JP4741692B2

JP4741692B2 - 対向ピストン型キャリパボディ

Info

Publication number: JP4741692B2
Application number: JP2009148729A
Authority: JP
Inventors: 則彦林; 明彦小池; 洋生川上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: JP2011007219A; US20100320038A1; CN101929513A

Description

本発明は、ディスクロータの両側に配置される一対の作用部にそれぞれピストンを内挿するシリンダ孔が形成された対向ピストン型キャリパボディに関する。

四輪自動車等の車両には、キャリパボディに設けたピストンの押圧作用下に、車輪と一体に回転するディスクロータをパッドで挟持する機構を採用したブレーキキャリパを有するディスクブレーキ装置が搭載されている。通常、ブレーキキャリパは、ブリッジ部で連結した一対の作用部でディスクロータを挟むようにして配置され、作用部に配設した液圧駆動ピストンでパッドを押圧する機構からなる。

このようなブレーキキャリパとしては、一方側の作用部にのみピストンを配置し、他方側の作用部を前記ピストンの駆動による反力で引き寄せるフローティング型（コレットタイプ）が一般的であるが、さらなる制動力の向上等を目的として、両側の作用部にそれぞれピストンを配置する対向ピストン型も実用化されている。

特許文献１には、キャリパボディを２分割で成型すると共に、両ボディをボルトで結合し、結合した両作用部にそれぞれ２つのピストンを並列した対向ピストン型ディスクブレーキが記載されている。

特許第２８６１２１７号公報

上記特許文献１に記載の従来技術では、２分割で成型したキャリパボディをボルトで結合する構成であり、部品点数が多い。また、その組立過程では、例えば、両キャリパボディをボルト止めした後、ブレーキパッドを配置するための隙間から合計４本のピストンを作用部に形成したシリンダ孔に配設する必要がり、該ピストンの組み付け性が悪い。さらに、各キャリパボディにピストン内挿用のシリンダ孔を切削加工する際、キャリパボディが２分割形状であることから、一般的なフローティング型の切削装置や治具等をそのまま転用することが難しく、切削加工の作業効率も低い。

本発明は上記従来の課題を考慮してなされたものであり、部品点数を削減することができ、さらに製造効率を向上させることができる対向ピストン型キャリパボディを提供することを目的とする。

本発明に係る対向ピストン型キャリパボディは、ディスクロータの両側に配置される一対の作用部と、前記両作用部を連結するブリッジ部と、前記両作用部にそれぞれ１以上ずつ形成され、ピストンが内挿されるシリンダ孔とを備える対向ピストン型キャリパボディであって、前記シリンダ孔は、前記両作用部にて軸方向に重ならないように形成され、一方側の前記作用部側の前記シリンダ孔に対向する他方側の前記作用部に、貫通孔を設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、両作用部にて軸方向に重ならないように各シリンダ孔が設けられると共に、各シリンダ孔に対向する作用部に貫通孔を設けたことにより、例えば、当該対向ピストン型キャリパボディの鋳造時、各シリンダ孔を成型する金型を各貫通孔を介して配置することができる。このため、キャリパボディを２分割で成型する必要がなく、部品点数を削減することができる。さらに、２分割されたキャリパボディ同士を結合する工程も省略することができ、製造効率も向上する。しかも、各貫通孔を利用して各シリンダ孔の切削加工を容易に行うことができると共に、各貫通孔を利用して各ピストンをシリンダ孔に組み付けることができ、切削作業や組立作業の効率を向上させることができる。

この場合、前記両作用部に設けるシリンダ孔の数を異ならせ、一方側の前記シリンダ孔の総断面積と、他方側の前記シリンダ孔の総断面積とを同一にすると、前記貫通孔を設けながらも、両側のピストンによる加圧バランスを略均等にすることが可能となる。

また、前記各シリンダ孔を連通する液圧パイプが、前記両作用部及び前記ブリッジ部に渡って鋳込まれて一体に成型されると、キャリパボディの成型後に液圧経路を加工する等の工程が不要となり、製造効率を向上させることができる。さらに、キャリパボディを２分割で成型した場合に必要な液圧パイプの連結部をなくすことができ、液圧パイプでの液漏れ等を可及的に抑制することができる。

本発明によれば、ディスクロータの両側に配置される両作用部に、軸方向に重ならないように各シリンダ孔が設けられると共に、各シリンダ孔に対向する作用部に貫通孔を設けることにより、例えば、当該対向ピストン型キャリパボディの鋳造時、各シリンダ孔を成型する金型を各貫通孔を介して配置することができる。このため、キャリパボディを２分割で成型する必要がなく、部品点数を削減することができる。さらに、２分割されたキャリパボディ同士を結合する工程も省略することができ、製造効率も向上する。

本発明の一実施形態に係る対向ピストン型キャリパボディを適用したブレーキキャリパの斜視図である。図１に示すブレーキキャリパの分解斜視図である。図１に示すブレーキキャリパの液圧系統を示す斜視図である。図１に示す対向ピストン型キャリパボディの製造方法の一例を示す説明図である。図１に示す対向ピストン型キャリパボディを備えるブレーキキャリパを車体に取り付けた状態の模式説明図である。

以下、本発明に係る対向ピストン型キャリパボディについて、該対向ピストン型キャリパボディを適用したブレーキキャリパとの関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る対向ピストン型キャリパボディ１０を適用したブレーキキャリパ１２の斜視図であり、図２は、図１に示すブレーキキャリパ１２の分解斜視図である。また、図３は、図１に示すブレーキキャリパ１２の液圧系統を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、ブレーキキャリパ１２は、自動車等の車輪と共に回転するディスクロータを挟持して制動する制動機構であり、対向ピストン型キャリパボディ１０（以下、「キャリパボディ１０」ともいう）と、該キャリパボディ１０内に配置される一対のブレーキパッド１４ａ、１４ｂと、該ブレーキパッド１４ａ、１４ｂをディスクロータ１６（図５参照）に押し付ける複数（本実施形態では３個）のピストン１８ａ〜１８ｃとを備える。

キャリパボディ１０は、ディスクロータ１６の両側にそれぞれ配置される一対の作用部２４ａ、２４ｂと、両作用部２４ａ、２４ｂの長手方向両端をそれぞれ連結する一対のブリッジ部２６ａ、２６ｂとを有し、これら作用部２４ａ、２４ｂ及びブリッジ部２６ａ、２６ｂが、例えば鋳造により一体的に成型される。

図２及び図３に示すように、一方側の作用部２４ａに配設されるピストン１８ａは、他方側の作用部２４ｂに配設される２個のピストン１８ｂ、１８ｃより大径となっている。一方側の作用部２４ａには大径のピストン１８ａが内挿される大径のシリンダ孔２８ａが形成され、他方側の作用部２４ｂには小径のピストン１８ｂ、１８ｃがそれぞれ内挿される一対の小径のシリンダ孔２８ｂ、２８ｃが形成されている。

これらシリンダ孔２８ａ〜２８ｃは、両作用部２４ａ、２４ｂの対向方向に沿った軸方向が互いに重ならないように配置されると共に（図４も参照）、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに対向する各作用部２４ａ、２４ｂには、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃと同径又は多少大径の貫通孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃが形成されている。大径の貫通孔３０ａはシリンダ孔２８ａの同軸上で反対側の作用部２４ｂに形成されており、同様に、小径の貫通孔３０ｂ、３０ｃはシリンダ孔２８ｂ、２８ｃの同軸上で反対側の作用部２４ａに形成されている。

図３に示すように、キャリパボディ１０には、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに連通した液圧パイプ３２が、作用部２４ａ、２４ｂ及びブリッジ部２６ａに渡って埋め込まれている。液圧パイプ３２は、図示しないマスタシリンダ等から一端側の入口３２ａに供給されるブレーキフルード等の液圧（油圧）を、シリンダ孔２８ａ〜２８ｃ内（ピストン１８ａ〜１８ｃの背圧側）に付与する経路である。図３中の参照符号３２ｂは、液圧パイプ３２の入口３２ａと反対側の端部を塞ぐ封止部である。

図１及び図２に示すように、ブレーキパッド１４ａ、１４ｂは、作用部２４ａ、２４ｂ及びブリッジ部２６ａ、２６ｂで囲まれたキャリパボディ１０中央の開口３６内に配置される。すなわち、開口３６は、ディスクロータ１６が挿入されて回転する部分である（図５参照）。

ブレーキパッド１４ａ、１４ｂは、作用部２４ａ、２４ｂに形成された一対の取付孔３８ａ、３８ａ及び３８ｂ、３８ｂに嵌挿される一対のピン４０、４０により、各取付孔４２ａ、４２ａ及び４２ｂ、４２ｂを介してキャリパボディ１０に固定される。取付孔３８ａ、３８ｂは、作用部２４ａ、２４ｂの図２中で上方にそれぞれ同軸上に並設されており、取付孔４２ａ、４２ｂも図２中でブレーキパッド１４ａ、１４ｂの上方に並設されている。さらに、各ブレーキパッド１４ａ、１４ｂは、その上部とピン４０との間に介装される板ばね状のリテーナ（パッド押さえ部材）４４によって開口３６内で支持される。

従って、一方側のブレーキパッド１４ａは作用部２４ａの内面に配置されて大径のピストン１８ａで押圧され、他方側のブレーキパッド１４ｂは作用部２４ｂの内面に配置されて小径のピストン１８ｂ、１８ｃで押圧され、これにより、ディスクロータ１６との間で生じる摩擦力により車両に制動力が付与される。

この際、大径のピストン１８ａの作用面（押圧面）の面積と、小径のピストン１８ｂ、１８ｃの作用面の合計面積とは、同一又は略同一に設定されている。換言すれば、キャリパボディ１０では、シリンダ孔２８ａの断面積と、シリンダ孔２８ｂ、２８ｃの合計断面積とが同一又は略同一に設定される。本実施形態の場合、例えば、ピストン１８ａの直径を５７ｍｍ程度に設定し、ピストン１８ｂ、１８ｃの直径を４０ｍｍ程度に設定する。

図４は、図１に示す対向ピストン型キャリパボディ１０の製造方法の一例を示す説明図であり、キャリパボディ１０の鋳造工程を概略的に示している。

本実施形態の場合、キャリパボディ１０は、作用部２４ａ側からブリッジ部２６ａ、２６ｂを含む下面側（ディスクロータ１６側）までを成型する第１金型４６と、作用部２４ｂ側からブリッジ部２６ａ、２６ｂを含む前記下面側まで成型する第２金型４８と、これら第１金型４６及び第２金型４８の上部に配置される第３金型（上型）５０とによって一体的に鋳造成型される。第１金型４６には、小径の貫通孔３０ｂ、３０ｃ及び小径のシリンダ孔２８ｂ、２８ｃを成型するための一対の円柱金型４６ａ、４６ｂが第２金型４８との対向方向に向かって並列に突設されている。同様に、第２金型４８には、大径の貫通孔３０ａ及び大径のシリンダ孔２８ａを成型するための円柱金型４８ａが第１金型４６との対向方向に向かって突設されている。

従って、第１金型４６、第２金型４８及び第３金型５０で形成されるキャビティ内に所定の溶融材料（例えば、アルミニウム）を注湯することにより、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃ及び各貫通孔３０ａ〜３０ｃを備えたキャリパボディ１０を一挙に鋳造することができる。また、鋳造後の型開きの際には、上部の第３金型５０を離間させ、さらに第１金型４６及び第２金型４８を互いに離間させるだけで、当該キャリパボディ１０を容易に取り出すことができる。

このようなキャリパボディ１０の鋳造時、図３に示すように、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃを連通可能な形状に成形された液圧パイプ３２を、注湯前の前記キャビティ内に配置しておく。これにより、内部に液圧パイプ３２が鋳込み成型されたキャリパボディ１０を容易に成型することができる。

そこで、内部に鋳込まれる液圧パイプ３２の材質としては、その周囲に注湯される作用部２４ａ等の材質に比べて融点が高いものを選定しておくとよい。これにより、注湯によって液圧パイプ３２が溶融することが防止され、所定の経路形状を持つ液圧パイプ３２をキャリパボディ１０内に確実に配設することができる。例えば、液圧パイプ３２は鉄製（融点は約１５３５℃）とし、注湯される作用部２４ａ等はアルミニウム製（融点は約６６０℃）とするとよい。

ところで、ピストン１８ａ〜１８ｃがそれぞれ内挿されるシリンダ孔２８ａ〜２８ｃは所定の高精度で形成する必要があり、キャリパボディ１０の鋳造後、所定の工具（例えば、エンドミル）による切削加工が必要となる。この場合、当該キャリパボディ１０では、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに対向した同軸上に貫通孔３０ａ〜３０ｃが形成されているため、該貫通孔３０ａ〜３０ｃに工具を挿通させることができ、シリンダ孔２８ａ〜２８ｃの切削加工を容易に行うことができる。なお、当該切削加工と同時に又は別工程で、必要に応じて液圧パイプ３２の各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに対応した部位を切除することにより、液圧パイプ３２を各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに容易に連通させることができる。

以上のように、本実施形態に係る対向ピストン型キャリパボディ１０では、対向するシリンダ孔２８ａ〜２８ｃをそれぞれ軸方向に重ならないように配置すると共に、各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに対向する位置（作用部２４ａ、２４ｂ）に貫通孔３０ａ〜３０ｃを設けて構成される。これにより、キャリパボディ１０の鋳造時、シリンダ孔２８ａ〜２８ｃを成型する円柱金型４６ａ、４６ｂ、４８ａを貫通孔３０ａ〜３０ｂを介して配置することができるため、該キャリパボディ１０を上記従来技術のように２分割で構成する必要がなく、さらに、分割ボディの結合ボルト等も不要となることから、部品点数を削減することができる。当然、２分割された作用部同士を結合する工程も省略することができ、製造効率も一層向上する。なお、シリンダ孔２８ａ〜２８ｃ及び貫通孔３０ａ〜３０ｃは、円柱金型４６ａ、４６ｂ、４８ａで成型する以外にも、これら円柱金型４６ａ、４６ｂ、４８ａを省略した金型で当該キャリパボディ１０を鋳造した後、切削加工等で形成することもできる。

キャリパボディ１０では、シリンダ孔２８ａ〜２８ｃの切削時、各貫通孔３０ａ〜３０ｃに切削工具を挿通させ、容易に加工を行うことができる。ここで、従来から多く使用されている一般的なフローティング型（コレットタイプ）の場合、一方側のピストンの駆動による反力でブレーキパッドを押圧する他方側の作用部に設けられた一対の爪部の隙間から切削工具を挿通させてシリンダ孔の切削を行っており、本実施形態のシリンダ孔２８ａ〜２８ｃの切削加工と類似している。つまり、キャリパボディ１０では、フローティング型のキャリパボディの製造装置を容易に転用することができるという利点もある。

また、キャリパボディ１０では、各貫通孔３０ａ〜３０ｃを利用して各ピストン１８ａ〜１８ｃを各シリンダ孔２８ａ〜２８ｃに組み付けることができる（図２参照）。すなわち、上記従来技術のようにキャリパボディ中央の隙間（開口３６）を介してピストンを組み付ける必要がなく、ピストンの組立作業性も向上する。さらに、貫通孔３０ａ〜３０ｃは、キャリパボディ１０の軽量化や放熱用の孔部としても機能する。勿論、貫通孔３０ａ〜３０ｃを蓋体（図示せず）で封止してもよい。

キャリパボディ１０では、両作用部２４ａ、２４ｂに設けるシリンダ孔２８ａ〜２８ｃの数が異なると共に、一方側の作用部２４ａ側のシリンダ孔２８ａの総断面積と、他方側の作用部２４ｂのシリンダ孔２８ｂ、２８ｃの総断面積とが同一又は略同一に設定される。これにより、当該キャリパボディ１０を備えるブレーキキャリパ１２では、両側のブレーキパッド１４ａ、１４ｂをピストン１８ａ〜１８ｃによりバランスよく加圧することができ、良好な制動特性を得ることができる。なお、両作用部に設けるシリンダ孔の数は、本実施形態では１個：２個となっているが、当然これ以外の数であってもよく、要は、各シリンダ孔に対向して貫通孔を設けることができるよう、両作用部に設けるシリンダ孔の数は、奇数個：偶数個であればよい。

上記従来技術に係る２分割構成の対向ピストン型キャリパボディでは、各シリンダ孔を連通する液圧経路の途中に必ず連結部が生じ、ここでの液漏れ防止のためのシールが必須となっている。これに対して、本実施形態に係るキャリパボディ１０では、当該キャリパボディ１０自体を一体に成型しつつ、その成型時に液圧パイプ３２を鋳込み成型することができる。このため、キャリパボディ１０の成型後に液圧経路を加工する等の工程がないため製造効率が高く、しかも上記したシール等が不要であり、構造の簡素化と共に、信頼性や耐久性も向上する。

ここで、図５に、キャリパボディ１０を備えるブレーキキャリパ１２を車体５２に取り付けた状態の模式説明図を示す。

図５に示すように、通常、自動車の車輪周辺では、車体５２（アッパーアーム、ロアアームや等速ジョイント等）に回転可能に軸支されたディスクロータ１６に、タイヤ５４を装着したホイール５６がボルト止めされ、該ディスクロータ１６を両作用部２４ａ、２４ｂで挟み込むようにしてブレーキキャリパ１２が搭載される。

この場合、本実施形態に係るキャリパボディ１０を適用したブレーキキャリパ１２では、小径のピストン１８ｂ、１８ｃ側の作用部２４ｂが車体外側に配置され、大径のピストン１８ａ側の作用部２４ａが車体内側に配置される。換言すれば、軸方向（車幅方向）に比較的短尺な小径のピストン１８ｂ、１８ｃ側の作用部２４ｂを車体外側に配置し、軸方向に長尺になり易い大径のピストン１８ａ側の作用部２４ａを車体内側に配置する。

これにより、キャリパボディ１０とホイール５６との間の距離（隙間）Ｌが小さい車種やホイール形状の場合にも、作用部２４ｂとホイール５６との間の干渉を可及的に避けつつ、当該ブレーキキャリパ１２を組み付けることができ、その汎用性や組立性が向上する。さらに、図示しないマスタシリンダ等からの液圧経路５８が連結される液圧パイプ３２の入口３２ａを、大径のピストン１８ａが設けられる作用部２４ａ側に設定しておくことにより（図２及び図３も参照）、車体内側から延びた液圧経路５８を入口３２ａに対して容易に連結することができる。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。

１０…対向ピストン型キャリパボディ１２…ブレーキキャリパ
１４ａ、１４ｂ…ブレーキパッド１６…ディスクロータ
１８ａ〜１８ｃ…ピストン２４ａ、２４ｂ…作用部
２６ａ、２６ｂ…ブリッジ部２８ａ〜２８ｃ…シリンダ孔
３０ａ〜３０ｃ…貫通孔３２…液圧パイプ

Claims

ディスクロータの両側に配置される一対の作用部と、
前記両作用部を連結するブリッジ部と、
前記両作用部にそれぞれ１以上ずつ形成され、ピストンが内挿されるシリンダ孔と、
を備える対向ピストン型キャリパボディであって、
前記シリンダ孔は、前記両作用部にて軸方向に重ならないように形成され、
一方側の前記作用部側の前記シリンダ孔に対向する他方側の前記作用部に、貫通孔を設けたことを特徴とする対向ピストン型キャリパボディ。
請求項１記載の対向ピストン型キャリパボディにおいて、
前記両作用部に設けるシリンダ孔の数を異ならせ、
一方側の前記シリンダ孔の総断面積と、他方側の前記シリンダ孔の総断面積とを同一にしたことを特徴とする対向ピストン型キャリパボディ。
請求項１又は２記載の対向ピストン型キャリパボディにおいて、
前記各シリンダ孔を連通する液圧パイプが、前記両作用部及び前記ブリッジ部に渡って鋳込まれて一体に成型されていることを特徴とする対向ピストン型キャリパボディ。