JPH05321959A - ブレーキディスクロータ - Google Patents
ブレーキディスクロータInfo
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- JPH05321959A JPH05321959A JP14857392A JP14857392A JPH05321959A JP H05321959 A JPH05321959 A JP H05321959A JP 14857392 A JP14857392 A JP 14857392A JP 14857392 A JP14857392 A JP 14857392A JP H05321959 A JPH05321959 A JP H05321959A
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Abstract
風の表面の熱伝達率の低下を抑制して、ロータの送風・
冷却効率を向上するとともに、冷却面積を拡大して総放
熱量を増加させる。 【構成】 車軸の軸方向に離間して並設されたインナ側
およびアウタ側の摺動板11および12と、その間に放
射状に配設された複数のフィン2と、フィン2によって
放射状に区画された複数のベンチホール4と、その半径
方向内方および外方に開口した入口開口31および出口
開口32と、各フィン2に形成され隣合うベンチホール
4を連通させる連通口5と、インナ側の摺動板11の内
径部に形成したアール部61と、アウタ側の摺動板12
の内径部に形成した方向変換部62と、インナ側および
アウタ側の摺動板11および12の内壁外周部に形成し
た複数の小型放熱フィン71〜74とから成るブレーキ
ディスクロータ。
Description
るディスクブレーキ装置のブレーキディスクロータに関
するものである。
4および図15に示すように円板状の摺動板OP、IP
間に単に放射状に複数の隔壁Fを形成し、各隔壁間に入
口開口I、出口開口Oおよび放射状の通路Hを形成する
ものである。
ィスクロータは、通路内の流れを解析するための油膜観
察からも明らかであるが、スチレン粒子トレーサ法によ
る処理データを示す図16、および上記に基づく流れの
スケッチを示す図17に示すように入口開口Iに入口開
口における周方向速度成分と半径方向速度成分の速度三
角形から約50度の角度で通路H内に流入した流れが、
フィンを構成する隔壁Fの負圧面側で厚さ方向に剥離が
発生し、ベンチホールを構成する通路H内では隔壁下部
に広いよどみYが生ずる。そのために主流域MSが非常
に狭くなるとともに、隔壁上面への衝突による準二次流
れSSが発生し、出口開口上部には外部からの逆流RS
が発生するという問題があった。
は、主流域MSが狭くなるため流れの圧力損失が大きい
ので、冷却風の通路面積における表面熱伝達率が低下し
てロータの送風、冷却効率が悪いとともに、冷却面積が
縮小化するため総放熱量が減少するという問題があっ
た。
スクロータについて、油膜観察写真やトレーサ法処理画
像を用いて種々流れの解析をした結果、フィンを構成す
る隔壁の圧力面および負圧面間の圧力差を利用して流れ
を形成し入口部での剥離を防止してやれば主流域MSを
狭くしているよどみ領域Yが狭くなり主流域MSが広く
なるのではないかという本発明の技術思想に着眼した。
果、隔壁に圧力回復用の連通口を形成することによっ
て、負圧面側の圧力を回復することにより、上記従来の
入口開口の剥離を防ぎ、ベンチホールのよどみ領域Yを
減少させて、流れの圧力損失を小さくしたため、冷却風
の表面の熱伝達率の低下を少なくすることにより、ロー
タの送風、冷却効率を向上するとともに、冷却面積を拡
大するため総放熱量を増加させるという目的を達成する
本発明に到達した。
の第1発明)のブレーキディスクロータは、車軸方向に
離間して左右に配設された円板状摺動板と、摺動板間に
放射状に配設された複数の隔壁と、複数の隔壁間に放射
状に形成された複数の通路と、複数の通路に連絡して半
径方向内方および外方に開口した複数の入口開口および
出口開口と、複数の隔壁に形成され隔壁を介して隣合う
通路を連通させる複数の連通口とから成るものである。
レーキディスクロータは、第1発明において、前記連通
口を隔壁の中心側の1割から7割の位置に形成したもの
である。
レーキディスクロータは、第1発明において、インナ側
の円板状摺動板の入口開口を構成する内壁先端部の肉厚
が先端に行くに従い徐々に減少する面取り部を形成する
とともに、アウタ側の円板状摺動板の入口開口を構成す
る先端部をインナ側の円板状摺動板より半径方向上内方
に突出させるとともに、先端に行くに従い徐々に厚さが
増加する突出部を形成したものである。
レーキディスクロータは、第1発明において、アウタ側
およびインナ側の円板状摺動板の通路を構成する内壁の
少なくとも外周において放射状に幅および高さの小さな
小突起で構成される放熱フィンを形成したものである。
ロータは、入口開口から流入した流れのうち隔壁近くを
流れる流れの一部を連通口を通過して隔壁下部の負圧面
側に流れ込ませ、流れを形成することにより負圧面側の
剥離によるよどみの領域を狭くして、主流域を広くする
とともに、出口開口における逆流を抑制するという作用
を奏する。
スクロータは、前記連通口が望ましい範囲内に形成され
ているので、連通口を通過して隔壁下部の負圧面側に流
れ込む流れを有効に形成して、有効に負圧面側の剥離に
よるよどみの領域を狭くすることにより主流域を広くす
るとともに、出口開口における逆流を抑制するという作
用を奏する。
スクロータは、インナ側の摺動板の内壁先端に面取り部
を形成するとともに、アウタ側の摺動板の内壁先端に突
出部を形成したので、入口開口部において流入する流れ
の向きを滑らかに変更するという作用を奏する。
スクロータは、通路内の流れの速いところに放熱フィン
を構成する小突起を形成したので、放熱面積を増大させ
るとともにフィン作用を奏する。
ィスクロータは、通路内の主流域を広くするとともに、
出口開口の逆流を抑制するので、流れの圧力損失を小さ
くして、冷却風の表面の熱伝達率の低下を少なくするこ
とにより、ロータの送風・冷却効率を向上するととも
に、冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させるとい
う効果を奏する。
スクロータは、連通口が望ましい位置に配設されるので
有効に通路内の主流域を広くするとともに、出口開口の
逆流を抑制することより第1発明より有効にロータの送
風・冷却効率を向上するとともに、有効な冷却面積を拡
大するため総放熱量を増加させるという効果を奏する。
スクロータは、入口開口において面取り部と突出部によ
り流入する流れの向きを滑らかに半径方向に変更するの
で、隔壁の負圧面側における剥離の発生を抑制するとい
う効果を奏する。
スクロータは、放熱フィンを構成する小突起により放熱
面積を増大させるので、総放熱量を更に増加させるとい
う効果を奏する。
明する。
スクロータは、自動車用のディスクブレーキ装置に適用
したもので、図8および図9に示すように、各ホイール
WHの内側に配設したダストカバーDCの吸入口Sより
吸入した空気をロータのベンチホール内に導入するもの
であり、図1ないし図9を用いて詳細に説明する。
キディスクロータ1は、車軸(図示せず)の軸方向に離
間して並設されたインナ側およびアウタ側の摺動板11
および12と、摺動板11および12の間に放射状に配
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、摺動板11および1
2と隣合う隔壁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、各フィン2に形成され隣合う
ベンチホールを連通させる連通口5と、インナ側の摺動
板の内壁先端部に面取り部を構成するアール部61を形
成するとともにアウタ側の摺動板の先端部に突出部を構
成する方向変換部62と、インナ側およびアウタ側の摺
動板の各ベンチホール4を構成する内壁に放射状に配設
した放熱フィン7とから成る。
摺動板とともに段部13を介して固着用の穴を有するボ
ス部14と一体に形成されている。アウタ側の摺動板1
2とインナ側の摺動板11は、半径方向外方に行くに従
い直線的に厚さが増加し、ベンチホール4の高さを直線
的に減少させている。
びインナ側の摺動板の間に半径165mmから半径275
mmの範囲に放射状に一体成形されている。
の摺動板12および11の厚みが半径方向外方に行くに
従い直線的に増加して、入口開口31における高さが1
4mmで出口開口32における高さが9mmであり、フィン
2が放射状に形成されているので、その断面積がほぼ一
定に形成されている。
フィン2を入口部分21と出口部分22とに分割し、回
転方向上1つ前のフィンの入口部分21Fの先端21E
と連通口5の先端(フィン2の入口部分21の後端21
R)とを結ぶ線とベンチホール4の中立線Nとのなす角
が50度の位置に配設され、すなわちフィン2の内周側
先端から0.24Lの位置から0.39Lの位置(フィ
ン2の全体の長さがLである)に形成されている。
ホール4内への流入角に依存するが、0.1L(上記角
度で70度)から0.7L(30度)の範囲内である
が、入口開口31に近すぎる場合(0.1L以下)は、
図4に示すように内周側フィン長が短く、流入角40度
〜50度で流入した流れが直接連通口を通過し、隣の下
流側のベンチホールの外周側のフィン22の負圧面にお
いて剥離およびよどみ領域Yが発生するため、入口部で
の流入損失が増加し、流量が減少し、冷却性能の低下を
招く。逆に出口開口32に近すぎる場合(0.7L以
上)は、図5に示すように外周側における剥離の発生を
抑制し、よどみ領域を少なくするが、ベンチホール4の
広がり損失により圧力差が減少するため圧力回復効果が
小さくなり、入口部に剥離が発生し、内周フィン負圧面
側によどみ領域が形成され、流量および冷却性能の低下
を招く。また0.5L以上においては、外周側のフィン
の長さが短くなることから、ベンチホールの送風能力を
決定するホール内外周エネルギー差が小さくなり、通過
流量が減少する傾向があり、連通口5による圧力回復効
果(流量増加効果)とのバランスから0.7Lを限界と
した。良好な冷却効果が必要な場合は、フィンの配設間
隔および回転数にも依存するが望ましい範囲である0.
2L〜0.5Lを採用すると良い。本第1実施例は0.
24L〜0.39Lに設定したものである。
るが、短いと圧力回復口としての効果が低下し、長いと
フィンの長さが短くなるのでブレード(送風翼)として
の効果が低下するので、最適な長さの範囲としては4mm
〜6mmとなる。本第1実施例では、製造上の観点も加味
して6mmに設定した。
部61は、図2に示すように角部が45度に面取りされ
ており、最小厚さの部分は強度の観点より5mmに設定さ
れている。
は、図2に示すようにインナ側の摺動板11より半径方
向上内方に突出させるとともに内壁を内方に行くに従い
徐々に肉厚を増して凹円弧状に4mm盛り上げた形状にす
ることによって、アール部61との協働により、ロータ
1の軸方向の流れを半径方向外方への流れに変更し、入
口開口31を介してベンチホール4内に流入させる。
うに外周側のフィン2に近い部分にそれぞれ長い放熱フ
ィン71および72を放射状に一体に形成し、ベンチホ
ール4の中央部分には短い放熱フィン73および74を
放射状に一体に形成してあり、ベンチホール4内の流れ
の抵抗を増やさないで放熱効果を高める構成にしてあ
る。
1実施例のブレーキディスクロータは、図2に示すよう
に入口開口31におけるアール部61と方向変換部62
との協働により軸方向の流れを滑らかに半径方向の流れ
に変換して、図3に示すようにベンチホール4内に流入
角40度から50度で流入させ、フィン2の入口部分2
1の圧力面側の壁面に沿う流れの一部を連通口5を通過
させて次のベンチホール4内に流入させることによりフ
ィン2の負圧面側の剥離の発生を抑制し、よどみ領域4
1を減らして広い主流域42を形成する。このことは、
図7に示す流れに追従して浮遊するスチレン粒子を追跡
し、流れの可視化を行うスチレン粒子トレーサ法による
トレーサ粒子処理データからも明らかである。ここにお
いてスチレン粒子トレーサ法においては、連続的に取り
込まれた浮遊粒子位置の対応付けを行うことにより局所
における速度ベクトルを求めることが可能であり、風速
測定結果とも良く対応し、主流の観察に適している。
1実施例のブレーキディスクロータは、図3に示すよう
にフィン2の負圧面側の剥離によるよどみ領域41の発
生を抑制して、従来の準二次流れの発生を抑制すること
により最も望ましい形で広い主流域42を形成するの
で、従来の出口開口における逆流も抑制出来、流れの圧
力損失を最小にして、冷却風の表面の熱伝達率の低下を
少なくすることにより、ロータ1の送風・冷却効率を向
上するとともに、有効な冷却面積を拡大するため総放熱
量を増加させるという効果を奏する。
積と熱伝達率と温度差との積であり、強制対流熱伝達の
場合熱伝達率は流速の0.5〜0.8乗に比例するた
め、流速増加が冷却能力向上に重要であり、換言すれば
第1実施例は、通路抵抗を減らし流速を増加させること
ができたので、放熱量、冷却能力を向上させるものであ
る。
放熱面積を増加することが重要であり、第1実施例は、
限られた放熱面積の中で有効に放熱面積を確保して放熱
効率の高い領域を広くとることができたので、冷却能力
を格段に高めることができた。
タ1は、図2に示すように入口開口31においてアール
部61と方向変換部62との協働により、軸方向の流れ
を滑らかに半径方向の流れに変換するので、インナ側の
摺動板11の内壁先端付近に発生する流れの剥離を有効
に抑制するという効果を奏する。
ータ1は、図3および図6に示すようにインナ側および
アウタ側の摺動板の外周側の内壁に4個の小さな放熱フ
ィン71〜74を形成したので、ベンチホール4内の流
れの抵抗を増やすことなく、有効に放熱効果を高めると
いう効果を奏する。
タ1は、図1に示すように、フィン2が放射状に形成さ
れ左右対称形に構成したので、自動車の左右輪のブレー
キを同一のロータで構成することができるため、設計、
製造ラインが単一のものでよく、コストおよび管理面で
格段に楽になるという効果を奏する。
長さを最適な6mmに設定したので、連通口5を通過する
流れによりフィン2の負圧面側の剥離によるよどみを最
も効率良く抑制することができるという効果を奏する。
を最適な位置である0.24L(上記角度で50度)〜
0.39L(フィン2の全長がLである)に配設したの
で、剥離によるよどみを最も効果的に抑制することがで
きるという効果を奏する。
スクロータは、第1実施例の左右対称形のメリットを犠
牲にして、ベンチホール4内の流れの改善に一層重点を
置く観点から、フィン2の負圧面側の流れの剥離および
よどみの発生を一層有効に抑制するために、特にフィン
および連通口の形状を変更したものである。
21および出口部分22の負圧面側先端21Nおよび2
2Nを徐々に厚さが増え、流れがフィン2の負圧面21
Nおよび22Nに沿って流れるように流線形状に成すと
ともに、連通口5を構成するフィン2の入口部分21の
後端21Rの形状をS字状となし、後端21Rに沿う流
れをフィン2の出口部分22の負圧面22Nに指向させ
沿わせる構成になっているとともに、連通口5の配設位
置は、フィン2の内周側先端より約0.3L〜0.5L
の間で長さを約7mmにした。
ィスクロータは、図10に示すようにベンチホール4に
流入した流れは、流線形をしたフィン2の入口部21の
負圧面側先端21Nに沿って流れるため、流れの剥離お
よびよどみが第1実施例に比べ更に抑制されるととも
に、連通口5を通過した流れは、フィン2の入口部分の
後端21RのS字状の形状および出口部分22の負圧面
22Nの流線形状によりフィン2の出口部分22の負圧
面22Nに滑らかに沿って流れるので、第1実施例に比
べフィン2の出口部分22の負圧面下部の剥離の発生を
防止してよどみを一層有効に抑制するという作用効果を
奏する。
スクロータは、図9に示すようにフィンに複数の連通口
51および52を形成するとともにフィンを入口部分2
1、中央部分23、出口部分22の3つの部分で構成し
て、第1の連通口51通過後剥離によるよどみ領域41
が成長しない位置に第2の連通口52を形成し、圧力差
を利用して流れを形成し、剥離を防止することによりよ
どみ領域41の拡大を抑制し、一層広い主流域42を形
成して、送風・冷却効率を更に向上させるものである。
スクロータは、図10に示すように第1実施例のフィン
の入口部分21を薄肉のフィンである入口部分21Sに
変更するもので、入口開口31の面積を大きくして、流
入抵抗を小さくすることにより、送風および冷却効率を
更に向上させるものである。
の場合外周の方が圧力が高いため強度的にはフィンの厚
肉の出口部分22で受け持つもので、フィンの枚数を増
やす場合に特に有効である。
スクロータは、図11に示すように連通口5が形成され
入口部分21および出口部分22を形成した第1のフィ
ン2Aと、連通口を形成しないで内周側の先端が第1の
フィンの先端より外周寄りに位置する短い第2のフィン
2Bとを交互に配設して第1のベンチホール44と第2
のベンチホール45とを形成するいわゆる千鳥フィンを
構成するもので、放熱量を増やすためにフィンの枚数を
増やして円周上のフィンの配設ピッチが狭くなったこと
により、フィンの入口部分21が極端に短い場合や連通
口を設置できなくなったブレーキディスクロータに対し
ても本発明の適用を可能にするものである。
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲の記載から当業者が認識することが
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。
0.24L〜0.39L(Lはフィン2の先端から後端
までの長さ)、角度で表現すると回転方向上1つ前のフ
ィンの先端とフィンの入口部分の後端とを結ぶ線とベン
チホールの中立線とのなす角が50度にそれぞれ設定し
た例について述べたが、フィンの長さ、ベンチホールの
幅、ロータの回転数その他必要に応じて0.1Lから
0.7Lの間の位置、若しくは上記角度で30度から7
0度の範囲内で設定することができる。
ズにおいては2mmないし15mmが許容範囲であり、望ま
しい範囲は4mmないし6mmであるが、ロータサイズが大
きくなればそれに応じて長く設定することが可能である
が、連通口の長さは、通過する流量、フィンのブレード
作用その他の観点から総合的に決まるもので、フィンの
長さLに対して0.1Lないし0.2Lの範囲の中で適
当な長さに設定すれば良い。
変換部の肉盛高さは4mmの例について述べたが、流入抵
抗、製作不良その他の製造上の観点より第1実施例のロ
ータサイズにおいては5mm以内の適当な厚さが適用可能
であり、ロータサイズが大きくなれば5mm以上の高さに
設定しても良い。
を1mmとしたが、ベンチホールの面積が第1実施例と同
様の面積であれば3mm以下の任意の高さにすることも可
能であり、ベンチホールの面積が大きくなればベンチホ
ールの高さの30%以下の適切な高さのものであっても
良い。
を示す図2のA−A線に沿う横断面図である。
断面図である。
を示す横断面図である。
流れを示す横断面図である。
流れを示す横断面図である。
す断面図である。
をトレーサ粒子処理データにより示した断面図である。
搭載された状態を示す一部欠截斜視図である。
ルに取り付けられた状態を示す断面図である。
流れを示す断面図である。
流れを示す断面図である。
流れを示す断面図である。
流れを示す断面図である。
のB−B線に沿う横断面図である。
図である。
レーサ粒子処理データにより示した断面図である。
す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 車軸方向に離間して左右に配設された円
板状摺動板と、 摺動板間に放射状に配設された複数の隔壁と、 複数の隔壁間に放射状に形成された複数の通路と、 複数の通路に連絡して半径方向内方および外方に開口し
た複数の入口開口および出口開口と、 複数の隔壁に形成され隔壁を介して隣合う通路を連通さ
せる複数の連通口とから成ることを特徴とするブレーキ
ディスクロータ。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記連通口を隔壁の中心側の1割から7割の位置に形成
したことを特徴とするブレーキディスクロータ。 - 【請求項3】 請求項1において、 インナ側の円板状摺動板の入口開口を構成する内壁先端
部の肉厚が先端に行くに従い徐々に減少する面取り部を
形成するとともに、 アウタ側の円板状摺動板の入口開口を構成する先端部を
インナ側の円板状摺動板より半径方向上内方に突出させ
るとともに、先端に行くに従い徐々に厚さが増加する突
出部を形成したことを特徴とするブレーキディスクロー
タ。 - 【請求項4】 請求項1において、 アウタ側およびインナ側の円板状摺動板の通路を構成す
る内壁の少なくとも外周において放射状に幅および高さ
の小さな小突起で構成される放熱フィンを形成したこと
を特徴とするブレーキディスクロータ。
Priority Applications (1)
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JP14857392A JP3393657B2 (ja) | 1992-05-16 | 1992-05-16 | ブレーキディスクロータ |
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JP14857392A Expired - Lifetime JP3393657B2 (ja) | 1992-05-16 | 1992-05-16 | ブレーキディスクロータ |
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-
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