JPH0753387B2 - 一体化成形された制動部品 - Google Patents

一体化成形された制動部品

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JPH0753387B2
JPH0753387B2 JP8549687A JP8549687A JPH0753387B2 JP H0753387 B2 JPH0753387 B2 JP H0753387B2 JP 8549687 A JP8549687 A JP 8549687A JP 8549687 A JP8549687 A JP 8549687A JP H0753387 B2 JPH0753387 B2 JP H0753387B2
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動二輪車、自動車、トラクター等の農業用機
械、産業用機械等の動力伝達及び/又は制動に使用され
る制動部品に関する。
(従来の技術) 従来より、自動車、車両、各種産業機械等の制動部品と
しては、軽合金鋳物やダイカストで作られた保持部材
(ブレーキ片)に、フエノール樹脂を結合剤として、石
綿で強化された摩擦部材を接着した成形品が広く使用さ
れている。しかし、上記の公知制動部品は下記の如き問
題点を持つ。
生産性が劣る。即ち、鋳造されたブレーキ片(ブレ
ーキシユー等)を研磨、仕上げした後、ブレーキシユー
側にプライマーを、摩擦部材(ブレーキライニング等)
側に接着剤を夫々塗布した後、両者を貼着し、次いで、
加圧下に加熱硬化(200〜300℃×約30kg/cm2、約40分)
させる作業を逐一圧締治具を用いて行うので、非常に生
産性が低い。
ブレーキシユー等が金属から構成されているので、
腐蝕に弱い。この欠点は、特に冬季融雪剤が散布された
路面を走行した際に目立つて現われる。
金属製のブレーキシユーでは、ブレーキライニング
の吸収した回転運動エネルギーが振動エネルギーに変り
易く、このため、制動時に不快な共鳴振動音(通称「鳴
き」)を発生することが多い。
ブレーキシユー等が金属から構成されているので重
量が大きい。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は軽量で、しかも信頼性の高い制動部品を
提供することにある。
また本発明の目的は腐食に強い制動部品を提供すること
にある。
更に本発明の目的は生産性の優れた制動部品、より具体
的には少ない工程数で接着及び成型を同時に行うことの
できる制動部品を提供することにある。
本発明のまた別の目的は制動時に発生する熱や荷重に対
して、充分耐えられる制動部品を提供することにあり、
高温領域での強度、剛性及び一体化の接着性に関して信
頼性の高い熱可塑性樹脂組成物及び接着剤を用いて作成
した制動部品を提供することにある。
本発明の更に他の目的は従来の金属製制動部品と比較し
て、軽量で耐腐蝕性に優れ、しかも制動時に鳴きの少な
い制動部品を、自動化しやすい単純な製造工程で容易に
製造できる制動部品を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は予め所望の形状に成形された摩座部材を金型キ
ヤビテイ内に設置し、射出成形法により該キヤビテイに
溶融樹脂を射出し冷却固化して保持部材を形成すると同
時に、該保持部材と摩擦部材とを接着せしめる制動部品
の製造方法において、摩擦調整剤を含み、フェノール樹
脂等を結合剤とし、石綿、ガラス繊維又はスチール繊維
等で強化されたアスベスト系若しくはノン・アスベスト
系の摩擦部材の接着面に、硬化時のガラス転移点(Tg)
が50℃以上であるエポキシ系接着剤を未硬化または硬化
が多少進行した状態で存在せしめ、繊維状補強材を含有
するナイロン−4,6樹脂組成物を射出成形することによ
り摩擦部材および保持部材が硬化したエポキシ系接着剤
により一体化された制動部品に係る。
本発明において摩擦部材は、自動車その他各種の車両、
各種産業機械等のブレーキ、クラツチ等の制動部におい
て、ブレーキライニング(ドラムブレーキの場合)、デ
イスクブレーキパツド(円盤ブレーキの場合)、クラツ
チフエーシング等として広く使用されている材料であ
る。通常このものは、常法に従い、基材としての石綿、
ガラス繊維、スチール繊維等に、フエノール樹脂等の結
合剤及びカシユー粒子、黒鉛、バライタ(硫酸バリウ
ム)、二硫化モリブデン、炭酸カルシウム又は鉄粉など
の摩耗特性を向上させるための各種の摩擦調整剤を混合
し、その混合物を圧縮成形することにより製造される。
また最近石綿の公害を除去したいわゆるノン・アスベス
ト系の摩擦部材が各種作られているが、これらの材料も
本発明に使用することができる。
本発明の保持部材を構成する熱可塑性樹脂組成物として
は、繊維状補強材を含有したナイロン−4,6樹脂組成物
が好適である。ナイロン−4,6樹脂組成物はマトリツク
スとしてのナイロン−4,6樹脂が繊維状補強材及びその
他の配合剤と共に、単軸又は二軸の押出混練機を用いて
混練されペレツト状のコンパウンドに加工される。ここ
に得られた成形用コンパウンドは予備乾燥して、水分を
調整した後、射出成型機のホツパーから成型機のバレル
内へ供給され、溶融、可塑化されてスクリユー又はラム
により高い圧力で金型のゲート及びスプルーを経てキヤ
ビテイ内へ注入され、冷却・固化せしめられた後、型外
へ取出される。このとき注入された溶融状態の樹脂は、
予め金型内の所定の位置に挿入されている摩擦部材に接
着剤を介して接着し、一体化する。
保持部材成形用のコンパウンドは、従来の金属製品が使
用されていた部材に代りうるための高い強度、高い剛
性、高い耐衝撃性及び高い熱変形温度を有していること
が必要であり、特に苛酷な制動時に発生する摩擦熱に対
して、溶融、破壊及び変形しない耐熱性が要求される。
本発明者等は上記要求性能を満足する成形用コンパウン
ドを鋭意研究した結果、本発明で用いる樹脂組成物を完
成した。
本発明で用いられるナイロン−4,6樹脂は、テトラメチ
レンジアミンと、アジピン酸の縮重合で得られるポリア
ミドであるが、テトラメチレンジアミンとアジピン酸の
他に、ポリアミド形成モノマーをナイロン−4,6の特性
が失われない程度配合したものでも良い。また、ナイロ
ン−6、ナイロン−66、ナイロン−612、ナイロン−1
1、ナイロン−12などのポリアミドをナイロン−4,6の特
性が損われない範囲で少量添加しても差し支えない。
又、ナイロン−4,6の重合度については通常メタクレゾ
ール中、35℃にて測定した極限粘度が0.8〜2.5、好まし
くは1.0〜1.8の範囲にあるものが使用される。
本発明で用いられる繊維状補強材としては、ガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウイス
カーを好適に使用することができる。これらの繊維状補
強材は単独で又は組合せて、樹脂組成物中30〜75重量
%、更に好ましくは40〜65重量%となるように配合す
る。30〜75重量%の場合、強化効果及び成形性に優れて
いる。又、これら組成物に更に他の充填材、例えばワラ
ストナイト、タルク、マイカ、クレー、カオリン、ガラ
スビーズ、酸化マグネシウム等の無機フイラーやアルミ
ナウイスカー、シリコンカーバイドウイスカー等を併用
することができる。これら補強材はシラン系、チタネー
ト系等のカツプリング剤で表面処理されているものが好
ましい。又、一般に知られた添加剤、例えば着色剤、耐
熱剤、耐候剤、難燃剤、潤滑剤等を、本発明の目的を損
わない範囲で添加しても差し支えない。
又、本発明で用いる樹脂組成物は、従来の金属製品が使
用されていた部材に代りうるための高い剛性が必要であ
り、25℃における曲げ弾性率が少なくとも100,000kg/cm
2であることが望ましい。10万kg/om2未満では苛酷な制
動時に破壊及び変形が生じ好ましくない。
本発明において摩擦部材の接着面に用いられる接着剤と
しては、その硬化物のTgが50℃以上、好ましくは60〜13
0℃の範囲にあるエポキシ系接着剤が好適である。ここ
でTgは各種接着剤のその最適条件下において硬化させた
場合の試料を用いて、DTA(示差熱分析)により測定す
ることができる。
本発明においては摩擦部材の多孔面(被接着面)に成形
用コンパウンドが射出成形により溶融圧入され、投錨効
果により、ある程度にまで強固に接着が起こる。しかし
ながら、苛酷な制動時の急激な外力が加わつた場合に
は、接着性が不充分となり剥離を生じる恐れがある。そ
こで本発明者らは鋭意研究した結果、被着材である摩擦
部材に、硬化時のTgが50℃以上であるエポキシ系接着剤
を塗布し、該接着剤が未硬化または硬化が多少進行した
状態で、該摩擦部材を金型キヤビテイ内に設置(インサ
ート)し、金型の温調熱と成形用コンパウンドの溶融樹
脂熱と射出成形圧力による圧着力を利用して、射出成形
工程中に該接着剤が硬化し、接着一体化できる方法を見
出した。
本発明に用いられるエポキシ系接着剤とは、エポキシ樹
脂に一定の硬化剤及び必要に応じて充填材、希釈剤、タ
ワミ性付与剤及び硬化促進剤等を混合したものが使用で
きる。エポキシ樹脂は種々のものが使用でき、特に限定
されるものではないが、代表的なものとしては例えばビ
スフエノール型エポキシ樹脂、ノボラツク型エポキシ樹
脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂等が挙げられる。硬化剤
は金型温度等の射出成形条件及び可使時間など、条件に
応じて適宜選択されるが、代表的なものとして例えば脂
肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、芳香族アミンなど
のアミン系硬化剤などが挙げられる。
特に本発明では、エポキシ樹脂/硬化剤の硬化物のTgが
50℃以上、望ましくは60〜130℃の範囲を有するエポキ
シ樹脂/硬化剤の組合せが好適である。Tgが50℃未満で
あると苛酷な制動等の急激な外力が加わつた場合、制動
時に発生する熱により接着性が不充分となり剥離を生じ
る。逆にTgが高すぎる場合、例えば130℃を越える場
合、射出成形工程中での硬化が往々にして不充分となり
接着性にバラツキを生じる場合がある。
尚、本発明の一つの実施態様として制動部品をポストキ
ユアすることができる。ポストキユアは射出成形工程で
の接着剤の硬化が完全でない場合、制動部品の摩擦部材
と保持部材の接着力を向上させるため、接着剤の硬化を
より完全に行わしめる他、ナイロン−4,6組成物の内部
歪みを緩和させ、結晶化度を向上させるなど、制動部品
の性能の向上と品質のバラツキ防止のために効果があ
る。ポストキユアは少なくとも120℃の温度で1分間以
上行うことが望ましく、最適条件は所望のパーフオーマ
ンスと工程能率との兼ね合いにより通常決定される。
(発明の効果) 本発明は以下のような優れた効果を奏する。
製造工程の短縮化 従来の制動部品が、保持用金属部材の鋳造→仕上げ→接
着剤塗布→乾燥→貼合せ→圧着→加熱硬化→圧締治具の
取外しといつた多くの工程を経て摩擦部材との一体化接
着を行つていたのに比べ、本発明では摩擦部材に予め接
着剤を塗布する工程と、該摩擦部材を金型にインサート
し、成形コンパウンドの射出成形という二工程だけで部
材の成形と一体化接着をすべて完了させることができる
から大幅な工程短縮化が可能である。
製品の信頼性の向上 従来法の制動部品は、所要工程が長いためバラツキ要因
が多かつたのに比べ、本発明の制動部品は、製造工程が
単純であるため、接着不良、貼合せ面の形状不良などの
欠陥を生じることがなく、製品の品質管理が容易である
と共に信頼性が向上する。
製品の軽量化 部材重量が、従来の金属製保持部材を使用した製品に比
べて約40%軽量化される。この部材の軽量化は、自動車
の燃料消費効率向上のため好ましい結果をもたらす。
制動部品の鳴きの減少 本発明の制動部品を自動二輪車に実車装着し制動試験を
行つた結果、顕著な鳴きの軽減が認められた。
耐腐蝕性の向上 本発明の制動部品と従来のアルミダイカスト製部品を塩
水中に1週間浸漬し、取出して両者が比較すると、本発
明品は何の変化もなかつたが、アルミダイカスト品は非
常に腐蝕されていた。この耐蝕効果の増大は、特に海岸
及び融雪剤散布道路を走行する車両のため非常に好まし
い。
(実施例) 以下に実施例を挙げて説明する。
実施例1 (1)摩擦部材の製作 常法の配合に従つて、石綿、フエノール樹脂、ゴム、カ
シユーポリマー、バライタ及び沈降炭酸カルシウムを計
量、混合し、常温でライニングの寸法に予備成形し、金
型中で100〜200kg/cm2の高圧下で130〜200℃に加熱して
成形した。成形後、更に結合剤の効果を安定化するた
め、150〜300℃で数時間熱処理を行つた。
(2)成形用コンパウンドの作成 ナイロン−4,6樹脂50重量部、チタン酸カリウムウイス
カー10重量部、ガラスフアイバー40重量部をブレンダー
で混合し、310℃に設定された65mmφの押出機より押出
し、ペレツト化した。上記ペレツトを下記ASTMに規定さ
れたテストピースを射出成形し、その物性を測定し、下
記の値が得られた。
比 重 ASTM D792 1.68
引張強さ ASTM D638 1,800kg/cm2 曲げ強さ ASTM D790 2,550kg/cm2 曲げ弾性率 ASTM D790 114,000kg/cm2 HDT(18.6kg/cm2) ASTM D648 275℃
(3)接着及び射出成形工程 前記ペレツトを乾燥させた後、実物金型により50cc自動
二輪車用の制動部品を試作した。部品の形状を第1図に
示す。(1)で製作した摩擦部材(ブレーキライニン
グ)に第1表に示す各種接着剤をはけ塗りし、金型内の
所定位置にインサートし、下記条件で射出成形した。
射出温度 300℃ 金型温度 120℃ 射出圧力 1,100kg/cm2 射出保持時間 15sec. (4)実車走行性能試験 (3)で得られた部品を下記に示す各種実車試験を行
い、その結果を第2表に示す。
1)降坂シミユレーシヨン試験(熱耐久試験) ブレーキシユー及び接着剤の熱耐久試験 2)ノイズ試験 ノイズチエツク時の鳴き 3)ブレーキの急制動実車試験 急制動200回後の部品の破壊、変形 4)塩水噴霧試験 1週間後の部品の腐蝕性 第2表から明らかな様に本発明の樹脂組成物をブレーキ
シユーとして、Tgの高いエポキシ系接着剤を使用した場
合、実用上全く問題のないものであつた。
比較例1 実施例1に準拠して、ナイロン−4,6樹脂組成物の代り
にナイロン−6,6樹脂組成物を用い、接着剤として実施
例1のNo.2を用いて同様な試験を行つた。ナイロン−6,
6樹脂組成物の組成としては、ナイロン−6,6樹脂50重量
部、チタン酸カリウムウイスカー10重量部、ガラスフア
イバー40重量部である。本材料の物性を下記に示す。
比 重 ASTM D792 1.68
引張強さ ASTM D638 1,700kg/cm2 曲げ強さ ASTM D790 2,600kg/cm2 曲げ弾性率 ASTM D790 135,000kg/cm2 HDT(18.6kg/cm2) ASTM D648 235℃
結 果 1)降坂シミユレーシヨン試験 ナイロン−6,6樹脂組成物の溶融、変形 2)ノイズ試験 問題なし 3)ブレーキの急制動実車試験 問題なし 4)塩水噴霧試験 問題なし
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1及び比較例1の自動二輪車用制動部
品の側面図である。図において1……樹脂製保持部材
(ブレーキシユー)、2……摩擦部材(ブレーキライニ
ング)である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 順三 埼玉県岩槻市相野原245 曙エンジニアリ ング株式会社内 (72)発明者 井上 武久 埼玉県羽生市東5丁目4番71号 曙ブレー キ工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め所望の形状に成形された摩擦部材を金
    型キヤビテイ内に設置し、射出成形法により該キヤビテ
    イに溶融樹脂を射出し冷却固化して保持部材を形成する
    と同時に、該保持部材と摩擦部材とを接着せしめる制動
    部品の製造方法において、摩擦調整剤を含み、フェノー
    ル樹脂等を結合剤とし、石綿、ガラス繊維又はスチール
    繊維等で強化されたアスベスト系若しくはノン・アスベ
    スト系の摩擦部材の接着面に、硬化時のガラス転移点
    (Tg)が50℃以上であるエポキシ系接着剤を未硬化また
    は硬化が多少進行した状態で存在せしめ、繊維状補強材
    を含有するナイロン−4,6樹脂組成物を射出成形するこ
    とにより摩擦部材および保持部材が硬化したエポキシ系
    接着剤により一体化された制動部材。
  2. 【請求項2】ナイロン−4,6樹脂組成物における繊維状
    補強材の含有量が30〜75重量%である特許請求の範囲第
    1項記載の制動部品。
  3. 【請求項3】射出成形により一体化された制動部品を少
    なくとも120℃の温度で1分間以上ポストキユアする特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載の制動部品。
  4. 【請求項4】エポキシ系接着剤の硬化後のTgが60〜130
    ℃の範囲にある特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに
    記載の制動部品。
  5. 【請求項5】ナイロン−4,6樹脂組成物が、ガラス繊
    維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウイス
    カーから成る群から選ばれた少なくとも1種の繊維を40
    〜65重量%含有し、25℃における曲げ弾性率が少なくと
    も100,000kgf/cm2である特許請求の範囲第1〜4項のい
    ずれかに記載の制動部品。
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