JP5337428B2 - ディスク・ブレーキ・キャリパ本体およびその本体を備えるディスク・ブレーキ・キャリパ - Google Patents

Description

この発明は、自動車両用のディスク・ブレーキ・キャリパの本体に関し、および前記本体を備えるディスク・ブレーキ・キャリパに関する。

通常のディスク・ブレーキでは、ブレーキ・キャリパが、ブレーキ・ディスクの外周縁を跨いでいる。ブレーキ・キャリパは、通常２つのアームを有し、それぞれのアームがブレーキ・ディスクの両側に被さって対向するように、構成される。キャリパの各アームとブレーキ・ディスクとの間に摩擦パッドが収容され、少なくとも１つのアームが、摩擦パッドをディスクに押し付けるための１つまたは複数の油圧ピストンおよびシリンダ・アセンブリをその中に有する。

周知のキャリパには、２つの基本的なタイプ、浮動キャリパおよび固定キャリパがある。浮動型キャリパでは、アームは相互に移動可能に連結されている。１つまたは複数の油圧ピストンおよびシリンダ・アセンブリが、ディスクの一方の面のアームに配置されて、ディスクのその面に１つまたは複数の摩擦パッドを直接押し付け、ディスクの他方の面の１つまたは複数の摩擦パッドは、他方のアームの反作用運動によって押し付けられる。対称的に、固定キャリパでは、それぞれのアームは、ディスクの半径方向端部を跨ぐ橋渡し部材によって、両端で固定的に相互連結され、各アームは１つまたは複数の油圧ピストンまたはシリンダ・アセンブリを有して、そのそれぞれのディスク面に摩擦パッドを直接押し付ける。

周知のディスク・ブレーキ・キャリパは、通常、たとえばオートバイのスタブ・アクスルまたはフォークなどの、ブレーキ・ディスクに相対して固定されている車両の支持構造に固定されている。通常の構成では、１つのアームが、２つ以上の装着部を有し、そのそれぞれが、キャリパを支持構造に装着するためのボルトなどの留め具を受け入れる留め具孔を有する。

通常のブレーキ・キャリパは、アーム、および、固定キャリパの場合は、橋渡し部材を有する本体を備える。ピストンおよびシールなどの様々な構成要素が本体に装着されている。通常、本体は、アルミニウム、アルミニウム合金、または鋼などの金属から製造される。本体は、機械仕上げされる鋳造品として形成されてもよく、または、１つまたは複数の中実な金属片もしくはビレットから機械加工されてもよい。本体がビレットから機械加工される場合は、ビレットは、圧延されたものでもよく、または鍛造品でもよい。

浮動型キャリパでは、２つのアームは、別々に製造され、反作用するアームが固定アームに対して動くことができるようにピンなどの手段によって相互に連結される。

固定キャリパの場合は、本体を２つに分けて製造することができ、各部分は、通常、１つのアームを備え、それぞれの部分が橋渡し部材を備える。製造に際し、それらの部分が、ボルトまたは他の固締具を使用して一体に組み立てられて、キャリパ本体を形成する。あるいは、固定キャリパ本体をワンピースで製造することも周知である。この後者の構成は、しばしばモノブロック構造と呼ばれる。

図１は、周知の固定型ブレーキ・キャリパの本体１０を示す。本体１０は、モノブロック構造であり、隔置された橋渡し部材１３、１４によって両端で相互連結された２つのアーム１１、１２を備える。補強ストラット１５、１６が、互いに直交して、２つのアーム１１、１２間および２つの橋渡し部材１３、１４間それぞれに延在している。本体１０は、周知の方式でブレーキ・ディスク（図示せず）の周縁を覆って置かれるように設計され、アームは、対向するディスクの両側面に被さる。３つのシリンダ１７が、各アームに形成されて、油圧ピストン（図示せず）を受け入れる。使用に際しては、ピストンがブレーキ・ディスクに向かって内側へ動かされて、周知の方式で、ブレーキ・パッド（図示せず）を対向するディスク面に押し付ける。１つのアーム１１が、１対の装着孔１８を有し、それによってキャリパを固定支持部に装着することができる。

ブレーキが掛けられたとき、ディスク・パッドによってディスクに加えられる締付け力は、本体による反作用を受け、アーム１１、１２をディスクから離れる外方向に撓ませることになる。これにより、ピストンの行程が増加し、したがってブレーキ・ペダルの踏み込み量が増加することになり得る。キャリパ本体１０は、これらの撓みが許容範囲内に保たれるような十分な構造剛性をもたなければならない。しかしまた、キャリパの重量を最小限に保つ必要もある。これは、重量への配慮が極めて重要である高性能車両にキャリパを使用しようとする場合、およびブレーキ力が特に大きい場合に特にそうである。

したがって、構造剛性を増加させた改良型ディスク・ブレーキ・キャリパ本体、または、従来のキャリパ本体の構造剛性と同等な構造剛性を実現することができるが使用する材料が少ない改良型ディスク・ブレーキ・キャリパ本体が必要とされている。

また、そのような本体を有する改良型ディスク・ブレーキ・キャリパも必要とされている。

周知のキャリパ本体では、シリンダは、図１に示す本体１０のハウジング２０のように、アームの一部を形成するハウジング内に配置されている。通常、ハウジングの側方外側面２１はシリンダの軸に対して実質的に直角に延在し、したがって、使用に際してはディスクの摩擦面と平行に延在する。重量を削減するために、ハウジングの半径方向外側および内側面（図示の上側および下側の面）２２、２３は、キャリパの構造剛性を損なわずに行うことができるところで、シリンダの輪郭に対合するように機械加工されることがある。ハウジングの上側および下側の面２２、２３をこのように機械加工する場合に、各シリンダの側壁を囲むハウジング２４の領域は、丸められる側方内側および外側の縁を除いて、シリンダの軸にほぼ平行に延在する。

周知の構成は、キャリパ本体の重量を減少させようと試みながら剛性構造を実現する。他方において、剛性の増加を実現したシリンダ・ハウジング、または材料を減らして同等なレベルの剛性を実現することができるシリンダ・ハウジングを有するキャリパ本体が必要とされている。また、そのような本体を有する改良型ディスク・ブレーキ・キャリパも必要とされている。

本発明の第１の態様によれば、装着側アームおよび非装着側アームを備え、各アームが少なくとも１つの油圧ブレーキ・シリンダを収容するキャリパ本体であって、少なくとも１つのアームの側方外側面周りに延在する周縁補強バンドを有するキャリパ本体が提供される。

少なくとも１つの周縁補強バンドが、装着側アームの側方外側面周りに延在し得る。

本体は、２つの周縁補強バンドを有し、どちらのアームの側方外側面周りにも１つのバンドを延在させることができる。

各アームが、少なくとも２つの油圧ブレーキ・シリンダを有し得、各シリンダ周りにハウジング部を形成するように外形を作られ得、１つまたは複数の補強バンドそれぞれが、そのそれぞれのアーム上のシリンダ・ハウジング部の側方外側端部領域を相互連結する。各アームは、各シリンダ周りに部分的にドーム状または先細のシリンダ・ハウジング部を形成するように外形を作られ得る。各ハウジング部は、本体の側方方向に外方に向いた側方外側端部領域を有し得、少なくとも１つの周縁補強バンドが、アームの各ハウジング部の側方端部部分に連結されている。ハウジング部が部分的にドーム形である場合、少なくとも１つの周縁補強バンドは、ハウジング部の頂点またはそれに隣接する位置で各ハウジング部に連結され得る。シリンダ・ハウジング部は先細であり得、側方端部部分が、アームの側方内側面にほぼ平行に延在する側方端部壁部分を備え得る。少なくとも１つのバンドの少なくとも一部分が、シリンダ・ハウジング部の最大直径より薄い厚さを有し得る。少なくとも１つの周縁バンドの一部分が、それぞれのアームの最大のシリンダの直径より薄い厚さを有し得る。

少なくとも１つの周縁補強バンドは、ウェブによってシリンダ・ハウジング部に結合された側方外側領域を備え得、ウェブは、バンドの側方外側領域に比較して厚さが薄くなっている。

少なくとも１つの周縁補強バンドが装着側アームに設けられ、バンドは、アームの後端部からアームの前端部に向かって幅が増加し得る。

１つまたは複数のバンドのそれぞれの半径方向内側および外側面は、アームの側方内側面に直交する本体の横方向平面に対してある角度で傾斜し得る。

少なくとも１つの周縁バンドは、そのそれぞれのアームの側方外側縁部から半径方向へ、かつ側方、外向きに延在するように傾き得る。

アームは、隔置された橋渡し部材によって固く相互に連結され、本体は、装着側アーム上の周縁補強バンドであって、アームの前端部周りに延在し、橋渡し部材のうち前縁の部材に接続されている周縁補強バンドを備え得る。

アームは、隔置された橋渡し部材によって固く相互に連結され、本体は、非装着側アーム上の周縁補強バンドであって、アームの後端部周りに延在し、橋渡し部材のうち後縁の部材に接続されている周縁補強バンドを備え得る。

少なくとも１つの周縁補強バンドは、それを貫通する少なくとも１つの開口を有し得る。少なくとも１つの開口は、それぞれのアームの隣接する２つのシリンダのほぼ交差部に配置され得る。

アームは、第１の補強ストラットによって相互に連結され得、橋渡し部材は、第２の補強ストラットによって相互に連結され得る。第２の補強ストラットは２つの部分を有し得、第１の部分が、後縁橋渡し部材と第１の補強ストラットとを相互に連結し、第２の部分が、前縁橋渡し部材と第１の補強ストラットとを相互に連結し、第２の補強ストラットの両部分の少なくとも１つの幅がその長さに沿って変化する。少なくとも１つの部分の少なくとも１つの側方面が、本体の長手方向軸に対して傾き得る。

本発明の第２の態様によれば、装着側アームおよび非装着側アームを備え、各アームが少なくとも１つの油圧ブレーキ・シリンダを収容するキャリパ本体であって、各アームは、各シリンダ周りに部分的にドーム状または先細のシリンダ・ハウジング部を形成するように外形が作られているキャリパ本体が提供される。

各ハウジング部は、本体の側方方向に外方に向いた側方外側端部領域を有し得る。

ハウジング部は部分的にドーム形であり得る。

シリンダ・ハウジング部は先細であり得、側方端部部分が、アームの側方内側面にほぼ平行に延在する側方端部壁部分を備え得る。シリンダ・ハウジング部はほぼ円錐台形であり得る。

本発明の第３の態様によれば、ブレーキ・ディスクを跨ぐのに適したディスク・ブレーキ・キャリパ用のキャリパ本体において、前記ディスクが対向する摩擦面および回転軸を有し、前記ディスクが、前記回転軸に平行な軸方向および前記回転軸に垂直な軸に平行な接線方向、ならびに前記接線方向に垂直な軸に平行で前記回転軸に交差する半径方向を有するキャリパ本体であり、ディスクの第１の摩擦面に向かい合うのに適し、接線方向両端部を有する装着側アームと、ディスクの反対側の摩擦面に向かい合うのに適し、接線方向両端部を有する非装着側アームと、ディスクを跨ぎ、前記装着側アームと前記非装着側アームとを前記接線方向両端部で連結する少なくとも２つの端部橋渡し部を備えるフレーム構造とを備えるキャリパ本体であって、前記フレーム構造が隔置されたビームを備え、前記本体が、ディスクの摩擦面の１つにパッドを押し付けるピストンを収容するのに適したシリンダ・ハウジング部を少なくとも有する少なくとも１つの前記装着側アームおよび非装着側アームをさらに備え、少なくとも外側のシリンダ・ハウジング部が、接線方向外側面がアームの接線方向端部に向かった状態で、アーム端部に近接して配置され、前記少なくとも外側のシリンダ・ハウジング部から、少なくとも２つの離隔されたビームが前記接線方向外側面を始点に延出して、前記端部橋渡し部の少なくとも１つの少なくとも一部分を、開口を囲んで形成するキャリパ本体が提供される。

本発明の第４の態様によれば、本発明の第１または第２の態様のいずれかによるキャリパ本体を備えるディスク・ブレーキ・キャリパが提供される。

本発明の第５の態様によれば、ディスク・ブレーキ・キャリパ用の本体を設計する方法であって、ブレーキ・トルクの結果として発生する曲げモーメントを受けるときの動的ブレーキ荷重状態下の本体の剛性を解析するステップと、本体が動的ブレーキ状態下で必要なレベルの剛性を有し、一方、使用される材料の量を最小限まで低減するように、他の設計および製造上の制約条件を考慮しながら、本体を設計するステップとを含む方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば、ディスク・ブレーキ・キャリパ用の本体を製造する方法であって、ブレーキ・トルクの結果として発生する曲げモーメントを受けるときの動的ブレーキ荷重状態下の本体の剛性を解析するステップと、キャリパ本体が動的ブレーキ状態下で必要なレベルの剛性を有し、一方、使用される材料の量を最小限まで低減するように、他の設計および製造上の制約条件を考慮しながら、キャリパ本体を製造するステップとを含む方法が提供される。

次いで、本発明のいくつかの実施形態が、単なる例として、残りの図面を参照して説明される。

図２〜７を参照すると、本発明の第１の実施形態によるディスク・ブレーキ・キャリパ本体３０が示されている。本体３０は、固定型キャリパ用であり、橋渡し部材３３、３４によって両端で連結された１対のアーム３１、３２を備える。

本実施形態では、キャリパ本体３０はモノブロック構造であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの、単一のブロックまたは素材ビレットから機械加工される。しかし、キャリパ本体３０は、任意の適切な製造方法によって、任意の適切な材料を使用して形成することができる。たとえば、本体は、２つに分けて製造し一体に組み立てることができ、かつ／または、本体は、鋳造および機械仕上げを用いて形成することができる。

キャリパ本体３０は、１対の装着孔３５を片側の両端に有し、各装着孔は、アームの１つ３１と橋渡し部材３３、３４それぞれとの交差部に配置されている。その孔は、トルク反作用部材として働く車両の固定支持構造にキャリパを装着するためのボルト（図示せず）などの留め具を受け入れるように配置されている。ディスクに対して支持構造と同じ側に位置するアーム３１は、装着側のアームとみなすことができ、反対側のアーム３２は、非装着側アームとみなすことができる。

使用状態では、キャリパ本体は、連携するブレーキ・ディスク（図示せず）の外周縁を跨ぎ、アーム３１、３２が通常のようにディスクの両側にくるように配置される。図示の本体３０は、車両の右側のブレーキ・ディスクと共に使用するように構成され、装着側アーム３１はディスクの内側に配置されている。この配置では、車両が前方方向に走行するとき、連携するブレーキ・ディスクはその軸周りに図２の矢印Ａの方向に回転する。したがって、橋渡し部材３３は、前縁橋渡し部材とみなすことができ、本体のその端部を前端部とみなすことができる。逆に、反対側の橋渡し部材３４は、後縁橋渡し部材とみなすことができ、本体のその端部を後端部とみなすことができる。

便宜上、用語「半径方向」は、本明細書ではキャリパ本体に関し、図２に示す本体の頭部から底部へまたはその逆の方向を示すのに使用され、この方向は、キャリパが使用状態にあるとき、連携するブレーキ・ディスクの半径にほぼ対応する。したがって、図２に示されるキャリパ本体の上面３６ａは、連携するブレーキ・ディスクの半径に関して外向き方向に向いているので半径方向外側面と呼ぶことができる。逆に、キャリパ本体の下面３６ｂは、半径方向内側面と呼ぶことができる。

アーム３１、３２のそれぞれが、長手方向に隔置された３つのシリンダ３７、３８、３９を収容し、その結果、一方のアーム３１のシリンダ３７、３８、３９が他方のアーム３２のシリンダ３７、３８、３９に対向するようになっている。シリンダは、キャリパが使用状態にあるとき、シリンダがディスクに関して円周上に隔置されるように配置される。使用状態では、シリンダ３７、３８、３９のそれぞれは、ディスク・ブレーキが作動させられるとき摩擦パッド（図示せず）を連携ディスクの対向摩擦面に押し付けるピストン（やはり図示せず）を収容する。パッド（図示せず）は、ディスクのそれぞれの面に単一の弧状パッドを備え得、または、ディスクのそれぞれの面に複数のパッドを備えて、それによりそれぞれのパッドをピストン／シリンダ・アセンブリ毎に連携させるようにすることができる。パッドからのブレーキ荷重は、キャリパ本体３０に伝達され、留め具を介して、トルク反作用部材へ伝達される。

シリンダ３７、３８、３９は、キャリパ本体中の流体通路（図示せず）によって流体的に連結されており、それにより、周知の方式で油圧ブレーキ流体回路を形成する。油圧ブレーキ作動流体が油圧流体回路の入口に供給され、それにより、車両のブレーキを作動させたとき、ピストンおよびシリンダ・アセンブリ内の油圧を上昇させることによって、ブレーキ・パッドをブレーキ・ディスクに摩擦的に係合させて、両側のパッド間でディスクを締め付ける。キャリパの油圧流体回路はまた、必要なら、油圧ブレーキ流体回路から空気を抜き取ることができるようにするブリード・ニップル（図示せず）のための出口接続部を備える。

各アームのシリンダ３７、３８、３９は、寸法が異なっており、最小径のシリンダ３７が前端部に配置され、最大径のシリンダ３９が後端部に配置される。これは、周知の方式で、パッドの全周範囲に亘って均一なブレーキ力を実現し、パッドの不均一な磨耗を抑える助けにするためである。

各アーム３１、３２は、使用状態では連携するブレーキ・ディスクの半径方向摩擦面に対向する側方内側面４０を有する。側方内側面４０は、平面であり、連携するディスクの摩擦面に実質的に平行に延在するように構成されている。

それぞれのアーム３１、３２は、それぞれのシリンダ周りに個々のハウジング部４２を形成するような外形に作られている。本実施形態では、ハウジング部４２は、シリンダの外側端部に向かって先細になっており、全体に円錐台形状を有する。ハウジング部４２の外側端部は丸められて、ほぼ平面の側方端面領域４３に繋がり、側方端面領域４３は本体から外方向に面し、アームの内側面４０にほぼ平行に整合する。シリンダ・ハウジング部４２は、隣接するハウジング部４２間のウェブ４４によって互いに連結されており、ウェブ４４は、ほぼシリンダの中心線に配置されている。

本体は、装着側アーム３１の側方外側面周りに延在する第１の周縁補強バンド４５を有する。第１の補強バンド４５は、シリンダ・ハウジング部４２の側方外側端部領域４３から側方、外向きに突出し、アーム３１の前端部周りに延在して前縁橋渡し部材３３に連結する部分４５ａを有する。第１のバンドは、ハウジング部４２の側方外側端部領域４３に連結するウェブ部４５ｂを有する。ウェブ部４５ｂは、本体の半径方向に測った厚さが、ハウジング部４２の最も大きいものの最大直径より薄く、この実施形態では、アーム内のシリンダの最も大きいもの３９の直径よりも薄い。第１のバンドは、その全長の一部に、ウェブ４５ｂの側方外側端部で厚さを増やした領域４５ｃを有する。外側領域４５ｃは、図２に示すように、キャリパの側方から見ると全体に楕円形であり、曲線状の半径方向外側および内側縁部を有し、構造剛性を補強するように働く。本実施形態では、外側領域４５ｃはまた、後により詳細に説明する空冷システムの一部のための装着部として働く。数個の開口４７、４８、４９、５０、５１、５２が、本体３０の構造剛性を損なうことなく材料の重量を低減するために、バンドを貫通して形成されている。少なくとも２つの開口４７、４９は隣接するシリンダ間に配置されている。

第２の周縁補強バンド５５が、非装着アーム３２の側方外側面周りに設けられている。第２のバンド５５は、非装着アームの後端部周りに延在し、後縁橋渡し部材３４に連結する部分５５ａを有する。第２の補強バンド５５は、非装着アーム３２のハウジング部４２の側方外側領域４３に連結するウェブ領域５５ｂを有し、ウェブ領域５５ｂは、半径方向厚さが、シリンダの最も大きいもの３９を囲むハウジング部４２の最大直径より小さい。第１のバンドと同様に、第２のバンドのウェブ領域は、半径方向厚さが、アーム３２内のシリンダの最も大きいもの３９の直径より薄い。半径方向厚さを増加させた領域５５ｃが、第２のバンド５５の側方外側縁部に沿って延在する。厚さを増加させた領域５５ｃは、構造剛性をもたらすが、また、空冷システム用の装着部の一部も形成する。２つの開口５７、５８は、隣接する対のシリンダ間の位置で、第２のバンド５５のウェブ領域５５ｂを貫通して形成される。

第１の補強ストラット６０が、２つのアーム３１、３２間の空隙を横切って、本体の長手方向軸Ｘにほぼ垂直に、本体の横方向に延在する。第２の補強ストラット６１が、橋渡し部材３３、３４を第１のストラットに相互連結するために、空隙を横切って延在する。第２のストラットは２つの部分を有し、第１の部分６１ａは、後縁橋渡し部材３４と第１のストラット６０との間に延在し、第２の部分６１ｂは前縁橋渡し部分３３と第１のストラット６０との間に延在する。第２のストラットの第１の部分６１ａの幅が、その長さに沿って変化し、ストラットの側方縁部６２が、キャリパ本体３０の長手方向軸に対して傾いていることに気付くであろう。

キャリパ本体３０は、両方のアームのシリンダ・ハウジング部４２の上に冷却空気が吹き付けられる空冷システムと共に使用するようになされている。冷却システムは、図には示されておらず、本発明の一部を形成するものではない。とはいえ、冷却空気は、装着側アーム３１上に導かれ、空気の一部はそのアームのハウジング部４２上を流れ、空気の一部は、カウリング・システムによって、第１のストラット６０を渡って非装着側アームのシリンダ・ハウジング部４０上に導かれる。第１のストラット６０の半径方向外側面６３が陥凹してチャネルを形成し、それに沿って、両側の隆起縁６３ａに装着されたカウリングを用いて冷却空気を流すことができる。カウリングは、第２の周縁バンド５５の側方外側縁部の、半径方向厚さが増加した領域５５ｃに装着され、領域５５ｃに連結して非装着側アーム３２のシリンダ・ハウジング部４２を取り囲む縁６３ａの延長部分によって支持される。開口６４が、両アームの側方内側壁領域７０で、シリンダ・ハウジング部４２の間に設けられ、その開口６４を通して、冷却空気を、使用に際してディスクおよびディスク・パッド上に流すことができる。

前述のように、ディスク・ブレーキが作動すると、本体３０がディスクに掛かる締付け荷重に反作用するので、キャリパ本体が撓みを受ける。これに加えて、ディスクの回転中にブレーキが掛けられると、キャリパ本体３０は、トルク荷重が掛かる結果、曲げモーメントを受けることになる。図２に示されるキャリパ本体の場合、車両が前方方向に走行しているときの事例として、ブレーキが掛けられ、ディスクが矢印Ａの方向に回転していると、矢印Ｂの方向の曲げモーメントがキャリパ本体に発生する。この曲げモーメントが、キャリパ本体を捻ろうとし、ブレーキ・パッドに不均一な磨耗を起こす可能性がある。さらに、キャリパ本体３０が連携するブレーキ・ディスクに力を加えるとき、ディスクをその軸周りに捩ろうとする別の望ましくない力が発生し得る。これが、たとえば、キャリパのアーム３１、３２にさらに撓みを起こさせる。

従来、キャリパ本体は、本体が静的ブレーキ荷重（すなわち、ブレーキ・ディスクが静止している状態）を受けるときに起きる撓みに抵抗するように設計され、したがって、曲げモーメントは考慮されていなかった。それとは対照的に、本発明によるキャリパ本体３０は、動的ブレーキ荷重下のブレーキ・トルクによって発生する曲げモーメントを考慮に入れて設計されている。この点で、周縁補強バンド４５、５５が、ブレーキ作動中に発生する曲げモーメントに耐えるように構成されている。試験では、キャリパ本体３０は、本体が静的ブレーキ荷重を受けているときよりも、動的ブレーキ荷重下の曲げモーメントを受けているときの方が、高い剛性を示すことが分かった。

補強バンドが存在することによって、キャリパ本体３０の他の個所に必要とされる材料が少なく、その結果、同等の剛性を有する従来のキャリパ本体と比較すると、キャリパの全体重量が低減する。たとえば、装着側アーム３１と後縁橋渡し部材３４との交差部には、最小限の材料だけが要求される。同様に、非装着側アーム３２の前端部と前縁橋渡し部材３３とは半径方向厚さを減らしたビームによって連結されている。さらに、シリンダを取り巻くアーム３１、３２に使用される材料は、シリンダ・ハウジング４２を従来のキャリパ本体よりもはるかにシリンダに近い外形にすることによって減少させられている。シリンダ・ハウジング部４２の先細形状はまた、キャリパ本体の構造剛性および不撓性に寄与すると考えられる。

本発明によるキャリパ本体は、従来のキャリパ本体より少ない材料を使用して同等なレベルの剛性をもたらすように構成することができる一方、本発明のキャリパ本体は、従来の設計のキャリパ本体と同量の材料を使用して剛性を増加させるように構成することができることが当業者には理解されよう。

従来のキャリパ本体は、静的ブレーキ荷重に対処するように設計されているので、平面図で見ると、全体に対称的な外側輪郭を有する傾向にある。当然、従来のキャリパ本体は、装着および流体の接続を行う必要があるので、完全に対称的ではないが、一般に、それらは、平面図で見るとほぼ対称的な輪郭を有する。キャリパ本体３０に周縁補強バンド４５、５５を使用し、他の個所の材料を減らすことによって、平面図で見たときに、明確に非対称的な外観が本体３０に与えられることが指摘されよう。

本発明によるキャリパ本体１３０を備えるキャリパ１２９の第２の実施形態が、図８〜１２に示されている。同じ参照番号に１００だけ増やした参照番号が、第１の実施形態の構成部分と同じ、または同じ機能を果たす第２の実施形態の構成部分を示すのに使用されている。

固定型キャリパ１２９は、本体の長手方向両端で橋渡し部材１３３、１３４それぞれによって連結されている１対のアーム１３１、１３２を備える本体１３０を有する。

キャリパ本体１３０はモノブロック構造であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの、単一のブロックまたは素材ビレットから機械加工される。しかし、キャリパ本体１３０は、任意の適切な製造方法によって、任意の適切な材料を使用して形成することができる。たとえば、本体は、２つに分けて製造し一体に組み立てることができ、かつ／または、本体は、鋳造および機械仕上げを用いて形成することができる。

キャリパ本体１３０は、１対の装着孔１３５を片側に有し、各装着孔が、アームの１つ１３１と橋渡し部材１３３、１３４それぞれとの交差部に配置されている。その孔は、トルク反作用部材として働く車両の固定支持構造（図示せず）にキャリパを装着するためのボルト（やはり図示せず）などの留め具を受け入れるように配置されている。ディスクに対して支持構造と同じ側に位置するアーム１３１は、装着側のアームとみなすことができ、反対側のアーム１３２は、非装着側アームとみなすことができる。

図９に示されるように、使用状態では、キャリパ１２９は、連携するブレーキ・ディスク１７０の外周縁を跨ぎ、アーム１３１、１３２が通常のようにディスクの両側にくるように配置されるように構成される。図示の本体１３０は、車両の右側のブレーキ・ディスクと共に使用するように構成され、装着側アーム１３１はディスクの内側に配置されている。この配置では、車両が前方方向に走行するとき、連携するブレーキ・ディスクはその軸周りに図９の矢印Ｃの方向に回転する。したがって、橋渡し部材１３３は、前縁橋渡し部材とみなすことができ、本体のその端部を前端部とみなすことができる。逆に、反対側の橋渡し部材１３４は、後縁橋渡し部材とみなすことができ、本体のその端部を後端部とみなすことができる。

アーム１３１、１３２のそれぞれが、長手方向に隔置された２つのシリンダ１３７、１３８を収容し、その結果、一方のアーム１３１のシリンダ１３７、１３８が、他方のアーム１３２のシリンダ１３７、１３８に対向する。シリンダは、キャリパが使用状態にあるとき、シリンダがディスクに関して円周上に隔置されるように配置される。使用状態では、シリンダ１３７、１３８のそれぞれは、ディスク・ブレーキが作動させられるとき摩擦パッド１７２を連携するディスクの対向摩擦面１７３、１７４に押し付けるピストン１７１を収容する。パッド１７２は、ディスクのそれぞれの面に単一の弧状パッドを備え得、または、ディスクのそれぞれの面に複数のパッドを備えて、それによりそれぞれのパッドをピストン／シリンダ・アセンブリ毎に連携させるようにすることができる。パッド１７２からのブレーキ荷重は、キャリパ本体１３０に伝達され、留め具を介して、トルク反作用部材へ伝達される。

シリンダ１３７、１３８は、キャリパ本体中の流体通路（図示せず）によって流体的に連結されており、それにより、周知の方式で油圧ブレーキ流体回路を形成する。油圧ブレーキ作動流体が油圧流体回路の入口１７５に供給され、それにより、車両のブレーキを作動させたとき、油圧を上昇させることによって、ピストン１７１を内方へ移動させて、パッド１７２を押してブレーキ・ディスクに係合させ、その結果、両側のパッド間でディスクが締め付けられる。キャリパの油圧流体回路はまた、必要なら、油圧ブレーキ流体回路から空気を抜き取ることができるようにするブリード・ニップル１７６のための出口接続部を備える。

各アームのシリンダ１３７、１３８は、寸法が異なり、最小径のシリンダ１３７が前端部に配置され、最大径のシリンダ１３８が後端部に配置される。これは、周知の方式で、パッドの全周範囲に亘って均一なブレーキ力を実現し、パッドの不均一な磨耗を抑える助けにするためである。

各アーム１３１、１３２は、使用状態では連携するブレーキ・ディスク１７０の半径方向摩擦面１７３、１７４に対向する側方内側面１４０を有する。側方内側面１４０は、平面であり、連携するディスクの摩擦面に実質的に平行に延在するように構成されている。図１１および１４から最も良く分かるように、装着側アームの内側面１４０は、非装着側アームの内側面１４０より半径方向に深くなっている。非装着側アームでは、内側面１４０の下側または半径方向内側縁部１４０ａはシリンダ・ハウジング部の輪郭を緊密になぞっている。一方、装着側アームは、より大きなほぼ長方形の内側壁部を有し、それにより、装着孔１３５が形成されている装着部の構造剛性を補強する。

それぞれのアーム１３１、１３２は、それぞれのシリンダ周りに個々のハウジング部１４２を形成するような外形に作られている。本実施形態では、ハウジング部１４２は、部分的に、本体１３０の側方方向に外方に向いた側方端面領域１４３を有するドーム形である。ハウジング部１４２の側壁領域は、ウェブ１４４によって相互に連結されている。

第１の周縁補強バンド１４５が、装着側アーム１３１の側方外側面周りに延在する。第１のバンド１４５は、大きい方のシリンダ１３８周りのシリンダ・ハウジング部１４２の側方外側面領域１４３に連結し、他方のシリンダ・ハウジング部１４２の周りに弧状に延在し、そこで前縁橋渡し部材１３３に連結する側方外側領域１４５ｃを有する。第１の補強バンド１４５は、半径方向厚さの減ったウェブ領域１４５ｂを有し、そのウェブ領域１４５ｂは、アーム１３１の前端部の小さい方のシリンダ１３７を取り囲むシリンダ・ハウジング部１４２の側方外側面領域１４３に連結している。この実施形態の第１の周縁バンド１４５は、ドーム形ハウジング部１４２の頂点またはそれに近い位置で側方外側端部領域１４３に連結している。図９から分かるように、第１の周縁バンドの幅（キャリパ本体の側方方向で測った）は、アーム１３１の後端部から前端部に向かって増加する。

ウェブ部１４５ｂは、本体の半径方向に測った厚さが、シリンダ・ハウジング部１４２の最も大きいものの最大直径より薄い。この実施形態のウェブ１４５ｂの半径方向厚さはまた、装着側アーム１３１内のシリンダの最も大きいもの１３８の直径よりも薄い。

図１２で最も良く分かるように、第１の周縁補強バンド１４５は、半径方向へ、かつ側方、外向きに傾いている。したがって図１２に示されたキャリパ本体では、第１の周縁バンド１４５は、上方へ、かつ装着側アーム１３１から離れる側方へ延びている。

第１の実施形態と同様に、第２の周縁補強バンド１５５が、非装着アーム１３２の側方外側面周りに設けられている。第２のバンド１５５は、非装着アーム１３２の後端部周りに延在して、後縁橋渡し部材１３４に連結する部分１５５ａを有する。第２の補強バンド１５５は、非装着アーム１３２のハウジング部１４２の側方外側領域１４３に連結し、半径方向厚さが、シリンダの最も大きいもの１３８を囲むハウジング部１４２の最大直径より薄い。少なくとも、第２の周縁バンド１５５の一部分１５５ａは、半径方向厚さが、アーム１３２内のシリンダの最も大きいもの１３８の直径より薄い。

第２の周縁補強バンド１５５もまた、半径方向へ、かつ側方、外向きに傾いている。したがって図８に示されたキャリパ本体では、第２の周縁バンド１５５は、上方へ、かつ非装着側アーム１３２から離れる側方へ延びており、バンドの上側および下側の面は、本体の長手方向に沿った垂直面に対して傾いている。

第１の補強ストラット１６０が、２つのアーム１３１、１３２間の空隙を横切って、本体の長手方向軸Ｘにほぼ垂直に、本体の横方向に延在する。第２の補強ストラット１６１が、橋渡し部材１３３、１３４を第１のストラットに相互連結するために、空隙を横切って延在する。第２のストラットは２つの部分を有し、第１の部分１６１ａは、後縁橋渡し部材１３４と第１のストラット１６０との間に延在し、第２の部分１６１ｂは前縁橋渡し部分１３３と第１のストラット１６０との間に延在する。第２のストラットの両部分１６１ａ、１６１ｂの幅が、それぞれの長さに沿って変化し、第１のストラットに連結される端部が、それらそれぞれの橋渡し部材１３３、１３４に接続される端部より幅広であることに気付くであろう。図９から最も良く分かるように、第１の部分１６１ａの非装着側縁部１６１ｃ、および第２の部分１６１ｂの装着側縁部１６１ｄは、キャリパ本体の長手方向軸Ｘに対して傾いており、他方の側の両縁部は長手方向軸Ｘに平行に延在している。

第１の実施形態に関して説明したのと同様に、周縁補強バンド１４５、１５５は、特に、ディスクが前方方向に回転している状態でブレーキを掛けることによって本体が曲げモーメントを受けたときの、キャリパ本体の剛性を増加させる。周縁バンド１４５、１５５が存在することによって、キャリパ本体の他の個所、特に、従来のキャリパ本体に存在する材料の多くを減らして個々の部分的にドーム状のシリンダ・ハウジング１４２を形成するアームにおいて、材料を最小限まで減らすことができる。前縁橋渡し部材１３３と非装着側アーム１３２との交差部、および後縁橋渡し部材１３４と装着側アーム１３１との交差部の材料もまた、最小限まで減らされる。これらの構成の結果、平面図で見ると極めて非対称的なキャリパ形状になる。

シリンダ・ハウジング部１４２の部分的なドーム形もまた、第１の実施形態の先細シリンダ・ハウジング部４２と同じように、キャリパ本体１３０の構造剛性に寄与していると考えられる。ある種の用途では、周縁補強バンドが無くても、個々の先細または部分的にドーム状のシリンダ・ハウジング部を形成するようにアームの形状を作るコンセプトを適用することが有益であり得る。

ブレーキ・トルクから生じる曲げモーメントを含む動的ブレーキ荷重を受けるときに必要なレベルの剛性を実現し、他方で、本体に使用される材料を最小限に抑えるようにキャリパ本体を設計するコンセプトは、多数のキャリパ本体の用途に適用することができ、個々に特許請求の範囲に記載され得る。同様に、キャリパがブレーキ・トルクから生じる曲げモーメントを含む動的ブレーキ荷重を受けるとき、本体が必要なレベルの剛性を有し、他方で、本体に使用される材料を最小限に抑えるようにブレーキ・キャリパ本体を製造する方法もまた、個々に特許請求の範囲に記載され得る。キャリパ本体に使用される材料を最小限に抑えることが望ましい一方で、他の設計および製造要件では、使用される材料の量が、無条件に所望の剛性をもたらすのに必要な最小限であることが要求されない場合もあることを当業者は理解するであろう。たとえば、キャリパ内の応力レベルが許容範囲内に保たれている必要がある。

本発明が、現時点で最も実際的で好ましい実施形態であると考えられるものに関して説明されてきたが、本発明は、開示された構成に限定されるのではなくて、本発明の主旨および範囲に含まれる様々な変更形態および同等な構造物を包含するものと理解されるべきである。たとえば、周縁補強バンドをそれぞれのアーム周りに設けることが好ましいが、これがそうである必要はなく、１つだけのアーム周りに唯１つの周縁バンドを有することによって著しい利点を達成することができる。さらに、本発明は、固定型ディスク・ブレーキ・キャリパに対して特に用途があるが、本原理は浮動型キャリパに対しても適用することができる。

周知の固定型ブレーキ・キャリパの本体を示す透視図である。 本発明によるブレーキ・ディスク・キャリパ本体の第１の実施形態を本体の前端部から、かつ側方に向かって見た透視図である。 キャリパ本体の他方の側から見た図２と同様な図である。 図２のキャリパ本体の上面図である。 図２のキャリパ本体の下面図である。 図２のキャリパ本体の側面図である。 図２のキャリパ本体の前端部を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるキャリパ本体を有するブレーキ・ディスク・キャリパの透視図である。 図８のキャリパの上面図である。 図８のキャリパの下面図である。 図８のキャリパの側面図である。 図８のキャリパの前端部を示す図である。 図８のキャリパの後端部を示す図である。 図８のキャリパの、図９の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。

符号の説明

１０ キャリパ本体
１１ アーム
１２ アーム
１３ 橋渡し部材
１４ 橋渡し部材
１５ 補強ストラット
１６ 補強ストラット
１７ シリンダ
１８ 装着孔
２０ ハウジング
２１ 側方外側面
２２ 半径方向外側面
２３ 半径方向内側面
２４ ハウジング
３０ キャリパ本体
３１ アーム
３２ アーム
３３ 橋渡し部材
３４ 橋渡し部材
３５ 装着孔
３６ａ キャリパ本体の上面
３６ｂ キャリパ本体の下面
３７ シリンダ
３８ シリンダ
３９ シリンダ
４０ 側方内側面
４２ ハウジング部
４３ 側方端面領域
４４ ウェブ
４５ 第１の周縁補強バンド
４５ａ 連結部分
４５ｂ ウェブ部
４５ｃ 外側領域
４７ 開口
４８ 開口
４９ 開口
５０ 開口
５１ 開口
５２ 開口
５５ 第２の周縁補強バンド
５５ａ 連結部分
５５ｂ ウェブ領域
５５ｃ 厚さ増加領域
５７ 開口
５８ 開口
６０ 第１の補強ストラット
６１ 第２の補強ストラット
６１ａ 第１の部分
６１ｂ 第２の部分
６２ 側方縁部
６３ 第１のストラットの半径方向外側面
６３ａ 隆起縁
６４ 開口
７０ アームの側方内側壁領域
１２９ キャリパ
１３０ キャリパ本体
１３１ アーム
１３２ アーム
１３３ 橋渡し部材
１３４ 橋渡し部材
１３５ 装着孔
１３７ シリンダ
１３８ シリンダ
１４０ 側方内側面
１４０ａ 半径方向内側縁部
１４２ ハウジング部
１４３ 側方端面領域
１４４ ウェブ
１４５ 第１の周縁補強バンド
１４５ｂ ウェブ領域
１４５ｃ 側方外側領域
１５５ 第２の周縁補強バンド
１５５ａ 連結部
１６０ 第１の補強ストラット
１６１ 第２の補強ストラット
１６１ａ 第１の部分
１６１ｂ 第２の部分
１７０ ブレーキ・ディスク
１７１ ピストン
１７２ 摩擦パッド
１７３ 摩擦面
１７４ 摩擦面
１７５ 入口
１７６ ブリード・ニップル

Claims (19)

1. ディスク・ブレーキ・キャリパ本体であって、
   前記キャリパ本体はブレーキディスクを跨ぐ装着側アームおよび非装着側アームを備え、
   前記アームが長手方向両端でブレーキディスクの半径方向端部を跨ぐ橋渡し部材によって連結され各前記アームが対応する油圧ブレーキピストンを受け入れるのに適しており各シリンダ周りにハウジング部が形成される２つ若しくはそれ以上の油圧ブレーキ・シリンダを備えるキャリパ本体であり、
   前記キャリパ本体は２つの周縁補強バンドを有し、
   各々の前記周縁補強バンドは対応する１つの前記アームの側方外側面周りに延在し、それぞれの前記アームのシリンダのハウジング部の側方外側端部領域を相互連結し、
   半径方向に貫通する少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つの周縁補強バンドを有するディスク・ブレーキ・キャリパ本体。
2. 各前記アームは、各シリンダ周りに部分的にドーム状または先細のシリンダ・ハウジング部を形成するように外形が作られている、請求項１に記載のキャリパ本体。
3. 各ハウジング部が、前記キャリパ本体の側方方向に外方に向いた側方外側端部領域を有し、それぞれの周縁補強バンドが、それぞれの前記アームの各ハウジング部の前記側方端部部分に連結されている、請求項２に記載のキャリパ本体。
4. 前記ハウジング部が部分的にドーム形であり、それぞれの周縁補強バンドが、それぞれの前記アームの前記ハウジング部の頂点またはそれに隣接する位置で各ハウジング部に連結される、請求項２または請求項３に記載のキャリパ本体。
5. 前記シリンダ・ハウジング部が先細になっており、前記側方端部部分が、前記アームの側方内側面にほぼ平行に延在する側方端部壁部分を備える、請求項２または請求項３に記載のキャリパ本体。
6. 少なくとも１つの前記周縁補強バンドの少なくとも一部分が、それぞれの前記アームの前記シリンダ・ハウジング部の最大直径より薄い厚さを有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のキャリパ本体。
7. 少なくとも１つの前記周縁補強バンドが、それぞれの前記アームの最大のシリンダの直径より薄い厚さを有する、請求項６に記載のキャリパ本体。
8. 少なくともその長さの一部分に関し、少なくとも１つの前記周縁補強バンドが、ウェブによってシリンダ・ハウジング部に結合された側方外側領域を備え、前記ウェブは、前記バンドの前記側方外側領域に比較して厚さが減じている、請求項６に記載のキャリパ本体。
9. 前記装着側アームの前記周縁補強バンドは前記アームの後端部から前記アームの前端部に向かって幅が増加する、請求項１から請求項８のいずれかに記載のキャリパ本体。
10. 少なくとも１つの前記周縁補強バンドの、それぞれの半径方向内側および外側面が、前記アームの側方内側面に直交する前記キャリパ本体の横方向平面に対してある角度で傾斜している、請求項１から請求項９のいずれかに記載のキャリパ本体。
11. 少なくとも１つの前記周縁補強バンドが、そのそれぞれの前記アームの側方外側縁部から半径方向へ、かつ側方、外向きに延在するように傾いている、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のキャリパ本体。
12. 前記装着側アーム上の前記周縁補強バンドが、前記アームの前端部周りに延在し、前記橋渡し部材のうち前縁の部材に接続されている周縁補強バンドを備える、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のキャリパ本体。
13. 前記非装着側アーム上の前記周縁補強バンドが、前記アームの後端部周りに延在し、前記橋渡し部材のうち後縁の部材に接続されている周縁補強バンドを備える、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のキャリパ本体。
14. 前記少なくとも１つの開口が、一般的にそれぞれの前記アームの隣接するシリンダの間に配置される、請求項１から請求項１３のいずれかに記載のキャリパ本体。
15. 前記アームが、第１の補強ストラットによって相互に連結され、前記橋渡し部材が、第２の補強ストラットによって相互に連結される、請求項１から請求項１４のいずれかに記載のキャリパ本体。
16. 前記第２の補強ストラットが２つの部分を備え、第１の部分が、後縁橋渡し部材と前記第１の補強ストラットとを相互に連結し、第２の部分が、前縁橋渡し部材と前記第１の補強ストラットとを相互に連結し、前記第２の補強ストラットの前記両部分の少なくとも１つの幅がその長さに沿って変化する、請求項１５に記載のキャリパ本体。
17. 前記少なくとも１つの部分の少なくとも１つの側方面が、前記キャリパ本体の長手方向軸に対して傾いている、請求項１６に記載のキャリパ本体。
18. キャリパ本体であって、その中で前記キャリパ本体が上面から見たときに明確に非対称的な外観を持っている請求項１から請求項１７のいずれかに記載のキャリパ本体。
19. キャリパ本体であって、その中で前記周縁補強バンド及び前記アームの外形がキャリパ本体を上面から見たときに明確に非対称的にする請求項１から請求項１８のいずれかに記載のキャリパ本体。

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