JP2000213573A - ベンチレ―テッドロ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動特性を改善でき、ブレーキ鳴きを低減した
い。 【解決手段】３６個のリブＲ₁ 〜Ｒ₃₆のうち９個置きの
リブＲ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈のそれぞれをグループのコ
アとする。それらコアのうち、周方向に１８０度離隔し
たリブＲ₁ 、Ｒ₁₉は、ひょうたん型リブの基本的な形状
であるリブＲ₃ 等と比べて、径方向内端部から外端部に
渡って太くしてその質量を増加する。同じく周方向に１
８０度離隔したリブＲ₁₀、Ｒ₂₈も、短めのリブの基本的
な形状であるリブＲ₄ 等と比べて、径方向内端部から外
端部に渡って太くしてその質量を増加する。さらに、グ
ループＧ₂ 、Ｇ₄ 内の二つのリブＲ₉ 、Ｒ₁₁、Ｒ₂₇、Ｒ
₂₉のリブＲ₁₀、Ｒ₂₈側の辺が真っ直ぐになるように、ひ
ょうたん型リブの頭部の膨らみの片側部分を除去してそ
の質量を減少している。これにより、第１〜４のグルー
プＧ₁ 〜Ｇ₄ の軸方向の曲げ剛性を等しくしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車輪とともに回
転し且つブレーキパッドとの摩擦面を構成するディスク
ブレーキ用のロータのうち、内周面側から外周面側に通
じるベンチレーション孔を形成して冷却効果の向上を図
るようになっているベンチレーテッドロータに関し、特
に、振動特性を改善できて、所謂ブレーキ鳴きを低減で
きるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキ鳴きの低減を図った従来のベン
チレーテッドロータとしては、例えば特開昭５８−２０
０８２７号公報に開示されたものがある。かかる公報の
特に第１図及び第２図に開示された従来のベンチレーテ
ッドロータにあっては、ブレーキパッドとの摩擦面を形
成する環状摺動板部の間に３０個の冷却フィンが設けら
れていて、それら冷却フィンの間が通気孔となってい
る。そして、冷却フィンは、５個を１群として６群に分
けられていて、各群間並びに各群における冷却フィン同
士の間隔が、群の端側からθ₂ −θ₁ −θ₀ −θ₁ −θ
₂ （θ₂ ＞θ₁ ＞θ₀ ）となっており、また、それら５
個の冷却フィンのそれぞれの幅が、同じく群の端側から
ａ₂ −ａ₁ −ａ₀ −ａ₁ −ａ₂ （ａ₂ ＞ａ₁ ＞ａ₀ ）と
なっている。つまり、ベンチレーテッドロータ全体で
は、環状摺動板部の内部の構成が周方向に６回周期的に
反復する形状となっており、これにより、３の倍数の直
径節の定常な振動モードの発生を防止することができ
る、というものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示されたような従来のベンチレーテッドロータで
は、理論的には任意の直径節の振動モードの発生を防止
してブレーキ鳴きを低減することが可能となっている
が、実際の車両に適用することを考えると、ブレーキ鳴
きの低減代は未だ不十分であった。

【０００４】一方、本出願人は、さらにブレーキ鳴きを
低減できる技術として、特願平９−２５３４９１号とい
う先願（本件出願時点では未公開）を提案している。即
ち、上記先願によれば、所定個数のリブの配設位置をず
らす、所定個数のリブを半径方向に分割する、若しくは
その両方を採用したベンチレーテッドロータとしている
ため、摺動板の軸方向の曲げ剛性（たわみ剛性）の大幅
な低下を招くことなく、任意の次数の直径節モードの重
根を分離してブレーキ鳴きを低減できるという効果を奏
することができる。

【０００５】確かに、上記先願によれば上記のような効
果を奏することができるが、ベンチレーテッドロータの
具体的構造と低減したい直径節モードとの関係によって
は、対処が困難な場合があることが判った。そもそも、
ブレーキ鳴きは、ブレーキ全系の自励共振であり、特に
ディスクロータの回転方向固有値と軸方向（回転軸に沿
った方向）固有値とが連成することにより、回転方向固
有値の１次、２次の周波数で発散することにより生じる
現象である。

【０００６】そして、例えば、あるディスクロータは、
リブの個数が３６であり、回転方向固有値の２次と軸方
向固有値の４次、８次とが連成してブレーキ鳴きが発生
し易くなっていると仮定すると、ブレーキ鳴きを低減す
るためには、４次、８次の直径節モードの重根を分離す
ればよいことが判る。かかるディスクロータで４次の直
径節モードの重根を分離するために上記先願を適用しよ
うとすると、具体的には、９個（＝３６／４）置きの計
４個リブに対して上記先願のような対処を講じることに
なるが、その３６個のリブが二種類のリブ（例えば、長
めのリブと短めのリブとからなる二種類のリブ、或い
は、径方向外端側が太い“ひょうたん型リブ”であって
長めのリブと全体的に細めで且つ短めのリブとからなる
二種類のリブ）から構成されており、その二種類のリブ
を交互に配置したようなベンチレーテッドロータである
と、上記９個置きの計４個のリブのうち、周方向で隣り
合った二つのリブ同士は形状が異なることになるため、
上記先願をそのまま適用することは困難であった。

【０００７】本発明は、このような従来の技術における
解決すべき課題に着目してなされたものであって、上記
先願を適用できない場合にも適用可能で、ブレーキ鳴き
をさらに低減することができるベンチレーテッドロータ
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、対向する一対の摺動板の間
に、放射状に延びるように複数Ｎ個のリブを介在させる
ことによりベンチレーション孔を形成したディスクブレ
ーキ用のベンチレーテッドロータであって、前記複数Ｎ
個のリブのうち周方向に所定角度（３６０／ｎ度）離隔
した任意のｎ個のリブのそれぞれをコアとし、各コアと
そのコアを中心としてその両側に並ぶリブとからなるｋ
個（３≦ｋ≦Ｎ／ｎ）のリブを一つのグループとしてｎ
個のグループを想定した場合に、周方向で隣り合った前
記コア同士は質量が異なり且つこのベンチレーテッドロ
ータの回転軸に沿った方向の前記各グループの曲げ剛性
が等しくなるように、前記グループに含まれるリブの質
量を増減した。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項２に係
る発明は、対向する一対の摺動板の間に、放射状に延び
るように３６個のリブを介在させることによりベンチレ
ーション孔を形成しており、前記３６個のリブは、長さ
の異なる二種類のリブで構成され、それら二種類のリブ
を交互に且つ等間隔に配置しているディスクブレーキ用
のベンチレーテッドロータであって、前記３６個のリブ
のうち周方向に９０度離隔した任意の４個のリブのそれ
ぞれをコアとし、各コアとそのコアの両側のリブとから
なる３個のリブを一つのグループとして４個のグループ
を想定した場合に、このベンチレーテッドロータの回転
軸に沿った方向の前記各グループの曲げ剛性が等しくな
るように、前記グループに含まれるリブの質量を増減し
た。

【００１０】そして、請求項３に係る発明は、上記請求
項２に係る発明であるベンチレーテッドロータにおい
て、前記コア同士が周方向に１８０度離隔した二つの前
記グループを、同一構成とした。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、任意の個数のリブとそ
の両側にあるリブとから構成されるグループを想定し、
グループ毎に回転軸に沿った方向の曲げ剛性を考え、そ
の各グループの曲げ剛性が等しくなるようにグループに
含まれるリブの質量を適宜増減するようにしたため、ｎ
次の直径節モードの重根を分離する場合、ｎ個置きのリ
ブの形状が同一でなくても容易に対処でき、ブレーキ鳴
きを低減できるという効果を得ることができる。

【００１２】特に、請求項３に係る発明であれば、ベン
チレーテッドロータとしての回転バランスを損なう可能
性を確実に低減できるという効果もある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の第１の
実施の形態を示す図であって、図１は本発明に係るベン
チレーテッドロータ１の一部破断正面図、図２は図１の
Ａ−Ａ線断面図である。

【００１４】即ち、このベンチレーテッドロータ１は、
車両幅方向外側に配設されるアウタ側の摺動板２と、こ
の摺動板２に平行に対向して車両幅方向内側に配設され
るインナ側の摺動板３と、を有していて、これら摺動板
２及び３の中央部は大きく開口しており、アウタ側の摺
動板２の内周部には、車軸への取付の際に利用される円
筒部４が同軸に固定されている。円筒部４の底部４Ａに
は、ボルト挿通用の複数の孔４ａ等が形成されている。

【００１５】そして、一対の摺動板２及び３間には、３
６（Ｎ）個のリブＲ₁ 、Ｒ₂ 、…、Ｒ₃₅、Ｒ₃₆が、半径
方向に沿って放射状に延びるように介在していて、それ
らリブＲ₁ 〜Ｒ₃₆のそれぞれの間がベンチレーション孔
６，…，６となっている。リブＲ₁ 〜Ｒ₃₆は、周方向に
等間隔（３６０／３６＝１０度）離隔して配置されてい
て、長さの異なる二種類のリブで構成されている。具体
的には、径方向内端側に比べて外端側の幅が広いひょう
たん型で長めのリブＲ₁ 、Ｒ ₃、…、Ｒ₃₅と、内端から
外端まで幅は均一の短めのリブＲ₂ 、Ｒ₄ 、…、Ｒ₃₆と
から構成されていて、その長さの異なる二種類のリブが
交互に配置されている。ただし、長さは異なっていて
も、各リブＲ₁ 〜Ｒ₃₆は、その径方向外端部を同一円上
に揃えて配置されている。

【００１６】ベンチレーテッドロータ１の基本構成は以
上の通りである。そして、本実施の形態のベンチレーテ
ッドロータ１は、回転方向固有値と、軸方向固有値の４
次、８次、１２次とが連成してブレーキ鳴きが発生し易
くなっていると仮定する。そこで、９個（＝Ｎ／ｎ＝３
６／４）置きの計４個のリブＲ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈の
それぞれをグループのコアとして、４次の直径節モード
の重根を分離するための対策を行なっている。

【００１７】即ち、上記コアのうち、周方向に１８０度
離隔したリブＲ₁ 、Ｒ₁₉は、本来はひょうたん型リブで
あるが、ひょうたん型リブの基本的な形状であるリブＲ
₃ 等と比べて、径方向内端部から外端部に渡って太くし
てその質量を増加するとともに、同じく周方向に１８０
度離隔したリブＲ₁₀、Ｒ₂₈も、短めのリブの基本的な形
状であるリブＲ₄ 等と比べて、径方向内端部から外端部
に渡って太くしてその質量を増加している。

【００１８】そして、各リブＲ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈を
中心として、それぞれの両隣のリブを含む計３（ｋ）個
のリブによって、４（ｎ）個のグループＧ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ
₃ 及びＧ₄ を形成している。第１グループＧ₁ はリブＲ
₃₆、Ｒ₁ 、Ｒ₂ で構成され、第２グループＧ₂ はリブＲ
₉ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁で構成され、第３グループＧ₃ はリブＲ
₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀で構成され、第４グループＧ₄ はリブＲ
₂₇、Ｒ₂₈、Ｒ₂₉で構成されている。なお、第１グループ
Ｇ₁ 及び第３グループＧ₃ は位置が異なるだけで同一構
成であり、第２グループＧ₂ 及び第４グループＧ₄ も位
置が異なるだけで同一構成であるため、以下、第１グル
ープＧ₁ 及び第２グループＧ₂ についてその構成を説明
する。

【００１９】第１グループＧ₁ の中心にあるリブＲ
₁ は、上述のようにひょうたん型リブを太めにしたもの
であるが、その両隣にあるリブＲ₃₆、Ｒ₂ は細めのリブ
のままである。これに対し、第２グループＧ₂ の中心に
あるリブＲ₁₀は、上述のように短めのリブを太めにした
ものである。そして、リブＲ₁₀の両隣のリブＲ₉ 、Ｒ₁₁
は本来ならばリブＲ₃ のようなひょうたん型のリブであ
るが、第１グループＧ₁ 及び第２グループＧ₂ 単位での
軸方向の曲げ剛性（軸方向及び曲げ剛性の向きは、図２
に示す通りである。）を考えると、このままでは、二つ
のひょうたん型リブの間に太めのリブを配した第２グル
ープＧ₂ の方が、細めのリブＲ₃₆、Ｒ₂ を含む第１グル
ープＧ₁ に比べて、曲げ剛性が大きくなる。

【００２０】そこで、本実施の形態では、第２グループ
Ｇ₂ 内の二つのリブＲ₉ 、Ｒ₁₁の形状を、他のひょうた
ん型リブとは異ならせている。具体的には、リブＲ₉ 、
Ｒ₁₁のリブＲ₁₀側の辺が真っ直ぐになるように、ひょう
たん型リブの頭部の膨らみの片側部分を除去してその質
量を減少している。これにより、第１〜４のグループＧ
₁ 〜Ｇ₄ の軸方向の曲げ剛性を等しくしている。

【００２１】このように、本実施の形態のベンチレーテ
ッドロータ１によれば、９個置きのリブＲ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ
₁₉、Ｒ₂₈の本来の形状が同一でなくても、それらリブＲ
₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈を含むグループＧ₁ 〜Ｇ₄ の剛性
が等価になるように、グループＧ₁ 〜Ｇ₄ に含まれるリ
ブの質量を増加又は減少しているため、４次の直径節モ
ードの重根を分離でき、回転方向固有値と軸方向固有値
の４次、８次、１２次とが連成して発生し易くなってい
たブレーキ鳴きを、低減することができる。この点は、
本発明者等が行った実験によって確認できた。

【００２２】また、第１〜第４のグループＧ₁ 〜Ｇ₄ の
うち、回転中心軸を挟んで対称位置にある（つまり、周
方向に１８０度離隔した位置にある）グループＧ₁ とＧ
₃ 、グループＧ₂ とＧ₄ を同一構成としているから、ベ
ンチレーテッドロータ１の回転バランスが崩れるような
こともない。さらに、本実施の形態では、径方向外端部
が太くなっているひょうたん型リブＲ₁ 、Ｒ₃ 、…、Ｒ
₃₅を一つ置きに配置したため、マスを付加したことと等
価になり、これによる重根分離作用も得られ、さらに良
好に重根を分離できる。

【００２３】図３は本発明の第２の実施の形態を示す図
であって、ベンチレーテッドロータ１の一部破断正面図
である。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成には
同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。即ち、
本実施の形態の構成は、第１グループのリブＲ₁ 、第２
グループのリブＲ₉ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁、第３グループのリブ
Ｒ₁₉、第４グループのリブＲ₂₇、Ｒ₂₈、Ｒ₂₉の形状が異
なることを除いて、上記第１の実施の形態と同様であ
る。なお、本実施の形態でも、第１グループＧ₁ 及び第
３グループＧ₃ は位置が異なるだけで同一構成であり、
第２グループＧ₂ 及び第４グループＧ₄ も位置が異なる
だけで同一構成であるため、以下、第１グループＧ₁ 及
び第２グループＧ₂ についてその構成を説明する。

【００２４】第１グループＧ₁ の中心にあるリブＲ
₁ は、上記第１の実施の形態では、ひょうたん型リブを
全体的に太くした形状であったが、本実施の形態では、
頭部（径方向外側の膨らんだ部分）のみを、通常のひょ
うたん型リブＲ₃ に比べて大きくしてその質量を増加し
ている。これに対し、第２グループＧ₂ の中心にあるリ
ブＲ₁₀は、短めのリブＲ₄ と同じ形状のままである。そ
こで、各グループの曲げ剛性を等価にするために、第２
グループＧ₂ のリブＲ₉ 、Ｒ₁₁の頭部内側（リブＲ
₁₀側）のみを、通常のひょうたん型リブＲ₃ に比べて大
きくしてその質量を増加している。

【００２５】本実施の形態の構成であっても、上記第１
の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、上記各実施の形態では、３６個のリブＲ₁ 〜Ｒ₃₆
を有するベンチレーテッドロータ１に本発明を適用した
場合について説明したが、本発明を適用可能なベンチレ
ーテッドロータ１はこれに限定されるものではなく、リ
ブの個数が３６個以外のベンチレーテッドロータ１に対
しても当然に適用可能である。

【００２６】また、上記各実施の形態では、４次の直径
節モードの重根を分離するために、９個置きのリブ
Ｒ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈をコアとしてグループＧ₁ 〜Ｇ
₄ を構成しているが、いずれのリブをグループのコアに
するかは、分離したい直径節モードの次数に基づいて適
宜決定すればよい。そして、上記各実施の形態では、コ
アとしてのリブＲ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈を中心として３
個のリブで一つのグループを構成しているが、各グルー
プを構成するリブの個数は３以上でもよく、その上限値
は、Ｎ／ｎ個（上記実施の形態であれば、９個）であ
る。

【００２７】またさらに、上記各実施の形態では、リブ
Ｒ₁ 〜Ｒ₃₆としてひょうたん型の長めのリブと、細くて
短めのリブとを採用しているが、リブの形状はこれに限
定されるものでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のベンチレーテッドロータの
一部破断正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】第２の実施の形態のベンチレーテッドロータの
一部破断正面図である。

【符号の説明】 １ ベンチレーテッドロータ ２、３ 摺動板 ６ ベンチレーション孔 Ｒ₁ 〜Ｒ₃₆ リブ Ｒ₁ 、Ｒ₁₀、Ｒ₁₉、Ｒ₂₈ コア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の摺動板の間に、放射状に
   延びるように複数Ｎ個のリブを介在させることによりベ
   ンチレーション孔を形成したディスクブレーキ用のベン
   チレーテッドロータであって、 前記複数Ｎ個のリブのうち周方向に所定角度（３６０／
   ｎ度）離隔した任意のｎ個のリブのそれぞれをコアと
   し、各コアとそのコアを中心としてその両側に並ぶリブ
   とからなるｋ個（３≦ｋ≦Ｎ／ｎ）のリブを一つのグル
   ープとしてｎ個のグループを想定した場合に、周方向で
   隣り合った前記コア同士は質量が異なり且つこのベンチ
   レーテッドロータの回転軸に沿った方向の前記各グルー
   プの曲げ剛性が等しくなるように、前記グループに含ま
   れるリブの質量を増減していることを特徴とするベンチ
   レーテッドロータ。
2. 【請求項２】 対向する一対の摺動板の間に、放射状に
   延びるように３６個のリブを介在させることによりベン
   チレーション孔を形成しており、前記３６個のリブは、
   長さの異なる二種類のリブで構成され、それら二種類の
   リブを交互に且つ等間隔に配置しているディスクブレー
   キ用のベンチレーテッドロータであって、 前記３６個のリブのうち周方向に９０度離隔した任意の
   ４個のリブのそれぞれをコアとし、各コアとそのコアの
   両側のリブとからなる３個のリブを一つのグループとし
   て４個のグループを想定した場合に、このベンチレーテ
   ッドロータの回転軸に沿った方向の前記各グループの曲
   げ剛性が等しくなるように、前記グループに含まれるリ
   ブの質量を増減していることを特徴とするベンチレーテ
   ッドロータ。
3. 【請求項３】 前記コア同士が周方向に１８０度離隔し
   た二つの前記グループを、同一構成としている請求項２
   記載のベンチレーテッドロータ。