JP5442120B2 - ブレーキライニング - Google Patents

Description

この発明は、例えばエレベータの巻上機ブレーキ、電動モータのブレーキ、及び自動車のブレーキ等に使用されるブレーキライニングに関するものである。

従来のブレーキライニングには、制動時の鳴きや衝撃音などの騒音を抑制するため、多孔質の無機質材である珪藻土を混入することにより多数の空孔が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の炭素繊維強化炭素複合材では、シート状の繊維を積層して加熱、加圧成形することにより、多数の空孔が形成されている。また、所定の空孔率が得られるように、成形時にスペーサが用いられている。さらに、成形後に積層体を焼成することにより、高強度の複合材が得られる（例えば、特許文献２参照）。

さらに、従来のディスクブレーキ用摩擦パッドでは、ライニングの両端部に柔らかい部材を接着して、ライニングの両端部を変形し易くすることにより、局所的な接触を防止し、鳴きを抑制する（例えば、特許文献３参照）。

特開２００３−１９４１２１号公報 特開２００１−１８１０６４号公報 特開２００３−２１１８１号公報

上記のように、空孔が設けられた従来のブレーキライニングでは、空孔率を大きくすると騒音は小さくなるが、強度が低下し、破損する恐れがある。このため、空孔率を調整するための材料の選択が難しく、良好な摩擦特性を確保する上で必要のない複数の材料を混入したり、基材となる繊維も複数種混ぜ合わせたりする必要があり、ライニングの製造コストが高くなる問題があった。

また、例えばエレベータの巻上機では、ディスクやロータの回転が停止した後に巻上機ブレーキが制動動作するが、制動する対象が静止している場合であっても、ライニングとの接触時の衝撃音は発生する。

さらに、ブレーキライニングがディスクと接触する際には、まずライニングの端部が接触し、スティックスリップなどが発生して鳴きが発生することがある。これに対して、特許文献３に示された従来の摩擦パッドでは、ライニングの両端部に柔らかい部材が配置されているが、ライニング本体とその両端部に接着された部材との境界で硬さが不連続に変化するので、この箇所でスティックスリップを起こすことも考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、耐摩耗性が高く、鳴きや衝撃音などの騒音を抑制することができるブレーキライニングを得ることを目的とする。

この発明に係るブレーキライニングは、被制動回転体に押し当てられて被制動回転体の回転を制動するものであって、被制動回転体に対する相対的な摺動方向の端部から中央部へ向かって硬度が徐々に高くなっている。
また、この発明に係るブレーキライニングは、被制動回転体に押し当てられて被制動回転体の回転を制動するものであって、ライニング本体と、ライニング本体の中央部付近に設けられ、ライニング本体よりも硬度が高い複数の高硬度部とを有している。
さらに、この発明に係るブレーキライニングの製造方法は、基材と複数の調合材料とを混合し混合材とする工程、混合材をダイに投入し、パンチにより加熱、加圧し成形する工程、及び成形された成形体を研磨する工程を含み、ダイ内の底面とパンチの押圧面との間の間隔がブレーキライニングの端部に相当する部分から中央部に相当する部分へ向けて徐々に小さくなっているダイとパンチとの組み合わせを用いる。
さらにまた、ブレーキライニングの製造方法は、基材と複数の調合材料とを混合し混合材とする工程、混合材をダイに投入し、パンチにより加熱、加圧し成形する工程、及び成形された成形体を研磨する工程を含み、ダイ内の底面とパンチの押圧面との間の間隔が徐々に変化している領域と不連続的に変化している領域とを有するダイとパンチとの組み合わせを用いる。
また、この発明に係るブレーキライニングの製造方法は、高摩擦材料が混入された高摩擦部と、高摩擦部よりも硬度が高い高硬度部とを組み合わせて構成されたブレーキライニングの製造方法であって、高硬度部の材料をダイに投入し、押圧面に凹部が形成された第１のパンチにより加熱、加圧し成形する工程、高硬度部の成形体の上からダイ内に高摩擦部の材料を投入し、第２のパンチにより加熱加圧し成形する工程、及び高硬度部と高摩擦部とが組み合わせられた成形体を研摩して高硬度部を表面に露出させる工程を含む。

この発明のブレーキライニングは、端部の硬度が低くなるように構成されているため、被制動回転体と接触した初期の段階で、端部が変形し、接触の衝撃を吸収することができる。このため、ブレーキライニングの支持部材や被制動回転体の振動を低減して衝撃音や鳴きを抑制することができる。また、ブレーキライニングに空孔を設ける必要がないため、耐摩耗性を高くすることができる。
また、硬度を高めた高硬度部が中央部付近に設けられているので、全体としての耐摩耗性を向上することができるとともに、被制動回転体との接触の衝撃を吸収し、ブレーキライニングの支持部材や被制動回転体の振動を低減して衝撃音や鳴きを抑制することができる。
さらに、この発明のブレーキライニングの製造方法は、ダイ内の底面とパンチの押圧面との間の間隔がブレーキライニングの端部に相当する部分から中央部に相当する部分へ向けて徐々に小さくなっているので、製造工程を特に変更することなく、ブレーキライニングの硬度を部分的に連続的に変化させることができ、耐摩耗性が高く、鳴きや衝撃音などの騒音の小さなブレーキライニングを得ることができる。
さらにまた、ダイ内の底面とパンチの押圧面との間の間隔が徐々に変化している領域と不連続的に変化している領域とを有するダイとパンチとの組み合わせを用いるので、製造工程を特に変更することなく、ブレーキライニングの硬度を部分的に連続的に変化させることができ、耐摩耗性が高く、鳴きや衝撃音などの騒音の小さなブレーキライニングを得ることができる。
また、高摩擦部と高硬度部とを組み合わせたブレーキライニングを容易に製造することができ、耐摩耗性が高く、鳴きや衝撃音などの騒音の小さなブレーキライニングを得ることができる。

この発明の実施の形態１によるエレベータの巻上機の要部を示す断面図である。 図１のブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 図２のブレーキライニングとブレーキディスクとを示す平面図である。 図２のブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 図１のブレーキライニングがブレーキディスクに対して傾斜して接触する様子を示す説明図である。 図１のブレーキライニングが振動しながらブレーキディスクに接触する様子を示す説明図である。 図１のブレーキライニングの端部がブレーキディスクに接触して変形した様子を示す拡大図である。 この発明の実施の形態２によるエレベータの巻上機の要部を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態４によるブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態５によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 図１１のブレーキライニングがブレーキディスクに対して傾斜して接触する様子を示す説明図である。 図１１のブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態６によるブレーキライニングを示す正面図である。 図１４のブレーキライニングがその長さ方向に傾斜してブレーキディスクに接触する様子を示す説明図である。 図１４のブレーキライニングがその幅方向に傾斜してブレーキディスクに接触する様子を示す説明図である。 この発明の実施の形態７によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１７のブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態８によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 図２０のブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態９によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 この発明の実施の形態１０によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 この発明の実施の形態１１によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 この発明の実施の形態１２によるブレーキライニングとブレーキディスクとを示す側面図である。 図２５のブレーキライニングの製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエレベータの巻上機の要部を示す断面図である。図において、シャフト１は、巻上機のハウジングに水平に固定されている。シャフト１の外周には、一対の軸受２ａ，２ｂを介して、回転体３（図では半分のみ示す）が回転自在に支持されている。

回転体３には、円筒状の綱車３ａと、綱車３ａの軸方向一端部から径方向外側へ突出した円板状のフランジ部３ｂと、フランジ部３ｂの径方向外側の端部から軸方向へ突出した円筒状の回転子取付部３ｃとが一体に形成されている。綱車３ａには、複数のロープ溝が設けられている。かご及び釣合おもりを吊り下げる複数の懸架手段（ロープ又はベルト）は、綱車３ａに巻き掛けられる。

回転体３は、巻上機モータの駆動力によりシャフト１を中心として回転される。巻上機モータは、ハウジングに固定されたモータ固定子と、モータ固定子に対向して回転子取付部３ｃに取り付けられたモータ回転子とを有している。綱車３ａの回転により、かご及び釣合おもりは昇降路内を昇降される。

巻上機には、ブレーキディスク４（被制動回転体）と、ブレーキディスク４を介して回転体３の回転を制動する巻上機ブレーキ５とが設けられている。ブレーキディスク４は、フランジ部３ｂに固定されており、回転体３と一体に回転される。

巻上機ブレーキ５は、ヨーク６と、ヨーク６に設けられた電磁コイル７と、ブレーキディスク４の第１の面（前面）に対向する第１のブレーキシュー８と、ブレーキディスク４の第２の面（裏面）に対向する第２のブレーキシュー９と、第１及び第２のブレーキシュー８，９のブレーキディスク４に対向する面に固定された一対のブレーキライニング１０と、第１のブレーキシュー８とヨーク６との間に設けられたブレーキばね１１とを有している。

綱車３ａの回転が停止され、かごが乗場階に停止されると、電磁コイル７への通電が遮断され、ブレーキばね１１により第１のブレーキシュー８がブレーキディスク４側へ押圧され、ブレーキライニング１０間にブレーキディスク４が挟み込まれる。これにより、ブレーキディスク４及び回転体３の回転が制動される。

かごの走行を開始する際には、電磁コイル７が励磁されて電磁吸引力が発生され、ブレーキばね１１のばね力に抗して第１のブレーキシュー８がブレーキディスク４から引き離される。これにより、ブレーキライニング１０がブレーキディスク４の両面から離され、制動力が解除される。

また、かごの走行中に安全装置が動作してかごが非常停止される場合、電磁コイル７への通電が遮断され、回転中のブレーキディスク４にブレーキライニング１０が押し当てられ、ブレーキディスク４が摩擦制動される。さらに、かごの走行中に停電により電磁コイル７への通電が遮断された場合も、同様にブレーキディスク４が摩擦制動され、かごが停止される。

図２は図１のブレーキライニング１０とブレーキディスク４とを示す側面図、図３は図２のブレーキライニング１０とブレーキディスク４とを示す平面図である。各ブレーキライニング１０の硬度は、ブレーキディスク４に対する相対的な滑り方向の両端部から中心へ向かって、連続的に徐々に高くなっている。

次に、実施の形態１のブレーキライニング１０の製造方法について説明する。図４は図２のブレーキライニング１０の製造途中の状態を模式的に示す断面図である。ブレーキライニング１０は、基材となる繊維１２と、種々の調合材料１３とで構成される。調合材料１３には、摩擦調整剤、充填剤、及び結合剤などが含まれる。

繊維１２としては、例えば、ガラス繊維、スチール繊維、アラミド繊維、炭素繊維、又はチタン酸カリウムなどを用いることができる。また、摩擦調整剤としては、例えば、カシューダスト、ゴムダスト、銅、亜鉛、アルミナ、又はジルコニアなどを用いることができる。さらに、充填剤としては、例えば、炭酸カルシム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、又は硫化スズなどを用いることができる。さらにまた、結合剤としては、例えば、フェノール樹脂、メラニン樹脂、又はポリイミドなどを用いることができる。

繊維１２と調合材料１３とを予め混合した混合材をダイ１４に所定量投入する。そして、ダイ１４内の混合材をパンチ１５により加圧、加熱しながら成形する。混合材の成形後、所定の厚さになるように成形体を研磨し、ブレーキライニング１０を得ることができる。

ここで、パンチ１５の混合材に当接する押圧面１５ａは、断面円弧状に湾曲されている。これにより、パンチ１５の押圧面１５ａとダイ１４内のキャビティの底面１４ａとの間隔が中央部で最も狭くなる。このため、ブレーキライニング１０の中央部で材料の密度が高くなって硬度が増す。また、ブレーキライニング１０の中央部から端部へ向かって、材料の密度が徐々に小さくなり、硬度も徐々に低下する。

図５は図１のブレーキライニング１０がブレーキディスク４に対して傾斜して接触する様子を示す説明図、図６は図１のブレーキライニング１０が振動しながらブレーキディスク４に接触する様子を示す説明図である。巻上機ブレーキ５では、制動力を安定に保つために、ブレーキライニング１０の姿勢がブレーキディスク４に対して変化できるようになっている。例えば、発熱によってブレーキディスク４の温度が上昇してブレーキディスク４が変形しても、接触面圧が均一になるように、ブレーキライニング１０は回転自在に支持されることが多い。

このため、図５に示すように、ブレーキライニング１０がブレーキディスク４に対して傾斜して接触する場合、接触直後にブレーキライニング１０の端部が局所的にブレーキディスク４に接触することにより、ブレーキライニング１０の支持部材やブレーキディスク４を加振して騒音が発生する。このような初期の接触においては、ブレーキライニング１０が硬い程、ブレーキライニング１０が接触したときの衝撃力が大きくなるため、騒音が大きくなることが多い。

また、温度や湿度などの周囲環境の変化によって、ブレーキライニング１０及びブレーキディスク４の表面状態が異なる場合、図６に示すように、ブレーキライニング１０が振動してブレーキディスク４に接触し、衝撃音や鳴きなどの騒音がさらに大きくなることもある。

これに対して、実施の形態１のブレーキライニング１０は、端部の硬度が低くなるように構成されているため、図７に示すように、ブレーキライニング１０がブレーキディスク４と接触した初期の段階で、端部が変形し、接触の衝撃を吸収することができる。このため、ブレーキライニング１０の支持部材やブレーキディスク４の振動を低減して衝撃音や鳴きを抑制することができる。

また、ブレーキライニング１０の端部が変形することにより、接触面圧のピーク値を小さくすることができるので、ブレーキライニング１０の局所的な温度上昇を抑制でき、制動力を安定に保つことができる。

さらに、ブレーキライニング１０の硬度が連続的に変化しているので、不連続的な接触面圧の変化がなく、面圧は面内で均一に分布し、これによりブレーキライニング１０の支持部材やブレーキディスク４の振動をより確実に低減できる。

さらにまた、ブレーキライニング１０に空孔を設ける必要がないため、耐摩耗性を高くすることができる。

また、パンチ１５の表面形状を変えるだけで、硬度が連続的に変化するブレーキライニング１０を得ることができ、安価に品質が高い巻上機ブレーキ５を得ることができる。

実施の形態２．
次に、図８はこの発明の実施の形態２によるエレベータの巻上機の要部を示す断面図である。実施の形態１ではディスクブレーキを示したが、実施の形態２では、内拡式のドラムブレーキを示している。図において、回転体１６には、円筒状の綱車１６ａと、綱車１６ａの軸方向一端部から径方向外側へ突出した円板状のフランジ部１６ｂと、フランジ部１６ｂの径方向外側の端部から軸方向へ突出した円筒状のブレーキドラム１６ｃ（被制動回転体）とが一体に形成されている。

ブレーキライニング１０は、ブレーキばね１１のばね力によりブレーキドラム１６ｃの内周面（制動面）に押し付けられる。また、ブレーキライニング１０は、電磁コイル７の電磁吸引力によりブレーキドラム１６ｃの内周面から引き離される。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このように、実施の形態１と同様に構成されたブレーキライニング１０をドラムブレーキに適用した場合にも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、実施の形態２ではブレーキドラム１６ｃの内周面を制動面とするドラムブレーキを示したが、例えばブレーキドラム１６ｃの外周面を制動面とするタイプのブレーキ装置など、ブレーキライニング１０を制動部材として用いるブレーキ装置であれば、他の様々なブレーキ装置にこの発明を適用することができる。従って、以下の実施の形態に示すブレーキライニングも種々のタイプのブレーキ装置に適用可能である。

実施の形態３．
次に、図９はこの発明の実施の形態３によるブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。図において、ダイ１４内のキャビティの底面１４ａは、断面円弧状に湾曲されている。他の構成及び製造方法は、実施の形態１又は２と同様である。

このようなダイ１４を用いてブレーキライニング１０を製造した場合、ブレーキライニング１０の中央部の材料の密度をさらに高くすることができ、中央部と端部との硬度の差を大きくすることができる。

なお、押圧面１５ａ及び底面１４ａの曲率半径は同じでなくてもよい。
また、実施の形態１では押圧面１５ａを湾曲させ、実施の形態３では押圧面１５ａと底面１４ａの両方を湾曲させたが、底面１４ａのみ湾曲させてもよい。

実施の形態４．
次に、図１０はこの発明の実施の形態４によるブレーキライニングの製造途中の状態を模式的に示す断面図である。図において、パンチ１５の押圧面１５ａは、その中央部が最も底面１４ａ側へ突出した階段状である。他の構成及び製造方法は、実施の形態１又は２と同様である。

このようなパンチ１５を用いてブレーキライニング１０を製造した場合も、実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態４のパンチ１５を実施の形態３のダイ１４と組み合わせてもよい。
また、底面１４ａをパンチ１５側へ階段状に突出させてもよい。

実施の形態５．
次に、図１１はこの発明の実施の形態５によるブレーキライニング１７とブレーキディスク４とを示す側面図、図１２は図１１のブレーキライニング１７がブレーキディスク４に対して傾斜して接触する様子を示す説明図である。

実施の形態１では、ブレーキディスク４が正転、逆転する場合を示したが、実施の形態５のブレーキディスク４は図１１の矢印方向へのみ回転される。そして、実施の形態５のブレーキライニング１７の硬度は、ブレーキディスク４に対する相対的な滑り方向の一端部から他端部へ向かって、連続的に徐々に高くなっている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

ブレーキディスク４が一方向にしか回転しない電動機などにおいて、図１２に示すように、ブレーキライニング１７の一端部がブレーキディスク４に最初に接触する場合、ブレーキライニング１７の一端部の硬度を低くしておくことにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態５のブレーキライニング１７を製造する際には、例えば図１３に示すように、パンチ１５の押圧面１５ａを底面１４ａに対して傾斜させ、押圧面１５ａと底面１４ａとの間の間隔がブレーキライニング１７の一端部に相当する側で小さくなるようにすればよい。他の製造方法は、実施の形態１と同様である。

このように、押圧面１５ａに傾斜を設けるだけでよいので、ブレーキライニング１７を安価に製造することができる。

なお、実施の形態５のようなブレーキライニング１７は、例えば実施の形態２で示したようなドラムブレーキなど、他のタイプのブレーキ装置にも適用できる。
また、押圧面１５ａと底面１４ａとの間の間隔が、ブレーキライニング１７の長さ方向の一端部に相当する部分から他端部に相当する部分へ向けて徐々に大きくなっていれば、押圧面１５ａ及び底面１４ａの両方を傾斜（パンチ１５による押圧方向に直交する平面に対して傾斜）させたり、底面１４ａのみ傾斜させたりしてもよい。さらに、押圧面１５ａ及び底面１４ａの少なくともいずれか一方を湾曲させたり、階段状に突出させたりしてもよい。

実施の形態６．
次に、図１４はこの発明の実施の形態６によるブレーキライニング１８を示す正面図である。図において、ブレーキライニング１８の硬度は、ブレーキライニング１８の長さ方向（図の左右方向）及び幅方向（長さ方向及び厚さ方向に直交する方向：図の上下方向）の中央部から、周縁部に向かって連続的に徐々に低くなっている。言い換えると、ブレーキライニング１８の硬度は、長さ方向の両端部から中央部へ向かって徐々に高くなっているとともに、幅方向の両端部から中央部へ向かって徐々に高くなっている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

上記のようなブレーキライニング１８は、パンチ１５の押圧面１５ａ及びダイ１４内の底面１４ａの少なくともいずれか一方を球面状に湾曲させ、ダイ１４に投入した混合材を加熱、加圧し、成形後に所定の厚さに研摩することにより製造することができる。

ここで、例えば、温度や湿度が大きく変化する環境、ブレーキディスク４（又はブレーキドラム１６ｃ）が汚れ易い環境、又は水分が付着し易い環境など、制動面での摩擦状態が変化し易くなることがある。このように摩擦状態が変化すると、図１５に示すような摺動方向（長さ方向）への姿勢変化だけでなく、図１６に示すように、幅方向へも姿勢が変化して振動が生じることがある。

このような場合、ブレーキディスク４に対してブレーキライニング１８は、その長さ方向及び幅方向の端部の局所領域で、ブレーキディスク４との接触を繰り返すことが予想される。

これに対して、図１４に示したようなブレーキライニング１８を用いることにより、ブレーキライニング１８の姿勢が変化しても、初期の接触時には必ず硬度の小さい領域がブレーキディスク４と接触するので、衝撃を和らげることができ、振動音、衝撃音及び鳴きなどの騒音を抑制することができる。

また、振動を低減することによって、制動力を安定に保つことができるので、環境が変化しても安定した品質のブレーキ装置を提供することができる。

さらに、ブレーキディスク４に水分や油が付着しても、ブレーキライニング１８の周縁部、即ち密度が小さい部分で吸収することができる。このとき、硬度の高い中心部には水分や油などが吸収され難いので、ブレーキライニング１８とブレーキディスク４との間の摩擦係数の変化を抑制して安定した制動力を確保することができる。

さらにまた、環境変化による摩擦係数の変動を小さくできるので、ブレーキ装置を小型、軽量化することが可能になる。

また、製造工程については、従来から特に変更することがないので、設備投資を抑制し、品質が高いブレーキライニング１８を安価に得ることができる。

なお、実施の形態６のようなブレーキライニング１８は、例えば実施の形態２で示したようなドラムブレーキなど、他のタイプのブレーキ装置にも適用できる。
また、実施の形態６のようなブレーキライニング１８を製造する場合、パンチ１５の押圧面１５ａ及びダイ１４内の底面１４ａの少なくともいずれか一方を、その中央が最も突出するように階段状に突出させてもよい。

実施の形態７．
次に、図１７はこの発明の実施の形態７によるブレーキライニング１９とブレーキディスク４とを示す側面図、図１８は図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図において、ブレーキライニング１９は、ライニング本体１９ａと、ライニング本体１９ａ内に設けられ、ライニング本体１９ａよりも硬度が高い複数（ここでは２箇所）の直線状の高硬度部１９ｂとにより構成されている。

高硬度部１９ｂは、ブレーキディスク４に対する相対的な滑り方向（ブレーキライニング１９の長さ方向）に平行に、ブレーキライニング１９の長さ方向の全長に渡って設けられている。また、高硬度部１９ｂは、ブレーキライニング１９の幅方向（図１７の上下方向）に互いに間隔をおいて設けられている。

上記のようなブレーキライニング１９は、図１９に示すように、複数の突起部１５ｂを設けたパンチ１５を用い、ダイ１４内の底面１４ａとパンチ１５の押圧面１５ａとの間の間隔を不連続的に小さくして、混合材を加熱、加圧することにより製造することができる。成形後、成形体の表面を研摩することにより、高硬度部１９ｂと他の部分とを同一面に露出させる。

このようなブレーキライニング１９によれば、部分的に硬度を高めた高硬度部１９ｂが形成されているので、全体としての耐摩耗性を向上することができる。即ち、通常、ブレーキライニング１９による制動力は、面圧が高い箇所で確保されるので、中央部付近の硬度を高くして、この箇所での摩耗を抑制することにより、ブレーキライニング１９全体の摩耗を低減し、かつ中央部で制動力を確保することができる。従って、接触時の衝撃音や鳴きなどの騒音、振動が小さく、かつ耐摩耗性が高いブレーキ装置を提供することができる。

実施の形態８．
次に、図２０はこの発明の実施の形態８によるブレーキライニング２０とブレーキディスク４とを示す側面図である。実施の形態７では、ブレーキライニング１９内の硬度の変化は高、低の２段階であったが、例えば粉塵の多い環境などでは、耐摩耗性がさらに要求されることがある。これに対して、実施の形態８のブレーキライニング２０は、実施の形態１のブレーキライニング１０に、実施の形態７のような高硬度部２０ｂを設けたものである。

具体的には、ブレーキライニング２０は、ライニング本体２０ａと、複数（ここでは２箇所）の高硬度部２０ｂとから構成されている。ライニング本体２０ａの硬度は、ブレーキディスク４に対する相対的な滑り方向（ブレーキライニング２０の長さ方向）の両端部から中心へ向かって、連続的に徐々に高くなっている。また、高硬度部２０ｂの硬度は、ライニング本体２０ａの硬度よりも高くなっている。

高硬度部２０ｂは、ブレーキディスク４に対する相対的な滑り方向に平行に、ブレーキライニング２０の長さ方向の全長に渡って設けられている。また、高硬度部２０ｂは、ブレーキライニング２０の幅方向（図２０の上下方向）に互いに間隔をおいて設けられている。

上記のようなブレーキライニング２０は、図２１に示すように、円弧状に湾曲された押圧面１５ａに複数の突起部１５ｂが設けられたパンチ１５を用いることにより製造することができる。

このようなブレーキライニング２０によれば、粉塵の多い環境であっても、衝撃音や鳴きなどの騒音、振動を抑制することができ、高品質、長寿命のブレーキ装置を提供することができる。

なお、図１９、図２１に示した製造方法では、パンチ１５に突起部１５ｂを設けたが、ダイ１４内の底面１４ａに突起部を設けて、成形後、成形体の裏面を研摩してもよい。
また、パンチ１５及びダイ１４の両方に突起部を設けて、成形後、成形体の両面を研磨してもよい。
さらに、実施の形態７、８では、ブレーキライニング１９，２０の幅方向の２箇所に高硬度部１９ｂ，２０ｂを設けたが、３箇所以上に設けてもよい。
さらにまた、実施の形態７、８では、摺動方向に平行な高硬度部１９ｂ，２０ｂを設けたが、幅方向に平行であってもよい。また、摺動方向に平行な高硬度部１９ｂ，２０ｂと幅方向に平行な高硬度部とを組み合わせて設けてもよい。

実施の形態９．
次に、図２２はこの発明の実施の形態９によるブレーキライニング２１とブレーキディスク４とを示す側面図である。図において、ブレーキライニング２１は、ライニング本体２１ａと、ライニング本体２１ａよりも硬度が高い複数（ここでは２箇所）の直線状の高硬度部２１ｂとにより構成されている。

実施の形態７の高硬度部１９ｂは、ブレーキライニング１９の長さ方向の全長に渡って設けられていたが、実施の形態９の高硬度部２１ｂは、ブレーキライニング２１の長さ方向の両端部には設けられておらず、長さ方向の一部分、ここでは中央部付近にのみ設けられている。他の構成及び製造方法は、実施の形態７と同様である。

このようなブレーキライニング２１によれば、耐摩耗性を向上させることができ、環境変化に対しても安定な制動力を確保できるブレーキ装置を提供することができる。また、環境変化による摩擦係数の変動を小さくできるので、ブレーキ装置を小型、軽量化することができる。

実施の形態１０．
次に、図２３はこの発明の実施の形態１０によるブレーキライニング２２とブレーキディスク４とを示す側面図である。図において、ブレーキライニング２２は、ライニング本体２２ａと、ライニング本体２２ａよりも硬度が高い複数（ここでは２箇所）の直線状の高硬度部２２ｂとにより構成されている。

実施の形態８の高硬度部２０ｂは、ブレーキライニング２０の長さ方向の全長に渡って設けられていたが、実施の形態１０の高硬度部２２ｂは、ブレーキライニング２２の長さ方向の両端部には設けられておらず、長さ方向の一部分、ここでは中央部付近にのみ設けられている。他の構成及び製造方法は、実施の形態８と同様である。

このようなブレーキライニング２２によれば、耐摩耗性を向上させることができ、環境変化に対しても安定な制動力を確保できるブレーキ装置を提供することができる。また、環境変化による摩擦係数の変動を小さくできるので、ブレーキ装置を小型、軽量化することができる。

実施の形態１１．
次に、図２４はこの発明の実施の形態１１によるブレーキライニング２３とブレーキディスク４とを示す側面図である。図において、ブレーキライニング２３は、ライニング本体２３ａと、ライニング本体２３ａよりも硬度が高い複数（ここでは２箇所）の直線状の高硬度部２３ｂとにより構成されている。

ライニング本体２３ａの硬度は、実施の形態６で示したように、ブレーキライニング２３の長さ方向及び幅方向の中央部から、周縁部に向かって連続的に徐々に低くなっている。また、高硬度部２３ｂは、ブレーキライニング２３の長さ方向の両端部には設けられておらず、長さ方向の一部分、ここでは中央部付近にのみ設けられている。

このようなブレーキライニング２３によれば、耐摩耗性を向上させることができ、環境変化に対しても安定な制動力を確保できるブレーキ装置を提供することができる。また、環境変化による摩擦係数の変動を小さくできるので、ブレーキ装置を小型、軽量化することができる。

なお、実施の形態７〜１１に示したような高硬度部を実施の形態５に示したブレーキライニング１７と組み合わせてもよい。

実施の形態１２．
次に、図２５はこの発明の実施の形態１２によるブレーキライニング２４とブレーキディスク４とを示す側面図である。上記の実施の形態７〜１１では、ブレーキライニング１９〜２３はそれぞれ同種の材料のみで構成されているが、複数の材料を組み合わせても硬度分布を有するブレーキライニングを得ることができる。

実施の形態１２のブレーキライニング２４は、高摩擦材料が混入されブレーキディスク４に対する摩擦係数が高められたライニング本体としての高摩擦部２４ａと、高摩擦部２４ａよりも硬度の高い材料からなる高硬度部２４ｂとを組み合わせて構成されている。高摩擦部２４ａに混入される高摩擦材料としては、例えば、ゴム、ウレタン又はコルクなどを用いることができる。

ブレーキライニング２４のブレーキディスク４に接する面の中央部付近には、高硬度部２４ｂが２本の平行な直線状に露出されている。これらの高硬度部２４ｂの露出部分は、実施の形態９〜１１の高硬度部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと同様の形状である。

高摩擦部２４ａは、摩擦係数の高い樹脂等により構成されているため、十分な制動能力を確保することができるが、摩耗し易い。このため、ブレーキディスク４との接触面圧が高い中央部付近に高硬度部２４ｂを設けることにより、ブレーキライニング２４の摩耗を抑制し、かつ制動力を確保することができる。従って、摩擦係数が高くても耐摩耗性が良く、長寿命のブレーキ装置を得ることができる。

次に、ブレーキライニング２４の製造方法について説明する。図２６（ａ）〜（ｄ）は、図２５のブレーキライニング２４の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。まず、図２６（ａ）に示すように、高硬度部２４ｂの材料をダイ１４内に入れ、押圧面２５ａに複数の凹部２５ｂが形成された第１のパンチ２５により加熱、加圧する。これにより、図２６（ｂ）に示すように、ダイ１４内の底部に高硬度部２４ｂが成形される。

この後、図２６（ｃ）に示すように、高硬度部２４ｂの成形体の上からダイ１４内に高摩擦部２４ａの材料を投入し、平坦な押圧面２６ａを有する第２のパンチ２６により加熱、加圧する。これにより、図２６（ｄ）に示すように、高摩擦部２４ａ及び高硬度部２４ｂを組み合わせた成形体が得られる。最後に、ブレーキライニング２４をダイ１４から取り出して、焼成後、研摩して高硬度部２４ｂを表面に露出させる。

このような製造方法によれば、従来の設備を用いてブレーキライニング２４を製造することができるので、安価に高品質のブレーキ装置を得ることができる。

また、通常、ブレーキ装置の重量及び寸法は、ブレーキディスク４に対するブレーキライニング２４の摩擦係数が小さいと大きくなるが、高摩擦部２４ａを設けることにより、摩擦係数を大きくすることができので、ブレーキ設計の裕度を大きくし、小型軽量化を図ることができる。

なお、高硬度部２４ｂの露出部分の形状、数、向き等は、実施の形態７〜１１と同様に適宜変更可能である。
また、実施の形態１〜１２のブレーキライニングの形状は、矩形に限定されるものではない。

Claims (6)

1. 被制動回転体に押し当てられて前記被制動回転体の回転を制動するブレーキライニングであって、
   前記被制動回転体に対する相対的な摺動方向の端部から中央部へ向かって硬度が連続的に徐々に高くなっていることを特徴とするブレーキライニング。
2. 摺動方向の両端部から中央部へ向かって硬度が連続的に徐々に高くなっていることを特徴とする請求項１記載のブレーキライニング。
3. 幅方向の両端部から中央部へ向かっても硬度が徐々に高くなっていることを特徴とする請求項２記載のブレーキライニング。
4. ライニング本体と、前記ライニング本体の中央部付近に設けられ、前記ライニング本体よりも硬度が高い高硬度部とを有しており、
   前記ライニング本体の硬度が、前記被制動回転体に対する相対的な摺動方向の端部から中央部へ向かって連続的に徐々に高くなっていることを特徴とする請求項１記載のブレーキライニング。
5. 前記高硬度部は、前記被制動回転体に対する相対的な摺動方向に平行な直線状であることを特徴とする請求項４記載のブレーキライニング。
6. 前記高硬度部は、摺動方向の一部分に設けられていることを特徴とする請求項５記載のブレーキライニング。

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