JPH0544752A - ブレーキデイスクおよびその製造方法 - Google Patents

ブレーキデイスクおよびその製造方法

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JPH0544752A
JPH0544752A JP22887391A JP22887391A JPH0544752A JP H0544752 A JPH0544752 A JP H0544752A JP 22887391 A JP22887391 A JP 22887391A JP 22887391 A JP22887391 A JP 22887391A JP H0544752 A JPH0544752 A JP H0544752A
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JP
Japan
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preform
brake disc
mold
brake
molten metal
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Pending
Application number
JP22887391A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Usui
謙次 臼井
Toshio Ogiwara
俊男 荻原
Akio Yanagisawa
暁雄 柳沢
Hiroshi Ariji
博 有路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Izumi Ind Co Ltd
Original Assignee
Izumi Ind Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/123Discs; Drums for disc brakes comprising an annular disc secured to a hub member; Discs characterised by means for mounting

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 軽量でしかも耐摩耗性に優れたブレーキディ
スクを提供することを目的とする。 [構成] SiC等の耐摩耗性を有する強化材によって
構成される多孔質のプリフォーム10を金型15内にセ
ットし、アルミニウム合金の溶湯を注入するとともに加
圧し、上記プリフォーム10の孔の部分に軽合金の溶湯
をくまなく侵入させてブレーキディスク28のブレーキ
パッド37との圧接面に複合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用ブレーキに用いら
れるブレーキディスクおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】運転手の意思によって自動車を停車した
り減速したりするために、自動車の車輪の内側にブレー
キディスクが取付けられており、キャリパのピストンに
取付けられているパッドによって上記ブレーキディスク
を挟着することにより、制動力を発生させるようにして
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の車両
用のブレーキに用いられているブレーキディスクとし
て、鋳鉄製の円板が用いられている。このような円板が
ハブボルトによってホイールに固着されるようになって
いる。従ってブレーキディスクは懸架用ばねよりも車輪
側に取付けられることになり、ばね下荷重の一部を構成
する。そして前輪用のブレーキディスクの場合には、そ
の重量が約7.5kgであり、後輪用のブレーキディス
クが約4kgであった。このような重いブレーキディス
クによって、車両のばね下荷重が増加し、自動車の運動
性能を低下させる原因になっていた。
【0004】従ってこのようなブレーキディスクを比重
の小さな軽合金(例えばAl、Mg、Ti)や合成樹脂
等によって製作すると、ブレーキディスクの重量が低下
してばね下荷重が少なくなる。ところがこのような部材
はその強度が小さく、またとくにアルミニウムを用いる
と、耐摩耗性が低いために、すぐに摩耗してしまう欠点
がある。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、耐摩耗性に優れ、しかも軽量なブレー
キディスクおよびその製造方法を提供することを目的と
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、軽合金か
ら構成され、ブレーキパッドとの圧接面に耐摩耗性を有
する強化材が複合されるようにしたブレーキディスクに
関するものである。
【0007】第2の発明は、耐摩耗性を有する強化材に
よって多孔質のプリフォームを成形し、該プリフォーム
を金型内に配し、軽合金の溶湯を前記金型内に注入する
とともに加圧し、前記プリフォームの孔の部分に前記軽
合金の溶湯を侵入させて複合させるようにしたものであ
る。
【0008】
【作用】第1の発明によれば、耐摩耗性を有する強化材
によってブレーキディスクに耐摩耗性を付与することが
できるとともに、このブレーキディスクが軽合金から構
成されているために、その軽量化が達成される。
【0009】第2の発明によれば、軽合金の溶湯を金型
内に注入するとともに加圧することによって、この溶湯
がプリフォームの孔の部分に侵入し、これによって多孔
質のプリフォームが軽合金と完全に複合されることにな
る。
【0010】
【実施例】図1〜図6を参照して第1の実施例を説明す
る。図1に示すように、偏平なリング状をなすプリフォ
ーム10を用意する。このプリフォーム10は耐摩耗性
を有する強化材、例えばSiCウイスカから構成されて
いる。このようなSiCウイスカによってリング状のプ
リフォームを成形する。なおこのプリフォームのSiC
ウイスカの体積率は20%になっている。
【0011】このようなSiCウイスカから成るプリフ
ォーム10をその上下に配されているヒータ11によっ
て図1に示すように加熱する。このような加熱を行なう
ことによって、多孔質のプリフォーム10の無数の孔の
部分に溶湯が容易に侵入し得るようにする。
【0012】そして加熱されたプリフォーム10を図2
に示す金型15内に配置する。金型15は上型16と下
型17とから構成されており、その中に閉空間から成る
キャビティ18が形成されている。このキャビティ18
の外周側の部分に上記プリフォーム10をセットする。
【0013】金型15の下側には図2および図3に示す
ように、シリンダ22が配されている。シリンダ22内
にはピストン23が摺動可能に配されている。そしてピ
ストン23の中心部を摺動自在に貫通するようにプラン
ジャ24が配されている。
【0014】シリンダ22を図外の揺動手段によって図
2に示すように右方へ揺動させ、とりべ25によってシ
リンダ22内へアルミニウム合金(JIS AC8A)
を注入する。そしてこの後にシリンダ22を図外の揺動
手段によって図3に示すように真直ぐな姿勢とするとと
もに、シリンダ22を全体として上昇させ、金型15の
注入口に接続する。
【0015】そしてシリンダ22内のピストン23を上
昇させる。これによってシリンダ22内に注入されたア
ルミニウム合金の溶湯が金型15のキャビティ18内に
注入される。そしてこの後にピストン23を加圧すると
ともにプランジャ24を突上げ、これによってキャビテ
ィ18内の溶湯を加圧下で凝固させる。
【0016】注入されるアルミニウム合金の温度は例え
ば750℃に設定されており、このような溶湯を、ピス
トン23内に摺動可能に配されているプランジャ24に
よって最終的に1000kgf/cm2 の加圧力で加圧
させながら凝固する。このような高い加圧力によって、
アルミニウム合金の溶湯は、SiCウイスカから構成さ
れる多孔質のプリフォーム10の無数の孔の部分にくま
なく侵入し、これによってアルミニウム合金に完全にプ
リフォーム10が複合されるようになる。
【0017】図4および図5は金型15を開いて取出し
たブレーキディスク28を示している。このブレーキデ
ィスク28はその外周側の部分に上述の如くプリフォー
ム10が複合されている。またその中心部はハブ29か
ら構成されている。そしてハブ29には、複数本のボル
ト挿通孔30が中心孔31の回りに形成されるようにな
る。上記ボルト挿通孔30を挿通するハブボルトによっ
て、このブレーキディスク28が自動車の車輪のホイー
ルの部分に固着される。
【0018】このブレーキディスク28は、図6に示す
ように、プリフォーム10が複合された部分がブレーキ
パッド37によって圧着され、制動力を発生するように
している。キャリパ34には、その両側に互いに対向す
るようにブレーキシリンダ35が形成され、このブレー
キシリンダ35にピストン36が摺動可能に保持されて
いる。そしてピストン36の先端部には互いに対向する
ようにブレーキパッド37が配されている。このような
ブレーキパッド37が上記ブレーキディスク28のプリ
フォーム10によって複合された部分を挟着し、制動力
を発生するようにしている。
【0019】このようなブレーキディスク28によれ
ば、その大部分がアルミニウム合金から構成されている
ために、大幅な軽量化が可能になる。すなわち従来の鋳
鉄製のブレーキディスクに比べて、重量を約半分にする
ことが可能になる。ブレーキディスク28は車輪のホイ
ールに取付けられるようになっており、サスペンション
ばねの下側に取付けられるために、自動車のばね下荷重
が軽減されることになる。従って自動車の運動性能が改
善されることになる。
【0020】しかもこのようなアルミニウム合金から成
るブレーキディスク28は、ブレーキパッド37との圧
接面がプリフォーム10によって複合強化されており、
高い耐摩耗性を有している。従って軽量でありながらし
かも高い耐久性を有するようになる。
【0021】つぎに図7〜図13によって第2の実施例
を説明する。この実施例においては、図7および図8に
示すように、薄いプリフォーム10が使用されている。
プリフォーム10にはその端面に円周方向に沿って2個
の係合用突起40と2個の凹部41とが互いに90°間
隔で形成されている。なおこのプリフォーム10は上記
第1の実施例と同様に、例えば体積率が20%のSiC
ウイスカであってよい。
【0022】そしてこのようなSiCウイスカ製のプリ
フォーム10を、図9に示すように2枚重合わせる。こ
のときに一方のプリフォーム10の係合用突起40をも
う一方のプリフォーム10の凹部41に係合させ、両者
が所定の隙間をもつようにして組合わせる。そしてこの
ような2枚のプリフォーム10を加熱手段によって加熱
し、図10に示すように金型15内に配置する。
【0023】そして金型15内に、第1の実施例と同様
に、シリンダ22によって図10および図11に示すよ
うにアルミニウム合金の溶湯を注入し、ピストン23を
押上げて溶湯を予備的に加圧するとともに、さらにプラ
ンジャ24を突上げ、溶湯に対して高い加圧力を付与す
る。
【0024】図12および図13はこのようにして形成
されたアルミニウム合金製のブレーキディスク28を示
している。このブレーキディスクは、図から明らかなよ
うに、アルミニウム合金を母材とし、これによって軽量
化を達成している。しかもブレーキパッド37と圧接さ
れる部分がプリフォーム10によって複合強化されてい
るために、高い耐摩耗性を有している。
【0025】またこのようなブレーキディスク28は、
2枚のプリフォーム10を互いに隙間をおいて配するよ
うにしているために、プリフォーム10を構成する強化
材の使用料が少なくなり、これによって少量の強化材に
よって効果的に耐摩耗性をブレーキディスク28に付与
することが可能になる。しかもプリフォーム10とアル
ミニウム合金との接合面の面積が非常に大きくなるため
に、プリフォーム10の無数の孔へのアルミニウム合金
の侵入がより確実に行なわれることになる。これによっ
てプリフォーム10の複合強度がより向上することにな
る。
【0026】なおこの実施例において、プリフォーム1
0に係合用突起40および凹部41を形成することな
く、これら2枚のプリフォーム10を図10に示す金型
15のキャビティ18の上面と下面とにそれぞれ接着糊
等によって仮止めしておき、この状態でキャビティ18
に溶湯を注入するようにしてもよい。このような方法に
よれば、プリフォーム10の構造がより簡単になる。接
着糊は注入される溶湯によって熱分解してその接着力を
失う。しかも複合されるとプリフォーム10は、アルミ
ニウム合金製のブレーキディスク28に強固に結合され
るために、金型15の上型16と下型17とから容易に
剥離するようになる。
【0027】以上本発明を図示の第1および第2の実施
例によって説明したが、本発明は上記実施例によって限
定されることなく、本発明の技術的思想に基いて各種の
変更が可能である。例えば上記実施例においてはSiC
ウイスカが強化材として用いられているが、本発明に用
いられるブレーキディスクには、その他各種の複合材が
適用可能であって、例えばカーボン、Al2 3 、アル
ボレックス、Si3 4 、MgO、AlN、ZnO(こ
れらの強化材は溶融金属との密着性をよくするためにN
i、Cu等の金属をコーティングしたものでもよい)、
金属繊維等の各種の材料に置換可能である。さらには摺
動性を改善するためと、自己潤滑性のあるカーボン粉末
を添加してもよい。
【0028】また上記2つの実施例に係るブレーキディ
スクは何れもソリッドタイプであるが、中間に冷却風が
通過する空洞が形成されているベンチレーテッドタイプ
のブレーキディスクにも適用可能である。
【0029】
【発明の効果】第1の発明は、耐摩耗性を有する強化材
によってブレーキパッドとの圧接面が複合強化された軽
合金から成るブレーキディスクに関するものである。従
ってこのようなブレーキディスクによれば、その軽量化
を図るとともに、強化材によって耐摩耗性を向上させる
ことが可能になる。
【0030】第2の発明は、軽合金の溶湯を金型内に注
入するとともに加圧し、金型内に配されているプリフォ
ームの孔の部分に軽合金の溶湯を侵入させて複合させる
ようにしたものである。従って耐摩耗性を有する強化材
が軽合金と完全に複合されたブレーキディスクが得られ
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリフォームの加熱を示す縦断面図である。
【図2】金型の縦断面図である。
【図3】金型への溶湯の注入を示す縦断面図である。
【図4】ブレーキディスクの正面図である。
【図5】同断面図である。
【図6】キャリパと組合わされたブレーキディスクの一
部を破断した側面図である。
【図7】第2の実施例のブレーキディスクに用いられる
プリフォームの平面図である。
【図8】同断面図である。
【図9】2枚のプリフォームを組合わせた状態の縦断面
図である。
【図10】プリフォームをセットした金型の縦断面図で
ある。
【図11】溶湯の注入の状態を示す金型の縦断面図であ
る。
【図12】得られたブレーキディスクの正面図である。
【図13】同断面図である。
【符号の説明】
10 プリフォーム 11 ヒータ 15 金型 16 上型 17 下型 18 キャビティ 22 シリンダ 23 ピストン 24 プランジャ 25 とりべ 28 ブレーキディスク 29 ハブ 30 ボルト挿通孔 31 中心孔 34 キャリパ 35 ブレーキシリンダ 36 ピストン 37 パッド 40 係合用突起 41 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有路 博 埼玉県川越市大字大中居620番地 イズミ 工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軽合金から構成され、ブレーキパッドと
    の圧接面に耐摩耗性を有する強化材が複合されているこ
    とを特徴とするブレーキディスク。
  2. 【請求項2】 耐摩耗性を有する強化材によって多孔質
    のプリフォームを成形し、該プリフォームを金型内に配
    し、軽合金の溶湯を前記金型内に注入するとともに加圧
    し、前記プリフォームの孔の部分に前記軽合金の溶湯を
    侵入させて複合させるようにしたことを特徴とするブレ
    ーキディスクの製造方法。
JP22887391A 1991-08-14 1991-08-14 ブレーキデイスクおよびその製造方法 Pending JPH0544752A (ja)

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