JPH07217680A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクブレーキのブレーキ鳴き及びブレー
キ振動を低減する。 【構成】 サポートスプリング７０がパッド４０の一側
端とトルクメンバの切欠きの内側面１４ａとの間に介装
されて、パッド４０をトルクメンバの反対の内側面側に
押圧することによりパッド４０のラトリングを防止す
る。サポートスプリング７０は熱膨張率の高い第１金属
板７１を熱膨張率の低い第２金属板７２の内側に接合す
ることにより構成され、同スプリング７０のばね力が温
度の上昇に応じて増加するようにする。非制動時には、
サポートスプリング７０によるパッド４０の付勢力が小
さく保たれるので、パッド４０のロータ攻撃性は低く、
ディスクロータ２１の偏摩耗量が減少する。一方、制動
時には、温度上昇によりサポートスプリング７０のばね
力が増加し、パッド４０の振動が強く規制され、パッド
４０の温度上昇に伴い増加するブレーキ鳴きの発生率が
低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスクロータにパッド
を押し付けて制動力を発生するディスクブレーキ装置に
係り、特にパッドのラトリングを防止するサポートスプ
リングの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば実開昭５
６−１２９６２５号公報に示されているように、ディス
クロータの両摩擦面に対向してそれぞれ配設されてなり
アクチュエータにより駆動されて同ディスクロータに押
し付けられる一対のパッドと、ディスクロータに跨るよ
うに配設されるとともに中央部にパッドを収容する切欠
きを有してなり切欠きの内側面でパッドの連れ回りトル
クを受けるトルクメンバと、パッドの一方の側端とトル
クメンバの切欠きの一方の内側面との間に介装されてパ
ッドをトルクメンバの切欠きの反対側の内側面に押圧す
るサポートスプリングとを備え、このサポートスプリン
グのばね力によりパッドのラトリングを抑制して、いわ
ゆるブレーキ鳴きを低減するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ブレーキ鳴きに関して
は、パッドの温度が１５０℃以上になると、その発生確
率がパッドの変形のために高くなることが経験的かつ実
験的に解っている。そのため、サポートスプリングのば
ね力を大きくして、パッドのラトリングを抑制する必要
がある。他方、サポートスプリングのばね力を大きくす
ると、非制動時においてもディスクロータの捩れによっ
て同ロータがパッドに接触した場合、パッドの変位がサ
ポートスプリングにより大きく規制されて前記ディスク
ロータとパッドの接触が回避されにくくなり（いわゆる
パッドのロータ攻撃性が高くなり）、ディスクロータが
偏摩耗して制動時にディスクブレーキ装置の振動（以
下、ブレーキ振動という）の原因になる。

【０００４】

【発明の目的】本発明はブレーキ鳴きとブレーキ振動の
相反する両問題に対処するためになされたもので、その
目的はブレーキ鳴きを低減できると同時にブレーキ振動
をも抑制できるようにしたディスクブレーキ装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の構成上の特徴は、パッドの両側端のうちの
少なくとも一方の側端とトルクメンバの切欠きの一方の
内側面との間に介装されてパッドをトルクメンバの切欠
きの反対側の内側面に押圧するサポートスプリングを、
温度の上昇に応じてばね力が増加するような材料で構成
したことにある。

【０００６】

【作用】上記のように構成した本発明においては、非制
動時にはパッドの温度は低いので、サポートスプリング
のばね力は小さくて、パッドの変位がサポートスプリン
グにより大きく規制されることはない。したがって、こ
の場合には、パッドのロータ攻撃性は低く、ディスクロ
ータの捩れによって同ロータがパッドに接触した場合で
も、ディスクロータとパッドの接触は回避され易いの
で、ディスクロータの偏摩耗量が減少する。また、制動
時にディスクロータとパッドの接触により温度が上昇す
ると、サポートスプリングのばね力は大きくなってパッ
ドのトルクメンバに対する押圧力が大きくなるので、パ
ッドの振動が強く規制され、温度が高くなったとき発生
し易いブレーキ鳴きが低減される。

【０００７】

【発明の効果】上記作用説明のように、本発明によれ
ば、非制動時にパッドのロータ攻撃性が低くなるととも
に制動時におけるパッドの振動が良好に抑制されるの
で、ブレーキ鳴き及びブレーキ振動の両者を良好に抑制
できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１及び図２は同実施例に係るディスクブレー
キ装置の全体を平面図及び正面図により示している。

【０００９】このディスクブレーキ装置は、ナックル、
車軸管などの非回転部に固定されたトルクメンバ１０を
備えている。トルクメンバ１０は、図示しない車輪と共
に軸心回りに回転するディスクロータ２１の摩擦面２１
ａ，２１ｂの両側にて同摩擦面２１ａ，２１ｂに平行に
それぞれ延設された一対の平板部１１，１２と、ディス
クロータ２１の外周縁を跨いで前記一対の平板部１１，
１２をそれぞれ連結する連結部１３とからなる。トルク
メンバ１０の中央部には切欠き１４が設けられており、
同切欠き１４内にはキャリパ３０、インナパッド４０及
びアウタパッド５０が配設されている。

【００１０】キャリパ３０は、両側に設けられた突条３
０ａ，３０ａがトルクメンバ１０に係止されたスプリン
グ６１，６１により下方から支持されてガイド部材６
２，６２を介してトルクメンバ１０に押圧された状態
で、トルクメンバ１０に取り付けられている。このキャ
リパ３０は、図１及び図３に示すように、アクチュエー
タを構成するシリンダ３１内を液密的に摺動するピスト
ン３２と、アウタパッド５０に対向するリアクション部
３３とを備え、シリンダ３１内に制動液圧が供給される
と、ピストン３２がインナパッド４０を摩擦面２１ａに
押圧するとともに、その反作用でリアクション部３３が
アウタパッド５０を摩擦面２１ｂに押圧して、ディスク
ロータ２１の回転を制動するようになっている。シリン
ダ３１の内周面とピストン３２の外周面との間には弾性
リングで構成したシール３４が設けられており、同シー
ル３４はシリンダ３１とピストン３２との間の液密性を
保つとともに、ピストン３２が作用位置に押し出された
際の弾性変形によってピストン３２を非作用位置に引き
戻す。

【００１１】インナパッド４０は摩擦部材４１及び裏金
４２からなるとともに、アウタパッド５０も摩擦部材５
１及び裏金５２からなる。裏金４２，５２はそれらの両
肩部に設けた突部４２ａ，４２ａ，５２ａ，５２ａ（た
だし、突部５２ａ，５２ａのみを示す）にてトルクメン
バ１０の平板部１１の切欠き１４の両内側面１４ａ，１
４ｂに設けた凹部１４ｃ，１４ｄに嵌合されるととも
に、下端部にて板材を湾曲させてなるスプリング６３に
より上方に付勢されている。平板部１１の切欠き１４の
各内側面１４ａ，１４ａ（リーディング側の各内側面１
４ａ，１４ａ）とインナ及びアウタパッド４０，５０の
各裏金４２，５２の側端面との間には、各パッド４０，
５０のラトリングを防止するために、各パッド４０，５
０を平板部１１の切欠き１４の各内側面１４ｂ，１４ｂ
（トレーリング側の内側面１４ｂ，１４ｂ）に押圧する
弾性部材としてのサポートスプリング７０，７０がそれ
ぞれ介装されている。

【００１２】サポートスプリング７０は、図４に示すよ
うに、熱膨張率の大きな金属（例えば、熱膨張係数16.5
×10^-6／℃の銅）からなる第１金属板７１を内側に、熱
膨張率の小さな金属（例えば、熱膨張係数11.8×10^-6／
℃のばね鋼）からなる第２金属板７２を外側にして、両
金属板７１，７２をスポット溶接又はリベットで接合し
て構成されている。なお、両金属板７１，７２間には、
必要に応じて金属板間の電触による摩耗を防止するた
め、ガラス織布を介装させるようにしてもよい。このよ
うにして第１及び第２金属板７１，７２を接合したサポ
ートスプリング７０は、Ｖ字上のアーム部７０ａ，７０
ｂを有するとともに、それらの中央部にばね力を発生さ
せる円弧部７０ｃを形成してなり、アーム部７０ａの先
端に設けた鈎部７０ｄにてトルクメンバ１０の平板部１
１の切欠き１４の各内側面１４ａ，１４ａに係止されて
いる。また、アーム部７０ｂは裏金４２，５２の側端面
に対して所定の小さな角度α（例えば、約５度）をもっ
て裏金４２，５２にそれぞれ接しており、パッド４０，
５０が平板部１１の切欠き１４の各内側面１４ｂ，１４
ｂ方向及びディスクロータ２１ａから離れる方向にそれ
ぞれ付勢されている。

【００１３】このように構成したサポートスプリング７
０においては、温度が上昇すると、第１金属板７１の熱
膨張が第２金属板７２の熱膨張より大きくなるので、第
１及び第２金属板７１，７２が拡開され、すなわちバイ
メタル効果が発揮されてそのばね力が大きくなる。実験
によれば、サポートスプリング７０のばね力は、５０℃
の環境下にてパッド４０，５０の重力荷重の２倍程度の
荷重（例えば、パッド４０，５０は約０．２Kgであるの
で、約０．４Kgを換算したばね力は約４Ｎ）であり、１
５０℃の環境下にてパッド４０，５０の重力荷重の２０
倍程度の荷重（例えば、約４０Ｎ）になることがことが
望ましいことが解った。この場合、他の温度では、サポ
ートスプリング７０のばね力は図５に示すグラフのよう
に変化する。

【００１４】上記のように構成した実施例の動作を説明
すると、非制動時すなわちシリンダ３１に液圧が供給さ
れてない状態では、パッド４０，５０はサポートスプリ
ング７０によりそれぞれディスクロータ２１から離れる
方向に付勢されており、同ロータ２１は円滑に回転す
る。また、この状態で、ディスクロータ２１の捩れによ
って同ロータ２１がパッド４０，５０に接触した場合で
も、サポートスプリング７０，７０の温度が低いため
に、同スプリング７０，７０がパッド４０，５０を平板
部１１の切欠き１４の内側面１４ｂ，１４ｂ方向へ付勢
する力は小さく保たれている。したがって、パッド４
０，５０の変位によりディスクロータ２１とパッド４
０，５０の接触は回避され易い、すなわちパッド４０，
５０のディスクロータ２１に対する攻撃性は低く保たれ
るので、同ロータ２１の偏摩耗量が少なくなる。その結
果、ディスクロータ２１を長時間に渡って円滑に回転さ
せることができるので、上記実施例によるディスクブレ
ーキ装置によれば長時間に渡ってブレーキ振動を低く保
つことができる。

【００１５】一方、制動時すなわちシリンダ３１に液圧
が供給されると、ピストン３２及びリアクショク部３３
がパッド４０，５０をディスクロータ２１の摩擦面２１
ａ，２１ｂ方向に押圧し、同パッド４０，５０は前記液
圧力に応じて摩擦面２１ａ，２１ｂに押し付けられる。
この押し付けにより、ディスクロータ２１には制動力が
付与される。このとき、パッド４０，５０及びディスク
ロータ２１は、摩擦部材４１，５１と摩擦面２１ａ，２
１ｂとの摩擦により発熱し、この熱がサポートスプリン
グ７０，７０に伝達されて同スプリング７０，７０の温
度が上昇する。この温度上昇により、サポートスプリン
グ７０，７０のばね力が増加し、パッド４０，５０は平
板部１１の切欠き１４の内側面１４ｂ，１４ｂに大きな
力で押し付けられる。したがって、パッド４０，５０は
熱により変形して振動する傾向が増すにもかからわず、
同振動が前記サポートスプリング７０，７０のばね力に
より強く規制されてブレーキ鳴きが低減される。

【００１６】次に、本発明によるディスクブレーキ装置
と従来のディスクブレーキ装置におけるロータ攻撃性と
ブレーキ鳴きの発生率の違いを確認した実験結果につい
て説明しておく。

【００１７】本発明によるディスクブレーキ装置のサポ
ートスプリング７０として、熱膨張係数16.5×10^-6／℃
の銅板からなる第１金属板７１と、熱膨張係数11.8×10
^-6／℃のばね鋼板からなる第２金属板７２とをガラス織
布を介してリベット接続したものを採用し、同スプリン
グ７０の取り付けばね荷重の温度に対する変化特性を図
５に示す特性に設定した。これに対して、従来のディス
クブレーキ装置のサポートスプリングとしては１枚の前
記第２金属板７２と同じばね鋼板で構成したものを採用
し、同スプリングの取り付け荷重を４Ｎとした。なお、
パッドの裏金の側端面とサポートスプリングとのなす角
度αを共に５度とした。

【００１８】まず、ロータ攻撃性に関する実験では、２
５５mmの外径を有しかつ２２mmの厚さを有するディスク
ロータを装着した車両総重量が１５００Kg相当の乗用車
用ブレーキシステムを利用した。キャリパに６８６０KP
a の油圧をかけた後に同油圧を開放して、車速１００Km
/hに相当する速度でディスクロータを６時間空転させ
て、本発明に係るディスクブレーキ装置に装着したディ
スクロータと従来装置に係るディスクブレーキ装置に装
着したディスクロータとの摩耗度をそれぞれ測定した。
両者の摩耗度は、図６に示すように、共に２μｍであっ
た。

【００１９】また、ブレーキ鳴きの実験では、車両総重
量が１５００Kgの乗用車を利用した。制動初速度２０Km
/hの状態でキャリパに９８０KPa の油圧をかけ、パッド
の温度が１５０℃の状態におけるブレーキ鳴きの発生率
を測定するとともに、パッドの振動状況を測定した。本
発明に係るディスクブレーキにおけるブレーキ鳴きの発
生率は、図７に示すように、従来のディスクブレーキ装
置のそれに比べて、約１／３であった。また、従来装置
に係るディスクブレーキ装置においては、制動中にパッ
ドが２４００Hz付近で大きく振動していたが、本発明に
係るディスクブレーキ装置においては大きな振動は確認
されなかった。

【００２０】これらの実験からも、上記実施例に係るデ
ィスクブレーキ装置によれば、非制動時におけるパッド
のロータ攻撃性が低くなるとともに、制動時におけるパ
ッドの振動が良好に抑制されて、ブレーキ鳴き及びブレ
ーキ振動の両者を良好に抑制できることが確認される。

【００２１】なお、上記実施例においては、サポートス
プリング７０を平板部１１の切欠き１４の各内側面１４
ａ，１４ａ側にのみ設けるようにしたが、平板部１１の
切欠き１４の各内側面１４ｂ，１４ｂ側（トレーリング
側の各内側面１４ｂ，１４ｂ）に上記実施例と同様にサ
ポートスプリング７０を設けて、両スプリング７０，７
０によりパッド４０，５０を平板部１１の切欠き１４の
各内側面１４ａ，１４ａ，１４ｂ，１４ｂの両側にそれ
ぞれ付勢するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るディスクブレーキ装
置の平面図である。

【図２】 同ディスクブレーキ装置の正面図である。

【図３】 図１の３−３線に沿った見た断面図である。

【図４】 図２サポートスプリングの取り付け部分を拡
大図である。

【図５】 温度変化に対するスプリング荷重の変化特性
を示すグラフである。

【図６】 実験によるディスクロータの摩耗度の評価グ
ラフである。

【図７】 実験によるブレーキ鳴きの発生率の評価グラ
フである。

【符号の説明】

１０…トルクメンバ、１１，１２…平板部、１３…連結
部、１４…切欠き、２１…ディスクロータ、３０…キャ
リパ、３１…シリンダ、３２…ピストン、４０，５０…
パッド、４１，５１…摩擦部材、４２，５２…裏金、７
０…サポートスプリング、７１…第１金属板、７２…第
２金属板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクロータの両摩擦面に対向してそ
   れぞれ配設されてなりアクチュエータにより駆動されて
   同ディスクロータに押し付けられる一対のパッドと、中
   央部に前記パッドを収容する切欠きを有してなり同切欠
   きの内側面で同パッドの連れ回りトルクを受けるトルク
   メンバと、前記パッドの両側端のうちの少なくとも一方
   の側端と前記トルクメンバの切欠きの一方の内側面との
   間に介装されて同パッドを同トルクメンバの切欠きの反
   対側の内側面に押圧するサポートスプリングとを備えた
   ディスクブレーキ装置において、前記サポートスプリン
   グを温度の上昇に応じてばね力が増加するような材料で
   構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。