JP3285255B2 - 複合材製ブレ−キロ−タ及びその製造方法 - Google Patents
複合材製ブレ−キロ−タ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合材製ブレーキロー
タ及びその製造方法に関する。
タ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】軽量化の目的でアルミニウム合金製ブレー
キロータの実用化が検討され始めているが、その高い熱
伝導率のためにハブへの熱害が問題となる。この問題に
対し、実開平２ー５８１２７号公報には、ハブ取付部に
径方向に貫通して延びる高熱伝導率管体を設け、この管
体で空気流通路を形成して放熱性を高めるようにしたブ
レーキロータが開示されている。
キロータの実用化が検討され始めているが、その高い熱
伝導率のためにハブへの熱害が問題となる。この問題に
対し、実開平２ー５８１２７号公報には、ハブ取付部に
径方向に貫通して延びる高熱伝導率管体を設け、この管
体で空気流通路を形成して放熱性を高めるようにしたブ
レーキロータが開示されている。
【０００３】ところで、アルミニウム合金製ブレーキロ
ータは、基本的な問題として、ブレーキロータに必要な
耐摩耗性及び耐熱性が不足している。このため、アルミ
ニウム合金をマトリックスとした複合材料への材料置換
が検討され、その代表的なものとして、アルミニウム合
金中にセラミックのウイスカ、短繊維、粒子等を含有さ
せるものが考えられている。このうち、硬質粒子である
ＳｉＣ粒子を含有したアルミニウム合金は、耐摩耗性に
優れ、また溶解、鋳造が可能なため、特に有望視されて
いる。
ータは、基本的な問題として、ブレーキロータに必要な
耐摩耗性及び耐熱性が不足している。このため、アルミ
ニウム合金をマトリックスとした複合材料への材料置換
が検討され、その代表的なものとして、アルミニウム合
金中にセラミックのウイスカ、短繊維、粒子等を含有さ
せるものが考えられている。このうち、硬質粒子である
ＳｉＣ粒子を含有したアルミニウム合金は、耐摩耗性に
優れ、また溶解、鋳造が可能なため、特に有望視されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする技術的課題】しかし、本発明
者は、この種の硬質粒子含有アルミニウム合金をブレー
キロータに応用する場合、前述したハブへの熱害がより
顕著になるという問題を見出した。具体的に説明する
と、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）自体の熱伝導率は
「0.360 」であるが、それにＳｉＣ粒子を含有させる
と、ＳｉＣ粒子の熱伝導率（0.30〜0.38）はそれよりも
低いにも係わらず、ＳｉＣ粒子含有アルミニウム合金
（ＳｉＣ: ２０％）の熱伝導率は「0.420 」と高い値を
示すのである。このため、このような硬質粒子含有アル
ミニウム合金でブレーキロータを製造したときには、制
動時の摩擦熱が、容易に、ブレーキロータの摺動部、ハ
ブ取付部、ハブを通ってベアリングに伝達され、ベアリ
ングの潤滑材が熱劣化してしまう虞れがある。そこで、
本発明の第１の目的は、高い耐摩耗性等を確保しつつ、
ハブに対する熱害を抑える複合材製ブレーキロータを提
供することにある。また第２の目的は、上記複合材製ブ
レーキロータをできるだけ簡単に製造する複合材製ブレ
ーキロータの製造方法を提供することにある。
者は、この種の硬質粒子含有アルミニウム合金をブレー
キロータに応用する場合、前述したハブへの熱害がより
顕著になるという問題を見出した。具体的に説明する
と、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）自体の熱伝導率は
「0.360 」であるが、それにＳｉＣ粒子を含有させる
と、ＳｉＣ粒子の熱伝導率（0.30〜0.38）はそれよりも
低いにも係わらず、ＳｉＣ粒子含有アルミニウム合金
（ＳｉＣ: ２０％）の熱伝導率は「0.420 」と高い値を
示すのである。このため、このような硬質粒子含有アル
ミニウム合金でブレーキロータを製造したときには、制
動時の摩擦熱が、容易に、ブレーキロータの摺動部、ハ
ブ取付部、ハブを通ってベアリングに伝達され、ベアリ
ングの潤滑材が熱劣化してしまう虞れがある。そこで、
本発明の第１の目的は、高い耐摩耗性等を確保しつつ、
ハブに対する熱害を抑える複合材製ブレーキロータを提
供することにある。また第２の目的は、上記複合材製ブ
レーキロータをできるだけ簡単に製造する複合材製ブレ
ーキロータの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用】上記第１の目的を
達成するために本発明（請求項１に係る発明）にあって
は、摩擦パッドに対する摺動部と該摺動部の径方向内方
側に設けられるハブ取付部とを備え、該摺動部及び該ハ
ブ取付部が、硬質粒子を含有するアルミニウム合金で形
成されている複合材製ブレーキロータにおいて、前記ハ
ブ取付部が、前記アルミニウム合金が硬質粒子を含有し
てなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部側にお
いて、前記アルミニウム合金が該母材層側から連続的に
強化繊維に侵入した状態となって該母材層と一体化する
繊維複合化層を備え、前記繊維複合化層の熱伝導率が、
前記母材層の熱伝導率よりも小さくされている構成とし
てある。この請求項１の好ましい態様としては、請求項
５，６の記載の通りとなる。上述の構成により、アルミ
ニウム合金中に硬質粒子が含有されていることから、高
い耐摩耗性等を確保できる一方、ハブ取付部には、母材
層よりもハブ側において、アルミニウム合金と強化繊維
とをもって形成されて熱伝導率が小さくされる繊維複合
化層が設けられていることから、ハブへの熱伝達を抑制
することができることになる。このため、高い耐摩耗性
等を確保しつつ、ハブに対する熱害を抑えることができ
ることになる。しかも、上記ハブ取付部においては、繊
維複合化層が母材層を補強することにもなる。このた
め、ハブ取付部の強度を向上させることができることに
なる。
達成するために本発明（請求項１に係る発明）にあって
は、摩擦パッドに対する摺動部と該摺動部の径方向内方
側に設けられるハブ取付部とを備え、該摺動部及び該ハ
ブ取付部が、硬質粒子を含有するアルミニウム合金で形
成されている複合材製ブレーキロータにおいて、前記ハ
ブ取付部が、前記アルミニウム合金が硬質粒子を含有し
てなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部側にお
いて、前記アルミニウム合金が該母材層側から連続的に
強化繊維に侵入した状態となって該母材層と一体化する
繊維複合化層を備え、前記繊維複合化層の熱伝導率が、
前記母材層の熱伝導率よりも小さくされている構成とし
てある。この請求項１の好ましい態様としては、請求項
５，６の記載の通りとなる。上述の構成により、アルミ
ニウム合金中に硬質粒子が含有されていることから、高
い耐摩耗性等を確保できる一方、ハブ取付部には、母材
層よりもハブ側において、アルミニウム合金と強化繊維
とをもって形成されて熱伝導率が小さくされる繊維複合
化層が設けられていることから、ハブへの熱伝達を抑制
することができることになる。このため、高い耐摩耗性
等を確保しつつ、ハブに対する熱害を抑えることができ
ることになる。しかも、上記ハブ取付部においては、繊
維複合化層が母材層を補強することにもなる。このた
め、ハブ取付部の強度を向上させることができることに
なる。
【０００６】前述の第１の目的を達成するために本発明
（請求項２に係る発明）にあっては、摩擦パッドに対す
る摺動部と該摺動部の径方向内方側に設けられるハブ取
付部とを備え、該摺動部及び該ハブ取付部が、硬質粒子
を含有するアルミニウム合金で形成されている複合材製
ブレーキロータにおいて、前記ハブ取付部が、前記アル
ミニウム合金が硬質粒子を含有してなる母材層の他に、
該母材層よりもハブ接触部側において、前記アルミニウ
ム合金により鋳込まれて該母材層と結合する金属層を備
え、前記金属層が、前記母材層との界面において凹凸面
を有していると共に、該凹凸面と該母材層との界面に複
数の空気層が混在されている構成としてある。この請求
項２の好ましい態様としては、請求項５の記載の通りと
なる。上述の構成により、アルミニウム合金中に硬質粒
子が含有されていることから、高い耐摩耗性等を確保で
きる一方、ハブ取付部における金属層と母材層との界面
に複数の空気層が混在されていることから、その複数の
空気層の断熱作用がハブへの熱伝達を抑制することにな
る。このため、高い耐摩耗性等を確保しつつ、ハブに対
する熱害を抑えることができることになる。その一方、
ハブ取付部において、金属層と母材層との界面が非平坦
面（凹凸面）とされることから、該両者の接触面積が十
分に得られて該両者の結合強度が十分に確保されること
になり、母材層に対する金属層の補強能力を効果的に利
用できることになる。このため、ハブ取付部の強度を向
上させることができることになる。
（請求項２に係る発明）にあっては、摩擦パッドに対す
る摺動部と該摺動部の径方向内方側に設けられるハブ取
付部とを備え、該摺動部及び該ハブ取付部が、硬質粒子
を含有するアルミニウム合金で形成されている複合材製
ブレーキロータにおいて、前記ハブ取付部が、前記アル
ミニウム合金が硬質粒子を含有してなる母材層の他に、
該母材層よりもハブ接触部側において、前記アルミニウ
ム合金により鋳込まれて該母材層と結合する金属層を備
え、前記金属層が、前記母材層との界面において凹凸面
を有していると共に、該凹凸面と該母材層との界面に複
数の空気層が混在されている構成としてある。この請求
項２の好ましい態様としては、請求項５の記載の通りと
なる。上述の構成により、アルミニウム合金中に硬質粒
子が含有されていることから、高い耐摩耗性等を確保で
きる一方、ハブ取付部における金属層と母材層との界面
に複数の空気層が混在されていることから、その複数の
空気層の断熱作用がハブへの熱伝達を抑制することにな
る。このため、高い耐摩耗性等を確保しつつ、ハブに対
する熱害を抑えることができることになる。その一方、
ハブ取付部において、金属層と母材層との界面が非平坦
面（凹凸面）とされることから、該両者の接触面積が十
分に得られて該両者の結合強度が十分に確保されること
になり、母材層に対する金属層の補強能力を効果的に利
用できることになる。このため、ハブ取付部の強度を向
上させることができることになる。
【０００７】前述の第２の目的を達成するために本発明
（請求項３に係る発明）にあっては、成形型内に、硬質
粒子を含有するアルミニウム合金溶湯を注入してブレー
キロータを製造する複合材製ブレーキロータの製造方法
において、前記硬質粒子の侵入を抑える繊維密度の強化
繊維成形体を用意し、前記強化繊維成形体を、前記溶湯
の注入に先立って、成形型のハブ接触部に対応する部位
に配置して、前記溶湯の注入に際し、該溶湯を、前記強
化繊維成形体に前記硬質粒子の侵入を抑えつつ侵入させ
る構成としてある。この請求項３の好ましい態様として
は、請求項５，６の記載の通りとなる。上述の構成によ
り、溶湯注入に際し、強化繊維成形体が硬質粒子の侵入
を抑えることから、従来と変わらない溶湯注入を行うだ
けで、ハブ取付部に、硬質粒子を含有するアルミニウム
合金からなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部
側においてアルミニウム合金と強化繊維とをもって形成
され硬質粒子の含有が抑えられた繊維複合化層を得るこ
とができることになり、前述の請求項１に係るブレーキ
ロータを簡単に製造できることになる。
（請求項３に係る発明）にあっては、成形型内に、硬質
粒子を含有するアルミニウム合金溶湯を注入してブレー
キロータを製造する複合材製ブレーキロータの製造方法
において、前記硬質粒子の侵入を抑える繊維密度の強化
繊維成形体を用意し、前記強化繊維成形体を、前記溶湯
の注入に先立って、成形型のハブ接触部に対応する部位
に配置して、前記溶湯の注入に際し、該溶湯を、前記強
化繊維成形体に前記硬質粒子の侵入を抑えつつ侵入させ
る構成としてある。この請求項３の好ましい態様として
は、請求項５，６の記載の通りとなる。上述の構成によ
り、溶湯注入に際し、強化繊維成形体が硬質粒子の侵入
を抑えることから、従来と変わらない溶湯注入を行うだ
けで、ハブ取付部に、硬質粒子を含有するアルミニウム
合金からなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部
側においてアルミニウム合金と強化繊維とをもって形成
され硬質粒子の含有が抑えられた繊維複合化層を得るこ
とができることになり、前述の請求項１に係るブレーキ
ロータを簡単に製造できることになる。
【０００８】前述の第２の目的を達成するために本発明
（請求項４に係る発明）にあっては、成形型内に、硬質
粒子を含有するアルミニウム合金溶湯を注入してブレー
キロータを製造する複合材製ブレーキロータの製造方法
において、一方の板面に非平坦面としての凹凸面を有す
る金属板を用意し、前記金属板を、前記溶湯の注入に先
立って、成形型のハブ接触部に対応する部位において、
該金属板の一方の板面が該溶湯の侵入方向に向くように
して配置する構成としてある。この請求項４の好ましい
態様としては、請求項５の記載の通りとなる。上述の構
成により、溶湯注入によって、その溶湯を金属板の凹凸
面に侵入させ、金属板からなる金属層と溶湯からなる母
材層との界面を、金属板の凹凸面に沿って非平坦面に形
成することができることになる。しかも、その際、金属
板における凹凸面の凹部に空気を封入されることにな
り、金属層と母材層との界面に複数の空気層を混在させ
ることができることになる。このため、１枚の上記金属
板を用意して、従来の溶湯注入を行うだけで、前述の請
求項２に係るブレーキロータを得ることができることに
なり、該請求項２に係るブレーキロータの製造を容易に
することができることになる。
（請求項４に係る発明）にあっては、成形型内に、硬質
粒子を含有するアルミニウム合金溶湯を注入してブレー
キロータを製造する複合材製ブレーキロータの製造方法
において、一方の板面に非平坦面としての凹凸面を有す
る金属板を用意し、前記金属板を、前記溶湯の注入に先
立って、成形型のハブ接触部に対応する部位において、
該金属板の一方の板面が該溶湯の侵入方向に向くように
して配置する構成としてある。この請求項４の好ましい
態様としては、請求項５の記載の通りとなる。上述の構
成により、溶湯注入によって、その溶湯を金属板の凹凸
面に侵入させ、金属板からなる金属層と溶湯からなる母
材層との界面を、金属板の凹凸面に沿って非平坦面に形
成することができることになる。しかも、その際、金属
板における凹凸面の凹部に空気を封入されることにな
り、金属層と母材層との界面に複数の空気層を混在させ
ることができることになる。このため、１枚の上記金属
板を用意して、従来の溶湯注入を行うだけで、前述の請
求項２に係るブレーキロータを得ることができることに
なり、該請求項２に係るブレーキロータの製造を容易に
することができることになる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図１〜図４は第１実施例を示すもので
ある。図１において、符号１は、デスクブレーキの一部
を構成するブレーキロータで、ブレーキロータ１は、図
外のキャリパに内臓されたパッドが摺接する摺動部１ａ
と、該摺動部１ａの径方向内方側において形成されるハ
ブ取付部１ｂとを有し、ハブ取付部１ｂとハブ２とはハ
ブボルト３により締結される。
づいて説明する。図１〜図４は第１実施例を示すもので
ある。図１において、符号１は、デスクブレーキの一部
を構成するブレーキロータで、ブレーキロータ１は、図
外のキャリパに内臓されたパッドが摺接する摺動部１ａ
と、該摺動部１ａの径方向内方側において形成されるハ
ブ取付部１ｂとを有し、ハブ取付部１ｂとハブ２とはハ
ブボルト３により締結される。
【００１０】上記ブレーキロータ１は、ＳｉＣ粒子含有
アルミニウム合金でほぼ全体的に形成されているが、ハ
ブ取付部１ｂは、図１、図２に示すように、ＳｉＣ粒子
含有アルミニウム合金からなる母材層１ｄと、チタン酸
カリウム（Ｋ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 ）ウイスカ、アルミニウ
ム合金からなる繊維複合化層１ｃとで構成されている。
上記母材層１ｄは、本実施例においては、ＳｉＣ粒子
（平均粒径１２ミクロン）を２０体積％分散させたアル
ミ鋳造合金（ベースはJIS AC4C合金に相当）からなり、
そのＳｉＣ粒子自体の熱伝導率が0.30〜0.38、アルミニ
ウム合金自体の熱伝導率が0.360 cal/cm・℃・sec であ
るのに対して、該母材層１ｄの熱伝導率は0.420 cal/cm
・℃・sec となっている。上記繊維複合化層１ｃは、ア
ルミニウム合金に上記母材層１ｄのものと同一のものが
用いられている一方、チタン酸カリウムウイスカには、
平均粒径0.5 ミクロン、平均長さ20ミクロン、熱伝導率
0.05〜0.07のものが用られており、この繊維複合化層１
ｃの熱伝導率は0.220 cal/cm・℃・sec 、繊維複合化層
１ｃ中のチタン酸カリウムウイスカの体積率は２０％と
されている。
アルミニウム合金でほぼ全体的に形成されているが、ハ
ブ取付部１ｂは、図１、図２に示すように、ＳｉＣ粒子
含有アルミニウム合金からなる母材層１ｄと、チタン酸
カリウム（Ｋ2 Ｏ・６ＴｉＯ2 ）ウイスカ、アルミニウ
ム合金からなる繊維複合化層１ｃとで構成されている。
上記母材層１ｄは、本実施例においては、ＳｉＣ粒子
（平均粒径１２ミクロン）を２０体積％分散させたアル
ミ鋳造合金（ベースはJIS AC4C合金に相当）からなり、
そのＳｉＣ粒子自体の熱伝導率が0.30〜0.38、アルミニ
ウム合金自体の熱伝導率が0.360 cal/cm・℃・sec であ
るのに対して、該母材層１ｄの熱伝導率は0.420 cal/cm
・℃・sec となっている。上記繊維複合化層１ｃは、ア
ルミニウム合金に上記母材層１ｄのものと同一のものが
用いられている一方、チタン酸カリウムウイスカには、
平均粒径0.5 ミクロン、平均長さ20ミクロン、熱伝導率
0.05〜0.07のものが用られており、この繊維複合化層１
ｃの熱伝導率は0.220 cal/cm・℃・sec 、繊維複合化層
１ｃ中のチタン酸カリウムウイスカの体積率は２０％と
されている。
【００１１】したがって、上記ブレーキロータ１におい
ては、母材層１ｄ中に硬質粒子が含有されていることか
ら、特に摺動部１ａにおいて高い耐摩耗性等を従来通り
確保できることになる。一方、ハブ取付部１ｂには、母
材層１ｄの他に、該母材層１ｄよりもハブ２側におい
て、該母材層１ｄよりも熱伝導率が小さい繊維複合化層
１ｃが設けられていることから、母材層１ｄが熱を伝達
し易くても、繊維複合化層１ｃがハブへの熱伝達を抑制
することになる。しかも、上記ハブ取付部１ｂにおいて
は、繊維複合化層１ｃの構成要素として強化繊維として
のチタン酸カリウムウイスカが用いられていることか
ら、母材層１ｄを繊維複合化層１ｃが補強することにな
る。このため、高い耐摩耗性等を確保しつつ、ハブ２に
対する熱害を抑えることができ、しかも、ハブ取付部１
ｂの強度を向上させることができることになる。
ては、母材層１ｄ中に硬質粒子が含有されていることか
ら、特に摺動部１ａにおいて高い耐摩耗性等を従来通り
確保できることになる。一方、ハブ取付部１ｂには、母
材層１ｄの他に、該母材層１ｄよりもハブ２側におい
て、該母材層１ｄよりも熱伝導率が小さい繊維複合化層
１ｃが設けられていることから、母材層１ｄが熱を伝達
し易くても、繊維複合化層１ｃがハブへの熱伝達を抑制
することになる。しかも、上記ハブ取付部１ｂにおいて
は、繊維複合化層１ｃの構成要素として強化繊維として
のチタン酸カリウムウイスカが用いられていることか
ら、母材層１ｄを繊維複合化層１ｃが補強することにな
る。このため、高い耐摩耗性等を確保しつつ、ハブ２に
対する熱害を抑えることができ、しかも、ハブ取付部１
ｂの強度を向上させることができることになる。
【００１２】次に、上記ブレーキロータ１の製造方法を
説明する。
説明する。
【００１３】先ず、ブレーキロータ１製造用の成形型と
しての金型５と、強化繊維成形体としてのプリフォーム
９を用意する。上記金型５は、図３に示すように、上型
６と下型７とを有し、上型６と下型７の型閉じにより、
ブレーキロータ１製造用キャビテイ８が形成される。上
記プリフォーム９は、本実施例においては、前述のチタ
ン酸カリウムウイスカを用いて、図４に示すように円盤
状に成形され、そのプリフォーム９の体積率は２０％と
されている。
しての金型５と、強化繊維成形体としてのプリフォーム
９を用意する。上記金型５は、図３に示すように、上型
６と下型７とを有し、上型６と下型７の型閉じにより、
ブレーキロータ１製造用キャビテイ８が形成される。上
記プリフォーム９は、本実施例においては、前述のチタ
ン酸カリウムウイスカを用いて、図４に示すように円盤
状に成形され、そのプリフォーム９の体積率は２０％と
されている。
【００１４】次に、上記金型５におけるキャビテイ８の
ハブ接触部に相当する部位に、上記プリフォーム９を設
置し、該金型５内に、硬質粒子として前述のＳｉＣ粒子
を含有するアルミニウム合金溶湯を注入する。キャビテ
イ８のハブ接触部に相当する部位にプリフォーム９を設
置するのは、プリフォーム９に、その構成要素としての
チタン酸カリウムウイスカの平均粒径（0.5 ミクロ
ン）、平均長さ（20ミクロン）に基づきフィルタ機能を
持たせて、プリフォーム９内に、ＳｉＣ粒子を通さず、
アルミニウム合金溶湯だけを侵入させ、ブレーキロータ
１におけるハブ取付部１ｂのハブ接触部に、プリフォー
ム９とアルミニウム合金とからなりＳｉＣ粒子を含有し
ないようにした繊維複合化層１ｃを形成するためであ
る。金型５内にＳｉＣ粒子を含有するアルミニウム合金
溶湯を注入するのは、上述したようにプリフォーム９と
の関係で上記繊維複合化層１ｃを形成する一方、該繊維
複合化層１ｃ以外の個所において、ＳｉＣ粒子とアルミ
ニウム合金とからなる母材層１ｄを形成するためであ
る。これにより、母材層１ｄに基づき、特に摺動部１ａ
において高い耐摩耗性等を確保でき、その一方、熱伝達
の良い母材層１ｄがハブ２に接触するように露出するこ
とが繊維複合化層１ｃにより防がれることになる。Ｓｉ
Ｃ粒子を含有するアルミニウム合金溶湯の注入は、前述
の組成を得るべく、ＳｉＣ粒子（平均粒径１２ミクロ
ン）を２０体積％分散させたアルミ鋳造合金（ベースは
JIS AC4C合金に相当）を溶解させた後、図３に示す如
く、その溶湯をプランジャ１０にて加圧注入することと
される。
ハブ接触部に相当する部位に、上記プリフォーム９を設
置し、該金型５内に、硬質粒子として前述のＳｉＣ粒子
を含有するアルミニウム合金溶湯を注入する。キャビテ
イ８のハブ接触部に相当する部位にプリフォーム９を設
置するのは、プリフォーム９に、その構成要素としての
チタン酸カリウムウイスカの平均粒径（0.5 ミクロ
ン）、平均長さ（20ミクロン）に基づきフィルタ機能を
持たせて、プリフォーム９内に、ＳｉＣ粒子を通さず、
アルミニウム合金溶湯だけを侵入させ、ブレーキロータ
１におけるハブ取付部１ｂのハブ接触部に、プリフォー
ム９とアルミニウム合金とからなりＳｉＣ粒子を含有し
ないようにした繊維複合化層１ｃを形成するためであ
る。金型５内にＳｉＣ粒子を含有するアルミニウム合金
溶湯を注入するのは、上述したようにプリフォーム９と
の関係で上記繊維複合化層１ｃを形成する一方、該繊維
複合化層１ｃ以外の個所において、ＳｉＣ粒子とアルミ
ニウム合金とからなる母材層１ｄを形成するためであ
る。これにより、母材層１ｄに基づき、特に摺動部１ａ
において高い耐摩耗性等を確保でき、その一方、熱伝達
の良い母材層１ｄがハブ２に接触するように露出するこ
とが繊維複合化層１ｃにより防がれることになる。Ｓｉ
Ｃ粒子を含有するアルミニウム合金溶湯の注入は、前述
の組成を得るべく、ＳｉＣ粒子（平均粒径１２ミクロ
ン）を２０体積％分散させたアルミ鋳造合金（ベースは
JIS AC4C合金に相当）を溶解させた後、図３に示す如
く、その溶湯をプランジャ１０にて加圧注入することと
される。
【００１５】したがって、上記工程を経ることにより、
前述のブレ−キロ−タ１を得ることができるが、プリフ
ォーム９を用意して所定位置に設置するだけで、溶湯注
入を行うに伴って、プリフォーム９がＳｉＣ粒子の侵入
を抑えることから、製造に際し、従来と変わらない溶湯
注入を行うだけで足り、前述のブレーキロータを簡単に
製造できることになる。
前述のブレ−キロ−タ１を得ることができるが、プリフ
ォーム９を用意して所定位置に設置するだけで、溶湯注
入を行うに伴って、プリフォーム９がＳｉＣ粒子の侵入
を抑えることから、製造に際し、従来と変わらない溶湯
注入を行うだけで足り、前述のブレーキロータを簡単に
製造できることになる。
【００１６】図５、図６は第２実施例を示すものであ
る。本実施例におけるブレーキロータ２０においては、
第１実施例における繊維複合化層１ｃの代わりに、図５
に示す例えば鋼板２１が鋳込まれて、金属層（鋼板と同
じく符号２１を用いる）が設けられている。この金属層
２１の一方の面２１ａには、鋼板２１のエッチング、目
立て等により凹凸が形成されて、その凹凸面２１ａに対
して、ＳｉＣ粒子含有アルミニウム合金からなる前述の
母材層１ｄが結合されており、このため、図６に示すよ
うに、その両者の界面、すなわち結合面は凹凸とされて
いる。しかもこの場合、上記結合面において、凹凸面２
１ａの複数の凹部に空気層２１ｂがそれぞれ形成されて
いる。尚、鋼板２１は軟鋼板であってもよい。
る。本実施例におけるブレーキロータ２０においては、
第１実施例における繊維複合化層１ｃの代わりに、図５
に示す例えば鋼板２１が鋳込まれて、金属層（鋼板と同
じく符号２１を用いる）が設けられている。この金属層
２１の一方の面２１ａには、鋼板２１のエッチング、目
立て等により凹凸が形成されて、その凹凸面２１ａに対
して、ＳｉＣ粒子含有アルミニウム合金からなる前述の
母材層１ｄが結合されており、このため、図６に示すよ
うに、その両者の界面、すなわち結合面は凹凸とされて
いる。しかもこの場合、上記結合面において、凹凸面２
１ａの複数の凹部に空気層２１ｂがそれぞれ形成されて
いる。尚、鋼板２１は軟鋼板であってもよい。
【００１７】したがって、この場合も、母材層１ｄがア
ルミニウム合金中にＳｉＣ粒子を含有されるものである
ことから、高い耐摩耗性等を確保できることになる。そ
の一方、ハブ取付部１ｂにおける金属層２１と母材層１
ｄとの結合面に複数の空気層２１ｂが混在されているこ
とから、その複数の空気層２１ｂの断熱作用がハブ２へ
の熱伝達を抑制することになる。しかも、金属層２１と
母材層１ｄとの結合面が凹凸とされることから、該両者
の接合面積が十分に得られて該両者の結合強度が十分に
確保され、金属層２１の補強能力を効果的に利用できる
ことになる。このため、この実施例においても、前記第
１実施例に係るブレ−キロ−タ１同様、高い耐摩耗性等
を確保しつつ、ハブ２に対する熱害を抑えることがで
き、しかも、ハブ取付部１ｂの強度を向上させることが
できることになる。
ルミニウム合金中にＳｉＣ粒子を含有されるものである
ことから、高い耐摩耗性等を確保できることになる。そ
の一方、ハブ取付部１ｂにおける金属層２１と母材層１
ｄとの結合面に複数の空気層２１ｂが混在されているこ
とから、その複数の空気層２１ｂの断熱作用がハブ２へ
の熱伝達を抑制することになる。しかも、金属層２１と
母材層１ｄとの結合面が凹凸とされることから、該両者
の接合面積が十分に得られて該両者の結合強度が十分に
確保され、金属層２１の補強能力を効果的に利用できる
ことになる。このため、この実施例においても、前記第
１実施例に係るブレ−キロ−タ１同様、高い耐摩耗性等
を確保しつつ、ハブ２に対する熱害を抑えることがで
き、しかも、ハブ取付部１ｂの強度を向上させることが
できることになる。
【００１８】次に、上記第２実施例に係るブレ−キロ−
タ２０の製造方法について説明する。本実施例に係る製
造方法は、第１実施例に係る製造方法同様、金型５を使
用し、ＳｉＣ含有アルミニウム合金溶湯を用いて加圧鋳
造する点で同一であるが、キャビテイ８におけるハブ接
触部に相当する部位に前述の鋼板２１を、その凹凸面２
１ａが溶湯の侵入方向に向くようにして、すなわち図３
中、下に向くようにして設置する点で異なっている。
タ２０の製造方法について説明する。本実施例に係る製
造方法は、第１実施例に係る製造方法同様、金型５を使
用し、ＳｉＣ含有アルミニウム合金溶湯を用いて加圧鋳
造する点で同一であるが、キャビテイ８におけるハブ接
触部に相当する部位に前述の鋼板２１を、その凹凸面２
１ａが溶湯の侵入方向に向くようにして、すなわち図３
中、下に向くようにして設置する点で異なっている。
【００１９】これにより、１枚の上記鋼板２１を用意し
て、従来の溶湯注入を行うだけで、前述のように、金属
層２１と母材層１ｄとの結合面が凹凸面となり、その凹
凸面の複数の凹部に空気が封入されて、複数の空気層２
１ｂが形成されることになり、上記第２実施例に係るブ
レーキロータ２０の製造を容易にすることができること
になる。
て、従来の溶湯注入を行うだけで、前述のように、金属
層２１と母材層１ｄとの結合面が凹凸面となり、その凹
凸面の複数の凹部に空気が封入されて、複数の空気層２
１ｂが形成されることになり、上記第２実施例に係るブ
レーキロータ２０の製造を容易にすることができること
になる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１，２に係る
発明にあっては、高い耐摩耗性等を確保しつつハブに対
する熱害を抑えることができ、しかもハブ取付部の強度
を向上させることができる複合材製ブレーキロータを提
供できる。また、請求項３に係る発明にあっては、請求
項１に係る複合材製ブレーキロータを簡単に製造できる
複合材製ブレーキロータの製造方法を提供できる。さら
に、請求項４に係る発明にあっては、請求項２に係る複
合材製ブレーキロータを簡単に製造できる複合材製ブレ
ーキロータの製造方法を提供できる。
発明にあっては、高い耐摩耗性等を確保しつつハブに対
する熱害を抑えることができ、しかもハブ取付部の強度
を向上させることができる複合材製ブレーキロータを提
供できる。また、請求項３に係る発明にあっては、請求
項１に係る複合材製ブレーキロータを簡単に製造できる
複合材製ブレーキロータの製造方法を提供できる。さら
に、請求項４に係る発明にあっては、請求項２に係る複
合材製ブレーキロータを簡単に製造できる複合材製ブレ
ーキロータの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハブに取り付けた第１実施例に係るブレーキロ
ータの縦断面図。
ータの縦断面図。
【図２】図１に示すブレーキロータの要部拡大断面図。
【図３】金型に硬質粒子含有アルミニウム合金を加圧注
入する行程を示す図。
入する行程を示す図。
【図４】予め金型に設置されるプリフォームの斜視図。
【図５】第２実施例のブレーキロータに鋳込まれる鋼板
の斜視図。
の斜視図。
【図６】図５に示す鋼板を鋳込んだブレーキロータのハ
ブ取付部を部分的に拡大した部部断面図。
ブ取付部を部分的に拡大した部部断面図。
１ ブレーキロータ １ａ 摺動部 １ｂ ハブ取付部 １ｃ 繊維複合化層 １ｄ 母材層 ２ ハブ ５ 金型 ９ チタン酸カリウムウイスカを成形したプリフォー
ム １０ プランジャ ２０ ブレーキロータ ２１ 鋼板 ２１ａ 凹凸面 ２１ｂ 空気層
ム １０ プランジャ ２０ ブレーキロータ ２１ 鋼板 ２１ａ 凹凸面 ２１ｂ 空気層
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−173936（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47945（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−99237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24270（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−26111（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−50737（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−58127（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−7006（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 65/12 F16D 65/00 - 65/02
Claims (6)
- 【請求項１】 摩擦パッドに対する摺動部と該摺動部の
径方向内方側に設けられるハブ取付部とを備え、該摺動
部及び該ハブ取付部が、硬質粒子を含有するアルミニウ
ム合金で形成されている複合材製ブレーキロータにおい
て、 前記ハブ取付部が、前記アルミニウム合金が硬質粒子を
含有してなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部
側において、前記アルミニウム合金が該母材層側から連
続的に強化繊維に侵入した状態となって該母材層と一体
化する繊維複合化層を備え、 前記繊維複合化層の熱伝導率が、前記母材層の熱伝導率
よりも小さくされている、 ことを特徴とする複合材製ブレーキロータ。 - 【請求項２】 摩擦パッドに対する摺動部と該摺動部の
径方向内方側に設けられるハブ取付部とを備え、該摺動
部及び該ハブ取付部が、硬質粒子を含有するアルミニウ
ム合金で形成されている複合材製ブレーキロータにおい
て、 前記ハブ取付部が、前記アルミニウム合金が硬質粒子を
含有してなる母材層の他に、該母材層よりもハブ接触部
側において、前記アルミニウム合金により鋳込まれて該
母材層と結合する金属層を備え、 前記金属層が、前記母材層との界面において凹凸面を有
していると共に、該凹凸面と該母材層との界面に複数の
空気層が混在されている、 ことを特徴とする複合材製ブレーキロータ。 - 【請求項３】 成形型内に、硬質粒子を含有するアルミ
ニウム合金溶湯を注入してブレーキロータを製造する複
合材製ブレーキロータの製造方法において、 前記硬質粒子の侵入を抑える繊維密度の強化繊維成形体
を用意し、 前記強化繊維成形体を、前記溶湯の注入に先立って、成
形型のハブ接触部に対応する部位に配置して、前記溶湯
の注入に際し、該溶湯を、前記強化繊維成形体に前記硬
質粒子の侵入を抑えつつ侵入させる、 ことを特徴とする複合材製ブレーキロータの製造方法。 - 【請求項４】 成形型内に、硬質粒子を含有するアルミ
ニウム合金溶湯を注入してブレーキロータを製造する複
合材製ブレーキロータの製造方法において、 一方の板面に非平坦面としての凹凸面を有する金属板を
用意し、 前記金属板を、前記溶湯の注入に先立って、成形型のハ
ブ接触部に対応する部位において、該金属板の一方の板
面が該溶湯の侵入方向に向くようにして配置する、 ことを特徴とする複合材製ブレーキロータの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかにおい
て、 前記硬質粒子がＳｉＣ粒子であるもの。 - 【請求項６】 請求項１又は請求項３において、 前記強化繊維がチタン酸カリウムからなるもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15787893A JP3285255B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 複合材製ブレ−キロ−タ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15787893A JP3285255B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 複合材製ブレ−キロ−タ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341472A JPH06341472A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3285255B2 true JP3285255B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15659390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15787893A Expired - Fee Related JP3285255B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 複合材製ブレ−キロ−タ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285255B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101571669B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2015-11-26 | 현대자동차주식회사 | 이종재질 브레이크 드럼 및 이의 제조방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003120733A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両のブレーキ回転体 |
| US20120186919A1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-07-26 | GM Global Technology Operations LLC | Molded Components Having a Visible Designer Feature and/or Improved Operational Properties via a Porous Preform |
| CN107538008A (zh) * | 2017-06-13 | 2018-01-05 | 郭志光 | 一种新型异种金属材料结合界面结构及其制造方法 |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP15787893A patent/JP3285255B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101571669B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2015-11-26 | 현대자동차주식회사 | 이종재질 브레이크 드럼 및 이의 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06341472A (ja) | 1994-12-13 |
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