(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド材を成形型に搬入する工程において、
（Ａ）選定したモールド材を材料容器から送り出す工程と、
（Ｂ）送り出したモールド材を所定量に計量する工程と、
（Ｃ）計量したモールド材を成形型内の所定位置に切り出す工程と、
（Ｄ）新たに選定したモールド材により前記（Ａ）〜（Ｃ）の工程を繰返し行う工程と、を順次行うことにより成形型内に複数種類のモールド材を予め設定した分散性を有する状態に搬入するモールド材搬入方法。
【請求項２】
モールド材を成形型に搬入する装置において、
所定のモールド材を成形型に所定量切り出す供給装置と、前記成形型と前記供給装置との相対的な位置を変更させる移動装置と、これら各装置に指示信号を出力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記成形型内を複数のアドレスに分割し、この各アドレスに所定のモールド材が所定量配置されるよう前記供給装置及び移動装置を制御することにより成形型内に複数種類のモールド材を予め設定した分散性を有する状態に搬入することを特徴とするモールド材搬入装置。
【請求項３】
前記供給装置は、所定のモールド材を送り出す材料送出部と、この材料送出部から送り出されたモールド材を所定量に計量する計量部と、計量されたモールド材を成形型内に切り出す切出し部とを備えることを特徴とする請求項２記載のモールド材搬入装置。
【請求項４】
前記移動装置は、前記成形型を二次元方向に移動する装置であることを特徴とする請求項２または３に記載のモールド材搬入装置。
【請求項５】
前記制御部は、成形型の内容積を三次元分割して複数のアドレスを決定し、各アドレスに所定のモールド材が配置されるよう、より低位置のアドレスに配置するモールド材から順に成形型に搬入されるよう前記供給装置及び移動装置を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のモールド材搬入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は成形型にモールド材を搬入するモールド材搬入方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブレーキやクラッチの摩擦材（ブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等）の製造方法には、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂結合材、ガラス繊維、アラミド繊維等の繊維基材及びゴムダスト、カシューダスト、金属粉等の摩擦調整材等の全原料粉末を均一に混合・撹拌し、この原料混合物を加熱・加圧成形する（詳しくは原料混合物を金型内で予備成形後、裏板をセットした金型に移して加熱・加圧して裏板と一体成形し、次いでアフターキュアする）乾式法と、全原料粉末を溶剤の存在下で均一に混合・撹拌して湿潤化し、この湿潤原料混合物を乾燥後、加熱・加圧成形する湿式法があることはよく知られている。
【０００３】
前記摩擦材を製造するにあたっては、成形品の品質維持のために、金型内に充填した原料混合物が均一に分散されることが望まれ、したがって、原料の撹拌工程における材料の均一分散が要求される。そこで、材料の分散の程度を計測することが必要となるが、材料の分散程度を計測することは極めて困難なため、製品の品質管理上の大きな問題となっている。すなわち、通常、材料の分散程度の計測は、目視判断あるいは光の反射を利用した明度計等の定性的な目安を基準として計測、管理している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような管理の仕方では、使用材料の種類、あるいは材料粒子の大きさや形状によって測定値がばらついたり、合否の境界が不明確である等の問題が生ずる。
【０００５】
本発明は前記事項に鑑みなされたものであり、成形型内に搬入する原材料が良好な分散性を有する状態となるモールド材の搬入方法を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
また、成形型内の原材料が良好な分散性を有する状態にモールド材を型内に搬入するモールド材搬入装置を提供することを技術的課題とする。
また、成形型内の原材料が予め設定した分散性を有する状態にモールド材を型内に搬入するモールド材搬入装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、モールド材を成形型に搬入する工程を以下のようにした。
【０００８】
すなわち、（Ａ）選定したモールド材を材料容器から送り出す工程と、
（Ｂ）前記（Ａ）の工程にて送り出したモールド材を所定量に計量する工程と、  （Ｃ）前記（Ｂ）の工程にて計量したモールド材を成形型内の所定位置に切り出す工程と、
（Ｄ）新たに選定したモールド材により前記（Ａ）〜（Ｃ）の工程を繰返し行う工程と、を順次行うことにより成形型内に複数種類のモールド材を予め設定した分散性を有する状態に搬入する。
【０００９】
また、本発明は、前記課題を解決するため、モールド材を成形型に搬入する装置において、以下の手段を採用した。
すなわち、所定のモールド材を成形型に所定量切り出す供給装置と、前記成形型と前記供給装置との相対的な位置を変更させる移動装置と、これら各装置に指示信号を出力する制御部とを備え、前記制御部は、前記成形型内を複数のアドレスに分割し、この各アドレスに所定のモールド材が所定量配置されるよう前記供給装置及び移動装置を制御することにより成形型内に複数種類のモールド材を予め設定した分散性を有する状態に搬入するモールド材搬入装置とした。
【００１０】
前記供給装置は、所定のモールド材を送り出す材料送出部と、この材料送出部から送り出されたモールド材を所定量に計量する計量部と、計量されたモールド材を成形型内に切り出す切出し部とを備えるよう構成することができる。
【００１１】
前記移動装置は、前記成形型を二次元方向に移動する装置とすることができ、例えば成形型を固定載置した状態でＸＹ方向へ移動可能な可動テーブルを例示することができる。また、成形型を把持して二次元方向へ移動させるロボットハンドを例示することもできる。
【００１２】
また、前記移動装置としては、前記供給装置の材料供給部分（切出し部）を二次元方向に移動する装置としてもよい。あるいは、成形型を移動させる装置と、供給装置を移動させる装置とを組み合わせてもよい。なお、前記移動装置は、二次元方向への移動の他、上下方向への移動も含んだ三次元方向への移動を可能とする移動装置としてもよい。
【００１３】
前記制御部は、成形型の内容積を三次元分割して複数のアドレスを決定し、各アドレスに所定のモールド材が配置されるよう、低位置のアドレスに配置するモールド材から高位置のアドレスに配置するモールド材へと順に所定のモールド材が成形型に搬入されるよう前記供給装置及び移動装置を制御することができる。
【００１４】
また、前記制御部は、中央処理装置（ＣＰＵ），読み出し／書き込みメモリ（ＲＡＭ;）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力装置（Ｉ／Ｏ）を備え、これらをバスにより接続するよう構成するとよい。
【００１５】
前記複数種類のモールド材は、各モールド材を別の材料供給装置にて成形型に供給するようにしてもよいし、あるいは幾つかの原材料を単一の粒子状にした複合化粒子を数種形成し、異なる複合化粒子毎に別の材料供給装置にて成形型に供給するようにしてもよい。ここで、前記複合化粒子は、数種の原材料を乾式混合しながら、水−アルコール混合溶媒からなる粘結凝集剤を添加、混合して原料混合物を湿潤化すると共に粘性を付与し、次いでこの湿潤原料混合物を顆粒物に造粒して形成することができる。
【００１６】
【作用】
選定した所定量のモールド材を、成形型内の所定位置に切り出す工程を繰返し行うことにより、成形型内に搬入されたモールド材が、予め設定した分散性を有する状態となる。
【００１７】
制御部が成形型内を複数のアドレスに分割し、この各アドレスに所定のモールド材が所定量配置されるように供給装置及び移動装置を制御することにより、成形型内に搬入されたモールド材が、予め設定した分散性を有する状態となる。
【００１８】
前記供給装置が材料送出部と計量部と切出し部とを備える場合、前記各部は前記制御部からの指示信号により、材料送出部が所定のモールド材を計量部に送出し、計量部はモールド材を所定量に計量し、切出し部は計量されたモールド材を成形型内の所定のアドレスに切り出す。このとき、移動装置により成形型と供給装置との相対位置が所定のアドレスに基づき変更される。なお、成形型と切出し部との位置を上下方向へも変更可能とすることにより、成形型内に充填したモールド材の最高位置に応じて、充填済のモールド材に、より近接した状態で切出し部から切り出すことができる。また、前記計量部におけるモールド材の計量は、モールド材の重量の計量と、モールド材の体積の計量との２通りの計量を、モールド材の物性に応じて使い分けるようにする。
【００１９】
また、前記制御部は、成形型内を複数のアドレスに分割する際、成形型の内容積を三次元分割して各アドレスを決定する。そして、より低位置のアドレスから順に所定のモールド材を所定のアドレスに搬入（配置）する。
【００２０】
なお、モールド材を数種の複合化粒子に予め形成しておけば、成形型内への切り出し工程をより効率化することができる。
【００２１】
【実施例】
本発明の一実施例を図１〜図５に基づいて説明する。
本実施例のモールド材搬入装置は、モールド材を成形型３０に所定量切り出す供給装置１０と、前記成形型３０と前記供給装置１０との相対的な位置を変更させる移動装置３５と、前記供給装置１０及び移動装置３５に信号を出力する制御部５とを備えている。
【００２２】
前記供給装置１０は、所定のモールド材を送り出す材料送出部１１と、この材料送出部１１から送り出されたモールド材を所定量に計量する計量部１５と、この計量部１５にて計量されたモールド材を前記成形型３０内に切り出す切出し部２０とから構成されている。
【００２３】
前記材料送出部１１は前記制御部５からの信号により開閉する電磁弁により構成されており、この材料送出部１１の上部は管路５１を介して、モールド材を保管する材料保管容器７に接続している。
【００２４】
前記計量部１５は、前記材料送出部１１から管路５２を通して送出されてきたモールド材を制御部５から指令された所定量に計量する装置である。ここで、計量部１５における計量とは、モールド材の重量の計量と、モールド材の体積の計量との２通りがある。
【００２５】
前記切り出し部２０は、前記計量部１５から管路５３を介して計量済の材料を受けるホッパー２１と、このホッパー２１の下方に位置して材料を切り出す送りスクリュー装置２５と、この送りスクリュー装置２５を駆動するスクリュー駆動用モータ２３とから構成されている。この切り出し部２０は、各材料の特性に応じて、スクリュー駆動用モータ２３の回転速度、スクリューのピッチを適切に選択することによって、微小量の材料を一定の速度にて金型３０内に切り出すことができるようになっている。なお、前記送りスクリュー装置２５の先端部には、切出管２６が接続されており、切出管２６の先端の切出口２７から材料が切り出される。
【００２６】
前記金型３０は、移動装置である可動テーブル３５上に固定載置されている。この可動テーブル３５は前後左右の二次元方向に移動可能に形成されており、可動テーブル３５が移動することにより、金型３０の前記切出口２７に対する位置が変更できるようになっている。
【００２７】
前記制御部５は、中央処理装置（ＣＰＵ），読み出し／書き込みメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、入出力装置（Ｉ／Ｏ）を備え、これらはバスにより接続されている。
【００２８】
前記供給装置１０は、種類の異なるモールド材にそれぞれ適用されるように、モールド材の種類数と同数以上が用意されている。すなわち、モールド材Ｍ１は供給装置１０ａにより金型３０に搬入され、同様にモールド材Ｍ２は供給装置１０ｂにより金型３０に搬入されるとともに、モールド材Ｍ３は供給装置１０Ｃにより金型３０に搬入される。なお、モールド材の金型内での配列状態によっては、材料保管容器７のみモールド材の種類数分用意し、その他の供給装置１０は共用するようにしてもよい。すなわち、単一の供給装置１０が複数のモールド材の保管容器に接続できるように構成しておくとよい。
【００２９】
ここで、各モールド材は種類の異なる単一の原材料であってもよいし、あるいは幾つかの原材料を単一の粒子状にした複合化粒子であってもよい。また、比重の近似する原材料を混合して一つのモールド材としてもよい。なお、前記複合化粒子は、数種の原材料を乾式混合しながら、水−アルコール混合溶媒からなる粘結凝集剤を添加、混合して原料混合物を湿潤化すると共に粘性を付与し、次いでこの湿潤原料混合物を顆粒物に造粒して形成する。
【００３０】
次に、前記制御部５のロジックを図３に基づき説明する。
まず、材料配合設定回路Ａにて製品別の材料配合表、すなわち各モールド材の使用重量を登録するとともに、各モールド材の切り出し順序を設定する。この材料配合設定回路Ａからは材料送出部の駆動回路Ｄに対して各モールド材が属する材料送出部の選択を指示する信号が出力される。また、材料配合設定回路Ａからは計量部の駆動回路Ｅに対して一製品当たりの各モールド材の重量情報が送信される。
【００３１】
アドレス設定回路Ｂにおいては、前記材料配合設定回路Ａに登録した各モールド材の使用重量と、成形品の型寸法とが入力される。このアドレス設定回路Ｂでは、成形品の設計体積を所定のアドレス数に分割（例えば１００００分割）し、各々の成形品におけるアドレス（金型におけるアドレス）を設定する。そして、アドレス設定回路Ｂから切出し量・ポジション設定回路Ｃに対して、アドレス情報及び各モールド材の各アドレス当たりの重量情報が出力される。
【００３２】
切出し量・ポジション設定回路Ｃには、材料の分散パターンが入力され、切出し量・ポジション設定回路Ｃは入力された材料分散パターンに応じて、切出し部の駆動回路Ｆに各アドレス当たりの切出し量の信号を出力するとともに、可動テーブルの駆動回路Ｇにテーブル（すなわち成形型）のポジション指示の信号を出力する。ここで、材料の分散パターンとは、例えば全材料を金型内に均一に分散配列する場合は、各アドレスに切り出す材料の重量は、各材料毎の総重量をアドレス数にて除した重量となる。また、成形品の要求性能に応じて例えば材料の充填密度を傾斜させたい場合は、その傾斜度合に対応する係数を設定して各アドレス当たりの切出し量を傾斜配分させる。
【００３３】
そして、前記各駆動回路Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれ材料送出部１１、計量部１５、切出し部２０、可動テーブル３５に指示信号を出力し、各装置を作動させる。
【００３４】
なお、図４は本実施例のモールド材搬入装置により金型内にモールド材Ｍを搬入した状態から、モールド材Ｍをプレスする状態を示し、図５は前記プレス工程により成形された成形品７０を表すものである。
【００３５】
以上のように本実施例によれば、原材料の混合・撹拌工程を省略してモールド材の金型への搬入を行うことができる。しかも、金型に搬入した複数種の原料からなるモールド材は、予め設定した分散性を有する状態にすることができ、ひいては製品性能を向上させることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、成形型内に搬入する原材料が良好な分散性を有する状態となるモールド材の搬入方法を提供することができる。
【００３７】
また、成形型内の原材料が良好な分散性を有する状態にモールド材を型内に搬入する装置を提供することができる。
また、成形型内の原材料が予め設定した分散性を有する状態にモールド材を型内に搬入する装置を提供することができ、製品性能の向上を実現できる。
【００３８】
また、制御部が成形型内を所定のアドレスに分割し、この設定したアドレス毎に選定した所定量のモールド材を切り出すようにしたので、モールド材が予め設定した分散性通りに確実に成形型内に搬入することができる。
【００３９】
また、各モールド材は別個に保管された状態からそれぞれ計量されたうえで適正量ずつ切り出されるので、成形型内により的確に搬入することができる。
また、成形型と供給装置とは移動装置により相対的に位置が変更できるように構成されているので、成形型の所定位置に安定・確実に所定のモールド材を配置することができる。なお、成形型と供給装置との位置を三次元方向に変更できるようにした場合、成形型内の充填済モールド材に近接した位置から新たなモールド材を切り出しできるので、より正確に所定位置に所定のモールド材を配置することが可能となる。
【００４０】
また、成形型の内容積を三次元分割して各アドレスを設定すれば、モールド材の分散性をより良好にすることができる。
また、成形型内のモールド材を予め設定した分散性通りに搬入できるため、成型品の要求性能に応じて材料の充填密度を所定箇所毎に変更して成形型内に搬入することもできる。したがって、成形品の強度や柔軟性等の物理特性を向上することもできる。
【００４１】
また、成形品の製造工程においてモールド材の混合・撹拌工程を省略することができるので、成形品の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成図
【図２】実施例のモールド材搬入装置の正面概略図
【図３】実施例の制御部におけるロジック図
【図４】実施例のモールド材搬入装置によりモールド材を成形型内に搬入した後の製品の製造工程（プレス工程）を示す図
【図５】図４に示すプレス工程により成形された成形品を示す図
【符号の説明】
５・・制御部
７・・材料保管容器
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・供給装置
１１・・材料送出部
１５・・計量部
２０・・切出し部
２１・・ホッパー
２３・・スクリュー駆動用モータ
２５・・送りスクリュー装置
２６・・切出管
２７・・切出口
３０・・成形型（金型）
３５・・移動装置（可動テーブル）
５１，５２，５３・・管路
７０・・成形品
Ａ・・材料配合設定回路
Ｂ・・アドレス設定回路
Ｃ・・切出し量・ポジション設定回路
Ｄ・・材料送出装置の駆動回路
Ｅ・・計量部の駆動回路
Ｆ・・切出し部の駆動回路
Ｇ・・可動テーブルの駆動回路
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３・・モールド材
【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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