JP2012167745A

JP2012167745A - ブレーキディスクローター

Info

Publication number: JP2012167745A
Application number: JP2011029534A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kurita; 省三栗田
Original assignee: CREATE ENGINEERING KK
Current assignee: CREATE ENGINEERING KK
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】摺動板の溝と冷却孔を連続して設けることで、制動によるガスや磨耗粉を速やかに排出するとともに、通風性を向上して総放熱量を増やしながら熱疲労に伴う亀裂の発生を防止する。
【解決手段】摺動板上１２に、複数に分割された略同心円状の溝３をその摺動面の厚み方向に複数組設け、この溝の半径方向外方の端部近傍に当該摺動板１２の鉛直方向に対して当該摺動板１２の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように貫通孔を形成し、当該両摺動板１２の摺動面と当該貫通孔とが交差する楕円状の交線に対して傾斜面6を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両その他で使用されるディスクブレーキ装置のブレーキディスクローターに関する。

従来のブレーキディスクローターは図７および図８に示すように車軸方向に離間して配設された円板状の内側用摺動板１１、外側用摺動板１２間に放射状の複数の隔壁２を形成し、各隔壁間に入口開口３１、出口開口３２および放射状の通路４を形成するものである。

また、制動によって発生する熱を効率的に放出するため、特許文献１示すように円盤板状摺動板に複数の貫通孔を開けることによって、放熱面積を増やして冷却性を向上させることが公知である。

特開２００９−０１４１９９号公報

上記従来のブレーキディスクローターは、円板状摺動板に複数の貫通孔を開けることによって放熱面積を増やすことで冷却促進効果をねらっているもののその効果は十分なものではなく、なおかつ制動による発熱と走行による冷却を繰り返す熱疲労入力によって、円盤状摺動板の円周方向に膨張、収縮が繰り返されるため、前記摺動板に開けられた孔の周りに前記摺動板の半径方向に向かって亀裂が発生し、制動部材としての機能が阻害されたり、寿命が低下したりするという問題があった。

本発明のブレーキディスクローターは、これらの問題を鑑みてなされたもので、請求項１に記載の本発明は、車軸方向に離間して配設された円板状摺動板と、両摺動板間に配設された隔壁からなり、この隔壁が当該摺動板の円周上に複数形成されることで半径方向内方から外方に向かって開口する複数の入口開口および出口開口が形成されてなり、前記両摺動板は複数に分割された略同心円状の溝をその摺動面の厚み方向に複数組有しており、この溝の半径方向外方の端部近傍に前記両摺動板の鉛直方向に対して前記摺動板の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように貫通孔が形成されてなり、その貫通孔は前記両摺動板の摺動面と当該貫通孔とが交差する楕円状の交線に対して漏斗状の傾斜面を有するように構成されているものである。

上記構成によりなる本発明のブレーキディスクローターは、複数に分割された略同心円状の溝を前記両摺動板の摺動面の厚み方向に複数組有しており、この溝の半径方向外方の端部近傍に前記両摺動板の鉛直方向に対して前記摺動板の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように貫通孔が形成されているで、前記両摺動板に摺接する熱硬化性樹脂などが含有されている内側用、外側用の各摩擦材から制動に伴う摩擦熱よって発生したガスが前記溝を通り、さらに当該溝の半径方向外方の端部近傍に前記両摺動板の鉛直方向に対して前記摺動板の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように開けられた貫通孔を通って、前記入口開口から出口開口に向かって流れる流体の流れに合流することで速やかにガスを排出できるので、前記両摺動板と摩擦材間にガスが介在するために安定した摩擦特性が得られにくいという問題を解消することができるという効果を奏する。

また、前記両摺動板が含有している黒鉛などの成分や汚れが摩擦材に移着することで摩擦係数が低下する現象を、前記摺動板の制動回転中に当該溝が移着成分を薄膜状にわずかに削り取ることで防止することができ、なおかつ前記貫通孔からこの除去粉を速やかに排出することで除去粉が溝に堆積することを防止できるという効果を奏する。

さらに、当該孔が前記溝の半径方向外方の端部近傍に前記両摺動板の鉛直方向に対して前記摺動板の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように形成されているので、当該孔の中の流体がこの角度成分により前記摺動板から受ける回転力と遠心力で移動し次々と新たな流体が流入する連続した流れが生まれることで、制動によって発生した熱を効率的に熱交換し易くなり、前記摺動板に鉛直に貫通孔を開けた従来のような構造に比べて飛躍的にブレーキディスクローターの冷却性が向上するという効果を奏する。

また、このブレーキディスクローターの正面図において、前記貫通孔の長手方向中心線の投影線がブレーキディスクローターの中心から引いた線に対して、角度を持つように形成されている。制動による発熱と走行による冷却に伴う摺動板の膨張、収縮が発生する摺動板の円周方向の熱疲労入力に対して、従来例の場合は冷却孔のある摺動板の半径方向断面が最弱部となり冷却孔周辺に摺動板の半径方向に亀裂が入り易いのにくらべ、本発明はこの設定した角度分だけ有効断面がずれるので有効断面積が大きくなり熱疲労による亀裂が発生し難いという効果を奏する。

さらに、本発明における前記複数の貫通孔が、前記両摺動板の摺動面と当該貫通孔とが交差することで現れる楕円状の交線に対して傾斜面を有するように構成されているので、制動によって発生した熱が当該貫通穴の縁周辺に集中して部分的に高温になる、いわゆるヒートスポットになることを防止出来るとともに、前記溝を通過するガスや磨耗粉が当該傾斜面に沿って流れることで、より一層速やかな排出が行われるという効果を奏する。

本発明の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図図１におけるＢ部の部分拡大図図２におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図図２におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図実施例のブレーキディスクローターが車両に搭載された状態を示す一部を省略した斜視図実施例のブレーキディスクローターが車両に搭載された状態を示す断面図従来のブレーキディスクローターを示す正面図図７におけるＡ−Ａ線に沿う断面図

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８に基づいて説明する。

図５に本発明を適用した自動車をリフトアップした状態で下から見たものを示す。各ディスクホィールＤＷの内側に配設したダストシールドＤＳの空気取入口ＩＬより吸入した空気をローターのベンチホールＶＨに導入することで制動により発生した摩擦熱を冷却するもので図１乃至図８を用いて詳細に説明する。

実施例のブレーキディスクローターは図７および図８の従来例と同様の部材構成で成立している。即ち、ブレーキディスクローター１の車両外側の摺動板１２は、図８の従来例と同様に車両内側の摺動板１１とともに段部１３を介して締付け用の穴を有する取付け部１４と一体に形成されている。フィン２は、従来例が厚さ４から６ｍｍで車両内側用摺動板１１および外側摺動板１２の間に半径１１０ｍｍから半径１６０ｍｍの範囲に放射状に一体形成されている。

そして、ブレーキディスクローター１は、図６の車軸ＡＳの軸方向に離間して配設された円板状の内側および外側の各摺動板１１および１２と、摺動板１１および１２の間に摺動板の半径方向に放射状に配設された隔壁を構成する複数のフィン２と、摺動板１１および１２の間において半径方向内方および外方に開口した複数の開口３１および３２と、摺動板１１および１２と隣合うフィン２とによって形成される通路を構成する複数のベンチホール４と、各摺動板１１および１２に形成された溝３、冷却孔５および傾斜面６とから成る。

図１に本発明の正面図を示す。断面図は図８と溝、冷却穴および傾斜面以外の構成が同じであるので省略している。ブレーキディスクローター１の摺動板１２の摺動面上には３つに分割された溝３が８組形成されている。溝３の半径方向外方の端部には冷却孔５が各々貫通孔として穿孔されている。ブレーキディスクローター１の中心から摺動板１２の摺動面上にある冷却孔５の孔中心に向かって引いた線に対して冷却孔５の孔中心の長手方向中心線の当該正面図への投影線は角度θ１だけ傾いており、さらに図３に示すようにこの冷却孔は、摺動板１２の面に対して角度θ２だけ傾いて形成されている。摺動板１１に関しても摺動板１２と同様な構成である。

θ１は０度を越えて９０度までの範囲で設定可能であるが、本発明の効果をより有効に発揮させるためには２０度から７０度の範囲が好ましく、実施例では図１の溝３の中心線の接線方向を向けてある。また、θ２は０度を越えて６０度程度の範囲で設定可能であるが、本発明の効果をより有効に発揮させ、なおかつ工作面からの加工性を考慮すると１０度から５０度の範囲が好ましく実施例では２０度に設定してある。冷却孔５の直径は、本発明の効果をより有効に発揮し、なおかつ工作面からの加工性を考慮すると４ｍｍから７ｍｍが好ましい。

図１においてブレーキディスクローター１が矢印方向に回転した時に、フィン２の作用により図３に示すように入口開口３１から出口開口３２の方向に流体の流れＦＣが発生する。この時に冷却孔５の内部に存在する流体は角度θ２の作用により二点鎖線の矢印のように移動するので、摺動板１１および１２の摩擦材との摺接面側の流体の流れＦＳからその一部が分離し補填されてＦＣへ合流する。これによりθ２が０度の従来例の時にはなかった流体の流れが発生し、制動によって摩擦材から発生したガスや磨耗粉が速やかに排出されるとともに、効率的な熱交換作用が得られるので制動によって発生したブレーキディスクローター１の熱を効果的に放出することが可能となる。

また、摺動板１１、１２の円周方向には制動に伴う発熱よる摺動板の膨張、走行に伴う冷却よる摺動板の収縮が図７の７に示すように摺動板の円周方向に対して繰り返し作用するが、従来例が摺動板上に鉛直に冷却孔５が開いているので、冷却孔５が設けられている摺動板の半径方向の該部断面が熱疲労入力に対して最弱部になり半径方向に亀裂８が発生し易いのに対して、本実施例の場合は角度θ１を設けているので、有効断面がθ１だけずれてくることで有効断面積が大きくなり、冷却孔５の熱疲労入力に対する感受性を大幅に下げることが出来るので、熱応力が集中せず亀裂が発生し難い。

さらに、本発明では冷却孔５と両摺動板１１および１２の摩擦材との摺接面とが交差することで現れる楕円状の交線の部分に傾斜面６を有するので、制動により発生した熱が当該部分に集中する、いわゆるヒートスポットになることを防止することが出来るとともに、溝３を通過するガスや磨耗粉が当該傾斜面６に沿って流れることで、より一層速やかな排出が行われる。

上述の実施例は、説明のため例示したもので、前記の車両内側と外側の複数の摺動板を具備したブレーキディスクローターに限定されるものではなく、１枚の摺動板に対しても有効である。また、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。

本発明は、ブレーキディスクローターに限定されるものではなく、回転する円盤を有する産業用機器にも適用できる。

１ブレーキディスクローター
２フィン
３溝
４ベンチホール
５冷却穴
６傾斜面
７熱膨張、収縮の方向
８熱亀裂
１１内側摺動板
１２外側摺動板
１３段部
１４取付部
３１入口開口
３２出口開口

Claims

車軸方向に離間して配設された円板状摺動板と、両摺動板間に配設された隔壁からなり、この隔壁が当該摺動板間に複数形成されることで半径方向内方から外方に向かって開口する複数の入口開口および出口開口が形成されてなるブレーキディスクローターであって、前記両摺動板は、複数に分割された略同心円状の溝をその摺動面の厚み方向に複数組有しており、この溝の半径方向外方の端部近傍に前記両摺動板の鉛直方向に対して前記摺動板の回転方向に対して遅れる方向の角度を有するように貫通孔が形成されてなり、その貫通孔は前記両摺動板の摺動面と当該貫通孔とが交差する楕円状の交線に対して漏斗状の傾斜面を設けたことを特徴とするブレーキディスクローター。