JP4102488B2

JP4102488B2 - Donut plate friction plate and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4102488B2
Application number: JP23599298A
Authority: JP
Inventors: 司赤石; 幸一西浦
Original assignee: Starlite Co Ltd
Current assignee: Starlite Co Ltd
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2000065109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種分野のクラッチやブレーキなどに使用される摩擦板及びその製造方法に関し、もっと詳しくは、例えばカーエアコン用コンプレッサーの電磁クラッチに使用される摩擦板のような内外径差の小さい摩擦板に特に好適に実施することができるドーナツ板状摩擦板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の摩擦板の従来の製造方法の概要は、図１２に示す通りである。即ち、アラミド繊維に代表される耐熱性有機繊維、ガラス繊維、天然無機繊維、金属繊維などの繊維成分と、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カシューダスト、コルク粉末、黒鉛、二硫化モリブデンなどの粉末状充填材成分に、フェノール樹脂に代表される熱硬化性樹脂を結合材成分として加えたものを原材料とし、この原材料を攪拌混合し、これをドーナツ板状に常温加圧成形（予備成形）した後、加熱加圧成形（本成形）を行い、熱処理工程を経て機械加工を施すことにより所定寸法のドーナツ板状の摩擦板を製造している。
【０００３】
更に詳しく説明すると、上記のように摩擦板の原材料には繊維状物質が多量含まれているために、それら原材料を攪拌混合したもの（以降、摩擦材原料と略記する）は繊維が絡まり合って非常に嵩高く、フリーフロー性が無く、取り扱いが非常に困難な材料である。これをそのまま加熱された成形金型へ投入し、均一に充填することは困難であるので、加熱加圧成形の前に予備成形、即ち、常温でドーナツ板状に予め加圧成形しておくという工程を導入し、これを予備成形工程と呼んでいる。
【０００４】
この予備成形工程では、摩擦板一枚分相当の摩擦材原料を計量し、それを常温の予備成形金型に投入し、金型内での馴らし操作でドーナツ板状に均一充填を行うと共に、予備成形プレスで高圧をかけ、嵩高い摩擦材原料を圧縮してコンパクトで取り扱い易いドーナツ板状の予備成形品にしている。
【０００５】
本成形工程では、当該予備成形品を一枚づつ加熱された本成形金型に投入し、本成形プレスで加圧しながら結合材成分である熱硬化性樹脂を硬化させ、ドーナツ板状の摩擦板素材を得ている。
【０００６】
熱処理工程では、当該摩擦板素材をオーブン中で加熱し硬化度を高め、摩擦板としての特性を向上させている。機械加工工程では、摩擦面として使用される機能面については、成形のままでは、樹脂リッチにより表面が樹脂面となっており、摩擦性能の点で使用に供せない。そのため、表面を除去すると共に所定厚み寸法に仕上げ、必要に応じて内外径寸法も加工している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、当該摩擦板の製造では、原材料の攪拌混合工程、予備成形工程、本成形工程、熱処理工程並びに、機械加工工程など多数の工程を必要としている。多数の工程を要することも問題であるが、個々の工程にも下記のような問題がある。
【０００８】
先ず予備成形工程であるが、摩擦板一枚分相当の摩擦材原料を計量するという点に問題がある。先に述べたように、摩擦材原料は繊維が絡まり合って非常に嵩高く、フリーフロー性の無いものであるから経済的に精度良く計量するのは困難で、予備成形品の重量のバラツキは避け得ない。予備成形品の重量にバラツキが発生すれば、次工程の本成形に影響を与え、摩擦板の品質のバラツキとなる。
【０００９】
また、カーエアコン用コンプレッサーに装着される電磁クラッチ摩擦板のようにドーナツ板状で、しかも内外径差が小さい（１５ｍｍ以下）場合は、必然的に予備成形金型の開口部が小さくなるために、嵩高い摩擦材原料を予備成形金型に効率良く投入するのは困難で、投入できたとしても、金型内での馴らし操作による均一充填は不可能に近い。このような場合は、内外径差を必要以上に大きくしたオーバーサイズの摩擦板素材をつくり、これを打ち抜き、機械加工、その他の方法で内外径を所定寸法に仕上げている。摩擦材原料のムダ使い、ムダな仕上げ加工並びに、加工屑のムダな処理費用が必要となる。
【００１０】
次に、予備成形、本成形の工程は基本的に一枚づつバッチ成形であるために、生産性向上、即ち、時間当たりの成形数量を増大させるためには、予備成形並びに本成形に用いる圧縮成形プレス及びその金型が多数必要となり、経済的な生産が困難である。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、生産性と材料歩留りを飛躍的に改善し、しかも品質の安定性に優れたドーナツ板状の摩擦板及びその製造方法の提供を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のうちで請求項１記載の発明は、繊維成分と粉末状充填材成分と熱硬化性樹脂成分とを含む摩擦材原料を攪拌混合し、この混合物を混練装置を使って溶融混練し、所定の大きさのぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料とする第１ステップと、上記ぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料を、混練押出し装置に供給し、押出し成形によって連続的にパイプ状成形体を製造する第２ステップと、上記パイプ状成形体を、所定の厚み寸法ピッチで長手方向に直角にスライス加工して、複数個のドーナツ板状成形体を連続的に形成する第３ステップと、を備えるドーナツ板状摩擦板の製造方法に係る。そして、上記第２ステップにおける上記押出し成形を容易にするために、かつ上記第３ステップにおける上記スライス加工を容易にするために、上記第１ステップにおける上記摩擦材原料の攪拌混合を、上記摩擦材原料に未加硫ゴムを加えて行い、上記第３ステップの後、上記ドーナツ板状成形体を熱処理して、該ドーナツ板状成形体に含まれる未硬化の熱硬化性樹脂成分を硬化させると同時に上記未加硫ゴムを加硫させることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、摩擦材原料を押出成形によってパイプ状成形体を製造し、このパイプ状成形体を所定の厚み寸法ピッチで長手方向に直角に順次切断して、ドーナツ板状成形体が得られる。従って、従来技術のように圧縮成形プレスにて、一枚づつ予備成形及び本成形するのではなく、混練押出し装置にて連続的に成形するので、一枚づつ摩擦材原料を計量する必要が無くなり、計量に伴う計量の困難性及びバラツキは一気に解決でき、常に、品質の安定したドーナツ板状の摩擦板を得ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、内外径を所定寸法に容易に成形できるので、内外径の仕上げ加工は不必要となる。
【００１５】
また、本発明によるパイプ状成形体は、切り代ロスが殆どない理想的なスライス加工が容易にでき，切断面の状態も摩擦板の機能面として十分な状態で、何等の厚み加工も行うことなしに使用に供することができる。従って、加工屑は殆どゼロにすることができ、摩擦材原料のムダ使い防止への貢献もできる。
【００１６】
また，本発明によれば、従来法に比べ、製造工程の工程数を大幅に削減でき、工程管理の煩わしさとそれに要する費用が削減でき、より安価な摩擦板が得られる。
【００１７】
更に、本発明による摩擦板は、未加硫ゴムが押出成形中の混練作用で、バインダとしての効果以外に摩擦材としての性能向上にも役立つ。そのため、より優れた摩擦摩耗特性を有する摩擦板が得られる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、繊維成分と粉末状充填材成分と熱硬化性樹脂成分とを含む摩擦材原料を攪拌混合し、この混合物を混練装置を使って溶融混練し、所定の大きさのぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料とする第１ステップと、上記ぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料を貯留する貯留槽であって、貯留されたぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料を攪拌する第１攪拌手段を備えた貯留槽と、所定量のぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料を、混練押出し装置のホッパーに順次落下供給させる供給部と、貯留槽からの摩擦材原料の供給量を検出するセンサと摩擦材原料を攪拌する第２攪拌手段とを備えると共に、貯留槽から供給される摩擦材原料を上記第２攪拌手段によって攪拌しつつ上記供給部に供給する貯留部とから構成される供給機と、一端が上記貯留槽に連通し、他端が上記供給機の貯留部に連通した連通管であって、管内に管軸方向に延在し且つ上記センサの出力に応答して駆動される連続螺旋状体が配設されている連結管と、を備え、上記貯留槽に貯留されているぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料を、上記供給機を介して、目詰まりなく且つ所定量だけ混練押し出し装置のホッパーに供給し、押出成形によって連続的にパイプ状成形体を製造する第２ステップと、上記パイプ状成形体を、所定の厚み寸法ピッチで長手方向に直角にスライス加工して、複数個のドーナツ板状成形体を連続的に形成する第３ステップと、を備えるドーナツ板状摩擦板の製造方法に係る。そして、上記第２ステップにおける上記押出し成形を容易にするために、かつ上記第３ステップにおける上記スライス加工を容易にするために、上記第１ステップにおける上記摩擦材原料の攪拌混合を、上記摩擦材原料に未加硫ゴムを加えて行い、上記第３ステップの後、上記ドーナツ板状成形体を熱処理して、該ドーナツ板状成形体に含まれる未硬化の熱硬化性樹脂成分を硬化させると同時に上記未加硫ゴムを加硫させることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、供給機に備えられているセンサによって、貯留槽から供給される摩擦材原料の量が制御され、供給機の貯留部内において、摩擦材原料の貯留量が常に一定に維持されている。更に、第１及び第２攪拌手段によって、摩擦材原料は常に攪拌され続けている。そのため、摩擦材原料が相互にくっ着くことがない。この結果、混練押出し装置のホッパーに、目詰まりなく且つ所定量だけ摩擦材原料が供給されることになり、均一な密度の摩擦板を得ることが可能となる。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のドーナツ板状摩擦板の製造方法において、上記第１ステップにおける上記攪拌混合の際、上記未加硫ゴムを、上記摩擦材原料全体に対して１０〜３０重量％加えて行うことを特徴とする。
【００２１】
未加硫ゴムの混合量が大きすぎると、摩擦板の摩擦係数が大きくなりすぎ、却って、摩擦板を組み込んだ例えばクラッチやブレーキなどの製品の正常な機能を損なうおそれがあり、一方、未加硫ゴムの混合量が少なすぎると、成形性が劣化するからである。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の製造方法により製造したドーナツ板状摩擦板の両側表面のうちの摩擦面を構成する一方側の面に、接着剤を塗布し、この接着剤を指触乾燥状態に乾燥させたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成の如く、予め摩擦板の一方側の面に接着剤を塗布しておくことにより、摩擦板を装着する機器の組み立て現場において、接着剤を塗布する作業を省略することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本実施の形態に係る摩擦板の製造工程図である。本発明に係る摩擦板は、各分野のクラッチやブレーキなどに使用されるドーナツ板状摩擦板であり、基本的には以下の工程により製造される。即ち、ぺレット状又は顆粒状摩擦材原料を製造する工程（以下、第１ステップｎ１と称する）と、前記第１ステップｎ１により製造された摩擦材原料を押出成形によって連続的にパイプ状成形体を製造する工程（以下、第２ステップｎ２と称する）と、前記パイプ状成形体をスライス加工して所定厚みのドーナツ板状成形体を得る工程（以下、第３ステップｎ３と称する）と、前記ドーナツ板状成形体を熱処理して未硬化の熱硬化性樹脂成分を硬化させると同時にゴム成分を加硫させる工程（以下、第４ステップｎ４と称する）とによって、ドーナツ板状摩擦板が製造される。以下に、各製造プロセスについて、使用する装置と併せて、詳述する。
【００２５】
（第１ステップｎ１）
第１ステップｎ１では、ぺレット状摩擦材原料を製造する。具体的には、先ず、繊維成分と粉末状充填材成分と熱硬化性樹脂成分と未加硫ゴムを攪拌混合する。次いで、攪拌混合された混合物を混練装置を使って溶融混練し、所定の大きさのぺレット状の摩擦材原料を得る。
【００２６】
尚、ぺレット状よりも更に粒径の小さい顆粒状にした摩擦材原料を得るようにしてもよい。また、混練装置としては、一般的に使用される混練装置であればよく、例えば、１軸混練装置、２軸混練装置、あるいはロール混練装置等が使用される。
【００２７】
前記繊維成分は、補強のための機能を果たすものであり、この繊維成分としては、アラミド繊維に代表される耐熱性有機繊維、ガラス繊維、天然無機繊維、金属繊維などが例示できる。また、粉末状充填材成分は、摩擦摩耗特性の改良のための機能を果たすためのものであり、この粉末状充填材成分としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カシューダスト、コルク粉末、黒鉛、二硫化モリブデンなどが例示される。また、熱硬化性樹脂成分は結合材としての働きをなすものであり、この熱硬化性樹脂成分としては、フェノール樹脂などが例示できる。また、未加硫ゴムは、補助的結合材ならびに摩擦材全体の硬さ調整の働きをなすものであり、この未加硫ゴムとしては、例えばニトリルゴムなどが例示できる。
【００２８】
摩擦材原料の各成分の含有量は、例えば、繊維成分が４３重量％、粉末状充填材成分が２５重量％、熱硬化性樹脂成分が１２重量％、未加硫ゴムが２０重量％である。ここで、未加硫ゴムの混合量は、摩擦材原料全体に対して、少なくとも１０〜３０重量％の範囲に設定するのが望まししい。特に、２０重量％とするのが最適である。
【００２９】
未加硫ゴムの混合量を上記のように規制するのは、以下の理由による。即ち、１０重量％未満であれば、後続する第２ステップｎ２において押出成形が不能となるからである。なぜなら、摩擦材原料は、本来的に結合材成分が少なく、繊維成分や充填材成分を大量に含む。一方、未加硫ゴムを、予め摩擦材原料に混合しておくことにより、未加硫ゴムが補助的に結合材成分の働きをするため、パイプ状成形体を押出成形により得ることが可能となる。よって、未加硫ゴムの混合量が少な過ぎる場合は、押出成形が不能か、あるいは不能でなくても十分な結合力を有さない成形体となってしまうからである。
【００３０】
一方、３０重量％を超えると、（１）摩擦板の摩擦係数が大きくなりすぎ、却って、摩擦板を組み込んだ例えばクラッチやブレーキなどの製品の正常な機能を損なうおそれがあるからである。即ち、未加硫ゴムの混合量が大きすぎると、ゴムの持っている性質上、当該摩擦板が被摩擦面（摩擦板の相手面）に固着してしまい、クラッチ、ブレーキそのものの機能を損なうおそれがあるからである。（２）さらに、未加硫ゴムが混合されると、その混合された分だけ繊維成分や充填材成分の全体に対する混合量が低下するため、摩擦性能の低下を招くからである。
【００３１】
参考までに述べると、未加硫ゴムに代えて、熱硬化性樹脂の混合量を大きくすれば、押出成形は可能となるが、押出成形により得られたパイプ状成形体の硬度が大となり、スライス加工を行うことができなくなる。
【００３２】
よって、未加硫ゴムの混合量を決定する基準としては、バインダとしての作用、成形体の切断する際の軟らかさ、所定の摩擦係数を有すること、の３つの点から判断し、最適な量とすることが必要となる。尚、成形体の必要とする軟らかさの基準としては、スプリング式硬度計（型式ＳＨＯＲＥＤ）で示せば、６０〜８０程度である。
【００３３】
本発明者の実験結果によれば、上記範囲のうち、２０重量％で最適な結果が得られた。
【００３４】
（第２ステップｎ２）
第２ステップｎ２では、上記ぺレット状摩擦材原料を、混練押出し装置に供給し、押出成形によって、連続的に図２に示すパイプ状成形体１０を製造する。
【００３５】
図３は成形体の製造プロセスにおいて使用される装置の簡略化した断面図であり、図４は混練押出し装置の先端部の拡大断面図であり、図５は図４の矢視Ａ−Ａ断面図である。この装置２０は、スクリュー６４を内蔵した混練押出し装置２１と、ぺレット状摩擦材原料を貯留する貯留槽２２と、混練押出し装置２１のホッパー２１ａに所定量のぺレット状摩擦材原料を順次落下供給する供給機２３と、貯留槽２２に貯留されているぺレット状摩擦材原料を供給機２３に所定量輸送する連通管２４とから構成されている。前記連通管２４は可撓管であり、その一端が貯留槽２２に連通し、その他端が供給機２３の貯留部２３ｂに連通している。この連通管２４内には、管軸方向に延びる連続螺旋状線体２５が配設されている。この連続螺旋状線体２５は、モータ（図示せず）によって回転駆動するように構成されている。この連続螺旋状線体２５の回転によって、貯留槽２２内のぺレット状摩擦材原料が連通管２４内を前進していき、供給機２３の貯留部２３ｂに輸送される。また、貯留槽２２内には、第１攪拌手段３０が配設されている。この第１攪拌手段３０の攪拌動作によって、貯留槽２２内のぺレット状あるいは顆粒状の摩擦材原料がくっ付き合って凝集してしまうことが防がれる。
【００３６】
前記供給機２３は、混練押出し装置２１のホッパー２１ａに所定量のぺレット状摩擦材原料を順次落下供給する供給部２３ａと、貯留槽２２からのぺレット状摩擦材原料を一時的に貯留する貯留部２３ｂとを有する。この貯留部２３ｂには、レベルセンサ３１が設けられており、このレベルセンサ３１により摩擦材原料の貯留量を検出するように構成されている。例えば、貯留部２３ｂ内の摩擦材原料の貯留量が所定量以下になると、そのことがレベルセンサ３１により検出される。このレベルセンサ３１からの検出結果に対応して、モータ（図示せず）が一定時間駆動され、連続螺旋状線体２５が回転駆動される。これにより、摩擦材原料が貯留槽２２から貯留部２３ｂに一定量供給される。このようにレベルセンサ３１を設けることにより、貯留部２３ｂ内の摩擦材原料の貯留量を、常に一定量に維持することができる。この結果、貯留部２３ｂ内の摩擦材原料の貯留量が多すぎて、摩擦材原料が相互にくっ付いてしまという事態の発生が防がれる。
【００３７】
また、貯留部２３ｂ内には、摩擦材原料を攪拌する第２攪拌手段３２が設けられている。この第２攪拌手段３２により、摩擦材原料が攪拌されつつ供給部２３ａに供給される。従って、上記レベルセンサ３１による貯留量を一定にすることと相まって、所定量の摩擦材原料を、供給部２３ａを介して混練押出し装置２１のホッパー２１ａに供給することが可能となる。このようにして、本実施の形態における押出成形システムでは、貯留槽２２に貯留されている摩擦材原料を、供給機２３を介して混練押出し装置２１に供給するようにし、しかもレベルセンサ３１や第１攪拌手段３０，３２等の作用により、供給量を高精度で摩擦材が混練押出し装置に供給することができ、これにより、目詰まりがなく、一定量供給されるため、押出成形された成形体の密度の均一性が極めて高い。よって、後続するスライス加工により得られるドーナツ板状摩擦板は、密度のバラツキがない品質の良好な製品を得ることができる。また、これにより耐摩耗性も向上する。
【００３８】
（第３ステップｎ３）
第３ステップｎ３では、パイプ状成形体１０を、所定の厚み寸法ピッチで長手方向に直角に順次切断して、ドーナツ板状摩擦板５０（図７及び図８参照）を得る。
【００３９】
図６は第３ステップｎ３の製造工程において使用されるスライス加工装置の斜視図である。このスライス加工装置４０は、回転シャフト４１と、回転シャフト４１に一端部が固定されて装着されているゴム製の取付け管４２と、パイプ状成形体１０を切断する回転刃４３とを有する。回転シャフト４１は中空状であり、その管内にコンプレッサ（図示せず）から空気が圧送される。回転シャフト４１の取付け管４２が装着されている部分には、多数の空気吹出し孔４３が形成されている。尚、取付け管４２の内径は、回転シャフト４１の外径よりも若干大きく、従って、取付け管４２は回転シャフト４１に緩やかに装着されている。スライス加工するに際しては、取付け管４２にパイプ状成形体１０を緩やかに外装する。そして、この状態で回転シャフト４１内を圧送する空気が吹出し孔４３から吹き出し、取付け管４２が径方向に膨らみ、取付け管４２の外周面と成形体の内周面とが当接し、これにより、成形体が取付け管４２を介して回転シャフト４１にチャッキングされたことになる。このようして、成形体を回転シャフト４１にチャッキングすることにより、成形体を直接にチャッキングする必要がなく、従って、成形体の全長すべてにわたってスライス加工可能となり、摩擦材原料の無駄を無くすことができる。
【００４０】
次いで、回転シャフト４１及び回転刃４３が回転駆動される。更に、回転刃４３は、パイプ状成形体１０への前進後退、パイプ状成形体１０の軸方向への所定ピッチ移動により、パイプ状成形体１０が軸方向に沿って順次スライス加工される。
【００４１】
このスライス加工において、パイプ状成形体１０が軟質状であるため、加工屑が殆どあるいは全く生じることがない。
【００４２】
更に、パイプ状成形体の切断によって得られた摩擦板５０は、図７及び図８に示すように、外周面５０ａ及び内周面５０ｂが、樹脂リッチによる樹脂面となっており、パイプ状成形体の切断面５０ｃが摩擦機能面となっている。そのため、従来のように、摩擦板の両側表面に浮き出た樹脂面を研磨する必要がなく、製造工程において当該樹脂面を研磨する工程を省略することができる。更に、本発明では、摩擦板を得るため、パイプ状成形体を切断する必要があるが、これにより、切断と共に、切断面の面精度が充分に上がり、よって、２次的な機械加工は不要となるという効果もある。
【００４３】
（第４ステップｎ４）
第４ステップｎ４では、スライス加工により得られたドーナツ板状成形体５０を、熱処理して、ドーナツ板状成形体５０に含まれている未硬化の熱硬化性樹脂成分を硬化させると同時にゴム成分を加硫させる。これにより、ドーナツ板状摩擦板が得られることになる。
【００４４】
尚、熱処理工程後、摩擦板の両側表面のうちの摩擦面を構成する一方側の面に、接着剤を塗布し、この接着剤を指触乾燥状態に乾燥させるようにしてもよい。このようにすれば、摩擦板を装着する機器の組み立て現場において、摩擦板を機器に固定するために、摩擦板の一方の面に接着剤を塗布する作業が不要となり、組み立て作業の作業効率が向上する。
【００４５】
（その他の事項）
上記の実施の形態では、図４及び図５に示すダイヘッド６０を備えた混練押出し装置を使用するようにしたけれども、図９及び図１０に示すダイヘッド６０Ａを備えた混練押出し装置を使用するようにしてもよい。即ち、図４及び図５に示す混練押出し装置２１では、ダイボディ６１の内部でダイコーン６２がスパイダ６３によって固定されているので、スパイダ６３において溶融材料が分流されるため、当該摩擦材原料のように繊維成分を多量に含む場合は、合流する部分での融着不良や繊維の不良配向が発生しやすく、円周方向で均質となっている成形体が得られないことがある。この点に関し、図９及び図１０に示すダイヘッド６０Ａを備えた混練押出し装置２１では、先端がダイ・プッシング６５Ａの内周面に対応した形状を有するスクリュー６４Ａと、スパイダのないダイボディ６１Ａとが使用されているため、上記の融着不良や繊維の不良配向が発生することがなく、円周方向で均質となっている成形体を、常に得ることができる。
【００４６】
【実施例】
〔実施例１〕
実施例としては、上記発明の実施の形態に示した製造方法でドーナツ板状摩擦板を製造した。このような製造方法を、以下本発明製造方法Ａと称する。
【００４７】
〔比較例〕
比較例としては、図１２に示す従来の製造方法でドーナツ板状摩擦板を製造した。このような製造方法を、以下比較製造方法Ｘと称する。
〔実験１〕
上記本発明製造方法Ａ及び比較製造方法Ｘのそれぞれの方法により、１回当たり連続して１０００枚の摩擦板を製造し、これを１０回行って、製造された摩擦板の良否を調べたので、その結果を表１に示す。尚、本実験における製造対象となる摩擦板の条件は、以下のとおりである。
【００４８】
摩擦板の外径ｄ１：９６．８ｍｍ
摩擦板の内径ｄ２：８５．３ｍｍ
摩擦板の内外径差：１１．５ｍｍ
摩擦板の厚みｔ：１．６ｍｍ
【表１】

【００４９】
表１から明らかなように、本発明製造方法Ａの方が比較製造方法Ｘより、不良品の発生が小さくなっていることが認められる。これは、本発明製造方法Ａでは、一枚づつ摩擦材原料を計量する必要が無くなり、計量の困難性とそれに伴う計量のバラツキに起因した不良品の発生がなくなるからである。
【００５０】
また、１時間当たりの生産枚数は、本発明製造方法Ａの場合が３１２５枚、比較製造方法Ｘの場合が４００枚となった。尚、本発明製造方法Ａの生産枚数は、以下のようにして求めたものである。即ち、１時間当たりに押出成形される成形体の長さが５ｍであり、摩擦板の厚みが１．６ｍｍであるので、１時間当たりの生産枚数は３１２５枚となる。この実験結果によれば、本発明製造方法Ａの方が、比較製造方法Ｘよりも格段に生産性が向上したことが認められる。
【００５１】
さらに、表１に示した合計１００００枚の摩擦板の製造に使用した摩擦材原料は本発明製造方法Ａでは４８ｋｇ、比較製造方法Ｘでは１２５ｋｇであった。これにより、材料歩留りが飛躍的に向上したことが認められる。
【００５２】
〔実験２〕
上記実験１により製造された各摩擦板の品質の安定性について調べたので、その結果を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す。具体的には、各製造方法によって作られた１回目から１０回目までのそれぞれ１０００枚の摩擦板の中から無作為に１０枚づつ選び、それら各摩擦板を円周方向に１２等分に分割し、各分割部分の密度を求め、その最大値、最小値、平均値をグラフ化したもので、図１１（ａ）は本発明製造方法Ａについて、図１１（ｂ）は比較製造方法Ｘについて調べたものである。
【００５３】
この図１１（ａ）及び図１１（ｂ）から、比較製造方法Ｘの場合は、各製造回数毎に見て行くと平均値は安定しているかに見えるが、最大値と最小値のひらきが大きく、安定しているとは言えない。しかし、本発明製造方法Ａの場合は、最大値と最小値のひらきも非常に少なく、安定していると言える。ここでは品質に関する代用特性として密度を取り上げたが、密度が安定していれば、他の特性も安定していると考えて良い。従って、本発明製造方法Ａの場合、品質は非常に安定していると言える。
【００５４】
〔実施例２〕
摩擦材原料に対する未加硫ゴムの含有量を変えて、押出し成形されたパイプ状成形体の成形性、スライス特性及び摩擦特性について調べたので、その結果を表２に示す。
【表２】

【００５５】
尚、摩擦板の製造方法は、摩擦材原料に対する未加硫ゴムの含有量を変えたことの他は、上記実施の形態に示した製造方法と同様である。ここで、成形性は、押出成形されたパイプ状成形体が成形品として良好か否かを基準として判断した。また、スライス特性は、パイプ状成形体を容易に切断できたか否かを基準として判断した。また、摩擦特性は、摩擦板の表面の摩擦係数の大きさを基準として判断した。但し、摩擦係数の大きさは、カーエアコンのクラッチに使用する摩擦板についての許容摩擦係数（０．４５〜０．５５）の範囲内で判断した。尚、参考までに述べると、許容摩擦係数の最大値（０．５５）を超えると、摩擦係数が大きすぎて、摩擦板を組み込んだ製品の正常な機能を損なうことになるからである。
【００５６】
実験の条件は以下のとおりである。
【００５７】
実験試料として成形された摩擦板の個数：１０００枚
上記摩擦板の条件
摩擦板の外径ｄ１：９６．８ｍｍ
摩擦板の内径ｄ２：８５．３ｍｍ
摩擦板の内外径差：１１．５ｍｍ
摩擦板の厚みｔ：１．６ｍｍ
上記表２より、未加硫ゴムの含有量が１０〜３０重量％の範囲にあれば、パイプ状成形体の成形性、スライス特性及び摩擦特性に特に問題がないことが理解される。また、未加硫ゴムの含有量が２０重量％である場合に、最適な成形性、スライス特性及び摩擦特性を得られることが認められる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の効果を奏する。
【００５９】
（１）従来技術のように圧縮成形プレスにて、一枚づつ予備成形及び本成形するのではなく、混練押出し装置にて連続的に成形するので、一枚づつ摩擦材原料を計量する必要が無くなり、計量に伴う問題点（計量の困難性とバラツキ）は一気に解決でき、品質の安定したドーナツ板状の摩擦板を得ることができる。
【００６０】
（２）また、従来技術ではオーバーサイズの摩擦板素材をつくり、これを機械加工その他の方法で内外径を所定寸法に仕上げざるを得なかったような内外径差の小さい摩擦板に対しても、本発明の方法によれば、内外径を所定寸法に容易に成形できるので、内外径の仕上げ加工は不必要となる。さらに本発明によるパイプ状成形体は、切り代ロスが殆どない理想的なスライス加工が容易にでき，切断面の状態も摩擦板の機能面として十分な状態で、何等の厚み加工も行うことなしに使用に供することができる。従って、加工屑は殆どゼロにすることができ、摩擦材原料のムダ使い防止への貢献もできる。
【００６１】
（３）さらに本発明によれば、従来法に比べ、製造工程の要素数を大幅に削減でき、工程管理の煩わしさとそれに要する費用が削減でき、より安価な摩擦板を提供できる。
【００６２】
（４）本発明による摩擦板は、未加硫ゴムが押出成形中の混練作用で、バインダとしての効果以外に摩擦材としての性能向上にも役立ち、より優れた摩擦特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るドーナツ板状摩擦板の製造工程図である。
【図２】パイプ状成形体の斜視図である。
【図３】パイプ状成形体の製造プロセスにおいて使用される装置の簡略化した断面図である。
【図４】混練押出し装置の先端部付近の断面図である。
【図５】図４の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図６】第３ステップｎ３の製造工程において使用されるスライス加工装置の斜視図である。
【図７】パイプ状成形体の切断によって得られた摩擦板の斜視図である。
【図８】パイプ状成形体の切断によって得られた摩擦板の断面図である。
【図９】他のダイヘッド６０Ａを備えた混練押出し装置の先端部付近の断面図である。
【図１０】図９の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図１１】本発明方法により得られた摩擦板と、従来方法により得られた摩擦板の各々についての周方向の密度分布を示すグラフである。
【図１２】従来のドーナツ板状摩擦板の製造工程図である。
【符号の説明】
１０：パイプ状成形体
２１：混練押出し装置
２１ａ：ホッパー
２２：貯留槽
２３：供給機
２４：連通管
２５：連続螺旋状体
３０：第１攪拌手段
３１：レベルセンサ
３２：第２攪拌手段
５０：スライス加工により得られたドーナツ板状成形体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction plate used for clutches and brakes in various fields and a method for manufacturing the same, and more specifically, friction having a small inner and outer diameter difference such as a friction plate used for an electromagnetic clutch of a compressor for a car air conditioner. The present invention relates to a donut plate-like friction plate that can be particularly preferably applied to a plate and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An outline of a conventional manufacturing method of this type of friction plate is as shown in FIG. That is, fiber components such as heat-resistant organic fiber, glass fiber, natural inorganic fiber, and metal fiber represented by aramid fiber, and powder filling such as barium sulfate, calcium carbonate, cashew dust, cork powder, graphite, and molybdenum disulfide The material component is a material obtained by adding a thermosetting resin typified by phenol resin as a binder component, and this material is stirred and mixed, and this is subjected to room temperature pressure molding (preliminary molding) into a donut plate shape. A doughnut-shaped friction plate having a predetermined size is manufactured by performing heat and pressure molding (main molding) and performing machining through a heat treatment step.
[0003]
More specifically, as described above, since the raw material of the friction plate contains a large amount of fibrous substances, a material obtained by stirring and mixing these raw materials (hereinafter abbreviated as a friction material raw material) is entangled with fibers. It is a material that is very bulky, has no free flow, and is very difficult to handle. Since it is difficult to fill this into a heated molding die as it is and to fill it uniformly, it is pre-molded before heating and pressing, that is, pre-pressed into a donut plate at room temperature. A process is introduced and this is called a preforming process.
[0004]
In this preforming process, the friction material raw material equivalent to one friction plate is weighed, put into a preforming mold at room temperature, and uniformly filled into a donut plate shape by a habituation operation in the mold, A high pressure is applied by a preforming press to compress a bulky friction material material into a compact and easy-to-handle donut plate-shaped preform.
[0005]
In the main molding step, the preforms are put into a heated main mold one by one, and the thermosetting resin, which is a binder component, is cured while being pressed by the main molding press, and a doughnut-shaped friction plate is obtained. I have the material.
[0006]
In the heat treatment step, the friction plate material is heated in an oven to increase the degree of curing, thereby improving the characteristics as a friction plate. In the machining process, regarding the functional surface used as the friction surface, as it is molded, the surface is a resin surface due to the resin richness and cannot be used in terms of friction performance. Therefore, the surface is removed and finished to a predetermined thickness dimension, and the inner and outer diameter dimensions are processed as necessary.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the production of the friction plate requires many steps such as a raw material stirring and mixing step, a preforming step, a main forming step, a heat treatment step, and a machining step. Although it requires a large number of processes, each process also has the following problems.
[0008]
First, in the preliminary molding process, there is a problem in that the friction material raw material corresponding to one friction plate is weighed. As mentioned earlier, the friction material material is very bulky due to the entanglement of fibers and is not free-flowing, so it is difficult to accurately measure it economically. Inevitable. If variations occur in the weight of the preform, this will affect the main molding in the next process, resulting in variations in the quality of the friction plate.
[0009]
Also, if the inner and outer diameter difference is small (15mm or less) like the electromagnetic clutch friction plate attached to the compressor for car air conditioners, the opening of the preforming mold is inevitably small. However, it is difficult to efficiently put bulky friction material materials into a preforming mold, and even if it can be put in, uniform filling by a habituation operation in the mold is almost impossible. In such a case, an oversized friction plate material in which the difference between the inner and outer diameters is increased more than necessary is punched out, and the inner and outer diameters are finished to a predetermined dimension by machining or other methods. Use of friction material waste, waste finishing, and waste processing waste are required.
[0010]
Next, since the preforming and main forming processes are basically batch forming one by one, in order to improve productivity, that is, to increase the number of moldings per hour, compression used for the pre-forming and main forming. Many molding presses and their dies are required, and economical production is difficult.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a donut-plate-like friction plate that drastically improves productivity and material yield and is excellent in quality stability, and a method for manufacturing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, The invention according to claim 1 is a fiber component, a powder filler component, and a thermosetting resin component. Friction material raw materials including Stir and mix, and melt and knead the mixture using a kneading device to form a pellet or granular friction material raw material of a predetermined size, and the pellet or granular friction material raw material A second step of supplying a kneading and extruding device and continuously producing a pipe-shaped molded body by extrusion molding, and the pipe-shaped molded body is perpendicular to the longitudinal direction at a predetermined thickness dimension pitch. Slicing do it, A plurality of donut plate-like molded bodies are continuously formed. Third step And a manufacturing method of a donut plate-like friction plate. In order to facilitate the extrusion molding in the second step and to facilitate the slicing process in the third step, the friction material raw material is agitated and mixed in the first step. This is done by adding unvulcanized rubber to the raw material. After the third step, Above donut plate shape Molded body Heat treatment, The At the same time as curing the uncured thermosetting resin component contained in the donut plate-shaped molded body Unvulcanized rubber Vulcanize Ruko And features.
[0013]
According to the above configuration, a pipe-shaped molded body is manufactured by extruding the friction material material, and the pipe-shaped molded body is sequentially cut at a predetermined thickness dimension pitch at right angles to the longitudinal direction to obtain a donut plate-shaped molded body. It is done. Therefore, instead of pre-molding and main-molding one by one with a compression molding press as in the prior art, it is continuously molded with a kneading extrusion device, eliminating the need to measure the friction material raw material one by one. The difficulty and variation in weighing associated with weighing can be solved at a stretch, and it is always possible to obtain a donut plate-like friction plate with stable quality.
[0014]
In addition, according to the present invention, the inner and outer diameters can be easily formed to a predetermined size, so that finishing of the inner and outer diameters is unnecessary.
[0015]
In addition, the pipe-shaped body according to the present invention can easily perform ideal slicing processing with almost no cutting allowance loss, and can perform any thickness processing with the cut surface being sufficient as a functional surface of the friction plate. Can be used for use without. Therefore, the processing waste can be reduced to almost zero, and it is possible to contribute to prevention of waste of the friction material.
[0016]
Further, according to the present invention, compared with the conventional method, the number of manufacturing steps can be greatly reduced, the complexity of process management and the cost required for it can be reduced, and a less expensive friction plate can be obtained.
[0017]
Furthermore, the friction plate according to the present invention is useful for improving the performance as a friction material in addition to the effect as a binder due to the kneading action of the unvulcanized rubber during extrusion molding. Therefore, a friction plate having more excellent friction and wear characteristics can be obtained.
[0018]
The invention according to claim 2 is a fiber component, a powdery filler component, and a thermosetting resin component. Friction material raw materials including Stir and mix, and melt and knead the mixture using a kneading device to form a pellet or granular friction material raw material of a predetermined size, and the pellet or granular friction material raw material A storage tank for storing, a storage tank provided with a first stirring means for stirring the stored pellet-like or granular friction material raw material, and a predetermined amount of the pellet-like or granular friction material raw material, The kneading and extruding apparatus is provided with a supply unit that sequentially drops and supplies the hopper, a sensor that detects a supply amount of the friction material material from the storage tank, and a second stirring unit that stirs the friction material material, and is supplied from the storage tank. A feeder comprising a reservoir that supplies the friction material material to the supply unit while being stirred by the second stirring means, one end communicates with the reservoir, and the other communicates with the reservoir of the feeder. The communication pipe A connecting pipe in which a continuous spiral body that extends in the pipe axis direction and is driven in response to the output of the sensor is disposed, and is stored in the storage tank. Alternatively, the granular friction material raw material is supplied to the hopper of the kneading and extruding device by a predetermined amount without clogging via the above-mentioned feeder, and the second step of continuously producing a pipe-shaped molded body by extrusion molding; The pipe-shaped molded body is perpendicular to the longitudinal direction at a predetermined thickness dimension pitch. Slicing do it, A plurality of donut plate-like molded bodies are continuously formed. Third step And a manufacturing method of a donut plate-like friction plate. In order to facilitate the extrusion molding in the second step and to facilitate the slicing process in the third step, the friction material raw material is agitated and mixed in the first step. This is done by adding unvulcanized rubber to the raw material. After the third step, Above donut plate shape Molded body Heat treatment, The At the same time as curing the uncured thermosetting resin component contained in the donut plate-shaped molded body Unvulcanized rubber Vulcanize Ruko And features.
[0019]
According to the above configuration, the amount of the friction material raw material supplied from the storage tank is controlled by the sensor provided in the supply device, and the storage amount of the friction material raw material is always kept constant in the storage portion of the supply device. ing. Further, the friction material material is constantly stirred by the first and second stirring means. For this reason, the friction material materials do not stick to each other. As a result, the friction material material is supplied to the hopper of the kneading and extruding device by a predetermined amount without clogging, and a friction plate having a uniform density can be obtained.
[0020]
The invention described in claim 3 is the method of manufacturing a donut plate-like friction plate according to

claim

1 or 2, wherein the first step is performed. In the above stirring and mixing, Unvulcanized rubber the above 10-30% by weight of the entire friction material In addition It is characterized by that.
[0021]
If the amount of unvulcanized rubber mixed is too large, the friction coefficient of the friction plate becomes too large. On the other hand, the normal function of a product such as a clutch or a brake incorporating the friction plate may be impaired. This is because if the amount of the vulcanized rubber is too small, the moldability deteriorates.
[0022]
Further, the invention according to claim 4 is provided on one surface constituting the friction surface of both side surfaces of the donut plate-like friction plate manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3. An adhesive is applied, and the adhesive is dried to a dry touch.
[0023]
As described above, by applying an adhesive to one surface of the friction plate in advance, it is possible to omit the operation of applying the adhesive at the assembly site of the device on which the friction plate is mounted.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a friction plate according to the present embodiment. The friction plate according to the present invention is a donut plate-like friction plate used for clutches and brakes in various fields, and is basically manufactured by the following steps. That is, a process for producing a pellet-like or granular friction material material (hereinafter referred to as a first step n1), and a friction material material produced in the first step n1 are continuously formed by extrusion molding into a pipe-shaped molded body. A process (hereinafter referred to as second step n2), a step of slicing the pipe-shaped molded body to obtain a donut plate-shaped molded body having a predetermined thickness (hereinafter referred to as third step n3), A donut plate-shaped friction plate is manufactured by a step of heat treating the donut plate-shaped molded body to cure the uncured thermosetting resin component and at the same time vulcanize the rubber component (hereinafter referred to as fourth step n4). The Below, each manufacturing process is explained in full detail together with the apparatus to be used.
[0025]
(First step n1)
In the first step n1, a pellet-like friction material material is manufactured. Specifically, first, the fiber component, the powdery filler component, the thermosetting resin component, and the unvulcanized rubber are stirred and mixed. Next, the stirred and mixed mixture is melt-kneaded using a kneader to obtain a pellet-shaped friction material material having a predetermined size.
[0026]
In addition, you may make it obtain the friction material raw material made into the granular form smaller than a pellet form. The kneading apparatus may be any kneading apparatus that is generally used. For example, a uniaxial kneading apparatus, a biaxial kneading apparatus, or a roll kneading apparatus is used.
[0027]
The fiber component fulfills a function for reinforcement, and examples of the fiber component include heat-resistant organic fibers represented by aramid fibers, glass fibers, natural inorganic fibers, and metal fibers. The powdery filler component serves to improve the frictional wear characteristics. The powdery filler component includes barium sulfate, calcium carbonate, cashew dust, cork powder, graphite, two-component filler. Examples include molybdenum sulfide. The thermosetting resin component serves as a binder, and examples of the thermosetting resin component include phenol resins. Further, the unvulcanized rubber serves to adjust the hardness of the auxiliary binder and the friction material as a whole. Examples of the unvulcanized rubber include nitrile rubber.
[0028]
The content of each component of the friction material is, for example, 43% by weight for the fiber component, 25% by weight for the powdered filler component, 12% by weight for the thermosetting resin component, and 20% by weight for the unvulcanized rubber. . Here, the mixing amount of the unvulcanized rubber is desirably set to a range of at least 10 to 30% by weight with respect to the entire friction material raw material. In particular, 20% by weight is optimal.
[0029]
The reason why the amount of unvulcanized rubber mixed is regulated as described above is as follows. That is, if it is less than 10% by weight, extrusion molding becomes impossible in the subsequent second step n2. This is because the friction material raw material inherently has few binder components and contains a large amount of fiber components and filler components. On the other hand, by mixing the unvulcanized rubber with the friction material raw material in advance, the unvulcanized rubber acts as a binder component in an auxiliary manner, so that a pipe-shaped molded body can be obtained by extrusion molding. Become. Therefore, when the mixing amount of the unvulcanized rubber is too small, extrusion molding is impossible, or a molded body that does not have sufficient bonding force even if it is not impossible.
[0030]
On the other hand, if it exceeds 30% by weight, (1) the friction coefficient of the friction plate becomes too large, and on the contrary, the normal function of a product such as a clutch or a brake incorporating the friction plate may be impaired. That is, if the amount of unvulcanized rubber mixed is too large, the friction plate adheres to the surface to be rubbed (the other surface of the friction plate) due to the properties of the rubber, and the functions of the clutch and brake itself are impaired. Because there is a fear. (2) Furthermore, when unvulcanized rubber is mixed, the amount of mixing of the fiber component and the filler component with respect to the amount of the mixture is reduced, and the friction performance is reduced.
[0031]
For reference, instead of unvulcanized rubber, if the mixing amount of the thermosetting resin is increased, extrusion molding becomes possible, but the hardness of the pipe-shaped molded body obtained by extrusion molding increases. Slicing cannot be performed.
[0032]
Therefore, as a standard for determining the amount of unvulcanized rubber, the optimum amount is determined based on the following three points: action as a binder, softness when cutting the molded body, and having a predetermined coefficient of friction. It is necessary to In addition, as a reference | standard of the softness which a molded object requires, if it shows with a spring type hardness meter (model | form SHORED), it will be about 60-80.
[0033]
According to the experiment results of the present inventors, an optimum result was obtained at 20% by weight in the above range.
[0034]
(Second step n2)
In the second step n2, the pellet-shaped friction material material is supplied to a kneading and extruding apparatus, and the pipe-shaped molded body 10 shown in FIG. 2 is continuously produced by extrusion molding.
[0035]
FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of an apparatus used in a manufacturing process of a molded body, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a tip portion of a kneading extrusion apparatus, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. The apparatus 20 sequentially drops a predetermined amount of pellet-like friction material raw material into a kneading and extruding apparatus 21 having a screw 64 built therein, a storage tank 22 for storing the pellet-like friction material raw material, and a hopper 21a of the kneading and extrusion apparatus 21 The feeder 23 is configured to supply, and a communication pipe 24 that transports a predetermined amount of the pellet-like friction material stored in the storage tank 22 to the feeder 23. The communication tube 24 is a flexible tube, one end of which communicates with the storage tank 22, and the other end communicates with the storage unit 23 b of the feeder 23. A continuous spiral wire 25 extending in the tube axis direction is disposed in the communication tube 24. The continuous spiral wire 25 is configured to be rotationally driven by a motor (not shown). The rotation of the continuous spiral wire 25 causes the pellet-like friction material material in the storage tank 22 to move forward in the communication pipe 24 and is transported to the storage unit 23 b of the supply machine 23. A first stirring means 30 is disposed in the storage tank 22. The stirring operation of the first stirring means 30 prevents the pellet-like or granular friction material raw materials in the storage tank 22 from sticking together and aggregating.
[0036]
The feeder 23 temporarily stores a pellet-like friction material material from the storage tank 22 and a supply unit 23a that sequentially drops and supplies a predetermined amount of the pellet-like friction material material to the hopper 21a of the kneading and extruding device 21. And a storage part 23b. The storage unit 23b is provided with a level sensor 31. The level sensor 31 is configured to detect the storage amount of the friction material raw material. For example, when the storage amount of the friction material material in the storage unit 23b is equal to or less than a predetermined amount, this is detected by the level sensor 31. Corresponding to the detection result from the level sensor 31, a motor (not shown) is driven for a certain time, and the continuous spiral wire 25 is driven to rotate. Thereby, a certain amount of the friction material material is supplied from the storage tank 22 to the storage portion 23b. By providing the level sensor 31 in this manner, the storage amount of the friction material material in the storage portion 23b can always be maintained at a constant amount. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the friction material material is too much to be stored in the storage portion 23b and the friction material materials are adhered to each other.
[0037]
In addition, a second agitation means 32 for agitating the friction material is provided in the reservoir 23b. By this second stirring means 32, the friction material material is supplied to the supply unit 23a while being stirred. Therefore, in combination with making the storage amount by the level sensor 31 constant, a predetermined amount of the friction material material can be supplied to the hopper 21a of the kneading and extruding device 21 through the supply unit 23a. As described above, in the extrusion molding system according to the present embodiment, the friction material raw material stored in the storage tank 22 is supplied to the kneading and extruding device 21 via the supply device 23, and the level sensor 31 and the second The friction material can be supplied to the kneading and extruding device with high accuracy by the action of the 1 stirring means 30, 32, etc., so that a constant amount is supplied without clogging. The uniformity of body density is extremely high. Therefore, the donut-plate-like friction plate obtained by the subsequent slicing process can obtain a product with good quality without density variation. This also improves wear resistance.
[0038]
(Third step n3)
In the third step n3, the pipe-shaped molded body 10 is sequentially cut at a predetermined thickness dimension pitch at right angles to the longitudinal direction to obtain a donut-shaped friction plate 50 (see FIGS. 7 and 8).
[0039]
FIG. 6 is a perspective view of a slice processing apparatus used in the manufacturing process of the third step n3. The slicing apparatus 40 includes a rotating shaft 41, a rubber attachment tube 42 that is fixedly attached to one end of the rotating shaft 41, and a rotating blade 43 that cuts the pipe-shaped molded body 10. The rotating shaft 41 is hollow, and air is pumped into the pipe from a compressor (not shown). A large number of air blowing holes 43 are formed in a portion of the rotating shaft 41 where the mounting pipe 42 is mounted. The inner diameter of the mounting tube 42 is slightly larger than the outer diameter of the rotating shaft 41, and therefore the mounting tube 42 is gently attached to the rotating shaft 41. When slicing, the pipe-shaped molded body 10 is gently wrapped around the attachment pipe 42. In this state, air that is pumped through the rotary shaft 41 is blown out from the blow-out hole 43, the mounting pipe 42 expands in the radial direction, and the outer peripheral surface of the mounting pipe 42 and the inner peripheral surface of the molded body abut, The molded body is chucked on the rotating shaft 41 via the attachment tube 42. In this way, by chucking the molded body to the rotary shaft 41, it is not necessary to chuck the molded body directly. Therefore, the entire length of the molded body can be sliced, and the waste of the friction material is eliminated. be able to.
[0040]
Next, the rotary shaft 41 and the rotary blade 43 are rotationally driven. Further, the rotary blade 43 is sequentially sliced along the axial direction by moving forward and backward to the pipe-shaped molded body 10 and moving the pipe-shaped molded body 10 in a predetermined pitch in the axial direction.
[0041]
In this slicing process, since the pipe-shaped molded body 10 is soft, little or no processing waste is generated.
[0042]
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the friction plate 50 obtained by cutting the pipe-shaped molded body has an outer peripheral surface 50a and an inner peripheral surface 50b that are resin-rich resin surfaces. The cut surface 50c of the body is a friction function surface. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to polish the resin surface that has been raised on both surfaces of the friction plate, and the step of polishing the resin surface in the manufacturing process can be omitted. Furthermore, in the present invention, in order to obtain a friction plate, it is necessary to cut the pipe-shaped molded body, but this improves the surface accuracy of the cut surface together with the cutting, and thus secondary machining is unnecessary. There is also an effect of becoming.
[0043]
(4th step n4)
In the fourth step n4, the donut plate-like molded body 50 obtained by slicing is heat-treated to cure the uncured thermosetting resin component contained in the donut plate-like molded body 50, and at the same time, the rubber component Vulcanize. Thereby, a donut plate-like friction plate is obtained.
[0044]
In addition, after the heat treatment step, an adhesive may be applied to one surface constituting the friction surface of the both surfaces of the friction plate, and the adhesive may be dried to a dry touch state. In this way, it is not necessary to apply an adhesive to one surface of the friction plate in order to fix the friction plate to the device at the assembly site of the device on which the friction plate is to be mounted. improves.
[0045]
(Other matters)
In the above embodiment, the kneading and extruding apparatus having the die head 60 shown in FIGS. 4 and 5 is used. However, the kneading and extruding apparatus having the die head 60A shown in FIGS. 9 and 10 is used. May be. That is, in the kneading and extruding apparatus 21 shown in FIGS. 4 and 5, since the die cone 62 is fixed by the spider 63 inside the die body 61, the molten material is diverted in the spider 63. When the fiber component is contained in a large amount, poor fusion at the joining portion and poor fiber orientation are likely to occur, and a molded product that is homogeneous in the circumferential direction may not be obtained. In this regard, the kneading and extruding apparatus 21 having the die head 60A shown in FIGS. 9 and 10 uses a screw 64A having a tip corresponding to the inner peripheral surface of the die pushing 65A and a die body 61A without a spider. Therefore, the above-mentioned poor fusion or defective fiber orientation does not occur, and a molded body that is homogeneous in the circumferential direction can always be obtained.
[0046]
【Example】
[Example 1]
As an example, a donut plate-shaped friction plate was manufactured by the manufacturing method shown in the embodiment of the present invention. Such a production method is hereinafter referred to as the production method A of the present invention.
[0047]
[Comparative Example]
As a comparative example, a donut-shaped friction plate was manufactured by the conventional manufacturing method shown in FIG. Such a manufacturing method is hereinafter referred to as a comparative manufacturing method X.
[Experiment 1]
Since each of the manufacturing method A of the present invention and the comparative manufacturing method X manufactured 1000 friction plates continuously per time, and this was performed 10 times, the quality of the manufactured friction plates was examined. The results are shown in Table 1. In addition, the conditions of the friction plate to be manufactured in this experiment are as follows.
[0048]
Friction plate outer diameter d1: 96.8 mm
Friction plate inner diameter d2: 85.3 mm
Difference in inner and outer diameter of friction plate: 11.5mm
Friction plate thickness t: 1.6 mm
[Table 1]

[0049]
As is apparent from Table 1, it can be seen that the production method A of the present invention is less likely to produce defective products than the comparative production method X. This is because in the manufacturing method A of the present invention, it is not necessary to weigh the friction material materials one by one, and there is no generation of defective products due to the difficulty of weighing and the accompanying variation in weighing.
[0050]
The number of sheets produced per hour was 3125 for the production method A of the present invention and 400 for the comparative production method X. The production number of the production method A of the present invention is obtained as follows. That is, since the length of the molded product extruded per hour is 5 m and the thickness of the friction plate is 1.6 mm, the number of sheets produced per hour is 3125. According to this experimental result, it is recognized that the production method A of the present invention is much more productive than the comparative production method X.
[0051]
Furthermore, the friction material raw materials used in the production of a total of 10,000 friction plates shown in Table 1 were 48 kg in the production method A of the present invention and 125 kg in the comparative production method X. As a result, it is recognized that the material yield has been dramatically improved.
[0052]
[Experiment 2]
Since the quality stability of each friction plate manufactured by the experiment 1 was examined, the results are shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b). Specifically, 10 pieces are randomly selected from 1000 pieces of each of the first to tenth friction plates produced by each manufacturing method, and each of these friction plates is divided into 12 equal parts in the circumferential direction. FIG. 11 (a) shows the manufacturing method A of the present invention, and FIG. 11 (b) shows the comparative manufacturing method X. It has been investigated.
[0053]
From FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), in the case of the comparative manufacturing method X, it seems that the average value is stable when viewed for each number of times of manufacture, but there is a difference between the maximum value and the minimum value. It's not big and stable. However, in the case of the manufacturing method A of the present invention, it can be said that the maximum value and the minimum value are very small and stable. Here, density is taken up as a substitute characteristic for quality, but if the density is stable, it can be considered that other characteristics are also stable. Therefore, in the case of the production method A of the present invention, it can be said that the quality is very stable.
[0054]
[Example 2]
Table 2 shows the results of examining the moldability, slicing characteristics, and friction characteristics of the extruded pipe-shaped molded body by changing the content of the unvulcanized rubber with respect to the friction material raw material.
[Table 2]

[0055]
The friction plate manufacturing method is the same as the manufacturing method described in the above embodiment except that the content of unvulcanized rubber with respect to the friction material is changed. Here, the moldability was judged based on whether or not the extruded pipe-shaped molded body was good as a molded product. The slice characteristics were determined based on whether or not the pipe-shaped molded body could be easily cut. The friction characteristics were judged based on the size of the friction coefficient on the surface of the friction plate. However, the magnitude of the friction coefficient was determined within the range of the allowable friction coefficient (0.45-0.55) for the friction plate used for the clutch of the car air conditioner. For reference, if the maximum value of the allowable friction coefficient (0.55) is exceeded, the friction coefficient is too large and the normal function of the product incorporating the friction plate is impaired.
[0056]
The experimental conditions are as follows.
[0057]
Number of friction plates molded as experimental samples: 1000
Conditions for the friction plate
Friction plate outer diameter d1: 96.8 mm
Friction plate inner diameter d2: 85.3 mm
Difference in inner and outer diameter of friction plate: 11.5mm
Friction plate thickness t: 1.6 mm
From Table 2 above, it is understood that when the content of the unvulcanized rubber is in the range of 10 to 30% by weight, there is no particular problem in the moldability, slicing characteristics and friction characteristics of the pipe-shaped molded body. It can also be seen that optimum moldability, slicing characteristics and frictional characteristics can be obtained when the unvulcanized rubber content is 20% by weight.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
[0059]
(1) Instead of pre-molding and main-molding one by one with a compression molding press as in the prior art, continuous molding is carried out with a kneading extrusion device, so it is necessary to measure the friction material raw material one by one The problems associated with weighing (difficulty and variations in weighing) can be solved all at once, and a donut-shaped friction plate with stable quality can be obtained.
[0060]
(2) Also, in the prior art, an oversized friction plate material is produced, and this is applied to a friction plate having a small difference between the inner and outer diameters. According to the method of the present invention, the inner and outer diameters can be easily formed to a predetermined size, so that finishing of the inner and outer diameters is unnecessary. Furthermore, the pipe-shaped body according to the present invention can easily perform an ideal slicing process with almost no cutting allowance loss, and the thickness of the cut surface is sufficient as a functional surface of the friction plate without any thickness processing. Can be used for use. Therefore, the processing waste can be reduced to almost zero, and it is possible to contribute to prevention of waste of the friction material.
[0061]
(3) Further, according to the present invention, compared with the conventional method, the number of elements in the manufacturing process can be greatly reduced, the troublesome process management and the cost required for the process management can be reduced, and a cheaper friction plate can be provided.
[0062]
(4) The friction plate according to the present invention is a kneading action during which the unvulcanized rubber is extruded, and serves to improve performance as a friction material in addition to the effect as a binder, and has more excellent friction characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a donut plate-like friction plate according to the present embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a pipe-shaped molded body.
FIG. 3 is a simplified cross-sectional view of an apparatus used in a manufacturing process of a pipe-shaped molded body.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the tip of the kneading and extruding apparatus.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a perspective view of a slicing apparatus used in the manufacturing process of the third step n3.
FIG. 7 is a perspective view of a friction plate obtained by cutting a pipe-shaped molded body.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a friction plate obtained by cutting a pipe-shaped molded body.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of the tip of a kneading and extruding apparatus equipped with another die head 60A.
10 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 9;
FIG. 11 is a graph showing the density distribution in the circumferential direction for each of the friction plate obtained by the method of the present invention and the friction plate obtained by the conventional method.
FIG. 12 is a manufacturing process diagram of a conventional donut plate friction plate.
[Explanation of symbols]
10: Pipe-shaped molded body
21: Kneading extrusion apparatus
21a: Hopper
22: Reservoir
23: Feeder
24: Communication pipe
25: Continuous spiral body
30: First stirring means
31: Level sensor
32: Second stirring means
50: Donut plate-like molded body obtained by slicing

Claims

A friction material containing a fiber component, a powder filler component, and a thermosetting resin component is agitated and mixed, and the mixture is melt-kneaded using a kneader to produce a pellet-like or granulated friction of a predetermined size. A first step of making the raw material,
A second step of supplying the pelletized or granular friction material raw material to a kneading and extruding device and continuously producing a pipe-shaped molded body by extrusion;
A third step of continuously forming a plurality of donut plate-like shaped bodies by slicing the pipe-like shaped body at a predetermined thickness dimension pitch perpendicular to the longitudinal direction, and a donut plate-like friction plate comprising: In the manufacturing method,
In order to facilitate the extrusion molding in the second step and to facilitate the slicing process in the third step, stirring and mixing of the friction material raw material in the first step is performed on the friction material raw material. Add unvulcanized rubber,
After the third step, by annealing the donut-plate-like molded body, Ru is vulcanized the unvulcanized rubber at the same time curing the thermosetting resin component uncured contained in the donut-shaped molded body method of manufacturing a donut-shaped friction plate, wherein a call.

A friction material containing a fiber component, a powder filler component, and a thermosetting resin component is agitated and mixed, and the mixture is melt-kneaded using a kneader to produce a pellet-like or granulated friction of a predetermined size. A first step of making the raw material,
A storage tank for storing the pelletized or granular friction material material, the storage tank having a first stirring means for stirring the stored pelletized or granular friction material material; A supply part for sequentially dropping and supplying a pellet-like or granular friction material raw material to the hopper of the kneading extrusion device, a sensor for detecting the supply amount of the friction material raw material from the storage tank, and a second stirring for stirring the friction material raw material And a supply device configured to supply the friction material material supplied from the storage tank to the supply unit while stirring the friction material material by the second stirring means, and one end communicated with the storage tank. The other end is a communication pipe that communicates with the storage section of the feeder, and a continuous spiral body that extends in the pipe axis direction and is driven in response to the output of the sensor is disposed in the pipe. A connecting pipe, and the storage tank The retained pelletized or granular friction material material is supplied to the hopper of the kneading and extruding device by a predetermined amount without clogging via the feeder, and the pipe-shaped molded body is continuously formed by extrusion molding. A second step of manufacturing;
A third step of continuously forming a plurality of donut plate-like shaped bodies by slicing the pipe-like shaped body at a predetermined thickness dimension pitch perpendicular to the longitudinal direction, and a donut plate-like friction plate comprising: In the manufacturing method,
In order to facilitate the extrusion molding in the second step and to facilitate the slicing process in the third step, stirring and mixing of the friction material raw material in the first step is performed on the friction material raw material. Add unvulcanized rubber,
After the third step, by annealing the donut-plate-like molded body, Ru is vulcanized the unvulcanized rubber at the same time curing the thermosetting resin component uncured contained in the donut-shaped molded body method of manufacturing a donut-shaped friction plate, wherein a call.

The donut according to claim 1 or 2, wherein the unvulcanized rubber is added in an amount of 10 to 30 wt% with respect to the entire friction material raw material during the stirring and mixing in the first step . A manufacturing method of a plate-like friction plate.

On one side surface of both side surfaces of the donut-shaped friction plate produced by the method according to any one of claims 1 to 3, an adhesive is applied, the adhesive dry to the touch A donut-shaped friction plate characterized by being dried.