JP6447458B2 - 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。

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、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ディスクロータとアキシャル隙間を介して向かい合うようにダストカバーが設けられる。ディスクロータがブレーキパッドと接触することで発生する摩擦熱によりこの隙間内の空気が加熱されて高温になる。ディスクロータの冷却を促すために、この隙間内の高温空気は速やかに隙間外に排出されることが望ましい。また、このようなダストカバーには剛性を確保しながら軽量化する要請もある。

特許文献１には、ディスクロータと向かい合うように配置されたダストカバーであって、ディスクロータの周方向に間隔を設けて配置された複数の突起を有するダストカバーが記載されている。この突起は、それぞれディスクロータの径方向に対してディスクロータの回転方向における前方側に傾斜しており、それぞれの突起がダストカバーの中心側の縁と外周側の縁との間に延出部を有している。特許文献１に記載のダストカバーは、この突起が生じる空気流によってディスクロータとの隙間内の高温空気をダストカバーの中心側の縁と外周側の縁とから当該隙間外へ排出する。

特開２０１２−１１２４６０号公報

ところで、ダストカバーの剛性を確保できずその共振周波数が低いと、走行振動が共振で増幅されてダストカバーが大きな振幅で振動することがあり、この場合ダストカバーとディスクロータの最小隙間が減少する懸念がある。このためダストカバーは、その共振周波数を高くするように、突起を放射状に配置して剛性を確保することが考えられる。しかし、突起を放射状に配置するとダストカバーの中心側に設けられる締結部の周辺の断面形状が複雑になり、形状が急激に変化する領域で応力集中を生じ強度性能が低下する恐れがある。また、放射状の突起は、ディスクロータの回転により生じる周方向の空気の流れに対して直交するから、空気の流れに対する周方向の抵抗を増大させ、ディスクロータの効果的な冷却を妨げる恐れがある。

これに対して、剛性を確保するためにダストカバーを厚く形成して、突起の高さを低く抑えることも考えられるが、ダストカバーの軽量化の要請に反する。つまり、従来のダストカバーは、ディスクロータの効果的な冷却とダストカバーの剛性確保を両立させる観点での工夫はみられず、この点で改善の余地があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的は、ブレーキ装置のダストカバーにおいて剛性を確保しながら、ディスクロータの回転で生じる空気の流れの周方向の抵抗を減らして効果的な冷却を可能にする技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のダストカバーは、ディスクロータと向かい合う対向部に設けられる複数のビードを備える。前記複数のビードは、前記対向部の重心を含む領域に設けられる弧状の第１ビードと、前記第１ビードより半径方向外側においてそれぞれ弧状に設けられる第２ビードおよび第３ビードと、を含む。車軸中心を頂角とする角度において、前記第２ビードおよび前記第３ビードは、それぞれ前記第１ビードと１０度以上の範囲で重複し、前記第２ビードは、前記第３ビード側の端から、前記車軸中心から伸びて前記対向部の第１締結部を通る半直線を越えて２０度以上延在し、前記第３ビードは、前記第２ビード側の端から、前記車軸中心から伸びて前記対向部の第２締結部を通る半直線を越えて２０度以上延在する。

この態様によると、弧状に形成される複数のビードを備えるから、剛性を確保しながら、ディスクロータの回転で生じる空気の流れの抵抗を減らして効果的な冷却をすることができる。

本発明によれば、ブレーキ装置のダストカバーにおいて剛性を確保しながら、ディスクロータの回転で生じる空気の流れの周方向の抵抗を減らして効果的な冷却を可能にする技術を提供することができる。

実施形態のダストカバーの平面図である。 ダストカバーの表面の空気の流れを説明するための模式図である。 ダストカバーとディスクロータの隙間の部分断面を示す模式図である。 ダストカバーとディスクロータの隙間を周方向に展開した模式図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１（ａ）は、本発明の実施形態のダストカバー１０の平面図、図１（ｂ）はダストカバー１０とディスクロータ９０の関係を示す平面図である。図１（ｂ）はディスクロータ９０の要部の右側の一部をダストカバー１０に重ねて示している。ディスクブレーキ装置は、車両の前進時にホイールと共に図１（ｂ）の矢印Ｒの方向に回転する円板形状のディスクロータ９０を含んでいる。ダストカバー１０は、ディスクロータ９０の車体側にアキシャル隙間を介して対向し、例えば車体側のステアリングナックルに固定される。

ダストカバー１０は、ディスクロータ９０と向かい合う対向部１２を備える。対向部１２には、第１ビード２２と、第２ビード２４と、第３ビード２６と、非ビード部３０と、第１締結部１４と、第２締結部１６と、第３締結部１８と、排出口４０と、凹部２８と、凹部３８と、が設けられる。対向部１２は、車軸中心Ｏを囲む略中空円盤の一部が欠けたＣ字形状を有する本体部２と、本体部２から半径方向内側に張り出す張出部４、張出部６および張出部８と、を含む。ダストカバー１０は、例えばアルミニウム合金などの金属材料からプレス加工や鍛造加工によって一体に形成される。ダストカバー１０は一部に切削面を有してもよい。第１ビード２２、第２ビード２４および第３ビード２６はそれぞれ車軸中心Ｏを囲む弧状に形成される。

排出口４０は、本体部２に厚み方向に貫通して設けられた略矩形の開口であり、第３ビード２６より反時計回り側であって、第３締結部１８より時計回り側に位置する。凹部２８は、第１ビード２２の外側から放射状に延在する窪みであって第３ビード２６と非ビード部３０の間に形成される。凹部２８は生産時またはメンテナンス時に工具を受け入れ可能に形成される。凹部３８は、他部材と干渉を回避するための窪みであって、例えば排出口４０の反時計回り側に設けられる。

第１締結部１４と第２締結部１６と第３締結部１８とは、それぞれ厚み方向に貫通するボルト孔であって、周方向に離間して設けられる。第１締結部１４は、張出部４に穿設され、その周囲には複数（例えば３つ）の位置決め用のガイド孔１４ｊが穿設される。第２締結部１６は、張出部６に穿設され、その周囲には複数（例えば３つ）の位置決め用のガイド孔１６ｊが穿設される。第３締結部１８は、張出部８に穿設され、その近傍には複数（例えば２つ）の位置決め用のガイド孔１８ｊが穿設される。第１締結部１４と第２締結部１６と第３締結部１８はそれぞれ図外のステアリングナックルにボルトによって固定される。

以下、図１（ａ）の対向部１２上において、車軸中心Ｏを頂角とする角度を単に角度という。また、ディスクロータ９０は図１（ａ）において反時計回りに回転するものとする。

第１ビード２２と、第２ビード２４と、第３ビード２６とは車軸中心Ｏを囲む略円弧状の領域がディスクロータ９０と反対側に凹んで形成される。第１ビード２２はダストカバー１０の構造重心Ｇを含む領域に設けられる。対向部１２には、第１ビード２２の半径方向外側にビードが設けられていない非ビード部３０が形成される。

第２ビード２４と第３ビード２６とは、それぞれ第１ビード２２より半径方向外側に位置して、非ビード部３０を挟むように設けられる。つまり、非ビード部３０の時計回り側に第２ビード２４が、反時計回り側に第３ビード２６が設けられる。

第２ビード２４は第１ビード２２と所定の角度θ１の範囲で周方向に重複する部分を有する。角度θ１は例えば１０度以上で第１ビード２２の角度範囲以下にされる。第３ビード２６は第１ビード２２と所定の角度θ２の範囲で周方向に重複する部分を有する。角度θ２は例えば１０度以上で第１ビード２２の角度範囲以下にされる。

第２ビード２４は、非ビード部３０側の端２４ａから反対側の端２４ｂまで時計回りに周方向に延在する。第２ビード２４は、端２４ａから端２４ｂまでの間で、車軸中心Ｏから伸びて第１締結部１４を通る半直線３２を越えて延在する。第２ビード２４の端２４ｂは、半直線３２から時計回りに角度θ３回転した領域に位置する。角度θ３は２０度以上で第２ビード２４の角度範囲の半分以下にされる。

第３ビード２６は、非ビード部３０側の端２６ａから反対側の端２６ｂまで反時計回りに周方向に延在する。第３ビード２６は、端２６ａから端２６ｂまでの間で、車軸中心Ｏから伸びて第２締結部１６を通る半直線３４を越えて延在する。第３ビード２６の端２６ｂは、半直線３４から反時計回りに角度θ４回転した領域に位置する。角度θ４は２０度以上で第３ビード２６の角度範囲の半分以下にされる。

次に、ディスクロータ９０が反時計回りに回転した場合におけるダストカバー１０とのアキシャル隙間での空気の流れについて説明する。図２は、ダストカバー１０の対向部１２の表面の空気の流れを説明するための模式図である。図３は、ダストカバー１０とディスクロータ９０の隙間の部分断面を示す模式図で、図３（ａ）はＡ−Ａ線断面、図３（ｂ）はＢ−Ｂ線断面、図３（ｃ）はＣ−Ｃ線断面を示す。図４は、ダストカバー１０とディスクロータ９０の隙間を、第２ビード２４の幅方向の中央部と第３ビード２６の幅方向の中央部とに沿って周方向に展開した模式図である。

図３および図４に示すように、第２ビード２４とディスクロータ９０に間には隙間Ｌａが、非ビード部３０とディスクロータ９０に間には隙間Ｌｂが、第３ビード２６とディスクロータ９０に間には隙間Ｌｃがそれぞれ形成される。隙間Ｌｂは隙間Ｌａおよび隙間Ｌｃより狭く、隙間Ｌａは隙間Ｌｃと略同じ広さに形成される。

ディスクロータ９０が反時計回りに回転することによって、ダストカバー１０の対向部１２とディスクロータ９０の隙間には反時計回りの空気の流れ気流Ｄが発生する。気流Ｄは、気流Ｅとして第２ビード２４に導かれ比較的広い隙間Ｌａを有する第２ビード２４に沿って流れ、気流Ｆとして非ビード部３０に導かれる。非ビード部３０の隙間Ｌｂは隙間Ｌａより狭いから、図４の円Ｍに示すように、気流Ｆは非ビード部３０で一旦圧縮されて非ビード部３０の付近は正圧になる。

気流Ｆは、気流Ｇとして広い隙間Ｌｃの第３ビード２６内に導かれる。気流Ｇは、狭い隙間Ｌｂから広い隙間Ｌｃに導かれることによって、図４の円Ｎに示すように、膨張して負圧に転じて流速が速くなる。この負圧に転じた領域には、外気が吸引されて第１ビード２２から気流Ｋが導入され気流Ｇに合流する。合流した気流Ｇは、比較的広い隙間Ｌｃの第３ビード２６に沿って流れ、気流Ｈとして排出口４０に向かって流れ、気流Ｊとして排出口４０から抜け出て行く。

次に、このように構成されたダストカバー１０の特徴を説明する。第２ビード２４と第３ビード２６が第１ビード２２と重複する部分を有することによって、剛性を高くすることができる。また、角度θ３と角度θ４とが２０度以上にされるから、ダストカバー１０の剛性を一層高くできる。剛性が確保されることによってダストカバー１０の共振周波数を高くして共振による振動を抑制することができる。

また、ダストカバー１０は、それぞれ弓状に形成された第１ビード２２、第２ビード２４および第３ビード２６を備えることで剛性を確保しているから、締結部の周辺の断面形状の複雑化を回避して締結部への応力集中を緩和することができる。

また、第１ビード２２、第２ビード２４および第３ビード２６が周方向に延在する形状を有するから、ビードを放射状に配置する場合に比べて気流の周方向の抵抗を減らしてディスクロータ９０を効果的に冷却することができる。特に、第３ビード２６に導かれた気流は、弧状に形成された第３ビード２６のガイドによりディスクロータ９０の回転方向に加速されて、排出口４０から円滑に導出されることでブレーキ装置の冷却性能を一層向上できる。

さらに、各ビードが同心形状で規則性を有するから、設計が容易になり、また生産においてプレス加工時の位置決めの手間が減って生産性が向上する。

以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

２ 本体部、 ４ 張出部、 ６ 張出部、 ８ 張出部、
１０ ダストカバー、 １２ 対向部、 １４ 第１締結部、
１６ 第２締結部、 ２２ 第１ビード、 ２４ 第２ビード、
２６ 第３ビード、 ３０ 非ビード部、 ９０ ディスクロータ。

Claims (1)

1. ディスクロータと向かい合う対向部に設けられる複数のビードを備え、
   前記複数のビードは、前記対向部の重心を含む領域に設けられる弧状の第１ビードと、前記第１ビードより半径方向外側においてそれぞれ弧状に設けられる第２ビードおよび第３ビードと、を含み、
   車軸中心を頂角とする角度において、
   前記第２ビードおよび前記第３ビードは、それぞれ前記第１ビードと１０度以上の範囲で重複し、
   前記第２ビードは、前記第３ビード側の端から、前記車軸中心から伸びて前記対向部の第１締結部を通る半直線を越えて２０度以上延在し、
   前記第３ビードは、前記第２ビード側の端から、前記車軸中心から伸びて前記対向部の第２締結部を通る半直線を越えて２０度以上延在することを特徴とするダストカバー。

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