专利名称：自行车用盘式制动垫片的制作方法
技术领域：
本发明涉及制动垫片，特别是涉及在背面板上接合有摩擦部件的自行车用盘式制动垫片。
背景技术：
盘式制动垫片，通常是通过夹持与车轮一起旋转的盘式制动器转子而对车轮进行制动的。作为这种盘式制动垫片，公知的制动垫片具有烧结金属制成的摩擦部件、以及、接合有摩擦部件的例如不锈钢合金制成的背面板。这种具有烧结金属制成的摩擦部件的现有的盘式制动垫片，其摩擦部件是通过利用扩散接合法同时进行烧结金属的烧结和其向背面板的接合而制造出来的。具体地说，在背面板的接合面上，在铜镀敷的基础上进行作为摩擦部件的烧结金属的烧结。因此，进行烧结接合时，背面板曝露于900℃左右的高温下。
在上述现有的将烧结金属用作摩擦部件的结构中，由于进行摩擦部件的接合时背面板处于高温，因而可用作背面板的金属的材质限于可耐高温的不锈钢合金等比重较重的金属。因此，无法实现特别是对于自行车提出的背面板轻质化的要求。为此，考虑将烧结金属制成的摩擦部件用粘接剂粘接在背面板上。但是，若用粘接剂将摩擦部件接合在背面板上，则当实施紧急制动而使制动垫片处于例如300℃左右的高温状态时，有可能导致剥离强度降低而无法保证足够的接合力。
发明内容
本发明的课题在于，在自行车用盘式制动垫片中，可降低对背面板材质的限制，并且在高温状态下也能够与在低温状态下同样地保证摩擦部件具有足够的接合力。
技术方案1所涉及的自行车用盘式制动垫片，是在背面板上接合有由烧结金属制成的摩擦部件的垫片，其特征在于，背面板与摩擦部件的接合面包括熔接接合的第1接合区域、以及、粘接接合的第2接合区域。
该盘式制动垫片，其接合面包括熔接接合的第1接合区域和粘接接合的第2接合区域。由于该第1接合区域是熔接接合区域，因而与进行烧结相比能够以较低的、数百℃以下的温度进行摩擦部件的接合。而且，虽然比烧结时温度低但仍要在数百℃的温度下进行熔接接合的第1接合区域并不是接合面的全部而是局部，因此，作为整体可在较低温度下进行接合。因此，对用作背面板的金属材质的限制降低，作为背面板的材质，可以使用钛合金和铝合金等比重小的金属。而且，即使制动时达到高温状态，剥离强度也不容易降低，能够保证高温状态下的足够的接合力。此外，由于第2接合区域是粘接接合区域，因而能够保证基本的接合强度。在这里，若以熔接接合和粘接接合的组合使摩擦部件与背面板二者接合，则能够降低进行接合时的温度，降低对背面板材质的限制。此外，能够保证基本的接合强度和高温状态下的接合强度，在高温状态下也能够与在低温状态下同样地保证摩擦部件具有足够的接合力。
技术方案2所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案1所述的制动垫片中，其特征在于，第1接合区域设在接合面的大致中央部分，第2接合区域设在除第1接合区域之外的整个接合面上。在这种情况下，由于熔接接合的第1接合区域设在中央部分，因而能够短时间内完成熔接接合，热难以对整个背面板产生影响。
技术方案3所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案1或2所述的制动垫片中，其特征在于，第1接合区域为大致圆形的区域。在这种情况下，由于熔接接合的第1接合区域为大致圆形，因而进行熔接时熔接部位不容易发生变形。
技术方案4所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案1至3的任一个所述的制动垫片中，其特征在于，在背面板的第1接合区域内设置有突起部。在这种情况下，由于形成有突起部，因而可使熔接时的电流良好流动，将背面板与摩擦部件二者可靠地熔接在一起。
技术方案5所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案4所述的制动垫片中，其特征在于，突起部形成为具有规定宽度的封闭的带状。在这种情况下，由于突起部呈带状封闭形成，因而通过突起部可使电气熔接时的电流集中，能够更为可靠地且在短时间内完成熔接。
技术方案6所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案5所述的制动垫片中，其特征在于，突起部形成为环状。在这种情况下，由于突起部形成为环状，因而通过突起部可使电气熔接时的电流更为集中，能够更为可靠地且在短时间内完成熔接。
技术方案7所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案1至6之任一技术方案所述的制动垫片中，其特征在于，背面板由铝合金制成。在这种情况下，由于背面板是铝合金制成的，因而能够以较低成本实现背面板的轻质化。
技术方案8所涉及的自行车用盘式制动垫片，在技术方案1至6之任一技术方案所述的制动垫片中，其特征在于，背面板由钛合金制成。在这种场合，由于背面板是钛合金制成的，因而能够保持高强度并实现背面板的轻质化。
根据本发明，通过熔接接合和粘接接合的组合，可降低进行接合时的温度，降低对背面板材质的限制。此外，能够保证基本的接合强度和高温状态下的接合强度，在高温状态下也能够与在低温状态下同样地保证摩擦部件具有足够的接合力。
图1是采用本发明一实施方式的自行车的前部侧视图。
图2是其盘式转子部分的侧视图。
图3是制动卡钳的分解示意图。
图4是制动动作机构的主视图。
图5是盘式制动器装置的概略构成图。
图6是本发明一实施方式的盘式制动垫片的俯视图。
图7是图6的VII-VII向剖视示意图。
图8是表示盘式制动垫片的制造工序的流程图。
图9是制造时的盘式制动垫片的剖视图。
具体实施例方式
图1表示安装了本发明实施方式1的盘式制动器装置12的自行车10的前部。这种自行车10在本技术中是公知的，故将自行车的构成零件的详细说明省略。
自行车10是以往为人们所知的自行车，包括具有车把15的自行车车架14、前叉和后叉16(仅示出前叉)、前后轮17(仅示出前轮)、包括链轮和链条的驱动装置。
盘式制动器装置12，具有安装在双肩盖型的带避震的前叉16上的制动卡钳21、盘式转子22、制动动作机构23。
制动卡钳21在接近于盘式转子22的位置上安装在自行车10的前叉16上，可对盘式转子22施加使之停止旋转的夹紧力。如图2和图3所示，制动卡钳21具有壳体50和活塞组件51。壳体50例如由铝合金等导热性材料构成，具有靠螺栓结合的第1壳体部件52a和第2壳体部件52b。两个壳体部件52a、52b具有大致相同的形状，制动动作机构23的液压配管86连接到第2壳体部件52b上，向两个壳体部件52a、52b供给制动油。
此外，第2壳体部件52b具有向外延伸的凸缘，由该凸缘形成用来将制动卡钳21螺栓固定在前叉16上的安装部件54。当将两个壳体部件52a、52b用螺栓紧固时，在它们之间形成制动槽，可在其间收纳盘式转子22。此外，如图3和图5所示，在两个壳体部件52a、52b上，形成有各自容纳两个活塞74的圆形的压力缸部57a、57b、以及、用来向各自的压力缸部57a、57b供给制动油的油路58a、58b。这样，从制动动作机构23供给的制动油流入第2壳体部件52b并流入油路58a、58b，从而使活塞组件51动作。
如图3所示，活塞组件51具有4个活塞74和一对制动垫片76。活塞74滑动自如地嵌入在一对压力缸部57a、57b中，在制动解除位置和制动位置之间移动。制动垫片76配置在活塞74的前端而与之一体移动。因此，当活塞74从制动解除位置移动到制动位置时，制动垫片76也从制动解除位置移动到制动位置。当位于制动位置时，制动垫片76夹持盘式转子22而实现摩擦卡合，经由盘式转子22对前轮17进行制动。当位于制动解除位置时，制动垫片76从盘式转子22上离开而使盘式转子22能够自由旋转。
制动垫片76例如是烧结垫片，并如图6和图7所示，在例如铝合金或钛合金等轻金属制成的背面板77上接合有由烧结金属制成的摩擦部件78。背面板77，例如是由厚度为1.5mm～1.8mm左右的铝合金或钛合金等轻合金制成的板状部件，具有卡止在第1及第2壳体部件52a、52b上的钩状的卡止部77a、以及、进退自如地支承在第1及第2壳体部件52a、52b上的圆形的支承部77b。另外，在背面板77上的中央部分上形成有在接合之前呈圆环状突出的突起部77c。经过后述的熔接接合处理，该突起部77c将熔融消失。突起部77c的突出量在0.1mm～0.5mm的范围内，优选地是0.3mm。
摩擦部件78是层叠在背面板77上的，例如是由将三氧化二铬、锡及其化合物、铜及其化合物等金属粉末放入模具中进行烧结而使其结合在一起的烧结金属制成的。摩擦部件78的厚度例如为2.0mm～2.5mm左右。
背面板77与摩擦部件78的接合面具有熔接接合的第1接合区域60和粘接接合的第2接合区域61。第1接合区域60，是将形成于中央部分的突起部77c的内周侧及外周侧覆盖起来的大致圆形的区域。该第1接合区域60，通过熔接而形成，由背面板77及摩擦部件78的熔融了的金属固化后的金属层构成。第2接合区域61形成于第1接合区域60的周围。该第2接合区域61，主要由例如酚醛树脂类粘接剂层构成。
不是如上所述那样在烧结金属制摩擦部件78的烧结的同时将其接合到背面板77上，而是将摩擦部件78的烧结工序与摩擦部件78接合到背面板77上的接合工序分开，以避免背面板77受到烧结时的高温的影响，降低对背面板77的材质的限制。因此，在本实施方式中，背面板77可以使用铝合金和钛合金等轻质的金属，能够实现制动垫片76的轻质化。
此外，通过使接合面由靠熔接进行接合的第1接合区域60与靠粘接进行接合的第2接合区域61组合而成，从而以第2接合区域61保证基本的接合强度，以第1接合区域60保证高温状态下的接合强度，因此，在高温状态下也能够与在低温状态下同样地保证摩擦部件具有足够的接合力。
下面，对制动垫片76的制造方法结合图8和图9进行说明。
如图8所示，对于背面板77，在步骤S1中准备作为母材的铝合金或钛合金制成的板材。在步骤S2中，例如利用液压压力机进行周围形状的冲裁，并且在中心部形成突起部77c。突起部77c的突出量如前所述在0.1mm～0.5mm的范围，优选地为0.3mm。在步骤S3中，为了提高粘接剂的附着性，对表面进行喷丸处理。于是，背面板77的准备作业结束。
而对于摩擦部件78，在步骤S4中准备含有所要烧结的金属粉末的混合物的、摩擦部件的原材料。在步骤S5中，将准备好的原材料填充到模具中，在900℃的温度下进行压力加工而烧结成形为所希望的形状。于是，摩擦部件78的准备作业结束。在这里，各准备作业并不是按照上述步骤序号进行，而是分别准备背面板77和摩擦部件78。
背面板77和摩擦部件78准备好之后，在步骤S6中，如图9(a)所示，对突起部77c的内周部及其周边的将成为第1接合区域60的熔接接合区域进行掩蔽处理。在步骤S7中，如图9(b)和图9(c)所示，对于被掩蔽了的部分之外的将成为第2接合区域61的区域，涂敷例如酚醛树脂类粘接剂61a。在步骤S8中，如图9(d)所示，将准备好的摩擦部件78定位并载置在涂敷有粘接剂61a的背面板77上。在步骤S9中，放进它们的模具中，例如以250kg的载荷进行推压并对第1接合区域60施加10毫秒350伏特的电压进行加压·电气熔接处理。于是，将如图9(e)所示，在第1接合区域60内，突起部77c和摩擦部件78熔融而使摩擦部件78熔接接合在背面板77上，并且在第2接合区域61内，摩擦部件78通过粘接剂61a粘接接合在背面板77上。在步骤S10中，为对粘接剂61a进行固化处理，使用加热炉在180℃温度下加热15分钟左右。于是，制动垫片76制作完成。
盘式转子22如图1所示，固定在前轮17的轮毂上，与前轮17联动地旋转。如图2所示，盘式转子22例如是不锈钢合金制成的圆板部件，一体形成有位于中心部位的轮毂安装部22a和外周侧的作为摩擦面的环状的转子部22b。
制动动作机构23如图4和图5所示，是使制动卡钳21动作而强力夹持盘式转子22从而对前轮17实施制动的机构。制动动作机构23一体地安装在车把15的右端部上。制动动作机构23具有制动杆80、主压力缸81、主活塞82以及油箱83。
制动杆80如图4和图5所示，具有安装在车把15上的托架84、以及、安装在托架84上并能够在制动位置和制动解除位置之间自由摆动的杆部85。托架84与主压力缸81一体形成，主活塞82和油箱83被支承在托架84上。主活塞82可移动地安装在主压力缸81内。更具体地说，油箱83安装在主压力缸81上，并且与主压力缸81的内孔连通以向其供给工作流体。由于主活塞82在一端部连接在杆部85上，因而可使主活塞82在主压力缸81内沿轴向移动。因此，当使杆部85动作时，主活塞82将在主压力缸81内沿轴向移动。通过如上所述主活塞82在主压力缸81内的移动，可将压油送入与制动卡钳21连结的液压配管86中。因此，压油使活塞74和制动垫片76移动而夹持盘式转子22，从而对前轮17进行制动。
在该盘式制动器装置12中，根据制动动作机构23的动作，制动卡钳21能够在盘式转子22可旋转的制动解除位置和对盘式转子22施加制动力的制动位置之间动作。
在这里，对于盘式制动垫片76，是通过熔接接合和粘接接合的组合使背面板77和摩擦部件78二者接合的，因而能够在短时间内完成接合，因此，对背面板77材质的限制降低。此外，能够保证基本的接合强度和高温状态下的接合强度，可在高温状态下与在低温状态下同样地保证摩擦部件的足够接合力，并且即便是短时间的接合也能够保证摩擦部件78的足够的接合力。而且，与将整个摩擦部件78熔接接合在背面板77上的情况相比，还能够将热引起的背面板77变形和摩擦部件78变形等不良影响降低到最小程度。
(a)在上述实施方式中，突起部77c是呈圆环状突出地形成的，但突起部77c的形状并不限定于上述实施方式，例如，也可以形成为矩形框状地具有规定宽度的封闭带状。此外，也可以是不封闭的形状，只要是能够在进行电气熔接时使电流集中的形状即可。
(b)在上述实施方式中，在背面板77的整个周缘部上未设置凸部，但也可以设置凸部使得摩擦部件易于定位。
(c)在上述实施方式中，背面板77的材质是铝合金或钛合金，但背面板77的材质并不限定于上述合金。但从减轻重量考虑，优选地为轻金属。
权利要求
1.一种自行车用盘式制动垫片，是在背面板上接合有由烧结金属制成的摩擦部件的、自行车用盘式制动器装置的盘式制动垫片，其特征在于，前述背面板与前述摩擦部件的接合面包括熔接接合的第1接合区域以及粘接接合的第2接合区域。
2.如权利要求1所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述第1接合区域设在前述接合面的大致中央部分，前述第2接合区域设在除前述第1接合区域之外的整个接合面上。
3.如权利要求1或2所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述第1接合区域为大致圆形的区域。
4.如权利要求1至3之任一项所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，在前述背面板的第1接合区域内设置有突起部。
5.如权利要求4所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述突起部形成为具有规定宽度的封闭的带状。
6.如权利要求5所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述突起部形成为环状。
7.如权利要求1至6之任一项所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述背面板由铝合金制成。
8.如权利要求1至6之任一项所述的自行车用盘式制动垫片，其特征在于，前述背面板由钛合金制成。
全文摘要
一种自行车用盘式制动垫片，可降低对其背面板材质的限制，并且在高温状态下也能够与在低温状态下同样地保证摩擦部件具有足够的接合力。自行车用盘式制动垫片(76)，是在背面板(77)上接合有烧结金属制摩擦部件(78)的垫片，背面板(77)与摩擦部件(78)的接合面包括熔接接合的第1接合区域(60)和粘接接合的第2接合区域(61)。
文档编号F16D69/04GK1707131SQ20051007618
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者岩井亨, 藤谷隆司 申请人:株式会社岛野