JP2016038030A - ブレーキディスク - Google Patents

Abstract

【課題】制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができるブレーキディスクを提供する。【解決手段】車両の車軸に取り付けられ、ブレーキパッドが押圧されて当該車両を制動するためのブレーキディスク１において、車両の車軸に取り付けられるブラケット部２と、ブレーキパッドが押圧されるディスク部３と、ブラケット部２及びディスク部３を相対移動可能に連結する連結手段４とを有して構成され、ブレーキパッド９の摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔から成り、ブレーキパッド９が摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な水切孔８が形成されるとともに、当該水切孔８は、ブレーキパッド９の幅寸法全域に亘って分布して形成されたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車軸に取り付けられ、ブレーキパッドが押圧されて当該車両を制動するためのブレーキディスクに関するものである。

乗用車や二輪車等の車両に配設されて当該車両を制動可能なブレーキ装置として、ブレーキディスクとブレーキパッドとを具備したディスクブレーキ装置が普及するに至っている。かかるディスクブレーキ装置は、車両の車輪にブレーキディスクを取り付けて一体に回転可能とするとともに、そのブレーキディスクにブレーキパッドを押圧させることで、制動力を得るよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２３２４４１号公報

しかしながら、従来のブレーキディスクにおいては、制動力の更なる向上に加え、制動時の操作感（操作フィーリング）をより向上させたいといった要求が高まっているのが実情であった。そこで、本出願人は、従来よりブレーキディスクの摺動面に複数形成された貫通孔から成る水切孔を利用して、更なる制動力の向上とともに操作感を向上することを鋭意検討するに至った。なお、このような対策は、ブラケット部とディスク部とが分割構成とされたフローティング型のブレーキディスクに限らず、車両の車軸に取り付けられる部位とブレーキパッドが押圧される部位とが一体の所謂ソリッド型と称されるブレーキディスクにおいても同様に求められている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができるブレーキディスクを提供することにある。

請求項１記載の発明は、車両の車軸に取り付けられ、ブレーキパッドが押圧されて当該車両を制動するためのブレーキディスクにおいて、前記ブレーキパッドの摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔又は凹部から成り、当該ブレーキパッドが摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な掻き取り手段が形成されるとともに、当該掻き取り手段は、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に亘って分布して形成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のブレーキディスクにおいて、前記掻き取り手段は、前記ブレーキパッドの摺動過程において、常時、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に分布することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のブレーキディスクにおいて、車両の車軸に取り付けられるブラケット部と、前記ブレーキパッドが押圧されるディスク部と、前記ブラケット部及びディスク部を相対移動可能に連結する連結手段とを有して構成され、前記掻き取り手段は、その一部が前記ディスク部の外周縁部及び内周縁部に形成されたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載のブレーキディスクにおいて、前記掻き取り手段は、丸孔又は長孔から成り、当該丸孔又は長孔の開口縁部にて前記ブレーキパッドの摺動面を掻き取り可能とされたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ブレーキパッドの摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔又は凹部から成り、当該ブレーキパッドが摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な掻き取り手段が形成されるとともに、当該掻き取り手段は、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に亘って分布して形成されたので、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、掻き取り手段は、ブレーキパッドの摺動過程において、常時、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に分布するので、制動力及び制動時の操作感をより一層向上させることができる。

請求項３の発明によれば、車両の車軸に取り付けられるブラケット部と、ブレーキパッドが押圧されるディスク部と、ブラケット部及びディスク部を相対移動可能に連結する連結手段とを有して構成され、掻き取り手段は、その一部がディスク部の外周縁部及び内周縁部に形成されたので、ブラケット部とディスク部とが分割構成とされたフローティング型のブレーキディスクに対して、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、掻き取り手段は、丸孔又は長孔から成り、当該丸孔又は長孔の開口縁部にてブレーキパッドの摺動面を掻き取り可能とされたので、掻き取り手段の加工が容易とされ、且つ、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るブレーキディスクを示す平面図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 同ブレーキディスクにおける連結手段の挿通部材を示す２面図 同ブレーキディスクにおける連結手段のカラーを示す２面図 同ブレーキディスクにおける連結手段の皿バネを示す図であって（ａ）平面図（ｂ）縦断面図 同ブレーキディスクにおける連結手段による連結部近傍を示す拡大図 同ブレーキディスクに適用されるブレーキパッドを示す平面図 同ブレーキディスクに適用されるブレーキパッドを示す断面図 同ブレーキディスクの水切孔によってブレーキパッドの摺動面を掻き取る際の作用を示す模式図 同ブレーキディスクの水切孔の分布（所定時点のブレーキパッドに対する分布）を示す模式図 同ブレーキディスクの水切孔の分布（所定時点から所定時間経過した時点のブレーキパッドに対する分布）を示す模式図 本発明の他の実施形態に示すブレーキディスクを示す平面図 本発明の技術的優位性を示す実験で用いられた比較例（水切孔の形成なし）としてのブレーキディスクを示す平面図 本発明の技術的優位性を示す実験で用いられた比較例（水切孔が中央のみ形成）としてのブレーキディスクを示す平面図 本発明の技術的優位性を示す実験で用いられた比較例（水切孔が中央近傍に分布）としてのブレーキディスクを示す平面図 本発明の技術的優位性を示す実験結果のグラフ

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るブレーキディスクは、自動二輪車等の車両の車輪に取り付けられて当該車輪と一体的に回転可能とされ、ブレーキパッドが押圧されることにより制動力を得るための部材から成るもので、図１、２に示すように、ブラケット部２と、ディスク部３と、連結手段４とを有して構成されている。なお、ブレーキディスク１は、表面α及び裏面βを有した円板状部材から成るものとされている。

ブラケット部２は、例えばアルミニウム合金等から成る金属製板材をプレス加工して得られたもので、その所定位置には、複数の取付孔２ｂが形成されている。これら取付孔２ｂは、ボルト等の締結手段を挿通させ、ブレーキディスク１を自動二輪車等の車両における車輪（不図示）に固定させるものである。また、ブラケット部２の外周縁部には、連結手段４（フローティングピン）によりディスク部３が連結されており、全体形状として円板状のブレーキディスク１を構成している。

ディスク部３は、例えばステンレス等の金属製板材をプレス加工して得られたもので、ブレーキパッド９（図７、８参照）が押圧されて摺動し得る略円環状部材から成り、その表面α及び裏面βには、例えば高周波焼き入れ等、耐摩耗性向上のための表面処理が施されている。さらに、ディスク部３の所定位置（ブレーキパッド９の摺動範囲）には、複数の水切孔８（掻き取り手段）が形成されている。これら水切孔８は、ディスク部３に形成された貫通孔から成り、例えばパンチング加工等により形成されたもので、表面積の増大による放熱性の向上、ブレーキディスク１の軽量化等を図り得るものとされている。

ブレーキパッド９は、所定の摩擦材から成るもので、図７、８に示すように、キャリパー１０に保持された一対のピストン１１にそれぞれ形成されている。しかして、ブレーキレバー等の操作手段を操作すると、ブレーキ液が流路ｂを流れてピストン１１を変位させ、車輪と共に回転するディスク部３の表面α及び裏面βにブレーキパッド９を押圧して摺動させることにより制動力を得るよう構成されている。

なお、本実施形態においては、一対のピストン１１を有する対向ピストンタイプが適用されているが、他のタイプ（例えば、ピストンをブレーキディスク１の表裏面の何れか一方側のみに配設するとともに、ブレーキパッドを押圧した力の反力でキャリパー自体を反対側に変位させ、ピストンのない側のブレーキパッドをブレーキディスク１に押圧するタイプ等）を適用してもよい。

ブラケット部２には、連結手段４にてディスク部３と連結される複数の連結部２ａが形成されるとともに、ディスク部３には、連結手段４にてブラケット部２と連結される複数の連結部３ａが形成されている。具体的には、図６に示すように、ブラケット部２の連結部２ａは、半円弧状に形成された切欠き２ａａから成るとともに、ディスク部３の連結部３ａは、半円弧状に形成された切欠き３ａａから成り、これら切欠き２ａａ、３ａａを対向して形成された部位に連結手段４の挿通部材５（図２参照）を挿通させることによりブラケット部２とディスク部３とが連結されるよう構成されている。

連結手段４は、ブラケット部２及びディスク部３を相対移動可能に連結するためのもので、図２に示すように、挿通部材５と、カラー６と、皿バネ７（付勢手段）とを有して構成されている。なお、本実施形態に係る連結手段４は、ブレーキディスク１の所定位置（ブラケット部２とディスク部３との連結位置）において同心円上略等間隔に６個取り付けられており、各部位においてブラケット部２とディスク部３とを連結するよう構成されている。

挿通部材５は、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの間（具体的には切欠き２ａａ及び切欠き３ａａの間）に挿通して取り付けられ、当該ブラケット部２及びディスク部３の相対移動を可能とするもので、図３に示すように、中央に貫通孔５ｄが形成された筒状部材から成る。また、挿通部材５は、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの間に挿通した状態において、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの表面α側に当接可能なフランジ部５ａと、連結部２ａの切欠き２ａａの壁面と連結部３ａの切欠き３ａａの壁面との間に位置する挿通部５ｂと、かしめ可能な先端部５ｃとを有して構成されている。

カラー６は、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの間に挿通した挿通部材５の先端部５ｃ側に取り付けられ、皿バネ７を保持するためのもので、図４に示すように、フランジ部６ａ及び貫通孔６ｂが形成されて成る。具体的には、図２に示すように、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの間に挿通した挿通部材５の先端部５ｃ側にカラー６及び皿バネ７を取り付けた後、当該先端部５ｃをかしめることにより、皿バネ７を保持した状態でカラー６を取り付けることが可能とされている。

皿バネ７は、カラー６を介して挿通部材５に取り付けられ、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの裏面β側に当接して付勢力を付与し得るものであり、図５に示すように、縁部７ａ及び貫通孔７ｂが形成されて成る。すなわち、皿バネ７は、貫通孔７ｂの周縁部がカラー６に当接しつつ縁部７ａがブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの裏面β側に当接して取り付けられており、ブラケット部２及びディスク部３側に付勢力を付与し得るよう構成されているのである。なお、皿バネ７に代えて他の汎用的な付勢手段（コイルスプリングや軟質樹脂等）としてもよい。

しかして、ブラケット部２の連結部２ａ及びディスク部３の連結部３ａの間に連結手段４を取り付けることにより、図６に示すように、挿通部材５の挿通部５ｂと連結部２ａの切欠き２ａａの壁面及び連結部３ａの切欠き３ａａの壁面との間にクリアランスｔを有した状態とされ、少なくともクリアランスｔだけブラケット部２とディスク部３とが相対移動可能とされている。これにより、車両の制動時、ブレーキパッド９の摺動によりディスク部３が発熱して膨張した際、ブラケット部２に対して相対移動可能とされていることから、膨張後の収縮時、反りや歪み等を伴う変形が生じてしまうのを回避することができる。

さらに、本実施形態に係るブレーキディスク１は、ブレーキパッド９の摺動方向（ディスク部３の周方向）に亘って形成された複数の貫通孔から成り、当該ブレーキパッド９が摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な掻き取り手段としての水切孔８が形成されている。かかる水切孔８は、ブレーキディスク１におけるブレーキパッド９の摺動面に複数形成されており、制動時、図９に示すように、水切孔８上をブレーキパッドが摺動する過程において、その摺動面が水切孔８の開口縁部８ａ（エッジ部）にて掻き取られることで逐次新しい面に更新されて制動力を長期間に亘って維持することができる。なお、本実施形態においては、掻き取り手段が貫通孔である水切孔８とされているが、ブレーキパッドの摺動方向に亘って形成された複数の凹部（貫通しない止め孔や溝等）としてもよい。

ここで、本実施形態に係る水切孔８（掻き取り手段）は、図１０、１１に示すように、ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布（具体的には、ブレーキパッド９の長さ寸法Ｍの範囲内において、幅寸法Ｌ全域に亘って複数の水切孔８が位置するよう分布）するように複数形成されるとともに、ブレーキパッド９の摺動過程において、常時、当該ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に分布するようになっている。すなわち、制動時、所定時点のブレーキパッド９に対する分布は、図１０で示すように、水切孔８がブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布しており、その時点から所定時間経過してブレーキパッド９が他の何れの位置を摺動しているときであっても、図１１に示ように、水切孔８がブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布しているのである。なお、同図中符号Ａは、ブレーキディスク１の回転方向を示している。

特に、本実施形態に係る水切孔８は、ブレーキパッド９の摺動範囲に形成された複数の丸孔から成るとともに、その一部がディスク部３の外周縁部及び内周縁部に形成されている。このディスク部３の外周縁部及び内周縁部に形成された水切孔８は、丸孔の一部とされており、外周縁部及び内周縁部を切欠いた形状（一部がディスク部３の側方に臨んだ形状）とされている。しかして、ディスク部３の外周縁部から内周縁部まで径方向に亘って複数の水切孔８が分布しているのである。また、本実施形態に係る水切孔８は、丸孔から成るが、例えば図１２に示すように、長孔８’から成る掻き取り手段としてもよい。

次に、本発明の技術的優位性を示す実験（一般効力試験）結果について以下に示す。
ディスク部３の水切孔８がブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布するように複数形成されるとともに、ブレーキパッド９の摺動過程において、常時、当該ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に分布するようになっている実施例ｊ（図１、２参照）と、ディスク部３に水切孔８が一切形成されない比較例ｈ１（図１３参照）と、ディスク部３の中央のみに水切孔８が分布（但し、ブレーキパッド９の幅寸法Ｌに対して４６％の分布）された比較例ｈ２（図１４参照）と、ディスク部３の中央近傍に水切孔８が分布（但し、ブレーキパッド９の幅寸法Ｌに対して７６％の分布）された比較例ｈ３（図１５参照）とを用意した。そして、実験の条件として、車重が２７２ｋｇ、第３効力、制動初速度１３０ｋｍ／ｈとしたところ、実施例ｊ及び比較例ｈ１〜ｈ３の制動トルク（Ｎｍ）は、図１６のグラフで示す結果となった。

かかる実験結果によれば、実施例ｊにおいては、同図に示すように、比較例ｈ１〜ｈ３に比べて、制動のための時間（停止するまでの時間）が短く、制動開始から制動トルクがピークに達するまでの時間が短く、且つ、初期の制動トルクのピーク（制動開始直後の制動トルクのピーク）が高いことが分かった。これにより、ディスク部３の水切孔８がブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布するように複数形成されるとともに、ブレーキパッド９の摺動過程において、常時、当該ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に分布する実施例ｊは、停止までの時間が短いことから制動力が高く、且つ、制動開始からの制動トルクのピークが高いことから操作感に優れている（制動操作してすぐにブレーキが効き始める）ことが分かる。

上記実施形態によれば、ブレーキパッド９の摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔から成り、当該ブレーキパッド９が摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な水切孔８（掻き取り手段）が形成されるとともに、当該水切孔８は、ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って分布するように形成されたので、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感（操作フィーリング）を向上させることができる。特に、本実施形態に係る掻き取り手段は、ブレーキパッド９の摺動過程において、常時、当該ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に分布するので、制動力及び制動時の操作感をより一層向上させることができる。

また、本実施形態によれば、車両の車軸に取り付けられるブラケット部２と、ブレーキパッド９が押圧されるディスク部３と、ブラケット部２及びディスク部３を相対移動可能に連結する連結手段４とを有して構成され、水切孔８（掻き取り手段）は、その一部がディスク部３の外周縁部及び内周縁部に形成されたので、ブラケット部２とディスク部３とが分割構成とされたフローティング型のブレーキディスク１に対して、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る掻き取り手段（水切孔８、８’）は、丸孔（又は長孔）から成り、当該丸孔又は長孔の開口縁部にてブレーキパッド９の摺動面を掻き取り可能とされたので、水切孔８、８’の加工が容易とされ、且つ、制動力をより向上させることができるとともに制動時の操作感を向上させることができる。なお、掻き取り手段は、本実施形態に係る水抜孔８、８’に限定されず、他の形状の貫通孔であってもよい。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば車両の車軸に取り付けられるブラケット部位と、ブレーキパッド９が押圧される部位とが一体型のブレーキディスク（所謂ソリッドタイプ）において、ブレーキパッド９が摺動する部位に対し、ブレーキパッド９の幅寸法Ｌ全域に亘って掻き取り手段が分布するものとしてもよい。

ブレーキパッドの摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔から成り、当該ブレーキパッドが摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な掻き取り手段が形成されるとともに、当該掻き取り手段は、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に亘って分布するように複数形成されたブレーキディスクであれば、他の形状のもの或いは他の機能を有したもの等であってもよい。

１ ブレーキディスク
２ ブラケット部
３ ディスク部
４ 連結手段
５ 挿通部材
６ カラー
７ 皿バネ（付勢手段）
８ 水切孔（掻き取り手段）
９ ブレーキパッド
１０ キャリパー
１１ ピストン
α 表面
β 裏面

Claims (4)

1. 車両の車軸に取り付けられ、ブレーキパッドが押圧されて当該車両を制動するためのブレーキディスクにおいて、
   前記ブレーキパッドの摺動方向に亘って形成された複数の貫通孔又は凹部から成り、当該ブレーキパッドが摺動する過程でその摺動面を掻き取り可能な掻き取り手段が形成されるとともに、当該掻き取り手段は、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に亘って分布して形成されたことを特徴とするブレーキディスク。
2. 前記掻き取り手段は、前記ブレーキパッドの摺動過程において、常時、当該ブレーキパッドの幅寸法全域に分布することを特徴とする請求項１記載のブレーキディスク。
3. 車両の車軸に取り付けられるブラケット部と、前記ブレーキパッドが押圧されるディスク部と、前記ブラケット部及びディスク部を相対移動可能に連結する連結手段とを有して構成され、前記掻き取り手段は、その一部が前記ディスク部の外周縁部及び内周縁部に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブレーキディスク。
4. 前記掻き取り手段は、丸孔又は長孔から成り、当該丸孔又は長孔の開口縁部にて前記ブレーキパッドの摺動面を掻き取り可能とされたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のブレーキディスク。

Images