JP3063200B2 - Disc rotor - Google Patents

Disc rotor

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JP3063200B2
JP3063200B2 JP3079021A JP7902191A JP3063200B2 JP 3063200 B2 JP3063200 B2 JP 3063200B2 JP 3079021 A JP3079021 A JP 3079021A JP 7902191 A JP7902191 A JP 7902191A JP 3063200 B2 JP3063200 B2 JP 3063200B2
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disk rotor
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hard
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正一 島村
啓介 森田
博 佐々木
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディスクローターに係
り、特に軽量かつ高強度で、耐久性に優れ、自動車用デ
ィスクブレーキ機構等のディスクローターの軽量化に有
効なディスクローターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk rotor, and more particularly to a disk rotor which is lightweight, has high strength and excellent durability, and is effective for reducing the weight of a disk rotor such as a disk brake mechanism for an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車用ディスクローターは、安
価であること、材料の信頼性が高いこと、製造が容易で
あることなどの点から、鉄(鋳鉄)製のものが主流とさ
れている。ところで、昨今、地球環境保全の面から、自
動車関連分野においても、省エネルギー化を図る動きが
あり、この対応策として、自動車重量の軽量化が大きな
課題となっている。このため、ディスクローターについ
ても、その軽量化が望まれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, iron (cast iron) is mainly used for automobile disk rotors because of its low cost, high reliability of materials, and ease of manufacture. . By the way, recently, from the aspect of global environmental protection, there is a movement to save energy also in the field of automobiles, and as a countermeasure, weight reduction of automobile weight is a major issue. For this reason, the weight reduction of the disk rotor is also desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の鉄製自動車用デ
ィスクローターは、重量が重い。錆易い。といった
欠点があり、は自動車の燃費、加速性、慣性力に大き
な影響を与え、また、は錆のため制動力、制動メカニ
ズムにとって欠点となり、省エネルギー化に逆行するも
のである。
The conventional iron-made automobile disk rotor is heavy. Easy to rust. This has a great effect on the fuel efficiency, acceleration, and inertia of an automobile, and has a disadvantage in terms of rust due to a braking force and a braking mechanism, which is contrary to energy saving.

【0004】本発明は上記従来の問題点を解決し、軽量
かつ高強度で耐久性に優れたディスクローターを提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a lightweight, high-strength, and highly durable disk rotor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1のディスクロー
ターは、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなるロ
ーター本体の表面に2層コーティングを施してなるディ
スクローターであって、該2層コーティングの下地層が
厚さ20〜500μmの硬質クロム層であり、表面層が
窒化チタン層であることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a disk rotor in which a two-layer coating is applied to a surface of a rotor main body made of aluminum or an aluminum alloy, and a base layer of the two-layer coating is provided.
It is a hard chromium layer having a thickness of 20 to 500 μm , and the surface layer is a titanium nitride layer.

【0006】[0006]

【0007】請求項のディスクローターは、請求項
ディスクローターにおいて、窒化チタン層の厚さが1
〜100μmであることを特徴とする。
[0007] The disk rotor of the second aspect is the first aspect of the invention.
In the disc rotor, the thickness of the titanium nitride layer is 1
100100 μm.

【0008】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
ディスクローターの本体は、金属材料のなかでも特に軽
量なアルミニウム(Al)及びその軽量かつ高強度合金
より構成される。Al合金としては、JIS−A−20
17等の合金が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The main body of the disk rotor of the present invention is made of aluminum (Al), which is particularly lightweight among metal materials, and its lightweight and high-strength alloy. As the Al alloy, JIS-A-20
17 and the like.

【0009】このようなローター本体に形成される2層
コーティングは硬質クロム(Cr)層の下地層と窒化チ
タン(TiN)層の表面層よりなるものである。
The two-layer coating formed on such a rotor body is composed of a hard chromium (Cr) layer underlayer and a titanium nitride (TiN) layer surface layer.

【0010】下地層の硬質Cr層は電気メッキ等により
形成することができ、その厚さは20〜500μm、
ましくは20〜200μmである。硬質Cr層の厚さが
20μm未満ではマイクロクラックによる問題が生じ、
500μmを超えると硬質Cr層が必要以上に厚過ぎて
不経済である。
[0010] hard Cr layer of the underlayer may be formed by electroplating or the like, the thickness 20 ~500Myuemu, good
Mashiku is Ru 20~200μm der. The thickness of the hard Cr layer
If the thickness is less than 20 μm, a problem due to micro cracks occurs.
If it exceeds 500 μm, the hard Cr layer is too thick, which is uneconomical.

【0011】表面層のTiN層はPVD法等により形成
するのが好ましく、その厚さは1〜100μm、特に3
〜30μmであることが好ましい。TiN層の厚さが1
μm未満ではマイクロクラックの恐れがあり、100μ
mを超えるとTiN層が必要以上に厚過ぎて不経済であ
る。なお、TiN層の形成にあたり、硬質Cr層の表面
の均一化のために、予め硬質Cr層表面をポリッシング
等で処理しておくのが好ましい。
The TiN layer as the surface layer is preferably formed by a PVD method or the like, and has a thickness of 1 to 100 μm, particularly 3 μm.
It is preferably from 30 to 30 μm. TiN layer thickness is 1
If it is less than μm, there is a risk of microcracks,
If it exceeds m, the TiN layer is too thick more than necessary and is uneconomical. In forming the TiN layer, it is preferable to previously treat the surface of the hard Cr layer by polishing or the like in order to make the surface of the hard Cr layer uniform.

【0012】[0012]

【作用】Al又はAl合金は軽量かつ高強度であること
から、特にディスクローターの軽量化に有効である。
Since Al or an Al alloy is lightweight and has high strength, it is particularly effective for reducing the weight of a disk rotor.

【0013】また、このようなAl又はAl合金の表面
に硬質Cr層とTiN層との2層コーティングを施すこ
とにより、高強度化及び耐摩耗性、耐食性の向上が図れ
る。即ち、TiN層は硬くキズが付き難いものである
が、母材のAl又はAl合金に直接コーティングした場
合には、母材であるAl又はAl合金の表面強度が不十
分であることから、コーティングによる効果が十分に表
われない。これに対して、硬質Cr層の下地層を形成し
た後、TiN層を形成することにより、TiN層は硬質
Cr層を介して、硬質Cr層を媒体として母材と強く接
合する。また、硬質Cr層表面が平滑であることから、
TiN層は厚さのムラなく均一にコーティングされ、T
iN本来の特性を十分に発揮する。このようなことか
ら、硬質Cr層及びTiN層の2層コーティングを施し
たディスクローターは、強度、硬度、耐摩耗性、摩擦性
能等の機械的特性や耐食性に著しく優れたものとなる。
Further, by applying a two-layer coating of a hard Cr layer and a TiN layer on the surface of such Al or Al alloy, it is possible to achieve high strength, wear resistance and corrosion resistance. That is, the TiN layer is hard and hard to be damaged, but when directly coated on the base material Al or Al alloy, the surface strength of the base material Al or Al alloy is insufficient, so that the coating is not performed. The effect due to is not fully exhibited. On the other hand, by forming the base layer of the hard Cr layer and then forming the TiN layer, the TiN layer is strongly bonded to the base material via the hard Cr layer using the hard Cr layer as a medium. In addition, since the surface of the hard Cr layer is smooth,
The TiN layer is uniformly coated without unevenness in thickness,
The iN original characteristics are fully exhibited. For these reasons, a disk rotor coated with a two-layer coating of a hard Cr layer and a TiN layer is extremely excellent in mechanical properties such as strength, hardness, abrasion resistance, friction performance, and corrosion resistance.

【0014】本発明のディスクローターによれば、従
来の鉄製ディスクローターに比べて重量は1/2〜1/
3と、非常に軽量である。このため、燃費が向上する。
従来の鉄製ディスクローターのように錆びないため、
制動メカニズムに問題を発生しない。鉄製ディスクロ
ーターに比べて、ローター表面の硬度が大きく、付着物
その他によりローターにキズが発生しない。このため、
摩擦係数は安定している。ディスクパッド側の材料の
影響が少ない。このため、パッド材料の寿命を延長する
ことができる。黄色又はこれに近い色合いを呈してい
るため、デザイン性、装飾性の面からも優れている。等
の作用効果が奏される。
According to the disk rotor of the present invention, the weight is reduced to 1/2 to 1/1 compared to the conventional iron disk rotor.
3 and very light. Therefore, fuel efficiency is improved.
As it does not rust like a conventional iron disc rotor,
No problem with the braking mechanism. Hardness of the rotor surface is higher than that of an iron disk rotor, and the rotor is not scratched by deposits or the like. For this reason,
The coefficient of friction is stable. The influence of the material on the disk pad side is small. Therefore, the life of the pad material can be extended. Since it has a yellow color or a color close thereto, it is also excellent in terms of design and decorativeness. And the like.

【0015】[0015]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0016】実施例1〜4、比較例1 Al合金(JIS−A−2017)製ディスクローター
本体に、通常の電気メッキにより表1に示す厚さの硬質
Cr層の下地層を形成した。下地層の表面を均一にする
ためにポリッシングを行なった後、その面にPVD法に
より表1に示す厚さのTiN層の表面層を形成した。な
お、電気メッキ及びPVDの操作条件は、通常実施され
ている条件の範囲で設定した。得られたディスクロータ
ーについて、性能試験を行ない、従来の鋳鉄製ディスク
ローター(比較例1)と比較した。結果を表1に示す。
Examples 1-4, Comparative Example 1 An underlayer of a hard Cr layer having a thickness shown in Table 1 was formed on a disk rotor body made of an Al alloy (JIS-A-2017) by ordinary electroplating. After performing polishing to make the surface of the underlayer uniform, a surface layer of a TiN layer having a thickness shown in Table 1 was formed on the surface by a PVD method. The operating conditions for electroplating and PVD were set within the range of the conditions usually performed. The obtained disk rotor was subjected to a performance test and compared with a conventional cast iron disk rotor (Comparative Example 1). Table 1 shows the results.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】表1より、本発明のディスクローターは、
摩擦係数は従来の鋳鉄製ディスクローターとほぼ同程度
の良好な値を示し、耐摩耗性が良好で、また、高硬度で
あることから、耐キズ付き性、耐久性については鋳鉄製
ディスクローターより著しく優れることが明らかであ
る。しかも、本発明のディスクローターは従来の鋳鉄製
ディスクローター重量に比べて1/2〜1/3の非常に
軽量なものであった。
According to Table 1, the disk rotor of the present invention is:
The coefficient of friction shows almost the same good value as the conventional cast iron disk rotor, and the wear resistance is good, and because of its high hardness, the scratch resistance and durability are better than those of the cast iron disk rotor. It is clear that it is significantly better. Moreover, the disk rotor of the present invention was very light, 1/2 to 1/3 the weight of the conventional cast iron disk rotor.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のディスクロ
ーターによれば、摩擦性能、耐摩耗性、機械的強度、耐
食性、耐久性に優れ、高硬度でしかも非常に軽量なディ
スクローターが提供される。本発明のディスクローター
は、自動車用ディスクブレーキ機構等に用いて、その軽
量化を図ることができ、工業的に極めて有用である。
As described in detail above, according to the disk rotor of the present invention, a disk rotor which is excellent in friction performance, abrasion resistance, mechanical strength, corrosion resistance and durability, high in hardness and very lightweight is provided. Is done. INDUSTRIAL APPLICABILITY The disc rotor of the present invention can be used for a disc brake mechanism for automobiles and the like, and can be reduced in weight, and is industrially extremely useful.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−205031(JP,A) 特開 平2−142926(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 65/12 C23C 28/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (56) References JP-A-60-205031 (JP, A) JP-A-2-142926 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F16D 65/12 C23C 28/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルミニウム又はアルミニウム合金より
なるローター本体の表面に2層コーティングを施してな
るディスクローターであって、該2層コーティングの下
地層が厚さ20〜500μmの硬質クロム層であり、表
面層が窒化チタン層であることを特徴とするディスクロ
ーター。
1. A disk rotor comprising a rotor body made of aluminum or an aluminum alloy and a two-layer coating applied to a surface of the rotor body, wherein an underlayer of the two-layer coating is a hard chromium layer having a thickness of 20 to 500 μm. A disk rotor, wherein the layer is a titanium nitride layer.
【請求項2】 窒化チタン層の厚さが1〜100μmで
あることを特徴とする請求項1に記載のディスクロータ
ー。
2. The disk rotor according to claim 1, wherein the thickness of the titanium nitride layer is 1 to 100 μm.
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