JPH0953671A

JPH0953671A - 水冷式ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JPH0953671A
Application number: JP20610095A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsukawa; 勉松川; Takao Morita; 隆夫森田; Mitsuhiko Harayoshi; 光彦原良
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: JP3132348B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン冷却用の冷却水でパッドを冷却する
水冷式ディスクブレーキ装置において、エンジンの冷却
効果を低下させることなく且つコンパクトにして充分な
ブレーキ冷却を実施し、信頼性の高い制動を実現可能に
図る。【解決手段】内部に冷却水の流通路を有するパッド(8
2,84)を備えたディスクブレーキ(80)と、エンジンから
の冷却水を冷却する第１の熱交換器(14)と、第１の熱交
換器の冷却水入口から流通路の入水口に冷却水を導く第
１の冷却水通路(30)と、冷却水を入水口に給送するポン
プ(32)と、流通路の排水口から第１の熱交換器に冷却水
を戻す第２の冷却水通路(98,130)と、冷却水を冷却する
第２の熱交換器(120)と、制動の実施状態を検出する制
動検出手段(152)と、冷却水の温度を検出する冷却水温
度検出手段(6)と、制動の実施状態及び冷却水の温度に
応じポンプの作動を制御する制御手段(150)とを具備す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水冷式ディスク
ブレーキ装置に係り、詳しくはエンジン冷却用の冷却水
を利用した車両の水冷式ディスクブレーキ装置に関す
る。

【０００２】

【関連する背景技術】車両の制動装置として、確実な制
動力を得られることからディスクブレーキが多用されて
いる。しかしながら、このディスクブレーキはディスク
ロータとパッドとの摩擦を利用しているため、ディスク
ロータの温度が上昇し易く、長時間に亘って制動を行う
と、ディスクロータやパッドは高温になり、所謂フェー
ド現象等を発生する虞がある。

【０００３】そこで、固定側のパッド内にエンジン冷却
用のラジエータから冷却水を分流させ、これによりパッ
ドの温度を低下させる構成の水冷式ディスクブレーキ装
置が特開平６−１０９０４８号公報等に開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報等
に開示される水冷式ディスクブレーキ装置にあっては、
エンジン冷却用のラジエータを完全に共用しているた
め、エンジンの冷却を行いながらディスクブレーキの冷
却をも行うことにより大きな冷却能力が必要となる。通
常、大きな冷却能力を得るにはラジエータのフィンの面
積を広くしたり、その数を多くしたりしてラジエータを
大きくする必要があるが、このようにラジエータを大き
くしてしまうと、エンジンルームを拡張せねばならな
い。従って、エンジン自体が小型化され、エンジンルー
ムが狭く且つ低くされつつある近年の動向に逆行するこ
とになり好ましいことではない。

【０００５】本発明は、上述した事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、エンジン冷却用のラ
ジエータを利用しながら、エンジンの冷却効果を低下さ
せることなく且つコンパクトにして充分なブレーキ冷却
を実施して信頼性の高い制動を実現可能な水冷式ディス
クブレーキ装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、エンジン冷却用の冷却水をデ
ィスクブレーキのパッドに導き、制動時、摩擦熱により
昇温した前記パッドを冷却する水冷式ディスクブレーキ
装置において、内部に前記冷却水の流通路を有するパッ
ドを備えたディスクブレーキと、エンジンの燃焼熱によ
り昇温した前記冷却水を冷却する第１の熱交換器と、前
記第１の熱交換器の冷却水入口から前記パッドの流通路
の入水口に前記冷却水を導く第１の冷却水通路と、前記
第１の冷却水通路に介装され、前記冷却水を前記入水口
に給送するポンプと、前記パッドの流通路の排水口から
前記第１の熱交換器に前記冷却水を戻す第２の冷却水通
路と、前記第２の冷却水通路に介装され、前記冷却水を
冷却する第２の熱交換器と、前記ディスクブレーキによ
る制動の実施状態を検出する制動検出手段と、前記第１
の熱交換器から前記エンジンに環流した冷却水の温度を
検出する冷却水温度検出手段と、前記制動の実施状態及
び前記冷却水の温度に応じて前記ポンプの作動を制御す
る制御手段とを具備することを特徴としている。従っ
て、制動の実施状態及び冷却水の温度に応じてポンプが
作動すると、第１の熱交換器の冷却水入口からパッドの
流通路の入水口に冷却水が流れ、これにより、冷却水は
パッドの流通路を介して第２の冷却水通路に流入して第
２の熱交換器で冷却され、さらに第１の熱交換器にて冷
却されエンジンに環流する。よって、エンジンの燃焼熱
及び制動の摩擦熱を吸収して昇温する冷却水は、第２の
熱交換器及び第１の熱交換器で良好に冷却される。

【０００７】また、請求項２の発明では、前記制御手段
は、前記制動が開始されたときまたは前記冷却水の温度
が第１の所定温度に達したとき前記ポンプを作動させる
ことを特徴としている。従って、制動が開始されたと
き、或いは冷却水の温度が過熱状態の第１の所定温度に
達するとポンプが好適に作動し、エンジンの燃焼熱及び
制動の摩擦熱を吸収して昇温する冷却水が第２の熱交換
器及び第１の熱交換器で良好に冷却される。

【０００８】また、請求項３の発明では、前記第２の冷
却水通路は、前記第１の熱交換器の前記冷却水入口近傍
に前記冷却水を戻すことを特徴としている。従って、エ
ンジンの燃焼熱及び制動の摩擦熱を吸収して昇温する冷
却水は、第２の熱交換器で冷却された後第１の熱交換器
を確実に通過し充分に冷却される。また、請求項４の発
明では、前記第２の冷却水通路は、前記第１の熱交換器
の前記冷却水入口近傍に前記冷却水を戻すとともに、分
岐して前記第１の熱交換器の冷却水出口近傍にも前記冷
却水を戻すことが可能であり、分岐部には切換弁を備え
ていることを特徴としている。従って、エンジンの運転
状況に応じて切換弁が切換えられ、冷却水は第１の熱交
換器を通らず第２の熱交換器のみで冷却される。よっ
て、エンジンが冷態にあるような場合には、冷却水が過
冷却されずエンジンの暖機運転が好適に実施される。

【０００９】また、請求項５の発明では、前記制御手段
は、前記冷却水の温度に応じて前記切換弁を制御する切
換制御手段を含んでなることを特徴としている。従っ
て、冷却水温度が低くエンジンが冷態にあるような場合
には、切換弁が好適に切換えられ、冷却水は第１の熱交
換器を通らず第２の熱交換器のみで冷却される。よっ
て、冷却水の過冷却が確実に防止されてエンジンの暖機
運転が良好に実施される。

【００１０】また、請求項６の発明では、前記切換制御
手段は、前記冷却水の温度が第２の所定温度に達したと
き前記冷却水が前記冷却水入口近傍に戻されるように前
記切換弁を切換えることを特徴としている。従って、冷
却水温度が低く第２の所定温度に達していないようなエ
ンジンの冷態時にあっては、切換弁が好適に切換えら
れ、冷却水は第１の熱交換器を通らず第２の熱交換器の
みで冷却される。よって、冷却水の過冷却が確実に防止
されてエンジンの暖機運転が良好に実施される。

【００１１】また、請求項７の発明では、前記第２の熱
交換器は、送風により前記冷却水の冷却を促進する冷却
ファンを含んでなることを特徴としている。従って、第
２の熱交換器を通る冷却水は冷却ファンによってさらに
良好に冷却される。また、請求項８の発明では、前記制
御手段は、前記冷却水の温度に応じて前記冷却ファンを
制御する送風制御手段を含んでなることを特徴としてい
る。従って、冷却水温度が低くエンジンが冷態にあるよ
うな場合には、冷却ファンが作動せず、冷却水の過冷却
が防止されてエンジンの暖機運転が良好に実施される。

【００１２】また、請求項９の発明では、前記送風制御
手段は、前記冷却水の温度が第２の所定温度に達したと
き前記冷却ファンを作動させることを特徴としている。
従って、冷却水温度が低く第２の所定温度に達していな
いようなエンジンの冷態時にあっては、冷却ファンが作
動せず、冷却水の過冷却が確実に防止されてエンジンの
暖機運転が良好に実施される。

【００１３】また、請求項１０の発明では、前記第１の
熱交換器の冷却水入口には冷却水の温度が規定温度に達
したとき前記エンジンから前記第１の熱交換器への冷却
水の流通を許容するサーモスタット弁が介装されてお
り、前記第２の所定温度は前記規定温度であることを特
徴としている。従って、第２の所定温度はサーモスタッ
ト弁の開閉温度であり、エンジンの冷態状態が正確に判
定される。

【００１４】また、請求項１１の発明では、前記パッド
は少なくとも２個からなり、前記第１の冷却水通路は、
前記各パッドの流通路を流れる前記冷却水の圧力変化に
拘わらず常に前記冷却水を一定の流量比率で分岐分流さ
せる分流弁を介して前記各パッドの流通路の入水口に前
記冷却水を導くことを特徴としている。従って、制動に
より各パッド間に温度差が発生し、これにより各パッド
の流通路を流れる冷却水圧力間に圧力差が生じても、流
量比率が一定に保持され、各パッドは常に良好に冷却さ
れ、安定した制動性が維持される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づき説明する。図１には、水冷式ディスクブレーキ装
置の概略構成図を示してある。同図に示すように、エン
ジン１のシリンダブロック２内には、エンジン１を冷却
するための冷却水（例えば、ＬＬＣ液等）の流路として
ウォータジャケット４が設けられている。なお、符号６
は、シリンダブロック２に設けられ、ウォータジャケッ
ト４内の冷却水温度Ｔを検出する水温センサ（冷却水温
度検出手段）である。

【００１６】ウォータジャケット４からは管路１０が延
びており、この管路１０は、サーモスタットバルブ１２
を介してエンジンラジエータ（第１の熱交換器）１４の
入水口１６に接続されている。サーモスタットバルブ１
２は、冷却水温度Ｔが規定温度に達すると自然に開成す
るバルブであり、詳しくは、後述するように冷却水温度
Ｔが所定温度（第２の所定温度）Ｔ2に満たない場合に
は、流通を遮断して冷却水がエンジン１内を循環するよ
うにし、一方所定温度Ｔ2以上のとき流通を許容するよ
うに設定されている。

【００１７】エンジンラジエータ１４は公知のものであ
り、ここでは説明を省略するが、通常のエンジン１の使
用によって昇温した冷却水を冷却するのに必要且つ充分
な冷却能力を有している。そして、エンジンラジエータ
１４は、走行風を受けやすい位置、つまり車両のエンジ
ンルーム（図示せず）の前端に位置されている。エンジ
ンラジエータ１４の排水口１８には、管路２０が接続さ
れており、この管路２０は、シリンダブロック２に取付
けられたウォータポンプ２２の吸水口に接続されてい
る。このウォータポンプ２２は、エンジン１の回転に同
期して回転するものであり、その吐出口はウォータジャ
ケット４内に臨んで開口している。

【００１８】そして、これら管路１０、エンジンラジエ
ータ１４、管路２０とから、エンジン１の通常の冷却シ
ステムが構成されている。つまり、エンジン１の回転に
応じてウォータポンプ２２が回転し、冷却水が図１中に
矢印で示すように管路１０、エンジンラジエータ１４、
管路２０内を流れ、通常、これにより、エンジン１が冷
却されることになる。

【００１９】同図に示すように、管路１０からは、分岐
して管路（第１の冷却水通路）３０が延びており、この
管路３０はポンプ３２を介して分流弁４０に接続されて
いる。ポンプ３２には電動モータ３４が接続されてお
り、ポンプ３２はこの電動モータ３４よって駆動され
る。図２を参照すると、上記分流弁４０の縦断面が示さ
れており、以下同図に基づき分流弁４０の構成について
説明する。

【００２０】分流弁４０の筒状のボディ４２には、円筒
状に突出した接続部４４，４６，４８が形成されてお
り、接続部４４には、上記管路３０の一端が接続され、
接続部４６，４８には、それぞれ管路５０と管路５２と
が接続されている。これら接続部４４，４６，４８の中
心にはそれぞれ連通孔４４ａ，４６ａ，４８ａがボディ
４２内部と連通するようにして穿設されている。これに
より、管路３０内を流れる冷却水がボディ４２内部を経
て管路５０或いは管路５２に分流可能となっている。

【００２１】ボディ４２の両端部には、一対のキャップ
５４，５６が螺合されており、これによりボディ４２内
部の冷却水が外部に漏れることなく密閉状態に保持され
ている。ボディ４２内部には、内壁面４２ａに沿って摺
動自在にして円筒状のスプール５８が挿入されている。
このスプール５８の中央部には、外径の小さな細径部６
０が所定範囲に亘って形成されており、この所定範囲の
中央位置、つまりスプール５８の中央位置のスプール５
８内部には隔壁６１が形成されている。そして、この隔
壁６１により、スプール５８内部空間が室６２と室６３
とに分割されている。

【００２２】隔壁６１とキャップ５４間にはコイルスプ
リング６４が縮設され、また、隔壁６１とキャップ５６
間にも、コイルスプリング６４と同一ばね定数、同一長
さに設定されたコイルスプリング６６が縮設されてい
る。従って、スプール５８は、常時これらコイルスプリ
ング６４，６６によってボディ４２内部の中央に位置す
るように付勢されている。

【００２３】このとき、同図に示すように、スプール５
８の両端５８ａ，５８ｂは、それぞれ連通孔４６ａ，４
８ａの開口部と重なるように位置しており、これら両端
５８ａ，５８ｂと連通孔４６ａ，４８ａの各開口部とが
協働して可変オリフィス７４，７６が形成されている。
一方、スプール５８の細径部６０には、隔壁６２を挟む
ようにしてオリフィス７０とオリフィス７２が穿設され
ている。従って、管路３０から流入する冷却水は、これ
らオリフィス７０，７２を通ってそれぞれ室６２，６３
に流入し、その後、可変オリフィス７４，７６を通って
管路５０或いは管路５２に分流することになる。なお、
この分流弁４０では、オリフィス７０の他にオリフィス
７１も設けられており、このことから、管路３０から流
入する冷却水はもともと室６３を経て管路５２に抜け易
くその分流比（流量比率）が設定されている。なお、図
中の白抜き矢印は冷却水の流れ方向と流量を示してい
る。

【００２４】ところで、この分流弁４０では、スプール
５８は、管路５０，５２内の冷却水、つまり室６２，６
４内の冷却水間に圧力差が発生すると、その差圧に応じ
てコイルスプリング６４、６６の付勢力に抗して移動
し、その後、差圧とコイルスプリング６４，６６の付勢
力とが釣り合うと静止するようになっている。つまり、
管路５０内及び管路５２内の冷却水のうち、圧力の高い
方が圧力の低い方に向けてスプール５８を移動させ、差
圧が発生している間はこの状態が保持されるようになっ
ている。

【００２５】図３には、管路５２内の冷却水圧が管路５
０の冷却水圧よりも大きい場合の分流弁４０の状態を示
してある。同図に示すように、管路５２内の冷却水圧が
高いと室６３内の圧力も高くなっており、これにより、
スプール５８がコイルスプリング６４の付勢力に抗して
紙面右方向に力が釣り合う位置まで移動している。この
状態にあっては、可変オリフィス７６の通路面積が大き
くされ、一方可変オリフィス７４の通路面積が小さくさ
れている。つまり、管路５２内の圧力が高いと冷却水が
管路５２側に流れ難いが、このように可変オリフィス７
６の通路面積が大きくされ冷却水が流れ易くされると、
図中白抜き矢印で示すように、管路３０からの冷却水
は、内圧の高い管路５２側にも内圧の低い管路５０側に
も良好に本来の分流比で配分されて流れることになるの
である。

【００２６】再度図１を参照すると、管路５０，５２
は、それぞれディスクブレーキ８０の水冷式パッド８
２，８４に接続されている。ディスクブレーキ８０は、
水冷式パッド８２，８４がキャリパ８６内に遊嵌される
ようにして構成されており、水冷式パッド８２，８４間
をディスクロータ９０のディスク部９２が走行するよう
になっている。水冷式パッド８２，８４は金属材料、例
えば熱伝導率の大きい銅或いは銅合金からなっている。
そして、油圧ピストン８８によって水冷式パッド８４
が、一方その反力で水冷式パッド８２がディスクロータ
９０のディスク部９２に押し付けられてディスクブレー
キ８０が制動力を発生することになる。なお、ディスク
ブレーキ８０の構成と制動時の動きについては公知のも
のであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【００２７】図４を参照すると、車両のストラット型サ
スペンション１００の斜視図が示されており、分流弁４
０及びディスクブレーキ８０の取付け状態が示されてい
る。同図に示すように、分流弁４０は、例えばストラッ
ト型サスペンション１００のストラット１０２に締結具
１０４によって固定されている。そして、管路５０，５
２は、ディスクブレーキ８０のキャリパ８６のキャリパ
サポート（図示せず）が取付けられたナックル１０６に
沿うようにしてディスクブレーキ８０に延びている。符
号１０８は車輪を示しているが、このように分流弁４０
や管路５０，５２が配設されることで、車輪１０８は分
流弁４０や管路５０，５２と干渉しないようになってい
る。

【００２８】図５には、水冷式パッド８２，８４と各管
路との接続関係を概略的に示してある。同図に示すよう
に、冷却水の流入する管路５０，５２は、それぞれ水冷
式パッド８２，８４の一端の隅部に気密性を有して接続
されている。また、水冷式パッド８２，８４の他端の隅
部には、それぞれ冷却水を排出する管路９４，９６が接
続されており、管路９４には伸縮自在にして蛇腹部９５
が形成されている。この蛇腹部９５は、制動時に水冷式
パッド８２，８４が互いに接近或いは離間することに追
従して伸縮する。そして、管路９４と管路９６とが、継
手９７で１本の管路（第２の冷却水通路）９８に纏めら
れている。なお、図中矢印は冷却水の流れ方向を示して
いる。

【００２９】図６を参照すると、図５中のＡ−Ａ線に沿
う水冷式パッド８４の断面が示されており、以下、同図
に基づき水冷式パッド８２，８４の構造について説明す
る。水冷式パッド８４内部には、室８５が形成されてお
り、この室８５は、水冷式パッド８４の形状に沿って湾
曲した隔壁８４ａ，８４ｂ，８４ｃによって仕切られ、
これにより冷却水の通路（流通路）８５ａ，８５ｂ，８
５ｃ，８５ｄが形成されている。従って、管路５２から
流入する冷却水は、図中矢印で示すように各通路８５
ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄに分流して流れた後管路９
６から排出される。このようにして冷却水が水冷式パッ
ド８４内部を一様にむら無く流れることで、水冷式パッ
ド８４は、制動時にディスクロータ９０との摩擦熱によ
って加熱させられても全体的に良好に冷却されることに
なる。

【００３０】再度図１を参照すると、管路９８は、ブレ
ーキラジエータ（第２の熱交換器）１２０の入水口１２
２に接続されている。このブレーキラジエータ１２０
は、小型であって前述したエンジンラジエータ１４と同
一構造のものであり、水冷式パッド８２，８４を通って
昇温した冷却水を冷却するのに必要充分な冷却能力を有
している。そして、ブレーキラジエータ１２０の排水口
１２４には、管路（第２の冷却水通路）１３０が接続さ
れている。また、ブレーキラジエータ１２０と対面する
ようにして電動冷却ファン１２８が設けられている。そ
して、このブレーキラジエータ１２０についても、エン
ジンラジエータ１４と同様に、走行風を受けやすい位置
に位置されている。

【００３１】管路１３０からは、分岐して管路１３２と
管路１３４が延びている。そして、これら管路１３２と
管路１３４の分岐部には、切換バルブ１３６が設けられ
ている。この切換バルブ１３６は、ソレノイドバルブで
あり、後述する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５０から
の駆動信号によって切換えられるものであるが、通常通
電されていない状態では、図１中に示す状態、つまり管
路１２４内を流れる冷却水が管路１３２に流入するよう
に設定されている。

【００３２】そして、管路１３２はエンジンラジエータ
１４の入水口１６またはその近傍に、一方管路１３４は
エンジンラジエータ１４の排水口１８またはその近傍に
接続されている。なお、管路１３２，１３４にはそれぞ
れチェックバルブ１３８，１３９が介装されており、こ
れらチェックバルブ１３８，１３９は、管路１３０側か
らエンジンラジエータ１４側への冷却水の流通を可能に
する一方、エンジンラジエータ１４側から管路１３０側
への流通を阻止する働きをしている。

【００３３】符号１５０は電子制御ユニット（ＥＣＵ）
であり、このＥＣＵ１５０の入力側には、ブレーキペダ
ル（図示せず）の踏み込みを検出する制動検出手段とし
てのブレーキペダルスイッチ（ブレーキペダルＳＷ）１
５２、車速Ｖを検出する車速センサ１５４及び水温セン
サ６が接続されている。一方、ＥＣＵ１５０の出力側に
は、前述した電動モータ３４、電動ファン１２８及び切
換バルブ１３６のソレノイド部が接続されており、これ
ら電動モータ３４、電動ファン１２８及び切換バルブ１
３６には入力信号に応じた出力信号が供給される。

【００３４】次に、以上のように構成された水冷式ディ
スクブレーキ装置の作用について図７乃至図１２に基づ
き説明する。図７及び図８には、ＥＣＵ１５０が実行す
る冷却制御ルーチンのフローチャートを示してある（制
御手段）。以下、図７及び図８に沿って冷却制御につい
て説明する。

【００３５】図７のステップＳ１０では、ブレーキペダ
ルＳＷ１５２、車速センサ１５４及び水温センサ６から
の入力信号値を読み取る。次のステップＳ１２では、水
温センサ６によって検出される冷却水温Ｔが所定温度Ｔ
1（例えば、９０℃）以上か否かを判別する。この所定
温度（第１の所定温度）Ｔ1は、エンジン１の加熱状態
を示す温度であり、前述したサーモスタットバルブ１２
の開閉する所定温度（第２の所定温度）Ｔ2よりも高い
温度である。通常、エンジン１の始動直後にあっては、
冷却水温Ｔは所定温度Ｔ1より充分低いため、この場合
にはステップＳ１２の判別結果は偽（Ｎｏ）であり、次
にステップＳ１４に進む。

【００３６】ステップＳ１４では、ブレーキペダルＳＷ
１５２によりスイッチオン（ＯＮ）状態が検出されてい
るか否かを判別する。判別結果が偽でブレーキペダルが
踏まれていると判定される場合には、次にステップＳ１
６に進む。ステップＳ１６では、冷却水温Ｔが所定温度
Ｔ2以上であるか否かを判別する。この所定温度Ｔ2は、
前述したように、サーモスタットバルブ１２の開閉の閾
値となる温度であり、エンジン１の始動直後の冷態時に
あっては、冷却水温Ｔは所定温度Ｔ2より低いため、こ
の場合、判別結果は偽（Ｎｏ）であり、次にステップＳ
１８に進む。

【００３７】ステップＳ１８では、電動ファン１２８を
オフ（ＯＦＦ）に設定し、停止した状態とする。そし
て、次のステップＳ２０において、切換バルブ１３６に
作動信号を供給し、図１中に破線で示すように弁位置を
切換える。つまり、管路１３０から管路１３４に冷却水
が流れるようにする。ステップＳ２０を実行したら次に
ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、車速セン
サ１５４によって検出される車速Ｖが所定値Ｖ1（例え
ば、６km/h）以上であるか否かを判別する。この所定値
Ｖ1は、例えば、制動時に水冷式パッド８２，８４とデ
ィスクロータ９０との摩擦熱が急増し始める時点に対応
した閾値である。ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で車速Ｖが所定値Ｖ1以上の場合には、次にステッ
プＳ２６に進む。

【００３８】ステップＳ２６では、タイマＴＭ１を設定
し、同時に計時を開始する。これは、後述するように、
ポンプ３２の駆動時間を設定するものであり、タイマＴ
Ｍ１は予め水冷式パッド８２，８４を冷却するのに充分
な時間に固定されている。一方、ステップＳ２４の判別
結果が偽で車速Ｖが所定値Ｖ1より小さい場合には、次
にステップＳ２７に進む。このステップＳ２７では、タ
イマＴＭ２を設定し、同時に計時を開始する。ここで
は、車輪１０８の回転速度が遅く水冷式パッド８２，８
４とディスクロータ９０との摩擦により発生する熱量は
比較的小さいことから、タイマＴＭ２の設定時間は、上
記のタイマＴＭ１よりも短いものとされている（ＴＭ２
＜ＴＭ１）。

【００３９】次のステップＳ２８では、ポンプ３２の吐
出流量（ポンプ流量）を設定する。ここでは、図９及び
図１０に示すマップからポンプ流量を設定する。図９に
は、予め設定された車速Ｖとポンプ回転数Ｎとの関係が
示されており、先ず、このマップからポンプ回転数Ｎを
求める。そして、図１０において、このポンプ回転数Ｎ
からポンプ流量を求めるようにする。つまり、車速Ｖが
大きくなると、水冷式パッド８２，８４とディスクロー
タ９０との摩擦により発生する熱量が大きくなって水冷
式パッド８２，８４の温度が上昇するため、これに応じ
てポンプ流量を大きくし、水冷式パッド８２，８４内を
流れる冷却水量を多くする。

【００４０】図８のステップＳ３０では、タイマカウン
トを行い、計時を行う。実際には、当該制御が繰り返し
実行される毎に実行周期を加算して計時を行う。次のス
テップＳ３２では、ステップＳ２８で設定したタイマＴ
Ｍ１の設定時間が経過したか否かを判別する。判別結果
が偽で、タイマＴＭ１の設定時間が未だ経過していない
場合には、次にステップＳ３４に進み、ポンプ３２を作
動させ、その作動状態を維持する。

【００４１】図１１には、上述したように、エンジン１
が冷態の状態にあるときにブレーキペダルが踏み込ま
れ、ポンプ３２が作動した場合の冷却水の流れを矢印で
示してある。同図に示すように、エンジン１が冷態であ
り、冷却水温度Ｔが所定値Ｔ2に満たない場合には、サ
ーモスタットバルブ１２は閉弁されており、この場合に
は、ブレーキペダルが踏み込まれると、ウォータジャケ
ット４内の冷却水はポンプ３２の駆動により管路１０か
ら管路３０に流入し、分流弁４０を経た後水冷式パッド
８２，８４内を通って水冷式パッド８２，８４を冷却す
る。そして、水冷式パッド８２，８４から熱を奪った冷
却水は、ブレーキラジエータ１２０において冷却され、
管路１３０及び管路１３４を通り、エンジンラジエータ
１４内を通ることなく、そのまま管路２０を経てウォー
タジャケット４に回流することになる。このとき、ファ
ン１２８は作動していないことに留意すべきである。

【００４２】このように、エンジン１が冷態の状態にあ
るときには、冷却水をエンジンラジエータ１４内に通さ
ず、且つブレーキラジエータ１２０用のファン１２８を
作動させないので、エンジン１の暖機を妨げることがな
く、逆に水冷式パッド８２，８４から得た熱を有効にエ
ンジン１に供給でき、これにより暖機を促進することが
可能である。

【００４３】冷却制御ルーチンが繰り返し実行され、図
８のステップＳ３２の判別結果が真で設定時間が経過し
たと判別された場合には、ステップＳ３６に進み、ポン
プ３２の作動を停止する。この場合には、冷却水は、図
１に矢印で示したような通常の流れとなり、エンジン１
とエンジンラジエータ１４とを循環することになる。ま
た、エンジン１が暖機され、図７のステップＳ１６の判
別結果が真となり、冷却水温度Ｔが所定値Ｔ2に達した
と判定された場合には、ステップＳ２２に進み、ファン
１２８を作動させる。なお、このステップＳ２２が実行
されると、切換バルブ１３６は駆動信号が供給されず図
１に示した状態に戻ることになる。

【００４４】図１２には、エンジン１が暖機状態にある
場合にブレーキペダルが踏み込まれたときの冷却水の流
れを矢印で示してある。同図に示すように、この場合に
は、ウォータジャケット４内の冷却水は、水冷式パッド
８２，８４を冷却した後、ブレーキラジエータ１２０に
おいてファン１２８の送風によって冷却され、管路１３
０及び管路１３２、エンジンラジエータ１４内を通って
ウォータジャケット４に回流する。従って、エンジン１
が暖機された状態でブレーキペダルが踏まれたときに
は、水冷式パッド８２，８４を冷却した冷却水は、先ず
ブレーキラジエータ１２０で冷却され、さらにエンジン
ラジエータ１４で充分に冷却されることになり、冷却水
温度Ｔが過度に上昇することがない。

【００４５】図７のステップＳ１４の判別結果が偽とな
った場合、つまり、ブレーキペダルが踏み込まれていな
い場合には、次にステップＳ４０に進む。このステップ
Ｓ４０では、ファン１２８を作動させる必要がないこと
からこれをＯＦＦに保持し、ステップＳ４２に進む。ス
テップＳ４２では、遅れタイマＴＭＤを設定する。この
遅れタイマＴＭＤは、ステップＳ１４での判別結果が真
から偽に切換わった直後にのみ設定されるタイマであ
る。つまり、ブレーキペダルの踏み込みを止めて制動を
中止しても、水冷式パッド８２，８４は急冷しないた
め、このように遅れタイマＴＭＤを設定することによ
り、水冷式パッド８２，８４に冷却水を暫時環流させ
る。遅れタイマＴＭＤを設定したら、次にステップＳ３
０に進むが、このステップＳ３０以降は上述した通りで
あり、説明を省略する。

【００４６】また、図７中のステップＳ１２の判別結果
が真、つまり、冷却水温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になっ
た場合には、エンジン１が過熱状態にあると判定でき、
この場合には、次にステップＳ５０に進む。ステップＳ
５０では、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かに
拘わらず、先ずファン１２８を作動させる。次のステッ
プＳ５２では、ステップＳ１４と同様にブレーキペダル
が踏み込まれているか否かを判別する。判別結果が真の
場合には、上述したようにステップＳ１６以降を実行す
る。一方、ステップＳ５２の判別結果が偽でブレーキペ
ダルが踏み込まれていない場合には、次にステップＳ５
４に進む。

【００４７】ステップＳ５４では、ポンプ３２を駆動さ
せるためのタイマＴＭ３の設定を行い、同時に計時を開
始する。このタイマＴＭ３は、水冷式パッド８２，８４
の熱により上昇する冷却水を冷却することを目的として
ではなく、エンジン１によって過熱状態になった冷却水
を、エンジンラジエータ１４のみでなくブレーキラジエ
ータ１２０をも使用して冷却することを目的として設定
される。従って、その設定時間は過熱した冷却水を冷却
すべく充分に長いものとされる。タイマＴＭ３を設定し
たら、上述の図８のステップＳ３０以降を実行し、設定
時間に亘りポンプ３２を駆動し、過熱した冷却水を充分
に冷却する。なお、この場合の冷却水の流れは、上述し
た図１２に示したものと同じである。

【００４８】以上のようにして冷却制御が良好に実施さ
れるが、冷却水温度Ｔ（エンジン１の温度状態）とブレ
ーキペダルの操作状態（制動状態）に応じた制御内容、
つまりポンプ３２、ファン１２８及び切換バルブ１３６
の作動切換え状態（ＯＮまたはＯＦＦで示す）を表１に
纏めて示す。

【００４９】

【表１】ところで、水冷式パッド８２，８４は、制動時において
共にディスクロータ９０のディスク部９２と均等に当接
して摩擦力を発生するのが好ましいが、実際には、水冷
式パッド８２及び水冷式パッド８４のいずれか一方とデ
ィスク部９２との当たりが強いことが多い。従って、当
たりの強い方が摩擦熱を多く発生することになり、一方
の水冷式パッドの温度が他方よりも上昇することにな
る。

【００５０】水冷式パッドの温度が上昇すると、水冷式
パッド８２，８４内で通路８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８
５ｄに分流して一様に流れている冷却水は、水冷式パッ
ド８２，８４から熱を大量に吸収することになり、よっ
て、冷却水温度Ｔが急に上昇する。ところが、冷却水温
度Ｔが上昇すると、冷却水が膨張して圧力が上がり、冷
却水の流れ抵抗が大きくなって冷却水の流れが悪くな
る。従って、水冷式パッド８２及び水冷式パッド８４の
いずれか温度の高い方を流れる冷却水の流れが悪くな
り、全体として冷却効果が低下して水冷式ディスクブレ
ーキ装置本来の機能が損なわれることになる。

【００５１】しかしながら、本発明の水冷式ディスクブ
レーキ装置では、前述したように、水冷式パッド８２，
８４の上流側に分流弁４０を備えているので、差圧によ
り分流弁４０内のスプール５８が移動することになり、
冷却水温度Ｔが上昇し圧力の上昇した水冷式パッド８２
或いは水冷式パッド８４にも本来の分流比で冷却水が流
れるようになる（図３参照）。従って、水冷式パッド８
２及び水冷式パッド８４は、共に上昇温度に拘わらず常
に確実且つ充分に冷却されることになる。

【００５２】以上、詳細に説明したように、本発明の水
冷式ディスクブレーキ装置によれば、エンジン１用のエ
ンジンラジエータ１４とは別にして水冷式パッド８２，
８４冷却用のブレーキラジエータ１２０を設けるように
したので、エンジンラジエータ１４を通常のエンジン１
の冷却に必要充分なだけのコンパクトな大きさに抑える
ことができる。

【００５３】また、通常、制動時にあってはアクセルペ
ダル（図示せず）が踏まれておらず、アクセル開度は小
さくエンジン１の負荷は小さいため、この制動時には、
エンジンラジエータ１４の冷却能力に余裕がある。従っ
て、水冷式パッド８２，８４を冷却した冷却水の冷却用
にエンジンラジエータ１４を補機として有効に活用で
き、つまり、エンジン冷却系とブレーキ冷却系とを共有
して冷却効率を高めることができる。よって、ブレーキ
ラジエータ１２０に関してもそれほど大きなものにする
必要がなくコンパクトなものにできる。

【００５４】このようなことから、本発明の水冷式ディ
スクブレーキ装置では、エンジンルームを不必要に広く
することなく、エンジンラジエータ１４及びブレーキラ
ジエータ１２０をエンジンルーム内に好適に設置でき、
コンパクトでありながら水冷式パッド８２，８４を充分
に冷却し、フェード現象やベイパーロック現象、さらに
はディスクロータの変形によるジャダーの鳴き等を確実
に防止でき、ディスクブレーキ装置の信頼性を向上させ
ることができる。

【００５５】また、上記のようにエンジンラジエータ１
４をブレーキラジエータ１２０の補機として使用するの
とは逆に、ブレーキラジエータ１２０を必要に応じてエ
ンジンラジエータ１４の補機として使用することも可能
である。つまり、エンジン１の負荷が非常に大きく、冷
却水が過熱状態になった場合には、制動の実施、非実施
に拘わらずブレーキラジエータ１２０をもエンジンラジ
エータの一部として応急的に使用可能である。これによ
り、エンジン冷却系とブレーキ冷却系とを好適に共有し
て冷却効率を高め、エンジン１のオーバヒートを確実に
防止できる。

【００５６】また、エンジン１の温度が低く、エンジン
１が冷態の状態においては、水冷式パッド８２，８４を
冷却した冷却水は、エンジンラジエータ１４内を流れる
ことなくファン１２８の送風のないブレーキラジエータ
１２０内のみを流れるので、冷却水が過冷却されること
なく、エンジン１の暖機が妨げられることがない。この
場合、逆に、水冷式パッド８２，８４の熱をエンジン１
の暖機に利用することが可能である。

【００５７】さらに、水冷式パッド８２，８４の上流側
に分流弁４０を備えることにより、高温となった水冷式
パッド８２或いは水冷式パッド８４にも常に本来の分流
比で冷却水を供給するようにでき、これにより、水冷式
パッド８２，８４に温度差が発生したとしても、常に水
冷式パッド８２，８４の双方を共にむらなく安定して冷
却し続けることができ、制動性能を好適に維持できる。

【００５８】なお、上記実施例では、図７及び図８に示
すように、それぞれの状況に応じてタイマを設定し、こ
のタイマの設定時間に亘ってポンプ３２を駆動させるよ
うにしたが、必ずしもタイマを設定する必要はなく、例
えば、水温センサ６やブレーキペダルＳＷ１５２からの
信号の変化にのみ基づいてポンプ３２の駆動切換えを行
うようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の水冷式
ディスクブレーキ装置によれば、エンジン冷却用の冷却
水をディスクブレーキのパッドに導き、制動時、摩擦熱
により昇温したパッドを冷却する水冷式ディスクブレー
キ装置において、内部に冷却水の流通路を有するパッド
を備えたディスクブレーキと、エンジンの燃焼熱により
昇温した冷却水を冷却する第１の熱交換器と、第１の熱
交換器の冷却水入口からパッドの流通路の入水口に冷却
水を導く第１の冷却水通路と、第１の冷却水通路に介装
され、冷却水を入水口に給送するポンプと、パッドの流
通路の排水口から第１の熱交換器に冷却水を戻す第２の
冷却水通路と、第２の冷却水通路に介装され、冷却水を
冷却する第２の熱交換器と、ディスクブレーキによる制
動の実施状態を検出する制動検出手段と、第１の熱交換
器からエンジンに環流した冷却水の温度を検出する冷却
水温度検出手段と、制動の実施状態及び冷却水の温度に
応じてポンプの作動を制御する制御手段とを具備するよ
うにしたので、制動の実施状態及び冷却水の温度に応じ
てポンプを作動させ、エンジンの燃焼熱及び制動の摩擦
熱を吸収して昇温する冷却水をブレーキ冷却系の第２の
熱交換器及びエンジン冷却系の第１の熱交換器を共有し
冷却効率を高めて良好に冷却できる。

【００６０】また、請求項２の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、制御手段は、制動が開始されたときまた
は冷却水の温度が第１の所定温度に達したときポンプを
作動させるので、制動が開始されたとき、或いは冷却水
の温度が過熱状態の第１の所定温度に達するとポンプを
好適に作動させ、これにより制動の摩擦熱を吸収して昇
温する冷却水を第２の熱交換器及び第１の熱交換器で良
好に冷却する一方、エンジンの燃焼熱により過熱した冷
却水をも第２の熱交換器及び第１の熱交換器で良好に冷
却できる。

【００６１】また、請求項３の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、第２の冷却水通路は、第１の熱交換器の
冷却水入口近傍に冷却水を戻すので、エンジンの燃焼熱
及び制動の摩擦熱を吸収して昇温する冷却水を、第２の
熱交換器で冷却させた後第１の熱交換器を確実に通過さ
せるようにでき、充分に冷却できる。また、請求項４の
水冷式ディスクブレーキ装置によれば、第２の冷却水通
路は、第１の熱交換器の冷却水入口近傍に冷却水を戻す
とともに、分岐して第１の熱交換器の冷却水出口近傍に
も冷却水を戻すことが可能であり、分岐部には切換弁を
備えているので、エンジンの運転状況に応じて切換弁を
切換えることで、冷却水を第１の熱交換器を通さずに第
２の熱交換器のみで冷却せさるようにでき、エンジンが
冷態にあるような場合にあっては、冷却水の過冷却を防
止してエンジンの暖機運転を好適に実施できる。

【００６２】また、請求項５の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、制御手段は、冷却水の温度に応じて切換
弁を制御する切換制御手段を含んでなるので、冷却水温
度が低くエンジンが冷態にあるような場合には、切換弁
を好適に切換え、冷却水を第１の熱交換器を通さずに第
２の熱交換器のみで冷却させるようにでき、冷却水の過
冷却を確実に防止してエンジンの暖機運転を良好に実施
できる。

【００６３】また、請求項６の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、切換制御手段は、冷却水の温度が第２の
所定温度に達したとき冷却水が冷却水入口近傍に戻され
るように切換弁を切換えるので、冷却水温度が低く第２
の所定温度に達していないようなエンジンの冷態時にあ
っては、切換弁を好適に切換え、冷却水を第１の熱交換
器を通さずに第２の熱交換器のみで冷却させるようにで
き、冷却水の過冷却を確実に防止してエンジンの暖機運
転を良好に実施できる。

【００６４】また、請求項７の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、第２の熱交換器は、送風により冷却水の
冷却を促進する冷却ファンを含んでなるので、第２の熱
交換器を通る冷却水を冷却ファンによってさらに良好に
冷却できる。また、請求項８の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、制御手段は、冷却水の温度に応じて冷却
ファンを制御する送風制御手段を含んでなるので、冷却
水温度が低くエンジンが冷態にあるような場合には、冷
却ファンを作動せず、冷却水の過冷却を防止してエンジ
ンの暖機運転を良好に実施できる。

【００６５】また、請求項９の水冷式ディスクブレーキ
装置によれば、送風制御手段は、冷却水の温度が第２の
所定温度に達したとき冷却ファンを作動させるので、冷
却水温度が低く第２の所定温度に達していないようなエ
ンジンの冷態時にあっては、冷却ファンを作動せず、冷
却水の過冷却を確実に防止してエンジンの暖機運転を良
好に実施できる。

【００６６】また、請求項１０の水冷式ディスクブレー
キ装置によれば、第１の熱交換器の冷却水入口には冷却
水の温度が規定温度に達したときエンジンから第１の熱
交換器への冷却水の流通を許容するサーモスタット弁が
介装されており、第２の所定温度は規定温度であるの
で、第２の所定温度をサーモスタット弁の開成温度とす
ることでエンジンの冷態状態を正確に判定できる。

【００６７】また、請求項１１の水冷式ディスクブレー
キ装置によれば、パッドは少なくとも２個からなり、第
１の冷却水通路は、各パッドの流通路を流れる冷却水の
圧力変化に拘わらず常に冷却水を一定の流量比率で分岐
分流させる分流弁を介して各パッドの流通路の入水口に
冷却水を導くので、制動により各パッド間に温度差が発
生し、これにより各パッド内を流れる冷却水圧力間に圧
力差が生じても、流量比率を一定に保持でき、各パッド
を常に良好に冷却して安定した制動性を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水冷式ディスクブレーキ装置の概略構
成図である。

【図２】図１中の分流弁を示す縦断面図である。

【図３】図２中の分流弁のスプールが移動した状態を示
す図である。

【図４】図１中の分流弁のストラット型サスペンション
への取付け状態を示す図である。

【図５】図１中に示す水冷式ブレーキパッドの配管図で
ある。

【図６】図５中のＡ−Ａ線に沿う水冷式ブレーキパッド
の縦断面図である。

【図７】水冷式ディスクブレーキ装置の電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）が実行する冷却制御ルーチンを示すフロー
チャートの一部である。

【図８】図７に続く冷却制御ルーチンを示すフローチャ
ートの残部である。

【図９】車速Ｖとポンプ回転数との関係を示すグラフで
ある。

【図１０】ポンプ回転数とポンプ流量との関係を示すグ
ラフである。

【図１１】エンジンが冷態の状態で且つ制動中の水冷式
ディスクブレーキ装置を示す図である。

【図１２】エンジンが暖機された状態で且つ制動中、或
いはエンジンが過熱状態のときの水冷式ディスクブレー
キ装置を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン４ウォータジャケット６水温センサ（冷却水温度検出手段）１２サーモスタットバルブ１４エンジンラジエータ（第１の熱交換器）３０管路（第１の冷却水通路）３２ポンプ４０分流弁５８スプール８０ディスクブレーキ８２水冷式パッド８４水冷式パッド８５ａ通路（流通路）８５ｂ通路（流通路）８５ｃ通路（流通路）８５ｄ通路（流通路）９０ディスクロータ９８管路（第２の冷却水通路）１２０ブレーキラジエータ（第２の熱交換器）１２８電動冷却ファン１３０管路（第２の冷却水通路）１３２管路１３４管路１３６切換バルブ１５０電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５２ブレーキペダルＳＷ（制動検出手段）１５４車速センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン冷却用の冷却水をディスクブレ
ーキのパッドに導き、制動時、摩擦熱により昇温した前
記パッドを冷却する水冷式ディスクブレーキ装置におい
て、内部に前記冷却水の流通路を有するパッドを備えたディ
スクブレーキと、エンジンの燃焼熱により昇温した前記冷却水を冷却する
第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器の冷却水入口から前記パッドの流通
路の入水口に前記冷却水を導く第１の冷却水通路と、前記第１の冷却水通路に介装され、前記冷却水を前記入
水口に給送するポンプと、前記パッドの流通路の排水口から前記第１の熱交換器に
前記冷却水を戻す第２の冷却水通路と、前記第２の冷却水通路に介装され、前記冷却水を冷却す
る第２の熱交換器と、前記ディスクブレーキによる制動の実施状態を検出する
制動検出手段と、前記第１の熱交換器から前記エンジンに環流した冷却水
の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記制動の実施状態及び前記冷却水の温度に応じて前記
ポンプの作動を制御する制御手段と、を具備することを
特徴とする水冷式ディスクブレーキ装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記制動が開始された
ときまたは前記冷却水の温度が第１の所定温度に達した
とき前記ポンプを作動させることを特徴とする、請求項
１記載の水冷式ディスクブレーキ装置。
【請求項３】前記第２の冷却水通路は、前記第１の熱
交換器の前記冷却水入口近傍に前記冷却水を戻すことを
特徴とする、請求項１または２記載の水冷式ディスクブ
レーキ装置。
【請求項４】前記第２の冷却水通路は、前記第１の熱
交換器の前記冷却水入口近傍に前記冷却水を戻すととも
に、分岐して前記第１の熱交換器の冷却水出口近傍にも
前記冷却水を戻すことが可能であり、分岐部には切換弁
を備えていることを特徴とする、請求項１または２記載
の水冷式ディスクブレーキ装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記冷却水の温度に応
じて前記切換弁を制御する切換制御手段を含んでなるこ
とを特徴とする、請求項４記載の水冷式ディスクブレー
キ装置。
【請求項６】前記切換制御手段は、前記冷却水の温度
が第２の所定温度に達したとき前記冷却水が前記冷却水
入口近傍に戻されるように前記切換弁を切換えることを
特徴とする、請求項５記載の水冷式ディスクブレーキ装
置。
【請求項７】前記第２の熱交換器は、送風により前記
冷却水の冷却を促進する冷却ファンを含んでなることを
特徴とする、請求項１乃至６のいずれか記載の水冷式デ
ィスクブレーキ装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記冷却水の温度に応
じて前記冷却ファンを制御する送風制御手段を含んでな
ることを特徴とする、請求項７記載の水冷式ディスクブ
レーキ装置。
【請求項９】前記送風制御手段は、前記冷却水の温度
が第２の所定温度に達したとき前記冷却ファンを作動さ
せることを特徴とする、請求項８記載の水冷式ディスク
ブレーキ装置。
【請求項１０】前記第１の熱交換器の冷却水入口には
冷却水の温度が規定温度に達したとき前記エンジンから
前記第１の熱交換器への冷却水の流通を許容するサーモ
スタット弁が介装されており、前記第２の所定温度は前
記規定温度であることを特徴とする、請求項６または９
記載の水冷式ディスクブレーキ装置。
【請求項１１】前記パッドは少なくとも２個からな
り、前記第１の冷却水通路は、前記各パッドの流通路を
流れる前記冷却水の圧力変化に拘わらず常に前記冷却水
を一定の流量比率で分岐分流させる分流弁を介して前記
各パッドの流通路の入水口に前記冷却水を導くことを特
徴とする、請求項１乃至１０のいずれか記載の水冷式デ
ィスクブレーキ装置。