(57)【要約】【課題】ディスクロータの回転角度に関わらずブレーキパッドとディスクロータとの接触面積を略一定に保ち、もって、制動力の変動に起因するうなり音を抑制できるディスクブレーキ装置を提供する。【解決手段】ディスクロータ１の各フィン２の周方向ピッチ（つまり、制動時の摩擦熱によりロータ表面に生じる凸部５のピッチ）を１０°に設定すると共に、ブレーキパッド４の周方向の長さを６倍の６０°に設定し、ディスクロータ１の回転に伴ってブレーキパッド４への凸部５の接触とブレーキパッド４からの凸部５の離間とを同様に行うことで、ブレーキパッド４に対する凸部５の接触面積を略一定に保つ。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータに放射状に多数のフィンを列設して、各フィン間にディスクロータの内外周を連通させる多数の風路を形成し、該ディスクロータの表面にブレーキパッドを押圧させて制動作用を奏するディスクブレーキ装置において、
上記ディスクロータの回転角度に関わらず上記ブレーキパッドに対する上記各フィンの接触面積が略一定となるように、上記ブレーキパッドの周方向の端縁形状及び上記フィンのピッチを設定したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
上記各フィン及び上記ブレーキパッドの両端縁が上記ディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、上記ブレーキパッドの周方向の長さが上記各フィンの周方向ピッチの略整数倍に設定されたことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ装置。
【請求項３】
上記ブレーキパッドの両端縁と上記ディスクロータの各フィンとが角度をもって交差したことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
上記フィンが上記ディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、上記ブレーキパッドの両端縁がそれぞれ周方向に凸をなす円弧状に形成されたことを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
上記ディスクロータの各フィンが該ディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、該ディスクロータの半径方向の中心線上における上記ブレーキパッドの周方向の長さが上記各フィンの周方向ピッチの略整数倍に設定されると共に、上記ブレーキパッドの回転方向の端縁が、上記ディスクロータの軸心を中心とする回転変位に対して所定変化率をもって外周側ほど反回転方向に変化する円弧状に形成され、上記ブレーキパッドの反回転方向の端縁が、上記ディスクロータの軸心を中心とする回転変位に対して所定変化率をもって外周側ほど回転方向に変化する円弧状に形成されたことを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ装置。
【請求項６】
上記ブレーキパッドの両端縁が上記ディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、該ディスクロータの各フィンが上記ブレーキパッドの両端縁に対して角度をもって交差するように形成されたことを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ装置。
【請求項７】
上記ブレーキパッドの両端縁と上記ディスクロータの各フィンとの交差角が２０°以上に設定されたことを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスクブレーキ装置に係り、詳しくはベンチレーテッド式ディスクブレーキ装置のディスクロータとブレーキパッドに関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
ベンチレーテッド式ディスクブレーキ装置の制動時には所謂うなり音と呼ばれる低周波ノイズを発生する場合があり、うなり音対策として種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献に記載されたディスクブレーキ装置では、パッドの摩擦材が偏摩耗してディスクロータに対して縁当たりする（部分的に強く当たる）ことがうなり音の要因であるとの観点の基に、ブレーキパッドの摩擦材に２本の傾斜したスリットを形成して、うなり音の抑制を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１９２６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、制動時の摩擦熱によりディスクロータが熱膨張すると、内部に形成されたフィンに対応してロータ表面に多数の凸部が生じ、各凸部の頂点付近が実質的にブレーキパッドに接触することが確認されている。つまり、このときにはブレーキパッドの全面がディスクロータに接触することなく、ブレーキパッドの領域内に位置するディスクロータの凸部のみが接触し、これらの凸部の全体としての接触面積がディスクロータの回転に伴って変動することになる。
【０００５】
以下、この現象を例に挙げて詳述すると、図８はディスクロータのフィンに応じて生じる凸部とブレーキパッドとの関係を示す説明図である。この例では、ディスクロータ１０１の周方向に１０°ピッチで形成されたフィン１０２に対応して、制動時の摩擦熱によりロータ表面に周方向に１０°ピッチで凸部１０５が生じ、各凸部１０５の周方向２°相当の領域がブレーキパッド１０４に接触する。又、ブレーキパッド１０４の周方向の長さはロータ回転角で表すと５５°に設定されているものとする。
【０００６】
説明の便宜上、ディスクロータ１０１が図８の時計回りに回転し、ディスクロータ１０１の回転方向に沿って各凸部１０５に＃１〜＃７の番号を付すと共に、ブレーキパッド１０４の回転方向の端縁をディスクロータ１０１の回転角度０°と見なし、今、この回転角度０°に＃１凸部１０５の中心が到達しているものとする。図９は図８を前提としてディスクロータ１０１が回転したときのブレーキパッド１０４に対する各凸部１０５の接触・離間を示す説明図であり、横軸に示すディスクロータ１０１の回転角度毎に凸部１０５の接離状態を読み取ることができる。
【０００７】
今、ディスクロータ１０１の回転角度０°に中心を一致させている＃１凸部１０５に着目すると、図９の回転角度０°に示すように、当該＃１凸部１０５はブレーキパッド１０４から離間途中、つまり接触状態から離間状態へと移行中であり、その面積の半分（正確には反回転方向側の半分）をブレーキパッド１０４に接触させていることになる。この＃１凸部１０５に対して＃２凸部１０５は１０°遅れて追従するため、回転角度１０°で＃１凸部１０５と同じ状態となり、以下同様に、１０°間隔で＃３凸部１０５、＃４凸部１０５、＃５凸部１０５、＃６凸部１０５、＃７凸部１０５が追従して、接触状態から離間状態へと移行する。
【０００８】
一方、各凸部１０５は、ブレーキパッド１０４から離間する回転角度よりパッド１０４の周方向長さに相当する５５°先行する回転角度でブレーキパッド１０４に接触することから、図９に示すように、＃６凸部１０５は回転角度−５°でブレーキパッド１０４に接触途中、つまり離間状態から接触状態へと移行中となり、＃７凸部１０５は回転角度５°でブレーキパッド１０４に接触途中となる。
【０００９】
図１０は図９を前提としてブレーキパッド１０４に接触している凸部１０５の数を示した説明図であるが、例えば＃１凸部１０５がブレーキパッド１０４から離間を開始する直前の回転角度−２°では、図９から判るように＃１〜＃６の６箇所の凸部１０５がブレーキパッド１０４に接触している。そして、＃１凸部１０５が回転角度−１°でブレーキパッド１０４から離間を開始し、回転角度１°で離間を完了する一方、この時点では未だ＃７凸部１０５はブレーキパッド１０４に接触しない（回転角度４°から接触開始）ため、ブレーキパッド１０４に接触する凸部１０５の数は、回転角度−１〜１°の間に６箇所から５箇所に減少する。
【００１０】
その後、＃７凸部１０５が回転角度４°でブレーキパッド１０４に接触を開始し、回転角度６度で接触を完了するため、ブレーキパッド１０４に接触する凸部１０５の数は回転角度４〜６°の間に５箇所から６箇所に増加する。以下同様に、ブレーキパッド１０４に対して新たな凸部１０５の接触・離間が回転角度５°の間隔で交互に行われるため、その度にブレーキパッド１０４に接触する凸部１０５の数が６箇所と５箇所との間で変動することになる。
【００１１】
ブレーキの制動力は、制動力＝パッド・ロータ間の摩擦係数μ×パッド押圧力×パッド・ロータ間の接触面積で表されるが、上記凸部１０５の数と共にパッド・ロータ間の接触面積が変動することから、それに応じて制動力もディスクロータ１０１の回転角度に応じて周期的に変動することになる。
上記特許文献１に記載されたディスクブレーキ装置では、以上のブレーキパッド１０４とディスクロータ１０１との接触面積の変動については何ら考慮していないため、この現象に起因してフィン１０２の数に相当する次数の起振力が生じ、ブレーキパッド１０４及びディスクロータ１０１系が励振されて制動中にうなり音を発生するという問題が避けられなかった。
【００１２】
本発明の目的は、ディスクロータの回転角度に関わらずブレーキパッドとディスクロータとの接触面積を略一定に保ち、もって、制動力の変動に起因するうなり音を抑制することができるディスクブレーキ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ディスクロータに放射状に多数のフィンを列設して、各フィン間にディスクロータの内外周を連通させる多数の風路を形成し、ディスクロータの表面にブレーキパッドを押圧させて制動作用を奏するディスクブレーキ装置において、ディスクロータの回転角度に関わらずブレーキパッドに対する各フィンの接触面積が略一定となるように、ブレーキパッドの周方向の端縁形状及びフィンのピッチを設定したものである。
【００１４】
従って、制動時にはディスクロータの表面にブレーキパッドを押圧させて制動作用が奏される。ディスクロータの回転に伴って各フィンはブレーキパッドに対してパッドの一端縁から接触して他端縁から離間するが、このときの各フィンの接触・離間は、ブレーキパッドの周方向の端縁形状（端縁自体の形状や両端縁間の距離に相当するブレーキパッドの周方向長さ等）及びフィンのピッチに基づいて自ずと定まる。よって、各フィンの接触と離間とが同様に行われるようにブレーキパッドの周方向の端縁形状及びフィンのピッチを設定することで、ディスクロータの回転に伴うブレーキパッドへのフィンの接触による接触面積の増加とブレーキパッドからのフィンの離間による接触面積の減少とが相殺されて、ブレーキパッドに対するフィンの接触面積が略一定に保持される。
【００１５】
ここで、摩擦熱によりディスクロータが加熱されると、ディスクロータの各フィン間に相当する箇所が膨らむため、ディスクロータの表面にはフィンのピッチに対応して周方向に同一ピッチで多数の凸部が放射状に形成され、制動時にはこれらの凸部の頂点付近が実質的にブレーキパッドに接触して制動作用を奏する。
そして、このようにフィンに対応するピッチで凸部が生じることから、凸部はフィンと同様の過程を経てブレーキパッドに対して接触・離間し、ブレーキパッドに対するフィンの接触面積と同様に凸部の接触面積も略一定に保持される。結果としてブレーキパッドに対してディスクロータが常に略一定の面積で接触することになり、制動力もディスクロータの回転角度に関わらず略一定に保持される。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１において、各フィン及びブレーキパッドの両端縁がディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、ブレーキパッドの周方向の長さが各フィンの周方向ピッチの略整数倍に設定されたものである。
従って、ブレーキパッドの周方向の長さが各フィンの周方向ピッチの略整数倍に設定されていることから、制動時の摩擦熱によりロータ表面に生じる凸部の周方向ピッチに対してもブレーキパッドの周方向長さは略整数倍となる。その結果、ある凸部がブレーキパッドに接触するときには、ディスクロータの回転方向に整数倍だけ先行する凸部がブレーキパッドから離間することになり、凸部の接触による接触面積の増加と凸部の離間による接触面積の減少とが相殺される。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１において、ブレーキパッドの両端縁とディスクロータの各フィンとが角度をもって交差したものである。
従って、ブレーキパッドの両端縁と各フィンとが角度をもって交差するため、制動時の摩擦熱によりロータ表面に生じる凸部もブレーキパッドの両端縁に対して角度をもって交差する。その結果、ブレーキパッドへの各凸部の接触・離間は、長い回転角度をかけて緩慢に行われることになる。
【００１８】
ここで、ディスクロータの凸部の形状や周方向のピッチ等が不均等であると、ブレーキパッドに対して各凸部が接触・離間するタイミングにバラツキが生じるが、各凸部の接触・離間が緩慢に行われる場合には、接触・離間するタイミングが多少ずれたとしても、接触に伴う接触面積の増加や離間に伴う接触面積の減少はそれほど影響を受けず、これによる制動力の変動も僅かなものとなる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項３において、フィンがディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、ブレーキパッドの両端縁がそれぞれ周方向に凸をなす円弧状に形成されたものである。
従って、円弧状をなすブレーキパッドの両端縁に対して、フィンに対応して生じた直線状をなすディスクロータの各凸部がロータ回転角度に関わらず常に角度をもって交差することから、ブレーキパッドへの各凸部の接触・離間が長い回転角度をかけて緩慢に行われる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項３において、ディスクロータの各フィンがディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、ディスクロータの半径方向の中心線上におけるブレーキパッドの周方向の長さが各フィンの周方向ピッチの略整数倍に設定されると共に、ブレーキパッドの回転方向の端縁が、ディスクロータの軸心を中心とする回転変位に対して所定変化率をもって外周側ほど反回転方向に変化する円弧状に形成され、ブレーキパッドの反回転方向の端縁が、ディスクロータの軸心を中心とする回転変位に対して所定変化率をもって外周側ほど回転方向に変化する円弧状に形成されたものである。
【００２１】
従って、フィンに対応して生じたある凸部がディスクロータの中心線上においてブレーキパッドに接触するときには、ディスクロータの回転方向に整数倍だけ先行する凸部がディスクロータの中心線上においてブレーキパッドから離間することになる。そして、ディスクロータの回転に伴って上記接触側の凸部はブレーキパッドとの接触面積を外周側に増加させる一方、上記離間側の凸部はブレーキパッドとの接触面積を内周側に減少させる。
【００２２】
ここで、ブレーキパッドの両端縁がディスクロータの軸心を中心とする回転変位に対して共通する所定変化率で外周側に向けて変化することから、ディスクロータが回転したときに接触側の凸部のブレーキパッドに対する接触面積の増加に応じて、離間側の凸部がブレーキパッドに対する接触面積を減少させて相殺することになる。
【００２３】
そして、円弧状をなすブレーキパッドの両端縁に対して、直線状をなすディスクロータの各凸部がロータ回転角度に関わらず常に角度をもって交差することから、ブレーキパッドへの各凸部の接触・離間が長い回転角度をかけて緩慢に行われる。
請求項６の発明は、請求項３において、ブレーキパッドの両端縁がディスクロータの半径方向に沿った直線状に形成され、ディスクロータの各フィンがブレーキパッドの両端縁に対して角度をもって交差するように形成されたものである。
【００２４】
従って、直線状をなすブレーキパッドの両端縁に対して、フィンに対応して生じたディスクロータの各凸部がロータ回転角度に関わらず常に角度をもって交差することから、ブレーキパッドへの各凸部の接触・離間が長い回転角度をかけて緩慢に行われる。
請求項７の発明は、請求項３において、ブレーキパッドの両端縁とディスクロータの各フィンとの交差角が２０°以上に設定されたものである。
【００２５】
従って、ブレーキパッドの両端縁に対して、フィンに対応して生じたディスクロータの各凸部が常に２０°以上の角度をもって交差することから、ブレーキパッドへの各凸部の接触・離間が十分に長い回転角度をかけて緩慢に行われる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化したベンチレーテッド式ディスクブレーキ装置の第１実施形態を説明する。
図１は本実施形態のディスクブレーキ装置のディスクロータとブレーキパッドとを示す分解斜視図であり、ディスクロータ１は図示しない車輪に対して同軸上に連結されている。ディスクロータ１の内部には軸心を中心として多数のフィン２が放射状に列設され、各フィン２はディスクロータ１の半径方向に沿った直線状をなしている。各フィン２によりディスクロータ１には内外周を連通する多数の風路３が形成され、ディスクロータ１の回転時には各風路３を経て内周側から外周側へと空気が流通して冷却作用を奏する。
【００２７】
ディスクロータ１の両側には扇状をなす一対のブレーキパッド４が配設され、これらのブレーキパッド４は裏金４ｂ上に形成された摩擦材４ｃをディスクロータ１の両側面に当接させている。各ブレーキパッド４は図示しないブレーキキャリパ内に組込まれ、ブレーキ操作時には油圧により作動したピストンでブレーキパッド４が押圧されて、ディスクロータ１を両側から挟持して制動力を発生させる。
【００２８】
図２はディスクロータ１のフィン２に応じて生じる凸部とブレーキパッド４との関係を示す説明図であり、図中のブレーキパッド４は正確には摩擦材４ｃの外形を表している。本実施形態ではフィン２がディスクロータ１の周方向に１０°ピッチで形成されており、図２に併記したフィン個所の断面図に示すように、制動時の摩擦熱によりディスクロータ１が加熱されると、ディスクロータ１の各フィン２間に相当する箇所（風路３に対応する箇所）が膨らんで、ロータ表面にフィン２に対応して周方向に１０°ピッチで多数の凸部５が放射状に形成される。よって、制動時にはこれらの凸部５の頂点付近が実質的にブレーキパッド４に接触し、以下の説明では、仮に各凸部５の周方向２°相当の領域がブレーキパッド４に接触するものとし、このブレーキパッド４に接触する領域を指して凸部５と呼称する。
【００２９】
又、本実施形態ではブレーキパッド４の両端縁４ａがディスクロータ１の半径方向に沿った直線状に形成され、ブレーキパッド４の周方向の長さはロータ回転角で表すと６０°に設定されている。つまり、ブレーキパッド４の周方向の長さはフィン２の周方向ピッチの６倍に設定され、上記のように摩擦熱で生じる凸部５とフィン２とは密接に関連するため、ブレーキパッド４の周方向長さは凸部５の周方向ピッチの６倍であると換言することもできる。
【００３０】
次に、以上のように構成された本実施形態のディスクブレーキ装置における制動時の作用を説明する。
ここで、説明の便宜上、ディスクロータ１が図２の時計回りに回転し、ディスクロータ１の回転方向に沿って各凸部５に＃１〜＃７の番号を付すと共に、ブレーキパッド４の回転方向の端縁４ａをディスクロータ１の回転角度０°と見なし、今、この回転角度０°に＃１凸部５の中心が到達しているものとする。図３は図２を前提としてディスクロータ１が回転したときのブレーキパッド４に対する各凸部５の接触・離間を示す説明図であり、横軸に示すディスクロータ１の回転角度毎に凸部５の接離状態を読み取ることができる。
【００３１】
今、ディスクロータ１の回転角度０°に中心を一致させている＃１凸部５に着目すると、図３の回転角度０°に示すように、当該＃１凸部５はブレーキパッド４から離間途中、つまり接触状態から離間状態へと移行中であり、その面積の半分（正確には反回転方向側の半分）をブレーキパッド４に接触させていることになる。この＃１凸部５に対して＃２凸部５は１０°遅れて追従するため、回転角度１０°で＃１凸部５と同じ状態となり、以下同様に、１０°間隔で＃３凸部５、＃４凸部５、＃５凸部５、＃６凸部５、＃７凸部５が追従して、接触状態から離間状態へと移行する。
【００３２】
一方、各凸部５は、ブレーキパッド４から離間する回転角度よりパッド４の周方向長さに相当する６０°先行する回転角度でブレーキパッド４に接触することから、図３に示すように、＃７凸部５は回転角度０°でブレーキパッド４に接触途中、つまり離間状態から接触状態へと移行中となり、その面積の半分（正確には回転方向側の半分）をブレーキパッド４に接触させている。
【００３３】
図４は図３を前提としてブレーキパッド４に接触している凸部５の数を示した説明図であるが、例えば＃１凸部５がブレーキパッド４から離間を開始する直前の回転角度−２°では、図３から判るように＃１〜＃６の６箇所の凸部５がブレーキパッド４に接触している。そして、＃１凸部５が回転角度−１°でブレーキパッド４から離間を開始し、回転角度１°で離間を完了する一方、＃７凸部５が回転角度−１°でブレーキパッド４に接触を開始し、回転角度１°で接触を完了する。つまり、＃１凸部５の接触面積の減少に応じて＃７凸部５の接触面積が増加して相殺することから、ブレーキパッド４に接触する凸部５の数はディスクロータ１の回転角度に関わらず常に６箇所に保持される。
【００３４】
ブレーキの制動力は、制動力＝パッド・ロータ間の摩擦係数μ×パッド押圧力×パッド・ロータ間の接触面積で表されるが、上記凸部５の数と共にパッド・ロータ間の接触面積が変動することなく常に略一定に保たれる。その結果、制動力もディスクロータ１の回転角度に関わらず略一定に保持され、結果として制動力の変動に起因するうなり音を抑制することができる。
【００３５】
［第２実施形態］
次に、本発明を具体化したベンチレーテッド式ディスクブレーキ装置の第２実施形態を説明する。本実施形態のディスクブレーキ装置は第１実施形態のものに比較し、ブレーキパッド１１に対するディスクロータ１の各凸部５の接触・離間を緩やかにしたものであり、構成上の具体的な相違点は、ブレーキパッド１１の両端縁１１ａの形状にある。従って、同一構成の箇所は同一の部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００３６】
図５はディスクロータ１のフィン２に応じて生じる凸部５とブレーキパッド１１との関係を示す説明図である。第１実施形態と同様に本実施形態でも各凸部５のピッチ（つまり、フィン２のピッチ）が１０°に設定され、凸部５の周方向２°相当の領域がブレーキパッド１１に接触するものとする。
一方、ブレーキパッド１１の両端縁１１ａの形状は、以下のように設定されている。今、ディスクロータ１の半径方向においてブレーキパッド１１が接触する領域の中間位置を結んだ線をディスクロータ１の中心線Ｃと定義する。つまり、中心線Ｃを境界として外周側と内周側に同一寸法だけブレーキパッド１１が接触する領域が存在することになる。そして、このディスクロータ１の中心線Ｃ上においてブレーキパッド１１の周方向の長さが６０°（つまり、凸部５のピッチの６倍）に設定され、ディスクロータ１の中心線Ｃとブレーキパッド１１の両端縁１１ａとがそれぞれ交差する箇所を主点Ｐ０（●で示す）と呼称する。
【００３７】
ブレーキパッド１１の両端縁１１ａの形状は、各主点Ｐ０を通過する左右対称の曲線Ｌとして形成されると共に、以下の条件を満たすように曲線形状が設定されている。
図５にはブレーキパッド１１の反回転方向側の端縁１１ａの形状を設定する手順が併記されているが、この図に示すように、まず、主点Ｐ０を基準として周方向に±８°に亘る領域を２°間隔で区画する一方、主点Ｐ０を基準として最外周部までを４等分、最内周部までを４等分する。これにより周方向に８等分、半径方向に８等分されたグリッドが形成され、その中心の交差箇所に主点Ｐ０が位置することになる。
【００３８】
そして、主点Ｐ０から内周側及び反回転方向側に順次１ステップずつ変位した交差箇所毎に計４つの副点Ｐ（○で示す）を付す一方、主点Ｐ０から外周側及び回転方向側に順次１ステップずつ変位した交差箇所毎に計４つの副点Ｐを付す。これらの各副点Ｐと主点Ｐ０とを結ぶと、グリッドの最内周側で最も反回転方向側の交差箇所からグリッドの最外周側で最も回転方向側の交差箇所まで連続して、反回転方向側に凸の円弧状をなす曲線Ｌを仮想でき、仮想した曲線Ｌをブレーキパッド１１の反回転方向側の端縁１１ａの形状として適用している。
【００３９】
又、ブレーキパッド１１の回転方向側の端縁１１ａの形状も上記と同様の手順に従って設定されており、左右対称で回転方向側に凸の円弧状をなす曲線Ｌが端縁１１ａの形状として適用されている。
その結果、円弧状をなすブレーキパッド１１の両端縁１１ａに対して、直線状をなすディスクロータ１の各凸部５はロータ回転角度に関わらず常に角度をもって交差することになる。この交差角はディスクロータ１の内外径の設定に応じて変化し、且つ、図５からも判るようにブレーキパッド１１の端縁１１ａの内周側ほど小さくなる特性を有する。
【００４０】
本実施形態では、ディスクロータ１の内周側の直径が１７５ｍｍに設定され、ディスクロータ１の外周側の直径が２７５ｍｍに設定されており、結果として最も交差角が小さくなるディスクロータ１の最内周側でも２６°程度の交差角が確保されている。尚、図５ではロータ形状とパッド形状を把握し易いように、ディスクロータ１の内外周とブレーキパッド１１の内外周とを別の線で表しているが、実際は一致している。
【００４１】
次に、以上のように構成された本実施形態のディスクブレーキ装置における制動時の作用を説明する。
まず、第１実施形態と同様に、ディスクロータ１の回転方向に沿って各凸部５に＃１〜＃７の番号を付すと共に、ブレーキパッド１１の回転方向側の主点Ｐ０をディスクロータ１の回転角度０°と見なし、今、この回転角度０°に＃１凸部５の中心が到達しているものとする。図６は図５を前提としてディスクロータ１が回転したときのブレーキパッド１１に対する各凸部５の接触・離間を示す説明図であり、横軸に示すディスクロータ１の回転角度毎に凸部５の接離状態を読み取ることができる。
【００４２】
今、ディスクロータ１の回転角度０°に中心を一致させている＃１凸部５に着目すると、図６の回転角度０°に示すように、当該＃１凸部５はブレーキパッド１１の領域から離間途中、つまり接触状態から離間状態へと移行中であり、その面積の半分（正確には主点Ｐ０を境界とした内周側の半分）をブレーキパッド１１に接触させていることになる。尚、第１実施形態で述べたように、この＃１凸部５に対して＃２凸部５から＃７凸部５は１０°間隔で追従して、接触状態から離間状態へと移行する。
【００４３】
一方、各凸部５は、ロータ中心線Ｃ上においてブレーキパッド１１から離間する回転角度よりパッド１１の周方向長さに相当する６０°先行する回転角度でブレーキパッド１１に接触することから、図６に示すように、＃７凸部５は回転角度０°でブレーキパッド１１に接触途中、つまり離間状態から接触状態へと移行中となり、その面積の半分（正確には主点Ｐ０を境界とした内周側の半分）をブレーキパッド１１に接触させている。
【００４４】
そして、上記のように円弧状をなすブレーキパッド１１の両端縁１１ａに対して、放射状をなすディスクロータ１の各凸部５が常に角度をもって交差するため、ディスクロータ１の回転に伴って＃１凸部５はブレーキパッド１１との接触面積（接触長さと見なすこともできる）を内周側に減少させる一方、＃７凸部５はブレーキパッド１１との接触面積を外周側に増加させる。
【００４５】
ここで、上記グリッドに基づくブレーキパッド１１の端縁形状の設定により、ディスクロータ１の回転角度２°毎に、＃１凸部５の接触面積はロータ幅（半径方向の幅）の１／８だけ内周側に減少し、＃７凸部５の接触面積はロータ幅の１／８だけ外周側に増加する。つまり、＃１凸部５の接触面積の減少に応じて＃７凸部５の接触面積が増加して相殺することから、第１実施形態で説明した図４と同様に、ブレーキパッド１１に接触する凸部５の数はディスクロータ１の回転角度に関わらず常に６箇所に保持される。
【００４６】
この現象を言い換えると、ディスクロータ１の回転に伴って、離間側の凸部５がブレーキパッド１１の端縁１１ａに対する交差点を内周側に移動させる一方、接触側の凸部５がブレーキパッド１１の端縁１１ａに対する交差点を外周側に移動させる。そして、双方の交差点間の回転角度は、ディスクロータ１の中心線Ｃ上のみならず、当該中心線Ｃから内外周に移動した時点でも、上記グリッドに基づく設定により常に６０°に保持される。これによりブレーキパッド１１への凸部５の接触による接触面積の増加とブレーキパッド１１からの凸部５の離間による接触面積の減少とが同様に行われて相殺されることになり、ブレーキパッド１１に接触する凸部５の数が常に６箇所に保持されるのである。
【００４７】
よって、第１実施形態と同じくパッド・ロータ間の接触面積、ひいては制動力をディスクロータ１の回転角度に関わらず略一定に保持して、制動力の変動に起因するうなり音を抑制することができる。
一方、結果としてブレーキパッド１１に対する各凸部５の接触・離間は、長い回転角度をかけて緩慢に行われることになる。詳述すると、ブレーキパッド４の両端縁４ａが直線状に形成されて各凸部５との交差角が０°である第１実施形態では、凸部５の幅に相当する２°の間に接触・離間が行われるのに対し、本実施形態では凸部５の幅の２°に加えて、ブレーキパッド１１の端縁１１ａが周方向に変化する１６°分が加味される。従って、例えば＃１凸部５は回転角度−９°でブレーキパッド１１から離間を開始し、回転角度９°で離間を完了する一方、＃７凸部５は回転角度−９°でブレーキパッド１１に接触を開始し、回転角度９°で接触を完了する。
【００４８】
ディスクロータ１の凸部５は摩擦熱により各フィン２間が膨らむことで生じるため、凸部５の形状や周方向のピッチ等はある程度不均等であり、ブレーキパッド１１に対して各凸部５が接触・離間するタイミングに多少のバラツキが生じることは避けられない。これらの接触・離間タイミングのバラツキは、例えば上記した＃１凸部５及び＃７凸部５の関係では、＃１凸部５の接触面積の減少タイミングと＃７凸部５の接触面積の増加タイミングとが不一致になることを意味し、ブレーキパッド１１に対する各凸部５の接触面積の変動、ひいては制動力の変動を引き起こす要因となる。
【００４９】
ここで、第１実施形態のように短い回転角度の間で各凸部５がブレーキパッド４に対して接触・離間する場合には、接触・離間タイミングのバラツキにより、例えば図３に示す＃１凸部５の接触面積の減少タイミングと＃７凸部５の接触面積の増加タイミングとが横軸方向に僅かでもずれると、接触面積は大きく変動することになる。これに対して本実施形態のようにブレーキパッド１１に対する各凸部５の接触・離間が緩慢に行われる場合には、図６に示す＃１凸部５の接触面積の減少タイミングと＃７凸部５の接触面積の増加タイミングとが横軸方向に多少ずれたとしても、接触面積はそれほど影響を受けず、これによる制動力の変動もごく僅かなものとなる。
【００５０】
つまり、本実施形態のディスクブレーキ装置によれば、ディスクロータ１の凸部５の形状や周方向のピッチ等が不均等で、ブレーキパッド１１に各凸部５が接触・離間するタイミングにバラツキがある場合であっても、ブレーキパッド１１に対する各凸部５の接触面積を略一定に保持できる。よって、これらの変動要因に影響されることなく、制動力の変動に起因するうなり音を一層確実に抑制することができる。
【００５１】
ここで、上記交差角はブレーキパッド１１に対して各凸部５がどの程度緩慢に接触・離間するかを示す指標と見なせ、交差角が大であるほど接触・離間が緩やかになることから、交差角の設定は２０°以上が好ましく、好適には本実施形態のように２６°以上に設定することが望ましい。
【００５２】
［第３実施形態］
次に、本発明を具体化したベンチレーテッド式ディスクブレーキ装置の第３実施形態を説明する。本実施形態のディスクブレーキ装置は第２実施形態のものと同様に、ブレーキパッド４に対するディスクロータ２１の各凸部２３の接触・離間を緩やかにしたものであり、このための構成として、第２実施形態のブレーキパッド１１の端縁１１ａの形状に代えてディスクロータ２１のフィン２２の形状に特徴を有する。従って、同一構成の箇所は同一の部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００５３】
図７はディスクロータ２１のフィン２２に応じて生じる凸部とブレーキパッド４との関係を示す説明図である。第１及び第２実施形態のディスクロータ１のフィン２が半径方向に沿った直線状をなすのに対し、本実施形態のディスクロータ２１の各フィン２２は同じく直線状をなすものの、外周側が反回転方向に３０°の角度でそれぞれ傾斜している。又、各フィン２２のピッチは１０°であり、制動時の摩擦熱によりロータ表面にはフィン形状に対応する３０°の角度で傾斜した多数の凸部２３が形成され、凸部２３の２°相当の領域がブレーキパッド４に接触するものとする。又、ブレーキパッド４の両端縁４ａの形状は、第１実施形態と同じくディスクロータ２１の半径方向に沿った直線状をなし、その周方向の長さが６０°（つまり、凸部２３のピッチの６倍）に設定されている。
【００５４】
次に、以上のように構成された本実施形態のディスクブレーキ装置における制動時の作用を説明する。
今、ディスクロータ２１の回転角度０°に中心を一致させている＃１凸部２３に着目すると、当該＃１凸部２３はブレーキパッド４から離間途中、つまり接触状態から離間状態へと移行中であり、その面積の半分（正確には外周側の半分）をブレーキパッド４に接触させていることになる。このとき、＃１凸部２３に対して６０°遅れて追従する＃７凸部２３はブレーキパッド４に接触途中、つまり離間状態から接触状態へと移行中であり、各凸部２３が同様の形状をなしていることから、その面積の半分（正確には内周側の半分）をブレーキパッド４に接触させている。
【００５５】
そして、ディスクロータ２１の回転に伴って＃１凸部２３がブレーキパッド４との接触面積を外周側に減少させる一方、＃７凸部２３はブレーキパッド４との接触面積を外周側に増加させる。このときの＃１凸部２３及び＃７凸部２３は、ブレーキパッド４の両端縁４ａに対してそれぞれ同様に位置変位することから、＃１凸部２３の接触面積の減少に応じて＃７凸部２３の接触面積が増加して相殺する。つまり、このときのブレーキパッド４に対する各凸部２３の接離状態は、図６で示す第２実施形態と同様の過程で行われ（但し、接触・離間の回転角度は相違する）、ブレーキパッド４に接触する凸部２３の数はディスクロータ２１の回転角度に関わらず常に６箇所に保持される。
【００５６】
又、ブレーキパッド４の両端縁４ａに対してディスクロータ２１の各凸部２３が常に３０°の角度をもって交差するため、第２実施形態と同様にブレーキパッド４に対して各凸部２３が長い回転角度をかけて緩慢に接触・離間する。よって、ディスクロータ２１の凸部２３の形状や周方向のピッチ等が不均等で、ブレーキパッド４に各凸部２３が接触・離間するタイミングにバラツキがある場合でも、ブレーキパッド４に対する各凸部２３の接触面積を略一定に保持できる。
【００５７】
よって、パッド・ロータ間の接触面積、ひいては制動力をディスクロータ２１の回転角度に関わらず略一定に保持して、制動力の変動に起因するうなり音を抑制することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、ディスクロータ１，２１のフィン２，２２のピッチ（凸部５，２３のピッチ）を１０°に設定し、ブレーキパッド４，１１の周方向の長さを６倍の６０°に設定すると共に、各凸部５，２３の２°相当の領域がブレーキパッド４，１１に接触するものとしたが、これらの設定は任意に変更可能である。又、フィンピッチに対するブレーキパッド４，１１の周方向長さを正確な整数倍に設定する必要はなく、多少の誤差を含んでいてもよい。
【００５８】
又、第１実施形態で述べたブレーキパッド４の形状は完全な扇状に限らず、その四隅に面取りを施してもよいし、第２実施形態で述べたブレーキパッド１１の両端縁１１ａの形状は必ずしもグリッドに基づいて設定する必要はなく、要はブレーキパッド１１に対する凸部５の接触と離間とが同様に行われるものであれば他の形状でもよい。更に、第３実施形態で述べたディスクロータ２１のフィン２２は直線状で３０°に傾斜したものに限らず、例えば第２実施形態で説明したグリッドに基づく曲線を適用してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１及び２の発明のディスクブレーキ装置によれば、ディスクロータの回転角度に関わらずブレーキパッドとディスクロータとの接触面積を略一定に保ち、もって、制動力の変動に起因するうなり音を抑制することができる。
【００６０】
請求項３乃至７の発明のディスクブレーキ装置によれば、請求項１に加えて、ブレーキパッドに対する各凸部の接触・離間を緩慢に行って、何らかの変動要因により各凸部の接触・離間のタイミングにバラツキが生じても、これによる制動力の変動を軽減し、安定したうなり音の抑制効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のディスクブレーキ装置のディスクロータとブレーキパッドとを示す分解斜視図である。
【図２】第１実施形態のディスクロータのフィンに応じて生じる凸部とブレーキパッドとの関係を示す説明図である。
【図３】図２を前提としてディスクロータが回転したときのブレーキパッドに対する各凸部の接触・離間を示す説明図である。
【図４】図３を前提としてブレーキパッドに接触している凸部の数を示した説明図である。
【図５】第２実施形態のディスクロータのフィンに応じて生じる凸部とブレーキパッドとの関係を示す説明図である。
【図６】図５を前提としてディスクロータが回転したときのブレーキパッドに対する各凸部の接触・離間を示す説明図である。
【図７】第３実施形態のディスクロータのフィンに応じて生じる凸部とブレーキパッドとの関係を示す説明図である。
【図８】先行技術のディスクロータのフィンに応じて生じる凸部とブレーキパッドとの関係を示す説明図である。
【図９】図８を前提としてディスクロータが回転したときのブレーキパッドに対する各凸部の接触・離間を示す説明図である。
【図１０】図９を前提としてブレーキパッドに接触している凸部の数を示した説明図である。
【符号の説明】
１，２１      ディスクロータ
２，２２      フィン
３            風路
４，１１      ブレーキパッド
４ａ，１１ａ  端縁
【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】
2005048792.tif 000008
【図７】
2005048792.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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