JP3582392B2

JP3582392B2 - ベンチレーテッドロータ

Info

Publication number: JP3582392B2
Application number: JP01937499A
Authority: JP
Inventors: 雅之福田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP2000213573A

Description

【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５８−２００８２７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θ_２−θ_１−θ_０−θ_１−θ_２（θ_２＞θ_１＞θ_０）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ａ_２−ａ_１−ａ_０−ａ_１−ａ_２（ａ_２＞ａ_１＞ａ_０）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、３６（Ｎ）個のリブＲ_１、Ｒ_２、…、Ｒ_３５、Ｒ_３６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Ｒ_１〜Ｒ_３６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Ｒ_１〜Ｒ_３６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Ｒ_１、Ｒ_３、…、Ｒ_３５と、内端から外端まで幅は均一の短めのリブＲ_２、Ｒ_４、…、Ｒ_３６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Ｒ_１〜Ｒ_３６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＝３６／４）置きの計４個のリブＲ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８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Ｒ_１、Ｒ_１９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Ｒ_１０、Ｒ_２８も、短めのリブの基本的な形状であるリブＲ_４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Ｒ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８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Ｇ_１、Ｇ_２、Ｇ_３及びＧ_４を形成している。第１グループＧ_１はリブＲ_３６、Ｒ_１、Ｒ_２で構成され、第２グループＧ_２はリブＲ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１で構成され、第３グループＧ_３はリブＲ_１８、Ｒ_１９、Ｒ_２０で構成され、第４グループＧ_４はリブＲ_２７、Ｒ_２８、Ｒ_２９で構成されている。なお、第１グループＧ_１及び第３グループＧ_３は位置が異なるだけで同一構成であり、第２グループＧ_２及び第４グループＧ_４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Ｇ_１及び第２グループＧ_２についてその構成を説明する。
【００１９】
第１グループＧ_１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Ｒ_３６、Ｒ_２は細めのリブのままである。これに対し、第２グループＧ_２の中心にあるリブＲ_１０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Ｒ_１０の両隣のリブＲ_９、Ｒ_１１は本来ならばリブＲ_３のようなひょうたん型のリブであるが、第１グループＧ_１及び第２グループＧ_２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Ｇ_２の方が、細めのリブＲ_３６、Ｒ_２を含む第１グループＧ_１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Ｇ_２内の二つのリブＲ_９、Ｒ_１１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Ｒ_９、Ｒ_１１のリブＲ_１０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〜Ｇ_４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Ｒ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８の本来の形状が同一でなくても、それらリブＲ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８を含むグループＧ_１〜Ｇ_４の剛性が等価になるように、グループＧ_１〜Ｇ_４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Ｇ_１〜Ｇ_４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Ｇ_１とＧ_３、グループＧ_２とＧ_４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Ｒ_１、Ｒ_３、…、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Ｒ_１、第２グループのリブＲ_９、Ｒ_１０、Ｒ_１１、第３グループのリブＲ_１９、第４グループのリブＲ_２７、Ｒ_２８、Ｒ_２９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Ｇ_１及び第３グループＧ_３は位置が異なるだけで同一構成であり、第２グループＧ_２及び第４グループＧ_４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Ｇ_１及び第２グループＧ_２についてその構成を説明する。
【００２４】
第１グループＧ_１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Ｒ_３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Ｇ_２の中心にあるリブＲ_１０は、短めのリブＲ_４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Ｇ_２のリブＲ_９、Ｒ_１１の頭部内側（リブＲ_１０側）のみを、通常のひょうたん型リブＲ_３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Ｒ_１〜Ｒ_３６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Ｒ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８をコアとしてグループＧ_１〜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Ｒ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８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Ｒ_１〜Ｒ_３６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
Ｒ_１〜Ｒ_３６リブ
Ｒ_１、Ｒ_１０、Ｒ_１９、Ｒ_２８コア

Claims

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。
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。
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。