JP2009299887A - Disk rotor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はディスクロータ及びその製造方法に関し、更に詳細には二枚の板状部材間に、その内側から周縁方向に複数の空気通路が放射状に形成されたディスクロータ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a disk rotor and a method for manufacturing the same, and more particularly to a disk rotor in which a plurality of air passages are radially formed between two plate-like members from the inside to the peripheral direction and a method for manufacturing the same.
自動車のブレーキに用いられているディスクロータは、図7に示す様に、ホイールハブ200に装着される。かかるディスクロータとしては、自動車の高速性能化、信頼性向上の要求に伴って、冷却性能に優れたベンチレーテッドタイプのディスクロータ100(以下、単にディスクロータ100と称することがある)が採用されている。このディスクロータ100は、二枚の板状部材102a、102bの間に、その内側から周縁方向に複数の空気通路104,104・・が放射状に形成されている。
かかるディスクロータ100は、従来、全て鋳造によって形成されていたが、自動車の燃費等の向上のために、ディスクロータ100の小型軽量化も要請されていた。
かかるディスクロータ100の小型軽量化の要請に応えるべく、下記特許文献1には、ディスクロータ100の空気通路104,104・・を形成する鋼板を金属の溶湯で鋳ぐるみしてディスクロータ100を製造する製造方法が提案されている。As shown in FIG. 7, the disk rotor used for automobile braking is mounted on the
Conventionally, all of the
In order to meet the demands for reducing the size and weight of the
かかるディスクロータ100の製造方法では、先ず、図8(a)に示す様に、鋳ぐるみ用鋼板を形成する。この鋳ぐるみ用鋼板は、複数の凸部が放射状に形成された円盤状の鋼板150aと平坦な円盤状の鋼板150bとを張り合わせて形成され、空気通路用凸部152,152・・が放射状に形成されている。更に、空気通路用凸部152,152間には、金属の溶湯の通路孔154が穿設されている。
図8(a)に示す鋳ぐるみ用鋼板を、図8(b)に示す様に、鋳造用成形型156に挟み込み、鋳ぐるみ用鋼板の空気通路用凸部152,152の大部分がキャビティ158内に挿入される。但し、空気通路用凸部152,152の内周面側端部及び外周面側端部はキャビティ158からはみ出している。
次いで、図8(b)に示す鋳造用成形型156のキャビティ158内に金属の溶湯を注湯し冷却した後、鋳造用成形型156からディスクロータ100を取り出し、図8(c)に示す様に、板状部材102a、102bの内周面及び外周面から突出する空気通路用凸部152,152の端部を切断することによって、鋼板150a,150bで囲まれた空気通路104,104・・を形成できる。
The cast-in steel plate shown in FIG. 8A is sandwiched between the
Next, after a molten metal is poured into the
図8に示す製造方法によって得られたディスクロータ100は、空気通路104,104・・を鋼板150a,150bで形成できるため、板状部材102a、102bを薄くしてもディスクロータ100の強度を保持でき、小型軽量化の要請に応えることができる。
ところで、ディスクロータ100では、冷却効率の向上のためには、空気通路104,104・・を可及的に多数本形成することが好ましい。
しかし、図8に示す製造方法によって製造されたディスクロータ100では、空気通路104,104・・を鋼板150a,150bで形成するため、形成できる空気通路104,104・・の本数には限界がある。
しかも、空気通路104,104・・の各々からの空気排出効果を高めるべく、空気通路104,104・・の各々をディスクロータ100の回転方向に湾曲させることは、図8に示す製造方法は至難のことである。
そこで、本発明は、形成できる空気通路の本数には限界がある従来のベンチレーテッドタイプのディスクロータの課題を解決し、従来よりも著しく多数本の空気通路を容易に形成できるベンチレーテッドタイプのディスクロータ及びその製造方法を提供することを目的とする。The
Incidentally, in the
However, in the
In addition, the manufacturing method shown in FIG. 8 is extremely difficult to bend each of the
Therefore, the present invention solves the problem of the conventional ventilated type disk rotor in which the number of air passages that can be formed is limited, and is a ventilated type that can easily form significantly more air passages than in the past. An object of the present invention is to provide a disc rotor and a method of manufacturing the same.
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、空気通路の各々を金属板によって隣接する空気通路と隔することによって、多数個の空気通路を容易に形成できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、鋳造された二枚の板状部材間に、その内側から外周縁方向に複数の空気通路が放射状に形成されたディスクロータであって、前記空気通路の各々が隣接する空気通路と金属板によって隔されており、且つ前記金属板の板状部材側の両端部の各々が、対応する前記板状部材内に鋳込まれていることを特徴とするディスクロータにある。
また、本発明は、二枚の板状部材間に、その内側から外周縁方向に複数の空気通路が放射状に形成されたディスクロータを鋳造によって製造する際に、前記空気通路の各々を隣接する空気通路と隔する金属板を、前記板状部材内に鋳込まれる両端部が突出して把持する中子を形成した後、前記中子を鋳造用成形型内に内装し、前記金属板の両端部の各々を前記鋳造用成形型内に形成した板状部材用のキャビティ内に突出し、次いで、前記鋳造用成形型のキャビティ内に金属の溶湯を注湯することを特徴とするディスクロータの製造方法にある。As a result of studying the above problems, the present inventor has found that a plurality of air passages can be easily formed by separating each air passage from an adjacent air passage by a metal plate. did.
That is, the present invention is a disk rotor in which a plurality of air passages are radially formed between two cast plate-like members from the inside toward the outer peripheral edge, and each of the air passages is adjacent to each other. The disk rotor is separated from the passage by a metal plate, and both end portions of the metal plate on the plate-like member side are cast into the corresponding plate-like member.
Further, in the present invention, when a disk rotor in which a plurality of air passages are radially formed from the inside to the outer peripheral edge between two plate-like members is manufactured by casting, the air passages are adjacent to each other. After forming the core which the metal plate which separates from an air channel | path protrudes and hold | grips the both ends cast in the said plate-shaped member, the said core is equipped in the shaping | molding die for casting, and both ends of the said metal plate A disk rotor is manufactured by projecting each portion into a cavity for a plate-like member formed in the casting mold, and then pouring a molten metal into the cavity of the casting mold Is in the way.
かかる本発明において、金属板として、所定方向に湾曲する金属板を用いることによって、所定方向に湾曲する空気通路を形成でき、ディスクロータの回転に伴って空気の排出を効率よく行うことができる。
また、金属板を80枚以上把持する中子を形成することによって、空気通路を二枚の板状部材間に80本以上形成でき、冷却効率を向上できる。
更に、板状部材用のキャビティ内に突出する金属板の両端部の各々に貫通孔を形成することによって、二枚の板状部材内に鋳込まれた金属板の各端部を強固に固着できる。In the present invention, by using a metal plate that curves in a predetermined direction as the metal plate, an air passage that curves in a predetermined direction can be formed, and air can be discharged efficiently with the rotation of the disk rotor.
Further, by forming a core that holds 80 or more metal plates, 80 or more air passages can be formed between the two plate-like members, and the cooling efficiency can be improved.
Furthermore, by forming through holes in both end portions of the metal plate protruding into the cavity for the plate member, each end portion of the metal plate cast into the two plate members is firmly fixed. it can.
本発明に係るディスクロータでは、鋳造された二枚の板状部材間に形成された複数の空気通路は、対応する板状部材内に端部が鋳込まれている金属板によって隣接する空気通路と隔されているため、ディスクロータの軽量化を容易に図ることができる。
しかも、二枚の板状部材間に著しく多数本の空気通路を容易に形成でき、ディスクロータの冷却効率を著しく向上できる。
更に、金属板として、所定方向に湾曲した金属板を用いた場合には、所定方向に湾曲した空気通路を形成でき、空気排出効率を向上できる。In the disk rotor according to the present invention, the plurality of air passages formed between two cast plate-like members are adjacent to each other by a metal plate having end portions cast into the corresponding plate-like members. Therefore, the weight of the disk rotor can be easily reduced.
Moreover, a remarkably large number of air passages can be easily formed between the two plate-like members, and the cooling efficiency of the disk rotor can be remarkably improved.
Further, when a metal plate curved in a predetermined direction is used as the metal plate, an air passage curved in a predetermined direction can be formed, and air discharge efficiency can be improved.
本発明に係るベンチレーテッドタイプのディスクロータの一例を図1に示す。図1(a)は、矢印A方向に回転するベンチレーテッドタイプのディスクロータ10の部分断面正面図である。
図1(a)に示すベンチレーテッドタイプのディスクロータ10(以下、単にディスクロータ10と称することがある)には、鋳造された二枚のドーナツ状の板状部材12a,12b間に、その内周側から外周縁方向に多数本の空気通路14,14・・が形成されている。
かかる空気通路14,14・・の各々は、隣接する空気通路14と金属板16によって隔されている。この金属板16は、鋼板であって、ディスクロータ10の回転方向に湾曲している。このため、二枚の板状部材12a,12bの間に形成された空気通路14,14・・も、ディスクロータ10の回転方向に湾曲して形成されている。
この様に、空気通路14,14・・の各々が、ディスクロータ10の回転方向に湾曲して形成されているため、ディスクロータ10の矢印A方向の回転に伴ってドーナツ状の板状部材12a,12bの内周側から外周縁側方向に空気を効率よく排出できる。An example of a ventilated type disk rotor according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a partial cross-sectional front view of a ventilated
A ventilated type disk rotor 10 (hereinafter sometimes simply referred to as a disk rotor 10) shown in FIG. 1 (a) is provided between two cast donut-shaped plate-like members 12a and 12b. A large number of
Each of the
In this way, each of the
図1に示すディスクロータ10では、図1(a)に示すディスクロータ10の部分断面図である図1(b)に示す様に、金属板16の板状部材12a,12b側の両端部16a,16bが、対応する板状部材12a,12b内に鋳込まれている。このため、金属板16,16・・の各々は、板状部材12a,12bの各々に強固に固着されており、ディスクロータ10を充分に補強できる。このため、ディスクロータ10の更なる軽量化を図るべく、板状部材12a,12bを更に薄く形成できる。
尚、図1に示すディスクロータ10には、ディスクロータ10を図7に示すホイールハブ200に装着する装着孔18,18・・が、板状部材12aの内周縁から中心方向に延出された延出部19に形成されている。In the
1, the mounting
図1に示すディスクロータ10は、鋳造によって製造される。かかる鋳造には、図2に示す中子20が用いられる。
この中子20は、その縦断面図である図2(a)に示す様に、砂と樹脂とで形成したドーナツ状の中子本体22によって主として形成されている。かかる中子本体22には、その外周縁に沿って複数枚の金属板16,16・・の各々が把持されている。この金属板16,16・・の各々は、その上端部16aが中子本体22の上面から突出していると共に、下端部16bが中子本体22の下面側に形成された凹溝22a内に突出している。
かかる金属板16,16・・の各々には、中子20の部分正面図である図2(b)に示す様に、所定方向に湾曲している金属板16を用いた。
図2に示す中子20は、予め金属板16,16・・を載置した中子形成型内に、砂と樹脂とを混合した混合体を充填することによって得ることができる。The
The
As each of the
The core 20 shown in FIG. 2 can be obtained by filling a mixture in which sand and resin are mixed into a core forming mold in which the
図2に示す中子20を、図3に示す様に、鋳造用成形型30内に内装する。かかる鋳造用成形型30は、砂と必要に応じて樹脂とによって形成されており、ディスクロータ10の板状部材12a,12bを形成するキャビティ32a,32bが形成される。このキャビティ32a,32bの各々には、中子20に把持されている金属板16の両端部16a,16bの各々が突出している。
次いで、鋳造用成形型30内のキャビティ32a,32bの各々に金属の溶湯を注湯した後、冷却してから鋳造用成形型30及び中子20を壊して、図1に示す鋳造されたディスクロータ10を取り出す。
尚、鋳造用成形型30内に形成したキャビティ32bは、中子20に形成した凹溝22aに対応する。The core 20 shown in FIG. 2 is housed in a casting
Next, a molten metal is poured into each of the
The
図1に示すディスクロータ10は、金属板16,16・・によって空気通路14,14・・を隔しているため、80枚以上(好ましくは100枚以上)の金属板16,16・・を使用して、80本以上(好ましくは100本以上)の空気通路14,14・・を容易に形成できる。
この様に、板状部材12a,12bの間に、100本以上の空気通路14,14・・を形成したディスクロータ10は、100本以上の空気通路を形成することが至難な図8に示す従来のディスクロータ100に比較して、冷却効率を著しく向上できる。
また、中子本体22の上面から突出していると共に、中子本体22の下面側に形成された凹溝22a内に突出する金属板16の両端部16a,16bには、図4に示す様に、貫通孔34,34・・を形成することが好ましい。板状部材12a,12b内に鋳込まれたとき、金属板16の両端部16a,16bと板状部材12a,12bとの食い付きを更に良好にでき、金属板16を板状部材12a,12bに強固に固着できる。Since the
In this way, the
Further, as shown in FIG. 4, both end portions 16a and 16b of the
以上、説明してきた図1〜図4に示すディスクロータ10では、所定方向に湾曲している金属板16,16・・を用いて、所定方向に湾曲している空気通路14,14・・を形成しているが、図5に示す様に、直線状の金属板16を用いて直線状の空気通路14を形成してもよい。図5に示すディスクロータ10では、回転方向の制限はない。
また、図6(a)に示す様に、金属板16から空気通路14側に金属ピン17,17・・を張り出させることによって、金属板16の放熱面積を拡大でき、板状部材12a,12bからの放熱性を向上できる。金属ピン17,17・・に代えて、金属から成る小片をフィンとして金属板16から張り出してもよい。
更に、金属板16には、図6(b)に示す様に、貫通孔21,21・・を穿設してもよい。かかる貫通孔21,21・・を金属板16に形成することによって、車両の走行が停止したとき、空気通路14からの空気の排出が停止しても、加熱された空気が金属板16,16・・の各々に形成された貫通孔21を通過してディスクロータ10から排出され、停止中に加熱空気の停滞に因るブレーキオイル等が沸騰するおそれを解消できる。
かかる金属ピン17,17・・と貫通孔21,21・・とは、同一の金属板16に並存させてもよい。
尚、図6には、直線状の金属板16を示したが、金属板16として、図1に示す湾曲状の金属板16にも、金属ピン17,17・・と貫通孔21,21・・との一方又は両方を形成してもよい。In the
Further, as shown in FIG. 6 (a), by projecting the metal pins 17, 17,... From the
Further, as shown in FIG. 6 (b), the
The metal pins 17, 17, and the through
6 shows the
これまで説明したディスクロータ10の製造方法では、中子20を用いて砂と樹脂とによって形成した鋳造用成形型30を用いて鋳造したが、ダイキャスト用成形型を用いて鋳造してもよく、消失成形型を用いて鋳造してもよい。
この消失成形型は、図1又は図5に示すディスクロータ10の板状部材12a,12bと同一形状の成形型を、溶湯と接触して消失する消失材料、例えば発砲スチロールによって形成した後、発砲スチロールから成る板状部材12a,12b用の型の所定位置に金属板16,16・・を差し込んで位置決めをして消失成形型を形成する。
次いで、この消失成形型を鋳造砂中に埋め込んだ後、湯口に溶湯を注湯することによって、溶湯と接触して消失材料の部分が消失した空洞内に溶湯が充填されて、板状部材12a,12bの間に金属板16,16・・が鋳込まれた図1又は図5に示すディスクロータ10を鋳造できる。In the manufacturing method of the
This disappearing mold is formed by forming a mold having the same shape as the plate-like members 12a and 12b of the
Next, after the disappearance mold is embedded in the casting sand, the molten metal is poured into the pouring gate so that the molten metal is filled into the cavity where the lost material portion disappears by contact with the molten metal, and the plate-like member 12a. , 12b, the
10 ディスクロータ
12a,12b 板状部材
14 空気通路
16 金属板
16a,16b 両端部
20 中子
22 中子本体
22a 凹溝
30 鋳造用成形型
32a,32b キャビティ
34 貫通孔DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記空気通路の各々が隣接する空気通路と金属板によって隔されており、且つ前記金属板の板状部材側の両端部の各々が、対応する前記板状部材内に鋳込まれていることを特徴とするディスクロータ。A disk rotor in which a plurality of air passages are radially formed from the inside to the outer peripheral edge direction between two cast plate-like members,
Each of the air passages is separated from an adjacent air passage by a metal plate, and both end portions of the metal plate on the plate-like member side are cast into the corresponding plate-like member. Features a disc rotor.
前記空気通路の各々を隣接する空気通路と隔する金属板を、前記板状部材内に鋳込まれる両端部が突出して把持する中子を形成した後、
前記中子を鋳造用成形型内に内装し、前記金属板の両端部の各々を前記鋳造用成形型内に形成した板状部材用のキャビティ内に突出し、
次いで、前記鋳造用成形型のキャビティ内に金属の溶湯を注湯することを特徴とするディスクロータの製造方法。When manufacturing a disk rotor in which a plurality of air passages are formed radially from the inside to the outer peripheral edge between two plate-like members by casting,
After forming the core that separates each of the air passages from the adjacent air passages, the cores projecting and gripping both ends cast into the plate member,
The core is housed in a casting mold, and both end portions of the metal plate protrude into a cavity for a plate-shaped member formed in the casting mold,
Subsequently, a molten metal is poured into the cavity of the casting mold, and the manufacturing method of the disk rotor is characterized by the following.
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