JPH0526268A - ブレーキデイスクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 軽量でしかも耐摩耗性に優れたブレーキディ
スクおよびその製造方法を提供することを目的とする。 ［構成］ ブレーキデイスクそれ自体をアルミニウム合
金によって高圧鋳造して製造するとともに、その両側の
テーパ面２７、２８に摩擦板１６を摩擦圧接の方法によ
って接合して結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用ディスクブレーキ
のブレーキディスクおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクブレーキは、車輪のホイールに
ブレーキディスクを固着するようにし、このブレーキデ
ィスクの摩擦面を両側からキャリパに保持されているピ
ストンのブレーキパッドによって強く挟着して摩擦力を
発生させ、制動を行なうようにしたものである。

【０００３】このようなディスクブレーキは、制動力が
安定しており、高速からのブレーキや繰返しブレーキに
よる制動力の低下が少なく、とくに乗用車や小型トラッ
クのフロントブレーキに多用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのようなディ
スクブレーキのブレーキディスクは、耐摩耗性が良好な
普通鋳鉄またはダクタイル鋳鉄を使用していた。このよ
うな材料によって構成されたブレーキディスクは、その
重量が重くなるとともに、熱伝導率もよくないために、
ばね下荷重が増加するとともに、放熱性に対して難点が
あった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、より軽量であって、しかも放熱性に優
れたブレーキディスクおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、軽合金か
ら構成され、ブレーキパッドとの圧接面に鋳鉄製の摩擦
板が取付けられるようにしたものである。

【０００７】また第２の発明は、軽合金の溶湯を加圧下
で固化させて本体を製造し、ブレーキパッドの圧接面に
鋳鉄製の摩擦板を摩擦圧接法によって結合するようにし
たものである。

【０００８】

【作用】第１の発明によれば、鋳鉄製の摩擦板が圧接面
に取付けられた軽合金によってブレーキディスクが構成
されることになり、キャリパのブレーキシリンダのピス
トンの先端部に設けられているパッドが両側から挟着す
るようにして摩擦板に圧着されるようになり、これによ
って制動力が発生される。

【０００９】第２の発明によれば、加圧鋳造によって製
造された軽合金製の本体に鋳鉄製の摩擦板が摩擦圧接の
方法によって結合されることになり、これによって摩擦
板が本体に取付けられるようになる。

【００１０】

【実施例】図１および図２は本発明の第１の実施例に係
るブレーキディスクを示すものであって、ベンチレーテ
ッドタイプのブレーキディスク１０に関するものであ
る。すなわちブレーキディスク１０は２枚の板状体を空
間１１を介して互いに対向させた構造になっており、空
間１１内に半径方向に放射状に延びる複数枚の放熱フィ
ン１２によって両側の板状体が結合されるようにな構造
になっている。

【００１１】そしてこのブレーキディスク１０はその中
心部にカップ状をなすハブ１３を備えるようになってお
り、このハブ１３には円形の中心孔１４が形成されてい
る。またこのハブ１３には必要に応じて４〜６個のボル
ト挿通孔１５が形成されており、これらのボルト挿通孔
１５を貫通するボルトによって、ブレーキディスク１０
がホイールに固着されるようになっている。またこのブ
レーキディスク１０の両側の端面であってその外周側の
部分には摩擦板１６が取付けられている。摩擦板１６は
摩擦圧接の方法によって強固にブレーキディスク１０に
取付けられるようになっている。

【００１２】図１はこのようなブレーキディスク１０か
ら成るディスクブレーキを示しており、固定側にはキャ
リパ１９が配されるようになっている。そしてキャリパ
１９はその両側にブレーキシリンダ２０を備えており、
ブレーキシリンダ２０内にはピストン２１が摺動可能に
保持されている。そしてピストン２１の前端側にはパッ
ド２２が固着されており、このパッド２２によってブレ
ーキディスク１０の摩擦板１６に圧着し、制動力を発生
されるようにしている。

【００１３】本実施例に係るブレーキディスク１０は、
その本体の部分をアルミニウム合金、例えばＪＩＳＡＣ
８Ａによって５００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ² の加圧下
で高圧鋳造するようにしている。なお溶湯の鋳造時の温
度は例えば７７０℃に設定した。このようなアルミニウ
ム合金製のディスクによって軽量化と放熱性の向上とを
図るようにしている。しかもそのブレーキパッドとの圧
接面は、普通鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、またはＮｉ系オー
ステナイト鋳鉄（ニレジスト鋳鉄）の摩擦板を摩擦圧接
の方法によってブレーキディスク１０の両側の端面に結
合するようにしており、強固に摩擦板１６をディスク１
０に結合するようにしている。従ってこのような構造に
よれば、強力な結合力と良好な熱伝導性とを得ることが
可能になる。

【００１４】このようなブレーキディスク１０を用いる
ことによって、ブレーキ性能が向上するとともに、従来
に比べて３０％以上の軽量化を図ることが可能になり、
ばね下荷重が少なくなる。これによって車両の運動性能
が向上するとともに、操縦の安定性と燃費の低減とが可
能になっている。しかも摩擦板１６は摩擦圧接の方法に
よってブレーキディスク１０に冶金的に結合されている
ために、強固な結合力が得られるようになる。

【００１５】図３はこのようなブレーキディスク１０に
対する摩擦板１６の摩擦圧接による結合方法を示すもの
であって、アルミニウム合金によって高圧鋳造されたブ
レーキディスク１０をチャック２５によって保持する。
この場合においてチャック２５によってハブ１３を受入
れるように保持し、ハブ１３とは反対側のテーパ面２７
に摩擦板１６を軸線方向右方から左方に静かに押圧す
る。このときにチャック２５によってブレーキディスク
１０を高速回転させておく。すると回転しない摩擦板１
６と回転するブレーキディスク１０のテーパ面２７との
間での摩擦によって摩擦面が高温になる。そして高温に
なった段階で、さらに押圧力を高め、アップセットを行
なう。このようなアップセットの加圧力は、６〜８ｋｇ
／ｍｍ² の値になる。

【００１６】ここでブレーキディスク１０の摩擦圧接面
をテーパ面２７にするのはつぎのような理由による。摩
擦板１６をブレーキディスク１０に静かに接触させる
と、両者の間で摩擦熱が発生する。このときに中心側と
外周側とでは周速に差を生じ、中心側の方が周速が低い
ために温度が低くなり、外周側は摩擦による温度上昇が
激しくなる。従って半径方向に温度勾配を生ずる。

【００１７】このような温度勾配をなくすために、圧接
面をテーパ面２７にし、摩擦板１６を加圧したときに中
心側では大きな加圧力が発生し、外周側では小さな加圧
力が発生するようにする。このような加圧力の差によっ
て、周速の差と相殺する。すなわち中心側では周速が低
いために高い圧力を加えて摩擦力を出すようにし、これ
に対して外周側では加圧力を弱くして主として周速によ
って大きな熱を発生させるようにし、全体として半径方
向にほぼ同じような摩擦熱が発生して均一な圧接が行な
われるようにしている。なおテーパ面２７の垂直面に対
する角度は５度以下でよく、好ましくは３〜０．２度の
範囲内に設定される。

【００１８】一方のテーパ面２７に摩擦板１６が圧接さ
れたならば、今度はこのブレーキディスク１０を図４に
示すように別のチャック２６によってチャックし、ハブ
１３側のテーパ面２８に同様の方法によって摩擦板１６
を圧接する。すなわちチャック２６によってブレーキデ
ィスク１０を回転させながら摩擦板１６を右方から静か
に軸線方向に左方へ移動させ、テーパ面２８に圧接し、
最後にアップセットを行なって強固に圧接する。これに
よって図１および図２に示すようなブレーキディスク１
０が製造される。

【００１９】このように図３および図４に示す方法によ
れば、テーパ面２７、２８の勾配を利用し、半径方向の
周速の差をこのテーパ面２７、２８によって生ずる加圧
力の差によって相殺することにより、加熱温度を半径方
向に沿ってほぼ均一な値にし、これによって摩擦板１６
をより完全に圧接して結合するようにしている。従って
摩擦板１６がテーパ面２７、２８から脱落することがな
くなる。

【００２０】とくに摩擦板１６としてニレジスト鋳鉄を
利用することによって、他の鋳鉄よりも耐摩耗性および
耐蝕性が向上する。さらにこのようなニレジスト製の摩
擦板１６によれば熱伝導率が向上し、ブレーキ性能が改
善される。またこのようなニレジスト鋳鉄の摩擦板１６
は熱膨張係数がアルミニウム合金に近いために、圧接条
件および使用時の剪断力の低下を軽減することが可能に
なる。

【００２１】つぎに図５および図６によって第２の実施
例のブレーキディスクについて説明する。このブレーキ
ディスクは、中間に空間および放熱フィンを備えないソ
リッドタイプのものであって、このブレーキディスク１
０の外周側の部分は無空の構造になっている。しかもこ
のブレーキディスク１０の両側には摩擦板１６が上記第
１の実施例と同様の方法によって摩擦圧接で結合されて
いる。

【００２２】このようなブレーキディスク１０において
も、図５に示すようにキャリパ１９の両側のブレーキシ
リンダ２０に摺動可能に保持されているピストン２１が
油圧によって押圧されると、パッド２２が両側から摩擦
板１６に圧着するようになり、このときの摩擦力によっ
て制動力が得られるようになる。

【００２３】以上本発明を図示の実施例によって説明し
たが、本発明はこれらの実施例によって限定されること
なく、本発明の技術的思想に基いて各種の変更が可能で
ある。例えば上記実施例においては、ブレーキディスク
１０はアルミニウム合金によって高圧鋳造されるように
なっているが、アルミニウム合金に代えて、マグネシウ
ム合金等の他の軽合金を用い、このような軽合金によっ
て高圧鋳造してブレーキディスク１０を製造するように
してもよい。

【００２４】

【発明の効果】第１の発明によれば、軽合金から構成さ
れ、ブレーキパッドとの圧接面に鋳鉄製の摩擦板が取付
けられているために、ブレーキディスクそれ自体が軽量
化され、このようなブレーキディスクを用いた車両のば
ね下荷重が少なくなる。またブレーキパッドとの圧接面
が鋳鉄製の摩擦板から構成されているために、耐摩耗性
に優れたブレーキディスクを提供することが可能にな
る。

【００２５】また第２の発明は、軽合金の溶湯を加圧下
で固化させて本体を製造し、ブレーキパッドとの圧接面
に鋳鉄製の摩擦板を摩擦圧接法によって結合するように
したものである。従って加圧下で固化された本体によっ
て高い強度を得ることが可能になるとともに、摩擦圧接
法によって鋳鉄製の摩擦板を強固に本体に結合すること
が可能になり、摩擦板の脱落が確実に回避されるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のブレーキディスクの一部を破断
した側面図である。

【図２】ブレーキディスクの一部を破断した正面図であ
る。

【図３】摩擦板の圧接を示す縦断面図である。

【図４】摩擦板の圧接を示す縦断面図である。

【図５】第２の実施例のブレーキディスクの一部を破断
した側面図である。

【図６】同ブレーキディスクの正面図である。

【符号の説明】 １０ ブレーキディスク １１ 空間 １２ 放熱フィン １３ ハブ １４ 中心孔 １５ ボルト挿通孔 １６ 摩擦板 １９ キャリパ ２０ ブレーキシリンダ ２１ ピストン ２２ パッド ２５、２６ チャック ２７、２８ テーパ面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軽合金から構成され、ブレーキパッドと
   の圧接面に鋳鉄製の摩擦板が取付けられていることを特
   徴とするブレーキディスク。
2. 【請求項２】 軽合金の溶湯を加圧下で固化させて本体
   を製造し、ブレーキパッドの圧接面に鋳鉄製の摩擦板を
   摩擦圧接法によって結合するようにしたことを特徴とす
   るブレーキディスクの製造方法。