JP2015132272A

JP2015132272A - ブレーキロータ及びブレーキロータ製造方法

Info

Publication number: JP2015132272A
Application number: JP2014002325A
Authority: JP
Inventors: 功花里; Isao Hanasato
Original assignee: ENDLESS ADVANCE KK
Current assignee: ENDLESS ADVANCE KK
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-09
Also published as: JP6220270B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、重量を増加させることなく、バランス調整が可能なブレーキロータ及びブレーキロータ製造方法を提供する。
【解決手段】ブレーキロータ１は、ブレーキパッド５０と摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面２０を有するリング状のディスク部２と、ブレーキパッド５０の全範囲と摺動するようディスク部２の摺動面２０に複数設けられた制動用スリット２１と、ディスク部２の重量偏差を抑制する位置であって、ブレーキパッド５０の一部の範囲と摺動するようディスク部２の摺動面２０に設けられたバランス用スリット２２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキロータ及びブレーキロータ製造方法に関する。

従来の技術として、ベンチレーテッドディスクロータのディスク外周面に冷却性能向上のために突起部を設け、当該突起部を削ることでバランス調整するブレーキロータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたブレーキロータは、インナー側ディスク及びアウター側ディスクと、放射状に直線状に延び周方向等分に配置されて両ディスクの対向面間を接続するベーンと呼ばれる複数のフィンと、両ディスク外周面であってフィン間で区画された流路の周方向中央位置に設けられる突起部とを有し、ディスクが回転することで流路のディスク外周面付近の空気流の乱れを突起部が大きくし、ブレーキロータの放熱量を増加する。また、突起部が周方向等分に設けられているため、ブレーキロータを回転させたときの重量偏差がある場合には重量が対向する位置に比べて重い部分の突起部を削ることでバランスが調整される。

当該重量偏差はブレーキロータが鋳造や鍛造等の製法を用いて製造されるために不可避で発生するものであり、重量偏差を解消しない場合にはブレーキロータ回転の際の軸ぶれ、軸ぶれに伴う振動、タイヤの磨耗の偏り等が発生するために、当該重量偏差を解消するバランス調整がブレーキロータの製造において必須の工程となる。

特開平１０−１０３３９４号公報

しかし、従来のブレーキロータによると、突起部を設けることで突起部を有しないブレーキロータに比べて重量増となるという問題がある。また、突起部を設けない場合には、従来、フィンの内周面側にバラストと呼ばれるウェイトを取り付けることでバランス調整をするが、バラストにより同様に重量増となる。

また、突起部を設けずに、バラストも使用しない解決方法として、ディスクの外周面の一部を削る方法があるが、ディスクが真円でなくなり、製品の仕様となるサイズと誤差が生じ、歩留まりが低下するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、重量を増加させることなく、バランス調整が可能なブレーキロータ及びブレーキロータ製造方法を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下のブレーキロータ及びブレーキロータ製造方法を提供する。

［１］ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクと、前記ブレーキパッドの全範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により複数設けられた第１のスリットと、前記ディスクの重量偏差を抑制する位置であって、前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により設けられた第２のスリットとを有するブレーキロータ。

［２］前記第２のスリットは、前記ディスクの前記摺動面に放射状に設けられる前記［１］に記載のブレーキロータ。

［３］周方向において前記複数の第１のスリットの間であって前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により設けられた第３のスリットをさらに有する前記［１］又は［２］に記載のブレーキロータ。

［４］ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクに前記ブレーキパッドの全範囲と摺動する第１のスリットを切削により設ける第１の工程と、前記第１のスリットが設けられたディスクの重量偏差を測定する第２の工程と、前記ディスクの重量偏差を抑制する位置に第２のスリットを切削により設ける第３の工程とを有するブレーキロータ製造方法。

［５］ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクに前記ブレーキパッドの全範囲と摺動する複数の第１のスリットと、前記複数の第１のスリットの間であって前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に設けられた第３のスリットとを切削により設ける第１の工程と、前記第１のスリット及び前記第３のスリットが設けられたディスクの重量偏差を測定する第２の工程と、前記ディスクの重量偏差を抑制する位置に第２のスリットを切削により設ける第３の工程とを有するブレーキロータ製造方法。

請求項１、４又は５に係る発明によれば、重量を増加させることなく、バランス調整することができる。

請求項２に係る発明によれば、第２のスリットを容易に設けることができる。

請求項３に係る発明によれば、摺動面がブレーキパッドの摩擦材を削り取る際に生じるノイズの共鳴周波数を変化させることができ、ノイズの発生を低減すること又は人間の可聴周波数外のものとすることができる。

図１は、実施の形態に係るブレーキロータの構成の一例を示す概略斜視図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、ブレーキロータの構成の一例を示す平面図である。図３Ａは、ブレーキロータの製造方法の一例を示す概略図である。図３Ｂは、ブレーキロータの製造方法の一例を示す概略図である。図３Ｃは、ブレーキロータの製造方法の一例を示す概略図である。図３Ｄは、ブレーキロータの製造方法の一例を示す概略図である。

［実施の形態］
（ブレーキロータの構成）
図１は、実施の形態に係るブレーキロータの構成の一例を示す概略斜視図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、ブレーキロータ１の構成の一例を示す平面図であり、図２（ａ）はアウターディスク側、図２（ｂ）はインナーディスク側の平面図である。

このブレーキロータ１は、車両用のディスクブレーキに用いられるものであって、リング状平板のディスク部２と、車両のハブに取り付けられるベルハウジング部３と、ディスク部２をベルハウジング部３に固定する固定ピン４及びボルト４０とを有し、ベルハウジング部３が車両のハブに接続され、車両側に取り付けられたブレーキキャリパのブレーキパッド５０をディスク部２の摺動面２０に押し付けることでブレーキパッド５０と摺動面２０との間に摩擦力を生じさせて車両の制動力を得るものである。

なお、ここでインナーディスク２_ＩＮとアウターディスク２_ＯＵＴを、間隔をおいて並行配置し円周方向等分に配置された複数のベーン２４で接続して一体に形成したものをディスク部２と呼び、インナーディスク２_ＩＮとアウターディスク２_ＯＵＴのそれぞれの摺動面２０_ＩＮと摺動面２０_ＯＵＴを総称して摺動面２０と呼ぶ。

ディスク部２は、ＦＣ鋳鉄又はカーボンを用いて形成される。また、ベルハウジング部３は、アルミやステンレス等を用いて形成される。なお、一例としてインナーディスク２_ＩＮとアウターディスク２_ＯＵＴは、外形３７０ｍｍ、内径２６２ｍｍ、厚さ３４ｍｍであるがこれに限定されるものではない。

ディスク部２のアウターディスク２_ＯＵＴとインナーディスク２_ＩＮはベーン２４で接続され、これらによって区画されることで形成される流路を有し、ブレーキロータ１が回転することで当該流路に気流を発生させる。

ここで、ディスクブレーキは、ブレーキパッド５０の摺動面とブレーキロータ１の摺動面２０_ＯＵＴ及び摺動面２０_ＩＮとが摺動する際に摩擦抵抗を生じ、運動エネルギーを熱エネルギーに変換するものであるが、当該流路に気流を発生することで当該熱エネルギーによるブレーキロータ１の過剰な発熱を抑制する。つまり、ブレーキロータ１はベンチレーテッドタイプである。

ベルハウジング部３は、車両側のハブから突出するネジ部を貫通させるためのネジ穴３０を有し、ネジ穴３０を貫通したネジ部をボルト締めすることでハブに固定される。

なお、ブレーキロータ１は、ディスク部２とベルハウジング部３とから構成される２ピース構造のものを示したが、ベルハウジング部３がさらに２つの部品から構成される３ピース構造であってもよい。

図２（ａ）に示すように、アウターディスク２_ＯＵＴは、摺動面２０_ＯＵＴが車両外側に配置され、摺動面２０_ＯＵＴに第１のスリットとしての制動用スリット２１と、第２のスリットとしてのバランス用スリット２２と、第３のスリットとしての制音用スリット２３とを有する。

図２（ｂ）に示すように、インナーディスク２_ＩＮは、摺動面２０_ＩＮが車両側に配置され、アウターディスク２_ＯＵＴと同様にバランス用スリット２２と、制音用スリット２３と、制動用スリット２１とを有する。

アウターディスク２_ＯＵＴとインナーディスク２_ＩＮは同様の構成を有するため、以下、代表してアウターディスク２_ＯＵＴについて説明する。

制動用スリット２１は、ブレーキパッド５０が押し付けられて互いに摺動する際にブレーキパッド５０表面を削って制動力を向上する目的で、ブレーキパッド５０の全範囲と摺動するように、一般的にアウターディスク２_ＯＵＴの径方向に予め定めた角度を有し、直線又は曲線を用いたパターンで設けられる。また、制動用スリット２１は、一般的にアウターディスク２_ＯＵＴの重量バランスをとるために周方向等分に、例えば、外周Ｌ_１毎に設けられる。なお、一例として制動用スリット２１が８本のものを示したが、本数が限定されるものではない。

バランス用スリット２２は、図２（ａ）に破線で示すブレーキパッド５０の摺動面の一部と摺動するように摺動面２０_ＯＵＴの外縁に設けられ、アウターディスク２_ＯＵＴの重量偏差を抑制する位置であって摺動面２０_ＯＵＴに設けられる。つまり、バランス用スリット２２が設けられる位置は、バランス用スリット２２が設けられる前の状態において、対向する位置の重量に比べて重い位置である。バランス用スリット２２が設けられる位置については後に詳しく説明する。

なお、バランス用スリット２２は摺動面２０_ＯＵＴの内縁に設けてもよい。また、１箇所に設けられるバランス用スリット２２はバランスのずれ（対向する位置との重量差）に応じた本数が設けられる。

制音用スリット２３は、図２（ａ）に斜線で示すブレーキパッド５０の摺動面の一部と摺動するように摺動面２０_ＯＵＴの外縁に設けられ、ブレーキパッド５０の摺動に伴うノイズの発生を抑制する目的で、制動用スリット２１の間に不規則に設けられ、例えば、Ｌ_１をＬ_２対Ｌ_３又はＬ_４対Ｌ_５に分割する位置に摺動面２０_ＯＵＴの外周側に設けられる（なお、Ｌ_２及びＬ_３、Ｌ_４及びＬ_５はそれぞれ等しくないものとする）。

なお、制音用スリット２３は摺動面２０_ＯＵＴの内縁に設けてもよい。また、１箇所に設けられる制音用スリット２３の本数は後述するノイズが最も抑制される本数に調整される。また、バランス用スリット２２と制音用スリット２３の双方の機能を有するスリットを設けてもよい。

なお、制動用スリット２１は、自動車保安基準上のローターの摩耗限界が近いことを利用者に知らせる目的で約０．８ｍｍ以下の深さを有する。一方、バランス用スリット２２及び制音用スリット２３は、当該目的を有するものではないため異なる深さとしてもよい。

また、制動用スリット２１は一般的にアウターディスク２_ＯＵＴの径方向に予め定めた角度を有して設けられるが、バランス用スリット２２及び制音用スリット２３はアウターディスク２_ＯＵＴの径方向に角度を持たずに、つまり放射状に設けられる。なお、バランス用スリット２２及び制音用スリット２３は、放射状に限らず径方向に角度を有して設けられるものであってもよいし、直線に限らず曲線であってもよい。

（ブレーキロータの製造方法）
次に、ブレーキロータ１の製造方法を説明する。図３Ａ〜図３Ｄは、ブレーキロータ１の製造方法の一例を示す概略図である。

まず、図３Ａに示すように、従来の製造方法によってなお、バランス用スリット２２及び制音用スリット２３が設けられていないブレーキロータ１ａを用意する。

次に、ブレーキロータ１ａの重量偏差をバランサー等の測定機器を用いて測定する。従来の製造方法の場合、図３Ｂに示す位置Ｐ１が対向する位置Ｐ２に比べて軽いためにバラストを取り付けることでバランスを調整するが、本実施の形態においては位置Ｐ１に対向する位置Ｐ２の重量を以下に説明する方法で減少させることでバランスを調整する。

具体的には、ブレーキロータ１ａに対し、図３Ｃに示すように、位置Ｐ２を中心に一例として１２０°の範囲ａ２に等間隔にバランス用スリット２２を切削によりインナーディスク２_ＩＮの摺動面２０_ＩＮに設けてブレーキロータ１ｂとする。バランス用スリット２２の１本のスリットは、一例として幅２．８ｍｍ、深さ１ｍｍであり、長さや本数は減少させるべき重量に合わせて調整される。

次に、ブレーキロータ１ｂに対し、図３Ｄに示すように、制音用スリット２３を切削によりインナーディスク２_ＩＮの摺動面２０_ＩＮに設けてブレーキロータ１ｃとする。制音用スリット２３は、ブレーキロータ１ｂのバランスを崩さない位置に設けるものとする。

なお、ブレーキロータ１ａに先に制音用スリット２３を設けて、制音用スリット２３が設けられたブレーキロータ１ｂ’の重量偏差を測定して、制動用スリット２１を設けてもよい。この場合、制音用スリット２３を設ける際にブレーキロータ１ａのバランスを考慮せずに済む。

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、バランス用スリット２２を摺動面２０_ＩＮ及び摺動面２０_ＯＵＴに設けることでブレーキロータ１のバランスを調整したため、ディスク部２の外周面に突起を設ける場合や、ベーン２４の内周側にバラスト６を取り付ける場合に比べてブレーキロータ１の重量の増加を抑制することができる。

また、レーシング用途においては高速走行でのブレーキ動作等によって一般用途とは全く異なる高温状況に置かれるためにバラスト６をベーン２４に取り付けるための接着剤が剥離してバラスト６が脱落する場合があるが、バラスト６自体が不要であるため、レーシング用途におけるバラスト６の脱落による危険を回避できる。

また、ディスク部２の外周面を切削しないため、ディスク部２を真円に近づけることが容易で、製品の仕様となるサイズとの誤差を抑制でき、歩留まりが向上する。

また、ブレーキロータ１は、摺動面２０がブレーキパッド５０の摩擦材を削り取る際にノイズを生じるが、制動用スリット２１が一般的に等間隔に設けられているために、当該ノイズが当該制動用スリット２１の間隔に応じて一定の周波数で共鳴し、ノイズを増大させると考えられているが、制音用スリット２３を設けることで当該共鳴音の周波数を変化させることができ、その結果、ノイズの発生を低減すること又は人間の可聴周波数外のものとすることができる。

また、バランス用スリット２２及び制音用スリット２３を設けるために専用の加工機械等を必要とせず、制動用スリット２１を設けるための機械を共用することができるため、加工コストを抑制することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。例えば、ブレーキロータ１としてベンチレーテッドロータを示したが、ソリッドロータに本発明を適用してもよい。また、ベンチレーテッドロータのベーンはストレートタイプであってもよいし、カーブベーンやピラータイプを用いてもよい。

１ブレーキロータ
１ａ〜１ｃブレーキロータ
２ディスク部
２_ＩＮインナーディスク
２_ＯＵＴアウターディスク
３ベルハウジング部
４固定ピン
２０、２０_ＩＮ、２０_ＯＵＴ摺動面
２１制動用スリット
２２バランス用スリット
２３制音用スリット
２４ベーン
３０ネジ穴
５０ブレーキパッド

Claims

ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクと、
前記ブレーキパッドの全範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により複数設けられた第１のスリットと、
前記ディスクの重量偏差を抑制する位置であって、前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により設けられた第２のスリットとを有するブレーキロータ。
前記第２のスリットは、前記ディスクの前記摺動面に放射状に設けられる請求項１に記載のブレーキロータ。
周方向において前記複数の第１のスリットの間であって前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に切削により設けられた第３のスリットをさらに有する請求項１又は２に記載のブレーキロータ。
ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクに前記ブレーキパッドの全範囲と摺動する第１のスリットを切削により設ける第１の工程と、
前記第１のスリットが設けられたディスクの重量偏差を測定する第２の工程と、
前記ディスクの重量偏差を抑制する位置に第２のスリットを切削により設ける第３の工程とを有するブレーキロータ製造方法。
ブレーキパッドと摺動して摩擦抵抗を生じる摺動面を有するリング状のディスクに前記ブレーキパッドの全範囲と摺動する複数の第１のスリットと、前記複数の第１のスリットの間であって前記ブレーキパッドの一部の範囲と摺動するよう前記ディスクの前記摺動面に設けられた第３のスリットとを切削により設ける第１の工程と、
前記第１のスリット及び前記第３のスリットが設けられたディスクの重量偏差を測定する第２の工程と、
前記ディスクの重量偏差を抑制する位置に第２のスリットを切削により設ける第３の工程とを有するブレーキロータ製造方法。