JPH1030664A - ブレーキディスクおよびディスク式ブレーキ - Google Patents

ブレーキディスクおよびディスク式ブレーキ

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JPH1030664A
JPH1030664A JP18604796A JP18604796A JPH1030664A JP H1030664 A JPH1030664 A JP H1030664A JP 18604796 A JP18604796 A JP 18604796A JP 18604796 A JP18604796 A JP 18604796A JP H1030664 A JPH1030664 A JP H1030664A
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JP
Japan
Prior art keywords
brake
disc
disk
brake disc
ventilation holes
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18604796A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Fujimori
弘幸 藤森
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication of JPH1030664A publication Critical patent/JPH1030664A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/0006Noise or vibration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/128Discs; Drums for disc brakes characterised by means for cooling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化することなく簡単な構成で、デ
ィスク式ブレーキの制動時に発生する不快なノイズを低
減する。 【解決手段】 ディスク式ブレーキに用いられるブレー
キディスク11は、車両の走行時には、回転軸(車両の
車軸)12を回転中心として回転する。車両の制動時に
は、ブレーキディスク11を挟むようにしてブレーキパ
ッドがその側面に接触し、摩擦力によってブレーキディ
スク11の回転が減速または停止する。ブレーキディス
ク11は、通気孔13a,13b,13c,...を有
する。各通気孔13a,13b,13c,...の円周
方向の長さは、互いに一致しないように形成する。各通
気孔間ピッチ(ある通気孔とその通気孔に隣接する通気
孔との間の間隔)は互いに一致していない。通気孔13
a,13b,13c,...を設けることにより、ブレ
ーキディスク11の対称性をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク式ブレー
キおよびそのブレーキディスクに係わり、特に、ディス
ク式ブレーキの制動時のノイズを抑制する技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】車両などに搭載されるブレーキ装置のう
ち摩擦式のブレーキは、通常、ホイールといっしょに回
転する回転体(ディスク式ブレーキでは、ブレーキディ
スク)に摩擦材(ブレーキパッド)を接触させてその摩
擦力によってホイールの回転を減速または停止する構成
である。
【0003】図3は、従来の摩擦式のブレーキの1つで
あるディスク式ブレーキについて説明する図である。デ
ィスク式ブレーキは、図3(a) に示すようなブレーキデ
ィスク101を用いる。ブレーキディスク101は、円
盤形状であり、不図示のホイールに平行に設けられる。
ブレーキディスク101は、車両の走行時にはホイール
と一緒に車軸を中心にして回転する。
【0004】ブレーキディスク101の外周近傍の側部
には、そのブレーキディスク101を挟むようにしてブ
レーキパッド102が設けられる。そして、制動時にブ
レーキペダルを踏むと、ブレーキパッド102がブレー
キディスク101の側面を両側から圧着して挟み、その
接触部における摩擦力によってホイールの回転が減速ま
たは停止される。
【0005】ブレーキディスクの形状としては、図3
(a) に示すブレーキディスク101のような単純な円盤
形状の他に、図3(b) に示すベンチュレイテッド(通気
孔)型と呼ばれるものが知られている。ベンチュレイテ
ッド型のブレーキディスク103は、ディスクの中から
外周部に向かって一定間隔で放射状に仕切った隙間を設
けた構造であり、複数の通気孔104を有する。そし
て、走行時には、回転により空気が通気孔104を流
れ、制動時の摩擦によって発生する熱が効率よく冷却さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
ク式ブレーキは、制動時に不快なノイズが発生する場合
がある。このノイズの発生するメカニズムは、正確には
解析されていないが、ブレーキパッド102との摩擦に
よってブレーキディスク101または103自体が振動
することが原因である。
【0007】ところで、図3(a) に示す従来のブレーキ
ディスク101は、円盤形状であり完全な回転対称形で
あった。また、図3(b) に示す従来のベンチュレイテッ
ド型のブレーキディスク103は、同じ大きさの通気孔
104が等間隔で放射状に設けられた構成であり、これ
も回転対称形であった。
【0008】ところが、このような対称形状の物体に
は、ある特定の周波数の振動に共振して定常波が乗りや
すい。例として、ブレーキディスク101に8節の定常
波および10節の定常波が乗ったときの状態をそれぞれ
図4(a) および(b) に示す。同図においては、定常波を
模式的に破線で表している。
【0009】上述の定常波は、ブレーキディスク101
または103の形状や材質などによって決まる固有振動
周波数と密接な関係があり、いったん発生すると短時間
では減衰しない。そして、この定常波の周波数が可聴周
波数範囲である場合、ノイズとなって不快感を与える。
【0010】ブレーキディスク101または103に乗
る定常波の周波数は、ディスクの材質および円周長さ
(すなわち、直径)などによって変化する。したがっ
て、上記定常波の周波数が可聴周波数範囲外になるよう
にディスクの材質および円周を設定すれば、ブレーキデ
ィスク101または103に定常波が乗っても、ノイズ
としては聞こえなくなるはずである。
【0011】しかしながら、ブレーキディスク101ま
たは103は、所定の強度と軽量性が要求されるので、
材質を選択する自由度は少ない。あるいは、上記定常波
の周波数を可聴周波数範囲外にずらすことを優先すれ
ば、強度、軽量性、コストのうちのいずれかを犠牲にし
た材質を選択せざるを得ないこともありうる。また、ブ
レーキディスク101または103の円周長さをかえる
手法では、ディスクを小さくするとブレーキ能力が低下
する恐れがあり、ディスクを大きくするとブレーキ装置
を組み立てるときの作業性および取り付ける際のスペー
ス効率が悪くなってしまう他、重量も増大する。したが
って、ディスクの円周長さをかえることによって上記定
常波の周波数を調整するには限界があった。
【0012】本発明の課題は、上記問題を解決するもの
であり、装置を大型化することなく簡単な構成で、ディ
スク式ブレーキの制動時に発生する不快なノイズを低減
することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のディスク式ブレ
ーキに用いられるブレーキディスクは、その形状を非回
転対称な形状とする。非回転対称な形状は、ブレーキデ
ィスクの外周部に複数の突起などを不均一に設けること
で実現する。ベンチュレイテッド型のブレーキディスク
の場合は、複数の通気孔を非対称的に設けることによっ
てその形状を非回転対称な形状としてもよい。この場
合、複数の通気孔の大きさを不均一とするか、あるい
は、複数の通気孔を設ける間隔を不均一とする。ブレー
キディスク回転対称性をなくす際、ブレーキディスクの
重心がブレーキディスクの回転軸上にくるようにする。
【0014】上述のように、ブレーキディスクの対称性
を無くせば、ブレーキディスクを振動させたときに定常
波が乗りにくくなる。従って、制動時にブレーキパッド
との摩擦によって発生するブレーキディスクの振動は、
定常波以外の振動であり、短時間のうちに減衰するの
で、ノイズが抑制される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施
形態のブレーキディスクの外観図である。ブレーキディ
スク1は、不図示のホイールに平行に設けられ、車両の
走行時には回転軸(車両の車軸)2を回転中心としてホ
イールと一緒に回転する。また、車両の制動時には、ブ
レーキディスク1を挟むようにして設けられているブレ
ーキパッド(図3(a) 参照)がブレーキディスク1の側
面に接触してその摩擦力によってブレーキディスク1
(すなわち、ホイール)の回転が減速または停止する。
【0016】ブレーキディスク1の外周部には、突起3
a〜3eが設けられている。突起3a〜3eは、ディス
クとともに一体成形される。各突起3a〜3eの円周方
向の長さは、互いに一致しないように形成されている。
図1に示す例では、例えば、各突起の円周方向の長さ
を、3e>3d>3c>3b>3aとなるように形成し
ている。また、各突起間ピッチ(ある突起とその突起に
隣接する突起との間の間隔)も互いに一致していない。
図1に示す例では、例えば、各突起間ピッチを、3b−
3c>3d−3e>3c−3d>3a−3b>3a−3
eとなるように形成している。
【0017】このように、本実施形態のブレーキディス
ク1は、その外周部に均一でない形状の突起3a〜3e
が設けられ、またそれらの各突起は非周期的な間隔で設
けられており、回転軸2を回転中心にしたときに非回転
対称な形状となっている。ただし、突起3a〜3eは、
ブレーキディスク1の重心(質量中心)が回転軸2上に
くるように形成する。ただし、前述した各突起の円周方
向の長さおよび各突起間ピッチは一例であって、これに
限定されることはなく、後述する(1) (2) の少なくとも
一方を満たせば他の長さであってもよい。
【0018】なお、上記形態は、円盤状のディスクに突
起を設ける構成であるが、円盤状のディスクの外周部を
不均一に除去することによって回転対称性を崩すように
してもよい。
【0019】次に、本発明をベンチュレイテッド型のブ
レーキディスクに適用する例を説明する。従来のベンチ
ュレイテッド型のブレーキディスクは、ディスクの中か
ら外周方向に向けて一定間隔で放射状に仕切った隙間を
設けた構造であったが、本実施形態では、ディスクの中
から外周方向に向けて非回転対称に放射状に仕切った隙
間を設けた構造となっている。放射状に仕切られた各空
間はベンチュレイテッド型のブレーキディスクの通気孔
である。そして、走行時には、回転により空気が各通気
孔を流れるので、制動時の摩擦によって発生する熱が効
率よく冷却される。
【0020】図2は、本実施形態におけるベンチュレイ
テッド型のブレーキディスクの構成図である。ブレーキ
ディスク11は、図1に示した構成と同様に、ホイール
に平行に設けられ、車両の走行時には、回転軸12を回
転中心としてホイールと一緒に回転する。また、車両の
制動時には、ブレーキディスク11を挟むようにして設
けられるブレーキパッドがブレーキディスク11の側面
に接触してその摩擦によってブレーキディスク11(す
なわち、ホイール)の回転が減速または停止する。
【0021】ブレーキディスク11は、複数の通気孔1
3a,13b,13c,...を有し、その外周部に各
通気孔の開口部が位置する。各通気孔13a,13b,
13c,...は、その円周方向の長さが互いに一致し
ないように形成されている。また、各通気孔間ピッチ
(ある通気孔とその通気孔に隣接する通気孔との間の間
隔)も互いに一致していない。
【0022】このように、ブレーキディスク11は、均
一でない形状の通気孔13a,13b,13c,...
が設けられ、また、それらの各通気孔は非周期的な間隔
で設けられており、回転軸12を回転中心にしたときに
非回転対称な形状となっている。ただし、通気孔13
a,13b,13c,...は、ブレーキディスク11
の重心が回転軸12上にくるように形成する。
【0023】次に、本実施形態のブレーキディスクにお
いて定常波が乗りにくくなることを説明する。以下で
は、図2に示したベンチュレイテッド型のブレーキディ
スクについて説明する。
【0024】上述したように、図3(a) または(b) に示
した形状のように対称性がある物体(特に、回転対称性
がある円盤状の物体)は、振動したときに定常波が乗り
やすい。
【0025】これに対して本実施形態のブレーキディス
ク11は、通気孔13a,13b,13c,...を不
均一に設けることによって回転対称性を崩している。こ
のため、ブレーキディスク11全体が共振するような定
常波は発生しなくなる。あるいは、定常波が発生すると
しても、図4に示した定常波と比べて周波数が高くな
り、可聴領域外となるので、ノイズとして認識されるこ
とはなくなる。
【0026】定常波以外の波(振動)は、定常波と較べ
て時間経過と共に急速に減衰する。このため、車両の制
動時などに、ブレーキパッドと摩擦することによってブ
レーキディスク11が振動しても、その振動は短時間で
急速に減衰するので、不快なノイズは抑制される。
【0027】なお、通気孔13a,13b,13
c,...を設ける際、回転対称性が崩れるのであれ
ば、たとえば、互いに同じ長さの通気孔を不均等な間隔
で設ける構成でもよいし、あるいは、互いに異なる長さ
の通気孔を均等な間隔で設けるような構成としてもよ
い。すなわち、ブレークディスク11においては、下記
(1) または(2) の条件のうちの少なくとも一方を満たす
ように複数の通気孔を設ける構成とする。 (1) 少なくとも各通気孔の形状がすべて一致することが
ないようにする (2) 少なくとも各通気孔間ピッチがすべて一致すること
がないようにする ただし、通気孔を設けることによってブレーキディスク
11の重心が回転軸12からずれてしまうと、回転時に
回転軸12およびブレーキディスク11自身に不要な力
が加わるので、ブレーキディスク11の重心が回転軸1
2上にくるという条件のもとに通気孔を設ける必要があ
る。
【0028】なお、上記説明は、図2に示したブレーキ
ディスク11を対象としているが、図1に示したブレー
キディスク1にも適用される。ただし、ブレーキディス
ク1においては、(1) 少なくとも各突起の形状がすべて
一致することがないようにする、(2) 少なくとも各突起
間ピッチがすべて一致することがないようにする、とい
う2つの条件のうちの少なくとも一方を満たすように複
数の突起を設けることによって回転対称性を崩すように
する。
【0029】また、上記実施形態では、ブレーキディス
クの外周部に不均一に突起を設ける構成、およびベンチ
ュレイテッド型のブレーキディスクにおいて通気孔を不
均一に設ける構成を示したが、本発明はそれらに限定さ
れるものではなく、重心を回転軸に保ちながらブレーキ
ディスク自体の回転対称性をなくした構成をすべて含
む。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、ディスク式ブレーキに
用いられるブレーキディスクを非回転対称な形状とした
ので、ブレーキディスク自体に定常波が乗りにくくな
り、制動時にブレーキパッドとの摩擦によって発生する
振動が短時間で減衰し、ノイズが抑制される。また、そ
の構成は、ブレーキディスクを大型化することなく実現
でき、組み立てる際の作業性および取付けたときのスペ
ース効率が悪化したり、重量が増大することはない。さ
らに、突起または通気孔の形状やそれらを設ける数など
によって固有振動周波数を幅広く調整できるので、ノイ
ズを抑制するためにブレーキディスク自体の材質をかえ
る必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のブレーキディスクディス
クの外観図である。
【図2】本実施形態のベンチュレイテッド型のブレーキ
ディスクの構成図である。
【図3】従来の摩擦式のブレーキの1つであるディスク
式ブレーキについて説明する図であり、(a) は一般的な
ブレーキディスクの外観、(b) はベンチュレイテッドタ
イプのブレーキディスクの外観を示す。
【図4】ブレーキディスクに定常波が乗った状態を模式
的に示す図であり、(a) および(b) はそれぞれ、8節お
よび10節の定常波が乗った場合の例である。
【符号の説明】
1 ブレークディスク 2、12 回転軸(車両の車
軸) 3a〜3e 突起 11 ベンチュレイテッド
型のブレーキディスク 13a,13b,13c,... 通気孔

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディスク式ブレーキに用いられるブレー
    キディスクであって、その形状を非回転対称な形状とし
    たことを特徴とするブレーキディスク。
  2. 【請求項2】 ディスク式ブレーキに用いられるブレー
    キディスクにおいて、回転方向の質量分布を非対称的に
    したことを特徴とするブレーキディスク。
  3. 【請求項3】 外周部に複数の突起を不均一に設けるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載のブレーキディ
    スク。
  4. 【請求項4】 ディスクブレーキに用いられるベンチュ
    レイテッド型のブレーキディスクであって、複数の通気
    孔を非対称的に設けることを特徴とするブレーキディス
    ク。
  5. 【請求項5】 上記複数の通気孔の大きさを不均一とす
    ることを特徴とする請求項4に記載のブレーキディス
    ク。
  6. 【請求項6】 上記複数の通気孔を設ける間隔を不均一
    とすることを特徴とする請求項4に記載のブレーキディ
    スク。
  7. 【請求項7】 重心が回転軸上にあることを特徴とする
    請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載のブレーキデ
    ィスク。
  8. 【請求項8】 非回転対称な形状のブレーキディスク
    と、 制動時に上記ブレーキディスクの側面に接触するブレー
    キパッドと、 を有するディスク式ブレーキ。
JP18604796A 1996-07-16 1996-07-16 ブレーキディスクおよびディスク式ブレーキ Withdrawn JPH1030664A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1683983A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-26 Sunstar Logistic Singapore Pte Ltd Braking disc with irregular profile and brake comprising the disc

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1683983A1 (en) * 2005-01-25 2006-07-26 Sunstar Logistic Singapore Pte Ltd Braking disc with irregular profile and brake comprising the disc
JP2006207817A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Sunstar Logistic Singapore Pte Ltd 不規則なプロファイルを有する制動ディスク及びこのディスクを備えたブレーキ
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Effective date: 20031007