JP2005337504A - ディスクブレーキピストン及びディスクブレーキの保護具 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキノイズを低減するためにディスクブレーキピストンの開口端を一部分だけ覆うことのできる保護具を、ディスクブレーキピストンの所望の位置へ容易に取り付けられるようにする。
【解決手段】ディスクブレーキピストン２００の空洞２０１を閉鎖することのできる保護具３００は、空洞の開口部の４５％から７０％を覆う。保護具は、ピストンに固定されており、ブレーキパッドと接触する。保護具は、半円板形のプレート３０１を備えており、半円板の半径は空洞の半径より大きい。保持手段３０２が、保護具をピストンに保持する。保護具には、割り出し手段３０３が装着されている。
【選択図】図２

Description

現在の自動車のブレーキシステムには、一般的に、ディスクブレーキ又はドラムブレーキが装備されている。本発明は、ディスクブレーキに関する。
本発明の課題は、自動車用ディスクブレーキピストンの保護具である。具体的には、本発明の課題は、一方の端部がピストンの軸を横断する壁によって閉鎖され、他方の端部が開いている内側空洞を備えたピストンの保護具である。本発明の保護具は、空洞の開口部を閉じることができる。本発明の別の課題は、ピストンと本発明の保護具を装着した自動車用のディスクブレーキである。

ディスクブレーキは、ディスクブレーキキャリパーを備えている。ディスクブレーキキャリパーは、キャリアによって車両のシャシに取り付けられており、キャリアは、その一部分がスタブ軸によって車両のシャシに固定されている。キャリパーの本体は、ブレーキピストンが滑動可能に取り付けられているボア又は油圧シリンダを備えている。ピストンとキャリパーのノーズの間には空間が形成されている。この空間には、内側パッドと外側パッドの２つのパッドがそれぞれ取り付けられている。外側パッドは、キャリパーのノーズ側に配置されており、内側パッドはブレーキピストン側に配置されている。ディスクブレーキのディスクも、この空間内に収容されている。ディスクの側面に、パッドが配置されている。ディスクは、車両の車輪上で回転するように取り付けられている。つまり、ディスクは、車両の車輪と同時に回転する。パッドは、ばねによってパッド支持体に取り付けられている。

作動液で満たされている容積可変の油圧チャンバは、油圧シリンダの端壁とピストンの間に位置している。ブレーキを掛けると、圧力の掛かった作動液が油圧チャンバに送り込まれる。作動液の体積が増すと、チャンバ内の油圧が上がる。油圧は、ピストンの後端に作用し、ピストンをパッドに向けて前方に駆動する。

すると、ピストンは内側パッドと接触する。その結果、内側パッドが動かされ、ディスクに対して押し付けられる。浮動キャリパーの場合、内側パッド上のディスクの作用によってキャリパーが動かされ、外側パッドがディスクと接触するようになる。２つのパッドは回転できないように取り付けられているので、回転しているディスク上に生じる摩擦力は、ディスクの回転を、従って車輪の回転を抑制する。

制動時、パッドは、車両のユーザーに不快なノイズの原因となる。パッドがディスクに押し付けられると、パッドは、車輪の回転方向に接線方向の運動を受けることになる。この接線方向運動は、制動時のパッドによって生成されるノイズの原因の１つである。それは、パッドがそのパッド支持体にぶつかり、押し付けられているディスクの面を擦るからである。

ピストンを或る角度でパッドに当てると、このノイズを部分的に低減できることが分かっている。更に、スロットを形成したプレートをパッドに貼り付けるのも既知の手法である。このパッドは、既に、それ自体でノイズを低減することができる。例えば、スロットは、プレートの右側に形成される。すると、ピストンがパッドに当たるとき、プレートの位置でのパッドの点とスロットの位置でのパッドの点との間で、パッドは同じ高さにないので、ピストンは、パッドに対して或る角度で当たることになる。

ディスクブレーキのキャリパー内にそのようなパッドを使用することで、制動時のノイズを効果的に低減させることができる。しかしながら、この解決策は、組み立て時の時間損失に繋がる。これは、ピストンを、パッドのスロットと正確に位置合わせしなければならないからである。ピストンがずれると、ピストンがスロットから離れた位置でパッドに当たるようになるので、或る角度で近づくことができない。更に、前記ピストンが装着されたブレーキを使用している間は、ピストンが僅かにずれることもある。このずれは、制動性能の品質を変えることはないが、ピストンがパッドのスロットからずれると、ノイズを再発させることになる。

ディスクブレーキピストンを或る角度でブレーキパッドに当てられるようにする別の既知の手段は、ピストンとパッドの間の接触領域の部位で、ピストンを一部分だけ覆うことができるキャップである。主にこの解決策に関連しているディスクブレーキのピストンには、前方軸方向端部は開いており、後方軸方向端部は閉じている内側空洞が設けられている。空洞の開口部は、ディスクブレーキの内側パッドに向いている。ピストンは、保護具が装着されていないときは、パッドを、空洞の開口部の境界を定める壁に対応する円周状の荷重支承面で、ディスクブレーキのディスクに対して押し付けることができる。保護具は、前記ピストンの空洞を部分的に覆うことができるようになっている。保護具は、ピストンの軸に直角に伸張している。保護具は、内側パッドと接触することができるプレートと、保護具をピストンに取り付けて保護具をピストンに固定する手段を備えている。

ピストン上の保護具の位置が重要でないときには、そのような解決策が良好な結果を生む。しかしながら、多くの場合、ピストン上の保護具の位置によって、ブレーキノイズを低減する効果が大きくなったり小さくなったりする。更に、保護具の理想的な位置、つまりノイズが最も良く消える位置は、ブレーキによって変わる。現在、先行技術による保護具は、ピストン上で多様な位置を有している。

例えば、保護具は、ピストンの開口端の最上部に取り付けられる。ピストンの開口端の最上部は、観察者がピストンの軸に沿って位置し、前記ピストンの開口端を見たときに、観察者には最上部に見える部分を意味するものと理解頂きたい。逆に、保護具を、ピストンの開口端の底部に取り付けることもできる。ピストンの開口端の底部は、観察者がピストンの軸に沿って位置し、ピストンの開口端を見たときに、観察者には底部に見える部分を意味するものと理解頂きたい。保護具を、ピストンの開口端の前部又は後部に取り付けることもできる。ピストンの開口端の前部は、観察者がピストンの軸に沿って位置し、前記ピストンの開口端を見たときに、観察者には右に見える部分を意味するものと理解頂きたい。ピストンの開口端の後部は、観察者がピストンの軸に沿って位置し、前記ピストンの開口端を見たときに、観察者には左に見える部分を意味するものと理解頂きたい。

従って、前記保護具の配置は、保護具を取り付けようとするブレーキに従って個々に考慮する必要がある。更に、関係するディスクブレーキキャリパーにピストンを取り付けること全体を通して、所望の位置が実際に維持されているかどうかを点検することも必要である。これは、相当な時間を損失する結果になり、そのようなピストンの製造コストを増大させることになる。

本発明は、ブレーキノイズを低減するための手段を提供することによって先に記載した問題を解決するよう努めており、前記手段は、ピストン上の位置取りを必要に応じて変えることができ、しかもそのピストンに簡単且つ迅速に取り付けることができる。

従って、本発明の目的は、保護具を、ディスクブレーキピストンの所望の位置へ容易に取り付けられるようにすることである。
そのため、本発明は、保護具を割り出し手段で装着することを提案している。必要に応じて、保護具をピストンの上部、底部、前部又は後部へ容易に装着できるようにするために、保護具には、保護具のピストン上の位置を割り出せる手段が装備されている。

例えば、保護具には、保護具の半径方向に伸張するフィンガ、つまり、保護具の外周から、ピストンが取り付けられているキャリパーの本体に向かって、保護具の面に平行に伸張するフィンガが装備されている。フィンガは、キャリパーの本体に隣接することになる。例えば、保護具がピストンの空洞の上部、左部又は右部を閉鎖する場合、フィンガは、前記保護具が装着されたピストンが組み付けられているディスクブレーキキャリパーのアーチ部の上部、左又は右に形成されたスロットと協働する。

より具体的には、キャリパー本体の、ピストンの上部、下部、前部又は後部に対応する位置に、スロット又は切り込みを形成することを期待することもできる。フィンガは、このスロット又はこの切り込みの内側に隣接することになる。ピストン上の保護具のこの向き、即ちフィンガをこのスロット又はこの切り込みに収容できるこの向きでだけ、保護具を装着したピストンを、キャリパーのボア内の所定の位置に保持することができる。従って、ピストン上に保護具を不適切に配置することが回避できる。

更に、これらの割り出し手段は、このピストンが装備されているディスクブレーキを使用しているときに、保護具が最初の位置から回転するのを、防ぐことができる。
何れの場合も、本発明のこのような保護具を装着したピストンは、或る角度でパッドに当たる。これは、ピストンが保護具の部位でパッドに力を掛ける荷重支承面と、ピストンが保護具のないピストンの部位でパッドに力を掛ける荷重支承面との間に、高さの差があるからである。

保護具が空洞の開口部の４５％から７０％を覆うことも考えられる。本発明の或る特定の代表的実施形態では、保護具は、空洞の開口部の５０％を覆う。そのため、保護具は、例えば半円板の形状をしている。空洞があっても保護具をピストン上に保持できるように、この半円板の半径は、ディスクブレーキピストンの空洞の半径より大きくなっている。

保護具をピストン上に保持するため、前記保護具には、ピストンへの取り付け手段が備えられている。例えば、取り付け手段は、保護具の面に対してほぼ垂直に伸張する少なくとも２つのタブを備えている。本発明の或る特定の代表的実施形態では、タブは、保護具の一体的部分を形成し、即ち保護具上に形成され、ピストンの空洞内にクリップできるように曲げられている。後で、保護具にタブを追加することもできる。例えば、タブは、接着又は溶接することによって、保護具の外周に固定される。

一般的に、ピストンへ保護具を取り付ける手段は、空洞の内壁と協働できるような手段である。例えば、タブは、空洞内に入るタブの一方の端の部位に、フックが装備されていてもよい。その場合、空洞の内壁にはスロットが刻まれる。これらスロットの配置と寸法は、タブのフックをこれらのスロットに入れて保護具をピストン上に保持することができるようなものとなる。

本発明の或る特定の代表的実施形態では、ノイズを消す性能を改善するために、複数の連続する層で形成された保護具を使うことができ、層の中の少なくとも１つは、摩擦を増やすことができるものである。例えば、保護具の中心部は、ステンレス鋼板又は亜鉛めっき鋼板で作ってもよいし、合成樹脂で作ってもよい。中心部の少なくとも空洞から遠い方の面は、ゴム又はエラストマーのような柔らかい材料で覆われ、パッドに対する保護具の摩擦を増すようになっている。保護具の中心部の両面にゴムの層を設けることもできる。様々な層を、例えば接着によって、互いにそして中心部に固定してもよい。

従って、本発明の課題は、ディスクブレーキピストンの開口端を一部分だけ覆い、ブレーキパッドに力を掛けるための部分的な荷重支承面を形成するように、ディスクブレーキピストンの内側空洞内に取り付けることのできる保護具であって、前記保護具をピストン上で割り出すための割り出し手段が装備されていることを特徴とする保護具である。

本発明による保護具は、以下の特徴の全て又は幾つかを有している。
−割り出し手段は、保護具の半径方向外側周辺から突き出ているフィンガであって、前記ピストンが取り付けられているキャリパーの要素と協働することができるフィンガを備えている。
−保護具は、ピストンの開口端の上部、下部、前部又は後部を閉じる。
−保護具は、空洞の開口部の４５％から７０％を覆う
−保護具は、半円板状のプレートから成り、半円板の半径は、空洞の半径より大きい。
−保護具は複数の層で形成され、保護具の中心部は金属プレートで形成されており、金属プレートは、少なくともパッドに相対している面が、摩擦を増すことができる材料の層で覆われている。
−保護具をピストン上に保持するための手段には、保護具の外周上に均一に分布されている少なくとも２つのタブが装備されており、タブは、保護具の面に対しほぼ直角に伸張しており、タブをピストンの空洞内に入れて、空洞の内壁と協働させることができるようになっている。

本発明の別の課題は、ブレーキピストン用の保護具が装着されたディスクブレーキである。

本発明は、以下の説明を読み、添付図面を確認すれば、よく理解頂けるであろう。これらは、本発明に制限を加えるものではなく、単なる例として提示されている。
図１は、ディスクブレーキキャリパー１００を示している。円筒形のボア１０１が、キャリパー１００の本体１０２内に形成されている。円筒形ピストン２００は、ボア１０１内に滑動可能に取り付けられている。容積可変の油圧チャンバ１０３は、ボア１０１の端壁１０４とピストン２００の間に位置している。油圧チャンバ１０３には、供給回路１０５によってブレーキ液が供給される。

ピストン２００とキャリパー１００のノーズ１０７との間に、空間１０６が形成されている。外側パッド１０８と内側パッド１０９は、この空間１０６の中に取り付けられている。ディスク１１０は、車輪（図示せず）上を回転するように取り付けられ、外側パッド１０８と内側パッド１０９の間に挟まれている。パッド１０８とパッド１０９は、回転できないように取り付けられている。

内側パッド（１０９）に相対しているピストン２００の一端には、ハーフキャップを形成している保護具３００が装着されている。図１に示している保護具３００は、ピストン２００の最上部に取り付けられている。割り出し手段（図１では見えない）は、保護具３００が、ピストン２００上に正しく、この例では最上部に、配置されるようにする。

図２は、ピストン２００とその保護具３００を詳細に示している。ピストン２００には内部空洞２０１が設けられている。内部空洞２０１は、閉鎖されている軸方向端部２０５において、横断壁２０４によって閉鎖されており、開いている軸方向端部２０３において開いている。空洞２０１の開口部は円形である。

ピストン２００の閉鎖されている端部２０５は、油圧チャンバ１０３に相対している（図１）。ピストン２００の閉鎖されている端部２０５に掛かる油圧によって、ピストン２００は、ボア１０１内をパッド１０８及び１０９に向かって動くことができる。すると、ピストン２００の開口端２０３の境界を定めている壁２０６は、内側パッド１０９の内側面１１１と接触する。パッド１０９の内側面１１１は、ピストン２００に相対している面であると理解頂きたい。

ピストンには、空洞２０１の開口部を部分的に閉鎖する保護具３００が装着されている。これは、保護具３００が、その開口端２０３の部位でピストン２００の一部分に固定されていることを意味している。図２に示している例では、保護具３００は、空洞２０１の右側部分を閉鎖している。

この方法で保護具３００をピストン２００上に位置決めするために、保護具３００には、半円板３０１の面内を、保護具３００を形成する半円板３０１の上方に半径方向に伸張する舌状部３０３から成る割り出し手段３０３が設けられている。舌状部３０３は、ピストン２００の最上部に対応する、保護具３００の最上部に位置している。この様に、舌状部３０３は、ピストン２００が取り付けられているキャリパーのアーチ部に形成されているスロットと協働することができる。舌状部３０３は、保護具３００が最初からピストン２００上に正しく位置決めされるのを保証できるようにしている。

取り付け時間を最適化するために、必要に応じて、舌状部３０３用の特定のハウジングを備えたディスクブレーキキャリパーを製造し、保護具３００がピストン２００上に装着可能な位置が１つだけであるようにすることもできる。

更に、舌状部３０３が嵌め込まれると、保護具３００は、例えば、前記保護具３００が内側パッド１０９に対して擦られても、その当初の位置から動けない。
図２及び図３に示している保護具３００は、保持手段３０２によってピストン２００上に保持されている。保持手段３０２は、例えば、空洞２０１の内壁２０２と協働するタブ３０２で形成されている。タブ３０２は、空洞２０１内にクリップされている。

図３は、本発明の保護具３００の或る代表的実施形態を示している。保護具３００は、半円板３０１と、半円板３０１の面に対しほぼ垂直に伸張する３つのタブ３０２とで形成されている。タブ３０２は、半円板３０１の円形の外周３０４の周りに均一に分布されている。タブ３０２は、最初は、半円板３０１の一部を形成している。タブ３０２は、空洞２０１の内壁２０２と協働するように、円板３０１の面に対して直角に曲げられている（図２）。舌状部３０３は、保護具３００をピストン２００に保持するタブ３０２に対してほぼ垂直である。

本発明のピストンを装備したディスクブレーキの断面の概略図である。 本発明の或る代表的な実施形態によるディスクブレーキピストンの断面図である。 本発明の或る代表的な実施形態による保護具である。

符号の説明

１００ ディスクブレーキ
１０９ ブレーキパッド
２００ ディスクブレーキピストン
２０１ ピストンの内側空洞
２０２ 空洞の内壁
３００ 保護具
３０１ 半円板状のプレート
３０２ タブ
３０３ フィンガ
３０４ 保護具の外周

Claims (8)

1. ディスクブレーキピストン（２００）の開口端を一部分だけ覆い、ブレーキパッド（１０９）に力を掛けるための部分的な荷重支承面を形成するように、前記ディスクブレーキピストンの内側空洞（２０１）内に取り付けることのできる保護具（３００）において、
   前記保護具には、前記保護具を前記ピストン上で割り出すための割り出し手段（３０３）が装備されていることを特徴とする保護具。
2. 前記割り出し手段は、前記保護具の半径方向外側周辺から突き出ているフィンガ（３０３）であって、前記ピストンが取り付けられているキャリパーの要素と協働することができるフィンガを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の保護具。
3. 前記保護具は、前記ピストンの前記開口端の上部、下部、前部又は後部を閉じることを特徴とする、請求項１又は２に記載の保護具。
4. 前記保護具は、前記空洞の開口部の４５％から７０％を覆うことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の保護具。
5. 前記保護具は、半円板状のプレート（３０１）から成り、前記半円板の半径は、前記空洞の半径より大きいことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の保護具。
6. 前記保護具は、複数の層で形成され、前記保護具の中心部は金属プレートで形成されており、前記金属プレートは、少なくとも前記パッドに相対している面が、摩擦を増すことができる材料の層で覆われていることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の保護具。
7. 前記保護具を前記ピストン上に保持するための手段には、前記保護具の外周（３０４）上に均一に分布されている少なくとも２つのタブ（３０２）が装備されており、前記タブは、前記保護具の面に対しほぼ直角に伸張しており、前記タブを前記ピストンの前記空洞内に入れて、前記空洞の内壁（２０２）と協働させることができるようになっていることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載の保護具。
8. 請求項１乃至７の何れか一項によるブレーキピストン（２００）用の保護具（３００）が装着されたディスクブレーキ（１００）。

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