JPH03275562A - 摩擦要素 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は摩擦要素に関し、更に詳細には車両や航空機の
ブレーキ又は車両のクラッチ等において使用される摩擦
要素、特にディスクロータ、ディスクパッド、クラッチ
フェーシング等の摩擦要素に関する。

（従来の技術〉 車両のブレーキ等においては、従来、金属製のディスク
ロータ等が使用されてきた。

ところが、最近においては、車両の軽量化等の目的でブ
レーキのディスクロータ等の摩擦要素として、炭素素材
から成るｓｕｍ要素が採用されつつある。

カカル１！１１ｒＩＡ要素は、特公乎１−５９４５９号
公報等において知られている様に、基材である炭素マト
リックス中に炭素繊維が強化材として分散・配合されて
いるカーボン摩擦要素である。

〈発明力稍イ決しようとする課題〉 前記炭素繊維が分散・配合されたカーボン摩擦要素は、
軽量でｎつ厚み方向の膨張係数が小いさく、ブレーキの
ディスクロータ等の用途に特に適している。

しかし、炭素繊維は補強材として用いられているものの
、耐磨耗性に劣るため、カーボンディスクロータ等の交
換頻度が、従来の金属製ディスクロータ等に比較して高
くなる欠点がある。

そこで、本発明の目的は、炭素繊維が分散・配合され且
つ耐磨耗性が改良されている摩擦要素を提案することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記目的を達成するには、優れた耐磨耗性
を有するセラミックラスの粉粒体を炭素マトリックス中
に分散・配合することが有効であると考えて検討してみ
た。

しかしながら、ｌｌｌ型要素耐磨耗性を改善するために
は、セラミックスの粉粒体を大量に配合することを要し
、Ｒ１擦要素の製造工程に問題が発生し易くなると共に
、得られる摩擦要素の物性が変化してしまうことが判明
した。

本発明者は、セラミックスを炭素繊維の周囲に効果的に
配合することができれば、セラミックスの配合量を可及
的に少なくすることができると考え検討した結果、本発
明に到達した。

即ち、本発明は、車両用ブレーキのディスクロタ等に使
用される、基材中に炭素繊維が配合・分散されている摩
擦要素において、該基材中にセラミックスの粉粒体及び
／又は繊維状体が外表面に付着されている炭素繊維が分
散・配合され、或いは炭素繊ｉ＋ｉと共にセラミックス
から成る繊維状体が分散・配合されていることを特徴と
する＊擦要素にある。

尚、本発明においていう「粉粒体」とは、粉体及び粒体
を相称する。

（作用） 本発明の摩擦要素によれば、基材中の炭素繊維の周囲近
傍には耐磨耗性に優れているセラミックスの繊維状体及
び／又は粉粒体が存在するため、炭素繊維の耐磨耗性を
向上することができ、強化材としての炭素繊維の寿命を
延長できる。

また、予め繊維状体に成形されているセラミックス、又
は炭素繊維の外表面に固着されているセラミックスを基
材中に配合するため、基材中へのセラミックスの配合量
を可及的に少なくすることができる。

（実施例〉 本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す正面図であり、車両用
ブレーキのディスクロータを示す。

第１図において、ディスクロータ１は、二拙類の長さを
異にする炭素繊組が分散・配合されている。即ち、長さ
が０１５〜０３閣のショートカット炭素縄＃Ｉ！（短炭
素繊維）２・・はディスクロータの全体にランダムに分
散・配合されており、他方、長さが４〜６（２）のロン
グカット炭素繊維（長短繊維）３・・は、第２図に示す
様に、ディスクロタ１のＰＩ擦面に対して略水平に配合
されている。

尚、この炭素繊維は６浦ピツチ系炭素繊維であても、Ｐ
ＡＮ系炭素炭素炭素繊維もよく、単繊相状態、或いは撚
糸状態であってもよい。

本実施例においては、短炭素繊ｔ：ｌＩ２・・及び長炭
素繊維３・・の外表面にセラミックスの粉体及び／又は
粒体が付着されている。

かかるセラミックスの粉粒体の径は、粉体の場合には１
〜５０μ（ミクロン）程度であり、粒体の場合には００
６〜ｌ−程度である。

また、セラミックスとしては、ジルコニア（ＺｒＯａ）
を主成分とするジルコニア系セラミックス、又はアルミ
ナ（＾１２０．）を主成分とするアルミナ系セラミック
ス等である。

このようなセラミックスの粉粒体を炭素繊維の外表面に
付着するには、セラミックスの粉粒体を含右するピッチ
、樹脂、ガラス等の溶液又は溶融液にフィラメント状の
炭素繊維を含浸、或いは前記溶液又はＹｉ融液をフィラ
メント状の炭素繊維に塗布することによって容易に行う
ことができる。

この様にして得られたセラミックスの粉粒体が外表面に
付着するフィラメント状の炭素繊維を用いて第１図のデ
ィスクロータを成形するには、先ずフィラメント状の炭
素繊維を切断し長さを異にする短繊維にする。

次いで、ショートカットの短炭素繊紐をランダムに配合
しつつロングカットの長炭素繊維をＲ１擦面に対して略
平行に積層し、ピッチ等を含浸せしめてプリプレグを成
形する。

更に、成形したプリプレグを加圧加熱して含浸せしめた
ピッチ等を炭素化又は黒鉛化等した後、第１１ＸＵに示
すディスクロータの形状に成形する。

得られるディスクロータにおいては、基材としての炭素
マトリックス中に強化材としての炭素繊維が分散・配合
され、前記炭素繊維の近傍にセラミックスの粉粒体が高
濃度に配合されている。

このため、ブレーキ操作時等において作用する磨耗に対
して炭素繊維の耐磨耗性を向上することができ、ディス
クロータの交換周期を延長することができる。

一方、°プリフォームを形成する際に含浸せしめるピッ
チ等の中にセラミックスの粉粒体を含有するならば、炭
素繊維の耐磨耗性を向上せしめるために極めて大量のセ
ラミックスの粉粒体を含有することが必要となる。

つまり、ディスクロータの基材を形成する炭素マトリッ
クスの全体に亘って、炭素繊維の耐磨耗性を向上できる
程度の高濃度のセラミックス粉粒体を配合することが必
要となるためである。

このため、ディスクロータの製造工程においてピッチ等
の粘度が著しく高粘度となりトラブルが発生し易くなる
。また、得られるディスクロータも所定の物性とは異な
るものとなり易い。

これまで述べてきた本実施例において、炭素繊維に１１
着するセラミックスを粉粒体に変えて、繊維状体に予め
成形されているセラミックスを付着せしめてもよい。

この際のセラミックスの繊維状体としては、繊維径１〜
１０μ（ミクロン）の単繊維から成り、ショートカット
のセラミックス繊維（短セラミックス繊維〉の場合には
、長さが３〜６００μ（ミクロン）のものが適当であり
、°ロングカットのセラミックス繊維（長セラミックス
繊維〉の場合には、１〜７ｃｍのものが過当である。

かかるセラミックス繊維は、粉粒体の場合と同様な方法
で炭素繊維の外表面に付着することができ、長さを異に
するセラミックス繊維を混合して使用することもできる
。

以上、述べてきた本実施例においては、車両用ブレーキ
に使用されるディスクロータについて説明してきたが、
本実施例で使用するセラミックスによって耐磨耗性が向
上された炭素繊維を使用した摩擦要素は、種々の摩擦要
素、例えば車両及び航空機用ブレーキのディスクパッド
、航空機用ブレーキのディスクロータ、車両用クラッチ
のクラッチフェーシング等に使用することができる。

（発明の効果） 本発明の摩擦要素は、耐磨耗性が向上されているため、
交換頻度を可及的に少なくすることができ、車両等の整
備の負担を軽減することができｎつ車両等の軽量化も図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第Ｖ図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図のＸ−Ｘ面における断面図を各々示す。 図において ｌ・・・ディスクロータ、 ２・・・短炭素繊維、３・・・長炭素繊維。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．車両用ブレーキのディスクロータ等に使用される、
   基材中に炭素繊維が配合・分散されている摩擦要素にお
   いて、 該基材中にセラミックスの粉粒体及び／又 は繊維状体が外表面に付着されている炭素繊維が分散・
   配合され、或いは炭素繊維と共にセラミックスから成る
   繊維状体が分散・配合されていることを特徴とする摩擦
   要素。