JP2011190906A - Disc for brake - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪が取付けられるホイールハブに接続され、このホイールハブとともに車軸側に取付けられるブレーキ用ディスクに関する。 The present invention relates to a brake disc that is connected to a wheel hub to which a wheel is attached and is attached to an axle side together with the wheel hub.
ブレーキ用ディスクは、ホイールハブに取付けられるディスク中央部と、このディスク中央部の廻りに形成されるディスク外周材と、を備えている。
ディスク中央部は、アルミニウムなどの軽合金で形成される。また、ホイールハブに取付けるためのねじ孔やホール取付用ボルトが貫通する貫通孔が形成される。ディスク外周材は、鋳鉄で形成される部分である。さらに、ブレーキの摺動部となる円板であって、放熱のためにディスクの径方向に貫通させた複数の空洞部若しくは溝と、ディスク中央部に接続するために内周から径方向に突出させた複数の接続部とが設けられる。
The brake disc includes a disc central portion attached to the wheel hub and a disc outer peripheral member formed around the disc central portion.
The central part of the disk is formed of a light alloy such as aluminum. Also, a screw hole for mounting to the wheel hub and a through hole through which a hole mounting bolt passes are formed. The disk outer peripheral material is a portion formed of cast iron. Furthermore, it is a disc that becomes a sliding part of the brake, and protrudes in the radial direction from the inner periphery to connect to a plurality of cavities or grooves penetrated in the radial direction of the disk for heat dissipation and the central part of the disk And a plurality of connected portions.
このブレーキ用ディスクによれば、ディスク中央部をアルミニウムなどの軽合金で形成したので、軽量化することが可能である(例えば、特許文献1参照。)。 According to this brake disc, the center portion of the disc is formed of a light alloy such as aluminum, so that the weight can be reduced (see, for example, Patent Document 1).
ここで、特許文献1のブレーキ用ディスクは、アルミニウムなどの軽合金でディスク中央部を形成するときに、予め鋳鉄で形成されたディスク外周材の接続部を鋳ぐるみ、ディスク中央部及びディスク外周材を一体的に製造する。すなわち、ディスク中央部で複数の接続部を別々の箇所を鋳ぐるむ構造なので、鋳造後の冷却時に熱歪みを低減することが望ましい。 Here, in the brake disc of Patent Document 1, when the disc central portion is formed of a light alloy such as aluminum, the connection portion of the disc outer peripheral member formed in advance by cast iron is cast, and the disc central portion and the disc outer peripheral member are obtained. Is manufactured integrally. That is, it is desirable to reduce the thermal strain during cooling after casting because the structure is such that a plurality of connecting portions are cast at different locations in the center of the disk.
特許文献1のブレーキ用ディスクのように、ディスク外周材の接続部を断面視矩形に形成した場合には、一般的に、ディスク中央部で鋳ぐるまれる接続部の先端部分の4側面に機械加工(切削加工)を施す必要があった。このため、ディスク外周材の予備加工である機械加工に時間がかかっていた。 When the connecting portion of the disk outer peripheral member is formed in a rectangular shape in cross section as in the brake disc of Patent Document 1, the machine is generally mounted on the four side surfaces of the tip portion of the connecting portion cast in the center of the disc. It was necessary to perform processing (cutting). For this reason, it took time for machining, which is a preliminary processing of the disk peripheral material.
また、ディスク中央部がアルミニウムなどの軽合金で形成され、ディスク外周材が鋳鉄で形成されている。この構造では、ディスク中央部及びディスク外周材の熱膨張率が異なる。従って、熱膨張時の配慮が必要である。 In addition, the central portion of the disk is made of a light alloy such as aluminum, and the outer periphery of the disk is made of cast iron. In this structure, the coefficients of thermal expansion of the disk central portion and the disk outer peripheral material are different. Therefore, consideration at the time of thermal expansion is necessary.
本発明は、鋳造時にブレーキ用ディスクの形状の安定性を向上できるとともに、ディスク外周材の予備加工時の切削性を向上することができるブレーキ用ディスクを提供することを課題とする。また、ディスク中央部及びディスク外周材の結合強度を確保するとともに、軽量化を図ることができるブレーキ用ディスクを提供することを課題とする。さらに、異種材料で形成されるディスク中央部及びディスク外周材の熱膨張時の摺動抵抗の低減を図ることができるブレーキ用ディスクを提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a brake disc that can improve the stability of the shape of the brake disc during casting and can improve the machinability at the time of preliminary processing of the outer periphery of the disc. It is another object of the present invention to provide a brake disc that can secure the coupling strength between the disc central portion and the disc outer peripheral member and can be reduced in weight. It is another object of the present invention to provide a brake disk capable of reducing sliding resistance during thermal expansion of a disk central portion and a disk outer peripheral material formed of different materials.
請求項1に係る発明は、車輪が取付けられるホイールハブに接続されるディスク中央部と、このディスク中央部の廻りに形成されるディスク外周材と、を備えたブレーキ用ディスクにおいて、ディスク外周材に、ブレーキの摺動面となる外周リング部と、この外周リング部の内周から径方向に突出させた複数の接続部と、これらの接続部の先端を連続的に繋ぐように、外周リング部の内側に形成される内周リング部と、を備え、ディスク中央部に、内周リング部の内径よりも大きい外径にて内周リング部の側面を両側から挟み込むように形成する鋳ぐるみ部を備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a brake disc comprising: a disc central portion connected to a wheel hub to which a wheel is attached; and a disc outer peripheral member formed around the disc central portion. The outer ring portion that is a sliding surface of the brake, a plurality of connecting portions projecting radially from the inner periphery of the outer ring portion, and the outer ring portion so as to continuously connect the tips of these connecting portions An inner ring part formed on the inner side of the inner ring part, and a cast hole part formed so as to sandwich the side surface of the inner ring part from both sides with an outer diameter larger than the inner diameter of the inner ring part at the center of the disk It is provided with.
請求項2に係る発明は、内周リング部に、鋳ぐるみ部に突出させた複数の突起を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the inner peripheral ring portion is provided with a plurality of protrusions protruding from the cast-in portion.
請求項3に係る発明は、複数の突起が、複数の接続部よりも個数が多く形成されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the plurality of protrusions are formed in a larger number than the plurality of connection portions.
請求項4に係る発明は、複数の突起が、先端に向けて先細に形成されることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the plurality of protrusions are tapered toward the tip.
本発明は以下の効果を奏する。
請求項1に係る発明では、ブレーキ用ディスクは、車輪が取付けられるホイールハブに接続されるディスク中央部と、このディスク中央部の廻りに形成されるディスク外周材と、を備える。
ディスク外周材に、ブレーキの摺動面となる外周リング部と、この外周リング部の内周から径方向に突出させた複数の接続部と、これらの接続部の先端を連続的に繋ぐように、外周リング部の内側に形成される内周リング部と、を備え、ディスク中央部に、内周リング部の内径よりも大きい外径にて内周リング部の側面を両側から挟み込むように形成する鋳ぐるみ部を備えたので、鋳ぐるみ部の鋳造後の冷却時に熱歪みが発生しにくい。これにより、鋳造時にブレーキ用ディスクの形状安定性の向上を図ることができる。また、ディスク外周材の鋳ぐるまれる部分は、連続的に形成された内周リング部なので、内周リング部の両側面(2面)のみを予備加工(切削加工)すればよい。この結果、予備加工時の切削性も向上する。
The present invention has the following effects.
In the invention according to claim 1, the brake disc includes a disc central portion connected to a wheel hub to which a wheel is attached, and a disc outer peripheral member formed around the disc central portion.
To the outer periphery of the disc, the outer ring part that becomes the sliding surface of the brake, the plurality of connection parts protruding radially from the inner periphery of the outer ring part, and the tips of these connection parts are continuously connected An inner ring part formed on the inner side of the outer ring part, and formed so that the side surface of the inner ring part is sandwiched from both sides with an outer diameter larger than the inner diameter of the inner ring part in the center of the disk Since the cast-in part is provided, thermal distortion hardly occurs during cooling of the cast-in part after casting. Thereby, the shape stability of the brake disc can be improved during casting. Further, since the portion where the disk outer peripheral material is cast is the inner ring portion formed continuously, only the both side surfaces (two surfaces) of the inner ring portion may be preliminarily processed (cutting). As a result, the machinability at the time of preliminary processing is also improved.
請求項2に係る発明では、内周リング部に、鋳ぐるみ部に突出させた複数の突起を備えたので、ディスク中央部及びディスク外周材の結合強度を十分に確保することができる。また、内周リング部に、鋳ぐるみ部に突出させた複数の突起を備えたので、突起は、内周リング部を予備加工(切削加工)するときに、同時に切削されるのでディスク外周材の加工性(切削性)がさらに向上する。 In the invention according to claim 2, since the inner peripheral ring portion is provided with a plurality of protrusions protruding from the cast-in portion, it is possible to sufficiently secure the coupling strength between the disc central portion and the disc outer peripheral material. In addition, since the inner ring portion is provided with a plurality of protrusions protruding from the cast-in portion, the protrusions are cut simultaneously when the inner ring portion is pre-processed (cutting), so Workability (cutability) is further improved.
請求項3に係る発明では、複数の突起が、複数の接続部よりも個数が多く形成されたので、例えば、ディスク中央部及びディスク外周材の結合強度を確保するために接続部を増加するよりも、ブレーキ用ディスクを軽量にすることができる。すなわち、ディスク中央部及びディスク外周材の結合強度を確保して信頼性の向上を図るとともに、ブレーキ用ディスクの軽量化を図ることができる。 In the invention according to claim 3, since the plurality of protrusions are formed in a larger number than the plurality of connection portions, for example, the number of connection portions is increased in order to ensure the coupling strength between the disc center portion and the disc outer peripheral material. However, the brake disc can be lightened. That is, it is possible to improve the reliability by securing the coupling strength between the disc central portion and the disc outer peripheral material, and to reduce the weight of the brake disc.
請求項4に係る発明では、複数の突起が、先端に向けて先細に形成されたので、異種材料で形成されるディスク中央部及びディスク外周材の熱膨張時の摺動抵抗の低減を図ることができる。 In the invention according to claim 4, since the plurality of protrusions are tapered toward the tip, the sliding resistance at the time of thermal expansion of the disc center portion and the disc outer peripheral material formed of a different material is reduced. Can do.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
図1に示されるように、ディスクブレーキ装置10は、車軸13に取付けられ、車輪(不図示)を支持するホイールハブ14と、このホイールハブ14に取付けられ、車軸13側に支持されるブレーキ用ディスク30と、車体11側に取付けられ、ブレーキ用ディスク30を締め付けるブレーキキャリパ15と、を主要構成とする装置である。
As shown in FIG. 1, the
車軸13は、ホイールハブ14が嵌合するスプライン17が形成されている。ホイールハブ14は、車軸13に嵌合するスプライン18が形成され、車輪(不図示)を取付ける複数の車輪取付用ボルト21がねじ込まれ、ブレーキ用ディスク30を取付けるための複数のねじ孔22が開けられている。さらに、ホイールハブ14は、車軸13の雄ねじ部25にナット26で締結される。
ブレーキ用ディスク30はボルト23でホイールハブ14に固定される。
The
The
図2〜図5に示されるように、ブレーキ用ディスク30は、車輪が取付けられるホイールハブ14に接続されるディスク中央部31と、このディスク中央部31の廻りに形成されるディスク外周材32と、を備える。ブレーキ用ディスク30は、ディスク中央部31でディスク外周材32を鋳ぐるみ、一体的に形成される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ディスク中央部31は、底部34と、円筒部35とからなる略盆状の部材である。底部34には、車輪取付用ボルト21を貫通させるボルト貫通孔36と、ホイールハブ14に固定するためのボルト23を貫通させる止め孔37と、車軸13を臨ます車軸貫通孔38と、が形成される。円筒部35には、ディスク外周材32の内周リング部49の内径49cよりも大きい外径41aにて内周リング部49の円筒面(側面)49a,49bを両側から挟み込むように形成する鋳ぐるみ部41が形成される。
The disc
鋳ぐるみ部41は、円筒部35に形成される溝底42と、この溝底42から径方向にせり出した表鍔部43及び裏鍔部44とが形成される。
The cast-in
ディスク外周材32は、ブレーキの摺動面となる外周リング部47と、この外周リング部47の内周51から径方向に突出させた複数の接続部48と、これらの接続部48の先端を連続的に繋ぐように、外周リング部47の内側に形成される内周リング部49と、を備える。
The disc outer
外周リング部47は、鉄系の素材で形成される。詳細には鋳鉄で鋳造等で形成される。
外周リング部47は、リングの径方向に沿ってリングの内周(内側)51から外周(外側)52に貫通させた複数のベンチレート孔(空洞)53が設けられる。詳細には、ベンチレート孔53は、長さや形状の異なる複数の第1〜第6リブ54〜59で仕切られている。
The outer
The outer
第1リブ54は、リングの内周51で幅広に形成され、先端に接続部48が形成される。第2リブ55は、リングの内周51の手前で止めた一番短いリブである。第3リブ56は、リングの外周52から内周51に亘って形成されたリブである。第4リブ57は、リングの内周51の手前で止めたリブであり、第2リブ55よりも長い。第5リブ58は、第3リブ56と同一のリブである。第6リブ59は、第2リブ55と同一のリブである。
The
内周リング部49は、内周(内径)49cに、リングの径方向に関して接続部48と同軸に形成される複数の第1の突起61と、第1の突起61,61同士の間に形成される複数の第2の突起62と、から構成される。突起61,62は、正面視でリングの中心に向けて先細りに形成されている。これらの第1及び第2の突起61,62は同一形状である。
The
第1及び第2の突起61,62の先端部61c,62cは、鋳ぐるみ部41の溝底42に鋳ぐるまれる。第1及び第2の突起61,62の表裏の端部61a,61b,62a,62bは、それぞれ鋳ぐるみ部41の表鍔部43及び裏鍔部44で鋳ぐるまれる。
The
内周リング部49の表裏の円筒面49a,49bは、切削加工される。このときに、第1及び第2の突起61,62の表裏の端部61a,61b,62a,62bも同時に切削加工される。この切削加工は、旋盤などで表裏の円筒面49a,49bを2行程で行う。すなわち、円筒面49aを連続的に1行程で加工し、次に裏の円筒面49bを連続的に1行程で加工する。
内周リング部49の表裏の円筒面49a,49bは、それぞれ鋳ぐるみ部41の表鍔部43及び裏鍔部44で鋳ぐるまれる。
The
The front and back
先にも説明したように、ブレーキ用ディスク30は、ディスク中央部31でディスク外周材32を鋳ぐるみ、一体的に形成される。すなわち、ディスク外周材(摺動部)32を外周リング部47と内周リング部49の2重リング構造とし、内周リング部49をアルミニウムのハット形状のディスク中央部31で鋳ぐるむことで結合する。このときに、鋳ぐるみ部41で鋳ぐるまれる内周リング部49の表裏の円筒面49a,49b(ブレーキの摺動面47a,47bと平行な2面)のみを加工する。
As described above, the
ブレーキ用ディスク30では、図5に示されたように、2通りのパーティングライン64a,64bを選択できる。すなわち、ディスク中央部31でディスク外周材32を鋳ぐるむときの金型(鋳ぐるみ金型)のパーティングライン64aを内周リング部49(図3参照)の表の円筒面49aに設定する。又は、パーティングライン64bを内周リング部49(図3参照)の裏の円筒面49bに設定する。
In the
これにより、パーティングライン64a又はパーティングライン64bを簡略化し、鋳ぐるみ金型(不図示)の精度を向上し、ディスク中央部31の鋳ぐるみ部41の加工精度及び、ディスク中央部31を鋳ぐるみ金型へ搭載する際の位置精度管理を簡略化することができる。これにより、ブレーキ用ディスク30の部品精度向上及びブレーキ用ディスク30のコストダウンに繋がる。
As a result, the
また、ディスク中央部31は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で形成され、ディスク外周材32は、鋳鉄などの鉄素材で形成される。アルミニウム若しくはアルミニウム合金と鋳鉄などの鉄素材とでは線膨張率が異なる(アルミニウム>鉄)。そのため、鋳造後においては両者間には微小な隙間が残り、径方向へのディスク外周材32の膨張が許容される。従って、制動時のディスク外周材32の膨張に伴うブレーキ用ディスク30の倒れ(面ひずみ)が抑制できる。
The disc
さらに、複数の突起61,62が、先端に向けて先細に形成されたので、異種材料で形成されるディスク中央部31及びディスク外周材32の熱膨張時の摺動抵抗の低減を図ることができる。
Further, since the plurality of
図6(a),(b)及び図7(a)に比較例のブレーキ用ディスク100、図6(c)及び図7(b)に実施例のブレーキ用ディスク30が示される。
6 (a), 6 (b) and 7 (a) show the
図6(a),(b)に示されたように、比較例のブレーキ用ディスク100は、ディスク中央部101でディスク外周材102に形成された複数の接続部103を鋳ぐるみ、一体的に形成される。複数の接続部103は、ディスク外周材102の内周(内側)104から突出させた断面矩形の凸部である。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
一般的に、複数の接続部103をディスク中央部101で鋳ぐるむためには、接続部103の4面103a〜103dを個別に切削加工(機械加工)を施す必要があり、切削に時間とコストを要する。なお、ディスク中央部101はアルミニウム系の素材で形成され、ディスク外周材102は鉄系の素材で形成されている。
In general, in order to cast a plurality of
また、比較例のブレーキ用ディスク100は、図7(a)に示されたように、鋳ぐるみ金型のパーティングライン106は、接続部103の中央部分にディスク中央部101の外周105に沿わせて形成されている。そのため、パーティングライン106は凹凸形状に設けることとなり、鋳ぐるみ金型のコストの高騰を招く。
In addition, as shown in FIG. 7A, the
図6(c)に示されたように、実施例のブレーキ用ディスク30では、内周リング部49を鋳ぐるむようにした構成なので、切削加工(機械加工)は、旋盤などで内周リング部49の表裏の円筒面49a,49bの2面を連続的に行えばよい。従って、切削性がよい。また、図7(b)に示されたように、鋳ぐるみ金型のパーティングライン64a若しくはパーティングライン64bは、ディスク中央部31の円筒部35に沿わせて直線で形成されているので、鋳ぐるみ金型を簡素にすることができる。
As shown in FIG. 6C, the
図1〜図5に示されたように、ブレーキ用ディスク30では、ディスク外周材32に、ブレーキの摺動面47a,47bとなる外周リング部47と、この外周リング部47の内周51から径方向に突出させた複数の接続部48と、これらの接続部48の先端を連続的に繋ぐように、外周リング部47の内側に形成される内周リング部49と、を備え、ディスク中央部31に、内周リング部49の内径(内周)49cよりも大きい外径41aにて内周リング部49の側面を両側から挟み込むように形成する鋳ぐるみ部41を備えたので、鋳ぐるみ部41の鋳造後の冷却時に熱歪みが発生しにくい。これにより、鋳造時にブレーキ用ディスク30の形状安定性の向上を図ることができる。また、ディスク外周材32の鋳ぐるまれる部分は、連続的に形成された内周リング部49なので、内周リング部49の両側面(表裏の円筒面)49a,49bの2面のみを予備加工(切削加工)すればよい。この結果、予備加工時の切削性も向上する。
As shown in FIGS. 1 to 5, in the
ブレーキ用ディスク30では、内周リング部49に、鋳ぐるみ部41に突出させた複数の突起61,62を備えたので、ディスク中央部31及びディスク外周材32の結合強度を十分に確保することができる。また、内周リング部49に、鋳ぐるみ部41に突出させた複数の突起61,62を備えたので、突起61,62は、内周リング部49を予備加工(切削加工)するときに、同時に切削されるのでディスク外周材32の加工性(切削性)がさらに向上する。
In the
複数の突起61,62は、複数の接続部48よりも個数が多く形成されたので、例えば、ディスク中央部31及びディスク外周材32の結合強度を確保するために接続部48を増加するよりも、ブレーキ用ディスク30を軽量にすることができる。すなわち、ディスク中央部31及びディスク外周材32の結合強度を確保して信頼性の向上を図るとともに、ブレーキ用ディスク30の軽量化を図ることができる。
Since the plurality of
尚、本発明に係るブレーキ用ディスクは、図4に示すように、リングの径方向に関して接続部48と同軸に形成される第1の突起61と、第1の突起61,61同士の間に形成される第2の突起62と、から構成されたが、これに限るものではなく、接続部48の位置に関わらず突起を形成したものであってもよく、突起の個数も任意の数であってよい。
As shown in FIG. 4, the brake disk according to the present invention includes a
本発明に係るブレーキ用ディスクは、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。 The brake disc according to the present invention is suitable for use in passenger cars such as sedans and wagons.
14…ホイールハブ、30…ブレーキ用ディスク、31…ディスク中央部、32…ディスク外周材、41…鋳ぐるみ部、41a…外径、47…外周リング部、47a,47b…摺動面、48…接続部、49…内周リング部、49a,49b…両側面(表裏の円筒面)、49c…内径(内周)、51…内周、61,62…突起(第1及び第2の突起)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ディスク外周材は、ブレーキの摺動面となる外周リング部と、この外周リング部の内周から径方向に突出させた複数の接続部と、これらの接続部の先端を連続的に繋ぐように、前記外周リング部の内側に形成される内周リング部と、を備え、
前記ディスク中央部は、前記内周リング部の内径よりも大きい外径にて前記内周リング部の側面を両側から挟み込むように形成する鋳ぐるみ部を備えたことを特徴とするブレーキ用ディスク。 In a brake disc including a disc central portion connected to a wheel hub to which a wheel is attached, and a disc outer peripheral member formed around the disc central portion,
The disk outer peripheral material continuously connects the outer ring part serving as a sliding surface of the brake, a plurality of connection parts protruding radially from the inner periphery of the outer ring part, and the tips of these connection parts. And an inner ring part formed inside the outer ring part,
The brake disc according to claim 1, wherein the central portion of the disc includes a cast-in portion formed so as to sandwich a side surface of the inner peripheral ring portion from both sides with an outer diameter larger than an inner diameter of the inner peripheral ring portion.
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