JP4163672B2 - ブレーキドラム - Google Patents

Description

本発明は、車両用ドラムブレーキにおけるブレーキドラムの改良技術に関する。

車両用ドラムブレーキは、車輪に取付けた回転側のブレーキドラムと、固定側のブレーキシューとの組合せ構造である。このようなブレーキドラムには、剛性を高めるためにリブを有したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭５４−１２５０３４号公報（第２−５図）

特許文献１に示す従来の車両用ドラムブレーキの概要を、次の図６に基づいて説明する。図６（ａ），（ｂ）は従来の車両用ドラムブレーキの概要図であり、（ａ）は車両用ドラムブレーキの下半分の断面構造を示し、（ｂ）はブレーキドラムの下半分の断面構造を示す。

図６（ａ）に示すように、従来の車両用ドラムブレーキ１００は、有底円筒状のブレーキドラム１０１における底板１０２の外面を車輪１０３のハブ１０４にボルト止めし、ブレーキドラム１０１の内部に固定側のブレーキシュー１０５を配置し、ブレーキドラム１０１における筒部１０６の内周面にはブレーキシュー１０５のブレーキライニング１０７が接する摺接面１０８を設けた、拡径式ドラムブレーキである。１１１はブレーキライニング１０７と摺接面１０８との間の隙間、１１２はハブ１０４並びにブレーキシュー１０５を支持するステアリングキングピン、１１３はタイヤである。

このような車両用ドラムブレーキ１００は、摺接面１０８にブレーキライニング１０７を押しつけたときの摩擦力によって、ブレーキドラム１０１を制動するものである。このため、摺接面１０８は真円であることが求められる。摺接面１０８の真円を確保するためには、（１）ブレーキライニング１０７から摺接面１０８に作用する押しつけ力に対して、ブレーキドラム１０１の歪みを抑制するとともに、（２）摺接面１０８とブレーキライニング１０７との摩擦によって発生する摩擦熱に対して、ブレーキドラム１０１の熱歪みを抑制する必要がある。

これに対してブレーキドラム１０１は、図６（ｂ）に示すように筒部１０６の外周面及びその周辺に、複数のスパイラル状の凸状リブ（フィン）１２１・・・を一体に形成したものである。凸状リブ１２１・・・は、筒部１０６の剛性を高めるとともに、ブレーキドラム１０１の放熱フィンの役割を果すことができる。

ところで、上述のように、ブレーキライニング１０７から摺接面１０８に押しつけ力が作用したとき、筒部１０６には径外方への曲げ応力が働く。この曲げ応力は底板１０２の部分が最大となる。これに対し、凸状リブ１２１・・・によって筒部１０６の曲げ剛性を高めることはできる。しかしながら、底板１０２の部分は相変らず平坦な板状のままである。すなわち、凸状リブ１２１の端１２２は底板１０２と同じ高さ又は若干低い。底板１０２の外面に形成された車輪取付け面１２３から凸状リブ１２１の端１２２までの高さはＨｒである。
このような構成であるから、ブレーキドラム１０１全体の曲げ剛性を高めて、歪みをより一層抑制するには、改良の余地がある。さらには、ブレーキドラム１０１の熱歪みを、より抑制することが好ましい。

本発明は、（１）ブレーキドラム全体の曲げ剛性を高めることで、ブレーキドラムの歪みを、より抑制するとともに、（２）ブレーキドラムの放熱性を高めることで、ブレーキドラムの熱歪みを、より抑制することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両用ドラムブレーキのブレーキドラムであって、このブレーキドラムが円筒状の筒部とこの筒部の一端に設けた底板とからなる有底筒状の部材であり、筒部の内周面にはブレーキライニングが接する摺接面を形成し、底板の外面の中央には車輪を取付ける平坦な車輪取付け面を形成したブレーキドラムにおいて、このブレーキドラムに、ドラムの軸方向に細長い複数の凸状リブを一体に形成し、これら複数の凸状リブを、筒部の外周面から底板の外面を通って車輪取付け面まで延ばすことで、その延出端が車輪取付け面に連なっており、ブレーキドラムが、底板の外面から軸方向外側へ突出した被切削凸部を有する鋳造品又は鍛造品であり、車輪取付け面が、被切削凸部を切削することによって形成された面であり、延出端が、車輪取付け面側から見たときに先細り形状を呈していることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、延出端の端面が、被切削凸部の切削時に切削しない面であって、車輪取付け面に対し軸方向で略面一であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ブレーキドラムに、ドラムの軸方向に細長い複数の凸状リブを一体に形成し、これら複数の凸状リブを、筒部の外周面から底板の外面を通って車輪取付け面まで延ばすことで、その延出端を車輪取付け面に連なるように構成したので、複数の凸状リブによって、筒部及び底板の両方の曲げ剛性をより高めることができる。
特に、ブレーキライニングから筒部の摺接面に押しつけ力が作用したときに、曲げ応力が最大となる底板の部分をも、複数の凸状リブによって曲げ剛性をより一層高めることができる。この結果、ブレーキドラム全体の曲げ剛性を、より一層高めることができる。このため、ブレーキドラムの歪みを、より抑制することができるので、摺接面の真円を十分に確保することができる。

さらには、複数の凸状リブを、筒部の外周面から底板の外面を通って車輪取付け面まで延ばすことによって、凸状リブの放熱面積を増大させることができる。この結果、ブレーキドラムの放熱性を高めることができる。しかも、摩擦熱による熱応力に対し、筒部及び底板の両方の剛性を複数の凸状リブによって、一層高めることができる。このように、摺接面とブレーキライニングとの摩擦によって発生する摩擦熱に対して、ブレーキドラムの熱歪みを、より抑制することができる。このため、ブレーキドラムの歪みを、より抑制することができるので、摺接面の真円を十分に確保することができる。

このように請求項１に係る発明では、摺接面の真円が十分に保たれるので、摺接面に対するブレーキライニングの接触圧を均一にすることができる。従って、制動トルクの変動を抑制して均一化を図ることができ、摺接面にブレーキライニングが摺接するときの軋み音（いわゆる、ブレーキの鳴き現象）の発生を防止し、ブレーキライニングの偏った摩耗の発生を防止し、ジャダ現象（半ブレーキ状態によって異常振動をする現象）の発生を防止して、より一層安定した制動力を得ることができる。
しかも、摺接面の真円が十分に保たれるので、摺接面とブレーキライニングとの間の隙間を過大に調整する必要がない。

さらに、請求項１に係る発明では、ブレーキドラムを鋳造品又は鍛造品とし、底板の外面から軸方向外側へ被切削凸部を突出させ、この被切削凸部を切削することによって車輪取付け面を形成するようにし、一方、延出端を車輪取付け面側から見たときに、延出端が先細り形状を呈したものである。
車輪取付け面は、車輪を取付ける部分であるから、平坦な面であることが求められる。これに対し請求項３に係る発明では、ブレーキドラムと共に鋳造にて形成された被切削凸部を切削するだけで、平坦な車輪取付け面を得ることができる。しかも、延出端を車輪取付け面側から見たときに、延出端が先細り形状を呈しているので、被切削凸部の切削時に延出端の端面が僅かに切削されたとしても、切削範囲が微少なので、ブレーキドラムの加工性が高まる。

請求項２に係る発明では、延出端の端面は被切削凸部の切削時に切削しない面とし、車輪取付け面に対して延出端の端面を軸方向で略面一となるようにしたものである。
車輪取付け面は、車輪を取付ける部分であるから、平坦な面であることが求められる。これに対し請求項２に係る発明では、ブレーキドラムと共に鋳造にて形成された被切削凸部を切削するだけで、平坦な車輪取付け面を得ることができる。しかも、被切削凸部の切削時に延出端の端面を切削することなく、被切削凸部だけを切削すればよい。すなわち、ブレーキドラムの軸方向において、延出端の端面に対し車輪取付け面が略面一となるように、被切削凸部だけを切削すればすむので、ブレーキドラムの加工性が高まる。
さらには、車輪取付け面に対して、延出端の端面を軸方向で略面一となるようにしたので、複数の凸状リブによって、筒部及び底板の両方の曲げ剛性を高める効果が、より一層高まる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、Ｉｎは車幅方向の内側、Ｏｕは車幅方向の外側を示す。
図１は本発明に係る車輪及び車両用ドラムブレーキを前方から見た断面図である。車両１０の車輪１１は、車軸中心線ＣＬ（ブレーキドラム中心線ＣＬ）上で、図示せぬ車軸にハブ１２を介して回転可能に取付けた操舵車輪であり、ホイールドラム１３とリム１４とタイヤ１５とからなる。車輪１１のブレーキ機構は車両用ドラムブレーキ１７からなる。
車両用ドラムブレーキ１７は、車輪１１に取付けた回転側のブレーキドラム２０と、車体等に取付けた固定側のブレーキシュー５１との、組合せ構造からなる。

図２は本発明に係るブレーキドラムを車幅方向の外側から見た側面図である。図３は図２の３−３線断面図である。
図２及び図３に示すように、ブレーキドラム２０は、アルミニウム合金等の軽量合金の鋳造品又は鍛造品であって、円筒状の筒部２１とこの筒部２１の一端に設けた底板３１とからなる、有底筒状の部材である。

筒部２１は、内周面２２に摺接面２３を形成したものである。摺接面２３は、図１に示すブレーキシュー５１に設けられたブレーキライニング５２が接する、真円の面である。
底板３１は概ね平板状の部材であって、外面３２の中央に車輪取付け面３３を形成するとともに、内面３４の中央にハブ取付け面３５を形成した部材である。車輪取付け面３３は、ブレーキドラム中心線ＣＬ上に形成された平坦な円形の面であり、車輪１１（図１参照）を取付けることができる。ハブ取付け面３５は、ハブ１２（図１参照）を取付ける平坦な面である。

図１に示すように、車輪取付け面３３にホイールドラム１３を重ねるとともに、ハブ取付け面３５にハブ１２のフランジ１２ａを重ね、底板３１をホイールドラム１３及びフランジ１２ａで挟み込んでボルト１８にて止めることで、車輪１１にブレーキドラム２０を取付けることができる。

図２及び図３に示すように、ブレーキドラム２０は、ドラムの軸方向に細長い複数の凸状リブ４１・・・を一体に形成した構成である。ここで、ドラムの軸方向とは、車幅方向内側Ｉｎから車幅方向外側Ｏｕへ延びるブレーキドラム中心線ＣＬの方向のことである。複数の凸状リブ４１・・・は、筒部２１の外周面２４から底板３１の外面３２を通って車輪取付け面３３まで延びることで、その延出端４２が車輪取付け面３３に連なっていることを特徴とする。

ブレーキドラム２０を車輪取付け面３３側（すなわち図２の手前側。図３の車幅方向の外側Ｏｕ）から見たときに、複数の凸状リブ４１・・・は、ブレーキドラム２０の中心から放射状に等間隔で配列したものである。凸状リブ４１のリブ幅は、ブレーキドラム２０の中心へ向かって先細り形状（テーパ状）を呈し、そのテーパ角はαである。

なお、図３に示すようにブレーキドラム２０は、筒部２１の内周面２２と底板３１の内面３４とのコーナ付近に、複数の内側リブ３６・・・を一体に形成した構成である。これらの内側リブ３６・・・は、図２に示すように全周にわたって、凸状リブ４１，４１間に配列することになる。

図２及び図３において、２５は筒部２１の外周面２４に一体に形成された環状のフランジ、３７は車輪取付け面３３を貫通したハブ挿通孔、３８・・・は車輪取付け面３３に開けられたボルト孔である。凸状リブ４１における車幅方向内側Ｉｎの延出端４３は、フランジ２５に連なっている。

図４は本発明に係るブレーキドラムの要部斜視図である。図２〜図４に示すように、凸状リブ４１は、互いに連続した軸方向リブ部４４及び径方向リブ部４５からなる。軸方向リブ部４４は、筒部２１の外周面２４から径方向外側へ突出するとともに、ドラムの軸方向に延びるリブである。径方向リブ部４５は、底板３１の外面３２からドラムの軸方向（車幅方向の外側Ｏｕ）へ突出するとともに、径方向外側へ延びるリブである。

車輪取付け面３３に対して、ブレーキドラム中心寄りの延出端４２の端面４２ａは、ドラムの軸方向で略面一である。さらに延出端４２・・・は、車輪取付け面３３側（すなわち図２の手前側。図４の車幅方向の外側Ｏｕ）から見たときに先細り形状を呈している。

図５（ａ），（ｂ）は本発明に係るブレーキドラムの要部構成図であり、上記図３に対応させて表した。
図５（ａ）は車輪取付け面３３を形成する前のブレーキドラム２０を示す。図５（ａ）に示すように、ブレーキドラム２０は、底板３１の外面３２から軸方向外側Ｏｕへ突出した被切削凸部３９を有する。被切削凸部３９は、ブレーキドラム２０と共に鋳造にて形成された突出部分である。車輪取付け面３３から被切削凸部３９の先端までの突出量はＰｒである。被切削凸部３９の径は車輪取付け面３３の径とほぼ同一である。
被切削凸部３９を旋盤等の機械加工機で切削することによって、図５（ｂ）に示す完成品となる。

図５（ｂ）は車輪取付け面３３を形成した後のブレーキドラム２０を示す。図５（ｂ）に示すように、車輪取付け面３３は、被切削凸部３９を切削することによって形成された、平坦な面である。ブレーキドラム中心寄りの延出端４２の端面４２ａは、被切削凸部３９の切削時に切削しない面であって、車輪取付け面３３に対し軸方向で略面一である。すなわち、延出端４２の外面４２ｂは、車輪取付け面３３の縁３３ａを円弧の基端とするとともに、点Ｐｏを中心とする半径Ｒｒの円弧状の断面構造である。このため、車輪取付け面３３は半径Ｒｒの円弧の接線上にあると、言うことができる。

次に、上記構成のブレーキドラム２０の作用を説明する。
図４に示すように、ブレーキドラム２０は、ドラムの軸方向に細長い複数の凸状リブ４１・・・を一体に形成し、これら複数の凸状リブ４１・・・を、筒部２１の外周面２４から底板３１の外面３２を通って車輪取付け面３３まで延ばすことで、その延出端４２を車輪取付け面３３に連なるように構成したので、複数の凸状リブ４１・・・によって、筒部２１及び底板３１の両方の曲げ剛性をより高めることができる。

特に、ブレーキライニング５２（図１参照）から筒部２１の摺接面２３に押しつけ力が作用したときに、曲げ応力が最大となる底板３１の部分をも、複数の凸状リブ４１・・・によって曲げ剛性を、より一層高めることができる。この結果、ブレーキドラム２０全体の曲げ剛性を、より一層高めることができる。このため、ブレーキドラム２０の歪みを、より抑制することができるので、摺接面２３の真円を十分に確保することができる。

さらには、複数の凸状リブ４１・・・を、筒部２１の外周面２４から底板３１の外面３２を通って車輪取付け面３３まで延ばすことによって、凸状リブ４１・・・の放熱面積を増大させることができる。この結果、ブレーキドラム２０の放熱性を高めることができる。しかも、摩擦熱による熱応力に対し、筒部２１及び底板３１の両方の剛性を複数の凸状リブ４１・・・によって、一層高めることができる。このように、摺接面２３とブレーキライニング５２との摩擦によって発生する摩擦熱に対して、ブレーキドラム２０の熱歪みを、より抑制することができる。このため、ブレーキドラム２０の歪みを、より抑制することができるので、摺接面２３の真円を十分に確保することができる。

このように本発明では、摺接面２３の真円が十分に保たれるので、摺接面２３に対するブレーキライニング５２の接触圧を均一にすることができる。従って、制動トルクの変動を抑制して均一化を図ることができ、摺接面２３にブレーキライニング５２が摺接するときの軋み音（いわゆる、ブレーキの鳴き現象）の発生を防止し、ブレーキライニング５２の偏った摩耗の発生を防止し、ジャダ現象（半ブレーキ状態によって異常振動をする現象）の発生を防止して、より一層安定した制動力を得ることができる。
しかも、摺接面２３の真円が十分に保たれるので、摺接面２３とブレーキライニング５２との間の隙間δを過大に調整する必要がない。

さらには、筒部２１の開放端の近傍において、筒部２１の外周面２４を環状のフランジ２５にて補強し、更に、このフランジ２５から車輪取付け面３３まで複数の凸状リブ４１・・・を延ばして繋いだので、ブレーキドラム２０全体の曲げ剛性を、より一層高めることができる。このため、ブレーキドラム２０の歪みを、より一層抑制することができるので、摺接面２３の真円を、より一層十分に確保することができる。

さらに本発明では、ブレーキドラム２０を鋳造品又は鍛造品とし、図５に示すように底板３１の外面３２から軸方向外側へ被切削凸部３９を突出させ、この被切削凸部３９を切削することによって車輪取付け面３３を形成するようにし、一方、ブレーキドラム中心寄りの延出端４２の端面４２ａは被切削凸部３９の切削時に切削しない面とし、車輪取付け面３３に対して延出端４２の端面４２ａを軸方向で略面一となるようにしたものである。

車輪取付け面３３は、車輪１１（図１参照）を取付ける部分であるから、平坦な面であることが求められる。これに対し本発明では、ブレーキドラム２０と共に鋳造にて形成された被切削凸部３９を切削するだけで、平坦な車輪取付け面３３を得ることができる。しかも、被切削凸部３９の切削時に延出端４２の端面４２ａを切削することなく、被切削凸部３９だけを切削すればよい。すなわち、ブレーキドラム２０の軸方向において、延出端４２の端面４２ａに対し車輪取付け面３３が略面一となるように、被切削凸部３９だけを切削すればすむので、ブレーキドラム２０の加工性が高まる。

さらには、車輪取付け面３３に対して、延出端４２の端面４２ａを軸方向で略面一となるようにしたので、複数の凸状リブ４１・・・によって、筒部２１及び底板３１の両方の曲げ剛性を高める効果が、より一層高まる。

さらに本発明では、ブレーキドラム２０を鋳造品又は鍛造品とし、底板３１の外面３２から軸方向外側へ被切削凸部３９を突出させ、この被切削凸部３９を切削することによって車輪取付け面３３を形成するようにし、一方、延出端４２を車輪取付け面３３側から見たときに、延出端４２が先細り形状を呈したものである。

従って、ブレーキドラム２０と共に鋳造にて形成された被切削凸部３９を切削するだけで、平坦な車輪取付け面３３を得ることができる。しかも、延出端４２を車輪取付け面３３側から見たときに、延出端４２が先細り形状を呈しているので、被切削凸部３９の切削時に延出端４２の端面４２ａが僅かに切削されたとしても、切削範囲が微少なので、ブレーキドラム２０の加工性が高まる。

なお、本発明は実施の形態では、ブレーキドラム２０の材質は鋳鋼や鋳鉄等、任意である。また、複数の凸状リブ４１・・・の形状や寸法は任意である。

本発明のブレーキドラム２０は、乗用車等の自動車の車輪に取付けた車両用ドラムブレーキに好適である。

本発明に係る車輪及び車両用ドラムブレーキを前方から見た断面図である。 本発明に係るブレーキドラムを車幅方向の外側から見た側面図である。 図２の３−３線断面図である。 本発明に係るブレーキドラムの要部斜視図である。 本発明に係るブレーキドラムの要部構成図である。 従来の車両用ドラムブレーキの概要図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車輪、１７…車両用ドラムブレーキ、２０…ブレーキドラム、２１…筒部、２２…筒部の内周面、２３…摺接面、２４…筒部の外周面、３１…底板、３２…底板の外面、３３…車輪取付け面、３９…被切削凸部、４１…凸状リブ、４２…延出端、４２ａ…延出端の端面、５１…ブレーキシュー、５２…ブレーキライニング。

Claims (2)

1. 車両用ドラムブレーキのブレーキドラムであって、このブレーキドラムは円筒状の筒部とこの筒部の一端に設けた底板とからなる有底筒状の部材であり、前記筒部の内周面にはブレーキライニングが接する摺接面を形成し、前記底板の外面の中央には車輪を取付ける平坦な車輪取付け面を形成したブレーキドラムにおいて、
   このブレーキドラムは、ドラムの軸方向に細長い複数の凸状リブを一体に形成した構成であり、これら複数の凸状リブは、前記筒部の外周面から前記底板の外面を通って前記車輪取付け面まで延びることで、その延出端が車輪取付け面に連なっており、
   さらに、前記ブレーキドラムは、前記底板の外面から軸方向外側へ突出した被切削凸部を有する鋳造品又は鍛造品であり、前記車輪取付け面は、前記被切削凸部を切削することによって形成された面であり、前記延出端は、車輪取付け面側から見たときに先細り形状を呈していることを特徴としたブレーキドラム。
2. 前記延出端の端面は、前記被切削凸部の切削時に切削しない面であって、前記車輪取付け面に対し軸方向で略面一であることを特徴とした請求項１記載のブレーキドラム。

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