JP2015169264A

JP2015169264A - ブレーキディスク

Info

Publication number: JP2015169264A
Application number: JP2014044329A
Authority: JP
Inventors: 直樹 ▲冨▼沢; Naoki Tomizawa; 拓也寺野; takuya Terano
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-28
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: JP6134277B2

Abstract

【課題】パッドのクリーニングによるブレーキ性能向上といった機能を有しながら、耐ジャダー性が良好なブレーキディスクを提供する。【解決手段】ディスクブレーキ装置に用いられる本発明のブレーキディスクＢＤ１は、車軸と一体に回転され、制動時にパッドＰが摺接するロータ１を備え、ロータ１の外周側の表裏両面に、板厚方向に窪む第１の窪み部１１が周方向に所定間隔で複数凹設され、ロータ１の内周側の表裏両面に、板厚方向に窪む第２の窪み部１２が周方向に所定間隔で複数凹設される。【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車等のディスクブレーキ装置に用いられるブレーキディスクに関する。

自動二輪車等のディスクブレーキ装置は、車軸と一体に回転され、制動時にパッドが摺接するロータを有するブレーキディスクを備える。そして、運転者によってブレーキレバーが操作されると、このときの操作量、即ち、マスタシリンダから吐出されるブレーキ液の液圧に応じてパッドがディスク側に進入して圧接し、パッドの摺接により制動力を発生する。この種のブレーキディスクとして、パッドのクリーニングによるブレーキ性能向上等のため、外周形状を径方向の凹凸が周方向に連続する形状に形成すると共に、その内周形状も径方向の凹凸が周方向に連続する形状にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、ロータは、ブレーキ操作によって発熱による熱膨張と放熱による熱収縮とを繰り返す。上記従来例のように外周形状及び内周形状が周方向に凹凸を繰り返していると、そのロータの内外周間の距離の相違等に起因して、ロータの内周または外周のうち凸部に夫々対応する部分と凹部に夫々対応する部分とで熱膨張率または熱収縮率に差が生じ、主として熱収縮するときに凸部に対応する部分が板厚方向に折れ曲がるように撓む場合がある。そして、凸部に対応する部分が撓むと、バッドがロータに一様に接触せず、制動時のパッドの摺接により振動が発生する。その結果、耐ジャダー性に劣るものとなるという不具合がある。

特許第４１５５３０１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、パッドのクリーニングによるブレーキ性能向上といった機能を有しながら、耐ジャダー性が良好なブレーキディスクを提供することをその課題とするものである。

上記の課題を解決するために、ディスクブレーキ装置に用いられる本発明のブレーキディスクは、車軸と一体に回転され、制動時にパッドが摺接するロータを備え、ロータの内周側または外周側の少なくとも一方に、板厚方向に窪む窪み部が周方向に所定間隔で複数凹設されることを特徴とする。

本発明によれば、ロータの内周側及び外周側の少なくとも一方に窪み部を設けると、ロータの内周側または外周側は、その板厚が比較的薄い部分（薄肉部）と、ロータの板厚に相当する比較的厚い部分（厚肉部）とが回転方向に交互に繰り返す形状になり、厚肉部自体は薄肉部を介して互いに繋がっている。このため、制動時にパッドが厚肉部を摺接することになるものの、厚肉部と薄肉部とが連動して熱膨張または熱収縮するため、ロータが局所的に撓んだりすることはない。その結果、制動時に、窪み部とロータの表裏両面とのエッジでパッドが削られることでパッドのクリーニングによるブレーキ性能向上といった機能を有しながら、耐ジャダー性を良好にすることができ、しかも、軽量化や放熱性能の向上も図ることもできる。

本発明において、前記ロータの外周側に凹設される窪み部を第１の窪み部とし、第１の窪み部の輪郭は、径方向の所定位置を第１起点とし、第１起点から回転方向後方で径方向外側に向けて線状に延びる第１ラインと、第１起点から回転方向前方で径方向外側に向けて線状に延びる第２ラインとを含み、第１ラインが第２ラインより長く設定されることが好ましい。これによれば、パッドがロータに圧接した状態で第１の窪み部を通過するときに、ロータに対するパッドの接触面が徐々に増加していくため、運転者がブレーキレバーを操作したときのブレーキフィーリングを良好にすることできる。この場合、第１ラインの長さは第２ラインの倍以上の長さを有することが望ましい。なお、ロータへの第１の窪み部の加工等を考慮すれば、第１の窪み部は、ロータの外周縁部に達するように形成することが好ましい。

ここで、ブレーキ操作によりロータが発熱と放熱を繰り返したときに、ロータの回転方向や径方向のヒートマスが不均一になると、第１の窪み部とロータの表裏両面とのエッジを起点としてロータに板厚方向の歪が発生する虞があり、これでは耐ジャダ―性に劣るものになってしまう。そこで、本発明においては、前記ロータの内周側に凹設される窪み部を第２の窪み部とし、第１及び第２の各窪み部が、ロータの表裏両面に凹設されることが好ましい。これによれば、ロータの回転方向や径方向のヒートマスを揃えるように調整することが可能となり、ロータに大きな温度むらが発生することを抑制できてよい。

この場合、前記第１及び第２の両窪み部を除く前記ロータの表裏両面をパッドが連続して摺接するパッド摺接部とし、第２の窪み部の輪郭は、径方向の所定位置を第２起点とし、第２起点から第１ラインに平行に且つ回転方向前方で径方向内側に向けて線状に延びる第３ラインと、第２起点から第２ラインに平行に且つ回転方向後方で径方向内側に向けて線状に延びる第４ラインとを含み、第１ラインと第３ラインとの間のパッド摺接部の幅及び第２ラインと第４ラインとの間のパッド摺接部の幅が同等に設定されることが好ましい。これによれば、ブレーキ操作を繰り返したときにロータの板厚方向の歪の発生を可及的に小さくでき、パッドのクリーニングによるブレーキ性能と耐ジャダ―性とを更に良好にしながら、ブレーキディスクの更なる軽量化と放熱性向上とを図ることができる。なお、第２の窪み部もロータの外周縁部に達するように形成することが好ましい。

ところで、ブレーキディスクには所謂フローティングタイプのものがあり、このものは、ロータ部の内周縁部の周方向複数箇所に、径方向内方に向けて突設される、車軸に固定のハブとの連結部を備える。そして、ブレーキ操作を繰り返したときのロータの熱は、連結部を介して積極的にハブへと熱引きを生じる。このため、ロータのヒートマスが不均一にならないようにする必要がある。そこで、本発明においては、第２の窪み部は連結部を含むように形成され、第１起点は、回転方向で連結部相互の間に位置することが好ましい。これによれば、連結部からハブへの伝熱量が少なくして、ブレーキディスクの回転方向でのヒートマスを揃えることが可能になる。

本発明の実施形態のブレーキディスクの斜視図。（ａ）は、図１に示すブレーキディスクを一部の連結ピンを取り外した状態で示す正面図、（ｂ）は、その側面図。（ａ）は、図１に示すブレーキディスクのロータの正面図、（ｂ）は、（ａ）中のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿う断面図。本発明の変形例に係る実施形態のブレーキディスクの部分正面図。

以下、図面を参照して、自動二輪車等のディスクブレーキ装置に用いられる本発明のブレーキディスクを所謂フローティングタイプのものとし、その実施形態を説明する。

図１及び図２を参照して、ＢＤ_１は、本実施形態のブレーキディスクであり、ブレーキディスクＢＤ_１は、制動時にディスクブレーキ装置のパッドＰが摺接する環状のロータ１と、ロータ１の内側に配置され、図外の車軸に連結されるハブ２と、ロータ１とハブ２とを周方向複数箇所で連結する連結ピン３とを備える。

ハブ２には、中央の軸穴４と、軽量化のための大小複数の孔５とが形成されている。ハブ２の外周には、連結ピン３の外周略半分を囲うようにして受け入れる第１のピン受け部６１が周方向の間隔を存して形成されている。他方、ロータ１の内周縁部には、径方向内方に延び、連結ピン３の外周略半分を囲うようにして受け入れる舌片状のピン受け部６２が周方向の間隔を存して形成され、各ピン受け部６１，６２が本実施形態の連結部６を構成する。

連結ピン３は、外径が第１及び第２の両ピン受け部６１，６２に内接する円の径より僅かに小径の中空ピンで構成され、連結ピン３の一端には、第１及び第２の各ピン受け部６１，６２の軸方向一方の側面に当接するフランジ部３ａを有する。そして、特に図示して説明しないが、連結ピン３の他端側には、皿ばねとワッシャとを外挿して連結ピン３の他端をかしめることにより、ワッシャを介して皿ばねを第１及び第２の両ピン受け部６１，６２の軸方向他方の側面に圧接させることでロータ１とハブ２とがフローティング状態で連結される。尚、ロータ１とハブとの連結方法は上記のものに限定されるものではなく、他の公知の方法を用いることができる。

ここで、パッドＰのクリーニングによるブレーキ性能向上等のため、従来例の如く、ロータの外周形状や内周形状を径方向の凹凸が周方向に連続する形状に形成することが考えられるが、凹凸の内周または外周のうち凸部に対応する部分と凹部に対応する部分との熱膨張率または熱収縮率の差により、凸部に対応する部分が撓み、制動時のパッドＰの摺接により振動が発生して耐ジャダー性に劣るものとなってしまう。このため、パッドＰのクリーニングによるブレーキ性能向上といった機能を有しながら、耐ジャダー性が良好なるように構成する必要がある。

図３も参照して、本実施形態では、ロータ１の外周側の表裏両面に、板厚方向に窪む第１の窪み部１１を周方向に所定間隔で複数凹設すると共に、ロータ１の内周側の表裏両面に、板厚方向に窪む第２の窪み部１２を周方向に所定間隔で複数凹設し、第１及び第２の両窪み部１１，１２を除くロータ１の表裏両面をパッドＰが連続して摺接するパッド摺接部１３としている。パッド摺動部１３には、ブレーキディスクＢＤ_１の軽量化やパッドのクリーニングによるブレーキ性能向上ため、板厚方向に貫通する軽量孔１４が複数開設されている。

第１及び第２の両窪み部１１，１２の各々は同一の輪郭を持ち、ロータ１の表裏両面の回転方向で同じ位置に夫々設けられている。第１の窪み部１１の輪郭は、径方向の所定位置を第１起点１１ａとし、第１起点１１ａから回転方向後方で径方向外側に向けて線状に延びる第１ライン１１ｂと、第１起点１１ａから回転方向前方で径方向外側に向けて線状に延びる第２ライン１１ｃとを含み、第１ライン１１ｂが第２ライン１１ｃより長く、具体的には倍以上の長さとなるように設定されている。また、ロータ１への第１の窪み部１１の加工等を考慮して、第１の窪み部１１は、ロータ１の外周縁部に達するように形成されている。

他方、第２の窪み部１２の輪郭は、第１起点１１ａより径方向内方の所定位置を第２起点１２ａとし、第２起点１２ａから第１ライン１１ｂに平行に且つ回転方向前方で径方向内側に向けて線状に延びる第３ライン１２ｂと、第２起点１２ａから第２ライン１１ｃに平行に且つ回転方向後方で径方向内側に向けて線状に延びる第４ライン１２ｃとを含み、ロータ１の内周縁部に達するように形成されている。そして、第１ライン１１ａと第３ライン１２ａとの間のパッド摺接部１３の幅及Ｗ_１び第２ライン１１ｃと第４ライン１２ｃとの間のパッド摺接部１３の幅Ｗ_２が同等になるようにしている。また、第２の窪み部１２は、第２のピン受け部６２を含むように形成され、第１起点１１ａは、回転方向で連第２のピン受け部６２相互の間に位置するようにしている。

第１及び第２の各起点１１ａ，１１ｂの位置や第１〜第４の各ライン１１ｂ，１１ｃ、１２ｂ，１２ｃの長さは、例えば、ブレーキ操作を繰り返したときのロータ１のヒートマスを考慮して適宜設定される。この場合、第１及び第２の各窪み部１１，１２にも、ヒートマスを考慮して板厚方向に貫通する軽量孔１５を開設するようにしてもよい。また、特に図示して説明しないが、第１及び第２の各窪み部１１，１２からロータ１の表裏両面に達する板厚方向に沿う壁面は、ロータ１の表裏両面に垂直であっても、傾斜してもよく、更に、第１及び第２の各起点１１ａ,１２ａにおいては、第１ライン１１ｂと第２ライン１１ｃ並びに第３ライン１２ｂと第４ライン１２ｃが円弧状に繋がっていてもよい。

以上の実施形態によれば、ロータ１のパッドＰが摺接する表裏両面は、第１及び第２の各窪み部１１，１２を設けることで板厚が比較的薄い部分（薄肉部）と、ロータ１の板厚に相当する比較的厚い部分（厚肉部）とが回転方向に交互に繰り返す形状であり、厚肉部としてのパッド摺動部１３自体は、薄肉部を介して互いに繋がっている。従って、ブレーキ操作を繰り返したとき、パッド摺動部１３と薄肉部とが連動して熱膨張または熱収縮するため、ロータ１が局所的に撓んだりすることはなく、しかも、ロータ１の内周側及び外周側の表裏両面に、第１及び第２の各窪み部１１，１２を設けると共に、連結部６２からハブ３への伝熱量が少なくなるため、ロータ１の回転方向や径方向のヒートマスを揃えてロータ１に大きな温度むらが発生することを抑制できる。その結果、第１及び第２の各窪み部１１，１２とロータ１の表裏両面とのエッジでパッドＰが削られることでパッドＰのクリーニングによるブレーキ性能向上といった機能を有しながら、ブレーキ操作を繰り返したときのロータ１に板厚方向の歪の発生を可及的に小さくできることと相俟って、耐ジャダー性を良好にすることができ、しかも、軽量化や放熱性能の向上も図ることもできる。

また、比較的回転速度の速いロータ１の外周側の表裏両面に設けた第１の窪み部１１の輪郭をなす第１ライン１１ｂを第２ライン１１ｃより長く設定したため、パッドＰがロータ１に圧接した状態で第１の窪み部１１を通過するときに、ロータ１に対するパッドの接触面が徐々に増加していくため、運転者がブレーキレバーを操作したときのブレーキフィーリングを良好にすることできる。この場合、第３ライン１２ｂは第４ライン１２ｃより長くなるが、第２の窪み部１２が設けられているロータ１の径方向内周側は、第１の窪み部１１が設けられているロータ１の径方向外周側と比較して回転速度が遅いため、ブレーキフィーリングに与える影響は小さい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態では、ディスクブレーキとしてフローティングタイプのものを例に説明したが、これに限られるものではなく、一体もののディスクブレーキに本発明を適用することもできる。また、上記実施形態では、加工性等を考慮して、第１及び第２の各窪み部１１，１２が、ロータ１の外周側及び内周側に達するように形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１の窪み部１１の輪郭を第１ライン１１ｂと、第２ライン１１ｃと、第１ライン及び第２ラインの終点をロータの回転中心を中心とする円弧で結んだ形状でロータ１の表裏両面の所定位置に形成することもできる。また、図４に示す、変形例に係るブレーキディスクＢＤ_２のように、更なる軽量化を図るためにパッド摺動部１３の外周縁部が第１の窪み部１１より僅かに径方向外側に突出するように形成することもできる。

また、上記実施形態では、第１及び第２の両窪み部１１，１２の各々は、ロータ１の表裏両面の回転方向で同じ位置に夫々設けられているが、これに限定されるものではなく、ロータ１の回転方向や径方向のヒートマスを考慮しつつ、第１及び第２の両窪み部１１，１２の形成位置を周方向に互い違いにずらしたり、ロータ１の表裏両面の少なくとも一方にだけ形成したり、第１及び第２の両窪み部１１，１２の一方を省略したりすることができる。

ＢＤ_１，ＢＤ_２…ブレーキディスク、１…ロータ、１１…第１の窪み部（窪み部）、１１ａ…第１起点、１１ｂ…第１ライン、１１ｃ…第２ライン、１２…第２の窪み部（窪み部）、１２ａ…第２起点、１２ｂ…第３ライン、１２ｃ…第４ライン、１３…パッド摺動部、６…連結部、６２…舌片（連結部）、Ｐ…パッド。

Claims

ディスクブレーキ装置に用いられるブレーキディスクであって、車軸と一体に回転され、制動時にパッドが摺接するロータを備えるものにおいて、
ロータの内周側または外周側の少なくとも一方に、板厚方向に窪む窪み部が周方向に所定間隔で複数凹設されることを特徴とするブレーキディスク。
前記ロータの外周側に凹設される窪み部を第１の窪み部とし、第１の窪み部の輪郭は、径方向の所定位置を第１起点とし、第１起点から回転方向後方で径方向外側に向けて線状に延びる第１ラインと、第１起点から回転方向前方で径方向外側に向けて線状に延びる第２ラインとを含み、第１ラインが第２ラインより長く設定されることを特徴とする請求項１記載のブレーキディスク。
前記ロータの内周側に凹設される窪み部を第２の窪み部とし、第１及び第２の各窪み部が、ロータの表裏両面に凹設されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブレーキディスク。
前記第１及び第２の両窪み部を除く前記ロータの表裏両面をパッドが連続して摺接するパッド摺接部とし、第２の窪み部の輪郭は、径方向の所定位置を第２起点とし、第２起点から第１ラインに平行に且つ回転方向前方で径方向内側に向けて線状に延びる第３ラインと、第２起点から第２ラインに平行に且つ回転方向後方で径方向内側に向けて線状に延びる第４ラインとを含み、第１ラインと第３ラインとの間のパッド摺接部の幅及び第２ラインと第４ラインとの間のパッド摺接部の幅が同等に設定されることを特徴とする請求項３記載のブレーキディスク。
請求項３または請求項４記載のブレーキディスクであって、前記ロータ部の内周縁部の周方向複数箇所に、径方向内方に向けて突設される、車軸に固定のハブとの連結部を備えるものにおいて、
前記第２の窪み部は連結部を含むように形成され、前記第１起点は、回転方向で連結部相互の間に位置することを特徴とするブレーキディスク。