(57)【要約】【課題】熱伝導性、強度、耐食性に優れながら、機械的切削加工が容易なディスクロータを作製する。【解決手段】本発明のディスクロータの製造方法は、材料粉の混合工程Ｓ１０において、純アルミニウム粉末（コマーシャルグレード）と、粒子径が０．１〜３０μｍの硬質粒子とを、硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になるように混合する。純アルミニウムは、アルミニウム合金と比較して、加工性、熱伝導性、及び耐食性に優れているが、強度が低いため、硬質粒子の添加により強度を向上させる。しかも、添加する硬質粒子の粒子径を０．１〜３０μｍとし、含有量を１〜３０ｗｔ％とすることで、強度を向上させながらも、加工性や熱伝導性への影響を極力抑えることができる。これにより、加工性、熱伝導性、耐食性、及び強度の、全てのバランスに優れたディスクロータを作製することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
純アルミニウム粉末と、粒子径が０．１〜３０μｍの硬質粒子とを、該硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になるように混合して作製することを特徴とするディスクロータの製造方法。
【請求項２】
前記硬質粒子として、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３等の金属炭化物ならびに金属酸化物、ダイヤモンド等の粒子のうち、１種以上を利用することを特徴とする請求項１記載のディスクロータの製造方法。
【請求項３】
前記純アルミニウム粉末と前記硬質粒子とを混合した後、熱間加工で得られた成形体を、鍛造又は交差圧延により展伸することを特徴とする請求項１又は２記載のディスクロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキに用いるディスクロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミ製のディスクブレーキは、その軽量さや低い融点による良好な成型性、大気中での良好な耐食性等から、長年注目されており、アルミ製のディスクロータに関する発明も多くなされている（例えば、特許文献１、２参照）。一例として、溶侵法による製造では、３０ｗｔ％以上のＡｌ２Ｏ３（アルミナ）やＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いて、スポンジ状のハニカム構造のスケルトンを作製し、特殊雰囲気中でアルミ溶湯を浸潤させる方法で成型する。一方、鋳造法で作製するアルミ製のディスクロータにおいては、ＳｉＣを２０ｗｔ％以上とすると優秀なブレーキ特性を示すという結果が出ており、鋳造性改善のためにシリコンを加えることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８９２７２号公報
【特許文献１】特開２００２−３０３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した溶侵法によるアルミ製のディスクロータは、ダイヤモンド並みの硬度を有するＡｌ２Ｏ３やＳｉＣを多く含んでいるため、機械的切削加工が難しく、更に、硬いが脆弱なスケルトン構造のため、車両の走行時に石等が衝突すると割れてしまう虞があった。又、鋳造法によるアルミ製のディスクロータは、凝固時の偏析が顕著に発生し、特に、凝固時に鋳造性改善のためのシリコンが初晶の析出を開始すると、ＳｉＣ粒子が著しく偏析してしまう。このような偏析部はその硬度により加工が困難であり、ダイヤモンド製の工具でさえも簡単に破損してしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱伝導性、強度、耐食性に優れながら、機械的切削加工が容易なディスクロータを作製することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）純アルミニウム粉末と、粒子径が０．１〜３０μｍの硬質粒子とを、該硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になるように混合して作製するディスクロータの製造方法（請求項１）。
本項に記載のディスクロータの製造方法は、純アルミニウム粉末（コマーシャルグレード）と、粒子径が０．１〜３０μｍの硬質粒子とを、硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になるように混合して作製するものである。ここで、本発明における純アルミニウム粉末とは、具体的には、純度９５％以上のアルミニウム粉末を示している。そして、純アルミニウムは、アルミニウム合金と比較して、加工性、熱伝導性、及び耐食性に優れているが、強度が低いため、硬質粒子の添加により、強度を向上させる。しかも、添加する硬質粒子の粒子径を０．１〜３０μｍとし、含有量を１〜３０ｗｔ％としているため、強度を向上させながらも、加工性や熱伝導性への影響を極力抑えている。このようにして、加工性、熱伝導性、耐食性、及び強度の、全てのバランスに優れたディスクロータを作製するものである。
【０００８】
（２）上記（１）項において、前記硬質粒子として、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３等の金属炭化物ならびに金属酸化物、ダイヤモンド等の粒子のうち、１種以上を利用するディスクロータの製造方法（請求項２）。
本項に記載のディスクロータの製造方法は、純アルミニウム粉末に添加する硬質粒子として、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３等の金属炭化物ならびに金属酸化物、ダイヤモンド等の粒子のうち、１種以上を利用するものである。すなわち、入手性、コスト、ディスクロータの各特性への影響等を考慮して、適切な硬質粒子を選択して利用するものである。
【０００９】
（３）上記（１）（２）項において、前記純アルミニウム粉末と前記硬質粒子とを混合した後、熱間加工で得られた成形体を、鍛造又は交差圧延により展伸するディスクロータの製造方法（請求項３）。
本項に記載のディスクロータの製造方法は、純アルミニウム粉末と硬質粒子とを混合した混合粉末を、熱間押し出し成形等の熱間加工によって成形し、これにより得られた成形体を、鍛造又は交差圧延によって展伸するものである。すなわち、鋳造法や溶侵法ではなく、粉末成形法を利用することで、硬質粒子の偏析を回避し、更に、硬質粒子の含有量を１〜３０ｗｔ％に抑えているため、硬質粒子の偏析や硬質粒子の含有量の多さに起因する、ディスクロータの加工性の低下を抑制するものである。又、鍛造或いは交差圧延によって成形体を展伸することで、ディスクロータを所望の径へと展伸するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記のような構成であるため、熱伝導性、強度、耐食性に優れながら、機械的切削加工が容易なディスクロータを作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法により作製するディスクロータの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとする。
図１は、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法の一例を示すフロー図であり、図２は、図１のフロー図に示す製造方法で作製したディスクロータ１０の平面図である。以下、図１のフロー図に沿って、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法について説明する。
【００１３】
Ｓ１０（材料粉の混合）：ディスクロータ１０の材料粉となる純アルミニウム粉末と硬質粒子とを、所定の割合で混合する。すなわち、純アルミニウム粉末と硬質粒子とを、硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になる割合で混合する。本実施例では、硬質粒子として、粒子径が０．１〜３０μｍのＳｉＣ（炭化ケイ素）を用いている。しかしながら、粒子径が０．１〜３０μｍであれば、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の金属炭化物ならびに金属酸化物、ダイヤモンド等の粒子を用いてもよい。
【００１４】
Ｓ２０（熱間押し出し）：上記Ｓ１０において混合した混合粉末を、熱間押し出しによって成形する。具体的には、例えば、混合粉末をアルミニウム製の二重円筒容器に充填し、これを５００℃〜６１０℃に加熱して、熱間押し出し（中空押し出し）を行う。この熱間押し出しにより、ディスクロータ１０として必要な大まかな外径及び内径を有する中空の円筒体を得る。
Ｓ３０（鍛造）：上記Ｓ２０において得られた中空の円筒体を、鍛造により円周方向に展伸する。これにより、ディスクロータ１０として必要な正確な外径及び内径を有する環状体を得る。なお、鍛造に代えて交差圧延により展伸してもよい。
【００１５】
Ｓ４０（切削）：上記Ｓ３０において得られた環状体を、その軸方向と直交する面で切削し、厚さを均一にする。これにより、ディスクロータ１０として必要な厚さより僅かに大きい厚さを均一に有する、環状板体を得る。
Ｓ５０（打ち抜き加工）：上記Ｓ４０において得られた環状板体を打ち抜き加工し、ディスクロータ１０として必要な所定の外形へと加工する。
Ｓ６０（研磨）：上記Ｓ５０において打ち抜き加工した環状板体の、上記Ｓ４０において切削した切削面を研磨し、ディスクロータ１０として必要な正確な厚さと、平滑な摺動面とを付与する。これにより、図２に示すようなディスクロータ１０を得る。なお、図２には、取り付け部材と組み合わせた状態のディスクロータ１０を示している。
【００１６】
ここで、本発明者は、上述のようにして作製したディスクロータ１０を、２輪のフローティングタイプのディスクロータとしての使用を想定した、高負荷試験に供した。２輪車での使用を想定した理由は、２輪車で使用されるディスクロータは、取り付け金具等に熱を拡散できる４輪車や列車で使用される場合と比較して、ブレーキ時の熱的条件が厳しいためである。具体的な試験内容の説明は省略するが、この高負荷試験の結果、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法によって作成したディスクロータ１０は、溶損もなくレコード溝も形成されない、平滑な摺動面が保たれることが分かった。
【００１７】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法は、図１に示されているように、材料粉の混合工程Ｓ１０において、純アルミニウム粉末、具体的には、純度９５％以上のアルミニウム粉末と、粒子径が０．１〜３０μｍの硬質粒子とを、硬質粒子の含有量が１〜３０ｗｔ％になるように混合して作製するものである。純アルミニウムは、アルミニウム合金と比較して、加工性、熱伝導性、及び耐食性に優れているものの、強度が低いため、硬質粒子を添加することにより、強度を向上させるものである。しかも、添加する硬質粒子の粒子径を０．１〜３０μｍとし、含有量を１〜３０ｗｔ％としているため、強度を向上させながらも、加工性や熱伝導性への影響を極力抑えることができる。このようにして、加工性、熱伝導性、耐食性、及び強度の、全てのバランスに優れたディスクロータ１０を作製することができる。
【００１８】
更に、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法は、材料粉の混合工程Ｓ１０において、純アルミニウム粉末に添加する硬質粒子として、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３等の金属炭化物ならびに金属酸化物、ダイヤモンド等の粒子のうち、１種以上を利用するものである。すなわち、入手性、コスト、ディスクロータ１０の各特性への影響等を考慮して、適切な硬質粒子を選択して利用することができる。
【００１９】
又、本発明の実施の形態に係るディスクロータの製造方法は、純アルミニウム粉末と硬質粒子とを混合した混合粉末を、熱間押し出し成形等の熱間加工によって成形し（Ｓ２０参照）、これにより得られた成形体を、鍛造又は交差圧延によって展伸する（Ｓ３０参照）ものである。すなわち、鋳造法や溶侵法ではなく、粉末成形法を利用することで、硬質粒子の偏析を回避し、更に、硬質粒子の含有量を１〜３０ｗｔ％に抑えているため、硬質粒子の偏析や硬質粒子の含有量の多さに起因する、ディスクロータ１０の加工性の低下を抑制することができる。又、鍛造或いは交差圧延によって成形体を展伸することで、ディスクロータ１０を所望の径へと展伸することが可能となる。
【符号の説明】
【００２０】
１０：ディスクロータ
【図１】
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【図２】
2019019871.tif 000004