JP4258899B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキに係り、特に車両等の制動に用いられて好適なディスクブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両の制動装置としてディスクブレーキが用いられるが、このディスクブレーキは、車輪と一体的に回転するディスクロータの両側に配置される一対の摩擦パッドと、該一対の摩擦パッドをディスクロータ軸方向に摺動可能に支持し、車体の非回転部分に固定されるキャリアと、該キャリアによってディスクロータ軸方向に移動可能に支持され、内部にピストンを有するキャリパとを有し、ブレーキペダルが操作されたときには、前記一対の摩擦パッドを、前記キャリパによってそれぞれディスクロータに押しつけ、これにより、回転するディスクロータに制動力を与えるものである。
【０００３】
ところで、上述のようなディスクブレーキにおいては、摩擦パッドをディスクロータに押しつけ作動させると、ディスクブレーキから鳴き音が生じることがある。
【０００４】
そして、このブレーキ鳴き音は、耳障りであり不快感を与えるため、その抑制が求められている。
【０００５】
ところで、このブレーキ鳴き音は、摩擦パッドをディスクロータに押しつけ作動させたときに、摩擦パッドとディスクロータとの摩擦に起因してディスクブレーキの各部が振動することによって種々発生することが知られおり、特にキャリアは、ディスクロータの両側に配置された一対の摩擦パッドをディスクロータ軸方向に摺動可能に支持した上で車体の非回転部分に固定されるための特殊形状になっていることから、固定端としての車体固定側の部分に対して自由端側になっている車体外側の部分が振動しやすいことが知られている。
【０００６】
そこで、従来は、予め設計段階から、このキャリアの形状自体を、摩擦パッドをディスクロータに押しつけ作動させたときでも振動しにくい形状に構成していた。
【０００７】
すなわち、従来のディスクブレーキでは、当該キャリアが固定される車体側の仕様、摩擦パッドが押し付けられるディスクロータの仕様、およびキャリアにトルクを及ぼす摩擦パッドの仕様等が異なれば、キャリアにおける振動する部位や振動の大きさも異なり、ひいてはブレーキ鳴き音も異なってくることから、予め設計段階で、これら仕様等に合わせて振動が発生しやすい部位や振動の大きさを見直し、当該振動が発生しやすい部位について適宜質量の増加（肉盛り）をはかっておくことにより、キャリアの形状を摩擦パッドをディスクロータに押しつけ作動させたときでも振動しにくい形状にしていた。
【０００８】
さらに、ディスクブレーキの振動は上述したように摩擦パッドとディスクロータとの摩擦に起因することから、右輪用と左輪用とではディスクブレーキに対するディスクロータの回入・回出方向が逆になるので、振動が発生しやすいと考えられるキャリアの部位も右輪用と左輪用とで対称になるため、キャリアの形状も同様に右輪用と左輪用とで対称形状にしなければならなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のディスクブレーキにおいては、キャリアは鋳造又はプレスによって製作されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、車両の非回転部に固定され、車輪と一体に回転するディスクロータの外周側を跨ぐように設けられたキャリアと、前記ディスクロータの両側に配置されかつ前記ディスクロータの軸方向に移動自在に前記キャリアにより支持された一対の摩擦パッドと、前記ディスクロータの外周側を跨ぐように設けられて前記一対の摩擦パッドを前記ディスクロータの両面に押圧するキャリパとを備えてなり、前記キャリアが、車両の非回転部に固定されるための取付孔を有する連結部と、該連結部の両端に接続され前記ディスクロータの内周側から外周側に延びる一対のインナ脚部と、該インナ脚部に接続され前記ディスクロータの外周側を跨ぐ一対の腕部と、該腕部に接続され前記インナ脚部に前記ディスクロータを挟んで対向する一対のアウタ脚部とからなる車両用ディスクブレーキにおいて、前記キャリアの前記アウタ脚部上には錘取付部を形成し、該錘取付部には錘が圧入されることで取付けられることを特徴とする。
【００１１】
また、前記錘取付部は前記キャリアの前記アウタ脚部上に所定の対称関係を持って複数形成され、該複数の錘取付部のうち少なくとも１つに錘が取付られたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記錘取付部は前記キャリア上に所定の対称関係を持って複数形成され、該複数の錘取付部のうち少なくとも１つに錘が取付られたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１ないし図２を用いて説明する。
【００１４】
図中、Ａは本発明の実施形態のディスクブレーキであり、図１、図２に示す線Ｃ−Ｃ、Ｃ’−Ｃ’は実質的に左右対称なディスクブレーキＡの対称軸線を示している。
【００１５】
１は後述する作用部側摩擦パッド及び反作用部側摩擦パッドを支持するキャリアであり、該キャリア１は、ＦＣＤ鋳物により形成されており、車輪と一体に回転するディスクロータ７の車体内側（インナ側）にディスクロータ７周方向に一定の間隔を空けて配置され、ディスクロータ７内周側から外周側に延びる一対のインナ脚部１Ｃ、１Ｄと、インナ脚部１Ｃ、１Ｄそれぞれに対応させてディスクロータ７を挟んで車体外側（アウタ側）にディスクロータ７周方向に一定の間隔を空けて配置され、ディスクロータ７内周側から外周側に延びる一対のアウタ脚部１Ｎ、１Ｔを有する。
【００１６】
そして、ディスクロータ７の周方向に係り、一方のインナ脚部１Ｃと一方のアウタ脚部１Ｎとは、それぞれの外周側の端部側同士が、ディスクロータ７外周側を跨ぐ腕部１Ａにより一体に接続されており、また、他方のインナ脚部１Ｄと他方のアウタ脚部１Ｔも、それぞれの外周側の端部側同士が、ディスクロータ７外周側を跨ぐ腕部１Ｂにより一体に接続されている。
【００１７】
そして、一方のインナ脚部１Ｃと他方のインナ脚部１Ｄとは、それぞれのディスクロータ７内周側の端部側同士が、ディスクロータ７周方向に延びる連結部１Ｅにより一体に接続されており、また、一方のアウタ脚部１Ｎと他方のアウタ脚部１Ｔとは、それぞれのディスクロータ７内周側の端部側同士が、ディスクロータ７周方向に延びるアウタ連結部１Ｆにより一体に接続されている。
【００１８】
連結部１Ｅには長手方向中央から左右に均等に離間した位置に２箇所の取付孔１Ｇが設けられており、キャリア１はボルト等により該取付孔１Ｇを挿通されて図示しない車両の非回転部分に固着されるようになっている。
【００１９】
前記腕部１Ａ、１Ｂには、それぞれディスクロータ７軸方向に沿ってインナ側からアウタ側へ延びる有底のガイド孔１Ｈ、１Ｉが形成されており、該ガイド孔１Ｈ、１Ｉはインナ側のそれぞれの開口部からキャリパ３に設けられたピン２Ａ、２Ｂがそれぞれ摺動可能に挿通されるようになっている。
【００２０】
キャリパ３は、キャリア１と同様、ＦＣＤ鋳物で形成されており、ディスクロータ７のインナ側に配置されたシリンダ部３Ｃと、ディスクロータ７のアウタ側に配置された爪部３Ａと、ディスクロータ７の外周を跨ぐ形でシリンダ部３Ｃと爪部３Ａとを一体的に連結するディスクパス部３Ｄとから大略構成されている。キャリパ３のシリンダ部３Ｃは、ディスクロータ７側に開口したシリンダ１０と該シリンダ１０内に設けられたピストン１１とからなるアクチュエータを備え、該ピストン１１とディスクロータ７との間に配置され、前記キャリア１の一対のインナ脚部１Ｃ、１Ｄによりディスクロータ７の軸方向に摺動可能に支持されている作用部側摩擦パッド６を、外部から供給される液圧に基づいて該シリンダ１０内を可動するピストン１１で押圧する構成となっている。
【００２１】
これに対し、キャリパ３の爪部３Ａは、ディスクロータ７のアウタ側にディスクロータ７の径方向外周側から内周側に延びるように形成され、該爪部３Ａとディスクロータ７のアウタ側との間には、前記キャリア１の一対のアウタ脚部１Ｎ、１Ｔにディスクロータ７の軸方向に摺動可能に支持されて配置されている反作用部側摩擦パッド５が配置されている。
【００２２】
そして、前記キャリパ３のシリンダ部３Ｃのディスクロータ７周方向の両側には、一対の腕部３Ｅ、３Ｆを有し、該一対の腕部は前述のピン２Ａ、２Ｂのインナ側の一端にボルト等で固着されている。
【００２３】
すなわち、キャリパ３はピン２Ａ、２Ｂを介して、キャリア１にディスクロータ７の軸方向に移動可能に支持されている。
【００２４】
なお、ピン２Ａ、２Ｂのガイド孔１Ｈ、１Ｉとの摺動部分のうち、ガイド孔１Ｈ、１Ｉから露出する部分は、ゴムブーツ２Ｃ、２Ｄにより覆われ、ピン２Ａ、２Ｂとガイド孔１Ｈ、１Ｉとの摺動部分に異物が侵入するのを防止している。
【００２５】
キャリア１の腕部１Ａ、１Ｂのそれぞれのアウタ脚部１Ｎ、１Ｔとの接続部１Ｐ、１Ｑには、錘を圧入するための円筒状の凹部１Ｊ、１Ｋ（錘取付部）が設けられている。
【００２６】
また、キャリア１の一方のアウタ脚部１Ｎとアウタ連結部１Ｆとの接続部１Ｒには、錘を圧入するための円筒状の凹部１Ｌ（錘取付部）が設けられており、他方のアウタ脚部１Ｔとアウタ連結部１Ｆとの接続部１Ｓには、錘を圧入するための円筒状の凹部１Ｍ（錘取付部）が設けられている。
【００２７】
前記の４つの凹部の径は同一となっている。ここで、凹部１Ｊと１Ｋとは対称軸線Ｃ−Ｃ及びＣ’−Ｃ’を挟んで実質的に対称の位置にあり、凹部１Ｌと１Ｍとは対称軸線Ｃ−Ｃ及びＣ’−Ｃ’を挟んで実質的に対称の位置にある。
【００２８】
そして、前記の４つの凹部のうち、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌには、一端側に円柱状の凸部を同心に有する円柱状の錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃが、該凸部をそれぞれ凹部１Ｊ、１Ｋ、１Ｌに圧入して取り付けられている。
【００２９】
各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃの円柱状の凸部の径は同一であり、凹部１Ｊ、１Ｋ、１Ｌの円筒状の凹部の径より若干大きく作られているため、各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃの凸部がそれぞれ凹部１Ｊ、１Ｋ、１Ｌに圧入されることで、各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃはキャリア１に固着している。なお、前述した通り、４つの凹部１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍの円筒状の凹部の径は同一となっているため、各錘は前記４つの凹部のいずれに圧入することも可能となっている。
【００３０】
各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、キャリア１を形成している材料であるＦＣＤ鋳物よりも密度の高い物質、例えばスチールや鉛合金で形成されていて、各錘はそれぞれの径を異ならせることにより、解析により求められたキャリア１の振動を抑制するのに効果的な質量に調整されていて、ここでは例えば２．４ＫＨｚ〜２．５ＫＨｚ近辺の振動を抑える効果を狙って、錘４Ａは１０ｇ、錘４Ｂは２０ｇ、錘４Ｃは１５ｇに調整されている。
【００３１】
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態のディスクブレーキの作用について説明する。
【００３２】
運転者がブレーキペダルを操作すると、外部からキャリパ３内部のシリンダ１０に作動油が送り込まれ、油圧が発生する。
【００３３】
この油圧により、キャリパ３内部のピストン１１が前進し、ピストン１１に当接している作用部側摩擦パッド６をディスクロータ７に押圧するが、このピストン１１が作用部側摩擦パッド６をディスクロータ７に押圧した反力により、キャリパ３はそのシリンダ１０側がディスクロータ７から離間する方向へ摺動する。
【００３４】
すると、キャリパ３の爪部３Ａが反作用部側摩擦パッド５をディスクロータ７に押圧する。
【００３５】
このようにして、作用部側摩擦パッド６と反作用部側摩擦パッド５とが対になってディスクロータ７を両側から挟圧することにより車輪に制動が行われる。
【００３６】
ここで、ディスクブレーキＡは車両の右輪に取付けられており、車両前進時には図１及び図２の向かって左側からディスクロータがディスクブレーキＡに回入している。
【００３７】
制動時には、摩擦パッド５、６とディスクロータ７との間で発生する摩擦振動が、摩擦パッド５、６を支持するキャリア１に伝達されるが、キャリア１の連結部１Ｅが車体に固着されているため、キャリア１のインナ側では振動が発生しにくい。
【００３８】
しかし、キャリア１のアウタ側である一対の腕部１Ａ、１Ｂと一対のアウタ脚部１Ｎ、１Ｔとのそれぞれの接続部１Ｐ、１Ｑと、一対のアウタ脚部１Ｎ、１Ｔとアウタ連結部１Ｆとの接続部１Ｒ、１Ｓは、車体に固着された部位である連結部１Ｅから離れているため、振動が発生しやすい。
【００３９】
ここで、ディスクブレーキＡは車両の右輪に取付けられていて、本実施の形態で抑制しようとしている２．４〜２．５ＫＨｚの振動は、接続部のうち１Ｐ、１Ｑ、１Ｒの３点において発生しやすいことが解析によりわかっている。
【００４０】
ところが、本実施形態のディスクブレーキでは、接続部のうち、１Ｐ、１Ｑ、１Ｒに、それぞれキャリア１の振動を抑えるのに最適な質量の錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃを取り付けることによって、キャリア１に振動が発生するのを抑制でき、このため、ブレーキ鳴きを防止できる。
【００４１】
本実施形態においては、錘取付部１Ｊ、１Ｋは、腕部１Ａ、１Ｂとアウタ脚部１Ｎ、１Ｔとの接続部１Ｐ、１Ｑに、錘取付部１Ｌ、１Ｍは、アウタ脚部１Ｎ、１Ｔとアウタ連結部１Ｆとのそれぞれ接続部１Ｒ、１Ｓに形成したので、各錘取付部１Ｊ、１Ｋ及び１Ｌ、１Ｍは、腕部１Ａ、１Ｂについての自由端側及びアウタ脚部１Ｎ、１Ｔの自由端側にそれぞれ位置しているので、それぞれ錘の質量が腕部１Ａ、１Ｂ及びアウタ脚部１Ｎ、１Ｔの振動（腕部１Ａ、１Ｂ及びアウタ脚部１Ｎ、１Ｔの車両固着部分すなわち連結部１Ｅに対する振動）を効果的に抑制することができる。
【００４２】
ここで、各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、ＦＣＤ鋳物よりも密度の高い物質で形成され、小さい体積で充分な質量の錘となっており、また、各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃの一部分である円柱状の凸部がキャリア１に設けられた凹部に圧入されることにより、各錘４Ａ、４Ｂ、４Ｃがキャリア１に取り付けられた状態でも、錘取付によるディスクブレーキＡの体積増加は少なく抑えられ、ディスクブレーキＡは、図示しないホイールと干渉することなく、当該ホイール内に取り付けることができる。
【００４３】
そして、本実施形態のディスクブレーキＡは、錘取付部である凹部１Ｊと１Ｋとが対称軸線Ｃ−Ｃ及びＣ’−Ｃ’を挟んで対称の位置にあり、また錘取付部である凹部１Ｌと１Ｍとが対称軸線Ｃ−Ｃ及びＣ’−Ｃ’を挟んで対称の位置にあるため、ディスクブレーキＡが車両の左輪に取付けられる場合には、錘４Ａを凹部１Ｋに、錘４Ｂを凹部１Ｊに、錘４Ｃを凹部１Ｍに取り付けることで、同じキャリアで車両の左輪への取付に最適な質量の錘が付加されたディスクブレーキとすることができる。
【００４４】
また、異なる車種に取付ける場合には、各錘を適当な重さの錘に変えることで、同じキャリアで該異なる車種への取付に最適な質量の錘が付加されたディスクブレーキとすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、錘は円筒形とし、錘を付加する部位を、キャリア１の腕部１Ａ、１Ｂのそれぞれの他端と、キャリア１のアウタ連結部１Ｆの前進時ディスクロータ回入側端の３箇所とし、各錘の質量を、錘４Ａは１０ｇ、錘４Ｂは２０ｇ、錘４Ｃは１５ｇとしているが、これに限るものではなく、錘の形状、錘を付加する位置、その数、各錘の質量とも、適宜変えることができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、キャリア１の構成材料よりも密度の高い物質で錘を構成したが、ホイール内でのディスクブレーキの車体への取付に障害がなければ、キャリア１の構成材料と同等または密度の低い材料でもよい。
【００４７】
また、本実施形態においては、キャリア１側に凹部を設け、錘に凸部を設けているが、これに限るものではなく、凹と凸を逆にしてもよい。
【００４８】
また、キャリア１の凹部１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍを相当量大きく深く設け、各錘を径が等しく高さが変わることで重さが変えられるようにして、錘全体が凹部に圧入されるようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施形態においては、錘の付加方法を、凸部の凹部への圧入としているが、これに限るものではなく、螺合、かしめ、接着、溶接等でもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、キャリアおよびキャリパは鋳造により形成されているが、これに限るものではなく、プレスや削り出しによるものでもよく、また他の形成方法でもよい。
【００５１】
【発明の効果】
上記のように、本発明によれば、本来のブレーキ性能に関してキャリアの構成を共用できるディスクブレーキであれば、車種が違うために、鳴きの発生の有無や周波数等の鳴き特性が異なるために、一の質量を付加する位置に付加する質量の大きさが異なる場合であっても、前記錘取付位置に取付ける錘の質量を変えることによって、１つの鋳型で形成されるキャリアで、最適な質量を付加することができ、キャリアの振動を抑制できる。
【００５２】
また、前記のディスクブレーキにおいて、前記錘取付部は前記キャリアの前記アウタ脚部上に所定の対称関係を持って複数形成され、該複数の錘取付部のうち少なくとも１つに錘が取付られたことを特徴とすることにより、勝手違い等によって振動の発生状況が異なる場合であっても、前記複数の錘取付部に取付ける錘を所定の対称の位置に変えることによって、１つの鋳型で形成されるキャリアで、各部に最適な質量を付加することができ、効率よく振動を抑制できる。
【００５３】
従って、本来のブレーキ性能に関してキャリア及びキャリパの構成を共用できるディスクブレーキであれば、鳴き発生の有無やその周波数などの鳴き特性が異なる場合でも、キャリアの鋳型が１つで済み、製造コストの低減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のディスクブレーキを上から見た図であり、一部カット図としてある。
【図２】本発明の実施形態のディスクブレーキをアウタ側から見た図であり、ディスクロータは図示省略している。
【符号の説明】
Ａ ディスクブレーキ
Ｃ−Ｃ 対称軸線
Ｃ’−Ｃ’ 対称軸線
１ キャリア
１Ａ、１Ｂ 腕部
１Ｃ、１Ｄ インナ脚部
１Ｅ 連結部
１Ｆ アウタ連結部
１Ｇ 取付孔
１Ｈ、１Ｉ ガイド孔
１Ｊ、１Ｋ 凹部
１Ｌ、１Ｍ 凹部
１Ｎ、１Ｔ アウタ脚部
１Ｐ、１Ｑ 接続部
１Ｒ、１Ｓ 接続部
２Ａ、２Ｂ ピン
２Ｃ、２Ｄ ゴムブーツ
３ キャリパ
３Ａ 爪部
３Ｃ シリンダ部
３Ｄ ディスクパス部
３Ｅ、３Ｆ 腕部
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 錘
５ 反作用部側摩擦パッド
６ 作用部側摩擦パッド
７ ディスクロータ
１０ シリンダ
１１ ピストン

Claims (2)

1. 車両の非回転部に固定され、車輪と一体に回転するディスクロータの外周側を跨ぐように設けられたキャリアと、前記ディスクロータの両側に配置されかつ前記ディスクロータの軸方向に移動自在に前記キャリアにより支持された一対の摩擦パッドと、前記ディスクロータの外周側を跨ぐように設けられて前記一対の摩擦パッドを前記ディスクロータの両面に押圧するキャリパとを備えてなり、前記キャリアが、車両の非回転部に固定されるための取付孔を有する連結部と、該連結部の両端に接続され前記ディスクロータの内周側から外周側に延びる一対のインナ脚部と、該インナ脚部に接続され前記ディスクロータの外周側を跨ぐ一対の腕部と、該腕部に接続され前記インナ脚部に前記ディスクロータを挟んで対向する一対のアウタ脚部とからなる車両用ディスクブレーキにおいて、前記キャリアの前記アウタ脚部上には錘取付部を形成し、該錘取付部には錘が圧入されることで取付けられることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記錘取付部は前記キャリアの前記アウタ脚部上に所定の対称関係を持って複数形成され、該複数の錘取付部のうち少なくとも１つに錘が取付られたことを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。

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