(57)【要約】  本開示は、ブレーキ系統（９）のブレーキ用部材（１、２）及びそれを作成する方法に関する。ブレーキ用部材（１、２）は、摩擦推力によりブレーキ動作を生じるようにブレーキ系統（９）の構成要素（２、１）と接触して置かれることを目的とする表面（１５、２５）を含む。表面（１５、２５）及び／又は摩擦部（１３、２３）は、ダイヤモンド粒子（４１）及び結合材（４３）を含む複合材料でできている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ系統（９）のためのブレーキ用部材（１、２）であって、
該ブレーキ用部材（１、２）が、表面（１５、２５）及び構成要素（２、１）間の摩擦推力によりブレーキ動作を生じるように該ブレーキ系統（９）の構成要素（２、１）と接触して置かれることを目的とする表面（１５、２５）を有する、少なくとも一つの摩擦部（１３、２３）を含み、該表面（１５、２５）及び／又は該摩擦部（１３、２３）がダイヤモンド粒子（４１）及び結合材（４３）を含む複合材料でできている、ブレーキ用部材（１、２）。
【請求項２】
前記複合材料が、結合材（４３）の母材、及び、該結合材（４３）の母材に埋め込まれたダイヤモンド粒子（４１）を含む、請求項１に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項３】
前記結合材（４３）が金属材であり、特に該結合材（４３）は、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウム、コバルト、鉄、鋳鉄、スチール、合金、又は、これらの材料のうちの２つ以上を含む群から選択された材料である、請求項１又は請求項２に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項４】
前記複合材料は前記結合材（４３）及び前記ダイヤモンド粒子（４１）の単一層又は単粒層を含み、該複合材料が前記摩擦部（１３、２３）の前記表面（１５、２５）を形成する表面層を形成する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項５】
前記単一層の前記ダイヤモンド粒子（４１）が規則的なグリッドによって配置されていて、該ダイヤモンド粒子（４１）は互いに間隔を置いて配置され、前記結合材（４３）は該ダイヤモンド粒子（４１）の間に挿入される、請求項４に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項６】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が前記表面（１５、２５）の２０％から８０％の間の割合を占め、具体的には該表面の割合が４０％から６０％の間である、請求項４又は請求項５に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項７】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が、２００μmから１２００μmの間である直径又は寸法を有し、具体的には該直径又は寸法が４００μmから８００μmの間である、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項８】
前記摩擦部（１３、２３）が完全に前記複合材料でできている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項９】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が１ｎｍから１ｍｍの間の直径又は寸法を有し、具体的には該直径又は寸法が１０μｍから６００μｍの間であり、さらに具体的には該直径又は寸法が３０μｍから３００μｍの間である、請求項８に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が前記複合材料の１０％から５０％の間の容積分率を占め、具体的には該容積分率が１５％から４０％の間であり、さらに具体的には該容積分率が２０％である、請求項８又は請求項９に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項１１】
前記ブレーキ用部材（２）がブレーキパッドである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（２）。
【請求項１２】
前記ブレーキ用部材（１）がブレーキディスクである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１３】
前記摩擦部分（１３）が円形のリング形状であり、前記摩擦部（１３）は前記複合材料できている１つ以上の要素（１４）を含むあるいは該複合材料でできている表面を有し、前記ブレーキディスク（１）がディスク形状である支持（１７）をさらに含み、該１つ以上の要素（１４）は、該円形のリング形状の摩擦部分（１３）を形成するように該支持（１７）に載置されている、請求項１２に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１４】
前記ディスク形状のサポート（１７）の対向する表面にある２つの円形のリング形状の摩擦部分（１３）を含み、各々の摩擦部（１３）は、前記複合材料できている、あるいは前記複合材料できている表面を有する１つ以上の要素（１４）で構成され、前記ディスク形状のサポート（１７）は前記要素（１４）の２つの間で少なくとも部分的に囲まれる、請求項１３に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１５】
前記ブレーキ用部材（１）が、該ブレーキ用部材（１）の対向する表面にある２つの円形のリング形状の表面（１５）を含むブレーキディスクであり、該２つの表面（１５）はダイヤモンド粒子（４１）の単一層を含む前記複合材料でできている、請求項４から請求項７のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１６】
前記ブレーキ用部材（１）の前記本体において延長しているベンチレーションチャンネル（３８）を含み、該本体は前記２つの表面（１５）の間にあり、前記ブレーキ用部材（１）は組み立てられた２つの部品（３１、３２）で構成され、該２つの部品（３１、３２）の各々は前記２つの表面（１５）の１つを含み、対向する表面に該ベンチレーション・チャンネル（３８）の各部に対応している凹部（３４）を含む、請求項１５に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレーキ用部材（１、２）を含む、ブレーキ系統（９）。
【請求項１８】
ブレーキ動作を生じるために少なくとも１つのブレーキディスク（１）及び該ブレーキディスク（１）と連動して作動することを目的とするブレーキパッド（２）を含み、該ブレーキパッド（２）は請求項１１に記載されていて、該ブレーキディスク（１）は請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載されている、請求項１７に記載のブレーキ系統（９）。
【請求項１９】
ブレーキ系統（９）のブレーキ用部材（１、２）を作成する方法であって、該ブレーキ用部材（１、２）が、表面（１５、２５）及び構成要素（２、１）間の摩擦推力によりブレーキ動作を生じるように該ブレーキ系統（９）の構成要素（２、１）と接触して置かれることを目的とする表面（１５、２５）を有する、少なくとも一つの摩擦部（１３、２３）を含み、該ブレーキ用部材を作成する方法は、ダイヤモンド粒子（４１）及び結合材（４３）を含む複合材料を用いて前記摩擦部（１３、２３）又は少なくとも前記表面（１５、２５）を作成するステップを含む、方法。
【請求項２０】
前記摩擦部（１３、２３）を作成するステップが、
型（８６）の室（８７）の表面（８８）上に接着剤の層を配置するサブステップ、
該接着剤の層にダイヤモンド粒子（４１）を分配するサブステップ、
該接着剤の層に固定しないそれらのダイヤモンド粒子（４１）を該型（８６）から取り除くサブステップ、
該型（８６）の室（８７）に結合材（４３）の粉末を加えるサブステップ、
該型（８６）の室（８７）の内容物を焼結し、該結合材（４３）及びダイヤモンド粒子（４１）の単一層又は単粒層を含む複合材料でできている表面（１５; ２５）を有する摩擦部（１３、２３）を得るサブステップ、を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記接着剤の層にダイヤモンド粒子（４１）を分配するサブステップが、貫通開口部（７２）の規則的なグリッドを有するスクリーン又はテンプレート（７１）を用いて実行され、それを通じて、該接着層に固定する該ダイヤモンド粒子（４１）は該ダイヤモンド粒子（４１）が互いに間隔を置いて配置される規則的なグリッドにより配置される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記焼結された摩擦部（１３、２３）の表面に、突起（３５）及び凹部（３４）を作成するさらなるステップを含み、該表面は、複合材料でできている前記表面（１５）の反対側にあり、該突起（３５）及び凹部（３４）は、三次元印刷方式によって作成される、請求項２０又は請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記摩擦部（１３、２３）が焼結法によって作成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記摩擦部（１３、２３）が三次元印刷方式によって作成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記三次元印刷方式が直接金属レーザー焼結法である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ダイヤモンド粒子（４１）及び前記結合材（４３）を混合する前に、被覆物質で該ダイヤモンド粒子（４１）を被覆又は粒状化するステップを含み、特に該被覆物質は、クロミウム、チタン、銀、ニッケル、銅を含む群から選択されている請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にブレーキ系統の領域に関し、特に車両のブレーキ系統に関する。具体的には、本開示は、ブレーキ系統が作動する場合、ブレーキ用部材及び他の構成要素の間で生じる摩擦推力のためにブレーキ動作を生じるように、ブレーキ用部材がブレーキ系統の他の構成要素と連動して摩擦で作動するタイプのブレーキ系統であるブレーキ系統のブレーキ用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
そのようなブレーキ系統の例は、車両のためのディスクブレーキであり：車両の車輪と共に回転するディスクが、車両の本体に固定するブレーキシューに載置される少なくとも１つの摩耗パッドと連動して摩擦で作動するように設計されている。ディスクブレーキ系統において、主な構成要素はディスクであるが、摩耗パッドはディスクの特徴及び構成にしたがって適合し相乗作用で作動するように作成される。
【０００３】
ディスクの機能は基本的に、車両の運動エネルギーを熱エネルギーに分解することである。それゆえに、その基本的な特徴の１つは熱を消散させる能力である。長い作動寿命期間にわたり最高の方法でそれを実行するには、機械抵抗、摩耗に対する抵抗、及び熱膨張によって生じる寸法変化の制限も重要である。ディスクの軽量性は、エネルギー効率にとって重要である。
【０００４】
多くの用途において、ブレーキにより生成される熱出力はとても高く、適切にディスクを冷やすためには自然の対流は十分でない。そのような場合、使用可能な空間が少ないためにディスクの半径を増やすことができないので、「自動通気」ディスクとしても周知のベンチレーテッドディスクが用いられる。
【０００５】
ベンチレーテッドディスクは、ディスクの内部部品から外部部品に延長する放射状のコンパートメントを残してその間に挿入された要素により互いに接続される２つの環状プレートを含む。ディスクの全体の厚みは、数センチメートルである。放射状のコンパートメントで生じる遠心性の気流により、ベンチレーテッドディスクは、単純なベンチレートされないディスクよりも大きな冷却及び熱消散能力が与えられる。しかしながら、この利点は、構造の複雑さが増し、ディスク重量を増やし、そしてディスクが冷却を必要としない場合、すなわちブレーキが進行中でない時でも常に作動中である遠心性の換気効果のためにエネルギー効率を減らすという不利な点を備える。
【０００６】
現在、ブレーキディスクに使用される材料は：鋳鉄、スチール、Ａｌ／ＳｉＣ複合体、カーボン‐セラミック、カーボンである。
【０００７】
これらの材料の各々は、利点及び不利な点を有する。
【０００８】
Ａｌ／ＳｉＣディスクは、ディスクが高温になった場合に急速な劣化を生じさせる危険性があるアルミニウムの低融点のために広く使われていない。それゆえに、このタイプはベンチレーテッドディスクのみ、そして中／低エネルギー消散条件による使用に耐えるのみである。
【０００９】
カーボン‐セラミックディスクは軽く、相当なキロメートル数の使用に耐え得るものである。それらは、作動寿命と同様に出力及びブレーキ調節に関して良好なパフォーマンスを有する。しかしながら、その製造時間及びコストは非常に高い。それゆえに、それらの使用は、例えばハイエンド車及び高速走行列車のような狭い特定市場のみに限られている。
【００１０】
カーボンディスクは、高温でのみ効率的に作動する。これらの製造コストも非常に高いので、航空機のブレーキユニット、そして車及び自動二輪車のレースにおいてのみ用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
鋳鉄ディスク又はスチールディスクは、現在最高の技術的かつ経済的な折衷案である。しかしながら、このタイプはいくつかの問題を有している：
- パフォーマンスに関して、ディスクはその実用寿命の間、相当な摩耗を被る。つまりディスクは、その計画的寿命が終了した後でもディスクが安全にブレーキをかけることができるようにまだ十分な厚さを保証するように特大サイズでなければならないことを意味する。特大のディスクはかさばり、それを載置する車両の消費量も増加することにつながる。
- 環境の視点から言うと、ブレーキによるディスク及びパッドの摩耗のためにマイクロメータ単位の粒子状物質が生成される。これに関して、最近の研究では、最新の車においてブレーキ系統の摩耗によって生じる粒子状物質は、エンジンにより生じる燃焼からの粒子状物質に本質的に匹敵する（又はそれより大きい）ことが示された。実際に、エンジン、排気系統、そして燃料に導入される技術的な改善によって燃焼からの粒子状物質の放出は非常に減少している一方で、ブレーキ系統では、それらの摩耗を減らすような広範囲にわたる有意な技術的な改善を見ることはできない。それゆえに、微細な塵からの汚染に関する現在のブレーキ系統の環境への影響はとても大きい。
- 維持管理に関して、ディスク及びパッドの相当な摩耗により、頻繁な検査、及び必要に応じたディスク交換が必要とされ、車両寿命の間の２回又はそれ以上の交換が必要なこともある。
【００１２】
それゆえに、本開示は、従来技術の上記の不利な点を克服する及び／又はさらなる利点を提供するブレーキ系統を提供する際の技術的な課題から開始する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題は、独立請求項１に記載のブレーキ系統にブレーキ用部材を供給することによって達成される。技術的な課題はまた、請求項１７に記載のブレーキ系統によって解決される。本開示は、請求項１９に記載のブレーキ用部材を作成する方法にも関する。
【００１４】
本開示の主題の特定の実施態様は、対応している従属請求項において定められる。
【００１５】
本開示は、ダイヤモンド粒子及び結合材を含む複合材料をブレーキ系統の領域で使用することができるとの発明者の考えから導かれたものである。より具体的には、本開示の発明者は、ブレーキ系統に適している材料を見つけるために、車両及び車両ブレーキ系統に関しては普通ではない遠い領域である、天然又は合成ダイヤモンド粒子の領域に注目する考えから開始している。ブレーキ系統分野の専門家がダイヤモンドを用いるという考えに至らないほどのダイヤモンド粒子のコストが高いため、前記ダイヤモンドの領域は、車両及びブレーキ系統の領域に関してはいっそう離れていて普通のことではない。ブレーキ系統領域においても天然又は合成ダイヤモンド粒子を使用する可能性、特に１０００ミクロン未満の粒径寸法を有する粒子の使用はそれゆえに、本開示の発明者によって識別されるさらなる態様である。
【００１６】
それゆえに、本開示の基礎を形成する解決法のための考えは、ダイヤモンド粒子及び結合材を含む複合材料を用いて、ブレーキ用部材（特に前記ブレーキ用部材の摩擦部及び／又は前記摩擦部の表面）を作成することである。
【００１７】
具体的には、ブレーキ用部材は、前記表面及び前記構成要素間の摩擦推力によりブレーキ動作を生じるようにブレーキ系統の構成要素と接触して配置されることを目的とする表面を有する少なくとも１つの摩擦部を含む。複合材料は、少なくとも前記表面及び／又は前記摩擦部を作成するために用いられる。
【００１８】
上記のことは、ブレーキによって生成される熱を消散させる高い能力を有するブレーキ用部材を提供するのに役立つ。実際は、ダイヤモンドは１０００から２６００Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１の間の高い熱伝導率を有するが、ブレーキ系統のために現在使用されている材料は、はるかに低い値を有する。例えば、アルミニウムの熱伝導率は２４７Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であり、シリコンカーバイドＳｉＣのそれは７０から４９０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１の間であり、鋳鉄のそれは４２Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１であり、１０２５スチールのそれは５０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１である。
【００１９】
熱を消散させる高い能力のため、本開示によるブレーキ用部材は、特大サイズではない適切な寸法によって作成することができる。結果的に、ブレーキ系統の総重量は低くなり、そのエネルギー効率はより高くなる。さらに、ダイヤモンドは鋳鉄及びスチールの半分の比重量より少ない比重量を有する。これにより、ブレーキ系統の重量はさらに減少する。
【００２０】
例えば、ディスクブレーキの特定の用途を考慮して、ブレーキディスク又はブレーキパッド又はその両方は、本開示にしたがって、すなわち、ダイヤモンド粒子及び結合材を含む複合材料を用いて作成することができる。
【００２１】
特に、少なくともある用途において、従来技術とは対照的に、ベンチレーテッドブレーキディスクを用いる必要があるところで単純なブレーキディスクを使用することができる。実際には、複合材料でできている単純なディスクの熱消散は、適切なディスク冷却には十分であり、従来技術のベンチレーテッドディスクの熱消散と同等である可能性がある。
【００２２】
現在用いられている他の材料と比較して、ダイヤモンドは非常に高い融点を有し、それゆえにブレーキをかける間生じる高温により損害を受けない。そのために、それは、使用の間、ブレーキ用部材の機械抵抗を改良するのに大きく寄与する。
【００２３】
さらに、ダイヤモンドは、言及した材料のすべてで最も低い熱膨張率（スチール、鋳鉄及びアルミニウムのそれのほぼ１０分の１）を有し、非常に高い弾性率（現在用いられる他の材料の５から１０倍の間）を有し、明らかに最も硬い材料である（モース硬度で１０の値を有する）。このことは、ブレーキをかける間生じる熱のために又は生成される摩擦推力により、ブレーキ用部材が変形せず、有意な寸法変化も受けないようにするために役立つ。換言すれば、ブレーキ用部材は、他の材料でできているブレーキ用部材のそれらよりも大きな寸法安定性及び機械抵抗を有する。
【００２４】
それゆえに、ダイヤモンド粒子を含む複合材料の使用によって、従来技術と比較してそのパフォーマンスが非常に改良されたブレーキ系統を得ることができる。
【００２５】
さらにダイヤモンドの硬度のため、本開示によるブレーキ用部材の摩耗は極めて限定される。本開示は、ブレーキ用部材の実用寿命を延長させ、必要に応じた検査及び交換の頻度を減らし（ブレーキ用部材が車両の実用寿命より長い実用寿命さえ有することができ、そのために交換する必要性を排除する）、そして、マイクロメータ単位の粒子状物質の生成が減少するために生態学的及び環境への影響を減らすのに役立つ。特に、後者の態様を考慮すると、本開示によるブレーキ用部材の使用により、車両交通に関連付けられる微細な塵の放出を相当に減少することができ、エンジン及び排気系統のさらなる改良によってでは達成できないような有意な減少を提供することができる。
【００２６】
これらの利点は、例えば、ブレーキディスク及びそれぞれのパッドが両方とも前記複合材料でできている摩擦部によって作成された場合に特に強調される。特に、複合材料は、ダイヤモンド粒子が埋め込まれて入れられる結合材の母材を含む（結合材は金属の材料又は有機結合材であってもよい）。さらに具体的には複合材料は、金属結合材の母材を有し、それゆえに「金属基材」（ＭＭＣ）として公知のタイプである。
【００２７】
例えばダイヤモンド粒子は、１ｎｍから１ｍｍの間の直径（又はさらに一般的にいえば寸法）を有する。具体的には、直径又は寸法は、１０μｍから６００μｍの間である。さらに具体的には、直径又は寸法は、３０μｍから３００μｍの間である。
【００２８】
例えば、ダイヤモンド粒子は、１０％から５０％の間の複合材料の体積分率を占める。特に、その体積分率は、１５％から４０％の間である。良好な技術的かつ経済的な折衷案であることが判明した特定の実施態様において、前記体積分率は２０％である。
【００２９】
いずれにせよ、ダイヤモンド粒子の量（すなわち体積分率）及び粒径寸法は、摩擦係数及び摩耗に対する抵抗のための特定の値を得るために最適な値を選ぶことができる。換言すれば、製造の間、ブレーキ系統の必要条件、（例えば、普通車のための長い耐久性、レース用の車のための改良したパフォーマンスのような）特定の態様の使用、そして必要な用途に最も適した価格／パフォーマンスの比率、にブレーキ用部材を適合させるために複合材料及び粒径分布の構成を調整することが可能である。
【００３０】
具体的には、使用する金属結合材は、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウム、コバルト、鉄、鋳鉄又はスチールから選ばれる。あるいは、金属結合材は、これらの材料のうちの２つ以上の合金であってもよい。他の材料は、可能な選択肢である。
【００３１】
ダイヤモンド粒子は、研磨されて適切な粒径寸法にふるい分けられた天然ダイヤモンド、又は周知の技術（例えばＨＰＨＴ、ＣＶＤ、爆発性デトネーション、超音波キャビテーション）を使用して生成された合成ダイヤモンドであってもよい。
【００３２】
本開示によるブレーキ用部材は、限られた生産時間及びコストによって作成することができる。特定の例として、それらのコストは、カーボン-セラミックディスクのそれと比較して顕著に減少する。
【００３３】
例えば、ブレーキ用部材の摩擦部は、焼結する又は三次元印刷技術を使用することによって作成することができる。特定の実施態様において、摩擦部は、直接金属レーザー焼結によって、すなわち、「直接金属レーザー焼結」（ＤＭＬＳ）として一般に周知である三次元印刷技術を用いて作成される。
【００３４】
例えば、頭字語ＥＢＭで電子ビーム溶解として周知である他の３Ｄ印刷技術も用いることができる。
【００３５】
金属母材との接着力を改良するのと同様に、ダイヤモンドの熱伝導の物理的特性から得られる利点を増やすため、ダイヤモンド粒子は、ダイヤモンド粒子及び結合材を混合する前に被覆物質で覆われる又は粒状化されてもよい。特に、被覆物質は、例えばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、あるいはクロミウム、チタン、銀、ニッケル又は銅のような金属母材の材料と共存できる金属のセラミックタイプのものである。実際には、被覆物質は、ダイヤモンド粒子及び結合材間のブリッジとして作用する。例えば、ダイヤモンド粒子に化学的に接着して、深く金属結合材と混ざるので、クロミウムは特に有効である。
【００３６】
ある製造方法では、摩擦部は完全に、ダイヤモンド／結合材複合材料でできている。
【００３７】
他の特定の実施態様において、摩擦部はブレーキ用部材の一体の部品である、すなわち、それはブレーキ用部材の残りの部分と一部品であり、ブレーキ用部材全体は前記複合材料でできている。また他の特定の実施態様において、摩擦部は、ダイヤモンド／結合材の複合材料でできている１つ以上の要素で構成される。複合材料でできている前記１つ以上の要素は個別に製造されて、ブレーキ用部材を得るためにサポート上に載置される。換言すれば、ブレーキ用部材は例えば金属でできているサポートを含み、１つ以上の要素は、サポートに拘束される複合材料でできている。例えば、ブレーキディスクの場合、その実施態様は、ブレーキディスク全体を交換することなく、必要に応じて摩耗した摩擦部のみの交換を可能にするように、厳密に求められる場合、複合材料（より高価である）の使用を制限するように製造を単純化するのに役立つ。
【００３８】
他の実施態様では、ダイヤモンド／結合材の複合材料のみが摩擦部又はブレーキ用部材の表面層において使われる一方で、摩擦部又はブレーキ用部材の残りの部分は、ダイヤモンド粒子なしの結合材の材料でできている。前記表面層は、ダイヤモンドの単粒層であってもよい。その実施態様は、厳密に求められるところ、すなわちブレーキ系統の他の構成要素と接触して配置される摩擦部の表面上での複合材料（より高価である）の使用をさらに制限するのに役立つ。
【００３９】
例えば、単粒表面層を有する実施態様で、ダイヤモンド粒子は、２００μｍから１２００μｍの間の直径（又はさらに一般的にいえば寸法）を有する。特に、直径又は寸法は、４００μｍから８００μｍの間にある。
【００４０】
例えば、ダイヤモンド粒子は、２０％から８０％の間の摩擦面の割合を占める。具体的には、その表面の割合は、４０％から６０％の間である。
【００４１】
本開示の主題を使用するさらなる利点、特徴及び方法は、一例として示されるその非制限的な実施態様の以下の詳細な説明によって明瞭になる。いずれにせよ、本開示の主題の各々の実施態様が上記の１つ以上の利点を示す方法は、明白である。また、各々の実施態様が、記載された利点のすべてを同時に示す必要があるわけではない。以下においては、添付の図面が参照される。図面の説明は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本開示によるブレーキ用部材を含むディスクブレーキ系統の実施態様の一部を断面にして途切れさせた正面図である。
【図２】図２は、本開示によるブレーキディスクの第１の実施態様の不等角投影図である。
【図３】図３は、図２の詳細ＩＩＩの拡大図であり、この詳細はブレーキディスクの表面の一部である。
【図４】図４は、本開示によるブレーキディスクの第２の実施態様の不等角投影図である。
【図５】図５は、部品が分離された図４のブレーキディスクの不等角投影図である。
【図６】図６は、断面図線ＶＩ − ＶＩに沿った図４のブレーキディスクの断面図である。
【図７】図７は、部品が分離された本開示によるブレーキディスクの第３の実施態様の斜視図である。
【図８】図８は、本開示によるブレーキパッドの斜視図である。
【図９】図９は、本開示によるブレーキディスクの第４の実施態様の不等角投影図である。
【図１０】図１０は、図９のブレーキディスクの断面の側面図である。
【図１１】図１１は、図９の詳細ＸＩの拡大図である。
【図１２】図１２は、図１０の詳細ＸＩＩの拡大図である。
【図１３】図１３は、ブレーキディスクの他の実施態様の側面図である。
【図１４】図１４は、ブレーキディスクの他の実施態様の断面の側面図である。
【図１５】図１５は、一部を断面にした図１４のブレーキディスクの部品一部の斜視図である。
【図１６】図１６は、本開示によりブレーキ用部材を作成する、特にブレーキディスクの摩擦部の４分の１を作成するために使われる型ホルダに挿入される焼結型を例示するものである。
【図１７】図１７は、本開示によりブレーキ用部材を作成するための焼結サイクルの温度及び圧力時間のチャートである。
【図１８】図１８は、焼結の開始の直前の焼結型の概略的な断面の側面図である。
【図１９】図１９は、本開示による製造方法で使われるスクリーン又はテンプレートの斜視図である。
【図２０】図２０は、本開示によるブレーキディスクを作成するために各々図１８の型を用いて得られて、部品が互いに結合された２つの部品の断面の側面図である。
【図２１】図２１は、図１８の型の代替的な使用を示すものである。
【図２２】図２２は、図２１の型を用いて得られた部品の断面の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
添付の図面に関して、図１は、特に車、トラック、自動二輪車、自転車、電車のような車両のためのブレーキ系統９の実施態様を示す。
【００４４】
ブレーキ系統９は、車両の車輪９０と共に回転する第１のブレーキ用部材又は第１の構成要素１を含む。第１のブレーキ用部材１及び車輪９０は同じ軸９２に載置され、回転軸９００の周りを一緒に回転する。特に、第１のブレーキ用部材１はブレーキディスクであり、それはボルト９１によって車輪９０に固定される。
【００４５】
ブレーキ系統９はまた、車両の本体又はその部品（例えば、自動二輪車の場合はフォーク）に固定されて、第１のブレーキ用部材１の末梢領域を受容するブレーキシュー９５を含む。
【００４６】
車両が駆動されている場合、車輪９０及び第１のブレーキ用部材１は、回転軸９００の周りを回転し、それゆえにブレーキシュー９５に関連して動く。ブレーキシュー９５は、第１のブレーキ用部材１と連動してブレーキ動作するように作動することを目的とする少なくとも１つの第２のブレーキ用部材又は第２の構成要素２を含む。特に、第２のブレーキ用部材又は第２の構成要素２は、ブレーキパッドである。
【００４７】
車両がブレーキせずに駆動されている場合、第２のブレーキ用部材２は第１のブレーキ用部材１と接触せず、したがって、車輪９０の回転と干渉しない。
【００４８】
ブレーキ系統９が作動される場合、第２のブレーキ用部材２は例えば液圧あるいは油圧コマンドによって、第１のブレーキ用部材１に対して押されて、第１のブレーキ用部材１及び第２のブレーキ用部材２間の摩擦推力（特に、滑り摩擦推力）のためブレーキ動作を生じる。
【００４９】
第１のブレーキ用部材又は第１の構成要素１及び第２のブレーキ用部材又は第２の構成要素２の両方は、ブレーキ系統９の動作の間、他のブレーキ用部材又は構成要素の摩擦部の表面と接触する（特に、押圧接触）ことを目的とする表面１５、２５を有する少なくとも１つの摩擦部１３、２３を各々有する。第１のブレーキ用部材１の摩擦部分１３の表面１５及び第２のブレーキ用部材２の摩擦部分２３の表面２５の間で摩擦推力が生成される。
【００５０】
ブレーキディスク１の場合、摩擦部１３は、ブレーキディスク１の片側又は表面上の環状領域である。環状領域は、軸９００の周りの回転の間ブレーキシュー９５の内部を通過し、ブレーキをかける間ブレーキパッド２と接触する。実際には、摩擦部１３は円形のリング形状である。基本的に、その円形のリング形状は、中心で孔によりディスクに対応する。すなわち、最適に大きさを設定された座金の形状である。
【００５１】
図１の実施態様において、ブレーキ系統９は、ブレーキディスク１の対向する表面に作用する２つの対向するブレーキパッド２を含む。それゆえに、ブレーキディスク１は、ブレーキディスク１の対向する表面に２つの円形のリング形状の摩擦部１３を含む。
【００５２】
ブレーキパッド２の場合、摩擦部２３は本質的に平坦であり、直接ブレーキディスク１に面している。
【００５３】
本開示によるブレーキ用部材１、２において、摩擦部１３、２３は、ダイヤモンド粒子及び結合材を含む複合材料でできている。
【００５４】
一実施態様において、ブレーキディスク１の摩擦部分１３のみが前記複合材料でできている一方で、ブレーキパッド２は周知のタイプである。
【００５５】
他の実施態様においては、ブレーキパッド２の摩擦部分２３のみが前記複合材料でできている一方で、ブレーキディスク１は周知のタイプである。
【００５６】
以下に記載のさらに別の実施態様では、ブレーキディスク１及びブレーキパッド２の両方は、前記複合材料でできているそれぞれの摩擦部１３、２３を有する。
【００５７】
摩擦部１３の表面１５の拡大図は図３に示され、結合材４３により囲まれたダイヤモンド粒子４１が示される。具体的には、複合材料は、結合材４３の固体及び結合材の母材に埋め込まれたダイヤモンド粒子４１の母材を含む。
【００５８】
特に、結合材４３は金属材であり、それゆえに複合材料は「金属基材」（ＭＭＣ）である。必要条件及び特定の用途により、結合材の金属材料は例えば、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウム、コバルト、鉄、鋳鉄又はスチールであってもよい。結合材の金属材料は、前記材料のうちの２つ以上の合金であってもよい。
【００５９】
別の実施態様において、結合材は、例えばフェノール樹脂、クレゾール樹脂又はポリエーテルエーテルケトン（頭字語ＰＥＥＫで公知である）有機結合材である。
【００６０】
ダイヤモンド粒子４１は、本質的に球面の形状あるいは不規則な形状を有する微粒である。前記微粒は、１ｎｍから１ｍｍの間の直径又は寸法を有する。特に直径又は寸法は１０μmから６００μmの間であり、さらに直径又は寸法は、３０μmから３００μmの間である。
【００６１】
本開示によるブレーキディスク１の第１の実施態様は、図２に示される。この実施態様において、ブレーキシュー９５の外側に残る領域でありブレーキパッド２と接触することを目的としない領域であっても、ブレーキディスク１は完全にダイヤモンド／結合材の複合材料でできている。換言すれば、ダイヤモンド粒子４１は、ブレーキディスク１の集合全体において分配される。それゆえに、摩擦部１３は、ブレーキディスク１の残りの部分と一部品となる。フランジ１９は、ボルト９１によってそれが車輪９０に接続できるようにブレーキディスク１に固定される。
【００６２】
本開示によるブレーキディスク１の第２の実施態様は、図４から６に示される。この実施態様において、ブレーキディスク１は、ディスク形状のサポート１７、及び、サポート１７に載置されて固定されるダイヤモンド／結合材の複合材料でできている１つ以上の要素１４を含む。摩擦部１３は、前記１つ以上の要素１４で構成される。ディスク形状のサポート１７は例えば、金属又は金属合金でできている。
【００６３】
それゆえに、この実施態様において、ダイヤモンド粒子４１は、外部の摩擦バンド、すなわち、効果的にブレーキパッド２と接触することを目的とする領域に存在するのみである。それにより、図２の実施態様と比較して複合材料の節減が可能になる。要素１４は、サポート１７から構造的に分離していて、サポート１７とは分離して製造される。要素１４は、安定して拘束されてサポート１７と共に回転するようにサポート１７に（例えばネジによって）固定される。要素１４の厚みは、多少制限される可能性がある。
【００６４】
図４から６に示される実施態様において、各々の摩擦部１３は、単一の円形のリング形状の要素１４を含む。
【００６５】
図７で示される代わりの実施態様において、摩擦部１３は、円形リングの４分の１の形状を各々有する複数の要素１４、例えば４つの要素１４で構成される。
【００６６】
特に、ディスク形状のサポート１７は環状の座部１８を含み、そこに摩擦部１３を構成している１つ以上の要素１４が載置される。接続フランジ１９は、ディスク形状のサポート１７に固定される。
【００６７】
図４から６で示される実施態様において、ブレーキディスク１は、ディスク形状のサポート１７の対向する面にある２つの摩擦部１３を含む。ディスク１７は、各々の面に１つ配置される２つの環状の座部１８を含み、各々の摩擦部１３は、複合材料でできている１つ以上の要素１４で構成される。図６に示すように、ディスク形状のサポート１７は、摩擦部１３の間、それゆえに複合材料でできている前記要素１４の２つの間で少なくとも部分的に囲まれる。
【００６８】
本開示によるブレーキパッド２の実施態様は、図８に示される。ブレーキパッド２は例えば、金属でできているサポート２７、及びサポート２７に載置される複合材料でできている要素２４を含み、摩擦部２３として作用する。
【００６９】
別の実施態様において、サポート２７は存在せず、ブレーキパッド２は完全にダイヤモンド／結合材の複合材料で作成され、摩擦部２３はそれゆえに、ブレーキパッド２の残りの部分と一部品となる。
【００７０】
さらに別の実施態様において、ダイヤモンド／結合材の複合材料の使用は、摩擦部１３、２３の表面１５、２５に限られている。それは両方とも、摩擦部１３、２３がブレーキディスク１又はブレーキパッド２の残りの部分と一部品である場合、あるいは摩擦部１３、２３がサポート１７、２７に載置される要素１４、２４である場合、適用可能である。
【００７１】
換言すれば、摩擦部１３、２３は複合材料でできている表面層（単粒層も）を有し、一方で摩擦部１３、２３の残りは例えば、結合材材料のみで作成されている他の材料でできている。
【００７２】
結合材４３のタイプを変えるのと同様に、ダイヤモンド粒子４１の量及び粒径寸法を調整する可能性により、様々な領域（自動車、電車、航空その他）及び、異なる価格／パフォーマンス必要条件（通常の車、スポーツカーその他）で本開示の主題を使用することができる。
【００７３】
以下の金属母材及びダイヤモンド粒子の組合せは、非制限的な例として示されるものである：
- 銅／ダイヤモンド：試験で、この組み合わせが評価したすべての複合材料において最高のパフォーマンスを有する複合材料であることが明らかになった。この組合せは、機械的性質、熱伝導及び融点の最高のバランスを有する。銅及びダイヤモンドの組合せは、すでに優れている熱伝導特性をさらに改良するものである。このことは、セルフベンチレーションシステムをディスクに作成する必要が無く、構造の複雑さをかなり減らすことを意味する。摩耗に対する抵抗は、車両の実用寿命全体の間でブレーキ系統を使うことができるほどである。さらに、ダイヤモンドは、銅と比べてほぼ２.５倍低い比重量を有し、それゆえに複合体の重量は減少して、パフォーマンスを改良し、消費を制限する。
- アルミニウム／ダイヤモンド：重量が重要であり（例えば自動二輪車及び電気自動車）、それと同時に、適度な速度に達する軽車両及び／又は車両の場合に消散する運動エネルギーが制限されるところで、好都合に適用される。
- 鋳鉄／ダイヤモンド又はスチール／ダイヤモンド：生産コストを減少させる必要であるところで、好都合に適用される。ディスクの寿命を車両の予測された実用寿命と一致させるのを確実にするように厳密に求められるところで、複合体のダイヤモンドの量は制限することができる。それは、鋳鉄又はスチールディスクと比較して限られたコスト増で達成することができる。
- チタン：その優れた軽量性及び強さのため、チタンは、銅／ダイヤモンド又はアルミニウム／ダイヤモンドでできている２つの側面の摩擦バンドの構造上サポートとして、すなわち、銅／ダイヤモンド又はアルミニウム／ダイヤモンドでできている要素１４のサポート１７として使うことができる（図４から６参照）。摩擦部のためのチタン／ダイヤモンド複合材料のチタンの使用は、チタンの高い融点のために好都合であるが、チタンの低い熱伝導率のために、好適ではない選択である可能性がある。それを考慮すると、チタン／ダイヤモンド複合体は、ブレーキが頻繁に繰り返されないところ、例えば電車の非常ブレーキで都合よく使うことができる。
【００７４】
上記されて図９から１２で示されるように、ある実施態様において、ブレーキ用部材は、単粒層である複合材料の表面層を含む。実際には、表面層（それゆえに摩擦部の表面１５）が構成される複合材料は、結合材４３、そしてダイヤモンド粒子４１の単一層を含む。摩擦部の本体の残りの部分がダイヤモンド粒子なしで金属（又は他の材料）により作成されていてもよいので、この実施態様は、可能な限り必要とされるダイヤモンドの量を制限するのに役立つ。その表面層において、ダイヤモンド粒子４１は２０％から８０％の間の表面の割合を占める。具体的には、ダイヤモンド粒子によって占められる表面の割合は４０％から６０％の間である。表面の残りの部分は、ダイヤモンド粒子４１の間に位置する結合材によって占められる。
【００７５】
例えば、単粒複合材料で、ダイヤモンド粒子４１は２００μmから１２００μmの間の直径又は寸法を有し、特に、直径又は寸法は４００μmから８００μmの間である。
【００７６】
ある特定の実施態様において、単一層のダイヤモンド粒子４１は、ダイヤモンド粒子４１が互いに間隔を置いて配置され、結合材４３がダイヤモンド粒子４１間に挿入される規則的なグリッドによって配置される（図１１）。実際には、摩擦面１５は、例えば四角のメッシュ又は三角形メッシュを有するグリッドで通常の方法で分配されるダイヤモンド粒子４１を示す。ランダムな分配と比較して、これは、使用の間、摩擦面１５の特性の本質的な均一性を確実にするのに役立つ。さらに、ダイヤモンド粒子４１は互いに触れないので、各々の粒子４１の結合材４３との接触面は最大にされる。これは、ダイヤモンド粒子４１が可能な限り最も安定的な方法で複合材料に取り入れられ、応力の集中により使用中に取り除かれる可能性を避けることを確実にするのに役立つ。
【００７７】
単粒複合材料の表面層による前記実施態様は、例えば図９から１２に示されるブレーキディスク１のブレーキ用部材を作るために特に好都合である。そのようなブレーキディスクでは、結合材の材料としてアルミニウムを用いると良好な結果が得られることがわかった。
【００７８】
特に、ブレーキディスク１は、ディスク１の対向する面に２つの円形のリング形状の摩擦面１５を含む。その１つが図９において点により示されるそのような摩擦面１５は、使用の間、ブレーキパッド２の動作に影響を及ぼす。
【００７９】
前記２つの摩擦面１５の各々は、ダイヤモンド粒子４１の単一層により複合材料でできている。ブレーキディスクの残りの部分は、ダイヤモンド粒子４１のない材料でできている。例えば、それはアルミニウムでできている、あるいは機械加工される、粉にする、又は、ベンチレーション孔、フランジ１９の固定孔、あるいはボルト又は鋲のための他の固定孔を作成するために必要に応じて穿設されてもよい。
【００８０】
ブレーキディスクが非常に高い熱出力を消散させなければならない場合、ブレーキディスク１は、例えば放射状にあるいは湾曲するように延長する２つの摩擦面１５間の厚みにおいてブレーキディスクで延長しているベンチレーションチャンネルを備える。
【００８１】
ある実施態様（図１３）において、ベンチレーションチャンネル３８は例えば、ドリルでブレーキディスク１に孔を作成することによって得られる。
【００８２】
他の実施態様（図１４）において、ブレーキディスク１は、例えばボルト又は鋲によって互いに固定される、別々に製造されて組み立てられた２つの部品３１、３２を含む。各々の部品３１、３２は、第１の面にそれぞれの摩擦面１５を、そして、第２の対向する表面にベンチレーションチャンネル３８（図１５）の各部に対応する凹部３４を含む。
【００８３】
２つの部品３１、３２が組み立てられる場合、第２の表面は互いに面している。ベンチレーションチャンネル３８は、互いに面して及び／又は相互に浸透している凹部３４を結合することによって作成される。特に、第２の表面各々は、その間で凹部３４が定められる突起又はリブ３５を含む。２つの部品３１、３２が組み立てられる場合、一方の部品の突起３５は、他方の部品の対応している座部に対して接触する。突起３５はまた、最適に作られた場合、摩擦面１５間の平行構造を維持する隔板として作用する。
【００８４】
特に、上記の通り摩擦面１５はダイヤモンド粒子の単一層を含む一方で、各々の部品３１、３２の残りの部分は例えばアルミニウム結合材の材料でできている。
【００８５】
本開示によれば、摩擦部のためのブレーキ用部材又は要素は、その摩擦部あるいは少なくともその摩擦面は、ダイヤモンド粒子及び結合材を含む複合材料を用いて作成されるという共通する事実を有して異なる方法によって作成することができる。
【００８６】
ある製造方法では、焼結法が用いられる。その方法の例は、銅／ダイヤモンド複合材料を特に参照して以下に記載される。類似した方法もまた、他の結合材によって適用可能である。
【００８７】
第１のステップは、ダイヤモンド及び結合材粉末の混合物の調合に関する。銅粉末は、得られるべき完結部品の厚みによる量で分量が測定される。ダイヤモンド粒子は、所望のパフォーマンスによる量で加えられる。ダイヤモンド粒子の集中は、カラット／ｃｍ３、あるいは複合体の容積測定的な容積分率において測定される。例えばダイヤモンド粒子は、１０％から５０％の間の複合材料の容積分率を占める。具体的には、その体積分率は１５％から４０％の間である。さらに具体的には、それは２０％である。
【００８８】
第２のステップは、粉末の均一の混合に関する。銅粉末及びダイヤモンド粒子の混合物はドラムに挿入され、混合される製品の粒径寸法及び量によって数分から数時間まで変わる可能性がある一定時間の間、特別な「撹拌」ミキサ内部で回転するようにされる。具体的には、その時間は、１５分から３０分の間である。
【００８９】
第３のステップは、粉末の粒状化に関する。前のステップで得られた均一な混合物は「粒状化」と呼ばれるさらなる処理を必要とし、それにより、焼結型内部で均一に分配することができる。
【００９０】
粒状化は、最初は非常に微細な粒（例えば２０μmから６０μmの間の直径又は寸法）を有する粉末をほぼ数１０分の１ミリメートルの直径又は寸法を有する大きい微粒に変えるように設計される。それにより、型における分配ステップの間材料の加工性及び流動性が促進される。顆粒は、造粒装置と呼ばれる特別な機械において実行される。本質的に球状の微粒を得て、それらをより堅くするために乾燥するように機能する接着剤の粉末が混合物に加えられる。
【００９１】
次のステップで、得られるべき部品の形状及び寸法の母材又は空洞８０を有するグラファイトでできている焼結型８が供給される。図１６にて図示したように、焼結型８は組み立てられ、適切なスチール型ホルダ８５に押圧される。グラファイトが良好な電気導体であり低い熱膨張率を有するので、グラファイトでできている焼結型８の使用は好都合である。それゆえに、熱を空洞８０へ移して、同時に型８への圧力を適用することは容易である。いずれにせよ、スチールでできている焼結型を使用することが可能である。
【００９２】
第４のステップは、冷却プレ成型に関する。粒状化された混合物は、型８の空洞８０で分配される。焼結前に、混合物を固め、焼結を促進するために型８は冷圧されなければならない。これは、空洞８０において摺動できて、同時に、混合物の粉末が空洞８０から出てくるのを防止するように形づくられたグラファイトでできているパンチで達成される。
【００９３】
第５のステップは、実際の焼結に関する。中に型８を有する型ホルダ８５は、自動的に型ホルダ８５を焼結室に載せる焼結機に配置されて、そこで型８はグラファイトでできている２つの電極の間に押圧される。
【００９４】
焼結機に適用される熱サイクル及び圧力は、使用されている粉末のタイプ及び所望の結果に依存する。銅／ダイヤモンドディスクを作成するサイクルの例は、図１７に示される。
【００９５】
焼結が終わると、得られた部品は型から引き出されて、適切な清浄及び砂吹き後に、使用の準備ができる。
【００９６】
例えば、部品は摩擦部の要素１４であり、図７に示すように、円形のリングの４分の１の形状を有する。このようにして得られた８つの部品は、２つの円形のリング形状の摩擦部１３を得るように各々の表面に４つ、サポート１７に載置される。
【００９７】
表面層のみが複合材料でできている摩擦部１３を得るために、粒状化された混合物は、得られるべき層の厚みと等しい所定の高さまでのみ型８の空洞８０において分配される。空洞８０の残りは、銅粉末のみで満たされる。焼結により、一部品でありかつ銅／ダイヤモンドの複合材料でできていて、残りは焼結された銅でできている表面層を有する要素が生じる。
【００９８】
複合材料の単粒層を得るために、以下の方法を用いることができる：空洞８０の底部に接着剤の層を広げる；空洞８０に粒状化された混合物（又は単にダイヤモンド粒子だけを）を分配する；空洞８０を空にして、空洞８０の底部に接着した微粒又は粒子の層を残すのみにするように型８をひっくり返す；銅粉末のみで空洞８０の残りの部分を満たす。焼結は、上記の通りに実行される。
【００９９】
上記の代わりに、部品は、必要に応じてＭＭＣ構成要素製造の領域において公知の技術を用いて焼結又は金属型においてダイカストで製造することができる。
【０１００】
別の実施態様において、例えば、頭字語ＤＭＬＳで知られる直接金属レーザー焼結のような三次元（３Ｄ）印刷方式が用いられる。実際には、焼結エネルギーは、レーザー光線によって供給される。３Ｄ印刷技術として公知であるにもかかわらず、この技術は金属／ダイヤモンドＭＭＣのためにはこれまで使われていなかった。
【０１０１】
他の実施態様において、例えば、電子ビーム溶解のような異なる三次元印刷方式が用いられる。
【０１０２】
複合材料の単粒表面層でブレーキ用部材を作る他の方法は、以下に記載する。
【０１０３】
接着層は、特に底面８８上で焼結型８６（図１８で簡略化して示される）の室８７の表面に配置される。例えば接着層は、焼結の間に溶ける熱可溶性の材料である。
【０１０４】
得られるべきブレーキ用部材にダイヤモンド粒子４１が必要とされるところのみに接着層は配置される。例えば、接着層は、図９の摩擦面１５の形状に対応してリングの形をしている。
【０１０５】
ダイヤモンド粒子４１は、接着層に分配される。あるダイヤモンド粒子４１は接着層に付着し、したがって表面８８に閉じ込められる一方で、残りのダイヤモンド粒子は遊離している、すなわち接着剤の層に固定されない。単体粒子４１が（例えば、吸入又は型をひっくり返すことによって）取り除かれた後、ダイヤモンド粒子４１の単一層は、型８６に残ったままである。
【０１０６】
結合材４３の粉末は型の室８７に加えられて、接着層上のダイヤモンド粒子４１間の空間を満たし、結合材のみが存在する上面層を形成する。パンチ８９は室８７へと下降され、焼結の間、型８６において内容物（すなわち、結合材４３の粉末及びその下のダイヤモンド粒子４１）を圧縮する。図１８は上昇位置のパンチ８９を示し、室８７の内容物の圧縮の開始準備ができた下降位置のパンチ８９を破線で示す。
【０１０７】
焼結は例えば、焼結室において実行される。焼結後に、ダイヤモンド粒子４１が摩擦面１５上の単一層に置かれているダイヤモンド及び結合材の複合材料でできている表面を有する部品３１０、３２０が得られ、一方で部品３１０、３２０の残りの部分は結合材の材料でできている。
【０１０８】
孔、貫通孔（例えばブレーキディスクの中心孔）、溝又は類似した空洞は、結合材４３の粉末が対応している領域を占有しないように、室８７の適切な成形、あるいは、所望の空洞に合致するように成形された要素の配置により作成される。
【０１０９】
規則的なグリッドによって配置されるダイヤモンド粒子を有する単一層を得るために、ダイヤモンド粒子は、全く同一の規則的なグリッドで配置される貫通開口部７２を有するスクリーン又はテンプレート７１（図１９に例として示される）を用いて接着剤の層に分配される。貫通開口部７２の寸法は、ダイヤモンド粒子４１の寸法よりわずかに大きい。
【０１１０】
前記テンプレート７１は接着層に配置されて、それからダイヤモンド粒子４１はテンプレート７１に分配される。貫通開口部７２を通過するダイヤモンド粒子４１のみが接着層に固定され、これは規則的なグリッドによって配置されることを意味する。余分なダイヤモンド粒子４１及びテンプレート７１は、結合材４３の粉末を加える前に取り除かれる。必要に応じて、テンプレート７１は、互いに異なるグリッドの領域を有してもよい。例えば、使用の間、ブレーキディスクがより多くの応力にさらされるところではグリッドの密度は高く、ブレーキディスクが応力をそれほど受けないところではグリッドの密度は低くなる。
【０１１１】
例えば、上記した方法は、ディスク形状であり、ブレーキディスク（図２０）を得るために組み立てられる２つの部分又は部品３１０、３２０（各々ダイヤの単一層を持つそれぞれの摩擦面１５を有する）を得るために用いられる。２つの部品３１０、３２０は、部品に作成された適切な孔を通過するボルト又は鋲を用いて結合される。
【０１１２】
別の実施態様において、焼結ステップ後に、各々の部品３１０、３２０はさらなる加工ステップを受ける。三次元印刷方式（又は追加的な製造）が、ダイヤモンド粒子４１が配置される表面に対向する表面上に突起３５及び凹部３４を作るために用いられる。すでに上記したように、それが、ベンチレーションチャンネルを有するブレーキディスクを得るために組み立てられる部品３１、３２に与えられる。
【０１１３】
上記した焼結法により、対向する表面に２つの摩擦面１５を有する部品３５０を直接得ることも可能である。特に、部品３５０はディスク形状であり、ブレーキディスク（図２２）の本体を構成する。
【０１１４】
このため、ダイヤモンド粒子４１の単一層はまた、焼結の間、型８６の室８７の内容物を圧縮するパンチ８９の表面にも（接着層によって）作成される。型８６を閉じることにより、前記粒子４１は結合材粉末の方へ導かれ、それらは部品３５０の対応している表面に取り込まれる。
【０１１５】
上記した方法のすべてにおいて、ダイヤモンド及び複合材料の母材間の熱伝導を改良するように、そして、ダイヤモンド粒子及び結合材間の接着力を改良するように結合材粉末と混合する前に、ダイヤモンド粒子が被覆物質でおおわれる又は粒状化する予備的ステップが存在してもよい。具体的には、ダイヤモンド粒子は、クロミウムによっておおわれる又は粒状化される。クロミウムの代わりに、例えばチタン、銀、ニッケル又は銅のような他の被覆物質を用いることもできる。さらに、粒状化の代わりに、被覆物質でのダイヤモンド粒子の被覆は、化学蒸着法 （ＣＶＤ）、又は、物理蒸着法（ＰＶＤ）により実行される。
【０１１６】
本開示の主題は、そのいくつかの実施態様を参照して上記された。添付の請求の範囲によってすべて保護される同じ発明の概念に関連する他の実施態様が存在してもよいと理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月22日(2016.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ系統（９）のためのブレーキ用部材（１、２）であって、該ブレーキ用部材（１、２）が、表面（１５、２５）及び構成要素（２、１）間の摩擦推力によりブレーキ動作を生じるように該ブレーキ系統（９）の構成要素（２、１）と接触して置かれることを目的とする表面（１５、２５）を有する、少なくとも一つの摩擦部（１３、２３）を含み、該表面（１５、２５）及び／又は該摩擦部（１３、２３）がダイヤモンド粒子（４１）及び結合材（４３）を含む複合材料でできている、ブレーキ用部材（１、２）。
【請求項２】
前記複合材料が、結合材（４３）の母材、及び、該結合材（４３）の母材に埋め込まれたダイヤモンド粒子（４１）を含む、請求項１に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項３】
前記結合材（４３）が金属材であり、特に該結合材（４３）は、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウム、コバルト、鉄、鋳鉄、スチール、合金、又は、これらの材料のうちの２つ以上を含む群から選択された材料である、請求項１又は請求項２に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項４】
前記複合材料は前記結合材（４３）及び前記ダイヤモンド粒子（４１）の単一層又は単粒層を含み、該複合材料が前記摩擦部（１３、２３）の前記表面（１５、２５）を形成する表面層を形成する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項５】
前記単一層の前記ダイヤモンド粒子（４１）が規則的なグリッドによって配置されていて、該ダイヤモンド粒子（４１）は互いに間隔を置いて配置され、前記結合材（４３）は該ダイヤモンド粒子（４１）の間に挿入される、請求項４に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項６】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が前記表面（１５、２５）の２０％から８０％の間の割合を占め、具体的には該表面の割合が４０％から６０％の間である、請求項４又は請求項５に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項７】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が、２００μｍから１２００μｍの間である直径又は寸法を有し、具体的には該直径又は寸法が４００μｍから８００μｍの間である、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項８】
前記摩擦部（１３、２３）が完全に前記複合材料でできている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項９】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が１ｎｍから１ｍｍの間の直径又は寸法を有し、具体的には該直径又は寸法が１０μｍから６００μｍの間であり、さらに具体的には該直径又は寸法が３０μｍから３００μｍの間である、請求項８に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド粒子（４１）が前記複合材料の１０％から５０％の間の容積分率を占め、具体的には該容積分率が１５％から４０％の間であり、さらに具体的には該容積分率が２０％である、請求項８又は請求項９に記載のブレーキ用部材（１、２）。
【請求項１１】
前記ブレーキ用部材（２）がブレーキパッドである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（２）。
【請求項１２】
前記ブレーキ用部材（１）がブレーキディスクである、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１３】
前記摩擦部分（１３）が円形のリング形状であり、前記摩擦部（１３）は前記複合材料できている１つ以上の要素（１４）を含むあるいは該複合材料でできている表面を有し、前記ブレーキディスク（１）がディスク形状である支持（１７）をさらに含み、該１つ以上の要素（１４）は、該円形のリング形状の摩擦部分（１３）を形成するように該支持（１７）に載置されている、請求項１２に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１４】
前記ディスク形状のサポート（１７）の対向する表面にある２つの円形のリング形状の摩擦部分（１３）を含み、各々の摩擦部（１３）は、前記複合材料できている、あるいは前記複合材料できている表面を有する１つ以上の要素（１４）で構成され、前記ディスク形状のサポート（１７）は前記要素（１４）の２つの間で少なくとも部分的に囲まれる、請求項１３に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１５】
前記ブレーキ用部材（１）が、該ブレーキ用部材（１）の対向する表面にある２つの円形のリング形状の表面（１５）を含むブレーキディスクであり、該２つの表面（１５）はダイヤモンド粒子（４１）の単一層を含む前記複合材料でできている、請求項４から請求項７のいずれか一項に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１６】
前記ブレーキ用部材（１）の前記本体において延長しているベンチレーションチャンネル（３８）を含み、該本体は前記２つの表面（１５）の間にあり、前記ブレーキ用部材（１）は組み立てられた２つの部品（３１、３２）で構成され、該２つの部品（３１、３２）の各々は前記２つの表面（１５）の１つを含み、対向する表面に該ベンチレーション・チャンネル（３８）の各部に対応している凹部（３４）を含む、請求項１５に記載のブレーキ用部材（１）。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の少なくとも１つのブレーキ用部材（１、２）を含む、ブレーキ系統（９）。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のブレーキ用部材である少なくとも１つのブレーキディスク（１）、及び、請求項１１に記載のブレーキ用部材であるブレーキパッド（２）を含むブレーキ系統（９）であって、該ブレーキパッド（２）はブレーキ動作を生じるために該少なくとも１つのブレーキディスク（１）と連動して作動することを目的とする、ブレーキ系統（９）。
【請求項１９】
ブレーキ系統（９）のブレーキ用部材（１、２）を作成する方法であって、該ブレーキ用部材（１、２）が、表面（１５、２５）及び構成要素（２、１）間の摩擦推力によりブレーキ動作を生じるように該ブレーキ系統（９）の構成要素（２、１）と接触して置かれることを目的とする表面（１５、２５）を有する、少なくとも一つの摩擦部（１３、２３）を含み、該ブレーキ用部材を作成する方法は、ダイヤモンド粒子（４１）及び結合材（４３）を含む複合材料を用いて前記摩擦部（１３、２３）又は少なくとも前記表面（１５、２５）を作成するステップを含む、方法。
【請求項２０】
前記摩擦部（１３、２３）を作成するステップが、
型（８６）の室（８７）の表面（８８）上に接着剤の層を配置するサブステップ、
該接着剤の層にダイヤモンド粒子（４１）を分配するサブステップ、
該接着剤の層に固定しないそれらのダイヤモンド粒子（４１）を該型（８６）から取り除くサブステップ、
該型（８６）の室（８７）に結合材（４３）の粉末を加えるサブステップ、
該型（８６）の室（８７）の内容物を焼結し、該結合材（４３）及びダイヤモンド粒子（４１）の単一層又は単粒層を含む複合材料でできている表面（１５; ２５）を有する摩擦部（１３、２３）を得るサブステップ、を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記接着剤の層にダイヤモンド粒子（４１）を分配するサブステップが、貫通開口部（７２）の規則的なグリッドを有するスクリーン又はテンプレート（７１）を用いて実行され、それを通じて、該接着層に固定する該ダイヤモンド粒子（４１）は該ダイヤモンド粒子（４１）が互いに間隔を置いて配置される規則的なグリッドにより配置される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記焼結された摩擦部（１３、２３）の表面に、突起（３５）及び凹部（３４）を作成するさらなるステップを含み、該表面は、複合材料でできている前記表面（１５）の反対側にあり、該突起（３５）及び凹部（３４）は、三次元印刷方式によって作成される、請求項２０又は請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記摩擦部（１３、２３）が焼結法によって作成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記摩擦部（１３、２３）が三次元印刷方式によって作成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記三次元印刷方式が直接金属レーザー焼結法である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ダイヤモンド粒子（４１）及び前記結合材（４３）を混合する前に、被覆物質で該ダイヤモンド粒子（４１）を被覆又は粒状化するステップを含み、特に該被覆物質は、クロミウム、チタン、銀、ニッケル、銅を含む群から選択されている請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2017519160.tif 000025
2017519160.tif 000026