JP7267051B2 - ブレーキディスク - Google Patents
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Description
ブレーキディスクの熱容量を大きくすることによってブレーキフィーリングを向上させることも考えられる。この場合、板厚及びディスク材料を従来と同一とすると、ディスクの制動表面及び制動裏面の面積を増加することによって、ディスクの熱容量を増加させることが可能となる。しかし、面積の増大に伴い、ブレーキディスクの重量も増加することとなる。
前記波形部の凹部は、左右非対称に形成されていてもよい。
(第1の実施形態)
図1から図5には、本発明の第1の実施形態に係るブレーキディスク1が示されている。このブレーキディスク1は、自転車や自動二輪車等で用いられるブレーキディスクとして実現したものである。ブレーキディスク1の材料として、例えばアルミニウム、ステンレス、炭素鋼等を用いてもよいが、これらの例に限定されるものではない。図1は、ブレーキディスク1を制動表面17aから見た図、図2は、ブレーキディスク1を制動裏面17bから見た図である。
図7(a)、(b)には、外周部2の一区画(3つの凸部10bと2つの凹部10a分に相当する区画)が示されている。勿論、外周部2の全周に亘って、図示のような区分けが適用されることは言うまでもない。
図14(a)、(b)には、第1の実施形態に係るブレーキディスク1と比較するための従来ディスクAが示されている。図14(a)に示されるように、従来ディスクAの外周部52は、外周に亘って凹部60aと凸部60bとが繰り返し形成された波形部60と、貫通孔61、62とを有する。外周部52の径方向内側には、径方向に対してより小さい傾斜角度で中央開口部53へと延在する第1の桟部56と、径方向に対してより大きい傾斜角度で中央開口部53へと延在する第2の桟部57とが形成され、第1の桟部56と第2の桟部57とが交差した領域に取り付け孔55が各々形成されている。第1の桟部56、第2の桟部57及び交差した領域は、外周部52と共に周開口部59を各々形成している。
図8(a)に示されるように、ブレーキディスク1は、外周部2の最外側に、ブレーキパッドのクリーニング部として機能する波形部を備え、さらに、外周部と内周部との境界線には、当該境界線をまたぐようにクリーニング用貫通孔を備えており、非クリーニング部が無いディスクとなっている。これに対して、従来ディスクAは、外周部2の最外側に、ブレーキパッドのクリーニング部として機能する波形部を備えているが、図14(b)で上述したように、摺動部エリアと非摺動部エリアとの境界線に、クリーニング部が形成されていない。よって、当該境界線上に非クリーニング部(太線)がある状態となっている。
ブレーキディスク1と従来ディスクAとは、ブレーキパッドの摺動部エリアである外周部全体の熱容量はほぼ同じ値(約166J/K)となっている。しかし、周方向の最大熱容量差に関して、従来ディスクAが1.8J/Kであるのに対して、本ブレーキディスク1は0.6J/Kであり、顕著に小さい周方向の熱容量差を達成している。また、径方向の最大熱容量差に関して、従来ディスクAが4.4J/Kであるのに対して、本ブレーキディスク1は0.7J/Kであり、顕著に小さい径方向の熱容量差を達成している。側面の表面積(制動表面及び制動裏面以外の側面から見た部分の面積)に関しては、従来ディスクAが1487mm2であるのに対して、本ブレーキディスク1は2469mm2と顕著に大きい。これは、本ブレーキディスク1が、波形部の形状及びサイズ、並びに、貫通孔(9、11、36、38)の配列、数、サイズを調整することによって、側面の表面積を増大させることができたからである。
図11(a)に示されるように、従来ディスクAでは、周方向に大きい温度むらが存在しており、最高温度も617℃に達した。これに対して、本実施形態に係るブレーキディスク1では、摺動部エリアの重量すなわち熱容量を従来ディスクと同一に維持しながら、周方向の温度むらが均一であり、最高温度も572℃に低下させることができた。
以上説明したように、本実施形態によれば、熱容量が従来ディスクと同等でも、温度むらの均一化を図ると共に冷却効率を高めることが可能となり、これによって、ブレーキフィーリングも良化させることが可能となる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、ブレーキディスク1全体が一体に成形されていた。本発明のブレーキディスクは、これに限定されるものではなく、2つ以上の部品から構成することもできる。この例を第2の実施形態として図12及び図13を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同様の第2の実施形態の構成要件については、第1の実施形態と同じ参照番号にbを附して詳細な説明を省略する。
第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の作用効果の他に、ホイールの仕様に応じて桟内周部13のみを交換するだけで対応できるブレーキディスクを提供することができる。或いはその逆に外周部2bのみを摩耗等により交換することもできる。
2、2b 外周部
3、3b 中央開口部
5、5b 取り付け孔
6、6b 第1の桟部
7、7b 第2の桟部
8、8b 交差した領域
9、9b 周開口部
10 波形部
10a 凹部
10b 凸部
11、11b 貫通孔
12 皿状に凹んだ部分
13 桟内周部
14 ピン
15 ブリッジ部
17a 制動表面
17b 制動裏面
20 凹部10aの側辺(径方向に対して45°以下となるサイド)
21 凹部10aのサイド(径方向に対して45°以上となるサイド)
30 外周部2と内周部32との境界線
32 内周部
36、38 クリーニング用の貫通孔
b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7 周方向境界線
c1、c2、c3、c4、c5、c6 周方向区分
d1、d2 径方向境界線
r1、r2、r3 径方向区分
Claims (8)
- ブレーキディスクであって、
ブレーキパッドの摺動部エリアとなる外周部であって、該外周部は、その外周に亘って凹部と凸部とが繰り返し形成された波形部を有する、前記外周部を備え、
前記外周部において周方向及び径方向の熱容量分布を実質的に均一とするため、
前記外周部は、
周方向に沿って等角に各々区分けされた前記外周部の複数の周方向区分において、各々の周方向区分の熱容量に対する前記周方向区分の間の熱容量差の比が第1の所定比率以下となり、
径方向に沿って等しい長さに各々区分けされた前記外周部の少なくとも3つの径方向区分において、各々の径方向区分の熱容量に対する前記径方向区分の間の熱容量差の比が第2の所定比率以下となるように形成されており、
前記少なくとも3つの径方向区分の最外側の径方向区分は、前記波形部を包含する径方向長さであり、前記第2の所定比率は、8%である、
ブレーキディスク。 - 前記外周部の径方向内側に形成された内周部であって、該内周部は、前記ブレーキパッドの非摺動部エリアとなる、前記内周部を更に備え、
前記外周部と前記内周部との間の境界線をまたいで、クリーニング用の貫通孔が形成されており、該クリーニング用の貫通孔には前記ブレーキパッドの径方向内側縁部が交差可能である、請求項1に記載のブレーキディスク。 - 前記周方向区分の各々は、前記凹部の極小点を通過して径方向に延びる第1の周方向境界線と、前記凸部の極大点を通過して径方向に延びる第2の周方向境界線と、によって画定され、前記第1の所定比率は、25%である、請求項1又は2に記載のブレーキディスク。
- 前記ブレーキディスクには、複数の貫通孔が形成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載のブレーキディスク。
- 前記波形部の前記凹部及び前記凸部、及び、前記貫通孔は、前記ブレーキディスクの側面の表面積を増大させて所望の冷却効率を達成するように形成されている、請求項4に記載のブレーキディスク。
- 前記内周部及び前記外周部は一体に成形されている、請求項2に記載のブレーキディスク。
- 前記内周部は、前記外周部に連結手段により連結されている、請求項2に記載のブレーキディスク。
- 前記波形部の凹部は、左右非対称に形成されている、請求項1から7のいずれか1項に記載のブレーキディスク。
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