CN101725651A - 盘式转子 - Google Patents

Abstract

一种盘式转子，包括滑动部(11)、帽部(12)、以及连接滑动部(11)和帽部(12)的连接单元(20，30)。连接单元(20，30)包括：垫圈(21，31)，其设置在滑动部(11)的径向内部与帽部(12)的径向外部之间；以及连接销(22，32)，连接销具有头部(22a)和轴部(22b)，轴部沿转子的轴向方向贯穿插入形成于滑动部(11)的第一通孔(11b1)、垫圈(21，31)以及形成于帽部(12)的第二通孔(12b1)中，而且连接销在轴部(22b)的端部处被铆固以便整体地紧固滑动部(11)、垫圈(21，31)以及帽部(12)。连接销(22，32)的铆固部形成为锥形，并且铆固部的外周表面接触并接合形成于帽部(12)的第二通孔(12b1)处的锥形表面。

Description

盘式转子

技术领域

本发明涉及用于对车辆等的轮子进行制动的盘式制动设备的盘式转子。

背景技术

盘式转子已知包括滑动部、帽部以及连接单元。在制动操作时，形成为大致环形的滑动部被夹在摩擦垫料之间。帽部由比制成滑动部11的金属材料(铁系材料)软的金属材料(铝合金)制成。帽部在其径向外部处连接至滑动部的径向内部。帽部包括内凸缘部，帽部在该内凸缘部处固定至轮毂。每个连接单元都设置在帽部与滑动部的连接部分处以便以一体的方式连接滑动部和帽部。

根据JP2004-530848T，每个连接单元都包括板形插入件、块形驱动元件、板簧以及螺钉。插入件容置在形成于帽部(相当于JP2004-530848T中的钟形件)的径向外部处的径向凹部内。板簧附接至驱动元件的面对帽部的端部。螺钉沿转子的径向方向贯穿插入滑动部(相当于JP2004-530848T中的制动带)的径向内部、驱动元件以及板簧中，以通过螺母和螺钉来紧固滑动部、驱动元件以及板簧。

根据JP2004-530848T中的上述连接单元，尽管可以获得所需强度等级，但是由于每个连接单元都包括多个构件(五个构件)：插入件、驱动元件、板簧、螺钉、螺母等，所以可能不容易组装。此外，根据上述连接单元，插入件由例如弹簧钢等耐磨金属板制成，该耐磨金属板是与帽部的材料(铝合金)不同的金属。在将插入件设置在帽部的相应的径向凹部处的状态下(即，在插入件尚未通过螺母和螺栓旋拧到帽部的径向凹部中的状态下)，在转子的轴向方向、径向方向以及周向方向上在插入件与帽部之间可形成间隙(即，用于容易将插入件组装至帽部的间隙)。即使在插入件已经通过螺母和螺栓旋拧到帽部中之后，该间隙在转子的径向方向以及周向方向上保留在插入件与帽部之间。因此，可能发生液体进入，这可导致双金属腐蚀(电偶腐蚀)。此外，根据上述连接单元，螺钉的端部和螺母沿转子的轴向方向从帽部的径向外部凸出。因此，连接单元在转子的轴向方向上的长度增加，且组装连接单元所需要的空间增大。

因此需要一种盘式转子，所述盘式转子不易具有上述缺点。

发明内容

根据本发明的一方面，盘式转子包括：滑动部，其形成为环形并由金属材料制成；帽部，其由比滑动部的金属材料软的金属材料制成，并且帽部在其径向外部处连接至滑动部的径向内部；以及连接单元，其设置在帽部与滑动部的连接部分处并整体地连接滑动部和帽部。连接单元包括：垫圈，其形成为环形并由比帽部的金属材料硬的金属材料制成，并且垫圈设置在滑动部的径向内部与帽部的径向外部之间；以及连接销，其由比帽部的金属材料硬的金属材料制成，连接销具有头部和轴部，头部与滑动部接合，轴部沿转子的轴向方向穿过形成于滑动部处的第一通孔、穿过垫圈并穿过形成于帽部处的第二通孔，而且连接销在轴部的端部处被铆固以便整体地紧固滑动部、垫圈以及帽部。连接销的铆固部形成为锥形，并且铆固部的外周表面接触并接合形成于帽部的第二通孔处的锥形表面

相应地，所述连接单元包括三个构件：垫圈、连接销以及板簧。由于需要较少部件，所以能够容易且确定地执行组装，而且仅需要较少成本。此外，所述连接销的轴部的端部(铆固部)和所述帽部彼此接触，且所述帽部与所述垫圈彼此接触，而且在它们之间具有足量的尺寸(接触尺寸)。完全腐蚀该接触尺寸要用相当长的时间。因此，提高了抵御双金属腐蚀(电偶腐蚀)的耐腐蚀性。此外，所述连接销的轴部的面对所述帽部的端部被铆固成与形成于所述帽部的第二通孔处的锥形表面接触并接合。因此，所述连接销几乎不沿转子的轴向方向从所述帽部的径向外部凸出。相应地，所述连接单元在所述转子的轴向方向上的长度减小，而且组装所述连接单元所需空间较小。此外，由于所述垫圈设置在所述滑动部与所述帽部之间，所以所述垫圈和帽部在它们之间具有足量的接触尺寸的情况下彼此接触。相应地，所述连接销的轴部的半径可以设定得较小。

根据本发明的另一方面，连接销的轴部包括面对帽部的小直径部以及形成在轴部的中间部分处的台阶部。台阶部经由板簧的一部分与垫圈的径向内部接合，所述板簧设置在滑动部与垫圈之间以便沿转子的轴向方向朝向连接销的头部推动滑动部。

相应地，改善所述连接销的轴部的端部(铆固部)与所述帽部之间的密封特性以及所述帽部与所述垫圈之间的密封特性，以使得液体不能够进入到所述连接销的轴部的端部(铆固部)与所述帽部之间以及所述帽部与所述垫圈之间。相应地，不太可能发生因液体的介入所引起的双金属腐蚀(电偶腐蚀)。因而，进一步提高了与双金属腐蚀(电偶腐蚀)相关的耐腐蚀性。

此外，所述滑动部在制动操作时的热变形可由所述滑动部沿所述转子的轴向方向的运动(即，由所述板簧的弹性变形)吸收。相应地，可减小由所述热变形所引起的制动噪声和局部磨损。此外，所述连接单元包括三个构件：垫圈、连接销以及板簧。由于需要较少部件，所以能够容易并确定地执行组装，而且所需成本较少。

而且，所述锥形表面的锥角设定为大约110度(所述铆固部的铆固角度设定为大约55度)，而且所述连接销的所述铆固部的厚度设定为大约1.0mm至1.5mm，而所述铆固部在轴向方向上的长度为大约2mm至3mm。相应地，能够沿所述转子的轴向方向分离连接销的分离力设定为预定的值或更大，而且由于所述连接销的摇动而在所述帽部中产生的残余应力设定为允许值或更小。相应地，保证了所述滑动部与所述帽部之间通过所述连接销进行连接的强度，并且提高了抵御所述帽部的双金属腐蚀与残余应力(即，应力腐蚀，其中，在施加了应力的状态下腐蚀加剧)的协同作用的耐受力。

附图说明

从以下参考附图的详细描述，本发明的前述及另外的特征和特性将变得更加清楚，其中：

图1是图示根据第一实施方式的盘式转子的局部剖切的正视图；

图2是图示图1所示的盘式转子的沿图1中的线II-II截取的横截面图；

图3是图示示于图2下侧的连接单元的局部放大的横截面图；

图4是仅图示图1和图2所示的盘式转子的滑动部的局部剖切的正视图；

图5是仅图示图4所示的滑动部的沿图4中的线V-V截取的横截面图；

图6是仅图示图1和图2所示的盘式转子的帽部的局部剖切的正视图；

图7是仅图示图6所示的帽部的沿图6中的线VII-VII截取的横截面图；

图8是图示锥角与分离力之间的关系以及锥角与残余应力之间的关系的图；

图9是图示铆固部的厚度与分离力之间的关系以及铆固部的厚度与残余应力之间的关系的图；且

图10是图示根据第二实施方式的盘式转子的连接单元的对应于图3的局部放大的横截面图。

具体实施方式

〖第一实施方式〗

以下将参考附图描述盘式转子A的第一实施方式。图1至图7图示了根据第一实施方式的盘式转子A。盘式转子A安装在用于对车辆的车轮进行制动的盘式制动设备上。盘式转子A包括滑动部11、帽部12以及八个连接单元20(可以修改连接单元20的数目)。滑动部形成为大致环形。帽部12在其径向外部处连接至滑动部11的径向内部。连接单元20设置在滑动部11与帽部12的连接部分处以便以一体的方式连接滑动部11和帽部12。

如图1、图2、图4以及图5所示，滑动部11由铸铁(即，铁系金属材料)制成。滑动部11在其径向外部处包括大致环形的制动部11a，并且在滑动部11的径向内部处包括大致环形的第一内凸缘部11b。在制动操作时，制动部11a夹在摩擦垫料之间。滑动部11在第一内凸缘部11b处连接至帽部12。

制动部11a在其内部处包括多个空气通道11a1。在制动部11a的一侧(即，图5中的左侧/车辆的外侧)，第一内凸缘部11b在径向内侧的方向上从制动部11a的径向内端延伸。八个第一通孔11b1沿转子的周向方向以彼此之间具有相同的间隔的方式形成于第一内凸缘部11b处。每个第一通孔11b1都形成为伸长的圆形，当从正视图中看时，其纵向方向对应于转子的径向方向。每个第一通孔11b1都沿转子的轴向方向延伸贯穿第一内凸缘部11b。

帽部12由铝合金(即，比滑动部11的材料软的金属材料)制成。如图1、图2、图6以及图7所示，帽部12在其径向内部处包括第二内凸缘部12a；在其径向外部处包括外凸缘部12b；并在其径向的中间部分处包括圆筒部12c。形成为大致环形的第二内凸缘部12a固定至轮毂。圆筒部12c沿转子的轴向方向延伸。

为了将帽部12固定至轮毂，在第二内凸缘部12a处沿转子的周向方向形成五个附接孔12a1。在外凸缘部12b处形成八个厚部(每个厚部在转子的轴向方向上的厚度都为大约9mm(毫米))以及八个薄部，使得每个厚部和每个薄部都沿转子的周向方向以彼此之间具有相同间隔的方式设置成一个挨着一个。厚部分别形成有第二通孔12b1。当从正视图中看时，每个第二通孔12b1都形成为大致圆形。每个第二通孔12b1都沿转子的轴向方向延伸贯穿外凸缘部12b。此外，在每个第二通孔12b1的一侧(即，图7中的左侧/车辆的外侧)处形成锥形表面S。锥形表面S的锥角设定为大约110度，且锥形表面S沿转子的轴向方向的深度设定为大约2mm。以下提到的“锥角”对应于在锥形表面S与每个第二通孔12b1的内周表面之间形成的角度。

如图2所示，圆筒部12c沿转子的径向方向设置在滑动部11的内侧处。圆筒部12c的外侧半径设定成与滑动部11的内侧半径大致相同的长度，使得当将帽部12组装至滑动部11时，圆筒部12c和滑动部11能够彼此接合。更具体地，圆筒部12c的外侧半径设定成略小于滑动部11的内侧半径，使得圆筒部12c和滑动部11接合成彼此配合。相应地，在将帽部12与滑动部11同轴接合的状态(初始状态)下将帽部12容易地组装至滑动部11。

每个连接单元20的结构和功能都大致相同。因此，以下将仅主要描述多个连接单元20中的一个。如由图3中的放大图所示，连接单元20包括三个构件：垫圈21、连接销22以及板簧23(盘簧)。形成为大致环形的垫圈21由不锈钢(即，比帽部12的金属材料硬的金属材料)制成。如图2和图3所示，垫圈21与大致环形的板簧23一起以垫圈21的一侧(即，图3中的左侧)完全接触并接合帽部12的方式设置在滑动部11的径向内部与帽部12的径向外部之间。

在连接销22的面对帽部12的端部处以预定的量铆固连接销22，以便以一体的方式紧固滑动部11、板簧23、垫圈21以及帽部12。连接销22由不锈钢(即，比帽部12的金属材料硬的金属材料)制成。连接销22包括头部22a和轴部22b。

连接销22的头部22a与滑动部11的第一内凸缘部11b的一侧(即，图3中的右侧)接合。连接销22的轴部22b穿过滑动部11的第一通孔11b1、板簧23、垫圈21以及帽部12的第二通孔12b1。轴部22b包括面对帽部12的小直径部22b1以及面对滑动部11的大直径部22b2。此外，轴部22b在其位于小直径部22b1与大直径部22b2之间的中间部分处形成有台阶部22b3。台阶部22b3允许滑动部11沿转子的轴向方向移动预定的量(即，板簧23的变形程度)。

轴部22b的小直径部22b1穿过板簧23、垫圈21以及帽部12的第二通孔12b1。凹部22b1a形成于小直径部22b1的端部处，使得小直径部22b1的端部形成为大致中空的圆筒形，小直径部22b1的端部的厚度设定为1.0mm至1.5mm。此外，以预定的量(即，大约2mm至3mm)铆固所述中空圆筒形的端部以形成锥形。中空圆筒形的端部的外周表面完全接触并接合形成于帽部12的第二通孔12b1处的锥形表面S。

连接销22的轴部22b的大直径部22b2的外侧半径设定成与滑动部11的第一通孔11b1的短径部分的半径大致相同。连接销22的轴部22b的大直径部22b2贯穿插入滑动部11的第一通孔11b1中。此外，在初始状态下，在靠近转子轴线的位置处(即，图3中的上侧)，间隙L在大直径部22b2与第一通孔11b1之间生成为沿转子的径向方向延伸预定的长度。垫圈21和板簧23在它们之间不包括任何间隙的情况下夹在台阶部22b3与帽部12之间。台阶部22b3通过板簧23的一部分(径向内部)在垫圈21的径向内部处与垫圈21接合。

板簧23由不锈弹簧钢制成并形成为大致环形。板簧23在滑动部11与垫圈21之间设置成能够沿转子的轴向方向在滑动部11与垫圈21之间弹性变形。板簧23的径向内部夹在连接销22与垫圈21之间。此外，板簧23的径向外部在滑动部11的一侧(即，图3中的左侧)与滑动部11弹性地接合。板簧23沿转子的轴向方向朝向连接销22的头部22a推动滑动部11。

根据第一实施方式的如此构造的盘式转子A，连接单元20包括三个构件：垫圈21、连接销22以及板簧23。由于需要较少部件，所以可容易且确定地执行组装，而且需要成本较少。此外，根据第一实施方式的盘式转子A，帽部12与连接销22的轴部22b的端部(铆固部)彼此接触，且帽部12与垫圈21彼此接触，而且在它们之间具有足量的尺寸(接触尺寸)。完全腐蚀该接触尺寸要用相当长的时间。因此，改善了抵御双金属腐蚀(电偶腐蚀)的耐腐蚀性。

根据第一实施方式的盘式转子A，连接销22的轴部22b的面对帽部12的端部被铆固成与形成于帽部12的第二通孔12b1处的锥形表面S接触并接合。因此，连接销22几乎不沿转子的轴向方向从帽部12的径向外部凸出。相应地，减小了连接单元20在转子的轴向方向上的长度，且组装连接单元20所需空间较小。此外，根据第一实施方式的盘式转子A，由于垫圈21设置在滑动部11与帽部12之间，所以，垫圈21与帽部12在它们之间具有足量的接触尺寸的情况下彼此接触。相应地，可以将连接销22的轴部22b的半径设定得较小。

根据第一实施方式的盘式转子A，轴部22b包括台阶部22b3，台阶部22b3位于面对帽部12的小直径部22b1与面对滑动部11的大直径部22b2之间的中间部分处。台阶部22b3允许滑动部11沿转子的轴向方向移动预定的量(即，板簧23的变形程度)。台阶部22b3通过板簧23接触垫圈21的径向内部，板簧23设置在滑动部11与垫圈21之间并沿转子的轴向方向朝向连接销22的头部22a推动滑动部11。

相应地，改善了连接销22的轴部22b的端部(铆固部)与帽部12之间的密封特性以及帽部12与垫圈21之间的密封特性，以使得液体不能够进入到连接销22的轴部22b的端部(铆固部)与帽部12之间以及帽部12与垫圈21之间。相应地，不太可能发生因液体的介入所引起的双金属腐蚀(电偶腐蚀)。因而，进一步提高了与双金属腐蚀(电偶腐蚀)相关的耐腐蚀性。此外，根据第一实施方式的盘式转子A，滑动部11在制动操作时的热变形可由滑动部11沿转子的轴向方向的运动(即，由板簧23的弹性变形)吸收。相应地，可减小由所述热变形所引起的制动噪声和局部磨损。

根据第一实施方式的盘式转子A，锥形表面S的锥角设定为大约110度(所述铆固部的铆固角度设定为大约55度)，而且连接销22的所述铆固部的厚度设定为大约1.0mm至1.5mm，而所述铆固部在轴向方向上的长度为大约2mm至3mm。相应地，如图8和图9所示，能够沿转子的轴向方向分离连接销22的分离力F设定为预定的值Fa或更大，而且由于连接销22的摇动而在帽部12中产生的残余应力σ设定为允许值σa或更小。相应地，保证了滑动部11与帽部12之间通过连接销22进行连接的强度，并且提高了抵御帽部12的双金属腐蚀与残余应力σ(即，应力腐蚀，其中，在施加了应力的状态下腐蚀加剧)的协同作用的耐受力。可以在60度至120度的范围内设定锥形表面S的锥角(在30度至60度的范围内设定所述铆固部的铆固角度)。

根据第一实施方式的盘式转子A，帽部12的圆筒部12c的外侧半径设定成与滑动部11的内侧半径大致相同的长度，使得当将帽部12与滑动部11组装在一起时，帽部12与滑动部11能够彼此接合。相应地，将帽部12与滑动部11组装在一起以同轴地彼此接合(即，初始状态)。因而，适当维持了转动平衡，减小了转动时的振动。

根据第一实施方式的盘式转子A，当在制动操作时滑动部11受热且这种受热引起滑动部11的热膨胀时，滑动部11能够沿转子的径向外侧的方向(即，图3中的下部方向)在第一通孔11b1处相对于连接销22的轴部22b移动。因此，滑动部11可能沿转子的径向方向平稳地热膨胀。相应地，滑动部11在转子的轴向方向上的变形的可能性较小。相应地，减小了由变形所引起的制动噪声和局部磨损。此外，当在解除制动操作时滑动部11冷却且该冷却引起滑动部11的热收缩时，滑动部11的径向内部的回复位置由形成于帽部12的圆筒部12c确定，因此，滑动部11的径向内部定位于初始状态。

根据第一实施方式的盘式转子A，将滑动部11和帽部12组装在一起使得滑动部11能够沿转子的轴向方向相对于连接销22移动预定的量，并且将能够沿转子的轴向方向弹性变形的板簧23设置在滑动部11与帽部12之间。因此，滑动部11能够沿转子的轴向方向相对于帽部12移动而且使板簧23弹性变形。相应地，热膨胀的滑动部11不太可能沿转子的轴向方向变形。因而，减小了由变形引起的制动噪声和局部磨损。

根据第一实施方式的盘式转子A，第一通孔11b1形成为纵向方向对应于转子的径向方向的伸长的圆形(即，长径沿转子的径向方向延伸的伸长的圆形)。此外，轴部22b的大直径部22b2的外侧半径设定成与滑动部11的第一通孔11b1的短径部分的半径大致相同的长度。因此，连接销22的轴部22b的大直径部22b2与滑动部11的第一通孔11b1彼此接合以便能够仅沿转子的径向方向移动。相应地，有效限制了滑动部11沿转子的周向方向相对于帽部12的运动。另一方面，滑动部11的第一通孔11b1可形成为半径大于连接销22的轴部22b的大直径部22b2的半径的圆形。在这种情况下，相比第一实施方式(即，滑动部11的第一通孔11b1形成为纵向方向对应于转子的径向方向的伸长的圆形)，更容易加工滑动部11的第一通孔11b1。相应地，减少了成本。

〖第二实施方式〗

根据上述第一实施方式，每个连接单元20都包括三个构件：垫圈21、连接销22以及板簧23。但是，如同图10所示第二实施方式，每个连接单元30可以包括两个构件：垫圈31和连接销32。连接销32形成有头部32a，但是在连接销32的轴部32b处未形成有台阶部。此外，垫圈31设置在滑动部11与帽部12之间。更具体地，垫圈31夹在连接销32的以锥形方式铆固的部分与滑动部11之间。根据第二实施方式，除了与板簧23有关的效果之外，可以获得与第一实施方式相似的效果。

Claims (2)

1.一种盘式转子，包括：

滑动部(11)，其形成为环形并由金属材料制成；

帽部(12)，其由比所述滑动部(11)的金属材料软的金属材料制成，并且所述帽部(12)在其径向外部处连接至所述滑动部(11)的径向内部；以及

连接单元(20，30)，其设置在所述帽部(12)与所述滑动部(11)的连接部分处并整体地连接所述滑动部(11)和所述帽部(12)，其中，

所述连接单元(20，30)包括：

垫圈(21，31)，其形成为环形并由比所述帽部(12)的金属材料硬的金属材料制成，并且所述垫圈(21，31)设置在所述滑动部(11)的所述径向内部与所述帽部(12)的所述径向外部之间；以及

连接销(22，32)，其由比所述帽部(12)的金属材料硬的金属材料制成，所述连接销(22，32)具有头部(22a)和轴部(22b)，所述头部(22a)与所述滑动部(11)接合，所述轴部(22b)沿所述转子的轴向方向穿过形成于所述滑动部(11)处的第一通孔(11b1)、穿过所述垫圈(21，31)并穿过形成于所述帽部(12)处的第二通孔(12b1)，而且所述连接销(22，32)在所述轴部(22b)的端部处被铆固以便整体地紧固所述滑动部(11)、所述垫圈(21，31)以及所述帽部(12)，其中，

所述连接销(22，32)的铆固部形成为锥形，并且所述铆固部的外周表面接触并接合形成于所述帽部(12)的所述第二通孔(12b1)处的锥形表面。

2.如权利要求1所述的盘式转子，其中，

所述连接销(22)的所述轴部(22b)包括面对所述帽部(12)的小直径部(22b1)以及形成在所述轴部(22b)的中间部分处的台阶部(22b3)，并且，

所述台阶部(22b3)经由板簧(23)的一部分与所述垫圈(21)的径向内部接合，所述板簧(23)设置在所述滑动部(11)与所述垫圈(21)之间以便沿所述转子的轴向方向朝向所述连接销(22)的所述头部(22a)推动所述滑动部(11)。

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