JP4991534B2 - ベンチレーテッドブレーキディスク及び対応する自動車 - Google Patents
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Description
これは、ブレーキパッドとブレーキディスクの材料との間の摩擦係数の変化を回避するためであり、これによって制動距離が大きく変化しないことが可能になる。
「ソリッド」ブレーキディスクは、大量の熱を蓄積するように設計される。従って、このブレーキディスクは、大容量の熱の貯蔵箇所を構成し、熱量の放出は極めてゆっくり実行される。
このブレーキディスクの欠点は次のとおりである:
−このブレーキディスクは、全部が利用されることは滅多にない、比較的大きな「バネ下」質量を構成し;
−このブレーキディスクは、燃料消費の増加をもたらし(ブレーキディスクの重量によって);
−このブレーキディスクは、エネルギ的な汚染をもたらす(熱量の蓄積によって)。
−「バネ下」質量を軽減し;
−ブレーキディスクの熱容量を最適に利用し;
−燃料消費を減少し;
−エネルギ的な汚染を減少する;
ことを可能にする。
それと同時に、これらのベーンは:
−伝導による大きな熱交換面をもたらし;
−環境から独立に空気の循環速度を加速し;
−空気流量を増加する;
という能力に関しては、結果が限定される。
−対流による大きな熱交換面をもたらし;
−伝導による大きな熱交換面をもたらし;
−環境から独立に空気の循環速度を加速し;
−空気流量を増加し;
−温度と、ブレーキパッドによってブレーキディスクへ加えられる圧力の影響による、ブレーキトラックの変形を制限する;
という能力に関して、比較的満足な結果をもたらす。
ところで、スタッドの数の増加は、特に鋳型の中子の作成が極めて複雑になるという問題を鋳造工程にもたらす。
さらに、このようなスタッドは、鋳型への材料の流し込みに対する障害を形成し、その結果、多かれ少なかれ不良品が生じることが認められている。
−環境から独立に空気の循環速度を加速し;
−空気流量を増加する;
という能力に関しては、結果が限られている。
同一の作動条件において、従来技術のスタッド付きのベンチレーテッドブレーキディスク(図2に示されたようなもので、90個のベンチレーション部品を有する)は、170秒を要し、ベーン付きのベンチレーテッドブレーキディスク(図3に示されたようなもので、36個のベンチレーション部品を有する)は、190秒を要する。換言すれば、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクは、引用した従来技術の2つのベンチレーテッドブレーキディスクに対して、それぞれ6%と16%の冷却時間の減少を可能にする。
このことは、吸い込みリング(第2リング)の上流における圧縮リング(第1リング)の存在によって説明することができ、吸い込みリングの上流における圧縮リングの存在は、空気の流量と流速を加速する性質を有するベンチュリー効果を引き起こすことに貢献する。
この試験結果によって、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクは、従来のスタッド付きのベンチレーテッドブレーキディスクに比して略100%、従来のベーン付きのベンチレーテッドブレーキディスクに比して略1000%の、変形の減少を可能にすることが示された。
このようにして、1つのリングの中に配分された空気の圧縮領域が、簡単かつ効果的に得られる。
他の1つの特徴によれば、上記出口の列の上記ベンチレーションスタッドは、上記ベンチレーションスタッドの間に、幅が上記ディスクの周辺の方向に向かって増加するスペースを画定する。
このようにして、上流の列のベンチレーションスタッドと出口の列のベンチレーションスタッドは、ブレーキが適用された瞬間におけるブレーキディスクの最高温領域(彗星型の領域)に、増加した空気抵抗がもたらされるように設置される。
このようにして、圧縮領域における圧縮空気に対する吸い込み領域が形成される。この吸い込み領域は、前述のベンチュリー効果による空気の加速を伴う。
吸い込まれた空気は、速度を低下させる可能性がある障害によって妨げられることなく、直接排出される。
このようにして、空気の循環は、ブレーキディスクの表面全体にわたって、均一に分布される。
このようにして、空気の循環のための通路が作られる。さらに、ベンチレーションスタッドの列の間のこの間隔は、鋳型の中への材料の良好な循環も可能にする。
これは、流体の挙動という観点からは、空気について真であることは、ベンチレーション部品の成型工程においても同じく真であるからである。
従って、本発明のベンチレーションスタッドの配置は、中子を作るために一般に用いられる砂と樹脂との混合物の良好な流れを可能にする。
またこの配置は、鋳型の中への材料の充填不足のリスクも著しく減少させることも可能にする。
このようにして、ブレーキディスクの間を循環する空気の流量を増加させることに貢献する、一種の空気ポンプが作られる。
このような特徴は、タービンに類似の作用をもたらし、ブレーキディスクの間を循環する空気の流れ(流速と流量)を増加させることに勿論貢献する。
このようなブレーキディスク構造のもう1つの利点は、右側車輪用のブレーキディスクと左側車輪用のブレーキディスクを区別する必要がないことである。
−図1〜3は、従来技術によるベンチレーテッドブレーキディスクの部分図であり;
−図4は、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクの部分断面斜視図であり;
−図5は、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクの部分断面図であり;
−図6、7は、ベンチレーテッドブレーキディスクにおける空気の流れを示すための、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクの部分断面図であり;
−図8は、ブレーキの適用によって生じるヒートゾーンとベンチレーションスタッドの分布との関係を示すための、本発明によるもう1つのベンチレーテッドブレーキディスクの部分断面図であり;
−図9は、空気の流れに対するベンチレーションスタッドの影響を示すための、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクの左と右のブレーキディスクの部分図であり;
−図10a、10bは、ブレーキパッドの作用を受けて生じる可能性がある変形を示すための、本発明によるベンチレーテッドブレーキディスクの図であり;
−図11a、11bは、ブレーキパッドの作用を受けて生じる可能性がある変形を示すための、従来技術によるベンチレーテッドブレーキディスクの図である。
このことは、図4、6、7に示されている。これらの図は、ベンチレーションスタッド421、431の2つの列42、43によって互いに接続された2枚のブレーキディスク40、41からなるベンチレーテッドブレーキディスクを示す。
以下の記述において、ベンチレーションスタッドの列42を「上流の列(第2の列)」、ベンチレーションスタッドの列43を「出口の列(第1の列)」と呼ぶ。
−空気導入開口44から流入する(図6において、符号F1によって示されている。)空気が圧縮される第1リング420(図7において、「Compression(圧縮)」の意味で「C」の印が付されている。)と;
−第1リング420における圧縮空気が吸入され、次いで2枚のプレートの間の空間から排出される(図6において、符号F2によって示されている。)第2リング430(図7において、「Depression(減圧)」の意味で「D」の印が付されている。)と;
を設けるように配置される。
なお、この効果は、ブレーキディスクが左側の車輪に装着されても右側の車輪に装着されても、単一のブレーキディスク構造によって得られる。
このことは、図10a、10b、11a、11bに示されている。
図11aに示すような、36個のベンチレーション用のベーンを含む、従来技術のベーン付きのブレーキディスクにおいては、距離d2(図11b)に亘るブレーキパッドの圧力による、矢印で示された変位に該当する変形が認められる。
Claims (13)
- 同心の円形の列に配分されたベンチレーションスタッド(421、431)によって互いに接続され、相互の間に間隔をおいて配置された、2枚のブレーキディスク(40、41)を含み、
上記列は、上記ベンチレーションスタッドの第1の列である出口の列(43)と上記ベンチレーションスタッドの第2の列である上流の列(42)とを含み、
上記出口の列(43)を通って上記ブレーキディスクの間の上記間隔から空気が排出され、
上記上流の列(42)は、上記出口の列(43)の上記空気の流れの方向における上流に設けられ、
上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)と、上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、互いに角度方向にずらされた、ベンチレーテッドブレーキディスクにおいて、
上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、相互間に第1リング(420)が設けられるように配置され、
上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)は相互間に第2リング(430)が設けられるように配置され、
上記第1リング(420)は、上記ベンチレーションスタッド(421)の間に画定されたスペースであり、
上記第1リングの(420)の幅は、上記ブレーキディスク(40、41)の間へ流入する空気が圧縮されるように、上記出口の列(43)の方向に向かって減少しており、
上記第2リング(430)の中へ上記第1リング(420)において圧縮された空気が吸い込まれ、次いで上記ブレーキディスク(40、41)の間から排出されることを特徴とする、ベンチレーテッドブレーキディスク。 - 上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、上記ブレーキディスクの半径と一致する対称軸を有することを特徴とする、請求項1に記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、細長い形状を有し、上記細長い形状の周辺は2つの直線部分によって接続された2つの丸みのある端部によって画定され、上記丸みのある端部は、上記ベンチレーションスタッドが、上記丸みのある端部の間で漸進的に拡幅するように、横方向に異なる寸法を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)は、上記ベンチレーションスタッド(431)の間に、幅が上記ディスクの周辺の方向に向かって増加するスペースを画定することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)は、上記ブレーキディスクの半径と一致する対称軸を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)は、細長い形状を有し、上記細長い形状の周辺は2つの直線部分によって接続された2つの丸みのある端部によって画定され、上記丸みのある端部は、上記ベンチレーションスタッドが、上記丸みのある端部の間で漸進的に幅が縮小するように、横方向に異なる寸法を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 一方の上記列の各上記ベンチレーションスタッドの上記対称軸は、他方の上記列の隣接する上記ベンチレーションスタッドの上記対称軸の間の角度方向の中心にあることを特徴とする、請求項2または5に記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)と上記上流の列(42)は、中間リング(45)によって互いに分離されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、上記ベンチレーションスタッド(421)の間のスペースが、上記ブレーキディスク(40、41)の間の空気導入開口(44)に対して角度方向にずらされるように配置されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)と、上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)と、上記ブレーキディスク(40、41)の間の空気導入開口(44)は、互い違いに配置されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)と、上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、規則的なピッチに従って配置されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)と、上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、可変のピッチに従って配置されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1つに記載のベンチレーテッドブレーキディスク。
- 同心の円形の列に配分されたベンチレーションスタッド(421、431)によって互いに接続され、相互の間に間隔をおいて配置された、2枚のブレーキディスク(40、41)を含み、
上記列は、上記ベンチレーションスタッドの第1の列である出口の列(43)と上記ベンチレーションスタッドの第2の列である上流の列(42)とを含み、
上記出口の列(43)を通って上記ディスクの間の上記間隔から空気が排出され、
上記上流の列(42)は、上記出口の列(43)の上記空気の流れの方向における上流に設けられ、
上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)と、上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、互いに角度方向にずらされた、少なくとも1つのベンチレーテッドブレーキディスクが装備された自動車において、
上記上流の列(42)の上記ベンチレーションスタッド(421)は、相互間に第1リング(420)が設けられるように配置され、
上記出口の列(43)の上記ベンチレーションスタッド(431)は相互間に第2リング(430)が設けられるように配置され、
上記第1リング(420)は、上記ベンチレーションスタッド(421)の間に画定されたスペースであり、
上記第1リングの(420)の幅は、上記ブレーキディスク(40、41)の間へ流入する空気が圧縮されるように、上記出口の列(43)の方向に向かって減少しており、
上記第2リング(430)の中へ上記第1リング(420)において圧縮された空気が吸い込まれ、次いで上記ブレーキディスク(40、41)の間から排出されることを特徴とする自動車。
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