JPH03288031A

JPH03288031A - 摩擦要素

Info

Publication number: JPH03288031A
Application number: JP2085238A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyoshi Ueno; 哲義上野
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-18

Abstract

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

Description

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

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

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

かかる摩擦要素は、特公平１−５９４５９号公報等にお
いて知られている様に、基材である炭素マトリックス中
に炭素繊維が強化材として分散・配合されているカーボ
ン摩擦要素である。

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

しかし、この様なカーボン摩擦要素、例えば自動車用ブ
レーキのディスクロータに用いられるカボン摩擦要素に
おいては、１００°Ｃ程度の低温では所定の制動力が発
揮され難く、２００〜３００″Ｃ程度の温度に昇温され
たとき、初めて所定の制動力が発揮されるようになる。

このため、ディスクロタを可及的に高温に保持すること
が必要である。

また、ブレーキが連続して使用されるような場合には、
ディスクロータの温度は約６００℃もの高温に達するこ
とがある。

ところで、カーボン摩擦要素中に強化材として配合され
ている炭素繊維は、大気中で高温に晒されると酸化され
て脆くなる傾向にある。このため、摩擦要素の使用中に
、摩擦要素の角部等が欠けたり或いは摩擦要素に亀裂が
発生することがあり、耐久性に劣る欠点がある。

従って、摩擦要素の状態を頻繁に点検することを要し、
交換頻度も高くなるため、車両等の整備の負担が重くな
る。

そこで、本発明の目的は、高温でも強化材として配合さ
れている炭素繊維の酸化劣化を防止し耐久性に優れた摩
擦要素を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、前記目的を達成するには、炭素繊維か酸素
と触れないようにすることが有効であると考え鋭意検討
した結果、本発明に到達した。

即ち、本発明は、車両用ブレーキのディスクロータ等に
使用される、基材中に炭素繊維群が配合、分散されてい
る摩擦要素において、該炭素繊維群を構成する単繊維及
び／又は繊維束の周面に、耐熱性を有し且つ酸素を透さ
ない非酸素透過層が形成されていることを特徴とする摩
擦要素にある。

（作用）本発明の摩擦要素によれば、基材中に強化材として配合
されている炭素繊維群を構成する単繊維及び／又は繊維
束は、大気中の酸素と直接接触することがない、このた
め、摩擦要素が高温となっても炭素繊維は酸化劣化され
ず、その強度を維持することができる結果、摩擦要素の
耐久性を向上することができる。

（実施例〉本発明を図面を用いて更に詳細に説明する。

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

第１図において、ディスクロータ１は、二種類の長さを
異にする炭素繊維から成る炭素繊維群が分散・配合され
ている。

即ち、炭素繊維群は長さが０１５〜０．３ｍのショトカ
ット炭素繊維２・・と長さが４〜６■のロングカット炭
素繊維３・・とでｔｆ４戒されている。

このうちショートカット炭素繊維２．　はディスクロー
タの全体にランダムに分散　配合されており、他方、ロ
ングカット炭素繊維３・・は、第２図に示す様に、ディ
スクロータ１の摩擦面に対して略水平に配合されている
。

尚、この炭素繊維は石油ピッチ系炭素繊維であても、Ｐ
ＡＮ系炭素繊維であってもよく、単繊維状態、或いは撚
糸等によって集束されている状態であってもよい。

本実施例において、ショートカット炭素繊維２及びロン
グカット炭素繊維３・・は、第３図に示す様に、炭素繊
維１０の外表面がホウゲイ酸ガラスから戒るガラス層１
１によって覆われており、大気中の酸素から炭素繊維１
０は実質的に遮断されている。

このようなガラス層１０によって外表面が覆われている
ガラスコート炭素繊維は、溶融しているホウケイ酸ガラ
ス中にフィラメント状の炭素繊維、或いは撚糸等によっ
て集束されている碑維束を脱気してから浸漬することで
容易に得ることができる。

本実施例において使用するガラスコート炭素繊維は、炭
素繊維を溶融ガラス中に浸漬した後、更に窒素ガス等の
不活性ガスで１００気圧以上に加圧しつつ１時間以上保
持してガラスを炭素繊維中に含浸させ、次いでガラス含
浸炭素繊維を溶融ガラス中から引出し冷却することによ
って得られる。

かかる製造工程における加圧処理は、炭素繊維の耐磨耗
性等の物性を強化するためである。

この様にして得られたフィラメント状のガラスコート炭
素繊維を用いて第１図のディスクロータを成形するには
、先ずフィラメント状のカラスコト炭素繊維を切断し長
さを異にする短繊維にする。

次いで、ショートカット炭素繊維をランダムに配合しつ
つロングカット炭素繊維を摩擦面に対して略平行に積層
し、ピッチ等を含浸せしめてブリフオームを成形する。

更に、成形したプリフォームを加圧加熱して含浸せしめ
たピッチ等を炭素化又は黒鉛化等した後、第１図に示す
ディスクロータの形状に成形する。

得られるディスクロータにおいては、基材としての炭素
マトリックス中に、強化材としてのガラスコート炭素繊
維群が分散・配合されている。

このため、ブレーキ操作の連続使用等に因る制動熱によ
ってディスクロータの温度が６００℃もの高温となって
も、強化材として分散・配合されている炭素繊維群は、
大気中の酸素と実質的に遮断されて酸化劣化され難い、
このため、ディスクロータの耐久性を向上することがで
き、使用中にディスクロータに亀裂や角部が欠ける懸念
を解消することができる。

ここで、炭素繊維の酸化劣化を防止するため、炭素繊維
の外表面を市販されている有機化合物から成る酸化防止
剤が含有されている樹脂等を塗布することも考えられる
。しかし、ディスクロータの温度が約６００℃にも上昇
することがあるため、市販されている有機化合物から戒
る酸化防止剤では摩擦要素用としての耐熱性に劣り使用
することはできない。

以上、述べてきた実施例においては、溶融されているガ
ラス中に炭素繊維を浸漬したが、溶融ガラスを炭素繊維
に塗布してもよい。

また、ガラス層に代えてセラミクス層を形成してもよい
。

更に、本実施例においては、車両用ブレーキに使用され
るディスクロータについて説明してきたが、本実施例の
摩擦要素は、種々の摩擦要素、例えば車両及び航空機用
ブレーキのディスクパッド、航空機用ブレーキのディス
クロータ、車両用クラッチのクラッチフェーシング等に
使用することができる。

（発明の効果）本発明の摩擦要素は、強化材として分散・配合されてい
る炭素繊維群が酸化劣化され難いため、耐久性を向上す
ることができ、車両等の整備の負担を軽減することがで
きる。

更に、車両等の軽量化等にも一層貢献することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図のＸ−Ｘ面における断面図、及び第３図はガラスコー
ト炭素繊維の斜視図を各々示す。図において１・・・ディスクロータ、２・・・ショートカット炭素繊維、３・・・ロングカット炭素繊維、１０・・・炭素繊維、１１・・・ガラス層。図第　　１国

Claims

【特許請求の範囲】１、車両用ブレーキのディスクロータ等に使用される、
基材中に炭素繊維群が配合・分散されている摩擦要素に
おいて、該炭素繊維群を構成する単繊維及び／又は繊維束の周面に、耐熱性を有し且つ酸素を透さない非酸
素透過層が形成されていることを特徴とする摩擦要素。