JP2014501374A - 自動二輪車のブレーキディスクロータ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
δ<L(Rr/Rt) (1)
− 技術的要素:管路幅がより短く、この幅とこのように隣り合う管路の軸間の距離が最適な関係であるとき、ロータの管路数が多くなりすぎる;そのため、管路の軸間の距離が2mmのとき、前輪のブレーキディスクロータ内の管路数は、400を超える;
− 動作的要素:断面が小さい管路は、粉塵および汚染物で詰まりやすく、必要なときに清掃するのがより困難である。
によって決まる。
h=Н−d、 (2)
式中:Нは波形部の高さ、dは波形スペーサが作製されるプレートの厚みである。[3]に記載のロータの場合、Н=3.2mm、d=0.6mmおよび管路の高さは2.6mmであり、波形中間層の側壁の高さ(長さ)は、おおよそ同じである。提供されているロータの実施形態は、ロータの組み立てを著しく簡易にするものであるが、冷却方式が改善されているにも関わらず、自転車向けであってもロータ全体の重量を軽減できていない(下記を参照)。特に、[3]の発明者らは、外層を厚み0.8mmのプレートで形成したベンチレーテッド型ロータを記載しており、波形スペーサは、厚み0.6mmのプレートで作製されている。波形スペーサの全体面積は、[3]のスペーサ形状についての説明からわかるように、外層の面積よりも遙かに大きいため、このロータの重量は、厚みが2.2mmである同様の中実ロータの重量を故意に超えている。同時に、現代のベンチレーテッド型ではないブレーキディスクの厚みは、通常1.8〜2.2mmである。これに応じて、ロータ重量が大きいほど、内冷却管路がなくとも制動中のロータの加熱は自動的に低くなる。
h=2×(H−d) (3)
式中、符号は式(2)で使用した符号と同じものであり、Δ=2Нである。これはつまり、実質的にU字型の素子を有する層を形成するようになっているソースプレートの厚みが1.5mmである場合、高さ2mmの内冷却管路を得るためには、各外層の全体の高さをН=2.5mmにする必要があるということである。これは事実上、内冷却管路の高さと厚みが同じである自動二輪車のバージョンで公知のロータの実施形態による公知のロータ[3]における中間層の側壁の高さに比して、層の側壁の半分の高さ(長さ)(Н−d=1mm)ということである。これに応じて、公知のロータ[3]に比して、半分の度合いの変形が必要であり、これによって実質的にこの素子の作製技術が簡易になる。
特許請求する技術対策に従い、フロントブレーキディスクロータを、3つの平坦層で生産した:最初の厚みが1.8mmである平坦外層15をSteel 20X13で作製し、厚みが2mmである平坦中間層13をSteel 20で作製した(図5を参照)。外層をシートパンチングで作製し、中間層14のスロットをレーザ切削で作製した;組み立て前に、直径およそ0.2mmの鋼球を用いて全層にショットブラストを実施した。これによって展開した粗面を供給することができる。その後、層を抵抗スポット溶接によって恒久的な接合になるように堅固に接合し、全体の厚みが5.0mmになるように機械的に加工した。その結果、完成したロータには、幅5.0mmで高さ2.0mmの径方向を向いた内通し冷却管路ができた;一方、管路同士の間の「強化リブ」の平均幅は、(周方向に)5.2mmおよび3.7mmであった(「強化リブ」の幅は、直径が異なる周の長さの差を相殺するために、径方向に若干変化した)。抵抗スポット溶接によって、外層を幅5.2mmの中間層強化リブを介して中間層とともに互いに接合した(幅5.2mmの強化リブそれぞれに対して2つの「スポット」であり、溶接点の中心の直径は約4.5mmであった)。内通し冷却管路は、ロータの外側境界に向かって幅約7.5mmまで拡大し(外径310mm)、管路幅の拡大率は1.5mm/mm、すなわち管路は、ロータの径方向外側面までの最後の1.5mmに沿って半分の角度である約37°で拡大する。 ロータの中間層を、外層の内側面から径方向に外側に突出して作製し、ロータの外層の平均幅(および内通し冷却管路の長さ)は30mmであった。
特許請求する技術対策に従って、フロントブレーキディスクロータを作製し、これを、Steel 20X13で作製した実質的にU字型の素子5を含む2つの同一の層で構成した(図2、図3を参照)。2層の各層を厚み3.0mmのソースシートをミリングして作製し、平坦な作業端での角度が7°、直径が3.7mmであり、エッジの曲率半径が0.3mmであるテーパ状のカッターを使用した。堅固に組み立てる前の各層の全体の高さは2.7mm、凸領域での層の材料の厚みは1.7mm(この凸領域が最終的にロータ摩擦面を作り上げる)、凹領域での層の材料の厚みは1.5mm(この凹領域が最終的に、層間の剛性接合を達成し、外通し冷却管路11の「底」を形成する)、凸部および凹部の側壁の厚みは1.4mmであった。摩擦面の幅(周方向)は約7mm、外通し冷却管路の幅は約4mmであった(摩擦面の幅は、異なる直径の周の長さの差を相殺するために、ロータの側面境界線である径方向内側面から径方向外側面に向かって増大させた)。
特許請求する技術対策によれば、リアブレーキディスクロータを作製し、これを3つの平坦層で構成した:最初の厚みが1.8mmの平坦外層15をSteel 20X13で作製し、厚み2mmの平坦中間層13をSteel 20で作製した。ソースシートを機械加工して外層を作製し、中間層のスロット14をレーザ切削で作製した;組立前に、直径およそ0.2mmの鋼球を用いたショットブラストを全層に実施し、これによって展開面を作製することができた。その後、層を接着により堅固に接合し、機械加工して全体の厚みを5.0mmにした。
Claims (13)
- 環状体である自動二輪車のブレーキディスクロータであって:
両側の環状摩擦面、
径方向外側面および径方向内側面、
前記径方向外側面から前記径方向内側面へ延びる前記環状体を内側から冷却するための内通し冷却管路、
少なくとも2層であって、前記環状体の前記少なくとも2層は互いに堅固に接合し、各層はあらかじめ別々に作製された一体部品である、少なくとも2層、
を備え、
前記環状摩擦面は、環状体外層のうちの外側に面する側、ならびに、隣接層と直接接合する領域および隣接層とは接触しない領域を有する、環状体外層のうちの内側に面する側を少なくとも部分的に形成し、
前記隣接層と直接接触する前記外層領域は、前記層の前記剛性接合に対して働き、各々の前記内通し冷却管路は、隣接層とは接触しない一方の外層の領域、および隣接層とは接触しないもう一方の外層の領域で、少なくとも部分的に形成される、
ロータ。 - 両外層は、互いに対して隣接する層であるため、前記内冷却管路は、隣接層とは接触しない両層の領域によって完全に形成されることを特徴とする、請求項1に記載のロータ。
- 少なくとも1つの外層は、前記径方向外側面から前記径方向内側面へ延びる実質的にU字型の素子を有し、前記素子の各々は、前記層の一方の側に凹部を形成し、前記層のもう一方の側に凸部を形成し、前記凸部および前記凹部は、ロータの周方向に沿って前記層の各側に交互に配列されることを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
- 前記外層の外側に面する側の前記凸部はすべて、摩擦面を形成し、前記外層の前記側の凹部はすべて、外側にある前記ロータ環状体を冷却するための外通し冷却管路を形成し、前記外層の内側に面する側の前記凸部はすべて、もう一方の外層と接合するための隣接層と接触する前記面として働き、前記外層の前記側の凹部はすべて、隣接層とは接触しない前記領域として働き、各々の前記領域は、隣接層とは接触しないもう一方の外層のそれぞれの領域と一緒になって、それぞれの内通し冷却管路を形成することを特徴とする、請求項3に記載のロータ。
- もう一方の外層は、前記外層と同一方法で作製されることを特徴とする、請求項4に記載のロータ。
- 互いに対面する前記隣接層の凹部は、互いに一列に配置されて前記内通し冷却管路を形成し、互いに対面する前記隣接層の凸部は、互いに堅固に接合されることを特徴とする、請求項5に記載のロータ。
- 好ましくは、各々の外通し冷却管路の壁は、展開面で作製され、かつ/または熱交換/伝熱を容易にするコーティングを備えることを特徴とする、請求項4または5のうちいずれか一項に記載のロータ。
- 前記外層の間に中間層が設けられ、該中間層は、各々の外層に対する前記隣接層であり、平坦に作製され、外層の前記径方向外側面から前記径方向内側面へ延びる通しスロットを有し、各々の外層は、隣接層とは接触しない両外層のそれぞれの領域と一緒になって、それぞれの内通し冷却管路を形成し、前記平坦中間層は、外層の内側面を超えて外側に、かつ/または外層の外側面を超えて径方向に外側に突出することを特徴とする、請求項1に記載のロータ。
- 両外層は平坦であることを特徴とする、請求項8に記載のロータ。
- 少なくとも1つの外層は、前記径方向外側面から前記径方向内側面へ延びる実質的にU字型の素子を有し、各々の前記素子は、前記層の一方の側に凹部を形成し、前記層のもう一方の側に凸部を形成し、前記層の各側の前記凹部および前記凸部は、ロータの周方向に沿って交互に配列され、前記外層の内側に面する側の前記凸部はすべて、前記中間層と接合するための隣接層と接触する前記面として働き、前記外層の前記側の凹部はすべて、隣接層とは接触しない前記領域として働き、各々の前記領域は、それぞれの中間層の通しスロットおよび隣接層とは接触しないそれぞれの領域と一緒になって、それぞれの内通し冷却管路を形成することを特徴とする、請求項8に記載のロータ。
- 前記中間層は、前記外層の材料よりも密度が低く、かつ/または熱伝導率が高い材料で作製されることを特徴とする、請求項8に記載のロータ。
- 外層の内側面を超えて、かつ/または外層の外側面を超えて径方向に外側に突出する前記中間層の面は、展開面で作製され、かつ/または熱交換/伝熱を容易にするコーティングを備えることを特徴とする、請求項8に記載のロータ。
- 前記内通し冷却管路は、断面の寸法が一定である、または好ましくは内側から外側に向かって拡大する可変的な断面で作製されることを特徴とする、請求項1に記載のロータ。
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