CN111173861A - 单片型碟盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单片型碟盘，主要由一外径面区、一内径面区以及一中间支撑区所构成；该外径面区由一外径基准面环绕形成一接触上表面与一接触下表面；该内径面区其上表面由一内径基准面远离一旋转中心形成一下凹表面，其下表面系形成一内径表面，其上等距环列复数几何图形孔，且该下凹表面或该内径表面具有小单位凹凸散热结构；该中间支撑区其形成复数支撑结构同时分别连接于该外径面区与该内径面区之间，其上的该支撑上表面或该支撑下表面具有大单位凹凸散热结构；凭借小单位凹凸散热结构与大单位凹凸散热结构能大幅增加碟盘表面温度的自然对流散热效率。

Description

单片型碟盘

技术领域

本发明涉及一种单片型碟盘，特别是指一种一体成型的单片型碟盘形成有防锁死刹车系统读取孔且兼具碟盘表面形成凹凸形状能增加自然对流散热效率。

背景技术

现有「机车防锁死刹车系统读取盘构造」如中国台湾申请第098139822号专利案，其主要构成特征至少包括有一轮圈、一碟刹盘及一读取盘，该轮圈具有一轮毂，该轮毂上设有碟刹座，该碟刹座周围设有复数个读取盘固定座，该碟刹盘系锁付于碟刹座上，而该读取盘则锁付于该读取盘固定座上，其中，该轮毂上的该读取盘固定座的长度系较碟刹座凸出，如此，当该读取盘由该碟刹盘的外侧锁固于该读取盘固定座上时，该读取盘与该碟刹盘之间可维持有一间隙，凭借该间隙可阻隔该碟刹盘的高温，避免该高温传递至该读取盘上，以达到防止该读取盘变形的功效；而其构成上的主要缺点为：该碟刹盘及该读取盘分开制造与组装，制造成本过大。

现有「车轮速度侦知装置以及被感测环」如中国台湾申请第105108089号专利案的构成特征为：在刹车装置上，如果持续长时间的刹车作动的话，刹车卡钳的摩擦材与刹车碟盘之间将会产生高热，这个高热将会使得刹车碟盘和轮圈发生热膨胀。车轮速度侦知装置即使因为刹车作动导致刹车碟盘和轮圈发生热伸缩，而产生应力作用在被感测环的脉冲信号环被安装部的情况下，也因为在被感测环的基础壁设置了折弯部，所以可利用该折弯部来防止因为前述的应力所导致的基础壁的变形；其构成上的主要缺点为：该刹车碟盘及该被感测环分开制造与组装，制造成本过大。

关于「隐藏式制动装置」的背景技术，请另参考中国台湾申请第107201583号专利案等专利案。说明隐藏式制动装置包含一引擎总成、一轮圈总成、一刹车总成、一速度感测盘及一速度感知器。引擎总成枢设于车架上，包括有至少一第一安装部及一第二安装部，轮圈总成枢设于引擎总成上，刹车总成包括一碟盘及一卡钳，碟盘固设于轮圈总成，卡钳固设于至少一第一安装部上并夹设碟盘，速度感测盘固设于轮圈总成上，速度感知器固设于第二安装部上并对应速度感测盘；因碟盘与速度感测盘分别固设于轮圈总成上，使制造成本与日后维修成本花费更大。

现有ABS碟盘组装后所会面临，如：风流管理、热管理的问题因而衍生众多专利，如中国台湾申请第091101719、092220754、093216851、097210434、098204455、103200399、104219471、101116212、105209205、104122744、106216191、105112977号专利案所提到上述的问题，在本发明中可一并解决这些问题，相当实用。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种具备避免碟盘变形与高散热能力的单片型碟盘。

为达成上述发明目的，本发明提供一种单片型碟盘，其特征是，包括：

一外径面区，由一外径基准面环绕形成一接触上表面与一接触下表面；

一内径面区，其上表面由一内径基准面远离一旋转中心线性放大形成一下凹表面，其下表面由一内径基准面远离一旋转中心线性放大形成一内径表面，该内径面区上且远离该内径基准面的位置等距环列布设构造形状相同且由一大径边界与一小径边界构成一孔长的复数几何图形孔，该小径边界至该内径基准面形成一径长，该径长为该孔长的1.1～1.8倍，且该下凹表面或该内径表面具有小单位凹凸散热结构；

一中间支撑区，其形成复数支撑结构同时分别连接于该外径面区与该内径面区之间，其中各该支撑结构包含一支撑上表面与一支撑下表面，该支撑上表面或该支撑下表面具有大单位凹凸散热结构，且该中间支撑区的该支撑结构以一曲率半径等距环设至少三个固定连接部。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：凭借小单位凹凸散热结构与大单位凹凸散热结构能大幅增加碟盘表面温度的自然对流散热效率

附图说明

图1为本发明单片型碟盘的顶面示意图；

图2为该单片型碟盘的剖面示意图；

图3为图2的A部分的局部放大示意图，其显示该外径面区与该中间支撑区；

图4为该单片型碟盘的上视图；

图5为图4的B部分的局部放大示意图；

图6为图2的A部分的局部放大示意图，其显示该内径面区；

图7为该单片型碟盘的上视图，其显示该中间支撑区的第二型态；以及

图8为该单片型碟盘的上视图，其显示该中间支撑区的第三型态。

附图标记说明：1-外径面区；11-外径基准面；12-接触上表面；13-接触下表面；2-内径面区；21-内径基准面；22-下凹表面；23-内径表面；24-几何图形孔241-大径边界；242-小径边界；243-孔长；25-径长；26-小单位凹凸散热结构；3-中间支撑区；31-支撑结构；32-支撑上表面；33-支撑下表面；34-大单位凹凸散热结构；35-固定连接部；36-导流孔；R1-曲率半径。

具体实施方式

请参阅图1，本发明所提供的单片型碟盘为一体成形一碟刹盘与一读取盘(或速度感测盘)的结构，主要包括有：一外径面区1、一内径面区2以及一中间支撑区3所构成；

如图2与图3所示，该外径面区1由一外径基准面11环绕形成一接触上表面12(contact upper surface)与一接触下表面13(contact lower surface)，该接触上表面12与该接触下表面13分别对应设有一刹车块(brake shoe)(图中未显示)，供该刹车块压抵于该接触上表面12与该接触下表面13，而使该单片型碟盘产生刹车作用；

如图2、图4至图6所示，该内径面区2其上表面由一内径基准面21远离一旋转中心(center of rotation)线性放大形成一下凹表面22(concave surface)，其下表面由一内径基准面21远离一旋转中心线性放大形成一内径表面23(inner diameter surface)，该内径面区2上且远离该内径基准面21的位置等距环列布设(或环形阵列(Ring array))构造形状相同且由一大径边界241(large diameter boundary)与一小径边界242(smalldiameter boundary)构成一孔长234的复数几何图形孔24，该小径边界242至该内径基准面21形成一径长25，该径长25为该孔长234的1.1～1.8倍，且该下凹表面22或该内径表面23具有由算术平均高度为10～15μm的复数小单位凹凸散热结构26(small unit concave-convex heat dissipation structure)；其中，该上表面形成该下凹表面22，因此该内径面区2的厚度为该外径面区1的厚度的五分的二至五分的四之间。其中，该几何图形孔24提供一防锁死刹车系统(Anti-lock Braking System,ABS)通过至少一角速度传感器(angularvelocity transducer)侦测一角速度信号(angular velocity signal)，经由该几何图形孔24提供的该角速度信号，使该防锁死刹车系统控制调节复数独立刹车系统(independentbrake system)的刹车作用。

其中，该几何图形孔24的孔形系选自下列的一或其组合：矩形孔(rectangularhole)、锥形孔(taper hole)、多边形孔(Polygon hole)、梯形孔(trapezoidal hole)、菱形孔(rhombic hole)、弓形孔(bow hole)、弧形孔(curved hole)。

如图2至图3、图7至图8所示，该中间支撑区3其形成复数支撑结构31(supportingstructure)同时分别连接于该外径面区1与该内径面区2之间，其中各该支撑结构31包含一支撑上表面32(supporting upper surface)与一支撑下表面33(supporting uppersurface)，该支撑上表面32或该支撑下表面33具有由算术平均高度为20～25μm的复数大单位凹凸散热结构34(large unit concave-convex heat dissipation structure)，且该中间支撑区3的该支撑结构31以一曲率半径R1等距环设至少三个固定连接部35。

为更详细的说明本发明的加工方法，请参阅如下：首先，提供一薄圆板状的碟刹盘，依序进行该外径面区1磨削滚圆、加工散热孔、该外径基准面11的倒角加工、该碟刹盘的一上表面与一下表面双面研磨、该外径面区1的该接触上表面12与该接触下表面13双面研磨等步骤，以制成一单片型碟盘。接着，以抛光消除单片型碟盘表面的机械损伤，并于该外径面区1的该接触上表面12与该接触下表面13进行双面抛光、及该外径基准面11边缘抛光。

接续，依序该内径面区2进行复数几何图形孔24进行冲孔加工、磨削或单面研磨该内径表面23、以干式加工或干式蚀刻将该内径面区2的该下凹表面22加工低于周围面同时进行平坦化与薄化制程处理等步骤，以制成该内径面区2。接着，于该内径面区2的该下凹表面22及/或该内径表面23进行粗化处理以形成该小单位凹凸散热结构26、及该内径基准面21边缘抛光。

最后，该中间支撑区3依序进行冲孔加工形成复数支撑结构31、磨削或双面研磨该支撑上表面32与该支撑下表面33、以干式加工或干式蚀刻将该支撑上表面32与该支撑下表面33平坦化处理等步骤，于该内径面区2的该支撑上表面32及/或该支撑下表面33进行粗化处理以形成该大单位凹凸散热结构34，以制成该中间支撑区3。

复数粗化粒子也可从该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33以物理方式剥离。也即，也可在复数粗化粒子与该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33的界面产生剥离的方式对复数粗化粒子和该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33至少一方施加外力。即便是这样的构成，则可获得该下凹表面22以及该内径表面23的表面粗糙度(Rz)可成为10～15μm的方式进行粗化，与获得该支撑上表面32以及该支撑下表面33的表面粗糙度(Rz)可成为20～25μm的方式进行粗化效果。

该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33中的加工表面，不论加工表面是该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33中任一或是该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33多面，也可在该内径面区2以及该中间支撑区3未形成有凹凸散热结构(concave-convex heatdissipation structure)的状态下进行。即便是这样的构成，则可获得该下凹表面22以及该内径表面23的表面粗糙度(Rz)可成为10～15μm的方式进行粗化，与获得该支撑上表面32以及该支撑下表面33的表面粗糙度(Rz)可成为20～25μm的方式进行粗化效果。

本发明揭示一种单片型碟盘的制造方法，其步骤包括：首先，在步骤(a)中，对该内径面区2以及该中间支撑区3表面进行脱脂处理；在步骤(b)中，再对经脱脂处理的该内径面区2以及该中间支撑区3表面进行粗化处理；然后，在步骤(c)中，对经粗化处理的该内径面区2以及该中间支撑区3表面进行剥离处理，以形成复数小单位凹凸散热结构26，该小单位凹凸散热结构26具有由算术平均高度为10～15μm；接着，在步骤(d)中，对经剥离处理的该中间支撑区3表面进行再次剥离处理；在步骤(e)中，再对经再次剥离处理的该中间支撑区3表面进行剥离处理，使该小单位凹凸散热结构26的平均高度扩大而形成复数大单位凹凸散热结构34，该大单位凹凸散热结构34具有由算术平均高度为20～25μm；之后，在步骤(f)中，再对该内径面区2以及该中间支撑区3表面进行烘干作业，而制得本发明的单片型碟盘。

本发明特别适用于一既有的碟刹盘由一单片型碟刹盘取代的升级的状况，然而本发明也可较佳地用于建构新的单片型碟盘。如上所述，有轻量化、散热性佳以及高耐磨的结构强度的碟刹盘经常需要某种型式的外部散热结构来将所述的这些碟刹盘在操作期间维持在一适当温度。本发明所提供的单片型碟盘的该散热结构通常包括一具有该小单位凹凸散热结构26与该大单位凹凸散热结构34的一体成形的金属结构，其可增加在该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33上的热量传递至空气的表面积。为了降低该小单位凹凸散热结构26与该大单位凹凸散热结构34的成本，通常采用模制的铁制或钢制结构。凭借使用干式加工或干式蚀刻一体成形该碟刹盘与该读取盘(或该速度感测盘)的结构，该下凹表面22与该内径表面23的该小单位凹凸散热结构26、与该支撑上表面32以及该支撑下表面33的该大单位凹凸形状上的散热结构因为不需要包括有额外散热装置来附着该碟刹盘而简化。

该小单位凹凸散热结构26与该大单位凹凸散热结构34为由具高导热及散热特性的高耐磨材料一体式结构所构成的柱状组织(columnar structure)、橘皮状面(orangepeel surface)、网状组织(network structure)、针状组织(needle structure)、带状组织(banded structure)、岛状组织(island structure)、核状组织(core structure)结构、圆柱体(circular column)、斜圆柱体(oblique cylinder)、六角柱体(hexagonal column)、椭圆体(ellipse)、棱柱体(prism)、立方体(cube)、四面体结构(tetrahedral structure)。该该小单位凹凸散热结构26与该大单位凹凸散热结构的排列形状为螺旋排列(spiralarrangement)、轮状排列(whorled arrangement)、机遇排列(chance packing)、曲折排列(zig-zag order)、环状排列(circular permutation)、混杂排列(confoundedarrangement)、随机排列(random permutation)，以将该小单位凹凸散热结构26与该大单位凹凸散热结构34的热量传递导出至空气。其中，该内径面区2的一面为形成该内径表面23，该内径面区2的另一面为具有该下凹表面22结构及复数几何图形孔24者，该内径面区2的该下凹表面22及/或该内径表面23两者或其中之一，表面为呈小单位凹凸散热结构26；如图7与图8所示，该支撑结构31为分别连接于该外径面区1与该内径面区2之间并由良好导热材料所构成，供与该外径面区1以及该内径面区2一体构成或组合而成，该支撑结构31为呈条状或片状设置于该外径面区1与该内径面区2之间，供联结于该外径面区1的热源区，使该支撑上表面32与该支撑下表面33的该大单位凹凸散热结构34用以传输热量至空气的表面积；该支撑结构31的外部及/或内部的表面进一步设置供通过气流的一导流孔36，该导流孔36的设置位置包括环设三个或三个以上由该支撑上表面32通往该支撑下表面33周围环设该导流孔36者。

本发明为针对该接触上表面12与该接触下表面13的散热需求，使用该外径面区1作为单片型碟盘时的局部散热，首创具导热及导流的该内径面区2与该中间支撑区3做为增加在该下凹表面22、该内径表面23、该支撑上表面32以及该支撑下表面33上的热量传递至空气的表面积，并进一步凭借该支撑结构31连接于该外径面区1与该内径面区2之间，以协助传递至该中间支撑区3的热能经该中间支撑区3表面及该支撑结构31表面向周围空气散热者；以及进一步于该支撑结构31设置供通过气流的该导流孔36，使该大单位凹凸散热结构34通过散热流体作对流散热。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种单片型碟盘，其特征是，包括：

一外径面区，由一外径基准面环绕形成一接触上表面与一接触下表面；

一内径面区，其上表面由一内径基准面远离一旋转中心线性放大形成一下凹表面，其下表面由一内径基准面远离一旋转中心线性放大形成一内径表面，该内径面区上且远离该内径基准面的位置等距环列布设构造形状相同且由一大径边界与一小径边界构成一孔长的复数几何图形孔，该小径边界至该内径基准面形成一径长，该径长为该孔长的1.1～1.8倍，且该下凹表面或该内径表面具有小单位凹凸散热结构；

一中间支撑区，其形成复数支撑结构同时分别连接于该外径面区与该内径面区之间，其中各该支撑结构包含一支撑上表面与一支撑下表面，该支撑上表面或该支撑下表面具有大单位凹凸散热结构，且该中间支撑区的该支撑结构以一曲率半径等距环设至少三个固定连接部。

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