【発明の詳細な説明】
騒音低下用の構成部材
技術分野
本発明は、適当な種類と量の強化材で強化された金属マトリックス複合材料に
関する。マトリックス金属は、強化材と適度に相互作用することができる任意の
金属でよい。本金属マトリックス複合材料は、共鳴性振動が存在する環境で用途
を有する。この材料は、不都合な共鳴性振動を解決する。
背景技術
現在、不快な騒音を発生する装置は数多くある。この不快な騒音は、二つの部
材又は二つの別個な構造体の間の、ある種の摩擦や擦れた接触に由来する。この
摩擦や擦れた接触は、例えば、騒音発生部分と接触する一つ以上の別な部分に伝
わる振動によって伝達され、それらの一つ以上の別な部分もまた不快な騒音を発
することがある。
例えば、ディスク型ブレーキローターの場合、ブレーキをかけている時に不快
な騒音を発生することがよく知られている。これらの不快な騒音は、一般に、ス
キール、シャープ、グラント、モーンなどと称される。ディスクブレーキの騒音
は、ブレーキのライニング又はパッドとローター表面の間の摩擦接触によって発
生する。ブレーキのライニングは、種々の加圧手段によってローターに接触する
が、これらは一般に、いずれも騒音の発生をもたらす。騒音は、ブレーキのパッ
ド又はライニングとローターの境界に現われる共鳴によって生じるものと考えら
れている。この共鳴は、次いでブレーキ
のシューアセンブリーを伝わって、別のブレーキ部分の例えばブレーキ取付装置
や、車体の懸架装置に伝搬することができる。この別な車体部分に騒音や共鳴が
伝搬すると、嫌な音が大きく増幅することになる。
摩擦材がブレーキドラムに接触するドラム式ローターについても同様な状況が
起こる。摩擦材とブレーキドラムの境界もまた不都合な共鳴を発生させ、同様な
仕方で不快な騒音の伝搬をもたらすことがある。
同様に、運動部品が互いに接触する事実上全ての状況で不都合な共鳴性振動が
起こり得る。自動車におけるその他の例には、変速機、ドライブシャフト、ギヤ
、オルタネータ、ゼネレーター、エンジン、ホイール、ハブなどが挙げられる。
これらの装置部分も全て本発明の対象である。
また、やはり本発明の対象である運動部品を有するその他の装置には、電気モ
ーター、電車のエンジン、電車、液圧モーター、ベアリングアセンブリーなどが
挙げられる。
一般に、相互作用する物体の重量が大きい程及び／又は摩擦力が大きい程、そ
れらの接触によって生じる不快な騒音は大きくなる。即ち、接触が回転、滑りそ
の他のいずれであっても、本発明は望ましい騒音減衰作用を提供することができ
る。
特に、ブレーキローターアセンブリーについて見ると、例えばディスク型ブレ
ーキシュー緩衝装置を備えることによってアセンブリーの不快な騒音の発生を抑
える検討がなされてきた。ディスク型ブレーキシュー緩衝装置の例は米国特許第
3,937,305 号（1976年２月10日発行、発明者バンデンボッシェ）に記載されてい
る。ブレーキディスク又はブレーキドラムから発生する騒音を減衰させるその他
の検討は、米国特許第5,139,117 号（1992年８月18日発行、発明者
メソナント）、同5,083,643 号（1992年１月28日発行、発明者ヒュメルら）、同
4,738,338 号（1988年４月19日発行、発明者シャンデルメイヤーら）、同4,513,
844 号（1985年４月30日発行、発明者ホフマン）、同4,445,594 号（1984年５月
１日発行、発明者ホフマン）に見ることができる。
従来技術は自動車のブレーキ装置などの各種装置の騒音を抑えるための、信頼
性があって安価な技術を求めてきたことが明らかである。
定義
本願明細書において、下記の用語は明細書の全体を通して次の同じ意味を有す
るものと理解されたい。
「アルミニウム」
本質的に純粋な金属（例、比較的純粋で商業的に入手できる非合金アルミニウ
ム）、あるいは不純物及び／又は合金成分例えば鉄、シリコン、銅、マグネシウ
ム、マンガン、クロム、亜鉛等をその中に有する商業的に入手できる金属のよう
な他のグレードの金属及び金属合金を含めて意味する。この定義の意図するアル
ミニウム合金はアルミニウムが主な成分である合金または金属間化合物である。
「青銅」
銅の多い合金を含んで意味し、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、シリコン、ベリ
リウム、マンガン及び／又は鉛を含むことがある。特定の青銅合金として、銅の
比率が約90重量％、シリコンの比率が約６重量％、鉄の比率が約３重量％の合金
を含む。
「鋳鉄」
炭素の比率が少なくとも約２重量％の鋳鉄合金の系を言う。
「セラミック」
旧来の意味におけるセラミックス物体、即ち全てが非金属と非有機材料で構成
されるといった意味に限定されるように不当に解釈すべきでなく、むしろ組成ま
たは支配的な性質のどちらかについて主としてセラミックである物体を言う。こ
こでその物体は、母金属に由来するか、またはオキシダントあるいはドーパント
が還元された１種または２種以上の金属成分（孤立及び／又は内部接続、物体を
形成するために用いた加工条件による）の少量またはかなりの量を含むことがあ
り、最も典型的には約１〜40体積％の金属を含み、更に多くの金属を含むことが
ある。
「銅」
商業的グレードの実質的に純粋な金属を言い、例えば種々の量の不純物を中に
含む99重量％の銅である。また、青銅の定義には収まらなくて銅を主な成分とし
て中に含む合金または金属間化合物である金属も言及する。
「フィラー」
金属マトリックス複合材料と関連して用いた場合、母金属と実質的に非反応性
である及び／又は限られた溶解性である単一成分または混合成分を含むものとし
、単一相または多相であってよい。フィラーは粉末、フレーク、板、微小球（マ
イクロスフェア）、ウィスカー、気泡等のような様々な形態で提供されることが
でき、ち密または多孔質のいずれでもよい。また、「フィラー」は繊維、チョッ
プト繊維、微粒子、ウィスカー、気泡、球、繊維マット等のような例えばアルミ
ナや炭化ケイ素のセラミックフィラー、及び炭素を例えば溶融アルミニウムマト
リックス金属の攻撃から保護するためにアルミナまたは炭化ケイ素で被覆した炭
素繊維のような被覆フィラーを含む。またフィラーは金属を含む。
「マトリックス金属」または「マトリックス金属合金」
金属マトリックス複合材料を形成するために用いられる金属（例、浸透前）及
び／又は金属マトリックス複合体を形成するためにフィラー材料と混ぜ合わされ
る金属（例、浸透後）を意味する。特定の金属がマトリックス金属として記載さ
れている場合には、そのようなマトリックス金属は、実質的に純粋なその金属、
不純物及び／又は合金成分を含む商業的に入手可能な金属、その金属が主成分で
ある金属間化合物または合金を含むと理解されるべきである。
「金属マトリックス複合材料」または「MMC」
プリフォームまたはフィラー材料を埋封し、２次元または３次元で内部接続し
た合金またはマトリックス金属を含む材料を意味する。マトリックス金属は、得
られる複合材料に特定の所望の機械的及び物理的特性を提供するために種々の合
金元素を含むことができる。
「自発的浸透」
加圧又は真空（外部から適用又は内部で発生のいずれも含む）の適用を必要と
しない金属構成成分又は金属成分のフィラー又はプリフォームの通気性材料中へ
の浸透を意味する。
発明の要旨
本発明は、二つ以上の部材の摩擦接触によって生じる騒音を好適に抑える材料
を提供する。具体的には、本発明は、マトリックス金属が任意の望ましい強化材
の中に浸透させ得る任意の所望の金属である金属マトリックス複合材料である。
典型的に、マトリックス金属には、アルミニウム、青銅、銅、マグネシウム、鋳
鉄など（及びこれらの合金）が挙げられる。典型的なフィラー材料には各種の粒
状物質の例えば酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、クレーなどが挙げられる。
また、フィラーは、いろいろな繊維、板状体、ウィス
カーなどの種々の形状であることもできる。
本発明の重要な側面は、特定の複合材料における特異な挙動の予想外の発見で
ある。具体的には、マトリックス金属と別種強化材を有する複合材料の内部摩擦
又は減衰性が、適切な仕方で構成された場合、複合材料が騒音減衰材として機能
するように挙動することを予想外に見出した。例えば、粒状強化材がマトリック
ス金属と約50体積％の量で、より好ましくは少なくとも約60体積％以上の量で混
合された場合、複合材料で現われる減衰挙動の程度は顕著に増加する。
本発明において特に好ましい強化材は、アルミニウム合金マトリックス金属中
の粒状酸化アルミニウムと粒状炭化ケイ素である。
図面の簡単な説明
図１は、強化材の含有率を変えたときの、炭化ケイ素強化アルミニウム金属マ
トリックス複合材料の減衰挙動を示す。
発明の詳細な説明
本発明は、二つ以上の部材の摩擦接触によって生じる騒音を好適に抑える材料
を提供する。具体的には、本発明は、マトリックス金属が任意の望ましい強化材
の中に浸透させ得る任意の所望の金属である金属マトリックス複合材料である。
典型的に、マトリックス金属には、アルミニウム、青銅、銅、マグネシウム、鋳
鉄など（及びこれらの合金）が挙げられる。典型的なフィラー材料には各種の粒
状物質の例えば酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、クレーなどが挙げられる。
また、フィラーは、いろいろな繊維、板状体、ウィスカーなどの種々の形状であ
ることもできる。
本発明の重要な側面は、特定の複合材料における特異な挙動の予
想外の発見である。具体的には、マトリックス金属と別種強化材を有する複合材
料の内部摩擦又は減衰性が、適切な仕方で構成された場合、複合材料が騒音減衰
材として機能するように挙動することを予想外に見出した。例えば、粒状強化材
がマトリックス金属と約50体積％の量で、より好ましくは少なくとも約60体積％
以上の量で混合された場合、複合材料で現われる減衰挙動の程度は顕著に増加す
る。
本発明において特に好ましい強化材は、アルミニウム合金マトリックス金属中
の粒状酸化アルミニウムと粒状炭化ケイ素である。
本発明において特に好ましい材料は、アルミニウム合金マトリックス金属中の
強化材としての粒状酸化アルミニウムと粒状炭化ケイ素である。ここで、この他
の物質のいろいろな組み合わせも、好適な騒音減衰をもたらす挙動をするものと
考えられる。
金属マトリックス複合体を作成するには、現在、多数の技術がある。これらの
技術の多くが、複合体のマトリックス金属中に存在する粒状強化材の望ましい体
積割合をもたらし得ると考えられる。ここで、板状体、繊維又はウィスカーのよ
うな他の強化材の場合、望ましいマトリックスと混合されたときに割合に少ない
体積％で望ましい騒音減衰作用を提供し得ることを理解すべきである。ここで、
金属マトリックス複合材料を作成するための特に好ましい２つの方法は、ランキ
サイドテクノロジー社出願の多数の特許に記載されたPRIMEX（商標）無加圧金属
浸透プロセスとして公知の方法、及びやはりランキサイドテクノロジー社出願の
多数の特許に記載された自己発生真空プロセである。これらの別種の特許化され
たプロセスは、望ましい機械的特性を有する高充填率の金属マトリックス複合材
料の構成部分を簡単に且つ経済的に作成することを可能にする。
種々の金属マトリックス複合材料の減衰挙動は、強化材の体積％
が増加すると劇的に変化することが予想外に見出されている。図１に示した特定
の例を参照して、強化材が粒状炭化ケイ素で、マトリックス金属がアルミニウム
を含む金属マトリックス複合材の減衰挙動が示されている。図１に示した複合材
料の減衰挙動の測定に使用した方法は、曲げ共鳴周波数ツェナーバンド幅法を用
いた。この方法は周知であり、文献「G．Zener，Elasticity and An Elasticity
of Metals，(University of Chicago Press，1948)」に見ることができる。図
１の複合材料の中の粒状炭化ケイ素は、ある場合は500 グリットであり、別な場
合は220 グリットと500 グリットの混合物である。また、アルミニウムマトリッ
クス金属はアルミニウム−ケイ素−マグネシウム合金である。図１を吟味するこ
とによって、内部摩擦の増加又は減衰は、粒状炭化ケイ素強化材の体積％が約50
体積％に達すると増加を始め、約60体積％以上の充填率で一層大きな効果が得ら
れることが分かる。図１より、強化材の含有率が増加すると最初は内部摩擦も増
加し、次に約50体積％の炭化ケイ素含有率となるまでわずかに低下し、次に充愼
率がさらに増加すると急激に増加することが分かる。この挙動の原因は十分には
解明されておらず、特定の理論や説明に束縛される意図はないが、この挙動は二
つの競合する作用に帰因すると思われる。第１に、減衰の殆どは変形可能なマト
リックスによって提供されるため、変形可能な金属マトリックスの体積割合が低
下すると減衰が着実に低下し得ることが予想される。炭化ケイ素のようなセラミ
ックの多くは、金属よりも低い減衰性の材料であることが知られている。従って
、この効果は、炭化ケイ素の含有率が約10体積％から約50体積％まで増加すると
き、減衰の低下を生じさせ得る。一方で、強化材の添加は微細構造にかなりの分
断をもたらすことがある。セラミック強化材の添加は、（１）境界での減衰を生
じさせ得る粒子とマトリックスの境界を
生成する、（２）熱膨張率の不一致により、振動エネルギーを散逸させ得る転位
を生じる、及び／又は（３）マトリックスのグレインサイズの改良が、粒界の滑
りによって高い減衰をもたらす、などのいろいろな仕方で金属の減衰を高めるこ
とを生じさせ得る。これらの作用は十分には解明されていないが、減衰の全体的
な向上が生じることは明白である。
このように、図１のデータより、アルミニウムマトリックス金属と炭化ケイ素
粒状強化材を使用し、PRIMEX（商標）無加圧金属浸透プロセス（先に説明した）
によって得られた金属マトリックス複合材料は望ましい減衰作用を有する材料を
もたらすことが分る。
この材料は、自動車用途などの種々の用途に有用であり得ることが確認されて
いる。中でも非常に望ましい結果を示す二つの用途は、ディスクブレーキ用のブ
レーキパッドのバックプレートとディスクブレーキ用のブレーキのキャリパピス
トンである。本発明の材料は、機械的特性と減衰作用を兼備しているため、特に
好ましい。例えば、この材料がブレーキパッドのバックプレートに形成された場
合、ブレーキパッドとブレーキローターとの摩擦接触によって生じる不快な騒音
を減衰させようとする従来の技術は、同等以上の騒音レベルの低下を達成する上
でもはや必要ないことが確認されている。本発明の教示と従来技術の教示を組み
合わせてさらに一層の騒音低下を達成することが可能なことは当然である。また
、この材料がブレーキのキャリパピストンに形成された場合、全体的な減衰効果
が高められる。具体的には、ブレーキキャリパのアセンブリーにおいて、ブレー
キのキャリパピストンとブレーキパッドバックプレートは、一般に、ブレーキパ
ッドがブレーキローターに接触する少なくともブレーキ作動期間は互いに接触す
る。ローターとブレーキパッドが接触することによってローターから又はロータ
ーに伝搬する
不都合な共鳴周波数の殆どは、パッドのバックプレート及び／又はブレーキのキ
ャリパピストンによって減衰させることができる。
望ましい減衰効果は、ブレーキパッドのバックプレート又はブレーキのキャリ
パピストンのいずれか一方に適用することによって達成され得るが、二つの構成
部材の併用がより一層の騒音減衰効果をもたらすことを理解すべきである。
特にブレーキキャリパピストンに関して、とりわけ好適な材料の組み合わせは
、高度に耐腐食性のアルミニウム合金と酸化アルミニウムの粒状強化材である。
この特定の材料の組み合わせは、非常に高い弾性率と非常に低い熱伝導率の材料
をもたらし、且つその材料は非常に好適な騒音減衰作用を達成する。アルミニウ
ムが使用される環境は、耐腐食性が重要である場合がない。
本発明を特定の態様について詳しく説明したが、本発明の騒音減衰材料にいろ
いろな変更を加えることは、当業者には可能であろう。したがって、それらの変
更はいずれも請求の範囲の中に包含されるべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Components for noise reduction
Technical field
The present invention relates to metal matrix composites reinforced with the appropriate type and amount of reinforcement.
Related. The matrix metal can be any material that can interact moderately with the reinforcement
Metal may be used. The metal matrix composite is used in environments where resonant vibrations are present
Having. This material resolves unwanted resonant vibrations.
Background art
Currently, there are many devices that generate unpleasant noise. This unpleasant noise is two parts
It results from some kind of friction or rubbing contact between the material or two separate structures. this
Friction and rubbing contact can, for example, be transmitted to one or more other parts that come into contact with noise-generating parts.
Transmitted by violent vibrations, and one or more of them also produces unpleasant noise.
May be.
For example, in the case of a disc-type brake rotor, it is uncomfortable
It is well known that it generates a noisy noise. These unpleasant noises are generally
Also called keel, sharp, grant, and morn. Disc brake noise
Is triggered by the brake lining or frictional contact between the pad and the rotor surface
Live. The lining of the brake contacts the rotor by various pressing means
However, these generally cause noise. The noise is
Or resonance caused at the boundary of the rotor or lining and rotor.
Have been. This resonance then breaks
Through the shoe assembly of another brake part, such as a brake mounting device
Alternatively, it can propagate to the suspension system of the vehicle body. Noise and resonance in this other body part
When propagated, unpleasant sounds will be greatly amplified.
A similar situation exists for drum rotors where the friction material contacts the brake drum.
Occur. The boundary between the friction material and the brake drum also creates undesirable resonances, similar
In some cases, this can result in unpleasant noise propagation.
Similarly, in virtually every situation where moving parts come into contact with each other, undesirable resonant vibrations can occur.
It can happen. Other examples in automobiles include transmissions, drive shafts, gears
, Alternator, generator, engine, wheel, hub and the like.
All of these device parts are also an object of the present invention.
Other devices having moving parts, which are also objects of the present invention, include electric motors.
Motors, train engines, trains, hydraulic motors, bearing assemblies, etc.
No.
In general, the higher the weight of interacting objects and / or
The unpleasant noise generated by these touches increases. That is, the contact rotates,
The invention can provide the desired noise attenuation effect.
You.
In particular, looking at the brake rotor assembly, for example,
-Equipped with a shock absorber to reduce unpleasant noise from the assembly
Considerations have been made. An example of a disc-type brake shoe shock absorber is described in U.S. Pat.
3,937,305 (issued on February 10, 1976, inventor Bandenbosch)
You. Others to attenuate noise generated from brake discs or brake drums
No. 5,139,117 (issued August 18, 1992, filed by the inventor).
5,083,643 (issued January 28, 1992, inventor Humel et al.)
No. 4,738,338 (issued on April 19, 1988, inventor Chandelmeyer et al.);
No. 844 (issued on April 30, 1985, Hoffman), No. 4,445,594 (May 1984)
One day, Hoffman).
The conventional technology is reliable for suppressing noise of various devices such as automobile brake devices.
It is clear that they have sought a feasible and inexpensive technology.
Definition
As used herein, the following terms have the following meanings throughout the specification:
To be understood.
"aluminum"
Essentially pure metal (eg, relatively pure, commercially available non-alloy aluminum)
Or impurities and / or alloy components such as iron, silicon, copper, magnesium
Metal, manganese, chromium, zinc, etc.
Including other grades of metals and metal alloys. The intent of this definition
Minium alloys are alloys or intermetallic compounds in which aluminum is the main component.
"bronze"
Includes copper-rich alloys, including iron, tin, zinc, aluminum, silicon, bery
May contain lium, manganese and / or lead. As a specific bronze alloy, copper
Alloy with about 90% by weight, about 6% by weight of silicon and about 3% by weight of iron
including.
"cast iron"
Refers to a system of cast iron alloys with at least about 2% by weight of carbon.
"ceramic"
Ceramic objects in the traditional sense, that is, all composed of non-metallic and non-organic materials
Should not be unduly construed to be limited to the sense that
Or an object that is primarily ceramic for either of its dominant properties. This
Here, the object is derived from the parent metal, or an oxidant or dopant.
Reduced one or more metal components (isolated and / or interconnected,
(Depending on the processing conditions used to form).
Most typically contains about 1 to 40% by volume of metal, and may contain more metal.
is there.
"copper"
Commercial grade substantially pure metal, e.g., with varying amounts of impurities
99% by weight copper. In addition, bronze does not fit in the definition and copper is the main component.
Reference is also made to metals which are alloys or intermetallic compounds contained therein.
"Filler"
Substantially non-reactive with parent metals when used in conjunction with metal matrix composites
And / or contain a single component or a mixture of components with limited solubility.
, May be single-phase or multi-phase. Fillers are powders, flakes, plates, microspheres (ma
Can be provided in various forms such as microspheres, whiskers, bubbles, etc.
It can be dense or porous. Also, “filler” refers to fibers and chopped
Aluminum, such as put fibers, fine particles, whiskers, bubbles, spheres, fiber mats, etc.
For example, molten aluminum matte
Charcoal coated with alumina or silicon carbide to protect against Rix metal attack
Includes coated fillers such as elementary fibers. The filler contains a metal.
"Matrix metal" or "Matrix metal alloy"
The metal (eg, before infiltration) and the metal used to form the metal matrix composite
And / or compounded with a filler material to form a metal matrix composite.
Metal (eg, after infiltration). Certain metals are listed as matrix metals
If so, such a matrix metal is substantially pure that metal,
A commercially available metal containing impurities and / or alloying components, the metal being the main component
It should be understood to include certain intermetallic compounds or alloys.
"Metal matrix composite" or "MMC"
Embedding preform or filler material and interconnecting in two or three dimensions
Alloy or matrix metal. Matrix metal
Various composites to provide specific desired mechanical and physical properties to the resulting composite.
Gold element can be included.
"Spontaneous penetration"
Requires application of pressure or vacuum (including externally applied or internally generated)
Not into metal constituents or fillers of metal components or into the breathable material of the preform
Means penetration.
Summary of the Invention
The present invention relates to a material for suitably suppressing noise caused by frictional contact between two or more members.
I will provide a. Specifically, the present invention relates to a method wherein the matrix metal is any desired reinforcement.
Is a metal matrix composite that is any desired metal that can be impregnated into the metal matrix composite.
Typically, matrix metals include aluminum, bronze, copper, magnesium,
Iron and the like (and alloys thereof). Various fillers are typical of filler materials
For example, oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, clays and the like can be mentioned.
Fillers are made of various fibers, plates,
Various shapes, such as a car, can also be used.
An important aspect of the present invention is the unexpected discovery of unusual behavior in certain composite materials.
is there. Specifically, the internal friction of composite materials with matrix metal and different types of reinforcement
Or, if damping is configured in an appropriate way, the composite material can function as a noise damping material
Was unexpectedly found to behave as expected. For example, if the granular reinforcement is a matrix
About 50% by volume, more preferably at least about 60% by volume or more.
When combined, the degree of damping behavior that appears in the composite material increases significantly.
Particularly preferred reinforcements according to the invention are those in aluminum alloy matrix metals.
Of granular aluminum oxide and granular silicon carbide.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figure 1 shows the silicon carbide reinforced aluminum metal matrix when the content of the reinforcement was changed.
3 shows the damping behavior of a trix composite.
Detailed description of the invention
The present invention relates to a material for suitably suppressing noise caused by frictional contact between two or more members.
I will provide a. Specifically, the present invention relates to a method wherein the matrix metal is any desired reinforcement.
Is a metal matrix composite that is any desired metal that can be impregnated into the metal matrix composite.
Typically, matrix metals include aluminum, bronze, copper, magnesium,
Iron and the like (and alloys thereof). Various fillers are typical of filler materials
For example, oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, clays and the like can be mentioned.
The filler may have various shapes such as various fibers, plate-like bodies, and whiskers.
You can also.
An important aspect of the invention is the prediction of unique behavior in certain composite materials.
This is an unexpected discovery. Specifically, a composite material having a matrix metal and another type of reinforcement
If the internal friction or damping of the material is configured in an appropriate manner, the composite material
It was unexpectedly found that it behaves as a material. For example, granular reinforcement
Is about 50% by volume with the matrix metal, more preferably at least about 60% by volume
When mixed in these amounts, the degree of damping behavior that appears in the composite material increases significantly.
You.
Particularly preferred reinforcements according to the invention are those in aluminum alloy matrix metals.
Of granular aluminum oxide and granular silicon carbide.
Particularly preferred materials in the present invention are aluminum alloy matrix metals.
Granular aluminum oxide and granular silicon carbide as reinforcing materials. Where other
Various combinations of these materials may also behave in a manner that provides suitable noise attenuation.
Conceivable.
There are currently a number of techniques for making metal matrix composites. these
Much of the technology is based on the desired body of granular reinforcement present in the matrix metal of the composite.
It is believed that this can result in a product ratio. Here, sheet, fiber or whisker
For other reinforcements such as these, they are relatively low when mixed with the desired matrix
It should be understood that volume percent can provide the desired noise attenuation effect. here,
Two particularly preferred methods for making metal matrix composites are
PRIMEX ™ non-pressurized metal described in numerous patents filed by Side Technology
A process known as the infiltration process, and also
Self-generated vacuum processes described in numerous patents. These different kinds of patented
Process is a high-fill metal matrix composite with desirable mechanical properties
It allows the components of the fee to be created simply and economically.
The damping behavior of various metal matrix composites depends on the volume% of reinforcement.
It has been unexpectedly found that it changes dramatically with increasing. Identification shown in Figure 1
Referring to the example, the reinforcement is granular silicon carbide and the matrix metal is aluminum
The damping behavior of a metal matrix composite containing is shown. The composite shown in FIG.
The method used to measure the damping behavior of the specimen uses the bending resonance frequency zener bandwidth method.
Was. This method is well known and is described in the document "G. Zener, Elasticity and An Elasticity.
of Metals, (University of Chicago Press, 1948). Figure
The granular silicon carbide in one composite material was 500 grit in some cases and 500 grit in another
The mixture is a mixture of 220 grit and 500 grit. Also, the aluminum matrix
Metals are aluminum-silicon-magnesium alloys. Examine Figure 1
Depending on the increase or damping of the internal friction, the volume percent of the particulate silicon carbide reinforcement is about 50%.
When the volume ratio reaches 60% by volume, the effect starts to increase.
It turns out that it is. As shown in Fig. 1, when the content of the reinforcing material increases, the internal friction also increases at first.
And then drop slightly to a silicon carbide content of about 50% by volume.
It can be seen that the rate increases sharply as the rate further increases. The cause of this behavior is not enough
Although not elucidated and not intended to be bound by any particular theory or explanation, this behavior is secondary.
Attributable to two competing effects. First, most of the damping is
The low volume fraction of the deformable metal matrix provided by Rix
It is expected that attenuation will steadily decrease when lowered. Ceramic such as silicon carbide
Many of the racks are known to be lower damping materials than metals. Therefore
This effect occurs when the silicon carbide content increases from about 10% to about 50% by volume.
Can result in reduced attenuation. On the other hand, the addition of reinforcement adds a considerable amount to the microstructure.
May result in disruption. The addition of ceramic reinforcement causes (1) damping at the boundary.
Between the particles and the matrix
Generated, (2) dislocations that can dissipate vibrational energy due to thermal expansion coefficient mismatch
And / or (3) an improvement in the grain size of the matrix is
To increase metal attenuation in various ways, such as
And Although these effects are not fully understood, the overall attenuation
It is clear that significant improvements will occur.
Thus, from the data of FIG. 1, the aluminum matrix metal and silicon carbide
PRIMEX ™ pressureless metal infiltration process using granular reinforcement (described above)
The metal matrix composite material obtained by
You can see that it will bring.
It has been identified that this material can be useful for various applications such as automotive applications
I have. Two of the most desirable applications are disc brake brakes.
Rake pad back plate and brake caliper for disc brakes
Tons. The material of the present invention has both mechanical properties and damping action,
preferable. For example, if this material is formed on the back plate of a brake pad
Noise caused by frictional contact between the brake pad and the brake rotor
Conventional techniques that attempt to attenuate the
Is no longer needed. Combining the teachings of the present invention with those of the prior art
Obviously, it is possible to achieve a further reduction in noise. Also
If this material is formed on the brake caliper piston, the overall damping effect
Is enhanced. Specifically, the brake caliper assembly
The caliper piston and brake pad back plate are generally
Contact the brake rotor at least during the braking period.
You. From the rotor or rotor by contact between the rotor and the brake pad
Propagate to
Most of the undesired resonance frequencies are due to the pad backplate and / or brake key.
It can be damped by a caliper piston.
The desired damping effect is the brake pad back plate or brake carry.
It can be achieved by applying to either one of
It should be understood that the combined use of the components provides a further noise attenuation effect.
Particularly suitable combinations of materials, especially for brake caliper pistons
Is a highly corrosion resistant aluminum alloy and aluminum oxide granular reinforcement.
This particular material combination provides a material with very high modulus and very low thermal conductivity
And the material achieves a very favorable noise damping effect. Alminium
The environment in which the system is used may not be important for corrosion resistance.
Although the invention has been described in detail with respect to particular embodiments, it will be appreciated that the noise attenuation
It will be possible for those skilled in the art to make various changes. Therefore, those changes
Any further modifications should be included in the scope of the claims.
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(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｃ２２Ｃ 32/00 Ｃ２２Ｃ 32/00 Ｑ
Ｆ１６Ｄ 65/20 Ｆ１６Ｄ 65/20 Ｂ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C22C 32/00 C22C 32/00 Q F16D 65/20 F16D 65/20 B