JPH08210402A - Brake - Google Patents

Brake

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JPH08210402A
JPH08210402A JP7039382A JP3938295A JPH08210402A JP H08210402 A JPH08210402 A JP H08210402A JP 7039382 A JP7039382 A JP 7039382A JP 3938295 A JP3938295 A JP 3938295A JP H08210402 A JPH08210402 A JP H08210402A
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JP
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carbon
composite material
carbon composite
disk
fiber
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Application number
JP7039382A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kono
岳史 河野
Mitsuhiro Ishii
光浩 石井
Yoshio Hayata
善穂 早田
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a brake high in durability which has friction property fit for application, use environment, and control method. CONSTITUTION: This is a multidisc type brake different in properties of carbon/ carbon composite material (A) and carbon/carbon composite material (B), consisting of a rotor disc having carbon/carbon composite material (A) for friction material and a stator disc having carbon/carbon composite material (B) for friction material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマルチディスク型ブレー
キに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-disc brake.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディスクブレーキは摩擦ブレーキの一つ
として、オートバイ、自動車、鉄道車両、航空機等の各
種の用途に広く用いられている。このディスクブレーキ
にはその形式の違いからディスクパッド型ブレーキ、マ
ルチディスク型ブレーキ等に分類される。従来のディス
クブレーキには有機物系、金属系、炭素/炭素複合材料
系等の材料が用いられている。
Disc brakes are widely used as various friction brakes in various applications such as motorcycles, automobiles, railway vehicles, and aircraft. These disc brakes are classified into disc pad type brakes, multi-disc type brakes, etc., depending on their types. Conventional disc brakes are made of organic materials, metal materials, carbon / carbon composite material materials, or the like.

【0003】有機物系ブレーキ材は主にディスクパッド
型ブレーキのパッド材あるいはパッドの表面材(ライニ
ング材)として使用されている。有機物系ブレーキ材の
代表的な製法は、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に有
機物繊維、金属繊維、無機繊維等を複合して強化し、ま
た摩擦性能の調整のため各種添加物を加え、所望の形状
に成形し、用途に応じて熱処理等を加え使用されてい
る。
The organic brake material is mainly used as a pad material of a disc pad type brake or a surface material (lining material) of the pad. A typical method for producing an organic brake material is to combine a thermosetting resin such as a phenolic resin with an organic fiber, a metal fiber, an inorganic fiber, etc. for reinforcement, and add various additives to adjust friction performance. It is used after being molded into the shape of, and subjected to heat treatment etc. depending on the application.

【0004】有機物系ブレーキ材は、その主たる構成成
分の有機物が約300℃以上の温度で分解するため、高
速あるいは高押付力で使用すると摩擦熱によって分解
し、劣化が生じて寿命を著しく早めると共に、フェード
現象等によって充分なブレーキ力が得られないという問
題があった。
In the organic brake material, the organic components of its main constituents decompose at a temperature of about 300 ° C. or higher, so if it is used at a high speed or with a high pressing force, it is decomposed by frictional heat and deteriorates, which shortens its life significantly. However, there is a problem that sufficient braking force cannot be obtained due to a fade phenomenon or the like.

【0005】金属系ブレーキ材の代表的な例として、鋳
鉄系、鍛鋼系、合金系ブレーキがある。金属系ブレーキ
材はディスクパッド型ブレーキのディスク材として利用
されており、近年では軽量化のためにアルミ合金系ブレ
ーキ材のディスクへの適用が検討されている。また合金
系ブレーキ材はパッド材としても利用されており、特に
銅系焼結合金はパッド材として広く利用されている。ま
た金属系ブレーキ材はマルチディスク型ブレーキのディ
スク材としても広く用いられており、主に航空機用ブレ
ーキ材を中心として利用されている。
Typical examples of the metallic brake material include cast iron-based, forged steel-based, and alloy-based brakes. Metal-based brake materials are used as disk materials for disk-pad type brakes, and in recent years, application of aluminum alloy-based brake materials to disks has been considered for weight reduction. Further, alloy-based brake materials are also used as pad materials, and in particular, copper-based sintered alloys are widely used as pad materials. Metal-based brake materials are also widely used as disk materials for multi-disc brakes, and are mainly used mainly for aircraft brake materials.

【0006】金属系ブレーキ材は、高速あるいは高押付
力で使用し摩擦熱が高まると、その主たる構成成分の金
属の融点近傍でフェ−ド現象が生じ、充分な摩擦力が得
られなくなるという問題があった。また融点以上の温度
で使用すると、停止後にディスクとライニングが融着し
切り放しが不能となり、運転再開のために大がかりな補
修あるいは交換を余儀なくされるという問題があった。
また金属系ブレーキは比重が大きいため、搭載車両全体
の総重量が大きくなり、燃費低減や騒音低減の妨げとな
っている。また、金属系ブレーキ材は熱膨張係数が大き
く、摩擦熱の衝撃によって亀裂等を伴う劣化の原因とな
っている。
When a metallic brake material is used at a high speed or with a high pressing force and frictional heat increases, a fade phenomenon occurs near the melting point of the metal which is the main constituent of the metallic brake material, and a sufficient frictional force cannot be obtained. was there. Further, when used at a temperature higher than the melting point, there was a problem that the disc and the lining were fused to each other after the suspension and could not be cut off, which necessitated extensive repair or replacement for restarting the operation.
Moreover, since the metal-based brake has a large specific gravity, the total weight of the entire vehicle on which it is mounted is large, which hinders reduction of fuel consumption and noise. Further, the metal-based brake material has a large coefficient of thermal expansion, which causes deterioration due to cracks and the like due to the impact of frictional heat.

【0007】炭素/炭素複合材料は炭素繊維で強化した
炭素材であり、金属系ブレーキ材と比較して比重が小さ
いため大幅に軽量化できると共に、融点が無いため融着
等のトラブルを回避することが可能となる。また有機物
系ブレーキ材に比較して分解温度が約3000℃と高
く、摩擦熱による劣化を著しく低減することが可能とな
る。さらに熱膨張係数が小さく、熱衝撃に対する耐久性
が大幅に改善できる。
The carbon / carbon composite material is a carbon material reinforced with carbon fiber. Since it has a smaller specific gravity than a metallic brake material, it can be significantly reduced in weight, and since it has no melting point, troubles such as fusion bonding can be avoided. It becomes possible. Further, the decomposition temperature is as high as about 3000 ° C. as compared with the organic brake material, and the deterioration due to frictional heat can be significantly reduced. Furthermore, the coefficient of thermal expansion is small, and the durability against thermal shock can be greatly improved.

【0008】炭素/炭素複合材料系ブレーキ材は、有機
物系あるいは金属系ブレーキ材では対応が困難な特に耐
熱性と軽量化を必要とする用途に利用されており、厳し
い使用環境にある競技用のオ−トバイあるいは競技用自
動車のディスクパッド型ブレーキ、大型旅客機あるいは
戦闘機等の航空機用マルチディスクブレーキに利用され
ている。
[0008] Carbon / carbon composite material-based brake materials are used for applications requiring heat resistance and weight reduction, which are difficult to cope with with organic or metal-based brake materials. It is used for disc pad type brakes for auto-bye and competition cars, and multi-disc brakes for aircraft such as large passenger planes and fighters.

【0009】このうち炭素/炭素複合材料系マルチディ
スク型ブレーキでは、通常ロ−タ−ディスクに用いられ
る炭素/炭素複合材料とステ−タ−ディスクに用いられ
る炭素/炭素複合材料は特性が同一である。また用途、
使用環境や制御方法に合わせて、炭素/炭素複合材料の
特性を変更した場合にも、通常ローターディスクに用い
られる炭素/炭素複合材料とステーターディスクに用い
られる炭素/炭素複合材料は同一の新たな特性に変更さ
れている。
Among them, in the carbon / carbon composite material type multi-disc type brake, the carbon / carbon composite material usually used for the rotor disc and the carbon / carbon composite material used for the starter disc have the same characteristics. is there. Also the application,
Even if the characteristics of the carbon / carbon composite material are changed according to the usage environment and control method, the carbon / carbon composite material normally used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the stator disk are the same new ones. It has been changed to characteristics.

【0010】また、耐久性および摩擦特性の向上を図る
ために、炭素/炭素複合材料を改良した場合も、通常ロ
−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複合材料とステ
−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複合材料は新た
な同一の特性に変更されている。
Further, even when the carbon / carbon composite material is improved in order to improve the durability and frictional characteristics, it is used for the carbon / carbon composite material and the starter disk which are usually used for the rotor disk. The carbon / carbon composites that have been modified have new identical properties.

【0011】従来のマルチディスク型ブレーキに用いら
れた炭素/炭素複合材料は、使用にともない摩耗し、定
期的に交換を必要とする。この際には通常新たな炭素/
炭素複合材料に交換するが、補修再生した炭素/炭素複
合材料に交換することもある。
The carbon / carbon composite material used in conventional multi-disc brakes wears down with use and requires regular replacement. In this case, usually new carbon /
It is replaced with a carbon composite material, but it may be replaced with a repair / recycled carbon / carbon composite material.

【0012】この摩耗した炭素/炭素複合材料を補修再
生する方法として、摩耗した炭素/炭素複合材料をコア
材とし、これに炭素/炭素複合材料からなる表面材を接
合した例(米国特許4,742,948号、特公平4−
63026号公報)がある。
As a method for repairing and regenerating the worn carbon / carbon composite material, an example in which a worn carbon / carbon composite material is used as a core material and a surface material made of the carbon / carbon composite material is bonded to the core material (US Pat. No. 742, 948, Special Examination 4-
63026).

【0013】また摺動面に配する炭素/炭素複合材料が
所望の摩擦特性を持つものの、目的とする使用条件に対
し機械強度が不足する場合、これを補強する目的のため
非摺動の内部あるいは裏面に摺動面の材質と異なる強度
の高い材質を接着した報告例(1992年度第2回CP
C研究会)もある。
Further, although the carbon / carbon composite material disposed on the sliding surface has desired frictional characteristics, when the mechanical strength is insufficient under intended use conditions, a non-sliding internal part is provided for the purpose of reinforcing the mechanical strength. Alternatively, a report example in which a material of high strength different from the material of the sliding surface is bonded to the back surface (1992 2nd CP
C study group).

【0014】しかしながら、これらの従来技術において
も、通常ロ−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複合
材料とステ−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複合
材料のうち、摩擦材としてその摺動面に配置されるもの
には特性が同一の炭素/炭素複合材料が用いられてい
た。
However, even in these conventional techniques, the sliding surface of the carbon / carbon composite material usually used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk is used as a friction material. A carbon / carbon composite material having the same properties was used for the material arranged in the.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、用
途、使用環境および制御方法に合わせた摩擦特性を持
つ、耐久性の高いブレーキを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly durable brake having friction characteristics tailored to the application, environment of use and control method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、摩擦材に炭素
/炭素複合材料(A)を有するロ−タ−ディスクと、摩
擦材に炭素/炭素複合材料(B)を有するステ−タ−デ
ィスクからなり、該炭素/炭素複合材料(A)と炭素/
炭素複合材料(B)の特性が異なることを特徴とするマ
ルチディスク型ブレーキに関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a rotor disk having a carbon / carbon composite material (A) as a friction material and a starter having a carbon / carbon composite material (B) as a friction material. A disk, which is composed of the carbon / carbon composite material (A) and carbon /
The present invention relates to a multi-disc brake in which the characteristics of the carbon composite material (B) are different.

【0017】先ず、本発明におけるマルチディスク型ブ
レーキについて詳述する。本発明におけるマルチディス
ク型ブレーキが有するロ−タ−ディスクおよびステ−タ
−ディスクは、その表面に摩擦材を有している。本発明
においては、この摩擦材として炭素/炭素複合材料が用
いられる。なお、本発明においてはロ−タ−ディスク全
体あるいはステ−タ−ディスク全体を炭素/炭素複合材
料で構成しても良い。
First, the multi-disc brake according to the present invention will be described in detail. The rotor disc and the starter disc included in the multi-disc brake according to the present invention have a friction material on the surface thereof. In the present invention, a carbon / carbon composite material is used as the friction material. In the present invention, the entire rotor disk or the entire stator disk may be made of carbon / carbon composite material.

【0018】本発明におけるマルチディスク型ブレーキ
の摩擦材を除く部分の材質は特に限定されず、従来より
公知のものが使用できる。例えば摩擦材を固定するバッ
クプレート、ディスク同士を押し付けるために駆動する
シリンダ、ロ−タ−ディスクを回転させる主軸等には炭
素鋼、鋳鉄あるいはアルミニウム等の各種金属系材料が
使用できる。
The material of the portion of the multi-disc brake of the present invention excluding the friction material is not particularly limited, and conventionally known materials can be used. For example, various metal materials such as carbon steel, cast iron or aluminum can be used for the back plate for fixing the friction material, the cylinder for driving to press the disks against each other, the main shaft for rotating the rotor disk, and the like.

【0019】また本発明におけるマルチディスク型ブレ
−キには、摩擦熱により高温となった炭素/炭素複合材
料が酸化消耗することを防ぐための措置を講じることも
できる。例えばブレ−キディスク周囲を不活性雰囲気と
することもできる。また炭素/炭素複合材料の一部に保
護カバ−を装着することもできる。あるいは炭素/炭素
複合材料の一部に耐酸化性被覆を施すこともできる。さ
らには炭素/炭素複合材料の一部を耐酸化性材質に改質
することもできる。
The multi-disc type brake according to the present invention may be provided with a measure for preventing the carbon / carbon composite material, which has been heated to a high temperature due to frictional heat, from being consumed by oxidation. For example, the periphery of the break disk can be made an inert atmosphere. A protective cover may be attached to a part of the carbon / carbon composite material. Alternatively, a part of the carbon / carbon composite material can be provided with an oxidation resistant coating. Further, a part of the carbon / carbon composite material can be modified into an oxidation resistant material.

【0020】本発明におけるマルチディスク型ブレーキ
は、1枚以上の回転するロ−タ−ディスクと1枚以上の
非回転のステ−タ−ディスクが押し付けられて制動力を
得る。押し付けられることにより、擦れ合う摩擦材の摺
動部分は摩擦力を生じ、これを制動力として利用する。
なお、摺動する部分を持つ表面全体を摺動面と呼び、こ
の摺動面の中には非摺動部分が含まれる。非摺動面とは
摺動する部分を持たない表面であり、非摺動部分のみで
構成される。
In the multi-disc type brake according to the present invention, one or more rotating rotor discs and one or more non-rotating stator discs are pressed to obtain a braking force. By being pressed, the sliding portions of the friction materials that rub against each other generate a frictional force, which is used as a braking force.
The entire surface having a sliding portion is called a sliding surface, and the non-sliding portion is included in this sliding surface. The non-sliding surface is a surface that does not have a sliding portion and is composed of only a non-sliding portion.

【0021】本発明におけるマルチディスク型ブレ−キ
では、用途あるいは要求される摩擦特性に応じて、ロ−
タ−ディスクとステ−タ−ディスクの枚数および配置構
成を様々に選択することができる。その配置構成に応じ
て各ディスクの片面あるいは両面を摺動面として使用す
ることができ、全く摺動面を持たないディスクも使用す
ることができる。
In the multi-disc type brake according to the present invention, depending on the application or required frictional characteristics,
It is possible to variously select the number and arrangement of the starter disk and the starter disk. Depending on the arrangement, one side or both sides of each disk can be used as a sliding surface, and a disk having no sliding surface can also be used.

【0022】ロ−タ−ディスクとステ−タ−ディスクが
隣接する場合、この界面は摺動面となる。またロ−タ−
ディスク同士が隣接する場合あるいはステ−タ−ディス
ク同士が隣接する場合、この界面は非摺動面となる。ま
た隣接するディスクが無い表面は非摺動面となる。
When the rotor disk and the stator disk are adjacent to each other, this interface serves as a sliding surface. Also the rotor
When the disks are adjacent to each other or the stator disks are adjacent to each other, this interface is a non-sliding surface. In addition, the surface without adjacent disks is a non-sliding surface.

【0023】摺動面は摩擦熱により高温になる。一方非
摺動面は摩擦熱を生じない。また非摺動面は、ディスク
内部からの熱伝導を受けた場合、隣接するディスクある
いはディスク以外の構成部品もしくは雰囲気等に熱を放
散し、ディスクを冷却する。
The sliding surface becomes hot due to frictional heat. On the other hand, the non-sliding surface does not generate frictional heat. Further, when the non-sliding surface receives heat conduction from the inside of the disk, it dissipates heat to the adjacent disk or components other than the disk or the atmosphere, and cools the disk.

【0024】また摩擦熱でディスクが高温となった際
に、非摺動面および摺動面中の非摺動部分は、大気に曝
され酸化の侵襲を受け易い。これに対し制動の際に常時
摺動する摺動面中の摺動部分は、大気に曝されないため
酸化の侵襲を受けにくい。
Further, when the disk becomes high in temperature due to frictional heat, the non-sliding surface and the non-sliding portion in the sliding surface are exposed to the atmosphere and are easily attacked by oxidation. On the other hand, the sliding portion in the sliding surface that constantly slides during braking is not exposed to the atmosphere and is less susceptible to oxidative invasion.

【0025】またステ−タ−ディスクが常時非回転であ
るのに対し、ロ−タ−ディスクは常時あるいは制動時に
回転する。このためロ−タ−ディスクは、回転によって
生じる遠心力に起因する引張応力に対し充分な強度が必
要となる。また裏面に押付および切り離し用の駆動装置
等が配されたディスクは、炭素/炭素複合材料以外で構
成された部品の耐熱性が低いことから、裏面への断熱を
考慮する必要もある。
Further, the stator disk is always non-rotating, whereas the rotor disk is always rotating or at the time of braking. Therefore, the rotor disk needs to have sufficient strength against the tensile stress caused by the centrifugal force generated by the rotation. In addition, since a disk having a drive device for pressing and separating on the back surface is low in heat resistance of parts made of materials other than the carbon / carbon composite material, it is necessary to consider heat insulation on the back surface.

【0026】このようにマルチディスク型ブレーキで
は、ロ−タ−ディスクとステ−タ−ディスクの役割分担
や使用条件が異なるため、その摩擦材に各々独自の特性
を付与することが重要である。
As described above, in the multi-disc type brake, since the roles of the rotor disc and the starter disc are different and the usage conditions are different, it is important to give each friction material its own characteristic.

【0027】そこで、その摩擦材に炭素/炭素複合材料
(A)を有するロ−タ−ディスクと、摩擦材に炭素/炭
素複合材料(B)を有するステ−タ−ディスクからなる
マルチディスク型ブレーキにおいて、該炭素/炭素複合
材料(A)と炭素/炭素複合材料(B)の特性が異なる
ものを用いることによって、用途、使用環境および制御
方法に合わせた摩擦特性を持つ、耐久性の高い新規なマ
ルチディスク型ブレーキを得るに至った。
Therefore, a multi-disc brake comprising a rotor disk having the carbon / carbon composite material (A) as the friction material and a starter disk having the carbon / carbon composite material (B) as the friction material. In the above, by using the carbon / carbon composite material (A) and the carbon / carbon composite material (B) having different characteristics, a novel and highly durable material having friction characteristics tailored to the application, use environment and control method. It came to get a multi-disc type brake.

【0028】この異なる特性を持つ炭素/炭素複合材料
の各々に、必要に応じて加工を施し治具等を装着して、
それぞれロ−タ−ディスクおよびステ−タ−ディスクの
有する摩擦材の全体あるいはその一部とすることが出来
る。
Each of the carbon / carbon composite materials having different characteristics is processed as necessary and a jig or the like is attached to the carbon / carbon composite material.
They can be the whole or a part of the friction material of the rotor disk and the stator disk, respectively.

【0029】また、複数個のステ−タ−ディスクを使用
する場合には、その1個以上に用いられる炭素/炭素複
合材料が、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複
合材料と異なる特性にすることも可能である。また、複
数個のロ−タ−ディスクを使用する場合には、その1個
以上に用いられる炭素/炭素複合材料が、ステ−タ−デ
ィスクに用いられる炭素/炭素複合材料と異なる特性に
することも可能である。
When a plurality of stator disks are used, the carbon / carbon composite material used for one or more of them is different from the carbon / carbon composite material used for the rotor disk. It is also possible to When a plurality of rotor disks are used, the carbon / carbon composite material used for one or more of them should have different characteristics from the carbon / carbon composite material used for the starter disk. Is also possible.

【0030】さらに、この異なる特性を持つ2種以上の
炭素/炭素複合材料に、必要に応じて加工を施し接着剤
を用い治具等を装着して、それぞれロ−タ−ディスクあ
るいはステ−タ−ディスクの有する摩擦材の一部分と他
の部分に構成配置することもできる。
Further, two or more kinds of carbon / carbon composite materials having different characteristics are processed as required, and a jig or the like is attached by using an adhesive, and the rotor disk or the stator is respectively attached. It can also be arranged and arranged in one part and in the other part of the friction material of the disc.

【0031】上記のように用途、使用環境および制御方
法に合わせて、異なる特性を持つ炭素/炭素複合材料
を、摩擦材としてロ−タ−ディスクおよびステ−タ−デ
ィスクの所望の部位に配置することにより、目的とする
摩擦特性を持つ耐久性の高いマルチディスク型ブレーキ
を得ることができる。
As described above, a carbon / carbon composite material having different characteristics is arranged as a friction material at a desired portion of the rotor disk and the stator disk in accordance with the use, the use environment and the control method. As a result, it is possible to obtain a highly durable multi-disc brake having a desired friction characteristic.

【0032】この炭素/炭素複合材料における異なる特
性とは、該炭素/炭素複合材料の熱物性、機械物性、酸
化特性あるいはその他の材料物性の少なくとも一項目以
上が異なることをさす。
The different characteristics of the carbon / carbon composite material means that at least one item of the thermophysical properties, mechanical properties, oxidation properties or other physical properties of the carbon / carbon composite material is different.

【0033】熱物性としては熱伝導率、熱膨張係数等が
挙げられる。機械物性としては例えば硬さ、引張強度、
圧縮弾性率、層間剪断強度が挙げられる。酸化特性とし
ては例えば酸化速度、酸化開始温度等が挙げられる。そ
の他の材料物性としては例えば密度等が挙げられる。
Examples of thermophysical properties include thermal conductivity and thermal expansion coefficient. Mechanical properties include hardness, tensile strength,
The compressive elastic modulus and the interlaminar shear strength are included. Examples of the oxidation characteristics include the oxidation rate and the oxidation start temperature. Examples of other physical properties of the material include density.

【0034】このことを以下詳細に述べるが、以下のい
ずれか一項目以上に該当することによって、目的とする
用途、使用条件あるいは制御方法の各々に相応する新規
な特性を発現するマルチディスク型ブレーキを得ること
が出来る。ロ−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素複
合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭素/炭素
複合材料には、熱伝導率が0.1〜1000W/m・K
の範囲のものが望ましい。
This will be described in detail below. By meeting any one or more of the following items, a multi-disc brake exhibiting new characteristics corresponding to each intended use, use condition or control method. Can be obtained. The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the stator disk have a thermal conductivity of 0.1 to 1000 W / mK.
Those in the range of are desirable.

【0035】本発明においては、異なる熱伝導率とする
ことにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とすること
ができる。この場合、その熱伝導率の異なる炭素/炭素
複合材料の一方と他方の差は、摺動面外方向において
0.1〜700W/m・K、さらに好ましくは1〜30
0W/m・K、最も好ましくは5〜100W/m・Kで
ある。摺動面内方向においては1〜450W/m・K、
さらに好ましくは2〜250W/m・K、最も好ましく
は10〜150W/m・Kである。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different characteristics can be obtained by having different thermal conductivities. In this case, the difference between one and the other of the carbon / carbon composite materials having different thermal conductivities is 0.1 to 700 W / m · K in the outer direction of the sliding surface, and more preferably 1 to 30.
It is 0 W / m · K, most preferably 5 to 100 W / m · K. 1 to 450 W / mK in the sliding surface direction,
It is more preferably 2-250 W / m · K, most preferably 10-150 W / m · K.

【0036】また、その高い方の熱伝導率は、摺動面外
方向において5〜700W/m・Kが望ましく、さらに
好ましくは10〜300W/m・Kであり、摺動面内方
向においては10〜450W/m・Kが望ましく、さら
に好ましくは20〜350W/m・Kである。
The higher thermal conductivity is preferably 5 to 700 W / mK in the outer sliding surface direction, more preferably 10 to 300 W / mK, and more preferably 10 to 300 W / mK in the inner sliding surface direction. 10 to 450 W / m · K is desirable, and more preferably 20 to 350 W / m · K.

【0037】一方、その低い方の熱伝導率は、摺動面外
方向において0.1〜600W/m・Kが望ましく、さ
らに好ましくは0.1〜200W/m・Kであり、摺動
面内方向においては1〜350W/m・Kが望ましく、
さらに好ましくは1〜150W/m・Kである。
On the other hand, the lower thermal conductivity is preferably 0.1 to 600 W / mK in the outer direction of the sliding surface, and more preferably 0.1 to 200 W / mK. In the inward direction, 1 to 350 W / mK is desirable,
More preferably, it is 1 to 150 W / m · K.

【0038】そして、ロ−タ−ディスクの有する炭素/
炭素複合材料よりもステ−タ−ディスクの有する炭素/
炭素複合材料の方が摺動面外方向の熱伝導率が高いも
の、またはロ−タ−ディスクの有する炭素/炭素複合材
料よりもステ−タ−ディスクの有する炭素/炭素複合材
料の方が摺動面内方向の熱伝導率が低いものが望まし
い。
The carbon contained in the rotor disk /
Carbon contained in the starter disk rather than carbon composite material /
The carbon composite material has a higher thermal conductivity in the direction outside the sliding surface, or the carbon / carbon composite material of the stator disk has a better sliding property than the carbon / carbon composite material of the rotor disk. It is desirable that the thermal conductivity in the in-plane direction is low.

【0039】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、摺動面のショア硬度が1〜14
0、好ましくは30〜140の範囲のものが望ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have a Shore hardness of 1 to 14 on the sliding surface.
A value of 0, preferably in the range of 30 to 140 is desirable.

【0040】本発明においては、異なるショア硬度とす
ることにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とするこ
とができる。この場合、そのショア硬度の異なる炭素/
炭素複合材料の一方と他方の差は1〜60が望ましく、
さらに好ましくは5〜30である。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different properties can be obtained by setting different Shore hardnesses. In this case, carbon with different Shore hardness /
The difference between one and the other of the carbon composite material is preferably 1 to 60,
It is more preferably 5 to 30.

【0041】また、その高い方のショア硬度は60〜1
40が望ましく、さらに好ましくは70〜140であ
り、一方その低い方のショア硬度は30〜100が望ま
しく、さらに好ましくは30〜90である。そして、ロ
−タ−ディスクの有する炭素/炭素複合材料よりもステ
−タ−ディスクの有する炭素/炭素複合材料の方がショ
ア硬度が高いものが望ましい。
The higher Shore hardness is 60 to 1
It is preferably 40, more preferably 70 to 140, while the lower Shore hardness is preferably 30 to 100, more preferably 30 to 90. It is desirable that the carbon / carbon composite material of the stator disk has a higher Shore hardness than the carbon / carbon composite material of the rotor disk.

【0042】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、摺動面内方向の引張強度が20
〜1000MPaの範囲のものが望ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have a tensile strength of 20 in the sliding surface.
It is preferably in the range of up to 1000 MPa.

【0043】本発明においては、異なる引張強度とする
ことにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とすること
ができる。この場合、その引張強度の異なる炭素/炭素
複合材料の一方と他方の差は1〜200MPaが望まし
く、さらに好ましくは5〜100MPa、最も好ましく
は10〜50MPaである。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different properties can be obtained by setting different tensile strengths. In this case, the difference between one and the other of the carbon / carbon composite materials having different tensile strengths is preferably 1 to 200 MPa, more preferably 5 to 100 MPa, and most preferably 10 to 50 MPa.

【0044】また、その高い方の引張強度は50〜10
00MPaが望ましく、さらに好ましくは60〜400
MPaであり、一方その低い方の引張強度は20〜40
0MPaが望ましく、さらに好ましくは30〜300M
Paである。
The higher tensile strength is 50 to 10
00 MPa is desirable, more preferably 60 to 400
MPa, while the lower tensile strength is 20-40
0 MPa is desirable, and more preferably 30 to 300 M
Pa.

【0045】そして、ステ−タ−ディスクの有する炭素
/炭素複合材料よりもロ−タ−ディスクの有する炭素/
炭素複合材料の方が引張強度が高いものが望ましく、特
にローターディスク内周部の円周方向が高いものが望ま
しい。
The carbon / carbon composite material of the rotor disk is better than the carbon / carbon composite material of the stator disk.
It is desirable that the carbon composite material has a higher tensile strength, and that the inner circumferential portion of the rotor disk has a higher circumferential direction.

【0046】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、摺動面外方向の圧縮弾性率が
0.1〜300GPaの範囲のものが望ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have a compressive elastic modulus in the outer direction of the sliding surface of 0.1 to 0.1. The range of 300 GPa is desirable.

【0047】本発明においては、異なる圧縮弾性率とす
ることにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とするこ
とができる。この場合、その圧縮弾性率の異なる炭素/
炭素複合材料の一方と他方の差は0.1〜200GPa
が望ましく、さらに好ましくは0.1〜10GPaであ
る。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different characteristics can be obtained by setting different compressive elastic moduli. In this case, carbon with different compression modulus /
The difference between one side and the other side of the carbon composite material is 0.1 to 200 GPa
Is desirable, and more preferably 0.1 to 10 GPa.

【0048】また、その高い方の圧縮弾性率は1〜30
0GPaが望ましく、さらに好ましくは1〜200GP
aであり、一方その低い方の圧縮弾性率は0.1〜20
0GPaが望ましく、さらに好ましくは0.5〜100
GPaである。そして、ステ−タ−ディスクの有する炭
素/炭素複合材料よりもロ−タ−ディスクの有する炭素
/炭素複合材料の方が圧縮弾性率が高いものが望まし
い。
The higher compression elastic modulus is 1 to 30.
0 GPa is desirable, more preferably 1 to 200 GP
a, while the lower compression modulus is 0.1-20
0 GPa is desirable, more preferably 0.5 to 100
It is GPa. It is desirable that the carbon / carbon composite material of the rotor disk has a higher compressive elastic modulus than the carbon / carbon composite material of the stator disk.

【0049】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、摺動面内方向の層間剪断強度が
0.1〜30MPa、好ましくは1〜30MPaの範囲
のものが望ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have an interlaminar shear strength of 0.1 to 0.1 in the sliding surface. A pressure in the range of 30 MPa, preferably 1 to 30 MPa is desirable.

【0050】本発明においては、異なる層間剪断強度と
することにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とする
ことができる。この場合、その層間剪断強度の異なる炭
素/炭素複合材料の一方と他方の差は0.1〜20MP
aが望ましく、さらに好ましくは1〜15MPaであ
る。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different properties can be obtained by using different interlaminar shear strengths. In this case, the difference between one and the other of the carbon / carbon composite materials having different interlaminar shear strengths is 0.1-20MP.
a is desirable, and more preferably 1 to 15 MPa.

【0051】また、その高い方の層間剪断強度は1〜3
0MPaが望ましく、さらに好ましくは3〜20MPa
であり、一方その低い方の層間剪断強度は0.1〜20
MPaが望ましく、さらに好ましくは1〜15MPaで
ある。そして、ロ−タ−ディスクの有する炭素/炭素複
合材料よりもステ−タ−ディスクの有する炭素/炭素複
合材料の方が層間剪断強度が高いものが望ましい。
The higher interlaminar shear strength is 1 to 3
0 MPa is desirable, and more preferably 3 to 20 MPa
On the other hand, the lower interlaminar shear strength is 0.1 to 20.
MPa is desirable, and more preferably 1 to 15 MPa. It is desirable that the carbon / carbon composite material of the stator disk has a higher interlaminar shear strength than the carbon / carbon composite material of the rotor disk.

【0052】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、600〜1200℃の温度範囲
における大気中での酸化速度が小さいものが望ましい。
具体的には酸化速度が、600℃において毎分10-10
〜0.1kg/kg、800℃においては毎分10-6
0.2kg/kg、1000℃においては毎分10-3
0.3kg/kgの範囲内においてより小さいものが望
ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have an oxidation rate in the atmosphere in the temperature range of 600 to 1200 ° C. It is desirable that the is small.
Specifically, the oxidation rate is 10 -10 per minute at 600 ° C.
~ 0.1 kg / kg, 10 -6 / min at 800 ℃
0.2 kg / kg, at 1000 ° C 10 -3 min -1
The smaller one is desirable within the range of 0.3 kg / kg.

【0053】本発明においては、異なる酸化速度とする
ことにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とすること
ができる。この場合、その大気中での酸化速度が異なる
炭素/炭素複合材料の一方と他方の酸化速度の差は、6
00℃において毎分10-10〜0.2kg/kgが望ま
しく、さらに好ましくは毎分10-6〜0.01kg/k
gである。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different characteristics can be obtained by using different oxidation rates. In this case, the difference between the oxidation rates of one and the other of the carbon / carbon composite materials having different oxidation rates in the atmosphere is 6
At 00 ° C, 10 -10 to 0.2 kg / kg per minute is desirable, and more preferably 10 -6 to 0.01 kg / k per minute.
g.

【0054】また、600℃における大気中での酸化速
度の小さい方は毎分10-10〜0.01kg/kgが望
ましく、さらに好ましくは毎分10-10〜0.008k
g/kgであり、一方600℃における大気中での酸化
速度の大きい方は毎分10-6〜0.1kg/kgが望ま
しく、さらに好ましくは毎分10-4〜0.1kg/kg
である。そして、ステ−タ−ディスクの有する炭素/炭
素複合材料よりもロ−タ−ディスクの有する炭素/炭素
複合材料の方が大気中での酸化速度が小さいものが望ま
しい。
[0054] Also, the smaller is desirably min 10 -10 ~0.01kg / kg oxidation rate in air at 600 ° C., more preferably min 10 -10 ~0.008k
g / kg, on the other hand, the one having a higher oxidation rate in the atmosphere at 600 ° C. is preferably 10 −6 to 0.1 kg / kg per minute, more preferably 10 −4 to 0.1 kg / kg per minute.
Is. It is desirable that the carbon / carbon composite material of the rotor disk has a lower oxidation rate in the atmosphere than the carbon / carbon composite material of the stator disk.

【0055】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、大気中10℃/分で昇温した場
合の1mass%減少時を酸化開始温度としたとき、酸
化開始温度が300〜1200℃の範囲内においてより
高いことが望ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk were 1 mass% when the temperature was raised at 10 ° C./min in the atmosphere. When the reduction start time is defined as the oxidation start temperature, the oxidation start temperature is preferably higher within the range of 300 to 1200 ° C.

【0056】本発明においては、異なる酸化開始温度と
することにより異なる特性の炭素/炭素複合材料とする
ことができる。この場合、その大気中での酸化開始温度
が異なる炭素/炭素複合材料の一方と他方の酸化開始温
度の差は1〜700℃が望ましく、さらに好ましくは1
0〜200℃である。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different characteristics can be obtained by setting different oxidation start temperatures. In this case, the difference between the oxidation start temperatures of one and the other of the carbon / carbon composite materials having different oxidation start temperatures in the atmosphere is preferably 1 to 700 ° C., more preferably 1
It is 0 to 200 ° C.

【0057】また、大気中での酸化開始温度の高い方は
600〜1200℃が望ましく、さらに好ましくは70
0〜1200℃であり、一方大気中での酸化開始温度の
低い方は300〜900℃が望ましく、さらに好ましく
は300〜750℃である。そして、ステ−タ−ディス
クの有する炭素/炭素複合材料よりもロ−タ−ディスク
の有する炭素/炭素複合材料の方が大気中での酸化開始
温度が高いものが望ましい。
Further, the one having a higher oxidation start temperature in the atmosphere is preferably 600 to 1200 ° C., more preferably 70 to 1200 ° C.
0 to 1200 ° C., on the other hand, one having a lower oxidation start temperature in the atmosphere is preferably 300 to 900 ° C., more preferably 300 to 750 ° C. It is desirable that the carbon / carbon composite material of the rotor disk has a higher oxidation start temperature in the atmosphere than the carbon / carbon composite material of the stator disk.

【0058】また、ロ−タ−ディスクに用いられる炭素
/炭素複合材料と、ステ−タ−ディスクに用いられる炭
素/炭素複合材料には、密度が1.5×103〜2.2
×103kg/m3の範囲のものが好ましい。
The carbon / carbon composite material used for the rotor disk and the carbon / carbon composite material used for the starter disk have a density of 1.5 × 10 3 to 2.2.
It is preferably in the range of × 10 3 kg / m 3 .

【0059】本発明においては、異なる密度とすること
により異なる特性の炭素/炭素複合材料とすることがで
きる。この場合、その密度の異なる炭素/炭素複合材料
の一方と他方の差は0.01×103〜0.7×103
g/m3、好ましくは0.1×103〜0.3×103
g/m3である。
In the present invention, carbon / carbon composite materials having different characteristics can be obtained by making the densities different. In this case, the difference between one and the other of the carbon / carbon composite materials having different densities is 0.01 × 10 3 to 0.7 × 10 3 k.
g / m 3 , preferably 0.1 × 10 3 to 0.3 × 10 3 k
g / m 3 .

【0060】また、その高い方の密度は1.5×103
〜2.2×103kg/m3が望ましく、さらに好ましく
は1.7×103〜2.1×103kg/m3であり、一
方その低い方の密度は1.4×103〜2.0×103
g/m3が望ましく、さらに好ましくは1.6×103
1.9×103kg/m3である。そして、ロ−タ−ディ
スクの有する炭素/炭素複合材料よりもステ−タ−ディ
スクの有する炭素/炭素複合材料の方が、その密度が低
いものが望ましい。
The higher density is 1.5 × 10 3.
To 2.2 × 10 3 kg / m 3 is desirable, and more preferably 1.7 × 10 3 to 2.1 × 10 3 kg / m 3 , while the lower density is 1.4 × 10 3. ~ 2.0 x 10 3 k
g / m 3 is desirable, and more preferably 1.6 × 10 3 ~
It is 1.9 × 10 3 kg / m 3 . It is desirable that the density of the carbon / carbon composite material of the stator disk is lower than that of the carbon / carbon composite material of the rotor disk.

【0061】本発明においては、目的とする摩擦特性を
持つ耐久性の高いマルチディスク型ブレーキを得るため
に、上記以外の材料物性を異ならせることによっても異
なる特性の炭素/炭素複合材料とすることができる。
In the present invention, in order to obtain a highly durable multi-disc brake having a desired friction characteristic, a carbon / carbon composite material having different characteristics can be obtained by changing the physical properties of materials other than the above. You can

【0062】本発明においては、特に目的とする摩擦特
性を得るために、熱伝導率または硬さが異なる炭素/炭
素複合材料を、用途、使用環境および制御方法に合わせ
て、ロ−タ−ディスクおよびステ−タ−ディスクの所望
の部位に配置することが望ましい。
In the present invention, in order to obtain particularly desired frictional characteristics, a carbon / carbon composite material having different thermal conductivity or hardness is used as a rotor disk in accordance with the application, use environment and control method. And it is desirable to place it at a desired portion of the stator disk.

【0063】次に、本発明に用いられる炭素/炭素複合
材料について詳述する。本発明において、炭素/炭素複
合材料とは、炭素繊維および/または前駆体繊維と炭素
質マトリックスを主な構成要素とする複合材料である。
Next, the carbon / carbon composite material used in the present invention will be described in detail. In the present invention, the carbon / carbon composite material is a composite material containing carbon fibers and / or precursor fibers and a carbonaceous matrix as main components.

【0064】本発明に用いられる炭素/炭素複合材料
は、繊維体積含有率が通常10〜80vol%、好まし
くは20〜70vol%、より好ましくは25〜65v
ol%である。ここで繊維体積含有率が前記範囲に満た
ない場合は繊維強化の効果が充分でなく、脆性材料とな
り、衝撃強度および破壊靭性値の低いブレーキ材とな
り、マルチディスク型ブレーキとしては充分な性能、耐
久性を発揮することができない。また繊維体積含有率が
前記範囲を超える場合には、繊維間の接着強度が充分で
ないために好ましくない。
The carbon / carbon composite material used in the present invention has a fiber volume content of usually 10 to 80 vol%, preferably 20 to 70 vol%, more preferably 25 to 65 v.
ol%. When the fiber volume content is less than the above range, the effect of fiber reinforcement is not sufficient, and the material becomes brittle and has a low impact strength and fracture toughness value, resulting in a brake material having sufficient performance and durability as a multi-disc brake. I can't exercise my abilities. On the other hand, when the fiber volume content exceeds the above range, the adhesive strength between the fibers is not sufficient, which is not preferable.

【0065】本発明に用いられる炭素/炭素複合材料の
マトリックス体積含有率は、前記繊維体積含有率および
空隙体積率により決定されるものであって、通常は19
〜89vol%、好ましくは25〜80vol%程度で
ある。
The matrix volume content of the carbon / carbon composite material used in the present invention is determined by the fiber volume content and the void volume, and is usually 19
It is about 89 vol%, preferably about 25-80 vol%.

【0066】また、本発明に用いられる炭素/炭素複合
材料の空隙体積率は、通常1〜30vol%、好ましく
は2〜25vol%、より好ましくは2〜10vol%
である。ここで空隙体積率が前記範囲に満たない場合に
は、緻密化工程が煩雑となり、製造時間の増加に見合う
性能の向上が認められない。一方空隙体積率が前記範囲
を超える場合には、ブレーキ材としての強度が不足す
る。特に回転するロ−タ−ディスク材に適用するのに好
ましくない。
The void volume ratio of the carbon / carbon composite material used in the present invention is usually 1 to 30 vol%, preferably 2 to 25 vol%, more preferably 2 to 10 vol%.
Is. Here, if the void volume ratio is less than the above range, the densification step becomes complicated, and improvement in performance commensurate with the increase in manufacturing time cannot be observed. On the other hand, when the void volume ratio exceeds the above range, the strength as a brake material becomes insufficient. Especially, it is not preferable to be applied to a rotating rotor disk material.

【0067】以下、本発明に用いられる炭素/炭素複合
材料の製造法の例について詳述する。炭素/炭素複合材
料に使用する炭素繊維には、例えばピッチ系、ポリアク
リロニトリル(PAN)系あるいはレーヨン系の炭素繊
維が挙げられる。なお、炭素繊維とは原料である前駆体
繊維を不活性ガス中で焼成した前炭化繊維、炭化繊維、
黒鉛化繊維のことをいう。炭素/炭素複合材料に使用す
る前駆体繊維にはピッチ繊維、不融化繊維、PAN繊
維、PAN繊維を酸化性雰囲気中で200〜450℃で
処理した耐炎化繊維、レーヨン繊維、レーヨン繊維をり
ん酸塩あるいは硝酸塩で処理した繊維等の種々の繊維が
挙げられる。これら炭素繊維および前駆体繊維から選ば
れた少なくとも1つの繊維を炭素/炭素複合材料に用い
ることができるが、特にピッチ系炭素繊維およびその前
駆体繊維が耐摩耗性を高め易く好適である。
Hereinafter, an example of the method for producing the carbon / carbon composite material used in the present invention will be described in detail. Examples of carbon fibers used in the carbon / carbon composite material include pitch-based, polyacrylonitrile (PAN) -based, and rayon-based carbon fibers. Incidentally, the carbon fiber is a carbon fiber pre-carbonized by firing the precursor fiber as a raw material in an inert gas,
Refers to graphitized fiber. The precursor fibers used in the carbon / carbon composite material include pitch fibers, infusible fibers, PAN fibers, flame-resistant fibers obtained by treating PAN fibers at 200 to 450 ° C. in an oxidizing atmosphere, rayon fibers, and rayon fibers with phosphoric acid. Various fibers such as fibers treated with salt or nitrate may be mentioned. At least one fiber selected from these carbon fibers and precursor fibers can be used for the carbon / carbon composite material, but pitch-based carbon fibers and their precursor fibers are particularly preferred because they can easily enhance the wear resistance.

【0068】上記ピッチ系炭素繊維の原料となる炭素質
ピッチとしては、軟化点が通常100〜400℃、好ま
しくは150〜350℃の範囲内にある石炭系、石油系
あるいは合成系のピッチが用いられる。該炭素質ピッチ
は、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピッチの
いずれも使用できるが、光学的に異方性のピッチが好ま
しく、特に光学的異方性相の含量が60〜100vol
%の範囲内である光学的異方性ピッチが特に好ましく用
いられる。該炭素質ピッチを公知の方法で溶融紡糸する
ことにより得られる平均直径が通常5〜100μm、好
ましくは7〜30μmのピッチ繊維が得られる。次いで
ピッチ繊維を酸化性ガス雰囲気下、通常50〜400
℃、好ましくは100〜350℃の温度範囲内で不融化
処理し、不融化繊維とする。上記酸化性ガスとしては、
例えば空気、酸素、窒素化合物、硫黄化合物、ハロゲ
ン、あるいはこれらの混合物が挙げられる。不融化処理
時間は通常10分〜20時間である。得られた不融化繊
維をさらに不活性ガス雰囲気下、通常350〜3000
℃、好ましくは400〜2800℃の温度範囲内で1秒
〜5時間処理して炭素繊維とすることができる。
As the carbonaceous pitch which is a raw material of the pitch-based carbon fiber, coal-based, petroleum-based or synthetic pitch having a softening point of usually 100 to 400 ° C., preferably 150 to 350 ° C. is used. To be As the carbonaceous pitch, either an optically isotropic pitch or an anisotropic pitch can be used, but an optically anisotropic pitch is preferable, and an optically anisotropic phase content of 60 to 60 is particularly preferable. 100 vol
An optically anisotropic pitch within the range of% is particularly preferably used. Melt spinning of the carbonaceous pitch by a known method gives pitch fibers having an average diameter of usually 5 to 100 μm, preferably 7 to 30 μm. Next, the pitch fiber is usually heated to 50 to 400 in an oxidizing gas atmosphere.
C., and preferably infusible within the temperature range of 100 to 350.degree. As the oxidizing gas,
Examples thereof include air, oxygen, nitrogen compounds, sulfur compounds, halogens, or a mixture thereof. The infusibilizing treatment time is usually 10 minutes to 20 hours. The obtained infusibilized fiber is further subjected to an inert gas atmosphere, usually 350 to 3000.
The carbon fiber can be obtained by treating at a temperature of ℃, preferably 400 to 2800 ℃ for 1 second to 5 hours.

【0069】該炭素繊維あるいは前駆体繊維は、通常連
続した炭素繊維の約500〜25000本の繊維束とし
て用いる。さらにこれら連続繊維のうち少なくとも1つ
を用いて一方向シートあるいはその積層物、2次元織物
あるいはその積層物、3次元織物、マット状成形物とし
て使用することもできる。
The carbon fiber or precursor fiber is usually used as a fiber bundle of about 500 to 25,000 continuous carbon fibers. Further, at least one of these continuous fibers can be used as a unidirectional sheet or a laminate thereof, a two-dimensional woven fabric or a laminate thereof, a three-dimensional woven fabric, or a mat-like molded product.

【0070】また、連続した該炭素繊維および/または
前駆体繊維を所望の長さに切断したもの、あるいは紡糸
工程より短繊維として製造された該炭素繊維および/ま
たは前駆体繊維も使用することが出来る。この繊維束を
開繊してランダムな短繊維フィラメントの集合体として
使用することも出来る。さらに、この短繊維をフェルト
状シートあるいはその積層物、マット状成形物として使
用することもできる。
It is also possible to use the continuous carbon fiber and / or precursor fiber cut to a desired length, or the carbon fiber and / or precursor fiber produced as a short fiber by a spinning process. I can. This fiber bundle can be opened and used as an aggregate of random short fiber filaments. Further, this short fiber can be used as a felt-like sheet, a laminate thereof, or a mat-like molded product.

【0071】さらに、上記炭素繊維および/または前駆
体繊維および該繊維から選ばれる少なくとも1つの繊維
からなる成形物を、そのままあるいは板状、ブロック状
もしくは円筒状の成形体としたものを用いることがで
き、これらを総称して炭素繊維成形体と呼ぶこととす
る。この成形法としては積層法、ニードルパンチ法、ホ
ットプレス法、フィラメントワインディング法等の公知
の方法を用いることができ、あるいはこれらの複数を用
いることもできる。
Further, it is possible to use a molded product made of the above-mentioned carbon fiber and / or precursor fiber and at least one fiber selected from the fibers as it is or in the form of a plate, block or cylinder. Therefore, these are collectively referred to as a carbon fiber molded body. As this molding method, a known method such as a laminating method, a needle punching method, a hot pressing method, a filament winding method can be used, or a plurality of these methods can be used.

【0072】本発明では炭素質マトリックスとは、有機
前駆体の熱処理により得られるものおよび炭化水素等の
気相前駆体の熱分解により得られるものを示す。上記有
機前駆体としては熱可塑性のものおよび熱硬化性のもの
がある。
In the present invention, the carbonaceous matrix refers to those obtained by heat treatment of an organic precursor and those obtained by thermal decomposition of a gas phase precursor such as hydrocarbon. The organic precursors include thermoplastic ones and thermosetting ones.

【0073】熱可塑性有機前駆体の中で代表的なものは
炭素質ピッチである。炭素質ピッチとしては、軟化点が
通常60〜400℃、好ましくは60〜350℃の温度
範囲内にある石炭系、石油系あるいは合成系のピッチが
用いられる。
A typical example of the thermoplastic organic precursor is carbonaceous pitch. As the carbonaceous pitch, coal-based, petroleum-based or synthetic pitch having a softening point of usually 60 to 400 ° C., preferably 60 to 350 ° C. is used.

【0074】バインダーピッチおよび含浸用ピッチに
は、1種以上の上記ピッチがいずれも使用できるが、バ
インダーピッチには軟化点が200〜400℃の温度範
囲内にあるピッチが特に好ましく用いられ、含浸用ピッ
チには軟化点が60〜200℃の温度範囲内にあるピッ
チが特に好ましく用いられる。
As the binder pitch and the impregnating pitch, any one or more of the above pitches can be used, but as the binder pitch, a pitch having a softening point in the temperature range of 200 to 400 ° C. is particularly preferably used and impregnated. A pitch having a softening point in the temperature range of 60 to 200 ° C. is particularly preferably used as the working pitch.

【0075】バインダーピッチおよび含浸用ピッチに
は、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピッチの
いずれも使用できる。特にバインダーピッチとしては光
学的異方性相の含量が60〜100vol%の範囲内で
ある光学的異方性ピッチが好ましく用いられる。
As the binder pitch and the impregnating pitch, either an optically isotropic pitch or an anisotropic pitch can be used. In particular, as the binder pitch, an optically anisotropic pitch having an optically anisotropic phase content of 60 to 100 vol% is preferably used.

【0076】上記熱可塑性有機前駆体を炭素繊維あるい
は炭素繊維成形体に含浸させた後、焼成処理を行い、炭
素/炭素複合材料を製造する。焼成処理は、減圧雰囲気
下あるいは常圧雰囲気下で行うこともできるが、通常は
加圧雰囲気下もしくは一軸加圧プレス下で行われる。
After the above-mentioned thermoplastic organic precursor is impregnated into carbon fiber or a carbon fiber molded body, a firing treatment is carried out to produce a carbon / carbon composite material. The firing treatment can be performed in a reduced pressure atmosphere or a normal pressure atmosphere, but is usually performed in a pressurized atmosphere or a uniaxial pressure press.

【0077】加圧雰囲気下での焼成は、加圧焼成装置あ
るいは熱間静水圧加圧装置等を用い、不活性ガスあるい
は還元性ガス雰囲気下で0.1〜1000MPa、好ま
しくは0.5〜100MPa程度の範囲内の圧力に加圧
し、通常400〜2000℃、好ましくは500〜15
00℃程度の温度範囲内で行われる。
For the firing in a pressurized atmosphere, a pressure firing apparatus, a hot isostatic pressurizing apparatus or the like is used, and the atmosphere is 0.1 to 1000 MPa, preferably 0.5 to 100 MPa in an inert gas or reducing gas atmosphere. Pressurized to a pressure within the range of about 100 MPa, usually 400 to 2000 ° C., preferably 500 to 15
It is performed within a temperature range of about 00 ° C.

【0078】一軸加圧プレス下での焼成は、ホットプレ
ス等の装置により通常0.1〜50MPa、好ましくは
0.4〜5MPa程度の範囲内の一軸加圧下で、最高4
00〜2000℃、好ましくは500〜1000℃程度
の範囲内の温度で行われる。この場合の雰囲気圧力は真
空、減圧、常圧および加圧のいずれも選択可能であり、
また雰囲気ガスも真空、不活性雰囲気、還元性雰囲気お
よび大気雰囲気のいずれも選択が可能である。
The calcination under the uniaxial pressure press is usually performed by a device such as a hot press under a uniaxial pressure within a range of 0.1 to 50 MPa, preferably 0.4 to 5 MPa and a maximum of 4
The temperature is in the range of about 00 to 2000 ° C, preferably about 500 to 1000 ° C. The atmosphere pressure in this case can be selected from vacuum, reduced pressure, normal pressure and increased pressure,
Further, the atmosphere gas can be selected from vacuum, an inert atmosphere, a reducing atmosphere and an atmospheric atmosphere.

【0079】熱硬化性有機前駆体としては、通常炭化性
樹脂、具体的には例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、
カルボジイミド樹脂等の炭化可能な熱硬化性樹脂が挙げ
られる。これらの熱硬化性樹脂の硬化温度は、通常80
〜200℃、好ましくは110〜150℃の温度範囲内
である。該熱硬化性有機前駆体を炭素繊維あるいは炭素
繊維成形体に含浸させ、成形処理し、上記硬化温度範囲
内で硬化させ、必要に応じて適宜140〜300℃の温
度範囲内で後硬化処理した後、焼成処理を行うことによ
り、炭素/炭素複合材料を製造することができる。
The thermosetting organic precursor is usually a carbonizable resin, specifically, for example, phenol resin, furan resin,
Examples thereof include carbonizable thermosetting resins such as carbodiimide resins. The curing temperature of these thermosetting resins is usually 80.
To 200 ° C, preferably 110 to 150 ° C. Carbon fiber or a carbon fiber molded product was impregnated with the thermosetting organic precursor, molded, cured within the above curing temperature range, and optionally post-cured within a temperature range of 140 to 300 ° C. Then, a carbon / carbon composite material can be manufactured by performing a firing treatment.

【0080】該成形処理は、積層法、ホットプレス法、
フィラメントワインディング法、ロール成形法等の公知
の方法を用いることができ、これらの複数を用いること
もできる。
The molding treatment is a lamination method, a hot pressing method,
Known methods such as a filament winding method and a roll forming method can be used, and a plurality of these methods can also be used.

【0081】該硬化処理および該後硬化処理は、該成形
処理中あるいは該成形処理後あるいはその両段階におい
て実施することが出来る。該焼成処理は、通常200〜
3000℃、好ましくは500〜2500℃の温度範囲
内で、真空下、減圧下、不活性雰囲気中あるいは還元性
雰囲気中で行うことができる。
The curing treatment and the post-curing treatment can be carried out during the molding treatment, after the molding treatment, or at both stages. The firing treatment is usually 200 to
It can be carried out in a temperature range of 3000 ° C., preferably 500 to 2500 ° C. under vacuum, reduced pressure, in an inert atmosphere or a reducing atmosphere.

【0082】ここで、不活性ガスとしては、具体的には
例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等の一般に不活性ガス
として用いられているものが挙げられ、還元性ガスとし
ては水素、一酸化炭素等が挙げられる。また真空下ある
いは減圧下とは、該不活性ガス、還元性ガスあるいは大
気が大気圧未満で存在する状態を指し、最低10-5Pa
程度存在する状態を指す。
Specific examples of the inert gas include those generally used as inert gases such as nitrogen, argon and helium, and the reducing gas includes hydrogen, carbon monoxide and the like. Can be mentioned. The term "under vacuum or under reduced pressure" refers to a state in which the inert gas, reducing gas or atmosphere exists below atmospheric pressure, and at least 10 -5 Pa
It refers to a state that exists.

【0083】気相前駆体としては、ガス化することが可
能な炭素原子を含む全ての化合物を用いることができ
る。炭素繊維あるいは炭素繊維成形体に対し,気相前駆
体を熱分解することによって得られる熱分解炭素を沈積
させることにより、炭素/炭素複合材料を得ることがで
きる。
As the gas phase precursor, all compounds containing a carbon atom which can be gasified can be used. A carbon / carbon composite material can be obtained by depositing pyrolytic carbon obtained by pyrolyzing a vapor-phase precursor on carbon fiber or a carbon fiber molded body.

【0084】ここでいう熱分解炭素を沈積する処理と
は、炭化水素等を気相熱分解して炭素を形成させる方法
であって、一般に化学気相蒸着法(CVD)と呼ばれて
いるものである。具体的には例えばメタン、エタン、ア
セチレン、プロパン、ベンゼンあるいは天然ガス等の炭
化水素あるいはこれらの少なくとも1種類以上を不活性
ガスあるいは水素で希釈したものを原料として、炭素繊
維成形体に熱分解炭素を沈積させる。
The treatment of depositing pyrolytic carbon is a method of vapor-decomposing hydrocarbons and the like to form carbon, which is generally called chemical vapor deposition (CVD). Is. Specifically, for example, hydrocarbons such as methane, ethane, acetylene, propane, benzene, natural gas, etc., or at least one of these hydrocarbons diluted with an inert gas or hydrogen is used as a raw material, and pyrolytic carbon is formed into carbon fiber molded bodies. Deposit.

【0085】この際、熱分解温度は通常700〜300
0℃、好ましくは800〜2500℃の範囲内である。
また、熱分解時の圧力は常圧でも行うことはできるが、
減圧であることが好ましく、具体的には50〜1000
0Pa、好ましくは50〜5000Pa程度の範囲内で
ある。
At this time, the thermal decomposition temperature is usually 700 to 300.
It is in the range of 0 ° C, preferably 800 to 2500 ° C.
Moreover, although the pressure at the time of thermal decomposition can be performed at normal pressure,
The pressure is preferably reduced, specifically 50 to 1000
It is within the range of 0 Pa, preferably about 50 to 5000 Pa.

【0086】こうして得られた炭素/炭素複合材料が、
目的とする炭素/炭素複合材料の物性、例えば密度、マ
トリックス体積含有率もしくは空隙体積率等を有してい
る場合、該炭素/炭素複合材料をそのままもしくは研磨
等の加工をして、ブレーキ用摩擦材とすることができ
る。
The carbon / carbon composite material thus obtained is
When the target carbon / carbon composite material has physical properties such as density, matrix volume content or void volume ratio, the carbon / carbon composite material is used as it is or after polishing or the like is processed to produce a friction for a brake. It can be a material.

【0087】また、得られた炭素/炭素複合材料が、目
的とする炭素/炭素複合材料の物性、例えば密度、マト
リックス体積含有率、空隙体積率、硬さ、熱伝導率等を
有していない場合、該炭素/炭素複合材料に対し、さら
に前述の有機前駆体を含浸させて焼成処理をしたり、も
しくは熱分解炭素を沈積する処理を、1回もしくはそれ
以上行うことにより、目的とする物性を有する炭素/炭
素複合材料を得ることもできる。この処理工程を緻密化
処理と称する。
The obtained carbon / carbon composite material does not have the desired physical properties of the carbon / carbon composite material, such as density, matrix volume content, void volume ratio, hardness and thermal conductivity. In this case, the carbon / carbon composite material is further impregnated with the above-mentioned organic precursor and subjected to a firing treatment, or a treatment of depositing pyrolytic carbon is performed once or more to obtain the desired physical properties. It is also possible to obtain a carbon / carbon composite material having This process step is called a densification process.

【0088】さらに、得られた炭素/炭素複合材料が、
目的とする炭素/炭素複合材料の物性、例えば密度、マ
トリックス体積含有率、空隙体積率、硬さ、熱伝導率等
を有していない場合、該炭素/炭素複合材料に対し、前
述の緻密化処理の後に、焼成処理を行うこともできる。
Further, the obtained carbon / carbon composite material is
When the target carbon / carbon composite material does not have the physical properties such as density, matrix volume content, void volume ratio, hardness, thermal conductivity, etc., the carbon / carbon composite material is densified as described above. After the treatment, a firing treatment can be performed.

【0089】該焼成処理とは、炭素/炭素複合材料を、
減圧下、常圧下あるいは加圧下の不活性雰囲気下で焼成
する処理であり、この不活性雰囲気の圧力は10-8〜2
00MPa、好ましくは0.1〜100MPaの範囲内
である。また処理温度は目的とする物性により異なる
が、通常1500〜3000℃である。
The baking treatment is performed on the carbon / carbon composite material by
This is a process of baking in an inert atmosphere under reduced pressure, normal pressure or pressure, and the pressure of this inert atmosphere is 10 -8 to 2
It is within the range of 00 MPa, preferably 0.1 to 100 MPa. The processing temperature is usually 1500 to 3000 ° C., though it varies depending on the desired physical properties.

【0090】また該焼成処理は、目的とする炭素/炭素
複合材料の物性に合わせて、該緻密化処理後に毎回行う
ことも、任意の回数後に不連続に行うことも可能であ
り、その温度も該焼成処理ごとに選択することが出来
る。
Further, the firing treatment can be carried out each time after the densification treatment or discontinuously after any number of times according to the physical properties of the intended carbon / carbon composite material, and the temperature thereof can also be changed. It can be selected for each firing process.

【0091】前述の炭素/炭素複合材料の製造法の中か
ら、炭素繊維種、前駆体繊維種、炭素繊維および前駆体
繊維の製造方法、炭素繊維体積含有率、2種以上の炭素
繊維および前駆体繊維を使用した場合にはその配合比、
炭素繊維成形体の種類、マトリックス原料種、マトリッ
クスの体積含有率、2種以上のマトリックスを付与した
物はその複合比、空隙の体積含有率、緻密化処理方法あ
るいはその条件、焼成処理条件等のうちの1または2以
上の条件を適宜設定することにより、少なくとも1項目
以上の特性が異なる炭素/炭素複合材料を得ることがで
きる。
Among the above-mentioned carbon / carbon composite material production methods, carbon fiber species, precursor fiber species, carbon fiber and precursor fiber production methods, carbon fiber volume content, two or more carbon fibers and precursors When body fiber is used, its compounding ratio,
The type of carbon fiber molded product, the type of matrix raw material, the volume content of the matrix, the product with two or more types of matrix, the composite ratio, the volume content of voids, the densification treatment method or its conditions, the firing treatment conditions, etc. By appropriately setting one or more of these conditions, it is possible to obtain a carbon / carbon composite material having at least one or more different properties.

【0092】[0092]

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0093】実施例1 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材とした。
Example 1 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber was used as a reinforcing fiber, and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as a rotor disk material. And

【0094】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のフ
ェルトマットを、マトリックスに石油ピッチを原料とす
る炭素質マトリックスを用いたフェルトマット強化炭素
/炭素複合材料Bをステ−タ−ディスク材とした。Aお
よびBの諸物性を表1に示す。
A felt mat of petroleum pitch-based carbon fiber was used as a reinforcing fiber, and a felt mat-reinforced carbon / carbon composite material B using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a raw material was used as a starter disk material. Table 1 shows various physical properties of A and B.

【0095】このとき面外熱伝導率はロ−タ−ディスク
材Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が高い。また面
内熱伝導率はステ−タ−ディスク材Bよりもロ−タ−デ
ィスク材Aの方が高い。また摺動面のショア硬度はロ−
タ−ディスク材Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が
高い。
At this time, the out-of-plane thermal conductivity of the stator disk material B is higher than that of the rotor disk material A. The in-plane thermal conductivity of the rotor disk material A is higher than that of the stator disk material B. The Shore hardness of the sliding surface is low.
The stator disk material B is higher than the stator disk material A.

【0096】1枚のロ−タ−ディスクAおよび1枚のス
テ−タ−ディスクBによって構成されるマルチディスク
型ブレ−キを、ブレ−キ試験機を用いて評価し、摩擦係
数および摩耗量を測定した。このときの試験条件を表2
に示す。その結果、摩擦係数は0.30、ディスクの合
計比摩耗量は15mm3/MJとなり、耐久性の高いブ
レ−キが得られた(表3)。
A multi-disc type brake composed of one rotor disc A and one stator disc B was evaluated by using a break tester, and the friction coefficient and the wear amount were evaluated. Was measured. Table 2 shows the test conditions at this time.
Shown in As a result, the friction coefficient was 0.30, the total specific wear amount of the disk was 15 mm 3 / MJ, and a highly durable brake was obtained (Table 3).

【0097】実施例2 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材とした。
Example 2 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber was used as a reinforcing fiber, and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as a rotor disk material. And

【0098】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のマ
ットを、マトリックスにフェノ−ル樹脂を原料とする炭
素質マトリックスおよび気相法熱分解炭素を用いたマッ
ト強化炭素/炭素複合材料Cをステ−タ−ディスク材と
した。AおよびCの諸物性を表1に示す。
Further, a mat of reinforced petroleum pitch type carbon fiber is used as the reinforcing fiber, a carbonaceous matrix made of phenolic resin as a raw material for the matrix, and a mat-reinforced carbon / carbon composite material C using vapor-phase pyrolyzed carbon are used. Used as a disk material. Table 1 shows the physical properties of A and C.

【0099】このとき面内熱伝導率はステ−タ−ディス
ク材Cよりもロ−タ−ディスク材Aの方が高い。また摺
動面のショア硬度はロ−タ−ディスク材Aよりもステ−
タ−ディスク材Cの方が高い。
At this time, the in-plane thermal conductivity of the rotor disk material A is higher than that of the stator disk material C. The Shore hardness of the sliding surface is better than that of the rotor disc material A.
Tar disk material C is higher.

【0100】1枚のロ−タ−ディスクAおよび1枚のス
テ−タ−ディスクCによって構成されるマルチディスク
型ブレ−キを、ブレ−キ試験機を用いて評価し、摩擦係
数および摩耗量を測定した。このときの試験条件を表2
に示す。その結果、摩擦係数は0.51、ディスクの合
計比摩耗量は30mm3/MJとなり、制動力の大きい
ブレ−キが得られた(表3)。
A multi-disc type brake composed of one rotor disc A and one stator disc C was evaluated using a break tester, and the friction coefficient and the wear amount were evaluated. Was measured. Table 2 shows the test conditions at this time.
Shown in As a result, the friction coefficient was 0.51, the total specific wear amount of the disk was 30 mm 3 / MJ, and a brake having a large braking force was obtained (Table 3).

【0101】比較例1 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材およびステ−タ−ディスク材とした。Aの諸物
性を表1に示す。
Comparative Example 1 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix were used as a rotor disk material. And a stator disk material. Various physical properties of A are shown in Table 1.

【0102】1枚のロ−タ−ディスクAおよび1枚のス
テ−タ−ディスクAによって構成されるマルチディスク
型ブレ−キを、ブレ−キ試験機を用いて評価し、摩擦係
数および摩耗量を測定した。このときの試験条件を表2
に示す。その結果、摩擦係数は0.21、ディスクの合
計比摩耗量は25mm3/MJとなり、制動力のやや小
さいブレ−キが得られた(表3)。
A multi-disc type break composed of one rotor disc A and one stator disc A was evaluated by using a break tester, and the friction coefficient and the wear amount were evaluated. Was measured. Table 2 shows the test conditions at this time.
Shown in As a result, the friction coefficient was 0.21, the total specific wear amount of the disk was 25 mm 3 / MJ, and a brake having a slightly small braking force was obtained (Table 3).

【0103】実施例3 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材とした。
Example 3 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix were used as a rotor disk material. And

【0104】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のフ
ェルトマットを、マトリックスに石油ピッチを原料とす
る炭素質マトリックスを用いたフェルトマット強化炭素
/炭素複合材料Bをステ−タ−ディスク材とした。Aお
よびBの諸物性を表1に示す。
Further, a felt mat of petroleum pitch-based carbon fiber was used as the reinforcing fiber, and a felt mat-reinforced carbon / carbon composite material B using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as a starter disk material. Table 1 shows various physical properties of A and B.

【0105】このとき面外熱伝導率はロ−タ−ディスク
材Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が高い。また面
内熱伝導率はステ−タ−ディスク材Bよりもロ−タ−デ
ィスク材Aの方が高い。また摺動面のショア硬度はロ−
タ−ディスク材Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が
高い。
At this time, the out-of-plane thermal conductivity of the stator disk material B is higher than that of the rotor disk material A. The in-plane thermal conductivity of the rotor disk material A is higher than that of the stator disk material B. The Shore hardness of the sliding surface is low.
The stator disk material B is higher than the stator disk material A.

【0106】1枚のステ−タ−ディスクBと2枚のロ−
タ−ディスクAおよび1枚のステ−タ−ディスクBを直
列に配置構成したマルチディスク型ブレ−キを、ブレ−
キ試験機を用いて評価し、摩擦係数および摩耗量を測定
した。このときの試験条件を表2に示す。その結果、摩
擦係数は0.33、ディスクの合計比摩耗量は2.0×
10-2mm3/MJとなり、耐久性の高いブレ−キが得
られた(表3)。
One stator disk B and two rotor disks
A multi-disc type brake, in which a starter disc A and one starter disc B are arranged in series,
Evaluation was performed using a tester, and the friction coefficient and the amount of wear were measured. Table 2 shows the test conditions at this time. As a result, the friction coefficient was 0.33, and the total specific wear amount of the disk was 2.0 ×.
It was 10 -2 mm 3 / MJ, and a highly durable brake was obtained (Table 3).

【0107】実施例4 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材とした。
Example 4 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber was used as a reinforcing fiber, and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as a rotor disk material. And

【0108】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のフ
ェルトマットを、マトリックスに石油ピッチを原料とす
る炭素質マトリックスを用いたフェルトマット強化炭素
/炭素複合材料Bをステ−タ−ディスク材の一つとし
た。
Further, the felt mat of petroleum pitch-based carbon fiber was used as the reinforcing fiber, and the felt mat-reinforced carbon / carbon composite material B using the carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as one of the stator disk materials. did.

【0109】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のマ
ットを、マトリックスにフェノ−ル樹脂を原料とする炭
素質マトリックスおよび気相法熱分解炭素を用いたマッ
ト強化炭素/炭素複合材料Cをステ−タ−ディスク材の
一つとした。AとBおよびCの諸物性を表1に示す。
Also, a mat of reinforced carbon / carbon composite material C using a petroleum pitch-based carbon fiber mat as the reinforcing fiber, a carbonaceous matrix made of phenolic resin as a raw material for the matrix, and vapor-phase pyrolysis carbon is used. It is one of the tar disk materials. Table 1 shows the physical properties of A, B and C.

【0110】このとき面外熱伝導率はロ−タ−ディスク
材Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が高い。また面
内熱伝導率はステ−タ−ディスク材BおよびCよりもロ
−タ−ディスク材Aの方が高い。また摺動面のショア硬
度はロ−タ−ディスク材Aよりもステ−タ−ディスク材
BおよびCの方が高い。
At this time, the out-of-plane thermal conductivity of the stator disk material B is higher than that of the rotor disk material A. The in-plane thermal conductivity of the rotor disk material A is higher than that of the stator disk materials B and C. The Shore hardness of the sliding surface is higher in the stator disk materials B and C than in the rotor disk material A.

【0111】1枚のステ−タ−ディスクBと2枚のロ−
タ−ディスクAおよび1枚のステ−タ−ディスクCを直
列に配置構成したマルチディスク型ブレ−キを、ブレ−
キ試験機を用いて評価し、摩擦係数および摩耗量を測定
した。このときの試験条件を表2に示す。その結果、摩
擦係数は0.53、ディスクの合計比摩耗量は3.5×
10-2mm3/MJとなり、制動力の大きいブレ−キが
得られた(表3)。
One stator disk B and two rotor disks
A multi-disc type brake, in which a starter disc A and one starter disc C are arranged in series,
Evaluation was performed using a tester, and the friction coefficient and the amount of wear were measured. Table 2 shows the test conditions at this time. As a result, the friction coefficient was 0.53, and the total specific wear amount of the disc was 3.5 ×.
It was 10 -2 mm 3 / MJ, and a brake with a large braking force was obtained (Table 3).

【0112】実施例5 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材の一つとした。
Example 5 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix were used as a rotor disk material. And one of them.

【0113】また強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維のフ
ェルトマットを、マトリックスに石油ピッチを原料とす
る炭素質マトリックスを用いたフェルトマット強化炭素
/炭素複合材料Bをロ−タ−ディスク材の一つおよびス
テ−タ−ディスク材とした。AおよびBの諸物性を表1
に示す。
One of the rotor disc materials is a felt mat of petroleum pitch-based carbon fiber as the reinforcing fiber, and a felt mat-reinforced carbon / carbon composite material B using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix. And a stator disk material. Table 1 shows the physical properties of A and B.
Shown in

【0114】このとき面外熱伝導率はロ−タ−ディスク
の一つに用いた材料Aよりもステ−タ−ディスク材Bの
方が高い。また面内熱伝導率はステ−タ−ディスク材B
よりもロ−タ−ディスクの一つに用いた材料Aの方が高
い。また摺動面のショア硬度はロ−タ−ディスクの一つ
に用いた材料Aよりもステ−タ−ディスク材Bの方が高
い。
At this time, the out-of-plane thermal conductivity of the stator disk material B is higher than that of the material A used for one of the rotor disks. The in-plane thermal conductivity is the same as the stator disk material B.
The material A used for one of the rotor disks is higher than the material for the rotor disk. The Shore hardness of the sliding surface is higher in the stator disk material B than in the material A used for one of the rotor disks.

【0115】1枚のステ−タ−ディスクBに1枚のロ−
タ−ディスクAと1枚のロ−タ−ディスクBおよび1枚
のステ−タ−ディスクBを直列に配置構成したマルチデ
ィスク型ブレ−キを、ブレ−キ試験機を用いて評価し、
摩擦係数および摩耗量を測定した。このときの試験条件
を表2に示す。その結果摩擦係数は0.44、ディスク
の合計比摩耗量は1.8×10-2mm3/MJとなり、
耐久性が高く制動力の大きいブレ−キが得られた(表
3)。
One stator disk B has one rotor disk.
A multi-disc type brake in which a data disc A, a rotor disc B, and a stator disc B were arranged in series was evaluated using a break tester,
The coefficient of friction and the amount of wear were measured. Table 2 shows the test conditions at this time. As a result, the coefficient of friction was 0.44, and the total specific wear amount of the disk was 1.8 × 10 -2 mm 3 / MJ,
A brake having a high durability and a large braking force was obtained (Table 3).

【0116】実施例6 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材とした。
Example 6 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix were used as a rotor disk material. And

【0117】次に、強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の
2次元織物を、マトリックスに石油ピッチを原料とする
炭素質マトリックスを用いた2次元強化炭素/炭素複合
材料Aをステ−タ−ディスクの母材とした。このステ−
タ−ディスクの摺動平均径上に、その合計面積が摺動面
積の10%に対応する貫通するネジ孔8個を、加工によ
り作製した。ここに、強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維
のフェルトマットを、マトリックスに石油ピッチを原料
とする炭素質マトリックスを用いたフェルトマット強化
炭素/炭素複合材料Bを加工して作製したネジを装着し
た。この装着の際にはゆるみ防止のため炭素系接着剤を
ネジ切り面に塗布し、1000℃で焼成し固定した。こ
うして作製したA+B材をステ−タ−ディスクとした。
Next, a two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber was used as a reinforcing fiber, and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix was used as a starter disk. I used it as the base material. This station
Eight threaded holes were formed on the sliding average diameter of the target disk by machining, the total area of which corresponds to 10% of the sliding area. A screw made by processing a felt mat of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a felt mat reinforced carbon / carbon composite material B using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a raw material was attached to the matrix. At the time of this mounting, in order to prevent loosening, a carbon-based adhesive was applied to the threaded surface, baked at 1000 ° C., and fixed. The A + B materials thus prepared were used as a starter disk.

【0118】このとき面外熱伝導率はロ−タ−ディスク
材Aよりもステ−タ−ディスクの一部に用いた材料Bの
方が高い。また面内熱伝導率はステ−タ−ディスクの一
部に用いた材料Bよりもロ−タ−ディスク材Aの方が高
い。また摺動面のショア硬度はロ−タ−ディスク材Aよ
りもステ−タ−ディスクの一部に用いた材料Bの方が高
い。
At this time, the out-of-plane thermal conductivity of the material B used for a part of the stator disk is higher than that of the rotor disk material A. The in-plane thermal conductivity of the rotor disk material A is higher than that of the material B used for a part of the stator disk. Further, the Shore hardness of the sliding surface is higher in the material B used for a part of the stator disk than in the rotor disk material A.

【0119】1枚のステ−タ−ディスクA+Bと2枚の
ロ−タ−ディスクAおよび1枚のステ−タ−ディスクA
+Bを直列に配置構成したマルチディスク型ブレ−キ
を、ブレ−キ試験機を用いて評価し、摩擦係数および摩
耗量を測定した。このときの試験条件を表2に示す。そ
の結果、摩擦係数は0.29、ディスクの合計比摩耗量
は2.8×10-2mm3/MJとなり、制動力を調節し
たブレ−キが得られた(表3)。
One stator disk A + B, two rotor disks A and one stator disk A
A multi-disc type brake having + B arranged in series was evaluated by using a break tester, and the friction coefficient and the wear amount were measured. Table 2 shows the test conditions at this time. As a result, the friction coefficient was 0.29, the total specific wear amount of the disk was 2.8 × 10 -2 mm 3 / MJ, and a brake with an adjusted braking force was obtained (Table 3).

【0120】比較例2 強化繊維に石油ピッチ系炭素繊維の2次元織物を、マト
リックスに石油ピッチを原料とする炭素質マトリックス
を用いた2次元強化炭素/炭素複合材料Aをロ−タ−デ
ィスク材およびステ−タ−ディスク材とした。Aの諸物
性を表1に示す。
Comparative Example 2 A two-dimensional woven fabric of petroleum pitch-based carbon fiber as a reinforcing fiber and a two-dimensional reinforced carbon / carbon composite material A using a carbonaceous matrix made of petroleum pitch as a matrix were used as a rotor disk material. And a stator disk material. Various physical properties of A are shown in Table 1.

【0121】1枚のステ−タ−ディスクAと2枚のロ−
タ−ディスクAおよび1枚のステ−タ−ディスクAを直
列に配置構成したマルチディスク型ブレ−キを、ブレ−
キ試験機を用いて評価し、摩擦係数および摩耗量を測定
した。このときの試験条件を表2に示す。その結果、摩
擦係数は0.25、ディスクの合計比摩耗量は2.9×
10-2mm3/MJの標準的なブレ−キが得られた(表
3)。
One stator disk A and two rotor disks
A multi-disc type brake in which a starter disc A and one stator disc A are arranged in series
Evaluation was performed using a tester, and the friction coefficient and the amount of wear were measured. Table 2 shows the test conditions at this time. As a result, the friction coefficient was 0.25, and the total specific wear amount of the disc was 2.9 ×.
A standard brake of 10 -2 mm 3 / MJ was obtained (Table 3).

【0122】[0122]

【表1】 [Table 1]

【0123】[0123]

【表2】 [Table 2]

【0124】[0124]

【表3】 [Table 3]

【0125】[0125]

【発明の効果】本発明により、用途、使用環境および制
御方法に合わせた摩擦特性を持つ、耐久性の高いマルチ
ディスク型ブレーキを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a highly durable multi-disc type brake having a friction characteristic suited to the application, the use environment and the control method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 3/14 520 F F16D 65/12 U 69/02 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area C09K 3/14 520 FF 16D 65/12 U 69/02 B

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 摩擦材に炭素/炭素複合材料(A)を有
するロ−タ−ディスクと、摩擦材に炭素/炭素複合材料
(B)を有するステ−タ−ディスクからなり、該炭素/
炭素複合材料(A)と炭素/炭素複合材料(B)の特性
が異なることを特徴とするマルチディスク型ブレーキ。
1. A rotor disk having a carbon / carbon composite material (A) as a friction material, and a starter disk having a carbon / carbon composite material (B) as a friction material.
A multi-disc brake characterized in that the carbon composite material (A) and the carbon / carbon composite material (B) have different characteristics.
JP7039382A 1994-12-28 1995-02-06 Brake Pending JPH08210402A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7039382A JPH08210402A (en) 1995-02-06 1995-02-06 Brake
EP95120658A EP0719957A1 (en) 1994-12-28 1995-12-28 Carbon material for brake linings or brake discs
US08/808,578 US5803210A (en) 1994-12-28 1997-02-28 Disk brakes

Applications Claiming Priority (1)

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JP7039382A JPH08210402A (en) 1995-02-06 1995-02-06 Brake

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JPH08210402A true JPH08210402A (en) 1996-08-20

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002519277A (en) * 1998-06-26 2002-07-02 アメリカ合衆国 Carbon matrix composites derived from phthalonitrile resin
JP2004144302A (en) * 2002-10-24 2004-05-20 Borgwarner Inc Wet type friction material comprising pitch carbon fiber
US7749562B1 (en) 2004-07-26 2010-07-06 Borgwarner Inc. Porous friction material comprising nanoparticles of friction modifying material
US8021744B2 (en) 2004-06-18 2011-09-20 Borgwarner Inc. Fully fibrous structure friction material
US8397889B2 (en) 2008-03-12 2013-03-19 Borgwarner Inc. Frictional device comprising at least one friction plate

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