(57)【要約】      （修正有）【課題】摺動板の冷却孔の通風性を向上して総放熱量を増やしながら熱疲労に伴う亀裂の発生を防止する。【解決手段】車軸方向に離間して配設された複数の円板状摺動板１２と、両摺動板間に配設された隔壁２からなり、この隔壁を当該摺動板の円周上に複数形成することで、半径方向内方から外方に向かって複数の入口開口３１および出口開口３２を形成し、なおかつ円板状摺動板の厚み方向に貫通する複数の冷却孔５を設け、この孔の長手方向中心線が当該円板状摺動板の鉛直方向に対して角度θ１を有するように形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸方向に離間して配設された円板状摺動板と、両摺動板間に配設された隔壁からなり、この隔壁が当該摺動板の円周上に複数形成されることで半径方向内方から外方に向かって開口する複数の入口開口および出口開口が形成されてなるブレーキディスクローターであって、前記両摺動板は、その厚み方向に貫通する複数の孔を有しており、かつこの孔の長手方向中心線が前記両摺動板の鉛直方向に対して角度を有するように形成されてなることを特徴とするブレーキディスクローター。
【請求項２】
前記複数の孔は、前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向内方から外方に向かいながら、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して遅れる方向に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスクローター。
【請求項３】
前記複数の孔は、前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向外方から内方に向かいながら、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して進む方向に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスクローター。
【請求項４】
前記複数の孔は、前記両摺動板の摺動面と当該孔とが交差する楕円状の交線に対して面取りを施したことを特徴とする請求項１から３に記載のブレーキディスクローター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両その他で使用されるディスクブレーキ装置のブレーキディスクローターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のブレーキディスクローターは図９および図１０に示すように車軸方向に離間して配設された円板状の摺動板ＯＤ、ＩＤ間に放射状の複数の隔壁ＢＨを形成し、各隔壁間に入口開口ＩＴ、出口開口ＯＬおよび放射状の通路ＶＨを形成するものである。制動によって発生する熱を効率的に放出するため、特許文献１示すように円盤板状摺動板に複数の孔を開けることによって、放熱面積を増やして冷却性を向上させることが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０１４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のブレーキディスクローターは、円板状摺動板に複数の孔を開けることによって放熱面積を増やすことで冷却促進効果をねらっているもののその効果は十分なものではなく、なおかつ制動による発熱と走行による冷却を繰り返す熱疲労入力によって、円盤状摺動板の円周方向に膨張、収縮が繰り返されるため、前記摺動板に開けられた孔の周りに前記摺動板の半径方向に向かって亀裂が発生し、制動部材としての機能が阻害されたり、寿命が低下したりするという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のブレーキディスクローターは、これらの問題を鑑みてなされたもので、請求項１に記載の第一発明は、車軸方向に離間して配設された円板状摺動板と、両摺動板間に配設された隔壁からなり、この隔壁が当該摺動板の円周上に複数形成されることで半径方向内方から外方に向かって開口する複数の入口開口および出口開口が形成されてなり、前記両摺動板は、その厚み方向に貫通する複数の孔を有しており、かつこの孔の長手方向中心線が前記両摺動板の鉛直方向に対して角度を有するように構成されているものである。
【０００６】
請求項２に記載の第二発明は、第一発明における前記複数の孔が、前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向内方から外方に向かいながら、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して遅れる方向に構成されているものである。
【０００７】
請求項３に記載の第三発明は、第一発明における前記複数の孔が、前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向外方から内方に向かいながら、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して進む方向に構成されているものである。
【０００８】
請求項４に記載の第四発明は、第一発明から第三発明における前記複数の孔において、前記両摺動板の摺動面と当該穴とが交差する楕円状の交線に対して面取りを施しなるように構成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によりなる第一発明のブレーキディスクローターは、車軸方向に離間して配設された前記両円板状摺動板の厚み方向に貫通する複数の孔を有しており、かつこの孔の長手方向中心線が前記両摺動板の鉛直方向に対して角度を有するように構成されているので、前記両円盤状摺動板の回転に伴いその角度の効果により孔に内包されている流体が移動する。移動により空いた空間に新たな流体が流入することになり、連続的な流体の流れが発生し制動により発生した熱を効率的に熱交換し易くなるという効果を奏する。
【００１０】
上記構成によりなる第二発明のブレーキディスクローターは、第一発明における前記複数の孔が、前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向内方から外方に向かうように構成され、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して遅れる方向に構成されているものである。
【００１１】
穴に内包されている流体が、前記両円盤状摺動板の回転に伴う遠心力と回転力の合成された力を受け、その孔の摺動板に対する角度の効果により隔壁のある前記摺動板間の中心方向からブレーキパッドと当接する前期摺動板の外方に移動する。移動により空いた空間に新たな流体が流入することになり、連続的な流体の流れが発生し制動により発生した熱を効率的に熱交換し易くなるという効果を奏する。
【００１２】
また、このブレーキディスクローターの正面図において、前記貫通孔の長手方向中心線の投影線がブレーキディスクローターの中心から引いた線に対して、角度を持つように形成されている。制動による発熱と走行による冷却に伴う摺動板の膨張、収縮が発生する摺動板の円周方向の熱疲労入力に対して、従来例の場合は冷却孔のある摺動板の半径方向断面が最弱部となり冷却孔周辺に摺動板の半径方向に亀裂が入り易いのにくらべ、本発明はこの設定した角度分だけ有効断面がずれ有効断面積が大きくなることで断面の最弱部が存在しにくくなり、熱疲労による亀裂が発生し難いという効果を奏する。
【００１３】
上記構成によりなる第三発明のブレーキディスクローターは、第一発明における前記複数の孔が、前記第二発明のブレーキディスクローターと逆の方向、即ち前記両摺動板間の厚み方向中心から厚み方向外方に向かうにつれて、前記両摺動板の半径方向外方から内方に向かうように構成され、なおかつ前記両摺動板の回転方向に対して進む方向に構成されているものである。穴に内包されている流体が、前記両円盤状摺動板の回転に伴う遠心力と回転力の合成された力を受け、その孔の摺動板に対する角度の効果により隔壁のある前記摺動板のブレーキパッドとの当接面側から前記摺動板間の中心方向に移動する。移動により空いた空間にブレーキパッドの当接面側から新たな流体が流入することになり、連続的な流体が流入し制動により発生した熱をより効率的に熱交換し易くなるという効果を奏する。
【００１４】
また、このブレーキディスクローターの正面図において、前記貫通孔の長手方向中心線の投影線がブレーキディスクローターの中心から引いた線に対して、角度を持つように形成されているので、前記第二発明と同様に熱疲労による亀裂が発生し難いという効果を奏する。
【００１５】
上記構成によりなる第四発明のブレーキディスクローターは、第一発明から第三発明における前記複数の孔が、前記両摺動板の摺動面と当該孔とが交差することで現れる楕円状の交線に対して面取りを施してなるように構成されているので、制動によって発生した熱が当該穴の縁周辺に集中して部分的に高温になり、いわゆるヒートスポットになることを防止出来るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第二発明の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図
【図２】図１におけるＢ部の部分拡大図
【図３】図２におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図
【図４】第三発明の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図
【図５】図４におけるＤ部の部分拡大図
【図６】図５におけるＥ−Ｅ線に沿う断面図
【図７】実施例のブレーキディスクローターが車両に搭載された状態を示す一部を省略した斜視図
【図８】実施例のブレーキディスクローターが車両に取り付けられた状態を示す断面図
【図９】従来のブレーキディスクローターを示す正面図
【図１０】図９におけるＡ−Ａ線に沿う断面図
【図１１】第四発明の実施例を示すブレーキディスクローターの正面図
【図１２】図１１のＦ部の部分拡大図
【図１３】図１２におけるＧ−Ｇ線に沿う断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１３に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図７に本発明を適用した自動車をリフトアップした状態で下から見たものを示す。各ディスクホィールＤＷの内側に配設したダストシールドＤＳの空気取入口ＩＬより吸入した空気をローターのベンチホールＶＨに導入することで制動により発生した摩擦熱を冷却するもので図１乃至図１３を用いて詳細に説明する。
【００１９】
実施例のブレーキディスクローターは部品構成としては図９および図１０の従来例と基本的に同じである。即ち、ブレーキディスクローター１の車両外側の摺動板１２は、図１０の従来例と同様に車両内側の摺動板１１とともに段部１３を介して締付け用の穴を有する取付け部１４と一体に形成されている。フィン２は、厚さ５ｍｍで車両外側および内側の摺動板の間に半径１１０ｍｍから半径１６０ｍｍの範囲に放射状に一体形成されている。
【００２０】
そして、ブレーキディスクローター１は、図８の車軸ＡＳの軸方向に離間して配設された円板状の内側および外側の各摺動板１１および１２と、摺動板１１および１２の間に摺動板の半径方向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１２と隣合うフィン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、各摺動板１１および１２に形成された冷却孔５とから成る。
【００２１】
本発明は、この冷却孔５の開け方に関するものでありその詳細を図１から図６および図１１から図１３に基づき詳細に説明する。なお、本発明の第一実施例は以下の第二実施例および第三実施例の説明に包含されているので省略する。
【実施例２】
【００２２】
図１に本発明の第二実施例の正面図を示す。ブレーキディスクローター１の半径方向中心から摺動板１２の摺動面上にある冷却孔５の孔中心に向かって引いた線に対して冷却孔５の孔中心の長手方向中心線の正面図への投影線は角度θ１だけ傾いており、さらに図３に示すようにこの冷却孔は、摺動板１２の面に対して角度θ２だけ傾いて形成されている。摺動板１１に関しても摺動板１２と同様な構成となる。
【００２３】
θ１は０度を越えて９０度までの範囲で設定可能であるが、本発明の効果をより有効に発揮させるためには２０度から７０度の範囲が好ましい。また、θ２は０度を越えて６０度程度の範囲で設定可能であるが、本発明の効果をより有効に発揮させ、なおかつ工作面からの実現性を考慮すると１５度から５０度の範囲が好ましい。冷却孔５の直径は、本発明の効果をより有効に発揮し、なおかつ工作面からの実現性を考慮すると４ｍｍから７ｍｍが好ましい。
【００２４】
図１においてブレーキディスクローター１が矢印方向に回転した時に、入口開口３１から出口開口３２の方向にフィン２の作用により図３に示すように流体の流れＦＣが発生する。この時に冷却孔５の内部に存在する流体は角度θ２の作用により二点鎖線の矢印のように移動し摺動板１１および１２のブレーキパッドとの当接面側の流体の流れＦＳに合流する。これによりθ２が０度の従来例の時にはなかった流体の流れが発生し効率的な熱交換作用が得られ、制動によって発生したブレーキディスクローター１の熱を効果的に放出することが可能となる。
【００２５】
また、摺動板１１、１２の円周方向には制動に伴う発熱よる摺動板の膨張、走行に伴う冷却よる摺動板の収縮が図９の７に示すように摺動板の円周方向に対して繰り返し作用するが、従来例が摺動板上に鉛直に冷却孔５が開いているので、冷却孔５が設けられている摺動板の半径方向の該部断面が熱入疲労力に対して最弱部になるので半径方向に亀裂８が発生し易いのに対して、本実施例の場合は角度θ１を設けているので、有効断面がθ１だけずれてくることで有効断面積が大きくなって断面の最弱部が存在しにくくなり、冷却孔５の熱疲労入力に対する感受性を大幅に下げることが出来るので、熱応力が集中せず亀裂が発生し難い。なお、θ１を０度に近づけるほど、この熱応力が集中するのを抑制する効果は少なくなる。
【実施例３】
【００２６】
図４に本発明の第三実施例の正面図を示す。ブレーキディスクローター１の半径方向中心から摺動板１２の摺動面上にある冷却孔５の孔中心に向かって引いた線に対して冷却孔５の孔中心の長手方向中心線の投影線は角度θ１だけ傾いており、さらに図６に示すようにこの冷却孔は、摺動板１２の面に対して第二実施例と逆の方向に角度θ２だけ傾いて形成されている。このθ１、θ２の設定範囲は第二実施例と同じである。
【００２７】
図４においてブレーキディスクローター１が矢印方向に回転した時に、図示しない入口開口３１から出口開口３２の方向にフィン２の作用により図６に示すように流体の流れＦＣが発生する。この時に冷却孔５の内部に存在する流体は角度θ２の作用により二点鎖線の矢印のように移動するので、摺動板１１および１２のブレーキパッドとの当接面側の流体の流れＦＳからその一部が分離しＦＣに合流する。摺動板の回転および走行により発生した流体の流れを直接外部から冷却孔に導入することが出来、より効率的な熱交換作用が得られ、制動によって発生したブレーキディスクローター１の熱を効果的に放出することが可能となる。
【００２８】
また、制動による摺動板の膨張、走行による摺動板の収縮が繰り返し作用する熱疲労入力に対しては、第二実施例と同様に角度θ１が設けられているので、熱応力が集中せず亀裂が発生し難い。
【実施例４】
【００２９】
図１１に本発明の第四実施例として、前記第二実施例に対して第四発明を反映した実施例を例示してある。
【００３０】
本実施例の場合は、第一発明から第三発明と同様に冷却性向上効果と熱亀裂発生抑制効果が得られ、なおかつ冷却孔５と両摺動板１１および１２のブレーキパッドとの当接面とが交差することで現れる楕円状の交線の角部に面取りを施してあるので、制動により発生した熱が当該角部に集中する、いわゆるヒートスポットになることを防止することが出来る。
【００３１】
上述の実施例は、説明のため例示したもので、前記の車両内側と外側の複数の摺動板を具備したブレーキディスクローターに限定されるものではなく、１枚の摺動板に対しても有効である。また、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から当業者が認識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。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ブレーキディスクローターに限定されるものではなく、回転する円盤を有する産業用機器にも適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  ブレーキディスクローター
２  フィン
４  ベンチホール
５  冷却穴
６  面取り部
７  熱膨張、収縮の方向
８  熱亀裂
１１  内側摺動板
１２  外側摺動板
１３  段部
１４  取付部
３１  入口開口
３２  出口開口
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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