旋转传递盘

文档序号:1803878 发布日期:2021-11-05 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 旋转传递盘 (Rotary transmission disc ) 是由 久保田哲史 村山友贵 于 2020-02-04 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种确保强度并实现轻量化的旋转传递盘。旋转传递盘(1)具备:在旋转传递时载荷作用的外周部(2);形成在外周部内侧的中央开口部(3);以及为了将旋转传递盘(1)安装于旋转体而形成在从外周部(2)向中央开口部(3)内突出的位置的多个安装孔(5)。在多个安装孔(5)中的相邻的两个安装孔相对于旋转传递盘的中心所成的分割角度的各范围内,形成有从载荷点向构成分割角度的一个安装孔延伸的第一格条部(6)和从载荷点向构成分割角度的另一个安装孔延伸的第二格条部(7),该载荷点是以将分割角度以规定的角度比率内分的方式沿径向延伸的直线与外周部的载荷半径位置的交点,第一格条部(6)和相邻的分割角度的范围内的第二格条部(7)相互交叉,安装孔(5)分别位于该交叉的区域(8)。(The invention provides a rotation transmission disc which ensures strength and realizes light weight. A rotation transmission disc (1) is provided with: an outer peripheral portion (2) on which a load acts during rotation transmission; a central opening (3) formed inside the outer peripheral portion; and a plurality of mounting holes (5) formed at positions protruding from the outer peripheral portion (2) into the central opening portion (3) in order to mount the rotary transmission disc (1) to the rotary body. In each range of a division angle formed by two adjacent mounting holes in the plurality of mounting holes (5) relative to the center of the rotary transmission disc, a first lattice section (6) extending from a load point to one mounting hole forming the division angle and a second lattice section (7) extending from the load point to the other mounting hole forming the division angle are formed, the load point is an intersection point of a straight line extending in the radial direction and a load radius position of the outer peripheral part in a manner of dividing the division angle in a predetermined angle ratio, the first lattice section (6) and the second lattice section (7) in the range of the adjacent division angle are intersected with each other, and the mounting holes (5) are respectively positioned in the intersected area (8).)

旋转传递盘

技术领域

本发明涉及旋转传递盘。

背景技术

制动盘、链轮等旋转传递盘大多共同要求确保强度并实现轻量化。

但是,使用制动盘、链轮的机型分别由不同的布局构成,另外,成为它们的安装对象部件的车轮存在各种规格等,产品规格根据使用机型、对方部件而显著不同。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述事实而作出的,其目的在于提供一种在各种使用条件下能够确保强度并实现轻量化的旋转传递盘。

用于解决课题的方案

为了解决上述问题,本发明的旋转传递盘具备:外周部,在旋转传递时,载荷作用于所述外周部;中央开口部,所述中央开口部形成在所述外周部的内侧;以及多个安装孔,所述多个安装孔为了将所述旋转传递盘安装于旋转体而形成在从所述外周部向所述中央开口部内突出的位置,在相邻的两个安装孔相对于所述旋转传递盘的中心所成的分割角度各自的范围内,将内分直线与内周线的交点作为载荷点,所述内分直线以将所述分割角度以规定的角度比率内分的方式沿径向延伸,所述内周线具有被施加载荷的所述外周部的半径区域内的一个半径,形成有从该载荷点向构成所述分割角度的一个安装孔延伸的第一格条部和从该载荷点向构成所述分割角度的另一个安装孔延伸的第二格条部,所述第一格条部与位于相邻的分割角度的范围内的所述第二格条部相互交叉,所述安装孔分别位于该交叉的区域。

优选的所述交叉的区域具有多个弧复合地连接而形成的部分。优选的是,在所述第一格条部以及所述第二格条部与所述外周部的连接部分形成有凹状的弧的部分,另外,所述凹状的弧通过将多个弧复合地连接而形成。更优选的是,所述弧的曲率半径比所述外周部的内周圆的半径小。

所述分割角度的每一个也可以是实质上相等的等分角度。另外,所述多个安装孔也可以形成在距所述旋转传递盘的中心在径向上等距离的位置。

优选的是,在所述交叉的区域,仅所述第一格条部以及所述第二格条部交叉。另外,由所述外周部的圆和交叉的所述第一格条部以及所述第二格条部形成闭合的开口部。

优选的是,所述规定的角度比率为1:2~1:4。进一步优选为,所述规定的角度比率为1:3。

所述旋转传递盘以在所述规定的角度比率与1:1不同时所述第一格条部以及所述第二格条部中的格条的长度短的一方对旋转进行引导而旋转的方式安装于所述旋转体。

所有的所述第一格条部以及所述第二格条部也可以与所述外周部一体成形。或者,也可以是,所有的所述第一格条部以及所述第二格条部形成一体成形的格条内周部,该格条内周部通过连结构件与所述外周部连结。

所述旋转传递盘的一个方式是制动盘。在该情况下,例如所述外周部具有应用制动垫的面。另外,被施加所述载荷的所述外周部的半径区域是所述制动垫抵接的区域。优选的是,所述制动盘的所述外周部具有波形部。

所述旋转传递盘的另一方式是链轮。在该情况下,在所述外周部形成有链轮齿。另外,被施加所述载荷的所述外周部的半径区域是通过张设于所述链轮齿的链作用载荷的区域。

所述旋转传递盘的又一方式是离合器。在该情况下,被施加所述载荷的所述外周部的半径区域是与所述离合器相对的部件抵接的区域。

也可以在所述外周部形成有多个重量减轻用的孔。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的旋转传递盘(制动盘)的主视图。

图2是第一实施方式的旋转传递盘的后视图。

图3是第一实施方式的旋转传递盘的立体图。

图4是第一实施方式的旋转传递盘的侧视图。

图5是沿着图1的A-A线截取的第一实施方式的旋转传递盘的剖视图。

图6是用于说明第一实施方式的旋转传递盘的相邻的安装孔的中心角以及第一及第二格条部的角度比率的图。

图7A是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:1时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7B是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:2时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7C是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:3时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7D是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:4时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7E是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:5时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7F是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:6时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图7G是表示将第一实施方式的旋转传递盘的角度比率设为1:7时的应力分布、重量比以及应力的解析结果的图。

图8是本发明第二实施方式的旋转传递盘(制动盘)的主视图。

图9是第二实施方式的旋转传递盘的后视图。

图10是第二实施方式的旋转传递盘的立体图。

图11是第二实施方式的旋转传递盘的侧视图(从沿着图8的A'-A'线的方向观察时的侧视图)。

图12是第二实施方式的旋转传递盘的侧视图(从与图8的A'-A'线垂直的方向观察时的侧视图)。

图13是沿着图1的A'-A'线截取的第二实施方式的旋转传递盘的剖视图。

图14是本发明第三实施方式的旋转传递盘(链轮)的主视图。

图15是第三实施方式的旋转传递盘的后视图。

图16是第三实施方式的旋转传递盘的立体图。

图17是第三实施方式的旋转传递盘的侧视图。

图18是沿着图14的B-B线截取的第三实施方式的旋转传递盘的剖视图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1至图5表示本发明第一实施方式的旋转传递盘1。该旋转传递盘1作为在自行车、机动二轮车等中使用的制动盘而实现。作为旋转传递盘1的材料,例如可以使用铝、碳素钢等,但并不限于此。

如图1至图3最佳所示,旋转传递盘1具备:在旋转传递时载荷作用的外周部2;形成在外周部2的内侧的中央开口部3;以及为了将旋转传递盘1安装于车轮等旋转体(未图示)而形成于从外周部2向中央开口部3内突出的位置的多个安装孔5。

在图1至图5的例子中,安装孔5设置有6个。在图的例子中,6个安装孔5以相邻的两个安装孔5、5相对于旋转传递盘的中心所成的中心角(分割角度)成为实质上相等的等分角度的方式在周向上分布。在安装孔5为6个的情况下,等分角度为360°/6=60°。安装孔5的配置根据安装有旋转传递盘1的车轮等旋转体的规格来决定,因此,未必是分割角度分别相等的等分角度。例如,根据车轮的规格,即便分割角度为50°、55°、60°、65°、...这样不均等(也可以包含一部分均等),也能够应用本发明。

另外,在图1至图5的例子中,安装孔5形成在距旋转传递盘的中心O在径向上等距离的位置。但是,关于这一点,安装孔5的配置也根据车轮等的规格来决定,因此,未必限定于距安装孔5的中心O的径向距离相等,也可以不同(也可以包含一部分等半径),在该情况下,也能够应用本发明。

各个安装孔5形成于从外周部2向中央开口部3内以相对于径向(从盘中心O沿半径方向延伸的方向)倾斜的角度延伸的第一格条部6与从外周部2向中央开口部3内以相对于径向倾斜的角度延伸的第二格条部7交叉的区域8。第一格条部6、第二格条部7以及交叉的区域8与外周部2一起分别形成有周向开口部9。在交叉的区域8,仅第一格条部6以及第二格条部7交叉,除了这些格条部以外,不存在与交叉的区域8交叉的部分。

在外周部2的外缘形成有由反复出现的凸凹构成的花瓣状的波形部10,在外周部2形成有重量减轻用的孔11。外周部2具有包括波形部10的凸部分且能够应用未图示的制动垫的面。例如,制动垫也可以通过用一对垫从表面以及背面的两面抵接外周部2而对旋转传递盘施加制动力。因此,在旋转传递时,即在制动垫与外周部2抵接而施加制动力时,向与旋转传递盘1的旋转方向相反的方向对外周部2直接施加载荷。另外,通过花瓣状的波形部10,能够除去因制动垫的磨损而产生的微量粉末。需要说明的是,本发明并不限于具有波形部10的制动盘,当然也能够应用于不具有波形部的圆形的制动盘等。

从图4的侧视图可知,旋转传递盘1以外周部2、第一格条部6、第二格条部7、交叉的区域8以及波形部10处于规定的厚度范围的方式形成为板状。

旋转传递盘1将图2所示的背侧面按压于车轮,将螺栓从图1所示的表侧面穿过安装孔5与车轮的螺纹孔拧合,由此安装于车轮。因此,如图1、图2以及图5所示,安装孔5在表侧面具有以螺栓的头能够落座的方式凹陷为盘状的部分12(图3)。

接着,使用图6,对决定第一格条部6以及第二格条部7的角度比率、进而决定这些格条部相对于径向的倾斜角度的方法进行说明。

图6(是从图2所示的背面侧观察的图,波形部10省略了图示)示出旋转传递盘1的安装孔中的相邻的两个安装孔5、5的中心角即分割角度θd。分割角度θd是从盘中心O分别通过相邻的两个安装孔5、5的中心的直线P、Q所成的角度,如上所述,在安装孔5为6个且等分角度的情况下,θd=60°。

在此,考虑以规定的比率θ1:θ2对分割角度θd进行内分的方式从中心O延伸的内分直线R。此时,将内分直线R与旋转传递盘1的被施加载荷的半径区域的一个半径的内周线U相交的位置作为载荷点L。关于旋转传递盘1的被施加载荷的半径区域,在该旋转传递盘1为制动盘的情况下,成为外周部2、即应用制动垫而直接传递载荷的半径区域,能够选择位于该半径区域内的一个半径,将具有该半径的内周线U与内分直线R的交点作为载荷点L。例如,该半径区域是从波形部10的外周半径起具有比外周部2的内周圆V的半径大规定长度(例如1.5mm)的半径的区域。也可以确定推定为被施加最大的载荷的位置(例如相当于制动垫的重心的位置),将具有施加该最大载荷的位置的半径的内周线与内分直线R的交点作为载荷点L。

决定从载荷点L向决定该分割角度的两个安装孔5、5延伸的两条直线S、T,能够以在沿着这些直线S、T的方向上从外周部2向中央开口3延伸的方式决定第一格条部6以及第二格条部7的倾斜角度。

即,在根据车轮的规格赋予了多个安装孔5的位置时,通过适当调节对分割角度θd进行内分的规定的比率θ1:θ2来构成旋转传递盘1,从而能够通过中央开口部3、周向开口部9的存在而实现轻量化,并且使应力适当地分散,因此能够维持盘强度。

需要说明的是,分割角度的范围P~Q如使该范围绕逆时针方向旋转的P'~Q'所示,成为包罗对一个安装孔5进行支承的第一格条部6以及第二格条部7的范围。

在图6的例子中,θ1=20°,θ2=40°,规定的比率为1:2。旋转传递盘1以第一格条部6以及第二格条部7中的格条的长度较短的一方、即在图6的例子第一格条部6引导旋转而使旋转的方向成为正方向(即,与施加制动力的方向相反的方向)的方式安装于车轮。如图2、6所示,在从背面侧观察旋转传递盘1的情况下,正方向为逆时针方向,如图1所示,在从表面侧观察旋转传递盘1的情况下,正方向为顺时针方向。(但是,在规定的角度比率为1:1时,第一格条部6以及第二格条部7为相等的长度,相对于径向以相等的倾斜角度分别延伸,因此,也可以将任一个旋转方向作为正的旋转方向而使旋转传递盘1旋转。但是,在第一以及第二格条部的粗细不同的情况下,即便是规定的角度比率1:1,也使粗的一方的格条部引导的方向为正方向)

另外,更优选的是,如图6所示,交叉的区域8可以具有多个弧20、21、22、23、24复合连接而形成的部分。在此,弧20、23、24是凸状的弧,弧21、22是凹状的弧。另外,优选的是,在第一格条部6以及第二格条部7与外周部2的连接部分形成有凹状的弧的部分25、26、27、28。这些弧21~28的曲率半径形成为比外周部2的内周圆V的半径小。

特别是,通过以多个弧复合地形成弧27、28,并且使弧27、28的复合圆的曲率半径比内周圆V的半径小,从而能够有效地防止应力集中。

通过这样形成弧,能够防止应力的局部的集中,确保旋转传递盘1整体的强度。

接着,使用图7A~G说明将规定的角度比率进行各种改变时的各样品的应力以及重量的解析结果。

在图7A~G中,作为约束条件,将安装孔5完全约束,作为载荷条件,在所有的样品中以相同条件(半径位置、圆周位置、输入载荷)施加负荷这样的解析条件进行了解析。另外,作为样品条件,形状规格:外径、内径、板压、安装孔(径、P.I.D、等分角度)以及载荷部形状等相同,仅改变第一以及第二格条部的角度(θ1、θ2)进行了解析。另外,在所有的样品中,使用如下的共计7个样品:安装孔为6个,等分角度θd=60°,将等分角度进一步等分(2~8等分),规定的角度比率θ1:θ2为1:1、1:2、1:3、...1:7。其中,将角度比率θ1:θ2=1:1的样品(1)(图7A)设为基准标记(在角度比率θ1:θ2=1:1在正转以及反转中应力结果不同是因为第一以及第二格条部的粗细不同)。

如图7A~G所示,在重量方面,相对于样品(1)显著的是θ1:θ2=1:2的样品(2)(图7B)、θ1:θ2=1:3的样品(3)(图7C)以及θ1:θ2=1:4的样品(4)(图7D)。其中,不管有无公共部分,重量成为最小的是θ1:θ2=1:2的样品(2)(图7B),样品(3)、(4)(图7C、图7D)紧随其后。另外,确认了在正转中最低的局部应力的最大值(295Mpa)的是样品(3)(图7C)。即,由于局部应力的最大值较小,因此,推定为能够确保盘的强度。该样品(3)的最小应力是与样品(1)中确认的最低的应力(在反转中为292MPa)接近的值。因此,可认为样品(2)、(3)以及(4)在减轻重量以及确保强度方面是优选的实施例。

(第二实施方式)

在第一实施方式中,旋转传递盘1整体一体成形。本发明的旋转传递盘并不限于此,也可以由两个以上的部件构成。将该例子作为第二实施方式使用图8至图13进行说明。需要说明的是,对于与第一实施方式相同的第二实施方式的结构要件,对与第一实施方式相同的参照编号标注b而省略详细的说明。

如图8至图13所示,第二实施方式的旋转传递盘1b具备外周部2b和格条内周部13,格条内周部13经由销14和从外周部2b向中央开口部3b延伸的多个桥接部15与外周部2b连结。

在格条内周部13,一体成形有旋转传递盘1b的所有的第一格条部6b以及第二格条部7b,在第一以及第二格条部交叉的区域8b的每一个分别形成有安装孔5b。需要说明的是,在多个安装孔5b中,也包括距中心O的距离不同的安装孔。

需要说明的是,在第二实施方式中,也可以形成有复合的弧的部分20~24、凹状伸出部25~27。

在第二实施方式中,除了与第一实施方式相同的作用效果之外,还能够提供仅通过根据车轮的规格仅更换格条内周部13就能够应对的旋转传递盘。或者,与此相反,也能够因外周部2b的磨损等而仅更换外周部2b。

(第三实施方式)

第一以及第二实施方式将本发明的旋转传递盘构成为制动盘。第三实施方式将本发明的旋转传递盘构成为链轮,以下,使用图14至图18对第三实施方式进行说明。需要说明的是,对于与第一实施方式相同的结构要件,对与第一实施方式相同的参照编号标注c而省略详细的说明。

如图14至图18所示,旋转传递盘1c具备:外周部2c;形成在外周部2c的内侧的中央开口部3c;以及为了将旋转传递盘1安装于车轮等旋转体(未图示)而形成在从外周部2c向中央开口部3c内突出的位置的多个安装孔5c。如图14至图16最佳所示,与第一实施方式同样地,第一格条部6c与位于相邻的分割角度的范围内的第二格条部7c相互交叉,安装孔5c分别位于该交叉的区域8c。在第三实施方式中,也如关于第一实施方式在图6中说明的那样,基于规定的角度比率,确定第一格条部6c以及第二格条部7c延伸的各个方向。另外,在第三实施方式中,也可以形成有复合的弧的部分20~24、凹状伸出部25~27。

在外周部2c形成有链轮齿16,在链轮齿16上张设环形转动的链(未图示)。因此,载荷作用于张设该链的外周部2c的区域,确定被施加载荷的外周部2c的半径区域。

根据第三实施方式,与第一实施方式同样地,能够提供一并实现轻量化以及高强度的链轮。

在将作为第三实施方式的链轮的旋转传递盘1c安装于自行车等的情况下,也可以在其相向的一侧配置作为第一实施方式或第二实施方式的制动盘的本发明的旋转传递盘1、1b。当然,本发明并不限定于该应用例。

以上是本发明的实施方式,但本发明并不仅限于上述例子,能够在本发明的范围内任意适当地变更。

例如,在上述实施方式中,将本发明的旋转传递盘作为制动盘或链轮进行了说明,但本发明的旋转传递盘也能够应用于能够传递旋转力的其他任意的盘,作为一例,也能够应用于离合器或者链轮以外的齿轮等。

在将本发明的旋转传递盘构成为离合器的情况下,将外周部构成为具备离合器面。在该情况下,被施加载荷的外周部2、2b、2c的半径区域是与该离合器相对的部件抵接的区域。

另外,关于安装孔的个数,在上述实施方式中,示出6个的例子,但本发明不限于此,也可以根据安装旋转传递盘的车轮等,少于6个或者多于6个。

附图标记说明

1、1b、1c 旋转传递盘

2、2b、2c 外周部

3、3b、3c 中央开口部

5、5b、5c 安装孔

6、6b、6c 第一格条部

7、7b、7c 第二格条部

8、8b、8c 交叉的区域

9、9b、9c 周向开口部

10、10b 波形部

11、11b 重量减轻用的孔

12 凹陷为盘状的部分

13 格条内周部

14 销

15 桥接部

16 链轮齿

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