JP2009115243A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクロータの倒れの発生に起因するブレーキ振動を防止でき、しかも、制動時の初期段階におけるブレーキフィーリングを向上することができるディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ディスクロータ２に倒れが発生していない通常の制動時の初期段階においては、キャリパシリンダ５Ａに対する傾動が抑制された状態でキャリパピストン６がインナブレーキブレーキパッド７をディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに均一に押圧するため、ブレーキフィーリングが向上する。また、ディスクロータ２に倒れが発生すると、インナブレーキブレーキパッド７と共にキャリパピストン６が内側ロータ面２Ａの倒れに追従して傾動し、インナブレーキブレーキパッド７が内側ロータ面２Ａに均一に押圧されるため、ディスクロータ２の倒れの発生に起因するブレーキ振動が防止される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両に制動装置として装備されるディスクブレーキ装置に関するものである。

車両に制動装置として装備されるディスクブレーキ装置は、ディスクロータのロータ面にブレーキパッドを押圧するためのキャリパピストンを備えている。このキャリパピストンは、キャリパシリンダに進退自在に嵌挿されており、制動時にはキャリパシリンダから進出してブレーキパッドをディスクロータの外周部のロータ面に押圧する。

この種のディスクブレーキ装置において、ディスクロータのロータ面の回転方向には、通常、５０μｍ程度の振れが存在する。また、車両の操舵中の制動時には、タイヤ横力によってディスクロータのロータ面に２００〜３００μｍ程度の倒れが発生する。さらに、制動時にディスクロータのロータ面が高温となってディスクロータの半径方向に大きな温度差が生じると、ディスクロータの熱変形によりロータ面には２００〜３００μｍ程度の熱的倒れが発生する。

このような倒れがディスクロータのロータ面に発生すると、ロータ面に対するブレーキパッドの摩擦接触状態が不安定となり、ブレーキ振動を誘発する虞がある。また、ブレーキパッドやロータ面が偏摩耗し、あるいは、ブレーキパッドを押圧するキャリパピストンとキャリパシリンダとの間にコジレが発生することもある。

そこで、従来、ディスクロータの熱的倒れの発生に起因するブレーキ振動を防止するため、ディスクロータの倒れに追従してキャリパピストンをキャリパシリンダに対しディスクロータの径方向に傾動可能に構成したディスクブレーキ装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平７−２５９８９９号公報

ところで、単にキャリパピストンをキャリパシリンダに対しディスクロータの径方向に傾動可能に構成しただけの従来のディスクブレーキ装置においては、非制動時にキャリパピストンが自重によりキャリパシリンダに対して傾動してしまう。

その結果、ディスクロータに倒れが発生していない状態における制動時の初期段階では、傾いたキャリパピストンに押圧されるブレーキパッドがディスクロータのロータ面に片当たりし、良好なブレーキフィーリングが得られなくなる。

そこで、本発明は、ディスクロータの倒れの発生に起因するブレーキ振動を防止でき、しかも、制動時の初期段階におけるブレーキフィーリングを向上することができるディスクブレーキ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、キャリパシリンダに対しディスクロータの径方向に傾動可能なキャリパピストンを備えたディスクブレーキ装置において、キャリパピストンの自重による回転モーメントに対向する力を少なくとも制動時の初期段階までキャリパピストンに発生させる対向力発生手段を備えていることを特徴とする。

本発明に係るディスクブレーキ装置では、ディスクロータに倒れが発生していない通常の制動時の初期段階において、対向力発生手段がキャリパピストンにその自重による回転モーメントに対向する力を発生させる。このため、キャリパピストンは、キャリパシリンダに対する傾動が抑制された状態でブレーキパッドをディスクロータのロータ面に押圧する。その結果、ブレーキパッドがロータ面に片当たりすることなく均一に摩擦接触するようになり、良好なブレーキフィーリングが得られる。

一方、ディスクロータに倒れが発生すると、ブレーキパッドと共にキャリパピストンがロータ面の倒れに追従して傾動する。このため、ブレーキパッドがディスクロータのロータ面に片当たりすることなく均一に摩擦接触するようになり、ディスクロータの倒れの発生に起因するブレーキ振動が防止される。加えて、ブレーキパッドやディスクロータのロータ面の偏摩耗が防止されると共に、キャリパピストンとキャリパシリンダとの間のコジレも防止される。

本発明のディスクブレーキ装置における対向力発生手段は、キャリパシリンダとキャリパピストンとの間のクリアランス部でキャリパピストンの傾動を抑制する静圧手段または動圧手段とすることができる。

ここで、静圧手段は、弾性部材で構成することができる。また、キャリパピストンの重心を支持するものとすることもできる。一方、動圧手段は、ブレーキオイルによるものとすることができる。

本発明に係るディスクブレーキ装置によれば、ディスクロータに倒れが発生すると、ブレーキパッドと共にキャリパピストンがディスクロータのロータ面の倒れに追従して傾動し、ブレーキパッドがロータ面に片当たりすることなく均一に摩擦接触するため、ディスクロータの倒れの発生に起因するブレーキ振動を防止することができる。

また、ディスクロータに倒れが発生していない通常の制動時の初期段階においては、キャリパシリンダに対する傾動が抑制された状態でキャリパピストンがブレーキパッドをディスクロータのロータ面に押圧し、ブレーキパッドがロータ面に片当たりすることなく均一に摩擦接触するため、制動時の初期段階におけるブレーキフィーリングを向上することができる。

以下、図面を参照して本発明に係るディスクブレーキ装置の最良の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観を示す斜視図、図２は図１に示したディスクブレーキ装置のキャリパの断面構造を模式的に示す部分断面図である。

一実施形態に係るディスクブレーキ装置は、図示しない車両に制動装置として装備されている。このディスクブレーキ装置は、例えば図１に示すように、車軸のハブ１に固定されて一体に回転するディスクロータ２と、図示しない車体のサスペンションパーツ等に支持されてディスクロータ２の外周部を跨ぐように配置されたマウンティング（トルクメンバ）３と、このマウンティング３に一対のスライドピン４，４を介してディスクロータ２の回転軸と平行にスライド可能に装着された浮動式のキャリパ５とを備えている。

図２に示すように、ディスクロータ２の外周部を跨いで配置されたブリッジ構造の浮動式のキャリパ５は、ディスクロータ２の外周部に形成された内側ロータ面２Ａに臨むキャリパシリンダ５Ａと、外側ロータ面２Ｂに臨む一対の爪部５Ｂ，５Ｂとを有し、キャリパシリンダ５Ａ内には円形断面のカップ状のキャリパピストン６が進退自在に嵌挿されている。

キャリパピストン６は、図示しない車両のブレーキ配管を介してキャリパシリンダ５Ａ内に供給されるブレーキ液圧が底部の受圧面６Ａに作用すると、ディスクロータ２の回転軸と平行にキャリパシリンダ５Ａから進出するように構成されている。

キャリパシリンダ５Ａの内周には、キャリパピストン６の外周面との間を液密状態に保持するシール部材５Ｃが装着されている。このシール部材５Ｃは、制動時にキャリパピストン６がキャリパシリンダ５Ａから進出する際に弾性変形し、非制動時には弾性復元力によりキャリパピストン６をキャリパシリンダ５Ａ内に引き戻す機能を有する。

キャリパピストン６の開口側の端部とディスクロータ２の内側ロータ面２Ａとの間には、インナブレーキブレーキパッド７が配置されている。また、キャリパ５の爪部５Ｂ，５Ｂとディスクロータ２の外側ロータ面２Ｂとの間には、アウタブレーキパッド８が配設されている。

インナブレーキパッド７は、パッド部材７Ａに裏金７Ｂが接合された構造を有し、その裏金７Ｂがキャリパピストン６の開口側の端部に対面し、パッド部材７Ａがディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに対面している。同様に、アウタブレーキパッド８は、パッド部材８Ａに裏金８Ｂが接合された構造を有し、その裏金８Ｂがキャリパ５の爪部５Ｂ，５Ｂに対面し、パッド部材８Ａがディスクロータ２の外側ロータ面２Ｂに対面している。

なお、制動時にインナブレーキパッド７およびアウタブレーキパッド８が発生する高周波の振動を抑制して所謂ブレーキ鳴き騒音を防止するため、インナブレーキパッド７の裏金７Ｂにはパッドシム７Ｃが添設され、アウタブレーキパッド８の裏金８Ｂにはパッドシム８Ｃが添設されている。

ここで、キャリパピストン６の受圧面６Ａ側の後半部の外周は小径の円形に形成されており、キャリパシリンダ５Ａの内周面との間に円環状の大きなクリアランス部ＣＬが形成されている。そして、このクリアランス部ＣＬにより、キャリパピストン６がキャリパシリンダ５Ａに対し、ディスクロータ２の径方向に傾動可能となっている。

これに対応して、クリアランス部ＣＬに臨むキャリパシリンダ５Ａの内周には、Ｏリング９および弾性カラー１０が対向力発生手段として装着されている。これらのＯリング９および弾性カラー１０は、キャリパピストン６が自重による回転モーメントで傾動するのを抑制するように、その回転モーメントに対向する力をキャリパピストン６に発生させる静圧手段を構成するものである。

ここで、Ｏリング９は、キャリパピストン６の前後の重量バランスがとれる位置に配置されており、キャリパピストン６の重心を支持している。一方、弾性カラー１０は、キャリパピストン６の後端部の外周に対面して配置されており、キャリパピストン６の後端部の外周を弾性的に受け止めることで、キャリパピストン６の傾動を許容する。なお、弾性カラー１０は、軟質の合成ゴムなどの適宜の材料で構成される。

この弾性カラー１０は、Ｏリング９の前後におけるキャリパピストン６の重量バランスが崩れた場合、キャリパピストン６の後端部の外周を弾性的に受け止めることで、キャリパピストン６が自重により傾動するのを抑制すると共に、キャリパピストン６がディスクロータ２の内側ロータ面２Ａの倒れに追従して傾動するのを許容する。

以上のように構成された一実施形態のディスクブレーキ装置においては、図示しない車両のブレーキペダルの踏み込み操作によりブレーキ液圧がキャリパシリンダ５Ａに供給されると、図２に示すように、キャリパピストン６がキャリパシリンダ５Ａから進出した状態となる。そして、このキャリパピストン６により、インナブレーキパッド７のパッド部材７Ａがディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに押圧されると共に、その反力でキャリパ５の爪部５Ｃ，５Ｃによりアウタブレーキパッド８のパッド部材８Ａがディスクロータ２の外側ロータ面２Ｂに押圧され、こうして制動力が発生する。

ここで、キャリパピストン６は、Ｏリング９により重心が支持されて前後の重量バランスがとられているため、図２に示すようにディスクロータ２に倒れが発生していない通常の制動時の初期段階においては、キャリパシリンダ５Ａに対する傾動が抑制された状態でインナブレーキブレーキパッド７のパッド部材７Ａをディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに押圧する。このため、インナブレーキブレーキパッド７のパッド部材７Ａがディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに均一に摩擦接触するようになり、制動時の初期段階に良好なブレーキフィーリングが得られる。

また、キャリパピストン６は、その後端部の外周が弾性カラー１０により弾性的に受け止められることでキャリパシリンダ５Ａに対する傾動が許容されているため、制動時におけるディスクロータ２の熱変形によってディスクロータ２に倒れが発生した場合、あるいは、車両の操舵中の制動時にタイヤ横力によってディスクロータ２に倒れが発生した場合には、図３に示すように、キャリパシリンダ５Ａに対しＯリング９で支持された部分を中心として傾動する。

すなわち、キャリパピストン６がインナブレーキブレーキパッド７と共にディスクロータ２の内側ロータ面２Ａの倒れに追従して傾動する。このため、インナブレーキブレーキパッド７のパッド部材７Ａがディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに片当たりすることなく均一に摩擦接触するようになり、ディスクロータ２の倒れの発生に起因するブレーキ振動が防止される。加えて、インナブレーキブレーキパッド７やアウタブレーキパッド８のパッド部材７Ａ，８Ａの径方向の偏摩耗が防止され、キャリパピストン６とキャリパシリンダ５Ａとの間のコジレも防止される。

さらに、ディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに回転方向の振れが存在する場合にも、キャリパピストン６がインナブレーキブレーキパッド７と共にディスクロータ２の内側ロータ面２Ａの振れに追従して傾動するため、内側ロータ面２Ａの回転方向の振れの増長が抑制され、インナブレーキブレーキパッド７のパッド部材７Ａの回転方向の偏摩耗も抑制される。その結果、非制動時における、いわゆるブレーキ引き摺り現象が抑制され、ブレーキ鳴き現象が改善されると共に、車両の燃費も改善される。

ここで、図４に示すように、インナブレーキブレーキパッド７のパッド部材７Ａおよびアウタブレーキパッド８のパッド部材８Ａの摩耗によりその厚みが減少すると、その分、キャリパピストン６がキャリパシリンダ５Ａから大きく進出するようになり、Ｏリング９の前後におけるキャリパピストン６の重量バランスが崩れる。

しかしながら、この場合には、弾性カラー１０がキャリパピストン６の後端部の外周を弾性的に受け止めることで、キャリパピストン６が自重により傾動するのを抑制すると共に、キャリパピストン６がディスクロータ２の内側ロータ面２Ａの倒れに追従して傾動するのを許容する。

従って、図４に示すようにＯリング９の前後におけるキャリパピストン６の重量バランスが崩れた場合においても、ディスクロータ２に倒れが発生していない通常の制動時の初期段階には良好なブレーキフィーリングが得られると共に、ディスクロータ２に倒れが発生した場合のブレーキ振動が防止される。

加えて、インナブレーキブレーキパッド７やアウタブレーキパッド８のパッド部材７Ａ，８Ａの径方向の偏摩耗が防止され、キャリパピストン６とキャリパシリンダ５Ａとの間のコジレも防止される。そして、ディスクロータ２の内側ロータ面２Ａに回転方向の振れが存在する場合には、その振れの増長が抑制され、パッド部材７Ａ，８Ａの回転方向の偏摩耗も防止される。

すなわち、一実施形態のディスクブレーキ装置によれば、ディスクロータ２に倒れが発生していない通常の制動時には、その初期段階におけるブレーキフィーリングを向上することができる。また、ディスクロータ２に倒れが発生した際には、その倒れの発生に起因するブレーキ振動を防止することができる。さらに、ディスクロータ２に回転方向の振れが存在する場合には、その振れの増長を抑制することができ、非制動時におけるブレーキ引き摺り現象を抑制することができる。その結果、ブレーキ鳴き現象を改善し、車両の燃費も改善することができる。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図２に示したキャリパシリンダ５Ａの内周面およびキャリパピストン６の外周面の断面形状は、楕円形や長円形とし、キャリパピストン６の後半部の外周とキャリパシリンダ５Ａの内周面との間に形成されるクリアランス部ＣＬは楕円形や長円形の環状としてもよい。

また、図２に示したＯリング９および弾性カラー１０からなる静圧手段は、クリアランス部ＣＬ内に導入されるブレーキ液圧による動圧手段に変更してもよい。この場合、動圧手段としてクリアランス部ＣＬ内に導入されたブレーキ液圧は、キャリパピストン６が自重により傾動するのを抑制すると共に、キャリパピストン６がディスクロータ２の内側ロータ面２Ａの倒れに追従して傾動するのを許容する。

さらに、図２に示した浮動式のキャリパ５は、いわゆる対向ピストン構造の固定式のキャリパに変更することができる。この場合、アウタブレーキパッド８を押圧するためのキャリパシリンダおよびキャリパピストン（図示省略）は、インナブレーキブレーキパッド７を押圧するためのキャリパシリンダ５Ａおよびキャリパピストン６（図２参照）と同様に構成される。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観を示す斜視図である。 図１に示したディスクブレーキ装置のキャリパの断面構造を模式的に示す部分断面図である。 図２に示したディスクロータに倒れが発生した際のキャリパピストの挙動を示す図２に対応した部分断面図である。 図２に示したキャリパピストンの重量バランスが崩れた状態における挙動を示す図２に対応した部分断面図である。

符号の説明

２…ディスクロータ、２Ａ…内側ロータ面、２Ｂ…外側ロータ面、５…キャリパ、５Ａ…キャリパシリンダ、５Ｂ…爪部、５Ｃ…シール部材、６…キャリパピストン、６Ａ…受圧面、７…インナブレーキブレーキパッド、７Ａ…パッド部材、７Ｂ…裏金、７Ｃ…パッドシム、８…アウタブレーキパッド、８Ａ…パッド部材、８Ｂ…裏金、８Ｃ…パッドシム、９…Ｏリング、１０…弾性カラー。

Claims (6)

1. キャリパシリンダに対しディスクロータの径方向に傾動可能なキャリパピストンを備えたディスクブレーキ装置において、
   キャリパピストンの自重による回転モーメントに対向する力を少なくとも制動時の初期段階までキャリパピストンに発生させる対向力発生手段を備えていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. 前記対向力発生手段は、キャリパシリンダとキャリパピストンとの間のクリアランス部でキャリパピストンの傾動を抑制する静圧手段であ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装置。
3. 前記静圧手段が弾性部材で構成されてい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装置。
4. 前記静圧手段がキャリパピストンの重心を支持す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装置。
5. 前記対向力発生手段は、キャリパシリンダとキャリパピストンとの間のクリアランス部でキャリパピストンの傾動を抑制する動圧手段であ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装置。
6. 前記動圧手段がブレーキオイルによるものであることを特徴とする請求項５に記載のディスクブレーキ装置。

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