JPH1143798A - ブレーキ用ピストン及びその製造方法 - Google Patents
ブレーキ用ピストン及びその製造方法Info
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- JPH1143798A JPH1143798A JP21387197A JP21387197A JPH1143798A JP H1143798 A JPH1143798 A JP H1143798A JP 21387197 A JP21387197 A JP 21387197A JP 21387197 A JP21387197 A JP 21387197A JP H1143798 A JPH1143798 A JP H1143798A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来鋳鉄を素材としてニッケルメッキで製作
されていたブレーキ用ピストンでは、実用段階でのブレ
ーキ作動回数が、精々５０万回まで有効であった現状か
ら、１００万回以上でも何等の支障を生じないブレーキ
用ピストンを開発することを目的とする。 【解決手段】 Ｓｉ含有量０．４〜３０％のけい素含有
アルミニウム合金及び又はＺｎ含有量２〜１０％の亜鉛
含有アルミニウム合金を用いたピストン成形体の表面
に、厚さ２０〜１００μｍの硬質アルマイト皮膜が設け
られ、該硬質アルマイト皮膜の微細孔にテトラモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液の２次電解によるモリブデン硫
化物が含浸され、かつその表面が１０μｍ以内の範囲で
超精密研削されてなることを特徴とするピストン及びそ
の製造方法。
されていたブレーキ用ピストンでは、実用段階でのブレ
ーキ作動回数が、精々５０万回まで有効であった現状か
ら、１００万回以上でも何等の支障を生じないブレーキ
用ピストンを開発することを目的とする。 【解決手段】 Ｓｉ含有量０．４〜３０％のけい素含有
アルミニウム合金及び又はＺｎ含有量２〜１０％の亜鉛
含有アルミニウム合金を用いたピストン成形体の表面
に、厚さ２０〜１００μｍの硬質アルマイト皮膜が設け
られ、該硬質アルマイト皮膜の微細孔にテトラモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液の２次電解によるモリブデン硫
化物が含浸され、かつその表面が１０μｍ以内の範囲で
超精密研削されてなることを特徴とするピストン及びそ
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車、オートバイ
等の制動時に車輪を停止するためにディスクを挟み込む
ための油圧により圧縮装置のピストンに使用するための
ものであり、１系統式油圧ブレーキ作動装置、２系統式
油圧ブレーキ作動装置のいずれにも使用されるもので、
具体的にはブレーキマスターシリンダー内のピストン、
ブレーキタンデムマスターシリンダー内のピストン、調
節可能タペット付ホイルシリンダー内のピストン等に適
用されるブレーキ用のシリンダーに組み込まれるピスト
ンに関するものである。
等の制動時に車輪を停止するためにディスクを挟み込む
ための油圧により圧縮装置のピストンに使用するための
ものであり、１系統式油圧ブレーキ作動装置、２系統式
油圧ブレーキ作動装置のいずれにも使用されるもので、
具体的にはブレーキマスターシリンダー内のピストン、
ブレーキタンデムマスターシリンダー内のピストン、調
節可能タペット付ホイルシリンダー内のピストン等に適
用されるブレーキ用のシリンダーに組み込まれるピスト
ンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のものとしては、シリンダ
ハウジング材は鼠鋳鉄か、又はＡＣ４等のアルミニウム
合金性鋳物製で、ピストンはＦＣ１０等のねずみ鋳鉄品
から作られている。しかしながら鋳鉄の比重はＦＣ１０
の場合６．８〜７．０でアルミニウム合金に比べて約
２．６倍も重く、この重いということが、バネを介して
行なわれるピストンの微作動には慣性力がついてしま
い、非常に問題となる。
ハウジング材は鼠鋳鉄か、又はＡＣ４等のアルミニウム
合金性鋳物製で、ピストンはＦＣ１０等のねずみ鋳鉄品
から作られている。しかしながら鋳鉄の比重はＦＣ１０
の場合６．８〜７．０でアルミニウム合金に比べて約
２．６倍も重く、この重いということが、バネを介して
行なわれるピストンの微作動には慣性力がついてしま
い、非常に問題となる。
【０００３】又、高温下における耐熱部所に用いるため
に、熱伝導性が良いことが要求されるが、鋳鉄の熱伝導
性はアルミニウム合金の熱伝導性の約３０％に過ぎず、
熱が逃げ難く、ブレーキオイルの分解も早い。ところで
鋳鉄の耐熱性は４００℃以内であり、これ以上になると
高温酸化等により材質が劣化し、強度が低下してくる。
鋳鉄性の場合ニッケルメッキを施して摺動性を若干改良
しているが満足できるものではない。現在、一般にニッ
ケルメッキした鋳鉄がブレーキ用のピストンに使用され
ているが、ブレーキとして、最も重要視される微動作に
追随し、迅速でかつ正確な動作を行い難い場合が発生す
る。又、シリンダーハウジングがＡＣ４Ｂ等のアルミニ
ウム合金製の場合、ピストンの鋳鉄との熱膨張率が異な
り、（アルミニウムは約２３×10-6、鋳鉄は１２×1
0-6）、高温時には熱膨張量が異なり、両者間の気密性
が減少してブレーキオイルの油圧力が変動する等して、
これ又、ブレーキの機能上重要な問題となる。これを解
決するために、両者を鼠鋳鉄で作ると非常に重くなり、
全体の軽量化、すなわち燃費削減等に貢献しなくなると
いう問題がある。
に、熱伝導性が良いことが要求されるが、鋳鉄の熱伝導
性はアルミニウム合金の熱伝導性の約３０％に過ぎず、
熱が逃げ難く、ブレーキオイルの分解も早い。ところで
鋳鉄の耐熱性は４００℃以内であり、これ以上になると
高温酸化等により材質が劣化し、強度が低下してくる。
鋳鉄性の場合ニッケルメッキを施して摺動性を若干改良
しているが満足できるものではない。現在、一般にニッ
ケルメッキした鋳鉄がブレーキ用のピストンに使用され
ているが、ブレーキとして、最も重要視される微動作に
追随し、迅速でかつ正確な動作を行い難い場合が発生す
る。又、シリンダーハウジングがＡＣ４Ｂ等のアルミニ
ウム合金製の場合、ピストンの鋳鉄との熱膨張率が異な
り、（アルミニウムは約２３×10-6、鋳鉄は１２×1
0-6）、高温時には熱膨張量が異なり、両者間の気密性
が減少してブレーキオイルの油圧力が変動する等して、
これ又、ブレーキの機能上重要な問題となる。これを解
決するために、両者を鼠鋳鉄で作ると非常に重くなり、
全体の軽量化、すなわち燃費削減等に貢献しなくなると
いう問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
ける問題点を解決するために、ピストンのアルミニウム
合金化が数多く試みられているが、一般にアルミニウム
合金製はアルミ合金面が著しく凝着摩耗、アプレッシブ
摩耗を受けて、シリンダーとの間にカジリ、焼き付き、
ロックを起こし、非常に危険な状態となる。又、この問
題を解決するために、アルミニウム合金製ピストンの表
面を硬質アルマイト化したり、フッ素樹脂や二硫化モリ
ブデン等の潤滑剤をコーティングしたものや、無電解ニ
ッケルメッキ或いはクロム電気メッキ等を施すことも試
みられているが、前者のアルマイト処理によるものは、
実用に供した場合当初の段階では比較的良い結果を与え
ているが、数十万回の作動後にはアルマイト処理表面の
フッ素樹脂や二硫化モリブデン等のコーティング層は消
滅し、かつアルマイト層も殆ど消滅し、一部にはアルミ
ニウム地露出とカジリの発生が見られ、これ以上の作動
には耐えきれない状態であった。又、後者の無電解ニッ
ケルメッキ或いはクロム電気メッキ等のメッキ皮膜によ
る対策を施したものでは、初期特性は何とか鋳鉄ピスト
ン並であるが、数十万回程度の作動でメッキ皮膜の一部
が剥離したり、その部分でのアルミニウム材のカジリ、
焼き付き減少が見られ、これも実用に供するには問題が
あるものであった。
ける問題点を解決するために、ピストンのアルミニウム
合金化が数多く試みられているが、一般にアルミニウム
合金製はアルミ合金面が著しく凝着摩耗、アプレッシブ
摩耗を受けて、シリンダーとの間にカジリ、焼き付き、
ロックを起こし、非常に危険な状態となる。又、この問
題を解決するために、アルミニウム合金製ピストンの表
面を硬質アルマイト化したり、フッ素樹脂や二硫化モリ
ブデン等の潤滑剤をコーティングしたものや、無電解ニ
ッケルメッキ或いはクロム電気メッキ等を施すことも試
みられているが、前者のアルマイト処理によるものは、
実用に供した場合当初の段階では比較的良い結果を与え
ているが、数十万回の作動後にはアルマイト処理表面の
フッ素樹脂や二硫化モリブデン等のコーティング層は消
滅し、かつアルマイト層も殆ど消滅し、一部にはアルミ
ニウム地露出とカジリの発生が見られ、これ以上の作動
には耐えきれない状態であった。又、後者の無電解ニッ
ケルメッキ或いはクロム電気メッキ等のメッキ皮膜によ
る対策を施したものでは、初期特性は何とか鋳鉄ピスト
ン並であるが、数十万回程度の作動でメッキ皮膜の一部
が剥離したり、その部分でのアルミニウム材のカジリ、
焼き付き減少が見られ、これも実用に供するには問題が
あるものであった。
【０００５】このように、本発明はブレーキ作動という
自動車やオートバイの機能の中では最重要な安全部品と
して慎重に配慮されなければならない重要機能であり、
これを解決するために種々の要求事項を満足するように
検討した。その概要は、軽量であること。熱伝導率
が良いこと。熱膨張係数がシリンダーハウジングの材
質とあまり変わらないこと。耐熱性が高いこと。耐
摩耗性が高いこと。機械的強度が高いこと。寸法精
度が高く、機械加工し易いこと。鍛造等の量産性がよ
く可能なこと等である。
自動車やオートバイの機能の中では最重要な安全部品と
して慎重に配慮されなければならない重要機能であり、
これを解決するために種々の要求事項を満足するように
検討した。その概要は、軽量であること。熱伝導率
が良いこと。熱膨張係数がシリンダーハウジングの材
質とあまり変わらないこと。耐熱性が高いこと。耐
摩耗性が高いこと。機械的強度が高いこと。寸法精
度が高く、機械加工し易いこと。鍛造等の量産性がよ
く可能なこと等である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者はこれらの点を
配慮しながら鋭意検討した結果、ピストンの材質はアル
ミニウム合金とし、その合金の強度の増大と熱膨張率低
減、耐摩耗性の向上、耐熱性の向上を満足するため、少
なくともＳｉを０．４％から３０％の範囲で添加成分の
一つとして含有せしめること、及び又はＺｎ含有量２〜
１０％の範囲で添加成分の一つとして含有せしめること
と、ピストンの形状に成形する方法として、鋳造、鍛造
（冷間鍛造、熱間鍛造何れも含む）、ダイカスト、切削
等、いずれの方法によってもよいが、特に冷間鍛造法は
寸法精度が良く廉価であるため一層好ましいことを見出
した。ここにＳｉが０．４％未満では、直接の析出物と
して、あるいは金属間化合物（Ｍｇ2 Ｓｉ等）等とし
て、十分に存在し得ず、機械的強が不十分となり、又、
亜鉛含有アルミニウム合金においても、Ｚｎが２％未満
ではやはり十分な量の金属間化合物（ＭｇＺｎ2 等）を
生成できず、一方、Ｓｉ，Ｚｎ共に上限を超えて多過ぎ
ると、鍛造等による成形加工が全く不可能となる。又、
Ｓｉ，Ｚｎが多過ぎると成形性の他、アルマイト性が低
下してくる。又、更に表面処理としては、２０μｍ〜１
００μｍの厚さのアルマイト皮膜を設けることにより、
耐摩耗性、耐熱性、放熱性、潤滑性、寸法精度等に優れ
たものとすることができる。アルマイト皮膜が２０μｍ
未満では耐摩耗性が不足であり、１００μｍを超えて厚
いと放熱性や寸法精度等で好ましくない。
配慮しながら鋭意検討した結果、ピストンの材質はアル
ミニウム合金とし、その合金の強度の増大と熱膨張率低
減、耐摩耗性の向上、耐熱性の向上を満足するため、少
なくともＳｉを０．４％から３０％の範囲で添加成分の
一つとして含有せしめること、及び又はＺｎ含有量２〜
１０％の範囲で添加成分の一つとして含有せしめること
と、ピストンの形状に成形する方法として、鋳造、鍛造
（冷間鍛造、熱間鍛造何れも含む）、ダイカスト、切削
等、いずれの方法によってもよいが、特に冷間鍛造法は
寸法精度が良く廉価であるため一層好ましいことを見出
した。ここにＳｉが０．４％未満では、直接の析出物と
して、あるいは金属間化合物（Ｍｇ2 Ｓｉ等）等とし
て、十分に存在し得ず、機械的強が不十分となり、又、
亜鉛含有アルミニウム合金においても、Ｚｎが２％未満
ではやはり十分な量の金属間化合物（ＭｇＺｎ2 等）を
生成できず、一方、Ｓｉ，Ｚｎ共に上限を超えて多過ぎ
ると、鍛造等による成形加工が全く不可能となる。又、
Ｓｉ，Ｚｎが多過ぎると成形性の他、アルマイト性が低
下してくる。又、更に表面処理としては、２０μｍ〜１
００μｍの厚さのアルマイト皮膜を設けることにより、
耐摩耗性、耐熱性、放熱性、潤滑性、寸法精度等に優れ
たものとすることができる。アルマイト皮膜が２０μｍ
未満では耐摩耗性が不足であり、１００μｍを超えて厚
いと放熱性や寸法精度等で好ましくない。
【０００７】本発明においては、更にテトラチオモリブ
デン酸アンモニウム０．１〜１１．０％濃度水溶液で先
に作ったアルマイトを陽極側として、０．０５〜１Ａｍ
ｐ／ｄｍ3 の定着電流密度で電解を行い、その結果、潤
滑性モリブデン硫化物をアルマイト皮膜の活性層の直上
から皮膜表面まで、十分に析出させる。なお、更に前記
モリブデン硫化物を含浸したアルマイト皮膜の表面を１
０μｍ前後だけ超精密研削例えばセンタレス研磨を行う
ことにより、アルマイト皮膜の特性とモリブン硫化物の
潤滑性を喪失することなく、真円度、寸法精度を向上さ
せ、かつ、硬度も高く、摩擦係数も十分に低い最適なア
ルマイト研磨表面とすることができ、ブレーキ用ピスト
ンとして相応しい特性のものが得られることを見出し
た。
デン酸アンモニウム０．１〜１１．０％濃度水溶液で先
に作ったアルマイトを陽極側として、０．０５〜１Ａｍ
ｐ／ｄｍ3 の定着電流密度で電解を行い、その結果、潤
滑性モリブデン硫化物をアルマイト皮膜の活性層の直上
から皮膜表面まで、十分に析出させる。なお、更に前記
モリブデン硫化物を含浸したアルマイト皮膜の表面を１
０μｍ前後だけ超精密研削例えばセンタレス研磨を行う
ことにより、アルマイト皮膜の特性とモリブン硫化物の
潤滑性を喪失することなく、真円度、寸法精度を向上さ
せ、かつ、硬度も高く、摩擦係数も十分に低い最適なア
ルマイト研磨表面とすることができ、ブレーキ用ピスト
ンとして相応しい特性のものが得られることを見出し
た。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明により得られたブ
レーキ用ピストンの一例の一部切断斜視図であり、図１
（イ）の全体図においてピストン本体の素材は、少なく
ともＳｉを１％から３０％の範囲で添加成分の一つとし
て含有するアルミニウム合金性のピストン成形体２１
で、その外表面は硬質アルマイト皮膜２２が設けられ、
図１（ロ）の拡大図に見るように硬質アルマイト皮膜２
２の微細孔２３にはテトラチオモリブデン酸アンモニウ
ム水溶液による２次電解によりモリブデン酸硫化物が含
浸２４されている。そして、その表面は１０μｍ以内の
深さまで精密研削をされ、真円度、寸法精度を高め、表
面硬度を増大し、潤滑性物質であるモリブデン硫化物を
安定して保持するようになっている。
レーキ用ピストンの一例の一部切断斜視図であり、図１
（イ）の全体図においてピストン本体の素材は、少なく
ともＳｉを１％から３０％の範囲で添加成分の一つとし
て含有するアルミニウム合金性のピストン成形体２１
で、その外表面は硬質アルマイト皮膜２２が設けられ、
図１（ロ）の拡大図に見るように硬質アルマイト皮膜２
２の微細孔２３にはテトラチオモリブデン酸アンモニウ
ム水溶液による２次電解によりモリブデン酸硫化物が含
浸２４されている。そして、その表面は１０μｍ以内の
深さまで精密研削をされ、真円度、寸法精度を高め、表
面硬度を増大し、潤滑性物質であるモリブデン硫化物を
安定して保持するようになっている。
【０００９】図２は、かかるブレーキ用ピストンを用い
て構成したブレーキの一例で４輪車のブレーキマスター
シリンダーの断面図を示す。、１は補正孔、２は入口
孔、３は流入孔、４は通路、５はプッシュロッド、６は
プッシュロッド継手、７はラバーブーツ、８はスナップ
リング、９はスラストワッシャー、１０はピストン、１
１はマスターラバーピストン、１２は二重逆止め弁、１
３はマスターシリンダーハウジングである。
て構成したブレーキの一例で４輪車のブレーキマスター
シリンダーの断面図を示す。、１は補正孔、２は入口
孔、３は流入孔、４は通路、５はプッシュロッド、６は
プッシュロッド継手、７はラバーブーツ、８はスナップ
リング、９はスラストワッシャー、１０はピストン、１
１はマスターラバーピストン、１２は二重逆止め弁、１
３はマスターシリンダーハウジングである。
【００１０】本発明より得られたブレーキ用ピストン
は、けい素含有アルミニウム合金及び又は亜鉛含有アル
ミニウム合金であって、Ｓｉ含有量が０．４〜３０％の
ものが強度、高温耐熱性、成形加工性、アルマイト処理
性の点から最適であり、更に亜鉛を２〜１０％含むアル
ミニウム合金について同様の利点を上げることができ
る。上記のＳｉ含有アルミニウム合金材料としては、Ｊ
ＩＳ６０００系、４０００系はもとより、ＡＣ１Ａ，Ａ
Ｃ２Ａ，ＡＣ２Ｂ，ＡＣ３Ａ，ＡＣ４Ａ，ＡＣ４Ｂ，Ａ
Ｃ４Ｃ，ＡＣ４Ｄ，ＡＣ８Ａ，ＡＣ８Ｂ，ＡＣ８Ｃある
いはＡＤＣ１，ＡＤＣ３，ＡＤＣ６，ＡＤＣ７，ＡＤＣ
１０，ＡＤＣ１２に相当する類似のアルミニウム合金全
般を含むものである。一方、Ｚｎを２〜１０％含むアル
ミニウム合金にはＪＩＳ７０００系に類する合金があ
る。
は、けい素含有アルミニウム合金及び又は亜鉛含有アル
ミニウム合金であって、Ｓｉ含有量が０．４〜３０％の
ものが強度、高温耐熱性、成形加工性、アルマイト処理
性の点から最適であり、更に亜鉛を２〜１０％含むアル
ミニウム合金について同様の利点を上げることができ
る。上記のＳｉ含有アルミニウム合金材料としては、Ｊ
ＩＳ６０００系、４０００系はもとより、ＡＣ１Ａ，Ａ
Ｃ２Ａ，ＡＣ２Ｂ，ＡＣ３Ａ，ＡＣ４Ａ，ＡＣ４Ｂ，Ａ
Ｃ４Ｃ，ＡＣ４Ｄ，ＡＣ８Ａ，ＡＣ８Ｂ，ＡＣ８Ｃある
いはＡＤＣ１，ＡＤＣ３，ＡＤＣ６，ＡＤＣ７，ＡＤＣ
１０，ＡＤＣ１２に相当する類似のアルミニウム合金全
般を含むものである。一方、Ｚｎを２〜１０％含むアル
ミニウム合金にはＪＩＳ７０００系に類する合金があ
る。
【００１１】本発明によるブレーキ用ピストンと、比較
用のブレーキ用ピストンと作製して比較試験を行なっ
た。比較試験として用いたピストンは以下に記載のもの
を用意した。 比較例１：ＦＣ１０の鋳鉄製を用意した。 比較例２：ＡＣ４Ｂの鋳物製を用意した。 比較例３：比較例２に３０μｍのアルマイト処理をした
ものを用意した。 比較例４：比較例３を０．０５％のテトラチオモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化物を
含浸させたものを用意した。 比較例５：Ａ６０６１−Ｔ6 材製を用意した。 比較例６：比較例５に３０μｍのアルマイト処理をした
ものを用意した。 比較例７：比較例５に０．０５％のテトラチオモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化物を
含浸させたものを用意した。 比較例８：比較例７をセンタレス研磨で１０μｍ除去し
たものを用意した。 比較例９：比較例３に２０μｍのフッ素樹脂コーティン
グを施したものを用意した。 比較例１０：比較例５に２０μｍのフッ素樹脂コーティ
ング層を設けたものを用意した。 比較例１１：比較例１にカニゼンニッケルメッキを８μ
ｍめっきしたものを用意した。 実施例１は、ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の冷間鍛造品
の成形体厚さ５０μｍの硬質アルマイト皮膜を設けたも
のに、テトラチオモリブデン酸アンモニウム水溶液の２
次電解によるモリブデン硫化物を含浸させ、その表面を
１０μｍ以内の範囲で超精密研削したピストンである。
用のブレーキ用ピストンと作製して比較試験を行なっ
た。比較試験として用いたピストンは以下に記載のもの
を用意した。 比較例１：ＦＣ１０の鋳鉄製を用意した。 比較例２：ＡＣ４Ｂの鋳物製を用意した。 比較例３：比較例２に３０μｍのアルマイト処理をした
ものを用意した。 比較例４：比較例３を０．０５％のテトラチオモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化物を
含浸させたものを用意した。 比較例５：Ａ６０６１−Ｔ6 材製を用意した。 比較例６：比較例５に３０μｍのアルマイト処理をした
ものを用意した。 比較例７：比較例５に０．０５％のテトラチオモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化物を
含浸させたものを用意した。 比較例８：比較例７をセンタレス研磨で１０μｍ除去し
たものを用意した。 比較例９：比較例３に２０μｍのフッ素樹脂コーティン
グを施したものを用意した。 比較例１０：比較例５に２０μｍのフッ素樹脂コーティ
ング層を設けたものを用意した。 比較例１１：比較例１にカニゼンニッケルメッキを８μ
ｍめっきしたものを用意した。 実施例１は、ＡＣ４Ｂのアルミニウム合金の冷間鍛造品
の成形体厚さ５０μｍの硬質アルマイト皮膜を設けたも
のに、テトラチオモリブデン酸アンモニウム水溶液の２
次電解によるモリブデン硫化物を含浸させ、その表面を
１０μｍ以内の範囲で超精密研削したピストンである。
【００１２】次に本発明の範囲を外れるアルミニウム合
金組成のアルミ材を用いて、ピストンを製造した場合の
比較試験を行なった。 比較例１２：亜鉛系アルミニウム合金（Ｚｎ含有量３
％）に３０μｍのアルマイト処理したものを用意した。 比較例１３：比較例１２に０．０５％のテトラチオモリ
ブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化
物を含浸させたものを用意した。 実施例２は、比較例１３に記載したものを、その表面を
１０μｍ以内の範囲で超精密研削したピストンである。
金組成のアルミ材を用いて、ピストンを製造した場合の
比較試験を行なった。 比較例１２：亜鉛系アルミニウム合金（Ｚｎ含有量３
％）に３０μｍのアルマイト処理したものを用意した。 比較例１３：比較例１２に０．０５％のテトラチオモリ
ブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデン硫化
物を含浸させたものを用意した。 実施例２は、比較例１３に記載したものを、その表面を
１０μｍ以内の範囲で超精密研削したピストンである。
【００１３】次に、本発明の範囲を外れるアルミニウム
合金組成を用いて比較試験用の試料を作製し、比較試験
を行なった。 比較例１４：Ａ５０５２に相当するＡ５０５２ＦＨ材を
以て自由鍛造により、ピストンを成形した。 比較例１５：比較例１４のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例１６：比較例１５のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例１７：上記比較例１６のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
合金組成を用いて比較試験用の試料を作製し、比較試験
を行なった。 比較例１４：Ａ５０５２に相当するＡ５０５２ＦＨ材を
以て自由鍛造により、ピストンを成形した。 比較例１５：比較例１４のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例１６：比較例１５のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例１７：上記比較例１６のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
【００１４】次に、本発明の範囲を外れるアルミニウム
合金組成としてＳｉの添加範囲を下限を下回るものとし
た。 比較例１８：Ｓｉ０．３％（本発明の規定より少ない）
のアルミニウム材を以て自由鍛造により、ピストンを製
造した。 比較例１９：比較例１８のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例２０：比較例１９のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例２１：上記比較例２０のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
合金組成としてＳｉの添加範囲を下限を下回るものとし
た。 比較例１８：Ｓｉ０．３％（本発明の規定より少ない）
のアルミニウム材を以て自由鍛造により、ピストンを製
造した。 比較例１９：比較例１８のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例２０：比較例１９のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例２１：上記比較例２０のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
【００１５】次に、本発明の範囲を外れるアルミニウム
合金組成としてＳｉの添加範囲を上限を上回るものとし
た。 比較例２２：Ｓｉ３３％材（本発明の規定より多い）を
以て自由鍛造により、ピストンを製造した。 比較例２３：比較例２２のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例２４：比較例２３のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例２５：上記比較例２４のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
合金組成としてＳｉの添加範囲を上限を上回るものとし
た。 比較例２２：Ｓｉ３３％材（本発明の規定より多い）を
以て自由鍛造により、ピストンを製造した。 比較例２３：比較例２２のものに３０μｍのアルマイト
処理を施しピストンを製造した。 比較例２４：比較例２３のものに０．０５％のテトラチ
オモリブデン酸アンモニウム水溶液で処理してモリブデ
ン硫化物を含浸させたものを用意した。 比較例２５：上記比較例２４のものをセンタレス研磨に
て表面部分を１０μｍ除去したもの。
【００１６】上記の実施例及び比較例のピストン試験試
料について、それぞれブレーキ作動を１０万回毎にシリ
ンダーハウジングから取り出して、ピストンの表面の性
状の変化を観察し、焼き付き、ロックするまで或いは１
００万回まで作動させ、表１及び表２の結果を得た。
料について、それぞれブレーキ作動を１０万回毎にシリ
ンダーハウジングから取り出して、ピストンの表面の性
状の変化を観察し、焼き付き、ロックするまで或いは１
００万回まで作動させ、表１及び表２の結果を得た。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表において、◎は光沢はでたものの、スタ
ート時点と全く同様な表面性で、無傷状態のもの、○
は、光沢が出てかつ表面に数本のスクラッチ筋が発生し
ているが、実用上問題のない状態のもの、△は光沢とと
もに、１０本以上のスクラッチが発生し、２点以内のア
ルミニウム地露出等が現れ、スクラッチも手触りで検知
でき、実用限度に達した状態のもの、×は、既にアルミ
ニウム地露出が３箇所以上あり、一部明確な焼き付き状
態があり、多数の深い溝筋が発生し、ロック寸前の状態
のもので、使用不可能なものを示す。
ート時点と全く同様な表面性で、無傷状態のもの、○
は、光沢が出てかつ表面に数本のスクラッチ筋が発生し
ているが、実用上問題のない状態のもの、△は光沢とと
もに、１０本以上のスクラッチが発生し、２点以内のア
ルミニウム地露出等が現れ、スクラッチも手触りで検知
でき、実用限度に達した状態のもの、×は、既にアルミ
ニウム地露出が３箇所以上あり、一部明確な焼き付き状
態があり、多数の深い溝筋が発生し、ロック寸前の状態
のもので、使用不可能なものを示す。
【００２０】これによれば、本発明によるものは、ブレ
ーキの作動回数１００万回経過しても全く当初と同様な
性能を維持し、画期的であるが、比較例中比較例４でも
９０万回、比較例８でも８０万回、比較例１７では５０
万回、比較例２０は４０万回程度で到底本発明のように
１００万回に耐えるものは得られないことが判った。
ーキの作動回数１００万回経過しても全く当初と同様な
性能を維持し、画期的であるが、比較例中比較例４でも
９０万回、比較例８でも８０万回、比較例１７では５０
万回、比較例２０は４０万回程度で到底本発明のように
１００万回に耐えるものは得られないことが判った。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、軽量化を達成すること
ができ、省エネに大きく貢献し、軽量化によって慣性力
（イナーシア）が低下するので微作動にも追随しやす
く、機能性が高くなり、潤滑材であるモリブデン硫化物
が皮膜に含浸されているため、シリンダハウジングとの
潤滑性が一段と向上し、耐摩耗性が向上するとともに、
気密性が安定に保たれ、微作動にも十分に可能を発揮す
ることができる。更に又、潤滑アルマイト層は数十ミク
ロンの密着性に優れた向き物であるためにフッ素樹脂や
めっきのように剥離することがなく、摩擦熱の放熱性も
高く、安定して機能することができる。
ができ、省エネに大きく貢献し、軽量化によって慣性力
（イナーシア）が低下するので微作動にも追随しやす
く、機能性が高くなり、潤滑材であるモリブデン硫化物
が皮膜に含浸されているため、シリンダハウジングとの
潤滑性が一段と向上し、耐摩耗性が向上するとともに、
気密性が安定に保たれ、微作動にも十分に可能を発揮す
ることができる。更に又、潤滑アルマイト層は数十ミク
ロンの密着性に優れた向き物であるためにフッ素樹脂や
めっきのように剥離することがなく、摩擦熱の放熱性も
高く、安定して機能することができる。
【００２２】更に高シリコン系のアルミニウム合金材を
使用しているために、強度、耐摩耗性が大きく、熱変形
が極めて小さいものとなり、シリンダーハウジングとの
気密性が大きく、熱変形が極めて小さいものとなり、シ
リンダーハウジングとの気密性が保たれる。又、この上
に潤滑性アルマイト層が存在するため、短時間では２０
００℃の高温にも耐えることができ、従来の鋳鉄よりも
実質の耐熱性は飛躍的に向上する。又、この潤滑性アル
マイト層の硬さはアルミ合金地金の約３倍、鋳鉄の約２
倍固く成り、耐摩耗性も大きく向上する。更に又、アル
ミ合金材は非常に加工性、加工精度が良く、品質、生産
性共に良好である。
使用しているために、強度、耐摩耗性が大きく、熱変形
が極めて小さいものとなり、シリンダーハウジングとの
気密性が大きく、熱変形が極めて小さいものとなり、シ
リンダーハウジングとの気密性が保たれる。又、この上
に潤滑性アルマイト層が存在するため、短時間では２０
００℃の高温にも耐えることができ、従来の鋳鉄よりも
実質の耐熱性は飛躍的に向上する。又、この潤滑性アル
マイト層の硬さはアルミ合金地金の約３倍、鋳鉄の約２
倍固く成り、耐摩耗性も大きく向上する。更に又、アル
ミ合金材は非常に加工性、加工精度が良く、品質、生産
性共に良好である。
【図１】本発明のピストンの一例を示し、（イ）は一部
切断斜視図、（イ）はその組織を示す一部断面図。
切断斜視図、（イ）はその組織を示す一部断面図。
【図２】本発明のピストンを用いた４輪車のブレーキマ
スターシリンダーの縦断面図。
スターシリンダーの縦断面図。
１ 補正孔 ２ 入口孔 ３ 流入孔 ４ 通路 ５ プッシュロッド ６ プッシュロッド継手 ７ ラバーブーツ ８ スナップリング ９ スラストワッシャー １０ ピストン １１ マスターラバーピストン １２ 二重逆止め弁 １３ マスターシリンダーハウジング ２１ ピストン成形体 ２２ 硬質アルマイト皮膜 ２３ 微細孔 ２４ モリブデン酸化物
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 11/18 ３１３ Ｆ１６Ｊ 1/02 Ｆ１６Ｊ 1/02 Ｂ６０Ｔ 11/16 Ｚ (72)発明者 石塚 豊昭 東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社 フジクラ内 (72)発明者 伊藤 六郎 静岡県浜松市豊町3226−１株式会社ミヤキ 内 (72)発明者 伊藤 健一郎 静岡県浜松市豊町3226−１株式会社ミヤキ 内 (72)発明者 川合 潔志 静岡県浜松市豊町3226−１株式会社ミヤキ 内
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉ含有量０．４〜３０％のけい素含有
アルミニウム合金及び又はＺｎ含有量２〜１０％の亜鉛
含有アルミニウム合金を用いたピストン成形体の表面
に、厚さ２０〜１００μｍの硬質アルマイト皮膜が設け
られ、該アルマイト皮膜の微細孔にテトラチオモリブデ
ン酸アンモニウム水溶液の２次電解によるモリブデン硫
化物が含浸され、かつその表面が１０μｍ以内の範囲で
超精密研削されてなることを特徴とするブレーキ用ピス
トン。 - 【請求項２】 ピストン成形体は鍛造法、鋳造法、ある
いはダイカスト法で成形されたものであることを特徴と
する請求項１記載のブレーキ用ピストン。 - 【請求項３】 Ｓｉ含有量０．４〜３０％のけい素含有
アルミニウム合金及び又はＺｎ含有量２〜１０％の亜鉛
含有アルミニウム合金を用いたピストン成形体の表面
に、陽極酸化処理により厚さ２０〜１００μｍの硬質ア
ルマイト皮膜を設け、これをテトラチオモリブデン酸ア
ンモニウム水溶液中にて２次電解をして、該硬質アルマ
イト皮膜の微細孔内にモリブデン硫化物を含浸させ、続
いてこの表面を１０μｍ以内の深さまで超精密研削を行
なうことを特徴とするブレーキ用ピストンの製造方法。 - 【請求項４】 ピストン成形体が冷間鍛造法により製造
されたものであることを特徴とする請求項３記載のブレ
ーキ用ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21387197A JPH1143798A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | ブレーキ用ピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21387197A JPH1143798A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | ブレーキ用ピストン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1143798A true JPH1143798A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16646406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21387197A Pending JPH1143798A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | ブレーキ用ピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1143798A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001241474A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Aisin Seiki Co Ltd | ホイールシリンダ |
| JP2003089838A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Toyota Industries Corp | アルミダイカスト製吸放熱部品 |
| KR100590952B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2006-06-19 | 현대자동차주식회사 | 가솔린 엔진용 2-링 피스톤 및 그 제조방법 |
| JP2006292119A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Hitachi Ltd | ディスクブレーキおよびディスクブレーキ用ピストン |
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| JP2009234491A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Hitachi Ltd | マスタシリンダ |
| JP2010162776A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Nissan Motor Co Ltd | 伝熱装置 |
| WO2011046196A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 昭和電工株式会社 | ブレーキピストンの製造方法 |
| WO2012086650A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 昭和電工株式会社 | ブレーキピストン用素形材の製造方法 |
| US8347622B2 (en) | 2008-03-28 | 2013-01-08 | Hitachi, Ltd. | Master cylinder |
| JP2015209804A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | ピストン頂面皮膜方法 |
| US9845547B2 (en) | 2014-10-24 | 2017-12-19 | Hyundai Motor Company | Electrolytic solution and method for surface treatment of aluminum alloys for casting |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP21387197A patent/JPH1143798A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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