(57)【要約】【課題】  製造が容易で摩耗による変化の少ないドラムブレーキ用摩擦材およびブレーキシューを提供する。【解決手段】  ライニング２４は、前記の制動時において回転ドラム２７に押圧されると、その回転ドラム２７に優先的に接触させられるその端部３６の摩擦係数が中間部３４に比較して小さくされているため、その端部３６が回転ドラム２７内周面に押圧された際の振動が抑制され、延いては鳴きが抑制される。しかも、制動時に回転ドラム２７内周面に強く押し当てられる端部３６における摩擦係数を小さくすることで鳴きを抑制しているため、ライニング２４が摩耗しても鳴き抑制効果が低下し難い。【選択図】                    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧形状を成しその外周側に位置する回転ドラムに押圧されて制動力を発生するブレーキシューのその回転ドラム内面に押しつけられる外周面に固着して用いられるドラムブレーキ用摩擦材であって、
前記回転ドラムとの間の摩擦係数が前記摺動方向の端部においてその中間部における値よりも小さくされたことを特徴とするドラムブレーキ用摩擦材。
【請求項２】
相対的に摩擦係数の低い前記端部と相対的に摩擦係数の高い前記中間部との間に、その端部の構成材料およびその中間部の構成材料の混合材料から成る融合部を備えたものである請求項１のドラムブレーキ用摩擦材。
【請求項３】
前記端部における潤滑材料の含有率が前記中間部におけるその潤滑材料の含有率よりも高くされることにより、前記摩擦係数の相互関係が形成されたものである請求項１のドラムブレーキ用摩擦材。
【請求項４】
円弧形状を成したシューリムのその円弧形状の外周面に摩擦材が固着されて成り、それらの外周側に位置する回転ドラムの内面にその摩擦材を押圧して制動力を発生させるためのブレーキシューであって、
前記回転ドラムと前記摩擦材との間の摩擦係数が前記摺動方向の端部においてその中間部における値よりも小さくされたことを特徴とするブレーキシュー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムブレーキに用いられる摩擦材およびブレーキシューに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、略円板形状を成すバッキングプレートと、円弧形状を成してそのバッキングプレート上に配設され、その円弧状外周面が回転ドラムに押圧されて制動力を発生するブレーキシューと、その回転ドラムの内面に押しつけられるそのブレーキシューの円弧状外周面に固着された摩擦材(すなわちライニング)とを備えたドラムブレーキが、車両用の常用ブレーキやパーキングブレーキなど種々の回転制動装置に用いられている。
【０００３】
上記のようなドラムブレーキにおいては、制動時に発生する鳴き(すなわちノイズ)を抑制することが重要な課題の一つであり、従来から種々の対策が試みられている。例えば、ブレーキシューの外周面の端部を面取りして、回転ドラムの内周面との間に隙間を設けたものや、相対的に摩擦係数が低いものが他のものよりも突出した状態で相互に摩擦係数の異なる複数の摩擦材を設けたもの等がその一例である(例えば特許文献１，２等を参照)。
【特許文献１】特開昭５７−０５４７３７号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４２６４号公報
【０００４】
前者の技術によれば、ブレーキシューの外周面の端部が回転ドラム内周面に強く作用することが抑制され、延いては振動が生じることが抑制されるので、鳴きが抑制されるとされている。
【０００５】
また、後者の技術によれば、鳴きが発生し易い軽ブレーキ操作時には摩擦係数の低い摩擦材が回転ドラム内周面に押しつけられる一方、効きが要求される高ブレーキ操作時には摩擦係数の高い摩擦材が回転ドラム内周面に押しつけられる度合いが高まるため、高ブレーキ操作時におけるブレーキの効きを確保しながら、鳴きが抑制されるとされている。また、具体的な構成例として、摩擦材をシューリムの幅方向すなわち回転ドラムの回転軸に沿った方向において３分割して設け、中央の一つまたは外側の２つを摩擦係数の低い摩擦材で構成したものが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１に記載された技術では、摩擦材を一様な厚さ寸法の所定形状に成形した後に切削加工によってその端部を面取りする。そのため、工程が煩雑になって製造コストが増大する不都合がある。また、前記特許文献２に記載された技術では、ブレーキが使用されることにより摩擦材が摩耗して、摩擦係数の低い摩擦材と摩擦係数の高い摩擦材との高さの差が変化すると、軽ブレーキ操作時の鳴き抑制と高ブレーキ操作時の効き確保との両立が困難となる問題がある。
【０００７】
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、その目的は、製造が容易で鳴き抑制効果が低下し難いドラムブレーキ用摩擦材およびブレーキシューを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するため、第１発明の要旨とするところは、円弧形状を成しその外周側に位置する回転ドラムに押圧されて制動力を発生するブレーキシューのその回転ドラム内面に押しつけられる外周面に固着して用いられるドラムブレーキ用摩擦材であって、(ａ)前記回転ドラムとの間の摩擦係数が前記摺動方向の端部においてその中間部における値よりも小さくされたことにある。
【０００９】
また、第２発明の要旨とするところは、円弧形状を成したシューリムのその円弧形状の外周面に摩擦材が固着されて成り、それらの外周側に位置する回転ドラムの内面にその摩擦材を押圧して制動力を発生させるためのブレーキシューであって、(ａ)前記回転ドラムと前記摩擦材との間の摩擦係数が前記摺動方向の端部においてその中間部における値よりも小さくされたことにある。
【発明の効果】
【００１０】
このようにすれば、上記第１発明および第２発明の何れにおいても、ブレーキシューの摺動方向の端部における摩擦材の摩擦係数がその中間部における値よりも小さくされていることから、高ブレーキ操作時の効きをその中間部で確保しながら、その端部が回転ドラム内周面に押圧された際の振動が抑制され、延いては鳴きが抑制される。このような第１発明および第２発明によれば、摺動方向端部にテーパ加工等を施す必要が無いことから、製造工程が煩雑になることが無く、しかも、制動時に回転ドラム内周面に強く押し当てられる端部に摩擦係数の小さい摩擦材を配置することで鳴きを抑制しているため、摩擦材が摩耗しても鳴き抑制効果が低下し難い利点がある。
【００１１】
ここで、好適には、前記摩擦材は、相対的に摩擦係数の低い前記端部と相対的に摩擦係数の高い前記中間部との間に、その端部の構成材料およびその中間部の構成材料の混合材料から成る融合部を備えたものである。このようにすれば、摩擦係数や摩耗特性が急激に変わる部分が無くなり、端部から中間部に徐々に変化するため、偏摩耗等が抑制され、長期に渡って鳴き抑制効果が持続される。すなわち、２種の材料で摩擦材を構成することによって新たに生じ得る問題が抑制される。
【００１２】
また、好適には、前記摩擦材は、前記端部における潤滑材料の含有率が前記中間部におけるその潤滑材料の含有率よりも高くされることにより、前記摩擦係数の相互関係が形成されたものである。このようにすれば、摩擦材の構成材料を同一に保ったまま潤滑材料の含有率を異なるものとするだけで、端部における摩擦係数が中間部に対して小さくされているため、摩擦材およびブレーキシューの製造工程が煩雑になることが一層抑制される利点がある。上記潤滑材料は、例えば、グラファイト、二硫化モリブデン等である。また、この態様は、中間部における潤滑材料の含有率が零である場合も含む。
【００１３】
また、前記第２発明のブレーキシューは、好適には、前記シューリムの端部に固着された相対的に摩擦係数の小さい第１摩擦材と、前記シューリムの中央部に固着された相対的に摩擦係数の大きい第２摩擦材とを含むものである。第２発明のブレーキシューは、一体的に成形された第１発明の摩擦材がシューリムに固着されることによって構成されたものであってもよいが、このように分割して製造された複数個の摩擦材が１個のシューリムに固着されることによって構成されるものであってもよいのである。
【００１４】
なお、上記のように構成される場合においては、第１摩擦材および第２摩擦材は相互に密接して固着されることが望ましいが、相互間に隙間が生じる状態で固着されていても差し支えない。
【００１５】
また、第２発明のブレーキシューが第１発明の１個の摩擦材で構成される場合には、その摩擦材は、端部と中間部との間に融合部を備えたものであっても、備えていないものであってもよい。また、端部と中間部とで潤滑材料の含有率を異なるものとすることによって相互に摩擦係数が異なるようにされたものであっても、相互に異なる基材や結合材等を用いることによって摩擦係数が異なるようにされたものであっても差し支えない。
【００１６】
また、好適には、前記摩擦材の摩擦係数は、摺動方向における両端部のうち回転ドラムに対する押圧力が相対的に大きい一方が中間部よりも小さくされ、他方が中間部と同一または同程度とされていてもよい。例えば、ブレーキシューが摺動方向における一端を中心として回動させられると、回転ドラム内周面への押圧力は、他方の端部側において相対的に大きくなる。そのため、その他方における摩擦係数を小さくし延いては摩擦力を低下させれば、鳴きを好適に抑制できる。
【００１７】
また、第１発明および第２発明の効果は、摺動方向における端部の摩擦係数が中間部の摩擦係数よりも小さくされていれば享受できる。すなわち、このような条件を満足している限りにおいて、摩擦材が摺動方向において３つ以上の領域に分割され(第２発明においては３個以上の摩擦材に分割されている場合を含む)、且つ、それらの摩擦係数が相互に異なるものとされていても差し支えない。
【００１８】
また、第１発明の摩擦材および第２発明のブレーキシューは、摩擦材がシューリム外周面に固着されたドラムブレーキであれば、種々の形式のものに用いられる。すなわち、リーディング・トレーリング型、ツー・リーディング型、デュオ・サーボ型の何れにも用いることができる。
【００１９】
また、好適には、前記第１発明の摩擦材は以下の工程を含む製造方法によって製造される。すなわち、摩擦材は、前記中間部を構成するための第１摩擦材材料と、前記端部を構成するための第２摩擦材材料とをそれぞれ攪拌混合して用意する工程と、それら第１摩擦材材料および第２摩擦材材料をそれぞれ下型の中間部および端部に充填する工程と、上型を下ろして加熱成形する工程とを、含む工程によって製造することができる。上記第２摩擦材材料は、例えば、第１摩擦材料と同じ材料に潤滑材を多く配合したものである。
【００２０】
上記のように第１摩擦材材料と第２摩擦材材料とを分けて下型に充填する方法としては、例えば、一つのホッパー内に分けて充填しておき、その充填状態のまま下型に充填する方法がある。また、下型に充填するときの分割数に等しい個数のホッパーを用意してそれぞれに一種の材料を充填しておく方法がある。例えば、後者においては、ホッパーの下側に設けた孔から材料を蒔く際に、ホッパーを前後左右に動かして成形型内の充填量が均一になるように材料を落下させるとよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は、本発明が適用されたリーディング・トレーリング型ドラムブレーキ８を示す正面図である。車輪を回転可能に支持している車体側部材に固設されるバッキングプレート１０には、円弧状を成す一対のブレーキシュー１２、１４がシューホールドダウン装置１６、１８により互いに拡開可能に設けられている。ブレーキシュー１２、１４は、バッキングプレート１０の板面と略平行に位置するシューウェブ２０と、そのシューウェブ２０の外周側端縁に固着されたシューリム２２と、そのシューリム２２の外周面に固着されたライニング２４とを備えてそれぞれ構成されている。本実施例ではブレーキシュー１４がリーディングシューで、ブレーキシュー１２がトレーリングシューである。
【００２３】
上記のライニング２４は、その両面がシューリム２２の外周面に沿った円弧状を成す薄板である。このライニング２４は、例えば、鉄系、非鉄系、無機系、有機系等の繊維が熱硬化性樹脂等の結合材で結合させられた有機系摩擦材等から成るものであって、これらに加えて有機系、無機系、金属等の潤滑材や摩擦・磨耗調整剤、無機系或いは有機系のフィラが適宜添加されることにより構成されている。上記潤滑材は、例えば、グラファイトや二硫化モリブデン等である。本実施例においては、ライニング２４が摩擦材に相当する。
【００２４】
また、前記一対のブレーキシュー１２、１４の一端部(上端部)は、バッキングプレート１０に固定されたホイールシリンダ２６の両端部とそれぞれ係合させられて、常用ブレーキの制動時、すなわちブレーキ操作部材であるブレーキペダルの踏込み操作時には、そのホイールシリンダ２６によってそれぞれ離間する方向へ拡開させられ、車輪と共に回転する回転ドラム２７に押圧されて制動力を発生する。ホイールシリンダ２６の近傍であってバッキングプレート１０の内周側の位置には、ブレーキシュー１２、１４に跨がってリターンスプリング(例えば引張コイルスプリング)２８が張設され、互いに接近する方向へ付勢されているとともに、リターンスプリング２８の内部を挿通するようにストラット３０が配設され、非制動時にリターンスプリング２８の付勢力に従って接近させられる一対のブレーキシュー１２、１４の接近位置が規定されるようになっている。なお、ブレーキシュー１２、１４の他端部(下端部)は、バッキングプレート１０に固定されたアンカ３２にそれぞれ当接させられている。
【００２５】
図２は、上記のライニング２４の構成を模式的に示す図である。なお、この図２においては、図示の便宜上、摺動方向を厚み方向に比較して著しく短く描いている。ライニング２４は、図に一点鎖線で区分された中間部３４，端部３６，３６，および、それら中間部３４と端部３６，３６との間に位置する融合部３８，３８から構成される。これら中間部３４および端部３６は、前記潤滑材の含有量のみが相互に異なる摩擦材料で構成されており、端部３６には、中間部３４よりも多量の潤滑材料が含まれている。このため、ライニング２４と前記回転ドラム２７との間の摩擦係数は、中間部３４における値が端部３６における値よりも小さくなっている。なお、上記中間部３４は、ブレーキ８の効きを確保するためにライニング２４の長手方向において十分な長さ寸法で設けられており、両端の残部が融合部３８および端部３６とされている。
【００２６】
また、上記の融合部３８は、上記の端部３６の構成材料および中間部３４の構成材料が混合された混合材料で構成されている。すなわち、融合部３８は、端部３６および中間部３４を構成する摩擦材料とは潤滑材料の含有率のみが相違する摩擦材料で構成されており、その値はそれらの中間の値である。なお、この融合部３８は、必ずしも設けられていなくともよく、例えば、図３に示されるように中間部３４および端部３６，３６のみから成るライニング４０をライニング２４に代えて用いることもできる。
【００２７】
このように構成されたライニング２４は、前記の制動時において回転ドラム２７に押圧されると、その回転ドラム２７に優先的に接触させられるその端部３６の摩擦係数が中間部３４に比較して小さくされているため、高制動時におけるブレーキ８の効きを中間部３４によって確保しながら、その端部３６が回転ドラム２７内周面に押圧された際の振動が抑制され、延いては鳴きが抑制される。しかも、制動時に回転ドラム２７内周面に強く押し当てられる端部３６における摩擦係数を小さくすることで鳴きを抑制しているため、ライニング２４が摩耗しても鳴き抑制効果が低下し難い利点がある。
【００２８】
しかも、中間部３４および端部３６の間に、それら中間部３４および端部３６の構成材料の混合材料から成る融合部３８が備えられていることから、摩擦係数や摩耗特性が急激に変わる部分が無くなり、端部３６から中間部３４に徐々に変化するため、偏摩耗等が抑制され、長期に渡って鳴き抑制効果が持続される。すなわち、融合部３８が設けられることにより、２種の材料で摩擦材を構成することによって新たに生じ得る問題が抑制される。
【００２９】
ところで、上記のライニング２４は、例えば、図４に示される製造工程に従って中間部３４および端部３６が一体成形されることにより製造される。以下、この図４および図５〜図７を参照して製造方法の要部を説明する。図４において、混合・攪拌工程Ｐ１では、中間部３４および端部３６をそれぞれ構成するための摩擦材材料を秤量し、別々に混合・攪拌して２種の材料を用意する。これら２種の材料は、潤滑材料の混合量が異なる他は同様に調合される。次いで、ホッパー充填工程Ｐ２では、用意した２種の材料４６を図５に示すようにホッパー４２に充填する。ホッパー４２は、下端部に開閉可能なシャッター４４を備えており、その内部には、上記２種の材料４６のうち潤滑材料の混合量の少ない一般用材料４６ａが図における左右方向の中央部に充填されると共に、潤滑材料の混合量の多い端部用材料４６ｂがその左右方向の両端部に充填されている。図５においては、これらの境界部を一点鎖線で示した。
【００３０】
次いで、成形型充填工程Ｐ３では、シャッター４４を開放することにより、ホッパー４２の下方に配置された成形型の下型４８内に向かって材料４６を落下させる。これにより、図６に示されるように下型４８の凹所５０内には、ホッパー４２内に充填されていた区分状態が保たれたまま、材料４６が充填される。凹所５０は、底面５２がライニング２４の曲率に一致する曲率を備えた凸曲面に形成されている。なお、このように一つのホッパー４２内に区分して材料４６を充填することに代えて、３つのホッパーを用意して、それぞれに一般用材料４６ａ或いは端部用材料４６ｂを充填し、それらのシャッターを同時に開放することで下型４８に材料４６を充填してもよい。
【００３１】
次いで、加圧・加熱工程Ｐ４では、上型５４をホッパー４２に代えて下型４８の上方まで移動させ、更に下降させて、それら上型５４および下型４８の間で材料４６を加圧しつつ加熱する。この上型５４は、下型４８の底面５２と同程度かそれよりも僅かに小さい曲率に形成された凹面から成る加圧面５６を先端に備えている。これにより、材料４６中の樹脂成分が溶融させられ、且つ基材等が圧縮させられるので、図７に示されるように中間部３４および端部３６，３６を備えたライニング２４が成形される。なお、図７においては融合部３８を省略した。
【００３２】
本実施例によれば、このように、別々に混合・攪拌して用意した２種の材料４６をホッパー４２内に同時に充填して、一回の加圧・加熱で中間部３４および端部３６を備えたライニング２４が成形される。したがって、鳴きを防止するために摺動方向端部にテーパ加工等を施す必要が無いため、製造工程が煩雑になることが無い利点がある。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施例のブレーキシュー６０を示す図である。ブレーキシュー６０は、前記ブレーキシュー１２，１４と同様なシューウェブ２０およびシューリム２２を備えたものであるが、その外周面６２には、図８における略上下方向に沿った摺動方向において３つに分割されたライニング部材６４，６６，６６が固着されている。すなわち、本実施例においては、これら３つのライニング部材６４，６６，６６からライニング６８が構成されている。
【００３４】
ライニング６８を構成する上記３つのうち中間部に位置するライニング部材６４は、例えば前記の中間部３４と同様に一般用材料４６ａから構成され得るものであって、回転ドラム２７との間の摩擦係数が高制動時に十分なブレーキの効きが確実に得られる程度に大きいものである。一方、両端部に位置するライニング部材６６，６６は、例えば前記の端部３６と同様に端部用材料４６ｂから構成され得るものであって、回転ドラム２７との間の摩擦係数がライニング部材６４における値よりも十分に小さいものである。すなわち、ライニング６８は、ライニング２４が３つに分割されたものに相当し、このようなライニング６８においても、ライニング２４と同様に、高制動時における効きを確保しつつ鳴きを抑制する効果が得られる。
【００３５】
なお、上記ライニング部材６４，６６は、それぞれの大きさに応じた成形型を用い、前記ライニング２４と同様にして製造される。
【００３６】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例の摩擦材およびブレーキシューが適用されたドラムブレーキを示す正面図である。
【図２】図１のドラムブレーキに用いられている摩擦材の構成を説明する図である。
【図３】図２の摩擦材に代えて図１のドラムブレーキに用いられ得る摩擦材を示す図である。
【図４】図２の摩擦材の製造工程の要部を説明するための工程図である。
【図５】図４における成形型への充填工程を示す図である。
【図６】図５に続く加圧工程を説明する図である。
【図７】成形された摩擦材を示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例のブレーキシューを示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
２４：ライニング、２７：回転ドラム、３４：中間部、３６：端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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