JPS63130937A - 摩擦用板 - Google Patents
摩擦用板Info
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- JPS63130937A JPS63130937A JP27747286A JP27747286A JPS63130937A JP S63130937 A JPS63130937 A JP S63130937A JP 27747286 A JP27747286 A JP 27747286A JP 27747286 A JP27747286 A JP 27747286A JP S63130937 A JPS63130937 A JP S63130937A
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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。
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、摩擦用板、特に航空機、鉄道、自動車、産業
用機械等のブレーキの摩擦用板に関するものである。
用機械等のブレーキの摩擦用板に関するものである。
（従来技術）
炭素繊維強化炭素材（以下ＣＦＲＣ，！：略記する）を
摩擦用板に用いたブレーキが航空機等に使用されており
、従来の金属材料を用いた摩擦用板に比ベブレーキの軽
量化と性能向上を実現している。
摩擦用板に用いたブレーキが航空機等に使用されており
、従来の金属材料を用いた摩擦用板に比ベブレーキの軽
量化と性能向上を実現している。
ＣＦＲＣ同志の摩擦は非常に速いすべり速度においても
安定かつ高い摩擦係数を示し、温度による摩擦係数の変
動も小さい利点がある。更にＣＦＲＣは耐熱性、熱伝導
に優れているため多量の摩擦熱を発生する様な条件下で
も使用可能である。
安定かつ高い摩擦係数を示し、温度による摩擦係数の変
動も小さい利点がある。更にＣＦＲＣは耐熱性、熱伝導
に優れているため多量の摩擦熱を発生する様な条件下で
も使用可能である。
またＣＦＲＣは機械的強度についても優れているため金
属材料等による補強板を用いずＣＦＲＣ単体で摩擦用板
として使用できる。
属材料等による補強板を用いずＣＦＲＣ単体で摩擦用板
として使用できる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のようにＣＦＲＣは優れた摩擦性能を発揮する反面
、耐摩性に劣る欠点もある。航空機の摩擦用板に用いら
れるＣＦＲＣは金属系摩擦用板に比較して耐摩性に優れ
ていると言われているが、これは摩擦材の摩擦面温度４
００℃以上の領域での摩耗であって低温特に１００℃付
近においてはＣＦＲＣの摩耗は極めて悪い。更に繊維直
径１０μｍ未満の炭素繊維を用いたＣ’ＦＲＣの摩耗か
特に大きかった。
、耐摩性に劣る欠点もある。航空機の摩擦用板に用いら
れるＣＦＲＣは金属系摩擦用板に比較して耐摩性に優れ
ていると言われているが、これは摩擦材の摩擦面温度４
００℃以上の領域での摩耗であって低温特に１００℃付
近においてはＣＦＲＣの摩耗は極めて悪い。更に繊維直
径１０μｍ未満の炭素繊維を用いたＣ’ＦＲＣの摩耗か
特に大きかった。
上記に鑑み本発明は、このような耐摩性の問題を、しか
も機械的強度その他の特長を損うことなく、解消するた
め開発されたものである。以下詳細に本発明を説明する
。
も機械的強度その他の特長を損うことなく、解消するた
め開発されたものである。以下詳細に本発明を説明する
。
ＣＦＲＣの摩耗を改善する方法として理由は明らかでな
いが、繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いることが
有効である。炭素繊維の強度と繊維直径は第１表に示す
関係があり、耐摩性を改善するために繊維直径１０μｍ
以上の炭素繊維を使用すれば炭素繊維の価格が増加する
か又は炭素繊維の強度を低下させる結果になってしまう
。具体的には繊維直径１０μｍ以上かつ引張り強度２０
０に９７ｍｍ２以上の炭素繊維を用いれば非常に高価で
該繊維を用いたＣＦＲＣは高価格なものとなり極めて限
られた分野の摩擦用板にしか使用できない。
いが、繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いることが
有効である。炭素繊維の強度と繊維直径は第１表に示す
関係があり、耐摩性を改善するために繊維直径１０μｍ
以上の炭素繊維を使用すれば炭素繊維の価格が増加する
か又は炭素繊維の強度を低下させる結果になってしまう
。具体的には繊維直径１０μｍ以上かつ引張り強度２０
０に９７ｍｍ２以上の炭素繊維を用いれば非常に高価で
該繊維を用いたＣＦＲＣは高価格なものとなり極めて限
られた分野の摩擦用板にしか使用できない。
又一方繊維直径１０μｍ以上で安価な炭素繊維を用いた
ＣＦＲＣは機械的強度に劣り、それ単体では摩擦用板と
して使用できない。
ＣＦＲＣは機械的強度に劣り、それ単体では摩擦用板と
して使用できない。
そこで本発明者は耐摩性に優れる繊維直径１０μｍ以上
かつ安価な炭素繊維を用いたＣＦＲＣに摩擦用板に要求
される機械的強度を付加させることにより、安価かつ耐
摩性が良好かつ機械的強度に優れるＣＦＲＣ製摩擦用板
を得たものである。
かつ安価な炭素繊維を用いたＣＦＲＣに摩擦用板に要求
される機械的強度を付加させることにより、安価かつ耐
摩性が良好かつ機械的強度に優れるＣＦＲＣ製摩擦用板
を得たものである。
第 １ 表
（問題点を解決するための手段）
即ち本発明の摩擦用板は、少くとも１つの面が摩擦面で
ある、炭素繊維強化炭素材で出来た摩擦用板において、
該板が、繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いた炭素
材と繊維直径１０μｍ未満かつ引張り強度２００Ｋｇ／
ｗａ２以上の強度を持つ炭素繊維を用いた炭素材の２種
の炭素材を用い、これら炭素材を層間を結合して積層体
を一体に成形した炭素繊維強化炭素材より構成され、か
つ繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いた炭素材が摩
擦面であることを特徴とするものである。
ある、炭素繊維強化炭素材で出来た摩擦用板において、
該板が、繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いた炭素
材と繊維直径１０μｍ未満かつ引張り強度２００Ｋｇ／
ｗａ２以上の強度を持つ炭素繊維を用いた炭素材の２種
の炭素材を用い、これら炭素材を層間を結合して積層体
を一体に成形した炭素繊維強化炭素材より構成され、か
つ繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いた炭素材が摩
擦面であることを特徴とするものである。
上記を具体例で説明する。
第１〜２図は本発明の一具体例であって、二つの面が摩
擦面となっている摩擦用円板を示しており、摩擦される
面には繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いたＣＦＲ
Ｃ材（１）が、又円板の芯部には繊維直径１０μｍ未満
かつ引張り強度２００に４／１ａｎ２以上の炭素繊維を
用いたＣＦＲＣ材（２）が用いられている。
擦面となっている摩擦用円板を示しており、摩擦される
面には繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維を用いたＣＦＲ
Ｃ材（１）が、又円板の芯部には繊維直径１０μｍ未満
かつ引張り強度２００に４／１ａｎ２以上の炭素繊維を
用いたＣＦＲＣ材（２）が用いられている。
第３〜４図は本発明の他の一具体例であって、一つの面
が摩擦面となっている摩擦用バンドを示しており、（１
）および（２）に用いるＣＦ ＲＣは第１〜２図のもの
と同一である。
が摩擦面となっている摩擦用バンドを示しており、（１
）および（２）に用いるＣＦ ＲＣは第１〜２図のもの
と同一である。
この本発明の摩擦用円板の製造法を第１〜２図に例とし
て示した摩擦用円板について工程順に説明する。
て示した摩擦用円板について工程順に説明する。
繊維直径１０μｍ以上の炭素繊維と樹脂により熟成形さ
れた複合材（１）の円板と、繊維直径１０μｍ未満かつ
引張り強度２００Ｋｇ／ｗｎ２以上の炭素繊維をキｉ禰
→で樹脂により熱成形された複合材（２）の円板を作る
。
れた複合材（１）の円板と、繊維直径１０μｍ未満かつ
引張り強度２００Ｋｇ／ｗｎ２以上の炭素繊維をキｉ禰
→で樹脂により熱成形された複合材（２）の円板を作る
。
この時用いる樹脂としてはポリアクリロニトリル等の熱
可塑樹脂、石炭及び石油より生成されるピッチ、フェノ
ール、フラン等の熱硬化樹脂を用いることができる。
可塑樹脂、石炭及び石油より生成されるピッチ、フェノ
ール、フラン等の熱硬化樹脂を用いることができる。
上記の２種の複合材の円板を積層する。積層は上記（２
）の複合材の円板を中央に、その両側に上記（１）の複
合材の円板を積層して第１〜２図で示す三重構造になる
ように行う。
）の複合材の円板を中央に、その両側に上記（１）の複
合材の円板を積層して第１〜２図で示す三重構造になる
ように行う。
該積層体を、複合体中の樹脂を軟化させる適度の温度に
加熱された金型中に挿入して積層体の層間に圧縮が加わ
るように加圧を行う。この時樹脂を軟化させて層間の接
着を行う。この積層体は必要に応じて樹脂の不融化処理
、硬化処理等を施す。
加熱された金型中に挿入して積層体の層間に圧縮が加わ
るように加圧を行う。この時樹脂を軟化させて層間の接
着を行う。この積層体は必要に応じて樹脂の不融化処理
、硬化処理等を施す。
次に該積層体をカーボン製モールド中へ挿入して、但し
金型成形とカーボン製モールド成形の加圧方向が同一で
ある、該モールドを加圧出来る高温焼成炉中に設置して
カーボンの酸化が生じない非酸化性雰囲気中で加圧を加
えながら１５００℃以上の温度までモールド中の積層体
を焼成する。
金型成形とカーボン製モールド成形の加圧方向が同一で
ある、該モールドを加圧出来る高温焼成炉中に設置して
カーボンの酸化が生じない非酸化性雰囲気中で加圧を加
えながら１５００℃以上の温度までモールド中の積層体
を焼成する。
焼成中の昇温速度は樹脂の炭素化を考慮して選択する事
が重要である。具体的には８００〜１０００℃以下の温
度領域では樹脂の分解反応により多量のガスを放出する
為、急激な昇温を避けゆっくりした昇温が望ましくそれ
以降は比較的早い昇温か可能である。
が重要である。具体的には８００〜１０００℃以下の温
度領域では樹脂の分解反応により多量のガスを放出する
為、急激な昇温を避けゆっくりした昇温が望ましくそれ
以降は比較的早い昇温か可能である。
上記金型中での積層体の接着工程であるが、この工程を
省略してカーボンモールド中で同様の接着工程を実施す
る事も可能である。
省略してカーボンモールド中で同様の接着工程を実施す
る事も可能である。
上記の１５００℃以上の高温焼成した複合材は樹脂の炭
素化が完了しているのでＣＦＲＣとして得られる。又得
られたＣＦＲＣは第１〜２図の様に炭素繊維の直径によ
り三重構造のＣＦＲＧＫなっており、その各々の層間界
面はほとんど失なわれており得られたＣＦＲＣは一体の
ＣＦＲＣとなっている。
素化が完了しているのでＣＦＲＣとして得られる。又得
られたＣＦＲＣは第１〜２図の様に炭素繊維の直径によ
り三重構造のＣＦＲＧＫなっており、その各々の層間界
面はほとんど失なわれており得られたＣＦＲＣは一体の
ＣＦＲＣとなっている。
上記工程は第１〜２図に溢って説明を行ったもので円板
の積層について説明したが、積層体の形状を限定するも
のではない。
の積層について説明したが、積層体の形状を限定するも
のではない。
（作用）
上記の様に、安価かつ耐摩性に優れる繊維直径１０μｍ
以主の炭素繊維を用いた炭素材と、機械的強度に優れた
引張り強度２００Ｋｇ／−２以上のかつ繊維直径１０μ
ｍ未満の炭素繊維を用いた炭素材の二者を組合わせるこ
とにより、ＣＦＲＣ製摩擦用板に要求される耐摩耗性と
機械的強度の二点を同時に満足でき、価格的にも安価な
ものを得る事が可能となる。
以主の炭素繊維を用いた炭素材と、機械的強度に優れた
引張り強度２００Ｋｇ／−２以上のかつ繊維直径１０μ
ｍ未満の炭素繊維を用いた炭素材の二者を組合わせるこ
とにより、ＣＦＲＣ製摩擦用板に要求される耐摩耗性と
機械的強度の二点を同時に満足でき、価格的にも安価な
ものを得る事が可能となる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を述べる。
（実施例１）
第１〜２図に示される摩擦用円板を作った。（１）。
（１）部には繊維直径１４．５μ、引張り強度７４Ｋｇ
／ｍ”、引張り弾性率３７ＯＮ／ｍ２の炭素繊維を用い
たＣＦＲＣであり、（２）部には繊維直径７μ、引張り
強度３１０恥／爾２、引張り弾性率２３ ＴＯＮ／ｗ２
の炭素繊維を用いたＣＦＲＣである。
／ｍ”、引張り弾性率３７ＯＮ／ｍ２の炭素繊維を用い
たＣＦＲＣであり、（２）部には繊維直径７μ、引張り
強度３１０恥／爾２、引張り弾性率２３ ＴＯＮ／ｗ２
の炭素繊維を用いたＣＦＲＣである。
該摩擦用円板を外径〆２４０鵡、厚み１３ｍ＋ に加
工し、（１） 、 （１）部の各厚みを約１１１１ＩＩ
Ｉとし、（２）部の厚みが約１１ｍとなるようにした。
工し、（１） 、 （１）部の各厚みを約１１１１ＩＩ
Ｉとし、（２）部の厚みが約１１ｍとなるようにした。
次に第３〜４図に示される摩擦用パッドを作った。（１
）部および（２）部は第１〜２図に示される摩擦用円板
の（１）部および（２）部と同一のＣＦＲＣとした。
）部および（２）部は第１〜２図に示される摩擦用円板
の（１）部および（２）部と同一のＣＦＲＣとした。
摩擦用パッドの（１）部の厚みを２ｗＩとし、（２）ｓ
の厚みを１３ｗｎとした。
の厚みを１３ｗｎとした。
（１）部の一部分を切出し物性を測定したが見掛比重１
．５５であった。
．５５であった。
（２）部の一部分を切出し物性を測定したが見掛比重１
．７０、曲げ強度１２５０ Ｋｇ／ｌｘＡであった。
．７０、曲げ強度１２５０ Ｋｇ／ｌｘＡであった。
上記の摩擦用円板と２個の摩擦用パッドをスポット型デ
ィスクブレーキにセットして摩擦試験・を行った。
ィスクブレーキにセットして摩擦試験・を行った。
摩擦試験は慣性制動方式で行ない、３．０Ｋｇ・ｍ・ｓ
ｅｅ ２の慣性荷重を摩擦用円板に与え、該円板を４６
５ ｒｐｍで回転させ、該パッドの押付は力１２ Ｋ９
／−を一定にして慣性制動を１００回くり返した。その
時ローター中に埋込んだ熱電対によりローク一温度を測
温しローク一温度が１００℃以下の時に制動が始まるよ
うにした。
ｅｅ ２の慣性荷重を摩擦用円板に与え、該円板を４６
５ ｒｐｍで回転させ、該パッドの押付は力１２ Ｋ９
／−を一定にして慣性制動を１００回くり返した。その
時ローター中に埋込んだ熱電対によりローク一温度を測
温しローク一温度が１００℃以下の時に制動が始まるよ
うにした。
１０００回制動後の摩擦用パッドには１．２６＋！！１
１の摩耗があり、摩擦用円板には両面の摩耗を合わせ０
．３０ｍｍの摩耗が生じた。
１の摩耗があり、摩擦用円板には両面の摩耗を合わせ０
．３０ｍｍの摩耗が生じた。
（比較例１）
繊維直径１４．５μ、引張り強度７４Ｋｇ／■２、引張
り弾性率３ ＴＯＮ／■２の炭素繊維を用いたＣＦＲＣ
を作り、実施例１と同じ寸法の摩擦用円板と摩擦用パッ
ドを作った。この時のＣＦＲＣの物性は見掛比重１．５
７、曲げ強度４００ Ｋｇ／ｃｄであった。゛この摩擦
用円板とパッドを実施例１と同一条件の摩擦試験を実施
したが、−回目の制動でローターが破壊して試験が実施
できなかった。
り弾性率３ ＴＯＮ／■２の炭素繊維を用いたＣＦＲＣ
を作り、実施例１と同じ寸法の摩擦用円板と摩擦用パッ
ドを作った。この時のＣＦＲＣの物性は見掛比重１．５
７、曲げ強度４００ Ｋｇ／ｃｄであった。゛この摩擦
用円板とパッドを実施例１と同一条件の摩擦試験を実施
したが、−回目の制動でローターが破壊して試験が実施
できなかった。
（比較例２）
繊維直径７μ、引張り強度３１０ Ｋｆ／ｖａｎ２、引
張り弾性率２３ＴｏＮ／ＩＩ＋１２ノ炭素繊維を用イタ
ＣＦ ＲＣを作り、実施例１と同じ寸法の摩擦用円板と
摩擦用バンドを作った。この時のＣＦＲＣの物性は見掛
比重１．７５、曲げ強度１３５０Ｋｇ／ｄであった。
張り弾性率２３ＴｏＮ／ＩＩ＋１２ノ炭素繊維を用イタ
ＣＦ ＲＣを作り、実施例１と同じ寸法の摩擦用円板と
摩擦用バンドを作った。この時のＣＦＲＣの物性は見掛
比重１．７５、曲げ強度１３５０Ｋｇ／ｄであった。
この摩擦用円板とパッドを実施例１と同一条件の摩擦試
験を実施した。１０００回制動後の摩擦用バンドには４
．４０ ｍの摩耗かあり、摩擦用円板には両面の摩耗を
合わせ１．００ｍの摩耗があった。
験を実施した。１０００回制動後の摩擦用バンドには４
．４０ ｍの摩耗かあり、摩擦用円板には両面の摩耗を
合わせ１．００ｍの摩耗があった。
（発明の効果）
以上の様に、本発明の摩擦用板は、従来のＣＦＲＣ製摩
擦用板よりも安価かつ耐摩耗性に優れており、耐熱性お
よび軽さは従来のＣＦＲＣと同様に優れている。そして
本発明の摩擦用板は安価であるため従来品よりも広い用
途に用いる事ができる、具体的には航空機、鉄道、自動
車等のブレーキに用いることが出来る。
擦用板よりも安価かつ耐摩耗性に優れており、耐熱性お
よび軽さは従来のＣＦＲＣと同様に優れている。そして
本発明の摩擦用板は安価であるため従来品よりも広い用
途に用いる事ができる、具体的には航空機、鉄道、自動
車等のブレーキに用いることが出来る。
第１図は本発明の一実施例の摩擦用円板の斜視的外観図
、第２図は第１図のＡ−Ａ′部の断面図、第３図は本発
明の他の一実施例の摩擦用パッドの斜視的外観図、第４
図は第３図のＢ −Ｂ’部の断面図を夫々例示している
。 （１）・・・繊維直径１０μ以上の炭素繊維を用いたＣ
ＦＲＣ材、 （２）・・・繊維直径１０μ未満かつ引張り強度２００
Ｋｇ／ｅｒａ２以上の炭素繊維を用いたＣＦＲＣ材 第１図 第２図 オ ３ 図 第４ 図
、第２図は第１図のＡ−Ａ′部の断面図、第３図は本発
明の他の一実施例の摩擦用パッドの斜視的外観図、第４
図は第３図のＢ −Ｂ’部の断面図を夫々例示している
。 （１）・・・繊維直径１０μ以上の炭素繊維を用いたＣ
ＦＲＣ材、 （２）・・・繊維直径１０μ未満かつ引張り強度２００
Ｋｇ／ｅｒａ２以上の炭素繊維を用いたＣＦＲＣ材 第１図 第２図 オ ３ 図 第４ 図
Claims (1)
- （１）少なくとも１つの面が摩擦面である、炭素繊維強
化炭素材で出来た摩擦用板において、該板が、繊維直径
１０μｍ以上の炭素繊維を用いた炭素材と繊維直径１０
μｍ未満かつ引張り強度２００Ｋｇ／ｍｍ＾２以上の強
度を持つ炭素繊維を用いた炭素材の２種の炭素材を用い
、これら炭素材を層間は結合して積層体を一体に成形し
た炭素繊維強化炭素材より構成されかつ繊維直径１０μ
ｍ以上の炭素繊維を用いた炭素材が摩擦面であることを
特徴とする摩擦用板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27747286A JPH0721296B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 摩擦用板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27747286A JPH0721296B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 摩擦用板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63130937A true JPS63130937A (ja) | 1988-06-03 |
| JPH0721296B2 JPH0721296B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17584066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27747286A Expired - Lifetime JPH0721296B2 (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | 摩擦用板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721296B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539315A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 摩擦材料 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP27747286A patent/JPH0721296B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008539315A (ja) * | 2005-04-26 | 2008-11-13 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 摩擦材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0721296B2 (ja) | 1995-03-08 |
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