(57)【要約】  ピストン（７）は、アルミニウム合金からなるピストン本体（７１）と、該ピストン本体（７１）の外表面に形成された被覆層（２０）とを有し、前記被覆層（２０）は、鉄―リン合金からなる第１めっき層（２１）と、該第１めっき層（２１）の上に形成されたニッケルーリン合金からなる第２めっき層（２２）とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ディスクブレーキのキャリパボディに形成されたシリンダ孔に、ピストンシールを介してディスク軸方向に移動可能に収容されるピストンであって、  前記ピストンは、アルミニウム合金からなるピストン本体と、該ピストン本体の外表面に形成された被覆層とを有し、  前記被覆層は、鉄―リン合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の上に形成されたニッケルーリン合金からなる第２めっき層とを有する、車両用ディスクブレーキのピストン。
【請求項２】
請求項１において、  前記第２めっき層は、さらに樹脂粒子を１０〜３０体積％含み、前記樹脂粒子の材質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である、車両用ディスクブレーキのピストン。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、  前記第１めっき層は、膜厚が１〜１５μｍであり、  前記第２めっき層は、膜厚が１〜１５μｍである、車両用ディスクブレーキのピストン。
【請求項４】
車両用ディスクブレーキのキャリパボディに形成されたシリンダ孔に、ピストンシールを介してディスク軸方向に移動可能に収容されるピストンの製造方法であって、  アルミニウム合金からなるピストン本体の外表面に、ジンケート処理後に電解めっきにて鉄−リン合金からなる第１めっき層を形成する工程と、  前記第１めっき層の表面に、無電解めっきにてニッケルーリン合金からなる第２めっき層を形成する工程と、を含む、車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、  前記第１めっき層を形成する工程において、鉄化合物、ホスフィン酸化合物及び有機酸を含むめっき液を用いる、車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、  前記有機酸は、グリシン及びＬ−アスコルビン酸である、車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれかにおいて、前記第２めっき層は、さらに樹脂粒子を１０〜３０体積％含み、前記樹脂粒子の材質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である、車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車両用ディスクブレーキのピストンに関し、詳しくは、キャリパボディに形成されたシリンダ孔に、ピストンシールを介して収容されるアルミニウム合金製のピストン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  車両用ディスクブレーキのピストンは、ピストンシールとの良好な摺動特性を保持し、操作フィーリングの向上を図るために、外表面に表面処理が行われている。従来、この表面処理として、クロムめっき層を形成するものが知られているが、近年、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と無電解ニッケルの双方の特性を併せ持ち、ピストンとピストンシールとの良好な摺動特性を保持できる、ＰＴＦＥを含むニッケルーリン合金からなる複合めっき層をピストンの外周面に形成するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６３０４７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、上述の特許文献１に記載の技術では、下地層となる無電解ニッケルーリンめっき層を介して、表面層となる無電解ニッケルーリン複合めっき層をピストンの外表面に形成している。この場合、車体の軽量化を図るためにピストンをアルミニウム合金で形成すると、ピストンが制動熱の影響を受けた際に、ピストンと下地層との熱膨張の違いにより下地層がピストンから剥がれる虞があった。【０００５】  そこで本発明は、優れた強度を有し、操作フィーリング性の向上を図ることができるアルミニウム合金製の車両用ディスクブレーキのピストン及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明に係る車両用ディスクブレーキのピストンは、  車両用ディスクブレーキのキャリパボディに形成されたシリンダ孔に、ピストンシールを介してディスク軸方向に移動可能に収容されるピストンであって、  前記ピストンは、アルミニウム合金からなるピストン本体と、該ピストン本体の外表面に形成された被覆層とを有し、  前記被覆層は、鉄―リン合金からなる第１めっき層と、該第１めっき層の上に形成されたニッケルーリン合金からなる第２めっき層とを有する。【０００７】  本発明は、さらに以下の態様をとることができる。【０００８】前記第２めっき層は、さらに樹脂粒子を１０〜３０体積％含み、前記樹脂粒子の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いることができる。【０００９】  前記第１めっき層は、膜厚が１〜１５μｍであり、前記第２めっき層は、膜厚が１〜１５μｍであることができる。【００１０】  本発明に係る車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法は、  車両用ディスクブレーキのキャリパボディに形成されたシリンダ孔に、ピストンシールを介してディスク軸方向に移動可能に収容されるピストンの製造方法であって、  アルミニウム合金からなるピストン本体の外表面に、ジンケート処理後に電解めっきにて鉄−リン合金からなる第１めっき層を形成する工程と、  前記第１めっき層の表面に、無電解めっきにてニッケルーリン合金からなる第２めっき層を形成する工程と、を含む。【００１１】  本発明の製造方法は、さらに以下の態様をとることができる。【００１２】  前記第１めっき層を形成する工程において、鉄化合物、ホスフィン酸化合物及び有機酸を含むめっき液を用いることができる。【００１３】  前記有機酸は、グリシン及びＬ−アスコルビン酸であることができる。【００１４】  前記第２めっき層は、さらに樹脂粒子を１０〜３０体積％含み、前記樹脂粒子の材質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であることができる。
【発明の効果】
【００１５】  本発明に係る車両用ディスクブレーキのピストンは、ピストン本体に対する被覆層の密着性がよいので高い強度を有し、さらに操作フィーリング性に優れている。【００１６】  また、本発明に係る車両用ディスクブレーキのピストンの製造方法は、ピストン本体との密着性が高い第1めっき層を形成することができ、さらに第１めっき層との密着性が高い第２めっき層を形成することができるので、ピストン本体に対する密着性が優れた被覆層を形成できると共に、第２めっき層によって操作フィーリング性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す車両用ディスクブレーキの断面図である。
【図２】図２は、同じく車両用ディスクブレーキの要部を拡大して示す説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施例の測定結果を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、比較例の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明を自動二輪車用のディスクブレーキに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】  図１及び図２に示すように、ディスクブレーキ１は、ディスクロータ２の一側部で車体に固設されたキャリパブラケットに一対のスライドピン（いずれも図示せず）を介して、キャリパボディ３がディスク軸方向へ移動可能に支持されている。キャリパボディ３は、ディスクロータ２の両側に対向配置される作用部３ａ及び反作用部３ｂと、これらをディスクロータ２の外周を跨いで連結するブリッジ部３ｃとからなっており、作用部３ａと反作用部３ｂとの間には、一対の摩擦パッド４，４が、ハンガーピン５を用いてディスク軸方向へ移動可能に吊持されている。
【００２０】  作用部３ａには、シリンダ孔６がディスクロータ２側に開口して設けられ、反作用部３ｂには、二股状の反力爪３ｄがシリンダ孔６の両側を挟むように形成されている。シリンダ孔６には、コップ状のピストン７がピストンシール８及びダストシール９を介して内挿され、ピストン７とシリンダ孔６の底部との間に液圧室１０が画成されている。
【００２１】  ピストンシール８とダストシール９とは、合成ゴムや軟質合成樹脂から成る環状の弾性体で、それぞれの内周面はピストン７の外周面よりも小径に形成されている。ピストン７の外周面とピストンシール８及びダストシール９の内周面とは密着し、ピストンシール８から液圧室１０側が液密にシールされると共に、ダストシール９によってシリンダ孔６とピストン７との間に塵や雨水等が侵入することを防止している。
【００２２】  このようなディスクブレーキ１では、制動時に作動液が液圧室１０に供給されると、ピストン７はピストンシール８を弾性変形させながら、シリンダ孔６をディスクロータ２方向へ前進し、作用部側の摩擦パッド４をディスクロータ２の一側面へ押圧する。次いで、この反作用によって、キャリパボディ３が作用部方向へ移動し、反力爪３ｄが反作用部側の摩擦パッド４をディスクロータ２の他側面へ押圧して作動作用が行われる。また、液圧室１０への作動液の供給が解除されると、ピストン７がピストンシール８の復元力によってシリンダ孔６の底部方向へ引き戻し、所定の後退位置に復帰する。
【００２３】  図２に示すように、前記ピストン７は、アルミニウム合金からなるピストン本体７１と、該ピストン本体７１の外表面に形成された被覆層２０とを有する。被覆層２０は、ピストン本体７１の表面７ａに形成された鉄―リン合金からなる第１めっき層２１と、該第１めっき層２１の上に形成されたニッケルーリン合金からなる第２めっき層２２とを有する。
【００２４】  第１めっき層２１の膜厚は、好ましくは１〜１５μｍ、より好ましくは５〜１５μｍである。第１メッキ層２１の膜厚がこの範囲にあると、ピストン本体７１に対して高い密着性を得ることができるとともに、制動熱によるピストン７の昇温に対しても所定の硬度を保つことができる。
【００２５】  第２めっき層２２の膜厚は、好ましくは１〜１５μｍ、さらに好ましくは５〜７μｍである。第２めっき層２２の膜厚がこの範囲にあると、制動熱によるピストン７の昇温にも充分に耐えることができる。また、第２めっき層２２は、樹脂粒子、例えばＰＴＦＥ粒子の共析量を、好ましくは１０〜３０体積％、より好ましくは１５〜２５体積％の範囲に設定するとともに、その表面粗さを１〜８Ｓの範囲に設定することが望ましい。ここで、「表面粗さ」とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（測定法：最大高さ粗さ）で規定されるものである。このような樹脂粒子を含むニッケルーリン合金からなる第２めっき層２２により、ピストン７は、ピストンシール８に対する非粘着性及び滑り特性が高く、優れた操作フィーリング性を有することができる。第２めっき層２２の機能については、特開平１１-６３０４７号（特願平９−２１４３５２号）に詳細に記載されている。
【００２６】  次に、被覆層２０の製造方法について述べる。
【００２７】  被覆層２０は、以下のプロセスで形成される。
【００２８】（Ａ）ジンケート処理（前処理）  まず、周知の方法によって脱脂処理及びジンケート処理などの前処理を行う。この前処理によって、ピストン本体７１の表面の酸化皮膜を除去するとともに、亜鉛を置換析出させる。例えば、前処理は、水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶液を用いてアルミニウム合金の表面をエッチングし、酸化皮膜を除去する。その後、酸化亜鉛を含むジンケート液（例えば商品名「アルボンド」ワールドメタル社製）を用いてジンケート処理を行う。ジンケート処理は、必要に応じて複数回にわたって行うことができる。
【００２９】（Ｂ）第１めっき層の形成  次いで、鉄−リン合金からなる第１めっき層２１を電解めっきによって形成する。かかる電解めっきは、以下の条件で行うことができる。第１めっき層を形成する工程においては、少なくとも鉄化合物、ホスフィン酸化合物及び有機酸を水などの溶媒に溶解しためっき液を用いることができる。鉄化合物としては、塩化鉄、硫酸鉄などを用いることができる。ホスフィン酸化合物は、めっき液にてホスフィン酸イオンの供給源となる化合物であり、例えば、次亜リン酸塩、亜リン酸及び亜リン酸塩などを用いることができ、好ましくは次亜リン酸塩を用いることができる。次亜リン酸塩としては、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウムなどを用いることができ、亜リン酸塩としては、亜リン酸ナトリウムなどを用いることができる。有機酸としては、グリシン、Ｌ−アスコルビン酸などを用いることができる。めっき液の成分として、その他にもサッカリンナトリウム、尿素などを用いることができる。
【００３０】  めっき液組成としては、例えば以下の組成を用いることができる。
【００３１】    めっき液組成；      塩化第１鉄・水和物                    １５〜４００ｇ／ｌ      次亜リン酸ナトリウム・水和物            １〜６０  ｇ／ｌ      グリシン                                ２〜２０  ｇ／ｌ      Ｌ−アスコルビン酸                      ５〜９０  ｇ／ｌ      水                                        残り
【００３２】  めっき条件としては、例えば以下の条件を用いることができる。    めっき条件；      温度                                １０〜６０℃      時間                                  ５〜６０分      ｐＨ                                  １〜４   電流密度                              １〜１．５Ａ／ｄｍ２
【００３３】（Ｃ）第２めっき層の形成  ニッケルーリン合金からなる第２めっき層２２は、無電解めっき液を用いて無電解めっきによって形成される。かかる無電解めっき液としては、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂粒子を含むものが用いられる。第２めっき層は、好ましくは樹脂粒子を１０〜３０体積％含む。このような無電解めっき液としては、例えば、市販品「ニムフロンＴ」（上村工業株式会社製）を用いることができる。市販品「ニムフロンＴ」は、８５〜８７重量％のニッケル、８〜１０重量％のリン及び２１±３体積％のＰＴＦＥを含んでいる。
【００３４】  かかる「ニムフロンＴ」を用いた場合、例えば以下のめっき条件を用いることができる。      温度                                ８０〜９５℃      時間                                ４０〜５０分
【００３５】  第１めっき層２１及び第２めっき層２２は、上記方法に限定されず、所定の鉄−リン合金及びニッケルーリン合金のめっき層が得られれば、公知のめっき液を用いためっきによって形成することができる。
【００３６】  本実施形態の製造方法によれば、周知のジンケート処理（前処理）を行った後、鉄−リン合金からなる第１めっき層２１を電解めっきによって形成し、続いてニッケルーリン合金からなる第２めっき層２２を無電解めっきによって形成することにより、ピストン本体７１、第１めっき層２１及び第２めっき層２２が相互に高い密着性を有し、耐剥離性に優れた被覆層２０を形成することができる。その結果、本実施形態にかかるピストン７は、ピストン本体７１に対する被覆層２０の密着性がよいので高い強度を有し、さらに操作フィーリング性に優れている。
【実施例】
【００３７】  以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。【００３８】（Ａ）サンプル（１）実施例のサンプル    本実施例のサンプルは、以下の方法で作成した。【００３９】  まず、図１のピストン本体７１と同形状のアルミニウム合金にて形成されるピストン本体（外径φ３０ｍｍ、内径φ２６ｍｍ、軸長２２ｍｍ；アルミニウム合金はＪＩＳ  Ｈ４０００に基づく合金番号Ａ６０６１）を公知の方法にしたがって脱脂、エッチングした後、ジンケート液「アルボンド２５０」（ワールドメタル社製）を用いてジンケート処理を行った。ついで、以下のめっき液及びめっき条件によって電解めっきを行い、アルミニウム合金板の表面に鉄−リン合金からなる第１めっき層２１を形成した。この第１めっき層２１の膜厚は１２μｍであった。【００４０】  めっき液；      ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏ                ２９８ｇ／ｌ      次亜リン酸ナトリウム・水和物        １０ｇ／ｌ      グリシン                            １１ｇ／ｌ      Ｌ−アスコルビン酸                  ３５ｇ／ｌ      水                                  残り  めっき条件；      温度                                ３０℃      時間                                ４５分      ｐＨ                                  ３      電流密度                          １．０Ａ／ｄｍ２【００４１】  ついで、市販の無電解めっき液（商品名「ニムフロンＴ」上村工業株式会社製）を用いて無電解めっきを行い、ニッケルーリン合金からなる第２めっき層２２を形成した。この第２めっき層の膜厚は５μｍであった。また、第２めっき層２２は、ＰＴＦＥ粒子の共析量が２１体積％であった。さらに、第２めっき層２２は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１による表面粗さＲが２μｍであった。なお、めっき液の温度とめっき時間は、上記膜厚となるように、温度８０〜９５℃、時間４０〜５０分の条件で適宜設定した。【００４２】（２）  比較例のサンプル  比較例のサンプルは、以下の方法で作成した。【００４３】  市販の無電解めっき液（商品名「ニムデンＫＴＹ」上村工業株式会社製）を用いて無電解めっきを行い、ニッケルーリン合金からなる、膜厚１２μｍの第１めっき層を形成した。なお、「ニムデンＫＴＹ」は、８９〜９１重量％のニッケル、９〜１１重量％のリンを含んでいる。【００４４】  ついで、市販の無電解めっき液（商品名「ニムフロンＴ」上村工業株式会社製）を用いて無電解めっきを行い、ニッケルーリン合金からなる第２めっき層を形成した。この第２めっき層は、実施例の第２めっき層とほぼ同等であり、膜厚は５μｍ、ＰＴＦＥ粒子の共析量が２１体積％、ＪＩＳ  Ｂ０６０１による表面粗さＲは２μｍであった。なお、めっき液の温度とめっき時間は、実施例におけるめっき層の膜厚とほぼ同等となるように、温度８０〜９５℃、時間４０〜５０分の条件で適宜設定した。【００４５】（Ｂ）サンプルの熱衝撃試験及びその結果  実施例及び比較例のサンプルにつき、それぞれ、めっき密着性の試験を行った。【００４６】  密着性の試験は、ＪＩＳ  Ｈ８５０４の熱衝撃試験の方法に準拠して行った。この試験は、サンプルを加熱急冷する熱衝撃によって、めっきの密着性を見るものである。具体的には、加熱炉の炉内を３００℃に加熱し、サンプルを炉内に入れる���ついで、サンプルを３００℃で３０分間保持した後、サンプルを炉内から取り出して常温の水中に入れて急冷する。こうして得られたサンプルの表面を目視にて観察した。その結果得られた画像を図３Ａ及び図３Ｂに示した。図３Ａは、実施例のサンプルの画像であり、図３Ｂは、比較例のサンプルの画像である。【００４７】  図３Ａから明らかなように、実施例のサンプルでは、めっき層の剥離が観察されなかった。これに対し、図３Ｂから明らかなように、比較例のサンプルでは、リングで示した領域にめっき層の剥離が観察された。【００４８】  以上のことから、本発明の実施例では、被覆層の密着性が比較例（従来例）に比べて格段に良いことが確認された。
【符号の説明】
【００４９】１…ディスクブレーキ、２…ディスクロータ、３…キャリパボディ、３ａ…作用部、３ｂ…反作用部、３ｃ…ブリッジ部、３ｄ…反力爪、４…摩擦パッド、５…ハンガーピン、６…シリンダ孔、７…ピストン、７１…ピストン本体、７ａ…外周面、８…ピストンシール、９…ダストシール、１０…液圧室、２０…被覆層、２１…第１めっき層、２２…第２めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【国際調査報告】
2016133176.tif 000007
2016133176.tif 000008
2016133176.tif 000009