CN103591192A - 制动盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制动盘。该制动盘包括在其中心具有连接孔的摩擦部和以预定间隔沿着该连接孔的内周重复地形成的多个凹进部，其中斜面部分别从所述凹进部的内表面突出。所述斜面部朝向突出的中心沿着其上侧和下侧倾斜（tapered）。该制动盘还包括轮毂，沿其周围具有当通过铸造结合方法连接到上述摩擦部的上述连接孔时插入并连接到上述凹进部的多个突出部。

Description

制动盘

技术领域

本发明涉及一种通过铸造结合法将摩擦部和轮毂彼此连接来提高连接力（结合力）的制动盘。

背景技术

为了降低车辆的速度或使车辆停下来，在车辆中使用制动器。因此，为了车辆的有效运行，制动系统是必不可少的。制动器以许多不同的形式出现，例如，盘式制动器、鼓式制动器等。在当今的车辆中最常见的制动器是盘式制动器，其在由驾驶员按下制动器时使制动片作用于转子。

典型的制动盘包括用于通过与摩擦部件的摩擦而产生制动力的摩擦部和用于使制动盘连接到车体上的轮毂。然而，由于在车辆运转的时候制动负载或路面振动所产生的影响，在摩擦部和轮毂之间可能产生间隙或者连接部分可能被损坏，从而引起噪音。

进一步，在制动盘中，由于在制动操作期间在摩擦面产生的高度摩擦热量，可能在摩擦部位局部地产生热膨胀或热变形，从而降低制动力。因此，需要一种能够增加摩擦部和轮毂之间的连接力并减少在制动操作期间由摩擦产生的热膨胀的盘式制动器。

提供作为背景技术而描述的所述项目只是为了帮助理解本发明的背景，并且其不应该被解释为承认它们与本发明所涉及的本领域的技术人员已知的相关技术一致。

发明内容

本发明已努力解决上述与现有技术相关的问题。本发明的目的在于，提供一种通过铸造结合方法将摩擦部和轮毂彼此连接并且使该摩擦部和该轮毂的连接部分形成特定的形状从而具有优良的耐用性的制动盘。

一方面，本发明提供了一种制动盘，其特征在于，包括：摩擦部，在其中心具有连接孔并且具有以预定间隔沿着该连接孔的内周重复地形成的多个凹进部，其中斜面部（bevels）从该凹进部的凹进面和内侧面突出，并朝向其突出的中心分别在其上侧和下侧倾斜（tapered）；和轮毂，沿其周围（圆周）具有当通过铸造结合法连接到摩擦部的连接孔时插入并连接到凹进部的多个突出部。

在一些实施例中，在上述斜面部的上侧和下侧的倾斜部（taperedportion）可以分别沿（与）y轴形成不超过10度但大于0度的角度。在上述连接孔的内周可以重复地形成在多个凹进部的每一个之间突出的插入部，并且在该突出的插入部的上表面或下表面形成“台阶（steps）”或阶面（terrace）。每个台阶可以具有不超过1mm但大于0的高度。

在另一实施例中，可以在上述连接孔的内周重复地形成在多个凹进部之间突出的插入部，并且在该突出的插入部的上表面和下表面形成阶面或台阶。

在另一实施例中，形成在每个突出的插入部的上表面和下表面的台阶/阶面的高度的总和可以不超过1mm但大于0。

在另一示例性实施例中，可以在上述连接孔的内周重复地形成在多个凹进部之间突出的插入部，并且该突出的插入部的末端朝向上侧或下侧弯曲，形成弯曲部。该弯曲部可以以3至10度的角度弯曲。

在另一实施例中，可以在上述连接孔的内周重复地形成在多个凹进部之间突出的插入部，并且在该突出的插入部的末端的上表面和下表面形成分别向上侧和下侧突出的延伸部。

在另一实施例中，每个上述延伸部可以在突出的插入部的末端的上表面和下表面，沿着斜坡朝向上侧和下侧变宽。该延伸部通过其在上述突出的插入部的上表面和下表面朝向上侧和下侧变宽的角度总和可以在3至10度的范围内。

在另一实施例中，上述摩擦部包括使上述连接孔流体连接到上述制动组件的外侧的通风部并且关于该通风部被划分为上部和下部。该上部和下部可以配置为朝向上述通风部的内表面曲率中凸地突出。

在另一实施例中，上述突出部和上述凹进部经由铸造结合方法而形成，使所述突出部形成为单个连续的部件。

附图说明

现在参考如附图所示的某些示例性的实施例，详细描述本发明的上述和其他特征，以下给出的这些实施例只是示例，因此并不限制本发明，其中：

图1是表示根据本发明的示例性实施例的制动盘的透视图；

图2是表示图1所示的制动盘的摩擦部的透视图；

图3是表示形成在图1所示的制动盘的轮毂中的突出部的视图；

图4是表示形成在图1所示的制动盘的摩擦部中的凹进部的视图；

图5是表示形成在图1所示的制动盘的摩擦部中的突出的插入部的视图；

图6是表示形成在图1所示的制动盘的摩擦部中的突出的插入部的视图；

图7是表示形成在图1所示的制动盘的摩擦部中的突出的插入部的视图；

图8是表示形成在图1所示的制动盘的摩擦部中的突出的插入部的视图；

图9是表示根据传统的设计的制动盘的连接力的曲线图；

图10是表示图1所示的制动盘的连接力的曲线图；

图11是表示根据传统的设计的制动盘的摩擦热量所致的热量分布的视图。

图12是表示根据传统的设计的制动盘的摩擦部的视图；

图13是表示图1所示的制动盘的摩擦热量所致的热量分布的视图；和

图14是表示图1所示的制动盘的摩擦部的视图；

应该理解的是，在呈现本发明基本原则的不同优选特征说明的略微简化表示时，附图并非一定是成比例的。例如包括规定尺寸、定向、位置和形状的本文所公开的本发明的具体设计特征在某种程度上取决于具体的既定用途和使用环境。

在附图中，参考标号在若干个附图中通篇指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

在以下部分，将会参考附图描述本发明的示例性实施例所涉及的制动盘。

当然，这里所用的“车”或“车辆”或其它类似的术语包括通常的机动车辆比如包括运动型多功能车（SUV）、公交车、卡车、各种商用车辆在内的客车，包括各种艇和舰船在内的水运工具以及航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧插电式混合动力电动车辆，氢动力车辆和其他代用燃料的车辆（例如燃料来自石油以外的资源）。

这里所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并不是为了限制本发明。这里所使用的单数形式“一个、一种（a、an和the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在本说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。本文所使用的术语“和∕或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

除非特别说明或从上下文中清楚指明，本文所使用的术语“大约（about）”应被理解为在本领域中的正常公差的范围内，例如在平均值的两倍标准差之内。“大约”能够被理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%的范围内。除非上下文中清楚指明，本文所提及的所有数值都由术语“大约”所限制。

图1是表示根据本发明的示例性实施例的制动盘的透视图。本发明包括摩擦部∕表面100，其包括在其中心的连接孔120和以预定间隔沿着连接孔120的内周重复地形成的多个凹进部140，其中斜面部（bevels）或斜面（angular surfaces）142分别从凹进部140的内表面突出。具体地，这些斜面部可以沿着其上侧和下侧朝向其突出的中心倾斜。制动盘还包括轮毂200，沿其周围具有当通过铸造结合方法连接到摩擦部100的连接孔120内时插入并连接到凹进部140的多个突出部220。

如图2所示，在具有上述结构的本发明中，沿着摩擦部100的连接孔120的内周以预定间隔重复地形成有锯齿形的多个凹进部140，从而，轮毂200可以通过铸造结合方法被完全固定并且连接到摩擦部100的凹进部140。其次，在形成在摩擦部100的凹进部140的凹进面和内侧面（即内表面）形成有从各面朝向凹进空间形成的突出的斜面部142。这些斜面部142以沿着上侧和下侧朝向突出的中心倾斜的方式形成。

也就是说，在本发明的示例性实施例中，图3所示的轮毂200的多个突出部220和图4所示的摩擦部100的凹进部140通过铸造结合方法彼此固定，表面互相接触，从而使摩擦部100和轮毂200完全紧固而固定在一起。于是，摩擦部100和轮毂200以连结的结构彼此完全连接，从而提供了能够防止由于制动扭矩而在轮毂和摩擦部之间产生间隙的稳定结构。

并且，在斜面部142的上侧和下侧的倾斜部可以分别沿（与）y轴形成例如不超过10度但大于0度的角度。图4是表示在图1所示的制动盘的摩擦部中形成凹进部的视图。在本发明中，在形成在摩擦部100的凹进部140，以朝向突出的中心在上侧和下侧倾斜的方式形成有斜面部142，并且在其上侧和下侧倾斜的斜面部的角度可以不超过10度但大于0度。当斜面部142的倾斜的角度过大时，由路面振动和制动扭矩产生的应力可能沿着斜面部142的倾斜部集中，从而使斜面部142破损。因此，优选倾斜部（tapers）的上部和下部的沿（与）y轴的角度不超过10度但大于0度。

图5是表示图1所示的制动盘（即转子）的突出的插入部160的视图。在连接孔120的内周重复地形成有在多个凹进部140之间突出的插入部160，并且在突出的插入部160的上表面或下表面形成有台阶（steps）或阶面（terraces）162。在一些示例性的实施例中，台阶162可以具有距原始表面不超过1mm但大于0mm的高度偏差。

图6是表示图1所示的制动盘的突出的插入部160的视图。可以在连接孔120的内周重复地形成在多个凹进部140之间突出的插入部160，并且可以在沿着突出的插入部160的上表面和下表面形成台阶或阶面164。形成在每个突出的插入部160的上表面和下表面的两个台阶∕阶面164的高度总和B应不超过1mm但大于0。

具体而言，图2是表示图1所示的制动盘的摩擦部100的透视图。在这里可以看出，通过沿着连接孔120的内周重复地形成多个凹进部140和突出的插入部160，摩擦部100形成为锯齿形状。通过这种结构，轮毂能够通过铸造结合法连接到形成在摩擦部140的凹进部140和突出的插入部160，以便形成单独的连续结构。

其次，为了进一步提高摩擦部100和轮毂200的连接力，在形成在在摩擦部100的突出的插入部160形成有台阶∕阶面162和164。于是，在摩擦部100的突出的插入部160中形成台阶∕阶面162的情况下，当摩擦部100和轮毂200通过铸造结合方法连接时，轮毂200在包围摩擦部100的突出的插入部160的台阶∕阶面162和164时应用，从而提高连接力，并且台阶∕阶面162和164支承制动负载，因此能够形成稳定的结构。由于这种结构，本发明能够使在摩擦部100和轮毂200之间的间隙的产生降到最低，并且能够防止摩擦部100和轮毂200由于来自路面振动和制动扭矩的集中应力而损坏。

在这里，形成在突出的插入部160的上表面和下表面的台阶∕阶面162应不超过1mm但大于0mm。优选，当在突出的插入部160的上表面和下表面形成台阶∕阶面164时，形成在每个突出的插入部（160）的上表面和下表面的两个台阶/阶面的高度总和应不超过1mm但大于0mm。这是因为当台阶∕阶面162和164的高度过大时，台阶∕阶面162和164可能由于通过制动扭矩而产生的应力集中而破损，并且摩擦部100和轮毂200的连接部分的耐久性有可能降低。

因此，优选，在摩擦部100的突出的插入部160的上表面或下表面形成台阶∕阶面162，或者在突出的插入部160的上表面和下表面形成台阶∕阶面164，并且所有的台阶162和164的总体高度为不超过1mm，从而使摩擦部100和轮毂200之间的间隙的产生降到最低，并减少制动过程中的应力集中所致的破损。

并且，作为用来提高摩擦部100和轮毂200的连接力的另一示例性实施例，图7表示图1所示的制动盘的突出的插入部160。可以在连接孔120的内周重复地形成在多个凹进部140之间突出的插入部160，并且突出的插入部160的末端可以朝向上侧或下侧弯曲而形成弯曲部166。这时，弯曲部166可以以3到10度之间的角度C弯曲的方式形成。

其次，图8是表示图1所示的制动盘的突出的插入部160的视图，并且可以沿着突出的插入部160的末端的上表面和下表面形成分别向上和向下突出的延伸部168。在这里，每个延伸部168沿着突出的插入部160的末端的上表面和下表面朝向其上侧和下侧，沿斜面变宽。其次，延伸部168在突出插入部160的上表面和下表面朝向上侧和下侧加宽的角度总和D可以在3到10度的范围内。

于是，当在摩擦部100的突出的插入部160中形成弯曲部166或延伸部168时，摩擦部100和轮毂200可以通过铸造结合方法来更加完全地连接，以提高连接力，并支承制动负载，从而防止在摩擦部100和轮毂200之间产生间隙，并防止摩擦部100和轮毂200由于在车辆的操作过程中产生的路面振动和制动扭矩所致的应力集中而损坏。

而且，在一些示例性实施例中，优选沿着突出的插入部160的上表面或下表面形成的弯曲部166形成为3到10度之间的角度C，并且形成在突出的插入部160中的每个延伸部的两个台阶∕阶面的角度总和D形成在3到10度之间。如果形成在突出的插入部160中的弯曲部166或延伸部168的高度过大，弯曲部166或延伸部168可能由于制动扭矩产生的应力集中而损坏，并且摩擦部100和轮毂200的连接部分的耐久性可能降低。

因此，通过将台阶∕阶面162和164、弯曲部166或延伸部168应用于突出的插入部160，能够确保结构的稳定性和耐久寿命，并且使摩擦部100和轮毂200可以更加完全地连接为相接的部件。在这里，形成在突出的插入部160中的台阶162和164、弯曲部166和延伸部168可以根据加工方法和制造方法选择性地应用。

图9是表示根据相关技术的制动盘的连接力的曲线图，图10是表示图1所示的制动盘的连接力的曲线图。通过上述结构描述本发明的作用。

图9和10的曲线图是通过测量和分析制动盘的摩擦部100和轮毂200的连接力而得到的，并且表示当在摩擦部100的插入部160和轮毂200彼此连接的所述连接部分中施加一秒钟的一种力时，在所述摩擦部100的所述突出的插入部160和所述轮毂200之间产生间隙。

从图9中可以看出，在根据相关技术的所述制动盘中，当大约460N的力被施加到所述连接部分时，在所述摩擦部100的所述突出的插入部160和所述轮毂200之间形成间隙。同时，参考图10，在本发明的所述制动盘中，当大约1400N的力被施加到连接部分时，在摩擦部100的突出的插入部160和轮毂200之间形成间隙。因此，可以确认，示例性的本发明的制动盘的连接力与根据相关技术的制动盘的连接力相比提高了约1000N。也就是说，本发明的制动盘与根据相关技术的制动盘相比，显著提高了摩擦部100和轮毂200之间的连接力，从而实现了制动盘的结构的稳定性和充分安全可靠的耐久性。

并且，在通过摩擦热量分布图来描述本发明的通风部结构中，摩擦部100包括从连接孔120流体连接到制动盘结构的外部的通风部102，并且其关于通风部102被划分为上部104和下部106。更具体而言，上部104和下部106以朝向通风部102的内侧弯曲的方式，中凸地突出。

图11是表示由沿着根据相关技术的制动盘表面的摩擦热量所致的热量的分布的视图。从图11可以看出，摩擦热量局部地分布在根据相关技术的制动盘的摩擦面的中心部分范围内。由于这个原因，从图12可以看出，在摩擦部100中，在其摩擦面的中心产生局部热膨胀。

同时，从图13可以看出，由于上部104和下部106沿着朝向通风部102的内侧的曲线中凸地突出，在上部104和下部106的摩擦面的中心b产生的摩擦热量减少或降到最低。由于这个原因，从图14可以看出，在摩擦部100的摩擦面的中心b局部摩擦热量的集中被阻止，这使得热膨胀的产生能够得到控制和最小化。

也就是说，本发明的摩擦部100通过上部104和下部106在通风部102周围中凸地突出的结构，使通常集中在摩擦面的中心或围绕摩擦面的中心集中的摩擦热量分散，从而控制由于摩擦热量而产生的局部热膨胀。

另外，轮毂200的突出部220可以被铸造结合成填充在由摩擦部100的凹进部140所形成的凹进空间内，从而突出部220和凹进部140通过面-面接触来相互邻接。

也就是说，由形成在摩擦部100中的凹进部140所确定的凹进空间可以通过铸造来容纳轮毂200的突出部220，从而将摩擦部100和轮毂200连接固定为为一个相接部件。具体而言，摩擦部100的凹进部140和轮毂200的突出部220能够以楔形进行固定，从而更坚固地连接。

在具有上述结构的制动盘中，摩擦部和轮毂，通过在沿着摩擦部的连接孔的内周所形成的凹进部中形成倾斜的斜面部，通过铸造结合方法能够连接为一个部件。其次，通过使摩擦部的上部和下部朝向弯曲部的内侧中凸地突出，能够减少在摩擦部中在制动操作期间产生的局部热膨胀。

虽然已参照特定实施例示出并描述了本发明，但是与本发明相关的本领域技术人员应该明白，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明做出不同的改进和改变。

Claims (13)

1.一种制动盘，包括：

摩擦部，在其中心具有连接孔并且具有以预定间隔沿着所述连接孔的内周重复地形成的多个凹进部，其中斜面部分别从所述凹进部的内表面突出，所述斜面部沿着所述内表面的上侧和下侧朝向其突出的中心倾斜；和

轮毂，沿其周围具有多个突出部，所述突出部在通过铸造结合法连接到所述摩擦部的所述连接孔时，插入并连接到所述凹进部。

2.如权利要求1所述的制动盘，其中沿着所述斜面部的所述上侧和下侧的倾斜部分别沿y轴形成不超过10度但大于0度的角度。

3.如权利要求1所述的制动盘，其中沿着所述连接孔的内周重复地形成在所述多个凹进部之间突出的插入部，并且在所述突出的插入部的上表面或下表面形成阶面。

4.如权利要求3所述的制动盘，其中所述阶面具有不超过1mm但大于0mm的高度。

5.如权利要求3所述的制动盘，其中沿着所述连接孔的内周重复地形成在所述多个凹进部之间突出的插入部，并且在所述突出的插入部的上表面和下表面形成阶面。

6.如权利要求5所述的制动盘，其中形成在每个所述突出的插入部的所述上表面和下表面的所述阶面的高度的总和不超过1mm但大于0mm。

7.如权利要求1所述的制动盘，其中沿着所述连接孔的内周重复地形成在所述多个凹进部之间突出的插入部，并且所述突出的插入部的末端朝向每个突出的插入部的上侧或下侧弯曲，从而形成弯曲部。

8.如权利要求7所述的制动盘，其中所述弯曲部以3至10度之间的角度弯曲。

9.如权利要求1所述的制动盘，其中沿着所述连接孔的内周重复地形成在所述多个凹进部之间突出的插入部，并且在所述突出的插入部的末端的上表面和下表面形成向上和向下突出的延伸部。

10.如权利要求9所述的制动盘，其中每个所述延伸部在所述突出的插入部的末端的所述上表面和下表面，沿着斜面朝向所述突出的插入部的上侧和下侧变宽。

11.如权利要求10所述的制动盘，其中所述延伸部在所述突出的插入部的所述上表面和下表面朝向上侧和下侧变宽的角度总和在3至10度之间。

12.如权利要求1所述的制动盘，其中所述摩擦部包括从所述连接孔流体连接到所述制动盘的外部的通风部，并且关于所述通风部被划分为上部和下部，并且所述上部和所述下部朝向所述通风部的内侧曲率中凸地突出。

13.如权利要求1所述的制动盘，其中所述轮毂的所述突出部被铸造结合成容纳在由所述摩擦部的所述凹进部形成的凹进空间内，使得所述突出部和所述凹进部通过面-面接触相互邻接。

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