JP7364211B2

JP7364211B2 - ブレーキロータ

Info

Publication number: JP7364211B2
Application number: JP2019139896A
Authority: JP
Inventors: 大浜崎
Original assignee: 有限会社エー・ビー・ケイ
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: JP2021021467A

Description

本発明は、ブレーキロータに関する。

ディスクブレーキ装置用のブレーキロータとして、ブレーキパッド（以下単にパッドとも言う）が押圧される円環状の摺動面に、摺動面回転方向に対して交差する方向に延びる複数の溝が形成されているものが知られている（例えば特許文献１参照）。

このようなブレーキロータの溝は、制動時に摺動面に押圧されたパッドが高温になってパッド樹脂成分から発生したガスがパッドと摺動面との間に介在して制動力を低下させる現象（フェード現象）を低減させたり、摩耗粉を除去したりすることができる。

実開昭５８－１２９３４４号公報

従来のブレーキロータでは、回転するブレーキロータの摺動面にブレーキパッドが押し付けられたとき、摺動面の外周側の方が、内周側に比べて周速度が速いことから高温になりやすく、摺動面の外周側においてパッドと摺動面との間により多くのガスが発生し、制動力が低下するという問題があった。

本発明は、上記現状を改善すべく成されたものであり、制動力の低下を抑制できるブレーキロータを提供することを目的とする。

本発明は、ブレーキパッドが押圧される円環状の摺動面に、摺動面の回転方向に対して交差する方向に延びる複数の溝が形成されているブレーキロータであって、前記溝として、前記摺動面の内周側に形成された複数の内側溝と、外周側に形成された複数の外側溝とを備え、前記外側溝の本数が前記内側溝の本数よりも多く設けられているものである。

本発明のブレーキロータによれば、摺動面の外周側に形成された外側溝の本数が内周側に形成された内側溝の本数よりも多く設けられているので、摺動面にブレーキパッドが押し付けられたときに、周速度が速い外周側で内周側よりも多く発生するガスや摩耗粉を摺動面とブレーキパッドとの間から効率よく排除でき、制動力の低下を抑制できる。

ところで、ディスクブレーキ装置では、制動時に高周波の異音を発生する現象、いわゆるブレーキ鳴きが生じることがある。ブレーキ鳴きの原因の一つは、ブレーキロータの摺動面に押し付けられたパッドの共振であることが知られている。このようなブレーキ鳴きを防止するためには、制動時におけるパッドの動きを抑制すればよい。

そこで、本発明のブレーキロータにおいて、前記摺動面の前記内側溝と前記外側溝との間の位置に、前記摺動面の回転中心と同心円の円環状溝が形成されている。

このような態様によれば、パッドを摺動面に押し付ける動作を繰り返すうちに、パッドの摩擦面（摺動面に摩擦係合する面）に、摺動面の円環状溝に対応する形状の突条部が自然に形成される。そして、制動時には、パッドの摩擦面の突条部がロータの摺動面の円環状溝に嵌合することで、パッドの動きがロータによって拘束され、ブレーキ鳴きを抑制できる。

このような態様において、前記内側溝及び前記外側溝は、前記円環状溝とは間隔を空けて設けられているようにしてもよい。

このような態様によれば、円環状溝に内周溝及び外周溝の端部が連続していないことから、内壁面に段差のない円環状溝を形成でき、パッド摩擦面に円環状溝に対応する形状の突条部を正確に形成してブレーキ鳴きを抑制できる。また、内側溝及び外側溝から排出されるガスや摩耗粉が円環状溝とパッド摩擦面の突条部との間に入り込んで当該突条部の形成を阻害するのを防止できる。

本発明のブレーキロータは、制動力の低下を抑制できる。

ブレーキロータの一実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は右側面図である。同ブレーキロータを示す図であり、（Ａ）は背面図、（Ｂ）はブレーキパッド及びフィンとの位置関係を示す正面図である。（Ａ）は図２（Ｂ）のＡ－Ａ線に沿った断面図、（Ｂ）は（Ａ）の摺動面周辺をブレーキパッドとともに拡大して示す断面図である。ブレーキロータの他の実施形態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。ブレーキロータのさらに他の実施形態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。ブレーキロータのさらに他の実施形態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。ブレーキロータのさらに他の実施形態を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ブレーキロータの一実施形態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は右側面図である。図２は、同ブレーキロータを示す図であり、（Ａ）は背面図、（Ｂ）はブレーキパッド及びフィンとの位置関係を示す正面図である。図３（Ａ）は図２（Ｂ）のＡ－Ａ線に沿った断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の摺動面周辺を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、ブレーキロータ１は、車輪ハブ（図示省略）に固定される略円筒状の固定部２と、固定部２から径方向外側に拡がる円環状のディスク部３とを一体に備えている。ディスク部３の表裏両面は、ブレーキパッド２１が押圧される円環状の摺動面４，４を構成している。ブレーキロータ１は回転方向Ｒ１又は逆向きの回転方向Ｒ２に車輪（図示省略）とともに回転する。

ブレーキパッド２１は、車体の非回転部材に固定されるブレーキキャリパ２０内でディスク部３の表面側と裏面側とで摺動面４，４に対向して配置されている。ブレーキキャリパ２０は、ブレーキパッド２１を作動させるシリンダ（図示省略）を備え、シリンダに制動液圧が供給されたときに、ブレーキパッド２１をディスク部３の表裏の摺動面４，４に押し付けて、ブレーキロータ１の回転を抑制する。

ブレーキロータ１は、一般的にベンチレーテッドロータと呼ばれるものであり、ディスク部３は、アウタディスク５とインナディスク６と複数のフィン７とにより一体に形成されている。ディスク５，６は、車軸方向に間隔を空けて互いに平行に設けられており、ディスク５，６の間に介在する複数のフィン７で互いに連結されている。これらのフィン７は、ディスク部３の周方向に互いに間隔を空けて配置されており、隣り合うフィン７同士の間に冷却通路が放射状に形成されている。

アウタディスク５の表面とインナディスク６の表面が、ブレーキパッド２１が押圧される摺動面４，４となる。これらの摺動面４，４は、基本的に同じ構成であるため、以下、両者を区別せずに説明する。

ブレーキロータ１の摺動面４には、摺動面４の内周側に形成された複数の内側溝８と、摺動面４の外周側に形成された複数の外側溝９とが形成されている。これらの溝８，９は、摺動面４の回転方向Ｒ１，Ｒ２に対して交差する方向に延びて設けられている。本実施形態では、溝８，９は、回転方向Ｒ１の進行側ほど内周側に位置するように傾斜し、かつ曲線状に形成されている。内側溝８の長さは外側溝９の長さよりも長く形成されている。

内側溝８は、摺動面４の内周側の円環状部位に、ブレーキロータ１の回転方向Ｒ１，Ｒ２に等角度間隔に配置されている。本実施形態では、８本の内側溝８が、ブレーキロータ１の回転中心（摺動面４の回転中心）を原点として４５度の位相差をもって配置されている。

外側溝９は、摺動面４の外周側の円環状部位に、内側溝８よりも多い本数で設けられており、ブレーキロータ１の回転方向Ｒ１，Ｒ２に等角度間隔に配置されている。本実施形態では、１２本の外側溝９が、ブレーキロータ１の回転中心を原点として３０度の位相差をもって配置されている。

このように、本実施形態のブレーキロータ１は、ブレーキパッド２１が押圧される円環状の摺動面４に、摺動面４の回転方向Ｒ１，Ｒ２に対して交差する方向に延びる複数の溝が形成されており、当該溝として、摺動面４の内周側に形成された複数の内側溝８と、外周側に形成された複数の外側溝９とを備え、外側溝９の本数が内側溝８の本数よりも多く設けられている。

回転するブレーキロータ１の摺動面４にブレーキパッド２１が押し付けられたとき、摺動面４の外周側の方が、内周側に比べて周速度が速いことから高温になりやすく、摺動面４の外周側においてブレーキパッド２１と摺動面４との間により多くのガスや摩耗粉が発生するが、摺動面４の外周側に形成された外側溝９の本数が内周側に形成された内側溝８の本数よりも多く設けられているので、外周側で内周側よりも多く発生するガスや摩耗粉を摺動面４とブレーキパッド２１との間から効率よく排除でき、制動力の低下を抑制できる。

また、ブレーキロータ１の摺動面４には、内側溝８と外側溝９との間の位置に、ブレーキロータ１の回転中心と同心円の円環状溝１０が形成されている。外側溝９及び内側溝８は、円環状溝１０とは間隔を空けて設けられている。すなわち、内側溝８の外周側端部は円環状溝１０に連続しておらず、外側溝９の内周側端部は円環状溝１０に連続していない。

このように、摺動面４の内側溝８と外側溝９との間の位置に、摺動面４の回転中心と同心円の円環状溝１０が形成されていることで、ブレーキパッド２１を摺動面４に押し付ける制動動作を繰り返すうちに、ブレーキパッド２１の摺動面４に摩擦係合する摩擦面に、摺動面４の円環状溝１０に対応する形状の突条部２１ａが自然に形成される。そして、制動時には、ブレーキパッド２１の突条部２１ａがブレーキロータ１の摺動面４の円環状溝１０に嵌合することで、ブレーキパッド２１の動きがブレーキロータ１によって拘束される。これにより、制動時にブレーキロータ１の摺動面４に押し付けられたブレーキパッド２１の振動（共振）を抑制してブレーキ鳴きを抑制できる。

さらに、内側溝８及び外側溝９は、円環状溝１０とは間隔を空けて設けられ、円環状溝１０に内側溝８及び外側溝９の端部が連続していないことから、内壁面に段差のない円環状溝１０を形成できる。これにより、ブレーキパッド２１の摩擦面に円環状溝１０に対応する形状の突条部２１ａをより正確に形成でき、制動時のブレーキパッド２１の振動、ひいてはブレーキ鳴きを抑制できる。また、内側溝８及び外側溝９から排出されるガスや摩耗粉が円環状溝１０とブレーキパッド２１の突条部２１ａとの間に入り込んで突条部２１ａの形成を阻害するのを防止できる。

なお、内側溝８及び外側溝９の本数は、上記実施形態に限定されるものではなく、外側溝９の本数が内側溝８の本数よりも多く設けられている構成であればよい。例えば、図４に示すように、図１の構成に対して外側溝９の本数を増やしてもよいし、図５に示すように、図１の構成に対して内側溝８の本数を減らしてもよい。

また、図６に示すように、内側溝８と外側溝９は、ブレーキロータ１の径方向に対して、互いに逆向きに傾斜していてもよい。また、内側溝８及び外側溝９の形状は、特に限定されず、例えば図７に示すように、直線状であってもよい。また、内側溝８及び外側溝９の長さは、特に限定されず、例えば、内側溝８と外側溝９は同じ長さに形成されてもよいし、外側溝９の方が内側溝８よりも長く形成されてもよい。

なお、図４～図７の各実施形態について、平面図及び右側面図は、図１（Ｂ），（Ｃ）に示した平面図及び右側面図と同じである。また、図１～図７の各実施形態について、底面図は平面図と同じであり、左側面図は右側面図と同じである。

また、摺動面４の内周側に形成される複数の内側溝８について、互いに形状が異なっているものが含まれていてもよいし、ブレーキロータ１の径方向に対する傾斜の向きが互いに異なっているものが含まれていてもよい。摺動面４の外周側に形成される複数の外側溝９についても同様である。

また、溝８，９，１０の溝幅や溝深さは、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、溝８，９，１０断面形状は、図４に示したような略Ｕ字形に限定されず、略Ｖ字形であってもよいし、矩形であってもよい。

また、摺動面４の回転中心と同心円の円環状溝１０の本数は、２本以上であってもよい。また、内側溝８の外周側端部は円環状溝１０と繋がっている（連続している）ようにしてもよいし、外側溝９の内周側端部は円環状溝１０と繋がっているようにしてもよい。なお、ブレーキロータ１径方向における円環状溝１０の位置は任意である。また、内側溝８の内周側端部は摺動面４の内周縁部と繋がっているようにしてもよいし、外側溝９の外周側端部は摺動面４の外周縁部と繋がっている（外周縁部に開口している）ようにしてもよい。

また、上記実施形態のブレーキロータ１は、ベンチレーテッドタイプのものであるが、特にこの構成に限定されるものではなく、例えば、ソリッドタイプのブレーキロータに本発明を適用することも可能である。

本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ブレーキロータ
４摺動面
８内側溝
９外側溝
１０円環状溝
２１ブレーキパッド
２１ａ突条部
Ｒ１，Ｒ２回転方向

Claims

ブレーキパッドが押圧される円環状の摺動面に、摺動面の回転方向に対して交差する方向に延びる複数の溝が形成されているブレーキロータであって、
前記溝として、前記摺動面の内周側に形成された複数の内側溝と、外周側に形成された複数の外側溝とを備え、
前記外側溝の本数が前記内側溝の本数よりも多く設けられているとともに、
前記摺動面の前記内側溝と前記外側溝との間の位置に、前記摺動面の回転中心と同心円の円環状溝が形成されている、ブレーキロータ。
前記内側溝及び前記外側溝は、前記円環状溝とは間隔を空けて設けられている、請求項１に記載のブレーキロータ。