JP2007187209A - パッド摩耗に対応するディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンによりパッドを駆動してパッドによりディスクを押し挟むディスクブレーキに於いては、制動解除時のピストンの戻り量が一定であると、非制動時のディスクに対するパッドの離間距離は、パッドが新しい状態からパッドが使用に伴って摩耗していくと次第に大きくなる。この変化を抑える。
【解決手段】ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに制動時に生ずる弾性変形の復元力により制動解除時にピストンが引き戻されるようになっているディスクブレーキに於いて、ピストンの外周面が弾性体リングに対し呈する摩擦係合力がパッドの摩耗の進行に伴って低下するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輌に用いられるディスクブレーキに係り、特にそのパッドの摩耗に自動的に対応してディスクに対するパッドの離間距離を適正に維持するディスクブレーキに係る。

自動車等の車輌に用いられるディスクブレーキとして、キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキが知られている。

この種のディスクブレーキに於いて、ピストンに作用する制動用駆動力の大小により制動解除時にピストンが引き戻される距離に差が生ずることを緩和すべく、弾性体リングの反液圧側端面とそれに対向するリング溝側壁の間に弾性体リングよりも弾性係数の高い弾性リングを介装することが下記の特許文献１に記載されている。また下記の特許文献２には、この種のディスクブレーキに於いて生ずる恐れがある、ディスクロータの振れや変形によってピストンが押し戻され、制動時のブレーキペダルストロークが増大するという、ノックバックの発生を抑制すべく、ピストンのオイルシールと摺接する外周面に断面が鋸歯状の溝を設けることが記載されている。
特開平５-１３３４２９ 特開平１１-１１７９６６

ディスクブレーキのパッドは、当初は比較的柔らかであるが、使用されているうちに次第に硬くなり、パッドの圧縮に対する弾性度は低下し、同じ圧縮荷重に対するパッドの厚みの縮小量が減小してくる。これは、パッドの材質が繰り返し圧縮により硬くなることと、摩耗によるパッドの厚みの減小の両方による。従って、制動解除時のピストンの戻り量が一定であると、パッドが新しくてその弾性度が高く、弾性的復元量が大きいとき、非制動時にディスクからのパッドが十分に離間するようになっていると、パッドが使い込まれて摩耗量が増大し、その弾性度が低下して弾性的復元量が縮小したとき、ディスクからのパッド離間距離が増大し、ブレーキペダルの踏込みストロークの増大をきたすという問題がある。

本発明は、上記の事情に着目し、パッドの摩耗に伴うその弾性度の変化によりディスクに対するパッドの離間距離が変化することが抑えられるようディスクブレーキを改良すること課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキにして、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっていることを特徴とするディスクブレーキを提案するものである。

前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものであってよい。

或いはまた、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものであってよい。

上記の如く、キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキに於いては、制動解除時の弾性体リングの弾性復元力による制動位置からのピストンの引戻し量は、ピストンの外周面と弾性体リングの間の摩擦係合力により影響され、ピストンの引戻し量は該摩擦係合力が強いほどそれが弱いときに比して大きくなると考えられる。そこで、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっていれば、パッドの摩耗の進行によりパッドの弾性度が低下してディスクに対するパッドの離間距離が増大することを、パッド磨耗の進行に応じてピストンの外周面が弾性体リングに対し呈する摩擦係合力を低下させることによりピストンの引戻し量を低減させて相殺し、パッドの寿命がその摩耗の進行により尽きるまでのパッドの全使用期間にわたって、ディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

互いに接触する２つの物体の間の摩擦係合力は、その少なくとも一方が他方に対し呈する表面の粗さによって変化するので、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦径合力のパッド摩耗の進行に伴う低下が、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものとされれば、ピストンの外周面をその粗さがピストンの軸線方向に沿って変化するよう仕上げる簡単な方法により上記の課題を達成することができる。

或いはまた、互いに接触する２つの物体の間の摩擦係合力は、２つの物体が互いに押し合わされる力によって変化するので、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下が、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものとされば、弾性体リングを僅かでも伸長状態としてピストンの外周面に係合させ、ピストンをその周長がピストンの軸線方向に沿って変化するよう仕上げる簡単な方法により上記の課題を達成することができる。

図１は、本発明によるディスクブレーキをその一つの実施の形態ついて示す概略縦断面図である。図に於いて、１０はキャリパであり、製造および組立ての都合上いくつかの部分に分かれて構成されるよう図示されているが、全体としてはＣ字型の部材であり、その一端部にシリンダ室１２を備え、その他端部にパッド支持部１４を備えている。シリンダ室１２内にはピストン１６が装着されており、その図にて左方にある室空間内に図には示されていない油圧導管を経て油圧が供給されることにより、ピストン１６はキャリパ１０に対し図にて右方へ向けて駆動されるようになっている。ピストン１６の図にて右端にはパッド支持板１８を介してパッド２０が装着されている。キャリパのパッド支持部１４にもパッド支持板２２を介してパッド２４が装着されており、パッド２０と２４の間にブレーキディスク２６が配置され、図には示されていない車輪と一体となって図には示されていない回転中心軸線の周りに回転するようになっている。キャリパ１０はパッドの摩耗に応じてその作動中心をディスクの中心に整合させるよう、図には示されていないキャリパ支持体によりピストン１６の軸線に沿って移動可能に支持されている。

こうして、シリンダ室１２への油圧の供給によりピストン１６がキャリパ１０に対し図にて右方へ駆動されると、ピストン１６はそれが支持するパッド２０をキャリパのパッド支持部１４により支持されたパッド２４へ向けて押しつけ、パッド２０と２４の間にディスク２６を押圧し、その回転を制動するようになっている。

シリンダ室１２の周壁面の一部にはリング溝２８が形成されており、その中にゴム等よりなる弾性体リング３０が装着されている。図には明瞭には現れていないが、リング溝２８にはピストン１６が図にて右方へ駆動されたとき、ピストンの外周面との摩擦係合により図にて右方へ引き摺られる弾性体リング３０の一部が弾性的に変形して嵌り込むスペースが形成されており、かかるスペース内への弾性体リングの一部の嵌り込みによる弾性体リングの弾性変形の弾性復元力により、ピストンへの油圧駆動力が解除されたとき、ピストンは図にて左方へ向けてディスク２６より離れる方向へ引き戻されるようになっている。尚、３２はピストンとシリンダの間の間隙からシリンダ室内へ異物が侵入することを防ぐ伸縮自在なダストブーツである。

以上の如きディスクブレーキの基本構造は公知の構造である。本発明は、弾性体リング３０と係合するピストン１６の外周面の仕上がりに関する格別の構成にある。

図２は、ピストン１６の外周面の表面粗さが、少なくとも弾性体リング３０と係合する摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっている実施の形態を示す説明図である。ここで「摺動範囲」として示されている範囲は、パッド２０および２４が新しい状態から摩耗していく間に、その摩耗状態に応じて弾性体リング３０と摺動係合するピストン外周面の領域を示している。図２の上部の「粗い」から「細かい」に至る波形は、ピストン外周面の表面仕上げの状態を拡大して解図的に示すものである。

図示の如く、ピストン１６の外周面の表面粗さが、少なくとも上記の摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっていれば、パッド２０および２４がまだ新しくてその摩耗量が小さく、その弾性度が高くて圧縮に対する復元量が大きいときには、弾性体リング３０は表面粗さが粗い領域にてピストン外周面と係合してピストンとの間に大きな摩擦係合力を生じ、制動解除時に弾性体リングによりピストンを大きく引き戻すが、パッド２０および２４の使用が進行してその摩耗量が増大し、その弾性度が低下して圧縮に対する復元量が小さくなったときには、弾性体リング３０は表面粗さが細かい領域にてピストン外周面と係合してピストンとの間に小さな摩擦係合力を生じ、制動解除時に弾性体リングによりピストンを小さく引き戻すようになる。こうしてパッドの摩耗度が進行しても、制動解除時のディスクに対するパッドの離間距離が変化することを抑えることができる。

図３は、ピストン１６の外周面の周長が、少なくとも弾性体リング３０と係合する摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて減小するようになっている実施の形態を示す説明図である。図示の例では、ピストン外周面の周長の減小はピストン外周面の直径の減小によりなされている。（図３では、直径の減小は実際より大幅に強調して示されている。）このようにピストンの外周面の周長が、少なくとも弾性体リング３０と係合する摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて減小されていれば、弾性体リング３０を少なくとも幾分伸張された状態にてピストン外周面上に係合させておくことにより、ピストン外周面の周長が大きい摺動範囲の図の右端部に於いては、弾性体リングとピストンとの間に大きな摩擦係合力が生じ、ピストン外周面の周長が小さい摺動範囲の図の左端部に於いては、弾性体リングとピストンとの間に小さな摩擦係合力が生じるようにすることができる。

以上に於いては本発明を二つの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明によるディスクブレーキをその一つの実施の形態ついて示す概略縦断面図。 ピストンの外周面の表面粗さが、少なくとも弾性体リングと係合する摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて粗から細へ変化するようになっている実施の形態を示す説明図。 ピストンの外周面の周長が、少なくとも弾性体リングと係合する摺動範囲に於いて、図の右端から図の左端へ向けて減小するようになっている実施の形態を示す説明図。

符号の説明

１０…キャリパ、１２…シリンダ室、１４…パッド支持部、１６…ピストン、１８…パッド支持板、２０…パッド、２２…パッド支持板、２４…パッド、２６…ディスク、２８…リング溝、３０…弾性体リング

Claims (3)

1. キャリパとピストンによりパッドを介してディスクを押し挟んでその回転を制動する構造を有し、制動時に前記ピストンが前記ディスクを押し挟む制動位置へ駆動されるとき前記ピストンの外周面に摩擦係合する弾性体リングに生ずる弾性変形の弾性復元力により制動解除時に前記ピストンが前記制動位置より引き戻されるようになっているディスクブレーキにして、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力が前記パッドの摩耗の進行に伴って低下するようになっていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する表面粗さが粗から細へ変化することによるものであることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する摩擦係合力の前記パッドの摩耗の進行に伴う低下は、前記ピストンの外周面が前記弾性体リングに対し呈する周長が減小することによるものであることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
   

Images