JPH049627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、中央部と周辺部とがそれぞれ異質の
鋳造材料よりなり一体鋳造されるブレーキ用デイ
スクロータの鋳造方法に関する。

従来の技術 特願昭60−249742号明細書に、周辺部をハイダ
イビング性で脆弱なFCHDで、ハブ取付部をより
強靭なFCD（CV）でハイブリツド化された鋳造
物の製造および同装置について述べられている。

発明が解決しようとする問題点 異種の鋳造材料によりハイブリツド化される鋳
造物としては、前述のFCHD〜FCD（CV）の組
合せに限られず、鋳造物の物性、用途等により、
FC〜FCD，FC〜CV，FCHD〜FC，CV〜FCD，
FC〜SC等の種々の組合せが考えられる。

ブレーキドラム，ブレーキロータ等の鋳造物で
はブレーキシユーの当接による発熱が著しく、ハ
イブリツド化鋳造物である場合異材質間の熱膨張
率が相違するため、接合部分に熱応力に基づく応
力集中が生起し、従来のハイブリツド鋳造物では
特に発熱，冷却の変動の著しいブレーキ摺動部材
としての性能が必ずしも満足されず、接合部分で
接合不充分となる恐れがあつた。

問題点を解決するための手段 本発明は、軸心より離れた周辺部と軸心寄りの
中央部とをそれぞれ異質の鋳造材料により鋳造形
成するブレーキ用デイスクロータの鋳造法におい
て、軸心より離れ低い位置に設けられる周辺空隙
部と軸心寄りに設けられる中央空隙部とが前記周
辺空隙部の軸心寄りで立ち上つて屈曲形成される
狭い連通空隙部を介して連続形成され、かつ上面
の高速回転により湯の逆流放出されることのない
位置に湯口が形成されている鋳型を用い、該鋳型
を静止した状態で周辺空隙部内に先づ所定量の注
湯を行い、該注湯完了後直ちに鋳型を垂直軸心回
りに200〜350rpmで高速回転し軸心寄りの前記連
通空隙部内に截頭倒円錐状の接合部分を有する周
辺部を形成し、略凝固せしめた後、鋳型を停止
し、次いで軸心寄りの中央空隙部および空隙のま
まの連通空隙部内に前記の湯と異質の鋳造材料よ
りなる湯を注湯し中央部を形成した後、鋳型を再
び高速回転せしめて、または鋳型を全く停止する
ことなく回転したまま、軸心寄りの中央空隙部お
よび空隙のままの連通空隙部内に前記の周辺部形
成の湯と異質の鋳造材料よりなる湯を注湯し中央
部を形成し、前記截頭倒円錐状の接合部分で接合
せしめるところの、周辺部と中央部とを異質の鋳
造材料よりなる一体の鋳造物を得るブレーキ用デ
イスクロータの回転鋳造法により前述の問題点を
解決したものである。なお前述の回転鋳造法に用
いられる回転鋳造装置は、高速回転可能な垂直回
転軸の上端に固着されているデイツシユ上に、下
金枠、下バツクメタル等の金枠によりバツクアツ
プされている下型、中子および上金枠、上バツク
メタル等の金枠によりバツクアツプされている上
型よりなる鋳型が載置固着され、前記下型および
上型内には軸心寄りに中央空隙部が、軸心より離
れて低い位置に周辺空隙部が形成され、前記中央
空隙部と周辺空隙部とが該周辺空隙部の軸心寄り
で立ち上つて屈曲形成された狭い連通空隙部を介
して連通形成されており、前記鋳型の上面の高速
回転により湯の逆流放出されることのない位置に
湯口が形成されているブレーキ用デイスクロータ
の回転鋳造装置である。

作 用 本発明の鋳造法により、熱膨張率を異にする異
種の鋳造材料よりなる中央部と周辺部との接合部
分の接合の強固なハイブリツド鋳造物を得ること
ができる。即ち鋳型の屈曲された連通空隙部にお
いて形成される接合部分が回転鋳造による截頭倒
円錐状の立壁とされているので、接合面積を大と
することが可能となり接合部分の接合が強固なも
のとされ、また接合部分が円錐状とされるが該円
錐面は平滑な面ではなく、凹凸が多数形成された
状態に入り組んだ形状をなしているため異種材料
間の熱膨張率の相違による熱応力の応力集中の緩
衝域を形成しているので、この面からも接合部分
の接合が強固なものとされている。

実施例 第１図に示す本発明の回転鋳造法に用いられる
ブレーキ用デイスクロータの回転鋳造装置の第１
の実施例は、第２図に示す如き、軸心より離れた
周辺部１５と軸心寄りのハブ部１６とがそれぞれ
異質の鋳造材料により形成され、截頭倒円錐形の
接合部分１７で接合鋳造されるブレーキ用デイス
クロータの鋳造物の鋳造装置である。高速回転可
能な垂直な回転軸１の上端に固着されているデイ
ツシユ２上に、下バツクメタル４によりバツクア
ツプされている下型３、中子５および上バツクメ
タル７によりバツクアツプされている上型６より
なる鋳型８が載置固定され、前記下型３および上
型６内には軸心寄りに中央空隙部９が、軸心より
離れて周辺空隙部１０がそれぞれ形成され、前記
中央空隙部９と周辺空隙部１０とは半径方向およ
び軸方向に屈曲形成された連通空隙部１１を介し
て連通形成されており、前記鋳型８の上面には、
軸心寄りに前記中央空隙部９に連通されている中
央湯口１２および中央湯道１３が、また前記連通
空隙部１１を介して周辺空隙部１０に連通されて
いる周辺湯口１４がそれぞれ形成されている。前
記両湯口１２，１４はいずれも鋳型８の高速回転
により湯が逆流放出されない位置に形成されてい
る。

第３図に示す本発明の回転鋳造法に用いられる
ブレーキ用デイスクロータの回転鋳造装置の第２
の実施例は、鋳型８ａのバツクアツプに第１の実
施例のバツクメタルに相当する金枠が用いられた
ものであり、下金枠４ａによりバツクアツプされ
ている下型３および上金枠７ａによりバツクアツ
プされている上型６ａの構成のみを第１の実施例
と異にするものであり、鋳型８ａとして生型を高
圧で成型し、表面安定剤を塗布した鋳型８ａにつ
いて用いられる。またデイツシユ２ａは下金枠４
ａの係止しうる形状とされる。

金枠としては第１図，第３図に示される如く、
種々の形状のものが考えられる。

ブレーキ用デイスクロータの回転鋳造法の第１
の実施例は前述の第１図，第３図に示すごときブ
レーキ用デイスクロータの回転鋳造装置を用い、
以下に記す如くして行われる。

先づ、鋳型８又は８ａを静止した状態で周辺湯
口１４から周辺空隙部１０内に所定の必要湯量を
秤量して注湯する。秤量は、後述する如く、連通
空隙部１１内で截頭倒円錐状の接合部分１７を形
成するためである。前記注湯完了後直ちに鋳型８
又は８ａを高速回転せしめる。鋳型の形状，大小
等にもよるが、鋳鉄関係材料では250rpm附近
（200〜350rpm）が適当であることが確かめられ
た。

前記高速回転の結果、周辺空隙部１０を充填し
た湯により、周辺空隙部１０の軸心寄りの連通空
隙部１１内で、重力及び遠心力の作用により、截
頭倒円錐状の接合部分１７を形成し、この状態で
湯を略凝固せしめ周辺部を形成する。

前記周辺湯口１４は鋳型８又は８ａの形状にも
よるが、該鋳型８又は８ａの上面で成可く軸心に
近い位置に設けられる方が、前記高速回転による
遠心力による湯の逆流の作用をより少く受けるの
で好ましい。

前記湯の略凝固するまでの時間は約30秒であ
る。即ち、鋳型８を約30秒間、200〜350rpmで回
転せしめてから停止する。

次いで、鋳造材料の種類によるが、所定のタイ
ムラグをおいて中央湯口１２から、中央空隙部９
に前記の湯と異質の鋳造材料よりなる湯を注湯し
た後、再び鋳型８又は８ａを約200〜300rpmで90
〜120秒間高速回転せしめ、前記円錐形の接合部
分１７で接合せしめる。後から注湯された湯は、
高速回転による遠心力および撹拌作用を受けて接
合部分１７で充分接合され凝固され中央部である
ハブ部１６が形成される。かくして異質の鋳造材
料よりなるブレーキ用デイスクロータの得る。

前記各湯口１２，１４には必要によりのろ濾し
用のストレーナを装着する。

ブレーキ用デイスクロータの回転鋳造法の第２
の実施例は、前述の第１の実施例の鋳造手順のう
ち中央湯口１２からの注湯を鋳型８または８ａを
停止することなく行うものであり、他の鋳造手順
は第１又は第２の実施例と同様である。

図面に示す実施例は前述の通り軸心寄りで下方
へ延設されるハブ部１６の設けられているもので
あるが、本発明はハブ部付のものに限られず、ベ
ンチレーシヨンロータやソリツドロータのように
下方に延設されるハブ部のないものについても用
いることができ、この場合湯口は中央湯口１２の
みとし、該中央湯口１２から前述同様先に周辺空
隙部１０に注湯し、回転による截頭倒円錐形の接
合部分１７を連通空隙部１１内に形成した後、中
央空隙部９に異種の鋳造材料の注湯を同じく中央
湯口１２より行うことも可能である。

即ちこの場合は中央湯口１２以外の周辺湯口は
不要である。

前述のブレーキ用デイスクロータの回転鋳造法
においては、いずれも定量注湯が行われるが、定
量注湯に代え湯口にオーバフローの堰を設けるこ
とにより定量以上の湯を溢流せしめることも可能
である。

発明の効果 ブレーキ部品（ロータ、ドラム等）に要求され
る性能をテストする為に、JASOにその試験方法
が記載されている。該試験方法のうち、特にブレ
ーキとして加熱冷却が繰返されるため、熱強度に
ついての試験項目があり、急熱急冷を繰返しブレ
ーキ部品に印加する試験が行われる。前記急熱急
冷の繰返しに対し、従来のブレーキ用デイスクロ
ータの鋳造物の如く単なる冶金的結合のみで異種
鋳造材料域間を結合するブレーキ用デイスクロー
タの鋳造品にあつては、該異種鋳造材料間の材質
の相違および鋳鉄における黒鉛形状等の如き基地
組織の相違から由来する熱膨張率の相違により異
種鋳造材料用の接合境界面に熱応力の集中が生起
し、遂には接合境界面における亀裂の発生へと導
かれる。

本発明においては、中央部と周辺部との接合部
分は回転鋳造により狭い連通空隙部内で截頭倒円
錐状に形成されているため、通常の鋳造法の下で
の水平な接合に比べて２倍またはそれ以上の接合
面積が得られるので、接合強度がそれだけ増大さ
れ、特に中央部と周辺部との接合される部分の断
面積が比較的小であつても、接合面積が大とな
り、接合強度増大の効果が著しく、また接合部分
が平滑面でなく細かい凹凸状をなして入り組んだ
形状をなしているため、前述の熱応力の集中を分
散することができこの面からも接合強度が増大さ
れ、更には注湯温度，鋳造工程中のタイムラグを
適当に選定，操作することにより高速回転の下で
接合部分を一定の範囲で異種材料の混合層とする
ことも可能で、組織が或る範囲で順次に変化して
行くため、熱応力の集中を防ぐことが可能とな
り、本発明は、従来のブレーキ用デイスクロータ
固定鋳造法にない諸効果を奏しうる。

また接合部分の位置を一定とするため、最初に
注湯する溶湯量を測定してから注湯するため溶湯
に対するブレーキ用デイスクロータの鋳造物の歩
留がきわめて良好となる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転鋳造法に用いられる回転
鋳造装置の第１の実施例の軸心部分断面図、第２
図はブレーキ用デイスクロータの接合部分を示す
軸心縦断面図、第３図は本発明の回転鋳造法に用
いられる回転鋳造装置の第２の実施例の軸心部分
断面図である。 １……回転軸、２，２ａ……デイツシユ、３，
３ａ……下型、４……下バツクメタル、４ａ……
下金枠、５……中子、６，６ａ……上型、７，７
ｂ……上バツクメタル、７ａ……上金枠、８，８
ａ……鋳型、９……中央空隙部、１０……周辺空
隙部、１１……連通空隙部、１２……中央湯口、
１４……周辺湯口、１５……周辺部、１６……ハ
ブ部、１７……接合部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸心より離れた周辺部と軸心寄りの中央部と
   をそれぞれ異質の鋳造材料により鋳造形成するブ
   レーキ用デイスクロータの鋳造法において、軸心
   より離れ、低い位置に設けられる周辺空隙部と、
   軸心寄りに設けられる中央空隙部とが、前記周辺
   空隙部の軸心寄りで立ち上つて屈曲形成される狭
   い連通空隙部を介して連通形成され、かつ上面
   の、高速回転により湯の逆流放出されることのな
   い、前記連通空隙部の位置以内の軸心寄りの位置
   に湯口が形成されている鋳型を用い、静止した該
   鋳型の周辺空隙部内に所定量の注湯を行ない、該
   注湯完了後直ちに鋳型を垂直軸心回りに200〜
   350rpmで高速回転せしめ、軸心寄りの前記連通
   空隙部内に立ち上つた截頭倒円錐状の接合部分を
   有する周辺部を形成せし、略凝固せしめた後、軸
   心寄りの中央空隙部内および空隙のままの連通空
   隙部内に前記の湯と異質の鋳造材料よりなる湯を
   注湯し中央部を形成し、鋳型の高速回転中に、前
   記狭い連通空隙部内に形成される截頭倒円錐状の
   接合部分で前記周辺部と中央部とを接合凝固させ
   て周辺部と中央部とが異質の鋳造材料よりなるブ
   レーキ用デイスクロータを得ることを特徴とする
   ブレーキ用デイスクロータの回転鋳造法。