JPH08303500A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制動時のディスクブレーキの発熱に起因する
制動力の低下を温度補償部Ａで容易に補うと共に、ブレ
ーキ部品の共通化を促進すること。 【構成】 ディスクロータ１に対向して配設されたパッ
ド２と、該パッド２を加圧するピストン４と、該ピスト
ン４を駆動する油室５とをキャリパ３に配設したディス
クブレーキにおいて、補助ピストン６と膨張室７からな
る温度補償部Ａを設け、該補助ピストン６を上記油室５
に連通して配設すると共に、該補助ピストン６の背面に
上記膨張室７を配設し、該膨張室７内の気体の膨張によ
り上記補助ピストン６を駆動して上記油室５内の油圧を
加圧することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両等のディスクブレー
キに関し、詳しくは制動時のディスクロータにおける発
熱の影響を補償する温度補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等の制動装置には、ディスクブレー
キが広く利用されており、摩擦材であるパッドを油圧に
よりディスクロータに押し付けることにより制動力を発
生させている。従来のディスクブレーキは、図９に示す
ように、ディスクロータ１０１に対向して配設されたパ
ッド１０２と、パッド１０２を加圧するピストン１０４
と、ピストン１０４を駆動する油室１０５とにより構成
され、ステアリングナックル等に固定されたキャリパ１
０３に配設されている。パッド１０２は摩擦材により形
成され、片側のパッド１０２ａは背面をキャリパ１０３
に固着され、他方のパッド１０２ｂは背面をピストン１
０４に固着されている。ピストン１０４は、キャリパ１
０３に形成されたシリンダ１０８に摺動自在に嵌入され
ており、マスタシリンダから供給される油圧によりパッ
ド１０２を加圧するよう駆動されている。油室１０５は
ピストン１０４の背面に形成され、キャリパ１０３に設
けられた油路１１３を介してブレーキホース１１２に接
続されている。ブレーキホース１１２はユニオンボルト
１１１を介してキャリパ１０３に連結されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディス
クロータ１０１とパッド１０２の摩擦力により制動力を
発生しているため、非常に高温になり易く、昇温による
摩擦係数の低下により制動力が低下することがあった。
制動力を増加するために、ブレーキペダルの操作踏力を
増加する，ブレーキブースタに使用するエンジン負圧を
増加する方法があるが、操作の容易化，エンジン性能上
の限界等により実現が困難であった。このため従来は、
ブレーキブースタの容量を増加して制動力を増加してい
た。しかし、エンジンルームに配設されるブレーキブー
スタにおいても、ブレーキペダルの位置による制約，エ
ンジンルーム内における他の補機の増加による制約，あ
るいは左右のハンドル仕様の設定による制約等により容
量の増加に限度があった。したがって、本発明の目的
は、簡単な構成により昇温時の制動力の低下を補うと共
に、各種の車両等への利用を容易にしたディスクブレー
キの提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明では、ディスクロータに対向
して配設されたパッドと、該パッドを加圧するピストン
と、該ピストンを駆動する油室とをキャリパに配設した
ディスクブレーキにおいて、補助ピストンと膨張室から
なる温度補償部を設け、該補助ピストンを上記油室に連
通して配設すると共に、該補助ピストンの背面に上記膨
張室を配設し、該膨張室内の気体の膨張により上記補助
ピストンを駆動して上記油室内の油圧を加圧することを
特徴とする。

【０００５】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のディスクブレーキにおいて、上記補助ピストンをシ
リンダ内に摺動自在に配設し、前記温度補償部の非作動
時には、該補助ピストンがシリンダの駆動開始位置に位
置することを特徴とする。

【０００６】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のディスクブレーキにおいて、前記温度補償
部は前記膨張室を開閉する開放弁を備え、非制動時には
該開放弁を開き膨張室を外気に連通することを特徴とす
る。

【０００７】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載のディスクブレーキにおいて、上記開放弁は、前記油
室に供給される油圧により開閉駆動されることを特徴と
する。

【０００８】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載のディスクブレーキにおいて、前記開放弁は、開閉時
期を制御するリターンスプリングを備えることを特徴と
する。

【０００９】請求項６に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のディスクブレーキにおいて、前記温度補償
部は前記膨張室を開閉する２次開放弁を備え、膨張室の
圧力過剰時には該２次開放弁を開き膨張室を外気に連通
することを特徴とする。

【００１０】請求項７に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のディスクブレーキにおいて、前記膨張室
は、容量可変機構を備えることを特徴とする。

【００１１】請求項８に記載の発明では、請求項３に記
載のディスクブレーキにおいて、前記温度補償部は、前
記キャリパに配設されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１に記載のディスクブレーキにおいて
は、昇温時に膨張室内の気体が膨張し、補助ピストンを
駆動して油室内の油圧を加圧するので、この油圧を介し
てシリンダ内のピストンがパッドを加圧するよう駆動さ
れ、ディスクロータとパッドの制動力が増加する。

【００１３】請求項２に記載のディスクブレーキにおい
ては、膨張室内の気体が昇温する前の温度補償部が非作
動の状態では、制動のために油室内の油圧が加圧されて
も、補助ピストンは駆動開始位置に位置しているので、
油室内の油圧が膨張室を圧縮する方向に補助ピストンを
駆動せず、制動力を発生するための油圧の低下が防止で
きる。

【００１４】請求項３に記載のディスクブレーキにおい
ては、非制動時には開放弁が開くことによって、膨張室
と外気が連通するので、膨張室内の昇温により膨張した
気体が外部に放出され、補助ピストンは駆動開始位置に
戻り、油室内の油圧の加圧が停止される。また、非制動
時に膨張室が昇温されても、膨張室と外気が連通してい
るので、膨張室内の気体の膨張による補助ピストンの駆
動が防止できる。

【００１５】請求項４に記載のディスクブレーキにおい
ては、制動，非制動の検出が容易にでき、開放弁を駆動
するための動力源を必要とせず、制動時に加圧される油
圧を利用して温度補償部の構成が簡素化できる。

【００１６】請求項５に記載のディスクブレーキにおい
ては、制動時に油室に供給される油圧とリターンスプリ
ングとの圧力差によって開放弁を開く時期および閉じる
時期が決定されるので、リターンスプリングのバネ定数
を調整することにより、制動力の補助を開始する時期が
容易に調整できる。

【００１７】請求項６に記載のディスクブレーキにおい
ては、昇温時に膨張室内の圧力が過剰になった場合に
は、２次開放弁を開放して膨張室内の気体を外部に放出
して気体の圧力を制限内に適正に保ち、膨張室内の過剰
圧力による膨張室から油室内への気体の混入、あるいは
制動力の過剰な補助が防止できる。

【００１８】請求項７に記載のディスクブレーキにおい
ては、膨張室内の気体の容量を変化することにより、膨
張室内の気体の昇温に要する時間が変化するので、膨張
室内に圧力の上昇率が変化し、制動力の補助を開始する
時期が容易に調整できる。

【００１９】請求項８に記載のディスクブレーキにおい
ては、温度補償部をキャリパ内に配設することにより、
制動時の発熱による昇温が容易に検出できると共に、制
動，非制動の時期も確実に検出できるので、制動力を補
助する時期の同期性がよい。

【００２０】

【実施例】以下、図１乃至図８の図面に基づいて、本発
明の各実施例を説明する。図１は車両の前輪に適用され
たディスクブレーキの一例を示す図であり、１はブレー
キのディスクロータであり、アクスルシャフト２１に連
結されるホイールハブ２２に固着され、ホイール２３の
内側に配設されている。ホイールハブ２２には、ホイー
ルベアリング２４を介してステアリングナックル２５が
配設されており、ステアリングナックル２５にはディス
クロータ１を跨ぐように対向してキャリパ３が配設され
ている。キャリパ３には、マスタシリンダ（図示せず）
からの油圧を油室５に供給するブレーキホース１２が接
続されている。また、ステアリングナックル２５には、
ストラット２６，サスペンションアーム２７等のフロン
トサスペンション機構が連結されている。

【００２１】ディスクブレーキは、図２乃至図４に示す
ように、円盤状のディスクロータ１と、制動操作により
駆動される駆動機構とから構成され、駆動機構は断面コ
字形に形成されたキャリパ３に配設されている。駆動機
構は、ディスクロータ１に対向して配設されたパッド２
と、パッド２を加圧するピストン４と、ピストン４を駆
動する油室５および温度補償部Ａとにより構成され、温
度補償部Ａは補助ピストン６と膨張室７とから構成され
ている。パッド２は摩擦材により形成され、片側のパッ
ド２ａは背面をキャリパ３に固着され、他方のパッド２
ｂは背面をピストン４に固着されている。ピストン４
は、キャリパ３に形成されたシリンダ８に摺動自在に嵌
入されており、背面には油室５が形成されている。

【００２２】温度補償部Ａは補助ピストン６と膨張室７
とから構成され、補助ピストン６はピストン４の背面に
油室５を挟んで直列に配設されている。補助ピストン６
の背面には凹部が形成されており、凹部とシリンダ８の
底部８ａとにより膨張室７が形成されている。補助ピス
トン６はシリンダ８内においてピストン４とシリンダ８
の底部８ａの間を摺動自在に嵌入されており、温度補償
部Ａが非作動の際には補助ピストン６の背面が底部８ａ
に当接する駆動開始位置に位置している。また、補助ピ
ストン６の内部には、キャリパ３に形成された油路１３
ａに連通し、油圧を油室５に供給する油路１３ｂが形成
されている。油路１３ａは、ユニオンボルト１１を介し
てブレーキホース１２に接続されている。膨張室７はキ
ャリパ３に形成された通路１４により外気と連通されて
おり、通路１４には膨張室７から順に２次開放弁１０，
開放弁９が配設されている。２次開放弁１０は、調圧ス
プリング１０ａとボール弁１０ｂにより構成されてお
り、通路１４内の圧力が調圧スプリング１０ａの設定圧
を越えた場合、ボール弁１０ｂが開き通路１４を外気と
連通させるよう作動する。開放弁９は、リターンスプリ
ング９ａとピストン弁９ｂとキャップ９ｃにより構成さ
れており、キャリパ３に形成された弁ケース９ｄ内に配
設されている。弁ケース９ｄは通路１４を分断し、先端
が油路１３ａに連通するように形成されている。ピスト
ン弁９ｂは中央に径の小さい連通路９ｅが形成され、一
端が油路１３ａに対向するように弁ケース９ｄに嵌入さ
れており、他端はリターンスプリング９ａを介してキャ
ップ９ｃにより封入されている。非制動時にはリターン
スプリング９ａによりピストン弁９ｂは、開位置に駆動
されており、ピストン弁９ｂの連通部９ｅが通路１４に
連通し、通路１４は連通路９ｅを介して外気に連通され
る。制動時に油路１３ａに油圧が加圧されると、ピスト
ン弁９ｂはリターンスプリング９ａに抗して駆動され、
所定以上の油圧が加圧されると閉位置に駆動される。閉
位置では弁ケース９ｄに開口する通路１４は、ピストン
弁９ｂにより塞がれ、外気との連通が遮断される。リタ
ーンスプリング９ａは、材質，巻数，太さ等を選択する
ことによりバネ定数が変化し、開放弁９の開閉時期を決
定する油圧が制御できる。

【００２３】上記のディスクブレーキにおいて、制動時
にはマスタシリンダからブレーキパイプ１２を介して油
路１３に油圧が供給される。供給された油圧は、図２に
示すように、油路１３ｂから油室５に供給されると共
に、油路１３ａから開放弁９のピストン弁９ｂの端部に
も供給される。リターンスプリング９ａとの関係で決定
される所定以上の油圧が開放弁９に加圧されると、ピス
トン弁９ｂは閉位置に駆動されて開放弁９が閉じられ
る。開放弁９が閉じられると、通路１４は外気と遮断さ
れるので膨張室７が密閉される。一方、油室５に供給さ
れた油圧は、ピストン４を駆動してパッド２を加圧し、
制動力を発生させる。この際、補助ピストン６にも油圧
が加圧されるが、膨張室７内の気体が昇温されてなく、
温度補償部Ａが非作動の状態では、補助ピストン６の背
面がシリンダ８の底部８ａに当接した駆動開始位置にあ
るので、補助ピストン６は駆動されない。

【００２４】制動状態が長く続くと、ディスクロータ１
とパッド２の摩擦による発熱により、ディスクロータ１
の温度が上昇し制動力が低下し始める。この摩擦熱はキ
ャリパ３等を介して膨張室７にも伝わり、膨張室７の気
体が昇温される。気体の昇温により膨張室７内の圧力が
上昇し、この圧力が油室５内の油圧を越えると、図３に
示すように、温度補償部Ａが作動し、補助ピストン６が
駆動されて油室５内の油圧が加圧される。補助ピストン
６の駆動による油圧の加圧分は、ピストン４を介してパ
ッド２を加えられるので、ディスクロータ１とパッド２
における制動力が増加される。制動状態が更に続くと、
膨張室７内の圧力が過剰に上昇することがある。しか
し、膨張室７内の圧力が２次開放弁１０の調圧スプリン
グ１０ａの設定圧を越えた場合、２次開放弁１０のボー
ル弁１０ｂが開かれ、通路１４を外気と連通させて膨張
室７内の圧力を減少させている。圧力が減少して調圧ス
プリング１０ａの設定圧より低下すると、ボール弁１０
ｂは閉じられて通路１４と外気と連通が遮断される。

【００２５】つぎに、制動操作を解除した場合、マスタ
シリンダから供給される油圧が低下する。油路１３ａか
ら開放弁９のピストン弁９ｂの端部に供給される油圧も
低下し、リターンスプリング９ａとの関係で決定される
所定以下の油圧になると、図４に示すように、ピストン
弁９ｂはリターンスプリング９ａにより開位置に駆動さ
れて開放弁９が開かれる。開放弁９が開かれると、通路
１４は外気とピストン弁９ｂの連通路９ｅを介して連通
され、膨張室７内の圧力気体が通路１４を介して外部に
放出される。このため膨張室７内の圧力が低下するの
で、補助ピストン６は油室５の油圧により押し戻され、
背面がシリンダ８の底部８ａに当接して駆動開始位置に
戻される。この際、膨張室７内の気体はまだ昇温されて
いるが、制動力の補助は速やかに解除される。

【００２６】従来のディスクブレーキにおいては、制動
操作時に制動状態が長く続くと、ディスクロータ１の温
度が上昇し、図５（ａ）に示すように、温度上昇による
摩擦係数の低下の影響で制動力が低下し始める。これに
対し、上記構成のディスクブレーキにおいては、この摩
擦熱がキャリパ３等を介して温度補償部Ａに伝わり、温
度補償部Ａを作動させて油室５内の油圧を加圧し、ピス
トン４を介してパッド２を加圧している。温度補償部Ａ
が作動すると、図５（ｂ）に示すように、制動力が増加
するので、温度上昇による制動力の低下を補うことがで
きる。

【００２７】膨張室７内の気体が昇温される前の温度補
償部Ａが非作動の状態では、補助ピストン６は背面がシ
リンダ８の底部８ａに当接して駆動開始位置に位置して
いるので、制動操作により油室５内に供給される油圧が
膨張室７を圧縮する方向に補助ピストン６を駆動するこ
とがない。このため、油室５内に供給される油圧は、従
来同様に制動力を発生するために作用し、温度補償部Ａ
の非作動による油圧の低下および制動力の低下が防止で
きる。

【００２８】制動操作を解除して非制動状態になった時
には、開放弁９が開くことによって、膨張室７と外気が
連通するので、温度補償部Ａが作動中であっても膨張室
７内の気体が速やかに外部に放出される。このため補助
ピストン６は駆動開始位置に戻り、温度補償部Ａによる
制動力の補助が速やかに解除できる。また、非制動状態
において、膨張室７が外気の上昇等により昇温されて
も、開放弁９が開放状態にあるので、温度補償部Ａの作
動による制動力の発生が防止できる。

【００２９】開放弁９の開閉を油路１３ａに供給される
油圧とリターンスプリング９ａとの圧力差により駆動し
ているので、制動，非制動の検出が容易にできると共
に、開放弁９を駆動するための他の動力源を必要とせ
ず、構成が簡単でしかも正確に制御できる。また、開放
弁９を開閉の時期は、図６に示すように、リターンスプ
リング９ａのバネ定数を調整することにより設定できる
ので、制動力の補助を開始する時期が容易に調整でき
る。このため、各種車両のブレーキ性能の違いに対し、
リターンスプリング９ａの選定により簡単に対応できる
ので、部品の共通化が図れる。

【００３０】制動時において温度補償部Ａが作動してい
る際、ディスクロータ１が更に昇温されて膨張室７内の
圧力が過剰になった場合には、膨張室７内の気体を外部
に放出するために２次開放弁１０を開放するので、膨張
室７内の圧力が制限内に適正に保たれる。このため膨張
室７内の過剰圧力による、膨張室７から補助ピストン６
の摺動面の隙間を介しての油室５内への気体の混入、あ
るいは制動力の過剰な補助が防止できる。

【００３１】温度補償部Ａをキャリパ３内に配設するこ
とにより、ディスクプレート１からの発熱が正確に温度
補償部Ａに伝わり、制動時の発熱による制動力の低下が
容易に検出できる。また、開放弁９における制動，非制
動の時期も油路１３ａから簡単な構成で確実に検出でき
るので、制動力を補助する時期の同期性がよい。

【００３２】次に、別の実施例を図７に基づいて説明す
る。この実施例では、温度補償部Ａの膨張室７に容量可
変機構１５が形成されている。容量可変機構１５は、キ
ャリパ３に形成されたシリンダ８の底部８ａに膨張室７
に対向して、膨張室７内に進退自在に配設された円筒状
の可動壁１５ａから構成され、キャリパ３に螺合されて
いる。可動壁１５ａの背面端部には凹凸状の回動部１５
ｂが形成されており、回動部１５ｂを回動することによ
り可動壁１５ａが膨張室７内に進退し、膨張室７の容積
が可変できる。また、回動部１５ｂには、その凹凸に係
合して回動を阻止する係合片１５ｃが係合されており、
係合片１５ｃはキャリパ３に固着されている。なお、そ
の他の構成については前記実施例と同様であるので、個
々の構成の説明は省略する。

【００３３】この構成のディスクブレーキでは、容量可
変機構１５を駆動して可動壁１５ａを膨張室７内に移動
させると、膨張室７の容量が小さくなる。膨張室７の容
量が変わると、内部の気体の熱容量が変わるのでディス
クロータ１の発熱に対する気体の昇温率および圧力上昇
率が変化する。このため、容量が小さくなると、膨張室
７内の気体の圧力が早く上昇し、図８に示すように、制
動力の補助の時期が早くなる。容量可変機構１５により
制動力の補助開始時間を容易に制御できるので、ブレー
キ性能の改善が容易になり、設計の効率化ならびに部品
の共通化が容易になる。なお、その他の構成による作
用，効果は前記実施例と同様である。

【００３４】以上、図示実施例について説明したが、本
発明は上記形態にのみ限定されるものではなく、各構成
要素の形状等に種々の変更を加えることが可能である。

【００３５】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
のディスクブレーキは、制動時のディスクブレーキの発
熱に起因する制動力の低下を温度補償部を設けることに
より容易に補うことができると共に、ブレーキ特性の調
整も容易なことから各種車両等に共通部品として使用で
き、部品の共通化を促進できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスクブレーキを示す構成図であ
る。

【図２】本発明の制動開始状態を示す要部断面図であ
る。

【図３】本発明の温度補償部作動状態を示す要部断面図
である。

【図４】本発明の制動解除状態を示す要部断面図であ
る。

【図５】ディスクロータの温度と制動力の関係を示す説
明図である。

【図６】リターンスプリングのバネ定数と補助開始制動
力の関係を示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す要部断面図である。

【図８】膨張室の容量と制動力の補助開始時間の関係を
示す説明図である。

【図９】従来のディスクブレーキを示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ブレーキのディスクロータ ２ パッド ３ キャリパ ４ ピストン ５ 油室 ６ 補助ピストン ７ 膨張室 ８ シリンダ ９ 開放弁 １０ ２次開放弁 １５ 容量可変機構 Ａ 温度補償部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクロータに対向して配設されたパ
   ッドと、該パッドを加圧するピストンと、該ピストンを
   駆動する油室とをキャリパに配設したディスクブレーキ
   において、補助ピストンと膨張室からなる温度補償部を
   設け、該補助ピストンを上記油室に連通して配設すると
   共に、該補助ピストンの背面に上記膨張室を配設し、該
   膨張室内の気体の膨張により上記補助ピストンを駆動し
   て上記油室の油圧を加圧することを特徴とするディスク
   ブレーキ。
2. 【請求項２】 上記補助ピストンをシリンダ内に摺動自
   在に配設し、前記温度補償部の非作動時には、該補助ピ
   ストンがシリンダの駆動開始位置に位置することを特徴
   とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 【請求項３】前記温度補償部は前記膨張室を開閉する開
   放弁を備え、非制動時には該開放弁を開き膨張室を外気
   に連通することを特徴とする請求項１または２に記載の
   ディスクブレーキ。
4. 【請求項４】 上記開放弁は、前記油室に供給される油
   圧により開閉駆動されることを特徴とする請求項３に記
   載のディスクブレーキ。
5. 【請求項５】 前記開放弁は、開閉時期を制御するリタ
   ーンスプリングを備えることを特徴とする請求項４に記
   載のディスクブレーキ。
6. 【請求項６】 前記温度補償部は前記膨張室を開閉する
   ２次開放弁を備え、膨張室の圧力過剰時には該２次開放
   弁を開き膨張室を外気に連通することを特徴とする請求
   項１または２に記載のディスクブレーキ。
7. 【請求項７】 前記膨張室は、容量可変機構を備えるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレ
   ーキ。
8. 【請求項８】 前記温度補償部は、前記キャリパに配設
   されていることを特徴とする請求項３に記載のディスク
   ブレーキ。