JPS6288828A - デイスクロ−タ - 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〕 本発明はディスクブレーキに使用されるディスクロータ
（ブレーキディスク）に関し、詳しくは金属製ディスク
ロータの少なくとも摺動面に耐摩耗性、耐熱性材料から
なる溶射層が形成されたディスクロータに関する。

〔従来の技術〕

自動車等のブレーキとしてディスクブレーキが多用され
ている。このディスクブレーキの構成部品の一つがディ
スクロータであり、ディスクブレーキで制動作用をさせ
るためにパッドが押しつけられる円板状の部品である。

このディスクロータは、比較的大きな部品であり、従来
はアルミニウム合金、鋳鉄、鋼等の金属を用いて本体を
作製し、パッドが当接する摺動面に鉄系材料等をプラズ
マ溶射して耐摩耗性、耐熱性等の特性を持たしていた（
例えば、Ｉ　ｎｄｕｓｔｒｉａＩ　Ｈｅａｔｉｎｇ　：
　１９８５年２月刊、Ｐｄ２）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記溶射層は、その製造上４％〜８％の気孔
を有する。この溶射層の表面に形成された気孔により、
摺接するディスクパッド（以下、単にパッドという）の
表面が削られやすくなり、削り取られたあるいは欠は落
ちたパッドの一部が溶射層の気孔に入り込む。すると、
パッド成分中に含まれている樹脂やゴムダスト等の有機
成分が摩擦熱等により溶け、ディスクロータ表面上に有
機成分系の潤滑膜が形成されるに至る。この結果、摩擦
係数の低下を引き起こすという問題があった。

また、制動時、ディスクロータとパッドの圧接により発
生する摩擦熱は、溶射層、ディスクロータ本体を経由し
て外部に放出されるが、気孔が存在すると熱伝導性が阻
害される。この結果、ディスクロータの表面温度が過度
に上昇し、ディスクロータが熱変形したり、ヘアークラ
ックが発生することがある。

そこで、溶射層の気孔を低減することにより、摩擦係数
の低下を防止すると共に、熱伝導性を改善する工夫が望
まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題は、次に述べる本発明のディスクロータによっ
て解決される。

即ち、本発明のディスクロータは、少な（とも摺動面に
耐摩耗性、耐熱性材料からなる溶射層が形成されたディ
スクロータであって、 前記溶射層は、平均粒径２０μｍ〜３０μｍの溶射粉末
を用い、少なくとも３０μｍ以上の厚さで、かつ気孔率
２％以下に形成されていることを特徴としている。

本発明において、ディスクロータ本体の材料としてはア
ルミニウム合金、鋳鉄、鋼等の金属を用いることができ
、ディスクロータはこれらを用いて鋳造、プレス、機械
加工等の適宜手段で成形される。

この金属製ディスクロータの少なくとも摺動面には、耐
摩耗性、耐熱性に優れた材料からなる溶射層が形成され
る。ここで、耐摩耗性、耐熱性に優れた材料としては、
例えばＦｅ−Ｃｒ系合金、Ｎｉ系合金、ＣＯ系合金等を
用いることができる。

このＦｅ−Ｃｒ系合金としては、重量％でクロム：１０
％〜４０％、炭素＝１％〜８％、モリブデン、ニッケル
、タングステン、ボロン、珪素のうちの１種もしくは２
種以上の合計：５％〜２０％および残部鉄からなる組成
のものが好ましい。

ここで、クロムは炭素と結合して硬いクロム炭化物を生
成させ耐摩耗性を向上させるために添加する。このクロ
ムを１０％〜４０％としたのは、１０％未満では所望の
耐摩耗性が十分得られず、一方４０％を超えると耐熱衝
撃性が低下し、かつ経済上好ましくないからである。

また、炭素はタングステン、モリブデン等と結合して炭
化物を形成し、耐摩耗性を向上させるために添加する。

この炭素を１％〜８％としたのは、１％未満では所望の
耐摩耗性が得られず、一方８％を超えると耐衝撃性が低
下するからである。

モリブデン、ニッケル、タングステン、ボロン、珪素は
、耐摩耗性および耐熱性を向上させるために添加する。

ここで、これらの合計を５％〜２０％としたのは、５％
未満では所望の耐摩耗性、耐熱性が得られず、また２０
％を超えると経済上好ましくないからである。

このＦｅ−Ｃｒ系合金等は、溶射によりディスクロータ
の摺動面に被着されるが、特にプラズマ溶射が密着性等
の関係で望ましい。

ディスクロータの摺動面に被着された溶射層は、溶射層
の特徴として通常４％〜８％の気孔を有する。これは通
常溶射材料として使用される粉末の粒径が５０μｍ以上
であるためである。このため、本発明では、平均粒径２
０μｍ〜３０μｍ（粒度範囲：１０μｍ〜５０μｍ）の
粉末を用いる。かかる粒度の粉末を用いることにより、
溶射層の気孔率を２％以下にすることができる。この気
孔率が２％を超えると、摩擦係数の低下を十分に防止す
ることができない。なお、粒度範囲を１０μｍ〜５０Ｉ
Ｊｍとしたのは、１０μｍより小さいと粉末の供給が困
難となり、実質的に溶射作業が円滑に行えなくなるため
であり、５０μｍを超えると気孔率を２％以下に抑える
ことができないからである。

また、溶射層の厚さは少なくとも３０μｍ以上必要であ
る。これは車両寿命を満足する耐久性が３０μｍより薄
いと十分確保できないからである。

〔作用〕

本発明によれば、溶射層が緻密になり気孔の量が従来の
半分以下に減少する。このため、溶射層の表面に存在す
る気孔の量も減少し、気孔の存在に起因する摩擦係数の
低下が大幅に抑えられる。

また、気孔の量が減少するので、熱伝導率の低下が抑え
られ、ディスクロータの熱変形やクランクの発生が防止
される。

更に、気孔が２％以下となり、従来の溶射層より緻密な
組織となっているため、耐久性が向上する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。

ここで、第１図は本発明の実施例に係るディスクロータ
の概略構成図、第２図は本発明と比較例で得られた気孔
率の量を示すグラフ、第３図は本発明および比較例で得
られたディスクロータの減速度と摩擦係数の関係を示す
グラフである。

まず、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　Ｆｅ１２）を用いて、外
径２５０酊のディスクロータ本体１を鋳造した。得られ
たディスクロータ本体１の摺動面に、重量％でＦｅ：３
６％、Ｃｒ：５０％、Ｃ：４％、Ｍｏ：１０％であり、
粒度範囲１０μｍ〜５０μｍ（平均粒径：２５μｍ）の
混合粉末を、厚さ０゜３鰭となるようにプラズマ溶射し
た。このとき、溶射条件としては、アーク電流：４ＳＯ
Ａ、ガス流量：アルゴンガスを８０ＣＦＨ・水素ガスを
１５ＣＦＨ１溶射距離＝８０ｆｌ〜１００ｍｍで行った
。

その後、研磨を行い、所定形状および所定寸法に仕上げ
た。この結果、第１図に示すディスクロータＡが得られ
た。第１図において、２が溶射層である。

（第１比較例） 実施例と異なる点は、平均粒径６０μｍの溶射粉末を用
いて溶射を行ったことにあり、他は実質的に実施例と同
様にしてディスクロータＢを製造した。

（第２比較例） 実施例と異なる点は、溶射を施すことなく、ディスクロ
ータを鋳造して仕上げ加工した段階で完成品としたこと
にあり、他は実質的に実施例と同様にしてディスクロー
タＣを製造した。

（比較試験） まず、実施例と第１比較例で得られたディスクロータＡ
、Ｂの溶射層の気孔率を調べた。この結果を第２図に示
す。第２図から明らかなように、本実施例のディスクロ
ータの溶射層は、気孔率が従来（第１比較例）のものの
１）５以下となっている。

また、実施例と比較例で得られたディスクロータＡ、Ｂ
、Ｃを用い、次の条件で評価試験を行った。

即ち、相手材としてセミメタリック系のパッドを使用し
、速度５９ｋｍ／Ｈとしたものを減速度０．３Ｇで３０
回制動した後、効力試験中の摩擦係数を測定した。この
とき、効力試験は、速度ｌ１００ｋ／Ｈとしたものを、
減速度０．１　Ｇ、０．３Ｇ、０、４５　Ｇ、０．６Ｇ
、０．８Ｇで制動することにより行った。この結果を第
３図に示す。

第３図より明らかなように、本実施例のディスクロータ
Ａの摩擦係数は、溶射のみの場合に比べ格段に大きくな
っており、溶射処理をしない鋳鉄地のものと略同じ値を
示していることが判る。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。

〔発明の効果〕

以上より、本発明のディスクロータによれば、以下の効
果を奏する。

（イ）従来の溶射処理を施したディスクロータニ化べ、
格段に摩擦係数が増大する。

（ロ）溶射層の気孔の量が少なくなるため、熱伝導性が
向上し、熱変形やビード欠陥が減少する。

（ハ）溶射層が緻密になるため耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るディスクロータの概略構
成図、 第２図は本発明および第１比較例で得られたディスクロ
ータの溶射層の気孔率を示すグラフ、第３図は本発明お
よび比較例で得られたディスクロータの減速度と摩擦係
数の関係を示すグラフである。 １・−−−−−・ディスクロータ本体 ２−・・−・−溶射層 Ａ・−・−・ディスクロータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも摺動面に耐摩耗性、耐熱性材料からな
   る溶射層が形成されたディスクロータであって、 前記溶射層は、平均粒径２０μｍ〜３０μｍの溶射粉末
   を用い、少なくとも３０μｍ以上の厚さで、かつ気孔率
   ２％以下に形成されていることを特徴とするディスクロ
   ータ。