JP3970203B2 - 湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油中に浸した状態で対向面に高圧力をかけることによってトルクを得る湿式摩擦材であって、リング状の芯金に摩擦材基材を接着してなる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リング状の芯金に円周方向にウエーブを付加して、芯金に貼り付けられる湿式摩擦材の表面にウエーブを設けることによって、対向面に係合する際の衝撃が緩和されてスムースな係合が可能になるので、芯金にウエーブを付加する技術が開発されている。湿式摩擦材の芯金にウエーブを付加する方法としては、大きく分けて２通りある。これらの従来方法について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は従来の冷間加工法を示す概略図である。図１５は従来の熱間加工法を示す概略図である。
【０００３】
まず、冷間加工法について図１４を参照して説明する。図１４に示されるように、冷間加工法は打ち抜き加工で得られた芯金５３を、波形のついたパンチ５１、カウンターパンチ５２で加圧保持して波形形状を転写する方法である。比較的単純で生産性の良い方法ではあるが、加圧開放後の「戻り」現象により、金型５０に付加したウエーブ高さがそのまま転写できない。そこで、一般的には必要とするウエーブ高さの数倍〜数十倍のウエーブ形状を金型５０に加工しておく必要があり、芯金鋼材の「戻り」を計算に入れておかなければならない。
【０００４】
一方、熱間加工法は、図１５に示されるように複数枚の芯金５８を積層し、波形形状を施した上下型５５で挟み込んで加圧をした状態で４００℃〜５００℃の高温に加熱し、芯金鋼材の「戻り」を抑える工法である。熱間加工法では、加熱による応力緩和により芯金５８の内部応力が除去できるとともに波形形状を転写するため安定したウエーブ形状５８ａが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４の冷間加工法においては、芯金鋼材の「戻り」現象は様々な要素で大きく異なり、特に鋼材素材の履歴により左右される。即ち、鋼材ロット、圧延時の履歴、圧延方向等の要素により、同一のウエーブ型５０で加圧しても安定したウエーブ高さを満足することは困難である。このように冷間加工法で作製されるウエーブ５３ａのバラツキは大きく、湿式摩擦材に要求されるウエーブ精度を満足させることはできない。
【０００６】
一方、図１５の熱間加工法においては、安定して高いウエーブ精度が得られるため、最近のウエーブ加工は殆どこの熱間加工法が採られている。しかしながら、冷間加工法と比較すると工程が複雑で、処理時間が長く生産性が劣る欠点がある。さらに、高温で処理する必要があるため膨大なエネルギーを必要とし、加工コストも必然的に高くなるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【０００９】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００１０】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００１１】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１２】
更に、前記微小突起の形状は複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなるものであるから、ノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動を円周方向に発生させるためには、放射方向に直線状の微小突起を設ける必要がある。しかし、それと同時に円周方向に沿ってノッチを打刻することによって芯金全体のうねりを緩和することができる。そこで、複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなる微小突起を設けることによってさらに精度の良いウエ ーブ加工を行うことができる。
【００１３】
このようにして、さらに精度の良いウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１４】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００１５】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００１６】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００１７】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１８】
更に、前記微小突起を前記芯金に食い込ませて形成される前記ノッチの両端は前記芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れているものである。したがって、一般に、芯金に形成されるノッチがリング状の芯金の内周または外周に達する場合は、通常負荷での使用では問題ないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境では、クラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れが生ずるが、本発明では、特に高負荷で使用される場合には、ノッチの両端が芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れて形成されるようにすることによって、芯金の強度低下の恐れがなくなる。
【００１９】
このようにして、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金のウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の説明事例及び実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
説明事例１
まず、本発明の実施の形態を説明する前に、その基本的説明を行う説明事例１１について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で芯金の内径を打ち抜いた後に、外径を打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図、（ｂ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図である。図２（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型でメインパンチ・カウンターパンチと微小突起を示す拡大図、（ｂ）はメインパンチの下面に付いている微小突起の位置と形状を示す底面図、（ｃ）はカウンターパンチの上面に付いている微小突起の位置と形状を示す平面図である。図３（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金のうち芯金をメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮した状態を示す側面図、（ｂ）はその結果打刻されたノッチと芯金表面の塑性流動を示す側面図、（ｃ）はノッチが打刻されてウエーブが付加された芯金全体を示す平面図である。
【００２２】
まず、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の全体工程について、図１を参照して説明する。
【００２３】
始めに、芯金の内径部だけを先に打ち抜く工程について図１（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）に示されるように、円筒形に捲かれた素材鋼板コイル１が平面状に引き出されて、精密レベラー２で平坦かつ水平に保持される。次に、内径部打ち抜き金型３によって芯金の内径部だけが打ち抜かれ、このとき加工中の素材鋼板３ａは内径部に相当する貫通穴３ｂが開いている。続いて、ウエーブ加工金型４によって外径が打ち抜かれるとともに、メインパンチ５及びカウンターパンチ６によって芯金が圧縮されてウエーブ加工された芯金８が抜き落し機７において抜き落とされる。これによって、ウエーブを付加された芯金８が完成する。
【００２４】
次に、芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程について、図１（ｂ）を参照して説明する。
図１（ａ）と同様に素材鋼板コイル１が平面状に引き出されて精密レベラー２で平坦かつ水平に保持された後、メインパンチ９ａとカウンターパンチ９ｂからなるウエーブ加工金型９によって、素材鋼板コイル１から芯金の内外径が同時に打ち抜かれるとともにメインパンチ９ａ及びカウンターパンチ９ｂによって芯金が圧縮されてウエーブ加工された芯金８が抜き落し機７において抜き落とされる。これによって、たった１工程でウエーブを付加された芯金８が完成する。
【００２５】
このように、図１（ａ），（ｂ）のいずれの方法においても、極めて少ない工程数で、また短時間でウエーブ加工された湿式摩擦材の芯金を製造することができる。さらに、まず打ち抜き金型でリング状の芯金を打ち抜いてから、この芯金を専用金型で加圧圧縮してウエーブを付加する方法もある。
【００２６】
次に、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のメインパンチ及びカウンターパンチの詳細について、図２を参照して説明する。なお、ここではウエーブ加工金型の打ち抜き金型部分は図示省略して専用金型部分についてのみ説明する。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、専用金型１０のメインパンチ１１及びカウンターパンチ１２にはウエーブ形状が加工されており（図２（ａ）では誇張して描かれているが実際にはウエーブの高さ０．２ｍｍとごく小さい）、ウエーブ形状の頂点に当る部分１３には全て微小突起１４が設けられており、微小突起１４の高さは４０μｍ、幅は２００μｍである。
【００２８】
図２（ｂ）に示されるように、微小突起１４の形状は直線状で１箇所当り３本、略平行に設けられている。そして、メインパンチ１１全体ではほぼ等角度で７箇所に設けられており、図２（ｃ）に示されるように、カウンターパンチ１２にもほぼ等角度で７箇所に設けられている。ただし、微小突起１４の位置はメインパンチ１１とカウンターパンチ１２では位相が異なり、互い違いになっている。
【００２９】
次に、内外径を打ち抜かれたリング状の芯金にノッチが打刻されてウエーブ形状が付加される過程について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に示されるように、メインパンチ１１とカウンターパンチ１２でリング状の芯金８が加圧圧縮されて、ウエーブ形状が付加されるとともにウエーブ形状の各頂点に設けられた３本ずつの微小突起１４が芯金８に食い込む。そして、図３（ｂ）に示されるように、微小突起１４に対応した３本ずつのノッチ１５が打刻され、さらに加圧圧縮される過程でノッチ１５による局所圧縮により矢印で示されるように表面層の塑性流動を発生させ、ノッチ１５を頂点としたウエーブが加工される。
【００３０】
このようにして、図３（ｃ）に示されるように、芯金８の表面にはほぼ等角度で７箇所に３本ずつのノッチ１５が打刻され、裏面にも表面のノッチ１５の中間付近の７箇所に３本ずつのノッチが打刻されるので、芯金８の全体で７つのウエーブが形成される。これらのウエーブは表裏にノッチ１５が打刻されていることによって従来の冷間加工法におけるような「戻り」現象を起こさず、高精度に形成される。なお、ノッチ１５の内径側は歯車様形状の内径穴８ａにおいて先端が途切れている。外径８ｂはほぼ真円である。
【００３１】
このように、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によれば、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる。
【００３２】
実施の形態１
次に、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法について、図４を参照して説明する。図４は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３３】
図４に示されるように、本実施の形態１によって製造されたウエーブ付き芯金２０には、ほぼ等間隔で５箇所にノッチ２１が打刻されている。本実施の形態１においては、まず打ち抜き金型でリング状の芯金を打ち抜いてから、専用金型のメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮してノッチ２１を打刻している。裏面にも表面のノッチ２１の中間付近の５箇所にノッチが打刻されているので、芯金２０の全体で５つのウエーブが形成されている。ノッチ２１は、放射方向に伸びた４本の直線と円周方向に沿った３本の線で形成されている。したがって、本実施の形態１に用いられる専用金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２１に対応する形状の微小突起がそれぞれ設けられている。このように円周方向に沿ってノッチを入れると、芯金２０全体のうねりを緩和する効果がある。
【００３４】
説明事例２
次に、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法について、図５を参照して説明する。図５は説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３５】
図５に示されるように、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金２３には、ほぼ等間隔で５箇所にノッチ２４が打刻されている。裏面にも表面のノッチ２４の中間付近の５箇所にノッチが打刻されているので、芯金２３の全体で５つのウエーブが形成されている。ノッチ２４は、実施の形態１，２のような線状ではなく、四角錐形状ドット２５が多数集まって形成されている。したがって、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２４に対応する形状の微小突起（微小な四角錐突起の集合体）がそれぞれ設けられている。
【００３６】
実施の形態２
次に、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２について、図６を参照して説明する。図６は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３７】
図６に示されるように、本実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金２７には、ほぼ等角度で９箇所にノッチ２８が打刻されている。裏面にも表面のノッチ２８の中間付近の９箇所にノッチが打刻されているので、芯金２７の全体で９つのウエーブが形成されている。ノッチ２８は、実施の形態１のような３本の略平行な直線と、これらの直線に略垂直に交わる２本の略平行な直線によって形成されている。したがって、本実施の形態２に用いられる専用金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２８に対応する形状の微小突起がそれぞれ設けられている。
【００３８】
説明事例３
次に、説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型について、図７及び図８を参照して説明する。図７は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところを示す拡大図である。図８は同じくウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところであるが表裏のノッチ位置が好ましくない例を示したものである。
【００３９】
図７に示されるように、本実施の形態５によって製造されたウエーブ付き芯金３０には、表裏に１本ずつの楔形のノッチ３１ａ，３１ｂが設けられている。このように、表裏のノッチ位置３１ａ，３１ｂが互いにずれていれば、芯金３０の大きな強度低下はないため問題はない。しかし、図８に示されるように、表裏のノッチ３４ａ，３４ｂが同位置にくると芯金３３が著しい強度低下を起こすため、このような配置は避けなければならない。
【００４０】
その他の例として、図９に示されるように、ほぼ等角度で５箇所に放射方向の直線の間隔が不均一なノッチ３７が打刻されているウエーブ付き芯金３６や、図１０に示されるように、ほぼ等角度で５箇所に３本ずつ破線形状のノッチ４０が打刻されているウエーブ付き芯金３９等、ノッチのパターン、数は必要とするウエーブ高さ・ウエーブ精度によって任意に選定することができる。
【００４１】
説明事例４
さらに、その他の例について図１１を参照して説明する。図１１は説明事例４にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【００４２】
図１１に示されるように、このウエーブ付き芯金４２は表面の全面に亘って緩い曲線形状のノッチ４３が細かい間隔で多数打刻されており、それと反対向きの緩い曲線形状のノッチ４４が同様な間隔で多数打刻されて、全体として網目模様を形成している。さらに、図示されていないが、ウエーブ付き芯金４２の裏面にも隣り合う表面のノッチ４３，４４の中間に当る位置にそれぞれ同様の形状のノッチが打刻されて、全体として網目模様を形成している。そして、このリング状の芯金４２に上記各実施の形態と同様に円周方向に、５箇所・７箇所・９箇所等のウエーブが付加されている。
【００４３】
ここで、ウエーブを付加する前の芯金の材料（鋼材板）の平面度が悪いと、即ち鋼材板が完全に平坦でなく少し反っていたり、全体に微妙に凹凸があったりすると、上記各実施の形態で説明したように所定のウエーブ面と微小突起を有するウエーブ加工金型で芯金を加圧圧縮しても、設計通りのウエーブ高さにならない場合がある。このように、ウエーブを付加する前の芯金の材料（鋼材板）の平面度が悪いと、安定して高いウエーブ精度を得ることができない。
【００４４】
そこで、ウエーブを付加する前の芯金４２の表裏全面にノッチ４３，４４を打刻することによって、芯金４２の材料（鋼材板）全体に圧力を与え、平面度を矯正することができる。これによって、完全に平坦な芯金４２の材料（鋼材板）をウエーブ加工金型で加圧圧縮することができ、安定して高いウエーブ精度を得ることができる。のみならず、芯金４２の全体に圧力が加わることによって、ウエーブ加工時の「戻り」現象を防止することができる。したがって、芯金４２のウエーブ加工に用いるウエーブ加工金型にはウエーブの頂点に当る部分に微小突起を設ける必要がない。このようにして、芯金４２において高いウエーブ精度が得られる。
【００４５】
加工方法としては、芯金４２の材料に表裏全面にノッチ４３，４４を打刻しておいてから、内外径の打ち抜きを行うと同時にウエーブ形状を成形して芯金４２にウエーブを付加しても良いし、まずノッチ４３，４４を打刻し、次に内外径の打ち抜きを行ってから、ウエーブ加工金型でウエーブを付加する方法によることもできる。
【００４６】
実施の形態３
さらに、別の例について、図１２及び図１３を参照して説明する。
図１２は本発明の実施の形態３の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。図１３は実施の形態３のウエーブ付き芯金のノッチ部分を拡大して示した部分拡大図である。
【００４７】
上記各実施の形態１，２、説明事例１〜４においては、図３乃至図７に示されるように、芯金に打刻された放射状のノッチがいずれも芯金の外周まで（一部は内周にも）達している。通常の負荷での使用では全く問題はないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境においては、芯金の外周または内周まで達したノッチがクラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れがある。
【００４８】
そこで、図１２及び図１３に示されるように、打刻されたノッチ４６の先端が芯金４５の外周及び内周のいずれにも達しないようにウエーブ加工することによって、特に高負荷で使用される場合においても芯金の強度低下の恐れがなくなる。具体的には、図１３に示されるように、ノッチ４６の先端が芯金４５の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れるようにウエーブ加工することによって、芯金４５の強度低下の恐れがなくなり、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金となる。
【００４９】
さて、上記各実施の形態１，２、説明事例１〜３について特徴とウエーブ高さの設計値からのバラツキについて［表１］に纏めた。なお、比較例としてノッチを打刻しない従来の冷間加工法についても示した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
［表１］に示されるように、加工法は実施の形態１と比較例がまずリング状の芯金を打ち抜いてからこの芯金にウエーブ加工を施す方法を採っており、他の実施の形態、説明事例は全てリング状の芯金を打ち抜きながらウエーブ加工を施している。
【００５２】
ノッチ形状は各図に示したように、説明事例１が３本の略平行な直線、実施の形態１が４本の放射状の直線とこれらに交わる円周に沿った３本の線、説明事例２が微小な四角錐ドットの集合体、実施の形態２が３本の略平行な直線とこれに略垂直に交わる略平行な２本の直線、説明事例３が１本の直線である。
【００５３】
ウエーブの数は、説明事例１が７、実施の形態１が５、説明事例２も５、実施の形態２が９、説明事例３が７、比較例も７である。
【００５４】
ウエーブ高さのバラツキは、説明事例１が設計値０．２０ｍｍに対して０．０５ｍｍ、実施の形態１が設計値０．２５ｍｍに対して０．０６ｍｍ、説明事例２が設計値０．２５ｍｍに対して０．０４ｍｍ、実施の形態２が設計値０．３０ｍｍに対して０．０４ｍｍ、説明事例３が設計値０．２０ｍｍに対して０．０３ｍｍと、いずれも小さいバラツキに抑えられている。特に、実施の形態２と説明事例３がバラツキが小さい。これに対して、比較例は設計値０．２０ｍｍに対してバラツキが０．１９ｍｍとウエーブ高さと同等のバラツキがあり、実用に耐えないことが分かる。
【００５５】
上記各実施の形態、説明事例にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから、［表１］に示されるような高いウエーブ精度が得られる。
【００５６】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法及びウエーブ加工金型となる。
【００５７】
湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法のその他の工程や、湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００５９】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００６０】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００６１】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６２】
更に、前記微小突起の形状は複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなるものであり、本加工金型は芯金の円周方向にウエーブを付加するものであるから、ノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動を円周方向に発生させるためには、放射方向に直線状の微小突起を設ける必要がある。しかし、それと同時に円周方向に沿ってノッチを打刻することによって芯金全体のうねりを緩和することができる。そこで、複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなる微小突起を設けることによってさらに精度の良いウエーブ加工を行うことがで きる。
【００６３】
このようにして、さらに精度の良いウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６４】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００６５】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００６６】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００６７】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６８】
更に、前記微小突起を前記芯金に食い込ませて形成される前記ノッチの両端は前記芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れているから、本加工金型によって芯金に形成されるノッチがリング状の芯金の内周または外周に達する場合は、通常負荷での使用では問題ないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境では、クラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れがある。そこで、特に高負荷で使用される場合には、ノッチの両端が芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れて形成されるようにすることによって、芯金の強度低下の恐れがなくなる。
【００６９】
このようにして、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金のウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法における芯金の内径を打ち抜いた後に、外径を打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図、（ｂ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法における芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図である。
【図２】 図２（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法に用いられるウエーブ加工金型のメインパンチ・カウンターパンチと微小突起を示す拡大図、（ｂ）はメインパンチの下面に付いている微小突起の位置と形状を示す底面図、（ｃ）はカウンターパンチの上面に付いている微小突起の位置と形状を示す平面図である。
【図３】 図３（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法のうち芯金をメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮した状態を示す側面図、（ｂ）はその結果打刻されたノッチと芯金表面の塑性流動を示す側面図、（ｃ）はノッチが打刻されてウエーブが付加された芯金全体を示す平面図である。
【図４】 図４は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態１によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図５】 図５は説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図６】 図６は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図７】 図７は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところを示す拡大図である。
【図８】 図８は同じくウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところであるが表裏のノッチ位置が好ましくない例を示したものである。
【図９】 図９は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１０】 図１０は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１１】 図１１は説明事例４にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１２】 図１２は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法及びウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の実施の形態３を示す平面図である。
【図１３】 図１３はウエーブ付き芯金の実施の形態３のノッチ部分を拡大して示した部分拡大図である。
【図１４】 図１４は従来の冷間加工法を示す概略図である。
【図１５】 図１５は従来の熱間加工法を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 素材鋼板
４，９ ウエーブ加工金型
５，９ａ，１１ メインパンチ
６，９ｂ，１２ カウンターパンチ
８，２０，２３，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５ 芯金
１０ 専用金型
１３ ウエーブの頂点に当る部分
１４ 微小突起
１５，２１，２４，２８，３１ａ，３１ｂ，
３４ａ，３４ｂ，３７，４０，４３，４４，４６ ノッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、油中に浸した状態で対向面に高圧力をかけることによってトルクを得る湿式摩擦材であって、リング状の芯金に摩擦材基材を接着してなる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リング状の芯金に円周方向にウエーブを付加して、芯金に貼り付けられる湿式摩擦材の表面にウエーブを設けることによって、対向面に係合する際の衝撃が緩和されてスムースな係合が可能になるので、芯金にウエーブを付加する技術が開発されている。湿式摩擦材の芯金にウエーブを付加する方法としては、大きく分けて２通りある。これらの従来方法について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は従来の冷間加工法を示す概略図である。図１５は従来の熱間加工法を示す概略図である。
【０００３】
まず、冷間加工法について図１４を参照して説明する。図１４に示されるように、冷間加工法は打ち抜き加工で得られた芯金５３を、波形のついたパンチ５１、カウンターパンチ５２で加圧保持して波形形状を転写する方法である。比較的単純で生産性の良い方法ではあるが、加圧開放後の「戻り」現象により、金型５０に付加したウエーブ高さがそのまま転写できない。そこで、一般的には必要とするウエーブ高さの数倍〜数十倍のウエーブ形状を金型５０に加工しておく必要があり、芯金鋼材の「戻り」を計算に入れておかなければならない。
【０００４】
一方、熱間加工法は、図１５に示されるように複数枚の芯金５８を積層し、波形形状を施した上下型５５で挟み込んで加圧をした状態で４００℃〜５００℃の高温に加熱し、芯金鋼材の「戻り」を抑える工法である。熱間加工法では、加熱による応力緩和により芯金５８の内部応力が除去できるとともに波形形状を転写するため安定したウエーブ形状５８ａが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４の冷間加工法においては、芯金鋼材の「戻り」現象は様々な要素で大きく異なり、特に鋼材素材の履歴により左右される。即ち、鋼材ロット、圧延時の履歴、圧延方向等の要素により、同一のウエーブ型５０で加圧しても安定したウエーブ高さを満足することは困難である。このように冷間加工法で作製されるウエーブ５３ａのバラツキは大きく、湿式摩擦材に要求されるウエーブ精度を満足させることはできない。
【０００６】
一方、図１５の熱間加工法においては、安定して高いウエーブ精度が得られるため、最近のウエーブ加工は殆どこの熱間加工法が採られている。しかしながら、冷間加工法と比較すると工程が複雑で、処理時間が長く生産性が劣る欠点がある。さらに、高温で処理する必要があるため膨大なエネルギーを必要とし、加工コストも必然的に高くなるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【０００９】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００１０】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００１１】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１２】
更に、前記微小突起の形状は複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなるものであるから、ノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動を円周方向に発生させるためには、放射方向に直線状の微小突起を設ける必要がある。しかし、それと同時に円周方向に沿ってノッチを打刻することによって芯金全体のうねりを緩和することができる。そこで、複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなる微小突起を設けることによってさらに精度の良いウエ ーブ加工を行うことができる。
【００１３】
このようにして、さらに精度の良いウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１４】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００１５】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００１６】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００１７】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００１８】
更に、前記微小突起を前記芯金に食い込ませて形成される前記ノッチの両端は前記芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れているものである。したがって、一般に、芯金に形成されるノッチがリング状の芯金の内周または外周に達する場合は、通常負荷での使用では問題ないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境では、クラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れが生ずるが、本発明では、特に高負荷で使用される場合には、ノッチの両端が芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れて形成されるようにすることによって、芯金の強度低下の恐れがなくなる。
【００１９】
このようにして、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金のウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の説明事例及び実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
説明事例１
まず、本発明の実施の形態を説明する前に、その基本的説明を行う説明事例１１について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で芯金の内径を打ち抜いた後に、外径を打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図、（ｂ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図である。図２（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型でメインパンチ・カウンターパンチと微小突起を示す拡大図、（ｂ）はメインパンチの下面に付いている微小突起の位置と形状を示す底面図、（ｃ）はカウンターパンチの上面に付いている微小突起の位置と形状を示す平面図である。図３（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金のうち芯金をメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮した状態を示す側面図、（ｂ）はその結果打刻されたノッチと芯金表面の塑性流動を示す側面図、（ｃ）はノッチが打刻されてウエーブが付加された芯金全体を示す平面図である。
【００２２】
まず、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の全体工程について、図１を参照して説明する。
【００２３】
始めに、芯金の内径部だけを先に打ち抜く工程について図１（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）に示されるように、円筒形に捲かれた素材鋼板コイル１が平面状に引き出されて、精密レベラー２で平坦かつ水平に保持される。次に、内径部打ち抜き金型３によって芯金の内径部だけが打ち抜かれ、このとき加工中の素材鋼板３ａは内径部に相当する貫通穴３ｂが開いている。続いて、ウエーブ加工金型４によって外径が打ち抜かれるとともに、メインパンチ５及びカウンターパンチ６によって芯金が圧縮されてウエーブ加工された芯金８が抜き落し機７において抜き落とされる。これによって、ウエーブを付加された芯金８が完成する。
【００２４】
次に、芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程について、図１（ｂ）を参照して説明する。
図１（ａ）と同様に素材鋼板コイル１が平面状に引き出されて精密レベラー２で平坦かつ水平に保持された後、メインパンチ９ａとカウンターパンチ９ｂからなるウエーブ加工金型９によって、素材鋼板コイル１から芯金の内外径が同時に打ち抜かれるとともにメインパンチ９ａ及びカウンターパンチ９ｂによって芯金が圧縮されてウエーブ加工された芯金８が抜き落し機７において抜き落とされる。これによって、たった１工程でウエーブを付加された芯金８が完成する。
【００２５】
このように、図１（ａ），（ｂ）のいずれの方法においても、極めて少ない工程数で、また短時間でウエーブ加工された湿式摩擦材の芯金を製造することができる。さらに、まず打ち抜き金型でリング状の芯金を打ち抜いてから、この芯金を専用金型で加圧圧縮してウエーブを付加する方法もある。
【００２６】
次に、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のメインパンチ及びカウンターパンチの詳細について、図２を参照して説明する。なお、ここではウエーブ加工金型の打ち抜き金型部分は図示省略して専用金型部分についてのみ説明する。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、専用金型１０のメインパンチ１１及びカウンターパンチ１２にはウエーブ形状が加工されており（図２（ａ）では誇張して描かれているが実際にはウエーブの高さ０．２ｍｍとごく小さい）、ウエーブ形状の頂点に当る部分１３には全て微小突起１４が設けられており、微小突起１４の高さは４０μｍ、幅は２００μｍである。
【００２８】
図２（ｂ）に示されるように、微小突起１４の形状は直線状で１箇所当り３本、略平行に設けられている。そして、メインパンチ１１全体ではほぼ等角度で７箇所に設けられており、図２（ｃ）に示されるように、カウンターパンチ１２にもほぼ等角度で７箇所に設けられている。ただし、微小突起１４の位置はメインパンチ１１とカウンターパンチ１２では位相が異なり、互い違いになっている。
【００２９】
次に、内外径を打ち抜かれたリング状の芯金にノッチが打刻されてウエーブ形状が付加される過程について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に示されるように、メインパンチ１１とカウンターパンチ１２でリング状の芯金８が加圧圧縮されて、ウエーブ形状が付加されるとともにウエーブ形状の各頂点に設けられた３本ずつの微小突起１４が芯金８に食い込む。そして、図３（ｂ）に示されるように、微小突起１４に対応した３本ずつのノッチ１５が打刻され、さらに加圧圧縮される過程でノッチ１５による局所圧縮により矢印で示されるように表面層の塑性流動を発生させ、ノッチ１５を頂点としたウエーブが加工される。
【００３０】
このようにして、図３（ｃ）に示されるように、芯金８の表面にはほぼ等角度で７箇所に３本ずつのノッチ１５が打刻され、裏面にも表面のノッチ１５の中間付近の７箇所に３本ずつのノッチが打刻されるので、芯金８の全体で７つのウエーブが形成される。これらのウエーブは表裏にノッチ１５が打刻されていることによって従来の冷間加工法におけるような「戻り」現象を起こさず、高精度に形成される。なお、ノッチ１５の内径側は歯車様形状の内径穴８ａにおいて先端が途切れている。外径８ｂはほぼ真円である。
【００３１】
このように、説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によれば、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる。
【００３２】
実施の形態１
次に、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法について、図４を参照して説明する。図４は本発明の実施の形態１の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３３】
図４に示されるように、本実施の形態１によって製造されたウエーブ付き芯金２０には、ほぼ等間隔で５箇所にノッチ２１が打刻されている。本実施の形態１においては、まず打ち抜き金型でリング状の芯金を打ち抜いてから、専用金型のメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮してノッチ２１を打刻している。裏面にも表面のノッチ２１の中間付近の５箇所にノッチが打刻されているので、芯金２０の全体で５つのウエーブが形成されている。ノッチ２１は、放射方向に伸びた４本の直線と円周方向に沿った３本の線で形成されている。したがって、本実施の形態１に用いられる専用金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２１に対応する形状の微小突起がそれぞれ設けられている。このように円周方向に沿ってノッチを入れると、芯金２０全体のうねりを緩和する効果がある。
【００３４】
説明事例２
次に、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法について、図５を参照して説明する。図５は説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型で製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３５】
図５に示されるように、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金２３には、ほぼ等間隔で５箇所にノッチ２４が打刻されている。裏面にも表面のノッチ２４の中間付近の５箇所にノッチが打刻されているので、芯金２３の全体で５つのウエーブが形成されている。ノッチ２４は、実施の形態１，２のような線状ではなく、四角錐形状ドット２５が多数集まって形成されている。したがって、説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２４に対応する形状の微小突起（微小な四角錐突起の集合体）がそれぞれ設けられている。
【００３６】
実施の形態２
次に、本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２について、図６を参照して説明する。図６は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【００３７】
図６に示されるように、本実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金２７には、ほぼ等角度で９箇所にノッチ２８が打刻されている。裏面にも表面のノッチ２８の中間付近の９箇所にノッチが打刻されているので、芯金２７の全体で９つのウエーブが形成されている。ノッチ２８は、実施の形態１のような３本の略平行な直線と、これらの直線に略垂直に交わる２本の略平行な直線によって形成されている。したがって、本実施の形態２に用いられる専用金型のメインパンチ・カウンターパンチのウエーブの頂点に当る部分には、ノッチ２８に対応する形状の微小突起がそれぞれ設けられている。
【００３８】
説明事例３
次に、説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型について、図７及び図８を参照して説明する。図７は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところを示す拡大図である。図８は同じくウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところであるが表裏のノッチ位置が好ましくない例を示したものである。
【００３９】
図７に示されるように、本実施の形態５によって製造されたウエーブ付き芯金３０には、表裏に１本ずつの楔形のノッチ３１ａ，３１ｂが設けられている。このように、表裏のノッチ位置３１ａ，３１ｂが互いにずれていれば、芯金３０の大きな強度低下はないため問題はない。しかし、図８に示されるように、表裏のノッチ３４ａ，３４ｂが同位置にくると芯金３３が著しい強度低下を起こすため、このような配置は避けなければならない。
【００４０】
その他の例として、図９に示されるように、ほぼ等角度で５箇所に放射方向の直線の間隔が不均一なノッチ３７が打刻されているウエーブ付き芯金３６や、図１０に示されるように、ほぼ等角度で５箇所に３本ずつ破線形状のノッチ４０が打刻されているウエーブ付き芯金３９等、ノッチのパターン、数は必要とするウエーブ高さ・ウエーブ精度によって任意に選定することができる。
【００４１】
説明事例４
さらに、その他の例について図１１を参照して説明する。図１１は説明事例４にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【００４２】
図１１に示されるように、このウエーブ付き芯金４２は表面の全面に亘って緩い曲線形状のノッチ４３が細かい間隔で多数打刻されており、それと反対向きの緩い曲線形状のノッチ４４が同様な間隔で多数打刻されて、全体として網目模様を形成している。さらに、図示されていないが、ウエーブ付き芯金４２の裏面にも隣り合う表面のノッチ４３，４４の中間に当る位置にそれぞれ同様の形状のノッチが打刻されて、全体として網目模様を形成している。そして、このリング状の芯金４２に上記各実施の形態と同様に円周方向に、５箇所・７箇所・９箇所等のウエーブが付加されている。
【００４３】
ここで、ウエーブを付加する前の芯金の材料（鋼材板）の平面度が悪いと、即ち鋼材板が完全に平坦でなく少し反っていたり、全体に微妙に凹凸があったりすると、上記各実施の形態で説明したように所定のウエーブ面と微小突起を有するウエーブ加工金型で芯金を加圧圧縮しても、設計通りのウエーブ高さにならない場合がある。このように、ウエーブを付加する前の芯金の材料（鋼材板）の平面度が悪いと、安定して高いウエーブ精度を得ることができない。
【００４４】
そこで、ウエーブを付加する前の芯金４２の表裏全面にノッチ４３，４４を打刻することによって、芯金４２の材料（鋼材板）全体に圧力を与え、平面度を矯正することができる。これによって、完全に平坦な芯金４２の材料（鋼材板）をウエーブ加工金型で加圧圧縮することができ、安定して高いウエーブ精度を得ることができる。のみならず、芯金４２の全体に圧力が加わることによって、ウエーブ加工時の「戻り」現象を防止することができる。したがって、芯金４２のウエーブ加工に用いるウエーブ加工金型にはウエーブの頂点に当る部分に微小突起を設ける必要がない。このようにして、芯金４２において高いウエーブ精度が得られる。
【００４５】
加工方法としては、芯金４２の材料に表裏全面にノッチ４３，４４を打刻しておいてから、内外径の打ち抜きを行うと同時にウエーブ形状を成形して芯金４２にウエーブを付加しても良いし、まずノッチ４３，４４を打刻し、次に内外径の打ち抜きを行ってから、ウエーブ加工金型でウエーブを付加する方法によることもできる。
【００４６】
実施の形態３
さらに、別の例について、図１２及び図１３を参照して説明する。
図１２は本発明の実施の形態３の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。図１３は実施の形態３のウエーブ付き芯金のノッチ部分を拡大して示した部分拡大図である。
【００４７】
上記各実施の形態１，２、説明事例１〜４においては、図３乃至図７に示されるように、芯金に打刻された放射状のノッチがいずれも芯金の外周まで（一部は内周にも）達している。通常の負荷での使用では全く問題はないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境においては、芯金の外周または内周まで達したノッチがクラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れがある。
【００４８】
そこで、図１２及び図１３に示されるように、打刻されたノッチ４６の先端が芯金４５の外周及び内周のいずれにも達しないようにウエーブ加工することによって、特に高負荷で使用される場合においても芯金の強度低下の恐れがなくなる。具体的には、図１３に示されるように、ノッチ４６の先端が芯金４５の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れるようにウエーブ加工することによって、芯金４５の強度低下の恐れがなくなり、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金となる。
【００４９】
さて、上記各実施の形態１，２、説明事例１〜３について特徴とウエーブ高さの設計値からのバラツキについて［表１］に纏めた。なお、比較例としてノッチを打刻しない従来の冷間加工法についても示した。
【００５０】
【表１】
［表１］に示されるように、加工法は実施の形態１と比較例がまずリング状の芯金を打ち抜いてからこの芯金にウエーブ加工を施す方法を採っており、他の実施の形態、説明事例は全てリング状の芯金を打ち抜きながらウエーブ加工を施している。
【００５２】
ノッチ形状は各図に示したように、説明事例１が３本の略平行な直線、実施の形態１が４本の放射状の直線とこれらに交わる円周に沿った３本の線、説明事例２が微小な四角錐ドットの集合体、実施の形態２が３本の略平行な直線とこれに略垂直に交わる略平行な２本の直線、説明事例３が１本の直線である。
【００５３】
ウエーブの数は、説明事例１が７、実施の形態１が５、説明事例２も５、実施の形態２が９、説明事例３が７、比較例も７である。
【００５４】
ウエーブ高さのバラツキは、説明事例１が設計値０．２０ｍｍに対して０．０５ｍｍ、実施の形態１が設計値０．２５ｍｍに対して０．０６ｍｍ、説明事例２が設計値０．２５ｍｍに対して０．０４ｍｍ、実施の形態２が設計値０．３０ｍｍに対して０．０４ｍｍ、説明事例３が設計値０．２０ｍｍに対して０．０３ｍｍと、いずれも小さいバラツキに抑えられている。特に、実施の形態２と説明事例３がバラツキが小さい。これに対して、比較例は設計値０．２０ｍｍに対してバラツキが０．１９ｍｍとウエーブ高さと同等のバラツキがあり、実用に耐えないことが分かる。
【００５５】
上記各実施の形態、説明事例にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから、［表１］に示されるような高いウエーブ精度が得られる。
【００５６】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法及びウエーブ加工金型となる。
【００５７】
湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法のその他の工程や、湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００５９】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００６０】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００６１】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６２】
更に、前記微小突起の形状は複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなるものであり、本加工金型は芯金の円周方向にウエーブを付加するものであるから、ノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動を円周方向に発生させるためには、放射方向に直線状の微小突起を設ける必要がある。しかし、それと同時に円周方向に沿ってノッチを打刻することによって芯金全体のうねりを緩和することができる。そこで、複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなる微小突起を設けることによってさらに精度の良いウエーブ加工を行うことがで きる。
【００６３】
このようにして、さらに精度の良いウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６４】
請求項２の発明にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型は、湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成するものである。
【００６５】
したがって、芯金がこのウエーブ加工金型によって上下から加圧圧縮される過程で微小突起によって形成されたノッチによる局所圧縮により表面層の塑性流動が発生し、ノッチ部を頂点とした曲部が加工される。よって、必要なウエーブ数、ウエーブ高さに応じ、ウエーブ加工金型のメインパンチ、カウンターパンチに微小突起を設けることで、芯金のウエーブ頂点部にノッチを打刻することにより、容易に安定したウエーブ形状が加工できる。
【００６６】
このウエーブ加工金型は、芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、メインパンチとカウンターパンチで芯金を圧縮するものであるから、従来の熱間加工法よりもはるかに工程が簡単で処理時間もずっと短い。また、高温加熱を必要としないことからコストも安くて済み、さらにノッチ部を頂点とした曲部は「戻り」現象を起こさないことから高いウエーブ精度が得られる。なお、ノッチを打刻するための微小突起の形状は、線状・点状のいずれも可能であり、その数も必要とするウエーブ高さ・精度により任意に選定できる。
【００６７】
このようにして、簡単な工程で処理時間も短く低コストで安定して高いウエーブ精度が得られる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【００６８】
更に、前記微小突起を前記芯金に食い込ませて形成される前記ノッチの両端は前記芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れているから、本加工金型によって芯金に形成されるノッチがリング状の芯金の内周または外周に達する場合は、通常負荷での使用では問題ないが、高速や過酷な加圧繰り返しによる使用環境では、クラックの起点となって芯金の強度を低下させる恐れがある。そこで、特に高負荷で使用される場合には、ノッチの両端が芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れて形成されるようにすることによって、芯金の強度低下の恐れがなくなる。
【００６９】
このようにして、高負荷での使用にも十分耐えられる芯金のウエーブ加工を行うことができる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法における芯金の内径を打ち抜いた後に、外径を打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図、（ｂ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法における芯金の内外径を同時に打ち抜きながらウエーブ加工を行う工程の全体を示す概略図である。
【図２】 図２（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法に用いられるウエーブ加工金型のメインパンチ・カウンターパンチと微小突起を示す拡大図、（ｂ）はメインパンチの下面に付いている微小突起の位置と形状を示す底面図、（ｃ）はカウンターパンチの上面に付いている微小突起の位置と形状を示す平面図である。
【図３】 図３（ａ）は説明事例１にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型のウエーブ加工方法のうち芯金をメインパンチ・カウンターパンチで加圧圧縮した状態を示す側面図、（ｂ）はその結果打刻されたノッチと芯金表面の塑性流動を示す側面図、（ｃ）はノッチが打刻されてウエーブが付加された芯金全体を示す平面図である。
【図４】 図４は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態１によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図５】 図５は説明事例２にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図６】 図６は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型の実施の形態２によって製造されたウエーブ付き芯金を示す平面図である。
【図７】 図７は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところを示す拡大図である。
【図８】 図８は同じくウエーブ付き芯金の一部を側面から見たところであるが表裏のノッチ位置が好ましくない例を示したものである。
【図９】 図９は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１０】 図１０は説明事例３にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１１】 図１１は説明事例４にかかる湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金のその他の例を示す平面図である。
【図１２】 図１２は本発明の湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工方法及びウエーブ加工金型によって製造されたウエーブ付き芯金の実施の形態３を示す平面図である。
【図１３】 図１３はウエーブ付き芯金の実施の形態３のノッチ部分を拡大して示した部分拡大図である。
【図１４】 図１４は従来の冷間加工法を示す概略図である。
【図１５】 図１５は従来の熱間加工法を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 素材鋼板
４，９ ウエーブ加工金型
５，９ａ，１１ メインパンチ
６，９ｂ，１２ カウンターパンチ
８，２０，２３，２７，３０，３３，３６，３９，４２，４５ 芯金
１０ 専用金型
１３ ウエーブの頂点に当る部分
１４ 微小突起
１５，２１，２４，２８，３１ａ，３１ｂ，
３４ａ，３４ｂ，３７，４０，４３，４４，４６ ノッチ
Claims (2)
- 湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、
前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成し、しかも、前記微小突起の形状は複数本の放射状または放射方向に略平行に並んだ直線と、該直線と交わり円周方向に沿って並んだ複数本の直線または曲線からなることを特徴とする湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型。 - 湿式摩擦材の芯金を素材鋼板から打ち抜くとともに、または打ち抜いた後に、前記芯金の円周方向にウエーブを付加する加工金型であって、
前記加工金型のメインパンチとカウンターパンチの圧縮面にはそれぞれ前記ウエーブの形状が加工されるとともに、前記ウエーブの頂点に当る部分には微小突起が設けられ、前記メインパンチと前記カウンターパンチで前記芯金を圧縮するとともに前記微小突起を前記芯金に食い込ませてノッチを形成し、前記微小突起を前記芯金に食い込ませて形成される前記ノッチの両端は前記芯金の外周及び内周からそれぞれ０．２ｍｍ以上離れていることを特徴とする湿式摩擦材の芯金のウエーブ加工金型。
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