JPS6298037A - デイスクブレ−キ用デイスクロ−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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ブレーキパッドとの摺動面を有するディス
ク部でより優れた摺動特性を有していると共に取付穴を
有するハブ部でより優れた強度を有していることが要求
されるディスクブレーキ用のディスクロータに適用され
るディスクブレーキ用ディスクロータに関するものであ
る。

（従来の技術） 車両用ディスクブレーキは、車輪と一体で回転するディ
スクロータのディスク部の両面に摩耗材（パッド）を押
し付けて制動力を発生させるようにしたものであり、前
記ディスクロータには、大別してソリッドタイプ（中実
型）のものとベンチレーテッドタイプ（通風型）のもの
とがある。

従来、この種のディスクブレーキ用ディスクロータの素
材としては、特にブレーキ性能を重視して、片状黒鉛組
織を呈する片状黒鉛鋳鉄（ねずみ鋳鉄、普通鋳鉄、ＪＩ
Ｓ　　ＦＣ相当材）が多用されていた。この片状黒鉛鋳
鉄は、熱伝導度、耐摩耗性が良好であって振動減衰能が
大きいのでディスクロータの素材として必要な摺動特性
に優れており、耐摩耗性のより一層の向上あるいは鳴き
発生の防止をねらって、Ｎｉ、Ｃｒを添加したり、高炭
素化したりすることも行われることがあった、なお、こ
の種のディスクブレーキについては、“新編　自動車工
学便覧″（昭和５７年１１月２６日　自動車技術会　発
行）　第５編第２−１０〜第２−１４頁に記載がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の車両用ディスクブレーキに使用さ
れるディスクロータは、上述したように、ブレーキ性能
を重視することから、各種組織の鋳鉄のうち、熱伝導度
および耐摩耗性が良好であって振動減衰能が大きい片状
黒鉛鋳鉄を使用していたため、この片状黒鉛鋳鉄は球状
黒鉛鋳鉄などに比べて強度があまり大きくなく、この強
度不足をおぎなうためにとくにディスクロータの取付部
分であるハブ部の肉厚を増大する必要があるので、ディ
スクロータの重量が大となるという問題点があった。

この発明は上述した問題点に着目してなされたもので、
摺動面を有するディスク部が摺動特性の優れた鋳鉄から
なると共に、その他の部分が強度の優れた鋳鉄からなり
、両鋳鉄の接合界面での接合強度が著しく優れているデ
ィスクブレーキ用ディスクロータを提供することを目的
としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、取付穴を有するハブ部の外側に、摩擦材と
の摺動面を有するディスク部を設けたディスクブレーキ
用ディスクロータにおいて、前記ディスク部を片状黒鉛
鋳鉄から形成すると共に、前記ハブ部を前記片状黒鉛鋳
鉄よりも強度の大きい片状黒鉛鋳鉄、擬球状黒鉛鋳鉄ま
たは球状黒鉛鋳鉄から形成し、前記ディスク部を形成す
る鋳鉄と前記ハブ部を形成する鋳鉄との接合界面が凹凸
状となっていることを特徴としている。

この発明によるディスクブレーキ用ディスクロータは、
その摺動面を形成する部分、すなわち摺動面およびその
近傍部分であるディスク部が、熱伝導度、耐摩耗性が良
好であってかつ振動減衰能が大きいという摺動特性に優
れた片状黒鉛組織からなるものであり、この片状黒鉛組
織は。

片状黒鉛鋳鉄（普通鋳鉄、ねずみ鋳鉄、ＪＩＳ　。

ＦＣ相当材等）の溶湯を鋳造することによって得ること
ができる。

また、前記摺動面を形成する部分以外の部分、とくに取
付穴を有するハブ部分は、前記片状黒鉛組織よりも機械
的強度に優れた片状黒鉛組織、種球状黒鉛組織ないしは
球状黒鉛組織（不完全球状黒鉛組織、虫状黒鉛組織）か
らなるものである、これらのうち球状黒鉛組織は普通鋳
鉄にＭｇ系金属、Ｃａ系金属、Ｓｉ系金属、希土類元素
系金属等の球状化処理剤を添加した溶湯（ＪＩＳＦＣＤ
相当材等）を鋳造することによって得ることができ、種
球状（亜、不完全球状、生状）黒鉛組織は球状化処理剤
の添加を不十分にしたり、あるいは球状化阻害元素であ
るＴｉを含む前記球状化処理剤を添加した溶湯を鋳造す
ることによって得ることができる。

そして、上記した組織を形成する鋳鉄溶湯をそれぞれ準
備し、遠心鋳造型や重力鋳造型を用いて、とくに外周部
分のディスク部において良好な摺動特性が要求されるデ
ィスクブレーキ用ディスクロータを得るが、この発明に
よるディスクロータは、摺動面を有するディスク部の鋳
鉄とその他の部分であるハブ部を形成する鋳鉄との接合
界面が凹凸状となっているものであり、接合強度が十分
なものである。このような接合界面における凹凸形状は
、一方の鋳鉄溶湯を鋳造したのち他方の鋳鉄溶湯を鋳造
するタイミングを選定することによって得ることが可能
である。

（実施例１） 第１図はこの発明の一実施例によるディスクブレーキ用
ディスクロータを示すもので、図に示すディスクロータ
１は、取付穴２ａ、２ｂ、２ｃ。

２ｄ、２ｅを有するとともに中心孔３ａを有するハブ部
３の外側に、円筒部４を介して、摩擦材（パッド）との
摺動面５ａ、５ｂを有すると共に複数の通風孔６を有す
るディスク部７を設けた構造を有するものである。そし
て、このディスクロータ１においては、前記ディスク部
７を片状黒鉛鋳鉄から形成すると共に、前記ハブ部３を
前記片状黒鉛鋳鉄よりも強度の大きい片状黒鉛鋳鉄。

擬球状黒鉛鋳鉄ないしは球状黒鉛鋳鉄から形成し、前記
ディスク部７を形成する鋳鉄と前記ハブ部３を形成する
鋳鉄との接合界面Ｂが前記取付穴２ａ〜２ｅよりもディ
スク部Ｚ側でかつ前記摺動面５ａ、５ｂよりもハブ部３
側の円筒部４にあり、かつ接合界面Ｂが凹凸状をなして
いるものである。

したがって、この構造からなるディスクロータ１では、
摺動面５ａ、５ｂを有するディスク部７が熱伝導度、＃
摩耗性および振動減衰能にすぐれていると共に、取付穴
２ａ〜２ｅを有するハブ部３が強度にすぐれているもの
となる。

第２図はこのディスクロータ１を製造する工程例を示す
もので、遠心鋳造型の断面を表わしている。すなわち、
この遠心鋳造型１１は、第２図（ａ）に示すように、上
型１２と下型１３とを合わせたものであり、回転中心部
分（中心！ＩＬ）の上型１２側に湯口１４および湯道１
５を有すると共に、上型１２と下型１３との間で、８１
図に示したディスクロータ１の形状に対応する形状の鋳
造空間１６を有し、鋳造空間１６内には通風孔６を形成
するための複数の中子１７を配設したものである。

このような遠心鋳造型１１を使用してディスクロータ１
を製造するに際しては、遠心鋳造型１１を中心縄文を中
心にして矢印方向に回転させた状態にして、？！！口１
口裏４第２図（ｂ）に示すように凝固後に片状黒鉛組織
を形成する鋳鉄（例えば、ＪＩＳ　　ＦＣ相当材）の溶
湯１８を、当該溶湯１８がディスクロータ１のディスク
部７側から円筒部４の略中間部分まで充填される量だけ
供給する０次いで、前記溶湯１８が冷却されて固液共存
状態となったところで湯口１４より、第２図（Ｃ）に示
すように、凝固後に種球状黒鉛組織ないしは球状黒鉛組
織を形成する鋳鉄（例えば、ＪＩＳ　　ＦＣＤ相当材）
の溶湯１２を、前記中心孔３ａおよび加工代を考慮した
残りの鋳造空間１６内に供給して遠心鋳造する。

鋳造後は、上型１２と下型１３とを分離して、ディスク
部Ｚ側が第５図（Ｃ）に示すような片状黒鉛組織からな
ると共に、ハブ部３側が擬球状黒鉛鋳鉄ないしは第５図
（ａ）に示すような球状黒鉛組織からなり、両組織の接
合界面Ｂが取付穴２ａ〜２ｅよりもディスク部Ｚ側でか
つ摺動面５ａ　、５ｂよりもハブ部３側の間の円筒部４
にあるディスクロータ１を得る。そして、この接合界面
Ｂ７よ、ディスク部７を形成する溶湯１８が固液共存状
態となったところで、次にハブ部３を形成する溶湯１２
を鋳込むようにしているため、先の溶湯１８の表面殻が
部分的に破れたところでは次の溶湯１２が一部侵入する
こととなるので、凝固後には第５図（ｂ）に部分的に示
すような凹凸状の界面となり、接合強度が十分に高い接
合界面Ｂとなる。なお、第５図（ｂ）と第５図（ａ）（
Ｃ）とでは拡大倍率が異なっている。

（実施例２） 第３図はこの発明の他の実施例によるディスクブレーキ
用ディスクロータを示すもので、図に示すディスクロー
タ１は第１図に示したものと形状的には同じである。そ
して、このディスクロータ１においてもディスク部７を
形成する鋳鉄と前記ハブ部３を形成する鋳鉄との接合界
面Ｂが前記取付穴２ａ〜２ｅよりもディスク部Ｚ側でか
つ前記摺動面５　ａ　＊　５　ｂよりもハブ部３側の円
筒部４にあり、かつ接合界面Ｂが凹凸状をなしているも
のである。

第４図は上記第３図のディスクロータ１を製造する工程
例を示すもので、重力鋳造型の断面を表わしている。す
なわち、この重力鋳造型２１は、第４図（ａ）に示すよ
うに、上型２２と下型２３とを合わせたものであり、上
型２２の周辺部分およびほぼ中心部分に、それぞれ湯口
２４．湯道２５および湯口２６．湯道２７を有すると共
に。

上型２２と下型２３との間で、第３図に示したディスク
ロータ１の形状に対応する形状の鋳造空間２８を形成し
、鋳造空間２８内には、ハブ部３に中心孔３ａを形成す
るための中子３１を配設すると共に、ディスク部７に複
数の通風孔６を形成するための複数の中子３２を配設し
たものである。

このような重力鋳造型２１を使用してディスクロータ１
を製造するに際しては、周辺部の湯口２４より、第４図
（ｂ）に示すように、凝固後に片状黒鉛組織を形成する
鋳鉄（例えば、ＪＩＳＦＣ相当材）の溶湯３３を、当該
溶湯３３がディスクロータ１の円筒部４の略中央部分に
相当する位置まで充填される量だけ供給する０次いで、
前記溶湯３３が冷却されて固液共存状態となったところ
で、中央部分の湯口２６より、第４図（Ｃ）に示すよう
に、凝固後に擬球状黒鉛組織ないしは球状黒鉛組織を形
成する鋳鉄（例えば、ＪＩＳＦＣＤ相当材）の溶湯３４
を残りの鋳造空間２８内に供給する。

鋳造後は、上型２２と下型２３とを分離して、ディスク
部７側が片状黒鉛組織からなるとともに、ハブ部３側が
擬球状黒鉛組織ないしは球状黒鉛組織からなり、両組織
の接合界面Ｂが取付穴２ａ〜２ｅよりもディスク部Ｚ側
でかつ摺動面５ａ、５ｂよりもハブ部３側の間の円筒部
４にあるディスクロータ１を得る。そして、この接合界
面Ｂは、ディスク部７を形成する溶湯３３が固液共存状
態となったところで１次にハブ部３を形成する溶湯３４
を鋳込むようにしているため、先の溶湯３３の表面膜が
部分的に破れたところでは次の溶湯３４が一部入り込む
こととなるので、凝固後には凹凸状の界面となり、接合
強度が十分に高い接合界面Ｂとなる。

なお、上述した各実施例では、ディスク部７に複数の通
風孔６を有するベンチレーテッドタイプのものを例にと
って説明したが、通風孔を有しないソリッドタイプのデ
ィスクロータにも適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明は、取付穴を有する
ハブ部の外側に、摩擦材との摺動面を有するディスク部
を設けたディスクブレーキ用ディスクロータにおいて、
前記ディスク部を片状黒鉛鋳鉄から形成すると共に、前
記ハブ部を前記片状黒鉛鋳鉄よりも強度の大きい片状黒
鉛鋳鉄、擬球状黒鉛鋳鉄または球状黒鉛鋳鉄から形成し
、前記ディスク部を形成する鋳鉄と前記ハブ部を形成す
る鋳鉄との接合界面が凹凸状となっているものであるか
ら、摺動面を有するディスク部分における熱伝導塵、＃
摩耗性が良好であると同時に振動減衰能（振動吸収能）
が大であり、ディスクブレーキ用のディスク部として要
求される摺動特性に優れたものであると共に、取付穴を
有するハブ部の機械的強度が大であり、しかも異種鋳鉄
の接合界面における接合強度も大きなものであるという
非常に優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（＆）（ｂ）はこの発明の一実施例によるディス
クブレーキ用ディスクロータの各々平面説明図および右
半分縦断側面図、第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は第１図に
示したディスクロータの製造工程例を順次示す遠心鋳造
型の各々断面図、第３図はこの発明の他の実施例による
ディスクブレーキ用ディスクロータの右半分縦断側面図
、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第３図に示したディスク
ロータの製造工程例を順次示す重力鋳造型の各々断面図
、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１図のディスクロータ
の各々ハブ部（１００倍）、１合界面（５０倍）および
ディスク部（１００倍）の各部分における金属組織を示
す顕微鏡写真である。 １・・・ディスクロータ、２ａ〜２ｅ・・・取付穴、３
・・・ハブ部、５ａ、５ｂ・・・摺動面、７・・・ディ
スク部、Ｂ・・・接合界面。 特許出願人　　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　小　　塩　　　豊 第１図 ＣＧ） 第１図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）取付穴を有するハブ部の外側に、摩擦材との摺動
   面を有するディスク部を設けたディスクブレーキ用ディ
   スクロータにおいて、前記ディスク部を片状黒鉛鋳鉄か
   ら形成すると共に、前記ハブ部を前記片状黒鉛鋳鉄より
   も強度の大きい片状黒鉛鋳鉄、擬球状黒鉛鋳鉄または球
   状黒鉛鋳鉄から形成し、前記ディスク部を形成する鋳鉄
   と前記ハブ部を形成する鋳鉄との接合界面が凹凸状とな
   っていることを特徴とするディスクブレーキ用ディスク
   ロータ。