JP3218209U - 放熱構造を備えたブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦力及び放熱効果が高い放熱構造を備えたブレーキディスクを提供する。
【解決手段】放熱構造を備えたブレーキディスク２は、中心軸部２０と、前記中心軸部２０の外周に画成された摩擦部２２とを有する。前記中心軸部２０には、車輪軸が取付けられる。前記摩擦部２２の対となる両面には、摩擦面２２０がそれぞれ形成される。各前記摩擦面２２０には、複数の第１の放熱孔２２１と、前記第１の放熱孔２２１にそれぞれ接続された少なくとも１つの凹溝２２２とが形成される。前記凹溝２２２は、互いに対応した２つの壁面と、各前記壁面に接続された底壁とにより構成される。各前記壁面は、前記第１の放熱孔２２１から前記摩擦面２２０に沿った方向で延び、末端が重なるように構成される。
【選択図】図３

Description

本考案は、ブレーキディスクに関するものであり、さらに詳しくは、摩擦力及び放熱効果が高い放熱構造を有するブレーキディスクに関するものである。

自動車のブレーキシステムは、ディスクブレーキ、ドラムブレーキ、大型交通機関に使用する空気ブレーキに一般に分けられる。ディスクブレーキは油圧原理を利用し、ブレーキポンプを用い、ブレーキオイルをブレーキオイル管内に注入し、連通管の原理を利用して大きな圧力を発生させ、ブレーキパッドを内方へ押し開いてディスクに接触させ、ブレーキに力を付与することがディスクブレーキの最も簡単な概念である。

図１に示すように、従来のブレーキディスク１の両側表面は平滑面に形成され、ユーザがブレーキペダルを踏むと、ブレーキパッドが従来のブレーキディスク１を挟むため、ブレーキパッドが従来の高速のブレーキディスク１により摩耗して多くの粉末が発生し、従来のブレーキディスク１の両側表面が平滑面であるため、ブレーキパッドが摩耗して発生する粉末をスムーズに排出させることができない上、各平滑面とブレーキパッドとの間の摩擦力には限界があった。

図２に示すように、もう一つの市販されている従来のブレーキディスク１は、円形状の中心盤１１と、中心盤１１の周縁から外方へ延びた摩擦部１２と、摩擦部１２の表面上に形成された複数の摩擦痕１３と、を有する。ブレーキ効果は、摩擦力と関係し、摩擦力が大きければブレーキ効果も当然良くなる。摩擦力は、摩擦面との間の材料と大きな関係がある上、熱効率とも関係する。好ましい材料の接触面が互いに接触すると、大きな摩擦力が発生し、摩擦による発熱が増えて温度が高くなることが指摘されている。

そのほかにも、従来のブレーキディスク１は、使用上、依然として問題点があった。例えば、摩擦痕１３が設けられていない摩擦部１２上に付着した泥、粉塵及び水は、摩擦痕１３により形成された溝から排出させることができず、ブレーキ効果に悪影響を与える上、両辺の摩擦部１２が受ける摩擦力が異なる場合、摩耗が不均一となり、ブレーキディスク１の使用寿命が下がってしまい、ブレーキをかけたときにハンドルが振動し、運転手が危険な状態となることさえあった。

従って、本考案の第１の課題は、ブレーキディスクの摩擦により発生する熱によりディスクの形状が変形してしまう危険性を減らし、ブレーキディスクの変形による振動が発生することを防ぐことが可能な放熱構造を備えたブレーキディスクを提供することにある。本考案の第２の課題は、ブレーキディスクが高温状態においても通風効果を高めることができ、摩擦力を高めることが可能な放熱構造を備えたブレーキディスクを提供することにある。本考案の第３の課題は、ブレーキディスク全体の重量を減らすことが可能な放熱構造を備えたブレーキディスクを提供することにある。 本考案の第４の課題は、ブレーキディスク上に付着した泥、粉塵及び水を取り除くことが可能なブレーキディスクの放熱構造を提供することにある。

そこで、本考案者は、本考案の前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、第１の課題に対しては、放熱孔と凹溝とを組み合わせて摩擦力及び放熱効果を向上させることにより、前記課題を解決できることに着目した。第２の課題に対しては、各放熱孔と各凹溝とを組み合わせて、ブレーキディスクが高温状態においても通風効果を高めることにより、放熱効果を向上させ、前記課題を解決できることに着目した。第３の課題に対しては、各放熱孔と各凹溝とを組み合わせにより、ブレーキディスク全体の重量を減少させ、前記課題を解決できることに着目した。第４の課題に対しては、各放熱孔と各凹溝とを組み合わせにより、ブレーキディスク上に付着した泥、粉塵及び水を取り除くことができ、前記課題を解決できることに着目した。
前記の通り、各課題に対する解決手段として、それぞれ着目し、各知見に基いて、本考案に想到するに至った。

かくして、本考案の要旨は次の（１）〜（１０）に記載の通りのものである。
（１）放熱構造を備えたブレーキディスクであって、
前記ブレーキディスクは、中心軸部と、前記中心軸部の外周に画成された摩擦部と、を有し、
前記中心軸部には、車輪軸が取付けられ、前記摩擦部の対となる両面には、摩擦面がそれぞれ形成され、
各前記摩擦面には、複数の第１の放熱孔と、前記第１の放熱孔にそれぞれ接続された少なくとも１つの凹溝と、が形成され、
前記凹溝は、互いに対応した２つの壁面と、各前記壁面に接続された底壁とにより構成され、
各前記壁面は、前記第１の放熱孔から前記摩擦面に沿った方向で延び、末端が重なることを特徴とする放熱構造を備えたブレーキディスク。

（２）前記第１の放熱孔には、背中合わせで形成された２つの凹溝が形成されることを特徴とする前記（１）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（３）前記底壁は、前記第１の放熱孔に向かって傾いていることを特徴とする前記（１）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（４）前記摩擦面には、複数の第２の放熱孔が環状に形成されることを特徴とする前記（１）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（５）前記第２の放熱孔は、規則的かつ等間隔に形成されることを特徴とする前記（４）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（６）前記第２の放熱孔は、非規則的かつ非等間隔に形成されることを特徴とする前記（４）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（７）前記摩擦面には、複数の長溝が環状に形成され、
各前記長溝は、各前記放熱孔と重なることを特徴とする前記（１）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（８）前記長溝は、弧形状又は縦長矩形状であることを特徴とする前記（７）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（９）前記第１の放熱孔又は前記第２の放熱孔の傾斜角度は０．０１〜８９．９９度であることを特徴とする前記（４）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

（１０）前記第１の放熱孔又は前記第２の放熱孔の孔径は０．１〜９．９ｍｍであることを特徴とする前記（４）に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。

本考案に係る放熱構造を備えたブレーキディスクの放熱構造は、前記摩擦面に形成された複数の放熱孔と、前記放熱孔にそれぞれ接続された少なくとも１つの凹溝とを少なくとも包含するものである。

本考案に係るブレーキディスクの放熱構造は、前記の通りの要素から構成され、ブレーキディスクが高温状態となっても通風効果を高めることができ、高い放熱効果を奏することができるので、ブレーキディスクの摩擦力を高めることができ、確実な制御を行うことができる。また、ブレーキディスク上に付着した泥、粉塵、水等を容易に除去することができるので、確実な摩擦力を確保することができる。さらに、簡便な構造によりブレーキディスク全体の重量を減少させることができる。

図１は、従来のブレーキディスクを示す斜視図である。 図２は、他の従来のブレーキディスクを示す平面図である。 図３は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す斜視図である。 図４は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す断面図である。 図５は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す部分拡大図である。 図６は、本考案の第２実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図７は、本考案の第３実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図８は、本考案の第４実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図９は、本考案の第５実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１０は、本考案の第６実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１１は、本考案の第７実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１２は、本考案の第８実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１３は、本考案の第９実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１４は、本考案の第１０実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１５は、本考案の第１１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１６は、本考案の第１２実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。 図１７は、本考案の第１３実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す平面図である。

以下図面により、本考案について具体的に説明する。もっとも、本考案はかかる図面により限定されるものではない。
図３〜図５を参照する。図３は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す斜視図である。図４は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す断面図である。図５は、本考案の第１実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクを示す部分拡大図である。図３〜図５に示すように、本考案の一実施形態に係る放熱構造を備えたブレーキディスクのブレーキディスク２は、中心軸部２０と、中心軸部２０の外周に画成された摩擦部２２と、を有する。中心軸部２０には、車輪軸（図示せず）が取付けられる。摩擦部２２の対となる両面には、摩擦面２２０がそれぞれ形成される。各摩擦面２２０には、複数の第１の放熱孔２２１と、第１の放熱孔２２１に接続された少なくとも１つの凹溝２２２と、が形成される。凹溝２２２は、互いに対応した２つの壁面２２２０と、各壁面２２２０に接続された底壁２２２１とにより構成される。各壁面２２２０は、第１の放熱孔２２１により、摩擦面２２０に沿った方向で延び、末端が重なる。図３を見ると分かるように、第１の放熱孔２２１の凹溝２２２の構造は流星状である。図４及び図５に示すように、凹溝２２２の２つの重なった壁面２２２０により、熱気流又は液体が第１の放熱孔２２１に速やかに案内され、冷却又は排出される。底壁２２２１は、第１の放熱孔２２１に向かって傾いているため、熱気流又は液体をスムーズに導き出すことができる。本実施形態の第１の放熱孔２２１及び凹溝２２２は同一方向である。ここで同一方向とは、凹溝２２２の２つの壁面２２２０が重なる先端箇所の方向を示す。勿論、摩擦面２２０上の第１の放熱孔２２１と凹溝２２２とは反対方向で形成されてもよい。

他の実施方式では、１つの第１の放熱孔２２１に２つの凹溝２２２が形成されている。各凹溝２２２は背中合わせで形成され（図６を参照する）、この構造は両方向の流星状に形成されているため、ブレーキをかけるとブレーキディスク２に発生した圧力が両方向の凹溝２２２を介して速やかにリリースされ、ブレーキディスク２が変形してしまう危険性を減らし、振動することを防ぐことができる。

前述した第１の放熱孔２２１と凹溝２２２とを組み合わせることにより、摩擦力及び放熱効果を高める上、ブレーキをかけたときにブレーキディスク２に発生する圧力が凹溝２２２を介し、各壁面２２２０から末端の差兼ねられた箇所と、底壁２２２１とにより圧力が徐々にリリースされ（流星状とも称する）、ブレーキディスク２が変形する危険性を下げ、振動が発生することを防ぐことができる。

前述した構造以外に、図７及び図８の第２の放熱孔２２３を増設してもよい。この第２の放熱孔２２３は、環状に摩擦面２２０に形成される。各第２の放熱孔２２３は、規則的かつ等間隔に形成され、ブレーキディスク２が高温状況下で通風効果を高めて放熱効果を得て、摩擦力を効果的に高め、ブレーキディスク全体の重量を減らすことができる。図７の第２の放熱孔２２３及び第１の放熱孔２２１の数は、凹溝２２２と等しい。図８の第２の放熱孔２２３の数は、第１の放熱孔２２１及び凹溝２２２より多い。各第２の放熱孔２２３は、非規則的かつ非等間隔に形成されてもよく、これら２種類の設計方式は必要に応じて選択することができる。

前述した構造を見ると分かるように、放熱方式は主に第１の放熱孔２２１を結合する１つの凹溝２２２、又は第１の放熱孔２２１を結合する互いに反対方向の２つの凹溝２２２を有し、第２の放熱孔２２３により好適な放熱効果を得る。しかし、本考案はこの構造だけに限定されるわけではなく、全ての構造を組み合わせて構成してもよい（図９〜図１１に示す）。第１の放熱孔２２１は、両方向の凹溝２２２を結合して形成してもよいし、１つの凹溝２２２と第２の放熱孔２２３とを結合し、環状方式で等間隔で形成してもよく、各図面から分かるように、３種類の異なる放熱構造（一方向流星状、両方向流星状及び放熱孔を含む）を介し、摩擦力及び放熱効果を高めることができる。

また、図１２〜図１７を参照する。図１２〜図１７に示すように、摩擦面２２０には、複数の長溝２２４が環状に形成されている。これら長溝２２４は、弧形状又は縦長矩形状でもよいし、２種類の形態の長溝２２４を単独で又は組み合わせてもよい。長溝２２４が形成されたブレーキディスク２は、第１の放熱孔２２１及び１つの凹溝２２２、又は第１の放熱孔２２１及び２つの反対方向の凹溝２２２、複数の第２の放熱孔２２３を組み合わせてもよい。前述した３種類の放熱方式では、個別に配置してもよいし混合して配置してもよい。前述した構造以外には、長溝２２４を各第１の放熱孔２２１又は各凹溝２２２又は各第２の放熱孔２２３と重ねてもよい。

さらに詳細には、図１２の一部の第２の放熱孔２２３は、長溝２２４（弧形状）に応じて順次形成し、残部の第２の放熱孔２２３は、凹溝２２２と第１の放熱孔２２１（所謂、流星状放熱孔）とを組み合わせ、弧形状に配列してもよい。

さらに詳細には、図１３の各第２の放熱孔２２３は、長溝２２４（直線状）との間で、各凹溝２２２が長溝２２４と重なり、凹溝２２２の第１の放熱孔２２１は、各長溝２２４との間に連結される。

さらに詳細には、図１４及び図１５には、２種類の異なる長溝２２４（弧形状及び直線状）が形成され、１つの弧形状の長溝２２４は、複数の直線状の長溝２２４と重ねてもよく、さらに重要なこととしては、一部の第１の放熱孔２２１（所謂、流星状放熱孔）を弧形状の長溝２２４に形成し、直線状の長溝２２４間にそれぞれ位置し、凹溝２２２が順次対応し、直線状の長溝２２４と重なって形成され、残部の流星状放熱孔の形成方式は、図１３の方式と同じであり、これら２種類の図面は、流星状放熱孔の方向が異なる点のみが異なる。

さらに詳細には、図１６には２種類の異なる長溝２２４（弧形状及び直線状）が形成される。一部の第２の放熱孔２２３は、長溝２２４（弧形状）に応じて順次形成され、残部の第２の放熱孔２２３は、凹溝２２２及び第１の放熱孔２２１（所謂、流星状放熱孔）と組み合わせ、弧形状に配列し、直線状の長溝２２４の間にそれぞれ位置する。各流星状放熱孔の凹溝２２２は、順次対応する直線状の長溝２２４と重なる。

さらに詳細には、図１７には２種類の異なる長溝２２４（弧形状及び直線状）が形成されるが、１つの第１の放熱孔２２１及び両方向の凹溝２２２（両方向の流星状放熱孔）が長溝２２４（弧形状）に応じて順次形成され、残部の第２の放熱孔２２３が、凹溝２２２及び第１の放熱孔２２１（所謂、流星状放熱孔）と組み合わされ、弧形状に配列され、直線状の長溝２２４の間にそれぞれ位置し、各流星状放熱の凹溝２２２は、順次対応し、直線状の長溝２２４と重なる点において異なる。

ここで、前述した各第１の放熱孔２２１及び各第２の放熱孔２２３は、垂直孔（本考案の主な実施形態）又は異なる傾斜角度を有し（もう一つの実施形態）、その傾斜角度は０．０１〜８９．９９度であり、各第１の放熱孔２２１及び各第２の放熱孔２２３の孔径は０．１〜９．９ｍｍの範囲内にあり、上述した傾斜角度及び孔径の各種サイズの範囲は、実際の必要に応じてブレーキディスク２を、異なる寸法の傾斜角度及び孔径又はブレーキディスク２上で使用する１つの寸法の傾斜角度及び孔径と組み合わせる。ブレーキディスクが高温状況下で通風効果を高めて放熱効果を得ることができるため、摩擦力を大幅に高め、ブレーキディスク全体の重量を減らし、ブレーキディスク上に付着した泥、粉塵、水などを効果的に取り除くことができる。

１ ブレーキディスク
２ ブレーキディスク
１１ 中心盤
１２ 摩擦部
１３ 摩擦痕
２０ 中心軸部
２２ 摩擦部
２２０ 摩擦面
２２１ 第１の放熱孔
２２２ 凹溝
２２３ 第２の放熱孔
２２４ 長溝
２２２０ 壁面
２２２１ 底壁

Claims (10)

1. 放熱構造を備えたブレーキディスクであって、
   前記ブレーキディスクは、中心軸部と、前記中心軸部の外周に画成された摩擦部と、を有し、
   前記中心軸部には、車輪軸が取付けられ、前記摩擦部の対となる両面には、摩擦面がそれぞれ形成され、
   各前記摩擦面には、複数の第１の放熱孔と、前記第１の放熱孔にそれぞれ接続された少なくとも１つの凹溝と、が形成され、
   前記凹溝は、互いに対応した２つの壁面と、各前記壁面に接続された底壁とにより構成され、
   各前記壁面は、前記第１の放熱孔から前記摩擦面に沿った方向で延び、末端が重なることを特徴とする放熱構造を備えたブレーキディスク。
2. 前記第１の放熱孔には、背中合わせで形成された２つの凹溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
3. 前記底壁は、前記第１の放熱孔に向かって傾いていることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
4. 前記摩擦面には、複数の第２の放熱孔が環状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
5. 前記第２の放熱孔は、規則的かつ等間隔に形成されることを特徴とする請求項４に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
6. 前記第２の放熱孔は、非規則的かつ非等間隔に形成されることを特徴とする請求項４に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
7. 前記摩擦面には、複数の長溝が環状に形成され、
   各前記長溝は、各前記放熱孔と重なることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
8. 前記長溝は、弧形状又は縦長矩形状であることを特徴とする請求項７に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
9. 前記第１の放熱孔又は前記第２の放熱孔の傾斜角度は０．０１〜８９．９９度であることを特徴とする請求項４に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
10. 前記第１の放熱孔又は前記第２の放熱孔の孔径は０．１〜９．９ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の放熱構造を備えたブレーキディスク。
    

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