JPH08210394A - 複合材キャリパ - Google Patents
複合材キャリパInfo
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- JPH08210394A JPH08210394A JP3769495A JP3769495A JPH08210394A JP H08210394 A JPH08210394 A JP H08210394A JP 3769495 A JP3769495 A JP 3769495A JP 3769495 A JP3769495 A JP 3769495A JP H08210394 A JPH08210394 A JP H08210394A
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- Japan
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- aluminum alloy
- caliper
- magnesium alloy
- composite material
- alloy
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D2055/0004—Parts or details of disc brakes
- F16D2055/0016—Brake calipers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0007—Casting
- F16D2250/0015—Casting around inserts
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- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミックスとアルミニウム合金等との複合
材キャリパの切削加工部分にアルミニウム合金等を用い
て切削性を向上させる。 【構成】 キャリパ形状から機械加工部分を除いた部分
形状のセラミックス繊維又はセラミックス粒子からなる
予備成形体（２）を装入したキャリパ形状の成形型内に
アルミニウム合金溶湯又はマグネシウム合金溶湯を注湯
してなり、予備成形体部（２）をアルミニウム合金又は
マグネシウム合金とセラミックス繊維又はセラミックス
粒子との複合材とし、機械加工部分（５）をアルミニウ
ム合金単体又はマグネシウム合金単体としたことを特徴
とする複合材キャリパ。
材キャリパの切削加工部分にアルミニウム合金等を用い
て切削性を向上させる。 【構成】 キャリパ形状から機械加工部分を除いた部分
形状のセラミックス繊維又はセラミックス粒子からなる
予備成形体（２）を装入したキャリパ形状の成形型内に
アルミニウム合金溶湯又はマグネシウム合金溶湯を注湯
してなり、予備成形体部（２）をアルミニウム合金又は
マグネシウム合金とセラミックス繊維又はセラミックス
粒子との複合材とし、機械加工部分（５）をアルミニウ
ム合金単体又はマグネシウム合金単体としたことを特徴
とする複合材キャリパ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複合材キャリパに関し、
特に機械加工部分を加工性に優れた材料とし、他の部分
を剛性に優れた材料として、両部分を強固に一体化した
ものである。
特に機械加工部分を加工性に優れた材料とし、他の部分
を剛性に優れた材料として、両部分を強固に一体化した
ものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用等のディスクブレーキの部品であるキャリパは従来鉄
鋳物（ＦＣＤ）で作られていたが、最近軽量化の要求が
高いのでアルミニウム合金鋳物（ＡＣ材）で鋳造して作
られる場合が増加傾向にある。しかしアルミニウム合金
鋳物は鉄鋳物と比較して引張強度、ヤング率が低いため
キャリパの設計上問題であった。
用等のディスクブレーキの部品であるキャリパは従来鉄
鋳物（ＦＣＤ）で作られていたが、最近軽量化の要求が
高いのでアルミニウム合金鋳物（ＡＣ材）で鋳造して作
られる場合が増加傾向にある。しかしアルミニウム合金
鋳物は鉄鋳物と比較して引張強度、ヤング率が低いため
キャリパの設計上問題であった。
【０００３】そこでアルミニウム合金鋳物のこれらの特
性を高めるため、該アルミニウム合金中にセラミックス
を含むアルミニウム合金複合材鋳物が得られている。セ
ラミックスの含有率は高い程上記特性は向上するが反面
切削加工等の機械加工が困難となる。特にタッピング加
工については加工性が劣るためキャリパ量産化のネック
になっていた。
性を高めるため、該アルミニウム合金中にセラミックス
を含むアルミニウム合金複合材鋳物が得られている。セ
ラミックスの含有率は高い程上記特性は向上するが反面
切削加工等の機械加工が困難となる。特にタッピング加
工については加工性が劣るためキャリパ量産化のネック
になっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み検討
の結果、機械加工部分の切削性を向上させた軽量の複合
材キャリパにおいて、機械加工部分と複合材部分とを確
実に一体化したものである。
の結果、機械加工部分の切削性を向上させた軽量の複合
材キャリパにおいて、機械加工部分と複合材部分とを確
実に一体化したものである。
【０００５】即ち本発明複合材キャリパの第１は、キャ
リパ形状から機械加工部分を除いた部分形状のセラミッ
クス繊維又はセラミックス粒子からなる予備成形体を装
入したキャリパ形状の成形型内にアルミニウム合金溶湯
又はマグネシウム合金溶湯を注湯してなり、予備成形体
部をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とセラミッ
クス繊維又はセラミックス粒子との複合材とし、機械加
工部分をアルミニウム合金単体又はマグネシウム合金単
体としたことを特徴とするものである。
リパ形状から機械加工部分を除いた部分形状のセラミッ
クス繊維又はセラミックス粒子からなる予備成形体を装
入したキャリパ形状の成形型内にアルミニウム合金溶湯
又はマグネシウム合金溶湯を注湯してなり、予備成形体
部をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とセラミッ
クス繊維又はセラミックス粒子との複合材とし、機械加
工部分をアルミニウム合金単体又はマグネシウム合金単
体としたことを特徴とするものである。
【０００６】また本発明複合材キャリパの第２は、キャ
リパ形状のうち機械加工部分が発泡プラスチックからな
り、他の部分がセラミックス繊維又はセラミックス粒子
からなるアルミニウム合金又はマグネシウム合金のブロ
ックを固着した成形体を砂型内に埋設してアルミニウム
合金又はマグネシウム合金のブロックを溶融してなり、
機械加工部分をアルミニウム合金又はマグネシウム合金
の単体とし、他の部分をアルミニウム合金又はマグネシ
ウム合金とセラミックス繊維又はセラミックス粒子との
複合材としたことを特徴とするものである。
リパ形状のうち機械加工部分が発泡プラスチックからな
り、他の部分がセラミックス繊維又はセラミックス粒子
からなるアルミニウム合金又はマグネシウム合金のブロ
ックを固着した成形体を砂型内に埋設してアルミニウム
合金又はマグネシウム合金のブロックを溶融してなり、
機械加工部分をアルミニウム合金又はマグネシウム合金
の単体とし、他の部分をアルミニウム合金又はマグネシ
ウム合金とセラミックス繊維又はセラミックス粒子との
複合材としたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】このように本発明の第１では予め機械加工の必
要な部分以外の部分キャリパ形状をＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＣ
等の繊維又は粒子で作成して予備成形体とする。これを
キャリパ形状を鋳造する金型等の成形型内にセットし、
該型内にアルミニウム合金溶湯又はマグネシウム合金溶
湯を注湯する。このような構成により、該溶湯の一部は
成形型内の多孔質体である予備成形体内に浸透するので
機械加工される部分以外の予備成形体部分はアルミニウ
ム合金（又はマクネシウム合金）とセラミックス材との
複合材となり引張強度やヤング率を大きくすることがで
き、且つ機械加工される部分は切削加工性の良好なアル
ミニウム合金（又はマグネシウム合金）単体となる。
要な部分以外の部分キャリパ形状をＡｌ2 Ｏ3 やＳｉＣ
等の繊維又は粒子で作成して予備成形体とする。これを
キャリパ形状を鋳造する金型等の成形型内にセットし、
該型内にアルミニウム合金溶湯又はマグネシウム合金溶
湯を注湯する。このような構成により、該溶湯の一部は
成形型内の多孔質体である予備成形体内に浸透するので
機械加工される部分以外の予備成形体部分はアルミニウ
ム合金（又はマクネシウム合金）とセラミックス材との
複合材となり引張強度やヤング率を大きくすることがで
き、且つ機械加工される部分は切削加工性の良好なアル
ミニウム合金（又はマグネシウム合金）単体となる。
【０００８】また本発明の第２では、予め機械加工の必
要となる部分は発泡プラスチックを用い、且つ他の部分
はセラミックス繊維又は粒子を用いてキャリパの全体形
状を作製して成形体とする。そしてこの成形体と同体積
以上のアルミニウム合金又はマグネシウム合金のブロッ
クをこの成形体に固着する。このときこの成形体とブロ
ックの一体品の外表面をセラミックスでコーティングし
ておくとよい。
要となる部分は発泡プラスチックを用い、且つ他の部分
はセラミックス繊維又は粒子を用いてキャリパの全体形
状を作製して成形体とする。そしてこの成形体と同体積
以上のアルミニウム合金又はマグネシウム合金のブロッ
クをこの成形体に固着する。このときこの成形体とブロ
ックの一体品の外表面をセラミックスでコーティングし
ておくとよい。
【０００９】次に上記一体品を砂等のバックアップ材を
固めた砂型内に埋設し、これを加熱して上記ブロックを
溶融させ且つ発泡プラスチックを気化させる。このとき
該ブロックがアルミニウム合金の場合は 700〜 800℃に
加熱し、マグネシウム合金の場合は 500〜 750℃に加熱
する。このように溶融したアルミニウム合金又はマグネ
シウム合金は、多孔質のセラミックス繊維又は粒子の部
分内に浸入してセラミックスと金属との複合材を形成
し、同時に発泡プラスチックが気化した空所にはこの溶
融金属が充満して金属単体部を形成する。従って前記と
同様機械加工が必要な部分は良好な切削性を有し、他の
部分は優れた強度、剛性を有するものとなる。
固めた砂型内に埋設し、これを加熱して上記ブロックを
溶融させ且つ発泡プラスチックを気化させる。このとき
該ブロックがアルミニウム合金の場合は 700〜 800℃に
加熱し、マグネシウム合金の場合は 500〜 750℃に加熱
する。このように溶融したアルミニウム合金又はマグネ
シウム合金は、多孔質のセラミックス繊維又は粒子の部
分内に浸入してセラミックスと金属との複合材を形成
し、同時に発泡プラスチックが気化した空所にはこの溶
融金属が充満して金属単体部を形成する。従って前記と
同様機械加工が必要な部分は良好な切削性を有し、他の
部分は優れた強度、剛性を有するものとなる。
【００１０】このように本発明によればアルミニウム合
金（又はマグネシウム合金）単体部と複合材部とは、金
属部分が連続して一体化しているので両部分の接合強度
が大きく、従ってキャリパ全体としての強度も大きい。
金（又はマグネシウム合金）単体部と複合材部とは、金
属部分が連続して一体化しているので両部分の接合強度
が大きく、従ってキャリパ全体としての強度も大きい。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。
【００１２】（実施例１）図１〜図４に示すようにディ
スクブレーキキャリパ（ａ）の全体形状のうち切削加工
が必要な部分、即ちピストン挿入部（ｂ）、インレット
部（ｃ）、ブリダー部（ｄ）、ガイドピン部（ｅ）、ロ
ックピン部（ｆ）及びツメ部（ｇ）のハッチング部分を
それぞれアルミニウム合金鋳物（ＡＣ材）製とし、他の
部分を該アルミニウム合金鋳物とセラミックス繊維（又
は粒子）との複合材からなる構造を得るために、図５に
示す方法を採用した。
スクブレーキキャリパ（ａ）の全体形状のうち切削加工
が必要な部分、即ちピストン挿入部（ｂ）、インレット
部（ｃ）、ブリダー部（ｄ）、ガイドピン部（ｅ）、ロ
ックピン部（ｆ）及びツメ部（ｇ）のハッチング部分を
それぞれアルミニウム合金鋳物（ＡＣ材）製とし、他の
部分を該アルミニウム合金鋳物とセラミックス繊維（又
は粒子）との複合材からなる構造を得るために、図５に
示す方法を採用した。
【００１３】金型（１）（１′）で形成されるキャリパ
形状の空間内の所定位置に、Ａｌ2 Ｏ3 等の繊維（又は
粒子）からなる上記ピストン挿入部（ｂ）、インレット
部（ｃ）、ブリダー部（ｄ）、ガイドピン部（ｅ）、ロ
ックピン部（ｆ）及びツメ部（ｇ）を除いた部分形状の
予備成形体（２）を装入する。そして該空間内に中子
（３）（４）を挿入して該中子（３）（４）、該予備成
形体（２）及び金型（１）（１′）とで形成される空隙
（５）にアルミニウム合金溶湯を注湯して加圧すること
により複合材キャリパ（ａ）を作製した。得られたキャ
リパは全体として引張強度やヤング率等の機械的特性が
良好で、しかも後加工による切削加工の部分の切削性も
良好である。
形状の空間内の所定位置に、Ａｌ2 Ｏ3 等の繊維（又は
粒子）からなる上記ピストン挿入部（ｂ）、インレット
部（ｃ）、ブリダー部（ｄ）、ガイドピン部（ｅ）、ロ
ックピン部（ｆ）及びツメ部（ｇ）を除いた部分形状の
予備成形体（２）を装入する。そして該空間内に中子
（３）（４）を挿入して該中子（３）（４）、該予備成
形体（２）及び金型（１）（１′）とで形成される空隙
（５）にアルミニウム合金溶湯を注湯して加圧すること
により複合材キャリパ（ａ）を作製した。得られたキャ
リパは全体として引張強度やヤング率等の機械的特性が
良好で、しかも後加工による切削加工の部分の切削性も
良好である。
【００１４】（実施例２）図６に示すように、ディスク
ブレーキキャリパ（ａ）の全体形状のうち切削加工を必
要とする部分であるピストン挿入部、インレット部、ブ
リダー部、ツメ部及び図示していないガイドピン部とロ
ックピン部を発泡スチロールで作成し（発泡スチロール
部（ｍ））、さらにキャリパ全体形状（ａ）の他の部分
をＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックス繊維（又は粒子）を固め
て作成して（セラミックス部（ｎ））、これらを組み合
わせてキャリパ全体形状（ａ）の成形体を得た。そして
該成形体に該成形体よりやや体積の大きい図のようなア
ルミニウム合金（ＡＣ材）ブロック（６）を固着して一
体品とし、この一体品表面に、Ａｌ2 Ｏ3 粒子と結合剤
として水ガラス等を混合したものを塗布して、セラミッ
クスコーティングを施した。
ブレーキキャリパ（ａ）の全体形状のうち切削加工を必
要とする部分であるピストン挿入部、インレット部、ブ
リダー部、ツメ部及び図示していないガイドピン部とロ
ックピン部を発泡スチロールで作成し（発泡スチロール
部（ｍ））、さらにキャリパ全体形状（ａ）の他の部分
をＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックス繊維（又は粒子）を固め
て作成して（セラミックス部（ｎ））、これらを組み合
わせてキャリパ全体形状（ａ）の成形体を得た。そして
該成形体に該成形体よりやや体積の大きい図のようなア
ルミニウム合金（ＡＣ材）ブロック（６）を固着して一
体品とし、この一体品表面に、Ａｌ2 Ｏ3 粒子と結合剤
として水ガラス等を混合したものを塗布して、セラミッ
クスコーティングを施した。
【００１５】次に第７図に示すように、上記一体品を金
枠（７）内の鋳物砂内にセットし、これに振動及び空気
圧等を施して該砂を固めることにより砂型（８）内に該
一体品を埋設させた構造を作った。そしてこれを加熱炉
（９）内に設置して 700〜800 ℃の温度に加熱して発泡
スチロールを気化消失させ且つアルミニウム合金ブロッ
ク（６）を溶融することにより、該アルミニウム合金溶
湯をセラミックス部（ｎ）に侵入させ、同時に空所にな
った発泡スチロール部（ｍ）に充満させてアルミニウム
合金複合材キャリパを得た。なお図中10はヒータであ
る。
枠（７）内の鋳物砂内にセットし、これに振動及び空気
圧等を施して該砂を固めることにより砂型（８）内に該
一体品を埋設させた構造を作った。そしてこれを加熱炉
（９）内に設置して 700〜800 ℃の温度に加熱して発泡
スチロールを気化消失させ且つアルミニウム合金ブロッ
ク（６）を溶融することにより、該アルミニウム合金溶
湯をセラミックス部（ｎ）に侵入させ、同時に空所にな
った発泡スチロール部（ｍ）に充満させてアルミニウム
合金複合材キャリパを得た。なお図中10はヒータであ
る。
【００１６】尚、繊維又は粒子はＡｌ2 Ｏ3 を例示した
が、ＳｉＣとしても良い。それらの含有率は、体積含有
率（Ｖf ）で10〜60％が望ましい。また、溶湯材として
アルミニウム合金を例示したが、マグネシウム合金とし
ても良い。
が、ＳｉＣとしても良い。それらの含有率は、体積含有
率（Ｖf ）で10〜60％が望ましい。また、溶湯材として
アルミニウム合金を例示したが、マグネシウム合金とし
ても良い。
【００１７】
【発明の効果】このように本発明によれば、セラミック
スとアルミニウム合金等との高強度、高剛性の複合材部
分を含むブレーキキャリパにおいて、切削加工を良好な
らしめる金属単体部分と複合材部分とが一様に確実に一
体化しているのでより高強度のブレーキキャリパが得ら
れる。
スとアルミニウム合金等との高強度、高剛性の複合材部
分を含むブレーキキャリパにおいて、切削加工を良好な
らしめる金属単体部分と複合材部分とが一様に確実に一
体化しているのでより高強度のブレーキキャリパが得ら
れる。
【図１】本発明の一実施例を説明するものでキャリパの
平面図である。
平面図である。
【図２】同じく図１のＡＡ線断面図である。
【図３】同じく図１のＢＢ線断面図である。
【図４】同じく図１のＣＣ線断面図である。
【図５】本発明の一実施例のキャリパの製造法を示す説
明図である。
明図である。
【図６】本発明の他の実施例を説明するキャリパの側断
面図である。
面図である。
【図７】本発明の他の実施例のキャリパの製造法を示す
説明図である。
説明図である。
１ 金型 ２ 予備成形体 ３、４ 中子 ５ 空隙 ６ アルミニウム合金ブロック ７ 金枠 ８ 砂型 ９ 加熱炉 10 ヒータ
Claims (2)
- 【請求項１】 キャリパ形状から機械加工部分を除いた
部分形状のセラミックス繊維又はセラミックス粒子から
なる予備成形体を装入したキャリパ形状の成形型内にア
ルミニウム合金溶湯又はマグネシウム合金溶湯を注湯し
てなり、予備成形体部をアルミニウム合金又はマグネシ
ウム合金とセラミックス繊維又はセラミックス粒子との
複合材とし、機械加工部分をアルミニウム合金単体又は
マグネシウム合金単体としたことを特徴とする複合材キ
ャリパ。 - 【請求項２】 キャリパ形状のうち機械加工部分が発泡
プラスチックからなり、他の部分がセラミックス繊維又
はセラミックス粒子からなるアルミニウム合金又はマグ
ネシウム合金のブロックを固着した成形体を砂型内に埋
設してアルミニウム合金又はマグネシウム合金のブロッ
クを溶融してなり、機械加工部分をアルミニウム合金又
はマグネシウム合金の単体とし、他の部分をアルミニウ
ム合金又はマグネシウム合金とセラミックス繊維又はセ
ラミックス粒子との複合材としたことを特徴とする複合
材キャリパ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769495A JPH08210394A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 複合材キャリパ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3769495A JPH08210394A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 複合材キャリパ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210394A true JPH08210394A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12504670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3769495A Pending JPH08210394A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 複合材キャリパ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210394A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232015B1 (en) | 1999-10-29 | 2007-06-19 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Caliper body method of manufacturing caliper body of vehicular disc brake |
| WO2011079995A1 (de) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Robert Bosch Gmbh | Bremssattel für ein fahrzeugbremssystem sowie verfahren und vorrichtung zum herstellen eines bremssattels |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP3769495A patent/JPH08210394A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232015B1 (en) | 1999-10-29 | 2007-06-19 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Caliper body method of manufacturing caliper body of vehicular disc brake |
| US7318467B2 (en) | 1999-10-29 | 2008-01-15 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Caliper body and method of manufacturing caliper body of vehicular disk brake |
| EP2273147A1 (en) * | 1999-10-29 | 2011-01-12 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Caliper body and method of manufacturing caliper body of vehicular disc brake |
| WO2011079995A1 (de) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Robert Bosch Gmbh | Bremssattel für ein fahrzeugbremssystem sowie verfahren und vorrichtung zum herstellen eines bremssattels |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040628 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041112 |