JP2867883B2

JP2867883B2 - ブレーキ冷却構造

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Publication number: JP2867883B2
Application number: JP15370794A
Authority: JP
Inventors: 学佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH0820318A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両のブレーキ冷却
構造に関し、特に、ブレーキロータを冷却する冷却風の
流量を増加して十分な冷却効果が得られるようにしたも
のであり、ベンチレーテッドディスクブレーキのロータ
を冷却するのに好適な構造としたものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の技術としては、例えば特
開平４−３９１４８号公報に開示されたものがある。即
ち、かかる従来の技術にあっては、車両のブレーキが配
置された空間内に冷却風が導入されるように冷却風導入
用パイプを配設したものであって、その冷却風導入用パ
イプの端部形状を工夫することにより、車輪の回転に伴
って冷却風が発生するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記従来の技
術にあっても、ブレーキが配置された空間内に冷却風が
導入されるからある程度の冷却効果が期待できるのであ
るが、内部に径方向に延びる通風孔が形成されたベンチ
レーテッドディスクブレーキのロータ（ベンチレーテッ
ドロータ）を冷却するために上記公報記載の技術を利用
した場合、ホイールハウス側とロードホイール側との間
に圧力隔壁がないため、冷却風導入口付近の高圧の空気
が、ロータ内の通風孔以外の空間を経由して冷却風排出
側に回り込んでしまい、ロータ内の通風孔の入口（内径
側）と出口（外径側）との間の圧力差が小さくなってし
まう。このため、ロータ内を通過する冷却風の流量がそ
れほど多くなく、冷却効果を大きくするには装置全体を
大型化する必要があるという問題点を有していた。

【０００４】この発明は、このような従来の技術が有す
る未解決の課題に着目してなされたものであって、ベン
チレーテッドロータであるブレーキロータの内径側から
外径側へ流れる冷却風の流量を増大して小型で十分な冷
却効果が得られるブレーキ冷却構造を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ここで、ベンチレーテッ
ドロータの冷却を考えた場合、冷却風によるロータの冷
却箇所は、ロータ内部（通風孔内）と、ブレーキパッド
との摺接面となる左右側面とに大別できる。しかし、自
動車の実用性を考慮すると、ブレーキロータとブレーキ
パッドとの間に泥はね等の異物を噛み込むことを防止す
るためにブレーキロータのホイールハウス側の面をバッ
フルプレートで覆う対策が一般的に採用されることか
ら、ブレーキロータのホイールハウス側の面から効率的
に放熱させることは困難である。

【０００６】また、ブレーキロータのホイールディスク
側の面も、冷却風により効率的に冷却することは構造的
に困難である。その理由は、ブレーキロータのホイール
ディスク側の面に冷却風を取り入れるためには、連通機
構を有するハブを介して車体内側から取り入れるか、或
いは車体外側から外気を取り入れるかのいずれかになる
が、冷却ファン等による強制導入を考えなければ、空気
圧力の高いホイールハウス側から相対的に圧力の低い車
体外側に空気が流れ、この流れに対してブレーキロータ
自身が大きな抵抗となり、しかも風下側となるブレーキ
ロータのホイールディスク側の面は、ブレーキロータ背
後での流れの剥離により流れが淀んでしまう領域となる
から、摺動面に沿って冷却風が流れることは、あまり期
待できないからである。

【０００７】以上から、ブレーキロータを効率的に冷却
するためには、ブレーキロータ内部を通過する冷却風の
流量を増大させることが必要となり、これは、ブレーキ
ロータの径方向内側部分（内周に近い部分）が存在する
空間と径方向外側部分（外周に近い部分）が存在する空
間との間に、前者側が後者側よりも十分高くなるような
圧力差を作ることができれば達成することができるもの
である。

【０００８】そこで、請求項１に係る発明は、車輪を構
成するロードホイールのホイールディスクよりも車幅方
向内側でそのロードホイールのリムよりも径方向内側に
位置し且つ前記車輪と一体に回転するブレーキロータ
と、このブレーキロータの車幅方向内側を覆うように配
置されたバッフルプレートと、を有し、前記ブレーキロ
ータは、内部に通風孔を有するベンチレーテッドロータ
である車両のブレーキ冷却構造であって、前記バッフル
プレート外周部とロードホイールとの間に、そのバッフ
ルプレートよりも車幅方向内側の空間から車幅方向外側
の空間への空気の移動を規制する空気流規制手段を形成
するとともに、前記ブレーキロータの径方向内側部分が
存在する空間に連通する冷却風導入口を、前記バッフル
プレートに開口し、そして、前記ブレーキロータの径方
向外側部分が存在する空間と負圧部とを連通させる冷却
風排出手段を設けた。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明であるブレーキ冷却構造において、前記バ
ッフルプレート外周部とロードホイールとの間の周方向
に連続した隙間によって形成されるエアシール部により
前記空気流規制手段を構成する一方、前記バッフルプレ
ートに形成される周方向に略連続した隙間により前記冷
却風導入口を構成し、そして、前記冷却風導入口の内側
半径をｒ、前記冷却風導入口の幅をａ、前記エアシール
部の内側半径をＲ、前記エアシール部の幅をＢとした場
合に、各部の寸法を、Ｂ＜−Ｒ＋｛Ｒ²＋（ａ²＋２ａ・ｒ）｝^1/2 ……（１）という関係を満足するように設定した。

【００１０】一方、請求項３に係る発明は、上記請求項
１に係る発明であるブレーキ冷却構造において、前記ブ
レーキロータから遠心方向に向かう空気流を車幅方向外
側に向かうように偏向する偏向手段を設け、前記冷却風
排出手段を、前記ロードホイールの、前記偏向手段で偏
向された空気流が到達する部分に形成した。また、請求
項４に係る発明は、上記請求項３に係る発明であるブレ
ーキ冷却構造において、前記偏向手段を、前記バッフル
プレート周縁部を折り曲げて形成した。

【００１１】そして、請求項５に係る発明は、上記請求
項４に係る発明であるブレーキ冷却構造において、前記
空気流規制手段を、前記折り曲げられたバッフルプレー
ト外周部とロードホイールとの間の隙間によって形成さ
れるエアシール部により構成した。さらに、請求項６に
係る発明は、上記請求項５に係る発明であるブレーキ冷
却構造において、前記バッフルプレートに形成される周
方向に略連続した隙間により前記冷却風導入口を構成
し、そして、前記冷却風導入口の内側半径をｒ、前記冷
却風導入口の幅をａ、前記エアシール部の内側半径を
Ｒ、前記エアシール部の幅をＢとした場合に、各部の寸
法を、Ｂ＜（２ａ・ｒ＋ａ²）／2 Ｒ ……（２）という関係を満足するように設定した。

【００１２】そして、請求項７に係る発明は、上記請求
項３〜請求項６に係る発明であるブレーキ冷却構造にお
いて、前記バッフルプレートよりも車幅方向内側の空間
の空気を、前記偏向手段の径方向外側の面に沿って車幅
方向外側に向かって流れるように案内する案内手段を設
けた。また、請求項８に係る発明は、上記請求項７に係
る発明であるブレーキ冷却構造において、前記偏向手段
の径方向外側の面に沿って車幅方向外側に流れる空気流
のブレーキロータ側への巻き込みを防止する巻き込み防
止手段を設けた。

【００１３】ここで、請求項９に係る発明は、上記請求
項８に係る発明であるブレーキ冷却構造において、前記
巻き込み防止手段を、前記偏向手段の車幅方向外側端部
に形成されたフランジ部とした。また、請求項１０に係
る発明は、上記請求項１〜請求項９に係る発明であるブ
レーキ冷却構造において、前記冷却風排出手段を、ダク
ト，孔，スリットのいずれかで構成した。

【００１４】

【００１５】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、空気流規制手
段が、バッフルプレートよりも車幅方向内側（ホイール
ハウス側）の空間から車幅方向外側（ホイールディスク
側）の空間への空気の移動を規制する（エアシール効果
がある）とともに、連通手段が、ブレーキロータの径方
向外側部分が存在する空間と、所定の負圧部とを連通さ
せている。これに対し、ブレーキロータの径方向内側部
分が存在する空間には、バッフルプレートに開口した冷
却風導入口を介して、ホイールハウス側の高圧空気が導
入可能となっている。従って、ブレーキロータの径方向
内側部分が存在する空間と、その径方向外側部分が存在
する空間との間には、前者側が後者側に比べて高圧とな
る大きな圧力差が生じるから、ブレーキロータの径方向
内側部分から径方向外側部分に向かう大量の冷却風が発
生する。

【００１６】請求項２に係る発明にあっては、各部の寸
法を上記（１）式の関係を満足するように設定したた
め、バッフルプレート外周部とロードホイールとの間に
形成されるエアシール部の開口面積と、冷却風導入口の
開口面積とを比較すると、後者の方が前者よりも大きく
なるから、ブレーキロータの径方向内側部分が存在する
空間と、その径方向外側部分が存在する空間との間に、
前者側が後者側に比べて高圧となる大きな圧力差が確実
に生じる。

【００１７】一方、請求項３に係る発明にあっては、偏
向手段を設けているため、ブレーキロータから遠心方向
に向かう空気流は、ホイールハウス側ではなく、ロード
ホイール側（特に、ホイールディスク側）に向かうよう
になり、そのロードホイール側に向かった空気流は、ロ
ードホイールに形成された冷却風排出手段を介して負圧
部に流れていく。そして、偏向手段によって作られた空
気流があると、ホイールハウス側の高圧空気が、ブレー
キロータの径方向外側部分が存在する空間に流入し難く
なる。

【００１８】また、請求項４に係る発明にあっては、上
記請求項３に係る発明と同様の作用が簡易な構成で実現
される。そして、請求項５に係る発明にあっては、空気
流規制手段としてのエアシール部が、ロードホイール内
側の奥まった位置に構成される。さらに、請求項６に係
る発明にあっては、各部の寸法を上記（２）式の関係を
満足するように設定したため、エアシール部の開口面積
が冷却風導入口の開口面積よりも小さくなるから、ブレ
ーキロータの径方向内側部分が存在する空間と、その径
方向外側部分が存在する空間との間に、前者側が後者側
に比べて高圧となる大きな圧力差が確実に生じる。

【００１９】また、請求項７に係る発明にあっては、案
内手段によって、偏向手段の径方向外側の面に沿って車
幅方向外側（ホイールディスク側）に向かうような空気
流が作り出され、その空気流は、偏向手段によって偏向
された冷却風とともに冷却風排出手段を介して負圧部に
至る。従って、ブレーキロータの径方向外側の部分が存
在する空間の低圧が保たれる。

【００２０】特に、請求項８に係る発明によれば、偏向
手段の径方向外側の面に沿って車幅方向外側に向かう空
気流は、巻き込み防止手段によってブレーキロータ側に
巻き込まれることが防止され、確実に冷却風排出手段を
介して負圧部に至るようになるから、ブレーキロータの
径方向外側の部分が存在する空間の低圧が確実に保たれ
る。

【００２１】そして、請求項９に係る発明にあっては、
偏向手段の径方向外側の面に沿って車幅方向外側に向か
う空気流は、フランジ部に案内されてブレーキロータか
ら離れる方向に浮き上がり、ブレーキロータ側に空気流
が巻き込まれない。また、請求項１０に係る発明にあっ
ては、ダクト，孔又はスリットのいずれかを冷却風排出
手段としているから、上記請求項１〜請求項９に係る発
明の作用が簡易な構造で実現される。

【００２２】

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図であ
って、車両の非駆動輪を回転自在に支持する部分の断面
図である。先ず、構成を説明すると、軸心Ｃが車幅方向
（図１左右方向）を向くアクスル１には、ハブ２がベア
リング３ａ，３ｂを介して同軸に且つ回転自在に外嵌し
ており、そのハブ２には、ホイールディスク４Ａ及びリ
ム４Ｂからなるロードホイール４が同軸に且つ回転方向
に一体に固定されている。そして、リム４Ｂの外周面に
は図示しないタイヤが保持されていて、それらタイヤと
ロードホイール４とによって車輪が構成される。

【００２４】かかる車輪は、アクスル１の車幅方向内側
（図１左側）に形成されるホイールハウス５内に収容さ
れ、アクスル１の内端側は、アクスルハウジング１Ａを
介して図示しない転舵機構を構成するナックルに結合さ
れている。一方、ハブ２には、ホイールディスク４Ａよ
りもホイールハウス５側に位置するように、ブレーキロ
ータ６が同軸に且つ回転方向に一体に固定されている。

【００２５】ここで、本実施例のブレーキロータ６は、
ハブ２のホイールハウス５側に位置する部分を覆う円筒
部６Ａと、この円筒部６Ａのさらにホイールハウス５側
に連続してフランジ状に形成された肉厚の円板部６Ｂと
から構成されていて、円板部６Ｂ内には、放射状に内周
面及び外周面間を貫通する複数の通風孔６Ｃが形成され
ている。つまり、このブレーキロータ６は、所謂ベンチ
レーテッドディスクブレーキに用いられるベンチレーテ
ッドロータである。ただし、複数の通風孔６Ｃは、ブレ
ーキロータ６が回転する際に通風孔６Ｃの内径側から外
径側に空気の流れが発生する（所謂タービン効果が得ら
れる）ように、円板部６Ｂの放射線に対して若干斜めに
なっている。

【００２６】また、ブレーキロータ６の円板部６Ｂにブ
レーキパッドを摺接可能に公知のブレーキキャリパ７が
配設されている。そして、アクスルハウジング１Ａに
は、ブレーキロータ６のホイールハウス５側を向く面を
僅かな隙間を隔てて覆うように、薄い円板からなるバッ
フルプレート８が同軸に固定されている。

【００２７】従って、ブレーキロータ６の内周面側の空
間と外周面側の空間とは、円板部６Ｂ内の通風孔６Ｃ
と、円板部６Ｂ及びバッフルプレート８間の隙間とを介
して連通しているが、後者の通路面積は前者の通路面積
に比べて十分に小さいため、実質的には、ブレーキロー
タ６の内周面側の空間と外周面側の空間とは円板部６Ｂ
内の通風孔６Ｃを介して連通していると考えて差し支え
ない。

【００２８】そして、バッフルプレート８は、その外周
部８ａがリム４Ｂに近接した位置にまで達していて、こ
こに周方向に連続し且つ全周同じ幅の隙間からなる空気
流規制手段としてのエアシール部９が形成されている。
これに対し、バッフルプレート８のアクスルハウジング
１Ａに近接した部分には、ブレーキロータ６の円板部６
Ｂの内周面よりも内側位置で開口するように、周方向に
略連続し且つ全周同じ幅の隙間からなる冷却風導入口１
０が形成されている。

【００２９】この冷却風導入口１０は、径方向内側部分
を残してコ字状に切り目を入れるとともに、その切り目
を入れた部分を径方向外側の辺が円筒部６Ａに近づくよ
うに折り曲げた傾斜板部８ｂを、周方向の複数箇所に設
けることにより形成されている。ここで、本実施例で
は、冷却風導入口１０の開口面積を、エアシール部９の
開口面積よりも大きくしている。具体的には、図１に示
すように、冷却風導入口１０の内側半径をｒ、冷却風導
入口１０の幅をａ、エアシール部９の内側半径をＲ、エ
アシール部９の幅をＢとした場合に、各部の寸法を、上
記（１）式を満足するように設定することにより実現し
ている。なお、上記（１）式は、冷却風導入口１０の開
口面積Ｓ₁が、冷却風導入口１０が円周方向に略連続し
ていることから、Ｓ₁≒π（ａ＋ｒ）²−πｒ² ……（３）と表され、エアシール部９の開口面積Ｓ₂が、Ｓ₂＝π（Ｒ＋Ｂ）²−πＲ² ……（４）と表されることから、Ｓ₁＞Ｓ₂ とし、これを幅Ｂについて解くことにより導き出され
る。

【００３０】さらに、バッフルプレート８の外周部８ａ
近傍のホイールハウス５側には、図示しない一端部側が
車体の負圧部（圧力が他の部位よりも低い部分）にて開
口した冷却風排出手段としてのダクト１１の他端部が、
連通可能に接続されている。より具体的には、ダクト１
１のバッフルプレート８側の開口端部は、ブレーキロー
タ６の円板部６Ｂの外周面よりも径方向外側に位置する
ようになっている。負圧部の具体例としては、例えばダ
ッシュロア部のコーナー（ホイールハウス５からフロン
トフロアへ断面が変化する部位におけるコーナー）が考
えられる。ダッシュロア部のコーナーが負圧部となる理
由は、ホイールハウス５での流れ方向断面積が、流れの
進行とともにフロントフロア下で急激に小さくなり、流
速が上昇するため、特にダッシュロア部のコーナーで圧
力が低下するからである。

【００３１】次に、本実施例の作用効果を説明する。即
ち、ブレーキロータ６内の通風孔６Ｃを一次元的なダク
トと考え、そのダクト内部の抵抗を無視すれば、ダクト
内の流れは、そのダクトの入口及び出口間の圧力差と、
進行方向の流速とによって決定される。そして、ファン
等の外部エネルギを加えない限り、ダクトの入口の圧力
及び流速は一定であるとすれば、通風孔６Ｃ内の冷却風
の流れは、流れの総圧一定と仮定して、Ｐ₁＋ρＵ₁ ²／２＝Ｐ₂＋ρＵ₂ ²／２ ……（５）となる。ただし、上記（５）式中、Ｐ₁は通風孔６Ｃの
入口側（アクスル１側）の圧力、Ｕ₁は通風孔６Ｃの入
口側の流速、Ｐ₂は通風孔６Ｃの出口側（リム４Ｂ側）
の圧力、Ｕ₂は通風孔６Ｃの入口側の流速である。

【００３２】これを流速Ｕ₂について解けば、Ｕ₂＝｛２（Ｐ₁−Ｐ₂）／ρ＋Ｕ₁ ²｝^1/2 ……（６）となる。この（６）式から、通風孔６Ｃの出口側の流速
Ｕ₂を増速させる（つまり、通風孔６Ｃを通過する冷却
風の流量を増加させる）には、入口及び出口間の圧力差
（Ｐ₁−Ｐ₂）を大きくすればよいことが判る。

【００３３】そこで、本実施例では、バッフルプレート
８及びリム４Ｂ間に形成されたエアシール部９によっ
て、矢印Ｆ₁で示すようにホイールハウス５側の高圧空
気がブレーキロータ６側の外周面側に入り込むことが規
制されるとともに、ブレーキロータ６の外周面側が存在
する空間内の空気は、矢印Ｆ₂で示すようにダクト１１
を通じて負圧部に流れていくため、通風孔６Ｃのリム４
Ｂを向く側の開口部近傍の圧力Ｐ₂は、ホイールハウス
５内の圧力に比べて低圧である。

【００３４】これに対し、通風孔６Ｃのアクスル１を向
く側の開口部近傍の圧力Ｐ₁は、ホイールハウス５内の
高圧空気が矢印Ｆ₃で示すように比較的開口面積の大き
い冷却風導入口１０を通じて入り込んでくるため、比較
的高圧である。従って、通風孔６Ｃの入口側及び出口側
間の圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）は、十分に大きくなる。

【００３５】以上から、車両走行中に車輪が回転し、こ
れとともにブレーキロータ６も回転すると、ベンチレー
テッドロータであるブレーキロータ６自身の回転による
タービン効果が発生し、しかも圧力差（Ｐ₁−Ｐ₂）が
十分に大きいことから、通風孔６Ｃ内を径方向内側から
外側に向かう大量の冷却風が発生し、十分な放熱作用が
得られ、ブレーキロータ６が効率的に冷却されるように
なる。

【００３６】図２は、通風孔６Ｃの入口及び出口間の圧
力差（横軸）と、通風孔６Ｃを通過する冷却風の流量
（縦軸）との関係を示すグラフである。ただし、これは
流れの総圧一定の仮定の下でのことである。即ち、エア
シール部９が形成されていない従来の構造では、バッフ
ルプレート８とリム４Ｂとの隙間を介して、ホイールハ
ウス５内の高圧空気がブレーキロータ６側に流入してし
まうため、通風孔６Ｃの出口側の圧力が増加し、入口及
び出口間の圧力差、即ちＣ_P値が小さくなり、通風孔６
Ｃ内を通過する冷却風の流量が低下してしまうことが判
る。ここで、Ｃ_P値とは、通風孔６Ｃの入口圧力を代表
とする圧力係数であり、Ｃ_P＝（Ｐ₁−Ｐ₂）／（ρＵ₁ ²／２） ……（７）と表される。

【００３７】これに対し、本実施例の構成であれば、エ
アシール部９によりエアシール効果が得られるため、Ｃ
_P値が小さくならず、通風孔６Ｃを通過する冷却風の流
量も低下しないから、上述したようにブレーキロータ６
が効率的に冷却されるのである。従って、ディスクブレ
ーキ装置の耐久性を大幅に向上することができる。図３
は本発明の第２実施例を示す図であり、上記第１実施例
の図１と同様に、車両の非駆動輪を回転自在に支持する
部分の断面図である。なお、図１と同様の部材及び部位
には、同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。

【００３８】即ち、本実施例では、上記第１実施例で冷
却風排出手段として設けていたダクト１１に代えて、ホ
イールディスク４Ａのリム４Ｂに近い側に放射状に形成
された複数のスリット２０によって、冷却風排出手段を
構成している。また、バッフルプレート８の外周部８ａ
に近い位置のホイールディスク４Ａ側を向く面には、ブ
レーキロータ６の円板部６Ｂの外周面を包囲するよう
に、ホイールディスク４Ａ側がやや大径の円筒部材から
なる偏向手段としてのエアガイド２１が固定されてい
る。

【００３９】このような構成であると、車両走行時に、
冷却風導入口１０から吸引され通風孔６Ｃを通じて遠心
方向に流れる冷却風は、矢印Ｆ₂で表すように、エアガ
イド２１の内周面に案内されてホイールディスク４Ａ側
に向かってスムーズに流れていき、そこからスリット２
０を通じて負圧部としてのホイールディスク４Ａの外側
に排出される。

【００４０】この場合、エアシール部９の他に、エアガ
イド２１及びリム４Ｂ間も実質的にエアシールとして機
能するため、エアシール効果が上記第１実施例よりも強
固になる。従って、通風孔６Ｃの入口及び出口間の圧力
差がさらに大きくなるから、冷却風の流量が増大してさ
らに効率的な冷却効果が得られる。また、冷却風の排出
をホイールディスク４Ａに開口したスリット２０を介し
て行っているため、上記第１実施例のようにダクト１１
を設けた場合に比べてコスト及び重量を低減することが
できるし、スペース的に余裕の小さいホイールハウス５
内の部品点数が少なくなるから、転舵やバウンド時等に
おける部品同士の干渉等を回避できるという利点もあ
る。その他の作用効果は、上記第１実施例と同様であ
る。

【００４１】図４は本発明の第３実施例を示す図であ
り、上記第１実施例の図１と同様に、車両の非駆動輪を
回転自在に支持する部分の断面図である。なお、図１，
図３と同様の部材及び部位には、同じ符号を付し、その
重複する説明は省略する。即ち、本実施例でも、上記第
２実施例と同様に、ホイールディスク４Ａのリム４Ｂに
近い側に放射状に形成された複数のスリット２０によっ
て、冷却風排出手段を構成している。

【００４２】ただし、本実施例では、バッフルプレート
８の外周部８ａをホイールディスク４Ａ側に折り曲げる
ことにより、上記第２実施例と同様の偏向手段としての
エアガイド２１を形成している。そして、ホイールディ
スク４Ａのリム４Ｂに結合された部分の内周面には、内
周部がホイールハウス５側に折り曲げられた肉薄のリン
グ状部材２２が同軸に固定されていて、そのリング状部
材２２の折れ曲がった内周部が、バッフルプレート８の
折れ曲がった外周部８ａの内側に非接触に入り込み、こ
れにより両者が僅かな隙間を隔てて所定距離Ｄだけオー
バーラップして平行に対向するようになっていて、ここ
に空気流規制手段としてのラビリンス状のエアシール部
９を形成している。

【００４３】このような構成であると、ラビリンス状の
エアシール部９によって、エアシール効果が上記各実施
例よりもさらに強固になるから、通風孔６Ｃの入口及び
出口間の圧力差がさらに大きくなり、冷却風の流量が増
大してさらに効率的な冷却効果が得られる。また、バッ
フルプレート８の外周部８ａを折り曲げることによりエ
アガイド２１を形成しているため、別部材をバッフルプ
レート８に固定してエアガイド２１を形成していた上記
第２実施例に比べて、バッフルプレート８の形状が簡略
化されるという利点もある。その他の作用効果は、上記
第１，第２実施例と同様である。

【００４４】なお、ラビリンス状のエアシール部９とし
ては、図４に示す構成の他、例えば図５（１）〜（３）
に示すような構成も採用可能である。即ち、図５（１）
に示すものは、ホイールディスク４Ａのリム４Ｂに結合
された部分の内周面に大径部４ａを形成するとともに、
その大径部４ａの内側の軸方向中心部近辺に周方向に連
続した凸部４ｂを形成し、その大径部４ａ及び凸部４ｂ
の段差部分に、車幅方向外側を向くバッフルプレート８
の外周部８ａを僅かな隙間を介して非接触に収容してこ
こにラビリンス状のエアシール部９を形成している。

【００４５】また、図５（２）に示すものは、リム４Ｂ
の内周面に周方向に連続した凸部４ｂを形成するととも
に、車幅方向外側を向くバッフルプレート８の外周部８
ａの先端をさらにリム４Ｂ側に折り曲げ、その外周部８
ａの先端と、凸部４ｂのホイールハウス５側を向く面と
を僅かな隙間を介して対向させてここにラビリンス状の
エアシール部９を形成している。図５（３）に示すもの
は、同（２）の場合とは逆に、外周部８ａの先端と、凸
部４ｂの車幅方向外側を向く面とを僅かな隙間を介して
対向させてここにラビリンス状のエアシール部９を形成
している。

【００４６】これら図５（１）〜（３）に示すような構
造であっても、この第３実施例と同様の作用効果が得ら
れる。図６は本発明の第４実施例を示す図であり、上記
第１実施例の図１と同様に、車両の非駆動輪を回転自在
に支持する部分の断面図である。なお、上記各実施例と
同様の部材及び部位には、同じ符号を付し、その重複す
る説明は省略する。

【００４７】即ち、本実施例は、上記第３実施例の構成
に加えて、バッフルプレート８の折り曲げられた外周部
８ａの内側に、放射状に複数の隔壁２５を取り付けてい
て、ここにエアチャンバを構成している。このような構
成であると、通風孔６Ｃの出口から遠心方向に向かう空
気の流れのベクトルのうち、ブレーキロータ６の回転方
向の速度成分が隔壁２５により減衰されるから、よりス
ムーズに冷却風をスリット２０を介してホイールディス
ク４Ａ外に排出することができる。つまり、外周部８ａ
内側に冷却風が淀んでしまうことが防止されるから、通
風孔６Ｃの入口及び出口間の圧力差がさらに大きくな
り、冷却風の流量が増大してさらに効率的な冷却効果が
得られる。その他の作用効果は、上記第３実施例と同様
である。なお、本実施例では、エアガイド２１及び隔壁
２５によって、偏向手段が構成される。

【００４８】図７は本発明の第５実施例を示す図であ
り、上記第１実施例の図１と同様に、車両の非駆動輪を
回転自在に支持する部分の断面図である。なお、上記各
実施例と同様の部材及び部位には、同じ符号を付し、そ
の重複する説明は省略する。即ち、本実施例では、バッ
フルプレート８の外周部８ａを、ブレーキロータ６全体
を覆うように延長し、その先端とホイールディスク４Ａ
との間の隙間によって空気流規制手段としてのエアシー
ル部９を形成している。さらに、そのエアシール部９の
幅Ｂを、上記（２）式を満足するように設定している。
つまり、上記各実施例では図７に示す幅Ａによりエアシ
ール部を確定していたが、本実施例では、幅Ｂによりエ
アシール部９を確定している。

【００４９】ここで、エアシール部９の面積Ｓ_Bは、次
式で近似できる。Ｓ_B≒２πＲ・Ｂ本発明の意図によれば、冷却風導入口１０の開口面積Ｓ
₁に対して、Ｓ₁＞Ｓ_B ならば効果を発揮できると考えられるから、上記（３）
式より、｛π（ａ＋ｒ）²−πｒ²｝＞２πＲ・Ｂとなり、これをＢについて解けば、上記（２）式が導き
出される。

【００５０】また、バッフルプレート８の半径Ｒは、バ
ッフルプレート８の外周部８がスリット２０の外端部と
内端部との間を指す（つまり、スリット２０が、外周部
８ａの表裏両側にて開口する）ような寸法となってい
る。このような構成であると、エアシール部９の開口面
積が冷却風導入口１０の開口面積よりも小さくなるし、
ホイールハウス５内の高圧空気は、エアガイド２１の外
周面に沿ってホイールディスク４Ａ側に流れてスリット
２０から外部にスムーズに排出されるという作用が得ら
れるため、通風孔６Ｃ以外を介してその出口側にホイー
ルハウス５内の高圧空気が到達することがない。従っ
て、上記各実施例と同様に通風孔６Ｃの出口側の圧力を
低くすることができ、効率的な冷却効果を得ることがで
きる。

【００５１】しかも、エアシール部９が、上記各実施例
とは異なり、ロードホイール４内側に構成されるため、
石の噛み込み等が発生する確率を大幅に低減することが
できるという利点もある。その他の作用は上記各実施例
と同様である。図８は本発明の第６実施例を示す図であ
り、上記第１実施例の図１と同様に、車両の非駆動輪を
回転自在に支持する部分の断面図である。なお、上記各
実施例と同様の部材及び部位には、同じ符号を付し、そ
の重複する説明は省略する。

【００５２】即ち、本実施例では、バッフルプレート８
の外周部８ａに、上記各実施例と同様のエアガイド２１
を形成するとともに、ホイールハウス５内の高圧空気を
積極的に引き込むための引込み口２７を形成している。
また、エアガイド２１のホイールディスク４Ａ側端部に
は、巻き込み防止手段としてのフランジ部２１ａが形成
され、さらにエアガイド２１の軸方向中央部分は他の部
分よりも外側に膨らんでいて、ここに幅Ｇの増速ノズル
２８が形成されている。なお、かかる増速ノズル２８
は、例えば図３に示したようなエアガイド２１の端部に
よっても実現可能である。

【００５３】このような構成であれば、ホイールハウス
５内の高圧空気が引込み口２７から矢印Ｆ₄で示すよう
にロードホイール４内に引き込まれ、その引き込まれた
空気流が縮径した増速ノズル２８において増速され、さ
らにフランジ部２１ａを通過する際にそのフランジ部２
１ａに案内されてリム４Ｂ側に浮き上がって（エアガイ
ド２１から剥離されて）矢印Ｆ₅で示すような流れにな
って、スリット２０からロードホイール４の外部に排出
される。仮にフランジ部２１ａが形成されていないとす
ると、エアガイド２１外周面側の高速の空気流が内側に
巻き込まれ、流れの速度が急激に低下し、流れの動圧成
分が静圧に変換され、通風孔６Ｃの出口側の圧力が急激
に上昇してしまうのであるが、フランジ部２１ａが形成
されているため、そのようなことは生じない。

【００５４】つまり、本実施例にあっては、エアガイド
２１の外周側に高速の空気流を生成することができ、そ
の空気流は内側に巻き込まれることなくスリット２０か
ら外部に排出される。そして、ブレーキロータ６側から
の矢印Ｆ₂で表される冷却風の流れが、空気流Ｆ₅に引
っ張られて増速し、スリット２０から外部に排出され
る。

【００５５】このため、通風孔６Ｃの入口及び出口間の
圧力差がまたさらに増大するから、極めて効率的な冷却
効果を得ることができるのである。その他の作用効果は
上記各実施例と同様である。ここで、本実施例では、引
込み口２７及び増速ノズル２８によって、案内手段が構
成される。なお、上記各実施例では、本発明に係るブレ
ーキ冷却構造を車両の非駆動輪に適用した場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、駆動輪で
あっても同様に適用可能である。

【００５６】また、上記各実施例では、冷却風排出手段
を、ダクト１１又はスリット２０により構成している
が、これに限定されるものではなく、例えば孔のような
ものであってもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、ブレーキロータの内周側が存在する空間と
外周側が存在する空間との間に、前者が後者に比べて十
分高くなるように圧力差を与えることができるから、冷
却風の流量を増加し、ブレーキロータを効率よく冷却す
ることができ、ディスクブレーキ装置の耐久性を大幅に
向上できるという効果が得られる。

【００５８】また、請求項２に係る発明によれば、ブレ
ーキロータの径方向内側部分が存在する空間と、その径
方向外側部分が存在する空間との間に、前者側が後者側
に比べて高圧となる大きな圧力差が確実に生じるから、
確実に効率的な冷却が行われるという効果がある。一
方、請求項３に係る発明にあっては、ホイールハウス側
の高圧空気が、ブレーキロータの径方向外側部分が存在
する空間に流入し難くなるから、上記圧力差が確実に得
られるという効果がある。また、請求項４に係る発明に
あっては、コスト及び重量が低減できるという効果があ
る。

【００５９】そして、請求項５に係る発明にあっては、
石の噛み込み等が発生する確率が低減されるという効果
がある。さらに、請求項６に係る発明にあっては、ブレ
ーキロータの径方向内側部分が存在する空間と、その径
方向外側部分が存在する空間との間に、前者側が後者側
に比べて高圧となる大きな圧力差が確実に生じるから、
確実に効率的な冷却が行われるという効果がある。

【００６０】また、請求項７に係る発明にあっては、ブ
レーキロータの径方向外側の部分が存在する空間の低圧
が保たれるようになるから、確実に効率的な冷却が行わ
れるという効果がある。特に、請求項８に係る発明によ
れば、巻き込み防止手段によってブレーキロータ側に巻
き込まれることが防止され、確実に冷却風排出手段を介
して負圧部に至るようになるから、ブレーキロータの径
方向外側の部分が存在する空間の低圧が確実に保たれ、
より確実に効率的な冷却が行われるという効果がある。
そして、請求項９に係る発明にあっては、請求項８に係
る発明の作用を簡易な構成で得ることができるという効
果がある。

【００６１】また、請求項１０に係る発明にあっては、
上記請求項１〜請求項９に係る発明の作用が簡易な構造
で実現されるから、コスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】第１実施例の作用を説明するグラフである。

【図３】本発明の第２実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図５】エアシール部の他の形状を示す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の第５実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の第６実施例の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１アクスル２ハブ４ロードホイール４Ａホイールディスク４Ｂリム５ホイールハウス６ブレーキロータ６Ｃ通風孔８バッフルプレート８ａ外周部９エアシール部（空気流規制手段）１０冷却風導入口１１ダクト（冷却風排出手段）２０スリット（冷却風排出手段）２１エアガイド（偏向手段，案内手段）２５隔壁（偏向手段）２７引込み口（案内手段）２８増速ノズル（案内手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪を構成するロードホイールのホイー
ルディスクよりも車幅方向内側でそのロードホイールの
リムよりも径方向内側に位置し且つ前記車輪と一体に回
転するブレーキロータと、このブレーキロータの車幅方
向内側を覆うように配置されたバッフルプレートと、を
有し、前記ブレーキロータは、内部に通風孔を有するベ
ンチレーテッドロータである車両のブレーキ冷却構造で
あって、前記バッフルプレート外周部とロードホイール
との間に、そのバッフルプレートよりも車幅方向内側の
空間から車幅方向外側の空間への空気の移動を規制する
空気流規制手段を形成するとともに、前記ブレーキロー
タの径方向内側部分が存在する空間に連通する冷却風導
入口を、前記バッフルプレートに開口し、そして、前記
ブレーキロータの径方向外側部分が存在する空間と負圧
部とを連通させる冷却風排出手段を設けたことを特徴と
するブレーキ冷却構造。
【請求項２】前記バッフルプレート外周部とロードホ
イールとの間の周方向に連続した隙間によって形成され
るエアシール部により前記空気流規制手段を構成する一
方、前記バッフルプレートに形成される周方向に略連続
した隙間により前記冷却風導入口を構成し、そして、前
記冷却風導入口の内側半径をｒ、前記冷却風導入口の幅
をａ、前記エアシール部の内側半径をＲ、前記エアシー
ル部の幅をＢとした場合に、各部の寸法を、Ｂ＜−Ｒ＋｛Ｒ²＋（ａ²＋２ａｒ）｝^1/2 という関係を満足するように設定した請求項１記載のブ
レーキ冷却構造。
【請求項３】前記ブレーキロータから遠心方向に向か
う空気流を車幅方向外側に向かうように偏向する偏向手
段を設け、前記冷却風排出手段を、前記ロードホイール
の、前記偏向手段で偏向された空気流が到達する部分に
形成した請求項１記載のブレーキ冷却構造。
【請求項４】前記偏向手段を、前記バッフルプレート
周縁部を折り曲げて形成した請求項３記載のブレーキ冷
却構造。
【請求項５】前記空気流規制手段を、前記折り曲げら
れたバッフルプレート外周部とロードホイールとの間の
隙間によって形成されるエアシール部により構成した請
求項４記載のブレーキ冷却構造。
【請求項６】前記バッフルプレートに形成される周方
向に略連続した隙間により前記冷却風導入口を構成し、
そして、前記冷却風導入口の内側半径をｒ、前記冷却風
導入口の幅をａ、前記エアシール部の内側半径をＲ、前
記エアシール部の幅をＢとした場合に、各部の寸法を、Ｂ＜（２ａｒ＋ａ²）／2 Ｒという関係を満足するように設定した請求項５記載のブ
レーキ冷却構造。
【請求項７】前記バッフルプレートよりも車幅方向内
側の空間の空気を、前記偏向手段の径方向外側の面に沿
って車幅方向外側に向かって流れるように案内する案内
手段を設けた請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の
ブレーキ冷却構造。
【請求項８】前記偏向手段の径方向外側の面に沿って
車幅方向外側に流れる空気流のブレーキロータ側への巻
き込みを防止する巻き込み防止手段を設けた請求項７記
載のブレーキ冷却構造。
【請求項９】前記巻き込み防止手段は、前記偏向手段
の車幅方向外側端部に形成されたフランジ部である請求
項８記載のブレーキ冷却構造。
【請求項１０】前記冷却風排出手段は、ダクト，孔，
スリットのいずれかである請求項１乃至請求項９のいず
れかに記載のブレーキ冷却構造。