JP2012184810A - ブレーキドラム - Google Patents

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Abstract

【課題】連れ回り強度、径方向の強度と剛性、接合強度及び放熱性を向上することができるブレーキドラムを提供する。
【解決手段】ドラムブレーキに用いられるブレーキドラム３において、外周面５に複数の突起６を有し、前記複数の突起６はブレーキドラム３の鋳造時に外周面５全体に形成され、少なくとも一部の突起６が括れ形状を有している。前記突起６の高さが０．３〜５．０ｍｍ、突起６の個数が５〜１００個／ｃｍ２であることが好ましい。ブレーキドラム３は遠心鋳造により製造されることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両や自動二輪車のドラムブレーキに用いられるブレーキドラムに関する。
ブレーキドラムとして例えば特許文献１に示すものがある。ブレーキドラムの外周面に微細な凹凸を形成することにより、表面積を増大させて放熱性を向上させ、ブレーキドラムに発生した熱を微細な凹凸から効率よくホイールハブに伝導するようにしている。
特開２００４−０８４８８９号公報
しかしながら、特許文献１に示すブレーキドラムでは、外周面に微細な凹凸を有するものの、ショットブラストによって凹凸を形成しているため、回転方向の連れ回り強度が充分でない。また、径方向の剛性が充分でないことから、ブレーキシューとの摩擦から起因する振動によって異音を発生する場合がある。
本発明の目的は、連れ回り強度、径方向の強度と剛性、接合強度及び放熱性を向上することができるブレーキドラムを提供することである。
本発明は、ドラムブレーキに用いられるブレーキドラムにおいて、外周面に複数の突起を有し、前記複数の突起はブレーキドラムの鋳造時に外周面全体に形成され、少なくとも一部の突起が括れ形状を有していることを特徴とする。
前記突起の高さが０．３〜５．０ｍｍ、突起数が５〜１００個／ｃｍ２であることが好ましい。
前記ブレーキドラムの材質が鋳鉄、鋳鋼、又はアルミニウム合金であることが好ましい。
前記ブレーキドラムは遠心鋳造により製造されることが好ましい。
前記ブレーキドラムは、例えばアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる部材中に鋳包みにより装着される。
本発明のブレーキドラムによれば、外周面全体に複数の突起を有することにより、連れ回り強度や放熱性が向上する。また、径方向の強度と剛性が向上し、異音対策になる。また、突起の一部又は全部が括れ突起であることにより、連れ回り強度、接合強度が向上し、薄肉化も可能となる。
本発明の一実施形態を示す縦断面図である。 ブレーキドラムを示す斜視図である。 圧縮試験の概要図である。 連れ回り強度試験の概要図である。 圧縮試験の試験結果を示すグラフである。 連れ回り強度試験の試験結果を示すグラフである。
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１はドラムブレーキを示している。ホイール１の円筒状をなすドラム部２の内周面にブレーキドラム３が鋳包みにより装着されている。ホイール１はアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなり、ブレーキドラム３は鋳鉄、鋳鋼、又はアルミニウム合金で形成されている。４はブレーキドラム３の内周に押し付けられる作用をなすブレーキシューである。
円筒形状をなすブレーキドラム３（図２参照）の外周面５には全体にわたって突起６が複数形成されている。これらの突起６の中、一部又は全部の突起６が括れ形状を有している。突起６の高さは０．３〜５．０ｍｍ、突起６の個数は５〜１００個／ｃｍ２である。
突起６の高さが０．３ｍｍ未満の場合は回転方向の連れ回り強度が不充分となり、５．０ｍｍを越えると肉厚減効果がなくなる。突起６の個数が５個／ｃｍ２未満の場合は回転方向の連れ回り強度が不充分となり、１００個／ｃｍ２を越えると鋳造性が悪くなる。
ブレーキドラム３は遠心鋳造法により製造される。以下、ブレーキドラム３の製造方法を説明する。
珪藻土、ベントナイト（粘結剤）、水、及び界面活性剤を所定の割合で混合して塗型材が作製される。２００〜４００℃に加熱されて回転する鋳型（金型）の内面に塗型材が噴霧塗布され、鋳型の内面に塗型層が形成される。界面活性剤の作用により、塗型層内から発生する蒸気の泡によって塗型層に複数の凹穴が形成される。塗型層を乾燥後、回転する鋳型内に金属溶湯が鋳込まれる。このとき、塗型層の凹穴に溶湯が充填され、均一な複数の突起が形成される。溶湯が硬化してブレーキドラムが形成された後、塗型層とともにブレーキドラムが鋳型から取り出される。ブラスト処理により、塗型材が除去され、少なくとも一部の突起が括れ形状を有している複数の突起を外周面の全体にわたって有するブレーキドラムが製造される。
図５は万能引張圧縮試験機で試験片に圧縮荷重をかけたときの荷重とストローク（変位）の関係を示す図である。図３に圧縮試験の概要図を示す。アルミニウム合金製の円筒部材７の内周に鋳鉄製の円筒形状をなすブレーキドラム３Ａを鋳包んで形成した試験片８に対して、オートグラフにて上方から圧縮荷重Ｐをかけ、破壊に至るまでの変位−荷重を計測する。押込みスピードは３ｍｍ／ｍｉｎである。
上記試験で使用した本発明のブレーキドラムは突起高さが０．６〜０．７５ｍｍ、突起の個数が１０〜２９個／ｃｍ２であり、比較例のブレーキドラムは外周面に突起が形成されておらず、表面粗さの凹凸の最大高さＲｙが１００〜２５０μｍ、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．７〜１．４ｍｍである。
図５に示されているように、圧縮荷重は、変位が１．３ｍｍ、１．８ｍｍ、２．３ｍｍで本発明が比較例より約１．３〜１．４倍高い。また、破壊荷重は本発明が約１９ｋＮ、比較例が約１２．５ｋＮで、本発明が比較例より約１．５倍高い。
図６は万能引張圧縮試験機で試験片に荷重をかけ、回転方向に捩じったときの連れ回り強度の試験結果を示す図である。図４に連れ回り強度試験の概要図を示す。試験片８は、アルミニウム合金製の円筒部材７の内周に鋳鉄製の円筒形状をなすブレーキドラム３Ｂを鋳包んで形成されている。ブレーキドラム３Ｂの内周には複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成されている。試験片８が装着される治具９は、試験片８のブレーキドラム３Ｂの内周に装着される本体部１０を有しており、本体部１０の外周にはブレーキドラム３Ｂの内周の凹部に入る歯部が複数形成されている。治具９は本体部１０の側面の中央部に固定されて側方に延びるアーム部１１を有している。
試験片８が治具９の本体部１０にセットされる。なお、試験片８のブレーキドラム３Ｂの内周と治具９の本体部１０の外周との間の隙間に薄いスリーブ（図示せず）が挿入される。試験片８は固定された状態で、オートグラフにて治具９のアーム部１１（アーム長さ２００ｍｍ）に上方から荷重Ｐをかけ、試験片８を回転方向に捩じった際に試験片８が破壊したときの荷重ｋｇ−ｍ（連れ回り強度）を測定した。押込みスピードは６ｍｍ／ｍｉｎである。
上記試験で使用した本発明のブレーキドラムは突起高さが０．６〜０．７５ｍｍ、突起の個数が１０〜２９個／ｃｍ２であり、比較例のブレーキドラムは外周面に突起が形成されておらず、表面粗さの凹凸の最大高さＲｙが１００〜２５０μｍ、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．７〜１．４ｍｍである。
図６は比較例の連れ回り強度を１としたときの相対値を示している。図６に示されているように、連れ回り強度は本発明が比較例に対して約３．５倍高いことがわかる。
１ ホイール
２ ドラム部
３ ブレーキドラム
４ ブレーキシュー
５ 外周面
６ 突起

Claims (5)

  1. ドラムブレーキに用いられるブレーキドラムにおいて、外周面に複数の突起を有し、前記複数の突起はブレーキドラムの鋳造時に外周面全体に形成され、少なくとも一部の突起が括れ形状を有していることを特徴とするブレーキドラム。
  2. 前記突起の高さが０．３〜５．０ｍｍ、突起数が５〜１００個／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１記載のブレーキドラム。
  3. 前記ブレーキドラムの材質が鋳鉄、鋳鋼、又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１又は２記載のブレーキドラム。
  4. 遠心鋳造により製造されることを特徴とする請求項１、２又は３記載のブレーキドラム。
  5. アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる部材中に、鋳包みにより装着されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のブレーキドラム。
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