JPH10167848A - ブレーキ摺動部 - Google Patents
ブレーキ摺動部Info
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- JPH10167848A JPH10167848A JP8326448A JP32644896A JPH10167848A JP H10167848 A JPH10167848 A JP H10167848A JP 8326448 A JP8326448 A JP 8326448A JP 32644896 A JP32644896 A JP 32644896A JP H10167848 A JPH10167848 A JP H10167848A
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- Japan
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- composite material
- carbon fiber
- brake
- carbon
- pitch
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- Ceramic Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレーキング初期の摩擦係数の低下が起こら
ない好適なブレーキ摺動部を提供する。 【解決手段】 炭素繊維強化炭素複合材で形成された環
状ディスクロータとステータから成るブレーキ摺動部で
あって、該炭素繊維強化炭素複合材がピッチ系炭素繊維
を２次元ランダムに配向して構成され、嵩密度１．６〜
１．８、炭素繊維の体積含有率が３０〜５０％、最終気
孔率が１２％以下、摺動面のロックウェル硬度が８５Ｈ
ＲＰ以上であることを特徴とするブレーキ摺動部。
ない好適なブレーキ摺動部を提供する。 【解決手段】 炭素繊維強化炭素複合材で形成された環
状ディスクロータとステータから成るブレーキ摺動部で
あって、該炭素繊維強化炭素複合材がピッチ系炭素繊維
を２次元ランダムに配向して構成され、嵩密度１．６〜
１．８、炭素繊維の体積含有率が３０〜５０％、最終気
孔率が１２％以下、摺動面のロックウェル硬度が８５Ｈ
ＲＰ以上であることを特徴とするブレーキ摺動部。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強度及び摩擦、摺
動特性に優れる、炭素繊維強化炭素複合材（以下Ｃ／Ｃ
複合材）で形成されたブレーキ摺動部に関するものであ
る。
動特性に優れる、炭素繊維強化炭素複合材（以下Ｃ／Ｃ
複合材）で形成されたブレーキ摺動部に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般のブレーキ材料は回転体と固定体を
摩擦接合することにより運動エネルギーを熱エネルギー
へ変換させ、運動している物体を減速、さらには停止さ
せる機能を持っているものである。近年、高速化や大型
化による重量増により、特に航空機用ブレーキ材として
は、Ｃ／Ｃ複合材が、その優れた熱伝導率と、大きな熱
容量、高強度等から、多くの飛行機で 実用化される様
になってきている。
摩擦接合することにより運動エネルギーを熱エネルギー
へ変換させ、運動している物体を減速、さらには停止さ
せる機能を持っているものである。近年、高速化や大型
化による重量増により、特に航空機用ブレーキ材として
は、Ｃ／Ｃ複合材が、その優れた熱伝導率と、大きな熱
容量、高強度等から、多くの飛行機で 実用化される様
になってきている。
【０００３】一般にＣ／Ｃ複合材はＰＡＮ系、ピッチ
系、或いはレーヨン系などの長又は短炭素繊維にフェノ
ール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂或いはピッチ
類などの熱可塑性樹脂等を含浸又は混合して加熱成形し
たものを非酸化性ガス雰囲気において焼成し、更に緻密
化、黒鉛化処理することにより製造されている。
系、或いはレーヨン系などの長又は短炭素繊維にフェノ
ール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂或いはピッチ
類などの熱可塑性樹脂等を含浸又は混合して加熱成形し
たものを非酸化性ガス雰囲気において焼成し、更に緻密
化、黒鉛化処理することにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そしてＣ／Ｃブレーキ
材として望まれる特性としては、第１に定められた停止
距離以内に停止できる制動能力を有する材料であるこ
と、すなわち、適度な摩擦係数を有する材料であること
である。第２に制動時に過大な制動トルク値を発生し、
いわゆるガク効きを起こさしめたり、ブレーキ材回りに
過大な荷重を負わせたりしない性状を有していないこと
が望まれる。すなわち、過大な摩擦係数を有しない材料
でかつ瞬時摩擦係数が適度な値を示す材料であることで
ある。
材として望まれる特性としては、第１に定められた停止
距離以内に停止できる制動能力を有する材料であるこ
と、すなわち、適度な摩擦係数を有する材料であること
である。第２に制動時に過大な制動トルク値を発生し、
いわゆるガク効きを起こさしめたり、ブレーキ材回りに
過大な荷重を負わせたりしない性状を有していないこと
が望まれる。すなわち、過大な摩擦係数を有しない材料
でかつ瞬時摩擦係数が適度な値を示す材料であることで
ある。
【０００５】第３は、摩耗量が少ないことが必要であ
る。Ｃ／Ｃ複合材はマトリックス炭素と炭素繊維からな
るものであるが、ブレーキ材として使用した時には摺動
面から炭素繊維又はマトリックス炭素がはがれ落ちるこ
とにより摩耗し、使用回数に限界があるが、これを大幅
に改良し、ブレーキの寿命を延ばすことである。第４
に、Ｃ／Ｃ複合材はブレーキアッセンブリーとして組立
られ、油圧によって駆動するピストンで押しつけられ摺
動する。一般にピストンはＣ／Ｃ複合材よりサイズが小
さいので、Ｃ／Ｃ複合材は曲げ応力により湾曲し、摺動
面に均一に応力がかからなくなる。このため、実際の摺
動面積が少なくなって、設計のブレーキ性能が得られな
かったり、摩耗量が増加する不具合があった。すなわ
ち、曲げ弾性率が高く、湾曲しにくい材料が嘱望されて
いた。
る。Ｃ／Ｃ複合材はマトリックス炭素と炭素繊維からな
るものであるが、ブレーキ材として使用した時には摺動
面から炭素繊維又はマトリックス炭素がはがれ落ちるこ
とにより摩耗し、使用回数に限界があるが、これを大幅
に改良し、ブレーキの寿命を延ばすことである。第４
に、Ｃ／Ｃ複合材はブレーキアッセンブリーとして組立
られ、油圧によって駆動するピストンで押しつけられ摺
動する。一般にピストンはＣ／Ｃ複合材よりサイズが小
さいので、Ｃ／Ｃ複合材は曲げ応力により湾曲し、摺動
面に均一に応力がかからなくなる。このため、実際の摺
動面積が少なくなって、設計のブレーキ性能が得られな
かったり、摩耗量が増加する不具合があった。すなわ
ち、曲げ弾性率が高く、湾曲しにくい材料が嘱望されて
いた。
【０００６】最後に、摩擦係数が安定していることが必
要である。しかし、従来のＣ／Ｃ複合材は時間の経過と
ともに大気中の水分を吸着し、この吸着水のため摩擦係
数が低下することがあった。
要である。しかし、従来のＣ／Ｃ複合材は時間の経過と
ともに大気中の水分を吸着し、この吸着水のため摩擦係
数が低下することがあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで発明者等は、上記
の課題を解決すべく鋭意検討を繰り返した結果、環状デ
ィスク形状のＣ／Ｃ複合材からなるステータとロ−タで
構成されるブレーキ摺動部において該Ｃ／Ｃ複合材がピ
ッチ系の短繊維を２次元ランダムに配向したものを強化
材とし、嵩密度１．６〜１．８、炭素繊維の体積含有率
が３０〜５０％、最終気孔率が１２％以下、摺動面のロ
ックウェル硬度が８５ＨＲＰ以上、摺動面に垂直な方向
からの加重に対して、曲げ弾性率が５ｔ／ｍｍ2 以上、
水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定において、
気孔径５μｍ以上の気孔が該炭素繊維強化炭素複合材の
全気孔に対して、２０％以上を占めるものであることに
より、上述の課題を解決した。
の課題を解決すべく鋭意検討を繰り返した結果、環状デ
ィスク形状のＣ／Ｃ複合材からなるステータとロ−タで
構成されるブレーキ摺動部において該Ｃ／Ｃ複合材がピ
ッチ系の短繊維を２次元ランダムに配向したものを強化
材とし、嵩密度１．６〜１．８、炭素繊維の体積含有率
が３０〜５０％、最終気孔率が１２％以下、摺動面のロ
ックウェル硬度が８５ＨＲＰ以上、摺動面に垂直な方向
からの加重に対して、曲げ弾性率が５ｔ／ｍｍ2 以上、
水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定において、
気孔径５μｍ以上の気孔が該炭素繊維強化炭素複合材の
全気孔に対して、２０％以上を占めるものであることに
より、上述の課題を解決した。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で公知
のものが使用できるが、望ましくは、炭素繊維の引張弾
性率が１０〜２５ｔ／ｍｍ2 のものであり、不活性ガス
雰囲気下で１６００〜２０００℃で焼成すると引張弾性
率が５０ｔ／ｍｍ2 以上に変換される性質を有するもの
であるとさらに望ましい。
本発明に用いる炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で公知
のものが使用できるが、望ましくは、炭素繊維の引張弾
性率が１０〜２５ｔ／ｍｍ2 のものであり、不活性ガス
雰囲気下で１６００〜２０００℃で焼成すると引張弾性
率が５０ｔ／ｍｍ2 以上に変換される性質を有するもの
であるとさらに望ましい。
【０００９】用いられる炭素繊維の形態としては、複数
の単繊維からなるトウ、ストランド、ロービング、ヤー
ン等の形態であり、これをカッティングすることにより
得られる短繊維を用いることが好ましい。これら短繊維
は、複数の単繊維の束から形成されており、本発明にお
いては、通常０．３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０
ｍｍ程度の短繊維を使用する。Ｃ／Ｃ複合材とする際に
該短繊維を開繊し、分散し、単繊維が２次元的にランダ
ム配向した（２次元ランダム）シートを作製し、マトリ
ックス物質を炭素繊維の間に充填させることが好まし
い。
の単繊維からなるトウ、ストランド、ロービング、ヤー
ン等の形態であり、これをカッティングすることにより
得られる短繊維を用いることが好ましい。これら短繊維
は、複数の単繊維の束から形成されており、本発明にお
いては、通常０．３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０
ｍｍ程度の短繊維を使用する。Ｃ／Ｃ複合材とする際に
該短繊維を開繊し、分散し、単繊維が２次元的にランダ
ム配向した（２次元ランダム）シートを作製し、マトリ
ックス物質を炭素繊維の間に充填させることが好まし
い。
【００１０】ここで、上記短繊維状炭素繊維を乾式開繊
し、２次元ランダムシートを製造する具体的な製造方法
としては、例えば、紡績において一般的な機械的に炭素
繊維をモノフィラメント化し、シートを作製するランダ
ムウェーバーを使用して製造したり、エアーにより開繊
しシートを製造する方法などがある。
し、２次元ランダムシートを製造する具体的な製造方法
としては、例えば、紡績において一般的な機械的に炭素
繊維をモノフィラメント化し、シートを作製するランダ
ムウェーバーを使用して製造したり、エアーにより開繊
しシートを製造する方法などがある。
【００１１】また上記短繊維状炭素繊維を湿式開繊し、
２次元ランダムシートを製造する方法としては、例え
ば、パルプ等の叩解処理に通常使用されているビーター
や、開繊処理に用いられるパルパーを使用し、溶媒中で
短繊維状炭素繊維を開繊後、例えば底部にスクリーンを
有する型枠等に少量ずつ供給したり、開繊後撹拌等の手
段で均一に分散させ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製
させる方法が挙げられる。短繊維状の炭素繊維を均一に
分散させる溶媒としては、好ましくは水、あるいはアセ
トン、炭素数１から５のアルコール、アントラセン油等
を用いることができるが、その他の有機溶媒を用いても
よい。又、該溶媒中にフェノール樹脂、フラン樹脂ある
いは、ピッチ等を分散もしくは溶解させておくと、炭素
繊維同志が接着された状態となり、次工程での取扱をよ
り容易とするので好ましい。更に、繊維素グリコール酸
ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシセルロ
ース等の増粘剤を溶媒中に加えておくと、その効果が更
に増大するので好ましい。
２次元ランダムシートを製造する方法としては、例え
ば、パルプ等の叩解処理に通常使用されているビーター
や、開繊処理に用いられるパルパーを使用し、溶媒中で
短繊維状炭素繊維を開繊後、例えば底部にスクリーンを
有する型枠等に少量ずつ供給したり、開繊後撹拌等の手
段で均一に分散させ、金網等で抄紙後、乾燥させて作製
させる方法が挙げられる。短繊維状の炭素繊維を均一に
分散させる溶媒としては、好ましくは水、あるいはアセ
トン、炭素数１から５のアルコール、アントラセン油等
を用いることができるが、その他の有機溶媒を用いても
よい。又、該溶媒中にフェノール樹脂、フラン樹脂ある
いは、ピッチ等を分散もしくは溶解させておくと、炭素
繊維同志が接着された状態となり、次工程での取扱をよ
り容易とするので好ましい。更に、繊維素グリコール酸
ナトリウム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシセルロ
ース等の増粘剤を溶媒中に加えておくと、その効果が更
に増大するので好ましい。
【００１２】２次元ランダムシートの目付（１ｍ2 当た
りの重量）としては、目的に応じて種々のものが取り得
るが、取り扱い性、含浸性、均一性を考えると１０〜５
００ｇ／ｍ2 が最適である。このようにして得られた２
次元ランダムシートにフェノール樹脂、フラン樹脂、あ
るいは石油系、石炭系ピッチ等のマトリックスを含浸さ
せた後に乾燥する。その際、マトリックスはアルコー
ル、アセトン、アントラセン油等の溶媒に溶解して適正
な粘度に調整したものを使用する。
りの重量）としては、目的に応じて種々のものが取り得
るが、取り扱い性、含浸性、均一性を考えると１０〜５
００ｇ／ｍ2 が最適である。このようにして得られた２
次元ランダムシートにフェノール樹脂、フラン樹脂、あ
るいは石油系、石炭系ピッチ等のマトリックスを含浸さ
せた後に乾燥する。その際、マトリックスはアルコー
ル、アセトン、アントラセン油等の溶媒に溶解して適正
な粘度に調整したものを使用する。
【００１３】次いで、この乾燥したシートを積層して目
的に応じた金型に充填し、１００〜５００℃の温度範囲
で加圧成形して、Ｖｆ（炭素繊維含有量）＝１０〜６５
％、好ましくは３５〜５０％程度の成形体を得る。その
後、Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気中で１〜２００℃
／ｈｒの昇温速度で８００〜２２００℃まで、好ましく
は１８００〜２２００℃まで昇温する１次焼成を経て、
Ｃ／Ｃ複合材を得る。
的に応じた金型に充填し、１００〜５００℃の温度範囲
で加圧成形して、Ｖｆ（炭素繊維含有量）＝１０〜６５
％、好ましくは３５〜５０％程度の成形体を得る。その
後、Ｎ2 ガスなどの不活性ガス雰囲気中で１〜２００℃
／ｈｒの昇温速度で８００〜２２００℃まで、好ましく
は１８００〜２２００℃まで昇温する１次焼成を経て、
Ｃ／Ｃ複合材を得る。
【００１４】上記の焼成したＣ／Ｃ複合材には多数の空
隙があり、このままでは特性的に実用に供することがで
きない。そこで、この空隙を低減するために本発明で
は、ＣＶＤによる緻密化処理を行い、次いでピッチ又は
樹脂をマトリックスとして緻密化処理を行う。
隙があり、このままでは特性的に実用に供することがで
きない。そこで、この空隙を低減するために本発明で
は、ＣＶＤによる緻密化処理を行い、次いでピッチ又は
樹脂をマトリックスとして緻密化処理を行う。
【００１５】ＣＶＤによる緻密化処理は、誘導加熱コイ
ル又は抵抗加熱等により反応器内に載置した上記Ｃ／Ｃ
複合材を加熱し、メタン又は、プロパンの様な炭化水素
類あるいはハロゲン化炭化水素類の蒸気をＨ2 ガス、Ａ
ｒガスあるいはＮ2 ガスと共に反応器内へ供給し生成す
る熱分解炭素で空隙に含浸し、緻密化する。
ル又は抵抗加熱等により反応器内に載置した上記Ｃ／Ｃ
複合材を加熱し、メタン又は、プロパンの様な炭化水素
類あるいはハロゲン化炭化水素類の蒸気をＨ2 ガス、Ａ
ｒガスあるいはＮ2 ガスと共に反応器内へ供給し生成す
る熱分解炭素で空隙に含浸し、緻密化する。
【００１６】ピッチ又は樹脂による緻密化処理は、ＣＶ
Ｄによる緻密化処理後のＣ／Ｃ複合材を載置した槽を所
定温度に加熱し、槽内を真空とした後に溶融したピッチ
又は樹脂を供給し加圧することにより空隙に含浸する。
この後、７００〜２１００℃好ましくは７００〜１００
０℃の温度で焼成する。このピッチ又は樹脂の含浸及び
焼成という緻密化処理を繰り返すことにより目的のＣ／
Ｃ複合材の緻密化処理を行う。さらに必要に応じ、黒鉛
化処理を行うことができる。
Ｄによる緻密化処理後のＣ／Ｃ複合材を載置した槽を所
定温度に加熱し、槽内を真空とした後に溶融したピッチ
又は樹脂を供給し加圧することにより空隙に含浸する。
この後、７００〜２１００℃好ましくは７００〜１００
０℃の温度で焼成する。このピッチ又は樹脂の含浸及び
焼成という緻密化処理を繰り返すことにより目的のＣ／
Ｃ複合材の緻密化処理を行う。さらに必要に応じ、黒鉛
化処理を行うことができる。
【００１７】上記緻密化処理は、ＣＶＤによる緻密化処
理によって体積が１０〜３５％好ましくは１０〜２５％
増加するまで緻密化する。次いで、ピッチ又は樹脂の含
浸及び焼成による緻密化処理により嵩密度が、１．６０
〜１．８０、好ましくは１．６５〜１．７５、かつ最終
気孔率が１２％以下、好ましくは１０％以下になるまで
緻密化される。
理によって体積が１０〜３５％好ましくは１０〜２５％
増加するまで緻密化する。次いで、ピッチ又は樹脂の含
浸及び焼成による緻密化処理により嵩密度が、１．６０
〜１．８０、好ましくは１．６５〜１．７５、かつ最終
気孔率が１２％以下、好ましくは１０％以下になるまで
緻密化される。
【００１８】そして、緻密化処理後に最終熱処理を行う
場合は、最終熱処理後の嵩密度が１．６０〜１．８０、
好ましくは１．６５〜１．７５、かつ気孔率が１２％以
下、好ましくは１０％以下になるように緻密化される。
該最終熱処理温度は、１４００〜２１００℃、好ましく
は１５００〜１８００℃で行われる。
場合は、最終熱処理後の嵩密度が１．６０〜１．８０、
好ましくは１．６５〜１．７５、かつ気孔率が１２％以
下、好ましくは１０％以下になるように緻密化される。
該最終熱処理温度は、１４００〜２１００℃、好ましく
は１５００〜１８００℃で行われる。
【００１９】このようにして製造されたＣ／Ｃ複合材
は、ロックウェル硬度計で測定した硬度が、８５ＨＲＰ
以上、好ましくは８５〜１２０ＨＲＰ、Ｖｆ（炭素繊維
の体積含有率）としては３０〜５０％、最終気孔率が１
２％以下、好ましくは１０％以下、摺動面に垂直な方向
からの加重に対して、曲げ弾性率が５ｔ／ｍｍ2 以上、
水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定において、
気孔径５μｍ以上の気孔が該炭素繊維強化炭素複合材の
全気孔に対して、２０％以上を占める。気孔径が小さい
と気孔の表面積が大きくなり、空気中の水分を吸着しや
すくなるため、大気中での放置後の摩擦係数の安定性が
低下する。このＣ／Ｃ複合材を用いて、環状ディスクロ
ータ及びステータを製造し、組み合わせて得られるブレ
ーキ摺動部は、平均摩擦係数が、０．１８〜０．２６、
好ましくは０．１９〜０．２４、瞬時動摩擦係数が、
０．３５以下摩耗量が、３×１０-4ｍｍ／回／面 以
下、好ましくは２×１０-4ｍｍ／回／面以下、３時間放
置後の摩擦試験において、ブレーキング初期の摩擦係数
の低下が起こらない、優れた性能を有するものである。
は、ロックウェル硬度計で測定した硬度が、８５ＨＲＰ
以上、好ましくは８５〜１２０ＨＲＰ、Ｖｆ（炭素繊維
の体積含有率）としては３０〜５０％、最終気孔率が１
２％以下、好ましくは１０％以下、摺動面に垂直な方向
からの加重に対して、曲げ弾性率が５ｔ／ｍｍ2 以上、
水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定において、
気孔径５μｍ以上の気孔が該炭素繊維強化炭素複合材の
全気孔に対して、２０％以上を占める。気孔径が小さい
と気孔の表面積が大きくなり、空気中の水分を吸着しや
すくなるため、大気中での放置後の摩擦係数の安定性が
低下する。このＣ／Ｃ複合材を用いて、環状ディスクロ
ータ及びステータを製造し、組み合わせて得られるブレ
ーキ摺動部は、平均摩擦係数が、０．１８〜０．２６、
好ましくは０．１９〜０．２４、瞬時動摩擦係数が、
０．３５以下摩耗量が、３×１０-4ｍｍ／回／面 以
下、好ましくは２×１０-4ｍｍ／回／面以下、３時間放
置後の摩擦試験において、ブレーキング初期の摩擦係数
の低下が起こらない、優れた性能を有するものである。
【００２０】以下にＣ／Ｃ複合材の評価方法について説
明する。 （ブレーキ性能試験）慣性式摩擦試験機を使用して、Ｃ
／Ｃ複合材で形成された固定ディスク（ステータ）と回
転ディスク（ロータ）からなる試験片（平均摺動面直径
８３．５ｍｍ）をホルダーに固定し、互いに摺動させて
摩擦試験を実施する（図１）。試験条件は、ブレーキ圧
力（摺動面圧力として）１５０ｐｓｉ、摺動面速度＝２
２ｍ／ｓ（単位面積当たりの吸収エネルギーＥ＝２．０
×１０3 Ｊ／）で実施し、平均摩擦係数、ブレーキング
初期（ブレーキ圧力が設定値に達する時間まで）の瞬時
摩擦係数、及び摩耗量を測定する。また、大気中に放置
後の摩擦係数の安定性を調べるために、上記の摩擦試験
を実施後に、３時間放置し（室温２５℃、湿度８０
％）、ブレーキ圧力（摺動面圧力として）６０ｐｓｉ、
摺動面速度＝１３ｍ／ｓ（単位面積当たりの吸収エネル
ギーＥ＝１．２×１０3 Ｊ／）で摺動させ、ブレーキン
グによる発生トルクを測定する。 （水銀ポロシティーの測定）ＣＡＲＬＯ ＥＲＢＡ Ｉ
ＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社のＭＡＣＲＯＰＯＲＥＳＵＮＩ
Ｔ １２０を用い、真空から大気圧まで、ついで同社の
ＰＯＲＯＳＩＭＥＴＥＲ ２０００を用い、７５０気圧
まで加圧して水銀の気孔への浸入を測定し、圧力と水銀
の浸入量から気孔径分布を得た。
明する。 （ブレーキ性能試験）慣性式摩擦試験機を使用して、Ｃ
／Ｃ複合材で形成された固定ディスク（ステータ）と回
転ディスク（ロータ）からなる試験片（平均摺動面直径
８３．５ｍｍ）をホルダーに固定し、互いに摺動させて
摩擦試験を実施する（図１）。試験条件は、ブレーキ圧
力（摺動面圧力として）１５０ｐｓｉ、摺動面速度＝２
２ｍ／ｓ（単位面積当たりの吸収エネルギーＥ＝２．０
×１０3 Ｊ／）で実施し、平均摩擦係数、ブレーキング
初期（ブレーキ圧力が設定値に達する時間まで）の瞬時
摩擦係数、及び摩耗量を測定する。また、大気中に放置
後の摩擦係数の安定性を調べるために、上記の摩擦試験
を実施後に、３時間放置し（室温２５℃、湿度８０
％）、ブレーキ圧力（摺動面圧力として）６０ｐｓｉ、
摺動面速度＝１３ｍ／ｓ（単位面積当たりの吸収エネル
ギーＥ＝１．２×１０3 Ｊ／）で摺動させ、ブレーキン
グによる発生トルクを測定する。 （水銀ポロシティーの測定）ＣＡＲＬＯ ＥＲＢＡ Ｉ
ＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社のＭＡＣＲＯＰＯＲＥＳＵＮＩ
Ｔ １２０を用い、真空から大気圧まで、ついで同社の
ＰＯＲＯＳＩＭＥＴＥＲ ２０００を用い、７５０気圧
まで加圧して水銀の気孔への浸入を測定し、圧力と水銀
の浸入量から気孔径分布を得た。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を、実施例を用いて、より詳細
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、実施
例に限定されるものではない。
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、実施
例に限定されるものではない。
【００２２】（実施例１）３０ｍｍ長に切断したピッチ
系炭素繊維（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を
乾式開繊し、２次元ランダムに配向した１８５ｇ／の炭
素繊維シートを得た。このシートへエタノールで希釈し
たフェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付量３
１４ｇ／のフェノール樹脂を含浸したシートを作製し
た。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて加圧成
形し、Ｖｆ４９％の成形体を得た。この成形体を２００
０℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻密化処理
（ＣＶＤ体積％２２％）を行い、続いて樹脂を含浸し
て、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭化する緻密
化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終熱処理を行
って、嵩密度１．６８、Ｖｆ３９％、最終気孔率１０
％、ロックウェル硬度１０４〜１１２ＨＲＰ、摺動面に
垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性率が６．５ｔ
／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定
において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気孔に対して、
２５％を占めるＣ／Ｃ複合材からなる環状ディスクロー
タ及びステータを得た。得られた環状ディスクロータ及
びステータを組み合わせて、ブレーキ摺動部を製造し
た。
系炭素繊維（三菱化学製「ダイアリード」Ｋ３２１）を
乾式開繊し、２次元ランダムに配向した１８５ｇ／の炭
素繊維シートを得た。このシートへエタノールで希釈し
たフェノール樹脂を含浸させた後、乾燥して、目付量３
１４ｇ／のフェノール樹脂を含浸したシートを作製し
た。このシートを金型内へ積層し、２８０℃にて加圧成
形し、Ｖｆ４９％の成形体を得た。この成形体を２００
０℃で１次焼成した後、前述のＣＶＤによる緻密化処理
（ＣＶＤ体積％２２％）を行い、続いて樹脂を含浸し
て、不活性雰囲気で１０００℃で焼成して炭化する緻密
化工程を複数回繰り返し、１６００℃の最終熱処理を行
って、嵩密度１．６８、Ｖｆ３９％、最終気孔率１０
％、ロックウェル硬度１０４〜１１２ＨＲＰ、摺動面に
垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性率が６．５ｔ
／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径の分布の測定
において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気孔に対して、
２５％を占めるＣ／Ｃ複合材からなる環状ディスクロー
タ及びステータを得た。得られた環状ディスクロータ及
びステータを組み合わせて、ブレーキ摺動部を製造し
た。
【００２３】このブレーキ摺動部の性能試験を行ったと
ころ、 平均摩擦係数 ０．２０ 瞬時摩擦係数 ０．３３ 摩耗量 １．２×１０-4ｍｍ／回／面 ３時間放置後の摩擦試験のトルクカーブを図２に示す。
適度な摩擦係数を有し、摩耗量が少なく、かつ３時間放
置後の摩擦係数も安定していた。
ころ、 平均摩擦係数 ０．２０ 瞬時摩擦係数 ０．３３ 摩耗量 １．２×１０-4ｍｍ／回／面 ３時間放置後の摩擦試験のトルクカーブを図２に示す。
適度な摩擦係数を有し、摩耗量が少なく、かつ３時間放
置後の摩擦係数も安定していた。
【００２４】（比較例１）実施例１と同様の成形体を同
条件で１次焼成した後、ピッチのみで緻密化処理を行い
２０００℃で最終熱処理し、嵩密度１．８５、Ｖｆ４０
％、最終気孔率８％、ロックウェル硬度６０〜７０ＨＲ
Ｐ、摺動面に垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性
率が６．５ｔ／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径
の分布の測定において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気
孔に対して、２５％を占めるＣ／Ｃ複合材を得、環状デ
ィスクロータ及びステータからなるブレーキ摺動部を製
造した。
条件で１次焼成した後、ピッチのみで緻密化処理を行い
２０００℃で最終熱処理し、嵩密度１．８５、Ｖｆ４０
％、最終気孔率８％、ロックウェル硬度６０〜７０ＨＲ
Ｐ、摺動面に垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性
率が６．５ｔ／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径
の分布の測定において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気
孔に対して、２５％を占めるＣ／Ｃ複合材を得、環状デ
ィスクロータ及びステータからなるブレーキ摺動部を製
造した。
【００２５】このブレーキ摺動部の性能試験を行ったと
ころ、 平均摩擦係数 ０．２９ 瞬時摩擦係数 ０．４１ 摩耗量 １．４×１０-4ｍｍ／回／面 摩耗量及び、３時間放置後の摩擦係数の安定は良好なも
のの、摩擦係数、瞬時摩擦係数が高く、いわゆるガク効
きが懸念される結果となった。
ころ、 平均摩擦係数 ０．２９ 瞬時摩擦係数 ０．４１ 摩耗量 １．４×１０-4ｍｍ／回／面 摩耗量及び、３時間放置後の摩擦係数の安定は良好なも
のの、摩擦係数、瞬時摩擦係数が高く、いわゆるガク効
きが懸念される結果となった。
【００２６】（比較例２）ＰＡＮ系炭素繊維（東レ製
「トレカ」Ｔ３００）にフェノール樹脂を含浸した後に
乾燥し３０ｍｍ長に切断したトウプリプレグを作製し、
金型内へ充填し、２８０℃にて加圧成形し、Ｖｆ３４％
の成形体を得た。この成形体を２０００℃で１次焼成し
た後、前述のＣＶＤによる緻密化処理を行い、１６００
℃の最終熱処理を行って、Ｃ／Ｃ複合材を得た。当該Ｃ
／Ｃ複合は、嵩密度１．６８、Ｖｆ３４％、最終気孔率
１０％、ロックウェル硬度１００〜１１０ＨＲＰ、摺動
面に垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性率が２．
７ｔ／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径の分布の
測定において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気孔に対し
て、５％であった。このＣ／Ｃ複合材を用いて環状ディ
スクロータ及びステータからなるブレーキ摺動部を製造
した。
「トレカ」Ｔ３００）にフェノール樹脂を含浸した後に
乾燥し３０ｍｍ長に切断したトウプリプレグを作製し、
金型内へ充填し、２８０℃にて加圧成形し、Ｖｆ３４％
の成形体を得た。この成形体を２０００℃で１次焼成し
た後、前述のＣＶＤによる緻密化処理を行い、１６００
℃の最終熱処理を行って、Ｃ／Ｃ複合材を得た。当該Ｃ
／Ｃ複合は、嵩密度１．６８、Ｖｆ３４％、最終気孔率
１０％、ロックウェル硬度１００〜１１０ＨＲＰ、摺動
面に垂直な方向からの加重に対しての曲げ弾性率が２．
７ｔ／ｍｍ2 、水銀ポロシティーによる気孔径の分布の
測定において、気孔径５μｍ以上の気孔が全気孔に対し
て、５％であった。このＣ／Ｃ複合材を用いて環状ディ
スクロータ及びステータからなるブレーキ摺動部を製造
した。
【００２７】このブレーキ摺動部の性能試験を行ったと
ころ、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３７ 摩耗量 ６．８×１０-4ｍｍ／回／面 ３時間放置後の摩擦試験のトルクカーブを図２に示す。
摩耗量が多く、３時間放置後の摩擦係数はブレーキング
初期に摩擦係数が低く、途中から急に効きはじめる結果
となった。
ころ、 平均摩擦係数 ０．２２ 瞬時摩擦係数 ０．３７ 摩耗量 ６．８×１０-4ｍｍ／回／面 ３時間放置後の摩擦試験のトルクカーブを図２に示す。
摩耗量が多く、３時間放置後の摩擦係数はブレーキング
初期に摩擦係数が低く、途中から急に効きはじめる結果
となった。
【図１】本発明に用いたブレーキ材の試験方法の説明
図。
図。
【図２】実施例１と比較例２の３時間放置後の摩擦試験
のトルクカーブ
のトルクカーブ
１ ロータディスク ２ ステータディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葭谷 明彦 香川県坂出市番の州町１番地 三菱化学株 式会社坂出事業所内
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素繊維強化炭素複合材で形成された環
状ディスクロータとステータから成るブレーキ摺動部で
あって、該炭素繊維強化炭素複合材がピッチ系炭素繊維
を２次元ランダムに配向して構成され、嵩密度１．６〜
１．８、炭素繊維の体積含有率が３０〜５０％、最終気
孔率が１２％以下、摺動面のロックウェル硬度が８５Ｈ
ＲＰ以上であることを特徴とするブレーキ摺動部。 - 【請求項２】 摺動面に垂直な方向からの加重に対し
て、曲げ弾性率が５ｔ／ｍｍ2 以上であることを特徴と
する請求項１記載のブレーキ摺動部。 - 【請求項３】 水銀ポロシティーによる気孔径の分布の
測定において、気孔径５μｍ以上の気孔が 炭素繊維強
化炭素複合材の全気孔に対して、２０％以上を占めるこ
とを特徴とする請求項１、２記載のブレーキ摺動部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326448A JPH10167848A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ブレーキ摺動部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8326448A JPH10167848A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ブレーキ摺動部 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10167848A true JPH10167848A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18187927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8326448A Pending JPH10167848A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | ブレーキ摺動部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10167848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011126776A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Messier Bugatti | Ｃ／ｃコンポジットに基づく摩擦部材の作成方法 |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP8326448A patent/JPH10167848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011126776A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Messier Bugatti | Ｃ／ｃコンポジットに基づく摩擦部材の作成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050817 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051115 |