JPS5934901B2 - 車両用ブレ−キの回転ブレ−キ部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ブレーキを掛ける為に非回転摩擦部材を係合
させる少くとも１つのブレーキ面を有する種類の車両用
ブレーキの為の回転ブレーキ部材の改良に関する。

車両用の乾式ブレーキの最大能力は２つのファクター即
ち、吸収可能な最大動力および平均動力により決まる。

吸収可能な最大動力は回転ブレーキ部材の摺動面積に関
係し、吸収可能な平均動力は大気その他の作業流体即ち
冷却流体と接触する総冷却面積に関係する。

冷却面積はフィンや空気通路のような面積拡張手段を用
いて増大することができ、その効果は別のポンプ又はフ
ァンで冷却流を増強する強制冷却によって増大すること
ができる。

公知の構成では、フィンはブレーキ部材と一体又は該部
材に鋳込んだものであり重量及び厚さはかなり大きい。

本発明は、少くとも１つのブレーキ面および該ブレーキ
面から間隔を置き該ブレーキ面と直接の熱伝導関係にあ
る冷却面を有する本体と、間隔を置いた多数の冷却フィ
ンと、該冷却フィンの間隔を維持するとともに該冷却フ
ィンを上記本体に固着するため円周方向に間隔を置いて
上記冷却フィンに対し略垂直に延在する多数の支柱とか
ら成り、隣り合う上記冷却フィンの間に形成された通路
内の作業流体に上記冷却フィンが放熱するようになされ
、該冷却フィンおよび上記支柱は上記本体より熱伝導係
数が大きく、該支柱が上記本体の冷却面と上記冷却フィ
ンとの間の熱伝達路を形成し、上記通路の少くとも１つ
は円周方向に実質上連続している回転ブレーキ部材を提
供するものである。

作業流体が吹込まれる通路は全て円周方向に連続し、ブ
レーキ部材を回転しているときに遠心力による圧力を生
じないようにするのが好ましい。

これは、作業流体が上記通路に入るのを妨げず、ブレー
キ部材がファンとして作用するのを防止するからである
。

従って作業流体がブレーキ部材の上記通路に入るのに対
する抵抗は僅小となる。

これは更に、作業流体を上記通路に吹き込む為のポンプ
やファンの様な作業流体移動手段は、ブレーキ部材が静
止している時より僅かに大きいだけの小さな抵抗に打勝
てば作業流体が内方へ移動することができるから、比較
的小さくてよいと云う利点がある。

又１通路が円周方向に連続していて、サイレン効果を避
けているからブレーキ部材は作動時に比較的静かである
。

フィンはブレーキ部材の本体とは別のものであるから、
フィンを熱伝導率の良い部材で作ることができる。

又、必要な放熱量に応じて、フィンの厚さやフィンの間
隔を変えることができる。

しかし、通常は、フィンは上記通路内の作業流体の移動
を妨げないピッチで比較的間隔を小さくし、フィンの厚
さは熱伝達が所要の率で行われ、剛性がフィンの取扱い
、取付は及び位置の維持に充分である限り成べく薄くす
る。

境界層との抵触を避ける為に、隣り合うフィンの間隔は
０．２５４ｍｍ（０，０１インチ）以下にはしない。

フィンの間隔は３．２ｍｍ（０，１２５インチ）以上に
はしないのが好ましい。

又、フィンの厚さは１．２７ ｍｍ（０，０５インチ）
以上にはしないのが望ましい。

それは、厚さをそれ以上増しても性能の向上は得られず
、フィンの枚数がそれだけ減るからである。

フィンの厚さは０．２５４ｍｍ（０，０１インチ）が好
ましいが、０．５ｍｍ（０，０２インチ）厚さのものも
実用されている。

勿論、フィンの厚さはその材質の熱伝達特性により異る
。

例えば、アルミニウムのフィンは同じ熱流を得るために
銅のフィンの２倍の厚さが必要である。

フィンはブレーキ部材の回転軸線に対し垂直に間隔を置
いて配置してもよい。

又、少くとも回転ブレーキ部材が半径方向のフランジの
外端に軸方向に延びる環状フランジを有する場合には、
フィンをブレーキ部材の回転軸線に対し同心的に間隔を
置いて設けてもよ（・。

上記の支柱は銅又はアルミニウムの棒又は管とするのが
好ましい。

フィンを１対の半径方向のフランジの冷却面の間に配置
すると、支柱は冷却面と熱伝達接触し、上記フランジで
間隔の固定した状態に保持するのを補助することができ
る。

その様な構成では、フィンの間隔は必要な放熱量によっ
て異る。

例えば、冷却面に近いフィンは上記支柱の全長の中央部
にあるフィンよりも間隔を小さくすることができる。

作業流体を半径方向の内側の成分を有するようにフィン
に押込むためにポンプ又はファンを用いて強制冷却して
もよい。

空気はダクト付ファンで半径方向内方へ、例えば上記２
つの冷却面の間の中央部に配置したフィンの間を通るよ
うに強制し、冷却面に近いフィン（即ちフィンの間隔は
中央部のフィンより小）の間から半径方向外方へ追い出
すのが便利である。

従って、打勝つべき遠心力による圧力が殆ど生じないか
ら相当量の空気が、広い間隔を有する冷却フィンの間に
比較的容易に押込まれる。

以下図面を参照しっぺ本発明の詳細な説明す１ る。

添付図面の第１図および第２図に示すディスクは２個の
環状の鋳鉄リング１から成り、該リングは半径方向断面
が２字形をなしている内側フランジ２と外側フランジ３
とを軸方向に延びる環状つニブ４で１体に結合した形状
のものである。

２つのリング１は内側フランジ２を互に突合わせ外側フ
ランジ３が互に間隔を置いた状態に組立てる。

外側フランジの外面は摩擦部材を係合させる為の環状の
ブレーキ面５を形成し、内面６は冷却面を形成する。

フランジ３０間に、多数の平坦な両面が平行な半径方向
のフィン７を上記ブレーキ面に平行に且ディスクの軸線
に直角に、軸方向に密な間隔で平行に配置する。

各々のフィン７は全体的に環状であるが、一連の略扇形
のフィン部材８から成り各各のフィン部材は両端が隣の
フィン部材の端から少し間隔を置いている。

軸方向に間隔を置いて並ぶフィン部材は互に整合して重
なり、フランジ３の冷却表面６の凹み１０に両端を挿入
しブレーキ表面５近くまで延在する軸方向の棒９に嵌め
られている。

棒９はその熱伝導性の支柱としてフィン７をディスクに
固定し該フィン７を互に間隔を置いた位置に維持する。

棒９はフィン７と異なる材質で作ってもよいが、熱伝導
性は少くとも同等である材質を用そることが好ましい。

又、棒９はブレーキを掛けてフランジ３を互に締めつけ
た時にブレーキ表面５０間隔が一定の間隔を維持するの
を補助する支柱としても役立つ。

棒９は製作と組立を容易にするため２つの部材１１で作
り該部材の端をフランジ２の突合わせ面と同一の平面で
互に突合わせる。

各々の棒部材は１端の小径部と他端の大径部とが互に段
をなし、該小径端を突合わせ、大径端を上記の凹孔１０
に嵌める。

上記大径部に嵌めたフィン７０間隔は小径部に嵌めたフ
ィン７の間隔より密で、高温部即ち冷却面６に近い部分
にある冷却材料を多くする。

フィン部材８はアルミニウム又は好ましくは銅で作り、
棒９は銅で作るか、或は棒９でヒートパイプを形成する
。

又、棒９を中空とし中にナトリウムを充填してもよい。

フィン部材８は比較的薄く、１２７ｍｍ（０，，０５イ
ンチ）以下、好ましくは０．２５ｍｍ（０，０１インチ
）程度の厚さがよい。

しかし、製造や組立てを容易、簡単にするために０．５
ｍｍ（０，０２インチ）の厚さとした例もある。

隣り合うフィン７０間や、冷却面６とその隣りのフィン
７との間に画成される通路１２０幅は０、２５ｍｍ（０
，０１０インチ）以上で好ましくは３．２ｍｍ（０，１
２５インチ）以下である。

而して、棒部材１１０大径部に嵌めたフィン７のみが０
．２５ ｍｍに近い間隔を有する。

通路１２は円周方向に大体連続しており、適当なフィン
冷却用作業流体にさらし、該作業流体はポンプ又はファ
ンによってフィン７０間を強制循環させる。

冷却作業流体は空気であるのが好ましく、該冷却作業流
体はダクト１３の中のファンによって、棒部材の小径部
分に嵌めた中央部のフィン部材８に半径方向内方へ吹き
込み、ダクト１３の内方端は円周方向の両側へ相当の距
離延在させてもよい。

中央のフィン部材８０間に空気を吹き込むのは容易であ
る。

何故ならば、隣り合うフィン７との間の通路は円周方向
に連続しており、比較的高温な冷却面６に隣り合う間隔
の狭い比較的高温のフィン７０間から遠心力に補助され
て流出するから、遠心力による圧力に逆らう必要は殆ど
ないからである。

空気はフィン７０間の任意の位置、例えばダクト１３０
反対側から流出する。

別の実施例では、フィン部材８の少くとも中央のものの
円周方向の全長を連続的に囲むようにし、フィン７を保
護する。

棒９によりブレーキ面の近くに高熱伝導性の冷却フィン
を設けたから、冷却面６と接触する冷却面積を大きくす
ることができる。

上記冷却面６はブレーキ面５と一体構造であり、該ブレ
ーキ面と直接の熱伝達関係にある。

変形例では、比較的薄い金属板の環状支持部材をフラン
ジ２の突合わせ面の間に締めつける。

この板は１連の円周方向に間隔を置いた孔を有し、核化
に棒９の２つの部材１１の突合せ端を挿入し両部材１１
を互に連続する。

この構成により、棒９の部材１１の突合わせ端が半径方
向外方へ動くのを防止する。

棒部材１１の突合わせ端が半径方向外方へ動き得るとフ
ィン７の応力が過大となり、これは特にディスクの回転
速度が大きい時に甚だしい。

第３図及び第４図の構成では、フィン７は連続した環状
リング１４から成り、該リングは内周縁および外周縁に
隣り合う棒部材９０間にスロット１５を設は熱応力を軽
減する。

棒９はやはり棒部材１１から成っているが、棒部材１１
は全長に亘り直径が等しく、ただし、その外端附近にフ
ランジ３の内面と係合する張出し頭部１６を備え、熱伝
達をよくしている。

ブレーキ面と係合する摩擦パッド１７はディスクの外周
部をまたぐブレーキキャリパ−１８に配置されている。

第３図及び第４図の実施例の構成および作用は、その他
の点では上述のものと同じであり同一の参照数字で対応
部分を示す。

第５図および第６図の実施例では、冷却面６に近いリン
グ１４のスロット１５に平坦な軸方向に延在する補助フ
ィン１９が挿入されている。

ディスクの回転中に、補助フィン１９は通路の半径方向
の最も内側の部分の圧力を減じ、空気の吸引および空気
出口における排出を助ける。

第５図および第６図の実施例の構成および作用は、他の
点では第３図および第４図のものと同じであり、同じ参
照数字を対応部分に用いている。

第７図の構成では、軸方向へ延在するフィン１９を、１
つ置きの対のフィン７０間に配置し、入口ダクト１３に
やはり軸方向に両側に延在する円周方向に延びるスカー
Ｎ３ａを設け、該スカートが上記フィン１９により半径
方向外方へ排出される空気をフィン７０間の通路へ半径
方向内方へ流れを戻すデフレクタ−として作用する。

ウェブ４の内端にもフィン７０間に位置する円周方向に
延在するリブ４ａを軸方向内側のフィン１９の軸方向外
側に設ける。

リブ４ａはスカート１３ａが空気の流れを逆転させる前
に空気が半径方向外方へ流れるのを案内する。

スカー）１３ａを設けることにより、空気が外へ排出さ
れる前に確実に漸次加熱されるようにし、空気の作用を
増大する。

従って、少量の空気でより高温に加熱することにより同
じ冷却効果を得ることができる。

第８図および第９図の実施例は、軸方向に延びる環状の
ウェブ２３により取付用内方フランジ２１と外方フラン
ジ２２とを一体的に連続した単一の鋳鉄リング２０の形
態のブレーキディスクを示している。

フランジ２２のフランジ２１０反対側面２４がブレーキ
面をなし、その反対側の面２５が冷却面をなしている。

該冷却面２５の凹孔２８に１端を挿入して固定した軸方
向に延びる棒２７を円周方向に間隔を置いてフランジ２
２に設け、多数の比較的薄い半径方向のフィン２６を冷
却面２５に隣接して間隔を置いて密に平行に並べ上記枠
２７に固定している。

棒２７は断面が円形で全長に亘り同一直径のものである
。

第１図および第２図の実施例と同様に、フィン２６は多
数の扇形フィン部材から成り、該扇形フィン部材はその
両端が隣りの扇形フィン部材の隣接端から僅かの間隔を
置いている。

変形実施例では、棒２７の自由端をフランジ２１の外面
と同一の平面をなすように研削仕上げし、２つのディス
クをフランジ２１の外面および棒２７の自由端面で突合
わせて互に締付け、両面ディスクを形成することができ
る。

第１０図に示すシュードラムブレーキ用のブレーキドラ
ムは環状のブレーキフランジ３０を有し、該フランジは
軸方向に延在し多数の比較的薄い半径方向のスポークか
ら成るトルクキャリヤー３１０片側に達している。

フランジ３００半径方向外側の円筒外周面３０が彎曲し
たブレーキシュー又はバンドが係合するブレーキ面をな
し、多数の比較的薄い密な間隔で半径方向に重なったフ
ィン３３がドラムの軸線のまわりに同心的に配置されて
いる。

フィン３３は連続したものでもよいが、材料を節約し又
、熱応力を生じないようにする為に不連続なものである
のが好ましい。

フィン３３はトルクキャリヤー３１の内面に好ましくは
ろう付けで固定する。

それに加えて、半径方向に延びる熱伝達支柱によって適
当な間隔で冷却面３５から支持する。

該支柱３４０１つが図示されており、前述の実施例の棒
と同様な構造のものとするのが便利である。

此の構成では、熱はろう付は部及び支柱３４を介してフ
ィン３３に伝達される。

ドラム軸線に平行なダクト３６からフィンの間の円周方
向に連続した通路に空気を吹込みトルクキャリヤーから
排出する。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両用ディスクブレーキのディスクの側面図で
あってディスクの平面に平行な断面図を含む。 第２図は第１図のディスクの横断面図。第３図は第１図
に似た第２実施例のディスクの側面図であってディスク
の平面に平行な断面図を含む。 第４図は第３図のディスクの横断面図。 第５図は第３図に似ているが、フィンの変形実施例を示
す図。 第６図は第５図のディスクの横断面図。 第７図は第６図の断面の一部であって変形実施例を示す
図。 第８図は単一のブレーキ面を有するディスクの側面図。 第９図は第８図のディスクの横断面図。第１０図は車両
用シュードラムブレーキの為の回転ドラムの斜視図。 １．２０，３１−・−・・一回転ブレーキ部材本体、７
゜２６．３３・・・・・・フィン、９ 、２７ 、３４
・・・・・−支柱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１つのブレーキ面５，３２および該ブレー
   キ面から間隔を置き該ブレーキ面と直接の熱伝導関係に
   ある冷却面６，３５を有する本体１゜２０．３１と、間
   隔を置いた多数の冷却フィン７゜２６．３３と、該冷却
   フィンの間隔を維持するとともに該冷却フィンを上記本
   体に固着するため円周方向に間隔を置いて上記冷却フィ
   ンに対し略垂直に延在する多数の支柱９．２７．３４と
   から成り、隣り合う上記冷却フィンの間に形成された通
   路内の作業流体に上記冷却フィンが放熱するようになさ
   れ、該冷却フィンおよび上記支柱は上記本体より熱伝導
   係数が大きく、該支柱が上記本体の冷却面と上記冷却フ
   ィンとの間の熱伝達路を形成し、上記通路の少くとも１
   つは円周方向に実質上連続して号・る回転ブレーキ部材
   。 ２、特許請求の範囲第１項の回転ブレーキ部材において
   、上記支柱９．２７．３４が回転ブレーキ部材の軸方向
   に延び、各々の支柱は１端が上記冷却面６，３５に固着
   されていることを特徴とする回転ブレーキ部材。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項の回転ブレーキ部
   材において、少（とも、２つの間隔を置いた冷却面６に
   近い冷却フィン７に軸方向に延びる補助フィン１９を備
   えてブレーキ部材の回転時に空気の半径方向外方への流
   れを生じるようにしたことを特徴とする回転ブレーキ部
   材。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいづれか１
   項の回転ブレーキ部材において、冷却作業流体を上記通
   路に強制的に流入させ冷却フィン７゜２６．３３の上を
   強制的に流す為の作業流体移動手段を備えたことを特徴
   とする回転ブレーキ部材。 ５ 特許請求の範囲第４項の回転ブレーキ部材において
   、上記作業流体移動手段は空気を上記通路に流入させ冷
   却フィン？、２６，３３０上を流れさせる為のダクト１
   ３，３６付きファンから成ることを特徴とする回転ブレ
   ーキ部材。