JPH033811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、自動車および２輪車等の制動部品
であるデイスクブレーキ用のロータの改善に関す
るものである。 （従来の技術） 一般に、自動車その他２輪車等の車両が海外に
船舶により輸出される場合、工場で組立てられた
車両はまず積出港近くの置場に保管され、次に輸
送船舶に船積されて輸出相手国まで航海を続け、
さらに相手国の積上港近くの置き場に再び保管さ
れ、それから相手国のユーザに引き渡されること
になる。 しかしながら、このような車両がデイスクブレ
ーキを採用している場合、そのデイスクブレーキ
のデイスクロータは通常鉄系材料により形成され
ていること、積出港近くの置場の空気は多量の塩
分を含んでいること、輸送船舶内は高温多湿であ
る場合が多いこと、さらに積出港および積上港近
くの置き場での保管期間および相手国までの航海
期間の合計がまれに予期せぬ外的要因により場合
によつては数ヶ月に及ぶこと等のために、前記デ
イスクロータは錆を発生するとがある。デイスク
ロータに錆が発生した場合、デイスクロータの表
裏のパツトに近接する部分とその他の部分とでは
錆の程度が異なる。このようなデイスクロータに
程度の異なる錆が発生すると、車両を走行させて
デイスクブレーキを作動させた場合に制御トルク
のトルク変動が生ずる。これはジヤダー現象と呼
ばれ、乗員の円滑な制動感覚を阻害する好ましく
ない現象である。 このため従来ロータには坊錆処理が施されその
表面がリン酸塩皮膜の如き耐食性被膜で被覆され
たものとして、本出願人は特開昭60−34532号広
報で表面の特定のリン酸塩被膜で被覆したロータ
を備えたデイスクブレーキを提案した。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記のようにロータの処理に耐食
膜を設ける処理は、耐食性の向上と、トルク変動
の減少に効果が有つた。しかし、パツドとの初期
なじみ（ロータとパツド間の摩擦係数μを確保す
る）および耐食性の目的で施されているが被膜が
軟かく、素地との密着性が弱かつた。また耐食性
を向上させるための被膜厚さの増大は、摩擦係数
を低下させるという背反する関係にあつた。 そこで被膜厚さは耐食性限界ぎりぎりに薄くな
つていたため、近年採用が増大しているセミメタ
ルパツド等摺動時の研摩力が強いパツド材質に対
し従来の軟かい被膜では特に強くブレーキをかけ
た場合に削り取られ、ロータの耐食性が低下して
ブレーキ時のトルク変動が大きくなる場合がある
という問題点があつた。 （問題点を解決するための手段） この発明はブレーキロータのパツドとの摺動面
をフアインセラミツクの分散するニツケルメツキ
被膜で被覆することにより上記問題点を解決した
ものである。 すなわちこの発明によると、ブレーキロータの
パツドとの摺動面にフアインセラミツクを共析さ
せ、硬くかつ密着性の良いニツケル電気メツキ被
膜を形成させ、対摩耗性、パツドとの初期なじみ
を向上せしめると共に、セミメタルパツドとの組
合せにおいても、被膜が容易に脱落することなく
耐食性を向上することによりブレーキ時のトルク
変動を小さくすることができる。 次に、この発明において、ロータをフアインセ
ラミツクスの分散するニツケル被膜で被覆する方
法を説明する。この被覆工程は洗浄→脱脂→水洗
→酸洗→水洗→メツキ→水洗→防錆より成り、メ
ツキ工程においてはニツケルまたはニツケルを主
体とする他のニツケル合金電気メツキ浴中にSic、
BN、Si₃N₄等のフアインセラミツクスを20〜200
ｇ／、好ましくは80〜120ｇ／混合させ、こ
の混合液により復合メツキを施す。フアインセラ
ミツクスの分量が20ｇ／未満では浴中にフアイ
ンセラミツクスが十分分散しなくなり、得られる
メツキ層が不均一になり、一方200ｇ／を越え
ると浴中にフアインセラミツクスが多くなりすぎ
混合せずむだになる。フアインセラミツクスの粒
度はメツキ膜厚より小であればよいが、余り小さ
すぎると凝集を起すので0.1μｍ以上とするのがよ
い。 メツキ工程は通常の電気メツキ装置を用いて行
うことができるが、ロータをそのままメツキ槽内
に浸漬してメツキを行なうと、メツキが施された
ロータにあつては第３図ｂに１１で示すように
「花咲き」効果によつてメツキ被膜厚さがロータ
の外周部で急激に厚く、かつ不安定な膜厚になり
やすい。このためパツドの新品時、パツドとロー
タの接触位置が外周にある状態では電気メツキ被
膜の膜厚変動によつて制動時ブレーキトルク変動
が生じ、ジヤダー、シミー、異音が発生しやすく
なる。従つて電気メツキの被膜厚さをロータの外
周部、内周部ともに均一化して膜厚変動を押える
必要がある。このため第３図ａに示すようにロー
タ２の外周にジグ、例えばステンレス材等のリン
グ状ジグ９をかぶせてボルト１０で固定して電気
メツキを行うと、メツキ層８はロータ２の表面を
被覆する上にジグ側にもメツキ処理が施され、第
３図ｂに示すようにロータをそのままにしてメツ
キ処理を施す場合にロータ自体の外周部に生ずる
前記「花咲き」が防止できる。ジグはメツキ完了
後、取外し、ジグ側についたメツキは時々たたい
て落すか、酸洗を行うことによつて容易に落すこ
とが可能であり、くり返しの使用が可能である。
第４図は被膜厚さ10μｍを目標としてメツキを施
したロータと通常の電気メツキをしたロータのパ
ツド外周部のメツキ頂部からパツド内側への距
離、即ち外径よりの距離とメツキ被膜厚さの関係
を示す図で、第５図は第４図の場合と同じロータ
の外径よりの距離と同一円周上の被膜のばらつき
との関係を示す図で、ジグを取付け花咲き防止を
施した場合のメツキ層がジグを取付けることなく
通常の電気メツキを行つた場合に比してメツキ層
の厚さのばらつきが少く、また通常ロータの片面
で5μｍ以上の膜厚変動があるとジヤダーになり
やすいのに対して全くジヤターの恐れのない膜厚
でメツキが施されることがわかる。 （実施例） 以下この発明を図面を参照して実施例により説
明する。第１図ａはの発明のロータを備えたデイ
スブレーキの一実施例を示す図である。 まず、構成を説明すると、第１図ａにおいて、
１はデイスクブレーキであり、２は図示せぬ車輪
側部材に固定されて図中下方にその軸線を有し、
鉄系材料により形成されたデイスクロータであ
る。このロータ２の表裏両側の摺動面２ａの近傍
には一対のパツド３が配置されている。パツド３
の一方はキヤリパ４の一端部に形成された液圧手
段５を構成するピストン６のロータ２側端に固定
されており、パツド３の他方は、キヤリパ４の一
端部に形成された液圧手段５を構成するピストン
６のロータ２の側端に固定されており、そのスラ
イバ１と嵩高加工していないガラス長繊維２とを
Ｚ撚りに撚り合わせて単糸Ａを得る。また、パツ
ド３の他方は、キヤリパ４の一端部に形成された
液圧手段５を構成するピストン６のロータ２の側
端に固定されており、パツド３は他方のキヤリパ
４の他端部に形成されたアーム７に係合支持され
ている。キヤリパ４は図示せぬ車体に係合支持さ
れており、デイスクプレーキ１が作動していない
ときには、一対のパツド３はデイスクロータ２の
摺動面２ａと略等間隔しで離隔し、デイスクプレ
ーキ１が作動しているときには一対のパツドが摺
動面２ａに等圧力で当接してロータ２を挾圧でき
るようになつている。一対のパツド３がロータ２
を挾圧することにより車輪を制動、すなわち車両
を制動することができる。 第１図(b)は第１図(a)のＡ部分の拡大図で、第２
積は複合メツキの施されたロータの金属組織を示
す顕微鏡写（倍率520倍）で、ロータ２の表面に
はフアインセラミツク粒子が分散されたニツケル
被膜が形成されている。メツキ厚(t)は2μmより薄
くなるとブレーキ摺り合せによつて被膜が一部削
り取られる場合もあり、その場合に腐食を受ける
ようになるので2μm以上とする。メツキ厚の上限
は所望により任意の厚さに設定することができる
のであり、初期防錆を満足されるには10μmまで
で十分である。 次にこの発明における複合メツキの効果を示す
ため、比較例として複合メツキ被膜以外に第１表
に示す他の12種の処理を、FA材より成るブレー
キロータに施し実験を行つた。得た結果を第１表
に示す。尚腐食条件は塩水噴霧を１分間行い、次
いで60℃で59分乾燥した後相対湿度95％、50℃の
湿潤雰囲気に３時間保持する処理を１サイクルと
して１２サイクル表裏両面に行つた。また使用し
たブレーキパツドはセミメタリツクパツド、
HP12（日立化成製）である。

【表】

【表】 第１表中No.１のリン酸亜鉛処理は日本パーカラ
イジング、パーカ≠210処理で、パーカライジン
グ社の「FC−4360」（濃度20g／）中において
50〜70℃の温度で10分間「脱脂」を行う。次に室
温で0.5分間「水洗」を行つた後、濃度10〜20％
のHCl溶液（Feo〜50g／）中に室温で0.5分間
「酸洗」を行う。次に室温で0.5分間「水洗」をし
た後、パーカライジング社の「PN−Ｚ」（濃度
3g／、チタン50〜100ppm）中において室温で
0.5分間「表面調整」を行う。次いでパーカライ
ジング社の「PR−210」（濃度TA13〜14pt、Fe3
〜3.5g／）中において95〜99℃の温度で「皮膜
化成」を行い、ロータの表面にリン酸亜鉛化合物
層を形成した後、室温で0.5分間「水洗」した後
80℃の湯で0.5分間湯洗する。 No.２のリン酸マンガン処理は、化成処理液にパ
ーカライジング社の「BT5004」を用いた以外は
リン酸亜鉛処理と同様である。 No.３のリン酸鉄処理は、化成処理液にパーカラ
イジング社「の「TD338」を用いた以外はリン
酸亜鉛処理と同様である。 No.４のリン酸亜鉛カルシウム処理は化成処理液
としてパーカライジング社「BT880」を用いた
以外はリン酸亜鉛処理と同様である。 No.５の黒染処理は、強アルカリ性着色剤で四三
酸化鉄皮膜（Fe₃O₄）を生成させ光沢のある優美
な黒色仕上げをする。 No.６のタフトライド処理は、主としてシアン塩
（MCN）とシアン酸塩（MCNO）とから成るタ
フトライド処理用溶融塩浴で処理し、窒素の拡散
層上にFe₄Nを形成する。 No.７の固体潤滑剤（MOS₂）処理は、二流化モ
リブデン（MOS₂）を有機樹脂に分散させ塗料状
にしコーテイングする処理である。 No.８の亜鉛末クロム酸化成皮膜処理は、ロータ
に金属亜鉛（25％）、還元剤グリコール（15％）、
無水クロム酸（5.5％）、水分（52％）の処理剤を
塗布し、炉に入れて表面温度320℃で約25分間加
熱する処理で、亜鉛が板状の層になり、その間を
クロム酸が接着剤の役目をなし完全な塗膜が形成
される。 No.９〜11の亜鉛メツキ、ニツケルメツキおよび
銅メツキは夫々通常のメツキ処理である。 No.12の複合メツキ処理は、この発明におけるフ
アインセラミツクを分散したニツケルメツキ層よ
り成る耐食膜を設ける処理で、ロータを、リン酸
亜鉛処理における如く、洗浄し、脱脂し、水洗
し、酸洗し、水洗した後、Sicを分散させたスル
フアミン酸ニツケル浴でメツキする処理である。 No.13のワツクス、防錆油（日本パーカライジン
グのパーコラツク≠4678）を塗布する処理であ
る。 ロータにおける摩擦係数（μ）は0.2以上であ
ることが必要であり、ブレーキをかけた場合のジ
ヤダー現象を感じやすいトルク変動は略４Kg・ｍ
を越えたときであり、トルク変動をそれ以下に抑
えればジヤダー現象を防止することができる。表
中の腐食後のトルク変動は、車速50Kg／時の場合
に0.3Gの減速度を生じさせるような制動操作を
50回行つた後、前記腐食条件で処理し、再び同様
の制動を行つた場合のトルク変動を示す。 次にパツドを前記と同じセミメタリツクパツド
とアスベストパツドNP01（日清紡績）とした場
合につき、上記条件下で50回制動をかけた後、海
辺に６ヶ月放置した場合の第２表に示すロータで
の制動時トルク変動値を測定し、結果を第２表に
示す。但し表中のロータの処理は第１表の場合と
同じである。

【表】 上表より防錆処理がジヤダー防止に有効である
が、特にこの発明における複合メツキの効果が顕
著であることがわかる。 （発明の効果） 以上説明してきたように、この発明のデイスク
ブレーキ用ロータは、パツドとの摺動面が少くと
も2μmの厚さを有するフアインセラミツク分散ニ
ツケル被膜で被覆されているため、被膜は所定の
摩擦係数（μが0.2以上）を有し、セミメタルパ
ツド等摺動時の研磨力が強いパツド材質に対して
も簡単に削り取られることはなく、耐食性が向上
し、車両の保管期間中等車両がユーザーに渡るま
での期間は勿論のこと、所要に応じてメツキ膜厚
の調整により一層長期間錆の発生を防止し、ブレ
ーキ時のトルク変動を小さくすることができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)はこの発明に係るデイスクブレーキの
断面図、 第１図(b)は第１図のＡ部分の拡大図、 第２図はこの発明の複合メツキを施したロータ
の一部分の倍率520倍の金属組織を示す顕微鏡写
真、 第３図(a)はロータ外周部にジグを取付けてメツ
キ処理層を設けたロータの部分断面図、 第３図(b)はロータ外周部にジグを取付けること
なくメツキ層を設けたロータの部分断面図、 第４図は目標皮膜厚10μmでメツキを施した場
合の外径よりの距離と皮膜厚の関係を示す線図、 第５図は第４図の場合と同じロータの外径より
の距離と同一円周上の皮膜のバラツキ（μm）と
の関係を示す線図である。 １…デイツクブレーキ、２…ロータ、３…パツ
ド、４…キヤリパ、５…液圧手段、６…ピスト、
７…アーム、８…メツキ層、９…ジグ、１０…ボ
ルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車輪を制動するため車体側部材に係合した一
   対のパツドにより挟圧される車輪側部材に固定さ
   れるデイスクブレーキ用ロータにおいて、 パツドとの摺動面が、少くとも2μｍの厚さを
   有するフアインセラミツク分散ニツケルメツキ被
   膜で被覆されたことを特徴とするデイスクブレー
   キ用ロータ。