JPH07259898A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 キャリパシリンダ６にピストン１７ａが嵌合
され、該ピストン１７ａによりパッド４をディスク３方
向に押圧するディスクブレーキにおいて、ピストン１７
ａを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲
外となるよう設定してなる。 【効果】 ピストン１７ａの固有振動数がディスク３と
パッド４との間で生じた鳴き振動と合致したとしても、
人間の可聴域から外れた周波数となるため、シムおよび
薄板を設けることなくとも、ディスク３とパッド４との
間で生じた鳴き振動とピストン１７ａの固有振動数とが
合致することにより生じるブレーキ鳴きを実質的に防止
できることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用ディスクブレー
キに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１５および図１６に示すよう
な、キャリパシリンダ３０にピストン３１が嵌合され、
該ピストン３１によりパッド３２をディスク３３方向に
押圧するディスクブレーキにおいては、そのピストン３
１として、有底円筒状をなすものが用いられている。こ
のようなピストン３１は、底部に対し反対側の開口端面
でパッド３２に当接しこれを押圧するようになってい
る。そして、このピストン３１の肉厚は、軽量化の観点
から、強度を確保できる最小限の薄肉状とされ、パッド
３２に当接するピストン３１の開口端面は、幅の狭い円
環となっていた。また、従来は、ブレーキ鳴きを防止す
るために、鉄板の表裏面にゴムをコーティングしたシム
を、アウタ側では、パッドとキャリパシリンダの爪部と
の間に、またインナ側ではパッドとピストンとの間に介
装させて、鳴き振動を緩衝させていた。なお、インナ側
では、ピストンの開口端面が幅の狭い円環状となってお
り、シムのゴムコーティングを損傷させる可能性がある
ため、シムとピストンとの間に、さらにステンレス製の
薄板を挟み、シムのゴムコーティングの保護を行ってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、鳴き振
動を緩衝させるために、シムおよび薄板を設けるので
は、部品点数が多くなってしまうという問題があった。
ところで、図１５および図１６に示す薄肉のピストンの
固有振動数は、図１７に一例を示せば、７．２ｋＨｚ
と、人間の可聴域にあり、ディスクとパッドとの間で生
じた鳴き振動がこの周波数と合致するとブレーキ鳴きが
発生することが判った。

【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、シムおよび薄板を設けること
なくとも、ディスクとパッドとの間で生じた鳴き振動と
ピストンの固有振動数とが合致することで生じるブレー
キ鳴きを防止できるディスクブレーキを提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のディスクブレーキは、キャ
リパシリンダにピストンが嵌合され、該ピストンにより
パッドをディスクに押圧するものであって、前記ピスト
ンを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲
外となるよう設定してなることを特徴としている。

【０００６】本発明の請求項２記載のディスクブレーキ
は、請求項１記載のものに加えて、前記キャリパシリン
ダは、ディスクの少なくとも一側に同外径かつ複数のピ
ストンが嵌合されており、前記複数のピストンのうち少
なくとも一つを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋ
Ｈｚの範囲外となるよう設定してなることを特徴として
いる。

【０００７】本発明の請求項３記載のディスクブレーキ
は、請求項２記載のものに加えて、前記複数のピストン
のすべてを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚ
の範囲外となるよう設定してなることを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１記載のディスクブレーキによ
れば、ピストンを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０
ｋＨｚの範囲外となるよう設定してなるため、この固有
振動数がディスクとパッドとの間で生じた鳴き振動と合
致したとしても、人間の可聴域から外れた周波数とな
る。

【０００９】本発明の請求項２記載のディスクブレーキ
によれば、複数のピストンのうち少なくとも一つを、そ
の固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となる
よう設定してなるため、ブレーキ鳴きに関係するピスト
ンのみ鳴き防止対策を行うことができる。

【００１０】本発明の請求項３記載のディスクブレーキ
によれば、複数のピストンのすべてを、その固有振動数
が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう設定して
なるため、すべてのピストンにおける鳴き防止対策が図
れ、鳴き防止を確実に行うことができる。

【００１１】

【実施例】本発明の第１実施例によるディスクブレーキ
を図１〜図３を参照して以下に説明する。なお、以下の
説明におけるディスク回転方向とは、車両前進時のディ
スク回転方向のことである。また、図においてはピスト
ンのパッドに接触する開口端面に斜線を施している。図
において、符号１はディスクブレーキである。このディ
スクブレーキ１は車両の非回転部に固定されるキャリア
２と、このキャリア２にディスク３を挾むよう配設され
た一対のパッド４と、二カ所の摺動案内部５によってデ
ィスク３の軸線方向に摺動自在となるようキャリア２に
支持されたキャリパシリンダ６とから主に構成されてい
る。なお、両パッド４はキャリア２の摺動案内部５の内
側位置に相互に対向するように設けられた一対のパッド
ガイド７によりディスク３の軸線に沿う方向へ摺動自在
となるよう支持されている。また、ディスク３は、図に
おける矢印Ａ方向に回転するようになっている。

【００１２】キャリパシリンダ６は、ディスク３の一面
側に対向配置されたシリンダ部１０ａと、該シリンダ部
１０ａの一側からディスク３の外周部を跨いで延出する
ディスクパス部１１と、該ディスクパス部１１のシリン
ダ部１０ａに対し反対側からディスク３の他面側に対向
するよう延出する爪部１２とを有している。

【００１３】そして、シリンダ部１０ａには、そのディ
スク３側に開口するよう、断面円形状をなす一つのボア
１４ａが設けられている。このボア１４ａは、その軸線
をディスク３の軸線に平行させて設けられている。ボア
１４ａには、有底円筒状をなすピストン１７ａが、底部
側をディスク３に対し反対側に配置して摺動自在に嵌合
されている。

【００１４】ここで、上記ピストン１７ａは、ボア１４
ａとの間の室にブレーキ液が導入されることにより、平
面状の開口端面１９ａで、対向するパッド４の裏金に当
接し、そして、さらなるブレーキ液の導入で、ピストン
１７ａは、爪部１２とで両パッド４を両側から挾持して
これらをディスク３方向に押圧し、これにより、両パッ
ド４とディスク３とを接触させこれらの間に摩擦を発生
させて車輪の回転を弱め車両を制動するようになってい
る。

【００１５】そして、第１実施例において、ピストン１
７ａの、内径および開口端面１９ａから底部までの深さ
は、図１５および図１６に示す従来のものより小さくさ
れておりかつ外径および軸方向長は同じとされていて、
全体としてピストン１７ａは、厚肉とされている。これ
により、開口端面１９ａは、幅の広い円環状となってい
る。なお、ピストン１７ａの開口端面１９ａの内周側に
は面取部２２ａが形成されている。

【００１６】このようなディスクブレーキによれば、ピ
ストン１７ａを厚肉とすることにより、その固有振動数
を２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう設定する
ことができ、固有振動数を可聴周波数域から外すことが
できる。これにより、パッド４が可聴周波数範囲で鳴き
振動を生じた場合にも、これにピストン１７ａが共振す
ることを防止することができる。

【００１７】したがって、シムおよび薄板を設けること
なくとも、ディスク３とパッド４との間で生じた鳴き振
動とピストン１７ａの固有振動数とが合致することによ
り生じるブレーキ鳴きを実質的に防止できることにな
る。これにより、部品点数を削減しコストを低減するこ
とが可能となる。なお、ピストン１７ａが厚肉とされた
ことによりシムを保護する薄板は不要となり、よって、
必要に応じてシムのみ組込めばさらなるブレーキ鳴きの
抑制が図れる。

【００１８】なお、上記においては、ピストン１７ａの
固有振動数を２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよ
う設定するため、肉厚を厚くするものを例にとり説明し
たが、ピストン１７ａの材質そのものを、より硬度の高
いものを使用する、あるいはピストンの円筒部に補強材
を埋設することにより円筒部の剛性を高めることによっ
て行なうことも可能である。但し、ピストン１７ａの肉
厚を厚くした場合、パッド４を広い面積で押圧すること
ができるため、特にパッド４が摩耗してパッド４の曲げ
剛性が低下した場合でも、パッド４を確実にディスク３
に押圧させることができ、パッド４の曲げ剛性低下に起
因する鳴きを抑制することができるというメリットがあ
る。

【００１９】ここで、厚肉のピストン１７ａとして、外
径４３ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、底部厚１１ｍｍのスチール
製のものの振動特性を例示すれば、図３に示すように、
１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲に固有振動数は存在しない
ことになる（この場合図示せぬ２０ｋＨｚを越えた範囲
に固有振動数は存在する）。

【００２０】なお、第１実施例においては、一つのピス
トンでパッドを押圧するものを例にとり説明したが、デ
ィスクの両側にピストンが配置された対向２ポット型の
ディスクブレーキにおいて、これらピストンのうちの少
なくとも一方のピストンの固有振動数を２０Ｈｚから２
０ｋＨｚの範囲外となるよう設定することも可能である
（図示略）。

【００２１】次に、本発明の第２実施例によるディスク
ブレーキを図４および図５を参照して第１実施例との相
違部分を中心に以下に説明する。第２実施例において
は、シリンダ部１０ａに、そのディスク３側に開口する
よう、断面円形状をなす二つのボア１３ａ，１４ａが、
同径かつ同深さをなして設けられている。これらのボア
１３ａ，１４ａは、ディスク３の周方向に沿って並列し
かつ各軸線をディスク３の軸線に平行させて設けられて
いる。

【００２２】両ボア１３ａ，１４ａには、有底円筒状を
なすピストン１６ａ，１７ａが、それぞれ底部側をディ
スク３に対し反対側に配置して摺動自在に嵌合されてい
る。ディスク回転方向における入口側のピストン（以下
入口側ピストンと称す）１６ａの外径と出口側のピスト
ン（以下出口側ピストンと称す）１７ａの外径は同径と
されており、また、入口側ピストン１６ａと出口側ピス
トン１７ａとは軸線方向における全長が同じとされてい
る。

【００２３】ここで、上記入口側ピストン１６ａは、ボ
ア１３ａとの間の室にブレーキ液が導入されることによ
り、平面状の開口端面１８ａで、対向するパッド４の裏
金に当接し、同様に、出口側ピストン１７ａは、ボア１
４ａとの間の室にブレーキ液が導入されることにより、
平面状の開口端面１９ａで、対向するパッド４の裏金に
当接する。そして、さらなるブレーキ液の導入で、両ピ
ストン１６ａ，１７ａは、爪部１２とで両パッド４を両
側から挾持してこれらをディスク３方向に押圧し、これ
により、両パッド４とディスク３とを接触させこれらの
間に摩擦を発生させて車輪の回転を弱め車両を制動する
ようになっている。

【００２４】そして、第２実施例において、出口側ピス
トン１７ａの内径は、入口側ピストン１６ａの内径より
小さくされており、出口側ピストン１７ａの開口端面１
９ａから底部までの深さも、入口側ピストン１６ａの開
口端面１８ａから底部までの深さより小さくなってい
て、全体として出口側ピストン１７ａは、入口側ピスト
ン１６ａより厚肉とされている。なお、両ピストン１６
ａ，１７ａには、開口側内周面に面取部２１ａ，２２ａ
がそれぞれ形成されている。

【００２５】このようなディスクブレーキ１によれば、
出口側ピストン１７ａを厚肉とすることにより、その固
有振動数を２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう
設定することができ、固有振動数を可聴周波数域から外
すことができる。したがって、第１実施例と同様の効果
を発揮することができる。しかも、キャリパシリンダ６
はボア１３ａ，１４ａが同一形状であるため、従来同様
容易に加工できる。さらに、出口側ピストン１７ａのみ
厚肉としているため、特に、この出口側ピストン１７ａ
がブレーキ鳴きに関係する場合に、ピストン厚肉化によ
る重量増を最小限に抑えることができる。

【００２６】なお、上記とは逆に、入口側ピストン１６
ａがブレーキ鳴きに関係する場合には、入口側ピストン
１６ａのみ厚肉とすることも可能である。加えて、第２
実施例においては、一方のピストンのみを厚肉とし他方
のピストンを薄肉とすることにより、各々のピストンの
固有振動数を異ならせることになるため、パッドとの共
振モードがアンバランスとなり、鳴き性能をさらに向上
させることができる（なお、図４および図５に示すディ
スクブレーキは、入口側ピストン１６ａおよび出口側ピ
ストン１７ａが共にスチール製となっている）。

【００２７】ここで、各々のピストンの固有振動数の相
違は、各ピストンの材質を、例えば、フェノール樹脂製
とスチール製との組合せ、アルミニウム製とスチール製
との組合せ、あるいはアルミニウム製とフェノール樹脂
製との組合せ等、すべてのピストンで相違させたり、あ
るいは各ピストンの全長を相違させることでも可能であ
る。例えば、図６および図７は、出口側ピストン１７ａ
を厚肉のフェノール樹脂製とし、入口側ピストン１６ａ
を薄肉のスチール製とした場合を示すもので、この例で
は、出口側ピストン１７ａの開口端面１９ａの位置を面
取部２２ａ，２３ａを形成することにより、入口側ピス
トン１６ａの開口端面１８ａの位置に対し半径方向内側
となるようにしている。なお、フェノール樹脂製のピス
トンの固有振動数は、例えば図８に示すように、１４．
４ｋＨｚとなっている。勿論、このような構成は、後述
する対向型キャリパに適用することもでき、この場合、
例えば上記出口側ピストンを対向する両出口側ピストン
に適用し上記入口側ピストンを対向する両入口側ピスト
ンに適用すること等が可能である。

【００２８】さらに、図９および図１０に示すように、
入口側ピストン１６ａおよび出口側ピストン１７ａを共
に厚肉とすることも可能であり、このように構成すれ
ば、すべてのピストンにおける鳴き防止対策が図れ、鳴
き防止を確実に行うことができる。

【００２９】ここで、第２実施例においては、キャリパ
シリンダ６のディスク３の一面側にのみシリンダ部１０
ａが設けられるものを例にとり説明したが、図１１およ
び図１２に示すように、ディスク３の他面側にもシリン
ダ部１０ｂを有する対向型のものにも勿論適用可能であ
る。このような第３実施例における対向型のキャリパシ
リンダ６は、シリンダ部１０ａに対向してシリンダ部１
０ｂを設け、該シリンダ部１０ｂにもディスク３側に開
口するよう、ボア１３ａ，１４ａと同軸・同径・同深さ
でボア１３ｂ，１４ｂを形成し、これらボア１３ｂ，１
４ｂにもピストン１６ｂ，１７ｂを嵌合させている。こ
のような、対向型のキャリパシリンダ６においても、図
１１および図１２に示すように、両出口側ピストン１７
ａ，１７ｂを厚肉とし、両入口側ピストン１６ａ，１６
ｂを薄肉としたり、あるいは、両出口側ピストン１７
ａ，１７ｂを薄肉とし、両入口側ピストン１６ａ，１６
ｂを厚肉としたり、出口側ピストン１７ａ，１７ｂおよ
び入口側ピストン１６ａ，１６ｂのいずれか一つのみ厚
肉としたり、出口側ピストン１７ａ，１７ｂおよび入口
側ピストン１６ａ，１６ｂのいずれか三つを厚肉とした
り、さらには、出口側ピストン１７ａ，１７ｂおよび入
口側ピストン１６ａ，１６ｂを全て厚肉としたりするこ
とが可能である。

【００３０】なお、厚肉である出口側ピストン１７ａ
（１７ｂ）の開口端面１９ａの面積を大きくするため、
図１３に示すように、出口側ピストン１７ａの開口端部
２５を内方に絞った形状とすることも可能である（この
場合開口端部２５の内外周は同心円状とするのが製作上
好ましい）。また、図１４に示すように、出口側ピスト
ン１７ａの開口端面１９ａに放射状をなして溝２６を形
成したりすることも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載のディスクブレーキによれば、ピストンを、その固
有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう
設定してなるため、この固有振動数がディスクとパッド
との間で生じた鳴き振動と合致したとしても、人間の可
聴域から外れた周波数となる。したがって、シムおよび
薄板を設けることなくとも、ディスクとパッドとの間で
生じた鳴き振動とピストンの固有振動数とが合致するこ
とにより生じるブレーキ鳴きを実質的に防止できること
になる。これにより、部品点数を削減しコストを低減す
ることが可能となる。

【００３２】本発明の請求項２記載のディスクブレーキ
によれば、複数のピストンのうち少なくとも一つを、そ
の固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となる
よう設定してなるため、ブレーキ鳴きに関係するピスト
ンのみ鳴き防止対策を行うことができる。

【００３３】本発明の請求項３記載のディスクブレーキ
によれば、複数のピストンのすべてを、その固有振動数
が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう設定して
なるため、すべてのピストンにおける鳴き防止対策が図
れ、鳴き防止を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるディスクブレーキを
示す一部を断面とした平面図である。

【図２】本発明の第１実施例によるディスクブレーキを
示す図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面矢視図である。

【図３】本発明の第１実施例によるディスクブレーキの
ピストンの振動特性を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施例によるディスクブレーキを
示す一部を断面とした平面図である。

【図５】本発明の第２実施例によるディスクブレーキを
示す図４におけるＣ−Ｃ線に沿う断面矢視図である。

【図６】本発明の第２実施例によるディスクブレーキの
別の例を示す一部を断面とした平面図である。

【図７】本発明の第２実施例によるディスクブレーキの
別の例を示す図６におけるＤ−Ｄ線に沿う断面矢視図で
ある。

【図８】本発明の第２実施例によるディスクブレーキの
フェノール樹脂製ピストンの振動特性を示すグラフであ
る。

【図９】本発明の第２実施例によるディスクブレーキの
さらに別の例を示す一部を断面とした平面図である。

【図１０】本発明の第２実施例によるディスクブレーキ
のさらに別の例を示す図９におけるＥ−Ｅ線に沿う断面
矢視図である。

【図１１】本発明の第３実施例によるディスクブレーキ
を示す一部を断面とした平面図である。

【図１２】本発明の第３実施例によるディスクブレーキ
を示す図１１におけるＦ−Ｆ線に沿う断面矢視図であ
る。

【図１３】ディスクブレーキのピストンの他の一例を示
すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はこれを右方から見
た側断面図である。

【図１４】ディスクブレーキのピストンのさらに他の例
を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）はこれを右方か
ら見た側断面図である。

【図１５】従来のディスクブレーキを示す一部を断面と
した平面図である。

【図１６】従来のディスクブレーキを示す図１５におけ
るＧ−Ｇ線に沿う断面矢視図である。

【図１７】従来のディスクブレーキのピストンの振動特
性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ディスクブレーキ ３ ディスク ４ パッド ６ キャリパシリンダ １６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ ピストン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリパシリンダにピストンが嵌合さ
   れ、該ピストンにより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、 前記ピストンを、その固有振動数が２０Ｈｚから２０ｋ
   Ｈｚの範囲外となるよう設定してなることを特徴とする
   ディスクブレーキ。
2. 【請求項２】 前記キャリパシリンダは、ディスクの少
   なくとも一側に同外径かつ複数のピストンが嵌合されて
   おり、 前記複数のピストンのうち少なくとも一つを、その固有
   振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう設
   定してなることを特徴とする請求項１記載のディスクブ
   レーキ。
3. 【請求項３】 前記複数のピストンのすべてを、その固
   有振動数が２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲外となるよう
   設定してなることを特徴とする請求項２記載のディスク
   ブレーキ。