JP3989416B2 - シューライニングの熱成形型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム型のブレーキシューに使用されるシューライニングの熱成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用のドラム型ブレーキシューは、円弧状外周面を備えたリム板の内側にウエブ板が設けられて断面が略Ｔ字状をなすシュー本体と、リム板の外周面に接着されるシューライニングとからなる。
ブレーキシューの製造方法は、無機材および有機材からなるシューライニングの原材料を、種々の工程を経て円弧状に熱成形した後、シューライニング内周面あるいはシュー本体のリム板外周面に、熱硬化性樹脂からなる接着剤を塗布し、両者を加圧、加熱して一体化する方法が一般的である。
【０００３】
そして、シューライニングの製造工程には、原材料の配合、ミキシング、仮成形、熱成形、切断、研磨、テーパー加工、接着剤塗布、乾燥等があり、これら工程の後、シュー本体との接着、乾燥、バリ取りの工程を経てブレーキシューが製造される。
上記工程のうち熱成形の工程では、前工程の仮成形において湾曲板状に仮成形されたシューライニング材料が、加圧されると共に加熱されて、所定の形状、硬度、密度等を有したシューライニングに成形される。
【０００４】
熱成形では、従来、図１２に示されるような上型１１０と下型１２０とから構成される熱成形型１００が用いられている。
下型１２０は、凹部１３０が形成されたメス型であって、凹部１３０の内底面１５０は下方に向かって凸となる湾曲面となっている。つまり、内底面１５０はシューライニングの外周面側を成形する金型面となっている。
【０００５】
上型１１０はオス型であって、下型の凹部１３０内に進入可能な凸部１４０を有している。凸部１４０の先端面１６０は、下方に向かって凸となる湾曲面となっている。つまり、先端面１６０は、シューライニングの内周面側を形成する金型面となっている。
また、先端面１６０には、上型が下型に組み合わされた際には、下型の内底面１５０方向に突出する段差部１６０ｄが形成されている。
【０００６】
詳しく説明すると、先端面１６０は、成形用先端面１６０ａ、段差壁１６０ｂ、１６０ｂ及び段差面１６０ｃ、１６０ｃとからなる。段差壁１６０ｂは、下方に向かって凸となる湾曲面で形成される成形用先端面１６０ａの両端に配設され、段差面１６０ｃは、段差壁１６０ｂを介して成形用先端面１６０ａと連続し、その両側で突出するよう形成されている。
すなわち、成形用先端面１６０ａは、シューライニングの内周面側を形成する金型面となり、段差壁１６０ｂはシューライニングの周方向の、両端壁の一部を形成する金型面となっている。
【０００７】
このような構成の熱成形型１００による熱成形方法は、まず仮成形されたシューライニング材料を凹部１３０内に供給する。そして、固定されている下型１２０に対して上型１１０を下降させ、凹部１３０内に凸部１４０を進入させて上型１１０と下型１２０とを型締めして、熱プレス機（図示せず）によって加圧すると共に加熱処理することで行なわれる。
こうして加圧し、加熱されたシューライニング材料１７０は、所要の形状の、湾曲板状のシューライニングに形成されることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１３は、先端面１６０の段差部１６０ｄを拡大して説明する断面図である。
段差壁１６０ｂは、円弧状の成形用先端面１６０ａの端部から、成形用先端面１６０ａの径方向に延設されている。さらに、段差壁１６０ｂと、これに連なる段差面１６０ｃとで形成される段差部１６０ｄのコーナー部の角度ｄは、鈍角をなしている。
これにより、段差面１６０ｃは、円弧状の内底面１５０との間に、両者の間隔が略一定の空間Ｂを形成する。空間Ｂは、成形空間Ａに連通する。
【０００９】
上記構成によると、仮成形されたシューライニング材料１７０を成形空間Ａ内に供給し、熱成形型によって加圧、加熱することで、シューライニング材料１７０の一部が、空間Ｂへと押出されてバリとなる。
その際、空間Ｂ内のシューライニング材料１７０には強い加圧力がかかるので、上型１１０を上方へと押し戻してしまう。このような状態では成形空間Ａ内のシューライニング材料１７０に十分な加圧力がかからず、所要の形状、密度、硬度等を有した良好なシューライニングを成形することができないという課題がある。
【００１０】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、シューライニング材料を良好に加圧して熱成形することができるシューライニングの熱成形型を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
すなわち、本発明は、シューライニング材料と、外周面に接着剤が塗布されたシュー本体とが、下型と補助上型との間に装填され、補助上型と下型とが相対的に加圧されると共に加熱されることにより、前記シュー本体の外周面にてシューライニングを熱成形すると同時にシューライニングを接着して、ブレーキシューを形成するシューライニングの熱成形型であって、シュー本体に、下型の金型面方向に突出し、段差壁によりシューライニングの周方向の両端壁を形成するための段差部が形成され、シュー本体に形成された前記段差部の段差面と下型の金型面との間隔が、外方に向けて漸次大きくなるように、前記段差部の段差面と段差壁とでなすコーナー部の角度が鋭角に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を挙げ、添付図面と共に詳細に説明する。
（参考例）
図１（ａ）は参考例による熱成形型１０の断面図であり、上型１１と下型１２とからなる。図１（ｂ）はその下型１２の平面図である。図２は、上型１１の先端面１６の段差部を拡大して説明する断面図である。
図１０（ａ）は、ドラム型ブレーキシューの正面図であり、図１０（ｂ）は、その底面図である。
【００１３】
図１０に示されるようにブレーキシュー２０は、シュー本体２１と、シュー本体２１に接合されるシューライニング２２とからなる。
シュー本体２１は、円弧状の外周面を備えたリム部２３の内側に、弓形のウエブ部２４が配設されて形成されており、両者合わせた断面は略Ｔ字状となっている。シュー本体２１の材質は、鋼板、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属である。
シューライニング２２は、断面円弧状で、内周面２２ｂ及び外周面２２ａを有した湾曲板状に成形されており、内周面２２ｂがリム部２３の外周面２３ａに接合され、外周面２２ａがドラムブレーキ側に配設される。
【００１４】
シューライニング２２の製造にあたっては、まず公知の有機、無機材料からなるシューライニングの原材料を配合し、ミキシング後、所要形状に仮成形する。材料は公知のものを使用するので説明を省略するが、無機材料にバインダーとして有機材料を混合し、後述する下型１２の凹部１３の内底面１５にほぼ沿い、上型の両段差部間に納まる湾曲板状に仮成形する（図１１に仮成形されたシューライニング材料１７の形状を示す。）。
仮成形は、バインダーによって無機材料が押し固められ、保形される状況で十分である。また、仮成形後、切断等により、所要幅、長さのシューライニング材料１７に調整してもよい。
【００１５】
次の熱成形の工程では、仮成形されたシューライニング材料１７を、熱成形型１０を用いて加圧、加熱して所定の形状になるよう成形する。
熱成形の工程では、図１に示されるような上型１１と下型１２とから構成される熱成形型１０を用いる。
下型１２は、凹部１３が形成されたメス型（図１（ａ）、（ｂ）参照）であって、凹部１３の内底面１５は下方に向かって凸となる湾曲面となっている。つまり、内底面１５は、シューライニング２２の外周面２２ａ（図１０（ａ）参照）側を成形する金型面となっている。
凹部１３の幅は、リム部の幅よりも若干大きめに設定されている。また、凹部１３の深さは、後述するように熱成形時に、凹部１３内にシューライニング材料１７を配置した状態で、後述する凸部１４の成形用先端面１６ａと、段差面１６ｃの一部が進入可能な深さとなっている。
【００１６】
上型１１はオス型であって、下型１２の凹部１３内に進入可能に弓形に突出する凸部１４を有している。そして、凸部１４の先端面１６は、下方に向かって凸となり、シューライニングの内周面側を形成する金型面となっている。
また、先端面１６は、下方に向かって凸となる湾曲面からなる成形用先端面１６ａと、成形用先端面１６ａの両端に配設される段差壁１６ｂと、段差壁１６ｂを介して成形用先端面１６ａと連続し、その両側で突出する段差面１６ｃとからなる。
【００１７】
つまり、成形用先端面１６ａは、段差面１６ｃに対して後退した位置に配設されており、段差面１６ｃと段差壁１６ｂにより段差部１６ｄが形成される。そして、熱成形する際には、仮成形されたシューライニング材料１７は、成形用先端面１６ａ、内底面１５及び両段差壁１６ｂ、１６ｂに挟み込まれて加圧される。すなわち、成形用先端面１６ａは、シューライニング２２の内周面２２ｂ（図１０（ａ）参照）側を形成する金型面となっており、段差壁１６ｂは、シューライニング材料１７を両端部側から挟みこんでシューライニング２２の周方向の、両端壁の一部２２ｃ（内周面２２ｂ側の端壁）を形成する金型面となっている。
【００１８】
図２は先端面１６の段差部１６ｄを拡大して説明する断面図である。段差壁１６ｂは、円弧状の成形用先端面１６ａの端部から、成形用先端面１６ａの径方向に延設されている。
また、段差壁１６ｂと、これに連なる段差面１６ｃとで形成される段差部１６ｄのコーナー部の角度ｅは鋭角をなしている。
これにより、段差面１６ｃは、凹部１３内に凸部１４を進入させ熱成形をする際の、内底面１５との間隔Ｌが、凹部１３の開口側に向かって徐々に大きくなるよう形成される。そして、段差面１６ｃと内底面１５との間に空間Ｃを形成する。空間Ｃは、シューライニング材料１７が嵌め込まれて所定の形状に成形される空間である、内底面１５と成形用先端面１６ａとの間の成形空間Ａに連通している。
【００１９】
上記構成からなる熱成形型１０を用いた熱成形方法は、まず、仮成形されたシューライニング材料１７を下型１２の凹部１３内に、その内底面１５に概略沿い、進入する凸部１４の両段差壁１６ｂ内に納まるよう配置する。
そして、凹部１３内に凸部１４を進入させた状態に上型１１と下型１２とを組みつける。組みつけた上下型を熱プレス機によって、シューライニング材料１７を押し固める方向に加圧しながら加熱処理を施す。
【００２０】
こうして内底面１５、成形用先端面１６ａ及び両段差壁１６ｂ、１６ｂで挟まれ加圧、加熱されたシューライニング材料１７は、成形空間Ａ内で所要の形状に熱成形されたシューライニング２２となる。そして、シューライニング材料１７の一部は、段差壁１６ｂを越えて空間Ｃへと押出され、シューライニング２２のバリとなる。
この際、段差面１６ｃと内底面１５との間隔Ｌは、凹部１３の開口側に向かって徐々に大きくなっているので、空間Ｃへと押出されたシューライニング材料１７が上方へと逃げやすくなる。
【００２１】
また、空間Ｃは開口側に向かって徐々に大きく形成されると共に、段差面１６ｃは、凸部１４の突出方向（すなわち加圧方向）に対する平行面に近づくように形成されているので、空間Ｃ内へ押出されたシューライニング材料１７に大きい加圧力がかからず、上型１１を押し戻すことがない。従って、成形空間Ａ内のシューライニング材料１７に、所定の加圧力を充分かけることができ、所望の密度、硬度、形状等を有し、所望の摩擦性能を有したシューライニング２２を容易に製造することができる。
また、形成されるバリは、その先端からシューライニング２２につながる根元に向かって徐々に薄くなるように形成される。よって、バリ除去の作業が容易となる。
なお、熱成形後、熱成形型１０内からシューライニング２２を取り出し、切断、研磨等が施される。
【００２２】
（本発明の実施形態）
本発明の実施形態として、シューライニング材料の熱成形と、シューライニングのシュー本体への接着とを同時に行う熱成形型を挙げて説明する。
製造されるブレーキシューの形状の概略は、図１０に示したものと同様である。
【００２３】
リム部の外周面２３ａは、湾曲面からなる接着外周面２５と、その両端に配設される段差壁２６と、段差壁２６を介して接着外周面２５に連続し、その両端で突出する段差面２７とからなる。つまり、接着外周面２５は、段差面２７に対して後退した位置に配設されており、段差壁２６と段差面２７により段差部４５が形成される。
図８は、リム部２３の外周面２３ａの段差部４５を拡大して説明する断面図である。段差壁２６は、断面円弧状の接着外周面２５の端部から、接着外周面２５の径方向に延設されている。
また、段差壁２６と、これに連続する段差面２７とで形成される段差部２６のコーナー部の角度ｅは鋭角を成している。
【００２４】
シューライニング材料１７の、熱成形とシュー本体２１への接着は、下型２８と補助上型２９を有する熱成形型が用いられる。
図３は下型２８の断面図であり、図４はその平面図である。
図３に示すように下型２８は、上方に開口する凹部３０を有し、その内底面３０ａは、下方に向かって凸となる湾曲面となっている。つまり、内底面３０ａは、シューライニング２２の外周面２２ａ側を形成する金型面となっている。
凹部３０の幅は、シュー本体２１のリム部２３の幅よりも若干大きめに設定されている。さらに、凹部３０の深さは、後述するように熱成形時に、シューライニング材料１７を配置した状態で、少なくともリム部２３の接着外周面２５と、段差面２７の一部が進入可能な深さとなっている。
また、凹部３０の両端側には、上面よりも若干高さが低くなった段部３１が設けられている。
【００２５】
次に、補助上型２９について説明する。図５は補助上型２９の断面図であり、図６はその底面図である。
補助上型２９の下面側の両端部には、下型２８の段部３１内に進入可能で、下型２８内への突入量を規制するための、規制段部３２が突設されている。この両規制段部３２、３２間にシュー本体２１が保持可能になっている。
すなわち、両規制段部３２、３２の対向面に、ストッパピン３３、３３が対向面に対して突入可能に突設されている。ストッパピン３３、３３は、規制段部３２、３２の対向面に設けられた孔３４、３４内に配置され、スプリング３５、３５によって、丸みを帯びた先端が所要長さ突出するよう付勢され、スプリング３５、３５の付勢力に抗して押圧された際に、孔３４、３４内方に向けて突入可能に設けられている。なお、ストッパピン３３、３３は所要長さ突出する位置でストッパ（図示せず）により抜け止めされている。
【００２６】
図５に示すように、シュー本体２１を、リム部２３の外周面を下側に向けて両規制段部３２、３２間の空間内に押し込むと、リム部２３の外周面に押圧されてストッパピン３３、３３が押入され、逆にストッパピン３３からの押圧力により、シュー本体２１が上型２９の下面側に落下することなく保持される。このとき、ストッパピン３３、３３は、リム部２３の外周面２３ａのうち、段差面２７の上方側でリム部２３を押圧し、これを保持する。
【００２７】
また、図６に示すように両規制段部３２、３２間の、補助上型の下面には、２つの押圧板３６、３６が平行に設けられている。
この押圧板（板状の押圧部）３６、３６は、シュー本体２１を両規制段部３２、３２間に装着した際、リム部２３の内周面の縁部２３ｂ、２３ｂ（図１０（ｂ）参照）に内側から当接して押圧可能なように、その押圧面（下端面）がリム部２３の内周面に沿う円弧状をなしている。
なお、押圧板３６、３６は、正面形状が完全な円弧板でなくともよく、ウエブ部２４に突出部が形成されるなどして、突出部等が空間的な障害をなす場合には、それを避けるため、適宜切欠部（図示せず）を設けて対応するようにしてもよい。
また、押圧板３６、３６は凹部３０内に進入可能である。
【００２８】
上記熱成形型を用いてブレーキシュー２０を製造するには次のようにする。
まず、第１実施形態において説明したものと同様の仮成形方法により、下型２８の凹部３０の内底面３０ａに略沿うと共に、リム部２３の両段差壁２６、２６内に納まる形状の湾曲板状に仮成形されたシューライニング材料１７を準備し、下型２８の凹部３０内に挿入する。この際、シューライニング材料１７が、後に凹部３０内に進入するリム部２３の両段差壁２６、２６内に納まるよう凹部３０内に配置する。
次に、補助上型２９に、リム部２３の接着外周面２５に熱硬化性樹脂からなる接着剤を塗布したシュー本体２１を図５に示すように装着し、保持する。
上記のようにシュー本体２１をセットした補助上型２９を、シュー本体２１の外周面側をシューライニング材料１７側に向けて、シュー本体２１が凹部３０内に挿入（進入）するように下型２８にセットする（図７参照）。
【００２９】
このように組み付けた熱成形型を熱プレス機（図示せず）によって、シューライニング材料１７を押し固める方向に加圧しながら加熱処理を施す。
これにより、シューライニング材料１７は、接着外周面２５、内底面３０ａ及び両段差壁２６、２６の間で挟まれて加圧、加熱されることとなり、これら面で形成される成形空間Ａ内で、所要厚さ、所要形状の湾曲板状のシューライニング２２に熱成形されることとなる。また同時に、シューライニング２２は、熱硬化性樹脂の接着剤によりリム部２３の外周面（接着外周面２５）上に接着される。
【００３０】
つまり、内底面３０ａは、シューライニング２２の外周面２２ａを形成する金型面となっている。また、接着外周面２５は、シューライニング２２の内周面２２ｂを形成すると共に、シューライニング２２が接着される面でもある。そして、両段差壁２６、２６は、シューライニング２２の周方向の両端壁の一部２２ｃ（内周面側の一部）を形成することになる。
このようにシュー本体は、リム部の外周面２３ａが参考例における上型の金型面の作用もなしている。
【００３１】
図９は、下型、補助上型、シュー本体からなる熱成形型によって加圧、加熱されている際のシューライニング材料の段差部４５側を示す。
前述したように段差壁２６は、円弧状の接着外周面２５の端部から、接着外周面２５の径方向に延設されている。また、段差壁２６と、これに連なる段差面２７とで形成されるコーナー部の角度ｅは鋭角をなし、段差面２７は、成形時に凹部３０の内底面３０ａとの間に、両者の間隔Ｍが凹部３０の開口側に向かって徐々に大きくなる空間Ｄを形成する。そして、空間Ｄは、成形空間Ａに連通している。
これによると、シューライニング材料１７の一部は、加圧、加熱されることにより成形空間Ａから空間Ｄへと押出されてシューライニング２２のバリとなる。
【００３２】
この際、段差面２７と、凹部３０の内底面３０ａとの間隔Ｍは、凹部３０の開口側に向かって徐々に大きくなっているので、空間Ｄへ押出されるシューライニング材料１７が上方へ逃げやすくなる。また、空間Ｄは開口側に向かって徐々に大きく形成されると共に、段差面２７は、リム部２３の円弧状に突出する突出方向（すなわち加圧方向）に対する平行面に徐々に近づくように形成されているので、空間Ｄ内に押出されたシューライニング材料１７に大きい加圧力がかかることがなく、空間Ｄ内のシューライニング材料１７によってシュー本体２１が押し戻されることがない。従って、成形空間Ａ内のシューライニング材料１７に、所定の加圧力を効率良くかけることができ、所望の密度、硬度、形状等を有し、所望の摩擦性能を有したシューライニング２２を容易に製造することができる。
また、空間Ｄ内で形成されるバリは、その先端からシューライニング２２につながる根元に向かって徐々に薄くなるように形成される。従って、バリ除去の作業が容易となる。
【００３３】
以上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００３４】
例えば、図１４に示されるように、リム部の外周面２３ａ（本発明の実施形態）、先端面１６（参考例）が、断面円弧状に形成されるのに対して、段差部を下型の内底面１５（参考例）、３０ａ（本発明の実施形態）側に設けてもよい。
このとき、段差壁４０は、段差壁４０と内底面１５、３０ａとで形成される角度ｊが鈍角となるように設けられる。これにより、熱成形後にシューライニングを凹部１３、３０内から取り出し易くなる。そして、段差壁４０とこれに連なる段差面４１とで形成されるコーナー部の角度ｆは、鋭角をなすよう形成する。これにより、段差面４１と、リム部の外周面２３ａ或いは先端面１６との間隔Ｎが、凹部の開口側に向かって徐々に大きくなるよう形成する。
【００３５】
また、参考例、および本発明の実施形態において、図１５に示されるように段差部５０、５１を上型、下型の両方に設けてもよい。このとき、シューライニングの周方向の両端壁は、両段差壁４３、４０によって形成される。
そして、上型及び下型の段差部５０、５１で形成されるコーナー部の角度ｅ、ｆを共に鋭角とし、両段差面４２、４１の間隔Ｎは、凹部の開口側に向かって徐々に大きくなるよう形成する。
このような熱成形型によると、バリとなるシューライニング材料が上方へと逃げやすくなり、上型を押し戻すことがない。また、バリは根元が薄く形成されるので除去しやすくなる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によると、熱成形時にシューライニング材料を良好に加圧することができ、所望の摩擦性能を有したシューライニングを効率良く製造することができる。
また、形成されたバリは、先端部からシューライニングにつながる根元へ向かって徐々に薄くなる形状なので、除去が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る熱成形型の形状を示す概略図である。
【図２】 熱成形時のシューライニング材料の端部側を示す断面図である。
【図３】 本発明の実施形態における下型の断面図である。
【図４】 図３に示した下型の平面図である。
【図５】 本発明の実施形態における補助上型とシュー本体の断面図である。
【図６】 図５に示した補助上型とシュー本体の底面図である。
【図７】 本発明の実施形態における熱成形型の組み付け状態を示す断面説明図である。
【図８】 リム部の段差部を説明する断面図である。
【図９】 熱成形時のシューライニング材料の端壁側を示す断面図である。
【図１０】 シュー本体の形状を示す概略図である。
【図１１】 仮成形したシューライニング材料の形状を示す説明図である。
【図１２】 従来の熱成形型を説明する断面図である。
【図１３】 従来の熱成形時のシューライニング材料の端壁側を示す断面図である。
【図１４】 他の実施形態における熱成形型の段差部側の断面図である。
【図１５】 他の実施形態における熱成形型の段差部側の断面図である。
【符号の説明】
１０ 熱成形型
１１ 上型
１２ 下型
１３ 凹部
１４ 凸部
１５ 内底面
１６ 先端面
１６ａ 成形用先端面
１６ｂ 段差壁
１６ｃ 段差面
１６ｄ 段差部
１７ シューライニング材料
２０ ブレーキシュー
２１ シュー本体
２２ シューライニング
２３ リム部
２３ａ リム部の外周面
２４ ウエブ部
２５ 接着外周面
２６ 段差壁
２７ 段差面
３０ 凹部

Claims (1)

1. シューライニング材料と、外周面に接着剤が塗布されたシュー本体とが、下型と補助上型との間に装填され、補助上型と下型とが相対的に加圧されると共に加熱されることにより、前記シュー本体の外周面にてシューライニングを熱成形すると同時にシューライニングを接着して、ブレーキシューを形成するシューライニングの熱成形型であって、
   シュー本体に、下型の金型面方向に突出し、段差壁によりシューライニングの周方向の両端壁を形成するための段差部が形成され、
   シュー本体に形成された前記段差部の段差面と下型の金型面との間隔が、外方に向けて漸次大きくなるように、前記段差部の段差面と段差壁とでなすコーナー部の角度が鋭角に形成されていることを特徴とするシューライニングの熱成形型。

Images