JP2007162923A - 摩耗粉吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクブレーキの摩耗粉がホイール意匠面に付着することを抑制する。
【解決手段】摩耗粉吸着装置５０Ａは、インホイールモータ２０およびアルミプレート３４を備える。インホイールモータ２０は、ホイール１２に内包されたディスクロータ１４に摩擦部材を押圧するブレーキユニットの近傍に配置され、ステータ２４の外周を囲う円環状のロータ２２を有する。アルミプレート３４は、ブレーキユニットから車両前進時のディスクロータ１４の回転方向下流側に、ロータ２２の外周と間隔を開けて車体に固定される。アルミプレート３４は、ブレーキユニット近傍からディスクロータ１４の中心より車両後方まで延在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、摩耗粉吸着装置に関し、特に、車両に設けられたディスクブレーキから排出される摩耗粉を吸着する摩耗粉吸着装置に関する。

現在多くの車両ではディスクブレーキが採用されている。ディスクブレーキは一般的にホイールの意匠面の裏面近傍に配置されるため、ディスクブレーキの冷却の観点などからホイールには意匠面からその裏面まで貫通する貫通孔を有する。車両の走行中は、この貫通孔を通じてホイールの意匠面側とその裏面側との間でエアの流通が行われる。

一方、たとえば特許文献１に記載するように車輪にインホイールモータを設けるような場合、車輪周辺に占めるモータのスペースの増大を抑制するため、インホイールモータは通常ホイールに寄せて配置される。
特開２００５−８１８７１号公報

ディスクブレーキは、ディスクロータにパッドを押圧することによって、車輪に制動力を与える。このときディスクロータまたはパッドの摩耗粉が、パッドからディスクロータの回転方向下流側周辺に飛散する。この摩耗粉の一部が、ホイールに設けられた貫通孔を通じて意匠面に回り込み、ホイールの意匠面に付着する場合がある。特に車輪にインホイールモータを設けるような場合、ディスクブレーキの摩耗粉によるホイール意匠面の汚れを抑制するためにディスクロータおよびパッドとホイールの意匠面の裏面側との距離を長くすることは困難である。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクブレーキの摩耗粉がホイール意匠面に付着することを抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の摩耗粉吸着装置は、ホイールに内包されたディスクロータに摩擦部材を押圧するブレーキユニットの近傍に配置され、ステータの外周を囲う円環状のロータを有するモータと、前記ブレーキユニットから車両前進時のディスクロータの回転方向下流側に、前記ロータの外周と間隔を開けて車体に固定された非磁性部材と、を備える。この態様によれば、車輪が回転している間、ロータが帯びる磁力によって非磁性部材に誘導磁界が発生する。このため、ディスクロータまたは摩耗部材の摩耗粉を非磁性部材に吸着させることができ、摩耗粉がホイールの意匠面に付着することを抑制することができる。

前記非磁性部材は、前記ブレーキユニット近傍からディスクロータの中心より車両後方まで延在してもよい。ホイールの意匠面の裏面側においては、ディスクロータ上部周辺および下部周辺から特に意匠面側にエアが流出する傾向がある。この態様によれば、ディスクロータの中心より車両後方まで非磁性部材が延在するため、ホイールの裏面側から意匠面側にエアが流出しやすい領域において摩耗粉を吸着させることができる。このため摩耗粉がホイールの意匠面に付着することを抑制することができる。

本発明の別の態様もまた、摩耗粉吸着装置である。この装置は、ディスクロータに摩擦部材を押圧するブレーキユニットの近傍に配置され、ステータの外周を囲う円環状のロータを有するモータと、前記ディスクロータを内包し前記ロータの外周を間隔を開けて囲う環状の非磁性体により形成されたホイールリムを有するホイールと、を備える。この態様によれば、アルミホイールなど、ホイール自体が非磁性体によって形成されている場合に、ホイールリムに誘導磁界を発生させることができる。このため、摩耗粉をホイールリムに吸着させることができ、摩耗粉がホイールの意匠面に付着することを抑制することができる。

本発明によれば、ディスクブレーキの摩耗粉がホイール意匠面に付着することを抑制することができる。

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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る車輪構造１００Ａの全体構成図である。車輪構造１００Ａは、車輪１０、インホイールモータ２０、アルミプレート３４、および後述するディスクブレーキ装置を備える。

車輪１０は、ホイール１２およびタイヤ（図示せず）を有する。ホイール１２は、円筒状に形成されたホイールリム１２ｂの一方の開口部を塞ぐように円盤状に形成された部分が結合したカップ状の形状に形成される。タイヤはホイールリム１２ｂの外周に設けられる。ホイール１２の円盤状の部分は、車両外側となる方向（本図における右側。以下「車両外側方向」という）にホイール意匠面１２ａが形成される。車輪１０が車体に取り付けられた状態では、ホイール意匠面１２ａは車両の外観の一部となる。

インホイールモータ２０は、ロータ２２、ステータ２４、ロータハウジング１６、モータハウジング２６、ハブベアリング２８、アクスルハブ３０、ハブボルト３６を有する。アクスルハブ３０は、軸状の部分の一端に円盤状の部分が結合された形状に形成される。アクスルハブ３０の軸状の部分には、ハブベアリング２８の内輪が圧入される。

モータハウジング２６は、軸状の部分の一端に円盤状の部分が結合され、これらの部分と同軸に貫通孔が設けられた形状に形成される。円盤状の部分が結合された一端と逆の端部からからこの貫通孔にハブベアリング２８の外輪が圧入される。モータハウジング２６の軸状の部分の外周には、ステータ２４が設けられる。ステータ２４は、コイル２４ａおよび鉄心２４ｂを有する。鉄心２４ｂは、板状の電磁鋼板が複数積層され径方向に延在するスロット部とティース部とが交互に配置されて環状となるよう形成される。ティース部に３相に巻回されたコイル２４ａが形成される。

ロータハウジング１６は、円筒状の部分の開口部を塞ぐように円盤状の部分が結合されたカップ形状に形成される。ロータ２２は永久磁石を有し、ロータハウジング１６の円筒状の部分の内面と略同一の外径を有する円環状に形成され、ロータハウジング１６の円筒状の部分の内周に取り付けられる。ロータハウジング１６は、アクスルハブ３０の円盤状の部分に固定される。これによって、ステータ２４の外周を間隔を開けて囲うように、ロータ２２が配置される。

モータハウジング２６は車輪１０と同軸に回転することがないよう車体に取り付けられる。したがって、モータハウジング２６に取り付けられたステータ２４も車輪１０と同軸に回転することが抑止される。アクスルハブ３０、ロータハウジング１６、およびロータ２２は、ハブベアリング２８の中心軸を中心として回転可能に構成される。このように、本実施形態のインホイールモータ２０は、ステータ２４の外周を囲う円環状のロータ２２が回転するアウターロータタイプのものが採用される。

アクスルハブ３０には、ロータハウジング１６を貫通して車両外側方向に突出するハブボルト３６が設けられる。ロータハウジング１６の車両外側方向には、ディスクブレーキ装置を構成するディスクロータ１４を挟んで、ホイール１２が取り付けられる。ホイール１２は、ハブボルト３６にホイールナット３２を締結することによってロータハウジング１６、およびディスクロータ１４とともに回転可能にアクスルハブ３０に取り付けられる。これによって、ディスクロータ１４はカップ型に形成されたホイール１２に内包され、ホイール意匠面１２ａの裏面近傍に配置される。

ステータ２４のコイル２４ａに電力が供給されると、ロータ２２がステータ２４の回りを回転することによってインホイールモータ２０が作動する。ロータ２２はディスクロータ１４を介してホイール１２と共に回転可能に結合されていることから、インホイールモータ２０が作動することによって車輪１０が回転する。したがって、インホイールモータ２０は車輪１０を駆動するモータとして機能する。インホイールモータ２０は、車輪１０周辺に占めるインホイールモータ２０のスペースの増大を抑制するため、ホイール１２のホイール意匠面１２ａの裏面に寄せて配置される。したがって、インホイールモータ２０はディスクロータ１４に摩擦部材を押圧する後述するブレーキユニット近傍に配置される。

ホイール１２の円盤状の部分には、ディスクブレーキ装置を冷却するなどのために、ホイール意匠面１２ａからその裏面側に貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。車両の走行中にディスクブレーキ装置が作動した場合、ディスクロータ１４またはディスクロータ１４に押圧されるブレーキパッドの摩耗粉がこの貫通孔を通じてホイール意匠面１２ａに付着する。

このため、本実施形態では、摩耗粉吸着装置５０Ａが設けられる。摩耗粉吸着装置５０Ａは、インホイールモータ２０およびアルミプレート３４を有する。アルミプレート３４は、非磁性体であるアルミニウム材料によって成形される。また、アルミプレート３４は、円弧状に延在し断面がＬ字状に形成される。アルミプレート３４は、Ｌ字状の断面の一方の直線部分に該当する湾曲部がロータハウジング１６の外周に間隔を開けて囲うようモータハウジング２６に固定される。

車輪１０が回転している間、アルミプレート３４に対して、ロータ２２が相対的に移動する。ロータ２２は永久磁石を有しているため、ロータ２２が帯びる磁力によってアルミプレート３４に誘導磁界が発生する。ディスクロータ１４または摩擦部材４２ａの摩耗粉はマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）などの鉄粉を主成分とする。したがって車輪１０が回転している間、摩耗粉はアルミプレート３４に吸着されるため、ホイール意匠面１２ａに付着することが抑制される。

また、車輪１０の回転が停止すると、アルミプレート３４に発生していた誘導磁界が消滅する。これによって、摩耗粉をアルミプレート３４に吸着させる力が解除され、摩耗粉の多くは重力によって下方に落下する。これによって、多くの摩耗粉が長期にわたってアルミプレート３４に堆積することによる吸着力の低下が抑制される。また、長期間磁力で吸着されることによって摩耗粉が磁気を帯びてしまい、鉄などの磁性体に異物として吸着されることが抑制される。

図２は、第１の実施形態に係る摩耗粉吸着装置５０Ａにおいて、ブレーキユニット４４とアルミプレート３４との相対的な位置を示す図である。ディスクブレーキ装置４０は、ディスクロータ１４およびブレーキユニット４４を有する。

ブレーキユニット４４は、図３に示されるように、キャリパ３８、およびブレーキパッド４２を有する。キャリパ３８は、マウンティング部（図示せず）を介して本図において上下方向に変位可能に車体に取り付けられている。キャリパ３８は本図において右側に開口を有するコ字状に形成されている。キャリパ３８のシリンダ部３８ａには、ピストンが本図上下方向に移動可能に挿入されている。

ブレーキパッド４２は、摩擦部材４２ａおよび裏金４２ｂを有する。摩擦部材４２ａは、摩耗することによってマグネタイトなどの鉄粉を排出する材質によって板状に形成される。摩擦部材４２ａの一方の面は接着などによって裏金４２ｂの一方の面に一体的に接合される。ブレーキパッド４２は、摩擦部材４２ａが対向するように、コ字状に形成されたキャリパ３８の内側に２つ設けられる。これら２つの摩擦部材４２ａの間にディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａが配置するようキャリパ３８の位置が決定される。ブレーキユニット４４は、ピストンによって摩擦部材４２ａをディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａに押圧することによって、キャリパ３８が本図上下方向に移動し、対向する摩擦部材４２ａもディスクロータ１４に押圧される。こうして摩擦部材４２ａによってディスクロータ１４が挟持され、摩擦部材４２ａとディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａとが摺動することによって車輪１０に制動力が与えられる。

しかし、摩擦部材４２ａとディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａとが摺動することによって、摩擦部材４２ａまたはディスクロータ１４の摩耗粉が、ディスクロータ１４の回転方向に排出される。このため、図２に示されるように、ブレーキユニット４４からディスクロータ１４の車両前進時の回転方向下流側に、アルミプレート３４が配置される。これによって、摩耗粉を効果的にアルミプレート３４に吸着させることができ、摩耗粉がホイール意匠面１２ａに付着することを抑制することができる。

本実施形態では、ブレーキユニット４４は、ディスクロータ１４の中心よりも車両前方（本図左側）に配置される。アルミプレート３４は、ブレーキユニット４４近傍から、ディスクロータ１４の中心より車両後方（本図右側）まで、アルミプレート３４の円弧とディスクロータ１４とが同軸となるように延在する。ホイール意匠面１２ａの裏面側においては、ディスクロータ１４の上部周辺および下部周辺において特に、ホイール意匠面１２ａ側にエアが流出する傾向がある。このようにブレーキユニット４４が車両前方に配置される場合に、アルミプレート３４がディスクロータ１４の中心より車両後方まで延在することによって、ホイール１２の裏面側からホイール意匠面１２ａ側にエアが流出しやすい領域において摩耗粉が吸着させられる。これによって、ホイール意匠面１２ａに付着する鉄粉を低減することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る車輪構造１００Ｂの全体構成図である。車輪構造１００Ｂは、車輪１０、インホイールモータ２０、およびディスクブレーキ装置を備える。ディスクブレーキ装置については第１の実施形態と同様なので説明を省略する。

車輪１０は、ホイール１２およびタイヤ（図示せず）を有する。本実施形態では、ホイール１２は非磁性体であるアルミニウム材料によって成形されている。車輪１０の他の点は第１の実施形態と同様である。

インホイールモータ２０は、ロータ２２、ステータ２４、ロータハウジング１６、モータハウジング２６、ハブベアリング２８、アクスルハブ３０、ハブボルト３６を有する。アクスルハブ３０およびハブベアリング２８は第１の実施形態と同様である。モータハウジング２６の軸状の部分の径方向外側には、円盤状の部分から突出するように形成された円環状の突出部が形成されている。この突出部の外周にステータ２４が設けられる。ステータ２４は第１の実施形態と同様である。

ロータハウジング１６は、複数の径の円筒を有するカップ形状に形成される。ロータハウジング１６の最大径の円筒部分の外径は、ホイールリム１２ｂの内径より少し小さく、ディスクロータ１４の外径よりも大きく形成される。この最大径の円筒状の部分の内周には、外径がロータハウジング１６の円筒状の部分の内周と略同一の外径を有する円環状に形成されたロータ２２が取り付けられる。ロータ２２は永久磁石を有する。ロータハウジング１６はアクスルハブ３０の円盤状の部分に固定され、ステータ２４の外周を間隔を開けて囲うようにロータ２２が配置される。このように、本実施形態のインホイールモータ２０も、ステータ２４の径方向外側に設けられたロータ２２が回転するアウターロータタイプのものが採用される。

本実施形態では、摩耗粉吸着装置５０Ｂは、インホイールモータ２０およびホイールリム１２ｂによって構成される。ホイールリム１２ｂがロータ２２の外周を間隔を開けて囲うようにインホイールモータ２０が配置されることによって、車輪１０が回転している間、ホイールリム１２ｂに誘導磁界が発生する。これによって摩耗粉がホイールリム１２ｂに吸着させられ、摩耗粉がホイール意匠面１２ａに付着することが抑制される。

また、インホイールモータ２０やホイール１２の他に、摩耗粉を吸着させる別部材を設ける必要がなく、別部材を設けることによるコストの増大を抑制することができる。また、車輪１０の回転が停止すると、ホイールリム１２ｂに発生していた誘導磁界が消滅する。これによって、多くの摩耗粉が長期にわたってホイールリム１２ｂに堆積することによる吸着力の低下が抑制され、また、摩耗粉が磁気を帯びて鉄などの磁性体に異物として吸着されることが抑制される。

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。

ブレーキユニット４４はディスクロータ１４の中心より車両後方に設けられても良い。この場合も、アルミプレート３４はブレーキユニット４４からディスクロータ１４の回転方向下流側に配置される。

第１の実施形態に係る車輪構造の全体構成図である。 第１の実施形態に係る摩耗粉吸着装置において、ブレーキユニットとアルミプレートとの相対的な位置を示す図である。 図２のＧ断面図である。 第２の実施形態に係る車輪構造の全体構成図である。

符号の説明

１０ 車輪、 １２ ホイール、 １２ａ ホイール意匠面、 １２ｂ ホイールリム、 １４ ディスクロータ、 ２０ インホイールモータ、 ２２ ロータ、 ２４ ステータ、 ３４ アルミプレート、 ４０ ディスクブレーキ装置、 ４２ ブレーキパッド、 ４２ａ 摩擦部材、 ４４ ブレーキユニット、 ５０Ａおよび５０Ｂ 摩耗粉吸着装置、 １００Ａおよび１００Ｂ 車輪構造。

Claims (3)

1. ホイールに内包されたディスクロータに摩擦部材を押圧するブレーキユニットの近傍に配置され、ステータの外周を囲う円環状のロータを有するモータと、
   前記ブレーキユニットから車両前進時のディスクロータの回転方向下流側に、前記ロータの外周と間隔を開けて車体に固定された非磁性部材と、
   を備えることを特徴とする摩耗粉吸着装置。
2. 前記非磁性部材は、前記ブレーキユニットの近傍からディスクロータの中心より車両後方まで延在することを特徴とする請求項１に記載の摩耗粉吸着装置。
3. ディスクロータに摩擦部材を押圧するブレーキユニットの近傍に配置され、ステータの外周を囲う円環状のロータを有するモータと、
   前記ディスクロータを内包し、前記ロータの外周を間隔を開けて囲う環状の非磁性体により形成されたホイールリムを有するホイールと、
   を備えることを特徴とする摩耗粉吸着装置。

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