JP5742773B2

JP5742773B2 - ディスクロータ

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Publication number: JP5742773B2
Application number: JP2012082462A
Authority: JP
Inventors: 智宏横山; 松島　徹; 徹松島; 範嘉松井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013210089A

Description

本発明は、ディスクロータに関する。

ディスクブレーキは、例えば、液圧シリンダの液圧によりパッドを回転するディスクロータに接触させて、制動トルクを発生する。ディスクブレーキでは、回転するディスクロータにパッドが接触することで振動が発生し、回転するディスクロータとパッドが共振することでいわゆるブレーキ鳴きが発生する。ここで、ブレーキ鳴きとしては、面外鳴きおよび面内鳴きがある。面外鳴きは、ディスクロータのパッドが接触する摩擦面が回転軸と同じ方向に振幅する面外方向振動に起因するものである。面内鳴きは、ディスクロータの摩擦面がディスクロータの周方向に振動する面内方向振動に起因するものである。

面外鳴きに対する対策としては、特許文献１に示すようなものがある。特許文献１では、ロータ次数が５〜７次の高次数の面外振動に起因する面外鳴きを抑制するものであり、形状の異なるフィンの４本をセットとして構成して、セットをロータ周方向に周期的に配列したものである。

特開２０００−４６０８０号公報

しかしながら、上記特許文献１のような面外鳴きに対する対策の技術では、面内鳴きを抑制することはできないため、面内鳴きに対する対策は十分ではなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、面内鳴きの発生を抑制することができるディスクロータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、対向する摺動板間に、周方向に複数のフィンが形成され、かつ前記摺動板にパッドが接触することで制動力を発生するディスクロータであって、前記フィンは、複数の第１フィンからなる第１フィン群と、前記第１フィンとは形状あるいは材質の少なくともいずれか一方が異なる複数の第２フィンからなる第２フィン群とがあり、前記第１フィン群および前記第２フィン群は、周方向に所定角度ごとに交互に配置され、複数の前記第１フィンおよび複数の前記第２フィンは、フィン幅が変化せず一定で同じであり、前記第２フィンが前記第１フィンに対して、半径方向のうち外側において短いことを特徴とする。

また、上記ディスクロータにおいて、所定角度は、４５度あるいは９０度であることが好ましい。

また、上記ディスクロータにおいて、複数の前記第１フィンは形状および材料が同一であり、複数の前記第２フィンは形状および材料が同一であることが好ましい。

また、本発明では、対向する摺動板間に、周方向に複数のフィンが形成され、かつパッドが接触することで制動力を発生するディスクロータであって、前記フィンは、複数の第１フィンからなる第１フィン群と、前記第１フィンとは形状あるいは材質の少なくともいずれか一方が異なる複数の第２フィンからなる第２フィン群とがあり、前記第１フィン群および前記第２フィン群は、周方向に等間隔あるいは略等間隔で所定数に分割された領域ごとに交互に配置され、複数の前記第１フィンおよび複数の前記第２フィンは、フィン幅が変化せず一定で同じであり、前記第２フィンが前記第１フィンに対して、半径方向のうち外側において短いことを特徴とする。

また、上記ディスクロータにおいて、所定数は、８あるいは４であることが好ましい。

本発明にかかるディスクロータは、面内鳴きの発生を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るディスクロータを備えるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態１に係るディスクロータを示す図である。図３−１は、実施形態１に係るディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図３−２は、実施形態１に係るディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図４−１は、実施形態１に係るディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図４−２は、実施形態１に係るディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図５−１は、従来のディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図５−２は、従来のディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図６−１は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴きの結果を示す図である。図６−２は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴きの結果を示す図である。図６−３は、従来のディスクロータのブレーキ鳴きの結果を示す図である。図７−１は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴き発生の分布を示す図である。図７−２は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴き発生の分布を示す図である。図７−３は、従来のディスクロータのブレーキ鳴き発生の分布を示す図である。図８は、モードＡとモードＢとの関係を示す図である。図９は、実施形態２に係るディスクロータを示す図である。図１０は、実施形態３に係るディスクロータを示す図である。図１１は、実施形態４に係るディスクロータを示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係るディスクロータについて説明する。図１は、実施形態に係るディスクロータを備えるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態１に係るディスクロータを示す図である。なお、図２は、ディスクロータの回転軸と直交する平面における断面図である。

図１に示すように、実施形態１に係るディスクロータ１−１は、ディスクブレーキ装置１００に用いられる。ディスクブレーキ装置１００では、キャリパー１０１に設けられたパッド１０２，１０３がディスクロータ１−１の摺動板２，３にディスクロータ１−１の回転軸方向において対向して配置されている。キャリパー１０１内には、図示しない液圧シリンダが設けられており、液圧シリンダが発生する押圧力によりパッド１０２，１０３間の距離が縮まり、図示しない車輪と一体回転するディスクロータ１−１の摺動板２、３に、パッド１０２，１０３がそれぞれ接触することで摩擦力が発生する。発生した摩擦力は、キャリパー１０１に対してディスクロータ１−１の回転方向と反対方向に作用することで、図示しない車両を減速する制動力となる。つまり、ディスクロータ１−１は、制動力を発生するものである。

ディスクロータ１−１は、ベンチレーテッドディスクロータであり、本実施形態では、面内鳴きのうち、面内２次モードというディスクロータ１−１の周方向に９０度ごとに節（節に対して４５度のところが腹となる）を持っているブレーキ鳴きを抑制するものである。ディスクロータ１−１は、鋳鉄などの金属材料を鋳造で成型したものであり、２つの摺動板２，３と、複数のフィン４とにより構成されている。なお、摺動板２は、車輪が固定される固定部５が回転軸方向に突出して形成されており、図示しないドライブシャフトが固定される嵌合穴６が形成されている。２つの摺動板２，３は、回転軸方向において対向するものであり、摺動板２，３の間に複数のフィン４が形成されている。

複数のフィン４は、周方向に連続して形成されており、回転軸方向の両端部が摺動板２，３にそれぞれ接続されている。本実施形態では、４０本の複数のフィン４が等間隔に配列されており、フィン４が第１フィン群４１と、第２フィン群４２とに分けられ、周方向に１群ずつ交互に各４群（合計８群）配列されている。各第１フィン群４１は、同数、本実施形態では５本の第１フィン４ａから構成される。一方、各第２フィン群４２は、同数、本実施形態では５本の第２フィン４ｂから構成される。従って、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に所定角度ごと、本実施形態では、４５度ごとに交互に配置されている。つまり、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に等間隔で所定数、本実施形態では８分割された領域である周方向に連続するＡ１〜Ａ８ごとに交互に配置されている。第１フィン群４１はＡ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７に配置され、第２フィン群４２はＡ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に配置される。なお、各第１フィン４ａは同一材料で、かつ同一形状で形成されている。また、各第２フィン４ｂは、同一材料で、かつ同一形状で形成されている。

第１フィン４ａおよび第２フィン４ｂは、本実施形態では、同一材質であるが形状が異なる。第１フィン４ａおよび第２フィン４ｂは、フィン幅（フィン４の半径方向と直交する方向の長さ）が変化せず一定で同じであるが、フィン長さ（フィン４の半径方向の長さ）が第１フィン４ａと比較して第２フィン４ｂのほうが短く形成されている。第１フィン４ａおよび第２フィン４ｂは、ともに断面形状が略長方形状（半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側外側のフィン幅が５ｍｍ）である。つまり、第２フィン４ｂは、第１フィン４ａよりもフィンの長さが短いため、質量が小さく、剛性が低くなる。つまり、第２フィン群４２は、第１フィン群４１よりも質量が小さく、剛性が低くなる。従って、ディスクロータ１−１は、周方向に４５度間隔で質量および剛性が周期的に変化する。

ここで、面内鳴き、特に低次数（１次あるいは２次）の面内鳴きでは、パッド１０２，１０３の中心を基準としたＳＩＮ波とＣＯＳ波（移動波）の合成波において、この２つの波が同じ周波数にあることがブレーキ鳴きの原因であると考えることができる。従って、合成された２つの波動を分解、コントロール、すなわちディスクロータ１−１の固有値を操作することで、面内鳴きを抑制することができる。周波数は剛性と質量との関係であることから、本実施形態では、主に質量を変化させることで、面内２次モードにおけるディスクロータ１−１の固有値を変更する。具体的には、第１フィン群４１および第２フィン群４２を周方向の４５度ずつ交互に配置し、周方向に４５度ずつ質量を変更させることで、４５度ずつの面内方向の周波数を変更させ、面内２次モードにおけるディスクロータ１−１の固有値を離間させる。

図３−１、図３−２、図４−１および図４−２は、実施形態１に係るディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図５−１および図５−２は、従来のディスクロータの周波数解析結果を示す図である。図３−１〜図５−２は、縦軸が音圧（ｄＢ）、横軸が周波数（ｋＨｚ）である。図３−１および図３−２における実施形態１に係るディスクロータ１−１は、図４−１および図４−２における実施形態１に係るディスクロータ１−１と比較して、各第２フィン群４２の第２フィン４ｂの長さが短い、すなわち質量が小さい。図３−１、図３−２、図４−１および図４−２は、ディスクロータ１−１の第１フィン群４１が配置されている領域（Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７のいずれか）の中央部における半径方向外側端部を接線方向にハンマリングした際の周波数結果である。図５−１および図５−２における従来のディスクロータは、複数のフィン４がすべて上記第２フィン４ｂであり、等間隔に４０本配置されたディスクロータである。図５−１は、従来のディスクロータの任意の半径方向外側端部を接線方向にハンマリングした際の周波数結果である。図５−２は、従来のディスクロータの上記図５−１でハンマリングした位置から周方向に４５度ずれた半径方向外側端部を接線方向にハンマリングした際の周波数結果である。

従来のディスクロータの場合は、同一のフィン４で構成されているため、図５−１および図５−２にそれぞれ示すように、面内２次モードにおけるピークが同じ周波数（ｆ_３１＝ｆ_３２＝１１６００Ｈｚ程度）となる。一方、本実施形態に係るディスクロータ１−１の場合は、図３−１および図３−２にそれぞれ示すように、面内２次モードにおけるピークは４５度ずつ異なる周波数（ｆ_１１＝１１６００Ｈｚ程度、ｆ_２２＝１１８００Ｈｚ程度）となる。また、図４−１および図４−２にそれぞれ示すように、面内２次モードにおけるピークは４５度ずつ異なる周波数（ｆ_２１＝１１６００Ｈｚ程度、ｆ_１２＝１１７００Ｈｚ程度）となる。また、図３−２および図４−２に示すように、第２フィン４ｂが短くなるほど、すなわち質量が小さくなるほど面内２次モードにおけるピークの周波数離間が大きくなる。つまり、第２フィン群４２の質量を第１フィン群４１の質量よりも小さくすると、第２フィン群４２に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数が第１フィン群４１に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数よりも高くなるので、第１フィン群４１と第２フィン群４２との質量の変化、すなわち４５度ずつの質量の変化で、面内２次モードにおけるディスクロータ１−１の固有値を離間させることができる。

次に、実施形態１に係るディスクロータ１−１の効果について説明する。図６−１および図６−２は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴きの結果を示す図である。図６−３は、従来のディスクロータのブレーキ鳴きの結果を示す図である。図７−１および図７−２は、実施形態１に係るディスクロータのブレーキ鳴き発生の分布を示す図である。図７−３は、従来のディスクロータのブレーキ鳴き発生の分布を示す図である。図８は、モードＡとモードＢとの関係を示す図である。図６−１、図７−１および図８の「Ｐ１、Ｂ１」は、図３−１および図３−２における実施形態１に係るディスクロータ１−１に対応するものである。図６−２、図７−２および図８の「Ｐ２、Ｂ２」は、図４−１および図４−２における実施形態１に係るディスクロータ１−１に対応するものである。図６−３、図７−３および図８の「Ｐ３、Ｂ３」は、図５−１および図５−２における従来のディスクロータに対応するものである。図６−１〜図６−３は、縦軸が音圧（ｄＢ）、横軸が周波数（ｋＨｚ）であり、「ばつ」はブレーキ鳴きが発生した点である。図７−１〜図７−３は、縦軸が周波数（ｋＨｚ）、横軸が液圧シリンダ内の液圧（ＭＰａ）であり、ブレーキ鳴きのレベル（音圧や頻度）を極小レベル「ばつ」、小レベル「黒四角」、中レベル「黒丸」として表したものである。図８は、縦軸が周波数（ｋＨｚ）、横軸が液圧シリンダ内の液圧（ＭＰａ）である。

図６−２の「Ｙ」に示すディスクロータ１−１が発生する面内２次鳴き（１１．６５ｋＨｚ程度）、および図６−１の「Ｘ」に示すディスクロータ１−１が発生する面内２次鳴き（１１．７５ｋＨｚ程度）は、図６−３の「Ｚ」に示す従来のディスクロータが発生する面内２次モードにおける鳴きである面内２次鳴き（１１．５５ｋＨｚ程度）と比較して、面内２次鳴きの周波数が上昇しつつ、その発生が抑制されている。また、図６−１および図６−２に示すように、第２フィン４ｂが短くなるほど、すなわち質量が小さくなるほど面内２次鳴きの発生が抑制されていることから、面内２次モードにおけるピークの周波数離間が大きくなるほど、面内２次鳴きの発生が抑制されている。なお、面内２次鳴きは、本実施形態では、１１ｋＨｚ〜１２ｋＨｚ程度の振動をいうが、振動ディスクロータやパッドの構成などで変化するので、本発明では８ｋＨｚ以上の振動をいう。

また、図７−３に示すように、従来のディスクロータでは、広い液圧の範囲で面内２次鳴きが発生し、特に、高い液圧において面内２次鳴きの発生が顕著である。しかしながら、図７−１および図７−２に示すように、ディスクロータ１−１では、高い液圧において面内２次鳴きが発生するのみで、広い範囲で面内２次鳴きが発生することは抑制されている。また、図７−１および図７−２に示すように、第２フィン４ｂが短くなるほど、すなわち質量が小さくなるほど、高い液圧においても面内２次鳴きの発生が抑制されている。

ブレーキ鳴きにおける共振は、モードＡとモードＢの合成により発生すると考えることができる。図８に示すように、モードＡでは、面内２次モードにおけるピークの周波数が液圧に関わらず一定である（同図Ａ１〜Ａ３）。一方、モードＢは、面内２次モードにおけるピークの周波数が液圧の上昇に伴い上昇し、その後一定となる（同図Ｂ１〜Ｂ３）。モードＡは、周波数に支配されるため、同図のＡ１〜Ａ３に示すように、第２フィン４ｂが短くなるほど、すなわち質量が小さくなるほど上昇する。一方、モードＢは、周波数に支配されないため、同図のＢ１〜Ｂ３に示すように、質量に関わりなく変化しない。つまり、面内２次泣きが発生する従来のディスクロータでは、モードＡの周波数（Ａ３）とモードＢの周波数（Ｂ３）が高い液圧で重なっている状態であると仮定すると、ディスクロータ１−１では、高い液圧の領域でのモードＡの周波数（Ａ２，Ａ３）をモードＢの周波数（Ｂ２，Ｂ３）から離間させることができ、モードＡの周波数とモードＢの周波数とが重なることを抑制することができる。このことから、ディスクロータ１−１では、第２フィン４ｂが短くなるほど、すなわち質量が小さくなるほど、高い液圧においても面内２次鳴きの発生を抑制することができる。以上のように、本実施形態に係るディスクロータ１−１は、主に質量を４５度ずつ周期的に変化させることで、面内２次鳴き、本実施形態では８ｋＨｚ以上の振動の発生を抑制することができる。また、ディスクロータ１−１では、第２フィン４ｂの長さを第１フィン４ａよりも短くするので、軽量化を図ることができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係るディスクロータについて説明する。図９は、実施形態２に係るディスクロータを示す図である。なお、図９は、ディスクロータの回転軸と直交する平面における断面図である。図９に示す実施形態２に係るディスクロータ１−２は、第２フィン群４２を構成する第２フィン４ｃの形状が、実施形態１に係るディスクロータ１−１における第２フィン４ｂと異なる。なお、ディスクロータ１−２の基本的構成は、ディスクロータ１−１と同様であるので、その説明は省略あるいは簡略化する。

第１フィン４ａおよび第２フィン４ｃは、本実施形態では、同一材質であるが形状が異なる。第１フィン４ａおよび第２フィン４ｃは、フィン長さが同じであるが、フィン幅が第１フィン４ａと比較して第２フィン４ｃのほうが広く形成されている。第１フィン４ａは、断面形状が略長方形状（半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側外側のフィン幅が５ｍｍ）である。第２フィン４ｃは、フィン幅（半径方向と直交する方向の長さ）が半径方向内側から外側に向かうほど広くなる形状であり、すなわち断面形状が略扇状（例えば、半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側のフィン幅が６ｍｍ、半径方向外側のフィン幅が８ｍｍ）に形成されている。つまり、第２フィン４ｂは、第１フィン４ａよりもフィン幅が少なくとも半径方向外側で増加するため、剛性が高く、質量が大きくなる。つまり、第２フィン群４２は、第１フィン群４１よりも剛性が高く、質量が大きくなる。従って、ディスクロータ１−２は、周方向に４５度間隔で剛性および質量が周期的に変化する。

本実施形態では、主に剛性を変化させることで、面内２次モードにおけるディスクロータ１−２の固有値を変更する。具体的には、第１フィン群４１および第２フィン群４２を周方向に４５度ずつ交互に配置し、周方向に４５度ずつ剛性を変更させることで、４５度ずつの面内方向の周波数を変更させ、面内２次モードにおけるディスクロータ１−２の固有値を離間させる。

ディスクロータ１−２は、上記従来のディスクロータの場合と比較して、第２フィン４ｂの幅が広くなるほど、すなわち剛性が高くなるほど面内２次モードにおけるピークの周波数離間が大きくなる。つまり、第２フィン群４２の剛性を第１フィン群４１の剛性よりも高くすると、周波数と剛性と重量との関係から、第２フィン群４２に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数が第１フィン群４１に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数よりも高くなるので、第１フィン群４１と第２フィン群４２との剛性の変化、すなわち４５度ずつの剛性の変化で、面内２次モードにおけるディスクロータ１−２の固有値を離間させることができる。従って、第２フィン４ｃの幅が広くなるほど、すなわち剛性が高くなるほど、面内２次鳴きの発生を抑制することができる。以上のように、本実施形態に係るディスクロータ１−２は、主に剛性を４５度ずつ周期的に変化させることで、面内２次鳴きの発生を抑制することができる。また、ディスクロータ１−２では、第２フィン４ｃの幅を第１フィン４ａよりも広くするので、強度の低下を抑制することができる。

〔実施形態３〕
次に、実施形態３に係るディスクロータについて説明する。図１０は、実施形態３に係るディスクロータを示す図である。なお、図１０は、ディスクロータの回転軸と直交する平面における断面図である。図１０に示す実施形態３に係るディスクロータ１−３は、第２フィン群４２を構成する第２フィン４ｄ〜４ｆの形状が第２フィン群４２の位置に応じてそれぞれ異なる点で、実施形態２に係るディスクロータ１−２と異なる。なお、ディスクロータ１−３の基本的構成は、ディスクロータ１−２と同様であるので、その説明は省略あるいは簡略化する。

第１フィン４ａおよび第２フィン４ｄ〜４ｆは、本実施形態では、同一材質であるが形状が異なる。第１フィン４ａおよび第２フィン４ｄ〜４ｆは、フィン長さが同じであるが、フィン幅が第１フィン４ａと比較して第２フィン４ｄ〜４ｆのほうが広く形成されている。第１フィン４ａは、断面形状が略長方形状（半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側外側のフィン幅が５ｍｍ）である。第２フィン４ｄ〜４ｆは、フィン幅（半径方向と直交する方向の長さ）が半径方向内側から外側に向かうほど広くなる形状であり、すなわち断面形状が略扇状に形成されている。

第２フィン４ｄは、第１フィン群４１と隣り合う端部に位置するフィン４（第２フィン群４２の周方向における両端部に位置する２つのフィン４）であり、第２フィン４ｅ，４ｆと比較して、第１フィン群４１と隣り合う端部に位置するフィン４である第１フィン４ａに対する形状の変化量、すなわちフィン幅の変化量が少なくなるように形成されている（例えば、半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側のフィン幅が５ｍｍ、半径方向外側のフィン幅が６ｍｍ）。第２フィン４ｅは、第２フィン群４２の両端部に位置するフィン４よりも中央部側に位置するフィン４であり、第２フィン４ｆと比較して、上記第1フィン４ａに対する形状の変化量、すなわちフィン幅の変化量が少なく、第２フィン４ｄに対するフィン幅の変化量が大きくなるように形成されている（例えば、半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側のフィン幅が６ｍｍ、半径方向外側のフィン幅が７ｍｍ）。第２フィン４ｆは、第２フィン群４２の中央部に位置するフィン４であり、第２フィン４ｄ，４ｅと比較して、第１フィン群４１と隣り合う端部に位置するフィン４である第1フィン４ａに対するフィン幅の変化量が一番大きくなるように形成されている（例えば、半径方向の両端部が円弧であり、半径方向内側のフィン幅が６ｍｍ、半径方向外側のフィン幅が８ｍｍ）。つまり、第２フィン群４２では、第１フィン群４１と隣り合う端部に位置する第２フィン４ｄが、第２フィン４ｄよりも中央部側に位置する第２フィン４ｅ，４ｆよりも形状の変化量が小さく、本実施形態では、第２フィン群４２の中央部から両端部に向かうほど、第２フィン４ｄ〜４ｆの形状の変化量が順次小さくなる。つまり、第２フィン４ｄ〜４ｆは、第１フィン４ａよりもフィン幅が少なくとも半径方向外側で増加するため、剛性が高く、質量が大きくなる。さらに、第２フィン４ｄ，４ｅ，４ｆの順で、剛性が順次高くなり、質量が順次高くなる。つまり、ディスクロータ１−３は、周方向に４５度間隔で剛性および質量が周期的に変化するとともに、第２フィン群４２において端部から中央部に向かってフィン４の形状の変化が次第に大きくなるので、第１フィン群４１よりも剛性が端部から中央部に向かって順次高く、順次質量が大きくなる。

本実施形態では、主に剛性を変化させることで、面内２次モードにおけるディスクロータ１−３の固有値を変更する。具体的には、第１フィン群４１および第２フィン群４２を周方向に４５度ずつ交互に配置し、周方向に４５度ずつ剛性を変更させることで、４５度ずつの面内方向の周波数を変更させ、面内２次モードにおけるディスクロータ１−３の固有値を離間させる。ディスクロータ１−３は、第２フィン群４２の剛性を第１フィン群４１の剛性よりも高くすると、周波数と剛性と重量との関係から、第２フィン群４２に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数が第１フィン群４１に対応する面内２次モードにおけるピークの周波数よりも高くなるので、第１フィン群４１と第２フィン群４２との剛性の変化、すなわち４５度ずつの剛性の変化で、面内２次モードにおけるディスクロータ１−３の固有値を離間させることができる。従って、本実施形態に係るディスクロータ１−３は、主に剛性を４５度ずつ周期的に変化させることで、面内２次鳴きの発生を抑制することができる。また、ディスクロータ１−３では、第２フィン４ｄ〜４ｆの幅を第１フィン４ａよりも広くするので、強度の低下を抑制することができる。

ここで、複数のフィン４の形状が異なると、各フィン４の熱容量が変化することとなる。例えば、上記実施形態２では、熱容量が第１フィン４ａよりも第２フィン４ｃのほうが高くなる。従って、パッド１０２，１０３が接触することで摩擦力が発生した結果、受熱される摺動板２，３のパッド１０２，１０３が接触する表面の温度分布は、周方向に４５度ずつ変化する。特に、第１フィン群４１と第２フィン群４２との境界部では温度が急激に変化することから、境界部を基準に周方向に４５度ずつ急激に変化する虞がある。摺動板２，３は、境界部に急激な温度変化が生じると、境界部とその他の部分との厚さが微少ながら変化することで、周方向に微細にうねりが発生する。従って、微細なうねりが発生した状態の摺動板２，３とパッド１０２，１０３が接触することで、振動・異音が発生する虞がある。

しかしながら、本実施形態に係るディスクロータ１−３では、第２フィン群４２の中央部から第１フィン群４１と隣り合う両端部に向かって、第２フィン４ｄ〜４ｆの形状の変化量が小さく、すなわちフィン４の形状が小さく除変していくので、第１フィン群４１の両端部に位置する第１フィン４ａと、第２フィン群４２の両端部に位置する第２フィン４ｄとの形状の変化量を小さくすることができる。従って、第１フィン群４１と第２フィン群４２との境界部における温度変化を抑制することができるため、摺動板２，３の周方向における微細なうねりを抑制することができる。このことから、本実施形態に係るディスクロータ１−３では、制動時における熱による振動・異音の発生を抑制することができる。

〔実施形態４〕
次に、実施形態４に係るディスクロータについて説明する。図１１は、実施形態４に係るディスクロータを示す図である。なお、図１１は、ディスクロータの回転軸と直交する平面における断面図である。図１１に示す実施形態４に係るディスクロータ１−４は、複数のフィン４の数が実施形態３に係るディスクロータ１−３と異なる。なお、ディスクロータ１−４の基本的構成は、ディスクロータ１−３と同様であるので、その説明は省略あるいは簡略化する。

本実施形態では、４４本のフィン４が等間隔に配列されており、フィン４が第１フィン群４１と、第２フィン群４２とに分けられ、周方向に交互に４群ずつ（合計８群）配列されている。各第１フィン群４１は、同数、本実施形態では５本の第１フィン４ａから構成される。一方、各第２フィン群４２は、同数、本実施形態では６本の第２フィン４ｄ〜４ｆから構成される。従って、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に所定角度前後ごと、本実施形態では、４５度前後（略４５度）ごとに交互に配置されている。具体的には、第１フィン群４１が４５度よりも小さく、第２フィン群４２が４５度よりも大きくなる。つまり、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、周方向に略等間隔で所定数、本実施形態では、８分割された領域である周方向に連続するＡ１〜Ａ８ごとに交互に配置されている。第１フィン群４１はＡ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７に配置され、第２フィン群４２はＡ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に配置され、Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７よりもＡ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８のほうが領域として広い。

第２フィン群４２は、周方向における両端部に２つの第２フィン４ｄ、中央部に２つの第２フィン４ｆ、第２フィン４ｄと第２フィン４ｆとの間に、それぞれ第２フィン４ｅが配置されている。従って、本実施形態に係るディスクロータ１−４は、実施形態３と同様に、主に剛性を略４５度ずつ周期的に変化させることで、面内２次鳴きの発生を抑制することができる。また、ディスクロータ１−４では、第２フィン４ｄ〜４ｆの幅を第１フィン４ａよりも広くするので、強度の低下を抑制することができる。さらに、制動時における熱による振動・異音の発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態４では、第２フィン群４２の第２フィン４ｄ〜４２ｆの枚数を第１フィン群４１の第１フィン４ａの枚数よりも増やしたが、これに限定されるものではなく第１フィン群４１の第１フィン４ａの枚数を増やしても良い。この場合、第１フィン群４１が４５度よりも大きく、第２フィン群４２が４５度よりも小さくなる。つまり、第１フィン群４１はＡ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７に配置され、第２フィン群４２はＡ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８に配置され、Ａ２，Ａ４，Ａ６，Ａ８よりもＡ１，Ａ３，Ａ５，Ａ７のほうが領域として広い。

また、上記実施形態３，４では、第２フィン４ｄ〜４ｆをフィン幅が半径方向内側から外側に向かうほど広くなる形状とした。これは、ディスクロータ１−１〜１−４が鋳造で製造されることに起因する砂の抜け性などを考慮したものであるが、摺動板２，３および複数のフィン４を別部材で構成して製造するような場合は、第２フィン４ｄ〜４ｆをフィン幅が半径方向外側から内側に向かうほど広くなる形状としてもよい。

なお、上記実施形態１〜４では、フィン４の本数を４で割り切れる本数としたが、割り切れない本数でも良い。例えば、４１〜４３本の場合は、各第１フィン群４１あるいは各第２フィン群のうちいずれかの群のフィン４の本数を増やす。このとき、１群の増加本数は、１本であることが好ましい。４２本の場合は回転軸に対向する位置にそれぞれ１本ずつフィンを増加することが好ましく、４３本の場合は周方向に１２０度ずつで１本ずつフィンを増加することが好ましい。また、フィン４の本数を増やす場合は、フィン４の形状の変化がない第１フィン群４１のフィン４の本数を増やすことが好ましい。これらの場合は、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、周方向に略４５度ごとに交互に配置されることとなり、周方向に略等間隔で８分割された領域ごとに交互に配置されることとなる。

また、上記実施形態１〜４は、第１フィン４ａと第２フィン４ｂ〜４ｆとで形状を異ならせることで質量や剛性を異ならせたが、これに限定されるものではなく、第１フィン４ａと第２フィン４ｂ〜４ｆとで材料を異ならせることで、質量や剛性を異ならせてもよい。例えば、第１フィン４ａおよび第２フィン４ｂ〜４ｆの形状は同一であっても、材料を異ならせることで、質量や剛性を異ならせることができる。なお、第１フィン４ａおよび第２フィン４ｂ〜４ｆとで、形状および材料を異ならせても良い。

また、上記実施形態１〜４では、面内２次鳴きの抑制を目的とするものであるが、面内１次鳴きを抑制することを目的にディスクロータを構成しても良い。面内１次鳴きは、面内１次モードというディスクロータ１−１〜１−４の周方向に１８０度ごとに節（節に対して９０度のところが腹となる）を持っているブレーキ鳴きである。この場合は、フィン４の本数が４０本、４４本、４８本などでは、第１フィン群４１と第２フィン群４２が、周方向に１群ずつ交互に各２群ずつ（合計４群）配列されている。従って、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に所定角度ごと、ここでは、９０度ごとに交互に配置される。つまり、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に等間隔で、所定数、ここでは４分割された領域である周方向に連続するＡ１〜Ａ４ごとに交互に配置されている。第１フィン群４１はＡ１，Ａ３に配置され、第２フィン群４２はＡ２，Ａ４に配置される。また、フィン４の本数が４１本〜４３本、４５本〜４７本などでは、第１フィン群４１および第２フィン群４２が、摺動板２，３に対して周方向に略９０度ごとに交互に配置される。つまり、第１フィン群４１および第２フィン群４２は、摺動板２，３に対して周方向に略等間隔で４分割された領域である周方向に連続するＡ１〜Ａ４ごとに交互に配置されている（Ａ１，Ａ３あるいはＡ２，Ａ４のうちいずれか一方が他方よりも広い）。

また、上述の実施形態１〜４などでは、所定角度を４５度あるいは９０度としたが、これに限定されるものではない。所定角度は、抑制する面内鳴きの次数に応じたものであればよく、次数をｎとした場合に（３６０／２^ｎ）／２となる。

また、上述の実施形態１〜４などでは、所定数を４あるいは８としたが、これに限定されるものではない。所定数は、抑制する面内鳴きの次数に応じたものであればよく、次数をｎとした場合に２^ｎ×２となる。

１−１〜１−４ディスクロータ
２摺動板
３摺動板
４フィン
４ａ第１フィン
４ｂ〜４ｆ第２フィン
４１第１フィン群
４２第２フィン群
５固定部
６嵌合穴
１００ディスクブレーキ装置
１０１キャリパー
１０２パッド
１０３パッド

Claims

対向する摺動板間に、周方向に複数のフィンが形成され、かつ前記摺動板にパッドが接触することで制動力を発生するディスクロータであって、
前記フィンは、複数の第１フィンからなる第１フィン群と、前記第１フィンとは形状あるいは材質の少なくともいずれか一方が異なる複数の第２フィンからなる第２フィン群とがあり、
前記第１フィン群および前記第２フィン群は、周方向に所定角度ごとに交互に配置され、
複数の前記第１フィンおよび複数の前記第２フィンは、フィン幅が変化せず一定で同じであり、前記第２フィンが前記第１フィンに対して、半径方向のうち外側において短い
ことを特徴とするディスクロータ。
請求項１に記載のディスクロータにおいて、
所定角度は、４５度あるいは９０度であるディスクロータ。
請求項１または２のいずれか１つに記載のディスクロータにおいて、
複数の前記第１フィンは形状および材料が同一であり、複数の前記第２フィンは形状および材料が同一であるディスクロータ。
対向する摺動板間に、周方向に複数のフィンが形成され、かつパッドが接触することで制動力を発生するディスクロータであって、
前記フィンは、複数の第１フィンからなる第１フィン群と、前記第１フィンとは形状あるいは材質の少なくともいずれか一方が異なる複数の第２フィンからなる第２フィン群とがあり、
前記第１フィン群および前記第２フィン群は、周方向に等間隔あるいは略等間隔で所定数に分割された領域ごとに交互に配置され、
複数の前記第１フィンおよび複数の前記第２フィンは、フィン幅が変化せず一定で同じであり、前記第２フィンが前記第１フィンに対して、半径方向のうち外側において短い
ことを特徴とするディスクロータ。
請求項４に記載のディスクロータにおいて、
前記所定数は、８あるいは４であるディスクロータ。