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JP7302337B2 - ディスクロータ - Google Patents

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JP7302337B2
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Description

本開示は、ディスクロータに関する。
従来、有底筒と円環状のディスクとが結合機構を介してハット形状を成すように結合されたディスクロータが知られている。(例えば、特許文献1)。ディスクは、制動部材との摩擦熱による温度上昇によって熱膨張するため、結合機構は、有底筒とディスクとを、軸方向および周方向への相対移動を制限するとともに径方向への相対移動が許容される状態で結合している。
特表2006-515051号公報
しかしながら、上記特許文献1のディスクロータは、結合機構の構成が複雑であるため、製造の手間やコストが増大する虞があった。
そこで、本開示の課題の一つは、例えば、より簡素な構成のような、より不都合の少ない新規な構成を有したディスクロータを得ること、である。
本開示のディスクロータは、例えば、円板状の底壁と、当該底壁の外縁から上記底壁と交差した第一方向に延びた筒状の周壁と、当該周壁から上記周壁の径方向外方に張り出した外向きフランジと、を有した有底筒と、少なくとも部分的に上記外向きフランジと上記周壁の軸方向に重なる内側部位と、当該内側部位に対して上記周壁の径方向外方に位置された外側部位と、を有し、上記周壁の軸方向と交差した環状のディスクと、上記周壁の周方向に並び、上記外向きフランジと上記ディスクとを、上記周方向への相対移動を制限するとともに上記周壁の径方向への相対移動を許容した状態で、上記周壁の軸方向に結合した、複数の結合具と、上記ディスクの内縁と上記周壁の上記第一方向の端部とを、上記軸方向への相対移動を制限するとともに上記径方向への相対移動を可能に接続し、前記内縁および前記端部のうち一方に設けられ前記内縁および前記端部のうち他方を前記軸方向に挟む挟持部を有した可動接続機構と、を備え、前記挟持部は、前記周壁に沿った円環状の形状を有する。
上記ディスクロータは、有底筒とディスクとを周壁の周方向への相対移動を制限した状態で周壁の軸方向に結合する複数の結合具とは別に、可動接続機構を備えており、当該可動接続機構が、有底筒とディスクとの軸方向への相対移動を制限するとともに、有底筒とディスクとの周壁の径方向への相対移動を許容する。このような構成によれば、例えば、ディスクロータは、有底筒とディスクとを軸方向に結合する結合具とは別に、有底筒とディスクとを軸方向への相対移動を制限するとともに径方向に相対移動可能に接続する可動接続機構を備えているため、比較的簡素な構成によって、相対移動を制限する機能と相対移動を許容する機能とを両立しやすくなる、という効果が得られる。
図1は、第1実施形態のディスクロータの車幅方向外方に見た場合の例示的かつ模式的な正面図である。 図2は、図1のII-II断面図である。 図3は、図2の一部の拡大図である。 図4は、第1実施形態の第1変形例のディスクロータの図3と同等位置での断面図である。 図5は、第1実施形態の第2変形例のディスクロータの図3と同等位置での断面図である。 図6は、第2実施形態のディスクロータの車幅方向外方に見た場合の例示的かつ模式的な正面図である。 図7は、第2実施形態のディスクロータの図3と同等位置での断面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
以下に示される実施形態および変形例は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態および変形例の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。
本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。
また、各図において、ディスクロータ100の回転中心Axと平行な軸方向のうち車幅方向外方を矢印Yで示し、回転中心Axの径方向外方をRで示す。また、以下では、回転中心Axの軸方向を、単に軸方向と称し、回転中心Axの径方向を、単に径方向と称し、回転中心Axの周方向を、単に周方向と称する。ディスクロータ100の円筒状の周壁12の軸方向は、回転中心Axの軸方向であり、周壁12の径方向は、回転中心Axの径方向であり、周壁12の周方向は、回転中心Axの周方向である。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態のディスクロータ100の正面図であり、図2は、図1のII-II断面図である。図1,2に示されるように、ディスクロータ100は、有底筒10と、ディスク20と、かしめピン30と、可動接続機構40と、を有している。
図2に示されるように、ディスクロータ100は、ハット形状を有している。有底筒10の開口端から、径方向外方に、フランジのようなディスク20が張り出している。
有底筒10は、底壁11と、周壁12と、フランジ13と、を有している。底壁11は、円板状の形状を有しており、回転中心Axと交差しかつ直交している。周壁12は、比較的浅い円筒状の形状を有しており、底壁11の外縁11aから軸方向に、言い換えると車幅方向内方に、延びている。周壁12は、側壁や筒壁とも称されうる。フランジ13は、周壁12の方向Yの反対方向の端部12aから、径方向外方に張り出している。フランジ13は、円環状かつ板状の形状を有し、回転中心Axと交差しかつ直交している。なお、車幅方向内方、すなわち方向Yの反対方向は、第一方向の一例である。また、フランジ13は、外向きフランジの一例である。
有底筒10は、例えば、アルミニウム合金のような金属材料によって作られうるが、これには限定されない。
図1,2に示されるように、ディスク20は、内側部位21と、外側部位22と、を有している。外側部位22は、円環状かつ板状の形状を有し、回転中心Axと交差しかつ直交している。
図3は、図2の一部の拡大図である。図3に示されるように、外側部位22の軸方向内方の内側端面22aと、外側部位22の軸方向外方の外側端面22bとは、いずれも、軸方向と交差しかつ直交している。内側端面22aおよび外側端面22bは、キャリパによって制動部材(不図示)が押し付けられる制動面である。外側部位22は、被制動部とも称されうる。
また、外側部位22には、当該外側部位22の第二内縁22cと外縁22dとの間で径方向に貫通する空気通路22eが設けられている。すなわち、ディスクロータ100は、空冷式のディスクロータである。空気通路22eは、径方向に沿って延びてもよいし、外縁22dに開口する空気通路22eの外側端22e2が、第二内縁22cに開口する空気通路22eの内側端22e1に対して、車両前進時のホイールの回転方向にずれて位置されるよう、径方向に対して傾斜してもよい。
図1,2に示されるように、内側部位21は、外側部位22の径方向内方に位置されている。ディスク20は、複数の内側部位21、例えば8個の内側部位21を、有している。複数の内側部位21は、周方向に所定間隔で、例えば等間隔で、並んでいる。内側部位21は、外側部位22の第二内縁22cから径方向内方に突出している。内側部位21は、内向きフランジの一例である。
ディスク20は、例えば、ねずみ鋳鉄のような金属材料によって作られうるが、これには限定されない。
有底筒10とディスク20とは、かしめピン30と可動接続機構40とによって、結合されている。かしめピン30および可動接続機構40は、有底筒10とディスク20とを、それらの周方向の相対移動が制限されるとともに、径方向の相対移動が許容される状態で、軸方向に結合している。
図3に示されるように、かしめピン30は、有底筒10のフランジ13に設けられた開口13aと、ディスク20の内側部位21に設けられた開口21aと、を軸方向に貫通している。かしめピン30は、シャフト30aと、ヘッド30bと、端部30cと、を有している。かしめピン30は、ヘッド30bとは反対側の端部30cがヘッド30bよりも図3の左方に位置された姿勢で、開口21aおよび開口13aに、図3における右から左に挿入され、開口13aを突き抜けた端部30cの先端が塑性変形によって拡大されることにより、フランジ13および内側部位21に装着される。なお、フランジ13と内側部位21との間には、平ワッシャ31が介在している。このような構成によって、かしめピン30は、有底筒10とディスク20とを結合している。かしめピン30は、結合具の一例である。なお、本実施形態では、結合具は、かしめピン30であるが、これには限定されず、結合具は、例えばリベットのようなかしめピン30とは異なる部品であってもよい。
かしめピン30は、有底筒10とディスク20とを、軸方向への相対移動および周方向への相対移動を制限し、かつ径方向への相対移動を許容した状態で、軸方向に結合している。開口21aは、例えば、径方向に延びた長穴である。開口21aの内周と、かしめピン30の開口21aを貫通する部位の外周との間の周方向の隙間、すなわち長穴の幅方向の隙間は、当該内周と当該外周との間の径方向の隙間、すなわち長穴の長手方向の隙間よりも、小さく設定されている。幅方向の隙間は、図3の紙面と垂直な方向の隙間であり、長手方向の隙間は、図3の上下方向の隙間である。幅方向の隙間が小さいほど、有底筒10とディスク20との周方向の相対移動可能な長さが短くなり、長手方向の隙間が大きいほど、有底筒10とディスク20との径方向の相対移動可能な長さが長くなる。
可動接続機構40は、有底筒10の周壁12の車幅方向内方の端部12aと、内側部位21の第一内縁21bと、を接続している。本実施形態では、端部12aは、円筒状の形状を有し、周壁とも称されうる。端部12aには、径方向外方に開口し周方向に延びた円環状の環状溝12bが設けられている。他方、第一内縁21bには、径方向内方に突出し環状溝12b内に挿入された突出部21cが設けられている。言い換えると、突出部21cは、環状溝12bを軸方向に挟む突端12a1と根元部12a2とによって軸方向に挟持されている。突出部21cは、複数の内側部位21のそれぞれに設けられており、角柱状、あるいは板状の形状を有している。環状溝12bと突出部21cとの軸方向の境界面は、軸方向と交差しかつ直交した平面に沿って延びるとともに、突端12a1と根元部12a2とは、突出部21cを、比較的緩やかに挟持している。一例として、突出部21cは、環状溝12b内に、軸方向に中間ばめ程度の嵌め合いで挿入されている。このような構成により、可動接続機構40は、有底筒10とディスク20とを、軸方向への相対移動を制限し、かつ径方向への相対移動を許容した状態で、接続している。第一内縁21bは、ディスク20の内縁の一例であり、例えば、内側部位21の径方向内方の端部や、径方向内方を臨む端面とも称されうる。また、突端12a1および根元部12a2は、挟持部の一例である。突出部21cは、被挟持部とも称されうる。
突端12a1と根元部12a2とが突出部21cを軸方向に挟持する構成は、例えば、軸方向に突出している突端12a1(二点鎖線)を有した有底筒10と、ディスク20とが、かしめピン30によって結合された後、フローフォーミングによって突端12a1が径方向外方へ倒れるよう塑性変形されることにより、作られうる。
以上、説明したように、本実施形態では、複数のかしめピン30(結合具)は、有底筒10とディスク20とを、周方向への相対移動を制限した状態で軸方向に結合し、可動接続機構40は、有底筒10とディスク20とを、軸方向への相対移動を制限するとともに径方向への相対移動を許容した状態で接続する。仮に、一つの結合機構あるいは集約された結合機構によって、周方向の相対移動を制限し、軸方向の相対移動を制限し、かつ径方向の相対移動を許容するよう構成すると、相対移動の制限と相対移動の許容との両立が難しくなる場合があり、それに伴い結合構造が却って複雑化する虞がある。この点、本実施形態のディスクロータ100は、有底筒10とディスク20とを軸方向に結合するかしめピン30とは別に、有底筒10とディスク20とを軸方向への相対移動を制限するとともに径方向に相対移動可能に接続する可動接続機構40を備えているため、例えば、ディスク20の熱膨張時等において有底筒10とディスク20との相対移動を制限する機能と相対移動を許容する機能とを両立しやすくなり、ひいては、構造が簡素化されやすくなるという利点が得られる。
また、本実施形態では、端部12a(一方)は、第一内縁21b(他方)の突出部21cを軸方向に挟持する突端12a1および根元部12a2(挟持部)を有している。このような構成によれば、例えば、可動接続機構40を、比較的簡素な構成によって実現することができるとともに、可動接続機構40ひいてはディスクロータ100の製造の手間やコストをより低減することができる。
また、突端12a1および根元部12a2は、周壁12に沿った円環状の形状を有している。本実施形態では、このような構成によれば、例えば、突端12a1および根元部12a2、ひいては可動接続機構40を、比較的簡素な構成によって実現することができるとともに、可動接続機構40ひいてはディスクロータ100の製造の手間やコストをより低減することができる。
また、本実施形態では、かしめピン30(結合具)は、複数の内側部位21(内向きフランジ)のそれぞれとフランジ13(外向きフランジ)とを接続し、可動接続機構40は、複数の内側部位21のそれぞれの第一内縁21b(内縁)と、端部12aとを接続している。このような構成によれば、可動接続機構40による接続部分をより小さく構成することができ、ディスク20の熱膨張等に伴って有底筒10とディスク20とが径方向に相対移動する際の抵抗がより小さくなる。これにより、例えば、有底筒10とディスク20とが径方向によりスムーズに相対移動することができたり、可動接続機構40での摺動抵抗によるディスク20の変形を抑制できたり、といった効果が得られる。
[第1変形例]
図4は、第1実施形態の第1変形例のディスクロータ100Aの、図3と同等位置での断面図である。図4に示されるように、本変形例の可動接続機構40Aにあっては、ディスク20Aの内側部位21の第一内縁21bには、突出部21cが設けられず、有底筒10Aの挟持部としての突端12a1および根元部12a2が、内側部位21の第一内縁21bそのものを挟持している。このような構成によっても、上記第1実施形態と同様の作用および効果が得られる。また、突出部21cの加工が不要となる分、ディスクロータ100Aの製造の手間およびコストをより低減することができる。本変形例では、第一内縁21bは、被挟持部とも称されうる。
[第2変形例]
図5は、第1実施形態の第2変形例のディスクロータ100Bの、図3と同等位置での断面図である。図5に示されるように、本変形例の可動接続機構40Bにあっては、有底筒10Bの端部12aに、径方向外方に向けて突出する突出部12a3が設けられ、ディスク20Bの内側部位21の第一内縁21bに、突出部12a3が挿入される凹部21b1が設けられている。言い換えると、凹部21b1に対して車幅方向の両側に隣接した側部21b2が、突出部12a3を挟持している。二つの側部21b2は、挟持部の一例である。すなわち、本変形例では、第一内縁21b(一方)に設けられた側部21b2が、端部12a(他方)に設けられた突出部12a3を、軸方向への相対移動を制限し、かつ径方向への相対移動を許容した状態で、軸方向に挟持している。突出部12a3は、被挟持部とも称されうる。
端部12aは、例えば、円筒状の形状を有し、周壁とも称されうる。また、突出部12a3は、径方向外方に向けて突出し、板状かつ環状の形状を有したフランジである。この場合、凹部21b1はスリット状の形状を有し、凹部21b1と突出部12a3との軸方向の境界面は、軸方向と交差しかつ直交した平面に沿って延びている。そして、二つの側部21b2は、突出部12a3を、比較的緩やかに挟持している。
なお、ディスクロータ100Bは、周壁としての端部12aに替えて、周方向に間隔をあけて並んだ複数の端部12aを有してもよい。この場合、各端部12aは、複数の内側部位21のそれぞれの径方向内方に面する。また、この場合、各端部12aは、軸方向に突出した突起あるいは壁であり、突出部12a3は、棒状あるいは板状の形状を有することができる。また、凹部21b1は、有底孔であってもよいし、スリットであってもよい。
二つの側部21b2が突出部12a3を軸方向に挟持する構成は、例えば、端部12aの車幅方向内方の先端が端部12aの基端よりも径方向内方に傾斜した形状(二点鎖線)に作られた有底筒10Bと、ディスク20Bとが、かしめピン30によって結合された後、端部12aの先端が径方向外方へ傾くよう塑性変形されることにより、作られうる。
[第2実施形態]
図6は、本実施形態のディスクロータ100Cの正面図であり、図7は、図3と同等位置での断面図である。図6,7に示されるように、本変形例の可動接続機構40Cにあっては、突出部21cがディスク20C中の一部位として設けられるのではなく、ディスク20Cに取り付けられた接続部材41によって突出部21cが形成されている。接続部材41は、例えば、内側部位21に設けられ周方向に延びる凹溝21d内に嵌合されかつ装着されている。
接続部材41は、例えば、金属材料のような弾性材料で作られたEリングやCリングであってもよい。あるいは、接続部材41は、例えば、耐熱性の高い合成樹脂材料やエラストマのような弾性材料で作られた環状部材であってもよい。接続部材41は、弾性的に径方向に縮められた状態で軸方向に移動されることにより、凹溝21d内に収容され、ディスク20Cに装着されうる。すなわち、接続部材41は、ディスク20Cに、弾性変形を伴って装着される。また、接続部材41は、かしめピン30によって径方向に位置決めされてもよい。
接続部材41が金属材料のような比較的硬い弾性材料で作られている場合には、例えば、第1実施形態と同様、フローフォーミングによって、突端12a1と根元部12a2とが突出部21cを軸方向に挟持する構成が得られてもよい。また、接続部材41が、合成樹脂材料やエラストマのような比較的軟らかい弾性材料で作られている場合には、例えば、接続部材41が装着された有底筒10Cとディスク20Cとの軸方向の相対移動により、接続部材41が、弾性変形を伴って有底筒10Cに装着されてもよい。
以上、説明したように、本実施形態では、可動接続機構40Cは、有底筒10Cおよびディスク20Cとは別部品としての接続部材41を有している。このような構成によれば、例えば、可動接続機構40Cを有したディスクロータ100をより容易に製造することができたり、接続部材41をより適切な材料によって構成できたり、といった効果が得られる。
また、本実施形態では、接続部材41は、弾性材料で作られ、有底筒10Cおよびディスク20Cのうち少なくとも一方に、弾性変形を伴って装着される。このような構成によれば、例えば、可動接続機構40Cを有したディスクロータ100の製造の手間やコストをより低減することができる。
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
例えば、内側部位は、周方向に延びた一つの円環状の内向きフランジであってもよい。
10,10A~10C…有底筒、11…底壁、11a…外縁、12…周壁、12a…端部、12a1…突端(挟持部)、12a2…根元部(挟持部)、13…フランジ(外向きフランジ)、20,20A~20C…ディスク、21…内側部位(内向きフランジ)、21b…第一内縁、21b2…側部(挟持部)、22…外側部位(被制動部)、30…かしめピン(結合具)、40,40A~40C…可動接続機構、41…接続部材、100,100A~100C…ディスクロータ。

Claims (6)

  1. 円板状の底壁と、当該底壁の外縁から前記底壁と交差した第一方向に延びた筒状の周壁と、当該周壁から前記周壁の径方向外方に張り出した外向きフランジと、を有した有底筒と、
    少なくとも部分的に前記外向きフランジと前記周壁の軸方向に重なる内側部位と、当該内側部位に対して前記周壁の径方向外方に位置された外側部位と、を有し、前記周壁の軸方向と交差した環状のディスクと、
    前記周壁の周方向に並び、前記外向きフランジと前記ディスクとを、前記周方向への相対移動を制限するとともに前記周壁の径方向への相対移動を許容した状態で、前記周壁の軸方向に結合した、複数の結合具と、
    前記ディスクの内縁と前記周壁の前記第一方向の端部とを、前記軸方向への相対移動を制限するとともに前記径方向への相対移動を可能に接続し、前記内縁および前記端部のうち一方に設けられ前記内縁および前記端部のうち他方を前記軸方向に挟む挟持部を有した可動接続機構と、
    を備え、
    前記挟持部は、前記周壁に沿った円環状の形状を有した、ディスクロータ。
  2. 円板状の底壁と、当該底壁の外縁から前記底壁と交差した第一方向に延びた筒状の周壁と、当該周壁から前記周壁の径方向外方に張り出した外向きフランジと、を有した有底筒と、
    少なくとも部分的に前記外向きフランジと前記周壁の軸方向に重なる内側部位と、当該内側部位に対して前記周壁の径方向外方に位置された外側部位と、を有し、前記周壁の軸方向と交差した環状のディスクと、
    前記周壁の周方向に並び、前記外向きフランジと前記ディスクとを、前記周方向への相対移動を制限するとともに前記周壁の径方向への相対移動を許容した状態で、前記周壁の軸方向に結合した、複数の結合具と、
    前記ディスクの内縁と前記周壁の前記第一方向の端部とを、前記軸方向への相対移動を制限するとともに前記径方向への相対移動を可能に接続し、前記内縁および前記端部のうち一方に固定され、前記内縁および前記端部のうち他方との前記軸方向の相対移動を制限するとともに前記他方との前記径方向への相対移動を可能に接続する接続部材を有した可動接続機構と、
    を備えた、ディスクロータ。
  3. 前記接続部材は、弾性材料で作られ、前記内縁および前記端部のうち一方および前記内縁および前記端部のうち他方のうち少なくとも一方に、弾性変形を伴って装着された、請求項に記載のディスクロータ。
  4. 前記内側部位は、複数の内向きフランジを有し、
    前記結合具は、前記複数の内向きフランジのそれぞれと前記外向きフランジとを結合し、
    前記可動接続機構は、前記複数の内向きフランジのそれぞれの前記内縁と前記端部とを接続した、請求項1~のうちいずれか一つに記載のディスクロータ。
  5. 円板状の底壁と、当該底壁の外縁から前記底壁と交差した第一方向に延びた筒状の周壁と、当該周壁から前記周壁の径方向外方に張り出した外向きフランジと、を有した有底筒と、
    少なくとも部分的に前記外向きフランジと前記周壁の軸方向に重なる内側部位と、当該内側部位に対して前記周壁の径方向外方に位置された外側部位と、を有し、前記周壁の軸方向と交差した環状のディスクと、
    前記周壁の周方向に並び、前記外向きフランジと前記ディスクとを、前記周方向への相対移動を制限するとともに前記周壁の径方向への相対移動を許容した状態で、前記周壁の軸方向に結合した、複数の結合具と、
    前記ディスクの内縁と前記周壁の前記第一方向の端部とを、前記軸方向への相対移動を制限するとともに前記径方向への相対移動を可能に接続した可動接続機構と、
    を備え、
    前記内側部位は、複数の内向きフランジを有し、
    前記結合具は、前記複数の内向きフランジのそれぞれと前記外向きフランジとを結合し、
    前記可動接続機構は、前記複数の内向きフランジのそれぞれの前記内縁と前記端部とを接続した、ディスクロータ。
  6. 前記可動接続機構は、前記内縁および前記端部のうち一方に設けられ前記内縁および前記端部のうち他方を前記軸方向に挟む挟持部を有した、請求項に記載のディスクロータ。
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