JPH11123571A - 摩擦材又は摩擦部材への刻印方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多様な素材からなる複合材としての摩擦材上
や、裏金や、塗装膜のいずれの上にも刻印できる摩擦材
の刻印方法を提供する。 【解決手段】 レーザヘッド１からのレーザ光は、コン
トローラ３の設定に従って制御され、ワーク８上に照射
される。照射位置は、やはりコントローラ３で制御され
るＸ軸ミラー５とＹ軸ミラー６の回転角で決定される。
コントローラ３に予め入力された条件で、レーザ光は、
ワーク８の上に、一筆書き的に、マークを刻印する。レ
ーザ光の照射条件をコントローラに入力しておけば、摩
擦材や裏金の上又は塗装の上のいずれでも、自由に刻印
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキライニン
グ、ディスクパッド又はクラッチフェーシング等の摩擦
材、又はこれらの摩擦材に裏金を張り付けた形態の摩擦
部材に、商標や材質、バーコード或いはロット番号など
の文字や記号からなるマーク類を刻印する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の乗り物の部品として、ブレー
キやクラッチ等に使用される摩擦材がある。これらは、
通常裏面に裏金やブレーキシューとして金属板が固着さ
れているが、ブレーキライニングのように摩擦材のみで
製品として市場に流通されるものもある。この明細書中
で摩擦部材という場合、摩擦材のみのものと、摩擦材に
裏金を張ったものの双方を含むものとする。

【０００３】摩擦材は、いくつかの素材を混合した複合
材で、大きく分けて、繊維材、充填材及び結合材からな
っている。繊維材としては、セルロースパルプやアラミ
ドなどの有機繊維、チップ状の金属片やスチールウール
等の金属繊維、ロックウールなどの無機繊維等々が使用
される。充填材は、増量目的や潤滑特性を付与して安定
した摩擦を得るために混入されるもので、たとえば、硫
酸バリウム、炭酸カルシウム、グラファイト等の粉末
や、カシューダスト、ゴム粒等の粒状の材料が使用され
る。結合材は、上記の繊維材や充填材を結びつけるもの
で、フェノール樹脂、ゴム等の熱硬化性樹脂が使用され
る。

【０００４】摩擦部材は、上記の各素材を混合して原料
とし、この原料を型に入れ、プレス機で加圧及び加熱し
て成型される。裏金が張り合わされるタイプのものは、
この成型と同時に、裏金も一緒にプレスされる。こうし
てできた摩擦部材は、上記の素材の混合したものである
から、均一なものではなく、複合材としてのバラツキが
そのまま残っている。また、色彩も（黒褐色や、暗緑色
などの）黒っぽいものもある。

【０００５】このような摩擦部材は、自動車の部品とし
て、製造業者の商標や、原材料、ロット番号といった複
数のマーク類を捺印や刻印等によって表示する必要があ
る。ところで、これら摩擦部材にマーク類を付する従来
の方法としては、ゴム印とインクによる捺印、インクジ
ェットプリンタを利用した印字、数字や文字を記載した
金属製の印をプレスにより摩擦部材に押しつける刻印、
ホットスタンプによる捺印などいくつかの方法がある。

【０００６】一方捺印や刻印がされる面の素材として
は、摩擦材そのものに直接捺印又は刻印する場合と、裏
金にする場合とがあり、裏金の場合も、塗装の上から書
き込む場合と、塗膜を飛ばして書き込む場合とがある。

【０００７】また、捺印や刻印がされる面の形状として
も、クラッチフェーシングやディスクパッド等のように
平面状のものもあれば、ブレーキライニングのように円
弧面などの曲面状の面もある。さらに、ディスクパッド
やブレーキシューアッセンブリーのように、その摩擦部
材の側面に刻印しようとすると、金属板が邪魔になり、
刻印や捺印が困難な場合もある。

【０００８】以上に述べたように、刻印或いは捺印とい
っても、多様な方法や目的、素材の違いなどがあるの
で、従来は、それぞれの刻印の目的や、素材や形状等に
より、それぞれに適当な刻印方法が選ばれていた。

【０００９】たとえば、商標や商品名などの場合は、ゴ
ム印を押す等の方法によって塗装膜の上から捺印する
と、きれいにできる。ロット番号等は、プレスやポンチ
等によって塗膜を除去して刻印がされ、見た目には若干
悪くなるが、消えにくくなる。また、バーコードはきれ
いに刻印できないと読み取りがしにくい。きれいに刻印
できない場合は、大きく刻印して読み取りが容易になる
ようにする必要があり、捺印する場所を確保できなくな
る、といった具合である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
マーク類のそれぞれで、捺印や刻印方法が異なるという
ことは、複数のマーク類を付するために、複数の工程が
必要になるということであり、捺印又は刻印に多くの時
間や人手が必要であった。

【００１１】また、インクによる捺印やホットスタンプ
による捺印は、油脂類、特に、裏金に直接塗布する「鳴
き止めグリース」で溶けたり、熱でインクの色素が分解
される性質がある。一方、摩擦材は、摩擦熱によりかな
りの高温に達するので、乗用車に取り付けて使用した後
は判読ができなくなってしまう。また、インクやカスな
どが詰まり、捺印装置の管理に手間がかかる。さらに、
強い摩擦により捺印が剥離してしまうこともあった。

【００１２】また、プレスによる刻印の場合は、プレス
の圧力で摩擦材にひびや割れや欠けが発生するおそれが
ある。特に摩擦材は、複合材の中でも結合材の配合割合
が少なく、割れや欠けを発生し易い。また、刻印内容は
金属製の印に形成されるが、プレス機にセットされたこ
の金属製の印の交換に時間がかかり、切り替えのために
は長時間装置を停止しなければならなかった。

【００１３】また、摩擦材などの複合材にプレスで刻印
した場合、字が小さいとつぶれて判読できなくなる。そ
のため、大きな字にする必要があるが、大きな字にする
と、圧力も大きくしなければならず、摩擦材を破損し易
い。

【００１４】本発明は、上記の事実から考えられたもの
で、多様な素材からなる複合材としての摩擦材上に刻印
できることは勿論、裏金としての金属の塗装膜の上から
でも、塗装膜を飛ばして金属面に直接にでも刻印でき、
平面上にも曲面上にも適用可能で、熱による変色がな
く、摩擦による剥離や圧力による割れなどの心配がな
く、さらに、管理が簡単な摩擦材の刻印方法を提供する
ことを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の摩擦材への刻印方法は、レーザ光を摩擦材
に照射してマーク類を摩擦材上に刻印することを特徴と
している。本発明の摩擦部材への刻印方法は、摩擦材と
該摩擦材を張り付けた裏金と該裏金上の塗装膜とを有す
る摩擦部材へのマーク類の刻印方法であって、刻印すべ
き上記マーク類が複数あり、それぞれのマーク類が摩擦
材、裏金、塗装膜のいずれかの上に刻印され、上記複数
のマークがレーザ光により連続的に刻印されることを特
徴としている。上記マーク類の１つ以上が、摩擦材、裏
金、塗装膜のいずれか２つ又は３つに跨って刻印され、
各マークを連続的に刻印することとすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。本願の発明者は、レーザ光を照射することによっ
て、摩擦材に刻印をすることが可能であることを発見し
た。従来は、レーザ光は精緻な加工を目指し、金属やプ
ラスチックに加工する場合でも均一な組織を前提に開発
されてきた。これに対し、摩擦材は複合材の中でも繊維
塊、金属のチップ、ゴム粒等材質組織ともに多様である
から、レーザ光では刻印できないと考えられていた。す
なわち、レーザ光では、太さの一定した線などの安定し
た刻印はできないとの予測が有力であった。また、摩擦
材は黒っぽいものも多く、レーザ光による刻印も通常は
焼けて黒くなる。したがって、仮に摩擦材に刻印して
も、判読が困難であろうという見解も強かった。

【００１７】しかしながら、発明者は、レーザ光の照射
条件を適当に設定することで、複合材としての摩擦材に
も、金属製の裏金にも、塗装膜の上からでも、塗装膜を
飛ばして直接金属上にでも、自由自在に刻印することが
できることを発見した。

【００１８】図１は本発明の刻印方法を説明する図であ
る。同図において、１はレーザヘッドで、Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザを用い波長１．０６４μｍのレーザ光を射出す
る。２はレーザヘッドの電源ユニットである。この電源
ユニットは連続出力（ＣＷ出力）作動及びパルス化出力
（Ｑスイッチ使用によるジャイアントパルス使用）作動
の両方に対応する。

【００１９】３はコントローラで、コンピュータが使用
され、レーザ光のオン・オフ制御や、刻印する文字や図
形などに沿ってレーザ光を照射するための出力、出力パ
ルスの繰り返し周波数、照射時間、照射位置などの制御
を行う。コントローラ３には、通常のコンピュータのよ
うに、ＣＰＵ、ハードディスクやＲＯＭ、ＲＡＭ等の記
憶装置、表示装置としてのディスプレイ、入力装置とし
てのキーボード等が備えられて、レーザ光の上記制御
は、このコントローラ３にインストールされたプログラ
ムと、キーボードから入力された条件とにしたがって行
われる。

【００２０】４はレーザヘッドの冷却装置で、冷却用純
水を循環させる。５はＸ軸ミラー、６はＹ軸ミラーで、
それぞれサーボモータにより矢印のように回転制御さ
れ、両者の回転角度の組み合わせによりレーザ光の照射
位置が決められるようになっている。また、これらＸ軸
ミラー５及びＹ軸ミラー６は、前述したコントローラ３
により制御される。７は集光レンズで、走査特性からｆ
θレンズが使用されている。

【００２１】ワーク８はブレーキライニングやクラッチ
フェーシングなどの摩擦部材で、摩擦材のみからなるも
のでも、摩擦材に裏金を当てたものでもよい。また、ワ
ーク８は、図示しない把持装置に支持され、刻印される
べき部分が集光レンズ７の下にくるようにセットされ
る。

【００２２】以上の構成により、レーザヘッド１からの
レーザ光は、コントローラ３の設定に従って制御され、
ワーク８上に照射される。この場合、レーザ光はパルス
状に発射される場合と、連続的に発射される場合とに分
けられる。また、レーザヘッド１の入力ランプは原則的
には交換されず、その出力とパルスの繰り返し周波数と
で、レーザ光の出力が決まることになる。また、同じ出
力でも、繰り返し周波数が低いとレーザ出力のピーク値
は大きくなり、繰り返し周波数が高くなるに連れて、ピ
ーク値は小さくなり、連続発振のとき最も低くなる。

【００２３】そして、 連続発振で入力ランプが小さい場合には、ワークには
焦げ目が付く程度の加工ができる。 連続発振で、入力ランプが大きい場合には、ワークは
切断加工されることになる。 繰り返し周波数が低く入力ランプが大きくなると、ワ
ークには溝が掘られる。 繰り返し周波数が高く入力ランプが大きくなると、ワ
ークには焦げ目が付き、しかも溝が掘られるほどの加工
ができる。

【００２４】一方、レーザ光の照射位置は、コントロー
ラ３で制御されるＸ軸ミラー５とＹ軸ミラー６の回転角
で決まる。したがって、キーボードからコントローラ３
に予め入力された文字や図形からなるマークに応じた信
号を入力すれば、レーザ光は、ワーク８の上に、一筆書
き的に文字や図形を刻印することができるようになる。
さらに、レーザ光の照射条件をコントローラに入力して
おけば、摩擦材や裏金の上又は塗装の上のいずれでも、
自由に刻印することができる。

【００２５】すなわち、マークが摩擦材上に刻印する場
合と、金属の塗膜の上に刻印する場合と、塗膜を飛ばし
て金属の上に刻印する場合とのそれぞれで、レーザ光の
出力や周波数等の照射条件を設定すればよい。

【００２６】マークがたとえば、１０桁の数字からな
り、頭から５桁が摩擦材上で、次の２桁は塗膜の上で、
最後の３桁は塗膜を飛ばして金属の上に刻印するような
場合、コントローラ３のキーボードから最初の５文字は
摩擦材に適した照射条件でレーザ光を照射し、次の２桁
は塗膜の上に刻印できる条件にし、最後の３桁は、金属
上に刻印できる照射条件を設定しておけば、後は、一連
の刻印作業として連続的に刻印することができる。

【００２７】なお、３つのマークの最初の１つが摩擦材
の上で、次の１つが塗膜を飛ばして金属の上で、最後の
は塗膜上に刻印するといった場合も、予め、コントロー
ラに最初のマークは摩擦材上に照射する条件を指定し、
２番目には金属部分の照射条件を指定し、最後のには、
塗膜への照射条件を指定しておけば、一連の作業として
連続的に行うことができる。

【００２８】以下に実施例を説明する。 〔実施例１〕ワークとして乗用車のブレーキライニング
をセットし、その側面（厚さ約０ｍｍ）に、マーク類と
してメーカー名、材質名を捺印した。レーザはパルス状
に射出され、その繰り返し周波数は４０ＫＨｚ、出力は
５０Ｗで、アルファベットとアラビア数字からなる１０
文字を、１．５秒で刻印できた。刻印された部分は、複
合材としての摩擦材が飛ばされ、白っぽい色となり、黒
っぽい地の色と大きく相違して容易に判読できた。な
お、文字の大きさは、ブレーキライニングの厚さなどで
限定されるが、通常の大きさのものであれば、刻印時間
にはほとんど影響がなかった。

【００２９】〔実施例２〕ワークとして乗用車用ブレー
キのディスクパッドをセットし、その側面（厚さ約０ｍ
ｍ）に、マーク類としてメーカー名、材質名を捺印し
た。レーザのパルスの繰り返し周波数は１ＫＨｚ、出力
は４００Ｗで、アルファベットとアラビア数字からなる
９文字を、０．８秒で刻印できた。

【００３０】〔実施例３〕ワークとしての大型トラック
のブレーキライニングの表面に、商標、材質名、ロット
番号を捺印した。ＣＯ₂レーザを用い、連続発振して出
力３０Ｗを得て、これで捺印した。この実施例により、
気体レーザも使用可能であることが分かった。

【００３１】〔実施例４〕ワークとして乗用車のブレー
キディスクパッドをセットし、その裏金の塗装の上に、
マーク類としてメーカー名、材質名、ロット番号を刻印
した。レーザのパルスの繰り返し周波数は１ＫＨｚ、出
力は３０Ｗで、アルファベットとアラビア数字からなる
１２文字を、１．８秒で刻印できた。

【００３２】〔実施例５〕ワークとして乗用車のブレー
キディスクパッドをセットし、その裏金の塗装の上から
塗装を飛ばして、マーク類としてメーカー名、材質名、
ロット番号を刻印した。レーザのパルスの繰り返し周波
数は５ＫＨｚ、出力は１００Ｗで、アルファベットとア
ラビア数字からなる２０文字を、２．２秒で刻印でき
た。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、レー
ザ光を摩擦材に適用して刻印をするので、刻印が熱で消
えたり、摩擦で剥離したりといったことを防止して判読
し易い刻印をすることができる。

【００３４】また、複数のマーク類の刻印を、摩擦材、
金属、塗膜といった複数の素材からなる摩擦部材のどの
ような場所でも、一度に連続して行うことができる。レ
ーザ光による刻印なので、摩擦部材が使用により高温に
なっても刻印が消えることがなく、判読が可能である。
また、手等で強く擦っても消えることはない。また、レ
ーザ光を照射するだけなので、ワークに力が加わらず、
プレスによる刻印のようにワークが変形したり、割れた
り、欠けたりすることがない。また、インク詰まりなど
のトラブルの発生がなく、管理が容易で、しかも、イン
ク、ゴム印、金属印などのような捺印部品が不要であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ光による刻印方法を説明する図
である。

【符号の説明】

１ レーザヘッド ２ 電源 ３ コントローラ ５ Ｘ軸ミラー ６ Ｙ軸ミラー ７ 集光レンズ ８ ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を摩擦材に照射してマーク類を
   摩擦材上に刻印することを特徴とする摩擦材への刻印方
   法。
2. 【請求項２】 摩擦材と該摩擦材を張り付けた裏金と該
   裏金上の塗装膜とを有する摩擦部材へのマーク類の刻印
   方法であって、刻印すべき上記マーク類が複数あり、そ
   れぞれのマーク類が摩擦材、裏金、塗装膜のいずれかの
   上に刻印され、上記複数のマークがレーザ光により連続
   的に刻印されることを特徴とする摩擦部材への刻印方
   法。
3. 【請求項３】 上記マーク類の１つ以上が、摩擦材、裏
   金、塗装膜のいずれか２つ又は３つに跨って刻印され、
   各マークを連続的に刻印することを特徴とする請求項２
   記載の摩擦部材への刻印方法。