JPS6353327A - 炭素質摩擦材の固定方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属基板に炭素質摩擦材を取付けて、ブレー
キ板等をつくる際の炭素質摩擦材の固定方法に関する。

〔従来の技術〕

摩擦材、特にブレーキ材は摩擦特性が優れていることは
勿論のこと、Ｉ’ｌ！擦熱を充分吸収できる熱容ｆｉ）
を右し、かつ軽量であることが要求される。

特に航空礪、レーシングカー、新幹線等では、非常に苛
酷な条件で使用されるだけでなく、少しでも軽い４４籾
が求められている。

炭素質１？擦材は、苛酷な条件−（・ちＩ！ｉ！擦係数
が低下せず、むしろ高くなり、熱容量が大きく、比重が
小さい等の長所を右し、上記の目的には最適であるが、
強度が弱く、靭性が低いことが欠点であった。強度の魚
では、炭素繊維／炭素複合材（以下Ｃ−Ｃ複合月という
）にすれば、ある程度改訂できるが、靭性の点では、金
属材料には及ばない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、優れた摩擦性能を右しているにもかかわらず
、強度、靭性が低いため破損し易く、利用範囲が制限さ
れている炭素Ｙ’Ｊ　ＩＷ　環材を金属板で補強づれば
破損の心配がなくなることは自明である。

しかし、炭素質材料は金属ど直接接合することは出来な
い。これに代るものとしてビス或はリベッ１−を用いて
留め付ける方法がある。一般にビス等で留め付ける場合
、加工精度を充分にあげても、若干の寸法誤差は避けら
れず、一部で締め付けるため、その部分に応力が集中し
、破損され易くなる。特に炭素質材料は脆弱であるため
、ビス等で留め付ｔノだ場合、破損に対する危険性は極
めて大きくなる。

本発明者等は破損することなく炭素質材料を金属板に留
め付ける方法を’ｊＪｔ　ｆ：Ｊ、Ｔｉ１ｌ究した結果
、比較的軟質な金属を用いて留め付（プると応力が分散
されて、破旧が防止されること、および軟質金属中、低
融点のものが炭素質Ｆｌ！Ｉｌｉ材を留め付けるのに有
効であることを知見した。

本発明は上記の知見に基づいて開発されたもので、破■
することなく炭素質材料を金属板に固定する方法を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成すべくなされたもので、そ
の要旨は、ビス等で炭素質１’７擦材を金属板に留め付
けるに際し、少なくとも炭素質摩擦材を金属板に押圧す
る部分を低融点金属で覆ったビス等を用いる炭素質摩擦
材の固定方法にある。

〔発明の具体的構成Ｊ３よび作用〕 以下本発明の方法を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の方法の一実施例を丞す留め付は部分
の図で、図中符号１は金属板である。この金属板１には
ビス孔２が穿設されている。上記金属板１に（ユ上記ビ
ス孔２と同心状の留め付は孔３が穿設された炭素負摩擦
材４が面を当接して配設ｉキれている。また、上記ビス
孔２には、頭部が低融点金属５によって覆われ、この低
融点金属５の外周面が上記留め伺（〕孔３の内周面と密
に接する寸法となっているビス６の脚部が挿通され、プ
ツト７によって締め付けられ、本発明の固定方法が構成
されている。

このようにして固定された、炭素質摩擦材４は、低融点
金属５を介して金属板１に押圧されるので、応力が分散
し、脆弱材料であるにかかわらず、破損することがない
。

上記低融点金属５は、予めビス６の頭部に取付けておい
てもよいが、ヒス６を金属板に取付けた後、留め付は孔
３内に溶融した低融点金属を）Ｌ入円化さけることも出
来る。この場合、同じ低融点金属の薄膜でビス６全体を
覆っておくと）１人した低融点金属５とビス６とが強固
に一体化するので々子ましい。

第２図は、本発明の方法の他の実施例を示すもので、同
一部分には同一符号を付してその説明を省略する。また
第３図は、ナツト７で締めずに、ビス孔２を浅くし、ビ
ス６の脚先端をろう付り８によって固定したものである
。

本発明に用いるビス６の材質は、鉄製、スデンレス％Ａ
等通常の材質のもので、特に制限はない。

一方、低融点金属は、応力の集中を防止出来るものであ
ればよい。しかし、低融点金属は、摩擦調整剤として償
能するものが多く、Ｉ？隙而面上記金属を露出させると
、摩擦熱で融解し、薄いフィルム状となって面を覆い＋
？ｔ’！係数を増大するとともに、摩擦面の摩耗を減少
させる効果もある。そのため、本発明の方法に用いる低
融点金属としてｔよ、摩擦調整剤としての効果も考慮す
ると、例えば、インジウム、錫、ビスマス、カドミウム
、釘１、亜鉛、アンチモン、アルミニウム、銀、銅等の
金属およびこれらを主成分とする合金で、融点が１５０
〜１１００℃のちのが適当である。融点が１５０℃より
低い温度では、摩擦熱で容易に金属が融解し、流出する
欠点を生じ、また融点が１１００℃を越えると、金属が
硬くなり、応力緩和できないこと及び摩擦熱で全く融解
せず、摩擦調整機能を有しない。

第４図ないし第６図は、炭素質摩擦材を金属板に固定す
るとともに、摩擦調整剤としても機能させる場合を示す
図で、第４図は、低融点金属５を１９１寮面９に露出ｕ
しめた第１図相当図、第５図は、ビス６の材料が摩擦特
性に悲影響を与えない、例えば鋼装などの場合の図、第
６図は、低融点金属５を摩擦面９に露出口しめた第３図
相当図で、第１図ないし第３図と同一部分には同一７４
弓を付してぞのＪ１明を省略する。

〔実施例〕

以下実施例、比較例を示して本発明を説明する。

実施例１ リンター紙にエチルアルコールで希釈したフェノール樹
脂を含浸した後、１３０℃で１０分間乾燥し、樹脂含浸
ω５Ｑｗｔ％のブリブレーグ紙を作成した。次に、この
ブリプレーグ紙を１２０枚積層し、硬化温度１６０℃、
圧力１０Ｋｇ／ｃｍ、硬化時間２０分の条件で硬化圧着
して積層板を１９だ４この積層板を黒鉛板に挟持し、非
酸化性雰囲気で常温から１０００″Ｃまで、平均昇温速
度５℃／ｈｒで焼成した。１！ノられたガラス状カーボ
ン成形体の厚みは、８Ｍであった。

このガラス状カーボンをリング形と扇形に加工し、リン
グ形のガラス状カーボンは、第７図（ａ）（ｂ）に平面
図、および縦断面図を示すように、予め加熱した鉄板に
、第３図に示した方法によって、ろう付すして、ディス
ク１０を形成し、扇形のガラス状カーボンは、第１図に
示した方法によって鉄板に固定しパッドを形成した。こ
の際使用したビスは、いずれも白ろうで被覆した鋼製の
ものを用いた。

このように構成されたディスクとパッドを組合わけて慣
性式摩擦試験を行なった。

実施例２ 長さ約５　ｃｍのＰＡＮ系炭素炭素繊維ット状にしたも
のを積層し、軟化点８０℃のコールタールピッチを含浸
さゼて厚み１０ｍの板状に成形した。

この成形品を焼成し、さらにコールタールピッチの含浸
焼成を繰返し、嵩密度１．６Ｓ？／ｃｎｆとした。

これを結晶格子定数６８５となるように黒鉛化した後、
この成形体を用いた他は実施例１と同じにして慣性式摩
擦試験を行なった。

実施例３ リング形のガラス状カーボンを加熱した鉄板に取（＝ｊ
ける場合、第６図に示す方法によってろう付（〕してデ
ィスクをつくり、扇形のガラス状カーボンを鉄板に固定
する場合、第４図にの方法に−こってパッドをつくった
他は、実施例１と同じにして慣性式摩擦試験を行なった
。

実施例４ リング状のカーボンを加熱した鉄板に取付ける場合、第
６図に示す方法を用いてディスクをつくり、扇形カーボ
ンと鉄板を固定する場合、第４図に示す方法を用いてパ
ッドをつくった他は、実施例２と同じにして慣性式摩擦
試験を行なった。

実施例５ 実施例３と同様なパッドを作成し、鋳鉄（Ｆｅ１２）製
ディスクと組合わけて慣性式１？擦試験を行なった。

実施ｐＡ６ 実施例４と同様なパッドを作成し、鋳鉄（Ｆｅ１２）製
ディスクと組合わせで慣性式摩擦試験を行なった・ 比較例１，２ 低融点金属で被覆しないビスを用いてディスク、および
パッドをつくった伯は、実施例１或は２と同じにして慣
性式摩擦試験を行なった。

比較例３．４ 低融点金属で被覆しないビスを用いてパッドをつくった
他は、実施例５或は６と同じにして慣性式摩擦試験を行
なった。

実施例１〜６、比較例１〜４の試験結果を一括して第１
表に示した。

なお、比較例１，２においては、測定中にフ゛イスクの
破損が頻発した。イの原因は、ビス孔の加工精度とも密
接な関係があるので、定量的表現はむづかしいが、この
試験においては５０％破損した。比較例３．ｚはパッド
のみのため破１０は少なかったが、イれで６２０％に達
した。しかし、実施例１〜６では破１Ωの発生はなかっ
た。

以　　下　　余　　白 第　　　　１　　　　表 （発明の効果〕 以上述べたように、本発明に係る炭素質摩擦材の固定方
法は、炭素質！！Ｐ擦材環材壊することなく金属板に強
固に固定されるので補強され、強度、脆性の低い欠点が
補われ、さらに低融点金属は、摩擦調整剤として作用Ｊ
るので、炭素質１′ｉ！擦材の優れた摩擦性能を充分に
発揮させることが出来る方ｉ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明に係る固定方法の例を示
づ、固定部分の縦断面図で、第１図ないし第３図は固定
のみを目的とした固定部分の図、第４図ないし第６図は
固定し、かつ低融点金属をＦ？隙面に露出させて、摩擦
調整剤として別面させた図、第７図（ａ）（ｂ）は本発
明の方法ににって固定した炭素質Ｉ！Ｉ！′ｆ！Ａ材デ
ィスクの一例を示゛す図で、第７図（ａ）は平面、第７
図（ｂ）は縦断面図である。 １・・・・・・金属板、２・・・・・・ビス孔、３・・
・・・・留め孔、４・・・・・・炭素質摩擦材、５・・
・・・・低融点金属、６・・・・・−ビス、７・・・・
・・ナツト、８・・・・・・ろう付り、９・・・・・・
摩擦面、１０・・・・・・ディスク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビス等で炭素質摩擦材を金属板に留め付けるに際
   し、少なくとも炭素質摩擦材を金属板に押圧する部分を
   低融点金属で覆つたビス等を用いることを特徴とする炭
   素質摩擦材の固定方法。
2. （２）ビス等を覆った低融点金属が摩擦面に露出してい
   る特許請求の範囲第１項記載の炭素質摩擦材の固定方法
   。