JP2007177946A

JP2007177946A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP2007177946A
Application number: JP2005378891A
Authority: JP
Inventors: Shintarou Tsujimi; 信太郎辻見; Keisuke Nanri; 圭介南里
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】表面にクロムめっき層を設けたアルミニウム合金製ピストンに対し、裏板に銅めっき層を有するブレーキパッドを組合わせても、異種金属接触腐食を起こす虞のないディスクブレーキを提供する。
【解決手段】キャリパ本体２に内装されたピストン８が、アルミニウム合金製のピストン基体の表面にクロムめっき層を有し、かつディスクロータＤに押圧されるブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂが、裏板１６の背面に銅めっき層を有するディスクブレーキにおいて、前記ピストン８に、電極電位がアルミニウム合金よりも高くかつ銅めっき層よりも低い金属または合金からなる隔離板２０を装着し、該隔離板２０によってピストン８とブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂの裏板１６とを隔離して、前記ピストン８が銅めっき層との接触で金属接触腐食を起こすのを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制動に用いられるディスクブレーキに関する。

ディスクブレーキは、一般にカップ形状のピストンをピストンシールを介して摺動可能にキャリパ本体に内装し、液圧により前記ピストンを推進してブレーキパッドをディスクロータに押圧する構造となっている。このようなディスクブレーキにおいて、前記ピストンシールとしては、耐熱性、耐フルード性等の観点からエチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が、前記ピストンとしては、耐カジリ性（摺動特性）の観点から鉄または鉄合金製ピストン基体にニッケルめっきを施したものが一般に用いられていた。

ところで、２輪車にあっては、手でブレーキ操作を行うため、４輪車よりもブレーキフィーリング性が重要視されており、このため、特許文献１に記載されるように、鉄製のピストン基体の表面にニッケルめっき層を下地としてクロムめっき層を形成し、上層のクロムめっき層により摺動特性のより一層の改善を図るようにしている。

一方、近年、環境負荷の低減を目的に車両の軽量化が推し進められており、ディスクブレーキについても、バネ下重量軽減の観点から軽量化が図られている。ディスクブレーキの軽量化にあたっては、ピストンのアルミ化が有効な手段であり、アルミニウム合金製ピストン基体の表面に上記したニッケルめっき層とクロムめっき層とを２層に形成すれば、耐食性および摺動特性を満足する軽量なディスクブレーキが実現するものと考えられる。

しかし、ピストンをアルミニウム合金製とし、この表面にニッケルめっき層とクロムめっき層とを２層に形成した場合は、もともと上層のクロムめっき層がマイクロクラックを含む性状となっているため、下地のニッケルめっき層にピンホールや引掻き傷などが存在すると、アルミニウム合金とニッケルめっき層との間の大きな電位差によって、電気化学的に卑な（電極電位の低い）アルミニウム合金製のピストンが激しく腐食（異種金属接触腐食）し、めっき層全体が剥離してしまう虞がある。

そこで、本発明者等は、上記した異種金属接触腐食の対策を種々検討する中、クロムめっき層のみでも必要な耐食性を確保できることを見出し、めっき層剥離の危険があるニッケルめっき層を省略したディスクブレーキを開発した。

特開２００５−１９５０４７号公報

しかるに、２輪車用のブレーキパッドとしては、ライニングに焼結パッドを用いたものがあり、このようなブレーキパッドを製造するには、裏板に銅めっきを施し、この銅めっきをろう材としてライニング（焼結パッド）と裏板とを熱接合するようにしている。この場合、前記裏板の背面には銅めっき層がそのまま残ることになり、この銅めっき層の電極電位がニッケルめっき層よりもさらに高いことから、アルミニウム合金製のピストンが、この銅めっき層との接触で異種金属接触腐食を起こす、という新たな問題が生じる虞があった。

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、表面にクロムめっき層を設けたアルミニウム合金製ピストンに対し、裏板に銅めっき層を有するブレーキパッドを組合わせても、異種金属接触腐食を起こす虞のないディスクブレーキを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、カップ形状のピストンをピストンシールを介して摺動可能にキャリパ本体に内装し、液圧により前記ピストンを推進してブレーキパッドをディスクロータに押圧するディスクブレーキであって、前記ピストンが、アルミニウム合金製のピストン基体の表面にクロムめっき層を有すると共に、前記ブレーキパッドが、裏板の、前記ピストンとの対面に銅めっき層を有するものにおいて、前記ピストンと前記ブレーキパッドの裏板との間に、電極電位が前記ピストン基体のアルミニウム合金よりも高くかつ前記裏板の銅めっき層よりも低い金属または合金からなる隔離板を介装したことを特徴とする。

このように構成したディスクブレーキにおいては、アルミニウム合金製のピストン基体と裏板に銅めっき層を有するブレーキパッドとの間に、電極電位がピストンのアルミニウム合金よりも高くかつ裏板の銅めっき層よりも低い金属または合金からなる隔離板を介装したので、アルミニウム合金製のピストンが裏板の銅めっき層より電極電位の低い隔離板と接触することになり、結果としてピストンが金属接触腐食により激しく腐食することはなくなる。

本発明において、上記前記隔離板は、リング形状をなす平板部の内径側にその板面から起立する複数の係合片を有しており、該隔離板は、前記係合片の先端爪部をピストンの内周面に形成された凹部に係合させて、該ピストンに装着されている構成としてもよく、この場合は、隔離板をワンタッチで簡単にピストンに組付けることができる。

本発明に係るディスクブレーキによれば、表面にクロムめっき層を設けたアルミニウム合金製ピストンに対し、裏板に銅めっき層を有するブレーキパッドを組合わせても、異種金属接触腐食を起こす虞がないので、良好なブレーキフィーリング性を有する軽量なディスクブレーキを実現でき、２輪車向けとしてきわめて有用となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜４は、本発明の一つの実施形態としてのディスクブレーキの構造を示したものである。本実施形態としてのディスクブレーキはキャリパ固定型として構成されており、符号１で表すキャリパは、ディスクロータＤの内側（車両内側）に配置されるインナ側キャリパ半割体２ＡとディスクロータＤの外側（車両外側）に配置されるアウタ側キャリパ半割体２Ｂとを突合せてなるキャリパ本体２を備えている。より詳しくは、各キャリパ半割体２Ａおよび２Ｂは、ディスクロータＤの周方向に沿う両側部と中央部との３箇所にディスクロータＤの軸方向へ突出する突出部３Ａ、４Ａ、５Ａおよび３Ｂ、４Ｂ、５Ｂを有しており、これら突出部同士３Ａと３Ｂ、４Ａと４Ｂ、５Ａと５Ｂとを相互に突合せた状態で、これら突出部同士を通したタイボルト６により連結一体化されている。キャリパ本体２は、図示を略するボルトにより車体の非回転部、例えば自動二輪車のフロントフォークに取付けられるようになっており、この取付状態で、前記突出部同士３Ａと３Ｂ、４Ａと４Ｂ、５Ａと５Ｂにより提供される３つのブリッジ部３、４、５がディスクロータＤを跨いで配置される。

インナ側キャリパ半割体２Ａおよびアウタ側キャリパ半割体２Ｂのそれぞれには、図１によく示されるように、ディスクロータＤの回転方向に配列して各一対のシリンダボア７が形成されており、各一対のボア７には、カップ形状のピストン８がそのカップ底をボア底に向けて摺動可能に納められている。各一対のシリンダボア７は、インナ側キャリパ半割体２Ａとアウタ側キャリパ半割体２Ｂとの間で相互に対向するように配置されており、したがってキャリパ１は、ここではディスクロータＤを挟んで各一対のピストン８を対向させた４ピストン対向型として構成されている。各シリンダボア７の内面には、ピストン２との間をシールするピストンシール９とダストシール１０とが配設されており、これにより各シリンダボア７のボア底側には密閉の液圧室１１が形成されている。そして、液圧室１１には、各キャリパ半割体２Ａ、２Ｂに設けた連通孔（図示略）を通してブレーキ液が供給されるようになっており、このブレーキ液の供給に応じて対向ピストン８、８がボア７から突出する方向へ同期して推進する。

一方、インナ側キャリパ半割体２Ａおよびアウタ側キャリパ半割体２Ｂとの間には、前記３つのブリッジ部３、４、５の相互間に形成される開口１２（図２）を横断するように２本のパッドピン１３、１３が横設されており、このパッドピン１３には、ディスクロータＤの両側に配置したブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂが吊下支持されている。各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂは、ライニング１５とこのライニング１５に接合された裏板１６とからなっており、その裏板１６の上部に一体に突出形成した一対の被吊り部１６ａ（図３）が前記２本のパッドピン１３に通し掛けされている。

また、キャリパ本体２には、各ブレーキパッド１４Ａ、１４ＢをディスクロータＤの径方向内方へ向けて押えてその姿勢を制御するパッドスプリング１７が組付けられている。パッドスプリング１７は、ここでは、前記キャリパ本体２の中間のブリッジ部４下に配置される平板部の両側に、各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂの両肩部に上側から当接する４つの押圧片１８と前記２本のパッドピン１３に下側から当接する２つの支持片１９とを備えた形状となっている（図３）。パッドスプリング１７は、キャリパ本体２に組付けられた状態で押圧片１８と支持片１９との間に弾発力が発生するようにその形状が設定されており、これにより各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂは直立姿勢を維持する。

本実施形態において、各ピストン８には、隔離板２０が装着されている。隔離板２０は、図２によく示されるように、略三角形をなす孔２１を有するリング形状の平板部２２と、この平板部２２の三角形の孔２１の頂点部分から起立させた長尺の３つの係合片２３と三角形の孔２１の辺部分から起立させた短尺の３つのリブ２４とを備えている。各係合片２３の先端部には、外側へ向けてわずか突出する爪部２３ａが設けられ、一方、ピストン８の内周面には、前記係合片２３の爪部２３ａを受入れ可能な環状溝（凹部）２５が形成されている。隔離板２０は、その係合片２３の先端の爪部２３ａをピストン８の環状溝２５に係合させることにより該ピストン８に抜け不能に係止され、この状態でその平板部２２がピストン８のカップ端に当接するようになっている。このような隔離板２０は、その複数の係合片２３を前側にしてピストン８に押込むだけで、係合片２３の先端爪部２３ａがピストン８の内周面の環状溝２５に係合するので、ピストン８に対してワンタッチで簡単に隔離板２０の組付けを行うことができる。なお、前記リブ２４は補強のために設けたものである。また、隔離板２０の平板部２２の外径は，ピストン８の外径とほぼ等しい寸法に設定されている。

ここで、ピストン８は、アルミニウム合金（一例として、展伸材のアルミニウム合金）製のピストン基体の全面にクロムめっきを施してなっている。一方、各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂは、そのライニング１５が焼結体からなっており、また、その裏板１６の表面（全面）には銅めっきが施されている。ライニング１５と裏板１６とは、裏板２２の表面の銅めっき層をろう材として熱接合されており、その裏板２２の背面すなわちピストン８との当り面には銅めっき層が残っている。また、ピストン８に装着された隔離板２０は、アルミニウム合金よりも電極電位が高くかつ銅めっき層よりも電極電位が低い金属または合金からなっている。展伸材のアルミニウム合金の電極電位は−８００ｍＶ程度、銅めっき層の電極電位は−２２０ｍＶ程度となっており、前記隔離板２０の材料としては、前記二者の中間的な電極電位（例えば、４００〜６００ｍＶ）を有する金属または合金が選択される。このような電極電位を有する金属または合金としては、純クロム、純鉄、炭素鋼、低合金鋼などがあるが、強度や製造性あるいはコスト面を考慮すれば、炭素鋼を用いるのが望ましい。

上記のように構成したディスクブレーキにおいては、ブレーキ操作によりシリンダボア７内の液圧室１１にブレーキ液が供給されると、各一対の対向ピストン８、８が推進し、各ピストン８のカップ端が隔離板２０を介して各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂの裏板１６に当接して、各ブレーキパッド１４Ａ、１４ＢをディスクロータＤ側へ押す。これにより各ブレーキパッド１４Ａ、１４ＢがディスクロータＤの両面に圧接され、液圧に応じた制動力が発生する。この時、振動が発生するが、この振動は各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂと各ピストン８との間に介在する隔離板２０によって吸収され、この結果、ライニング１５とディスクロータＤとの間に発生するせり音、いわゆるブレーキ鳴きが抑制される。一方、液圧室１１に対するブレーキ液圧が解放されると、ピストンシール９の弾性復元力により各ピストン８が後退し、これに応じて各ブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂも後退し、制動が解除される。

ここで、アルミニウム合金製のピストン８と裏板１６に銅めっき層を有するブレーキパッド１４Ａ、１４Ｂとの間には、電極電位がアルミニウム合金よりも高くかつ銅めっき層よりも低い金属または合金からなる隔離板２０が介在するので、ピストン基体の表面のクロムめっき層にマイクロクラックが存在していても、アルミニウム合金製のピストンが銅めっき層との接触で金属接触腐食を起こすことはなくなる。また、ピストン８に必要とする耐食性は、表面のクロムめっき層により確保されるので、本ディスクブレーキの耐久性は十分となる。

なお、上記実施形態においては、４ピストン対向型として構成した例を示したが、本発明は、これに限らず、２ピストン対向型として構成しても、あるいはディスクロータの片側のみにピストンを配したキャリパ浮動型として構成してもよいことはもちろんである。また、隔離板２０の表面に不動態皮膜やアルミニウム合金よりも電極電位の低い金属皮膜例えば、亜鉛めっき処理を施してもよい。この場合には、隔離板２０自体の腐食を防止することができ、隔離板２０の寿命が延長する。

本発明の１つの実施形態であるディスクブレーキの全体構造を示したもので、図３のＸ−Ｘ矢視線に沿う断面図である。本ディスクブレーキで装備する隔離板の構造を示したもので、（Ａ）は断面図（Ｂ）は平面図である。本ディスクブレーキの全体構造を示す平面図である。本ディスクブレーキの全体構造を示す正面図である。

符号の説明

１キャリパ
２キャリパ本体
７シリンダボア
８ピストン
９ピストンシール
１４Ａ、１４Ｂブレーキパッド
１５ライニング
１６裏板
２０隔離板
２２リング状平板部
２３係合片
２３ａ係合片の爪部
Ｄディスクロータ

Claims

カップ形状のピストンをピストンシールを介して摺動可能にキャリパ本体に内装し、液圧により前記ピストンを推進してブレーキパッドをディスクロータに押圧するディスクブレーキであって、前記ピストンが、アルミニウム合金製のピストン基体の表面にクロムめっき層を有すると共に、前記ブレーキパッドが、裏板の、前記ピストンとの対面に銅めっき層を有するものにおいて、前記ピストンと前記ブレーキパッドの裏板との間に、電極電位が前記ピストン基体のアルミニウム合金よりも高くかつ前記裏板の銅めっき層よりも低い金属または合金からなる隔離板を介装したことを特徴とするディスクブレーキ。
前記隔離板が、リング形状をなす平板部の内径側にその板面から起立する複数の係合片を有しており、該隔離板は、前記係合片の先端爪部をピストンの内周面に形成された凹部に係合させて、該ピストンに装着されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。