JP5409102B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキに関する。

ディスクブレーキは、主としてレバーやペダル等の操作部への入力に応じて制動力を発生させるものである。このようなディスクブレーキにおいて、ピストンとブレーキパッドとの間に皿バネを設けて低入力時の操作剛性を低下させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６１−２９９８９号公報

ところで、ディスクブレーキにおいて、高入力時の操作剛性を低下させることでコントロール性を向上する要望がある。

したがって、本発明は、高入力時のコントロール性を向上させ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、ピストンの内部に、所定の初期荷重が付加され、初期荷重を超える液圧が前記ピストンに付加されたときに全長が圧縮される弾性体を設け、前記ピストンの開口側に、該ピストンの推進荷重を前記弾性体を介して受けてブレーキパッドを押圧する押圧部材を設け、該押圧部材に、一面側が前記ブレーキパッドに当接し、他面側が前記ピストンの開口端面に対向するフランジ部を設けた。

本発明によれば、高入力時のコントロール性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキを示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキの図１に示すＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキのピストンおよび押圧制御機構を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は（ｂ）に示すＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキ等の液圧とレバーストロークとの関係を示す特性線図である。 本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキのピストンおよび押圧制御機構を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係るディスクブレーキのピストンおよび押圧制御機構を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係るディスクブレーキを図面を参照しつつ詳細に説明する。

「第１実施形態」
まず、本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキを図１〜図４を参照しつつ以下に説明する。

第１実施形態に係るディスクブレーキは、自動二輪車の前輪制動用に適用されるものである。図１に示すように、このディスクブレーキ１は、制動対象となる車輪（回転体）と一体回転するディスク１０と、このディスク１０に摩擦抵抗を付与するキャリパ１１とを備えている。キャリパ１１は、ディスク１０を跨いだ状態で車両の非回転部に取り付けられるキャリパ本体１６と、図２に示すように、ディスク１０を挟んで互いに対向するようにキャリパ本体１６に摺動可能に設けられる複数対、具体的には二対（図２の断面図において一対のみ示す。）のピストン１７とを有する対向ピストン型のものである。

図２および図３に示すように、ピストン１７は、円筒部１８と、円筒部１８の軸線方向の一端側を閉塞する円板状の底部１９とを有する有底円筒状をなしている。

図２に示すように、キャリパ本体１６は、ディスク１０を挟んでアウタ側（車輪に対し反対側）に配置されるアウタ側シリンダ部２０と、インナ側（車輪側）に配置されるインナ側シリンダ部２１と、アウタ側シリンダ部２０とインナ側シリンダ部２１とをディスク１０の半径方向外側で結ぶブリッジ部２２とを有している。

キャリパ本体１６には、ディスク軸線方向に沿ってアウタ側シリンダ部２０およびインナ側シリンダ部２１間に橋架される図１に示すパッドピン２４がディスク円周方向に離間して複数本具体的には二本設けられている。

図２に示すように、アウタ側シリンダ部２０およびインナ側シリンダ部２１には、互いにディスク軸線方向において対向して対をなすボア２６が形成されており、このようなボア２６の対が、図１に示すように、ディスク円周方向に離間して複数対具体的には二対設けられていて、これらボア２６それぞれに上記したピストン１７が摺動可能に嵌挿されている。これにより、ディスク軸線方向に対向する一対のボア２６がディスク円周方向に複数対、具体的には二対並列に形成され、ディスク軸線方向に対向する一対のピストン１７がディスク円周方向に複数対、具体的には二対並列に配置されている。

ここで、各ボア２６は、図２に示すように、ピストン１７を摺動可能に嵌合させる嵌合内径部２７と、嵌合内径部２７よりも奥側にあってこの嵌合内径部２７よりも大径の大径内径部２８とを有しており、嵌合内径部２７には、ピストンシール３１，３２を保持するための複数具体的に二カ所のシール周溝２９，３０が形成されている。そして、ピストン１７は、これらのピストンシール３１，３２を介して摺動可能にキャリパ本体１６に内装される。

キャリパ本体１６の図１に示す各パッドピン２４には、それぞれ一対合計二対の図２に示すブレーキパッド３３がディスク軸線方向に移動可能に支持されている（図２において一対のみ示す）。これらブレーキパッド３３は、ディスク１０の軸線方向における両側にそれぞれ配置されることになり、これらブレーキパッド３３のディスク１０とは反対側には、キャリパ本体１６に保持されたピストン１７がそれぞれ配置されている。よって、ブレーキパッド３３は、キャリパ本体１６のボア２６とピストン１７との隙間に導入されるブレーキ液の液圧によってディスク１０の方向に推進されるピストン１７でそれぞれ押圧されてディスク１０に押し付けられ、これにより、車両に制動力を発生させるようになっている。

そして、本実施形態においては、すべてのピストン１７内に押圧制御機構３５が設けられている。この押圧制御機構３５は、図３に示すように、円筒部１８の底部１９側に嵌合される金属製のベース部材３６と、このベース部材３６にその軸線方向に摺動可能に保持されてピストン１７の開口側に配置される金属製の押圧部材３７と、これらベース部材３６および押圧部材３７の間に介装される金属製の円環状のバネ部材（弾性体）３８とからなっている。

ベース部材３６は、円板部４１と、円板部４１の中心からその軸線方向に沿って一側に延出する円柱状の軸部４２と、軸部４２の円板部４１とは反対側の端部からその径方向に広がるフランジ部４３とを有している。円板部４１の軸部４２とは反対側の外周面側には面取り４４が形成されている。

押圧部材３７は、中央に穴部４８が形成された円板状の底部４９と、底部４９の外周部から軸方向に沿って一側に延出する円筒部５０と、円筒部５０の底部４９とは反対側の端部から径方向に広がるフランジ部５１とを有している。

そして、押圧部材３７は、フランジ部５１をベース部材３６とは反対側に配置した状態で、その穴部４８にベース部材３６の軸部４２を摺動可能に嵌合させることになり、底部４９のフランジ部５１側にベース部材３６のフランジ部４３が配置される。これにより、押圧部材３７はフランジ部４３に当接することでそれ以上のベース部材３６からの離間方向の移動が規制され抜け止めされる。なお、ベース部材３６のフランジ部４３は、軸部４２を押圧部材３７の穴部４８に挿通させた状態で軸部４２の先端を径方向に広がるように加締めることで形成される。

バネ部材３８は、中央に貫通穴５５が形成されることで円環状をなしている。バネ部材３８は、その中間部分が、外周側ほど軸方向一側に位置するように傾斜するテーパ部５６となっており、外周端および内周端が、互いに反対向きに凸状をなして湾曲する湾曲部５７，５８となっている。

このようなバネ部材３８が、貫通穴５５にベース部材３６の軸部４２を挿通させた状態でベース部材３６の円板部４１と押圧部材３７の底部４９との間に介装されている。ここで、バネ部材３８は、外周端の湾曲部５７で押圧部材３７の底部４９に当接し、内周端の湾曲部５８でベース部材３６の円板部４１に当接する。また、バネ部材３８は、押圧部材３７の底部４９がベース部材３６のフランジ部４３に当接し、押圧部材３７とベース部材３６とが互いの間隔を最大とした状態で、所定量弾性変形させられており、その結果、所定の初期荷重が付加されてセットされている。

以上の押圧制御機構３５が、ベース部材３６を底部１９側に向けた状態で、ベース部材３６の円板部４１および押圧部材３７の円筒部５０において、ピストン１７の円筒部１８に嵌合されることになる。この状態で、ベース部材３６の円板部４１がピストン１７の底部１９に当接し、押圧部材３７のフランジ部５１はピストン１７の外側に配置される。また、バネ部材３８はピストン１７の内部に収容される。

押圧制御機構３５は、ボア２６とピストン１７との間に導入されたブレーキ液の液圧によって生じるピストン１７の推進荷重を、ベース部材３６からバネ部材３８を介して押圧部材３７に伝達し、この押圧部材３７でブレーキパッド３３を押圧する。その際に、バネ部材３８は、上記した初期荷重以下の液圧がピストン１７に付加された状態では縮長せずに剛体として機能し、初期荷重を超える液圧がピストン１７に付加されたときに弾性体として機能して全長が圧縮される。

以上に述べた第１実施形態に係るディスクブレーキ１は、運転者によって図示略のブレーキレバー（操作部）が操作され、この操作量に応じて図示略のマスタシリンダから吐出されるブレーキ液がボア２６とピストン１７との間に導入されると、この液圧に応じてピストン１７がディスク１０側に前進してブレーキパッド３３をディスク１０に押圧して制動力を発生させる。その際に、押圧制御機構３５のない従来のディスクブレーキは、図４に実線で示すように、ブレーキレバーのレバーストローク（操作量）に対する液圧が、レバーストロークの初期の範囲を除いては、ほぼ比例的に上昇する特性となる。これに対して、押圧制御機構３５が設けられた第１実施形態の係るディスクブレーキ１は、液圧がバネ部材３８の初期荷重以下の状態では、バネ部材３８が縮長せずピストン１７と押圧部材３７とが一体に前進して従来と同様の特性となり、液圧がバネ部材３８の初期荷重を超えると、図４に破線で示すように、バネ部材３８が縮長してピストン１７に対して押圧部材３７が液圧に応じて相対的に後退することになって、レバーストロークに対する液圧の上昇率が従来よりも低くなる。つまり、高入力時のみレバー剛性（操作剛性）を低下させることができる。したがって、高入力時のコントロール性、特に、ＡＢＳ機能が付加されたブレーキシステムにおいて、高入力時でＡＢＳ機能が作動している状態での、コントロール性を向上させることができる。なお、図４に二点鎖線で示す線はキャリパ本体１６の剛性低下等によるレバー剛性を示すものであり、この場合、低入力時よりレバーストロークが均等に増加してしまうため、第１実施形態に係るディスクブレーキ１よりも、高入力時のトータルでのレバーストローク量が多くなってしまう。

また、第１実施形態に係るディスクブレーキ１は、バネ部材３８がピストン１７内に設けられており、具体的には、ピストン１７とピストン１７に嵌合する押圧部材３７とで囲まれた部分に収容されているため、バネ部材３８に生じる劣化を抑制することができる。これにより、ディスクブレーキ１の信頼性が向上するという効果を奏することができる。

また、バネ部材３８はベース部材３６および押圧部材３７との接触面積が小さいため、熱伝導率が低下し、キャリパ本体１６の断熱性能が向上する。これにより、ディスクブレーキ１の熱による剛性低下を抑制することができ、ブレーキフィーリングを向上させることができるという効果を奏する。

また、上記した特許文献１のディスクブレーキでは、レバー低入力時より皿バネが変形するため、ピストンの戻り量が低下し、引き摺りトルクが増大することになるという課題がある。しかしながら、第１実施形態に係るディスクブレーキ１では、バネ部材３８に所定の初期荷重を生じさせているので、押圧制御機構３５の剛性が高くレバー剛性が高くなっていることで、引き摺りトルクの増大を抑制することができる。これにより、ディスクブレーキ１を組み付ける車両の燃費向上を図ることができるという効果を奏する。

また、上記した特許文献１のディスクブレーキでは、低入力時からレバー剛性が低下するため、高入力時のレバーストローク量が多くなってしまうという課題がある。しかしながら、第１実施形態に係るディスクブレーキ１では、バネ部材３８に所定の初期荷重が生じているため、低入力時のレバー剛性が低下することがなく、高入力時のレバーストローク量の増大を抑制できる。このため、従来のディスクブレーキに比して、低入力時のコントロール性を向上させることができる。したがって、車両の制動時の安定性を向上させることができるという効果を奏する。

また、上記した特許文献１のディスクブレーキにおいて、皿バネのバネ定数を高く設定した場合、高入力時にもレバー剛性が高くなってしまい、高入力時、特にＡＢＳ作動時のコントロール性が低下しまうという課題がある。しかしながら、第１実施形態に係るディスクブレーキ１では、上記したように高入力時のみレバー剛性を低下させることができるため、高入力時のレバーロック感が軽減されコントロール性を向上させることができる。したがって、車両の制動時にＡＢＳが作動した場合の安定性を向上させることができるという効果を奏する。

「第２実施形態」
次に、本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキを主に図５を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一称呼、同一符号としてその説明は略す。

第２実施形態に係るディスクブレーキでは、押圧制御機構３５が、第１実施形態の金属製のバネ部材３８に換えてゴム製の円環状の弾性部材６１をベース部材３６の円板部４１と押圧部材３７の底部４９との間に介装している。弾性部材６１には、軸方向の一側に一本の円環状の溝部６２が形成されており、軸方向の他側に二本の円環状の溝部６３が形成されていて、二本の円環状の溝部６３側を押圧部材３７側に配置している。

このような第２実施形態に係るディスクブレーキにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

「第３実施形態」
次に、本発明の第３実施形態に係るディスクブレーキを主に図６を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一称呼、同一符号としてその説明は略す。

第３実施形態に係るディスクブレーキでは、押圧制御機構３５に第１実施形態のベース部材３６が設けられておらず、ピストン１７の底部１９の中央から軸部６５がその軸線方向に沿って円筒部１８と同方向に延出し、その先端に径方向に広がってフランジ部６６が形成されている。そして、押圧部材３７は、フランジ部５１を底部１９とは反対側に配置した状態で、その穴部４８にピストン１７の軸部６５を摺動可能に嵌合させることになり、底部４９のフランジ部５１側にピストン１７のフランジ部６６が配置されている。

そして、バネ部材３８が、貫通穴５５にピストン１７の軸部６５を挿通させた状態でピストン１７の底部１９と押圧部材３７の底部４９との間に介装されることになる。

このような第３実施形態に係るディスクブレーキにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。その上、ベース部材を廃止できるため、部品点数およびコストを低減できる。

１ ディスクブレーキ
１０ ディスク
１６ キャリパ本体
１７ ピストン
３１，３２ ピストンシール
３３ ブレーキパッド
３７ 押圧部材
３８ バネ部材（弾性体）
６１ 弾性部材（弾性体）

Claims (2)

1. 有底筒状のピストンを、該ピストンの底部がキャリパ本体に形成されるボアの底部に対向する状態で、ピストンシールを介して摺動可能にキャリパ本体に内装し、液圧により前記ピストンを推進してブレーキパッドをディスクに押圧するディスクブレーキにおいて、
   前記ピストンの内部には、所定の初期荷重が付加され、初期荷重を超える液圧が前記ピストンに付加されたときに全長が圧縮される弾性体が設けられ、
   前記ピストンの開口側には、該ピストンの推進荷重を前記弾性体を介して受けて前記ブレーキパッドを押圧する押圧部材が設けられ、
   該押圧部材には、一面側が前記ブレーキパッドに当接し、他面側が前記ピストンの開口端面に対向するフランジ部を有していることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記弾性体および前記押圧部材は、前記弾性部材と前記ピストンの内底部との間に配置されるベース部材により前記ピストンと別体の押圧制御機構を形成し、前記ベース部材は、前記弾性体に前記初期荷重を付加するべく、前記ベース部からの前記押圧部材の移動を規制するものであることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。

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