(57)【要約】【課題】回転体を含むブレーキ装置で発生する摩耗粉を計量できるように摩耗粉を捕集すること。【解決手段】ロータ１４とキャリパ１２を含むブレーキ１１の外側をブレーキフード５０で覆い、ブレーキ１１で発生する全ての摩耗粉を捕集可能にする。ブレーキフード５０の内部で送風機７１とエアサンプラ６０を用いて気流５８を流し、空気中に浮遊した摩耗粉をエアサンプラ６０で捕集する。隙間からの摩耗粉の漏出や埃の侵入を防ぐために、内気圧Ｐｉｎと外気圧Ｐｏｕｔの差圧がなくなるように、制御部８０で送風機７１又はエアサンプラ６０の流量を自動制御する。内気圧Ｐｉｎを検知する圧力センサ７３は、キャリパ１２よりも上流側、且つ上方の位置に配置して発熱の影響を減らす。ロータ１４に連結された軸を支持する軸受けの外側でブレーキフード５０の接続部をシールする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に接続され前記回転軸の回転に従って回転運動を行う回転体と、
前記回転体の回転運動を制動する制動部材と、
前記回転体および前記制動部材を覆い外からの粉塵進入を防ぐフードと、
前記フード内に空気を送り込む送風機と、
前記フード内の空気を吸引し当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉を捕集する捕集機と、
前記フード内の気圧と外気圧を測定し、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう少なくとも前記送風機と前記捕集機のいずれか一方の風量を調整する気圧調整部と、
を備えた摩耗粉捕集装置。
【請求項２】
前記回転軸を回転自在に支持する軸受をさらに備え、
前記フードは、前記軸受の外周を覆うシール部を有する、
請求項１に記載の摩耗粉捕集装置。
【請求項３】
前記気圧調整部は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧を測定する、
請求項１又は２に記載の摩耗粉捕集装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の摩耗粉捕集装置と、
前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を計測する測定部とを備えた、
分析システム。
【請求項５】
回転体の回転運動を制動する制動部材から発生する摩耗粉を捕集する摩耗粉捕集方法であって、
前記回転体が、軸受により回転自在に支持された回転軸により回転可能であり、
前記回転体および前記制動部材が、外からの粉塵進入を防ぐフードで覆われ、
送風機を用いて前記フード内に空気が送り込まれ、
捕集機を用いて前記フード内の空気が吸引され当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉が捕集され、
気圧調整部を用いて前記フード内の気圧と外気圧とが測定され、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう、少なくとも前記送風機および前記捕集機のいずれか一方の風量が制御される、
摩耗粉捕集方法。
【請求項６】
前記軸受の外周を覆う箇所で、前記フードのシール部が隙間を密封する、
請求項５に記載の摩耗粉捕集方法。
【請求項７】
前記気圧調整部は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧を測定する、
請求項５又は６に記載の摩耗粉捕集方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の摩耗粉捕集方法で用いられる前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を所定の測定部を用いて計測する、
分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩耗粉捕集装置、分析システム、摩耗粉捕集方法および分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、大気汚染対策として、大気浮遊粒子に対する環境基準が世界保健機関（ＷＨＯ）で定められ、これに基づいて各地域で浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）や微小粒子状物質（ＰＭ２．５）に対する基準が定められている。
【０００３】
浮遊粒子状物質は、大気中に浮遊する粒子状物質のうち、直径が１０μｍ以下のもので長時間大気中を浮遊している粒子の総称である。微小粒子状物質は、大気中に浮遊している２．５μｍ以下の小さな粒子であり浮遊粒子状物質よりも小さい。
【０００４】
自動車においては、従来より排気ガスのＰＭ規制値として、フィルタで回収可能な粒子を対象とした重量規制や、粒子径が２３ｎｍ〜２．５μｍの粒子を対象とする個数規制が定められている。また、排気ガスに限らず、例えばタイヤの摩耗粉や、ブレーキの摩耗粉についても規制はされていないが議論が行われている。したがって、様々な摩耗粉を捕集したり、捕集した摩耗粉の定量評価を行うための技術が必要とされる。
【０００５】
一方、例えば特許文献１の摩耗監視システムは、被潤滑部品の摩耗状態を推定するための技術を示している。この摩耗監視システムは、被潤滑部品に供給する供給潤滑油の油量を測定する供給油量取得機構と、供給潤滑油の油温を測定する供給油温計と、被潤滑部品の下流に排出された排出潤滑油の油量を測定する排出油量計と、排出潤滑油の油温を測定する排出油温計と、排出潤滑油における摩耗粉の濃度を測定する摩耗粉濃度計と、制御装置とを有している。
【０００６】
また、例えば特許文献２には、磁気ディスク装置において、スピンドル回転軸受け部における塵埃の発生および軸受け隙間からの塵埃の流入をなくすための技術を示している。具体的には、スピンドル部と、これを支持する空気軸受けと、これらを外気から遮断するカバーと、カバー内の気圧を外気圧より高くする空気ポンプとを有し、空気軸受けの供給空気を、カバー内の高圧空気から供給する流路を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−３１７３０号公報
【特許文献２】特開昭６１−２３６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、自動車などに搭載されるディスクブレーキやドラムブレーキなどのブレーキ装置が作動する際には、ブレーキパッドやロータの摩耗に伴って摩耗粉が発生する。また、このようなブレーキ装置から発生した摩耗粉を定量評価するためには、この摩耗粉を全て捕集する必要がある。したがって、発生した摩耗粉を逃がさないように、ブレーキ装置の外側を気密性の高いカバーあるいはフードで覆うことが想定される。
【０００９】
しかしながら、ブレーキ装置の場合は回転軸やディスクなどの回転部位を外部装置と連結する必要があり、ブレーキ装置を覆うフードの全体を外気から完全に密封することは困難である。したがって、ブレーキ装置を覆うフードの内側と外側との間を連通可能な隙間ができてしまい、この隙間を通って外部から内部空間に余分な埃が進入したり、内部で発生した摩耗粉の一部分が漏出することが予想される。その結果、発生した摩耗粉量と捕集した摩耗粉量との間に差異が生じ、正確な摩耗粉の計測ができない。
【００１０】
また、特許文献２の技術は、磁気ディスク装置内の清浄度を高めることを目的としているため、磁気ディスク装置内への埃の侵入を阻止するようにはなっているものの、磁気ディスク外への埃の漏出を抑制するようなものではなく、むしろ磁気ディスク装置内に埃が発生した場合には積極的に磁気ディスク装置外に排出するようになっている。そのため、特許文献２の技術をブレーキ装置における摩耗粉量の測定に適用したとしても、評価すべき摩耗粉の一部がフードの外側に漏出してしまうので、正確な評価ができない。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転体を含むブレーキ装置で発生する摩耗粉を計量するために利用可能な摩耗粉捕集装置、分析システム、摩耗粉捕集方法および分析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、本発明に係る摩耗粉捕集装置、分析システム、摩耗粉捕集方法および分析方法は、下記（１）〜（８）を特徴としている。
（１）  回転軸に接続され前記回転軸の回転に従って回転運動を行う回転体と、
前記回転体の回転運動を制動する制動部材と、
前記回転体および前記制動部材を覆い外からの粉塵進入を防ぐフードと、
前記フード内に空気を送り込む送風機と、
前記フード内の空気を吸引し当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉を捕集する捕集機と、
前記フード内の気圧と外気圧を測定し、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう少なくとも前記送風機と前記捕集機のいずれか一方の風量を調整する気圧調整部と、
を備えた摩耗粉捕集装置。
【００１３】
上記（１）の構成の摩耗粉捕集装置によれば、気圧調整部の働きにより、フード内の気圧が外気圧に一致するように自動的に調整される。つまり、フード内の気圧と外気圧との間に差圧が発生しないので、これらの間に圧力の違いに起因する空気の流通も発生しない。したがって、フードの外側の埃が内側に進入しにくい状態になり、フードの内側で発生した摩耗粉が外側に漏出することもなくなる。そのため、捕集機は、制動部材が発生した摩耗粉の全てを捕集することが可能になり、捕集した摩耗粉の中に外部からの埃が混入することもなくなる。
【００１４】
（２）  前記回転軸を回転自在に支持する軸受をさらに備え、
前記フードは、前記軸受の外周を覆うシール部を有する、
上記（１）に記載の摩耗粉捕集装置。
【００１５】
上記（２）の構成の摩耗粉捕集装置によれば、軸受により、回転軸の回転を妨げないように支持することができる。また、シール部は軸受の外周の部位を覆うので、この部位に隙間ができないように、且つ回転軸の回転を妨げないように封止することができる。つまり、回転する部位以外の隙間がなくなるので、埃や摩耗粉がこの隙間を通りにくくなる。
【００１６】
（３）  前記気圧調整部は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧を測定する、
上記（１）又は（２）に記載の摩耗粉捕集装置。
【００１７】
上記（３）の構成の摩耗粉捕集装置によれば、フード内を流通する空気のうち、熱が発生する制動部材よりも上流側、且つ制動部材よりも上方の位置で気圧を測定するので、制動部材および発生した摩耗粉の熱の影響を受けにくくなる。したがって、安定した圧力制御が可能になる。
【００１８】
（４）  上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の摩耗粉捕集装置と、
前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を計測する測定部とを備えた、
分析システム。
【００１９】
上記（４）の構成の分析システムによれば、制動部材により発生した摩耗粉のうち、捕集機が吸引した空気に含まれる摩耗粉を、測定部を用いて測定できる。したがって、制動部材により発生した摩耗粉の定量評価が可能になる。なお、吸引した空気に含まれず、降下した残りの摩耗粉は前記フードの内側の空間に堆積するので、堆積した摩耗粉を別途計測することにより、全ての摩耗粉を定量評価することができる。
【００２０】
（５）  回転体の回転運動を制動する制動部材から発生する摩耗粉を捕集する摩耗粉捕集方法であって、
前記回転体が、軸受により回転自在に支持された回転軸により回転可能であり、
前記回転体および前記制動部材が、外からの粉塵進入を防ぐフードで覆われ、
送風機を用いて前記フード内に空気が送り込まれ、
捕集機を用いて前記フード内の空気が吸引され当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉が捕集され、
気圧調整部を用いて前記フード内の気圧と外気圧とが測定され、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう、少なくとも前記送風機および前記捕集機のいずれか一方の風量が制御される、
摩耗粉捕集方法。
【００２１】
上記（５）の構成の摩耗粉捕集方法によれば、フード内の気圧が外気圧に一致するように調整するので、フード内の気圧と外気圧との間に差圧が発生しない。そのため、これらの間に圧力の違いに起因する空気の流通も発生しない。したがって、フードの外側の埃が内側に進入しにくい状態になり、フードの内側で発生した摩耗粉が外側に漏出することもなくなる。そのため、捕集機を用いて、制動部材が発生した摩耗粉の全てを捕集することが可能になり、捕集した摩耗粉の中に外部からの埃が混入することもなくなる。
【００２２】
（６）  前記軸受の外周を覆う箇所で、前記フードのシール部が隙間を密封する、
上記（５）に記載の摩耗粉捕集方法。
【００２３】
上記（６）の構成の摩耗粉捕集方法によれば、シール部は軸受の外周の部位を覆うので、この部位に隙間ができないように、且つ回転軸の回転を妨げないように封止することができる。つまり、回転する部位以外の隙間がなくなるので、埃や摩耗粉がこの隙間を通りにくくなる。
【００２４】
（７）  前記気圧調整部は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧を測定する、
上記（５）又は（６）に記載の摩耗粉捕集方法。
【００２５】
上記（７）の構成の摩耗粉捕集方法によれば、フード内を流通する空気のうち、熱が発生する制動部材よりも上流側、且つ制動部材よりも上方の位置で気圧を測定するので、制動部材および発生した摩耗粉の熱の影響を受けにくくなる。したがって、安定した圧力制御が可能になる。
【００２６】
（８）  上記（５）乃至（７）のいずれかに記載の摩耗粉捕集方法で用いられる前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を所定の測定部を用いて計測する、
分析方法。
【００２７】
上記（８）の構成の分析方法によれば、制動部材により発生した摩耗粉のうち、捕集機が吸引した空気に含まれる摩耗粉を、測定部を用いて測定できる。したがって、制動部材により発生した摩耗粉の定量評価が可能になる。なお、吸引した空気に含まれず、降下した残りの摩耗粉はフードの内側の空間に堆積するので、堆積した摩耗粉を別途計測することにより、全ての摩耗粉を定量評価することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の摩耗粉捕集装置、分析装置、摩耗粉捕集方法および分析方法によれば、回転体を含むブレーキ装置で発生する摩耗粉を計量するために利用可能な摩耗粉捕集技術を提供できる。すなわち、フード内の気圧と外気圧との間に差圧が発生しないので、これらの間に圧力の違いに起因する空気の流通も発生しない。つまり、フードの外側の埃が内側に進入しにくい状態になり、フードの内側で発生した摩耗粉が外側に漏出することもなくなる。そのため、捕集機は、制動部材が発生した摩耗粉の全てを捕集することが可能になり、捕集した摩耗粉の中に外部からの埃が混入することもなくなる。
【００２９】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、摩耗粉捕集装置を含むシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、摩耗粉捕集装置を含むブレーキ試験装置の構成例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、試験器本体とブレーキ取り付け部との連結部近傍における構成例を示す断面図である。
【図４】図４は、回収摩耗粉量およびパッド・ロータ摩耗量の計測結果の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００３２】
＜本発明を実施する分析システムの構成例＞
摩耗粉捕集装置を含む分析システムの構成例を図１に示す。図１に示した分析システムは、自動車などに用いられるブレーキ１１が作動する際に、キャリパ１２内のブレーキパッドやディスク状のロータ１４の摩耗に伴って発生する摩耗粉を捕集してその発生量などを評価するために利用することを想定して構成されている。したがって、このシステムはブレーキ以外の回転体から発生する摩耗粉を捕集する用途にも利用可能である。
【００３３】
図１に示したブレーキ１１は、後述するブレーキ試験装置１０に連結され、ロータ１４の回転やキャリパ１２の動作が可能な状態で保持されている。このブレーキ１１は、ブレーキフード５０の内空間に配置されている。すなわち、摩耗粉が発生する部位や発生した摩耗粉が飛散する部位は、それらの周囲全体がブレーキフード５０で密封した状態で覆われている。
【００３４】
これにより、ブレーキフード５０の内側で発生した摩耗粉がブレーキフード５０の外側に漏出するのを抑制でき、また、ブレーキフード５０の外側の埃等がブレーキフード５０の内側に侵入するのも抑制できる。但し、ブレーキ１１を試験する場合には軸などの回転する部位をブレーキフード５０の内外で接続する必要があるので、シールを施してもブレーキフード５０の内外を連通する隙間を完全になくすことは難しい。そこで、摩耗粉や埃がこの隙間を通らないように、後述する圧力制御を実施する。この圧力制御により、発生した全ての摩耗粉の捕集を可能にすると共に、摩耗粉以外の外部からの埃等が摩耗粉に混入するのを防止できる。
【００３５】
図１に示したように、ブレーキフード５０の右側にＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）７２が配置され、その更に右側に送風機７１が配置されている。送風機７１は、外側の空気をブレーキフード５０の内空間に送り込むことができる。送風機７１の送風量は可変であり、制御信号ＳＧ１により制御される。ＨＥＰＡフィルタ７２は、送風機７１が送り込む空気から埃などを取り除き清浄化する。
【００３６】
一方、ブレーキフード５０の左側にエアサンプラ６０が連結されている。エアサンプラ６０は、ブレーキフード５０の内空間と連通する箇所から気流５８を吸引し、気流５８に含まれる浮遊した状態の摩耗粉を捕集することができる。エアサンプラ６０は、例えば５００［ｌ／分］程度の吸引能力を有しているが、吸引流量は可変である。なお、送風機７１の送風量を制御する場合は、エアサンプラ６０の吸引流量を固定にしてもよい。
【００３７】
また、ブレーキフード５０の内空間と連通可能な状態で、連通部５４、５５、５６、および５７が設けられている。連通部５４の一端には質量濃度計６１が、連通部５５の一端には分級器６２が、連通部５６の一端には粒子径個数濃度分布計６３が、連通部５７の一端には粒子径個数濃度分布計６４がそれぞれ接続されている。
【００３８】
実際には、公知の装置を利用することも可能である。例えば、粒子径個数濃度分布計６３として、モビリティ径の測定原理に基づく装置を利用すると、主にナノレベルの粒子サイズの粒子について、リアルタイム計測が可能であり、粒子分布も測定できる。
【００３９】
また、粒子径個数濃度分布計６４として、光散乱径の原理に基づく装置を利用すると、主にマイクロレベルの粒子サイズの粒子について、リアルタイム計測が可能であり、粒子分布も測定できる。
【００４０】
また、質量濃度計６１として、光散乱方式を利用すると、主にマイクロレベルの粒子サイズの粒子について、リアルタイム計測ができる。
【００４１】
また、分級器６２として、空気動力学径の原理に基づく装置を利用すると、例えば２．５［μｍ］未満、２．５［μｍ］、１０［μｍ］の各粒子サイズの摩耗粉を個別に回収して分析できる。
【００４２】
したがって、図１に示した分析システムの構成については、必要とされる分析内容や用途に応じて、質量濃度計６１、分級器６２、粒子径個数濃度分布計６３、および粒子径個数濃度分布計６４のうち一部分を省略してもよいし、更に別の計測器を追加してもよい。
【００４３】
図１に示すように、ブレーキフード５０の内部には、圧力センサ７３が設置されている。圧力センサ７３は、送風機７１とブレーキ１１との間、且つキャリパ１２又はロータ１４よりも上方の位置に設置されている。この位置に配置されるのは、圧力センサ７３がブレーキ作動時の熱の影響を受けないようにするためである。つまり、圧力センサ７３が、気流５８の向きに対してブレーキ１１よりも上流側であり、且つ上方であれば、ブレーキ１１の発熱に起因して圧力センサ７３の特性が変動するのを抑制することができる。
【００４４】
一方、ブレーキフード５０の外側の空間には、圧力センサ７４が設置されており、この圧力センサ７４は外気圧Ｐｏｕｔを検知するようになっている。また、圧力センサ７３はブレーキフード５０内の内気圧Ｐｉｎを検知することができる。差圧計７５は、圧力センサ７３が検知した内気圧Ｐｉｎと圧力センサ７４が検知した外気圧Ｐｏｕｔとの差圧を表す差圧信号ΔＰを出力する。
【００４５】
制御部８０は、差圧計７５が出力する差圧信号ΔＰに基づいて、制御信号ＳＧ１を生成し、内気圧Ｐｉｎと外気圧Ｐｏｕｔとの間の差圧がなくなるように送風機７１を制御する。例えば、制御部８０は、内気圧Ｐｉｎが外気圧Ｐｏｕｔよりも低い状態であることを差圧信号ΔＰにより検知すると、送風機７１の単位時間あたりの送風量を増やすように制御信号ＳＧ１を調整する。また、制御部８０は、内気圧Ｐｉｎが外気圧Ｐｏｕｔよりも高い状態であることを差圧信号ΔＰにより検知すると、送風機７１の単位時間あたりの送風量を減らすように制御信号ＳＧ１を調整する。
【００４６】
つまり、エアサンプラ６０による空気の吸引によってブレーキフード５０の内空間の圧力が低下するが、この低下分を、送風機７１がブレーキフード５０内に供給する空気の圧力により補うことができる。したがって、送風量の調整により内気圧Ｐｉｎが外気圧Ｐｏｕｔと同じになるように制御される。
【００４７】
なお、図１に示した分析システムにおいては、制御部８０は、内気圧Ｐｉｎと外気圧Ｐｏｕｔの差圧がなくなるように送風機７１の送風量を制御しているが、エアサンプラ６０の吸引流量を制御してもよいし、両方を制御してもよい。エアサンプラ６０の吸引流量を制御する場合には、内気圧Ｐｉｎが外気圧Ｐｏｕｔよりも低い状態を制御部８０が差圧信号ΔＰにより検知すると、単位時間あたりの吸引流量を減らすように制御する。また、制御部８０は、内気圧Ｐｉｎが外気圧Ｐｏｕｔよりも高い状態を差圧信号ΔＰにより検知すると、単位時間あたりの吸引流量を増やすように制御する。
【００４８】
このような制御が実行されると、内気圧Ｐｉｎと外気圧Ｐｏｕｔの差圧がなくなるので、差圧に起因する空気の流れが発生しなくなる。つまり、ブレーキフード５０の内外を連通する隙間が存在する場合であっても、その隙間を通る空気の流れが存在しないので、ブレーキフード５０内の空気中に浮遊している摩耗粉が隙間から外部に漏出することがなくなる。同時に、ブレーキフード５０の外側の埃等が隙間から内部に侵入することもなくなる。その結果、ブレーキ１１で発生した全ての摩耗粉を捕集することが可能になり、捕集した摩耗粉の中に埃が混入することもなくなる。
【００４９】
なお、実際にはブレーキ１１で発生した摩耗粉の一部分は、そのまま下方に降下してブレーキフード５０の底部に堆積する。それ以外の摩耗粉は、気流５８の中に浮遊した状態を維持したまま、細径部５３を通過して、エアサンプラ６０で捕集される。したがって、エアサンプラ６０が捕集した浮遊摩耗粉と、ブレーキフード５０の底部に存在する堆積摩耗粉とをそれぞれ個別に回収することにより、全ての摩耗粉を計量可能になる。
【００５０】
＜ブレーキ試験装置の構成例＞
図１に示した摩耗粉捕集装置を含むブレーキ試験装置の構成例を縦断面図として図２に示す。なお、図２に示したブレーキ試験装置１０の基本的な構成は、特開平１０−３００５９７号公報に示されているものと同じである。但し、摩耗粉を捕集するためにブレーキ１１を覆うブレーキフード（カバー）５０および隙間からの摩耗粉等の漏出や外部からの埃の流入を防止するためのシール構造が追加されている。つまり、図２に示した構成は一例であり、本発明を適用するブレーキ試験装置１０の構成については必要に応じて変更できる。
【００５１】
図２に示したブレーキ試験装置１０について以下に説明する。
このブレーキ試験装置１０は、ブレーキ１１のロータ１４が取り付けられた低速回転軸１５と、この低速回転軸１５と平行に配置された高速回転軸１６と、この高速回転軸１６に取り付けられブレーキ１１が搭載される車両の重量を模擬した慣性力を発生させるフライホイール１７とを備えている。
【００５２】
また、このブレーキ試験装置１０は、高速回転軸１６の回転数を減速して低速回転軸１５に伝達する減速手段１８と、高速回転軸１６を駆動するモータ１９と、各部を支持するベース１３と、各部を制御する制御手段及びブレーキ１１の各種のデータを測定する測定手段（いずれも図示せず）を備えている。
【００５３】
低速回転軸１５は、第１回転軸２１と、この第１回転軸２１にユニバーサルジョイント２２で連結された第２回転軸２３とで構成されている。第２回転軸２３の図中左端には大径の円板部２４が設けられ、この円板部２４に上述のロータ１４が嵌合されてネジで固定されている。この低速回転軸１５は、ベース１３に取り付けられたベアリング２５、２６によって支持されている。また、低速回転軸１５のベアリング２５、２６の間の部分には、上述の減速手段１８の大歯車２７が取り付けられている。
【００５４】
低速回転軸１５の中央より左側の部分には、ベース１３に固定されたスリーブ２０が配置されている。このスリーブ２０には、２個のベアリングを介してハウジング２８が取り付けられている。そして、ハウジング２８のフランジ部分２９に、プレート３０を介してブレーキ１１のキャリパ１２が取り付けられている。すなわち、ハウジング２８がキャリパ保持手段になっている。
【００５５】
高速回転軸１６は、ベアリング３１、３２、３３によって支持されている。また、高速回転軸１６には、低速回転軸１５に取り付けられた大歯車２７と噛合する小歯車３４が形成されており、大歯車２７とともに上述の減速手段１８を構成する。また、高速回転軸１６の図中左端にはプーリ３６が嵌合されている。
【００５６】
一方、ベース１３の下端に設けられた凹溝３７内には上述のモータ１９が配置され、その回転軸にプーリ３８が取り付けられている。そして、高速回転軸１６のプーリ３６と、モータ１９の回転軸のプーリ３８とにベルト３９が巻装されており、これにより高速回転軸１６がモータ１９で駆動される。
【００５７】
なお、図２に示した構成においては、減速手段１８を利用する場合を想定しているが、これを省略し、モータ１９の駆動力を直接第１回転軸２１に伝達するように構成してもよい。
【００５８】
図２に示したブレーキ試験装置１０においては、モータ１９によって高速回転軸１６が駆動されると、高速回転軸１６の回転力が減速手段１８および低速回転軸１５を介してロータ１４に伝達される。この状態で、ロータ１４にキャリパ１２内の摩擦材４０が押し付けられる。このときに低速回転軸１５の歪みや、その他の各種のデータを測定することにより、ブレーキ１１のブレーキ特性を判断することができる。
【００５９】
また、ブレーキ試験装置１０においては、ブレーキフード５０は、回転しないハウジング（キャリパ保持手段）２８の外側に固定されている。そして、ブレーキフード５０は、ブレーキ１１のキャリパ１２およびロータ１４を含むブレーキ取り付け部１０ｂの全体の外側を覆いそれらを内部に収容している。
【００６０】
キャリパ１２内の摩擦材４０がロータ１４に押し付けられると、ロータ１４および摩擦材４０の押圧面が摩擦力により摩耗する。また、この摩耗に伴ってロータ１４および摩擦材４０が摩耗粉をそれぞれ発生する。発生した摩耗粉の一部分は空気中を浮遊した状態になり、残りの摩耗粉は下方に降下してブレーキフード５０の底部に堆積する。
【００６１】
つまり、発生した全ての摩耗粉はブレーキフード５０内に存在するので、捕集することが可能である。したがって、発生した摩耗粉量を正しく計測することが可能になる。但し、試験中に回転する第１回転軸２１等が、試験器本体１０ａとブレーキ取り付け部１０ｂとの間を跨ぐように連結されているので、これらの連結箇所に発生する隙間を完全になくすことは難しい。
【００６２】
しかし、図１に示した分析システムにおいては、内気圧Ｐｉｎと外気圧Ｐｏｕｔとの差圧がなくなるように制御部８０が自動的に制御するので、差圧に起因する空気の流通が隙間で発生するのを防止できる。これにより、隙間からの摩耗粉の漏出や埃の侵入を抑制できる。また、図２に示したように、試験器本体１０ａとブレーキ取り付け部１０ｂとを連結する箇所において、回転しないハウジング２８の外側にブレーキフード５０を固定することにより、ブレーキフード５０の接続箇所に隙間ができるのを防止できる。
【００６３】
＜詳細な構造の具体例＞
図３は、試験器本体１０ａとブレーキ取り付け部１０ｂとの連結部近傍における構成例を示す断面図である。
【００６４】
図３に示した例では、第１回転軸２１の外周がベアリング２６Ｂにより回転可能に支持されている。ベアリング２６Ｂの外側はハウジング２８と連結されている。ブレーキフード５０は、フードシール部５９を介してハウジング２８の外側に固定されている。ハウジング２８は非回転部位であるので、ブレーキフード５０とハウジング２８との間に隙間ができないようにフードシール部５９で確実にシールすることができる。
【００６５】
試験器本体１０ａとブレーキ取り付け部１０ｂとの連結部近傍には、図３に示した隙間４２が存在するが、この隙間４２はベアリング２６Ｂと第１回転軸２１でせき止められているので、摩耗粉や埃を含む空気が隙間４２を通って移動しないように構成されている。また、隙間４２と対向する箇所にオイルシール４３が設けてある。
【００６６】
＜実験による計測結果の例＞
図４は、回収摩耗粉量およびパッド・ロータ摩耗量の計測結果の例を示すグラフである。
【００６７】
実際の車両が現実の道路で、ある区間を走行した状況を想定した走行シミュレーションの走行条件を作成した。この走行条件に基づき、図１〜図３に示したようなブレーキ試験装置１０を用いて、ブレーキ１１に関する車両の走行シミュレーションを実施した。すなわち、各タイミングで車両加速時の条件に基づいてモータ１９を駆動し、車両減速時の条件に基づいてブレーキ１１のオンオフ等を制御した。この実験における平均速度は４０［ｋｍ／ｈ］、平均減速度は２．０［ｍ／ｓ２］、平均温度は９０［℃］であった。
【００６８】
また、上記のような走行条件で車両が所定距離を走行した状況を模擬した実験において、ブレーキ１１から発生する摩耗粉を、図１に示した分析システムを用いて捕集し計量した。すなわち、実際に発生した摩耗粉のうち、気流５８として空気中に浮遊していた浮遊摩耗粉はエアサンプラ６０で捕集し、ブレーキフード５０の底部に堆積した堆積摩耗粉はブレーキフード５０内から回収し、それぞれ個別に重量を計測した。
【００６９】
また、キャリパ１２内のブレーキパッド、およびロータ１４の実験前後の重量変化を計測することにより、ブレーキパッドの摩耗量、およびロータ１４の摩耗量を個別に把握した。
【００７０】
図４中に示した浮遊摩耗粉重量Ｗ１１、堆積摩耗粉重量Ｗ１２、パッド摩耗量Ｗ２Ｐ、およびロータ摩耗量Ｗ２Ｒは、ブレーキパッドの材質としてロースチール材ＬＳを採用したブレーキ１１について実験した結果を表している。
【００７１】
図４に示した左側のグラフは、浮遊摩耗粉重量Ｗ１１と、堆積摩耗粉重量Ｗ１２とを合計した結果の回収摩耗粉量［ｇ］を表している。また、図４に示した右側のグラフは、パッド摩耗量Ｗ２Ｐと、ロータ摩耗量Ｗ２Ｒとを合計した結果のパッド・ロータ摩耗量［ｇ］を表している。
【００７２】
図４に示すように、ブレーキ１１の実験における回収摩耗粉量（Ｗ１１＋Ｗ１２）と、パッド・ロータ摩耗量（Ｗ２Ｐ＋Ｗ２Ｒ）とはほぼ同じ値になっている。
【００７３】
つまり、ブレーキパッドおよびロータ１４で発生した摩耗に相当する摩耗粉全体の重量と、浮遊摩耗粉および堆積摩耗粉として図１のシステムで捕集した合計の重量とが一致している。したがって、図１に示したシステムを採用することにより、ブレーキ１１から実際に発生した摩耗粉の総量を計量できる。
【００７４】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る摩耗粉捕集装置、分析システム、摩耗粉捕集方法および分析方法の特徴をそれぞれ以下［１］〜［８］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  回転軸（第１回転軸２１）に接続され前記回転軸の回転に従って回転運動を行う回転体（ロータ１４）と、
前記回転体の回転運動を制動する制動部材（キャリパ１２）と、
前記回転体および前記制動部材を覆い外からの粉塵進入を防ぐフード（ブレーキフード５０）と、
前記フード内に空気を送り込む送風機（７１）と、
前記フード内の空気を吸引し当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉を捕集する捕集機（エアサンプラ６０）と、
前記フード内の気圧（内気圧Ｐｉｎ）と（外気圧Ｐｏｕｔ）を測定し、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう少なくとも前記送風機と前記捕集機のいずれか一方の風量を調整する気圧調整部（制御部８０）と、
を備えた摩耗粉捕集装置。
【００７５】
［２］  前記回転軸を回転自在に支持する軸受（ベアリング２６Ｂ）をさらに備え、
前記フードは、前記軸受の外周を覆うシール部（フードシール部５９）を有する、
上記［１］に記載の摩耗粉捕集装置。
【００７６】
［３］  前記気圧調整部は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧（内気圧Ｐｉｎ）を測定する、
上記［１］又は［２］に記載の摩耗粉捕集装置。
【００７７】
［４］  上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の摩耗粉捕集装置と、
前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を計測する測定部（質量濃度計６１、分級器６２、粒子径個数濃度分布計６３、および６４の少なくとも１つ）とを備えた、
分析システム。
【００７８】
［５］  回転体（ロータ１４）の回転運動を制動する制動部材（キャリパ１２内のブレーキパッド）から発生する摩耗粉を捕集する摩耗粉捕集方法であって、
前記回転体が、軸受（ベアリング２６Ｂ）により回転自在に支持された回転軸（第１回転軸２１）により回転可能であり、
前記回転体および前記制動部材が、外からの粉塵進入を防ぐフード（ブレーキフード５０）で覆われ、
送風機（７１）を用いて前記フード内に空気が送り込まれ、
捕集機（エアサンプラ６０）を用いて前記フード内の空気が吸引され当該空気に含まれる前記制動部材の摩耗粉が捕集され、
気圧調整部（圧力センサ７３、７４、差圧計７５、制御部８０）を用いて前記フード内の気圧（内気圧Ｐｉｎ）と外気圧（Ｐｏｕｔ）とが測定され、前記フード内の気圧が前記外気圧に一致するよう、少なくとも前記送風機および前記捕集機のいずれか一方の風量が制御される、
摩耗粉捕集方法。
【００７９】
［６］  前記軸受の外周を覆う箇所で、前記フードのシール部（フードシール部５９）が隙間を密封する、
上記［５］に記載の摩耗粉捕集方法。
【００８０】
［７］  前記気圧調整部（圧力センサ７３）は、前記制動部材と前記送風機の間、且つ前記制動部材より上方の位置において前記フード内の気圧を測定する、
上記［５］又は［６］に記載の摩耗粉捕集方法。
【００８１】
［８］  上記［５］乃至［７］のいずれかに記載の摩耗粉捕集方法で用いられる前記捕集機が吸引した空気に含まれる前記摩耗粉の摩耗粉量、又は粒子分布を所定の測定部（質量濃度計６１、分級器６２、粒子径個数濃度分布計６３、および６４の少なくとも１つ）を用いて計測する、
分析方法。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ブレーキ試験装置
１０ａ  試験器本体
１０ｂ  ブレーキ取り付け部
１１  ブレーキ
１２  キャリパ
１３  ベース
１４  ロータ
１５  低速回転軸
１６  高速回転軸
１７  フライホイール
１８  減速手段
１９  モータ
２０  スリーブ
２１  第１回転軸
２２  ユニバーサルジョイント
２３  第２回転軸
２４  円板部
２５，２６，２６Ｂ  ベアリング
２７  大歯車
２８  ハウジング（キャリパ保持手段）
３１，３２，３３  ベアリング
３４  小歯車
３６，３８  プーリ
３７  凹溝
３９  ベルト
４０  摩擦材
４２  隙間
４３  オイルシール
５０  ブレーキフード
５４，５５，５６，５７  連通部
５８  気流
５９  フードシール部
６０  エアサンプラ
６１  質量濃度計
６２  分級器
６３，６４  粒子径個数濃度分布計
７１  送風機
７２  ＨＥＰＡフィルタ
７３，７４  圧力センサ
７５  差圧計
８０  制御部
ＳＧ１  制御信号
Ｐｉｎ  内気圧
Ｐｏｕｔ  外気圧
ΔＰ  差圧信号
Ｗ１１  浮遊摩耗粉重量
Ｗ１２  堆積摩耗粉重量
Ｗ２Ｐ  パッド摩耗量
Ｗ２Ｒ  ロータ摩耗量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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