JP2012167739A

JP2012167739A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP2012167739A
Application number: JP2011029192A
Authority: JP
Inventors: Shinji Suzuki; 伸二鈴木; Kimiyasu Takano; 公靖高野
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】摩擦パッドの裏板の耐久性を向上し、全体としての大型化を抑制することができるディスクブレーキの提供。
【解決手段】キャリア１２の支持部３５に支持される摩擦パッド１３の裏板６２の嵌合部６６が、ディスク軸線方向から見て連続した曲面６７，６８により形成され、キャリア１２の支持部３５に対してディスク半径方向外側に対向する面６７の曲率半径よりも、支持部３５に対してディスク半径方向内側に対向する面６８の曲率半径の方が大きく形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、ディスクブレーキに関する。

ディスクブレーキにおいて、摩擦パッドのキャリアへの嵌合部が、ディスク軸方向から見て曲面となるように形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−２７０５３０号公報

上記のディスクブレーキにおいては、摩擦パッドの裏板の嵌合部の曲率半径が一定となっている。このため、この曲率半径を小さくすると、制動トルクを受けるときに嵌合部の面圧が高くなって耐久性に問題を生じてしまう。また、曲率半径を大きくすると、嵌合部を支持するキャリアの支持部をディスク半径方向に大きくする必要があり、全体として大型化してしまうという問題が生じてしまう。

したがって、本発明は、摩擦パッドの裏板の耐久性を向上し、全体として大型化を抑制す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、嵌合部が、ディスク軸線方向から見て連続した曲面により形成され、キャリアの支持部に対してディスク半径方向外側に対向する面の曲率半径よりも、前記支持部に対してディスク半径方向内側に対向する面の曲率半径の方が大きく形成されている。

本発明によれば、摩擦パッドの裏板の耐久性を向上し、ディスクブレーキの大型化を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを示す正面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを示す平面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを示す図１，図２におけるＡ方向から見た矢視図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのキャリアを示す背面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのキャリアを示す図４のＢ−Ｂ断面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのパッドを示す正面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのパッドを示す背面図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのパッドを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るディスクブレーキのキャリアおよびパッドを示す背面図であって、（ａ）は非制動時を、（ｂ）は制動時を示すものである。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキについて図面を参照して以下に説明する。

図１〜図３に示す本実施形態のディスクブレーキ１０は、自動車等の車両用のもので、図示略の車輪とともに回転するディスク１１を制動することで、車両を制動するものである。なお、以下においては、ディスク１１の半径方向、とくに、ディスクブレーキ１０の回転方向中心とディスク１１とを通過する線上をディスク半径方向と称し、ディスク１１の軸線方向をディスク軸線方向と称し、ディスク１１の回転方向をディスク回転方向と称す。

ディスクブレーキ１０は、キャリア１２と、キャリア１２にディスク軸線方向に摺動可能となるように支持される一対の摩擦パッド１３と、キャリア１２にディスク軸線方向に摺動可能に支持されるキャリパ１４とを備えている。

キャリア１２は、ディスク１１の外径側を跨ぐように配置されて車両の非回転部に固定される。一対の摩擦パッド１３は、ディスク１１の両面に対向配置された状態でディスク回転方向両側がキャリア１２に支持される。つまり、一対の摩擦パッド１３は、ディスク１１の両面側でそれぞれ、キャリア１２に摺動可能に支持される。

キャリパ１４は、ディスク１１の外径側を跨いだ状態でディスク軸線方向に摺動可能となるようにキャリア１２に支持され、一対の摩擦パッド１３をディスク１１に押圧することによりディスク１１に摩擦抵抗を付与して制動する。

キャリア１２は、ディスク１１に対してそのインナ側（車幅方向内側）の面に対向するように配置されるインナビーム部２０と、ディスク１１に対してそのアウタ側（車幅方向外側）の面に対向するように配置されるアウタビーム部２１と、ディスク１１の半径方向外側を超えてこれらインナビーム部２０とアウタビーム部２１とをディスク回転方向両端位置で連結する一対の連結部２２，２２とを有している。

図１および図４に示すように、インナ側のインナビーム部２０は、ディスク回転方向に沿って延在するベース部２５と、ベース部２５のディスク回転方向の両端部からディスク半径方向外側に延出する一対の延出部２６，２６とを有している。一対の延出部２６，２６のベース部２５とは反対側の端部が図２、図３および図５に示す連結部２２，２２に連結されている。図１および図４に示すように、インナ側のインナビーム部２０には、ベース部２５のディスク回転方向の両端の二カ所に取付穴２７，２７が形成されている。キャリア１２は、これら取付穴２７，２７に挿通される締結具によって車両の非回転部に固定される。

図１および図３に示すように、アウタ側のアウタビーム部２０は、ディスク回転方向に沿って延在するビーム部３０と、ビーム部３０のディスク回転方向の両端部からディスク半径方向外側に延出する一対の延出部３１，３１とを有している。一対の延出部３１，３１のビーム部３０とは反対側の端部が図２、図３および図５に示す連結部２２，２２に連結されている。

そして、図４に示すように、インナビーム部２０の一対の延出部２６，２６には、それぞれのディスク半径方向外側に、キャリア１２のディスク回転方向中央位置に向け突出する支持部３５，３５が形成されている。図１に示すように、アウタビーム部２０の一対の延出部３１にも、同様の支持部３５，３５がそれぞれ形成されている。なお、図４に示すように、インナビーム部２０のディスク回転方向両側の支持部３５，３５は互いに鏡面対称の形状をなしており、図１に示すように、アウタビーム部２０のディスク回転方向両側の支持部３５，３５も互いに鏡面対称の形状をなしている。これら支持部３５，３５は、すべて同様の形状をなしている。

図４に示すように、支持部３５，３５は、それぞれ、その突出先端側に、ディスク回転方向に沿って突出方向とは反対側に凹む曲面形状の支持凹面３８と、支持凹面３８のディスク半径方向外側にあって、キャリア１２のディスク回転方向の中央位置を通りディスク半径方向に沿う中央線（以下、キャリア中央線と呼ぶ）と平行な平坦面３９とを有している。これら支持凹面３８および平坦面３９は、ディスク軸線方向に沿っている。

支持凹面３８は、そのディスク半径方向の外側部分が、支持凹面３８の凹み方向とは反対側に曲率中心を有して曲率半径が小さく形成された支持曲面部４０となっており、そのディスク半径方向の内側部分が、支持凹面３８の凹み方向とは反対側に曲率中心を有して支持曲面部４０よりも曲率半径が大きく形成された支持曲面部４１となっていて、これらは連続するように繋がっている。つまり、支持凹面３８は、ディスク軸線方向から見て連続した曲面により形成されている。

上記した四カ所の支持部３５には、ディスク回転方向同側にあってディスク軸線方向に並ぶ二カ所に対し共用となる、合計二つの図１および図２に示すパッドガイド４５が配置される。

図１に示すように、パッドガイド４５は、ディスクの半径方向外側を超えて平坦面３９と平行に配置されるベース板部４６と、ベース板部４６のディスク半径方向外側縁部からディスク半径方向外側に、外側ほどキャリア中央線から離間するように傾斜して延出する傾斜板部４７と、ベース板部４６のディスク軸線方向両側からそれぞれディスク半径方向内方に延出するガイド板部４８とを有している。

ガイド板部４８は、ディスク軸線方向から見て支持凹面３８の支持曲面部４０の全範囲に当接する当接曲板部５０と、ディスク軸方向から見て支持凹面３８の支持曲面部４１の全面に当接する当接曲板部５１と、当接曲板部５１の延長方向に連続するようにさらに延出する延出曲板部５２とを有している。また、ガイド板部４８は、この延出曲板部５２のディスク半径方向内側にあって、延出曲板部５２に対し略平行をなしてディスク回転方向のキャリア中央線とは反対側に若干段状に突出する凹状板部５３と、この凹状板部５３のディスク半径方向内側にあって、凹状板部５３とは反対側に若干段状に突出する凸状板部５４とを有している。ガイド板部４８の当接曲板部５０，５１、延出曲面部５２、凹状板部５３および凸状板部５４は、ディスク軸線方向に沿っている。

摩擦パッド１３は、図６〜図８に示すように、摩擦材６０と、この摩擦材６０が一の貼付面６１側に貼付される裏板６２とからなっている。摩擦パッド１３は、図１に示すように、裏板６２がキャリア１２にパッドガイド４５を介して摺動可能に支持されることになり、裏板６２に固着された摩擦材６０が制動時にディスク１１に当接することになる。摩擦パッド１３は、キャリア１２に支持された状態で、そのディスク回転方向の中央位置を通りディスク半径方向に沿うパッド中央線がキャリア中央線とディスク軸線方向から見て一致する。

裏板６２は、結合材としてフェノール樹脂等の摩擦材６０との接着性の高い合成樹脂を主体として形成された合成樹脂製となっており、摩擦材６０よりも一回り大きく形成されている。また、裏板６２は、ディスク回転方向両側に、外側に突出する形状をなして上記したパッドガイド４５のガイド板部４８に支持される側出部６５，６５が形成されている。

側出部６５，６５は、図９に示すように、ぞれぞれ、キャリア１２の支持凹面３８にパッドガイド４５の当接曲板部５０，５１を介して嵌合する曲面形状の嵌合部６６を有している。つまり、嵌合部６６は、側出部６５のうち、キャリア１２の支持凹部３８と、ディスク半径方向における位置を重ね合わせる範囲となっている。よって、側出部６５のうちで嵌合部６６がキャリア１２の支持部３５に支持されるようになっている。

図６および図７に示すように、嵌合部６６，６６は、それぞれ、そのディスク半径方向の外側に、嵌合部６６の突出方向とは反対側に曲率中心を有して曲率半径（代表的な曲率半径を図７にｒ１で表す）が小さく形成された嵌合曲面部（曲面）６７を有しており、また、嵌合曲面部６７のディスク半径方向の内側に、嵌合部６６の突出方向とは反対側に曲率中心を有して嵌合曲面部６７よりも曲率半径（代表的な曲率半径をｒ２で表す）が大きく形成された嵌合曲面部（曲面）６８を有している。嵌合曲面部６７，６８は、連続するように繋がっている。つまり、嵌合部６６のディスク回転方向外側を形成する嵌合曲面部６７，６８は、ディスク軸線方向から見て連続した曲面により形成されている。

また、側出部６５，６５には、それぞれ、嵌合曲面部６８の嵌合曲面部６７とは反対側に、嵌合曲面部６８と連続するように、嵌合部６６の突出方向とは反対側に曲率中心を有して嵌合曲面部６８と同等の曲率半径を有する延出曲面部６９が形成されている。この延出曲面部６９の嵌合曲面部６８とは反対側にはこれと鈍角をなすように傾斜する平坦面７０が形成されている。これら嵌合曲面部６７，６８、延出曲面部６９および平坦面７０は、ディスク軸方向に沿っている。

以上により、嵌合部６６のディスク回転方向外方に向く全面を構成する嵌合曲面部６７，６８は、全体としてディスク回転方向外方に凸の形状をなしており、この嵌合部６６を含む側出部６５のディスク回転方向外方に向く全面を構成する嵌合曲面部６７，６８、延出曲面部６９および平面部７０も、全体として外方に凸の形状をなしている。言い換えれば、嵌合部６６および側出部６５は、それぞれのディスク回転方向外方に向く全面が、外側に凸状をなしており、内側に凹む凹形状の部分を有していない形状となっている。

裏板６２は、ディスク半径方向内側に平坦面７５が形成されており、この平坦面７５が、側出部６５の平坦面７０の延出曲面部６９とは反対側にはこれと鈍角をなすように繋がっている。また、裏板６２は、ディスク半径方向外側に湾曲面７６が形成されており、この湾曲面７６が、側出部６５の嵌合曲面部６７の嵌合曲面部６８とは反対側に連続するように繋がっている。

摩擦パッド１３の裏板６２が、図９に示すように、パッドガイド４５を介してキャリア１２に支持されると、裏板６２の嵌合部６６は、曲率半径が小さい嵌合曲面部６７が、支持部３５のディスク半径方向外側の曲率半径が小さい支持曲面部４０に対向することになり、曲率半径が大きい嵌合曲面部６８が、支持部３５のディスク半径方向内側の曲率半径が大きい支持曲面部４１に対向することになる。言い換えれば、ディスク軸線方向から見て連続した嵌合曲面部６７，６８により形成される嵌合部６６は、支持部３５に対してディスク半径方向外側に対向する嵌合曲面部６７の曲率半径ｒ１よりも、支持部３５に対してディスク半径方向内側に対向する嵌合曲面部６８の曲率半径ｒ２の方が大きく形成されている。また、摩擦パッド１３の裏板６２の平坦面７０がパッドガイド４５の凸状板部５４に当接する。

図２に示すように、キャリパ１４は、ディスク１１を跨いだ状態でキャリア１２にディスク軸線方向に摺動可能に支持されるキャリパボディ８０と、図１に示すように、ディスク１１の一方の面に対向するようにキャリパボディ８０に摺動可能に支持されるピストン８１と、ディスク１１の他方の面に対向するようにキャリパボディ３７に一体に形成される爪部８２とを有している。図２に示すように、キャリパボディ８０にはディスク回転方向に間隔をあけて一対の摺動ピン８３が取り付けられており、これら摺動ピン８３において、キャリア１２の連結部２２の位置に形成された図４に示すピン穴８４に摺動可能に嵌合することで、キャリパボディ８０がキャリア１２に支持される。キャリパ１４は、ブレーキ液圧により前進するピストン８１と爪部８２とで両側の摩擦パッド１３を挟持しディスク１１に向かって押圧する。これにより、両側の摩擦パッド１３が、これらを支持するパッドガイド４５およびキャリア１２に対してディスク軸線方向に摺動しディスク１１に接触して、摩擦抵抗を発生させ、制動力を発生させる。

ここで、キャリパ１４による押圧前の摩擦パッド１３は、例えば図９（ａ）に示すように、ディスク回転方向両側のパッドガイド４５の凸状板部５４で支持されており、ディスク回転方向両側の嵌合曲面部６７は、それぞれ対向する当接曲板部５０から離間し、ディスク回転方向両側の嵌合曲面部６８も対向する当接曲板部５１から離間している。

車両の前進時に、上記の状態からキャリパ１４により摩擦パッド１３がディスク１１に押圧されると、図９（ｂ）に示すように、摩擦パッド１３にはその中心Ｏに対しディスク回転方向Ｒと同じ向きの回転モーメントＭが生じる。すると、摩擦パッド１３は、このとき生じる主な制動トルクを、ディスク回転方向出口側（図９（ｂ）における右側）において、曲率半径の大きい嵌合曲面部６８で当接曲板部５１を介して支持曲面部４１に伝達することになる。これに対し、ディスク回転方向出口側の曲率半径の小さい嵌合曲面部６７が、当接曲板部５０を介して支持曲面部４０に伝達する制動トルクは小さい。また、このとき、ディスク回転方向入口側（図９（ｂ）における左側）において、曲率半径の小さい嵌合曲面部６７が当接曲板部５０に当接しており、支持曲面部４０に制動トルクを伝達するが、上記した主な制動トルクに対して極端に小さいものとなっている。さらに、このとき、ディスク回転方向入口側において、曲率半径の大きい嵌合曲面部６８は、当接曲板部５１から離間しており、支持曲面部４１に制動トルクを伝達することはない。

以上に述べた本実施形態のディスクブレーキ１１によれば、キャリア１２の支持部３５に嵌合される裏板６２の嵌合部６６が、ディスク軸線方向から見て連続した嵌合曲面部６７，６８により形成されており、しかも、主な制動トルクを受ける、支持部３５に対してディスク半径方向内側に対向する嵌合曲面部６８の曲率半径が、外側に対向する嵌合曲面部６７よりも大きく形成されている。このため、応力集中を防ぐとともに、制動トルクを主に受ける嵌合曲面部６８の面圧を低くすることができて、圧痕等の発生を効果的に防ぐことができる。また、受ける制動トルクが小さい、支持部３５に対してディスク半径方向外側に対向する嵌合曲面部６７の曲率半径が小さく形成されているため、嵌合部６６を支持するキャリア１２の支持部３５のディスク半径方向の大型化を抑制できる。したがって、摩擦パッド１３の裏板６２の耐久性を向上し、ディスクブレーキ全体として大型化を抑制することができる。

また、裏板６２が比較的圧痕等を生じやすい合成樹脂製であるため、上記効果が一層顕著となる。

なお、裏板６２が金属製であっても、比較的圧痕等を生じやすいアルミニウム製とした場合も、上記効果が一層顕著となる。

１０ディスクブレーキ
１１ディスク
１２キャリア
１３摩擦パッド
１４キャリパ
３５支持部
６０摩擦材
６２裏板
６６嵌合部
６７嵌合曲面部（曲面，支持部に対してディスク半径方向外側に対向する面）
６８嵌合曲面部（曲面，支持部に対してディスク半径方向内側に対向する面）

Claims

ディスクの両面側でキャリアに摺動可能に支持されキャリパにより前記ディスクに押圧される摩擦パッドを備え、該摩擦パッドが前記ディスクに当接する摩擦材と、該摩擦材が貼付され曲面形状の嵌合部により前記キャリアの支持部に支持される裏板とを有するディスクブレーキにおいて、
前記嵌合部は、
ディスク軸線方向から見て連続した曲面により形成され、
前記支持部に対してディスク半径方向外側に対向する面の曲率半径よりも、前記支持部に対してディスク半径方向内側に対向する面の曲率半径の方が大きく形成されていることを特徴とするディスクブレーキ。
前記裏板を合成樹脂製としたことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。