JP2002534352A5 - - Google Patents

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【特許請求の範囲】
【請求項１】 コアおよびコアと結合しており、かつ有利に摩擦学的に負荷をかけることができる少なくとも１つの外面（９６、９７）を有する境界層（９３、９４）からなる繊維強化セラミック体において、コアが１つ以上の層（９２）からなり、該層のうち少なくとも１つの層は少なくとも５０ミリメートルの長さを有する長繊維によって強化されており、境界層（９３、９４）は５０ミリメートル未満の長さを有する短繊維により強化されており、かつ繊維が溶浸されたマトリックスと反応により結合していることを特徴とする、繊維強化セラミック体。
【請求項２】 コアが、長繊維強化された複数の層（ＵＤ層）（９２）を有し、その長繊維はそれぞれ優先方向で配置されており、その際、少なくとも２つのＵＤ層（９２）の優先方向が相互に角度を変えて配置されている、請求項１記載のセラミック体。
【請求項３】 コアが、織布状の長繊維を有するか、または短繊維を有する少なくとも１つの層（９５）を有する、請求項１または２記載のセラミック体。
【請求項４】 隣接する２つのＵＤ層（９２）の間に、短繊維で強化された少なくとも１つの層が配置されている、請求項３記載のセラミック体。
【請求項５】 隣接する２つのＵＤ層（９２）の間に、織布状の長繊維を有する少なくとも１つの層（９５）が配置されている、請求項３または４記載のセラミック体。
【請求項６】 短繊維が広範囲にわたって統計学的に分散して配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のセラミック体。
【請求項７】 長繊維および短繊維が、ケイ素、炭素、ホウ素および／または窒素をベースとする共有結合を有する耐熱性繊維として構成されており、有利にはＳｉＣ繊維、Ｃ繊維またはＳｉＢＣＮ繊維として構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のセラミック体。
【請求項８】 繊維が、炭化ケイ素からなるマトリックスと反応によって結合している、請求項１から７までのいずれか１項記載のセラミック体。
【請求項９】 相互に結合した２つの半部（１７、１８；７１、７２；１００）を有する請求項１から８までのいずれか１項記載のブレーキディスクにおいて、それぞれの半部（１７、１８；７１、７２；１００）が、摩擦面（２４、２６；８１、８２；１０２）として形成されている外面および内面を有し、その際、少なくとも一方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）の内面にリブ（２０、２０′、２０″、２０″′）が備えられており、該リブは他方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）に密着しており、その際、両方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）の内面にほぼ放射状に延びているリブ（２０、２０′、２０″、２０″′）が備えられており、該リブは、それぞれ他方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）の相応するリブ（２０、２０′、２０″、２０″′）の間で形状結合的にかみ合っていることを特徴とする、ブレーキディスク。
【請求項１０】 一方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）のリブ（２０〜２０″′）と他方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）のリブ（２０〜２０″′）との間に通風路（２１）が形成されている、請求項９記載のブレーキディスク。
【請求項１１】 両方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）が形と大きさにおいて同一に形成されている、請求項９または１０記載のブレーキディスク。
【請求項１２】 それぞれのリブ（２０〜２０″′）が、半径方向平面に延びている第一の支持面（２７）を有し、該支持面は傾斜した面（２８）を介して半径方向平面に延びている第二の支持面（２９）へと移行し、該第二の支持面の摩擦面（２４、２６；８１、８２；１０２）からの間隔は、第一の支持面（２７）の間隔よりも大きい、請求項１１記載のブレーキディスク。
【請求項１３】 それぞれの半部（１７、１８；７１、７２；１００）の内面にほぼ放射状に延びている溝（３０、３１）が形成されており、該溝の間にリブ（２０〜２０″′）が突出しており、かつその際、それぞれ４つのリブ（２０〜２０″′）は円周方向で順次、第一のリブ（２０）および隣接する第二のリブ（２０′）の第一の支持面（２７）が相互に向かいあう側に位置しており、その一方で第二のリブ（２０′）およびその後の第三のリブ（２０″）の第一の支持面（２０）は、相互に離反する側に位置しており、かつ第三のリブ（２０″）およびその後の第四のリブ（２０″′）の第一の支持面は、再び相互に向かいあう側に位置するように配置されている、請求項１１または１２記載のブレーキディスク。
【請求項１４】 フランジ（１３；７４）によって車輪に固定するために中心部に固定用開口部（２２；６２）を有し、その際、摩擦結合によりフランジ（１３；７４）と結合するための摩擦面（２４、２６；８１、８２）は平坦に形成されている、請求項９から１３までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
【請求項１５】 フランジの相応するウェブと形状結合的に結合するための、少なくとも１つの摩擦面に固定用開口部（６２）を出発点とする溝（６４）が備えられている、請求項１４記載のブレーキディスク。
【請求項１６】 繊維強化セラミック体の製造方法において、長繊維によって強化されている少なくとも１つの層（９２）からコアを製造し、かつ該コアを、長繊維より短い長さを有する短繊維によって強化されており、かつ有利に摩擦学的に負荷をかけることのできる少なくとも１つの外面（９６、９７）を有する境界層（９３、９４）と結合させることを特徴とする、繊維強化セラミック体の製造方法において、
− 熱の作用下で成形可能なプリプレグ（１２８；１４６）を、有機前駆物質の添加下および有利には充てん材の添加下に長繊維からなる少なくとも１つの層（９２）から製造する工程、
− 熱の作用下に成形可能な混合物を、短繊維および有機前駆物質から有利には充てん材の添加下に製造する工程、
− 該混合物からなる層（９３、９４）と一緒にプリプレグ（１２８；１４６）を型へ導入し、かつ熱の作用下で圧縮成形してグリーン成形体を製造する工程、
− グリーン成形体を熱分解して多孔質の成形体を製造する工程
− 該多孔質成形体をメルトにより、有利にはシリコンメルトにより溶浸させ、反応によって結合した繊維を有する成形体を製造する工程
を有する、繊維強化セラミック体の製造方法。
【請求項１７】 長繊維によって強化された複数の層（ＵＤ層）（９２）からコアを製造し、その長繊維はその都度優先方向で配置されており、その際、その優先方向が相互に角度をずらして配置されている少なくとも２つのＵＤ層（９２）を使用する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】 織布状の長繊維を有する少なくとも１つの層（９５）をコアへ挿入する、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】 ケイ素、炭素、ホウ素および／または窒素をベースとする共有結合を有する耐熱性繊維、有利にはＳｉＣ繊維、Ｃ繊維またはＳｉＢＣＮ繊維を長繊維および短繊維として使用する、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】 短繊維および／または長繊維により強化したプリプレグを複数組み合わせて積層物（９１）が得られ、次いで該積層物を熱の作用下に型の中で圧縮成形してグリーン成形体が得られる、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】 プリプレグ（１２８）を以下の工程：
− 巻き取りロールからキャリアシート（１１６）を展開する工程、
− 有機前駆物質および繊維（１２０）を上からキャリアシート（１１６）上に供給する工程、
− 有機前駆物質および別のキャリアシート（１１８）を上から施与する工程、
− 両方のキャリアシート（１１６、１１８）の間に挟まれた材料を圧縮し、かつ巻き取りロールに巻く工程、
− 前駆物質を老化させて部分的な架橋を行う工程
を有するＳＭＣ法により製造する、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】 老化後にキャリアシート（１１６、１１８）をはく離し、次いでプリプレグ（１２８）または複数のプリプレグからなる積層物（９１）を型の中で、少なくとも１つの短繊維を有する境界層と一緒に圧縮成形してグリーン成形体を製造する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】 キャリアシート（１１６）へ供給する間に繊維（１２０）を切断して短繊維にする、請求項２１または２２記載の方法。
【請求項２４】 長繊維を有する層の上で、有機前駆物質の中間層の下に、切断して短繊維にした繊維からなる別の層ならびに別の有機前駆物質を施与し、次いで第二のキャリアシート（１１８）を施与する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】 ＲＴＭ法により長繊維からなる繊維骨格からなるコアを型に装入し、引き続き有機前駆物質を加圧下で型へ射出し、かつ成形し、こうして形成した成形体上に、有機前駆物質と短繊維とからなる混合物からなる少なくとも１つの層を施与し、かつ該成形体を熱の作用下で型の中で後成形し、次いでこうして製造したグリーン成形体を熱分解し、かつ引き続き溶浸する、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２６】 有機前駆物質としてピッチまたは樹脂、有利にはフェノール樹脂またはフラン樹脂を使用する、請求項１６から２５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２７】 繊維を展開し、かつ浸漬法によって有機前駆物質または有機金属前駆物質、有利にはポリシラン、ポリシロキサンまたはポリカーボシランならびに溶剤および充てん材からなるスリップで含浸させ、かつ引き続き巻き取りロール（１４４）に巻き取ることにより、長繊維により強化したプリプレグをスリップ含浸により製造する、請求項１６または２０記載の方法。
【請求項２８】 繊維（１２０；１３４）を、少なくとも５０ミリメートルの長さを有する長繊維として加工されるか、または５０ミリメートル未満の長さを有する短繊維に切断される繊維束（ロービング）の形で使用する、請求項１６から２７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２９】 以下の工程：
− 単一方向もしくは織布状の長繊維からなる少なくとも１つの層（９２、９３、９４）を有する耐熱性繊維から、それぞれ有機前駆物質と有利には充てん材の添加下に熱の作用下で成形可能な層へと結合しているプリプレグ（１２８、１４６）を製造する工程、
− 有機前駆物質および短繊維からなる混合物を有利には充てん材の添加下に製造する工程、
− 短繊維との混合物からなる少なくとも１つの層を有するプリプレグ（１２８；１４６）を圧縮成形用金型（５０）へと導入し、かつ熱の作用下に圧縮成形してグリーン成形体を製造する工程、
− グリーン成形体を熱分解して多孔質成形体を製造する工程、
− 該多孔質成形体を反応性のメルト、有利にはシリコンメルトで溶浸する工程
を含む、請求項１６から２８までのいずれか１項記載のブレーキディスクの製造方法。
【請求項３０】 以下の工程：
− それぞれ有機前駆物質によって有利には充てん材の添加下に結合して熱の作用下で成形可能な層となっており、単一方向もしくは織布状の長繊維からなる少なくとも１つの層（９２、９３、９４）を有するプリプレグ（１２８、１４６）を耐熱性繊維から製造する工程、
− 有機前駆物質および短繊維からなる混合物を有利に充てん材の添加下に製造する工程、
− 短繊維との混合物からなる層を有する少なくとも１つのプリプレグ（１２８；１４６）を圧縮成形用金型（５０）へと導入し、かつ熱の作用下に圧縮成形してブレーキディスク（１６；６０；７０；９０）の第一の半部（１７、１８；７１、７２；１００）を製造する工程、
− 少なくとも１つの別のプリプレグ（１２８；１４６）を有利には同一の圧縮成形用金型（５０）へと導入し、かつ熱の作用下に圧縮してブレーキディスク（１６；６０；７０；９０）の第二の半部（１７、１８；７１、７２；１００）を製造する工程、
− 両方の半部（１７、１８；７１、７２；１００）を組み合わせ、かつ空気の遮断下に熱分解して多孔質成形体を製造する工程、
− 該多孔質成形体を反応性のメルト、有利にはシリコンメルトで溶浸させる工程
を含む、請求項１６から２８までのいずれか１項記載のブレーキディスクの製造方法。