摩擦材の熱処理方法
【課題】曲面状の外周摩擦面の表層に従来に比べ短時間でスコーチ処理膜が設けられ、且つ、その外周摩擦面を従来の加熱装置に比べ均一に加熱させると共に摩擦材の熱処理毎におけるそのスコーチ処理膜の厚みのバラツキを従来に比べ少なくさせる摩擦材の熱処理方法を提供する。
【解決手段】スコーチ処理膜７６をライニング４６の外周面４６ａにレーザ光５４を照射することにより設けるためエネルギー集中度が比較的高いレーザ光５４が外周面４６ａに照射されるので従来に比べ短時間でスコーチ処理膜７６が設けられる。レーザ光５４は、レーザ光源６２の位置からレーザ光５４が照射される位置までの距離が異なっても距離的に減衰しないので従来の加熱装置に比べ均一に外周面４６ａ全体を加熱できる。また、スコーチ処理工程Ｐ３ではレーザ光５４の出力条件によって外周面４６ａを所定温度で加熱でき従来に比べスコーチ処理膜７６の厚みのバラツキを少なくできる。
【解決手段】スコーチ処理膜７６をライニング４６の外周面４６ａにレーザ光５４を照射することにより設けるためエネルギー集中度が比較的高いレーザ光５４が外周面４６ａに照射されるので従来に比べ短時間でスコーチ処理膜７６が設けられる。レーザ光５４は、レーザ光源６２の位置からレーザ光５４が照射される位置までの距離が異なっても距離的に減衰しないので従来の加熱装置に比べ均一に外周面４６ａ全体を加熱できる。また、スコーチ処理工程Ｐ３ではレーザ光５４の出力条件によって外周面４６ａを所定温度で加熱でき従来に比べスコーチ処理膜７６の厚みのバラツキを少なくできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周摩擦面を加熱してその外周摩擦面の表層から結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜をその外周摩擦面に設けるための摩擦材の熱処理方法に関し、特にその外周摩擦面の表面を従来の摩擦材の熱処理方法に比較して短時間、且つ均一に加熱させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
摩擦材は、例えば繊維基材、充填材等の基材などが熱硬化性樹脂製の結合剤により結合されたものであり、例えば特許文献１乃至４に示すように、その摩擦材は、車輪と一体的に回転する円板状のディスクに押し付けられるディスクブレーキのブレーキパッドとして使用されたり、回転ドラムの内周面に押し付けられるドラムブレーキのブレーキシューとして使用される。
【０００３】
上記のような摩擦材において例えば特許文献１、２に示すように、車両走行時に回転している上記円板状のディスクに摩擦材が押し付けられるとその摩擦材における上記ディスクとの摩擦面の表面温度が上昇して、所定温度を超えるとその摩擦材の表層の結合剤が分解されてその摩擦材の摩擦面からガスが発生する。このような摩擦材の摩擦面から発生するガスは、摩擦材の摩擦係数を低下させてブレーキの効きを悪くする原因となる。そのため、特許文献１、２では、回転するディスクに押し付けられる摩擦材の摩擦面は、摩擦材すなわちブレーキパッドの製造時に例えばガスバーナー等の加熱装置によりその摩擦面の表面を加熱してその摩擦面の表層からガス発生成分である結合剤を予め分解させる熱処理すなわちスコーチ処理が施され、その摩擦面の表面温度が上昇しても上記ガスを発生しない熱処理層すなわちスコーチ処理層をその摩擦面の表層に設けるようになっている。
【０００４】
また、上記のような摩擦材の熱処理方法において、例えば特許文献２の第１図、第２図に示すように、平面状の摩擦面を有する摩擦材５ｂの摩擦面全体を略均一に加熱するために、加熱装置であるガスバーナー２の熱源３から摩擦材５ｂの摩擦面までの距離を略一定にしている。これにより、摩擦材５ｂの摩擦面の表層全体に斑なくスコーチ処理層が設けられるので、車両走行中においてブレーキの使用頻度が増えても制動時のブレーキの効きの悪化が防止される。
【０００５】
また、上記のような摩擦材において例えば特許文献３、４に示すように、車両に搭載された初期状態のブレーキの効きを向上させるために車両走行時に回転している上記円板状のディスクに押し付けられられる摩擦材の摩擦面をその摩擦材の製造時に例えばガスバーナー等の加熱装置により熱処理すなわちスコーチ処理することがある。上記摩擦材の摩擦面がスコーチ処理されることによって、その摩擦面の表面に結合剤等の樹脂成分が浮き出てその摩擦面の表面の摩擦係数が熱処理前よりも上昇する熱処理膜すなわちスコーチ処理膜がその摩擦面の表面に生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５０６７１号公報
【特許文献２】特開平０２−２９２５３４号公報
【特許文献３】特開２００７−７１３５３号公報
【特許文献４】特開２００８−３０９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の摩擦材の熱処理方法は、上記摩擦材の摩擦面が曲面状の場合例えばドラムブレーキ用の摩擦材のように摩擦材の摩擦面が有底円筒状の回転ドラムの内周面に接触させるために円弧状の曲面である場合において、ガスバーナ等の加熱装置で上記のような平面状の摩擦面を加熱するように曲面状の外周摩擦面を加熱すると、その加熱装置の熱源からその外周摩擦面までの距離がその外周摩擦面の表面部分においてそれぞれ異なりその加熱装置の熱源によって摩擦材の外周摩擦面を略均一に加熱することができないという問題があった。例えば、円弧状に曲成された帯板状の摩擦材すなわちドラムブレーキ用の摩擦材の場合、上記加熱装置により外周摩擦面が加熱されるとその摩擦材の中央部から端部に向かうにつれてその外周摩擦面の表面温度が低くなる。
【０００８】
このため、従来において、曲面状の外周摩擦面を有する摩擦材例えばドラムブレーキ用の摩擦材は、例えば、その外周摩擦面を上記のような加熱装置による加熱に替えて、その摩擦材を車両搭載後の車両状態で回転ドラムの内周面に摩擦材の外周摩擦面を摺接させることによる摩擦熱でその外周摩擦面の表面を加熱処理していた。
【０００９】
しかしながら、上記摩擦熱による加熱では、上記外周摩擦面の温度上昇が遅くその外周摩擦面にスコーチ処理膜を設けるのに比較的長い処理時間を必要とする問題があった。また、摩擦材の外周摩擦面を回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させてその摩擦材の外周摩擦面を加熱するので、摩擦材の外周摩擦面の表面温度を所定温度に加熱するためには他の部品の要因例えばその摩擦材の外周摩擦面が押し付けられる回転ドラムの内周面の摩擦係数等の要因が関係するので摩擦熱によって加熱される摩擦材の外周摩擦面の表面温度を摩擦材を熱処理する毎に一定に設定することが難しく、摩擦材の熱処理においてその外周摩擦面の表層に設けられるスコーチ処理膜の厚みにバラツキが生じ易いという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、曲面状の外周摩擦面の表層に従来に比較して短時間でスコーチ処理膜が設けられ、且つ、その外周摩擦面を従来の加熱装置に比べ均一に加熱させると共に摩擦材の熱処理毎におけるそのスコーチ処理膜の厚みのバラツキを従来に比較して少なくさせる摩擦材の熱処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、基材が熱硬化性樹脂製の結合剤により結合された摩擦材の外周摩擦面の表面に、その外周摩擦面を加熱しその外周摩擦面の表層から前記結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜を設ける摩擦材の熱処理方法であって、(a) 前記スコーチ処理膜は、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けられたものである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、請求項１に係る発明において、前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項２に係る発明において、レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、その一方向に振動させられた照射線を前記摩擦材の表面においてその照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させることにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、前記スコーチ処理膜が、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けられたものであるため、エネルギー集中度が比較的高いレーザ光が前記外周摩擦面に照射されることによりその外周摩擦面の表面の温度上昇が好適に早くなりその外周摩擦面の表層に従来に比較して短時間でスコーチ処理膜が設けられる。また、前記レーザ光は、そのレーザ光が出力される位置からそのレーザ光が照射されるその摩擦材の表面までの距離がその外周摩擦面の表面部分においてそれぞれ異なっても距離的に減衰しないので、前記レーザ光の出力条件によってそのレーザ光が照射された部分を所定温度で加熱することができそのレーザ光を前記外周摩擦面全体に照射することによりその外周摩擦面を従来の加熱装置に比較して均一に加熱することができる。また、前記摩擦材の熱処理方法では、前記レーザ光の出力条件によって前記外周摩擦面を所定温度で加熱することができ従来のように前記外周摩擦面を加熱する際にその外周摩擦面に押し付けられる他の部品等の要因がなくなるので、前記摩擦材を熱処理する毎のその外周摩擦面の加熱条件を一定できその外周摩擦面の表層に設けられる前記スコーチ処理膜の厚みのバラツキを従来に比較して少なくすることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングであるため、従来のように、前記外周摩擦面を加熱するために前記ライニングの外周摩擦面を回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させる必要がなくなり、従来に比較して安全に前記外周摩擦面を加熱することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、その一方向に振動させられた照射線が前記摩擦材の表面においてその照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させられるため、好適に前記ライニングの外周面全体に均一に前記レーザ光が比較的早く照射させられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用されたディオサーボ型ドラムブレーキを示す正面図である。
【図２】図１のブレーキシューを製造する際に使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図３】図２のIII-III視断面図である。
【図４】図２のIV-IV視面図である。
【図５】ブレーキシューを製造する製造工程を説明する工程図である。
【図６】ブレーキシュー本体においてそのシューリムの外周面にライニングが積み重ねられた状態を示す図である。
【図７】ライニングの外周面にレーザ光が照射された後の状態を示す、図３のライニングの表層部分の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施例で使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例で使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図１０】図９のＸ-Ｘ視面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例のパーキングブレーキ用ドラムブレーキ（以下、ドラムブレーキという）１０が中央部に備えられたデュオサーボ型のドラムインディスクブレーキ１２のハット型ディスクおよびキャリパ等を取り外した正面図である。上記ハット型ディスクは、図に示されていない円板状外周部と有底円筒状中央部とによって構成され、その円板状外周部はディスクブレーキの摩擦板として機能し、有底円筒状中央部は回転ドラムとして機能している。また、図１の２点鎖線で示す円は、その回転ドラムの外周面１４を示している。
【００２０】
ドラムブレーキ１０には、略円板形状を成し、たとえば図示しない車軸管、アクスルハウジング、サスペンション装置などの車体側部材すなわち非回転部材に一体的に固設されたバッキングプレート１６が備えられている。
【００２１】
また、ドラムブレーキ１０には、バッキングプレート１６の左右の外周部に凸側が外側になる姿勢で互いに接近離間可能に略対称的に配設された円弧形状の一対のブレーキシュー１８，２０と、その一対のブレーキシュー１８，２０の一端部すなわち図１の上端部の間において位置固定に設けられたアンカー２２と、そのアンカー２２と一対のブレーキシュー１８，２０との間に張設され一対のブレーキシュー１８，２０の一端部を互いに接近する方向に常時付勢する一対のリターンスプリング２４，２６と、一対のブレーキシュー１８，２０の上端部間に架け渡された長手板状のストラット２８と、一対のブレーキシュー１８，２０の他端部すなわち図１の下端部の間に介在させられてアジャストホイール３０ａの回転に伴って全長が変化させられることによりシュー間隙を調節する間隙調節装置３０と、それら下端部間に張設されてそれら下端部を互いに接近する方向に常時付勢して間隙調節装置３０を長手方向に挟圧するための中間部分がコイル状のスプリング３２と、一対のブレーキシュー１８，２０の中央部に配設されたシューホールドダウン装置３４，３６とが備えられている。
【００２２】
一対のブレーキシュー１８，２０は、何れも、バッキングプレート１６の板面と略平行な平板状を成し且つ図１に示す正面図において全体が円弧形状に湾曲したシューウェブ３８，４０と、それらの円弧形状を成す外周側端縁に沿って断面が略Ｔ字状を成すように一体的に固設された円弧形状に曲成される帯板状のシューリム４２，４４と、それらシューリム４２，４４の外周面に接着剤などで一体的に固着されたライニング(摩擦材)４６，４８とを備えてそれぞれ構成されている。また、ブレーキシュー１８の一端部には、平板状のブレーキレバー５０の基端部がピン５２により回動可能に連結されており、ブレーキレバー５０の基端部であってピン５２に近い部分は、ストラット２８のブレーキシュー１８側の端部に切り欠かれた切欠面２８ａにシューウェブ３８と共に係合させられている。また、図示されていないがブレーキレバー５０の先端部には、パーキングブレーキケーブルが連結されている。
【００２３】
ライニング４６，４８は、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、アルミナシリカ繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維などの繊維基材、金属粉、無機粉末などの充填材等の基材がフェノール樹脂やエポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹脂などの熱硬化性樹脂やゴム組成物を含む結合剤により結合され帯板形状に加熱硬化されたものであり、そのライニング４６，４８の外周面(外周摩擦面)４６ａ，４８ａはドラムブレーキ１０の制動時に回転ドラムの内周面と摺接するために円弧形状に曲成されている。また、ライニング４６，４８の内周面４６ｂ，４８ｂとシューリム４２，４４の外周面４２ａ，４４ａとを固着させる上記接着剤は、例えば、通常、衝撃や曲げに強く、剥離に対する強い抵抗力を備えた、フェノール樹脂を主剤とするフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂を主剤とするエポキシ樹脂系接着剤などの熱硬化性樹脂接着剤が用いられる。
【００２４】
ここで、ブレーキシュー１８，２０を製造する際においてそのブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８の外周面４６ａ，４８ａにレーザ光５４を均等な照射密度で照射してその外周面４６ａ，４８ａの表面を加熱して結合剤の表面を分解させるスコーチ処理（焦熱処理）するレーザー加熱装置５６を図２乃至図４を参照して説明する。また、一対のブレーキシュー１８，２０は、相互に略同様に構成されているので、以下においては一方のブレーキシューであるブレーキシュー１８を用いてレーザー加熱装置５６を説明する。
【００２５】
レーザー加熱装置５６は、図２乃至図４に示すように、シューリム４２の内周面４２ｂを支持する支持面５８ａを備えてブレーキシュー１８を支持する支持治具５８と、その支持治具５８の支持面５８ａに対向する押圧面６０ａを備えてその押圧面６０ａを支持治具５８側に接近させブレーキシュー１８を支持治具５８の支持面５８ａ上に固定させる固定部材６０と、その固定部材６０おいて固定部材６０からブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａだけが露出するように貫通された図示されていない貫通穴と、例えばＹＡＧレーザ発振器等からなるレーザ光源６２と、そのレーザ光源６２から発せられたレーザ光５４を反射させてブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａに照射するミラー６４と、そのミラー６４の角度θ１を変化させることによってレーザ光５４の照射点６６をブレーキシュー１８のライニング４６の長手方向(一方向)Ａに振動させる偏向装置６８と、その偏向装置６８により振動させたレーザ光５４の照射点６６によってライニング４６の外周面４６ａ上に線状に照射される照射線７０をそのライニング４６の外周面４６ａ上においてその照射線７０に直交する方向すなわちライニング４６の幅方向Ｂに支持治具５８を移動させるアクチュエータ７２とを備えている。
【００２６】
レーザー加熱装置５６では、図２に示すようにブレーキシュー１８が支持治具５８に装着され、その後レーザー加熱装置５６に備えられた図示されていない起動釦が操作されることにより、偏向装置６８およびアクチュエータ７２が始動してレーザ光源６２から照射されるレーザ光５４の照射点６６が例えばライニング１８の長手方向Ａおよび幅方向Ｂの一端部である角部に配置されるようにミラー６４が所定回動位置に回動すると共に支持治具５８が所定位置に移動する。次いで、レーザ光源６２からレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａの角部上に照射されると共に、そのレーザ光源６２からのレーザ光５４が照射されている間においてミラー６４が図２に示すように往復回動し且つ支持治具５８が図３に示すように往復移動することにより、レーザ光５４の照射点６６がライニング４６の外周面４６ａ上でそのライニング４６の長手方向Ａおよびライニング４６の幅方向Ｂに移動すなわちライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられてライニング４６の外周面４６ａ全体にレーザ光５４が照射され加熱してスコーチ処理が施される。
【００２７】
レーザー加熱装置５６おいては、レーザ光５４はエネルギー集中度が比較的高くライニング４６の外周面４６ａに照射される照射面積は小さいが、偏向装置６８およびアクチュエータ７２を駆動させることによりレーザ光５４の照射点６６をライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させてレーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するものである。また、レーザー加熱装置５６によるライニング４６の外周面４６ａへのレーザ光５４の照射状態おいて、レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力は略一定であり、偏向装置６８によるレーザ光５４の振動の周期は略一定であり、アクチュエータ７２による支持治具５８の移動速度は略一定であるため、レーザー加熱装置５８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａにおける各部分の単位面積あたりの熱量が略一定になる。さらに、上記レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力条件、偏向装置６８のよるレーザ光５４の振動の周期、アクチュエータ７２による支持治具５８の移動速度を変化させることにより、レーザー加熱装置５６によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａの単位面積あたりの熱量が自由に変化させられる。
【００２８】
ここで、ブレーキシュー１８を製造する製造工程Ｐ１乃至Ｐ４を図５の工程図を用いて説明する。図５の接着剤塗布工程Ｐ１では、溶接等によりシューウェブ３８およびシューリム４２が固定されたブレーキシュー本体７４におけるそのシューリム４２の外周面４２ａと、ライニング４６の内周面４６ｂとの一方または両方に接着剤が塗布され、必要に応じて乾燥炉内においてその塗布された接着剤が熱風乾燥される。
【００２９】
次いで、図５の加熱接着工程Ｐ２では、図示されていない治具に支持されたブレーキシュー本体７４おいてそのシューリム４２の外周面４２ａ上にライニング４６が図６に示すように積み重ねられ、図示されていない押圧装置によりライニング４６がシューリム４２側に押圧されることによってブレーキシュー本体７２のシューリム４２の外周面４２ａにライニング４６の内周面４６ｂが押圧される。このシューリム４２の外周面４２ａにライニング４６の内周面４６ｂが押圧された押圧状態において、図示されていない加熱装置によってシューリム４２の内周面４２ｂが急速に加熱されて接着剤が熱溶解されてシューリム４２の外周面４２ａとライニング４６の内周面４６ｂとが隙間なく相互に接着される。
【００３０】
次いで、スコーチ処理工程Ｐ３では、図２に示すようにブレーキシュー１８がレーザー加熱装置５６の支持治具５８に装着され、レーザー加熱装置５６のレーザ光源６２から発せられたレーザ光５４がミラー６４に反射してそのライニング４６の外周面４６ａの一部に照射される。図４に示すように、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａ上の照射点６６は偏向装置６８によってそのライニング４６の長手方向Ａに往復振動させられ、その長手方向Ａに振動させられたレーザ光５２の照射線７０がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線７０に直交する方向すなわちそのライニング４６の幅方向Ｂにアクチュエータ７２によってブレーキシュー１８が移動させられるので、そのレーザ光５４の照射点６６がライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａ全体に照射される。
【００３１】
このように、レーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａに照射されてその外周面４６ａが加熱されると、図７に示すようにその外周面４６ａの表面温度が急速に上昇してライニング４６の外周面４６ａの表層４６ｃ中に含まれる熱硬化性樹脂から成る結合剤が分解されその外周面４６ａの表層４６ｃがスコーチ処理膜７６に変質させられる。
【００３２】
その後、レーザー加熱装置５６から固定部材６０が取り外されてブレーキシュー１８が支持治具５８から取り出される。最後に、図５の検査工程Ｐ４において、上記ブレーキシュー１８が検査されてブレーキシュー１８の製造工程Ｐ１乃至Ｐ４が終了する。
【００３３】
以上のように製造されたブレーキシュー１８、２０を備えるドラムブレーキ１０は、ブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８の外周面４６ａ，４８ａの表面がスコーチ処理膜７６に変質されているので、ドラムブレーキ１０が車両に搭載された初期状態でブレーキの効きが確保される。
【００３４】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、スコーチ処理膜７６が、ライニング４６の外周面４６ａにレーザ光５４を照射することによって設けられたものであるため、エネルギー集中度が比較的高いレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａに照射されることによりその外周面４６ａの表面の温度上昇が好適に早くなり、その外周面４６ａの表層４６ｃに従来ライニングの外周面とブレーキドラムの内周面との摺接により発生する摩擦熱によってそのライニングの外周面を加熱する熱処理方法に比較して短時間でスコーチ処理膜７６が設けられる。また、レーザ光５４は、そのレーザ光５４が出力されるレーザ光源６２の位置からそのレーザ光５４が照射されるそのライニング４６の外周面４６ａまでの距離がその外周面４６ａの表面部分においてそれぞれ異なっても距離的に減衰しないので、レーザ光５４の出力条件によってそのレーザ光５４が照射された部分を所定温度で加熱することができそのレーザ光５４を外周面４６ａ全体に照射することによりその外周面４６ａを従来のガスバーナ等の加熱装置に比較して略均一に加熱することができる。また、ライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３では、レーザ光５４の出力条件によってライニング４６の外周面４６ａを所定温度で加熱することができ従来のようにライニングの外周面を加熱する際にその外周面に押し付けられる回転ドラムの内周面の摩擦係数の要因等がなくなるので、ブレーキシュー１８を熱処理する毎のそのライニング４６の外周面４６ａの加熱条件を一定できその外周面４６ａの表層４６ｃに設けられるスコーチ処理膜７６の厚みのバラツキを従来ライニングの外周面とブレーキドラムの内周面との摺接により発生する摩擦熱によってそのライニングの外周面を加熱する熱処理方法に比較して少なくすることができる。
【００３５】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａに照射することによりそのライニング４６の外周面４６ａを加熱するので、従来のようにライニング４６の外周面４６ａを加熱するためにそのライニング４６の外周面４６ａを回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させる必要がなくなり、従来に比較して安全にライニング４６の外周面４６ａを加熱することができる。
【００３６】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａの照射点６６をライニング４６の長手方向Ａに振動させ、その長手方向Ａに振動させられた照射線７０がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線７０に直交する方向すなわちライニング４６の幅方向Ｂにブレーキシュー１８を相対移動させられるため、好適にライニング４６の外周面４６ａ全体に均一にレーザ光５４が比較的早く照射させられる。
【実施例２】
【００３７】
また、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の他の実施例において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３は、実施例１のレーザー加熱装置５６と異なるレーザー加熱装置７８を使用する以外は実施例１のスコーチ処理工程Ｐ３と略同様であって、図８乃至図１０はそのレーザー加熱装置７８を説明する図である。
【００３９】
レーザー加熱装置７８は、図８乃至図１０に示すように、シューリム４２の内周面４２ｂを支持する支持面８０ａを備えてブレーキシュー１８を支持する支持治具８０と、その支持治具８０の支持面８０ａに対向する押圧面８２ａを備えてその押圧面８２ａを支持治具８０側に接近させブレーキシュー１８を支持治具８０の支持面８０ａ上に固定させる固定部材８２と、その固定部材８２おいて固定部材８２からブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａだけが露出するように貫通された図示されていない貫通穴と、実施例１と同様のレーザ光源６２と、実施例１と同様のミラー６４と、そのミラー６４の角度θ２を変化させることによってレーザ光５４の照射点８４をブレーキシュー１８のライニング４６の幅方向(一方向)Ｂに振動させる偏向装置８６と、その偏向装置８６により振動させたレーザ光５４の照射点８４によってライニング４６の外周面４６ａ上に線状に照射される照射線８８をそのライニング４６の外周面４６ａ上においてその照射線８８に直交する方向すなわちライニング４６の長手方向Ａに支持治具８０を軸心Ｃ回りに回動させる治具回動装置９０とを備えている。
【００４０】
レーザー加熱装置７８では、図９に示すようにブレーキシュー１８が支持治具８０に装着され、その後レーザー加熱装置７８に備えられた図示されていない起動釦が操作されることにより、偏向装置８６および治具回動装置９０が始動してレーザ光源６２から照射されるレーザ光５４の照射点８４が例えばライニング４６の長手方向Ａおよび幅方向Ｂの一端部である角部に配置されるようにミラー６４が所定回動位置に回動すると共に支持治具８０が所定回動位置に回動する。次いで、レーザ光源６２からレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａの角部上に照射されると共に、そのレーザ光源６２からのレーザ光５４が照射されている間においてミラー６４が図８に示すように往復回動し且つ支持治具８０が図９に示すように軸心Ｃ回りに回動することにより、レーザ光５４の照射点８４がライニング４６の外周面４６ａ上でそのライニング４６の幅方向Ｂおよびライニング４６の長手方向Ａに移動すなわちライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられてそのライニング４６の外周面４６ａの表面にレーザ光５４が照射され加熱してスコーチ処理が施される。
【００４１】
レーザー加熱装置７８においては、レーザ光５４はエネルギー集中度が比較的高くライニング４６の外周面４６ａに照射される照射面積は小さいが、偏向装置８６および治具回動装置９０を駆動させることによりレーザ光５４の照射点８４をライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させてレーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するものである。また、レーザー加熱装置７８によるライニング４６の外周面４６ａへのレーザ光５４の照射状態おいて、レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力は略一定であり、偏向装置８６によるレーザ光５４の振動の周期は略一定であり、治具回動装置９０による支持治具８０の軸心Ｃ回りの回動速度は略一定であるため、レーザー加熱装置７８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａにおける各部分の単位面積あたりの熱量が略一定になる。さらに、上記レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力条件、偏向装置８６のよるレーザ光５４の振動の周期、治具回動装置９０による支持治具７８の軸心Ｃ回りの回動速度を変化させることにより、レーザー加熱装置７８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａの単位面積あたりの熱量が自由に変化させられる。
【００４２】
以上のように構成されるレーザー加熱装置７８を使用することによってスコーチ処理工程Ｐ３では、図１０に示すように、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａ上の照射点８４が偏向装置８６によってそのライニング４６の幅方向Ｂに往復振動させられ、その幅方向Ｂに振動させられたレーザ光５４の照射線８８がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線８８に直交する方向すなわちそのライニング４６の長手方向Ａに治具回動装置９０により支持治具８０が回動することによってブレーキシュー１８が移動させられるので、そのレーザ光５４の照射点８４がライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａ全体に照射される。
【００４３】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａの照射点８４をライニング４６の幅方向Ｂに振動させ、その幅方向Ｂに振動させられた照射線８８がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線８８に直交する方向すなわちライニング４６の長手方向Ａにブレーキシュー１８を相対移動させられるため、好適にライニング４６の外周面４６ａ全体に均一にレーザ光５４が比較的早く照射させられる。
【００４４】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
たとえば、本実施例において、レーザ光５４を照射することによってライニング４６の外周面４６ａが略均一に加熱されたが、本発明の摩擦材はブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８に限定されるものではなく摩擦材であればどのような摩擦材例えば他のブレーキやクラッチ等の摩擦材でも適用することができる。
【００４６】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３において、レーザ光源６２から発せられたレーザ光５４は、ミラー６４に反射しそのミラー６４を偏向装置６８，８６によって例えば第１軸心回りに所定回動範囲内で回動させてライニング４６の長手方向Ａ或いは幅方向Ｂのいずれか一方向にだけ移動させていたが、例えばその偏向装置６８，８６にミラー６４を上記第１軸心に直交する第２軸心回りに回動する機能を追加してミラー６４に反射したレーザ光５４をライニング４６の長手方向Ａおよび幅方向Ｂに移動させてライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するようにしても良い。すなわち、レーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するためにどのような装置が用いられても良い。
【００４７】
また、本実施例のレーザー加熱装置５６，７８では、レーザ光５４を発生させる装置として固体レーザであるＹＡＧレーザが使用されたが他のレーザ光発生装置が使用されても良い。たとえば、気体レーザである炭酸ガスレーザが使用されても良い。
【００４８】
また、前述の実施例では、レーザ光源６２からライニング４６の外周面４６ａまでのレーザ光５４の経路にミラー６４を備えた偏向装置６８，８６が設けられていたが、他の光学的走査装置が設けられていても良い。
【００４９】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１８、２０：ブレーキシュー
４２、４４：シューリム
４２ａ、４４ａ：外周面
４６、４８：ライニング(摩擦材)
４６ａ、４８ａ：外周面(外周摩擦面)
４６ｃ：表層
５４：レーザ光
６２：レーザ光源
６６、８４：照射点
７０、８８：照射線
７６：スコーチ処理膜
Ｐ３：スコーチ処理工程(熱処理方法)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周摩擦面を加熱してその外周摩擦面の表層から結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜をその外周摩擦面に設けるための摩擦材の熱処理方法に関し、特にその外周摩擦面の表面を従来の摩擦材の熱処理方法に比較して短時間、且つ均一に加熱させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
摩擦材は、例えば繊維基材、充填材等の基材などが熱硬化性樹脂製の結合剤により結合されたものであり、例えば特許文献１乃至４に示すように、その摩擦材は、車輪と一体的に回転する円板状のディスクに押し付けられるディスクブレーキのブレーキパッドとして使用されたり、回転ドラムの内周面に押し付けられるドラムブレーキのブレーキシューとして使用される。
【０００３】
上記のような摩擦材において例えば特許文献１、２に示すように、車両走行時に回転している上記円板状のディスクに摩擦材が押し付けられるとその摩擦材における上記ディスクとの摩擦面の表面温度が上昇して、所定温度を超えるとその摩擦材の表層の結合剤が分解されてその摩擦材の摩擦面からガスが発生する。このような摩擦材の摩擦面から発生するガスは、摩擦材の摩擦係数を低下させてブレーキの効きを悪くする原因となる。そのため、特許文献１、２では、回転するディスクに押し付けられる摩擦材の摩擦面は、摩擦材すなわちブレーキパッドの製造時に例えばガスバーナー等の加熱装置によりその摩擦面の表面を加熱してその摩擦面の表層からガス発生成分である結合剤を予め分解させる熱処理すなわちスコーチ処理が施され、その摩擦面の表面温度が上昇しても上記ガスを発生しない熱処理層すなわちスコーチ処理層をその摩擦面の表層に設けるようになっている。
【０００４】
また、上記のような摩擦材の熱処理方法において、例えば特許文献２の第１図、第２図に示すように、平面状の摩擦面を有する摩擦材５ｂの摩擦面全体を略均一に加熱するために、加熱装置であるガスバーナー２の熱源３から摩擦材５ｂの摩擦面までの距離を略一定にしている。これにより、摩擦材５ｂの摩擦面の表層全体に斑なくスコーチ処理層が設けられるので、車両走行中においてブレーキの使用頻度が増えても制動時のブレーキの効きの悪化が防止される。
【０００５】
また、上記のような摩擦材において例えば特許文献３、４に示すように、車両に搭載された初期状態のブレーキの効きを向上させるために車両走行時に回転している上記円板状のディスクに押し付けられられる摩擦材の摩擦面をその摩擦材の製造時に例えばガスバーナー等の加熱装置により熱処理すなわちスコーチ処理することがある。上記摩擦材の摩擦面がスコーチ処理されることによって、その摩擦面の表面に結合剤等の樹脂成分が浮き出てその摩擦面の表面の摩擦係数が熱処理前よりも上昇する熱処理膜すなわちスコーチ処理膜がその摩擦面の表面に生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５０６７１号公報
【特許文献２】特開平０２−２９２５３４号公報
【特許文献３】特開２００７−７１３５３号公報
【特許文献４】特開２００８−３０９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の摩擦材の熱処理方法は、上記摩擦材の摩擦面が曲面状の場合例えばドラムブレーキ用の摩擦材のように摩擦材の摩擦面が有底円筒状の回転ドラムの内周面に接触させるために円弧状の曲面である場合において、ガスバーナ等の加熱装置で上記のような平面状の摩擦面を加熱するように曲面状の外周摩擦面を加熱すると、その加熱装置の熱源からその外周摩擦面までの距離がその外周摩擦面の表面部分においてそれぞれ異なりその加熱装置の熱源によって摩擦材の外周摩擦面を略均一に加熱することができないという問題があった。例えば、円弧状に曲成された帯板状の摩擦材すなわちドラムブレーキ用の摩擦材の場合、上記加熱装置により外周摩擦面が加熱されるとその摩擦材の中央部から端部に向かうにつれてその外周摩擦面の表面温度が低くなる。
【０００８】
このため、従来において、曲面状の外周摩擦面を有する摩擦材例えばドラムブレーキ用の摩擦材は、例えば、その外周摩擦面を上記のような加熱装置による加熱に替えて、その摩擦材を車両搭載後の車両状態で回転ドラムの内周面に摩擦材の外周摩擦面を摺接させることによる摩擦熱でその外周摩擦面の表面を加熱処理していた。
【０００９】
しかしながら、上記摩擦熱による加熱では、上記外周摩擦面の温度上昇が遅くその外周摩擦面にスコーチ処理膜を設けるのに比較的長い処理時間を必要とする問題があった。また、摩擦材の外周摩擦面を回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させてその摩擦材の外周摩擦面を加熱するので、摩擦材の外周摩擦面の表面温度を所定温度に加熱するためには他の部品の要因例えばその摩擦材の外周摩擦面が押し付けられる回転ドラムの内周面の摩擦係数等の要因が関係するので摩擦熱によって加熱される摩擦材の外周摩擦面の表面温度を摩擦材を熱処理する毎に一定に設定することが難しく、摩擦材の熱処理においてその外周摩擦面の表層に設けられるスコーチ処理膜の厚みにバラツキが生じ易いという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、曲面状の外周摩擦面の表層に従来に比較して短時間でスコーチ処理膜が設けられ、且つ、その外周摩擦面を従来の加熱装置に比べ均一に加熱させると共に摩擦材の熱処理毎におけるそのスコーチ処理膜の厚みのバラツキを従来に比較して少なくさせる摩擦材の熱処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、基材が熱硬化性樹脂製の結合剤により結合された摩擦材の外周摩擦面の表面に、その外周摩擦面を加熱しその外周摩擦面の表層から前記結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜を設ける摩擦材の熱処理方法であって、(a) 前記スコーチ処理膜は、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けられたものである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、請求項１に係る発明において、前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項２に係る発明において、レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、その一方向に振動させられた照射線を前記摩擦材の表面においてその照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させることにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、前記スコーチ処理膜が、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けられたものであるため、エネルギー集中度が比較的高いレーザ光が前記外周摩擦面に照射されることによりその外周摩擦面の表面の温度上昇が好適に早くなりその外周摩擦面の表層に従来に比較して短時間でスコーチ処理膜が設けられる。また、前記レーザ光は、そのレーザ光が出力される位置からそのレーザ光が照射されるその摩擦材の表面までの距離がその外周摩擦面の表面部分においてそれぞれ異なっても距離的に減衰しないので、前記レーザ光の出力条件によってそのレーザ光が照射された部分を所定温度で加熱することができそのレーザ光を前記外周摩擦面全体に照射することによりその外周摩擦面を従来の加熱装置に比較して均一に加熱することができる。また、前記摩擦材の熱処理方法では、前記レーザ光の出力条件によって前記外周摩擦面を所定温度で加熱することができ従来のように前記外周摩擦面を加熱する際にその外周摩擦面に押し付けられる他の部品等の要因がなくなるので、前記摩擦材を熱処理する毎のその外周摩擦面の加熱条件を一定できその外周摩擦面の表層に設けられる前記スコーチ処理膜の厚みのバラツキを従来に比較して少なくすることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングであるため、従来のように、前記外周摩擦面を加熱するために前記ライニングの外周摩擦面を回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させる必要がなくなり、従来に比較して安全に前記外周摩擦面を加熱することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明の摩擦材の熱処理方法によれば、レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、その一方向に振動させられた照射線が前記摩擦材の表面においてその照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させられるため、好適に前記ライニングの外周面全体に均一に前記レーザ光が比較的早く照射させられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明が適用されたディオサーボ型ドラムブレーキを示す正面図である。
【図２】図１のブレーキシューを製造する際に使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図３】図２のIII-III視断面図である。
【図４】図２のIV-IV視面図である。
【図５】ブレーキシューを製造する製造工程を説明する工程図である。
【図６】ブレーキシュー本体においてそのシューリムの外周面にライニングが積み重ねられた状態を示す図である。
【図７】ライニングの外周面にレーザ光が照射された後の状態を示す、図３のライニングの表層部分の拡大図である。
【図８】本発明の他の実施例で使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例で使用されるレーザー加熱装置を説明する図である。
【図１０】図９のＸ-Ｘ視面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例のパーキングブレーキ用ドラムブレーキ（以下、ドラムブレーキという）１０が中央部に備えられたデュオサーボ型のドラムインディスクブレーキ１２のハット型ディスクおよびキャリパ等を取り外した正面図である。上記ハット型ディスクは、図に示されていない円板状外周部と有底円筒状中央部とによって構成され、その円板状外周部はディスクブレーキの摩擦板として機能し、有底円筒状中央部は回転ドラムとして機能している。また、図１の２点鎖線で示す円は、その回転ドラムの外周面１４を示している。
【００２０】
ドラムブレーキ１０には、略円板形状を成し、たとえば図示しない車軸管、アクスルハウジング、サスペンション装置などの車体側部材すなわち非回転部材に一体的に固設されたバッキングプレート１６が備えられている。
【００２１】
また、ドラムブレーキ１０には、バッキングプレート１６の左右の外周部に凸側が外側になる姿勢で互いに接近離間可能に略対称的に配設された円弧形状の一対のブレーキシュー１８，２０と、その一対のブレーキシュー１８，２０の一端部すなわち図１の上端部の間において位置固定に設けられたアンカー２２と、そのアンカー２２と一対のブレーキシュー１８，２０との間に張設され一対のブレーキシュー１８，２０の一端部を互いに接近する方向に常時付勢する一対のリターンスプリング２４，２６と、一対のブレーキシュー１８，２０の上端部間に架け渡された長手板状のストラット２８と、一対のブレーキシュー１８，２０の他端部すなわち図１の下端部の間に介在させられてアジャストホイール３０ａの回転に伴って全長が変化させられることによりシュー間隙を調節する間隙調節装置３０と、それら下端部間に張設されてそれら下端部を互いに接近する方向に常時付勢して間隙調節装置３０を長手方向に挟圧するための中間部分がコイル状のスプリング３２と、一対のブレーキシュー１８，２０の中央部に配設されたシューホールドダウン装置３４，３６とが備えられている。
【００２２】
一対のブレーキシュー１８，２０は、何れも、バッキングプレート１６の板面と略平行な平板状を成し且つ図１に示す正面図において全体が円弧形状に湾曲したシューウェブ３８，４０と、それらの円弧形状を成す外周側端縁に沿って断面が略Ｔ字状を成すように一体的に固設された円弧形状に曲成される帯板状のシューリム４２，４４と、それらシューリム４２，４４の外周面に接着剤などで一体的に固着されたライニング(摩擦材)４６，４８とを備えてそれぞれ構成されている。また、ブレーキシュー１８の一端部には、平板状のブレーキレバー５０の基端部がピン５２により回動可能に連結されており、ブレーキレバー５０の基端部であってピン５２に近い部分は、ストラット２８のブレーキシュー１８側の端部に切り欠かれた切欠面２８ａにシューウェブ３８と共に係合させられている。また、図示されていないがブレーキレバー５０の先端部には、パーキングブレーキケーブルが連結されている。
【００２３】
ライニング４６，４８は、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、アルミナシリカ繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維などの繊維基材、金属粉、無機粉末などの充填材等の基材がフェノール樹脂やエポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹脂などの熱硬化性樹脂やゴム組成物を含む結合剤により結合され帯板形状に加熱硬化されたものであり、そのライニング４６，４８の外周面(外周摩擦面)４６ａ，４８ａはドラムブレーキ１０の制動時に回転ドラムの内周面と摺接するために円弧形状に曲成されている。また、ライニング４６，４８の内周面４６ｂ，４８ｂとシューリム４２，４４の外周面４２ａ，４４ａとを固着させる上記接着剤は、例えば、通常、衝撃や曲げに強く、剥離に対する強い抵抗力を備えた、フェノール樹脂を主剤とするフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂を主剤とするエポキシ樹脂系接着剤などの熱硬化性樹脂接着剤が用いられる。
【００２４】
ここで、ブレーキシュー１８，２０を製造する際においてそのブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８の外周面４６ａ，４８ａにレーザ光５４を均等な照射密度で照射してその外周面４６ａ，４８ａの表面を加熱して結合剤の表面を分解させるスコーチ処理（焦熱処理）するレーザー加熱装置５６を図２乃至図４を参照して説明する。また、一対のブレーキシュー１８，２０は、相互に略同様に構成されているので、以下においては一方のブレーキシューであるブレーキシュー１８を用いてレーザー加熱装置５６を説明する。
【００２５】
レーザー加熱装置５６は、図２乃至図４に示すように、シューリム４２の内周面４２ｂを支持する支持面５８ａを備えてブレーキシュー１８を支持する支持治具５８と、その支持治具５８の支持面５８ａに対向する押圧面６０ａを備えてその押圧面６０ａを支持治具５８側に接近させブレーキシュー１８を支持治具５８の支持面５８ａ上に固定させる固定部材６０と、その固定部材６０おいて固定部材６０からブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａだけが露出するように貫通された図示されていない貫通穴と、例えばＹＡＧレーザ発振器等からなるレーザ光源６２と、そのレーザ光源６２から発せられたレーザ光５４を反射させてブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａに照射するミラー６４と、そのミラー６４の角度θ１を変化させることによってレーザ光５４の照射点６６をブレーキシュー１８のライニング４６の長手方向(一方向)Ａに振動させる偏向装置６８と、その偏向装置６８により振動させたレーザ光５４の照射点６６によってライニング４６の外周面４６ａ上に線状に照射される照射線７０をそのライニング４６の外周面４６ａ上においてその照射線７０に直交する方向すなわちライニング４６の幅方向Ｂに支持治具５８を移動させるアクチュエータ７２とを備えている。
【００２６】
レーザー加熱装置５６では、図２に示すようにブレーキシュー１８が支持治具５８に装着され、その後レーザー加熱装置５６に備えられた図示されていない起動釦が操作されることにより、偏向装置６８およびアクチュエータ７２が始動してレーザ光源６２から照射されるレーザ光５４の照射点６６が例えばライニング１８の長手方向Ａおよび幅方向Ｂの一端部である角部に配置されるようにミラー６４が所定回動位置に回動すると共に支持治具５８が所定位置に移動する。次いで、レーザ光源６２からレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａの角部上に照射されると共に、そのレーザ光源６２からのレーザ光５４が照射されている間においてミラー６４が図２に示すように往復回動し且つ支持治具５８が図３に示すように往復移動することにより、レーザ光５４の照射点６６がライニング４６の外周面４６ａ上でそのライニング４６の長手方向Ａおよびライニング４６の幅方向Ｂに移動すなわちライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられてライニング４６の外周面４６ａ全体にレーザ光５４が照射され加熱してスコーチ処理が施される。
【００２７】
レーザー加熱装置５６おいては、レーザ光５４はエネルギー集中度が比較的高くライニング４６の外周面４６ａに照射される照射面積は小さいが、偏向装置６８およびアクチュエータ７２を駆動させることによりレーザ光５４の照射点６６をライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させてレーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するものである。また、レーザー加熱装置５６によるライニング４６の外周面４６ａへのレーザ光５４の照射状態おいて、レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力は略一定であり、偏向装置６８によるレーザ光５４の振動の周期は略一定であり、アクチュエータ７２による支持治具５８の移動速度は略一定であるため、レーザー加熱装置５８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａにおける各部分の単位面積あたりの熱量が略一定になる。さらに、上記レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力条件、偏向装置６８のよるレーザ光５４の振動の周期、アクチュエータ７２による支持治具５８の移動速度を変化させることにより、レーザー加熱装置５６によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａの単位面積あたりの熱量が自由に変化させられる。
【００２８】
ここで、ブレーキシュー１８を製造する製造工程Ｐ１乃至Ｐ４を図５の工程図を用いて説明する。図５の接着剤塗布工程Ｐ１では、溶接等によりシューウェブ３８およびシューリム４２が固定されたブレーキシュー本体７４におけるそのシューリム４２の外周面４２ａと、ライニング４６の内周面４６ｂとの一方または両方に接着剤が塗布され、必要に応じて乾燥炉内においてその塗布された接着剤が熱風乾燥される。
【００２９】
次いで、図５の加熱接着工程Ｐ２では、図示されていない治具に支持されたブレーキシュー本体７４おいてそのシューリム４２の外周面４２ａ上にライニング４６が図６に示すように積み重ねられ、図示されていない押圧装置によりライニング４６がシューリム４２側に押圧されることによってブレーキシュー本体７２のシューリム４２の外周面４２ａにライニング４６の内周面４６ｂが押圧される。このシューリム４２の外周面４２ａにライニング４６の内周面４６ｂが押圧された押圧状態において、図示されていない加熱装置によってシューリム４２の内周面４２ｂが急速に加熱されて接着剤が熱溶解されてシューリム４２の外周面４２ａとライニング４６の内周面４６ｂとが隙間なく相互に接着される。
【００３０】
次いで、スコーチ処理工程Ｐ３では、図２に示すようにブレーキシュー１８がレーザー加熱装置５６の支持治具５８に装着され、レーザー加熱装置５６のレーザ光源６２から発せられたレーザ光５４がミラー６４に反射してそのライニング４６の外周面４６ａの一部に照射される。図４に示すように、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａ上の照射点６６は偏向装置６８によってそのライニング４６の長手方向Ａに往復振動させられ、その長手方向Ａに振動させられたレーザ光５２の照射線７０がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線７０に直交する方向すなわちそのライニング４６の幅方向Ｂにアクチュエータ７２によってブレーキシュー１８が移動させられるので、そのレーザ光５４の照射点６６がライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａ全体に照射される。
【００３１】
このように、レーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａに照射されてその外周面４６ａが加熱されると、図７に示すようにその外周面４６ａの表面温度が急速に上昇してライニング４６の外周面４６ａの表層４６ｃ中に含まれる熱硬化性樹脂から成る結合剤が分解されその外周面４６ａの表層４６ｃがスコーチ処理膜７６に変質させられる。
【００３２】
その後、レーザー加熱装置５６から固定部材６０が取り外されてブレーキシュー１８が支持治具５８から取り出される。最後に、図５の検査工程Ｐ４において、上記ブレーキシュー１８が検査されてブレーキシュー１８の製造工程Ｐ１乃至Ｐ４が終了する。
【００３３】
以上のように製造されたブレーキシュー１８、２０を備えるドラムブレーキ１０は、ブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８の外周面４６ａ，４８ａの表面がスコーチ処理膜７６に変質されているので、ドラムブレーキ１０が車両に搭載された初期状態でブレーキの効きが確保される。
【００３４】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、スコーチ処理膜７６が、ライニング４６の外周面４６ａにレーザ光５４を照射することによって設けられたものであるため、エネルギー集中度が比較的高いレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａに照射されることによりその外周面４６ａの表面の温度上昇が好適に早くなり、その外周面４６ａの表層４６ｃに従来ライニングの外周面とブレーキドラムの内周面との摺接により発生する摩擦熱によってそのライニングの外周面を加熱する熱処理方法に比較して短時間でスコーチ処理膜７６が設けられる。また、レーザ光５４は、そのレーザ光５４が出力されるレーザ光源６２の位置からそのレーザ光５４が照射されるそのライニング４６の外周面４６ａまでの距離がその外周面４６ａの表面部分においてそれぞれ異なっても距離的に減衰しないので、レーザ光５４の出力条件によってそのレーザ光５４が照射された部分を所定温度で加熱することができそのレーザ光５４を外周面４６ａ全体に照射することによりその外周面４６ａを従来のガスバーナ等の加熱装置に比較して略均一に加熱することができる。また、ライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３では、レーザ光５４の出力条件によってライニング４６の外周面４６ａを所定温度で加熱することができ従来のようにライニングの外周面を加熱する際にその外周面に押し付けられる回転ドラムの内周面の摩擦係数の要因等がなくなるので、ブレーキシュー１８を熱処理する毎のそのライニング４６の外周面４６ａの加熱条件を一定できその外周面４６ａの表層４６ｃに設けられるスコーチ処理膜７６の厚みのバラツキを従来ライニングの外周面とブレーキドラムの内周面との摺接により発生する摩擦熱によってそのライニングの外周面を加熱する熱処理方法に比較して少なくすることができる。
【００３５】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａに照射することによりそのライニング４６の外周面４６ａを加熱するので、従来のようにライニング４６の外周面４６ａを加熱するためにそのライニング４６の外周面４６ａを回転ドラムの内周面に押し付けた状態でその回転ドラムを高速で回転させる必要がなくなり、従来に比較して安全にライニング４６の外周面４６ａを加熱することができる。
【００３６】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａの照射点６６をライニング４６の長手方向Ａに振動させ、その長手方向Ａに振動させられた照射線７０がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線７０に直交する方向すなわちライニング４６の幅方向Ｂにブレーキシュー１８を相対移動させられるため、好適にライニング４６の外周面４６ａ全体に均一にレーザ光５４が比較的早く照射させられる。
【実施例２】
【００３７】
また、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の他の実施例において実施例相互間で共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３は、実施例１のレーザー加熱装置５６と異なるレーザー加熱装置７８を使用する以外は実施例１のスコーチ処理工程Ｐ３と略同様であって、図８乃至図１０はそのレーザー加熱装置７８を説明する図である。
【００３９】
レーザー加熱装置７８は、図８乃至図１０に示すように、シューリム４２の内周面４２ｂを支持する支持面８０ａを備えてブレーキシュー１８を支持する支持治具８０と、その支持治具８０の支持面８０ａに対向する押圧面８２ａを備えてその押圧面８２ａを支持治具８０側に接近させブレーキシュー１８を支持治具８０の支持面８０ａ上に固定させる固定部材８２と、その固定部材８２おいて固定部材８２からブレーキシュー１８のライニング４６の外周面４６ａだけが露出するように貫通された図示されていない貫通穴と、実施例１と同様のレーザ光源６２と、実施例１と同様のミラー６４と、そのミラー６４の角度θ２を変化させることによってレーザ光５４の照射点８４をブレーキシュー１８のライニング４６の幅方向(一方向)Ｂに振動させる偏向装置８６と、その偏向装置８６により振動させたレーザ光５４の照射点８４によってライニング４６の外周面４６ａ上に線状に照射される照射線８８をそのライニング４６の外周面４６ａ上においてその照射線８８に直交する方向すなわちライニング４６の長手方向Ａに支持治具８０を軸心Ｃ回りに回動させる治具回動装置９０とを備えている。
【００４０】
レーザー加熱装置７８では、図９に示すようにブレーキシュー１８が支持治具８０に装着され、その後レーザー加熱装置７８に備えられた図示されていない起動釦が操作されることにより、偏向装置８６および治具回動装置９０が始動してレーザ光源６２から照射されるレーザ光５４の照射点８４が例えばライニング４６の長手方向Ａおよび幅方向Ｂの一端部である角部に配置されるようにミラー６４が所定回動位置に回動すると共に支持治具８０が所定回動位置に回動する。次いで、レーザ光源６２からレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａの角部上に照射されると共に、そのレーザ光源６２からのレーザ光５４が照射されている間においてミラー６４が図８に示すように往復回動し且つ支持治具８０が図９に示すように軸心Ｃ回りに回動することにより、レーザ光５４の照射点８４がライニング４６の外周面４６ａ上でそのライニング４６の幅方向Ｂおよびライニング４６の長手方向Ａに移動すなわちライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられてそのライニング４６の外周面４６ａの表面にレーザ光５４が照射され加熱してスコーチ処理が施される。
【００４１】
レーザー加熱装置７８においては、レーザ光５４はエネルギー集中度が比較的高くライニング４６の外周面４６ａに照射される照射面積は小さいが、偏向装置８６および治具回動装置９０を駆動させることによりレーザ光５４の照射点８４をライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させてレーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するものである。また、レーザー加熱装置７８によるライニング４６の外周面４６ａへのレーザ光５４の照射状態おいて、レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力は略一定であり、偏向装置８６によるレーザ光５４の振動の周期は略一定であり、治具回動装置９０による支持治具８０の軸心Ｃ回りの回動速度は略一定であるため、レーザー加熱装置７８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａにおける各部分の単位面積あたりの熱量が略一定になる。さらに、上記レーザ光源６２からのレーザ光５４の出力条件、偏向装置８６のよるレーザ光５４の振動の周期、治具回動装置９０による支持治具７８の軸心Ｃ回りの回動速度を変化させることにより、レーザー加熱装置７８によって加熱されるライニング４６の外周面４６ａの単位面積あたりの熱量が自由に変化させられる。
【００４２】
以上のように構成されるレーザー加熱装置７８を使用することによってスコーチ処理工程Ｐ３では、図１０に示すように、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａ上の照射点８４が偏向装置８６によってそのライニング４６の幅方向Ｂに往復振動させられ、その幅方向Ｂに振動させられたレーザ光５４の照射線８８がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線８８に直交する方向すなわちそのライニング４６の長手方向Ａに治具回動装置９０により支持治具８０が回動することによってブレーキシュー１８が移動させられるので、そのレーザ光５４の照射点８４がライニング４６の外周面４６ａ上全体に移動させられレーザ光５４がライニング４６の外周面４６ａ全体に照射される。
【００４３】
本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３によれば、レーザ光源６２からのレーザ光５４のライニング４６の外周面４６ａの照射点８４をライニング４６の幅方向Ｂに振動させ、その幅方向Ｂに振動させられた照射線８８がライニング４６の外周面４６ａにおいてその照射線８８に直交する方向すなわちライニング４６の長手方向Ａにブレーキシュー１８を相対移動させられるため、好適にライニング４６の外周面４６ａ全体に均一にレーザ光５４が比較的早く照射させられる。
【００４４】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
たとえば、本実施例において、レーザ光５４を照射することによってライニング４６の外周面４６ａが略均一に加熱されたが、本発明の摩擦材はブレーキシュー１８，２０のライニング４６，４８に限定されるものではなく摩擦材であればどのような摩擦材例えば他のブレーキやクラッチ等の摩擦材でも適用することができる。
【００４６】
また、本実施例のライニング４６のスコーチ処理工程Ｐ３において、レーザ光源６２から発せられたレーザ光５４は、ミラー６４に反射しそのミラー６４を偏向装置６８，８６によって例えば第１軸心回りに所定回動範囲内で回動させてライニング４６の長手方向Ａ或いは幅方向Ｂのいずれか一方向にだけ移動させていたが、例えばその偏向装置６８，８６にミラー６４を上記第１軸心に直交する第２軸心回りに回動する機能を追加してミラー６４に反射したレーザ光５４をライニング４６の長手方向Ａおよび幅方向Ｂに移動させてライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するようにしても良い。すなわち、レーザ光５４をライニング４６の外周面４６ａ全体に照射するためにどのような装置が用いられても良い。
【００４７】
また、本実施例のレーザー加熱装置５６，７８では、レーザ光５４を発生させる装置として固体レーザであるＹＡＧレーザが使用されたが他のレーザ光発生装置が使用されても良い。たとえば、気体レーザである炭酸ガスレーザが使用されても良い。
【００４８】
また、前述の実施例では、レーザ光源６２からライニング４６の外周面４６ａまでのレーザ光５４の経路にミラー６４を備えた偏向装置６８，８６が設けられていたが、他の光学的走査装置が設けられていても良い。
【００４９】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１８、２０：ブレーキシュー
４２、４４：シューリム
４２ａ、４４ａ：外周面
４６、４８：ライニング(摩擦材)
４６ａ、４８ａ：外周面(外周摩擦面)
４６ｃ：表層
５４：レーザ光
６２：レーザ光源
６６、８４：照射点
７０、８８：照射線
７６：スコーチ処理膜
Ｐ３：スコーチ処理工程(熱処理方法)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材が熱硬化性樹脂製の結合剤により結合された摩擦材の外周摩擦面の表面に、該外周摩擦面を加熱し該外周摩擦面の表層から前記結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜を設ける摩擦材の熱処理方法であって、
前記スコーチ処理膜を、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けることを特徴とする摩擦材の熱処理方法。
【請求項２】
前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングであることを特徴とする請求項１の摩擦材の熱処理方法。
【請求項３】
レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、該一方向に振動させられた照射線を前記摩擦材の表面において該照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させることを特徴とする請求項２の摩擦材の熱処理方法。
【請求項１】
基材が熱硬化性樹脂製の結合剤により結合された摩擦材の外周摩擦面の表面に、該外周摩擦面を加熱し該外周摩擦面の表層から前記結合剤を予め分解させたスコーチ処理膜を設ける摩擦材の熱処理方法であって、
前記スコーチ処理膜を、前記摩擦材の表面にレーザ光を照射することによって設けることを特徴とする摩擦材の熱処理方法。
【請求項２】
前記摩擦材は、円弧形状に曲成された板状のシューリムの外周面に一体的に固着されるブレーキシューのライニングであることを特徴とする請求項１の摩擦材の熱処理方法。
【請求項３】
レーザ光源からのレーザ光の前記摩擦材の外周摩擦面上の照射点を一方向に振動させ、該一方向に振動させられた照射線を前記摩擦材の表面において該照射線に直交する方向に前記ブレーキシューを相対移動させることを特徴とする請求項２の摩擦材の熱処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０７６８５（Ｐ２０１２−１０７６８５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６３３２（Ｐ２０１０−２５６３３２）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（３９０００５６７０）豊生ブレーキ工業株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（３９０００５６７０）豊生ブレーキ工業株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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