JP6364236B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、詳しくは、摩擦パッドを押圧するピストンと、該ピストンを作動させる液圧式作動機構と機械式作動機構とを備えたパーキングブレーキ付きのディスクブレーキ装置に関する。
四輪自動車等に用いられるディスクブレーキ装置として、ブレーキペダルによる液圧式作動機構と、ハンドルレバーやフットペダルによって牽引操作される機械式作動機構とを備えたパーキングブレーキ付きのディスクブレーキ装置がある。このパーキングブレーキ付きのディスクブレーキ装置は、一般に、キャリパボディに設けたシリンダ孔の先端開口側に液圧式作動機構を構成するピストンを配置し、このピストンの内側及び後面側にアジャストナット及びアジャストボルトを有するアジャスタを配置するとともに、シリンダ孔の底部側に機械式作動機構を構成する推力変換機構を配置している。
このようなパーキングブレーキ付きのディスクブレーキ装置では、ピストン内にアジャスタを組み付ける際に、ピストン内のエアを排出しながらアジャスタを良好に組み付けられるように、ピストンの先端部にエア抜き孔が穿設されたものがあり、アジャスタを組み付けた後には、エア抜き孔をダストブーツで塞いでピストン内に異物が侵入することを防止したものがあった(例えば、特許文献1参照。)。
特開2008−281045号公報
しかし、上述の特許文献1のものでは、ピストンの先端部となる底壁側の周壁にエア抜き孔が形成され、シリンダ孔の開口部とエア抜き孔に対向するピストンの周壁との間にダストブーツを取り付けていることから、ダストブーツの組付に手間が掛かると共に、ディスクブレーキ装置が大型化する虞があった。また、制動時にディスクロータに摺接した摩擦パッドが、制動解除時にディスクロータの側面から離間し難く、摩擦パッドが引き摺られる虞があった。
そこで本発明は、ディスクブレーキ装置の小型化と組み付け性の向上を図ると共に、摩擦パッドの引き摺りを抑制することができるディスクブレーキ装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明のディスクブレーキ装置は、ディスクロータを挟んで配置されるキャリパボディに形成されるシリンダ孔の先端開口側に、底壁をディスクロータ側に向けて収容される有底円筒状のピストンと、前記シリンダ孔の底部側に配設される推力変換機構と、該推力変換機構と前記ピストンとの間に設けられたアジャスタとを備え、前記推力変換機構から前記アジャスタを介して前記ピストンを押動して、前記ディスクロータを挟んで配置される一対の摩擦パッドを前記ディスクロータに摺接させるパーキングブレーキを備えたディスクブレーキ装置において、前記ピストンの底壁の外面と前記摩擦パッドの裏板のいずれか一方に係合凹部を、いずれか他方に前記係合凹部に係合する係合凸部をそれぞれ形成し、前記係合凹部と前記係合凸部とをシール部材を介して係合させると共に、前記ピストンの底壁に形成される前記係合凹部又は前記係合凸部に、前記ピストンの内外を貫通するエア抜き孔を形成したことを特徴としている。
また、前記ピストンの前記ディスクロータ側面に前記係合凹部が、前記摩擦パッドの前記裏板に前記係合凸部がそれぞれ設けられると好適である。さらに、前記シール部材は、断面角型の環状シールであると好ましい。
本発明のディスクブレーキ装置によれば、ピストンのディスクロータ側面と摩擦パッドの裏板のいずれか一方に係合凹部を、いずれか他方に係合凹部に係合する係合凸部をそれぞれ形成し、ピストンに形成した係合凹部又は係合凸部のいずれか一方に、エア抜き孔を形成することにより、組み付け時にピストン内部のエアをエア抜き孔を介して良好に排出させることができる。また、エア抜き孔をピストンの底部に形成することから、エア抜き孔を簡単に形成することができる。
さらに、係合凹部と係合凸部がシール部材を介して係合することにより、エア抜き孔を閉塞し、エア抜き孔からピストン内に異物が侵入することを防止することができる。これにより、従来のように、ピストンの先端部とシリンダ孔との間にダストブーツを設ける必要がなくなることから、組み付け性の向上とディスクブレーキ装置の小型化を図ることができる。また、係合凹部と係合凸部との係合により摩擦パッドとピストンとを連結させることができることから、制動解除時にディスクロータの側面から摩擦パッドを確実に離間させ、摩擦パッドの引き摺りを防止することができる。
さらに、係合凹部と係合凸部とを、ピストンの中心軸を通る位置に形成することにより、ピストンと摩擦パッドとを安定した状態で連結することができる。また、ピストンに係合凹部を、摩擦パッドの裏板に係合凸部をそれぞれ設けることにより、加工が容易になり、例えば、ハーフピアス加工によって摩擦パッドの裏板に係合凸部を容易に形成することができる。さらに、シール部材を断面角型の環状シールで形成したことにより、シール性が向上し、ピストンと摩擦パッドとを良好に連結することが出来ると共に、エア抜き孔からピストン内に異物が侵入することを確実に防止することができる。
本発明の一形態例を示すディスクブレーキ装置の要部拡大断面図である。 同じくピストンと摩擦パッドとの一部断面分解斜視図である。 同じくディスクブレーキ装置の断面図である。
図1乃至図3は本発明のディスクブレーキ装置の一形態例を示す図である。本形態例のディスクブレーキ装置1は、キャリパボディ2に図示しないブレーキペダルにて操作される液圧式作動機構3と、図示しないハンドルレバーやフットペダルにて操作されるパーキングブレーキ用の機械式作動機構4とを併設したパーキングブレーキ付きのディスクブレーキ装置であって、キャリパボディ2は、ディスクロータ5の一側部で車体に固設されるキャリパブラケット6に図示しない一対のスライドピンを介してディスク軸方向へ移動可能に支持される。
キャリパボディ2は、ディスクロータ5の両側に対向配置される作用部2a及び反作用部2bと、ディスクロータ5の外側を跨いでこれらを連結するブリッジ部2cとを有し、作用部2aと反作用部2bとの間には、一対の摩擦パッド7,8がディスクロータ5を挟んで配置されている。また、作用部2aには、ディスクロータ5側に開口するシリンダ孔9が形成され、反作用部2bには、反力爪2dが形成されている。
シリンダ孔9は、先端開口側に大径部9a、シリンダ孔底部側に小径部9bがそれぞれ形成され、大径部9aには開口側にピストンシール10とダストシール11とがそれぞれ取り付けられている。小径部9bには、シリンダ軸方向に複数の係合溝9cが設けられるとともに、これら係合溝9cの軸方向中間部を繋ぐ周方向溝9dが形成されている。また、作用部2aの上部側には、前記係合溝9cの1つと、周方向溝9dとに連通し、車体取付時に車体上方に位置するブリーダ孔9eが穿設されている。
シリンダ孔9の大径部9aには、液圧式作動機構3を構成する有底円筒状のピストン12が収容され、小径部9bには、機械式作動機構4を構成する推力変換機構13が収容されると共に、ピストン12と推力変換機構13との間には、ディスクロータ5と摩擦パッド7との制動間隙を自動的に調整するためのアジャスタ14が配設されている。また、シリンダ孔底壁には、固定側カム板15が配設されている。
アジャスタ14は、アジャストボルト16とアジャストナット17とで構成され、アジャストボルト16の頭部には、小径ピストン16aとクラッチ板16bとが設けられ、小径ピストン16aには、軸方向中間位置にシール材16cが嵌着されている。アジャストナット17は、内部にアジャストボルト16と螺合する多条ねじ17aが形成され、シリンダ孔底部側の端部に推力伝達板17bが設けられている。また、アジャストナット17の外周側には、カムスプリング18と推力伝達板17bとを収容する円筒状のハウジング19がシリンダ孔9内に配設されている。
前記ピストン12は、底壁12aをディスクロータ5側に向けてシリンダ孔9の大径部9aに収容されており、ピストン12の中心軸CL1上に、前記アジャストナット17とアジャストボルト16とが設けられている。ピストン12の底壁12aの内面には、嵌合孔12bが設けられ、嵌合孔12bに前記小径ピストン16aがシール材16cを介して嵌合し、クラッチ板16bは、嵌合孔12bの開口部から拡開する円錐面12cに、ばね部材20の作用で圧接している。ピストン12の底壁12aの外面には、中心軸CL1を通る十文字状の溝12dが形成されると共に、中心軸CL1上に円筒状の係合凹部12eが形成されている。さらに、ピストン12の底壁12aの中心軸CL1上には、係合凹部12eの底面中心部と嵌合孔12bとに開口し、ピストン12の内外を貫通するエア抜き孔12fが形成されている。
ばね部材20は、一端がベアリング受け21に、他端がアジャストナット17の外周部に設けられた止め輪22に当接し、ベアリング受け21及びベアリング23を介してアジャストボルト16を底壁12a側に回動可能な状態で付勢している。
前記推力変換機構13は、シリンダ孔底壁9fと固定側カム板15とに対して回動可能、且つ、シリンダ軸方向に移動可能に貫通したカムシャフト24と、該カムシャフト24のシリンダ孔開口側端部に設けられた駆動側カム板24aと該駆動側カム板24a及び前記固定側カム板15の対向位置にそれぞれ形成される複数のランプ溝25及び該ランプ溝25にそれぞれ収容されるカムベアリング26とを備えている。
駆動側カム板24aは、シリンダ孔開口側端部の中央に、円筒部24bが突設され、シリンダ孔開口側面にスラストベアリング27とスペーサ28とを介して前記推力伝達板17bが当接する。推力伝達板17bは、シリンダ孔底部側端部の中央に、前記円筒部24bと、アジャストボルト16のねじ部先端を収容する収容部17cが形成され、また、外周には複数の係合用突起17dが周方向に等間隔で設けられている。
固定側カム板15は、円盤状に形成され、中央にはカムシャフト24を挿通させる挿通孔15aが設けられ、外周側にはシリンダ孔の各係合溝9cにそれぞれ係合する複数の係合リブ15bが周方向に等間隔に突設されている。
ハウジング19は、シリンダ孔9の小径部の径よりもやや小径に形成される大径筒部19aと、アジャストナット17に形成した推力伝達板17bの外径よりも大きな内径を有する小径筒部19bとを一対に備えたもので、小径筒部19bの周壁にはハウジング19の内外を貫通する通孔19cが穿設されるとともに、小径筒部19bのシリンダ孔開口側から、大径筒部19aのシリンダ孔底部側に亘って、前記推力伝達板17bの各係合用突起17dが軸方向にのみ移動可能に係合する複数の係合孔19dが突設されている。さらに、小径筒部19bのシリンダ孔開口側端部にはカムスプリング18の支持片19eが内周側に突設されている。大径筒部19aのシリンダ孔底部側には、シリンダ孔9の各係合溝9cにそれぞれ係合されるとともに、周方向溝9dに嵌着する複数の係合リブ19fが周方向に等間隔で突設され、大径筒部19aの隣り合う係合リブ19f間の周壁は、シリンダ孔底部側に延設され、前記固定側カム板15の周壁に係合させる折曲げ片19gが形成されている。
摩擦パッド7,8は、ライニング7a,8aと金属製の裏板7b,8bとで形成され、裏板7b,8bの両側部には一対の耳片7c,7c(摩擦パッド8の耳片は図示せず)がそれぞれ突設されている。また、作用部側の摩擦パッド7の裏板7bには、反ディスクロータ側面7dのディスクブレーキ周方向中央部に、反ディスクロータ側に突出し、ピストン12に形成した前記係合凹部12eに、シール部材29を介して係合する係合凸部7eが形成されている。シール部材29は、断面角型の環状シールで形成され、シール部材29を介して、前記係合凹部12eと係合凸部7eとが密着する。さらに、裏板7bの係合凸部7eよりもディスク外周側に、ピストン12に形成した溝12dに係合してピストン12を回り止めする回止め用凸部7fが形成されている。また、この回止め用凸部7fと係合凸部7eとは、例えば、ハーフピアス加工によって裏板7bに容易に形成することができる。
このように形成した本形態例のディスクブレーキ装置1の組み立ては、ハウジング19のシリンダ孔底部側の開口から、カムスプリング18を挿入し、その一端を支持片19eに当接され、カムスプリング18の内周にアジャストナット17を挿通する。該アジャストナット17に設けた推力伝達板17bのシリンダ孔開口側端部にカムスプリング18の他端を当接させ、アジャストナット17の係合用突起17dをハウジング19の係合孔19dに係合させて、推力伝達板17bをシリンダ軸方向に移動可能な状態で回り止めする。次に、推力伝達板17bの収容部17cに、スペーサ28とスラストベアリング27とを挿通した駆動側カム板24aの円筒部24bを収容させ、推力伝達板17bのシリンダ孔底部側と駆動側カム板24aのシリンダ孔開口側端部とをスペーサ28とスラストベアリング27とを介して当接させる。次いで、各カムベアリング26を各ランプ溝25に収容するように固定側カム板15の挿通孔15aにカムシャフト24を通し、固定側カム板15の係合リブ15bとハウジング19の係合リブ19fの位置をシリンダ軸方向に合わせ、ハウジング19の折曲げ片19gを折り曲げて固定側カム板15の周壁に係合させる。これにより、固定側カム板15が、ハウジング19のシリンダ孔底部側に配設され、推力変換機構13と、推力伝達板17bと、カムスプリング18とをハウジング19内に組み付けてユニット化する。
このように組み付けられたユニットは、固定側カム板15をシリンダ孔底壁9f側に向けてシリンダ孔9内に挿入され、固定側カム板15の係合リブ15bとハウジング19の係合リブ19fとを、シリンダ孔9の小径部9bに形成された係合溝9cにそれぞれ係合されるとともに、ハウジング19の係合リブ15bを周方向に係合させ、固定側カム板15から突出したカムシャフト24をシリンダ孔底壁9fの挿通孔9gから外部に突出させる。このように、固定側カム板15の係合リブ15bとハウジング19の係合リブ19fとを、シリンダ孔9の係合溝9cにそれぞれ係合させることによって、固定側カム板15とハウジング19の回転を規制することができる。
一方、ピストン12の内部には、アジャストボルト16、ベアリング23、ベアリング受け21、ばね部材20、止め輪22を順に装着し、こちらも1つのユニットとする。アジャストボルト16は、小径ピストン16aがシール材16cを介して、ピストン12の嵌合孔12bに嵌合される際に、嵌合孔12bと係合凹部12eとに開口するエア抜き孔12fを介して、エアがピストン12の外部に排出されることから、良好に組み付けることができる。次に、アジャストボルト16をアジャストナット17に螺合させながら、ピストン12をシリンダ孔9に押し込み、カムシャフト24の突出端に操作レバー30を取り付ける。これにより、キャリパボディ2に液圧式作動機構3、機械式作動機構4及びアジャスタ14が組み付けられる。尚、各シール部材は適宜な段階で装着する。
摩擦パッド7,8の組付は、各耳片7cをキャリパボディ2に設けたパッドガイド溝(図示せず)にそれぞれ挿入することにより、ディスク軸方向に移動可能にそれぞれ取り付けられる。作用部2a側の摩擦パッド7は、係合凸部7eにシール部材29を嵌入させた状態で、係合凸部7eをピストン12の係合凹部に挿入することにより、係合凸部7eと係合凹部12eとがシール部材29によりシールされ、作用部2a側の摩擦パッド7とピストン12とが連結される。この状態で、係合凹部12eと係合凸部7eとは、ピストン12の中心軸CL1を通る位置に配置される。さらに、このように係合凸部7eと係合凹部12eとが連結されることにより、ピストン12に設けたエア抜き孔12fを閉塞され、ピストン12内に異物が侵入することを防止する。また、回止め用凸部7fがピストン12の溝12dに係合してピストン12を回り止めする。
このように組み付けられたディスクブレーキ装置1のシリンダ孔9には、作動液が充填され、液圧式作動機構3を用いたブレーキ操作では、シリンダ孔9内に導入された作動液の圧力によってピストン12がディスクロータ方向に押動され、作用部2aの摩擦パッド7をディスクロータ5の一側面に押圧するとともに、その反力によってキャリパボディ2が作用部2a方向に移動し、反作用部2bの反力爪2dが反作用部2b側の摩擦パッド7をディスクロータ5の他側面に押圧し、制動作用が行われる。さらに、摩擦パッド7とディスクロータ5との制動間隙は、アジャスタ14によって所定範囲に自動的に調整される。
また、制動を解除してシリンダ孔9内の作動液の圧力が低下すると、ピストン12は、ピストンシール10の復元力により、ピストン12を所定量ロールバックさせる。このとき、ピストン12と作用部2a側の摩擦パッド7とが、係合凸部7eと係合凹部12eとの係合によって連結されていることから、作用部側の摩擦パッド7がピストン12と共に後退し、ディスクロータ5の側面から離間する。
機械式作動機構4によるパーキングブレーキ操作では、ハンドルレバーやフットペダルによって操作レバー30が、一方に回動操作されると、カムシャフト24とともに駆動側カム板24aが回動し、駆動側カム板24aの各ランプ溝25と非回動状態の固定側カム板15の各ランプ溝25との位相がずれることにより、各カムベアリング26がランプ溝25の浅い部分にそれぞれ移動し、固定側カム板15から駆動側カム板24aが離反するようにしてディスクロータ側に移動する。この駆動側カム板24aの軸方向の移動は、アジャストナット17からアジャストボルト16を介してピストン12に伝達され、該ピストン12をディスクロータ側に押動する推力となり、前記液圧式作動機構3による制動作用と同じようにして制動作用が行われる。
また、パーキングブレーキ操作を解除するために、操作レバー30が、他方に回動操作されると、カムシャフト24,駆動側カム板24aと各カムベアリング26とが初期状態に復帰し、アジャストナット17からアジャストボルト16を介してピストン12に伝達され、該ピストン12を初期位置に復帰させるが、このとき、ピストン12と作用部2a側の摩擦パッド7とが、係合凸部7eと係合凹部12eとの係合によって連結されていることから、作用部側の摩擦パッド7がピストン12と共に後退し、ディスクロータ5の側面から確実に離間させることができる。
このように、本形態例のディスクブレーキ装置1は、アジャストボルト16の小径ピストン16aをピストン12の嵌合孔12bに挿入して、アジャストボルト16側のユニットをピストン12に組み付ける際に、嵌合孔12bと係合凹部12eとに開口するエア抜き孔12fによって、ピストン12内のエアをピストン12の外部に排出することができることから、良好に組み付けることが出来る。
さらに、係合凹部12eと、摩擦パッド7の裏板7bに設けた係合凸部7eとがシール部材29を介して係合することにより、エア抜き孔12fを係合凸部7eで閉塞することができ、エア抜き孔12fからピストン内に異物が侵入することを防止できる。さらに、従来のように、ダストブーツによってエア抜き孔を閉塞する必要がなくなることから、組み付け性の向上とディスクブレーキ装置1の小型化を図ることができる。また、エア抜き孔12fは、エア抜き孔12fの直径は係合凸部7eの直径よりも小さければ良く、精度が要求されないことから、ピストン12を鋳造する際に同時に形成することもでき、簡単に形成することができる。
さらに、係合凹部12eと係合凸部7eとの係合により、摩擦パッド7とピストン12とを連結させることができ、制動解除時にディスクロータ5の側面から摩擦パッド7を確実に離間させ、摩擦パッドの引き摺りを防止することができ、特に、係合凹部12eと係合凸部7eとを、ピストン12の中心軸CL1を通る位置に形成することにより、ピストン12と摩擦パッド7とを安定した状態で連結することができる。
また、シール部材29は、断面角型の環状に形成されていることから、シール性の向上を図り、エア抜き孔12fからピストン内に異物が侵入することを確実に防止することができる。さらに、摩擦パッド7の裏板7bに設ける係合凸部7eや回止め用凸部7fは、ハーフピアス加工によって容易に形成することができ、係合凹部12eはピストン12を鋳造する際に同時に形成することができることから、コストが嵩む虞がない。
尚、本発明は上述の形態例に限るものではなく、ピストンの底壁の外面に係合凸部を設け、摩擦パッドの裏板に係合凹部を設けたものでも良い。また、係合凹部と係合凸部とは、ピストンの中心軸を通る位置に形成されていなくても差し支えない。さらに、シール部材の形状は任意である。また、パーキングブレーキ用の機械式作動機構の構造は、上述の形態例に限らず任意である。
1…ディスクブレーキ装置、2…キャリパボディ、2a…作用部、2b…反作用部、2c…ブリッジ部、2d…反力爪、3…液圧式作動機構、4…機械式作動機構、5…ディスクロータ、6…キャリパブラケット、7…摩擦パッド、7a…ライニング、7b…裏板、7c…耳片、7d…反ディスクロータ側面、7e…係合凸部、7f…回止め用凸部、8…摩擦パッド、8a…ライニング、8b…裏板、9…シリンダ孔、9a…大径部、9b…小径部、9c…係合溝、9d…周方向溝、9e…ブリーダ孔、9f…シリンダ孔底壁、9g…挿通孔、10…ピストンシール、11…ダストシール、12…ピストン、12a…底壁、12b…嵌合孔、12c…円錐面、12d…溝、12e…係合凹部、12f…エア抜き孔、13…推力変換機構、14…アジャスタ、15…固定側カム板、15a…挿通孔、15b…係合リブ、16…アジャストボルト、16a…小径ピストン、16b…クラッチ板、16c…シール材、17…アジャストナット、17a…多条ねじ、17b…推力伝達板、17c…収容部、17d…係合用突起、18…カムスプリング、19…ハウジング、19a…大径筒部、19b…小径筒部、19c…通孔、19d…係合孔、19e…支持片、19f…係合リブ、19g…折曲げ片、20…ばね部材、21…ベアリング受け、22…止め輪、23…ベアリング、24…カムシャフト、24a…駆動側カム板、24b…円筒部、25…ランプ溝、26…カムベアリング、27…スラストベアリング、28…スペーサ、29…シール部材、30…操作レバー

Claims (3)

  1. ディスクロータを挟んで配置されるキャリパボディに形成されるシリンダ孔の先端開口側に、底壁を前記ディスクロータ側に向けて収容される有底円筒状のピストンと、前記シリンダ孔の底部側に配設される推力変換機構と、該推力変換機構と前記ピストンとの間に設けられたアジャスタとを備え、前記推力変換機構から前記アジャスタを介して前記ピストンを押動して、前記ディスクロータを挟んで配置される一対の摩擦パッドを前記ディスクロータに摺接させるパーキングブレーキを備えたディスクブレーキ装置において、前記ピストンの底壁の外面と前記摩擦パッドの裏板のいずれか一方に係合凹部を、いずれか他方に前記係合凹部に係合する係合凸部をそれぞれ形成し、前記係合凹部と前記係合凸部とをシール部材を介して係合させると共に、前記ピストンの底壁に形成される前記係合凹部又は前記係合凸部に、前記ピストンの内外を貫通するエア抜き孔を形成し、前記係合凹部と前記係合凸部とは、前記ピストンの中心軸を通る位置に形成されることを特徴とするディスクブレーキ装置。
  2. 前記ピストンの前記ディスクロータ側面に前記係合凹部が、前記摩擦パッドの前記裏板に前記係合凸部がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項記載のディスクブレーキ装置。
  3. 前記シール部材は、断面角型の環状シールであることを特徴とする請求項1又は2記載のディスクブレーキ装置。
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