KR101531757B1

KR101531757B1 - 디스크 브레이크 패드 및 브레이크 캘리퍼 장치

Info

Publication number: KR101531757B1
Application number: KR1020130107732A
Authority: KR
Inventors: 마사타카 야노
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-06-25
Also published as: KR20140036963A; JP5921997B2; HK1195932A1; JP2014059011A; CN103671640B; TWI544160B; EP2713075A1; CN103671640A; TW201413132A; EP2713075B1

Abstract

본 발명의 과제는, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드를 제공하는 것이다.
제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 복수의 라이닝 부재(21) 각각을 요동 가능하게 지지한다. 요동 조정 기구(22)는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 요동함으로써, 라이닝 부재(21)의 마찰 제동면(103a)에 대한 압박 방향의 위치를 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서 조정 가능하도록, 복수의 라이닝 부재(21)를 지지한다. 하중 지지 부재(23)는, 복수의 라이닝 부재(21)에 접촉하여, 마찰 제동력에 의해 발생하는 마찰 제동면(103a)과 평행한 하중을 지지한다.

Description

디스크 브레이크 패드 및 브레이크 캘리퍼 장치{DISC BRAKE PAD AND CALLIPER FOR BRAKE}

본 발명은, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 사용되고, 차량에 있어서 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 압박 가능한, 디스크 브레이크 패드 및 그 디스크 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치에 관한 것이다.

종래, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 있어서는, 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 압박 가능한 디스크 브레이크 패드가 사용되고 있다. 그리고, 디스크 브레이크 패드는, 디스크가 고속으로 회전하고 있는 상태로부터의 제동 동작이 반복되는 환경에서 사용되는 경우도 많다. 이러한 경우, 디스크의 재료에 있어서, 결정 구조의 변화인 상(相) 변태 등의 열적 팽창이 발생하여, 디스크의 마찰 제동면에 있어서, 부분적으로 융기된 개소가 발생하여 표면의 요철이 생기기 쉽다. 이와 같이, 디스크의 마찰 제동면에 요철이 생겨 부분적으로 융기된 개소가 발생하면, 이 개소가 디스크 브레이크 패드에 강하게 압박되게 된다. 이로 인해, 디스크에 있어서 디스크 브레이크 패드에 부분적으로 강하게 압박된 상기한 개소가, 마찰열에 의해 주위의 영역보다도 고온으로 되어, 히트 스폿으로 된다.

상기한 바와 같은 히트 스폿이 발생하면, 디스크는, 그 히트 스폿이 발생한 부분에 있어서, 히트 크랙이 발생하기 쉬워져, 디스크의 수명이 저하되어 버린다고 하는 문제가 있다. 따라서, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하는 것이 가능한 디스크 브레이크 패드의 실현이 요망된다.

한편, 일본 특허 제4090499호 공보의 제5 페이지 및 제1-5도에 있어서는, 디스크에 있어서의 마찰 제동면과 이 마찰 제동면에 대해 압박되는 라이닝 부재 사이에서 발생하는 면압의 균일화를 도모하는 것을 지향한 디스크 브레이크 패드가 개시되어 있다. 이 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 디스크 브레이크 패드는, 다수의 그룹 부재(1)에 의해 구성된 브레이크 라이닝과, 라이닝 지지 부재(19)가 구비되어 있다.

상기한 디스크 브레이크 패드에 있어서는, 다수의 그룹 부재(1) 각각은, 복수의 라이닝 부재(3)와, 복수의 라이닝 부재(3)를 지지하는 지지 플레이트(7)를 구비하고 있다. 그리고, 라이닝 부재(3) 각각은, 접시머리 나사(9), 구형 캡(11), 압축 코일 스프링(13), 너트(15)를 사용한 선회 지지 기구에 의해 지지 플레이트(7)에 대해 선회 가능하게 결합되어 있다. 또한, 구형 캡(11)은, 지지 플레이트(7)의 쉘 형상의 절결부 내에 끼워 넣어져 있다. 이 쉘 형상의 절결부에 대해 구형 캡(11)이 미끄럼 이동함으로써, 라이닝 부재(3) 각각이, 지지 플레이트(7)에 선회 가능하게 결합된다.

또한, 복수의 지지 플레이트(7) 각각은, 나사(21), 구형 캡(23), 압축 코일 스프링(25), 너트(27)를 사용한 선회 지지 기구에 의해 라이닝 지지 부재(19)에 대해 선회 가능하게 결합되어 있다. 또한, 구형 캡(23)은, 구형 캡(11)이 지지 플레이트(7)에 대해 미끄럼 이동하는 구조와 마찬가지의 구조로, 라이닝 지지 부재(19)에 대해 미끄럼 이동하도록 구성되어 있다.

일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 디스크 브레이크 패드는, 디스크의 마찰 제동면과 라이닝 부재의 면압의 균일화를 도모하는 것을 지향한 구성에 의해, 히트 스폿의 발생을 억제하여, 히트 크랙의 발생을 억제를 도모하고자 하는 것이라 생각된다. 그러나, 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 디스크 브레이크 패드의 경우, 구형 캡(11, 23)이, 지지하는 부재에 설치된 쉘 형상의 절결부 내에 끼워 넣어져 구성된 선회 지지 기구가 사용되고 있다. 이 선회 지지 기구에 의해, 라이닝 부재(3)가 지지 플레이트(7)에 선회 가능하게 결합되거나, 혹은 지지 플레이트(7)가 라이닝 지지 부재(19)에 선회 가능하게 결합된다.

일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 디스크 브레이크 패드에서는, 상기한 선회 지지 기구가 다수 설치되어, 오목한 구면에 대해 융기된 구면이 끼워 넣어져 미끄럼 이동하는 구조를 많이 설치할 필요가 있다. 이로 인해, 가공이 어려운 미끄럼 이동용 구면을 가공하기 위한 구면 가공이 많이 필요해진다. 따라서, 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 디스크 브레이크 패드에서는, 가공 공정수의 증대를 초래해 버린다고 하는 문제가 있다.

또한, 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 상기한 선회 지지 기구의 경우, 디스크와 복수의 라이닝 부재 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중도, 모두, 미끄럼 이동하는 구면에 작용하게 된다. 이로 인해, 접촉하는 구면 사이에 있어서, 상기한 하중에 의해 발생하는 마찰이 저항으로 되어, 접촉하는 구면 사이에서의 원활한 미끄럼 이동 동작이 저해되기 쉽게 되어 버린다. 이에 의해, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능이 저해되기 쉽게 되어 버린다고 하는 문제가 있다. 따라서, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드의 실현이 요망된다.

본 발명은, 상기 실정에 비추어, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 디스크 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 사용되고, 차량에 있어서 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 압박 가능한, 디스크 브레이크 패드에 관한 것이다. 그리고, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 디스크에 있어서의 마찰 제동면에 대해 압박 가능한 복수의 라이닝 부재와, 복수의 상기 라이닝 부재의 각각을 요동 가능하게 지지하도록 설치되는 제1 요동 조정 부재를 갖고, 상기 제1 요동 조정 부재가 요동함으로써, 상기 라이닝 부재를 상기 마찰 제동면에 대해 당해 마찰 제동면에 수직한 방향을 따라 압박할 때의 압박 방향의 위치를 복수의 상기 라이닝 부재의 사이에서 조정 가능하도록, 복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 요동 조정 기구와, 복수의 상기 라이닝 부재에 대해 접촉한 상태에서, 상기 디스크와 복수의 상기 라이닝 부재 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 상기 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재와, 상기 디스크 브레이크 장치에 있어서의 브레이크 실린더 장치에 의해 구동되는 캘리퍼 보디에 대해 요동 자유롭게 보유 지지되는 것이 가능한 동시에, 복수의 상기 라이닝 부재를 상기 요동 조정 기구를 통해 지지하는 라이닝 지지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 복수의 라이닝 부재가, 라이닝 지지부에 대해, 요동 조정 기구를 통해 지지된다. 또한, 요동 조정 기구는, 복수의 라이닝 부재를 제1 요동 조정 부재에 의해 요동 가능하게 지지한다. 그리고, 제1 요동 조정 부재가 요동함으로써, 복수의 라이닝 부재의 사이에서 마찰 제동면에의 압박 방향의 위치가 조정된다. 즉, 마찰 제동면의 표면에 있어서 열적 팽창에 의해 부분적으로 융기된 개소가 발생하여 표면의 요철이 생긴 경우라도, 그 표면의 요철을 따르도록, 제1 요동 조정 부재에 지지된 복수의 라이닝 부재의 사이에서, 압박 방향의 위치가 조정된다. 그리고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력이 조정되게 된다. 이에 의해, 마찰 제동면의 표면에서 부분적으로 융기된 개소에 대해, 대응하는 라이닝 부재가, 주변의 영역에 대응하는 라이닝 부재보다도 강하게 압박되어 버리는 것이 억제된다. 그 결과, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생이 억제되어, 디스크에 있어서의 히트 크랙의 발생도 억제된다.

또한, 상기한 구성에 따르면, 하중 지지 부재가 복수의 라이닝 부재에 대해 접촉함으로써, 디스크와 복수의 라이닝 부재 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중이, 하중 지지 부재에 의해 지지된다. 이로 인해, 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중이, 라이닝 부재가 제1 요동 조정 부재에 요동 가능하게 지지되는 개소, 혹은 요동 조정 기구에 있어서 제1 요동 조정 부재가 지지되는 개소에 작용하는 것이 억제된다. 이에 의해, 요동 조정 기구의 작동에 대해 상기한 하중에 의해 발생하는 마찰이 저항으로 되어 버리는 것이 억제되어, 요동 조정 기구의 원활한 작동이 확보된다. 즉, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있다. 또한, 상기한 구성에 따르면, 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 선회 지지 기구가 불필요해진다. 즉, 가공이 어려운 미끄럼 이동용 구면을 가공하기 위한 구면 가공이 불필요해진다. 따라서, 가공 공정수를 저감시킬 수 있다.

따라서, 상기한 구성에 따르면, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고, 상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 제1 요동 조정 부재는, 그 중도 위치에서 지지되는 동시에 양단부에서 라이닝 부재를 각각 요동 가능하게 지지하는 시소 형상으로 구성된다. 이로 인해, 요동함으로써 복수의 라이닝 부재의 사이에서 마찰 제동면에의 압박 방향의 위치를 조정하는 기구를 간소한 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 제1 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향, 또는 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고, 당해 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 양단부의 각각에 있어서, 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 디스크의 반경 방향 혹은 회전 방향을 따라 설치된 복수의 라이닝 부재를 각각 지지하는 복수의 제1 요동 조정 부재가 디스크의 반경 방향 혹은 회전 방향을 따라 설치된다. 이로 인해, 마찰 제동면을 따라, 복수의 라이닝 부재와 그들을 지지하는 복수의 제1 요동 조정 부재를 효율적으로 밀집시켜 배치할 수 있다. 이에 의해, 다수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능의 가일층의 원활화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 하중 지지 부재는, 복수의 상기 라이닝 부재의 각각의 일부가 삽입 관통되는 관통 구멍 혹은 오목부가 복수 형성된 평판 형상의 부분을 포함하는 부재로서 설치되고, 상기 관통 구멍의 테두리 부분 혹은 상기 오목부의 테두리 부분에 대해, 상기 라이닝 부재가 접촉하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 라이닝 부재에 테두리 부분이 접촉하는 관통 구멍 또는 오목부를 복수 형성한 평판 형상의 부분을 갖는 간소한 구조로, 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 요동 조정 기구는, 복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하도록 설치되는 제2 요동 조정 부재를 더 갖고, 상기 제2 요동 조정 부재가 요동함으로써, 상기 압박 방향의 위치를 복수의 상기 제1 요동 조정 부재의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 요동 조정 기구에는, 제1 요동 조정 부재에 의한 복수의 라이닝 부재의 사이에서의 마찰 제동면에의 압박 방향의 위치의 조정 기능에 더하여, 제2 요동 조정 부재에 의한 복수의 제1 요동 조정 부재의 사이에서의 상기한 압박 방향의 위치의 조정 기능도 마련된다. 이로 인해, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서의 압박 위치의 조정 기능에 관하여, 제1 요동 조정 부재에 의한 요동 동작과 제2 요동 조정 부재에 의한 요동 동작에 의해, 더욱 원활하고 유연성이 높은 위치 조정 기능이 실현되게 된다.

또한, 제2 요동 조정 부재가 복수 설치된 요동 조정 기구에 있어서, 복수의 제2 요동 조정 부재를 지지하도록 설치되는 제3 요동 조정 부재가 더 설치되고, 제3 요동 조정 부재가 요동함으로써, 압박 방향의 위치를 복수의 제2 요동 조정 부재의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 제2 요동 조정 부재를 지지하는 구성이 설치되어도 된다. 또한, 요동 조정 기구에 있어서, 제2 요동 조정 부재가 제1 요동 조정 부재를 지지하는 구조, 혹은 제3 요동 조정 부재가 제2 요동 조정 부재를 지지하는 구조와 같은, 상기한 바와 마찬가지의 지지 구조이며, 또한 다단 구조로 되도록, 하단측의 요동 조정 부재를 요동 가능하게 지지하는 상단측의 요동 조정 부재가 설치된 지지 구조가 구성되어도 된다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 라이닝 지지부에는, 복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 받침대부와, 상기 받침대부에 대해 일체로 또는 고정되어 설치되어 상기 캘리퍼 보디로부터의 하중을 상기 받침대부에 전달 가능한 하중 전달부가 설치되고, 상기 하중 전달부는, 상기 받침대부에 대해, 복수의 상기 라이닝 부재가 상기 마찰 제동면에 압박될 때에 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 마찰 제동면 사이에서 발생하는 면압의 크기가 상기 디스크의 회전 중심선의 위치로부터의 당해 디스크의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 당해 면압을 발생시키는 하중을 상기 받침대부에 작용 가능한 위치에 있어서 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본원 발명자는, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제할 수 있는 동시에 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는 전술한 구성에 더하여, 또한 디스크 브레이크 패드에 있어서의 편마모의 발생을 억제 가능한 구성에 대해서도, 이론적 고찰을 거듭하는 동시에 반복 실험을 행하여 검증을 거듭하였다. 그리고, 본원 발명자는, 그와 같이 예의 연구를 거듭한 결과, 다음 제1 조건 및 제2 조건의 양 조건이 충족됨으로써, 편마모의 발생을 억제 가능한 디스크 브레이크 패드를 실현할 수 있는 것에 상도하였다.

상기한 제1 조건은, 디스크 브레이크 패드의 복수의 라이닝 부재가 디스크의 마찰 제동면에 압박되어 있는 제동 동작 중에 있어서의 디스크의 마찰 제동면의 온도의 균일화를 도모하는 것이다. 디스크의 마찰 제동면의 온도의 편차가 발생하면, 온도가 높은 부분의 라이닝 부재의 마모가 촉진되어, 편마모로 된다. 따라서, 제1 조건이 충족되면, 디스크의 마찰 제동면 온도의 불균일에 의한 라이닝 부재의 편마모가 억제되게 된다.

또한, 제2 조건은, 제동 동작 중에 있어서, 마찰 제동면에 압박되는 복수의 라이닝 부재의 단위 면적당 제동 에너지의 균일화를 도모하는 것이다. 라이닝 부재의 마모량은, 마찰 제동면에 압박되는 라이닝 부재의 제동 에너지의 함수로 나타낼 수 있다. 이로 인해, 상기한 제2 조건이 충족되면, 라이닝 부재의 단위 면적당의 제동 에너지의 편차에 의한 편마모가 억제되어, 라이닝 부재의 마모량의 균일화가 도모되게 된다.

상기한 제1 조건이 충족되기 위해서는, 디스크의 마찰 제동면의 열류속(熱流束)의 값이 균일화되는 것이 필요해진다. 그리고, 디스크는, 회전하는 원형의 평판 형상의 부재로 구성되므로, 디스크의 반경 방향에 있어서의 치수가 단위 치수인 링 형상 요소를 고려한 경우, 이 링 형상 요소의 면적은, 그 반경에 비례하게 된다. 따라서, 모든 마찰면의 열류속이 균일해지기 위해서는, 링 형상 요소의 단위 시간당의 마찰열은, 반경에 비례할 필요가 있다. 한편, 이 요소에 있어서의 마찰열(열류)은, 디스크 브레이크 패드의 압박 하중과 미끄럼 속도에 비례한다. 또한, 링 형상 요소의 미끄럼 속도는, 그 반경에 비례하므로, 이 요소에 있어서의 마찰열은, 하중과 반경에 비례한다. 이상의 관계로부터, 제1 조건이 충족되기 위해서는, 링 형상 요소에 있어서의 디스크 브레이크 패드로부터의 하중을, 디스크의 반경 방향에 있어서의 어느 위치의 링 형상 요소라도, 그 반경에 상관없이, 마찰 제동면에 있어서의 균일한 열류속의 값에 따라서 정해지는 일정한 값으로 할 필요가 있다.

또한, 제2 조건이 충족되기 위해서는, 단위 면적당의 단위 시간당에 있어서의 디스크 브레이크 패드의 제동 에너지의 값이 균일화되는 것이 필요해진다. 그리고, 전술한 디스크의 링 형상 요소에 대응하는 라이닝 부재측의 요소에 있어서의 제동 에너지가 반경에 비례하므로, 상기 제동 에너지를 균일화하기 위해서는, 라이닝 부재측의 요소의 면적을 반경에 비례시킬 필요가 있다. 또한, 링 형상 요소에 있어서의 디스크 브레이크 패드로부터의 하중을, 상기한 바와 같이 얻어진 라이닝 부재측의 요소의 면적으로 나눈 값이, 라이닝 부재측의 요소에 발생한 면압으로 된다. 이로 인해, 상기한 면압은, 라이닝 부재측의 요소의 반경에 반비례하게 된다.

그리고, 상기한 구성의 디스크 브레이크 패드는, 하중 전달부가, 받침대부에 대해, 복수의 라이닝 부재와 마찰 제동면 사이에서 발생하는 면압의 크기가 디스크의 회전 중심선의 위치로부터의 디스크의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 그 면압을 발생시키는 하중을 받침대부에 작용 가능한 위치에 있어서 설치되어 있다. 이로 인해, 상기한 구성의 디스크 브레이크 패드에 따르면, 전술의 제1 조건 및 제2 조건이 충족되게 된다. 따라서, 상기한 구성에 따르면, 디스크 브레이크 패드의 편마모의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기한 구성의 디스크 브레이크 패드는, 사용이 개시된 초기 사용 상태에 있어서는, 소정의 초기 마모 상태가 발생한다. 그러나, 상기한 구성의 디스크 브레이크에 따르면, 초기 마모 상태를 경과하여 안정된 사용 상태로 되어, 이후의 상태에 있어서는, 편마모의 발생이 억제되게 된다.

따라서, 상기한 구성에 따르면, 편마모의 발생을 억제할 수 있는, 디스크 브레이크 패드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 복수의 상기 라이닝 부재는, 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측의 테두리 부분을 규정하는 외주 원호부와, 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측의 테두리 부분을 규정하는 내주 원호부와, 상기 외주 원호부 및 상기 내주 원호부에 대해 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서의 양측의 테두리 부분을 각각 규정하는 동시에, 상기 디스크의 반경 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 한 쌍의 직선부에 의해 둘러싸이는 영역에 걸쳐 확대되도록 설치 가능한 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 디스크 브레이크 패드가 디스크 브레이크 장치에 사용될 때에는, 복수의 라이닝 부재가, 디스크의 회전 중심선과 동심 상태로 배치되는 외주 원호부 및 내주 원호부와, 그들의 양측에서 디스크의 반경 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 직선부에 의해 둘러싸이는 영역에 걸쳐 확대되도록 설치된다. 이로 인해, 전술한 제1 조건 및 제2 조건을 충족시키기 위한 디스크 브레이크 패드를 더욱 간소한 구조로 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 제1 요동 조정 부재는, 요동 가능하게 지지하는 복수의 상기 라이닝 부재의 각각을, 당해 라이닝 부재가 상기 마찰 제동면에 압박될 때에 당해 라이닝 부재와 당해 마찰 제동면 사이에서 발생하는 면압의 크기가 상기 디스크의 회전 중심선의 위치로부터의 당해 디스크의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 당해 면압을 발생시키는 하중을 당해 라이닝 부재에 작용 가능한 위치에 있어서 지지하고 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 디스크 브레이크 패드에 있어서의 복수의 라이닝 부재의 전체적으로, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되는 것에 더하여, 복수의 라이닝 부재의 각각에 있어서도, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되게 된다. 따라서, 개별의 라이닝 부재에 있어서도, 편마모의 발생이 효율적으로 억제되게 된다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고, 상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하고, 상기 제1 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고, 상기 제1 요동 조정 부재에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 라이닝 부재 중, 한쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 외측 라이닝 부재로서 설치되고, 다른 쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 내측 라이닝 부재로서 설치되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 또한, 이 디스크 브레이크 패드는, 상기 요동 조정 기구에 있어서, 상기 제1 요동 조정 부재가 당해 요동 조정 기구에 있어서 지지되는 위치인 제1 지지 위치로부터 상기 외측 라이닝 부재가 상기 제1 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리와, 상기 제1 지지 위치로부터 상기 내측 라이닝 부재가 상기 제1 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리의 비가, 상기 외측 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 압박 방향의 하중의 크기와, 상기 내측 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 압박 방향의 하중의 크기의 비에 대해, 역비로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치된 제1 요동 조정 부재에 있어서, 제1 지지 위치로부터 외측 및 내측 라이닝 부재를 각각 지지하는 위치까지의 거리의 비가, 외측 및 내측 라이닝 부재에 각각 작용하는 하중의 크기의 비의 역비로 설정되어 있다. 이로 인해, 외측 및 내측 라이닝 부재에 각각 작용하는 하중의 크기가 다른 경우라도, 그들의 다른 하중의 크기에 따라서, 외측 및 내측 라이닝 부재의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력이 조정된다. 그리고, 개별의 라이닝 부재에 있어서 편마모의 발생이 억제되는 전술한 구성에, 상기한 구성을 더 부가할 수 있다. 이에 의해, 개별의 라이닝 부재에 있어서 편마모의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 복수의 라이닝 부재에 발생시키는 하중 조건에 관한 제약을 완화할 수 있다. 따라서, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정할 수 있는 동시에 개별의 라이닝 부재에 있어서의 편마모의 발생을 억제할 수 있는 디스크 브레이크 패드에 있어서, 설계 자유도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드는, 상기 요동 조정 기구는, 복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하도록 설치되는 제2 요동 조정 부재를 더 갖고, 상기 제2 요동 조정 부재가 요동함으로써, 상기 압박 방향의 위치를 복수의 상기 제1 요동 조정 부재의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하고, 상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고, 상기 제2 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하도록 설치되고, 상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하는 동시에, 상기 제2 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 요동 가능하게 지지하고, 상기 제2 요동 조정 부재의 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 제1 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고, 상기 제2 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고, 상기 제2 요동 조정 부재에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 제1 요동 조정 부재 중, 한쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 외측 요동 조정 부재로서 설치되고, 다른 쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 내측 요동 조정 부재로서 설치되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이 디스크 브레이크 패드는, 또한, 상기 요동 조정 기구에 있어서, 상기 제2 요동 조정 부재가 당해 요동 조정 기구에 있어서 지지되는 위치인 제2 지지 위치로부터 상기 외측 요동 조정 부재가 상기 제2 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제2 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리와, 상기 제2 지지 위치로부터 상기 내측 요동 조정 부재가 상기 제2 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제2 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리의 비가, 상기 외측 요동 조정 부재에 지지된 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 압박 방향의 하중의 크기와, 상기 내측 요동 조정 부재에 지지된 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 압박 방향의 하중의 크기의 비에 대해, 역비로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치된 제2 요동 조정 부재에 있어서, 제2 지지 위치로부터 외측 및 내측 요동 조정 부재를 각각 지지하는 위치까지의 거리의 비가, 외측 요동 조정 부재에 지지된 라이닝 부재 및 내측 요동 조정 부재에 지지된 라이닝 부재에 각각 작용하는 하중의 크기의 비의 역비로 설정되어 있다. 이로 인해, 외측 요동 조정 부재에 지지된 라이닝 부재 및 내측 요동 조정 부재에 지지된 라이닝 부재에 각각 작용하는 하중의 크기가 다른 경우라도, 그들의 다른 하중의 크기에 따라서, 외측 및 내측 요동 조정 부재의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력이 조정된다. 그리고, 개별의 라이닝 부재에 있어서 편마모의 발생이 억제되는 전술한 구성에, 상기한 구성을 더 부가할 수 있다. 이에 의해, 제1 요동 조정 부재를 지지하는 제2 요동 조정 부재가 설치된 요동 조정 기구를 구비하는 디스크 브레이크 패드에 있어서, 개별의 라이닝 부재에 있어서 편마모의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 복수의 라이닝 부재에 발생시키는 하중 조건에 관한 제약을 완화할 수 있다. 따라서, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정할 수 있는 동시에 개별의 라이닝 부재에 있어서의 편마모의 발생을 억제할 수 있는 상기한 디스크 브레이크 패드에 있어서, 설계 자유도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 국면에 관한 브레이크 캘리퍼 장치는, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 사용되고, 차량에 있어서 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 디스크 브레이크 패드를 압박 가능한, 브레이크 캘리퍼 장치에 관한 것이다. 그리고, 본 발명의 일 국면에 관한 브레이크 캘리퍼 장치는, 상기 디스크 브레이크 장치에 있어서의 브레이크 실린더 장치가 장비되어 차량에 대해 차량 롤 회전 방향으로 회전 가능해지도록 장착되는 동시에, 상기 브레이크 실린더 장치에 의해 구동됨으로써 한 쌍의 상기 디스크 브레이크 패드에 의해 상기 디스크를 끼워 넣어 브레이크력을 발생시키는 캘리퍼 보디와, 상기 캘리퍼 보디에 대해 장착되는 한 쌍의 상기 디스크 브레이크 패드를 구비하고, 상기 디스크 브레이크 패드는, 상기 디스크에 있어서의 마찰 제동면에 대해 압박 가능한 복수의 라이닝 부재와, 복수의 상기 라이닝 부재의 각각을 요동 가능하게 지지하도록 설치되는 제1 요동 조정 부재를 갖고, 상기 제1 요동 조정 부재가 요동함으로써, 상기 라이닝 부재를 상기 마찰 제동면에 대해 당해 마찰 제동면에 수직한 방향을 따라 압박할 때의 압박 방향의 위치를 복수의 상기 라이닝 부재의 사이에서 조정 가능하도록, 복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 요동 조정 기구와, 복수의 상기 라이닝 부재에 대해 접촉한 상태에서, 상기 디스크와 복수의 상기 라이닝 부재 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 상기 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재와, 상기 브레이크 실린더 장치에 의해 구동되는 상기 캘리퍼 보디에 대해 요동 자유롭게 보유 지지되는 것이 가능한 동시에, 복수의 상기 라이닝 부재를 상기 요동 조정 기구를 통해 지지하는 라이닝 지지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 전술한 본 발명의 일 국면에 관한 디스크 브레이크 패드와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 이 구성에 따르면, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 브레이크 캘리퍼 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 디스크에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재의 사이에 있어서 마찰 제동면에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드를 제공할 수 있다. 또한, 그 디스크 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 브레이크 캘리퍼 장치 및 디스크 브레이크 패드가 설치된 디스크 브레이크 장치의 측면도.
도 2는 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 장치의 평면도.
도 3은 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 대해 차축 방향으로부터 본 도면.
도 4는 도 3에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 대해 디스크와 평행한 방향으로부터 본 도면.
도 5는 도 4에 도시하는 디스크 브레이크 패드의 분해 사시도.
도 6은 도 5에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 있어서의 복수의 라이닝 부재의 배치 상태를 도시하는 도면.
도 7은 도 5에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 있어서의 복수의 라이닝 부재 중 일부를 도시하는 사시도.
도 8은 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 있어서의 복수의 라이닝 부재가 설치되는 영역을 모식적으로 도시하는 도면.
도 9는 도 5에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 있어서의 요동 조정 기구를 도시하는 사시도.
도 10은 도 4에 도시하는 디스크 브레이크 패드의 일부의 단면을 도시하는 도면.
도 11은 도 9에 도시하는 요동 조정 기구에 대해 차축 방향으로부터 본 도면.
도 12는 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 의한 작용 효과를 설명하기 위한 해석 모델을 도시하는 도면.
도 13은 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 의한 작용 효과를 설명하기 위한 해석 모델을 도시하는 도면.
도 14는 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 패드에 있어서의 하중 중심 위치를 구하기 위한 해석 모델을 도시하는 도면.
도 15는 변형예에 관한 요동 조정 기구를 설명하기 위한 도면.
도 16은 변형예에 관한 요동 조정 기구를 설명하기 위한 도면.
도 17은 변형예에 관한 요동 조정 기구를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 실시 형태는, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 사용되고, 차량에 있어서 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 압박 가능한, 디스크 브레이크 패드 및 그 디스크 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치에 관하여, 널리 적용할 수 있는 것이다. 또한, 본 실시 형태의 디스크 브레이크 패드 및 브레이크 캘리퍼 장치에 대해서는, 철도 차량용으로서 사용되는 경우를 예로 들어 설명한다.

[디스크 브레이크 장치]

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 브레이크 캘리퍼 장치(1) 및 디스크 브레이크 패드(10)가 설치된, 디스크 브레이크 장치(100)를 차축 방향으로부터 본 도면이며, 디스크 브레이크 장치(100)의 측면도이다. 또한, 도 2는, 도 1에 도시하는 디스크 브레이크 장치(100)를 상방으로부터 본 평면도이다. 또한, 본 실시 형태의 브레이크 캘리퍼 장치(1)는, 본 실시 형태의 디스크 브레이크 패드(10)를 구비하여 구성되어 있다. 그리고, 디스크 브레이크 장치(100)는, 브레이크 캘리퍼 장치(1)를 구비하여 구성되어 있다.

디스크 브레이크 장치(100)는, 예를 들어 철도 차량에 설치된다. 도 1에서는, 디스크 브레이크 장치(100)가, 철도 차량의 일부로서 2점 쇄선으로 나타내는 차량 본체(102)에 대해 설치되어 있는 상태가 도시되어 있다. 그리고, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 디스크 브레이크 장치(100)는, 브레이크 실린더 장치(101), 브레이크 캘리퍼 장치(1)를 구비하여 구성되어 있다.

브레이크 실린더 장치(101)는, 압력 유체에 의해 작동하여 로드(도시를 생략)를 이동시키고, 로드와 함께 이동하는 브레이크 출력부(101a)로부터 브레이크력을 출력하는 장치로서 구성되어 있다. 또한, 브레이크 실린더 장치(101)가 브레이크력을 출력하여 제동 동작이 행해질 때에는, 브레이크 출력부(101a)가, 브레이크 실린더 장치(101)의 실린더 본체(101b)로부터 신장되도록 동작한다. 한편, 브레이크 실린더 장치(101)로부터 출력되는 브레이크력에 의한 제동 동작이 해제될 때에는, 브레이크 출력부(101a)가, 실린더 본체(101b)를 향해 수축되도록 동작한다.

[브레이크 캘리퍼 장치]

디스크 브레이크 장치(100)에 사용되는 브레이크 캘리퍼 장치(1)는, 브레이크 실린더 장치(101)가 장비되어 차량 본체(102)에 대해 차량 롤 회전 방향에 있어서 회전 가능해지도록 장착된 캘리퍼 보디(11), 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10) 등을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 상기한 차량 롤 회전 방향이라 함은, 차량의 진행 방향을 회전축 방향으로 하는 회전 방향을 말한다. 그리고, 브레이크 캘리퍼 장치(1)는, 브레이크 실린더 장치(101)에 의해 구동됨으로써 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)에 의해 디스크(103)를 끼워 넣어 브레이크력을 발생시키도록 구성되어 있다. 이로 인해, 브레이크 캘리퍼 장치(1)는, 디스크(103)에 대해 디스크 브레이크 패드(10)를 압박 가능한 장치로서 설치되어 있다.

또한, 디스크(103)는, 철도 차량에 있어서 차륜(도시를 생략) 또는 그 차륜의 차축(도시를 생략)과 함께 회전하도록 설치된다. 또한, 디스크(103)는, 그 회전 중심선에 대해 수직한 방향으로 확대되도록 형성되는 표리의 마찰 제동면(103a, 103a)을 갖는 원판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 디스크(103)의 회전 중심선은, 철도 차량의 차륜의 차축의 중심 축선과 일치하게 된다. 그리고, 브레이크 캘리퍼 장치(1)는, 브레이크 실린더 장치(101)가 작동함으로써, 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)가, 마찰 제동면(103a, 103a)에 대해, 디스크(103)의 회전 중심선 방향에 평행한 방향을 따라 디스크(103)를 양측으로부터 끼워 넣도록 압박된다.

캘리퍼 보디(11)는, 결합 부재(12), 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13), 한 쌍의 지지점 축(14, 14), 한 쌍의 실린더 지지 핀(15, 15), 복수의 요동 핀(16) 등을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 요동 핀(16)은 4개 설치되고, 1개의 브레이크 레버(13)에 2개의 요동 핀(16, 16)이 대응하여 설치되어 있다.

결합 부재(12)는, 차량 본체(102)의 저면에 고정된 브래킷(102a)에 대해, 차량의 진행 방향과 평행한 축 주위로 요동 가능하도록 요동 핀(12a)을 통해 장착되어 있다. 그리고, 이 결합 부재(12)에 대해, 대략 대칭으로, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)가, 한 쌍의 지지점 축(14, 14)을 통해 요동 가능하게 설치되어 있다. 각 지지점 축(14)은, 디스크(103)의 회전 중심선 방향과 평행한 방향으로부터 본 경우에, 요동 핀(12a)의 축 방향에 대해 수직한 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.

한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)의 각각은, 요동 핀(12a)과 대략 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치된다. 그리고, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)는, 그 일단부측에 브레이크 실린더 장치(101)가 한 쌍의 실린더 지지 핀(15, 15)을 통해 장착되어 있고, 이 브레이크 실린더 장치(101)에 의해 일단부측이 구동되도록 구성되어 있다.

또한, 각 브레이크 레버(13, 13)의 일단부측은, 각 실린더 지지 핀(15)을 통해, 브레이크 실린더 장치(101)의 단부에 대해 요동 자유롭게 장착되어 있다. 또한, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13) 중 한쪽의 일단부측에는, 브레이크 출력부(101a)가 연결되어 있다. 그리고, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13) 중 다른 쪽의 일단부측에는, 실린더 본체(101b)에 있어서의 브레이크 출력부(101a)측과 반대측의 단부가 연결되어 있다.

또한, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)에는, 브레이크 실린더 장치(101)가 장착된 일단부측에 대해 한 쌍의 지지점 축(14, 14)을 통해 반대측인 타단부측에 있어서, 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)가 장착되어 있다. 또한, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)의 타단부측은, 복수의 요동 핀(16, 16)을 통해, 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)에 장착되어 있다. 또한, 각 디스크 브레이크 패드(10)는, 각 브레이크 레버(13)의 타단부측에 대해, 한 쌍의 요동 핀(16, 16)을 통해, 요동 자유롭게 장착되어 있다. 또한, 각 요동 핀(16)은, 지지점 축(14)에 대해 평행한 방향으로 연장되도록 설치되어 있다.

상술한 브레이크 캘리퍼 장치(1)가 설치되는 디스크 브레이크 장치(100)에 있어서는, 브레이크 실린더 장치(101)의 작동에 의해 브레이크 출력부(101a)가 실린더 본체(101b)로부터 신장되는 동작[실린더 본체(101b)로부터 이격되는 방향의 동작] 또는 실린더 본체(101b)에 대해 수축되는 동작[실린더 본체(101b)에 접근하는 방향의 동작]이 행해진다. 이에 의해, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)에 있어서의 실린더 지지 핀(15)이 연결된 부분이, 서로 이격되거나, 접근하도록 구동된다.

상기한 바와 같이 구동됨으로써, 디스크 브레이크 장치(100)에 있어서는, 각 브레이크 레버(13)가, 각 지지점 축(14)을 중심으로 하여 요동하도록 동작한다. 이에 의해, 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)와 함께 구동되는 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)가, 디스크(103)를 끼우도록 동작하게 된다.

또한, 상기한 동작시에는, 예를 들어 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)에 있어서, 한쪽의 브레이크 레버(13)에 장착된 한쪽의 디스크 브레이크 패드(10)가 먼저 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 접촉한다. 또한, 다른 쪽의 브레이크 레버(13)는, 마찰 제동면(103a)에 접촉한 한쪽의 디스크 브레이크 패드(10)로부터 받는 반력을 이용하여 다른 쪽의 디스크 브레이크 패드(10)를 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 압박 접촉시키게 된다. 이에 의해, 디스크(103)가 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)에 의해 끼워 넣어져, 디스크 브레이크 패드(10, 10)와 마찰 제동면(103a, 103a) 사이에 마찰 제동력이 발생한다. 이 마찰 제동력에 의해 디스크(103)의 회전이 제동되어, 디스크(103)와 동축으로 설치되어 있는 철도 차량의 차륜의 회전이 제동되게 된다.

[디스크 브레이크 패드]

다음에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 디스크 브레이크 패드(10)에 대해 상세하게 설명한다. 전술한 바와 같이, 디스크 브레이크 패드(10)는, 디스크 브레이크 장치(100)에 사용되고, 디스크(103)에 대해 압박 가능한 기구로서 설치된다. 그리고, 브레이크 캘리퍼 장치(1)에 있어서의 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)는, 캘리퍼 보디(11)에 있어서의 한 쌍의 브레이크 레버(13, 13)에 대해 장착된다.

또한, 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)는, 마찬가지로 구성되어 있다. 이로 인해, 이하의 설명에 있어서는, 한쪽의 디스크 브레이크 패드(10)에 대해 설명하고, 다른 쪽의 디스크 브레이크 패드(10)에 관한 설명을 생략한다. 또한, 한 쌍의 디스크 브레이크 패드(10, 10)는, 디스크(103)의 양측에 설치될 때에는, 디스크(103)를 중심으로 하여 대칭인 배치로 되도록 설치된다.

도 3은, 철도 차량에 설치된 디스크 브레이크 장치(100)의 브레이크 캘리퍼 장치(1)에 설치된 디스크 브레이크 패드(10)에 대해 철도 차량의 차륜의 차축 방향으로부터 본 도면이다. 도 4는, 도 3에 도시하는 디스크 브레이크 패드(10)에 대해 디스크(103)와 평행한 방향으로부터 본 도면이다. 도 5는, 도 4에 도시하는 디스크 브레이크 패드(10)의 분해 사시도이다. 또한, 도 3 및 도 4에 있어서는, 캘리퍼 보디(11)에 대해서는 그 일부만이 도시되어 있고, 요동 핀(16)의 도시가 생략되어 있다(후술하는 도 10도 마찬가지임). 또한, 도 5에 있어서는, 디스크 브레이크 패드(10)만이 도시되어 있다.

도 1 내지 도 5에 도시하는 디스크 브레이크 패드(10)는, 복수의 라이닝 부재(21), 복수의 요동 조정 기구(22), 하중 지지 부재(23), 라이닝 지지부(24) 등을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 도 5는, 복수의 요동 조정 기구(22) 중, 1개의 요동 조정 기구(22)에 대해서만, 하중 지지 부재(23)에 대한 위치를 어긋나게 한 상태로 도시하고 있다. 또한, 도 5는, 상기한 1개의 요동 조정 기구(22)에 대응하는 4개의 라이닝 부재(21)에 대해, 하중 지지 부재(23)에 대한 위치를 어긋나게 한 상태로 도시하고 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 라이닝 부재(21)는, 복수 설치되어 있다. 각 라이닝 부재(21)는, 디스크(103)에 있어서의 마찰 제동면(103a)에 대해 압박 가능한 부재로서 설치된다. 그리고, 각 라이닝 부재(21)는, 예를 들어 유기재 혹은 소결 금속재에 의해 형성되어 있다.

도 6은, 도 5에 도시하는 복수의 라이닝 부재(21)의 배치 상태를 도시하는 도면이다. 또한, 도 6에 있어서는, 복수의 라이닝 부재(21)에 대해 철도 차량의 차륜의 차축 방향으로부터 본 상태가 도시되어 있다. 또한, 도 7은, 도 5에 도시하는 복수의 라이닝 부재(21) 중 일부를 도시하는 사시도이다.

도 4 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 복수의 라이닝 부재(21)의 각각은, 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 대향하여 배치된다. 그리고, 복수의 라이닝 부재(21)는, 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 평행한 면을 따라 배치된다.

또한, 복수의 라이닝 부재(21)는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 배열되어 배치되는 동시에, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향으로도 배열되어 배치되어 있다. 또한, 회전 중심선 C1에 대해서는, 도 6에 있어서, 1점 쇄선의 교점으로서 도시되어 있다. 또한, 도 6에 있어서, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향 중 몇 개(도 6에서는, 3개를 예시)에 대해서는, 회전 중심선 C1로부터 방사 형상으로 연장되는 복수의 1점 쇄선으로 도시되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주를 따라 라이닝 부재(21)가 8열로 배열되고, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 라이닝 부재(21)가 2열로 배열된 형태의 디스크 브레이크 패드(10)가 예시되어 있다.

또한, 각 라이닝 부재(21)는, 일체로 형성된 본체부(21a) 및 접촉부(21b)를 구비하여 구성되어 있다. 본체부(21a)는, 판 형상의 부분으로서 설치되고, 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 대향하는 동시에 마찰 제동면(103a)에 압박되는 면이 형성되어 있다. 본체부(21a)에 있어서 판 형상으로 확대되는 평탄한 부분의 외형은, 폐쇄 영역을 구획하도록 연장되는 4개의 능선으로 구획되어 있다. 첫 번째 능선은, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 원호 형상의 부분으로서 구성되어 있다. 두 번째 능선은, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 원호 형상의 부분으로서 구성되어 있다. 세 번째 및 네 번째의 능선은, 디스크(103)의 반경 방향과 평행한 방향을 따라 연장되는 동시에 양쪽의 원호 형상의 부분을 연결하는 한 쌍의 직선 형상의 부분으로서 구성되어 있다.

접촉부(21b)는, 후술하는 요동 조정 기구(22)에 대해 접촉하여 지지되는 부분으로서 설치되어 있다. 이 접촉부(21b)는, 본체부(21a)로부터 대략 직육면체 형상의 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치되어 있다. 그리고, 접촉부(21b)는, 본체부(21a)에 대해, 마찰 제동면(103a)에 압박되는 면과 반대측에 배치되는 면에 있어서, 일체로 설치되어 있다. 또한, 접촉부(21b)에는, 본체부(21a)로부터 돌출되는 선단부에 있어서, 오목 구멍(21c)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 반구면 형상으로 오목한 구멍으로서 형성된 형태의 오목 구멍(21c)을 예시하고 있다. 접촉부(21b)가, 오목 구멍(21c)의 내측에 있어서, 요동 조정 기구(22)에 대해 접촉함으로써, 후술하는 바와 같이, 라이닝 부재(21)가, 요동 조정 기구(22)에 지지된다.

도 8은 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서의 복수의 라이닝 부재(21)가 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 평행한 면을 따라 설치되는 영역인 라이닝 설치 영역(20)을 모식적으로 도시하는 도면이다. 마찰 제동면(103a)에 평행한 면을 따라서 확대되는 동시에 복수의 라이닝 부재(21)가 설치되는 라이닝 설치 영역(20)은, 그 주연 부분이, 외주 원호부(25), 내주 원호부(26), 한 쌍의 직선부(27a, 27b)로서 구성되어 있다.

외주 원호부(25)는, 일단부측이 굴곡부를 통해 직선부(27a)에 연속되고, 타단부측이 굴곡부를 통해 직선부(27b)에 연속되어 있다. 그리고, 내주 원호부(26)도, 일단부측이 굴곡부를 통해 직선부(27a)에 연속되고, 타단부측이 굴곡부를 통해 직선부(27b)에 연속되어 있다. 따라서, 라이닝 설치 영역(20)의 주연 부분은, 외주 원호부(25), 직선부(27a), 내주 원호부(26), 직선부(27b)의 순서로 연속되어 1주하는 폐쇄 영역을 구획하도록 구성되어 있다. 또한, 상기한 구성에 의해, 라이닝 설치 영역(20)에 설치되는 복수의 라이닝 부재(21)는, 외주 원호부(25), 내주 원호부(26) 및 한 쌍의 직선부(27a, 27b)에 의해 둘러싸이는 영역에 걸쳐 확대되도록 설치 가능하게 구성되어 있다.

외주 원호부(25)는, 라이닝 설치 영역(20)에 있어서, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 외측의 테두리 부분을 규정하는 부분으로서 구성되어 있다. 또한, 디스크(103)의 회전 중심선 C1에 대해서는, 도 8에 있어서, 복수의 1점 쇄선의 교점 C1로서 모식적으로 도시되어 있다. 도 8에서는, 회전 중심선 C1은, 도면 중의 점 C1을 통과하는 동시에 도면에 대해 수직한 방향으로 연장되는 선으로서 구성된다.

내주 원호부(26)는, 라이닝 설치 영역(20)에 있어서, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 내측의 테두리 부분을 규정하는 부분으로서 구성되어 있다. 이로 인해, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서, 내주 원호부(26)는, 외주 원호부(25)보다도 내측, 즉, 외주 원호부(25)보다도 회전 중심선 C1측에 배치되어 있다.

한 쌍의 직선부(27a, 27b)는, 라이닝 설치 영역(20)에 있어서, 외주 원호부(25) 및 내주 원호부(26)에 대해 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서의 양측의 테두리 부분을 각각 규정하는 동시에, 디스크(103)의 반경 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 부분으로서 구성되어 있다. 또한, 도 8에서는, 직선부(27a)가, 디스크(103)의 반경 방향 R1을 따라 연장되는 부분으로서 도시되고, 직선부(27b)가, 디스크(103)의 반경 방향 R2를 따라 연장되는 부분으로서 도시되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 요동 조정 기구(22)는, 복수 설치되어 있다. 복수의 요동 조정 기구(22)의 각각은, 복수의 라이닝 부재(21)를 지지하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 1개의 요동 조정 기구(22)가 4개의 라이닝 부재(22)를 지지하는 형태의 디스크 브레이크 패드(10)가 예시되어 있다.

도 9는 1개의 요동 조정 기구(22)를 도시하는 사시도이다. 도 4, 도 5 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 요동 조정 기구(22)는, 한 쌍의 제1 요동 조정 부재(28, 29), 제2 요동 조정 부재(30), 수용부(31) 등을 구비하여 구성되어 있다.

제1 요동 조정 부재(28) 및 제1 요동 조정 부재(29)는, 마찬가지의 부재로서 구성되어 있다. 제1 요동 조정 부재(28)에는, 가늘고 긴 판 형상으로 형성된 본체부(28a)와, 본체부(28a)로부터 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치된 한 쌍의 볼록부(28b, 28b)가 설치되어 있다. 본체부(28a)와 한 쌍의 볼록부(28b, 28b)는 일체로 형성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 볼록부(28b, 28b)는, 본체부(28a)의 길이 방향에 있어서의 양단부의 각각에 있어서, 서로 평행한 방향을 향해 본체부(28a)로부터 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 볼록부(28b)의 단부가 반구 형상으로 형성된 형태를 예시하고 있다.

제1 요동 조정 부재(29)에도, 제1 요동 조정 부재(28)와 마찬가지로, 가늘고 긴 판 형상으로 형성된 본체부(29a)와, 본체부(29a)로부터 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치된 한 쌍의 볼록부(29b, 29b)가 설치되어 있다. 본체부(29a)와 한 쌍의 볼록부(29b, 29b)는 일체로 형성되어 있다. 그리고, 한 쌍의 볼록부(29b, 29b)는, 본체부(29a)의 길이 방향에 있어서의 양단부의 각각에 있어서, 서로 평행한 방향을 향해 본체부(29a)로부터 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 각 볼록부(29b)의 단부가 반구 형상으로 형성된 형태를 예시하고 있다.

제1 요동 조정 부재(28)에 있어서의 한 쌍의 볼록부(28b, 28b)의 각각은, 각 라이닝 부재(21)의 오목 구멍(21c)에 대해, 헐겁게 끼워진 상태에서 끼움 삽입된 상태로 접촉하고 있다. 이에 의해, 제1 요동 조정 부재(28)는, 각 볼록부(28b)에서 각 라이닝 부재(21)에 접촉하고, 2개의 라이닝 부재(21)를 요동 가능하게 지지하도록 설치되어 있다. 마찬가지로, 제1 요동 조정 부재(29)에 있어서의 한 쌍의 볼록부(29b, 29b)의 각각은, 각 라이닝 부재(21)의 오목 구멍(21c)에 대해, 헐겁게 끼워진 상태에서 끼움 삽입된 상태로 접촉하고 있다. 이에 의해, 제1 요동 조정 부재(29)는, 각 볼록부(29b)에서 각 라이닝 부재(21)에 접촉하고, 2개의 라이닝 부재(21)를 요동 가능하게 지지하도록 설치되어 있다.

상기한 구성에 의해, 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각은, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서, 복수(본 실시 형태에서는, 2개)의 라이닝 부재(21)의 각각을 요동 가능하게 지지하도록 설치되어 있다. 그리고, 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 양단부의 각각에 있어서 라이닝 부재(21)를 지지하도록 설치되어 있다.

제2 요동 조정 부재(30)는, 복수(본 실시 형태에서는, 2개)의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 지지하도록 설치된다. 그리고, 제2 요동 조정 부재(30)에는, 가늘고 긴 축 형상으로 형성된 축부(30a)와, 축부(30a)에 고정되어 후술하는 수용부(31)에 접촉하는 접촉부(30b)가 설치되어 있다.

축부(30a)는, 그 길이 방향에 있어서의 양단부에 있어서, 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 연결되어 있다. 즉, 축부(30a)에는, 그 길이 방향에 있어서의 한쪽의 단부에 제1 요동 조정 부재(28)가 연결되어 지지되고, 그 길이 방향에 있어서의 다른 쪽의 단부에 제1 요동 조정 부재(29)가 연결되어 지지되어 있다. 제2 요동 조정 부재(30)의 한쪽의 단부는, 제1 요동 조정 부재(28)를 그 제1 요동 조정 부재(28)의 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하고 있다. 제2 요동 조정 부재(30)의 다른 쪽의 단부는, 제1 요동 조정 부재(29)를 그 제1 요동 조정 부재(29)의 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하고 있다. 또한, 요동 조정 기구(22)에 있어서는, 후술하는 바와 같이, 제2 요동 조정 부재(30)가 요동 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 요동 조정 기구(22)는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 요동 가능하게 지지하고 있다.

또한, 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각은, 축부(30a)에 대해, 예를 들어 유니버설 조인트 구조(도시 생략)를 통해 연결되어 있다. 그리고, 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각은, 축부(30a)에 대해, 축부(30a)의 축 중심 방향을 중심으로 하는 회전 방향에 있어서 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각은, 축부(30a)에 대해, 유니버설 조인트 구조를 통해 연결되어 있지 않아도 된다. 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각은, 예를 들어 축부(30a)에 대해 고정되어 있어도 된다.

접촉부(30b)는, 라이닝 지지부(24)에 고정된 후술하는 수용부(31)에 대해 접촉하여 지지되는 부분으로서 설치되어 있다. 이 접촉부(30b)는, 축부(30a)에 대해, 축부(30a)의 길이 방향에 있어서의 중앙 부분에서 고정되어 있다. 그리고, 접촉부(30b)에는, 축부(30a)에 고정되는 측과 반대측이며 라이닝 지지부(24)에 대향하는 측에 있어서, 볼록부(30c)가 설치되어 있다. 볼록부(30c)는, 축부(30a)의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에 대응하는 위치이며 접촉부(30b)의 중심 위치에 있어서, 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 볼록부(30c)의 단부가 반구 형상으로 형성된 형태를 예시하고 있다.

도 10은, 디스크 브레이크 패드(10)의 일부의 단면을 도시하는 도면이다. 또한, 도 10에서는, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 면에서의 단면이 도시되어 있다. 또한, 도 10에서는, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서의 한쪽의 단부측에 배치된 1개의 요동 조정 기구(22) 및 그 근방의 단면이 도시되어 있다. 도 4 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 볼록부(30c)는, 라이닝 지지부(24)에 고정된 수용부(31)에 접촉하여 지지된다.

수용부(31)는, 직육면체 형상의 부재로서 설치되고, 라이닝 지지부(24)에 있어서의 요동 조정 기구(22)에 대향하는 측의 면에 고정되어 있다. 또한, 수용부(31)는, 라이닝 지지부(24)에 일체로 형성되어 있어도 된다. 그리고, 수용부(31)에는, 볼록부(30c)에 접촉하는 오목 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 수용부(31)의 오목 구멍은, 예를 들어 라이닝 부재(21)의 접촉부(21b)의 오목 구멍(21c)과 마찬가지의 형상으로 형성되고, 반구면 형상으로 오목해지는 구멍으로서 형성되어 있다.

제2 요동 조정 부재(30)의 볼록부(30c)는, 수용부(31)의 오목 구멍에 대해, 헐겁게 끼워진 상태에서 끼움 삽입된 상태로 접촉하고 있다. 이와 같이, 제2 요동 조정 부재(30)는, 볼록부(30c)에서, 라이닝 지지부(24)에 고정된 수용부(31)의 오목 구멍의 내측에 접촉하고, 라이닝 지지부(24)에 대해, 수용부(31)를 통해, 요동 가능하게 지지되어 있다.

요동 조정 기구(22)에 있어서는, 전술한 바와 같이, 복수(본 실시 형태에서는, 2개)의 라이닝 부재(21)의 각각을 요동 가능하게 지지하는 제1 요동 조정 부재(28, 29)가, 또한 요동 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 요동 조정 기구(22)는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 요동함으로써, 압박 방향의 위치를 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 라이닝 부재(21)를 지지하도록 구성되어 있다. 또한, 상기한 압박 방향의 위치는, 라이닝 부재(21)를 마찰 제동면(103a)에 대해 이 마찰 제동면(103a)에 수직한 방향을 따라 압박할 때의 압박 방향의 위치로 된다.

또한, 요동 조정 기구(22)에 있어서는, 전술한 바와 같이, 복수(본 실시 형태에서는, 2개)의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 지지하는 제2 요동 조정 부재(30)가, 요동 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 요동 조정 기구(22)는, 제2 요동 조정 부재(30)가 요동함으로써, 전술하는 압박 방향의 위치를 복수의 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 지지하도록 구성되어 있다.

도 11은 요동 조정 기구(22) 1개에 대해 철도 차량의 차륜의 차축 방향으로부터 본 도면이다. 도 11에 있어서는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1(도 6, 도 8을 참조)을 중심으로 하는 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향으로서 2개의 방향 D1, D2(도 11에서 1점 쇄선 D1, D2로 각각 나타내는 방향)가 예시되어 있다. 또한, 도 11에 있어서는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향으로서 방향 T1(도 11에서 1점 쇄선 T1로 나타내는 방향)이 예시되어 있다.

요동 조정 기구(22)에 있어서는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 그 길이 방향이, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록, 설치되어 있다. 즉, 제1 요동 조정 부재(28)는, 방향 D1을 따라 연장되도록 설치되고, 제1 요동 조정 부재(29)는, 방향 D2를 따라 연장되도록 설치되어 있다. 그리고, 요동 조정 기구(22)에 있어서는, 제2 요동 조정 부재(30)는, 그 길이 방향이, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 즉, 제2 요동 조정 부재(30)는, 방향 T1을 따라 연장되도록 설치되어 있다.

또한, 요동 조정 기구(22)에서는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 있어서, 제2 요동 조정 부재(30)에 지지되는 위치로부터 2개의 라이닝 부재(21)를 각각 지지하는 위치까지의 거리의 비가, 다음에 서술하는 바와 같이, 소정의 비로 되도록 설정되어 있다. 여기서, 그 소정의 비의 설명을 위해, 도 6을 참조하여, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 라이닝 부재(21) 중, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 한쪽의 라이닝 부재(21)를 외측 라이닝 부재(32a)라 정의한다. 그리고, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 라이닝 부재(21) 중, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 다른 쪽의 라이닝 부재(21)를 내측 라이닝 부재(32b)라 정의한다. 즉, 제1 요동 조정 부재(28)는, 디스크(103)의 반경 방향의 외측의 단부에서 외측 라이닝 부재(32a)를 지지하고, 디스크(103)의 반경 방향의 내측의 단부에서 내측 라이닝 부재(32b)를 지지한다. 마찬가지로, 제1 요동 조정 부재(29)는, 디스크(103)의 반경 방향의 외측의 단부에서 외측 라이닝 부재(32a)를 지지하고, 디스크(103)의 반경 방향의 내측의 단부에서 내측 라이닝 부재(32b)를 지지한다.

또한, 상기한 소정의 비의 설명을 위해, 도 11을 참조하여, 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 요동 조정 기구(22)에 있어서 지지되는 위치인 지지 위치 P1(본 실시 형태에 있어서의 제1 지지 위치)로부터 외측 라이닝 부재(32a)가 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 지지되는 위치 P2까지의 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 길이 방향에 있어서의 거리를 거리 G1이라 정의한다. 그리고, 지지 위치 P1로부터 내측 라이닝 부재(32b)가 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 지지되는 위치 P3까지의 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 길이 방향에 있어서의 거리를 거리 G2라 정의한다.

또한, 도 11에 있어서, 제1 요동 조정 부재(28)에 있어서의 지지 위치 P1에 대해서는, 방향 D1을 나타내는 1점 쇄선과 방향 T1을 나타내는 1점 쇄선의 교점으로서 도시되어 있다. 마찬가지로, 제1 요동 조정 부재(29)에 있어서의 지지 위치 P1에 대해서는, 방향 D2를 나타내는 1점 쇄선과 방향 T1을 나타내는 1점 쇄선의 교점으로서 도시되어 있다. 또한, 도 11에 있어서는, 위치 P2는, 작은 원으로 나타내는 점 P2로서 도시되고, 위치 P3은, 작은 원으로 나타내는 점 P3으로서 도시되어 있다.

요동 조정 기구(22)에 있어서는, 거리 G1과 거리 G2의 비가, 전술한 소정의 비로 설정되어 있다. 구체적으로는, 요동 조정 기구(22)에 있어서는, 거리 G1과 거리 G2의 비가, 외측 라이닝 부재(32a)와 디스크(103) 사이에서 발생하는 압박 방향의 하중의 크기와, 내측 라이닝 부재(32b)와 디스크(103) 사이에서 발생하는 압박 방향의 하중의 크기의 비에 대해, 역비로 되도록 설정되어 있다. 즉, 외측 라이닝 부재(32a)에 발생하는 압박 방향의 하중의 크기를 크기 P2라 칭하고, 내측 라이닝 부재(32a)에 발생하는 압박 방향의 하중의 크기를 크기 P3이라 칭하면, (거리 G1):(거리 G2)＝(크기 P3):(크기 P2)의 관계가 성립하도록, 거리 G1과 거리 G2의 비가 설정되어 있다.

하중 지지 부재(23)는, 디스크(103)와 복수의 라이닝 부재(21) 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 부재로서, 설치되어 있다. 그리고, 도 4, 도 5 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 하중 지지 부재(23)는, 플레이트부(33) 및 장착 벽부(34)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 도 10에 있어서는, 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중의 작용 방향이 화살표 H로 도시되어 있다.

플레이트부(33)는, 하중 지지 부재(23)에 있어서, 주연 부분의 외형 형상이 전술한 라이닝 설치 영역(20)(도 8을 참조)과 마찬가지의 형상으로 형성된 평판 형상의 부분으로서 설치되어 있다. 그리고, 플레이트부(33)는, 복수의 라이닝 부재(21)의 각각의 일부가 삽입 관통되는 동시에 대략 직사각형으로 형성된 관통 구멍(33a)이 복수 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 각 관통 구멍(33a)에는, 각 라이닝 부재(21)의 접촉부(21b)가 삽입 관통된 상태로 배치되어 있다. 그리고, 디스크(103)와 각 라이닝 부재(21) 사이에서 마찰 제동력이 발생하였을 때에는, 각 라이닝 부재(21)는, 각 관통 구멍(33a)의 구멍 형상을 구획하는 부분인 각 관통 구멍(33a)의 테두리 부분(33b)에 대해 접촉한다. 이에 의해, 하중 지지 부재(23)는, 복수의 라이닝 부재(21)에 대해 접촉한 상태에서, 상기한 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하도록 구성되어 있다.

또한, 도 5 내지 도 7에서는, 도시가 생략되어 있지만, 각 관통 구멍(33a)에 삽입 관통되는 각 라이닝 부재(21)의 접촉부(21b)에는, 도 10에 도시하는 바와 같이 탈락 방지부(35)가 장착되어 있다. 탈락 방지부(35)는, 접촉부(21b)에 대해, 본체부(21a)측과 관통 구멍(33a)을 통해 반대측에서 장착되어 있다. 그리고, 탈락 방지부(35)는, 하중 지지 부재(23)에 대해 관통 구멍(33a)의 주위의 부분에서 걸림 가능하도록, 접촉부(21b)에 장착되어 있다. 이에 의해, 각 라이닝 부재(21)가, 하중 지지 부재(23)로부터 디스크(103)측으로 탈락해 버리는 것이 방지되어 있다.

장착 벽부(34)는, 하중 지지 부재(23)를 라이닝 지지부(24)에 대해 장착하여 고정하기 위한 부분으로서 설치되고, 플레이트부(33)에 일체로 설치되어 있다. 장착 벽부(34)는, 한 쌍으로 설치되고, 플레이트부(33)의 원호 형상으로 연장되는 방향에 있어서의 양단부에 각각 설치되어 있다. 또한, 각 장착 벽부(34)는, 플레이트부(33)에 대해 대략 수직한 방향을 따라 확대되는 벽 형상의 부분으로서 설치되어 있다. 그리고, 각 장착 벽부(34)에 있어서의 플레이트부(33)와 반대측의 단부가, 라이닝 지지부(24)에 대해 고정된다.

도 1 내지 도 5, 도 10에 도시하는 라이닝 지지부(24)는, 디스크 브레이크 장치(100)에 있어서의 브레이크 실린더 장치(101)에 의해 구동되는 브레이크 레버(13)에 대해 요동 자유롭게 보유 지지되는 것이 가능한 동시에, 복수의 라이닝 부재(21)를 복수의 요동 조정 기구(22)를 통해 지지하는 구조체로서 설치되어 있다. 이 라이닝 지지부(24)는, 예를 들어 일체의 금속 재료로 형성되어 있다. 그리고, 라이닝 지지부(24)는, 캘리퍼 보디(11)에 포함되는 브레이크 레버(13)에 의해 가압되어, 복수의 요동 조정 기구(22)를 통해 지지하고 있는 복수의 라이닝 부재(21)를 디스크(103)에 압박한다.

라이닝 지지부(24)는, 받침대부(36) 및 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)를 구비하여 구성되어 있다. 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)는, 받침대부(36)에 대해 일체로 설치되어 있다. 또한, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)는, 받침대부(36)에 대해 일체로 설치되어 있지 않아도 되고, 받침대부(36)에 고정된 상태로 설치되어 있어도 된다.

받침대부(36)는, 주연 부분의 외형 형상이 전술한 라이닝 설치 영역(20)과 마찬가지의 형상으로 형성된 평판 형상의 부분으로서 설치되어 있다. 그리고, 받침대부(23)는, 면 방향을 따라 평탄하게 확대되는 양면 중 한쪽의 면에 있어서, 복수의 요동 조정 기구(22)를 통해 복수의 라이닝 부재(21)를 지지하도록 구성되어 있다.

한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)는, 브레이크 레버(13)로부터의 하중을 받침대부(36)에 전달 가능한 부분으로서 설치되어 있다. 브레이크 레버(13)에는, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)의 각각에 대응하여 한 쌍으로 돌출되는 부분으로서 설치되어, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)에 대해 각각 연결되는 한 쌍의 연결 단부(13a, 13b)가 설치되어 있다. 연결 단부(13a)가, 하중 전달부(37a)에 연결되고, 연결 단부(13b)가, 하중 전달부(37b)에 연결된다.

하중 전달부(37a, 37b)의 각각은, 받침대부(36)에 대해 수직한 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 판 형상의 부분으로서 구성되어 있다. 그리고, 하중 전달부(37a, 37b)의 각각에 있어서의 한 쌍의 판 형상의 부분의 각각에는, 요동 핀(16)이 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 하중 전달부(37a)에는, 그 한 쌍의 판 형상의 부분의 사이에 있어서, 연결 단부(13a)가, 요동 핀(16)을 통해 요동 자유롭게 연결되게 된다. 하중 전달부(37b)에는, 그 한 쌍의 판 형상의 부분의 사이에 있어서, 연결 단부(13b)가, 요동 핀(16)을 통해 요동 자유롭게 연결되게 된다. 이와 같이, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)의 각각은, 브레이크 레버(13)에 대해, 각 요동 핀(16)을 통해 요동 자유롭게 장착 가능하게 설치되어 있다. 또한, 디스크 브레이크 패드(10)가 브레이크 캘리퍼 장치(1)에 조립된 상태에 있어서는, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)는, 상기한 바와 같이, 브레이크 레버(13)에 대해, 요동 핀(16)을 통해 요동 자유롭게 장착되어 있다.

하중 전달부(37a, 37b)로부터 하중이 전달되어, 복수의 라이닝 부재(21)가 마찰 제동면(103a)에 압박될 때에는, 복수의 라이닝 부재(21)와 마찰 제동면(103a) 사이에서 면압이 발생하게 된다. 그리고, 하중 전달부(37a, 37b)는, 받침대부(36)에 대해, 복수의 라이닝 부재(21)와 마찰 제동면(103a) 사이에서 발생하는 면압의 크기가 디스크(103)의 회전 중심선 C1의 위치로부터의 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 그 면압을 발생시키는 하중을 받침대부(36)에 작용 가능한 위치에 있어서 설치되어 있다.

또한, 각 요동 핀(16)은, 그 축 방향이, 라이닝 지지부(24)에 대해, 하중 중심 위치 C2를 통과하여 마찰 제동면(103a)에 수직한 방향에 대해 교차하는 방향인 방향 L1을 따라 연장되도록, 하중 전달부(37a, 37b)에 있어서 설치 가능하게 구성되어 있다(도 1을 참조). 여기서, 하중 중심 위치 C2는, 복수의 라이닝 부재(21)와 마찰 제동면(103a) 사이에서 발생하는 상기한 면압을 발생시키는 하중의 중심이 작용하는 위치이며, 복수의 라이닝 부재(21)와 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)이 접촉하는 마찰면 상의 위치로서 구성된다. 또한, 각 요동 핀(16)은, 그 축 방향이, 라이닝 지지부(24)에 대해, 디스크(103)의 반경 방향 R3에 수직이고 또한 마찰 제동면(103a)에 평행한 방향 L1을 따라서도 연장되도록, 하중 전달부(37a, 37b)에 있어서 설치 가능하게 구성되어 있다(도 1을 참조).

또한, 각 요동 핀(16)의 축 방향이 연장되는 방향 L1에 대해서는, 도 1에 있어서, 1점 쇄선 L1로 도시되어 있다. 또한, 디스크(103)의 반경 방향 R3에 대해서는, 도 1에 있어서 1점 쇄선 R3으로 도시되어 있는 동시에, 도 8에 있어서도 1점 쇄선 R3으로 도시되어 있다. 또한, 상기한 하중 중심 위치 C2에 도 1에 있어서 대응하는 위치에 대해서는, 1점 쇄선 L1과 1점 쇄선 R3의 교점 C2로서 도시되어 있다. 또한, 도 8에서는, 하중 중심 위치 C2에 대해, 작은 원으로 나타내는 점 C2로서 도시되어 있다.

각 요동 핀(16)의 축 방향이 연장되는 방향 L1과, 하중 중심 위치 C2를 통과하여 마찰 제동면(103a)에 수직한 방향이 교차하는 위치는, 각 요동 핀(16)의 축 방향이 연장되는 방향 L1 상에 있어서, 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)의 중간 위치에 위치하고 있다. 이로 인해, 브레이크 레버(13)로부터의 하중이 각 요동 핀(16)을 통해 한 쌍의 하중 전달부(37a, 37b)에 작용하면, 라이닝 지지부(24)로부터 복수의 라이닝 부재(21)의 전체에 대해서는, 하중 중심 위치 C2를 하중의 중심으로 하는 하중이 작용하게 된다.

디스크 브레이크 패드(10)에 있어서는, 브레이크 레버(13)로부터의 하중이 하중 중심 위치 C2에 작용함으로써, 최종적으로는, 복수의 라이닝 부재(21)와 마찰 제동면(103a) 사이에서의 면압이, 그 크기가 디스크(103)의 회전 중심선 C1의 위치로부터의 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 발생하게 된다. 이에 의해, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서의 편마모의 발생이 억제되게 된다.

또한, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서는, 복수의 라이닝 부재(21)에 대해 작용하는 하중이 상술한 특정한 하중 중심 위치 C2에 작용함으로써, 편마모의 발생이 억제되도록 구성되어 있지만, 이 관계와 마찬가지의 관계가, 각 라이닝 부재(21)에 있어서도 또한 성립하도록 구성되어 있다. 즉, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 요동 가능하게 지지하는 복수의 라이닝 부재(21)의 각각을, 상기한 하중 중심 위치 C2의 설정 방법과 마찬가지의 방법으로 설정되는 소정 위치에 있어서 지지하고 있다. 이 소정 위치는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 지지되는 각 라이닝 부재(21)가 마찰 제동면(103a)에 압박될 때에 그 각 라이닝 부재(21)와 마찰 제동면(103a) 사이에서 발생하는 면압의 크기가 디스크(103)의 회전 중심선 C1의 위치로부터의 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 상기한 면압을 발생시키는 하중을 그 라이닝 부재(21)에 작용 가능한 위치로서 설정된다.

다음에, 복수의 라이닝 부재(21)의 전체적인 편마모의 발생이 억제되는 작용 효과와, 마찬가지로 각 라이닝 부재(21)에 있어서 편마모의 발생이 억제되는 작용 효과에 대해, 도 12 및 도 13에 도시하는 해석 모델에 기초하여 설명한다.

전술한 브레이크 캘리퍼 장치(1), 디스크 브레이크 패드(10)에 따르면, 이하에 설명하는 제1 조건 및 제2 조건의 양 조건이 충족되게 된다. 이에 의해, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서의 복수의 라이닝 부재(21)의 전체적인 편마모의 발생이 억제되게 된다. 또한, 제1 조건 및 제2 조건의 양 조건은, 각 라이닝 부재(21)에 있어서도 충족된다. 이에 의해, 각 라이닝 부재(21)에 있어서도 편마모의 발생이 억제된다. 또한, 이하의 설명에서는, 복수의 라이닝 부재(21)의 전체에 대한 해석 모델을 예로 들어 제1 조건 및 제2 조건에 대해 설명하고, 복수의 라이닝 부재(21)의 전체적인 편마모의 발생이 억제되는 작용 효과에 대해 설명한다. 각 라이닝 부재(21)에 관한 해석 모델 및 각 라이닝 부재(21)에 있어서 편마모의 발생이 억제되는 작용 효과에 대해서는, 복수의 라이닝 부재(21)의 전체적인 해석과 마찬가지로 해석되게 되어, 마찬가지의 설명으로 되므로 생략한다. 또한, 이하의 설명에서는, 복수의 라이닝 부재(21)를 전체적으로 라이닝 부재 유닛(19)이라 칭한다.

제1 조건은, 디스크 브레이크 패드(10)의 라이닝 부재 유닛(19)이 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)에 압박되어 있는 제동 동작 중에 있어서의 마찰 제동면(103a)의 온도의 균일화를 도모하는 것이다. 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)의 온도의 편차가 발생하면, 온도가 높은 부분의 라이닝 부재 유닛(19)의 마모가 촉진되어, 편마모로 된다. 따라서, 제1 조건이 충족되면, 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)의 온도의 불균일에 의한 라이닝 부재 유닛(19)의 편마모의 발생이 억제되게 된다.

도 12는, 상기한 제1 조건을 설명하기 위한 해석 모델을 도시하고 있다. 도 12에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 디스크(103)에 있어서 디스크 브레이크 패드(10)에 대해 접촉하는 마찰 제동면(103a)은, 외주 반경 r₂, 내주 반경 r₁의 링 형상으로 확대되는 요소로서 구성되어 있다. 상기한 제1 조건의 설명에 있어서, 이 마찰 제동면(103a)의 반경 방향에 있어서의 치수가 단위 치수 1인 링 형상의 요소(즉, 단위 폭의 링 형상의 요소)로서의 링 형상 요소(38)에 대해 고찰한다. 또한, 도 12에 있어서, 링 형상 요소(38)에 대해서는, 사선의 빗금을 부여하여 도시하고 있다. 또한, 도 12에 있어서, 링 형상 요소(38)에 대해서는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1로부터 반경 치수 r의 위치의 요소로서 도시하고 있다.

상기한 제1 조건이 충족되어 마찰 제동면(103a)의 온도의 균일화가 도모되는 경우, 마찰 제동면(103a)의 열류속 q(즉, 단위 면적당의 열류)도 균일화되어 있게 된다. 따라서, 하기 식 (1)이 성립되어 있다.

또한, 링 형상 요소(38)에 발생하는 단위 시간당의 마찰열인 열류 Q는, 회전 중심선 C1로부터의 반경 치수 r에 비례하고, 하기 식 (2)로 된다.

또한, 링 형상 요소(38)의 열류 Q는, 디스크 브레이크 패드(10)로부터의 하중과 미끄럼 속도에 비례하므로, 하기 식 (3)으로서도 나타내어진다. 또한, 하기 식 (3)에 있어서의 분배율 α는, 디스크 브레이크 패드(10)와 디스크(103) 사이에서 발생한 마찰열 중 디스크(103)에의 분배율을 나타내고 있다. 또한, 하기 식 (3)에 있어서의 하중 F는, 링 형상 요소(38)에 있어서 디스크 브레이크 패드(10)로부터 작용하는 압박 하중이며, 마찰 제동면(103a)에 대해 수직한 압박 방향으로 작용하는 하중을 나타내고 있다. 또한, 하기 식 (3)에 있어서의 마찰 계수 μ는, 디스크 브레이크 패드(10)와 디스크(103) 사이의 마찰 계수를 나타내고 있다. 또한, 하기 식 (3)에 있어서의 각속도 ω는, 디스크(103)의 각속도를 나타내고 있다. 이로 인해, 링 형상 요소(38)의 미끄럼 속도는, rω로 된다.

그리고, 식 (2) 및 식 (3)으로부터, 하기 식 (4)가 얻어진다.

상기 식 (4)로부터, 제1 조건이 충족되는 경우에는, 링 형상 요소(38)에 있어서의 디스크 브레이크 패드(10)로부터 작용하는 하중 F는, 회전 중심선 C1로부터의 반경 치수 r의 위치에 상관없이 일정해진다. 따라서, 제1 조건이 충족되는 경우에는, 하중 F는, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 어느 위치의 링 형상 요소(38)라도, 그 반경에 상관없이, 마찰 제동면(103a)에 있어서의 균일한 열류속 q의 값에 따라서 정해지는 일정한 값으로 된다.

다음에, 제1 조건에 더하여 충족되는 제2 조건에 대해 설명한다. 제2 조건은, 제동 동작 중에 있어서, 마찰 제동면(103a)에 압박되는 라이닝 부재 유닛(19)의 단위 면적당의 제동 에너지의 균일화를 도모하는 것이다. 라이닝 부재 유닛(19)의 마모량은, 마찰 제동면(103a)에 압박되는 라이닝 부재 유닛(19)의 제동 에너지의 함수로 된다. 이로 인해, 상기한 제2 조건이 충족됨으로써, 라이닝 부재 유닛(19)의 단위 면적당의 제동 에너지의 편차가 억제되어, 라이닝 부재 유닛(19)의 마모량의 균일화가 도모되게 된다. 이에 의해, 라이닝 부재 유닛(19)의 편마모의 발생이 억제되게 된다.

도 13은, 상기한 제2 조건을 설명하기 위한 해석 모델을 도시하고 있다. 도 13에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 마찰 제동면(103a)은, 2점 쇄선으로 도시되어 있고, 도 12에 도시하는 해석 모델과 마찬가지로, 외주 반경 r₂, 내주 반경 r₁의 링 형상으로 확대되는 요소로서 구성되어 있다. 또한, 도 13에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 디스크 브레이크 패드(10)의 라이닝 부재 유닛(19)은, 반경 r₂의 외주 원호부(25), 반경 r₁의 내주 원호부(26), 한 쌍의 직선부(27a, 27b)에 의해 둘러싸이는 라이닝 설치 영역(20)에 걸쳐 확대되는 요소로서 구성되어 있다.

도 13에 도시하는 해석 모델에 기초하는 상기한 제2 조건의 설명에 있어서, 전술한 링 형상 요소(38)에 대응하는 디스크 브레이크 패드(10)의 라이닝 부재 유닛(19)측의 요소인 라이닝 부재측 요소(39)에 대해 고찰한다. 또한, 도 13에 있어서, 라이닝 부재측 요소(39)에 대해서는, 사선의 빗금을 부여하여 도시하고 있다. 또한, 도 13에 있어서, 링 형상 요소(38)에 접촉하는 위치에 배치되는 라이닝 부재측 요소(39)에 대해서도, 링 형상 요소(38)와 마찬가지로, 디스크(103)의 회전 중심선 C1로부터 반경 치수 r의 위치의 요소로서 도시하고 있다.

상기한 제2 조건이 충족되는 경우, 단위 면적당의 단위 시간당에 있어서의 디스크 브레이크 패드(10)의 제동 에너지 E의 값이 균일화되게 된다. 따라서, 하기 식 (5)가 성립되어 있다.

그리고, 링 형상 요소(38)에 대응하는 라이닝 부재측 요소(39)의 면적 S는, 링 형상 요소(38) 및 라이닝 부재측 요소(39)에 있어서 발생하는 제동 에너지이며 그 반경 치수 r에 비례하여 발생하는 제동 에너지를 상기한 제동 에너지 E로 나누어 얻어지게 된다. 또한, 링 형상 요소(38) 및 라이닝 부재측 요소(39)의 반경 치수 r에 비례하여 발생하는 제동 에너지는, 단위 시간당의 마찰열인 열류 Q로서, 식 (2)에 의해 얻어진다. 따라서, 면적 S는, 하기 식 (6)과 같이 나타내어지게 된다.

또한, 링 형상 요소(38)에 있어서의 디스크 브레이크 패드(10)로부터의 하중 F를, 상기한 바와 같이 얻어진 라이닝 부재측 요소(39)의 면적 S로 나눈 값이, 라이닝 부재측 요소(39)에 발생한 면압 p로 된다. 즉, 식 (4) 및 식 (6)으로부터, 하기 식 (7)이 얻어진다.

상기 식 (6), (7)로부터, 제1 조건에 더하여 제2 조건이 충족되는 경우에는, 면적 S가 반경 치수 r에 비례하고, 면압 p의 크기는, 라이닝 부재측 요소(39)의 반경 치수 r에 반비례하게 된다.

따라서, 브레이크 캘리퍼 장치(1), 디스크 브레이크 패드(10)에 따르면, 하중 전달부(37a, 37b)가, 받침대부(36)에 대해, 라이닝 부재 유닛(19)과 마찰 제동면(103a) 사이에서 발생하는 면압 p의 크기가 디스크(103)의 회전 중심선 C1의 위치로부터의 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 그 면압 p를 발생시키는 하중 F를 받침대부(36)에 작용 가능한 위치에 있어서 설치되어 있다. 이로 인해, 브레이크 캘리퍼 장치(1), 디스크 브레이크 패드(10)에 따르면, 식 (7)로 나타내는 관계가 성립되어, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되게 된다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 디스크 브레이크 패드(10)의 편마모의 발생을 억제할 수 있다.

다음에, 디스크 브레이크 패드(10)의 라이닝 부재 유닛(19)에 있어서 면압 p의 총합으로서의 하중의 중심이 작용하는 위치인 하중 중심 위치 C2에 대해 설명한다. 도 14는, 하중 중심 위치 C2를 구하기 위한 해석 모델을 도시하는 도면이다. 도 14에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 마찰 제동면(103a)은, 2점 쇄선으로 나타내어지고, 도 12 및 도 13에 도시하는 해석 모델과 마찬가지로, 외주 반경 r₂, 내주 반경 r₁의 링 형상으로 확대되는 요소로서 구성되어 있다. 또한, 도 14에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 라이닝 부재 유닛(19)은, 도 13에 도시하는 해석 모델과 마찬가지로, 반경 r₂의 외주 원호부(25), 반경 r₁의 내주 원호부(26), 한 쌍의 직선부(27a, 27b)에 의해 둘러싸이는 라이닝 설치 영역(20)에 걸쳐 확대되는 요소로서 구성되어 있다.

또한, 도 14에 도시하는 해석 모델에 있어서는, 회전 중심선 C1에서 교차하는 횡축 및 종축으로서 X축 및 Y축이 설정되어 있다. Y축은, 라이닝 부재 유닛(19)에 있어서의 주위 방향에 있어서의 중심선을 통과하도록 설정되어 있다. 즉, Y축은, 라이닝 부재 유닛(19)의 표면적을 이분하는 위치를 통과하도록 설정되어 있다. 또한, 도 14에 있어서는, 라이닝 부재 유닛(19)에 있어서 면압 p의 총합으로서의 하중의 중심이 작용하는 위치인 하중 중심 위치 C2를 작은 원으로 나타내는 점 C2로서 도시하고 있다.

도 14에 있어서 점 C2로 나타내어지는 하중 중심 위치 C2는, Y축 상에 위치하고 있다. 그리고, 하중 중심 위치의 Y 좌표인 하중 중심 위치 좌표 y는, 하중 중심 위치의 회전 중심선 C1로부터의 거리로 된다. 라이닝 부재 유닛(19)에 있어서 하중 중심 위치 좌표 y로 특정되는 하중 중심 위치 C2는, 전술한 면압 p를 발생시키는 하중 F의 총합(즉, 면압 p의 총합)으로서의 하중의 중심이 작용하는 위치로 된다. 이하, 하중 중심 위치 좌표 y를 구하는 연산 처리에 대해 설명한다.

하중 중심 위치 좌표 y의 연산 처리의 설명에 있어서, 라이닝 부재 유닛(19)의 표면에 있어서의 미소 요소(40)를 설정한다. 미소 요소(40)는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1로부터 반경 치수 r의 위치이며, 회전 중심선 C1의 위치로부터 정방향으로 연장되는 X축에 대해 반시계 방향의 각도가 각도 θ의 위치에 있어서의 요소로서 설정된다. 또한, 미소 요소(40)는, 직경 방향에 있어서 dr의 길이를 갖고, 주위 방향 각도가 dθ에 걸쳐 확대되는 미소 요소로서 설정된다. 또한, 디스크(103)의 반경 방향이며 직선부(27a)가 위치하는 방향의 X축 정방향에 대한 각도가, 각도 θ₁로 설정되어 있다. 또한, 디스크(103)의 반경 방향이며 직선부(27b)가 위치하는 방향의 X축 정방향에 대한 각도가, 각도 θ₂로 설정되어 있다.

하중 중심 위치 좌표 y를 구하기 위해, 우선, 라이닝 부재 유닛(19)의 표면과 마찰 제동면(103a) 사이에서 발생하는 면압 p에 의한 X축 주위의 모멘트 M을 산출한다. 이 모멘트 M은, 하기 식 (8)을 연산함으로써 구해진다.

또한, dS, 면압 p, 하중 중심 위치 좌표 y는, 각각, 이하에 나타내는 식 (9)로 나타내어진다. 또한, 면압 p는, 전술한 식 (7)에 의해 구해지지만, 식 (8)에 있어서는, 식 (9)에 나타내는 바와 같이, 전술한 식 (7)에 있어서의 반경 치수 r 이외의 상수항 부분에 대해, 상수 a로서 나타내고 있다. 또한, 식 (8)을 연산함으로써, 이하에 나타내는 식 (10)이 얻어지게 된다.

한편, 면압 p의 총합이며 전술한 하중 F의 총합이기도 한 하중 F_A는, 이하의 식 (11)을 연산함으로써 얻어진다. 또한, 식 (11)을 연산하면, 이하에 나타내는 식 (12)가 얻어지게 된다.

따라서, 하중 중심 위치 좌표 y는, 하기 식 (13)에 의해 얻어지게 된다.

여기서, 라이닝 부재(21)의 주위 방향에 있어서의 확대 각도 Δθ(도 14를 참조), 즉, 각도 θ₂로부터 각도 θ₁을 빼서 얻어지는 확대 각도 Δθ를 사용하여 식 (13)을 표기하면, 하기 식 (14)가 얻어진다.

상기한 식 (14)에 의해, 하중 중심 위치 좌표 y가 특정되게 된다. 그리고, 브레이크 캘리퍼 장치(1), 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서는, 상기한 하중 중심 위치 좌표 y에 의해 특정되는 하중 중심 위치 C2를 통과하여 마찰 제동면(103a)에 수직한 방향에 대해 각 요동 핀(16)이 설치되는 방향 L1이 교차하도록, 받침대부(36)에 있어서의 하중 전달부(37a, 37b)의 위치가 설정되게 된다. 또한, 식 (14)에 나타내는 하중 중심 위치 좌표 y로 나타내어지는 바와 같이, 하중 F_A의 중심이 작용하는 위치인 하중 중심 위치 C2는, 라이닝 부재 유닛(19)의 표면의 도심(圖心)보다도 반경 방향에 있어서의 내경측(회전 중심선 C1측)으로 된다.

[본 실시 형태의 효과]

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 라이닝 부재(21)가, 라이닝 지지부(24)에 대해, 요동 조정 기구(22)를 통해 지지된다. 또한, 요동 조정 기구(22)는, 복수의 라이닝 부재(21)를 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 의해 요동 가능하게 지지한다. 그리고, 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 요동함으로써, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서 마찰 제동면(103a)에의 압박 방향의 위치가 조정된다. 즉, 마찰 제동면(103a)의 표면에 있어서 열적 팽창에 의해 부분적으로 융기된 개소가 발생하여 표면의 요철이 생긴 경우라도, 그 표면의 요철에 따르도록, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 지지된 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서, 압박 방향의 위치가 조정된다. 그리고, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력이 조정되게 된다. 이에 의해, 마찰 제동면(103a)의 표면에서 부분적으로 융기된 개소에 대해, 대응하는 라이닝 부재(21)가, 주변의 영역에 대응하는 라이닝 부재(21)보다도 강하게 압박되어 버리는 것이 억제된다. 그 결과, 디스크(103)에 있어서의 히트 스폿의 발생이 억제되어, 디스크(103)에 있어서의 히트 크랙의 발생도 억제된다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 하중 지지 부재(23)가 복수의 라이닝 부재(21)에 대해 접촉함으로써, 디스크(103)와 복수의 라이닝 부재(21) 사이에서 발생하는 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중이, 하중 지지 부재(23)에 의해 지지된다. 이로 인해, 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중이, 라이닝 부재(21)가 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 요동 가능하게 지지되는 개소, 혹은 요동 조정 기구(22)에 있어서 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 지지되는 개소에 작용하는 것이 억제된다. 이에 의해, 요동 조정 기구(22)의 작동에 대해 상기한 하중에 의해 발생하는 마찰이 저항으로 되어 버리는 것이 억제되어, 요동 조정 기구(22)의 원활한 작동이 확보된다. 즉, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 일본 특허 제4090499호 공보에 개시된 바와 같은 선회 지지 기구가 불필요해진다. 즉, 가공이 어려운 미끄럼 이동용 구면을 가공하기 위한 구면 가공이 불필요해진다. 따라서, 가공 공정수를 저감시킬 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 디스크(103)에 있어서의 히트 스폿의 발생을 억제하여 히트 크랙의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있고, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력을 조정하는 기능을 원활하게 발휘시킬 수 있는, 디스크 브레이크 패드(10) 및 그 디스크 브레이크 패드(10)를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치(1)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 그 중도 위치에서 지지되는 동시에 양단부에서 라이닝 부재(21)를 각각 요동 가능하게 지지하는 시소 형상으로 구성된다. 이로 인해, 요동함으로써 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서 마찰 제동면(103a)에의 압박 방향의 위치를 조정하는 기구를 간소한 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 디스크(103)의 반경 방향을 따라 설치된 복수의 라이닝 부재(21)를 각각 지지하는 복수의 제1 요동 조정 부재(28, 29)가 디스크(103)의 반경 방향을 따라 설치된다. 이로 인해, 마찰 제동면(103a)을 따라, 복수의 라이닝 부재(21)와 그들을 지지하는 복수의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 효율적으로 밀집시켜 배치할 수 있다. 이에 의해, 다수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력을 조정하는 기능의 가일층의 원활화를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 라이닝 부재(21)에 테두리 부분(33b)이 접촉하는 관통 구멍(33a)을 복수 형성한 플레이트부(33)를 갖는 간소한 구조로, 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재(23)를 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 요동 조정 기구(22)에는, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 의한 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에서의 마찰 제동면(103a)에의 압박 방향의 위치의 조정 기능에 더하여, 제2 요동 조정 부재(30)에 의한 복수의 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 사이에서의 상기한 압박 방향의 위치의 조정 기능도 마련된다. 이로 인해, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서의 압박 위치의 조정 기능에 관하여, 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 의한 요동 동작과 제2 요동 조정 부재(30)에 의한 요동 동작에 의해, 더욱 원활하고 유연성이 높은 위치 조정 기능이 실현되게 된다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되므로, 편마모의 발생이 억제된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 디스크 브레이크 패드(10)가 디스크 브레이크 장치(100)에 사용될 때에는, 복수의 라이닝 부재(21)가, 디스크(103)의 회전 중심선 C1과 동심 상태로 배치되는 외주 원호부(25) 및 내주 원호부(26)와, 그들의 양측에서 디스크(103)의 반경 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 직선부(27a, 27b)에 의해 둘러싸이는 라이닝 설치 영역(20)에 걸쳐 확대되도록 설치된다. 이로 인해, 전술한 제1 조건 및 제2 조건을 충족시키기 위한 디스크 브레이크 패드(10)를 더욱 간소한 구조로 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서의 복수의 라이닝 부재(21) 전체적으로, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되는 것에 더하여, 복수의 라이닝 부재(21)의 각각에 있어서도, 전술한 제1 조건 및 제2 조건이 충족되게 된다. 따라서, 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서도, 편마모의 발생이 효율적으로 억제되게 된다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치된 제1 요동 조정 부재(28, 29)에 있어서, 지지 위치 P1로부터 외측 및 내측 라이닝 부재(32a, 32b)를 각각 지지하는 위치(P2, P3)까지의 거리의 비가, 외측 및 내측 라이닝 부재(32a, 32b)에 각각 작용하는 하중의 크기의 비의 역비로 설정되어 있다. 이로 인해, 외측 및 내측 라이닝 부재(32a, 32b)에 각각 작용하는 하중의 크기가 다른 경우라도, 그들의 다른 하중의 크기에 따라서, 외측 및 내측 라이닝 부재(32a, 32b)의 사이에 있어서의 마찰 제동면에 대한 압박력이 조정된다. 이에 의해, 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서는, 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서 편마모의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 복수의 라이닝 부재(21)에 발생시키는 하중 조건에 관한 제약을 완화할 수 있다. 따라서, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서의 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력을 조정할 수 있는 동시에 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서의 편마모의 발생을 억제할 수 있는 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서, 설계 자유도의 향상을 도모할 수 있다.

[변형예]

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것이다. 예를 들어, 다음과 같은 변형예를 실시할 수 있다.

(1) 라이닝 부재의 형상에 대해서는, 전술한 실시 형태에서 예시한 형상에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시해도 된다. 또한, 복수의 라이닝 부재가 설치되는 라이닝 설치 영역의 주연 부분의 형상에 대해서도, 전술한 실시 형태에서 예시한 형상에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시해도 된다.

(2) 하중 지지 부재의 형상에 대해서는, 전술한 실시 형태에서 예시한 형상에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시해도 된다. 전술한 실시 형태에서는, 복수의 라이닝 부재의 각각의 일부가 삽입 관통되는 관통 구멍이 복수 형성된 형태의 하중 지지 부재를 예시하였지만, 이와 같지 않아도 된다. 예를 들어, 하중 지지 부재가, 복수의 라이닝 부재의 각각의 일부가 삽입 관통되는 오목부가 복수 형성된 평판 형상의 부분을 포함하는 부재로서 설치되어도 된다. 이 경우, 상기한 복수의 오목부의 각각의 테두리 부분에 대해 각 라이닝 부재가 접촉한 상태에서, 마찰 제동력에 의해 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중이 하중 지지 부재에 의해 지지되게 된다.

(3) 라이닝 지지부에 있어서의 하중 전달부의 형태에 대해서는, 전술한 실시 형태에서 예시한 형태에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시해도 된다. 전술한 실시 형태에서는, 라이닝 지지부에 있어서 하중 전달부가 2개소에 설치된 형태를 예시하였지만, 하중 전달부가 라이닝 지지부에 있어서의 1개소 또는 3개소 이상에 설치된 형태가 실시되어도 된다. 즉, 전술한 실시 형태와 동일한 하중 중심 위치에 하중의 중심이 작용하는 형태이면, 하중 전달부의 배치 및 개수를 다양하게 변경하여 실시해도 된다.

(4) 요동 조정 기구에 대해서는, 전술한 실시 형태에서 예시한 형태에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시해도 된다. 예를 들어, 제2 요동 조정 부재가 설치되어 있지 않고, 제1 요동 조정 부재가, 라이닝 지지부에 고정된 수용부에 대해 요동 가능하게 지지되는 형태의 요동 조정 기구가 실시되어도 된다.

(5) 도 15는, 변형예에 관한 요동 조정 기구(41)를 설명하기 위한 도면이다. 이하의 요동 조정 기구(41)의 설명에 있어서는, 전술한 실시 형태와 다른 점에 대해 설명하고, 전술한 실시 형태와 마찬가지로 구성되는 요소 혹은 대응하는 요소에 대해서는, 도면에 있어서 동일한 부호를 부여함으로써, 혹은 동일한 부호를 인용하여 설명함으로써, 적절하게 설명을 생략한다. 또한, 도 15에 도시하는 요동 조정 기구(41)는, 제1 요동 조정 부재(28, 29) 및 제2 요동 조정 부재(30)의 설치 형태에 있어서, 전술한 실시 형태의 요동 조정 기구(22)와 다르다. 이하, 이 다른 점에 대해 설명한다.

도 15는, 요동 조정 기구(41) 1개에 대해 철도 차량의 차륜의 차축 방향으로부터 본 도면이다. 도 15에 있어서는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향으로서 1개의 방향 D3(도 15에서 1점 쇄선 D3으로 나타내는 방향)이 예시되어 있다. 또한, 도 15에 있어서는, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향으로서 2개의 방향 T2, T3(도 15에서 1점 쇄선 T2, T3로 나타내는 방향)이 예시되어 있다.

요동 조정 기구(41)에 있어서는, 제2 요동 조정 부재(30)의 양단부의 각각에 있어서 지지되는 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 그 길이 방향이, 디스크(103)의 회전 중심선 C1을 중심으로 하는 원의 접선 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 즉, 제1 요동 조정 부재(28)는, 방향 T2를 따라 연장되도록 설치되고, 제1 요동 조정 부재(29)는, 방향 T3을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 그리고, 요동 조정 기구(41)에 있어서는, 제2 요동 조정 부재(30)는, 그 길이 방향이, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 즉, 제2 요동 조정 부재(30)는, 방향 D3을 따라 연장되도록 설치되어 있다.

또한, 요동 조정 기구(41)는, 제2 요동 조정 부재(30)에 의해, 제1 요동 조정 부재(28, 29)의 각각을 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하고 있다. 또한, 요동 조정 기구(41)에서는, 각 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 각각의 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서 제2 요동 조정 부재(30)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 각 제1 요동 조정 부재(28, 29)는, 그 양단부의 각각에 있어서, 디스크(103)의 회전 방향을 따라 배열된 2개의 라이닝 부재(21)의 각각을 요동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 요동 조정 기구(41)는, 라이닝 지지부(24)에 고정된 수용부(31)에 의해, 제2 요동 조정 부재(30)를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 요동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 요동 조정 기구(41)에서는, 제2 요동 조정 부재(30)는, 그 길이 방향에 있어서의 중앙 위치에서 수용부(31)에 의해 지지되어 있다.

또한, 요동 조정 기구(41)에서는, 제2 요동 조정 부재(30)에 있어서, 수용부(31)에 지지되는 위치로부터 2개의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 각각 지지하는 위치까지의 거리의 비가, 다음에 서술하는 바와 같이, 소정의 비로 되도록 설정되어 있다. 여기서, 그 소정의 비의 설명을 위해, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제2 요동 조정 부재(30)에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 제1 요동 조정 부재(28, 29) 중, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 한쪽의 제1 요동 조정 부재(28)를 외측 요동 조정 부재(42a)라 정의한다. 그리고, 제2 요동 조정 부재(30)에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 제1 요동 조정 부재(28, 29) 중, 디스크(103)의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 다른 쪽의 제1 요동 조정 부재(29)를 내측 요동 조정 부재(42b)라 정의한다. 즉, 제2 요동 조정 부재(30)는, 디스크(103)의 반경 방향의 외측의 단부에서 외측 요동 조정 부재(42a)를 지지하고, 디스크(103)의 반경 방향의 내측의 단부에서 내측 요동 조정 부재(42b)를 지지한다.

또한, 상기한 소정의 비의 설명을 위해, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제2 요동 조정 부재(30)가 요동 조정 기구(41)에 있어서 요동 가능하게 지지되는 위치인 지지 위치 P4(본 실시 형태에 있어서의 제2 지지 위치)로부터 외측 요동 조정 부재(42a)가 제2 요동 조정 부재(30)에 지지되는 위치 P5까지의 제2 요동 조정 부재(30)의 길이 방향에 있어서의 거리를 거리 G3이라 정의한다. 그리고, 지지 위치 P4로부터 내측 요동 조정 부재(42b)가 제2 요동 조정 부재(30)에 지지되는 위치 P6까지의 제2 요동 조정 부재(30)의 길이 방향에 있어서의 거리를 거리 G4라 정의한다.

또한, 도 15에 있어서, 제2 요동 조정 부재(30)에 있어서의 지지 위치 P4에 대해서는, 작은 원으로 나타내는 점 P4로서 도시되어 있다. 또한, 도 15에 있어서는, 위치 P5에 대해서는, 방향 D3을 나타내는 1점 쇄선과 방향 T2를 나타내는 1점 쇄선의 교점으로서 도시되어 있다. 마찬가지로, 위치 P6에 대해서는, 방향 D3을 나타내는 1점 쇄선과 방향 T3을 나타내는 1점 쇄선의 교점으로서 도시되어 있다.

요동 조정 기구(41)에 있어서는, 거리 G3과 거리 G4의 비가, 전술한 소정의 비로 설정되어 있다. 구체적으로는, 요동 조정 기구(41)에 있어서는, 거리 G3과 거리 G4의 비가, 외측 요동 조정 부재(42a)에 지지된 복수(2개)의 라이닝 부재(21)와 디스크(103) 사이에서 발생하는 압박 방향의 하중의 크기와, 내측 요동 조정 부재(42b)에 지지된 복수(2개)의 라이닝 부재(21)와 디스크(103) 사이에서 발생하는 압박 방향의 하중의 크기의 비에 대해, 역비로 되도록 설정되어 있다. 즉, 외측 요동 조정 부재(42a)에 발생하는 2개의 라이닝 부재(21)의 압박 방향의 하중의 합계의 크기를 크기 P5라 칭하고, 내측 요동 조정 부재(42b)에 발생하는 2개의 라이닝 부재(21)의 압박 방향의 하중의 합계의 크기를 크기 P6이라 칭하면, (거리 G3):(거리 G4)＝(크기 P6):(크기 P5)의 관계가 성립되도록, 거리 G3과 거리 G4의 비가 설정되어 있다.

이 변형예에 따르면, 디스크(103)의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치된 제2 요동 조정 부재(30)에 있어서, 지지 위치 P4로부터 외측 및 내측 요동 조정 부재(42a, 42b)를 각각 지지하는 위치(P5, P6)까지의 거리의 비가, 외측 요동 조정 부재(42a)에 지지된 라이닝 부재(21) 및 내측 요동 조정 부재(42b)에 지지된 라이닝 부재(21)에 각각 작용하는 하중의 크기의 비의 역비로 설정되어 있다. 이로 인해, 외측 요동 조정 부재(42a)에 지지된 라이닝 부재(21) 및 내측 요동 조정 부재(42b)에 지지된 라이닝 부재(21)에 각각 작용하는 하중의 크기가 다른 경우라도, 그들의 다른 하중의 크기에 따라서, 외측 및 내측 요동 조정 부재(42a, 42b)의 사이에 있어서의 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력이 조정된다. 그리고, 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서 편마모의 발생이 억제되는 전술한 실시 형태의 구성에, 요동 조정 기구(41)의 구성을 또한 적용할 수 있다. 이에 의해, 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 지지하는 제2 요동 조정 부재(30)가 설치된 요동 조정 기구(41)를 구비하는 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서, 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서 편마모의 발생을 억제할 수 있는 동시에, 복수의 라이닝 부재(21)에 발생시키는 하중 조건에 관한 제약을 완화할 수 있다. 따라서, 복수의 라이닝 부재(21)의 사이에 있어서의 마찰 제동면(103a)에 대한 압박력을 조정할 수 있는 동시에 개별의 라이닝 부재(21)에 있어서의 편마모의 발생을 억제할 수 있는 상기한 디스크 브레이크 패드(10)에 있어서, 설계 자유도의 향상을 도모할 수 있다.

(6) 도 16 및 도 17은, 변형예에 관한 요동 조정 기구(43)를 설명하기 위한 도면이다. 이하의 요동 조정 기구(43)의 설명에 있어서는, 전술한 실시 형태와 다른 점에 대해 설명하고, 전술한 실시 형태와 마찬가지로 구성되는 요소 혹은 대응하는 요소에 대해서는, 도면에 있어서 동일한 부호를 부여함으로써, 혹은 동일한 부호를 인용하여 설명함으로써, 적절하게 설명을 생략한다.

도 16은, 요동 조정 기구(43) 1개에 대해 디스크(103)의 마찰 제동면(103a)과 평행한 방향으로부터 본 도면이다. 또한, 도 17은, 도 16에 도시하는 요동 조정 기구(43)에 대해 철도 차량의 차륜의 차축 방향으로부터 본 도면이다.

도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 요동 조정 기구(43)는, 복수(2개)의 제1 요동 조정 부재(28, 29)를 지지하는 제2 요동 조정 부재(30)를 복수(2개) 구비하고, 복수의 제2 요동 조정 부재(30)를 지지하도록 설치되는 제3 요동 조정 부재(44)가 더 구비되어 있다. 제3 요동 조정 부재(44)에는, 가늘고 긴 축 형상으로 형성된 축부(44a)와, 축부(44a)에 설치되고 수용부(31)에 접촉하여 지지되는 부분으로서 설치된 볼록부(44b)가 구비되어 있다.

축부(44a)는, 그 길이 방향에 있어서의 양단부에 있어서, 제2 요동 조정 부재(30)를 요동 자유롭게 지지하고 있다. 축부(44a)의 양단부의 각각에는, 제2 요동 조정 부재(30)의 각각에 설치된 볼록부(30c)에 접촉하는 오목 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 축부(44a)의 양단부의 각각에 형성된 오목 구멍은, 예를 들어 라이닝 부재(21)의 접촉부(21b)의 오목 구멍(21c)과 마찬가지의 형상으로 형성되고, 반구면 형상으로 오목해지는 구멍으로서 형성되어 있다. 제2 요동 조정 부재(30)의 볼록부(30c)는, 제3 요동 조정 부재(44)의 상기한 오목 구멍에 대해, 헐겁게 끼워진 상태에서 끼움 삽입된 상태로 접촉하고 있다. 이와 같이, 제2 요동 조정 부재(30)는, 볼록부(30c)에서, 제3 요동 조정 부재(44)의 오목 구멍의 내측에 접촉하여, 제3 요동 조정 부재(44)에 대해 요동 가능하게 지지되어 있다.

볼록부(44b)는, 축부(44a)에 있어서의 길이 방향의 중앙 위치에 설치되고, 돌기 형상으로 돌출되는 부분으로서 설치되어 있다. 또한, 도 16에서는, 볼록부(44b)의 단부가 반구 형상으로 형성된 형태를 예시하고 있다. 볼록부(44b)는, 수용부(31)의 오목 구멍에 대해, 헐겁게 끼워진 상태에서 끼움 삽입된 상태로 접촉하고 있다. 이와 같이, 제3 요동 조정 부재(44)는, 볼록부(44b)에서, 라이닝 지지부(24)에 고정된 수용부(31)의 오목 구멍의 내측에 접촉하여, 라이닝 지지부(24)에 대해, 수용부(31)를 통해 요동 가능하게 지지되어 있다.

요동 조정 기구(43)는, 제3 요동 조정 부재(44)가 요동함으로써, 압박 방향의 위치를 복수의 제2 요동 조정 부재(30)의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 제2 요동 조정 부재(30)를 지지하도록 구성된다. 그리고, 요동 조정 기구(43)에 따르면, 8개의 라이닝 부재(21)가 지지되게 된다. 또한, 복수의 제3 요동 조정 부재(44)를 지지하도록 설치되는 제4 요동 조정 부재가 더 설치되고, 제4 요동 조정 부재가 요동함으로써, 압박 방향의 위치를 복수의 제3 요동 조정 부재(44)의 사이에서 조정 가능하도록, 각각 복수의 제3 요동 조정 부재(44)를 지지하는 구성의 요동 조정 기구가 실시되어도 된다. 이 요동 조정 기구에 따르면, 16개의 라이닝 부재(21)가 지지되게 된다.

본 발명은, 차량에 설치되는 디스크 브레이크 장치에 사용되고, 차량에 있어서 차축 또는 차륜과 함께 회전하도록 설치되는 디스크에 대해 압박 가능한, 디스크 브레이크 패드 및 그 디스크 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 캘리퍼 장치에 대해 널리 적용할 수 있다.

1 : 브레이크 캘리퍼 장치
10 : 디스크 브레이크 패드
11 : 캘리퍼 보디
21 : 라이닝 부재
22 : 요동 조정 기구
23 : 하중 지지 부재
24 : 라이닝 지지부
28, 29 : 제1 요동 조정 부재
100 : 디스크 브레이크 장치
103 : 디스크
103a : 마찰 제동면

Claims

차량의 디스크에 압박되는 디스크 브레이크 패드이며,
상기 디스크의 마찰 제동면에 압박되는 복수의 라이닝 부재와,
복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 요동 조정 기구와,
상기 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재와,
상기 디스크 브레이크 장치의 캘리퍼 보디에 대해 요동 자유롭게 보유 지지되고, 상기 요동 조정 기구를 지지하는 라이닝 지지부를 구비하고,
상기 요동 조정 기구는,
복수의 상기 라이닝 부재의 각각을 요동 가능하게 지지하는 제1 요동 조정 부재와,
복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하는 제2 요동 조정 부재를 갖고,
상기 제2 요동 조정 부재가 요동함으로써, 마찰 제동면에 수직한 방향의 위치를 복수의 상기 제1 요동 조정 부재의 사이에서 조정 가능하게, 각각 복수의 상기 제1 요동 조정 부재가 지지되고 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제1항에 있어서, 상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고,
상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부 사이의 중도 위치에 있어서 지지하는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 요동 조정 부재는,
그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향, 또는 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고,
당해 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 양단부의 각각에 있어서, 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하중 지지 부재는, 복수의 상기 라이닝 부재의 각각의 일부가 삽입 관통되는 관통 구멍 혹은 오목부가 복수 형성된 평판 형상의 부분을 포함하는 부재로서 설치되고,
상기 관통 구멍의 테두리 부분 혹은 상기 오목부의 테두리 부분에 대해, 상기 라이닝 부재가 접촉하는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라이닝 지지부에는, 복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 평판 형상의 받침대부와, 상기 받침대부에 대해 수직한 방향을 따라 연장되는 판 형상으로 구성되고 상기 받침대부에 대해 일체로 또는 고정되어 설치되어 상기 캘리퍼 보디로부터의 하중을 상기 받침대부에 전달 가능한 하중 전달부가 설치되고,
상기 하중 전달부는, 상기 받침대부에 대해, 복수의 상기 라이닝 부재가 상기 마찰 제동면에 압박될 때에 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 마찰 제동면 사이에서 발생하는 면압의 크기가 상기 디스크의 회전 중심선의 위치로부터의 당해 디스크의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 당해 면압을 발생시키는 하중을 상기 받침대부에 작용 가능한 위치에 있어서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제6항에 있어서, 복수의 상기 라이닝 부재는,
상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측의 테두리 부분을 규정하는 외주 원호부와,
상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주를 따라 원호 형상으로 연장되는 동시에 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측의 테두리 부분을 규정하는 내주 원호부와,
상기 외주 원호부 및 상기 내주 원호부에 대해 상기 회전 중심선을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서의 양측의 테두리 부분을 각각 규정하는 동시에, 상기 디스크의 반경 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 한 쌍의 직선부에 의해 둘러싸이는 영역에 걸쳐 확대되도록 설치 가능한 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제6항에 있어서, 상기 제1 요동 조정 부재는, 요동 가능하게 지지하는 복수의 상기 라이닝 부재의 각각을, 당해 라이닝 부재가 상기 마찰 제동면에 압박될 때에 당해 라이닝 부재와 당해 마찰 제동면 사이에서 발생하는 면압의 크기가 상기 디스크의 회전 중심선의 위치로부터의 당해 디스크의 반경 방향에 있어서의 거리의 크기에 반비례하도록 당해 면압을 발생시키는 하중을 당해 라이닝 부재에 작용 가능한 위치에 있어서 지지하고 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제8항에 있어서, 상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고,
상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하고,
상기 제1 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고,
상기 제1 요동 조정 부재에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 라이닝 부재 중, 한쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 외측 라이닝 부재로서 설치되고, 다른 쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 내측 라이닝 부재로서 설치되고,
상기 요동 조정 기구에 있어서,
상기 제1 요동 조정 부재가 당해 요동 조정 기구에 있어서 지지되는 위치인 제1 지지 위치로부터 상기 외측 라이닝 부재가 상기 제1 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리와, 상기 제1 지지 위치로부터 상기 내측 라이닝 부재가 상기 제1 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제1 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리의 비가,
상기 외측 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 마찰 제동면에 수직한 방향의 하중의 크기와 상기 내측 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 마찰 제동면에 수직한 방향의 하중의 크기의 비에 대해,
역비로 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
제8항에 있어서,
상기 제1 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 라이닝 부재를 지지하도록 설치되고,
상기 제2 요동 조정 부재는, 양단부의 각각에 있어서 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하도록 설치되고,
상기 요동 조정 기구는, 상기 제1 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 지지하는 동시에, 상기 제2 요동 조정 부재를 그 양단부의 사이의 중도 위치에 있어서 요동 가능하게 지지하고,
상기 제2 요동 조정 부재의 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 제1 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 원의 접선 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고,
상기 제2 요동 조정 부재는, 그 길이 방향이, 상기 디스크의 회전 중심선을 중심으로 하는 당해 디스크의 반경 방향에 평행한 방향을 따라 연장되도록 설치되고,
상기 제2 요동 조정 부재에 그 양단부의 각각에 있어서 지지되는 상기 제1 요동 조정 부재 중, 한쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 외측에 배치되는 외측 요동 조정 부재로서 설치되고, 다른 쪽은, 상기 디스크의 반경 방향에 있어서의 내측에 배치되는 내측 요동 조정 부재로서 설치되고,
상기 요동 조정 기구에 있어서,
상기 제2 요동 조정 부재가 당해 요동 조정 기구에 있어서 지지되는 위치인 제2 지지 위치로부터 상기 외측 요동 조정 부재가 상기 제2 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제2 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리와, 상기 제2 지지 위치로부터 상기 내측 요동 조정 부재가 상기 제2 요동 조정 부재에 지지되는 위치까지의 상기 제2 요동 조정 부재의 길이 방향에 있어서의 거리의 비가,
상기 외측 요동 조정 부재에 지지된 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 마찰 제동면에 수직한 방향의 하중의 크기와, 상기 내측 요동 조정 부재에 지지된 복수의 상기 라이닝 부재와 상기 디스크 사이에서 발생하는 상기 마찰 제동면에 수직한 방향의 하중의 크기의 비에 대해,
역비로 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스크 브레이크 패드.
차량의 디스크에 디스크 브레이크 패드를 압박하는 브레이크 캘리퍼 장치이며,
캘리퍼 보디와,
상기 캘리퍼 보디에 대해 장착되는 한 쌍의 상기 디스크 브레이크 패드를 구비하고,
상기 디스크 브레이크 패드는,
상기 디스크의 마찰 제동면에 압박되는 복수의 라이닝 부재와,
복수의 상기 라이닝 부재를 지지하는 요동 조정 기구와,
상기 마찰 제동면과 평행한 방향을 따라 발생하는 하중을 지지하는 하중 지지 부재와,
상기 캘리퍼 보디에 대해 요동 자유롭게 보유 지지되고, 상기 요동 조정 기구를 지지하는 라이닝 지지부를 구비하고,
상기 요동 조정 기구는,
복수의 상기 라이닝 부재의 각각을 요동 가능하게 지지하는 제1 요동 조정 부재와,
복수의 상기 제1 요동 조정 부재를 지지하는 제2 요동 조정 부재를 갖고,
상기 제2 요동 조정 부재가 요동함으로써, 마찰 제동면에 수직한 방향의 위치를 복수의 상기 제1 요동 조정 부재의 사이에서 조정 가능하게, 각각 복수의 상기 제1 요동 조정 부재가 지지되고 있는 것을 특징으로 하는, 브레이크 캘리퍼 장치.