JPH11303913A - 摩擦部材用金型、摩擦材仮成形品用金型、摩擦部材の製造方法及び摩擦材仮成形品の製造方法 - Google Patents

摩擦部材用金型、摩擦材仮成形品用金型、摩擦部材の製造方法及び摩擦材仮成形品の製造方法

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JPH11303913A
JPH11303913A JP11186498A JP11186498A JPH11303913A JP H11303913 A JPH11303913 A JP H11303913A JP 11186498 A JP11186498 A JP 11186498A JP 11186498 A JP11186498 A JP 11186498A JP H11303913 A JPH11303913 A JP H11303913A
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friction
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Takeshi Yamane
武 山根
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Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏摩耗の少ない摩擦部材や仮成形品の製造方
法、及び、それらの製造に使用される金型、を提供す
る。 【解決手段】 複数の金型3,4,14間に形成される
空間に投入された摩擦材の原料を圧縮・加熱してバック
プレート1に固定する摩擦部材10の製造方法におい
て、摩擦部材の摩擦面15bに対応する金型の中央部に
凸部14aを形成し、該凸部14aで摩擦面の中央に凹
部15aを形成する。摩擦材15の中央部の密度が外周
部の密度より大きくなり、偏摩耗を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のブレーキ等
に使用される摩擦部材に関し、特に、その成形金型や、
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車両におけるディスクブレーキのブレー
キパッドや、ドラムブレーキのブレーキシュー、あるい
はクラッチプレート等の摩擦部材は、鉄系金属からなる
バックプレートの片面に摩擦材を接着剤で貼り付けた構
成をしている。
【0003】摩擦材は、繊維材と充填材と結合材とを混
合した粉末状の素材から製造される。繊維材としては、
セルロースパルプやアラミドパルプなどの有機繊維、チ
ップ状の金属片、或いはスチールウールなどの金属繊
維、ロックウールなどの無機繊維、等が使用される。充
填材は、増量目的や、潤滑特性を付与して安定した摩擦
を得られるようにするためのもので、硫酸バリウム、炭
酸カルシウム、グラファイトなどが使用される。結合材
は、繊維材や充填材を結びつけるもので、フェノール樹
脂、ゴムなどの熱硬化性樹脂が使用される。
【0004】原料の混合がされた粉末状の摩擦材原料
は、計量されて所定の重量が金型内に投入され、加圧さ
れて「素押し」と言われる仮成形品となり、この素押し
を接着剤が塗布されたバックプレートに重ねてプレス機
で加圧と加熱を加え、ブレーキパッドなどの完成した摩
擦部材となる。ただし、素押しの段階を通らずに、直
接、粉末状の状態からバックプレートに接着された状態
に形成される場合もある。したがって、「摩擦材の原
料」という場合、粉末状のものと、仮成形品との双方を
指すこととする。
【0005】図7及び図8は、従来のディスクブレーキ
に使用されるディスクパッドに関する図で、図7はバッ
クプレート、図8は仮成形品(素押し)を示す図であ
る。図7に示すバックプレート1は、自動車用鋼板等の
鉄系の金属をプレス機により打ち抜いて形成され、2つ
の貫通した結着孔1a,1aを有する。バックプレート
は、プレス機による打抜加工の後、脱脂、ブラスト加
工、防錆のための化成膜形成、プライマー層の形成等の
工程を通過する。図8の仮成形品2は密度が粗く、結着
孔1a,1aに対応した盛上部2a,2aが形成されて
いる。
【0006】こうしてバックプレート1と仮成形品2と
ができると、これらは図9に示すプレス機に送られる。
プレス機は複数の金型、すなわち、上型3と枠型4と下
型5を有する。これらのうち、枠型4は固定され、上型
3と下型5とは、上下方向に移動可能な構成である。ま
た、上型3には、結着孔1a,1aに対応した突起3
a,3aがある。
【0007】図9に示すように金型相互間の空間、すな
わち、下型5の上に、仮成形品2を載せ、枠型4の上に
バックプレート1を置く。枠型4には図示しない位置決
めピンがあり、それによって、バックプレート1が位置
決めされる。そして、下型5が上昇するとともに、上型
3が下降し、バックプレート1と仮成形品2とが重な
り、加圧・加熱加工が行われ、仮成形品2は圧縮されて
厚さが仮成形品のときのTからその約半分程度のtの厚
さの摩擦材7となってバックプレート1に固定され、摩
擦部材8が完成する。このとき、盛上部2a,2aが結
着孔1a,1a内に進入し、上型の突起3a,3aが結
着孔1a,1aの上から進入し、盛上部2a,2aが結
着孔1a,1a内に広がって充満して孔の内壁と密着
し、結合力をアップさせる。
【0008】図10(a)は完成した摩擦部材8を示す
が、この摩擦部材8は、自動車などのディスクブレーキ
に使用され、摩擦面7aがディスクロータ(図示せず)
に圧接して制動作用を行うことになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ブレーキを繰
り返し使用しているうちに、当然ではあるが、摩擦面7
aは摩耗してくる。ところが、摩擦材は成形時及び熱処
理時に、外側から加熱されるので、外周部が硬く、内部
は外周部より柔らかくなる傾向がある。また、その密度
も外周部から内部へと徐々に減少する傾向がある。その
ため、摩擦面7aは図10(b)の符号7bに示すよう
に、凹状に摩耗する。このような摩耗を偏摩耗という
が、この偏摩耗が、ブレーキ時の異音の発生や、振動の
原因になっていた。
【0010】本発明は、このような事実から考えられた
もので、偏摩耗の少ない摩擦部材や仮成形品の製造方
法、及び、それらの製造に使用される金型、を提供する
ことを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の摩擦部材用金型は、複数の金型間内で摩擦
材の原料を圧縮・加熱してバックプレートに固定する摩
擦部材用金型において、摩擦部材の摩擦面を形成する金
型の中央部に凸部を形成したことを特徴としている。上
記凸部の高さがほぼ一定で周辺との間に段差を有する構
成とすることができる。
【0012】上記の目的を達成するために本発明の摩擦
部材の製造方法は、複数の金型間内で摩擦材の原料を圧
縮・加熱してバックプレートに固定する摩擦部材の製造
方法において、摩擦部材の摩擦面に対応する金型の中央
部に凸部を形成し、該凸部で摩擦面の中央に凹部を形成
することを特徴としている。
【0013】上記凹部が、深さがほぼ一定で摩擦面の周
辺部との間に段差が形成される構成や、さらに、上記凹
部の周辺部を削り取り、摩擦面から凹部を無くす工程が
付加された構成とすることができる。
【0014】上記の目的を達成するために本発明の摩擦
材仮成形品用金型は、複数の金型間に形成される空間に
投入された粉末状の摩擦材の原料を圧縮して仮成形品を
作る摩擦材仮成形品用金型において、仮成形品の摩擦面
となる面を形成する金型の中央部に凹部を形成したこと
を特徴としている。
【0015】上記の目的を達成するために本発明の摩擦
材仮成形品の製造方法は、複数の金型間に形成される空
間に投入された粉末状の摩擦材原料を圧縮して作られる
摩擦材仮成形品の製造方法において、仮成形品の摩擦面
となる面に対応する金型の中央部に凹部を形成し、該凹
部によって仮成形品の摩擦面となる面の中央部に凸部を
形成することを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図1は本発明の摩擦材用金型の使用状態
を示す図である。基本的な構成は従来例と同じであるか
ら、構成が同じものには同一符号を付して説明は省略す
る。本発明の金型は、摩擦材11の摩擦面11aを形成
する下型12の上面に凸部12aを形成したことに特徴
がある。凸部12aは円柱面又は球面で、下型12の端
部から中央に向かって円弧状に膨らんだ形状である。摩
擦材の原料としては、仮成形品或いは、粉末状の摩擦材
を投入し、摩擦部材10を形成する。
【0017】このような下型12を使用すると、摩擦材
11の摩擦面11a全体が凸部12aを補完する凹部と
なる。すなわち、凸部12aを球面乃至円柱面状に形成
すると、摩擦材11の端部より中央部に近づくほど大き
く圧縮される。摩擦材は流動性が小さいので、大きく圧
縮された方が、密度は大きい。したがって、端部から中
央部に向かって密度を徐々に大きくできる。すなわち、
端部から中央部へと徐々に密度が減少している現在の密
度を補正し、全体として均一な密度にすることができ
る。
【0018】図2はこうして形成された摩擦部材10を
示す図である。摩擦材11は、凹部が付いたまま使用し
てもよいが、研磨加工して、仮想線で示すように、凹部
の無い平らな摩擦面11bにしてブレーキに取り付け、
使用する方が望ましい。こうして形成された摩擦面11
bは、外周部の密度と中央部の密度がほぼ同じになるの
で、ブレーキを繰り返し使用しても、平らな状態を保っ
て摩耗していき、偏摩耗を防止してブレーキ使用時の異
音や振動の発生を防止できる。ところで、下型12の凸
部12aを、図1のように球面乃至円柱面状に形成する
のは難しく、金型製造コストの上昇も大きい。
【0019】図3は、この問題を解決するための本発明
の第2実施例で、コストアップの少ない金型の実施例を
示す。この金型では、下型14の凸部14aを摩擦面の
中央部に断面形状で矩形となるように形成している。す
なわち、凸部14aはほぼ一定の高さhで、周辺部には
直角の段差ができる。このような下型14で摩擦部材1
7を形成すると、その摩擦材15には、凸部14aに対
応した凹部15aが形成される。この凹部15aは周辺
部より強く圧縮されることから、密度が上昇し、凹部1
5a内では密度が高く、外側では低くなる。摩擦材15
には、この後、必要に応じて研磨加工が施され、仮想線
で示す凹凸の無い平らな摩擦面15bを形成してブレー
キに取り付け、使用される。
【0020】この実施例のような凸部14aは、球面や
円柱面に比べて製造が容易であり、安価にできる。この
構成では摩擦材の密度を一定にすることはできないが、
差を小さくすることはできるので、それによって偏摩耗
を防止しようとするものである。中央部の密度を外周部
の密度より若干大きくするのが望ましい。
【0021】以上の実施例は、仮成形品2を用いたもの
であるが、仮成形品2を用いず、粉末状の摩擦材原料を
金型3,4,5内に投入し、加圧・加熱してバックプレ
ートに直接貼り付ける方法にも使用できる。なお、凹部
15aの深さや大きさを選べば、密度の分布を所望の分
布にしたり、近づけたりすることも可能となる。すなわ
ち、ブレーキの鳴きを防止するために、意図的に外周部
の密度を小さく、中央部を大きくするなどの選択が可能
となる。
【0022】図5、図6は本発明の第3実施例で、仮成
形品の成形に適用した例である。これらの図において、
仮成形品を形成する金型は、下型20と枠型21と上型
22とからなっている。そして、上型22を取り除いた
状態で枠型21内に粉末状の原料を定量だけ計って投入
する。そして、上方に待機していた上型を下降させると
ともに、下型20を上昇させ、仮成形品24を形成す
る。上型22には凹部22aを形成し、仮成形品24の
摩擦面となる面24aに、凸部24bを形成している。
【0023】この仮成形品24を図9のプレス機に送っ
て、図5(c)に示すようにバックプレート1に接着
し、摩擦部材26にした場合、その摩擦材25の厚さは
凸部24bも、その外周部の摩擦面となる面24aも一
定にされるから、凸部24bの部分の圧縮率が大きいこ
とになり、摩擦材25の中央部Bの密度を上昇させて外
周部Aの密度より大きくすることができる。なお、この
仮成型品を使用して摩擦部材を形成するとき、図1や図
3の金型を使用して、摩擦材に凹部を形成してもよいこ
とは言うまでもない。
【0024】以上の実施例において、凸部12a,14
a,24bの形状は、図1に示した球面と、図3や図5
に示した横断面形状が矩形とに限定されず、凸状であれ
ば、円錐状、角錐状、台形等々の多様な形状とすること
ができる。ただし、金型として形成するには、断面形状
が図3のような矩形とか、台形が製作容易であるから実
用的と言える。また、摩擦材によっては、スリットで複
数の摩擦面に分割されるものもあるが、その場合、複数
に分割された摩擦面のそれぞれに凸部を形成することが
望ましい。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように本発明では、摩擦
面を形成する金型の中央部に凸部を形成し、該凸部で摩
擦面の中央に凹部を形成したので、摩擦材の外周部の密
度より中央部の密度を大きくでき、摩擦材の偏摩耗を防
止することができる。
【0026】上記凹部が、深さがほぼ一定で摩擦面の周
辺部との間に段差が形成される構成とすれば、金型の製
造が容易になり、安価にできるようになる。上記凹部の
周辺部を削り取り、摩擦面から凹部を無くす工程を付加
すれば、平らな摩擦面を得ることができる。
【0027】本発明の仮成形品は、摩擦面となる面を形
成する金型の中央部に凹部を形成し、該凹部によって仮
成形品の摩擦面の中央部に凸部を形成するので、仮成形
品を圧縮して摩擦材にした場合、摩擦材の外周部の密度
より中央部の密度を高くでき、摩擦材の偏摩耗を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例で、摩擦部材を製造する状
態を示す図である。
【図2】図1により製造された摩擦部材の図で、(a)
は(b)のII−II断面図、(b)は下面図である。
【図3】本発明の第2実施例で、摩擦部材を製造する状
態を示す図である。
【図4】図2により製造された摩擦部材の図で、(a)
は(b)のIV−IV断面図、(b)は下面図である。
【図5】本発明の第3実施例で、摩擦材の仮成形品の図
で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は仮成形
品が圧縮・加熱されてバックプレートに接着固定された
状態を示す側面図である。
【図6】本発明の第3実施例で、摩擦材の仮成形品を製
造する状態を示す図である。
【図7】バックプレートの図で、(a)は上面図、
(b)は(a)のI−I断面図である。
【図8】摩擦材の仮成形品の図で、(a)は上面図、
(b)は側面図である。
【図9】従来の摩擦部材を製造する状態を示す図であ
る。
【図10】従来の摩擦部材を示す断面図で(a)は摩耗
前、(b)は摩耗後を示す。
【符号の説明】
3,4,12,14 金型 10,17,26 摩擦部材 11,15,25 摩擦材 11a,15a 摩擦材の凹部 11b、15b 摩擦面 12,14 摩擦材の摩擦面を形成する金型 12a,14a 凸部 20,21,22 仮成形品の金型 22 仮成形品の摩擦面となる面を形成する金型 24 仮成形品 24a 仮成形品の摩擦面となる面 24b 仮成形品の凸部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の金型間内で摩擦材の原料を圧縮・
    加熱してバックプレートに固定する摩擦部材用金型にお
    いて、摩擦部材の摩擦面を形成する金型の中央部に凸部
    を形成したことを特徴とする摩擦部材用金型。
  2. 【請求項2】 上記凸部の高さがほぼ一定で周辺との間
    に段差を有することを特徴とする請求項1記載の摩擦材
    用金型。
  3. 【請求項3】 複数の金型間内で摩擦材の原料を圧縮・
    加熱してバックプレートに固定する摩擦部材の製造方法
    において、摩擦部材の摩擦面に対応する金型の中央部に
    凸部を形成し、該凸部で摩擦面の中央に凹部を形成する
    ことを特徴とする摩擦部材の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記凹部が、深さがほぼ一定で摩擦面の
    周辺部との間に段差が形成されることを特徴とする請求
    項3記載の摩擦部材の製造方法。
  5. 【請求項5】 さらに、上記凹部の周辺部を削り取り、
    凹部の無い平らな摩擦面を形成する工程が付加されたこ
    とを特徴とする請求項3又は4記載の摩擦材の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 複数の金型間に形成される空間に投入さ
    れた粉末状の摩擦材の原料を圧縮して仮成形品を作る摩
    擦材仮成形品用金型において、仮成形品の摩擦面となる
    面を形成する金型の中央部に凹部を形成したことを特徴
    とする摩擦材仮成形品用金型。
  7. 【請求項7】 複数の金型間に形成される空間に投入さ
    れた粉末状の摩擦材原料を圧縮して作られる摩擦材仮成
    形品の製造方法において、仮成形品の摩擦面となる面に
    対応する金型の中央部に凹部を形成し、該凹部によって
    仮成形品の摩擦面となる面の中央部に凸部を形成するこ
    とを特徴とする摩擦材仮成形品の製造方法。
JP11186498A 1998-04-22 1998-04-22 摩擦部材用金型、摩擦材仮成形品用金型、摩擦部材の製造方法及び摩擦材仮成形品の製造方法 Pending JPH11303913A (ja)

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