JP3715125B2

JP3715125B2 - ブレーキドラム

Info

Publication number: JP3715125B2
Application number: JP03466499A
Authority: JP
Inventors: 康治中村; 勝弘柴田; 克宏喜多村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: US6290031B1; JP2000230590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転ブレーキ部品、特に、車輪と共に回転するドラム本体を備え、そのドラム本体の内周面が制動時に摩擦材と摺擦するブレーキドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキドラムとしては、その軽量化の要請から、優れた耐摩耗性および耐熱性を有するアルミニウム合金複合材より構成されたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらアルミニウム合金複合材よりなるブレーキドラムと、従来の鋳鉄ドラム用摩擦材とを組合せた場合、摩擦係数が低くなるため、ブレーキ効力が低下する、という問題を生じた。
【０００４】
そこで、摩擦材を、研磨材を多く含む等ブレーキドラムの摺擦面形成部に対して攻撃性の強いものに変える、といったことが行われているが、このような手段を採用すると、ブレーキドラムが、研磨材を含む摩耗粉および脱落分散材（例えばＳｉＣ粒子）をドラム外へ排出しにくい構造をしているため、ドラム内に摩耗粉等が滞留し易く、その滞留摩耗粉等の研磨作用によってブレーキドラムの摺擦面形成部および摩擦材の摩耗が過度に進行する、という新たな問題を生じた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、摺擦面形成部および摩擦材における、摩耗粉等の研磨作用による摩耗の過度の進行を抑制し、またその摺擦面形成部の強化を図ることが可能なブレーキドラムを提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため本発明によれば、車輪と共に回転するドラム本体を備え、そのドラム本体の内周面が制動時に摩擦材と摺擦するブレーキドラムにおいて、ドラム本体の内周側に在って環状をなす摺擦面形成部が、その周方向に配置された、アルミニウム合金よりなる金属マトリックスおよび多数の分散材よりなる少なくとも１つの複合部分と、前記金属マトリックスと同材種の金属のみからなる少なくとも１つの金属単体部分とより構成され、前記分散材は微細で、且つアスペクト比ＡがＡ＞１であるセラミック粒子集合体よりなり、前記セラミック粒子集合体は、その長さ方向を回転軸線方向に合せて配向していることを特徴とするブレーキドラムが提供される。
【０００７】
前記のように構成すると、摺擦面形成部の耐摩耗性および耐熱性を確保し得ると共に摩耗粉および脱落分散材を、制動中の摩擦材の押圧力によって摺擦面形成部の金属単体部分に押込んで保持させることが可能となり、これにより、摺擦面形成部および摩擦材における、摩耗粉等の研磨作用による摩耗の過度の進行を抑制し、また金属単体部分をそれに押込まれた摩耗粉等により複合強化することが可能である。
【０００８】
また特に複合部分の分散材は微細で、且つアスペクト比ＡがＡ＞１であるセラミック粒子集合体よりなり、そのセラミック粒子集合体が、その長さ方向を回転軸線方向に合せて配向しているため、ドラム本体が微細なセラミック粒子集合体の前記配向によって、その回転軸線方向に多数の筋金を埋設したように強化され、また多数の微細セラミック粒子単体によって全体的に分散強化されるので、摩擦熱に起因したドラム本体の開口部の開きを大いに抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１，２に示す参考例において、回転ブレーキ部材としてのブレーキドラム１は、円筒形をなすドラム本体２と、そのドラム本体２の一方の開口端に連設された環状取付部３とよりなる。ドラム本体２の内周面は、制動時、摩擦材、したがってブレーキシューのライニングと摺擦する。取付部３は車輪ハブに取付けられるもので４つのボルト挿通孔４を有する。
【００１０】
ドラム本体２において、その内周側に在って環状をなす摺擦面形成部５は、その周方向に配置されたアルミニウム合金よりなる金属マトリックスおよび多数の分散材よりなる少なくとも１つ、本参考例では複数の薄板状をなす複合部分６と、金属のみからなる少なくとも１つ、本参考例では複数の金属単体部分７とより構成されている。この場合、複合部分６と金属単体部分７とは交互に配列され、また各金属単体部分７は、摺擦面形成部５を除く、ブレーキドラム１の大部分を構成する金属および各複合部分６の金属マトリックスと同材種である。
【００１１】
このようなブレーキドラム１は、複合部分６に対応する複数の薄板を鋳型のキャビティに並べ、そのキャビティに溶湯を注入し、各薄板を鋳ぐるむことによって鋳造される。前記のように複合部分６の金属マトリックスと、金属単体部分７を含むブレーキドラム１の大部分を構成する金属とを同材種にすると、鋳ぐるみによる各複合部分６の溶着性が良好となる。
【００１２】
また複合部分６に対応する薄板は、金属マトリックスおよび多数の分散材よりなるビレットを浸透法、粒子分散法等により製造し、次いでそのビレットを用いて、ドラム本体２の内径に合致する曲率半径を持ち、且つ複合部分６と略同じ周方向幅ｂを有する薄板状押出し材を製造し、その後、押出し材より複合部分６と略同じ回転軸線方向長さｃを有する薄板を切出す、といった方法で製造される。
【００１３】
金属マトリックスは、アルミニウム合金よりなり、また分散材はＳｉＣ粒子、Ａｌ₂Ｏ₃粒子、ＡｌＮ粒子、ＳｉＯ₂粒子等よりなる。
【００１４】
前記のように構成すると、摺擦面形成部５の耐摩耗性および耐熱性を確保し得ると共に摩耗粉および脱落分散材を、制動中のブレーキシューおよびライニングの押圧力によって摺擦面形成部５の各金属単体部分７に押込んで保持させることが可能となり、これにより摺擦面形成部５およびライニングにおける、摩耗粉等の研磨作用による摩耗の過度の進行を抑制し、また各金属単体部７をそれに押込まれた摩耗粉等により複合強化することが可能である。
【００１５】
ドラム本体２の耐摩耗性等確保上、そのドラム本体２の内周長の５０％以上を複合部分６によって占有するのが好ましい。また金属単体部分７への摩耗粉等の埋込みを確実に現出させるためには、相隣る両複合部分６間の間隔、つまり金属単体部分７の周方向幅ａはａ≧２mmであることが望ましい。
【００１６】
以下、具体例について説明する。
【００１７】
各複合部分６がアルミニウム合金（Ａ６０６１）マトリックスと体積分率Ｖｆ＝２０％のＳｉＣ粒子とよりなり、また各複合部分６を除く大部分が前記と同材種のアルミニウム合金（Ａ６０６１）よりなるブレーキドラム１を用意した。この場合、ドラム本体２の内周長：５６５．２mm；複合部分６の周方向幅ｂ＝４４．６mm、回転軸線方向長さｃ＝３０mm、半径方向厚さｄ＝３mm；各金属単体部分７の周方向幅ａ＝２．５mmに設定された。このブレーキドラム１を参考例とする。
【００１８】
比較のため、摺擦面形成部５全体を前記複合部分６と同一構造にしたブレーキドラムを用意した。これを比較例とする。
【００１９】
参考例および比較例について、乗用車ブレーキ装置ダイナモメータ試験（ＪＡＳＯＣ４０６−８２）を行って、それらの摺擦面形成部５およびアラミド繊維強化フェノール系ライニングの摩耗量を測定したところ、表１の結果を得た。
【００２０】
【表１】

【００２１】
表１から、実施例における摺擦面形成部５の摩耗量は比較例の場合の４０％であり、またライニングの摩耗量は比較例の場合の５０％であることが判る。
【００２２】
なお、参考例における摺擦面形成部５の摩耗量は、複数の複合部分６の摩耗量と複数の金属担体部分７の摩耗量とから算出された平均値である。この場合、複合部分６の摩耗量と金属担体部分７のそれとの間には殆ど差がない。また当然のことであるが、比較例の摺動面形成部および両ライニングの摩耗量は、複数の測定箇所の摩耗量から算出された平均値である。
【００２３】
図３には、本発明の実施例が示されており、そのブレーキドラム１において、各複合部分６の分散材は微細で、且つアスペクト比ＡがＡ＞１であるセラミック粒子集合体８と、微細セラミック粒子９とよりなる。この場合、多数のセラミック粒子集合体８は、その長さ方向ｅを回転軸線方向ｆに合せて配向している。尚、その他の構成は、参考例と同様である。
【００２４】
このように構成すると、ドラム本体２が、多数の微細なセラミック粒子集合体８の前記配向によって、その回転軸線方向ｆに多数の筋金を埋設したように強化され、また多数の微細セラミック粒子単体９によって全体的に分散強化されるので、摩擦熱に起因した、鎖線示のようなドラム本体２の開口部１０の開きを大いに抑制することができる。
【００２５】
セラミック粒子集合体８には平均直径２０〜１００μｍの凝集アルミナ、造粒アルミナ等が該当する。凝集アルミナは、ボーキサイトからアルミニウムを製造する過程で必然的に生じるもので、多数の微細アルミナ粒子よりなる比較的球状の凝集体であって、アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子等の強化用粒子、アルミナ繊維、シリカ繊維等の強化用繊維等に比べて安価である。造粒アルミナは、多数の微細なアルミナ粒子を樹脂等のバインダによって粒状に成形したものである。
【００２６】
図４に示すように、凝集アルミナ８等は当初略球状であるが、複合部分６の原材料である押出し材を得る押出し工程で押出し方向ｇに引伸ばされることによりアスペクト比Ａ＝Ｌ／Ｗ＞１を持つ。この場合、ドラム本体２の前記開きを確実に抑制するためにはアスペクト比ＡはＡ≧２であることが望ましい。微細セラミック粒子単体９は、前記押出し工程でセラミック粒子集合体８が破壊されてその集合を解かれることにより生じた粒子、例えば微細アルミナ粒子である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば前記のように構成することによって、摺擦面形成部および摩擦材における、摩耗粉等の研磨作用による摩耗の過度の進行を抑制し、またその摺擦面形成部の強化を図ることが可能であり、しかも摩擦熱に起因したドラム本体の開口部の開きを大いに抑制可能なブレーキドラムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブレーキドラムの参考例の側面図で、図２の１矢視図に相当する。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】本発明に係るブレーキドラムの実施例の断面図で、図２に対応する。
【図４】セラミック粒子集合体の押出し加工による形態変化説明図である。
【符号の説明】
１ブレーキドラム
２ドラム本体
５摺擦面形成部
６複合部分
７金属単体部分
８セラミック粒子集合体
ｅ長さ方向
ｆ回転軸線方向

Claims

車輪と共に回転するドラム本体（２）を備え、そのドラム本体（２）の内周面が制動時に摩擦材と摺擦するブレーキドラムにおいて、
ドラム本体（２）の内周側に在って環状をなす摺擦面形成部（５）が、その周方向に配置された、アルミニウム合金よりなる金属マトリックスおよび多数の分散材よりなる少なくとも１つの複合部分（６）と、前記金属マトリックスと同材種の金属のみからなる少なくとも１つの金属単体部分（７）とより構成され、
前記分散材は微細で、且つアスペクト比ＡがＡ＞１であるセラミック粒子集合体（８）よりなり、
前記セラミック粒子集合体（８）は、その長さ方向（ｅ）を回転軸線方向（ｆ）に合せて配向していることを特徴とするブレーキドラム。