JP4418226B2 - 多数部片摩擦材料を有するクラッチ板を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、全体として、摩擦材料フェーシングを有するコア板を製造する方法及び装置に関する。より具体的には、本発明は、表面に多数の摩擦材料の部片を有する摩擦板を製造する方法及び装置に関する。

本発明は、湿式多板型クラッチと共に使用される摩擦材料を製造する方法及び装置に関する。多板型クラッチは、全体として、複数の相互に差し込んだクラッチディスクと、クラッチ板とを備えており、これらのクラッチディスク及びクラッチ板が係合してエネルギを駆動エンジンから駆動輪まで伝動することを可能にする。湿式クラッチは、また、クラッチの摩耗を少なくし、クラッチディスクの摩擦フェーシングを冷却し且つ、クラッチ板とクラッチディスクとの間にて所望の静圧力を提供するため、油のような潤滑剤も利用する。

摩擦材料は、通常、フェノール系樹脂が含浸された焼結金属又は紙で出来ている。摩擦材料は、通常、摩擦材料シートから切断される。材料シートは、シートから摩擦材料の所望の形状体を押し抜くダイ切断装置を介して送り込まれる。次に、所望の形状の摩擦材料は、残る材料すなわちスクラップから分離される。

摩擦材料は、比較的高価であり、このため、使用される摩擦材料の量を最適にし且つ、製造工程からの廃物を無くすことが望ましい。
更に、製造工程からの全てのスクラップすなわち廃物生成物を解消することは、いろいろな業界の基準に適合することの助けとなる。また、全てのスクラップ材料を適正に処分することは、益々厳しくなる環境に関する規則の中心的問題である。製造工程から生じる全てのスクラップは、適宜な仕方にて処分しなければならない。摩擦材料の製造は、全体として、高価な材料を使用するため、かかる処分は問題である。このため、スクラップ摩擦材料を処分することは、益々、コスト高となりつつある。

別の、場合によっては、相反する問題点は、摩擦材料は、新しく開発されるエンジン、クラッチ、トランスミッション等によって要請される益々厳しくなる要求条件に常に適合しなければならないことである。このため、クラッチ部材及び摩擦フェーシング材料を過度に摩耗させることなく、クラッチの滑らかな係合及び非係合すなわち離脱が維持されるように、摩擦材料及びクラッチ板が十分に冷却し且つ、潤滑されるようにすることが重要である。多くの先行技術の摩擦材料の設計は、油のような流体が摩擦フェーシングを通ることを許容することにより所望の冷却及び潤滑を実現するため、フェーシング材料中に溝又はスロットパターンを使用することを含む。かかる冷却溝は、全体として、３つの労働集約的方法の１つによって製造される。

切断される前に、摩擦材料に予め溝が形成され且つその摩擦材料がクラッチ板に取り付けられるようにする１つの方法は、ネルズ（Ｎｅｌｓ）の米国特許第４，２６０，０４７号に示されている。溝を形成する別の方法は、熱圧力接合工程の間、摩擦材料の一部分を圧縮するため所要形態の加工装置を使用する。更に別の方法は、摩擦板を保持具に取り付け且つ、多数のフライス削り及び砥石車に摩擦材料を通して所望の深さ及び寸法の別個の溝を切り込むことにより、完成した摩擦板に溝を切込むことを含む。

更に、極めて多岐に亙る摩擦フェーシング材料及び摩擦フェーシング材料の設計のものを製造するため多数のクラッチ設計が既知である。現在、利用可能である、幾つかの一般的な摩擦フェーシングは、ネルズの米国特許第４，２６０，０４７号及びマニノ・ジュニア（Ｍａｎｎｉｎｏ，Ｊｒ．）の米国特許第４，６７４，６１６号の明細書に示されている。クラッチと共に使用されるこれらの摩擦ディスクは、摩擦材料にて形成され且つ、複数の別個の円弧状部片を接続することにより製造される。円弧状部片は、クラッチの動作中、冷却油が摩擦フェーシングに亘って流れるのを許容すべく予め溝が切ってある。

フジモト（Ｆｕｊｉｍｏｔｏ）等の米国特許第５，０９４，３３１号、クイグレイ（Ｑｕｉｇｌｅｙ）の米国特許第５，４６０，２５５号、ステファニーチ（Ｓｔｅｆａｎｕｔｔｉ）等の米国特許第５，７７６，２８８号、クイグレイの米国特許第５，８９７，７３７号、ウィルウォース（Ｗｉｌｌｗｏｒｔｈ）等の米国特許第６，０１９，２０５号には、極めて多数の摩擦材料部片を板に有するクラッチ摩擦板が開示されている。これらの部片は、隣接する部片の各々の間に、油溝が設けられるように、隔たった関係に配置されている。

マーリン（Ｍａｒｉｎ）の米国特許第３，８７１，９３４号及び米国特許第４，００２，２２５号には、摩擦材料が両側にてディスクに重なり合うように、ディスクの外周の周りに巻かれた摩擦材料が示されている。次に、この重なり合い部分は、外周の周りに間隔を置いて切断し且つ、ディスクの表面に折り重ねられる。

タカクラ（Ｔａｋａｋｕｒａ）等の米国特許第５，３３５，７６５号には、半径方向面内に配置され且つ、回転方向に対して斜め後方に傾斜させた第一の溝及び第二の溝の組合せを有する摩擦部材が開示されている。ネルズの米国特許第５，６１５，７５８号及び米国特許第５，９９８，３１１号には、溝は存在しないが、縦糸及び充填糸が、流体が流れることを許容する通路を形成する、摩擦糸フェーシング材料が示されている。

個別部片に分けた摩擦材料を製造する装置の従来の設計に共通する欠点は、摩擦材料の部片自体に、複雑な形状体及び意匠を形成する点にあり、その結果、製造の複雑さ、スクラップの発生量の増加、及びそれに伴うスクラップ材料の適正な処分に関する問題を招来する。更に、これらの複雑な形状とされた摩擦材料は、特定型式の摩擦クラッチに対する特別な条件に合うように全て、個別に製造され、このため、一般的にいって、多様な用途にて使用することはできない。

例えば、ミヤイシ（Ｍｉｙａｉｓｈｉ）等の米国特許第５，５７１，３７２号には、約２０％のスクラップ材料を発生させ、また、ばね様機構が係合して個別の部分をコア板上に分配する迄、個別の摩擦材料の部片に切断し且つ保持する装置について記述する１つの製造方法が示されている。

このため、二次的工程及び付随する機械類を必要とせずに、所望の深さ及び特徴の別個の冷却溝パターンを有する摩擦クラッチ板を製造する装置が必要とされている。
その製造時に、実質的にスクラップを発生させない、多数の摩擦材料の部片を製造する装置が更に必要とされている。

また、摩擦材料を有するコア板の製造能力を向上させ且つ、特に、耐久性を増し、抵抗力及び高温スポット箇所が減少する設計とされた構造上の有利な効果を有する、摩擦材料を製造する方法及び装置を提供することが更に必要とされている。

異なる型式のクラッチ及び摩擦板に汎用的に適用可能である、摩擦材料が更に必要とされている。
自動車に対する性能に対する要求事項が益々厳しくなるに伴い、クラッチは、高温度にて効率的に作動し得るように、高回転速度（ＲＰＭ）にて高トルクを提供し得なければならない。このため、この性能に対する要求事項は、これらクラッチにて摩擦材料として使用するため、より高価で且つ、より高性能の材料を要請する。

このため、本発明の１つの特徴は、かかる要求事項が厳しい環境にて使用可能な摩擦クラッチ板を製造するための効率的な方法及び装置を提供する。摩擦クラッチ板は、該クラッチ板の環状の一側部に、又は、幾つかの実施の形態において、その環状側部の双方に、くさび石又はかなめ石形の複数の摩擦材料部片を有している。個別のくさび石形又は台形の部片は、クラッチ板に要求される冷却及び潤滑の必要条件を維持すると同時に、クラッチ板における摩擦表面積を最小にする。摩擦材料のくさび石形部片は、今日の自動車にとって一般的である高い回転速度（ＲＰＭ）／小型エンジンに対する性能標準に適合するため優れた熱放散が必要とされる場合、クラッチ内でかかる優れた熱放散を許容する。

摩擦材料のくさび石形部片は、クラッチ板における半径方向に伸びる油通路を介して所望の潤滑及び冷却機能を発揮させ得るように、クラッチ板上にて方位決めされている。摩擦材料の部片の方位は、油がクラッチ板内に又はクラッチ板外へ半径方向に流れるための所望の方向を実現し且つ、クラッチ板にて所望の程度の静液圧力を発生させる。部片の寸法、形状、間隔及び方位は、全て、機能して、流体の圧送程度、静液圧力、及び摩擦クラッチ板の冷却程度を制御する。

個別の部片は、コア板の環状面上に配置される。個別の部片の「くさび石形」の形状は、摩擦材料をコア板上に効率良く配置し又摩擦材料にてコア板を覆うことを許容し、また、完成したクラッチ板に所望の溝を形成する。

摩擦材料のくさび石形部片は、従来の個別部片化した摩擦フェーシングに卓越して、摩擦材料の利用率を著しく向上させる。くさび石形の摩擦部片を形成するため、摩擦材料の実質的に１００％が使用される、すなわち、使用されない材料すなわちスクラップ材料は生じない。

本発明の１つの特徴によれば、摩擦材料を「ロール切断」して所望のくさび石形の幾何学的形態にすることにより適宜な摩擦材料が形成される。当該発明者達は、予想に反し、押抜き切断と異なって、摩擦材料を「ロール切断」するステップは、隣接する環境の汚れを軽減することが分かった。摩擦材料のロール切断は、摩擦材料を切断するため現在使用されている「押し抜き」又は「ダイ切断」を卓越する多数の有利な効果を提供する。現在使用されている、これらの方法において、材料が破断し裂断する迄、切削刃を摩擦材料中に押し込む。このため、ダイ切断及び（又は）押し抜き工程によって摩擦材料にぎざぎざな端縁が形成される。これらのぎざぎざな端縁は、クラッチ板の組み立て工程の間、又はクラッチ板自体の有効寿命の間、裂断し又は押しのけられる。組み立て工程の間、板を取り扱う際、これらぎざぎざな端縁が押しのけられるならば、好ましくない切屑粒子が形成され且つ、周囲環境を汚す。クラッチ板を使用する間、これらのぎざぎざな端縁が押しのけられるとき、塵埃粒子が形成され且つ、周囲の流体を汚し、これにより、システムを汚し且つ、システムが効率良く作動することをより困難にする。また、この浮動し且つ移動する摩擦材料の塵埃は、システムのその他の部品に好ましくない摩耗を生じさせる。これと相違にして、本発明は、摩擦材料を分離させ且つ、切屑又は塵埃を殆ど全く発生させないナイフ状切刃部を有するロール切断工程を使用する。

図１には、多数の摩擦材料のくさび石形部片を有するクラッチ板を製造するときのフロー図が示してある。最初に、図面の左側を参照すると、スチールが供給され且つ、コアとして打ち抜かれる。次に、コアを清浄にし、所定の実施の形態において、接着剤又は糊をコアの側部又は両側部に塗布する。いろいろな実施の形態において、接着剤が熱硬化性接着剤であるとき、「Ｂ」段階の熱硬化工程を使用して接着材料を「予め硬化」させる。

次に、図面の中心側を参照すると、生材料が供給され且つ、摩擦紙材料が形成されて、所定の実施の形態において、適宜な樹脂が含浸される。摩擦紙材料を裂いて、所望の幅を有する狭小なコイルとなるようにする。コイル状に巻いた摩擦材料をロール切断及び組み立て装置内に送る。

材料は、以下により詳細に説明するように、ダイ切断装置を使用して、ロール切断し、個別のかなめ石すなわちくさび石形の摩擦材料の部片となるようにする。
搬送装置は、くさび石形の摩擦材料の個別の部片を対向する第一及び第二の回転組み立て保持具内に挿入する。２つの対向する真空組立体は、相応する第一及び第二の回転組み立て保持具に隣接して動作可能に取り付けられ且つ、部片を２つの組み立て保持具から除去するために使用される。第一及び第二の真空組立体は、組み立てた部片を隣接する回転台に取り付けられた対向する接合収容部内に搬送する、すなわち装荷する。

回転台は割り出しを行ない且つ、充填され又は装荷された接合収容部を割り出し且つコア板の装荷ステーションに隣接して位置に決めする。
コア装荷装置は、コア板を接合収容部の各々に配置する。

回転台は割り出しを行ない且つ、装荷した接合収容部をコア板を摩擦材料に接合する接合装置に隣接して搬送する。部片は、熱及び圧力を使用するといった適宜な仕方にてコアに接合される。その後、プレスのような接合組立体が開放し且つ、回転台が割り出しを行って、接合後の摩擦板を取出し位置まで搬送する。接合された２つの摩擦板は接合収容部から取り出される。

回転台は割り出しを行ない、空になった接合収容部をくさび石形摩擦材料の部片の装荷ステーションに搬送する。
次に、図２を参照すると、多数部片の誘導接合多段装置１０の概略図が図示されている。摩擦材料１２の狭い帯板の供給体がロール切断装置２０まで動作可能に移動し、該ロール切断装置２０は、以下により詳細に説明するように、摩擦材料の帯板を切断して個別の部分すなわち部片にする。

切断された個別の部分すなわち部片は、覆われた軌道５８に沿って往復移動組立体７０へ進み、該往復移動組立体は、以下に説明するように、個別の複数の摩擦材料の部片を分離し且つ組み立てステーション９０内に移動させる。組み立てステーション９０は、第一の組み立て保持具９１及び第二の組み立て保持具９２を備えている。往復移動組立体７０は互い違いになっている、切断された複数の摩擦材料の部分すなわち部片を以下により詳細に説明するように、第一及び第二の組み立て保持具９１、９２内にそれぞれ移動させる。

第一及び第二の組み立て保持具９１、９２の各々は、第一及び第二の搬送組立体１２０、１２１にそれぞれ隣接している。組み立て保持具９１、９２の各々は切断した複数の摩擦材料の部片と係合する。次に、組み立てられた部片を隣接する接合収容部１４０内に配置する。説明の便宜のため、１つの接合収容部についてのみ詳細に説明するが、本発明の組立体は、多数の接合収容部を有することを理解すべきである。その後、割り出し機１５０が回転台１５２を矢印１５４の方向に回転させる。ターンテーブルすなわち回転台は、組み立てた搬送位置Ａから部片の検査位置Ｂまで回転する。その後、回転台は、位置Ｃまで回転され、該位置Ｃにてコア板マガジン１６０がコア板１７０を接合収容部１４０内に配置する。その後、割出し台１５２を割り出し接合位置Ｄまで回転させ、この位置Ｄにて、割り出し接合機１８０が切断した摩擦材料の部片をコア板１７０に接合する。その後、割出し台を取出し位置Ｅまで回転させ、この位置Ｅにて、接合した摩擦材料を有するコア板が取り出される。最後に、回転台１５２を空の収容部の点検位置に対する位置Ｆまで回転させる。その後、回転台は、位置Ａに復帰して別の組み立てた切断部片（以下本明細書（特許請求の範囲も同じ）において切断部片とは切断してできた部片を呼ぶ）の供給体を受け取る。

次に、図３乃至図５、特に、図３を参照すると、ロール切断装置２１の概略図が図示されている。ロール切断装置２１は、摩擦材料１２の帯板を切断して個別複数の部分すなわち部片１４にする。

本発明の１つの特徴によれば、摩擦材料の個別の部片１４は切断されて、台形又はかなめ石すなわちくさび石形となる。図４の概略図に示すように、個別の部片１４の各々は、内端縁１５と、外端縁１７と、対向する斜めの側部１６、１８とを有している。

所定の実施の形態において、ロール切断装置２１は、図３に概略図的に示すように、回転ダイすなわちロール切断装置とすることができる。ロール切断装置２１は、ロール切断装置２１の外周の周りに配置された複数のブレード２２を有している。ブレード２２の各々は、それぞれ第一及び第二の端部２３、２４と、切断刃２５とを有している。ブレード２２は、互いに斜めにすなわち対向する角度に配置され、摩擦材料１２がロール切断されたとき、本明細書に説明するように、個別の摩擦部片１４の両側部１６、１８（左側及び右側）が互いにある角度となり且つ内側端縁１５及び外側端縁１７に対しある角度となるようにする。複数のブレード２２がロール切断装置２１の外周の周りに配置され、ブレード自体が「くさび石」形状を画成するようにすることを理解すべきである。

ロール切断装置２１はまた、対向する第一及び第二の外周面２７、２９をそれぞれ有しており、これら外周面は、ブレード２２の各々の第一及び第二の端部２３、２４の周りを周方向に伸びている。摩擦部片１４の所望の幅は、クラッチ板の所望の寸法、すなわち等価的に完全な環状のフェーシング外径及び内径、１つのコア当たり使用すべき部片の数、コア上に配置された個別の部片間における空間の所望の幅によって決定されることを理解すべきである。

ロール切断装置２１は、少なくとも１つの特定型式の摩擦板に対する所定の所望の幾何学的仕様に適合する摩擦材料の部片１４を切断する設計とされている。本明細書に示した実施の形態において、個別の部片１４は、該部片の各々が台形の形状となるように切断される。好ましくは、切断した部片の１４の内端縁１５及び外端縁１７が平行であるようにする。内端縁１５は、外端縁１７の幅よりも長さが短い。このように、台形又はくさび石形の部片１４は、外端縁１７によって画成された線に対し鋭角な角度となる第一の反対側側部１６と、外端縁１７によって画成された線に対し対向し且つ等しい角度となる第二の反対側側部１８とを有している。このように、第一の部片１４ａにおける第一の反対側側部１６は、クラッチ板上に配置されたとき、隣接する部片すなわちくさび石形の部片１４ｃにおける第二の反対側側部１８´に対し平行な関係となる。

このように摩擦材料を「くさび石形の個別部片化する」ように切断することは、１００％の摩擦材料の利用率を実現する。個別のくさび石形部片は、全深さの半径方向溝を有する摩擦板を製造し得るように組み立てられる。この方法を使用して色々な異なる溝の幾何学的形態のパターンが可能であり、また、パターンの各々は、１００％の材料の利用率及び全深さの溝を実現することを理解すべきである。

図５はロール切断装置２０の概略側面図である。ロール切断装置２０は、駆動ローラ４２を有する一体の歯車（図示せず）を使用して一対とされ且つ機械的に同調させたロール切断装置２１を有している。駆動ローラ４２は、軸受（図示せず）により両端にて支持された軸４４を有している。ロール切断装置２１は、ジャッキねじ５０及び対向するカムローラ５２、５４によって垂直方向位置に保持されている。ジャッキねじ５０は、カムローラ５２、５４に動作可能に接続された板すなわち取り付け面５６に圧力を加える。カムローラ５２、５４は、ロール切断装置２１の第一及び第二の外周部２７、２９と係合する。カムローラ５２、５４は、第一及び第二の外周面２７、２９と係合するが、ロール切断装置２１が自由に回転するのを許容することを認識すべきである。

図３を再度参照すると、所定の実施の形態において、ロール切断装置２１は、第一及び第二の外周部２７、２９をそれぞれ画成する精密機械加工した肩部３１、３３を有することを理解すべきである。肩領域３１、３３の外径はブレード２２によって画成された公称外径よりも僅かだけ大きい。肩領域３１、３３の肩の高さは、個別部片化される摩擦材料の厚さと関係している。所望の肩部の高さは、摩擦材料が潰れずにロール切断装置２１と駆動ローラ４２との間を通るのを許容する。摩擦材料１２が切断されて参照番号１４ａ乃至１４ｚで示した複数の部片となった後、切断した部片１４ａ乃至１４ｚは、覆われた軌道５８に沿って前進する、すなわち「下方に押される」。覆われた部片の軌道５８は、移動する切断部片１４ａ乃至１４ｚが互いに重なり合い（「屋根をふくように重なる（ｓｈｉｎｇｌｉｎｇ）」又は積み重なるのを防止する。摩擦材料は、典型的に、硬く且つ典型的に、約４．３２ｍｍ乃至約８．８９ｍｍ（約０．１７乃至約０．３５インチ）の範囲の厚さを有するため、この「押し効果」が可能である。

図６を参照すると、切断した部片１４ａ乃至１４ｚの線に含まれる第一又は先端のくさび石形部片１４ａが搬送位置７１に達したならば、往復移動組立体７０は、第一の切断部片１４ａを覆われた軌道５８から隣接する割り出し保持具９１の第一の空の空所９６内に移動させる、すなわち搬送する（図７に図示するように）。

これと同時に、図４に示すように、切断した部片１４ｂ乃至１４ｚの残りのラインすなわち配列が第二の部片１４ｂを往復移動組立体７０内の搬送位置７１まで前進させる。往復移動組立体７０は、第二のくさび石形部片１４ｂと係合し且つ、逆方向に移動して、第二の部片１４ｂを隣接する第二の割り出し保持具９２の第一の空の空所９７内に搬送する。第二の割り出し保持具９２は、第一の割り出し保持具９１に対向する位置すなわち該第一の割り出し保持具９１から１８０°の位置に配置される。

組み立てステップを続けて、第一の割り出し保持具９１は、その隣の位置すなわち第二の位置まで回転し、これにより別の空所すなわち第二の空の空所を露出させる。説明の便宜上、空所の各々は、全体として参照番号９６又は９７として説明するが、割り出し保持具の各々における空所の数は、摩擦板に望まれるくさび石形摩擦部片の数に依存することを理解すべきである。往復移動組立体７０は、再度方向を逆にし、搬送位置７１内に移動している第三のくさび石形部片１４ｃと係合し、第三の部片１４ｃを第一の割り出し保持具９１の第二の空所９６内に搬送する。これと同時に、第二の割り出し保持具９２は１つの位置だけ回転し、これにより第四の切断部片１４ｄを受け入れる別の空所すなわち第二の空の空所を露出させる。

第一及び第二の割り出し保持具９１、９２の双方における全ての空所９６、９７がくさび石形部片１４にて充填される迄、このくさび石形部片を交互に配置する工程が続く。
次に、図６、図８、図９を特に参照すると、組み立てステーション９０が詳細に図示されている。説明の便宜上、切断した部片１４の動作は、３つの平坦な方向、すなわちｘ、ｙ、ｚ軸線方向に向けて移動するものとして説明する。図６は、矢印「ｘ」で表示したくさび石形部片１４が往復移動組立体７０内に移動する部片の方向を示す概略頂面図である。往復移動組立体７０は、水平方向往復移動装置７２と、垂直方向往復移動装置８０とを有している。水平方向往復移動装置７２は、第一のリニアモータ８６に動作可能に接続されている。垂直方向往復移動装置８０は、下部軌道７４と、上部軌道７６とを有している。垂直方向往復移動装置８０は、第二のリニアモータ８４に動作可能に接続されている。

本発明と共にいろいろな有用なリニアモータを使用することができ、また、商業的に入手可能なリニアモータは全体として、ステータ及び線形スライダという２つの機械的要素を備えることを理解すべきである。ステータは、典型的に、電磁界を発生させる巻線（図示せず）を収容している。この電磁界は、制御され且つこれらの制御パラメータを変化させることにより、電磁界はスライドに対し動作を付与する。リニアモータは低慣性力であることを特徴とし、従って、迅速で正確な線形制御が望まれるこの用途に特に適している。

図６は、切断した部片が「ｘ」方向へ移動する方向及び水平方向往復移動装置７２が矢印「ｚ」の方向へ移動する方向を示す、平面図すなわち概略頂面図である。
図８は、垂直方向往復移動装置８０が矢印「ｙ」の方向へ移動する垂直方向及び複数の部片１４が下部軌道７４又は上部軌道７６に分離する状態を示す断面図である。

図９Ａ及び図９Ｂは、水平方向往復移動装置７２が「ｚ」軸線に沿って移動する水平方向を示す断面図であり、該「ｚ」軸線にて水平方向往復移動装置７２は下部軌道７４内で挿入された部片１４ｅと係合する。水平方向往復移動装置７２が逆方向に向けて仮想線で図９Ａに図示されている。しかし、水平方向往復移動装置７２が「仮想位置」すなわち逆進位置にあるとき（図９Ｂに図示するように）、垂直方向往復移動装置８０は上昇した位置にあり、このため、水平方向往復移動装置７２は、上部軌道７６内に移動した次の切断した部片１４ｆと係合することができることを理解すべきである。

図６及び図８を再度参照すると、先端の部片１４ａは「ｘ」軸線に沿って移動し且つ往復移動組立体７０内の搬送位置７１に達する。部片１４ａは、水平方向往復移動装置７２に隣接する位置に配置され、該水平方向往復移動装置７２は、全体として、図９Ａ及び図９Ｂに矢印「ｚ」で示すように「ｚ」軸線に沿って水平方向に移動する。次に、次の動作が行われる。

先端の部片１４ａは、垂直方向往復移動装置８０内に包み込まれた下部の露出し且つ空の軌道７４内に前進する。
第一の部片１４ａが十分に進められ且つ下部軌道７４内に置かれたならば、垂直方向往復移動装置８０は、垂直方向リニアモータ８４によって「ｙ」軸線に沿って下方に移動し、第一の部片１４ａを残りの切断部片１４ｂ乃至１４ｚから分離させる。垂直方向往復移動装置８０が上方／下方の「ｚ」方向に向けて移動するとき、部片１４ｂ乃至１４ｚは、「ｘ」軸線に沿って前進を続ける。所定の実施の形態において、この過程は、極めて迅速に行われ且つ送り速度は毎秒当たり１３．９７ｃｍ（５．５インチ）である。

垂直方向往復移動装置８０がその行程の下端に達したとき、第二の部片１４ｂが先端部片となり、上部軌道７６内に進められる。
第二の部片１４ｂが上部軌道７６内に移動すると、下部軌道７４内にそれ以前に配置された第一の部片１４ａは、水平方向往復移動装置７２によって水平方向に往復移動する。水平方向往復移動装置７２は、水平方向に揺動し且つ水平方向リニアモータ８６によって作動されるように垂直方向に固定される。下部軌道７４にそれ以前に配置された第一の部片１４ａは、図６に図示するように、切断した部片１４ｅ乃至１４ｚの「ｘ」移動方向から「ｚ」方向に向けて水平方向に９０°往復移動する。

図９に図示するように、先端の部片１４ａは、割り出し保持具９１の空の空所９６内に前進する。同様に、部片１４ｂは、第二の割り出し保持具９２の空の空所９７内に前進する。このように、図９により理解し得るように、割り出し保持具９１、９２は、互いに１８０°の位置に配置されるが、互いに同一平面上にはない。第一の割り出し保持具９１は下部軌道７４と同一平面上にある一方、第二の割り出し保持具は上部軌道７６と同一平面上にある。垂直方向往復移動装置８０は、上方及び下方位置の間にて「ｙ」方向に往復移動し、これにより、交互になっている部片１４が第一の割り出し保持具９１内に搬送され、次に、第二の割り出し保持具９２に、更に、第一の割り出し保持具９１に搬送されることを許容する。水平方向往復移動装置７２が「ｚ」軸線に沿って移動し、垂直方向往復移動装置８０が「ｙ」軸線に沿って移動する間、第一及び第二の割り出し保持具９１、９２は周方向に回転し、空の空所９６、９７が交互になっていて前進する部片１４を接線方向に受け入れ得るようにすることを理解すべきである。

前進する切断部片１４は、覆われた軌道５８に沿って「追跡（ｔｒａｃｋｉｎｇ）」することによって制御される。覆われた軌道５８、下部軌道７４及び上部軌道７６は、部片の動きが組み立て工程中の特定の時点にて所望の移動方向に制限されるような設計とされている。また、下部及び上部軌道７４、７６の幅は、切断された部片１４の最長部分すなわち外端縁１７よりも僅かだけ大きく、後続の隣接する部片との隙間を許容する。

所定の実施の形態において、この切断された部片が移動する工程の所定の時間は、極めて短い。所定の実施の形態において、装置は、毎分当たり少なくとも約４００個の切断された部片、すなわち毎秒当たり約７個の部片を往復移動させる。

次に、図７を参照すると、割り出し保持具９１の平面図が図示されている。この移動方向は、交互移動部分部分１４ａ、１４ｃ、１４ｅ、１４ｇが下部軌道７４に沿って移動する矢印Ｚで示してある。

割り出し保持具９１は、一体的に機械加工した複数の部片用ポケットすなわち空所９６を有する割り出し板９４を備えている。図示した実施の形態において、割り出し板９４には２０個の部片用の空所がある。しかし、割り出し板９４は、コア板に配置すべき個別の部片の数に依存して異なる多数の空所を備えることが可能であることを理解すべきである。第二の割り出し保持具９２は、第一の割り出し保持具９１と実質的に同一のものとすることが可能であることを更に理解すべきである。図面及び説明の便宜上、第一の割り出し保持具９１についてのみ本明細書で詳細に説明する。しかし、かかる説明は、第二の割り出し保持具９２についても十分に説明することになるものであることを更に理解すべきである。

ポケットすなわち空所９６は、割り出し板９４にて僅かに凹状に形成されており、切断した部片１４の各々を正確に、垂直方向、半径方向及び周方向の位置に配置することを許容する。所定の実施の形態において、空所９６の深さは、約０．５０８乃至約０．７６２ｍｍ（０．０２０乃至０．０３０インチ）の範囲にある。更に、部片のくさび石形又は台形の形状により、部片１４の各々を相応する空所９６内に正確に配置することが容易である。

空所９６の各々は、別個の真空ポート９８を有する。典型的に、切断した部片は、接着剤又は糊でライニングされており、切断した部片の多孔率は比較的低い。このため、真空圧を付与して部片１４を空所９６内に更に配置する状態を維持するため（所望であるならば）、真空ポート９８が使用される。図示した実施の形態において、割り出し板９４は、全体として参照番号１００で示した回転機構に動作可能に接続されており、該回転機構は、割り出し板９４を回転させ又は割り出す。切断した部片のコア板の数が、例えば２０個である場合、割り出し保持具９１は、部片を配置する間に１８°移動させ又は割り出す。割り出しの精度は重要であるから、回転装置１００は、全体として、サーボモータと、割り出し保持具９１に動作可能に取り付けられた歯車ヘッド組立体（図示せず）とを備えている。

空所９６に部片１４ａ乃至１４ｔが充填されたならば、これら部片は、以下に詳細に説明するように、適宜な仕方にて接合収容部１４０内に搬送される。
図１０は、線形スライド１２２と、線形軸受１２４と、リニアモータ組立体１２６と、真空ヘッド部１２８とを有する第一の搬送組立体１２０の概略側面図である。図１１、図１２は、水平方向往復移動装置７２に対する垂直方向往復移動装置８０の相対的位置を示す、一部仮想線で示す概略図である。作動時、図２に図示するように、２つの搬送組立体１２０、１２１が使用されることを理解すべきである。第二の搬送組立体１２１は、第一の搬送組立体１２０と実質的に同一とすることが可能であることを更に理解すべきである。図面及び説明の便宜のため、第一の搬送組立体１２０に関してのみ本明細書で詳細に説明する。しかし、かかる記載は、第二の搬送組立体１２１についても十分に説明するものであることを更に理解すべきである。線形スライド１２２は、割り出し保持具９１及び隣接する空の接合収容部１４０という２つの固定点の間にて高速度で且つ確実に機械的に縦断する方法を提供する。真空ヘッド部１２８は、垂直方向リニアモータ１２６に動作可能に接続される一方、該垂直方向リニアモータは、線形スライド組立体１２２に動作可能に接続されている。垂直方向リニアモータ１２６は、真空ヘッド部１２８が割り出し保持具９１に隣接する「取り上げ」位置まで且つ該「取り上げ」位置から動くことを許容する。部片１４は、真空ヘッド部１２８によって取り上げられ且つ、線形スライド１２２に沿ったリニアモータ１２６の動きによって接合収容部１４０内に搬送される。その後、真空ヘッド部１２８によって部片１４に加わる真空圧力が停止されて、部片１４ａ乃至１４ｔは接合収容部１４０内に配置され得る。部片１４ａ乃至１４ｔが接合収容部１４０内に止まる間に、リニアモータ組立体１２６及び垂直ヘッド部１２８は、割り出し保持具９１に隣接する第一の位置に復帰する。

図２に関して上述するように、コア板１３０は、接合収容部１４０内にて部片１４上に配置される。部片１４は、内端縁１５が接合収容部１４０の内径部に向けた状態にて、接合収容部１４０内に配置される。このことは、くさび石形部片１４の両側部１６、１８を平行に整合させることを許容する一方、該くさび石形部片は、図４に概略図で示すように、コア板１３０に、半径方向に伸びる平行な溝１３２を形成する。

コア板１３０の一側部のみが摩擦材料の部片１４を受け入れる実施の形態において、コア板１３０が接合収容部１４０内にて部片１４の上に配置されたならば、その後に、部片１４はコア板１３０に接合される。

摩擦材料の部片１４は、所望の仕方にてコア板１３０に接着又は接合される。部片をコア板に接着する１つの方法は、コア板に被覆される熱硬化性接着剤を使用することを含む。その後、摩擦材料及びコア板は適宜な仕方にて加熱される。コア板は、多数の入れ子式の形態にて積み重ねられ、加熱炉内で加熱される。別の方法において、摩擦材料が隣接する状態にて組み立てられたコア板は、誘導によって加熱することができる。更に別の方法は、コア板及び該コア板に隣接する摩擦材料を誘導コイルで加熱することを含む。

以下の表１には、本発明のくさび石形の多数の部片の材料と比較して、いろいろな従来技術の摩擦フェーシング材料に対する摩擦材料の利用率が示してある。容易に理解し得るように、本発明は、従来の材料よりも摩擦材料をより効率的に利用することを可能にする。

（表１）
材料の利用率の比較
外径＝１４６ｍｍ、内径＝１２１ｍｍの摩擦材料
従来の２回打抜き材料＝２５％
従来の３部片のフェーシング＝５４％
従来の２０部片のフェーシング＝８０％
くさび石形の多数の部片＝１００％
従来の摩擦材料を完全な環状に打抜く場合、典型的に、材料の利用率は２５％となる（製造した摩擦材料の２５％がクラッチ板となり、７５％がごみ処理部分となる）ことを認識すべきである。３部片のフェーシングは、摩擦材料の約５４％を使用する。本明細書の背景部分に記載されたような、従来の２０部片のフェーシングの場合、材料の利用率は、典型的に約８０％である。

これと比較して、本発明のくさび石形の多数の部片は、材料の利用率が約１００％である。
上述した装置は、本発明と共に使用可能である１つの特定型式の装置を示す一例であることを理解すべきである。本発明の好ましい実施の形態及び代替的な実施の形態の上記の説明は単に説明のためだけに過ぎず、特許請求の範囲の内容を何ら限定することを意図するものではない。

多数の個別の摩擦材料の部片を有するクラッチ板を製造する方法を示す概略フロー図である。 摩擦材料を製造する多段階組立体の概略頂面図である。 切断装置を一部仮想線で且つ一部切欠いた状態で示す概略斜視図である。 割り出し保持具内に配置される摩擦材料の個別のくさび石形部片の概略図である。 ロール切断装置の一部仮想線とした側面図である。 往復移動保持具を一部仮想線で示す概略頂面図である。 摩擦材料の部片の移動方向を示す割り出し保持具を一部仮想線で示す概略頂面図である。 軌道組立体の垂直移動方向及び切断した摩擦材料の部片の分離状態を示す軌道組立体の概略側面断面図である。 水平方向往復移動機構及び切断した摩擦材料の部片を示す軌道組立体の正面断面図である。 水平方向往復移動機構及び切断した摩擦材料の部片を示す軌道組立体の正面断面図である。 線形スライド搬送組立体を一部仮想線で示す側面図である。 コア板取り上げ及び配置組立体を一部仮想線で示す概略端面図である。 図１１に示した部分の拡大図である。

符号の説明

１０ 誘導接合多段装置 １２ 摩擦材料
１４ 摩擦材料の別個の部片
１４ａ乃至１４ｚ 移動する切断部片
１４ａ 第一の切断した部片／先端のくさび石形の切断部片
１４ｂ 第二の部片／第二のくさび石形部片
１４ｄ 第四の切断部片 １４ｃ 第三のくさび石形の部片
１５ 内端縁／内側端縁 １６ 斜め側部／第一の反対側側部
１７ 外端縁／外側端縁 １８ 斜め側部／第二の反対側側部
１８´ くさび石形部片における第二の反対側側部
２０ ロール切断装置 ２１ ロール切断装置
２２ ブレード ２３ 第一の端部
２４ 第二の端部 ２５ 切断刃
２７ 第一の外周面 ２９ 第二の外周面
３１、３３ 肩部／肩領域 ４２ 駆動ローラ
４４ 軸 ５０ ジャッキねじ
５２、５４ カムローラ ５６ 取り付け面
５８ 覆われた軌道 ７０ 往復移動組立体
７１ 搬送位置 ７２ 水平方向往復移動装置
７４ 下部軌道 ７６ 上部軌道
８０ 垂直方向往復移動装置 ８４ 第二のリニアモータ
８６ 第一のリニアモータ ９０ 組み立てステーション
９１ 第一の組み立て保持具 ９２ 第二の組み立て保持具
９４ 割り出し板 ９６ 第一の空の空所／第二の空所
９８ 真空ポート ９７ 第一の殻の空所
１００ 回転装置 １２０ 第一の搬送組立体
１２１ 第二の搬送組立体 １２２ 線形スライド
１２４ 線形軸受 １２６ 垂直方向リニアモータ組立体
１２８ 真空ヘッド部 １３０ コア板
１３２ 溝 １４０ 接合収容部
１５０ 割り出し機 １５２ 回転台／割出し台
１５４ 回転台の回転方向 １７０ コア板
１８０ 割り出し接合機
Ａ 搬送位置 Ｂ 検査位置
Ｃ 回転位置 Ｄ 接合位置
Ｅ 取出し位置 Ｆ 収容部の点検位置に対する位置

Claims (10)

1. 環状のコア板を有する摩擦クラッチ板を製造する方法において、
   摩擦材料の供給体を切断して所定の形状を有する複数の個別の切断部片にすることと、
   切断部片を第一の水平方向に向けて、往復移動組立体に隣接する位置まで動かすことと、
   少なくとも第一の切断部片を往復移動組立体と係合させ且つ、第一の部片を第一の水平直線方向に対して略垂直な第二の水平直線方向に向けて搬送することと、
   第一の切断部片を第一の割り出し保持具内に配置することと、
   残りの切断部片を第一の水平直線方向に向けて順次に、往復移動組立体に隣接する位置まで動かすことと、
   少なくとも第二の切断部片を往復移動組立体と係合させ且つ、第二の切断部片を第一の水平直線方向に対し略垂直な第三の水平直線方向に向けて搬送することとを備え、第三の水平直線方向が第二の水平直線方向から略１８０°の反対方向である、摩擦クラッチを製造する方法。
2. 請求項１の方法において、切断部片を第二の水平直線方向に又は第三の水平直線方向の何れかに動かす前に、切断部片を垂直方向に動かす工程を更に備える、方法。
3. 請求項１の方法において、摩擦材料の個別の部片が台形の形状体に切断される、方法。
4. 環状のコア板を有する摩擦クラッチ板を製造する装置において、
   複数の摩擦材料の所定形状部片を製造する切断装置と、
   切断した部片を第一の水平直線方向に沿って往復移動組立体に隣接する位置まで搬送する手段と、
   第一組みの複数の切断した摩擦材料の部片を第一の割り出し保持具内に搬送し且つ第二組の複数の切断した摩擦材料の部片を第二の割り出し保持具内に搬送する逆進可能な部材を有する前記往復移動組立体と、
   第一及び第二組の複数の切断部片を第一及び第二の環状のコア板に配置する搬送組立体とを備え、
   往復移動組立体は切断部片を、第一の水平直線方向と略垂直な第二の水平直線方向と、第二の水平直線方向から略１８０°の反対方向である第三の水平直線方向に搬送する、摩擦材料を製造する装置。
5. 請求項４の装置において、往復移動組立体が、追加的な組みの摩擦材料の部片をコア板の第二の面に供給する、装置。
6. 請求項４の装置において、往復移動組立体が、第一組と第二組の摩擦材料の切断部片を反対方向に動かす水平方向往復移動装置と、個別の切断部片を分離して第一の切断部片を残りの切断部片から分離する垂直方向往復移動装置を備える、装置。
7. 請求項６の装置において、垂直方向往復移動装置が、第一の切断部片を受け取る第一の軌道と、第二の切断部片を受け取る第二の軌道とを有し、水平方向往復移動装置が、第一の軌道と第二の軌道との間で交互に移動する、装置。
8. 請求項４の装置において、切断装置が、斜めに配置された複数のブレードを有すロール切断装置を備える、装置。
9. 請求項８の装置において、ロール切断装置が、ブレードの各々の第一及び第二の端部を超えて伸びる反対側の第一の及び第二の外周面を有し、第一及び第二の外周面は、所望の厚さの摩擦材料がロール装置と、該ロール切断装置を動作可能に転動させ或いは移動させる対向した駆動ローラとの間を通るのを許容する、装置。
10. 請求項1の方法において、更に、
    第二の切断部片を第二の割り出し保持具内に配置することと、
    第一及び第二の割り出し保持具の双方が切断部片にて充填される迄、切断部片を交互に配置する工程を続け、
    第一及び第二の割り出し保持具からの複数の切断部片をそれぞれ第一及び第二のコア板に配置し、第一及び第二の摩擦クラッチ板を形成する、方法。

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