JP2012087877A - ブレーキドラム - Google Patents

Abstract

【課題】重量化を抑制しつつ、締結固定に起因した変形を防止し、且つ制動時の高温化を抑制することが可能なブレーキドラムを提供する。
【解決手段】ブレーキドラム１は、取付部３とドラム本体２と複数の環状リブ４とを備える。取付部３は、ホイールハブに固定され、ホイールハブは、車軸に回転自在に支持される。ドラム本体２は、車体側に支持されるブレーキシューのブレーキライニングに摺動する内周面５を有する。ドラム本体２は、取付部３から車軸方向に沿って延びる筒状である。複数の環状リブ４は、それぞれがドラム本体２の外周面６から一体的に突出し、車軸方向に沿って所定間隔を隔てて並ぶ。ドラム本体２の外周面６からの複数の環状リブ４の高さは、取付部３側の環状リブ４からドラム本体２の開口端部７側の環状リブ４に向かって徐々に増大する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のドラム式のブレーキ機構におけるブレーキドラムに関する。

特許文献１には、ブレーキドラムの外周に、強度メンバとして円周方向のリブを設けることが記載されている。また、ブレーキドラムとホイールハブとの間の空気のよどみをなくして冷却効果を改善するため、円周方向のリブに代えてスパイラルフィンを設けることが記載されている。なお、特許文献１の第１図及び第２図には、車軸にホイールハブが回転自在に支持され、ブレーキドラムが円筒部と取付部とを有し、取付部が円筒部の車幅方向の外端から径方向内側に向かって曲折されてホイールハブにボルトによって締結固定され、ブレーキドラムの円筒部の内側にブレーキシュが配置され、円筒部の内周が摺動するブレーキライニングがブレーキシュに取り付けられた状態が図示されている。また、第３図には、車軸（円筒部）の軸方向に並ぶ複数の円周方向のリブの突出高さ（ブレーキドラムの外周からの高さ）が全て等しく図示されており、第４図には、複数のスパイラルフィンの突出高さが軸方向に亘って全て等しく図示されている。

実開昭５４−１２５０３４号公報

特許文献１のブレーキドラムの取付部は、周方向の複数位置でボルトによってホイールハブに締結固定される。このように、ブレーキドラムの取付部をボルトによって締結すると、取付部に作用する面圧は、ボルトの近傍では高く、ボルトから離れるほど低くなり、周方向において面圧にばらつきが発生する。また、ブレーキドラムとホイールハブとホイールとを共通のボルトで共締めする場合、ホイールとホイールハブとの締結面の平面度不整は、各ボルトの締結力の不均等を招き、ブレーキドラムの取付部の面圧にばらつきを発生させる。ブレーキドラムは、円筒部から径方向に曲折された取付部で片持ち状に支持されるため、取付部の面圧のばらつきは、円筒部を変形させる要因となる。また、ブレーキドラムとホイールハブとの締結面の平面度不整も、円筒部の変形の要因となる。円周部が変形していると、ブレーキドラムの内周がブレーキライニングに適正に摺動せず、制動時の車体の揺れや騒音の発生を招くおそれがある。

このようなブレーキドラムの締結固定に起因した変形は、円筒部の曲げ剛性を高めることによって防止することが可能である。また、変形の防止に必要な曲げ剛性は、円筒部の外端（取付部側の固定端）から内端（自由端）に向かって高くなり、内端において最も高い曲げ剛性が要求される。

円筒部の曲げ剛性に関し、特許文献１のスパイラルフィンは、円筒部を全周に亘って厚肉化するものではないため、曲げ剛性を高めることに対して十分に寄与せず、スパイラルフィンによって円筒部の変形を防止することは難しい。これに対し、特許文献１の円周方向のリブは、円筒部の軸方向に並んで複数配置されて円筒部を全周に亘って厚肉化しているため、曲げ剛性を高めることが可能である。

しかし、特許文献１のリブは、突出高さが全て等しく設定されているため、このようなリブによって円筒部の変形を防止するためには、全てのリブの突出高さを円筒部の内端に要求される曲げ剛性に合わせて設定する必要がある。このため、円筒部の外端側では、リブの突出高さが変形の防止のために必要な高さに対して過剰となり、ブレーキドラムが必要以上に重量化してしまう。ブレーキドラムの重量化は、車両の足回りの重量化や重量化に起因するコストの上昇を招く。また、同じ突出高さのリブが円筒部の軸方向に並んで配置されるため、隣接するリブ間で空気が滞留し易くなり、空気のよどみを助長し、制動時のブレーキドラムの高温化を招く。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、重量化を抑制しつつ、締結固定に起因した変形を防止し、且つ制動時の高温化を抑制することが可能なブレーキドラムの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明のブレーキドラムは、取付部とドラム本体と複数の環状リブとを備える。取付部は、ホイールハブに固定され、ホイールハブは、車軸に回転自在に支持される。ドラム本体は、車体側に支持されるブレーキシューのブレーキライニングに摺動する内周面を有する。ドラム本体は、取付部から車軸方向に沿って延びる筒状である。複数の環状リブは、それぞれがドラム本体の外周面から一体的に突出し、車軸方向に沿って所定間隔を隔てて並ぶ。ドラム本体の外周面からの複数の環状リブの高さは、取付部側の環状リブからドラム本体の先端側の環状リブに向かって徐々に増大する。

なお、取付部側から先端側に向かって突出高さが徐々に増大する複数の環状リブには、隣接する任意の環状リブ間において先端側の環状リブの突出高さの方が必ず高くなるように突出高さが連続的に増大する複数の環状リブの他、突出高さが連続的に増大する複数の環状リブのうち隣接する所定の複数の環状リブの突出高さが部分的に等しく設定されて突出高さが不連続に増大する複数の環状リブが含まれる。

上記構成では、ドラム本体は、外周面から一体的に突出して車軸方向に沿って所定間隔を隔てて並ぶ複数の環状リブを有し、各環状リブの突出高さは、ドラム本体の取付部側（固定端側）から先端側（自由端側）に向かって徐々に増大するように設定される。このため、ドラム本体を全周に亘って厚肉化する各環状リブの突出高さを、ドラム本体の変形の防止に必要な曲げ剛性に応じた高さに設定することができ、ブレーキドラムの重量化を抑制しつつ、締結固定に起因したドラム本体の変形を防止することができる。

また、複数の環状リブによってドラム本体の外周面の表面積が増加するので、ドラム本体の放熱性が向上する。さらに、ドラム本体の外周面の外側を取付部側から先端側に向かって流通する空気は、突出高さが低い環状リブの突出端部から高い環状リブの突出端部に順次当たり、隣接する環状リブ間において空気の対流が生じて空気のよどみが低減するので、流通する空気によるドラム本体の冷却効果が向上する。従って、制動時のドラム本体の高温化を抑制することができる。

本発明によれば、ブレーキドラムの重量化を抑制しつつ、締結固定に起因したドラム本体の変形を防止するとともに、制動時のドラム本体の高温化を抑制することができる。

本発明の一実施形態のブレーキドラムを一部破断して示す斜視図である。 図１のブレーキドラムがホイールハブに取り付られた状態をホイールと共に示す図３のII−II矢視断面図である。 図２のホイール及びホイールハブを車幅方向外側から視た正面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図２中の矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＵＰは上方をそれぞれ示し、一点鎖線ＣＬは車軸（図示省略）の軸心を示す。本実施形態のブレーキドラム１は、鉄やアルミニウム合金等の鋳造品又は鍛造品であり、車両（例えば大型トラック）のドラム式のブレーキ機構に使用される。

図２に示すように、車輪６０は、タイヤ４０とホイール３０とを有し、車軸（従動軸）には、ホイールハブ２０が回転自在に支持される。ホイール３０は、ホイールハブ２０に締結固定され、車輪６０とホイールハブ２０とは、一体的に回転する。車輪６０のブレーキ機構は、ホイールハブ２０に締結固定されるブレーキドラム１と、ブレーキドラム１の内側で車体側に支持されるブレーキシュー（図示省略）との組み合わせによって構成される。ブレーキドラム１は、円筒状のドラム本体２を有し、車両の制動時、回転するドラム本体２の内周面５にブレーキシューのブレーキライニング（図示省略）が押圧されることによって、ドラム本体２の内周面５がブレーキライニングの外面上を摺動し、所望のブレーキ力が発生する。

図２及び図３に示すように、ホイールハブ２０は、ハブ本体２１とハブフランジ２２とインロー部２３とを一体的に有する。

ハブ本体２１は、その中央に車軸が挿通する車軸孔２４が形成された筒状であり、ベアリング２９を介して車軸に回転自在に支持される。ハブフランジ２２は、ハブ本体２１の外周から径方向外側へ延びる円板状であり、ハブフランジ２２には、車幅方向外側の表面２６から内側の裏面２７へ貫通する複数（本実施形態では８個）のボルト孔２５が円周方向に一定の間隔をおいて形成されている。インロー部２３は、ハブフランジ２２の外周縁よりも径方向内側で、車軸孔２４と同心円上に所定の間隔をおいて飛び石状に複数箇所（本実施形態では６箇所）配置され、ハブフランジ２２の表面２６から車幅方向外側に向かって突出する。インロー部２３の外面には、ホイール３０と嵌合する嵌合面２８が形成されている。

ホイール３０は、タイヤ４０を内径側から支持する円筒状のリム部３２と、ホイールハブ２０に締結固定されるディスク部３１とを有する。

ディスク部３１は、円板状の取付平面部３３と、取付平面部３３の外周縁から径方向外側へ傾斜して延びてリム部３２の内周に固着される傾斜部３４とを一体的に有する。取付平面部３３の中央には、取付平面部３３の表面３５から裏面３６へ貫通する軸孔３７が形成され、取付平面部３３の軸孔３７の周囲には、表面３５から裏面３６へ貫通する複数（本実施形態では８個）のボルト孔３９が形成されている。各ボルト孔３９は、ハブフランジ２２のボルト孔２５に対応して、円周方向に一定の間隔をおいて配置されている。ディスク部３１の裏面３６をハブフランジ２２の表面２６に対向させた状態で、ディスク部３１を車幅方向内側へ押圧することにより、ディスク部３１の軸孔３７がホイールハブ２０のインロー部２３の嵌合面３７に嵌合する。ハブフランジ２２とディスク部３１とには、両者のボルト孔２５，３９が重なって連通する所定の相対回転位置でのみインロー部２３への軸孔３７の嵌合を許容する凹凸状の位置決め部（図示省略）がそれぞれ形成され、所定の相対回転位置でインロー部２３と軸孔３７とが嵌合することによって、ボルト孔２５とボルト孔３９とが連通する。ホイール３０は、ボルト孔２５，３９を挿通するボルト５０によってホイールハブ２０に締結固定される。傾斜部３４には、複数（本実施形態では１０個）の外気孔３８が円周方向に一定の間隔をおいて形成され、外気孔３８には、車両の走行中などに車幅方向外側から外気が流入する。

図１及び図２に示すように、ブレーキドラム１は、ドラム本体２と、取付部３と、複数（本実施形態では９個）の環状リブ４とを一体的に有する。

取付部３は、取付平面部１０と傾斜部１１とを有する。傾斜部１１は、円筒状のドラム本体２の一端の全周縁からドラム本体２の径方向内側へ曲折し、ドラム本体２の径方向に対して斜めに延びる。取付平面部１０は、傾斜部１１の内端の全周縁からドラム本体１の径方向に曲折されたドーナツ板状である。取付平面部１０の中央には、取付平面部１０の表面１２から裏面１３へ貫通するハブ挿通孔８が形成されている。

取付平面部１０のハブ挿通孔８の周囲には、表面１２から裏面１３へ貫通する複数（本実施形態では８個）のボルト孔９が形成されている。各ボルト孔９は、ハブフランジ２２のボルト孔２５に対応して、円周方向に一定の間隔をおいて配置され、取付平面部１０の裏面１３上には、各ボルト孔９に対応してナット５１が固着されている。ホイール３０をホイールハブ２０に締結固定するボルト５０は、ボルト孔２５，３９及びボルト孔９を挿通し、ナット５１と螺合する。すなわち、ブレーキドラム１とホイール３０とは、共通のボルト５０によってホイールハブ２０に共締めされて固定される。

ブレーキドラム１及びホイール３０をホイールハブ２０に締結した状態では、ハブ挿通孔８をハブ本体２１が挿通し、ブレーキドラム１の取付平面部１０の表面１２は、ハブフランジ２２の裏面２７に面接触する。ブレーキドラム１は、ドラム本体２の車幅方向内側の先端である開口端部７を自由端として片持ち状に支持される。ホイール３０は、ドラム本体２の径方向外側及び車幅方向外側を覆い、ホイール３０の外気孔３８は、ドラム本体２とホイール３０とが区画する内部空間４１と外部とを連通する。なお、ホイール３０をホイールハブ２０から取り外した際のブレーキドラム１の脱落を防止するため、ブレーキドラム１とホイールハブ２０とは他のボルト（図示省略）によっても締結固定されている。

環状リブ４は、ドラム本体２の外周面６から内部空間４１へ一体的に突出し、取付部３（傾斜部１１）側から開口端部７側（先端側）に亘って所定の間隔を隔てて平行に並ぶ。外周面６からの環状リブ４の突出高さは、取付部３側に形成された環状リブ４から開口端部７側に形成された環状リブ４に向かって、徐々に高くなるように設定されている。環状リブ４の突出方向の先端面１４は、開口端部７側に向かって外径が徐々に大きくなるテーパ状に形成されている。なお、本実施形態では、隣接する任意の環状リブ４間において開口端部７側の環状リブ４の突出高さの方が必ず高くなるように環状リブ４の突出高さが連続的に増大しているが、突出高さが不連続に増大するように、連続的に突出高さが増大する複数の環状リブのうち所定の複数の環状リブの突出高さを部分的に等しく設定してもよい。例えば、開口端部７に向かって同じ突出高さの環状リブが所定数（例えば２つ）ずつ並び、所定数おきに環状リブの突出高さが増大してもよい。

ホイール３０の外気孔３８の位置及び大きさは、車軸の軸心ＣＬに最も近接する外気孔３８の径方向内端と軸心ＣＬとの距離Ｌ１が、ドラム本体２の外周面６と軸心ＣＬとの距離Ｌ２よりも小さく、且つ軸心ＣＬから最も離間する外気孔３８の径方向外端と軸心ＣＬとの距離Ｌ３が、突出高さが最も高い環状リブ４の先端面１４と軸心ＣＬとの距離Ｌ４よりも大きくなるように設定されている。

本実施形態のブレーキドラム１では、ドラム本体２に、外周面６から一体的に突出して車軸の軸心ＣＬに沿って所定間隔を隔てて並ぶ複数の環状リブ４が形成され、各環状リブ４の突出高さは、ドラム本体２の取付部３側（固定端側）から開口端部７側（自由端側）に向かって徐々に増大するように設定されている。一般に、円筒形状の部材を片持ち状に支持する場合の曲げ剛性は、曲げ方向の厚みの３乗に比例し、曲げ方向と直交する方向の厚みの１乗に比例するため、比較的薄肉で自由端側に向かって徐々に高くなる複数の環状リブ４によって、ドラム本体２の曲げ剛性を効率良く増大させることができる。従って、ブレーキドラム１の重量化を抑制しつつ、締結固定に起因したドラム本体２の変形を防止することができる。

また、複数の環状リブ４によってドラム本体２の外周面６の露出面積が増加するので、ドラム本体２の放熱性が向上する。さらに、車両の走行中に外気孔３８から流入して内部空間４１内を車幅方向内側へ流れる空気は、突出高さが低い環状リブ４の先端面１４近傍の突出端部から高い環状リブ４の突出端部に順次当たり、隣接する環状リブ４間において空気の対流が生じて空気のよどみが低減するので、流通する空気によるドラム本体２の冷却効果が向上する。従って、車両の制動時において、ドラム本体２の内周面５とブレーキシューのブレーキライニングとの摺動によって発生する熱はドラム本体２から良好に放熱され、ドラム本体２の高温化を確実に抑制することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

例えば、環状リブ４の数や突出高さや幅は、要求される放熱性や曲げ剛性に応じて任意に増減可能である。また、環状リブの先端面１４を非テーパ状に形成してもよく、テーパ状の環状リブ４と非テーパ状の環状リブ４とを混在させてもよい。

また、取付平面部１０をドラム本体２の一端から径方向外側に曲折して延びるフランジ状に形成してもよい。

さらに、取付平面部１０の裏面１３をハブフランジ２２の表面２６に面接触させた状態で、ブレーキドラム１をホイールハブ２０に締結固定してもよい。この場合、取付平面部１０の表面１２はホイール３０の裏面３６と面接触し、ブレーキドラム１はホイール３０とホイールハブ２０との間に挟持される。

本発明は、車両のドラム式のブレーキ機構におけるブレーキドラムに広く適用可能である。

１：ブレーキドラム
２：ドラム本体
３：取付部
４：環状リブ
５：内周面
６：外周面
７：開口端部
８：ハブ挿通孔
９：ボルト孔
１０：取付平面部
１１：傾斜部
１２：表面
１３：裏面
１４：先端面
２０：ホイールハブ
２１：ハブ本体
２２：ハブフランジ
２３：インロー部
３０：ホイール
３１：ディスク部
３２：リム部
４０：タイヤ
５０：ボルト
５１：ナット
６０：車輪

Claims (1)

1. 車軸に回転自在に支持されるホイールハブに固定される取付部と、
   車体側に支持されるブレーキシューのブレーキライニングに摺動する内周面を有し、前記取付部から前記車軸方向に沿って延びる筒状のドラム本体と、
   それぞれが前記ドラム本体の外周面から一体的に突出し、前記車軸方向に沿って所定間隔を隔てて並ぶ複数の環状リブと、を備え、
   前記ドラム本体の外周面からの前記複数の環状リブの高さは、前記取付部側の環状リブから前記ドラム本体の環状リブに向かって徐々に増大する
   ことを特徴とするブレーキドラム。

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