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

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

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。

本発明の第１実施形態によるディスクブレーキ装置を説明するための側面図である。 上記ディスクブレーキ装置の断面図である。 上記ディスクブレーキ装置のピストン部及びパッドユニット部の構成図である。 上記パッドユニット部の構成図である。 上記ディスクブレーキ装置のキャリパボディの平面図である。 上記パッドユニット部の構成図である。 本発明の第２実施形態によるピストン部及びパッドユニット部の構成図である。 上記実施形態の変形例を示すパッドユニット部の構成図である。 上記実施形態の変形例を示すブリッジの構成図である。

符号の説明

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

Claims (14)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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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