(57)【要約】【課題】  繊維分を含有する粉状体の薄い層を均一の厚さに擦り切ることができる粉状体の擦切方法及び擦切装置で、２層以上の多層構造を持った摩擦部材を成形するのに適したものを提供する。【解決手段】  平面１１ａ内に開口する所定形状の空所１１ｂ内に、繊維分を含む粉状体Ａを山盛りに投入する工程と、擦切手段１５の円筒体１５ａを前記空所１１ｂの１方から他方に向かう第１方向ａに移動するとともに、該第１方向ａと交差する第２方向ｂに第１方向の速度より速い線速で回転させることによって、空所１１ｂ内の粉状体Ａを擦り切る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面内に開口する所定形状の空所内に、繊維分を含む粉状体を盛り上がる程度に投入する工程と、下端面の少なくとも縁部に粗さを有する擦切手段を前記空所の１方から他方に向かう第１方向に移動するとともに、該第１方向と交差する第２方向に第１方向の速度より速い速度で移動することによって、前記下端面の縁部によって空所内の粉状体を擦り切る工程と、を有することを特徴とする粉状体の擦り切り方法。
【請求項２】
前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体を備え、該円筒体の下端面が前記平面上に摺接し、前記第２方向の移動が前記円筒体の回転であることを特徴とする請求項１記載の粉状体の擦り切り方法。
【請求項３】
前記円筒体の内径が前記空所より大きく、前記擦切手段による擦り切り工程を円筒体内に前記空所が入った状態から開始することを特徴とする請求項２記載の粉状体の擦り切り方法。
【請求項４】
前記擦切手段が振動体を備え、前記第２方向の移動が、該振動体の前記平面上における往復摺動であることを特徴とする請求項１記載の粉状体の擦り切り方法。
【請求項５】
前記擦切手段がエンドレスベルトを有し、該エンドレスベルトが回転してエンドレスベルトの一端縁が前記平面上を摺動することによって前記第２方向の移動がされることを特徴とする請求項１記載の粉状体の擦り切り方法。
【請求項６】
前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回された紐状体で、前記第２方向の移動手段が、該紐状体が回転して前記平面上を摺動するとともに該紐状体を２つのプーリの中心を結ぶ線を中心として回転させることを特徴とする請求項１記載の粉状体の擦り切り方法。
【請求項７】
平面と該平面内に開口する所定形状の空所を備えた型枠と、該型枠の前記平面上を摺動し、型枠と相対的な移動をすることによって前記空所内に投入された紛状体を擦り切るため下端面の少なくとも縁部に粗さを有する擦切手段とを有し、該擦切手段と型枠との相対的な移動が前記空所の１方から他方に向かう第１方向の移動手段と、該第１方向と交差する第２方向の移動手段とを有し、第２方向の移動速度が第１方向の移動速度より早いことを特徴とする粉状体の擦切装置。
【請求項８】
前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体を備え、該円筒体の下端面が前記平面上を摺動する粗面であり、前記第２方向の移動手段が前記円筒体を回転させるモータであることを特徴とする請求項７記載の粉状体の擦切装置。
【請求項９】
前記円筒体の内径が、前記空所より大きいことを特徴とする請求項８記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１０】
前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体と、該円筒体内にあって前記平面上を摺動自在であるとともに偏心した孔が穿設された円板と、を備え、該円板が、円筒体と共に回転可能で、前記円筒体内を中心軸方向に所定距離移動自在であることを特徴とする請求項９記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１１】
前記円筒体の中心軸と、前記モータの回転軸とが偏心していることを特徴とする請求項８又は９記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１２】
前記擦切手段が、前記平面上を一端縁が摺動する振動体を有し、前記第２方向の移動手段が、前記振動体を往復動させることを特徴とする請求項７記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１３】
前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回されて一端縁が前記平面上を摺動するエンドレスベルトであり、前記第２方向の移動手段が、前記プーリを回転させることを特徴とする請求項７記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１４】
前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回されて前記平面上を摺動する紐状体で、前記第２方向の移動手段が、前記プーリを回転させるとともに紐状体を２つのプーリの中心を結ぶ線を中心として回転させることを特徴とする請求項７記載の粉状体の擦切装置。
【請求項１５】
前記枠体が、プレス成形装置の枠金型と、該枠金型との間で相対的な移動が可能な下金型とであり、枠金型と下金型との相対高さを変更することによって、前記空所の深さが調整可能であることを特徴とする請求項７から１４のいずれかに記載の粉状体の擦切装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状体を一定の容積計量する擦切装置に関し、特に、ディスクパッド、ブレーキライニング、クラッチフェーシング等の摩擦材の製造方法に好適な粉状体の秤量方法と擦切装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキライニングやクラッチフェーシング等は、ブレーキシューやクラッチディスクに接着剤やリベット等により貼着されて使用される。ディスクパッドのように摩擦材にバックプレートと称する金属板を加熱加圧成形で張り付けて製品となり使用されるものもある。
【０００３】
また、摩擦材は、繊維材、充填材、結合材などを混合した粉末状摩擦材原料を加熱加圧成形金型内に入れてプレス機で加熱加圧することにより成形される。この成形の仕方にも２通りあり、１つは、粉末状摩擦材原料を直接加熱加圧成形金型に充填し、プレス機で加圧して成形するもので、他の１つは、粉末状摩擦材原料を加圧成形金型に充填し、熱をかけずにプレス機で加圧して仮成形品を成形し、こうして成形された仮成形品を別の加熱加圧成形金型に充填し、プレス機で加熱加圧して成形するものとがある。ディスクパッドにおいては、粉末状摩擦材原料にバックプレートを重ねて加熱加圧し摩擦材とバックプレートを接着成形する。
【０００４】
上記の摩擦材は、単一の組成からなる単層構造としてもよいが、２層構造や多層構造とする場合がある。特にディスクパッドにおいては、バックプレートと摩擦材との接着力や剪断強度、摩擦材の摩擦面からバックプレートに熱が伝わり難くするための断熱性、鳴きの発生を防止するための振動吸収性を得るために、ブレーキとして作用する摩擦層と、バックプレートの中間に、摩擦層と異なる性能を持つ組成からなる中間層を設けることが多い。
【０００５】
従来の２層構造や多層構造の摩擦材は、共にほぼ粉末状をした摩擦層の原料と中間層の原料それぞれを重量で計量し、まず、中間層の原料を加圧成形金型内に均一の厚さになるように拡げ、その上から摩擦層原料を順次重ね、プレス機で加圧して仮成形品を成形していた。仮成形品を経ない場合は、加熱加圧成形金型内に摩擦層原料と中間層原料とを重ね、これに直接バックプレートを当てて、プレス機で加熱加圧して成形していた。
【０００６】
しかしながら、上記の従来の方法では、中間層を形成するための粉末状原料は、重量で計量され、一定の重さのものを型内に均一の厚さになるように人手又は機械によって拡げるので、層の厚さのバラツキができやすかった。通常、摩擦材の厚さは１０ｍｍ程度あるのに対し、中間層は、その厚さが１〜２ｍｍと薄くなっている。そして、厚さのバラツキがあって部分的に薄すぎる場所ができると、ここでの接着力、剪断強度、断熱性、振動吸収性が不足するおそれが生じる。そのため、従来は、均一の厚さにすることができなかったこともあり、中間層を厚く形成することで、薄いところでも接着力、剪断強度、断熱性、振動吸収性が低下しないようにしていた。
【０００７】
しかし、そうすると今度は厚すぎる箇所でも問題が起こる。厚すぎる箇所では、摩擦材が摩耗すると、異常に早く中間層が露出してしまい、ここの部分での摩擦係数、摩耗、耐フェード性等の摩擦性能が低下し易くなるのである。
【０００８】
上述したように、２層構造や多層構造にする場合、各層の厚さを一定にすることは非常に困難である。
【０００９】
そこで、特許文献１では、図１４に示すような摩擦材の製造装置を提案している。すなわち、図１４において、プランジャ２と固定型５との間に、一定の深さの空所３ａが穿設されたスライド板３を水平方向に移動自在に設け、枠型１の近傍に中間層原料８のホッパ６を設けるとともに、その取出口６ａを上記スライド板３と接触状態に配置している。
【００１０】
枠型１の下端面１ｂにはスライド板３が接触状態に配置されている。スライド板３には、摩擦材と同じ形状の空所３ａが、板を貫通する孔として形成され、孔の底部を底板４で塞いでいる。底板４とスライド板３とは共に水平方向に移動可能で、空所３ａが枠型１の真下に来たとき、この底板４がプレス機の固定型５上に載るようにされる。底板４には、仮成形品のボス部に対応する凹部４ａがあり、スライド板３と底板４とは、凹部４ａの中心を通る線により左右に割れる割型構造となっている。
【００１１】
スライド板３が図の左右に移動して空所３ａがホッパ６の下にくると、空所３ａと凹部４ａ内に中間層原料８が投入される。スライド板３が元の枠型１の下方に戻るときホッパ６の下端面６ｂが擦り切り板となって中間層原料８の厚さを均一にする。空所３ａが枠型１の空所１ａと重なる位置に戻ったら、その上から一定量の摩擦層原料９を空所１ａに投入して厚さを均一にし、プランジャ２が下降して加圧成形する。また、このようなスライド板３を複数枚重ね、別のホッパにまた別の粉末状の中間層原料を入れておくことで、２層以上の多層構造を得ることができる。
【００１２】
ところで、中間層は繊維材を多く混入させる程、バックプレートとの接着力や剪断強度が上がるので望ましい。しかし、特許文献１に記載の装置では、中間層に混入できる繊維材の量に限度があった。中間層は加熱加圧して成形されたときの厚さが１ｍｍ程度で、空所３ａの深さは、数ｍｍ程度にしかならない。繊維材を多く混入すると、図１４に記載したようにホッパ６の下端面６ｂの縁部で擦り切るとき、平らに擦り切ることができない。これは、下端面６ｂに当たった繊維が、縁部に押されて移動するとき下端面６ｂの縁部が繊維を引きずり、これに伴ってかなりの粉末状原料が一緒に引きずられることが原因と考えられる。その結果、擦り切りが終わったとき、粉末状の原料の全く無い部分ができるなど、擦り切り面が平らにならず、凹凸のできた状態になってしまう。この状態で加熱加圧成形をすると、中間層に凹凸や中間層の無い部分のある摩擦材ができてしまう。
【特許文献１】特開平１１−２２６９７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような問題の解決を図ったもので、繊維分を含有する粉状体の薄い層を均一の厚さに擦り切ることができる粉状体の擦切方法及び擦切装置で、２層以上の多層構造を持った摩擦材を成形するのに適したものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために本願の請求項１にかかる粉状体の擦切方法は、平面内に開口する所定形状の空所内に、繊維分を含む粉状体を盛り上がる程度に投入する工程と、下端面の少なくとも縁部に粗さを有する擦切手段を前記空所の１方から他方に向かう第１方向に移動するとともに、該第１方向と交差する第２方向に第１方向の速度より速い速度で移動することによって、前記下端面の縁部によって空所内の粉状体を擦り切る工程と、を有することを特徴としている。
【００１５】
本願の請求項２に記載の粉状体の擦切方法は、前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体を備え、該円筒体の下端面が前記平面上に摺接し、前記第２方向の移動が前記円筒体の回転であることを特徴としている。
【００１６】
本願の請求項３に記載の粉状体の擦切方法は、前記円筒体の内径が前記空所より大きく、前記擦切手段による擦り切り工程を円筒体内に前記空所が入った状態から開始することを特徴としている。
【００１７】
本願の請求項４に記載の粉状体の擦切方法は、前記擦切手段が振動体を備え、前記第２方向の移動が、該振動体の前記平面上における往復摺動であることを特徴としている。
【００１８】
本願の請求項５に記載の粉状体の擦切方法は、前記擦切手段がエンドレスベルトを有し、該エンドレスベルトが回転してエンドレスベルトの一端縁が前記平面上を摺動することによって前記第２方向の移動がされることを特徴としている。
【００１９】
本願の請求項６に記載の粉状体の擦切方法は、前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回された紐状体で、前記第２方向の移動手段が、該紐状体が回転して前記平面上を摺動するとともに該紐状体を２つのプーリの中心を結ぶ線を中心として回転させることを特徴としている。
【００２０】
本願の請求項７に記載の粉状体の擦切装置は、平面と該平面内に開口する所定形状の空所を備えた型枠と、該型枠の前記平面上を摺動し、型枠と相対的な移動をすることによって前記空所内に投入された紛状体を擦り切るため下端面の少なくとも縁部に粗さを有する擦切手段とを有し、該擦切手段と型枠との相対的な移動が前記空所の１方から他方に向かう第１方向の移動手段と、該第１方向と交差する第２方向の移動手段とを有し、第２方向の移動速度が第１方向の移動速度より早いことを特徴としている。
【００２１】
本願の請求項８に記載の粉状体の擦切装置は、前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体を備え、該円筒体の下端面が前記平面上を摺動する粗面であり、前記第２方向の移動手段が前記円筒体を回転させるモータであることを特徴としている。
【００２２】
本願の請求項９に記載の粉状体の擦切装置は、前記円筒体の内径が、前記空所より大きいことを特徴としている。
【００２３】
本願の請求項１０に記載の粉状体の擦切装置は、前記擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体と、該円筒体内にあって前記平面上を摺動自在であるとともに偏心した孔が穿設された円板と、を備え、該円板が、円筒体と共に回転可能で、前記円筒体内を中心軸方向に所定距離移動自在であることを特徴としている。
【００２４】
本願の請求項１１に記載の粉状体の擦切装置は、前記円筒体の中心軸と、前記モータの回転軸とが偏心していることを特徴としている。
【００２５】
本願の請求項１２に記載の粉状体の擦切装置は、前記擦切手段が、前記平面上を一端縁が摺動する振動体を有し、前記第２方向の移動手段が、前記振動体を往復動させることを特徴としている。
【００２６】
本願の請求項１３に記載の粉状体の擦切装置は、前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回されて一端縁が前記平面上を摺動するエンドレスベルトであり、前記第２方向の移動手段が、前記プーリを回転させることを特徴としている。
【００２７】
本願の請求項１４に記載の粉状体の擦切装置は、前記擦切手段が、離間する２つのプーリ間にエンドレスに巻回されて前記平面上を摺動する紐状体で、前記第２方向の移動手段が、前記プーリを回転させるとともに紐状体を２つのプーリの中心を結ぶ線を中心として回転させることを特徴としている。
【００２８】
本願の請求項１５に記載の粉状体の擦切装置は、前記枠体が、プレス成形装置の枠金型と、該枠金型との間で相対的な移動が可能な下金型とであり、枠金型と下金型との相対高さを変更することによって、前記空所の深さが調整可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１及び請求項７の発明によれば、空所内に盛り上がるように山積み投入された粉状体を、擦切手段で擦り切るとき、少なくとも下端面の縁部に粗さを有する擦切手段が第１方向と交差する第２方向にも素早く移動しているので、下端面の縁部に引っかかった繊維材に粉末状原料が引きずられようとしたときに、それを解しながら擦り切ることができる。したがって、粉状原料が繊維に引きずられることがなくなり、平らに擦り切ることができる。この擦切装置を摩擦材の製造に使用すれば、均一な厚さの中間層を持った摩擦材を得ることができる。
【００３０】
請求項２又は請求項８では、擦切手段に円筒体を用いるので、円筒体を回転するだけで第２方向の移動を加えることができ、容易に擦り切りが可能となる。
【００３１】
請求項３又は請求項９のように、円筒体の内径を空所より大きくすると、空所を円筒体内に入れた状態から擦り切りを開始できるので、余剰の粉状体は常に円筒体内に保持することができ、粉状体の飛散がなくなり、回収が不要になる。
【００３２】
請求項４，５，６，１２，１３，１４のように、擦切手段として振動体やエンドレスベルトや紐状体を使用することも可能である。この構成によれば、粉状体の飛散を減少させることができる。
【００３３】
請求項１０のように擦切手段が、前記平面と直交する中心軸の円筒体と、該円筒体内にあって前記平面上を摺動自在であるとともに偏心した孔が穿設された円板と、を備え、該円板が、円筒体と共に回転可能で、前記円筒体内を中心軸方向に所定距離移動自在である構成とすれば、余剰の粉状体は偏心した孔の周縁で掻き取られ、円筒体内に保持されるので、余剰粉状体の回収が不要になる。
【００３４】
請求項１１のように、前記円筒体の中心軸と、前記モータの回転軸とが偏心している構成とすれば、第２方向の移動方向を周期的に変更するので、粉状体を効率よく擦り切りすることができる。
【００３５】
請求項１５のように、本発明は、容易に摩擦材成形用のプレス成形装置に適用可能なので、多層構造の摩擦材の各層の厚さを均一にした摩擦材を容易に製造することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例で、粉状体の擦切装置を摩擦材の製造装置としてのプレス装置の縦断面図、図２は図１の平面図で、上金型を省略した図である。このプレス装置１０は、摩擦材の仮成形品を形成する装置である。
【００３７】
これらの図において、型枠としての枠金型１１は、上面が平面１１ａで中央に空所１１ｂが形成されている。図２に示すように、空所１１ｂは、成形される仮成形品と同じ形状である。
【００３８】
枠金型１１の内部には下金型１２がある。この下金型１２は、枠金型１１との間で相対的な昇降ができ、空所１１ｂ内の任意の位置に停止可能である。
【００３９】
枠金型１１の上方には、上金型１３が設けられている。この上金型１３も下金型１２との間で相対的に昇降し、枠金型１１の空所１１ｂ内で上金型１３と下金型１２との間で粉状体の摩擦材に圧力を加えて固め、仮成形品とする。
【００４０】
以上は従来の摩擦材製造装置と同じである。本発明では、擦切手段１５を設けたことに特徴がある。
【００４１】
擦切手段１５は、枠金型１１の平面１１ａ上をスライド可能に設けられている。円筒体１５ａは中空で、モータ１５ｂにより矢印ｂ方向に回転される構造である。円筒体１５ａは、下端面１５ｃの少なくとも縁部に粗さがある。すなわち、下端面１５ｃの全面が粗面であるか、または、下端面１５ｃは平滑な面であって縁部のみに凹凸状の粗さが形成されているかいずれかの構成となっている。円筒体１５ａの素材としては、各種のバフに用いられる素材、硬質発泡ポリウレタンなどの粗面を有するものならどのような素材でもよい。
【００４２】
擦切手段１５の円筒体１５ａは、図示の実施例では、中空円筒形状であるが、中実の円柱状とすることもできる。ただし、粉状体との接触面が多くなるので、中空円筒形状の方が好ましいと言える。円筒体１５ａの外径Ｄは、空所１１ｂの短径Ｗより大きくしておけば、空所１１ｂの長径Ｌより小さくても空所１１ｂ内に擦切手段１５が落下することはない。
【００４３】
円筒体１５ａとモータ１５ｂとは、枠金型１１等に固定された移動手段１５ｄとロッド１５ｅにより接続され、矢印ａ方向に進退可能となっている。ロッド１５ｅは、たとえば、ねじ軸を用いたり、ラックとピニオンにしたり、エアーシリンダや油圧シリンダにするなど、多様な構成を使用することができる。
【００４４】
以上の構成において、矢印ａ方向を第１方向、移動手段１５ｄを第１方向の移動手段、矢印ｂ方向を第２方向、モータ１５ｂを第２方向の移動手段といい、以下この称呼を用いるものとする。
【００４５】
次に、このプレス装置１０により摩擦材の原料である粉状体Ａを秤量する方法を説明する。図３は、空所１１ｂに中間層を形成するための粉状体Ａを投入した状態を示す図である。図４は、空所１１ｂ内の粉状体Ａを擦り切った状態を示す図である。
【００４６】
図３に示すように、下金型１２を空所１１ｂ内の上方に近い位置に停止させる。空所１１ｂの深さＨ１は、数ｍｍ程度で、実施例では６ｍｍとした。また、図２に示すように、空所１１ｂは長さＬ＝１００ｍｍ、幅Ｗ＝５０ｍｍで、円筒体１５ａの直径Ｄ＝２００ｍｍ、肉厚１０ｍｍである。ただし、以上の数字は、単なる実施例であり、これらの数字に限定されるものではない。
【００４７】
空所１１ｂ内に粉状体Ａを盛り上げるように投入する。粉状体Ａは摩擦材のうちの中間層を形成するものである。この中間層となる粉状体Ａは、摩擦材とバックプレートとの接着力や剪断強度を上げるため繊維長５００μｍ以上の繊維成分が４体積％以上含まれている。繊維成分としては、有機繊維、無機繊維、金属繊維があり、有機繊維としては各種の合成繊維が使用できる。無機繊維としてはガラス繊維、ロックウール等がある。金属繊維としては鉄、銅などの繊維を使用することができる。
【００４８】
粉状体Ａを空所１１ｂに山盛り乃至盛り上がる程度に投入したら、擦切手段１５の円筒体１５ａを３００ｒｐｍで回転させ、図４に示す第１方向ａの速度を３０ｍｍ／秒で平面１１ａ上をスライドさせ空所１１ｂ上を通過させ、擦り切りをする。円筒体１５ａの線速は、第１方向ａとほぼ直交する第２方向ｂでは約３１００ｍｍ／秒となり、第１方向ａの速度３０ｍｍ／秒の１００倍以上であった。
【００４９】
円筒体１５ａの下端面１５ｃは少なくともその縁部に粗さを有しており、かつ、回転によって第１方向ａと交差する第２方向ｂに第１方向ａの速度より早い速度で移動しているので、粉状体Ａに含まれている繊維材が、下端面１５ｃの縁部に押されて粉末状原料の引きずりを起こそうとしたときに、それを解すことができ、粉末状原料の引きずりが無くなるので、空所１１ｂの上を平らに擦り切ることができる。この後、余剰分の粉状体Ａは、図示しないバキューム装置等により回収され、原料として再利用されることになる。
【００５０】
図５、図６は中間層の粉状体Ａの上に、摩擦層となる粉状体Ｂを所定の厚さに積層して擦り切る方法を説明する図である。粉状体Ｂは、粉状体Ａとは別のホッパ内に収容してある。また、粉状体Ａと混合しないように、作業を開始する前に平面１１ａ上に残存している粉状体Ａはバキューム等により回収しておく。
【００５１】
まず、下金型１２を図４の位置からＨ２だけ降下させる。Ｈ２はＨ１より大きく、３０〜４０ｍｍ程度である。こうして形成された空所１１ｂに、摩擦層となる粉状体Ｂを投入し、盛り上がる程度にする。粉状体Ｂは、摩擦層としての性能を確保するための組成を備えている。
【００５２】
粉状体Ｂを空所１１ｂに盛り上がるようにしたら、擦切手段１５の円筒体１５ａを粉状体Ａの場合と同じ回転数と速度で回転・移動させ、空所１１ｂ上を通過させて擦り切りをする。このとき使用する擦切手段１５は、粉状体Ａのとき使用したのと異なるものを使用すれば、粉状体Ａとの混合を防止することができる。その後、図示は省略するが、上金型１３を空所１１ｂ内に降下させ、粉状体Ａ，Ｂを加圧して中間層と摩擦層の２層構造になった仮成形品を成形する。
【００５３】
以上は２層構造についてであるが、３層以上の場合も同様に行うことができる。また、図示の実施例では、円筒体１５ａはその円の中心を軸に回転していたが、回転軸と中心とを偏心させてもよく、さらには、回転軸を円形に移動する二重回転型とすることもできる。
【００５４】
図７は、本発明の第２実施例で、擦り切りの際に回転体で粉状体を周囲に飛散するのを防止する実施例である。擦切手段１６は中空の円筒体１６ａとモータ１６ｂとを有する。円筒体１６ａは、空所１１ｂを覆うのに十分な大きさの内径を有している。図３に示すように空所１１ｂから盛り上がるように粉状体Ａを投入し、外側から円筒体１６ａを被せる。この状態で円筒体１６ａを回転し、矢印ａ方向に移動すると、余剰の粉状体Ａは、円筒体１６ａ外に飛散することなく、円筒体１６ａ内に入ったままの状態で空所１１ｂを外れた平面１１ａ上に移動することになる。この後、空所１１ｂから離れた平面１１ａ上の余剰の粉状体Ａをバキューム等で回収する。図示しないが、第１方向の移動手段１５ｄは、必要に応じて取り付けることができる。
【００５５】
図８は、本発明の粉状体の擦切装置の第３実施例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。この実施例の擦切手段２０は、円筒体２１と、この中に収容されて円筒体２１と共に回動する円板２２と、円筒体２１の上端近くの外側に設けられた鍔２３と、この鍔２３を下から支える４つの駆動手段２４と、円筒体２１の回転をガイドする４つのガイドローラ２５とから構成されている。円板２２には、偏心した孔２２ａが穿設されている。また、円板２２は突起２２ｂを有し、この突起２２ｂが円筒体２１に形成された溝内に嵌合して回り止めとなっている。また、突起２２ｂが溝内を移動することで、円板２２が軸方向（図の上下方向）に移動自在となっている。このような構成によって、円板２２は円筒体２１と一緒に回転するが、円筒体２１内を昇降自在な構成となる。一方、円筒体２１は擦り切りをしないので、平面１１ａとの間に若干の隙間を保つ方が良い。
【００５６】
擦切手段２０には、図示は省略するが、図１と同様に第１方向の移動手段１５ｄを設け、ロッド１５ｅで接続されているものとする。各駆動手段２４には、第２方向ｂの移動手段としての４つのモータ２４ａが設けられ、各モータ２４ａが回転すると駆動コロ２４ｂが回転し、鍔２３が第２方向ｂに回転することで円筒体２１と中にある円板２２とが回転する。円板２２に穿設された孔２２ａが偏心しているので、この孔２２ａの縁部と円板２２の下面とで粉状体を擦り切る。同時に擦切手段２０を第１方向ａに移動することで、空所１１ｂの上面全体を擦り切ることができる。また、モータ２４ａは、４つは必要ではなく、１つだけでもよい。
【００５７】
図９及び図１０は、本発明の粉状体の擦切装置の第４実施例を示す図で、図９は縦断面図、図１０は上金型１３を省略した状態の平面図である。
【００５８】
図７の第２実施例でも述べたが、図１の擦切手段１５は、円筒形の円筒体１５ａの外周で擦り切るので、粉状体Ａ，Ｂを広範囲に飛散させることから、その回収に時間が掛かる等の問題があった。この問題を解決するものとして、この第４実施例では、往復振動をする振動体を使用している。
【００５９】
すなわち、図９，図１０において、擦切手段２８は、振動体２８ａと駆動手段２８ｂとから構成されている。振動体２８ａとしては、先端面が鋸歯状の凹凸のある先端面２８ｃを有するものを使用している。先端面は、鋸歯状の他に、ブラシ状、櫛状などにしてもい。
【００６０】
駆動手段２８ｂは、バイブレータでもよいが、エアーシリンダのような数ｃｍ程度の大きなストロークを確保できるものが望ましい。実施例では、第２方向ｂの振幅のストロークを３０ｍｍ、周期を５往復／秒、第１方向ａへの擦り切り速度を１０ｍｍ／秒として擦り切ったが、擦り切り面に高低差がなく、平らに擦り切ることができた。この場合、ｂ方向の速度は３００ｍｍ／秒で、ａ方向の速度１０ｍｍの３０倍であった。
【００６１】
なお、振動体２８ａは、板状のもので、図９、図１０に記載の実施例では、平面１１ａに対し傾斜させているが、平面１１ａと平行にしてもよい。ただし、平面１１ａと平行にした場合は、余剰の粉状体Ａを運び難いので、振動体２８ａの断面形状をＬ型にする等して垂直に立ち上がる部分を形成し、ここで余剰の粉状体Ａを運べるようにすることが望ましい。
【００６２】
前記擦切手段２８は、第１方向ａの移動と、これに直角の第２方向ｂの往復動との組み合わせなので、余分な粉状体Ａ，Ｂを空所１１ｂの上から除去する力が不足する場合がある。そのような場合には、擦切手段２８の駆動手段２８ｂ側を中心としたｃ方向の揺動を加えるとよい。この揺動は、駆動手段２８ｂ自身を別の回動手段で揺動することによって自動的に行うことができる。
【００６３】
図１１、図１２は本発明の第５実施例を示す図で、図１１は縦断面図、図１２は平面図である。この実施例の擦切手段３０は、エンドレスベルト３０ａを２つのプーリ間に掛け、一方のプーリに第２方向の駆動手段として駆動用のモータ３０ｂを取り付けた構成となっている。エンドレスベルト３０ａは、その下側の一端縁を平面１１ａに接している。図示は省略するが、モータ３０ｂの部分に図１に示す第１方向の駆動手段１５ｄとロッド１５ｅを取り付けることで、第１方向ａに自動的に送ることが可能となる。勿論、第１方向の駆動手段は、この構成に限定されるものではない。
【００６４】
空所１１ｂ内に粉状体Ａを盛り上がる程度にし、モータ３０ｂを回転すると、エンドレスベルト３０ａは第２方向ｂに回転運動を行う。この状態で、第１方向の駆動手段１５ｄによって第１方向ａに移動させることで、エンドレスベルト３０ａの下辺が平面１１ａ上を摺動し、空所１１ｂ上の粉状体を擦り切ることができる。
【００６５】
図１３は本発明の擦切手段の第６実施例を示す斜視図である。この擦切手段３５では、紐状体３５ａを２つのプーリ３５ｂ，３５ｃ間に巻回している。モータ３５ｄが回転すると、紐状体３５ａが第２方向ｂに回転する。擦切手段３５全体は矢印ａ方向に移動する。下側の紐状体３５ａが平面１１ａ上を摺動することで、空所１１ｂ上の粉状体を擦り切る。紐状体３５ａとしては、表面が粗面であるものが望ましく、たとえば、繊維を撚って作られたロープなどである。
【００６６】
さらにこの実施例では、プーリ３５ｂ，３５ｃを支持するフレームをモータ３５ｅで回転し、紐状体３５ａを２つのプーリ３５ｂ，３５ｃの中心を結ぶ線Ｘ（モータ３５ｅの回転軸と一致している）を中心として矢印ｃに示す方向の回転を加えている。この実施例では、モータ３５ｄとモータ３５ｅとで第２方向の移動手段を構成している。このｃ方向の回転を加えることで、余剰の粉状体を空所１１ｂの上から除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の粉状体の擦切方法及び擦切装置は、自動車などの乗物用のブレーキやクラッチなどの摩擦材の製造、特に、１層の厚さが薄くなる多層構造の摩擦材の製造に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施例で、粉状体の擦切装置を摩擦材の製造装置としてのプレス装置に適用したプレス装置の縦断面図である。
【図２】図１の平面図で、上金型を省略した図である。
【図３】空所に中間層を形成するための粉状体を投入した状態を示す図である。
【図４】空所内の粉状体を擦り切った状態を示す図である。
【図５】中間層の粉状体の上に、摩擦層となる粉状体を所定の厚さに積層して擦り切る方法を説明する図である。
【図６】中間層の粉状体の上に、摩擦層となる粉状体を所定の厚さに積層して擦り切る方法を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施例で、擦り切りの際に回転体で粉状体を周囲に飛散するのを防止する実施例である。
【図８】本発明の粉状体の擦切装置の第３実施例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の粉状体の擦切装置の第４実施例を示す縦断面図である。
【図１０】図９の上金型を省略した状態の平面図である。
【図１１】本発明の第５実施例を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第５実施例を示す平面図である。
【図１３】本発明の擦切手段の第６実施例を示す斜視図である。
【図１４】従来の摩擦材の製造装置の図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１      枠金型（型枠）
１１ａ    平面
１１ｂ    空所
１２      下金型
１３      上金型
１５      擦切手段
１５ａ    円筒体
１５ｂ    モータ（第２方向移動手段）
１５ｃ    下端面
１５ｄ    移動手段（第１方向移動手段）
１６      擦切手段
１６ａ    本体
１６ｂ    モータ
２０      擦切手段
２１      円筒体
２２    円板
２２ａ    孔
２４ａ    モータ
２５      ガイドローラ
２８      擦切手段
２８ａ    振動体
２８ｂ    駆動手段
２８ｃ    先端面
３０      擦切手段
３０ａ    エンドレスベルト
３０ｂ    モータ
３５      擦切手段
３５ａ    紐状体
３５ｂ，３５ｃ    プーリ
３５ｄ    モータ
３５ｅ    モータ
Ａ        粉状体（中間層）
Ｂ        粉状体（摩擦層）
ａ        第１方向
ｂ        第２方向
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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