(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦面を有する表材と、短繊維、パルプ材及び結合剤を含む抄紙シートを環状に巻き取ってなる裏材成形材とを一体成形してなる２層構造フェーシングの製造方法であって、
前記表材を準備する表材準備工程と、
前記裏材成形材の製造工程と、
前記裏材成形材と前記表材とを積層して２層構造フェーシングを成形する成形工程と、
を備え、
前記裏材成形材の製造工程は、
短繊維及びパルプ材を分散混合して抄造した後、結合剤をコーティングして乾燥してなる抄紙シートを得る抄紙工程と、
前記抄紙シートをテープ状に切断する切断工程と、
テープ状になった前記抄紙シートを長さ方向に折り目を付ける折り曲げ工程と、
折り目が付いた前記抄紙シートを環状に巻き取ってなる裏材成形材を得る巻取工程と、を含み、
前記成形工程は、前記折り曲げ工程で形成された折り目が完全に押しつぶされないように圧縮調整をしながら成形して前記折り目周辺に気孔を形成する工程である、
２層構造フェーシングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２層構造フェーシングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のクラッチ装置においては、フライホイールに断続的に連結されて摩擦により動力を伝達するクラッチディスクが用いられている。クラッチディスクは、例えば、２枚の環状摩擦フェーシングと、その間に設けられたクッショニングプレートから構成されている。環状の摩擦フェーシングには、例えば、摩擦面の役割を有する表材と、表材を支持・補強するための裏材とを一体成形した２層構造のものが知られている。
【０００３】
２層構造の摩擦フェーシングでは、摩擦性能は表材によって実現され、回転強度は裏材によって確保でき、このため優れた摩擦性能と高い回転強度を両立させることができる。
【０００４】
従来、このような摩擦フェーシングに用いられる裏材は、軽合金、ガラスマット等を環状に打ち抜き加工を施して得られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１６３５２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、打ち抜き加工によって裏材を製造すると、軽合金、ガラスマット等の材料の歩留まりが悪くなる。
【０００７】
また、裏材に求められる性能としては、回転強度の他に耐熱性や軽量化がある。
【０００８】
本発明の課題は、２層構造フェーシングの裏材を高気孔率化させることによって、摩擦材となる表材の熱放射性を向上させて、摩擦耐熱性を向上することにある。また、２層構造フェーシングの製造方法において、裏材の材料の歩留まりを向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の２層構造フェーシングの製造方法は、摩擦面を有する表材と、短繊維、パルプ材及び結合剤を含む抄紙シートを環状に巻き取ってなる裏材成形材とを一体成形してなる２層構造フェーシングの製造方法であって、表材を準備する表材準備工程と、裏材成形材の製造工程と、裏材成形材と表材とを積層して２層構造フェーシングを成形する成形工程を備えている。裏材成形材の製造工程は、抄紙工程と、切断工程と、折り曲げ工程と、巻取工程と、を含んでいる。抄紙工程では、短繊維及びパルプ材を分散混合して抄造した後、結合剤をコーティングして乾燥してなる抄紙シートを得る。切断工程では抄紙シートをテープ状に切断する。折り曲げ工程ではテープ状になった抄紙シートを長さ方向に折り目を付ける。巻取工程では折り目が付いた抄紙シートを環状に巻き取ってなる裏材成形材を得る。そして、成形工程では、折り曲げ工程で形成された折り目が完全に押しつぶされないように圧縮調整をしながら成形して折り目周辺に気孔を形成する。
【００１０】
この製造方法では、巻取工程において、抄紙シートをテープ状に切断し環状に巻き取って裏材の予備成形体である裏材成形材を得ているため、従来のように、裏材の材料を無駄にすることがない。これにより、裏材の材料の歩留まりが向上している。また、テープ状に切断された抄紙シートに長さ方向に折り目が付けられているため、後工程の表材と一体成形する際に、フェーシング全体が折り目に従って押しつぶされる。ここで、高気孔率化だけを目的にする場合であれば、必ずしも折り目を付ける必要はないが、本発明のように、折り目を付けることによって、より安定した製造が可能になる。
【００１１】
また、この製造方法では、材料歩留まりが向上した裏材成形材を使用して、２層構造フェーシングを製造しているため、安価な２層構造フェーシングが得られる。
【００１２】
さらに、この製造方法では、成形工程において、圧縮調整を行うことで、裏材成形材を構成するテープ状の抄紙シートが押しつぶされる度合いを調整できるため、裏材成形材の折り目付近に気孔を有した状態で２層構造フェーシングの裏材を成形することができる。これにより、フェーシングの見掛け密度が小さくなるため、フェーシングの軽量化が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
（１）２層構造フェーシングの構成
図１は、本実施形態の２層構造フェーシング１を示している。２層構造フェーシング１はクラッチディスク（図示せず）の外周側に取り付けられ、フライホイール（図示せず）に押し付けられて摩擦連結される役割を有している。２層構造フェーシング１は、円環状の部材であり、フライホイールに直接押し付けられる表材２と、表材２の背面に固定され強度部材の役割を有する裏材３とから構成されている。
【００１５】
表材２は、ガラスロービングを基材とし、これに摩擦調整剤及び熱硬化性樹脂を含浸及び被覆させたものである。
【００１６】
基材のゴムは、ＮＢＲやＳＢＲが用いられている。
【００１７】
摩擦調整剤は、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ等の無機物の粉末、又は、カシューダスト、ゴムダスト等の有機物の粉末が用いられている。
【００１８】
熱硬化性樹脂は、フェノール系の熱硬化性樹脂である。例えば、レゾール型、ノボラック型又は変性タイプのフェノール樹脂等が使用されている。レゾール型のフェノール樹脂が用いられている。
【００１９】
裏材３は、図２及び図３に示されたテープ状に切断され環状に巻き取られた抄紙シート４からなる裏材成形材５が表材２と一体成形されることによって、製造されるものである。抄紙シート４は、分散混合された短繊維及びパルプ材を抄造して得られたシート状の繊維基材に結合剤をコーティングした極薄のシートである。尚、パルプ材は必ずしも含まれている必要はなく、短繊維のみでもよい。
【００２０】
裏材３は、表材２と一体成形された後、図７（ａ）の部分断面図に示されるような多数の気孔６が形成されている。この気孔６は、裏材３中に８体積％以上含まれている。そして、この気孔６により、２層構造フェーシング１の見掛け密度は１．６ｇ／ｃｍ3以下となっている。尚、この気孔６は、一体成形時の圧縮調整により生じるが、詳細は後述する。
【００２１】
抄紙シート４に含まれる短繊維は、ガラス繊維やアラミド繊維が望ましく、繊維径が６μｍ以上、１３μｍ以下、繊維長さが３ｍｍ以上、２４ｍｍ以下の範囲のものがよく使用されている。また、抄紙シート４の坪量は、０．０２５ｋｇ／ｍ２以上、０．１１０ｋｇ／ｍ２以下のものが使用されている。
【００２２】
抄紙シート４に含まれるパルプ材は、天然繊維若しくは合成繊維、又は、これら複数を混合したものが使用されている。例えば、天然繊維では木材繊維、葉繊維等が、合成繊維ではアラミド、ポリエステル系等のものが使用されている。
【００２３】
抄紙シート４に含まれる結合剤は、フェノール系の熱硬化性樹脂である。例えば、レゾール型、ノボラック型又は変性タイプのフェノール樹脂等が使用されている。
【００２４】
以上に説明した２層構造フェーシングの構成では、裏材３部分に多数の気孔６が含まれているため、見掛け密度が小さくなりフェーシングが軽量化する。
【００２５】
（２）２層構造フェーシングの製造方法
次に、２層構造フェーシング１の製造方法について説明する。
【００２６】
図４は、２層構造フェーシング１の製造工程図を示す。この製造工程は、表材２を準備する表材準備工程１１と、裏材成形材５を準備する裏材準備工程２１と、両材を積層して成形することで２層構造フェーシング１を得る成形工程３１とから構成されている。
【００２７】
まず、表材準備工程１１において、基材であるガラスロービングに摩擦調整剤及び熱硬化性樹脂を含浸及び被覆して表材２を製造する。
【００２８】
表材２の準備とは別に、裏材準備工程２１により、裏材成形材５を製造する。
【００２９】
裏材準備工程２１は、短繊維及びパルプ材を分散混合して抄造した後、結合剤をコーティングして乾燥してなる抄紙シート４を得る抄紙工程２２と、抄紙シート４をテープ状に切断する切断工程２３と、テープ状になった抄紙シート４を長さ方向に折り目を付ける折り曲げ工程２４と、折り目が付いた抄紙シート４を環状に巻き取ってなる裏材成形材５を得る巻取工程２５とから構成されている。
【００３０】
抄紙工程２２では、短繊維及びパルプ材を原料として、具体的には以下の工程によって、抄紙シート４を製造する。
【００３１】
(i)原料工程
短繊維及びパルプ材を水中に分散混合してスラリーを製造する。そして、スラリーは、湿式抄紙工程に適したスラリー濃度に調整されて、湿式抄造工程に送られる。
【００３２】
(ii)湿式抄造工程
濃度調整されたスラリーは抄紙機に導入され、抄紙機に備えられた抄造網上で短繊維及びパルプ材を含む繊維基材のシートに抄造される。このシートは吸引脱水機によって脱水され剥ぎ取られた後、次のコーティング工程に送られる。
【００３３】
(iii)結合剤付着工程
脱水された短繊維及びパルプ材を含む繊維基材のシートは、粉末の熱硬化性樹脂の結合剤が吹き付けられて付着される。また、液状化した熱硬化性樹脂の結合剤を含浸させて付着させてもよい。
【００３４】
(iv)乾燥工程
結合剤が付着された短繊維及びパルプ材を含む繊維基材のシートは、オーブンドライヤーによって粗乾燥された後、サーフェイスドライヤーによってさらに乾燥され、抄紙シート４になる。
【００３５】
(v)検査工程
乾燥された抄紙シート４は、巻取工程２５に送られる前に、シートの欠陥や坪量の検査が行われる。
【００３６】
具体的には、坪量が０．０２５ｋｇ／ｍ2以上、０．１１０ｋｇ／ｍ2以下であるかどうかが検査される。
【００３７】
検査工程において、坪量が前記値の範囲から逸脱している場合には、原料工程におけるスラリー濃度の再調整が行われる。
【００３８】
切断工程２３では、抄紙工程２２によって得られた抄紙シート４がスリッター機でテープ状に切断される。このとき、切断されたテープの幅は、後述の成形工程３１において、テープが押しつぶされて所定の裏材３の厚さになるようなテープ幅に切断されている。
【００３９】
折り曲げ工程２４では、テープ状の抄紙シート４の長さ方向に折り目が付けられる。折り目は、後述の巻取工程２５において巻き取られた後、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、裏材成形材５の半径方向に「Ｖ字」及び「Ｗ字」の形状が形成されるように付けられている。
【００４０】
巻取工程２５では、折り目の付いたテープ状の抄紙シート４が、巻取機によって所定の裏材３の径になるまで巻き取られて裏材成形材５になる。
【００４１】
つまり、裏材３のサイズは、切断工程２３によって抄紙シート４の切断テープ幅によって厚みが調整され、巻取工程２５によって切断テープの巻数によって直径が調整されている。
【００４２】
次に、成形工程３１において、図５に示すように、表材準備工程１１で製造された表材２と、裏材準備工程２１で製造された裏材成形材５とを積層し、熱成形プレス機で矢印Ｘの方向に加圧しながら一体熱成形して、図６に示される２層構造フェーシング１を製造する。
【００４３】
ここで、一体成形される際、裏材成形材５は、例えば、図５（ａ）に示される矢印Ｘの方向に、「Ｖ字」の折り目に従って所定の裏材３の厚さまで押しつぶされる。
【００４４】
このとき、図５（ａ）に示される「Ｖ字」の折り目を完全に押しつぶさないように、熱成形プレス機の加圧圧力を弱めて熱成形するか、若しくは、完全に押しつぶさないように熱成形プレス機の金型に厚み止めを挿入して成形すると、図７（ａ）に示されるように、一体成形前に折り目があった周辺に多数の気孔６が形成される。
【００４５】
裏材成形材５が、図５（ｂ）の「Ｗ字」の折り目を有する場合も、前記と同様に、図７（ｂ）に示されるように多数の気孔６が形成される。
【００４６】
以上の２層構造フェーシングの製造方法では、巻取工程２５を備えた裏材準備工程２１によって、裏材３の予備成形体である裏材成形材５を製造しているため、従来よりも裏材３の材料の歩留まりが向上している。そして、材料歩留まりが向上した裏材成形材５を使用して２層構造フェーシングを製造しているため、安価な２層構造フェーシングが得られる。
【００４７】
また、折り曲げ工程２４によってテープ状の抄紙シート４の長さ方向に折り目を付けているため、一体成形時にフェーシングが折り目に従って押しつぶされる。これにより、安定した製造が可能となる。
【００４８】
さらに、一体成形時に圧縮調整を行うことによって、裏材成形材５を構成するテープ状の抄紙シート４が押しつぶされる度合いを調整できるため、裏材成形材５の折り目付近に気孔６を有した状態で２層構造フェーシング１の裏材３を成形することができる。これにより、裏材３の軽量化が実現できる。また、高気孔率化により熱放射性が向上することで、耐フェード性、ストール性が向上している。
【００４９】
（３）実施例
図８及び図９に、それぞれ、加圧調整しながらプレス成形した場合及び熱成形プレス機の金型に厚み止めを挿入して成形した場合の２層構造フェーシング１の裏材３の気孔率の変化を示す。
【００５０】
図８によれば、成形圧力を１５０〜２００ｋｇ／ｃｍ2で行うと気孔率は５％以下となるが、１００ｋｇ／ｃｍ2以下に成形圧力を下げて成形を行うと気孔率が８％以上の高気孔率となる。
【００５１】
同様に、熱成形プレス機に金型厚み止めを挿入せずに成形圧力を２００ｋｇ／ｃｍ2として成形すると気孔は殆ど形成されないが、所望の気孔率を得るために金型厚み止めを調節して、２００ｋｇ／ｃｍ2の成形圧力で押し切ることで、気孔率及び見掛け密度を安定して製造することができる。
具体的には、図９に示すように、３ｍｍ以上の金型厚み止めを挿入して成形を行うと気孔率が８％以上の高気孔率となる。
【００５２】
このとき、図５に示すように、裏材成形材５の半径方向に折り目が付いているため、成形時にフェーシングが折り目に従って押しつぶされる。これにより、高気孔率を保ちながら安定した製造が実現されている。
【００５３】
【発明の効果】
本発明に係る２層構造フェーシングの製造方法は、抄紙シートをテープ状に切断し環状に巻き取って裏材の予備成形体である裏材成形材を得ているため、従来のように裏材の材料を無駄にすることがない。このため、裏材の材料の歩留まりが向上し、安価な２層構造フェーシングが得られる。また、一体成形時に圧縮調整することによって、裏材の気孔率を高くでき、耐熱性を向上することが可能である。すなわち、フェーシングを表材と裏材とからなる２層構造にして回転強度を維持させながら、軽量化と耐熱性等の性能向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ２層構造フェーシングの概略斜視図。
【図２】  ２層構造フェーシングの裏材成形材の平面図。
【図３】  ２層構造フェーシングの裏材成形材のＡ−Ａ断面図。
【図４】  ２層構造フェーシングの製造工程図。
【図５】  成形工程前の表材と裏材との積層状態を示す図。
【図６】  成形工程後の表材と裏材との積層状態を示す図。
【図７】  図６の断面部分拡大図。
【図８】  成形圧力と気孔率との関係を示すグラフ。
【図９】  金型厚み止めと気孔率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１    ２層構造フェーシング
２    表材
３    裏材
４    抄紙シート
５    裏材成形材
６    気孔
１１  表材準備工程
２１  裏材準備工程
２２  抄紙工程
２３  切断工程
２４  折り曲げ工程
２５  巻取工程
３１  成形工程
【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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