JP2007239899A - ディスクブレーキユニット - Google Patents

Abstract

【課題】パッドとの摺接によるディスクロータの摩耗限界を検知する。
【解決手段】ディスクブレーキユニット５０において、ディスクロータ１４は車輪とともに回転する。ブレーキパッド１６，１８は、ディスクロータの摩擦摺動面１４ａ，１４ｂに対向して配置され、制動時に摩擦摺動面に押し当てられる。ディスクロータの摩耗限界位置付近に、表面露出時にディスクロータの他の部分よりも腐食しやすい材料で形成された腐食金属層３６が配置される。腐食金属層は例えば亜鉛であり、所定回数の制動による表面の摩耗に相当する厚みとすることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明はディスクブレーキユニットに関し、より詳細にはディスクロータの摩耗限界を検知可能なディスクブレーキユニットに関する。

車両の制動を行う制動装置の一つとして、ディスクブレーキがある。このディスクブレーキは、キャリパの中にシリンダとピストンが配置され、油圧によりブレーキパッドを動作させて車輪と共に回転するディスクロータを把持することにより制動力を確保している。

摩擦係数の高いブレーキパッドを用いる場合、ブレーキパッドとの摺接によるディスクロータの摩耗が問題となる。ディスクロータの摩耗は、制動時に様々な現象を引き起こしうるので、これを検知してドライバーなどに警告することが望まれる。

このような技術として、例えば、特許文献１には、ディスクロータのパッド摺接面に許容摩耗代に相当する深さの凹部を形成しておき、摩耗が進行してこの凹部が消失することで、ユーザに使用限界を知らせることが開示されている。また、特許文献２には、ディスクの摩耗使用限界位置に穴を形成しておき、ディスクの摺動面がパッドとの摺接によって摩耗して穴が摺動面上に露呈すると、パッドと摺接したときにペダルフィーリングが悪化したりジャダーが発生してドライバーにディスクの摩耗限界が感知されることが開示されている。
特開昭５９−１１７９２６号公報 特開昭５３−１１５４７４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、ディスクロータ面の凹部の消失を目視確認することは困難である。また、特許文献２の技術では、制動時にドライバーに不快感を与えてしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクロータの摩耗限界をユーザに知らせる技術を提供することにある。

本発明のある態様は、車輪とともに回転するディスクロータと、前記ディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置され、制動時に摩擦摺動面に押し当てられるブレーキパッドと、を備えるディスクブレーキユニットであり、ディスクロータの摩耗限界位置付近に、表面露出時にディスクロータの他の部分よりも腐食しやすい材料で形成された腐食金属層が配置されている。

この態様によると、ブレーキパッドとの摺接によりディスクロータの摩擦摺動面が摩耗し、腐食金属層が摩擦摺動面に露出すると、腐食金属層に錆が生じてディスクロータの他の部分とは異なる色を呈するため、ユーザは目視確認によりディスクロータが摩耗限界まで位置まで摩耗したことを知ることができる。

前記腐食金属層を、所定回数の制動による摩擦摺動面の摩耗に相当する厚みとしてもよい。こうすれば、ディスクロータの摩擦摺動面に生じた錆が、制動時のブレーキパッドとの摺接により取り除かれてしまった後でも、時間の経過により再び摩擦摺動面に錆が生じるので、ユーザに対し再警告することができる。

本発明によれば、ディスクロータの摩耗限界を腐食による色変化によってユーザに警告することができる。

図１は、本実施形態のディスクブレーキユニット５０の断面図である。ディスクロータ１４は、図示しない車輪と共に回転する。摩擦部材としてのブレーキパッド１６，１８が、ディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａ，１４ｂにそれぞれ対向配置される。このブレーキパッド１６，１８は、それぞれパッド裏板２０，２２によって裏面側から支持されている。

キャリパ１０は、図１中左右方向に変位可能に、図示しない車体に、後述するトルクプレートを介して取り付けられている。キャリパ１０はシリンダ１２を有しており、シリンダ１２には有底の穴２４が穿設されており、この穴２４には、ピストン２６が摺動可能に嵌挿されている。穴２４の底にはポート２８が設けられ、図示しないマスターシリンダに接続され、ブレーキペダルの操作によってブレーキ油がポート２８内に流入し、ピストン２６を駆動するようになっている。

ブレーキ油がポート２８内に流入すると、ピストン２６が図１に示す非動作状態から図１中左方向に摺動し、パッド裏板２０を介してブレーキパッド１６をディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａに押圧する。ブレーキパッド１６がディスクロータ１４に押圧されると、ピストン２６は摺動を停止する。ピストン２６が摺動を停止した後も、ブレーキ油がポート２８内に流入すれば穴２４内の油圧が上昇する。その結果、停止したピストン２６が逆に穴２４の内面を押圧し、シリンダ１２を構成するシリンダハウジング１２ａを図１中右方向に押圧する。シリンダハウジング１２ａは図１中左右方向に変位可能とされているので、油圧の上昇に伴って、シリンダハウジング１２ａが図１中右方向に変位することになる。

シリンダハウジング１２ａの非シリンダ形成側には爪３０が形成されており、シリンダハウジング１２ａの右方向へ変位に伴って、爪３０がパッド裏板２２を介してブレーキパッド１８をディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ｂに押圧する。したがって、ディスクロータ１４を一対のブレーキパッド１６，１８により押圧挟持する状態となり、ディスクロータ１４を効率的に制動させることが可能となる。

前述のようにブレーキパッド１６，１８は、パッド裏板２０，２２によって支持され、このパッド裏板２０，２２が図１に示すように、トルクプレート３２に当接可能になっている。つまり、回転するディスクロータ１４にブレーキパッド１６，１８を接触させると、当該ブレーキパッド１６，１８はディスクロータ１４に引き摺られる状態になり力を受ける。この力をパッド裏板２０，２２を介してトルクプレート３２で受けることになる。

このようなディスクブレーキユニットでは、ブレーキパッドの摺接によるディスクロータの摩耗が問題となる。ディスクロータが摩耗した状態を放置しておくと、制動力の低下、ブレーキパッドの摩耗速度の増加、ブレーキ鳴きの発生といった問題が生じるので、ディスクロータの摩耗を早期に検知できることが望まれる。

そこで、本実施形態では、ディスクロータ１４の摩耗限界位置に腐食金属層３６を設けるようにした。ここで、摩耗限界位置は、ディスクロータ１４の交換が望まれる程度まで摩耗が進行した位置であり、ディスクブレーキユニットの設計者が実験などを通して決定する。一例として、腐食金属層の材料は亜鉛（Ｚｎ）であり、腐食金属層以外のディスクロータは鋳鉄製であることが好ましい。

ブレーキパッド１６，１８とディスクロータ１４の摩擦摺動面１４ａ，１４ｂとの摺接により、摩擦摺動面１４ａ，１４ｂが次第に摩耗して摩耗限界位置にまで達すると、亜鉛製の腐食金属層３６がディスクロータ１４の表面に露出し、大気に触れるようになる。亜鉛は、大気に触れると腐食して白色の錆を生じる。これに対し、ディスクロータの他の部分は鋳鉄製であるから、大気で腐食して赤色の錆を生じる。また、一般に亜鉛の方が鉄よりも腐食しやすい。

このように、摩耗限界位置まで摩耗したディスクロータの摩擦摺動面には、摩耗初期には表面に部分的に露出した亜鉛の部分に白錆が発生し、摩耗が進行するにつれて白錆が支配的になってくる。このため、ドライバーまたは整備作業員などのユーザは、通常生じる赤錆と明らかに色の違う白錆がディスクロータに発生していることから、直ちにディスクロータが摩耗限界位置まで摩耗していることを認知することができる。したがって、車輪を取り外した後にディスクロータの厚さを測るといった作業をする必要なく、目視確認でディスクロータの摩耗を知ることができ、早期にディスクロータの交換作業に移れる。

ディスクロータの摩耗限界位置に色付きの別の部材を埋め込んでおいてもよい。この場合でも、ディスクロータが摩耗限界位置まで摩耗するとロータ表面に別の色が出現し、目視可能になるという同等の効果が得られる。しかしながら、腐食金属層の配置には、ディスクロータを鋳物として一体で作成することができるという利点がある。

亜鉛の腐食金属層がディスクロータの摩擦摺動面に露出して白錆が発生した後に、車両制動時のブレーキパッドとの摺接によりディスクロータ表面の錆が落とされてしまう可能性もある。しかしながら、腐食金属層をある程度の厚さ、例えば、所定回数の制動による摩擦摺動面の摩耗に相当する厚さ分だけ設けておけば、錆が落とされた後の時間の経過により再び亜鉛の腐食金属層に錆が発生するので、ユーザに対し再警告することができる。この場合、ディスクロータの摩耗限界位置よりやや表面側に腐食金属層を配置することが好ましい。

なお、亜鉛以外にも、鉄よりも電位が低く（すなわち錆びやすく）、かつ腐食時の色が鉄と異なる物質であれば、腐食金属層に用いることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

別の実施形態として、ディスクロータの摩耗限界位置に導線を埋め込んでおいてもよい。この場合、ディスクロータの一部に導線と接続された抵抗値測定装置（図示せず）を設けておく。ディスクロータの摩耗が進行して摩耗限界位置まで達し導線が露出すると、ブレーキパッドとの摩擦により導線が断線する。導線が断線すると抵抗値が無限大となるので、この導線の抵抗値の変化を抵抗値測定装置で検出することで、ディスクロータの摩耗を検知することができる。摩耗を検知したら、図示しないスピーカやランプなどの警報装置を使用してユーザに摩耗を通知してもよい。

実施の形態に係るディスクブレーキユニットの断面図である。

符号の説明

１０ キャリパ、１４ ディスクロータ、１６，１８ ブレーキパッド、 ３６ 腐食金属層、 ５０ ディスクブレーキユニット。

Claims (3)

1. 車輪とともに回転するディスクロータと、
   前記ディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置され、制動時に摩擦摺動面に押し当てられるブレーキパッドと、を備え、
   前記ディスクロータの摩耗限界位置付近に、表面露出時にディスクロータの他の部分よりも腐食しやすい材料で作成された腐食金属層が配置されていることを特徴とするディスクブレーキユニット。
2. 前記腐食金属層を、所定回数の制動による摩擦摺動面の摩耗に相当する厚みとす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ユニット。
3. 前記腐食金属層は亜鉛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ユニット。

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