JP7410639B2 - ブレーキディスク - Google Patents

Description

本開示は、ブレーキディスクに関する。本開示は、より具体的には、ベンチレーテッドブレーキディスクに関する。

ディスクブレーキ装置用のブレーキディスクとして、互いから離間して設けられる一対のディスクと、当該一対のディスクの間に設けられた放熱ピンと、を備えるベンチレーテッドブレーキディスクが知られている。放熱ピンを備えたベンチレーテッドブレーキディスクは、例えば国際公開第２０１６／０５８７９２号に開示されている。

国際公開第２０１６／０５８７９２号

ベンチレーテッドブレーキディスクにおける放熱ピンの配置は、放熱効果だけでなく、優れた回転バランスが実現され、また、走行抵抗を低減するために、ディスク周囲で発生する乱流を抑制するように定められることが望まれる。

本開示は、放熱ピンを備えたベンチレーテッドブレーキディスクにおける改善を提供することを目的とする。本開示の具体的な目的の一つは、回転バランスに優れているとともにディスク周囲で発生する乱流を抑制可能なベンチレーテッドブレーキディスクを提供することである。本開示のこれ以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。

本発明の一実施形態によるブレーキディスクは、第１ディスクと、前記第１ディスクから軸方向に離間して設けられた第２ディスクと、前記第１ディスクと同心の複数の仮想円と前記第１ディスクの中心を通り前記軸方向から見て右曲がりの複数の第１仮想螺旋パターンと前記第１ディスクの中心を通り前記軸方向から見て左曲がりの複数の第２仮想螺旋パターンの３つの仮想線との交点においてその一端が前記第１ディスクの前記第２ディスクに面する側に接続される複数のピンと、を備える。一実施形態において、前記複数の交点は、前記軸方向から見たときに、前記複数の交点のうちの任意の一つと前記中心とを結ぶ仮想線に対して対称に配置される。

本発明の一実施形態において、前記複数のピンは、前記複数の仮想円の各々において、前記第１ディスクの中心の周りの周方向において均等に配置されている。

本発明の一実施形態において、前記複数の仮想円は、第１仮想円と、前記第１仮想円よりも径方向外側にある第２仮想円と、を含み、前記複数のピンのうち前記第２仮想円上で隣接するピン同士の間隔は、前記第１仮想円上で隣接するピン同士の間隔よりも広い。

本発明の一実施形態において、前記複数のピンの各々は、前記第１ディスクに接続される第１基端部と、前記第２ディスクに接続される第２基端部と、前記第１基端部と前記第２基端部との間にあり前記第１基端部及び前記第２基端部よりも小さな断面を有する中央部と、を有する。

本発明の一実施形態において、前記複数のピンは、第１ピンと、前記第１ピンよりも前記第１ディスクの径方向外側にある第２ピンと、を有し、前記第２ピンの前記第１基端部の断面は、前記第１ピンの前記第１基端部の断面よりも大きい。

本発明の一実施形態において、前記複数の第１螺旋パターンの各々及び前記複数の第２螺旋パターンの各々は、対数螺旋パターン、フィボナッチ螺旋パターン、アルキメデス螺旋パターン、フェルマー螺旋パターン、オイラー螺旋パターン、双曲螺旋パターン、又はリチュウスパターンである。

本発明の一実施形態において、前記複数の第１螺旋パターンの各々及び前記複数の第２螺旋パターンの各々は、黄金螺旋パターンである。

本発明の一実施形態において、前記第１ディスクには、前記仮想円が５個以上配置される。

本発明の一実施形態はブレーキ装置に関する。当該ブレーキ装置は、上記のいずれかのブレーキディスクを備える。

本発明の実施形態によって、回転バランスに優れているとともにディスク周囲で発生する乱流を抑制可能なベンチレーテッドブレーキディスクが提供される。

本発明の一実施形態によるブレーキディスクを模式的に示す斜視図である。 図１のブレーキディスクの平面図である。 図１のブレーキディスクの一部を破断した模式的な斜視図である。 ブレーキディスクを図５のＸ－Ｘ線で切断した模式的な断面図である。 図１のブレーキディスクの側面図である。 ピンの配置を説明するための図５に対応する模式的な断面図である。 図６に示されている中心軸Ｃ及び仮想線Ａ２を含む平面でブレーキディスクを切断した断面の一部を示す部分断面図である。

以下、添付の図面を適宜参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。各図面において共通する構成要素に対しては同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

まず、図１から図５を参照して、本発明の一態様によるブレーキディスクについて説明する。本発明の一実施形態によるブレーキディスク１は、ベンチレーテッドブレーキディスクであり、第１ディスク２と、第２ディスク３と、複数のピン４と、ハブ５と、を備える。

第１ディスク２及び第２ディスク３は、その外縁が平面視でほぼ円形のリング形状に形成される。図示の実施形態において、第１ディスク２と第２ディスク３とは同一の外径を有している。第１ディスク２は、外面２ａと当該外面２ａと対向する内面２ｂとを有する。第２ディスク３は、外面３ａと当該外面３ａと対向する内面３ｂとを有する。第１ディスク２の中心には貫通孔２ｃが形成され、第２ディスク３の中心には貫通孔３ｃが形成されている。この貫通孔２ｃ及び貫通孔３ｃは、ハブ５の外径に対応する孔径を有している。

第１ディスク２及び第２ディスク３は、第１ディスク２及び第２ディスク３に垂直な中心軸Ｃに沿った軸方向において互いから離間するように設けられている。中心軸Ｃは、第１ディスク２及び第２ディスク３の中心を通り、第１ディスク２及び第２ディスク３に垂直な方向に延伸する仮想的な軸線である。よって、図３に明瞭に示されているように、ブレーキディスク１を平面視したときに、中心軸Ｃの位置が第１ディスク２及び第２ディスク３の中心と一致する。このため、ディスクブレーキ１の構成要素の平面視における形状や配置を説明する場合には、第１ディスク２の中心を中心Ｃと呼ぶことがある。第１ディスク２と第２ディスク３とは、第１ディスク２の内面２ｂと第２ディスク３の内面３ｂとが向かい合うように設けられている。第１ディスク２の外面２ａ及び第２ディスク３の外面３ａには、不図示の摩擦パッドが押しつけられる。摩擦パッドは、不図示のキャリパーによって、第１ディスク２の外面２ａ及び第２ディスク３の外面３ａに近づく向き及び離れる向きに移動するように制御される。このブレーキキャリパは、摩擦力又は電磁力によってディスクブレーキ１に制動力を与える。摩擦力によって制動力を与えるブレーキキャリパは、ディスクブレーキ１にディスクパッドを押し当てるように構成される。摩擦力によって制動力を与えるブレーキキャリパは、回転するディスクブレーキ１に永久磁石や電磁石によって磁場を与えることで、回転するディスクブレーキ１に渦電流を発生させる。

第１ディスク２と第２ディスク３との間には、複数のピン４が設けられている。摩擦パッドと第１ディスク２と第２ディスク３との摩擦により発生した摩擦熱は、第１ディスク２の外面２ａ及び内面２ｂ並びに第２ディスク３の外面３ａ及び内面３ｂだけでなく、ピン４の表面からも大気に放出される。ピン４によりブレーキディスク１と大気との接触面積が増加するため、第１ディスク２と第２ディスク３を効率的に冷却することができる。この複数のピン４の各々は、中心軸Ｃにに沿った軸方向に延伸する柱状に形成されている。図示の実施形態において、ピン４は、中心軸Ｃに垂直な面で切断した断面４１が、ほぼ円形の形状を有するように構成されている。ピン４を中心軸Ｃに垂直な面で切断した断面４１の形状は円形に限られず、例えば、楕円形、多角形、及びこれ以外の形状とすることができる。中心軸Ｃの方向から見たピン４の配置（平面視における配置）については後述する。

図示の実施形態において、ピン４のうち径方向の最も内側に設けられているピン４は、それよりも外側に設けられているピン４とは異なる断面形状を有するように構成されている。ピン４のうち径方向の最も内側に設けられているピンを、説明の便宜上、最内ピン１４と呼ぶことがある。つまり、最内ピン１４は、径方向の最も内側にあるピン４である。

第１ディスク２と第２ディスク３との間には、複数の支持部材６が設けられる。図示の実施形態においては、１２個の支持部材６が設けられている。複数の支持部材６は、互いと同じ形状に形成されてもよい。支持部材６は、中心軸Ｃ周りの周方向において等間隔に配置されてもよい。複数の支持部材６が同一形状を有し、また、周方向において等間隔に配置されることにより、ディスクブレーキ１の回転バランスが保たれる。図示の実施形態において、上記の最内ピン１４は、隣接する支持部材６の間に設けられている。最内ピン１４は、周方向において、隣接する支持部材６から等距離となる位置に設けられても良い。

支持部材６の各々は、第１ディスク２及び第２ディスク３からその径方向内方に突出している。支持部材６の各々は、第１ディスク２の貫通孔２ｃ及び第２ディスク３の貫通孔３ｃに挿入されたハブ５とボルト７により連結される。このように、第１ディスク２及び第２ディスク３は、支持部材６によりハブ５を支持している。

ブレーキディスク１は、ハブ５を介して不図示の車軸に取り付けられる。ハブ５は、車軸に固定される。このため、ブレーキディスク１は、車軸とともに回転する。この車軸ともに回転する性質のため、ブレーキディスクは、ディスクローターと呼ばれることもある。車軸の制動時には、車軸とともに回転する第１ディスク２及び第２ディスク３に摩擦パッドを押しつけることにより、第１ディスク２及び第２ディスク３に対して制動力を作用させる。このように、ブレーキディスク１を備えたブレーキ装置により、車軸などの回転部材の回転を制動することができる。当該ブレーキ装置は、ブレーキディスク１と、第１ディスク２の外面２ａ及び第２ディスク３の外面３ａに当節する摩擦パッドと、を備える。

一実施形態におて、第１ディスク２、第２ディスク３、ピン４、支持部材６は、耐熱性及び耐摩耗性に優れた材料から鋳造により形成されてもよい。第１ディスク２、第２ディスク３、ピン４、支持部材６の材料は、鋳鉄及びこれ以外の耐熱性と耐摩耗性に優れた材料から選択され得る。第１ディスク２、第２ディスク３、ピン４、支持部材６は、鋳造以外の方法で作製されてもよい。

次に、図６を参照して、中心軸Ｃに沿う軸方向から見たピン４の配置について説明する。図６には、３種類の仮想線が描かれている。ピン４は、この３種類の仮想線の交点に配置される。この３種類の仮想線について、以下でより具体的に説明する。第１ディスク２の中心Ｃと同心の８本の円形の仮想線ａ１～ａ８が描かれている。この円形の仮想線を仮想円ということもある。仮想円ａ１～ａ８の各々は、径方向において等間隔に配置されてもよい。また、図６には、第１ディスク２の中心Ｃを通り中心軸Ｃに沿う軸方向から見て右曲がりの螺旋形状を有する第１仮想螺旋パターン及び第１ディスク２の中心Ｃを通り中心軸Ｃに沿う軸方向から見て左曲がりの螺旋形状を有する第２仮想螺旋パターンがいずれも破線で描かれている。第１仮想螺旋パターン及び第２仮想螺旋パターンはいずれも、旋回するにつれて第１ディスク２の中心Ｃからの距離が大きくなる螺旋形状を有している。図６には第１仮想螺旋パターン及び第２仮想螺旋パターンが４８本ずつ描かれている。図６においては、図示の便宜上、４８本の第１仮想螺旋パターンのうち第１仮想螺旋パターンｂ１～ｂ３の３本の仮想線にのみ参照符号が付されており、４８本の第２仮想螺旋パターンのうち第２仮想螺旋パターンｃ１～ｃ３の３本の仮想線にのみ参照符号が付されている。

複数のピン４の各々は、上記のように、中心軸Ｃに沿った方向に延伸している。複数のピン４の各々は、その一端が第１ディスク２に接続され、その他端が第２ディスク３に接続されている。ピン４は、その一端が第１ディスク２に接続され、その他端は第２ディスク３には接続されないように設けられてもよい。この場合、ピン４の他端は、第２ディスク３の内面３ｂと中心軸Ｃに沿った方向において所定間隔だけ離間する。ピン４が第２ディスク３にに接続されない場合には、第１ディスク２と第２ディスク３とは、不図示の接続用ピンにより接続される。複数のピン４の各々の一端が第１ディスクと接続する位置は、仮想円ａ１～ａ８、右曲がりの第１仮想螺旋パターン、及び左曲がりの第２仮想パターンの３つの仮想線の交点である。すなわち、複数のピン４の各々は、その一端が、仮想円ａ１～ａ８、右曲がりの第１仮想螺旋パターン、及び左曲がりの第２仮想パターンの３つの仮想線の交点において第１ディスク２に接続されている。

複数のピン４の配置について、ピン４ａ、ピン４ｂ、及びピン４ｃを例にさらに説明する。ピン４ａは、図示のように、平面視において仮想円ａ３、第１仮想螺旋パターンｂ１、及び第２仮想螺旋パターンｃ１の３本の仮想線の交点に配置されている。ピン４ｂは、仮想円ａ５、第１仮想螺旋パターンｂ２、及び第２仮想螺旋パターンｃ２の３本の仮想線の交点に配置されている。ピン４ｃは、仮想円ａ７、第１仮想螺旋パターンｂ２、及び第２仮想螺旋パターンｃ２の３本の仮想線の交点に配置されている。ブレーキディスク１にはピン４が多数設けられているため、その全てについて具体的に言及はしないが、複数のピン４のうち、ピン４ａ、ピン４ｂ、及びピン４ｃ以外の各ピンもピン４ａ、ピン４ｂ、及びピン４ｃと同様に、仮想円ａ１～ａ８のうちのいずれかの仮想円、４８本の右曲がりの第１仮想螺旋パターンのうちのいずれかの第１仮想螺旋パターン、及び４８本の左曲がりの第２仮想パターンのうちのいずれかの第２仮想螺旋パターンの３つの仮想線の交点において第１ディスク２に接続されている。

ピン４の配置を定めるための仮想円の数は８本に限られない。仮想円の数が多いほどピン４の数も増えるため放熱効果を向上させることができる。他方、仮想円の数が多いほど第１ディスク２が大径化及び高重量化する。これらの観点から、一実施形態において、ピン４の配置を定めるための仮想円の数は５本～２０本とされる。

第１仮想螺旋パターン及び第２螺旋パターンの数は４８本に限られない。第１仮想螺旋パターン及び第２螺旋パターンの数が多いほどピン４の数も増えるため放熱効果を向上させることができる。他方、第１仮想螺旋パターン及び第２螺旋パターンの数が多くなるとピン４の各々が小径化するため強度不足となりやすくなる。これらの観点から、一実施形態においては、ピン４の配置を定めるための第１仮想螺旋パターン及び第２螺旋パターンの数は２０本～１００本とされる。

一実施形態において、第１仮想螺旋パターンと第２仮想螺旋パターンとは、その回転方向以外は同じ形状の曲線であってもよい。この場合、中心Ｃを原点とする極座標表示（ｒ，θ）において、第１仮想螺旋パターンはｒ＝ａｅ^bθ（ただし、ａは正の実数、ｂは負の実数）と表される曲線であり、第２仮想螺旋パターンはｒ＝ａｅ^bθ（ただし、ａは正の実数、ｂは正の実数）と表される曲線である。つまり、極座標表示においては、第１仮想螺旋パターンと第２仮想螺旋パターンとはｂの正負のみが異なっている。

一実施形態において、仮想円ａ１～ａ８、右曲がりの第１仮想螺旋パターン、及び左曲がりの第２仮想パターンの３つの仮想線の複数の交点（すなわち、この交点に配置される複数のピン４）は、中心軸Ｃに沿う軸方向から見たときに、当該複数の交点のうちの任意の一つと中心Ｃとを結ぶ仮想線に対して対称に配置される。例えば、図６には、３つの仮想線の交点に配置されているピン１４ａ（最内ピン１４ａ）と中心Ｃとを結ぶ仮想直線Ａ１が描かれている。図示のように、この仮想直線Ａ１に対してピン４の配置は対称となっている。図６にはまた、ピン４ａ（仮想円ａ３、第１仮想螺旋パターンｂ１、及び第２仮想螺旋パターンｃ１の３本の仮想線の交点）と中心Ｃとを結ぶ仮想直線Ａ２が描かれている。図示のように、ピン４の配置は仮想直線Ａ２に対しても対称となっている。この対称性は、仮想円ａ１～ａ８、右曲がりの第１仮想螺旋パターン、及び左曲がりの第２仮想パターンの３つの仮想線の複数の交点のうちの任意の一つと中心Ｃとを結ぶ仮想直線に関して成り立っている。複数のピン４のかかる対称な配置は、例えば、第１仮想螺旋パターンと第２仮想螺旋パターンとを、その回転方向以外は同じ形状の曲線とすることで実現される。

一実施形態において、複数のピン４は、仮想円ａ１～ａ８の各々において、中心Ｃの周りの周方向において均等に配置されている。例えば、仮想円ａ１上においては、最内ピン１４が周方向において均等間隔で配置されている。仮想円ａ５～仮想円ａ８上においては、ピン４が周方向において均等間隔で配置されている。仮想円ａ２上においては、隣接する支持部材６の間に、ピン４が２つずつ設けられている。支持部材６は、周方向において均等間隔で設けられているので、仮想円ａ２上に配置されたピン４についても周方向における重量バランスが保たれている。仮想円ａ３上においては、隣接する支持部材６の間に、３つのピン４が等間隔で設けられている。仮想円ａ４上においては、隣接する支持部材６の間に、４つのピン４が等間隔で設けられている。そして、上記のとおり、支持部材６は周方向において均等間隔で設けられているので、仮想円ａ３上及び仮想円ａ４上に配置されたピン４についても周方向における重量バランスが保たれている。ピン４の周方向における均等な配置は、例えば、第１仮想螺旋パターンと第２仮想螺旋パターンとを、その回転方向以外は同じ形状の曲線とすることで実現される。

一実施形態において、複数の第１螺旋パターンの各々及び複数の第２螺旋パターンの各々は、対数螺旋パターン、フィボナッチ螺旋パターン、アルキメデス螺旋パターン、フェルマー螺旋パターン、オイラー螺旋パターン、双曲螺旋パターン、リチュウスパターンより成る群から選択される一つの螺旋パターンである。対数螺旋パターンは、対数螺旋で表される曲線パターンである。フィボナッチ螺旋パターンは、フィボナッチ螺旋で表される曲線パターンである。アルキメデス螺旋パターンは、アルキメデス螺旋で表される曲線パターンである。フェルマー螺旋パターンは、フェルマー螺旋で表される曲線パターンである。オイラー螺旋パターンは、オイラー螺旋で表される曲線パターンである。双曲螺旋パターンは、双曲螺旋で表される曲線パターンである。リチュウスパターンは、リチュウスで表される曲線パターンである。

一実施形態において、複数の第１螺旋パターンの各々及び複数の第２螺旋パターンの各々は、黄金螺旋パターンである。黄金螺旋パターンは、黄金螺旋で表される曲線パターンである。

一実施形態において、ピン４の配置は、隣接するピン４同士の間隔が第１ディスク２の径方向外側に行くほど広くなるように定められても良い。具体的には、仮想円ａ２～ａ８のうちのいずれかに沿って配置されているピン４同士の間隔は、それよりも径方向内側にある仮想円に沿って配置されているピン４同士の間隔よりも広くなるように定められても良い。例えば、径方向において最も外側にある仮想円ａ８に沿って周方向に配置されている隣接するピン４同士の間隔ｄ１は、仮想円ａ８よりも径方向内側にある仮想円ａ４に沿って周方向に配置されている隣接するピン４同士の間隔ｄ２よりも広くなっている。

一実施形態において、第１仮想螺旋パターン上に設けられている複数のピン４のうち隣接するもの同士の間隔は、当該第１仮想螺旋パターンに沿って中心Ｃから離れるほど広くなるように、各ピン４の配置が定められてもよい。同様に、第２仮想螺旋パターン上に設けられている複数のピン４のうち隣接するもの同士の間隔は、当該第２仮想螺旋パターンに沿って中心Ｃから離れるほど広くなるように、各ピン４の配置が定められてもよい。

次に、図７を参照して、ピン４についてさらに説明する。図７は、図６に示されている中心軸Ｃ及び仮想線Ａ２を含む平面でブレーキディスクを切断した断面の一部を示す部分断面図である。図７には、前述したピン４ａ、ピン４ｂ、ピン４ｃを含むブレーキディスク１の部分断面が示されている。

ピン４ａは、第１ディスク２に接続される第１基端部４ａ１と、第２ディスク３に接続される第２基端部４ａ２と、第１基端部４ａ１と第２基端部４ａ２との間にある中央部４ａ３と、を有する。中央部４ａ３は、ピン４ａのうち中心軸Ｃに沿う方向において第１ディスク２の内面２ｂ及び第２ディスク３の内面３ｂから等距離にある部位であってもよい。一実施形態において、ピン４ａは、第１基端部４ａ１又は第２基端部４ａ２を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の寸法ｒａ１が、中央部４ａ３を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の中心軸Ｃに直交する方向における寸法ｒａ２よりも大きくなるように構成されてもよい。寸法ｒａ１及び寸法ｒａ２は、各断面の第１ディスク２の径方向における寸法を意味する。第２基端部４ａ２は、第１基端部４ａ１と同じ又は同様の形状及び寸法を有するように構成されてもよい。

ピン４ｂは、第１ディスク２に接続される第１基端部４ｂ１と、第２ディスク３に接続される第２基端部４ｂ２と、第１基端部４ｂ１と第２基端部４ｂ２との間にある中央部４ｂ３と、を有する。中央部４ｂ３は、ピン４ｂのうち中心軸Ｃに沿う方向において第１ディスク２の内面２ｂ及び第２ディスク３の内面３ｂから等距離にある部位であってもよい。一実施形態において、ピン４ｂは、第１基端部４ｂ１又は第２基端部４ｂ２を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の寸法ｒｂ１が、中央部４ｂ３を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の中心軸Ｃに直交する方向における寸法ｒｂ２よりも大きくなるように構成されてもよい。寸法ｒｂ１及び寸法ｒｂ２は、各断面の第１ディスク２の径方向における寸法を意味する。第２基端部４ｂ２は、第１基端部４ｂ１と同じ又は同様の形状及び寸法を有するように構成されてもよい。

ピン４ｃは、第１ディスク２に接続される第１基端部４ｃ１と、第２ディスク３に接続される第２基端部４ｃ２と、第１基端部４ｃ１と第２基端部４ｃ２との間にある中央部４ｃ３と、を有する。中央部４ｃ３は、ピン４ｃのうち中心軸Ｃに沿う方向において第１ディスク２の内面２ｂ及び第２ディスク３の内面３ｂから等距離にある部位であってもよい。一実施形態において、ピン４ｃは、第１基端部４ｃ１又は第２基端部４ｃ２を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の寸法ｒｃ１が、中央部４ｃ３を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の中心軸Ｃに直交する方向における寸法ｒｃ２よりも大きくなるように構成されてもよい。寸法ｒｃ１及び寸法ｒｃ２は、各断面の第１ディスク２の径方向における寸法を意味する。第２基端部４ｃ２は、第１基端部４ｃ１と同じ又は同様の形状及び寸法を有するように構成されてもよい。ピン４ａ、ピン４ｂ、及びピン４ｃ以外のピン４も、第１ディスク２に接続される第１基端部、第２ディスク３に接続される第２基端部、及びこの第１基端部と第２基端部との間にある中央部とを有し、第１基端部又は第２基端部を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の寸法が、中央部を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の中心軸Ｃに直交する方向における寸法よりも大きくなるように構成されてもよい。

一実施形態において、第１ディスク２の中心Ｃからの距離が異なる２つのピン４について、それぞれの第１基端部を中心軸Ｃに直交する平面で切断した断面の中心軸Ｃに直交する方向における寸法を比較すると、中心軸Ｃからの距離が遠いピン（つまり、径方向外側にあるピン）の寸法が中心軸Ｃからの距離が近いピン（つまり、径方向内側にあるピン）の寸法よりも大きくなるように、各ピン４を構成してもよい。図示の実施形態では、仮想円ａ７上にあるピン４ｃの第１基端部４ｃ１の寸法ｒｃ１が、仮想円ａ５上にあるピン４ｂの第１基端部４ｂ１の寸法ｒｂ１よりも大きくなるように、ピン４ｃ及びピン４ｂが構成されている。既述の通り、ピン４は、仮想円ａ５、第１仮想螺旋パターンｂ２、及び第２仮想螺旋パターンｃ２の３本の仮想線の交点に配置されているため、隣接するピン４同士の間隔は径方向外側に行くほど大きくなる。このため、複数のピン４のうちの一のピン４（第２ピン）の第１基端部の寸法を、当該第１ピンよりも径方向内側にあるピン４（第１ピン）の第１基端部の寸法よりも大きくすることができる。本段落における第１基端部に関する説明は、第２基端部にも当てはまる。

以上の実施形態が奏する作用効果について以下で説明する。上記の一実施形態によるブレーキディスク１は、第１ディスク２と、第１ディスク２から中心軸Ｃに沿う軸方向に離間して設けられた第２ディスク３と、この第１ディスク２と第２ディスク３との間に設けられた複数のピン４と、を備える。複数のピン４の各々は、その一端が第１ディスク２に接続され、その他端が第２ディスク３に接続されている。複数のピン４の各々は、第１ディスク２と同心の複数の仮想円ａ１～ａ８、第１ディスク２の中心Ｃを通り軸方向から見て右曲がりの複数の第１仮想螺旋パターン（例えば、第１仮想螺旋パターンｂ１～ｂ３）、及び第１ディスク２の中心Ｃを通り軸方向から見て左曲がりの複数の第２仮想螺旋パターン（例えば、第２仮想螺旋パターンｃ１～ｃ３）の３つの仮想線の複数の交点において第１ディスク２と接続されている。この３つの仮想線が交わる複数の交点は、軸方向から見たときに、当該複数の交点のうちの任意の一つと第１ディスク２の中心Ｃとを結ぶ仮想線（例えば、仮想線Ａ１及び仮想線Ａ２）に対して対称に配置される。当該実施形態によれば、複数のピン４によりブレーキディスク１の表面積を大きくすることができるので高い放熱効果が得られる。また、複数のピンの各々が中心Ｃから外側へ延伸する仮想螺旋パターンに沿って設けられているため、回転時に発生する乱流を抑制することができる。このため、当該ブレーキディスク１を車両のブレーキ装置に用いた場合には、当該車両の走行抵抗を低減することができる。

上記実施形態においては、３つの仮想線が交わる複数の交点が、任意の交点と第１ディスク２の中心Ｃとを結ぶ仮想線に対して対称に配置されているため、ブレーキディスクがいずれの方向に回転したときでも乱流の発生を抑制することができる。したがって、上記実施形態によるブレーキディスク１は、車両の進行方向に応じて車軸が両方に高速で回転し得る鉄道車両用のブレーキ装置に特に好適に用いられる。

上記実施形態においては、ピン４が配置される３つの仮想線が交わる複数の交点が、任意の交点と第１ディスク２の中心Ｃとを結ぶ仮想線に対して対称に配置されているため、重量が偏らないようにピン４を設けることができる。これにより、ブレーキディスク１では、優れた回転バランスが実現される。

上記の一実施形態において、複数のピン４は、仮想円ａ１～ａ８の各々において、第１ディスク２の中心Ｃの周りの周方向において均等に配置されている。これにより、ブレーキディスク１では、優れた回転バランスが実現される。

上記の一実施形態において、中心Ｃ周りの周方向において隣接するピン４同士の間隔は、径方向外側に行くほど広くなるようにピン４が配置されている。これにより、ブレーキディスク１が搭載された車両等の移動体の移動時に、ブレーキディスク１の外部から内部へ、及び、ブレーキディスク１の内部から外部へ気流が流れやすくなる。これにより、ブレーキディスク１では、優れた放熱効果が得られる。

上記の一実施形態において、各ピン４は、第１ディスク２に接続される第１基端部（例えば、ピン４ａにおける第１基端部４ａ１）と、第２ディスク３に接続される第２基端部（例えば、ピン４ａにおける第２基端部４ａ２）と、当該第１基端部と当該第２基端部との間にあり当該第１基端部及び当該第２基端部よりも小さな断面を有する中央部（例えば、ピン４ａにおける中央部４ａ３）と、を有する。各ピン４は、比較的大きな断面を有する第１基端部及び第２基端部によって第１ディスク２及び第２ディスク３にそれぞれ接続されているので、ピン４と第１ディスク２及び第２ディスク３との接続箇所の強度を確保することができる。他方、各ピン４の中央部は比較的小さな断面を有するので、第１ディスク２と第２ディスク３との間における気流の流路を確保することができる。このように、上記実施形態によれば、気流の流れを妨げることなくピン４の強度を確保することができる。

上記の一実施形態において、ピン４ｂ及びそれよりも径方向外側にあるピン４ｃを例にとると、径方向において比較的外側にあるピン４ｃの第１基端部４ｃ１の断面の寸法が、比較的径方向内側にあるピン４ｂの第１基端部４ｂ１の断面の寸法よりも大きくなるように、ピン４ｂ及びピン４ｃが構成されている。ピン４ｂが第１ピンの例であり、ピン４ｃが第２ピンの例である。既述のとおり、第１ディスク２の径方向において外側ほどピン４同士の間隔は大きくなるため、複数のピン４のうち第１ディスク２の径方向において比較的外側にあるピンに対して比較的大きな応力が作用しやすい。径方向において比較的外側にあるピン４ｃの第１基端部４ｃ１の断面の寸法をピン４ｂの第１基端部４ｂ１の断面の寸法よりも大きくすることで、かかる応力に対する強度を確保することができる。

上記の一実施形態において、複数の第１螺旋パターンの各々及び複数の第２螺旋パターンの各々は、黄金螺旋パターンである。第１螺旋パターン及び第２螺旋パターンを黄金螺旋パターンとすることにより、ピン４を密に配置することができる。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

１ ブレーキディスク
２ 第１ディスク
３ 第２ディスク
４ ピン
５ ハブ
ａ１～ａ８ 仮想円
ｂ１～ｂ３ 第１仮想螺旋パターン
ｃ１～ｃ３ 第２仮想螺旋パターン

Claims (6)

1. 第１ディスクと、
   前記第１ディスクから軸方向に離間して設けられた第２ディスクと、
   前記第１ディスクと同心の複数の仮想円と前記第１ディスクの中心を通り前記軸方向から見て右曲がりの複数の第１仮想螺旋パターンと前記第１ディスクの中心を通り前記軸方向から見て左曲がりの複数の第２仮想螺旋パターンとの複数の交点においてその一端が前記第１ディスクの前記第２ディスクに面する側に接続される複数のピンと、
   を備え、
   前記複数の交点は、前記軸方向から見たときに、前記複数の交点のうちの任意の一つと前記中心とを結ぶ仮想線に対して対称に配置されており、
   前記複数の仮想円は、第１仮想円と、前記第１仮想円よりも径方向外側にある第２仮想円と、を含み、
   前記複数のピンのうち前記第２仮想円上で隣接するピン同士の間隔は前記第１仮想円上で隣接するピン同士の間隔よりも広く、
   前記複数の第１仮想螺旋パターンの各々及び前記複数の第２仮想螺旋パターンの各々は、黄金螺旋パターンである、
   ブレーキディスク。
2. 前記複数のピンは、前記複数の仮想円の各々において前記第１ディスクの中心の周りの周方向において均等に配置されている、
   請求項１に記載のブレーキディスク。
3. 前記複数のピンの各々は、前記第１ディスクに接続される第１基端部と、前記第２ディスクに接続される第２基端部と、前記第１基端部と前記第２基端部との間にあり前記第１基端部及び前記第２基端部よりも小さな断面を有する中央部と、を有する、
   請求項１又は請求項２に記載のブレーキディスク。
4. 前記複数のピンは、第１ピンと、前記第１ピンよりも前記第１ディスクの径方向外側にある第２ピンと、を有し、
   前記第２ピンの前記第１基端部の断面は、前記第１ピンの前記第１基端部の断面よりも大きい、
   請求項３に記載のブレーキディスク。
5. 前記第１ディスクには、前記仮想円が５個以上配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のブレーキディスク。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のブレーキディスクと、
   前記ブレーキディスクに摩擦力又は電磁力によって制動力を与えるブレーキキャリパと、
   を備えるブレーキ装置。