摩擦材料及制動裝置制造方法

摩擦材料及制動裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種摩擦材料及制動裝置。在用于抑制硬質顆粒（102）移動的模具（302）內，以相互緊貼的方式配置多個硬質顆粒（102），并且利用樹脂（103）對配置在模具（302）內的硬質顆粒（102）進行固定而形成摩擦面（101）。因此，能夠更容易地制造在摩擦面（101）上排列有多個硬質顆粒（102）的制動襯塊（100a）。
【專利說明】摩擦材料及制動裝置
[0001]本申請為申請日為2009年6月15日、申請號為200980152970.0的、發明名稱為“摩擦材料的制造方法、摩擦材料及制動裝置”的申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及摩擦材料的制造方法、摩擦材料及制動裝置，特別是涉及具有摩擦面的摩擦材料的制造方法、具有摩擦面的摩擦材料及具備一對具有摩擦面的摩擦材料的制動
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0003]由現有的汽車用制動襯塊及制動盤構成的制動裝置是一種相對較硬部件和較軟部件的組合。因此，現有的制動裝置存在制動效果差、某一側容易磨損的問題。例如，在對由柔軟樹脂類成分構成的非鋼制動襯塊和更硬的鑄鐵制動盤進行組合、通過粘附摩擦產生摩擦力的制動裝置中，存在制動效果差的問題。另外，在對由硬鋼纖維構成的低鋼制動襯塊和更柔軟的鑄鐵制動盤進行組合、通過磨削摩擦產生摩擦力的制動裝置中，存在制動盤磨損多的問題。
[0004]于是，例如在專利文獻I中公開了由如下方式制造的制動襯塊、制動盤及由該襯塊構成的制動器，即:為提高耐磨性，通過在作為復合碳纖維的C/C復合母材的表面，將至少由碳化硅和金屬硅構成且 耐磨性優良的復合材料以規定比例配置而形成。
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2002-257168號公報
【發明內容】

[0007]如上所述，在將硬質材料同時配置于制動襯塊和制動盤雙方的制動裝置中，具有制動襯塊和盤雙方磨損都非常少的優點。因此，期待能夠更容易地制造上述的摩擦材料的方法。
[0008]本發明是在考慮到上述情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠更容易地制造在摩擦面上配置有硬質構件的摩擦材料的摩擦材料制造方法。另外，本發明的目的在于，提供一種在摩擦面上配置有硬質構件且能夠更容易制造的摩擦材料及制動裝置。
[0009]本發明是一種摩擦材料的制造方法，在所述摩擦材料的摩擦面上排列有多個硬質構件，所述制造方法包括:將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在用于抑制硬質構件移動的型箱內的工序；和利用連結材料對配置在型箱內的硬質構件進行固定而形成摩擦面的工序。
[0010]根據該結構，由于將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在用于抑制硬質構件移動的型箱內，并利用連結材料對配置在型箱內的硬質構件進行固定而形成摩擦面，因此，能夠更容易地制造在摩擦面上排列有多個硬質構件的摩擦材料。
[0011]此時，優選為:在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，將大小相同的呈球狀的硬質構件配置成至少2層的六方晶格狀排列。
[0012]根據該結構，由于在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，將大小相同的呈球狀的硬質構件配置成至少2層的六方晶格狀排列，因此，將硬質構件以最高密度配置成多層是容易的。由此，能夠容易地制造產生大摩擦力的摩擦材料。
[0013]另外，在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，可以將在表面設有規定厚度的被膜且大小相同的呈球狀的硬質構件以相互接觸的方式配置。
[0014]根據該結構，由于在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，將在表面設有規定厚度的被膜且大小相同的呈球狀的硬質構件以相互接觸的方式配置，因此，將硬質構件以2倍于被膜厚度的間隔來進行配置變得容易。因此，能夠更容易地制造具有以規定間隔配置有硬質構件的摩擦面的摩擦材料。
[0015]另外，優選為:在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，對流體和硬質構件進行混合的同時放入到型箱內，之后，對流體進行加壓，將流體的至少一部分從型箱內排出，由此將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內。
[0016]根據該結構，由于在將多個硬質構件以相互接觸的方式配置在型箱內的工序中，對流體和硬質構件進行混合的同時放入到型箱內，之后，對流體進行加壓，將流體的至少一部分從型箱內排出，因此，通過流體的潤滑作用，將硬質構件以相互接觸的方式進行配置變得容易。
[0017]此時，優選為:流體是連結材料。
[0018]在該結構中，由于用于提高硬質構件之間的潤滑性的流體可以兼作為連結材料，因此工序被簡化，摩擦材料的制造變得更容易。
[0019]另外，本發明是一種摩擦材料的制造方法，在所述摩擦材料的摩擦面上排列有多個硬質構件，所述制造方法包括:將多個硬質構件在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置到型箱內的工序；和利用連結材料對配置在型箱內的硬質構件進行固定而形成摩擦面的工序。
[0020]根據該結構，由于將多個硬質構件在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置到型箱內，并利用連結材料對配置在型箱內的硬質構件進行固定而形成摩擦面，因此，能夠更容易地制造具有如下摩擦面的摩擦材料，即:硬質構件以所需的密度不規則地分散配置在摩擦面上。
[0021]此時，在將多個硬質構件在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置到型箱內的工序中，通過使放入有硬質構件的型箱旋轉，將硬質構件分散地配置在型箱內。
[0022]根據該結構，由于在將多個硬質構件在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置到型箱內的工序中，通過使放入有硬質構件的型箱旋轉，將硬質構件分散地配置在型箱內，因此，能夠容易實施降低因重力影響而產生的移動量且分散硬質構件的工序。
[0023]另外，通過上述本發明的制造方法所制造的摩擦材料，在其摩擦面上配置有硬質構件，而且更容易制造。
[0024]另外，本發明提供一種制動裝置，其具有通過上述本發明的制造方法制造的第一摩擦材料和第二摩擦材料，第二摩擦材料的摩擦面相對第一摩擦材料的摩擦面進行移動，其中，在其摩擦面上配置有硬質構件，并且更容易制造。
[0025]此時，第二摩擦材料旋轉，由此第二摩擦材料的摩擦面能夠相對第一摩擦材料的摩擦面進行移動。
[0026]根據該結構，例如，將制動襯塊作為第一摩擦材料，將制動盤或者制動鼓作為第二摩擦材料，從而本發明的制動裝置能夠適用于汽車用制動裝置。
[0027]另外，本發明是一種摩擦材料，多個球狀的硬質構件以部分露出的方式埋入其摩擦面。
[0028]根據這樣的結構，由于多個球狀的硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面，因此，硬質構件的配置是容易的，且能夠更容易地制造摩擦材料。
[0029]此時，優選為:在摩擦面上，硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置。
[0030]根據該結構，由于在摩擦面上，硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置，因此，將硬質構件以最高密度進行配置是容易的。因此，能夠形成可容易地制造且可產生大摩擦力的摩擦材料。
[0031]另外，本發明是一種制動裝置，其具有:第一摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面；和第二摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面，第二摩擦材料的摩擦面相對第一摩擦材料的摩擦面進行移動。
[0032]根據該結構，由于具有:第一摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面；和第二摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面，第二摩擦材料的摩擦面相對第一摩擦材料的摩擦面進行移動，因此，能夠形成可容易地制造且可產生大摩擦力的制動裝置。
[0033]此時，優選為:在摩擦面上，硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置。
[0034]根據該結構，由于在摩擦面上，硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置，因此將硬質構件以更高密度進行配置是容易的。因此，能夠形成可容易地制造且可產生大摩擦力的摩擦材料。
[0035]另外，第二摩擦材料旋轉，由此第二摩擦材料的摩擦面能夠相對第一摩擦材料的摩擦面進行移動。
[0036]根據該結構，例如，將制動襯塊作為第一摩擦材料，將制動盤或者制動鼓作為第二摩擦材料，從而本發明的制動裝置能夠適用于汽車用制動裝置。
[0037]發明效果
[0038]根據本發明的摩擦材料的制造方法，能夠更容易地制造在摩擦面上配置有硬質構件的摩擦材料。另外，本發明的摩擦材料及制動裝置，在其摩擦面上配置有硬質構件且更容易制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是表示第一實施方式涉及的制動襯塊和制動盤的立體圖。
[0040]圖2是表示第一實施方式涉及的制動襯塊的摩擦面的俯視圖。
[0041]圖3的(A)?(E)是表示第一實施方式涉及的制動襯塊的制造工序的圖。
[0042]圖4的(A)?(C)是表示第二實施方式涉及的制動襯塊的制造工序的圖。
[0043]圖5的(A)?(D)是表示第三實施方式涉及的制動襯塊的制造工序的圖。[0044]圖6的(A)-(C)是表示第四實施方式涉及的制動襯塊的制造工序的圖。
[0045]圖7的(A)-(F)是表示第五實施方式涉及的制動襯塊的制造工序的圖。
[0046]附圖標記說明
[0047]IOOa-IOOd 制動襯塊
[0048]101摩擦面
[0049]102硬質顆粒
[0050]103樹脂
[0051]104樹脂層
[0052]109鐵水
[0053]200a -200b 制動盤
[0054]201摩擦面
[0055]202凸部
[0056]301容器
[0057]302模具
`[0058]303孔部
[0059]304加壓氣缸
[0060]305鑄模
[0061]306導入口
[0062]307排出口
[0063]308網部
[0064]309潤滑用液體
[0065]301基材
【具體實施方式】
[0066]以下，參照附圖對本發明實施方式的制動裝置進行說明。
[0067]在本發明的第一實施方式中，將本發明的制動裝置應用于汽車的盤式制動器。如圖1所示，盤式制動器通過將制動襯塊IOOa按壓于旋轉的制動盤200a上來產生摩擦力。
[0068]如從圖1的y方向看到的制動襯塊IOOa的俯視圖即圖2所示，多個大小相同的球狀硬質顆粒102以六方晶格狀排列在制動襯塊IOOa的摩擦面101上。硬質顆粒由樹脂等被彈性地支撐在摩擦面101上。硬質顆粒102，至少其一部分從摩擦面101露出。
[0069]硬質顆粒102的直徑為5-20 μ m，更優選為8-15 μ m。硬質顆粒102由Si3N4、A1203、ZrO2等的陶瓷構成。另外，在制動盤200a的摩擦面201上也同樣地排列有硬質顆粒102。
[0070]以下，對本實施方式的制動襯塊IOOa的制造方法進行說明。如圖3 (A)所示，由高溫液化的樹脂(含有50%以上的橡膠或樹脂等樹脂類有機成分的混合材料)103和硬質顆粒102在容器301內被混合。
[0071]如圖3 (B)、(C)所示，硬質顆粒102和樹脂103的混合物被注入到具有孔部303的模具302中，其中，孔部303設有多個比硬質顆粒102的直徑小的孔。關于模具302的底面積和容積，根據硬質顆粒102的數量被設定成能夠在模具302內層疊2層以上硬質顆粒102的程度。
[0072]如圖3 (D)所示，將溫度控制成使樹脂103具有一定程度粘度的溫度的同時，由加壓氣缸304對硬質顆粒102和樹脂103的混合物施加高壓。其結果，多余的樹脂103通過孔部303被排出。
[0073]如圖3 (E)所示，最終硬質顆粒102被排列成最高密度的六方晶格狀，并且樹脂103殘留在各硬質顆粒102之間。樹脂103在冷卻之后被實施熱處理等，從而樹脂103被完
全硬化。
[0074]在本實施方式中，由于在用于抑制硬質顆粒102移動的模具302內，將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置，并且利用樹脂103對配置在模具302內的硬質顆粒102進行固定而形成摩擦面101，因此，能夠更容易地制造在摩擦面101上排列有多個硬質顆粒102的制動襯塊100a。
[0075]另外，根據本實施方式，在將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在模具302內的工序中，由于將大小相同的呈球狀的硬質顆粒102配置成至少2層的六方晶格狀排列，因此，將硬質顆粒102以最高密度配置成多層是容易的。由此，能夠容易地制造出可產生大摩擦力的制動襯塊100a。
[0076]另外，根據本實施方式，由于在將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在模具302內的工序中，對已液化的樹脂103和硬質顆粒102進行混合的同時放入到模具302內，之后，對樹脂103進行加壓，將一部分樹脂103從模具302內排出，因此，通過已液化的樹脂103的潤滑作用，將硬質顆粒102以相互緊貼的方式進行配置變得容易。
[0077]另外，根據本實施方式，由于用于提高硬質顆粒102之間的潤滑性的樹脂103還用于連結硬質顆粒102之間，因此，工`序被簡化，制動襯塊IOOa的制造變得更加容易。
[0078]特別是，在本實施方式中，大小相同的球狀硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在制動襯塊IOOa的摩擦面101上，并且各硬質顆粒102的一部分從摩擦面101露出。因此，通過與具有相同凹凸的制動盤200a進行組合，能夠形成磨損少、且具有制動力的制動
>j-U ρ?α裝直。
[0079]例如，當制動盤200a旋轉時，以制動襯塊IOOa —側的硬質顆粒102的凹凸與制動盤200a側摩擦面201的凹凸彼此相互隨動的方式，設定彈性支撐硬質顆粒102的彈性系數、衰減系數、硬質顆粒102的直徑、間隔、摩擦面201的形狀等，由此，能夠形成具有高摩擦力的制動裝置。或者，當制動盤200a旋轉時，以僅使制動襯塊IOOa側硬質顆粒102的頂部近傍及制動盤200a側摩擦面201的凸部近傍相抵接的方式，設定彈性支撐硬質顆粒102的彈性系數、衰減系數、硬質顆粒102的直徑、間隔、摩擦面201的形狀等，由此，能夠形成防止硬質顆粒102的振動、可穩定地產生制動力的制動裝置。
[0080]以下，對本發明的第二實施方式進行說明。如圖4 (A)的俯視圖所示，在本實施方式中，對潤滑用液體309和硬質顆粒200a的混合物施加高壓，并注入到制動盤200a形狀或汽車制動鼓形狀的鑄模305的導入口 306。在鑄模305的排出口 307上設有硬質顆粒102無法通過的網部308。因此，只有多余的潤滑用液體309才能從排出口 307排出。作為潤滑用液體309，可采用水或易汽化的粘性小的液體。關于鑄模305的底面積和容積，根據硬質顆粒102的數量被設定成能夠在鑄模305內層疊2層以上硬質顆粒102的程度。
[0081]如圖4 (B)所示，當在鑄模305內排列有足夠數量的硬質顆粒時，用高溫加熱鑄模305，潤滑用液體309汽化。汽化了的潤滑用液體309被充分地送風排出、干燥。以六方晶格狀緊貼排列的硬質顆粒102殘留在鑄模305內。
[0082]如圖4(C)所示，鐵水109從鑄模305的導入口 306被注入，并在鑄模305內凝固。由此，制造出制動盤200a或制動鼓。
[0083]在本實施方式中，由于將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在用于抑制硬質顆粒102移動的鑄模305內，并且利用鐵水109對配置在鑄模305內的硬質顆粒102進行固定而形成摩擦面201，因此，能夠更容易地制造在摩擦面201上排列有多個硬質顆粒102的制動盤200a或制動鼓。
[0084]另外，根據本實施方式，由于在將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在鑄模305內的工序中，將大小相同的呈球狀的硬質顆粒102配置成至少2層的六方晶格狀排列，因此，將硬質顆粒102以最高密度配置成多層是容易的。因此，能夠容易地制造產生大摩擦力的制動盤200a或制動鼓。
[0085]以下，對本發明的第三實施方式進行說明。在本實施方式中，制造將硬質顆粒以所需的平均密度不規則地配置在摩擦面上的制動襯塊。如圖5 (A)、(B)所示，實施與上述第一實施方式的圖3 (A)、(B)相同的工序。
[0086]如圖5 (C)所示，模具302低速旋轉，模具302內呈攪拌狀態。通過加壓氣缸304，以被確定為硬質顆粒102可在樹脂103內變成所需密度的壓力，對硬質顆粒102和樹脂103的混合物施加圧力。其結果，多余的樹脂103由孔部303排出。此外，在將多個硬質顆粒102在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置在上述模具302內的工序中，也可用除了旋轉模具302以外的其他方法來降低重力的影響。
[0087]如圖5 (D)所示，隨著模具302的轉速逐漸降低，攪拌狀態被解除，同時樹脂103被冷卻硬化。最后，樹脂103被實施熱處理等，從而完全凝固。
[0088]在本實施方式中，由于將多個硬質顆粒102在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置在模具302內，并且利用樹脂103對配置在模具302內的硬質顆粒102進行固定而形成摩擦面101，因此，更容易地制造具有如下摩擦面101的制動襯塊100b，即:硬質顆粒102以所需的平均密度不規則地分散配置在摩擦面101上。
[0089]另外，在本實施方式中，由于在將多個硬質顆粒102在降低因重力影響而產生的移動量的同時分散地配置在模具302內的工序中，通過使放入有硬質顆粒102的模具302旋轉，將硬質顆粒102分散地配置在模具302內，因此，能夠容易地實施降低因重力影響而產生的移動量并使硬質顆粒102分散的工序。
[0090]以下，對本發明的第四實施方式進行說明。在本實施方式中，制造將硬質顆粒以一定間隔排列成六方晶格狀的制動襯塊。如圖6 (A)所示，關于配置硬質顆粒102的所需間隔L，期望以厚度為L/2的樹脂層104覆蓋硬質顆粒102。
[0091]如圖6 (B)所示，在樹脂層104硬化的狀態下，在容器301內，在高溫下液化的樹脂103和硬質顆粒102被混合。此外，此時的樹脂103的溫度T被設定滿足:樹脂103的熔點B〈T〈樹脂層104的熔點A。以下，同樣地進行上述第一實施方式的圖3 (C)?(E)所示的工序，如圖6 (C)所示地制造出將硬質顆粒102以所需的一定間隔L排列成六方晶格狀的制動襯塊100c。
[0092]根據本實施方式，由于在將多個硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置在模具302內的工序中，將在表面設有規定厚度L/2的樹脂層104的大小相同呈球狀的硬質顆粒102以相互緊貼的方式配置，因此，將硬質顆粒102以2倍于樹脂層104的厚度的、一定間隔L來進行配置變得容易。因此，能夠更容易地制造具有以規定間隔配置有硬質顆粒102的摩擦面101的制動襯塊100c。
[0093]以下，對本發明的第五實施方式進行說明。對于在摩擦面101上配置有硬質顆粒102的制動襯塊IOOa等而言，最低限度只要在摩擦面101上配置一層硬質顆粒102即可。因此，在本實施方式中，制造出在摩擦面上只配置有一層硬質顆粒的制動襯塊。
[0094]如圖7 (A)所示，在容器301內，在高溫下液化的樹脂103和硬質顆粒102被混合。如圖7 (B)、(C)所示，硬質顆粒102和樹脂103的混合物被注入到具有孔部303的模具302中，其中，孔部303設有多個比硬質顆粒102的直徑小的孔。注入到模具302的硬質顆粒102和樹脂103的混合物的量，根據模具302的底面積被設定為:在模具302的底面上僅緊貼地排列一層硬質顆粒102的量。
[0095]如圖7 (D)所示，將溫度控制成使樹脂103具有一定程度粘度的溫度的同時，由加壓氣缸304對硬質顆粒102和樹脂103的混合物施加高壓。其結果，多余的樹脂103通過孔部303被排出。如圖7 (E)所示，最終，硬質顆粒102被排列成一層最高密度的六方晶格狀，并且樹脂103殘留在各硬質顆粒102之間。樹脂103被冷卻之后，對樹脂103進行預成型。
[0096]如圖7 (F)所示，將由在高溫下液化的樹脂或金屬構成的基材310注入到模具302中。基材310通過熱成型等完全硬化。或者，圖7 (F)的工序可以為如下的工序，即:基材310由固體的樹脂或金屬構成，并且利用樹脂103將排列成I層的六方晶格狀的硬質顆粒102粘結在基材310上。
[0097]在本實施方式中，能夠更容易地制造在摩擦面101上只有一層以六方晶格狀配置的硬質顆粒102的制動襯塊IOOcL
[0098]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不限于上述實施方式，可以進行各種變形。
[0099]工業實用性
[0100]本發明能夠提供可更容易地制造在摩擦面上配置有硬質構件的摩擦材料的摩擦材料制造方法。另外，本發明能夠提供在摩擦面上配置有硬質構件且可更容易地制造的摩擦材料及制動裝置。
【權利要求】
1.一種摩擦材料，其中，多個球狀的硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面； 在所述摩擦面上，所述硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置。
2.一種制動裝置，其具有:第一摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面；和第二摩擦材料，多個球狀硬質構件以部分露出的方式埋入摩擦面， 所述第二摩擦材料的摩擦面相對所述第一摩擦材料的摩擦面進行移動。
3.根據權利要求2所述的制動裝置，其中， 在所述摩擦面上，所述硬質構件通過六方晶格狀的排列以相互接觸的方式配置。
4.根據權利要求2或3所述的制動裝置，其中， 所述第二摩擦材料旋轉，由此所述第二摩擦材料的摩擦面相對所述第一摩擦材料的摩擦面進行移動。
【文檔編號】F16D69/00GK103453055SQ201310347152
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2009年6月15日 優先權日:2009年6月15日
【發明者】阿部健司, 磯野宏, 出納美朝 申請人:豐田自動車株式會社