JP2000046080A - ブレーキディスクロータ - Google Patents
ブレーキディスクロータInfo
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- fin
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D65/00—Parts or details
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/1304—Structure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
- F16D2065/1304—Structure
- F16D2065/1328—Structure internal cavities, e.g. cooling channels
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレーキ鳴き及びグローン音を共に有効に抑
制する。 【解決手段】 対向する摺動板１、２間に略ロータ径方
向に複数のフィン部３Ａ、３Ｂを配設し、前記２枚の摺
動板１、２間で、且つ、隣接するフィン部３Ａ、３Ｂ間
にロータ径方向内外端が開口したベンチホール４を有す
るブレーキディスクロータにおいて、前記フィン部３
Ａ、３Ｂは、フィン長さが長い長フィン３Ａ、短い短フ
ィン３Ｂ、長い長フィン３Ａ及び短い短フィン３Ｂの順
で、且つ、長フィン３Ａの内の１本が外周部に幅方向に
拡張された拡張部５を有するものである４本をセットＳ
として構成し、このセットＳをロータ周方向に周期的に
配列し、前記フィン部３Ａ、３Ｂのフィン総数は、ｎを
直径節モードの次数とすると、４×２ｎ枚に設定した。
制する。 【解決手段】 対向する摺動板１、２間に略ロータ径方
向に複数のフィン部３Ａ、３Ｂを配設し、前記２枚の摺
動板１、２間で、且つ、隣接するフィン部３Ａ、３Ｂ間
にロータ径方向内外端が開口したベンチホール４を有す
るブレーキディスクロータにおいて、前記フィン部３
Ａ、３Ｂは、フィン長さが長い長フィン３Ａ、短い短フ
ィン３Ｂ、長い長フィン３Ａ及び短い短フィン３Ｂの順
で、且つ、長フィン３Ａの内の１本が外周部に幅方向に
拡張された拡張部５を有するものである４本をセットＳ
として構成し、このセットＳをロータ周方向に周期的に
配列し、前記フィン部３Ａ、３Ｂのフィン総数は、ｎを
直径節モードの次数とすると、４×２ｎ枚に設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用のディスク
ブレーキ装置のブレーキディスクロータに係り、特に、
対向する摺動板間に放射状にフィン部を設けることでフ
ィン部間にベンチホールを構成したベンチレーテッド型
のブレーキディスクロータに関する。
ブレーキ装置のブレーキディスクロータに係り、特に、
対向する摺動板間に放射状にフィン部を設けることでフ
ィン部間にベンチホールを構成したベンチレーテッド型
のブレーキディスクロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来のブレーキディスクロータ
としては、図９及び図１０に示すものが提案（機械学会
論文５５巻１２２号Ｎｏ８８−０６２２Ａ参照）され、
図９はブレーキディスクロータの一部断面図、図１０は
図９のＡ−Ａ線相当断面図である。図９及び図１０にお
いて、ブレーキディスクロータは、アウタ側の摺動板１
と、これに対向するインナ側の摺動板２と、これらの間
に配置された複数のフィン部３とを有し、制動時には両
摺動板１、２が左右から摩擦パッドで挾圧されるもので
ある。
としては、図９及び図１０に示すものが提案（機械学会
論文５５巻１２２号Ｎｏ８８−０６２２Ａ参照）され、
図９はブレーキディスクロータの一部断面図、図１０は
図９のＡ−Ａ線相当断面図である。図９及び図１０にお
いて、ブレーキディスクロータは、アウタ側の摺動板１
と、これに対向するインナ側の摺動板２と、これらの間
に配置された複数のフィン部３とを有し、制動時には両
摺動板１、２が左右から摩擦パッドで挾圧されるもので
ある。
【０００３】前記複数のフィン部３はロータ径方向に間
隔を置いて配置され、隣接するフィン部３間にはロータ
径方向内外端が開口するベンチホール４が構成されてい
る。又、複数のフィン部３の一部３ａは、隣接するフィ
ン部間を埋設することによって幅広に構成されている。
隔を置いて配置され、隣接するフィン部３間にはロータ
径方向内外端が開口するベンチホール４が構成されてい
る。又、複数のフィン部３の一部３ａは、隣接するフィ
ン部間を埋設することによって幅広に構成されている。
【０００４】この構成において、ブレーキディスクロー
タの回転により冷却風がベンチホール４をロータ内周側
からロータ外周側へと通過することによって、ブレーキ
ディスクロータが冷却されるものである。
タの回転により冷却風がベンチホール４をロータ内周側
からロータ外周側へと通過することによって、ブレーキ
ディスクロータが冷却されるものである。
【０００５】しかし、前記従来例の構成では、一部のフ
ィン部３ａが幅広に構成されているので、冷却性に問題
があると共に、ロータ周方向の熱的な偏りが生じて熱強
度上にも問題がある。
ィン部３ａが幅広に構成されているので、冷却性に問題
があると共に、ロータ周方向の熱的な偏りが生じて熱強
度上にも問題がある。
【０００６】そこで、本出願人は上記問題点を解決する
べく他の従来例として特開平９−２８０２７８号公報に
開示された図１１及び図１２に示すものを提案した。図
１１はブレーキディスクロータの一部断面図、図１２は
図１１のＢ−Ｂ線相当断面図である。図１１及び図１２
において、複数のフィン部３Ａ、３Ｂはフィン長さが長
い長フィン３Ａと、フィン長さが短い短フィン３Ｂとが
交互に配列されて構成されている。又、各長フィン３Ａ
の外周側は幅広の拡張部５として構成されている。他の
構成は前記従来例と同様なので、図面に同一符号を付し
てその説明を省略する。
べく他の従来例として特開平９−２８０２７８号公報に
開示された図１１及び図１２に示すものを提案した。図
１１はブレーキディスクロータの一部断面図、図１２は
図１１のＢ−Ｂ線相当断面図である。図１１及び図１２
において、複数のフィン部３Ａ、３Ｂはフィン長さが長
い長フィン３Ａと、フィン長さが短い短フィン３Ｂとが
交互に配列されて構成されている。又、各長フィン３Ａ
の外周側は幅広の拡張部５として構成されている。他の
構成は前記従来例と同様なので、図面に同一符号を付し
てその説明を省略する。
【０００７】このようにベンチホール４の数及び面積を
多くして冷却性の向上が図られると共に、フィン部３
Ａ、３Ｂを極端に広くしないため、ロータ周方向の熱的
な偏りが極力防止されて熱強度上でも有利な構成となっ
ている。
多くして冷却性の向上が図られると共に、フィン部３
Ａ、３Ｂを極端に広くしないため、ロータ周方向の熱的
な偏りが極力防止されて熱強度上でも有利な構成となっ
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記他
の従来例においては、ブレーキ鳴きを有効に抑制できな
いという問題がある。つまり、通常ブレーキ鳴きで問題
となる周波数は５〜１０ｋＨｚのものが多く、フィン部
３Ａ、３Ｂが長フィン３Ａと短フィン３Ｂの交互の配列
であるブレーキディスクロータでは非常に高い周波数の
ものにしか抑制効果がないため、有効にブレーキ鳴きを
抑制できず、不快な騒音を発生する可能性がある。
の従来例においては、ブレーキ鳴きを有効に抑制できな
いという問題がある。つまり、通常ブレーキ鳴きで問題
となる周波数は５〜１０ｋＨｚのものが多く、フィン部
３Ａ、３Ｂが長フィン３Ａと短フィン３Ｂの交互の配列
であるブレーキディスクロータでは非常に高い周波数の
ものにしか抑制効果がないため、有効にブレーキ鳴きを
抑制できず、不快な騒音を発生する可能性がある。
【０００９】また、ブレーキディスクロータの熱変形に
起因するグローン音を有効に抑制できないという問題も
ある。つまり、図１３に示すように、ブレーキディスク
ロータが制動熱の影響によってフィン部３Ａ、３Ｂを有
する箇所の肉厚が厚く、ベンチホール４を有する箇所の
肉厚が相対的に薄くなる熱変形を起こし、この肉厚変動
が起振力となって自動車キャビン内で異音として聞こえ
るものがグローン音である。上記変形は基本的にフィン
部３Ａ、３Ｂの本数と長さ／幅（摺動部１、２の剛性）
によって決まり、例えば、４８枚の等長フィンでは４８
次の変形となって現れる。上記他の従来例のように、長
フィン３Ａと短フィン３Ｂの交互の配列では、図１４に
示すように、基本的の４８次以外に２４次の成分しか現
れないため、振動の振幅ピーク値が２つの次数だけとな
り、グローン音を有効に抑制できない可能性がある。
起因するグローン音を有効に抑制できないという問題も
ある。つまり、図１３に示すように、ブレーキディスク
ロータが制動熱の影響によってフィン部３Ａ、３Ｂを有
する箇所の肉厚が厚く、ベンチホール４を有する箇所の
肉厚が相対的に薄くなる熱変形を起こし、この肉厚変動
が起振力となって自動車キャビン内で異音として聞こえ
るものがグローン音である。上記変形は基本的にフィン
部３Ａ、３Ｂの本数と長さ／幅（摺動部１、２の剛性）
によって決まり、例えば、４８枚の等長フィンでは４８
次の変形となって現れる。上記他の従来例のように、長
フィン３Ａと短フィン３Ｂの交互の配列では、図１４に
示すように、基本的の４８次以外に２４次の成分しか現
れないため、振動の振幅ピーク値が２つの次数だけとな
り、グローン音を有効に抑制できない可能性がある。
【００１０】そこで、本発明は、ブレーキ鳴き及びグロ
ーン音が共に有効に抑制できるブレーキディスクロータ
の提供を課題とする。
ーン音が共に有効に抑制できるブレーキディスクロータ
の提供を課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、対向
する摺動板間に略ロータ径方向に複数のフィン部を配設
し、前記２枚の摺動板間で、且つ、隣接するフィン部間
にロータ径方向内外端が開口したベンチホールを有する
ブレーキディスクロータにおいて、前記フィン部は、フ
ィン長さが長い長フィン、短い短フィン、長い長フィン
及び短い短フィンの順で、且つ、長フィンの内の１本が
幅方向に拡張された拡張部を有するものである４本をセ
ットとして構成し、このセットをロータ周方向に周期的
に配列したことを特徴とする。
する摺動板間に略ロータ径方向に複数のフィン部を配設
し、前記２枚の摺動板間で、且つ、隣接するフィン部間
にロータ径方向内外端が開口したベンチホールを有する
ブレーキディスクロータにおいて、前記フィン部は、フ
ィン長さが長い長フィン、短い短フィン、長い長フィン
及び短い短フィンの順で、且つ、長フィンの内の１本が
幅方向に拡張された拡張部を有するものである４本をセ
ットとして構成し、このセットをロータ周方向に周期的
に配列したことを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載のブレー
キディスクロータであって、前記拡張部は、前記フィン
部の外周側に配置したことを特徴とする。
キディスクロータであって、前記拡張部は、前記フィン
部の外周側に配置したことを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
記載のブレーキディスクロータであって、前記フィン部
のフィン総数は、ｎを直径節モードの次数とすると、４
×２ｎ枚であることを特徴とする。
記載のブレーキディスクロータであって、前記フィン部
のフィン総数は、ｎを直径節モードの次数とすると、４
×２ｎ枚であることを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
記載のブレーキディスクロータであって、前記長フィン
と前記短フィンは、内周側長さを異ならせることで異な
る長さに構成し、前記拡張部を有する長フィンは、ロー
タ内周側の内端からロータ外周側へフィン長の略１／３
を上回って位置するフィン中央部の幅が、ロータ内周側
の端部のフィン幅に対して同等以上となるよう構成し、
且つ、前記拡張部を外周端に向かうに従って徐々に幅広
に構成したことを特徴とする。
記載のブレーキディスクロータであって、前記長フィン
と前記短フィンは、内周側長さを異ならせることで異な
る長さに構成し、前記拡張部を有する長フィンは、ロー
タ内周側の内端からロータ外周側へフィン長の略１／３
を上回って位置するフィン中央部の幅が、ロータ内周側
の端部のフィン幅に対して同等以上となるよう構成し、
且つ、前記拡張部を外周端に向かうに従って徐々に幅広
に構成したことを特徴とする。
【００１５】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは５で、フィン総数が４０枚であることを特徴
とする。
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは５で、フィン総数が４０枚であることを特徴
とする。
【００１６】請求項６の発明は、請求項３又は請求項４
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは６で、フィン総数が４８枚であることを特徴
とする。
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは６で、フィン総数が４８枚であることを特徴
とする。
【００１７】請求項７の発明は、請求項３又は請求項４
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは７で、フィン総数が５６枚であることを特徴
とする。
記載のブレーキディスクロータであって、直径節モード
の次数ｎは７で、フィン総数が５６枚であることを特徴
とする。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明では、ブレーキディスク
ロータの固有振動の直径節モードは１／４波長位相差を
持つ重根モードとなり、拡張部を有する長フィンの位置
が重根モードの一方のモードに対して節となり、他方の
モードに対して腹となる。ここで、拡張部近傍は、それ
を持たないフィン部に対し拡張部の効果により質量、剛
性共に増加しており、これによって他方のモードの固有
値は変化するが、一方のモードの固有値は変化しないた
め、重根モードは２つの固有値に分離され、ブレーキ鳴
きの発生要因である摩擦パッドとの間に発生する起振力
に対して振動の連成が回避され、これによりブレーキ鳴
きの発生が抑制される。
ロータの固有振動の直径節モードは１／４波長位相差を
持つ重根モードとなり、拡張部を有する長フィンの位置
が重根モードの一方のモードに対して節となり、他方の
モードに対して腹となる。ここで、拡張部近傍は、それ
を持たないフィン部に対し拡張部の効果により質量、剛
性共に増加しており、これによって他方のモードの固有
値は変化するが、一方のモードの固有値は変化しないた
め、重根モードは２つの固有値に分離され、ブレーキ鳴
きの発生要因である摩擦パッドとの間に発生する起振力
に対して振動の連成が回避され、これによりブレーキ鳴
きの発生が抑制される。
【００１９】また、フィン部の１セットを構成する４本
のフィン部はその長さ／幅（摺動部の剛性）が３種類に
分類されるため、フィン部の総数をＭとすると、Ｍ次、
（Ｍ／２）次、（Ｍ／４）次の成分が現れ、振動の振幅
ピーク値が３つの次数に分散されることによりグローン
音が有効に抑制される。
のフィン部はその長さ／幅（摺動部の剛性）が３種類に
分類されるため、フィン部の総数をＭとすると、Ｍ次、
（Ｍ／２）次、（Ｍ／４）次の成分が現れ、振動の振幅
ピーク値が３つの次数に分散されることによりグローン
音が有効に抑制される。
【００２０】請求項２の発明では、請求項１の発明の効
果に加え、拡張部が外周部に位置するので、振幅が大き
い外周部の剛性及び質量の変化に大きく寄与するため、
直径節モードに対して有効に作用する。
果に加え、拡張部が外周部に位置するので、振幅が大き
い外周部の剛性及び質量の変化に大きく寄与するため、
直径節モードに対して有効に作用する。
【００２１】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２の発明の効果に加え、ｎの数を選択することによって
その次数の直径節モードが選択できるため、所望の周波
数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
２の発明の効果に加え、ｎの数を選択することによって
その次数の直径節モードが選択できるため、所望の周波
数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
【００２２】請求項４の発明では、請求項２又は請求項
３の発明の効果に加え、ブレーキディスクロータの回転
に伴い遠心力によってベンチホール内をロータ内周側か
らロータ外周側に向かって冷却風が流れ、これによって
フィン部及び摺動板が冷却される。
３の発明の効果に加え、ブレーキディスクロータの回転
に伴い遠心力によってベンチホール内をロータ内周側か
らロータ外周側に向かって冷却風が流れ、これによって
フィン部及び摺動板が冷却される。
【００２３】ここで、フィン部は長フィンと短フィンが
交互に配置されて内周側長さが交互に形成されているた
め、冷却風の入口面積が広くなり、良好な冷却性能が得
られる。又、拡張部を有するフィン部に沿って流入した
冷却風は、この流れの後半部分では、対向するフィン部
の傾斜面が位置しているため、流体のコアンダー効果に
より流れが傾斜面に引き寄せられ、傾斜面側に偏向する
ことになる。流れの偏向により、傾斜面付近の剥離流領
域の圧力が上昇して、傾斜面からフィン部の側面に沿っ
てロータ内周側へ向かう流れが生じる。この結果、冷却
風の主流と相俟って渦領域が形成される。渦領域の回転
流による誘起速度が主流の流速に加わる。このため、主
流の流速が上昇する。又、外周側の偏向する流れによ
り、流路幅は、拡張部がない場合の流れの状態に比べて
拡大する。この結果、この部分での通気抵抗が低減し
て、主流の流速が増大する。このように、冷却風は渦に
よる誘起速度の上昇及び流路面積の拡大により冷却効率
が向上する。
交互に配置されて内周側長さが交互に形成されているた
め、冷却風の入口面積が広くなり、良好な冷却性能が得
られる。又、拡張部を有するフィン部に沿って流入した
冷却風は、この流れの後半部分では、対向するフィン部
の傾斜面が位置しているため、流体のコアンダー効果に
より流れが傾斜面に引き寄せられ、傾斜面側に偏向する
ことになる。流れの偏向により、傾斜面付近の剥離流領
域の圧力が上昇して、傾斜面からフィン部の側面に沿っ
てロータ内周側へ向かう流れが生じる。この結果、冷却
風の主流と相俟って渦領域が形成される。渦領域の回転
流による誘起速度が主流の流速に加わる。このため、主
流の流速が上昇する。又、外周側の偏向する流れによ
り、流路幅は、拡張部がない場合の流れの状態に比べて
拡大する。この結果、この部分での通気抵抗が低減し
て、主流の流速が増大する。このように、冷却風は渦に
よる誘起速度の上昇及び流路面積の拡大により冷却効率
が向上する。
【００２４】また、フィン部は長フィンと短フィンが交
互に配置されて内周側長さが交互に形成されているた
め、冷却風の流速は短フィン手前の流路より長フィン手
前の流路の方が速く、且つ、長フィン手前の２つの流路
については、拡張部に隣接する流路の方が速くなり、一
方、冷却風で冷却されるフィン部は質量が小さいほど冷
却され易く、その順番は上記流速と逆の順序であるた
め、各フィン部の冷却性はほぼ同等となり、ロータ周方
向での熱的な偏りが生じず熱強度上も有利である。
互に配置されて内周側長さが交互に形成されているた
め、冷却風の流速は短フィン手前の流路より長フィン手
前の流路の方が速く、且つ、長フィン手前の２つの流路
については、拡張部に隣接する流路の方が速くなり、一
方、冷却風で冷却されるフィン部は質量が小さいほど冷
却され易く、その順番は上記流速と逆の順序であるた
め、各フィン部の冷却性はほぼ同等となり、ロータ周方
向での熱的な偏りが生じず熱強度上も有利である。
【００２５】請求項５の発明では、請求項３又は請求項
４の発明の効果に加え、５次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
４の発明の効果に加え、５次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
【００２６】請求項６の発明では、請求項３又は請求項
４の発明の効果に加え、６次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
４の発明の効果に加え、６次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
【００２７】請求項７の発明では、請求項３又は請求項
４の発明の効果に加え、７次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
４の発明の効果に加え、７次の直径節モードに対応する
周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２９】図１は本発明の一実施形態に係るブレーキ
ディスクロータの一部切欠正面図、図２はその断面図、
図３（ａ）はブレーキディスクロータの要部断面図、図
３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線相当断面図である。図
１〜図３において、この実施形態にあって前記従来例又
は他の従来例と同一構成部分は図面に同一符号を付して
その説明を省略し、異なる構成部分のみを説明する。
ディスクロータの一部切欠正面図、図２はその断面図、
図３（ａ）はブレーキディスクロータの要部断面図、図
３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線相当断面図である。図
１〜図３において、この実施形態にあって前記従来例又
は他の従来例と同一構成部分は図面に同一符号を付して
その説明を省略し、異なる構成部分のみを説明する。
【００３０】即ち、この実施形態では、フィン部３Ａ、
３Ｂは、フィン長さが長い長フィン３Ａ、短い短フィン
３Ｂ、長い長フィン３Ａ及び短い短フィン３Ｂの順で、
且つ、長フィン３Ａの内の１本が幅方向に拡張された拡
張部５を有するものである４本をセットＳとして構成
し、このセットＳをロータ周方向に周期的に配列して構
成されている。
３Ｂは、フィン長さが長い長フィン３Ａ、短い短フィン
３Ｂ、長い長フィン３Ａ及び短い短フィン３Ｂの順で、
且つ、長フィン３Ａの内の１本が幅方向に拡張された拡
張部５を有するものである４本をセットＳとして構成
し、このセットＳをロータ周方向に周期的に配列して構
成されている。
【００３１】このフィン部３Ａ、３Ｂのフィン総数は、
ｎを直径節モードの次数とすると、４×２ｎ枚となるよ
う設定されており、この実施形態ではｎ＝６でフィン総
数が４８枚として構成されている。隣接するフィン部３
Ａ、３Ｂの間隔ｄは７．５ｄｅｇである。
ｎを直径節モードの次数とすると、４×２ｎ枚となるよ
う設定されており、この実施形態ではｎ＝６でフィン総
数が４８枚として構成されている。隣接するフィン部３
Ａ、３Ｂの間隔ｄは７．５ｄｅｇである。
【００３２】長フィン３Ａと短フィン部３Ｂとのフィン
長さは、外周側を略同一とし、内周側を異ならせること
で異なる長さに構成されている。つまり、長フィン３Ａ
の方が短フィン３Ｂより内周側に突出したものとなって
いる。
長さは、外周側を略同一とし、内周側を異ならせること
で異なる長さに構成されている。つまり、長フィン３Ａ
の方が短フィン３Ｂより内周側に突出したものとなって
いる。
【００３３】前記拡張部５を有する長フィン３Ａは、ロ
ータ内周側の内端からロータ外周側へフィン長Ｌの略１
／３（Ｌ／３）を上回って位置する｛Ｘ＞（Ｌ／３）｝
フィン中央部の幅Ｗ2 が、ロータ内周側の端部のフィン
幅Ｗ1 に対して同等以上（Ｗ2 ≧Ｗ1 ）となるよう構成
されている。又、前記拡張部５はフィン外周側に配置さ
れ、且つ、外周端に向かうに従って徐々に幅広に構成さ
れている。一方、拡張部５を有さない長フィン３Ａ及び
短フィン３Ｂは、ロータ内周側の内端からロータ外周側
の外端までほぼ同一幅で構成されている。
ータ内周側の内端からロータ外周側へフィン長Ｌの略１
／３（Ｌ／３）を上回って位置する｛Ｘ＞（Ｌ／３）｝
フィン中央部の幅Ｗ2 が、ロータ内周側の端部のフィン
幅Ｗ1 に対して同等以上（Ｗ2 ≧Ｗ1 ）となるよう構成
されている。又、前記拡張部５はフィン外周側に配置さ
れ、且つ、外周端に向かうに従って徐々に幅広に構成さ
れている。一方、拡張部５を有さない長フィン３Ａ及び
短フィン３Ｂは、ロータ内周側の内端からロータ外周側
の外端までほぼ同一幅で構成されている。
【００３４】尚、図１〜図３において、６はブレーキデ
ィスクロータを車軸側のハブ部に取付けるためのハット
部であり、ハット部６はアウタ側の摺動板１と一体に構
成されている。
ィスクロータを車軸側のハブ部に取付けるためのハット
部であり、ハット部６はアウタ側の摺動板１と一体に構
成されている。
【００３５】次に、上記構成の作用を図４〜図８に基づ
き説明する。図４は、拡張部５を有する長フィン３Ａの
位置と、ブレーキ鳴きで問題となる直径節モード（本実
施形態では６次）の面外方向振動とを示す図である。図
４において、ブレーキディスクロータの固有振動の直径
節モードは１／４波長位相差を持つ重根モードとなり、
拡張部５を有する長フィン３Ａの位置が重根モードの一
方のモードＭ１に対して節となり、他方のモードＭ２に
対して腹となる。
き説明する。図４は、拡張部５を有する長フィン３Ａの
位置と、ブレーキ鳴きで問題となる直径節モード（本実
施形態では６次）の面外方向振動とを示す図である。図
４において、ブレーキディスクロータの固有振動の直径
節モードは１／４波長位相差を持つ重根モードとなり、
拡張部５を有する長フィン３Ａの位置が重根モードの一
方のモードＭ１に対して節となり、他方のモードＭ２に
対して腹となる。
【００３６】ここで、拡張部近傍は、それを持たないフ
ィン部に対し拡張部５の効果により質量、剛性共に増加
しており、これによって他方のモードＭ２の固有値は変
化するが、一方のモードＭ１の固有値は変化しないた
め、重根モードは２つの固有値に分離され、ブレーキ鳴
きの発生要因である摩擦パッド（図示せず）との間に発
生する起振力に対して振動の連成が回避される。これに
よりブレーキ鳴きの発生が抑制される。
ィン部に対し拡張部５の効果により質量、剛性共に増加
しており、これによって他方のモードＭ２の固有値は変
化するが、一方のモードＭ１の固有値は変化しないた
め、重根モードは２つの固有値に分離され、ブレーキ鳴
きの発生要因である摩擦パッド（図示せず）との間に発
生する起振力に対して振動の連成が回避される。これに
よりブレーキ鳴きの発生が抑制される。
【００３７】通常ブレーキ鳴きで問題となる周波数は５
〜１０ｋＨｚのものが多く、ロータ次数としては５〜７
次に相当するため、本発明で有効にブレーキ鳴きを抑制
できる。この実施形態では、６次の直径節モードに対応
する周波数近傍のブレーキ鳴きの発生が抑制される。
〜１０ｋＨｚのものが多く、ロータ次数としては５〜７
次に相当するため、本発明で有効にブレーキ鳴きを抑制
できる。この実施形態では、６次の直径節モードに対応
する周波数近傍のブレーキ鳴きの発生が抑制される。
【００３８】拡張部５が外周部に位置するので、振幅が
大きい外周部の剛性及び質量の変化に大きく寄与するた
め、直径節モードに対して有効に作用することになる。
大きい外周部の剛性及び質量の変化に大きく寄与するた
め、直径節モードに対して有効に作用することになる。
【００３９】図５は、フィン部３Ａ、３Ｂの配列と、制
動熱によるブレーキディスクロータの肉厚変動との関係
を示す図、図６は、熱変形時における振動の周波数特性
を示す図である。図５に示すように、ブレーキディスク
ロータが制動熱の影響によってフィン部３Ａ、３Ｂを有
する箇所の肉厚が厚く、ベンチホール４を有する箇所の
肉厚が相対的に薄くなる熱変形を起こす。
動熱によるブレーキディスクロータの肉厚変動との関係
を示す図、図６は、熱変形時における振動の周波数特性
を示す図である。図５に示すように、ブレーキディスク
ロータが制動熱の影響によってフィン部３Ａ、３Ｂを有
する箇所の肉厚が厚く、ベンチホール４を有する箇所の
肉厚が相対的に薄くなる熱変形を起こす。
【００４０】この変形は基本的にフィン部３Ａ、３Ｂの
本数と長さ／幅（摺動部１、２の剛性）によって決ま
り、セットＳを構成する４本のフィン部３Ａ、３Ｂは、
その長さ／幅（摺動部の剛性）が３種類に分類、つま
り、拡張部５を有する長フィン３Ａと拡張部５を有さな
い長フィン３Ａと短フィン３Ｂに分類される。従って、
フィン部３Ａ、３Ｂの総数をＭ（＝４８）とすると、Ｍ
（＝４８）次、Ｍ／２（＝２４）次、Ｍ／４（＝１２）
次の成分が現れる。制動による入力エネルギーは一定の
ため、振動の振幅ピーク値が３つの次数に分散されるこ
とより図６に示すような２種類以下のフィンを組合わせ
た従来ロータ形状に比べてグローン音が有効に抑制され
る。
本数と長さ／幅（摺動部１、２の剛性）によって決ま
り、セットＳを構成する４本のフィン部３Ａ、３Ｂは、
その長さ／幅（摺動部の剛性）が３種類に分類、つま
り、拡張部５を有する長フィン３Ａと拡張部５を有さな
い長フィン３Ａと短フィン３Ｂに分類される。従って、
フィン部３Ａ、３Ｂの総数をＭ（＝４８）とすると、Ｍ
（＝４８）次、Ｍ／２（＝２４）次、Ｍ／４（＝１２）
次の成分が現れる。制動による入力エネルギーは一定の
ため、振動の振幅ピーク値が３つの次数に分散されるこ
とより図６に示すような２種類以下のフィンを組合わせ
た従来ロータ形状に比べてグローン音が有効に抑制され
る。
【００４１】図７は冷却風のベンチホール４への流入状
態を示すブレーキディスクロータの要部断面図、図８は
ベンチホール４内での気流の状態を示すブレーキディス
クロータの要部拡大断面図である。図７及び図８におい
て、ブレーキディスクロータの反時計方向Ｒの回転に伴
い遠心力によってベンチホール４内をロータ内周側から
ロータ外周側に向かって冷却風が流れ、これによってフ
ィン部３Ａ、３Ｂ及び摺動板１、２が冷却される。
態を示すブレーキディスクロータの要部断面図、図８は
ベンチホール４内での気流の状態を示すブレーキディス
クロータの要部拡大断面図である。図７及び図８におい
て、ブレーキディスクロータの反時計方向Ｒの回転に伴
い遠心力によってベンチホール４内をロータ内周側から
ロータ外周側に向かって冷却風が流れ、これによってフ
ィン部３Ａ、３Ｂ及び摺動板１、２が冷却される。
【００４２】ここで、フィン部３Ａ、３Ｂは長フィン３
Ａと短フィン３Ｂが交互に配置されて内周側長さが交互
に形成されているため、冷却風の入口面積が広くなり、
良好な冷却性能が得られる。又、拡張部５を有するフィ
ン部３Ａに沿って流入した冷却風は、図８に示すよう
に、この流れの後半部分では、対向するフィン部３Ａの
傾斜面１０が位置しているため、流体のコアンダー効果
により流れが傾斜面１０に引き寄せられ、傾斜面側に偏
向することになる。流れの偏向により、傾斜面付近の剥
離流領域の圧力が上昇して、傾斜面１０からフィン部３
Ａの側面に沿ってロータ内周側へ向かう流れが生じる。
Ａと短フィン３Ｂが交互に配置されて内周側長さが交互
に形成されているため、冷却風の入口面積が広くなり、
良好な冷却性能が得られる。又、拡張部５を有するフィ
ン部３Ａに沿って流入した冷却風は、図８に示すよう
に、この流れの後半部分では、対向するフィン部３Ａの
傾斜面１０が位置しているため、流体のコアンダー効果
により流れが傾斜面１０に引き寄せられ、傾斜面側に偏
向することになる。流れの偏向により、傾斜面付近の剥
離流領域の圧力が上昇して、傾斜面１０からフィン部３
Ａの側面に沿ってロータ内周側へ向かう流れが生じる。
【００４３】この結果、冷却風の主流と相俟って渦領域
が形成され、渦領域の回転流ｒによる誘起速度が主流の
流速に加わる。このため、主流の流速が上昇する。又、
外周側の偏向する流れにより、流路幅は、拡張部５がな
い場合の流れの状態に比べて拡大する。この結果、この
部分での通気抵抗が低減して、主流の流速が増大する。
このように、冷却風は渦による誘起速度の上昇及び流路
面積の拡大により冷却効率が向上する。
が形成され、渦領域の回転流ｒによる誘起速度が主流の
流速に加わる。このため、主流の流速が上昇する。又、
外周側の偏向する流れにより、流路幅は、拡張部５がな
い場合の流れの状態に比べて拡大する。この結果、この
部分での通気抵抗が低減して、主流の流速が増大する。
このように、冷却風は渦による誘起速度の上昇及び流路
面積の拡大により冷却効率が向上する。
【００４４】また、図７に示す如く、説明の便宜上各ベ
ンチホール４をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに区別すると、フィン部
３Ａ、３Ｂは長フィン３Ａと短フィン３Ｂが交互に配置
されて内周側長さが交互に形成されているため、冷却風
の流速は短フィン３Ｂ手前の流路Ａ、Ｃより長フィン３
Ａ手前の流路Ｂ、Ｄの方が速く、且つ、長フィン３Ａ手
前の２つの流路Ｂ、Ｄについては、拡張部５に隣接する
流路Ｄの方が速くなり、流速の順序はＤ＞Ｂ＞Ａ（Ｃ）
となり、ＡとＣはほぼ同じとなる。
ンチホール４をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに区別すると、フィン部
３Ａ、３Ｂは長フィン３Ａと短フィン３Ｂが交互に配置
されて内周側長さが交互に形成されているため、冷却風
の流速は短フィン３Ｂ手前の流路Ａ、Ｃより長フィン３
Ａ手前の流路Ｂ、Ｄの方が速く、且つ、長フィン３Ａ手
前の２つの流路Ｂ、Ｄについては、拡張部５に隣接する
流路Ｄの方が速くなり、流速の順序はＤ＞Ｂ＞Ａ（Ｃ）
となり、ＡとＣはほぼ同じとなる。
【００４５】一方、図７に示すごとく、説明の便宜上各
フィン部３Ａ、３Ｂをａ、ｂ、ｃ、ｄに区別すると、冷
却風で冷却されるフィン部３Ａ、３Ｂは質量が小さいほ
ど冷却され易く、その順番は上記流速と逆の順序ａ＝ｃ
＞ｂ＞ｄとなる。ここで、各フィン部３Ａ、３Ｂの冷却
性は流速とフィン部３Ａ、３Ｂ自体の質量で決定される
ことから、各フィン部３Ａ、３Ｂの冷却性はほぼ同等と
なり、ロータ周方向での熱的な偏りが生じず熱強度上も
有利な構造である。
フィン部３Ａ、３Ｂをａ、ｂ、ｃ、ｄに区別すると、冷
却風で冷却されるフィン部３Ａ、３Ｂは質量が小さいほ
ど冷却され易く、その順番は上記流速と逆の順序ａ＝ｃ
＞ｂ＞ｄとなる。ここで、各フィン部３Ａ、３Ｂの冷却
性は流速とフィン部３Ａ、３Ｂ自体の質量で決定される
ことから、各フィン部３Ａ、３Ｂの冷却性はほぼ同等と
なり、ロータ周方向での熱的な偏りが生じず熱強度上も
有利な構造である。
【００４６】また、通常ブレーキ鳴きで問題となる周波
数は５〜１０ｋＨｚであり、現実的には５次〜７次付近
の振動モードをコントロールできれば効果的である。こ
の実施形態では、直径節モードの次数がｎ＝６でフィン
総数が４８枚として構成されているが、ｎ＝５でフィン
総数が４０枚として構成することによって５次の直径節
モードに対応する周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑
制できる。又、ｎ＝７でフィン総数が５６枚として構成
することによって７次の直径節モードに対応する周波数
近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。つまり、直径
節モードの次数を可変して振動モードの固有値を、抑制
したい周波数に合わせることにより、所望の周波数のブ
レーキ鳴きを有効に抑制できる。
数は５〜１０ｋＨｚであり、現実的には５次〜７次付近
の振動モードをコントロールできれば効果的である。こ
の実施形態では、直径節モードの次数がｎ＝６でフィン
総数が４８枚として構成されているが、ｎ＝５でフィン
総数が４０枚として構成することによって５次の直径節
モードに対応する周波数近傍のブレーキ鳴きを有効に抑
制できる。又、ｎ＝７でフィン総数が５６枚として構成
することによって７次の直径節モードに対応する周波数
近傍のブレーキ鳴きを有効に抑制できる。つまり、直径
節モードの次数を可変して振動モードの固有値を、抑制
したい周波数に合わせることにより、所望の周波数のブ
レーキ鳴きを有効に抑制できる。
【図１】本発明の一実施形態に係るブレーキディスクロ
ータの一部切欠正面図である。
ータの一部切欠正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブレーキディスクロ
ータの断面図である。
ータの断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施形態に係るブレーキデ
ィスクロータの要部断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−
Ｃ線相当断面図である。
ィスクロータの要部断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−
Ｃ線相当断面図である。
【図４】拡張部５を有する長フィン３Ａの位置と、ブレ
ーキ鳴きで問題となる直径節モード（本実施形態では６
次）の面外方向振動とを示す図である。
ーキ鳴きで問題となる直径節モード（本実施形態では６
次）の面外方向振動とを示す図である。
【図５】フィン部３Ａ、３Ｂの配列と、制動熱によるブ
レーキディスクロータの肉厚変動との関係を示す図であ
る。
レーキディスクロータの肉厚変動との関係を示す図であ
る。
【図６】上記熱変形時における振動の周波数特性を示す
図である。
図である。
【図７】冷却風のベンチホール４への流入状態を示すブ
レーキディスクロータの要部断面図である。
レーキディスクロータの要部断面図である。
【図８】ベンチホール４内での気流の状態を示すブレー
キディスクロータの要部拡大断面図である。
キディスクロータの要部拡大断面図である。
【図９】従来例のブレーキディスクロータの要部断面図
である。
である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線相当断面図である。
【図１１】他の従来例のブレーキディスクロータの要部
断面図である。
断面図である。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ線相当断面図である。
【図１３】フィン部３Ａ、３Ｂの配列と、制動熱による
ブレーキディスクロータの肉厚変動との関係を示す図で
ある。
ブレーキディスクロータの肉厚変動との関係を示す図で
ある。
【図１４】上記熱変形時における振動の周波数特性を示
す図である。
す図である。
１、２ 摺動板 ３Ａ 長フィン ３Ｂ 短フィン ４ ベンチホール ５ 拡張部 Ｓ セット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜辺 勉 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 久保田 正博 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3J058 BA21 BA23 CB23 CB25 FA01
Claims (7)
- 【請求項１】 対向する摺動板間に略ロータ径方向に複
数のフィン部を配設し、前記２枚の摺動板間で、且つ、
隣接するフィン部間にロータ径方向内外端が開口したベ
ンチホールを有するブレーキディスクロータにおいて、 前記フィン部は、フィン長さが長い長フィン、短い短フ
ィン、長い長フィン及び短い短フィンの順で、且つ、長
フィンの内の１本が幅方向に拡張された拡張部を有する
ものである４本をセットとして構成し、このセットをロ
ータ周方向に周期的に配列したことを特徴とするブレー
キディスクロータ。 - 【請求項２】 請求項１記載のブレーキディスクロータ
であって、 前記拡張部は、前記フィン部の外周側に配置したことを
特徴とするブレーキディスクロータ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のブレーキデ
ィスクロータであって、 前記フィン部のフィン総数は、ｎをロータ直径節モード
の次数とすると、４×２ｎ枚であることを特徴とするブ
レーキディスクロータ。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載のブレーキデ
ィスクロータであって、 前記長フィンと前記短フィンは、内周側長さを異ならせ
ることで異なる長さに構成し、 前記拡張部を有する長フィンは、ロータ内周側の内端か
らロータ外周側へフィン長の略１／３を上回って位置す
るフィン中央部の幅が、ロータ内周側の端部のフィン幅
に対して同等以上となるよう構成し、且つ、前記拡張部
を外周端に向かうに従って徐々に幅広に構成したことを
特徴とするブレーキディスクロータ。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載のブレーキデ
ィスクロータであって、 直径節モードの次数ｎは５で、フィン総数が４０枚であ
ることを特徴とするブレーキディスクロータ。 - 【請求項６】 請求項３又は請求項４記載のブレーキデ
ィスクロータであって、 直径節モードの次数ｎは６で、フィン総数が４８枚であ
ることを特徴とするブレーキディスクロータ。 - 【請求項７】 請求項３又は請求項４記載のブレーキデ
ィスクロータであって、 直径節モードの次数ｎは７で、フィン総数が５６枚であ
ることを特徴とするブレーキディスクロータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21439398A JP3777811B2 (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | ブレーキディスクロータ |
| US09/356,695 US6325185B1 (en) | 1998-07-29 | 1999-07-20 | Brake disc rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21439398A JP3777811B2 (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | ブレーキディスクロータ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046080A true JP2000046080A (ja) | 2000-02-15 |
| JP3777811B2 JP3777811B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=16655057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21439398A Expired - Fee Related JP3777811B2 (ja) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | ブレーキディスクロータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3777811B2 (ja) |
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| EP1221557A2 (en) * | 2001-01-03 | 2002-07-10 | Delphi Technologies, Inc. | Disc brake rotor |
| JP2008064190A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Sunstar Engineering Inc | 低ノイズブレーキディスク及びその製造方法 |
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| US8668058B2 (en) | 2005-03-30 | 2014-03-11 | Federal-Mogul Worldwide, Inc. | Vented disc brake rotor |
| EP3496521B1 (en) * | 2016-08-05 | 2022-01-05 | LG Innotek Co., Ltd. | Electronic component package |
| IT201800002652A1 (it) | 2018-02-13 | 2019-08-13 | Freni Brembo Spa | Fascia di frenatura di un disco per freno a disco di tipo ventilato |
| IT201800020128A1 (it) | 2018-12-18 | 2020-06-18 | Freni Brembo Spa | Fascia di frenatura di un disco per freno a disco di tipo ventilato |
| JP7143770B2 (ja) * | 2019-01-14 | 2022-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | ブレーキディスク、ブレーキディスクの製造方法 |
| IT201900013929A1 (it) | 2019-08-05 | 2021-02-05 | Freni Brembo Spa | Fascia di frenatura di un disco per freno a disco di tipo ventilato |
| IT201900013947A1 (it) | 2019-08-05 | 2021-02-05 | Freni Brembo Spa | Fascia di frenatura di un disco per freno a disco di tipo ventilato |
| MX2022004039A (es) * | 2019-10-02 | 2022-07-19 | Brembo Spa | Banda de frenado de un disco para un freno de discos de tipo ventilado. |
| IT201900019160A1 (it) | 2019-10-17 | 2021-04-17 | Freni Brembo Spa | Fascia di frenatura di un disco per freno a disco di tipo ventilato |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7011084U (de) * | 1970-03-25 | 1970-07-09 | Porsche Kg | Bremsscheibe fuer scheibenbremsen. |
| US4132294A (en) * | 1976-07-23 | 1979-01-02 | Poli Off Mecc Spa | Braking disc with replaceable linings, for brake-discs |
| JPS56120833A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-22 | Nissan Motor Co Ltd | Disc brake rotor |
| JPS5917035A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-28 | Toyota Motor Corp | デイスクブレ−キ用デイスクロ−タ |
| US4523666A (en) * | 1983-08-03 | 1985-06-18 | Motor Wheel Corporation | Brake rotor with vibration harmonic suppression, and method of manufacture |
| JP3170763B2 (ja) * | 1992-09-17 | 2001-05-28 | 株式会社豊田中央研究所 | ブレーキディスクロータ |
| JPH06280278A (ja) | 1993-03-30 | 1994-10-04 | Nippon Steel Corp | 耐食性金属を用いた防食鋼管 |
| US5957249A (en) * | 1995-12-25 | 1999-09-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Rotating cooling wheel and method of manufacturing the same and drum brake |
| JPH09280278A (ja) * | 1996-04-09 | 1997-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | ブレーキディスクロータ |
| JP3480264B2 (ja) * | 1997-09-18 | 2003-12-15 | 日産自動車株式会社 | ベンチレーテッドロータ |
-
1998
- 1998-07-29 JP JP21439398A patent/JP3777811B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-20 US US09/356,695 patent/US6325185B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP1221557A3 (en) * | 2001-01-03 | 2003-12-17 | Delphi Technologies, Inc. | Disc brake rotor |
| JP2008064190A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Sunstar Engineering Inc | 低ノイズブレーキディスク及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6325185B1 (en) | 2001-12-04 |
| JP3777811B2 (ja) | 2006-05-24 |
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