JPH03333A - 通風型ディスクロータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両用のディスクブレーキにおける通温型（
ベンチレーテッド型）ディスクロータ及びその製造方法
に関するものである。

〔従来の技術］ この種のディスクロータは、摩擦パッドが圧接するディ
スクが所定の間隔を有する中空のディスクからなり、こ
の中空部に多数のフィンを放射状に備え、これらのフィ
ンにより通風路が形成されている。このディスクロータ
はフィンにより冷却表面積を増大した通風路を空気が遠
心力で流れるため、放熱効果が大きく冷却性能に優れ、
パッドの寿命を長くすることができる。

しかし、フィンにより形成される複雑な通風路を備えた
ロータの中空部は鋳造により一体的に作られるため、デ
ィスクロータ材料は鋳造性を考慮する必要があり、寿命
本位で選択することができない。また空気抵抗の少ない
通風路を形成しようとしても鋳造時の中子の複雑さ等か
ら一定の限界があり、その実現は極めて難しい。更に鋳
造による偏肉を避けることが困難で、回転アンバランス
マスが多く、車両の振動防止に特に留意する必要があっ
た。

この点を解消するため、従来、フィン部に線材等の放熱
金属部材を介挿させた通風型ディスクロータが提案され
ている（実開昭６Ｏ−２１０４０）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の通風型ディスクロータは、ディスク
ロータの回転、発熱又は振動減衰に伴う摩耗等により、
介挿した放熱金属部材がフィン部から離脱する恐れがあ
った。

本発明の目的は、軽量で制動特性と冷却性能に優れ、か
つ耐久性の良い通風型ディスクロータを提供することに
ある。

また本発明の別の目的は、ビルドアップ方式を採用して
、摩擦熱の伝導及び放熱に適した材料を自由に選択し、
かつ摩擦熱の伝導及び放熱の目的に沿った設計の自由度
を従来と比べて大幅に改善し得る通風型ディスクロータ
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の通風型ディスクロ
ータは、車軸に固着するためのフランジを基端に有し、
中心が前記車軸に一致し周囲に複数の空気流入孔が設け
られた内リングを先端に有する車軸取付部と、前記内リ
ングの外周面に前記空気流入孔を挟んで所定の間隔で嵌
着され、各外面がパッド摩擦面となる第１及び第２ディ
スクと、前記第１又は第２ディスクのいずれか一方又は
双方の内面に放射状に設けられ、前記空気流入孔と前記
第１及び第２ディスクとともに通風路を形成する多数の
フィンと、前記第１及び第２ディスクを前記所定の間隔
で固定し、前記通風路に連通ずる複数の空気吹出孔が設
けられた外リングとを備えたものである。

また本発明の通風型ディスクロータの製造方法は、各外
面がパッド摩擦面となる第１及び第２ディスクのいずれ
か一方又は双方の内面に多数のフィンを放射状に設け、
車軸に固着するためのフランジを基端に有し、中心が前
記車軸に一致し複数の空気流入孔が周囲に設けられた内
リングを先端に有する車軸取付部の前記内リングの外周
面に、前記空気流入孔を挟んで所定の間隔で前記第１及
び第２ディスクを嵌合して前記空気流入孔と前記第１及
び第２ディスクと前記フィンにより通風路を形成し、前
記第１及び第２ディスクの間隔を覆うように前記第１及
び第２ディスクの外周面に、前記通風路に連通ずる多数
の空気吹出孔が設けられた外リングを嵌合し、前記内リ
ングに対する前記第１及び第２ディスクの嵌合箇所及び
前記第１及び第２ディスクに対する前記外リングの嵌合
箇所をそれぞれ溶接して固着する方法である。

更に本発明の別の製造方法は、前記内リングの外周面に
、前記第１ディスクを嵌合し、複数の空気吹出孔が設け
られた外リングを前記第１ディスクの周縁に溶接して固
着した後、前記内リングの外周面に前記内リングの空気
流入孔を挟んで第２ディスクを嵌合して前記空気流入孔
と前記第１及び第２ディスクと前記フィンと前記空気吹
出孔により通風路を形成し、次いで前記内リングに対す
る前記第１及び第２ディスクの嵌合箇所及び前記第２デ
ィスクの周縁を前記外リングに溶接して固着する方法で
ある。

［作　用］ 空気流入孔から入った空気はディスクの高速回転で生じ
る遠心力により通風路を通って空気吹出孔から吹出され
る。空気が通風路を通過する際にフィンから熱が放散さ
れ、ディスクが効率良く冷却される。

多数のフィンをディスクと別に作って一体化するため、
ディスク材料は寿命本位で、フィン材料は放熱性を重視
してそれぞれディスクロータを形成することができ、ま
たフィンの形状、取付構造、寸法及び数量を空気流の流
れ易い構造にすることができる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第１図及び第２図に示すように、ディスクロータ１０は
車軸取付部１５と第１ディスク１１と第２ディスク１２
と多数のフィン１３と外リング１４とを備える。

（ａ）車軸取付部： 車軸取付部１５は図示しない車軸に固着するためのフラ
ンジ１６を基端に有する。１６ａはボルト孔である。こ
の車軸取付部１５にはフランジ１６に続いて胴部１７が
形成され、胴部１７の先端には、中心が車軸に一致し周
囲に複数の空気流入孔１８が等間隔に設けられた内リン
グ１９が形成される。これらのフランジ１６、胴部１７
及び内リング１９は鋳造により作られる。

（ｂ）ディスク： 第１ディスク１１と第２ディスク１２は、同一の外径を
有し、それぞれニッケル、クロム、モリブデン鋼等の耐
熱性と耐摩耗性に優れた材料から選択され、各中心には
前記内リング１９の外径に相応した孔径の取付孔１１ａ
及び１２ａが設けられ、取付孔１１ａ及び１２ａの各周
囲には複数のリベット挿入用の通孔１１ｂ及び１２ｂが
等間隔に設けられる。第１ディスク１１と第２ディスク
１２の各外面は図示しないパッドの摩擦面となる。

（Ｃ）フィン： 多数のフィン１３は、鉄、アルミニウム等の熱良導性材
料から選択され、第３図に示すようにその基端全面がデ
ィスク１１又はディスク１２のいずれか一方又は双方の
内面に放射状に抵抗溶接Ｒにより固着される。

またフィン１３は、その空気流が流れる方向Ａに垂直な
断面を略Ｕ字状（第４図及び第５図）又は略し字状（第
６図及び第７図）に形成してフィン底部のディスク１１
又は１２への接触面積を増やし、レーザ溶接又は電子ビ
ーム溶接しにより固着し得るようにしてもよい。断面を
略Ｕ字状にすることにより、放熱面積が増大し冷却性能
がより高まる。

特にこの場合、第８図及び第９図に示すようにフィン１
３の端縁に空気流が流れる方向Ａに垂直な複数の切込み
１３ａを設け、この切込み基端で前記端縁を交互に反対
方向に折曲げ又は湾曲加工すると、冷却性能が更に高ま
る。

なお、本発明のフィン１３は、ディスク１１又は１２の
いずれか一方又は双方に第１０図に示すように鍛造又は
鋳造により形成してもよい。一方のディスクに鍛造又は
鋳造によりフィン１３を形成した場合には、他方のディ
スクには溶接によりフィン１３を形成することが放熱性
の点で好ましい。

多数のフィン１３の配列は、第１１図に示すように第１
ディスク１１の内面に放射状にフィン１３を設け、これ
らのフィン１３の間に位置するように第２ディスク１２
の内面に放射状にフィン２３を設けることが放熱性の点
で好ましいが、第１２図に示すように第１ディスク１１
の内面に放射状に多数のフィン１３を設け、これらのフ
ィン１３にそれぞれ突き合せて第２ディスク１２の内面
に放射状に多数のフィン２３を設けることも可能である
。

またパッド摩擦時の強度を高めるために、次の各種の方
法で組立ることもできる。

■　第１３図に示すように、フィン１３及び２３の基端
全面をそれぞれディスク１１及び１２の各内面に溶接し
た後、フィン１３及び２３の各先端を対向するディスク
１２及び１１の各内面に当接する。

■　第１４図に示すように、フィン１３及び２３の基端
全面をそれぞれディスク１１及び１２の各内面に溶接し
た後、フィン１３及び２３の各先端を相互に突き合せて
接続する。

■　第１５図に示すように、上記■の当接したフィン１
３及び２３の各先端を更に相互に溶接する。

■　第１６図に示すように、上記■の接続したフイン１
３及び２３の各先端を更に相互に溶接する。

■　第１７図に示すように、フィン１３及び２３をそれ
ぞれディスク１１及び１２に鍛造又は鋳造により形成し
た後、フィン１３及び２３の各先端を対向するディスク
１２及び１１の各内面に当接する。

■　第１８図に示すように、フィン１３及び２３をそれ
ぞれディスク１１及び１２に鍛造又は鋳造により形成し
た後、フィン１３及び２３の各先端を相互に突き合せて
接続する。

■　第１９図に示すように、上記■の当接したフィン１
３及び２３の各先端を更に相互に溶接する。

■　第２０図に示すように、ディスク１１にフィン１３
を鍛造又は鋳造により形成し、ディスク１２にフィン２
３を溶接により固着した後、両方のフィン１３及び２３
の各先端を相互に突き合せて溶接により固着する。

また、第２１図及び第２２図に示すように、空気流入孔
１８に流入した空気流が旋回流となって後述する空気吹
出孔２１から吹出るように多数のフィン１３を配置する
と、ディスクロータ内を通過する単位時間当り空気■を
多くすることができる。

（ｄ）外リング： 第１図及び第２図に戻って、外リング１４はディスク１
１及び１２の外径に相応した内径と、ディスク１１及び
１２の間隔を覆う幅を有し、その周囲には前記空気流入
孔１８と同数の空気吹出孔２１が等間隔に設けられる。

このような構成部品からなる通風型ディスクロータを製
造するには、先ず、各内面に多数のフィンを放射状に設
けたディスク１１及び１２を車軸取付部１５の内リング
１９の外周面に嵌合する。

この嵌合は、ディスク１１及び１２の各内面を互いに対
向させ、かつ空気流入孔１８を挟んで通孔１１ｂ及び１
２ｂに補強用のリベット２２を挿入して両ディスク１１
及び１２が所定の間隔になるように行う。これにより空
気流入孔１８と両ディスク１１．１２とフィン１３によ
り通風路２０か形成される（第１１図及び第１２図）。

次いで、両ディスク１１及び１２の間隔を覆うように両
ディスク１１及び１２の外周面に外リング１４を嵌合し
、多数の空気吹出孔２１を通風路２０に連通させる。

最後に、リベット２２の両端をかしめ、かつ内リング１
９に対する両ディスク１１．１２の嵌合箇所及び両ディ
スク１１．１２に対する外リング１４の嵌合箇所をそれ
ぞれ電子ビーム等で溶接して固着する。必要により仕上
加工を施せば、本発明の通風型ディスクロータ１０が出
来上がる。

なお、第２３図に示すように、外リング１４の外径をデ
ィスク１１及び１２の外径に相応するように形成しても
よい。この場合には内リング１９の外周面に第１ディス
ク１１を嵌合し、外リング１４を第１ディスク１１の周
縁に溶接して固着した後、内リング１９の外周面に第２
ディスク１２を嵌合し、次いで第２ディスク１２の周縁
を外リング１４に溶接して固着する。

こうして出来上がったディスクロータ１０を車軸に取付
け、ディスクブレーキに使用した場合には、空気流入孔
１８から入った空気がディスク１１．１２の高速回転で
生じる遠心力により通風路２０を通って空気吹出孔２１
から吹出される。これによりパッドの圧接によりディス
ク１１．１２に発生した摩擦熱は、通風路２０を空気が
通過する際にフィン１３から放散され、ディスク１１１
２を冷却することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、従来鋳造により中空のディスクを作
り出していたものを、本発明によればビルドアップ方式
を採用して第１及び第２ディスクにそれぞれ多数のフィ
ンを取付けた後、或いは一体加工した後、これらの部品
を一体化するため、（ａ）これらのディスクは鋳造性に
とられれずに耐熱性及び耐摩耗性に優れた寿命本位のデ
ィスクロータ材料を用いることができ、 （ｂ）またフィンは熱伝導性の良い、放熱性に優れた材
料から作ることができ、寿命の長い耐久性のあるディス
クロータをイ乍り出すことができ、（ｃ）また鋳造性を
考慮することなくフィンを形成できるため、フィンの形
状、取付構造、寸法及び数量を空気流の流れ易い構造に
して放熱性の向上をはかることができ、軽量で冷却性能
のより高い利点があり、 （ｄ）第１及び第２ディスクについて、精度の良い加工
ができるので、一体成形後の回転バランスも極めて良く
、 （ｅ）更に従来の通風型ディスクロータと異なり、線材
等の放熱金属部材を介挿しないため、ディスクロータの
回転又は発熱等により、放熱部材かディスクから離脱す
る恐れかない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の通風型ディスクロータの分解斜
視図。 第２図はその通風型ディスクロータの斜視図。 第３図は溶接によりフィンをディスク内面に固着したデ
ィスクの要部斜視図。 第４図及び第６図は溶接により別の形状のフィンをディ
スク内面に固着したディスクの要部斜視図。 第５図及び第７図はそれぞれ第４図及び第６図のフィン
の空気流が流れる方向Ａに垂直な断面図。 第８図及び第９図はそれぞれ第４図及び第６図に示した
形状のフィンの端縁に切込みを設けて加工したフィンの
斜視図。 第１０図は鍛造によりフィンをディスク内面に形成した
ディスクの要部斜視図。 第１１図〜第２０図は放射方向から視たフィンの各種配
列及びディスクへの固着状況を示す要部断面図。 第２１図は軸方向から視たフィンの配列を示すディスク
正面図。 第２２図は軸方向から視たフィンの別の配列を示すディ
スク正面図。 第２３図は本考案の別の実施例の通風型ディスクロータ
の要部斜視図。 １０：ディスクロータ、 １１：第１ディスク、 １２：第２ディスク、 １３．２３：フィン、 ２１　： 外リング、 車軸取付部、 フランジ、 空気流入孔、 内リング、 通風路、 空気吹出孔。 第 図 第 因 第 図 ！４／旧図 第 図 第 ２ｏ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車軸に固着するためのフランジを基端に有する通風
   型ディスクロータにおいて、 中心が前記車軸にそれぞれ一致した内リング及び外リン
   グを備え、 外面がそれぞれパッド摩擦面となる第１及び第２ディス
   クを前記内リング及び外リングを介して相互に間隔をあ
   けて固着したことを特徴とする通風型ディスクロータ。 ２）車軸に固着するためのフランジを基端に有し、中心
   が前記車軸に一致し周囲に複数の空気流入孔が設けられ
   た内リングを先端に有する車軸取付部と、 前記内リングの外周面に前記空気流入孔を挟んで所定の
   間隔で嵌着され、各外面がパッド摩擦面となる第１及び
   第２ディスクと、 前記第１又は第２ディスクのいずれか一方又は双方の内
   面に放射状に設けられ、前記空気流入孔と前記第１及び
   第２ディスクとともに通風路を形成する多数のフィンと
   、 前記第１及び第２ディスクを前記所定の間隔で固定し、
   前記通風路に連通する複数の空気吹出孔が設けられた外
   リングと を備えた通風型ディスクロータ。 ３）第１又は第２ディスクのいずれか一方又は双方に設
   けられる多数のフィンが溶接により前記ディスクに固着
   された請求項２記載の通風型ディスクロータ。 ４）第１及び第２ディスクが耐熱性及び耐摩耗性材料で
   形成され、 前記フィンが熱良導性材料で形成された請求項３記載の
   通風型ディスクロータ。 ５）第１又は第２ディスクのいずれか一方又は双方に設
   けられる多数のフィンが鍛造又は鋳造により前記ディス
   クに形成された請求項２記載の通風型ディスクロータ。 ６）一方のディスクに設けられる多数のフィンが溶接に
   よりこのディスクに固着され、他方のディスクに設けら
   れる多数のフィンが鍛造又は鋳造によりこのディスクに
   形成された請求項２記載の通風型ディスクロータ。 ７）フィンに放熱性を向上するための又は空気流が低い
   空気抵抗で流れるための加工を施した請求項２記載の通
   風型ディスクロータ。 ８）空気流入孔に流入した空気流が旋回流となって空気
   吹出孔から吹出すように多数のフィンを配列した請求項
   ２記載の通風型ディスクロータ。 ９）第１ディスクの内面に放射状に多数のフィンが設け
   られ、 これらのフィンの間に位置するように第２ディスクの内
   面に放射状に多数のフィンが設けられた請求項２記載の
   通風型ディスクロータ。 １０）第１及び第２ディスクのフィンの各先端を対向す
   るディスクの内面にそれぞれ当接又は固着した請求項９
   記載の通風型ディスクロータ。 １１）第１ディスクの内面に放射状に多数のフィンが設
   けられ、 これらのフィンにそれぞれ突き合せて第２ディスクの内
   面に放射状に多数のフィンが設けられた請求項２記載の
   通風型ディスクロータ。 １２）車軸に固着するためのフランジの先端に中心が前
   記車軸に一致した内リングを設け、 外面がそれぞれブレーキパッド摩擦面となる第１及び第
   ２ディスクを前記内リング及び中心が前記車軸に一致し
   た外リングを介して相互に間隔をあけて固着する 通風型ディスクロータの製造方法。 １３）各外面がパッド摩擦面となる第１及び第２ディス
   クのいずれか一方又は双方の内面に多数のフィンを放射
   状に設け、 車軸に固着するためのフランジを基端に有し、中心が前
   記車軸に一致し複数の空気流入孔が周囲に設けられた内
   リングを先端に有する車軸取付部の前記内リングの外周
   面に、前記空気流入孔を挟んで所定の間隔で前記第１及
   び第２ディスクを嵌合して前記空気流入孔と前記第１及
   び第２ディスクと前記フィンにより通風路を形成し、 前記第１及び第２ディスクの間隔を覆うように前記第１
   及び第２ディスクの外周面に、前記通風路に連通する複
   数の空気吹出孔が設けられた外リングを嵌合し、 前記内リングに対する前記第１及び第２ディスクの嵌合
   箇所及び前記第１及び第２ディスクに対する前記外リン
   グの嵌合箇所をそれぞれ溶接して固着する 通風型ディスクロータの製造方法。 １４）各外面がパッド摩擦面となる第１及び第２ディス
   クのいずれか一方又は双方の内面に多数のフィンを放射
   状に設け、 車軸に固着するためのフランジを基端に有し、中心が前
   記車軸に一致し複数の空気流入孔が周囲に設けられた内
   リングを先端に有する車軸取付部の前記内リングの外周
   面に前記第１ディスクを嵌合し、 複数の空気吹出孔が設けられた外リングを前記第１ディ
   スクの周縁に溶接して固着した後、前記内リングの外周
   面に前記内リングの空気流入孔を挟んで第２ディスクを
   嵌合して前記空気流入孔と前記第１及び第２ディスクと
   前記フィンと前記空気吹出孔により通風路を形成し、 次いで前記内リングに対する前記第１及び第２ディスク
   の嵌合箇所及び前記第２ディスクの周縁を前記外リング
   に溶接して固着する 通風型ディスクロータの製造方法。