(57)【要約】【課題】制動時のトルクによってディスクロータに発生する応力を低減するために通気孔内周側角部のＲを大きくしながらも、パッド押し付けによって発生する応力の増加を抑える通気孔形状を有するディスクロータを提供すること。【解決手段】ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向に直交する端部において、曲率半径が異なる少なくとも２つの円弧形状を有し、最も小さい曲率半径が２ｍｍ以上であり、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも大きいことを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。【選択図】図９
2009287621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向に直交する端部において、曲率半径が異なる少なくとも２つの円弧形状を有し、最も小さい曲率半径Ｒｓが２ｍｍ以上であり、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも大きいことを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項２】
前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向と反対方向で直交する端部において、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項３】
ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向に直交する端部において、少なくとも２つの曲率半径が異なる円弧形状からなり、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さく、最も小さい曲率半径Ｒｓが２ｍｍ以上であり、最も小さい曲率半径よりも大きい曲率半径はＲｓの１．５倍以上であることを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項４】
ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向と直交する端部において、少なくとも２つの曲率半径が異なる円弧形状からなり、各々の通気孔の周方向の左右の中心位置に対して前記ディスクロータの回転方向と同方向に位置する前記端部では、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さく、各々の通気孔の周方向の左右の中心位置に対して前記ディスクロータの回転方向と逆方向に位置する前記端部では、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも大きく、最も小さい曲率半径が２ｍｍ以上であることを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項５】
ベルハウジングに接続される前記第一の摺動部と前記リブ部との接続部の内周側角部には、前記通気孔の高さよりも大きな曲率半径Ｒが付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項６】
ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の形状は、前記ディスクロータの回転方向に対し先端が前記第一摺動部に近づくように傾斜した楕円であることを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項７】
前記ディスクロータの材料はセラミックであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項８】
前記ディスクロータの材料は鋳鉄であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項９】
少なくとも前記第一の摺動部、第二の摺動部及びリブ部が一体化されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【請求項１０】
前記通気孔の内周側の形状は、その面内において回転対称であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスクブレーキ用ディスクロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用ディスクブレーキ装置のディスクロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキは制動装置の一種であり、車輪と共に回転する円盤（以後、ディスクロータと称する）を両側面からブレーキパッドで押さえつけることで摩擦熱を発生させ、運動エネルギーを熱エネルギーに変換して制動効果を発生させる車両部品である。このディスクロータには、例えば特許文献１の図２０のようなものがある。即ち、ディスクロータ７１はフィン８３（以後、リブ部と称する）を一対の摺動部７５で挟んだ構造となっており、ハブ７７を有する本体部７３（以下、ベルハウジングと称する）を介して車輪に固定される。摺動部７５には、内周側から外周側に通じる通気孔が形成されており、ディスクロータ７１が回転すると、通気孔内に空気の流れが生じ、ブレーキパッドとブレーキロータとの摩擦によって発生した熱を熱伝達によって空気に放熱することができる。
【０００３】
このようなブレーキロータには、自動車の燃費向上および操縦安定性の観点から、軽量化が強く望まれている。また、自動車の高性能化に伴い、ブレーキにはより高い速度および温度域での安定した制動力が求められている。従来、ディスクロータには鋳鉄が主に使用されていたが、重量、耐熱性、耐錆性および摩耗耐久性などの観点から、カーボンセラミック（炭素繊維強化炭化ケイ素。以後、Ｃ／ＳｉＣと称する）製のディスクロータの開発が進められている。Ｃ／ＳｉＣ製のディスクロータは、鋳鉄と比較して耐摩耗性・耐熱性・耐錆性に優れており、また非特許文献１によればＣ／ＳｉＣの密度は２．４ｇ／ｃｍ３であり、鋳鉄の密度７．３  ｇ／ｃｍ３と比較して１／３程度と軽い。ディスクブレーキの軽量化は自動車のバネ下重量の軽量化につながり、運転の快適性および安全性の向上をもたらすという利点がある。
【０００４】
このようにＣ／ＳｉＣ製のディスクロータは、鋳鉄製のディスクロータと比較して多くの優れた特徴を有しているが、その反面、Ｃ／ＳｉＣは鋳鉄よりも強度が低いという欠点がある。非特許文献１によればＣ／ＳｉＣの強度は８０ＭＰａであり、鋳鉄の強度（ＦＣ２００の場合は２００ＭＰａ以上）の半分以下である。そのため、ブレーキ制動時にディスクロータにかかる機械的な応力が原因となり、クラックが発生するという問題がある。この機械的な応力とは、（１）パッドがディスクロータを圧縮する際に発生する応力（以後、パッド押し付け応力と称する）と、（２）ディスクロータの表面（ディスクロータとパッドが接触している面）からディスクロータに加わるトルクによって発生する応力（以後、トルク応力と称する）の２つを合わせたものである。以下、この２つの応力の詳細と、各応力を低減する通気孔形状に関して詳細に説明する。
【０００５】
まずパッド押し付け応力について、図１から図４を用いて説明する。図１は従来の一般的なディスクロータ２０及びパッド３の全体構造図であり、図２は図１の構造のディスクロータをＢ方向（ディスクロータの回転中心）から眺めた図であり、図１（ａ）はディスクロータを第二の摺動部側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。ディスクロータ２０にはベルハウジングに固定するためのピン穴４が回転軸の周りに形成され、リブ６間に通気孔５が形成されている。
【０００６】
図３及び図４は、図２の通気孔とリブ部を含む周期構造の一周期分の構造２４を表したものである。図２のようにパッド３でディスクロータ２０を圧縮した際には、ディスクロータ２０は図３ａに示すように通気孔５が潰れるように変形する。このとき、ディスクロータ２０の主応力σ１の分布は図３ｂのようになり、図３ｂのＣ及びＤ部分が周方向に引っ張られ、応力が大きくなる。この応力分布は一様分布荷重を受ける両端固定梁と同様であると理解できる。梁理論によると、梁表面で生じる応力の最大値は、梁の長さの２乗に比例し、梁の厚みの２乗に反比例することが知られている。そのため図３ｂのＣ及びＤ部分の応力を低減するには、図４の梁部８の幅Ｗを狭くし、第一摺動部１および第二摺動部２の厚みＨ１，Ｈ２を厚く（つまり通気孔高さＨ３を低く）すれば良い。
【０００７】
次にトルク応力について、図５から図７を用いて説明する。図５（ａ）は図１と同様、ディスクロータの平面構造を示し、図５（ｂ）は図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図６ａは、ディスクロータの斜視図であり、図６ｂはその一部拡大斜視図である。図７ａは、従来の通気孔の形状を示し、図７ｂは図７ａのＧ−Ｇ’断面を示す断面図である。
【０００８】
車両制動時には、車輪およびベルハウジング（図示せず）とともに回転しているディスクロータ２０にパッド３が押付けられ、ディスクロータ２０はパッド３の接触面７から、ロータの回転方向と逆向きの摩擦力を受ける。このとき回転しているベルハウジングから、ディスクロータ２０とパッド３の相対的な運動を見てみると、ディスクロータ２０はピン（図示せず）によってベルハウジングに固定されているため静止しており、パッド３は相対的に回転していると見ることが出来る。この状態は、ピンによって変位を拘束されているディスクロータ２０が、その表面からパッド３との摩擦によって生じる摩擦力（力の向きはロータの回転方向と逆向き）を受けていると考えることができる。このときのディスクロータ２０の応力分布を調べるために、図５のディスクロータ２０とパッド３の接触面７に、周方向に沿ったせん断応力（周方向−軸方向のせん断応力）をかけ、ピン穴４周りの変位を拘束した条件で有限要素法を用いた応力解析を行った。その結果、図６ａ、図６ｂに示した通気孔内周側角部のＥ部分（ベルハウジングと接続する第一摺動部１とリブ部６の角部で、かつ、通気孔の左右の中心から見てディスクロータ２０の回転方向９と逆側に位置する角部）で大きな応力が発生することが見出された。
【０００９】
一般的に構造物の角部の応力を低減するには、角部のＲを大きくすれば良く、図７ａのＲ１及び図７ｂのＲ２を大きくすることで、Ｅ部分の応力を低減することができる。ただし、図７ａは図５をＦ方向から眺めた図であり、図７ｂは図７ａのＧ−Ｇ’断面を示した断面図である。図７ａに示した従来の通気孔形状では、Ｒ１が通気孔高さＨ３の半分以下であるという制限があり、Ｒ１を大きくしてＥ部分の応力を低減するためには通気孔高さＨ３を高くする必要がある。これは第一摺動部１および第二摺動部２の厚みＨ１，Ｈ２を薄くすることを意味している。
【００１０】
以上説明したように、パッド押し付け応力を低減するためには通気孔高さを低くすれば良く、トルク応力を低減するためには通気孔高さを高くして通気孔角部のＲ１を大きくすれば良い。つまり、図７の従来の通気孔形状では、トルク応力を低減するために通気孔高さを高く（ディスクの厚みを薄く）すると、前記したようにパッド押し付け応力がディスク厚の２乗に反比例して急激に増加してしまうという問題がある。
【００１１】
以上、図７ａの通気孔形状を例として従来の通気孔形状の問題点を説明したが、これ以外の通気孔形状としては、特許文献２に記載の四角形もしくは第二摺動部側の角部にＲをもうけた通気孔形状が示されている。この通気孔形状では、トルク応力が大きくなる図６ｂのＥ部分の角にＲが設けられていないので、図７ａの形状よりもトルク応力が大きくなるという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３の図２では、第一摺動部側の角部のＲを第二摺動部側の角部のＲよりも小さくした通気孔形状が示されているが、この形状では図６ｂのＥ部分のＲが図７ａの通気孔形状の場合よりも小さくなるため、図７ａの通気孔形状よりもトルク応力が大きくなる。
【００１３】
以上、セラミック製のディスクブレーキ用ディスクロータの問題について説明したが、この問題の解決法は鋳鉄製のディスクロータの場合であっても、制動時にディスクロータにかかる応力を低減することができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−５２０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５７３８６号公報
【特許文献３】特開昭５９−１９４１３９号公報
【非特許文献１】Ｗａｌｔｅｒ  Ｋｒｅｎｋｅｌ、Ｂ．  Ｈｅｉｄｅｎｒｅｉｃｈ、Ｒ．  Ｒｅｎｚ「Ｃ／Ｃ−ＳｉＣ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ｆｏｒ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ｖｏｌ．  ４、２００２年２月、４２７〜４３６ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであり、前記した制動トルクによって発生する応力（トルク応力）を低減しながらも、パッド押し付けによって発生する応力（パッド押し付け応力）の増加を抑える通気孔形状を提供することを目的とするものである。このために、通気孔の高さを一定に保ったまま、通気孔内周角部のＲを大きくする通気孔形状を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明は、ベルハウジングに接続される第一の摺動部と、前記第一の摺動部と車軸方向に離間して並設される第二の摺動部と、前記一対の摺動部の間に円周方向に間隔をあけて配置される複数のリブ部と、前記複数のリブ部と前記一対の摺動部によって形成される通気孔とを有するディスクロータであって、前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向に直交する端部において、曲率半径が異なる少なくとも２つの円弧形状を有し、最も小さい曲率半径Ｒｓが２ｍｍ以上であり、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも大きいことを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータを提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、通気孔高さを一定に保ったままでも、制動時のトルク応力が大きくなる通気孔内周側の角のＲが大きくできるため、トルク応力を低減することができる。
【００１８】
また、同様に通気孔高さを一定に保ったままでも、制動時のトルク応力を低減することができる。さらにこの形状では通気孔形状を変えても、前記した摺動部の梁に相当する部分の幅Ｗが、従来構造と比較して変わらないため、通気孔形状変更によるパッド押し付け応力の増加を、請求項１記載の構造よりも効果的に抑えることができる。さらに、ディスクロータの内周側角部のＲが従来形状よりも大きくなっているため、トルク応力をさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明にかかわる実施形態をいくつか説明する。
【００２０】
（１）前記ディスクロータの回転方向と反対方向で直交する端部において、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さいことを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２１】
（２）前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向で直交する端部において、少なくとも２つの曲率半径が異なる円弧形状からなり、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さく、最も小さい曲率半径が２ｍｍ以上であり、最も小さい曲率半径Ｒｓよりも大きい曲率半径はＲｓの１．５倍以上であることを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２２】
（３）前記通気孔の内周側の形状は、前記ディスクロータの回転方向と直交する端部において、少なくとも２つの曲率半径が異なる円弧形状からなる。各々の通気孔の周方向の左右の中心位置に対して前記ディスクロータの回転方向と同方向に位置する前記端部では、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも小さく、各々の通気孔の周方向の左右の中心位置に対して前記ディスクロータの回転方向と逆方向に位置する前記端部では、前記第一の摺動部側の円弧の曲率半径が前記第二の摺動部側の円弧の曲率半径よりも大きく、最も小さい曲率半径Ｒｓは２ｍｍ以上であるディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２３】
（４）ベルハウジングに接続される前記第一の摺動部と前記リブ部との接続部の内周側角部には、前記通気孔の高さよりも大きな曲率半径Ｒが付けられていることを特徴とする前記ディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２４】
（５）前記通気孔の形状は、前記ディスクロータの回転方向に対し傾斜した楕円であるディスクブレーキ用ディスクロータ。楕円の傾斜方向は、ディスクの回転方向に対して楕円の先端が下がっている（楕円の先端が第一の摺動部に近づいている）ことが必要である。
【００２５】
（６）前記ディスクロータの材料はセラミックであることを特徴とする前記ディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２６】
（７）前記ディスクロータの材料は鋳鉄であることを特徴とする前記ディスクブレーキ用ディスクロータ。
【００２７】
（８）少なくとも前記第一の摺動部、第二の摺動部及びリブ部が一体化されていることを特徴とする前記ディスクブレーキ用ディスクロータ。一体化とは、鋳造やモールドによって上記３つの部材を一体化したということである。
【００２８】
（９）前記通気孔の内周側の形状は、その面内において回転対称であることを特徴とするディスクブレーキ用ディスクロータ。トルク応力を極力小さくするためには、通気孔の形状が回転対称（例えば、以下に説明する図１３、図１７の形状）が好ましいことが分かった。
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００３０】
本発明の第一実施例について、図８および図９を参照しながら説明する。図８は本発明の第一実施例のディスクロータ形状を示す斜視図であり、ベルハウジング２１を含む全体の斜視図である。図９はディスクロータ２０の断面形状と通気孔形状の拡大図を示したものである。ディスクロータの材料としては、鋳鉄もしくはセラミック粒子を分散させたアルミニウム合金、炭素繊維強化炭化ケイ素（Ｃ／ＳｉＣ）などが選ばれる。また、ベルハウジングの材料には、鉄、アルミニウム合金、チタンなどが選ばれる。なお、図８ではディスクロータ２０とベルハウジング２１が分離された構造としたが、ディスクロータ２０とベルハウジング２１が一体成型された構造としても良く。また、ベルハウジング２１が図８のディスクロータ２０の上側に設置された構造としても良い。
【００３１】
図８のディスクロータ２０はピン（図示せず）を介してベルハウジング２１に接続され、さらにベルハウジング２１は車輪（図示せず）に接続される。車両制動時には、パッドでディスクロータ２０を押付けることで、ディスクロータ２０にロータの回転方向９と逆向きの制動トルクが加えられ、この制動トルクがベルハウジング２１を介して車輪に伝えられることで車輪の回転速度を減速することができる。この際、車両および車輪の運動エネルギーがパッドとディスクロータ２０との間の摩擦熱に変換されてディスクロータ２０の温度が上昇する。そこで、ディスクロータ２０には冷却風を流すための通気孔５が設けられている。図８の通気孔の形状をディスクロータ２０の内周側から眺めると図９の上図のようになっている。
【００３２】
以下、本発明の特徴である図９の通気孔の形状およびその効果に関して詳細に説明する。
【００３３】
まず通気孔５の形状について説明する。図９のディスクロータ２０の通気孔入り口形状は、曲率半径の異なる２つの円弧からなり、第一摺動部１側の通気孔入り口角部のＲ（図９ではＲ３）が，第二摺動部２側の通気孔入り口角部のＲ（図９ではＲ４）よりも大きくなっている。この形状であればＲ３を通気孔高さＨ３の半分よりも大きくすることができ、通気孔高さを一定に保ったままトルク応力を低減することができる。通気孔５の曲率半径の具体的な値は、例えば通気孔高さＨ３が８ｍｍの場合には、Ｒ３＝６ｍｍ、Ｒ４＝２ｍｍのように設定すると良い。
【００３４】
次に本実施例の効果について説明する。本実施例によるトルク応力の低減効果を調べるために、ディスクロータの上下のパッド接触面７から周方向に沿ったせん断応力τｚθ（方向はディスクロータ２０の回転方向９と逆向き）をかけ、ピン穴４周りの変位を拘束した条件で有限要素法を用いた応力解析を行った。ディスクロータ２０の材質はＣ／ＳｉＣを想定し、ヤング率は３５ＧＰａ、ポアソン比は０．１４とした。図６に示した従来の通気孔形状と、本実施例の図９における通気孔形状での応力分布を算出し、図１０に示したａからｅのそれぞれのリブ部に関して主応力最大値を比較すると図１１のようになる。図１１は、従来の通気孔形状での応力の最大値で規格化したものである。図１１から、従来形状と比較して、本実施例の形状は応力が２０％低減できることが分かる。これにより、本実施例の通気孔形状では従来形状と同じ通気孔の高さのままでも、トルク応力を効果的に低減できることが示された。なお、図８および図９では、通気孔の形状が内周側から外周側に向かって常に一定となるディスクロータ構造としているが、径方向に通気孔の幅および高さの増減があるディスクロータ構造としても上記と同様の効果が得られる。
【００３５】
また、図８のディスクロータ２０では、径方向−軸方向の断面が図７ｂの形状をしており、第一摺動部１とリブ部６との接続部の内周側角部（ここでの角部とは、ディスクロータを円柱座標系で表し、径方向の座標をｒ、軸方向の座標をｚとしたときの、ｒｚ平面における角部を指す）のＲ（図７ｂではＲ２）は、通気孔の高さＨ３よりも小さい形状となっているが、このＲ２を通気孔の高さＨ３よりも大きくして図１８のような形状としても良い。この図１８の形状であれば、トルク応力が大きくなる図６ｂのＥ部の角のＲを図９よりも大きくできるため、図９のディスクロータ構造よりもさらにトルク応力を低減することができる。
【実施例２】
【００３６】
本発明の第二実施例について、図１２から図１４を参照しながら説明する。図１２は本発明の第二実施例のディスクロータ形状を示す斜視図であり、ベルハウジング２１を含む全体の斜視図である。図１３はディスクロータ２０の断面形状と通気孔形状の拡大図を示したものである。図１４は通気孔形状に関して、従来形状（図１４ａ）と本実施例の通気孔形状（図１４ｂ）および実施例１の通気孔形状（図１４ｃ）の比較を示した図である。以下、本実施例の特徴である図１４ｂの通気孔の形状およびその効果に関して詳細に説明する。
【００３７】
まず通気孔５の形状について説明する。図１４ｂの本実施例の通気孔形状では、図１４ｃの実施例１の形状と同様に、トルク応力が大きくなる角部（図１４ｂではＧで示した部分）のＲが大きくなっているため、実施例１と同様に従来形状よりもトルク応力を低減することができる。また、図１４ｂの通気孔形状は、二つの曲率半径Ｒ５、Ｒ６（Ｒ５＞Ｒ６）によって構成されており、前記したディスクの梁に相当する部分８の幅Ｗを、図１４ａの従来形状と等しくすることができるため、図１４ａと図１４ｂの通気孔形状では、パッド押し付け応力がほぼ等しくなる。つまり、図１４ｂの通気孔形状ではトルク応力低減のために通気孔形状を変えた際にも、パッド押付け応力の増加を実施例１の形状よりも小さくすることができる。通気孔５の曲率半径の具体的な値は、例えば通気孔高さＨ３が８ｍｍの場合には、Ｒ５＝６ｍｍ、Ｒ６＝２ｍｍのように設定すると良い。
【００３８】
次に本実施例の効果について説明する。本実施例の効果を調べるために、図１５のように通気孔５とリブ部６を含む周期構造の一周期分の２次元構造２４（ディスクロータ２０の周方向−軸方向断面を模擬したもの）に対して、周期境界にあたる線上の周方向変位を拘束し、ディスクロータの上下から所定の圧力を加える条件で、有限要素法を用いた応力解析を行った。ディスクロータ２０の材質はＣ／ＳｉＣを想定し、ヤング率は３５ＧＰａ、ポアソン比は０．１４とした。通気孔の形状は図１４に示した３つの形状とし、各形状での主応力の最大値を比較すると図１６のようになる。図１６は従来形状の主応力最大値で規格化したものである。図１６から、図１４ｃの実施例１の構造では従来形状よりも主応力の最大値が２０％増加していることが分かる。これは、従来形状と実施例１の形状では通気孔の高さが同じであるが、実施例１の形状のほうがディスクの梁部８の幅Ｗが従来形状よりも広くなっているためである。一方、図１４ａの従来形状と図１４ｂの本実施構造とでは、主応力の差が２％以下と非常に小さいことが分かる。これは、従来形状と本実施例の形状では、通気孔の高さおよび梁部８の幅Ｗが同じであるためである。つまり、本実施構造は、トルク応力を低減するために通気孔形状を変えても、パッド押付け応力の増加を防ぐことができている。
【００３９】
なお、図１２、図１３および図１４ｂでは、通気孔形状が直線部２３を含む形状としたが、必ずしも直線部を含む必要は無く、直線部２３を無くして曲線をつなぎ、図１７のように傾いた楕円形状としても良い。
【００４０】
また、図１３のディスクロータ２０では、径方向−軸方向の断面が図７ｂの形状をしており、第一摺動部１とリブ部６との接続部の内周側角部（ここでの角部とは、ディスクロータを円柱座標系で表し、径方向の座標をｒ、軸方向の座標をｚとしたときの、ｒｚ平面における角部を指す）のＲ（図７ｂではＲ２）は、通気孔の高さＨ３よりも小さい形状となっているが、このＲ２を通気孔の高さＨ３よりも大きくして図１６のような形状としても良い。この図１６の形状であれば、トルク応力が大きくなる図６のＥ部の角のＲを図１３よりも大きくできるため、さらにトルク応力を低減することができる。
【００４１】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ディスクロータとパッドを含む全体図である。
【図２】図１をＢ方向から眺めた側面図である。
【図３】図２の通気孔とリブ部を含む周期構造の一周期分の構造を上下から圧縮した際の変形図及び変形状態での主応力分布である。
【図４】図２の通気孔とリブ部を含む周期構造の一周期分の構造を示した図である。
【図５】図１からパッドを除いた、ディスクロータの全体図である。
【図６】従来のディスクロータ構造の全体図および、拡大図である。
【図７】図６の通気孔内周側の形状を示した断面図及び図７ａのＧ−Ｇ’断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態に関わるディスクロータの全体図である。
【図９】図８のディスクロータの断面形状と通気孔形状の拡大図を示した図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に関わるディスクロータの全体図である。
【図１１】従来の通気孔形状と本発明の第一実施形態の通気孔形状での、トルク応力の比較を示した図である。
【図１２】本発明の第ニ実施形態に関わるディスクロータの全体図である。
【図１３】図１２のディスクロータの断面形状と通気孔形状の拡大図を示した図である。
【図１４】従来の通気孔形状及び本発明の第一実施形態並びに第二実施形態の通気孔形状を示した図である。
【図１５】パッド押し付け応力の２次元解析の境界条件を示す図である。
【図１６】パッド押し付け応力の２次元解析の結果を示す図である。
【図１７】本発明の第ニ実施形態の通気孔形状を示した図である。
【図１８】本発明の第一および第ニ実施形態の通気孔形状を示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…第一摺動部、２…第ニ摺動部、３…パッド、４…ピン穴、５…通気孔、６…リブ部、７…パッド接触面、８…梁部、９…ディスクロータの回転方向、２０…ディスクロータ、２１…ベルハウジング、２２…ハブ、２３…直線部、２４…一周期分の構造
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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