エアガイドおよび車輪構造
【課題】ディスクブレーキ機構のディスクロータを効果的に冷却する。
【解決手段】ホイール１６は、円筒状に形成されるホイールリム１６ｂを有する。ディスクブレーキ機構１３は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａにブレーキパッド３８を押接させて車輪１２に制動力を与える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａより車両内部側に配置され、且つホイールリム１６ｂ内周面から径内向きに突出するように設けられ、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。
【解決手段】ホイール１６は、円筒状に形成されるホイールリム１６ｂを有する。ディスクブレーキ機構１３は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａにブレーキパッド３８を押接させて車輪１２に制動力を与える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａより車両内部側に配置され、且つホイールリム１６ｂ内周面から径内向きに突出するように設けられ、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアガイドおよび車輪構造に関し、特にディスクブレーキ機構を有する車輪構造に設けられるエアガイド、およびディスクブレーキ機構を有する車輪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両に制動力を与えるブレーキ機構として、ディスクブレーキ機構が多く採用されている。ディスクブレーキ機構では、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させ、その摩擦力によって車輪に制動力を与える。一方、両者が摩擦することによって発生する熱が高くなると、パッドの摩耗を進行させ、またブレーキ鳴きや振動の原因となることが知られている。
【０００３】
このため、たとえば特許文献１では、リムの幅方向の略全域に亘って延在し、それぞれの延在方向はリムの幅方向に対して傾斜している複数のフィンを有する車両用ホイールが提案されている。また、たとえば特許文献２では、高熱伝導率部材を表面に配設した車両用ホイールが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９６００５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ディスクロータの摩擦摺動面は径方向に幅を有するため、上述の特許文献に記載される技術のように、リム内周の周辺におけるエアの流れを促進したりリムの温度を低下させるだけでは、摩擦摺動面の径方向に広くエアがいきわたらず、摩擦摺動面やブレーキパッドを効果的に冷却することは困難である。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクブレーキ機構のディスクロータを効果的に冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のエアガイドは、円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、を有する車輪構造に設けられ、ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。
【０００７】
この態様によれば、摩擦摺動面の周辺における径外向きへ方向へのエアフローを促進することができる。したがって、ディスクロータの摩擦摺動面やブレーキパッドを径方向にわたって広く冷却することが可能となり、パッドの摩耗およびブレーキの鳴きや振動を低減させることができる。なお、前記エアガイドはホイールリム内周面から径内向きに突出するように設けられてもよく、またはブレーキパッドをディスクロータの摩擦摺動面に押接させるキャリパユニットから径外向きに突出するように設けられてもよい。
【０００８】
また、前記ディスクロータは、第１ディスクと、前記第１ディスクより車両内部側に配置される第２ディスクと、前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に、径方向へのエアの流通を可能とするエア流通路が形成されるようそれぞれが間隔を隔てて設けられる複数のフィンと、を備えてもよい。
【０００９】
第１ディスクと第２ディスクとの間にフィンが形成される、いわゆるベンチレーテッドディスクを有するディスクブレーキ機構では、上述のようなエアガイドを設けることによって、フィン周辺のエア流通路におけるエアの流れを促進することができる。このため、ディスクホイールに摩擦摺動面をより効果的に冷却することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスクブレーキ機構のディスクロータを効果的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａにおける、キャリパユニット１４周辺の断面図である。図１は、車輪１２の回転中心を含む断面のうち、車輪１２の回転中心からキャリパユニット１４が存在する側の断面を示す。図１において、車輪構造１０Ａの左側に車両の車体本体（図示せず）が位置し、車輪構造１０Ａの右側は車両の外部となる。このため、図１において左方向を車両内部方向、右方向を車両外部方向として以下説明する。
【００１３】
車輪構造１０Ａは、車輪１２およびディスクブレーキ機構１３を備える。車輪１２はホイール１６およびタイヤ１８を有する。ディスクブレーキ機構１３は、ディスクロータ２０、キャリパユニット１４、およびブレーキパッド３８を有する。
【００１４】
ホイール１６は、ホイールディスク１６ａおよびホイールリム１６ｂを有する。ホイールリム１６ｂは円筒状に形成される。ホイールディスク１６ａは円盤状に形成され、ホイールリム１６ｂの車体に組み付けられたときの車両外部側の開口部を塞ぐようにホイールリム１６ｂと結合されている。タイヤ１８はホイールリム１６ｂの外周に取り付けられる。ホイール１６にはアルミホイールが採用されており、ホイールディスク１６ａとホイールリム１６ｂとは一体的に成形されている。なお、ホイール１６にスチールホイールが採用されてもよいことは勿論である。
【００１５】
ディスクロータ２０は、第１ディスク２２、第２ディスク２４、およびフィン２６を有する、いわゆるベンチレーテッドディスクが採用されている。第１ディスク２２は、中心部周辺が椀型に一方に凹まされた円盤状に形成されている。第２ディスク２４は環状に形成され、椀型に凹まされていない第１ディスク２２の径方向外側の環状の部分と略同一形状に形成されている。
【００１６】
フィン２６は径方向に細長く延在するよう形成され、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間に、周方向にそれぞれが均等な間隔を隔てて複数設けられる。これらフィン２６の各々が第１ディスク２２および第２ディスク２４に結合され、その結果、第１ディスク２２と第２ディスク２４とが一体的に結合される。このようにフィン２６が設けられることによって、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間に、径方向にエアを流通させるエア流通路が形成される。
【００１７】
フィン２６が結合された面と反対側の第１ディスク２２の面に摩擦摺動面２０ａが形成される。また、フィン２６が結合された面と反対側の第２ディスク２４の面に同様に摩擦摺動面２０ａが形成される。
【００１８】
車体には回転可能なハブ２８が設けられている。ハブ２８には車両外部方向にネジ部が突出するようにハブボルト３０が圧入されている。ハブ２８の車両外部側の面に、ディスクロータ２０の椀型に凹んだ内側の面が当てつけられ、さらにその外側から車輪１２がディスクロータ２０に当てつけられる。この状態でハブナット３２がハブボルト３０に螺合されることによって、車輪１２、ディスクロータ２０、およびハブ２８が共に回転可能となるように相互に固定される。したがって、ディスクロータ２０に制動力が与えられることにより車輪１２にも制動力が与えられる。
【００１９】
キャリパユニット１４は、キャリパ３６およびピストン３４を有する。キャリパ３６は、シリンダハウジング３６ａおよび爪部３６ｂを有する。シリンダハウジング３６ａと爪部３６ｂとは相互に対向し、一部において相互に一体的に結合されている。この結果、キャリパ３６はコ字状に形成されている。
【００２０】
シリンダハウジング３６ａの内部には、爪部３６ｂに向かって開口する円柱状の空間部であるシリンダ部（図示せず）が設けられている。ピストン３４はシリンダ部の内径と略同一の外径を有する円柱状に形成され、シリンダ部に嵌挿されている。
【００２１】
第１の実施形態に係るキャリパ３６は浮動型のものが採用されている。キャリパ３６は、公知のスライドピン機構等により、車両左右方向に所定範囲を移動可能にマウンティングに支持される。このときキャリパ３６は、シリンダハウジング３６ａが車両内部方向に位置し、爪部３６ｂが車両外側方向に位置し、シリンダ部の中心軸が車両左右方向に向くようマウンティングに支持される。また、キャリパ３６は、爪部３６ｂとシリンダ部との間にディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａが位置するよう配置される。
【００２２】
ブレーキパッド３８は摩擦材４０、およびパッド裏金４２を有する。パッド裏金４２は略長方形の外形を有する板状に形成される。摩擦材４０は、パッド裏金４２の長辺および短辺より僅かに小さい長辺および短辺の長方形の外形を有する板状に形成される。摩擦材４０は、ノンメタリック系、ローメタリック系、カーボンメタリック系などの材質により形成される。パッド裏金４２は、鉄系の金属材料などにより形成される。摩擦材４０とパッド裏金４２とは、双方の側面同士が接着され相互に固定される。
【００２３】
ブレーキパッド３８は、車両内部側の摩擦摺動面２０ａとピストン３４との間、および車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間にそれぞれ１つずつ配置される。車両内部側の摩擦摺動面２０ａとピストン３４との間に配置されるブレーキパッド３８（以下、「車両内部側のブレーキパッド３８」という）は、摩擦材４０がその一方の摩擦摺動面２０ａに対向するように配置される。車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間に配置されるブレーキパッド３８（以下、「車両外部側のブレーキパッド３８」という）は、摩擦材４０と他方の摩擦摺動面２０ａとが対向するように配置される。
【００２４】
ブレーキパッド３８は、マウンティングによってディスクロータ径方向および周方向の移動が規制される。ただし、車両内部側のブレーキパッド３８は車両内部側の摩擦摺動面２０ａとシリンダ部の開口部との間において、車両外部側のブレーキパッド３８は車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間において、ディスクロータ軸方向に移動可能とされている。
【００２５】
シリンダ部は、液圧配管を通じてマスタシリンダ（図示せず）、または増圧弁（図示せず）や減圧弁（図示せず）に連通している。運転者がブレーキペダル（図示せず）を踏み込み操作することによりマスタシリンダにおける作動液圧であるマスタシリンダ圧が増圧し、またはブレーキペダルの操作量やマスタシリンダ圧に応じて増圧弁が開弁し、シリンダ部に作動液が供給されシリンダ部の作動液圧が増圧される。この結果、ピストン３４が車両内部側のブレーキパッド３８に向かって推進される。
【００２６】
ピストン３４が推進される前は、ブレーキパッド３８の各々は、摩擦材４０がディスクロータ２０から離間した位置である初期位置に位置している。ピストン３４が車両内部側のブレーキパッド３８に向かって推進されると、車両内部側のブレーキパッド３８がピストン３４によって押され、その摩擦材４０が車両内部側の摩擦摺動面２０ａに押接される。また、その反力によってキャリパ３６全体が車両内部方向に摺動し、車両外部側のブレーキパッド３８が爪部３６ｂによって押され、その摩擦材４０が車両外部側の摩擦摺動面２０ａに押接される。このように、ディスクブレーキ機構１３は、運転者のブレーキペダルの操作量に応じた力で、ブレーキパッド３８の摩擦材４０をディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接させ、ディスクロータ２０及び車輪に制動力を与える。
【００２７】
運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を解除することにより、マスタシリンダ圧が減圧し、またはブレーキペダルの操作量やマスタシリンダ圧に応じて減圧弁が開弁し、シリンダ部の外部に作動液が排出されシリンダ部の作動液圧が減圧される。この結果、ピストン３４が爪部３６ｂから離間する方向に向かって推進される。これによってブレーキパッド３８の各々が初期位置に戻され、ブレーキパッド３８の摩擦材４０が摩擦摺動面２０ａから離間することによってディスクロータ２０および車輪に与えられていた制動力が解除される。
【００２８】
このような車輪構造１０Ａでは、ディスクロータ２０はホイールリム１６ｂに囲われる領域に配置される。一方、ブレーキパッド３８の摩擦材４０がディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接されることによって、両者の間に摩擦熱が発生する。この摩擦熱が高くなると、パッドの摩耗を進行させ、またブレーキ鳴きや振動の原因となることが知られている。このため、ホイールリム１６ｂに囲われる領域にエアフローを形成させるべく、ホイール１６のホイールディスク１６ａには、車両内部側から車両外部側へと貫通する貫通孔１６ｃが設けられている。貫通孔１６ｃが設けられることにより、ホイール１６より車両内部からディスクロータ２０周辺に流入し、貫通孔１６ｃから車両外部に排出されるエアフローが形成され、このエアフローによるディスクロータ２０の冷却が図られている。
【００２９】
しかし、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａは、貫通孔１６ｃの径方向内側の部分を覆う位置に設けられる。また、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間には、キャリパ３６を収容するための間隔が形成される。このため、このままの状態では、貫通孔１６ｃから車両外部に排出されるエアの多くは、図１において２点鎖線の矢印（以下、「矢印Ｆ１」という）で示されるように、車両内部側から、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れ、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間に形成された間隔を通過してきたものとなる。
【００３０】
このようなエアフローが形成されている場合、図１において実線の矢印（以下、「矢印Ｆ２」という）で示される流路に流れるエア、すなわち、摩擦摺動面２０ａの周辺や、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間において複数のフィン２６同士の間隔部に形成されるエア連通路を径外向きに流れて、ホイールディスク１６ａの貫通孔１６ｃからホイール１６外側に排出されるエアの流量が低減される。このため、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａを全体的に冷却することが困難となり、特にディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａのうち径方向内側の部分や、第１ディスク２２の摩擦摺動面２０ａを効果的に冷却することが困難となる。
【００３１】
このような点を考慮し、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａはエアガイド４４を備える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａよりもホイール１６の軸方向の車両内部側に、ホイールリム１６ｂ内周面から径内向きに突出するように設けられる。エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂの全内周面から径内向きに突出するよう設けられるため、この突出部はホイールリム１６ｂ内周面から径方向内向きに幅をもって延在する円環部を形成する。エアガイド４４の円環部の幅は、キャリパユニット１４またはこれに接続する配管から小さな間隔を隔てるような長さとされている。
【００３２】
エアガイド４４はホイール１６とは別体として設けられている。エアガイド４４は、円環部の外周部から車両外部方向に延びる曲げ部を有しており、この曲げ部がホイールリム１６ｂ内周面に固定されている。本実施形態ではエアガイド４４はホイールリム１６ｂ内周面にねじ止めで固定されている。なお、エアガイド４４はホイールリム１６ｂ内周面に、たとえば溶接、リベット止め、圧入、かしめ、ラッチによる係合など、他の固定手段で固定されてもよい。また、エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂと一体的に成形されていてもよい。
【００３３】
エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。これによって、矢印Ｆ１に示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。
【００３４】
このようにディスクロータ２０に形成されるエア連通路や摩擦摺動面２０ａの周辺を流れるエアが増加することによって、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く、かつ均一に冷却することが可能となる。また、ブレーキパッド３８も効果的に冷却することが可能となる。この結果、ブレーキパッド３８の摩擦材４０の摩耗や、ブレーキパッド３８がディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接されることにより発生するブレーキ鳴きや振動を低減させることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂにおける、キャリパユニット１４周辺の断面図である。なお、特に言及しない限り、第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂの構成は、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａの構成と同様である。図２は、車輪１２の回転中心を含む断面のうち、車輪１２の回転中心からキャリパユニット１４が存在する側の断面を示す。図２において左方向が車両内部方向、右方向が車両外部方向となる点は図１と同様である。
【００３６】
第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂは、エアガイド４６を備える。第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａはエアガイド４４を備える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａよりもホイール１６の軸方向の車両内部側において、キャリパユニット１４から径外向きに突出するように設けられる。エアガイド４６の外形のうち車輪１２の回転中心から最も遠い部分の外形は、ホイールリム１６ｂと小さな間隔を隔てた円弧状に形成される。
【００３７】
エアガイド４６はキャリパ３６とは別体として設けられている。エアガイド４６は、径方向内側において車両外部方向に延びる曲げ部を有しており、この曲げ部がキャリパ３６のシリンダハウジング３６ａの外面に固定されている。本実施形態では、エアガイド４６はキャリパ３６の外面にねじ止めで固定されている。なお、エアガイド４６がキャリパ３６の外面に、たとえば溶接、リベット止め、圧入、かしめ、ラッチによる係合など、他の固定手段で固定されてもよい。また、エアガイド４６がキャリパ３６と一体的に成形されていてもよい。
【００３８】
エアガイド４６は、キャリパユニット１４の周辺において、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。これによって、キャリパユニット１４の周辺において、矢印Ｆ１で示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。
【００３９】
このように、キャリパユニット１４の周辺においてエアの流路を遮るエアガイド４６を形成することにより、ホイールリム１６ｂの全内周の近傍においてエアの流路を遮るエアガイドを設けるより、小さい部材でエアガイド４６を形成することが可能となる。このため、エアガイド４６を設けることによるコストの増加を抑制することができる。
【００４０】
また、キャリパユニット１４の周辺において、ディスクロータ２０に形成されるエア連通路や摩擦摺動面２０ａの周辺を流れるエアが増加するため、キャリパユニット１４の周辺において、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く冷却することが可能となり、またブレーキパッド３８も効果的に冷却することが可能となる。
【００４１】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００４２】
ある変形例では、ナックルアームなどの車体本体に円環部が固定される。円環部は、ホイールリム１６ｂの内周面に間隔を隔てた外周を有し、外周部から径内向き方向に所定の幅延在する。円環部の幅は、キャリパユニット１４またはこれに接続する配管から小さな間隔を隔てるような長さとされている。
【００４３】
このように設けられた円環部は、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間へ車両内部側から流入するエアの一部を遮る。これによって、矢印Ｆ１で示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。したがって、このような円環部を設けることによっても、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く、かつ均一に冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態に係る車輪構造における、キャリパユニット周辺の断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る車輪構造における、キャリパユニット周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ及び１０Ｂ 車輪構造、 １２ 車輪、 １３ ディスクブレーキ機構、 １４ キャリパユニット、 １６ ホイール、 １６ａ ホイールディスク、 １６ｂ ホイールリム、 １６ｃ 貫通孔、 ２０ ディスクロータ、 ２０ａ 摩擦摺動面、 ２２ 第１ディスク、 ２４ 第２ディスク、 ２６ フィン、 ３６ キャリパ、 ３８ ブレーキパッド、 ４４ エアガイド、 ４６ エアガイド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアガイドおよび車輪構造に関し、特にディスクブレーキ機構を有する車輪構造に設けられるエアガイド、およびディスクブレーキ機構を有する車輪構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両に制動力を与えるブレーキ機構として、ディスクブレーキ機構が多く採用されている。ディスクブレーキ機構では、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させ、その摩擦力によって車輪に制動力を与える。一方、両者が摩擦することによって発生する熱が高くなると、パッドの摩耗を進行させ、またブレーキ鳴きや振動の原因となることが知られている。
【０００３】
このため、たとえば特許文献１では、リムの幅方向の略全域に亘って延在し、それぞれの延在方向はリムの幅方向に対して傾斜している複数のフィンを有する車両用ホイールが提案されている。また、たとえば特許文献２では、高熱伝導率部材を表面に配設した車両用ホイールが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１９６００５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ディスクロータの摩擦摺動面は径方向に幅を有するため、上述の特許文献に記載される技術のように、リム内周の周辺におけるエアの流れを促進したりリムの温度を低下させるだけでは、摩擦摺動面の径方向に広くエアがいきわたらず、摩擦摺動面やブレーキパッドを効果的に冷却することは困難である。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクブレーキ機構のディスクロータを効果的に冷却することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のエアガイドは、円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、を有する車輪構造に設けられ、ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。
【０００７】
この態様によれば、摩擦摺動面の周辺における径外向きへ方向へのエアフローを促進することができる。したがって、ディスクロータの摩擦摺動面やブレーキパッドを径方向にわたって広く冷却することが可能となり、パッドの摩耗およびブレーキの鳴きや振動を低減させることができる。なお、前記エアガイドはホイールリム内周面から径内向きに突出するように設けられてもよく、またはブレーキパッドをディスクロータの摩擦摺動面に押接させるキャリパユニットから径外向きに突出するように設けられてもよい。
【０００８】
また、前記ディスクロータは、第１ディスクと、前記第１ディスクより車両内部側に配置される第２ディスクと、前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に、径方向へのエアの流通を可能とするエア流通路が形成されるようそれぞれが間隔を隔てて設けられる複数のフィンと、を備えてもよい。
【０００９】
第１ディスクと第２ディスクとの間にフィンが形成される、いわゆるベンチレーテッドディスクを有するディスクブレーキ機構では、上述のようなエアガイドを設けることによって、フィン周辺のエア流通路におけるエアの流れを促進することができる。このため、ディスクホイールに摩擦摺動面をより効果的に冷却することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスクブレーキ機構のディスクロータを効果的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａにおける、キャリパユニット１４周辺の断面図である。図１は、車輪１２の回転中心を含む断面のうち、車輪１２の回転中心からキャリパユニット１４が存在する側の断面を示す。図１において、車輪構造１０Ａの左側に車両の車体本体（図示せず）が位置し、車輪構造１０Ａの右側は車両の外部となる。このため、図１において左方向を車両内部方向、右方向を車両外部方向として以下説明する。
【００１３】
車輪構造１０Ａは、車輪１２およびディスクブレーキ機構１３を備える。車輪１２はホイール１６およびタイヤ１８を有する。ディスクブレーキ機構１３は、ディスクロータ２０、キャリパユニット１４、およびブレーキパッド３８を有する。
【００１４】
ホイール１６は、ホイールディスク１６ａおよびホイールリム１６ｂを有する。ホイールリム１６ｂは円筒状に形成される。ホイールディスク１６ａは円盤状に形成され、ホイールリム１６ｂの車体に組み付けられたときの車両外部側の開口部を塞ぐようにホイールリム１６ｂと結合されている。タイヤ１８はホイールリム１６ｂの外周に取り付けられる。ホイール１６にはアルミホイールが採用されており、ホイールディスク１６ａとホイールリム１６ｂとは一体的に成形されている。なお、ホイール１６にスチールホイールが採用されてもよいことは勿論である。
【００１５】
ディスクロータ２０は、第１ディスク２２、第２ディスク２４、およびフィン２６を有する、いわゆるベンチレーテッドディスクが採用されている。第１ディスク２２は、中心部周辺が椀型に一方に凹まされた円盤状に形成されている。第２ディスク２４は環状に形成され、椀型に凹まされていない第１ディスク２２の径方向外側の環状の部分と略同一形状に形成されている。
【００１６】
フィン２６は径方向に細長く延在するよう形成され、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間に、周方向にそれぞれが均等な間隔を隔てて複数設けられる。これらフィン２６の各々が第１ディスク２２および第２ディスク２４に結合され、その結果、第１ディスク２２と第２ディスク２４とが一体的に結合される。このようにフィン２６が設けられることによって、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間に、径方向にエアを流通させるエア流通路が形成される。
【００１７】
フィン２６が結合された面と反対側の第１ディスク２２の面に摩擦摺動面２０ａが形成される。また、フィン２６が結合された面と反対側の第２ディスク２４の面に同様に摩擦摺動面２０ａが形成される。
【００１８】
車体には回転可能なハブ２８が設けられている。ハブ２８には車両外部方向にネジ部が突出するようにハブボルト３０が圧入されている。ハブ２８の車両外部側の面に、ディスクロータ２０の椀型に凹んだ内側の面が当てつけられ、さらにその外側から車輪１２がディスクロータ２０に当てつけられる。この状態でハブナット３２がハブボルト３０に螺合されることによって、車輪１２、ディスクロータ２０、およびハブ２８が共に回転可能となるように相互に固定される。したがって、ディスクロータ２０に制動力が与えられることにより車輪１２にも制動力が与えられる。
【００１９】
キャリパユニット１４は、キャリパ３６およびピストン３４を有する。キャリパ３６は、シリンダハウジング３６ａおよび爪部３６ｂを有する。シリンダハウジング３６ａと爪部３６ｂとは相互に対向し、一部において相互に一体的に結合されている。この結果、キャリパ３６はコ字状に形成されている。
【００２０】
シリンダハウジング３６ａの内部には、爪部３６ｂに向かって開口する円柱状の空間部であるシリンダ部（図示せず）が設けられている。ピストン３４はシリンダ部の内径と略同一の外径を有する円柱状に形成され、シリンダ部に嵌挿されている。
【００２１】
第１の実施形態に係るキャリパ３６は浮動型のものが採用されている。キャリパ３６は、公知のスライドピン機構等により、車両左右方向に所定範囲を移動可能にマウンティングに支持される。このときキャリパ３６は、シリンダハウジング３６ａが車両内部方向に位置し、爪部３６ｂが車両外側方向に位置し、シリンダ部の中心軸が車両左右方向に向くようマウンティングに支持される。また、キャリパ３６は、爪部３６ｂとシリンダ部との間にディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａが位置するよう配置される。
【００２２】
ブレーキパッド３８は摩擦材４０、およびパッド裏金４２を有する。パッド裏金４２は略長方形の外形を有する板状に形成される。摩擦材４０は、パッド裏金４２の長辺および短辺より僅かに小さい長辺および短辺の長方形の外形を有する板状に形成される。摩擦材４０は、ノンメタリック系、ローメタリック系、カーボンメタリック系などの材質により形成される。パッド裏金４２は、鉄系の金属材料などにより形成される。摩擦材４０とパッド裏金４２とは、双方の側面同士が接着され相互に固定される。
【００２３】
ブレーキパッド３８は、車両内部側の摩擦摺動面２０ａとピストン３４との間、および車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間にそれぞれ１つずつ配置される。車両内部側の摩擦摺動面２０ａとピストン３４との間に配置されるブレーキパッド３８（以下、「車両内部側のブレーキパッド３８」という）は、摩擦材４０がその一方の摩擦摺動面２０ａに対向するように配置される。車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間に配置されるブレーキパッド３８（以下、「車両外部側のブレーキパッド３８」という）は、摩擦材４０と他方の摩擦摺動面２０ａとが対向するように配置される。
【００２４】
ブレーキパッド３８は、マウンティングによってディスクロータ径方向および周方向の移動が規制される。ただし、車両内部側のブレーキパッド３８は車両内部側の摩擦摺動面２０ａとシリンダ部の開口部との間において、車両外部側のブレーキパッド３８は車両外部側の摩擦摺動面２０ａと爪部３６ｂとの間において、ディスクロータ軸方向に移動可能とされている。
【００２５】
シリンダ部は、液圧配管を通じてマスタシリンダ（図示せず）、または増圧弁（図示せず）や減圧弁（図示せず）に連通している。運転者がブレーキペダル（図示せず）を踏み込み操作することによりマスタシリンダにおける作動液圧であるマスタシリンダ圧が増圧し、またはブレーキペダルの操作量やマスタシリンダ圧に応じて増圧弁が開弁し、シリンダ部に作動液が供給されシリンダ部の作動液圧が増圧される。この結果、ピストン３４が車両内部側のブレーキパッド３８に向かって推進される。
【００２６】
ピストン３４が推進される前は、ブレーキパッド３８の各々は、摩擦材４０がディスクロータ２０から離間した位置である初期位置に位置している。ピストン３４が車両内部側のブレーキパッド３８に向かって推進されると、車両内部側のブレーキパッド３８がピストン３４によって押され、その摩擦材４０が車両内部側の摩擦摺動面２０ａに押接される。また、その反力によってキャリパ３６全体が車両内部方向に摺動し、車両外部側のブレーキパッド３８が爪部３６ｂによって押され、その摩擦材４０が車両外部側の摩擦摺動面２０ａに押接される。このように、ディスクブレーキ機構１３は、運転者のブレーキペダルの操作量に応じた力で、ブレーキパッド３８の摩擦材４０をディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接させ、ディスクロータ２０及び車輪に制動力を与える。
【００２７】
運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を解除することにより、マスタシリンダ圧が減圧し、またはブレーキペダルの操作量やマスタシリンダ圧に応じて減圧弁が開弁し、シリンダ部の外部に作動液が排出されシリンダ部の作動液圧が減圧される。この結果、ピストン３４が爪部３６ｂから離間する方向に向かって推進される。これによってブレーキパッド３８の各々が初期位置に戻され、ブレーキパッド３８の摩擦材４０が摩擦摺動面２０ａから離間することによってディスクロータ２０および車輪に与えられていた制動力が解除される。
【００２８】
このような車輪構造１０Ａでは、ディスクロータ２０はホイールリム１６ｂに囲われる領域に配置される。一方、ブレーキパッド３８の摩擦材４０がディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接されることによって、両者の間に摩擦熱が発生する。この摩擦熱が高くなると、パッドの摩耗を進行させ、またブレーキ鳴きや振動の原因となることが知られている。このため、ホイールリム１６ｂに囲われる領域にエアフローを形成させるべく、ホイール１６のホイールディスク１６ａには、車両内部側から車両外部側へと貫通する貫通孔１６ｃが設けられている。貫通孔１６ｃが設けられることにより、ホイール１６より車両内部からディスクロータ２０周辺に流入し、貫通孔１６ｃから車両外部に排出されるエアフローが形成され、このエアフローによるディスクロータ２０の冷却が図られている。
【００２９】
しかし、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａは、貫通孔１６ｃの径方向内側の部分を覆う位置に設けられる。また、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間には、キャリパ３６を収容するための間隔が形成される。このため、このままの状態では、貫通孔１６ｃから車両外部に排出されるエアの多くは、図１において２点鎖線の矢印（以下、「矢印Ｆ１」という）で示されるように、車両内部側から、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れ、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間に形成された間隔を通過してきたものとなる。
【００３０】
このようなエアフローが形成されている場合、図１において実線の矢印（以下、「矢印Ｆ２」という）で示される流路に流れるエア、すなわち、摩擦摺動面２０ａの周辺や、第１ディスク２２と第２ディスク２４との間において複数のフィン２６同士の間隔部に形成されるエア連通路を径外向きに流れて、ホイールディスク１６ａの貫通孔１６ｃからホイール１６外側に排出されるエアの流量が低減される。このため、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａを全体的に冷却することが困難となり、特にディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａのうち径方向内側の部分や、第１ディスク２２の摩擦摺動面２０ａを効果的に冷却することが困難となる。
【００３１】
このような点を考慮し、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａはエアガイド４４を備える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａよりもホイール１６の軸方向の車両内部側に、ホイールリム１６ｂ内周面から径内向きに突出するように設けられる。エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂの全内周面から径内向きに突出するよう設けられるため、この突出部はホイールリム１６ｂ内周面から径方向内向きに幅をもって延在する円環部を形成する。エアガイド４４の円環部の幅は、キャリパユニット１４またはこれに接続する配管から小さな間隔を隔てるような長さとされている。
【００３２】
エアガイド４４はホイール１６とは別体として設けられている。エアガイド４４は、円環部の外周部から車両外部方向に延びる曲げ部を有しており、この曲げ部がホイールリム１６ｂ内周面に固定されている。本実施形態ではエアガイド４４はホイールリム１６ｂ内周面にねじ止めで固定されている。なお、エアガイド４４はホイールリム１６ｂ内周面に、たとえば溶接、リベット止め、圧入、かしめ、ラッチによる係合など、他の固定手段で固定されてもよい。また、エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂと一体的に成形されていてもよい。
【００３３】
エアガイド４４は、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。これによって、矢印Ｆ１に示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。
【００３４】
このようにディスクロータ２０に形成されるエア連通路や摩擦摺動面２０ａの周辺を流れるエアが増加することによって、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く、かつ均一に冷却することが可能となる。また、ブレーキパッド３８も効果的に冷却することが可能となる。この結果、ブレーキパッド３８の摩擦材４０の摩耗や、ブレーキパッド３８がディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａに押接されることにより発生するブレーキ鳴きや振動を低減させることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂにおける、キャリパユニット１４周辺の断面図である。なお、特に言及しない限り、第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂの構成は、第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａの構成と同様である。図２は、車輪１２の回転中心を含む断面のうち、車輪１２の回転中心からキャリパユニット１４が存在する側の断面を示す。図２において左方向が車両内部方向、右方向が車両外部方向となる点は図１と同様である。
【００３６】
第２の実施形態に係る車輪構造１０Ｂは、エアガイド４６を備える。第１の実施形態に係る車輪構造１０Ａはエアガイド４４を備える。エアガイド４４は、ディスクロータ２０の摩擦摺動面２０ａよりもホイール１６の軸方向の車両内部側において、キャリパユニット１４から径外向きに突出するように設けられる。エアガイド４６の外形のうち車輪１２の回転中心から最も遠い部分の外形は、ホイールリム１６ｂと小さな間隔を隔てた円弧状に形成される。
【００３７】
エアガイド４６はキャリパ３６とは別体として設けられている。エアガイド４６は、径方向内側において車両外部方向に延びる曲げ部を有しており、この曲げ部がキャリパ３６のシリンダハウジング３６ａの外面に固定されている。本実施形態では、エアガイド４６はキャリパ３６の外面にねじ止めで固定されている。なお、エアガイド４６がキャリパ３６の外面に、たとえば溶接、リベット止め、圧入、かしめ、ラッチによる係合など、他の固定手段で固定されてもよい。また、エアガイド４６がキャリパ３６と一体的に成形されていてもよい。
【００３８】
エアガイド４６は、キャリパユニット１４の周辺において、ホイールリム１６ｂ内周面に沿ってホイールリム１６ｂの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮る。これによって、キャリパユニット１４の周辺において、矢印Ｆ１で示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。
【００３９】
このように、キャリパユニット１４の周辺においてエアの流路を遮るエアガイド４６を形成することにより、ホイールリム１６ｂの全内周の近傍においてエアの流路を遮るエアガイドを設けるより、小さい部材でエアガイド４６を形成することが可能となる。このため、エアガイド４６を設けることによるコストの増加を抑制することができる。
【００４０】
また、キャリパユニット１４の周辺において、ディスクロータ２０に形成されるエア連通路や摩擦摺動面２０ａの周辺を流れるエアが増加するため、キャリパユニット１４の周辺において、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く冷却することが可能となり、またブレーキパッド３８も効果的に冷却することが可能となる。
【００４１】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００４２】
ある変形例では、ナックルアームなどの車体本体に円環部が固定される。円環部は、ホイールリム１６ｂの内周面に間隔を隔てた外周を有し、外周部から径内向き方向に所定の幅延在する。円環部の幅は、キャリパユニット１４またはこれに接続する配管から小さな間隔を隔てるような長さとされている。
【００４３】
このように設けられた円環部は、ディスクロータ２０外周とホイールリム１６ｂ内周面との間へ車両内部側から流入するエアの一部を遮る。これによって、矢印Ｆ１で示される流路に流れるエアが抑制される一方、矢印Ｆ２で示される流路に流れるエアが増加する。したがって、このような円環部を設けることによっても、摩擦摺動面２０ａを径方向にわたって広く、かつ均一に冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態に係る車輪構造における、キャリパユニット周辺の断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る車輪構造における、キャリパユニット周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ及び１０Ｂ 車輪構造、 １２ 車輪、 １３ ディスクブレーキ機構、 １４ キャリパユニット、 １６ ホイール、 １６ａ ホイールディスク、 １６ｂ ホイールリム、 １６ｃ 貫通孔、 ２０ ディスクロータ、 ２０ａ 摩擦摺動面、 ２２ 第１ディスク、 ２４ 第２ディスク、 ２６ フィン、 ３６ キャリパ、 ３８ ブレーキパッド、 ４４ エアガイド、 ４６ エアガイド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、を有する車輪構造に設けられるエアガイドであって、
ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮ることを特徴とするエアガイド。
【請求項２】
ホイールリム内周面から径内向きに突出するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアガイド。
【請求項３】
ブレーキパッドをディスクロータの摩擦摺動面に押接させるキャリパユニットから、径外向きに突出するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアガイド。
【請求項４】
円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、
ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、
ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮るエアガイドと、
を備えることを特徴とする車輪構造。
【請求項５】
前記ディスクロータは、
第１ディスクと、
前記第１ディスクより車両内部側に配置される第２ディスクと、
前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に、径方向へのエアの流通を可能とするエア流通路が形成されるようそれぞれが間隔を隔てて設けられる複数のフィンと、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の車輪構造。
【請求項１】
円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、を有する車輪構造に設けられるエアガイドであって、
ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮ることを特徴とするエアガイド。
【請求項２】
ホイールリム内周面から径内向きに突出するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアガイド。
【請求項３】
ブレーキパッドをディスクロータの摩擦摺動面に押接させるキャリパユニットから、径外向きに突出するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアガイド。
【請求項４】
円筒状に形成されるホイールリムを有するホイールと、
ディスクロータの摩擦摺動面にブレーキパッドを押接させて車輪に制動力を与えるディスクブレーキ機構と、
ディスクロータの摩擦摺動面より車両内部側に配置され、ホイールリム内周面に沿ってホイールリムの幅に渡って車両外部方向に流れるエアの一部を遮るエアガイドと、
を備えることを特徴とする車輪構造。
【請求項５】
前記ディスクロータは、
第１ディスクと、
前記第１ディスクより車両内部側に配置される第２ディスクと、
前記第１ディスクと前記第２ディスクとの間に、径方向へのエアの流通を可能とするエア流通路が形成されるようそれぞれが間隔を隔てて設けられる複数のフィンと、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の車輪構造。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−３７２９５（Ｐ２００８−３７２９５Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５５３８（Ｐ２００６−２１５５３８）
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月８日（２００６．８．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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