JP2008128294A - 多ポット型ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ部とピストン間のシールの耐久性を悪化させることなく、パッドの偏磨耗の発達を抑制する多ポット型ディスクブレーキを提供する。
【解決手段】複数のピストン３ａ，３ｂと、複数のピストン３ａ，３ｂを収容する複数のシリンダ部２ａ，２ｂが並設されたキャリパ２とを備える多ポット型ディスクブレーキ１であって、各シリンダ部２ａ，２ｂの全ては、その底部２ａ１，２ｂ１寄り領域にシリンダ径を拡大する溝２ａ３，２ｂ３が形成されている。そしてシリンダ部２ａ，２ｂの溝２ａ３，２ｂ３の一つ２ｂ３は、他のシリンダ部２ａの溝２ａ３に比べてシリンダ部２ａ，２ｂの底部２ａ１，２ｂ１側からの軸方向長さが短く、該溝２ｂ３を有するシリンダ部２ｂに挿入されたピストン３ｂが他のシリンダ部２ａに挿入されたピストン３ａよりもキャリパ２に対する傾動許容角度が小さい構成になっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、パッドをディスクロータに押圧する複数のピストンと、複数のピストンを収容する複数のシリンダ部が並設されたキャリパとを備える多ポット型ディスクブレーキに関する。

多ポット型ディスクブレーキは、複数のピストンと、複数のピストンを収容する複数のシリンダ部（ポット）が並設されたキャリパを有している。一般に複数のシリンダ部は、同一の形状に成形されており、シリンダ部の内周面とピストンの外周面間のクリアランスが複数全て同じである。そのためパッドが偏磨耗した場合は、複数全てのピストンがシリンダ部に対して同時にこじれ、ピストンのシリンダ部に対する摺動抵抗が急激に大きくなる問題がある。そのため制動終了時にピストンが制動前の位置に戻り難く、非制動時にパッドがディスクロータから十分に離間できず、パッドがディスクロータに非制動時に摺接する引き摺り現象が生じてしまう問題がある。

従来、特許文献１に記載のディスクブレーキも知られている。このディスクブレーキは、ロータ回入側のピストンを収容するシリンダ部と、ロータ回出側のピストンを収容するシリンダ部が並設されたキャリパを有しており、ロータ回出側のシリンダ部とピストン間のクリアランスが、ロータ回入側の該クリアランスよりも大きくなっている。したがってキャリパが制動時に太鼓型に変形した場合であってもロータ回出側のピストンがロータ回出側のシリンダ部に対してこじれることが防止される。そのためロータ回入側のピストンとロータ回出側のピストンによる推力の差が生じることを抑制して、パッドの偏摩耗を抑制することができる。

しかしロータ回出側のシリンダ部とピストン間のクリアランスが大きいために、該クリアランスをシールするシール部材の耐久性が低下するという問題があった。またピストンは、通常、表面に傷付き防止用にクロムメッキやニッケルメッキが施されている。そのためピストン１３が図５に示すようにシリンダ部１２ａに対して傾き、シリンダ部１２ａの内周面にピストン１３の底部１３ａが摺接してシリンダ部１２ａの内周面１２ａ１に陥没１２ａ２が生じやすい。その結果、陥没１２ａ２によってピストン１３がシリンダ部１２ａに対して移動し難くなり、制動終了時にピストン１３が制動前の位置に戻り難くなり、パッド１５のディスクロータＲに対する引き摺り現象が生じる問題があった。
特開２００５−９６１２号公報

そこで本発明は、シリンダ部とピストン間のシールの耐久性を悪化させることなく、パッドの偏磨耗の発達を抑制し、かつパッドのディスクロータに対する引き摺り現象を抑制する構成を備える多ポット型ディスクブレーキを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える多ポット型ディスクブレーキであることを特徴とする。請求項１に記載の発明によると、複数のピストンと、複数のピストンを収容する複数のシリンダ部が並設されたキャリパを備え、各シリンダ部の全ては、その底部寄り領域にシリンダ径を拡大する溝が形成されている。そしてシリンダ部の溝の一つは、他のシリンダ部の溝に比べてシリンダ部の底部側からの軸方向長さが短く、該溝を有するシリンダ部に挿入されたピストンが他のシリンダ部に挿入されたピストンよりもキャリパに対する傾動許容角度が小さくなっている。

したがってピストンは、シリンダ部に形成された溝の軸方向長さによって傾動許容角度が調整される。そして傾動許容角度（自由度）が最も小さいピストンによってパッドの傾きを抑制することができる。そのため該ピストンによってパッドの偏磨耗を抑制することができる。一方、他のピストンは、シリンダ部に対してこじれ難くなるため、複数のピストンの全てがシリンダ部に対してこじれる形態に比べて、制動終了時にピストンが制動前の位置に戻りやすい。このためパッドのディスクロータに対する引き摺り現象を抑制することができる。

しかもピストンの底部は、シリンダ部の底部領域に形成された溝によってシリンダ部の内周面に摺接することが避けられる。そのためシリンダ部の内周面に陥没が形成されず、陥没によってピストンが移動し難くなることが抑制される。かくしてパッドのディスクロータに対する引き摺り現象を抑制することができる。またピストンの傾動許容角度は、シリンダ部底部領域の溝によって調整できるため、シリンダ部の挿入口部側とピストン間のクリアランスを大きくする必要がない。そのため該クリアランスをシールするシール部材の耐久性を悪化させることもない。

請求項２に記載の発明によると、ピストンは、シリンダ部の溝によって形成された段差の頂点部と、ピストンの挿入口となるシリンダ部の挿入口部の二点によって、キャリパに対する傾動許容角度が決定され、かつその傾動許容角度は、パッドの摩擦材の厚みによらない構成になっている。

従来のピストン１３は、図５に示すようにシリンダ部１２ａの挿入口部１２ａ３とピストン１３の底部１３ａによって傾動許容量が決定され、パッド１５の摩擦材１５ａの消耗によって底部１３ａの位置が変わり、該傾動許容量が除々に大きくなる。しかもピストン１３は、陥没１２ａ２を越える毎に矢印１３ｂ，１３ｃに傾動方向が反転し、これによりピストン１３とパッド５の間に隙間を形成しやすいという問題がある。これに対して本発明のピストンは、シリンダ部の溝によって形成された段差の頂点部と挿入口部の二点によって傾動許容量が決定される。そのためパッドの摩擦材が消耗しても傾動許容量が変わらない。しかもピストンによって段差の頂点部が削られた場合でも、ピストンの傾動方向は、一定方向であり、ピストンとパッドの間に隙間が形成され難い。

請求項３に記載の発明によると、キャリパは、ディスクロータよりも車両側に配設されるパッドをディスクロータに押圧する複数のインナ側のピストンを収容する複数のインナ側のシリンダ部と、ディスクロータよりも車両外側に配設されるパッドをディスクロータに押圧する複数のアウタ側のピストンを収容する複数のアウタ側のシリンダ部とを有している。そしてインナ側のシリンダ部の一つに形成された溝が、他のインナ側のシリンダ部に形成された溝よりも軸方向長さが短く、アウタ側のシリンダ部の一つに形成された溝が、他のアウタ側のシリンダ部に形成された溝よりも軸方向長さが短くなっている。したがってアウタ側とインナ側のいずれにおいても、パッドの偏磨耗の発達を抑制することができる。しかもシリンダ部とピストン間のシールの耐久性を悪化させることなく、かつパッドのディスクロータに対する引き摺り現象を抑制することもできる。

本発明の実施の形態を図１〜４にしたがって説明する。ディスクブレーキ１は、図１，２に示すように対向型のディスクブレーキであって、一対のパッド５，６と、複数のピストン３ａ〜３ｄと、ピストン３ａ〜３ｄを収容する複数のシリンダ部（ポット）２ａ〜２ｄを備えるキャリパ２を有している。

パッド５，６は、図２に示すようにディスクロータＲとの間で摩擦力を生じる摩擦材５ａ，６ａと、摩擦材５ａ，６ａの裏面を支持する裏板５ｂ，６ｂを一体に有している。パッド５，６は、キャリパ２の外周面中央に形成された開口部２ｅからキャリパ２内に挿入され、ディスクロータＲの車両側（右側）と車両外側（左側）に配される。パッド５，６の上部に一対のハンガーピン４が挿通され、一対のハンガーピン４の両端部がキャリパ２に支持されることで、パッド５，６がキャリパ２に対してロータ軸方向に移動可能に取付けられる。

キャリパ２は、図２に示すように車両側の部材１０に取付けられる取付部２ｊを有し、車両側からディスクロータＲをロータ軸方向に跨ぐ構成になっている。キャリパ２のインナ側部（車両側部）には、図１に示すようにパッド５をディスクロータＲに押圧するピストン３ａ，３ｂが挿入されるシリンダ部２ａ，２ｂが並設されている。キャリパ２のアウタ側部（車両外側部）には、パッド６をディスクロータＲに押圧するピストン３ｃ，３ｄが挿入されるシリンダ部２ｃ，２ｄが並設されている。

インナ側のシリンダ部２ａ，２ｂは、図３に示すように円柱状の孔であって、底部２ａ１，２ｂ１と内周面２ａ２，２ｂ２を有している。内周面２ａ２，２ｂ２の底部２ａ１寄り領域には、シリンダ径を拡大する溝２ａ３，２ｂ３が形成されている。溝２ａ３，２ｂ３の径方向深さは、ピストン３ａ，３ｂの底部３ａ１，３ｂ１が内周面２ａ２，２ｂ２に摺接することを避ける程度に深くなっている。

二つの溝２ａ３，２ｂ３の直径は、図３に示すようにほぼ同じである。溝２ｂ３の底部２ｂ１側からの軸方向長さ２ｂ７は、溝２ａ３の底部２ａ１側からの軸方向長さ２ａ７よりも短くなっており、例えば、２ｂ７が２ａ７の３分の２以下、２分の１以上になっている。シリンダ部２ａ，２ｂの内周面２ａ２，２ｂ２には、溝２ａ３，２ｂ３によって段差が形成されており、段差の頂点部２ａ５，２ｂ５と溝２ａ３，２ｂ３の間に傾斜面２ａ５，２ｂ５が形成されている。

シリンダ部２ａ，２ｂに収容されたピストン３ａ，３ｂの傾斜許容角度（自由度）は、図４に示すようにシリンダ部２ａ，２ｂの頂点部２ａ５，２ｂ５と挿入口部２ａ６，２ｂ６の二点によって決定される。すなわち溝２ａ３，２ｂ３の軸方向長さが短いほど、ピストン３ａ，３ｂの傾斜許容角度（自由度）が小さくなる。そのためピストン３ｂの傾斜許容角度３ｂ２がピストン３ａの傾斜許容角度よりも小さくなっている。

シリンダ部２ａ，２ｂの挿入口部２ａ６，２ｂ６寄り領域には、図３に示すようにシール部材７が嵌め込まれる凹部２ａ７，２ｂ７が形成されている。シール部材７は、弾性材料（例えばゴム）を原料として環状に形成されており、シリンダ部２ａ，２ｂの内周面２ａ２，２ｂ２とピストン３ａ，３ｂの外周面の間をシールする。シール部材７は、制動時にピストン３ａ，３ｂがディスクロータＲに向けて移動することで弾性変形され、制動終了時に弾性戻りすることでピストン３ａ，３ｂを制動前の位置に戻す。

シリンダ部２ａ，２ｂ内の液圧を上昇させると、図４に示すようにピストン３ａ，３ｂがディスクロータＲに向けて進出して、パッド５をディスクロータＲに押圧する。パッド５は、ディスクロータＲの回転方向（図３上方）に移動しようとするが、その移動がキャリパ２に形成されたトルク受部２ｈによって規制される。そのためパッド５とディスクロータＲの摺接部に摩擦力ｆが発生し、制動力が生じる。パッド５がトルク受部２ｈに当接する位置は、摺接部から軸方向にｔ離れているために、パッド５には、Ｍ＝ｆ・ｔのトルクが加わる。そのためパッド５のディスクロータＲへの面圧は、ロータ回出側よりもロータ回入側の方が高くなり、パッド５に偏磨耗が生じる傾向がある。

これに対してピストン３ｂは、図４に示すように他のピストン３ａよりも自由度が小さくなっている。そのためパッド５のディスクロータＲに対する傾きがピストン３ｂによって抑制され、これによりパッド５の偏磨耗を抑制することができる。一方、ピストン３ｂは、シリンダ部２ａに対してこじれることが防止される。そのためパッド５は、制動終了時に制動前の位置に戻りやすい。

アウタ側のシリンダ部２ｃ，２ｄは、インナ側のシリンダ部２ａ，２ｂと同様に形成されており、それぞれ溝を有している。そしてシリンダ部２ｂの溝は、軸方向長さがシリンダ部２ａの溝の軸方向長さよりも短くなっている。そのためピストン３ｄの自由度がピストン３ｃの自由度よりも小さくなっている。

以上のようにしてディスクブレーキ１が形成されている。すなわちシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の全ては、図３に示すようにその底部２ａ１，２ｂ１寄り領域にシリンダ径を拡大する溝２ａ３，２ｂ３が形成されている。そしてシリンダ部２ｂ（２ｄ）の溝２ｂ３は、他のシリンダ部２ａ（２ｃ）の溝２ａ３に比べてシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の底部２ａ１，２ｂ１側からの軸方向長さが短く、該溝２ｂ３を有するシリンダ部２ｂ（２ｄ）に挿入されたピストン３ｂ（３ｄ）が他のシリンダ部２ａ（２ｃ）に挿入されたピストン３ａ（３ｃ）よりもキャリパ２に対する傾動許容角度が小さくなっている。

したがってピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）は、シリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）に形成された溝２ａ３，２ｂ３の軸方向長さによって傾動許容角度が調整される。そして傾動許容角度（自由度）が最も小さいピストン３ｂ（３ｄ）によってパッド５の傾きを抑制することができる。そのため該ピストン３ｂ（３ｄ）によってパッド５の偏磨耗を抑制することができる。一方、他のピストン３ａ（３ｃ）は、シリンダ部２ａ（２ｃ）に対してこじれ難くなるため、複数のピストンの全てがシリンダ部に対してこじれる形態に比べて、制動終了時にピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）が制動前の位置に戻りやすい。このためパッド５のディスクロータＲに対する引き摺り現象を抑制することができる。

しかもピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）の底部２ａ１，２ｂ１は、シリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の底部２ａ１，２ｂ１領域に形成された溝２ａ３，２ｂ３によってシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の内周面２ａ２，２ｂ２に摺接することが避けられる。そのためシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の内周面２ａ２，２ｂ２に陥没が形成されず、陥没によってピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）が移動し難くなることが抑制される。かくしてパッド５のディスクロータＲに対する引き摺り現象を抑制することができる。またピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）の傾動許容角度は、シリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）底部２ａ１，２ｂ１領域の溝２ａ３，２ｂ３によって調整できるため、シリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の挿入口部側とピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）間のクリアランスを大きくする必要がない。そのため該クリアランスをシールするシール部材７の耐久性を悪化させることもない。

ピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）は、図３に示すようにシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の溝２ａ３，２ｂ３によって形成された段差の頂点部２ａ５，２ｂ５と、ピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）の挿入口となるシリンダ部２ａ，２ｂ（２ｃ，２ｄ）の挿入口部２ａ６，２ｂ６の二点によって、キャリパ２に対する傾動許容角度が決定され、かつその傾動許容角度は、パッド５の摩擦材５ａの厚みによらない構成になっている。すなわち摩擦材５ａの新品からフル磨耗までその傾動許容角度が変わらない。

すなわち摩擦材５ａの新品からフル磨耗までピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）の傾動許容角度が変わらない。しかも段差の頂点部２ａ５，２ｂ５がピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）によって削られた場合でも、該頂点部２ａ５，２ｂ５に対してピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）の外周面が摺動しても該頂点部２ａ５，２ｂ５が原因でピストン３ａ，３ｂ（３ｃ，３ｄ）が大きく傾動することもない。

またキャリパ２は、図１に示すように複数のインナ側のシリンダ部２ａ，２ｂと、複数のアウタ側のシリンダ部２ｃ，２ｄとを有している。そしてインナ側のシリンダ部２ａ，２ｂの一つ２ｂに形成された溝２ｂ３が、他のインナ側のシリンダ部２ａに形成された溝２ａ３よりも軸方向長さが短く、アウタ側のシリンダ部２ｃ，２ｄの一つ２ｄに形成された溝が、他のアウタ側のシリンダ部２ｃに形成された溝よりも軸方向長さが短くなっている。したがってアウタ側とインナ側のいずれにおいても、パッド５の偏磨耗の発達を抑制することができる。しかもシリンダ部２ａ〜２ｄとピストン３ａ〜３ｄ間のシールの耐久性を悪化させることなく、かつパッド５のディスクロータＲに対する引き摺り現象を抑制することもできる。

（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。
（１）上記実施の形態は、対向型のディスクブレーキであったが、浮動型のディスクブレーキに応用した形態であっても良い。すなわち車両側の部材に取付けられるマウントと、マウントに移動可能に取付けられディスクロータを跨ぐキャリパと、キャリパの車両側部に並設されて形成された複数のシリンダ部に挿入された複数のピストンを有し、複数のピストンによってインナ側に配されたパッドをディスクロータに押圧し、キャリパの車両外側部に形成された爪部によってアウタ側のパッドをディスクロータに押圧する形態に応用した形態であっても良い。
（２）上記実施の形態は、インナ側とアウタ側のそれぞれに一対のピストンとシリンダ部を有していた。しかしインナ側とアウタ側のそれぞれに三つ以上のピストンとシリンダ部を有している形態であっても良い。そして複数のシリンダ部の底部寄り領域に溝を有し、シリンダ部の溝の一つが他のシリンダ部の溝に比べて軸方向長さが短くなっている形態であっても良い。

ディスクブレーキの上面図である。 図１のII−II線断面矢視図である。 ディスクブレーキの一部上側断面図である。 パッドが偏磨耗した際のディスクブレーキの一部上側断面図である。 従来のディスクブレーキのシリンダ部の断面とピストンとパッドの上面拡大図である。

符号の説明

１・・・ディスクブレーキ
２・・・キャリパ
２ａ〜２ｄ，１２ａ・・・シリンダ部
２ａ２，２ｂ２，１２ａ１・・・内周面
２ａ１，２ｂ１，１３ａ・・・底部
２ａ６，２ｂ６，１２ａ３・・・挿入口部
２ａ３，２ｂ３・・・溝
２ａ５，２ｂ５・・・頂点部
３ａ〜３ｄ，１３・・・ピストン
５，６，１５・・・パッド
７・・・シール部材

Claims (3)

1. パッド（５，６）をディスクロータ（Ｒ）に押圧する複数のピストン（３ａ〜３ｄ）と、前記複数のピストン（３ａ〜３ｄ）を収容する複数のシリンダ部（２ａ〜２ｄ）が並設されたキャリパ（２）とを備える多ポット型ディスクブレーキ（１）であって、
   前記各シリンダ部（２ａ〜２ｄ）の全ては、その底部（２ａ１，２ｂ１）寄り領域にシリンダ径を拡大する溝（２ａ３，２ｂ３）が形成されており、前記シリンダ部（２ａ〜２ｄ）の溝（２ａ３，２ｂ３）の一つ（２ｂ３）は、他のシリンダ部（２ａ）の溝（２ａ３）に比べてシリンダ部（２ａ，２ｂ）の底部（２ａ１，２ｂ１）側からの軸方向長さが短く、該溝（２ｂ３）を有するシリンダ部（２ｂ）に挿入されたピストン（３ｂ）が他のシリンダ部（２ａ）に挿入されたピストン（３ａ）よりも前記キャリパ（２）に対する傾動許容角度が小さい構成になっていることを特徴とする多ポット型ディスクブレーキ（１）。
2. 請求項１に記載の多ポット型ディスクブレーキ（１）であって、
   ピストン（３ａ，３ｂ）は、シリンダ部（２ａ，２ｂ）の溝（２ａ３，２ｂ３）によって形成された段差の頂点部（２ａ５，２ｂ５）と、ピストン（３ａ，３ｂ）の挿入口となるシリンダ部（２ａ，２ｂ）の挿入口部（２ａ６，２ｂ６）の二点によって、キャリパ（２）に対する傾動許容角度が決定され、かつその傾動許容角度は、パッド（５）の摩擦材（５ａ）の厚みによらない構成になっていることを特徴とする多ポット型ディスクブレーキ（１）。
3. 請求項１または２に記載の多ポット型ディスクブレーキ（１）であって、
   キャリパ（２）は、ディスクロータ（Ｒ）よりも車両側に配設されるパッド（５）をディスクロータ（Ｒ）に押圧する複数のインナ側のピストン（３ａ，３ｂ）を収容する複数のインナ側のシリンダ部（２ａ，２ｂ）と、前記ディスクロータ（Ｒ）よりも車両外側に配設されるパッド（６）を前記ディスクロータ（Ｒ）に押圧する複数のアウタ側のピストン（３ｃ，３ｄ）を収容する複数のアウタ側のシリンダ部（２ｃ，２ｄ）とを有し、
   前記インナ側のシリンダ部（２ａ，２ｂ）の一つ（２ｂ）に形成された溝（２ｂ３）が、他のインナ側のシリンダ部（２ａ）に形成された溝（２ａ３）よりも軸方向長さが短く、
   前記アウタ側のシリンダ部（２ｃ，２ｄ）の一つ（２ｄ）に形成された溝が、他のアウタ側のシリンダ部（２ｃ）に形成された溝よりも軸方向長さが短くなっていることを特徴とする多ポット型ディスクブレーキ（１）。
   
   

Images