JPH0914307A - ディスクブレーキのピストン支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクブレーキのピストンを安定して支持
できるようにする。 【構成】 ディスクブレーキにおいて、パッド移動用液
圧装置のシリンダ６ａの奥部側２０内径をシリンダ６ａ
の開口部側１９の内径より大きく構成し、奥部側２０に
支持溝１５を設ける。その支持溝１５に弾性部材からな
る支持材１１をはめ込み、その支持材１１でピストン６
ｂを支持する。制動時のキャリパ２変形により、シリン
ダ６ａとピストン６ｂの軸心が変動しても、奥部側２０
が大口径であるので、接触を避けることができる。非制
動時でも液圧シール９と支持材１１の両方でピストンを
支持するため、ピストン６ｂの状態が安定する。更に制
動時から非制動時へ移行する際のピストン６ｂの引き込
みを液圧シール９と支持材１１の両方で行うため、引き
戻し量を増大させることができる。また支持材１１に通
流機能をもたせ、摺動抵抗の増加を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスクブレーキのピス
トン支持構造に係り、特にシリンダとピストン間の姿勢
安定や接触防止をするための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスクブレーキは、ロータを跨
ぐようにキャリパを備え、キャリパ内部にはロータの側
面に対向してパッドが配置されている。更にキャリパ内
部においてパッド側方には、シリンダとピストンからな
る液圧装置が設けてあり、当該ピストンはシリンダに供
給される液圧によって、前記パッドを押圧可能になって
いる。

【０００３】このような構成となっているディスクブレ
ーキの制動作用は、液圧装置にブレーキ液を導入して、
パッドをロータに押しつけると、パッドとロータとの間
に摩擦力が生じ、制動力を発生するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のデ
ィスクブレーキでは、制動時にキャリパ内に装備した液
圧装置によって、インナパッドとアウタパッドがロータ
を挟み込み、回転するロータに対し制動力を発生させて
いる。この時、パッドがロータを挟み込むことで、内部
応力が発生し、キャリパに変形が起こる。しかしパッド
は、ロータと接触しているので、ロータ面と平行となる
ような状態を保とうとする。またパッドを押しつけてい
るピストンも、ロータ面に対して垂直な姿勢を保とうと
する。しかしシリンダはキャリパの変形に応じて、非制
動時の状態から位置が変動するので、キャリパの変形量
によっては、液圧装置内でピストンを摺動させるための
隙間が無くなり、シリンダ内壁面にピストン外端が接触
する。その結果、液圧装置の摺動抵抗が増大し、制動力
の低下が発生する。更にシリンダ内壁との接触によって
ピストン軸心が傾くことで、パッドをロータ面に対して
平行となるように押しつけることができなくなり、パッ
ドの偏摩耗が発生することがある。

【０００５】またピストンを支持するのは、シリンダ開
口部側に配置された液圧シール１箇所だけであるので、
制動液圧が解除されると、ピストンはシリンダ内で不安
定な状態となり、シリンダ内でピストンの自重から傾き
をもって保持される。ピストンが傾くことで、インナ側
のパッドがロータ側に押し出され、それらの間のクリア
ランスを埋めて引き摺りを生ずることがある。

【０００６】更に制動時から非制動時に移行する際に、
ピストンを引き戻す動作は、開口部側に設置された液圧
シールの復元力によって行っているが、液圧シール単体
では復元力が小さいため、ピストンを引き戻す量に限界
があった。この戻す量を多くするためにシリンダ内に複
数の液圧シールを配置し、複数の液圧シールの復元力で
ピストンを引き戻す方式も存在するが、複数の液圧シー
ルの配置により、潤滑作用を兼ねるブレーキ液が開口部
側までわたらず、その結果ピストン摺動における摩擦抵
抗が増大することがあった。

【０００７】本発明は、これらに着目し、第１に制動時
においてはキャリパの変形によるピストンの摺動抵抗の
増大や、ロータに対するパッドの偏摩耗を防ぐ手段を備
えたディスクブレーキのピストン支持構造を提供するこ
とを目的とする。第２としては非制動時においてピスト
ンの姿勢を安定させ、ピストンの傾きによるインナパッ
ドの押出しを無くす手段を備えたディスクブレーキのピ
ストン支持構造を提供することを目的とする。第３とし
ては制動時から非制動時に移行する際、ピストンを引き
戻す量を増加させ、ロータとパッド間の隙間を広くと
り、パッドとロータ間の引きずりを防止できる手段と、
支持材によって仕切られた空間を通流可能にし、摺動抵
抗の増大を防ぐ手段を備えたディスクブレーキのピスト
ン支持構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るディスクブレーキは、シリンダ奥部
の内径をシリンダ開口部の内径より大きくし、奥部側に
支持材を配置した。また奥部側に配置した支持材は、弾
性部材にて構成され、支持材によって仕切られた２つの
空間を通流可能にした。

【０００９】

【作用】上記のごとく構成した本発明のディスクブレー
キにおいて、制動時にパッドがロータを締め付けること
でキャリパの変形が起こり、このことに伴いシリンダ軸
心がピストン軸心に対して一致せず交差するように変動
する。しかし、シリンダ奥部側の内径は、開口部のそれ
よりも大口径で、更にシリンダ奥部の大口径部にピスト
ン支持材を配置することにより、キャリパ変形に伴うシ
リンダ−ピストン間軸心の不一致によって、シリンダ内
壁面にピストン外端が接触するようなコジリ現象を防ぐ
ことができる。また非制動時においても、支持材を用い
ることによりシリンダ内でピストンを安定して保持でき
る。

【００１０】制動時から非制動時に移行する際は、ピス
トンの戻し作用を弾性体からなる支持材で行わせること
ができるので、ピストンの戻し量を増加させることが可
能となる。また支持材によって仕切られた２つの空間の
間を通流させることもできるので、潤滑作用を兼ねたブ
レーキ液がシリンダ開口部側まで浸入し、シリンダ摺動
抵抗の増大を防ぐ事ができる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係るピストン支持構造の具
体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は、第１実施例に係るピストン支持構
造を備えたフローティングキャリパ型ディスクブレーキ
の断面図である。この図に示すように、実施例のディス
クブレーキは、ロータ１を跨ぐようにキャリパ２を備え
ている。キャリパ２は、車体側に固定され制動トルク受
けを構成しているサポート３に装着され、このサポート
３との間で、図示していないがガイドピンによってロー
タ１軸方向へ移動可能となっている。キャリパ２のイン
ナ側には、インナパッド４が配置され、更にインナパッ
ド４の背面側には、シリンダ６ａとピストン６ｂからな
る液圧装置６が装備されている。ここでインナパッド４
は、ピストン６ｂに対面しており、キャリパ２と同様に
ロータ１軸方向へ移動し、ロータ１に押しつけ可能とな
っている。また、ロータ１を跨いだアウタ側のキャリパ
２先端にはキャリパ爪１０が設けられており、キャリパ
爪１０の先端には、ロータ１を挟んでインナパッド４と
向かい合うアウタパッド５が配置されている。

【００１３】このように構成されているディスクブレー
キにおいて、インナパッド４の背面側に装備されたシリ
ンダ６ａがピストン６ｂを支持する構造は次のように構
成されている。

【００１４】キャリパ２内に装備されたシリンダ６ａ
は、シリンダ６ａの底面部２１に流入口１３が設けら
れ、更に流入口１３にはホース１２が取り付けられてい
る。図示していないがホース１２の先端は、油圧回路に
接続され、ブレーキペタルの踏下操作により、加圧して
ブレーキ液８をシリンダ６ａ内に送り込めるようになっ
ている。

【００１５】シリンダ６ａ内部は、内径の異なる２つの
円形断面にて構成されており、インナパッド４側に構成
された開口部側１９は、後述するピストン６ｂと摺動が
可能なように、ピストン６ｂに対して僅かな隙間を保て
るような口径となっている。開口部側１９におけるシリ
ンダ６ａの内壁には、液圧シール９を取り付け固定する
ため、円周状にシール溝１４が一箇所設けられており、
開口部側１９は、このシール溝１４を含むだけの全長と
なっている。

【００１６】シリンダ６ａにおいて、開口部側１９より
底面部２１側に形成された奥部側２０は、内径が開口部
側１９より更に大口径となっている。また奥部側２０の
内壁には、開口部１９と同様に、支持材１１を取り付け
固定するための支持溝１５が１箇所設けられている。支
持溝１５の設置をおこなうときは、シリンダの底面部２
１から支持材１１の底面部側端面までの距離をＳとし、
インナパッド４の使用代をＬ１に設定し、アウタパッド
５の使用代Ｌ２とすると、Ｓ＞Ｌ１＋Ｌ２となるように
する。

【００１７】シール溝１４には、液圧シール９が全周に
はめこまれており、弾性部材からなる液圧シール９は、
断面形状が全周にわたって均一であり、外縁部と内縁部
が円形状で構成されるドーナツ形状となっている。また
支持溝１５には、液圧シール９と同様に弾性部材からな
る支持材１１が液圧シール９と同様にはめ込まれてい
る。支持材１１は、支持材１１によって仕切られる２つ
の空間の間を、通流可能な形状に形成されている。この
第１実施例では、支持材１１は、液圧シール９と同様に
ドーナツ形状であり、支持材１１の外縁部は円形状とな
っている。また内縁部は波線状になっており、その形状
は、最大径と最小径との差が均一で、更に山と谷の間隔
が均一となっている。

【００１８】またシリンダ６ａの開口部側１９とピスト
ン６ｂとの隙間と、シリンダ６ａの奥部側２０とピスト
ン６ｂとの隙間には、潤滑作用を兼ねたブレーキ液８が
充填されるようになっている。ブレーキ液８は、ピスト
ン６ｂを支持する支持材１１の波線部分と、ピストン６
ｂの表面との間に形成された通流経路である隙間を通り
抜けて、開口部側１９に設けられた液圧シール９の位置
まで浸入するので、シリンダ６ａ内部の殆どの部分は、
ブレーキ液９によって潤滑がなされる。

【００１９】ピストン６ｂは、液圧シール９内径部分と
支持材１１の内径部分によって、シリンダ６ａ内に均一
の隙間を保つように支持されており、前述のブレーキ液
８によって摺動部分を潤滑され、ロータ１軸方向に移動
し、インナパッド４をロータ１に押しつけるように配置
されている。

【００２０】上記構成によれば、非制動時には、液圧装
置６に油圧回路からの加圧がおこなわれないため、ピス
トン６ｂの位置は、シリンダ６ａに固定されている弾性
部材からなる支持材１１と液圧シール９の、力のつりあ
う静的な位置に保持される。そしてこの位置は、インナ
パッド４とアウタパッド５はロータ１に対し隙間を保つ
状態となっている。

【００２１】非制動時から制動時へ移行する場合は、ブ
レーキペタルの踏下操作によって作動する油圧回路から
ホース１２を介して加圧し、シリンダ６ａ内にブレーキ
液８を送り込む。シリンダ６ａ内にブレーキ液８を送り
込んで行くと、ピストン６ｂがインナパッド４をロータ
１に押しつけ、更にインナパッド４からの反力によって
キャリパ２がロータ１の軸方向に移動し、アウタ側のキ
ャリパ爪１０がアウタパッド５をロータ１に押しつけ
る。両側のパッドがロータ１を挟み込む動作によって、
摩擦力が発生し、ロータ１の回転軸まわりの制動力が得
られる。

【００２２】制動の際、インナパッド４とアウタパッド
５は、ロータ１を挟んで互いに押しつけあっているの
で、キャリパ２に応力が発生し、キャリパ２の変形が発
生する。ここでキャリパ２内に装備されたシリンダ６ａ
も、キャリパ２に従い変形する。しかしパッドは、ロー
タ１を押しつけているので、ロータ１面と平行となるよ
うな状態を保とうとし、またパッドを押しつけているピ
ストン６ｂも、ロータ１面に対して垂直な姿勢を保とう
とする。このことにより非制動時では、シリンダ６ａ内
でピストン６ｂも均一の隙間を保っていたものが、制動
時には両者間での軸心が不一致になり、シリンダ６ａ内
壁とピストン６ｂ外縁との隙間が不均等になる。この変
位量は、ピストン６ｂの奥部側２０端部で最大となる
が、前述の通りシリンダ６ａの奥部側２０の径は、開口
部側の径に対して大口径であることと、またシリンダ６
ａの奥部側２０に配置されている弾性部材からなる支持
材１１がピストン６ｂを支持していることにより、ピス
トン６ｂ外端とシリンダ６ａの内壁が接触することを防
止できる。同時にピストン６ｂの摺動抵抗の増大による
ロータ１への制動力の低下をきたす障害や、あるいは、
シリンダ６ａの変形に伴いピストン６ｂの軸心が傾き、
パッドがロータ１に対して均一に押しつけられなくな
り、制動力の低下やパッドの片減りといった障害を防ぐ
ことが可能になる。

【００２３】またピストン６ｂを液圧シール９と支持材
１１の２箇所で支持することによって、従来のようにピ
ストン６ｂを液圧シール９だけで支持していたときに発
生していた、非制動時にピストン６ｂの支持が１箇所の
ためピストン６ｂが不安定となり、シリンダ６ａ内でピ
ストン６ｂが自重で傾くことで、インナ側のパッドがロ
ータ側に押し出され、それらの間のクリアランスを埋め
ることによる引き摺りを防止できる。

【００２４】更に制動時から非制動時へ移行するとき、
ロータ１からパッドが離れる動作は、シリンダ６ａ内に
配置された液圧シール９が、制動時の際に変形した量を
復元させようと動き、その時液圧シール９内縁に接して
いるピストン６ｂを一緒に引き戻すことで行っている
が、この時に支持材１１も液圧シール９と同様に制動時
に変形し、非制動時に移行する際には、その変形分を復
元させようと動作し、内縁に接しているピストン６ｂを
引き戻そうとする。よって液圧シール９と支持材１１の
２つの復元力が合成し、ピストン６ｂに作用するので、
復元力の増加分だけピストン６ｂのストロークを大きく
とることが可能になる。よって非制動時にロータ１とパ
ッドとの隙間が大きくとれるので、ロータ１が、ロータ
軸方向に振れたとしても、パッドとロータ１間の引き摺
りを防止することができる。

【００２５】支持材１１は、ピストン６ｂを奥部側２０
で保持し、ピストン６ｂの摺動方向に対して弾性があ
り、ブレーキ液８の通流が可能であれば、材質や形状は
任意に選択可能である。例えば、図２に示す第２実施例
のように、金属製の線を波状にして、その端部をつなぎ
合わせてリング２２を形成する。このとき、リング２２
の径が最大となる包絡線の直径を、シリンダ６ａの支持
溝１５の直径に合わせ、またリング２２の径が最小とな
る包絡線の直径を、ピストン６ｂの直径に合わせるよう
にする。このような部材を支持材１１として使用するこ
とも可能である。

【００２６】また、支持材１１にブレーキ液９を通流さ
せるための形状を設けなくとも、ピストン６ｂの表面に
おいて、ピストン６ｂと支持材１１と接触する位置を中
心に、ピストン６ｂ軸方向に数本の溝を周囲に形成すれ
ば、支持材１１によって２つに仕切られた空間にブレー
キ液を通流させることができるので、支持材１１にブレ
ーキ液９を通流させるための形状を設けたものと、同様
の効果を得ることができる。

【００２７】本実施例では、シリンダ６ａ側に支持溝１
５を設けて、その支持溝１５に支持材１１を配置する方
法を説明したが、支持材１１はピストン６ｂ側に配置す
ることも可能である。図３に示す第３実施例のように、
ピストン６ｂの奥部側２０には、支持溝１６が掘られて
おり、支持溝１６にはめこまれる支持材１７は、弾性部
材で内縁部が円形状になっており、内縁部の径は、ピス
トン６ｂの支持溝１６の直径に合うようになっており、
また支持材１７の外縁部については、支持材１１の内縁
部形状と同様に波線状となっており、支持材１６外縁の
径が最大となる包絡線の直径が、シリンダ６ａの内壁の
径に合うように構成される。

【００２８】図４に示す第４実施例では、シリンダ６ａ
の奥部側２０の内壁において、通流溝２４をシリンダ６
ａの長手方向に設ける。またピストン６ｂの奥部側２０
には支持溝１６が掘られており、支持溝１６にはめこま
れる支持材２３は弾性部材にて構成されている。支持材
２３の内縁部は円形状で支持溝１６の直径に合う径とな
っており、また外縁部も内縁部と同様に円形状になって
おり外縁部の径はシリンダ６ａの内壁に合うように構成
されている。

【００２９】しかしピストン６ｂ側に支持材１７を配置
した場合には、ピストン６ｂをシリンダ６ａから脱着さ
せようとしたとき、支持材１７がシリンダ６ａ内の奥部
側２０と開口部側１９との段差部分や液圧シール９と干
渉するので、支持材１６外縁部の両側面の全周あるい
は、液圧シール９やシリンダ６ａ内の奥部側２０と開口
部側１９からなる段差部分と、干渉する部分にテーパ部
１８を設け、液圧シール９の内縁側を嵌通させ、シリン
ダ６ａからピストン６ｂを脱着を行わせる。またはシリ
ンダ６ａ内部でピストン６ｂと支持材１７の取り外しが
可能となるように、支持溝１６から底面部２１側以降の
端部の径を、支持材１７の内径に合わせ、ピストン６ｂ
の段差の部分で支持材１７を固定できるように、ピスト
ン６ｂにおいて、支持材１７の内径に合わせた部分に、
小さな突起を数カ所、同一の円周上に設ける。この構成
にてピストン６ｂをシリンダ６ａから脱着させようと引
っ張ると、支持材１７は奥部側２０と開口部側１９との
段差や、液圧シール９に引っかかり、ピストン６ｂの引
っ張りに対しての抵抗力が大きくなる。しかし継続して
ピストン６ｂを引っ張っていくと、支持材１７はピスト
ン６ｂに設けた小さな突起を乗り越えてピストン６ｂか
ら脱落し、シリンダ６ａ内に残され、ピストン６ｂはシ
リンダ６ａから脱着することができる。この方式であれ
ば、ピストン６ｂをシリンダ６ａから脱着させるのに、
シリンダ６ａの底面部２１を着脱可能に螺着するなどの
構造がなんら不要になり、コストの低減を図ることがで
きる。

【００３０】このような構成であれば、ピストン６ｂを
液圧シール９と支持材１６で保持することができ、また
支持材１６の弾性力を利用して制動時から非制動時へ移
行する際に、ピストン６ｂを底面側へ引き戻す量を増大
させることができるので、前述のシリンダ６ａ側に、支
持材１１を配置したものと同様の効果を得ることが可能
となる。

【００３１】なお実施例として、ピストンをロータの一
方の側に備え、ロータ軸方向に摺動可能なフローティン
グキャリパタイプについて説明した。しかし本願はこれ
に限定するものでは無く、ピストンをロータの両側に備
えると共に車体に固定的に取り付けられるオポーズドタ
イプであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリンダ奥部の内径をシリンダ開口部の内径より大きく
構成し、奥部側のシリンダ又はピストンのどちらかに支
持溝を設け、その支持溝に弾性部材からなる支持材をは
め込み、その支持材でピストンを支持する。このような
構造であれば、制動時にパッドの締め付けで発生した応
力で、シリンダが変形しても、ピストンとシリンダの接
触を避けられる。また非制動時においても液圧シールと
支持材の両方で、ピストンを支持するため、シリンダ内
でピストンの状態が安定する。よって制動初期において
もロータ面に対し平行となるようにパッドを当てること
ができ、制動力を安定させることができる。更に制動時
から非制動時へ移行する際のピストンの引き込みを弾性
部材からなる液圧シールと支持材とで行うため、引き戻
し量を増大させロータとパッド間の隙間を大きくとるこ
とが可能となる。また支持材に通流機能をもたせたこと
により、支持材によって仕切られたシリンダ内部を、潤
滑作用を兼ねるブレーキ液が通流できるようになった。
よって、ブレーキ液充填不足による、摺動抵抗の増加を
防ぐ。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るディスクブレーキの構造説明
図である。

【図２】第２実施例の係るピストン支持構造説明図であ
る。

【図３】第３実施例の係るピストン支持構造説明図であ
る。

【図４】第４実施例の係るピストン支持構造説明図であ
る。

【図５】従来におけるディスクブレーキの構造図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータ ２ キャリパ ３ サポート ４ インナパッド ５ アウタパッド ６ 液圧装置 ６ａ シリンダ ６ｂ ピストン ８ ブレーキ液 ９ 液圧シール １０ キャリパ爪 １１ 支持材 １２ ホース １３ 流入口 １４ シール溝 １５ 支持溝 １６ 支持溝 １７ 支持材 １８ テーパ １９ 開口部側 ２０ 奥部側 ２１ 底面部 ２２ リング ２３ 支持材 ２４ 通流溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの側面に対向して配置されたパッ
   ドと、キャリパ内に形成されて前記パッドの側方に位置
   するシリンダと、シリンダに摺動可能に収容されて前記
   シリンダに供給される液圧によって前記パッドを前記ロ
   ータに押圧するピストンを備えたディスクブレーキにお
   いて、液圧装置は、そのシリンダ奥部の内径をシリンダ
   開口部の内径より大口径とした大口径部を有し、大口径
   部には弾性部材からなるピストン支持材を配置したこと
   を特徴とするディスクブレーキのピストン支持機構。
2. 【請求項２】 前記シリンダ奥部の大口径部に配置され
   たピストン支持材はその隣り合うシリンダの室を通流可
   能にしたことを特徴とする請求項１に記載のディスクブ
   レーキのピストン支持機構。