特開 2024-117608 車両におけるブレーキ冷却構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024117608

(43)【公開日】2024-08-29

(54)【発明の名称】車両におけるブレーキ冷却構造

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/807 20060101AFI20240822BHJP

   B60G 7/00 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

F16D65/807

B60G7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023789

(22)【出願日】2023-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松尾 法秋

(72)【発明者】

【氏名】一柳 哲也

【テーマコード（参考）】

3D301

3J058

【Ｆターム（参考）】

3D301AA89

3D301DA90

3D301DA92

3J058AA43

3J058AA48

3J058AA53

3J058AA62

3J058AA69

3J058AA73

3J058AA77

3J058AA87

3J058BA37

3J058CD14

3J058CD15

3J058DD02

3J058DE02

3J058EA02

3J058EA13

(57)【要約】

【課題】ダクトの排出口から排出された空気を利用して車輪のブレーキロータを効果的に冷却できる車両におけるブレーキ冷却構造を提供する。
【解決手段】車両に設けられたサスペンションアーム２０に設けられ、前方から空気を取り入れる導入口４９及びサスペンションアームに支持部材２２を介して接続された車輪３０に設けられたブレーキロータへ向けて空気を排出する排出口を有するダクト４５を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に設けられたサスペンションアームに設けられ、前方から空気を取り入れる導入口及び前記サスペンションアームに支持部材を介して接続された車輪に設けられたブレーキロータへ向けて前記空気を排出する排出口を有するダクトを備える車両におけるブレーキ冷却構造。

【請求項2】

前記導入口の少なくとも一部が、前記車両に設けられたアンダーカバーより下方に位置する請求項１に記載の車両におけるブレーキ冷却構造。

【請求項3】

前記導入口の面積が前記排出口の面積より大きい請求項１又は請求項２に記載の車両におけるブレーキ冷却構造。

【請求項4】

前記支持部材が、前記サスペンションアームに回転可能に支持されたナックルであり、
前記ナックルに、前記ブレーキロータに接触させられるブレーキパッドを支持すると共に前記ナックルとの間に隙間を形成するキャリパが支持され、
前記隙間を介して前記ブレーキロータと前記排出口が対向する請求項１又は請求項２に記載の車両におけるブレーキ冷却構造。

【請求項5】

前記ダクトの下端面が、前記車両に設けられたアンダーカバーより下方に位置し、且つ、前記サスペンションアームの下端面と同じ上下方向位置か又は前記サスペンションアームの下端面より上方に位置する請求項１又は請求項２に記載の車両におけるブレーキ冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両におけるブレーキ冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に開示された車両は、フロントバンパに設けられたダクトを備えている。この車両が走行すると、走行風（空気）がダクトの内部を通り抜け、ダクトの空気排出口から前輪のブレーキ部へ供給される。そのため、供給された空気によって前輪のブレーキ部が冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－１７８４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１の車両では、ダクトの空気排出口から前輪のブレーキ部までの距離が長い。そのためダクトを通り抜けた空気を利用して前輪のブレーキ部を冷却するのが容易ではない。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、ダクトの排出口から排出された空気を利用して車輪のブレーキロータを効果的に冷却できる車両におけるブレーキ冷却構造を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の車両におけるブレーキ冷却構造は、車両に設けられたサスペンションアームに設けられ、前方から空気を取り入れる導入口及び前記サスペンションアームに支持部材を介して接続された車輪に設けられたブレーキロータへ向けて前記空気を排出する排出口を有するダクトを備える。

【0007】

請求項１の車両におけるブレーキ冷却構造では、支持部材を介して車輪に接続されるサスペンションアームにダクトが設けられている。そのため、ダクトの排出口から車輪に設けられたブレーキロータまでの距離が短い。そのため、請求項１の車両におけるブレーキ冷却構造では、ダクトの排出口から排出された空気を利用して車輪のブレーキロータを効果的に冷却できる。

【0008】

請求項２に記載の車両におけるブレーキ冷却構造は、請求項１において、前記導入口の少なくとも一部が、前記車両に設けられたアンダーカバーより下方に位置する。

【0009】

請求項２の車両におけるブレーキ冷却構造では、導入口の少なくとも一部がアンダーカバーより下方に位置する。そのため走行風を確実に導入口へ導くことが可能である。

【0010】

請求項３に記載の車両におけるブレーキ冷却構造は、請求項１又は請求項２において、前記導入口の面積が前記排出口の面積より大きい。

【0011】

請求項３の車両におけるブレーキ冷却構造では、導入口の面積が排出口の面積より大きい。そのため走行風を導入口へ導き易く、且つ、排出口からブレーキロータへ空気を強い圧力で供給できる。

【0012】

請求項４に記載の車両におけるブレーキ冷却構造は、請求項１又は請求項２において、前記支持部材が、前記サスペンションアームに回転可能に支持されたナックルであり、前記ナックルに、前記ブレーキロータに接触させられるブレーキパッドを支持すると共に前記ナックルとの間に隙間を形成するキャリパが支持され、前記隙間を介して前記ブレーキロータと前記排出口が対向する。

【0013】

請求項４の車両におけるブレーキ冷却構造では、ナックルとキャリパの間に形成された隙間を利用して、ダクトの排出口から排出された空気を車輪のブレーキロータに供給できる。

【0014】

請求項５に記載の車両におけるブレーキ冷却構造は、請求項１又は請求項２において、前記ダクトの下端面が、前記車両に設けられたアンダーカバーより下方に位置し、且つ、前記サスペンションアームの下端面と同じ上下方向位置か又は前記サスペンションアームの下端面より上方に位置する。

【0015】

請求項５の車両におけるブレーキ冷却構造では、アンダーカバーより下方に位置するダクトの下端面が、サスペンションアームの下端面と同じ上下方向位置か又はサスペンションアームの下端面より上方に位置する。そのため、ダクトのアンダーカバーより下方に位置する部位の正面視における面積が小さい。そのため車両の走行時に、ダクトに起因して発生する空気抵抗が大きくなり難い。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る車両におけるブレーキ冷却構造は、ダクトの排出口から排出された空気を利用して車輪のブレーキロータを効果的に冷却できる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係るブレーキ冷却構造が適用された車両の前部のダクト及び一方の前輪を省略して示す底面図である。

【図2】ブレーキ冷却構造の斜視図である。

【図3】ブレーキ冷却構造の図２とは別の方向から見たときの斜視図である。

【図4】ブレーキ冷却構造の正面図である。

【図5】ブレーキ冷却構造のダクトの図４の５－５矢線に沿う断面図である。

【図6】ブレーキロータ、ナックル、キャリパ及び隙間の模式的な側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る車両におけるブレーキ冷却構造の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＦＲは車両前後方向の前側である車両前方を示し、矢印ＬＨは車両左右方向の左側である車両左方を示し、矢印ＵＰは車両上下方向の上側である車両上方を示す。以下の説明中の前後方向、左右方向、及び上下方向は、それぞれ車両前後方向、車両左右方向、及び車両上下方向を表す。

【0019】

図１に示されたように、実施形態のブレーキ冷却構造が適用された車両１０の車体１２の前部には、左右一対のホイールハウス１４が設けられている。さらに車体１２は、その下面を構成するアンダーカバー１６を備えている。

【0020】

車両１０は、長手方向の中央部がアンダーカバー１６の上方に配置され且つ左右方向に延びるサスペンションアーム（ロアアーム）２０を備える。サスペンションアーム２０の中央部が車体１２の一部に揺動可能に支持されている。図１に示されたように、サスペンションアーム２０の左右両端部２１は左右のホイールハウス１４によって形成された空間に位置する。さらに図４に示されたように、左右の端部２１の下端面２１Ａは、正面視において左右方向と平行な第１面２１Ａ１と、第１面２１Ａ１の内側端部からサスペンションアーム２０の中央部側に向かって延び且つ正面視において左右方向に対して傾斜する第２面２１Ａ２と、を有する。左右の端部２１の下端面２１Ａは、アンダーカバー１６の左右両端部の下端面より下方に位置する。図１及び図２に示されたように、左右の端部２１には、ボールジョイント２４を介してナックル（支持部材）２２の下端部が回転可能に支持されている。ナックル２２には、車両１０に設けられたステアリング装置（図示省略）から延びるタイロッド２６が接続されている。

【0021】

前輪（車輪）３０を支持するアクスルハブがナックル２２を左右方向に貫通している。またナックル２２にはキャリパ２８が固定されている。キャリパ２８は、作動液が導入されるホイールシリンダを有し、ホイールシリンダに供給された作動液の液圧によって駆動されるブレーキパッド２９（図６参照）を支持する。前輪３０にはブレーキパッド２９と対向するブレーキロータ３２が固定されている。ブレーキペダル（図示省略）が運転者によって踏まれるとホイールシリンダに作動液が供給され、ブレーキパッド２９が前輪３０のブレーキロータ３２に押し付けられ制動力が発生する。制動力が発生したときに、ブレーキパッド２９とブレーキロータ３２との間で摩擦熱が発生する。

【0022】

さらに車両１０は、左右一対のショックアブソーバー３６（図１参照）を備える。ショックアブソーバー３６の外周側にはコイルスプリング（図示省略）が設けられている。ショックアブソーバー３６の外形を構成するハウジングの下端部は、ブラケットを介してナックル２２に連結されている。ショックアブソーバー３６のハウジングから上方に突出したピストンロッドが、アッパサポート（図示省略）を介して車体１２に取り付けられている。アッパサポートにおけるショックアブソーバー３６の取付中心点と、ボールジョイント２４を結ぶ線がキングピン軸である。即ち、本実施形態のサスペンションはストラットタイプである。

【0023】

サスペンションアーム２０の左右の端部２１には、それぞれダクト４５が設けられている。左右のダクト４５は互いに左右対称である。そのため以下の説明では右側のダクト４５についてのみ説明する。

【0024】

本実施形態のダクト４５は樹脂製の一体成形品である。但し、ダクト４５の材質は樹脂に限定されない。例えば、ダクト４５が金属製であってもよい。ダクト４５は、ダクト４５の下端部を構成する導入部４７と、導入部４７の後部から上方へ延びる中間部５１と、中間部５１の後部から後方に延びる後方突出部５３と、ダクト４５の上端部を構成する排出部５５と、を有する。図２、図４及び図５に示されたように導入部４７の正面形状は略長方形である。導入部４７の底板部４８は、第１構成部４８Ａ及び第２構成部４８Ｂによって構成されている。第１構成部４８Ａは正面視において左右方向と平行である。第２構成部４８Ｂは第１構成部４８Ａの内側端部からサスペンションアーム２０の中央部側に向かって延び且つ正面視において左右方向に対して傾斜する。さらに導入部４７の前端面には導入口４９が形成されている。図２及び図３に示されたように後方突出部５３は導入部４７より後方且つ上方に位置する。排出部５５の右端面には排出口５７が形成されている。ダクト４５は中空の構造物である。即ち、ダクト４５の内部空間の一端が導入口４９であり、内部空間の他端が排出口５７である。正面視における導入口４９の面積は、側面視における排出口５７の面積より大きい。

【0025】

図２及び図３に示されたように、後方突出部５３の下面がサスペンションアーム２０の端部２１の上面に載せられており、導入部４７の後面が端部２１の前面と隙間を形成しながら対向している。さらに図４に示されたように、正面視において導入口４９の上端部を除く部分はアンダーカバー１６の下端面より下方に位置する。さらに図４に示されたように、正面視において第２構成部４８Ｂの下端面はサスペンションアーム２０の端部２１の第２面２１Ａ２と前後方向に実質的に重なる。即ち、正面視において第２構成部４８Ｂの下端面の上下方向位置は、端部２１の第２面２１Ａ２と実質的に同じである。さらに正面視においてダクト４５の第２構成部４８Ｂ以外の部位は、端部２１の下端面２１Ａより上方に位置する。この状態で後方突出部５３が端部２１に固定される。後方突出部５３と端部２１の固定手段は如何なる手段であってもよい。例えば、端部２１の内部に固定されたウェルドナット、及び、後方突出部５３の底板を上下方向に貫通し且つウェルドナットに螺合されるボルトを、固定手段として利用してもよい。

【0026】

さらに図２、図３及び図６に示されたように、車両１０の幅方向の中央部側から前輪３０側を見たときに、各ダクト４５の排出口５７は、対応するナックル２２の一部とキャリパ２８の後端部との間に形成された隙間Ｇと左右方向に対向する。換言すると、各ダクト４５の排出口５７が隙間Ｇを介してブレーキロータ３２の一部と対向する。

【0027】

（作用並びに効果）
次に、実施形態の作用並びに効果について説明する。

【0028】

車両１０の走行中にブレーキペダルが踏まれると、ブレーキパッド２９とブレーキロータ３２との間で摩擦熱が発生する。そのためブレーキパッド２９がブレーキロータ３２に押し付けられることによりブレーキロータ３２が高温化する。

【0029】

車両１０が前進走行すると、車両１０の前方にある空気が走行風となってアンダーカバー１６と路面との間に流れ込み、走行風の一部が左右のダクト４５の導入部４７へ流入する。この走行風はダクト４５の内部空間を上方へ流れ排出口５７から外部へ排出される。排出口５７から排出された空気は、対向する隙間Ｇを通り抜けてブレーキロータ３２に供給される。

【0030】

ここで車体１２の前端部に設けられたフロントバンパ１３（図１参照）にダクト（図示省略）を設けた比較例を想定する。この比較例では、ダクトの後端部に設けられた排出口からブレーキロータ３２までの距離が長くなる。これに対して本実施形態のようにサスペンションアーム２０の端部２１にダクト４５を固定した場合は、ダクト４５の排出口５７から対応する前輪３０のブレーキロータ３２までの距離が短い。そのためダクト４５の排出口５７から排出された空気を利用して前輪３０のブレーキロータ３２を効果的に冷却できる。

【0031】

さらに図４に示されたように、ダクト４５の導入口４９の少なくとも一部がアンダーカバー１６より下方に位置する。そのため車両１０が前進走行するときに、走行風が確実に導入口４９へ導かれる。

【0032】

さらにダクト４５の導入口４９の面積が排出口５７の面積より大きい。そのため走行風を導入口４９へ導き易い。さらに排出口５７からブレーキロータ３２へ空気を強い圧力で供給できるので、排出口５７からブレーキロータ３２へ供給された空気によるブレーキロータ３２の冷却効果が大きい。

【0033】

さらにアンダーカバー１６より下方に位置するダクト４５の底板部４８の第２構成部４８Ｂの下端面の上下方向位置が端部２１の下端面２１Ａと実質的に同じであり、ダクト４５の第２構成部４８Ｂ以外の部位が下端面２１Ａより上方に位置する。そのためダクト４５のアンダーカバー１６より下方に位置する部位の正面視における面積が小さい。そのため車両１０の走行時に、ダクト４５に起因して発生する空気抵抗が大きくなり難い。

【0034】

さらに左右のナックル２２はキングピン軸回りにサスペンションアーム２０に対して回転する。さらにナックル２２の回転に伴って、ブレーキロータ３２のダクト４５に対する相対位置、並びに、隙間Ｇの形状及び隙間Ｇのダクト４５に対する相対位置が変化する。しかし本実施形態のダクト４５はサスペンションアーム２０の端部２１に設けられているので、キングピン軸からダクト４５までの距離が短い。そのためナックル２２が回転したときのブレーキロータ３２のダクト４５に対する相対位置の変化量、隙間Ｇの形状の変化量、及び隙間Ｇのダクト４５に対する相対位置の変化量は小さい。即ち、これらの変化量は、上記比較例における変化量より小さい。そのため、ナックル２２が回転した場合においても、排出口５７と隙間Ｇとを対向させて、排出口５７から排出された空気を隙間Ｇを介してブレーキロータ３２へ供給できる。

【0035】

以上、実施形態に係る車両におけるブレーキ冷却構造について説明したが、車両におけるブレーキ冷却構造は本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能である。

【0036】

例えば後輪側のサスペンションアームにダクト４５を設けて、このダクト４５の排出口５７から排出された空気によって後輪のブレーキロータを冷却してもよい。

【0037】

正面視において導入口４９全体がアンダーカバー１６の下端面より下方に位置してもよい。

【0038】

正面視においてダクト４５全体が、左右の端部２１の下端面２１Ａより上方に位置してもよい。

【0039】

サスペンションのタイプはストラットタイプに限定されない。サスペンションが何れのタイプであっても、サスペンションアーム（ロアアーム及びアッパアームの少なくとも一方）にダクト４５を設ければよい。

【符号の説明】

【0040】

１０ 車両
１６ アンダーカバー
２０ サスペンションアーム（ロアアーム）
２１Ａ 下端面
２２ ナックル（支持部材）
２８ キャリパ
２９ ブレーキパッド
３０ 前輪（車輪）
３２ ブレーキロータ
４５ ダクト
４９ 導入口
５７ 排出口
Ｇ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】