JP2007187210A - ディスクとパッドを早期に馴染ませるディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】新しいディスクブレーキのディスクとパッドを早く馴染ませることを新車の運転ではなるべくブレーキを多く使用するようなことを要せずに達成する。
【解決手段】ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに制動時に生ずる弾性変形の復元力により制動解除時にピストンが引き戻されるようになっているディスクブレーキに於いて、パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるよりピストンの外周面が弾性体リングに対し呈する摩擦係合力を低くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輌に用いられるディスクブレーキに係り、特にそのディスクとパッドを早期に馴染ませるディスクブレーキに係る。

自動車等の車輌に用いられるディスクブレーキとして、キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキが知られている。

この種のディスクブレーキに於いて、ピストンに作用する制動用駆動力の大小により制動解除時にピストンが引き戻される距離に差が生ずることを緩和すべく、弾性体リングの反液圧側端面とそれに対向するリング溝側壁の間に弾性体リングよりも弾性係数の高い弾性リングを介装することが下記の特許文献１に記載されている。また下記の特許文献２には、この種のディスクブレーキに於いて生ずる恐れがある、ディスクロータの振れや変形によってピストンが押し戻され、制動時のブレーキペダルストロークが増大するという、ノックバックの発生を抑制すべく、ピストンのオイルシールと摺接する外周面に断面が鋸歯状の溝を設けることが記載されている。
特開平５-１３３４２９ 特開平１１-１１７９６６

ディスクブレーキに於けるパッドは、本来、非制動時にはディスクより完全に離間しているべきものであり、その上で制動時に最小のブレーキペダル踏込みストロークにて有効な制動力を発生させるべく、非制動時にパッドが最小の後退距離にてディスクより完全に離間するよう、ディスクに対するパッドの当接面はディスクに対し良好に馴染んでいることが必要である。しかし、個々のディスクブレーキに於いて、ディスクに対しパッドを良好に馴染ませることは、各ディスクブレーキの実際の作動を通してしか達成されない。そこで、ディスクとパッドを早く馴染ませるよう、新車ではなるべくブレーキを多く使用する運転を行えばよいことになるが、実際の運転ではそうもいかない。

本発明は、上記の問題に鑑み、新車ではなるべくブレーキを多く使用するような運転をしなくても、早期にパッドとディスクを馴染ませることができるようディスクブレーキを改良すること課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキにして、前記パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が低くされていることを特徴とするディスクブレーキを提案するものである。

前記後期に於いて前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっていてよい。

前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより低くされるのは、前記前期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが前記後期の少なくとも初期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さより細かくされていることによるものであってよい。

或いはまた、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより低くされるのは、前記前期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が前記後期の少なくとも初期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長より小さくされていることによるものであってよい。

前記後期に於ける前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものであってよい。

或はまた、前記後期に於ける前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものであってよい。

新車のうちにディスクとパッドを早く馴染ませるには、車輌使用開始後の或る限られた期間に限って、非制動時或いは制動のオンオフの過程に於ける半制動時にも車輌の運転に実質的な影響が及ばない程度にパッドをディスクに対し当接させておくことが考えられる。一方、上記の如くキャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキに於いては、制動解除時の弾性体リングの弾性復元力による制動位置からのピストンの引戻し量は、ピストンの外周面と弾性体リングの間の摩擦係合力により影響され、該摩擦係合力の大小によりピストンの引戻し量を増減できる。そこで、パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力を低くしておけば、車輌使用開始後早々にパッドをディスクに対し馴染ませ、それ以降の車輌の運転に於いては、ディスクに対するパッドの後退距離を可及的に小さくして非制動時には確実にディスクよりパッドを離間させるようにすることができる。

ところで、ディスクブレーキのパッドは、当初は比較的柔らかであるが、使用されているうちに次第に硬くなり、パッドの圧縮に対する弾性度は低下し、同じ圧縮荷重に対するパッドの厚みの縮小量が減小してくる。これは、パッドの材質が繰り返し圧縮により硬くなることと、摩耗によるパッドの厚みの減小の両方による。従って、制動解除時のピストンの戻り量が一定であると、パッドが新しくてその弾性度が高く、弾性的復元量が大きいとき、非制動時にディスクからのパッドが十分に離間するようになっていると、パッドが使い込まれて摩耗量が増大し、その弾性度が低下して弾性的復元量が縮小したとき、ディスクからのパッド離間距離が増大し、ブレーキペダルの踏込みストロークの増大をきたす。

そこで、上記の如きディスクブレーキに於いて、更に前記後期に於いて前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっていれば、ディスクにパッドが馴染んだ後の前記後期に於いて、パッドの摩耗の進行によりパッドの弾性度が低下してディスクに対するパッドの離間距離が増大することを、パッド磨耗の進行に応じてピストンの外周面が弾性体リングに対し呈する摩擦係合力を低下させることによりピストンの引戻し量を低減させて相殺し、パッドの寿命がその摩耗の進行により尽きるまでの残るパッドの全使用期間にわたって、ディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

互いに接触する２つの物体の間の摩擦係合力は、その少なくとも一方が他方に対し呈する表面の粗さによって変化するので、前記前期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが前記後期の少なくとも初期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さより細かくされていれば、前記前期の期間に限って非制動時或いは制動のオンオフの過程に於ける半制動時に車輌の運転に実質的な影響が及ばない程度にパッドをディスクに対し当接させてディスクとパッドの馴染みを促進させることができ、ピストンの外周面の表面粗さをピストンの軸線方向位置に応じて変化するよう仕上げる簡単な方法により上記の課題を達成することができる。

同様に、前記後期に於いて前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦径合力のパッド摩耗の進行に伴う低下が、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものとされれば、ピストンの外周面をその粗さがピストンの軸線方向に沿って変化するよう仕上げる簡単な方法によりパッドの摩耗の進行に合わせてピストンの引戻し量を調整し、パッドの寿命がその摩耗の進行により尽きるまでの残るパッドの全使用期間にわたって、ディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

或いはまた、互いに接触する２つの物体の間の摩擦係合力は、２つの物体が互いに押し合わされる力によって変化するので、弾性体リングを僅かでも伸長状態としてピストンの外周面に係合させ、前記前期に対応するピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が前記後期の少なくとも初期に対応するピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長より小さくされれば、前記前期の期間に限って非制動時或いは制動のオンオフの過程に於ける半制動時に車輌の運転に実質的な影響が及ばない程度にパッドをディスクに対し当接させてディスクとパッドの馴染みを促進させることができ、ピストンの外周面をその外周長がピストンの軸線方向位置に応じて変化するよう仕上げる簡単な方法により上記の課題を達成することができる。

同様に、前記後期に於いて前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下が、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものとされば、弾性体リングを僅かでも伸長状態としてピストンの外周面に係合させ、ピストンの外周面をその外周長がピストンの軸線方向に沿って変化するよう仕上げる簡単な方法によりパッドの摩耗の進行に合わせてピストンの引戻し量を調整し、パッドの寿命がその摩耗の進行により尽きるまでの残るパッドの全使用期間にわたって、ディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

図１は、本発明によるディスクブレーキをその一つの実施の形態ついて示す概略縦断面図である。図に於いて、１０はキャリパであり、製造および組立ての都合上いくつかの部分に分かれて構成されるよう図示されているが、全体としてはＣ字型の部材であり、その一端部にシリンダ室１２を備え、その他端部にパッド支持部１４を備えている。シリンダ室１２内にはピストン１６が装着されており、その図にて左方にある室空間内に図には示されていない油圧導管を経て油圧が供給されることにより、ピストン１６はキャリパ１０に対し図にて右方へ向けて駆動されるようになっている。ピストン１６の図にて右端にはパッド支持板１８を介してパッド２０が装着されている。キャリパのパッド支持部１４にもパッド支持板２２を介してパッド２４が装着されており、パッド２０と２４の間にブレーキディスク２６が配置され、図には示されていない車輪と一体となって図には示されていない回転中心軸線の周りに回転するようになっている。キャリパ１０はパッドの摩耗に応じてその作動中心をディスクの中心に整合させるよう、図には示されていないキャリパ支持体によりピストン１６の軸線に沿って移動可能に支持されている。

こうして、シリンダ室１２への油圧の供給によりピストン１６がキャリパ１０に対し図にて右方へ駆動されると、ピストン１６はそれが支持するパッド２０をキャリパのパッド支持部１４により支持されたパッド２４へ向けて押しつけ、パッド２０と２４の間にディスク２６を押圧し、その回転を制動するようになっている。

シリンダ室１２の周壁面の一部にはリング溝２８が形成されており、その中にゴム等よりなる弾性体リング３０が装着されている。図にはさほど明瞭には現れていないが、リング溝２８にはピストン１６が図にて右方へ駆動されたとき、ピストンの外周面との摩擦係合により図にて右方へ引き摺られる弾性体リング３０の一部が弾性的に変形して嵌り込むスペースが形成されており、かかるスペース内への弾性体リングの一部の嵌り込みによる弾性体リングの弾性変形の弾性復元力により、ピストンへの油圧駆動力が解除されたとき、ピストンは図にて左方へ向けてディスク２６より離れる方向へ引き戻されるようになっている。尚、３２はピストンとシリンダの間の間隙からシリンダ室内へ異物が侵入することを防ぐ伸縮自在なダストブーツである。

以上の如きディスクブレーキの基本構造は公知の構造である。本発明は、弾性体リング３０と係合するピストン１６の外周面の仕上がりに関する格別の構成にある。

図２は、ピストン１６の外周面の表面粗さが、少なくとも弾性体リング３０と係合する摺動範囲に於いて、図の右端に位置する初期範囲にて細かく、それ以降の後期の残範囲全体に亙って粗くされている実施の形態を示す説明図である。ここで「摺動範囲」として示されている範囲は、パッド２０および２４が新しい状態から摩耗していく間に、その摩耗状態に応じて弾性体リング３０と摺動係合するピストン外周面の領域を示している。図２の上部の「細かい」波形および「粗い」波形は、ピストン外周面の表面仕上げの状態を拡大して解図的に示すものである。

図示の如く、ピストン１６の外周面の表面粗さが摺動範囲の右端に位置する初期範囲にて細かくされていれば、パッド２０および２４がまだ新しくてディスクに対してまだよく馴染んでいないとき、弾性体リング３０は表面粗さが細かい領域にてピストン外周面と係合してピストンとの間に小さな摩擦係合力を生じ、制動解除時に弾性体リングによりピストンを小さく引き戻し、非制動時或いは制動のオンオフの過程に於ける半制動時にも車輌の運転に実質的な影響が及ばない程度にパッド２０および２４をディスクに当接させ、ディスクに対するパッドの馴染みを促進させることができる。

図３は、ディスクにパッドが馴染んだ後の前記後期に於いては、パッドの摩耗の進行によりパッドの弾性度が低下して非制動時に於けるディスクに対するパッドの離間距離が増大することに対する対策として、ピストン１６の外周面の表面粗さが、前記後期の全体に当る残範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっている実施の形態を示す図２と同様の説明図である。

図３に示す如く、ピストン１６の外周面の表面粗さが、少なくとも上記の摺動範囲に於ける、前記後期の全体に当る残範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっていれば、パッド２０および２４がディスク２６に馴染んだ後まだ新しくてその摩耗量が小さく、その弾性度が高くて圧縮に対する復元量が大きいときには、弾性体リング３０は表面粗さが粗い領域にてピストン外周面と係合してピストンとの間に大きな摩擦係合力を生じ、制動解除時に弾性体リングによりピストンを大きく引き戻すが、パッド２０および２４の使用が進行してその摩耗量が増大し、その弾性度が低下して圧縮に対する復元量が小さくなったときには、弾性体リング３０は表面粗さが細かい領域にてピストン外周面と係合してピストンとの間に小さな摩擦係合力を生じ、制動解除時に弾性体リングによりピストンを小さく引き戻すようになる。こうしてパッドの摩耗度が進行しても、制動解除時のディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

図４は、図２および図３の実施の形態に於いては、ピストン１６の外周面が弾性体リング３０に対し呈する摩擦係合力の変化が、ピストン外周面の表面粗さの変化によりもたらされるようになっていることに代えて、ピストン１６の外周面の周長を変化させることによりもたらされるようになっている実施の形態を示す説明図である。図４の（Ａ）は図２に対応し、図４の（Ｂ）は図３に対応している。また図示の例では、ピストン外周面の周長の変化はピストン外周面の直径の変化によりなされている。図４のＡでは、ピストン外周面の直径は初期範囲にては残範囲に於けるより小さくされており、図４のＢでは、ピストン外周面の直径は初期範囲にては残範囲の初めの部分に於けるより小さくされ、残範囲にてはその初めの部分より後の部分へ向けて次第に小さくされている。（図４では、直径の変化は実際より大幅に強調して示されている。）

このようにピストンの外周面の周長が、弾性体リング３０と係合する摺動範囲に於いて変化されれば、弾性体リング３０を少なくとも幾分伸張された状態にてピストン外周面上に係合させておくことにより、ピストン外周面の周長が大きいところでは、弾性体リングとピストンとの間に大きな摩擦係合力が生じ、ピストン外周面の周長が小さいところでは、弾性体リングとピストンとの間に小さな摩擦係合力が生じるようにすることができる。

以上に於いては本発明をいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明によるディスクブレーキをその一つの実施の形態ついて示す概略縦断面図。 ピストンの外周面の表面粗さが、パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期に於けるより細かくされている実施の形態を示す説明図。 ピストンの外周面の表面粗さが、パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期の初期に於けるより細かくされ、更にそれ以降の残範囲に於いて図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっている実施の形態を示す説明図。 ピストンの外周面が弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の変化がピストン外周面の周長の変化によりもたらされるようになっている実施の形態を図２および図３に対応させて示す説明図。（図ＡおよびＢは図２および３に対応）

符号の説明

１０…キャリパ、１２…シリンダ室、１４…パッド支持部、１６…ピストン、１８…パッド支持板、２０…パッド、２２…パッド支持板、２４…パッド、２６…ディスク、２８…リング溝、３０…弾性体リング

Claims (6)

1. キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキにして、前記パッドの摩耗が所定値に達するまでの前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が低くされていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記後期に於いて前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっ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。
3. 前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより低くされるのは、前記前期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが前記後期の少なくとも初期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さより細かくされていることによるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ。
4. 前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記前期にそれ以降の後期の少なくとも初期に於けるより低くされるのは、前記前期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が前記後期の少なくとも初期に対応する前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長より小さくされていることによるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ。
5. 前記後期に於ける前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものであることを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ。
6. 前記後期に於ける前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものであることを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ。
   

Images