JP2013504022A - 炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ - Google Patents

Abstract

中心部に第１の軸穴が開けられており、第１の軸穴の周りに、複数の第１の穴が開けられている炭素−セラミックブレーキディスクと、中心部に第２の軸穴が開けられており、第２の軸穴の周りに、複数の第２の穴が開けられているハットパーツと、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合する結合部材と、を含み、結合部材は、第１の穴に挿入されるボディと、ボディから突出され、第２の穴の内周面を食い込むセレーションを備えたブッシュと、ブッシュの中心部を貫通するネジ穴に締結されるボルトと、を含んで構成される炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリに関する。

自動車のブレーキは、ドラム式ブレーキとディスクブレーキの２つのカテゴリーに分けられる。ディスクブレーキは、ディスクとパッドとから構成される。
ディスクブレーキは、パッドを回転しているディスクに合わせることで動いている自動車を減速したり停止させたりする。ブレーキ操作は、運動エネルギーを熱に変える。従って、ディスクとパッドは、軽量で、かつ耐衝撃性、耐食性、耐摩耗性、高強度、高摩擦係数を持つ必要がある。このため、ディスクとパッドの製造には、シリコーン含侵炭素繊維強化カーボンが適した材料である。

図１は、従来の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを示す分解斜視図である。図２は、図１のブッシュを示す斜視図である。
図１に示すように、従来の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ１００は、炭素−セラミックブレーキディスク１１０と、ハットパーツ（ｈａｔ ｐａｒｔ）１２０と、結合部材１３０とから構成される。

炭素−セラミックブレーキディスク１１０は、シリコーン含侵炭素繊維強化カーボンから製造される。炭素−セラミックブレーキディスク１１０は、その中心部に第１の軸穴１１１が開けられ、その第１の軸穴１１１の周りに、複数の穴１１２が同一円上に同じ間隔（Ｐ１）に開けられている。

炭素−セラミックブレーキディスク１１０は、横に貫通された冷却チャネル１１３を備えて、冷却チャネル１１３を介して空気が入ってきて、炭素−セラミックブレーキディスク１１０を冷却させる。

ハットパーツ１２０は、ステンレス鋼などの金属材で作られる。ハットパーツ１２０の中心には、第２の軸穴１２１が開けられている。ハットパーツ１２０の縁には、複数の長穴１２２が同じ間隔（Ｐ２）に開けられている。長穴１２２は、前面が曲面であり、両側面が平面であり、後面が開いている。
前記複数の穴１１２と、前記複数の穴１２２とは向かい合っている。

結合部材１３０は、炭素−セラミックブレーキディスク１１０とハットパーツ１２０とを結合する。結合部材１３０は、ブッシュ１３１とボルト１３２とから構成される。図２に示すように、ブッシュ１３１は、キャップ１３１ａと、ヘッド１３１ｂと、ボディ１３１ｃとから構成される。

ヘッド１３１ｂは、前面が曲面であり、両側面と背面とが平面である。ヘッド１３１ｂは、長穴１２２に挿入される。ヘッド１３１ｂの両側面が平面であり、長穴１２２の両側面も平面なので、ヘッド１３１ｂが長穴１２２に挿入されると、ブッシュ１３１が自転しない。従って、ブッシュ１３１が自転することによりボルト１３２が解けて炭素−セラミックブレーキディスク１１０とハットパーツ１２０とが分離するのが防止される。

キャップ１３１ａと、ヘッド１３１ｂと、ボディ１３１ｃとの中心部をネジ穴１３１ｄが貫通する。
ボルト１３２は、ネジ穴１３１ｄに締結される。

以下、従来の炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合する方法を説明する。
炭素−セラミックブレーキディスク１１０上にハットパーツ１２０を載置して、長穴１２２と穴１１２とを向かい合うようにする。
ヘッド１３１ｂを長穴１２２に挿入し、ボディ１３１ｃを穴１１２に挿入する。ボルト１３２をネジ穴１３１ｄに締結して、炭素−セラミックブレーキディスク１１０とハットパーツ１２０とを結合させる。

従来は、ブッシュ１３１が回転することを防止するために、ヘッド１３１ｂの前面を曲面に加工し、両側面と背面とを平面に加工し、ヘッド１３１ｂと同じ形状を持つ長穴１２２をハットパーツ１２０の縁に開けなければならない。しかしながら、ヘッド１３１ｂの前面を曲面に加工し、両側面と背面とを平面に加工し、ハットパーツ１２０の縁に、前面が曲面であり、両側面が平面であり、背面が開いている長穴１２２を形成するのが容易ではなかった。これにより、加工コストも高くなった。

また、ヘッド１３１ｂが長穴１２２に挿入された後、回転しないためには、ヘッド１３１ｂを極めて小さな誤差で加工し、長穴１２２を極めて小さな誤差で開けなければならなかった。

本発明の目的は、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合させる構造を簡単にし、加工コストも削減することにある。また、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとをしっかりと結合させるのに他の目的がある。

前記目的を達成するための本発明による炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリは、中心部に第１の軸穴が開けられており、第１の軸穴の周りに、複数の第１の穴が開けられている炭素−セラミックブレーキディスクと、中心部に第２の軸穴が開けられており、第２の軸穴の周りに、複数の第２の穴が開けられているハットパーツと、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合させる結合部材と、を含み、結合部材は、第１の穴に挿入されるボディと、ボディから突出され、第２の穴の内周面を食い込むセレーションを備えたブッシュと、ブッシュの中心部を貫通するネジ穴に締結されるボルトと、を含む構成である。

従来の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを示す分解斜視図である。 図１のブッシュを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを示す分解斜視図である。 図３のブッシュを示す斜視図である。 図３のセレーションが第２の穴の内周面を食い込んだ状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリを示す分解斜視図である。図４は、図３のブッシュを示す斜視図である。図５は、図３のセレーションが第２の穴の内周面を食い込んだ図である。

図３に示すように、本発明の一実施形態に係る炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ２００は、炭素−セラミックブレーキディスク２１０と、ハットパーツ２２０と、結合部材２３０とから構成される。
炭素−セラミックブレーキディスク２１０は、シリコーン含侵炭素繊維強化カーボンで作られる。

炭素−セラミックブレーキディスク２１０の中心部には、第１の軸穴２１１が開けられている。第１の軸穴２１１の周囲に複数の第１の穴２１２が同一円上に同じ間隔（Ｐ１）に開けられている。
炭素−セラミックブレーキディスク２１０は、横に貫通された冷却チャネル２１３を備えている。冷却チャネル２１３を介して空気が入ってきて、炭素−セラミックブレーキディスク２１０を冷却させる。

ハットパーツ２２０は、ステンレス鋼などの金属素材で作られる。好ましくは、ＳＵＳ ３０４材質で作られる。ハットパーツ２２０の中心部には、第２の軸穴２２１が開けられている。ハットパーツ２２０には、第２の軸穴２２１の周りに、複数の第２の穴２２２が同一円上に同じ間隔（Ｐ２）で開けられている。
前記複数の第１の穴２１２と前記複数の第２の穴２２２とは、向かい合っている。

結合部材２３０は、炭素−セラミックブレーキディスク２１０とハットパーツ２２０とを結合させる。結合部材２３０は、ブッシュ２３１と、ボルト２３２と、ナット２３３とから構成される。

図４に示すように、ブッシュ２３１は、キャップ２３１ａと、ボディ２３１ｂと、セレーション２３１ｃとから構成される。キャップ２３１ａ、ボディ２３１ｂの中心部を、ネジ穴２３１ｄが貫通する。

ブッシュ２３１は、ハットパーツ２２０の材質よりも硬度が高い金属材質で作られる。好ましくは、ハットパーツ２２０の材質であるＳＵＳ ３０４よりも硬度が高いＳＵＳ ４１０材質で作られる。

ボディ２３１ｂの直径は、第２の穴２２２の直径と同じであり、第１の穴２２１の直径よりも小さい。これにより、ボディ２３１ｂは、第１の穴２２１とは容易に着脱されるが、第２の穴２２２には、一度結合されると、分離が容易ではない。

セレーション２３１ｃは、ボディ２３１ｂの外周面から突出する。セレーション２３１ｃは、ボディ２３１ｂの外周面を旋盤で加工して形成する。セレーション２３１ｃの高さ（Ｈ）は、０．１〜０．２ｍｍであることが望ましい。セレーション２３１ｃは、ブッシュ２３１の長さ方向に形成される。セレーション２３１ｃの個数は、ブッシュ２３１が回転することを防止するために、２０個〜３０個であることが望ましい。

以下、本発明の一実施形態に係る炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合させる方法を説明する。
図３及び図４を参照すると、第２の穴２２２にブッシュ２３１を打ち込む。図５に示すように、セレーション２３１ｃは、第２の穴２２２の内周面を食い込む。

ブッシュ２３１は、ハットパーツ２２０の材質であるＳＵＳ３０４よりも硬度が高いＳＵＳ４１０材質で作られ、セレーション２３１ｃの高さが、０．１〜０．２ｍｍであるため、セレーション２３１ｃは、第２の穴２２２の内周面を容易に食い込む。セレーション２３１ｃが第２の穴２２２の内周面を食い込めば、ブッシュ２３１が回転することが防止される。

次に、第１の穴２１２と第２の穴２２２とを向かい合うようにし、ボディ２３１ｂを第１の穴２１２に挿入する。ネジ穴２３１ｄにボルト２３２を締結する。ネジ穴２３１ｄから抜け出たボルト２３２の端部にナット２３３を締結して、炭素−セラミックブレーキディスク２１０とハットパーツ２２０とを結合する。

本発明に係る炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリは、第１に、従来とは異なり、ブッシュのヘッドの前面を曲面に、かつ両側面と背面を平面に加工し、ハットパーツの縁に、前面が曲面であり、両側面が平面であり、背面が開いている長穴を開ける代わりに、ブッシュにセレーションを形成し、ハットパーツにセレーションが食い込む第２の穴を開ける。これにより、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを結合させる構造が簡素化され、加工コストも減る。また、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとがしっかりと結合される。

第２に、ブッシュがヘッドを備える代わりに、セレーションを備えており、ブッシュの重量を従来に比べて４０％減ることができる。
第３に、ブッシュのネジ穴から抜け出たボルトの端部にナットを締結して、炭素−セラミックブレーキディスクとハットパーツとを、さらにしっかりと結合させることができる。

２００；炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ
２１０；炭素−セラミックブレーキディスク
２１１；第１の軸穴
２１２；第１の穴
２１３；冷却チャネル
２２０；ハットパーツ
２２１；第２の軸穴
２２２；第２の穴
２３０；結合部材
２３１；ブッシュ
２３１ａ；キャップ
２３１ｂ；ボディ
２３１ｃ；セレーション
２３１ｄ；ネジ穴
２３２；ボルト
２３３；ナット

Claims (7)

1. 中心部に第１の軸穴が開けられており、前記第１の軸穴の周りに、複数の第１の穴が開けられている炭素−セラミックブレーキディスクと、
   中心部に第２の軸穴が開けられており、前記第２の軸穴の周りに、複数の第２の穴が開けられているハットパーツと、
   前記炭素−セラミックブレーキディスクと、前記ハットパーツとを結合する結合部材と、を含み、
   前記結合部材は、前記第１の穴に挿入されるボディと、前記ボディから突出され、前記第２の穴の内周面を食い込むセレーションを備えたブッシュと、前記ブッシュの中心部を貫通するネジ穴に締結されるボルトと、を含んで構成されることを特徴とする炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
2. 前記複数の第１の穴は、同一円上に同じ間隔で開けられており、前記複数の第２の穴は、同一円上に同じ間隔に開けられており、前記複数の第１の穴と、前記複数の第２の穴とは、互いに向かい合っていることを特徴とする請求項１に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
3. 前記ブッシュは、前記ハットパーツよりも硬度の高い材質で作られることを特徴とする請求項１に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
4. 前記ブッシュは、ステンレス鋼ＳＵＳ４１０材質で作られ、前記ハットパーツは、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４材質で作られることを特徴とする請求項３に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
5. 前記ブッシュのボディの直径は、前記第２の穴の直径と同じであり、前記第１の穴の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
6. 前記セレーションの高さは、０．１〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。
7. 前記結合部材は、前記ねじ穴から抜け出した前記ボルトの先端に締結されたナットをさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の炭素−セラミックブレーキディスクアセンブリ。

Images