JP6351415B2 - 制動部材 - Google Patents
制動部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6351415B2 JP6351415B2 JP2014146640A JP2014146640A JP6351415B2 JP 6351415 B2 JP6351415 B2 JP 6351415B2 JP 2014146640 A JP2014146640 A JP 2014146640A JP 2014146640 A JP2014146640 A JP 2014146640A JP 6351415 B2 JP6351415 B2 JP 6351415B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disk
- pair
- peripheral surface
- flow path
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 24
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 24
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Description
また、ディスク中央の開口部55の周辺には、複数のボルト孔54が設けられ、それらボルト孔54を用いてブレーキディスク50が車輪(図示せず)に締結される。
一方向に回転するブレーキディスク50に対しブレーキパッド(図示せず)が摺接すると、大気または摩擦熱により生じたガスが前記通気口56からディスク間に流入し、ディスクを冷却しながら通気口57から排出されるようになっている。
前記課題に対し特許文献1では、図8に示す構造のブレーキディスク60が開示されている。このブレーキディスク60は、中央の開口部64の周りに設けられた複数のボルト孔69によって車輪(図示せず)に締結される。また、前記複数のボルト孔69を囲むように円環状に一対のディスク61が対向して設けられ、それらディスク61間に配置された複数のフィン65によって径内側の通気口67と径外側の通気口66とが挿通されたガス流路が複数形成されている。これら複数のガス流路により、少なくとも図7に示したブレーキディスク50と同様の放熱効果が得られる。
このような溝部62と貫通孔63とを設けることにより、制動時において大気または摩擦熱によって発生したガスが前記溝部62を通り、さらに貫通孔63を通って排出されるため、制動時の冷却性能が従来よりも格段に向上し、安定した摩擦特性が得られる。また、熱疲労による亀裂が発生し難いといった効果を得ることができる。
しかしながら、図8に示した特許文献1に開示されるブレーキディスク60をセラミック基複合材料により形成した場合、セラミック基複合材料は、セラミックスを基質とする脆性材料であるため、制動時に締結部(ボルト孔69周辺)に対し加わるせん断応力に耐えきれず、亀裂が生じる虞があった。
また、図7に示したブレーキディスク50の構成であっても、ディスク中央の開口部55の内周面に形成された通気口56からディスク外周面側に形成された通気口57にガス流路が形成されるため、ボルト孔57周辺の肉厚が薄くなり、強度が不十分であるという課題があった。
このように構成することにより、本発明の制動部材を例えばブレーキディスクに適用した場合、制動時において回転する一対のディスク部に対しブレーキパッドが摺接すると、大気または摩擦熱によって発生したガスが前記挿通孔からガス流路に流入する。そして前記ガスは、隣り合うフィン部材の間を通ってディスク外周面側から排出される。これにより制動時においても充分にディスク冷却効果を得ることができ、安定した摩擦熱が得られ、熱疲労の発生を抑制することができる。
このように構成することにより、挿通孔からガス流路に流れ込んだガスは流路内壁にぶつかった後に排出されるため、ディスクの冷却効果をより得ることができる。
このように制動部材の形成材料にセラミックス基複合材料を用いることにより、軽量化することができ、車両のばね下重量が低減されて運転性能が向上し、燃費効率の向上により省エネルギー化の効果を得ることができる。
また、前記挿通孔(ガス流路)が締結部に形成されないため、ボルト孔周辺が肉厚となり、従来のようにディスク中央の開口部の内周面に通気口を設けた構造よりも強度を格段に向上することができる。即ち、本発明の制動部材をセラミックス基複合材料により形成しても、制動時に加わるせん断応力に対して充分に耐えることができる。
図1は、本発明に係る制動部材をブレーキディスクに適用した第1の実施形態を模式的に示す正面図である。図2は、図1のA−A矢視断面図である。
図1に一部破断して示すベンチレート式のブレーキディスク1は、中央に車軸が挿通される円形の開口部2が形成された、円筒状の締結部9を有し、前記締結部9の円筒状壁部において前記開口部2の周りに複数のボルト孔3が等間隔に配置されている。前記複数のボルト孔3は、ブレーキディスク1を車輪(図示せず)に固定するために設けられている。
図1、図2に示すように内側ディスク4と外側ディスク5とに挟まれた空間には、前記締結部9の外周面から径外方向に延びて立設された板状のフィン6(フィン部材)が周方向に沿って複数配置されている。これら立設された板状のフィン6は、その上下端部が内側ディスク4と外側ディスク5の内側面に当接している。尚、高い強度を得るために、締結部9と内側ディスク4と外側ディスク5とフィン6とは一体成形されていることが望ましい。
また、前記したようにガス流路10にガスを流し込むための挿通孔7,8は、締結部9には形成されないため、ボルト孔3周辺が肉厚となり、従来のようにディスク中央の開口部の内周面に通気口を設けた構造よりも強度を格段に向上することができる。その結果、ディスクをセラミック基複合材料により形成しても、制動時に加わるせん断応力に対して充分に耐えることができる。
これにより制動時においても充分にディスク冷却効果を得ることができ、安定した摩擦熱が得られ、熱疲労の発生を抑制することができる。
これにより、挿通孔7、8から流入したガスは、それぞれガス流路10内の壁にぶつかった後、ガス排出口11から流出する。そのため、ブレーキディスク1に対する冷却効果をより効果的に得ることができる。
また、前記第1、第2の実施形態において、ブレーキディスク1の全体をセラミック基複合材料により形成するものとしたが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではなく、少なくとも締結部9がセラミック基複合材料により形成されていればよい。
即ち、本発明に係る制動部材は、ブレーキディスクに限らず、回転軸に締結され、その回転により生じる強制対流によって冷却可能な回転体の構造に適用することができ、特にセラミック基複合材料のような脆性材料により形成された回転体において効果を奏する。
ディスク中央の開口部の径100mm、外径300mm、厚さ10mm、ボルト孔20個を中心から65mm半径位置に等間隔に配置した図1に示した特徴を有するブレーキディスクの数値モデルを作製した。この数値モデルの斜視図を図6に示す。
この数値モデルにおいて、材料には、炭素短繊維強化炭化ケイ素系複合材料を用いた。尚、この炭素短繊維強化炭化ケイ素系複合材料は、ヤング率は93GPa、ポアソン比は0.38であった。
実施例1の結果は、ブレーキディスクの温度は873℃であり、熱応力は162MPaであった。
比較例1として、図7に示した従来のブレーキディスクの数値モデルを作製し、シミュレーション解析を行った。その他の条件は、実施例1と同じに設定し、ブレーキディスクの温度と、ブレーキディスクへの熱応力を測定した。
比較例1の結果は、ブレーキディスクの温度は912℃であり、熱応力は190MPaであった。
よって、本実施例において、本発明に係る制動部材によれば、セラミック基複合材料により形成しても、制動時に充分な耐久性を有し、かつ充分な冷却効果により安定した摩擦熱を得ることができることを確認した。
2 開口部
3 ボルト孔
4 内側ディスク(ディスク部)
5 外側ディスク(ディスク部)
6 フィン(フィン部)
7 挿通孔
8 挿通孔
9 締結部
10 ガス流路
11 ガス流出口
Claims (3)
- 開口部が中央に設けられ円筒状に形成されると共に、前記開口部の周りの円筒状壁部に複数のボルト孔が形成された、セラミック基複合材料からなる締結部と、
前記締結部を中心として該締結部の周囲に円板状に設けられるとともに軸方向に所定の間隔を空けて配置された一対のディスク部と、
前記一対のディスク部に挟まれた空間内に、前記締結部の壁部外周面から径外方向に延びると共に一対のディスク部に当接して設けられ、かつ前記締結部の周方向に間隔を空けて設けられた複数のフィン部材と、
前記ディスク部における、締結部の壁部外周面近傍であってかつ隣り合う前記フィン部材の間の位置において、前記一対のディスク部のそれぞれに形成された挿通孔と、
前記一対のディスク部のそれぞれ形成された挿通孔と、前記締結部の壁部外周面、前記一対のディスク部、フィン部材によって囲まれた空間と、前記空間が一対のディスク部の外周面側に開口したガス排出口とを有するガス流路と、
を備え、
前記一対のディスク部が軸周りに回転することにより、前記ガス流路の挿通孔から前記囲まれた空間にガスが流入し、前記ガスは前記空間を流れてガス排出口から排出されることを特徴とする制動部材。 - 前記ガス流路にガスが流れ込む一対の前記挿通孔は、その周方向の長さが前記隣り合うフィン部材間の周方向の距離寸法よりも小さく形成されるとともに、前記隣り合うフィン部材間において周方向の位置が互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項1に記載された制動部材。
- 前記締結部と前記ディスク部と前記フィン部材がセラミック基複合材料により形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された制動部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014146640A JP6351415B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 制動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014146640A JP6351415B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 制動部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016023677A JP2016023677A (ja) | 2016-02-08 |
JP6351415B2 true JP6351415B2 (ja) | 2018-07-04 |
Family
ID=55270640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014146640A Active JP6351415B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 制動部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6351415B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6018672Y2 (ja) * | 1979-10-27 | 1985-06-06 | 柳河精機株式会社 | デイスクブレ−キ板 |
DE19940570B4 (de) * | 1999-08-26 | 2005-03-03 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Bremssystem |
JP2007192350A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Toyota Motor Corp | ディスクロータ |
JP2012167745A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Create Engineering:Kk | ブレーキディスクローター |
-
2014
- 2014-07-17 JP JP2014146640A patent/JP6351415B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016023677A (ja) | 2016-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5224198B2 (ja) | ベンチレーテッド型ディスクブレーキ用ディスクのブレーキバンド | |
US5544726A (en) | Brake rotor with flow through ventilation | |
EP4112965B1 (en) | Ventilated brake disc | |
US9777784B2 (en) | Disk brake rotor with hollow portions | |
KR101964125B1 (ko) | 브레이크 디스크 | |
US8336682B2 (en) | Ventilated brake disk and method | |
CN105829756A (zh) | 通风式制动盘 | |
CN204200918U (zh) | 制动盘和车辆 | |
US20200400204A1 (en) | Braking system for an aircraft wheel | |
US11226021B2 (en) | Three-dimensional printed disc brake rotor | |
CN111886421A (zh) | 用于通风型盘式制动器的盘的制动带 | |
KR20150064510A (ko) | 차량용 브레이크 디스크 | |
US20140326551A1 (en) | Composite rotor | |
US9574629B2 (en) | Brake rotors with inclined posts | |
JP2003511637A (ja) | 乗り物ディスクブレーキ用のブレーキディスク | |
JP2009287621A (ja) | ディスクブレーキ用ディスクロータ | |
JP6351415B2 (ja) | 制動部材 | |
US20070261929A1 (en) | Aerodynamic vented rotor | |
EP2060822A1 (en) | Self-ventilated brake disc | |
JP2000274463A (ja) | ディスクロータ及びそれを用いたディスクブレーキ装置 | |
JP2012132539A (ja) | ブレーキディスクローター | |
CN106989123B (zh) | 双连接盘式制动转子 | |
KR101994113B1 (ko) | 벤티드 브레이크 디스크 | |
WO2021123755A1 (en) | Brake disc, method of manufacturing the same, and an insert | |
JPS5926112Y2 (ja) | ブレ−キデイスク |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180605 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6351415 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |