CN105492178B - 成形材料的制造装置和树脂制齿轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在不延长排水时间的同时大幅降低底部件的更换频率的成形材料的制造装置。由不锈钢制的圆环状的波浪金属网(39A)和不锈钢制的圆环状的平纹金属网(39B)这2层金属网构成底部件(39)，且将2层金属网间通过烧结而固定在一起。在底部件(39)与中空下压缩模(2)之间配置具有多个贯通孔(41)并支承底部件(39)的不锈钢制的支承板(40)。

Description

成形材料的制造装置和树脂制齿轮的制造方法

技术领域

本发明涉及成形材料的制造装置和使用由该制造装置制造的成形材料来制造树脂制齿轮的制造方法。

背景技术

日本特开2009－154338号公报(专利文献1)、特开2009－250364号公报(专利文献2)和特开2011－152729号公报(专利文献3)中公开了：使用将由短纤维构成的增强纤维和水等分散剂混合而得到的浆料，在衬套的外周部形成增强用纤维基材(成形材料)的树脂制旋转体的制造方法。在这些公报记载的方法中，将浆料装入收纳有金属制衬套的筒状模具内，以增强纤维不漏出的方式，通过具有过滤功能的底部件，从浆料中进行脱水，使增强纤维聚集在衬套的周围而制作聚集物，然后，压缩聚集物，形成增强用纤维基材(成形材料)。为了压缩聚集物，使用成形模具，该成形模具至少包括：具有向上方向开口的开口部的筒状模具；和在成形时配置在筒状模具内的下压缩模和上压缩模。

在现有技术中，作为具有过滤功能的底部件，使用一张金属网。但是，如果反复进行过滤和压缩，则存在对金属网施加的应力大，金属网变形，必须要频繁地更换金属网的问题。另外，为了提高底部件的金属网的强度而将多片金属网重叠，或将多片金属网重叠并进行烧结时，会产生排水时间变长的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009－154338号公报

专利文献2：特开2009－250364号公报

专利文献3：特开2011－152729号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够在不延长排水时间的同时大幅降低底部件的更换频率的成形材料的制造装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的成形材料的制造装置包括：具有向上方向开口的开口部的筒状模具；在成形时配置于筒状模具内的上压缩模；在成形时配置于筒状模具内的具有多个排水路径的下压缩模；和底部件，其配置于下压缩模的多个排水路径之上，具有过滤功能。而且，在将上压缩模置于待机位置的状态下，向筒状模具内投放了使短纤维分散于分散剂中而得到的浆料或使短纤维和粉末状树脂分散于分散剂中而得到的浆料之后，从下压缩模的多个排水路径排出分散剂，形成短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物，在形成聚集物的期间或形成聚集物之后，使上压缩模与下压缩模相对地接近来压缩聚集物，从而形成成形材料。本发明中，底部件由波浪金属网和平纹金属网的2层以上的金属网构成，2层以上的金属网间通过烧结而被固定在一起。而且，在本发明中，在底部件与下压缩模之间配置具有多个贯通孔并支承底部件的支承板。

由波浪金属网和平纹金属网的2层以上的金属网构成，且2层以上的金属网间通过烧结而被固定在一起的底部件，能够在不使过滤性能大幅降低的同时提高机械强度。而且，当使用支承板时，能够在不延长排水时间的同时提高底部件的机械强度。此外，支承板的更换频率相较于底部件的更换频率少很多，因此可以大幅降低维护费用。

此外，如果考虑底部件的过滤速度的降低，则优选支承板具有比下压缩模的排水路径的开口率大且为底部件的开口率以上的开口率。如果构成这种开口率的关系，则支承板不会对过滤速度的降低带来实质上的影响。

优选在下压缩模与支承板的相对的面的至少一个面配置有连接下压缩模的多个排水路径与支承板的贯通孔的槽。如果配置这种槽，则能够有效防止支承板的存在成为排水的障碍。

在制造环状的成形材料的情况下，本发明的成形材料的制造装置中，投放含有分散剂和短纤维的浆料或者含有分散剂、短纤维和粉末状树脂的浆料，连续地进行过滤、脱水和压缩，形成被压缩于金属制衬套的外周部的外侧位置的由短纤维的聚集物构成的环状的成形材料。在该情况下，筒状模具在压缩动作时，限制短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物向金属制衬套的径向外侧扩展。而且，配置于该筒状模具的内部的一对衬套支承用模具，从轴线方向的两侧夹持金属制衬套的比其外周部靠内侧的部分，且在压缩动作时限制短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物向金属制衬套的径向内侧扩展。而且，上压缩模和下压缩模位于筒状模具与一对衬套支承用模具之间，在压缩动作时从轴线方向两侧夹住短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物来进行压缩。其它的结构可以与上述的基本结构相同。

优选从成形模具排出分散剂或分散剂和水，在成形模具内形成使短纤维聚集而得到的聚集物或者使短纤维和粉末状树脂聚集而得到的聚集物的排出工序，在减压气氛下进行。将这种向模具投放浆料，在模具内进行排水的方法称作过滤脱水法。过滤脱水法是指将含有短纤维的浆料放入硅锭的容器内，一边过滤容器内的浆料一边脱水，由此形成短纤维或短纤维和粉末状树脂聚集而成的聚集物的方法。如果通过这样的方法来制造短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物，则不会在成形材料的中央部形成成为剥离的原因的边界部。

而且，在利用上压缩模和下压缩模进行的压缩工序中，在排出工序之中或排出工序之后，在筒状模具内使上压缩模与下压缩模相对地接近，压缩聚集物而形成成形材料。压缩工序优选以施加压力5～25MPa进行。而且，在浆料中含有粉末状树脂的情况下，压缩工序优选以比粉末状树脂的熔融温度低的温度一边加热一边进行。在利用同一装置对短纤维和粉末状树脂的聚集物连续进行到压缩的情况下，不需要对蓬松度高且强度弱(模易崩溃)的聚集物进行处理的作业，因此能够减少作业工序。

此外，作为短纤维，可使用各种材质和种类短纤维。在本技术方案中，“短纤维”按照字面来说包含不仅含有长度短的纤维，也含有对纤维进行了纤维化处理的微细纤维及/或纸浆状纤维的情况。

另外，作为粉末状树脂，可使用热固性树脂、热塑性树脂等各种材质的粉末状树脂。粉末状树脂的颗粒形状为任意，但优选使用粒状的树脂。另外，粒径因短纤维的纤维径而不同，但优选能够在短纤维的聚集物的间隙中均匀地分布那样的粒径。这是因为，在粒径大的情况下，会打乱短纤维的聚集物的纤维取向，或者在进行加热加压成形而形成树脂成形体时，会成为成形体内部的短纤维和树脂不均匀分布的原因。

另外，也可以在将短纤维、粉末状树脂和水混合而成的混合液中添加一种以上的静电引力凝聚式高分子凝聚剂(polymer flocculating agent)来调节浆料。在这种情况下，作为浆料扩散部件，优选使用在浆料扩散部件的前端部具有向上方向凸出的曲面的部件。当添加静电引力凝聚式高分子凝聚剂时，高分子凝聚剂不仅发挥凝聚功能，而且也作为稳定剂(fixing agent)发挥功能，短纤维彼此稳定，并且短纤维和粉末状树脂稳定。其结果是，在从浆料中进行脱水时，能够增大残留在聚集物中的短纤维和粉末状树脂的量。即，能够提高短纤维和粉末状树脂的稳定率。

此外，作为一种以上的静电引力凝聚式高分子凝聚剂，优选在混合液中添加阳离子性高分子凝聚剂(cationic polymer flocculating agent)，然后再添加阴离子性高分子凝聚剂(anionic polymer flocculating agent)。当在混合液中添加阳离子性高分子凝聚剂时，就会形成一部分短纤维和一部分粉末状树脂聚集而形成的许多称为絮凝物的聚集物。当其后添加阴离子性高分子凝聚剂时，絮凝物彼此就会聚集而形成更大的絮凝物，且形成许多尺寸大的絮凝物。当形成这种絮凝物时，脱水性就会提高。其结果是，能够在短时间进行脱水，并且短纤维和粉末状树脂的稳定率提高。特别是当使用阳离子性苯乙烯类高分子水溶液作为阳离子性高分子凝聚剂，且使用阴离子性丙烯酸类高分子水溶液作为阴离子性高分子凝聚剂时，能够得到较高的脱水性。

此外，对利用本发明的制造方法制造的成形材料进一步进行成形步骤，能够制造树脂制旋转体，在该成形步骤中，对上述成形材料一边加热一边加压，使粉末状树脂熔融而生成熔融树脂，将该熔融树脂浸渍在由短纤维构成的增强纤维层中之后，使熔融树脂固化而形成树脂成形体。而且，在成形步骤之后，通过进行对树脂成形体的外周部进行切齿加工的切齿加工步骤，能够制造树脂制齿轮。

附图说明

图1(A)和(B)是表示本发明的实施方式所使用的过滤脱水压缩装置的动作的概要步骤图的一部分。

图2是由本发明的实施方式制造的树脂制齿轮的纵剖面图。

图3是表示图2所示的树脂制齿轮的金属制衬套的图，(A)表示俯视图，(B)表示纵剖面图。

图4(A)是概要地表示波浪金属网的图，(B)是概要地表示平纹金属网的图。

图5(A)是表示将筒状模具、中空下压缩模和衬套支承台组合在一起的状态的俯视图，(B)是支承板的俯视图，(C)是图5(B)的剖面图。

图6(A)～(D)是表示本发明的实施方式所使用的过滤脱水压缩装置的动作的概要步骤图的一部分。

图7(A)表示的是与衬套一体化而成的成形材料的纵剖面图，(B)表示的是过滤脱水压缩装置的纵剖面图。

图8是表示本发明的一实施例即树脂制齿轮的制作步骤的概要步骤图。

具体实施方式

下面，在对本发明的成形材料的制造方法进行说明之前，先对该制造方法中使用的过滤脱水压缩装置的一例进行说明。

＜过滤脱水压缩装置＞

如图1(A)所示，本发明的成形材料的制造方法中使用的成形材料的制造装置10的过滤脱水压缩装置13例如使用包括基座1、中空下压缩模2、筒状模具3、中空上压缩模4的成形模具。中空下压缩模2在其内部包括衬套支承台5和下弹性体6。另外，筒状模具3在其内部包括浆料扩散部件7。此外，中空上压缩模4包括按压部件8和上弹性体9。而且，制造装置10包括：为了使筒状模具3在成形位置与取出位置之间位移而驱动活塞15的第一驱动装置16；用于使中空下压缩模2相对于中空上压缩模4在待机位置与上升位置之间位移的驱动未图示的活塞的第二驱动装置19；后述的第三驱动装置18；对第一驱动装置16、第二驱动装置19和第三驱动装置18进行顺序控制的顺序控制装置SC。此外，在图1(B)以后的图中，第一驱动装置16、第二驱动装置19、第三驱动装置18和顺序控制装置SC省略图示。

下面，对各个部件进行详细说明。

(基座)

基座1支承过滤脱水压缩装置整体，中空下压缩模2直接载置于其上表面，只要是载荷造成的变形小且能够实现水平载置的基座，就没有特别限制。

基座1的材质没有特别限定，可使用不锈钢、碳钢、铝、铝合金、镁合金等，从耐腐蚀性的观点出发，优选使用不锈钢。

基座1的大小没有特别限制。

(中空下压缩模)

中空下压缩模2是设置于上述的基座1的上表面的压缩模，作为设置方法，可利用螺栓固定、槽固定、嵌合固定、焊接等各种方法。从分解的容易性出发，优选用多个螺栓将中空下压缩模2固定于基座1。在本实施方式中，中空下压缩模2与基座1一起由第二驱动装置19驱动，从而在待机位置与上升位置之间移动。第一驱动装置16因为相对于基座1处于固定的状态，所以当基座1上升时，第一驱动装置16也与基座1一起移动。因此，如后所述，在中空下压缩模2向上升位置上升时，筒状模具3也与基座和中空下压缩模2一起上升。此外，图1(A)和(B)所示的状态是中空下压缩模2处于待机位置的状态。中空下压缩模2在其内部具有向上下方向敞开的中空部分。在该中空部分中配置有将衬套31载置在其上表面的衬套支承台5。

衬套支承台5由垂直设置于基座1的下弹性体6支承其下表面，通过下弹性体6的伸缩，能够使距基座1的高度发生变化。此外，下弹性体6不仅可以直接垂直设置于基座1，也可以间接地垂直设置于基座1。进而，下弹性体6也可以设置多个。

如上所述，下弹性体6只要是通过伸缩而使衬套支承台5的高度发生变化的弹性体即可，可使用螺旋弹簧、碟形弹簧、板簧、天然和/或合成橡胶的成形体等。在对下弹性体6施加高压缩力的使用条件下，在耐久性方面，优选弹簧。弹簧的材质没有特别限制，但优选耐腐蚀性优异的不锈钢或实施了防锈处理的弹簧。也可使用橡胶制的弹簧等。

衬套支承台5是在其上表面载置衬套31的支承台，可优选使用挖有防止衬套31的位置偏离的槽的衬套支承台。另外，如果衬套31为磁性体，则也可使用磁铁来代替槽。

另外，衬套支承台5和下弹性体6的连接也可以通过接合或粘接来进行。优选能够拆装地将衬套支承台5与下弹性体6连接，以使其能够根据衬套31的种类来更换衬套支承台。

中空下压缩模2与衬套支承台5的关系为，从水平方向观察时，至少衬套支承台5的一部分进入到中空下压缩模2的中空部分内，通过下弹性体6的伸缩，衬套支承台5向中空部分的***量发生变化。在通常的运转时，在衬套支承台5因下弹性体6的伸长而从水平方向观察时远离中空下压缩模2的中空部分的情况下，当衬套支承台5因下弹性体6的收缩而向中空下压缩模2内返回时，有可能发生位置偏离，因此不实用。

在内部形成有中空部分的中空下压缩模2的内壁设置台阶部14。台阶部14通过与衬套支承台5的下部抵接，来阻止下弹性体6的伸缩引起的衬套支承台5的下降。台阶部14优选通过使中空部分的内径发生变化，或者通过在内壁设置突起而形成。

此外，台阶部14不必遍及中空下压缩模2的内壁的整周设置，也可设置于内壁的局部。在内壁的局部设有台阶部14的情况下，为了维持衬套支承台5的水平，优选以等角度间隔设置三个部位以上。

台阶部14的位置可通过最终的短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物的厚度而变化。优选在能够从衬套31的厚度方向的中心起向上下方向形成相等厚度的成形材料层的位置设置台阶部14。具体而言，优选中空下压缩模2的台阶部14和后述的中空上压缩模4的台阶部11的位置设置为：使得在中空下压缩模2的台阶部14与衬套支承台5抵接时的从中空下压缩模2的上端至衬套厚度方向中心的距离，与在中空上压缩模4的台阶部11与按压部件8接触时的从中空上压缩模4的下端至衬套厚度方向中心的距离相等的位置。

中空下压缩模2的上表面中的除中空部分的上部敞开部位以外的部分成为投放后述的浆料的底部部分。因此，优选在中空下压缩模2的上表面设置具备将浆料中的分散剂排出的排出口的排水路径12。更优选在该排水路径12上连接真空吸引的泵。在使用这种中空下压缩模2的情况下，能够进一步缩短过滤脱水时间。

(筒状模具)

筒状模具3具有上下敞开的开口部，中空下压缩模2以其外周与开口部密接的方式***下侧的开口部，浆料不会漏到模具外部。此外，后述的中空上压缩模4***上侧的开口部。

关于筒状模具3的材质，在考虑热膨胀率等时，需要进一步将其压缩变形率设成与中空下压缩模2的压缩变形率同样，所以优选使用与中空下压缩模2相同的材质。

筒状模具3的上下方向长度没有特别限制，只要至少具有在浆料投放时添加规定量的浆料而***漏的高度即可。

在筒状模具3的内部中央配置有浆料扩散部件7。浆料扩散部件7位于载置在衬套支承台5上的衬套31的上表面，可优选使用其下表面挖有如衬套支承台5的上表面中说明的防止衬套的位置偏离的槽的部件。另外，如果衬套31为磁性体，则也可使用磁铁来代替槽。

浆料扩散部件7在其上方侧的端部包括浆料扩散部71。浆料扩散部71具有在上方向延伸且与上方向正交的方向的横截面的面积越向上方去越小的形状。在图1(B)的例子中，浆料扩散部71具有顶部位于上方的圆锥形状。而且，圆锥形状的顶部为曲率半径为10mm以上20mm以下的曲面。在向着该浆料扩散部71，从上方向筒状模具3中投放浆料时，凝聚的短纤维或凝聚的短纤维和粉末状树脂不会挂在浆料扩散部件的上侧前端，能够使浆料中的短纤维和粉末状树脂均等地分散在衬套周围。

浆料扩散部件7只要不发生位置偏离，就不需要与衬套31的上表面固定，可以仅单纯地载置。

(中空上压缩模)

中空上压缩模4与中空下压缩模2相对配置，***筒状模具3的上侧开口部。在本实施方式中，由于中空上压缩模4配置为固定状态，因此通过利用第二驱动装置19使筒状模具3与基座1一起向中空上压缩模4移动，中空上压缩模4的外周与筒状模具3的内壁在中空上压缩模4与筒状模具3嵌合时密接，阻止浆料的泄漏。

另外，中空上压缩模4的材质因为在考虑热膨胀率等时需要进一步将压缩变形率制成与中空下压缩模2及筒状模具3的压缩变形率同样，所以优选与中空下压缩模2及筒状模具3的材质相同。

中空上压缩模4在其中空部分具有按压部件8，该按压部件8与浆料扩散部件7的浆料扩散部71抵接。按压部件8由上弹性体9支承其上表面，通过上弹性体9的伸缩，按压部件8的位置发生变化。

上弹性体9既可以使用与上述的下弹性体6相同的弹性体，也可以使用不同的弹性体。此外，在加热中空下压缩模2，或对弹性体施加高压缩力的使用条件下，上弹性体9在耐久性方面优选弹簧。另外，优选将上弹性体9和下弹性体6设为具有共同的弹簧常数的弹簧。这样，就能够以相等的速度进行来自上方的压缩和来自下方的压缩，且能够降低上下方向的短纤维和粉末状树脂的密度的不均。

另外，按压部件8与上弹性体9的连接也可以通过接合或粘接来进行。优选能够拆装地将按压部件8与上弹性体9连接，以使其能够根据衬套31的种类来更换按压部件8。

中空上压缩模4和按压部件8的关系为，从水平方向观察时，至少按压部件8的一部分进入中空上压缩模4的中空部分，通过上弹性体9的伸缩，按压部件8向中空部分的***量发生变化。在通常的运转时，在按压部件8因上弹性体9的伸长而从水平方向观察时远离中空上压缩模4的中空部分的情况下，当按压部件8因上弹性体9的收缩而返回到中空上压缩模4内时，有可能发生位置偏离，因此不实用。

在内部形成有中空部分的中空上压缩模4的内壁设有台阶部11。台阶部11通过与按压部件8的上部抵接，来阻止上弹性体9的伸缩引起的按压部件8的上升。台阶部11可优选通过使中空上压缩模4的中空部分的内径变化，或者通过在内壁设置突起而形成。

此外，台阶部11不必遍及中空上压缩模4的内壁的整周而设置，也可设置于内壁的局部。在内壁的局部设有台阶部11的情况下，为了维持按压部件8的水平，优选以等角度间隔设置三个部位以上。

台阶部11的位置如对中空下压缩模2的台阶部14所述，优选上述的中空下压缩模2的台阶部14和中空上压缩模4的台阶部11的位置设置为：使得在中空下压缩模2的台阶部14与衬套支承台5抵接时的从中空下压缩模2的上端至衬套厚度方向中心的距离，与在中空上压缩模4的台阶部11与按压部件8接触时的从中空上压缩模4的下端至衬套厚度方向中心的距离相等的位置。

中空上压缩模4的下表面能够设为可进行温度调节。通过在加压压缩时进行加热，能够使附着于短纤维和粉末状树脂的液体迅速干燥。此时，加热温度设为要使用的粉末状树脂的熔融温度以下。原因是，当以超过粉末状树脂的熔融温度的温度进行加热时，树脂就会附着于中空上压缩模4的下表面、筒状模具3的内周面，难以进行连续生产。

温度调节也可以通过改变使用了可变电阻的加热器的电阻值，或单纯地进行加热器的打开/关闭实现的控制来进行。

(浆料注入上模)

过滤脱水压缩装置根据需要能够设置构成用于注入浆料的盖部件的浆料注入上模20(参照图1(B))。为了制作聚集于衬套31的周围的短纤维或短纤维和粉末状树脂的每单位面积重量均匀的成形材料，浆料注入上模20的浆料注入孔21位于浆料扩散部件7的上方。如本实施方式那样，优选在浆料扩散部件7的正上方配置浆料注入孔21。

在本实施方式中，具备与浆料注入孔21连通的内壁23的喷嘴22固定于浆料注入上模20的背面。喷嘴22的前端向浆料扩散部件7延伸，并规定长度和前端形状，使得在后述的清洗步骤中将分散剂或水集中投放在浆料扩散部71上。具体而言，喷嘴22的前端部的端面具有越接近浆料扩散部71越宽的(与上下方向正交的方向的横截面积越接近浆料扩散部71越大)形状。喷嘴22的前端部的端面与浆料扩散部71的表面之间的距离根据浆料的粘度或短纤维的长度等任意规定。

设置喷嘴22的理由是，当在浆料投放后短纤维和粉末状树脂附着残留在浆料扩散部件7的浆料扩散部71上时，就会在后面的压缩步骤(压缩短纤维和粉末状树脂的聚集物的步骤)时，使短纤维和粉末状树脂嵌入到模具间，为了防止模具损坏，需实现将分散剂或水集中地且高效地投放到浆料扩散部71。即，当设置喷嘴22时，就能够在浆料投放后从喷嘴22注入分散剂或水时，使附着于浆料扩散部件7的短纤维和粉末状树脂少量且高效地使其落下。

另外，浆料注入上模20优选在浆料投放时为与筒状模具3的开口部的周缘部密接的状态的构造。由此，浆料不会从筒状模具3溢出。

＜衬套＞

衬套31被夹持在衬套支承台5与浆料扩散部件7之间。衬套支承台5和浆料扩散部件7从筒状模具3的中心线延伸的方向的两侧夹持金属制衬套31的比外周部36靠内侧的部分而支承衬套，以使得短纤维和粉末状树脂不会从金属制衬套31的中心部进入到外周部、或进入到比其靠内侧的位置。

在将金属制衬套31被夹在衬套支承台5与浆料扩散部件7之间的情况下，如图1(B)所示，将浆料扩散部件7载置在衬套上，通过浆料扩散部件7的重量来夹持金属制衬套31。

下面，对衬套31进行详细描述。衬套位于成形材料的径向中心，如果最终所期望的成形件是树脂制齿轮，则固定于旋转轴来使用。此外，衬套的材质没有特别限定，但当考虑强度时，优选为金属制的衬套。

图2是示意性地表示的树脂制齿轮30的纵剖面图。该树脂制齿轮30具备固定于未图示的旋转轴而旋转的金属制衬套31。在金属制衬套31的中央部形成有未图示的用于与旋转轴嵌合的贯通孔32。

另外，在金属制衬套31的外周部，沿周向隔开规定间隔地一体形成有多个构成止转部的突出部33。

当举出具体的一个例子对金属制衬套31进行说明时，多个突出部33的沿轴线方向测得的厚度尺寸L2比金属制衬套31的沿轴线方向测得的厚度尺寸L1小。而且，构成止转部的突出部33为顶部的厚度厚且基部的厚度薄的根切形状。该根切用于阻止在与周围的树脂成形部分的界面上产生界面破坏而仅金属制衬套31空转，因此可使用金属制衬套31的旋转轴方向截面上的角度θ为5～40°的根切。

为了提高抵抗向旋转方向的负荷的止转部的作用，如图3所示，成为止转部的突出部33优选为至少高度h1的突出部33和形成于两个突出部33之间且具有高度h2的底部的凹部34交替地排列而成的突出部。当使用具有这种根切的形状，且角度θ为5～40°，优选为10～35°的突出部33时，就会成为作为止转部的多个突出部33完全埋入成形材料内的状态，能够使两者间的机械耦合的强度足够强。

＜底部件＞

中空下压缩模2如图1(B)所示，为了赋予短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物38所含的分散剂的透液性，而具有进行分散剂的排出的排水路径12。在该排水路径12上安装有未图示的真空吸引泵，能够在短时间完成分散剂的排出。此外，在该例子中，为了防止在来自排水路径12的分散剂的排出时短纤维流出，而在中空下压缩模2的上表面配置有底部件39。

作为该底部件39，可使用金属网。在本实施方式中，如图1以及图4(A)和(B)所示，底部件39使用由不锈钢制的圆环状波浪金属网(荷兰金属网，叠织金属网)39A和不锈钢制的圆环状平纹金属网(平织金属网)39B这两层金属网构成，两层金属网间通过烧结而固定在一起的部件。这种底部件39不会使过滤性能大幅度地降低，能够提高机械强度。平纹金属网39B发挥过滤功能，波浪金属网39A不会给排水性能带来大的影响，且具有对平纹金属网39B补充强度的功能。此外，底部件39除具备波浪金属网39A和平纹金属网39B以外，还可以具备追加的金属网。该追加的金属网只要是对波浪金属网39A和平纹金属网39B的功能进行增强的金属网即可，追加的金属网也通过烧结而与相邻的金属网结合在一起。波浪金属网39A例如优选过滤粒度为150μm以上，平纹金属网39B优选开孔率为35％以上55％以下。当过滤粒度小于150μm时，后述的浆料中的粉末状树脂就会在波浪金属网39A上产生堵塞而阻碍排水。另外，当平纹金属网39B的开孔率小于35％时，会使排水性能降低，当开孔率大于55％时，增强功能就会降低。此外，在本申请说明书中，开孔率是通过每单位面积的开孔部的比例而计算出的，另外，过滤粒度是使玻璃珠等透过，测定所透过的珠的最大粒径，将该最大粒径作为过滤粒度。

进而，在本实施方式中，如图1(B)及图5(B)所示，在底部件39与中空下压缩模2之间，配置有具有多个贯通孔41且支承底部件39的不锈钢制的支承板40。当使用支承板40时，能够提高底部件39的机械强度。本实施方式所使用的支承板40的机械强度比底部件39的机械强度高。此外，当考虑底部件39的过滤速度的降低时，支承板40优选具有比中空下压缩模2的排水路径12的开口率大且为底部件39的开口率以上的开口率。当构成这种开口率的关系时，支承板40实质上不会给过滤速度的降低带来影响。具体而言，支承板40优选通过以开口率为35％以上55％以下的方式使多个贯通孔41离散分布而构成。当开口率小于35％时，支承板40就会成为排水的障碍，当开口率大于55％时，支承板40的对底部件39的支承功能就会降低。此外，由于支承板的更换频率比底部件的更换频率小很多，因此能够使维护费用大幅度地降低。

在本实施方式中，如图5(C)所示，在与中空下压缩模2相对的支承板40的面上配置有连接中空下压缩模2的多个排水路径12和支承板40的贯通孔41的槽42。当配置这种槽42时，能够有效地防止支承板40的存在成为排水的障碍。此外，如图5(A)所示，在本实施方式中，设置于中空下压缩模2的排水路径12的横截面形状具有圆弧状的细长的形状。当设置这种细长的横截面形状的排水路径12，虽然可提高排水性，但会成为使底部件39变形的原因，但在本实施方式中，由于设有支承板40，因此不会产生问题。

＜浆料＞

接着，对本实施方式所使用的浆料进行说明。此外，本发明不局限于使用本实施方式所使用的浆料。

(浆料的分散液)

浆料所使用的分散剂可分散短纤维或短纤维和粉末状树脂，只要是相对于要使用的短纤维和粉末状树脂不会使性状变差的分散剂，就没有特别限定。例如，作为分散剂，可使用有机溶剂、有机溶剂和水的混合物、水等，特别是在经济性方面，优选使用对环境的负荷小的水。

在使用有机溶剂的情况下，需在安全面上充分注意，也可使用甲醇、乙醇、丙酮、甲苯、***等有机溶剂。

也可以在混合短纤维、粉末状树脂和分散剂而成的混合液中添加一种以上的静电引力凝聚式的高分子凝聚剂来调节浆料。

(短纤维)

分散在分散剂中的短纤维优选由熔点、或分解温度为250℃以上的短纤维构成。通过使用这种短纤维，不会在成形时的成形温度或加工温度、实际使用时的气氛温度下引起短纤维热劣化，能够制成耐热性优异的成形材料或树脂制齿轮。

作为这种短纤维，优选使用选自对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、起高强力聚乙烯纤维、聚酮纤维、聚对苯撑苯并二恶唑纤维、全芳族聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、及聚乙烯醇类纤维中的至少一种以上的短纤维，特别是在使用对位芳纶纤维和间位芳纶纤维的混合纤维的情况下，耐热性、强度、树脂成形后的加工性的平衡优异。

另外，短纤维优选至少含有拉伸强度为15cN/dtex以上、拉伸弹性率为350cN/dtex以上的高强度高弹性率纤维20体积％以上。

短纤维的单纤维纤度(粗细度)优选为0.1～5.5dtex，更优选为0.3～2.5dtex的范围。

短纤维的长度没有特别限定，但优选为1～12mm，更优选为2～6mm。在纤维长低于1mm的情况下，纤维強化树脂成形体的机械特性逐渐降低。当纤维长度超过12mm时，短纤维的络合就会过大，不仅难以形成均匀的质地，而且还容易使分散在分散液中的短纤维在向过滤脱水压缩装置移送的配管内逐渐发生短纤维造成的堵塞，不优选。

树脂成形体所含的短纤维的比例优选选择有强度且可靠地填充短纤维，并且不阻碍树脂的浸渍的范围，特别优选为35～45体积％。

在将使用图1(A)所示的过滤脱水压缩装置13而将成形材料35与金属制衬套31一体化形成的成形品向下个步骤移动或搬运时，为了赋予用于维持形状的强度，优选短纤维含有对芳纶纤维进行了纤维化处理而成的微细纤维，且以微细纤维的游离度为100～400ml、微细纤维的含量为短纤维中的30质量％以下的方式进行配合。

(粉末状树脂)

作为粉末状树脂，可使用热固性树脂、热塑性树脂等种种材质的粉末状树脂。例如可使用将选自环氧树脂、聚氨基酰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂的一种以上的树脂组合而成的树脂。其中，从树脂固化物的强度、耐热性等方面出发，优选酚醛树脂。

粉末状树脂的颗粒形状为任意，但优选使用粒状的粉末状树脂。另外，粒径因短纤维的纤维径而不同，但优选为50μm以下。此外，粒径通过由JIS－Z8801－1规定的金属制网筛分法而测定。由此，能够使粉末状树脂均匀地分布在短纤维的聚集物的间隙内。

(短纤维和粉末状树脂的分散浓度)

分散剂中的短纤维和粉末状树脂的分散浓度优选为0.3g/升以上20g/升以下。

＜树脂制旋转体＞

下面，对使用本实施方式所制造的成形材料来适当制造的树脂制齿轮进行说明。

树脂制旋转体通过按以下方法形成树脂成形体而得到：对成形材料一边加热一边加压，使粉末状树脂熔融而生成熔融树脂，将该熔融树脂浸渍在由短纤维构成的增强纤维层中后，使熔融树脂固化而形成树脂成形体。在成形材料中未含有树脂粉末的情况下，另外使液状树脂浸渍在成形材料中，并通过加热而使其固化。由此形成树脂成形体。另外，对上述树脂成形体的外周部进行切齿加工步骤，能够成形为齿轮形状。更具体而言，可优选使用具有与使齿轮旋转的旋转轴嵌合的金属制衬套31和配置在该金属制衬套的周围的齿部的树脂制旋转体。

齿部配置在上述的金属制衬套的外周。当利用上述的图2进行更具体地描述时，则一个成形材料35以嵌于外周部36的状态配置在金属制衬套31的外周部36的外侧的位置。而且，成形材料35成为浸渍树脂且树脂固化而形成的树脂成形体37。齿部形成在该树脂成形体37的外周。

＜过滤脱水压缩装置的驱动＞

过滤脱水压缩装置13具有：用于使上述的中空下压缩模2与中空上压缩模4的离开距离变化的第二驱动装置19；用于使筒状模具3移动的第一驱动装置16；为了使筒状模具3移动而除第一驱动装置16以外还使用的第三驱动装置18；进行第一驱动装置16、第二驱动装置19和第三驱动装置18的顺序控制的顺序控制装置SC。在本实施方式中，第二驱动装置19构成用于使中空下压缩模2的位置位移的装置，以形成中空下压缩模2与中空上压缩模4之间的距离最长的第一位置关系，和中空下压缩模2与中空上压缩模4之间的距离最短的第二位置关系。具体而言，在本实施方式中，在脱水步骤中，使中空上压缩模4为固定状态下，第二驱动装置19使中空下压缩模2与基座1一同移动。作为驱动源，没有特别限定，可使用可控制移动速度、加压力的电动压力机作为驱动源。

顺序控制装置SC的运行顺序设定成进行以下动作。首先，将浆料注入上模20设成与筒状模具3的开口部的周缘部密接的状态，向筒状模具3内投放使短纤维分散于分散剂中而得到的浆料或使短纤维和粉末状树脂分散于分散剂中而得到的浆料时，控制第一驱动装置16，以将筒状模具3定位于成为中空下压缩模2的上端部位于筒状模具3内的下侧端部中的状态的成形位置。接着，如图1(B)所示，控制第二驱动装置19，以将中空下压缩模2保持在待机位置。接着，如图6(A)所示，从成形模具3内排出分散剂，在成形模具3内形成使短纤维聚集而成的聚集物或使短纤维和粉末状树脂聚集而成的聚集物时，或形成聚集物之后，为了压缩聚集物以形成成形材料，而以中空上压缩模4的下侧端部位于筒状模具3内的上侧端部内的方式定位并固定中空上压缩模4。中空上压缩模4的固定装置未图示。在图6(A)的状态下，满足中空下压缩模2与中空上压缩模4之间的距离最长的第一位置关系。

接着，如图6(B)所示，控制第二驱动装置19，使中空下压缩模2向上升位置位移。在本实施方式中，此时，控制第一驱动装置16，使筒状模具3也与中空下压缩模2一起位移到上升位置。此外，在该状态下，中空下压缩模2与筒状模具3的相互位置关系也不变。因此，在该状态下，可看作筒状模具3和中空下压缩模2位于成形位置。在图6(B)的状态下，在中空下压缩模2位于上升位置的状态下，成为中空下压缩模2与中空上压缩模4之间的距离最短的状态，在两者之间，满足第二位置关系。

接着，如图6(C)所示，顺序控制装置SC控制第一驱动装置16，以使筒状模具3向能够使成形材料35从筒状模具3露出的取出位置位移。即，通过控制第一驱动装置16而使活塞15下降，使筒状模具3向取出位置位移。此外，在本实施方式中，为了辅助第一驱动装置16，而驱动设置于中空上压缩模4侧的第三驱动装置18，通过压下第三驱动装置的活塞17，也对筒状模具3附加压下力。

然后，如图6(D)所示，顺序控制装置SC控制第二驱动装置19，在第一驱动装置16使筒状模具3位移到取出位置之后，使中空下压缩模2从上升位置向待机位置位移。在本实施方式中，第二驱动装置19使基座1位移到下方的待机位置的结果是，中空下压缩模2与中空上压缩模4之间的距离成为最长的距离，在中空下压缩模2与中空上压缩模4之间，满足第一位置关系。

＜第一实施方式的成形材料的制造方法＞

下面，对本发明成形材料的制造方法的第一实施方式进行说明。

如图1(B)和图6概要性地所示，通过使用过滤脱水压缩装置13在金属制衬套31的外周部36的外侧位置形成短纤维和粉末状树脂的聚集物38，然后沿着使金属制衬套31旋转的旋转轴(未图示)的轴线方向压缩该短纤维和粉末状树脂的聚集物38而形成成形材料。此外，在图6中，图1(A)所示的第一和第二驱动装置16和19以及顺序控制装置SC均省略图示。

首先，对通过过滤脱水法而使短纤维和粉末状树脂聚集在金属制衬套31的外周部的周围的投放步骤进行说明。

＜投放步骤＞

如图1所示，关于顺序控制装置SC的运行顺序，在投放步骤中，在向筒状模具3内投放使短纤维分散于分散剂中而得到的浆料、或使短纤维和粉末状树脂分散于分散剂中而得到的浆料时，控制第一驱动装置16，以将筒状模具3保持在成为中空下压缩模2位于筒状模具3内的状态的成形位置。

具体而言，在投放步骤中，向着浆料扩散部件7，从上方向筒状模具3投放浆料。该浆料暂时储存在筒状模具中，或者与投放并行地将分散剂向筒状模具外排出。

如图1(B)所示，将短纤维和粉末状树脂分散于分散剂中而形成的浆料，在使浆料注入上模20与筒状模具3的开口部的周缘部密接时从浆料注入孔21被供给。

浆料从上方向浆料扩散部件7供给，由此，短纤维和粉末状树脂在浆料扩散部71被扩散，而被均等分配地扩散于浆料扩散部件7的周围。

＜清洗步骤＞

在清洗步骤中，从上方向浆料扩散部件7注入与在投放步骤中使用的分散剂相同的分散剂或水，使附着于浆料扩散部件7的浆料扩散部71的短纤维和粉末状树脂落下。

在投放步骤中，在浆料投放后，会在浆料扩散部件7的浆料扩散部71的上部附着残留短纤维和粉末状树脂。当在浆料扩散部件7上残留短纤维和粉末状树脂时，就会导致在排出步骤的分散剂排出中或排出后，在压缩短纤维和粉末状树脂的聚集物的压缩步骤中，将短纤维和粉末状树脂嵌入到中空上压缩模4及按压部件8与浆料扩散部件7之间。当发生这种嵌入时，会损伤模具，不能进行连续生产。因此，在浆料投放后，从浆料注入孔21经由喷嘴22注入与浆料的分散剂相同的分散剂或水，冲洗残留在浆料扩散部件7的浆料扩散部71的上表面的短纤维和粉末状树脂。

关于冲洗短纤维和粉末状树脂的分散剂或水的注入起始时刻，优选模具内的浆料的液面到达聚集于模具内的短纤维和粉末状树脂的聚集物的上表面的时刻，且在该时刻进行投放。

关于冲洗短纤维和粉末状树脂的分散剂或水的量，投放分散剂或水不从模具内溢出的程度的少量，通过将分散剂或水的注入次数设为两次以上(多次)，能够可靠地冲洗残留在浆料扩散部件7的上部的短纤维和粉末状树脂。

关于将分散剂或水注入两次以上时的间隔，优选先注入的分散剂或水的液面下降到聚集于模具内的短纤维和粉末状树脂的聚集物的上表面为止进行隔开。

＜排出步骤和压缩步骤＞

从成形模具内排出分散剂，在成形模具内形成使短纤维聚集而成的聚集物或使短纤维和粉末状树脂聚集而成的聚集物38之后，为了压缩聚集物38而形成成形材料35，如图6(A)所示，在中空上压缩模4的下端部进入筒状模具3内的位置固定中空上压缩模4。在排出步骤中，从筒状模具3排出分散剂，在筒状模具3内形成聚集有短纤维和粉末状树脂的短纤维和粉末状树脂的聚集物38。

在压缩步骤中，进行压缩短纤维和粉末状树脂的聚集物38的步骤。

具体地描述一个例子时，如图1(B)所示，通过对筒状模具3内进行真空吸引而从设置于中空下压缩模2的多个排水路径12排出分散剂，来制作包围金属制衬套31的外周部的周围的短纤维和粉末状树脂的聚集物38。

当这样使用衬套支承台5和浆料扩散部件7时，就能够简单地进行金属制衬套31的定位和支承。

另外，短纤维和粉末状树脂的聚集物38的外周面的形状由筒状模具3的内周面的形状决定。

在从设置于中空下压缩模2的多个排水路径12排出分散剂之后，如图6(B)所示，通过第二驱动装置19使基座1从待机位置向上升位置移动，而使中空下压缩模2和筒状模具3向中空上压缩模4移动。在其移动过程中，中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的距离逐渐缩短。在该移动过程中，成为按压部件8上的上弹性体9和衬套支承台5下的下弹性体6被压缩了的状态。通过上弹性体9和下弹性体6的力，将金属制衬套31定位在聚集物38的中央部。此外，作为上弹性体9和下弹性体6，使用弹簧常数相等的弹簧。

进而，当通过第二驱动装置19的驱动而使基座1上升时，中空上压缩模4的台阶部11与按压部件8就会抵接，从而形成中空下压缩模2和中空上压缩模4的距离未缩短的位置关系即第二位置关系(参照图6(B))。

在此，利用图7对成形材料35的厚度进行详细说明。

如图7(A)所示，金属制衬套31的厚度T1与由台阶部11(参照图1)决定的成形材料35的厚度(压缩时的厚度)T2之间的关系可从(A)T1＝T2、(B)T1＞T2、(C)T1＜T2这三种方案中任意选择。

另外，从金属制衬套31的下表面到压缩时的成形材料35下表面的距离T3与从金属制衬套31的上表面到压缩时的成形材料35上表面的距离T4之间的关系可从(D)T3＝T4、(E)T3＞T4、(F)T3＜T4这三种方案中任意选择，这能够变更台阶部14、11的高度L3、L4(参照图8(B))。

进而，也可设为组合上述的(A)～(C)、(D)～(F)而成的规格。

进行压缩的时间和温度可通过要使用的短纤维和粉末状树脂的种类而任意变更，但在上述压缩时，通过在中空上压缩模4上安装加热器，且在加热的状态下进行压缩，能够缩短去除过滤脱水后的成形材料35所含的液体量的时间，并且能够抑制压缩后的成形材料35的厚度的经时变化。

另外，在上述压缩时，通过在从中空下压缩模2的排水路径12进行了真空吸引的状态下压缩，能够缩短去除过滤脱水后的成形材料35所含的液体量的时间。

此外，排出步骤和压缩步骤既可以同时进行，也可以在进行了排出步骤之后进行压缩步骤。

在按顺序进行的情况下，由于能够先使分散剂和成形材料充分分离，因此在压缩步骤的压缩时加热了上模的情况下，能够减小上模的温度降低幅度地压缩成形材料。在同时进行的情况下，由于能够消减一个步骤程度的步骤，因此能够在更短时间内制造成形材料。

＜取出步骤＞

在从成形模内取出成形材料的取出步骤中，如图6(B)和图6(C)所示，在将成形材料35保持于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的状态下，第一驱动装置16和第三驱动装置18使筒状模具3沿着中空上压缩模4和中空下压缩模2滑动到下方，然后如图6(D)所示，第二驱动装置19使中空下压缩模2和筒状模具3与基座1一同向下方移动(到待机位置)，而使中空上压缩模4与中空下压缩模2相对地远离直到满足最远离的关系(第一位置关系)。然后，在拿走了浆料扩散部件7后，取出成形材料35。如本实施方式那样，在将成形材料35保持于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的状态下，使筒状模具3沿着中空上压缩模4和中空下压缩模2滑动时，即使筒状模具3与成形材料35之间的摩擦阻力增大，也能够防止被保持于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的成形材料35中出现裂纹。

此外，也可以在使筒状模具3滑动之前，控制第一和第二驱动装置16和19，使得在中空上压缩模4不离开成形材料35的范围内稍微扩大中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的距离，或者减弱中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的施加压力。这样，就能够降低筒状模具3与成形材料35之间的摩擦阻力，能够得到可以减小筒状模具3的移动所需要的力的优点。

在本实施方式中，通过使从上方向压下筒状模具3的动作和向下方向拉动筒状模具3的动作联动，而使筒状模具3滑动，但也可以将第一驱动装置16和第三驱动装置18中的一方设成驱动状态，将另一方设成活塞自由活动的非驱动状态，仅通过一方的驱动装置来使筒状模具滑动。

＜成形步骤＞

下面，说明对成形材料35一边加热一边加压，使粉末状树脂熔融而生成熔融树脂，将该熔融树脂浸渍于由短纤维构成的增强纤维层中之后，使熔融树脂固化而形成树脂成形体的步骤。

如图8所示，将在衬套31上具备成形材料35的树脂制旋转体成形用半加工品50，配置在预先加热的模具51内，然后进行加热加压成形而使粉末状树脂固化，成形具备树脂成形体的树脂制旋转体。模具51包括：固定模具52；配置在固定模具52的中心，在上下方向位移的移动模具53；与该移动模具53成对地夹持衬套31的上模具54。当上模具54的按压部54A***到固定模具52内，按压衬套31时，移动模具53随着上模具54的***量而向下方位移。当树脂固化后，从模具51中取出具备以成形材料35为芯材而成形的树脂成形体的树脂制旋转体，完成树脂成形体的制造。

＜加工步骤＞

对使树脂浸渍固化而成的树脂成形体的外周部进行切齿加工。齿既可以在模成形时附加，也可以在模成形后通过切削加工来附加，但从能够提高精度出发，优选通过切削加工而设置。

＜第二实施方式＞

在第一实施方式中，混合短纤维、粉末状树脂和水而制作浆料。在使用这种浆料的情况下，因为浆料的粘度低，所以即使由不锈钢制的波浪金属网39A和不锈钢制的平纹金属网39B这两层金属网构成的底部件39的过滤性能变差，有效利用率也不会变差。但是，为了提高排水性，当增大波浪金属网39A的过滤粒度时，当粉末状树脂的粒径设为10μm时，过滤性能就会变差，与水一起排出的粉末状树脂的量就会增多。为了防止这种问题而减小底部件39的波浪金属网39A的过滤粒度时，虽然过滤性能提高，但脱水时间会延长。因此，在第二实施方式中，为了应对这种问题，在混合短纤维、粉末状树脂和分散剂而成的混合液中添加一种以上的静电引力凝聚式高分子凝聚剂来调节浆料。当添加静电引力凝聚式高分子凝聚剂时，静电引力凝聚式高分子凝聚剂不仅发挥凝聚功能，也作为稳定剂发挥功能，短纤维彼此稳定，并且短纤维和粉末状树脂稳定。其结果是，能够增大残留在聚集物中的短纤维及粉末状树脂的量。即，能够提高短纤维和粉末状树脂的稳定率，能够提高有效利用率。

可使用的静电引力凝聚式高分子凝聚剂只要能够提高短纤维和粉末状树脂的稳定率，并且不会显著阻碍脱水性，哪种高分子凝聚剂都可以，作为阳离子性高分子凝聚剂，例如可使用：苯乙烯类高分子、多胺缩合物、双氰胺缩合物、阳离子改性丙烯酸类共聚物、聚甲基丙烯酸酯类、聚脒盐酸盐。另外，作为阴离子性高分子凝聚剂，例如可使用：丙烯酸类共聚物、磺化多酚、多元酚类树脂、聚丙烯酸酯类、聚丙烯酸钠-酰胺衍生物。

在使用有代表性的高分子凝聚剂的凝聚方法中，在混合液中添加了阳离子性高分子凝聚剂之后，添加阴离子性高分子凝聚剂。当在混合液中添加阳离子性高分子凝聚剂时，就会形成一部分短纤维和一部分粉末状树脂聚集而成的许多称为絮凝物的聚集物。当之后添加阴离子性高分子凝聚剂时，絮凝物彼此就会聚集而生成更大的絮凝物，形成许多尺寸大的絮凝物。当形成这种絮凝物时，脱水性提高。其结果是，能够在短时间内进行脱水，并且短纤维和粉末状树脂的稳定率提高。特别是当使用阳离子性苯乙烯类高分子水溶液作为阳离子性高分子凝聚剂，且使用阴离子性丙烯酸类高分子水溶液作为阴离子性高分子凝聚剂时，能够得到较高的脱水性。

另外，作为高分子凝聚剂，可使用两性高分子凝聚剂。两性高分子凝聚剂是发挥通过阴离子和阳离子的电荷的静电引力而增强混合液中的短纤维及粉末状颗粒的中和效应(阳离子)、高分子链实现的络合物(高分子量材料)的生成、络合物(高分子量材料)的作用的凝聚剂。作为这种两性高分子凝聚剂，例如可使用丙烯酰胺-丙烯酸-烷基氨基丙烯酸酯季胺盐共聚物、聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类。

实施例

下面，对本发明的实施例进行说明。

[实施例1]

为了制造浆料，准备装满短纤维和粉末状树脂投放时的浓度为4g/升的量的水的罐。然后，在该罐内添加树脂成形体中的短纤维的纤维总量为40体积％的量的短纤维和树脂成形体中的树脂总量为60体积％的量的粉末状树脂。具体而言，作为用作短纤维的纤维球，分别投放长宽比为200的对位芳纶纤维“帝人(株)制‘テクノーラ(商标)’”成为50质量％、长宽比为200的间位芳纶纤维“帝人(株)制‘コーネックス(商标)’”成为45质量％、然后投放纤维化处理到游离度值300ml的微细纤维“デュポン(株)制‘ケブラー(商标)’”5质量％的量。另外，作为粉末状树脂，投放粒径20μm的酚醛树脂粉末“エア·ウォーター·ベルパール(株)制‘ベルパール(商标)’”。接着，用搅拌机来搅拌罐内的水，使纤维球与酚醛树脂粉末分散，来制造浆料。

此时，添加明成化学工业株式会社用“セラフィックスST”(商标)的名称进行销售的阳离子性苯乙烯类高分子水溶液作为阳离子性高分子凝聚剂，并进行搅拌，然后添加明成化学工业株式会社用“ファイレックスM”(商标)的名称进行销售的阴离子性丙烯酸类高分子水溶液作为阴离子性高分子凝聚剂，并进行搅拌，制成本实施例所使用的浆料。阳离子性苯乙烯类高分子水溶液的添加量相对于短纤维和粉末状树脂的总量为0.2质量％，阴离子性丙烯酸类高分子水溶液的添加量相对于短纤维和粉末状树脂的总量为0.1质量％。

接着，使用图1(A)所示的过滤脱水压缩装置，将金属制衬套31定位在衬套支承台5上，且将浆料扩散部件7以位置不偏离的方式载置在金属制衬套31上，夹持金属制衬套31。此外，浆料扩散部件7的向上侧凸出的圆锥形状的浆料扩散部71的圆锥面的中心角为90°。另外，浆料扩散部71的顶部设为R15mm的曲面形状。

要使用的金属制衬套31的突出部33和凹部34的形状(参照图3)为h1＝2mm、h2＝0.5mm，在根切形状中，金属制衬套31的假想中心横截面与侧面之间的角度θ为20°。

在此，中空下压缩模2的位置设为从金属制衬套31的轴方向中央到底部件39上表面的距离成为50mm的位置。

使图1(B)所示的浆料注入上模20与筒状模具3密接，将上述浆料投放在过滤脱水压缩装置内。然后，通过对筒状模具内进行真空吸引而从设置于中空下压缩模2的多个排水路径12排水，将纤维球和酚醛树脂粉末与水分离，得到圆筒状的短纤维和粉末状树脂的聚集物38。在进行真空吸引且将纤维球和酚醛树脂粉末与水分离后，从浆料注入孔21注入水，冲洗残留在浆料扩散部件7的上侧的纤维球和酚醛树脂粉末。浆料注入孔21配置在浆料扩散部件7的正上方。

此外，为了防止在排水时从排水路径12流出纤维球和酚醛树脂粉末，而在中空下压缩模2上配置有底部件39。作为底部件39，使用通过烧结而将波浪金属网39A和平纹金属网39B结合在一起的底部件。具体而言，作为底部件39，使用纵向12网眼、横向64网眼、过滤粒度为310μm的不锈钢制波浪金属网39A、和50网眼平纹且开口率为40％的平纹金属网39B。在此，网眼是表示金属网眼的细度的单位，是作为表示每1英寸的网眼数的单位而定义的。另外，作为支承板40，使用厚度1.5mm、孔径直径3mm、间距4mm、交错配置且开口率为51％的冲孔金属。在波浪金属网39A位于平纹金属网39B上的状态下，将底部件39配置在支承板40上。

接着，为了使金属制衬套31的止转部更强固地吃进纤维球和酚醛树脂粉末，进行压缩。如图6(A)所示，将中空上压缩模4压下，直到从金属制衬套31的轴方向中央到中空上压缩模4下表面的距离成为50mm的位置为止。图6(A)的位置是成为金属制衬套31位于中空上压缩模4与中空下压缩模2之间的中央的状态的位置。

如图6(B)所示，在衬套31位于中空上压缩模4和中空下压缩模2之间的中央的状态下，使中空上压缩模4以速度1～5mm/s下降，压缩到短纤维和粉末状树脂的聚集物38成为厚度20mm为止。

然后，通过在该状态下压缩2分钟，可得到与金属制衬套31一体化而成的树脂制旋转体成形用半加工品。

此外，在上述压缩时，在从中空下压缩模2的排水路径12进行了真空吸引的状态下进行压缩。另外，图7(B)所示的衬套支承台5的长度设为L7＝100mm，浆料扩散部件7的长度设为L6＝70mm，按压部件8的长度设为L5＝30mm，金属制衬套31的厚度设为T1＝10mm，中空上压缩模4和中空下压缩模2的台阶部的高度L3及L4设为L3＝L4＝100mm。

[实施例2]

除使用厚度3mm的板作为支承板40以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例1]

作为底部件，仅使用波浪金属网。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例2]

作为底部件，仅使用平纹金属网。不使用支承板。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例3]

作为底部件，使用将波浪金属网和平纹金属网以未烧结的状态重叠在一起的底部件。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例4]

作为底部件，使用不烧结就将两个波浪金属网重叠在一起的底部件。不使用支承板。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例5]

作为底部件，使用不烧结就将两个平纹金属网重叠在一起的底部件。不使用支承板。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

[比较例6]

作为底部件，使用将两个波浪金属网烧结在一起的底部件。不使用支承板。除此以外，用与实施例1相同的方法，制作成形材料。

实施例1及2和比较例1～6的试验结果表示在下述表中。

[表1]

由比较例1～5可知，在不使用支承板的情况下，底部件的连续使用次数不能超过50次。即使在使用支承板的情况下，当如比较例6那样使用烧结在一起的两个波浪金属网时，虽然能够使连续使用次数大幅增大，但排水时间也会延长。与此相对，当如实施例1和2那样使用支承板，并且使用通过烧结而将波浪金属网与平纹金属网结合在一起的部件作为底部件时，能够大幅度地增大连续使用次数，并且能够缩短过滤时间。

此外，实施例和比较例均未在成形材料出现裂纹。

产业上的可利用性

如本发明那样，由波浪金属网和平纹金属网的2层以上的金属网构成，且2层以上的金属网间通过烧结而被固定在一起的底部件，能够在不使过滤性能大幅降低的同时提高机械强度。而且，当使用支承板时，能够在不延长排水时间的同时提高底部件的机械强度。此外，支承板的更换频率相较于底部件的更换频率少很多，因此可以大幅降低维护费用。

利用本发明的方法制造的树脂制齿轮因为成形材料的每单位面积重量均匀，所以强度也均匀，耐久性能优异，能够用作车辆用零件、产业用零件等可耐高温、高负荷的使用条件的树脂制齿轮。

符号说明

1 基座

2 中空下压缩模

3 筒状模具

4 中空上压缩模

5 衬套支承台

6 下弹性体

7 浆料扩散部件

8 按压部件

9 上弹性体

11 台阶部

14 台阶部

12 排出口

13 过滤脱水压缩装置

20 浆料注入上模

21 浆料注入孔

30 树脂制齿轮

31 金属制衬套

32 贯通孔

33 突出部

34 凹部

35 成形材料

36 外周部

37 树脂成形体

38 短纤维和粉末状树脂的聚集物

39 底部件

39A 波浪金属网

39B 平纹金属网

40 支承板

41 贯通孔

50 树脂制旋转体成形用半加工品

51 模具

52 固定模具

53 移动模具

54 上模具

54A 按压部。

Claims (11)

1.一种成形材料的制造装置，其特征在于，包括：

具有向上方向开口的开口部的筒状模具；

在成形时配置于所述筒状模具内的上压缩模；

在成形时配置于所述筒状模具内的具有多个排水路径的下压缩模；和

底部件，其配置于所述下压缩模的所述多个排水路径之上，具有过滤功能，

在将所述上压缩模置于待机位置的状态下，向所述筒状模具内投放了使短纤维分散于分散剂中而得到的浆料或使短纤维和粉末状树脂分散于分散剂中而得到的浆料之后，从所述下压缩模的所述多个排水路径排出所述分散剂，形成所述短纤维的聚集物或所述短纤维和所述粉末状树脂的聚集物，在形成所述聚集物的期间或形成所述聚集物之后，使所述上压缩模与所述下压缩模相对地接近来压缩所述聚集物，从而形成成形材料，

所述底部件由波浪金属网和平纹金属网的2层以上的金属网构成，所述2层以上的金属网间通过烧结而被固定在一起，

在所述底部件与所述下压缩模之间配置具有多个贯通孔并支承所述底部件的支承板。

2.根据权利要求1所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述支承板具有比所述下压缩模的所述排水路径的开口率大且为所述底部件的开口率以上的开口率。

3.根据权利要求1或2所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

在所述下压缩模与所述支承板的相对的面的至少一个面配置有连接所述下压缩模的所述多个排水路径与所述支承板的贯通孔的槽。

4.根据权利要求1或2所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述支承板通过以开口率为35％以上55％以下的方式使多个贯通孔离散分布而形成。

5.根据权利要求4所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述波浪金属网的过滤粒度为150μm以上，所述平纹金属网的开孔率为35％以上50％以下。

6.一种成形材料的制造装置，其投放含有分散剂和短纤维的浆料或者含有分散剂、短纤维和粉末状树脂的浆料，连续地进行过滤、脱水和压缩，形成被压缩于金属制衬套的外周部的外侧位置的由短纤维的聚集物构成的环状的成形材料，其特征在于，包括：

筒状模具，其在压缩动作时，限制短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物向金属制衬套的径向外侧扩展；

配置于该筒状模具的内部的一对衬套支承用模具，其从轴线方向的两侧夹持金属制衬套的比其外周部靠内侧的部分，且在压缩动作时限制短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物向金属制衬套的径向内侧扩展；和

上压缩模和下压缩模，其位于所述筒状模具与一对衬套支承用模具之间，在压缩动作时从轴线方向两侧夹住短纤维的聚集物或短纤维和粉末状树脂的聚集物来进行压缩，

在所述下压缩模上形成有用于排出所述分散剂的多个排水路径，

在所述下压缩模的所述多个排水路径上配置具有过滤功能的底部件，

所述底部件由波浪金属网和平纹金属网的2层以上的金属网构成，将所述2层以上的金属网间通过烧结而被固定在一起，

在所述底部件与所述下压缩模之间配置具有多个贯通孔并支承所述底部件的支承板。

7.根据权利要求6所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述支承板具有比所述下压缩模的所述排水路径的开口率大且为所述底部件的开口率以上的开口率。

8.根据权利要求6或7所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

在所述下压缩模与所述支承板的相对的面的至少一个面配置有连接所述下压缩模的所述多个排水路径与所述支承板的贯通孔的槽。

9.根据权利要求7所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述支承板通过以开口率为35％以上55％以下的方式使多个贯通孔离散分布而形成。

10.根据权利要求9所述的成形材料的制造装置，其特征在于：

所述波浪金属网的过滤粒度为150μm以上，所述平纹金属网的开孔率为35％以上55％以下。

11.一种树脂制齿轮的制造方法，其特征在于，通过以下步骤来制造树脂制齿轮：

成形步骤，对由权利要求1或6所述的制造装置制造出的成形材料一边加热一边加压，使所述粉末状树脂熔融而生成熔融树脂，将该熔融树脂浸渍在由短纤维构成的增强纤维层中之后，使所述熔融树脂固化而形成树脂成形体，进而制造树脂制旋转体；和

在所述成形步骤之后，对树脂成形体的外周部进行切齿加工的切齿加工步骤。