(57)【要約】【課題】コンベンショナル型やソリッド型のディスクロータを改善して、摺動部の熱倒れを抑制することを課題としている。【解決手段】ハット部７を摺動板２のアウタディスク部４に連ならせる連結部１０に、ハット部７の外周胴部９の軸方向突端から一旦径方向内向きに曲げられた後に径方向外向き曲げ戻される屈曲部１０ａを含ませ、その屈曲部１０ａに熱変形の支点となる部位を生じさせてその部位をロータの端面視においてハット部の径方向外端よりもハット部の中心側に入り込ませた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナパッドを摺接させるインナ摺動面とアウタパッドを摺接させるアウタ摺動面とを備えた摺動板と、車両に装着されるハット部と、そのハット部と前記摺動板との間に配置されてハット部を摺動板に連ならせる連結部とを具備し、前記摺動板をインナパッドとアウタパッドで挟みつけて制動トルクを発生させるディスクロータであって、
前記連結部に、前記ハット部の外周胴部の軸方向突端から一旦径方向内側に曲げられた後に径方向外向きに曲げ戻される屈曲部を含ませ、その屈曲部に熱変形の支点となる部位を生じさせてその部位をロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませたことを特徴とするディスクロータ。
【請求項２】
前記連結部の前記屈曲部が、弧状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のディスクロータ。
【請求項３】
前記摺動板が、前記インナ摺動面を有するインナディスク部と、前記アウタ摺動面を有するアウタディスク部と、そのインナディスク部とアウタディスク部に連ならせてそれらのディスク部間に放射状配置にして介在されるディスク径方向に延びた複数の冷却フィンと、各冷却フィン間に形成される通風路を備え、その摺動板の前記アウタディスク部に前記ハット部が連なったコンベンショナル型ディスクロータである請求項１又は２に記載のディスクロータ。
【請求項４】
前記ハット部の取り付け座に対して前記外周胴部が連なる部位をｆ１、前記屈曲部が前記ハット部に対して連なる部位をｆ２、前記連結部が前記アウタディスク部に対して連なる部位をｆ４として、前記ｆ１からｆ４までのロータ軸方向距離Ａと前記ｆ１からｆ２までのロータ軸方向距離Ｂがほぼ等しくなる位置に前記ｆ２を設けてそのｆ２をロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませた請求項１〜３のいずれかに記載のディスクロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用ディスクブレーキに用いられるディスクロータ、詳しくは、摺動板の制動熱によるいわゆる熱倒れ（熱変形によって摺動板がアウタ側に傾く現象）を抑制したディスクロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ディスクブレーキに採用されるディスクロータには、摺動板のインナディスク部とアウタディスク部が一枚板で構成されるソリッド型と、摺動板のインナディスク部がハット部に連結されるインナハット型と、摺動板のアウタディスク部がハット部に連結されるコンベンショナル型がある。摺動板は、ブレーキ装置の対向した摩擦パッド（インナパッドとアウタパッド）に挟みつけられて制動トルクを発生させる部分である。
【０００３】
インナハット型とコンベンショナル型はいわゆるベンチレーテッド型と称され、その摺動板は、インナパッドを摺接させるインナディスク部と、アウタパッドを摺接させるアウタディスク部と、インナ、アウタの両ディスク部間に配置されるロータ径方向に延びた冷却フィン（放熱フィン）とで構成され、隣り合う冷却フィン間に通風路が存在する。冷却フィンはハット部の周囲に放射状配置にして複数設けられており、その冷却フィンを介してインナディスク部とアウタディスク部が互いに連結されている。
【０００４】
なお、コンベンショナル型のベンチレーテッド型ディスクロータの従来例としては、例えば、下記特許文献１に開示されたものがあり、また、インナハット型のベンチレーテッド型ディスクロータの従来例としては、例えば、下記特許文献２に開示されたものがある。
【０００５】
特許文献１のディスクロータを図５に示す。この特許文献１のディスクロータは、アウタディスク部４をハット部７の外周胴部９に連ならせる連結部に断面Ｖ字状のネック部１１を形成することで連結部の熱変形による摺動板２の熱倒れを抑制するものである。その熱倒れは、制動熱による径方向外向きの熱膨張力によって連結部に図５に矢印で示した方向の曲げモーメントが加わり、そのために、摺動板２の外径側がアウタ側に向って傾く現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２０７３２号公報
【特許文献２】特開昭５８−６１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インナハット型ディスクロータは、コンベンショナル型ディスクロータやソリッド型ディスクロータに比べて熱変形による摺動板の熱倒れが起こり難いものとして知られるが、ハット部の外周胴部が摺動板の内径側を遮る位置に配置されるため通風路の空気の通りが良くなく、冷却性能が劣る。
【０００８】
一方、コンベンショナル型ディスクロータは、冷却性能に優れるが、インナハット型ディスクロータに比べると熱倒れが大きくなる。その熱倒れは、ＤＴＶ（Disc Thickness Variation：ディスク厚偏差）成長、それに起因した制動時の振動発生の原因となる。
【０００９】
また、ソリッド型ディスクロータは、製造コスト面ではインナハット型ディスクロータやコンベンショナル型ディスクロータよりも優れるが、その両者と比較すると冷却性能が低く、熱倒れに関しては不利なものになっている。
【００１０】
なお、前記特許文献１は、連結部に断面Ｖ字状のネック部を形成することで熱変形による摺動板の熱倒れを抑制できるとしているが、この構造は、熱倒れが満足できるほど小さくならないことが確認されている。
【００１１】
そこで、この発明は、摺動部の熱倒れが抑制されるディスクロータを実現して提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明においては、インナパッドを摺接させるインナ摺動面とアウタパッドを摺接させるアウタ摺動面とを備えた摺動板と、車両に装着されるハット部と、そのハット部と前記摺動板との間に配置されてハット部を摺動板に連ならせる連結部とを具備し、前記摺動板をインナパッドとアウタパッドで挟みつけて制動トルクを発生させるコンベンショナル型やソリッド型のディスクロータを改善の対象にして、そのディスクロータの前記連結部に、前記ハット部の外周胴部の軸方向突端から一旦径方向内向きに曲げられた後に径方向外向き曲げ戻される屈曲部を含ませ、その屈曲部に熱変形の支点となる部位を生じさせてその部位をロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりもハット部の中心側に入り込ませた。
【００１３】
コンベンショナル型のベンチレーテッド型ディスクロータは、既述の通り、インナパッドを摺接させるインナディスク部、アウタパッドを摺接させるアウタディスク部、そのインナディスク部とアウタディスク部に連ならせてそれらのディスク部間に放射状配置にして介在されるディスク径方向に延びた複数の冷却フィン、及び各冷却フィン間に形成される通風路を備えた摺動板と、車軸に装着されるハット部と、そのハット部と前記摺動板との間に配置されてハット部を前記アウタディスク部に連ならせる連結部とを具備し、前記摺動板をインナパッドとアウタパッドで挟みつけて制動トルクを発生させるものである。
【００１４】
この発明のディスクロータは、連結部に含ませた前記屈曲部が弧状に形成されたものが好ましい。また、その屈曲部がハット部に対して連なる部位（図２の熱変形の支点ｆ２）を、前記ハット部の取り付け座からアウタディスク部までのロータ軸方向距離と、前記ハット部の取り付け座から前記屈曲部が前記ハット部に連なる部位（図２の熱変形の支点ｆ２）までのロータ軸方向距離がほぼ等しくなる位置に設けてその部位（熱変形の支点ｆ２）をロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませるのも好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のディスクロータは、ハット部と摺動板間の連結部に含ませた屈曲部を、ロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませており、その入り込み部と屈曲部の前記アウタディスク部側の端部近辺が熱変形の支点になる。
【００１６】
しかも、それらの箇所を支点にした熱変形の方向が摺動板をアウタ側に向けて倒す方向とは逆になる。このために、摺動板のアウタ側に向けての熱倒れが屈曲部の熱変形によって相殺されて小さくなる。図２に示した熱変形の支点ｆ２を、ハット部の取り付け座からアウタディスク部までのロータ軸方向距離と、ハット部の取り付け座から前記熱変形の支点ｆ２までのロータ軸方向距離がほぼ等しくなる位置に設けてその熱変形の支点ｆ２をロータの端面視において前記ハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませたものは、熱変形の支点ｆ２とｆ４に逆向きに働く曲げモーメントの腕の長さの差が小さく、摺動板のアウタ側に向けての熱倒れを相殺する効果が大きくて熱倒れがより小さく抑えられる。
【００１７】
なお、前記連結部のアウタディスク部に対する直線の繋がり部を除く箇所を弧状に成形したものは、連結部の成形がし易く、さらに、急激な角度変化を生じるコーナができないため、弧状部に対する応力集中も起こり難い。
【００１８】
このほか、コンベンショナル型のディスクロータにこの発明を適用したものは、摺動板内径側の空気導入部の開口寸法Ｃも不足なく確保することができ、通風路に対する空気の流入性の悪化がなく、優れた冷却性能も確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明のディスクロータの一例を示す断面図
【図２】図１のディスクロータの熱倒れ抑制作用の説明図
【図３】この発明のディスクロータの摺動部の倒れを誇張して示す図
【図４】熱倒れのＦＥＭ解析に用いたディスクロータの寸法を示す図
【図５】特許文献１に示されたディスクロータの摺動部の熱倒れを誇張して示す図
【図６】特許文献１に示されたディスクロータの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明のディスクロータの実施の形態を、添付図面の図１、図２に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、この発明をベンチレーテッド型ディスクロータに適用した例を示している。この図１のディスクロータ１は、既述のコンベンショナル型であって、摺動板２と、ハット部７と、連結部１０とからなる。
【００２２】
摺動板２は、インナ摺動面３ａに対してインナパッドを摺接させるインナディスク部３とアウタ摺動面４ａに対してアウタパッドを摺接させるアウタディスク部４を有し、そのインナディスク部３とアウタディスク部４との間にロータ径方向に延びる冷却フィン５と通風路６を周方向に交互に放射状に配置して構成されている。インナディスク部３とアウタディスク部４は冷却フィン５を介して一体に連なっている。
【００２３】
ハット部７は、車軸に設けられるハブＨと、そのハブに装着されるホイールＷの間に挟み込んで固定される取り付け座８と、その取り付け座８の径方向外端からインナ側に延びだす円筒の外周胴部９とからなり、上記外周胴部９の軸方向突端と摺動板２のアウタディスク部４の内径側が連結部１０を介して互いに連結されている。
【００２４】
連結部１０には、外周胴部９の軸方向突端から径方向内側（ハット部７の中心に向う側）に曲げられ、その後、径方向外向き曲げ戻される屈曲部１０ａが含まれており、その屈曲部１０ａの内側に向けて曲げられた部位を、ロータの端面視においてハット部７の径方向外端よりもハット部の中心側に入り込ませている。
【００２５】
図示の屈曲部１０ａは、ほぼ半円に近い弧状に成形されている。また、連結部１０のアウタディスク部４側の端末部は直線部１０ｂとなしてその直線部１０ｂをアウタディスク部４に一体に連ならせている。また、直線部１０ｂは、アウタディスク部４との接続点から離れるに従ってインナ側に変位する方向に傾斜させて、その直線部１０ｂのアウタディスク部側とは反対側の端部に対して屈曲部１０ａを連ならせている。
【００２６】
なお、直線部１０ｂのアウタディスク部のアウタ摺動面４ａに対する傾斜角αは、図示のディスクロータでは約３０°にしている。これにより、摺動板２の内径側の空気導入部の開口寸法Ｃが十分に確保され、通風路６に対する空気の流入が支障なく起こって良好な冷却性能が発揮されるものになっている。
【００２７】
このように構成したこの発明のディスクロータは、図２に示したｆ１〜ｆ４の各点が熱変形の支点になる。同図の熱変形の支点ｆ１は、ハット部７の取り付け座８に対して外周胴部９が連なる位置に形成される。また、ｆ２は、屈曲部１０ａのハット部側の端部が外周胴部９に対して連なる位置に、ｆ３は、屈曲部１０ａのアウタディスク部側の端部が直線部１０ｂに連なる位置に、ｆ４は、直線部１０ｂがアウタディスク部４に対して連なる位置にそれぞれ形成される。
【００２８】
このうち、屈曲部１０ａの両端に生じる熱変形の支点ｆ２とｆ３における曲げ（熱変形）モーメントの向きは、ハット部の取り付け座の径方向外端に生じる熱変形の支点ｆ１と、直線部１０ｂがアウタディスク部４に対して連なる位置に生じる熱変形の支点ｆ４における曲げモーメントの向きとは逆向きになる。
【００２９】
摺動板の熱倒れに関しては、熱変形の支点ｆ１からｆ４までのロータ軸方向距離Ａ、熱変形の支点ｆ１からｆ２までのロータ軸方向距離Ｂが特に大きな影響を及ぼす。距離Ａ、Ｂは、いわゆるモーメントの腕の長さである。その距離Ａ，Ｂは長さの差が極めて小さく、従って、熱変形の支点ｆ２とｆ４に対して相反する向きに加わる曲げモーメントの差も小さく、これにより、摺動板２のアウタ側に向けての熱倒れが屈曲部の熱変形によって打ち消され、摺動板の倒れが小さくなる。
【００３０】
また、直線部１０ｂの傾斜角αを適切に設定したことによって、摺動板２の内径側の空気導入部の開口寸法Ｃが不足なく確保されており、そのために、通風路６に対する空気の流入が支障なく起こり、良好な冷却性能が発揮される。
【実施例】
【００３１】
この発明のディスクロータ（試料Ｉ）と、前掲の特許文献１が提案している図５に示す形状のディスクロータ（試料II）の熱変形量をＦＥＭ解析によって調べた。
解析に用いた試料Ｉのディスクロータの寸法諸元を図４に示す。図示の通り、摺動板２の外径：φ２９６ｍｍ、摺動板２の内径：φ１９０ｍｍ、摺動板２の厚み：２８ｍｍ（アウタディスク部とインナディスク部の肉厚は共に８ｍｍ）、ハット部７の外径：φ１５５ｍｍ、ハット部７と連結部１０の肉厚：７ｍｍ、材質：鋳鉄である。ロータの温度（摺動面の温度）は、２００°Ｃとした。
連結部の形状が異なる試料IIのディスクロータも、各部の寸法は試料Ｉと同じにした。
【００３２】
この解析における、各試料の図５、図６に示したアウタディスク部の摺動面の径方向内端Ｏｉと径方向外端Ｏｏ、インナディスク部の摺動面の径方向内端Ｉｉと径方向外端Ｉｏの各軸方向変位量を表１に示す。ＯｉとIiは、直径φ１９２ｍｍの位置に、ＯｏとＩｏは直径φ２９４ｍｍの位置にそれぞれある。
【００３３】
【表１】
2014101932.tif 000003
【００３４】
この解析結果に、連結部をハット部の径方向外端よりも中心側に入り込ませてそこに熱変形の支点を作ることが摺動板の熱倒れの抑制に対して有効なことがよく現われている。
【００３５】
なお、上記の説明はコンベンショナル型のディスクロータを例に挙げて行ったが、この発明は、ソリッド型のディスクロータにも適用できる。ソリッド型のディスクロータはベンチレーテッド型のディスクロータよりも熱倒れが生じやすく、この発明を適用することでその熱倒れを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１          ディスクロータ
２          摺動板
３          インナディスク部
３ａ        インナ摺動面
４          アウタディスク部
４ａ        アウタ摺動面
５          冷却フィン
６          通風路
７          ハット部
８          取り付け座
９          外周胴部
１０        連結部
１０ａ      屈曲部
１０ｂ      直線部
Ｈ          ハブ
Ｗ          ホイール
α          直線部の傾斜角
ｆ１〜ｆ４  熱変形の支点
Ａ          ｆ１点とｆ４点間の距離
Ｂ          ｆ１点とｆ２点間の距離
Ｃ          空気導入部の開口寸法
【図１】
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【図２】
2014101932.tif 000005
【図３】
2014101932.tif 000006
【図４】
2014101932.tif 000007
【図５】
2014101932.tif 000008
【図６】
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