JP2003120733A - 車両のブレーキ回転体 - Google Patents

車両のブレーキ回転体

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JP2003120733A JP2001316650A JP2001316650A JP2003120733A JP 2003120733 A JP2003120733 A JP 2003120733A JP 2001316650 A JP2001316650 A JP 2001316650A JP 2001316650 A JP2001316650 A JP 2001316650A JP 2003120733 A JP2003120733 A JP 2003120733A
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逸朗 峠
Nobuyuki Suzuki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のブレーキ回転体において、重量の軽減
を図る。 【解決手段】 車両のブレーキ回転体を次のように構成
する。摩擦制動体が押圧される被押圧部１を、小さな隙
間や空間を多数備えた非金属の成形体４，５に金属を含
浸させて形成して、成形体４，５をセラミックス材料又
はカーボンファイバーで構成し、金属をアルミニウム又
はアルミニウム合金又はマグネシウム又はマグネシウム
合金又は真鍮Ａに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両において、ディ
スク型式やドラム型式等のブレーキにおけるブレーキ回
転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】前述のような車両におけるディスク型式
やドラム型式等のブレーキにおいて、ディスク状やドラ
ム状等のブレーキ回転体は、一般に鋳鉄やステンレス等
によって全体が一体的に形成されたものが多くある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術に記載のよ
うにブレーキ回転体の全体が、鋳鉄やステンレス等の金
属により一体的に形成されていると、ブレーキ回転体の
重量が重いものになっており、重量の軽減と言う面で改
善の余地がある。本発明は車両のブレーキ回転体におい
て、重量の軽減を図ることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】［Ｉ］請求項１の特徴に
よると、摩擦制動体が押圧される被押圧部が、小さな隙
間や空間を多数備えた非金属の成形体に金属を含浸させ
て形成されている。成形体がセラミックス材料又はカー
ボンファイバーで構成され、金属がアルミニウム又はア
ルミニウム合金又はマグネシウム又はマグネシウム合金
又は真鍮である。
【０００５】前述のように小さな隙間や空間を多数備え
た非金属の成形体（セラミックス材料又はカーボンファ
イバー）は、一般に金属よりも充分に軽量であるが、金
属ほどの強度は備えていない。これにより、請求項１の
特徴のように、成形体に金属を含浸させて被押圧部を形
成すると、含浸される金属によって強度が確保されなが
ら、成形体及び金属によって被押圧部が形成される。従
って、被押圧部を金属のみで一体的に形成する構成に比
べて、請求項１の特徴によると成形体が占める分だけ被
押圧部の重量を軽くすることができる。
【０００６】［ＩＩ］請求項１の特徴によると、成形体
に含浸される金属がアルミニウム又はアルミニウム合金
又はマグネシウム又はマグネシウム合金又は真鍮に設定
されている。この場合、成形体にアルミニウムやアルミ
ニウム合金を含浸させた被押圧部や、成形体にマグネシ
ウムやマグネシウム合金を含浸させた被押圧部におい
て、耐熱温度（被押圧部として異常が発生しない温度）
は、５００〜５５０℃となるのであり、成形体に真鍮を
含浸させた被押圧部において、耐熱温度（被押圧部とし
て異常が発生しない温度）は、７００℃前後となる。こ
のように請求項１の特徴によると、被押圧部の耐熱温度
を高いものにすることができる。
【０００７】セラミックス材料又はカーボンファイバー
の成形体は一般に対摩耗性に優れたものが多い。これに
より、請求項１の特徴のように成形体に金属を含浸させ
て被押圧部を形成すると、被押圧部において摩擦制動体
が押圧される面に、成形体及び金属が位置することにな
るので、被押圧部の全体を金属のみで一体的に形成する
構成に比べて被押圧部の対摩耗性が良いものになる。
【０００８】［ＩＩＩ］請求項２の特徴によると、請求
項１の場合と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。ブレーキ回転体では、車輪に連結される
連結部を備えている。この場合、連結部は車輪にボルト
及びナットで締め付けられて連結されるので、ボルト及
びナットによる締め付けが強すぎると、連結部に圧痕が
付いたりクラックが入ったりすることがある。
【０００９】請求項２の特徴によると、小さな隙間や空
間を多数備えた非金属の成形体に金属を含浸させて、連
結部が形成されている。前項［Ｉ］に記載のように、セ
ラミックス材料又はカーボンファイバーの成形体は、一
般に対摩耗性に優れたものが多いので、請求項２の特徴
のように成形体に金属を含浸させて連結部を形成するこ
とにより、連結部の強度を高いものにすることができ、
ボルト及びナットによる締め付けが強すぎて連結部に圧
痕が付いたりクラックが入ったりすると言う状態を少な
くすることができる。
【００１０】さらに、前項［Ｉ］に記載の被押圧部と同
様に、連結部を金属のみで一体的に形成する構成に比べ
て、請求項２の特徴によると成形体が占める分だけ連結
部の重量を軽くすることができる。前項［ＩＩ］に記載
のように、成形体にアルミニウムやアルミニウム合金を
含浸させた連結部や、成形体にマグネシウムやマグネシ
ウム合金を含浸させた連結部において、耐熱温度（連結
部として異常が発生しない温度）は、５００〜５５０℃
となるのであり、成形体に真鍮を含浸させた連結部にお
いて、耐熱温度（被押圧部として異常が発生しない温
度）は、７００℃前後となる。このように請求項２の特
徴によると、連結部の耐熱温度を高いものにすることが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１及び図２は車両において使用
されるブレーキにおいて、ディスク状でソリッドタイプ
のブレーキ回転体を示している。ブレーキ回転体は両側
からブレーキパッド（図示せず）が押圧されるローター
部１、車輪（図示せず）に連結されるフランジ部２を備
えて構成されており、中央の開口部１６及びボルト（図
示せず）の挿入用の孔部３がフランジ部２に備えられて
いる。
【００１２】図１及び図２に示すように、フランジ部２
は真鍮Ａ（黄銅）により形成されている。ローター部１
は２枚の成形体４の間に１枚の成形体５を挟み込んで重
ね合わせ、成形体４，５に真鍮Ａを含浸させて形成され
ている。この場合、ローター部１の耐熱温度（ローター
部１として異常が発生しない温度）は、７００℃前後と
なる。
【００１３】次に、ブレーキ回転体の製造について説明
する。図３（イ）に示すように、成形体４，５はアルミ
ナ繊維又はシリコンカーバイド粒子（ＳｉＣ粒子）等の
セラミックス材料やカーボンファイバーによって、薄い
リング状の円盤状に形成されており、小さな隙間や空間
を多数備えている。成形体５の厚みよりも、成形体４の
厚みが薄いものに設定されており、成形体５の体積率
（小さな隙間や空間に対する成形体５の自身の体積率）
が大きなものに設定され（例えば７０〜９０％）、成形
体４の体積率（小さな隙間や空間に対する成形体４の自
身の体積率）が小さなものに設定されている（例えば１
０〜３０％）。
【００１４】図３（イ）及び図３（ロ）に示すように、
外側の成形体４（２枚）及び中間の成形体５（１枚）を
用意して、外側の成形体４の間に中間の成形体５が挟ま
れた状態で、外側及び中間の成形体４，５を雌型６に入
れる。高温で溶解された真鍮Ａが雌型６に注入されて、
雄型７により外側及び中間の成形体４，５を高圧で押圧
する。これにより、高温高圧の状態で真鍮Ａが外側及び
中間の成形体４，５の小さな隙間や空間に入り込んでい
き、外側及び中間の成形体４，５に真鍮Ａが含浸されて
ローター部１が形成されるのであり、真鍮Ａによってフ
ランジ部２が形成される。この場合に、外側の成形体４
に含浸される真鍮Ａの体積率が例えば７０〜９０％とな
り、中間の成形体５に含浸される真鍮Ａの体積率が例え
ば１０〜３０％となる。
【００１５】前述のようにしてローター部１及びフラン
ジ部２が形成された後に冷却され、図１及び図２に示す
ようにローター部１の両側の面（外側の成形体４の
面）、及びフランジ部２に機械加工が施され、フランジ
部２に開口部１６及び孔部３が開孔される。これにより
ローター部１において、外側の成形体４の部分の厚みＴ
１が例えば１．５ｍｍ〜４ｍｍ程度に設定されて、ロー
ター部１における外側の成形体４の部分の厚みＴ１に比
べて、ローター部１における中間の成形体５の部分の厚
みＴ２が大きなものとなる。
【００１６】［発明の実施の第１別形態］前述の［発明
の実施の形態］に代えて、図４に示すように構成しても
よい。図４に示すように、１枚の成形体８に真鍮Ａを含
浸させてローター部１の全体を形成する。成形体８の体
積率（小さな隙間や空間に対する成形体８の自身の体積
率）が例えば４０〜８０％に設定されており、成形体８
に含浸される真鍮Ａの体積率が例えば２０〜６０％とな
る。
【００１７】図４に示すようにフランジ部２において、
車輪（ホイール）（図示せず）に連結される部分（フラ
ンジ部２における図４の紙面上側部分）を、１枚の成形
体９に真鍮Ａを含浸させて形成してもよい。成形体９の
体積率（小さな隙間や空間に対する成形体９の自身の体
積率）が例えば１５〜２５％に設定されており、成形体
９に含浸される真鍮Ａの体積率が例えば７５〜８５％と
なる。
【００１８】［発明の実施の第２別形態］前述の［発明
の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］に代え
て、図５に示すように構成してもよい。図５に示すブレ
ーキ回転体はディスク状でベンチレーテッドタイプであ
り、複数の開孔部１０ａを放射状を配置した１枚の成形
体１０を用意して、成形体１０に真鍮Ａを含浸させてロ
ーター部１の全体を形成する。成形体１０の体積率（小
さな隙間や空間に対する成形体１０の自身の体積率）が
例えば４０〜８０％に設定されており、成形体１０に含
浸される真鍮Ａの体積率が例えば２０〜６０％となる。
【００１９】前述のように成形体１０に真鍮Ａを含浸さ
せる際、成形体１０の開孔部１０ａが真鍮Ａによって埋
まってしまうので、ローター部１の全体の形成後に機械
加工を施して開孔部１０ａを開孔する。又は真鍮Ａを含
浸させる際、成形体１０の開孔部１０ａに事前にスペー
サ（図示せず）を入れておき、真鍮Ａの含浸後にスペー
サを抜き取る。図５に示すブレーキ回転体において、フ
ランジ部２における車輪（ホイール）（図示せず）に連
結される部分を、１枚の成形体（図示せず）に真鍮Ａを
含浸させて形成してもよい（前述の［発明の実施の第１
別形態］の図４参照）。
【００２０】［発明の実施の第３別形態］前述の［発明
の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］、［発
明の実施の第２別形態］に代えて、図６に示すように構
成してもよい。図６はドラム状のブレーキ回転体を示し
ており、所定の幅を備えた円筒状のリング部１１、車輪
に連結されるフランジ部１２を備えて、真鍮Ａにより形
成されており、中央の開口部１７及びボルト（図示せ
ず）の挿入用の孔部１３がフランジ部１２に備えられて
いる。
【００２１】図６に示すように、ブレーキシュー（図示
せず）が押圧されるリング部１１の内側面において、１
枚の成形体１４に真鍮Ａを含浸させてリング部１１の内
側面を形成する。成形体１４の体積率（小さな隙間や空
間に対する成形体１４の自身の体積率）が例えば１０〜
４０％に設定されており、成形体１４に含浸される真鍮
Ａの体積率が例えば６０〜９０％となる。この場合、リ
ング部１１の内側面だけではなく、１枚の成形体１４に
真鍮を含浸させてリング部１１の全体を形成してもよ
い。
【００２２】図６に示すようにフランジ部１２におい
て、車輪（ホイール）（図示せず）に連結される部分
（フランジ部１２における図６の紙面上側部分）を、１
枚の成形体１５に真鍮Ａを含浸させて形成してもよい。
成形体１５の体積率（小さな隙間や空間に対する成形体
１５の自身の体積率）が例えば１５〜２５％に設定され
ており、成形体１５に含浸される真鍮Ａの体積率が例え
ば７５〜８５％となる。
【００２３】［発明の実施の第４別形態］前述の［発明
の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］、［発
明の実施の第２別形態］、［発明の実施の第３別形態］
において、真鍮Ａに代えてアルミニウムやアルミニウム
合金、マグネシウムやマグネシウム合金を使用し、成形
体４，５，８，９，１０，１４，１５に含浸させるよう
にしてもよい。この場合、ローター部１及びリング部１
１の耐熱温度（ローター部１及びリング部１１として異
常が発生しない温度）は、５００〜５５０℃となる。
【００２４】
【実施例】前述の［発明の実施の形態］の図１及び図２
に示すブレーキ回転体において、真鍮Ａを使用し成形体
４，５に真鍮Ａを含浸させたもの、並びに、アルミニウ
ム（アルミニウム合金）を使用し成形体４，５にアルミ
ニウム（アルミニウム合金）を含浸させたものを用意し
て、ブレーキ（ブレーキ回転体）を制動側に操作しなが
ら走行する引きずり試験を行い、ローター部１の温度を
計測した結果を、図７（引きずり試験 第１回目）及び
図８（引きずり試験 第２回目）に示している。
【００２５】成形体を使用せずにディスク状のブレーキ
回転体の全体をアルミニウム（アルミニウム合金）によ
り一体的に形成したもの、並びに、成形体を使用せずに
ドラム状のブレーキ回転体の全体をマグネシウム（マグ
ネシウム合金）により一体的に形成したものを用意し
て、ブレーキ（ブレーキ回転体）を制動側に操作しなが
ら下り坂を走行した降坂試験を行った結果を図９に示し
ている。
【００２６】図９において、実線Ｂ１はブレーキ回転体
（ディスク状）のローター部の温度を示し、一点鎖線Ｂ
２はブレーキ回転体（ディスク状）に制動を掛けるブレ
ーキパッドの温度を示している。実線Ｂ３はブレーキ回
転体（ドラム状）のリング部の内側面（ブレーキシュー
が押圧される面）の温度を示し、一点鎖線Ｂ４はブレー
キ回転体（ドラム状）のリング部の外側面の温度を示し
ている。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の特徴によると、摩擦制動体が
押圧される被押圧部と、車輪に連結される連結部とを備
えて構成された車両のブレーキ回転体において、成形体
に金属を含浸させて被押圧部を形成することにより、含
浸される金属によって強度を確保しながら、成形体が占
める分だけ被押圧部の重量を軽くすることができた。こ
れにより、車両のサスペンションにおけるバネ下重量を
軽いものにすることができて、サスペンション性能の向
上に寄与することができた。
【００２８】請求項１の特徴によると、成形体に含浸さ
れる金属をアルミニウム又はアルミニウム合金又はマグ
ネシウム又はマグネシウム合金又は真鍮に設定すること
により、被押圧部の耐熱温度を高いものにすることがで
きる点、並びに、被押圧部において摩擦制動体が押圧さ
れる面に成形体及び金属が位置することになり、被押圧
部の対摩耗性を良いものにすることができる点により、
ブレーキ回転体の耐久性を向上させることができた。
【００２９】請求項２の特徴によると、請求項１の場合
と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。請求項２の特徴によると、成形体
に金属を含浸させて連結部を形成することにより、連結
部の強度を高いものにすることができ、ボルト及びナッ
トによる締め付けが強すぎて連結部に圧痕が付いたりク
ラックが入ったりすると言う状態を少なくすることがで
きる点、並びに、成形体に含浸される金属をアルミニウ
ム又はアルミニウム合金又はマグネシウム又はマグネシ
ウム合金又は真鍮に設定することにより、連結部の耐熱
温度を高いものにすることができる点により、ブレーキ
回転体の耐久性を向上させることができた。請求項２の
特徴によると、成形体が占める分だけ連結部の重量を軽
くすることができ、車両のサスペンションにおけるバネ
下重量を軽いものにすることができて、サスペンション
性能の向上に寄与することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスク状でソリッドタイプのブレーキ回転体
の全体斜視図
【図２】ディスク状でソリッドタイプのブレーキ回転体
の縦断面図
【図３】ディスク状でソリッドタイプのブレーキ回転体
の製造の状態を示す概略図
【図４】発明の実施の第１別形態において、ディスク状
でソリッドタイプのブレーキ回転体の縦断面図
【図５】発明の実施の第２別形態において、ディスク状
でベンチレーテッドタイプのブレーキ回転体の縦断面図
【図６】発明の実施の第３別形態において、ドラム状の
ブレーキ回転体の縦断面図
【図７】実施例における引きずり試験（第１回目）の結
果を示す図
【図８】実施例における引きずり試験（第２回目）の結
果を示す図
【図９】実施例における降坂試験の結果を示す図
【符号の説明】 １，１１ 被押圧部 ２，１２ 連結部 ４，５，８，１０，１４ 成形体 ９，１５ 成形体 Ａ 真鍮
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信幸 静岡県沼津市足高尾上232−26 株式会社 エー・エム・テクノロジー内 Ｆターム(参考） 3J058 AA01 AA41 BA68 CB01 CB11 DD11 EA01 EA08 EA10 EA14 EA17

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 摩擦制動体が押圧される被押圧部が、小
    さな隙間や空間を多数備えた非金属の成形体に金属を含
    浸させて形成されており、 前記成形体がセラミックス材料又はカーボンファイバー
    で構成され、前記金属がアルミニウム又はアルミニウム
    合金又はマグネシウム又はマグネシウム合金又は真鍮で
    ある車両のブレーキ回転体。
  2. 【請求項２】 車輪に連結される連結部を備えて、前記
    連結部が、小さな隙間や空間を多数備えた非金属の成形
    体に金属を含浸させて形成されており、 前記成形体がセラミックス材料又はカーボンファイバー
    で構成され、前記金属がアルミニウム又はアルミニウム
    合金又はマグネシウム又はマグネシウム合金又は真鍮で
    ある請求項１に記載の車両のブレーキ回転体。
JP2001316650A 2001-10-15 2001-10-15 車両のブレーキ回転体 Pending JP2003120733A (ja)

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PCT/JP2002/006759 WO2003033930A1 (fr) 2001-10-15 2002-07-03 Corps rotatif de frein pour vehicule

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