JPS6149532B2 - - Google Patents
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- JPS6149532B2 JPS6149532B2 JP9795378A JP9795378A JPS6149532B2 JP S6149532 B2 JPS6149532 B2 JP S6149532B2 JP 9795378 A JP9795378 A JP 9795378A JP 9795378 A JP9795378 A JP 9795378A JP S6149532 B2 JPS6149532 B2 JP S6149532B2
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- Japan
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- brake disc
- aluminum alloy
- heat
- friction surface
- braking friction
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はブレーキデイスク、特にアルミニウム
合金製ブレーキデイスクに関する。
合金製ブレーキデイスクに関する。
デイスクブレーキは、ブレーキデイスクにパツ
ドを押当てることによつてブレーキデイスクの回
転力を摩擦エネルギとして吸収させ制動力を得る
ものであるから、そのブレーキデイスクの材質と
しては優れた摩擦、摩耗特性を有し且耐熱性をも
有していなければならない。そのため、ブレーキ
デイスクは鋳鉄、ステンレス鋼等より形成されて
いるが、車両の軽量化およびばね下荷重低減に伴
う乗心地性向上等の観点からブレーキ部分につい
ても軽量化が要求されており、したがつてブレー
キデイスクを鋳鉄等より形成することは好ましく
ない。
ドを押当てることによつてブレーキデイスクの回
転力を摩擦エネルギとして吸収させ制動力を得る
ものであるから、そのブレーキデイスクの材質と
しては優れた摩擦、摩耗特性を有し且耐熱性をも
有していなければならない。そのため、ブレーキ
デイスクは鋳鉄、ステンレス鋼等より形成されて
いるが、車両の軽量化およびばね下荷重低減に伴
う乗心地性向上等の観点からブレーキ部分につい
ても軽量化が要求されており、したがつてブレー
キデイスクを鋳鉄等より形成することは好ましく
ない。
このような軽量化の要求に応じるためには、ブ
レーキデイスクを軽合金、現実的にはアルミニウ
ム合金を用いて製作することが考えられる。しか
しながらブレーキデイスクに要求される機械的特
性を考慮した場合には下記のような解決すべき諸
問題がある。即ち、 (1) 摩擦、摩耗等の表面特性の向上対策、 (2) 、良好な熱伝導性による摺動熱の吸収と、こ
れに伴う熱負荷対策、 (3) 吸収熱を発散させるための冷却対策、 等であるが、アルミニウム合金材において上記諸
問題を解決することは難しい。何故ならば、アル
ミニウム合金材によつて鋳鉄材に匹適する表面特
性を得ることは極めて困難であり、また耐熱性の
低い反面、熱伝導性が良いのでパツドとの摺動熱
をブレーキデイスク側へ極端に吸収することとな
り、その結果ブレーキデイスクの温度上昇による
熱的劣化、変形等を生じ易い。そのためブレーキ
デイスク自体の冷却対策に多くの配慮を要し、全
体として不利益な面が輩出する。
レーキデイスクを軽合金、現実的にはアルミニウ
ム合金を用いて製作することが考えられる。しか
しながらブレーキデイスクに要求される機械的特
性を考慮した場合には下記のような解決すべき諸
問題がある。即ち、 (1) 摩擦、摩耗等の表面特性の向上対策、 (2) 、良好な熱伝導性による摺動熱の吸収と、こ
れに伴う熱負荷対策、 (3) 吸収熱を発散させるための冷却対策、 等であるが、アルミニウム合金材において上記諸
問題を解決することは難しい。何故ならば、アル
ミニウム合金材によつて鋳鉄材に匹適する表面特
性を得ることは極めて困難であり、また耐熱性の
低い反面、熱伝導性が良いのでパツドとの摺動熱
をブレーキデイスク側へ極端に吸収することとな
り、その結果ブレーキデイスクの温度上昇による
熱的劣化、変形等を生じ易い。そのためブレーキ
デイスク自体の冷却対策に多くの配慮を要し、全
体として不利益な面が輩出する。
このような多くの問題点を有するアルミニウム
合金をブレーキデイスクとして用いるために、従
来は制動摩擦面に鋼、セラミツク溶射等の表面処
理を施すことが行われていたが、この場合溶射層
自体が薄肉で、主としてマトリツクスと機械的に
結合しているので熱的負荷に対してマトリツクス
から剥離し易く、また変形を生ずるおそれがあ
る。更に表面特性も溶射層は多少の空隙を有する
ので不安定になり易いといつた欠点がある。
合金をブレーキデイスクとして用いるために、従
来は制動摩擦面に鋼、セラミツク溶射等の表面処
理を施すことが行われていたが、この場合溶射層
自体が薄肉で、主としてマトリツクスと機械的に
結合しているので熱的負荷に対してマトリツクス
から剥離し易く、また変形を生ずるおそれがあ
る。更に表面特性も溶射層は多少の空隙を有する
ので不安定になり易いといつた欠点がある。
本発明は上記に鑑み、アルミニウム合金製ブレ
ーキデイスクにおいて、その制動摩擦面形成部の
表面特性および耐熱性を向上させ、また熱伝導特
性を適宜制御することによつてパツドとの間に発
生する摺動熱を適度に吸収させ、ブレーキデイス
クの過度の温度上昇を抑制し熱的劣化および変形
を防止することを目的とする。
ーキデイスクにおいて、その制動摩擦面形成部の
表面特性および耐熱性を向上させ、また熱伝導特
性を適宜制御することによつてパツドとの間に発
生する摺動熱を適度に吸収させ、ブレーキデイス
クの過度の温度上昇を抑制し熱的劣化および変形
を防止することを目的とする。
即ち、本発明はアルミニウム合金製ブレーキデ
イスクであつて、その制動摩擦面形成部を、マト
リツクスであるアルミニウム合金にセラミツク繊
維を埋設した熱伝導率0.18〜0.08ca／cm・ｓ・
℃の繊維強化複合体より構成したことを特徴とす
る。
イスクであつて、その制動摩擦面形成部を、マト
リツクスであるアルミニウム合金にセラミツク繊
維を埋設した熱伝導率0.18〜0.08ca／cm・ｓ・
℃の繊維強化複合体より構成したことを特徴とす
る。
上記セラミツク繊維とアルミニウム合金との複
合化は、制動摩擦面形成部の形状に合せて成形し
たセラミツク繊維よりなる繊維成形体を金型に配
設し、アルミニウム合金を用いて高圧凝固鋳造法
によりブレーキデイスクを鋳造すると同時にその
制動摩擦面形成部ではアルミニウム合金に前記繊
維成形体を埋設することにより行われる。
合化は、制動摩擦面形成部の形状に合せて成形し
たセラミツク繊維よりなる繊維成形体を金型に配
設し、アルミニウム合金を用いて高圧凝固鋳造法
によりブレーキデイスクを鋳造すると同時にその
制動摩擦面形成部ではアルミニウム合金に前記繊
維成形体を埋設することにより行われる。
上記セラミツク繊維としては結晶化ガラス繊維
等の熱伝導率が低く、比較的摩擦係数が大きく且
耐熱性に優れた繊維が用いられる。繊維成形体の
繊維配向は制動摩擦面において二次元的配向を採
ることが好ましい。また、強度向上を図るために
金属繊維よりなる成形体、クロス、一方向繊維等
を併用してもよい。更に制動摩擦面形成部に摩擦
調整剤を保持させる場合には、その摩擦調整剤を
予め成形体中又はその表層部に含浸またはコーテ
イングさせておく。
等の熱伝導率が低く、比較的摩擦係数が大きく且
耐熱性に優れた繊維が用いられる。繊維成形体の
繊維配向は制動摩擦面において二次元的配向を採
ることが好ましい。また、強度向上を図るために
金属繊維よりなる成形体、クロス、一方向繊維等
を併用してもよい。更に制動摩擦面形成部に摩擦
調整剤を保持させる場合には、その摩擦調整剤を
予め成形体中又はその表層部に含浸またはコーテ
イングさせておく。
制動摩擦面形成部の熱伝導率を前記のように
0.18〜0.08ca／cm・ｓ・℃の範囲とするために
は、例えば熱伝導率0.004ca／cm・ｓ・℃程度
の結晶化ガラス繊維を使用した場合は、アルミニ
ウム合金に対する繊維体積比を20〜60体積％と
し、繊維成形体のカサ密度を0.5〜1.5g／ccとす
る。この場合制動摩擦面形成部のアルミニウム合
金に陽極酸化等の処理を施して熱伝導率を調整し
てもよい。
0.18〜0.08ca／cm・ｓ・℃の範囲とするために
は、例えば熱伝導率0.004ca／cm・ｓ・℃程度
の結晶化ガラス繊維を使用した場合は、アルミニ
ウム合金に対する繊維体積比を20〜60体積％と
し、繊維成形体のカサ密度を0.5〜1.5g／ccとす
る。この場合制動摩擦面形成部のアルミニウム合
金に陽極酸化等の処理を施して熱伝導率を調整し
てもよい。
上記のように熱伝導率を限定した理由は、
0.18ca／cm・ｓ・℃以上ではパツド面の熱伝導
率が良すぎるためブレーキデイスク側への熱吸収
が大きくなり、外気による冷却効率とのバランス
がとれなくなつて、デイスク自体の温度上昇によ
る変形または強度低下を発生し易く、一方0.08ca
／cm・ｓ・℃以下ではデイスクの熱吸収は少な
くなるが、制動摩擦面の熱負荷が大きくなりパツ
ドの摩耗およびセラミツク繊維の凝着、更にはア
ルミニウム合金の熱負荷上昇による熱亀裂等を生
じ易くなるからである。
0.18ca／cm・ｓ・℃以上ではパツド面の熱伝導
率が良すぎるためブレーキデイスク側への熱吸収
が大きくなり、外気による冷却効率とのバランス
がとれなくなつて、デイスク自体の温度上昇によ
る変形または強度低下を発生し易く、一方0.08ca
／cm・ｓ・℃以下ではデイスクの熱吸収は少な
くなるが、制動摩擦面の熱負荷が大きくなりパツ
ドの摩耗およびセラミツク繊維の凝着、更にはア
ルミニウム合金の熱負荷上昇による熱亀裂等を生
じ易くなるからである。
本発明は制動摩擦面形成部の前記繊維強化複合
体に構成することにより下記の諸効果を有する。
体に構成することにより下記の諸効果を有する。
(a) 表面摩擦、摩耗特性が大幅に向上する。
高ケイ素アルミニウム合金に比べて摩擦係数
で20〜30％向上し、熱的安定性も大きく、更に
耐摩耗性も２〜３倍以上に向上する。又制動摩
擦面形成部が繊維を含有するため耐面圧性に優
れ、初晶ケイ素等の脱落によるアブレツシブ摩
耗が全く生じない。
で20〜30％向上し、熱的安定性も大きく、更に
耐摩耗性も２〜３倍以上に向上する。又制動摩
擦面形成部が繊維を含有するため耐面圧性に優
れ、初晶ケイ素等の脱落によるアブレツシブ摩
耗が全く生じない。
(b) 前記繊維強化複合体は、熱膨張係数が13〜９
×10-6と低く、また耐熱強度も大きい。従つて
ブレーキデイスクとしての耐熱変形、耐熱強度
も必然的に大きくなる。
×10-6と低く、また耐熱強度も大きい。従つて
ブレーキデイスクとしての耐熱変形、耐熱強度
も必然的に大きくなる。
(c) 制動摩擦面形成部のマトリツクス中に埋設さ
れたセラミツク繊維によつて該形成部の熱伝導
率、したがつて制動摩擦面からデイスク本体に
伝導される制動摩擦熱の伝導量を適度に制御す
ることができ、従つて、良熱伝導体であるアル
ミニウム合金製ブレーキデイスクの制動摩擦熱
吸収量が適当量に抑えられるから、外気によつ
てももブレーキデイスクを十分に冷却すること
ができてデイスク自体の過熱による変形及び強
度低下を未然に防止することができ、しかも制
動摩擦面の熱負荷が過度に上昇することもない
から、その熱負荷上昇に伴うパツドの摩耗劣化
やセラミツク繊維の凝着、アルミニウム合金の
熱亀裂等も未然に防止することができる。
れたセラミツク繊維によつて該形成部の熱伝導
率、したがつて制動摩擦面からデイスク本体に
伝導される制動摩擦熱の伝導量を適度に制御す
ることができ、従つて、良熱伝導体であるアル
ミニウム合金製ブレーキデイスクの制動摩擦熱
吸収量が適当量に抑えられるから、外気によつ
てももブレーキデイスクを十分に冷却すること
ができてデイスク自体の過熱による変形及び強
度低下を未然に防止することができ、しかも制
動摩擦面の熱負荷が過度に上昇することもない
から、その熱負荷上昇に伴うパツドの摩耗劣化
やセラミツク繊維の凝着、アルミニウム合金の
熱亀裂等も未然に防止することができる。
(d) 前記セラミツク繊維は、アルミニウム合金製
ブレーキデイスクの耐熱性及び耐摩耗性を向上
させるという本来の機能に加えて、制動摩擦面
形成部の熱伝導性を適当に抑えるという熱伝導
抑制機能も兼備しているので、制動摩擦面形成
部ないしその近傍部に断熱部材を特別に埋込む
必要もなく、構造の簡素化に寄与し得る。
ブレーキデイスクの耐熱性及び耐摩耗性を向上
させるという本来の機能に加えて、制動摩擦面
形成部の熱伝導性を適当に抑えるという熱伝導
抑制機能も兼備しているので、制動摩擦面形成
部ないしその近傍部に断熱部材を特別に埋込む
必要もなく、構造の簡素化に寄与し得る。
(e) 従来のように重量の増加を伴う表面処理を全
く行わないので、ブレーキデイスクの軽量化を
図ることができる。
く行わないので、ブレーキデイスクの軽量化を
図ることができる。
以上述べたように本発明における前記制動摩擦
面形成部を持つブレーキデイスクは従来のアルミ
ニウム合金製ブレーキデイスクに比べて表面特
性、熱伝導特性、耐熱特性が著しく改善され、こ
の種のブレーキデイスクの実用化に多大に貢献し
得るものである。
面形成部を持つブレーキデイスクは従来のアルミ
ニウム合金製ブレーキデイスクに比べて表面特
性、熱伝導特性、耐熱特性が著しく改善され、こ
の種のブレーキデイスクの実用化に多大に貢献し
得るものである。
なお本発明ブレーキデイスクに対するパツド材
としては有機系材料よりは、むしろ熱伝導率のよ
い金属または半金属系のものを使用するのがよ
い。
としては有機系材料よりは、むしろ熱伝導率のよ
い金属または半金属系のものを使用するのがよ
い。
Claims (1)
- １ アルミニウム合金製ブレーキデイスクであつ
て、その制動摩擦面形成部は、マトリツクスであ
るアルミニウム合金にセラミツク繊維を埋設した
熱伝導率0.18〜0.08ca／cm・ｓ・℃の繊維強化
複合体より構成されることを特徴とするブレーキ
デイスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9795378A JPS5524270A (en) | 1978-08-11 | 1978-08-11 | Brake disc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9795378A JPS5524270A (en) | 1978-08-11 | 1978-08-11 | Brake disc |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5524270A JPS5524270A (en) | 1980-02-21 |
| JPS6149532B2 true JPS6149532B2 (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=14206026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9795378A Granted JPS5524270A (en) | 1978-08-11 | 1978-08-11 | Brake disc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5524270A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0223039A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-25 | Kubota Ltd | エンジン発電機のバッテリ充電制御装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61191534U (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-28 | ||
| JPH02163530A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-22 | Akebono Brake Res & Dev Center Ltd | 繊維強化軽合金複合材およびこれを用いたクラッチ |
| JP2003120733A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両のブレーキ回転体 |
-
1978
- 1978-08-11 JP JP9795378A patent/JPS5524270A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0223039A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-25 | Kubota Ltd | エンジン発電機のバッテリ充電制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5524270A (en) | 1980-02-21 |
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