JPS6124738Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はキヤリパ浮動型デイスクブレーキに用
いられるパツドに関するものである。

キヤリパ浮動型デイスクブレーキは、ピストン
が嵌合されたシリンダ部とこれに対向して形成さ
れたリアクシヨン部とを備えたキヤリパが、支持
部材によつてデイスクロータの軸心に平行な方向
に移動可能に支持された形式のブレーキである。
シリンダ部に油圧が加えられてピストンがインナ
パツドをデイスクロータの一面に押圧する反力で
キヤリパが移動し、その結果リアクシヨン部がア
ウタパツドをデイスクロータの他面に押圧するの
である。

この種のブレーキには、デイスクロータが特に
高速で回転している状態でブレーキが作動させら
れた時（以後高速制動時という）フエード現象が
発生し易い欠点があることが従来から知られてい
た。

本考案は考案者等はこの原因を追求し、キヤリ
パの弾性変形に起因するパツドとデイスクロータ
との接触面圧の不均一が重大な原因の１つである
ことを発見した。高速制動時にはシリンダ部に高
い油圧が加えられるため、キヤリパのシリンダ部
とリアクシヨン部との間隔が拡げられる弾性変形
量が大きくなり、そのためにピストンの作用面と
リアクシヨン部の作用面との平行度が悪化して、
パツドの外側（デイスクロータの外周側）の部分
の面圧が内側の面圧に比較して高くなる。極端な
場合にはパツドの内側の部分がデイスクロータの
表面から離れてしまうことすらあるのであり、そ
のためにパツドの外側の部分において局部的なフ
エード現象が発生し、ブレーキの効きが低下して
しまうのである。

本考案は上記の事実の発見に基いて、高速制動
時におけるパツドとデイスクロータとの面圧の不
均一をできる限り少なくし、ブレーキの効きの低
下を減少させることのできるパツドを提供するこ
とを目的としてなされたものである。

この目的を達成するために本考案は、パツドの
裏板に複数の貫通穴をそれら貫通穴のデイスクロ
ータ軸心側の端が、デイスクロータの軸心を中心
とし、ピストンの中心線を通る円弧より外側に位
置し、かつ、それら貫通穴のデイスクロータ外周
側の端が前記円弧と同心でピストンの中心線と摩
擦材のデイスクロータ外周側の端とを結ぶ線分の
中央の点を通る円弧より外側に位置するようにデ
イスクロータ外周側に片寄せて形成する一方、ピ
ストンの中心線を通る円弧より内側の部分には貫
通穴を形成せず、それによつてピストンの中心線
を通る円弧より外側の部分における摩擦材の圧縮
の弾性係数をその円弧より内側の部分の弾性係数
より小さくしたことを特徴とするものである。

もつともパツドの裏板にいくつかの貫通穴を形
成することは従来から行なわれていた。このよう
な裏板に摩擦材をモールドすれば、摩擦材の材料
が貫通穴にも流入して硬化し、両者の固着力を増
して摩擦材と裏板との剥離を防止する効果が生ず
るからである。しかしこの場合にはその目的上裏
板の全面にほぼ均一に貫通穴が形成されるため、
本考案はの効果が得られない。

すなわち、本考案に係るパツドが高速制動時に
おける効きの低下を減少させ得るのは、裏板を外
側の部分のみに複数の貫通穴が形成されることに
よつて、この部分における裏板の摩擦材に対する
拘束力が減少し、この部分において摩擦材が見か
け上圧縮変形し易くなるため、すなわち圧縮の弾
性係数が実質上小さくなるため、キヤリパの弾性
変形に起因してパツドの外側の部分に集中的に押
圧力が加えられてもこの部分の面圧が極端に高く
なることが防止され、代りにパツドの内側の圧縮
変形し難い部分が十分有効に作用することとなる
ためであり、裏板の全面に均一に貫通穴が形成さ
れた場合には、摩擦材全体が見かけ上圧縮変形し
易くなるのみであつて上述のような面圧均一化の
効果が得られないのである。

なお本考案に係るパツドにおいても摩擦材のモ
ールド時に摩擦材々料を貫通穴に流入させ硬化さ
せれば、摩擦材と裏板との固着力を増大させる効
果が得られて望ましいが、これは必ずしも不可欠
なことではなく、貫通穴を空のまゝにしておいて
も本考案の効果を得ることができる。

以下本考案の一実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図において、キヤリパ１はピストン２が嵌
合されたシリンダ部３とこれに対向して形成され
たリアクシヨン部４とを備えてほぼ鞍形をなして
いる。このキヤリパ１はデイスクロータ５とその
両側に配設されたアウタパツド６及びインナパツ
ド７とを跨いだ状態で、図示しない１対のスライ
ドピンを介して支持部材８によつて、デイスクロ
ータ５の軸心に平行な方向に移動可能に支持され
ている。

アウタパツド６はデイスクロータ５の表面に接
触してこれに摩擦抵抗を与える摩擦材１１とその
裏面に固着された裏板１２とから成つている。摩
擦材１１はアスベストを合成樹脂で固めたもので
あり、減摩材、増摩材等を加えてデイスクロータ
５との摩擦係数が所望の値に調整されている。裏
板は鋼板を第２図に示す形状に打抜いて成るもの
であり、両側端に突設された係合突起１３が前記
支持部材８に形成された図示しない切欠に係合さ
せられることにより、デイスクロータ５の軸心に
平行な方向に移動可能とされている。摩擦材１１
は第２図から明らかなようにデイスクロータ５に
接触する摩擦面の重心が前記ピストン２の中心線
Ｏにほぼ一致する形状を有し、裏板１２は摩擦材
１１より縁部が僅かずつ突出するように形状寸法
が定められている。裏板１２の外側の部分、すな
わちデイスクロータ５の軸心を中心とし前記ピス
トン２の中心Ｏを通る円弧Ｃより外側の部分には
４個の貫通穴１４が円弧Ｃに沿つてほぼ等間隔に
形成されている。これら貫通穴１４のデイスクロ
ータ軸心側の端はすべて円弧Ｃより外側に位置し
ており、しかもこれら貫通穴１４のデイスクロー
タ外周側の端は、ピストン２の中心Ｏと摩擦材１
１のデイスクロータ外周側の端とを結ぶ線分の中
央の点を通り、円弧Ｃと同心の円弧より外側に位
置するように形成されている。摩擦材１１はモー
ルデイングにより裏板１２に固着されているが、
このモールデイング時に摩擦材１１の材料が第３
図に示すように貫通穴１４に流入して硬化し、摩
擦材１１と裏板１２との固着力増大に寄与してい
る。また摩擦材１１の材料が貫通穴１４に流入す
ることによつて貫通穴１４の周辺、すなわちアウ
タパツド６の外側の部分の摩擦材材料のモールデ
イング時における圧縮率が、貫通穴１４を有しな
い内側の部分より低くなり、圧縮変形し易い状態
となつているものと推定される。インナパツド７
はアウタパツド６と全く同じものである。

以上のように構成されたデイスクブレーキにお
いて、図示しないポートからシリンダ部３に油圧
が加えられゝば、ピストン２がインナパツド７を
デイスクロータ５の一面に押圧し、その反力でキ
ヤリパ１が第１図で右方へ移動し、リアクシヨン
部４がアウタパツド６をデイスクロータ５の他面
に押圧する。この場合デイスクロータ５が高速で
回転しておれば、その回転を抑制するためにシリ
ンダ部３に高い油圧を加える必要があり、その結
果リアクシヨン部４が第１図に二点鎖線で示すよ
うに先端側（デイスクロータ軸心側）が広がるよ
うに変形することとなる。勿論キヤリパ１はピス
トン２の作用面１５とリアクシヨン部４の作用面
１６とが押し拡げられるように変形するのである
が、シリンダ部３が図示しないスライドピンによ
つてデイスクロータ５の軸心に平行に支持されて
いるため、シリンダ部３自体の傾きは比較的僅か
であり、キヤリパ１の弾性変形の多くがリアクシ
ヨン部４の傾きとして表われるのである。

リアクシヨン部４がこのように傾けば、アウタ
パツド６に対する押圧力はアウタパツド６の外側
端部１７付近に集中的に加えられる傾向が生ずる
が、本実施例のアウタパツド６は貫通穴１４の形
成によつて、裏板１２の摩擦材１１に対する拘束
力が外側の部分で弱められているために、摩擦材
１１の外側部分は比較的容易に圧縮されて、裏板
１２がリアクシヨン部４の作用面１６に沿つて傾
くことを許容し、その結果摩擦材１１の内側部分
も十分デイスクロータ５に押圧されることとな
る。すなわち、貫通穴１４が設けられている部分
は実質的に摩擦材１１が厚くなつているわけであ
るから、貫通穴１４のない部分に比較して、同量
だけ圧縮するのに要する力が小さくてすむことと
なる。貫通穴１４の設けられている部分が圧縮変
形し易ければ、その近傍の部分が貫通穴１４の設
けられている部分に向つて膨らみ易く、結局近傍
部分も圧縮変形し易くなる。また貫通穴１４及び
その近傍は前述のようにモールデイング時におけ
る圧縮率が低いために、比較的圧縮され易い状態
になつていることも、アウタパツドの外側の部分
が圧縮され易いことの一因となつていると推定さ
れる。すなわち、摩擦材１１の円弧Ｃより外側に
位置する部分の圧縮の弾性係数は円弧Ｃより内側
に位置する部分のそれよりも小さくなつているの
である。更に貫通穴１４の形成によつて裏板１２
の外側の部分の曲げ剛性が適度に低められている
ことが局部的な面圧の上昇を緩和する上で役立つ
ていることも考えられる。

以上のような考察、推定が妥当なのであるか否
かは今後の研究課題であるが、貫通穴１４の形成
によつて、アウタパツド６のデイスクロータ５に
対する当りが改善され、高速制動時における効き
が現実に向上することは実験によつて確められて
いる。

その一例を以下に示す。

第４図は第２図に示した本考案に係るパツドの
デイスクロータ５に対する当り状況と、第５図に
示す従来のパツドの当り状況とを比較した結果を
示す図である。第５図のパツド２１は貫通穴２２
が裏板２３の全面にわたつてほぼ均一に設けられ
ている以外は、第２図に示したアウタパツド６と
同じものである。第４図において巾の広いハツチ
ングを施した範囲Ａが従来のパツド２１の高速制
動試験後の当り面であり、巾の狭いハツチングを
施した範囲Ｂが第２図に示したアウタパツド６に
おいて増加した当り面である。

また第６図は、シリンダ部３に加えられる油圧
の大きさと、第２図における点Ｐの変位量との関
係を調べた結果を示すグラフである。第６図にお
いて正の変位量は点Ｐがデイスクロータ５に接近
することを示し、負の変位量は遠ざかることを示
す。図中実線は従来のパツド２１の測定結果を表
わすが、点Ｐの変位量は最初油圧の上昇と共に僅
かに増大するが、すぐに減少に転じ、常用制動域
Ｕにおいては正の値を保つているものの、高速制
動域Ｈの後半においては負の値になつてしまうこ
と、すなわち摩擦面がデイスクロータ表面から離
れてしまうことを示している。これに対して破線
は本考案に係るアウタパツド６の点Ｐの変位量を
示しているが、常用制動域Ｕにおいては殆んど減
少せず、高速制動域Ｈにおいても減少が緩やかで
全高速制動域Ｈにおいて正の値を保つこと、すな
わち摩擦面がデイスクロータから離れることがな
いことを示している。

以上によつて、本考案に従えばアウタパツド６
とデイスクロータ５との接触面圧の不均一が著し
く緩和されることが明らかとなつたが、それによ
つて高速制動時の効きかどの程度向上するかを調
べた結果を第７図に示す。これは高速で回転して
いるデイスクロータ５を予め定められた一定の減
速度で減速させるのに要する油圧の大きさを測定
するダイナモテストの結果を示すものである。図
中実線は従来のパツド２１による実験結果を示し
各回の制動に対応する３つの点は夫々制動初期、
中期及び後期の油圧を示している。図から明らか
なように、高速制動を２回続けて行なうと、２回
目の制動時には所望の減速度を得るために必要な
油圧が急激に高くなり、従来のパツド２１におい
てはフエード現象が発生していることが明らかで
ある。これに対して破線で示す本考案に係るパツ
ド６，７については油圧がそれ程上昇せず、フエ
ード現象の発生が防止されていることが解る。

なお本実施例においては、アウタパツド６のみ
ならずインナパツド７としても外側の部分のみに
貫通穴が形成されたものを使用したため、インナ
パツドとアウタパツドとを共通にし得る効果が生
じ、かつ、局部的なフエード現象の発生をより有
効に防止し得る効果が生じた。すなわち、シリン
ダ部３側はリアクシヨン部４側に比較して傾きが
少ないことは前述の通りであるが、シリンダ部３
側においても多少の傾きは生じ得るのであり、従
つてインナパツド７にアウタパツド６と同じもの
を使用すれば同様の理由でインナパツド７の接触
面圧の不均一が緩和されるのである。またピスト
ン２の作用面１５が外側において内側より多くデ
イスクロータ５に接近するように傾くことが許容
されれば、その分だけリアクシヨン部４の作用面
１６の傾きが緩和されることとなつて、この点か
らも局部的なフエード現象の発生の防止に有効に
作用するのである。

またシリンダ部がスライドピンによつて支持さ
れる形式ではなく、シリンダ部とリアクシヨン部
とを連結する連結部が支持部材によつて摺動可能
に支持される形式のデイスクブレーキにおいて
は、シリンダ部にも比較的大きな傾きが生ずるた
め、インナパツドにも本考案を適用することが特
に有効となる。

ただし本考案の効果が特に顕著に表われるのは
リアクシヨン側、すなわちアウタパツド側である
ため、アウタパツドにのみ本考案を適用しても十
分に本考案の効果を享受し得る。

本考案は以上詳記したようなものであるため、
パツドの裏板の形状に僅かな変更を加えるのみ
で、構造を複雑にすることも、製造コストを上昇
させることもなく、浮動キヤリパ型デイスクブレ
ーキの高速制動時における効きの低下という重大
な欠点を著しく緩和する優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるデイスクブレ
ーキの正面断面図、第２図は第１図に示したデイ
スクブレーキに使用されるアウタパツドの背面
図、第３図は第２図における−断面図であ
る。第４図は第２図のアウタパツドのデイスクロ
ータに対する当り改善の状況を示す説明図であ
る。第５図は従来のパツドの一例の背面図であ
る。第６図は第２図に示した本考案に係るパツド
のデイスクロータ軸心側の点Ｐの変位量とシリン
ダ部に加えられる油圧との関係を、第５図に示し
た従来のパツドとの比較において示すグラフであ
る。第７図は第２図に示した本考案に係るパツド
の高速制動時における効きを、第５図に示した従
来のパツドとの比較において示すグラフである。 １……キヤリパ、２……ピストン、３……シリ
ンダ部、４……リアクシヨン部、５……デイスク
ロータ、６……アウタパツド、７……インナパツ
ド、８……支持部材、１１……摩擦材、１２……
裏板、１４……貫通穴、Ｏ……ピストン中心線、
Ｃ……デイスクロータ軸心を中心とし、ピストン
中心線を通る円弧。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ピストンが嵌合されたシリンダ部とこれに対
   向して形成されたリアクシヨン部とを備えると
   ともに支持部材によつてデイスクロータの軸心
   に平行な方向に移動可能に支持された浮動型キ
   ヤリパによつて前記デイスクロータに押圧さ
   れ、該デイスクロータの回転を抑制するパツド
   であつて、該デイスクロータに接触して摩擦抵
   抗を与える摩擦材と該摩擦材の裏側に固着され
   た裏板とを含むものにおいて、 前記裏板に複数の貫通穴をそれら貫通穴のデ
   イスクロータ軸心側の端が、該デイスクロータ
   の軸心を中心とし、前記ピストンの中心線を通
   る円弧より外側に位置し、かつ、それら貫通穴
   のデイスクロータ外周側の端が前記円弧と同心
   で前記ピストンの中心線と前記摩擦材のデイス
   クロータ外周側の端とを結ぶ線分の中央の点を
   通る円弧より外側に位置するようにデイスクロ
   ータ外周側に片寄せて形成する一方、前記ピス
   トンの中心線を通る円弧より内側の部分には貫
   通穴を形成せず、それによつて前記ピストンの
   中心線を通る円弧より外側の部分における前記
   摩擦材の圧縮の弾性係数を該円弧より内側の部
   分の弾性係数より小さくしたことを特徴とする
   デイスクブレーキ用パツド。 (2) 前記摩擦材が前記裏板にモールドされる際に
   該摩擦材の材料が前記貫通穴内に流入して硬化
   し、該摩擦材と該裏板との固着力を増加させる
   作用を果すようにされた実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のデイスクブレーキ用パツド。