JPS62192250A - ブレーキ用ディスクロータの回転鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、異質の鋳造材料よりなる鋳造物の鋳造方法お
よび同鋳造装置に関する。

従来の技術 特願昭６０−２４９７４２号明細書に、周辺部をバイダ
イビング性で脆弱なＦＣＨＤで、バブ取付部をより強靭
なＦＣＤ（ＣＶ）でハイブリッド化された鋳造物の製造
および同装置について述べられている。

発明が解決しようとする問題点 異種の鋳造材料により・・イブリッド化される鋳造物と
しては、前述のＦＣＨＤ　−ＦＣＤ（ＣＶ）　　の組合
せに限られず、鋳造物の物性、用途等により、ＦＣ−Ｆ
ＣＤ、ＦＣ−ＣＶ、ＦＣＨＤ　−ＦＣ，ＣＶ〜ＦＣＤ、
ＦＣ−ＳＣ等の種々の組合せが考えられる。

ブレーキドラム、ブレーキロータ等の鋳造物ではブレー
キシューの当接による発熱が著しく、ハイブリッド化鋳
造物である場合異材質問の熱膨張率が相違するため、接
合部分に熱応力に基づく応力集中が生起し、従来の・・
イブリッド鋳造物では特に発熱、冷却の変動の著しいブ
レーキ摺動部材としての性能が必ずしも満足されず、接
合部分で接合不充分となる恐れがあった。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、軸心より離れた周辺部と軸心寄りとをそれぞ
れ異質の鋳造材料により鋳造形成する複合材の鋳造法に
おいて、鋳型を静止した状態で周辺空隙部内に先づ所定
量の注湯を行い、該注湯完了後直ちに鋳型を高速回転し
軸心寄りに円錐状の接合部分を形成し、略凝固せしめた
後、鋳型を停止し、次いで軸心寄りの中央空隙部に前記
の湯と異質の鋳造材料よりなる湯を注湯した後、鋳型を
再び高速回転せしめて、または鋳型を全く停止すること
なく回転したｉま、軸心寄りの中央空隙部に前記の湯と
異質の鋳造材料よりなる湯を注湯し、前記円錐状の接合
部分で接合せしめるところの、異質の鋳造材料よりなる
鋳造物を得る複合材の回転鋳造法により前述の問題点を
解決し、また高速回転可能な垂直回転軸の上端に固着さ
れているディツシュ上に、下金枠、下バックメタル等の
金枠によりバックアップされている下型、中子および」
二金枠、上バツクメタル等の金枠によりバックアップさ
れている上型よりなる鋳型が載置固着され、前記下型お
よび上型内には軸心寄りに中央空隙部が、軸心より離れ
て周辺空隙部が形成され、前記中央空隙部と周辺空隙部
とが屈曲された連通空隙部を介して連通形成されており
、前記鋳型の」二面の高速回転により湯の逆流放出され
ることのない位置に湯口が形成されている複合材の回転
鋳造装置を提供することにより、前述の複合材の回転鋳
造法を実現し得て、前述の問題点を解決し得だものであ
る。

作用 本発明の鋳造法および同鋳造装置により、熱膨張率を異
にする異種の鋳造材料よりなる接合部分の接合の強固々
ハイブリッド鋳造物を得ることができる。即ち鋳型の屈
曲された連通空隙部において形成される接合部分が回転
鋳造による円錐状の立壁とされているので、接合面積を
犬とすることが可能と々り接合部分の接合が強固なもの
とされ、また接合部分が円錐状とされるが該円錐面は平
滑な面ではなく、凹凸が多数形成された状態に入り組ん
だ形状をなしているため異種材料間の熱膨張率の相違に
よる熱応力の応力集中の緩衝域を形成しているため、こ
の面からも接合部分の接合が強固なものとされている。

実施例 第１図に示す回転鋳造装置の第１の実施例は、第２図に
示す如き、軸心より離れた周辺部１５と軸心寄りのハブ
部１６とがそれぞれ異質の鋳造材料により形成され、接
合１７で接合鋳造される複合材の鋳造物の鋳造装置であ
る。高速回転可能な垂直な回転軸１の上端に固着されて
いるディツシュ２上に、下バックメタル４によりバック
アップされている下型３、中子５および上バツクメタル
７によりバックアップされている上型６よりなる鋳型８
が載置固定され、前記下型３および上型６内には軸心寄
りに中央空隙部９が、軸心より離れて周辺空隙部１０が
それぞれ形成され、前記中央空隙部９と周辺空隙部１０
とは屈曲された連通空隙部１１を介して連通形成されて
おり、前記鋳型８の上面には、軸心寄りに前記中央空隙
部９に連通されている中央湯口１２および中央湯道１３
が、まだ前記連通空隙部１１に連通されている周辺湯口
１４がそれぞれ形成されている。前記両港口１２゜１４
はいずれも鋳型８の高速回転により湯が逆流放出されな
い位置に形成されている。

第３図に示す回転鋳造装置の第２の実施例は、鋳型８ａ
のバックアップに第１の実施例のバックメタルに相当す
る金枠が用いられたものであシ、下金枠４ａによりバッ
クアップされている下型３および下金枠７ａによりバッ
クアップされている上型６ａの構成のみを第１の実施例
と異にするものであり、鋳型８ａとして生型を高圧で成
型し、表面安定剤を塗布した鋳型８ａについて用いられ
る。またディツシュ２ａは下金枠４ａの係止しうる形状
とされる。

第４図に示す回転鋳造装置の第３の実施例は、鋳型８ｂ
の周辺湯口１４ｂの位置を上バツクメタル７ｂの周辺寄
シに設け、周辺空隙部１０に連通形成したものであり、
他の構成は第１の実施例と同様である。

金枠としては第１図、第３図に示される如く、種々の形
状のものが考えられる。

複合材の回転鋳造法の第１の実施例は前述の第１図、第
３図に示す如き複合材の回転鋳造装置を用い、以下に記
す如くして行われる。

先づ、鋳型８又は８ａを静止した状態で周辺湯口１４か
ら周辺空隙部１０内に所定の必要湯量を秤量して注湯す
る。秤量は、後述する如く、連通空隙部１１内で円錐状
の接合部分１７を形成するためである。前記注湯完了後
直ちに鋳型８又は８ａを高速回転せしめる。鋳型の形状
。

大小等にもよるが、鋳鉄関係材料では２５Ｏｒｐｍ附近
（２００〜３５０　ｒｐｍ）が適当であることが確かめ
られた。

前記高速回転の結果、周辺空隙部１０を充填した湯によ
り、周辺空隙部１０の軸心寄りの連通空隙部１１内で、
重力及び遠心力の作用により、円錐状の接合部分１７を
形成し、この状態で湯を略凝固せしめる。

に近い位置に設けられる方が、前記高速回転による遠心
力による湯の逆流の作用をより少く受けるので好ましい
。

前記湯の略凝固するまでの時間は約３０秒である。即ち
、鋳型８を約３０秒間、２００〜３５０　ｒｐｍで回転
せしめてから停止する。

次いで、鋳造材料の種類によるが、所定のタイムラグを
おいて中央湯口１２から、中央空隙部９に前記の湯と異
質の鋳造材料よりなる湯を注湯した後、再び鋳型８又は
８ａを約２００〜３００　ｒｐｍで９０〜１２０秒間高
速回転せしめ、前記円錐形の接合部分１７で接合せしめ
る。後から注湯された湯は、高速回転による遠心力およ
び攪拌作用を受けて接合部分７で充分接合され凝固され
る。かくして異質の鋳造材料よりなる鋳造物を得る。

前記各湯口１２，１４には必要によりのる濾シ用のスト
レーナを装着する。

複合材の回転鋳造法の第２の実施例は、前述の第４図に
示す複合材の回転鋳造装置を用いる。

第４図に示す如く、軸心より離れた位置に周辺湯口１４
ｂが設けられている場合は、該周辺湯口１４ｂから注湯
した後、該周辺湯口１４ｂを生砂等粘結分を含む砂で充
填する簡単な操作により、遠心力による湯の上昇を抑え
る。

その後鋳型８ｂを高速回転し、爾後箱１の実施例同様の
鋳造手順により鋳造する。

複合材の回転鋳造法の第３の実施例は、前述の第１及び
第２の実施例の鋳造手順のうち中央湯口１２からの注湯
を鋳型８，８ａ又は８ｂを停止することなく行うもので
あり、他の鋳造手順は第１又は第２の実施例と同様であ
る。

図面に示す実施例は前述の通りハブ部１６の設けられて
いるものであるが、本発明はノ・プ部付のものに限られ
ず、ベンチレーションロータやンリツドロータのように
ハブ部のないものについても用いることができ、この場
合湯口は中央湯口１２のみとし、該中央湯口１２から前
述同様光に周辺空隙部１０に注湯し、回転による円錐形
の接合部分１γを連通空隙部１１内に形成した後、中央
空隙部９に異種の鋳造材料の注湯を同じく中央湯口１２
より行うことも可能である。

即ちこの場合は中央湯口１２以外の周辺湯口は不要であ
る。

前述の複合材の回転鋳造法においては、いずれも定量注
湯が行われるが、定量注湯に代え湯口にオーバフローの
堰を設けることにより定量以上の湯を溢流せしめること
も可能である。

発明の効果 ブレーキ部品（ロータ、ドラム等）に要求される性能を
テストする為に、ＪＡＳＯにその試験方法が記載されて
いる。該試験方法のうち、特にブレーキとして加熱冷却
が繰返されるため、熱強度についての試験項目があり、
急熱急冷を繰返しブレーキ部品に印加する試験が行われ
る。

前記急熱急冷の繰返しに対し、従来の鋳造物の如く単々
る冶金的結合のみで異種鋳造材料間を結合する鋳造品に
あっては、該異種鋳造材料間の材質の相違および鋳鉄に
おける黒鉛形状等の如き基地組織の相違から由来する熱
膨張率の相違により異種鋳造材料用の接合境界面に熱応
力の集中が生起し、遂には接合境界面における亀裂の発
生へと導かれる。

本発明においては、接合部分は回転鋳造により円錐状に
形成されているため、通常の鋳造法の下での水平な接合
に比べて２倍まだはそれ以上の接合面積が得られるので
、接合強度がそれだけ増大され、また接合部分が平滑面
でなく細かい凹凸状をなして入シ組んだ形状をなしてい
るため、前述の熱応力の集中を分散することができこの
面からも接合強度が増大され、更には注湯温度、鋳造工
程中のタイムラグを適当に選定、操作することにより高
速回転の下で接合部分を一定の範囲で異種材料の混合層
とすることも可能で、組織が成る範囲で順次に変化して
行くため、熱応力の集中を防ぐことが可能となり、本発
明は、従来の固定鋳造法にない諸効果を奏しうる。

また接合部分の位置を一定とするだめ、最初に注湯する
溶湯量を測定してから注湯するため溶湯に対する鋳造物
の歩留がきわめて良好となる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転鋳造装置の第１の実施例の軸心部分断面図
、 第２図は鋳造物の接合部分を示す軸心縦断面図、 第３図、第４図はそれぞれ回転鋳造装置の第２および第
３の実施例の軸心部分断面図である。 １゛回転軸、２，２ａ：ディツシュ、３゜３ａ゛下型、
４：下バンクメタル、４ａ；下金枠、５；中子、６．６
ａ：上型、７，７ｂ：上バツクメタル、７ａ：下金枠、
８．８ａ、８ｂ鋳型、９゛中央空隙部、１０：周辺空隙
部、１１：連通空隙部、１２゛中央湯口、１４゜１４ｂ
：周辺湯口、１５　周辺部、１６．ハブ部、１７　接合
部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸心より離れた周辺部と軸心寄りの中央部とをそれ
   ぞれ異質の鋳造材料により鋳造形成する複合材の鋳造法
   において、 静止した鋳型の周辺空隙部内に所定量の注湯を行い、該
   注湯完了後直ちに鋳型を高速回転せしめ、軸心寄りに円
   錐状の接合部分を形成し、略凝固せしめた後、軸心寄り
   の中央空隙部内に前部の湯と異質の鋳造材料よりなる湯
   を注湯し、鋳型の高速回転中に、前記円錐状の接合部分
   で周辺部と中央部とを接合凝固させて異質の鋳造材料よ
   りなる鋳造物を得ることを特徴とする複合材の回転鋳造
   法。 ２、高速回転可能な垂直回転軸の上端に固着されている
   デイッシュ上に、金枠によりそれぞれバックアップされ
   ている下型、上型および中子よりなる鋳型が載置固着さ
   れ、前記下型および上型内には軸心寄りに中央空隙部が
   、軸心より離れて周辺空隙部が形成され、前記中央空隙
   部と周辺空隙部とが屈曲された連通空隙部を介して連通
   形成されており、前記鋳型の上面に湯口が形成されてい
   ることを特徴とする複合材の回転鋳造装置。