JPS5918580B2 - デイスクブレ−キ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディスクブレーキ組立体に関し、軽量の金属合
金、特にアルミニウム合金で製造するのに適当にされた
ディスクブレーキのキャリパ・ハウジングに関するもの
である。

自動車の前軸懸架方式の設計の改善で前車輪のスクラブ
半径、すなわち、か臓り軸と道路上のタイヤ接触区画と
の間の距離が減ぜられる傾向にある。

これの達成のため、車輪の中心部はキングピンなタイヤ
接触区画の直ぐ上方の点にできるだけ接近して位置決め
させるように外方につよく皿状にへこまされる゛ように
なる。

かくしてスクラブ半径が最適な範囲まで減ぜられる。

ディスクブレーキ組立体のディスクは通常キングピンと
車輪の中心を支持するバブとの間でスタブ車軸上に装架
されるので、ディスクブレーキ組立体のため利用できる
空間は僅少である。

上述の必要条件を満足させるためノジュラ鉄でディスク
ブレーキ組立体を製造することができることが知られて
いるが、それ以上の重量の軽減したがってエネルギの保
存の必要がこの伝統的材料の使用をはばんでいる。

ディスクブレーキ組立体がノジュラ鉄製ブレーキの設計
に合せて軽合金を使用して製造された場合、この合金が
鉄の場合の約３倍だけ屈曲するので余り剛固で（ｒｉ々
いことが判明している。

必要とされる高度の剛性を得るにはハウジングを横切る
断面がきわめて大きくカリ、ディスクをまたいでいるキ
ャリパのブリッジも前述のディスクブレーキ組立体装架
空間の制約上不満足な厚さに増大する（本明細書では、
この装架空間の制約上キャリパに通常必要とされるブリ
ッジの厚さを臨界厚さと称する）。

必要とされる材料の極めて大きな厚さは、断面の中立軸
をピストンの中心線または装架線からさらに移動させる
こととなる。

これはこの断面内の曲げモーメントの増大と、その結果
の材料の容積の不釣合な増加とを意味する。

ノジュラ鉄ハウジングに適用可能な先行技術にしたがっ
て製造されたアルミニウムハウジングは、それ改装架空
間の制約上および強度上不満足なものである。

本発明は既知のアルミニラムノ・ウジングの欠点を克服
するのをその目的としている。

以下に規定されているハウジングとパッドとピストンと
の寸法の組合せにより予期されない良好な結果が達成さ
れる。

即ち、本発明ではディスクブレーキ組立体の装架空間の
制約を満たしかつ重量の軽減と必要な剛性とを実質的に
確保するよう、比重が３、θ以下のアルミ合金からキャ
リパのハウジングを作りその外側ブリッジ比を９：１よ
り大きく設定してブリッジの臨界厚さを実質的に増大す
ることなくハウジングの剛性を高めると共に、ブリッジ
の円弧長さ対ピストン高さの比を４．５：１以上とし従
来の確立された慣例に反してピストンの作力の中心を慎
重に持上げて、さらにハウジングの剛性を改善する。

また、この作力の中心を持上げられたピストンと協働し
て良好々ブレーキ性能を確保するよう、ディスクパッド
のパッド面積比を９．７５：１以下と設定するものであ
る。

上述の確立された慣例とけ、これまでのブレーキ設計に
おいてはディスクとパッドとの均一な接触を確保するた
めにパッドの中心とピストンの作力の中心との一致が必
要であると見做されており、これが従来踏襲されている
ことを意味する。

しかしながら、従来の設計に成るディスクブレーキの作
動では、ピストン作動時の反力によってキャリパがピス
トンを収容しているハウジング部分をディスクから遠ざ
けるように変形するに伴って、同・・ウジング部分がピ
ストン上部のディスク寄りの□部分およびピストン下部
のディスクより遠い側の端部分とそれぞれ接触して同ピ
ストン部分を押圧する。

このため、ブレーキ作動時のピストンにはパッドの中心
線より上側の部分をより強くディスクに押し当てる方向
の偶力が作用することとなり、実際のディスクとパッド
との接触は均一なものではなかった。

本発明は、本発明で規定される各寸法の組合せによって
ピストンの作力の中心を持上げても、上述の慣例から予
想される結果に反してディスクとパッドとの不均一な接
触の傾向が強まることはなく、良好な接触が得られると
の解明に基づいている。

一つの形式において、本発明は片面キャリパ、すなわち
キャリパの内方の側にのみ１＠またはそれ以上のピスト
ンを有し、このピストンが内方のディスクパッドを介し
てディスクに作用するようにされたキャリパに適用可能
である。

反力によって、ハウジングが既知のピンを横切って滑動
せしめられ且つ外方パッドを介してディスクの他方の側
に荷重を加え、それにより締着作用を完成する。

本発明の好ましい一形式において使用されるキャリパは
、ハウジングがその対向両端部に２つの耳部またはフラ
ンジを備え、この耳部またはフランジがディスクの平面
の横断方向の孔内を滑動する２本の平行ピンを含んでい
る点で、ピンスライダキャリパと呼ばれてもよい。

したがって、本発明により、比重が３．０以下のアルミ
合金から作くられ且つ９：１より大きい外側ブリッジ比
と４．５：１より大きい円弧長さ対ピストン高さの比を
有するハウジングと、０．７５：１以下であるパッド面
積比を有するディスクパッドとを組合わせて備えたディ
スクブレーキが提供される。

これ等の比は添付図面について以下において明確にされ
る。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面について詳述
する。

添付図面の第１図および第２図において、平面ＶとＸと
は車輪Ｒの回転軸線に関するキャリパの最大掻きとり輪
郭を表わしている。

円弧Ｔ（第２図）は平面ＶとＹとの交線として定義され
、また円弧２は平面ＸとＹとの交線として定義される。

円弧ＷＵＴとＺとの間に等間隔に離隔され且つその長さ
はキャリパブリッジの両末端部により画定される。

円弧Ｔ、ＺおよびＷけ、それぞれの定義により車輪の回
転軸線上に中心Ｒを有する円の円弧である。

「ブリッジの高さＪＵＴと２との間の半径方向の距離と
して定義され、且つ符号Ｈで示されている。

第２図のＯはピストンの中心線である。

「ピストンの高さ」Ｃ（ｒｉＯから円弧Ｗまでの距離で
ある。

「外側ブリッジ比」は、ブリッジ高さＨで除せられた円
弧Ｗの長さとして定義される。

「円弧長さ対ピストン高さの比」ハ、ピストン高さＣで
除せられた円弧Ｗの長さとして定義される。

第３図にはディスクに接触する摩擦パッドの面積の輪郭
が示されている。

「パッド面積比」は線ＤＤより上方と下方のパッド面積
の比、すなわちＡ割るＢとして定義される。

ＤＤＵピストンの中心線Ｏを通る水平線である。

添付図面はディスク直径に比して予期されない程に長い
（ディスクの周方向に）ハウジングと、上記の長さのハ
ウジングに関して使用された場合のピストンの予期され
ない程に高い作力の中心とを明瞭に図示しており、上記
２つの特色は低いパッド面積比、すなわち、第３図の面
積Ｂで割られた面積Ａと組合っている。

上記のハウジングは既知のアンカーブラケット上に装架
された場合にも満足な働きをするであろうが、本発明に
係るハウジングは第４図に図示されている改善された軽
量ブラケットと関連して使用されるのが好適である。

この改善されたアンカーブラケットの設計は、ハウジン
グが制動状態の下におけるブラケットの前部から後部へ
の荷重の移動の際に支柱および横木として使用されるこ
とを確実にするように行われている。

先行技術にしたがったアンカーブラケットは全荷重を前
部脚部のみに導く。

だが、この改善されたアンカーブラケットは外側衝接部
の脚部相互間に控え棒Ｆを提供する。

この型式のブラケットは荷重をこの組立体の前部から後
部へ転送し且つアンカーブラケットとハウジングの組立
体に荷重を均等に受は入れさせる。

以上実施例に関して本発明による改善されたディスクブ
レーキを述べたが、本発明によれば、比重３，０以下の
アルミ合金から作られたキャリパハウジングがディスク
ブレーキ組立体の重量の軽減を可能にする。

材質をアルミ合金とすることで低下する・・クランプの
剛性は、９：１以上と規定されるハウジングの外側ブリ
ッジ比によって、ブリッジの臨界厚さを実質的に増大す
ることなくブリッジの円弧長さを増して補われる。

更に、４．５：１以上と規定されるブリッジの円弧長さ
対ピストン高さの比は、確立された慣例に反してピスト
ンの作力の中心を持上げ、モーメントアームを短縮して
ハウジング断面内に作用する曲げモーメントを減少し、
・・クランプの剛性を実質的にさらに改善する。

また、パッド面積比Ｑ、７５：１以下とされるディスク
パッドは、作力の中心を持上げられたピストンと協働し
てハウジングの低いプロフィルを低下させることなく良
好なブレーキ性能の確保を可能とする。

上述のピストン作力の中心の持上げは、本発明に規定さ
れる各寸法の組合わせにおいて始めて可能となる。

これは、本発明に係るディスクブレーキにおいて、作動
時にパッドと中心を異にするピストンがディスクとパッ
ドとの接触の不均一を強める方向へ偶力を実けて大きく
移動しようとするのに対して、モーメントアームが短か
く従って変形を少なくされたハウジングがこのピストン
の移動を押える、即ち前述の如〈従来技術によるノ・ク
ランプにおいて生じているディスクとパッドとの接触の
不均一を強める方向へのピストンの抑圧とは逆の現象が
起こるためである。

この結果、本願発明に係るディスクブレーキにおけるデ
ィスクに対するパッドの最大摩耗偏差は、従来の確立さ
れた慣例から予想される結果に反して従来のディスクブ
レーキの場合と同等程度に少く、例えば本発明の一実施
例では静止状態で０．２龍以下であり、充分に実用限度
を満たすものである。

このピストン作力の中心を持上げる構成は、単にハウジ
ングのモーメントアームの短縮を可能にするにとどまら
ず、さらに次の波及的効果をもたらすものである。

（イ）キャリパの変形が少くなるため、この変形を補う
ためのピストンの変位量を小さくすることが出来る。

これは必要とされるピストン行程、従って作動流体の増
加をおさえる。

（ロ）クランプ半径、即ちディスクの回転軸線からピス
トンの中心までの距離を増加させ、ブレーキ力を増大さ
せることが出来る。

（ハ）上記−）により必要なブレーキ力を得るためのピ
ストン径を縮小することが出来る。

に）縮小された径のピストンはさらにキャリパに接近可
能となり、ハウジングのモーメントアームをさらに短縮
することが出来る。

これらは、ハウジングの「外側ブリッジ比」並びにディ
スクパッドの「パッド面積比」の設定と協働して作用し
、本発明による改善されたディスクブレーキの提供を可
能とするものである。

以上述べられた本発明のディスクブレーキはその各寸法
比が互に影響し合って、必要とされる強さとたわみの特
性に関して低い重量とプロフィルの点から今までに予期
されない良好の結果を与えている。

特にハウジングの重量Ｈ３０％までも減ぜられ、それに
もかかわらずアルミ合金をハウジングに用いる際に通常
必要とされるブリッジの厚さの増加を防ぐことを可能と
し、それにより絶えずますます制限される現代の前軸懸
架の環境に本発明を適合させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にしたがって作くられたハウジングの横
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿つて断面して矢
印方向に見た縦断面図、第３図はディスクブレーキパッ
ドの側面図で、第３の本質的な特色の性質を示した図、
第４図は改善されたアンカーブラケットの斜視図である
。 Ａ、Ｂ・・・・・・パッド面積、Ｃ・・・・・・ピスト
ン高す、Ｈ・・・・・・ブリッジ高さ、０・・・・・・
ピストンの中心線、Ｒ・・・・・・中心、■、Ｘ、Ｙ・
・・・・・平面、Ｔ、Ｗ、ｚ・・・・・・円弧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブレーキディスクをまたぐキャリパとこのキャリパ
   に収容されるピストンとこのピストンの抑圧によりブレ
   ーキディスクをはさむよう該ブレーキディスクの両側に
   配置されたディスクパッドを有するディスクブレーキに
   おいて、 比重が３．０以下のアルミ合金から作くられ且つ９：１
   より大きい外側ブリッジ比と、４．５：１より大きい円
   弧長さ対ピストン高さの比を有するキャリパのハウジン
   グと、０．７５：１以下であるパッド面積比を有するデ
   ィスクパッドとを組合わせて備え、これによりブリッジ
   に必要とされる臨界厚さの実質的な増加を防ぐことを前
   記キャリパに可能とすることを特徴とするディスクブレ
   ーキ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のディスクブレーキにお
   いて、前記キャリパが片面キャリパにされて成るディス
   クブレーキ。