(57)【要約】【課題】ドラムブレーキの薄板化が可能なようにする。【解決手段】ドラムブレーキ装置において、ジャッキボルト孔１３からハブ孔１５の縁までの、前記ハブ孔１５の法線方向における距離をＬ、取付面１ａとハブとの間で発生する固着力をＦ、取付面１ａの断面係数をＺ、ジャッキボルト孔１３の径に対するハブ孔１５の円周の比である円周比をｉとし、所定の式により、ハブからブレーキドラム１を取り外すときに生じる曲げ応力が、ブレーキドラム１に使用する材料強度以下となるようにＬを設定するようにした。【選択図】図１
2013113302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備わるハブの先端が挿通されるハブ孔と、前記ハブに備わるハブフランジへの取付面とを有するブレーキドラムを具備し、
前記取付面には、前記ブレーキドラムを前記ハブから外すためのジャッキボルトが挿通されるジャッキボルト孔が複数個所設けられているドラムブレーキ装置において、
前記ジャッキボルト孔から前記ハブ孔の縁までの、前記ハブ孔の法線方向における距離をＬ、
前記取付面と前記ハブとの間で発生する固着力をＦ、
前記取付面の断面係数をＺ、
前記ジャッキボルト孔の径に対する前記ハブ孔の円周の比である円周比をｉとし、
以下の式により前記ハブから前記ブレーキドラムを取り外すときに生じる曲げ応力が、前記ブレーキドラムに使用する材料強度以下となるように前記Ｌを設定することを特徴とするドラムブレーキ装置。
【数３】
2013113302.tif 000009
【請求項２】
前記取付面の厚さが４．５ｍｍ以下で、前記ジャッキボルトをＭ８、前記ブレーキドラムの材料強度を２２０Ｍｐａまたは２５０Ｍｐａとしたときに、
前記Ｌを９ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のドラムブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のドラムブレーキ装置の技術に関し、特にハブからドラムを外す際の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のブレーキ装置として、ドラムブレーキ装置が知られている。特許文献１に示されるように、ドラムブレーキ装置は、ホイール（ディスク）とハブ（ハブフランジ）との間に円盤状のブレーキドラムが挟み込まれ、この状態でハブにボルト締めされることで、車輪に取り付けられている。ドラムブレーキ装置を取り外す場合、まず、ボルトを緩めてホイールを外し、次に、ドラムブレーキ装置（ブレーキドラム）をハブから外す手順をとる。ブレーキドラムを取り外す際には、例えば、前記のボルトが挿通されるボルト孔とは別にブレーキドラムに穿設されているジャッキボルト孔にジャッキボルトをねじ込み、ハブ（ハブフランジ）からブレーキドラムをジャッキアップする要領で、ブレーキドラム、つまりドラムブレーキ装置をハブ（ハブフランジ）から取り外すことが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８０６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、長期間ドラムブレーキ装置をハブに取り付けていると、ハブとブレーキドラムのハブ孔とが、強固に固着していることが多い。このような場合に、ドラムブレーキ装置をジャッキボルトによって外す際、無理にジャッキボルトでブレーキドラムをジャッキアップしようとすると、ブレーキドラムのハブ取付面に過大な力による不具合が生じてしまうことがあった。この対策として、ドラムブレーキのハブ取付面の板厚を増して厚くすることによって不具合の発生を防ぐなどの手法があるが、単に板厚を増すと装置としての重量が増えてしまう。
そのためには、板厚などのパラメータを適切に設定する必要がある。
【０００５】
そこで本発明は、かかる不具合を防止して、板厚などのパラメータを適切に設定可能な手法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題に鑑み、本発明者らは鋭意研究を行い、前記課題を解決した。すなわち、本発明（請求項１に係る発明）は、車両に備わるハブの先端が挿通されるハブ孔と、前記ハブに備わるハブフランジへの取付面とを有するブレーキドラムを具備し、前記取付面には、前記ブレーキドラムを前記ハブから外すためのジャッキボルトが挿通されるジャッキボルト孔が複数個所設けられているドラムブレーキ装置に適用される。
そして、このドラムブレーキ装置は、（ａ）前記ジャッキボルト孔から前記ハブ孔の縁までの、前記ハブ孔の法線方向における距離をＬ（固着部〜ネジ部）、（ｂ）前記取付面と前記ハブとの間で発生する固着力をＦ、（ｃ）前記取付面の断面係数をＺ、（ｄ）前記ジャッキボルト孔の径に対する前記ハブ孔の円周の比である円周比をｉとしたとき、以下の式により前記ハブから前記ブレーキドラムを取り外すときに生じる曲げ応力が、前記ブレーキドラムに使用する材料強度以下となるように前記Ｌが設定されることを特徴とする。
【数１】
2013113302.tif 000003
【０００７】
この構成においては、ブレーキドラム（すなわちドラムブレーキ装置）を取り外す際にジャッキボルトを使用するが、材料強度を考慮した適切な距離Ｌを設定するが可能となり、これにより、取り外す際の過大な力による取付面の不具合の発生を防止することが可能となる。
【０００８】
また、前記課題を解決した本発明（請求項２に係る発明）のドラムブレーキ装置は、前記取付面の厚さが４．５ｍｍ以下で、前記ジャッキボルトの先端部のネジ部をＭ８、前記ブレーキドラムの材料強度を２２０Ｍｐａまたは２５０Ｍｐａとしたときに、前記Ｌを９ｍｍ以下とすることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、板厚４．５ｍｍ以下のときにＬを９ｍｍ以下にする。この構成によれば、取付面の厚さ（板厚）を４．５ｍｍ以下として、軽量化が可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ドラムブレーキ装置の取付面の板厚などのパラメータを適切に設定可能な手法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るドラムブレーキ装置の本体をなすブレーキドラムを示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図である。
【図２】ジャッキボルトを使ってハブからブレーキドラムを取り外す際の様子を模式的に示した斜視図である。
【図３】円周比を説明する際の参照図である。
【図４】ブレーキドラムの回転中心軸から上側の断面図であり、（ａ）は取付面の薄肉化を図る前の例を、（ｂ）は取付面の薄肉化を図った後の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明である、ドラムブレーキ装置するための形態（以下「実施形態」という）について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して、ドラムブレーキ装置の構成を説明する。正面図である図１（ａ）に示されるように、ドラムブレーキ装置の本体をなすブレーキドラム１は、円形の外観をしており、かつ、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である図１（ｂ）に示されるように、側面視して段つき形状をしている。すなわち、ブレーキドラム１は、段つき形状をした外観をした皿状の部材である。換言すると、円形の取付面１ａの外周部分に立ちあがり部（胴部）が形成されている寸胴形状をしている。
【００１４】
図１（ａ）に示されるように、取付面１ａの中央には、ハブ２の先端部であるハブ先端２ａ（図２参照）が挿通されるハブ孔１５が形成されている。また、ハブ２の側から突き出しているホイールボルト１２（図２参照）が挿通されるホイールボルト孔１１が、ハブ孔１５の周りに等間隔（９０度間隔）で４か所、形成されている。また、ジャッキボルト孔１３（径Ｂ）が、ハブ孔１５の周りに２か所、１８０度対向する位置に形成されている。このジャッキボルト孔１３には、ジャッキボルト１４（図２参照）の先端部に切られた雄ネジに対応した雌ネジが切られている。ちなみに、この例では、ジャッキボルト孔１３は、ホイールボルト孔１１よりも内周側に、かつ、角度にしてα度ずらして形成されている。
なお、ブレーキドラム１がハブ２にどのように取り付けられているのかは、背景技術で上げた特許文献１と同じであり、また、特に文献を挙げるまでもなく周知であるので、その説明を省略する。
【００１５】
図２は、前記のとおり、ジャッキボルト１４を使ってハブ２からブレーキドラム１を取り外す様子を模式的に示している。
ブレーキドラム１（つまりドラムブレーキ装置）をハブ２から取り外す作業は、車検（自動車検査登録制度に基づく検査）の度に行われるが、つまり、初回は３年目に・以後は２年ごとに行われるが、取り外しの際には、まず、図示しないナットを４つのホイールボルト１２から全部緩め取り、次に、図示しないホイールを外す。ホイールを外した後は、図２に示すように、ジャッキボルト孔１３にジャッキボルト１４をねじ込んでジャッキボルト孔１３の軸周りに回転させ、ブレーキドラム１をハブ２のハブフランジ２ｂから引き剥がすようにジャッキアップする。この際、取付面１ａとハブフランジ２ｂとが固着していると、取付面１ａには曲げ応力が生じる。固着が強固であると、曲げ応力が取付面１ａの材料強度を上回り、取付面１ａに不具合を生じてしまう。ちなみに、ハブ孔１５の周り（ハブ孔１５の縁）とハブ２の間に錆などによる固着が生じやすく、その部分（固着部）の固着が強固であると、取付面１ａに生じる曲げ応力は大きくなる。
なお、取付面１ａに発生する曲げ応力は、下記の式で計算される
【数２】
2013113302.tif 000004
【００１６】
ここで、式の各パラメータについて説明する。固着力Ｆ（単位Ｎ）は、通常の測定方法により測定されるが、後記する表においては、過去の例などからわかっている値に基づいて、マージンを加味した閾値的に１５８４０Ｎや１８０００Ｎを設定している。
【００１７】
また、距離Ｌ（単位ｍｍ）は、ジャッキボルト孔１３の中心から固着部であるハブ孔１５の縁までの距離である。ちなみに、距離Ｌは、ハブ孔１５の法線方向における平面視した距離である。つまり、ジャッキボルト孔１３の中心からハブ孔１５の縁までの最短距離が距離Ｌである。なお、上記の式から明らかなように、距離Ｌが大きくなるほど曲げ応力は大きくなるので、取付面１ａに不具合が生じやすくなる。
【００１８】
断面係数Ｚ（単位ｍｍ３）は、ブレーキドラム１の断面積から通常の求め方により算出した。ちなみに、断面係数Ｚは，材料の材質、強度などに関係なく、その部材の形状により求まる。上記の式から、断面係数Ｚが大きいほど曲げ応力は小さくなるので、不具合が生じにくくなると言える。なお、部材（取付面１ａ）の板厚（肉厚）が増すほど、断面係数Ｚの値も大きくなる。後記する表では、板厚を４．０〜５．０ｍｍの間で振っている。
【００１９】
円周比ｉ（無次元単位）は、図３の図面上にて、ハブ孔１５の縁にジャッキボルト孔１３を配置した場合、つまり、ハブ孔１５の縁が最も多く隠れるようにハブ孔１５の縁にジャッキボルト孔１３を配置した場合において求まる値であり、円周比ｉは、ハブ孔１５の周長（全周長）を分子とし、ジャッキボルト孔１３により覆い隠される部分のハブ孔１５の周長を分母として計算される。図３では、ハブ孔１５の全周の角度である３６０度をジャッキボルト孔１３に隠される部分の角度θで除す例を示している（円周比ｉ＝３６０／θ）。ちなみに、ジャッキボルト孔１３の径（径Ｂ）が一定、かつ、ハブ孔１５の周長を一定とすれば、前記の距離Ｌが変化しても、円周比ｉは一定である。なお、上記の曲げ応力を求める式から明らかなように、円周比ｉが大きくなるほど曲げ応力は小さくなるので、取付面１ａに不具合が生じにくくなる。
【００２０】
つまり、前記の式に基づき、前記の距離Ｌなどのパラメータを適切に設定することができる。以下は、取付面１ａの薄肉化（軽量化）の観点から、本発明の実施形態のより具体的な例（実施形態例１〜４）を説明する。
【００２１】
なお、実施形態例の説明の前に、図４を簡単に説明すると、図４は、ブレーキドラム１の回転中心軸から上側の断面図であり、図４（ａ）のブレーキドラム１’は、取付面１ａの薄肉化を図る前の例を示している（板厚ｔ１）。一方、図４（ｂ）のブレーキドラム１は、取付面１ａの薄肉化を図った後の例を示している（板厚ｔ）。取付面１ａの板厚はｔ１＞ｔである。ここで、符号１７はリブを示しているが、このリブ１７は、図１、図２においては記載を省略している。
【００２２】
≪実施形態例１≫
表１は、材料強度Ｆが２２０Ｎ／ｍｍ２（＝２２０ＭＰａ）であるＦＣ２２０（ＦＣ；ねずみ鋳鉄）を用いたブレーキドラム１について、そのジャッキボルト孔１３に、先端部がＭ８のネジ部（雄ネジ）を有するジャッキボルト１４をねじ込み、ハブ２からブレーキドラム１外す際の例を示している。
【表１】
2013113302.tif 000005
【００２３】
この表１は、実施形態例１の結果を示す表である。この表１においては、板厚ｔを４．０〜５．０というように振ることで、取付面１ａの断面係数Ｚを振っている。ちなみに、従来の板厚ｔ１（図３（ａ））は５ｍｍである。
また、この表では、固着力Ｆは、全部１５８４０Ｎである。固着力は、ＪＩＳ  Ｚ２３７１の「塩水噴霧試験方法」に基づいて、塩水をかけて腐食による固着を生じさせたものである。また、距離Ｌ（図１参照）は、全部９ｍｍである。また、円周比ｉも、全部２４である。
【００２４】
表１は、計算により求まる曲げ応力が、ＦＣ２２０の材料強度である２２０Ｎ／ｍｍ２以下のものを○とし、一方、２２０Ｎ／ｍｍ２を超えるものを×とした。この具体例から、板厚ｔを５ｍｍ以下にすることが可能であることが理解される。逆に、板厚ｔを４．５ｍｍにして軽量化しようとすれば、距離Ｌを９ｍｍで材料をＦＣ２２０にすればよいことが理解される。
【００２５】
≪実施形態例２≫
表２は、実施形態例２の結果を示す表である。表１との相違は、材料強度が２５０Ｎ／ｍｍ２（＝２５０ＭＰａ）であるＦＣ２５０（ＦＣ；ねずみ鋳鉄）を用いている点と、固着力Ｆを、全部１８０００Ｎとしている点である。その他、距離Ｌなどは、表１と同じである。
【表２】
2013113302.tif 000006
【００２６】
表２は、計算による求まる曲げ応力が、ＦＣ２５０の材料強度である２５０Ｎ／ｍｍ２以下のものを○とし、一方、２５０Ｎ／ｍｍ２を超えるものを×とした。この具体例から、表１よりも強く固着している場合でも、ＦＣ２５０を用いることで、板厚を５ｍｍ以下にすることが可能であることが理解される。逆にいえば、強く固着している場合でも、板厚ｔを４．５ｍｍにして軽量化しようとすれば、距離Ｌを９ｍｍで材料をＦＣ２５０にすればよいことが理解される。
【００２７】
≪実施形態例３≫
表３は、実施形態例３の結果を示す表である。表１との相違は、距離Ｌも７〜１１ｍｍの範囲で振っている点である。その他、固着力Ｆや材料強度などは、表１（実施形態例１）と同じである。
【表３】
2013113302.tif 000007
【００２８】
この表３も表１と同様、計算による求まる曲げ応力が、ＦＣ２２０の材料強度である２２０Ｎ／ｍｍ２（２２０ＭＰａ）以下のものを○とし、一方、２２０Ｎ／ｍｍ２（２２０ＭＰａ）を超えるものを×とした。この例では、すべてが○である。つまり、表１において×となった板厚ｔが４．４ｍｍ以下のものについて、距離Ｌを９ｍｍよりも小さくすることで、曲げ応力が材料強度である２２０Ｎ／ｍｍ２を超えないようにすることができた。ちなみに、ジャッキボルト孔１３の径は、ジャッキボルト１４の先端のＭ８の雄ネジに合わせたものであるので、すなわち、ジャッキボルト孔１３の内径が８ｍｍの雄ネジに合わせたものであるので、距離Ｌを小さくするのには限界があり、距離Ｌ＝７ｍｍが下限といえる数値である。
【００２９】
≪実施形態例４≫
表４は、実施形態例４の結果を示す表である。表２との相違は、距離Ｌも７〜１１ｍｍの範囲で振っている点である。その他、固着力Ｆや材料強度などは、表２（実施形態例２）と同じである。
【表４】
2013113302.tif 000008
【００３０】
この表４も表２と同様、計算による求まる曲げ応力が、ＦＣ２５０の材料強度である２５０Ｎ／ｍｍ２（２５０ＭＰａ）以下のものを○とし、一方、２５０Ｎ／ｍｍ２（２５０ＭＰａ）を超えるものを×とした。この例では、すべてが○である。つまり、表２において×となった板厚ｔが４．４ｍｍ以下のものについて、表３と同様に、距離Ｌを９ｍｍよりも小さくすることで、曲げ応力が材料強度である２５０Ｎ／ｍｍ２（２５０ＭＰａ）を超えないようにすることができた。
【００３１】
以上説明した本発明によれば、ドラムブレーキ装置（ブレーキドラム１）の取付面２ａの板厚ｔなどのパラメータを、材料強度などを加味しつつ薄板化が可能なように適宜設定可能な手法を提供することができる。なお、本発明は、前記した実施形態（実施形態例１〜４）に限定されるものではなく、種々、変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１        ブレーキドラム
１ａ      取付面
１１      ホイールボルト孔
１２      ホイールボルト
１３      ジャッキボルト孔
１４      ジャッキボルト
１５      ハブ孔
２        ハブ
２ａ      ハブ先端
２ｂ      ハブフランジ
Ｂ        ジャッキボルト孔の径
Ｌ        距離
【図１】
2013113302.tif 000010
【図２】
2013113302.tif 000011
【図３】
2013113302.tif 000012
【図４】
2013113302.tif 000013