JPS6124739Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイスクブレーキ用デイスクに関する
ものであり、特にブレーキパツドを摺接させられ
る外周側の円環状摩擦板部は鋳鉄製で中央側の取
付部は鋼板製であるブレーキデイスクに関するも
のである。

デイスクブレーキ用デイスクは従来一般に鋳鉄
で製作されている。ブレーキパツドとの間に適度
の摩擦力を得るのに鋳鉄が最適であるからであ
る。

然るに鋳鉄は一般にもろく、割れ易いため、安
全係数を高くとらざるを得ず、重量の大きなもの
となつている。そのため例えば特公昭46−33450
号公報に開示されているように、鋼板製デイスク
のブレーキパツドと接触すべき摩擦板部を鋳鉄で
被覆したり、米国特許明細書第2769512号に開示
されているように鋼板製取付部の外周に鋳鉄製の
摩擦板部を鋳ぐるみによつて固着したりすること
によつて、軽量でかつ適度な摩擦係数が得られる
デイスクを製作することが従来から考えられてい
た。

しかし、鋼と鋳鉄とは熱膨張率，弾性係数等が
異なるため、上記特公昭46−33450号公報および
米国特許明細書第2769512号に記載されているよ
うに、鋼板製の取付部を鋳鉄製の摩擦板部により
全周にわたつて切れ目なく鋳ぐるむ場合には両者
の接合部に剥離を生じたり、鋳鉄部に亀裂が生じ
たりして十分な耐久性，信頼性が得難く、広く実
用されるには至つていない。

また、特公昭51−661号公報には、鋼板製取付
部の外周に放射状に突設した複数のアーム部を、
そのアーム部の基端部を一定長さ露出させた状態
で鋳鉄により鋳ぐるんで円環状の摩擦板部を形成
することが記載されている。アーム部はボンデラ
イジング法等によつて形成した保護層で覆い、鋳
ぐるみ時にアーム部が鋳鉄製の摩擦板部と溶着し
ないようにするのである。このようにすればブレ
ーキデイスクが加熱されたときに摩擦板部が取付
部に対して微小変位することが許容されるため、
両者間に熱応力が生じて摩擦板部にひずみや亀裂
が生ずることを回避し得るのである。

しかしながら、このブレーキデイスクにおいて
は鋼板製取付部による鋳鉄製摩擦板部の補強効果
を期待することができない。すなわち、ブレーキ
デイスクは車両走行時には高速で回転するため摩
擦板部に大きな遠心力が作用するのであり、アー
ム部と摩擦板部との相対変位が確実に防止されて
いればアーム部がテンシヨン部材として機能し、
摩擦板部の広がり変形が有効に防止されるのであ
るが、上記のようにアーム部と摩擦板部とが溶着
しないようにされている場合にはこのような効果
を期待することができず、摩擦板部自体を遠心力
に抗し得る強度を有するものとすることが不可欠
となるのである。

本考案は上記のような事情を背景として、加熱
時に鋳鉄製摩擦板部と鋼板製取付部との接合部に
無理な熱応力が生ぜず、しかも鋼板製の取付部が
鋳鉄製の摩擦板部に対する有効な補強部材として
機能することは可能であるような鋼板鋳ぐるみブ
レーキデイスクを提供することを目的として為さ
れたものであり、その要旨とするところは、鋼板
製取付部の外周に放射状に突設した複数のアーム
部を、そのアーム部の基端部を一定長さ露出させ
た状態で鋳鉄により鋳ぐるんで円環状の摩擦板部
を形成する形式のブレーキデイスクにおいて、取
付部を全体として環状を成すものとするとともに
アーム部をその環状の取付部から半径方向外向き
に真つ直ぐに延び出すものとし、そのアーム部の
先端部を基端部より巾が広くかつ長手方向に巾の
変化しない巾広部とするとともにその巾広部と巾
の狭い基端部との間を曲線でつないで滑らかな肩
部を形成し、少なくともそれら肩部および巾広部
を摩擦板部によつて鋳ぐるむようにしたことにあ
る。

このようにすれば、鋳鉄製摩擦板部と鋼板製取
付部との熱膨張の差は露出した比較的巾の狭いア
ーム部の基端部の弾性変形によつて良好に吸収さ
れ、両者の接合部に熱応力に基づく剥離が生じた
り、摩擦板部にひずみや亀裂が生じたりすること
が防止されるうえ、鋼板製取付部の鋳鉄製摩擦板
部に対する補強効果も十分に期待できることとな
る。すなわち、摩擦板部が半径方向外側へ移動し
ようとする場合には、アーム部の肩部がその移動
を阻止し、アーム部に張力が生じてその分だけ摩
擦板部の広がり変形が抑制されることとなるので
ある。なお、その結果、アーム部には引張応力が
生じ、摩擦板部の隣接アーム部の肩部間に挟まれ
た部分には圧縮応力が生ずるのであり、鋼は引張
応力に強く、鋳鉄は圧縮応力に強いという両者の
特徴が有効に生かされることとなる。

しかも、この肩部は滑らかなものとされてお
り、巾広部は長さ方向の巾が一定のものとされて
いるため、鋳鉄と鋼との熱膨張率差に起因する熱
応力が良好に解放され、かつ、特定の部位に熱応
力が集中せず、アーム部と摩擦板部との接合部に
剥離が生じたり、摩擦板部に亀裂が生じたりする
ことが良好に回避されるのである。

また、アーム部と摩擦板部との溶着は巾が広く
十分な面積を有する巾広部において生じ、大きな
接合強度が得られる一方、基端部の巾は狭くされ
て基端部は適度に弾性変形し得るようにされてい
るため、上記剥離や亀裂の発生がより一層良好に
防止される。

以下本考案の一実施例を示す第１図及び第２図
を参照しつつ詳細に説明する。

本実施例のデイスク１は鋼板製の取付部２と、
鋳鉄製の摩擦板部３とから成つている。取付部２
は、中央に車輪のハブに嵌合される嵌合穴４及び
その周辺に等角度間隔に形成されたボルト穴５を
有する板状部６と、板状部６の外周縁から中心線
に平行に延びる円筒部７と、円筒部７の先端縁か
ら中心線に直角に外側へ延びるフランジ部８と、
更にフランジ部８の外周縁から放射状に延びる複
数（本実施例では13本）のアーム部９とを備えて
いる。アーム部９はほぼ全長にわたつて巾Ｂが一
定とされているが、基端部１１はやや狭い巾ｂと
されており、巾がＢの部分と巾がｂの部分との間
は滑らかな曲線１２で接続されている。アーム部
９のフランジ部８への接続部１３の曲率半径はで
きる限り大きくされて応力集中の緩和が図られて
いる。またアーム部９のすべての縁１４、１５、
１６、１７は第３図に示すように角が丸められて
いる。

以上のような取付部２のアーム部９は、基端部
１１の一定長さを残してねずみ鋳鉄によつて鋳ぐ
るまれており、摩擦板部３が形成されている。摩
擦板部３は円環状をなし、両側面２１、２２及び
外周面２３が機械加工されている。

このように構成されたデイスク１は、摩擦板部
３が鋳鉄から成つているため、従来の一体鋳造式
デイスクと同じ摩擦特性が得られ、かつ取付部２
は強度、靭性の優れた鋼板製であるため肉厚が薄
くでき、全体として軽量化できる。取付部２は量
産性の良いプレス加工で製造し得、取付部２のア
ーム部９を鋳ぐるむための工数増大は、一体鋳造
式デイスクに比較して機械加工数が少なくて済む
ことによつて十分相殺でき、製造コストは一体鋳
造式デイスクと同等か、それより低減する。

取付部２の材料は、炭素鋼、合金鋼、ステンレ
ス鋼等何でも使用可能であるが、熱膨張率が摩擦
板部３の鋳鉄の熱膨張率にできる限り近いもので
あることが望ましい。しかし絞り加工性、入手の
容易さ等の理由で取付部２と摩擦材部３との間に
僅かな熱膨張差が生ずることは当然考えられる。
従つて本実施例においては、アーム部９を鋳ぐる
むに当つて基端部１１を一定長さだけ露出させ、
この部分のない通常の鋳ぐるみタイプのデイスク
ロータに比較して応力集中の度合いが揺かに小さ
くされて、安全度の高いものとされている。この
露出部分の長さは取付部２と摩擦板部３との熱膨
張率の差、制動時に作用する負荷の大きさ等種々
の条件を考慮して決定されるべきものである。ま
たアーム部９は摩擦板部３を巾方向に完全に貫通
する長さとされて、取付部２と摩擦板部３との接
合強度の確保が図られているが、アーム部９相互
は殆んど独立した状態となつており、かつ殆んど
全長にわたつて一定の巾Ｂとされて、取付部２と
摩擦板部３との熱膨張差に起因する応力ができる
限り開放され、かつ特定の部位に熱応力の集中が
生じないようにされている。また摩擦板部３とア
ーム部９との接合面が各アーム部９毎に独立して
おり、かつ半径方向に延びているために、万一接
合部に微視的なズレが生じた場合にもこのズレが
デイスクの破損につながる程まで進む恐れがない
ことも本実施例の特徴の一つである。

デイスク１は車両走行時には高速で回転するた
め、外周側の摩擦板部３に大きな遠心力が作用す
ることとなるが、この遠心力による摩擦板部３の
拡がり変形は、アーム部９の曲線１２の部分の存
在によつて有効に防止される。すなわち、摩擦板
３に作用する遠心力は主として上記曲線１２の部
分においてアーム部９に伝達されるが、その結果
アーム部９には引張応力が生じ、摩擦板部３の隣
接する２本のアーム部９に挾まれた部分１８には
圧縮応力が生ずるのであり、鋼板は引張応力に強
く、鋳鉄は圧縮応力に強いという両者の特徴が有
効に生かされるのである。

また制動時において摩擦板部３に加えられる制
動トルクはアーム部９において取付部２に伝達さ
れるのであるが、多数のアーム部９が協同してこ
のトルクを受けるのであり、しかも個々のアーム
部９はなかば独立しているためすべてのアーム部
９がほぼ均等にトルク伝達の役割を果し、摩擦板
部３と取付部２との特定の接合部位に極端に大き
な応力が生ずることがない。更に取付部２は主と
してアーム部９の露出部分の弾性変形によつて、
衝撃を吸収する緩衝作用を為すため、デイスク１
内に大きな衝動応力が発生することが防止され、
その分だけ各部の必要強度が低下して、この面か
らもデイスク１の軽量化が達成される。

更に本実施例においてはアーム部９のすべての
角部１４、１５、１６、１７が前述のように丸め
られているため、鋳鉄製の摩擦板部３にシヤープ
な隅部が生ずることがなく、従つて応力集中及び
隅部を起点とする亀裂の発生が防止される。

なお本実施例の取付部２は例えば以下のように
すれば、容易にかつ材料歩留良く製作することが
できる。

先ず第４図の上端に示すように所定形状の平板
素材３１を打抜き、これに絞り加工を施してカツ
プ状部材３２を得る。

このカツプ状部材３２の側壁部に複数（本実施
例では13個）の切込み３３を軸心に平行に形成し
た後、これら切込み３３によつて分離された部分
３４を外側へ直角に折り曲げるとともに平板状に
延ばしてアーム部９を形成する。このとき同時に
またはこれに引続いてアーム部９の縁部１６、１
７等をコイニング加工によつて丸める。

続いて中央に下穴を打抜いた後その周縁にバー
リング加工を施して嵌合穴４を形成し、更にボル
ト穴５の打抜加工を行なう。嵌合穴４及びボルト
穴５は精度良く加工することが可能であるため、
機械加工による仕上げを必要としない。

以上の工程中の適宜の段階で熱処理、潤滑膜形
成のための化学的処理等を行なうことは勿論可能
であり有効であるが、公知のことであるので詳細
な説明は省略する。

上記製造方法は材料の歩留を向上させ、素材コ
ストを低減するために極めて有効なものではある
が、取付部２は更に別の方法によつても製作し得
る。例えば板材を先ず第１に製品形状に近い形状
に打抜き、次に平板部６及び円筒部７の絞り加工
を行ない、最後に嵌合穴４及びボルト穴５の加工
を行なうのである。平板部６及び円筒部７の絞り
加工の後、アーム部９周辺の打抜き加工をするこ
とも可能であるが、広い板の中央に絞り加工を行
なうと周辺部にしわが発生し易いため、アーム部
９周辺の打抜き加工を先に行なつてしわの発生を
防止する方が良いのであり、それによつて比較的
深絞り性の悪い安価な材料でも使用できる利点が
生ずる。この絞り加工によつてアーム部９周辺の
寸法精度が低下する場合は、絞り加工後に更にア
ーム部９周辺の仕上げ打抜きを行なえば良い。円
筒部７が長いタイプのデイスクを製造する場合に
は特にこの方法が望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるデイスクの正
面図（一部省略）であり、第２図は第１図におけ
る−断面図、第３図は第１図における視図
である。第４図は第１図に示したデイスクの取付
部を製作する一方法を示す工程図である。 ２：取付部、３：摩擦板部、４：嵌合穴、６：
平板部、７：円筒部、８：フランジ部、９：アー
ム部、１１：基端部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 鋼板製取付部の外周に放射状に突設した複数の
   アーム部を、そのアーム部の基端部を一定長さ露
   出させた状態で鋳鉄により鋳ぐるんで円環状の摩
   擦板部を形成する形式のブレーキデイスクにおい
   て、 前記取付部を全体として環状を成すものとする
   とともに前記アーム部をその環状の取付部から半
   径方向外向きに真つ直ぐに延び出すものとし、そ
   のアーム部の先端部を基端部より巾が広くかつ長
   手方向に巾の変化しない巾広部とするとともにそ
   の巾広部と巾の狭い基端部との間を曲線でつない
   で滑らかな肩部を形成し、少なくともそれら肩部
   および巾広部を前記摩擦板部によつて鋳ぐるむよ
   うにしたことを特徴とする鋼板鋳ぐるむブレーキ
   デイスク。