JPH01266328A - ディスク型ブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、車輪の運動エネルギーを摩擦熱に変えて車
輪の制動を行なうディスク型ブレーキに関する。

（ロ）従来の技術 ディスク型ブレーキは、しゆう動面が外部に露出してい
るため耐熱フェード性に優れ、よって高速車やレーシン
グカー等に採用されている。この従来のディスク型ブレ
ーキは制動時においてピストン面に相対するパッド面、
又ディスクローター面に相対するパッド面の各面間が同
一平面を維持することによって設定した制動力が得られ
るよう設計されていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点。

しかし、本来制動時においてディスクローター面に相対
するパッド面のリーディング側は、パッド面のトレーリ
グ側と比べ減りが早く、又ディスクローター面各部の周
速度の違いにより相対するパッド面の外周方向側は内周
方向側と比べ減りが早い。よって運動エネルギーを摩擦
熱に変える仕事量はディスクローター面に相対するパッ
ド面の部分部分によって違うはずであるが、パッド面が
均一に摩耗するよう設計された従来のディスク型ブレー
キにおいては、ディスクローター面に押し付けるパッド
面の部分部分で面圧に差が生じてしまい、面圧の小さい
部分は面圧の大きい部分と比べその仕事量は効率が悪い
。又、制動を繰り返し行なうとディスクローターとパッ
ドとのＦ！［熱になど、長時間制動を繰り返し行なった
場合、安定した高い制動力を常に確保できないなどの欠
点があった。

本発明は上）ホした問題に鑑みてなされたもので目的と
するところは、制動時においてディスクローター面に相
対するパッド面が常にディスクローター面と同一平面を
維持するとともに、ディスクローター面に相対するパッ
ド面の面圧をパッド全面にわたって常に均一化すること
により、従来と同一面積のディスクローター、パッドを
用い長時間制動を繰り返し行なった場合においても常に
安定した高い制動力を確保できるディスク型ブレーキの
提供にある。

（ニ）問題を解決するための手段 図面を用いてこの発明の好ましい一実施例を説明すれば
次の通りである。

第一図は本発明に係るディスク型ブレーキの概略断面説
明図で、キャリパ−１には一方を開口して内股されたシ
リンダー２と、前記シリンダー２の開口部からシリンダ
ー２内をしゆう動するピストン３が前記シリンダー２丙
を塞いで挿入されている。前記ピストン３のパッド８−
１側中央部は、油室５側のピストン３底面からパッド８
−１側へ垂直に円錐状の突起が設けられ、さらにその突
起先端部分６は円滑な球面状に成形されている。この球
面状に成形された先端部分６と面接触する副ピストン７
−１が前記ピストン３とパッド８−１間に位置し、副ピ
ストン７−１本体が前記ピストン３に対しピストン３の
外周方向へ円滑に可動できるよう、副ピストン７−１本
体は油室５側へ垂直に円錐状に成形され、さらにその先
端部分９が窪んだ円滑な逆球面状に成形されている。こ
の逆球面状の半径は少なくとも前記ピストン３の突起先
端部分６０球面の半径より大きく設定され、更にこの接
触面には副ピストン３が円滑に可動するよう耐熱姓の高
いグリースを塗布することが望ましい。又、本発明によ
るブレーキ装置を車輌に取り付けた場合に副ピストン７
−１とピストン３間との接触部が大きくずれたりはずれ
たりしないように窪んだ球面状の深さが設定されている
。この副ピストン７−１本体はピストン３からの油圧を
本体中央部で受け、その油圧をパッド８−１に均一に伝
えられるよう堅牢にできて、更にパッド８−１と相対す
る面には複数の溝など空気の流通路１０を設けてあり、
ざらにその面の形状は、組み立て時に位置を決めずに取
り付けられるよう円形状である。８−１はパッドで４は
ディスクローターであり、以上の構成によって制動時に
パッド８−１をディスクローター４面に押し付ける。

次にディスクローター４をはさんだ反対側には上述した
キャリパ−１の枠１１がディスクローターをまたいで位
置し、前記キャリパ−１の枠１１とパッド８−２間には
副ピストン７−２が位置している。このキャリパ−枠１
１と副ピストン７−２間における接触部は上述したピス
トン３と副ピストン７−１間の接触部と同様に、キャリ
パ−枠１１に設けた突起先端部分１２は円滑な球面上に
形成され、この円滑な球面状の接触面と面接触する副ピ
ストン７−２はパッド８−２側より垂直に円錐状に成形
され、副ピストン７−２本体がキャリパ−枠に対し接触
部を支点に副ピストンの外周方向に自由に又、円滑に可
動できるようその先端部分１３は窪んだ円滑な逆球面状
に成形されている。又、この副ピストン７−２は上述し
た副ピストン７−１と同様な機能構造を備えてあり両側
ピストン７−１゜７−２を同−製とすればコストダウン
を計れる。

又、上述した２ケ所の接触部はディスクローター４をは
さんで同一中心線上に位置している。

（ホ）作用 上記のように構成されたディスク型ブレーキにおいて制
動を開始すると、ピストン３によって塞がれたシリンダ
ー２内の油室５に油室が生じ、この油圧はシリンダー２
内のピストン３表面とシリンダー２内の壁面及び底面に
作用する。

ピストン３の表面に作用した油圧はピストン３け、ディ
スクローター４の面に相対するパット８−１面間で摩擦
が始まり運動エネルギーを摩擦熱に変える。

この時、ディスクローター面に相対するパッド面の部分
部分でその運動エネルギーを摩擦熱に変える仕事量に差
が生じ、すなわちパッドのリーディング側や外周方向側
の仕事量は大きく、よってその方面は摩耗が早まって偏
摩耗し、その偏摩耗した方面は面圧が低下する。

しかし、血圧が低下すると同時にピストン３との接触面
を支点としてピストン３の外周方向側へ円滑に可動する
ように設定された副ピストン７−１は、ピストン３から
伝わる油圧により血圧の低下した方面が押し付けられ可
動し、パッド面のディスクローター面に対する面圧は再
び均一化される。この作用は制動時において常に連続的
に行われており、ディスクローター４面に相対するパッ
ド８−１面は常に同一平面に対応しながら且つディスク
ローター面に対し均一化した面圧を維持する。

制動を終了すると油至５内の油圧がゼロとなりパッド８
−１はディスクローター４から僅か離れて位置するが、
この両者間の相対する面は平行面を維持しており、次な
る制動間においてもこの両者間は同一平面で面圧が均一
化される。

次にシリンダー２の壁面及び底面に作用した油圧はキャ
リパ−１をピストン３のしゆう動方向と反対方向へしゆ
う動させて、キャリパ−枠１１とディスクローター４間
に位置する副ピストン７−２を介してパッド８−２をデ
ィスクローター４面へ押し付ける。この動作時における
作用は上述したピストン３．副ピストン７−１．パッド
８−１間の場合と同様に、ディスクローター４面に相対
するパッド８−２間において仕事量の大きい方面は摩耗
が早まり偏摩耗し面圧は低下するが、面圧が低下すると
同時にキャリパ−枠１１に対し％ｊピストン７−２が円
滑に可動するよう設定されているため、面圧の低下した
方面はキャリパ−枠１１から伝わる油圧によってディス
クローター４面に押し付けられ面圧は再び均一化される
。以下繰り返す制動時においてもまったく同様な作用が
行なわれる。

又、制動時においてパッドとの摩擦熱によってソリなど
熱変形した場合のディスクローター面に対しては、上述
した作用と同様に変わるディスクローター４面に対し、
パッド８−１．８−２面はディスクローター面と同一平
面となる最適な位置まで、油圧によって可動する。

（へ）実施例 なお、上述した一実施例においてはキャリパ−浮動型の
ディスク型ブレーキについて述べたがこの限りではなく
、第２図はディスクローターをはざんだ各油至とパッド
間にピストンと副ピストンを組み合わせて各々設けた対
向ピストン式のキャリパ−固定型ディスクブレーキに応
用した場合である。

第３図及び第４図はキレリバー片側にシリンダーとピス
トン、副ピストンを各々組み合わせて２個並列に位置さ
せた場合の実施例で、第３図は２個のピストンに対し各
々独立した副ピストンと各ピストンとパッド間に位置さ
せ一％で、第４図は２個のピストンに対し細長い形状の
１個の副ピストンを２個のピストンとパッド間に位置さ
せ副ピストンの縁側が補強されている実施例である。

第５図および第６図はピストン及び副ピストンの相対す
る面に各本体の機能、強度を低下させることなく、各々
の面にフィンを設けたり又は孔を開口したもので、第７
図はｍ［ピストンの内部にソジュウムを封入した実施例
でおる。

第８図はピストンと副ピストン間の接触部周囲をゴムや
耐熱ビニール等、弾性を有す材質を用いてカバーしたも
ので、第９図は弾性を有す材質を用いてＯリング状のカ
バーを設けた実施例でめる。

第１０図〜第１２図は０［ピストンにおけるパッドと相
対する面の形状を正方形、長方形、楕円形の各パッド面
の形状に合わせた実施例でおる。

第１３図はディスクローター面の有効巾より大きい大径
のシリンダー及びピストンを用いて組み合わせた場合の
実施例である。

第１４図はピストンの作動中心をパッドの作動中心に対
しパッドトレーリング側にオフセットしたもので、第１
５図はピストンの作動中心をパッドの作動中心に対しデ
ィスクローター中心側へオフセットした実施例を示すも
のであり、第１６図は第１４図及び第１５図の実施態様
を組み合わせた他の実施例を示すものでおる。

又、本発明の一実施例におけるパッドは従来のようにパ
ッドのディスクローター面に相対する面とピストン面に
相対する面が平行面に設定されたパッドを使用したが、
従来のパッドももちろん使用できるが減りの早い方面の
パッドの厚さを予め徐々に厚く成形したパッドの使用が
望ましく、パッドのリーディング側を徐々に厚く成形し
たものやパッドの外周方向を徐々に厚く成形したもの、
又、パッドのリーディング側及び外周方向側を予め徐々
に厚くしたパッドも考えられ、更にパッドが使用限度に
達した時、バッド残量が均一されて残るよう各部の厚さ
を設定する方法も考えられる。

又、上述した一実施例においては従来のパッドを使用す
ることにより従来のパッドの製造技術、製造設備、又補
充等を利用したがこの限りではなく第１７図のように副
ピストンとパッドを一体構成とした他の実施例も考えら
れ、この場合は１がディスクローター面と直接相対し摩
擦して運動エネルギーを摩擦熱に変える部分で、２が前
記パッド部分と一体となってピストンから伝わる油圧を
受ける部分で、パッド部分が加わる油圧及び油圧の反作
用又熱等によってソリや変形等しないよう本体は堅牢に
できている。又、本体のピストン３側に相対する面は副
ピストンと同様に中央部が窪んだ円滑な逆送面状に成形
されピストン３先端部と接触している。

その他、本発明の技術範囲を逸脱するこなく種々の変更
、組み合わせを加えた他の実施態様のものも本発明に属
するものである。

（ト）発明の効果 以上のように本発明は従来のディスク型ブレーキの構造
を大きく変えることなく、シリンダー内のピストンにお
いては油圧の反作用をピストン中央部（ピストンの作動
中心）で受けるためシリンダー内におけるピストンの位
置を正電に保て、よってピストンはシリンダー内を常に
スムーズにしゆう動することができ、又、前記ピストン
と副ピストン間及び０１ピストンとパッド間にできた空
間によって、制動時においてディスクローターとパッド
間で発生した摩擦熱を速やかに大気中に放散！ することができるため、キャリパ−油区内の油温上昇を
おさえてペーパーロック現象を低減することができる。

更に制動時においてはディスクローター面に相対するパ
ッド面を常に同一平面状態に対応でき、又、ディスクロ
ーター面に相対するパッドの面圧をパッド全面にわたり
常に均一化できるため、従来のようにパッドの面圧の低
い部分の血圧を高めるためパッドの面圧の高い部分の一
部をカットし面積を減少させるようなことなく、限られ
た範囲内で可能な限りの広い摩擦面を確保でき、ひいて
は長時間長期間にわたり繰り返す制動においても常に高
い制動力を安定して確保することができる。

又、各部品の加工や組み立て、取り付は時にできたわず
かな狂いなどはピストンに対し副ピストンが可動するた
めディスクローター面に対しパッドを最適な位置へ対応
でき、パッドへの面圧も均一化して伝えることができる
。

更に第２図より第１７図のように他の実施態様の場合の
効果は、第２図においては対向ピストン式のキャリパ−
固定型に応用した場合で、上述した各効果の他にキャリ
パ−の剛性が高いため更に高い制動力を常に安定して得
ることができる。第３図はキャリパ−に内股された２組
のシリンダー及びピストンに対して各々独立した副ピス
トンを備えたことにより、細長い形状のパッドの偏摩耗
に対してもきめ細く対応できパッドに均一化した油圧を
伝えることができる。第４図は副ピストン本体が高い剛
性を確保しているためパッドに対し上述した実施例と同
様にパッドに均一化した油圧を伝えることができる。

第５図、第６図の他の実施態様においてはピストンや副
ピストンの各々の表面にフィンや孔などを設は表面積を
増やすことによって制動時の摩擦熱を大気中に速やかに
放散できる。第７図は副ピストン内部にソジュウムを封
入することによってパッド側の熱をピストン側の副ピス
トン面に伝えて熱を放散することができ、第５図、第６
図の実施態様と同様に油至内の油温上昇をおさえること
ができるためペーパーロック減少をざらに低減する効果
がある。

第８図、第９図においてはピストンと副ピストン間の接
触部を弾性材でカバーすることによって制動時のパッド
のカスなどゴミの進入を防ぐとともに塗付された耐熱グ
リースの流出を防いで副ピストンがピストンに対して円
滑に可動できる効果がある。

第１０図、第１１図、第１２図のように副ピストンにお
けるパッドと相対する面の形状を正方形や長方形又は楕
円形など各パッドの形状に適合させることにより油圧を
パッド全面に均一化して伝える効果がある。第１３図は
ディスクローター面の有効巾より大径のピストンを用い
ることによって高い油圧力を確保でき、従来のディスク
ブレーキのようにピストンの数を増やすことなく高い油
圧をパッドへ加えて高い制動力を得られる。よってシリ
ンダーの加工や部品点数の削減によりコストダウンが計
れ、ブレーキ本体の信頼性、整備性も向上する効果があ
る。

第１４図のようにパッドに対するピストンの作動中心を
パッドトレーリング側へオフセットすることによってデ
ィスクローター回転方向に長いパッドを用いた場合にお
いて、パッド面に加える油圧に差を与え、減りの早いパ
ッドリーディング側の油圧をパッドトレーリング側の油
圧と比べ低め、よってパッドトレーリング側の油圧が前
者と比べ高まりパッドの減り具合を均一化することがで
き、従来からのパッド裏面と表面が平行面に設定された
パッドを使用することができる。又、第１５図のように
パッドに対するピストンの作動中心をデパツド内周方向
側に加わる油圧に比べ低められ、よってパッドの減り具
合を均一化でき、従来型のパッドを使用できる。ざらに
第１６図のように上びパッド外周方向側に加わる油圧を
低めパッドの外周方向側を予め徐々に厚く成形しておけ
ばパッドの耐久性が向上し、パッドの交換時期を遅らせ
ることができるとともに、使用限度に達したパッドはパ
ッド残量が均一されるよう各部の厚さを予め設定されて
いるため、パッドは効果的に摩耗し使用限度に達したパ
ッド面によってディスクローター面を傷めるもともない
。

第１７図は副ピストンとパッドを一体構成したことによ
り部品や故障を減らせ、構成部を簡素化できるためパッ
ドの信頼性や、整備性が向上するなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディスク型ブレーキの概略断面説
明図で、第２図は対向ピストン式のキャリバー固定型デ
ィスクブレーキに応用した場合の実Ｍ態様を示す概略断
面説明図である。第３図〜第１７図までは本発明で考え
られる他の実施態様を示すものである。 １・・・・・・キャリパ− ２・・◆・・・シリンダー ３・・・・・・ピストン ４・・・・・・ディスクローター ５・・・・・・油室 ７−１．７−２　・・・副ピストン ８−１．８−２・・・パッド １０・・・・・・流通路 １１・・・・・・キャリパ−枠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディスクローター面に相対するパッド面を少なくと
   も制動時において前記ディスクローター面と常に同一平
   面に対応でき、且つ前記ディスクローター面に相対する
   パッド面への面圧がパッド全面にわたつて常に均一化で
   きる機構を備えたことを特徴としたディスク型ブレーキ ２、油室５側のピストン底面中央部からパッド８−１側
   へ垂直に円錐状の突起を設け、その突起先端部が円滑な
   球面状に成形されたピストン３と、油室５側へ垂直に円
   錐状に成形され、その円錐先端部を窪ませて円滑な逆球
   面状に成形された副ピストン７−１が、前者ピストン３
   の球面状に成形された先端部と後者副ピストン７−１の
   逆球面状に成形され窪んだ先端部とが面接触して組み合
   わされ、油室５とパッド８−１間に位置する特許請求の
   範囲第１項記載のディスク型ブレーキ ３、油室５−１とパッド８−１間にピストン３−１と副
   ピストン７−１を組み合わせて設け、ディスクローター
   をはさんだ反対側の油室５−２とパッド８−２間にピス
   トン３−２と副ピストン７−２を組み合わせて設けた対
   向ピストン式のキャリパー固定型の特許請求の範囲第１
   項記載のディスク型ブレーキ ４、並列に位置する２個のピストンに対し各々独立した
   副ピストンを前記各ピストンとパッド間に位置させた特
   許請求の範囲第１項記載のディスク型ブレーキ ５、並列に位置する２個のピストンに対し、接触部を２
   ケ所設けて一体形状で堅牢な構造の副ピストンを前記各
   ピストンとパット間に位置させた特許請求の範囲第１項
   記載のディスク型ブレーキ６、ピストンと副ピストンの
   相対する各面に、各々フィンや孔などを設けた特許請求
   範囲第２項記載のディスク型ブレーキ ７、副ピストンの内部にソジユウムを封入した特許請求
   範囲第２項記載のディスク型ブレーキ８、ピストンと副
   ピストン間の接触部を弾性を有す材質でカバーした特許
   請求範囲第２項記載のディスク型ブレーキ ９、ピストンと副ピストン間の接触部を弾性を有してＯ
   リング状に成形された材質でカバーした、特許請求範囲
   第２項記載のディスク型ブレーキ１０、副ピストンのパ
   ッドと相対する面の形状を使用するパッドの形状に合わ
   せた特許請求範囲第２項記載のディスク型ブレーキ １１、ディスクローター面の有効巾より大径のシリンダ
   ー及びピストンを用いて組み合わせた特許請求範囲第２
   項記載のディスク型ブレーキ １２、ピストンの作動中心を相対するパッドの作動中心
   に対し、パッドトレーリング側へオフセットした特許請
   求範囲第２項記載のディスク型ブレーキ １３、ピストンの作動中心を相対するパッドの作動中心
   に対しディクスローター中心側へオフセットした特許請
   求範囲第２項記載のディスク型ブレーキ １４、ピストンの作動中心を相対するパッドの作動中心
   に対しパッドトレーリング側で、尚且つディスクロータ
   ー中心側へオフセットした特許請求範囲第２項記載のデ
   ィスク型ブレーキ １５、パッドリーディング側やパッド外周方向側、又パ
   ッドリーディング側及びパッド外周方向側を予め徐々に
   厚く成形し、尚且つ使用限度に達したパッドの残量が均
   一されて残るよう、パッドの各部の厚さを設定した特許
   請求範囲第２項記載のディスク型ブレーキのパッド １６、副ピストンとパッドが堅牢に一体構成された特許
   請求範囲第２項記載のディスク型ブレーキ