JP2007209996A - ベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベンチレーテッド型ディスクロータの偏摩耗を抑制する。
【解決手段】複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを、上型５０と、下型５２と、複数のフィンを形成するための複数のフィンキャビティ６２を有する中子５４と、を具備した鋳型１００を用いて製造する。中子５４は、複数のフィンキャビティ６２のうち所定の間隔で設けられた一部のフィンキャビティ６２ａが、その他のフィンキャビティ６２よりも周方向に幅広に形成されている。鋳型１００の所定の位置には、鋳型１００のキャビティに溶湯を注入するための堰１０２を設け、幅広に形成されたフィンキャビティ６２ａが、堰１０２の近傍に位置するように中子５４を配置して鋳造を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ディスクブレーキ装置において用いられるベンチレーテッド型ディスクロータに関する。

従来、車両用ディスクブレーキ装置において用いられるディスクロータとして、ベンチレーテッド型ディスクロータが知られている。これは、ディスクロータの冷却性を向上させるために、ディスクロータの内周側から外周側へ貫通する複数の通風孔が形成されたものである。

このようなベンチレーテッド型ディスクロータは、回転すると、遠心力で通風孔内の空気を外周側開口部から外部に排出する。これによって通風孔内は負圧状態となり、通風孔の内周側開口部から外部の空気が取り入れられることでディスクロータ内に空気の流れが作られ、ディスクロータを冷却することができる。

このようなベンチレーテッド型ディスクロータを製造する方法としては、キャビティ、堰および湯道を具備した鋳型を用いる方法が特許文献１に開示されている。
特開２００４−３４４９４４号公報

しかしながら、鋳造でディスクロータを製造する方法では、溶湯の冷却速度をディスクロータの全周にわたり完全に均一にすることは生産性やコストの観点から困難である。そのため、ディスクロータには、冷却速度の違いによる金属組織の差がどうしても生じてしまう。溶湯の冷却速度が速い部分は、金属組織が微細化されるため剛性が高くなるが、逆に冷却速度が遅い部分は、剛性が低くなる。このような部分的に剛性の差があるディスクロータにブレーキパッドを押し付けるブレーキ操作を繰り返すと、偏摩耗が生じてディスクロータに肉厚の厚い箇所と薄い箇所が周方向に形成され、制動時にブレーキ振動が発生するという問題があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベンチレーテッド型ディスクロータの偏摩耗を抑制することのできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法は、複数の堰から鋳型に溶湯を注入することによって、複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを製造する方法であって、堰の近傍に位置するフィンを、堰の近傍以外の領域に位置するフィンよりも周方向に幅広または径方向に長く形成する。

鋳造によってディスクロータを製造する場合、堰近傍のディスクロータの部位は、冷却速度が遅いため軟らかくなる。この態様によると、堰近傍に位置するフィンが、堰近傍以外の領域に位置するフィンよりも周方向に幅広または径方向に長く形成されているので、堰近傍のディスクロータの部位の剛性を高めることができる。堰近傍のディスクロータの部位と、堰近傍以外のディスクロータの部位との剛性の差を、フィンの周方向の幅または径方向の長さを一様にしてディスクロータを製造した場合よりも小さくすることができるので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

本発明の別の態様もまた、ベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法である。この方法は、複数の堰から鋳型に溶湯を注入することによって、複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを製造する方法であって、堰の近傍に位置するフィンの間隔を、堰の近傍以外の領域に位置するフィンの間隔よりも狭くする。

この態様によると、堰近傍に位置するフィンの間隔が、堰近傍以外の領域に位置するフィンの間隔よりも狭く形成されているので、堰近傍のディスクロータの部位の剛性を高めることができる。堰近傍のディスクロータの部位と堰近傍以外のディスクロータの部位との剛性の差を、フィンの間隔を一様にしてディスクロータを製造した場合よりも小さくすることができるので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様もまた、ベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法である。この方法は、複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを、上型と、下型と、複数のフィンを形成するための複数のフィンキャビティを有する中子と、を具備した鋳型を用いて製造する方法であって、中子は、複数のフィンキャビティのうち周方向の所定の間隔で設けられた一部のフィンキャビティが、その他のフィンキャビティよりも周方向に幅広または径方向に長く形成されており、鋳型の所定の位置に、鋳型のキャビティに溶湯を注入するための堰を配置し、周方向に幅広または径方向に長く形成されたフィンキャビティが、堰の近傍に位置するように中子を配置して鋳造する。

この態様によっても、堰近傍のディスクロータの部位とその他のディスクロータの部位との剛性の差を、フィンの周方向の幅または径方向の長さを一様にしてディスクロータを製造した場合よりも小さくすることができるので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様もまた、ベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法である。この方法は、複数のフィンを有するベンチレーテッド型のディスクロータを、上型と、下型と、複数のフィンを形成するための複数のフィンキャビティを有する中子と、を具備した鋳型を用いて製造する方法であって、中子は、周方向の所定の間隔の領域におけるフィンキャビティ間隔が、他の領域におけるフィンキャビティ間隔よりも狭く形成されており、鋳型の所定の位置に、鋳型のキャビティに溶湯を注入するための堰を配置し、フィンキャビティ間隔が狭く形成された領域が、堰の近傍に位置するように中子を配置して鋳造する。

この態様によっても、堰近傍のディスクロータの部位とその他のディスクロータの部位との剛性の差を、フィンの間隔を一様にしてディスクロータを製造した場合よりも小さくすることができるので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

本発明によれば、ベンチレーテッド型ディスクロータの偏摩耗を抑制することができる。

図１は、本実施の形態に係るディスクロータ鋳造用鋳型１００の一部破断正面図である。図２は、図１に示す鋳型１００のＸ−Ｘ断面図である。図３は、図１に示す鋳型１００のＹ−Ｙ断面図である。図１〜図３に示す鋳型１００は、車両幅方向外側に配設されるアウタ側摺動板と、このアウタ側摺動板に平行に対向して車両幅方向内側に配設されるインナ側摺動板と、アウタ側摺動板およびインナ側摺動板の間に放射状に形成され、両者を結合する複数のフィンと、車軸への取り付けの際に利用されるハット部と、を備えたベンチレーテッド型のディスクロータを鋳造するための鋳型である。

図１〜図３に示すように、鋳型１００は、上型５０と、下型５２と、中子５４と、を備える。図２および図３に示すように、上型５０の下部には、アウタ側摺動板を形成するためのアウタ側摺動板キャビティ６０およびハット部を形成するためのハット部キャビティ６４が形成されている。下型５２の上部には、インナ側摺動板を形成するためのインナ側摺動板キャビティ５８が形成されている。また、中子５４には、放射状の複数のフィンを形成するためのフィンキャビティ６２が形成されている。図１に示すように、フィンキャビティ６２は、中子５４の周方向に略等間隔（３６０／２４＝１５度）離間して２４個形成されている。以下、これらのインナ側摺動板キャビティ５８、アウタ側摺動板キャビティ６０、フィンキャビティ６２およびハット部キャビティ６４を総称する場合は、単に「キャビティ」とよぶ。

堰１０２は、図示しない湯道とキャビティとを連通させる役割を果たす。図１に示すように、本実施の形態に係る鋳型１００には、周方向に９０度間隔で４つの堰１０２が配置されている。鋳型１００において、堰１０２近傍の領域を堰前部１０８とよぶ。図２は、堰前部１０８の断面図を示している。堰１０２近傍の領域とは、少なくとも周方向は堰１０２の幅を有し、径方向はフィンキャビティ６２ａの長さを有する領域をいう。堰前部１０８のキャビティには、堰１０２から直接溶湯が注ぎ込まれる。本実施の形態に係る鋳型１００は４つの堰１０２が配置されるので、４つの堰前部１０８が存在する。また、堰前部１０８以外の領域、すなわち堰１０２の近傍以外の領域を堰間部１１０とよぶ。図３は、堰間部１１０の断面図を示している。堰間部１１０のキャビティは、堰前部１０８を経由して溶湯の供給を受ける。

このように構成された鋳型１００に対して図示しない湯口から溶湯を流し込むと、溶湯は湯道を経由して４つの堰１０２まで到達する。そして溶湯は、堰１０２を介してインナ側摺動板キャビティ５８に流れ込み、最終的にはキャビティ内全体に充填される。その後、鋳型１００を冷却することによって溶湯を凝固させ、凝固物を鋳型１００から取り出してディスクロータを得ることができる。

本実施の形態に係る鋳型１００では、図１に示すように、中子５４に形成された２４個のフィンキャビティ６２のうち９０度間隔で設けられた４個のフィンキャビティ６２ａが、その他のフィンキャビティ６２よりも周方向に幅広に形成されている。そして、その幅広に形成されたフィンキャビティ６２ａが、堰前部１０８に位置するように中子５４を配置した状態で鋳造を行う。このように中子５４を形成、配置して鋳造を行うことによって、ディスクロータの部分的な剛性の差を少なくし、偏摩耗を抑制することができる。

堰前部１０８は、堰１０２から溶湯が次々と流し込まれるため堰間部１１０と比較して冷えにくく、堰前部１０８よりも堰間部１１０の方が相対的に冷却速度が速い。溶湯の冷却速度が速い堰間部１１０のキャビティに対応するディスクロータの部位（以下、適宜堰間部位とよぶ）は、金属組織が微細化されるため硬くなるが、逆に冷却速度が遅い堰前部１０８のキャビティに対応するディスクロータの部位（以下、適宜堰前部位とよぶ）は、軟らかくなる。このため、フィンの周方向の幅を一様にしてディスクロータを製造した場合には、堰前部位では剛性が低くなり、堰間部位では剛性が高くなる。このようにディスクロータに部分的な剛性の差がある場合、ブレーキパッドをディスクロータに押しつける動作を繰り返したときにディスクロータに偏摩耗が生じてしまう。

本実施の形態に係る鋳型１００によって製造されたディスクロータは、堰前部位のフィンが堰間部位のフィンよりも周方向に幅広に形成されているので、堰前部位の剛性が高められている。堰前部位と堰間部位との剛性の差が、フィンの周方向の幅を一様にしてディスクロータを製造した場合よりも小さくなっているので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

また、本実施の形態に係る鋳型１００によって製造されたディスクロータは、摺動板の間に位置するフィンの形状を変化させただけであるので、ディスクブレーキ装置自体の構造を特に変更する必要がなく、既存のディスクブレーキ装置に容易に適用することができる。

図４は、本実施の形態に係るディスクロータ鋳造用鋳型の変形例の一部破断正面図である。図４に示す鋳型２００は、中子２０２の形状が図１において示した中子５４と異なっている。なお、図１に示す鋳型１００と同一の構成要素については同一の符号を用いている。

本変形例に係る中子２０２は、周方向の所定の間隔（９０度間隔）の領域におけるフィンキャビティ２０４の間隔が、他の領域におけるフィンキャビティ２０４の間隔よりも狭く形成されている。そして、フィンキャビティ２０４の間隔が狭く形成された領域が、堰１０２の近傍に位置するように中子２０２を配置して鋳造を行う。

このように中子２０２を形成、配置して鋳造を行った場合、製造されたディスクロータの堰間部位は、フィン間隔が狭くなっているので、フィン間隔を一様にして製造されたディスクロータの堰間部位よりも剛性が高められている。この結果、ディスクロータの堰前部位と堰間部位との剛性の差を少なくすることができるので、ディスクロータに生じる偏摩耗を抑制することができる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、上述した実施の形態においては、フィンキャビティの数を２４個としたが、フィンキャビティの数はこれに限られない。また、実施の形態では、堰を９０度間隔で配置したが、これに限らず、任意の間隔で堰を配置してもよい。また、実施の形態では、鋳型の外周側から溶湯が注入されるような構成としたが、鋳型の内周側から注入されるような構成としてもよい。

また、実施の形態においては、堰前部位のフィンを堰間部位のフィンよりも周方向に幅広に形成したが、堰前部位のフィンを堰間部位のフィンよりも径方向に長く形成することによっても、堰前部位と堰間部位の剛性の差を少なくし、偏摩耗を抑制することができる。

本実施の形態に係るディスクロータ鋳造用鋳型の一部破断正面図である。 図１に示す鋳型のＸ−Ｘ断面図である。 図１に示す鋳型のＹ−Ｙ断面図である。 本実施の形態に係るディスクロータ鋳造用鋳型の変形例の一部破断正面図である。

符号の説明

５０ 上型、 ５２ 下型、 ５４、２０２ 中子、 ５８ インナ側摺動板キャビティ、 ６０ アウタ側摺動板キャビティ、 ６２、２０４ フィンキャビティ、 ６４ ハット部キャビティ、 １００、２００ 鋳型、 １０２ 堰、 １０８ 堰前部、 １１０ 堰間部。

Claims (4)

1. 複数の堰から鋳型に溶湯を注入することによって、複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを製造する方法であって、
   前記堰の近傍に位置するフィンを、堰の近傍以外の領域に位置するフィンよりも周方向に幅広または径方向に長く形成することを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法。
2. 複数の堰から鋳型に溶湯を注入することによって、複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを製造する方法であって、
   前記堰の近傍に位置するフィンの間隔を、堰の近傍以外の領域に位置するフィンの間隔よりも狭くすることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法。
3. 複数のフィンを有するベンチレーテッド型ディスクロータを、上型と、下型と、前記複数のフィンを形成するための複数のフィンキャビティを有する中子と、を具備した鋳型を用いて製造する方法であって、
   前記中子は、前記複数のフィンキャビティのうち周方向の所定の間隔で設けられた一部のフィンキャビティが、その他のフィンキャビティよりも周方向に幅広または径方向に長く形成されており、
   前記鋳型の所定の位置に、鋳型のキャビティに溶湯を注入するための堰を配置し、
   周方向に幅広または径方向に長く形成されたフィンキャビティが、前記堰の近傍に位置するように中子を配置して鋳造することを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法。
4. 複数のフィンを有するベンチレーテッド型のディスクロータを、上型と、下型と、前記複数のフィンを形成するための複数のフィンキャビティを有する中子と、を具備した鋳型を用いて製造する方法であって、
   前記中子は、周方向の所定の間隔の領域におけるフィンキャビティ間隔が、他の領域におけるフィンキャビティ間隔よりも狭く形成されており、
   前記鋳型の所定の位置に、鋳型のキャビティに溶湯を注入するための堰を配置し、
   フィンキャビティ間隔が狭く形成された領域が、前記堰の近傍に位置するように中子を配置して鋳造することを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータの製造方法。

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