JP2012503144A - ブレーキディスク - Google Patents

Abstract

ブレーキディスク（１０）が、摩擦リング（１２）と、該摩擦リング（１２）に複数の結合部材（１６）を介して結合されたディスクポット（１１）とを備えている。摩擦リング（１２）の内周面には孔（１９）が形成されており、これらの孔（１９）内に前記結合部材（１６）が挿入されている。これらの結合部材（１６）は前記孔（１９）内への挿入前にダイスを用いて特に簡単にサイジングされる。前記孔（１９）内には、サイジングボール（２５）が挿入され、このサイジングボール（２５）を用いて、前記結合部材（１６）の挿入時に前記孔（１９）の壁がサイジングされる。

Description

背景技術
本発明は、ブレーキディスク、特にベンチレーテッドブレーキディスクであって、摩擦リングと、結合部材を介して該摩擦リングに結合された支持部分、特に車輪ハブへの取付け部であるディスクポットとが設けられている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３２９５１号明細書に基づき公知のベンチレーテッドブレーキディスクは、摩擦リングと、複数の結合部材によって該摩擦リングに結合された支持部分とを有している。結合部材は特にピン、スタッド等として形成されていて、支持部分の全周にわたって分配されて配置されている。結合部材は摩擦リングの内周壁に設けられた切欠き内に突入している。比較的大きなブレーキトルクが生じると、結合部材の自由長さに基づき、つまり支持部分と摩擦リングとの間の間隔に基づき、結合部材が撓んでしまう恐れがあり、極端な場合にはその嵌め合いから解離してしまう危険が生じる。このようなブレーキディスクおよび実際に使用されている別のブレーキディスクにおいても、結合部材であるピンは孔内に、いわゆる「滑り嵌め」を用いて挿入されている。この場合、ピンの表面は研削加工されており、孔壁は摩擦加工されている。使用された摩擦加工過程もしくは研削加工過程に相応して、半径方向に延びる加工痕が生じる。このことは、これらの加工痕が孔内でのピンの運動方向に対してほぼ直角の角度を成して形成されていることを意味する。したがって、表面の加工痕は相互に引っ掛かって、これにより孔内でのピンの運動を妨げる恐れがある。ピンは特殊鋼から成り、ブレーキディスクはねずみ鋳鉄から成っているので、作動中に発生する温度においては、これら両構成部分の熱膨張差が生ぜしめられる。これにより、極端な場合には、滑りのために設定された公差範囲が超過され、そしてピンが孔内で固着してしまうことが起こり得る。このことは、室温に設定されかつ調節された滑り嵌めが作動中にプレス嵌めに発展してしまうことを意味する。孔内でのピンの滑りがこのように妨げられることにより、摩擦リングに反りもしくは亀裂が生ぜしめられる恐れがある。さらに、ブレーキディスクが引き続き冷却されると、今度は半径方向の加工痕が再び互いに分離することにより騒音が生じる恐れがある。さらに、製造時には複数回の加工ステップが必要となるので、それぞれ１回の製造ステップにつき孔の壁が摩擦加工され、ピンの壁が研削加工されなければならず、そして引き続き別の製造ステップとしてピンが孔内に挿入されなければならない。これにより、このようなブレーキディスクの構成はその製造に手間がかかり、かつ高価となる。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明によるブレーキディスク、すなわち摩擦リングと、支持部分とが設けられており、該支持部分の周面に、該支持部分に結合された複数の結合部分が設けられており、該結合部分が、摩擦リングに設けられた孔内に突入している形式のブレーキディスクにおいて、前記孔の壁がサイジングされていることを特徴とするブレーキディスクには、従来のものに比べて、必要となる加工過程が低減されるという利点がある。ピンが孔内に挿入される際に、精密サイジングボールを用いて孔の壁が同時に寸法規制、つまりサイジングされる。これにより、孔の表面が滑らかにされるだけでなく、ある程度の侵入深さを持って表面が硬化させられる。あらかじめ、１回の作業工程で、ダイス（雌型）を用いてピンをサイジングすることができる。孔の表面もしくはピンの表面のサイジングの際には、円形（zirkular.）の構造が生ぜしめられるのではなく、せいぜい軸方向の構造、すなわちピンの運動方向に延びる構造しか生ぜしめられない。これにより、室温においても作動温度においても、ピンの構造と孔の構造とは、もはや相互に影響を与え合うことができない。作動温度においても熱応力に基づき、欠陥なく制動できるようにするために必要となる公差範囲は、簡単に調節され得るようになる。このことは、公差範囲が減じられると同時に、製造コストも減じられることを意味する。ピンの端面が、球欠状もしくはざる底球面状の構成を有していると、サイジングボールをピンによって案内して孔に押し通すことができる。球欠もしくはざる底球面に基づき、サイジングボールに対するピンの押圧力は大きな面にわたって分配され得るので、場合によっては生じる接合圧またはサイジング圧によるピンの端部の変形は回避される。孔の長さが適宜に形成されていると、盲孔の場合にサイジングボールはブレーキディスクの機能を損なうことなしに孔内に留まることもできる。

ブレーキディスクの平面図である。 図１に示したブレーキディスクをＡ−Ａ線に沿って断面した斜視図である。

実施形態の説明
図１には、符号１０でブレーキディスクが図示されている。このブレーキディスク１０はディスクポット１１と摩擦リング１２とから成っている。よく知られているように、ディスクポット１１は車両のハブに取り付けられている（図示しない）。この場合、固定のためのねじが、ディスクポット１１に設けられた複数の孔１３を貫通している。ディスクポット１１の周壁１５に加工成形された、ピン１６またはスタッドまたはこれに類する形態の多数の結合部材を介して、ディスクポット１１は摩擦リング１２に結合されている。この摩擦リング１２は２つの摩擦リング半部１２ａ，１２ｂから成っており、両摩擦リング半部１２ａ，１２ｂは全周にわたって分配されかつ特に半径方向に延びている多数のフィンもしくはウェブ１７によって互いに結合されているので、通気式のベンチレーテッドブレーキディスクが形成されている。摩擦リング１２の内周面の範囲には、所定の区分にわたって支持ウェブ１８が形成されている。これらの支持ウェブ１８はピン１６を収容するための一貫して延びる孔１９、つまり貫通孔を有している。しかし、盲孔も考えられる。これらの孔１９は図示の実施形態では、摩擦リング１２の中心長手方向軸線に沿って形成されている。しかし、これらの孔１９をオフセットさせることも可能である。支持ウェブ１８は孔１９の範囲に、ディスクポット１１に向かって形成された突出部２０を有している。これらの突出部２０はやはり一貫して延びる孔２１を有している。この孔２１は支持ウェブ１８に設けられた前記孔１９と整合している。突出部２０の端面と、ディスクポット１１の周面との間には、小さなギャップ２２が存在している。摩擦リング１２は鋳鉄から成っており、それに対してディスクポット１１は軽量金属、特にアルミニウムまたはマグネシウムから成っている。ピン１６は特殊鋼、特にステンレスの特殊鋼から製造されている。ピン１６はダイス（雌型）を用いてサイジング（寸法規制）される。この場合、サイジングに相応してピンの表面は小さな侵入深さを持って圧縮され、ひいては硬化させられる。サイジングの際に行われる運動に基づき、ピン１６はその長手方向においてのみ、つまりあとで行われる孔１９内でのピン１６の運動の方向においてのみ、サイジングにより生じた細長い表面構造を有している。ピン１６の製造時には、ピン１６の端部に、球欠もしくはざる底球面（Kalotte）を押込み加工することができる。図２から判るように、サイジングボール２５は、孔２１もしくは孔１９よりも少しだけ大きな直径を有している。その少しだけ大きな直径に基づき、孔２１もしくは孔１９の壁の締固めもしくは圧縮が行われる。各サイジングボール２５のあとで、ピン１６は孔２１もしくは孔１９内に挿入されて、相応する圧力を用いて孔２１；１９内に導入されるので、ピン１６の前に押し出されたサイジングボール２５に基づき、孔２１；１９の壁のサイジングが行われる。孔１９が貫通孔として形成されていると、ピン１６の相応する長さにおいて、サイジングボール２５を孔１９の端部で再びこの孔１９から押し出し、かつ場合によっては取り除くことができる。しかし、ブレーキディスクの機能に影響を与えることなしに、盲孔の場合にはサイジングボール２５が孔１９内に留まることも考えられる。ピン１６の端面は種々様々に形成されていてよい。ピン１６の端面が、サイジングボール２５の形状に対応する「球欠」もしくは「ざる底球面」として形成されていると特に有利である。この場合、ピン１６の押付け圧は、大きな面にわたってサイジングボール２５に分配されるので、ピン１６の、サイジングボール２５に面した端部の変形は回避される。ピン１６はサイジング過程のあとで孔１９内に留まるので、引き続きディスクポット１１をこのピン１６に被さるように鋳造することができる。この場合、ディスクポット１１の鋳造時に、ピン１６のヘッド１６ａも、ディスクポット１１の外壁１５内に一緒に鋳ぐるまれる。このときに、突出部２０を、ディスクポット１１のための鋳型内での収容のためにも一緒に使用することができる。ディスクポット１１の鋳造は、直接に摩擦リング１２の突出部２０の端面に被さるように行われる。ディスクポット１１が冷却されると、上で述べたギャップ２２が生じる。しかし、このギャップ２２はできるだけ小さく形成されていることが望ましい。摩擦リング１２はディスクポット１１にフローティング式に支承されて形成されている。このためには、ピン１６が孔１９内に、比較的小さな遊びを持って、つまり上で説明したように、できるだけ小さな公差を持って、配置されていなければならないので、摩擦リング１２は室温においても、作動温度においても、ピン１６に沿って僅かに運動することができる。この公差範囲は必要である。なぜならば、制動過程の際に摩擦リング１２が加熱されて、ディスクポット１１から離れる方向で半径方向に膨張するからである。

図２に示したように、ディスクポット１１の外壁１５には、張出し部３０が形成されている。この張出し部３０は突出部２０を半径方向で全周にわたって取り囲んでいる。張出し部３０はギャップ２２よりも長尺に形成されていなければならず、特に張出し部３０は、摩擦リング１２の熱膨張により生ぜしめられるギャップ拡大を一緒にカバーしなければならない。すなわち、いかなる状況においても、張出し部３０は、場合によっては拡大するギャップ２２を覆い、特に密にカバーしていることが望ましい。しかし、張出し部３０と突出部２０との間の僅かな相対運動に基づき、絶対的なシール性は不可能であるので、ギャップ２２内には、耐熱性の滑剤が存在している。これにより、一方では孔１９内でのピン１６の滑りプロセスが確保され、他方では、場合によってはギャップ２２内に侵入する凍結防止剤（Taumittel）による腐食が阻止される。しかし、本発明の本質から逸脱することなしに、ディスクポット１１を張出し部３０なしに形成することも考えられる。

Claims (10)

1. ブレーキディスク（１０）、特にベンチレーテッドブレーキディスクであって、摩擦リング（１２）と、支持部分（１１）とが設けられており、該支持部分（１１）の周面に、該支持部分（１１）に結合された複数の結合部分（１６）が設けられており、該結合部分（１６）が、摩擦リング（１２）に設けられた孔（１９）内に突入している形式のものにおいて、前記孔（１９）の壁がサイジングされていることを特徴とするブレーキディスク。
2. 前記結合部分（１６）の表面がサイジングされている、請求項１記載のブレーキディスク。
3. 前記結合部分（１６）が、前記孔（１９）内に滑り支承されている、請求項１または２記載のブレーキディスク。
4. 前記孔（１９）が盲孔であり、盲孔底部と前記結合部分（１６）との間にサイジングエレメント（２５）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
5. 前記結合部分（１６）の端部と、前記サイジングエレメント（２５）とが、互いに対応し合うように形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
6. 前記結合部分（１６）の端部が、ざる底球面状に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
7. 前記サイジングエレメント（２５）がボールである、請求項１から６までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
8. 摩擦リング（１２）に突出部（２０）が一体に鋳造されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
9. ディスクポット（１１）が、軽量金属、特にアルミニウムから成っており、摩擦リング（１２）が、鋳鉄から成っており、結合部分（１６）が、特殊鋼から成っている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブレーキディスク。
10. 前記結合部分（１６）が、ピン、スタッドまたはこれに類するものである、請求項１から９までのいずれか１項記載のブレーキディスク。

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