JP2011033143A

JP2011033143A - ディスクブレーキ

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Publication number: JP2011033143A
Application number: JP2009180822A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Nanri; 圭介南里; Junichi Nagasawa; 潤一長沢; Yuichi Kobayashi; 裕一小林; Yoshimasa Matsui; 慶雅松井
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-03
Also published as: JP5328550B2; ATE531966T1; EP2282074B1; EP2282074A1

Abstract

【課題】摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができるディスクブレーキの提供。
【解決手段】ピストンをシリンダ４５のボア３８内で摺動させてピストンによりブレーキパッドをディスクに押圧するものであり、シリンダ４５が、底部の蓋部材と、蓋部材の摩擦攪拌接合により閉塞される開口部を有するシリンダ本体５８とから構成されるものにおいて、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側の肉厚を、ディスク径方向外方側の肉厚よりも大きく形成した。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両の制動を行なうためのディスクブレーキに関する。

シリンダのボアの底部を、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ）により蓋部材を接合することで形成するディスクブレーキがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２５０５８号公報

上記のように摩擦攪拌接合を用いる場合には、接合品質を安定させることが重要になってくる。

したがって、本発明は、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができるディスクブレーキの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シリンダ本体のディスク径方向内方側の肉厚を、ディスク径方向外方側の肉厚よりも大きく形成した。

本発明によれば、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

本発明に係る第１実施形態のディスクブレーキを示す平面図である。本発明に係る第１実施形態のディスクブレーキを示す側断面図である。本発明に係る第１実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す底面図である。本発明に係る第１実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す図３のＡ１−Ａ１断面図である。本発明に係る第１実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す図４のＢ１−Ｂ１断面図である。本発明に係る第２実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す底面図である。本発明に係る第２実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す図６のＡ２−Ａ２断面図である。本発明に係る第２実施形態のディスクブレーキのキャリパボディ本体を示す図７のＢ２−Ｂ２断面図である。本発明に係る第２実施形態のディスクブレーキのシリンダの肉厚比Ｂ／Ａと肉厚Ｂの変形量および肉盛量との関係を示す特性線図である。

以下、本発明に係る各実施形態について図面を参照して説明する。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。

図１および図２に示す第１実施形態のディスクブレーキ１は、自動二輪車の前輪制動用のディスクブレーキである。このディスクブレーキ１は、制動対象となる車輪とともに回転するディスク２と、このディスク２に摩擦抵抗を付与するキャリパ３とを備えている。

キャリパ３は、ディスク２を跨いだ状態で車両の非回転部（具体的には二輪車のフロントフォークの後側）に取り付けられるキャリパボディ５を有している。また、キャリパ３には、図２に示すように互いにディスク２を挟んで対向するようにキャリパボディ５に配置される一対の同形状のピストン６が、ディスク２の周方向に所定の間隔をあけて複数対、具体的には二対設けられている。よって、キャリパ３は、ピストン６を二対有する対向ピストン型の４ポットキャリパとなっている。なお、以下においては、車両への取付状態をもって説明し、この取付状態におけるディスク２の径方向をディスク径方向と称し、ディスク２の軸線方向をディスク軸方向と称し、ディスク２の円周方向（回転方向）をディスク周方向と称す。

キャリパボディ５は、ディスク周方向に沿って長い形状をなすとともにディスク２のアウタ側（車輪に対し反対側）に配置されるシリンダ部１０と、ディスク周方向に沿って長い形状をなすとともにディスク２のインナ側（車輪側）に配置されるシリンダ部１１と、シリンダ部１０およびシリンダ部１１のそれぞれのディスク径方向外側からディスク２の外周側へ延びてシリンダ部１０とシリンダ部１１とをディスク２の径方向外側で結ぶブリッジ部１２とが一体的に形成されたものである。

ここで、ブリッジ部１２は、図１に示すように、ディスク周方向両側に配置される一対のブリッジ構成部１５と、ディスク周方向におけるこれらの間位置に配置されるブリッジ構成部１６とからなっている。その結果、ブリッジ部１２には、ディスク周方向一側のブリッジ構成部１５とブリッジ構成部１６との間と、ディスク周方向逆側のブリッジ構成部１５とブリッジ構成部１６との間とに、それぞれ、ディスク径方向に貫通する開口部１８が形成されている。

車載時に上側に配置される一方のブリッジ構成部１５のディスク径方向外側には、ディスク周方向外方かつアウタ側かつディスク径方向外方に指向して突出する略円柱状の通路用凸部２１が形成されており、この通路用凸部２１のインナ側に、ディスク周方向外方かつインナ側かつディスク径方向外方に指向して一部突出する略円柱状の通路用凸部２２が形成されている。

通路用凸部２１には、図示略の連通路がシリンダ部１１の方向に形成されており、その外側部分にエア抜き用のブリーダプラグ２３が取り付けられている。通路用凸部２２には、図示略の連通路がシリンダ部１０の方向に形成されており、その外側部分にこの連通路を封止する球状の閉塞プラグ２４が取り付けられている。これらの連通路はキャリパボディ５内で交差しており、シリンダ部１０内とシリンダ部１１内とを連通させる。

アウタ側のシリンダ部１０には、ディスク周方向両側に、ディスク２の中心とキャリパボディ５の周方向の中心とを通る線に対し平行をなしてディスク径方向に沿う一対のマウント穴２６が貫通形成されている。キャリパ３は、これらのマウント穴２６に挿通される図示略の取付ボルトで車両の車体側に固定される、いわゆるラジアルマウントタイプとなっている。

また、アウタ側のシリンダ部１０には、ディスク周方向の中央位置に、連通路２７がマウント穴２６と平行に穿設されている。この連通路２７には、シリンダ部１０内にブレーキ液を給排するための図示略のブレーキホースが接続される。

キャリパボディ５には、ディスク軸方向に沿ってシリンダ部１０およびシリンダ部１１間に橋架されるパッドピン３０が複数具体的には二本、ディスク周方向に離間して設けられている。各パッドピン３０は、各開口部１８の位置にそれぞれ設けられている。

また、キャリパボディ５の各開口部１８には、それぞれにブレーキパッド３３が一対ずつ、パッドピン３０によってディスク軸方向に移動可能に支持されて、ディスク２の軸線方向における両面にそれぞれ配置されている。これにより、キャリパ３には、ブレーキパッド３３の対が複数対、具体的には二対、ディスク軸方向に移動可能に支持されている。

キャリパボディ５のシリンダ部１０およびシリンダ部１１には、図２に示すようにディスク２側に開口し互いにディスク軸方向において対向して対をなすボア３７，３８が、ディスク周方向に間隔をあけて二対形成されている。ボア３７，３８の各対は、ディスク周方向におけるキャリパボディ５の図１に示す各開口部１８の位置に形成されている。図２に示すように、ボア３７，３８は略同形状をなしており、ボア３７，３８の二対それぞれに上記した同形状のピストン６が摺動可能に嵌挿されている。

ここで、キャリパボディ５のボア３７，３８内にそれぞれ設けられたピストン６がボア３７，３８に導入される液圧によってボア３７，３８内で摺動してディスク２の方向に移動する。これにより、ピストン６とディスク２との間に設けられたブレーキパッド３３が、ピストン６でそれぞれ押圧されてディスク２に押し付けられ、車両に制動力を発生させるようになっている。なお、ブレーキパッド３３のディスク径方向外側には、図１に示すように、これらブレーキパッド３３を押圧するパッドスプリング４０が設けられている。

アウタ側のシリンダ部１０において、ボア３７が形成された部分が、ピストン６が挿入されるシリンダ４４となり、シリンダ部１０には、このシリンダ４４がディスク周方向に並んで２つ設けられている。同様に、インナ側のシリンダ部１１においてボア３８が形成された部分が、ピストン６が挿入されるシリンダ４５となり、シリンダ部１１には、このシリンダ４５がディスク周方向に並んで２つ設けられている。

その結果、キャリパボディ５は、シリンダ４４がディスク２の一面側にディスク周方向に並んで複数設けられて一のシリンダ部１０をなし、ディスク２の他面側に他のシリンダ４５がディスク周方向に並んで複数設けられて他のシリンダ部１１をなし、ブリッジ部１２がシリンダ部１０およびシリンダ部１１同士を接続する対向型のキャリパボディとなっている。言い換えれば、一のシリンダ部１０には、少なくとも２つのシリンダ４４がディスク２の一面側にディスク周方向に並んで設けられており、他のシリンダ部１１には、少なくとも２つのシリンダ４５がディスク２の他面側にディスク周方向に並んで設けられている。

各ボア３７，３８は、ピストン６を摺動可能に嵌合させる同形状の嵌合内径部３７ａ，３８ａと、嵌合内径部３７ａ，３８ａよりもシリンダ４５の底部５３側にある、嵌合内径部３７ａ，３８ａよりも大径の大径内径部３７ｂ，３８ｂとを有している。また、嵌合内径部３７ａ，３８ａの軸線方向における略中間位置には、嵌合内径部３７ａ，３８ａよりも大径でピストンシール４８を保持するピストンシール溝３７ｃ，３８ｃと、嵌合内径部３７ａ，３８ａよりも大径で、ピストンシール溝３７ｃ，３８ｃの底部５３とは反対側にピストンシール４９を保持するピストンシール溝３７ｄ，３８ｄとが形成されている。

アウタ側のシリンダ部１０のボア３７に設けられたピストン６は、嵌合内径部３７ａと、ピストンシール溝３７ｃ，３７ｄに保持されたピストンシール４８，４９とを摺動する。同様に、インナ側のシリンダ部１１のボア３８に設けられたピストン６は、嵌合内径部３８ａと、ピストンシール溝３８ｃ，３８ｄに保持されたピストンシール４８，４９とを摺動する。

図３〜図５に示すキャリパボディ５は、これを主体的に構成する一体成形されたキャリパボディ本体５２と、キャリパボディ本体５２に摩擦攪拌接合により接合されてシリンダ４５の底部５３を構成する蓋部材５４とからなっている。

つまり、上記したキャリパボディ本体５２は、上記したシリンダ部１０とシリンダ部１１とブリッジ部１２とが、シリンダ部１０およびシリンダ部１１のうちの一方側であるシリンダ部１１のシリンダ４５の底部５３の一部を除いて、例えばアルミニウム合金の鋳造品からなる一体成形の素材から、ボア３７，３８の内周面の嵌合内径部３７ａ，３８ａ、大径内径部３７ｂ，３８ｂ、ピストンシール溝３７ｃ，３８ｃおよびピストンシール溝３７ｄ，３８ｄが加工される等して形成される。

このキャリパボディ本体５２は、各シリンダ４５のボア３８の底部５３の位置に開口部５５を有している。これにより、各シリンダ４５は、開口部５５を有してキャリパボディ本体５２の一部を構成するシリンダ本体５８と、シリンダ本体５８の開口部５５を塞いでシリンダ４５の底部５３を構成する蓋部材５４とからなる。言い換えれば、各シリンダ４５は、底部５３の蓋部材５４と、この蓋部材５４の摩擦攪拌接合により閉塞される開口部５５を有するシリンダ本体５８とから構成される。

蓋部材５４は、例えばアルミニウム合金製で円板状に形成されており、キャリパボディ本体５２の開口部５５に嵌合されるため、開口部５５より僅かに小さい外径に形成されている。ここで、キャリパボディ本体５２の開口部５５は、内周面に段差部等のないストレートな同径の円筒面形状とされ、蓋部材５４も同様に外周面がストレートな円筒面形状とされている。なお、キャリパボディ本体５２の開口部５５は、シリンダ４５の底部５３にボア３８と同軸中心の円形に形成され、その内径はボア３８の嵌合内径部５２ａの内径よりも小さくされている。

キャリパボディ本体５２の開口部５５は、キャリパボディ本体５２の鋳造後にボア３７，３８の内周面の加工を行うツールを挿入するための加工ツール挿入孔として利用される。例えば、開口部５５は、開口部５５自体の加工を終えた時点、または、鋳造直後の開口部５５の下穴の段階で、シリンダ部１０のボア３７およびシリンダ部１１のボア３８の内周面に嵌合内径部３７ａ，３８ａ、大径内径部３７ｂ，３８ｂ、ピストンシール溝３７ｃ，３８ｃおよびピストンシール溝３７ｄ，３８ｄ等を加工形成する際に、工具の挿入孔として用いられる。

そして、上記のように、鋳造後にボア３７，３８の内周面およびボア３８の開口部５５等の切削加工を行った後、キャリパボディ本体５２は、シリンダ４５の開口部５５に蓋部材５４が摩擦攪拌接合によって接合されることで、開口部５５が閉塞され底部５３が形成される。

つまり、まず、キャリパボディ本体５２の各開口部５５に蓋部材５４を嵌合させて、蓋部材５４をボア３８側から支持する。この状態から、シリンダ４５の開口部５５と蓋部材５４との接合境界を一周するように、高速回転する接合工具を移動させて摩擦攪拌接合を行う。すると、蓋部材５４とキャリパボディ本体５２との境界部分に倣ってループ状の摩擦攪拌接合の接合軌跡６３が形成されることになって、蓋部材５４とキャリパボディ本体５２とが一体となる。

ディスク周方向両側のブリッジ構成部１５は、図３に示すようにインナ側のシリンダ部１１に向かうほど、ディスク周方向中央側に寄りかつ図５に示すようにディスク径方向内側に位置する形状をなしており、ディスク周方向両側のシリンダ４５のそれぞれのディスク径方向外側かつディスク周方向の相互離間側に連結される。また、ディスク周方向中央のブリッジ構成部１６は、インナ側のシリンダ部１１に向かうほど、ディスク周方向に間隔が広がりかつディスク径方向内側に位置する形状をなしており、ディスク周方向両側のシリンダ４５のそれぞれのディスク径方向外側かつディスク周方向の相互近接側に連結される。

インナ側のシリンダ部１１には、図３に示すように、ディスク軸方向のインナ側の端部に、そのディスク軸方向内側の中間部６４よりも外側に突出する形状の突出縁部６５が略全周にわたって形成されている。つまり、シリンダ部１１の突出縁部６５よりもディスク軸方向内側の中間部６４に肉盗みを施しており、シリンダ部１１のブリッジ部１２とは反対側をくびれ形状としている。

シリンダ部１１の中間部６４は、図５に示すように、各シリンダ本体５８のディスク径方向外側を構成するためにボア３８と同心の円筒状をなすシリンダ本体構成部６８と、各シリンダ本体５８のディスク径方向内側を構成するためにボア３８と同心の円筒状をなすシリンダ本体構成部６９と、ディスク径方向外側の両シリンダ本体構成部６８同士を結びかつディスク径方向内側の両シリンダ構成部６９同士を結ぶ中央連結部７０とを有している。そして、中央連結部７０のディスク径方向内側には、ディスク径方向内方に突出する突出部７１が形成されている。勿論、一つのシリンダ本体５８を構成するシリンダ本体構成部６８およびシリンダ本体構成部６９は、内径および外径が互いに同じとなっている。

ここで、ディスク周方向一側において、シリンダ本体５８を構成するシリンダ本体構成部６８およびシリンダ本体構成部６９の中央連結部７０とは反対の間部分にブリッジ構成部１５が形成されており、ディスク周方向逆側においても、シリンダ本体５８を構成するシリンダ本体構成部６８およびシリンダ本体構成部６９の中央連結部７０とは反対の間部分にブリッジ構成部１５が形成されている。これにより、ディスク周方向両側のブリッジ構成部１５は、それぞれ、シリンダ本体５８からディスク周方向外方かつディスク径方向外方かつアウタ方向に延出している。

そして、第１実施形態において、ディスク周方向両側のシリンダ本体５８には、それぞれ、ディスク径方向内側のシリンダ本体構成部６９における、ディスク２の中心とキャリパボディ５の周方向の中心とを通る線に対し平行な、ボア３８の中心を通る線上位置に、リブ７４が形成されている。リブ７４は、ディスク径方向内方に突出しディスク軸方向（ピストン６の摺動方向）に沿って延在する形状をなしている。言い換えれば、両側のシリンダ本体５８のボア３８同士の距離と等しい間隔をあけて、両側のシリンダ本体５８のシリンダ本体構成部６９のそれぞれにディスク径方向内方に突出しディスク軸方向に沿って延在するリブ７４が形成されている。さらに言い換えれば、両側のシリンダ本体５８のブリッジ構成部１５と中央連結部７０との間のシリンダ本体構成部６９に、中央連結部７０側に若干偏ってリブ７４が形成されている。なお、リブ７４を各シリンダ本体５８に対してそれぞれに複数ずつ形成しても良い。

リブ７４は、突出縁部６５のディスク径方向内側と面一となっており、ディスク２の中心とキャリパボディ５の周方向の中心とを通る線に対し平行な、ボア３８の中心を通る線に対して、ディスク周方向に対称の形状をなしている。具体的に、両側のリブ７４は、シリンダ本体構成部６９と同心でシリンダ本体構成部６９より大径の円筒面状をなすディスク径方向内側の湾曲面７５と、湾曲面７５のディスク周方向両側端縁部とシリンダ本体構成部６９の外周面とをそれぞれ結ぶ平坦な傾斜面７６とを有している。リブ７４は、先端の湾曲面７５の幅よりもシリンダ本体構成部６９側の基端部の幅が広くなっており、先細の断面略等脚台形状をなしている。

以上のように、ディスク径方向内側のシリンダ本体構成部６９のディスク径方向内側に、ディスク径方向内方に突出するリブ７４が形成されていることから、シリンダ本体５８は、そのディスク径方向内方側の肉厚が、ディスク径方向外方側の肉厚（シリンダ本体構成部６８の肉厚）よりも大きく形成されている。言い換えれば、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側に、ディスク径方向外方側の肉厚よりも厚い、ディスク径方向内方側の肉厚を構成するリブ７４が設けられている。さらに言い換えれば、シリンダ４５のディスク径方向内方側の肉厚は、ディスク２を跨いでシリンダ４５に接続されるブリッジ構成部１５の接続部位からディスク周方向に２つ並んで設けられたシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての間の部分の肉厚であり、ブリッジ構成部１５の接続部位からシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての間に形成される、ピストン６の摺動方向に沿うリブ７４により構成される。

ここで、上記したリブ７４は、図４に示すように、シリンダ４５に形成されるピストンシール溝３８ｃ，３８ｄのうち底部５３側のピストンシール溝３８ｃよりも底部５３とは反対側まで延在している。その結果、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９のピストンシール溝３８ｃからディスク軸方向底部５３側までの肉厚が、ディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８のピストンシール溝３８ｃからディスク軸方向底部５３側までの肉厚よりも大きくなっている。言い換えれば、シリンダ本体５８の嵌合内径部３８ａのピストンシール溝３８ｃからディスク軸方向底部５３側までの肉厚は、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きく、シリンダ本体５８の大径内径部３８ｂの位置の肉厚も、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きくなっている。また、シリンダ本体５８の嵌合内径部３８ａのピストンシール溝３８ｃからディスク軸方向底部５３側までの位置は、シリンダ４５の軸方向中央部分（ボア３８の開口端から底部５３の外端面までの軸方向長さの中央）となっているため、シリンダ４５の軸方向中央部分からディスク軸方向底部５３側までの肉厚は、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きくなっている。

ここで、上述したような摩擦攪拌接合を用いる場合には、摩擦攪拌接合の温度が接合対象の融点の８０％程度（アルミニウム合金の場合５００度前後）まで上昇し、それに伴って周辺部位の温度も上昇する。そして、このような温度上昇により軟化したワークに１ｋＮ〜２０ｋＮ程度の荷重で摩擦攪拌接合用の接合工具を押し込んで接合を行うため、接合部位の周辺に塑性変形が発生し、接合品質を低下させる可能性がある。上記した特許文献１および第１実施形態のディスクブレーキのように、シリンダまわりに肉盗みを実施していると、摩擦攪拌接合時にシリンダ外周方向へ塑性変形し、その体積変化によって接合品質が低下してしまう可能性があり、その結果、接合品質が不安定になってしまう。特にシリンダはディスク径方向外側がブリッジ部で補強されているのに対し、ディスク径方向内側はこのような補強がないため、摩擦攪拌接合時に塑性変形し易く、接合品質の低下の他、シリンダ内周面の変形が起こる可能性がある。このようなシリンダ内周面の変形が起こった場合には、シリンダ内部を摺動するピストンの摺動性が悪化して、ブレーキフィーリングが悪くなったり、ピストンがディスクに対して垂直に移動しなくなって摩擦パッドの偏摩耗を助長してしまう可能性がある。

これに対して、第１実施形態では、摩擦攪拌接合されるシリンダ本体５８のうち、ブリッジ部１２で補強されていないディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９の肉厚を、ブリッジ部１２で補強されているディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８の肉厚よりも大きく形成したため、ブリッジ部１２で補強されていないディスク径方向内方側も、摩擦攪拌接合時に塑性変形し難くなり、ディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８の塑性変形量とディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９の塑性変形量とを同等にすることができる。よって、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。また、ボア３７，３８の変形を抑制することができ、ボア３７，３８を摺動するピストン６の摺動性が向上して、ブレーキフィーリングが向上する。また、ボア３７，３８の変形が抑制されることで、ピストン６がディスク２のパッド当接面に対して垂直に移動するようになり、ブレーキパッド３３の偏摩耗を助長してしまうことを抑制できる。

また、第１実施形態では、ディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９のピストンシール溝３８ｃよりも軸方向底部５３側の肉厚を、ディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８のピストンシール溝３８ｃよりも軸方向底部５３側の肉厚よりも大きくしたため、シリンダ４５の摩擦攪拌接合される底部５３側のディスク径方向内方側の変形をより効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質をより安定させることができる。

また、第１実施形態では、ディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９のシリンダ軸方向中央部分の肉厚を、ディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８のシリンダ軸方向中央部分の肉厚よりも大きくしたため、シリンダ４５のディスク径方向内方側の変形を安定的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質をより安定させることができる。

また、第１実施形態では、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９に、その肉厚を構成するリブ７４がピストン６の摺動方向に沿って形成されているため、無駄な肉盛りを防いで重量増を抑制しつつ、ディスク径方向内方側を確実に補強して、その変形を効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

また、第１実施形態では、車体取付側ではないことから車体へ熱を逃がすことのできないインナ側のシリンダ部１１のシリンダ４５にリブ７４を形成することで、シリンダ４５まわりの熱容量を増やすことができ、表面積を増やすことになって、放熱効果を向上させることができる。よって、シリンダ４５の熱分布が均一となりキャリパ３の熱変形によるシリンダ４５の精度低下を防止できる。これにより、高負荷での制動時における良好な制動フィーリングを得ることができる。

また、第１実施形態では、ディスク径方向外方側よりも大きくされるディスク径方向内方側の肉厚は、ディスク２を跨いでシリンダ４５に接続されるブリッジ構成部１５の接続部位からシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての間のリブ７４を含むシリンダ本体構成部６９の肉厚であるため、重量増を抑制しつつ、ディスク径方向内方側の変形を効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図６〜図１０に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態において、ディスク周方向両側のシリンダ本体５８の形状が第１実施形態と異なっている。つまり、第２実施形態では、両シリンダ本体５８のディスク径方向内側のシリンダ本体構成部６９のディスク径方向内側に、図６および図８に示すように、それぞれ湾曲形状の肉盛部８０が図６および図７に示すようにディスク軸方向に延在するように形成されている。肉盛部８０は、シリンダ軸方向に沿って見るとシリンダ本体構成部６９の中央連結部７０近傍からブリッジ構成部１５近傍まで、楕円弧状をなしてなだらかに広がっている。そして、この肉盛部８０により、シリンダ本体構成部６９は、その中央連結部７０側が中央連結部７０から離れるほど外径が徐々に拡大し、そのブリッジ構成部１５の接続側も、ブリッジ構成部１５から離れるほど外径が徐々に拡大することになる。

ここで、各シリンダ本体構成部６９の肉盛部８０による最大外径部は、肉盛部８０の中央位置であり、ディスク２の中心とキャリパボディ５の周方向の中心とを通る線に対し平行なボア３８の中心を通る線よりもディスク周方向外側に位置している。言い換えれば、各シリンダ本体構成部６９の肉盛部８０は、ディスク軸方向から見て、ディスク２の中心とキャリパボディ５の周方向の中心とを通る線に対し鋭角をなす方向に傾斜してシリンダ本体５８から突出している。さらに言い換えれば、各シリンダ本体構成部６９の肉盛部８０による最大外径部同士の距離は、それぞれに対応して設けられたボア３８の中心間距離よりも長くなっている。

以上のように、ディスク径方向内側のシリンダ本体構成部６９のディスク径方向内側に、シリンダ本体構成部６９をディスク径方向内方に拡径させる肉盛部８０が形成されていることから、シリンダ本体５８は、そのディスク径方向内方側の肉厚が、ディスク径方向外方側の肉厚（シリンダ本体構成部６８の肉厚）よりも大きく形成されている。言い換えれば、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側に、ディスク径方向外方側の肉厚よりも厚い、ディスク径方向内方側の肉厚を構成する肉盛部８０が設けられている。さらに言い換えれば、シリンダ４５のディスク径方向内方側の肉厚は、ディスク２を跨いでシリンダ４５に接続されるブリッジ部１２の接続部位からディスク周方向に２つ並んで設けられたシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての間の部分の肉厚であり、ブリッジ部１２の接続部位からシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての間に形成される、ピストン６の摺動方向に沿う肉盛部８０により構成される。具体的に、シリンダ本体５８のディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８の肉厚に対するディスク径方向内方側の肉盛部８０の最大外径部を含むシリンダ本体構成部６９の肉厚の比率が１．２〜１．８となっている。

ここで、上記した肉盛部８０も、図７に示すように、シリンダ４５に形成されるピストンシール溝３８ｃ，３８ｄのうち底部５３側のピストンシール溝３８ｃよりも底部５３とは反対側まで延在しており、その結果、シリンダ本体５８のディスク径方向内方側のシリンダ本体構成部６９のピストンシール溝３８ｃよりもディスク軸方向底部５３側の肉厚が、ディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８のピストンシール溝３８ｃよりもディスク軸方向底部５３側の肉厚よりも、大きくなっている。言い換えれば、シリンダ本体５８の嵌合内径部３８ａのピストンシール溝３８ｃよりもディスク軸方向底部５３側位置の肉厚は、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きく、シリンダ本体５８の大径内径部３８ｂの位置の肉厚も、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きくなっている。また、シリンダ本体５８の嵌合内径部３８ａのピストンシール溝３８ｃよりもディスク軸方向底部５３側の位置は、シリンダ４５の軸方向中央部分となっているため、シリンダ４５の軸方向中央部分の肉厚は、ディスク径方向内方側がディスク径方向外方側よりも大きくなっている。

以上の第２実施形態では、ディスク径方向外方側よりも大きくされるディスク径方向内方側の肉厚は、ディスク２を跨いでシリンダ４５に接続されるブリッジ構成部１５の接続部位からシリンダ４５同士の接続部位である中央連結部７０にかけての広範囲に形成された湾曲形状のなだらかな肉盛部８０を含むシリンダ本体構成部６９の肉厚であるため、ブリッジ部１２で補強されていないディスク径方向内方側の変形をさらに効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質をさらに安定させることができる。

また、第２実施形態では、シリンダ本体５８のディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８の肉厚に対するディスク径方向内方側のリブ７４を含むシリンダ本体構成部６９の肉厚の比率が１．２〜１．８となっているため、ブリッジ部１２で補強されていないディスク径方向内方側の摩擦攪拌接合時の塑性変形を確実に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を確実に安定させることができる。

つまり、ディスクブレーキのキャリパをアルミニウム材（ＡＣ２Ａ材）で、全体重量を９００ｇとして構成したときのディスク径方向外方側のシリンダ本体構成部６８の肉厚を肉厚Ａとし、ディスク径方向内方側のリブ７４を含むシリンダ本体構成部６９の肉厚を肉厚Ｂとして、肉厚Ａが一定（シリンダの耐圧強度の関係で３．２ｍｍとした場合）の条件下で肉厚Ｂを変更した場合の肉厚比Ｂ／Ａ、摩擦攪拌接合後の肉厚Ａの変形、摩擦攪拌接合後の肉厚Ｂの変形、肉厚Ｂの増大による重量増である肉盛量を計測すると以下の「表１」のようになった。

この結果を、肉厚比Ｂ／Ａを横軸にとり、肉厚Ｂの変形量および肉盛量を縦軸にとってプロットした場合の特性線図を図９に示す。接合品質を維持できるとともにシリンダとピストンとの摺動性の観点から肉厚Ｂの変形許容量は０．４１ｍｍ以下が望ましく、また、ディスクブレーキ全体の重量との関係から許容される肉盛量が９ｇ以下であるが望ましい。これらのことから、これらを満たす肉厚比Ｂ／Ａは、１．２〜１．８であることが図９から分かる。つまり、肉厚比Ｂ／Ａが１．２より小さいと、摩擦攪拌接合後の肉厚Ｂの変形が変形許容量の０．４１ｍｍを超えてしまうことになり、シリンダとピストンとのクリアランスの関係から変形許容量の０．４１ｍｍを超えてしまうと、シリンダ部の他の部分が内側に盛り上がるような塑性変形をしてピストンの摺動に悪影響を及ぼすという観点で望ましいものでなくなってしまう。また、肉厚比Ｂ／Ａが１．８より大きいと、肉盛量が許容量９ｇを超えることになって、ディスクブレーキの全体重量である９００ｇの１％を超えてしまうことになる。ここで、ディスクブレーキは車両のばね下に取付けられるもので、全体重量の１％以上の重量増があると車両の運動性能に悪影響を及ぼす可能性がある。このように肉盛量が許容量９ｇを超えることは、車両の運動性能との関係で望ましくないものとなってしまう。なお、肉厚Ａの変形量は０．３３ｍｍで一定で、変形許容量の範囲内に収まっている。

よって、肉厚Ａを一定で肉厚Ｂを変化させた場合において、肉厚比Ｂ／Ａが１．２〜１．８であることが摩擦攪拌接合を行なって製造されるディスクブレーキにおいて有効となる。

このように第２実施形態においては、ディスク径方向外方側の肉厚に対するディスク径方向内方側の肉厚の比率が１．２〜１．８となっているため、ディスクブレーキの重量の増加を最小限にしたうえで、ディスク径方向外方側に比べて変形しやすいディスク径方向内方側の摩擦攪拌接合時の塑性変形を抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

なお、以上の第１，第２実施形態では、対向ピストン型の４ポットキャリパを例にとり説明したが、２ポット、６ポット等の他の対向ピストン型のキャリパにも適用可能であり、ディスクの一面のみに対向してピストンが配置されるフィスト型のキャリパにも適用可能である。また、対向するシリンダ部をつなぐブリッジ部がディスク径方向内側にあるディスクブレーキ（リムオンディスクタイプ等）の場合、上記したリブや肉盛部をシリンダのディスク径方向外側に設けることで、上記と同様の効果が得られる。

上記した各実施形態によれば、ピストンをシリンダのボア内で摺動させて該ピストンによりブレーキパッドをディスクに押圧するディスクブレーキであり、前記シリンダが、底部の蓋部材と、該蓋部材の摩擦攪拌接合により閉塞される開口部を有するシリンダ本体とから構成されるディスクブレーキにおいて、前記シリンダ本体のディスク径方向内方側の肉厚を、ディスク径方向外方側の肉厚よりも大きく形成している。

このため、ディスク径方向外方側に比べて変形しやすいディスク径方向内方側についても、摩擦攪拌接合時に塑性変形し難くなり、よって、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

上記した各実施形態によれば、前記肉厚は、少なくとも前記シリンダに形成されるピストンシール溝から軸方向底部側までの肉厚である。

このため、摩擦攪拌接合される底部側のディスク径方向内方側の変形をより効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質をより安定させることができる。

上記した各実施形態によれば、前記肉厚は、少なくとも前記シリンダの軸方向中央部分から軸方向底部側までの肉厚である。

このため、シリンダのディスク径方向内方側の変形を安定的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質をより安定させることができる。

上記した各実施形態によれば、前記シリンダ本体の前記ディスク径方向内方側には、該ディスク径方向内方側の前記肉厚を構成するリブが設けられ、該リブは、前記ピストンの摺動方向に沿って形成されている

このため、重量増を抑制しつつ、ディスク径方向内方側の変形を効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

上記した各実施形態によれば、前記シリンダは、前記ディスクの周方向に並んで少なくとも２つ設けられ、前記ディスク径方向内方側の前記肉厚は前記ディスクを跨いで前記シリンダに接続されるブリッジ部の接続部位から前記シリンダ同士の接続部位にかけての間の部分の肉厚である。

このため、シリンダが、ディスクの周方向に並んで少なくとも２つ設けられる場合も、ディスク径方向内方側の変形を効果的に抑え、摩擦攪拌接合の接合品質を安定させることができる。

上記した各実施形態によれば、前記シリンダは、前記ディスクの周方向に並んで少なくとも２つ設けられ、前記ディスク径方向内方側の前記肉厚は前記ディスクを跨いで前記シリンダに接続されるブリッジ部の接続部位から前記シリンダ同士の接続部位にかけての間の部分の肉厚であり、前記ディスク径方向内方側の前記肉厚は、前記ブリッジ部の接続部位から前記シリンダ同士の接続部位にかけての間に形成されるリブにより構成され、前記リブは、前記ピストンの摺動方向に沿って形成されている。

１ディスクブレーキ
２ディスク
６ピストン
１２ブリッジ部
３３ブレーキパッド
３８ボア
３８ｃピストンシール溝
４５シリンダ
５３底部
５４蓋部材
５５開口部
５８シリンダ本体
７４リブ

Claims

ピストンをシリンダのボア内で摺動させて該ピストンによりブレーキパッドをディスクに押圧するディスクブレーキであり、前記シリンダが、底部の蓋部材と、該蓋部材の摩擦攪拌接合により閉塞される開口部を有するシリンダ本体とから構成されるディスクブレーキにおいて、
前記シリンダ本体のディスク径方向内方側の肉厚を、ディスク径方向外方側の肉厚よりも大きく形成したことを特徴とするディスクブレーキ。
前記肉厚は、少なくとも前記シリンダに形成されるピストンシール溝から軸方向底部側までの肉厚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。
前記肉厚は、少なくとも前記シリンダの軸方向中央部分から軸方向底部側までの肉厚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。
前記シリンダ本体の前記ディスク径方向内方側には、該ディスク径方向内方側の前記肉厚を構成するリブが設けられ、該リブは、前記ピストンの摺動方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のディスクブレーキ。
前記シリンダは、前記ディスクの周方向に並んで少なくとも２つ設けられ、前記ディスク径方向内方側の前記肉厚は前記ディスクを跨いで前記シリンダに接続されるブリッジ部の接続部位から前記シリンダ同士の接続部位にかけての間の部分の肉厚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。
前記ディスク径方向内方側の前記肉厚は、前記ブリッジ部の接続部位から前記シリンダ同士の接続部位にかけての間に形成されるリブにより構成され、前記リブは、前記ピストンの摺動方向に沿って形成されてい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。