CN113613990B

CN113613990B - 制动盘

Info

Publication number: CN113613990B
Application number: CN202080023279.9A
Authority: CN
Inventors: 久保田哲史
Original assignee: Sunstar Giken KK
Current assignee: Sunstar Giken KK
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2040-03-02
Also published as: EP3943375A1; US11859682B2; JP7267051B2; US20220154791A1; JP2020153475A; CN113613990A; AU2020247974A1; EP3943375A4; WO2020195561A1

Abstract

在具有遍及外周而反复形成有凹部和凸部的波形部的制动盘中，提高制动感觉。制动盘(1)具备外周部(2)，该外周部(2)具有遍及外周而反复形成有凹部(10a)和凸部(10b)的波形部(10)，为了在外周部(2)使周向以及径向的热容分布实质上均匀，外周部(2)形成为，在沿着周向等角度地分别划分出的外周部的多个周向分区中，所述周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比成为第一规定比率以下，在沿着径向等长度地分别划分出的所述外周部的多个径向分区中，所述径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比成为第二规定比率以下。

Description

制动盘

技术领域

本发明涉及具有遍及外周而反复形成有凹部和凸部的波形部的制动盘。

背景技术

作为机动二轮车等所使用的制动盘，除了正圆形状的制动盘之外，还已知有具有遍及外周而反复形成有凹部和凸部的波形部的所谓“波形盘”(下述专利文献1～3，图14的盘A)。波形盘与正圆盘相比，外观设计的自由度高，具有通过波形部除去因制动垫的磨损而产生的微量粉末的效果。

但是，与正圆盘相比，波形盘由于其复杂的形状，温度不均也容易变大，制动感觉也降低。

可以考虑通过增大制动盘的热容来提高制动感觉。在该情况下，若使板厚以及盘材料与以往相同，则通过增加盘的制动表面以及制动背面的面积，能够使盘的热容增加。但是，伴随着面积的增大，制动盘的重量也增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4155301号公报

专利文献2：日本专利第4973586号公报

专利文献3：日本特开2008-298094号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述事实而作出的，其目的在于在具有遍及外周而反复形成有凹部和凸部的波形部的制动盘中提高制动感觉。

用于解决课题的方案

为了解决上述问题，本发明的制动盘具备成为制动垫的滑动部区域的外周部，该外周部具有遍及其外周而反复形成有凹部和凸部的波形部，为了在所述外周部使周向以及径向的热容分布实质上均匀，所述外周部形成为，在沿着周向等角度地分别划分出的所述外周部的多个周向分区中，所述周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比成为第一规定比率以下，在沿着径向等长度地分别划分出的所述外周部的多个径向分区中，所述径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比成为第二规定比率以下。在此，第一规定的比率以及第二规定的比率以在外周部使周向以及径向的热容分布实质上均匀的方式确定。

优选的本发明的制动盘还具备形成在所述外周部的径向内侧的内周部，该内周部成为所述制动垫的非滑动部区域，跨越所述外周部与所述内周部之间的边界线形成有清洁用的贯通孔，所述制动垫的径向内侧缘部能够与该清洁用的贯通孔交叉。

优选的是，所述周向分区分别由通过所述凹部的极小点并沿径向延伸的第一周向边界线和通过所述凸部的极大点并沿径向延伸的第二周向边界线划定，所述第一规定比率为25％。

优选的是，所述多个径向分区是至少3个径向分区，最外侧的径向分区是包含所述波形部的径向长度，所述第二规定比率是8％。

另外，优选的是，在所述制动盘形成有多个贯通孔。在该情况下，所述波形部的所述凹部和所述凸部以及所述贯通孔形成为使所述制动盘的侧面的表面积增大而实现所希望的冷却效率。

所述内周部和所述外周部也可以一体成形。或者，所述内周部也可以通过连结构件与所述外周部连结。

所述波形部的凹部也可以形成为左右不对称。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的制动盘的主视图。

图2是第一实施方式的制动盘的后视图。

图3是第一实施方式的制动盘的立体图。

图4是第一实施方式的制动盘的侧视图。

图5是沿着图1的A-A线截取的第一实施方式的制动盘的剖视图。

图6是图3所示的制动盘的局部放大图。

图7是用于说明第一实施方式的制动盘的周向分区以及径向分区的概略局部图，(a)是周向分区，(b)是径向分区。

图8是表示第一实施方式的制动盘与图14所示的以往盘A的比较的概略局部图，(a)表示非清洁部的有无，(b)表示径向分区各自的面积与径向分区之间的最大面积差，(c)表示周向分区各自的面积与周向分区之间的最大面积差。

图9是表示与图14所示的以往盘A以外的以往盘2、3、4的比较的概略局部图，(a)表示非清洁部的有无，(b)表示径向分区各自的面积与径向分区之间的最大面积差，(c)表示周向分区各自的面积与周向分区之间的最大面积差。

图10是表示第一实施方式的制动盘与图14所示的以往盘A之间的、与整体的热容、周向的热容差、径向的热容差以及侧面的表面积相关的比较的概略图。

图11是表示以往盘A与第一实施方式的盘的周向的温度不均和最高温度的温度分布图，(a)是以往盘A，(b)是第一实施方式的盘。

图12是本发明第二实施方式的制动盘的主视图。

图13是沿着图12的A'－A'线截取的第二实施方式的制动盘的剖视图。

图14是以往盘A的概略图，(a)是以往盘A的主视图，(b)是以往盘A的立体图，表示滑动部区域和非滑动部区域。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1至图5表示本发明第一实施方式的制动盘1。该制动盘1作为在自行车、机动二轮车等中使用的制动盘而实现。作为制动盘1的材料，例如可以使用铝、不锈钢、碳素钢等，但并不限定于这些例子。图1是从制动表面17a观察制动盘1的图，图2是从制动背面17b观察制动盘1的图。

如图1至图3最佳所示，制动盘1具备：在制动时与未图示的制动垫抵接而供载荷作用的外周部2；形成在外周部2的内侧的中央开口部3；以及为了将制动盘1安装于车轮等旋转体(未图示)而形成在从外周部2向中央开口部3内突出的位置的多个安装孔5。

在外周部2的外缘，形成有在径向上由反复出现的凹部10a和凸部10b构成的花瓣状的波形部10，外周部2形成能够应用未图示的制动垫的垫按压面。例如，制动垫能够通过用一对垫从制动表面17a以及制动背面17b的两面抵接外周部2而对制动盘施加制动力。因此，在旋转传递时，即制动垫与外周部2抵接而施加制动力时，向与制动盘1的旋转方向相反的方向对外周部2直接施加载荷。另外，垫按压面包含波形部10的凸部10b，凸部10b的每一个隔着凹部10a依次与制动垫抵接，从而能够除去因制动垫的磨损而产生的微量粉末。

凹部10a由两个侧边20、21形成，在本实施方式中，凹部10a的形状形成为不对称。作为不对称的形状，例如，侧边20的切线相对于径向的角度为45°以下，侧边21的切线相对于径向的角度大于45°。需要说明的是，在本发明中，波形部10的形状并不限于图示的例子，能够任意适当地变更。例如，凹部10a包括对称的凹部、凹部10a整体形成为圆弧形的凹部、由3个以上的侧边形成的凹部等各种形态。关于凸部10b，当然也不限定于图示的例子。

另外，在外周部2也形成有多个贯通孔11，实现由表面积的增大带来的散热性的提高、轻量化、由转动惯量的降低带来的制动性的提高、磨屑以及泥除去性的提高。

在图6中示出由凹部10a和凸部10b构成的波形部的局部放大图。如图所示，在外周部2的径向内侧形成有内周部32。外周部2成为未图示的制动垫的滑动部区域、即制动垫一边在其上滑动一边抵接的区域，内周部32成为制动垫的非滑动部区域、即制动垫不在其上抵接的区域。若用30表示外周部2与内周部32的边界线，则除形成于外周部2的贯通孔11之外，还以跨越边界线30的方式形成有贯通孔36、38，制动垫的径向内侧缘部能够与该贯通孔36、38交叉。贯通孔36、38与制动垫的径向外侧缘部能够交叉的凹部10a、凸部10b同样地，作为除去因制动垫的磨损而产生的微量粉末的清洁部发挥功能。

需要说明的是，在位于制动表面17a与外周端面18之间的边界的外周缘部形成有倒角部40，在位于制动背面17b与外周端面18之间的边界的外周缘部形成有倒角部41。

接着，对制动盘1的内周部32进行说明。需要说明的是，以下所示的内周部32是主要在外周部2具有特征的本发明的内周部的一例，并不将本发明的内周部限定于该例子。

在图1至图5的例子中，在内周部32设置有6个安装孔5。在图的例子中，6个安装孔5以相邻的两个安装孔5、5相对于制动盘的中心所成的中心角(分割角度)成为实质上相等的等分角度的方式在周向上分布。在安装孔5为6个的情况下，等分角度为360°/6＝60°。安装孔5的配置根据安装有制动盘1的车轮等旋转体的规格来决定，因此，未必是分割角度分别相等的等分角度。例如，根据车轮的规格，即便分割角度为50°、55°、60°、65°、...这样不均等(也可以包含一部分均等)，也能够应用本发明。

另外，在图1至图5的例子中，安装孔5形成在距制动盘的中心O在径向上等距离的位置。但是，关于这一点，安装孔5的配置也根据车轮等的规格来决定，因此，未必限定于距安装孔5的中心O的径向距离相等，也可以不同(也可以包含一部分等半径)，在该情况下，也能够应用本发明。

各个安装孔5形成于从外周部2向中央开口部3内延伸的第一格条部6与从外周部2向中央开口部3内延伸的第二格条部7交叉的区域8。第一格条部6、第二格条部7以及交叉的区域8与外周部2一起分别形成有作为贯通孔的周向开口部9。在交叉的区域8，仅第一格条部6以及第二格条部7交叉，除了这些格条部以外，不存在与交叉的区域8交叉的部分。需要说明的是，在本发明的内周部32中，第一格条部和第二格条部也可以对称地形成，另外，也可以并非如上所述设置两个格条部，而是设置从外周部2向径向内侧延伸的一个格条部，在该格条部形成安装孔5。或者，也可以设置3个以上的格条部。在后者的情况下，例如也可以在它们的交叉部形成安装孔。

从图4的侧视图可知，制动盘1以外周部2、第一格条部6、第二格条部7、交叉的区域8以及波形部10处于规定的厚度范围的方式形成为板状。

制动盘1将图2所示的制动背面17b按压于车轮，将螺栓从图1所示的制动表面17a穿过安装孔5与车轮的螺纹孔拧合，由此安装于车轮。因此，如图1、图2以及图5所示，安装孔5在表侧面具有以螺栓的头能够落座的方式凹陷为盘状的部分12(图3)。安装孔5并不限于该例，例如，也可以是圆柱状的贯通孔，或者也可以是盘状的部分为截面矩形。

第一实施方式的制动盘1以在外周部2使周向以及径向的热容分布实质上均匀的方式确定波形部10的凹部10a、凸部10b的形状以及尺寸、贯通孔11的数量以及尺寸、周向开口部9的尺寸。并且，波形部10的凹部10a、凸部10b、贯通孔11、周向开口部9形成为使制动盘的侧面的表面积增大而实现所希望的冷却效率。

在此，使用图7对本实施方式中所说的“周向以及径向的实质上均匀的热容分布”的定义进行说明。

在图7(a)、(b)中示出外周部2的一个区段(与三个凸部10b和两个凹部10a的部分相当的区段)。当然，不言而喻可以遍及外周部2的整周而应用图示那样的划分。

在图7(a)示出沿着周向等角度地分别划分出的外周部2的周向分区c1、c2、c3、c4、c5、c6，在图7(b)中示出沿着径向等长度地分别划分出的外周部2的径向分区r1、r2、r3。

周向分区c1、c2、c3、c4、c5、c6由从制动盘的中心O沿径向以等角度引出的假想的周向边界线b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7方便地划分。这些周向边界线中的b1、b3、b5、b7被设定为通过凹部10a的极小点并沿径向延伸，周向边界线b2、b4、b6被设定为通过凸部10b的极大点并沿径向延伸。需要说明的是，图7(a)所示的周向边界线b1、...仅是例示的假想线，除此以外的分割方式也包含在本实施方式中。作为优选的周向的分割数，为30分割～45分割，在上述例子中，在周向上每隔10度进行36分割。

在周向上均匀的热容分布是周向分区c1、...之间的热容差变小，因此“在周向上实质上均匀的热容分布”能够定义为周向分区之间的热容差相对于周向分区c1、...各自的热容之比为第一规定比率以下。

另一方面，径向分区r1、r2、r3是通过两条径向边界线d1、d2在径向上以等长度分别等分从外周部2的最外侧缘到外周部2与内周部32之间的边界线30之间而得到的分区。图7(b)所示的径向边界线d1、d2仅是例示的假想线，除此以外的分割方式也包含在本实施方式中。优选的是，如图7(b)所示，径向分区可以是至少3个径向分区，最外侧的径向分区r1可以是包含波形部10的径向长度。

在径向上均匀的热容分布是径向分区r1、r2、r3之间的热容差变小，因此“在径向上实质上均匀的热容分布”能够定义为周向分区之间的热容差相对于径向分区r1、r2、r3各自的热容之比为第二规定比率以下。

为了明确本实施方式的制动盘1的上述特征，使用图14(a)、(b)说明以往盘A。

在图14(a)、(b)中示出用于与第一实施方式的制动盘1进行比较的以往盘A。如图14(a)所示，以往盘A的外周部52具有遍及外周而反复形成有凹部60a和凸部60b的波形部60和贯通孔61、62。在外周部52的径向内侧，形成有以相对于径向更小的倾斜角度向中央开口部53延伸的第一格条部56和以相对于径向更大的倾斜角度向中央开口部53延伸的第二格条部57，在第一格条部56与第二格条部57交叉的区域分别形成有安装孔55。第一格条部56、第二格条部57以及交叉的区域与外周部52一起分别形成周向开口部59。

另外，如图14(b)所示，以往盘A的外周部52成为未图示的制动垫的滑动部区域、即制动垫一边在其上滑动一边抵接的区域，由第一格条部56和第二格条部57构成的内周部成为制动垫的非滑动部区域、即制动垫不在其上抵接的区域。若用63表示外周部52与内周部的边界线，则在以往盘A未形成跨越边界线63的贯通孔。与此相对，本实施方式的制动盘1具备跨越外周部2与内周部32的边界线30的清洁用的贯通孔36、38。

图8表示本实施方式的制动盘1与以往盘A的比较。

如图8(a)所示，制动盘1在外周部2的最外侧具备作为制动垫的清洁部发挥功能的波形部，并且，在外周部与内周部的边界线，以跨越该边界线的方式具备清洁用贯通孔，成为没有非清洁部的盘。与此相对，以往盘A在外周部2的最外侧具备作为制动垫的清洁部发挥功能的波形部，但如图14(b)中所述，在滑动部区域与非滑动部区域的边界线未形成清洁部。因此，成为在该边界线上存在非清洁部(粗线)的状态。

另外，在图8(b)中示出本制动盘1以及以往盘A中的、径向分区各自的面积和径向分区之间的最大面积差。如该图所示，以往盘A的径向分区r1'、r2'、r3'的各面积为522mm²、750mm²、855mm²，径向分区之间的最大面积差(r3'的面积-r1'的面积)为333mm²。与此相对，本制动盘1的径向分区r1、r2、r3的各面积为680mm²、730mm²、725mm²，径向分区之间的最大面积差(r2的面积-r1的面积)为50mm²。

在这两个制动盘中，若板厚在整个区域内分别均匀且两者相同，材料也均匀且两者相同，则各分区的面积与各分区的热容对应。

因此，本制动盘1的径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比与以往盘A相比显著小，可以说径向的热容分布实质上均匀。

在图8(c)中示出本制动盘1以及以往盘A中的、周向分区各自的面积和径向分区之间的最大面积差。如该图所示，以往盘A的周向分区c1'～c6'的各面积为277mm²～356mm²，周向分区之间的最大面积差(c5'的面积-c1'的面积)为137mm²。与此相对，本制动盘1的径向分区c1～c6的各面积为382mm²～341mm²，周向分区之间的最大面积差(c5的面积-c2的面积)为64mm²。

因此，本制动盘1的周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比与以往盘A相比显著小，可以说周向的热容分布实质上均匀。

如上所述，本制动盘1能够视为周向以及径向的热容分布实质上均匀。在图8所示的制动盘1中，周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比处于25％以下。另外，在本制动盘1中，径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比处于8％以下。因此，能够将第一规定比率设定为25％，将第二规定比率设定为8％。

在图9中示出以往盘A以外的以往盘B、C以及D中的与图8同样的比较图。以往盘B是波形部的形状与以往盘不同的盘，以往盘C是波形部的振幅更小的盘，以往盘D是正圆盘。

如图9(a)所示，所有的以往盘都存在非清洁部。特别是，波形部小的以往盘C以及不存在波形部的以往盘D在最外侧也存在非清洁部。

另外，如图9(b)所示，以往盘B、C、D的径向分区的最大面积差大于本制动盘1，径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比也变大。

如图9(c)所示，在以往盘C、D中，能够使各周向分区的面积差极小，但在具有作为清洁部发挥功能的波形部的以往盘B中，周向分区的最大面积差以及相对于各分区的面积的比率大于本制动盘1。

根据以上可知，周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比处于第一规定比率(25％)以下，并且，径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比处于第二规定比率(8％)以下，此外，不存在非清洁部的盘仅是本实施方式的制动盘1。

在图10中示出本实施方式的制动盘1和以往盘A的、将与热容以及侧面的表面积相关的上述比较汇总而得到的结果。

制动盘1和以往盘A的作为制动垫的滑动部区域的外周部整体的热容成为大致相同的值(约166J/K)。但是，关于周向的最大热容差，以往盘A为1.8J/K，与此相对，本制动盘1为0.6J/K，实现显著小的周向的热容差。另外，关于径向的最大热容差，以往盘A为4.4J/K，本制动盘1为0.7J/K，实现显著小的径向的热容差。关于侧面的表面积(从制动表面和制动背面以外的侧面观察的部分的面积)，以往盘A为1487mm²，与此相对，本制动盘1为2469mm²，显著大。这是因为，本制动盘1通过调整波形部的形状以及尺寸、以及贯通孔(9、11、36、38)的排列、数量、尺寸，能够增大侧面的表面积。

因此，本制动盘1通过使周向以及径向热容分布实质上均匀地，并且使侧面的表面积增大，即便不增加热容自身也能够大幅提高冷却效率。

在图11中示出以往盘A和本实施方式的制动盘1的、同一条件下的温度测定结果。

如图11(a)所示，在以往盘A中，在周向上存在较大的温度不均，最高温度也达到617℃。与此相对，在本实施方式的制动盘1中，能够一边将滑动部区域的重量即热容维持为与以往盘相同，一边使周向的温度不均均匀，使最高温度也降低到572℃。

换言之，根据本实施方式，即便设为最高温度与以往盘A相同的规格，也能够减少盘重量。

如以上说明的那样，根据本实施方式，即便热容与以往盘同等，也能够实现温度不均的均匀化，并且提高冷却效率，由此，也能够使制动感觉良好。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，制动盘1整体一体成形。本发明的制动盘并不限于此，也可以由两个以上的部件构成。将该例子作为第二实施方式使用图12以及图13进行说明。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的第二实施方式的结构要件，对与第一实施方式相同的参照编号标注b而省略详细的说明。

如图12以及图13所示，第二实施方式的制动盘1b具备外周部2b和格条内周部13，格条内周部13经由销14和从外周部2b向中央开口部3b延伸的多个桥接部15与外周部2b连结。

在格条内周部13，一体成形有制动盘1b的所有的第一格条部6b以及第二格条部7b，在第一以及第二格条部交叉的区域8b的每一个分别形成有安装孔5b。需要说明的是，在多个安装孔5b中，也包括距中心O的距离不同的安装孔。

需要说明的是，在第二实施方式中，也可以形成有复合的弧的部分20～24、凹状伸出部25～27。

在第二实施方式中，除了与第一实施方式相同的作用效果之外，还能够提供仅通过根据车轮的规格仅更换格条内周部13就能够应对的制动盘。或者，与此相反，也能够因外周部2b的磨损等而仅更换外周部2b。

以上是本发明的实施方式的制动盘，但本发明并不限于上述例子，能够在本发明的范围内任意适当地变更。

附图标记说明

1、1b 制动盘

2、2b 外周部

3、3b 中央开口部

5、5b 安装孔

6、6b 第一格条部

7、7b 第二格条部

8、8b 交叉的区域

9、9b 周向开口部

10 波形部

10a 凹部

10b 凸部

11、11b 贯通孔

12 凹陷为盘状的部分

13 格条内周部

14 销

15 桥接部

17a 制动表面

17b 制动背面

20 凹部10a的侧边(相对于径向为45°以下的一侧)

21 凹部10a的一侧(相对于径向为45°以上的一侧)

30 外周部2与内周部32的边界线

32 内周部

36、38 清洁用的贯通孔

b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7 周向边界线

c1、c2、c3、c4、c5、c6 周向分区

d1、d2 径向边界线

r1、r2、r3 径向分区

Claims

1.一种制动盘，其中，

所述制动盘具备成为制动垫的滑动部区域的外周部，该外周部具有遍及其外周而反复形成有凹部和凸部的波形部，

为了在所述外周部使周向以及径向的热容分布实质上均匀，

所述外周部形成为，

在沿着周向等角度地分别划分出的所述外周部的多个周向分区中，所述周向分区之间的热容差相对于各个周向分区的热容之比成为第一规定比率以下，

在沿着径向等长度地分别划分出的所述外周部的至少3个径向分区中，所述径向分区之间的热容差相对于各个径向分区的热容之比成为第二规定比率以下，

所述至少3个径向分区的最外侧的径向分区是包含所述波形部的径向长度，所述第二规定比率是8％。

2.如权利要求1所述的制动盘，其中，

所述制动盘还具备形成在所述外周部的径向内侧的内周部，该内周部成为所述制动垫的非滑动部区域，

跨越所述外周部与所述内周部之间的边界线形成有清洁用的贯通孔，所述制动垫的径向内侧缘部能够与该清洁用的贯通孔交叉。

3.如权利要求1所述的制动盘，其中，

所述周向分区分别由通过所述凹部的极小点并沿径向延伸的第一周向边界线和通过所述凸部的极大点并沿径向延伸的第二周向边界线划定，所述第一规定比率为25％。

4.如权利要求2所述的制动盘，其中，

5.如权利要求1～4中任一项所述的制动盘，其中，

在所述制动盘形成有多个贯通孔。

6.如权利要求5所述的制动盘，其中，

所述波形部的所述凹部和所述凸部以及所述贯通孔形成为使所述制动盘的侧面的表面积增大而实现所希望的冷却效率。

7.如权利要求2所述的制动盘，其中，

所述内周部和所述外周部一体成形。

8.如权利要求2所述的制动盘，其中，

所述内周部通过连结构件与所述外周部连结。

9.如权利要求1～4中任一项所述的制动盘，其中，

所述波形部的凹部形成为左右不对称。