JP3506388B2 - 炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法 - Google Patents
炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法Info
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- JP3506388B2 JP3506388B2 JP17609793A JP17609793A JP3506388B2 JP 3506388 B2 JP3506388 B2 JP 3506388B2 JP 17609793 A JP17609793 A JP 17609793A JP 17609793 A JP17609793 A JP 17609793A JP 3506388 B2 JP3506388 B2 JP 3506388B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維と炭素と金属
および／または合金とを少なくとも含有してなる炭素質
摩擦材料に関し、具体的には工作機械，建設機械，自動
車，二輪車，鉄道および航空機等のブレーキとして使用
される炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法
に関する。
および／または合金とを少なくとも含有してなる炭素質
摩擦材料に関し、具体的には工作機械，建設機械，自動
車，二輪車，鉄道および航空機等のブレーキとして使用
される炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維強化炭素複合材料すなわちＣ／
Ｃコンポジットは炭素繊維を補強材とし炭素を結合材と
したものであり、通常は炭素繊維にフェノール樹脂、フ
ラン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ピッチ等の熱可塑性樹脂
を含浸、成形した後、炭化および黒鉛化処理し、さらに
緻密化処理として上記炭素前駆体の含浸、炭化を繰り返
して作製される。そのＣ／Ｃコンポジットは軽量で機械
的強度が高く優れた高温特性、化学的安定性を有し、航
空機やレーシングカー等の高負荷条件で使用される摩擦
材料として注目されている。このＣ／Ｃコンポジットを
摩擦材料として適用するためには、摩擦係数を高め、か
つ安定した摩擦係数および耐摩耗性を有するとともに、
摩擦材料を補強する裏板との接合の容易性および高強度
性が必要である。
Ｃコンポジットは炭素繊維を補強材とし炭素を結合材と
したものであり、通常は炭素繊維にフェノール樹脂、フ
ラン樹脂等の熱硬化性樹脂や、ピッチ等の熱可塑性樹脂
を含浸、成形した後、炭化および黒鉛化処理し、さらに
緻密化処理として上記炭素前駆体の含浸、炭化を繰り返
して作製される。そのＣ／Ｃコンポジットは軽量で機械
的強度が高く優れた高温特性、化学的安定性を有し、航
空機やレーシングカー等の高負荷条件で使用される摩擦
材料として注目されている。このＣ／Ｃコンポジットを
摩擦材料として適用するためには、摩擦係数を高め、か
つ安定した摩擦係数および耐摩耗性を有するとともに、
摩擦材料を補強する裏板との接合の容易性および高強度
性が必要である。
【０００３】これらについて検討しているもののうち、
摩擦材料の方向から提案している代表的なものとして、
特開昭６３−１３９２６号公報、特開平１−２６４９１
６号公報および特開昭６２−２９５９８５号公報があ
り、摩擦材料と裏板との接合の方向から提案している代
表的なものとして、特開昭６３−１４７８７３号公報、
特開平４−２２４１８０号公報および特開昭６３−３１
８３２９号公報がある。
摩擦材料の方向から提案している代表的なものとして、
特開昭６３−１３９２６号公報、特開平１−２６４９１
６号公報および特開昭６２−２９５９８５号公報があ
り、摩擦材料と裏板との接合の方向から提案している代
表的なものとして、特開昭６３−１４７８７３号公報、
特開平４−２２４１８０号公報および特開昭６３−３１
８３２９号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｃ／Ｃコンポジットを
摩擦材料に適用した従来の技術のうち、特開昭６３−１
３９２６号公報には炭素繊維を金属、セラミックスの少
なくとも１種を含有した炭素マトリックスで結合した炭
素質摩擦材料について記載されている。特開平１−２６
４９１６号公報には炭素繊維強化炭素複合体に１〜１０
体積％の樹脂を含浸、硬化させた炭素質摩擦材料につい
て記載されている。特開昭６２−２９５９８５号公報に
は炭素繊維強化炭素複合体に３〜１０体積％の金属また
は合金を溶浸させた炭素質摩擦材料について記載されて
いる。
摩擦材料に適用した従来の技術のうち、特開昭６３−１
３９２６号公報には炭素繊維を金属、セラミックスの少
なくとも１種を含有した炭素マトリックスで結合した炭
素質摩擦材料について記載されている。特開平１−２６
４９１６号公報には炭素繊維強化炭素複合体に１〜１０
体積％の樹脂を含浸、硬化させた炭素質摩擦材料につい
て記載されている。特開昭６２−２９５９８５号公報に
は炭素繊維強化炭素複合体に３〜１０体積％の金属また
は合金を溶浸させた炭素質摩擦材料について記載されて
いる。
【０００５】これらの発明である炭素質摩擦材料は、摩
擦材料としての機能を高めようとすると、裏板との接合
法としては、主として接着剤による接合、ネジ止めまた
はリベット止め等の機械的接合にする必要がある。しか
しながら、接着剤による接合では、簡易な方法である
が、使用時における摩擦熱の影響により接着剤が高温に
さらされ劣化し、接着力を失うことがあり、またネジ止
めまたはリベット止め等の機械的接合では、使用時の振
動やネジ、リベットに集中する力のため、摩擦材料のネ
ジ、リベットに接する部分にクラックや欠けが生じ、ラ
イニングが脱落する恐れがある。反対に、摩擦材料と裏
板との接合強度を高めようとすると、摩擦作用面となる
表面における摩擦材料としての機能が低下してしまうと
いう問題がある。
擦材料としての機能を高めようとすると、裏板との接合
法としては、主として接着剤による接合、ネジ止めまた
はリベット止め等の機械的接合にする必要がある。しか
しながら、接着剤による接合では、簡易な方法である
が、使用時における摩擦熱の影響により接着剤が高温に
さらされ劣化し、接着力を失うことがあり、またネジ止
めまたはリベット止め等の機械的接合では、使用時の振
動やネジ、リベットに集中する力のため、摩擦材料のネ
ジ、リベットに接する部分にクラックや欠けが生じ、ラ
イニングが脱落する恐れがある。反対に、摩擦材料と裏
板との接合強度を高めようとすると、摩擦作用面となる
表面における摩擦材料としての機能が低下してしまうと
いう問題がある。
【０００６】また、炭素質摩擦材料成形体と裏板との接
合に関する従来の技術のうち、特開昭６３−１４７８７
３号公報には裏板の表面に摩擦材料成形体の裏面が嵌合
しうる凹部を施し、この凹部に金属ないし合金の溶湯を
給湯した後、摩擦材料成形体を凹部で裏板と重ね合わ
せ、加圧下で溶湯を凝固して裏板と炭素質摩擦材料成形
体を接合する方法が記載されている。特開平４−２２４
１８０号公報には裏板に所定凹部を施し、この凹部に炭
素質摩擦材料成形体を焼きばめまたは冷やしばめする方
法が記載されている。特開昭６３−３１８３２９号公報
には裏板と摩擦材料成形体との対接部に互いに対向した
ピン穴を開け、そのピン穴にスプリングピンを弾性収縮
させた状態ではめ込み、摩擦材料成形体と裏板を固定す
る方法が記載されている。これらの接合法は、製造工程
が増えるために最終製品のコストが高くなること、また
形状および形状に伴う用途が制限されるという問題があ
る。
合に関する従来の技術のうち、特開昭６３−１４７８７
３号公報には裏板の表面に摩擦材料成形体の裏面が嵌合
しうる凹部を施し、この凹部に金属ないし合金の溶湯を
給湯した後、摩擦材料成形体を凹部で裏板と重ね合わ
せ、加圧下で溶湯を凝固して裏板と炭素質摩擦材料成形
体を接合する方法が記載されている。特開平４−２２４
１８０号公報には裏板に所定凹部を施し、この凹部に炭
素質摩擦材料成形体を焼きばめまたは冷やしばめする方
法が記載されている。特開昭６３−３１８３２９号公報
には裏板と摩擦材料成形体との対接部に互いに対向した
ピン穴を開け、そのピン穴にスプリングピンを弾性収縮
させた状態ではめ込み、摩擦材料成形体と裏板を固定す
る方法が記載されている。これらの接合法は、製造工程
が増えるために最終製品のコストが高くなること、また
形状および形状に伴う用途が制限されるという問題があ
る。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決した
ものであり、具体的には摩擦材料としての優れた摩擦特
性を有するとともに、摩擦材料成形体と金属またはセラ
ミックスからなる裏板との接合強度に優れた炭素繊維含
有摩擦材料成形体およびその製造方法の提供を目的とす
る。
ものであり、具体的には摩擦材料としての優れた摩擦特
性を有するとともに、摩擦材料成形体と金属またはセラ
ミックスからなる裏板との接合強度に優れた炭素繊維含
有摩擦材料成形体およびその製造方法の提供を目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、金属また
はセラミックス製の裏板との接合強度に優れる炭素繊維
含有摩擦材料成形体について検討していたところ、摩擦
材料成形体の裏板に接合される面（裏面）側は金属およ
び／または合金を富化し、逆に裏面に対する反対面の摩
擦作用面である表面は金属および／または合金を貧化す
ると、摩擦特性および強度が優れるとともに裏板との接
合強度も優れると言う知見を得て、本発明を完成するに
至ったものである。
はセラミックス製の裏板との接合強度に優れる炭素繊維
含有摩擦材料成形体について検討していたところ、摩擦
材料成形体の裏板に接合される面（裏面）側は金属およ
び／または合金を富化し、逆に裏面に対する反対面の摩
擦作用面である表面は金属および／または合金を貧化す
ると、摩擦特性および強度が優れるとともに裏板との接
合強度も優れると言う知見を得て、本発明を完成するに
至ったものである。
【０００９】すなわち、本発明の摩擦材料成形体におけ
る摩擦作用面となる表面は金属および／または合金が貧
化しており、該表面に対して裏側となる裏面は金属およ
び／または合金が富化しており、該裏面における金属お
よび／または合金の含有量が５０体積％以上であり、該
表面から該裏面までにおける該炭素質摩擦材料は組成の
異なる４種類または５種類の混合物を積層したものでな
り、該表面から該裏面に向かって金属および／または合
金が段階的または漸次的に増加しているものである。ま
た、本発明では上記摩擦材料成形体と金属またはセラミ
ックス製の裏板を重ね合わせ、加圧下加熱し接合するこ
とを特徴とする摩擦材料成形体の製造方法である。
る摩擦作用面となる表面は金属および／または合金が貧
化しており、該表面に対して裏側となる裏面は金属およ
び／または合金が富化しており、該裏面における金属お
よび／または合金の含有量が５０体積％以上であり、該
表面から該裏面までにおける該炭素質摩擦材料は組成の
異なる４種類または５種類の混合物を積層したものでな
り、該表面から該裏面に向かって金属および／または合
金が段階的または漸次的に増加しているものである。ま
た、本発明では上記摩擦材料成形体と金属またはセラミ
ックス製の裏板を重ね合わせ、加圧下加熱し接合するこ
とを特徴とする摩擦材料成形体の製造方法である。
【００１０】本発明の摩擦材料成形体は、表面がＣ／Ｃ
コンポジットやＣ／Ｃコンポジットに金属やセラミック
ス等の繊維および／または粉末を添加した炭素質複合摩
擦材料であり、裏板との接合面である裏面に向かって金
属および／または合金が段階的または漸次的に増加し、
裏面は金属富化材料になっているものである。
コンポジットやＣ／Ｃコンポジットに金属やセラミック
ス等の繊維および／または粉末を添加した炭素質複合摩
擦材料であり、裏板との接合面である裏面に向かって金
属および／または合金が段階的または漸次的に増加し、
裏面は金属富化材料になっているものである。
【００１１】本発明の摩擦材料成形体の表面における金
属および／または合金の含有量は好ましくは３０体積％
以下、特に好ましくは２０体積％以下であり、上記裏面
における金属および／または合金の含有量は４５体積％
以上、特に好ましくは５０体積％以上である。摩擦材料
成形体の表面における金属および／または合金の含有量
が３０体積％を超えて多くなると、炭素質摩擦材料の特
徴である高温特性が低下し、摩擦面温度が高温になるよ
うな条件下で使用するとフェード等によって摩擦特性を
悪化させる。また、裏面における金属および／または合
金の含有量が４５体積％未満になると、裏板との接合が
困難になるか、たとえ接合が可能であっても充分な強度
が得られ難い。
属および／または合金の含有量は好ましくは３０体積％
以下、特に好ましくは２０体積％以下であり、上記裏面
における金属および／または合金の含有量は４５体積％
以上、特に好ましくは５０体積％以上である。摩擦材料
成形体の表面における金属および／または合金の含有量
が３０体積％を超えて多くなると、炭素質摩擦材料の特
徴である高温特性が低下し、摩擦面温度が高温になるよ
うな条件下で使用するとフェード等によって摩擦特性を
悪化させる。また、裏面における金属および／または合
金の含有量が４５体積％未満になると、裏板との接合が
困難になるか、たとえ接合が可能であっても充分な強度
が得られ難い。
【００１２】本発明の摩擦材料成形体の段階的または漸
次的に分布している金属および／または合金の含有量
は、摩擦材料成形体と裏板の接合が充分な強度を維持で
きるならばできるだけ小ない方が好ましい。その金属お
よび／または合金の含有量が多すぎると、摩擦材料が摩
耗によって減っていった場合、金属および／または合金
が露出し摩擦特性を悪化させるためである。
次的に分布している金属および／または合金の含有量
は、摩擦材料成形体と裏板の接合が充分な強度を維持で
きるならばできるだけ小ない方が好ましい。その金属お
よび／または合金の含有量が多すぎると、摩擦材料が摩
耗によって減っていった場合、金属および／または合金
が露出し摩擦特性を悪化させるためである。
【００１３】本発明の摩擦材料成形体に接合される裏板
には、ステンレス鋼、鋳鉄等の通常の鉄鋼材料やセラミ
ックス等が用いられ、摩擦材料成形体に添加した金属お
よび合金の種類および裏板の材質によって金属被覆の有
無は決められるが、好ましくは金属被覆した方がよい。
には、ステンレス鋼、鋳鉄等の通常の鉄鋼材料やセラミ
ックス等が用いられ、摩擦材料成形体に添加した金属お
よび合金の種類および裏板の材質によって金属被覆の有
無は決められるが、好ましくは金属被覆した方がよい。
【００１４】本発明の接合に用いられる金属および合金
はその接合温度によって決められ、例えば１０００℃で
摩擦材料成形体と裏板との接合を行うならば、代表的な
金属として銅もしくは銅合金が用いられる。
はその接合温度によって決められ、例えば１０００℃で
摩擦材料成形体と裏板との接合を行うならば、代表的な
金属として銅もしくは銅合金が用いられる。
【００１５】本発明の接合は、摩擦材料成形体の焼成温
度が裏板として用いられる材料の耐熱温度以下ならば、
摩擦材料成形体の焼成と裏板との接合を同時に行うこと
ができる。すなわち、プレス成形や積層成形等で予め金
属および／または合金が段階的または漸次的に分布した
摩擦材料の予備成形体を作製しておき、その予備成形体
と裏板を重ね合わせ、加圧下加熱することにより摩擦材
料成形体の焼成と裏板との接合を同時に行うことができ
る。
度が裏板として用いられる材料の耐熱温度以下ならば、
摩擦材料成形体の焼成と裏板との接合を同時に行うこと
ができる。すなわち、プレス成形や積層成形等で予め金
属および／または合金が段階的または漸次的に分布した
摩擦材料の予備成形体を作製しておき、その予備成形体
と裏板を重ね合わせ、加圧下加熱することにより摩擦材
料成形体の焼成と裏板との接合を同時に行うことができ
る。
【００１６】また、さらに強固な接合力を要求する場合
は裏板上にリベット等を埋め込んだり、機械加工等によ
り、予め凸部になるように加工しておき、金属および／
または合金が段階的または漸次的に分布した摩擦材料の
予備成形体を重ね合わせ、加圧下加熱し凸部を摩擦材料
中に食い込ませ接合し、金属の拡散接合と機械的接合を
組合わせることができる。
は裏板上にリベット等を埋め込んだり、機械加工等によ
り、予め凸部になるように加工しておき、金属および／
または合金が段階的または漸次的に分布した摩擦材料の
予備成形体を重ね合わせ、加圧下加熱し凸部を摩擦材料
中に食い込ませ接合し、金属の拡散接合と機械的接合を
組合わせることができる。
【００１７】
【作用】本発明の摩擦材料成形体は、摩擦作用面となる
表面における貧化した金属および／または合金が炭素繊
維と炭素の摩擦摩耗特性を最大限に発揮する作用をし、
裏面における富化した金属および／または合金が裏板と
の接合において拡散接合による接合強化作用をし、摩擦
材料成形体の表面から裏面に向かっての金属および／ま
たは合金の段階的または漸次的な増加が摩擦材料成形体
内の接合強化作用をしており、これらの作用が総合され
ることにより摩擦材料としての実用効果を最大限に高
め、安定した摩擦摩耗特性および長寿命化を達成してい
るものである。
表面における貧化した金属および／または合金が炭素繊
維と炭素の摩擦摩耗特性を最大限に発揮する作用をし、
裏面における富化した金属および／または合金が裏板と
の接合において拡散接合による接合強化作用をし、摩擦
材料成形体の表面から裏面に向かっての金属および／ま
たは合金の段階的または漸次的な増加が摩擦材料成形体
内の接合強化作用をしており、これらの作用が総合され
ることにより摩擦材料としての実用効果を最大限に高
め、安定した摩擦摩耗特性および長寿命化を達成してい
るものである。
【００１８】
【実施例１】表１に示す組成にメチルセルロースの粘結
材を添加混練し、その混合物をシート状に広げ乾燥し、
７種類のシート状の予備成形体を得た。この予備成形体
を表２に示すように、銅メッキしたＳ４５Ｃ製の３ｍｍ
厚裏板と重ね合わせ窒素雰囲気中において、１０００
℃，１時間，３０ｋｇ／ｃｍ2の圧力でホットプレスに
よって焼成し、１０ｍｍ厚の摩擦材料成形体と裏板との
接合された本発明品１〜４、参考品１，２および比較品
１を得た。
材を添加混練し、その混合物をシート状に広げ乾燥し、
７種類のシート状の予備成形体を得た。この予備成形体
を表２に示すように、銅メッキしたＳ４５Ｃ製の３ｍｍ
厚裏板と重ね合わせ窒素雰囲気中において、１０００
℃，１時間，３０ｋｇ／ｃｍ2の圧力でホットプレスに
よって焼成し、１０ｍｍ厚の摩擦材料成形体と裏板との
接合された本発明品１〜４、参考品１，２および比較品
１を得た。
【００１９】こうして得た本発明品１〜４、参考品１，
２および比較品１の摩擦材料成形体の部分は、充分に焼
成されていた。裏板との接合については、本発明品１〜
４は強い衝撃を加えても剥離することなく充分に強く接
合されており、参考品１は弱い衝撃力で剥離しなく、強
い衝撃では摩擦材料成形体と裏板との間にクラックが入
り、参考品２は弱い衝撃力で剥離しなく、強い衝撃では
摩擦材料成形体の混合物１と混合物６の組成間でクラッ
クが入っており、比較品１は上述の加圧加熱接合後、剥
離していた。本発明品１〜４、参考品１，２および比較
品１の摩擦材料成形体の表面から裏面（裏板の接合面
側）までの金属，合金含有量を観察した結果、本発明品
１〜４および参考品１，２は表面から裏面へ向かって漸
増しており、比較品１は均一であった。このときの摩擦
材料成形体の表面および裏面における金属，合金含有量
を表２に併記した。
２および比較品１の摩擦材料成形体の部分は、充分に焼
成されていた。裏板との接合については、本発明品１〜
４は強い衝撃を加えても剥離することなく充分に強く接
合されており、参考品１は弱い衝撃力で剥離しなく、強
い衝撃では摩擦材料成形体と裏板との間にクラックが入
り、参考品２は弱い衝撃力で剥離しなく、強い衝撃では
摩擦材料成形体の混合物１と混合物６の組成間でクラッ
クが入っており、比較品１は上述の加圧加熱接合後、剥
離していた。本発明品１〜４、参考品１，２および比較
品１の摩擦材料成形体の表面から裏面（裏板の接合面
側）までの金属，合金含有量を観察した結果、本発明品
１〜４および参考品１，２は表面から裏面へ向かって漸
増しており、比較品１は均一であった。このときの摩擦
材料成形体の表面および裏面における金属，合金含有量
を表２に併記した。
【００２０】次いで、本発明品２〜４を用いて慣性式摩
擦試験を行った。試験は慣性モーメント３ｋｇｍｓ2，
試料面積１８ｃｍ2，相手ディスクＦＣで、車速１００
ｋｍ／ｈ，制動減速度０．３Ｇ、制動回数５０回ずつと
一定にし、摩擦面温度を１００，２００，３００，４０
０℃と変え、その時の摩擦特性を調査した。その結果を
図１に示す。本発明品２，３については摩擦面温度が変
化しても安定した摩擦特性を示したが、本発明品４につ
いては高温で摩擦特性の低下が見られた。
擦試験を行った。試験は慣性モーメント３ｋｇｍｓ2，
試料面積１８ｃｍ2，相手ディスクＦＣで、車速１００
ｋｍ／ｈ，制動減速度０．３Ｇ、制動回数５０回ずつと
一定にし、摩擦面温度を１００，２００，３００，４０
０℃と変え、その時の摩擦特性を調査した。その結果を
図１に示す。本発明品２，３については摩擦面温度が変
化しても安定した摩擦特性を示したが、本発明品４につ
いては高温で摩擦特性の低下が見られた。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【実施例２】表３に示す組成で４種類の混合物（ｖｏｌ
％）を作製した。その混合物を金属成分が表面から裏面
に向かって段階的に増加するように積層し、プレス成形
して予備成形体を得た。比較試料として、混合物８のみ
をプレス成形し予備成形体を得た。その両者の予備成形
体を窒素雰囲気中、９００℃，１時間焼成し、金属が段
階的に分布した本発明品５と金属を含まない比較品２を
得た。次に、本発明品５を銅メッキしたＳ４５Ｃ製の裏
板上に重ね合わせ、窒素雰囲気中、８００℃，１０分、
２０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で保持し、裏板と接合した。こ
の時の本発明品５の金属成分の分布を図２に示す。ま
た、比較品２については機械加工を行い、ねじ止めによ
って裏板と接合した。
％）を作製した。その混合物を金属成分が表面から裏面
に向かって段階的に増加するように積層し、プレス成形
して予備成形体を得た。比較試料として、混合物８のみ
をプレス成形し予備成形体を得た。その両者の予備成形
体を窒素雰囲気中、９００℃，１時間焼成し、金属が段
階的に分布した本発明品５と金属を含まない比較品２を
得た。次に、本発明品５を銅メッキしたＳ４５Ｃ製の裏
板上に重ね合わせ、窒素雰囲気中、８００℃，１０分、
２０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で保持し、裏板と接合した。こ
の時の本発明品５の金属成分の分布を図２に示す。ま
た、比較品２については機械加工を行い、ねじ止めによ
って裏板と接合した。
【００２４】こうして得た本発明品５と比較品２につい
て慣性式摩擦試験を行った。試験条件は慣性モーメント
３ｋｇｍｓ2，試料面積１８ｃｍ2，相手ディスクＦＣ，
車速６５ｋｍ／ｈ、制動減速度０．３５Ｇ、制動回数１
００回であった。
て慣性式摩擦試験を行った。試験条件は慣性モーメント
３ｋｇｍｓ2，試料面積１８ｃｍ2，相手ディスクＦＣ，
車速６５ｋｍ／ｈ、制動減速度０．３５Ｇ、制動回数１
００回であった。
【００２５】摩擦特性については両試料とも同程度だっ
たが、試験後両試料を観察したところ、比較品２はねじ
の周辺部にクラックが発生していたが、本発明品５は健
全な状態であった。摩擦試験における本発明品５の摩擦
係数は０．４３、摩耗量０．２８ｍｍであったのに対
し、比較品２の摩擦係数は０．３９、摩耗量０．２５で
あった。
たが、試験後両試料を観察したところ、比較品２はねじ
の周辺部にクラックが発生していたが、本発明品５は健
全な状態であった。摩擦試験における本発明品５の摩擦
係数は０．４３、摩耗量０．２８ｍｍであったのに対
し、比較品２の摩擦係数は０．３９、摩耗量０．２５で
あった。
【００２６】
【表３】
【００２７】
【発明の効果】本願発明は、従来の炭素質摩擦材料に比
べて、金属やセラミックスの裏板との接合強度に優れて
おり、摩擦作用面となる表面では高摩擦係数および耐摩
耗性を有していることから、裏板との接合した実用形態
で対比すると、さらに本願発明が安定した摩擦摩耗特性
を有すると共に、高寿命になるという顕著に優れた効果
がある。
べて、金属やセラミックスの裏板との接合強度に優れて
おり、摩擦作用面となる表面では高摩擦係数および耐摩
耗性を有していることから、裏板との接合した実用形態
で対比すると、さらに本願発明が安定した摩擦摩耗特性
を有すると共に、高寿命になるという顕著に優れた効果
がある。
【図１】実施例１で得た本発明品２〜４の慣性式摩擦試
験における摩擦面温度と摩擦係数および摩耗量との関係
図である。
験における摩擦面温度と摩擦係数および摩耗量との関係
図である。
【図２】実施例２で得た本発明品５の摩擦材料成形体の
裏板との接合面（裏面）から表面方向における金属成分
量の漸減状態図である。
裏板との接合面（裏面）から表面方向における金属成分
量の漸減状態図である。
ａ 本発明品２
ｂ 本発明品３
ｃ 本発明品４
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−308884（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−307874（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−150865（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−160072（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−11925（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−102824（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−53174（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−147873（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−165132（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−310778（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 37/00 - 37/04
C04B 35/52 - 35/84
Claims (5)
- 【請求項１】 炭素繊維と炭素と金属および／または合
金とを少なくとも含有してなる炭素質摩擦材料の成形体
において、該成形体の摩擦作用面となる表面は金属およ
び／または合金が貧化しており、該表面に対して裏側と
なる裏面は金属および／または合金が富化しており、該
裏面における金属および／または合金の含有量が５０体
積％以上であり、該表面から該裏面までにおける該炭素
質摩擦材料は組成の異なる４種類または５種類の混合物
を積層したものでなり、該表面から該裏面に向かって金
属および／または合金が段階的または漸次的に増加して
いることを特徴とする炭素繊維含有摩擦材料成形体。 - 【請求項２】 上記表面における金属および／または合
金の含有量は２０体積％以下であることを特徴とする請
求項１記載の炭素繊維含有摩擦材料成形体。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の摩擦材料成形体
の裏面に金属もしくはセラミックスでなる裏板が接合さ
れていることを特徴とする炭素繊維含有摩擦材料成形
体。 - 【請求項４】 炭素繊維と炭素および／または炭素前駆
体と金属および／または合金とを少なくとも含有してな
る混合物中の該金属および／または合金の含有量の異な
る混合物を４種類または５種類作製する第１工程、該４
種類または５種類の混合物からそれぞれの予備成形体を
作製する第２工程、該予備成形体を積層し、非酸化性雰
囲気中、６００〜１６００℃の温度、５〜２００ｋｇ／
ｃｍ2の圧力で加圧もしくは無加圧下で加熱して摩擦作
用面となる表面と該表面に対して裏側となる裏面とのう
ち、該裏面における金属および／または合金の含有量が
５０体積％以上であり、該表面から該裏面に向かって該
金属および／または合金が段階的または漸次的に増加し
てなる炭素質摩擦材料の成形体を作製する第３工程から
なる炭素繊維含有摩擦材料成形体の製造方法。 - 【請求項５】 炭素繊維と炭素および／または炭素前駆
体と金属および／または合金とを少なくとも含有してな
る混合物中の該金属および／または合金の含有量の異な
る混合物を４種類または５種類作製する第１工程、該４
種類または５種類の混合物からそれぞれの予備成形体を
作製する第２工程、該それぞれの予備成形体と、さらに
必要に応じて金属被覆した金属またはセラミックスから
なる裏板とを積層し、非酸化性雰囲気中、６００〜１６
００℃の温度、５〜２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧下
加熱して摩擦作用面となる表面と該表面に対して裏側と
なる裏面とのうち、該裏面における金属および／または
合金の含有量が５０体積％以上であり、該表面から該裏
面に向かって該金属および／または合金が段階的または
漸次的に増加してなる炭素質摩擦材料の成形体とすると
ともに、該裏面に該裏板が接合されてなる複合成形体を
作製する第３工程からなる炭素繊維含有摩擦材料成形体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17609793A JP3506388B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17609793A JP3506388B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0782051A JPH0782051A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3506388B2 true JP3506388B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=16007649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17609793A Expired - Fee Related JP3506388B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 炭素繊維含有摩擦材料成形体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3506388B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17609793A patent/JP3506388B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782051A (ja) | 1995-03-28 |
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