JP2003194114A - ディスクロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクブレーキのディスクロータにおい
て、熱膨張差によるロータ倒れを抑制して、偏摩耗およ
びブレーキジャダーの発生を防止する。 【解決手段】 ディスクロータ13のロータ部6と取付部1
1とを結合する円筒部14は、その断面形状において、ロ
ータ部6との結合部を折曲して外側に角部15を突出させ
た折曲部16が形成されている。折曲部16によって、ロー
タ部6と円筒部14との結合部の剛性が適度に低下するの
で、円筒部14とロータ部6との間に熱膨張差が生じて
も、折曲部16の撓みによってロータ部6の内周部分の熱
膨張が許容されるので、ロータ部6の外周部分と内周部
分との熱膨張差を小さくすることができ、ロータ熱倒れ
を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキに用
いられるディスクロータの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に自動車等の車両の制動装置とし
て用いられる従来のディスクブレーキについて、図9お
よび図10を参照して説明する。図9に示すように、ディ
スクブレーキ1は、タイヤ2およびホイール3からなる車
輪4と共に回転するディスクロータ5のロータ部6をサス
ペンション部材等に支持された一対のブレーキパッド
(図示せず)で挟圧することによって車輪4を制動する。
ディスクロータ5は、ベンチレーテッド型であり、ロー
タ部6は、アウタロータ7とインナロータ8とを放射状に
配置した複数のフィン9によって結合して構成されてお
り、フィン9の間に通風口10が形成されている。ディス
クロータ5は、ロータ部6の内周部に、車軸のハブ(図示
せず)に取付けられる取付部11を有する円筒部12が一体
に形成されたハット状に形成されている。

【０００３】ベンチレーテッド型のディスクロータ5
は、回転すると遠心力によって通気口10の内周側から外
周側へ空気の流れが生じ、この空気の流れによって、ブ
レーキパッドとの摩擦によって熱せられたロータ部4を
効率的に冷却することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディスクロータ5では、次のような問題がある。図1
1を参照して説明すると、ディスクロータ5がブレーキパ
ッドとの摩擦によって加熱される場合、摺動部であるロ
ータ部6は、最も高温となる。これに対して、ホイール3
と共に車軸のハブに取付けられる取付部11および取付部
11とロータ部6との間の円筒部12は、ロータ部6から離れ
ており、また、ホイール3およびハブへの熱伝導等によ
って冷却されるため、ロータ部6よりも低温となる。ロ
ータ部6と円筒部12とで温度勾配が生じると、これら間
に熱膨張差が生じ、高温によって大きく熱膨張するロー
タ部6の外周部分に対して、ロータ部6の内周部分は、ロ
ータ部6よりも低温で熱膨張の小さい円筒部12によって
拘束されるため、熱膨張が小さくなる。ロータ部6の外
周部分と内周部分とで熱膨張に差が生じることにより、
図11中に仮想線で示すように、ロータ部6がすり鉢状に
変形して、ロータ部がアウタロータ側へ傾く、いわゆる
ロータ熱倒れが生じる。

【０００５】ロータ熱倒れは、ブレーキパッドの引きず
りの原因となり、ブレーキパッドおよびロータ部6の偏
摩耗を助長し、また、ブレーキパッドとの接触状態を不
安定にしてブレーキジャダーの原因となる。特に、近
年、軽量化のために注目されているアルミ合金製のディ
スクロータにおいては、アルミ合金の熱膨張率が高く、
ロータ熱倒れが生じやすいので、製品化する上で問題と
なっている。

【０００６】また、図9を参照して説明すると、上述の
ベンチレーテッド型のディスクロータ5では、ホイール3
を取付けた状態において、遠心力によって、通風口10を
通って加熱されて、ホイール3内に放出された空気は、
ホイール3の内周面に衝突し、ホイール3の内側(車体側)
および外側(車体外側)へ流れる。そして、ホイール3の
外側へ流れた空気は、ホイール3のディスク面に設けら
れた開口3Aを通って外部へ排出される(図9中の破線矢印
参照）。これに対して、ホイール3の内側へ流れた空気
は、ホイール3と車体との間の空間を通ってロータ部6の
内周側の通風口10の入口へ循環する(図9中の実線矢印参
照）。このため、通風口10に流入する空気の温度が上昇
して、ロータ部6の放熱量が減少するので、ロータ部6の
温度が上昇しやすくなり、ロータ熱倒れおよびフェード
等が生じやすくなるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、過度の温度上昇による問題の発生を抑制するこ
とができるディスクロータを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明は、リング状のロータ部の内
周部に、ハブとの取付部を有する円筒部を一体に結合し
たハット状のディスクロータにおいて、前記ロータ部と
前記円筒部との結合部を折曲させて外側に角部を突出す
る折曲部を形成したことを特徴とする。このように構成
したことにより、折曲部によってロータ部と円筒部との
結合部の剛性が適度に低下し、折曲部の撓みによってロ
ータ部の内周部分の熱膨張が許容されるので、ロータ部
の内周部と外周部との熱膨張差が小さくなり、ロータ熱
倒れが抑制される。請求項2に係る発明は、アウタロー
タとインナロータとの間に通風口を有するベンチレーテ
ッド型のディスクロータにおいて、前記アウタロータ側
の外径を前記インナロータ側の外径よりも小さくしたこ
とを特徴とする。このように構成したことにより、ホイ
ールを取付けた状態において、通風口から放出された空
気がホイールの外側へ流れやすくなる。なお、アウタロ
ータ側の外径をインナロータ側の外径よりも小さくする
ことは、アウタロータの外周部に外側が小径のテーパ部
を形成することを含むものとする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、
上記従来例に対して、同様の部分には同一の符号を付し
て、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

【００１０】本発明の第1実施形態について、図1を参照
して説明する。図1に示すように、本実施形態のディス
クロータ13では、ロータ部6と取付部11とを結合する円
筒部14は、その断面形状において、ロータ部6(アウタロ
ータ7)との結合部を折曲して外側に角部15を突出させた
折曲部16が形成されており、折曲部16によって、円筒部
14のロータ部6との結合部の円周方向の引張りおよび圧
縮に対する剛性が適度に低くなっている。

【００１１】このように構成したことにより、制動時に
ブレーキパッドとの摩擦によって、ロータ部6が加熱さ
れて、ロータ部6と円筒部14との間に温度勾配が生じ、
これらの間に熱膨張差が生じたとき、円筒部14の折曲部
16が撓む(円周方向に伸びる)ことによって、ロータ部6
の内周部分の熱膨張が許容されることになる。これによ
り、ロータ部6の内周部と外周部との熱膨張差を小さく
することができ、ロータ熱倒れを抑制することができ
る。

【００１２】その結果、ロータ熱倒れによる、ブレーキ
パッドの引きずり、ブレーキパッドおよびロータ部の偏
摩耗を低減することができ、また、ブレーキジャダーの
発生を防止することができる。このようにして熱膨張差
の問題を解消することにより、アルミ合金製のディスク
ロータの製品化を可能にすることができる。

【００１３】上記第1実施形態の変形例として、図2に示
すように、円筒部14の取付部11側を小径にして、円筒部
11を傾斜角αを有するテーパ状に形成することもでき
る。このように構成することにより、折曲部16の外側の
角部17を図1に示す略直角から鈍角にすることができる
ので、ロータ部6の内周部分の熱膨張に対する折曲部16
の剛性をさらに低下させることができ、ロータ熱倒れを
効果的に抑制することができる。また、テーパ形状によ
り、円筒部14の内側および外側の空気に作用する遠心力
の効果高めることができ、空気の流れを促進して冷却効
果を高めることができる。

【００１４】なお、上記第1実施形態およびその変形例
では、通風口10を有するベンチレーテッド型のディスク
ロータに本発明を適用した場合について説明している
が、本発明は、これに限らず、通風口のないソリッド型
のディスクロータにも同様に適用することができる。

【００１５】次に、本発明の第2実施形態について、図3
ないし図8を参照して説明する。図3ないし図5に示すよ
うに、第2実施形態のディスロータ18では、アウタロー
タ7の外周部に、外側を小径としたテーパ部19を形成し
て、アウタロータ7側の外径をインナロータ8側の外径よ
りも小さくしている。テーパ部19の傾斜角θは、45°以
下にするとよい。さらに、図6に示すように、テーパ部1
9の内側の端部に丸み20(アール)を設け、また、図7に示
すように、面取り21を設けることもできる。

【００１６】このように構成したことにより、テーパ部
19によって、開口3Aへ向かうホイール3の内周面とディ
スクロータ18との隙間の流路面積が大きくなるので、通
風口10を通って加熱されてホイール3内に放出された空
気は、ホイール3の外側へ向って流れやすくなり、ホイ
ールの開口3Aから外部へ円滑に排出されることになる
(図3中の破線矢印参照)。これにより、通風口10から放
出された空気を積極的にホイール3の開口部3Aへ導いて
外部へ排出することができ、通風口10で加熱された高温
の空気が、通風口10の入口側へ循環しにくくなるので、
ロータ部6の放熱量の低下を防止することができ、ロー
タ熱倒れおよびフェード等の発生を抑制することができ
る。

【００１７】また、アウタロータ7は、円筒部14へ熱が
伝達される分、インナロータ8よりも低温になる傾向が
あるが、テーパ部19を形成したことにより、アウタロー
タ7の熱容量が僅かに減少して、その分だけアウタロー
タ7の温度が僅かに上昇しやすくなるため、結果とし
て、アウトロータ7とインナロータ8との温度差が解消さ
れることになり、アウタロータ7とインナロータ8との温
度差(熱膨張差)が原因で生じるロータ熱倒れを抑制する
ことができる。

【００１８】上記第2実施形態の変形例として、図8に示
すように、アウタロータ7のテーパ部19の最大部の外径D
をインナロータ8の外径D₁より小さく、かつ、フィン10
の外径D₂より大きくし、テーパ部19の傾斜角θを45°以
下とすることもできる。このように構成することによ
り、通風口10から放出された空気を円滑にホイール3の
外側へ導くことができ、上記と同様の作用、効果を奏す
ることができる。

【００１９】なお、上述の第2実施形態のほか、テーパ
部19を形成せず、アウタロータ7の外径をインナロータ8
の外径より小さくし、あるいは、アウタロータ7および
インナロータ8の外周部を外側が小径の連続するテーパ
状に形成することによって、上記と同様の作用、効果を
奏することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
係るディスクロータによれば、ロータ部と円筒部との結
合部に折曲部を形成したことにより、折曲部によってロ
ータ部と円筒部との結合部の剛性が適度に低下し、折曲
部の撓みによってロータ部の内周部分の熱膨張が許容さ
れるので、ロータ部の内周部と外周部との熱膨張差が小
さくなり、ロータ熱倒れを抑制することができる。その
結果、ブレーキパッドの引きずり、ブレーキパッドおよ
びロータ部の偏摩耗を低減することができ、また、ブレ
ーキジャダーの発生を防止することができる。そして、
このように熱膨張差の問題を解消することにより、アル
ミ合金製のディスクロータの製品化を可能にすることが
できる。また、請求項2の発明に係るディスクロータに
よれば、ベンチレーテッド型のディスクロータにおい
て、アウタロータ側の外径をインナロータ側の外径より
も小さくしたことにより、ホイールを取付けた状態にお
いて、通風口から放出された空気がホイールの外側へ流
れやすくなって、円滑に外部へ排出される。その結果、
通風口で加熱された高温の空気が、通風口の入口側へ循
環しにくくなり、ロータ部の放熱量の低下を防止するこ
とができ、ロータ熱倒れおよびフェード等の発生を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態に係るディスクロータの
要部の縦断面図である。

【図２】本発明の第1実形態の変形例に係るディスクロ
ータの要部の縦断面図である。

【図３】本発明の第2実施形態に係るホイールを装着し
た状態のディスクロータの要部を示す縦断面図である。

【図４】図3に示すディスクロータの正面図である。

【図５】図3に示すディスクロータの要部を拡大して示
す縦断面図である。

【図６】本発明の第2実施形態の変形例に係るディスク
ロータの要部を拡大して示す縦断面図である。

【図７】本発明の第2実施形態の他の変形例に係るディ
スクロータの要部を拡大して示す縦断面図である。

【図８】本発明の第2実施形態の更に他の変形例に係る
ディスクロータの要部を拡大して示す縦断面図である。

【図９】従来のホイールを装着した状態のベンチレーテ
ッド型のディスクロータの要部を示す縦断面図である。

【図１０】図9に示すディスクロータの正面図である。

【図１１】図9に示すディスクロータにおいて、ロータ
熱倒れを生じた状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

6 ロータ部 7 アウタロータ 8 インナロータ 10 通風口 13,18 ディスクロータ 14 円筒部 16 折曲部 17 角部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状のロータ部の内周部に、ハブと
   の取付部を有する円筒部を一体に結合したハット状のデ
   ィスクロータにおいて、前記ロータ部と前記円筒部との
   結合部を折曲させて外側に角部を突出する折曲部を形成
   したことを特徴とするディスクロータ。
2. 【請求項２】 アウタロータとインナロータとの間に通
   風口を有するベンチレーテッド型のディスクロータにお
   いて、前記アウタロータ側の外径を前記インナロータ側
   の外径よりも小さくしたことを特徴とするディスクロー
   タ。