WO2012056938A1 - ディスクロータ - Google Patents

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原田　崇
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株式会社アドヴィックス
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    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/003—Chip removing

Definitions

  • the present invention relates to a disk rotor of a disk brake device employed for braking a wheel in a vehicle, for example.
  • disk rotor As one of this type of disk rotor, there is a disk rotor in which a plurality of circular non-through holes (dimples) are provided on an annular pressure contact surface to which a friction material of a brake pad is pressed during braking. 1.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and is a disc rotor in which a plurality of circular non-through holes are provided on an annular pressure contact surface to which a friction material of a brake pad is pressed during braking.
  • the disc rotor (the disc rotor according to the first aspect of the present invention) is characterized in that the center of each non-through hole is disposed at a different position in the rotor radial direction.
  • this disk rotor (the disk rotor of the invention according to claim 1), since the centers of the respective non-through holes are arranged at different positions in the rotor radial direction, a plurality of times each time the disk rotor makes one rotation.
  • the center of each non-through hole does not slidably contact the same portion of the friction material in the brake pad, and the amount of wear of the friction material can be reduced as compared with the conventional case.
  • the non-through holes may be arranged at predetermined intervals in the rotor circumferential direction (the invention according to claim 2).
  • the non-through holes can be disposed in the entire circumferential direction of the rotor. It is possible to set so that the friction material comes into pressure contact with at least one non-through hole. Therefore, it is possible to effectively suppress the fade phenomenon caused by the pyrolysis gas in any rotational state of the disk rotor.
  • the rotation trajectories of the non-through holes may partially overlap each other (the invention according to claim 3), and the rotor radial direction of the overlap It is also possible that the amount of overlap is smaller than the radius of each non-through hole (the invention according to claim 4). In these cases, by appropriately setting the size (hole diameter) and number of each non-through hole, the non-through hole is formed on the entire surface of the friction material in the brake pad each time the disk rotor rotates once.
  • FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a disk rotor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the disk rotor shown in FIG.
  • FIG. 3 shows that all the non-through holes shown in FIG. 1 are moved in the rotor circumferential direction to match the rotor radial direction of one non-through hole (for example, the non-through hole provided on the outermost periphery of the annular pressure contact surface).
  • It is a virtual diagram arranged in a straight line in the rotor radial direction.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion of the non-through hole (non-through hole shown in cross section) shown in FIG.
  • FIG. 5 is a virtual view corresponding to FIG.
  • FIG. 3 showing another embodiment of the disk rotor according to the present invention (embodiment in which non-through holes arranged linearly in the rotor radial direction are in contact).
  • FIG. 6 is a virtual view corresponding to FIG. 3 showing another embodiment of the disk rotor according to the present invention (embodiment in which the non-through holes arranged linearly in the rotor radial direction are separated by a predetermined amount).
  • a disc rotor 10 of this embodiment is a disc rotor of a disc brake device employed for braking a wheel in a vehicle.
  • the disk rotor 10 is formed of, for example, cast iron (iron-based metal material), and includes an annular sliding portion 11 and a hat portion 12 provided integrally with an inner peripheral portion of the sliding portion 11. Yes.
  • the sliding portion 11 has an annular braking portion 11a that is sandwiched by a pair of front and back friction pads 20 (see phantom lines in FIG. 1) as is well known during braking. Yes.
  • the braking portion 11a has a large number of ventilation passages 11a1 therein. Each ventilation passage 11a1 is formed to allow air to flow from the outer peripheral end portion to the inner peripheral end portion when the disc rotor 10 is rotated forward (at the time of forward rotation of the vehicle).
  • the hat portion 12 has an annular inward flange portion 12a fixed to a wheel hub (not shown).
  • five attachment holes 12a1 for attachment to a wheel hub (not shown) are formed at equal intervals in the rotor circumferential direction.
  • two service screw holes 12a2 are formed in the inward flange portion 12a at equal intervals in the circumferential direction of the rotor, and the disc rotor 10 and the wheel hub (not shown) after use are interposed between them.
  • a bolt having the same size as that of the service screw hole 12a2 can be screwed in and the disk rotor 10 can be pulled off from the wheel hub (not shown).
  • non-through holes 11a2 are provided on the annular pressure contact surfaces S on both the front and back sides where the friction material 21 of the brake pad 20 is pressed in braking in the braking portion 11a of the sliding portion 11. Yes.
  • the non-through holes 11 a 2 are arranged at predetermined intervals (may be equal intervals or unequal intervals) in the circumferential direction of the rotor.
  • at least two (three in the state of FIG. 1) non-through holes 11 a 2 are provided so as to overlap the friction material 21.
  • each non-through-hole 11a2 is arrange
  • the centers of the non-through holes 11a2 are arranged at different positions in the rotor radial direction.
  • the rotation trajectories of the non-through holes 11a2 overlap each other by a predetermined amount (partially).
  • the overlap amount r1 in the rotor radial direction of the overlap in the rotation trajectory of each non-through hole 11a2 is set to be smaller than the radius ro of each non-through hole 11a2.
  • FIG. 3 is a non-through hole provided at the outermost periphery of the annular pressure contact surface S, and each non-through hole 11a2 shown at the left end of FIG. In FIG. 3, 28 non-through holes 11a2 are linearly arranged in the rotor radial direction without gaps.
  • each non-through hole 11a2 is formed in the casting process of the disk rotor 10, and as shown in FIG. 4, the bottom is spherical and the end on the opening side is considered for die cutting. And tapered.
  • the volume (hole diameter, hole depth) of each non-through hole 11a2 is set in consideration of the amount of pyrolysis gas generated by the friction material 21 of the brake pad 20 due to frictional heat during braking, The pyrolysis gas can be accommodated sufficiently and sufficiently.
  • a plurality of circular non-through holes 11a2 are provided in the portion where the friction material 21 of the brake pad 20 presses the annular pressure contact surface S during braking.
  • the pyrolysis gas generated from the friction material 21 of the brake pad 20 by the frictional heat at the time of braking can be released to each non-through hole 11a2 of the disc rotor 10, and the fade phenomenon due to the pyrolysis gas can be suppressed. is there.
  • the centers of the non-through holes 11a2 are disposed at different positions in the rotor radial direction, a plurality of non-through holes are provided each time the disk rotor 10 makes one rotation.
  • the center of the hole 11a2 does not slidably contact the same portion of the friction material 21 in the brake pad 20, and the wear amount of the friction material 21 can be reduced as compared with the conventional case.
  • the non-through holes 11a2 are arranged in the entire rotor circumferential direction.
  • the friction material 21 of the brake pad 20 is pressed against the at least two non-through holes 11a2 in any rotation state of the disk rotor 10. Therefore, it is possible to effectively suppress the fade phenomenon caused by the pyrolysis gas in any rotational state of the disk rotor 10.
  • the centers of the 28 non-through holes 11a2 are arranged at different positions in the rotor radial direction, and the rotor of the annular pressure contact surface S as shown in FIG. It is provided in the entire radial direction. Further, the rotation trajectories of the non-through holes 11a2 overlap each other by a predetermined amount, and the overlapping amount r1 of the overlap in the rotor radial direction is set smaller than the radius ro of each non-through hole 11a2.
  • the non-through holes 11a2 are in sliding contact with the entire surface of the friction material 21 in the brake pad 20 at least once, and the non-through holes 11a2 are in sliding contact with the friction material 21.
  • Wear amount of the friction material 21 caused by the above (the amount of protrusion of the friction material 21 into the non-through hole 11a2 is larger at the central portion of the non-through hole 11a2 than the inner and outer peripheral portions of the non-through hole 11a2 in the rotor radial direction).
  • the friction material 21 has a large amount of wear) in the radial direction of the rotor, and it is possible to reduce the wear amount of the friction material 21 while reducing the wear of the friction material 21 on the brake pad 20. It is possible to suppress.
  • the annular pressure contact surface S of the disk rotor 10 is provided with 28 non-through holes 11a2.
  • the number of the non-through holes 11a2 can be appropriately increased and decreased, and is limited to the number of the above embodiments. Is not to be done.
  • each non-through hole 11a2 is arranged on the entire annular pressure contact surface S in the rotor circumferential direction.
  • a part of the annular pressure contact surface in the rotor circumferential direction for example, half of the entire circumference or It is also possible to arrange each non-through hole at 1/4) of the entire circumference.
  • the rotation trajectories of the non-through holes 11a are configured to overlap each other by a predetermined amount.
  • FIG. 5 or FIG. it is also possible to configure and implement so that the rotation trajectories of the non-through holes 11a do not overlap.
  • the rotation trajectory of each non-through hole 11a is configured to contact in the rotor radial direction.
  • the rotation trajectory of each non-through hole 11a is configured to be separated by a predetermined amount in the rotor radial direction.
  • the ventilation passage 11a1 is provided between the front and back sides of the disk rotor 10, the disk rotor 10 is relatively thick, and the disk rotor 10 is used for a four-wheeled vehicle. Therefore, the arrangement of the non-through holes 11a2 on both the front and back sides is arbitrarily (can be changed as appropriate). For example, like the disc rotor used for a two-wheeled vehicle, the front and back sides of the disc rotor are used. In the case where the air passage (11a1) is not provided between both sides and the disk rotor has a relatively thin plate thickness, the arrangement of the non-through holes (11a2) on both the front and back sides is considered from the viewpoint of securing the strength.
  • each non-through hole 11a2 can be appropriately set according to the number of non-through holes 11a2, the amount of pyrolysis gas generated during braking, and the like.

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Abstract

　ディスクロータ１０は、環状の摺動部１１と、この摺動部１１の内周部分に一体的に設けたハット部１２を備えている。摺動部１１は、制動時に表裏一対の摩擦パッド２０によって挟持される環状の制動部１１ａを有している。摺動部１１の制動部１１ａにおいて制動時にブレーキパッド２０の摩擦材２１が圧接する表裏両側の環状圧接面Ｓに、円形の非貫通穴１１ａ２が複数個設けられている。各非貫通穴１１ａ２の中心はロータ径方向にて異なる位置に配設されている。各非貫通穴１１ａ２はロータ周方向にて所定の間隔で配置されている。これにより、円形の非貫通穴１１ａ２（制動時の摩擦熱によりブレーキパッドの摩擦材から発生する熱分解ガスによるフェード現象を抑制するもの）による摩擦材２１の摩耗量を減少させることが可能である。

Description

ディスクロータ
　本発明は、例えば、車両において車輪を制動するために採用されるディスクブレーキ装置のディスクロータに関する。
　この種のディスクロータの一つとして、制動時にブレーキパッドの摩擦材が圧接する環状圧接面に、円形の非貫通穴（ディンプル）が複数個設けられているディスクロータがあり、例えば、下記特許文献１に示されている。
特開昭５８－９４６４６号公報
　上記した特許文献１に記載されているディスクロータにおいては、制動時の摩擦熱によりブレーキパッドの摩擦材から発生する熱分解ガスを前記各非貫通穴に逃がすことができて、熱分解ガスによるフェード現象を抑制することが可能である。
　ところで、上記した特許文献１に記載されているディスクロータでは、前記各非貫通穴が所定のパターンにて配置した複数個（例えば、５個）を一組として、ロータ周方向にて複数組（例えば、６組）が所定の間隔にて配置されている。このため、ディスクロータが一回転する度に、複数個（組数に相当する６個）の非貫通穴の中心がブレーキパッドにおける摩擦材の同一箇所を複数回（６回）摺接することとなり、摩擦材の摩耗量が増加するおそれがある。
　本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、制動時にブレーキパッドの摩擦材が圧接する環状圧接面に、円形の非貫通穴が複数個設けられているディスクロータであり、前記各非貫通穴の中心がロータ径方向にて異なる位置に配設されているディスクロータ（請求項１に係る発明のディスクロータ）に特徴がある。
　このディスクロータ（請求項１に係る発明のディスクロータ）においては、前記各非貫通穴の中心がロータ径方向にて異なる位置に配設されているため、ディスクロータが一回転する度に、複数個の非貫通穴の中心がブレーキパッドにおける摩擦材の同一箇所を摺接することはなく、従来に比して、摩擦材の摩耗量を減少させることが可能である。
　上記した本発明の実施に際して、前記各非貫通穴はロータ周方向にて所定の間隔で配置されていること（請求項２に係る発明）も可能である。この場合には、前記各非貫通穴の個数を適宜に設定することで、ロータ周方向の全体に前記各非貫通穴を配置させることができて、ディスクロータの如何なる回転状態でも、ブレーキパッドの摩擦材が少なくとも一つの非貫通穴に圧接するように設定することが可能である。したがって、ディスクロータの如何なる回転状態でも、熱分解ガスによるフェード現象を効果的に抑制することが可能である。
　また、上記した本発明の実施に際して、前記各非貫通穴の回転軌跡は、互いに部分的にオーバーラップしていること（請求項３に係る発明）も可能であり、前記オーバーラップのロータ径方向の重複量は、前記各非貫通穴の半径より小さいこと（請求項４に係る発明）も可能である。これらの場合には、前記各非貫通穴の大きさ（穴径）と個数を適宜に設定することで、ディスクロータが一回転する度に、ブレーキパッドにおける摩擦材の全面に対して非貫通穴が少なくとも１回摺接するとともに、各非貫通穴が摩擦材に摺接することにより生じる摩擦材の摩耗量（非貫通穴の中心部位において、非貫通穴のロータ径方向の内外周部位に比して、摩擦材の非貫通穴内へのはみ出し量が大きくて、摩擦材の摩耗量が多い）のロータ径方向での均一化を図ることが可能であって、摩擦材の摩耗量減少を図りながら、ブレーキパッドにおける摩擦材の偏摩耗を抑制することが可能である。
図１は、本発明によるディスクロータの一実施形態を示す正面図である。 図２は、図１に示したディスクロータのＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図３は、図１に示した全ての非貫通穴を一つの非貫通穴（例えば、環状圧接面の最外周に設けた非貫通穴）のロータ径方向に合わせるべくロータ周方向に移動させてロータ径方向にて直線状に配置した仮想図である。 図４は、図２に示した非貫通穴（断面で示されている非貫通穴）の部分の拡大図である。 図５は、本発明によるディスクロータの他の実施形態（ロータ径方向にて直線状に配置した非貫通穴が接するようにした実施形態）を示した図３相当の仮想図である。 図６は、本発明によるディスクロータのその他の実施形態（ロータ径方向にて直線状に配置した非貫通穴が所定量離れるようにした実施形態）を示した図３相当の仮想図である。
　以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１～図４は本発明によるディスクロータの一実施形態を示していて、この実施形態のディスクロータ１０は、車両において車輪を制動するために採用されるディスクブレーキ装置のディスクロータである。このディスクロータ１０は、例えば、鋳鉄（鉄系金属素材）によって形成されていて、環状の摺動部１１と、この摺動部１１の内周部分に一体的に設けたハット部１２を備えている。
　摺動部１１は、図１および図２に示したように、制動時に周知のように表裏一対の摩擦パッド２０（図１の仮想線参照）によって挟持される環状の制動部１１ａを有している。制動部１１ａは、内部に多数の通気通路１１ａ１を有している。各通気通路１１ａ１は、ディスクロータ１０の正回転時（車両の前進回転時）に外周端部から内周端部に空気を流動させるように形成されている。
　ハット部１２は、図１および図２に示したように、ホイールハブ（図示省略）に固定される環状の内向フランジ部１２ａを有している。内向フランジ部１２ａには、ホイールハブ（図示省略）に取付けるための５個の取付孔１２ａ１がロータ周方向にて等間隔に形成されている。また、内向フランジ部１２ａには、２個のサービスネジ孔１２ａ２がロータ周方向にて等間隔に形成されていて、使用後のディスクロータ１０とホイールハブ（図示省略）とが、これらの間に発生した錆により固着した場合、サービスネジ孔１２ａ２と同サイズのボルトをねじ込んで、ディスクロータ１０をホイールハブ（図示省略）から引きはがすことが可能とされている。
　ところで、この実施形態においては、摺動部１１の制動部１１ａにおいて制動時にブレーキパッド２０の摩擦材２１が圧接する表裏両側の環状圧接面Ｓに、円形の非貫通穴１１ａ２が２８個設けられている。各非貫通穴１１ａ２は、図１に示したように、ロータ周方向にて所定の間隔（等間隔であっても、不等間隔であってもよい）で配置されていて、ディスクロータ１０が如何なる回転状態であっても、少なくとも２個（図１の状態では３個）の非貫通穴１１ａ２が摩擦材２１と重なるように設けられている。なお、各非貫通穴１１ａ２は、表裏両側にて任意に（同一の配置であっても、異なる配置であってもよい）配設されている。
　また、この実施形態においては、図１および図３に示したように、各非貫通穴１１ａ２の中心（図３において・で示されている）がロータ径方向にて異なる位置に配設されていて、各非貫通穴１１ａ２の回転軌跡（ディスクロータ１０の回転に伴う軌跡）は、互いに所定量（部分的に）オーバーラップしている。各非貫通穴１１ａ２の回転軌跡におけるオーバーラップのロータ径方向の重複量ｒ１は、図３に示したように、各非貫通穴１１ａ２の半径ｒｏより小さく設定されている。図３の右端に示した各非貫通穴１１ａ２は環状圧接面Ｓの最外周に設けた非貫通穴であり、図３の左端に示した各非貫通穴１１ａ２は環状圧接面Ｓの最内周に設けた非貫通穴であって、図３では、２８個の非貫通穴１１ａ２がロータ径方向にて直線状に隙間なく配置されている。
　また、この実施形態においては、各非貫通穴１１ａ２がディスクロータ１０の鋳造工程にて成形されていて、図４に示したように、底部が球状で開口側の端部が型抜きを考慮してテーパー状に形成されている。また、各非貫通穴１１ａ２の容積（穴径、穴深さ）は、ブレーキパッド２０の摩擦材２１が制動時の摩擦熱により発生する熱分解ガスの発生量を考慮して設定されていて、同熱分解ガスを必要十分に収容可能である。
　上記のように構成したこの実施形態のディスクロータ１０においては、制動時にブレーキパッド２０の摩擦材２１が環状圧接面Ｓを圧接する部分に、円形の非貫通穴１１ａ２が複数個設けられているため、制動時の摩擦熱によりブレーキパッド２０の摩擦材２１から発生する熱分解ガスをディスクロータ１０の各非貫通穴１１ａ２に逃がすことができて、熱分解ガスによるフェード現象を抑制することが可能である。
　また、この実施形態のディスクロータ１０においては、各非貫通穴１１ａ２の中心がロータ径方向にて異なる位置に配設されているため、ディスクロータ１０が一回転する度に、複数個の非貫通穴１１ａ２の中心がブレーキパッド２０における摩擦材２１の同一箇所を摺接することはなく、従来に比して、摩擦材２１の摩耗量を減少させることが可能である。
　また、この実施形態のディスクロータ１０においては、２８個の非貫通穴１１ａ２がロータ周方向にて所定の間隔で配置されているため、ロータ周方向の全体に各非貫通穴１１ａ２を配置させることができて、ディスクロータ１０の如何なる回転状態でも、ブレーキパッド２０の摩擦材２１が少なくとも二つの非貫通穴１１ａ２に圧接する。したがって、ディスクロータ１０の如何なる回転状態でも、熱分解ガスによるフェード現象を効果的に抑制することが可能である。
　また、この実施形態のディスクロータ１０においては、２８個の非貫通穴１１ａ２の中心がロータ径方向にて異なる位置に配設されていて、図３に示したように、環状圧接面Ｓのロータ径方向全体に設けられている。また、各非貫通穴１１ａ２の回転軌跡が、互いに所定量オーバーラップしていて、このオーバーラップのロータ径方向の重複量ｒ１は、各非貫通穴１１ａ２の半径ｒｏより小さく設定されている。このため、ディスクロータ１０が一回転する度に、ブレーキパッド２０における摩擦材２１の全面に対して非貫通穴１１ａ２が少なくとも１回摺接するとともに、各非貫通穴１１ａ２が摩擦材２１に摺接することにより生じる摩擦材２１の摩耗量（非貫通穴１１ａ２の中心部位において、非貫通穴１１ａ２のロータ径方向の内外周部位に比して、摩擦材２１の非貫通穴１１ａ２内へのはみ出し量が大きくて、摩擦材２１の摩耗量が多い）のロータ径方向での均一化を図ることが可能であって、摩擦材２１の摩耗量減少を図りながら、ブレーキパッド２０における摩擦材２１の偏摩耗を抑制することが可能である。
　上記した実施形態においては、ディスクロータ１０の環状圧接面Ｓに２８個の非貫通穴１１ａ２を設けて実施したが、非貫通穴１１ａ２の個数は適宜増減可能であり、上記実施形態の個数に限定されるものではない。また、上記した実施形態においては、環状圧接面Ｓのロータ周方向の全体に各非貫通穴１１ａ２を配置して実施したが、環状圧接面のロータ周方向の一部分（例えば、全周の半分または全周の１／４）に各非貫通穴を配置して実施することも可能である。
　また、上記した実施形態においては、図３に示したように、各非貫通穴１１ａの回転軌跡が互いに所定量オーバーラップするように構成して実施したが、図５または図６に示したように、各非貫通穴１１ａの回転軌跡がオーバーラップしないように構成して実施することも可能である。図５に示した実施形態では、各非貫通穴１１ａの回転軌跡がロータ径方向にて接するように構成されている。また、図６に示した実施形態では、各非貫通穴１１ａの回転軌跡がロータ径方向にて所定量離れるように構成されている。
　また、上記した実施形態においては、ディスクロータ１０の表裏両側の間に通気通路１１ａ１が設けられていて、ディスクロータ１０の板厚が比較的厚く、当該ディスクロータ１０が４輪車用に使用されるものであるため、各非貫通穴１１ａ２の表裏両側での配置を任意（適宜変更可能）にして実施したが、例えば、２輪車用に使用されるディスクロータのように、ディスクロータの表裏両側の間に通気通路（１１ａ１）が設けられていなくて、ディスクロータの板厚が比較的薄いものでは、強度確保等の観点から、各非貫通穴（１１ａ２）の表裏両側での配置を周方向にずらして異ならせるのが好適である。また、各非貫通穴１１ａ２の容積（穴径、穴深さ）は、非貫通穴１１ａ２の個数や、制動時に発生する熱分解ガス量等に応じて適宜設定可能である。

Claims (4)

  1. 　制動時にブレーキパッドの摩擦材が圧接する環状圧接面に、円形の非貫通穴が複数個設けられているディスクロータであり、
    　前記各非貫通穴の中心がロータ径方向にて異なる位置に配設されているディスクロータ。
  2. 　請求項１に記載のディスクロータにおいて、
    　前記各非貫通穴はロータ周方向にて所定の間隔で配置されていることを特徴とするディスクロータ。
  3. 　請求項１または２に記載のディスクロータにおいて、
    　前記各非貫通穴の回転軌跡は、互いに部分的にオーバーラップしていることを特徴とするディスクロータ。
  4. 　請求項３に記載のディスクロータにおいて、
    　前記オーバーラップのロータ径方向の重複量は、前記各非貫通穴の半径より小さいことを特徴とするディスクロータ。
PCT/JP2011/073887 2010-10-28 2011-10-18 ディスクロータ WO2012056938A1 (ja)

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