JP2013044342A - ブレーキディスクローター - Google Patents

Abstract

【課題】摺動板上に設けられた溝と正対するブレーキパッドの磨耗量を均一化してブレーキパッドの寿命を増大させるとともに、ブレーキディスクローターとブレーキパッドの摺接部の面圧を均一化してブレーキ鳴きの発生を防止する。
【解決手段】摺動板の摺動面上に、曲線状の溝３を当該摺動板の回転方向に複数設け、この溝３の一点の接線が当該摺動板の回転方向の中心から当該溝３上の一点に向かって引いた直線と成す角度の余弦と、当該溝３上の一点と前記両摺動板の回転方向の中心との距離の二乗との積が、当該溝３上のどの点でも略一定になるように溝３を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両その他で使用されるディスクブレーキ装置のブレーキディスクローターに関する。

ブレーキディスクローターは、車軸方向に離間して配設された円板状の内側用摺動板、外側用摺動板間に放射状の複数のフィンを形成し、各隔壁間に入口開口、出口開口および放射状のベンチホールを形成するものである。

制動時のブレーキディスクローターとブレーキパッドとの摩擦摺動によって発生する種々の炭化物および異物がブレーキディスクローターとブレーキパッドとの間に介在することにより生ずる制動力の減少、ブレーキ鳴き等を防止するため、特許文献１に示すように円盤板状摺動板に種々の溝を設けることが公知である。

特開２００３−３１４５９７号公報

上記従来のブレーキディスクローターは、円板状摺動板の摺動面に満遍なく溝が掘られているのでブレーキパッドに対する溝の攻撃性は全面均一である一方、ブレーキディスクローターとブレーキパッドの摺接面はブレーキディスクローターの半径方向外側にいくほど周速度が速いので摺接部の磨耗が早く進み、ブレーキパッドが半径方向外側にいくほど磨耗量が大きくなるという問題があった。

ブレーキディスクローターは、ブレーキパッドに比べて硬くて磨耗しにくい材料を使用しているので、半径方向外側と半径方向内側の磨耗量の差はさほどではないが、ブレーキパッドは磨耗しやすい材料を使用しているので、このブレーキパッドが半径方向外側に向かうほど磨耗量が大きくなる現象は、ブレーキディスクローターとブレーキパッドの摺接部の磨耗が進むにつれ、ブレーキキャリパの油圧ピストンがブレーキパッドを押圧する際に当該摺接部での面圧の不均一を招きブレーキ鳴きの一因になったり、当該油圧ピストンがブレーキパッドを押圧する時に油圧シリンダーとの勘合ガタ分だけ傾くのでブレーキ油圧徐荷後の油圧ピストンの原位置への戻り不良を起こす一因になっていた。

本発明のブレーキディスクローターは、これらの問題を鑑みてなされたもので、請求項１に記載の本発明は、円板状摺動板の厚み方向に設けられた摺動面の曲線状の溝が前記摺動板の回転方向に複数設けてなり、この曲線状の溝上の一点の接線が前記円板状摺動板の回転方向の中心から当該溝上の一点に向かって引いた直線と成す角度の余弦と、当該溝上の一点と前記両摺動板の回転方向の中心との距離の二乗との積が当該溝上のどの点でも略一定になるように当該溝が形成されているものである。

上記構成によりなる本発明のブレーキディスクローターは、円板状摺動板の厚み方向に設けられた摺動面の曲線状の溝が前記摺動板の回転方向に複数設けられててなり、この曲線状の溝上の一点の接線が前記円板状摺動板の回転方向の中心から当該溝上の一点に向かって引いた直線と成す角度の余弦と、当該溝上の一点と前記両摺動板の回転方向の中心との距離の二乗との積が当該溝上のどの点でも略一定になるように当該溝が形成されているので、当該溝の制動時におけるブレーキパッドに対する攻撃性が溝上のどの点でも等しくなり、ブレーキパッドの磨耗の不均一性が解消しブレーキパッドの寿命が向上するととも、ブレーキパッドの不均一磨耗の結果発生していたブレーキ鳴きや、ブレーキキャリパの油圧ピストンのブレーキ油圧徐荷後の原位置への戻り不良が発生しにくいという効果を奏する。

本発明の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図 図１における溝の作用を示す詳細図 従来のブレーキディスクローターを示す正面図 実施例のブレーキディスクローターが車両に搭載された状態を示す一部を省略した斜視図 実施例のブレーキディスクローターが車両に搭載された状態を示す断面図 本発明の別の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図 従来のブレーキディスクローターの周辺部品の磨耗状態と作用を示す断面図

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８に基づいて説明する。

図５に本発明を適用した自動車をリフトアップした状態で下から見たものを示す。各ディスクホィールＤＷの内側に配設したダストシールドＤＳの空気取入口ＩＬより吸入した空気をブレーキディスクローター１の入口開口３１からベンチホール４に導入することで制動により発生した摩擦熱を冷却するもので図１乃至図８を用いて詳細に説明する。

実施例のブレーキディスクローターは図１の本発明の正面図および図２の本発明の断面図に示す部材構成で成立している。即ち、ブレーキディスクローター１の車両外側の摺動板１２は、図２の車両内側の摺動板１１とともに段部１３を介して締付け用の穴を有する取付け部１４と一体に形成されている。フィン２は、厚さ４から６ｍｍで車両内側用摺動板１１および外側摺動板１２の間に半径１１０ｍｍから半径１７０ｍｍの範囲に放射状に一体形成されている。

そして、ブレーキディスクローター１は、図６の車軸ＡＳの軸方向に離間して配設された円板状の内側および外側の各摺動板１１および１２と、当該摺動板１１および１２の間に摺動板の半径方向に放射状に配設された隔壁を構成する複数のフィン２と、摺動板１１および１２の間において半径方向内方および外方に開口した複数の開口３１および３２と、各摺動板１１および１２と隣合うフィン２とによって形成される通路を構成する複数のベンチホール４と、各摺動板１１および１２に形成された溝３とから成る。

図３に本発明の溝部の詳細図を示す。ブレーキディスクローター１の摺動板１２の摺動面上には溝３が６個形成されている。溝３の任意の一点Ｇ１の接線Ｔ１と、摺動板の回転方向の中心Ｏと前記Ｇ１とを結んだ直線Ｓ１との成す角度θ１の余弦ｃｏｓθ１と、Ｇ１とＯとの距離Ｒ１の二乗との積（Ｒ１×Ｒ１×ｃｏｓθ１）の値が、この溝３のどの点においても略一定になるように溝形状が形成されている。

即ち、この溝３の別の任意の一点Ｇ２の接線Ｔ２と、摺動板の回転方向の中心Ｏと前記Ｇ２とを結んだ直線Ｓ２との成す角度θ２の余弦ｃｏｓθ２と、Ｇ２とＯとの距離Ｒ２の二乗との積（Ｒ２×Ｒ２×ｃｏｓθ２）が略等しくなるように溝３が形成されている。これを式に表すと下記のようになる。
Ｒ１×Ｒ１×ｃｏｓθ１≒Ｒ２×Ｒ２×ｃｏｓθ２≒Ｒ３×Ｒ３×・・・。なお、摺動板１１の摺動面上にも、図１に破線で一部を表示してあるとおり、摺動板１２の摺動面上の溝３に対して回転方向に３０度位相をずらした状態で溝３が６個形成されている。

ブレーキパッド２３に対する溝３の攻撃性即ち摩擦エネルギーは、溝３上の点の周速度（Ｖ）の二乗に比例して半径方向外側に近づくほど大きくなる。ブレーキディスクローター１の角速度（ω）は一定なので、当該攻撃性は溝３上の点の摺動板の回転方向の中心Ｏとの距離（Ｒ）の二乗に比例することになる。一方、溝３が摺動板の回転方向に対し角度θだけ傾いている場合のブレーキパッド２３に対する溝３の攻撃性は、角度θの余弦に比例する。従って、溝３上の任意の点におけるブレーキパッド２３に対する攻撃性はＲ×Ｒ×ｃｏｓθで表せる。

このＲ×Ｒ×ｃｏｓθの値は任意に設定可能であるが、本発明の効果をより有効に発揮させるためには３５から８５の範囲が好ましく、実施例では６５に設定してある。この単位はｃｍの二乗であり、数字が大きくなるほど当該溝３が放射状に近づきブレーキパッド２３に対する攻撃性が強くなる。

また、この溝３の曲線は任意に分割して摺動板の回転方向にずらして配置することが可能である。図７に本発明の別の実施例として当該溝を二分割した場合を示す。当該分割部分は摺動面の中央付近に位置しブレーキキャリパ２１の油圧ピストン２２の押圧力が直接印加される部分でなので、分割された溝同士を摺動板の半径方向で寸度δだけラップさせることにより、当該ラップ部分の円周上では溝個数が二倍の１２個になるので溝個数を二倍に増やした場合に近い制動効果が得られる。一方、溝加工部の長さの合計は二分割する前に比べてわずかに増えただけなので加工費の増加を少なく抑えたまま二倍近い制動効果が得られるという効果を奏する。

図４の従来のブレーキディスクローター１の場合は、溝上の点が半径方向外側に近づくにつれて前記の角度θが小さくなる。従って、Ｒ×Ｒ×ｃｏｓθの値は半径方向外側に近づくにつれて大きくなり、ブレーキパッド２３に対する攻撃性が増大する。これにより、ブレーキパッド２３が半径方向内側に比べて半径方向外側での磨耗が大きくなる。

その結果、図８に示すようにブレーキキャリパ２１の油圧ピストン２２がブレーキパッド２３を押圧する際にブレーキディスクローター１とブレーキパッド２３の摺接部の面圧の不均一を招きブレーキ鳴きが発生したり、当該油圧ピストン２２がブレーキパッド２３を押圧する時に、ブレーキキャリパ２１に油圧ピストン２２が入る油圧シリンダー穴と油圧ピストン２２との勘合ガタ分の角度ψだけ傾くのでブレーキ油圧徐荷後の油圧ピストン２２の原位置への戻り不良が起こたっりという不具合が発生していた。

上述の実施例は、説明のため例示したもので、前記の車両内側と外側の複数の摺動板を具備したブレーキディスクローターに限定されるものではなく、１枚の摺動板に対しても有効である。また、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。

本発明は、ブレーキディスクローターに限定されるものではなく、回転する円盤を有する産業用機器にも適用できる。

１ ブレーキディスクローター
２ フィン
３ 溝
４ ベンチホール
１１ 内側摺動板
１２ 外側摺動板
１３ 段部
１４ 取付部
２１ ブレーキキャリパ
２２ 油圧ピストン
２３ ブレーキパッド
３１ 入口開口
３２ 出口開口

Claims (1)

1. 車軸方向に離間して配設された円板状摺動板と、両摺動板間に配設された隔壁からなり、この隔壁が当該摺動板間に複数形成されることで半径方向内方から外方に向かって開口する複数の入口開口および出口開口が形成されてなるブレーキディスクローターであって、前記両摺動板は、摺動面上に曲線状の溝を当該摺動板の回転方向に複数有しており、この溝上の一点の接線が前記両摺動板の回転方向の中心から当該溝上の一点に向かって引いた直線と成す角度の余弦と、当該溝上の一点と前記両摺動板の回転方向の中心との距離の二乗との積が当該溝上のどの点でも略一定になるように当該溝を形成して成ることを特徴とするブレーキディスクローター。
   

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