ブレーキディスク
【課題】制動時における摺動体の熱倒れを極力防止することができるブレーキディスクを提供する。
【解決手段】ブレーキディスクは、車軸取付け用の本体部１０及びその周囲に設けられた外周フランジ部２０を具備してなるハブ１と、当該ハブの外周フランジ部２０に対して締結ボルト４により固着される環状の摺動体３とから構成されている。ハブの外周フランジ部２０は、複数の外輪連結部２６及び複数の締結孔２５を有する環状の外輪部２２と、前記各外輪連結部２６をハブの本体部１０に連結するための複数の連結アーム２３，２４とを備える。隣り合う二つの外輪連結部２６は外輪部２２の一部（円弧状架橋部）によって架橋的に連結されている。また、それら二つの外輪連結部２６間には締結孔２５が設けられている。
【解決手段】ブレーキディスクは、車軸取付け用の本体部１０及びその周囲に設けられた外周フランジ部２０を具備してなるハブ１と、当該ハブの外周フランジ部２０に対して締結ボルト４により固着される環状の摺動体３とから構成されている。ハブの外周フランジ部２０は、複数の外輪連結部２６及び複数の締結孔２５を有する環状の外輪部２２と、前記各外輪連結部２６をハブの本体部１０に連結するための複数の連結アーム２３，２４とを備える。隣り合う二つの外輪連結部２６は外輪部２２の一部（円弧状架橋部）によって架橋的に連結されている。また、それら二つの外輪連結部２６間には締結孔２５が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ用のブレーキディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にブレーキディスクは、車軸への取付部であるハブと、ブレーキキャリパの制輪子（ブレーキシューやブレーキライニング）と摩擦接触させるべく前記ハブの周囲に設けられた環状円盤形の摺動部（制動部）とから構成されている。従来、ハブと摺動部とを一体鋳造したブレーキディスクが知られている。一体型のディスクでは図６に示すように、摺動部の内周側根元部がハブに強固に固定されているために、制動時の摩擦熱で摺動部が熱膨張した際、ディスクの中心軸線Ｃと平行な方向へのモーメントが生じ、摺動部が車軸方向に傾くように変形する現象（この現象を「熱倒れ」と呼ぶ）が知られている。熱倒れは、それ単独で又はディスクの取付精度の低さに起因した摺動面振れと相俟ってディスクの偏摩耗を生じさせ、ひいては制動時における制動トルクの不安定化や不快なブレーキ振動の原因となる。このため、熱倒れを極力防止するための対策が種々提案されている。
【０００３】
特許文献１のディスクブレーキ用ディスクプレートは、「円環状の制動部材の内周部に、制動部材と別体にされた取付部材の端部が重ねられ、前記両部材がそれらを貫通する連結ピンで連結されたものにおいて、連結ピンを挿通する両部材の孔の一方または両方が径方向に長い長孔になっている」ものである。つまり、連結ピン用の孔を径方向に長孔化することで、制動部材の熱膨張時における取付部材（ハブ）による拘束を緩和し、制動部材がディスクの半径方向外向きに熱膨張することを容易にして、制動部材の熱倒れを極力防止せんとするものである。しかしながら、特許文献１のように連結ピン用の孔を長孔化すると、取付部材（ハブ）に対する制動部材の姿勢保持力が低下し、摺動面の振れ精度を高精度に保つことが難しくなる。このため、特許文献１の技術も、総合的な評価としてはディスク偏摩耗の回避につながらない。
【０００４】
特許文献２のディスクブレーキ用ベンチレーテッドディスクは、摺動部たる摩擦トラックが支持ディスクハブに対して、その支持ディスクハブの周囲に放射状に配設された複数のピンを介して連結されたものであって、各ピンの外端部が摩擦トラック内に埋設・固定される一方で、各ピンの内端部が支持ディスクハブ内に半径方向に摺動可能なインサートとして収容されているものである。つまり、摩擦トラックの内周側に固定されたピンを、支持ディスクハブに対して半径方向に摺動可能としておくことにより、摩擦トラックの熱膨張時における支持ディスクハブによる拘束を緩和し、摩擦トラックがディスクの半径方向外向きに熱膨張することを容易にして、摩擦トラックの熱倒れを極力防止せんとするものである。この構造によれば、支持ディスクハブによる複数のピンを介した摩擦トラックの姿勢保持性も悪くなく、摺動面の振れ精度を高精度に保つことも可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献２のディスクを製造するためには、複数のピンを砂型（中子）内に収めた状態で摩擦トラック及び支持ディスクハブを一体鋳造し、その後に機械加工によって摩擦トラックと支持ディスクハブとを切り離し、両者間に残された一群のピンによって両者を連結した状態に導くという複雑な工程を経る必要がある。この製造方法には、ピンを中子内に仮保持する際の位置決め精度をいかに確保するかという問題や、型内にピンを含んだ状態で鋳造することに起因してピンと他の肉部との界面に生じた酸化物が、ピンの固定強度を低下させたりピンの摺動性を悪化させたりするおそれがあるなど製造上多くの問題がある。このため、特許文献２のディスクは、製造コストが高くつく一方で、そのコストに見合うだけの品質や性能を確保することが難しいという欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１０４８４２号の全文明細書及び図面
【特許文献２】特表２００３−５２６０５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来の技術とは異なる解決手法により、制動時における摺動体の熱倒れを極力防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、前記ハブの外周フランジ部は、複数の外輪連結部及び前記各締結具を装着するための複数の締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための複数の連結アームとを備え、前記外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部が当該外輪部の一部によって連結されると共に、それら二つの外輪連結部間には前記締結部が設けられていることを特徴とするブレーキディスクである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部において、前記複数の外輪連結部がハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられていると共に、外輪連結部と同数の締結部の各々が、隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、前記ハブの外周フランジ部は、ハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられた複数の外輪連結部、及び、その外輪連結部と同数で且つそれぞれが前記隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられた前記各締結具を装着するための締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための外輪連結部の２倍の数の連結アームとを備え、前記各外輪連結部が、当該外輪連結部とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となるように傾斜させた２本の連結アームを介してハブの本体部に連結されると共に、当該外輪連結部の両隣に位置する締結部の各々とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アームの傾斜角度（θ２）が３０°以上６０°以下であることを特徴とするブレーキディスクである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
［作用］
制動時の摩擦熱でディスクの摺動体の全体が半径方向外向き（拡径方向）に熱膨張すると、各締結具を介して、ハブの外周フランジ部を構成する環状の外輪部が各締結部の位置で拡径方向に引っ張られる。その際、図５に示すように、締結部（２５）の周方向両側に位置する各外輪連結部（２６）は、連結アーム（２３，２４）を介してハブ本体部に連結されているため、拡径方向への引っ張りに対しては頑強に抵抗してハブ本体部との距離を維持しようとするのに対し、二つの外輪連結部間に位置する締結部（２５）は、締結具を介して熱膨張する摺動体に追従しようとする。このため、二つの外輪連結部（２６）を架橋的に連結している外輪部の一部（図５では円弧状架橋部）が、摺動体の熱膨張に追従して締結部位置にて拡径方向に膨出するように変形する。この膨出変形によって摺動体の内周部とハブ本体部との間隔が微増調整され、摺動体の熱膨張に起因する拡径方向への引っ張り力がハブ本体部に及ぶことが緩和される。その後、一旦膨張した摺動体が半径方向内向き（縮径方向）に収縮するときには、前記二つの外輪連結部を架橋的に連結している外輪部の一部が元の状態に復帰することで、摺動体の内周部とハブ本体部との間隔が膨張前の状態に戻される。
【００１４】
このように、ハブの外周フランジ部を構成する外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部を当該外輪部の一部によって連結すると共に、それら二つの外輪連結部間に締結部を設けるという構成を採用することで、摺動体はハブ本体部に過度に拘束されることなく拡径方向又は縮径方向への変形自由度をある程度確保されている。それ故、制動時の摩擦熱で摺動体が熱膨張する場合でも、ハブ本体部が摺動体の内周部（つまり根元部）を過度に拘束することがないため、摺動体の熱倒れが効果的に防止又は抑制される。
【００１５】
なお、請求項２のように、複数の外輪連結部が等角度間隔で設けられると共に、各締結部が隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置することは好ましい。この構成によれば、摺動体が膨張又は収縮する際に、ハブの外周フランジ部の外輪部に作用する応力が全ての半径方向に対して均等化するため、外輪部に局部的な歪みを生ずるおそれがない。また、各締結部からその左側の外輪連結部までの距離と、その右側の外輪連結部までの距離とが等しいことで、摺動体の熱膨張時における締結部位置での外輪部の半径方向変位量を確保することが容易になる。
【００１６】
また、請求項３のように、５ｈ＜Ｌの関係を満たすことは好ましい。隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）以下になると、二つの外輪連結部を架橋的に連結している外輪部の一部が、摺動体の熱膨張に追従して締結部位置にて拡径方向に膨出変形することが難しくなり、摺動体がハブ本体部に拘束される度合いが強くなって所期の作用効果を得られないおそれがある。
【００１７】
更に、請求項４のように、各外輪連結部を線対称に傾斜した２本の連結アームを介してハブ本体部に連結すると共に、各連結アームの傾斜角度（θ２）を３０°以上６０°以下とすることは好ましい。このように、各外輪連結部を線対称に傾斜した２本の連結アームを介してハブ本体部に連結することで、各外輪連結部において外輪部をハブ本体部に対して確実に保持することができる。また、各連結アームをディスクの放射方向（半径方向）に沿って設けるのではなく、放射方向に対して上記範囲の角度で傾斜させることにより、制動トルクに対するせん断強度を高めて、ブレーキディスク全体の剛性を高めることができる。なお、請求項５の技術的意義は、請求項３と同じである。
【００１８】
［付記］本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件を以下に列挙する。
イ．請求項１〜５にて、前記ハブがアルミニウム又はその合金で作られていること。
ロ．請求項１〜５にて、前記摺動体が鉄系の金属で作られていること。
ハ．請求項１〜５にて、前記外輪部の一部が弾性変形可能であること。
【００１９】
［用語の定義］この明細書及び特許請求の範囲において、「環状の外輪部」には、円環状の外輪部のみならず、多角形環状の外輪部も含まれる。多角形環状の外輪部としては、例えば各外輪連結部を多角形の各頂点とすると共に、隣り合う頂点を結ぶ辺の中間位置に締結部を配設してなる外輪部をあげることができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜５に記載のブレーキディスクによれば、摺動体の内周部（根元部）がハブ本体部によって過度に拘束されることがなく、摺動体の熱倒れを効果的に防止又は抑制することができる。
【００２１】
また、一群の連結アームによってディスクの摺動体がハブ本体部に対し確実に姿勢保持されるので、本発明を採用することで摺動体における摺動面の振れ精度を高精度に保つことが困難になるということはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明をベンチレーテッド型ブレーキディスクに具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図４に示すように、ブレーキディスクは、ハブ１と、その周囲に設けられた環状の摺動体３とから構成されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ハブ１は、鋳造によりアルミニウム合金を一体成形したものであり、車軸に取り付けられる本体部１０と、その本体部１０の周囲に設けられた外周フランジ部２０とを具備する。
【００２４】
ハブの本体部１０は、円板状の車軸取付け用フランジ１２を主体とし、そのフランジ１２の外周縁部に短円筒状の円筒壁１３を設けたものである。車軸取付け用フランジ１２はハブの中心軸線Ｃに対し直交する方向（半径方向）に展開する。円筒壁１３は、その長さは短いものの、車軸取付け用フランジ１２の外周縁から中心軸線Ｃと平行に後方向に向けて突設されている。車軸取付け用フランジ１２には、その中心位置において車軸を通すための中央大穴１４が形成されると共に、その中央大穴１４を取り囲む位置において複数のボルト挿通穴１５（本例では５個）が等角度間隔（本例では７２°間隔）にて配列・形成されている。
【００２５】
ハブの外周フランジ部２０は、ハブ本体部１０の円筒壁１３の後端縁からハブの半径方向外向きに当該円筒壁１３の全周にわたって突設されている。具体的には図３に示すように、外周フランジ部２０は、前記円筒壁１３の後端縁から半径方向外向きに突設された円環状の内輪部２１と、その内輪部２１を取り囲むと共に内輪部２１よりも大径な円環状の外輪部２２と、内輪部２１と外輪部２２との間の円環状帯領域にあって内外両輪部２１，２２を連結するための複数本の連結アーム２３，２４（合計２０本）とを備えている。これら２０本の連結アームのうち、半数の連結アーム２３は、ディスク又はハブの半径方向に対してディスク又はハブの一周方向たる時計回り方向に傾斜しており、残る半数の連結アーム２４は、ディスク又はハブの半径方向に対してディスク又はハブの他の周方向たる反時計回り方向に傾斜している。
【００２６】
外周フランジ部２０の外輪部２２には、複数の締結部としての締結孔２５（本例では１０個）がハブの中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（本例では３６°間隔）にて配列・形成されている。各締結孔２５は、単なるボルト通し孔であってその内側にネジ溝は形成されていない。この外輪部２２において、隣り合う二つの締結孔２５の丁度中間位置には、２本の連結アーム２３，２４の結合部位である「外輪連結部２６」がそれぞれ設定されている。つまり外輪部２２には、締結孔２５と同数（１０個）の外輪連結部２６が、ハブの中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（３６°間隔）にて配列されると共に、隣り合う二つの外輪連結部２６は、外輪部２２の一部である円弧状部分によって相互連結されている。そして、隣り合う二つの外輪連結部２６の丁度中間位置に締結孔２５がそれぞれ設けられている。
【００２７】
外周フランジ部２０の外輪部２２は、各締結孔２５の周辺部位が他部位よりも幅広になっており、外輪部２２の幅は全周にわたって必ずしも一様ではないが、各締結孔２５の周辺部位を除いた部位の幅ｈ（即ち、隣り合う二つの外輪連結部２６を実質的に連結している部位の幅ｈ）は、約８ｍｍに設定されている。また、外輪部２２の厚さｔは、約５ｍｍに設定されている。そして、隣り合う二つの外輪連結部２６間の外輪部２２の円弧に沿った離間長Ｌ（この離間長Ｌは隣り合う二つの締結孔２５間の外輪部２２の円弧に沿った離間長でもある）は、約６７ｍｍとなっている。つまり本実施形態では、ハブの外周フランジ部２０の直径及び締結孔２５の数を考慮しつつ、５×ｈ＝４０＜Ｌ＝６７の関係を満たすように、外輪部２２の幅ｈが設定されている。また、外輪部２２の厚さｔは幅ｈ未満となるように設定されている。
【００２８】
外輪部２２の各外輪連結部２６は、時計回り方向に傾斜した連結アーム２３及び反時計回り方向に傾斜した連結アーム２４の２本の連結アームによって内輪部２１に連結されている。これら２本の連結アーム２３，２４の傾斜状態は、その外輪連結部２６とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となっている。つまり、連結アーム２３と２４とは、ハブの半径方向に対して傾斜の向きが互いに反対向きであるが、ハブの半径方向に対する傾斜角度は等しくなっている。二種類の連結アーム２３，２４の各傾斜角度については、図３に示すように、各連結アーム２３，２４に対応する当該外輪連結部２６の左右両隣に位置する締結孔２５の各々とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アーム２３，２４の傾斜角度θ２が、約６０°に設定されている。
【００２９】
その結果、時計回り方向に傾斜した各連結アーム２３の内端は、その連結アーム２３に対応する外輪連結部２６の左隣（反時計回り方向での隣）に位置する締結孔２５とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線が内輪部２１と交わる位置にある内輪連結部２７に連結されている。同様に、反時計回り方向に傾斜した各連結アーム２４の内端は、その連結アーム２４に対応する外輪連結部２６の右隣（時計回り方向での隣）に位置する締結孔２５とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線が内輪部２１と交わる位置にある内輪連結部２７に連結されている。これにより外輪部２２は内輪部２１に対し、総じて周方向に沿いジグザグに配列された合計２０本の連結アーム２３，２４によって連結されている。
【００３０】
図２及び図４に示すように、環状の摺動体３は、鋳造により片状黒鉛鋳鉄を一体成形したものである。この摺動体３は、第１の環状円板部３１と第２の環状円板部３２とを、両環状円板部３１，３２間にあって放射方向に延びる複数の連結リブ３３で相互に連結したものであり、隣り合う連結リブ３３間に放射方向に延びる通気路３４が確保されたベンチレート構造を有するものである。第１及び第２の環状円板部３１，３２における各外側面が、ブレーキキャリパの制輪子と摩擦接触する摺動面となる。
【００３１】
第１の環状円板部３１の内周側には、幅ｈ２の内周フランジ部３５が、第１の環状円板部３１の全内周にわたって突設されている。この内周フランジ部３５には、複数の締結ネジ孔３６（本例では１０個）が摺動体３の中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（本例では３６°間隔）にて配列・形成されている。各締結ネジ孔３６の内側には、締結ボルト４の雄ネジに対応する雌ネジが形成されている。なお、摺動体３の中心軸線Ｃから内周フランジ部３５の各締結ネジ孔３６までの距離は、前記ハブ１の中心軸線Ｃから外周フランジ部２０の各締結孔２５までの距離に一致しており、締結ネジ孔３６と締結孔２５とを一致させつつ、摺動体３の内周フランジ部３５とハブ１の外周フランジ部２０とを相互に接合可能となっている（図２参照）。
【００３２】
図１及び図２に示すように、締結具としての締結ボルト４を用いて、ハブ１の外周フランジ部２０に対して環状の摺動体３を固着することにより、ブレーキディスクが組み立てられる。即ち、ハブの外周フランジ部２０における１０個の締結孔２５と、摺動体の内周フランジ部３５における１０個の締結ネジ孔３６とを一致させながらハブ１の周囲に環状摺動体３を位置合わせすると共に、各締結孔２５及び締結ネジ孔３６に対し、ハブの車軸取付け用フランジ１２側から締結ボルト４をワッシャー５とともに螺合する。すると、合計１０本の締結ボルト４の締付力により、ハブ１と摺動体３とが一体結合される。なお、締結ボルト４を取り付ける際に、締結ボルト４の螺子目にボルト緩み防止剤を予め塗布しておくことは好ましい。
【００３３】
ブレーキディスクの組み立て完了後に、ハブ１の車軸取付け用フランジ１２や摺動体３の各摺動面に対して、精度向上のための追加加工（例えば表面切削や研磨加工）を適宜施してもよい。
【００３４】
次に、本実施形態のディスクを車輌に取り付けた場合の作用及び効果を説明する。
【００３５】
制動時の摩擦熱で環状の摺動体３の全体が半径方向外向き（拡径方向）に熱膨張した場合、各締結ボルト４を介して、ハブの外周フランジ部２０を構成する円環状の外輪部２２が各締結孔２５の位置で拡径方向に引っ張られる。その際、図５に示すように、締結孔２５の周方向両側に位置する各外輪連結部２６は、２本の連結アーム２３，２４を介して内輪部２１の内輪連結部２７に、ひいてはハブ本体部１０に連結されているため、拡径方向への引っ張りに対しては頑強に抵抗してハブ本体部１０との距離を維持しようとする。これに対し、隣り合う二つの外輪連結部２６間に位置する締結孔２５は、締結ボルト４を介して熱膨張する摺動体３に追従しようとする。このため、隣り合う二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部の一部（円弧状の架橋部）が、摺動体３の熱膨張に追従して締結孔位置にて拡径方向に膨出するように変形する。この円弧状の架橋部の変形は、好ましくは弾性変形である。この膨出変形によって摺動体３の内周部とハブ本体部１０の円筒壁１３との間隔が微増調整されるため、摺動体３の熱膨張に起因する拡径方向への引っ張り力が、ハブ本体部１０の円筒壁１３（つまり外周フランジ部２０の根元）に及ぶことが緩和される。従って、環状の摺動体３を中心軸線Ｃの方向に熱倒れさせるようなモーメントをほとんど生じない。
【００３６】
その後、ブレーキキャリパの制輪子によるディスクの押圧が解除されて、一旦膨張した摺動体３が放熱することで半径方向内向き（縮径方向）に収縮するときには、前記二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部の一部が元の状態に復帰する方向に変形する。そして、各締結ボルト４又は締結孔２５とハブ本体部１０の円筒壁１３との間隔が熱膨張前の状態に戻される。
【００３７】
このように本実施形態によれば、環状の摺動体３は、隣り合う二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部２２の一部（円弧状の架橋部）の膨出的変形可能性のために、ハブ本体部１０に過度に拘束されることなく拡径方向又は縮径方向への変形自由度をある程度確保されている。つまり、制動時の摩擦熱で摺動体３が熱膨張する場合でも、ハブ本体部１０が、実質的に摺動体３の内周側根元に相当する部分（本例では外周フランジ部２０と円筒壁１３との結合部分）を過度に拘束しない。このため、摺動体３の熱倒れを効果的に防止又は抑制することができる。そして、摺動体３の熱倒れをほとんど生じないことで、ディスクの偏摩耗を極力回避でき、制動時における制動トルクの不安定化や不快なブレーキ振動を低減することができる。
【００３８】
本実施形態によれば、外輪部２２には、複数の外輪連結部２６が等角度間隔で配列されると共に、各締結孔２５が隣り合う二つの外輪連結部２６の丁度中間に位置するように配列されているため、摺動体３が膨張又は収縮する際に、外輪部２２に作用する応力が全ての半径方向に対して均等化し、外輪部２２に局部的な歪みを生ずるおそれがない。また、各締結孔２５からその左側の外輪連結部２６までの距離と、その右側の外輪連結部２６までの距離とが等しいことで、摺動体３の熱膨張時における締結孔位置での外輪部２２の半径方向変位量を確保し易い。
【００３９】
本実施形態によれば、合計２０本の連結アーム２３，２４を用いると共に、各外輪連結部２６を線対称に傾斜した２本の連結アーム２３，２４を介してハブ本体部１０に連結することにより、各外輪連結部２６において外輪部２２ひいては摺動体３がハブ本体部１０に対し確実に支持される。そして、連結アーム群による摺動体３の姿勢保持力も非常に高い。それ故、本実施形態のブレーキディスクには、摺動体３における各摺動面の振れ精度を長期間にわたり高精度に保つことを困難にするような事情は存在しない。また、各連結アーム２３，２４をディスクの放射方向（半径方向）に沿って設けるのではなく、放射方向に対して傾斜角度θ２＝６０°で傾斜させたことで、制動トルクに対するせん断強度を高めて、ブレーキディスク全体の剛性を高めることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、ハブ１の外周フランジ部２０には、連結アーム２３，２４間において略三角形状の開口が２０区画ほど存在しており、これらの開口の分だけハブ１の減肉による軽量化を図ることができる。また、ハブ１と摺動体３とを別体としているので、摺動体３が摩耗又は破損した場合でも摺動体３のみを交換することができ、保守管理性に優れている。
【００４１】
［変更例］本発明における締結具は、締結ボルト４に限定されるものではなく、リベット等のピン状の機械要素であってもよい。また、締結具の全部又は一部が、ハブ１又は摺動体３のいずれかに予め一体化されていてもよい。
【００４２】
［変更例］ハブ１の外輪部２２は、弾性変形可能な素材で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ブレーキディスクの一例を示す正面図。
【図２】図１のＣ−Ａ線での半径方向断面図。
【図３】図１のブレーキディスクの一構成部品であるハブの正面図。
【図４】図１のブレーキディスクの一構成部品である摺動体の正面図。
【図５】本発明の作用を説明するための概念図。
【図６】従来のブレーキディスクの半径方向断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…ハブ、３…摺動体、４…締結ボルト（締結具）、１０…ハブの本体部、２０…ハブの外周フランジ部、２１…内輪部、２２…外輪部、２３，２４…連結アーム、２５…外輪部の締結孔（締結部）、２６…外輪連結部、２７…内輪連結部、Ｃ…中心軸線、ｈ…外輪部の幅、Ｌ…外輪連結部間の離間長、θ２…連結アームの傾斜角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ用のブレーキディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にブレーキディスクは、車軸への取付部であるハブと、ブレーキキャリパの制輪子（ブレーキシューやブレーキライニング）と摩擦接触させるべく前記ハブの周囲に設けられた環状円盤形の摺動部（制動部）とから構成されている。従来、ハブと摺動部とを一体鋳造したブレーキディスクが知られている。一体型のディスクでは図６に示すように、摺動部の内周側根元部がハブに強固に固定されているために、制動時の摩擦熱で摺動部が熱膨張した際、ディスクの中心軸線Ｃと平行な方向へのモーメントが生じ、摺動部が車軸方向に傾くように変形する現象（この現象を「熱倒れ」と呼ぶ）が知られている。熱倒れは、それ単独で又はディスクの取付精度の低さに起因した摺動面振れと相俟ってディスクの偏摩耗を生じさせ、ひいては制動時における制動トルクの不安定化や不快なブレーキ振動の原因となる。このため、熱倒れを極力防止するための対策が種々提案されている。
【０００３】
特許文献１のディスクブレーキ用ディスクプレートは、「円環状の制動部材の内周部に、制動部材と別体にされた取付部材の端部が重ねられ、前記両部材がそれらを貫通する連結ピンで連結されたものにおいて、連結ピンを挿通する両部材の孔の一方または両方が径方向に長い長孔になっている」ものである。つまり、連結ピン用の孔を径方向に長孔化することで、制動部材の熱膨張時における取付部材（ハブ）による拘束を緩和し、制動部材がディスクの半径方向外向きに熱膨張することを容易にして、制動部材の熱倒れを極力防止せんとするものである。しかしながら、特許文献１のように連結ピン用の孔を長孔化すると、取付部材（ハブ）に対する制動部材の姿勢保持力が低下し、摺動面の振れ精度を高精度に保つことが難しくなる。このため、特許文献１の技術も、総合的な評価としてはディスク偏摩耗の回避につながらない。
【０００４】
特許文献２のディスクブレーキ用ベンチレーテッドディスクは、摺動部たる摩擦トラックが支持ディスクハブに対して、その支持ディスクハブの周囲に放射状に配設された複数のピンを介して連結されたものであって、各ピンの外端部が摩擦トラック内に埋設・固定される一方で、各ピンの内端部が支持ディスクハブ内に半径方向に摺動可能なインサートとして収容されているものである。つまり、摩擦トラックの内周側に固定されたピンを、支持ディスクハブに対して半径方向に摺動可能としておくことにより、摩擦トラックの熱膨張時における支持ディスクハブによる拘束を緩和し、摩擦トラックがディスクの半径方向外向きに熱膨張することを容易にして、摩擦トラックの熱倒れを極力防止せんとするものである。この構造によれば、支持ディスクハブによる複数のピンを介した摩擦トラックの姿勢保持性も悪くなく、摺動面の振れ精度を高精度に保つことも可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献２のディスクを製造するためには、複数のピンを砂型（中子）内に収めた状態で摩擦トラック及び支持ディスクハブを一体鋳造し、その後に機械加工によって摩擦トラックと支持ディスクハブとを切り離し、両者間に残された一群のピンによって両者を連結した状態に導くという複雑な工程を経る必要がある。この製造方法には、ピンを中子内に仮保持する際の位置決め精度をいかに確保するかという問題や、型内にピンを含んだ状態で鋳造することに起因してピンと他の肉部との界面に生じた酸化物が、ピンの固定強度を低下させたりピンの摺動性を悪化させたりするおそれがあるなど製造上多くの問題がある。このため、特許文献２のディスクは、製造コストが高くつく一方で、そのコストに見合うだけの品質や性能を確保することが難しいという欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１０４８４２号の全文明細書及び図面
【特許文献２】特表２００３−５２６０５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来の技術とは異なる解決手法により、制動時における摺動体の熱倒れを極力防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、前記ハブの外周フランジ部は、複数の外輪連結部及び前記各締結具を装着するための複数の締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための複数の連結アームとを備え、前記外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部が当該外輪部の一部によって連結されると共に、それら二つの外輪連結部間には前記締結部が設けられていることを特徴とするブレーキディスクである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部において、前記複数の外輪連結部がハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられていると共に、外輪連結部と同数の締結部の各々が、隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、前記ハブの外周フランジ部は、ハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられた複数の外輪連結部、及び、その外輪連結部と同数で且つそれぞれが前記隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられた前記各締結具を装着するための締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための外輪連結部の２倍の数の連結アームとを備え、前記各外輪連結部が、当該外輪連結部とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となるように傾斜させた２本の連結アームを介してハブの本体部に連結されると共に、当該外輪連結部の両隣に位置する締結部の各々とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アームの傾斜角度（θ２）が３０°以上６０°以下であることを特徴とするブレーキディスクである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載のブレーキディスクにおいて、前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
［作用］
制動時の摩擦熱でディスクの摺動体の全体が半径方向外向き（拡径方向）に熱膨張すると、各締結具を介して、ハブの外周フランジ部を構成する環状の外輪部が各締結部の位置で拡径方向に引っ張られる。その際、図５に示すように、締結部（２５）の周方向両側に位置する各外輪連結部（２６）は、連結アーム（２３，２４）を介してハブ本体部に連結されているため、拡径方向への引っ張りに対しては頑強に抵抗してハブ本体部との距離を維持しようとするのに対し、二つの外輪連結部間に位置する締結部（２５）は、締結具を介して熱膨張する摺動体に追従しようとする。このため、二つの外輪連結部（２６）を架橋的に連結している外輪部の一部（図５では円弧状架橋部）が、摺動体の熱膨張に追従して締結部位置にて拡径方向に膨出するように変形する。この膨出変形によって摺動体の内周部とハブ本体部との間隔が微増調整され、摺動体の熱膨張に起因する拡径方向への引っ張り力がハブ本体部に及ぶことが緩和される。その後、一旦膨張した摺動体が半径方向内向き（縮径方向）に収縮するときには、前記二つの外輪連結部を架橋的に連結している外輪部の一部が元の状態に復帰することで、摺動体の内周部とハブ本体部との間隔が膨張前の状態に戻される。
【００１４】
このように、ハブの外周フランジ部を構成する外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部を当該外輪部の一部によって連結すると共に、それら二つの外輪連結部間に締結部を設けるという構成を採用することで、摺動体はハブ本体部に過度に拘束されることなく拡径方向又は縮径方向への変形自由度をある程度確保されている。それ故、制動時の摩擦熱で摺動体が熱膨張する場合でも、ハブ本体部が摺動体の内周部（つまり根元部）を過度に拘束することがないため、摺動体の熱倒れが効果的に防止又は抑制される。
【００１５】
なお、請求項２のように、複数の外輪連結部が等角度間隔で設けられると共に、各締結部が隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置することは好ましい。この構成によれば、摺動体が膨張又は収縮する際に、ハブの外周フランジ部の外輪部に作用する応力が全ての半径方向に対して均等化するため、外輪部に局部的な歪みを生ずるおそれがない。また、各締結部からその左側の外輪連結部までの距離と、その右側の外輪連結部までの距離とが等しいことで、摺動体の熱膨張時における締結部位置での外輪部の半径方向変位量を確保することが容易になる。
【００１６】
また、請求項３のように、５ｈ＜Ｌの関係を満たすことは好ましい。隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）以下になると、二つの外輪連結部を架橋的に連結している外輪部の一部が、摺動体の熱膨張に追従して締結部位置にて拡径方向に膨出変形することが難しくなり、摺動体がハブ本体部に拘束される度合いが強くなって所期の作用効果を得られないおそれがある。
【００１７】
更に、請求項４のように、各外輪連結部を線対称に傾斜した２本の連結アームを介してハブ本体部に連結すると共に、各連結アームの傾斜角度（θ２）を３０°以上６０°以下とすることは好ましい。このように、各外輪連結部を線対称に傾斜した２本の連結アームを介してハブ本体部に連結することで、各外輪連結部において外輪部をハブ本体部に対して確実に保持することができる。また、各連結アームをディスクの放射方向（半径方向）に沿って設けるのではなく、放射方向に対して上記範囲の角度で傾斜させることにより、制動トルクに対するせん断強度を高めて、ブレーキディスク全体の剛性を高めることができる。なお、請求項５の技術的意義は、請求項３と同じである。
【００１８】
［付記］本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件を以下に列挙する。
イ．請求項１〜５にて、前記ハブがアルミニウム又はその合金で作られていること。
ロ．請求項１〜５にて、前記摺動体が鉄系の金属で作られていること。
ハ．請求項１〜５にて、前記外輪部の一部が弾性変形可能であること。
【００１９】
［用語の定義］この明細書及び特許請求の範囲において、「環状の外輪部」には、円環状の外輪部のみならず、多角形環状の外輪部も含まれる。多角形環状の外輪部としては、例えば各外輪連結部を多角形の各頂点とすると共に、隣り合う頂点を結ぶ辺の中間位置に締結部を配設してなる外輪部をあげることができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜５に記載のブレーキディスクによれば、摺動体の内周部（根元部）がハブ本体部によって過度に拘束されることがなく、摺動体の熱倒れを効果的に防止又は抑制することができる。
【００２１】
また、一群の連結アームによってディスクの摺動体がハブ本体部に対し確実に姿勢保持されるので、本発明を採用することで摺動体における摺動面の振れ精度を高精度に保つことが困難になるということはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明をベンチレーテッド型ブレーキディスクに具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図４に示すように、ブレーキディスクは、ハブ１と、その周囲に設けられた環状の摺動体３とから構成されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ハブ１は、鋳造によりアルミニウム合金を一体成形したものであり、車軸に取り付けられる本体部１０と、その本体部１０の周囲に設けられた外周フランジ部２０とを具備する。
【００２４】
ハブの本体部１０は、円板状の車軸取付け用フランジ１２を主体とし、そのフランジ１２の外周縁部に短円筒状の円筒壁１３を設けたものである。車軸取付け用フランジ１２はハブの中心軸線Ｃに対し直交する方向（半径方向）に展開する。円筒壁１３は、その長さは短いものの、車軸取付け用フランジ１２の外周縁から中心軸線Ｃと平行に後方向に向けて突設されている。車軸取付け用フランジ１２には、その中心位置において車軸を通すための中央大穴１４が形成されると共に、その中央大穴１４を取り囲む位置において複数のボルト挿通穴１５（本例では５個）が等角度間隔（本例では７２°間隔）にて配列・形成されている。
【００２５】
ハブの外周フランジ部２０は、ハブ本体部１０の円筒壁１３の後端縁からハブの半径方向外向きに当該円筒壁１３の全周にわたって突設されている。具体的には図３に示すように、外周フランジ部２０は、前記円筒壁１３の後端縁から半径方向外向きに突設された円環状の内輪部２１と、その内輪部２１を取り囲むと共に内輪部２１よりも大径な円環状の外輪部２２と、内輪部２１と外輪部２２との間の円環状帯領域にあって内外両輪部２１，２２を連結するための複数本の連結アーム２３，２４（合計２０本）とを備えている。これら２０本の連結アームのうち、半数の連結アーム２３は、ディスク又はハブの半径方向に対してディスク又はハブの一周方向たる時計回り方向に傾斜しており、残る半数の連結アーム２４は、ディスク又はハブの半径方向に対してディスク又はハブの他の周方向たる反時計回り方向に傾斜している。
【００２６】
外周フランジ部２０の外輪部２２には、複数の締結部としての締結孔２５（本例では１０個）がハブの中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（本例では３６°間隔）にて配列・形成されている。各締結孔２５は、単なるボルト通し孔であってその内側にネジ溝は形成されていない。この外輪部２２において、隣り合う二つの締結孔２５の丁度中間位置には、２本の連結アーム２３，２４の結合部位である「外輪連結部２６」がそれぞれ設定されている。つまり外輪部２２には、締結孔２５と同数（１０個）の外輪連結部２６が、ハブの中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（３６°間隔）にて配列されると共に、隣り合う二つの外輪連結部２６は、外輪部２２の一部である円弧状部分によって相互連結されている。そして、隣り合う二つの外輪連結部２６の丁度中間位置に締結孔２５がそれぞれ設けられている。
【００２７】
外周フランジ部２０の外輪部２２は、各締結孔２５の周辺部位が他部位よりも幅広になっており、外輪部２２の幅は全周にわたって必ずしも一様ではないが、各締結孔２５の周辺部位を除いた部位の幅ｈ（即ち、隣り合う二つの外輪連結部２６を実質的に連結している部位の幅ｈ）は、約８ｍｍに設定されている。また、外輪部２２の厚さｔは、約５ｍｍに設定されている。そして、隣り合う二つの外輪連結部２６間の外輪部２２の円弧に沿った離間長Ｌ（この離間長Ｌは隣り合う二つの締結孔２５間の外輪部２２の円弧に沿った離間長でもある）は、約６７ｍｍとなっている。つまり本実施形態では、ハブの外周フランジ部２０の直径及び締結孔２５の数を考慮しつつ、５×ｈ＝４０＜Ｌ＝６７の関係を満たすように、外輪部２２の幅ｈが設定されている。また、外輪部２２の厚さｔは幅ｈ未満となるように設定されている。
【００２８】
外輪部２２の各外輪連結部２６は、時計回り方向に傾斜した連結アーム２３及び反時計回り方向に傾斜した連結アーム２４の２本の連結アームによって内輪部２１に連結されている。これら２本の連結アーム２３，２４の傾斜状態は、その外輪連結部２６とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となっている。つまり、連結アーム２３と２４とは、ハブの半径方向に対して傾斜の向きが互いに反対向きであるが、ハブの半径方向に対する傾斜角度は等しくなっている。二種類の連結アーム２３，２４の各傾斜角度については、図３に示すように、各連結アーム２３，２４に対応する当該外輪連結部２６の左右両隣に位置する締結孔２５の各々とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アーム２３，２４の傾斜角度θ２が、約６０°に設定されている。
【００２９】
その結果、時計回り方向に傾斜した各連結アーム２３の内端は、その連結アーム２３に対応する外輪連結部２６の左隣（反時計回り方向での隣）に位置する締結孔２５とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線が内輪部２１と交わる位置にある内輪連結部２７に連結されている。同様に、反時計回り方向に傾斜した各連結アーム２４の内端は、その連結アーム２４に対応する外輪連結部２６の右隣（時計回り方向での隣）に位置する締結孔２５とハブの中心軸線Ｃとを結ぶ半径方向仮想線が内輪部２１と交わる位置にある内輪連結部２７に連結されている。これにより外輪部２２は内輪部２１に対し、総じて周方向に沿いジグザグに配列された合計２０本の連結アーム２３，２４によって連結されている。
【００３０】
図２及び図４に示すように、環状の摺動体３は、鋳造により片状黒鉛鋳鉄を一体成形したものである。この摺動体３は、第１の環状円板部３１と第２の環状円板部３２とを、両環状円板部３１，３２間にあって放射方向に延びる複数の連結リブ３３で相互に連結したものであり、隣り合う連結リブ３３間に放射方向に延びる通気路３４が確保されたベンチレート構造を有するものである。第１及び第２の環状円板部３１，３２における各外側面が、ブレーキキャリパの制輪子と摩擦接触する摺動面となる。
【００３１】
第１の環状円板部３１の内周側には、幅ｈ２の内周フランジ部３５が、第１の環状円板部３１の全内周にわたって突設されている。この内周フランジ部３５には、複数の締結ネジ孔３６（本例では１０個）が摺動体３の中心軸線Ｃを中心として等角度間隔（本例では３６°間隔）にて配列・形成されている。各締結ネジ孔３６の内側には、締結ボルト４の雄ネジに対応する雌ネジが形成されている。なお、摺動体３の中心軸線Ｃから内周フランジ部３５の各締結ネジ孔３６までの距離は、前記ハブ１の中心軸線Ｃから外周フランジ部２０の各締結孔２５までの距離に一致しており、締結ネジ孔３６と締結孔２５とを一致させつつ、摺動体３の内周フランジ部３５とハブ１の外周フランジ部２０とを相互に接合可能となっている（図２参照）。
【００３２】
図１及び図２に示すように、締結具としての締結ボルト４を用いて、ハブ１の外周フランジ部２０に対して環状の摺動体３を固着することにより、ブレーキディスクが組み立てられる。即ち、ハブの外周フランジ部２０における１０個の締結孔２５と、摺動体の内周フランジ部３５における１０個の締結ネジ孔３６とを一致させながらハブ１の周囲に環状摺動体３を位置合わせすると共に、各締結孔２５及び締結ネジ孔３６に対し、ハブの車軸取付け用フランジ１２側から締結ボルト４をワッシャー５とともに螺合する。すると、合計１０本の締結ボルト４の締付力により、ハブ１と摺動体３とが一体結合される。なお、締結ボルト４を取り付ける際に、締結ボルト４の螺子目にボルト緩み防止剤を予め塗布しておくことは好ましい。
【００３３】
ブレーキディスクの組み立て完了後に、ハブ１の車軸取付け用フランジ１２や摺動体３の各摺動面に対して、精度向上のための追加加工（例えば表面切削や研磨加工）を適宜施してもよい。
【００３４】
次に、本実施形態のディスクを車輌に取り付けた場合の作用及び効果を説明する。
【００３５】
制動時の摩擦熱で環状の摺動体３の全体が半径方向外向き（拡径方向）に熱膨張した場合、各締結ボルト４を介して、ハブの外周フランジ部２０を構成する円環状の外輪部２２が各締結孔２５の位置で拡径方向に引っ張られる。その際、図５に示すように、締結孔２５の周方向両側に位置する各外輪連結部２６は、２本の連結アーム２３，２４を介して内輪部２１の内輪連結部２７に、ひいてはハブ本体部１０に連結されているため、拡径方向への引っ張りに対しては頑強に抵抗してハブ本体部１０との距離を維持しようとする。これに対し、隣り合う二つの外輪連結部２６間に位置する締結孔２５は、締結ボルト４を介して熱膨張する摺動体３に追従しようとする。このため、隣り合う二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部の一部（円弧状の架橋部）が、摺動体３の熱膨張に追従して締結孔位置にて拡径方向に膨出するように変形する。この円弧状の架橋部の変形は、好ましくは弾性変形である。この膨出変形によって摺動体３の内周部とハブ本体部１０の円筒壁１３との間隔が微増調整されるため、摺動体３の熱膨張に起因する拡径方向への引っ張り力が、ハブ本体部１０の円筒壁１３（つまり外周フランジ部２０の根元）に及ぶことが緩和される。従って、環状の摺動体３を中心軸線Ｃの方向に熱倒れさせるようなモーメントをほとんど生じない。
【００３６】
その後、ブレーキキャリパの制輪子によるディスクの押圧が解除されて、一旦膨張した摺動体３が放熱することで半径方向内向き（縮径方向）に収縮するときには、前記二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部の一部が元の状態に復帰する方向に変形する。そして、各締結ボルト４又は締結孔２５とハブ本体部１０の円筒壁１３との間隔が熱膨張前の状態に戻される。
【００３７】
このように本実施形態によれば、環状の摺動体３は、隣り合う二つの外輪連結部２６を架橋的に連結している外輪部２２の一部（円弧状の架橋部）の膨出的変形可能性のために、ハブ本体部１０に過度に拘束されることなく拡径方向又は縮径方向への変形自由度をある程度確保されている。つまり、制動時の摩擦熱で摺動体３が熱膨張する場合でも、ハブ本体部１０が、実質的に摺動体３の内周側根元に相当する部分（本例では外周フランジ部２０と円筒壁１３との結合部分）を過度に拘束しない。このため、摺動体３の熱倒れを効果的に防止又は抑制することができる。そして、摺動体３の熱倒れをほとんど生じないことで、ディスクの偏摩耗を極力回避でき、制動時における制動トルクの不安定化や不快なブレーキ振動を低減することができる。
【００３８】
本実施形態によれば、外輪部２２には、複数の外輪連結部２６が等角度間隔で配列されると共に、各締結孔２５が隣り合う二つの外輪連結部２６の丁度中間に位置するように配列されているため、摺動体３が膨張又は収縮する際に、外輪部２２に作用する応力が全ての半径方向に対して均等化し、外輪部２２に局部的な歪みを生ずるおそれがない。また、各締結孔２５からその左側の外輪連結部２６までの距離と、その右側の外輪連結部２６までの距離とが等しいことで、摺動体３の熱膨張時における締結孔位置での外輪部２２の半径方向変位量を確保し易い。
【００３９】
本実施形態によれば、合計２０本の連結アーム２３，２４を用いると共に、各外輪連結部２６を線対称に傾斜した２本の連結アーム２３，２４を介してハブ本体部１０に連結することにより、各外輪連結部２６において外輪部２２ひいては摺動体３がハブ本体部１０に対し確実に支持される。そして、連結アーム群による摺動体３の姿勢保持力も非常に高い。それ故、本実施形態のブレーキディスクには、摺動体３における各摺動面の振れ精度を長期間にわたり高精度に保つことを困難にするような事情は存在しない。また、各連結アーム２３，２４をディスクの放射方向（半径方向）に沿って設けるのではなく、放射方向に対して傾斜角度θ２＝６０°で傾斜させたことで、制動トルクに対するせん断強度を高めて、ブレーキディスク全体の剛性を高めることができる。
【００４０】
本実施形態によれば、ハブ１の外周フランジ部２０には、連結アーム２３，２４間において略三角形状の開口が２０区画ほど存在しており、これらの開口の分だけハブ１の減肉による軽量化を図ることができる。また、ハブ１と摺動体３とを別体としているので、摺動体３が摩耗又は破損した場合でも摺動体３のみを交換することができ、保守管理性に優れている。
【００４１】
［変更例］本発明における締結具は、締結ボルト４に限定されるものではなく、リベット等のピン状の機械要素であってもよい。また、締結具の全部又は一部が、ハブ１又は摺動体３のいずれかに予め一体化されていてもよい。
【００４２】
［変更例］ハブ１の外輪部２２は、弾性変形可能な素材で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ブレーキディスクの一例を示す正面図。
【図２】図１のＣ−Ａ線での半径方向断面図。
【図３】図１のブレーキディスクの一構成部品であるハブの正面図。
【図４】図１のブレーキディスクの一構成部品である摺動体の正面図。
【図５】本発明の作用を説明するための概念図。
【図６】従来のブレーキディスクの半径方向断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１…ハブ、３…摺動体、４…締結ボルト（締結具）、１０…ハブの本体部、２０…ハブの外周フランジ部、２１…内輪部、２２…外輪部、２３，２４…連結アーム、２５…外輪部の締結孔（締結部）、２６…外輪連結部、２７…内輪連結部、Ｃ…中心軸線、ｈ…外輪部の幅、Ｌ…外輪連結部間の離間長、θ２…連結アームの傾斜角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、
前記ハブの外周フランジ部は、複数の外輪連結部及び前記各締結具を装着するための複数の締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための複数の連結アームとを備え、
前記外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部が当該外輪部の一部によって連結されると共に、それら二つの外輪連結部間には前記締結部が設けられていることを特徴とするブレーキディスク。
【請求項２】
前記外輪部において、前記複数の外輪連結部がハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられていると共に、外輪連結部と同数の締結部の各々が、隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けら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。
【請求項３】
前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキディスク。
【請求項４】
車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、
前記ハブの外周フランジ部は、
ハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられた複数の外輪連結部、及び、その外輪連結部と同数で且つそれぞれが前記隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられた前記各締結具を装着するための締結部を有する環状の外輪部と、
前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための外輪連結部の２倍の数の連結アームとを備え、
前記各外輪連結部が、当該外輪連結部とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となるように傾斜させた２本の連結アームを介してハブの本体部に連結されると共に、当該外輪連結部の両隣に位置する締結部の各々とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アームの傾斜角度（θ２）が３０°以上６０°以下であることを特徴とするブレーキディスク。
【請求項５】
前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定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。
【請求項１】
車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、
前記ハブの外周フランジ部は、複数の外輪連結部及び前記各締結具を装着するための複数の締結部を有する環状の外輪部と、前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための複数の連結アームとを備え、
前記外輪部において、隣り合う二つの外輪連結部が当該外輪部の一部によって連結されると共に、それら二つの外輪連結部間には前記締結部が設けられていることを特徴とするブレーキディスク。
【請求項２】
前記外輪部において、前記複数の外輪連結部がハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられていると共に、外輪連結部と同数の締結部の各々が、隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けら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。
【請求項３】
前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキディスク。
【請求項４】
車軸に取り付けられる本体部及びその本体部の周囲に設けられた外周フランジ部を具備してなるハブと、当該ハブの外周フランジ部に対して複数の締結具により固着される環状の摺動体とから構成されるブレーキディスクにおいて、
前記ハブの外周フランジ部は、
ハブの中心軸線（Ｃ）を中心として等角度間隔で設けられた複数の外輪連結部、及び、その外輪連結部と同数で且つそれぞれが前記隣り合う二つの外輪連結部の丁度中間に位置するように設けられた前記各締結具を装着するための締結部を有する環状の外輪部と、
前記各外輪連結部をハブの本体部に連結するための外輪連結部の２倍の数の連結アームとを備え、
前記各外輪連結部が、当該外輪連結部とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対し線対称となるように傾斜させた２本の連結アームを介してハブの本体部に連結されると共に、当該外輪連結部の両隣に位置する締結部の各々とハブの中心軸線（Ｃ）とを結ぶ半径方向仮想線に対する各連結アームの傾斜角度（θ２）が３０°以上６０°以下であることを特徴とするブレーキディスク。
【請求項５】
前記外輪部における複数の外輪連結部は、隣り合う二つの外輪連結部間の外輪部に沿った離間長（Ｌ）が、外輪部の幅（ｈ）の５倍の長さ（５ｈ）よりも大きくなるように設定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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１４４８５６（Ｐ２００６−１４４８５６Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３３４７８（Ｐ２００４−３３３４７８）
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
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