(57)【要約】【課題】ブレーキ鳴きの発生を効果的に抑制できるディスクロータを提供する。【解決手段】アウタパッドと摺接するアウタ円盤部３とインナパッドと摺接するインナ円盤部４とが径方向に放射状に延出する複数の冷却フィン５によって一体的に連結されて摺動板部２が形成されるベンチレーテッド型ディスクロータ１であって、一直径Ｌに沿う一対の位置に、冷却フィン５間に形成される通気孔６が塞がれて中実部２ａが形成されている。そして中実部２ａのパッドとの摺接面に摺動板部２外周縁に抜けるように径方向に溝２ｂが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外側のアウタパッドと摺接するアウタ円盤部（３）と車両内側のインナパッドと摺接するインナ円盤部（４）とが径方向に放射状に延出する複数の冷却フィン（５；１５）によって一体的に連結されて摺動板部（２）が形成されるベンチレーテッド型ディスクロータ（１）であって、
一直径（Ｌ）に沿う一対の位置に、前記冷却フィン（５）間に形成される通気孔（６）が塞がれて中実部（２ａ；２ｃ）が形成され、前記中実部（２ａ，２ｃ）の前記パッドとの摺接面に前記摺動板部（２）外周縁に抜けるように径方向に溝（２ｂ；２ｄ；２ｅ；２ｆ）が形成されていることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータ（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のベンチレーテッド型ディスクロータ（１）であって、
前記溝（２ｂ；２ｄ；２ｅ）は、前記摺動板部（２）の厚み方向に貫通していることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータ（１）。
【請求項３】
請求項１に記載のベンチレーテッド型ディスクロータ（１）であって、
前記アウタ円盤部（３）側の前記溝（２ｆ）と前記インナ円盤部（４）側の前記溝（２ｆ）とが前記摺動板部（２）の周方向の同じ位置に形成されていることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータ（１）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のベンチレーテッド型ディスクロータ（１）であって、
前記冷却フィン（１５）は、前記摺動板部（２）径方向内側から外側に向かって周方向に湾曲しつつ延出していることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータ（１）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のベンチレーテッド型ディスクロータ（１）であって、
前記溝（２ｂ；２ｄ；２ｅ）は、前記摺動板部（２）の径方向長さの７０％〜９０％に渡って形成されていることを特徴とするベンチレーテッド型ディスクロータ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンチレーテッド型ディスクロータに関し、とりわけブレーキ鳴きの発生を低減させるために振動特性を改善したベンチレーテッド型ディスクロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々なディスクロータが知られており、例えば特許文献１〜３に記載のディスクロータが知られている。特許文献１，２に記載のディスクロータは、ベンチレーテッド型ディスクロータであって、環状のインナ円盤部とアウタ円盤部と、これら円盤部間に放射線状に延出する冷却フィンを有している。そしてインナ円盤部には、径方向に延出する長穴または溝が周方向に第一の間隔で形成されている。一方、アウタ円盤部には、長穴または溝が周方向に第一の等間隔と異なる第二の等間隔で形成されている。したがって異なる間隔で設けられたインナ円盤部とアウタ円盤部の長穴等によって、これら円盤部間に生じる振動モードの干渉を抑制し、ブレーキ鳴きの発生を抑制し得る構成になっている。
【０００３】
特許文献３に記載のディスクロータは、環状の摺動板部を有し、摺動板部には、径方向に延出する複数の長穴（スリット）と、各長穴から延出して摺動板部の外周縁に抜ける溝を有していた。したがってスリットによってブレーキ鳴きの発生を低減できる構成になっていた。
【特許文献１】特開平１１―１４１５８５号公報
【特許文献２】特開昭５９−１７０３５号公報
【特許文献３】特開昭６２−２３７１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１，２に記載のディスクロータは、インナ円盤部とアウタ円盤部において位相がずれるためにブレーキ鳴きを効果的に抑制することが容易でない構成であった。特許文献３に記載のディスクロータは、十分にブレーキ鳴きの発生を抑制できず、改善の余地があった。
そこで本発明は、ブレーキ鳴きの発生を効果的に抑制できるベンチレーテッド型ディスクロータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備えるディスクロータであることを特徴とする。請求項１に記載の発明によると、車両外側のアウタパッドと摺接するアウタ円盤部と車両内側のインナパッドと摺接するインナ円盤部とが径方向に放射状に延出する複数の冷却フィンによって一体的に連結されて摺動板部が形成されるベンチレーテッド型ディスクロータであって、一直径に沿う一対の位置に、冷却フィン間に形成される通気孔が塞がれて中実部が形成されている。そして中実部のパッドとの摺接面に摺動板部外周縁に抜けるように径方向に溝が形成されている。
【０００６】
したがって中実部は、他の部位に比べて質量が大きい。しかも溝を有しているために面直方向の曲げ剛性が低い。そのため中実部は、質量が大きく、かつ曲げ剛性が低いという二つの性質を有している。そして二つの性質は、摺動板部の面直方向の振動（軸方向の振動）に対して同じ方向に効果を生じ、これによりブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。その理論は、本発明者によって推測することができた。
【０００７】
すなわち摺動板部の一直径に沿う位置に中実部を形成することで、同直径にサインモードの振動の節が必ず発生する。一方、同直径から所定角度の位置には、コサインモードの節が発生し、これらサインモードとコサインモードが縮退した際にブレーキ鳴きが発生すると予測されている。この縮退を抑制するためには、サインモードとコサインモードの固有振動数の差を大きくすることが効果的であると予測される。サインモードは、節に振動がほとんど生じないために、節の位置に中実部を設けても固有振動数がほとんど変化しないと予測できる。一方、コサインモードは、中実部の影響を受けて固有振動数が変化する。そしてコサインモードの固有振動数は、一直径に沿う一対の位置の質量を大きくすることで小さくなり、同位置の曲げ剛性を小さくすることで小さくなることが理論上予測することができた。したがって中実部の備える二つの性質、すなわち質量が大きく、曲げ剛性が低いという性質によって、サインモードとコサインモードの固有振動数の差を大きくすることができる。
【０００８】
しかも中実部は、摺動板部の一直径に沿う一対の位置に形成されている。そのため一直径を基準に様々な振動モードが発生する。例えば一直径モード振動や、他の二以上の直径モード振動が発生する。そのため中実部を一直径に沿う一対の位置に形成することで、一直径モード振動のみならず二以上の直径モード振動に対してもブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。
【０００９】
さらに中実部の摺接面には、溝が摺動板部外周縁に抜けるように径方向に形成されている。したがって外周縁に抜ける溝によって中実部の曲げ剛性は、効果的に小さくなっている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、溝は、摺動板部の厚み方向に貫通している。したがって中実部は、貫通した溝によって切断されているため、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。また摺動板部が溝によって切断されているために、制動時の熱による熱膨張が溝によって吸収され、摺動板部が厚み方向に座屈することが防止される。そのため高速ブレーキに生じる熱座屈を防止して、熱座屈によるブレーキ振動を抑制することができる。また溝は、摺動板部に生じる周方向の面内振動も切断することができる。そのため面内振動によるブレーキ鳴きの発生も抑制することができる。したがって中実部によって三種類のブレーキ鳴きを抑制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、アウタ円盤部側の溝とインナ円盤部側の溝とが摺動板部の周方向の同じ位置に形成されている。したがって中実部は、周方向同じ位置の両面から溝によって切り込まれているため、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によると、冷却フィンは、摺動板部径方向内側から外側に向かって周方向に湾曲しつつ延出している。したがってディスクロータは、いわゆるスパイラルフィンを有するベンチレーテッド型のディスクロータである。
【００１３】
請求項５に記載の発明によると、溝は、摺動板部の径方向長さの７０％〜９０％に渡って形成されている。したがって摺動板部は、溝によって摺動板部の径方向全長の７０％より長く切断されているために、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。一方、溝の摺動板部の径方向長さは、摺動板部の径方向全長の９０％よりも短くなっている。そのため摺動板部の強度が適度に得られ得る構成になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜４にしたがって説明する。実施の形態１に係るディスクロータ１は、図１に示すようにホイールハブ１０に取付けられる取付部７と、環状の摺動板部２を有している。取付部７は、図１に示すようにハット型であって、摺動板部２の内周縁に立設する円筒状の円筒部７ａと、円筒部７ａの先端部を覆うドーナツ円盤状の円盤部７ｂを有している。円盤部７ｂには、ホイールハブ１０のスタッドボルトが挿通される取付穴が複数形成されている。
【００１５】
摺動板部２は、図１，２に示すように環状であって、図示しない一対のブレーキパッド（アウタパッドとインナパッド）によって挟持されて、ブレーキパッドとの間に発生する摩擦力によって制動力を生じる。摺動板部２は、ベンチレーテッド型であって、ディスクロータ１よりも車両外側に配設されるアウタパッド（図示省略）と摺接するアウタ円盤部３と、ディスクロータ１よりもホイールハブ１０側に配設される車両内側のインナパッド（図示省略）と摺接するインナ円盤部４を有し、これら円盤部３，４間には、放射線状に延出する冷却フィン５と通気孔６が周方向に交互に複数形成されている。
【００１６】
冷却フィン５は、図１に示すようにアウタ円盤部３とインナ円盤部４間に跨って立設しており、図２に示すようにアウタ円盤部３とインナ円盤部４を一体的に連結する。複数の冷却フィン５と通気孔６は、周方向にほぼ等間隔に形成されている。そして一直径Ｌに沿う位置の通気孔６の一つまたは複数が塞がれて中実部２ａが形成されている。そのため摺動板部２は、一直径Ｌに沿う一対の位置に、他の部位に比べて質量が大きい中実部２ａを有している。換言すると一直径Ｌに沿う一対の位置に、他の冷却フィン５の幅よりも幅が広い冷却フィン５ａが形成されており、中実部２ａおよび冷却フィン５ａの幅は、例えば他の冷却フィン５の５倍以上、あるいは冷却フィン５ａの中心角が２０°以上になっている。
【００１７】
中実部２ａには、図２に示すように溝（スリット）２ｂが形成されている。溝２ｂは、図４に示すように摺動板部２を厚み方向に貫通し、中実部２ａの面直方向の剛性を他の部位の面直方向の曲げ剛性よりも小さくする。溝２ｂは、一直径Ｌに沿って摺動板部２の内周縁から外周縁のほぼ全長、例えば８割以上に渡って径方向に延出しており、摺動板部２の外周縁に抜けている。したがって摺動板部２は、溝２ｂによって切断された構成になっている。そのため中実部２ａにおける面直方向の曲げ剛性が溝２ｂによって非常に小さくなっている。溝２ｂの幅（周方向の幅）は、例えば３〜７ｍｍである。
【００１８】
通気孔６は、図２に示すように摺動板部２を径方向に貫通している。したがってディスクロータ１が回転した場合に、冷却フィン５によって空気が摺動板部２の内周側から通気孔６を通って外周側に向けて押出される。
【００１９】
以下に、中実部２ａのブレーキ鳴きに対する効果を理論的に説明する。一直径Ｌに沿う位置に中実部２ａを形成し、ディスクロータ１に軸方向（厚み方向）の振動を加えると、様々な振動モードが発生する。例えば図３に示すように二直径節モードの振動が発生する。そして一直径Ｌに沿う位置には、曲げ剛性が小さい中実部２ａが設けられているため、必ずサインモードの振動の節Ａが発生する。そして一直径Ｌに直交する直交位置にサインモードの振動の節Ｂが発生し、節Ａ，Ｂ間にコサインモードの振動の節Ｃ，Ｄが発生する。これらサインモードとコサインモードが縮退した際に、ブレーキ鳴きが発生すると予測されており、この縮退を抑制するためには、サインモードとコサインモードの固有振動数の差を大きくすることが効果的であると予測されている。
【００２０】
振動の固有振動数ωは、一般に下記の（数１）で表される。ところがサインモードの節Ａには、面直振動がほとんど生じないために、節Ａに中実部２ａを設けても固有振動数がほとんど変化しないと予測できる。一方、コサインモードの振動は、図３に示すように節Ａに中実部２ａを設けることで固有振動数が変化する。すなわち質量ΔＭを付加し、曲げ剛性ΔＫを付加した場合には、（数２）で表される固有振動数となり、（数３）に示す近似式に置き換えられる。なおＭは、摺動板部２の質量であり、Ｋは、摺動板部２の曲げ剛性（ばね定数）である。
【００２１】
【数１】
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【数２】
2008095941.tif 000004
【数３】
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【００２２】
中実部２ａは、摺動板部２に質量を付加する構成であるためにΔＭ＞０であり、摺動板部２の曲げ剛性を低下させる構成であるためにΔＫ＜０である。そのため（数３）からΔＭとΔＫがいずれもコサインモードの固有振動数ωを小さくする方向に作用する。したがって中実部２ａの備える二つの性質、すなわち質量が大きく、曲げ剛性が低いという性質によって、サインモードとコサインモードの固有振動数の差を大きくすることができると、本発明者によって理論的に推測することができた。
【００２３】
以上のようにして実施の形態１が形成されている。すなわち摺動板部２は、図２に示すように一直径Ｌに沿う一対の位置に、冷却フィン５間に形成される通気孔６が塞がれて中実部２ａが形成されている。そして中実部２ａのパッドとの摺接面に摺動板部２外周縁に抜けるように径方向に溝２ｂが形成されている。
【００２４】
したがって中実部２ａは、他の部位に比べて質量が大きい。しかも溝２ｂを有しているために面直方向の曲げ剛性が低い。そのため中実部２ａは、質量が大きく、かつ曲げ剛性が低いという二つの性質を有している。そして二つの性質は、摺動板部２の面直方向の振動（軸方向の振動）に対して同じ方向に効果を生じ、これによりブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。その理論は、本発明者によって推測することができた。
【００２５】
しかも中実部２ａは、摺動板部２の一直径に沿う一対の位置に形成されている。そのため一直径Ｌを基準に様々な振動モードが発生する。例えば一直径モード振動や、他の二以上の直径モード振動が発生する。そのため中実部２ａを一直径Ｌに沿う一対の位置に形成することで、一直径モード振動のみならず二以上の直径モード振動に対してもブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。
【００２６】
さらに中実部２ａの摺接面には、溝２ｂが摺動板部２外周縁に抜けるように径方向に形成されている。したがって外周縁に抜ける溝２ｂによって中実部２ａの曲げ剛性が効果的に小さくなっている。
【００２７】
また溝２ｂは、図４に示すように摺動板部の厚み方向に貫通している。したがって中実部２ａは、貫通した溝２ｂによって切断されているため、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。また摺動板部２が溝２ｂによって切断されているために、制動時の熱による熱膨張が溝２ｂによって吸収され、摺動板部２が厚み方向に座屈することが防止される。そのため高速ブレーキに生じる熱座屈を防止して、熱座屈によるブレーキ振動を抑制することができる。また溝２ｂは、摺動板部２に生じる周方向の面内振動も切断することができる。そのため面内振動によるブレーキ鳴きの発生も抑制することができる。したがって中実部２ａによって三種類のブレーキ鳴きを抑制することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態２を図５にしたがって説明する。実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、図２に示す冷却フィン５に代えて、図５に示す湾曲状の冷却フィン１５を有している点において相異している。以下、相違点を中心に実施の形態２について説明する。
【００２９】
冷却フィン１５は、図５に示すように摺動板部２の周方向に湾曲しつつ内周縁から外周縁に向けて延出している。冷却フィン１５は、長さの異なる長フィン１５ａと短フィン１５ｂの二種類を有しており、長フィン１５ａと短フィン１５ｂが周方向に交互に形成されている。冷却フィン１５間には、湾曲状に延びる通気孔１６が形成されている。
【００３０】
複数の冷却フィン１５と通気孔１６は、周方向にほぼ等間隔に形成されている。そして一直径Ｌに沿う位置の通気孔１６の一つまたは複数が塞がれることで、摺動板部２の一直径Ｌに沿う位置に中実部２ｃが形成されている。そのため摺動板部２は、一直径Ｌに沿う一対の位置に、他の部位に比べて質量が大きい中実部２ｃを有している。換言すると一直径Ｌに沿う一対の位置に、他の冷却フィン１５の幅よりも幅が広い冷却フィン１５ｃが形成されており、中実部２ｃおよび冷却フィン１５ｃの幅は、例えば他の冷却フィン１５の５倍以上、あるいは冷却フィン１５ｃの中心角が２０°以上になっている。
【００３１】
中実部２ｃには、溝２ｄが形成されている。溝２ｄは、摺動板部２を厚み方向に貫通して、曲げ剛性を他の部位よりも小さくする。溝２ｄは、一直径Ｌに沿って摺動板部２の内周縁から外周縁のほぼ全長、例えば８割以上に渡って径方向に延出しており、摺動板部２の外周縁に抜けている。したがって摺動板部２は、溝２ｄによって切断された構成になっている。
【００３２】
（実施の形態３）
実施の形態３を図６にしたがって説明する。実施の形態３は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、図２に示す溝２ｂに代えて、図６に示す溝２ｅを有している点において相異している。以下、相違点を中心に実施の形態３について説明する。
【００３３】
溝２ｅは、図６に示すように摺動板部２の内周縁から所定量だけ外周縁側の所定位置から外周縁に向けて延出して外周縁に抜けている。摺動板部２の内周縁は、通称ハット部と呼ばれる取付部７の外周縁との境界線、詳しくは図１に示す円筒部７ａの外周縁との境界線である。そして摺動板部２は、取付部７を除く略同一平面の領域部分を意味しており、溝２ｅは、摺動板部２の径方向長さｒの７０％〜９０％に渡って形成されている。
【００３４】
以上のようにして実施の形態３が形成されている。すなわち溝２ｅは、摺動板部２の径方向長さの７０％〜９０％に渡って形成されている。したがって摺動板部２は、溝２ｅによって摺動板部２の径方向全長の７０％より長く切断されているために、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。一方、溝２ｅの摺動板部２の径方向長さは、摺動板部２の径方向全長の９０％よりも短くなっている。そのため摺動板部２の強度が適度に得られ得る構成になっている。
【００３５】
（実施の形態４）
実施の形態４を図７にしたがって説明する。実施の形態４は、実施の形態１とほぼ同様に形成されているが、図４に示す溝２ｂに代えて、図７に示す溝２ｆを有している点において相異している。以下、相違点を中心に実施の形態４について説明する。
【００３６】
溝２ｆは、図７に示すようにアウタ円盤部３の摺動面と、インナ円盤部４の摺動面に形成されており、これらが摺動板部２の周方向の同じ位置に形成されている。溝２ｆは、摺動板部２を厚み方向に凹設され、かつ摺動板部２を厚み方向に貫通していない。したがって中実部２ａは、周方向同じ位置の両面から溝２ｆによって切り込まれているため、曲げ剛性が非常に小さくなっている。そのためブレーキ鳴きの発生を確実に抑制することができる。
【００３７】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１〜４に限定されず、以下の形態であっても良い。あるいは上記実施の形態と下記の組み合わせからなる形態等であっても良い。
（１）実施の形態１〜３の中実部２ａ，２ｃには、摺動板部２を厚み方向に完全に貫通する溝２ｂ，２ｄが形成されていた。また実施の形態４の中実部２ａには、摺動板部２の両面に溝２ｆが形成されていた。しかし溝２ｂ，２ｄまたは溝２ｆに代えて、摺動板部２の片面のみに溝が形成された形態などであっても良い。
（２）実施の形態１〜４の中実部２ａ，２ｃは、一直径Ｌに沿う位置に幅広の冷却フィン５ａ，１５ｃを有し、これによって他の部位よりも質量が大きくなっていた。しかし一直径Ｌに沿う位置近傍における冷却フィンの間隔を他の部位に比べて狭くし、これによって他の部位よりも質量が大きくなっている形態であっても良い。
（３）実施の形態４は、溝２ｆが実施の形態１の溝２ｂと同様に摺動板部２の径方向のほぼ全長に渡って形成されていた。しかし溝２ｆが実施の形態３と同様に摺動板部２の径方向長さの７０％〜９０％に渡って形成されている形態であっても良い。
（４）実施の形態４は、冷却フィン５が実施の形態１の冷却フィン５と同様に径方向に直線に延設された形態であった。しかし冷却フィンが摺動板部径方向内側から外側に向かって周方向に湾曲しつつ延出している形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ディスクロータとホイールハブの斜視図である。
【図２】ディスクロータの一部断面正面図である。
【図３】ディスクロータの模式図である。
【図４】図２のIV―IV線断面矢視図である。
【図５】実施の形態２のディスクロータの一部断面正面図である。
【図６】実施の形態３のディスクロータの一部断面正面図である。
【図７】図４に相当する実施の形態４のディスクロータの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・ディスクロータ
２・・・摺動板部
２ａ，２ｃ・・・中実部
２ｂ，２ｄ，２ｅ・・・溝
２ｆ・・・溝
３・・・アウタ円盤部
４・・・インナ円盤部
５，５ａ，１５，１５ｃ・・・冷却フィン
６，１６・・・通気孔
Ｌ・・・一直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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