JP2010112424A - ピストン対向型ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】キャリパボディの窓穴のコーナ部に支持ブロックを取り付け、その支持ブロックで制動力を受けたブレーキパッドを受け止めるピストン対向型ディスクブレーキの前記支持ブロックを、キャリパボディの剛性低下を招かない構造でキャリパボディに固定できるようにすることを課題としている。
【解決手段】キャリパボディ１の窓穴８のコーナ部に凸部１２を設け、前記コーナ部の凸部１２よりもディスク径方向外側、ディスク径方向内側、もしくはディスク径方向外側とディスク径方向内側の双方に支持ブロック１３を配置し、この支持ブロック１３を凸部１２に形成された平面のブロック受け面１２ａで支え、取り付けねじ１７でキャリパボディ１に固定するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両用のピストン対向型ディスクブレーキ、詳しくは、キャリパボディの剛性低下を抑えてトルク受け部の耐久性向上を図ったピストン対向型ディスクブレーキに関する。

首記のピストン対向型ディスクブレーキは、ディスクロータを間にして対向配置されるブレーキパッドをキャリパボディに形成された窓穴（パッド溝）に組み込み、その対向配置のブレーキパッドをインナキャリパとアウタキャリパのシリンダに挿入されたピストンでそれぞれ押圧してディスクロータに摺接させ、制動トルクが加わったブレーキパッドをキャリパボディに形成されたトルク受け面に当接させて制動力を発生させる。

このピストン対向型ディスクブレーキにおいて、キャリパボディのトルク受け部の保護等を目的としてトルク受け部にパッドライナを装着することがなされているが、板材で形成されたそのパッドライナは反りや撓みを生じてキャリパボディから浮き上がることがあり、この現象が制動時のいわゆるブレーキの鳴き（異音）を助長することから、その問題の対策として、トルク受け部にキャリパボディよりも高強度材で形成された支持ブロックを装着して支持ブロックでブレーキパッドを受け止める方法が提案されている（下記特許文献１参照）。

ＵＳ ７，３５７，２２７ Ｂ２号公報

特許文献１に開示された支持ブロックは、キャリパボディに形成された窓穴（パッド溝）のコーナ部に支持ブロックを装着するためのリセス加工部をキャリパのブリッジ部（ディスクロータを跨いでインナキャリパとアウタキャリパを連結する部分）を除く全範囲に設けており、そのリセス加工によるキャリパの減肉によってキャリパの太鼓変形に対する剛性が著しく低下する。キャリパの太鼓変形とは、ブレーキパッドをピストンで押圧したときの反力によってインナキャリパとアウタキャリパがディスク周方向（ディスクロータの周方向）中央部においてディスク軸方向に最大に膨らむ（離間する）ように変形する現象を言う。

この太鼓変形は、ブレーキパッドの偏摩耗や鳴きを助長する。なお、その太鼓変形に対する剛性低下を抑えるために支持ブロックの長さを短くしてリセス加工部の領域を縮小してもリセス加工による剛性低下そのものはなくすことができず、支持ブロックのサイズ縮小によるブレーキパッドの受け止め安定性の低下（制動時にブレーキパッドに加わる回転偶力が変化して受け止めの安定性が低下する）によりリセス加工部の領域を縮小したことによるキャリパボディの剛性向上の効果が打ち消されてブレーキ鳴きが発生し易いものになる。

また、特許文献１に開示された支持ブロックは、キャリパボディに加工されたシリンダの口元側から取り付けねじをキャリパボディにねじ込んでキャリパボディに固定するので、昨今主流となっている一体型キャリパ（インナキャリパとアウタキャリパとブリッジ部が一体に鋳造されたキャリパ）には取り付けねじの操作規制が生じて適用し難い。

この発明は、キャリパボディの窓穴のコーナ部に支持ブロックを取り付け、その支持ブロックで制動力を受けたブレーキパッドを受け止めるピストン対向型ディスクブレーキの前記支持ブロックを、キャリパボディの剛性低下を招かない構造でキャリパボディに固定できるようにしてトルク受け部の耐久性向上を図ることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ピストン対向型ディスクブレーキにおいて、
ブレーキパッドが組み込まれるキャリパボディの窓穴のコーナ部に、ディスク軸と平行な方向及びディスク軸と垂直な方向にそれぞれ突き出す凸部を設け、前記窓穴のコーナ部の前記凸部よりもディスク径方向外側、ディスク径方向内側、もしくはディスク径方向外側とディスク径方向内側の双方に支持ブロックを配置し、この支持ブロックを前記窓穴のディスク周方向端の壁面と前記凸部に形成された平面のブロック受け面で支え、取り付けねじで前記キャリパボディに固定してこの支持ブロックにブレーキパッドを当接させるトルク受け面を備えさせた。

このディスクブレーキの好ましい形態を以下に挙げる。
（１）前記窓穴の前記コーナ部を構成するディスク周方向端の壁面とディスク軸方向端の壁面が互いに直角又は鋭角に交わる平面で構成され、その２つの壁面及び前記凸部のブロック受け面の３面に前記支持ブロックを面接触させたもの。
（２）前記キャリパボディに、キャリパの平面視で前記窓穴の対角方向を向き、かつ、キャリパの端面視で穴の先端が前記窓穴の前記ディスク周方向端の壁面側に近づく方向に傾斜して前記凸部のブロック受け面に開口するねじ穴を設け、前記支持ブロックに前記ねじ穴の軸と直交する座面を備えた取り付け穴を設け、その取り付け穴に通した前記取り付けねじを前記ねじ穴にねじ込んで前記支持ブロックを前記キャリパボディに固定したもの。
（３）前記キャリパボディのインナキャリパ、アウタキャリパ及びディスクロータを跨いでそのインナキャリパとアウタキャリパを連結するブリッジ部と、前記凸部を一体に形成したもの。
（４）前記キャリパボディを軽合金で形成し、前記支持ブロックをキャリパボディの材料よりも高強度の材料で形成したもの。

この発明のディスクブレーキは、キャリパボディに形成された窓穴のコーナ部に凸部を設け、その凸部に形成された平面のブロック受け面で支持ブロックを支えるようにしたので、窓穴のコーナ部にリセス加工を施さなくても支持ブロックを定位置に位置決めして安定して保持することができ、キャリパボディの太鼓変形に対する剛性低下が起こらない。窓穴のコーナ部に凸部が形成されることでキャリパ剛性はむしろ増大し、キャリパ変形に起因したブレーキパッドの偏摩耗やブレーキ鳴きが抑制される。

また、支持ブロックを凸部で支えたことで取り付けねじによる支持ブロックの固定方向に自由度が生じ、窓穴の外側から取り付けねじを操作して締め付けることが可能になる。このために、キャリパの形態による採用規制が無くなり、一体型キャリパを採用したブレーキにもこの発明を適用することが可能になる。

なお、上述で好ましいとした形態に関する作用・効果は次項で説明する。

以下、この発明の実施の形態を、添付図面の図１〜図５に基いて説明する。図１に示すように、ピストン対向型ディスクブレーキは、主たる要素として、キャリパボディ１と、油圧作動のピストン６と、そのピストン６で押圧してディスクロータＤに摺接させるブレーキパッド９を備えている。

キャリパボディ１は、対向配置のインナキャリパ２とアウタキャリパ３を、ディスクロータＤを跨ぐブリッジ部４を介して連結したものであって、例示のディスクブレーキのキャリパボディ１は、インナキャリパ２と、アウタキャリパ３と、ブリッジ部４及び後述する凸部１２が鋳造により一体に形成されている。

インナキャリパ２とアウタキャリパ３には、それぞれシリンダ５が形成され、そのシリンダ５にピストン６が液密に挿入されている。７は、ピストン６の外周を封止するピストンシールである。このシールは、除圧時にピストン６を一定量引き戻すリトラクト機能を有している。

キャリパボディ１には、窓穴（パッド溝）８が形成されており、その窓穴８に、ピストン６で押圧してディスクロータＤに摺接させるブレーキパッド９が組み込まれている。そのブレーキパッド９は、キャリパに取り付けるパッドピン１０に吊り下げられてディスク軸方向スライド自在に保持されている。１１は、キャリパボディのブリッジ部４に形成されたディスク溝である。

キャリパボディ１に形成された窓穴８のコーナ部には、ディスク軸と平行な方向及びディスク軸と垂直な方向にそれぞれ突き出す凸部１２が設けられている。その凸部１２は、例示のディスクブレーキにおいては、図２に示すように、窓穴８のディスク径方向外側とディスク径方向内側を避けてディスク径方向の中間付近に設けられているが、後述する支持ブロック１３を窓穴８のコーナ部のディスク径方向外側あるいはディスク径方向内側のどちらか一方にのみ設ける場合には、支持ブロック設置点を除いた全領域に凸部１２を設けることができる。

窓穴８のコーナ部の、凸部１２よりもディスク径方向外側及びディスク径方向内側の２箇所に支持ブロック１３が取り付けられている。凸部１２は、支持ブロック設置側の端部に平面のブロック受け面１２ａを有しており、そのブロック受け面１２ａに支持ブロック１３を当接させて支持ブロック１３の支持がなされている。支持ブロック１３は、トルク受け面１４を有しており、そのトルク受け面１４によってピストン６によってディスクロータＤに押し当てられたブレーキパッド９が受け止められる。

キャリパボディ１は、軽量化の要望に応えてアルミニウム合金などの軽金属（マグネシウム合金やチタンなども含まれる）で形成する傾向にあり、キャリパ材料がその軽金属の場合、支持ブロック１３は、ステンレス鋼や炭素鋼のようなキャリパボディ１の材料よりも高強度の材料で形成されたものが採用される。

キャリパボディ１に形成された窓穴８のコーナ部は、窓穴８のディスク周方向端の壁面８ａとディスク軸方向端の壁面８ｂが交って形成されている。その２つの壁面８ａ，８ｂは、例示のケースでは直角に交わっているが、鋭角に交わらせてもよい。

窓穴のディスク周方向端の壁面８ａは、図２（これはキャリパのブリッジ部をディスクロータの軸と垂直な線に沿って切断した図）において、キャリパの中心線（キャリパボディをディスク周方向に２等分する線）Ｃと平行な面として形成されており、一方、凸部１２の端部のブロック受け面１２ａは、キャリパの中心線Ｃに対して垂直な面として形成されている。

支持ブロック１３は、窓穴８の壁面８ａ，８ｂと、凸部１２の端部のブロック受け面１２ａの３面に沿う形状に加工されている。この支持ブロック１３の隣り合う３面は、上記壁面８ａ，８ｂ及びブロック受け面１２ａの３面に面接触しており、この状態で支持ブロック１３がキャリパボディ１に固定されている。

その固定は、凸部１２のブロック受け面１２ａに開口するねじ穴１５をキャリパボディ１に設け、さらに、支持ブロック１３に、ねじ穴１５の軸と直交する座面１６ａを備えた取り付け穴１６を設け、その取り付け穴１６に取り付けねじ１７を通し、その取り付けねじ１７をねじ穴１５にねじ込んで締め付ける方法でなされている。

ねじ穴１５は、キャリパの平面視（図１）において窓穴８の対角方向を向き、かつ、キャリパの端面視（代替図の図２、図３を参照）で穴の先端が窓穴８のディスク周方向端の壁面側に近づく方向に傾斜させており、この傾斜により、取り付けねじ１７を締めつけたときに支持ブロック１３の３面を壁面８ａ，８ｂ及びブロック受け面１２ａに押し付ける力が生じて支持ブロック１３の固定が安定する。

なお、図４に示すように、窓穴８のコーナ部の支持ブロック１３が装着される部分にディスク周方向端の壁面８ａとディスク軸方向端の壁面８ｂが交差する部分のエッジを除去する凹部（ぬすみ部）１８を設けると、壁面８ａ，８ｂの仕上げ加工を、エンドミルのみで簡単に行うことができる。

図５は、支持ブロック１３の設置状態を変化させた例を示している。制動トルクをキャリパボディ１に伝えるブレーキパッドの裏板９ａの形状などによってはトルク受け面によるブレーキパッドの受け止めを、ディスク径方向内側、あるいは、ディスク径方向外側に偏った位置で行うことが鳴き防止などの面で有利になる場合がある。

そのようなときには、支持ブロック１３を、図のように窓穴８のコーナ部のディスク径方向内側のみに設けるか、又は図とは逆に窓穴８のコーナ部のディスク径方向外側のみに設けるとよい。

また、ブレーキキャリパは、一般に右勝手用と左勝手用を共用する目的でディスクロータ回入側とディスクロータ回出側を対称形状にすることが多いが、車両後進時の制動トルクは車両前進時の制動トルクに比べて一般に小さいので、車両前進時の制動トルクを受ける側にのみ支持ブロックを設置することも考えられ、そのようなものにもこの発明は有効である。

このほか、例示のディスクブレーキは、ピストン６をディスクロータＤの回転方向に複数並べて配置しているが、ピストン６をインナー側とアウター側に各１個備えるディスクブレーキもこの発明の適用対象に含まれる。

この発明のピストン対向型ディスクブレーキの実施形態を示す部分破断平面図 支持ブロック取り付け後のキャリパの一部分の図１II−II線に沿った位置の断面図 支持ブロック取り付け前のキャリパの一部分の図１II−II線に沿った位置の断面図 図１の丸枠で囲った部分のキャリパボディを拡大した平面図 他の実施形態の要部を示す断面図

符号の説明

１ キャリパボディ
２ インナキャリパ
３ アウタキャリパ
４ ブリッジ部
５ シリンダ
６ ピストン
７ ピストンシール
８ 窓穴
８ａ 窓穴のディスク周方向端の壁面
８ｂ 窓穴のディスク軸方向端の壁面
９ ブレーキパッド
１０ パッドピン
１１ ディスク溝
１２ 凸部
１２ａ ブロック受け面
１３ 支持ブロック
１４ トルク受け面
１５ ねじ穴
１６ 取り付け穴
１６ａ 座面
１７ 取り付けねじ
１８ 凹部（ぬすみ部）
Ｄ ディスクロータ
Ｃ キャリパボディの中心線

Claims (5)

1. ディスクロータ（Ｄ）を間にして対向配置されるブレーキパッド（９）をキャリパボディ（１）に形成された窓穴（８）に組み込み、その対向配置のブレーキパッド（９）をインナキャリパ（２）とアウタキャリパ（３）のシリンダ（５）に挿入されたピストン（６）でそれぞれ押圧してディスクロータ（Ｄ）に摺接させ、このブレーキパッド（９）を前記キャリパボディ（１）に形成されたトルク受け面（１４）に当接させて制動力を発生させるピストン対向型ディスクブレーキにおいて、
   前記窓穴（８）のコーナ部に、ディスク軸と平行な方向及びディスク軸と垂直な方向にそれぞれ突き出す凸部（１２）を設け、前記窓穴（８）のコーナ部の前記凸部（１２）よりもディスク径方向外側、ディスク径方向内側、もしくはディスク径方向外側とディスク径方向内側の双方に支持ブロック（１３）を配置し、この支持ブロック（１３）を前記窓穴（８）のディスク周方向端の壁面（８ａ）と前記凸部（１２）に形成された平面のブロック受け面（１２ａ）で支え、取り付けねじ（１７）で前記キャリパボディ（１）に固定してこの支持ブロック（１３）に前記トルク受け面（１４）を備えさせたことを特徴とするピストン対向型ディスクブレーキ。
2. 前記窓穴（８）の前記コーナ部を構成するディスク周方向端の壁面（８ａ）とディスク軸方向端の壁面（８ｂ）が互いに直角又は鋭角に交わる平面で構成され、その２つの壁面（８ａ、８ｂ）及び前記凸部（１２）のブロック受け面（１２ａ）の３面に前記支持ブロック（１３）を面接触させたことを特徴とする請求項１に記載のピストン対向型ディスクブレーキ。
3. 前記キャリパボディ（１）に、キャリパの平面視で前記窓穴（８）の対角方向を向き、かつ、キャリパの端面視で穴の先端が前記窓穴（８）のディスク周方向端の壁面（８ａ）側に近づく方向に傾斜して前記凸部のブロック受け面（１２ａ）に開口するねじ穴（１５）を設け、前記支持ブロック（１３）に前記ねじ穴（１５）の軸と直交する座面（１６ａ）を備えた取り付け穴（１６）を設け、その取り付け穴（１６）に通した前記取り付けねじ（１７）を前記ねじ穴（１５）にねじ込んで前記支持ブロック（１３）を前記キャリパボディ（１）に固定することを特徴とする請求項１又は２に記載のピストン対向型ディスクブレーキ。
4. 前記キャリパボディ（１）のインナキャリパ（２）、アウタキャリパ（３）及びディスクロータ（Ｄ）を跨いでそのインナキャリパ（２）とアウタキャリパ（３）を連結するブリッジ部（４）と、前記凸部（１２）を一体に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のピストン対向型ディスクブレーキ。
5. 前記キャリパボディ（１）を軽合金で形成し、前記支持ブロック（１３）をキャリパボディの材料よりも高強度の材料で形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のピストン対向型ディスクブレーキ。

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