JP3170763B2 - ブレーキディスクロータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のブレーキディスクロータは、図２
１および図２２に示すように円板状の摺動板ＯＰ、ＩＰ
間に単に放射状に複数の隔壁Ｆを形成し、各隔壁間に入
口開口Ｉ、出口開口Ｏおよび放射状の通路Ｈを形成する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のブレーキデ
ィスクロータは、通路内の流れを解析するための油膜観
察からも明らかであるが、スチレン粒子トレーサ法によ
る処理データを示す図２３、および上記に基づく流れの
スケッチを示す図２４に示すように入口開口Ｉに入口開
口における周方向速度成分と半径方向速度成分の速度三
角形から約５０度の角度で通路Ｈ内に流入した流れが、
フィンを構成する隔壁Ｆの負圧面側で厚さ方向に剥離が
発生し、ベンチホールを構成する通路Ｈ内では隔壁下部
に広いよどみＹが生ずる。そのために主流域ＭＳが非常
に狭くなるとともに、隔壁上面への衝突による準二次流
れＳＳが発生し、出口開口上部には外部からの逆流ＲＳ
が発生するという技術的課題があった。

【０００４】その結果、従来のブレーキディスクロータ
は、主流域ＭＳが狭くなるため流れの圧力損失が大きい
ので、冷却風の通路面積における表面熱伝達率が低下し
てロータの送風、冷却効率が悪いとともに、冷却面積が
縮小化するため総放熱量が減少するという技術的課題が
あった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のブレーキディスクロータは、車軸方向に
離間して左右に配設された円板状摺動板と、摺動板間に
放射状に配設された複数の内周側および外周側の隔壁
と、複数の内周側および外周側の隔壁間に放射状に形成
された複数の通路と、複数の内周側および外周側の通路
に連絡して半径方向内方および外方に開口した複数の入
口開口および出口開口と、内周側の隔壁と外周側の隔壁
との間を入口開口から流入した流れの角度に応じた位置
において半径方向に充分に離間して形成し内周側の隔壁
と外周側の隔壁との間において隣合う通路を連通させる
複数の連通口とから成り、内周側の隔壁を、外周側の隔
壁に比べて短く形成し、外周側の隣合う隔壁と隔壁との
間に位置するとともに、入口開口から流入した流れが内
周側の隔壁の圧力面側に沿う流れに曲げられ、連通口を
介して外周側の隔壁の負圧面側に流れを滑らかに形成す
る角度に配設したものである。

【０００６】本発明者らは、さらに研究開発を重ねた結
果、内周側の隔壁と外周側の隔壁を交互に配設して、流
れに対して有効開口面積が大きくなるように圧力回復用
の連通口を形成し、特に内周側フィンにより流れに方向
性をもたせて効果的によどみ領域に流れを注入すること
によって、負圧面側の圧力を回復することにより、上記
従来の入口開口の剥離を防ぎ、ベンチホールのよどみ領
域Ｙを減少させて、流れの圧力損失を小さくしたため、
冷却風の表面の熱伝達率の低下を少なくすることによ
り、ロータの送風、冷却効率を向上するとともに、冷却
面積を拡大するため総放熱量を増加させるという目的を
達成する本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のブレーキディスクロータは、車軸方向に
離間して左右に配設された円板状摺動板と、摺動板間に
放射状に配設された複数の内周側および外周側の隔壁
と、複数の内周側および外周側の隔壁間に放射状に形成
された複数の通路と、複数の内周側および外周側の通路
に連絡して半径方向内方および外方に開口した複数の入
口開口および出口開口と、内周側の隔壁と外周側の隔壁
との間を半径方向に充分に離間して形成し内周側の隔壁
と外周側の隔壁との間において隣合う通路を連通させる
複数の連通口とから成り、内周側の隔壁を、外周側の隣
合う隔壁と隔壁との間に位置するように配設したもので
ある。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）のブ
レーキディスクロータは、第１発明において、複数の内
周側および外周側の隔壁を、ロータの半径方向に配設し
たものである。

【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）のブ
レーキディスクロータは、第１発明において、複数の内
周側および外周側の隔壁を、ロータの半径方向に対して
流れの流入角以下の角度で傾斜させて配設したものであ
る。

【００１０】本発明（請求項４に記載の第４発明）のブ
レーキディスクロータは、第１発明において、内周側の
隔壁の数と外周側の隔壁の数とが異なるものである。

【００１１】本発明（請求項５に記載の第５発明）のブ
レーキディスクロータは、第２発明において、内周側お
よび外周側の隔壁は、一定の厚さに形成されているとと
もに、内周側の隔壁は、外周側の隔壁の長さの半分以下
に形成されているものである。

【００１２】本発明（請求項６に記載の第６発明）のブ
レーキディスクロータは、第１発明において、前記連通
口を、内周側の隔壁の内端から、内周側の隔壁の内端か
ら外周側の隔壁の外端までの長さの１割から５割の位置
に形成したものである。

【００１３】本発明（請求項７に記載の第７発明）のブ
レーキディスクロータは、第３発明において、内周側の
隔壁を、外周側の隣合う隔壁と隔壁とのなす角度より小
さい角度になるように配設したものである。

【００１４】

【作用】上記構成より成る第１発明のブレーキディスク
ロータは、入口開口から流入した流れが内周側の隔壁の
圧力面側に沿う流れに曲げられ、入口開口から流入した
流れの角度に応じた位置において半径方向に充分に離間
して形成された連通口を介して内周側の隔壁より長い外
周側の隔壁の負圧面側に流れを滑らかに形成することに
より負圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くして、主
流域を広くするという作用を奏する。

【００１５】上記構成より成る第２発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち内周側
の隔壁近くを流れる流れの一部を交互に配設された半径
方向に配設された内周側の隔壁と外周側の隔壁との間に
形成された連通口を通過して半径方向に配設された外周
側の隔壁下部の負圧面側に流れ込ませ、流れを形成する
ことにより負圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くし
て、主流域を広くするという作用を奏する。

【００１６】上記構成より成る第３発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち内周側
の隔壁近くを流れる流れの一部を、交互に配設された半
径方向に対して流れの流入角以下の角度で傾斜して配設
された内周側の隔壁と外周側の隔壁との間に形成された
連通口を通過して半径方向に対して傾斜して配設された
外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ込ませ、流れと隔壁
との相対的角度が小さい流れを形成することにより、負
圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くして、主流域を
広くするという作用を奏する。

【００１７】上記構成より成る第４発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち内周側
の隔壁近くを流れる流れの一部を数が異なり交互に配設
された内周側の隔壁と外周側の隔壁との間に形成された
連通口を通過して外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ込
ませ、流れを形成することにより負圧面側の剥離による
よどみの領域を狭くして、主流域を広くするという作用
を奏する。

【００１８】上記構成より成る第５発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち一定の
厚さ内周側の隔壁近くを流れる流れの一部が圧力面側に
沿う流れに曲げられ、連通口を通過して内周側の隔壁の
２倍以上の長さの外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ込
ませ、流れを形成することにより負圧面側の剥離による
よどみの領域を狭くして、主流域を広くするという作用
を奏する。

【００１９】上記構成より成る第６発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち内周側
の隔壁近くを流れる流れの一部を交互に配設された内周
側の隔壁と外周側の隔壁との間であって、内周側の隔壁
の内端から外周側の隔壁の外端までの長さの１割から５
割の位置に形成された連通口を通過して外周側の隔壁下
部の負圧面側に流れ込ませ、流れを形成することにより
負圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くして、主流域
を広くするという作用を奏する。

【００２０】上記構成より成る第７発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち外周側
の隣合う隔壁と隔壁とのなす角度より小さい角度になる
ように配設された内周側の隔壁近くを流れる流れの一部
が連通口を通過して外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ
込ませ、流れを形成することにより負圧面側の剥離によ
るよどみの領域を狭くして、主流域を広くするという作
用を奏する。

【００２１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のブレーキデ
ィスクロータは、入口開口から流入した流れが内周側の
隔壁の圧力面側に沿う流れに曲げられ、入口開口から流
入した流れの角度に応じた位置において半径方向に充分
に離間して形成された連通口を介して内周側の隔壁より
長い外周側の隔壁の負圧面側に流れを滑らかに形成する
ことにより負圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くし
て、通路内の内周側の隔壁に比べて長い外周側の隔壁の
間に形成される主流域を広くするので、流れの圧力損失
を小さくして、冷却風の表面の熱伝達率の低下を少なく
することにより、ロータの送風・冷却効率を向上すると
ともに、冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させる
という効果を奏する。

【００２２】上記作用を奏する第２発明のブレーキディ
スクロータは、半径方向に配設した隔壁によって形成さ
れた通路内の主流域を広くするので、流れの圧力損失を
小さくして、冷却風の表面の熱伝達率の低下を少なくす
ることにより、ロータの送風・冷却効率を向上するとと
もに、冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させると
いう効果を奏する。

【００２３】上記作用を奏する第３発明のブレーキディ
スクロータは、半径方向に対して傾斜して配設した隔壁
によって形成された通路内の流れと隔壁との相対的角度
が小さいため一層主流域を広くするので、流れの圧力損
失を小さくして、冷却風の表面の熱伝達率の低下を少な
くすることにより、ロータの送風・冷却効率を向上する
とともに、冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させ
るという効果を奏する。

【００２４】上記作用を奏する第４発明のブレーキディ
スクロータは、内周側の隔壁の数と異なる数の外周側の
隔壁によって形成される通路内の主流域を広くするとと
もに数の少ないほうの隔壁によって形成される通路内の
流れの抵抗を小さくするので、流れの圧力損失を小さく
して、冷却風の表面の熱伝達率の低下を少なくすること
により、ロータの送風・冷却効率を向上するとともに、
冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させるという効
果を奏する。

【００２５】上記作用を奏する第５発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち一定の
厚さ内周側の隔壁近くを流れる流れの一部が圧力面側に
沿う流れに曲げられ、連通口を通過して内周側の隔壁の
２倍以上の長さの外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ込
ませ、流れを形成することにより負圧面側の剥離による
よどみの領域を狭くして、通路内の主流域を広くするの
で、流れの圧力損失を小さくして、冷却風の表面の熱伝
達率の低下を少なくすることにより、ロータの送風・冷
却効率を向上するとともに、冷却面積を拡大するため総
放熱量を増加させるという効果を奏するとともに、車両
の左右のいずれの車輪にも適用出来るという効果を奏す
る。

【００２６】上記作用を奏する第６発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち内周側
の隔壁近くを流れる流れの一部を交互に配設された内周
側の隔壁と外周側の隔壁との間であって、内周側の隔壁
の内端から外周側の隔壁の外端までの長さの１割から５
割の位置に形成された連通口を通過して外周側の隔壁下
部の負圧面側に流れ込ませ、流れを形成することにより
負圧面側の剥離によるよどみの領域を狭くして、主流域
を広くするので、流れの圧力損失を小さくして、冷却風
の表面の熱伝達率の低下を少なくすることにより、ロー
タの送風・冷却効率を向上するとともに、冷却面積を拡
大するため総放熱量を増加させるという効果を奏する。

【００２７】上記作用を奏する第７発明のブレーキディ
スクロータは、入口開口から流入した流れのうち外周側
の隣合う隔壁と隔壁とのなす角度より小さい角度になる
ように配設された内周側の隔壁近くを流れる流れの一部
が連通口を通過して外周側の隔壁下部の負圧面側に流れ
込ませ、流れを形成することにより負圧面側の剥離によ
るよどみの領域を狭くして、主流域を広くするので、流
れの圧力損失を一層小さくして、冷却風の表面の熱伝達
率の低下を少なくすることにより、ロータの送風・冷却
効率を向上するとともに、冷却面積を拡大するため総放
熱量を増加させるという効果を奏する。

【００２８】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて説
明する。

【００２９】（第１実施例）第１実施例のブレーキディ
スクロータは、自動車用のディスクブレーキ装置に適用
したもので、図６および図７に示すように、各ホイール
ＷＨの内側に配設したダストカバーＤＣの吸入口Ｓより
吸入した空気をロータのベンチホール内に導入するもの
であり、図１ないし図７を用いて詳細に説明する。

【００３０】（第１実施例の構成）第１実施例のブレー
キディスクロータ１は、第１、第２、第５、第６発明の
実施例であり、車軸（図示せず）の軸方向に離間して並
設されたインナ側およびアウタ側の摺動板１１および１
２と、摺動板１１および１２の間に放射状であって半径
方向に配設された外周側の隣合う隔壁２２とその間の中
間において放射状であって半径方向に配設された内周側
の隔壁２１とで構成される複数のフィン２と、摺動板１
１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と隣合う内周側の隔壁２１および外周側の隔壁２２
とによって形成される通路４１および４２により構成さ
れる複数のベンチホール４と、交互に配設された内周側
の隔壁２１と外周側の隔壁２２との間に形成され隣合う
ベンチホールを連通させる連通口５と、インナ側の摺動
板の内壁先端部に面取り部を構成するアール部６１を形
成するとともにアウタ側の摺動板の先端部に突出部を構
成する方向変換部６２と、インナ側およびアウタ側の摺
動板の各ベンチホール４を構成する内壁に放射状に配設
した放熱フィン７とから成る。

【００３１】アウタ側の摺動板１２は、図２に示すよう
に上記インナ側の摺動板１１とともに段部１３を介して
固着用の穴を有するボス部１４と一体に形成されてい
る。アウタ側の摺動板１２とインナ側の摺動板１１は、
半径方向外方に行くに従い直線的に厚さが増加し、ベン
チホール４の高さを直線的に減少させている。

【００３２】フィン２は、図１および図３に示すように
厚さ４．５mmでアウタ側およびインナ側の摺動板１１、
１２の間に直径１６５mmから直径２７５mmの範囲に放射
状であって半径方向に配設され一体成形された上記内周
側の隔壁２１と外周側の隔壁２２とで構成されている。
角度θをなして隣合う外周側の隔壁２２に対してθ／２
の角度をなす内周側の対称位置に内周側の隔壁２１が半
径方向に配設されている。

【００３３】ベンチホール４は、図２に示すようにアウ
タ側およインナ側の摺動板１２および１１の厚みが半径
方向外方に行くに従い直線的に増加して、入口開口３１
における高さが１４mmで出口開口３２における高さが９
mmであり、フィン２の内周側の隔壁２１および外周側の
隔壁２２が交互に放射状に形成されているので、内周側
および外周側のベンチホール４１、４２の断面積がほぼ
一定に形成されている。

【００３４】連通口５は、図３に示すように長さ７mm
（内周側の隔壁２１と外周側の隔壁２２とを同一線上に
投影した長さ）で、フィン２を内周側の隔壁２１と外周
側の隔壁２２とに分割し、流れの上流側のフィン２の内
周側の隔壁２１Ｆの先端２１Ｅと連通口５の先端（フィ
ン２の内周側の隔壁２１の後端２１Ｒ）とを結ぶ線とベ
ンチホール４の中立線Ｎとのなす角が約５０度の位置に
配設され、すなわちフィン２の内周側先端から０．２４
Ｌの位置から０．３８Ｌの位置（フィン２の内周側の隔
壁２１の先端のロータの半径と外周側の隔壁２２の後端
のロータの半径との差の長さがＬである）に形成されて
いる。

【００３５】連通口５の許容配設位置は、流れのベンチ
ホール４内への流入角に依存するが、０．１Ｌ（上記角
度で７０度）から０．７Ｌ（３０度）の範囲内である
が、入口開口３１に近すぎる場合（０．１Ｌ以下）は、
内周側フィン長が短く、流入角４０度〜５０度で流入し
た流れが直接連通口を通過し、隣の下流側のベンチホー
ルの外周側のフィン２２の負圧面において剥離およびよ
どみ領域Ｙが発生するため、入口部での流入損失が増加
し、流量が減少し、冷却性能の低下を招く。逆に出口開
口３２に近すぎる場合（０．７Ｌ以上）は、外周側にお
ける剥離の発生を抑制し、よどみ領域を少なくするが、
ベンチホール４の広がり損失により圧力差が減少するた
め圧力回復効果が小さくなり、入口部に剥離が発生し、
内周フィン負圧面側によどみ領域が形成され、流量およ
び冷却性能の低下を招く。また０．５Ｌ以上において
は、外周側のフィンの長さが短くなることから、ベンチ
ホールの送風能力を決定するホール内外周エネルギー差
が小さくなり、通過流量が減少する傾向があり、連通口
５による圧力回復効果（流量増加効果）とのバランスか
ら０．７Ｌを限界とした。良好な冷却効果が必要な場合
は、フィンの配設間隔および回転数にも依存するが望ま
しい範囲である０．２Ｌ〜０．５Ｌを採用すると良い。
本第１実施例は０．２４Ｌ〜０．３９Ｌに設定したもの
である。

【００３６】連通口５の許容長さは、上記投影長さで２
mm〜１５mmであるが、短いと圧力回復口としての効果が
低下し、長いとフィンの長さが短くなるのでブレード
（送風翼）としての効果が低下するので、最適な長さの
範囲としては４mm〜６mmとなる。本第１実施例では、製
造上の観点も加味して６mmに設定した。

【００３７】インナ側の摺動板１１の内壁先端のアール
部６１は、図２に示すように角部が４５度に面取りされ
ており、最小厚さの部分は強度の観点より５mmに設定さ
れている。

【００３８】アウタ側の摺動板１２の方向変換部６２
は、図２に示すようにインナ側の摺動板１１より半径方
向上内方に突出させるとともに内壁を内方に行くに従い
徐々に肉厚を増して凹円弧状に４mm盛り上げた形状にす
ることによって、アール部６１との協働により、ロータ
１の軸方向の流れを半径方向外方への流れに変更し、入
口開口３１を介してベンチホール４内に流入させる。

【００３９】放熱フィン７は、図３および図４に示すよ
うに外周側のフィン２に近い部分にそれぞれ長い放熱フ
ィン７１および７２を放射状に一体に形成し、ベンチホ
ール４の中央部分には短い放熱フィン７３および７４を
放射状に一体に形成してあり、ベンチホール４内の流れ
の抵抗を増やさないで放熱効果を高める構成にしてあ
る。

【００４０】（第１実施例の作用）上記構成より成る第
１実施例のブレーキディスクロータは、図２に示すよう
に入口開口３１におけるアール部６１と方向変換部６２
との協働により軸方向の流れを滑らかに半径方向の流れ
に変換して、図３に示すように入口開口３１を介してベ
ンチホール４内に流入角４０度から５０度で流入させ、
フィン２の上記中間に配設された内周側の隔壁２１の圧
力面側の壁面に沿う流れをそのまま連通口５を通過させ
て外周側の隔壁２２Ｕ、２２Ｄで構成される次のベンチ
ホール４内に滑らかに流入させることによりフィン２の
外周側の隔壁２２の負圧面側の剥離の発生を防止し、よ
どみ領域４１を減らして広い主流域４２を形成する。こ
のことは、図５に示すディスクロータを車速２５０Km／
ｈに相当する回転数２５００ｒ．ｐ．ｍ．で回転させた
時の流れに追従して浮遊するスチレン粒子を追跡し、流
れの可視化を行うスチレン粒子トレーサ法によるトレー
サ粒子処理のスケッチデータからも明らかである。ここ
においてスチレン粒子トレーサ法においては、連続的に
取り込まれた浮遊粒子位置の対応付けを行うことにより
局所における速度ベクトルを求めることが可能であり、
風速測定結果とも良く対応し、主流の観察に適してい
る。

【００４１】（第１実施例の効果）上記作用を奏する第
１実施例のブレーキディスクロータは、図３に示すよう
に内周側および外周側の隔壁２１および２２を交互に配
設して入口開口３１から流入した流れを内周側の隔壁２
１により若干外周側の隔壁２２Ｕの負圧面側に曲げて滑
らかな流れを形成し、その間に形成された連通口５は、
流れに対する有効開口面積が実質的に大きいので連通口
５が殆ど通過する流れに対して絞り作用を果たさない滑
らかな流れを有効に形成することにより、フィン２の外
周側の隔壁２２の負圧面側の剥離を防止してよどみ領域
４１の発生を抑制して、従来の準二次流れの発生を抑制
することにより最も望ましい形で広い主流域４２を形成
するので、従来の出口開口における逆流も抑制出来、流
れの圧力損失を最小にして、冷却風の表面の熱伝達率の
低下を少なくすることにより、ロータ１の送風・冷却効
率を向上するとともに、有効な冷却面積を拡大するため
総放熱量を増加させるという効果を奏する。

【００４２】すなわち放熱量である冷却能力は、放熱面
積と熱伝達率と温度差との積であり、強制対流熱伝達の
場合熱伝達率は流速の０．５〜０．８乗に比例するた
め、流速増加が冷却能力向上に重要であり、換言すれば
第１実施例は、通路抵抗を減らし流速を増加させること
ができたので、放熱量、冷却能力を約１１％向上させる
ものである。

【００４３】また冷却能力は冷却面積に比例するので、
冷却面積を増加することが重要であり、第１実施例は、
限られた冷却面積の中で有効に冷却面積を確保して放熱
効率の高い領域を広くとることができたので、冷却能力
を格段に高めることができた。

【００４４】また、第１実施例のブレーキディスクロー
タ１は、図２に示すように入口開口３１においてアール
部６１と方向変換部６２との協働により、軸方向の流れ
を滑らかに半径方向の流れに変換するので、インナ側の
摺動板１１の内壁先端付近に発生する流れの剥離を有効
に抑制するという効果を奏する。

【００４５】さらに、第１実施例のブレーキディスクロ
ータ１は、図３および図４に示すようにインナ側および
アウタ側の摺動板の外周側の内壁に４個の小さな放熱フ
ィン７１〜７４を形成したので、ベンチホール４内の流
れの抵抗を増やすことなく、有効に放熱効果を高めると
いう効果を奏する。

【００４６】また、第１実施例のブレーキディスクロー
タ１は、図１に示すように、フィン２が放射状に形成さ
れ左右対称形に構成したので、自動車の左右輪のブレー
キを同一のロータで構成することができるため、設計、
製造ラインが単一のものでよく、コストおよび管理面で
格段に楽になるという効果を奏する。

【００４７】また、第１実施例においては、連通口５の
長さを最適な６mmに設定したので、連通口５を通過する
流れによりフィン２の負圧面側の剥離によるよどみを最
も効率良く抑制することができるという効果を奏する。

【００４８】さらに、第１実施例においては、連通口５
を最適な位置である０．２４Ｌ（上記角度で５０度）〜
０．３９Ｌに配設したので、剥離によるよどみを最も効
果的に抑制することができるという効果を奏する。

【００４９】（第２実施例）第２実施例のブレーキディ
スクロータは、第１、第２、第６発明の実施例であり、
第１実施例が左右対称形のメリットを得るために内周側
の隔壁２１をθ／２だけ外周側の隔壁２２に対して位相
を変えて配設したが、図８および図９に示すように流れ
の上流側の外周側の隔壁２２Ｕに対してθ／４だけ遅
れ、下流側の外周側の隔壁２２Ｄに対して３θ／４だけ
進んだ位置に内周側の隔壁２１を配設するものである。

【００５０】上記構成の第２実施例は、第１実施例の左
右対称形のメリットは犠牲にするが、図８および９より
明らかなように、第１実施例より内周側および外周側の
隔壁２２Ｕ、２１間の間隔が短いので外周側の隔壁２２
Ｕの負圧面に近いところに流れを形成するため、外周側
の隔壁２２の負圧面側の剥離の発生を防止してよどみ領
域４１が一層狭くするとともに、図８中下側の内周側の
隔壁２１、２１Ｄ間の流れと外周側の隔壁２２Ｕ、２２
Ｄで構成されるベンチホール内で合流させるため広い主
流域４２を形成するので、ロータ１の送風・冷却効率を
向上するとともに、有効な冷却面積を拡大するため総放
熱量を増加させるという作用効果を奏する。

【００５１】（第３実施例）第３実施例のブレーキディ
スクロータは、第１、第２、第６発明の実施例であり、
図１０および図１１に示すように流れの上流側の外周側
の隔壁２２Ｕに対して３θ／４だけ遅れ、下流側の外周
側の隔壁２２Ｄに対してθ／４だけ進んだ位置に内周側
の隔壁２１を配設するもので、図中下側の内周側の隔壁
間の流れの一部が上方の外周側の隔壁間に流れ込み、そ
れ以外は内周側の隣合う隔壁２１間を通過した流れがそ
のまま滑らかに外周側の隣合う隔壁間を通過する流れと
なるので、流れの抵抗が少ないため流量が増加するとい
う作用効果を奏するとともに、その他第１実施例とほぼ
同様の作用効果を奏する。

【００５２】（第４実施例）第４実施例のブレーキディ
スクロータは、第１、第２、第４、第５発明の実施例で
あり、図１２に示すように流れの上流側の外周側の隔壁
２２Ｕに対してθ／４だけ遅れた位置に第１の内周側の
隔壁２１Ｆを配設し、この第１の内周側の隔壁２１Ｆに
対してθ／２だけ遅れた位置であって流れの下流側の外
周側の隔壁２２に対してθ／２だけ進んだ位置に第２の
内周側の隔壁２１Ｓを配設するものである。

【００５３】上記構成の第４実施例は、内周側の隔壁２
１Ｆおよび２１Ｓ間から流入する流れに指向性を持たせ
て外周側の隔壁２２Ｕ、２２Ｄの負圧面側における剥離
を抑制して、積極的なエネルギの注入を実現するととも
に、第１実施例のように車両の左右輪の対称性のメリッ
トを実現するという作用効果も奏するものである。

【００５４】（第５実施例）第５実施例のブレーキディ
スクロータは、第１、第２、第４、第５発明の実施例で
あり、図１３に示すように流れの上流側の内周側の隔壁
２１に対してθ／４だけ遅れた位置に第１の外周側の隔
壁２２Ｆを配設し、この第１の外周側の隔壁２２Ｆに対
してθ／２だけ遅れた位置であって流れの下流側の内周
側の隔壁２１に対してθ／２だけ進んだ位置に第２の外
周側の隔壁２２Ｓを配設するものである。

【００５５】上記構成の第５実施例は、内周側の隔壁２
１間の開口面積を確保しつつ、外周側の隔壁２２Ｆ、２
２Ｓの表面積の増加を実現するもので、多フィン化を実
現し、ロータ１の送風・冷却効率を向上するとともに、
有効な冷却面積を拡大するため総放熱量を増加させると
いう作用効果を奏するとともに、車両の左右輪の対称性
のメリットを実現するという作用効果も奏するものであ
る。

【００５６】（第６実施例）第６実施例のブレーキディ
スクロータは、第１、第３、第５、第６、第７発明の実
施例であり、図１４ないし図１６および図２、４、６、
７に示すように車軸（図示せず）の軸方向に離間して並
設されたインナ側およびアウタ側の摺動板１１および１
２と、摺動板１１および１２の間に放射状であって半径
方向に対して流れの流入角以下の角度で配設された外周
側の隣合う隔壁２２とその間の中間に配設された内周側
の隔壁２１とで構成される複数のフィン２と、摺動板１
１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と隣合う内周側の隔壁２１および外周側の隔壁２２
とによって形成される通路４３および４４により構成さ
れる複数のベンチホール４と、交互に配設された内周側
の隔壁２１と外周側の隔壁２２との間に形成され隣合う
ベンチホールを連通させる連通口５と、インナ側の摺動
板の内壁先端部に面取り部を構成するアール部６１を形
成するとともにアウタ側の摺動板の先端部に突出部を構
成する方向変換部６２と、インナ側およびアウタ側の摺
動板の各ベンチホール４を構成する内壁に放射状に配設
した放熱フィン７とから成る。

【００５７】フィン２は、厚さ４．５mmでアウタ側およ
びインナ側の摺動板１１、１２の間に半径１６５mmから
半径２７５mmの範囲に放射状であって半径方向に傾斜し
て一体成形された上記内周側の隔壁２１と外周側の隔壁
２２とで構成されている。角度θをなして隣合う外周側
の隔壁２２に対してθ／２の角度をなす内周側の対称位
置に内周側の隔壁２１が配設されている。内周側の隔壁
２１は、図１５に示すようにその先端２１Ｅとディスク
の中心（図示せず）とを結ぶ半径方向の直線Ｎに対して
４０度傾斜して形成されており、外周側の隔壁２２は、
内周側の隔壁２１の角度４０度より小さく、その先端２
２Ｇとディスクの中心とを結ぶ半径方向の直線に対して
３０度傾斜して、圧力面側のブレード作用を有効に確保
するもので、いわゆる２段傾斜フィン構造を構成するも
のである。

【００５８】ベンチホール４は、アウタ側およびインナ
側の摺動板１２、１１の厚みが半径方向外方に行くに従
い直線的に増加して、入口開口３１における高さ１４mm
で出口開口３２における高さが９mmであり、フィン２の
内周側の隔壁２１および外周側の隔壁２２が交互に放射
状に形成されているので、その断面積がほぼ一定に形成
されている。

【００５９】連通口５は、第１実施例と同様にフィン２
の一方の隔壁に投影した全長Ｌに対して０．１Ｌから
０．７Ｌの間の位置に形成して、２mm〜１５mmの許容長
さの範囲内で形成すれば良いが、本実施例では、長さを
６．６mmとして、長さが１５mm内周側の隔壁２１と、長
さが３４mmの外周側の隔壁２２とに分割する。ディスク
内の流れの方向において、連通口５は、外周側の隔壁２
２の延長線上に内周側の隔壁２１を提案した時の０．５
６Ｌの位置から０．６７Ｌの位置に形成されている。

【００６０】上述以外の構成は、第１実施例と同様の構
成より成るので、説明を省略する。

【００６１】上記構成の第６実施例のブレーキディスク
ロータは、図２に示すように、入口開口３１におけるア
ール部６１と方向変換部６２との協動により、ディスク
の軸方向の流れを滑らかに半径方向の流れに変換してベ
ンチホール４内に流入角４０度で流入するので、３０度
で傾斜したフィン２の内周側の隔壁２１の開口付近で剥
離を発生させることなく、圧力面側の壁面に沿う滑らか
な流れを形成し、内周側の隔壁を外周側の隔壁間の中央
（θ／２）に配設したので上記流れの約半分近くを連通
口５を通過させて下流側のベンチホール４内に流入させ
ることにより、外周側の隔壁の負圧面側に積極的に流れ
を形成して、よどみ領域４１を減らして広い主流域４２
を形成するとともに、内周側の隔壁で剥離した流れの再
付着を促すとともにフィン２の外周側の隔壁２２の負圧
面側の剥離の発生を抑制する。

【００６２】すなわち、内周側の隔壁２１および外周側
の隔壁をいずれも流れの流入角に近い角度に形成したの
で、流れは本来上記隔壁に沿って流れるので流れの隔壁
からの剥離が、上記実施例に比べて少ないので、内周側
の隔壁の圧力面側と負圧面側の両方の流れが連通口５を
介して外周側の隣合う隔壁２２間で合流して広い主流域
４２を形成する。

【００６３】上記作用を奏する第６実施例のブレーキデ
ィスクロータは、内周側および外周側の隔壁２１、２２
を流れの流入角に近い角度で配設するので、上記実施例
に比べて上記隔壁２１、２２に沿う流れが有効に形成さ
れるため、一層有効に隔壁からの流れの剥離を防止し
て、よどみ領域４１を狭くし広い主流域４２を形成する
ので、流れの圧力損失を小さくして、ロータの送風・冷
却効率を向上させるとともに、冷却面積を有効に拡大す
るため総放熱量を増加させ、冷却性能を約１７％向上す
るという効果を奏する。

【００６４】（第７実施例）第７実施例のブレーキディ
スクロータは、、第１、第３、第６、第７発明の実施例
であり、第６実施例が内周側の隔壁２１をθ／２だけ外
周側の隔壁２２に対して角度を変えて配設したが、図１
７および図１８に示すように流れの上流側の外周側の隔
壁２２Ｕに対してθ／４の角度を成し、下流側の外周側
の隔壁２２Ｄに対して３θ／４の角度を成す位置に内周
側の隔壁２１を配設する点が相違するものである。

【００６５】上記構成の第７実施例は、第６実施例より
内周側および外周側の隔壁間の間隔が短いので内周側の
隔壁２１間の流れの一部を連通口５を介して外周側の隔
壁２２Ｕの負圧面に近いところに流れを形成するととも
に、図中下方の内周側の隔壁２１間を通過した流れの殆
どは下流側の外周側の隔壁２２Ｕ、２２Ｄとの間の連通
口を介して外周側の隔壁間に流入させるので、外周側の
隔壁２２の負圧面側のよどみ領域４１が一層狭く主流域
４２が広いので、ロータ１の送風・冷却効率を向上する
とともに、有効な冷却面積を拡大するため総放熱量を増
加させるという作用効果を奏する。

【００６６】（第８実施例）第８実施例のブレーキディ
スクロータは、、第１、第３、第６、第７発明の実施例
であり、図１９および図２０に示すように流れの上流側
の外周側の隔壁２２Ｕに対して３θ／４の角度を成し、
下流側の外周側の隔壁２２Ｄに対してθ／４の角度を成
す位置に内周側の隔壁２１を配設する点が相違するもの
である。

【００６７】上記構成の第８実施例は、連通口５を通過
する流れは殆ど無く、僅かに循環する流れが形成される
だけのため、有効開口面積の大きな内周側の隣合う隔壁
間を通過した流れがそのまま滑らかに外周側の隣合う隔
壁間を通過する流れとなるので、よどみ領域４１が狭
く、主領域４２が広いとともに内周側の隔壁間の流れの
抵抗が少ないため流量が増加するという作用効果を奏す
るとともに、その他第６実施例とほぼ同様の作用効果を
奏する。

【００６８】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、および図面の
記載から当業者が認識することが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。

【００６９】上述の実施例においては、内周側の隔壁と
外周側の隔壁との角度関係について例示したが、本発明
はそれらに限定するものでは無く、流れの流入角その他
の状態に応じて任意の角度関係を採り得るものである。

【００７０】上記第１実施例では連通口の配設位置を
０．２４Ｌ〜０．３８Ｌ（Ｌはフィン２の先端から後端
までの長さ）、角度で表現すると回転方向上１つ前のフ
ィンの先端とフィンの入口部分の後端とを結ぶ線とベン
チホールの中立線との成す角が５０度にそれぞれ設定し
た例について述べたが、フィンの長さ、ベンチホールの
幅、ロータの回転数その他必要に応じて０．１Ｌから
０．７Ｌの間の位置、若しくは上記角度で３０度から７
０度の範囲内で設定することができる。

【００７１】連通口の長さは、第１実施例のロータサイ
ズにおいては２mmないし１５mmが許容範囲であり、望ま
しい範囲は４mmないし６mmであるが、ロータサイズが大
きくなればそれに応じて長く設定することが可能である
が、連通口の長さは、通過する流量、フィンのブレード
作用その他の観点から総合的に決まるもので、フィンの
長さＬに対して０．１Ｌないし０．２Ｌの範囲の中で適
当な長さに設定すれば良い。

【００７２】上記第１実施例において、入口開口の方向
変換部の肉盛高さは４mmの例について述べたが、流入抵
抗、製作不良その他の製造上の観点より第１実施例のロ
ータサイズにおいては５mm以内の適当な厚さが適用可能
であり、ロータサイズが大きくなれば５mm以上の高さに
設定しても良い。

【００７３】上記第１実施例において放熱フィンの高さ
を１mmとしたが、ベンチホールの面積が第１実施例と同
様の面積であれば３mm以下の任意の高さにすることも可
能であり、ベンチホールの面積が大きくなればベンチホ
ールの高さの３０％以下の適切な高さのものであっても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブレーキディスクロータ
を示す図２のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。

【図２】第１実施例のブレーキディスクロータを示す縦
断面図である。

【図３】第１実施例のブレーキディスクロータ内の流れ
を示す部分横断面図である。

【図４】第１実施例のベンチホール内の放熱フィンを示
す断面図である。

【図５】第１実施例のブレーキディスクロータ内の流れ
をトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図であ
る。

【図６】第１実施例のブレーキディスクロータが車両に
搭載された状態を示す一部欠截斜視図である。

【図７】第１実施例のブレーキディスクロータがホイー
ルに取り付けられた状態を示す断面図である。

【図８】第２実施例のブレーキディスクロータおよび流
れを示す部分断面図である。

【図９】第２実施例のブレーキディスクロータ内の流れ
をトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図であ
る。

【図１０】第３実施例のブレーキディスクロータおよび
流れを示す部分断面図である。

【図１１】第３実施例のブレーキディスクロータ内の流
れをトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図で
ある。

【図１２】第４実施例のブレーキディスクロータおよび
流れを示す部分断面図である。

【図１３】第５実施例のブレーキディスクロータおよび
流れを示す部分断面図である。

【図１４】第６実施例のブレーキディスクロータを示す
横断面図である。

【図１５】第６実施例のブレーキディスクロータ内の流
れを示す部分横断面図である。

【図１６】第６実施例のブレーキディスクロータ内の流
れをトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図で
ある。

【図１７】第７実施例のブレーキディスクロータ内の流
れを示す部分横断面図である。

【図１８】第７実施例のブレーキディスクロータ内の流
れをトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図で
ある。

【図１９】第８実施例のブレーキディスクロータ内の流
れを示す部分横断面図である。

【図２０】第８実施例のブレーキディスクロータ内の流
れをトレーサ粒子処理データにより示した部分断面図で
ある。

【図２１】従来のブレーキディスクロータを示す図２２
のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。

【図２２】従来のブレーキディスクロータを示す縦断面
図である。

【図２３】従来のブレーキディスクロータ内の流れをト
レーサ粒子処理データにより示した部分断面図である。

【図２４】従来のブレーキディスクロータ内の流れを示
す部分断面図である。

【符号の説明】

１ ブレーキディスクロータ ２ フィン ４ ベンチホール ５ 連通口 ７ 放熱フィン １１ インナ側摺動板 １２ アウタ側摺動板 ２１、２１Ｄ、２１Ｆ、２１Ｓ 内周側の隔壁 ２２、２２Ｕ、２２Ｄ 外周側の隔壁 ３１ 入口開口 ３２ 出口開口 ４１ よどみ領域 ４２ 主流域 ６１ アール部 ６２ 方向変換部 ７１、７２、７３、７４ 放熱フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 晴郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 坂本 繁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 稲富 昭夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−51033（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−56934（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4865167（ＵＳ，Ａ) 米国特許2358134（ＵＳ，Ａ) 英国特許出願公開2024966（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 65/12

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車軸方向に離間して左右に配設された円
   板状摺動板と、 摺動板間に放射状に配設された複数の内周側および外周
   側の隔壁と、 複数の内周側および外周側の隔壁間に放射状に形成され
   た複数の通路と、 複数の内周側および外周側の通路に連絡して半径方向内
   方および外方に開口した複数の入口開口および出口開口
   と、 内周側の隔壁と外周側の隔壁との間を入口開口から流入
   した流れの角度に応じた位置において半径方向に充分に
   離間して形成し内周側の隔壁と外周側の隔壁との間にお
   いて隣合う通路を連通させる複数の連通口とから成り、 内周側の隔壁を、外周側の隔壁に比べて短く形成し、外
   周側の隣合う隔壁と隔壁との間に位置するとともに、入
   口開口から流入した流れが内周側の隔壁の圧力面側に沿
   う流れに曲げられ、連通口を介して外周側の隔壁の負圧
   面側に流れを滑らかに形成する角度に配設したことを特
   徴とするブレーキディスクロータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 複数の内周側および外周側の隔壁を、ロータの半径方向
   に配設したことを特徴とするブレーキディスクロータ。
3. 【請求項３】 請求項１において、 複数の内周側および外周側の隔壁を、ロータの半径方向
   に対して流れの流入角以下の角度で傾斜させて配設した
   ことを特徴とするブレーキディスクロータ。
4. 【請求項４】 請求項１において、 内周側の隔壁の数と外周側の隔壁の数とが異なることを
   特徴とするブレーキディスクロータ。
5. 【請求項５】 請求項２において、内周側および外周側の隔壁は、一定の厚さに形成されて
   いるとともに、内周側の隔壁は、外周側の隔壁の長さの
   半分以下に形成されている ことを特徴とするブレーキデ
   ィスクロータ。
6. 【請求項６】 請求項１において、 前記連通口を、内周側の隔壁の内端から、内周側の隔壁
   の内端から外周側の隔壁の外端までの長さの１割から５
   割の位置に形成したことを特徴とするブレーキディスク
   ロータ。
7. 【請求項７】 請求項３において、 内周側の隔壁を、外周側の隣合う隔壁と隔壁とのなす角
   度より小さい角度になるように配設したことを特徴とす
   るブレーキディスクロータ。