JPH0942339A - 複合金属層からなるブレーキディスク - Google Patents
複合金属層からなるブレーキディスクInfo
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- JPH0942339A JPH0942339A JP19995695A JP19995695A JPH0942339A JP H0942339 A JPH0942339 A JP H0942339A JP 19995695 A JP19995695 A JP 19995695A JP 19995695 A JP19995695 A JP 19995695A JP H0942339 A JPH0942339 A JP H0942339A
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- brake disc
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- composite metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋳鉄、合金鋼、ステンレス鋼製ブレーキ
ディスクと同等以上の制動性能を有し、更に軽量化した
複合金属層からなるブレーキディスクを提供する。 【解決手段】 本発明ブレーキディスク１は、軽量化金
属層２と制動面金属層３とが例えば、中間金属層４を介
して冶金的に接合した複合金属層からなることを特徴と
する。
ディスクと同等以上の制動性能を有し、更に軽量化した
複合金属層からなるブレーキディスクを提供する。 【解決手段】 本発明ブレーキディスク１は、軽量化金
属層２と制動面金属層３とが例えば、中間金属層４を介
して冶金的に接合した複合金属層からなることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は原動機付き自転
車、自動二輪車、軽四輪自動車、普通自動車、大型自動
車、特殊自動車など、いわゆる自動車のディスクブレー
キディスクに関し、特に、レーシングバイクなど徹底し
た軽量化と高性能が要求されるブレーキディスクに関す
る。
車、自動二輪車、軽四輪自動車、普通自動車、大型自動
車、特殊自動車など、いわゆる自動車のディスクブレー
キディスクに関し、特に、レーシングバイクなど徹底し
た軽量化と高性能が要求されるブレーキディスクに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】四輪自動車用ディスクブレーキの多くは
鋳鉄、炭素鋼、合金鋼などが使用されており、二輪車は
ステンレス鋼、アルミニュウム合金鋼などのブレーキデ
ィスクを使用している。
鋳鉄、炭素鋼、合金鋼などが使用されており、二輪車は
ステンレス鋼、アルミニュウム合金鋼などのブレーキデ
ィスクを使用している。
【０００３】ブレーキディスクは、高速回転する車輪に
一体構造物として組み込まれており、長時間走行の振
動、衝撃でも亀裂、変形、性能劣化することなく、耐熱
性、耐食性などを具備するとともに、摩擦抵抗が大き
く、制動特性が優秀で、軽量かつ放熱特性良好でなけれ
ばならない。
一体構造物として組み込まれており、長時間走行の振
動、衝撃でも亀裂、変形、性能劣化することなく、耐熱
性、耐食性などを具備するとともに、摩擦抵抗が大き
く、制動特性が優秀で、軽量かつ放熱特性良好でなけれ
ばならない。
【０００４】これらの問題に対応するためブレーキディ
スクのクラッド化について開発が進められてきた。例え
ば、特開昭６２−９９４４７号公報、特開昭６３−１４
０１３０号公報、特開平１−１９１７６８号公報などに
示される。
スクのクラッド化について開発が進められてきた。例え
ば、特開昭６２−９９４４７号公報、特開昭６３−１４
０１３０号公報、特開平１−１９１７６８号公報などに
示される。
【０００５】例えば、公開昭６２−９９４４７号公報で
は、アルミニュウム合金板表面に耐磨耗性の鉄系合金を
大気中で溶射した円盤が用いられていたが、皮膜が多孔
質であるため期待したほどの耐磨耗性が得られず、更
に、剥離しにくい接合力と充分な密着を得るためには膨
大な評価が必要であった。これを改善するために特開平
１−１９１７６８号公報では、円盤状に成形したアルミ
ニュウム合金の平面部分にステンレス鋼の粉末を減圧中
でプラズマ溶射させ、ステンレス鋼の皮膜を形成したブ
レーキディスクが開示されている。また、特開昭６３−
１４０１３０号公報では、アルミニュウムを中間層と
し、その両面にステンレス鋼を拡散接合したクラッド鋼
板を使用する事や、このクラッド鋼板のみでは充分な放
熱効果が得られないとして、中間層にフィンを設ける方
法などが提案されている。
は、アルミニュウム合金板表面に耐磨耗性の鉄系合金を
大気中で溶射した円盤が用いられていたが、皮膜が多孔
質であるため期待したほどの耐磨耗性が得られず、更
に、剥離しにくい接合力と充分な密着を得るためには膨
大な評価が必要であった。これを改善するために特開平
１−１９１７６８号公報では、円盤状に成形したアルミ
ニュウム合金の平面部分にステンレス鋼の粉末を減圧中
でプラズマ溶射させ、ステンレス鋼の皮膜を形成したブ
レーキディスクが開示されている。また、特開昭６３−
１４０１３０号公報では、アルミニュウムを中間層と
し、その両面にステンレス鋼を拡散接合したクラッド鋼
板を使用する事や、このクラッド鋼板のみでは充分な放
熱効果が得られないとして、中間層にフィンを設ける方
法などが提案されている。
【０００６】また、自動車業界の技術革新は目覚まし
く、更なる品質改善、性能改善の開発研究が進められ、
特に、レーシングカー、レーシングバイクなどの場合
は、全ての部品の軽量化と性能を極限まで求められる。
炭素繊維強化炭素複合材料製ブレーキディスクはそのよ
うな状況の中で開発され、ブレーキディスクとしての具
備すべき条件を優秀な成績で立証した。
く、更なる品質改善、性能改善の開発研究が進められ、
特に、レーシングカー、レーシングバイクなどの場合
は、全ての部品の軽量化と性能を極限まで求められる。
炭素繊維強化炭素複合材料製ブレーキディスクはそのよ
うな状況の中で開発され、ブレーキディスクとしての具
備すべき条件を優秀な成績で立証した。
【０００７】
【発明が解決しょうとしている課題】しかしながら、前
述した従来の複合金属製ブレーキディスクは、更に接合
強度の改善が求められ、安全性と耐久性が求められてい
る。
述した従来の複合金属製ブレーキディスクは、更に接合
強度の改善が求められ、安全性と耐久性が求められてい
る。
【０００８】また、ブレーキディスクを軽量金属材料の
ＪＩＳ．Ｈ４０００記号Ａ３００３Ｐ、Ａ３００４Ｐ、
Ａ５０５２Ｐ、Ａ５０８３Ｐ、Ａ６０６１Ｐ、Ａ７０７
５Ｐなどの軽量金属材料のアルミニュウム合金のみ使用
する場合には、制動時のブレーキディスク表面に生じる
温度における耐熱性の問題があつた。
ＪＩＳ．Ｈ４０００記号Ａ３００３Ｐ、Ａ３００４Ｐ、
Ａ５０５２Ｐ、Ａ５０８３Ｐ、Ａ６０６１Ｐ、Ａ７０７
５Ｐなどの軽量金属材料のアルミニュウム合金のみ使用
する場合には、制動時のブレーキディスク表面に生じる
温度における耐熱性の問題があつた。
【０００９】本発明はかかる問題に着眼してなされたも
のである。その目的は、製造コストが安価で、軽量かつ
ブレーキ性能が優れた複合金属製ブレーキディスクを提
供するものである。
のである。その目的は、製造コストが安価で、軽量かつ
ブレーキ性能が優れた複合金属製ブレーキディスクを提
供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、軽量化
金属層の片面、又は、両面に制動面金属層が冶金的に接
合されていることを特徴とする、複合金属層からなるブ
レーキディスクである。
金属層の片面、又は、両面に制動面金属層が冶金的に接
合されていることを特徴とする、複合金属層からなるブ
レーキディスクである。
【００１１】また、制動面金属層と軽量化金属層との間
に銅、銀、チタン、ニオブ、タンタル、及び、これらの
合金の中から選ばれた金属層を介在させてなるものであ
り、軽量化金属層が、アルミニュウム、アルミニュウム
合金から成るものであり、制動面金属層が、炭素鋼、合
金鋼、ステンレス鋼、からなるもの、軽量化金属層およ
び制動面金属層が爆発圧着により冶金的に全面接合され
ているもの、軽量化金属層と、制動面金属層からなるブ
レーキディスクが、少なくとも２層以上の金属層で構成
されているものである。
に銅、銀、チタン、ニオブ、タンタル、及び、これらの
合金の中から選ばれた金属層を介在させてなるものであ
り、軽量化金属層が、アルミニュウム、アルミニュウム
合金から成るものであり、制動面金属層が、炭素鋼、合
金鋼、ステンレス鋼、からなるもの、軽量化金属層およ
び制動面金属層が爆発圧着により冶金的に全面接合され
ているもの、軽量化金属層と、制動面金属層からなるブ
レーキディスクが、少なくとも２層以上の金属層で構成
されているものである。
【００１２】本発明は、従来の構造の問題点を解決する
ブレーキディスクの複合金属化を研究開発し、従来の鋳
鉄製ブレーキディスクの制動性能と同等で、アルミニュ
ウム層との複合化により軽量化に成功したのである。
ブレーキディスクの複合金属化を研究開発し、従来の鋳
鉄製ブレーキディスクの制動性能と同等で、アルミニュ
ウム層との複合化により軽量化に成功したのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の複合金属層としては、前
述した金属層を適宜組み合わせて使用でき、例えば、鋳
鉄／アルミ合金／鋳鉄、合金炭素鋼／アルミ合金／合金
炭素鋼などが挙げられる。これらの層は３層または５層
であり、好ましくは３層がよい。
述した金属層を適宜組み合わせて使用でき、例えば、鋳
鉄／アルミ合金／鋳鉄、合金炭素鋼／アルミ合金／合金
炭素鋼などが挙げられる。これらの層は３層または５層
であり、好ましくは３層がよい。
【００１４】アルミ合金としては、３層の場合、炭素
鋼、合金鋼との爆発圧着が比較的容易なＪＩＳ Ｈ４０
００ Ａ３００３が代表的なものであるが、他の３００
系（ＡＬ−Ｍｎ系）、及び５０００系（ＡＬ−Ｍｇ
系）、６０００系（ＡＬ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、７０００系
（ＡＬ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を用いる事もできる。
鋼、合金鋼との爆発圧着が比較的容易なＪＩＳ Ｈ４０
００ Ａ３００３が代表的なものであるが、他の３００
系（ＡＬ−Ｍｎ系）、及び５０００系（ＡＬ−Ｍｇ
系）、６０００系（ＡＬ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、７０００系
（ＡＬ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を用いる事もできる。
【００１５】他の３００系（ＡＬ−Ｍｎ系）、及び５０
００系（ＡＬ−Ｍｇ系）、６０００系（ＡＬ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系）、７０００系（ＡＬ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を用いる場
合には、媒接材を介して爆発圧着することが好まし
い。。
００系（ＡＬ−Ｍｇ系）、６０００系（ＡＬ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系）、７０００系（ＡＬ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を用いる場
合には、媒接材を介して爆発圧着することが好まし
い。。
【００１６】アルミ合金層は材料の組み合わせにより適
宜選択されるが、ブレーキディスクの性能からみて全厚
にしめるアルミ合金層は出来るだけ厚肉がよい。
宜選択されるが、ブレーキディスクの性能からみて全厚
にしめるアルミ合金層は出来るだけ厚肉がよい。
【００１７】また、制動面金属層はブレーキの耐用年数
に充分耐える磨耗量を確保できれば薄肉でもよく、媒接
材料（中間金属層）を使用した５層の場合の媒接材の肉
厚も、両金属層を強固に接合できれば薄肉でかまわな
い。
に充分耐える磨耗量を確保できれば薄肉でもよく、媒接
材料（中間金属層）を使用した５層の場合の媒接材の肉
厚も、両金属層を強固に接合できれば薄肉でかまわな
い。
【００１８】制動面金属層、中間金属層は薄肉でよい
が、爆発圧着の際には、ある程度の剛性が必要となり技
術上の問題としてこれらの最少肉厚は０．５ｍｍ〜２ｍ
ｍ程度が好ましい。なお、これら金属層を厚肉で爆発厚
着した場合は、必要に応じて爆発圧着後に不要な厚さを
切削除去するか、又は圧延などの方法によって肉厚を調
整すれば良い。
が、爆発圧着の際には、ある程度の剛性が必要となり技
術上の問題としてこれらの最少肉厚は０．５ｍｍ〜２ｍ
ｍ程度が好ましい。なお、これら金属層を厚肉で爆発厚
着した場合は、必要に応じて爆発圧着後に不要な厚さを
切削除去するか、又は圧延などの方法によって肉厚を調
整すれば良い。
【００１９】また、複合金属層全体の板厚は、二輪車、
四輪車、車種によつて異なるが、全厚４〜８ｍｍ程度で
ある。
四輪車、車種によつて異なるが、全厚４〜８ｍｍ程度で
ある。
【００２０】本発明でいう冶金的接合とは、爆発圧着に
よって金属と金属が直接接合し、その接合強度が接合さ
れる金属素材の強度以上で接合されることが好ましい。
よって金属と金属が直接接合し、その接合強度が接合さ
れる金属素材の強度以上で接合されることが好ましい。
【００２１】
【作用】本発明のブレーキディスクは軽量化金属層の片
面、又は、両面に制動面金属層が冶金的に接合されてい
るので、使用中に剥離を生じることなどのトラブル発生
がなく、軽量かつブレーキ性能が良好なブレーキディス
クが提供できるのである。
面、又は、両面に制動面金属層が冶金的に接合されてい
るので、使用中に剥離を生じることなどのトラブル発生
がなく、軽量かつブレーキ性能が良好なブレーキディス
クが提供できるのである。
【００２２】以下、実施例によって、本発明を具体的に
説明する。
説明する。
【００２３】
【実施例】表１に示す如く、耐食アルミニュウム層の両
面に合金鋼を爆発圧着したクラッド板及び、耐食アルミ
ニュウム層の両面にチタニュウム層を介して合金鋼を爆
発圧着したクラッド板を外径３２０ｍｍ、内径２２０ｍ
ｍのドーナツ形状に切り抜き平坦度矯正したのち、クラ
ッド板の両面をそれぞれ１ｍｍ切削して、これをブレー
キディスクとして組み込み性能試験を実施した。
面に合金鋼を爆発圧着したクラッド板及び、耐食アルミ
ニュウム層の両面にチタニュウム層を介して合金鋼を爆
発圧着したクラッド板を外径３２０ｍｍ、内径２２０ｍ
ｍのドーナツ形状に切り抜き平坦度矯正したのち、クラ
ッド板の両面をそれぞれ１ｍｍ切削して、これをブレー
キディスクとして組み込み性能試験を実施した。
【００２４】性能試験は、減圧試験と速度試験を実施し
た。先ず、減圧試験では各制動液圧で時速２００Ｋｍ／
ｈから１００Ｋｍ／ｈまで減速する間の制動トルクを測
定し、摩擦係数を算出した。速度試験では、制動液圧一
定でそれぞれ１００Ｋｍ／ｈから５０Ｋｍ／ｈまで、１
５０Ｋｍ／ｈから５０Ｋｍ／ｈまで、２００Ｋｍ／ｈか
ら１００Ｋｍ／ｈまで減速する間の制動トルクを測定
し、摩擦係数を算出した。 これらの試験結果は従来の
鋳鉄性とほぼ同等の成績であり、制動特性良好で、期待
通りのディスクブレーキが得ることができた。
た。先ず、減圧試験では各制動液圧で時速２００Ｋｍ／
ｈから１００Ｋｍ／ｈまで減速する間の制動トルクを測
定し、摩擦係数を算出した。速度試験では、制動液圧一
定でそれぞれ１００Ｋｍ／ｈから５０Ｋｍ／ｈまで、１
５０Ｋｍ／ｈから５０Ｋｍ／ｈまで、２００Ｋｍ／ｈか
ら１００Ｋｍ／ｈまで減速する間の制動トルクを測定
し、摩擦係数を算出した。 これらの試験結果は従来の
鋳鉄性とほぼ同等の成績であり、制動特性良好で、期待
通りのディスクブレーキが得ることができた。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明の複合金属層が爆発圧着などによ
って冶金的に接合したブレーキディスクを用いることに
よって、従来の鋳鉄製ブレーキディスクと同等の制動性
能を持ち、且つ、アルミニュウム層との複合化によって
安全への信頼性充分な軽量化ブレーキディスクを達成す
ることができた。
って冶金的に接合したブレーキディスクを用いることに
よって、従来の鋳鉄製ブレーキディスクと同等の制動性
能を持ち、且つ、アルミニュウム層との複合化によって
安全への信頼性充分な軽量化ブレーキディスクを達成す
ることができた。
【００２７】また、炭素繊維強化炭素複合材料製ディス
クプレートの如き著しく高価な製造コストを要せず、レ
ーシングカーの正当な技術競争を促し、レースの盛況に
繋がるものと信じる。
クプレートの如き著しく高価な製造コストを要せず、レ
ーシングカーの正当な技術競争を促し、レースの盛況に
繋がるものと信じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合金属層からなるブレーキディスク
の斜視図である。
の斜視図である。
１： 本発明の複合金属層からなるブレーキディスク。 ２： 軽量化金属層 ３： 制動面金属層 ４： 中間金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 宏 長野県上田市大字国分840番地 日信工業 株式会社内 (72)発明者 櫻井 辰佳 長野県上田市大字国分840番地 日信工業 株式会社内 (72)発明者 白井 洋行 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 軽量化金属層の片面、又は、両面に制動
面金属層が爆発圧着によって、金属と金属が直接冶金的
に接合されていることを特徴とする、複合金属層からな
るブレーキディスク。 - 【請求項２】 制動面金属層と軽量化金属層との間に
銅、銀、チタン、ニオブ、タンタル、及び、これらの合
金のうち何れかからなる金属層が介在していることを特
徴とする請求項１記載のブレーキディスク。 - 【請求項３】 軽量化金属層が、アルミニュウム、また
はアルミニュウム合金からなることを特徴とする請求項
１又は２に記載のブレーキディスク。 - 【請求項４】 制動面金属層が、炭素鋼、合金鋼、ステ
ンレス鋼、の何れかからなることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載のブレーキディスク。 - 【請求項５】 軽量化金属層および制動面金属層が爆発
圧着により冶金的に全面接合されていることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のブレーキデイスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19995695A JPH0942339A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 複合金属層からなるブレーキディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19995695A JPH0942339A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 複合金属層からなるブレーキディスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0942339A true JPH0942339A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16416403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19995695A Pending JPH0942339A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 複合金属層からなるブレーキディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0942339A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491142B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-12-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Brake disk |
| US7066235B2 (en) | 2002-05-07 | 2006-06-27 | Nanometal, Llc | Method for manufacturing clad components |
| US9776241B2 (en) | 2012-04-18 | 2017-10-03 | Xiaodi Huang | High thermal conductivity disk brakes |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP19995695A patent/JPH0942339A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491142B2 (en) | 2000-03-31 | 2002-12-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Brake disk |
| US7066235B2 (en) | 2002-05-07 | 2006-06-27 | Nanometal, Llc | Method for manufacturing clad components |
| US9776241B2 (en) | 2012-04-18 | 2017-10-03 | Xiaodi Huang | High thermal conductivity disk brakes |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20041014 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041021 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041215 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050908 |