JP2001165211A - ベンチレーテッド型ディスク - Google Patents

ベンチレーテッド型ディスク

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JP2001165211A JP34764499A JP34764499A JP2001165211A JP 2001165211 A JP2001165211 A JP 2001165211A JP 34764499 A JP34764499 A JP 34764499A JP 34764499 A JP34764499 A JP 34764499A JP 2001165211 A JP2001165211 A JP 2001165211A
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ribs
disk
diameter side
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量を増大させる事なく、制動時にジャダー
と呼ばれる振動が発生するのを防止し、同時に、左右の
部品の共通化を図る。 【解決手段】 インナーディスク部8aとアウターディ
スク部とを、第一〜第五結合リブ13a、13b、14
〜17により結合する。外径側部分に設ける第二、第三
結合リブ14、15を互いに逆方向に傾斜させて、外径
側端部同士の間隔が広い部分と狭い部分とを交互に設け
る。そして、この間隔が広くなった部分に第四結合リブ
16、16を設ける。又、第一結合リブ13a、13b
と第二、第三結合リブ14、15との間部分に、第五結
合リブ17、17を設ける。上記第二、第三結合リブ1
4、15の傾斜角度θを規制して、各リブ13a、13
b、14〜16の端部同士の間隔を同等にし、上記課題
を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明に係るベンチレーテ
ッド型ディスクは、自動車の制動に使用するディスクブ
レーキに組み込んだ状態で使用する。
【0002】
【従来の技術】自動車の制動を行なう為の制動装置とし
てディスクブレーキが、従来から広く使用されている。
図7は、JIS D 0107に提示されているディスクブレーキ
を示している。車輪と共に回転するディスク1を挟む様
にして懸架装置に支持するシリンダボデー2に設けたシ
リンダ3にはピストン4を、油密に嵌装している。制動
時にはこのシリンダ3内に圧油を送り込み、上記ディス
ク1の両側に設けた1対のパッド5、5を、このディス
ク1の両側面に押し付ける。
【0003】この様なディスクブレーキを構成するディ
スク1として従来から、図8に示す様なソリッドディス
ク6の他、図9に示す様なベンチレーテッド型ディスク
7も使用されている。このベンチレーテッド型ディスク
7は、間隔をあけて互いに平行に且つ同心に配置され
た、それぞれが円輪状であるインナーディスク部8及び
アウターディスク部9と、これら両ディスク部8、9の
互いに対向する面同士を結合する多数の結合リブ(放熱
フィン)10、10とを備える。円周方向に隣り合う結
合リブ10、10同士の間は、直径方向に亙る空気流路
11、11としている。この様なベンチレーテッド型デ
ィスク7は、上記両ディスク部8、9と同心に設けた取
付部12により、車輪を懸架装置に回転自在に支持する
為のハブユニットに取付固定する。自動車の走行時に
は、上記ベンチレーテッド型ディスク7が車輪と共に回
転し、遠心力に基づいて上記各空気流路11、11内を
空気が、内径側から外径側に向けて流れ、上記ベンチレ
ーテッド型ディスク7を冷却する。
【0004】この様なベンチレーテッド型ディスク7
は、大きな制動能力を必要とする高性能車等を中心に採
用されている。尚、従来のベンチレーテッド型ディスク
7は一般的に、図10に示す様に、複数の結合リブ1
0、10を放射方向に配置している。但し、図11に示
す様に、結合リブ10a、10aを回転方向に傾斜させ
たベンチレーテッド型ディスクも、従来から知られてい
る。
【0005】更には、図12に示す様に、それぞれが円
弧状に湾曲した結合リブ10b、10bを回転方向に傾
斜させたベンチレーテッド型ディスクも、例えば特開平
8−164828号公報、特公昭54−14710号公
報に記載されている様に、従来から知られている。この
様に結合リブ10a、10bを回転方向に傾斜させたベ
ンチレーテッド型ディスクは、回転に伴うポンプ作用が
大きくなる。この為、高速走行時等、制動時に発生する
熱量が多い場合に、円周方向に隣り合う結合リブ10
a、10b同士の間に存在する空気流路11a、11b
内に多量の空気を流通させるので、ベンチレーテッド型
ディスクの温度上昇を抑える効果が大きい。但し、図1
1〜12に示したベンチレーテッド型ディスクは、空気
流路11a、11b内に多量の空気を流通させる為には
回転方向(図11〜12の反時計方向)を規制した状態
で使用する必要がある。従って、自動車の右側と左側と
で、ベンチレーテッド型ディスクの部品を共通化する事
はできない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図9〜12に示す様
な、従来から一般的に使用されているベンチレーテッド
型ディスク7の場合には、次の様な理由で、高速走行状
態からの急制動時等にジャダー(judder)と呼ばれる振
動が発生し易い。即ち、図9〜12に示した従来構造は
何れも、円周方向に隣り合う結合リブ10、10a、1
0b同士の間隔が、ベンチレーテッド型ディスク7の内
径側で狭く、外径側で広い。一方、このベンチレーテッ
ド型ディスク7の軸方向に関する剛性は、結合リブ1
0、10a、10bに対応する部分で大きく、空気流路
11、11a、11bに対応する部分で小さい。この
為、上記結合リブ10、10a、10bに対応する部分
の剛性と、上記空気流路11、11a、11bに対応す
る部分の剛性との相違が、内径側に比べて外径側で著し
くなる。この結果、上記ベンチレーテッド型ディスク7
の両側面を平坦にする為の仕上加工に伴って、上記両側
面に円周方向に関する僅かな凹凸が形成され易い。
【0007】又、この様な円周方向に関する凹凸は、制
動時に上記ベンチレーテッド型ディスク7が温度上昇す
る事によっても生じる。即ち、制動時には1対のパッド
5、5(図7)が上記ベンチレーテッド型ディスク7
を、軸方向両側から強く押圧する。そして、このベンチ
レーテッド型ディスク7の両側面と上記各パッド5、5
との摩擦に基づき、このベンチレーテッド型ディスク7
の温度が上昇し、このベンチレーテッド型ディスク7が
熱膨張する。この様な温度上昇に基づく熱膨張は、熱容
量の大きな上記結合リブ10、10a、10bに対応す
る部分に比べて、熱容量の小さな空気流路11、11
a、11b部分で著しくなる。そして、上記結合リブ1
0、10a、10bに対応する部分が凹部となり、空気
流路11、11a、11bに対応する部分が凸部となっ
て、円周方向に亙る僅かな凹凸が生じる。特に、図10
〜12に示した従来構造の様に、円周方向に隣り合う結
合リブ10、10a、10b同士の間隔が内径側と外径
側とで大きく異なると、上述の様な温度上昇の差に基づ
いて生じる凹凸が大きく、しかも内径側と外径側とで不
同になり易く、前記振動が発生し易くなる。
【0008】又、図10〜12に示した従来構造の場合
には、軽量化と放熱性能の向上とを両立させる事が難し
い。即ち、放熱性能の向上を図る為には、結合リブ1
0、10a、10bの数を増やして、空気流路11、1
1a、11b内を流れる空気との熱交換面積を広くする
事が考えられる。これに対して上記結合リブ10、10
a、10bの数を増やすと、その分重量が増大する。車
輪側に固定されるベンチレーテッド型ディスク7は、所
謂ばね下荷重となり、僅かな重量の増大も乗り心地を中
心とする自動車の性能悪化に結び付く為、好ましくな
い。又、結合リブ10、10a、10bの厚さを小さく
して重量増大を抑える事は、ベンチレーテッド型ディス
ク7の強度を確保する上から難しい。本発明は上述の様
な事情に鑑みて、軸方向両側面が円周方向に亙りうねる
様に変形するのを防止でき、しかも軽量なベンチレーテ
ッド型ディスクを実現すべく発明したものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のベンチレーテッ
ド型ディスクは、前述の従来から知られているベンチレ
ーテッド型ディスクと同様に、それぞれが円輪状で間隔
をあけて互いに平行に且つ同心に配置されたインナーデ
ィスク部及びアウターディスク部と、これら両ディスク
部の互いに対向する面同士を結合する多数の結合リブと
を備える。そして、車輪に固定された状態でこの車輪と
共に回転し、制動時に車体側に支持されたパッドと擦れ
合う。
【0010】特に、本発明のベンチレーテッド型ディス
クに於いては、上記各結合リブは、それぞれが多数設け
られた第一〜第四結合リブである。このうちの第一結合
リブは、上記両ディスク部の内径側部分同士の間に設け
られたもので、それぞれが上記各ディスク部の直径方向
に長い。又、第二、第三結合リブは、上記両ディスク部
の外径側部分同士の間に円周方向に亙って交互に設けら
れたもので、これら両ディスク部の直径方向に対して互
いに逆方向に傾斜している。又、第四結合リブは、上記
第二、第三結合リブ同士の間隔が最も広くなっている部
分の円周方向中央部に設けられたものである。
【0011】又、好ましくは、上記第二、第三結合リブ
は、それぞれの内径側端部の円周方向に関する位相が上
記第一結合リブと一致する部分に設けられている。又、
上記両ディスク部の径方向中間部同士の間で円周方向に
関する位相が上記第一結合リブに対して半ピッチ分ずれ
た部分に、多数の第五結合リブが設けられている。
【0012】更に好ましくは、円周方向に隣り合う第一
結合リブの内径側端部同士の間隔と、外径側端部で円周
方向に隣り合う第二結合リブと第三結合リブとの間が最
も狭くなった部分の間隔と、円周方向に隣り合う第二結
合リブと第四結合リブとの外径側端部同士の間隔と、円
周方向に隣り合う第三結合リブと第四結合リブとの外径
側端部同士の間隔とを、互いにほぼ同じとする。
【0013】
【作用】上述の様に構成する本発明のベンチレーテッド
型ディスクの場合、円周方向に隣り合う結合リブ同士の
間隔に大きな差が生じる事を防止できるので、両側面の
仕上加工や制動時の温度上昇に伴って、この両側面が円
周方向に亙りうねる様に変形するのを防止できる。又、
それぞれが従来構造を構成する結合リブに比べて短い、
第一〜第五の結合リブを、直径方向並びに円周方向に関
して配列しているので、強度を低下させたり重量を増大
させる事なく、これら各結合リブ全体の表面積を広くで
きる。この為、軽量なベンチレーテッド型ディスクを実
現できる。更には、互いに反対方向に傾斜した第二、第
三結合リブを設けているので、内部に多量の空気を流通
させて優れた冷却効果を発揮でき、しかも組み付け方向
の規制がないベンチレーテッド型ディスクを実現でき
る。
【0014】
【発明の実施の形態】図1〜6は、本発明の実施の形態
の1例を示している。本発明のベンチレーテッド型ディ
スク7aは、前述の図9に示した従来のベンチレーテッ
ド型ディスク7と同様に、鋳鉄等の金属により一体に造
られたもので、間隔をあけて互いに平行に且つ同心に配
置された、それぞれが円輪状であるインナーディスク部
8a及びアウターディスク部9aを有する。そして、こ
れら両ディスク部8a、9aの互いに対向する面同士
を、それぞれが多数ずつ設けられた第一〜第五結合リブ
13a、13b〜17により、互いに連結して成る。
【0015】このうちの第一結合リブ13a、13b
は、上記両ディスク部8a、9aの内径側部分同士の間
に設けられたもので、それぞれが放射方向に長い直線状
に形成されている。又、第二、第三結合リブ14、15
は、上記両ディスク部8a、9aの外径側部分同士の間
に、円周方向に亙って交互に設けられたもので、これら
両ディスク部8a、9aの直径方向に対して同じ角度θ
(例えば15度程度)だけ傾斜している。又、各第二結
合リブ14、14と各第三結合リブ15、15とでは、
傾斜方向が互いに逆である。
【0016】又、上記第二、第三結合リブ14、15
は、それぞれの内径側端部の円周方向に関する位相が、
上記第一結合リブ13a、13bと一致する部分に設け
られている。言い換えれば、円周方向に関して一つ置き
に存在する第一結合リブ13a、13aの外径側延長線
上に上記第二結合リブ14、14の内端部が存在し、残
り半分の第一結合リブ13b、13bの外径側延長線上
に上記第三結合リブ15、15の内端部が存在する。
又、円周方向に隣り合う第二、第三結合リブ14、15
は、対となって「ハ」字形となる様に配置されている。
【0017】尚、図示の例では、これら第二、第三結合
リブ14、15の断面形状を直線状にしているが、これ
ら第二、第三結合リブ14、15の断面形状に関して
は、前述の図12に示した様に湾曲させても良い。但
し、これら第二、第三結合リブ14、15同士は、円周
方向に関して互いに対称な形状とする。この理由は、回
転方向の規制をなくし、自動車の左右に同形のベンチレ
ーテッド型ディスク7aを使用できる様にする為であ
る。
【0018】又、各第四結合リブ16、16は、上記両
ディスク部8a、9aの外径側部分同士の間に放射方向
に設けられたもので、第一〜第三結合リブ13a、13
b、14、15に比べて短い直線状としている。又、上
記各第四結合リブ16、16は、外径側端部で、円周方
向に隣り合う上記第二結合リブ14、14と上記第三結
合リブ15、15との間隔が最も広くなった部分の円周
方向中央部に設けられている。
【0019】又、各第五結合リブ17、17は、上記両
ディスク部8a、9aの径方向中間部同士の間に放射方
向に設けられたもので、断面形状は、上述した各第四結
合リブ16、16と同様に、第一〜第三結合リブ13
a、13b、14、15に比べて短い直線状としてい
る。又、上記各第五結合リブ17、17は、円周方向に
関する位相が上記第一結合リブ13a、13bに対して
半ピッチ分ずれた部分に設けられている。従って、上記
各第五結合リブ17、17は、円周方向に関して隣り合
う上記各第一結合リブ13a、13b同士の間に存在す
る空気流路11c、11cの外径側開口部の中央部分に
存在する。又、上記各第四結合リブ16、16と上記各
第五結合リブ17、17との、円周方向に関する位相
は、互いに一致している。言い換えれば、上記各第四結
合リブ16、16の内径側延長線上に、それぞれ上記各
第五結合リブ17、17が存在する。尚、以上に述べた
各結合リブ13a、13b〜17の長さ方向両端縁部
は、それぞれ半円筒面状の凸曲面としている。
【0020】又、上記各第五結合リブ17、17の長さ
17は、直径方向に隣り合う第一結合リブ13a、13
bと第二、第三結合リブ14、15との間に存在する径
方向隙間18、18の長さL18よりも大きく(L17>L
18)している。又、上記各第五結合リブ17、17の径
方向に関する中心位置と上記各径方向隙間18、18の
径方向に関する中心位置とは互いに一致させている。従
って、これら各径方向隙間18、18を円周方向に通過
した空気は、上記第五結合リブ17、17にぶつかる事
になり、そのまま(径方向外方に流れずに)隣の径方向
隙間18、18に達する事はない。
【0021】更に、上記両ディスク部8a、9aの直径
方向に対する、上記第二、第三結合リブ14、15の傾
斜角度θ(更には各リブの幅)を規制する事により、円
周方向に隣り合う上記各第一結合リブ13a、13bの
内径側端部同士の間隔D13と、外径側端部で円周方向に
隣り合う上記第二結合リブ14、14と上記第三結合リ
ブ15、15との間隔が最も狭くなった部分の間隔D
14-15 と、円周方向に隣り合う上記各第二結合リブ1
4、14と上記各第四結合リブ16、16との外径側端
部同士の間隔D14-16 と、円周方向に隣り合う上記各第
三結合リブ15、15と上記各第四結合リブ16、16
との外径側端部同士の間隔D15-16 とを、互いにほぼ同
じ(D13≒D14-15 ≒D14-16 ≒D15-16 )としてい
る。尚、これら各間隔D13、D14-15 、D14-16 、D
15-16 の間隔がほぼ同じとは、最大値と最小値との差
が、最大値側から見た場合で20%以内、好ましくは1
0%以内の事を言う。
【0022】上述の様に構成する本発明のベンチレーテ
ッド型ディスク7aの場合、円周方向に隣り合う結合リ
ブ同士の間隔に大きな差が生じる事を防止できる。即
ち、円周方向に隣り合う結合リブ同士の間隔が大きくな
り易い、外径側に設けた第二、第三結合リブ14、15
を径方向に対し傾斜させているので、円周方向に隣り合
う第二、第三結合リブ14、15の外径側端部同士の間
隔を、1個所置きに狭くして、円周方向に隣り合う上記
各第一結合リブ13a、13bの内径側端部同士の間隔
13と同等にできる。又、円周方向に隣り合う第二、第
三結合リブ14、15の外径側端部同士の間隔が1個所
置きに広くなるが、この広くなった部分には上記各第四
結合リブ16、16を設けているので、この部分の間隔
も、実質的に上記各第一結合リブ13a、13bの内径
側端部同士の間隔D13と同等にできる。
【0023】この様に本発明の場合には、上記ベンチレ
ーテッド型ディスク7a全体で、円周方向に隣り合う上
記各結合リブ13a、13b、14〜16同士の間隔D
13、D14-15 、D14-16 、D15-16 を互いにほぼ等しく
できる。この為、両側面の仕上加工や制動時の温度上昇
に伴って、この両側面が円周方向に亙りうねる様に変形
するのを防止できる。即ち、上記間隔D13、D14-15
14-16 、D15-16 を等しくして、上記ベンチレーテッ
ド型ディスク7aの軸方向に関する剛性を、このベンチ
レーテッド型ディスク7a全体でほぼ等しくしているの
で、上記仕上加工に伴って、前述したジャダーと呼ばれ
る振動に結び付く様な凹凸が形成されにくい(加工精度
が向上する)。
【0024】又、上記間隔D13、D14-15 、D14-16
15-16 が等しい事に伴い、制動時の温度上昇に基づい
て上記各結合リブ13a、13b、14〜17に対応す
る部分と、これら各結合リブ13a、13b、14〜1
7から外れた空気流路に対応する部分との間で熱膨張量
の差が生じた場合でも、この差が上記ベンチレーテッド
型ディスク7a全体で不均一になる事はない。即ち、本
発明の場合も、上記各結合リブ13a、13b、14〜
17に対応する部分とこれら各結合リブ13a、13
b、14〜17から外れた空気流路に対応する部分との
間で熱膨張量の差が生じ、上記ベンチレーテッド型ディ
スク7aの両側面に微小な凹凸が生じる事は避けられな
いが、この凹凸の分布並びに高さが、内径側と外径側と
で異なる事はない。言い換えれば、温度上昇に伴って生
じる微小な凹凸が、上記ベンチレーテッド型ディスク7
aの両側面全体でほぼ均一になる。この様に均一な凹凸
は、制動時の摩擦面全体として見た場合に、このベンチ
レーテッド型ディスク7aの両側面とパッド5、5(図
7参照)との当接面圧を不均一にする事がなく、上記ジ
ャダーと呼ばれる振動に結び付きにくい。
【0025】更に、それぞれが従来構造を構成する結合
リブ10、10a、10b(図10〜12)に比べて短
い、上記各結合リブ13a、13b、14〜17を、直
径方向並びに円周方向に配列しているので、強度を低下
させたり重量を増大させる事なく、これら各結合リブ1
3a、13b、14〜17全体の表面積を広くできる。
この為、軽量なベンチレーテッド型ディスク7aを実現
できる。更には、互いに反対方向に同じ角度θだけ傾斜
した第二、第三結合リブ14、15を設けているので、
内部に多量の空気を流通させて優れた冷却効果を発揮で
き、しかも組み付け方向の規制がないベンチレーテッド
型ディスクを実現できる。
【0026】
【発明の効果】本発明のベンチレーテッド型ディスク
は、以上に述べた通り構成され作用するので、制動時に
振動が発生する事を防止して、乗員等に不快感を与えな
いディスクブレーキの実現に寄与できる。しかも、優れ
た冷却効率を有する構造に拘らず、回転方向の規制がな
いので、左右で同形のものを使用でき、部品の共用化に
よるコスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す、部分切断正
面図。
【図2】同要部切断正面図。
【図3】図1のA−A断面図。
【図4】図3の左方から見た背面図。
【図5】図4のB矢視図。
【図6】図1のC−C断面図。
【図7】ディスクブレーキの部分断面図。
【図8】ソリッドディスクの斜視図。
【図9】従来から知られているベンチレーテッド型ディ
スクの斜視図。
【図10】従来構造の第1例を示す、図9の略D−D断
面図。
【図11】同第2例を示す、図9の略D−D断面図。
【図12】同第3例を示す、図9の略D−D断面図。
【符号の説明】
1 ディスク 2 シリンダボデー 3 シリンダ 4 ピストン 5 パッド 6 ソリッドディスク 7、7a ベンチレーテッド型ディスク 8、8a インナーディスク部 9、9a アウターディスク部 10、10a、10b 結合リブ 11、11a、11b、11c 空気流路 12、12a 取付部 13a、13b 第一結合リブ 14 第二結合リブ 15 第三結合リブ 16 第四結合リブ 17 第五結合リブ 18 径方向隙間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれが円輪状で間隔をあけて互いに
    平行に且つ同心に配置されたインナーディスク部及びア
    ウターディスク部と、これら両ディスク部の互いに対向
    する面同士を結合する多数の結合リブとを備えたベンチ
    レーテッド型ディスクに於いて、これら各結合リブは、
    上記両ディスク部の内径側部分同士の間に設けられた、
    それぞれがこれら両ディスク部の直径方向に長い多数の
    第一結合リブと、上記両ディスク部の外径側部分同士の
    間に円周方向に亙って交互に設けられ、これら両ディス
    ク部の直径方向に対して互いに逆方向に傾斜している、
    それぞれ多数の第二、第三結合リブと、上記両ディスク
    部の外径側部分同士の間でこれら第二、第三結合リブ同
    士の間隔が最も広くなっている部分の円周方向中央部に
    設けられた多数の第四結合リブとである事を特徴とする
    ベンチレーテッド型ディスク。
  2. 【請求項2】 第二、第三結合リブは、それぞれの内径
    側端部の円周方向に関する位相が第一結合リブと一致す
    る部分に設けられており、両ディスク部の径方向中間部
    同士の間で円周方向に関する位相が上記第一結合リブに
    対して半ピッチ分ずれた部分に多数の第五結合リブが設
    けられている、請求項1に記載したベンチレーテッド型
    ディスク。
  3. 【請求項3】 円周方向に隣り合う第一結合リブの内径
    側端部同士の間隔と、外径側端部で円周方向に隣り合う
    第二結合リブと第三結合リブとの間が最も狭くなった部
    分の間隔と、円周方向に隣り合う第二結合リブと第四結
    合リブとの外径側端部同士の間隔と、円周方向に隣り合
    う第三結合リブと第四結合リブとの外径側端部同士の間
    隔とを、互いにほぼ同じとした、請求項1〜2の何れか
    に記載したベンチレーテッド型ディスク。
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