JP2006349023A - ディスクブレーキの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を防止しかつ構造が簡単なディスクブレーキの取付構造を提供する。
【解決手段】車軸を支持するハブベアリングを収容するハウジング１００と、ハブベアリングの周方向に離間してハウジング１００に設けられた複数の支持部１５０に接続され、車軸に装着されたブレーキディスクにパッドを加圧接触するキャリパ２００とを有するディスクブレーキの取付構造において、ハウジング１００は、ハブベアリングの中心から見て複数の支持部１５０の間の領域に設けられ、その周囲の部分に対してハブベアリングの外径側、ハブベアリングの軸方向におけるブレーキディスクの反対側の少なくとも一方に突き出したマスダンパ部１６０を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両のディスクブレーキの鳴き低減構造に関するものである。

自動車等の車両に備えられるディスクブレーキは、車軸に連動して回転する円盤状のロータ（ディスク）の両面側に対して、液圧式のピストンを有するブレーキキャリパによって摩擦材を有するブレーキパッドを加圧接触させて制動力を得るものである。
通常このようなブレーキキャリパは、車軸を回転可能に支持するハブベアリングを収容するハウジングによって支持されている。

また、ブレーキキャリパは、ロータの片面側にのみピストンを備え、キャリパ自体が車軸方向にスライド可能に支持されたいわゆるフローティング式のものが主流であるが、近年ロータの両側にピストンを備え、キャリパをハウジングにリジットに結合した対向ピストン式のものが、その制動力の優位性から増加している。

上述したようなディスクブレーキ装置は、ロータとパッドとの摺動時に生ずる振動を加振源としたハウジングの振動に起因して、例えば２ｋＨｚ程度の比較的高周波の異音（「鳴き」と称される）が発生することがある。
従来、ディスクブレーキの取付構造は、パッドのロータと反対側の面部に弾性部材を配置してキャリパやピストンとの間を弾性結合とすることによって鳴きの低減を図ったものが知られている（例えば、特許文献１）。
また、ディスクブレーキの取付構造は、対向式のキャリパをハウジングに対して複数のボルトによって締結したものにおいて、これら複数のボルトの間にわたして配置される補剛部材を設けることによって鳴きの低減を図ったものが知られている（例えば、特許文献２）。
特開平１１−２４７９０８号公報 特開２００２−１６１９３０号公報

しかし、キャリパ又はピストンとパッドとの間に弾性部材を介在させる従来技術や、キャリパ締結ボルト間に補剛部材を配置する従来技術は、部品点数が増加して構造が複雑となり、また組立工程が煩雑となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、異音の発生を防止しかつ構造が簡単なディスクブレーキの取付構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車軸を支持するハブベアリングを収容するハウジングと、前記ハブベアリングの周方向に離間して前記ハウジングに設けられた複数の支持部に接続され、前記車軸に装着されたブレーキディスクにパッドを加圧接触させるキャリパとを有するディスクブレーキの取付構造において、前記ハウジングは、前記ハブベアリングの中心軸から見て前記複数の支持部の間の領域に設けられ、その周囲の部分に対して前記ハブベアリングの外径側、前記ハブベアリングの軸方向における前記ブレーキディスクの反対側の少なくとも一方に突き出したマスダンパ部を備えることを特徴とするディスクブレーキの取付構造である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキの取付構造において、前記マスダンパ部は、その少なくとも一部がこのマスダンパ部を挟んで設けられた１対の前記支持部の間を結ぶ直線に対して前記ハブベアリングの外径側の領域に配置されることを特徴とするディスクブレーキの取付構造である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のディスクブレーキの取付構造において、前記キャリパは、前記パッドを押圧するピストンを前記ブレーキディスクの両面側にそれぞれ備え、前記ハウジングの前記支持部に対してリジットに固定されることを特徴とするディスクブレーキの取付構造である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のディスクブレーキの取付構造において、前記マスダンパ部は、前記ハウジングと一体に形成されることを特徴とするディスクブレーキの取付構造である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のディスクブレーキの取付構造において、前記マスダンパ部は、前記ハウジングの材料よりも比重の大きい材料によって前記ハウジングと別体に形成されることを特徴とするディスクブレーキの取付構造である。

本発明によれば、キャリパを支持する複数の支持部の間にマスダンパ部を設けることによって、異音の原因となる振動を効果的に低減することができ、さらに、このマスダンパ部をハブベアリングの外径側、ハブベアリングの軸方向におけるブレーキディスクの反対側の少なくとも一方に突き出して形成しているため、加振源となる支持部からの距離を確保しやすく、マスダンパ部のモーメントを大きくすることができるから、重量の増加を抑制しつつ十分なダンピング効果を得ることができる。
また、マスダンパ部は、ハウジングと一体に形成することができ、又は、ハウジングと別体に形成した場合であっても、キャリパの支持部等に影響を及ぼすことなくハウジングに容易に装着することができるから、その構造が簡単であり、製造工程等を簡素化することができる。

本発明は、異音の発生を防止しかつ構造が簡単なディスクブレーキの取付構造を提供するという課題を、ハウジングのハブベアリングの中心軸から見て１対のキャリパ支持部に挟まれた領域に、その周囲の部分よりもこのハブベアリングの外径側かつハブベアリングの軸方向におけるブレーキディスクの反対側に突き出して形成されたマスダンパ部を形成することによって解決する。

以下、本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例１について説明する。
このディスクブレーキ取付構造は、例えば乗用車等の自動車のフロントホイール部に備えられ、マクファーソンストラット方式のフロントサスペンションと組み合わせて用いられるものである。
図１は、実施例１のディスクブレーキの取付構造におけるハウジング及びキャリパの分解図である。図２は、ハウジングとキャリパとを接合した状態を示す外観斜視図である。
図３は、ハウジングを車軸方向における車両の内側から見た状態を示す外観図である。図４は、図３のIV−IV部矢視図である。図５は、図３のＶ−Ｖ部矢視図である。図６は、図５のVI−VI部矢視図である。図７は、図３のVII−VII部矢視断面図である。

ハウジング１００は、例えば鉄系等の金属材料を鋳造後、部分的に機械加工を施して一体に形成され、ハブベアリング収容部１１０と、ストラット接続部１２０と、アーム接続部１３０と、タイロッド接続部１４０と、キャリパ支持部１５０と、マスダンパ部１６０とを備えている。

ハブベアリング収容部１１０は、フロントホイールが固定される車軸を回転可能に支持する図示しないハブベアリングが装着される円形の開口部を備えている。この開口部は、ハブベアリングと略同心に形成されている。
ハブベアリングは、例えば複列のラジアル玉軸受又は円すいころ軸受を有するユニット軸受であって、その内輪側に車軸が挿入され支持される。このユニット軸受の外輪は、その外周面からつば状に突き出して形成されたフランジ部を備え、ハウジング１００は、このフランジ部と締結される図示しないボルトが挿入されるボルト孔１１１を備えている（図３参照）。このボルト孔１１１は、例えば４つがハブベアリング収容部１１０の周方向に分散して配置されている。

ストラット接続部１２０は、ハブベアリング収容部１１０の上方側に突き出して形成され、図示しないダンパーストラットの下端部に設けられたブラケットが結合される部分である。ストラット接続部１２０は、これを車両の略前後方向に貫通して形成され、上述したブラケットを締結する図示しないアジャスティングボルトが挿入されるボルト孔１２１が形成されている。このボルト孔１２１は、上下方向に離間して例えば１対が設けられている。

アーム接続部１３０は、ハブベアリング収容部１１０の下側に設けられ、図示しないサスペンションアーム（トランスバースリンク）の端部が接続される部分である。
アーム接続部１３０は、サスペンションアームの先端部に備えられ、サスペンションアームとハウジング１００とを回転可能に支持するボールジョイントの一端部が挿入される凹部１３１が形成されている（図２、図７を参照）。
このボールジョイントは、その回転によってサスペンションのバウンド、リバウンド動作及びステアリング動作を許容するものである。

タイロッド接続部１４０は、ハブベアリング収容部１１０から車両前方側に突き出して形成され、図示しないタイロッドの端部が接続される部分である。タイロッドは、ステアリングギアボックスに接続され、ハウジング１００に操舵力を伝達するものである。

キャリパ支持部１５０は、キャリパ２００のキャリパボディ２１０が締結される支持部であって、ハブベアリング１１０の車両後方側に設けられ、上下方向に離間して配列された１対のボルト孔１５１，１５２を備えている。このボルト孔１５１，１５２は、キャリパ２００のキャリパボディ２１０に形成されためネジ部に締結されるボルト１５３（図１参照）がそれぞれ車軸と略平行に挿入されるものであって、その周囲は座ぐり加工が施されている。
図３に示すように、ボルト孔１５１，１５２はそれぞれハブベアリング収容部１１０の中心軸よりも上方側、下方側に配置され、上方側に配置されたボルト孔１５１は、下方側に配置されたボルト孔１５２よりも車両の前方側（タイロッド接続部１４０側）にオフセットして配置されている。

マスダンパ部１６０は、ハウジング１００のハブベアリングの中心軸から見てボルト孔１５１，１５２に挟まれた領域に設けられ、ハブベアリング収容部１１０の外周面に対してハブベアリングの外径側に突き出すとともに、キャリパ支持部１５０に対して車幅方向におけるブレーキディスクと反対側（車両の内側）にそれぞれ突き出して形成されている。
マスダンパ部１６０は、フランジ部１６１と、ブロック部１６２とを備えている。
フランジ部１６１は、ハブベアリング収容部１１０の外周面側からつば状に張り出して形成されたプレート状の部分であって、その外周縁部の一部は上述した１対のキャリパ支持部１５０に接続されている。
ブロック部１６２は、フランジ部１６１のハブベアリング収容部１１０側と反対側の端部に設けられ、ここからハブベアリングの外径側に突き出すとともに、そのハブベアリングの軸方向における厚さをフランジ部１６１よりも大きく形成したマス部である。

ブロック部１６２は、図３に示すように、キャリパ支持部１５０のボルト孔１５１，１５２を結ぶ直線と略平行に延在する突条状に形成され、その横断面形状は、図４に示すように、フランジ部１６１側（車幅方向外側）を下底とし、車幅方向内側を上底とした略台形に形成され、車幅方向内側において幅が小さくなるテーパ状に形成されている。
このブロック部１６２は、その全体がボルト孔１５１，１５２を結ぶ直線よりもハブベアリングの外径側に突き出した位置に配置されている。
また、ブロック部１６２は、キャリパボディ２１０との干渉を防止するため、図３に示すように、その上下方向における寸法が、ハブベアリングの外径側の端部において小さくなるようにテーパ状に形成され、これによりブロック部１６２の上部、下部における端面は、それぞれブロック部１６２の延在方向に対して傾斜をつけて配置されている。
なお、ブロック部１６２は、ハウジング１００の鋳造時に湯口部が設けられるものであり、湯の流れを良好とするため、フランジ部１６１は、その表面から突き出して形成され、ブロック部１６２側とハブベアリング収容部１１０側とをハブベアリングの略径方向に接続する突条部１６１ａが形成されている。

キャリパ２００は、いわゆる対向４ポッド式のものであって、キャリパボディ２１０と、ピストン２２０と、パッド２３０とを備えている。

キャリパボディ２１０は、例えばアルミ系等の軽合金によってブロック状に形成され、図１に示すように、その内部に車軸に装着される図示しないブレーキディスクの一部が挿入される空間部を備え、この空間部の内壁面部に、ピストン２２０を収容するシリンダ部２１１が形成されている。シリンダ部２１１は、ブレーキディスクの片面側にそれぞれ例えば２個ずつが設けられ、これらはブレーキディスクの周方向に沿って配列されている。

また、キャリパボディ２１０は、ブリーダスクリュ２１２と、ガイドプレート２１３とを備えている。
ブリーダスクリュ２１２は、車体側に設けられる図示しないブレーキマスタシリンダからシリンダ部２１１にブレーキフルードの液圧を伝達する図示しない管路の一部に備えられ、この管路のエア抜き等に用いられるものである。
ガイドプレート２１３は、例えば板金加工によって形成された小片であって、キャリパボディ２１０の空間部内にネジ止めにより装着され、パッド２３０の上端部及び下端部の各端面にそれぞれ加圧接触し、パッド２３０の位置決めを補助するものである。
このキャリパボディ２１０は、ハウジング１００のキャリパ支持部１５０に対して、ボルト１５３を締結することによって、ハウジング１００に対してリジットに結合される（「フィックスドタイプ」とも称される）。

ピストン２２０は、キャリパボディ２１０の各シリンダ部２１１内にそれぞれ収容され、ブレーキフルードの液圧によってパッド２３０をブレーキディスクの表面に加圧接触させるものである。
ピストン２２０は、その中心軸をハブベアリングの中心軸と略平行に配置された円筒状に形成され、ピストンシール２２１と、ピストンブーツ２２２とを備えている。
ピストンシール２２１は、ピストン２２０の外周面とシリンダ部２１１の内周面との間に配置される円環状の部材であって、これらの間におけるブレーキフルードのシールを行うものである。
ピストンブーツ２２２は、ピストン２２０のパッド２３０側の端面の外周縁部に備えられる円環状の部材であって、シリンダ部２１１内にダストや水等が入ることを防止するものである。

パッド２３０は、ピストン２２０に押圧されることによってブレーキディスクの両面側にそれぞれ加圧接触し、ブレーキディスクとの摩擦によって運動エネルギを熱エネルギに変換し、この熱エネルギを主にブレーキディスクから放出することによって制動力を得るものである。
パッド２３０は、例えばブレーキディスクの両面側にそれぞれ１枚ずつ設けられ、キャリパボディ２１０の空間部内に配置され、パッド２３０とキャリパボディ２１０とにそれぞれ形成された孔に対してパッドピン２３１を挿入することによって位置決めが行われる。

次に、上述した実施例１の効果を、本発明の比較例と対比して説明する。この比較例は、マスダンパ部１６０を備えていない点を除いて上述した実施例１と同様の構成を備えるものである。
図８は、実施例１及び比較例における車両が後退する際の制動時に発生する音の周波数応答を示すグラフであって、横軸に周波数を示し、縦軸に振幅を示すものである。なお、図８において、実施例１のデータを実線で示し、比較例のデータを破線で示している。
図８に示すように、実施例１は比較例に対して約１．６ｋＨｚから約２．３ｋＨｚにかけての周波数帯域において振幅レベルが低減されており、そのピーク間で振幅を比較すると、約１３ｄｂ低減されている。
このような約２ｋＨｚ程度の騒音は、いわゆる「ブレーキ鳴き」として運転者等が不快に感じやすいものである。

また、実施例１及び比較例について、所定回数制動を行った場合における最大音圧、音圧９０ｄｂ以上のブレーキ鳴き発生回数を測定するブレーキ鳴き実験を行った結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１は、比較例に対して、最大音圧、音圧９０ｄｂ以上のブレーキ鳴き発生回数のいずれも改善されていることがわかる。

以上のように、実施例１によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ハブベアリングの中心軸から見て１対のキャリパ支持部１５０に挟まれた領域に配置され、その周囲の部分よりもハブベアリングの外径側、及び、車幅方向におけるブレーキディスクと反対側に突き出したマスダンパ部１６０を備えることによって、ブレーキ鳴き等の異音の原因となる振動を効果的に減衰させ、ブレーキ鳴きの発生頻度低減及び音圧の低下を図ることができる。
（２）マスダンパ部１６０は、そのフランジ部１６１のハブベアリングの外径側における端部に接続されたブロック部１６２をその主要なマス部としているので、ハウジング１００が励振される加振源であるキャリパ支持部１５０からマス部までの距離を大きくすることができ、その重量増加を抑制しつつダンピング効果を確保することができる。
（３）マスダンパ部１６０は、鋳造によってハウジング１００と一体に形成されるから、ハウジング１００の製造工程や車両の組立工程を複雑化することがない。また、例えば別体に形成された補剛部材等をキャリパと共締めして締結する場合と比較して、この結合箇所における信頼性を確保することができる。
（４）マスダンパ部１６０をハウジング１００側に設けることによって、キャリパ２００を複数の車種で共用しつつ、ブレーキ鳴きの低減に関してはハウジング１００側の設計により車種毎にチューニングを施すことができる。
（５）マスダンパ部１６０は、一定のボリュームを有しかつ機械加工が施されていないため、車両の組立工程等のハウジング１００の取り扱い時に、作業者がハウジング１００を把持するグリップ部として用いることができるから、その作業性が向上する。

次に、本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例２について説明する。以下説明する各実施例においては、上述した実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図９は、実施例２のディスクブレーキの取付構造におけるハウジングの外観図であって、実施例１における図４に相当するものである。
実施例２のハウジング１００は、マスダンパ部１７０をハウジング１００と別体に形成している。

マスダンパ部１７０は、ハウジング１００の材料よりも比重の大きい材料を用いて形成され、ハウジング１００に対してボルト１７１によって固定されている。
実施例２によれば、上述した実施例１の効果に加えて、ハウジング１００の材料よりも比重の大きい材料を用いてマスダンパ部１７０を形成したから、そのサイズを小型化してもダンピング効果を維持することができ、特にハウジングにアルミ合金等の比較的比重の小さい材料を用いた場合に必要なマスダンピング効果を得ることが容易となる。
また、ハウジングとマスダンパ部とを一体に形成する場合に対して、その造型上の自由度が向上する。

図１０は、本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例３におけるハウジングの外観図である。
実施例３のハウジング１００は、マスダンパ部１８０を別体に形成し、さらに、マスダンパ部１８０は、そのマス部１８１を、ステー１８２を介してハウジング１００から離間して配置したものである。
ステー１８２は、その一端部にマス部１８１が接続された柱状に形成され、略車軸方向に沿って延在して配置されている。ステー１８２の他端部は、ボルト部１８２ａが形成され、ステー１８２は、このボルト部１８２ａを、ハウジング１００側に形成された対応するめネジ部１８３に締結することによって固定されている。
実施例３によれば、ハウジング１００に対してマス部１８１を離間して配置することによって、加振源であるキャリパ支持部１５０に対するマス部１８１のモーメントを増大することができ、マス部１８１の質量を軽減した場合であってもダンピング効果を確保しやすい効果がある。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）マスダンパ部の形状、構造等は上述した各実施例によって限定されず、ブレーキキャリパ、ドライブシャフトブーツ等との干渉が生じない他の形状等であってもよい。
また、各実施例はマクファーソンストラット式のフロントサスペンションに備えられるものであるが、これに限らず、他のサスペンション形式や後輪側にも適用することができる。また、駆動輪に限らず非駆動輪に備えることもできる。
（２）各実施例のキャリパは、ブレーキディスクの両面側にピストンを備え、そのキャリパボディがハウジングに対してリジットに結合されるいわゆる対向式のものであるが、これに限らず、本発明は、ブレーキディスクの片面側にのみピストンを備え、キャリパボディがハウジングに対して車軸方向に移動可能にフローティングマウントされた片押し式のキャリパにも適用することができる。

本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例１におけるハウジング及びキャリパの分解図である。 図１のハウジングとキャリパとを接合した状態を示す外観斜視図である。 図１のハウジングを車軸方向における車両の内側から見た状態を示す外観図である。 図３のIV−IV部矢視図である。 図３のＶ−Ｖ部矢視図である。 図５のVI−VI部矢視図である。 図３のVII−VII部矢視断面図である。 実施例１及び比較例における制動時に生ずる音の周波数応答を示すグラフである。 本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例２におけるハウジングの外観図である。 本発明を適用したディスクブレーキの取付構造の実施例３におけるハウジングの外観図である。

符号の説明

１００ ハウジング
１１０ ハブベアリング収容部
１２０ ストラット接続部
１３０ アーム接続部
１４０ タイロッド接続部
１５０ キャリパ支持部
１５１ ボルト孔
１５２ ボルト孔
１５３ ボルト
１６０ マスダンパ部
１６１ フランジ部
１６２ ブロック部
２００ キャリパ
２１０ キャリパボディ
２１１ シリンダ
２２０ ピストン
２３０ パッド

Claims (5)

1. 車軸を支持するハブベアリングを収容するハウジングと、
   前記ハブベアリングの周方向に離間して前記ハウジングに設けられた複数の支持部に接続され、前記車軸に装着されたブレーキディスクにパッドを加圧接触させるキャリパとを有するディスクブレーキの取付構造において、
   前記ハウジングは、前記ハブベアリングの中心軸から見て前記複数の支持部の間の領域に設けられ、その周囲の部分に対して前記ハブベアリングの外径側、前記ハブベアリングの軸方向における前記ブレーキディスクの反対側の少なくとも一方に突き出したマスダンパ部を備えること
   を特徴とするディスクブレーキの取付構造。
2. 請求項１に記載のディスクブレーキの取付構造において、
   前記マスダンパ部は、その少なくとも一部がこのマスダンパ部を挟んで設けられた１対の前記支持部の間を結ぶ直線に対して前記ハブベアリングの外径側の領域に配置されること
   を特徴とするディスクブレーキの取付構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のディスクブレーキの取付構造において、
   前記キャリパは、前記パッドを押圧するピストンを前記ブレーキディスクの両面側にそれぞれ備え、前記ハウジングの前記支持部に対してリジットに固定されること
   を特徴とするディスクブレーキの取付構造。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のディスクブレーキの取付構造において、
   前記マスダンパ部は、前記ハウジングと一体に形成されること
   を特徴とするディスクブレーキの取付構造。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のディスクブレーキの取付構造において、
   前記マスダンパ部は、前記ハウジングの材料よりも比重の大きい材料によって前記ハウジングと別体に形成されること
   を特徴とするディスクブレーキの取付構造。
   
   

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