JP2020051565A - ブレーキディスク及びブレーキディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な摩耗粉の大気中への飛散を抑制することができるブレーキディスクを提供すること。【解決手段】ブレーキディスク１０は、鋳造工程を含む複数の工程を経て円盤状に製造される。ブレーキディスク１０は、ブレーキパッド２１と接触する第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、鋳造工程にて形成された鋳肌面を有し、且つ、径方向に延設された溝部１３が形成される。又、ブレーキディスク１０がベンチレーティッド型の場合には、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、鋳造工程にて形成された鋳肌面を有する通気路１１ｄに連通する孔部１４が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキディスク及びブレーキディスクの製造方法に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に開示されたブレーキディスクが知られている。この従来のブレーキディスクは、ブレーキディスク本体に設けられていて、挿入空間に向かって歪められた主要羽根を横切って延びる通過チャンネルを有している。又、従来のブレーキディスクは、ブレーキディスク本体の少なくとも一部には固定カバーが設けられており、固定カバーの中に二次羽根のシステムが配置されるようになっている。通過チャンネルは、列をなして配置されており、ブレーキディスクの中心からの距離が増加するにつれて増加する穴部を有している。二次羽根は少なくとも主要羽根と同数とされ、二次羽根の衝突表面は冷却気流の方向に対して向けられるようになっている。そして、従来のブレーキディスクにおいては、ブレーキディスク本体を中心とする空間が通過チャンネルと相互連結され、ホイールディスクを通ってホイールの外側に冷却空気が引き出されるようになっている。

特表２０１３−５３４６０４号公報

ところで、ディスクブレーキ装置は、ブレーキディスクに対してブレーキパッドを接触させることにより、制動力を発生させる。上記従来のブレーキディスクは、通過チャンネルを介して冷却空気をホイールの外側に引き出すようになっている。このため、ブレーキディスクとブレーキパッドとの接触によってブレーキパッドから発生した微細な摩耗粉は、冷却空気と共にホイールの外側即ち大気中に飛散する。摩耗粉の大気中への飛散は、環境保全の観点から抑制することが望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、微細な摩耗粉の大気中への飛散を抑制することができるブレーキディスクを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明に係るブレーキディスクは、摩擦部材と接触する摺動面に、鋳肌面を有し、且つ、径方向に延設された溝部を有する。

又、本発明に係るブレーキディスクは、第一ディスク部材、第二ディスク部材、及び、第一ディスク部材と第二ディスク部材との間に配置されたフィンによって構成されて鋳肌面を有する通気路と、第一ディスク部材及び第二ディスク部材に設けられていて、第一摩擦部材と接触する第一摺動面及び第二摩擦部材と接触する第二摺動面と、を有するブレーキディスクであって、第一ディスク部材及び第二ディスク部材は、第一摺動面及び第二摺動面のうちの一方から通気路に貫通し、且つ、第一摺動面及び第二摺動面のうちの他方には貫通しない孔部が設けられる。

又、本発明に係るブレーキディスクの製造方法は、鋳造工程を含むブレーキディスクの製造方法であって、鋳造工程において、摩擦部材と接触する摺動面に、鋳肌面を有し、且つ、径方向に延設された溝部を形成する。

更に、本発明に係るブレーキディスクの製造方法は、鋳造工程を含む複数の工程を経て円盤状に形成された第一ディスク部材、第二ディスク部材、及び、第一ディスク部材と第二ディスク部材との間に配置されたフィンによって構成されて鋳造工程にて形成された鋳肌面を有する通気路と、第一ディスク部材及び第二ディスク部材に設けられていて、第一摩擦部材と接触する第一摺動面及び第二摩擦部材と接触する第二摺動面と、を有するブレーキディスクを製造するブレーキディスクの製造方法であって、第一ディスク部材及び第二ディスク部材に、第一摺動面及び第二摺動面のうちの一方から通気路に貫通し、且つ、第一摺動面及び第二摺動面のうちの他方には貫通しない孔部を設ける孔形成工程を有する。

鋳造工程において形成された溝部を有するブレーキディスクによれば、摩擦部材と第一摺動面及び第二摺動面との接触（摺動）に伴って発生した微細な摩耗粉を、鋳造工程において形成されて面粗度の粗い鋳肌面に付着（固着）させることができる。これにより、本発明に係るブレーキディスクは、溝部の鋳肌面に付着（固着）された微細な摩耗粉を溝部の内部にて雨や大気中の水分によって固めて粒子の集合体とすることができるため、微細な摩耗粉が大気中に飛散することを抑制することができる。

又、鋳造工程において形成された通気路を有し且つ通気路に連通する孔部を有するブレーキディスクによれば、孔部は、第一摩擦部材及び第二摩擦部材と第一摺動面及び第二摺動面との接触（摺動）に伴って発生した微細な摩耗粉を含む空気を鋳肌面を有する通気路に流すことができる。通気路は、鋳造工程において面粗度の粗い鋳肌面を有するため、空気に含まれる微細な摩耗粉を鋳肌面に付着（固着）させることができる。従って、本発明に係るブレーキディスクは、通気路の内部にて微細な摩耗粉を雨や大気中の水分によって粒子の集合体とすることができ、微細な摩耗粉が大気中に飛散することを抑制することができる。

本発明に係るブレーキディスクを備え、第一実施形態及び第二実施形態に共通するディスクブレーキ装置の概略的な全体図である。 第一実施形態に係り、図１のブレーキディスク（ソリッド型）の構成を示す断面図である。 第一実施形態に係り、図１のブレーキディスク（ベンチレーティッド型）の構成を示す断面図である。 ブレーキディスクの溝部を説明するための拡大図である。 図４のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。 溝部の断面形状を説明するための断面図である。 溝部の断面形状を説明するための断面図である。 第一実施形態の第一変形例を示す拡大図である。 第一実施形態の第二変形例を示す拡大図である。 第二実施形態に係り、図１のブレーキディスク（ベンチレーティッド型）の構成を示す断面図である。 ブレーキディスクの孔部を説明するための拡大図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面を示す断面図である。 孔部の断面形状を説明するための断面図である。 孔部の断面形状を説明するための断面図である。 第二実施形態の第一変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態及び変形例の相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付してある。又、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。

（第一実施形態）
ディスクブレーキ装置Ｂは、図１に示すように、ブレーキディスク１０と、キャリパ２０と、を備えている。ブレーキディスク１０は、車両の車輪と一体に回転可能に設けられており、円盤状のディスク部１１と、図２に示すように車両の回転部分であるハブＨＵにボルトＢＴ及びナットＮＴにより締結される円筒状のハット部１２と、から構成される。尚、ブレーキディスク１０の軸線Ｊｄに沿った方向（以下、「ディスク軸方向」とも称呼する。）において、ハット部１２の車両外側には、ボルトＢＴ及びナットＮＴによってホイールディスクＷＨが締結される。

ここで、ディスクブレーキ装置Ｂは、ソリッド型及びベンチレーティッド型のうちの少なくとも一方とすることができる。ソリッド型の場合、図２に示すように、ブレーキディスク１０のディスク部１１が中実円盤状であり、摺動面として、ディスク軸方向において車両外側となる第一摺動面１１ｏ（アウタ側摺動面）と車両内側となる第二摺動面１１ｉ（インナ側摺動面）とを有する。

又、ベンチレーティッド型の場合は、図３に示すように、ブレーキディスク１０のディスク部１１がディスク軸方向において車両外側となる第一ディスク部材としてのアウタ側ディスク部材１１ａ及び車両内側となる第二ディスク部材としてのインナ側ディスク部材１１ｂと、アウタ側ディスク部材１１ａとインナ側ディスク部材１１ｂとの間に配置されたフィン１１ｃと、を有している。そして、ベンチレーティッド型のブレーキディスク１０は、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂとフィン１１ｃとによって構成される通気路１１ｄを有している。そして、ベンチレーティッド型の場合は、摺動面として、アウタ側ディスク部材１１ａが第一摺動面１１ｏを有すると共にインナ側ディスク部材１１ｂが第二摺動面１１ｉを有する。尚、ディスク部１１の構成については、後に詳述する。

キャリパ２０は、図１に示すように、浮動式や対向型キャリパであり、二点鎖線により示すように、摩擦部材としてのブレーキパッド２１を収容してブレーキディスク１０を跨ぐように設けられる。キャリパ２０は、車両の非回転部分（例えば、図示省略の車体側）に固定されるようになっている。キャリパ２０は、ブレーキディスク１０（より詳しくは、ディスク部１１）の周方向（以下、この周方向を「ディスク周方向」とも称呼する。）にて相対変位不能に支持する。又、キャリパ２０は、図２及び図３にて二点鎖線により示すように、ブレーキパッド２１をディスク軸方向に沿ってディスク部１１に向けて押動して変位可能に支持する。

これにより、一対のブレーキパッド２１のうちディスク軸方向にて車両外側の第一摩擦部材（アウタ側摩擦部材）であるブレーキパッド２１ｏは、回転するディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ）の第一摺動面１１ｏと摺動する。又、一対のブレーキパッドのうちディスク軸方向にて車両内側の第二摩擦部材（インナ側摩擦部材）であるブレーキパッド２１ｉは、回転するディスク部１１（インナ側ディスク部材１１ｂ）の第二摺動面１１ｉと摺動する。このようにブレーキパッド２１がディスク部１１と摺動することにより、車輪に制動力を発生させる。

（ディスク部１１の構成について）
ブレーキディスク１０のうち、少なくともディスク部１１は、鋳造工程を含む複数の加工工程を経ることにより製造される。先ず、鋳造工程において、円盤状のディスク部１１（第一実施形態においてはハット部１２も含む）が形成される。加えて、鋳造工程において、ディスク部１１に第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、図２〜図４に示すように、ブレーキディスク１０（ディスク部１１）の軸線Ｊｄから外周に向けた径方向（以下、単に、「径方向」とも称呼する。）に沿って、例えば、放射状に延設された溝部１３が形成される。尚、以下の説明において、ディスク軸方向にて車両外側の第一摺動面１１ｏに形成される溝部１３を第一溝部としての溝部１３ｏとし、ディスク軸方向にて車両内側の第二摺動面１１ｉに形成される溝部１３を第二溝部としての溝部１３ｉとする。

ここで、鋳造工程においては、鋳型（砂型）に溶融された金属（例えば、鋳鉄やアルミニウム等）が鋳込まれてディスク部１１が製造される。このため、鋳造工程を経た第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉや溝部１３、ベンチレーティッド型のアウタ側ディスク部材１１ａ、インナ側ディスク部材１１ｂ及びフィン１１ｃは、鋳型（溝部１３については鋳型の凸部）の表面が転写されている。従って、第一摺動面１１ｏ、第二摺動面１１ｉ及び溝部１３等は、表面の粗さが粗い状態、即ち、鋳肌を有した状態になっている。

ディスク部１１は、鋳造工程の後、機械加工工程を経て仕上げられる。具体的に、機械加工工程においては、未だ鋳肌を有するディスク部１１の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉを、例えば、切削や研削加工等の機械加工により平滑な面とし、最終的にディスク部１１が完成される。即ち、完成されたディスク部１１においては、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのみが機械加工によって平滑な面とされる一方で、図５に示すように、溝部１３ｏ，１３ｉの内面は鋳造工程において形成された鋳肌面１３ｈを有したままとされる。ここで、平滑な面である第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉの面粗度（表面粗さ）は０．５〜１０Ｓ（「Ｓ」は最大高さＲｍａｘを表す）とされ、鋳造工程によって形成された通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈの面粗度（表面粗さ）は４０〜１００Ｓとされる。尚、ベンチレーティッド型のディスク部１１においては、溝部１３ｏ，１３ｉに加えて、通気路１１ｄを構成するアウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂの対向面及びフィン１１ｃ即ち通気路１１ｄの内周面が鋳肌面を有したままとされる。

溝部１３ｏ，１３ｉは、図２及び図３に示すように、径方向における寸法Ｌｚがブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの寸法Ｌｐとほぼ同じとなるように設けられる。これにより、図４に示すように、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉのそれぞれが第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉと摺動する摺動領域Ｓを横切るように延設される。具体的に、ブレーキディスク１０の径方向においてブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの上端Ｓｓと下端Ｓｕとによって区画される領域を横切るように延設される。

又、図４にて実線により示す溝部１３ｏと、図４にて破線により示す溝部１３ｉは、ディスク周方向に沿って、交互に設けられる。第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに溝部１３ｏ，１３ｉが設けられると、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の板厚が減少し、強度が低下する。そこで、溝部１３ｏ，１３ｉをディスク周方向において交互に設けることにより、図５に示すように、溝部１３ｏと溝部１３ｉとがディスク周方向において重なって設けられることがない。これにより、ブレーキディスク１０の強度が十分に確保される。

尚、溝部１３ｏ，１３ｉの溝深さは、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の板厚に対して、例えば、１０％以下に設定されると良い。特に、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の強度が必要な場合には、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の板厚に対して、例えば、５％以下に設定されると良い。

又、溝部１３ｏ，１３ｉは、鋳肌面１３ｈを有し、軸線Ｊｄに平行な断面における断面形状が、図５に示すような矩形状とされている。より好ましくは、溝部１３ｏ，１３ｉの断面形状は、図６及び図７に示すようなＶ字状（三角形状）とされる。

特に、溝部１３ｏ，１３ｉの断面形状が三角形状の場合、図６に二等辺三角形状の溝部１３ｏを例示するように、斜面１３ｚと平滑な第一摺動面１１ｏとがなす角度Ｋｚが鋭角（９０度よりも小さい角度）に設定される。ここで、角度Ｋｚは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが溝部１３ｏ，１３ｉから離れて行く側（所謂、回出側）における角度である。又、斜面１３ｚは、溝部１３ｏ（溝部１３ｉ）の軸線Ｊｄに平行な断面における斜面である。

このように、角度Ｋｚを鋭角に設定することにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが、ディスク部１１と一体に回転する溝部１３ｏ，１３ｉを通過する際に、溝部１３ｏ，１３ｉの回出側の角部にて不必要に削られることが抑制される。ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの不必要な削りを抑制する場合、角度Ｋｚは６０度以下に設定されることが好ましく、更には、角度Ｋｚが４５度以下に設定されることがより好ましい。

又、溝部１３ｏ，１３ｉの断面形状が三角形状の場合、図７に直角三角形状の溝部１３ｏを例示するように、第一斜面１３ｘと平滑な第一摺動面１１ｏとが角度Ｋｘをなし、第二斜面１３ｙと平滑な第一摺動面１１ｏとが角度Ｋｙをなす。尚、第一斜面１３ｘ及び第二斜面１３ｙは、溝部１３ｏ（溝部１３ｉ）の軸線Ｊｄに平行な断面における斜面である。そして、角度Ｋｘと角度Ｋｙは、鋭角であって、「Ｋｘ＞Ｋｙ」の関係を満たすように設定される。

ここで、角度Ｋｘは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが溝部１３ｏ，１３ｉに近づいて来る側（所謂、回入側）における角度である。又、角度Ｋｙは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが溝部１３ｏ，１３ｉから離れて行く側（所謂、回出側）における角度である。

このように、角度Ｋｙが角度Ｋｘに対して相対的に小さくなるように設定することにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが、ディスク部１１と一体に回転する溝部１３ｏ，１３ｉを通過する際に、溝部１３ｏ，１３ｉの回出側の角部にて不必要に削られることが抑制される。一方、角度Ｋｘが角度Ｋｙに対して相対的に大きくなるように設定することにより、後述するようにブレーキパッド２１ｏ，２１ｉから発生した摩耗粉を溝部１３ｏ，１３ｉの内部に閉じ込める効果を高めることができる。

（溝部１３による摩耗粉飛散の抑制について）
ディスクブレーキ装置Ｂは、制動時にブレーキパッド２１ｏ，２１ｉがそれぞれ回転するブレーキディスク１０の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに押圧されて摺動する（接触する）。このため、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉは徐々に摩耗し、その結果、微細な摩耗粉が発生する。そして、微細な摩耗粉は、大気中の湿度や雨、結露等による水分によって、複数の粒子が集合して固まり摩耗粉の集合体を形成し易い。

ところで、溝部１３ｏ，１３ｉは、ディスク部１１の摺動領域Ｓを横切るように形成されており、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面の全体が溝部１３ｏ，１３ｉと確実に接触することができ、発生した摩耗粉が溝部１３ｏ，１３ｉの内部に侵入し易くなっている。又、溝部１３ｏ，１３ｉの鋳肌面１３ｈは、上述したように、機械加工された第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに比べて、表面に微細な凹凸が存在するため表面粗さを表す面粗度が粗い。そして、摩耗粉は、面粗度が粗い表面に付着（固着）し易い。

従って、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉよりも面粗度が粗い鋳肌面１３ｈを有する溝部１３ｏ，１３ｉには微細な摩耗粉が進入して溜まり、溝部１３ｏ，１３ｉの内部にて微細な摩耗粉は雨や大気中の水分によって固められて集合体を形成する。そして、溝部１３ｏ，１３ｉの内部に存在する摩耗粉の集合体が、乾燥すると共にある程度の大きさまで成長すると、溝部１３ｏ，１３ｉの内部からブレーキディスク１０の外部に脱落する。ここで、成長した摩耗粉の集合体は、大きさ（重量）が大きいため、大気中に飛散することがない。これにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉがブレーキディスク１０の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉと摺動して微細な摩耗粉が発生しても、微細な摩耗粉が大気中に飛散することが抑制され得る。

以上の説明からも理解できるように、第一実施形態のブレーキディスク１０（より詳しくは、ディスク部１１）は、摩擦部材としてのブレーキパッド２１（ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉ）と接触する摺動面としての第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、鋳肌面１３ｈを有し、且つ、径方向に延設された溝部１３ｏ，１３ｉが形成される。

又、第一実施形態のブレーキディスク１０（より詳しくは、ディスク部１１）は、鋳造工程において、ブレーキパッド２１（ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉ）と接触する摺動面としての第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、鋳造工程にて形成された鋳肌面１３ｈを有し、且つ、径方向に延設された溝部１３ｏ，１３ｉが形成される製造方法によって製造される。

これらによれば、鋳造工程において形成された溝部１３ｏ，１３ｉは、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉと第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉとの接触（摺動）に伴って発生した微細な摩耗粉を、鋳肌面１３ｈに付着（固着）させることができ、内部にて微細な摩耗粉を粒子の集合体とすることができる。従って、微細な摩耗粉が大気中に飛散することを抑制することができる。

尚、上記実施形態においては、溝部１３ｏ，１３ｉが同一の溝幅を有して延設されるようにした。しかしながら、摩耗粉は遠心力によりブレーキディスク１０の径方向にて外方に向けて移動しやすい。このため、摩耗粉の大気中への飛散を抑制する、換言すれば、摩耗粉の回収率を高めるために、溝部１３ｏ，１３ｉの溝幅については径方向にて内方の溝幅に対して径方向にて外方の溝幅を大きくすることが可能である。

（第一実施形態の第一変形例）
上記第一実施形態においては、図４に示すように、溝部１３ｏ，１３ｉをディスク周方向において交互となるように設けるようにした。これに代えて、又は、加えて、ディスクブレーキ装置Ｂがベンチレーティッド型の場合、図８に示すように、溝部１３ｏ，１３ｉをディスク部１１（ブレーキディスク１０）のフィン１１ｃの形成位置に合わせて放射状に設けることも可能である。これにより、溝部１３ｏ，１３ｉを設けることによりディスク部１１の板厚が減少する場合であっても、フィン１１ｃが存在することによって強度を十分に確保することができる。

又、溝部１３ｏ，１３ｉをフィン１１ｃの形成位置に合わせて放射状に設けることに代えて、図８に示すように、複数のフィン１１ｃに跨ぐように、溝部１３ｏ，１３ｉを設けることも可能である。この場合、溝部１３ｏ，１３ｉは、上記第一実施形態と同様に、摺動領域Ｓを横切るように設けられる。又、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの不必要な削りを抑制するために、図８に示すように、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが溝部１３ｏ，１３ｉの径方向における内方（基端側）よりも外方（先端側）を先に通過するように設けられる。

（第一実施形態の第二変形例）
上記第一実施形態においては、溝部１３ｏ，１３ｉのそれぞれを一つの溝として設けて、摺動領域Ｓを横切るように、即ち、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面の全体が溝部１３ｏ，１３ｉを通過するようにした。これに代えて、図９に示すように、複数の溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３を設けるようにすることも可能である。尚、図９においては、第一摺動面１１ｏに設けた複数の溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３を例示的に示しており、第二摺動面１１ｉにも複数の溝部が設けられることは言うまでもない。

溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３は、図９に示すように、それぞれの径方向における長さの合計が摺動領域Ｓとほぼ同じとなるように設けられる。具体的に、溝部１３ｏ１の径方向における下端を表す一点鎖線Ｓａよりも溝部１３ｏ２の径方向における上端が径方向にて外方に位置し、溝部１３ｏ２の径方向における下端を表す一点鎖線Ｓｂよりも溝部１３ｏ３の径方向における上端が径方向にて外方に位置するように設けられる。これにより、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の回転に伴って、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３を順次通過することができる。従って、溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３は、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面と接触することができ、上記第一実施形態と同様に、微細な摩耗粉が大気中に飛散すること抑制することができる。

（第二実施形態）
第二実施形態のディスクブレーキ装置Ｂも、図１に示すように、ブレーキディスク１０と、キャリパ２０と、を備えている。ここで、第二実施形態のディスクブレーキ装置Ｂは、図１０に示すように、ベンチレーティッド型のブレーキディスク１０を備えている。

即ち、第二実施形態のブレーキディスク１０は、ディスク部１１がディスク軸方向において車両外側となる第一ディスク部材としてのアウタ側ディスク部材１１ａ及び車両内側となる第二ディスク部材としてのインナ側ディスク部材１１ｂと、フィン１１ｃと、を有している。そして、ブレーキディスク１０は、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂとフィン１１ｃとによって構成される通気路１１ｄを有している。そして、ブレーキディスク１０は、アウタ側ディスク部材１１ａが第一摺動面１１ｏを有すると共にインナ側ディスク部材１１ｂが第二摺動面１１ｉを有する。

（ディスク部１１の構成について）
この第二実施形態においてもブレーキディスク１０のうち、少なくともディスク部１１は、鋳造工程を含む複数の加工工程を経ることにより製造される。先ず、鋳造工程において、円盤状のディスク部１１（第二実施形態においてはハット部１２も含む）が形成される。加えて、鋳造工程において、通気路１１ｄが形成される。ディスク部１１に第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに、図１０及び図１１に示すように、径方向に沿って、例えば、放射状に延設された長孔の孔部１４が形成される。尚、以下の説明において、ディスク軸方向にて車両外側の第一摺動面１１ｏに形成される孔部１４を第一孔部としての孔部１４ｏとし、ディスク軸方向にて車両内側の第二摺動面１１ｉに形成される孔部１４を第二孔部としての孔部１４ｉとする。

ここで、鋳造工程においては、鋳型（砂型）に溶融された金属（例えば、鋳鉄やアルミニウム等）が鋳込まれてディスク部１１が製造される。このため、鋳造工程を経た第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉや、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂの対向面、フィン１１ｃは、鋳型の表面が転写されている。従って、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉ、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂの対向面とフィン１１ｃとによって構成される通気路１１ｄの内周面等は、表面の粗さが粗い状態、即ち、鋳肌を有した状態になっている。

そして、この第二実施形態においても、ディスク部１１は、鋳造工程の後、機械加工工程を経て仕上げられる。具体的に、機械加工工程においては、未だ鋳肌を有するディスク部１１の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉを、例えば、切削や研削等の機械加工により平滑な面とする。

そして、この第二実施形態においては、例えば、ドリル加工等の機械加工により、図１０及び図１１に示すように、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに径方向に沿って、放射状に延設された長孔の孔部１４を形成する孔形成工程を経て、最終的にディスク部１１が完成される。即ち、完成されたディスク部１１においては、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉと孔部１４とが機械加工によって平滑な面とされる一方で、図１２に示すように、通気路１１ｄの内周面は鋳肌面１１ｈを有したままとされる。ここで、平滑な面である第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉの面粗度（表面粗さ）は０．５〜１０Ｓ（「Ｓ」は最大高さＲｍａｘを表す）とされ、鋳造工程によって形成された通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈの面粗度（表面粗さ）は４０〜１００Ｓとされる。尚、以下の説明において、ディスク軸方向にて車両外側の第一摺動面１１ｏに形成される孔部１４を第一孔部としての孔部１４ｏとし、ディスク軸方向にて車両内側の第二摺動面１１ｉに形成される孔部１４を第二孔部としての孔部１４ｉとする。

孔部１４ｏ，１４ｉは、図１０に示すように、径方向における寸法Ｌａがブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの寸法Ｌｐとほぼ同じとなるように設けられる。これにより、図１１に示すように、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉのそれぞれが第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉと摺動する摺動領域Ｓを横切るように延設される。具体的に、ブレーキディスク１０の径方向においてブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの上端Ｓｓと下端Ｓｕとによって区画される領域を横切るように延設される。

又、図１１にて実線により示す孔部１４ｏと、図１１にて破線により示す孔部１４ｉは、ディスク周方向に沿って、フィン１１ｃを挟んで交互に設けられる。第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに孔部１４ｏ，１４ｉが設けられると、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の板厚が減少し、強度が低下する。そこで、溝部１３ｏ，１３ｉをディスク周方向において交互に設けることにより、図５に示すように、溝部１３ｏと溝部１３ｉとがディスク周方向において重なって設けられることがない。これにより、ブレーキディスク１０の強度が十分に確保される。

又、孔部１４ｏ，１４ｉは、図１２に示すように、それぞれが通気路１１ｄと連通するように設けられている。即ち、孔部１４ｏは、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの第一摺動面１１ｏを貫通するのみであり、他方である第二摺動面１１ｉを貫通しない。孔部１４ｉは、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの第二摺動面１１ｉを貫通するのみであり、他方である第一摺動面１１ｏを貫通しない。

又、孔部１４ｏ，１４ｉは、鋳肌面１４ｈを有し、軸線Ｊｄに平行な断面における断面形状が、図１２に示すような矩形状とされている。より好ましくは、孔部１４ｏ，１４ｉの断面形状は、図１３及び図１４に示すようなＶ字状（三角形状）とされる。

特に、孔部１４ｏ，１４ｉの断面形状が三角形状の場合、図１３に二等辺三角形状の孔部１４ｏを例示するように、斜面１４ｅと平滑な第一摺動面１１ｏとがなす角度Ｋｅが鋭角（９０度よりも小さい角度）に設定される。ここで、角度Ｋｅは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが孔部１４ｏ，１４ｉから離れて行く側（所謂、回出側）における角度である。又、斜面１４ｅは、孔部１４ｏ（孔部１４ｉ）の軸線Ｊｄに平行な断面における斜面である。

このように、角度Ｋｅを鋭角に設定することにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが、ディスク部１１と一体に回転する孔部１４ｏ，１４ｉを通過する際に、孔部１４ｏ，１４ｉの回出側の角部にて不必要に削られることが抑制される。ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの不必要な削りを抑制する場合、角度Ｋｅは６０度以下に設定されることが好ましく、更には、角度Ｋｅが４５度以下に設定されることがより好ましい。

又、孔部１４ｏ，１４ｉの断面形状が三角形状の場合、図１４に直角三角形状の孔部１４ｏを例示するように、第一斜面１４ｆと平滑な第一摺動面１１ｏとが角度Ｋｆをなし、第二斜面１４ｇと平滑な第一摺動面１１ｏとが角度Ｋｇをなす。尚、第一斜面１４ｆ及び第二斜面１４ｇは、孔部１４ｏ（孔部１４ｉ）の軸線Ｊｄに平行な断面における斜面である。そして、角度Ｋｆと角度Ｋｇは、鋭角であって、「Ｋｆ＞Ｋｇ」の関係を満たすように設定される。

ここで、角度Ｋｆは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが孔部１４ｏ，１４ｉに近づいて来る側（所謂、回入側）における角度である。又、角度Ｋｇは、ブレーキディスク１０の回転方向において、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが孔部１４ｏ，１４ｉから離れて行く側（所謂、回出側）における角度である。

このように、角度Ｋｇが角度Ｋｆに対して相対的に小さくなるように設定することにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉが、ディスク部１１と一体に回転する孔部１４ｏ，１４ｉを通過する際に、孔部１４ｏ，１４ｉの回出側の角部にて不必要に削られることが抑制される。一方、角度Ｋｆが角度Ｋｇに対して相対的に大きくなるように設定することにより、後述するようにブレーキパッド２１ｏ，２１ｉから発生した摩耗粉を含む空気が孔部１４ｏ，１４ｉを介して通気路１１ｄに流入する際の効率を高めることができる。

（孔部１４による摩耗粉飛散の抑制について）
ディスクブレーキ装置Ｂは、制動時にブレーキパッド２１ｏ，２１ｉがそれぞれ回転するブレーキディスク１０の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉに押圧されて摺動する（接触する）。このため、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉは徐々に摩耗し、その結果、微細な摩耗粉が発生する。そして、微細な摩耗粉は、大気中の湿度や雨、結露等による水分によって、複数の粒子が集合して固まり摩耗粉の集合体を形成し易い。

ところで、孔部１４ｏ，１４ｉは、ディスク部１１の摺動領域Ｓを横切るように形成されており、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面の全体が孔部１４ｏ，１４ｉと確実に接触することができる。又、孔部１４ｏ，１４ｉから進入した空気は通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈに接触しながら通過する。このため、発生した摩耗粉を含む空気は、孔部１４ｏ，１４ｉを介して通気路１１ｄの内部に侵入し易くなっている。又、通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈは、上述したように、機械加工された第一摺動面１１ｏ、第二摺動面１１ｉ及び孔部１４ｏ，１４ｉに比べて、表面に微細な凹凸が存在するため表面粗さを表す面粗度が粗い。そして、摩耗粉は、面粗度が粗い表面に付着（固着）し易い。

従って、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉ等よりも面粗度が粗い通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈには微細な摩耗粉が進入して溜まり、通気路１１ｄの内部にて微細な摩耗粉は雨や大気中の水分によって固められて集合体を形成する。そして、通気路１１ｄの内部に存在する摩耗粉の集合体が、乾燥すると共にある程度の大きさまで成長すると、通気路１１ｄの内部からブレーキディスク１０の外部に脱落する。ここで、成長した摩耗粉の集合体は、大きさ（重量）が大きいため、大気中に飛散することがない。これにより、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉがブレーキディスク１０の第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉと摺動して微細な摩耗粉が発生しても、微細な摩耗粉が大気中に飛散することが抑制され得る。

以上の説明からも理解できるように、第二実施形態のブレーキディスク１０（より詳しくは、ディスク部１１）は、第一ディスク部材としてのアウタ側ディスク部材１１ａ、第二ディスク部材としてのインナ側ディスク部材１１ｂ、及び、アウタ側ディスク部材１１ａとインナ側ディスク部材１１ｂとの間に配置されたフィン１１ｃによって構成されて鋳肌面を有する通気路１１ｄと、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂに設けられていて、第一摩擦部材としてのブレーキパッド２１ｏと接触する第一摺動面１１ｏ及び第二摩擦部材としてのブレーキパッド２１ｉと接触する第二摺動面１１ｉと、を有するブレーキディスクであって、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂは、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの一方から通気路１１ｄに貫通し、且つ、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの他方には貫通しない孔部１４ｏ，１４ｉが設けられる。

第二実施形態のブレーキディスク１０（より詳しくは、ディスク部１１）は、鋳造工程を含む複数の工程を経て円盤状に形成された第一ディスク部材としてのアウタ側ディスク部材１１ａ、第二ディスク部材としてのインナ側ディスク部材１１ｂ、及び、アウタ側ディスク部材１１ａとインナ側ディスク部材１１ｂとの間に配置されたフィン１１ｃによって構成されて鋳造工程にて形成された鋳肌面を有する通気路１１ｄと、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂに設けられていて、第一摩擦部材としてのブレーキパッド２１ｏと接触する第一摺動面１１ｏ及び第二摩擦部材としてのブレーキパッド２１ｉと接触する第二摺動面１１ｉと、を有するブレーキディスクを製造するブレーキディスクの製造方法であって、アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂは、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの一方から通気路１１ｄに貫通し、且つ、第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉのうちの他方には貫通しない孔部１４ｏ，１４ｉが設ける孔形成工程を有する製造方法によって製造される。

これらによれば、孔部１４ｏ，１４ｉは、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉと第一摺動面１１ｏ及び第二摺動面１１ｉとの接触（摺動）に伴って発生した微細な摩耗粉を含む空気を鋳肌面１１ｈを有する通気路１１ｄに流すことができる。これにより、空気に含まれる微細な摩耗粉は、鋳造工程において形成された通気路１１ｄの鋳肌面１１ｈに付着（固着）し、通気路１１ｄの内部にて微細な摩耗粉を粒子の集合体とすることができる。従って、微細な摩耗粉が大気中に飛散することを抑制することができる。

（第二実施形態の第一変形例）
上記第二実施形態においては、図１４に示すように、角度Ｋｆと角度Ｋｇが鋭角であって「Ｋｆ＞Ｋｇ」の関係を満たすように設定されて、孔部１４ｏ，１４ｉがされるようにした。これに代えて、図１５に示すように、例えば、回入側の角度Ｋｆを９０度よりも大きく設定する、即ち、角度Ｋｆを９０度から１８０度までの鈍角に設定することが可能である。この場合には、角度Ｋｆと回出側の角度Ｋｇとが「Ｋｆ＋Ｋｇ＝１８０度」の関係を満たすように設定され、この関係を満たすように、孔部１４ｏ，１４ｉは、例えば、ドリル加工等の機械加工によって斜め孔として形成することができる。

（第二実施形態の第二変形例）
上記第二実施形態においては、孔部１４ｏ，１４ｉのそれぞれを一つの長孔として設けて、摺動領域Ｓを横切るように、即ち、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面の全体が孔部１４ｏ，１４ｉを通過するようにした。これに代えて、上記第一実施形態の第二変形例と同様に、複数の長孔を設けるようにすることも可能である。尚、この場合には、図９に示した溝部１３ｏ１、溝部１３ｏ２及び溝部１３ｏ３がそれぞれ通気路１１ｄに連通するようにアウタ側ディスク部材１１ａを貫通する長孔に変更される。

このように、孔部１４を複数の長孔によって構成した場合には、ディスク部１１（アウタ側ディスク部材１１ａ及びインナ側ディスク部材１１ｂ）の回転に伴って、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉがそれぞれの長孔を順次通過することができる。従って、それぞれの長孔は、ブレーキパッド２１ｏ，２１ｉの摩擦面と接触することができると共に発生した微細な摩耗粉を含む空気を通気路１１ｄに流すことができる。これにより、この第二変形例においても、上記第二実施形態と同様に、微細な摩耗粉が大気中に飛散すること抑制することができる。

（第二実施形態のその他の変形例）
上記第二実施形態及び上記各変形例においては、孔部１４ｏ，１４ｉがドリル加工等の機械加工によって形成されて、斜面１４ｅ、第一斜面１４ｆ及び第二斜面１４ｇが平滑であるとした。これに代えて、孔部１４ｏ，１４ｉが鋳造工程において形成され、斜面１４ｅ、第一斜面１４ｆ及び第二斜面１４ｇが鋳肌面を有するようにすることも可能である。この場合には、孔部１４ｏ，１４ｉの内周面即ち鋳肌面に微細な摩耗粉が付着（固着）する可能性があるものの、上記第二実施形態及び上記各変形例と同等の効果が期待できる。

１０…ブレーキディスク、１１…ディスク部、１１ａ…アウタ側ディスク部材、１１ｂ…インナ側ディスク部材、１１ｃ…フィン、１１ｄ…通気路、１１ｈ…鋳肌面、１１ｏ…第一摺動面、１１ｉ…第二摺動面、１２…ハット部、１３…溝部、１３ｈ…鋳肌面、１３ｉ…溝部、１３ｏ…溝部、１３ｏ１…溝部、１３ｏ２…溝部、１３ｏ３…溝部、１３ｘ…第一斜面、１３ｙ…第二斜面、１３ｚ…斜面、１４…孔部、１４ｅ…斜面、１４ｆ…第一斜面、１４ｇ…第二斜面、１４ｈ…鋳肌面、１４ｉ…孔部、１４ｏ…孔部、２０…キャリパ、２１…ブレーキパッド、２１ｉ…ブレーキパッド、２１ｏ…ブレーキパッド、Ｂ…ディスクブレーキ装置、ＨＵ…ハブ、ＢＴ…ボルト、ＮＴ…ナット、ＷＨ…ホイールディスク、Ｊｄ…軸線、Ｋｅ，Ｋｆ，Ｋｇ，Ｋｘ，Ｋｙ，Ｋｚ…角度、Ｌａ，Ｌｐ，Ｌｚ…寸法、Ｓ…摺動領域、Ｓｓ…上端、Ｓｕ…下端

Claims (4)

1. ブレーキディスクであって、
   摩擦部材と接触する摺動面に、鋳肌面を有し、且つ、径方向に延設された溝部を有する、ブレーキディスク。
2. 第一ディスク部材、第二ディスク部材、及び、前記第一ディスク部材と前記第二ディスク部材との間に配置されたフィンによって構成されて鋳肌面を有する通気路と、
   前記第一ディスク部材及び前記第二ディスク部材に設けられていて、第一摩擦部材と接触する第一摺動面及び第二摩擦部材と接触する第二摺動面と、を有するブレーキディスクであって、
   前記第一ディスク部材及び前記第二ディスク部材は、前記第一摺動面及び前記第二摺動面のうちの一方から前記通気路に貫通し、且つ、前記第一摺動面及び前記第二摺動面のうちの他方には貫通しない孔部が設けられた、ブレーキディスク。
3. 鋳造工程を含むブレーキディスクの製造方法であって、
   前記鋳造工程において、摩擦部材と接触する摺動面に、鋳肌面を有し、且つ、径方向に延設された溝部を形成する、ブレーキディスクの製造方法。
4. 鋳造工程を含む複数の工程を経て円盤状に形成された第一ディスク部材、第二ディスク部材、及び、前記第一ディスク部材と前記第二ディスク部材との間に配置されたフィンによって構成されて前記鋳造工程にて形成された鋳肌面を有する通気路と、
   前記第一ディスク部材及び前記第二ディスク部材に設けられていて、第一摩擦部材と接触する第一摺動面及び第二摩擦部材と接触する第二摺動面と、を有するブレーキディスクを製造するブレーキディスクの製造方法であって、
   前記第一ディスク部材及び前記第二ディスク部材に、前記第一摺動面及び前記第二摺動面のうちの一方から前記通気路に貫通し、且つ、前記第一摺動面及び前記第二摺動面のうちの他方には貫通しない孔部を設ける孔形成工程を有する、ブレーキディスクの製造方法。

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