JP2011179676A

JP2011179676A - 車両用ディスクブレーキのピストン構造

Info

Publication number: JP2011179676A
Application number: JP2010047487A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Suzuki; 昌行鈴木; Kazuma Uehara; 和真上原; Genichi Hatagoshi; 弦一波多腰
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】摩擦パッドからピストンに伝わる制動熱を極力ピストンシールに伝達させないようにした車両用ディスクブレーキのピストン構造を提供する。
【解決手段】ピストン５は、シリンダ孔内を摺動する外周側円筒部５ｂと、該外周側円筒部５ｂの内周側に配置され、先端部に形成した突出部５ｄが外周側円筒部５ｂの先端部５ｅよりもディスクロータ側に突出して摩擦パッド４に当接する内周側円筒部５ｃとを備え、内周側円筒部５ｃと外周側円筒部５ｂとの間に空隙部Ｅ１を形成する。空隙部Ｅ１は、制動時に内周側円筒部５ｃの突出部５ｄが摩擦パッド４に当接した状態で、外周側円筒部５ｂがピストンシール６と当接する位置よりもピストン５の底壁５ａ側まで形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ディスクブレーキのピストン構造に関し、詳しくは、キャリパボディに形成したシリンダ孔に内挿され、液圧によって摩擦パッドをディスクロータに向けて押動するピストンの構造に関する。

従来、キャリパボディに形成したシリンダ孔に内挿されるピストンとして、前記シリンダ孔内を摺動する外周側の外周側円筒部と、該外周側円筒部内に挿入され、摩擦パッドを押動する内周側円筒部とを備えると共に、外周側円筒部の先端側内周面に周溝を形成し、該周溝と前記内周側円筒部の先端側外周面との間に空隙部を形成し、該空隙部によって、摩擦パッドから内周側円筒部に伝達される制動熱を、外周側円筒部やシリンダ孔に伝え難くしたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

実開昭６１−１８１１３１号公報

しかし、上述のピストンでは、空隙部はピストンの先端部にのみ形成されており、前記空隙部よりもピストン底壁側の外周側円筒部の内周面と内周側円筒部の外周面とは接触した状態となっていることから、外周側円筒部やシリンダ孔に制動熱が伝わり易く、シリンダ孔に嵌着された、ピストンをロールバックさせるピストンシールにも制動熱が伝わっていた。これにより、ピストンシールが熱膨張し、締め代が変化することにより、ピストンのロールバック量が変化する虞があった。

そこで本発明は、摩擦パッドからピストンに伝わる制動熱を極力ピストンシールに伝達させないようにした車両用ディスクブレーキのピストン構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の車両用ディスクブレーキのピストン構造は、キャリパボディに形成したシリンダ孔にピストンシールを嵌着し、前記シリンダ孔に、摩擦パッドをディスクロータの側面に向けて押動する有底円筒状のピストンを、開口部を前記摩擦パッド側に向けて内挿した車両用ディスクブレーキのピストン構造において、前記ピストンは、前記シリンダ孔内を前記ピストンシールに当接させて摺動する外周側円筒部と、該外周側円筒部の内周側に配置され、先端部が前記外周側円筒部の先端部よりもディスクロータ側に突出して摩擦パッドに当接する内周側円筒部とを備え、該内周側円筒部と前記外周側円筒部との間に空隙部が形成されると共に、該空隙部は、制動時に前記ピストンが前進して前記内周側円筒部が前記摩擦パッドに当接した状態で、前記外周側円筒部が前記ピストンシールと当接する位置よりもピストン底壁側まで形成されることを特徴とし、前記内周側円筒部の先端部に、該先端部の内周側又は外周側に突出する突出部を形成しても良く、前記内周側円筒部の周壁に溝を形成することもできる。

また、前記外周側円筒部と前記内周側円筒部とピストン底壁とを一体に形成することもでき、さらに、前記外周側円筒部とピストン底壁とを有底円筒状に一体形成し、前記内周側円筒部を円筒状に形成する共に、前記ピストン底壁の内面に、前記内周側円筒部の底壁側を嵌合させ、前記外周側円筒部及びピストン底壁と内周側円筒部を一体化させる凹凸嵌合部を設けたものでも良い。

本発明の車両用ディスクブレーキのピストン構造によれば、ピストンを、空隙部を介してシリンダ孔内を摺動する外周側円筒部と摩擦パッドに当接する内周側円筒部との二重構造とし、前記空隙部は、制動時に前記ピストンが前進して前記内周側円筒部が摩擦パッドに当接した状態で、前記外周側円筒部がピストンシールと当接する位置よりもピストン底壁側まで形成されていることから、摩擦パッドに当接する内周側円筒部の先端部から、外周側円筒部がピストンシールと当接する位置までの制動熱の伝達距離を長くすることができ、さらに、空隙部に導入される外気によって、外周側円筒部を冷却することができ、該外周側円筒部に摺接するピストンシールに、制動熱が伝達され難くなる。これにより、ピストンシールが熱膨張することを防止でき、制動解除時に常に安定したロールバック量を確保することができる。

また、内周側円筒部の先端部に、該先端部の内周側又は外周側に突出する突出部を形成したことにより、内周側円筒部が摩擦パッドと当接する面積を大きくすることができると共に強度を確保でき、ピストンの推力を摩擦パッドに良好に伝達でき、安定した制動力を確保することができると共に、内周側円筒部の周壁を薄肉にすることができ、ピストンの軽量化を図ることができる。

さらに、内周側円筒部の周壁に溝を形成することにより、ピストンをさらに軽量化することができる。

また、外周側円筒部と前記内周側円筒部とピストン底壁とを一体に形成することにより、部品点数を増やすことなくピストンを形成することができ、一方、外周側円筒部とピストン底壁とを一体形成し、内周側円筒部を円筒状に形成する共に、前記ピストン底壁の内面に、外周側円筒部及びピストン底壁と内周側円筒部を一体化させる凹凸嵌合部を設けたことにより、内周側円筒部の加工を容易に行うことができ、時間の削減やコストの削減を図ることができる。

本発明の第１形態例を示す車両用ディスクブレーキのピストン構造を示す断面図である。本発明の第２形態例を示すピストンの断面図である。本発明の第３形態例を示すピストンの断面図である。本発明の第４形態例を示すピストンの斜視図である。同じくピストンの断面図である。本発明の第５形態例を示すピストンの斜視図である。同じくピストンの断面図である。

図１は本発明の車両用ディスクブレーキのピストン構造の第１形態例を示す図で、この車両用ディスクブレーキ１は、ディスクロータ２の一側部で車体に取り付けられるキャリパボディ３と、該キャリパボディ３の内部にディスクロータ２を挟んで対向配置される一対の摩擦パッド４，４とから成っている。

該キャリパボディ３は、ディスクロータ２を挟んで対向配置される一対の作用部３ａ，３ａと、ディスクロータ２の外周を跨いで作用部３ａ，３ａを繋ぐブリッジ部３ｂとを備え、該ブリッジ部３ｂには、ディスク半径方向内外に貫通する天井開口部３ｃが形成されている。各作用部３ａ，３ａには、ディスクロータ２側が開口したシリンダ孔３ｄが対向して設けられている。各シリンダ孔３ｄ内には、有底円筒状のピストン５がピストンシール６とダストシール７とを介して収容されており、２ポットのピストン対向型に形成され、各シリンダ孔３ｄの底部と各ピストン５の底壁５ａとの間には、作動液が供給される液圧室８がそれぞれ画成されている。

シリンダ孔３ｄの開口側にそれぞれ配置される各摩擦パッド４は、ディスクロータ２の側面と摺接するライニング４ａと、該ライニング４ａを貼着した裏板４ｂとから成り、裏板４ｂのディスク半径方向外側に突設した吊下げ部４ｃに、前記天井開口部３ｃに架け渡されるハンガーピン９をそれぞれ挿通させることにより、ディスク軸方向へ移動可能に吊持される。また、裏板４ｂの背面には、断熱用のシム板１０が取り付けられている。

ピストン５は、前記底壁５ａと、シリンダ孔３ｄ内を摺動する外周側の外周側円筒部５ｂと、該外周側円筒部５ｂと同軸で、外周側円筒部５ｂよりも小径に形成される内周側円筒部５ｃとが一体に形成され、外周側円筒部５ｂの内周面と内周側円筒部５ｃの外周面との間には空隙部Ｅ１が形成されている。外周側円筒部５ｂの外径は、前記シリンダ孔３ｄの内径よりも僅かに小径に形成され、先端側外周面に前記ダストシール７が摺接し、ピストン軸方向中間位置の外周面に前記ピストンシール６が摺接する。内周側円筒部５ｃの先端は、外周側円筒部５ｂの先端部５ｅよりもディスクロータ側に突出すると共に、外周側に拡開させて突出部５ｄが形成され、該突出部５ｄがシム板１０を介して前記摩擦パッド４の裏板４ｂに当接する。

空隙部Ｅ１は、外周側円筒部５ｂの先端部から、外周側円筒部５ｂがピストンシール６と当接する位置よりも底部側の、底壁５ａの近傍まで形成されている。底壁５ａは、外面外周に、前記外周側円筒部５ｂに連続して反ディスクロータ側に突出する環状凸部５ｆが設けられる。また、底壁５ａの前記環状凸部５ｆの内周側には、環状凹部５ｇが設けられ、さらに、その内周側には、底壁５ａの中央部を球面状に反ディスクロータ側に突出させた球状凸部５ｈが、前記環状凸部５ｆよりも反ディスクロータ側に突出しないように形成されている。

上述のように形成された車両用ディスクブレーキ１では、制動時に液圧室８に作動液が供給されると、ピストン５がシリンダ孔３ｄをディスクロータ方向へ前進し、図１に示されるように、内周側円筒部５ｃの突出部５ｄがシム板１０を介して前記摩擦パッド４の裏板４ｂに当接して摩擦パッド４をディスクロータ側に押圧し、摩擦パッド４のライニング４ａをディスクロータ２の側面に摺接させる。また、外周側円筒部５ｂの先端部５ｅとシム板１０との間には隙間Ｅ２が形成された状態となる。

ライニング４ａとディスクロータ２の側面との摺接により発生する制動熱は、内周側円筒部５ｃの突出部５ｄから内周側円筒部５ｃに伝達されていくが、この時、前記外周側円筒部５ｂの内周面と前記内周側円筒部５ｃの外周面との間に形成される空隙部Ｅ１が、外周側円筒部５ｂの先端部から、底壁５ａの近傍まで形成されていることから、内周側円筒部５ｃの突出部５ｄから外周側円筒部５ｂがピストンシール６やダストシール７と当接する位置までの制動熱の伝達距離を長くすることができ、制動熱をピストンシール６やダストシール７に伝達させ難くすることができる。さらに、外周側円筒部５ｂの先端部５ｅと摩擦パッド４との間には隙間Ｅ２が形成され、該隙間Ｅ２を介して前記空隙部Ｅ１に外気が導入され、外周側円筒部５ｂや内周側円筒部５ｃを始めとしてピストン全体を冷却することから、ピストンシール６が熱膨張することを防止でき、制動解除時に常に安定したロールバック量を確保することができると共に、制動熱によるダストシール７の変形や劣化も防止できる。

また、内周側円筒部５ｃに、外周側に拡開して形成された突出部５ｄを形成したことから、摩擦パッド４との当接面積を大きくすることができ、ピストン５の推力を摩擦パッド４に良好に伝達し、安定した制動力を確保することができると共に、内周側円筒部５ｃに連続する底壁５ａの中央部に球状凸部５ｈを設けたことにより、内周側円筒部５ｃの強度を確保できる。これにより、内周側円筒部５ｃの周壁５ｉを薄肉に形成することが可能となり、ピストン５の軽量化を図ることができ、また、底壁５ａの外面外周に設けた環状凸部５ｆによってピストン５のストロークを確保しながら、環状凹部５ｇによってピストン５をさらに軽量化することができる。

図２乃至図７は、本発明の他の形態例を示すもので、第１形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。図２は、本発明の第２形態例を示し、本形態例の内周側円筒部５ｃは、先端部５ｊに、特に加工を施さないストレートな形状としており、ピストン５の成形コストの低減化を図っている。

図３は、本発明の第３形態例を示し、内周側円筒部５ｃの先端部に、内周側に肉厚となる突出部５ｋを設けている。これにより、摩擦パッド４との当接面積を確保できると共に強度を確保でき、ピストン５の推力を摩擦パッド４に良好に伝達でき、また、内周側円筒部５ｃの周壁５ｉを薄肉にすることができる。

図４及び図５は、本発明の第４形態例を示し、内周側円筒部５ｃの内周壁にピストン軸方向の複数の溝５ｍが形成されている。これにより、さらにピストン５の軽量化を図ることができる。

図６及び図７は、本発明の第５形態例を示すもので、外周側円筒部５ｂとピストン５の底壁５ａとが有底円筒状に一体形成されると共に、前記内周側円筒部５ｃは円筒状に形成される。底壁５ａの内面には、球状凸部５ｈに対応して球状凹部５ｎが形成され、該球状凹部５ｎの外周側に、ピストン開口側に突出するリング状の凸部５ｐ（本発明の凹凸嵌合部）が形成されている。内周側円筒部５ｃは、内径が前記凸部５ｐの外径と同一か僅かに小径に形成され、基端側を凸部５ｐに圧入することにより、底壁５ａに取り付けられ、底壁５ａと外周側円筒部５ｂと内周側円筒部５ｃとが一体化する。本形態例では、内周側円筒部５ｃを底壁５ａ及び外周側円筒部５ｂと別に形成するので、内周側円筒部５ｃの加工を容易に行うことができ、加工性の向上と加工コストの削減を図ることができる。

尚、上述の各形態例は適宜組み合わせが可能で、内周側円筒部の先端部に適宜突出部を設けたり、内周側円筒部に適宜溝を形成することができる。また、突出部は、内周側円筒部の先端部を内周側に折り曲げたり、外周側に肉厚に形成したりすることもできる。さらに、内周側円筒部に形成する溝は、外周壁に設けても良く、外周壁と内周壁の双方に設けることもでき、また、外周壁や内周壁の周方向に形成したり、螺旋形状に形成したりすることもできる。さらに、有底円筒状に一体形成された外周側円筒部と底壁に、内周側円筒部を一体に取り付けるものでは、底壁に凹部を形成し、該凹部に内周側円筒部の基端側を圧入させるものでも良い。

また、本発明は上述の形態例のように対向型のキャリパボディに用いられるピストンに限るものではなく、ピンスライドタイプのキャリパボディに用いられるピストンにも適用することができる。また、ピストンの底壁は、平面状に形成しても差し支えない。さらに、シリンダ孔にダストシールを備えていなくても良く、摩擦パッドにシム板を備えていなくても差し支えない。

１…車両用ディスクブレーキ、２…ディスクロータ、３…キャリパボディ、３ａ…作用部、３ｂ…反作用部、３ｃ…天井開口部、３ｄ…シリンダ孔、４…摩擦パッド、４ａ…ライニング、４ｂ…裏板、４ｃ…吊下げ部、５…ピストン、５ａ…底壁、５ｂ…外周側円筒部、５ｃ…内周側円筒部、５ｄ，５ｋ…突出部、５ｅ，５ｊ…先端部、５ｆ…環状凸部、５ｇ…環状凹部、５ｈ…球状凸部、５ｉ…周壁、５ｍ…溝、５ｎ…球状凹部、５ｐ…凸部、６…ピストンシール、７…ダストシール、８…液圧室、９…ハンガーピン、１０…シム板、Ｅ１…空隙部、Ｅ２…隙間

Claims

キャリパボディに形成したシリンダ孔にピストンシールを嵌着し、前記シリンダ孔に、摩擦パッドをディスクロータの側面に向けて押動する有底円筒状のピストンを、開口部を前記摩擦パッド側に向けて内挿した車両用ディスクブレーキのピストン構造において、前記ピストンは、前記シリンダ孔内を前記ピストンシールに当接させて摺動する外周側円筒部と、該外周側円筒部の内周側に配置され、先端部が前記外周側円筒部の先端部よりもディスクロータ側に突出して摩擦パッドに当接する内周側円筒部とを備え、該内周側円筒部と前記外周側円筒部との間に空隙部が形成されると共に、該空隙部は、制動時に前記ピストンが前進して前記内周側円筒部が前記摩擦パッドに当接した状態で、前記外周側円筒部が前記ピストンシールと当接する位置よりもピストン底壁側まで形成されることを特徴とする車両用ディスクブレーキのピストン構造。
前記内周側円筒部の先端部に、該先端部の内周側又は外周側に突出する突出部を形成したことを特徴とする請求項１記載の車両用ディスクブレーキのピストン構造。
前記内周側円筒部の周壁に溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用ディスクブレーキのピストン構造。
前記外周側円筒部と前記内周側円筒部とピストン底壁とは一体に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１項記載の車両用ディスクブレーキのピストン構造。
前記外周側円筒部とピストン底壁とを有底円筒状に一体形成し、前記内周側円筒部を円筒状に形成する共に、前記ピストン底壁の内面に、前記内周側円筒部の底壁側を嵌合させ、前記外周側円筒部及びピストン底壁と内周側円筒部を一体化させる凹凸嵌合部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の車両用ディスクブレーキのピストン構造。