JP3085437B2 - 自動車用ブレーキドラムの材料 - Google Patents
自動車用ブレーキドラムの材料Info
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- JP3085437B2 JP3085437B2 JP06035564A JP3556494A JP3085437B2 JP 3085437 B2 JP3085437 B2 JP 3085437B2 JP 06035564 A JP06035564 A JP 06035564A JP 3556494 A JP3556494 A JP 3556494A JP 3085437 B2 JP3085437 B2 JP 3085437B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳鉄製の自動車用ブレ
ーキドラムの材料に関する。
ーキドラムの材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、大型トラックのブレーキ装置には
ドラムブレーキが広く使用され、そのドラムブレーキの
ブレーキドラムには、例えば図１３に示すように、黒鉛
Ｄが断面にて線状に分散している片状黒鉛鋳鉄がその材
料として用いられてきた。そして、それは片状黒鉛鋳鉄
が熱伝導がよくブレーキ発熱のために制動力が減退する
のを防止するのに有効である事は知られている。
ドラムブレーキが広く使用され、そのドラムブレーキの
ブレーキドラムには、例えば図１３に示すように、黒鉛
Ｄが断面にて線状に分散している片状黒鉛鋳鉄がその材
料として用いられてきた。そして、それは片状黒鉛鋳鉄
が熱伝導がよくブレーキ発熱のために制動力が減退する
のを防止するのに有効である事は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、片状黒
鉛鋳鉄はその黒鉛の形状が線状であるために黒鉛先端に
応力集中を起こし、ブレーキ作動時の熱応力に弱く、熱
亀裂が生じやすいという問題があり、ブレーキドラムの
寿命が短く、そのためにブレーキドラムの交換を頻繁に
行う事が必要で、信頼性と共にコストの問題が生じてい
た。
鉛鋳鉄はその黒鉛の形状が線状であるために黒鉛先端に
応力集中を起こし、ブレーキ作動時の熱応力に弱く、熱
亀裂が生じやすいという問題があり、ブレーキドラムの
寿命が短く、そのためにブレーキドラムの交換を頻繁に
行う事が必要で、信頼性と共にコストの問題が生じてい
た。
【０００４】したがって、本発明は、耐熱亀裂性および
耐久性がよく、片状黒鉛鋳鉄と同等の熱伝導率を有する
球状黒鉛鋳鉄製の自動車用ブレーキドラムの材料を提供
することを目的としている。
耐久性がよく、片状黒鉛鋳鉄と同等の熱伝導率を有する
球状黒鉛鋳鉄製の自動車用ブレーキドラムの材料を提供
することを目的としている。
【０００５】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の自動車用ブレー
キの材料によれば、自動車用ブレーキ装置に使用する鋳
鉄製ブレーキドラムの材料において、炭素が重量比で
３．２〜４．２％、硅素が重量比で１．５〜２．５％、
Ｎｉ、Ｍｏ，Ｔｉの内から一種以上の強化合金元素が重
量比で０．５〜２．０％を含む鋳鉄であり、球状の黒鉛
粒子を有し、その黒鉛粒子の数は１平方ミリメータ当り
２００〜２５０個、黒鉛粒子の粒径は３０〜６０μｍ、
黒鉛球状化率が２０〜８０％となっている。
キの材料によれば、自動車用ブレーキ装置に使用する鋳
鉄製ブレーキドラムの材料において、炭素が重量比で
３．２〜４．２％、硅素が重量比で１．５〜２．５％、
Ｎｉ、Ｍｏ，Ｔｉの内から一種以上の強化合金元素が重
量比で０．５〜２．０％を含む鋳鉄であり、球状の黒鉛
粒子を有し、その黒鉛粒子の数は１平方ミリメータ当り
２００〜２５０個、黒鉛粒子の粒径は３０〜６０μｍ、
黒鉛球状化率が２０〜８０％となっている。
【０００７】
【作用効果の説明】本発明は上記のように構成されてお
り、球状黒鉛鋳鉄は亀裂に対して強く、黒鉛粒子を球状
化するためにはマグネシウム（Ｍｇ）を０．１％前後添
加すればよいことは知られている。そこで本発明者は、
ブレーキドラム用の鋳鉄として球状黒鉛鋳鉄に不足して
いる特性である熱伝導性がよい球状黒鉛鋳鉄を得るため
に種々実験を繰返して下記の結果を得た。
り、球状黒鉛鋳鉄は亀裂に対して強く、黒鉛粒子を球状
化するためにはマグネシウム（Ｍｇ）を０．１％前後添
加すればよいことは知られている。そこで本発明者は、
ブレーキドラム用の鋳鉄として球状黒鉛鋳鉄に不足して
いる特性である熱伝導性がよい球状黒鉛鋳鉄を得るため
に種々実験を繰返して下記の結果を得た。
【０００８】炭素（Ｃ）が３．２重量％以下では現用の
片状黒鉛鋳鉄の熱伝導率（０．４５Ｊ／ｃｍ）以下とな
り好ましくない。一方でＣが４．２重量％以上となると
熱伝導率はよいが、材料強度が低下しブレーキドラムと
して使用に耐えない。
片状黒鉛鋳鉄の熱伝導率（０．４５Ｊ／ｃｍ）以下とな
り好ましくない。一方でＣが４．２重量％以上となると
熱伝導率はよいが、材料強度が低下しブレーキドラムと
して使用に耐えない。
【０００９】硅素（Ｓｉ）は熱伝導率がよいのは添加量
が、１．５〜２．５重量％の範囲で現用の片状黒鉛鋳鉄
と同等以上の熱伝導率となる。
が、１．５〜２．５重量％の範囲で現用の片状黒鉛鋳鉄
と同等以上の熱伝導率となる。
【００１０】また、鋳鉄中の熱伝導率は黒鉛の影響が大
で、片状黒鉛に比して球状黒鉛は伝導率が３／４で、こ
れを防ぐために黒鉛間の間隔を詰めることが必要で、１
平方ミリメータ当り２００〜２５０個で前記の片状黒鉛
鋳鉄と同じ熱伝導率となる。
で、片状黒鉛に比して球状黒鉛は伝導率が３／４で、こ
れを防ぐために黒鉛間の間隔を詰めることが必要で、１
平方ミリメータ当り２００〜２５０個で前記の片状黒鉛
鋳鉄と同じ熱伝導率となる。
【００１１】そして、黒鉛の粒径についてはこれが粗大
化すると強度が低下するので、ブレーキドラムとして実
用可能な範囲は３０〜６０μｍであることが判った。
化すると強度が低下するので、ブレーキドラムとして実
用可能な範囲は３０〜６０μｍであることが判った。
【００１２】さらに、黒鉛球状化率については、片状黒
鉛の先端部の応力緩和と熱伝導性とを考慮すると２０〜
８０％がよく、黒鉛球状化のためにＭｇは０．０２５〜
０．０３２重量％添加するのがよいことが判った。
鉛の先端部の応力緩和と熱伝導性とを考慮すると２０〜
８０％がよく、黒鉛球状化のためにＭｇは０．０２５〜
０．０３２重量％添加するのがよいことが判った。
【００１３】そして、黒鉛粒数を増加する事は強度を低
下する原因となるので、鋳鉄の生地を強化するために、
本明細書でいう強化合金元素としてＮｉ、Ｍｏ、Ｔｉの
内から一種以上の元素を添加すると効果がある。
下する原因となるので、鋳鉄の生地を強化するために、
本明細書でいう強化合金元素としてＮｉ、Ｍｏ、Ｔｉの
内から一種以上の元素を添加すると効果がある。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１５】図１において、フロントアクスル１にはナ
ックル２および図示しないベアリングを介してフロント
ハブ３が回転自在に取付けられ、そのフロントハブ３に
はハブボルト１０でブレーキドラム４が固着されてい
る。そして、そのブレーキドラム４の内側には、ブレー
キライニング６を有するブレーキシュー５が図示しない
ピンに回動自在に取付けられている。
ックル２および図示しないベアリングを介してフロント
ハブ３が回転自在に取付けられ、そのフロントハブ３に
はハブボルト１０でブレーキドラム４が固着されてい
る。そして、そのブレーキドラム４の内側には、ブレー
キライニング６を有するブレーキシュー５が図示しない
ピンに回動自在に取付けられている。
【００１６】ここで、符号７はナックルアーム、符号８
はタイロッドアーム、符号９はタイロッド、符号１１は
ホイルナットをそれぞれ示している。
はタイロッドアーム、符号９はタイロッド、符号１１は
ホイルナットをそれぞれ示している。
【００１７】そして、前記ブレーキドラム４は、以下に
説明するブレーキドラム用材料で構成されている。
説明するブレーキドラム用材料で構成されている。
【００１８】図２は試料の特性を示すものに、図２の右
側に１〜４で示す試料を準備した。そして図３〜図９に
実験結果を示す。Ｃの含有率は、図３および図４から解
る通り、熱伝導率は片状黒鉛鋳鉄と同等である０．４５
Ｊ／ｃｍが要求レベルであり、試料Ｎｏ．２が該当し、
引張り強さは３００ＭＰａが要求レベルであるので試料
Ｎｏ．４が該当している。したがって、Ｃの含有率は
３．２〜４．２重量％がよいという結果が得られた。
側に１〜４で示す試料を準備した。そして図３〜図９に
実験結果を示す。Ｃの含有率は、図３および図４から解
る通り、熱伝導率は片状黒鉛鋳鉄と同等である０．４５
Ｊ／ｃｍが要求レベルであり、試料Ｎｏ．２が該当し、
引張り強さは３００ＭＰａが要求レベルであるので試料
Ｎｏ．４が該当している。したがって、Ｃの含有率は
３．２〜４．２重量％がよいという結果が得られた。
【００１９】次いで、Ｓｉに付いても同様に、図２と図
５から解るように、熱伝導率の要求レベルから１．５〜
２．５重量％という結果が得られた。
５から解るように、熱伝導率の要求レベルから１．５〜
２．５重量％という結果が得られた。
【００２０】また、強度を低下させないためには黒鉛の
間隔が小であることが好ましく、そのために、平方ミリ
当たりの黒鉛の粒数は大である事が好ましいが、図６か
ら解るように熱伝導率の要求レベルも満足するものとし
て、１平方ミリメータ当り２００〜２５０個とした。そ
して、黒鉛粒数を増加することは強度低下になるので、
鋳鉄の生地を強化するためにＮｉ、Ｍｏ、Ｔｉの内の一
種類以上を強化合金元素として０．５〜２．０重量％添
加することが好ましい。
間隔が小であることが好ましく、そのために、平方ミリ
当たりの黒鉛の粒数は大である事が好ましいが、図６か
ら解るように熱伝導率の要求レベルも満足するものとし
て、１平方ミリメータ当り２００〜２５０個とした。そ
して、黒鉛粒数を増加することは強度低下になるので、
鋳鉄の生地を強化するためにＮｉ、Ｍｏ、Ｔｉの内の一
種類以上を強化合金元素として０．５〜２．０重量％添
加することが好ましい。
【００２１】さらに、黒鉛の平均粒径に付いては、図７
から解る通り、引張り強さの要求レベルから６０μｍ以
上では要求レベルを満足せず、３０μｍ以下では熱伝導
率が低いので満足できない。
から解る通り、引張り強さの要求レベルから６０μｍ以
上では要求レベルを満足せず、３０μｍ以下では熱伝導
率が低いので満足できない。
【００２２】黒鉛球状化率は、図８から解る通り、８０
％以上では熱伝導率が要求レベルより低くなり、２０％
以下では、図９から解る通り、引張り強さが要求レベル
を満足しない。したがって、黒鉛球状化率は２０〜８０
％がよいという結果となった。
％以上では熱伝導率が要求レベルより低くなり、２０％
以下では、図９から解る通り、引張り強さが要求レベル
を満足しない。したがって、黒鉛球状化率は２０〜８０
％がよいという結果となった。
【００２３】そして、黒鉛球状化のためにＭｇの添加量
は、図２から解る通り、０．０２５〜０．０３２であれ
ば、重要特性である熱伝導率および引張り強さがクリア
できる。
は、図２から解る通り、０．０２５〜０．０３２であれ
ば、重要特性である熱伝導率および引張り強さがクリア
できる。
【００２４】図１０は黒鉛球状化率の測定例を示し、倍
率１００倍で撮影した写真面の両対角線を中心として幅
３ｍｍの間隔で直線を引き、その間に挾まれる両対角線
帯の上にのる黒鉛粒を対象とし、黒鉛粒数と形状係数か
ら次式により算出する。
率１００倍で撮影した写真面の両対角線を中心として幅
３ｍｍの間隔で直線を引き、その間に挾まれる両対角線
帯の上にのる黒鉛粒を対象とし、黒鉛粒数と形状係数か
ら次式により算出する。
【００２５】黒鉛球状化率＝（０×ｎ１＋０．３×ｎ２
＋０．３×ｎ３＋０．９×ｎ４＋１．０×ｎ５／ｎ１＋
ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５）×１００％ 黒鉛粒径の算出は、対角線帯に乗った黒鉛の粒径を測定
し、その平均値を算出する。
＋０．３×ｎ３＋０．９×ｎ４＋１．０×ｎ５／ｎ１＋
ｎ２＋ｎ３＋ｎ４＋ｎ５）×１００％ 黒鉛粒径の算出は、対角線帯に乗った黒鉛の粒径を測定
し、その平均値を算出する。
【００２６】また、図１１は黒鉛粒数の算出例で、倍率
１００倍の写真に任意に１辺が５０ｍｍの正方形を描
き、その内側にある黒鉛数を数え、その数を４倍して黒
鉛粒数とする。
１００倍の写真に任意に１辺が５０ｍｍの正方形を描
き、その内側にある黒鉛数を数え、その数を４倍して黒
鉛粒数とする。
【００２７】図１２は熱伝導率の測定試験の概要を示
し、試験片Ｔの両側面に熱電対Ｃ１、Ｃ２を取付け、一
方の側面からレーザー光線Ｌを照射し熱電対Ｃ１、Ｃ２
をそれぞれ温度計に接続して測定する。
し、試験片Ｔの両側面に熱電対Ｃ１、Ｃ２を取付け、一
方の側面からレーザー光線Ｌを照射し熱電対Ｃ１、Ｃ２
をそれぞれ温度計に接続して測定する。
【００２８】以上のように本発明によれば、丈夫で熱伝
導率のよい鋳鉄製のブレーキドラムを得ることができ
る。
導率のよい鋳鉄製のブレーキドラムを得ることができ
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、以下の優れた効果を奏する。
ので、以下の優れた効果を奏する。
【００３０】（１）耐熱亀裂性に優れ、熱伝導率を改善
した球状黒鉛鋳鉄をブレーキドラムとして使用するの
で、ブレーキ性能を損なうことなくドラムの寿命が向上
する。
した球状黒鉛鋳鉄をブレーキドラムとして使用するの
で、ブレーキ性能を損なうことなくドラムの寿命が向上
する。
【００３１】（２）現行品より強度が高い球状黒鉛鋳鉄
を使用でき、ブレーキドラムの薄肉化が可能となり、ブ
レーキドラムの軽量化が可能となる。
を使用でき、ブレーキドラムの薄肉化が可能となり、ブ
レーキドラムの軽量化が可能となる。
【００３２】（３）ブレーキドラムの交換の頻度が減少
し、走行費が低下する。
し、走行費が低下する。
【図１】本考案の一実施例を示す高熱伝導率黒鉛鋳鉄の
ブレーキドラムの側面図。
ブレーキドラムの側面図。
【図２】ブレーキ用材料の実験結果の例を示すチャート
図。
図。
【図３】熱伝導率と炭素含有量との関係の実験結果を示
す図。
す図。
【図４】引張り強さと炭素含有量との関係の実験結果を
示す図。
示す図。
【図５】熱伝導率と硅素含有量との関係の実験結果を示
す図。
す図。
【図６】熱伝導率と黒鉛粒数との関係の実験結果を示す
図。
図。
【図７】引張り強さと黒鉛平均粒径との関係の実験結果
を示す図。
を示す図。
【図８】熱伝導率と黒鉛球状化率との関係の実験結果を
示す図。
示す図。
【図９】引張り強さと黒鉛球状化率との関係の実験結果
を示す図。
を示す図。
【図１０】黒鉛球状化率の測定方法の例を示す図。
【図１１】黒鉛粒数の測定方法の例を示す図。
【図１２】熱伝導率測定試験の概要を示す図。
【図１３】従来の片状黒鉛鋳鉄の黒鉛分布状態の例を示
す図。
す図。
１…フロントアクスル ２…ナックル ３…フロントハブ ４…ブレーキドラム ５…ブレーキシュー ６…ブレーキライニング ７ナックルアーム ８…タイロッドアーム ９…タイロッド １０…ハブボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−21432（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−175524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−215737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−248864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 49/00 - 71/04 C22C 37/00 - 37/04
Claims (1)
- 【請求項１】 自動車用ブレーキ装置に使用する鋳鉄製
ブレーキドラムの材料において、炭素が重量比で３．２
〜４．２％、硅素が重量比で１．５〜２．５％、Ｎｉ、
Ｍｏ，Ｔｉの内から一種以上の強化合金元素が重量比で
０．５〜２．０％を含む鋳鉄であり、球状の黒鉛粒子を
有し、その黒鉛粒子の数は１平方ミリメータ当り２００
〜２５０個、黒鉛粒子の粒径は３０〜６０μｍ、黒鉛球
状化率が２０〜８０％としたことを特徴とする自動車用
ブレーキドラムの材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06035564A JP3085437B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 自動車用ブレーキドラムの材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06035564A JP3085437B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 自動車用ブレーキドラムの材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243460A JPH07243460A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3085437B2 true JP3085437B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=12445253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06035564A Expired - Fee Related JP3085437B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | 自動車用ブレーキドラムの材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085437B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100911576B1 (ko) * | 2008-05-08 | 2009-08-10 | 현대자동차주식회사 | 차량용 브레이크 드럼 및 그 제조 방법 |
| CN102265055B (zh) * | 2009-06-15 | 2014-03-12 | 丰田自动车株式会社 | 摩擦材料的制造方法、摩擦材料及制动装置 |
| JP6285201B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2018-02-28 | 新日鐵住金株式会社 | 機関車制輪子用球状黒鉛鋳鉄および機関車用制輪子 |
-
1994
- 1994-03-07 JP JP06035564A patent/JP3085437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07243460A (ja) | 1995-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |