JPH0476085A - Differential limiting device - Google Patents
Differential limiting deviceInfo
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- JPH0476085A JPH0476085A JP2189156A JP18915690A JPH0476085A JP H0476085 A JPH0476085 A JP H0476085A JP 2189156 A JP2189156 A JP 2189156A JP 18915690 A JP18915690 A JP 18915690A JP H0476085 A JPH0476085 A JP H0476085A
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- JP
- Japan
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- carbon
- friction plate
- fibers
- friction
- carbon fiber
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は車両に装置される差動制限装置の改良に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an improvement in a differential limiting device installed in a vehicle.
[従来の技術]
差動制限装置は、第一の摩擦板と第二の摩隙仮とか差動
装置の相対回転可能な2部月に回転方向に一体的に係合
しかつ第一の摩擦板と第二の摩擦板とが交互に重ね合わ
されて配設された構造をも′つもので、いわゆる多板ク
ラッヂ機構により差動装置の差動制限を行うものである
。[Prior Art] A differential limiting device has a first friction plate and a second friction plate that are integrally engaged in a rotational direction with two relatively rotatable parts of a differential device, and a first friction plate and a second friction plate. It has a structure in which plates and second friction plates are alternately stacked on top of each other, and the differential movement of the differential gear is limited by a so-called multi-plate clutch mechanism.
従来の差動制御装置の多板クラッチ機構を構成する第一
の摩擦板および第二の摩擦板は、両者共に、当初冷間圧
延鋼板か使用されていた。両者共にこの冷間圧延鋼板を
使用する構成では、静摩擦係数が動摩擦係数より高くか
つ摩1察係数の絶対値か高くしかも摩擦係数の変動幅(
バラツキ〉が大きいため、ステイクスリップか発生し、
異音が発生するという問題が在った。Initially, cold-rolled steel plates were used for both the first friction plate and the second friction plate constituting the multi-plate clutch mechanism of a conventional differential control device. In a configuration in which both of these cold-rolled steel plates are used, the static friction coefficient is higher than the kinetic friction coefficient, the absolute value of the friction coefficient is higher, and the fluctuation range of the friction coefficient (
Due to the large variation, stake slips occur,
There was a problem with abnormal noises.
この問題に対処するものとして、実開昭5713003
9号公報に、多板クラッチ機構を構成する摩擦板の摺動
面に自己潤滑性のある二硫化モリブデンあるいはグラフ
アイ1〜粒子を含む表面皮膜を形成する方法が開示され
ている。さらに、本願発明者らの考案にかかる実開平2
−30530号公報には、摩擦板の摺動面を炭素繊維強
化炭素質複合体で形成する方法かUi示されている。As a solution to this problem, Utility Model Application No. 5713003
No. 9 discloses a method for forming a self-lubricating surface film containing particles of molybdenum disulfide or Graphi 1 on the sliding surfaces of friction plates constituting a multi-disc clutch mechanism. Furthermore, the Utility Model Application Publication No. 2003 according to the invention of the present inventors
Japanese Patent No. 30530 discloses a method of forming the sliding surface of a friction plate from a carbon fiber-reinforced carbonaceous composite.
[発明が解決しようとする課題]
前記した自己潤滑性の表面皮膜を形成した摩擦板を使用
する差動制限装置では、摩擦板どうしの摩擦係数が小さ
くなるため、ステイクスリップ、異音の発生か減少する
。しかし、摩擦係数が小さいため、近年の高トルク化エ
ンジンの使用条件下では、差動制限力か不足するという
問題が牛する。[Problems to be Solved by the Invention] In the differential limiting device that uses the friction plates described above with a self-lubricating surface film formed thereon, the coefficient of friction between the friction plates becomes small, resulting in the occurrence of stake-slip and abnormal noise. Decrease. However, because the coefficient of friction is small, there is a problem that the differential limiting force is insufficient under the usage conditions of recent high-torque engines.
また、摺動面を炭素繊維強化炭素質複合体で形成した摩
擦板を使用する差動制限装置では、動摩擦係数か静摩擦
係数がより低くかつ比較的高い動摩擦係数をもつためス
テイクスリップ、制動力不足の問題は生じない。しかし
、従来の炭素繊維強化炭素質複合体摩耗量が比較的多い
ため、耐久性が不足する、製造か複雑で高価になるとい
った問題がある。In addition, differential limiting devices that use friction plates whose sliding surfaces are made of carbon fiber-reinforced carbonaceous composites have lower dynamic or static friction coefficients and relatively high dynamic friction coefficients, resulting in stake-slip and insufficient braking force. No problem arises. However, conventional carbon fiber-reinforced carbonaceous composites have a relatively large amount of wear, resulting in problems such as insufficient durability and complicated and expensive manufacturing.
従って本発明の技術的課題は、高1〜ルク使用−I・に
おいてもステイクスリップの発生がなく、耐久性のある
差動制限装置を提供することにある。Therefore, a technical object of the present invention is to provide a differential limiting device that is durable and does not cause stake-slip even in high-lux applications.
[課題を解決づるための手段」
そこで本発明は、前記した課題を解決するため、差動制
限装置の第一の摩擦板と第二の摩擦板の両摩1察而の少
なくとも一方の摩1寮而を、炭素71〜リツクス中に炭
素繊維があるいは炭素繊維と無機微小体とか一体的に埋
設された組織を有し、該炭素71〜ワツクスは偏光顕微
鏡で児で光学的異方性の微粒子が均一に密集したモザイ
ク構造をもち、該炭素繊維と該炭素71〜リツクスとの
間の界面で剥離している界面の割合が全界面に対して1
0%以下であり、かつ密度か1.65以上である炭素繊
維強化炭素焼結体で構成することとしたものである。[Means for Solving the Problems] Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been developed to reduce the friction of at least one of the first friction plate and the second friction plate of the differential limiting device. The carbon-71-wax has a structure in which carbon fibers or carbon fibers and inorganic microscopic bodies are integrally embedded in the carbon-71-wax. has a uniformly dense mosaic structure, and the ratio of the interface between the carbon fiber and the carbon 71 to lithics is 1 to the total interface.
0% or less and a density of 1.65 or more.
本発明の差動制限装置は、従来の差動制限装置と同様に
、第一の摩擦板と第二の摩擦板とが交互に重ね合わされ
て配設されており、第一の摩擦板と第二の摩擦板は差動
装置の相対回転可能な2部材に回転方向に一体的に係合
している。そして本発明の差動制限装置では、その摩擦
板の少なくとも一方の1門動面か以下に詳述する特殊な
炭素繊維強化炭素焼結体で構成されている。この炭素繊
維強化炭素焼結体は、炭素71〜リツクス中に炭素繊維
あるいは炭素繊維と金属およびセラミックスからなる無
機微小体が一体的に埋設された組織を右し、該炭素71
〜リツクスは偏光顕微鏡で兄で光学的異方性の微粒子が
均一に密集したモザイク構造をもち、該炭素繊維と該炭
素71〜リツクスとの間の界面の全界面面積に対する剥
離している界面の剥離面積は10%以下であるものであ
る。The differential limiting device of the present invention, like the conventional differential limiting device, has first friction plates and second friction plates arranged alternately overlapping each other. The second friction plate is integrally engaged with two relatively rotatable members of the differential in the rotational direction. In the differential limiting device of the present invention, at least one sliding surface of the friction plate is made of a special carbon fiber-reinforced carbon sintered body, which will be described in detail below. This carbon fiber-reinforced carbon sintered body has a structure in which carbon fibers or inorganic microscopic bodies made of carbon fibers, metals, and ceramics are integrally embedded in carbon 71 to carbon 71.
〜Rix has a mosaic structure in which optically anisotropic fine particles are evenly densely packed under a polarizing microscope. The peeled area is 10% or less.
この炭素繊維強化炭素焼結体を構成する炭素繊維は、焼
結体の強度を確保するもので、偏光顕微鏡で児て、異方
性を示すものでも等方性を示すものてもよい。炭素繊維
は、切断された短繊維でも、長繊維でもよい。また、炭
素繊維は71〜リツクス中に一定方向に配向しているも
のでも逆にランダムに配向しているものでもにい。炭素
繊維強化炭素焼結体中の炭素繊維の配合割り合いは2〜
50重量%、より好ましくは10〜40%がよい。The carbon fibers constituting this carbon fiber-reinforced carbon sintered body ensure the strength of the sintered body, and may be those that exhibit anisotropy or isotropy when viewed under a polarizing microscope. The carbon fibers may be cut short fibers or long fibers. Further, the carbon fibers may be oriented in a fixed direction or randomly oriented in the 71~rix. The blending ratio of carbon fiber in the carbon fiber-reinforced carbon sintered body is 2~
It is preferably 50% by weight, more preferably 10 to 40%.
炭素繊維強化炭素焼結体の構成成分となりうる無機微小
体としては、微小な金属、セラミックスで構成できる。The inorganic microscopic bodies that can be a component of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body can be composed of microscopic metals and ceramics.
これら無機微小体の形状は、粉末状、つ、イス力等の繊
組状、箔片等でもよい。炭素繊維強化炭素焼結体中の無
機微小体の配合割り合いは3へ・23重量%程度が好ま
しい。The shape of these inorganic microscopic bodies may be a powder, a strand, a fibrous shape such as a chair, a piece of foil, or the like. The blending ratio of inorganic fine particles in the carbon fiber reinforced carbon sintered body is preferably about 3.23% by weight.
炭素繊維強化炭素焼結体の構成成分でおる炭素71〜リ
ツクスは偏光顕微鏡(゛児て光学的異方性の微粒子が均
一に密集したモザイク構造をもつ。偏光顕微鏡で児て光
学的異方性をもつとは、炭素が一定ブ)向に規則的に配
列した組織をもつものと考えられる。即ち、この炭素マ
トリックスは、光学的異方性をもつ炭素粒子が密集した
状態で押し固められた状態にある。均一に密集したとは
、炭素粒子が流動していない、流れ線等の模様が無いこ
とを意味する。偏光顕微鏡下で′しザイク状に観察され
る炭素粒子の人きざは30μm以下が好ましい。The carbon 71~Rix, which is a component of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body, has a mosaic structure in which fine particles with optical anisotropy are uniformly densely packed under a polarizing microscope. It is considered to have a structure in which carbon is regularly arranged in a certain direction. That is, this carbon matrix is in a state in which carbon particles having optical anisotropy are tightly packed together. Uniformly densely packed means that the carbon particles are not flowing and have no patterns such as flow lines. It is preferable that the carbon particles have a grain size of 30 μm or less, which can be observed as a saic pattern under a polarizing microscope.
本発明の炭素繊維強化炭素焼結体を構成する炭素繊維と
炭素71−リックスとの間の全界面面積に対す−る剥離
している界面の面積は、10%以下である必要かある。The area of the peeled interface with respect to the total interface area between the carbon fibers and the carbon 71-lix constituting the carbon fiber-reinforced carbon sintered body of the present invention needs to be 10% or less.
炭素71〜リツクスと炭素繊維とが剥離していると炭素
繊維の補強効果が充分でない。このため界面の剥離面積
は全界面の10%以下より好ましくは3%以下かよい。If the carbon 71 to carbon fibers are separated from each other, the reinforcing effect of the carbon fibers will not be sufficient. Therefore, the peeled area of the interface may be 10% or less, preferably 3% or less of the total interface.
この炭素繊維と炭素マトリックスとの剥離は走査型電子
顕微鏡(以下、S EMと称する。)で゛観察測定て゛
きる。This separation between the carbon fiber and the carbon matrix can be observed and measured using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM).
また、この炭素繊維強化炭素焼結体の気孔率は10%以
上であるのが好ましい。この焼結体の気孔は偏光顕微鏡
で観察すると黒い点として観察される。従って観察して
いる面積に占める黒い点の面積より気孔率が計紳できる
。Moreover, it is preferable that the porosity of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body is 10% or more. The pores in this sintered body are observed as black dots when observed with a polarizing microscope. Therefore, the porosity can be calculated from the area of the black dots in the observed area.
本発明にかかる炭素繊維強化炭素焼結体の密度が1.6
5以上とは、炭素71〜ワツクスの緻密性、気孔が少な
くかつ炭素繊維と炭素マトリックスとの界面が剥離しで
いない等が総合された特・目である。従って、これらマ
トリックスの緻密性が欠りたり、気孔率が高すぎたり、
繊維と71ヘリツクスとの間の剥離が多いと、比重は1
.65以1ぐとなる。The density of the carbon fiber reinforced carbon sintered body according to the present invention is 1.6
A value of 5 or more is a combination of characteristics such as the denseness of carbon 71 to wax, a small number of pores, and no peeling at the interface between the carbon fiber and the carbon matrix. Therefore, these matrices lack density, have too high porosity,
If there is a lot of separation between the fiber and the 71 helix, the specific gravity will be 1.
.. 65 or more.
この炭素繊維強化炭素焼結体を構成する炭素繊維の配合
割り合い、無機微小体の材質および配合割り合い、炭素
繊維と炭素71ヘワツクスとの間の剥離面積の割り合い
、気孔率は直接にこの炭素繊維強化炭素焼結体の機械的
強度、囲動特性に影響リ−る。この炭素繊維強化炭素焼
結体の機械的特性を曲げ強度で規定すると、この焼結体
の曲げ強度は600kQ/Cm 2以−トで必るのが好
ましい。The blending ratio of carbon fibers constituting this carbon fiber-reinforced carbon sintered body, the material and blending ratio of inorganic particles, the ratio of peeling area between carbon fibers and carbon 71 hexes, and the porosity are directly determined by this. This affects the mechanical strength and dynamic properties of carbon fiber-reinforced carbon sintered bodies. When the mechanical properties of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body are defined by bending strength, it is preferable that the bending strength of this sintered body is 600 kQ/Cm 2 or more.
本発明の炭素繊維強化炭素焼結体としては、未炭化炭素
質繊維あるいは未炭化炭素質繊維と金属′a′3よびゼ
ラミックスからなる無機微小体とを埋設した自己焼結性
を有する炭素質粉末とからなる複合体を焼結して得られ
る焼結体を採用で゛きる。The carbon fiber-reinforced carbon sintered body of the present invention is a carbonaceous material having self-sintering properties in which uncarbonized carbon fibers or uncarbonized carbon fibers and inorganic microscopic bodies made of metal 'a'3 and xeramix are embedded. A sintered body obtained by sintering a composite body made of powder and powder can be used.
ここで、未炭化炭素質繊維とは、通常の炭化処理の施さ
れでいない状態の炭素質繊維をいう。換占すれば、さら
に熱処理を覆ることにより、ざらに炭化する”余地を有
する炭素質繊維をいう。具体的には、原料ピッチを使用
した場合には、紡糸したままの繊維または紡糸した繊維
を5!l)O’Cを越えない温度で不融化した繊維をい
う。PAN (ポノアクリロニ1〜リル)系レーヨン系
などの高分子系の繊維では分解工程を終え、黒鉛化処理
前の繊維をいう。この種の炭素質繊維としては、例えば
、石炭系または石油系の原料ピッチを紡糸して得たピッ
チ繊維またはこれを不融化して得た不融化繊維などがあ
る。Here, the uncarbonized carbonaceous fiber refers to a carbonaceous fiber that has not been subjected to normal carbonization treatment. In other words, it refers to carbon fibers that have the potential to be coarsely carbonized by further heat treatment.Specifically, when raw pitch is used, the as-spun fibers or spun fibers are 5!l) Refers to fibers that have become infusible at a temperature not exceeding O'C.For polymeric fibers such as PAN (ponoacryloni-1-lyl)-based rayon, it refers to fibers that have undergone the decomposition process and have not yet been graphitized. Examples of this type of carbonaceous fiber include pitch fibers obtained by spinning coal-based or petroleum-based raw material pitch, and infusible fibers obtained by infusibleizing the same.
この原料ピッチの紡糸および不融化は常法に従って行え
ばよく、条件などは特に限定されない。Spinning and infusibility of this raw material pitch may be carried out according to conventional methods, and conditions are not particularly limited.
通常、ピッチ繊維は、原わ目ゴッヂを紡糸器に供給し、
300〜400°C程度に加熱した状態で不活性ガスに
よる加圧下にノズルから押出して得ることができる。ま
た、このようなピッチ繊維をざらに酸化性雰囲気中1b
O〜500′c程度で0.5〜5時間程度保持して不融
化繊維とすることができる。なお、この原料ピッチは、
光学的等方性のものでも、光学的異方性のものでもよい
。Normally, pitch fibers are produced by feeding the raw grain to the spinning machine,
It can be obtained by heating it to about 300 to 400°C and extruding it from a nozzle under pressure with an inert gas. In addition, such pitch fibers are roughly oxidized to 1b in an oxidizing atmosphere.
It is possible to obtain infusible fibers by maintaining the temperature at about 0 to 500'c for about 0.5 to 5 hours. In addition, this raw material pitch is
It may be optically isotropic or optically anisotropic.
未炭化炭素質繊維の繊維長さは、短繊維、長繊維に限ら
ない。しかし、短繊維の場合には0.01〜50mmの
ものを使用することができる。、特に、0.03〜10
mmのものが)捏合のしやすさ、アスペクト比の関係か
ら好ましい3.長りき’−cは繊維どうしが絡みあい分
散性が低下し、ひいては製品特性の等方性に劣り、また
0、01 mIn J:す5.raくて(′A1製晶0
強度が急激に低下して好ましくない。The fiber length of the uncarbonized carbonaceous fibers is not limited to short fibers or long fibers. However, in the case of short fibers, those having a diameter of 0.01 to 50 mm can be used. , especially 0.03 to 10
3.mm) is preferable from the viewpoint of ease of kneading and aspect ratio. If the length is long, the fibers become entangled with each other, resulting in poor dispersibility, resulting in poor isotropy of product properties, and 0.01 mIn J: 5. Rakuten ('A1 made crystal 0
This is not preferable because the strength suddenly decreases.
また、繊維径とし−Cは、5〜25μn1程度のものか
好ましい。さらに、これらの繊維からなる不織布または
コーティング布として使用することもできる。Further, the fiber diameter -C is preferably about 5 to 25 μn1. Furthermore, these fibers can also be used as nonwoven fabrics or coated fabrics.
未炭化炭素質繊維は、ざらにタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料で表面処理し、結合材
とのなじみ性を向上させることが好ましい。この表面処
理は、炭素質繊維100重量部に100〜1000重量
部程度の粘結成分含有+A利を加えて撹拌し、有機溶媒
により洗浄後、乾燥して行うことかできる。The uncarbonized carbonaceous fibers are preferably surface-treated with a material containing a caking component such as tar, pitch, or organic polymer to improve compatibility with the binder. This surface treatment can be carried out by adding about 100 to 1000 parts by weight of caking component +A to 100 parts by weight of carbonaceous fibers, stirring, washing with an organic solvent, and drying.
この表向処理に使用するタール、ピッチは、石炭系およ
び石油系のいずれであってもよい。ピッチを使用する場
合には、撹拌時に140〜170°C程度の加熱か必要
となるので、処理材としては、タールの方がJζり好ま
しく、また後続の炭化および黒鉛化工程での炭化歩溜り
の点からは、石炭系のものかより好ましい。The tar and pitch used for this surface treatment may be either coal-based or petroleum-based. When using pitch, heating to about 140 to 170°C is required during stirring, so tar is more preferable as a treatment material, and it also reduces the carbonization yield in the subsequent carbonization and graphitization steps. From this point of view, coal-based materials are more preferable.
この表面処理に使用する有機高分子として、)エノール
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールなどを挙
げることかできる。Examples of organic polymers used for this surface treatment include enol resins, polyvinyl chloride, and polyvinyl alcohol.
この表面処理の洗浄において使用する有機溶媒は、トル
エン、キシレンなどの芳香族系溶媒を使用することがで
きる。未炭化炭素質繊維と粘結成分含有材料との混合物
100重量部に対して100〜1000重量部程度を加
え置部拌洗浄する。The organic solvent used in this surface treatment cleaning may be an aromatic solvent such as toluene or xylene. Approximately 100 to 1000 parts by weight is added to 100 parts by weight of the mixture of the uncarbonized carbonaceous fiber and the material containing the adhesive component, and the mixture is stirred and washed.
この洗浄により、揮発成分が多く含まれる軽質油分が除
去される。洗浄を終えた未炭化炭素質繊維は、たとえば
、窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で、加熱およ
び/または減圧などの条件下に乾燥処理される。乾燥処
理は、洗浄に使用した有機溶媒が除去される限り、これ
らの方法に限定されるものではない。This washing removes light oils containing many volatile components. The uncarbonized carbonaceous fibers that have been washed are dried under conditions such as heating and/or reduced pressure in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen or argon. The drying process is not limited to these methods as long as the organic solvent used for washing is removed.
ざらに、乾燥を終え表面処理された未炭化炭素質繊維は
、必要に応じて分散処理される。ずなわら、乾燥させた
繊維が、塊状化または凝集していることがあるので、こ
のような場合には、通常の粉体ミル、アトマイザ−、パ
ルパライザーなどの任意の手段により分散を行う。Generally, the uncarbonized carbonaceous fibers that have been dried and surface-treated are subjected to a dispersion treatment, if necessary. However, since the dried fibers may be lumped or aggregated, in such a case, dispersion is carried out by any means such as a conventional powder mill, an atomizer, or a pulpizer.
無機微小体は未炭化炭素質繊維とともに、本発明の炭素
繊維強化炭素焼結体の原料となる。この無機微小体は、
目的とする差動制限装置の用途に応じて、第一の摩擦板
、第二の摩擦板の摩1察係数μを高く安定したものとし
たり、比較的低い値の摩擦係数μであっても高い耐摩耗
性を付与したりリ−るために、添加するものである。こ
の無機微小体は、融点10oo’c以上で炭素と反応し
ないもの、より好ましくはさらに1−11000以上の
ものがよい。The inorganic microscopic bodies together with the uncarbonized carbonaceous fibers serve as raw materials for the carbon fiber-reinforced carbon sintered body of the present invention. This inorganic microscopic body is
Depending on the intended use of the differential limiting device, the friction coefficient μ of the first friction plate and the second friction plate may be high and stable, or even if the friction coefficient μ is a relatively low value. It is added to provide high wear resistance or leakage. The inorganic fine particles have a melting point of 10000 or more and do not react with carbon, and more preferably have a melting point of 1-11000 or more.
かかる無機物として、無機酸化物、無機炭化物、無機窒
化物、無機ホウ化物などを挙げることができる3、無機
酸化物として、たとえばA、Q203、丁102 、Z
rO2、MCl0などを挙け゛ることかできる。無機炭
化物として、たとえばB4C,TC,TaC,ZrCな
どを挙げることができる。Examples of such inorganic substances include inorganic oxides, inorganic carbides, inorganic nitrides, and inorganic borides.3 Examples of inorganic oxides include A, Q203, D102, and Z.
Mention may be made of rO2, MCl0, etc. Examples of inorganic carbides include B4C, TC, TaC, and ZrC.
無機窒化物として、たとえばBN、1−IN、Cr2
N、TaN、A32N、ZrNなどを挙げることかてぎ
る。無機ホウ化物として、たとえば丁IB2 、ZrB
2、B4 C,N + B、COB、BN、王aB2な
どを挙げ゛ることかできる。さらに、「eXMn、Mo
、N+、Nb、5iSV、十Wなどの無機物も使用する
ことができる。なお、これらの無機物は、金属の状態で
添加覆ることも可能である。また、無機微小体としは、
微粒子状のもののはか1クイスカ、セラミックス繊維が
含まれる。Examples of inorganic nitrides include BN, 1-IN, Cr2
N, TaN, A32N, ZrN, etc. are too numerous to mention. Examples of inorganic borides include DineIB2, ZrB
2, B4 C, N + B, COB, BN, aB2, etc. can be mentioned. Furthermore, “eXMn, Mo
, N+, Nb, 5iSV, 10W, etc. can also be used. Note that these inorganic substances can also be added in the form of metals. In addition, as inorganic microscopic bodies,
Contains fine particulate matter such as Kusuka and ceramic fibers.
前記したJ:うな無機微小体のうらから、適切なものを
選択することにJ:つて、差動制限装置の用途、要求特
性に応じて、その摩擦係数μ、耐摩耗特性などを好適な
特性に管理することができる。In order to select an appropriate one from the above-mentioned J: Una inorganic microscopic bodies, it is necessary to determine its friction coefficient μ, wear resistance properties, etc. according to the application and required characteristics of the differential limiting device. can be managed.
特に、摩擦係数を高いものとするためには、十〇2、A
I 203、MQO等の酸化物を採用するのが好ましい
。また、0.2〜0.3程度の摩擦係数が好ましい場合
には、TiC1丁aC1/rCおよびTAN、△IN、
TaN等の炭化物、窒化物を採用するのが好ましい。ま
た、逆に摩擦係数を少し低くしたいような場合には、B
4C1丁B2、BN、ZrB2等の硼化物を少し採用す
るのが好ましい。In particular, in order to make the coefficient of friction high,
It is preferable to employ oxides such as I 203 and MQO. In addition, when a friction coefficient of about 0.2 to 0.3 is preferable, TiC1/aC1/rC and TAN, △IN,
It is preferable to use carbide or nitride such as TaN. Conversely, if you want to lower the friction coefficient a little, use B
It is preferable to use a small amount of a boride such as 4C1B2, BN, or ZrB2.
1/1
無機微小体として無機粉末を使用した場合は、71〜リ
ツクス材とのなじみ性、分散性およびできLつだ焼結体
の強度と耐摩耗性を考慮して、粒径0.1へ一5μIn
のものが好ましく、より好ましくは0.2へ・4μmで
ある。1/1 When inorganic powder is used as the inorganic microparticles, the particle size should be 0.1, taking into consideration the compatibility with the 71~lix material, dispersibility, and the strength and abrasion resistance of the resulting sintered body. 5μIn
The thickness is preferably 0.2 to 4 μm, and more preferably 0.2 to 4 μm.
また、無機微小体として無機繊維を使用した場合(。J
2.71〜ワツクス材とのなじみ性、分散性、でき上っ
た焼結体の強度と耐摩耗性および繊維の離脱を考慮して
、直径0.7〜40μm、長さ0゜01〜Bmmのもの
か好ましく、より好ましくは直径1〜15μm、長さ0
.05〜3mmである。In addition, when inorganic fibers are used as inorganic particles (.J
2.71~Diameter 0.7~40μm, length 0゜01~Bmm, considering compatibility with wax material, dispersibility, strength and abrasion resistance of the completed sintered body, and separation of fibers. It is preferable to have a diameter of 1 to 15 μm and a length of 0 μm.
.. It is 05 to 3 mm.
炭素質粉末は、本発明にかかる炭素繊維強化炭素焼結体
の結合材を構成するものである。この炭素質粉末ば自己
焼結性を有し、未炭化、または完全に炭化されていない
ものである。この自己焼結′14F炭素質粉末としては
、石油系および石炭系のいずれであってもよく、具体的
には、メソカーボンマイクロビーズ、バルクメソフェー
ズ粉砕品、低温か焼コークス粉砕品などを挙げることが
できる。The carbonaceous powder constitutes the binding material of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body according to the present invention. This carbonaceous powder has self-sintering properties and is not carbonized or completely carbonized. This self-sintering '14F carbonaceous powder may be either petroleum-based or coal-based, and specifically includes mesocarbon microbeads, bulk mesophase pulverized products, low-temperature calcined coke pulverized products, etc. I can do it.
これらの中では、粒径および組成の均一性、安定性など
の観点から、石油系および石炭系のメッカホンマイク[
]ビーズが好ましく、炭化歩溜りの観点から石炭系のも
のがより好ましい。自己焼結性炭素質粉末としては、粒
径30μm以下、β−レジン量3〜50%程度のものが
好ましい。なお、このβ−レジン量は、J、り好ましく
は6〜30%、さらに好ましくは8〜25%でおる。Among these, petroleum-based and coal-based Meccaphone microphones [
] Beads are preferable, and coal-based ones are more preferable from the viewpoint of carbonization yield. The self-sintering carbonaceous powder preferably has a particle size of 30 μm or less and a β-resin content of about 3 to 50%. The amount of β-resin is J, preferably 6 to 30%, more preferably 8 to 25%.
本発明にかかる焼結体は、たとえば第1図に示すような
乾式混合、乾式成形および焼成という簡単な工程で製造
できる。The sintered body according to the present invention can be manufactured by a simple process of dry mixing, dry molding, and firing as shown in FIG. 1, for example.
木炭化炭素質′4#I維と、無機粉末または無機繊維と
、自己焼結性炭素質粉末とは、混合、成形されて複合体
を構成する。このときの混合手段は特に限定されないが
、強度および耐摩耗性を等方向にするためには、前記し
た原料を均一に混合することが好ましい。また、自己焼
結性炭素質粉末と未炭化炭素質繊維との配合割合は、前
者100重足部に対して、後者2〜70重量部程置部あ
り、より好ましくは前者100重量部に対して後者10
〜50重量部程度置部る。また、無機微小体の添加量は
、全体を100重量%としたとぎ3〜30重量%が好ま
しく、より好ましくは5〜]O重量%である。The charcoalized carbonaceous '4#I fiber, inorganic powder or inorganic fiber, and self-sintering carbonaceous powder are mixed and molded to form a composite. The mixing means at this time is not particularly limited, but in order to achieve uniform strength and wear resistance, it is preferable to mix the above-mentioned raw materials uniformly. In addition, the blending ratio of the self-sintering carbonaceous powder and the uncarbonized carbonaceous fiber is approximately 2 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of the former, more preferably 2 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of the former. The latter 10
Add about 50 parts by weight. Further, the amount of the inorganic fine particles added is preferably 3 to 30% by weight, and more preferably 5 to 10% by weight, based on the total weight of 100%.
特に、摩擦係数を高くするために、無機微小体として酸
化物を使用した場合は、酸化物粉末あるいは酸化物繊維
の添加量は、仝休を100重量%とじたとき3〜30重
量%が好ましく、より好ましくは5〜15重量%である
。In particular, when oxides are used as inorganic particles to increase the coefficient of friction, the amount of oxide powder or oxide fibers added is preferably 3 to 30% by weight, based on 100% by weight of the oxide. , more preferably 5 to 15% by weight.
本発明にかかる焼結体の成形は、常法によって行うこと
ができ、通常1〜10 t On/Cff12程度の加
圧上に所定の形状に成形−りればよい、、または、CI
P法、l−I T P法、ホツl〜プレス法などによ
って成形を行ってもよい。成形は、常温でまたは不活性
雰囲気下500′C程度までの加熱下に行うことかでき
る。The sintered body according to the present invention can be formed by a conventional method, and is usually formed into a predetermined shape under pressure of about 1 to 10 t On/Cff12;
The molding may be performed by the P method, the ITP method, the hot press method, or the like. Molding can be carried out at room temperature or under heating up to about 500'C in an inert atmosphere.
複合体は、焼結されて本発明にかかる焼結体となる。な
お、ここで焼結とは、常圧で700〜1500 ’C程
度に焼成して未炭化炭素質繊維および自己焼結性炭素質
粉末を炭化固結させることをいう。なお、必要に応じて
この炭化された複合体を黒鉛化炉で焼結温度以上に加熱
して黒鉛化させでもよい。炭化の条件は、特に限定され
ないが、通常非酸化性雰囲気中0.1〜300’C/時
間程度の速度で常温から1500°C程度の温度まで昇
湿し、0.5〜10時間程時間待して行えばよい。The composite body is sintered into a sintered body according to the present invention. Note that sintering here refers to carbonizing and solidifying the uncarbonized carbonaceous fibers and the self-sintering carbonaceous powder by firing at a temperature of about 700 to 1500'C under normal pressure. Note that, if necessary, this carbonized composite may be heated to a temperature higher than the sintering temperature in a graphitization furnace to graphitize it. The carbonization conditions are not particularly limited, but are usually heated in a non-oxidizing atmosphere at a rate of about 0.1 to 300'C/hour from room temperature to a temperature of about 1500 degrees Celsius for about 0.5 to 10 hours. Just wait and do it.
なお、焼結時にd5いてもより高温で焼結り−ることに
より複合体の一部は炭化の後、黒鉛化する。Note that even if d5 is reached during sintering, by sintering at a higher temperature, a part of the composite is carbonized and then graphitized.
また、黒鉛化の条件も、特に限定されず、非酸化性雰囲
気中で焼結時の温度から0.1〜500°C/時間程度
の速度で1500〜3000’C程度の温度まで昇温し
、0.5〜10時間程時間待すればよい。黒鉛化を行っ
た場合には、黒鉛結晶か十分に成長するとともに秩序正
しく配向し、これにより製品の密度、強度および耐摩耗
性などがさらに向上する。Furthermore, the conditions for graphitization are not particularly limited, and the temperature is raised from the temperature during sintering to a temperature of about 1500 to 3000'C at a rate of about 0.1 to 500°C/hour in a non-oxidizing atmosphere. , all you have to do is wait for about 0.5 to 10 hours. When graphitization is performed, graphite crystals grow sufficiently and are oriented in an orderly manner, thereby further improving the density, strength, wear resistance, etc. of the product.
この特殊な炭素繊維強化炭素焼結体は、焼結前の複合体
を未炭化炭素質繊維および無機粉末または無機繊維と、
未炭化炭素質繊維および無機粉末または無機繊維を埋設
した自己焼結性を右する木炭化炭素質粉末とで構成した
ものである。したかB
っで、複合体を焼結覆る場合、強化材としての炭素質繊
維が未炭化、または完全に炭化されていないものである
ため、この未炭化炭素質繊維と自己焼結性を有する未炭
化炭素質粉末とは、炭化される際に同程度の物理的性質
(強度、収縮率など)をもつ。、このため、これら炭素
質繊維と炭素質粉末との界面密着性か向」ニし、したか
って、高強度および優れた耐摩耗性を得ることができる
。要するに、複合体を焼結する場合、未炭化同士の炭素
質繊維と炭素質粉末とが同程度に収縮して結合するので
、これらの界面密着性が高まり、摩擦板の強度および耐
摩耗性が向上する。This special carbon fiber reinforced carbon sintered body is made by combining the composite before sintering with uncarbonized carbon fibers and inorganic powder or inorganic fibers.
It is composed of uncarbonized carbonaceous fibers and inorganic powder or charcoalized carbonaceous powder with self-sintering properties in which inorganic fibers are embedded. When the composite is sintered and covered, the carbonaceous fibers serving as the reinforcing material are uncarbonized or not completely carbonized, so they have self-sintering properties with the uncarbonized carbonaceous fibers. Uncarbonized carbonaceous powder has similar physical properties (strength, shrinkage rate, etc.) when carbonized. Therefore, the interfacial adhesion between these carbonaceous fibers and the carbonaceous powder is improved, and therefore high strength and excellent wear resistance can be obtained. In short, when sintering a composite, the uncarbonized carbon fibers and carbon powder shrink to the same degree and bond together, increasing their interfacial adhesion and increasing the strength and wear resistance of the friction plate. improves.
また、無機粉末または無機繊維を添加した炭素繊維強化
炭素焼結体で作られた摩擦板は、他の摩擦板との間に機
械的な抵抗力か鋤ぎ、これにより摩1察係数μが高く、
安定したものとなる。すなわち、添加された無機粉末ま
たは無機繊維が、相手材に対して機械的な抵抗力を及ぼ
すので、1冨動部祠の摩1察係数μが高く、安定したも
のとなる。In addition, friction plates made of carbon fiber-reinforced carbon sintered bodies containing inorganic powder or inorganic fibers have a mechanical resistance force between them and other friction plates, which increases the friction coefficient μ. high,
It becomes stable. That is, since the added inorganic powder or inorganic fiber exerts a mechanical resistance force on the mating material, the friction coefficient μ of the one-volume part becomes high and stable.
たとえば、無機粉末を添加した場合には、粉末状で必る
ため荷重の増加に伴い炭素71〜リックス部から離脱し
やすくなり、この無機粉末の離脱と炭素71〜リックス
部の凝着とがつり合うことにより、荷重の変動に対して
摩擦係数μが安定したものとなる。また、無機繊維を添
加した場合には、荷重が増加しても繊維状であるため炭
素マトリックス部から離脱しにくく、このため摩1察係
数μが高い値となる。For example, when inorganic powder is added, since it is necessarily in powder form, it becomes easier to separate from the carbon 71 to lix portion as the load increases, and the separation of this inorganic powder and the adhesion of the carbon 71 to lix portion are balanced. This makes the friction coefficient μ stable against changes in load. Further, when inorganic fibers are added, even if the load increases, since they are fibrous, they are difficult to separate from the carbon matrix portion, and therefore the friction coefficient μ becomes a high value.
また、前記したように結合材としての自己焼結性炭素質
粉末は、液状炭素質(A利からなる従来の結合材の使用
を不要とする。したがって、液状結合材の使用により発
生ずる気孔を充填するために、含浸、焼成を繰返す必要
がなく、本発明にかかる特殊炭素繊維強化炭素焼結体は
、前記したように第1図に示す乾式混合、乾式成形、焼
成という簡単な工程などで、安価に製造することができ
る。In addition, as mentioned above, the self-sintering carbonaceous powder as a binder eliminates the need to use the conventional binder made of liquid carbonaceous material. There is no need to repeat impregnation and firing for filling, and the special carbon fiber-reinforced carbon sintered body according to the present invention can be filled using the simple steps of dry mixing, dry molding, and firing as shown in FIG. , can be manufactured at low cost.
なお、添加する無機粉末または無機繊維によって摺動部
品の摩1察係数μが大きく変化覆るのは、l習動に伴う
発熱により、無機粉末または無機繊維の状態が変化する
ためと考えられている。たとえば、酸化物は耐熱性か高
いため、摺動時にもその粒子とか繊維の形状を残し、こ
のため、高い摩1察係数μを示すものと考えられ−Cい
る。また、ボウ化物は、酸化物とは逆に摺動時の熱によ
り、分解し液相を形成し、摩擦係数μを低下させている
と考えられている。The reason why the friction coefficient μ of sliding parts changes greatly depending on the inorganic powder or fiber added is thought to be because the state of the inorganic powder or fiber changes due to the heat generated by the movement. . For example, since oxides have high heat resistance, they leave their particle or fiber shapes during sliding, and are therefore thought to exhibit a high friction coefficient μ. Further, contrary to oxides, boride is thought to decompose and form a liquid phase due to heat during sliding, thereby lowering the coefficient of friction μ.
ざらに、未炭化炭素質繊維をタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料により表面処理した場
合には、炭素質繊維の界面の濡れ性が畠まり、これによ
り結合+オとしての炭素質粉末とのなじみ′[イ1か高
まるので、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着
性がさらに向上する。Generally speaking, when uncarbonized carbon fibers are surface-treated with a material containing a caking component such as tar, pitch, or organic polymer, the wettability of the carbon fiber interface increases, resulting in bonding and oxidation. Since the compatibility with the carbonaceous powder is increased, the interfacial adhesion between the carbonaceous fibers and the carbonaceous powder is further improved.
本発明の差動制限装置は、第一の摩擦板および第二の摩
擦板の両方を前記した炭素繊維強化炭素焼結体で構成し
ても、いずれか一方を炭素繊維強化炭素焼結体C構成し
てもよい。また、両方を炭素111i維強化炭素焼結体
で構成する場合、配合する無機微小体の種類および配合
割合を与いに異なったものとすることができる。また、
第一の摩擦板、第一の摩1寮板の全体を前記した炭素繊
維強化炭素焼結体で構成してし、摺動面となる部分のみ
を炭素繊維強化炭素焼結体で構成し、強度を受(プ持つ
部分、例えば、背板部を金属、樹脂あるいはセラミック
ス等の構造材料で構成することができる。In the differential limiting device of the present invention, even if both the first friction plate and the second friction plate are made of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body described above, one of the first friction plates and the second friction plate may be made of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body. may be configured. Further, when both are composed of carbon 111i fiber-reinforced carbon sintered bodies, the type and blending ratio of the inorganic microscopic bodies to be blended can be made to be different. Also,
The first friction plate and the first friction plate are entirely made of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body described above, and only the portion that becomes the sliding surface is made of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body, The portion that provides strength, for example, the back plate portion, can be made of a structural material such as metal, resin, or ceramics.
第一の摩擦板および第二の摩擦板は、前記した方法で直
接所定の形状に成形し、焼結して作っても、あるいはブ
ロック状の炭素ali維強化炭素焼結体を作りその後所
定形状寸法に機械加工(]て作つ−でもよい。なお、本
発明に係る特殊炭素繊維強化炭素焼結体以外の月利で作
られた第一の摩擦板おにび第二の摩擦板以外の他の差動
制限装置の部品は従来の差動制限装置の部品と同一のも
のでもよい。The first friction plate and the second friction plate can be formed by directly forming into a predetermined shape by the method described above and sintering, or by making a block-shaped carbon ali fiber reinforced carbon sintered body and then shaping into a predetermined shape. It may be made by machining () to the dimensions.In addition, the first friction plate and the second friction plate made of a material other than the special carbon fiber reinforced carbon sintered body according to the present invention may be Other limited slip differential components may be the same as conventional limited slip differential components.
[実施例] 以下、本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be explained in detail below.
(実施例1)
ディファレンシャルキャ装置として構成した本実施例1
の差動制限装置を第2図に示す。(Example 1) This example 1 configured as a differential car device
Fig. 2 shows a differential limiting device.
1はディファレンシャルケースでおり最終減速ギヤ(図
示Vす)と一体内に回転する。ディファレンシャルケー
ス1内には、同ケース1の回転軸に対して垂直す向にビ
ニオンジX・フト4か配設されC1デイフアレンシヤル
グース1に一体的に取り付りられでいる3、ピニオンシ
ャツ1〜/1には一対のピニオンキt3.3−が回転自
在に軸支されている。2.2′はビニAンヤギャ3.3
′に噛み合う一対のザーイトギAノであり、内側のスプ
ライン7にて、周知の如く、左右の駆動軸(図示せず〉
にそれぞれ連結されている。ディファレンシャルケース
1の側壁と1)−イドキャ2.2−の背面との間には、
いわゆる多板クラッチa構が配設されている。多板クラ
ッチ機構はデイファレンシXフルケス1に連結された第
一の摩擦板5aと1ノーイトギV2に連結された第二の
摩擦板5bとて構成されており、両摩擦板5a、5bは
交互に重ね合わされて配設されている。これら、第一の
摩擦板5aと第二の摩擦板5bとの摩擦力により、左も
の駆動軸間に所定以上〇差動が生じたとき、周知の如く
差動制限作用か行われる。1 is a differential case, which rotates integrally with the final reduction gear (V in the figure). Inside the differential case 1, a pinion shaft 4 is arranged perpendicularly to the rotation axis of the case 1, and is integrally attached to the C1 differential goose 1. A pair of pinion keys t3.3- are rotatably supported on the shafts 1 to 1. 2.2' is Vinny A Yagya 3.3
As is well known, the inner spline 7 connects the left and right drive shafts (not shown).
are connected to each other. There is a space between the side wall of the differential case 1 and the back of the 1)-id case 2.2-.
A so-called multi-disc clutch a structure is provided. The multi-plate clutch mechanism is composed of a first friction plate 5a connected to the differential It has been arranged. When a differential movement of more than a predetermined value occurs between the left drive shaft due to the frictional force between the first friction plate 5a and the second friction plate 5b, a differential limiting action is performed as is well known.
本実施例1の差動制限装置の第一のl皐1察仮5aの摺
動面は以下に詳述づる炭素繊維強化炭素焼結体で形成さ
れている。また、第二の摩擦板は、焼き入れ、焼き戻し
した鋼板(JIS 5K5)(Hv 450 )を
使用し、表面荒さ0.8μmR7、外径120mm、内
径100mm、厚さ1゜8mmのものを使用した。The sliding surface of the first lug 1 5a of the differential limiting device of the first embodiment is formed of a carbon fiber-reinforced carbon sintered body, which will be described in detail below. The second friction plate is made of hardened and tempered steel plate (JIS 5K5) (Hv 450) with a surface roughness of 0.8μmR7, an outer diameter of 120mm, an inner diameter of 100mm, and a thickness of 1°8mm. did.
第一の摩擦板5aは、第3図に示づ一形状のもので、厚
さ1.0mmの鋼板製の基板の両面に以下の方法で作っ
た厚さ1.0mmの炭素繊維強化炭素焼結体製のリング
状円盤をノ丁ノール係接着剤で張り(qけたものである
。The first friction plate 5a has the shape shown in FIG. 3, and has carbon fiber-reinforced carbon sintered plates 1.0 mm thick made by the following method on both sides of a 1.0 mm thick steel plate substrate. A ring-shaped disc made of solid material is glued with glue.
炭素繊維強化炭素焼結体を製造するに当り、まず、石炭
系の光学的等方性ピッチから常法により紡糸して得られ
た、糸径15μn]、糸長さか3mmの不融化繊維から
なる未炭化炭素質繊維を準備した。この未炭化炭素質繊
維を強化材としてこの未炭化炭素質繊維100重量部に
、中心粒径7μmのコールタール系メソカーボンマイク
ロビーズからなる自己焼結性炭素質粉末900重量部を
加えた後、均一に混合し、得られた混合物を21]。In producing the carbon fiber-reinforced carbon sintered body, first, it consists of infusible fibers with a diameter of 15 μn and a length of 3 mm obtained by spinning from coal-based optically isotropic pitch using a conventional method. Uncarbonized carbonaceous fibers were prepared. After adding 900 parts by weight of self-sintering carbonaceous powder consisting of coal tar-based mesocarbon microbeads with a center particle size of 7 μm to 100 parts by weight of this uncarbonized carbonaceous fiber using the uncarbonized carbonaceous fiber as a reinforcing material, 21].
n/cm2の成形汁力で成形して直径15cm高さQ、
3cmの円盤状の複合体とした。Molded with molding juice force of n/cm2, diameter 15cm height Q,
A 3 cm disc-shaped composite was formed.
次tこ、この複合体を非酸化性雰囲気中、150°C/
時間の速度で10oo’cまて昇温し、同温度で1時間
保持して焼成しで、未炭化炭素質繊維及び自己焼結性炭
素質粉末を炭化固結させた。そして、さらに非酸化性雰
囲気中、500’C/時間の速度−U゛2ε300’C
まで加熱し、20分保持して黒鉛化した。Next, this composite was heated at 150°C in a non-oxidizing atmosphere.
The temperature was raised to 100°C at a rate of 1 hour, and the temperature was maintained for 1 hour for firing, thereby carbonizing and solidifying the uncarbonized carbonaceous fibers and self-sintering carbonaceous powder. Further, in a non-oxidizing atmosphere, at a rate of 500'C/hour - U゛2ε300'C
The mixture was heated to a temperature of 100.degree. C. and held for 20 minutes to graphitize it.
このようにしてj■られた炭素繊維強化炭素円盤を機械
加工しで、基板に張り付りるリング状の円盤を作った。The thus prepared carbon fiber-reinforced carbon disk was machined to create a ring-shaped disk that stuck to the substrate.
なa3、この炭素繊維強化炭素焼結体円盤の一部を用い
て、偏光顕微鏡による表面観察、走査型電子顕微鏡によ
る71〜リツクスと強化繊維の界面状態の観察、密度お
よび曲げ強度を測定した。偏光顕微鏡による観察では、
マトリックスか焼結した炭素粒子が互いに密着し個々の
粒子が異なる色模様に輝くモザイク状に観察され、繊維
はこの71〜ノツ1〜クス中に点在した一様の色をもつ
島状に観察された。また、気孔を示1−黒い点が所々に
観察された。これら黒い点の面積は、全体の面積を10
0而積%としたとき約3面積%であった。走査型電子顕
微鏡で観察した71〜リツクスと強化繊維の界面状態は
両者か一体的に結合された状態か観察され、マトリック
スと強化繊維とか剥離しでいる状態は観察されなかった
。また、この炭素繊維強化炭素焼結体の密度は1.76
Ω/Cm3 、曲げ強度は9.3にΩ/mm2であった
。A3. Using a part of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body disk, the surface was observed using a polarizing microscope, the interface state between the 71~Rix and the reinforcing fibers was observed using a scanning electron microscope, and the density and bending strength were measured. When observed using a polarizing microscope,
The matrix or sintered carbon particles are observed in close contact with each other, and the individual particles are observed in a shining mosaic pattern with different color patterns, and the fibers are observed in the form of uniformly colored islands scattered throughout this matrix. It was done. In addition, black dots indicating pores were observed here and there. The area of these black dots is 10
When it was set as 0% by area, it was about 3% by area. The state of the interface between the 71-Rix and the reinforcing fibers observed with a scanning electron microscope showed that they were both integrally bonded, and no separation of the matrix and the reinforcing fibers was observed. In addition, the density of this carbon fiber reinforced carbon sintered body is 1.76
Ω/Cm3, and the bending strength was 9.3Ω/mm2.
本実施例1の差動制限装置をディノアレンシャルギャと
して自動車に取り付(づ、走行試験を実施した。この試
験では、ステイクスリップ、異常摩耗等の不都合はみら
れなかった。The differential limiting device of Example 1 was installed in a car as a dino differential gear, and a driving test was conducted. In this test, no problems such as stake slip or abnormal wear were observed.
(実施例2)
実施例1の差動制限装置の第一の摩擦板のI沢動面を形
成する炭素繊維強化炭素焼結体に代えで、以上に説明す
る方法で製造した炭素繊維強化炭素焼結体を基板の両面
に張り付りて実施例2の第一・の摩擦板を作った。なお
、差動制限装置の他の構成部分は実施例1のものと同じ
ものである。(Example 2) In place of the carbon fiber reinforced carbon sintered body forming the I sliding surface of the first friction plate of the differential limiting device of Example 1, carbon fiber reinforced carbon manufactured by the method described above was used. The first friction plate of Example 2 was made by attaching the sintered body to both sides of a substrate. Note that the other components of the differential limiting device are the same as those in the first embodiment.
本実施例2に係る炭素繊維強化炭素焼結体を製造り−る
に当り、まず、石炭系の光学的等方性ピッチを紡糸器に
供給し、340’Cに加熱した状態で不活性カスによる
加圧下にノズルから押出して得られたビッヂ繊維を、さ
らに酸化性雰囲気中350°Cで2時間保持して不融化
し、繊維径15μm、繊維長さが0.5rnmの不融化
未決化炭素質繊維を準備した。この強化材としての不融
化未決化炭素質繊維30重量%と、自己焼結性炭素質粉
末としての中心粒径7μmの]−ルタール系メッカボン
マイクロピース゛70重量%とを)見合したもの05重
量%に対し、粒径0.5μmのアルミナ粒子5重量%加
えて均一に混合し、得られた混合物を2ton/cm2
の成形圧力で成形して複合体を1胃−1こ。In producing the carbon fiber-reinforced carbon sintered body according to Example 2, first, coal-based optically isotropic pitch was supplied to a spinner, heated to 340'C, and an inert sintered body was heated to 340'C. Vidge fibers obtained by extruding them from a nozzle under pressure are further held at 350°C for 2 hours in an oxidizing atmosphere to make them infusible. quality fiber was prepared. The total weight of 30% by weight of this infusible unsettled carbonaceous fiber as a reinforcing material and 70% by weight of rutal-based Mekkabon micropieces with a center particle diameter of 7 μm as a self-sintering carbonaceous powder is 05% by weight. %, add 5% by weight of alumina particles with a particle size of 0.5 μm, mix uniformly, and mix the resulting mixture at 2 ton/cm2.
The composite was molded at a molding pressure of 1 stomach.
次に、この複合体を常圧で非酸化性雰囲気中、”1!:
+O’C/時間の速度で1000’Cまで昇温し、同温
度で1時間保持して焼成して、未炭化炭素質繊維および
自己焼結性炭素質粉末を焼結固結させた。そして、さら
に非酸化性雰囲気中、500 ’C/時間の速度で20
00’Cまで加熱し、20分保持してさらに焼結した。Next, this composite was heated in a non-oxidizing atmosphere at normal pressure.
The temperature was raised to 1000'C at a rate of +O'C/hour and fired by holding at the same temperature for 1 hour to sinter and consolidate the uncarbonized carbonaceous fibers and self-sintering carbonaceous powder. and further 20°C at a rate of 500'C/hr in a non-oxidizing atmosphere.
It was heated to 00'C and held for 20 minutes for further sintering.
これにより本実施例2に係る炭素繊維強化炭素焼結体を
1@た。As a result, the carbon fiber-reinforced carbon sintered body according to Example 2 was obtained.
なお、この炭素繊維強化炭素焼結体ブ[コックの一部を
用いて、実施例1と同様に、偏光顕微鏡(Jよる表面観
察、走査型電子顕微鏡による71〜リツクスと強化繊維
の界面状態のI2察、密度および曲げ強度を測定した。In addition, using a part of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body block, as in Example 1, the surface observation using a polarizing microscope (J) and the interfacial state between the 71~Rix and the reinforcing fibers using a scanning electron microscope were conducted. I2 observation, density and bending strength were measured.
偏光顕微鏡による観察では、71〜リツクスが焼結した
炭素粒子がqいに密着し個々の粒子か異なる色模様に輝
くモザイク状に観察され、繊維はこのマ]〜リッ1へラ
ス中に点在した一様の色を−bつ島状に観察され、また
、アルミナ粒子は白い点状に観察された。また、気孔を
示す黒い点が所々に観察された。これら黒い点の面積は
、全体の面積を100而積%としたとき約3面積%であ
った。走査型電子顕微鏡で観察した71〜リツクスと強
化繊維の界面状態は両者が一体的に結合された状態が観
察され、71〜リツクスと強化繊維とが剥離り、でいる
状態は観察されなかった。When observed using a polarizing microscope, the carbon particles sintered with 71 ~ lithics were observed to be closely adhered to each other in a mosaic pattern with individual particles shining in different color patterns, and the fibers were scattered throughout this matrix. A uniform color was observed in the form of islands, and alumina particles were observed in the form of white dots. In addition, black dots indicating pores were observed here and there. The area of these black dots was approximately 3% by area when the total area was taken as 100% by area. The state of the interface between the 71~Rix and the reinforcing fibers observed with a scanning electron microscope was such that the two were integrally bonded, and no separation of the 71~Rix and the reinforcing fibers was observed.
また、この炭素繊維強化炭素焼結体の密度は1゜76g
/Cm3、曲げ強度は8.5kg/mm2で′あった。Furthermore, the density of this carbon fiber reinforced carbon sintered body is 1°76g.
/Cm3, and the bending strength was 8.5 kg/mm2.
本実施例1の差動制限装置をディファレンシャルギヤと
して自動車に取り(=Jけ、走行試験を実施した。この
試験では、スデイクスリップ、異常摩耗等の不都合はみ
られなかった。The differential limiting device of Example 1 was used as a differential gear in an automobile, and a driving test was conducted. In this test, no problems such as differential slip or abnormal wear were observed.
(試験例1)
本発明の差動制限装置に使用された第一の摩擦板と第二
の摩擦板との間の摩1察係数および摩耗量の目安を得る
ため、および従来の差動制限装置の第一の摩擦板と第二
の摩擦板との間の摩l察係数および摩耗量とを比較する
ために、スラス1〜試験機による摩1察試験を実施した
。スラス1へ試験は、常に実施例の差動制限装置に使用
されたのと同じ第一の摩擦板を約51″pmで回転する
回転盤に固定り、、各実施例の第一の摩擦板および比較
のための各摩擦板をそれぞれ回転しないスラスト盤に固
定し、スラス1へ盤を押し出して摩擦板どうしを加重4
00 k Q−fで1=1.0時間押し付けて1占動さ
せ、ぞの時の摩擦係数おJζび摩耗量を測定した。なお
、スラス1〜試験はデイフッ・レンシャルオイルを使用
した油潤滑下で実施した。(Test Example 1) To obtain an estimate of the friction coefficient and amount of wear between the first friction plate and the second friction plate used in the differential limiting device of the present invention, and the conventional differential limiting device. In order to compare the friction coefficient and the amount of wear between the first friction plate and the second friction plate of the device, a friction test was conducted using a sluth 1 to test machine. To Thrust 1, the test was always carried out by fixing the same first friction plate as used in the limited slip differential of the example to a rotary disk rotating at approximately 51''pm; For comparison, each friction plate was fixed to a non-rotating thrust plate, and the plate was pushed toward thrust 1, and the friction plates were applied 4
00 k Q-f was pressed for 1=1.0 hours to make one occupation, and the friction coefficient Jζ and the amount of wear at each time were measured. Note that the test from Slash 1 was carried out under oil lubrication using differential oil.
比較例1の摩擦板と()ては、実開平2−30530号
公報に記載された方法(パ製造した炭素繊維強化炭素複
合体で作られた摩擦板を使用した0、また、比較例2の
摩擦板としては第4図に示すように、表面に縦横に油温
12を有する鋼板製のプレート13+にエアースプレー
後加熱硬化して形成した二硫化しリゾアン微粒子40重
量%とグラファイト微粒子15重量%とを含む厚さ30
μmの表面皮膜14を形成したものを使用L)だ。The friction plate of Comparative Example 1 was manufactured by the method described in Japanese Utility Model Application Publication No. 2-30530. As shown in Fig. 4, the friction plate is made of 40% by weight of rhizoane disulfide particles and 15% by weight of graphite particles formed by air spraying and heating hardening on a steel plate 13+ having an oil temperature of 12 in the vertical and horizontal directions on the surface. Thickness including 30%
A material with a surface film 14 of .mu.m is used (L).
得られた結果をまとめて第5図および第6図に示す。な
お、第5図の白丸は静摩擦係数、1字形状は動摩擦係数
を示す。第5図より、本実施例の差動制限装置に使用さ
れた摩擦板はいずれも静摩擦係数より動摩擦係数が高く
、比較例1の摩擦板と同じ差動制限装置として好ましい
特性を持つのが解る。また、本実施例の差動制限装置に
使用された摩擦板は比較例1および2の摩擦板に比較し
て摩擦係数が高くかつ摩耗量が少ない。とくに実施例2
の差動制限装置に使用された摩)東根は摩1察係数か高
くか′丁)摩耗部か少ない優れた特性をもつのが解る。The obtained results are summarized in FIGS. 5 and 6. Note that the white circles in FIG. 5 indicate the static friction coefficient, and the single-letter shapes indicate the dynamic friction coefficient. From FIG. 5, it can be seen that the friction plates used in the differential limiting device of this example all have a coefficient of dynamic friction higher than the coefficient of static friction, and have the same desirable characteristics as the friction plate of Comparative Example 1 as a differential limiting device. . Furthermore, the friction plate used in the differential limiting device of this example has a higher friction coefficient and less wear than the friction plates of Comparative Examples 1 and 2. Especially Example 2
It can be seen that the friction coefficient used in the differential limiting device has excellent characteristics with a high coefficient of friction and a small number of worn parts.
(試験例2)
実施例2て用いた炭素繊維強化炭素焼結体に配合された
無機微小体としてのレラミックの種類及び添加量を種々
変更しで、1−「W摩1察rt耗試験機による試験を実
施した。相手月として外径351T)m、内径31mn
’l、1lIll+方向の長さ8.7mmのSU J
2製のリングを使用し、潤滑油と1ノてSAF現格の5
W−30ベース到イルを使用し、回転速I身160回転
2、・′分で、相手祠の外周面に縦15゜7mrT1、
横6.3mrn、高さ10mmの試験片を荷重15kQ
fで加汗し、15分(占動させ、その時の摩耗量を測定
した。その結果を第7図(a)、(b)、(C)および
(d)に示13゜摩耗量の点から71”02、BNは問
題があるが、その他の無機微小体を含杓り−る炭素繊維
強化炭素焼結体と合金鋼との組合せが優れていることが
わかる、。(Test Example 2) By variously changing the type and amount of Reramic as an inorganic microscopic body blended into the carbon fiber reinforced carbon sintered body used in Example 2, A test was conducted with the outer diameter of 351T)m and inner diameter of 31mm as the mating moon.
'l, 1lIll+ direction length 8.7mm SU J
Using a ring made of 2, with lubricating oil and 1 knot, the current SAF 5
Using W-30 base rail, at a rotational speed of 160 rpm, 15°7 mrT1 vertically on the outer circumferential surface of the opponent shrine.
A test piece with a width of 6.3mrn and a height of 10mm was loaded with a load of 15kQ.
7 (a), (b), (C), and (d) show the results at the 13° wear amount point. 71"02, BN has problems, but it can be seen that the combination of carbon fiber-reinforced carbon sintered body containing other inorganic particles and alloy steel is excellent.
なお、上記実施例−C゛は添加りる無機微小体を−・種
類としたが、例えば摩擦係数低減に優れたものと、耐摩
耗性に優れたものを適切な比率で混合すれば更によい特
性か得られるでろう。In addition, in the above Example-C, the types of inorganic microscopic substances to be added were -, but it would be even better if, for example, one with excellent friction coefficient reduction and one with excellent wear resistance were mixed in an appropriate ratio. You will get some properties.
[発明の効果]
本発明の差動制限装置は、LJいに摺動じ、制動機能を
持つ第一の摩擦板および第二の摩1察仮の少なくとも一
方か、特殊な炭素繊維強化炭素焼結体でつくられている
。この炭素繊維強化炭素焼結体は摩擦係数か高くかつ静
摩1察係数より動摩1察係数が高いという特゛111と
、摩耗量か極め−C少ないという特性をもつ。このため
、本発明の差動制限装置はスTイクスリップとか制動力
不足の問題は生じない。また、摩耗量が少ないために耐
久性が高い。[Effects of the Invention] The differential limiting device of the present invention includes at least one of a first friction plate having a sliding LJ, a first friction plate having a braking function, and a second friction plate, or a special carbon fiber-reinforced carbon sintered plate. It is made by the body. This carbon fiber-reinforced carbon sintered body has the characteristics of a high coefficient of friction and a coefficient of dynamic friction that is higher than a coefficient of static friction, and an extremely small amount of wear. Therefore, the differential limiting device of the present invention does not suffer from the problem of T-slip or insufficient braking force. In addition, it has high durability due to less wear.
第1図は本発明の差動制限装置の第一の摩1察仮を構成
する特殊炭素繊維強化炭素焼結体の製造工程を示すブロ
ック図、第2図は実施例1の〆動制限装置の要部断面図
、第3図は実施例1の第一の摩擦板の平]n1図、第4
図は比較例2の摩1寮板の平面図、第5図a3よび第6
図は、それぞれ名実側倒d3よび比較例の摩擦板の摩1
察係数および摩耗量を示す図、第7図(a)、([))
、(C) d3よび(d)【よ炭素繊維強化炭素焼結体
に配合される無機微小体の種類および配合量を変えたと
きの摩1察係数と摩耗量を示J図である。
1・・・ディファレンシャルケース
2・・・リイトギA7 3・・・ピニオンギヤ4・・
・ピニオンシャツ1〜
5日・・・第一の摩擦板 5b・・・第二の摩擦板特許
出願人 トEl夕自動車株式会社
同 大阪瓦11ノi株式会社FIG. 1 is a block diagram showing the manufacturing process of a special carbon fiber-reinforced carbon sintered body constituting the first friction member of the differential limiting device of the present invention, and FIG. 2 is a differential limiting device of Example 1. Figure 3 is a cross-sectional view of the main part of the first friction plate of Example 1] Figure n1, Figure 4
The figure is a plan view of the polishing plate of Comparative Example 2, Figures 5 a3 and 6.
The figures show the friction plate friction 1 of the nominal side tilt d3 and the comparative example.
Diagram showing the detection coefficient and amount of wear, Figure 7 (a), ([))
, (C) d3 and (d) [Fig. 1...Differential case 2...Reit gear A7 3...Pinion gear 4...
・Pinion shirt 1 to 5 days...First friction plate 5b...Second friction plate Patent applicant Toel Yu Jidosha Co., Ltd. Osaka Kawara 11 Noi Co., Ltd.
Claims (2)
されて配設されており、第一の摩擦板と第二の摩擦板は
差動装置の相対回転可能な2部材に回転方向に一体的に
係合しており、第一の摩擦板と第二の摩擦板の両摩擦面
の少なくとも一方の摩擦面が、炭素繊維強化炭素質複合
体で構成された差動制限装置において、 前記炭素繊維強化炭素質複合体は、炭素マトリックス中
に炭素繊維があるいは炭素繊維と無機微小体とが一体的
に埋設された組織を有し、該炭素マトリックスは偏光顕
微鏡で見て光学的異方性の微粒子が均一に密集したモザ
イク構造をもち、該炭素繊維と該炭素マトリックスとの
間の界面で剥離している界面の割合が全界面に対して1
0%以下であり、かつ密度が1.65以上である炭素繊
維強化炭素焼結体で構成されていることを特徴とする差
動制限装置。(1) A first friction plate and a second friction plate are arranged to be alternately overlapped, and the first friction plate and the second friction plate are two members of a differential gear that can rotate relative to each other. A differential limiting device that is integrally engaged in the rotational direction, and that at least one of the friction surfaces of the first friction plate and the second friction plate is made of a carbon fiber-reinforced carbonaceous composite. In the above, the carbon fiber-reinforced carbonaceous composite has a structure in which carbon fibers or carbon fibers and inorganic microscopic bodies are integrally embedded in a carbon matrix, and the carbon matrix is optically visible when viewed with a polarizing microscope. It has a mosaic structure in which anisotropic fine particles are uniformly densely packed, and the ratio of the interface between the carbon fiber and the carbon matrix that is separated is 1 to the total interface.
0% or less and a density of 1.65 or more.
されて配設されており、第一の摩擦板と第二の摩擦板は
差動装置の相対回転可能な2部材に回転方向に一体的に
係合しており、第一の摩擦板と第二の摩擦板の両摩擦面
の少なくとも一方の摩擦面が、炭素繊維強化炭素質複合
体で構成された差動制限装置において、 前記炭素繊維強化炭素質複合体は、未炭化炭素質繊維を
あるいは未炭化炭素質繊維と無機微小体とを埋設した自
己焼結性を有する炭素質粉末とからなる複合体を焼結し
て得られる炭素繊維強化炭素焼結体で構成されているこ
とを特徴とする差動制限装置。(2) The first friction plate and the second friction plate are arranged to be alternately overlapped, and the first friction plate and the second friction plate are two members of the differential gear that can rotate relative to each other. A differential limiting device that is integrally engaged in the rotational direction, and that at least one of the friction surfaces of the first friction plate and the second friction plate is made of a carbon fiber-reinforced carbonaceous composite. The carbon fiber-reinforced carbonaceous composite is obtained by sintering a composite consisting of uncarbonized carbonaceous fibers or uncarbonized carbonaceous fibers and carbonaceous powder having self-sintering properties in which inorganic microscopic bodies are embedded. 1. A differential limiting device comprising a carbon fiber-reinforced carbon sintered body obtained by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189156A JPH0476085A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Differential limiting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189156A JPH0476085A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Differential limiting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476085A true JPH0476085A (en) | 1992-03-10 |
Family
ID=16236383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189156A Pending JPH0476085A (en) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | Differential limiting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476085A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225816A (en) * | 1984-04-25 | 1985-11-11 | Canon Inc | Gradient index single lens |
| JP2002533627A (en) * | 1998-12-22 | 2002-10-08 | キャタピラー インコーポレイテッド | Vehicle differential |
| JP4801788B1 (en) * | 2010-10-07 | 2011-10-26 | 株式会社日本開発コンサルタント | Multi-strip endless belt strip winding tensioning device |
| JP2011249382A (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Human Co Ltd | Mounting structure of holder for electronic equipment storage rack |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP2189156A patent/JPH0476085A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225816A (en) * | 1984-04-25 | 1985-11-11 | Canon Inc | Gradient index single lens |
| JP2002533627A (en) * | 1998-12-22 | 2002-10-08 | キャタピラー インコーポレイテッド | Vehicle differential |
| JP2011249382A (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Human Co Ltd | Mounting structure of holder for electronic equipment storage rack |
| JP4801788B1 (en) * | 2010-10-07 | 2011-10-26 | 株式会社日本開発コンサルタント | Multi-strip endless belt strip winding tensioning device |
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