ブレーキディスクとブレーキキャリパー: 主要な機能、製造上の考慮事項、および材料要件

I. ブレーキディスク（ブレーキローター）の機能と製造要件

1. ブレーキディスクの機能:

ブレーキディスクの主な機能は、ブレーキパッドと連携して摩擦によって車両の運動エネルギーを熱に変換し、それによって車両を減速または停止させることです。具体的な機能には次のようなものがあります。

• 摩擦の発生: ブレーキディスクはブレーキパッドと連動して摩擦を発生させ、車両を減速または停止させます。
• 放熱: ブレーキのプロセスでは大量の熱が発生するため、ブレーキの故障を防ぐために熱を迅速に放散する必要があります。ブレーキディスクには、放熱性を高めて性能を維持するために、通気孔や溝が設計されていることがよくあります。
• 耐摩耗性: ブレーキディスクは、長期間の使用や摩擦に過度の摩耗を起こすことなく耐えられる十分な硬度と耐摩耗性を備えていなければなりません。
• 高温耐性: ブレーキディスクの温度はブレーキング中に急激に上昇する可能性があるため、ブレーキ効率が損なわれないように、材料は高温に耐えることができる必要があります。

2. ブレーキディスクの鋳造プロセス:

ブレーキ ディスクの鋳造プロセスには、いくつかの重要な手順と考慮事項が含まれます。

• 材料の選択: ブレーキ ディスクは通常、ねずみ鋳鉄(例：GG20、GG25) 鋳造性、耐摩耗性、耐熱性に優れているため、高温、高摩擦の条件に適しています。
• 鋳造工程: 砂型鋳造または金型鋳造ブレーキディスクの製造によく使用されます。これらのプロセスにより、寸法精度と表面品質が確保され、気孔や亀裂などの欠陥が防止されます。
• 熱処理: ブレーキディスクは鋳造後、機械的特性と耐摩耗性を向上させるために熱処理 (焼きなましや焼きならしなど) を受けることがよくあります。適切な熱処理により硬度と靭性が向上し、疲労強度が向上します。
• 品質管理: 鋳造プロセスの各段階では、外観、寸法精度、硬度、表面欠陥 (気孔率、亀裂など) の検査を含む厳格な品質管理が必要です。

3. ブレーキディスクの仕様:

通常、ブレーキ ディスクの最終仕様には次のものが含まれます。

• 寸法精度: ブレーキディスクの外径、内径、厚さ、その他の寸法は、他のブレーキシステムコンポーネントとの互換性を確保するために厳格な公差を満たす必要があります。
• 重さ：ブレーキディスクの重量は正確に管理されなければなりません。ディスクが重すぎたり軽すぎたりすると、ブレーキ性能に影響を与える可能性があります。
• 表面仕上げ: ブレーキディスクの表面は滑らかで、重大な鋳造欠陥があってはなりません。表面粗さは通常、ブレーキパッドとディスク間の効果的な摩擦を確保するために特定の制限内に制御されます。

II.ブレーキキャリパーの機能と製造要件

1. ブレーキキャリパーの機能:

ブレーキ キャリパー (またはブレーキ ハウジング) は、ブレーキ パッドをブレーキ ディスクにクランプして制動力を発生させるという重要な役割を果たします。具体的な機能には次のようなものがあります。

• ブレーキディスクのクランプ: ブレーキ キャリパーには油圧ピストンとブレーキ パッドが含まれています。油圧がかかると、ピストンがブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて摩擦を発生させ、車両を減速または停止させます。
• サポート: ブレーキキャリパーはブレーキパッドとブレーキディスクに安定した構造を提供し、ブレーキパッドがディスクに均一に接触することを保証します。
• ガイダンス: ブレーキキャリパーは、ブレーキング中にブレーキパッドが正しい位置と方向に保たれるようにし、不均一な摩擦を防ぎます。
• 放熱: ブレーキキャリパーが作動すると熱が発生するため、ブレーキ性能に影響を与える可能性のある過熱を避けるために、優れた放熱特性が必要です。

2.ブレーキキャリパーの鋳造プロセス:

ブレーキ キャリパーの鋳造プロセスにおける主な考慮事項は次のとおりです。

• 材料の選択: ブレーキキャリパーは一般的に次のように作られています。鋳造アルミニウムまたは鋳鉄。アルミニウムは軽量で放熱性に優れているため、標準的な乗用車に最適です。高性能車両では、強度を高めるために鋳鉄または複合材料が使用される場合があります。
• 鋳造工程: ブレーキ キャリパーは通常、次の方法で製造されます。精密鋳造またはダイカストメソッド。精密鋳造は高い寸法精度と表面品質を保証しますが、ダイカストは大量生産に適しています。
• 熱処理：ブレーキキャリパーの傷み熱処理（溶体化処理や時効処理など）強度と耐食性を向上させます。熱処理により耐疲労性と寿命が向上するため、これはアルミニウム キャリパーにとって特に重要です。
• 品質管理：ブレーキキャリパーの鋳造品質を確保するには厳格な品質管理が必要です。これには、X 線検査、超音波検査、液体浸透検査などの方法による、密度、硬度、表面欠陥、寸法精度の検査が含まれます。

3. ブレーキキャリパーの仕様:

ブレーキ キャリパーの仕様には通常次のものが含まれます。

• 寸法許容差: ブレーキ キャリパーは、ブレーキ ディスクと車両システムとの適切な適合を確保するために、特に取り付け穴やボルトの位置などの重要な機能について、正確な寸法公差を満たす必要があります。
• 重さ: キャリパーは軽量であると同時に、ブレーキ時に発生する力に耐えるのに十分な強度が必要です。過剰な重量はバネ下重量を増加させ、車両のハンドリングに影響を与える可能性があります。
• 表面品質: ブレーキ キャリパーの表面は滑らかで、性能や耐久性に影響を与える可能性がある多孔性や亀裂などの欠陥があってはなりません。

Ⅲ．材料要件:

ブレーキディスクとブレーキキャリパーの両方に使用される材料は、次の特性を備えている必要があります。

• 高温耐性: ブレーキプロセスでは大量の熱が発生するため、材料は変形したり破損したりすることなく高温に耐えることができなければなりません。
• 耐摩耗性: ブレーキディスクとブレーキキャリパーはどちらも摩擦にさらされるため、寿命を延ばすために材料には優れた耐摩耗性が必要です。
• 強度と靭性: ブレーキコンポーネントは、ブレーキに伴う機械的な力に耐えるのに十分な強度がありながら、亀裂や破損に耐えるのに十分な強度が必要です。
• 熱膨張の一致: 熱膨張の違いによる応力を防ぐために、材料の熱膨張係数はブレーキ システムの他のコンポーネントと互換性がある必要があります。