JPS6376926A - 炭素質摩擦材 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は異なる材料を組合せて、安全かつ滑らかなＩａ
！擦を与える炭素質摩擦材に関する。

〔従来の技術） 摩擦材料、特にブレーキ月にとって必要な性質は、摩擦
特性が優れていることであるが、さらに摩擦熱を充分吸
収できる熱容４を有し、且つ軽量であることが求められ
る。特に、航空機、レーシングカー等では、非常に苛酷
な条件で使用されるだ番プでなく、少しでも軽い材料が
求められている。

炭素質ＦＪＦ！Ａ材は、ｒ！ｆ、擦係数がかなり高く、
しかち作動条件によってそれがあまり変化しないなど摩
擦特性が良く、熱容量が大きく、比重が軽い等の長所を
有し、この目的には最適であるが、強度が弱いのが欠点
であり、割れが発生したりして安全上の問題が生ずるだ
けでなく、摩耗が多く、実用化に難点があった。そのた
め炭素繊維で補強（いわゆる炭素繊維／炭素複合材。以
下Ｃ−Ｃ複合材という。）することが行なわれるように
なり、強度も向上し、実用可能な程度に摩耗も減少した
。

炭素質摩擦材は摩耗以外の性能が優れているので、摩耗
を減少する上記改良により、高性能摩擦材として航空機
、レーシングカー等にも利用されている。

上記摩擦材料のような板状のＣ−Ｃ複合材は、２次元織
物、いわゆる織布を原料としていた。このような２次元
強化Ｃ−Ｃ複合材は、面方向の強度が強いのが特徴であ
る。しかし、これをＩ！ｌ！擦材に使うと、摩擦面の織
目の方向により摩擦抵抗が異なる。このように摩擦抵抗
が異なっていても、例えば円板状の摩擦材をその全面で
摩擦面にする場合は問題ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近年Ｃ−Ｃ複合材が種々のタイプに応用され
るようになり、織目の方向により摩擦抵抗が異なるのが
問題化してきた。例えば円板状のディスクの一部を２枚
のパッドで挟んでＩＩ！　ＩＩＱするタイプではディス
クが一回転する間で織目の方向が変るため、摩擦抵抗が
変動し、滑らかな摩擦が得られない。

滑らかな摩擦とは摩擦抵抗がｒＪ摩擦材各点で変動しな
いことである。炭素ｉｌｌの織布を用いた場合は繊維に
方向性があること及び繊維の重なりの部分が生じるため
、ｆ＠擦材の各点及び摩擦の方向で摩擦抵抗が変動する
。

本発明者等は滑らかな摩擦を得るため、先に炭素の短繊
維をランダムに配向することを提案したく特願昭６０−
２５７８１２）。この摩擦材は強度を高めるため不織布
を用いており確かに滑らかな摩擦が得られ、またＣ−Ｃ
複合材であるから強度も高いが、織布を原料にしたもの
に比べると靭性が低い欠点があった。

本発明者等はさらに上記欠点を解消覆べく、鋭意研究を
進め、滑らかな摩擦を得るためには、ディスク、或はパ
ッドのいずれか一方が短繊維であればよいことを発見し
た。

本発明は上記の発見に基づいてなされたもので、滑らか
な摩擦が得られ、しかも、割れたりすることのない安全
に使用出来る炭素質摩擦材を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成すべくなされたもので、その
要旨は、ディスクとパッドとの組合わせからなる炭素質
摩擦材であって、ディスクが炭素ｔａ雑の織布で強化し
た炭素ｔａ維／炭素複合材であり、パッドが炭素繊維の
短繊維で強化した炭素繊維／炭素複合材である炭素質Ｆ
Ｊ！？３材、およびディスクとパッドとの組合わせから
なる炭素質摩擦材であって、ディスクが炭素繊維の織布
で強化した炭素繊維／炭素複合材であり、パッドが均質
炭素であることを特徴とする炭素′ｉｌＩ！！ｍ月にあ
る。

〔発明の具体的構成および作用〕

以下本発明を説明する。

本発明に使用する摩擦材のディスク或はパッドのいずれ
か−ｈは、短ｍＭｉをランダムに配向したＣ−Ｃ複合材
、或は均質炭素でなければならない。

上記、ディスクは面積も大きく、強度および靭性を必要
とするので、これには炭素繊維の織イ１で強化した炭素
！Ｉ維／炭素複合材を用いるのが適当で、これは織布に
ピッチ、熱硬化性樹脂などを含浸、焼成してつくられる
。しかし、パッドはディスクに比して小形であり、通常
、割れたりするのを防止するため、金属の裏うちをして
使用に供するため、強度、靭性などを、それ程必要とし
ない。

したがって、パッドは知［ｆｔのマットに、ピッチ、熱
硬化性樹脂等の含浸剤を含浸して焼成、或は短繊維と上
記含浸剤とを混合、成形し、焼成してつくられた短繊維
をランダムに配向したＣ−Ｃ複合材、或は均質炭素等の
方向性のない炭素質材料を使用する。

前者としては、短繊維を原料としたＣ−Ｃ複合材がすべ
て使用出来る。また、後火としては、ガラス状炭素材そ
の他の均質炭素材で、最近強度の高いものがつくられる
ようになった（特開昭６０−１６１１４４号公報）。こ
れらは、靭性が全くなく、ディスク用としては不適当で
あるが、パッドとしては使用でき、組織が均質なので、
滑らかな摩擦を得るためには極めて有効である。

〔実施例〕

次に実施例、比較例を示して本発明を説明する。

実施例１ ＰＡＮ系炭素炭素繊維子織（目付：　２００ｇ／尻）を
裁断し、積層したものに、軟化点８５℃のコールタール
ピッチを含浸して板状に成形した。

この成形品を焼成し、さらにコールタールピッチの含浸
・焼成を繰返し、嵩密度１．６９／ｃｄ以上とし、最後
にＸ線格子定数Ｃｏが６．８５になるように黒鉛化し、
このＣ−Ｃ複合材をディスク状に加工した。

また、ＰＡＮ系炭素炭素繊維ｔ１ｉ維（長さ３〜５ｃｍ
　）をマット状にしたものを積層し、コールタールピッ
チを含浸して板状に成形したものを上記同様に処理して
Ｃ−Ｃ複合材を得た。これをパッド状に加工し、上記デ
ィスクと組合せて慣性式ｙＪＩｌ！２！試験を行ったと
ころ、ディスクが１回転する時間におけるトルクの変化
を第１図に示すように、滑らかな１ｆＪ擦が得られた。

このＦＸ擦係数は０．３１であった。

実施例２ ＰＡＮ系炭素炭素繊維繊維（長さ３〜５　ｃｍ　）７０
部とフェノール樹脂の３０％メタノール溶液３０部を良
く混合し、板状に成形した。この成形品を焼成し、さら
にコールタールピッチの含浸・焼成を繰返し、嵩密度１
．６ｇ／ａｎ’以上とし、最後にＸ線格子定数Ｃｏが６
．８５になるように黒鉛化し、このＣ−Ｃ複合材をパッ
ド状に加工した。

実施例１のディスクと上記パッドを組合せて、慣性式摩
擦試験を行ったところ、第２図に示すように実施例１と
同様、滑らかな摩擦が得られ、摩擦係数は０．３０であ
った。

実施例３ 石油コークス微粉（３２５メツシユパス）７０部とコー
ルタールピッチ３０部を原料とし常法により均質炭素を
製造した。黒鉛化は、Ｘ線格子定数Ｃｏが６．８５にな
るように黒鉛化し、パッド状に加工した。

実施例１のディスクと上記パッドを組合ゼて、慣性式摩
擦試験を行ったところ、第３図に示すように実施例１と
同様、滑らかな摩擦が得られ、摩擦係数は０．２８であ
った。

比較例１ 実施例１のディスクと同材質のパッドとを組合せて、慣
性式摩擦試験を行ったところ、第４図に示すようにトル
クが激しく変動し、どきには試験曙まで振動することが
あった。この平均摩擦係数は約０．３であった。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に係る炭素質摩擦材は、パッ
ドによってその方向性が解消され滑らかな摩擦特性を有
し、さらにディスクは、織布を用いたＣ−Ｃ複合材とな
っているので、靭性も高く、極めて優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ、実施例１〜３、比較例
１で、ディスクが１回転する時間におけるトルクの変化
を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスクとパッドとの組合わせからなる炭素質摩
   擦材であって、ディスクが炭素繊維の織布で強化した炭
   素繊維／炭素複合材であり、パッドが炭素繊維の短繊維
   で強化した炭素繊維／炭素複合材であることを特徴とす
   る炭素質摩擦材。
2. （２）ディスクとパッドとの組合わせからなる炭素質摩
   擦材であって、ディスクが炭素繊維の織布で強化した炭
   素繊維／炭素複合材であり、パッドが均質炭素であるこ
   とを特徴とする炭素質摩擦材。