JP2020528986A - ブレーキディスクおよびブレーキディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも部分的に第１の材料から成る摩擦リング（１０１ａ／ｂ）と、少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポット（１０３）とを備えたブレーキディスク。【解決手段】 前記摩擦リングは、軸線方向に形成されたフランジを有し、前記フランジは、リベット（１０２）として形成された少なくとも１つの結合要素により、前記ブレーキポット（１０３）の、前記摩擦リングのほうへ向けられた縁と結合されている。この場合、リベット頭部（１０２）は、前記ブレーキポットの、前記フランジとは逆の側の表面（２０１４）に、面接触している。【選択図】 図３

Description

本発明は、独立請求項に記載した構成要件を備えるブレーキディスクまたはブレーキディスクの製造方法に関するものである。

ブレーキディスクには、車両の減速の際にブレーキトルクを車軸に伝達させるという課題、および、制動の際に発生する運動エネルギーを短時間で熱の形態で中間蓄積し、その後管、放射、対流を介して再び放出させるという課題がある。

ブレーキディスクは、従来技術においては、層状黒鉛を含んだ鋳鉄から一体に生成されるのが通例である。

軽量構造の範囲内では、ブレーキディスクは、特にブレーキポットの領域において、通常はねずみ鋳鉄よりも軽量な別の材料が代用される。実例として、ここでは金属ポットが挙げられる。同様に、ブレーキポットの代わりにアルミニウムポットを使用することができる。これに対してはたとえば特許文献１が挙げられる。ここには、車両用複合ブレーキディスクが記載されている。複合ブレーキディスクは鋳造用素材から制作された摩擦リングを有し、摩擦リングは、別の素材から成るブレーキディスクポットに固定されている。このとき摩擦リングは、摩擦リングとブレーキディスクポットとの間のジョイントを用いて結合要素によってブレーキポットと結合される。

独国特許第１００３２９７２Ｂ４号明細書

本発明は、
少なくとも部分的に第１の材料から成る摩擦リングと、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポットと、
を備え、
前記摩擦リングが、軸線方向に形成されたフランジを有し、
前記フランジが、リベットとして形成された少なくとも１つの結合要素により、前記ブレーキポットの、前記摩擦リングのほうへ向けられた縁と結合されている、
ブレーキディスクから出発する。

本発明の核心は、リベット頭部が、前記ブレーキポットの、前記フランジとは逆の側の表面に、面接触していることにある。

摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に安定な機械的結合を実現するためには、結合要素とブレーキポットおよび／またはフランジとの間に優れた機械的結合が必要である。このことは、たとえば結合要素の領域に設けた複数の繰り抜き部によって達成できる。しかしながら、軽量構造のブレーキポットの材料は通常ほぼ２．５ｍｍないし２．８ｍｍの厚さしか有していない。この理由から、結合要素の領域に繰り抜き部を設ければ、そうでなくてもすでに非常に薄い材料をさらに薄くさせることになる。本発明はこの問題を、リベット頭部が、ブレーキポットの、もしくはブレーキポットの縁の、フランジとは逆の側の表面に、面接触していることによって解決する。これにより、摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に非常に安定な機械的結合が生じる。

ブレーキポットが少なくとも部分的に軽金属から成り、特にアルミニウムから成っているのが特に有利である。同様に、ブレーキポットは少なくとも部分的に金属から成り、特に薄板から成っていてよい。

摩擦リングはねずみ鋳鉄から成っていてよい。

本発明の有利な構成では、フランジが摩擦リングに一体成形して形成されているように構成されている。

本発明は、特に、本発明によるブレーキディスクの製造方法にも関する。この場合、本発明による方法も、
少なくとも部分的に第１の材料から成り、軸線方向に形成されたフランジを有する摩擦リングと、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポットと、
から出発する。

本発明によれば、
少なくとも１つの前記摩擦リングを供給するステップと、
前記ブレーキポットを供給するステップと、
リベットとして形成された少なくとも１つの結合要素を用いて、前記フランジを、前記ブレーキポットの、前記摩擦リングのほうへ向けられた縁と結合させるステップと、
が設けられ、その際前記結合は、リベット頭部が、少なくとも一時的に、その中央部においてよりもその縁においてより大きく且つリベットに対し実質的に垂直に作用する力に曝されるように行う。

本発明に従ってリベット頭部に配分される力により、リベット頭部が、ブレーキポットの、フランジとは逆の側の表面に、実質的に面接触するように変形が生じる。

丸みのある面を備えた工具を用いて結合を行い、その際にリベット頭部が、その中央部においてよりもその縁においてより大きく且つ実質的に垂直に作用する力に曝されるように、丸みのある面をリベット頭部と接触させるのが特に有利である。

本発明の更なる有利な構成は、従属項および実施形態から読み取ることができる。

次に、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクを示す図である。 組み立て前の、本発明による軽量構造のブレーキディスクを示す図である。 組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクの断面図である。 本発明による製造方法を示す図である。

図１に図示したブレーキディスクは、間隔要素と結合されている２つの円環ディスク状ブレーキリング１０１ａと１０１ｂを有している。図示したブレーキディスクはベンチレーテッドディスクであり、そのブレーキリングは二重壁である。ブレーキリングの外側端面は、ブレーキディスクの円環ディスク状摩擦面１０１ａと１０１ｂを形成している。これらの摩擦面はブレーキディスクの表面であり、ブレーキディスクを摩擦によって制動するため、制動時にこれらの表面に対し、図示していない摩擦ブレーキライニングが押圧される。この実施形態では、ブレーキディスクはねずみ鋳鉄または鋼合金から成っている。ブレーキディスクは中央に繰り抜き部１０４を有している。

参照符号１０３は、結合要素１０２によりブレーキディスクと結合されているブレーキポットである。

図２は、ブレーキポット１０３とブレーキディスク１０１ａ／ｂとを結合させる前の図１に図示したブレーキディスクを示したものである。

ブレーキディスク１０１ａ／ｂに軸対称に取り付けられているのは、外面２０１と２０２を備えたフランジ２０３である。結合要素１０２は、フランジ２０１と２０２に設けたその付属の穴の上方に図示されている。ブレーキポット１０３とブレーキディスク１０１ａ／ｂとを結合させるため、ブレーキポット１０３の外縁に設けた穴をフランジに設けた前述の穴と重ね合わせる。その後、ここではリベット２０１として設けられた結合手段を取り付けることができる。

この場合、フランジも、ブレーキポット１０３の外縁も、湾曲した、屈曲した、および／または、円弧状の面２０１と２０２を有している。これらの湾曲した、屈曲した、および／または、円弧状の面２０１と２０２は、丸い繰り抜き部１０４によって予め与えられた形状に実質的に従っている。

図３は、組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクを、断面図（摩擦リングの摩擦面を上から見た図）として示したものである。これから認められるように、リベット１０２は、より正確に言えばリベット頭部は、該リベット頭部のほうへ湾曲している接触面を備えた工具２０２によって次のように加工され、すなわちリベット頭部２０５が、ブレーキポット１０３の、フランジ２０３とは逆の側の表面２０４に、面接触するように加工される。これは、工具２０２によってリベット頭部２０５がその中央部においてよりもその縁においてより大きな力２０６に曝されることによって得られる。

ここで、図４を用いて、本発明によるブレーキディスクの製造方法を説明する。
ステップ４０１で少なくとも１つの摩擦リング１０１ａ／ｂを供給する。
ステップ４０２でブレーキポット１０３を供給する。
ステップ４０３で、リベットとして形成された少なくとも１つの結合要素１０２を用いて、フランジ２０１，２０２を、ブレーキポット１０３の、摩擦リング１０１ａ／ｂのほうへ向けられた縁と結合させる。この結合は、リベット頭部２０５がその中央部においてよりもその縁においてより大きな力２０６に曝されるように行う。

１０１ａ，１０１ｂ 摩擦リング
１０２ リベット（結合要素）
１０３ ブレーキポット
２０２ 工具
２０１，２０２ フランジ
２０４ ブレーキポットの表面
２０５ リベット頭部
２０６ リベット頭部に作用する力
４０１ 摩擦リングを供給するステップ
４０２ ブレーキポットを供給するステップ
４０３ フランジをブレーキポットの縁と結合させるステップ

Claims (10)

1. 少なくとも部分的に第１の材料から成る摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）と、
   少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポット（１０３）と、
   を備え、
   前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）が、軸線方向に形成されたフランジ（２０１，２０２）を有し、
   前記フランジ（２０１，２０２）が、リベットとして形成された少なくとも１つの結合要素（１０２）により、前記ブレーキポット（１０３）の、前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）のほうへ向けられた縁と結合されている、
   ブレーキディスクにおいて、
   リベット頭部（２０５）が、前記ブレーキポット（１０３）の、前記フランジとは逆の側の表面（２０３）に、面接触していること、
   を特徴とするブレーキディスク。
2. 前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に軽金属から成り、特にアルミニウムから成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
3. 前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に金属から成り、特に薄板から成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
4. 前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）がねずみ鋳鉄から成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
5. 前記フランジ（２０１，２０２）が前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）に一体成形して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
6. 少なくとも部分的に第１の材料から成り、軸線方向に形成されたフランジ（２０１，２０２）を有する摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）と、
   少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポット（１０３）と、
   を備えたブレーキディスクを製造するための方法であって、
   少なくとも１つの前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）を供給するステップ（４０１）と、
   前記ブレーキポット（１０３）を供給するステップ（４０２）と、
   リベットとして形成された少なくとも１つの結合要素（１０２）を用いて、前記フランジ（２０１，２０２）を、前記ブレーキポット（１０３）の、前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）のほうへ向けられた縁と結合させるステップ（４０３）と、
   を含んでいる前記方法において、
   前記結合は、リベット頭部（２０５）が、少なくとも一時的に、その中央部においてよりもその縁においてより大きく且つ実質的に垂直に作用する力（２０６）に曝されるように行うこと、
   を特徴とする方法。
7. 丸みのある面を備えた工具（２０２）を用いて前記結合（４０３）を行い、その際に前記丸みのある面を前記リベット頭部と接触させることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に軽金属から成り、特にアルミニウムから成っていることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
9. 前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に金属から成り、特に薄板から成っていることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
10. 前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）がねずみ鋳鉄から成っていることを特徴とする、請求項６に記載の方法。

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