JP2000018287A

JP2000018287A - ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP2000018287A
Application number: JP10189455A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ikegami; 洋池上; Hitoshi Furukawa; 仁古川
Original assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Current assignee: Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキ有効半径を大きくでき、またロータに
よってジャイロ作用が発生するのを防止でき、更にブレ
ーキパッドに発生したブレーキ力をアンカ反力として受
けるための特別なサポートが不要なディスクブレーキ装
置を提供する。【解決手段】ロータ１１の内周側ディスク２１の外歯２
３と外周側ディスク２２の内歯２４に歯車２５が噛合さ
れ、シリンダ部材１６のアウターピストン１６ｂには内
面から延出するピストンロッド３０が設けられ、このピ
ストンロッド３０は、インナーピストン１６ａと、両方
のブレーキパッド１４、１５と、内周側ディスク２１と
外周側ディスク２２との間の隙間を貫通し、ピストンロ
ッド３０の先端に反作用部材３１が設けられ、反作用部
材３１とロータ１１との間に一方のブレーキパッド１５
が配置され、インナーピストン１６ａとロータ１１との
間に他方のブレーキパッド１４が配置されていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、産業機械などに適用するのに好適なディスクブレー
キ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、従来の一般のディス
クブレーキ装置５０は次のようなものであった。

【０００３】自動車の車軸５１にロータ５２が固定され
ており、このロータ５２を挟んだ内側と外側に、プレッ
シャープレート５７ａ，５７ｂに接着されたブレーキパ
ッド５３ａ，５３ｂが配置されている。このロータ５２
を跨いで設けられたキャリパ５５の一側はシリンダとな
っている。このシリンダ内にはブレーキパッド５３ａ，
５３ｂをロータ５２に圧接させるピストン５４が設けら
れている。

【０００４】一方、キャリパ５５の他側は、ロータ５２
の外周側を通る接続部分５６を介して支持される爪部５
６ａとなっている。

【０００５】このようなディスクブレーキ装置５０で
は、シリンダ内に液圧を加えると、ピストン５４が移動
してプレッシャープレート５７ａが押圧され、ブレーキ
パッド５３ａがロータ５２に圧接させられる。その反力
によってキャリパ５５がピストン５４の移動とは反対の
方向に移動して、爪部５６ａが他のブレーキパッド５３
ｂをロータ５２に圧接させて制動力を得ている。

【０００６】なお、タイヤ５８を装着したホイール６０
はロータ５２に取り付けられ、またディスクブレーキ装
置５０は、サポート５９を介して自動車のフレームに固
定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような構造の従来
のディスクブレーキ装置では、ブレーキパッド５３ａ，
５３ｂに発生したブレーキ力をアンカ反力として受ける
サポート５９が必要であるので構造が複雑であった。

【０００８】また、キャリパ５５内には、ピストン５４
の反対側にあるブレーキパッド５３ｂが配設されるた
め、キャリパ５５に接続部分５６が設けられ、この接続
部分５６がロータ５２の外周より外側に配置されている
ため、この接続部分５６の分だけロータ５２の外径を小
さくしなければならず、これにより、ブレーキ有効半径
が小さくなり、制動力を確保するためシリンダ径を大き
くせざるを得なくなり、その結果、重量が大となるとい
う問題があった。

【０００９】また、ピストン５４の反対側のブレーキパ
ッド５３ａをロータ５２に押し付けるため、接続部分５
６に片持ち梁として爪部５６ａが設けられていたので、
この爪部５６ａと接続部分５６との間のモーメントアー
ムＭ１が長くなり、強度上不利になるという問題があっ
た。

【００１０】更に、ロータ５２は、その全体が車軸５１
と同一方向に回転するため、ジャイロ作用が発生し、車
両旋回時における運動性能を阻害するという問題があっ
た。

【００１１】本発明の目的は、このような問題点を解決
することにあり、ロータのブレーキ有効半径を大きくで
きると共に、ブレーキパッドのモーメントアームを短く
でき、更にロータによってジャイロ作用が発生するのを
防止でき、また、ブレーキパッドに発生したブレーキ力
をアンカ反力として受けるための特別なサポートが不要
なディスクブレーキ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はディスクブレー
キ装置であり、前述の技術的課題を解決するために以下
のように構成されている。すなわち、本発明は、ブレー
キをかけるべき被制動軸に固定されたロータと、前記ロ
ータの両側面側に配置された２個のブレーキパッドと、
前記各ブレーキパッドを前記ロータに押し付けるためブ
レーキ液圧により互いに反対方向に移動するインナーピ
ストン及びアウターピストンを有するシリンダと、前記
シリンダを保持する保持部材とを備え、前記ロータは、
前記被制動軸に固定された円形の内周側ディスクと、前
記内周側ディスクと同心に配置されたリング状の外周側
ディスクとを備え、前記内周側ディスクの外周と前記外
周側ディスクの内周にそれぞれ外歯と内歯が形成され、
前記内周側ディスクと前記外周側ディスクの間には、前
記外歯及び内歯に噛合されると共に固定された歯車が配
置され、前記各ブレーキパッドはそれぞれ前記内周側デ
ィスクに押し付けられる内周側摩擦部材と、外周側ディ
スクに押し付けられる外周側摩擦部材と、前記内周側摩
擦部材及び外周側摩擦部材を保持するプレッシャープレ
ートとを有し、前記シリンダは前記ロータの側面側に配
置され、前記アウターピストンには、内面から延出する
ピストンロッドが設けられ、前記ピストンロッドは、前
記インナーピストンと、前記内周側ディスクと前記外周
側ディスクとの間の隙間を貫通し、前記ピストンロッド
の先端には前記シリンダの反対側のブレーキパッドを前
記ロータに押圧する反作用部材が設けられ、前記シリン
ダ側の前記ブレーキパッドは前記インナーピストンと前
記ロータとの間に配置され、前記シリンダの反対側の前
記ブレーキパッドは、前記反作用部材と前記ロータとの
間に配置されていることを特徴とする。

【００１３】このディスクブレーキ装置は、シリンダの
アウターピストンのピストンロッドが内周側ディスクと
外周側ディスクとの間の隙間を貫通し、このピストンロ
ッドの先端に設けられた反作用部材がシリンダの反対側
のブレーキパッドを押圧するので、従来のようにロータ
の外周側を通る接続部分を設ける必要がない。

【００１４】また、内周側摩擦部材と外周側摩擦部材と
の中間にアウターピストンのピストンロッドが配置され
ているので、各摩擦部材とピストンロッドとの間のモー
メントアームを従来の約半分にすることができる。

【００１５】更に、内周側ディスクと外周側ディスクと
が互いに反対方向に回転するので、ジャイロ作用を低減
することができる。また、各ブレーキパッドの内周側摩
擦部材に作用する摩擦力の接線方向の力と、外周側摩擦
部材に作用する摩擦力の接線方向の力とが、互いに反対
でほぼ同一の大きさとなり、これらの接線力がプレッシ
ャープレートに伝達されて互いに相殺される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るディスクブレ
ーキ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に
説明する。

【００１７】図１は、本発明に係るディスクブレーキ装
置１を示す。このディスクブレーキ装置１は、ブレーキ
をかけるべき被制動軸、本実施の形態では自動車（図示
せず）の被制動軸である車軸２０に固定されたロータ１
１と、このロータ１１の両側面側に配置された２個のブ
レーキパッド１４、１５と、これらの各ブレーキパッド
１４、１５をロータ１１に押し付けるインナーピストン
１６ａ及びアウターピストン１６ｂを有するシリンダ部
材１６と、このシリンダ部材１６を保持するため自動車
のフレーム(図示せず）に固定された保持部材１７とを
備えている。

【００１８】ロータ１１は、図２にも示すように車軸２
０に固定された円形の内周側ディスク２１と、この内周
側ディスク２１と同心に配置されたリング状の外周側デ
ィスク２２とを備えている。内周側ディスク２１の外周
には外歯２３が形成され、外周側ディスク２２の内周に
は内歯２４が形成されている。外周側ディスク２２は、
２つのブレーキパッド１４、１５に挟まれることよっ
て、中心軸線方向の位置決めがされている。

【００１９】また、内周側ディスク２１と外周側ディス
ク２２の間のスペースには、外歯２３及び内歯２４に噛
合された少なくとも２個、本実施の形態では３個の歯車
２５が等間隔に配置されている。これらの歯車２５は、
図１に示すように上述の保持部材１７に回転自在に取り
付けられている。保持部材１７は、図３に示すように中
央に丸孔を有する３角形に形成されており、その各頂角
部に歯車２５が取り付けられている。

【００２０】上述の各ブレーキパッド１４、１５は、図
４に示すようにそれぞれ内周側ディスク２１に押し付け
られる内周側摩擦部材１４ａ、１５ａと、外周側ディス
ク２２に押し付けられる外周側摩擦部材１４ｂ、１５ｂ
とを有している。これらの内周側摩擦部材１４ａ、１４
ｂと、外周側摩擦部材１５ａ、１５ｂとは、それぞれ内
周側ディスク２１と外周側ディスク２２に跨って配置さ
れたプレッシャープレート１４ｃ、１５ｃに取り付けら
れている。

【００２１】図４に示すように、上述のシリンダ部材１
６内には、インナーピストン１６ａと、アウターピスト
ン１６ｂとが摺動自在に配置され、これらのピストン１
６ａ、１６ｂの間に、シリンダ部材１６のインレット孔
２９からブレーキ液が供給、又は排出されるようになっ
ている。

【００２２】アウターピストン１６ｂには内面から延出
するピストンロッド３０が設けられている。このピスト
ンロッド３０は、インナーピストン１６ｂ、シリンダ部
材１６のインナー側の内周側摩擦部材１４ａと外周側摩
擦部材１４ｂとの間の隙間及びプレッシャープレート１
４ｃ、内周側ディスク２１と外周側ディスク２２との間
の隙間、シリンダ部材１６のアウター側の内周側摩擦部
材１５ａと外周側摩擦部材１５ｂとの間の隙間及びプレ
ッシャープレート１５ｃを貫通している。

【００２３】そして、ピストンロッド３０の先端には反
作用部材３１が固定され、この反作用部材３１とロータ
１１との間にシリンダ部材１６のアウター側のブレーキ
パッド１５が配置されている。また、シリンダ部材１６
のインナー側のブレーキパッド１４は、インナーピスト
ン１６ａとロータ１１との間に配置されている。なお、
図中の符号３５はタイヤ、３６はベアリング、３７はホ
イール、３８は固定ナットであり、図４中の符号３９、
４０はシールである。

【００２４】次に、このディスクブレーキ装置１の作用
を説明する。車軸２０にブレーキをかける場合は、シリ
ンダ部材１６のインレット孔２９からブレーキ液を供給
する。そうすると、シリンダ部材１６のインナーピスト
ン１６ａとアウターピストン１６ｂが互いに離反する方
向、すなわち、インナーピストン１６ａは図４中の左方
向に移動し、アウターピストン１６ｂは図中の右方向に
移動する。

【００２５】これにより、インナーピストン１６ａとロ
ータ１１との間に配置されているブレーキパッド１４の
内周側摩擦部材１４ａが、ロータ１１の内周側ディスク
２１の右側面に押し付けられ、外周側摩擦部材１４ｂが
外周側ディスク２２の右側面に押し付けられる。

【００２６】また、反作用部材３１とロータ１１との間
に配置されているブレーキパッド１５が、反作用部材３
１によってロータ１１側に押圧され、ブレーキパッド１
５の内周側摩擦部材１５ａが内周側ディスク２１の左側
面に押し付けられるとともに、外周側摩擦部材１５ｂが
外周側ディスク２２の左側面に押し付けられる。

【００２７】一方、ロータ１１の内周側ディスク２１と
外周側ディスク２２とは、歯車２５を介して歯合されて
いるので、車軸２０の回転中には、図５に示すように内
周側ディスク２１が車軸２０と同一のＸ方向に回転し、
外周側ディスク２２は内周側ディスク２２と反対のＹ方
向に回転することになる。したがって、内周側ディスク
１４ａ、１５ａに発生する摩擦力の接線方向の力Ｆ１
と、外周側ディスク１４ｂ、１５ｂに発生する摩擦力の
接線方向の力Ｆ２は、互いに反対方向に作用する。

【００２８】ここで、内周側ディスク１４ａ、１５ｂに
発生する力Ｆ１と、外周側ディスク１４ｂ、１５ｂに発
生する力Ｆ２はほぼ同一の大きさとなるので、これらの
力Ｆ１、Ｆ２はプレッシャープレート１４ｃ、１５ｃに
伝達されて互いに相殺される。したがって、ブレーキパ
ッド１４、１５に作用するブレーキ力をアンカ反力とし
て受けるのに必要な力は、従来に比較して大幅に小さく
なる。

【００２９】また、図４に示すように、シリンダ部材１
６のアウターピストン１６ｂのピストンロッド３０は、
内周側ディスク２１と外周側ディスク２２との間の隙間
を通っているので、このピストンロッド３０を各ブレー
キパッド１４、１５のそれぞれのほぼ中心に配置するこ
とにより、各ブレーキパッド１４、１５の内周側摩擦部
材１４ａ、１５ａ及び外周側摩擦部材１４ｂ、１５ｂと
ピストンロッド３０との間のモーメントアームＭ２、Ｍ
３を従来の約半分にすることができる。

【００３０】上述のように、本発明に係るディスクブレ
ーキ装置１は、ロータ１１が内周側ディスク２１と外周
側ディスク２２とに分割され、シリンダ部材１６のアウ
ターピストン１６ｂのピストンロッド３０が内周側ディ
スク２１と外周側ディスク２２との間の隙間を貫通し、
このピストンロッド３０の先端にシリンダ部材１６のア
ウター側のブレーキパッド１５を押圧する反作用部材３
１が取り付けられているので、従来のようにロータ１１
の外周側を通る接続部分を設ける必要がなくなる。

【００３１】したがって、この接続部分を省いた分だけ
ロータ１１の外径を大きくすることができ、これによ
り、従来に比べてブレーキ有効半径を大きくすることが
できる。また、ブレーキパッド１４、１５の各摩擦部材
１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂとピストンロッド３０
との間のモーメントアームＭ２、Ｍ３を従来の約半分に
することができるとともに、ピストンロッド３０には引
っ張り力しか作用しないので、強度上有利になる。

【００３２】更に、内周側ディスク２１と外周側ディス
ク２２とが互いに反対方向に回転するので、ジャイロ作
用を低減することができ、これにより、車両の運動性能
を向上させることができる。

【００３３】また、各ブレーキパッド１４、１５の内周
側摩擦部材１４ａ、１５ａに作用する摩擦力の接線方向
の力Ｆ１と、外周側摩擦部材１４ｂ、１５ｂに作用する
摩擦力の接線方向の力Ｆ２とが、互いに反対でほぼ同一
の大きさとなるため、これらの接線力Ｆ１、Ｆ２がプレ
ッシャープレート１４ｃ、１５ｃに伝達されて互いに相
殺される。したがって、ブレーキパッド１４、１５に発
生するブレーキ力をアンカ反力として受けるための特別
なサポートを設ける必要がなくなる。また、シリンダ部
材１６は、単純な貫通加工となり、加工作業を簡略化す
ることができる。

【００３４】なお、上述の実施の形態では、本発明を自
動車に適用した場合について説明したが、本発明はこれ
に限らず鉄道車両や産業機械など各種の装置のブレーキ
に適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスク
ブレーキ装置によれば、ロータが内周側ディスクと外周
側ディスクとに分割され、シリンダ部材のアウターピス
トンのロッドが内周側ディスクと外周側ディスクとの間
の隙間を貫通し、このロッドの先端にシリンダのアウタ
ー側のブレーキパッドをロータ側に押圧する反作用部材
が取り付けられているので、従来のようにロータの外周
側を通る接続部分を設ける必要がなくなる。

【００３６】したがって、この接続部分を省いた分だけ
ロータの外径を大きくすることができ、これにより、ブ
レーキの有効半径を大きくすることができる。また、ブ
レーキパッドとピストンロッドとの間のモーメントアー
ムを従来の約半分にすることができ、また、ピストンロ
ッドには曲げ応力は発生せず、引っ張り応力のみが作用
するので強度上有利になる。

【００３７】更に、内周側ディスクと外周側ディスクと
が互いに反対方向に回転するので、ジャイロ作用を低減
でき、これにより、車両の運動性能を向上させることが
できる。

【００３８】また、各ブレーキパッドの内周側摩擦部材
に作用する摩擦力の接線方向の力と、外周側摩擦部材に
作用する摩擦力の接線方向の力とを、互いに反対でほぼ
同一の大きさとすることができ、これにより両方の接線
力がプレッシャープレートに伝達されて互いに相殺され
る。したがって、ブレーキパッドに発生するブレーキ力
をアンカ反力として受けるための特別なサポートを設け
る必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディスクブレーキ装置を示す断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ矢視図である。

【図４】本発明に係るディスクブレーキ装置のブレーキ
パッド及びシリンダの詳細を示す断面図である。

【図５】本発明に係るディスクブレーキ装置の作用を説
明する図である。

【図６】従来例に係るディスクブレーキ装置を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ブレーキディスク装置１１ロータ１４、１５ブレーキパッド１４ａ、１５ａ内周側摩擦部材１４ｂ、１５ｂ外周側摩擦部材１４ｃ、１５ｃプレッシャープレート１６シリンダ部材１６ａインナーピストン１６ｂアウターピストン１７保持部材２０車軸（被制動軸）２１内周側ディスク２２外周側ディスク２３外歯２４内歯２５歯車３０ピストンロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA62 AA69 AA77 AA83 AA87 BA01 BA46 BA62 BA67 BA80 CA49 CA52 CA60 CB12 CB14 CB17 CB22 CC03 CC33 CC35 CC82 CD11 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキをかけるべき被制動軸に固定さ
れたロータと、前記ロータの両側面側に配置された２個
のブレーキパッドと、前記各ブレーキパッドを前記ロー
タに押し付けるためブレーキ液圧により互いに反対方向
に移動するインナーピストン及びアウターピストンを有
するシリンダと、前記シリンダを保持する保持部材とを
備え、前記ロータは、前記被制動軸に固定された円形の内周側
ディスクと、前記内周側ディスクと同心に配置されたリ
ング状の外周側ディスクとを備え、前記内周側ディスクの外周と前記外周側ディスクの内周
にそれぞれ外歯と内歯が形成され、前記内周側ディスクと前記外周側ディスクの間には、前
記外歯及び内歯に噛合されると共に固定された歯車が配
置され、前記各ブレーキパッドはそれぞれ前記内周側ディスクに
押し付けられる内周側摩擦部材と、外周側ディスクに押
し付けられる外周側摩擦部材と、前記内周側摩擦部材及
び外周側摩擦部材を保持するプレッシャープレートとを
有し、前記シリンダは前記ロータの側面側に配置され、前記アウターピストンには、内面から延出するピストン
ロッドが設けられ、前記ピストンロッドは、前記インナーピストンと、前記
内周側ディスクと前記外周側ディスクとの間の隙間を貫
通し、前記ピストンロッドの先端には前記シリンダの反対側の
ブレーキパッドを前記ロータに押圧する反作用部材が設
けられ、前記シリンダ側の前記ブレーキパッドは前記インナーピ
ストンと前記ロータとの間に配置され、前記シリンダの反対側の前記ブレーキパッドは、前記反
作用部材と前記ロータとの間に配置されていることを特
徴とするディスクブレーキ装置。