JP2007064296A - ディスクブレーキ装置及び該ディスクブレーキ装置を備えた自動二輪車 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピストン数を増やして制動力を高める場合の摩擦部材の反りや制動時の反応の悪化を抑制でき、また摩擦部材の寿命に差が生じるのを抑制できるディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ピストン機構7は、ディスクプレート5の外周に沿って配置された複数のピストン9a〜9cを備え、該ピストン9a〜9cは、シリンダ総面積がs1とs2+s3との異なる複数のピストン部7a,7bに区分けされ、パッドユニット6は、上記シリンダ総面積s1,s2+s3に応じた圧接総面積p1,p2+p3を有する複数のパッドユニット部6a,6bに分割されている。
【選択図】 図3
【解決手段】ピストン機構7は、ディスクプレート5の外周に沿って配置された複数のピストン9a〜9cを備え、該ピストン9a〜9cは、シリンダ総面積がs1とs2+s3との異なる複数のピストン部7a,7bに区分けされ、パッドユニット6は、上記シリンダ総面積s1,s2+s3に応じた圧接総面積p1,p2+p3を有する複数のパッドユニット部6a,6bに分割されている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、車輪に固定されたディスクプレートを摩擦部材で挟持するようにしたディスクブレーキ装置及び該ディスクブレーキ装置を備えた自動二輪車に関する。
例えば、自動二輪車のディスクブレーキ装置では、制動力を高める観点から、ピストン数を例えば対向4ポットや6ポットに増やして制動有効径を大きくする場合がある。またピストン押圧力の均一化を図る観点から、ディスクプレートの進入側のシリンダ面積を進出側のシリンダ面積より小さくする場合がある(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−116668号公報
ところで、上記従来装置のように、ピストン数を増やして制動有効径を大きくする構造とした場合には、ピストンを増やした分だけパッドユニットの周方向寸法が長くなる。その結果、摩擦熱等により摩擦部材に反りが生じたり,ディスクプレートへの摩擦部材の面圧が不均一となって制動時の反応が悪化したりするおそれがある。
ここで摩擦部材の反りや面圧のばらつきを抑制するには、パッドユニットをピストンの数だけ分割することが有効である。しかしながら、単にパッドユニットを分割するだけではキャリパが大型化したり,シリンダ面積の大,小によって摩擦部材の寿命に差が生じたりするという問題がある。
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、ピストン数を増やして制動力を高める場合の摩擦部材の反りや制動時の反応の悪化を抑制でき、また摩擦部材の寿命に差が生じるのを抑制できるディスクブレーキ装置及び該ディスクブレーキ装置を備えた自動二輪車を提供することを目的としている。
本発明は、車輪に固定されるディスクプレートと、該ディスクプレートとの間に摩擦力を発生させるパッドユニットと、該パッドユニットをディスクプレートに圧接させるピストン機構と、該ピストン機構を保持するキャリパボディとを備えたディスクブレーキ装置であって、上記ピストン機構は、上記ディスクプレートの外周に沿って配置されたシリンダ総面積の異なる複数のピストン部から構成され、上記パッドユニットは、上記ピストンが当接するベースプレートと、該ベースプレートに固定され上記ディスクプレートに当接し、かつ上記シリンダ総面積に対応した摩擦部材総面積を有する摩擦部材とを備えた複数のパッドユニット部から構成されていることを特徴としている。
本発明に係るディスクブレーキ装置によれば、ピストン機構を、シリンダ総面積の異なる複数のピストン部から構成し、パッドユニットを、上記シリンダ総面積に対応した摩擦部材総面積を有する複数のパッドユニット部から構成したので、ピストン数を増やして制動力を高める場合の、摩擦部材の反りや圧接時の面圧のばらつきを抑制でき、制動時の反応を良好にできる。
またパッドユニットをシリンダ総面積に応じた摩擦部材総面積となるように構成したので、各パッドユニット部の摩擦部材はシリンダ面積に応じて磨耗することとなり、各パッドユニット部の寿命を略均一化できる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図6は、本発明の第1実施形態によるディスクブーキ装置を説明するための図である。本実施形態では、自動二輪車のディスクブレーキ装置を例に説明する。
図において、1は自動二輪車の前輪2に配設されたフロントディスクブレーキ装置を示している。この前輪2は、フロントフォーク3の下端部により軸支されている。上記フロントフォーク3は、不図示の車体フレームの前端に固着されたヘッドパイプにより左右操向自在に支持されており、該フロントフォーク3の上端部に操向ハンドル(不図示)が装着されている。
上記前輪2は、ハブ2aとタイヤ(不図示)が装着されたリム2bとを複数本のスポーク2cで連結した構造のものである。上記ハブ2aには軸受(不図示)を介して車軸4が挿入されており、該車軸4は上記フロントフォーク3に固定されている。
上記フロントフォーク3の下端部には後方に突出するキャリパブラケット10が形成されている。該キャリパブラケット10には半径方向後方に突出する上下一対の取付け部10a,10aが一体形成されている。
上記ディスクブレーキ装置1は、上記前輪2のハブ2aに固定され該前輪2と共に回転するディスクプレート5と、該ディスクプレート5との間に摩擦力を発生させるパッドユニット6と、該パッドユニット6をディスクプレート5に圧接させるピストン機構7と、該ピストン機構7を保持するキャリパボディ8とを備えている。
上記ディスクプレート5は、上記バブ2aの外側面に複数本のボルト17により固定されたプレート本体18と、該プレート本体18の外周部に複数本のリベット型ピン19により結合されたブレーキディスク20とを有している。
上記ピストン機構7は、ディスクプレート5の外周に沿って互いに対向するように配置された左,右3対のピストン9a,9b,9cを備えている。この各ピストン9a〜9cは、何れも同じシリンダ面積s1〜s3を有しており、1つのピストン9aを有する左,右の第1ピストン部7aと、2つのピストン9b,9cを有する左,右の第2ピストン部7bとから構成されている。これにより第2ピストン部7bは、第1ピストン部7aのシリンダ面積s1の2倍のシリンダ総面積(s2+s3)を有している。
上記シリンダ面積の小さい第1ピストン部7aは、ディスクプレート5の進入側に配置されており、第2ピストン部7bは進出側に配置されている。
上記キャリパボディ8は、上記ディスクプレート5を挟んで対向するように配置された左,右の第1,第2,第3ピストン保持部8a,8b,8cと、上記ディスクプレート5の外側を跨ぐように配置され、該左,右の第1〜第3ピストン保持部8a〜8c同士を結合するブリッジ8dと、上記第1,第3ピストン保持部8a,8cの端部に一体形成されたラジアル取付けボス部8e,8eとを有している。
上記ブリッジ8dは、第1,第2ピストン部7a,7bの間で、かつ該第1ピストン部7a側に若干偏位した位置に配置されている。また図6に示すように、第2ピストン部7bにおけるピストン間隔B1は、該第2ピストン部7bのピストン9bと第1ピストン部のピストン9aとの間隔B2より狭く設定されている。
上記左,右の第1〜第3ピストン保持部8a〜8cには、それぞれピストン保持穴8a´〜8c´が形成されている。ここで互いに対向する左,右の各ピストン保持穴8b´〜8b´の加工に当っては、上記キャリパボディ8の一側壁(内側壁)に形成された加工穴8gから挿入された切削工具による機械加工により上記左,右のピストン保持穴8b´,8b´を同時に形成する方法が採用されている。そして上記加工穴8gから左,右の保持穴8b´,8b´内にそれぞれピストン9b,9bが挿入され、この後加工穴8gは蓋部材13により油密に閉塞されている。残りのピストン保持穴8a´,8c´についても同様である。
ここで本実施形態におけるキャリパボディ8は、上記左,右の第1〜第3ピストン保持部8a〜8c同士をブリッジ8dで一体的に結合してなるモノブロック構造を有している。そして右側の第1〜第3ピストン保持部8a〜8cに上記加工穴8gが形成され、該加工穴8gの反対側である左側の第1〜第3ピストン保持部8a〜8cに上記取付けボス部8eが形成されている。この上,下の取付けボス部8e,8eは、半径方向外方から螺挿されたボルト12,12により上記キャリパブラケット10の各取付け部10aに締結固定されている。
上記左,右の第1〜第3ピストン保持部8a〜8cの各保持穴8a´〜8c´内に上記ピストン9a〜9cが進退可能に挿入配置されている。該各ピストン9a〜9cと保持穴8a´〜8c´の底部との間が油圧室aとなっている。
上記キャリパボディ8には、上記各油圧室aに作動油を供給する油圧供給口8fが形成されている。この油圧供給口8fには、不図示のブレーキホースを介してマスタシリンダが接続されており、該マスタシリンダにはブレーキレバーが連結されている。このマスタシリンダ及びブレーキレバーは上述の操向ハンドルに配置されている。
上記パッドユニット6は、上記左,右の各ピストン9a〜9cが当接するベースプレート15と、該ベースプレート15に固定された摩擦部材16とを有している。この摩擦部材16が上記ブレーキディスク20に当接可能に対向している。
上記パッドユニット6は、上記左,右の第1,第2ピストン部7a,7bのシリンダ総面積の比率s1:(s2+s3)に応じた比率の摩擦部材総面積p1:(p2+p3)を有する第1,第2パッドユニット部6a,6bから構成されている。詳細には、上記第1パッドユニット部6aの第1ベースプレート15aに固定された摩擦部材16aは、上記第1ピストン部7aのシリンダ面積s1に対応した摩擦部材面積p1を有している。また上記第2パッドユニット部6bの第2ベースプレート15bに固定された摩擦部材16b,16cは、第2ピストン部7bのシリンダ総面積(s2+s3)に対応した摩擦部材総面積(p2+p3)、つまり上記摩擦部材16aの2倍の摩擦部材総面積を有している。なお、各摩擦部材面積p1〜p3は、各シリンダ面積s1〜s3より少し大きい面積となっている。
上記左,右の各摩擦部材16a〜16cは、ディスクプレート5の回転中心p´の近傍に位置する点pを中心とする放射状をなすように配置され、かつ全てが同一形状に形成されている。このようにして各摩擦部材16a〜16cは、中心側から外側にいくほど回転方向寸法Aが大きくなる台形状をなしている(図4参照)。なお、上記放射状の中心点pをディスクプレート5の回転中心p´に一致させても良い。
上記キャリパボディ8の左,右の第1,第2パッドユニット部6a,6bの間にはトルク受け部8hが形成されている。このトルク受け部8hは、第1パッドユニット部6aによるトルクを受けるように、つまり第1ベースプレート15aのディスクプレート5の進入方向下流側縁が該トルク受け部8hに当接するように配置されている。そして上記ブリッジ8dは、上記トルク受け部8hの第1パッドユニット部6a側寄りに位置し、かつ該トルク受け部8hに一体形成されている。
上述のブレーキレバーを操作すると、マスタシリンダが油圧を発生し、該油圧がキャリパボディ8の油圧供給口8fから各油圧室aに供給される。すると各ピストン9a〜9cが前進して摩擦部材16a〜16cをディスクプレート5に圧接させ、該ディスクプレート5を挟持する。これにより発生する摩擦力で前輪2が制動される。
本実施形態によれば、シリンダ面積s1〜s3が同一の各ピストン9a〜9cを、シリンダ総面積がs1と(s2+s3)とに異なる第1,第2ピストン部7a,7bから構成し、パッドユニット6をシリンダ総面積s1,(s2+s3)に対応した摩擦部材総面積p1,(p2+p3)を有する第1,第2パッドユニット部6a,6bから構成したので、ピストン数を増やして制動力を高める場合の、摩擦部材16a〜16cの反りや圧接時の面圧のばらつきを抑制でき、制動時の反応を良好にできる。
また上記パッドユニット6を、シリンダ総面積s1,(s2+s3)に対応した摩擦部材面積p1,(p2+p3)を有する第1,第2パッドユニット部6a,6bから構成したので、各摩擦部材16a〜16cはシリンダ面積に応じて、つまり均一に磨耗することとなり、寿命を略均一化できる。
本実施形態では、各摩擦部材16a〜16cを、対応するピストン9a〜9cと同数とし、かつ同一形状としたので、1つのパッドユニット成形用型で形成でき、生産性を向上できる。
また上記各摩擦部材16a〜16cを、ディスクプレート5の中心p´に近接した点pを中心とする放射状をなすよう形成したので、ディスクプレート5の回転速度の高い外周部における摩擦面積を大きくすることができ、摩擦部材16a〜16cの偏磨耗を抑制できる。
本実施形態では、シリンダ総面積s1の小さい第1ピストン部7aをディスクプレート5の進入側に配置したので、第1ピストン部7aによる制動力が相対的に小さくなり、キャリパボディ8のトルク受け部8hの必要強度を緩和することができ、キャリパボディ8の小型化,軽量化が可能となる。
また上記トルク受け部8hを、第1,第2パッドユニット部6a,6bの間に該第1パッドユニット部6aによるトルクを受けるように配置したので、トルク受け部8hの必要強度を緩和することができ、この点からもキャリパボディ8の小型化,軽量化が可能となる。
本実施形態では、左,右のピストン保持部8a〜8c同士を結合一体化するブリッジ8dを、第1,第2パッドユニット部6a,6bの間でかつ該第1パッドユニット部6a側に偏位させて配置したので、第1パッドユニット部6a側のキャリパボディ8の剛性を高くすることができ、制動時のパッドユニット部6aの反応をより一層高めることができる。
本実施形態では、第2ピストン部7bのピストン間隔B1を、トルク受け部8hを挟んだピストン9a,9bの間隔B2より狭くしたので、ブリッジの存在しない第2ピストン部7b側のキャリパボディ8の剛性が低下するのを抑制でき、制動時の反応を高めることができるとともに、ブレーキ鳴きを抑制できる。
本実施形態では、左,右のピストン保持部8a〜8cの一方側に加工穴8gを形成し、他方側に取付けボス部8eを形成したので、キャリパボディ8を小型化できる。即ち、図5に示すように、ピストン保持部8a〜8cの加工穴8g側に取付けボス部8e´(二点鎖線参照)を形成すると、ピストン穴より径の大きい加工穴8gとボス部8eとの間に所要の寸法を確保する都合上、キャリパボディ8全体が大型化するという問題が生じる。
なお、上記実施形態では、シリンダ面積s1〜s3が同一の3つのピストン9a〜9cを第1,第2ピストン部7a,7bに区分けした場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。
図7は、本発明の第2実施形態によるピストン機構を説明するための図である。本実施形態のピストン機構は、シリンダ面積s4,s5が小,大の2個の小径,大径ピストン23,24を備えている。そしてパッドユニットは、小径,大径ピストン23,24の各シリンダ面積s4,s5に対応した摩擦部材面積p4,p5を有する小パッドユニット25と、大パッドユニット26とから構成されている。
本実施形態においても、摩擦部材の反りや面圧のばらつきを抑制して制動時の反応を良好にでき、上記実施形態と同様の効果が得られる。
また上記実施形態では、摩擦部材をピストン数と同数とし、かつ同一形状としたが、本発明では、図8に示すように、第1ピストン部7aのシリンダ面積に対応した摩擦部材面積を有する第1パッドユニット部6aと、第2ピストン部7bのシリンダ総面積に対応した摩擦部材総面積を有する1つの第2パッドユニット部6b´とから構成してもよく、このように場合にも上記実施形態と略同様の効果が得られる。
さらに上記実施形態では、キャリパボディ8のブリッジ8dを第1,第2ピストン部7a,7bの間に配置したが、本発明では、図9に示すように、ブリッジ8d´を、摩擦部材面積の大きい第2ピストン部7bのピストン9bの中心付近に配置してもよい。この場合には、摩擦部材面積の大きいパッドユニット部6b´を支持するキャリパ剛性を高めることができ、パッドの面振動によるブレーキ鳴きを抑制できる。
上記実施形態では、自動二輪車のフロントディスクブレーキ装置を例に説明したが、本発明のブレーキ装置は、後輪のディスクブレーキ装置にも適用でき、また自動二輪車に限られるものではなく、小型三,四輪車やATV(全地形型車両)等にも適用可能である。
1 ディスクブレーキ装置
2 前輪
5 ディスクプレート
6 パッドユニット
6a,6b パッドユニット部
7 ピストン機構
7a,7b ピストン部
8 キャリパボディ
8a〜8c ピストン保持部
8a´〜8c´ ピストン保持穴
8d ブリッジ
8e 取付けボス部
8h トルク受け部
9a〜9c ピストン
15 ベースプレート
16 摩擦部材
23 小径ピストン
24 大径ピストン
25 小パッドユニット
26 大パッドユニット
s1〜s5 シリンダ面積
p1〜,5 圧接面積
2 前輪
5 ディスクプレート
6 パッドユニット
6a,6b パッドユニット部
7 ピストン機構
7a,7b ピストン部
8 キャリパボディ
8a〜8c ピストン保持部
8a´〜8c´ ピストン保持穴
8d ブリッジ
8e 取付けボス部
8h トルク受け部
9a〜9c ピストン
15 ベースプレート
16 摩擦部材
23 小径ピストン
24 大径ピストン
25 小パッドユニット
26 大パッドユニット
s1〜s5 シリンダ面積
p1〜,5 圧接面積
Claims (14)
- 車輪に固定されるディスクプレートと、該ディスクプレートとの間に摩擦力を発生させるパッドユニットと、該パッドユニットをディスクプレートに圧接させるピストン機構と、該ピストン機構を保持するキャリパボディとを備えたディスクブレーキ装置であって、
上記ピストン機構は、上記ディスクプレートの外周に沿って配置されたシリンダ総面積の異なる複数のピストン部から構成され、
上記パッドユニットは、上記ピストンが当接するベースプレートと、該ベースプレートに固定され上記ディスクプレートに当接し、かつ上記シリンダ総面積に対応した摩擦部材総面積を有する摩擦部材とを備えた複数のパッドユニット部から構成されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。 - 請求項1において、上記ピストン機構は、シリンダ面積が同一で、かつ異なる個数のピストンを有する複数のピストン部から構成され、上記パッドユニットは、上記複数のピストン部に対応したパッドユニット部を有し、該各パッドユニット部は上記各ピストン部のシリンダ総面積に対応した摩擦部材総面積を有することを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項2において、上記各摩擦部材は、同一形状であることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項3において、上記各摩擦部材は、上記ディスクプレートの中心に近接した点を中心とする放射状をなすよう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。
- 請求項1において、上記ピストン機構は、シリンダ面積が異なる複数のピストンを備え、上記パッドユニットは、上記各ピストンのシリンダ面積に対応した摩擦部材面積を有する複数の摩擦部材を備えていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1において、上記各ピストン部のうち、シリンダ総面積が小さい側のピストン部は、上記ディスクプレートの進入側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。
- 請求項2又は5において、上記パッドユニット部又はパッドユニットの移動を阻止するトルク受け部を備え、該トルク受け部は、上記各パッドユニット部又は各パッドユニットの間に、かつ摩擦部材総面積の小さい側のパッドユニット部又はパッドユニットのトルクを受けるよう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。
- 請求項1において、上記キャリパボディは、上記ディスクプレートを挟んで対向するように配置されたピストン保持部と、該ピストン保持部同士をディスクプレートを跨ぐように接合するブリッジとを有し、該ブリッジは、何れかのパッドユニット部側に偏位させて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。
- 請求項8において、上記ブリッジは、摩擦部材総面積の小さいパッドユニット部側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。
- 請求項8において、上記ブリッジは、摩擦部材総面積の大きいパッドユニット部側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。
- 請求項8において、上記ブリッジは、上記トルク受け部と一体形成されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項8ないし11において、上記ピストン部のうち、シリンダ総面積が大きい側のピストン部のピストン間隔は、シリンダ総面積の小さい側のピストン部のピストンと上記トルク受け部を挟んで隣り合う上記大きい側のピストン部のピストンとの間隔より狭く設定されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1において、上記キャリパボディは、上記ディスクプレートを挟んで対向するように配置された一対のピストン保持部を有し、該一方のピストン保持部には、ピストン保持穴を形成するための加工穴が形成されており、他方のピストン保持部には、上記キャリパボディを車体側に取り付けるための取付け穴が形成されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1ないし13の何れかに記載のディスクブレーキ装置を備えたことを特徴とする自動二輪車。
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ES (1) | ES2310384T3 (ja) |
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