JPH07107414B2 - ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法 - Google Patents
ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法Info
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- JPH07107414B2 JPH07107414B2 JP25465491A JP25465491A JPH07107414B2 JP H07107414 B2 JPH07107414 B2 JP H07107414B2 JP 25465491 A JP25465491 A JP 25465491A JP 25465491 A JP25465491 A JP 25465491A JP H07107414 B2 JPH07107414 B2 JP H07107414B2
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- rotor
- manufacturing
- brake rotor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキ用ロ
ータおよびその製造方法に関する。より詳細には、ブレ
ーキ性能の優れた高強度のAl基複合材料のディスクブレ
ーキ用ロータおよびその製造方法に関する。
ータおよびその製造方法に関する。より詳細には、ブレ
ーキ性能の優れた高強度のAl基複合材料のディスクブレ
ーキ用ロータおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等に使用されているディスクブレ
ーキ用ロータには、以下の特性が要求される。 十分な機械的強度を有すること。 熱伝導性が高いこと。 耐熱衝撃性が高いこと。 熱による変形が起こらないこと。 表面の摩擦係数が十分高いこと。 耐摩耗性が十分高いこと。 耐蝕性が十分高いこと。 加工性がよいこと。 これらの要求を満たすディスクブレーキ用ロータ材料と
して、鋳鉄、ステンレス鋼、炭素系複合材料が使用され
ている。
ーキ用ロータには、以下の特性が要求される。 十分な機械的強度を有すること。 熱伝導性が高いこと。 耐熱衝撃性が高いこと。 熱による変形が起こらないこと。 表面の摩擦係数が十分高いこと。 耐摩耗性が十分高いこと。 耐蝕性が十分高いこと。 加工性がよいこと。 これらの要求を満たすディスクブレーキ用ロータ材料と
して、鋳鉄、ステンレス鋼、炭素系複合材料が使用され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最も広く使用されてい
るディスクブレーキ用ロータは、鋳鉄（ねずみ鋳鉄）製
である。鋳鉄は、コストが低く、十分な機械的強度を有
し、同様な機械的強度を有する他の合金鋼等に比較して
特に熱伝導性が著しく高いため、ディスクブレーキ用ロ
ータ材料として好ましい。また、母相内に分散した黒鉛
が、表面の摩擦係数を十分高くしている。
るディスクブレーキ用ロータは、鋳鉄（ねずみ鋳鉄）製
である。鋳鉄は、コストが低く、十分な機械的強度を有
し、同様な機械的強度を有する他の合金鋼等に比較して
特に熱伝導性が著しく高いため、ディスクブレーキ用ロ
ータ材料として好ましい。また、母相内に分散した黒鉛
が、表面の摩擦係数を十分高くしている。
【０００４】しかしながら、鋳鉄は、錆びやすいためデ
ィスクブレーキ用ロータが露出している２輪の一般市販
車には、外観上の点から好ましくない。そのため、２輪
の一般市販車には、ステンレス鋼製のディスクブレーキ
用ロータが多用されている。ステンレス鋼は、機械的強
度が高く、錆びない点で優れているが、熱伝導率が低い
ため、熱による歪が発生することが問題になる。
ィスクブレーキ用ロータが露出している２輪の一般市販
車には、外観上の点から好ましくない。そのため、２輪
の一般市販車には、ステンレス鋼製のディスクブレーキ
用ロータが多用されている。ステンレス鋼は、機械的強
度が高く、錆びない点で優れているが、熱伝導率が低い
ため、熱による歪が発生することが問題になる。
【０００５】さらに、炭素系複合材料は、軽量で機械的
強度も高く、熱的特性も優れているのでディスクブレー
キ用ロータの材料としては好適であるが、非常に高価で
ある。また、吸湿性があるために、降雨時や多湿の環境
では予熱乾燥等の処理が必要となる。これは、制動時に
ディスクブレーキロータとブレーキパッドとの間に水蒸
気の膜が発生し、制動効果を損ねるからである。一方、
炭素系複合材料を使用したディスクブレーキは、制動効
果が高い温度範囲が狭く、通常の使用状態には適してい
ない。
強度も高く、熱的特性も優れているのでディスクブレー
キ用ロータの材料としては好適であるが、非常に高価で
ある。また、吸湿性があるために、降雨時や多湿の環境
では予熱乾燥等の処理が必要となる。これは、制動時に
ディスクブレーキロータとブレーキパッドとの間に水蒸
気の膜が発生し、制動効果を損ねるからである。一方、
炭素系複合材料を使用したディスクブレーキは、制動効
果が高い温度範囲が狭く、通常の使用状態には適してい
ない。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決した、軽量且つ高性能で従来の鋳鉄のディ
スクブレーキ用ロータと同様に使用できるディスクブレ
ーキ用ロータおよびその製造方法を提供することにあ
る。
問題点を解決した、軽量且つ高性能で従来の鋳鉄のディ
スクブレーキ用ロータと同様に使用できるディスクブレ
ーキ用ロータおよびその製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、車両等
に使用される環状の板状の形状を有するディスクブレー
キ用のロータにおいて、Al基合金をマトリクスとし、酸
化物および／または炭化物および／または窒化物のウィ
スカーおよび／または粒子および／または短繊維とを含
むAl基複合材料で構成されたディスク部と、AlまたはAl
基合金で構成された外縁部および内縁部とを具備するこ
とを特徴とするディスクブレーキ用のロータが提供され
る。
に使用される環状の板状の形状を有するディスクブレー
キ用のロータにおいて、Al基合金をマトリクスとし、酸
化物および／または炭化物および／または窒化物のウィ
スカーおよび／または粒子および／または短繊維とを含
むAl基複合材料で構成されたディスク部と、AlまたはAl
基合金で構成された外縁部および内縁部とを具備するこ
とを特徴とするディスクブレーキ用のロータが提供され
る。
【０００８】また、本発明では、上記のディスクブレー
キ用のロータを製造する方法として、前記Al基複合材料
の原料粉末を、同心に配置されたAlまたはAl基合金の内
側円形断面部材を有するAlまたはAl基合金の円筒容器に
入れ、熱間押出成形および／または還元性雰囲気で熱間
静水圧成形する工程を含むことを特徴とするディスクブ
レーキ用のロータの製造方法が提供される。
キ用のロータを製造する方法として、前記Al基複合材料
の原料粉末を、同心に配置されたAlまたはAl基合金の内
側円形断面部材を有するAlまたはAl基合金の円筒容器に
入れ、熱間押出成形および／または還元性雰囲気で熱間
静水圧成形する工程を含むことを特徴とするディスクブ
レーキ用のロータの製造方法が提供される。
【０００９】
【作用】本発明のディスクブレーキ用ロータは、ＭＭＣ
と称されるAl基複合材料でディスク部が構成され、外縁
部および内縁部がAlまたはAl基合金で構成されていると
ころにその主要な特徴がある。本発明のディスクブレー
キ用ロータに使用されるAl基複合材料としては、2024、
6061、7075等のAl基合金をマトリクスとして、Al2Ｏ3等
の酸化物、SiＣ等炭化物、Si3Ｎ4等窒化物のウィスカ
ー、粒子および／または短繊維等で強化を図ったものが
好ましい。本発明のディスクブレーキ用ロータに使用で
きるAl基複合材料のマトリクスのAl基合金には、任意の
ものを使用することができるが、特に熱伝導性に優れた
ものを使用することがブレーキ性能の向上のために有利
である。
と称されるAl基複合材料でディスク部が構成され、外縁
部および内縁部がAlまたはAl基合金で構成されていると
ころにその主要な特徴がある。本発明のディスクブレー
キ用ロータに使用されるAl基複合材料としては、2024、
6061、7075等のAl基合金をマトリクスとして、Al2Ｏ3等
の酸化物、SiＣ等炭化物、Si3Ｎ4等窒化物のウィスカ
ー、粒子および／または短繊維等で強化を図ったものが
好ましい。本発明のディスクブレーキ用ロータに使用で
きるAl基複合材料のマトリクスのAl基合金には、任意の
ものを使用することができるが、特に熱伝導性に優れた
ものを使用することがブレーキ性能の向上のために有利
である。
【００１０】また、上記本発明のディスクブレーキ用ロ
ータに使用されるAl基複合材料は、重量％で１〜40％の
上記の酸化物、炭化物および／または窒化物のウィスカ
ーを含むことが好ましい。このAl基複合材料において、
酸化物の粒子は特に耐摩耗性の向上に寄与し、酸化物の
短繊維、炭化物および／または窒化物のウィスカーは特
に高温強度、疲労強度等の強度特性の向上に寄与する。
一方、本発明のディスクブレーキ用ロータ外縁部および
内縁部に使用されるAlまたはAl基合金も、任意のものが
使用できるが、熱伝導性に優れ、上記のAl基複合材料と
溶着性がよいものが好ましい。上記の構成の本発明のデ
ィスクブレーキ用ロータは、外縁部および内縁部が、Al
基複合材料よりも靱性に優れたAlまたはAl基合金で構成
されており、この外縁部および内縁部により耐衝撃性が
向上している。さらに、外縁部および内縁部を構成する
AlまたはAl基合金は、熱伝導性が高いので、本発明のデ
ィスクブレーキ用ロータの放熱性を高めている。
ータに使用されるAl基複合材料は、重量％で１〜40％の
上記の酸化物、炭化物および／または窒化物のウィスカ
ーを含むことが好ましい。このAl基複合材料において、
酸化物の粒子は特に耐摩耗性の向上に寄与し、酸化物の
短繊維、炭化物および／または窒化物のウィスカーは特
に高温強度、疲労強度等の強度特性の向上に寄与する。
一方、本発明のディスクブレーキ用ロータ外縁部および
内縁部に使用されるAlまたはAl基合金も、任意のものが
使用できるが、熱伝導性に優れ、上記のAl基複合材料と
溶着性がよいものが好ましい。上記の構成の本発明のデ
ィスクブレーキ用ロータは、外縁部および内縁部が、Al
基複合材料よりも靱性に優れたAlまたはAl基合金で構成
されており、この外縁部および内縁部により耐衝撃性が
向上している。さらに、外縁部および内縁部を構成する
AlまたはAl基合金は、熱伝導性が高いので、本発明のデ
ィスクブレーキ用ロータの放熱性を高めている。
【００１１】本発明のディスクブレーキ用ロータに使用
される上記Al基複合材料は、焼結体であり、塑性加工が
困難である。従って、本発明の方法では、AlまたはAl基
合金の二重の円筒形容器中に上記Al基複合材料の原料粉
末を入れて、熱間押出成形および／または還元性雰囲気
中で熱間静水圧成形（ＨＩＰ）することにより本発明の
ディスクブレーキ用ロータを製造する。熱間静水圧成形
の場合、処理温度は450 以上で原料粉末の固相線温度以
下が好ましく、圧力は1000bar 程度が好ましい。また、
処理時間は10〜120 分が好ましい。熱間成形処理中にAl
またはAl基合金の二重の円筒形容器と、Al基複合材料と
が強固に溶着するので、処理後に適当な厚さの円盤状に
切断して、本発明のディスクブレーキ用ロータが製造で
きる。
される上記Al基複合材料は、焼結体であり、塑性加工が
困難である。従って、本発明の方法では、AlまたはAl基
合金の二重の円筒形容器中に上記Al基複合材料の原料粉
末を入れて、熱間押出成形および／または還元性雰囲気
中で熱間静水圧成形（ＨＩＰ）することにより本発明の
ディスクブレーキ用ロータを製造する。熱間静水圧成形
の場合、処理温度は450 以上で原料粉末の固相線温度以
下が好ましく、圧力は1000bar 程度が好ましい。また、
処理時間は10〜120 分が好ましい。熱間成形処理中にAl
またはAl基合金の二重の円筒形容器と、Al基複合材料と
が強固に溶着するので、処理後に適当な厚さの円盤状に
切断して、本発明のディスクブレーキ用ロータが製造で
きる。
【００１２】上記本発明の方法では、熱間静水圧成形処
理後の円筒容器の外径および内径を、目的とするディス
クブレーキ用ロータの外径および内径に近い値とするこ
とにより、切削加工を大幅に減らすことが可能である。
また、必要に応じ、塑性加工も可能である。塑性加工を
行う場合には、上記の円筒形容器の中心部に円形断面の
棒状部材を配置することが好ましい。
理後の円筒容器の外径および内径を、目的とするディス
クブレーキ用ロータの外径および内径に近い値とするこ
とにより、切削加工を大幅に減らすことが可能である。
また、必要に応じ、塑性加工も可能である。塑性加工を
行う場合には、上記の円筒形容器の中心部に円形断面の
棒状部材を配置することが好ましい。
【００１３】以下、本発明を実施例により、さらに詳し
く説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過
ぎず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
く説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過
ぎず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではな
い。
【００１４】
【実施例】図１に、本発明のディスクブレーキ用ロータ
の一例の斜視図を示す。図１のディスクブレーキ用ロー
タは、全体が外径320 mm、内径170 mmの環状の板状の形
状であり、外縁部１および内縁部３が、Ａ6063Al基合金
で構成されている。また、ディスク部２は、各種Al基合
金のマトリクスに、Al2Ｏ3粒子および短繊維と、SiＣウ
ィスカーと、体積％のSi3Ｎ4ウィスカーとを含むAl基複
合材料により構成されている。組成を以下に示す。
の一例の斜視図を示す。図１のディスクブレーキ用ロー
タは、全体が外径320 mm、内径170 mmの環状の板状の形
状であり、外縁部１および内縁部３が、Ａ6063Al基合金
で構成されている。また、ディスク部２は、各種Al基合
金のマトリクスに、Al2Ｏ3粒子および短繊維と、SiＣウ
ィスカーと、体積％のSi3Ｎ4ウィスカーとを含むAl基複
合材料により構成されている。組成を以下に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記本発明のディスクブレーキ用ロータの
比重は純Alの比重の2.7 前後であり、鋳鉄の比重の7.2
5、ステンレス鋼の比重の7.9 と比較すると、炭素系複
合材料の比重の2.24により近い値となっている。
比重は純Alの比重の2.7 前後であり、鋳鉄の比重の7.2
5、ステンレス鋼の比重の7.9 と比較すると、炭素系複
合材料の比重の2.24により近い値となっている。
【００１７】また、強度は鋳鉄よりも優れていて炭素系
複合材料と同等であり、熱伝導性等の熱的な特性も優
れ、耐摩耗性は鋳鉄と同等以上である。さらに、空気中
で腐蝕されないわけではないが、鋳鉄のように赤錆を生
じないので外観上の問題もない。必要に応じ、アルマイ
ト処理等の表面保護処理を施すことも可能である。
複合材料と同等であり、熱伝導性等の熱的な特性も優
れ、耐摩耗性は鋳鉄と同等以上である。さらに、空気中
で腐蝕されないわけではないが、鋳鉄のように赤錆を生
じないので外観上の問題もない。必要に応じ、アルマイ
ト処理等の表面保護処理を施すことも可能である。
【００１８】図２を参照して、本発明の方法で上記本発
明のディスクブレーキ用ロータを製造する方法を説明す
る。まず、図２(a)に示すようAl基合金の二重円筒容器2
1に原料粉末20を装入する。二重円筒容器21に替えて、
内側がAl基合金のむくの円柱である容器を使用してもよ
い。内側がAl基合金のむくの円柱の場合、ディスクブレ
ーキ用ロータの中心部の機械加工の自由度が大きくな
る。原料粉末の組成は、ディスクブレーキ用ロータの所
望の特性に合わせて決定する。
明のディスクブレーキ用ロータを製造する方法を説明す
る。まず、図２(a)に示すようAl基合金の二重円筒容器2
1に原料粉末20を装入する。二重円筒容器21に替えて、
内側がAl基合金のむくの円柱である容器を使用してもよ
い。内側がAl基合金のむくの円柱の場合、ディスクブレ
ーキ用ロータの中心部の機械加工の自由度が大きくな
る。原料粉末の組成は、ディスクブレーキ用ロータの所
望の特性に合わせて決定する。
【００１９】原料粉末20を装入した円筒容器21を脱ガス
後図２(b)に示すよう熱間静水圧成形する。処理条件を
以下に示す。 Ar雰囲気 加熱温度 490℃ 圧 力 1000bar 処理時間 １時間 上記の熱間静水圧成形に替えて、熱間押出成形を行って
もよい。熱間押出成形の処理条件を以下に示す。 充填率（真密度比） 約50％ 脱ガス 真空度 １×10-1Torr 温度 475℃ 押出 押出比 15 温度 450℃
後図２(b)に示すよう熱間静水圧成形する。処理条件を
以下に示す。 Ar雰囲気 加熱温度 490℃ 圧 力 1000bar 処理時間 １時間 上記の熱間静水圧成形に替えて、熱間押出成形を行って
もよい。熱間押出成形の処理条件を以下に示す。 充填率（真密度比） 約50％ 脱ガス 真空度 １×10-1Torr 温度 475℃ 押出 押出比 15 温度 450℃
【００２０】上記の処理が終わると、原料粉末20と円筒
容器21は一体に溶着しており、図２(c)に示すよう、こ
の部材を適当な厚さで円板状に切り出して本発明のディ
スクブレーキ用ロータ22が得られる。必要に応じ、ディ
スクブレーキ用ロータ22をさらに機械加工してもよい。
容器21は一体に溶着しており、図２(c)に示すよう、こ
の部材を適当な厚さで円板状に切り出して本発明のディ
スクブレーキ用ロータ22が得られる。必要に応じ、ディ
スクブレーキ用ロータ22をさらに機械加工してもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軽量且つ高性能なディスクブレーキ用ロータおよびその
製造方法が提供される。本発明のディスクブレーキ用ロ
ータは、従来の鋳鉄ディスクブレーキ用ロータより軽量
であり、ステンレス鋼ディスクブレーキ用ロータより高
性能であり、炭素系複合材料ディスクブレーキ用ロータ
よりコストが低い。
軽量且つ高性能なディスクブレーキ用ロータおよびその
製造方法が提供される。本発明のディスクブレーキ用ロ
ータは、従来の鋳鉄ディスクブレーキ用ロータより軽量
であり、ステンレス鋼ディスクブレーキ用ロータより高
性能であり、炭素系複合材料ディスクブレーキ用ロータ
よりコストが低い。
【図１】本発明のディスクブレーキ用ロータの一例の斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の方法で本発明のディスクブレーキ用ロ
ータを製造する工程の説明図である。
ータを製造する工程の説明図である。
１ 外縁部 ２ ディスク部 ３ 内縁部 20 原料粉末 21 二重円筒容器
Claims (4)
- 【請求項１】 車両等に使用される環状の板状の形状を
有するディスクブレーキ用のロータにおいて、Al基合金
をマトリクスとし、酸化物および／または炭化物および
／または窒化物のウィスカーおよび／または粒子および
／または短繊維とを含むAl基複合材料で構成されたディ
スク部と、AlまたはAl基合金で構成された外縁部および
内縁部とを具備することを特徴とするディスクブレーキ
用のロータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のディスクブレーキ用ロ
ータを製造する方法において、前記Al基複合材料の原料
粉末を、同心に配置されたAlまたはAl基合金の内側円形
断面部材を有するAlまたはAl基合金の円筒容器に入れ、
熱間押出成形および／または還元性雰囲気で熱間静水圧
成形する工程を含むことを特徴とするディスクブレーキ
用のロータの製造方法。 - 【請求項３】 前記内側円形断面部材が、円筒であるこ
とを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ用の
ロータの製造方法。 - 【請求項４】 前記内側円形断面部材が、円形断面の棒
状部材であることを特徴とする請求項２に記載のディス
クブレーキ用のロータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25465491A JPH07107414B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25465491A JPH07107414B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147240A JPH06147240A (ja) | 1994-05-27 |
| JPH07107414B2 true JPH07107414B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=17268016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25465491A Expired - Lifetime JPH07107414B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | ディスクブレーキ用ロータおよび製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107414B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5037599A (en) * | 1989-06-26 | 1991-08-06 | Basf Aktiengesellschaft | Single diaphragm forming of drapeable thermoplastic impregnated composite materials |
| JP3441392B2 (ja) * | 1999-02-12 | 2003-09-02 | 本田技研工業株式会社 | 回転摩擦部材の製造方法 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP25465491A patent/JPH07107414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147240A (ja) | 1994-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960430 |