特開 2024-161657 車両の制動装置

(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】P2024161657

(43)【公開日】2024-11-20

(54)【発明の名称】車両の制動装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/847 20060101AFI20241113BHJP

   F16D 65/12 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

F16D65/847

F16D65/12 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023076484

(22)【出願日】2023-05-08

(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

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】杵島 史彦

(72)【発明者】

【氏名】湊 雅之

【テーマコード（参考）】

3J058

【Ｆターム（参考）】

3J058AA43

3J058AA53

3J058BA37

3J058CB23

3J058DE02

3J058FA01

(57)【要約】

【課題】ディスクロータの冷却効率の向上を図る上で実用性の高い構成を提供する。
【解決手段】キャリパ５１を支持するキャリパブラケット６のブラケット本体部６１に、ダストカバー７の切り欠き部分の開放方向に向かうに従ってディスクロータ３側に指向する導風面６９を設ける。これにより、ブレーキダクト８によってキャリパブラケット６付近まで案内された空気の大部分をダストカバーの７の切り欠き部分を経てディスクロータ３に導くことができ、ディスクロータ３を効果的に冷却することが可能になる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪と一体的に回転するディスクロータと、該ディスクロータに摩擦制動力を発生させるブレーキユニットとを備えた車両の制動装置において、
前記ディスクロータには、冷却用の空気が送り込まれる導風領域が規定されており、
前記ディスクロータに対する車幅方向の内側には導風部材が配設されており、該導風部材には、前記導風領域に向かうに従って前記ディスクロータ側に指向する導風面が設けられていることを特徴とする車両の制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両の制動装置に係る。特に、本発明は、ディスクロータを効果的に冷却するための改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の制動装置としてディスクブレーキ装置が知られている。この種の装置はディスクロータをブレーキパッドで挟持して制動力（摩擦制動力）を発生させることから、ディスクロータが高温になることに起因する制動力の不安定化が懸念される。このため、ディスクロータを冷却（空冷）するための構成が種々提案されている。

【0003】

特許文献１には、ディスクロータの車幅方向内面側に配設されたダストカバー外周端を、ホイールのリム部の内周面に非接触状態で近接させ、これによって、ダストカバーの車幅方向内側を正圧領域にし、ディスクロータ外周端側を負圧領域にすることが開示されている。そして、これら正圧領域と負圧領域との圧力差により、ディスクロータの周辺を流れる空気流速の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－６０１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ディスクロータの周辺には、ダストカバー、キャリパ、ナックルといった種々の部材が存在しており、これら部材が空気流れの抵抗となりやすいため、前述した圧力差を利用した手法ではディスクロータを効果的に冷却することが期待できない。また、ダストカバーに大型の開口を設けたり、この開口の内縁部分をファンネル形状とすることも考えられるが、大型の開口を設けた場合には、異物（小石や泥）がディスクロータ内に入り込んでしまう可能性が高くなってしまい、開口の内縁部分をファンネル形状とするためには、ダストカバーとディスクロータとの間隔を大きく確保しておく必要がある。このため、これら構成は実用性に欠けるものである。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスクロータを効果的に冷却する上で実用性の高い構成を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車輪と一体的に回転するディスクロータと、該ディスクロータに摩擦制動力を発生させるブレーキユニットとを備えた車両の制動装置を前提とする。そして、この車両の制動装置は、前記ディスクロータに、冷却用の空気が送り込まれる導風領域が規定されており、前記ディスクロータに対する車幅方向の内側には導風部材が配設されており、該導風部材には、前記導風領域に向かうに従って前記ディスクロータ側に指向する導風面が設けられていることを特徴とする。

【0008】

この特定事項により、例えばブレーキダクト等によって導風部材付近まで案内された空気（ディスクロータ冷却用の空気）は、導風部材の導風面に沿って流れることで、ディスクロータの導風領域に導かれる。導風面は、導風領域に向かうに従ってディスクロータ側に指向しているので、導風部材付近まで案内された空気の大部分が、この導風面に沿って流れることになり、ディスクロータに吹き付けられる空気量（ディスクロータの冷却に寄与する空気の単位時間当たりの流量）を十分に確保することができ、ディスクロータを効果的に冷却することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、ディスクロータに対する車幅方向の内側に配設した導風部材に、導風領域に向かうに従ってディスクロータ側に指向する導風面を設けている。これにより、導風部材付近まで案内された空気の大部分を導風領域に導くことができ、ディスクロータを効果的に冷却することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係るディスクブレーキ装置およびその周辺の一部を省略して示す斜視図である。

【図2】図１におけるII－II線に対応した断面を模式的に示す図である。

【図3】各変形例に係るキャリパブラケットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ディスクブレーキ装置のキャリパブラケットを本発明に係る導風部材として利用した場合について説明する。

【0012】

図１は、本実施形態に係るディスクブレーキ装置（制動装置）１およびその周辺の一部を省略して示す斜視図である。また、図２は、図１におけるII－II線に対応した断面を模式的に示す図である。これらの図は、車両の右前輪に適用されたディスクブレーキ装置１およびその周辺を示している。また、これらの図における矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＲＲは車両後方を示し、矢印ＲＨは車幅方向の外側（右側）を示している。また、図１における矢印ＵＰは上方向を示している。尚、本発明に係る制動装置は、右前輪だけでなく、左前輪、右後輪、左後輪に対しても適用が可能である。

【0013】

図１および図２に示すように、ディスクブレーキ装置１は、ナックル（図１では仮想線で示している）２に回転自在に支持されたディスクロータ３に制動力を発生させることにより、当該ディスクロータ３に回転一体に連結されている図示しない車輪を制動するためのものである。

【0014】

ナックル２は、ナックルボディ２１および複数の連結部２２，２３，２４を備えている。図２に示すように、ナックルボディ２１の中心部には、ハブユニット４が組み付けられている。ハブユニット４のアウタレース４１がナックルボディ２１に取り付けられている。また、ハブユニット４のインナレース４２にディスクロータ３や図示しない車輪が取り付けられている。各連結部２２，２３，２４は、図示しない車体側のアッパアームやロアアームに連結されている。

【0015】

ディスクブレーキ装置１は、主として、ディスクロータ３、ブレーキユニット５、キャリパブラケット６、ダストカバー７等を備えている。

【0016】

ディスクロータ３は、ハブユニット４のインナレース４２に連続するハブフランジ４３に締結される略円筒形状のドラム部３２と、該ドラム部３２における車幅方向の内側縁から外周側に延在するディスク部３３とを備えている。本実施形態では、このディスク部３３がベンチレーテッドタイプとなっている。このディスク部３３が、後述するブレーキユニット５のキャリパ５１の内部に備えられたブレーキパッド５２，５２からの押圧力を受けることにより制動力を発生し、前輪に制動力が付与されることになる。尚、ディスクロータ３としては、ソリッドタイプのものであってもよい。

【0017】

ブレーキユニット５は、例えば対向ピストン型とされている。このブレーキユニット５は、詳細には図示していないが、キャリパ５１内に対向して組み込まれる一対のピストン（図示省略）を例えば油圧により作動させて一対のブレーキパッド５２，５２をディスクロータ３のディスク部３３に圧接させることにより、ディスクロータ３に制動力を発生させる構成となっている。

【0018】

ダストカバー７は、ディスクロータ３に対する車幅方向の内側に配設され、ディスクロータ３を覆うことによって該ディスクロータ３に小石が衝突したり泥が付着したりすることを防止する部材である。このダストカバー７は、ハブユニット４のアウタレース４１と同様にナックルボディ２１に取り付けられている。具体的には、図２に示すように、アウタレース４１とナックルボディ２１との間にダストカバー７の内縁部分が挟み込まれ、これらが一体的にボルト締結されている。図１に示すように、ダストカバー７における車両前側の一部には切り欠き部７１が設けられている。この切り欠き部７１に対応してブレーキユニット５のキャリパ５１が配設されている。このため、ディスクロータ３における車幅方向の内側の面のうち、この切り欠き部７１に対応する部分はダストカバー７に覆われておらず、車幅方向の内側に露出した領域となっている。このため、ディスクロータ３を効果的に冷却するためには、この切り欠き部７１に対応する領域（特に、切り欠き部７１によって露出されるディスク部３３）に向けて冷却用の空気を吹き付けることが有効である。この切り欠き部７１に対応する領域（切り欠き部７１によって露出されるディスク部３３）が、本発明でいう「冷却用の空気が送り込まれる導風領域」に相当する。

【0019】

図１に示すように、ブレーキユニット５は、キャリパブラケット６を介してナックル２に支持されている。具体的に、キャリパブラケット６は、その上下方向の中央部分を構成するブラケット本体部６１と、該ブラケット本体部６１の上下両端に設けられ且つ車両後方に延在する被支持部６２，６３と、ブラケット本体部６１の上下両端に設けられ且つ車両前方に延在する締結ボス部６４，６５とを備えている。

【0020】

キャリパブラケット６の被支持部６２，６３はナックル２にボルト締結されている。具体的に、ナックル２における上下両端には車両前方に延在するキャリパブラケット支持部２５，２６が設けられており、このキャリパブラケット支持部２５，２６における車幅方向の外側面にキャリパブラケット６の被支持部６２，６３が重ね合わされ、これらキャリパブラケット支持部２５，２６および被支持部６２，６３に亘ってボルトが挿通されて、キャリパブラケット６が支持されている。

【0021】

また、キャリパ５１における上下の２箇所には車体前後方向に延在する図示しないボス部５３，５４が設けられている。キャリパブラケット６における各締結ボス部６４，６５の位置は、キャリパ５１の各ボス部５３，５４の位置に対応している。これにより、キャリパ５１の各ボス部５３，５４が、キャリパブラケット６の締結ボス部６４，６５に位置合わせされ、これらに亘ってボルトが捩じ込まれることによってキャリパ５１の上下両端部分がキャリパブラケット６に支持されている。このように、ナックル２にキャリパブラケット６がボルト締結され、キャリパブラケット６にキャリパ５１がボルト締結されていることにより、ブレーキユニット５が、キャリパブラケット６を介してナックル２に支持されていることになる。

【0022】

また、本実施形態では、ディスクロータ３を冷却するための空気を車両前方から導入するためのブレーキダクト８が設けられている。このブレーキダクト８は、車体前後方向に沿って延在している。ブレーキダクト８の前端は、図示しないフロントバンパに形成された空気取入口に接続されている。また、ブレーキダクト８の後端は、キャリパブラケット６に対する車幅方向の内側で開口しており、その開口方向はキャリパブラケット６に向かうように車幅方向の外側（図１に示す右前輪の場合には車幅方向の右側）となっている。これにより、フロントバンパに形成された空気取入口から取り込んだ空気がブレーキダクト８の内部を流れて、キャリパブラケット６の周辺において車幅方向の外側に向けて吹き出される構成となっている。

【0023】

本実施形態の特徴は、キャリパブラケット６のブラケット本体部６１の断面形状（図１におけるII－II線での断面形状）にある。このブラケット本体部６１の断面形状としては、図２に示すように、車幅方向の外側に位置して車体前後方向に沿って延在する内側面６６、該内側面６６の後端から車幅方向の内側に延在する後面６７、内側面６６の前端から車幅方向の内側に延在する前面６８、後面６７における車幅方向の内側端と前面６８における車幅方向の内側端との間に亘る導風面６９を備えている。

【0024】

後面６７における車幅方向の長さ寸法は前面６８における車幅方向の長さ寸法よりも長く設定されている。このため、導風面６９は車体前方に向かうに従って車幅方向の外側に傾斜する傾斜面として構成されている。前述したように、キャリパブラケット６が本発明でいう「導風部材」に相当し、ダストカバー７の切り欠き部７１に対応する部分（切り欠き部７１によって露出されるディスク部３３）が本発明でいう「導風領域」に相当していることから、前述した導風面６９の構成が、本発明でいう「導風領域に向かうに従ってディスクロータ側に指向する導風面が設けられている」ことに相当する。

【0025】

また、キャリパ５１およびディスクロータ３それぞれは、ディスクロータ３のディスク部３３の内周面に向けて空気を流すための構成を備えている。具体的に、キャリパ５１における車幅方向の内側を向く内側面と車両後方を向く後面との間は滑らかな曲面５５によって繋がっている。つまり、この曲面５５によってキャリパ５１はファンネル形状が構築されており、車幅方向の内側から外側に向けて（ディスクロータ３に向けて）空気が流れ込みやすい形状とされている（図２における矢印Ｄを参照）。

【0026】

また、ディスクロータ３のディスク部３３においてドラム部３２と重ね合わされるフランジ部３４の車幅方向内側を向く面には導風面３５が形成されている。この導風面３５は、車幅方向内側に向かって山型となる傾斜面で成り、車両前方に向かうに従って車幅方向外側に傾斜する面がディスク部３３の内周面に向けて空気を案内することになる（図２における矢印Ｃを参照）。

【0027】

次に、ディスクロータ３を冷却するための空気の流れについて説明する。車両の走行時にフロントバンパの空気取入口から取り込まれた空気はブレーキダクト８の内部を流れて、キャリパブラケット６の周辺において車幅方向の外側に向けて吹き出される（図２における矢印Ａを参照）。この空気は、キャリパブラケット６のブラケット本体部６１の導風面６９に沿って流れ（図２における矢印Ｂを参照）、ディスクロータ３のフランジ部３４の導風面３５を経てディスク部３３の内周面に向けて案内されることになる（図２における矢印Ｃを参照）。また、このようにブラケット本体部６１の周辺にはディスク部３３の内周面に向かう気流が発生しているため、キャリパ５１に対して車幅方向の内側に存在する空気もキャリパ５１の曲面５５に案内されて車幅方向の内側から外側に向けて流れ込み（図２における矢印Ｄを参照）、ディスクロータ３のディスク部３３の内周面に向けて案内されることになる。

【0028】

以上説明したように、本実施形態では、ブレーキダクト８によってキャリパブラケット６のブラケット本体部６１付近まで案内された空気の大部分を導風領域（切り欠き部７１によって露出されるディスク部３３）に導くことができ、ディスクロータ３を効果的に冷却することが可能である。その結果、制動力の安定化を図ることができる。

【0029】

次に、本発明の複数の変形例について説明する。以下の各変形例は、キャリパブラケット６による空気の案内形態が前述した実施形態のものと異なっている。その他の構成は前述した実施形態のものと同様であるので、ここではブラケット本体部６１の構成および空気の案内形態についてのみ説明する。

【0030】

図３（ａ）は第１の変形例におけるブラケット本体部６１の断面形状を示している。この図３（ａ）に示すように第１の変形例に係るブラケット本体部６１は、前述した実施形態のものと同様の内側面６６、後面６７、前面６８を備えている。また、このブラケット本体部６１は、後面６７における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両前方に向けて傾斜する後側傾斜面９１と、前面６８における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両後方に向けて傾斜する前側傾斜面９２とを備えている。そして、これら後側傾斜面９１と前側傾斜面９２との交点が、ブラケット本体部６１における車体前後方向の中心（図３（ａ）において一点鎖線で示す）に対して後側に位置している。この構成が、本発明でいう「導風領域に向かうに従ってディスクロータ側に指向する導風面が設けられている」ことに相当する。また、本変形例にあっては、内側面６６と前面６８との間が滑らかな曲面で繋がれており、この曲面の曲率半径が所定値（例えば４ｍｍ以下）に設定されている。この値は、案内される空気の剥離を考慮して実験またはシミュレーションによって決定される。

【0031】

尚、図３（ａ）に示すものでは内側面６６の延在方向と前面６８の延在方向とが直交するものであった。これに対し、図３（ｂ）に示すように内側面６６の延在方向と前面６８の延在方向とが鈍角で成る場合には、相貫線から曲面の終端までの長さ（図３（ｂ）における寸法ｔ）が所定値（例えば４ｍｍ以下）に設定される。この値も、案内される空気の剥離を考慮して実験またはシミュレーションによって決定される。

【0032】

図３（ｃ）は第２の変形例におけるブラケット本体部６１の断面形状を示している。この図３（ｃ）に示すように第２の変形例に係るブラケット本体部６１は、後面６７における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両前方に向けて湾曲する後側湾曲面９３と、前面６８における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両後方に向けて湾曲する前側湾曲面９４とを備えている。そして、後側湾曲面９３は凸型に湾曲しているのに対し、前側湾曲面９４は凹型に湾曲している。また、これら後側湾曲面９３と前側湾曲面９４との交点は、ブラケット本体部６１における車体前後方向の中心（図３（ｃ）において一点鎖線で示す）に対して後側に位置している。この構成によれば、ブレーキダクト８等から来る流れが車両後方向きの場合に、より多くの空気をディスクロータ３のディスク部３３に向けて案内することが可能となる。

【0033】

図３（ｄ）は第３の変形例におけるブラケット本体部６１の断面形状を示している。この図３（ｄ）に示すように第３の変形例に係るブラケット本体部６１は、第２の変形例のものと同様に、後面６７における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両前方に向けて湾曲する後側湾曲面９３と、前面６８における車幅方向の内側端から車幅方向の内側に向かうに従って車両後方に向けて湾曲する前側湾曲面９４とを備えている。そして、後側湾曲面９３および前側湾曲面９４が共に凸型に湾曲している。また、これら後側湾曲面と前側湾曲面との交点が、ブラケット本体部６１における車体前後方向の中心（図３（ｄ）において一点鎖線で示す）に対して後側に位置している。この構成によれば、特にブレーキダクト８等から来る流れが車両前方向きの場合に、空気流れの圧力損失を小さくしながら、より多くの空気をディスクロータ３のディスク部３３に向けて案内することが可能となる。

【0034】

図３（ｅ）は第４の変形例におけるブラケット本体部６１の断面形状を示している。この図３（ｅ）に示すように第４の変形例に係るブラケット本体部６１は、断面が略矩形状となっている。また、このブラケット本体部６１には、金属製板材で成るガイドプレート１００が装着されている。このガイドプレート１００は、ブラケット本体部６１の後面６７に重なり両端部がブラケット本体部６１の外面に沿うように湾曲された後側プレート部１０１、ブラケット本体部６１の前面６８に重なり両端部がブラケット本体部６１の外面に沿うように湾曲された前側プレート部１０２を備えている。また、ガイドプレート１００は、後側プレート部１０１に接合されると共に車幅方向の内側に向かうに従って車両前方に向けて傾斜する後側傾斜プレート部１０３と、前側プレート部１０２に接合されると共に車幅方向の内側に向かうに従って車両後方に向けて傾斜する前側傾斜プレート部１０４とを備えている。そして、これら後側傾斜プレート部１０３と前側傾斜プレート部１０４との交点が、ブラケット本体部６１における車体前後方向の中心（図３（ｅ）において一点鎖線で示す）に対して後側に位置している。これにより、ディスクロータ３のディスク部３３に向けて空気を案内する部材をキャリパブラケット６とは異なる部材によって構築することができる。

【0035】

図３（ｆ）は第５の変形例におけるブラケット本体部６１の断面形状を示している。この第５の変形例は、前述した第３の変形例に係るブラケット本体部６１の断面形状を改良したものである。具体的に、前側湾曲面９４を階段形状に構成している。このため、この前側湾曲面９４は車体前後方向に沿って延在する複数の鉛直面９５，９５，９５を有することになり、車幅方向の内側からブラケット本体部６１に飛散してきた小石等をこの鉛直面９５によって車幅方向の内側に跳ね返すことが可能となっている（図３（ｆ）に二点鎖線で示す矢印を参照）。また、前側湾曲面９４に沿って流れる空気は各鉛直面９５，９５，９５の周囲において渦流となる。小さな渦流がベアリングのような働きをし、ディスクロータ３に向かう空気をスムースに流すことができる。

【0036】

－他の実施形態－
尚、本発明は、前記実施形態および前記各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

【0037】

例えば、前記実施形態および前記各変形例では、ディスクブレーキ装置１のキャリパブラケット６を本発明に係る導風部材として利用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ディスクロータ３に対する車幅方向の内側に配設されている他の部材を導風部材として利用してもよい。また、専用の導風部材を新たに配設する構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明は、ディスクロータを効果的に冷却することができる車両の制動装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0039】

１…ディスクブレーキ装置（制動装置） ３…ディスクロータ ５…ブレーキユニット
６…キャリパブラケット（導風部材） ６９…導風面 ７１…切り欠き部（導風領域）

【図1】

【図2】

【図3】