JP2007092853A - リング状ブレーキシューの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃棄処分する材料をできるだけ少なくし、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業で経済的で安価なリング状ブレーキシューの製造方法を提供する。
【解決手段】 単一のブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるようにリング状に加工してリング状金属加工品を得、次いでリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法及び複数のブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状金属を用いて作製したリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動車、各種産業用機械等の制動に用いられるリング状ブレーキシューの製造方法に関する。

例えば、自動車、各種産業用機械等の制動としてブレーキシューが使用されている。
従来のブレーキシューは、特許文献１に示されるように、円板上の金属製ブランクの外周部に、外周面に前記ブランクの板厚よりも大きい溝幅をもつ凹溝をその円周方向に形成し、かつ該凹溝の内底部に溝形成用刃部をその円周方向に突設してなる予成形用ローラーダイスの、前記凹溝及び溝形成用刃部を押し付けて、前記ブランクの外周部全周に前記溝形成用刃部により外周溝を付ける予成形工程と、前記ブランクの外周溝に、外周面に拡開用刃部をその円周方向に突設してなる拡開成形用ローラーダイスの、前記拡開用刃部を押し付けることにより、前記ブランクの外周部を板厚方向に二つに割りながら拡開してウェブとこのウェブの外周部にリムを成形する拡開成形工程と、前記ウェブとリムとを所要形状に切断することにより部分円弧状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有するブレーキシューを形成する工程とを備えているブレーキシューが知られている。

特許３３３０３６３号公報

しかしながら、上記に示す方法でブレーキシューを製造する場合、使用する材料（金属板）を打ち抜き法でブランク（摩擦部材支持体）を作製するため、最終的にはブレーキシューの大きさにより異なるが、約７０％程度の材料を廃棄処分することになり不経済であり、得られるブレーキシューが高価になるという問題点があった。

上記の欠点を解消するために本発明者らは、特許文献２及び３に示されるように、短冊形状の金属板を、その幅のほぼ中央部を長さ方向にＶ字形状に折り曲げた後、該Ｖ字形状金属板の左右両側面の上端から下端の間の一部分を長さ方向に外側に折り返し、その後Ｖ字形状部分の外側から内側に圧力をかけて圧接し、平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに突出部分が内側になるようにリング状又は円弧状に加工し、次いでリング状又は円弧状外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形してブレーキシューを製造する方法を考案した。

特願２００５−１７７８６９号 特願２００５−１８０５１２号

ところが上記に示す方法は、Ｖ字形状からＴ字形状に加工する際、圧接力が弱すぎると、Ｔ字形状の上面の中心部（合わせ目の頂点部分）が図１１に示すように、曲面（Ｒ）のまま残り、完全に密着することができず隙間が生じ、場合によっては突起部分の上部（平坦部側）を全周又は部分的に溶接を施さなければならないため手間がかかるという新たな問題点が生じた。

本発明は、廃棄処分する材料をできるだけ少なくし、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業で経済的で安価なリング状ブレーキシューの製造方法を提供するものである。

本発明は、単一のブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるようにリング状に加工してリング状金属加工品を得、次いでリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法に関する。

また、本発明は、複数のブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、このものを必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断して複数の分割Ｔ字形状金属加工品を得、さらにそれぞれの分割Ｔ字形状金属加工品について、突出部分が内側になるようにリング状に加工してリング状金属加工品を得、次いでそれぞれのリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法に関する。

また、本発明は、複数のブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状の金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記Ｔ字形状加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断して左右の切断面にズレのある複数の分割リング状金属加工品を得、その後それぞれの分割リング状金属加工品について、個々の切断面における左右のズレを矯正して上下面が平行なリング状に加工してリング状金属加工を得、次いでリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法に関する。
さらに、本発明は、リング状金属加工品が、円周方向の一部に切り欠きを設けたものである前記のリング状ブレーキシューの製造方法に関する。

本発明の方法により得られるリング状ブレーキシューは、廃棄処分する材料をできるだけ少なくすることができ、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業で製造することができ、経済的で安価なリング状ブレーキシューであり、工業的に極めて好適である。

本発明で製造されるリング状ブレーキシューは、単一のリング状ブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状金属を用いて１個ずつ単一のリング状ブレーキシューを製造してもよく、また複数のリング状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を用いて必要とする大きさのリング状ブレーキシューが得られる部分で切断して複数のリン状ブレーキシューを製造してもよい。

本発明において、単一のリン状ブレーキシューを製造する場合、用いるブロック状金属は、予め単一のリング状ブレーキシューが得られる寸法と同一になる長さの金属を用いれば、後で規定寸法に調整する必要がないので好ましい。

一方、長尺のブロック状金属を用いて複数のリング状ブレーキシューを製造する場合は、長尺のブロック状金属を引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工した後、必要とする大きさのリング状ブレーキシューが形成できる部分で切断して複数のリング状のブレーキシューを製造するか又は長尺のブロック状金属を引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工してから、Ｔ字形状金属加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさのリング状ブレーキシューが形成できる部分で切断し、左右の切断面にズレのある複数の分割リング状金属加工品を得、その後それぞれの分割リング状金属加工品について個々の切断面の左右のズレを矯正して上下面が平行なリング状に加工して複数のリング状のブレーキシューを製造することができる。

本発明で用いられるブロック状金属の材質は、スチール、アルミニウム、真鍮板等の延性のある金属であれば特に制限はないが、これらのうちスチール又はアルミニウムを用いることが好ましい。

本発明において、ブロック状金属をＴ字形状に加工する場合、引き抜き法により加工するが、この加工方法は、例えば、上下に２つの金型を使用し、ブロック状金属を加熱、加圧しながら前記の金型間を引き抜いて加工するものであり、その加工方法の一例として下記に示すように、引き抜きを２度行って加工する方法がある。この方法は、先ず１回目の引き抜き法として、一方の金型は押圧部分（ブロック状金属の平坦部を形成する部分）が平坦で、他方は下面の中央部にくぼみを設けた金型をそれぞれ使用し、これらの金型間を一般的に公知の加熱加圧条件で、ブロック状金属を引き抜き、ブロック状金属の片側中央部上面が円弧状の突起を形成する。

次に、２回目の引き抜きを行うが、この方法は、一方の金型には円周方向にＴ字形状の平坦部を形成するためのくぼみを設けた金型を使用し、他方の金型には円周方向に平坦部に対して垂直な突出部分を形成するためのくぼみを設けた金型をそれぞれ使用し、これらの金型間を一般的に公知の加熱加圧条件で、前記で得た片側中央部に突起を形成したブロック状金属を引き抜くことにより、平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状加工品を得ることができる。

引き抜き法でＴ字形状加工品を作製する方法として上記では、引き抜き法を２回で行う例で説明したが、引き抜き法による場合は、塑性変形抵抗が相当あり、材料が切れるおそれがあるため、必要に応じて複数回の引き抜き法で行ってもよい。
なお、本発明においては、上下に２つの金型を使用してＴ字形状加工品を作製する他に、一体型のダイスの円錐状の穴又は複数に分割したダイス（組立構造）で作製した穴の部分を引き抜く方法でＴ字形状加工品を得ることができる。

なお、上記で得られるＴ字形状金属加工品における平坦部とは得られるブレーキシューのシューリムに相当するもので、また平坦部に垂直な突出部分とはブレーキシューのシューウェブに相当するものである。
Ｔ字形状に加工した後、突出部分が内側になるようにリング状に加工するが、この加工方法についてはロール加工が最適であるが、必ずしもこの方法に限る必要はない。

本発明において、長尺のブロック状金属を用いる場合は、Ｔ字形状に加工した後、必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断するか又はＴ字形状に加工してから、突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断する。なお、用いる長尺のブロック状金属の長さについては特に制限はないが、単一のリング状のブレーキシューが２〜５個程度作製できる長さであることが好ましい。またスパイラル状に加工する手段についても特に制限はなく、ロール加工、プレス加工等で加工することができる。

上記で得られたリング状金属板の平坦部に固着して使用する摩擦部材の材料は、一般に公知の材料が用いられ、例えばスチール繊維、黄銅繊維、銅繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、カーボン繊維等の繊維状物質、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹脂等の熱硬化樹脂やＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム組成分を含む結合剤、フリクションダストなどの有機質摩擦調整剤、硫酸バリウム、黒鉛、三硫化アンチモン等の無機質摩擦調整剤などが用いられる。
上記の材料の他に、必要に応じて黄銅、銅等の金属粉が添加される。
なお、上記摩擦部材の材料の配合割合は、摩擦特性により異なり適宜決定され、特に制限はない。

リング状金属板の平坦部への摩擦部材の取り付けは、固着方法又は一体成形による方法があるが、このうち固着方法については、例えば、リベット止め、接着剤等で固着することができる。もし、接着する場合、摩擦部材の接着強度を上げるため、摩擦部材を接着する前にリング状金属板の外周をローレットなどの加工を施しておくことが好ましい。

以下、本発明の実施例について図面を引用して説明する。
図１〜６は本発明の一実施例になるリング状ブレーキシューの製造工程を示す図であり、このうち図１は単一のリング状ブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状スチールの斜視図、図２は１回目の引き抜き法を示す一部省略正面図、図３は２回目の引き抜き法を示す一部省略正面図、図４は平坦部とそれに垂直な突出部分を形成したＴ字形状スチール加工品の斜視図、図５は図４に示すＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにリング状に加工したリング状スチール加工品の斜視図及び図６はリング状スチール加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を接着した本発明になるリング状ブレーキシュー の斜視図である。

図７〜１０は本発明の他の一実施例になるリング状のブレーキシューの製造工程を示す図であり、このうち図７は長尺のブロック状スチールをＴ字形状に加工し、さらにＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるように連続的に加工したスパイラル状スチール加工品の平面図、図８は図７に示すスパイラル状スチール加工品を切断した分割リング状スチール加工品の平面図、図９は図８の正面図並びに図１０は図８及び図９に示す分割リング状スチール加工品の左右のズレを矯正した単一のリング状スチール加工品の正面図である。

実施例１
図１に示すように、ブロック状スチール１を準備し、図２に示す押圧部分が平坦な下部金型２及び下面の中央部にくぼみ３を設けた上部金型４を用い、これらの金型間を加熱加圧させながらブロック状スチール１を引き抜いて（１回目の引き抜き）、該ブロック状スチール１の片側中央部に突起５を形成した。

次に、片側中央部に突起５を形成したブロック状スチール１をＴ字形状にするため図３に示すようにＴ字形状の平坦部となる部分を形成するためのくぼみ６を設けた下部金型７及び前記平坦部に対して垂直な突出部分を形成するためのくぼみ８を設けた上部金具を用い、これらの金型間を加熱加圧させながらブロック状スチール１を引き抜いて（２回目の引き抜き）、図４に示す寸法が縦（長さ）９００ｍｍ、横（幅）４５ｍｍ、平坦部１０の厚さ３ｍｍ及び突出部分１１の高さ９ｍｍの平坦部１０及び突出部分１１を有するＴ字形状スチール加工品１２を作製した。

この後、図５に示すように、図４で得たＴ字形状スチール加工品１２の突出部分１１が内側になるようにロール加工して円周方向の一部に切り欠き部１３を有するリング状スチール加工品１４を作製し、次いで、突出部分１１の端部を所定の寸法精度に加工し、平坦部１０の外周部にローレット加工を施した。さらに、図６に示すように、リング状スチール加工品１４の外側表面の平坦部１０に繊維状物質、結合剤、有機質摩擦調整剤、無機質摩擦調整剤等を混合、成形して得られた摩擦部材１５を接着してリング状ブレーキシューを得た。

実施例２
長尺のブロック状スチール（図示せず）を準備し、以下実施例１と同様の工程を経て、寸法が縦（長さ）２７００ｍｍ、横（幅）４５ｍｍ、平坦部の厚さ３ｍｍ及び突出部分の高さ９ｍｍの平坦部と突出部分を有するＴ字形状スチール加工品を作製した。
この後、上記で得たＴ字形状スチール加工品を、３等分になるように縦（長さ）を９００ｍｍの寸法に切断し、実施例１と同形状の３個のＴ字形状スチール加工品を作製した。

次に、それぞれのＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにロール加工して実施例１と同様に一部に切り欠き部を有するリング状スチール加工品を作製した。
以下、実施例１と同様の工程を経てリング状スチール加工品の外側表面の平坦部に摩擦部材を接着してリング状ブレーキシューを得た。

実施例３
長尺のブロック状スチール（図示せず）を準備し、以下実施例１と同様の工程を経て、寸法が縦（長さ）２７００ｍｍ、横（幅）４５ｍｍ、平坦部の厚さ３ｍｍ及び突出部分の高さ９ｍｍのＴ字形状スチール加工品を得た。
この後、上記で得たＴ字形状スチール加工品を、ロール加工により図７に示す連続的なスパイラル状スチール加工品１６を作製した。

次に、上記で得たスパイラル状スチール加工品１６を実施例１に示す単一のリング状のブレーキシューが３個得られるように３等分に切断して図８及び図９に示すような切り欠き部１７を有し、かつ左右の切断部にズレ１８のある（上下面が平行でない）分割リング状スチール加工品１９を作製した。次いで、それぞれ分割リング状スチール加工品１９の左右のズレ１８の矯正を行って図１０に示す形状の左右の切断部にズレのない上下面が平行な単一のリング状スチール加工品２０を作製した。
以下、実施例１と同様の工程を経て単一のリング状スチール加工品２０の外側表面の平坦部１０に摩擦部材を接着してリング状ブレーキシューを得た。

単一のブレーキシューブが得られる寸法を有するブロック状スチールの斜視図である。 １回目の引き抜き法を示す一部省略正面図である。 ２回目の引き抜き法を示す一部省略正面図である。 平坦部とそれに垂直な突出部分を形成したＴ字形状スチール加工品の斜視図である。 図４に示すＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにリング状に加工したリング状スチール加工品の斜視図である。 リング状スチール加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を接着した本発明になるリング状ブレーキシューの斜視図である。

長尺のブロック状スチールをＴ字形状に加工し、さらにＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるように連続的に加工したスパイラル状スチール加工品の平面図である。 図７に示すスパイラル状スチール加工品を切断した分割リング状スチール加工品の平面図である。 図８の正面図である。 図８及び図９に示す分割リング状スチール加工品の左右のズレを矯正した状態を示す正面図である。 従来のＴ字形状加工品の正面図である。

符号の説明

１ ブロック状スチール
２ 下部金型
３ くぼみ
４ 上部金型
５ 突起
６ くぼみ
７ 下部金型
８ くぼみ
９ 上部金型
１０ 平坦部
１１ 突出部分
１２ Ｔ字形状スチール加工品
１３ 切り欠き
１４ リング状スチール加工品
１５ 摩擦部材
１６ スパイラル状スチール加工品
１７ 切り欠き
１８ ズレ
１９ 分割リング状スチール加工品
２０ 単一のリング状スチール加工品

Claims (4)

1. 単一のブレーキシューが得られる寸法を有するブロック状金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるようにリング状に加工してリング状金属加工品を得、次いでリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法。
2. 複数のブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、このものを必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断して複数の分割Ｔ字形状金属加工品を得、さらにそれぞれの分割Ｔ字形状金属加工品について、突出部分が内側になるようにリング状に加工してリング状金属加工品を得、次いでそれぞれのリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリング状ブレーキシューの製造方法。
3. 複数のブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状の金属を、引き抜き法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記Ｔ字形状加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさのリング状のブレーキシューが形成できる部分で切断して左右の切断面にズレのある複数の分割リング状金属加工品を得、その後それぞれの分割リング状金属加工品について、個々の切断面における左右のズレを矯正して上下面が平行なリング状に加工してリング状金属加工を得、次いでリング状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とするリングブレーキシューの製造方法。
4. リング状金属加工品が、円周方向の一部に切り欠きを設けたものである請求項１、２又は３記載のリング状ブレーキシューの製造方法。
   

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