JPH0476086A - Wet friction material - Google Patents

Wet friction material

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JPH0476086A
JPH0476086A JP18916690A JP18916690A JPH0476086A JP H0476086 A JPH0476086 A JP H0476086A JP 18916690 A JP18916690 A JP 18916690A JP 18916690 A JP18916690 A JP 18916690A JP H0476086 A JPH0476086 A JP H0476086A
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JP
Japan
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carbon
fibers
friction
friction material
inorganic
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Application number
JP18916690A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Michioka
博文 道岡
Yoshio Fuwa
良雄 不破
Hirohisa Miura
三浦 宏久
Yoshiteru Nakagawa
喜照 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a friction material for automatic transmission, excellent in durability and stability by forming a constitution wherein carbon fibers alone or together with fine inorganic particles are integrally buried in a carbon matrix in a specified manner. CONSTITUTION:This wet friction material has a constitution wherein carbon fibers alone or together with fine inorganic particles are integrally buried in a carbon matrix. The carbon matrix has a mosaic structure wherein fine particles optically anisotropic when observed under a polarizing microscope uniformly agglomerate. This friction material comprises a sinter of carbon fiber reinforced carbon, in which the percentage of the separated interface between the carbon fibers and the carbon matrix is at most 10% of the whole interface and which has a density of 1.65g/cm<3> or higher. Because of a small difference between the static coefficient of friction and the dynamic coefficient of friction, this friction material can reduce the engagement shock when changing speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明【jl、自動車等の流体式自動変速機としで用い
られるオー1〜マヂツク1〜ランスミツシヨン用湿式摩
1察初に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a wet friction sensor for automatic transmissions used in hydraulic automatic transmissions such as automobiles.

[従来の技術] 自動車の流体式自動変速機あるいは各種産業機械におい
て、油などの流体中で作動するクラッチには湿式摩擦材
が使用されている。従来、湿式摩擦材としてはパルプ繊
維、アスベス1〜、その他無機繊維に粉末、粒状の無機
質充填剤を配合しフェノール樹脂で結合されたものが一
般的に使用されている。また、その配合組成により性能
を向上させた提案かなされでいる(特公昭48−241
01号、特開昭58−77938号など)。特開昭62
−165037号公報には、湿式摩I察祠とし−C炭素
繊ML/炭素の複合vf(以下C/C拐という〉を適用
する旨の開示かある。
[Prior Art] In hydraulic automatic transmissions of automobiles and various industrial machines, wet friction materials are used in clutches that operate in fluids such as oil. Conventionally, wet friction materials generally used include pulp fibers, asbeth 1 and other inorganic fibers mixed with powdered or granular inorganic fillers and bonded with phenolic resin. In addition, proposals have been made to improve performance by changing the composition of the compound (Special Publication No. 48-241).
No. 01, JP-A-58-77938, etc.). Unexamined Japanese Patent Publication 1986
Publication No. 165037 discloses that a composite VF of -C carbon fiber ML/carbon (hereinafter referred to as C/C fiber) is applied as a wet grinding mill.

近年、自動車のエンジン出力の増大、変速機の小型化に
より摩擦材(こ対する性能要求か厳しくなり、従来の湿
式摩擦材では耐久性(耐摩耗性、耐熱性など)か満足で
きず、常に安定した摩擦特性か得(こくく、シフトフィ
ーリングなどの劣化をもたらす原因となる場合がある。
In recent years, due to the increase in automobile engine output and the miniaturization of transmissions, performance requirements for friction materials have become stricter, and conventional wet friction materials cannot satisfy durability (wear resistance, heat resistance, etc.) and are always stable. This may cause deterioration in friction characteristics such as stiffness and shift feeling.

[発明か解決しようとする課題] 上記の問題を解決するために、無機質充填剤をフェノー
ル樹脂で固めて形成したものに代りC/CvJを用いた
場合には耐熱性などが向上する。ところかこのc / 
c vJを用いで形成する場合には、先ず炭素繊維を所
定の形状に積層し、これにフェノール樹脂を含浸させ、
それを硬化させた後、加熱して炭化して炭素/炭素複合
材の成形体を得る。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to solve the above problems, when C/CvJ is used instead of the inorganic filler solidified with phenol resin, heat resistance etc. are improved. Somewhere this c/
When forming using c vJ, first stack carbon fibers in a predetermined shape, impregnate this with phenol resin,
After curing it, it is heated and carbonized to obtain a molded body of carbon/carbon composite material.

この成形体に樹脂の○浸、炭化を数回繰返し、CVD処
理により高密度化し、黒鉛化して作製している。しかし
このc / c +Aはそれ自体か脆く、また炭化時に
揮発性物質が発生するため(J気孔か残リボーラスとな
りやすい、そのため摩擦時に1−ツジ部かでき摩耗して
摩耗量か増大じ安定性に欠【−)るという問題かある。
This molded body is fabricated by repeating resin immersion and carbonization several times, densifying it by CVD treatment, and graphitizing it. However, this c / c + A is brittle in itself, and volatile substances are generated during carbonization (J pores or residual ribolus are likely to occur), so when friction occurs, the 1-joint part is worn out, increasing the amount of wear and stability. There is a problem that there is a lack of (-).

本発明kJ、上記の事情に鑑みてなされたもので、耐摩
耗性に優れた′lセ■殊炭素系複合(図料により耐久性
および安定性に優れたオー1〜マチツクトランスミツシ
ヨン用湿式摩隙祠を提供り−ることを目的とする。
The present invention, kJ, was developed in view of the above-mentioned circumstances. The purpose is to provide a wet grinding shrine.

「課題を解決するための手段1 本発明のオー1−71ツク1ヘランスミッション用湿式
摩瞭伺は、油中で第1プレートと第2ゾレトを係合して
i〜シルク伝達をd3こなうプレートを構成する湿式摩
1察材であって、該湿式摩擦材は、炭素71〜リツクス
中に炭素′fN!紺あるいは炭素繊維と金属およびセラ
ミックスかIう4fる無機微小体が一体的【こ埋設され
た組織を右し、該炭素71へワ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71ヘリツクスとの間の界
面で剥離している界面の割合が仝界面に対し)で10%
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したことを特徴とする。
``Means for Solving the Problems 1 The wet-type grinder for O1-71TSUKU1HERANCE transmission of the present invention engages the first plate and the second SOLETO in oil to transfer i~silk transmission to d3. The wet friction material is a wet friction material constituting the plate, and the wet friction material is composed of carbon 71 to 60% carbon, or carbon fibers, metals, and ceramics. [Considering the embedded structure, the carbon 71 wax has a mosaic structure in which optically anisotropic fine particles are uniformly densely packed when viewed with a polarizing microscope, and the carbon 71 wax has a mosaic structure in which optically anisotropic fine particles are uniformly densely packed. The ratio of the interface that is peeled off at the interface is 10% (relative to the other interface)
or less, and is characterized by being constructed of a carbon fiber-reinforced carbon sintered body having a density of 1.65 or more.

本発明の湿式摩擦材は、潤滑油中で第1ブレI〜(デス
クプレート)の摩擦面と第2プレー 1〜(プレーN〜
)の摩j察面とを接合、隔離して一方のブレートの回転
トルクを他方のプレートに伝達、おるいはこれを解除す
るのに使用される。
The wet friction material of the present invention can be applied between the friction surface of the first play I~ (desk plate) and the second play 1~ (play N~) in lubricating oil.
) is used to connect and isolate the grinding surface of one plate and transmit or release the rotational torque of one plate to the other plate.

この湿式摩擦材か炭素繊維強化炭素焼結体で構成されて
いる。
This wet friction material is made of carbon fiber-reinforced carbon sintered body.

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、偏光顕微鏡で児で、異方
性を示すものでも等方性を示すものでもよい。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
素繊維はマトリッ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よい。炭素1
11i維強化炭素焼結体中の炭素!1i紐の配合割合は
2〜50重量%、よりこのましくは10〜40重量%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 matrix. carbon 1
Carbon in 11i fiber-reinforced carbon sintered body! The blending ratio of the 1i string is preferably 2 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight.

炭素繊維強化炭素焼結体の構成部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、ウィスカ等のi紐
状、箔片等でもにい。無機微小体の炭素ll1i維強化
炭素焼結体の配合割合は3へ一30重量%、より好まし
くは5〜10重量%がよい。
These inorganic microscopic bodies can be in the form of powder, I-strings such as whiskers, pieces of foil, etc. The blending ratio of the inorganic microscopic carbon fiber-reinforced carbon sintered body is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 5 to 10% by weight.

炭素繊維強化炭素焼結体の構成部分である炭素7トリツ
クスは、偏光顕微鏡で見て光学的異方性の微粒子か均一
に密集した一E1アイク構造をもつ。
The carbon 7 trix, which is a component of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body, has an 1E1 Ike structure in which optically anisotropic fine particles are uniformly densely packed when viewed under a polarizing microscope.

偏光顕微鏡で兄て光学的異方性をもつとは、炭素か一定
方向に規則的に配列した組織をもつものと考えられる。
When observed under a polarizing microscope, optical anisotropy is thought to be due to carbon having a structure regularly arranged in a certain direction.

すなわち、この炭素マトリックスIJ5、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、炭素粒子か流動していず、
流れ線等の模様が無いことを意味する。偏光顕微鏡下で
[ザイク状に観察される炭素粒子の大きさは30μm以
下が好ましい。
That is, this carbon matrix IJ5 is in a state in which carbon particles having optical anisotropy are compacted in a dense state. Uniformly densely packed means that the carbon particles are not flowing;
This means that there are no patterns such as flow lines. The size of carbon particles observed in a zaic shape under a polarizing microscope is preferably 30 μm or less.

本発明の炭素wI紐強化炭素焼結体を構成する炭素繊維
と炭素7トリツクスとの間の界面の剥離面積は、全界面
面積に対り−る剥離している界面面積を]○%以下にす
る必敲がある。炭素71〜リツクスと炭素繊維とか剥離
していると炭素繊維の補強効果が充分に発揮されない。
The peeled area of the interface between the carbon fibers and the carbon 7 trix that constitute the carbon wI string-reinforced carbon sintered body of the present invention is such that the peeled interface area is less than % of the total interface area. There is a need to do so. If the carbon 71~lix and the carbon fibers are separated, the reinforcing effect of the carbon fibers will not be fully exhibited.

このため界面の剥離面積に1仝界而の10%以下より好
ましくは3%にするのかよい。
Therefore, the peeled area of the interface should be set at 10% or less, preferably 3%.

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、SEMという)で観察測定−C゛きる。
This peeling 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]0%以
■であるのか好ましい。この焼結体の気孔【J、偏光顕
微鏡で観察−りると黒い点として観察される。従って気
孔は観察している面積に占める黒い点の面積により気孔
率が計算で゛ぎる。
Further, the porosity of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body is preferably 0% or less. When observed under a polarizing microscope, the pores in this sintered body are observed as black dots. Therefore, the porosity of pores can be calculated by the area of the black dots occupying the observed area.

本発明にかかる炭素HME強化炭素焼結体の密度か1.
65以上とは、炭素マトリックスの緻密性、気孔が少な
くかつ炭素繊維と炭素71ヘワツクスとの界面が剥離し
ていないなどが総合された特性である。したかつて、7
1〜リツクスの緻密性が欠けたり、気孔率か高すぎたり
、111i紺と71へワックスとの間の剥離か多いと、
比重は1.65以下となる。
The density of the carbon HME-reinforced carbon sintered body according to the present invention is 1.
A value of 65 or higher is a combination of characteristics such as denseness of the carbon matrix, few pores, and no peeling at the interface between the carbon fiber and the carbon 71 hex. Once upon a time, 7
1 - If the density of the wax is lacking, the porosity is too high, or there is a lot of peeling between the 111i navy blue and the 71 wax,
The specific gravity will be 1.65 or less.

この炭素繊維強化炭素焼結体は、構成する炭素繊維の配
合割合、無機微小体の材質おにび配合割合、炭素繊維と
炭素マトリックスとの間の剥離面積の割合、気孔率など
が直接機械的強度に影響する。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600Kg/cri以上であるのか好まし
い。
This carbon fiber-reinforced carbon sintered body is characterized by direct mechanical changes such as the composition ratio of the carbon fibers, the material composition ratio of the inorganic particles, the ratio of the peeled area between the carbon fibers and the carbon matrix, and the porosity. Affects strength. When the mechanical properties of this carbon fiber-reinforced carbon sintered body are defined by bending strength, the bending strength of this sintered body is preferably 600 kg/cri 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
質繊維をお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からなる複合体を
焼結して得られる焼結体が採用できる。
The carbon fiber-reinforced carbon sintered body of the present invention is a composite body made of a self-sintering carbonaceous powder in which uncarbonized carbonaceous fibers or uncarbonized carbonaceous fibers and inorganic microscopic bodies are embedded. A sintered body obtained by sintering 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
れていない状態の炭素質繊維をいう。換言すれば、ざら
に熱処理をすることにより、炭化する余地を右する炭素
質繊維をいう。具体的には、原料に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55
0’Cを超えない温度で不融化した繊維をいう。PAN
 (ポリアクリロニトリル〉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 carbonaceous fibers that can be carbonized by rough heat treatment. Specifically, when pitch is used as a raw material, the as-spun fiber or the spun fiber is
It refers to fibers that are infusible at temperatures not exceeding 0'C. PAN
(For polymer-based fibers such as polyacrylonitrile and rayon-based fibers, this refers to fibers that have undergone a decomposition process and have not yet been graphitized.This type of carbon fiber includes, for example, coal-based or petroleum-based raw material pitch. Examples include pitch fibers obtained by spinning and infusible fibers obtained by infusibleizing the pitch fibers.

この原料ビッヂの紡糸a3よび不融化は常法に従ってお
こなえばよく、条141などは特に限定されない。通常
、ピッチ繊維は、原料ピッチを紡糸機に供給し、300
〜400’C程度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150〜5
00′C程度の温度で0.5〜5時間程度保持して不融
化繊維とすることかできる。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
3゜ 未炭化炭素質繊維の繊維長さは、短繊維、長繊維に特に
限定されるものではない。しかし、短繊維の場合には0
.01〜50mmのものを使用することかできる。特に
、0.03〜10#のちのか混合のしやすさ、アスペク
ト比の関係から好ましい。長すぎては繊維同士が絡みあ
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゜01mより短くては製品の強度か急激に低下し
て好ましくない。また、繊維径としては、5〜・25μ
m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。
The spinning a3 and infusibility of this raw material Vidge may be carried out according to a conventional method, and the length of the strips 141 etc. are not particularly limited. Normally, pitch fiber is produced by supplying raw material pitch to a spinning machine,
It can be obtained by extruding from a nozzle under pressure with inert dregs while heated to about ~400'C. In addition, such pitch fibers can be roughly heated to 150 to 50% in an oxidizing atmosphere.
It can be maintained at a temperature of about 00'C for about 0.5 to 5 hours to form an infusible fiber. In addition, this raw material pitch is
The fiber length of the 3° uncarbonized carbonaceous fiber, which may be optically isotropic or optically anisotropic, is not particularly limited to short fibers or long fibers. However, in the case of short fibers, 0
.. 01 to 50 mm can be used. Particularly, 0.03 to 10# is preferable from the viewpoint of ease of mixing and aspect ratio. If the length is too long, the fibers will become entangled with each other, resulting in poor dispersibility, which in turn will result in poor isotropy of product properties.
Moreover, if it is shorter than 0°01 m, the strength of the product will drop rapidly, which is not preferable. In addition, the fiber diameter is 5 to 25μ
It is preferable to have a diameter of about m. Furthermore, these fibers can also be used as nonwoven fabrics or coated fabrics.

未炭化炭素質繊維は、さらにタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料て表面処理し、結合材
とのなじみ性を向上させることか好ましい。この表面処
理は、炭素質繊維100重量部に100〜1000重量
部程麿の粘結成分含有材料を加えて攪拌し、有機溶媒に
より洗浄後、乾燥して行うことができる。
Preferably, the uncarbonized carbon fibers are further 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 100 to 1000 parts by weight of a material containing a sticky component to 100 parts by weight of carbonaceous fibers, stirring the mixture, washing with an organic solvent, and drying.

この表面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にい。ピッチを使用づ″る
場合には、攪拌時に140〜170′C程度の加熱か必
要となるので、処理(Δとしては、タールの方かより好
ましく、また後続の炭化および黒鉛化工程での炭化歩留
りの点からは、石炭系のものがより好ましい。
The tar and pitch used for this surface treatment are both coal-based and petroleum-based. When pitch is used, heating to about 140 to 170'C is required during stirring, so tar is more preferable for treatment (Δ), and carbonization in the subsequent carbonization and graphitization steps is more preferable. From the viewpoint of yield, 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、フェノール
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアル−」−ルなどを
挙げることかできる。
Examples of organic polymers used for this surface treatment include phenolic resins, polyvinyl chloride, and polyvinyl alcohols.

上記の表面処理の洗浄で使用する有機溶媒としでは、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。有機溶媒は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
損部程度を加え、潰拌洗浄する。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、加熱おにび/または減圧などの
条件下に乾燥処理される。乾燥処理は、これらの方法に
限定されるものではない。
As the organic solvent used for cleaning in the above surface treatment, aromatic solvents such as toluene and xylene can be used. The organic solvent is added in an amount of about 100 to 1000 parts by weight to 100 parts by weight of the mixture of the uncarbonized carbon fiber and the adhesive component-containing material, and the mixture is crushed and washed. 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.

さらに、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。すなわち、乾燥させた
繊維か、塊状化または凝集してい1す ることかあるので、このような場合tこは、通常の粉体
ミル、71へマイザ−、バルバライザーなどの任意の手
段により分散をおこなう。
Furthermore, the uncarbonized carbonaceous fibers that have been dried and surface-treated are subjected to a dispersion treatment, if necessary. In other words, the dried fibers may be lumped or aggregated, so in such cases, dispersion should be carried out by any means such as a normal powder mill, a hemizer, a bulbarizer, etc. Let's do it.

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、
摩擦梢の摩1察係数μを低く安定したものとしたり、比
較的高い値の摩擦係数μであっても高耐摩耗性、高耐焼
付き特性を付与したりするために、添加するものである
。この無機微小体は、融点1000’C以上で炭素と反
応しないもの、より好ましくはぎらにHV”1000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
It is added to keep the friction coefficient μ of the friction tree low and stable, and to provide high wear resistance and high seizure resistance even with a relatively high friction coefficient μ. . The inorganic fine particles have a melting point of 1000'C or more and do not react with carbon, and more preferably have a HV of 1000 or more.

かかる無機物として、無機酸化物、無機炭化物、無機窒
化物などを挙げることができる。無機酸化物として、た
とえば△、f! 203、TiO2、ZrO2、MQO
などを挙げることかできる。無機炭化物として、たとえ
ば丁1c、王aC1/r″Cなどを挙げることかできる
。無機窒化物として、たとえば丁IN、Cr2N、王a
N、 A、fJ N、 Z rNなどを挙げることがで
きる。ざらに、Fe、Mn、MOlNi、Nb、3i、
V、王i % W%どの無機物も使用することかできる
。なお、これらの無機物は、金属の状態で添加すること
も可能である。また、無機微小体としては、微粒子状の
ものの他ウィスカ、セラミックス繊維が含まれる。
Examples of such inorganic substances include inorganic oxides, inorganic carbides, and inorganic nitrides. Examples of inorganic oxides include △, f! 203, TiO2, ZrO2, MQO
I can list many things. Examples of inorganic carbides include Cl 1c, Cl 1/r''C, etc. Examples of inorganic nitrides include Cl IN, Cr2N, Cl 1/r''C, etc.
N, A, fJ N, Z rN, etc. can be mentioned. Rani, Fe, Mn, MOLNi, Nb, 3i,
V, King i% W% Any inorganic material can be used. Note that these inorganic substances can also be added in the form of metals. Furthermore, inorganic microscopic bodies include whiskers and ceramic fibers in addition to fine particles.

前記したにうに無機微小体のうらから、適切なものを選
択することによって、摩擦梢の摩擦係数μ、耐摩耗特性
、耐焼付き特性などを好適な状態に管理−りることかで
きる。
By selecting an appropriate one from among the inorganic fine particles described above, the friction coefficient μ, wear resistance characteristics, anti-seizure characteristics, etc. of the friction tip can be controlled to a suitable state.

無機微小体として無機粉末を使用した場合は、マ]〜リ
ツクス材とのなじみ性、分散性およびでき上った焼結体
の強度と耐摩耗性を考慮して、粒径0.1〜5μmのも
のが好ましく、より好ましくは0.2〜4μmである。
When inorganic powder is used as the inorganic particles, the particle size should be 0.1 to 5 μm, taking into consideration its compatibility with the matrix material, dispersibility, and the strength and wear resistance of the finished sintered body. The thickness is preferably 0.2 to 4 μm, 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は、マ
トリックス伺とのなじみ性、分散性、出来上った焼結体
の強度と耐摩耗性および繊維の離IB2を考慮して、直
径0.7〜4C1m、長さ0゜01〜8mmのものが好
ましく、J、り好ましくは直径1〜15μm、長さ0.
05〜3mmでおる。
In addition, when inorganic fibers are used as the inorganic microscopic bodies, the diameter is 0.0000. 7-4C1m, length 0°01-8mm is preferable, J, more preferably diameter 1-15μm, length 0.
05-3mm.

炭素質粉末は、本発明の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。この炭素質粉末は自己焼結性
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。この自己焼結性炭素質粉末としては、石油系およ
び石炭系のいずれでおってもよく、具体的には、メソカ
−ホンマイクロビーズ、バルクメソ−ノエーズ粉砕品、
低温か焼コークス粉砕品などを挙げることができる。こ
れらの中では、粒径ン13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ソカーボンマイ
クロビーズが好ましく、炭化歩留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、より好ましく
は6〜30%、さらに好ましくは8〜25%である。
The carbonaceous powder constitutes the binding material of the carbon fiber-reinforced carbon sintered body of the present invention. This carbonaceous powder has self-sintering properties and is uncarbonized or not completely carbonized. The self-sintering carbonaceous powder may be petroleum-based or coal-based, and specifically includes mesocarbon microbeads, bulk meso-noise pulverized products,
Examples include pulverized products of low-temperature calcined coke. Among these, petroleum-based and coal-based mesocarbon microbeads are preferred from the viewpoint of particle size 13, compositional uniformity, stability, etc., and coal-based mesocarbon microbeads are more preferred from the viewpoint of carbonization yield. As self-sintering carbonaceous powder,
Preferably, the particle size is 30 μm or less and the amount of β-resin is about 3 to 50%. In addition, this amount of β-resin is more preferably 6 to 30%, still more preferably 8 to 25%.

本発明の焼結体は、たとえば未炭化炭素質繊維と、無機
粉末または無機繊維と、自己焼結性炭素質粉末とを乾式
で混合し、次いで混合物を加圧成形および焼成という簡
単な工程で製造できる。そして必要に応じて機械加工し
−C完成品とされる。
The sintered body of the present invention can be produced by a simple process of, for example, dry mixing uncarbonized carbon fibers, inorganic powder or inorganic fibers, and self-sintering carbonaceous powder, then press-molding and firing the mixture. Can be manufactured. Then, if necessary, it is machined to produce a -C finished product.

未炭化炭素質繊維と、無機粉末また【J、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か、
強度あにび耐摩耗性を等方向にするためには、前記しノ
だ原料を均一に混合−りることか好Jニジい。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重量部に対して、後者2−70重量部程度
であり、より好ましくは前者100重量部に対して後者
10〜50重吊部程度で゛ある。また、無機微小体の添
加量は、仝休を’100巾量%とじたとき3−30重量
%が好ましく、より好ましくは5〜10重半%である。
Uncarbonized carbon fibers, inorganic powders, [J, inorganic fibers,
The self-sintering carbonaceous powder is mixed and molded to form a composite. The mixing means at this time is not particularly limited, or
In order to make the strength and abrasion resistance uniform, it is best to uniformly mix the raw materials mentioned above. Further, the blending ratio of the self-sintering carbonaceous powder and the uncarbonized carbonaceous fiber is about 2-70 parts by weight per 100 parts by weight of the former, and more preferably about 2-70 parts by weight of the latter per 100 parts by weight of the former. It is about 10 to 50 heavy hanging parts. Further, the amount of the inorganic fine particles added is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 5 to 10% by weight when the weight of the inorganic particles is 100%.

本発明にかかる焼結体の成形は、常法ににつで行うこと
ができ、通常1〜i Q ton / cI7i程度の
加L」■”’Fで所定の形状に成形すればよい。または
、CI P法、l−11P法、ホラ1〜プレス法などに
よって成形を行って−bよい。成形は、常温でまたは不
活性雰囲気上J 00°C程度の温度までの加熱下でヒ
1シこなうことができる。
The sintered body according to the present invention can be formed by a conventional method, and is usually formed into a predetermined shape by applying an additive of about 1 to i Q ton / cI7i. Or The molding may be carried out by the , CIP method, l-11P method, Hola 1 to press method, etc.The molding may be carried out by heating at room temperature or in an inert atmosphere to a temperature of about 00°C. I can do it.

成形体は、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〜・2o o o 
’c程度の温度で焼結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
度双子に加熱して黒鉛化させてもJ: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/時間程度の昇温速度で常温から1500
’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。なお、焼結時においてもより高温で焼結す
ることにより複合体の一部は炭化の後、黒鉛化する。
The molded body is sintered to become a sintered body according to the present invention. Note that sintering here means 700~・2o o o at normal pressure.
It refers to carbonizing and solidifying uncarbonized carbonaceous fibers and self-sintering carbonaceous powder by sintering at a temperature of about 'c. In addition,
If necessary, this carbonized composite may be graphitized by heating it to the sintering temperature in a graphitizing furnace. The carbonization conditions are not particularly limited, but usually 0.1-
・From room temperature to 1500℃ at a heating rate of about 300'C/hour
It is sufficient to raise the temperature to about 'C' and wait for about 0.5 to 10 hours. Note that 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
の昇温速度で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、黒鉛結晶が製品の密度、強度および
耐摩耗性などをざらに向上させる。
Furthermore, the conditions for graphitization are not particularly limited, and the temperature is raised from the temperature during sintering in a non-oxidizing atmosphere to a temperature of about 1500 to 3000'C at a heating rate of about 0.1 to 500°C/hour. Just warm it up and wait for about 0.5 to 10 hours. When graphitized, graphite crystals significantly improve the density, strength, and wear resistance of the product.

この特殊な炭素繊維強化炭素焼結体は、焼結前の成形体
を未炭化炭素質繊維および無機粉末または無機繊維とを
埋設した自己焼結性を有する未炭化炭素質粉末で構成し
たもの−Cある。したかつて、成形体を焼結する場合、
強化材としての炭素質繊維か未炭化、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
自己焼結性を右する未炭化炭素質繊維とは、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。
This special carbon fiber-reinforced carbon sintered body consists of a compact before sintering made of uncarbonized carbon fibers and inorganic powder or uncarbonized carbonaceous powder with self-sintering properties embedded with inorganic fibers. There is C. In the past, when sintering a molded body,
The carbonaceous fiber used as a reinforcing material is either uncarbonized or not completely carbonized, so this uncarbonized carbonaceous fiber and the uncarbonized carbonaceous fiber that determines self-sintering properties differ when carbonized. They have similar physical properties (strength, shrinkage rate, etc.).

このため、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着
性が向上し、高強度および優れた耐摩耗性を得ることか
で゛きる。要するに、成形体を焼結する場合、未炭化同
士の炭素質繊維と炭素質粉末とh)同程度に収縮して結
合するので、これらの界面密着性か高まり、摩擦材の強
度および耐摩耗性か向上する。
Therefore, the interfacial adhesion between these carbonaceous fibers and the carbonaceous powder is improved, making it possible to obtain high strength and excellent wear resistance. In short, when a compact is sintered, uncarbonized carbon fibers and carbon powder h) shrink to the same degree and bond together, increasing their interfacial adhesion and improving the strength and wear resistance of the friction material. or improve.

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部品は、相手材との間に機械的な
抵抗力が動き、これにより摩擦係数μか高く、安定した
ものとなる。づなわち、添加された無機粉末または無機
繊維か、相手材に対して機械的な抵抗力を及ばずので、
摩1察材の摩1察係数μか高く、安定したものとなる。
In addition, parts made of carbon fiber-reinforced carbon sintered bodies with inorganic powder or inorganic fibers have a mechanical resistance between them and the other material, which results in a high coefficient of friction μ and stability. Become. In other words, the added inorganic powder or inorganic fiber does not exert mechanical resistance on the mating material.
The friction coefficient μ of the friction material is 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へワ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マトリックス部
の凝着とかつり合うことにより、荷重の変動に対して摩
1察係数μか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71〜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, carbon 71 tends to separate from the wax part as the load increases, and by balancing the separation of the inorganic powder with the adhesion of the carbon matrix part, The friction coefficient μ remains 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 71 to lix 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、液状炭素質月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
する気孔を充填するために、含浸、焼成を繰返す必要が
ない。本発明にかかる特殊炭素繊維強化炭素焼結体は、
前記し7jように乾式混合、加圧成形、焼成という簡単
な二F程などで、安価に製造することかできる。
Furthermore, as described above, the self-sintering carbonaceous powder as a binder eliminates the need for a conventional binder consisting of liquid carbonaceous material. Therefore, there is no need to repeat impregnation and firing in order to fill the pores caused by the use of a liquid binder. The special carbon fiber reinforced carbon sintered body according to the present invention is
As described in 7j above, it can be manufactured at low cost by a simple two-step process of dry mixing, pressure molding, and firing.

なお、適切な無機粉末または無機繊維を選択することに
よって、炭素繊維強化炭素焼結体で作られた製品の摩1
察係数μを、その用途に応じた好適な値に管理すること
ができる。無機粉末を無機炭化物とした場合、摩擦材の
摩擦係数μを0.15〜0.35の範囲に管理すること
ができ、無機粉末を無機窒化物とした場合、摩1g祠の
摩擦係数μを0.1・−0,35の範囲に管理すること
かてぎ、そして無機粉末を無は酸化物とした場合、摩擦
材の摩1察係数μを0.25〜0.5の範囲に管理覆る
ことかできる。
By selecting appropriate inorganic powders or inorganic fibers, the wear of products made from carbon fiber-reinforced carbon sintered bodies can be improved.
The detection coefficient μ can be managed to a suitable value depending on the application. When the inorganic powder is an inorganic carbide, the friction coefficient μ of the friction material can be controlled within the range of 0.15 to 0.35, and when the inorganic powder is an inorganic nitride, the friction coefficient μ of 1 g of abrasion If the inorganic powder is an oxide, the friction coefficient μ of the friction material should be controlled within the range of 0.25 to 0.5. You can cover it.

なお、添加する無機粉末または無機繊維によって摩擦板
の摩擦係数μが大きく変化するのは、摩擦に伴う発熱に
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
、摩1察時にもその粒子とか繊維の形状を残し、このた
め、高い摩擦係数μを示づものと考えられている。
The reason why the coefficient of friction μ of the friction plate changes greatly depending on the inorganic powder or fibers added is thought to be because the state of the inorganic powder or fibers changes due to the heat generated by friction. For example, since oxides have high heat resistance, they remain in the form of particles or fibers even during friction, and are therefore thought to exhibit a high coefficient of friction μ.

さらに、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【jl、炭素質繊維の界面の濡れ性が高まり、これ
により結合材としての炭素質粉末とのなじみ性が高まる
ので、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着性か
さらに向上する。
Furthermore, when uncarbonized carbonaceous fibers are surface-treated with a material containing a viscosity component such as tar, pitch, or organic polymer, the wettability of the carbonaceous fiber interface increases, which makes it difficult to use as a binder. Since the compatibility with the carbonaceous powder is improved, the interfacial adhesion between these carbonaceous fibers and the carbonaceous powder is further improved.

[実施例] 以下、実施例により具体的に説明する。[Example] Hereinafter, this will be explained in detail using examples.

この摩擦材は以下のようにして作製した。This friction material was produced as follows.

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15μm、糸長さが3#の不融化繊維から
なる未炭化炭素質繊維を用意づる。
Uncarbonized carbonaceous fibers made of infusible fibers with a diameter of 15 μm and a length of 3# are prepared by spinning coal-based optically isotropic pitch using a conventional method.

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300重量部に、中心粒径7μmの]ルタール系メ
ンカーボンミクロビーズからなる自己焼結性炭素粉末7
00重量部を加えた後、均一に混合し、得られた混合物
を外径130/II/I+内径100mの中空円板状に
し2 ton / cmの成形圧ツノで成形体を形成し
た。
Using this uncarbonized carbonaceous fiber as a reinforcing material, 300 parts by weight of this uncarbonized carbonaceous fiber is combined with self-sintering carbon powder 7 consisting of Luthal-based carbon microbeads with a center particle size of 7 μm.
After adding 00 parts by weight, the mixture was mixed uniformly, and the resulting mixture was shaped into a hollow disk having an outer diameter of 130/II/I+inner diameter of 100 m, and a molded body was formed using a molding pressure horn of 2 ton/cm.

次に、この成形体を非酸化性雰囲気中、150’C/時
間の昇温速度で1000°Cまで胃温し、同温度で1時
間保持して焼結し、未炭化炭素質繊維d3よび自己焼結
性炭素質粉末を炭化固結さ−けた。
Next, this molded body was heated to 1000°C at a heating rate of 150'C/hour in a non-oxidizing atmosphere, and sintered by holding at the same temperature for 1 hour. The self-sintering carbonaceous powder was carbonized and consolidated.

そして、さらに非酸化性雰囲気中、500’C/時間の
昇温速度で2800 ’Cまで昇湿させて20分間保持
してNO31の摩Inとした1゜なd5、この炭素、*
帷強化炭素焼結体の一部を用いて、偏光顕微鏡による表
面観察、SEMににる71〜(ノッ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、マトリックスが焼結した炭素粒子
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71〜リツクス中に点在した一様の色をもつ島状に観
察された。これら黒い点の面積は、全体の面積を100
面積%としたとき約3面積%であった。
Then, in a non-oxidizing atmosphere, the temperature was raised to 2800'C at a heating rate of 500'C/hour and held for 20 minutes to remove NO31, which was 1°d5, this carbon, *
Using a part of the fiber-reinforced carbon sintered body, the surface was observed using a polarizing microscope, the interface state between Knox and reinforcing fibers was observed using SEM, and the density and bending strength were measured. The matrix was observed as a mosaic of sintered carbon particles with different colored patterns, and the fibers were observed as uniformly colored islands scattered throughout this 71~rix.The area of these black dots was The total area is 100
When expressed as area %, it was about 3 area %.

SEMで観察したマトリッ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〜ワツ
クスと強化繊維とが剥離して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CJ、1.
809/cm3、曲げ強度は9゜/IK9/#2であっ
た。
The state of the interface between the matrix and reinforcing fibers observed by SEM was such that they were integrally bonded, and no separation of the 71-wax and reinforcing fibers was observed. Further, the density CJ of this carbon fiber reinforced carbon sintered body, 1.
809/cm3, and the bending strength was 9°/IK9/#2.

N092の摩m+Aは次のようにして作製した。N092 m+A was produced as follows.

石炭系の光学的等方性ピッチを紡糸機に供給し、340
℃に加熱した状態で不活性ガスによる加圧下にノズルか
ら押出して得られたピッチ繊維を、ざらに酸化性雰囲気
中で350’Cで2時間保持して不融化し、繊維径15
μrT1、繊維長ざか0.5履の不融化木炭化炭素繊維
を作製した。この強化材としての不融化未炭化炭素繊維
30重最%と、自己焼結性炭素質粉末としての中心粒径
771mの]−ルタール系メソカーボンマイクロビーズ
70中量%とを混合したもの95%に対し、粒径4゜0
μmのアルミナを5重量%加えた混合物をNo。
Coal-based optically isotropic pitch was fed to the spinning machine, and 340
Pitch fibers obtained by extruding them from a nozzle under pressure with an inert gas while heated to 15°C are held at 350°C for 2 hours in a roughly oxidizing atmosphere to make them infusible, and the fiber diameter is 15°C.
Infusible charcoalized carbon fibers with μrT1 and a fiber length of 0.5 mm were produced. A 95% mixture of 30% by weight of infusible uncarbonized carbon fibers as a reinforcing material and 70% by weight of rutal mesocarbon microbeads with a center particle diameter of 771 m as self-sintering carbonaceous powder. However, the particle size is 4゜0
No. A mixture containing 5% by weight of μm alumina.

1と同様に成形した。It was molded in the same manner as 1.

次に、この成形体を非酸化性雰囲気中、1bO’C/時
間の速度で1000°Cまで昇湿し、同温度で1時間保
持して焼結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た1、そして、ざらに非酸化性雰
囲気中、500’C/時間の昇温速度で2000°Cま
で昇温させて20分間保持して焼結した。
Next, this molded body is heated to 1000°C at a rate of 1 bO'C/hour in a non-oxidizing atmosphere, and kept at the same temperature for 1 hour to sinter to form uncarbonized carbon fibers and self-sinter. The carbonaceous powder was carbonized and solidified in 1, and then sintered by raising the temperature to 2000°C at a rate of 500°C/hour in a roughly non-oxidizing atmosphere and holding it for 20 minutes.

なa3、この炭素1.ti維強化炭素焼結体の一部を用
いて、実施例No、1と同様に、偏光顕微鏡による表面
観察、SFM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、71へワックス
か焼結した炭素粒子が互いに密希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、繊維はこのマトリ
ックス中に点在した一様の色をもつ島状に観察された。
Na a3, this carbon 1. Using a part of the Ti fiber-reinforced carbon sintered body, in the same manner as in Example No. 1, the surface was observed using a polarizing microscope, the interface state of SFM was observed, and the density and bending strength were measured. When observed using a polarized light microscope, the wax or sintered carbon particles were observed to form a mosaic pattern in which the individual particles were closely intermixed with each other and had different colored patterns, and the fibers had a uniform color scattered throughout this matrix. It was observed as an island.

又、これら黒い点の面積は、全体の面積を100面積%
とじたとき約3面積%であった。SEMで観察した71
ヘワ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l察され、マトリックスと強化繊維とか剥
離している状態【よ観架されなかった。
Also, the area of these black dots is 100% of the total area.
When closed, the area was about 3%. 71 observed with SEM
The state of the interface between the matrix and the reinforcing fibers was considered to be that they were both integrally bonded, and the matrix and reinforcing fibers were separated.

また、この炭素繊維強化炭素焼結体の密度は1゜86g
/cm3、曲げ強度は8.0KFi/mm2であつlこ
 。
In addition, the density of this carbon fiber reinforced carbon sintered body is 1°86g.
/cm3, and the bending strength is 8.0KFi/mm2.

N093は比較例どじで従来のセルロース繊組を基伺と
した摩1寮材を作製した。これは繊維径10μrTlの
セル[1−ス繊維50重量部と、無機充填剤(ケイソウ
士、チタン酸カリウム、カラス繊維〉40重量部との混
合物を水中で抄紙して厚さ0゜558の基(オを作製し
、これにフェノール樹脂を含浸しさせて加熱硬化させ所
定の形状に積層加工して摩擦材を形成した。
No. 093 was a comparative example, and a molding material based on conventional cellulose fibers was produced. This is made by making paper in water from a mixture of 50 parts by weight of cell fibers with a fiber diameter of 10 μrTl and 40 parts by weight of inorganic fillers (diatomite, potassium titanate, glass fibers) to a thickness of 0°558. A friction material was prepared by impregnating it with a phenol resin, curing it by heating, and laminating it into a predetermined shape.

(試験例1) 摩耗試験 この試験は1−記の方法で作製したそれぞれ摩擦板(外
径127#、内径108#)3枚と鋼製(材質5P02
8>セパレータ4枚を絹合せA丁F油中で5AENo、
2試験機により摩I察係合試験をおこなった。
(Test Example 1) Wear test This test was conducted using three friction plates (outer diameter 127#, inner diameter 108#) made by the method described in 1-1 and steel (material 5P02).
8> Put 4 separators together in silk A-F oil, 5AENo.
A friction detection engagement test was conducted using 2 test machines.

条イど1は回転数:4000r、p、m、押付はカニ5
00Kgf、油温:110’C1で繰返し回数:200
0回おこない、その時に発生する1ヘルク波形を調べた
。なお、このトルク波形において、曲線の勾配により摩
擦係数を算出した。第1図(a>においてa:初期摩擦
係数、b:動摩擦係数、C:静摩1察係数の各位置に相
当する位置で算出した。
Row number 1 is rotation speed: 4000r, p, m, pressing is crab 5
00Kgf, oil temperature: 110'C1, number of repetitions: 200
This was repeated 0 times and the 1 Herc waveform generated at that time was examined. Note that in this torque waveform, the friction coefficient was calculated based on the slope of the curve. Calculations were made at the positions corresponding to the positions of a: initial friction coefficient, b: dynamic friction coefficient, and C: static friction coefficient in FIG. 1 (a>).

初期および2000ザイクル後のトルク波形を第1図(
a>(b)に示す。なお、横!+I+が係合に2/l 要した時間で縦軸は摩1察力である。
The torque waveforms at the initial stage and after 2000 cycles are shown in Figure 1 (
Shown in a>(b). In addition, sideways! +I+ is the time required for engagement of 2/l, and the vertical axis is the friction force.

N013の比較例では係合開始後C摩1察力か低小し係
合完了時に急激に摩擦力が高まる波形を示io一方丈側
倒のNo、1.2は係合まで平らな曲線で係合完了時で
も比較例のような尖った形にならずなだらかな曲線とな
っている6、シたかつてスムースな係合か可能である。
In the comparative example of No. 1.3, the friction force is low after the start of engagement, and the friction force increases rapidly when the engagement is completed. No. 1.2 shows a flat curve until engagement. Even when the engagement is completed, it does not take on a sharp shape as in the comparative example, but instead has a gentle curve. 6, smooth engagement is possible.

従来のバルブを基材のNo、3の摩擦板では、初期a3
よび2000ザイクル時とも静摩擦係数/動摩1察係数
か1.0以上となっており、係合時の変速ショックなど
の影響によるフィーリングが悪くなるのに対して、実施
例のNo、1.2の摩擦板ではいずれも静摩擦係数/動
摩擦係数が1.0に近く係合がスムースにできる。
For conventional valves and base material No. 3 friction plate, initial a3
The coefficient of static friction/coefficient of dynamic friction is 1.0 or more for both No. and 2000 cycles, and the feeling is worse due to the influence of gear change shock during engagement, whereas No. 1 of Example, No. 1. In both of the friction plates No. 2, the coefficient of static friction/coefficient of dynamic friction is close to 1.0, allowing smooth engagement.

20001ノ−イクルの耐久試験後の比較例では、動摩
擦係数のレベルが低小し係合時間が長くなるのに対し、
実施例では耐久後でも動摩擦係数のレベルの低小はほと
んど認められす安定した係合か1■られる。
In the comparative example after the durability test of 20001 No-Ikuru, the level of the dynamic friction coefficient was low and the engagement time was long.
In the examples, even after durability, the level of the dynamic friction coefficient is almost constant, indicating stable engagement.

さらに、実施例の場合は、比較例に比べ高い摩1察係数
を有するので仝体面に係合時間が短くなっている。
Further, in the case of the example, since the friction coefficient is higher than that of the comparative example, the engagement time with the body surface is shorter.

第2図【J、2000Iナイクル耐久試験後の摩耗量を
示す。No、3の比較例では表面か炭化し一部剥離して
大きな摩耗量を示すのに苅して、No。
FIG. 2 shows the amount of wear after J, 2000I Nikle durability test. In Comparative Example No. 3, the surface was carbonized and partially peeled off, showing a large amount of wear, but it was removed.

1〜2の実施例では摩耗か少なく優れた耐久・1(1を
示している。
Examples 1 and 2 show excellent durability with little wear.

No、3の摩擦材では耐久試験の繰返しにより摩擦向ポ
ーラス状態ではめるか目詰り状態となり動摩擦係数が小
ざくなり係合時間か人きくなる。
With friction materials No. 3, after repeated durability tests, the friction material becomes stuck in a porous state or becomes clogged, the coefficient of dynamic friction decreases, and the engagement time becomes longer.

また静摩擦係数はあまり変らないの−CC変速ショクツ
クおおきくなる。
Also, the coefficient of static friction does not change much - the shock of CC shifting increases.

(試験例2〉 前記の摩擦板を実際の71”−1〜マヂックトランスミ
ッション([「用オーバードライブ(=j−A /王)
に組付は実機での摩1察試験をd3こなった。
(Test Example 2) The above friction plate was tested on an actual 71"-1~Magic Transmission (overdrive (=j-A/K) for
The assembly was completed through d3 friction tests on the actual machine.

試験条件は1→4下りまでフルスロワ1ヘルにで順次ア
ップさせた後、スロットル開度O%にて4→1]−hま
で′夕゛ウンさせる]ナイクル(120秒/1サイクル
)を3000サイクル実施した。そのG 時の1→2速の変速時間の変化を第3図に示す。
The test conditions were to increase sequentially from 1 to 4 descent with full throttle and 1 hell, then decrease from 4 to 1]-h at throttle opening 0% for 3000 cycles of Nycle (120 seconds/1 cycle). carried out. Figure 3 shows the change in the shift time from 1st to 2nd speed at G.

この図からNo、3の比較例では初期では変速に時間か
かかり、サイクル数が増えるとしだいに時間が短くなり
一目最低となり、また長くなるといった変動を示し−C
いる。このようにサイクル数により変速時間が変化する
のに対しで、実施例℃゛は初期から3000サイクルま
で一定で安定した変速時間となっている。すなわち実施
例の摩擦板[1常に安定したシフトフィーリングを有す
る。
This figure shows that in the comparative example No. 3, it takes time to shift initially, and as the number of cycles increases, the time gradually becomes shorter, reaches the lowest point at first glance, and then becomes longer again.-C
There is. In contrast to this, where the shift time changes depending on the number of cycles, the shift time of Example C2 is constant and stable from the initial stage to 3000 cycles. That is, the friction plate of Example [1] always has a stable shift feeling.

(試験例3〉 さらに、実施例No、2の炭素繊維強化炭素焼結体(S
 T 30 )に配合する無機微小体としてのセラミッ
クス粉末の種類と最(5%、10%〉を変化させた試験
片を作成し1−FW摩1察摩耗試験機により摩耗量およ
び摩1察係数を測定した。測定条イ′1は、相手材に外
径35mm、内径31mm、軸方向に長さ8,7調の5
UJ2製のリングを使用し、潤滑油としてSへF規格の
5W−30ベースオイルを使用し−C回転数160回/
分て゛、相手材の外周面に縦15.7mm、横6.3m
m、高さ10mの試験片を荷重15Kgfで加圧し、1
5分摺動させた。結果を第4図(a)〜(d)に示す。
(Test Example 3) Furthermore, the carbon fiber reinforced carbon sintered body of Example No. 2 (S
Test pieces were prepared by varying the type and maximum (5%, 10%) of ceramic powder as inorganic microspheres mixed in T30), and the wear amount and friction coefficient were measured using a 1-FW friction wear tester. The measuring strip '1 is a 5-piece wire with an outer diameter of 35 mm, an inner diameter of 31 mm, and a length of 8.7 in the axial direction.
Using a UJ2 ring, using S to F standard 5W-30 base oil as the lubricant, -C rotation speed 160 times/
Separately, the length is 15.7 mm and the width is 6.3 m on the outer peripheral surface of the mating material.
m, a test piece with a height of 10 m was pressurized with a load of 15 kgf, and 1
It was allowed to slide for 5 minutes. The results are shown in FIGS. 4(a) to 4(d).

第4図は棒グラフが試験片の摩耗量で、その旧都の数字
が摩擦係数である。炭素aIi維強化炭素焼結体(ST
30)単独に比ベセラミックスの添加量、粒径などを適
宜選択することにより摩耗量や摩1察係数を変えること
ができる。したがって、この炭素繊維強化炭素焼結体は
セラミックスの種類、量にJ:り所定の物性の摩1察祠
とすることができる。
In Figure 4, the bar graph shows the amount of wear on the test piece, and the number for the old capital is the coefficient of friction. Carbon aIi fiber reinforced carbon sintered body (ST
30) The amount of wear and friction coefficient can be changed by appropriately selecting the amount of ceramics added, particle size, etc. Therefore, this carbon fiber-reinforced carbon sintered body can be made into a material with predetermined physical properties depending on the type and amount of ceramics.

[発明の効果] 本発明の湿式摩擦材は、特殊な炭素繊維強化炭素焼結体
で作られ−でいる。この炭素繊維強化炭素焼結体は、高
強力で摩耗量が少なく、かつ摩擦特性が安定している。
[Effects of the Invention] The wet friction material of the present invention is made of a special carbon fiber-reinforced carbon sintered body. This carbon fiber-reinforced carbon sintered body has high strength, low wear, and stable friction characteristics.

また無機微小体の添加により摩I察係数を所定の値に容
易に管理することができる。さらにこの摩擦イΔは静摩
擦係数と動摩擦係数との差が少ない1.このため変速時
の係合ショックを少なくすることができる。したがって
スムー=スな変速ができ良好なシフ1ヘフイーリングと
なる。
Furthermore, the friction coefficient can be easily controlled to a predetermined value by adding inorganic particles. Furthermore, this friction ∆ has a small difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient 1. Therefore, engagement shock during gear shifting can be reduced. Therefore, smooth gear shifting is possible and good shift 1 feeling is achieved.

また従来材よりも摩1察係数が大きいため係合時B 間も短く安定し耐久性が優れ軽量化した摩1察(Δとな
る。
In addition, since the friction coefficient is larger than that of conventional materials, the time during engagement is short and stable, and the friction coefficient (Δ) is excellent and lightweight.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(b)は摩1察係含試験の初期、200
0−リ゛イクル後、のトルク波形を示すグラフ、第2図
は摩擦板の摩耗量を示す棒グラフ、第3図は変速4ノ−
イクル毎の変速時間のグラフ、第4図(a)〜(d)は
無機微小体の種類と最をかえた炭素l1li維強化炭素
焼結体ブロックの摩擦係数と摩耗量を示す棒グラフであ
る。 特ム′F出願人  1〜ヨタ自動車株式会社同    
大阪瓦斯株式会社
Figures 1 (a) and (b) are the initial stage of the friction test, 200
A graph showing the torque waveform after 0-recycling, Fig. 2 is a bar graph showing the amount of wear on the friction plate, and Fig. 3 is a graph showing the amount of wear on the friction plate.
The graphs of the shift time for each cycle, FIGS. 4(a) to 4(d), are bar graphs showing the friction coefficient and wear amount of carbon 11li fiber-reinforced carbon sintered blocks with different types of inorganic particles. Tokumu'F Applicant 1 - Yota Motors Co., Ltd.
Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)油中で第1プレートと第2プレートとを係合して
トルクの伝達をおこなうプレートを構成する湿式摩擦材
であつて、 該湿式摩擦材は、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10%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湿式摩擦材。
(1) A wet friction material that constitutes a plate that transmits torque by engaging a first plate and a second plate in oil, the wet friction material having carbon fibers or carbon in a carbon matrix. The carbon matrix has a structure in which fibers and inorganic microscopic bodies are embedded integrally, and the carbon matrix has a mosaic structure in which optically anisotropic fine particles are uniformly densely packed when viewed under a polarizing microscope. The carbon fiber-reinforced carbon sintered body has a ratio of peeled interfaces of 10% or less of all interfaces and a density of 1.65 or more. wet friction material.
(2)油中で第1プレートと第2プレートとを係合して
トルクの伝達をおこなうプレートを構成する湿式摩擦材
であって、 該湿式摩擦材は、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体を有す
る炭素質粉末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湿
式摩擦材。
(2) A wet friction material that constitutes a plate that transmits torque by engaging a first plate and a second plate in oil, the wet friction material comprising uncarbonized carbon fibers or uncarbonized carbon fibers. A wet method characterized by being composed of a carbon fiber-reinforced carbon sintered body obtained by sintering a composite body made of carbonaceous powder having a self-sintered body in which carbonized carbonaceous fibers and inorganic microscopic bodies are embedded. Friction material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0703382A1 (en) 1994-07-30 1996-03-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered contact component

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EP0703382A1 (en) 1994-07-30 1996-03-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered contact component

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