JP5359974B2 - ダストカバー - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪に設けられるディスクブレーキ装置用のダストカバーに関する。

現在、車両に搭載されるブレーキ装置には、ディスクブレーキ装置が広く採用されている。そのディスクブレーキ装置には、一般的に、ブレーキパッドやディスクロータを埃や泥などの異物から保護するためのダストカバーが用いられている。一方、ディスクロータは、摩擦により発生する熱によって高温となるため、外気によって冷却される必要がある。しかしながら、上記ダストカバーは、ディスクロータを異物から保護するため、ディスクロータを覆うようにして設けられている。そのため、ディスクロータの熱は外気に放出され難くなっている。このような実情に鑑み、例えば、下記特許文献１のダストカバーには通気孔が設けられており、通気孔からダストカバーとディスクロータとの隙間に外気を導入することで、ディスクロータの冷却を促進させている。また、下記特許文献２のダストカバーには、ダストカバーとディスクロータとの隙間に外気を導入するためのルーバが設けられるとともに、車両前方に開口する外気導入部が設けられており、車両の走行中の風を外気導入部からルーバへ導入することで、ディスクロータの冷却を促進させている。

特開２００７−８４４１号公報 実公昭６１−２８１１２号公報

上記特許文献のダストカバーのように、ダストカバーには、ブレーキパッドやディスクロータを異物から保護しつつ、ディスクロータを冷却するため、様々な改良が施されている。しかしながら、ダストカバーには、まだ改良の余地が残されており、改良を施すことによって、実用性を向上させることができる。本発明は、このような実情に鑑み、実用性の高いダストカバーを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のダストカバーは、当該ダストカバーのディスクロータと向かい合う面に、当該ダストカバーの径方向に並ぶ複数の突起が設けられ、それら複数の突起によって構成された突起群が当該ダストカバーの周方向に間隔を設けて複数配置され、複数の突起の各々において、ディスクロータの回転に引きずられて発生する気流の上流側および下流側の一方に前記ダストカバーを貫通する孔が設けられたことを特徴とする。

ダストカバーとディスクロータとの隙間にある空気は、車両の走行中、ディスクロータの回転に引きずられて移動させられる。つまり、ダストカバーとディスクロータとの隙間には、ディスクロータの回転によって気流が発生する。その気流は、車両の走行による風の影響を無視すれば、ダストカバーの周方向に旋回するように発生する。一方、ディスクロータは、ブレーキパッドとの接触により発生する摩擦熱によって高温となる。前記気流が層流である場合、ディスクロータに接する空気は、ディスクロータの熱によって高温となった状態で流れ続ける。そのため、ディスクロータから空気への熱伝達が悪化し、ディスクロータの冷却が阻害されてしまう。

本発明のダストカバーには、径方向に並ぶ複数の突起が設けられている。そのため、各突起によって空気の流れが乱される。つまり、前記気流を乱流とすることができる。また、複数の突起によって突起群は構成されているため、各突起群は気流を比較的複雑な乱流とすることができる。したがって、本ダストカバーは、ディスクロータを乱流、つまり、攪拌されている空気に曝すことができる。そのため、高温とされた空気がディスクロータに接し続けないため、ディスクロータを効率的に冷却することができる。また、本ダストカバーには、その突起群がダストカバーの周方向に間隔を設けて複数配置されているため、ダストカバーの周方向における複数の箇所で気流を乱流にすることができる。したがって、ディスクロータを比較的広い範囲で乱流に曝すことができ、ディスクロータを効率的に冷却することができる。また、本発明のダストカバーには、複数の突起の各々において、ダストカバーを貫通する孔が設けられているため、その孔から外部の空気が隙間内に流入する、もしくは、その孔から隙間内にある空気が外部に流出する。そのため、孔があることによって、ディスクロータの冷却が促進されることになる。

本ダストカバーの各突起群において径方向に並ぶ複数の突起は、間隔を空けて並べられていてもよいし、間隔を空けずに並べられていてもよい。例えば、間隔を空けて並べられている場合には、気流は各突起の周囲を通過した後に混じり合うため、気流を比較的複雑な乱流とさせることができる。また、複数の突起は、径方向に並べられるとともに周方向に並べられていてもよい。例えば、径方向に並べられた複数の突起から成る突起の列を周方向に複数並べて一つの突起群を構成することもできる。また、そのような突起群において、ある列の突起と隣り合う列の突起とが互いに径方向において異なる位置、つまり、周方向において突起が千鳥状に配置されるように突起を設けてもよい。このような突起群では、空気が千鳥状に設けられた突起の間を縫うようにして流れることとなり、気流は比較的複雑な流れ方をする。したがって、突起群を通過した気流は比較的複雑な乱流となる。

また、本ダストカバーの各突起の形状は特に限定されるものではないが、突起の形状により、乱流の様子を異なるものとすることができる。例えば、突起が気流に対して交差する方向に延びるような形状であれば、比較的広い範囲を１個の突起で乱流とさせることができる。また、突起が空気の流れる方向に対して斜め方向に延びる形状であれば、その突起を通過した気流を、後で説明するように、その突起の延びる方向に回転軸線を有する渦のような乱流とさせるることができる。

突起群を通過して乱流となった気流は、突起群の下流では、徐々に層流へと変化してしまう。本ダストカバーの突起群の周方向の間隔は特に限定されるものではないが、そのことも考慮して突起群の間隔を設定すれば、気流を層流へと変化させずに隣の突起群に到達させることができる。つまり、突起群同士の間で気流は層流へと変化せず、概ね乱流状態で維持される。また、突起群がそのような間隔でダストカバーの周方向に連続して配置されていれば、ダストカバーの周方向全体に渡って気流を概ね乱流状態とさせることもできる。このようなダストカバーによれば、自身の周方向全体に渡ってディスクロータを効率的に冷却することができる。

本発明の第１実施例のダストカバーが用いられたディスクブレーキ装置の断面図である。 図１のダストカバーとディスクロータとを示す斜視図である。 図１のダストカバーを示す図である。 図１のダストカバーが有する突起の断面図である。 本発明の第２実施例のダストカバーを示す図である。 図５のダストカバーが有する突起の断面図である。 本発明の第３実施例のダストカバーを示す図である。 図７のダストカバーが有する突起の断面図である。

以下、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

図１は、車両に設けられたディスクブレーキ装置１０を示している。ディスクブレーキ装置１０は、車体側に取り付けられるブレーキキャリパ１２と、車輪１４とともに回転し、概して円板形状とされたディスクロータ１６とを含んで構成される。

車輪１４は、それの外周部に、図示を省略するタイヤが嵌め込まれており、車体に対して回転可能に保持されるアクスルハブ２０に固定されている。また、アクスルハブ２０には、ディスクロータ１６も固定されており、ディスクロータ１６は車輪１４とともに回転可能となっている。アクスルハブ２０は、ベアリングを介して支持軸２２に回転可能に保持されており、その支持軸２２は、図示を省略するサスペンションアームの一端に取り付けられたキャリア２４に固定されている。なお、サスペンションアームの他端は車体に回動可能に取り付けられている。キャリア２４には、ブレーキキャリパ１２も取り付けられており、回転可能とされているディスクロータ１６に対して静止させられている。また、ブレーキキャリパ１２は１組のブレーキパッド２６を保持しており、ブレーキパッド２６は、各々がディスクロータ１６を両側から挟み込むようにして配置されている。

また、ブレーキキャリパ１２は、運転者のブレーキ操作に応じて作動するブレーキシリンダ２８を内部に有している。ブレーキシリンダ２８は、自身の作動によってブレーキパッド２６をディスクロータ１６に押し付けることが可能とされている。つまり、ブレーキ操作がされると、ブレーキパッド２６はディスクロータ１６に押し付けられ、ディスクロータ１６とブレーキパッド２６との接触部に摩擦力が発生する。その摩擦力によって、ディスクブレーキ装置１０は車輪１４の回転を抑制して車両を制動させる。

このようなディスクブレーキ装置１０には、ディスクロータ１６やブレーキパッド２６を埃や泥などの異物から保護するためのダストカバー３０が用いられている。ダストカバー３０は、ディスクロータ１６の車体側に配置され、ボルト３２によってキャリア２４に固定されている。したがって、ダストカバー３０は、回転可能とされているディスクロータ１６に対して静止している。図２に示すように、ダストカバー３０は、概して円板形状とされているが、ダストカバー３０がブレーキキャリパ１２と干渉しないように、ブレーキキャリパ１２が位置する箇所には切欠部３４が設けられている。つまり、ダストカバー３０は、ブレーキキャリパ１２の位置する箇所を除いて、ディスクロータ１６の一方の面を覆うような形状とされている。このように、ダストカバー３０およびブレーキキャリパ１２は、回転可能とされているディスクロータ１６に対して静止した状態となっている。

また、ダストカバー３０には、図３に示すように、ディスクロータ１６に向かい合う面に、ダストカバー３０の径方向に延びる形状とされた６個の突起３６が設けられている。突起３６は、ダストカバー３０の周方向に約９０°間隔で２個ずつ配置されており、それら２個の突起３６は、ダストカバー３０の径方向に互いに間隔を空けて並んだ状態で配置されている。つまり、ダストカバー３０には、径方向に並ぶ２個の突起３６によって構成される突起群３８が、周方向に約９０°間隔で３箇所に配置されている。なお、ダストカバー３０とディスクロータ１６との間には隙間が設けられているが、この隙間に異物を侵入させ難くするために、隙間の間隔は比較的小さくされている。

このダストカバー３０とディスクロータ１６との隙間にある空気は、車両の走行中、ディスクロータ１６の回転に引きずられて移動させられる。つまり、ダストカバー３０とディスクロータ１６との隙間には、ディスクロータ１６の回転によって気流が発生する。したがって、その気流は、図３に矢印で示すように、ダストカバー３０の周方向に旋回するようにして発生する。図４は、図３の矢視Ａ−Ａにおける突起３６の断面、および、突起３６の前後における気流の状態を示している。気流は、ディスクロータ１６の回転に引きずられるようにして発生するため、突起３６の手前における気流の速さは、図４における矢印の長さで示すように、ディスクロータ１６側で最も速く（矢印が長い）、ダストカバー３０側で最も遅く（矢印が短い）なる。また、その気流は、ダストカバー３０に突起３６が無い場合、このような速度分布を持った層流状態で流れる。

しかしながら、本ダストカバー３０は突起３６を有しているため、このように発生する気流が突起３６を通過すると、突起３６の後方では気流が乱流となる。また、突起３６は、ダストカバー３０の径方向に間隔を空けて２個設けられているため、気流は各突起３６の周囲を通過すると、混じり合って比較的複雑な乱流となる。また、車速がある速さ以上になり、ディスクロータ１６の回転する速さに伴って気流の速さもある速さ以上になると、突起群３８を通過して乱流となった気流は、層流に変化せずに乱流のまま他の突起群３８に到達する。つまり、気流は各突起群３８の間で概ね乱流状態で維持される。また、突起群３８は、ダストカバー３０の周方向に約９０°間隔、つまり、同じ間隔で設けられている。したがって、車速がある速さ以上となれば、ダストカバー３０の周方向全体に渡って、気流は概ね乱流となる。

ディスクロータ１６は、ブレーキパッド２６との接触における摩擦により発生する熱によって高温となる。そのため、ダストカバー３０とディスクロータ１６との隙間内にある空気が層流となって流れている場合、ディスクロータ１６に接する空気は高温となった状態で流れ続け、ディスクロータ１６から空気への熱伝達が悪化する。つまり、ディスクロータ１６の冷却が阻害されてしまう。本ダストカバー３０は、複数の突起３６によって構成される突起群３８に気流を通過させることによって、隙間内の気流を比較的複雑な乱流状態とさせることができ、また、車速がある速さ以上となれば、ダストカバー３０の周方向全体に渡って、気流を概ね乱流状態とさせることができる。したがって、本ダストカバー３０は、乱流による空気の攪拌によって、ディスクロータ１６を攪拌されている空気に曝すことができ、ディスクロータ１６を効率的に冷却させることができる。

図５は、ディスクブレーキ装置１０に適用可能な別のダストカバー５０を示している。ダストカバー５０には、それのディスクロータ１６に向かい合う面に、ダストカバー６０の径方向に延びる１５個の突起５２が設けられている。突起５２は、５個で一つの突起群５４を構成しており、その突起群５４は、ダストカバー５０の周方向に約９０°間隔で３箇所に配置されている。各突起群５４では、５個の突起５２がダストカバー５０の周方向に互いに平行に並ぶ３列の状態で配置されている。各列における突起５２の配置について説明すると、両端の列の各々には２個の突起５２があり、それら２個の突起５２がダストカバー５０の径方向に互いに間隔を空けて並んだ状態で配置されている。また、両端の列に挟まれた列には、突起５２が一個配置されている。この突起５２の径方向の位置は、両端の列の各々における２個の突起５２の中間となっている。つまり、突起５２は周方向において千鳥状に配置されている。また、この突起５２は、両端の列の各突起５２と互いに間隔を空けて配置されている。図６は、図５の矢視Ｂ−Ｂにおける突起５２の断面、および、突起５２の前後における気流の状態を示している。この図に示すように、ダストカバー５０には、突起５２を通過する気流の下流側に、ダストカバー５０を貫通する孔５６も設けられている。

このように構成されたダストカバー５０とディスクロータ１６との隙間に発生する気流が突起５２を通過すると、突起５２の後方では、気流が乱流となる。また、各突起群５４では、突起５２が千鳥状に配置されているため、気流の一部は千鳥状に配置された突起５２の間を縫うようにして流れることとなる。したがって、突起群５４を通過した気流は比較的複雑な乱流となる。さらに、突起５２により、ダストカバー５０とディスクロータ１６との隙間が狭くなるため、突起５２の周囲では、気流の速さが速くなり、空気の圧力が低下する（ベンチュリ効果）。そのため、突起５２の周囲にある空気は、ダストカバー５０の外部に対して負圧状態となり、外部の空気が孔５６からダストカバー５０とディスクロータ１６との隙間に流入することとなる。

また、各突起群５４は、ダストカバー５０の周方向に約９０°間隔、つまり、同じ間隔で設けられているため、車速がある速さ以上となれば、ダストカバー５０の周方向全体に渡って、気流を概ね乱流状態とさせることができる。したがって、本ダストカバー５０は、乱流による空気の攪拌によって、ディスクロータ１６を攪拌されている空気に曝すことができ、ディスクロータ１６を効率的に冷却させることができる。また、本ダストカバー５０は、孔５６から隙間内に流入する外部の空気によって、ディスクロータ１６の冷却を促進させることができる。

図７は、ディスクブレーキ装置１０に適用可能な別のダストカバー６０を示している。ダストカバー６０には、図７に示すように、それのディスクロータ１６に向かい合う面に、１２個の突起６２が設けられている。突起６２は、４個で一つの突起群６４を構成しており、その突起群６４は、ダストカバー６０の周方向に約９０°間隔で３箇所に配置されている。各突起群６４では、ダストカバー６０の周方向に対して斜め方向に延びる形状とされた突起６２と、その突起６２と反対方向に延びる突起６２とが、間隔を空けずに、径方向に交互に並んで配置されている。図８は、図７の矢視Ｃ−Ｃにおける突起６２の断面、および、突起６２の前後における気流の状態を示している。この図に示すように、ダストカバー６０には、突起６２を通過する気流の上流側に、ダストカバー６０を貫通する孔６６も設けられている。

このように構成されたダストカバー６０とディスクロータ１６との隙間に発生する気流が突起６２を通過すると、突起６２の後方では、気流が乱流となる。また、各突起６２は、ダストカバー６０の周方向に対して斜め方向に延びる形状とされているため、気流が突起６２を通過すると、図７に示すように、気流は突起６２の延びる方向に回転軸線を有する渦のような流れとなる。したがって、突起群６４を通過した気流は、このような渦となった流れが混じり合った比較的複雑な乱流となる。また、突起６２は孔６６に気流を誘導するガイドのように機能し、突起６２に衝突する空気は孔６６から外部に流出される。そのため、流出された空気の分だけ、ダストカバー６０の外周から外部の空気が隙間内に流入されることとなる。

また、各突起群６４は、ダストカバー６０の周方向に約９０°間隔、つまり、同じ間隔で設けられているため、車速がある速さ以上となれば、ダストカバー６０の周方向全体に渡って、気流を概ね乱流状態とさせることができる。したがって、本ダストカバー６０は、乱流による空気の攪拌によって、ディスクロータ１６を攪拌されている空気に曝すことができ、ディスクロータ１６を効率的に冷却させることができる。また、本ダストカバー６０は、孔６６によって隙間内の空気を外部に流出させ、ダストカバー６０の外周から隙間内に外部の空気を流入させることでディスクロータ１６の冷却を促進させることができる。

なお、孔を突起の下流側に設ければ、第２実施例のダストカバー５０と同様に、孔から隙間内の空気を流入させることができる。また、第２実施例のダストカバー５０において、孔を突起の上流側に設ければ、本実施例のダストカバー６０と同様に、ダストカバー５０の外周から隙間内に外部の空気を流入させることができる。

１０：ディスクブレーキ装置 １６：ディスクロータ ３０：ダストカバー ３６：突起 ３８：突起群 ５０：ダストカバー ５２：突起 ５４：突起群起 ６０：ダストカバー ６２：突起 ６４：突起群

Claims (3)

1. 車両の車輪に設けられるディスクブレーキ装置用のダストカバーであって、
   前記ディスクブレーキ装置の有するディスクロータと向かい合う面に、前記ダストカ
   バーの径方向に並ぶ複数の突起が設けられており、それら複数の突起によって構成された突起群が前記ダストカバーの周方向に間隔を設けて複数配置され、
   前記複数の突起の各々において、前記ディスクロータの回転に引きずられて発生する気流の上流側および下流側の一方に前記ダストカバーを貫通する孔が設けられたダストカバー。
2. 前記複数の突起の各々が、前記ダストカバーの周方向に千鳥状に配置された請求項１に記載のダストカバー。
3. 前記複数の突起の各々が、前記ダストカバーの周方向に対して傾いた方向に延びる請求項１に記載のダストカバー。

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