JP2000514003A - ブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだけ安価な軽合金から成る担持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成る摩擦ライニングとを備えたブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法.および製造装置に関わる。型で担持要素または摩擦ライニングを製造する工程と、担持要素または摩擦ライニングを形状保持温度に冷却する工程と、粒子で補強した軽合金を担持要素に鋳付けする工程または担持要素を粒子で補強した軽合金で鋳直す工程または担持要素用の軽合金を摩擦ライニングに鋳付けする工程または摩擦ライニングを鋳直す工程と、冷却し成形品を取り除く工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 ブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法および装置 本発明は、好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだけ安価な軽合金か ら成る担持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成る摩擦ライニング とを備えたブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法および装置に関わ るものである。 レール走行車両の車軸装着型ブレーキディスクはドイツ特許第４４００８９８ 号公報に記載されている。車軸装着型フレーキディスクはエンジンブロックディ スクとして、或いはボスと摩擦リングから組み立てられるディスクとして製造さ れ、好ましくは内側通気部を備えており、アルミニウム合金の母体内に分散され た硬いセラミック粒子を含んでいる。このような車軸装着型ブレーキディスクの 場合、少なくとも摩擦リングは、有利にはこれに結合されている冷却リブおよび （または）ボスも、硬いセラミック粒子で補強された亜共析ＡｌＳｉベース合金 から成っている必要がある。もし車軸装着型ブレーキディスクがボスと摩擦リン グから構成されている場合には、車軸装着型ブレーキディスクは互いにねじ止め される要素から構成される。硬いセラミック粒子で補強したアルミニウム合金は 加工が非常に困難であるので、 前記ドイツ特許第４４００８９８号公報で提案されている解決法によれば、車軸 装着型ブレーキディスクをエンジンブロックディスクとして製造するか、或いは ボスと摩擦リングから組み立てられるディスクとして製造されているが、両解決 法ともかなりの加工コストを要するのが欠点である。エンジンブロックディスク として製造する場合には、ボス（同様に硬いセラミック粒子で補強したアルミニ ウム合金から成っている）を機械的に加工する必要がある。ボスと摩擦リングか ら組み立てられるディスクとして製造する場合には、ボスと摩擦リングとの結合 部を機械的に加工する必要がある。両解決法とも、硬いセラミック粒子で補強し たアルミニウム合金を使用しているために加工が困難であり、加工コストを要す る。 したがって本発明の課題は、好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだ け安価な軽合金から成る担持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成 る摩擦ライニングとを備えたブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法 および装置において、前述の問題を解消するとともに、繊維または粒子で補強し た軽合金から成る耐磨耗性の摩擦ライニングの加工を、摩擦面の機械的加工にと どめることができるように構成することである。 上記の課題は、本発明によれば、方法においては、 予め分配された軽合金棒を装入して溶融させ、或いは担持要素用または摩擦ラ イニング用に溶融され分配され た軽合金を型の充填管に装入する工程と、 予め分配された軽合金溶融物を充填管から型内へ供給することにより担持要素 または摩擦ライニングを型内で形成する工程と、 担持要素または摩擦ライニングを形状保持温度に冷却する工程と、 予め分配された軽合金棒を装入して溶融させ、或いは担持要素用または摩擦ラ イニング用に溶融され分配された軽合金を型の充填管に装入する工程と、 その直後に、予め分配された軽合金溶融物を充填管から型内へ供給することに より、粒子で補強した軽合金を担持要素に鋳付けする工程、または担持要素を粒 子で補強した軽合金で鋳直す工程、または担持要素用の軽合金を摩擦ライニング に鋳付けする工程、または摩擦ライニングを鋳直す工程と、 冷却し成形品を取り出す工程と、 を含むことを特徴とするものである。 本発明による方法によれば、ブレーキドラムまたはブレーキディスクは複合鋳 造法で製造される。この場合摩擦ライニングだけを繊維または粒子で補強した軽 合金から構成し、好適に鋳造可能且つ加工可能な、および安価な担持要素の軽合 金に固定させればよい。したがってこのような摩擦ライニングの場合には、摩擦 面だけを機械的に加工すればよく、鋳物を使用目的に対し使用可能にさせるため に必要な他の加工工程は、好適に鋳造可能で 且つ加工可能な軽合金で行なえばよいので、特別なコスト、困難を伴わない。ま た、短繊維で補強した軽合金を使用できるので有利である。 担持要素または摩擦ライニングを第１の型で形成し、その後第２の型で鋳付け または鋳直しを行なう。 しかし、担持要素または摩擦ライニングを型で形成し、担持要素または摩擦ラ イニングを冷却後、型部分および（または）中子引抜き部を移動させることによ り摩擦ライニングまたは担持要素用の空間を形成し、この空間内に繊維または粒 子で補強した軽合金または担持要素用の軽合金を装入するのも有利である。 適宜再加圧することにより、第２サイクルで鋳付け材料、鋳直し材料、鋳込み 材料に対し、簡単に打ち抜くことができる切断面を通じて中心部から接近できる ので、鋳造技術的に最適である。 鋳造時において、担持要素用の軽合金と繊維または粒子で補強した軽合金とを 確実に結合させることができるように、突起、リブおよび（または）切欠きを設 けることができる。これらの突起、リブおよび（または）切欠きは、鋳付けまた は鋳直しされる他方の軽合金に歯部を生じさせる。 特に有利な構成は、鋳造時に、担持要素用の軽合金と繊維または粒子で補強し た軽合金との間に、担持要素または摩擦ライニングの表面処理により金属間化合 物を生じさせることである。この場合この表面処理は、最初に 型の中へ装入した軽合金の表面を、第２の軽合金を供給する直前に、担持流体中 に懸濁液または溶液として存在するフラックスにより処理するように行なうのが 有利である。 担持要素または摩擦ライニングの表面の酸化を減少させるため、鋳造直前に型 を真空にさせるか（絶対単位で２０ないし１００ｍｂａｒ）或いは窒素、アルゴ ンまたはこれらに類似したものから成る保護ガスを型に装入することができる。 最初に型の中へ装入した軽合金の表面を形状保持温度へ冷却するには少量の水 を必要とするにすぎない。この水はすぐに蒸発する。この軽合金の表面をフラッ クスで処理すると、第２の合金との鋳付けまたは鋳直しの準備が整う。必要な場 合には、その後鋳肌を圧縮空気で付勢してもよい。これにより冷却時間と乾燥時 間を短縮させることができる。 本発明による方法の有利な構成によれば、摩擦ライニング用の軽合金棒または 溶融した軽合金と繊維または粒子補強材とを型に設けた充填管に装入し、軽金属 を誘導的に加熱し、軽合金と繊維または粒子補強材とを、誘導電流または溶融し た軽合金の装入により生じる溶融物の渦によって混合させ、混合した溶融物を、 摩擦ライニング用に型内に設けた前記空間に装入する。したがってこの鋳造方法 では、すでに繊維または粒子補強材を備えている複合軽合金を準備したり、購入 する必要がない。む しろ、鋳造に必要な量の軽合金を棒として、またはすでに溶融された溶融物とし て充填管に装入し、繊維または粒子補強材を添加し、誘導電流により発生する溶 融物の渦によって混合することが可能である。よって、繊維または粒子で補強し た軽合金を製造する特別の工程は必要ない。繊維または粒子補強材の軽合金内へ の装入は、軽合金溶融時の溶融流により行なわれるか、或いは溶融物の渦内への 投与により行なわれる。溶融物の渦は、攪拌機により上方から発生するか、回転 により生じる遠心力により発生するか、或いは鋳造ピストン内に設けたダクトを 通じてのインジェクションにより発生する。 この鋳造方法は詳細に述べれば次の様に構成できる。充填管内にまず担持要素 用の軽合金棒を装入し、誘導的に溶融させ、担持要素のために型内に設けた前記 空間に装入し、他方担持要素を冷却し、中子引抜き部を移動させることにより摩 擦ライニング用の空間を形成させ、摩擦ライニング用の軽合金棒と繊維または粒 子補強材を充填管に装入し、軽合金を誘導的に溶融させ、繊維または粒子補強材 と混合させ、摩擦ライニングのために形成した型内の前記空間に装入する。 チキソトロピー鋳造法を適用する場合には、担持要素用の軽合金棒と繊維また は粒子補強材を埋設した摩擦ライニング用の軽合金棒とを順次型に設けた充填管 に装入し、両軽合金の一方または両方を固相点以上且つ液相点以下の温度に誘導 的に加熱させ、または両軽合金の一方 または両方を溶融温度に加熱し、チキソトロピー状態または溶融状態で型内へ圧 入することも可能である。補強材のない軽合金の場合には、チキソトロピー状態 は、固相と液相のニ相範囲に冷却制御して保持し、これと同時に機械的な攪拌機 により上方から攪拌することにより、または充填管内で下方から鋳造ピストンに より攪拌することにより、または充填管をインダクションコイルの磁場内で回転 することにより達成することができる。インダクションコイルの巻回勾配により 、インダクションコイル内で鋳造ピストンにより充填室を鉛直方向に上下運動さ せると、金属温度を一定にして攪拌運動を均一にさせることができる。誘導周波 数を５０ないし１００００Ｈｚの間で変化させることにより、適度の浴運動で極 めて短時間で攪拌制御を行なうことができる。チキソトロピー鋳造法は、繊維ま たは粒子補強材を埋設した摩擦ライニング用の軽合金から成る棒を使用すると特 に有利である。というのも、これにより摩擦ライニング用の素材の均質性が保証 されるからである。担持要素用の軽合金の棒もチキソトロピー状態で、しかし溶 融状態でも型内へ圧入することができる。 冒頭で述べた種類のブレーキドラムまたはブレーキディスクを製造するための 本発明による装置は以下のような型を備え、即ち 鋼から成る下型内に配置されるセラミック製の充填管と、 充填管内に配置されるセラミック製充填ピストンと、 耐熱性の繊維材および（または）グラファイトおよび（または）セラミック・ 金属複合材から成り、充填管と充填ピストンの間に配置される滑りリングパッキ ン、および（または）下型と充填管の間に配置される定置のパッキンと、 充填管の周りに配置され、充填ピストン上方に迅速に金属だめを生じさせるた めに集中巻き線密度を備えたインダクションコイルと、 鋼または型砂から成る可動な上型と、 下型および（または）上型内で担持要素または摩擦ライニングのための空間を 開放させる中子引抜き部と、 を備えている。 インダクションコイルにより、担持要素用の軽合金と、繊維または粒子で補強 した摩擦リング用の軽合金とが溶融温度に加熱または保持され、或いは固相点以 上で且つ液相点以下の温度に加熱または保持され、これら軽合金を充填ピストン を用いて型キャビティ内へ圧入することができるようになっている。 充填管と充填ピストンとはセラミックから成っているので、この領域において は、充填管の中にある軽合金以外に誘導加熱は生じない。 充填ピストンを備えた充填管は、半径方向において同心的な、または半径方向 において偏心的な線形運動または振動運動を受け入れるので、インダクションコ イル内 部で有効な磁場を均一化または最適化する。 下型および（または）上型内に配置される担持要素または摩擦ライニング用の 空間を開放させる中子引抜き部は、型の中に装入された第１の軽合金を冷却した 後第２の軽合金がこれら開放された空間の中へ装入されたときに操作される。 装入された第１の軽合金の冷却を制御するため、下型が、加熱される底部と、 鋳物の外周を境界付け冷却される領域とを有し、上型も加熱されるのが有利であ る。最適な鋳造温度が５５０℃ないし７５０℃の範囲内にあることを考慮すると 、下型の底部と上型はほぼ３００℃に加熱され、鋳物の外周を境界付けている領 域は１００℃に冷却され、これにより、中心部での最適な蓄熱(Durchspeisung) と周辺部での指向的硬化とが達成される。これら異なる温度を維持するため、型 要素の間に、密封要素を備えたシールドを配置してもよい。 充填管と下型の間の密封は、下型の対応する凹部に係合する密封隆起部により 生じさせることができる。 軽合金棒を加熱する際に軽合金に発生する酸化膜の形成は、充填管内で真空を 使用することで阻止され、または窒素或いはアルゴンから成る保護ガスによって 阻止される。 誘導熱による下型の制御不能な加熱を回避するため、充填管に周設されている インダクションコイルと下型の間に磁気シールドが設けられている。 充填ピストンが凸状のピストン底部を有していると、充填ピストンにより型の 切断開口部を通じて軽合金が圧力付勢されるので特に有利である。この充填ピス トンは金属またはセラミックの粉末、繊維、または液体を憤入させるためのダク トを中心部に有していてよい。また充填ピストンは再加圧ピストンとして鋳造過 程の終了時に使用することができるが、上型内に充填管に対して同軸に再加圧ピ ストンを配置するのも有利である。再加圧ピストンは二分割し、同軸の移動可能 な中心領域を備えるように構成してよい。この場合同軸のリングピストンは、鋳 造経路をせん断、遮断、または打ち抜きするために使用することができる。 下型の底部が加熱され、鋳物の外周を境界付けている下型の領域が冷却されて いるので、下型のこれら両部分が互いに分離され、底部および（または）前記領 域がさらに半径方向において分割されているのが有利である。このように構成す ることにより、鋳物の取り出しが容易になり、空気間隙を通じての熱の移行が困 難になる。 型を真空で付勢する場合には、３０ｍｂａｒ以下の真空を維持させるパッキン を設けてもよい。 最初に型に装入される軽合金に冷媒およびフラックスを噴射するため、上型を 上昇させ、その後外側から噴射を行なう。しかし、型がフラックスおよび（また は）冷媒用の噴射装置を有するのが有利である。この噴射装置は、最初に型に装 入された軽合金の表面領域だけに噴射 を行なう。最初に型に装入された軽合金は、その後に装入される軽合金に接触せ しめられる。 次に、図面に図示した２実施形態に関し本発明をより詳細に説明する。 図１は 鋳物としてブレーキドラムを内包している下型の平面図である。 図２は 充填管、充填ピストン、インダクションコイルを備えた閉じた型の横 断面図である。 図３は ブレーキディスクを製造するために、充填管、充填ピストン、インダ クションコイルを備えた型の横断面図である。 図４は スライドダイおよび充填ピストンの詳細図である。 図１と図２からわかるように、担持要素１０と摩擦ライニング１１から成るブ レーキドラムとしての鋳物は下型１と可動な上型２から成る型で製造される。 下型１は、ほぼ３００℃に加熱した底部３と、ほぼ１００℃に冷却した側型４ を有している。側型４は、鋳物１０、１１の外周を形成する領域に配置されてい る。 下型１と上型２は、水平方向の輪郭分離継ぎ目５により分離されている。輪郭 分離継ぎ目５の面には、鋳造時に型を脱気するための空気穴６が配置されている 。底部３と側型４の問には、斜めに延びる機能分離継ぎ目７が設けられている。 摩擦ライニング１１のための空間を形成すべき上型２ の領域には、リング状の中子引抜き部９が配置されている。さらに、図示してい ないが、半径方向に延びる中子引抜き部も設けられている。これらの中子引抜き 部は、摩擦ライニング用の軽合金のための半径方向のラジアルダクト１２を解放 する。下型１の底部３には通常どおりリフター１３が配置されている。 ラジアルダクト１２の領域には、栓１４としての中子引抜き部が配置されてい る。これらの栓１４は、担持要素１０用のアルミニウム合金を装入する際の多数 の穴をラジアルダクト１２の領域に確保しておき、摩擦ライニング１１用のアル ミニウム合金を装入する際に引抜かれる。したがって前記多数の穴は摩擦ライニ ング１１用のアルミニウム合金で充填され、担持要素１０用のアルミニウム合金 との機械的なクランプを生じさせる。同様のクランプは、担持要素１０と摩擦ラ イニング１１の間の領域に設けた周歯１５によって達成される。また担持要素１ ０の外周には、側型４を適宜構成することにより、摩擦ライニング１１が硬化し ている間に担持要素１０を通じて熱を好適に逃がすためのリブ１６を設けてもよ い。 セラミック製の充填管１７が下型１の底部３の下方に配置されており、密封用 隆起部２０により対応する底部３の環状凹部に係合する。充填管１７内には凸状 のセラミック製充填ピストン１８が配置されており、図示していない態様で軸線 方向および半径方向に移動して、担持要素１０用のアルミニウム合金と摩擦ライ ニング１１用 のアルミニウム合金を型１，２内へ装入するようになっている。充填ピストン１ ８は迅速に交換可能なパッキン２９により充填管１７に対して密封されている。 パッキン２９はピストンリング、或いは温度に強い繊維材および（または）セラ ミックおよび（または）温度に強い金属および（または）セラミック・グラファ イト・金属複合体から構成することができ、したがって磨耗した場合には容易に 交換することができる。パッキン２９は軸線方向に相前後して並べられる円板か ら成る。 充填管１７の周りには、軸線方向の巻回プロフィールを備えたインダクション コイル１９が設けられている。インダクションコイル１９は、予め均一にされた (vorproportioniert)担持要素１０用のアルミニウム合金および摩擦ライニング １１用のアルミニウム合金を誘導電流により１０分以下の短時間で加熱、溶融さ せ、攪拌させる用を成す。 予め均一にされた中間合金の加熱を集中的に且つ一様に行なうことができるよ うに、充填管１７を中間合金および充填ピストン１８とともに軸線方向および半 径方向に移動させることができる。このため、誘導電流の電気周波数を５０Ｈｚ ないし５０００Ｈｚの間で連続的にまたは不連続に変化させることができる。 担持要素１０用のアルミニウム合金および摩擦ライニング１１用のアルミニウ ム合金が溶融状態で充填管１７に装入されると、インダクションコイル１９によ って生 じる熱のために溶融物の温度が維持され、溶融物に渦が発生する。この渦は、繊 維または粒子補強材を含んでいる摩擦ライニング１１用のアルミニウム母体合金 を攪拌させる。この攪拌が極めて集中的に行なわれるので、摩擦ライニング１１ 用のアルミニウム合金を繊維または粒子補強材から分離させて充填管１７に装入 し、充填管１７において初めて混合することが可能である。このような摩擦ライ ニング１１用の複合材の「本来の位置での(in-situ)」製造は、同時加熱および （または）液状のアルミニウム合金への繊維または粒子の憤入（圧入）および（ または）攪拌機により上方から渦形成せしめられる溶融物表面への繊維または粒 子の供給により行なうことができる。 下型１の底部３が制御不能なほどに加熱されるのを回避するため、インダクシ ョンコイル１９と下型１の底部３の間に磁気シールド２１が設けられている。 効率的なインダクションコイル１９を用いると、担持要素１０用の軽合金およ び摩擦ライニング１１用の軽合金を棒(Bolzen)状にして充填管１７へ装入し、そ こで溶融させ、充填ピストン１８を移動させることにより型１，２内へ装入させ ることができる。この場合棒状の軽合金はすでに固相温度よりもわずかに低い温 度に予め加熱しておいてもよい。このようにすると、インダクションコイル１９ による鋳造温度への加熱を迅速に且つ低エネルギーコストで行うことができる。 この場合も摩擦ライニ ング１１用のアルミニウム合金と繊維・または粒子補強材は分離されて充填管１ ７内へ装入され、誘導電流により生じる渦のために溶融時に集中的に混合される 。 最後に、チキソトロピー鋳造法を採用することもできる。この場合、充填管１ ７に挿入される棒状のチキソトロビー合金は磁場内で固相点と液相点の間の温度 に加熱され、半液状の状態で型１,２内へ圧入される。チキソトロピー状態は、 型鋳造の目的で棒状の市販の軽合金に対し、液状の状態から溶融温度をわずかに 越える程度の、固相温度と液相温度の間のねり粉状の状態へ冷却制御することに より、本来の位置でも実現できる。その際、充填管１７の軸線方向および（また は）半径方向の運動は充填ピストンにより補助される。 もちろん、両軽合金の一方だけを溶融液状態で、そして他方の軽合金を半液状 の状態でそれぞれ型内へ圧入してもよい。 採用される方法はその都度使用される複数の軽合金の性質に依存しており、こ れらの軽合金は同一でも、また異なっていてもよい。 凹状のピストン底部３８を備えた背圧ピストン３４は、筒状のスライドダイ３ ５の中に配置されている。スライドダイ３５は、スプルーダクト１２をせん断す るための打ち抜きダイとして使用することができる。背圧ピストン３４には、型 キャビティに真空を印加するか、或いは保護ガスを注入するための接続部３６が 設けられている。 真空を３０ｍｂａｒ以下に維持することができるように、輪郭分離継ぎ目５には 真空パッキン３３が配置されている。 図４からわかるように、スライドダイ３５は鋳造経路１２の切断面に適合した 切断面４２を有する。その結果、スライドダイ３５を打ち抜きダイとして使用す ることができる。充填ピストン１８の凹状のピストン底部３０は適当な凹部４３ を有し、背圧ピストン３４を用いて再加圧する際に溶融液状態またはチキソトロ ピー状態の軽金属を切断面４２のほうへ、したがって鋳造経路１２の切断面のほ うへ誘導することが可能である。 図３には、両側の側面に摩擦ディスクとして実施された摩擦ライニングを備え るブレーキディスクが図示されている。 実線は担持要素を鋳造するための型の位置を示し、破線は摩擦ライニングを鋳 造するための位置を示している。鋳型は加熱される下型２２と、加熱される上型 ２３と、冷却される側型２４から構成されている。上部のリング状の中子引抜き 部２５は上型２３内に配置され、対応する同軸の、下部のリング状の中子引抜き 部２６は下型２２内に設けられている。図３に図示した位置では、中子引抜き部 ２５,２６の自由面は下型２２と上型２３を決定しているディスク状の担持要素 の側面で終わっている。中子引抜き部２５,２６の外周にはピン２７,２８が配置 されている。ピン２７,２８は図示した位置で互いに接触 しており、ディスク状の担持要素に設ける穴のための中子を形成する。中子引抜 き部２５,２６の操作は押圧棒４１を用いて行なう。押圧棒４１は下型２２およ び上型２３内で真空パッキン３９により密封状態で案内されている。 担持要素のための軽合金は、すでに述べたように充填管１７内でインダクショ ンコイル１９により鋳造温度に加熱され、充填ピストン１８により型キャビティ に押し込まれる。その際ディスク状の担持要素のピン２５,２６の領域に穴が形 成される。 上型内には再加圧ピストンが配置されている。再加圧ピストンは、真空の印加 または保護ガスの装入を行なうための接続部３６を備えた内側のピストン３１と 、外側のリングピストン３７から構成されており、両ピストンとも凹状のピスト ン底部を有している。 充填ピストン１８内には、繊維または粒子補強材を充填管１７内へ装入するた めのダクト４０が配置されている。ピストン底部３０の凹状の輪郭を備えた終端 キャップ４４は、ダクト４０を閉鎖する用を成す。 型２２,２３を充填した後、上型２３を破線で示した位置へもたらし、フラッ クスを混合させた冷却水を、噴射装置３２を介して、ディスク状の担持要素の表 面に噴射させる。中子引抜き部２５,２６を破線で示した位置へ戻して、摩擦ラ イニングのための空間を開放させ、軽合金を繊維または粒子補強材とともに前述 した態様で充填ピ ストン１８を用いてこれらの空間の中へ押し込める。この場合、繊維または粒子 補強材を含んだ軽合金は、上型２３を持ち上げる際に形成される隙間を通って摩 擦ライニング用空間の中へ流れるか、或いは付加的な中子引抜き部（図示せず） によって開放される特別なダクトを経て摩擦ライニング用空間へ達する。有孔な 構造を得るため、上型２３内には再加圧ピストン３１,３７が配置されている。 再加圧ピストン３１,３７は、軽合金の装入終了後溶融物を増圧させ、これを硬 化させる。再加圧ピストン３１,３７の端面の形状は充填ピストン１８の端面の 形状に対称的に整合しており、切断面前方の圧力を利用できるようになっている 。この効果を増強するため、空気圧液圧駆動に追従する金属再加圧ピンおよび（ または）スピンドル駆動部を中心に取り付けてもよい。 図３の型の場合にも、インダクションコイル１９と下型２２の間に磁気シール ド２１が配置されている。もし下型２２を非導電性材料から構成する場合には磁 気シールドは設けられない。 繊維または粒子補強材は、たとえば充填ピストンに設けたダクト４０を通じて 充填管１７に装入することができる。 担持要素用の軽合金と摩擦ライニング用の軽合金とがたとえば予め加熱されて いる棒の形態で或いは溶融部分の形態で予め分配して充填管１７に装入すること ができるので、ブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造 は早いサイクル時間で、しかも高充填圧を必要とせずに行なわれる。必要な場合 には充填ピストンによる再加圧を行なってよい。 種々のアルミニウム・マグネシウム合金を使用することができ、繊維または粒 子補強材としては炭化珪素、炭化タングステン、窒化珪素、窒化アルミニウム、 ホウ化チタン、窒化チタン等が適している。この場合繊維補強材は短繊維が有利 であり、他方フラックスとしては水に溶けるおよび（または）分散性の弗化アル ミニウムナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等を使用できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年５月２５日（１９９８．５．２５） 【補正内容】 （明細書の補正） 欧州特許公開第０６６２３６１号公報に記載されている、金属対象物を製造す るためのダイカスト装置は、下型内に配置されるセラミック製の充填管と、充填 管内に配置されるセラミック製の充填ピストンと、充填管と充填ピストンの間に 配置される滑りリングパッキンと、充填管に周設され、充填ピストン上方に金属 だめを発生させるためのインダクションコイルと、可動な上型とを備えている。 さらに充填管内には、絶縁され水冷される垂直管が配置され、したがって垂直管 とインダクションコイルとの協働作用により、充填管内に挿入された棒が同時に 発生する渦により溶融されるとともに、溶融材は充填管の壁から除去される。 （請求の範囲の補正） 設けた充填管に装入し、両軽合金棒の一方または両方を固相点以上且つ液相点以 下の温度に誘導的に加熱させ、または両軽合金棒の一方または両方を溶融温度に 加熱し、チキソトロピー状態または溶融状態で型内へ圧入することを特徴とする 、請求項１から９までのいずれか一つに記載の製造方法。 １３．チキソトロピー状態を、溶融物を溶融液状態からねり粉状の状態へ、固相 温度と液相温度の間の温度に冷却制御することにより形成させることを特徴とす る、請求項１２に記載の製造方法。 １４．好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだけ安価な軽合金から成る 担持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成る摩擦ライニングとを備 えたブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造装置において、 鋼から成る下型（１；２２）内に配置されるセラミック製の充填管（１７）と 、 充填管（１７）内に配置されるセラミック製の充填ピストン（１８）と、 耐熱性の繊維材および（または）グラファイトおよび（または）セラミック・ 金属複合材から成り、充填管（１７）と充填ピストン（１８）の間に配置される 滑りリングパッキン（２９）、および（または）下型（１）と充填管（１７）の 間に配置される定置 のパッキン（２０）と、 充填管（１７）の周りに配置され、充填ピストン（１８）上方に迅速に金属だ めを生じさせるために集中巻き線密度を備えたインダクションコイル（１９）と 、 鋼または型砂から成る可動な上型（２）と、 下型（１）および（または）上型（２）内で担持要素（１０）または摩擦ライ ニング（１１）のための空間を開放させ、一方の合金を鋳造後に他方の合金を鋳 付けさせるための可動な 中子引抜き部（９；２５,２６）と、 を備えさせたことを特徴とする製造装置。１５ ．下型（１）が、加熱される底部（３）と、鋳物（１０,１１）の外周を境 界付け冷却される領域（４）とを有していることを特徴とする、請求項１４に記 載の製造装置。１６ ．上型（２）が加熱されることを特徴とする、請求項１４または１５に記載 の製造装置。１７ ．下型（１）の底部（３）と上型（２）がほぼ３００℃に加熱され、鋳物（ １０,１１）の外周を境界付けている領域（４）が１００℃に冷却されることを 特徴とする、請求項１５または１６に記載の製造装置。１８ ．充填管（１７）が、下型（１）の対応する凹部に係合する密封用隆起部（ ２０）を有し、密封用隆起 部（２０）が、耐熱性の繊維材および（または）グラファイトおよび（または） セラミック・金属複合材から成るパッキンを備えていることを特徴とする、請求 項１４から１７までのいずれか一つに記載の製造装置。１９ ．充填管（１７）に周設されているインダクションコイル（１９）と下型（ １）の間に磁気シールド（２１）が設けられていることを特徴とする、請求項１ ４から１８までのいずれか一つに記載の製造装置。２０ ．凸状のピストン底部（３０）を備えた充填ピストン（１８）が設けられて いることを特徴とする、請求項１４から１８までのいずれか一つに記載の製造装 置。２１ ．充填管（１７）に同軸に配置される再加圧ピストン（３１）が上型（２） 内に設けられていることを特徴とする、請求項１４から２０までのいずれか一つ に記載の製造装置。２２ ．充填ピストン（１８）および（または）再加圧ピストン（３１,３４,３５ ,３７）が、同軸の閉鎖可能なダクト（３６,４０）を有し、ダクト（３６,４０ ）は、繊維または粒子補強材を充填管（１７）に装入するため、および（または ）型キャビティを真空および（または）洗浄ガスあるいは保護ガスで付勢するた めに用いられることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の製造装置。２３ ．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が、担持要素（１０） および摩擦ライニング（１１）の鋳造経路（１２）の切断面のための打ち抜き工 具として用いられることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の製造装置 。２４ ．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が、内側部分（３１,３ ４）と同心の環状部分（３５,３７）との２つの部分から形成され、打ち抜き要 素としての環状部分（３５,３７）が鋳造経路の切断面に整合していることを特 徴とする、請求項２１から２３までのいずれか一つに記載の製造装置。２５ ．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が空気圧および（また は）液圧および（または）１個または複数個のスピンドル駆動部により移動可能 であることを特徴とする、請求項２１から２４までのいずれか一つに記載の製造 装置。２６ ．充填ピストン（１８）を備えた充填管（１７）がインダクションコイル（ １９）の磁場内を軸線方向および（または）半径方向に移動可能であることを特 徴とする、請求項１４から２５までのいずれか一つに記載の製造装置。２７ ．下型（１）と上型（２）と側型（４）と引抜き中子（９；２５；２６）と 再加圧または背圧ピストン（３１，３４，３５，３７）の操作部とが真空用のパ ッキン（３３,３９）を有していることを特徴とする、 請求項１４から２６までのいずれか一つに記載の製造装置。２８ ．下型（１）の下方に、少なくとも一つのインダクションコイル（１９）か ら成るカルーセルが設けられていることを特徴とする、請求項１４から２７まで のいずれか一つに記載の製造装置。２９ ．下型（１）の底部（３）と、下型（１）の、鋳物（１０,１１）の外周を 境界付けている領域（４）とが、互いに分割されており、底部（３）および（ま たは）上記領域（４）がさらに半径方向において分割されていることを特徴とす る、請求項１４から２８までのいずれか一つに記載の製造装置。３０ ．冷媒および（または）フラックス用の噴射装置（３２）が型（１,２；２ ２,２３）に設けられていることを特徴とする、請求項１４から２９までのいず れか一つに記載の製造装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｄ 69/04 Ｆ１６Ｄ 69/04 Ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだけ安価な軽合金から成る担 持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成る摩擦ライニングとを備え たブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造方法において、 予め分配された軽合金棒を装入して溶融させ、或いは担持要素用または摩擦ラ イニング用に溶融され分配された軽合金を型の充填管に装入する工程と、 予め分配された軽合金溶融物を充填管から型内へ供給することにより担持要素 または摩擦ライニングを型内で形成する工程と、 担持要素または摩擦ライニングを形状保持温度に冷却する工程と、 予め分配された軽合金棒を装入して溶融させ、或いは担持要素用または摩擦ラ イニング用に溶融され分配された軽合金を型の充填管に装入する工程と、 その直後に、予め分配された軽合金溶融物を充填管から型内へ供給することに より、粒子で補強した軽合金を担持要素に鋳付けする工程、または担持要素を粒 子で補強した軽合金で鋳直す工程、または担持要素用の軽合金を摩擦ライニング に鋳付けする工程、または摩擦ライニングを鋳直す工程と、 冷却し成形品を取り出す工程と、 を含む製造方法。 ２．担持要素または摩擦ライニングを第１の型で形成し、第２の型で鋳付けまた は鋳直しを行なうことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。 ３．担持要素または摩擦ライニングを型で形成し、担持要素または摩擦ライニン グを冷却後、型部分および（または）中子引抜き部を移動させることにより摩擦 ライニングまたは担持要素用の空間を形成し、この空間内に繊維または粒子で補 強した軽合金または担持要素用の軽合金を装入することを特徴とする、請求項１ に記載の製造方法。 ４．鋳造時に、担持要素用の軽合金と繊維または粒子で補強した軽合金との間に 突起、リブおよび（または）切欠きにより機械的結合部を生じさせることを特徴 とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の製造方法。 ５．鋳造時に、担持要素用の軽合金と繊維または粒子で補強した軽合金との間に 、担持要素または摩擦ライニングの表面処理により金属間化合物を生じさせるこ とを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の製造方法。 ６．型を真空で付勢することにより、または不活性の洗浄ガスまたは保護ガスを 装入することにより、軽合金上での酸化膜の形成を阻止することを特徴とする、 請求項５に記載の製造方法。 ７．担持要素または摩擦ライニングの表面を、型を開いた直後に、または摩擦ラ イニングまたは担持要素の軽合金を供給する直前に、フラックスで処理すること を特徴とする、請求項５に記載の製造方法。 ８．担持要素または摩擦ライニングの冷却を、フラックスを含む冷媒で付勢する ことにより加速することを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。 ９．担持要素または摩擦ライニングの冷却を、フラックスを含む水で付勢するこ とにより加速することを特徴とする、請求項８に記載の製造方法。 １０．摩擦ライニング用の軽合金棒または溶融した軽合金と繊維または粒子補強 材とを型に設けた充填管に装入し、軽金属を誘導的に加熱し、軽合金と繊維また は粒子補強材とを、誘導電流または溶融した軽合金の装入により生じる溶融物の 渦によって混合させ、混合した溶融物を、摩擦ライニング用に型内に設けた前記 空間に装入することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の 製造方法。 １１．充填管内にまず担持要素用の軽合金棒を装入し、誘導的に溶融させ、担持 要素のために型内に設けた前記空間に装入し、他方担持要素を冷却し、中子引抜 き部を移動させることにより摩擦ライニング用の空間を形成させ、摩擦ライニン グ用の軽合金棒と繊維または粒子補強材を充填管に装入し、軽合金を誘導的に溶 融させ、繊維または粒子補強材と混合させ、 摩擦ライニングのために形成した型内の前記空間に装入することを特徴とする、 請求項１０に記載の製造方法。 １２．担持要素用の軽合金棒と繊維または粒子補強材を埋設した摩擦ライニング 用の軽合金棒とを順次型に設けた充填管に装入し、両軽合金の一方または両方を 固相点以上且つ液相点以下の温度に誘導的に加熱させ、または両軽合金の一方ま たは両方を溶融温度に加熱し、チキソトロピー状態または溶融状態で型内へ圧入 することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の製造方法。 １３．チキソトロピー状態を、溶融物を溶融液状態からねり粉状の状態へ、固相 温度と液相温度の間の温度に冷却制御することにより形成させることを特徴とす る、請求項１２に記載の製造方法。 １４．好適に鋳造可能且つ加工可能で、しかもできるだけ安価な軽合金から成る 担持要素と、繊維または粒子で補強された軽合金から成る摩擦ライニングとを備 えたブレーキドラムまたはブレーキディスクの製造装置において、 鋼から成る下型（１；２２）内に配置されるセラミック製の充填管（１７）と 、 充填管（１７）内に配置されるセラミック製の充填ピストン（１８）と、 耐熱性の繊維材および（または）グラファイトお よび（または）セラミック・金属複合材から成り、充填管（１７）と充填ピスト ン（１８）の間に配置される滑りリングパッキン（２９）、および（または）下 型（１）と充填管（１７）の間に配置される定置のパッキン（２０）と、 充填管（１７）の周りに配置され、充填ピストン（１８）上方に迅速に金属だ めを生じさせるために集中巻き線密度を備えたインダクションコイル（１９）と 、 鋼または型砂から成る可動な上型（２）と、 下型（１）および（または）上型（２）内で担持要素（１０）または摩擦ライ ニング（１１）のための空間を開放させる中子引抜き部（９；２５,２６）と、 を備えさせたことを特徴とする製造装置。 １５．下型（１）および（または）上型（２）内に、担持要素（１０）または摩 擦ライニング（１１）のための空間を開放させる中子引抜き部（９；２５,２６ ）が配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の製造装置。 １６．下型（１）が、加熱される底部（３）と、鋳物（１０,１１）の外周を境 界付け冷却される領域（４）とを有していることを特徴とする、請求項１４また は１５に記載の製造装置。 １７．上型（２）が加熱されることを特徴とする、請求 項１４から１６までのいずれか一つに記載の製造装置。 １８．下型（１）の底部（３）と上型（２）がほぼ３００℃に加熱され、鋳物（ １０,１１）の外周を境界付けている領域（４）が１００℃に冷却されることを 特徴とする、請求項１６または１７に記載の製造装置。 １９．充填管（１７）が、下型（１）の対応する凹部に係合する密封用隆起部（ ２０）を有し、密封用隆起部（２０）が、耐熱性の繊維材および（または）グラ ファイトおよび（または）セラミック・金属複合材から成るパッキンを備えてい ることを特徴とする、請求項１４から１８までのいずれか一つに記載の製造装置 。 ２０．充填管（１７）に周設されているインダクションコイル（１９）と下型（ １）の間に磁気シールド（２１）が設けられていることを特徴とする、請求項１ ４から１９までのいずれか一つに記載の製造装置。 ２１．凸状のピストン底部（３０）を備えた充填ピストン（１８）が設けられて いることを特徴とする、請求項１４から１９までのいずれか一つに記載の製造装 置。 ２２．充填管（１７）に同軸に配置される再加圧ピストン（３１）が上型（２） 内に設けられていることを特徴とする、請求項１４から２１までのいずれか一 つに記載の製造装置。 ２３．充填ピストン（１８）および（または）再加圧ピストン（３１,３４,３５ ,３７）が、同軸の閉鎖可能なダクト（３６,４０）を有し、ダクト（３６,４０ ）は、繊維または粒子補強材を充填管（１７）に装入するため、および（または ）型キャビティを真空および（または）洗浄ガスあるいは保護ガスで付勢するた めに用いられることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の製造装置。 ２４．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が、担持要素（１０） および摩擦ライニング（１１）の鋳造経路（１２）の切断面のための打ち抜き工 具として用いられることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の製造装置 。 ２５．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が、内側部分（３１,３ ４）と同心の環状部分（３５,３７）の２つの部分から形成され、打ち抜き要素 としての環状部分（３５,３７）が鋳造経路の切断面に整合していることを特徴 とする、請求項２２から２４までのいずれか一つに記載の製造装置。 ２６．再加圧または背圧ピストン(３１,３４,３５,３７)が空気圧および（また は）液圧および（または）１個または複数個のスピンドル駆動部により移動可能 であることを特徴とする、請求項２２から２５までのいずれか一つに記載の製造 装置。 ２７．充填ピストン（１８）を備えた充填管（１７）がインダクションコイル（ １９）の磁場内を軸線方向および（または）半径方向に移動可能であることを特 徴とする、請求項１４から２６までのいずれか一つに記載の製造装置。 ２８．下型（１）と上型（２）と側型（４）と引抜き中子（９；２５；２６）と 再加圧または背圧ピストン（３１,３４,３５,３７）の操作部とが真空用のパッ キン（３３,３９）を有していることを特徴とする、請求項１４から２７までの いずれか一つに記載の製造装置。 ２９．下型（１）の下方に、少なくとも一つのインダクションコイル（１９）か ら成るカルーセルが設けられていることを特徴とする、請求項１４から２８まで のいずれか一つに記載の製造装置。 ３０．下型（１）の底部（３）と、下型（１）の、鋳物（１０,１１）の外周を 境界付けている領域（４）とが、互いに分割されており、底部（３）および（ま たは）上記領域（４）がさらに半径方向において分割されていることを特徴とす る、請求項１４から２９までのいずれか一つに記載の製造装置。 ３１．冷媒および（または）フラックス用の噴射装置（３２）が型（１,２；２ ２,２３）に設けられていることを特徴とする、請求項１４から３０までのいず れか一つに記載の製造装置。