JP2009287632A - フローティング型ディスクブレーキ及び自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】フローティング型ディスクブレーキにおいて、軽量化を実現する。
【解決手段】このフローティング型ディスクブレーキは、ディスクプレート３０と、ブラケット３１と、固定板３２と、を備えている。ディスクプレート３０は、両側に制動用の摩擦面３５ａ，３５ｂを有する環状部３５と、環状部３５の内周縁部に形成された複数の突出部３７と、を有している。ブラケット３１は、ディスクプレート３０の環状部３５の内側に配置されて、複数の突出部３７のそれぞれが係合する複数の凹部４０が外周縁部に形成されている。固定板３２は、複数の突出部３７と凹部４０とが係合した複数の係合個所に設けられ、ブラケット３１に対してディスクプレート３０が軸方向に移動するのを規制するための部材である。そして、固定板３２は、複数の係合個所の少なくとも一部においては片側の面にのみ配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、フローティング型ディスクブレーキ、特に、自動二輪車の車輪の軸部に装着されるフローティング型ディスクブレーキ及びそれを備えた自動二輪車に関する。

自動二輪車の制動装置として、従来からフローティング型ディスクブレーキが採用されている。このフローティング型ディスクブレーキは、例えば特許文献１に示されるように、パッドに挟まれる摩擦面を有するディスクプレートと、ディスクプレートの内周側に配置され車輪の軸部に取り付けられるブラケットと、を有している。そして、ディスクプレートは、ブラケットに対して複数のフローティングピンを介して浮動状態で支持されている。

また、軽量化を目的とした別のタイプのフローティング型ディスクブレーキとして、例えば、特許文献２に示されるように、ディスクプレートとブラケットとを、突出部と凹部とによって連結するようにしたものも提案されている。具体的には、ディスクプレートの内周縁部に内側に突出する複数の突出部が設けられるとともに、ブラケットの外周縁部に複数の凹部が形成されており、各突出部が対応する凹部に係合されている。そして、ブラケットのディスクプレートに対する軸方向の移動を規制するために、突出部と凹部とが係合する部分の両側面に、係合部分を覆うように固定板が設けられている。この固定板は、係合部分を覆って周方向に延びており、その周方向の両端部がかしめにより固定されている。
特公平７−３０８０１号公報 特開２００５−２９１３３６号公報

特許文献１に示されたタイプのフローティング型ディスクブレーキでは、大きなブレーキトルク容量に耐え得るためには、多数のフローティングピンが必要となり、部品点数が多くなるだけではなく重量が増加する。

一方で、特許文献２に示されたタイプのフローティング型ディスクブレーキでは、特許文献１のタイプのブレーキに比較して各係合部分における接触面積（ディスクプレートの突出部とブラケットの凹部との周方向の接触面積）が増え、部品点数も減るので、特許文献１のタイプのブレーキに比較して軽量化が可能である。

しかし、市販されている自動二輪車のみならず、特にロードレースタイプの自動二輪車に用いられるディスクブレーキとしては、さらなる軽量化が求められている。

本発明の課題は、フローティング型ディスクブレーキにおいて、さらなる軽量化を実現することにある。

本発明に係るフローティング型ディスクブレーキは、自動二輪車の車輪の軸部に装着されるものであって、ディスクプレートと、ブラケットと、固定板と、を備えている。ディスクプレートは、両側に制動用の第１摩擦面及び第２摩擦面を有する環状部と、環状部の内周縁部に形成された複数の係合部と、を有している。ブラケットは、車輪の軸部に取り付けられ、ディスクプレートの環状部の内側に配置されて、複数の係合部のそれぞれが係合する複数の被係合部が外周縁部に形成されている。固定板は、複数の係合部と被係合部とが係合した複数の係合個所に設けられ、ブラケットに対してディスクプレートが軸方向に移動するのを規制するための部材である。そして、固定板は、複数の係合個所の少なくとも一部においては第１及び第２摩擦面側の一方にのみ配置されている。

このフローティング型ディスクブレーキでは、ディスクプレートの係合部とブラケットの被係合部とが係合しており、両者の係合により、ディスクプレートはブラケットに対して浮動状態で支持されている。ブレーキトルクは、ディスクプレートから係合部及び被係合部を介してブラケットに伝達され、さらに軸部を介して車輪に伝達される。これにより車輪が制動される。

ここで、フローティング型ディスクブレーキにおいて、ディスクプレートの係合部とブラケットの被係合部とが係合する部分ではブレーキトルクが伝達されるので、係合個所の摩耗を抑えるためには、係合部と被係合部との接触面積をより広く確保する必要がある。一方で、係合個所に設けられた固定板は、ブラケットに対するディスクプレートの軸方向のブレを抑えることが重要な機能であって、特に大きな外力が作用する訳ではない。

そこで、本発明では、固定板は、複数の係合個所の少なくとも一部において、片側の面にしか設けられていない。すなわち、すべての係合個所において両側の面に固定板が設けられているわけではない。このため、従来の構成に比較して部品点数が少なくなり、軽量化を実現することができる。

以上のような本発明によれば、フローティング型ディスクブレーキのディスクプレートとブラケットの係合個所の構成が簡単になり、軽量化を図ることができる。

図１に本発明の一実施形態によるフローティング型ディスクブレーキが採用された自動二輪車を示す。図１は自動二輪車の左側面図である。

［全体構成］
この自動二輪車１は、ロードスポーツタイプの自動二輪車であり、車体フレーム２と、エンジンを含む駆動部３と、シート４と、前輪５及び後輪６と、駆動伝達部７とを備えている。

車体フレーム２は、周知の自動二輪車と同様の構成であるので詳細な説明は省略するが、概略、ヘッドパイプ１０と、ヘッドパイプ１０に接続された左右１対のタンクレール１１と、タンクレール１１の後端に接続され斜め後方に延びるリアフレーム１２とを有している。ヘッドパイプ１０にはフロントフォーク１３が支持されている。フロントフォーク１３の上端にはハンドル１４が固定され、下端には前輪５が支持されている。また、タンクレール１１の上部には燃料タンク１５が配置され、下部には駆動部３が配置されている。タンクレール１１の後端下部にはリアアーム１６が上下揺動自在に連結されており、リアアーム１６の後端に後輪６が支持されている。さらに、リアフレーム１２の前部にシート４の一部を構成するメインシート１７が配置され、後部には同様にシート４の一部を構成するタンデムシート１８が配置されている。なお、車体フレーム２にはカウリング２０が設けられている。

駆動伝達部７は、駆動部３の出力部である変速機の出力軸に固定されたドライブスプロケット（図示せず）と、後輪６の軸部に固定されたドリブンスプロケット２１と、両スプロケット間に掛け渡されたチェーン２２とから構成されている。

［ブレーキ装置］
この自動二輪車１において、前輪５の両側と後輪６の右側には、それぞれディスクブレーキ装置が設けられている。図１では、前輪５に設けられた左側のディスクブレーキ装置２５のみが表れている。以下では、前輪のディスクブレーキ装置２５のみについて説明するが、他のディスクブレーキ装置についても同様の構成である。

このディスクブレーキ装置２５は、前輪５の軸部にボルトにより固定されたフローティング型ディスクブレーキ（以下、単にディスクブレーキと記す）２６と、油圧により作動するキャリパ２７とを有している。

キャリパ２７は、フロントフォーク１３の下端部に固定されており、従来と同様の構成である。すなわち、互いに所定の間隔をあけて対向して配置された１対のパッドと、この１対のパッドのそれぞれを移動させるためのピストンと、を有している。ピストンは、ライダーのブレーキ操作によって、油圧により駆動されるようになっている。

＜ディスクブレーキ＞
ディスクブレーキ２６は、図２以降に詳細に示すように、キャリパ２７のパッドによって両面が挟持されるディスクプレート３０と、前輪５の軸部に固定されたブラケット３１と、複数の固定板３２と、を有している。

ディスクプレート３０は、ステンレス製あるいは鋼製で、図２及び図３に示すように、環状に形成された環状部３５と、係合部としての６個の突出部３７とを有している。

環状部３５は、一方側の表面に第１摩擦面３５ａを有し、他方側の表面に第２摩擦面３５ｂを有している。なお、図３はディスクプレート３０のみを取り出して示したものである。ライダーによってブレーキ操作がなされたときには、各摩擦面３５ａ，３５ｂはキャリパ２７のパッドと摺擦する。そして、このディスクプレート３０には、放熱用及び軽量化のための多数の貫通孔３６が形成されている。

６個の突出部３７は、ディスクプレート３０の内周縁部に、径方向内側に突出して形成されている。これらの突出部３７は周方向に等間隔で形成されており、放射線状に内側に延びている。

ブラケット３１は、アルミニウム製で、図２及び図４に示すように、概略環状に形成されている。なお、図４はブラケット３１のみを取り出して示したものである。このブラケット３１は、前述のように、前輪５の軸部に固定されるものであり、ディスクプレート３０の内側に配置されている。ブラケット３１の外周縁部には、ディスクプレート３０の突出部３７が係合可能な６個の凹部（被係合部）４０が形成されている。ここで、６個の凹部４０は、ディスクプレート３０の突出部３７と同様に、放射線状に延びて形成されている。

ブラケット３１の６個の凹部４０のさらに内周側には、軸方向に凹む６個の凹部（以下、段差部と記す）４１ａ，４１ｂが形成されている。段差部４１ａ，４１ｂは、後に詳述するように、固定板３２を取り付ける際に回り止めとして機能する部分である。

ここで、６個の段差部４１ａ，４１ｂのうちの３個の第１段差部４１ａは、ディスクプレート３０の第１摩擦面３５ａと同じ側に形成され、残りの３個の第２段差部４１ｂはディスクプレート３０の第２摩擦面３５ｂと同じ側に形成されている。そして、第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂは周方向に交互に配置されている。具体的には、第１段差部４１ａは、第１摩擦面３５ａ側において、周方向に１２０°の間隔で配置され、第２段差部４１ｂは、第２摩擦面３５ｂ側において、隣り合う段差部４１ａの周方向の中心に配置され、周方向に１２０°の間隔で配置されている。

また、第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂは、すべて同一の形状であるので、ここでは、第１段差部４１ａの形状についてのみ説明する。第１段差部４１ａは、内周側の端部が半円状に形成され、各凹部４０に向かって所定の幅で放射線状に延びている。第１段差部４１ａの幅は凹部４０の幅より若干広く形成され、外周端部は凹部４０の内周部の側部にまで延びている。また、第１段差部４１ａには１つのねじ孔４２が形成されている。

ブラケット３１の内周部には、このブラケット３１を前輪５の軸部に固定するためのボルトが挿通する３つの孔４３が形成されている。３つの孔４３のそれぞれは、隣り合う２つの凹部４０の周方向の中心に配置されている。さらに、ブラケット３１には、軽量化のための多数の開口部が形成されている。

複数の固定板３２のそれぞれは、係合箇所を拡大して示す図５及び固定板３２自体を示す図６から明らかなように、一端が半円形状の短冊状の部材である。この複数の固定板３２は、ブラケット３１の第１段差部４１ａに装着された第１固定板３２ａと、ブラケット３１の第２段差部４１ｂに装着された第２固定板３２ｂとからなる。第１固定板３２ａと第２固定板３２ｂとは配置される場所が異なるだけであって、全く同一の構成である。

第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂは第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂの幅より若干狭く、ディスクプレート３０の突出部３７とほぼ同じ幅を有している。そして、第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂの長手方向の一端側には貫通孔４５が形成されている。この貫通孔４５の一方側には、テーパ状の座ぐりが形成されている。このテーパ状の座ぐり部分の座ぐり径は、後述する皿ねじの頭部が嵌り込む径となっている。

第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂは、貫通孔４５を挿通し、ブラケット３１の第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂのねじ孔４２に螺合する皿ねじ４７によりブラケット３１に固定されている。そして、第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂをブラケット３１に固定した状態では、各固定板３２ａ，３２ｂは放射状に延び、径方向外側部分がディスクプレート３０の突出部３７の一方側の面を覆っている。

以上のように、第１固定板３２ａは第１段差部４１ａに固定され、第２固定板３２ｂは第２段差部４１ｂに固定されているので、第１固定板３２ａと第２固定板３２ｂとは円周方向に交互に配置されていることになる。そして、これらの両固定板３２ａ，３２ｂにより、ブラケット３１に対するディスクプレート３０の軸方向の移動が規制されている。

ここで、ディスクプレート３０、ブラケット３１及びその段差部４１ａ，４１ｂの軸方向の寸法（厚み）について説明する。ディスクプレート３０は、円周方向に交互にではあるが、両側から第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂによって挟まれることになる。そして、両固定板３２ａ，３２ｂをブラケット３１に固定した際に、ディスクプレート３０が両固定板３２ａ，３２ｂによって押しつけられないようにする必要がある。

そこで、ブラケット３１、段差部４１ａ，４１ｂ及びディスクプレート３０の厚みの寸法関係は、最大公差を考慮しても、以下のような関係になっている。

（ブラケット３１の厚み）−（段差部４１ａ）−（段差部４１ｂ）≧（ディスクプレート３０の厚み）
［組み立て］
以上のような構成のディスクブレーキを組み立てる場合は、まずブラケット３１の片面側に３個の第１固定板３２ａを固定する。すなわち、ブラケット３１の第１段差部４１ａに、皿ねじ４７により３個の第１固定板３２ａをそれぞれ取り付ける。そして次に、この第１固定板３２ａが取り付けられた側を下にしてブラケット３１を作業台等の上に配置し、その上にディスクプレート３０を載置する。次に、ブラケット３１の第２段差部４１ｂに３個の第２固定板３２ｂを皿ねじ４７によりそれぞれ取り付ける。

以上の組み立て作業時に、第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂは１個の皿ねじ４７のみによってブラケット３１に固定されるので、皿ねじ４７を締め込む際に、第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂが皿ねじ４７の締め込みに伴って供回りするおそれがある。

しかし、本実施形態では、第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂに第１及び第２固定板３２ａ，３２ｂが嵌め込まれているので、皿ねじ４７の締め込み時に、各固定板３２ａ，３２ｂが各段差部４１ａ，４１ｂの壁に当接し、皿ねじ４７が供回りするのを防止することができ、作業性が向上する。

［本実施形態の効果］
(a) ディスクプレート３０とブラケット３１とが係合している個所には、片面側にしか第１固定板３２ａまたは第２固定板３２ｂが設けられていないので、係合個所の両面に固定板が設けられた従来の装置に比較して軽量化を実現することができる。また、部品点数が削減されるので、組み付け作業の容易化、加工及び組み付け精度の管理の容易化を図ることができる。

(b) 第１固定板３２ａと第２固定板３２ｂとが円周方向に交互に配置されているので、回転時の動的アンバランスを避けることができる。

(c) 各固定板３２ａ，３２ｂがブラケット３１側で固定されているので、すなわちディスクプレート３０側に固定されていないので、ディスクプレート３０の摩擦面を広く確保することができる。したがって、発熱、摩耗の面で有利となる。

(d) 各固定板３２ａ，３２ｂの固定に際して、従来のように円周方向における２カ所の固定とは異なり、１個所のみによる固定であるので、固定板が小さくてすむし、部品点数も少ない。

(e) 本実施形態では、各固定板３２ａ，３２ｂを１個所のみでブラケット３１に固定している。このため、前述のように、皿ねじ４７を締め込む際に、各固定板３２ａ，３２ｂが供回りするおそれがある。しかし、各段差部４１ａ，４１ｂに各固定板３２が嵌め込まれているので、各段差部４１ａ，４１ｂが回り止めとして機能する。したがって、各固定板３２ａ，３２ｂを皿ねじ４７により固定する際に、組み付け用の特別なジグを用意する必要がない。

(f) 各固定板３２ａ，３２ｂを皿ねじ４７により固定しているので、従来のかしめに比較して軽量化が可能になる。また、皿ねじ４７によって、ねじの頭部表面と各固定板３２ａ，３２ｂの表面とがほぼ面一になっている。このため、皿ねじ４７と他の部材との干渉を避けるための配慮が不要になり、設計の自由度が増す。

［他の実施形態］
(a) 図７に別の実施形態を示す。この実施形態では、第１固定板の形状と、板ばねを追加した点のみが前記実施形態と異なり、他の構成は同じである。

図７に示す実施形態の第１固定板３２ｃの裏面（ディスクプレート３０と対向する側の面）において、凹部５０が形成されており、この凹部５０にはディスクプレート３０を第１固定板３２ｃから離れる方向に付勢する板ばね５１が配置されている。なお、この板ばね５１は、片側の面に取り付けられた第１固定板３２ｃのみに配置されている。

ここでは、ディスクプレート３０が板ばね５１によって一方側に常に付勢されているので、ディスクプレート３０の軸方向のブレを抑えることができる。

(b) 前記実施形態では、６個所の係合個所において、片面側に３個ずつの第１固定板３２ａと第２固定板３２ｂを設けたが、係合個所の個数や固定板の個数、配置については限定されない。例えば、８個所の係合個所を設け、片面側にそれぞれ３個ずつの固定板を設けても良い。この場合は、固定板が装着されない２つの係合個所が存在することになるが、３個ずつ計６個の固定板でディスクプレートの軸方向の移動が規制されるので、不具合はない。

(c) 前記実施形態では、ディスクプレート３０に突出部３７を設け、ブラケット３１に凹部４０を設けたが、これらは逆であっても良い。但し、前述のように、一般的に、ディスクプレート３０はステンレスあるいは鋼製であり、ブラケット３１はアルミニウム製であるので、強度的な面を考慮すると、ディスクプレート３０に突出部を設けた方が有利である。

(d) 前記実施形態では、１つの固定板を１つの皿ねじによって固定するようにしたが、従来と同様に１つの固定板を２つのねじ部材、あるいはかしめ等によって固定するようにしても良い。この場合は、前記実施形態に比較して重量が増加することになるが、従来のように両面に固定板を設ける場合に比較して軽量化されることになる。

また、固定用のねじ部材は、皿ねじに限定されるものではなく、頭部の高さに低いねじ部材等を用いることで、ほぼ同様の効果が得られる。

(e) 前記実施形態では、各固定板３２ａ，３２ｂを固定する際の回り止めとして、第１及び第２段差部４１ａ，４１ｂを形成したが、回り止めのための構成は段差部に限定されない。例えば、各固定板３２ａ，３２ｂの両側部に近接するように、突起部を設けてもよい。

本発明の一実施形態が採用された自動二輪車の側面図。 フローティング型ディスクブレーキの正面図。 前記ディスクブレーキのディスクプレートの正面図。 前記ディスクブレーキのブラケットの正面図。 ディスクプレートとブラケットの係合個所の拡大部分図。 固定板の正面図と側面図。 他の実施形態による係合個所の拡大部分図。

符号の説明

１ 自動二輪
２ 車体フレーム
３ 駆動部
４ シート
５ 前輪
６ 後輪
７ 駆動伝達部
２６ フローティング形ディスクブレーキ
３０ ディスクプレート
３１ ブラケット
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 固定板
３５ 環状部
３５ａ，３５ｂ 摩擦面
３７ 突出部（係合部）
４０ 凹部（被係合部）
４１ａ，４１ｂ 段差部
４２ ねじ孔
４７ 皿ねじ

Claims (12)

1. 自動二輪車の車輪の軸部に装着されるフローティング型ディスクブレーキであって、
   両側に制動用の第１摩擦面及び第２摩擦面を有する環状部と、前記環状部の内周縁部に形成された複数の係合部と、を有するディスクプレートと、
   前記車輪の軸部に取り付けられ、前記ディスクプレートの環状部の内側に配置されて、複数の前記係合部のそれぞれが係合する複数の被係合部が外周縁部に形成されたブラケットと、
   複数の前記係合部と前記被係合部とが係合した複数の係合個所に設けられ、前記ブラケットに対して前記ディスクプレートが軸方向に移動するのを規制するための部材であって、複数の前記係合個所の少なくとも一部においては前記第１及び第２摩擦面側の一方にのみ配置されている固定板と、
   を備えたフローティング型ディスクブレーキ。
2. 前記固定板は、前記第１摩擦面側に配置された第１固定板と、前記第２摩擦面側に配置された第２固定板と、を有し、前記第１固定板及び前記第２固定板は円周方向に交互に配置されている、請求項１に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
3. 前記ディスクプレートの係合部は径方向内側に突出する突出部であり、
   前記ブラケットの被係合部は前記突出部が係合する凹部である、
   請求項１又は２に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
4. 前記第１固定板及び前記第２固定板はそれぞれ前記ブラケットに固定されている、請求項１に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
5. 前記各固定板は、内周側端部の１カ所のみが前記ブラケットの被係合部の内周側に固定され、外周側端部が放射線状に延びて前記ディスクプレートの係合部の少なくとも一部を覆っている、請求項４に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
6. 前記ブラケットの前記各固定板が装着される部分には、前記各固定板の内周側端部の側面に近接して回り止め部が設けられている、請求項５に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
7. 前記回り止め部は、前記ブラケットの前記各固定板が装着される部分に形成され、前記各固定板の内周側端部における厚み方向の少なくとも一部を収納可能な軸方向に凹む凹部である、請求項６に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
8. 前記ブラケットにおいて前記各固定板が固定される位置には雌ねじが形成されており、
   前記雌ねじに螺合し、前記第１固定板及び前記第２固定板を前記ブラケットに固定するためのねじ部材をさらに備えている、
   請求項４に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
9. 前記ねじ部材は頭部がテーパ形状の皿ねじであり、前記ねじ部材の頭部上面と前記各固定板の表面とは実質的に面一である、請求項８に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
10. 前記ブラケットは、環状に形成されており、内周端部には前記ブラケットを前記車輪の軸部に固定するための３つの固定部が円周方向に等間隔で配置されており、
    前記ブラケットの複数の被係合部は、前記３つの固定部のそれぞれの円周方向の間に２つずつ形成されている、
    請求項１に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
11. 前記各固定板と前記ディスクプレートの係合部との間に設けられ、前記ディスクプレートを前記各固定部から離れる側に付勢する付勢部材をさらに備えた、請求項１に記載のフローティング型ディスクブレーキ。
12. 車体フレームと、
    前記車体フレームに支持されたエンジンを含む駆動部と、
    前記駆動部の上方に配置されたシートと、
    前記車体フレームに支持された前輪及び後輪と、
    前記駆動部から動力を前記前輪又は前記後輪に伝達する駆動伝達部と、
    を備え、
    前記前輪及び前記後輪の少なくとも一方には、車輪の軸部に装着されるフローティング型ディスクブレーキが設けられており、
    前記フローティング型ディスクブレーキは、
    両側に第１摩擦面及び第２摩擦面を有する環状部と、前記環状部の内周縁部に形成された複数の係合部と、を有するディスクプレートと、
    前記車輪の軸部に取り付けられ、前記ディスクプレートの環状部の内側に配置されて、複数の前記係合部のそれぞれが係合する複数の被係合部が外周縁部に形成されたブラケットと、
    複数の前記係合部と前記被係合部とが係合した複数の係合個所に設けられ、前記ブラケットに対して前記ディスクプレートが軸方向に移動するのを規制するための部材であって、複数の前記係合個所の少なくとも一部においては前記第１及び第２摩擦面側の一方にのみ配置されている固定板と、
    を有している、
    自動二輪車。

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