JPH10277790A - 加熱圧縮成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な機構でガス抜き制御ができ、しかもガ
ス抜きクリアランスを常に一定に規制できる加熱圧縮成
形用金型の提供。 【解決手段】 エジェクトシリンダー６によって浮動支
持されたエジェクトプレート１と、下ポンチ２と、上型
３と、アーム４と、アーム４を移動させるアクチュエー
ター５と、からなる加熱圧縮成形用金型。アーム４は、
ロック位置とアンロック位置との間に可動とされ、ロッ
ク位置にあるときにエジェクトプレート１の背板載置部
の上面と上型の下面との間の距離の最大値を背板の厚み
とガス抜き用の所定クリアランスとの和に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背板にライニング
材を加熱圧縮成形して貼りつけるのに使用する加熱圧縮
成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ディスクプレーキパッドなどの
加熱圧縮成形材の製造においては、背板に摩擦材である
ライニング材が加熱圧縮成形して貼りつけられる。ライ
ニング材は、基材としてアラミド繊維、結合材としてフ
ェノール樹脂、摩擦材として各種硬質粒子、調整材とし
て有機粒子などを各種配合、混合、成形したものからな
る。その製造工程は、一般に、配合材の混合、成形、熱
処理、塗装、加工仕上げ、からなる。上記の加工工程の
うち、とくに成形工程においては、特開平７−２３２２
９７号公報に示されているように、金型による加圧下で
の加熱固化が行われる。この過程で、熱硬化性樹脂であ
るフェノール樹脂は、溶融、固化の反応をするとともに
ガスを発生する。さらに、混合材料に含まれる水分など
の蒸発成分がガス化する。そのため、加熱成形工程の途
中（とくに、本成形の前の成形初期）に、これらの発生
ガスを抜く工程が必要となる。とくに、熱成形時に材料
は加熱された金型より熱を受けながら溶融、固化してい
くため、厚さ方向に温度勾配をもってしまう。これによ
り、材料の金型に接触する表面部が固化しガスを発生し
ても厚み方向中央部はほとんど固化していないという状
態が生じる。また、ガス抜き時のプレス圧力減圧時に、
基材として用いられているアラミド繊維や軟質材のダス
ト類がバックリングを起こしやすい。これらの相互作用
により、ガス抜き工程での減圧動作は製品に層状亀裂を
生じさせる。従来は、成形途中のガス抜きのために、金
型に複雑な機構、溝、部品間クリアランスなどを設け、
その大きさの管理に精度の厳しい制御を行っている。た
とえば、主ラムの位置制御、圧力制御、エジェクトプレ
ートの背圧制御、エジェクトプレートと上型とのクリア
ランス調整、などをする必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガス抜
きには、ガス抜き制御のための制御装置を設け、金型構
造を変更することによる、装置の複雑化、コストアップ
を招くという問題があった。また、ガス抜きの溝、クリ
アランスの大きさを一定に制御することが難しいと問題
もある。たとえば、ガス抜きのための溝が閉塞したりク
リアランスが過少側に変化してガス抜き不全が生じる
と、製品に層状亀裂が生じる。さらに、ガス抜きのため
のクリアランスを過大に設定すると材料が背板周縁部に
流出する。本発明の課題は、単純な機構でガス抜き制御
ができ、しかもガス抜きクリアランスを常に一定に規制
できる加熱圧縮成形用金型を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明は、つぎの通りである。背板にライニング材を加熱圧
縮成形して貼りつけるのに使用する加熱圧縮成形用金型
であって、内面が材料成形用のキャビティの側面を構成
する穴を有しエジェクトシリンダーによって浮動支持さ
れたエジェクトプレートと、前記エジェクトプレートの
前記穴に摺動可能に接触する上部側面と前記キャビティ
の底面を構成する頂面とを有する下ポンチと、前記キャ
ビィの上方に配置され主ラムによって上下動される上型
と、ロック位置とアンロック位置との間に可動とされ前
記ロック位置にあるときに前記エジェクトプレートの背
板載置部の上面と前記上型の下面との間の距離の最大値
を背板の厚みとガス抜き用の所定クリアランスとの和に
規制し前記アンロック位置にあるときに前記規制を解除
するアームと、前記アームを前記ロック位置と前記アン
ロック位置との間に移動させるアクチュエーターと、か
らなる加熱圧縮成形用金型。

【０００５】上記金型では、成形時に、少なくとも１
回、主ラムから上型にかかる荷重に減圧を施してガス抜
きを行う。この時、アームはロック位置にあり、減圧時
に、ライニング材がバックリングする荷重を利用して、
アームがエジェクトプレートと上型とをロックするま
で、上型を持ち上げ、背板下面とエジェクトプレートと
の間に、予め設定されたガス抜き用の所定クリアランス
を形成する。減圧するだけで、クリアランスが自動的に
形成され、かつそのクリアランスの大きさは、常に、ア
ームによって設定された所定量である。そこには、アー
ムとアクチュエータ以外の特別な装置、機構、制御装置
が必要でなく、クリアランス制御に特別な制御も必要で
ない。ガス抜き後、成形後期に本成形をし、その後、ア
クチュエータによってアームをアンロック位置にし、そ
の状態で型開きし、エジェクトシリンダを作動させて成
形製品を金型からエジェクトする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の一実施例の
加熱圧縮成形用金型を示し、図３〜図６はその金型の作
動を示すために各工程における状態を示す。図では、金
型で加熱圧縮成形される材料として自動車用ブレーキの
背板に貼着されるパッドを例にとっているが、本発明の
成形対象物はそれに限るものではない。

【０００７】図１、図２に示すように、本発明実施例の
加熱圧縮成形用金型は、エジェクトプレート１、下ポン
チ２、上型３、アーム４、アクチュエーター５を備えて
いる。エジェクトプレート１はエジェクトシリンダー
（たとえば、油圧シリンダー）６によって浮動支持され
ており、エジェクトシリンダー６と下ポンチ２は下ベー
ス７上に固定されている。エジェクトプレート１は穴８
を有し、穴８の内面は材料成形用のキャビティ９の側面
を構成する。下ポンチ２の上部の側面はエジェクトプレ
ート１の穴８に摺動可能に接触しており、下ポンチ２の
頂面はキャビティ９の底面を構成している。上型３はキ
ャビィ９の上方に配置され、主ラム（図示せず）によっ
て上下動される。上型３は電気ヒータなどが埋め込まれ
ることにより加熱される。

【０００８】加熱圧縮成形の対象物のライニング材は、
たとえば自動車用ディスクプレーキパッドである。その
場合、ライニング材１０は、機材としてアラミド繊維、
結合材としてフェノール樹脂、摩擦材として各種硬質粒
子、調整材として有機粒子などが各種配合されたものか
らなる。ライニング材が貼り付けられた背板１１は金属
板、たとえば鋼板からなる。ライニング材１０はキャビ
ティ９に入れられて加熱圧縮される。その時、背板１１
は外周部がエジェクトプレート１のキャビティ９周りの
上面に載置された状態にある。

【０００９】アーム４は、ロック位置（図４、図５に示
すようにエジェクトプレート１と係合可能の位置）とア
ンロック位置（図３、図６に示すようにエジェクトプレ
ート１と係合しない位置）との間に可動とされている。
図示例ではアーム４の可動構造は、上型３に回動可能に
連結された先端にエジェクトプレート１の係合部１ａの
下面下方に突出する係合部４ａをもつ構造からなるが、
これに限るものではなく、たとえばエジェクトプレート
１に回動可能に連結された構造でもよく、あるいは上下
姿勢を維持したまま横方向に移動する構造でもよい。ア
ーム４は、ロック位置にあるときに、エジェクトプレー
ト１の背板１１を載置する部分の上面と上型３の下面と
の間の距離の最大値を背板１１の厚みｔとガス抜き用の
所定クリアランスｃとの和に規制し，アンロック位置に
あるときに、その規制を解除する。アクチュエーター５
は、たとえばエアシリンダーからなり、アーム４をロッ
ク位置とアンロック位置との間に移動させる。アーム
４、アクチュエーター５、係合部４ａ、１ａによってク
リアランス制御部１２は構成される。

【００１０】つぎに、作動を説明する。図３は材料投入
時の状態を示す。この時、上型３に取り付けられたアー
ム４はアクチュエーター５によりアンロック状態に保持
されている。この状態で、キャビティ９内に材料（ライ
ニング材１０と背板１１とを結合したもの、ただしライ
ニング材は加熱圧縮成形前の状態にある）が投入され
る。これによって、ライニング材１０はキャビティ９内
に挿入された状態となり、背板１１はその外周部がエジ
ェクトプレート１のキャビティ周りの上面に載った状態
となる。

【００１１】図４は熱成形加圧時の状態を示す。主ラム
に圧力が加えられ、上型３と背板１１が密着するととも
に、背板１１とエジェクトプレート１が密着し、背板１
１を介してライニング材１０を加熱、圧縮し成形する。
この時、エジェクトプレート１にはエジェクトシリンダ
ー６（図１参照）の背圧がかかり、エジェクトプレート
１は背板１１との密着を確保しつつ熱成形による変形分
を吸収し、下降する。この状態では、エジェクトプレー
ト１の背板載置部上面と背板１１下面との間にはクリア
ランスはない。ロック状態にあるアーム４の係合部４ａ
の上面とエジェクトプレート１の係合部１ａの下面との
間には所定のクリアランスｃが存在し、保持される。

【００１２】図５はガス抜き時の状態を示す。この状態
ではアーム４はロック位置を維持している。主ラム（上
型３が取り付けられている部材で、プレス機の上ラム）
の圧力が除去されることにより、上型３はライニング材
１０のバックリング（圧縮されて水平方向に伸びようと
するがその伸びがキャビティ側面によって拘束されて水
平方向に圧縮力がかかりそれによって中央部が水平方向
と直角の方向に曲がって持ち上がろうとする座屈変形）
により押し上げられる。この時、アーム４はエジェクト
プレート１の係合部１ａと所定のクリアランスｃ移動後
機械的に係合するため、背板１１の下面とエジェクトプ
レート１の背板載置部上面との間に所定のガス抜き用ク
リアランスｃが確保され、維持される。これにより、プ
レス機側の圧力制御、クリアランス制御なしで、常に一
定量のクリアランスｃが安定的に得られ、成形初期にラ
イニング材１０に生じるガスをこのクリアランスを通し
て抜くことができる。

【００１３】図６は型開時の状態を示す。成形初期に少
なくとも１回（通常は何回か）の主ラムの圧力除去によ
るガス抜きサイクルが繰り返された後、所定時間の連続
加圧（本成形）が行われる。ライニング材１０の加圧圧
縮成形が完了すると、アクチュエーター５によりアーム
４がアンロック位置に移動され、ついで、上型３が主ラ
ム（図示せず）によって上方に移動されて、型開され
る。エジェクトシリンダー６によりエジェクトプレート
１を下げて下ポンチ２上から製品をエジェクトする。つ
いで、エジェクトシリンダー６（図１参照）によりエジ
ェクトプレート１を上げてキャビティ９を形成し、つぎ
の材料投入に備える。

【００１４】本発明の作用はつぎの通りである。ガス抜
き動作は、主ラムの成形圧力（プレス力）を減圧するだ
けでよく、それによってライニング材１０のバックリン
グを利用して自動的に上型３をもち上げることができ、
しかもクリアランス制御部１２によってエジェクトプレ
ート１と背板１１との間に形成されるガス抜き用クリア
ランスの大きさが常に一定量ｃに確保、維持される。こ
れによって安定した良質の製品が得られるとともに、プ
レス機側にクリアランス制御に特別な機構や複雑な装
置、あるいは複雑な制御装置を設けなくて済み、装置の
単純化、コストダウンがはかられる。また、ライニング
材１０のバックリングを利用した持ち上げにより、ライ
ニング材１０に上下方向の引張力が作用しにくく、層間
亀裂の発生の抑制にも効果がある。

【００１５】しかも、このクリアランスはライニング材
１０のうち早期に固化する背板に最も近い部分に形成さ
れるので、まだ固化していない部分が背板１１側に流れ
出すことはなく、クリアランスが閉塞されたりすること
もなければ、流れ出し防止のためおよびライニング材の
エジェクトプレートからの飛び出し防止のためにエジェ
クトプレートにフロート機構などの複雑な機構を設置す
る必要もない。

【００１６】

【発明の効果】本発明の加熱圧縮成形用金型によれば、
エジェクトプレート、上型、下ポンチ、アーム、アーム
を動かすアクチュエーターを備えているので、成形圧力
の減圧のみで、ライニング材のバックリングを利用して
上型をもちあげてガス抜き用のクリアランスをエジェク
トプレートと背板間に自動的に形成することができ、ク
リアランスの形成に特別な荷重、位置、クリアランス制
御装置を設ける必要がなく、金型装置の単純化、コスト
ダウン、作動信頼性の向上をはかることができる。ま
た、アームによりクリアランスの最大値を規制したの
で、上型がもちあげられた時に常に一定量のクリアラン
スをエジェクトプレートと背板間に形成することができ
る。これにより確実で安定したガス抜きが得られ、高品
質の製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加熱圧縮成形用金型の概略
断面図である。

【図２】図１のうちクリアランス制御部の拡大詳細図で
ある。

【図３】図１の金型の、材料投入時の、半断面面図であ
る。

【図４】図１の金型の、熱成形加圧時の、半断面面図で
ある。

【図５】図１の金型の、ガス抜き時の、半断面面図であ
る。

【図６】図１の金型の、型開時の、半断面面図である。

【符号の説明】

１ エジェクトプレート １ａ 係合部 ２ 下ポンチ ３ 上型 ４ アーム ４ａ 係合部 ５ アクチュエーター ６ エジェクトシリンダー ７ 下ベース ８ 穴 ９ キャビティ １０ ライニング材 １１ 背板 １２ クリアランス制御部 ｃ クリアランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背板にライニング材を加熱圧縮成形して
   貼りつけるのに使用する加熱圧縮成形用金型であって、 内面が材料成形用のキャビティの側面を構成する穴を有
   しエジェクトシリンダーによって浮動支持されたエジェ
   クトプレートと、 前記エジェクトプレートの前記穴に摺動可能に接触する
   上部側面と前記キャビティの底面を構成する頂面とを有
   する下ポンチと、 前記キャビィの上方に配置され主ラムによって上下動さ
   れる上型と、 ロック位置とアンロック位置との間に可動とされ前記ロ
   ック位置にあるときに前記エジェクトプレートの背板載
   置部の上面と前記上型の下面との間の距離の最大値を背
   板の厚みとガス抜き用の所定クリアランスとの和に規制
   し前記アンロック位置にあるときに前記規制を解除する
   アームと、 前記アームを前記ロック位置と前記アンロック位置との
   間に移動させるアクチュエーターと、からなる加熱圧縮
   成形用金型。