JP5080385B2 - フローティング型ブレーキディスク - Google Patents

Description

本発明は、環状のロータと、このロータの内側に配置されるハブとを備え、ロータとハブとを周方向複数箇所で連結ピンにより連結してなるフローティング型ブレーキディスクに関する。

従来、この種のフローティング型ブレーキディスクにおいては、ロータの内周の周方向複数箇所に、径方向内方に突出し、径方向内端に半円形の切り欠きを有するピン受け部を形成すると共に、ハブの外周の周方向複数箇所に、径方向外方に突出し、径方向外端に半円形の切り欠きを有するピン受け部を形成し、ロータのピン受け部とハブのピン受け部とを突き合わせて両者の切り欠き部によりピン孔を構成し、このピン孔に連結ピンを挿通している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、制動時はロータがブレーキパッドの摺接で高温に発熱する。そして、ロータのピン受け部と連結ピンとを介してハブ側への熱引けを生ずる。上記従来例のものでは、ロータのピン受け部の先端に連結ピンの半周部分を受け入れる切り欠きを形成する関係で、ピン受け部を介しての熱引け量が大きくなる。その結果、ロータに温度差の大きな温度むらを生じ、制動の度にこれが繰り返されると、ロータに熱変形を生じる虞がある。

また、図４に示すように、ロータａのピン受け部ｂを、連結ピンｃをブレーキディスクの径方向外方と周方向片側とから囲うように形成すると共に、ハブｄのピン受け部ｅを、連結ピンｃをブレーキディスクの径方向内方と周方向反対側とから囲うように形成したものも従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

このものでは、ロータａのピン受け部ｂの連結ピンｃに対する接触面積が特許文献１記載のものより小さくなり、ピン受け部ｂを介しての熱引けをある程度は抑制できる。然し、ロータａのピン受け部ｂは、連結ピンｃをブレーキディスクの径方向外方から囲う部分ｂ１を有するため、この部分ｂ１からの熱引けを生じ、熱引けを十分には抑制できない。

また、ハブは、一般的にアルミニウム合金で形成され、ロータは、耐熱性確保のため、ステンレス鋼板で形成される。ブレーキディスクを軽量化するには、比重の大きなステンレス鋼板で形成されるロータの軽量化が必要になり、そのためには、ロータのピン受け部をできるだけ小型化することが必要になる。

特許文献２記載のものでは、ロータａのピン受け部ｂが特許文献１記載のものに比し小型になるが、一層の軽量化のためには、ピン受け部ｂから上記部分ｂ１を切除することが望まれる。
特開２００５−４８７８７号公報 実用新案登録第２５３４７７１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ロータからハブへの熱引けを可及的に抑制でき、かつ、軽量化も図れるようにしたフローティング型ブレーキディスクを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のフローティング型ブレーキディスクは、環状のロータと、このロータの内側に配置されるハブとを備え、ロータとハブとを周方向複数箇所で連結ピンにより連結してなるフローティング型ブレーキディスクにおいて、ハブの外周の周方向複数箇所に、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向片側と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向反対側に開口部を有するピン受け部が形成され、ロータの内周の周方向複数箇所に、ハブに形成するピン受け部の開口部を閉塞するようにして径方向内方にのび、連結ピンをハブに形成するピン受け部との間に挟み込む舌片状のピン受け部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ハブに形成するピン受け部が、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向片側と径方向外方との３方向から囲うため、ロータに形成するピン受け部に、上記した特許文献２記載のもののように連結ピンをブレーキディスクの径方向外方から囲う部分を形成する必要がない。そのため、ローラに形成するピン受け部を介しての熱引けを可及的に抑制して、ロータに温度差の大きな温度むらを生ずることを防止できる。

また、本発明においては、ロータがステンレス鋼板で形成され、ハブがアルミニウム合金で形成されることが望ましい。

本発明によれば、ロータに形成するピン受け部を可及的に小型化できるため、比重の大きなステンレス鋼板製のロータの軽量化を図ることができる。尚、ハブに形成するピン受け部は大型化するが、ハブはアルミニウム合金製であって、比重が軽いため、ピン受け部が大型化してもハブの重量は然程増加しない。そして、ロータに形成するピン受け部の小型化によるロータの重量の軽減分がハブに形成するピン受け部の大型化によるハブの重量増加分を上回って、ブレーキディスク全体の重量が軽減される。

また、本発明においては、ロータの内周寄りの部分に、ロータに形成するピン受け部と同一の周方向箇所に位置させて、透孔が形成されることが望ましい。これにより、透孔によりピン受け部への伝熱面積が狭められ、ピン受け部からの熱引けが一層効果的に抑制される。

さらに、本発明においては、ハブに形成するピン受け部は、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向一方と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向他方に開口部を有する第１のピン受け部と、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向他方と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向一方に開口部を有する第２のピン受け部とから成り、第１のピン受け部と第２のピン受け部とが周方向の間隔を存して交互に形成され、ロータに形成するピン受け部は、連結ピンを第１のピン受け部との間に挟み込む第３のピン受け部と、連結ピンを第２のピン受け部との間に挟み込む第４のピン受け部とから成り、第３のピン受け部と第４のピン受け部とが周方向の間隔を存して交互に形成されることが望ましい。

これによれば、ロータに対する制動トルクの作用方向が周方向一方である場合、制動トルクは第３のピン受け部と連結ピンと第１のピン受け部とを介してハブに伝達される。従って、ハブに形成するピン受け部とロータに形成するピン受け部とをそれぞれ第１のピン受け部と第３のピン受け部だけにすることも可能である。但し、上記構成では、ブレーキディスクを表裏反転して車軸に連結すると、制動トルクをハブに伝達できなくなる。一方、ハブに上記の如く第１と第２のピン受け部を形成すると共に、ロータに上記の如く第３と第４のピン受け部を形成しておけば、ブレーキディスクを表裏反転して車軸に連結しても制動トルクをハブに伝達でき、有利である。

以下、図面を参照して、自動二輪車に装着される本実施の形態のフローティング型ブレーキディスクを説明する。図１に示すように、制動時にパッド（図示せず）が圧接するロータ１は、ステンレス鋼板製であって、環状に形成される。ロータ１の内側には、車軸に連結されるアルミニウム合金製のハブ２が配置される。そして、ロータ１とハブ２とを周方向複数箇所で連結ピン３により連結してフローティング型ブレーキディスクを構成している。尚、図１の左半部は連結ピン３を装着していない状態を示し、右半部は連結ピン３を装着した状態を示している。

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をブレーキディスクの径方向内方と周方向一方（反時計方向）と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向他方に開口部６ａを有する第１のピン受け部６_１と、連結ピン３をブレーキディスクの径方向内方と周方向他方（時計方向）と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向一方に開口部６ａを有する第２のピン受け部６_２とが周方向の間隔を存して交互に形成されている。

ロータ１の内周には、第１のピン受け部６_１の開口部を閉塞するようにして径方向内方にのび、連結ピン３を第１のピン受け部６_１との間に挟み込む舌片状の第３のピン受け部６_３と、第２のピン受け部６_２の開口部を閉塞するようにして径方向内方にのび、連結ピン３を第２のピン受け部６_２との間に挟み込む舌片状の第４のピン受け部６_４とが周方向の間隔を存して交互に形成されている。尚、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４は、ロータ１の他の部分よりも肉薄に形成されている。

図２及び図３に示すように、連結ピン３は、外径が第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２及び第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４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ている。連結ピン３の一端には、第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２及び第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４の軸方向一方の側面に当接するフランジ部３ａを有する。また、連結ピン３の他端側には、皿ばねＳとワッシャＷとが外挿されている。そして、連結ピン３の他端をかしめることにより、ワッシャＷを介して皿ばねＳを第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２及び第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４の軸方向他方の側面に圧接させている。

ここで、ロータ１とハブ２とは、第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２及び第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４と連結ピン３の外周面との間に生ずる僅かな隙間分だけ径方向及び周方向に相対変位自在に、且つ、皿ばね３ｂが撓むことのできる範囲で軸方向に相対変位自在に連結される。そのため、ロータ１の熱膨張をロータ１とハブ２との相対変位で吸収し、ブレーキディスク全体の変形を抑制することができる。

尚、ロータ１に対する制動トルクの作用方向が反時計方向である場合、制動トルクは第３のピン受け部６_３と連結ピン３と第１のピン受け部６_１とを介してハブ２に伝達される。ここで、ハブ２に形成するピン受け部とロータ１に形成するピン受け部とを夫々第１のピン受け部６_１と第３のピン受け部６_３だけにすると、ブレーキディスクを表裏反転して車軸に取付けた場合、制動トルクをハブ２に伝達できなくなる。そこで、本実施形態では、ブレーキディスクを表裏反転して車軸に連結しても制動トルクをハブに伝達できるように、ハブ２に第１と第２のピン受け部６_１，６_２を形成すると共に、ロータに第３と第４のピン受け部６_３，６_４を形成している。

また、ロータ１には、多数の水切り孔７が形成されている。更に、ロータ１の内周部に、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４と同一の周方向箇所に位置させて、透孔８が形成されている。

制動時は、ロータ１がパッドの摺接で高温に発熱し、ロータ１の第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４と連結ピン３のフランジ部３ａとを介してハブ２側への熱引けを生ずる。この場合、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４を介しての熱引け量が大きくなると、ロータ１に温度差の大きな温度むらを生ずる。そして、制動の度にこれが繰り返されると、ロータ１に熱変形を生じる虞がある。

本実施の形態では、ハブ２に形成する第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２が、連結ピン３をブレーキディスクの径方向内方と周方向片側と径方向外方との３方向から囲うため、ロータ１に形成する第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４に、連結ピン３をブレーキディスクの径方向外方から囲う部分を形成する必要がない。そのため、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４と連結ピン３のフランジ部３ａとの接触面積が可及的に減少する。その結果、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４を介しての熱引けが可及的に抑制され、ロータ１に温度差の大きな温度むらを生ずることが防止される。

また、本実施の形態では、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４が肉薄に形成されると共に、各ピン受け部６_３，６_４に近接した位置に透孔８が形成されるため、各ピン受け部６_３，６_４への伝熱面積が狭められる。従って、各ピン受け部６_３，６_４からの熱引けが一層効果的に抑制される。

さらに、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４は、連結ピン３をブレーキディスクの径方向外方から囲う部分を有するものと異なり、可及的に小型化される。そのため、比重の大きなステンレス鋼板製のロータ１の軽量化を図ることができる。尚、ハブ２に形成する第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２は大型化するが、ハブ２はアルミニウム合金製であって、比重が軽いため、第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２が大型化してもハブ２の重量は然程増加しない。そして、第３と第４の各ピン受け部６_３，６_４の小型化によるロータ１の重量の軽減分が第１と第２の各ピン受け部６_１，６_２が大型化によるハブ２の重量増加分を上回って、フローティング型ブレーキディスク全体の重量が軽減される。

本発明の実施の形態のブレーキディスクの正面図。 図１に示すブレーキディスクの要部の拡大図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図。 従来例のブレーキディスクの要部の拡大図。

符号の説明

１ ロータ
２ ハブ
３ 連結ピン
６_１ 第１のピン受け部
６_２ 第２のピン受け部
６ａ 開口部
６_３ 第３のピン受け部
６_４ 第４のピン受け部
８ 透孔

Claims (4)

1. 環状のロータと、このロータの内側に配置されるハブとを備え、ロータとハブとを周方向複数箇所で連結ピンにより連結してなるフローティング型ブレーキディスクにおいて、
   ハブの外周の周方向複数箇所に、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向片側と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向反対側に開口部を有するピン受け部が形成され、
   ロータの内周の周方向複数箇所に、ハブに形成するピン受け部の開口部を閉塞するようにして径方向内方にのび、連結ピンをハブに形成するピン受け部との間に挟み込む舌片状のピン受け部が形成されることを特徴とするフローティング型ブレーキディスク。
2. 前記ロータはステンレス鋼板で形成され、前記ハブはアルミニウム合金で形成されることを特徴とする請求項１記載のフローティング型ブレーキディスク。
3. 前記ロータの内周寄りの部分に、ロータに形成した前記ピン受け部と同一の周方向箇所に位置させて、透孔が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のフローティング型ブレーキディスク。
4. 前記ハブに形成する前記ピン受け部は、前記連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向一方と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向他方に開口部を有する第１のピン受け部と、連結ピンをブレーキディスクの径方向内方と周方向他方と径方向外方との３方向から囲うようにして受け入れる、周方向一方に開口部を有する第２のピン受け部とから成り、第１のピン受け部と第２のピン受け部とが周方向の間隔を存して交互に形成され、
   前記ロータに形成するピン受け部は、連結ピンを第１のピン受け部との間に挟み込む第３のピン受け部と、連結ピンを第２のピン受け部との間に挟み込む第４のピン受け部とから成り、第３のピン受け部と第４のピン受け部とが周方向の間隔を存して交互に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフローティング型ブレーキディスク。

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