JP2008164070A - ピストン対向型ディスクブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ピストン対向型ディスクブレーキにおいて、ディスクロータの内外両側に配置されるパッドの無用な移動を抑えて、ブレーキ鳴き、異音の発生を抑制する。
【解決手段】ピストン対向型ディスクブレーキ装置のキャリパ12には、トルクフレーム14a、14bがそれぞれ移動不能に組付けられている。各トルクフレーム14a、14bには、各パッド15a、15bをディスクロータ11の半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態で取付けるための取付穴14a1、14b1が形成されている。各パッド15a、15bがディスクロータ11に摺接して生じる制動力は、トルクフレーム14a、14bを介してキャリパ12にて受承される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、特に、ディスクロータを跨いで対向させるキャリパのインナー部とアウター部にシリンダがそれぞれ形成されていて、前記各シリンダには前記ディスクロータを挟む一対のパッドを前記ディスクロータの軸方向(ロータ軸方向)に押圧するピストンがそれぞれ組付けられており、前記各ピストンが前記各パッドを押圧することにより前記各パッドが前記ディスクロータに摺接して生じる制動力が前記キャリパにて受承されるように構成されているピストン対向型ディスクブレーキ装置に関する。
この種のディスクブレーキ装置は、例えば、下記特許文献1または下記特許文献2に示されていて、これらのピストン対向型ディスクブレーキ装置においては、キャリパのインナー部とアウター部間に架設したロータ軸方向に延びるパッドピンが各パッドの裏板に設けたピン穴に緩く通されていて、各パッドがパッドピンによりロータ軸方向、ロータ周方向、ロータ径方向に移動可能に支持されている。このため、各ピストンが各パッドを押圧すると、各パッドがディスクロータに摺接し、その際に生じる制動力が各パッドの裏板を介して同裏板のロータ周方向端面が当接するキャリパの各トルク受け部にて受承される。
特開平7−167172号公報 米国特許出願公開第2004/0154882号明細書
上記した特許文献1と特許文献2に記載されているピストン対向型ディスクブレーキ装置においては、パッドピンが各パッドの裏板に設けたピン穴に緩く通されていて、各パッドがパッドピンによりロータ軸方向、ロータ周方向、ロータ径方向に移動可能に支持されているため、各パッドのパッドピン上での無用な移動を抑えるためにばね部材が採用されており、これに起因してブレーキ鳴きや異音(ラトル音・クロンク音等)が生じるおそれがある。
また、上記した特許文献2に記載されているピストン対向型ディスクブレーキ装置においては、キャリパのインナー側とアウター側に組付けられる各パッドが二分割されているため、各パッドを二分割しない場合の不具合(パッドの大型化に伴うパッドの反り、この反りに伴う制動力低下やパッドの偏摩耗等)は解消し得るものの、二分割したパッド間にもパッドの裏板から制動力を受承するトルク受け部をキャリパに設ける必要であり、キャリパの構造が複雑となって高価になる問題がある。
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、上記したように構成されているピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記キャリパにはトルクフレームがそれぞれ移動不能に組付けられていて、これら各トルクフレームには、前記各パッドを前記ディスクロータの半径方向および回転方向(周方向)への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態で取付けるための取付穴が形成されており、前記制動力が前記トルクフレームを介して前記キャリパにて受承されるように構成されていることに特徴がある。
本発明によるピストン対向型ディスクブレーキ装置においては、各パッドを各トルクフレームに形成されている取付穴にディスクロータの半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態(ディスクロータの半径方向および回転方向には無用に移動しない状態)で取付けることが可能である。このため、各パッドの無用な移動を抑えるためのばね部材が不要であり、ブレーキ鳴きの発生を抑制することが可能であるとともに、異音(ラトル音・クロンク音等)の発生を抑制することが可能である。
また、本発明によるピストン対向型ディスクブレーキ装置においては、各パッドを各トルクフレームに形成されている取付穴に取付ける構成を採用しているため、各パッドの外形形状と各トルクフレームに形成されている取付穴の形状を同様に変更することにより、各パッドの保持構造を容易に変更することが可能である。このため、パッド形状の最適化が容易に行えるとともに、パッドの位置をシリンダに対してディスクロータの周方向にオフセットする場合でも、トルクフレームに形成されている取付穴の位置をディスクロータの周方向にオフセットすることで容易に対応することが可能であり、車両の左右輪に採用されるキャリパの共通化を図ることも可能である。
また、本発明の実施に際して、前記パッドと前記トルクフレーム間のクリアランスは前記ピストンと前記シリンダ間のクリアランス以下に設定されていることも可能である。この場合には、前記ピストンと前記シリンダ間のクリアランスが確保され、制動時に、ピストンがシリンダにより軸方向の移動を阻害されることがなくて、パッドがピストンにより的確に押圧される。このため、パッドがディスクロータに摺接する面での面圧が安定してブレーキの効きが安定する。
また、本発明の実施に際して、前記トルクフレームと前記パッドの裏板は同一素材であることが好ましい。この場合には、トルクフレームと前記パッドの裏板間での初期なじみがよくなり、使用初期におけるパッドの裏板のトルクフレームに対する摺動抵抗を低減することが可能である。
また、本発明の実施に際して、前記キャリパのインナー部とアウター部をそれぞれの中央にて連結するセンターブリッジを設け、このセンターブリッジにて前記トルクフレームを前記キャリパに固定保持することも可能である。この場合には、センターブリッジをキャリパに脱着可能として、センターブリッジをキャリパから取り外すことで、トルクフレームをパッドとともにキャリパから取り外すことを可能とすることができ、パッドの交換性を良好とすることが可能である。
また、本発明の実施に際して、前記キャリパのインナー部とアウター部に形成されているシリンダがそれぞれ二個以上であり前記ディスクロータの回転方向に沿って配置されていて、これら各シリンダには前記ピストンがそれぞれ組付けられていることも可能である。この場合において、前記トルクフレームには、前記ディスクロータの回転方向にて前記取付穴を分割する仕切り壁が設けられていて、分割された各取付穴には前記ピストンにより前記ディスクロータの軸方向に押圧されるパッドがそれぞれ取付けられていることが好ましい。
この場合には、各パッドを分割しない場合の不具合(パッドの大型化に伴うパッドの反り、この反りに伴う制動力低下やパッドの偏摩耗等)を解消し得るとともに、分割したパッド間ではトルクフレームに設けた仕切り壁がトルク受け部としても機能するため、キャリパの構造を変更することなく、各パッドを分割する構成を採用することが可能である。
また、本発明の実施に際して、前記トルクフレームは前記ディスクロータの径方向にて分離・接続可能な複数個の部材で構成されていることも可能である。この場合には、複数個の部材で構成されているトルクフレームをディスクロータの径方向にて分離させた状態でトルクフレームに取付けたパッドを交換することが可能であり、パッドの交換性を極めて良好とすることが可能である。
また、本発明の実施に際して、前記トルクフレームの少なくとも取付穴部には低摩擦係数で耐摩耗性と耐食性を有するコーティング(例えば、DLC(Diamond Like Carbon)コーティング)が施されていることが好ましい。この場合には、トルクフレームとパッド間の滑り性能や耐久性を向上させることが可能である。
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明を車両用のピストン対向型ディスクブレーキ装置に実施した実施形態を概略的に示していて、この実施形態のディスクブレーキ装置は、車輪と一体的に回転するディスクロータ11と、このディスクロータ11の一部を跨ぐようにして配置されるキャリパ12と、このキャリパ12に組付けた4個のピストン13a〜13d、2個のトルクフレーム14a・14b、2個のパッド15a・15bを備えている。
キャリパ12は、ディスクロータ11の一部を跨いで対向させたインナー部12aとアウター部12bを備えるとともに、これらを連結する一対のブリッジ部12c、12dを備えていて、インナー部12aとアウター部12bには一対のシリンダ12a1,12a2と12b1,12b2がそれぞれロータ周方向にて所定の間隔で形成されていてディスクロータ11の回転方向に沿って配置されている。なお、シリンダ12a1と12b1は同軸的に配置され、シリンダ12a2と12b2は同軸的に配置されている。また、キャリパ12には、インナー部12aからロータ径方向に延びる取付部12eが設けられていて、取付部12eにてマウント21に固着されている。
ピストン13aは、インナー側のパッド15aをディスクロータ11に向けてロータ軸方向に押圧するものであり、シリンダ12a1に周知のように液密的かつロータ軸方向に摺動可能に組付けられていて、シリンダ12a1に油室R1を形成している。ピストン13bは、インナー側のパッド15aをディスクロータ11に向けてロータ軸方向に押圧するものであり、シリンダ12a2に周知のように液密的かつロータ軸方向に摺動可能に組付けられていて、シリンダ12a2に油室R2を形成している。なお、各油室R1,R2には、ブレーキマスタシリンダ(図示省略)からの油圧が供給・排出されるように構成されている。
ピストン13cは、アウター側のパッド15bをディスクロータ11に向けてロータ軸方向に押圧するものであり、シリンダ12b1に周知のように液密的かつロータ軸方向に摺動可能に組付けられていて、シリンダ12b1に油室R3を形成している。ピストン13dは、インナー側のパッド15bをディスクロータ11に向けてロータ軸方向に押圧するものであり、シリンダ12b2に周知のように液密的かつロータ軸方向に摺動可能に組付けられていて、シリンダ12b2に油室R4を形成している。なお、各油室R3,R4には、ブレーキマスタシリンダ(図示省略)からの油圧が供給・排出されるように構成されている。
インナー側のトルクフレーム14aは、ディスクロータ11の径方向の寸法がディスクロータ11の周方向の寸法に比して短い矩形形状に形成されていて、ディスクロータ11のインナー側にてキャリパ12のインナー部12aに適宜な固定手段(例えば、圧入嵌合固定、接着固定、ねじ固定等の単独または組み合わせ)にて移動不能に組付けられている。また、インナー側のトルクフレーム14aには、インナー側のパッド15aをディスクロータ11の半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態で取付けるための取付穴14a1が形成されている。
アウター側のトルクフレーム14bは、インナー側のトルクフレーム14aと同一素材(金属であっても非金属であってもよい)で同一形状に形成されていて、ディスクロータ11のアウター側にてキャリパ12のアウター部12bに適宜な固定手段(例えば、圧入嵌合固定、接着固定、ねじ固定等の単独または組み合わせ)にて移動不能に組付けられている。また、アウター側のトルクフレーム14bには、アウター側のパッド15bをディスクロータ11の半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態で取付けるための取付穴14b1が形成されている。
インナー側のパッド15aは、インナー側のトルクフレーム14aと同一素材で形成された裏板15a1と、この裏板15a1に固着したライニング15a2によって構成されていて、裏板15a1にてインナー側のトルクフレーム14aの取付穴14a1に微小なクリアランス(このクリアランスは、各ピストン13a、13bと各シリンダ12a1,12a2間のクリアランス以下に設定されている。)で組付けられている。
アウター側のパッド15bは、アウター側のトルクフレーム14bと同一素材で形成された裏板15b1と、この裏板15b1に固着したライニング15b2によって構成されていて、裏板15b1にてアウター側のトルクフレーム14bの取付穴14b1に微小なクリアランス(このクリアランスは、各ピストン13c、13dと各シリンダ12b1,12b2間のクリアランス以下に設定されている。)で組付けられている。
上記のように構成したこの実施形態においては、ブレーキマスタシリンダから各油室R1〜R4に油圧が供給されると、ピストン13a、13bがパッド15aをディスクロータ11に向けて押圧するとともに、ピストン13c、13dがパッド15bをディスクロータ11に向けて押圧することにより、各パッド15a、15bがディスクロータ11に摺接して、ディスクロータ11を制動する。このときに生じる制動力は、各トルクフレーム14a、14bを介してキャリパ12にて受承される。なお、各油室R1〜R4からブレーキマスタシリンダに作動油が排出されると、上述したディスクロータ11の制動は解除される。
ところで、この実施形態においては、各パッド15a、15bを各トルクフレーム14a、14bに形成されている取付穴14a1、14b1にディスクロータ11の半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態(ディスクロータ11の半径方向および回転方向には無用に移動しない状態)で取付けることが可能である。このため、各パッド15a、15bの無用な移動を抑えるためのばね部材が不要であり、ブレーキ鳴きの発生を抑制することが可能であるとともに、異音(ラトル音・クロンク音)の発生を抑制することが可能である。
また、この実施形態においては、各パッド15a、15bを各トルクフレーム14a、14bに形成されている取付穴14a1、14b1に取付ける構成を採用しているため、各パッド15a、15bの外形形状と各トルクフレーム14a、14bに形成されている取付穴14a1、14b1の形状を同様に変更することにより、各パッド15a、15bの保持構造を容易に変更することが可能である。このため、パッド形状の最適化が容易に行えるとともに、パッド15a、15bの位置をシリンダ12a1,12a2、12b1,12b2に対してディスクロータ11の周方向にオフセットする場合でも、トルクフレーム14a、14bに形成されている取付穴14a1、14b1の位置をディスクロータ11の周方向にオフセットすることで容易に対応することが可能であり、車両の左右輪に採用されるキャリパ12の共通化を図ることも可能である。
また、この実施形態においては、各パッド15a、15bを各トルクフレーム14a、14b間のクリアランスが各ピストン13a,13b、13c,13dと各シリンダ12a1,12a2、12b1,12b2間のクリアランス以下に設定されている。このため、各ピストン13a,13b、13c,13dと各シリンダ12a1,12a2、12b1,12b2間のクリアランスが確保され、制動時に、各ピストン13a,13b、13c,13dが各シリンダ12a1,12a2、12b1,12b2により軸方向の移動を阻害されることがなくて、各パッド15a、15bが各ピストン13a,13b、13c,13dにより的確に押圧される。したがって、各パッド15a、15bがディスクロータ11に摺接する面での面圧が安定してブレーキの効きが安定する。
また、この実施形態においては、各トルクフレーム14a、14bの素材と各パッド15a、15bの裏板15a1、15b1の素材が同一である。このため、各トルクフレーム14a、14bと各パッド15a、15bの裏板15a1、15b1間での初期なじみがよくなり、使用初期における各パッド15a、15bの裏板15a1、15b1の各トルクフレーム14a、14bに対する摺動抵抗を低減することが可能である。
上記した実施形態においては、キャリパ12が、ディスクロータ11の一部を跨いで対向させたインナー部12aとアウター部12bを備えるとともに、これらを連結する一対のブリッジ部12c、12dを備えていて、これらが一体的に形成されているものを採用して本発明を実施したが、キャリパのインナー部(12a)とアウター部(12b)をロータ軸方向にて二分割して、これらを複数のブリッジボルトで連結して構成したキャリパを採用して本発明を実施することも可能である。
また、上記した実施形態においては、キャリパ12のインナー部12aとアウター部12bをそれぞれの中央にて連結するセンターブリッジを設けない実施形態について説明したが、このセンターブリッジを設ける実施形態にも本発明は上記した実施形態と同様に実施することが可能である。また、センターブリッジを設ける実施形態では、図4に示したように、このセンターブリッジ(ブリッジボルト)12fにてトルクフレーム14a、14bを固定保持することも可能である。この場合には、センターブリッジ12fをキャリパ(12)に脱着可能として、センターブリッジ12fをキャリパ(12)から取り外すことで、トルクフレーム14a、14bをパッド(15a、15b)とともにキャリパ12から取り外すことを可能とすることができ、パッド(15a、15b)の交換性を良好とすることが可能である。
また、上記した実施形態においては、キャリパ12のインナー部12aとアウター部12bに形成されているシリンダ12a1,12a2、12b1,12b2と、これらにそれぞれ組付けられるピストン13a,13b、13c,13dがそれぞれ二個であり、キャリパ12のインナー部12aとアウター部12bに配置される各パッド15a、15bが一つである実施形態に本発明を実施したが、キャリパのインナー部とアウター部に形成されているシリンダと、これに組付けられるピストンをそれぞれ一つまたは三つ以上として本発明を実施すること、或いは、キャリパのインナー部とアウター部に配置される各パッドをそれぞれ二個以上として実施することも可能である。
キャリパのインナー部とアウター部に配置される各パッドをそれぞれ二個として実施する場合には、図5に示したトルクフレーム114a、114bが採用される。トルクフレーム114a、114bは、上記した実施形態の各トルクフレーム14a、14bと同じ外形形状に形成されていて、ディスクロータ11の回転方向にて前記取付穴14a1、14b1を二つの取付穴114a1,114a2、114b1,114b2に二分割する仕切り壁114a3、114b3が設けられていて、二分割された各取付穴114a1,114a2、114b1,114b2には各ピストン13a,13b、13c,13dによりディスクロータ11の軸方向に押圧されるパッド(図示省略)がディスクロータ11の半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態でそれぞれ取付けられるように構成されている。
この場合には、各パッド(15a、15b)を二分割しない場合の不具合(パッドの大型化に伴うパッドの反り、この反りに伴う制動力低下やパッドの偏摩耗等)を解消し得るとともに、二分割したパッド間ではトルクフレーム114a、114bに設けた仕切り壁114a3、114b3がトルク受け部としても機能するため、キャリパ12の構造を変更することなく、各パッドを二分割する構成を採用することが可能である。
また、上記した実施形態においては、各トルクフレーム14a、14bが矩形形状で一体的な構成として実施したが、図6の(a)に示したように、トルクフレーム14a、14bはディスクロータ11の径方向にて分離・接続可能な二個(3個以上でも実施可能)の部材で構成して実施すること、或いは、図6の(b)に示したように、トルクフレーム114a、114bはディスクロータ11の径方向にて分離・接続可能な二個(3個以上でも実施可能)の部材で構成して実施することも可能である。これらの場合には、複数個の部材で構成されているトルクフレーム14a,14b、114a,114bをディスクロータ11の径方向にて分離させた状態(ディスクロータ11の径外方側部分を取り外した状態)でトルクフレーム14a,14b、114a,114bに取付けたパッド(15a、15b)を交換することが可能であり、パッドの交換性を極めて良好とすることが可能である。なお、図6に示したトルクフレーム14a,14b、114a,114bでは、図示上方がディスクロータ11の径外方側であり、図示上方の部分はボルト16(センターブリッジボルトでも実施可能)を用いてキャリパに脱着可能に組付けられ、図示下方の部分は適宜な固着手段にてキャリパに脱着不能に組付けられる。
また、上記した実施形態においては、各トルクフレーム14a、14bの素材と各パッド15a、15bの裏板15a1、15b1の素材を同一として実施したが、これらを別の素材として実施することも可能である。また、本発明の実施に際しては、各パッドに裏板を設けないで実施することも可能である。
また、本発明の実施に際しては、各トルクフレームの少なくとも取付穴部に、低摩擦係数で耐摩耗性と耐食性を有するコーティング(例えば、DLC(Diamond Like Carbon)コーティング)を施すことも可能である。この場合には、各トルクフレームと各パッド間の滑り性能や耐久性を向上させることが可能である。
本発明によるピストン対向型ディスクブレーキ装置の一実施形態を概略的に示す正面図である。 図1の2−2線に沿った断面図である。 図1の3−3線に沿った断面図である。 トルクフレームをセンターブリッジで固定保持する実施形態で使用するトルクフレームの一例を示すトルクフレーム単体の正面図である。 トルクフレームの取付穴をディスクロータの回転方向にて二分割する実施形態で使用するトルクフレームの一例を示すトルクフレーム単体の正面図である。 トルクフレームをディスクロータの径方向にて二分割する実施形態で使用するトルクフレームの例を示すトルクフレーム単体の正面図である。
符号の説明
11…ディスクロータ、12…キャリパ、12a…インナー部、12a1,12a2…シリンダ、12b…アウター部、12b1,12b2…シリンダ、12c、12d…ブリッジ部、13a〜13d…ピストン、14a、14b…トルクフレーム、14a1、14b1…取付穴、15a、15b…パッド、15a1、15b1…パッドの裏板、15a2、15b2…パッドのライニング

Claims (8)

  1. ディスクロータを跨いで対向させるキャリパのインナー部とアウター部にシリンダがそれぞれ形成されていて、前記各シリンダには前記ディスクロータを挟む一対のパッドを前記ディスクロータの軸方向に押圧するピストンがそれぞれ組付けられており、前記各ピストンが前記各パッドを押圧することにより前記各パッドが前記ディスクロータに摺接して生じる制動力が前記キャリパにて受承されるように構成されているピストン対向型ディスクブレーキ装置であり、
    前記キャリパにはトルクフレームがそれぞれ移動不能に組付けられていて、これら各トルクフレームには、前記各パッドを前記ディスクロータの半径方向および回転方向への移動を規制し軸方向への移動を許容した状態で取付けるための取付穴が形成されており、前記制動力が前記トルクフレームを介して前記キャリパにて受承されるように構成されていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  2. 請求項1に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記パッドと前記トルクフレーム間のクリアランスは前記ピストンと前記シリンダ間のクリアランス以下に設定されていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  3. 請求項1に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記トルクフレームと前記パッドの裏板は同一素材であることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  4. 請求項1に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記キャリパのインナー部とアウター部をそれぞれの中央にて連結するセンターブリッジを設け、このセンターブリッジにて前記トルクフレームを前記キャリパに固定保持したことを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  5. 請求項1〜4の何れか一項に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記キャリパのインナー部とアウター部に形成されているシリンダがそれぞれ二個以上であり前記ディスクロータの回転方向に沿って配置されていて、これら各シリンダには前記ピストンがそれぞれ組付けられていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  6. 請求項5に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記トルクフレームには、前記ディスクロータの回転方向にて前記取付穴を分割する仕切り壁が設けられていて、分割された各取付穴には前記ピストンにより前記ディスクロータの軸方向に押圧されるパッドがそれぞれ取付けられていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  7. 請求項1〜6の何れか一項に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記トルクフレームは前記ディスクロータの径方向にて分離・接続可能な複数個の部材で構成されていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
  8. 請求項1〜7の何れか一項に記載のピストン対向型ディスクブレーキ装置において、前記トルクフレームの少なくとも取付穴部には低摩擦係数で耐摩耗性と耐食性を有するコーティングが施されていることを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ装置。
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