JP2008202632A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】費用をかけずに外観の見栄えを良くし、かつ性能を向上することができるディスクブレーキを提供する。
【解決手段】ディスクの両面に配置される一対のパッドをディスク軸方向に摺動可能に支持してパッドの制動トルクを受承するパッドガイド部４１を有するキャリア１２と、キャリア１２に摺動可能に支持されパッドを押圧するピストンとピストンに対向して設けられる爪部２５とを有するキャリパ１７とを備えたディスクブレーキ１０において、キャリパ１７の爪部２５には、ピストンが挿入されるシリンダボアを加工するためのリセス部４４が形成されてなり、キャリア１２にはアウタビーム４０が一体成形されており、アウタビーム４０は、リセス部４４を覆うように形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両などに用いて好適なディスクブレーキに関するものである。

近年、四輪車用のロードホイールは、例えばスポークタイプのような、比較的開口部の大きいものが普及している。そのため、車両の外側からロードホイール内に収納されたディスクブレーキを視認できるようになっている。そこで、四輪車も二輪車と同様に、ブレーキ性能以外にもキャリパの外観性を重要視するようになってきている。その解決策として、キャリパに化粧板を組み付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
独国特許発明第４１０１５１４号明細書

ところで、上述の特許文献１のディスクブレーキでは、キャリパに取り付けた化粧板は、走行距離が長くなると、時間の経過とともに、走行中の振動や衝撃により、位置ずれを起こしたり、ガタツキを発生したり、キャリパから脱落してホイールを傷つけてしまうという問題があった。また、化粧板は、キャリパとは別部品で構成されており、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、費用をかけずに外観の見栄えを良くし、かつ性能を向上することができるディスクブレーキを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、ディスクの両面に配置される一対のパッドをディスク軸方向に摺動可能に支持して前記パッドの制動トルクを受承する受承部を有するキャリアと、該キャリアに摺動可能に支持され前記パッドを押圧するピストンと該ピストンに対向して設けられ前記パッドを押圧する爪部とを有するキャリパとを備えたディスクブレーキにおいて、前記キャリパの爪部には、前記ピストンが挿入されるシリンダボアを加工するためのリセス部が形成されてなり、前記キャリアにはアウタビームが一体成形されており、該アウタビームは、前記リセス部を覆うように形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載した発明は、前記キャリアの受承部には、前記パッドと前記ディスク円周方向で凹凸勘合する嵌合部が設けられ、前記アウタビームは、前記受承部から前記ディスクの軸方向に延出するテーパ部と該テーパ部同士を接続する直線部とからなり、前記テーパ部の途中に前記ディスク側面と平行な平面部が形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載した発明によれば、アウタビームがキャリアに一体成形されているために、位置ずれを起こしたり、ガタツキを発生したり、キャリパから脱落することがなくなり、性能を向上することができる効果がある。また、アウタビームが別部品でなくなるために、費用をかけずに実現することができる効果がある。さらに、アウタビームがリセス部を全面的に覆っているために、ディスクブレーキの内部構造を車両外側から視認することができなくなり、外観の見栄えを良くすることができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、キャリアに嵌合部を加工する際に、平面部を利用して立て削り盤（スロッター）によって嵌合部を加工することが可能となるため、キャリアにリセス部を全面的に覆うアウタビームを形成しても、その加工を容易にすることができる効果がある。

次に、本発明の実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、ディスクブレーキ１０は、車両の非回転部に固定される金属製のキャリア１２と、このキャリア１２にディスク１３を挟んで両側に配設された状態で摺動自在に支持される一対のパッド１４，１５と、キャリア１２にディスク１３の軸線方向に沿って摺動自在に支持されて、パッド１４，１５を両外側からディスク１３を押圧するキャリパ１７とで主に構成されている。

車両外側に配されたパッド１４は、裏金１８と、裏金１８に固着された摩擦材１９とで構成されており、車両内側に配されたパッド１５は、裏金２０と、裏金２０に固着された摩擦材２１とで構成されている。

キャリパ１７は、パッド１５のディスク１３に対し反対側に対向配置されるシリンダ部２３と、シリンダ部２３の一側からディスク１３の外周部を跨いで延出するディスクパス部２４と、ディスクパス部２４のシリンダ部２３に対し反対側からパッド１４のディスク１３に対し反対側に対向するように延出する爪部２５とを有している。また、シリンダ部２３の両側には、相反方向に延出するように延出部２７，２７がそれぞれ形成されている。

さらに、キャリパ１７は、有底円筒状をなし、その開口部２８側をパッド１５に向け、シリンダ部２３のボア２９に摺動自在に嵌合されるピストン３０を有している。

そして、爪部２５におけるピストン３０（ボア２９）に対向した位置には、図３に点線で示すように、ピストン３０と略同等の外径形状を有した切り欠きからなるリセス部４４が形成されている。このリセス部４４は、ボア２９を加工する際や、ボア２９の内面にピストンシール４２を設けるための溝部４５を加工により形成する際に、加工具を挿入するために形成されたものである。

キャリパ１７の両延出部２７，２７の先端側には、それぞれボア２９の軸線方向に沿って貫通する図示しない取付孔が形成されている。また、各延出部２７には、それぞれ爪部２５の方向に延出するようにピン３１，３１が、取付孔に嵌入されるボルト３２，３２により固定されている。そして、これらのピン３１がキャリア１２の図示しないガイド穴に摺動可能に嵌合されることで、キャリパ１７はキャリア１２に摺動可能に支持されることになる。

図５、図６に示すように、キャリア１２は、一体成形品であり、ディスク１３の円周方向における両端位置となるようにディスク１３の径方向外側に配置されるブリッジ部１６と、このブリッジ部１６からディスク１３の軸線方向におけるディスク１３の一側（車両内側）においてそれぞれディスク１３の径方向内方に一旦延出する内方延出部３５と、これら内方延出部３５同士を延出先端側において連結させる連結部３６と、ブリッジ部１６からディスク軸線方向におけるディスク１３の前記と逆側（車両外側）においてそれぞれディスク１３の径方向内方に、かつ径方向内方ほどディスク１３の軸線方向外側に位置するように斜めに延出する内方延出部（テーパ部）３７と、これら内方延出部３７同士を連結させ、ディスク１３の軸線方向に直交し、ディスク１３の円周方向に延びる連結部３８とを有している。

ここで、内方延出部３７および連結部３８とでアウタビーム４０を構成している。すなわち、内方延出部３５と内方延出部３７との間にディスク１３が配置され、これら内方延出部３５，３７同士をブリッジ部１６がディスク１３の径方向外側を越えて連結されている。

また、ブリッジ部１６における内方延出部３５，３７よりも内側位置には、パッド１４，１５をディスク１３の軸方向に摺動可能に支持して、制動時に発生するパッド１４，１５の制動トルクを受承するパッドガイド部（受承部）４１が設けられ、このパッドガイド部４１には、それぞれディスク１３の円周方向に一段凹む凹部（嵌合部）４１ａがディスク１３の軸線方向に延在するように形成されており、これらパッドガイド部４１は、互いに対向し、ディスク１３の円周方向に離間して配設されている。

ここで、アウタビーム４０の連結部３８におけるディスク１３の径方向外側の形状は、その内側に配されているディスク１３の外径と略同等の形状になるように加工されている。つまり、車両外側のディスク１３の軸線方向側からディスクブレーキ１を見ると、アウタビーム４０がキャリパ１７の爪部２５およびリセス部４４を全面的に覆うように形成されている（図３参照）。

また、アウタビーム４０の連結部３８の両側に形成されている内方延出部３７には、その外側の表面にキャリア１２を加工する際にキャリア１２を工作機械の加工台に載置するための加工用凹部４７が形成されている。さらに、加工用凹部４７の底面（平面部）４８は、ディスク１３の径方向と平行になるように形成されている。

次に、ディスクブレーキ１の作用について説明する。
キャリパ１７は、上述のようにキャリア１２に支持された状態で、シリンダ部２３のボア２９に嵌合されたピストン３０をディスク１３の軸線方向に沿わせた状態でパッド１５のディスク１３に対し反対側に対向配置させることになり、ディスクパス部２４をシリンダ部２３の一側からディスク１３の外周部を跨ぐように延出させることになって、爪部２５をディスクパス部２４のシリンダ部２３に対し反対側からパッド１４のディスク１３に対し反対側に対向配置させる。

これにより、ピストン３０がブレーキ液圧で爪部２５の方向に突出すると、ピストン３０と爪部２５とでパッド１４，１５をディスク１３に対し両反対側から挟持し、これらパッド１４，１５をディスク１３に接触させる。それとともに、パッド１４，１５のディスク１３への接触による反力でキャリパ１７は両ピン３１をそれぞれ対応するガイド穴内で摺動させつつキャリア１２に対し、パッド１４，１５をディスク１３に適正に接触させる位置に移動する。そして、パッド１４，１５によりディスク１３を押圧することにより車両を制動することができる。

次に、ディスクブレーキ１のキャリア１２の加工方法について説明する。
キャリパ１７の爪部２５およびリセス部４４を覆うようなアウタビーム４０を有したキャリア１２を形成するために、パッドガイド部４１を加工する方法として、まず図７に示すように、キャリア１２をフライス盤に載置し、加工ツール４９にてパッドガイド部４１を加工する。このとき、加工ツール４９はアウタビーム４０に干渉しない位置まで移動させてストップし、加工ツール４９をキャリア１２から外す。

次に、フライス盤の加工ツール４９で加工できなかった残りの部分５１を立て削り盤（スロッター）にて削ることでキャリア１２を加工することができる。この立て削り盤の加工ツールは、バッドガイド部４１の加工部分からアウタビーム４０の内側端面までの軸方向距離が短くても、立て削り盤で削り落とす切り粉を排出する隙間があれば、前工程のフライス盤にて削り残した部分５１を、この立て削り盤で加工することができる。

つまり、従来はブローチ盤による加工のみでキャリア１２を加工形成していたものを、第一工程でフライス加工を行った後、第二工程でその加工残り部分５１を立て削り盤で加工することでキャリア１２のアウタビーム４０を、爪部２５およびリセス部４４を覆う形状にすることができる。

ここで、立て削り盤にて加工する際に、キャリア１２のアウタビーム４０を鉛直下側に位置するようにキャリア１２を載置する必要があり、このとき加工用凹部４７の底面（平面部）４８を加工台の水平面に当接するように載置することで正確に加工することができる。なお、アウタビーム４０における連結部３８の車両外側の面（ディスク１３の軸方向外側の面）をディスク１３の径方向と平行になるように形成し、上述の立て削り盤による加工の際に、アウタビーム４０の連結部３８面を加工台の水平面に当接するように載置して加工するように構成してもよい。

次に、パッド１４をキャリア１２へ取り付ける方法について説明する。
パッド１４をキャリア１２へ取り付けるには、まずキャリア１２のアウタビーム４０とパッドガイド部４１との間にパッド１４を挿入し、パッド１４の裏金１８に形成された突起５２をパッドガイド部４１の凹部４１ａに嵌合するようにした後、パッド１４をディスク１３側にスライドさせることで取り付けることができる。

ここで、パッド１４の別の態様について説明する。
図８〜図１１に示すように、パッド１１４は裏金１１８と摩擦材１９とで構成されている。ここで、裏金１１８におけるディスク１３の径方向外側でパッド１１４の略中央部に突起部１１１が形成されている。
このように構成することで、アウタビーム４０などが邪魔にならずスムーズにパッド１１４をキャリア１２へ取り付けることができる。

また、図１２〜図１５に示すように、パッド２１４は裏金２１８と摩擦材１９とで構成されている。ここで、裏金２１８におけるディスク１３の径方向外側でパッド２１４の略中央部にガイド部２１１が形成されている。ガイド部２１１はその頂部においてディスク１３側へ約９０度折曲して形成されている。
このように構成することで、アウタビーム４０などが邪魔にならずスムーズにパッド２１４をキャリア１２へ取り付けることができ、ガイド部２１１がパッド２１４を取り付ける方向へ折曲しているため、よりスムーズに取りつけることができる。

本実施形態によれば、ディスク１３の両面に配置される一対のパッド１４，１５をディスク１３の軸方向に摺動可能に支持し、パッド１４，１５の制動トルクを受承するパッドガイド部（受承部）４１を有するキャリア１２と、キャリア１２に摺動可能に支持されパッド１４，１５を押圧するピストン３０とピストン３０に対向して設けられる爪部２５とを有するキャリパ１７とを備えたディスクブレーキ１０において、キャリパ１７の爪部２５に、ピストン３０が挿入されるボア２９を加工するためのリセス部４４を形成し、キャリア１２にはアウタビーム４０が一体成形されており、アウタビーム４０は、リセス部４４および爪部２５を全面的に覆うように形成したため、位置ずれを起こしたり、ガタツキを発生したり、キャリパ１２から脱落することがなくなり、性能を向上することができ、走行安全性を高めることができる。

また、アウタビーム４０が別部品でなくなるために、費用をかけずに実現することができる。つまり、従来の化粧板を使用する場合のように、化粧板を別部品で製作し、それをキャリア１２またはキャリパ１７に固定するために加工を施した上で化粧板を組み付ける工程が無くなり、部品費の追加、加工工数の増加、組立工数の増加を無くすことができ、低コストで実現することができる。

なお、キャリア１２のパッドガイド部４１の加工工程がフライス盤および立て削り盤を使用することで工数が増えるが、キャリア１２の全加工時間内で、フライス盤にて加工残りのあった部分を加工することができるため、製造コストへの影響はない。

さらに、アウタビーム４０がリセス部４４および爪部２５を全面的に覆っているために、ブレーキダストや土砂がキャリパ１７やパッド１４，１５に付着しても、ディスクブレーキ１０の内部構造を車両外側から視認することができなくなり、外観の見栄えを良くすることができる。
なお、本実施形態においては、アウタビーム４０によりリセス部４４を全面的に覆うようにしたが、これに限らずリセス部４４におけるボア２９中心よりもディスク径方向外側までアウタビーム４０で覆っていれば、外観の見栄えを損なうことはない。

また、アウタビーム４０は、ブリッジ部１６からディスク１３の軸方向に延出する内方延出部３７と、内方延出部３７同士を接続する連結部３８とからなり、内方延出部３７の途中に加工用凹部４７を形成し、加工用凹部４７の底面４８を、ディスク１３の側面と平行になるように形成したため、キャリア１２にパッドガイド部４１の凹部４１ａを加工する際に、底面４８を利用して立て削り盤（スロッター）によって凹部４１ａを加工することが可能となり、キャリア１２にリセス部４４および爪部２５を全面的に覆うアウタビーム４０を形成しても、その加工を容易にすることができる。

また、従来の加工方法では、キャリア１２のアウタビームを弓状でかつ細く設計せざるを得なかったため、特に鋳物を量産する上で、その部分を成形させるために何度も試作製造を実施し、相当な工数をかけていたが、上述のようにフライス盤および立て削り盤を用いてキャリア１２を加工することにより、アウタビーム４０を従来品よりもはるかに太く設定することができるため、品質的にも安定な鋳物を少ない工数で製作することができる。

さらに、従来の細い弓状のアウタビームでは、ブレーキ鳴き発生時のアウタビームの振動が大きくなり、ブレーキ鳴きが発生しやすかったが、本実施形態においてはアウタビーム４０を太くすることができるため、ブレーキ鳴きの振動モードを低く抑えることができ、ブレーキ鳴きを発生しにくくすることができる。

尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ディスクブレーキを構成する各部材の形状などの具体的な構成については上記実施形態に限ることなく適宜変更が可能である。

本発明の実施形態におけるディスクブレーキの上面図である。 本発明の実施形態におけるディスクブレーキの正面図である。 本発明の実施形態におけるディスクブレーキの正面図で、一部透視した説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの上面図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの正面図で、一部透視した説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの加工方法を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるパッドの別の態様を示す正面図である。 本発明の実施形態におけるパッドの別の態様を示す背面図である。 本発明の実施形態におけるパッドの別の態様を示す側面図である。 本発明の実施形態における別の態様のパッドを取りつけた際のディスクブレーキの断面図である。 本発明の実施形態におけるパッドの更に別の態様を示す正面図である。 本発明の実施形態におけるパッドの更に別の態様を示す背面図である。 本発明の実施形態におけるパッドの更に別の態様を示す側面図である。 本発明の実施形態における更に別の態様のパッドを取りつけた際のディスクブレーキの断面図である。

符号の説明

１０…ディスクブレーキ １２…キャリア １３…ディスク １４，１５…パッド １６…ブリッジ部 １７…キャリパ ２５…爪部 ３０…ピストン ２９…ボア（シリンダボア） ３７…内方延出部（テーパ部） ３８…連結部（直線部） ４０…アウタビーム ４１…パッドガイド部（受承部） ４４…リセス部 ４８…底面（平面部）

Claims (2)

1. ディスクの両面に配置される一対のパッドをディスク軸方向に摺動可能に支持して前記パッドの制動トルクを受承する受承部を有するキャリアと、
   該キャリアに摺動可能に支持され前記パッドを押圧するピストンと該ピストンに対向して設けられ前記パッドを押圧する爪部とを有するキャリパとを備えたディスクブレーキにおいて、
   前記キャリパの爪部には、前記ピストンが挿入されるシリンダボアを加工するためのリセス部が形成されてなり、
   前記キャリアにはアウタビームが一体成形されており、該アウタビームは、前記リセス部を覆うように形成されていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記キャリアの受承部には、前記パッドと前記ディスク円周方向で凹凸勘合する嵌合部が設けられ、
   前記アウタビームは、前記受承部から前記ディスクの軸方向に延出するテーパ部と該テーパ部同士を接続する直線部とからなり、前記テーパ部の途中に前記ディスク側面と平行な平面部が形成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。

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