JP2006336763A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダの内形断面をブレーキディスクの周方向に長い略長円形状に形成した場合でも、シリンダ内の圧力によってシリンダの一端開口部側がブレーキディスクの径方向に容易に変形することのないディスクブレーキを提供する。
【解決手段】アウターキャリパ１０に設けた補強部材６０により、シリンダ３０の一端開口部側をブレーキディスク１の径方向に補強するようにしたので、シリンダ３０の内形断面を略長円形状に形成してもシリンダ３０の一端開口部がシリンダ３０内の圧力によってブレーキディスクの径方向に容易に変形することがなく、シリンダ３０とピストン４０との間のオイル漏れを確実に防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車や航空機の車輪等、回転物を制動するための装置として用いられるディスクブレーキに関するものである。

一般に、この種のディスクブレーキとしては、キャリパに一端側を開口するように設けられたシリンダと、シリンダに挿入されたピストンと、ピストンによってブレーキディスク側に押圧されるパッドとを備え、シリンダ内の油圧によりピストンを駆動してパッドをブレーキディスクに押し付けることにより、ブレーキディスクを制動するようにしたものが知られている。

ところで、前記ディスクブレーキにおいて、制動力を高めるためにはシリンダの内径を大きくして容積を増やす必要があるが、キャリパはタイヤのホイール内に配置されるため、シリンダの内径を大きくすると、シリンダの中心をブレーキディスクの中心側にずらさなければならない。しかし、シリンダの中心とブレーキディスクの中心との距離が短くなると、その分だけ制動力が低下するため、シリンダを大径化しても制動力の十分な向上が得られなかった。

また、シリンダの中心とブレーキディスクの中心との距離を長くするため、シリンダの内径を大きくせずに複数のシリンダをブレーキディスクの周方向に並設したものもあるが、このような構造ではシリンダの数が多い分だけキャリパが大型化し、軽量化が望まれるレース用車両等には不利であった。

そこで、シリンダの内形断面をディスクの周方向に延びる略長円形状に形成することにより、複数のシリンダを設けることなく制動力を増大させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２、３または４参照。）。
特開平７−２７１５３号公報 特開平２−２０９６３３号公報 特開昭５８−１４２０３７号公報 特開昭６１−３０７３２号公報

前述のようにシリンダの内形断面をブレーキディスクの周方向に長い略長円形状に形成すると、複数のシリンダを設けた場合に比べてキャリパをブレーキディスクの周方向に小型化することができ、ブレーキディスクの中心からピストンの中心までの距離も長くすることができるが、このようなシリンダの形状では、シリンダ内の圧力によってシリンダの一端開口部側が長軸方向（ブレーキディスクの周方向）よりも短軸方向（ブレーキディスクの径方向）に変形し易くなり、シリンダとピストンとの間からオイル漏れを生ずるなどの問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリンダの内形断面をブレーキディスクの周方向に長い略長円形状に形成した場合でも、シリンダ内の圧力によってシリンダの一端開口部側がブレーキディスクの径方向に容易に変形することのないディスクブレーキを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、キャリパに一端側を開口するように設けられたシリンダと、シリンダに挿入されたピストンと、ピストンによってブレーキディスク側に押圧されるパッドとを備え、シリンダの内形断面をブレーキディスクの周方向に延びる略長円形状に形成したディスクブレーキにおいて、前記キャリパに、シリンダの一端開口部側をブレーキディスクの径方向に補強する補強部材を設けている。

これにより、シリンダは内形断面が略長円形状に形成されているため、その一端開口部側はブレーキディスクの周方向よりも径方向に変形し易いが、シリンダの一端開口部側は補強部材によってブレーキディスクの径方向に補強されることから、シリンダの一端開口部側がシリンダ内の圧力によってブレーキディスクの径方向に容易に変形することがない。

本発明のディスクブレーキによれば、シリンダの内形断面を略長円形状に形成しても、シリンダの一端開口部側がシリンダ内の圧力によってブレーキディスクの径方向に容易に変形することがないので、シリンダとピストンとの間のオイル漏れを確実に防止することができる。

図１乃至図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１はディスクブレーキの平面断面図、図２及び図３はその一部分解斜視図、図４は図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図５は補強部材の正面図である。

このディスクブレーキは、ブレーキディスク１の軸方向一端側に配置されるアウターキャリパ１０と、ブレーキディスク１の軸方向他端側に配置されるインナーキャリパ２０と、各キャリパ１０，２０にそれぞれ設けられた一対のシリンダ３０と、各シリンダ３０にそれぞれ挿入された一対のピストン４０と、各ピストン４０によってそれぞれブレーキディスク１側に押圧される一対のパッド５０と、各キャリパ１０，２０にそれぞれ設けられた一対の補強部材６０とを備え、各キャリパ１０，２０はブレーキディスク１を間にして互いに対向するように配置されている。

アウターキャリパ１０は、例えばアルミニウム合金の鋳造品からなり、その一端面（インナーキャリパ２０との対向面）には一方のシリンダ３０がその一端を開口するように設けられている。アウターキャリパ１０の一端面には一方の補強部材６０を連結するための複数の連結孔１１が設けられ、各連結孔１１はシリンダ２０の周囲に互いにシリンダ３０の周方向に間隔をおいて配置されている。また、シリンダ３０の幅方向両端側には一方の補強部材６０を固定するためのネジ孔１２が設けられている。アウターキャリパ１０の幅方向両端側にはインナーキャリパ２０が連結される連結部１３がそれぞれインナーキャリパ２０側に延びるように設けられ、各連結部１３の端面には複数のネジ孔１４が設けられている。また、アウターキャリパ１０内にはブレーキオイルを流通するためのオイル流路１５が設けられ、オイル流路１５は一方の連結部１３の端面からシリンダ３０の幅方向一端側に連通するとともに、他方の連結部１３の端面からシリンダ３０の幅方向他端側に連通している。

インナーキャリパ２０は、例えばアルミニウム合金の鋳造品からなり、その一端面（アウターキャリパ１０との対向面）には他方のシリンダ３０がその一端を開口するように設けられている。インナーキャリパ２０の一端面にはアウターキャリパ２０と同様、他方の補強部材６０を連結するための複数の連結孔（図示せず）と、他方の補強部材６０を固定するためのネジ孔（図示せず）が設けられている。インナーキャリパ２０の幅方向両端側にはアウターキャリパ１０が連結される連結部２１がそれぞれアウターキャリパ１０側に延びるように設けられ、各連結部２１はアウターキャリパ１０のネジ孔１４に螺合する複数のボルト２２によってアウターキャリパ１０の各連結部１３に連結されている。また、インナーキャリパ２０内にはブレーキオイルを流通するためのオイル流路２３が設けられ、オイル流路２３は一方の連結部２１の端面からシリンダ３０の幅方向一端側に連通するとともに、他方の連結部２１の端面からシリンダ３０の幅方向他端側に連通している。即ち、アウターキャリパ１０とインナーキャリパ２０とを連結すると、それぞれのオイル流路１５，２３が連結部１３，２１の端面を介して互いに連通するようになっている。また、インナーキャリパ２０にはオイルホース接続用プラグ２４とエア抜き用プラグ２５が設けられ、各プラグ２４，２５はそれぞれオイル流路２３に連通している。更に、インナーキャリパ２０の下端側には、インナーキャリパ２０を図示しない車体側のハブキャリアに固定するための取付部２６が設けられている。

各シリンダ３０は内形断面がブレーキディスク１の周方向に長い略長円形状に形成され、その内周面には断面角形の環状のシール部材３１が取付けられている。

各ピストン４０はシリンダ３０の内形断面と対応形状をなす略長円形状に形成され、その軸方向一端側には互いにブレーキディスク１の周方向に間隔をおいて配置された複数のパッド押圧部４１が突設されている。各パッド押圧部４１は一端を開口した円筒状に形成され、その内部の中空部分はピストン４０の他端近傍まで形成されている。

各パッド５０はブレーキディスク１の周方向に長い略四角形状に形成され、互いにブレーキディスク１を間にして対向するように配置されている。パッド５０の背面はバックプレート５１の前面に固着され、バックプレート５１の背面には板状のシム５２が取付けられている。各パッド５０の上方には幅方向一対のシャフト５３が配置され、バックプレート５１及びシム５２の上部には各シャフト５３をそれぞれ挿通する貫通孔５１ａ，５２ａが設けられている。各シャフト５３の両端は各キャリパ１０，２０に固定され、バックプレート５１及びシム５２は各シャフト５３によってブレーキディスク１の軸方向に移動自在に支持されている。

各補強部材６０は鉄等の剛性の高い板状部材からなり、各キャリパ１０，２０の一端面にそれぞれシリンダ３０の一端を覆うように配置されている。各補強部材６０にはピストン４０の各パッド押圧部４１をそれぞれ挿通する複数の挿通孔６１が設けられ、各挿通孔６１の内周面には環状のシール部材６２が取付けられている。一方の補強部材６０にはアウターキャリパ１０の各連結孔１１に対応する複数の貫通孔６３が設けられ、各貫通孔６３及び各連結孔１１にはそれぞれ連結ピン６４が挿入されている。即ち、一方の補強部材６０は各連結ピン６４によってアウターキャリパ１０に連結され、ネジ孔１２に螺合するネジ６５によって幅方向両端側をアウターキャリパ１０に固定されている。尚、他方の補強部材６０も同様にしてインナーキャリパ２０に連結及び固定されている。また、各補強部材６０の上端側には各シャフト５３をそれぞれ挿通する一対の切り欠き６６が設けられている。

以上のように構成されたディスクブレーキにおいては、ブレーキペダルの操作により、図示しないマスタシリンダからオイル流路１５，２３を経て各シリンダ３０内に油圧が付与されると、各ピストン４０がそれぞれブレーキディスク１側に移動し、各ピストン４０のパッド押圧部４１によって各バッド５０がブレーキディスク１に押し付けられる。これにより、各バッド５０とブレーキディスク１との間に摩擦力が生じ、ブレーキディスク１に対する制動力が発生する。

その際、各シリンダ３０は、内形断面が略長円形状に形成されているため、その一端開口部側がブレーキディスク１の周方向よりも径方向に変形し易くなっているが、シリンダ３０の一端開口部側は補強部材６０によってブレーキディスク１の径方向に補強されることから、シリンダ３０の一端開口部側がシリンダ３０内の圧力によってブレーキディスク１の径方向に容易に変形することがない。この場合、補強部材６０は複数の連結ピン６４によってシリンダ３０の周囲に連結されているため、図５の一点鎖線矢印に示すようにシリンダ３０にブレーキディスク１の径方向の圧力が加わると、補強部材６０にも同方向の引張力が加わる。その際、補強部材６０においては、ピストン４０のパッド押圧部４１を挿通する各挿通孔６１が互いにシリンダ３０の長軸方向に間隔をおいて設けられているため、各挿通孔６１の間部分６０ａによってブレーキディスク１の径方向に対する補強部材６０の引張強度が高められる。

このように、本実施形態のディスクブレーキによれば、シリンダ３０の内形断面をブレーキディスク１の周方向に延びる略長円形状に形成したので、シリンダ３０の容積を増大させることができるとともに、ブレーキディスク１の中心からピストン４０の中心までの距離を長くすることができる。従って、シリンダ３０の容積の増大によって制動力を効果的に高めることができ、しかも複数のシリンダを設けた場合に比べ、各キャリパ１０，２０をブレーキディスク１の周方向に小型化することができ、軽量化が望まれるレース用車両やスポーツ指向の乗用車等に用いる場合に極めて有利である。

この場合、各キャリパ１０，２０にそれぞれ設けた補強部材６０により、各シリンダ３０の一端開口部側をブレーキディスク１の径方向に補強するようにしたので、シリンダ３０の内形断面を略長円形状に形成してもシリンダ３０の一端開口部がシリンダ３０内の圧力によってブレーキディスク１の径方向に容易に変形することがなく、シリンダ３０とピストン４０との間のオイル漏れを確実に防止することができる。

また、補強部材６０をシリンダ３０の一端開口部側に配置される板状部材によって形成するとともに、補強部材６０にはピストン４０の一端側に突設したパッド押圧部４１を挿通する挿通孔６１を設けたので、補強部材６０をピストン４０の移動を妨げることなくシリンダ３０の一端開口部側に配置することができ、各キャリパ１０，２０への補強部材６０の組付けを容易に行うことができる。

更に、ピストン４０に複数のパッド押圧部４１を互いにブレーキディスク１の周方向に間隔をおいて設けたので、各パッド押圧部４１によってパッド５０をブレーキディスク１の周方向に均一に押圧することができ、パッド５０の偏摩耗を少なくすることができる。

この場合、補強部材６０には各パッド押圧部４１をそれぞれ挿通する複数の挿通孔６１を設けたので、各挿通孔６１の間部分６０ａによってブレーキディスク１の径方向に対する補強部材６０の引張強度を高めることができ、シリンダ３０の内形拡大をより確実に防止することができる。

図６乃至図８は本発明の他の実施形態を示すもので、図６はディスクブレーキの平面断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線矢視方向断面図、図８は補強部材の斜視図である。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態の各補強部材７０は、鉄等の剛性の高い環状部材からなり、シリンダ３０の周囲に沿って延びるように各キャリパ１０，２０にそれぞれ埋設されている。この場合、各補強部材７０はキャリパ１０，２０を鋳造する際に金型内に配置してキャリパ１０，２０と一体に形成するようにしたり、或いはキャリパ１０，２０の端面に設けた環状の溝に補強部材７０を嵌合するようにしてもよい。

本実施形態によれば、補強部材をシリンダ３０の周囲に沿って延びるように環状に形成して各キャリパ１０，２０にそれぞれ埋設するようにしたので、簡単な構造によってシリンダ３０の径方向の変形を防止することができ、製造コストの低減を図ることができる。

尚、前記実施形態では、ブレーキディスク１の軸方向両側に配置した一対のピストン４０によって各バッド５０をそれぞれ押圧する対向型のディスクブレーキを示したが、本発明はピストンをブレーキディスクの軸方向一方のみに配置した浮動型のディスクブレーキにも適用することができる。また、本発明は自動車用のディスクブレーキのみならず、航空機の車輪等、他の回転物を制動するための装置としても用いることが可能である。

本発明の一実施形態を示すディスクブレーキの平面断面図 ディスクブレーキの一部分解斜視図 ディスクブレーキの一部分解斜視図 図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図 補強部材の正面図 本発明の他の実施形態を示すディスクブレーキの平面断面図 図６のＢ−Ｂ線矢視方向断面図 補強部材の斜視図

符号の説明

１…ブレーキディスク、１０…アウターキャリパ、２０…インナーキャリパ、３０…シリンダ、４０…ピストン、４１…パッド押圧部、５０…パッド、６０…補強部材、６１…挿通孔、７０…補強部材。

Claims (5)

1. キャリパに一端側を開口するように設けられたシリンダと、シリンダに挿入されたピストンと、ピストンによってブレーキディスク側に押圧されるパッドとを備え、シリンダの内形断面をブレーキディスクの周方向に延びる略長円形状に形成したディスクブレーキにおいて、
   前記キャリパに、シリンダの一端開口部側をブレーキディスクの径方向に補強する補強部材を設けた
   ことを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記補強部材をシリンダの一端開口部側に配置される板状部材によって形成するとともに、補強部材にはピストンの一端側に突設したパッド押圧部を挿通する挿通孔を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 前記ピストンに複数のパッド押圧部を互いにブレーキディスクの周方向に間隔をおいて設けた
   ことを特徴とする請求項２記載のディスクブレーキ。
4. 前記補強部材に各パッド押圧部をそれぞれ挿通する複数の挿通孔を設けた
   ことを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ。
5. 前記補強部材をシリンダの周囲に沿って延びるように環状に形成してキャリパに埋設した
   ことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。