CN103161854A - 制动盘 - Google Patents

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李在永
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韩在玟
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

本文公开的是制动盘。更具体地，该制动盘包括摩擦部、帽部和多个紧固件。摩擦部包括形成在其中央的结合孔、沿着结合孔的内侧形成的具有预设厚度的结合部、和形成在结合部中的相互隔开且沿着结合部的圆周而设置的多个连接洞。帽部被插入到摩擦部的结合孔中，且包括与摩擦部的结合部相对应的结合凸缘。该结合凸缘包括与多个连接洞相对应的多个连接孔。多个紧固件中的每个均水平地插入到连接孔和连接洞中，使摩擦部与帽部相结合。

Description

制动盘
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年12月8日提交的韩国专利申请第10-2011-0130848号的优先权，现特将其全部内容通过引用的方式合并入本文。
技术领域
本发明涉及用于汽车制动系统中的制动盘。
背景技术
由于石油能源不充足和气候变化的问题，全世界的汽车公司已做出重大努力来开发使行驶距离与燃料消耗之比提高的技术。具体地，用于减小车辆的重量而不使性能劣化的技术已作为提高行驶距离与燃料消耗之比的方式而受到相当的关注。
具体地，减小车辆下部的重量直接影响车辆的性能，并进而影响车辆行驶距离与燃料消耗之比。在这种情况下，因为簧下质量的减少与车轮驱动负载（drive load）直接相关，并且能有效地提高行驶距离与燃料消耗之比，因此与此相关的技术已开始迅速发展。
在这些技术中，通过将铝与灰铸铁混合来制造制动盘的技术正在作为减小车辆的重量而不使占据大部分簧下质量的制动盘的性能劣化的方式而受到相当的关注。
如图1所示，传统制动盘10包括将要安装在轮毂上的帽部（hatpart）30、和在制动过程中造成摩擦的盘片20。此处，帽部30和盘片20均由灰铸铁制成，而灰铸铁是具有片状石墨结构且显示出例如减震、阻尼、热辐射、润滑等的优异制动特性的材料。
然而，灰铸铁较重，因为其比重为约7.2g/cm3。因此，灰铸铁是引起车辆的行驶距离与燃料消耗之比下降的主要因素。
因而，为了克服该问题，需要开发更轻的替代盘式制动器。而且，所开发的制动盘须满足性能需求，例如耐久性、辐射性能、耐变形性等。
应理解，以上描述仅用于帮助理解本发明，而并不表示本发明落在本领域技术人员已知的相关领域的范围内。
发明内容
相应地，已设计出本发明来解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种制动盘，其可以防止应力集中在其结合部分，并且可以通过使用水平螺栓型紧固件来结合制动盘元件以改善热辐射效果。
为实现以上目的，本发明的一个方面是提供制动盘，其包括：摩擦部，包括形成在其中央的结合孔、沿着结合孔的内侧形成的具有预设厚度的结合部、和形成在结合部中的相互隔开且沿着结合部的圆周而设置的多个连接洞（bore）；帽部，插在摩擦部的结合孔中并包括与摩擦部的结合部相对应的结合凸缘，该结合凸缘设置有与多个连接洞相连通的多个连接孔；以及多个紧固件，各个紧固件都水平地插入到连接洞与连接孔中以使摩擦部与帽部相结合。
在制动盘中，帽部的结合凸缘的外周小于摩擦部的结合部的内周，从而使得摩擦部和帽部以预设的距离相互隔开，且当它们相互结合时在其间形成间隙，使得热可以通过该间隙排到外部。
而且，帽部的结合凸缘可以垂直地变细，且可以沿着帽部的周缘形成多个结合凸缘，并且每个结合凸缘均可以设置有连接孔。可以将紧固件从帽部的内部依次插入到连接洞与连接孔中，并且固定到其上。该紧固件可以是螺栓，并且螺栓可以通过其位于帽部内部的头部而固定在帽部中。
此外，摩擦部可以由灰铸铁制成，该灰铸铁包括作为主成分的铁、3.0~3.8wt%的碳、1.0~2.8wt%的硅、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.2wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.15wt%或更少的硫（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。
此外，帽部可以由铝合金制成，该铝合金包括作为主成分的铝、0.1wt%或更少的铜（不包括0wt%）、1.3wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.6~3.0wt%的镁、0.25wt%或更少的锌（不包括0wt%）、0.5wt%或更少的铁（不包括0wt%）、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.35wt%或更少的铬（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。
此外，紧固件可以由铁合金制成，该铁合金包括作为主成分的铁、0.38wt%或更少的碳（不包括0wt%）、0.24wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.75wt%或更多的锰、0.011wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.009wt%或更少的硫（不包括0wt%）、0.09wt%或更少的镍（不包括0wt%）、1.1wt%或更少的铬（不包括0wt%）、0.21wt%或更少的铜（不包括0wt%）、0.29wt%或更少的钼（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优势，其中：
图1是示出传统制动盘的透视图；
图2是示出根据本发明示例性实施方式的制动盘的俯视图；
图3是示出图2中所示的制动盘的摩擦部的透视图；
图4是示出图2中所示的制动盘的帽部的透视图；
图5是示出图2中所示的制动盘的紧固件的透视图；以及
图6是示出沿着图2中的线A-A截取的制动盘的截面图。
具体实施方式
下文将参考所附附图详细地描述本发明的优选实施方式。
应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、内燃机车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车（例如，来源于石油以外的资源的燃料）。
图2是示出根据本发明示例性实施方式的制动盘的俯视图，图3是示出图2中所示的制动盘的摩擦部的透视图，图4是示出图2中所示的制动盘的帽部的透视图，图5是示出图2中所示的制动盘的紧固件的透视图，并且图6是示出沿着图2中的线A-A截取的制动盘的截面图。
本发明的制动盘包括：摩擦部100、帽部300和多个紧固件500。更具体地，摩擦部包括形成在其中央的结合孔110、沿着结合孔110的内侧形成的具有预设厚度的结合部160、以及形成在结合部160中的相互隔开且沿着结合部160的圆周而设置的多个连接洞162。
帽部300插入到摩擦部100的结合孔110中，并且包括与摩擦部100的结合部160相对应的结合凸缘320。结合凸缘320设置有与多个连接洞162相连通的多个连接孔322。多个紧固件500中的每一个均水平地插入到连接洞162和连接孔322中，使摩擦部100与帽部300相结合。
首先，参考图3，摩擦部100包括形成在其中央的结合孔110、沿着结合孔110的内侧形成的具有预设厚度的结合部160、以及形成在结合部160中的相互隔开且沿着结合部160的圆周而设置的多个连接洞162。车辆的传动轴通过结合孔110而连接到制动盘，并且摩擦部100设置有结合部160，该结合部160具有预设的厚度且沿着结合孔110的内侧而设置。
更具体地，摩擦部100包括上片120、下片140以及布置在上片120与下片140之间以形成热辐射结构的多个肋（rib）130。也就是，摩擦部100的结合部160包括上片120、下片140和肋130，并且多个连接洞162形成在上片120的内侧面上（参考图3和图6）。由于这样的构造，形成在摩擦部100的上下片120与140之间的热辐射结构未被帽部300阻挡，从而显示出充分的辐射性能。
同时，图4示出图2中所示的制动盘的帽部300。如图4所示，帽部300插在摩擦部100的结合孔110中，并且包括与摩擦部100的结合部160相对应的结合凸缘320。结合凸缘320设置有与多个连接洞162相对应的多个连接孔322。
此外，图5示出图2中所示的制动盘的紧固件500。紧固件500水平地插入到连接洞162和连接孔322中，使摩擦部100与帽部300相结合。紧固件500设置为多个。
由于帽部300的结合凸缘320的外周小于摩擦部100的结合部160的内周，摩擦部100与帽部300相互隔开预设的距离，因此当它们相互结合时其间存在间隙（G），使得热可以通过间隙（G）排出到外部。
如图2所示，由于摩擦部100和帽部300以一定距离相互隔开，可以通过间隙容易地进行热辐射，并且可以防止由摩擦部100与帽部300之间的热传导性差异所引起的热传递。
在本发明示例说明的一些实施方式中，螺栓可以用作为紧固件500。螺栓可以经其头部520而固定在帽部300中，并且螺栓的厚度可以逐渐改变。因此，如图6所示，紧固件500配置成固定在帽部300中，由此使得摩擦部100能够与帽部300以恒定距离隔开。
而且，帽部300的结合凸缘320垂直地变细，并且可以沿着帽部300的周缘形成有多个结合凸缘320。每个结合凸缘320都分别设置有连接孔322，且紧固件500被依次插入到连接洞162与连接孔322中，从而降低所需部件的数目并减少制动盘的质量。
同时，在本发明示例性实施方式中的摩擦部100由灰铸铁制成，该灰铸铁包括作为主成分的铁、3.0~3.8wt%的碳、1.0~2.8wt%的硅、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.2wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.15wt%或更少的硫（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。或者，摩擦部100可以由任何对摩擦损坏具有强抵抗性的材料制成。
而且，本发明示例性实施方式中的帽部300由铝合金制成，该铝合金包括作为主成分的铝、0.1wt%或更少的铜（不包括0wt%）、1.3wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.6~3.0wt%的镁、0.25wt%或更少的锌（不包括0wt%）、0.5wt%或更少的铁（不包括0wt%）、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.35wt%或更少的铬（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。也就是说，由于帽部300是由很有伸展性的材料制成，所以可以使用锻造工艺将其加工成最小型。
同时，紧固件500由铁合金制成，该铁合金包括作为主成分的铁、0.38wt%或更少的碳（不包括0wt%）、0.24wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.75wt%或更多的锰、0.011wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.009wt%或更少的硫（不包括0wt%）、0.09wt%或更少的镍（不包括0wt%）、1.1wt%或更少的铬（不包括0wt%）、0.21wt%或更少的铜（不包括0wt%）、0.29wt%或更少的钼（不包括0wt%）、和不可避免的杂质。该紧固件500可以镀有铬和镍，以防止热膨胀和腐蚀使径向上的紧固力弱化。
有利地，上述制动盘的重量能够以每个盘约2kg的比例减小，同时将保持与仅由灰铸铁制成的传统制动盘相同的制动特性，如果不是更好的话。而且，尽管该制动盘由不同的材料（铝和灰铸铁）制成，本发明具有充分的强度来抵抗所需的最大制动扭矩，因为其已经被高张力的螺栓牢固地固定住。而且，由于该盘式制动器抵抗热变形，该盘式制动器的一个优点是它的热变形要优于仅由灰铸铁制成的传统制动盘。
尽管公开本发明的优选实施方式仅用于示例说明的目的，但本领域的技术人员能够理解，在不偏离由所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种改良、添加和替换。

Claims (8)

1.一种制动盘，包括：
摩擦部，包括形成在其中央的结合孔、沿着所述结合孔的内侧形成的具有预设厚度的结合部、和形成在所述结合部中的相互隔开且沿着所述结合部的圆周而设置的多个连接洞；
帽部，插入所述摩擦部的结合孔中且包括与所述摩擦部的结合部相对应的结合凸缘，所述结合凸缘具有与所述摩擦部中的所述多个连接洞相对应的多个连接孔；以及
多个紧固件，每个均水平地插入到所述连接洞与相应的连接孔中，使所述摩擦部与所述帽部相结合。
2.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述帽部的结合凸缘的外周小于所述摩擦部的结合部的内周，从而所述摩擦部和所述帽部以预设的距离相互隔开，且当它们相互结合时在其间形成间隙，从而能够通过所述间隙将热量排出到外部。
3.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述帽部的结合凸缘垂直地变细，且多个所述结合凸缘沿着所述帽部的周缘而形成，每个所述结合凸缘设置有连接孔。
4.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述紧固件从所述帽部的内部依次插入到所述连接洞和所述连接孔中，并且被固定到其上。
5.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述紧固件为螺栓，并且所述螺栓通过其位于所述帽部内部的头部而固定在所述帽部中。
6.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述摩擦部由灰铸铁制成，所述灰铸铁包括作为主成分的铁、3.0~3.8wt%的碳、1.0~2.8wt%的硅、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.2wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.15wt%或更少的硫（不包括0wt%）、以及不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述帽部由铝合金制成，所述铝合金包括作为主成分的铝、0.1wt%或更少的铜（不包括0wt%）、1.3wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.6~3.0wt%的镁、0.25wt%或更少的锌（不包括0wt%）、0.5wt%或更少的铁（不包括0wt%）、1.0wt%或更少的锰（不包括0wt%）、0.35wt%或更少的铬（不包括0wt%）、以及不可避免的杂质。
8.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述紧固件由铁合金制成，所述铁合金包括作为主成分的铁、0.38wt%或更少的碳（不包括0wt%）、0.24wt%或更少的硅（不包括0wt%）、0.75wt%或更多的锰、0.011wt%或更少的磷（不包括0wt%）、0.009wt%或更少的硫（不包括0wt%）、0.09wt%或更少的镍（不包括0wt%）、1.1wt%或更少的铬（不包括0wt%）、0.21wt%或更少的铜（不包括0wt%）、0.29wt%或更少的钼（不包括0wt%）、以及不可避免的杂质。
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