JPWO2005040631A1 - ブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】 制動部の熱膨張変形に伴う熱応力を十分緩衝できるブレーキディスクを提供すること【解決手段】 ホイールへ取り付けるための取付け部２０と、取付け部２０の外周に位置し、ブレーキパッドが摺接されることになる制動部１００と、各取付け部２０と制動部１００とを連結する連結腕部１６とを備えたブレーキディスク１０である。連結腕部１６は、各取付け部２０から、制動部１００の半径方向（Ｒ）と異なる一側（Ｓ１）の方向（ＥＸ）に延びて制動部１００に到達しており、かつ、隣接する取付け部２０は、少なくとも連結腕部１６を介して連結されている。

Description

本発明は、ブレーキディスクに関し、特に、自動二輪車用のブレーキディスクに関する。

自動二輪車においては、車両の制御装置としてディスクブレーキが広く用いられている。このディスクブレーキ装置では、車両の前輪又は後輪のホイールハブにブレーキディスクを装着し、このブレーキディスクの外周部の車体フレーム側にブレーキパッドを内蔵したキャリパを設け、油圧ピストンによってブレーキパッドをブレーキディスクの両側から挟み、その摩擦で回転を制動する。

このようなディスクブレーキ装置は、摩擦熱によりブレーキディスクが高温となりディスクが反る等の熱変形を起こすため、摩擦熱を放散し放熱性を良くしてディスクの反り等の変形を防止する必要がある。

このため、従来よりブレーキディスクに多数の孔を開けて放熱を図っているが、さらに放熱性を向上させて熱変形を抑制させたブレーキディスクが特許文献１で提案されている。図８を参照しながら、特許文献１に開示されたブレーキディスクの構成を説明する。

図８に示したブレーキディスク１１０は、特許文献１中の図１６に開示された構成を改変したものであり、内周が円形のハブ部１１３と、環状の制動部１１４と、ハブ部１１３と制動部１１４とを連結する複数のアーム部１１５から構成されている。

より詳細に述べると、ブレーキディスク１１０は、炭素鋼板により一体成形されており、車軸挿通用の嵌合孔１１２を有するハブ部１１３と、外周側の環状の制動部１１４と、ハブ部１１３と制動部１１４とを円周略一定間隔おきに連結する複数のアーム部１１５とから構成されている。

制動部１１４には、複数のスリット１１６が一定間隔おきに形成され、スリット１１６間に配置される連結部１１７の外周側の先端部の中心Ｑ１は内周側の基端部の中心Ｑ２に対して一定角度αだけ周方向にずらして配置されている。制動部１１４とハブ部１１３間には、アーム部１１５と交互に重力軽減用の軽減孔１１８が形成されている。アーム部１１５の基端部付近においてハブ部１１３には、ブレーキディスク固定用の取付孔１１１が形成されている。

複数のアーム部１１５は、制動部１１４側の先端部の中心Ｐ１０と、ハブ部１１３側の基端部の中心Ｐ１１とが円周一方向にずれ角θ１０、θ１１、θ１２の順番で繰り返しずらして設けられている。アーム部１１５の中心線Ｌ１０は、それに交叉するブレーキディスク１０の半径方向向きの線分に対して一方向に傾斜状に配置されている。また、アーム部１１５の全長の各部において、ブレーキディスク１０の半径方向向きにアーム部１１５に交叉する縦断線分Ｌ１２でハブ部１１３と制動部１１４とが直接的に接続されないように設けられている。

次に、図９（ａ）および（ｂ）を参照しながら、ブレーキディスク１１０の動作について説明する。アーム部１１５の先端部の中心Ｐ１０と基端部の中心Ｐ１１とは円周一方向にずれ角θ１０、θ１１、θ１２の順番で繰り返しずらしてあり、アーム部１１５はブレーキディスク１１０の半径方向向きの線分に対して傾斜させてあるので、制動部１１４の半径方向への膨張は、図９（ａ）に仮想線で示すように、アーム部１１５が弾性変形することで吸収され、また制動部１１４の半径方向への収縮は、図９（ｂ）に仮想線で示すように、アーム部１１５が弾性変形することで吸収される。

つまり、制動時における発熱で制動部１１４が膨張した場合に、図９（ａ）に示すように、アーム部１１５に対して半径方向向きの引張応力Ｆ１２が作用しても、この引張応力Ｆ１２は、アーム部１１５及び軽減孔１１８が仮想線で示すように変形することで吸収されることになる。また、ブレーキディスク１０の製造時に、制動部１１４に対して施す熱処理により制動部１１４が収縮して、図９（ｂ）に示すように、アーム部１１５に対して半径方向向きの圧縮応力Ｆ１１が作用しても、この圧縮応力Ｆ１１は、アーム部１１５及び軽減孔１１８が仮想線で示すように変形することで吸収されることになる。このため、ハブ部１１３に対する圧縮応力が低減されてハブ部１１３の中心側への変形が防止され、熱処理後に機械加工等を施さなくても、嵌合孔１１２の真円度は十分に得られることになる。
特開平８−２１０４６６号公報

特許文献１に開示されたブレーキディスクによれば、ブレーキディスクの構造を複雑化することなく、ハブ部に作用する圧縮力や引張力となる熱応力を低減し、ハブ部内周面の変形や全体の反りを効果的に防止し得る制動力を伝達することができる。

しかしながら、特許文献１のブレーキディスクでは、あくまで環状のハブ部を必須構成要素とし、かつ、ハブ部内周面の変形を防止しようとしているがゆえに、これ以上のアーム部の弾性変形を行わせることが難しい。すなわち、環状のハブ部の隣接する取付孔を連結する円弧部分からリング部に延びるアーム部（連結腕）を備えており、アーム部の弾性変形が抑制されて、ブレーキディスク全体として、制動部の熱膨張による熱応力を十分緩衝することができない場合が生じ得る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、制動部の熱膨張変形に伴う熱応力を十分緩衝することができるブレーキディスクを提供することにある。

本発明のブレーキディスクは、ホイールへ取り付けるための取付け部と、前記取付け部の外周に位置し、ブレーキパッドが摺接されることになる制動部と、複数の前記取付け部のそれぞれと、前記制動部とを連結する連結腕部とを備え、前記連結腕部は、前記複数の取付け部のそれぞれから、前記制動部の半径方向と異なる一側方向に延びて前記制動部に到達しており、かつ、前記隣接する取付け部は、少なくとも前記連結腕部を介して連結されていることを特徴とする。
ある好適な実施形態において、前記取付け部には、取付け孔が形成されている。

ある好適な実施形態では、前記ブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱によって前記制動部に制動力が加わり、前記制動部の制動時における熱膨張により、前記連結腕部全体が変形するように前記取付け部および前記連結腕部は構成されている。

ある好適な実施形態において、一つの前記取付け部から前記制動部へ延びる連結腕部は、１つの連結腕部で構成されていることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、一つの前記取付け部から前記制動部へ延びる連結腕部は、少なくとも２つの連結腕部で構成されていることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記一つの取付け部から延びる少なくとも１つの連結腕部は、途中で分岐されて前記制動部の複数箇所に到達していることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記一つの取付け部から延びる連結腕部は、その取付け部の一側方向に位置する取付け部と補強腕部で連結されていることを特徴とする。

前記一つの取付け部から延びる少なくとも２つの連結腕部は、長さの異なる連結腕部を含んでおり、最も短い連結腕部以外の少なくとも１つの連結腕部は、前記取付け部の一側方向に位置する取付け部と補強腕部で連結されていることが好ましい。

ある好適な実施形態において、前記取付け部、前記連結腕部および前記補強腕部によって形成され、ブレーキディスクの中心に位置する開口部の形状は、多角形である。

ある好適な実施形態において、前記多角形は、略正六角形である。

ある好適な実施形態において、前記制動部には、複数の小孔が形成されている。

前記ブレーキディスクは、自動二輪車用のブレーキディスクであることが好ましい。

本発明の車両は、上記ブレーキディスクを備えた車両である。前記車両は、例えば、自動二輪車、スノーモービル、四輪バギーである。

本発明の実施形態に係るブレーキディスクは、外周側端部にブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱により制動力が加わる制動部と、この制動部より中心側に形成された、ホイールへの複数の取付け部と、その各取付け部と前記制動部とを連結する複数の連結腕部と、を備え、前記制動部の制動時における熱膨張によってこの連結腕部全体が変形可能な形態で構成されている。

ある実施形態において、前記連結腕部は、単一の取付け部から延設された複数の連結腕部を含み、この単一の取付け部から延設された複数の連結腕部が各々異なる形状に変形可能な形態で構成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、少なくとも前記連結腕部の一部は、その連結腕部から分岐する補強腕部を備え、この補強腕部はその連結腕部の変形に伴って変形可能な形態で構成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記単一の取付け部から延設された複数の連結腕部のうち、変形しやすい連結腕部から分岐する補強腕部を備え、この補強腕部はその連結腕部の変形に伴って変形可能な形態で構成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記複数の取付け部は、前記連結腕部を介してのみ互いに連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記連結腕部の全ては、その連結腕部が連結された取付け部からディスクの回転方向一側に位置する制動部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記連結腕部は、その取付け部より幅が細く、かつその幅より長く形成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記単一の取付け部から延設された複数の連結腕部は、異なる長さの連結腕部を含んでいることを特徴とする。

ある実施形態において、前記異なる長さの連結腕部のうち、長い連結腕部から補強腕部を分岐させたことを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、それが分岐する連結腕部より短く構成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、隣接する取付け部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、制動部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部から分岐する補強腕部を備えていることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る他のブレーキディスクは、外周側端部にブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱により制動力が加わる制動部と、この制動部より中心側に形成されたホイールへの複数の取付け部と、その各取付け部と前記制動部とを連結する複数の連結腕部とを備え、前記複数の取付け部は、前記連結腕部を介してのみ前記制動部お互いに連結され、前記連結腕部の全ては、その連結腕部が連結された取付け部からディスクの回転方向一側に位置する制動部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記連結腕部は、その取付け部より幅が細く、かつその幅より長く形成されていることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る更に他のブレーキディスクは、外周側端部にブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱により制動力が加わる制動部と、この制動部より中心側に形成された、ホイールへの複数の取付け部と、その各取付け部と制動部とを連結する複数の連結腕部とを備え、前記複数の取付け部は、前記連結腕部を介してのみ互いに連結され、前記連結腕部の全ては、その取付け部より幅が細く、かつその幅より長く形成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記連結腕部は、単一の取付け部から延設された複数の連結腕部を含み、前記単一の取付け部から延設された複数の連結腕部は、異なる長さの連結腕部を含んでいることを特徴とする。

ある実施形態において、少なくとも前記連結腕部の一部は、その連結腕部から分岐する補強腕部を備えることを特徴とする。

ある実施形態において、前記連結腕部は、単一の取付け部から延設された複数の連結腕部を含み、前記単一の取付け部から延設された複数の連結腕部は、異なる長さの連結腕部を含み、前記異なる長さの連結腕部のうち長い連結腕部から補強腕部を分岐させたことを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、それが分岐する連結腕部より短く構成されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、隣接する取付け部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部は、制動部に連結されていることを特徴とする。

ある実施形態において、前記補強腕部から分岐する補強腕部を備えていることを特徴とする。

本発明のブレーキディスクによれば、ホイールへ取り付けるための取付け部と、取付け部の外周に位置する制動部とを連結する連結腕部が、各取付け部から、制動部の半径方向と異なる一側方向に延びて前記制動部に到達しているとともに、隣接する取付け部は、少なくとも連結腕部を介して連結されているので、環状ハブ部による連結腕部の拘束が緩和され、それゆえ、ブレーキディスク全体として、制動部の熱膨張による熱応力を十分緩衝することが可能となる。

本発明の実施形態に係るブレーキディスクの正面図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係るブレーキディスクが適用された車両（自動二輪車）の前輪部分の斜視図であり、（Ｂ）は、この前輪に設けられたブレーキシステムを示す概略図である。 本発明の実施形態の変形例１に係るブレーキディスクの正面図である。 本発明の実施形態の変形例２に係るブレーキディスクの正面図である。 （Ａ）は、比較例のブレーキディスクの一部の変形量を示すシミュレーション特性図である。一方、（Ｂ）は、変形例２のブレーキディスクの一部の変形量を示すシミュレーション特性図である。 パターン１〜５のブレーキディスクについて外周の変形量を示した特性図である。 （ａ）および（ｂ）は、４点固定のタイプのブレーキディスクの正面図を示している。 従来のブレーキディスク１１０の正面図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来のブレーキディスク１１０の動作を説明するための図である。 従来のブレーキディスク２００の正面図である。

符号の説明

１０（１０Ａ、１０Ｂ） ブレーキディスク
１２ 車輪（ホイール）
１４ 小孔
１６（１６Ａ、１６Ｂ） 連結腕部（アーム）
１８ 取付け孔（円孔）
２０ 取付け部（固定部）
２２ キャリパ
２４ キャリパーボディ
２６ ブレーキパッド
２８ キャリパーピストン
３０ ブレーキホース
３２ ブレーキレバー
３２Ａ 回転軸
３４ マスターシリンダ
３４Ａ ピストン
３６ 補強腕部（補強フレーム、連結バー）
１００ 制動部
１１０ ブレーキディスク
１１１ 取付孔
１１２ 嵌合孔
１１３ ハブ部
１１４ 制動部
１１５ アーム部
１１６ スリット
１１７ 連結部
１１８ 軽減孔
２００ ブレーキディスク
２０２ 取付け孔
２０３ 取付け部
２０４ 制動部
２０７ 開口部
２０９ 連続部

本願発明者は、制動部の熱膨張変化に伴う熱応力を十分緩衝できるようにするために、ハブ部内周面の変形を防止しようとしていた従来のブレーキディスクの構成をやめ、鋭意検討した結果、環状のハブを採用しない技術的思想に基づく構成を考え出し、本発明に至った。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
（実施形態１）

図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明の実施形態１に係るブレーキディスクについて説明する。図１（ａ）は、本実施形態のブレーキディスク１０の構成を模式的に示す正面図であり、図１（ｂ）は、ブレーキディスク１０の連結腕部の配置関係を説明するための図である。

本実施形態のブレーキディスク１０は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ホイール（不図示）へ取り付けるための取付け部２０と、ブレーキパッド（不図示）が摺接されることになる制動部１００と、取付け部２０と制動部１００とを連結する連結腕部（アーム部）１６とから構成されている。取付け部２０には、取付け孔１８が形成されている。なお、取付け孔１８に限らず、ホイールへ取り付けることができる手段であれば、例えば、ピンのようなものを用いても良い。また、制動部１００は、取付け部２０の外周に位置している。

連結腕部１６は、複数の取付け部２０のそれぞれから、制動部１００の半径方向（Ｒ）と異なる方向（ＥＸ）に延びて制動部１００に到達しており、各連結腕部１６が延びる方向（ＥＸ）は、一側方向（Ｓ１）に揃っている。ここで、一側方向（Ｓ１）は、他側方向（Ｓ２）の反対の方向を指すものであり、一側方向（Ｓ１）の名称は、ブレーキディスク１０の円周方向の一側（すなわち、図１（ｂ）の例では、時計周り方向）と称してもよいし、半径方向（Ｒ）から見て右側方向と称してもよい。なお、各連結腕部１６が延びる方向（ＥＸ）は、Ｓ２の方向（反時計回り方向、または、左側方向）であってもよく、その場合はＳ２が一側方向の意味になる。

そして、本実施形態の構成においては、隣接する取付け部２０は、少なくとも連結腕部１６を介して連結されている。つまり、本実施形態のブレーキディスク１０では、図８に示したブレーキディスク１１０と異なり、環状のハブ部１１３が存在しておらず、隣接する取付け部２０は環状ハブ部ではなく、少なくとも連結腕部１６を介して連結されている。図１に示した例では、一つの取付け部２０とその隣の取付け部２０とは、一つの取付け部２０から延びた連結腕部１６と、当該連結腕部１６に接続された制動部１００と、当該隣の取付け部２０とによって連結されている。

ブレーキディスク１０の動作時には、ブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱によって制動部１００に制動力が加わる。そして、制動部１００の制動時における熱膨張により、連結腕部１６全体が変形するように取付け部２０および連結腕部１６は構成されている。すなわち、本実施形態の構成では、環状ハブ部が存在しないので、環状ハブ部の制約なく、連結腕部１６全体が積極的に変形して、制動部１００の熱膨張変化に伴う熱応力を十分緩衝することができる。

図１に示した例では、一つの取付け部２０から制動部１００へ延びる連結腕部１６は、１つの連結腕部１６で構成されている。なお、１つの連結腕部１６が、途中で分岐して制動部１００の複数箇所に到達するような構成を採用することもできる。

次に、図２（Ａ）および（Ｂ）も加えて、本実施形態の構成をさらに説明する。図２（Ａ）は、本実施形態のブレーキディスク１０が適用された車両（自動二輪車）の前輪部分の斜視図であり、そして、図２（Ｂ）は、この前輪に設けられたブレーキシステムを示す概略図である。

図１に示したブレーキディスク１０は、自動二輪車に適用されるブレーキディスクであり、薄肉輪状の円板構造となっている。なお、自動二輪車に限らず、ブレーキディスク１０は他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、いわゆる鞍乗型車両（スノーモービル、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））など）に適用することができる。また、本実施形態における自動二輪車とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。

図２（Ａ）に示すように、ブレーキディスク１０は、車輪１２（図２（Ａ）参照）の車軸と同軸的に取り付けられ、車輪１２と共に回転する。車種によって、ブレーキディスク１０は、車輪１２の片側または両側に取り付けられる。

図１に示したように、ブレーキディスク１０は、複数の小孔１４を備えている。この小孔１４は、制動時により発生する熱を逃がすための放熱作用を達成する。小孔１４は、放熱作用を発揮できるのであれば、どんな形状でもよく、円形に限らず、他の形状であってもよい。

図１に示した構成例では、ブレーキディスク１０の同心円状に構成された内周側縁辺を均等に分割した６点のそれぞれから、ディスクの中心に向けて、略接線方向（または、接線方向）に傾斜しながら、連結腕部としてのアーム１６が延設されている。６本のアーム１６は、従来の環状ハブ部を介することなく、それぞれ独立している。

アーム１６の先端には円孔１８が形成されている。この円孔１８は、ブレーキディスクをホイールに取り付けるための固定部（取付け部）２０に相当する。すなわち、図２（Ａ）に示した車輪１２側には、予め同一円上に均等に６個の雌ねじ部が設けられ、この雌ねじ部のそれぞれと固定部２０の円孔１８とを同軸に重ねた状態で、図示しないボルトで両者を締結している。これにより、ブレーキディスク１０は車輪１２に固定される。

図２（Ｂ）に示すように、ブレーキディスク１０の外周縁（図１の制動部１００）を挟むようにキャリパ２２が配設されている。キャリパ２２は、キャリパーボディ２４内に一対のブレーキパッド２６を備えており、このブレーキパッド２６が、ブレーキディスク１０の両面と対向している。ブレーキパッド２６は、それぞれキャリパーボディ２４に支持されたキャリパーピストン２８の先端に貼り付けられている。制動部とは、ブレーキパッドが摺接するときに摩擦熱を発生させる、ブレーキディスクにおける所定の領域である。

キャリパーピストン２８は、ブレーキホース３０から所定圧力のオイルが供給されており、圧力が上がると、互いに接近する方向に押圧される。この結果、一対のブレーキパッド２６がブレーキディスク１０を油圧によって挟持する構成となっている。この挟持状態がブレーキをかけた状態であり、車輪と共に高速で回転しているブレーキディスク１０に制動力を加える。

自動二輪車の前輪ブレーキを例にとって、ブレーキ動作を説明すると次の通りである。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、ブレーキレバー３２を握力で矢印Ｆ方向へ回転させる（ブレーキレバー３２を握る）と、マスターシリンダ３４のピストン３４Ａが矢印Ａ方向へ押圧される。このときピストン３４Ａを押す力（圧力）は、ブレーキレバーの握力Ｆよりもレバー比（図２（Ｂ）に示すＬ１／Ｌ２）倍だけ拡大される。

このレバー比は、ブレーキレバー３２の回転軸３２Ａとマスターシリンダ３４の軸線とのオフセット量（Ｌ１）と、ブレーキレバー３２の回転軸３２Ａから前記握力Ｆが加わる力点との距離（Ｌ２）によって決められた所謂テコの比である。

マスターシリンダ３４のピストン３４Ａの押圧によって生じた油圧は、ブレーキホース３０を通って、キャリパーピストン２８を押圧する力となる。

上記構成のブレーキシステムにおいて、車輪１２が高速で回転中に制動をかけるべく、ドライバーがブレーキレバー３２を把持すると、ブレーキパッド２６がブレーキディスク１０を挟持し、摺動摩擦によって車輪１２の回転速度が減速される。その過程で、ブレーキディスク１０は摩擦によって発熱する。ブレーキディスク１０はこの熱によって熱膨張変形する。

ブレーキディスク１０を車輪１２側に取り付ける場合、ブレーキディスク１０の内輪側に接線方向に延びるアーム１６の先端に車輪１２との固定部２０設け、この固定部２０を固定位置とした。各アーム１６全体は隣接するアームとは独立しており、かつ従来のように環状ハブ部によって拘束されていないため、制動部の熱膨張変形に連れて変形しようとする。したがって、ブレーキディスクの制動部が制動によって発熱して、その径が大きくなる熱膨張変形をした際にブレーキディスクに歪が蓄積することがないために、ブレーキディスクの塑性変形を防いでいる。

アーム１６の傾斜角度、アーム１６の長さ、アーム１６の形状などは、アーム１６に要求される熱変形能に合わせて適宜選定される。一方、アーム１６に要求される強度も考慮に入れてアーム１６の形態が決定される。

アーム１６は、制動部１００の熱膨張によって、当該アーム１６の全体が変形可能な形態となっている。アーム１６のディスク中心側に固定部２０が設けられている。本実施形態においては、複数の固定部２０はアーム１６を介してのみ、制動部１００にそれぞれ連結されている。さらに、アーム１６は、このアーム１６の先端位置にある固定部２０からディスクブレーキ１０の回転方向一側（すなわち、図１（ｂ）の「Ｓ１」）に位置する制動部１００に連結されている。すなわち、制動部１００に対して、複数のアーム１６は同じ側（Ｓ１）にそれぞれ傾斜（ブレーキディスクの径方向或いは円周方向）している。各アーム１６が同じ側（一側）に延びていることにより、協働して効果的な変形を行うことができる。アームは直線状になっているが、湾曲させても良い。また、アーム１６は、固定部２０の径よりも小さい幅寸を持っている。アームの長さはこのアーム１６自身の幅寸法よりも大きく形成されている。

以下に、本実施の形態における変形例を示す。なお、上述したように、既述の実施形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
（変形例１）

図３に示すように、この変形例１のブレーキディスク１０Ａでは、アームを２本のフレーム１６Ａ、１６Ｂを三角状に組み合わせて構成している。すなわち、アームを複数のものに分けても良い。図３では、アームを２つのフレームから構成したが、さらに多数のものからアームを構成しても良い。各フレームもアームとしての熱変形緩衝能力を発揮する。各アーム(フレーム)の長さや幅や形状は、適宜選択或いは決定される。さらに、上述したようにアームを分岐させても良い。この構成により、アームの剛性をアームの熱変形能を阻害しない範囲で向上させている。複数のフレームは異なる形状に変形するが、アーム全体として熱変形を緩衝する機能を発揮する。
（変形例２）

ブレーキディスクの強度を高める目的から、前記アームを分岐させても良い。図４に示すように、この変形例２に係わるブレーキディスク１０Ｂは、固定部２０と、これに隣接する固定部２０を支持するアーム１６Ｂとを補強フレーム（補強腕部）３６によって連結した点に特徴を備えている。すなわち、補強フレーム３６がアーム１６Ｂから分岐されている。この補強フレームもアーム１６Ｂの変形に伴って変形する。この補強フレーム(分岐部分)は、ある固定部２０を隣接する他の固定部と連結して、固定部の剛性を向上させるようにもしている。補強フレームはアーム１６Ｂに対して短い長さで形成されている。

この補強フレーム３６によりアーム１６Ｂの剛性を、熱変形能を阻害しない範囲で変形例１のものより向上させている。この補強フレーム３６は従来の環状ハブを構成するものではなく、制動部の熱膨張変形に連れて補強フレーム３６も変形する。したがって、ブレーキディスク１０Ｂに対して、外部から衝撃（例えば、転倒等）が加わったとき、ブレーキディスク１０Ｂの偏心や歪み対して強度を向上させることができる。補強フレーム３６は隣接するアーム１６Ｂを連結するに足る最小限の幅、形状等を持っていれば十分であるために、補強フレーム３６の形状、幅などはアーム１６Ｂの変形能を実質上維持する上で適当な値に設定される。

アームの分岐構造は図３及び図４のものに限定されない。分岐数、分岐形状は適宜決定される。分岐される先は、隣接する固定部２０のほか、制動部１００であっても良い。例えば、図１に示した構成において、一つの取付け部２０から延びるアーム１６が、その取付け部２０の一側方向（Ｓ１）に位置する取付け部２０と補強フレーム３６で連結されているようにすることも可能である。それは、図４に示した例において、アーム１６Ａを省略した形に対応し得る。

また、図４に示すように、一つの取付け部２０から２つ又はそれ以上のアーム１６（１６Ａ、１６Ｂ）を延ばす場合、長さの異なるアーム（１６Ａ、１６Ｂ）を含めておき、そして、最も短いアーム（１６Ｂ）以外の少なくとも１つのアーム（１６Ａ）を、取付け部２０の一側方向（Ｓ１）に位置する取付け部２０と補強フレーム３６で連結することが好ましい。これは、最も短いアーム１６Ａに補強フレーム３６を取り付けるよりも、それより長いアーム１６Ｂに補強フレーム３６を取り付ける方が、変形量を多くすることができるからである。

なお、図４に示した構成において、固定部（取付け部）２０、アーム（連結腕部）１６Ｂおよび補強フレーム（補強腕部）３６によって形成され、ブレーキディスクの中心に位置する開口部の形状は、多角形であり、円形とはならない。この６つの取付け孔１８を有する例では、当該開口部は略正六角形となっている。ここで、略正六角形とは、幾何学的な正六角形に限らず、角が丸くなったり、あるいは、辺が厳密な意味での直線線分ではないものでも、おおよそ正六角形と把握できるものを称する。また、ブレーキディスクの構成によっては、開口部が略正六角形でなく、略正多面体（例えば、略正方形）のようなものもあり得る。

図５には、比較例としてのブレーキディスク（図５（Ａ）参照）と、変形例２のブレーキディスク１０Ｂ（図５（Ｂ）参照）との摩擦熱による変形状態をシミュレーションした特性図が示されている。図５（Ａ）の比較例は、内周円形のハブ部を有するブレーキディスクである。

図５（Ａ）に示されるように、比較例のブレーキディスクにおけるフレーム１６Ａ、１６Ｂに相当する部分の変形量と比べて、変形例２におけるフレーム１６Ａ、１６Ｂの変形量は、５０％〜３０％アップしている。変形例２の方が、比較例よりも変形量が多いので、その分摩擦熱による熱膨張に対する熱応力の影響を受け難い。さらに、変形例２では連結フレームの部分が変形しているのに対して、比較例の環状ハブの変形能は低い値となっている。これは、変形例２では、いわゆる節があって変形しやすい一方で、比較例のものでは円形で節がなく実質的に変形できないからである。なお、図９（ａ）および（ｂ）に示した例では、変形量が少ないというより、環状ハブの変形を抑制することを目的の一つとしているので、同図に示すように変形量は無く、また仮にあっても微量のはずである。

図６には、図１、図３及び図４のブレーキディスクと、２種類の比較例のブレーキディスク（比較例１、比較例２）のそれぞれにおける外周の変形量の計算値（シミュレーションによる値）が示されている。図６におけるグラフの縦目盛りの一段は、変形量０．１ｍｍを表しており、底部ラインが０ｍｍで、最上ラインが１．０ｍｍである。

図６からわかるように、パターン１〜３の形態のものが変形量が多く、パターン１（図１の形態）のものが変形量が最も多かった。そして、比較例１および２のパターン４、５のものは変形量が少なく、パターン５の変形量が最も少なかった。図６から理解できるように、パターン５と比べてパターン４の変形量があがっているが、内周円形のハブ部が存在するために、機構上それ以上の変形量の増大は困難であり、当該ハブ部の採用をやめて、パターン１〜３の構造を採用すると、変形量の増大を図ることができる。そして、変形量が多ければ多いほど、制動部の熱膨張に連れて弾性変形し易い。

なお、本実施の形態では、固定部２０を６点としたが、３点や４点固定等、固定点の数に限定されるものではない。図７（ａ）及び（ｂ）は、４点固定のタイプのブレーキディスクの正面図を示している。図７（ａ）は、アームの途中から分岐部を設けた例である。図７（ａ）の例では、補強フレームは存在していない。一方、図７（ｂ）には、図７（ａ）に補強フレームが存在する例が示されている。

以上説明したように、車輪１２にブレーキディスク１０を取り付けるための固定部２０とディスクブレーキ１０の制動部１００とを連結する複数のアーム１６を備え、各アーム１６は環状ハブ部を介することなく設けられているために、制動部１００の熱膨張変形に連れてアームが弾性変形をすることになり、その結果ディスクブレーキ１０に歪応力が加わるのを防いでいる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
本発明の実施形態の構成と技術的思想を異にするものの、環状ハブを省略したブレーキディスクが特開平１１−２２７６１号公報（出願人；ヤマハ発動機株式会社）に開示されている。本願出願人が開示した当該公報のブレーキディスクは、図１０に示すような構造を有している。図１０に示したブレーキディスク２００は、図８に示したブレーキディスク１１０よりも強度を向上させることを目的として開発されており、その点、本発明の実施形態に係るブレーキディスクとは異なる。

図１０に示したブレーキディスク２００の構造は、ホイールへの取付け部２０３の円周Ｅ上に複数の取付け孔２０２を形成し、外周部に制動部２０４を設け、そして、取付け孔２０２の外側で制動部２０４の内側に複数の開口部２０７を設けたものである。各取付け孔２０２の近傍で、ディスク中心Ｃ１と各取付け孔中心Ｃ２とを結ぶ半径方向直線Ｌ０の一方の側に位置する半径方向直線（Ｌ１）に沿って無開口の連続部２０９を形成し、そして、半径方向直線Ｌ０の他方の側に位置する半径方向直線Ｌ２上に開口部２０７を形成している。

ブレーキディスク２００では、このように半径方向直線（Ｌ１）に沿って無開口の連続部２０９を形成して強度を向上させているが、本発明の実施形態に係るブレーキディスクでは、そのような半径方向直線（Ｌ１）に沿った無開口の連続部を設けていない点が異なり、強度の向上をしたい場合には、当該無開口の連続部を設けるのではなく、ブレーキディスク全体の構成によって達成する点が大きく異なる。

本発明によれば、制動部の熱膨張変形に伴う熱応力を十分緩衝できるブレーキディスク、ならびに、そのブレーキディスクを備えた車両を提供することができる。

Claims (12)

1. ホイールへ取り付けるための取付け部と、
   前記取付け部の外周に位置し、ブレーキパッドが摺接されることになる制動部と、
   複数の前記取付け部のそれぞれと、前記制動部とを連結する連結腕部と
   を備え、
   前記連結腕部は、前記複数の取付け部のそれぞれから、前記制動部の半径方向と異なる一側方向に延びて前記制動部に到達しており、かつ、
   前記隣接する取付け部は、少なくとも前記連結腕部を介して連結されていることを特徴とする、ブレーキディスク。
2. 前記ブレーキパッドが摺接するときの摩擦熱によって前記制動部に制動力が加わり、
   前記制動部の制動時における熱膨張により、前記連結腕部全体が変形するように前記取付け部および前記連結腕部は構成されている、請求項１に記載のブレーキディスク。
3. 一つの前記取付け部から前記制動部へ延びる連結腕部は、１つの連結腕部で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
4. 一つの前記取付け部から前記制動部へ延びる連結腕部は、少なくとも２つの連結腕部で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
5. 前記一つの取付け部から延びる少なくとも１つの連結腕部は、途中で分岐されて前記制動部の複数箇所に到達していることを特徴とする、請求項３または４に記載のブレーキディスク。
6. 前記一つの取付け部から延びる連結腕部は、その取付け部の一側方向に位置する取付け部と補強腕部で連結されていることを特徴とする、請求項３または４に記載のブレーキディスク。
7. 前記一つの取付け部から延びる少なくとも２つの連結腕部は、長さの異なる連結腕部を含んでおり、最も短い連結腕部以外の少なくとも１つの連結腕部は、前記取付け部の一側方向に位置する取付け部と補強腕部で連結されていることを特徴とする、請求項４に記載のブレーキディスク。
8. 前記取付け部、前記連結腕部および前記補強腕部によって形成され、ブレーキディスクの中心に位置する開口部の形状は、多角形である、請求項６に記載のブレーキディスク。
9. 前記多角形は、略正六角形である、請求項８に記載のブレーキディスク。
10. 前記制動部には、複数の小孔が形成されている、請求項１から９の何れか一つに記載のブレーキディスク。
11. 前記ブレーキディスクは、自動二輪車用のブレーキディスクである、請求項１から１０の何れか一つに記載のブレーキディスク。
12. 請求項１から１１の何れか一つに記載のブレーキディスクを備えた車両。

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