(57)【要約】【課題】  多数個取りの熱成形金型を用いることによりディスクブレーキパッドの成形品の生産効率を向上させ、成形品の品質を安定させる。【解決手段】  予備成形品挿入装置１は、多数のディスクブレーキパッド用のキャビティ３を有する熱成形金型の前記キャビティ３に成形材料としての予備成形品７を挿入する。挿入装置本体９には、熱成形金型５の多数の各キャビティ３に挿入する各予備成形品７を各キャビティ３に対応した位置で保持するための多数の予備成形品保持部１１が設けられている。これらの各予備成形品保持部１１に各予備成形品７を側面から押圧して保持する複数の弾性体２５が設けられ、前記挿入装置本体９が熱成形金型５の各キャビティ３に対応する前記多数の各予備成形品７が一括して挿入可能な位置へ移動位置決め自在に設けられている。【選択図】      図１
2005036948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のディスクブレーキパッド用のキャビティを有する熱成形金型の前記キャビティに成形材料としての予備成形品を挿入する予備成形品挿入装置において、
挿入装置本体に、前記熱成形金型の多数の各キャビティに挿入する各予備成形品を前記各キャビティに対応した位置で保持するための多数の予備成形品保持部を設け、これらの各予備成形品保持部に前記各予備成形品を側面から押圧して保持する複数の弾性体を設け、前記挿入装置本体が熱成形金型の各キャビティに対応する前記多数の各予備成形品を一括して挿入可能な位置へ移動位置決め自在に設けられていることを特徴とするディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置。
【請求項２】
前記予備成形品保持部は、複数の各弾性体を挿入装置本体に独立して懸架すると共に各弾性体の下端を熱成形金型の各キャビティ内に嵌合可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置。
【請求項３】
前記予備成形品保持部は、複数の弾性体の上方側が予備成形品を複数の弾性体の間に挟み込むよう挿入可能に、且つ前記複数の弾性体で保持された予備成形品を熱成形金型のキャビティへ押し出し可能に開口されていることを特徴とする請求項１又は２記載のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディスクブレーキパッド熱成形において、予備成形品を熱整形金型へ挿入する予備成形品挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスクブレーキパッドは、熱硬化性の接着剤を塗布した金属プレートに摩擦材が熱圧成形により固着された後、熱処理による硬化反応で硬度が整えられ、摩擦面の研磨やバックプレート（金属プレート）への焼付け塗装が施されて製品とするのが一般的である。
【０００３】
なお、上記の摩擦材は金属繊維、鉱物繊維及びバインダーである熱硬化性樹脂を主原料としており、熱圧成形工程では摩擦材とバックプレートが１４０〜１７０℃に加熱した熱成形金型に投入され、樹脂の硬化反応で発生する水蒸気やガスを放出するための加圧と開放が何回か繰り返された後に、３〜８分程度の加圧と加熱により摩擦材とバックプレートの両者が固着されることにより、ディスクブレーキパッドの基本形状が形成される。
【０００４】
上記のように熱圧成形工程の成形機は、１回の成形で数分間を占有されることから、従来では成形金型に複数個のキャビティを設けて多数個取りとした金型が用いられることで、１回の成形における成形品取り数を増やして生産効率が高められている。
【０００５】
一方、摩擦材が粉体材料である場合は、主原料の性質上、熱圧成形時のキャビティ内での材料流れ性が悪いために、成形品の外観不良や材料不足といった不良とならないよう、材料をキャビティ内に隙間無く充填する必要がある。そこで従来は、摩擦材が予めキャビティの形状に加圧成形された予備成形品を挿入して成形されている。
【０００６】
なお、上記の摩擦材を熱成形金型のキャビティに隙間無く充填する技術としては、摩擦材を造粒して直接投入して成形する技術が提案されている。例えば、熱成形金型を用いてパッド裏板の間に作り出されるキヤビティ内に、摩擦材の原料混合物を造粒した材料と造粒していない材料を順に投入して熱圧縮成形が行なわれる。このように造粒材料は予め押し固められているので、この材料で作られる接着層は低気孔率になり水分の浸透を阻止して裏板の錆発生を防ぐことになる。さらに、接着力が高まり、原料混合物で作られる母材層の上に複雑に入り込むために層間強度も向上し、信頼性の高いパッドが得られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、従来の他の例では、省力化と生産性向上を目的として、人手作業として行われていた予備成形品とバックプレートの熱成形金型への投入作業が垂直多関節ロボットで代行されているものもある。
【特許文献１】特開平７−３０１２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の多数個取りの熱成形金型を用いたディスクブレーキパッドの成形方法には、次に示すような課題がある。
【０００９】
先ず、摩擦材の原料粉に含まれる熱硬化性樹脂は、約１４０℃に加熱されると硬化反応が始まるので、１４０℃以上に加熱された多数個取り熱成形金型を用いる成形では、予備成形品がキャビティへ短時間で一括して挿入されることにより、成形品の品質安定化を図る必要がある。しかし、前述したような摩擦材を造粒して直接投入する方式では、成形材料を多数のキャビティへ一括して投入することは難しいという問題点があった。
【００１０】
また、従来の予備成形品を投入する方式においては、人手作業の場合も垂直多関節ロボットによる作業の場合でも１個ずつ挿入しており、複数の予備成形品を短時間で一括挿入することは難しいという問題点があった。
【００１１】
一方、生産効率に関しては、成形材料とバックプレートを熱成形金型へ挿入する挿入作業及び成形品を排出する排出作業の時間は、成形作業のための段取り時間とみなされ、従来では上記の段取り時間が長いために熱成形機の稼動率の低下を招いているという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置は、多数のディスクブレーキパッド用のキャビティを有する熱成形金型の前記キャビティに成形材料としての予備成形品を挿入する予備成形品挿入装置において、
挿入装置本体に、前記熱成形金型の多数の各キャビティに挿入する各予備成形品を前記各キャビティに対応した位置で保持するための多数の予備成形品保持部を設け、これらの各予備成形品保持部に前記各予備成形品を側面から押圧して保持する複数の弾性体を設け、前記挿入装置本体が熱成形金型の各キャビティに対応する前記多数の各予備成形品を一括して挿入可能な位置へ移動位置決め自在に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、ディスクブレーキパッド成形において、挿入装置本体の各予備成形品に保持された多数個取りの予備成形品が熱成形金型の多数のキャビティに一括して供給されるように、予備成形品挿入装置を自動的に稼動することで、省人化と成形機の効率的な稼動が可能となる。つまり、多数の予備成形品を熱成形金型に挿入するための準備作業が成形機稼動中に行われるので、成形機の稼動率を高め、効率の良い成形作業が可能となった。さらに、多数の予備成形品を熱成形金型へ一括供給することにより、熱圧成形開始前の部品加熱時間の差が解消されるので、品質の安定したディスクブレーキパッドの熱圧成形品が効率よく提供される。
【００１４】
請求項２によるこの発明のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置は、請求項１記載のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置において、前記予備成形品保持部は、複数の各弾性体を挿入装置本体に独立して懸架すると共に各弾性体の下端を熱成形金型の各キャビティ内に嵌合可能に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、予備成形品保持部の複数の各弾性体が挿入装置本体に独立して懸架されているので、各予備成形品が熱成形金型の各キャビティに容易に挿入される。しかも、各弾性体の下端が熱成形金型の各キャビティ内に嵌合するので、各予備成形品が対応する各キャビティに容易に位置決めされる。
【００１６】
請求項３によるこの発明のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置は、請求項１又は２記載のディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置において、前記予備成形品保持部は、複数の弾性体の上方側が予備成形品を複数の弾性体の間に挟み込むよう挿入可能に、且つ前記複数の弾性体で保持された予備成形品を熱成形金型のキャビティへ押し出し可能に開口されていることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、複数の弾性体の上方側が開口されていることによって、予備成形品を複数の弾性体の間に挟み込むよう容易に挿入されると共に多数の予備成形品を開口側から一括して押圧できるので熱成形金型のキャビティへ容易に押し出すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、ディスクブレーキパッド成形において、挿入装置本体の各予備成形品に保持された多数個取りの予備成形品が熱成形金型の多数のキャビティに一括して供給されるように、予備成形品挿入装置を自動的に稼動することで、省人化と成形機の効率的な稼動を行うことができる。つまり、多数の予備成形品を熱成形金型に挿入するための準備作業を成形機稼動中に行うことができるので、成形機の稼動率を高め、効率良く成形作業を行うことができる。さらに、多数の予備成形品を熱成形金型へ一括供給できることから、熱圧成形開始前の部品加熱時間の差が解消されるので、品質の安定したディスクブレーキパッドの熱圧成形品を効率よく提供することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、予備成形品保持部の複数の各弾性体を挿入装置本体に独立して懸架したので、各予備成形品を熱成形金型のキャビティに容易に挿入できる。しかも、各弾性体の下端が熱成形金型の各キャビティ内に嵌合するので、対応する各キャビティに各予備成形品を容易に位置決めできる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、複数の弾性体の上方側を開口したことにより、予備成形品を複数の弾性体の間に挟み込むよう容易に挿入でき、さらに多数の予備成形品を開口側から一括して押圧できるので熱成形金型のキャビティへ容易に押し出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
この実施の形態に係るディスクブレーキパッドは、熱硬化性の接着剤を塗布したバックプレートに摩擦材が熱圧成形により固着された後に、熱処理による硬化反応で硬度が整えられ、摩擦面の研磨やバックプレートへの焼付け塗装が施されて製品化とされるものである。しかも、この実施の形態に係るディスクブレーキパッド熱成形方法としては、摩擦材が予めキャビティの形状に加圧成形された予備成形品を投入する方式である。
【００２３】
図１を参照するに、この実施の形態に係るディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置としての例えば挿入治具１は、多数のディスクブレーキパッド成形用のキャビティ３を有する熱成形金型５を用いてディスクブレーキパッド熱成形が行われる際に、前記多数の各キャビティ３に対応する各予備成形品７を一括して挿入するための装置である。
【００２４】
挿入治具１は、挿入装置本体としての例えばプレート状の枠板９と、上記の熱成形金型５の多数の各キャビティ３に挿入する各予備成形品７が前記各キャビティ３に対応した位置で保持されるよう、前記枠板９に配置された多数の予備成形品保持部１１と、から構成されている。
【００２５】
図２を併せて参照するに、各予備成形品保持部１１は平面で長方形のプレート状をなしており、４隅の各コーナ部には貫通孔１３を備えた突起部１５が設けられている。また、枠板９には前記各キャビティ３にほぼ対応した位置に貫通穴部１７が設けられており、この貫通穴部１７に対応する上方位置に各予備成形品保持部１１が４隅の突起部１５の貫通孔１３に挿通されたボルト１９とこのボルト１９に巻装される押さえバネ２１を介して下方向へ常時付勢されるように構成し、上方向への力に対して柔軟性を持って取り付けられている。また、上記の各予備成形品保持部１１には、前記各キャビティ３に対応した位置に切欠き窓部２３が設けられており、この切欠き窓部２３には前記各予備成形品７を側面から押圧して保持する複数の弾性体としての例えば板バネ２５が設けられている。
【００２６】
この実施の形態では、６個の板バネ２５が切欠き窓部２３の内周にほぼ均等に適宜間隔を介して配置されており、各板バネ２５は予備成形品７を挿入して保持し易くするために独立して懸架され、且つ図２において各板バネ２５の下端部は切欠き窓部２３の中心部から反対側の外方に向けて折曲げられており、熱成形金型５の各キャビティ３に嵌合可能に設けられている。
【００２７】
上記構成により、挿入治具１は、多数の予備成形品保持部１１が多数個取りの熱成形金型５のキャビティ３の数に対応したものであり、各予備成形品保持部１１に設けた複数の板バネ２５は予備成形品７を保持することと、挿入治具１を熱成形金型５の上で位置決めすることを兼ねるものであり、枠板９が熱成形金型５の各キャビティ３に対応する前記多数の各予備成形品７を一括して挿入可能な熱成形金型５の上方位置へ移動位置決めされるように構成されている。
【００２８】
次に、上記の挿入治具１の各構成要素の詳細及び使用方法について説明する。
【００２９】
図４を参照するに、挿入治具１を用いた熱成形自動化装置２７の実施の形態が示されている。この熱成形自動化装置２７は、前述した挿入治具１と、予備成形品７を収納し且つ前方（図４において右斜め下方向）へ搬送するための収納コンベア２９と、この収納コンベア２９から予備成形品７を取り分けるための切り出し部３１と、予備成形品７と一体に成形されるバックプレート３３を供給するべく搬送する供給コンベア３５と、供給コンベア３５のバックプレート３３を取り分けて移動する切り出し移載部３７と、前記バックプレート３３を熱成形金型５のキャビティ３の配列に対応した所定の位置に整列保持する整列治具３９と、から構成されている。
【００３０】
さらに、熱成形自動化装置２７は、挿入治具１を熱成形金型５の上方位置に移動して嵌合させるためのスライド機構４１と、ロボットハンド４３を備えた直交座標型ロボット４５と、このロボット４５によって排出された成形品（完成品）を収納する排出ストッカ４７と、から構成されている。なお、上記のロボットハンド４３は、予備成形品７を挿入治具１へ供給したり、バックプレート３３を整列治具３９へ供給したり、予備成形品７を挿入治具１からキャビティ３へ一括挿入したり、バックプレート３３の整列治具３９から熱成形金型５へ一括挿入し、熱成形終了後に成形品を一括して排出する機能を有するものである。
【００３１】
先ず、上記の収納コンベア２９と切り出し部３１についてさらに詳しく説明する。
【００３２】
図５を併せて参照するに、多数の予備成形品７は、その重量によって２列に仕訳されてから収納コンベア２９の上に蓄えられる。収納コンベア２９の上の多数の予備成形品７は収納コンベア２９の出口で上下動機構を有するストッパ４９が上昇してせき止められている。なお、このストッパ４９は２列の予備成形品７をそれぞれ独立してせき止めるよう、２箇所に設けられている。収納コンベア２９の途中には満杯センサ５１が設けられており、この満杯センサ５１によって多数個取り成形金型である熱成形金型５を満たす数の予備成形品７が貯まったことを確認した側の列のストッパ４９が下降して切り出しが開始される。図５においては右側の列のストッパ４９が下降している。
【００３３】
予備成形品７が搬送されて切り出し部３１に到達したことが着座センサ５３で検知されると、収納コンベア２９の回転が停止し、切り出し部３１がコンベア送り方向（図５において右斜め下方向）に移動し、先頭の予備成形品７の１個が収納コンベア２９から切り離される。その後、収納コンベア２９はストッパ４９を上昇させて、回転を再開する。
【００３４】
上記のように切り離された予備成形品７は、横送り機構５５によって熱成形自動化装置２７の内部に取り込まれる。つまり、切り出し部３１の予備成形品７が横送り機構５５により整列コンベア５７へ移送され、次いでこの整列コンベア５７によって所定位置まで搬送されると、到着確認センサ５９によって検知されて整列コンベア５７が停止する。
【００３５】
次に、前述したバックプレート３３の供給コンベア３５及び切り出し移載部３７の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００３６】
図６を併せて参照するに、多数のバックプレート３３は供給コンベア３５の上で送り方向（図６において右斜め上方向）に重ね合わせて収納される。供給コンベア３５の出口はバックプレート切り出し用の電磁ホルダ６１がバックプレート３３のストッパを兼ねており、着座確認センサ６３にてバックプレート３３が所定位置に到着したことを確認すると供給コンベア３５が停止する。押さえ機構６５が下降して２枚目以降のバックプレート３３が保持された上で、１枚目のバックプレート３３が電磁ホルダ６１によって吸着されてから熱成形自動化装置２７の内部に取り込まれる。
【００３７】
次に、予備成形品７及び成形完了品Ｇの搬送を行うロボット４５と予備成形品７の整列作業の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００３８】
図７を併せて参照するに、ロボット４５に搭載されたロボットハンド４３は、電磁ホルダ６１で装置内に取り込まれたバックプレート３３を整列治具３９に１枚ずつ把持搬送するための電磁チャック６７と、予備成形品７を整列コンベア５７から挿入治具１に１個ずつ把持搬送するためのメカニカルハンド６９と、熱成形金型５の多数のキャビティ３と同じ配列のマグネットハンド７１と、熱成形金型５に離型剤を塗布するための図示しないスプレーガンや成形金型上の余分な材料粉などを除去するための図示しないエアブローノズルより構成される。
【００３９】
上記の整列治具３９は、電磁ホルダ６１により熱成形自動化装置２７の内部に取り込まれたバックプレート３３を熱成形金型５のキャビティ３と同じ配列に整列保持するものである。
【００４０】
すでに前回にセッティングされた熱成形金型５の熱成形が開始されると同時に、次の熱成形のための段取り作業として、ロボット４５はロボットハンド４３を用いてバックプレート３３と予備成形品７を１個ずつ、整列治具３９と挿入治具１へ把持及び搬送を開始する。つまり、整列コンベア５７の予備成形品７がメカニカルハンド６９によって把持されてから挿入治具１に搬送され、この予備成形品７は図２に示されているように切り欠き窓部２３の上から予備成形品保持部１１の６個の板バネ２５の間に挟み込まれるように下降される。また、電磁ホルダ６１のバックプレート３３は電磁チャック６７によって把持されてから整列治具３９に搬送されて整列される。
【００４１】
上記のロボット４５による予備成形品７及びバックプレート３３の整列作業は熱成形作業時間内で完了し、ロボットハンド４３は成形完了品Ｇを熱成形金型５から一括して取り出すために待機位置に移動される。
【００４２】
熱成形金型５における熱成形が終了し、成形完了品Ｇを乗せた熱成形金型５が所定位置に移動・位置決めされると、ロボット４５はマグネットハンド７１により成形完了品Ｇを一括して把持し、排出ストッカ４７へ搬送・排出した後、挿入治具１に整列済みの予備成形品７を熱成形金型５へ一括して挿入する金型挿入作業が開始される。
【００４３】
次に、予備成形品７を熱成形金型５へ一括挿入する金型挿入作業手順を詳述する。
【００４４】
再び図４を参照するに、先ず、ロボット４５がロボットハンド４３に搭載したスプレーガンを用いて熱成形金型５のキャビティ３に適量の離型剤を塗布した後、挿入治具１が熱成形金型５の上に移動位置決めされる。
【００４５】
ここで、熱成形金型５と挿入治具１の位置決め方法について説明する。
【００４６】
図２を参照するに、各予備成形品７はその側面が複数個の板バネ２５で挟み込み保持されている。板バネ２５の下端部は熱成形金型５の内部でバックプレート３３の位置決めを行う押さえ金具７３に嵌合する形状となっており、挿入治具１が熱成形金型５の上方から垂直に下降することによって、予備成形品７がキャビティ３に滑らかに挿入できる相対位置に位置決めすることができる。この構造により、熱成形金型５の熱膨張や熱成形金型５の交換等によるキャビティ３の間の相対位置にずれが発生しても、常に安定した予備成形品７とキャビティ３の位置決めが可能となる。
【００４７】
再び図４を併せて参照するに、上記のように多数の予備成形品７が保持された挿入治具１はスライド機構４１の上に配置され、予備成形品７を保持した状態で熱成形金型５の上へ水平移動後、上述したように垂直に下降し位置決めを完了する。
【００４８】
次にロボット４５が挿入治具１の上に移動し、図７に示すマグネットハンド７１が下降して挿入治具１内に保持されている予備成形品７が一括して押し出され、熱成形金型５のキャビティ３の内に挿入される。
【００４９】
予備成形品７の挿入完了後、上記の空になった挿入治具１は、スライド機構４１で予備成形品７の供給整列位置に戻る。一方、ロボット４５はバックプレート３３の整列治具３９の上に移動し、マグネットハンド７１が下降して整列保持されているバックプレート３３を一括把持した後、熱成形金型５の上に移動し、図３に示されているように多数のバックプレート３３が一括して熱成形金型５の押さえ金具７３に挿入されることにより、予備成形品７及びバックプレート３３の金型挿入作業が短時間で完了することになる。
【００５０】
最後に、ロボット４５に搭載されたエアブローノズルによって熱成形金型５の上の余分な材料粉が除去され、成形作業が開始される。
【００５１】
以上のように、多数個取りの予備成形品７が熱成形金型５の多数のキャビティ３に一括して供給されることにより、熱圧成形開始前の部品加熱時間の差が解消されるので、成形完了品Ｇの品質が安定化する。さらに、予備成形品７を熱成形金型５に投入のための準備作業が成形機稼動中に行われるので、成形機の稼動率を高め、効率の良い成形作業が可能となった。
【００５２】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態を示すもので、ディスクブレーキパッド熱成形における予備成形品挿入装置としての挿入治具の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態の熱成形金型と挿入治具との位置決め状態を示す概略的な説明断面図である。
【図３】熱成形金型に予備成形品とバックプレートを装着した状態を示す概略的な説明断面図である。
【図４】この発明の実施の形態を示すもので、ディスクブレーキパッド成形部品の挿入治具を用いた熱成形自動化装置の斜視図である。
【図５】図４の収納コンベア及び整列コンベアを拡大した斜視図である。
【図６】図４の供給コンベアを拡大した斜視図である。
【図７】ロボットハンドを備えたロボットを拡大した斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  挿入治具（予備成形品挿入装置）
３  キャビティ
５  熱成形金型
７  予備成形品
９  枠板（挿入装置本体）
１１  予備成形品保持部
２１  押さえバネ
２５  板バネ（弾性体）
２７  熱成形自動化装置
２９  収納コンベア
３３  バックプレート
３５  供給コンベア
３７  切り出し移載部
３９  整列治具
４１  スライド機構
４３  ロボットハンド
４５  ロボット
４９  ストッパ
５５  横送り機構
５７  整列コンベア
６１  電磁ホルダ
６５  押さえ機構
６７  電磁チャック
【図１】
2005036948.tif 000003
【図２】
2005036948.tif 000004
【図３】
2005036948.tif 000005
【図４】
2005036948.tif 000006
【図５】
2005036948.tif 000007
【図６】
2005036948.tif 000008
【図７】
2005036948.tif 000009