JPS6030857B2 - デイスクブレ−キ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディスクブレーキに関するものであり、特にそ
の非制動時における引きずりトルクの低減に関するもの
である。

ディスクブレーキは、回転するディスクの両側に形成さ
れが摩擦面に一対のブレーキパッドを押圧してディスク
の回転を抑制する形式のブレーキであり、車両用等とし
て広く使用されている。

しかしディスクブレーキには、非制動時においてもブレ
ーキパッドがディスクの摩擦面に一定の力で押圧された
ままの状態となる引きずりと称する現象を生じ易い重大
な欠点がある。引きずりが生ずればディスクは常時引き
ずりトルクを受けた状態で回転することとなり、そのェ
ネルギの損失はゆるがせにできない量となる。特に車両
用ブレーキについては、この非制動時における引きずり
トルクの低減が低燃費達成の鍵であるとさえ言われてい
る程である。またこの引きずりはブレーキパッドの摩耗
を増大させてその寿命を縮め、更にブレーキ過熱の原因
ともなる。

ブレーキの過熱はブレーキパッドの摩擦係数を低下させ
てブレーキの効きを悪くする。従って従来からこの引き
ずり現象を防止するために多大の努力が払われて来た。

しかし残念ながら決定的と言える引きずり防止手段は未
だ知られてし、ない。本出願人はこのような技術的背景
のもとに、先に、外周部両側に摩擦面を備えて回転する
ディスクと、摩擦材とそれを保持する髪板とから成り、
その髪板にトルク伝達面を備えた一対のブレーキパッド
と、前記トルク伝達面と接触するトルク受面を備えて位
置固定に酉己設されたトルク受け部材と、前記一対のブ
レーキパッドの裏板にそれぞれ当援する作用面を備え、
それらブレーキパッドを前記ディスクに押圧するアクチ
ュェータとを含むディスクブレ−キにおいて、前記ディ
スクの摩擦面と前記アクチュェー夕の作用面との間隙を
、そのディスクの事由心に接近するにつれて大きくする
とともに、前記ブレーキパッドのトルク伝達面と前記ト
ルク受け都材のトルク受面とを、制動時においてそのブ
レーキパツド‘こ作用するつれ回りトルクに基いてその
ブレーキパッドを前記ディスクの軸心から遠ざかる方向
に移動させる分力を生じさせるように傾斜させたディス
クブレーキを出願した。

これは特顔昭５４−４２３５５号として出願係属中であ
る。しかしその後の研究によって更に改良の余地がある
ことが判明した。本発明はこのような経緯を経て、要求
される条件の殆んどすべてを満足する理想的なディスク
ブレーキを提供することを目的としてなされたものであ
る。

すなわち、非制動時における引きずりトルクを低減し、
制動に要する制動液量を増大させることなくブレーキの
引きずりを防止し得るディスクブレーキを可能な限り簡
単な構造でしかも安価に製作し得るようにすることが本
発明の目的である。しかして本発明の要旨とするところ
は、外周部両側に摩擦面を備えて回転するディスクと、
摩擦材とそれを保持する裏板とから成り該髪板にトルク
伝達面を備えた一対のブレーキパッドと、前記トルク伝
達面と接触するトルク受け面を備えて位置固定に配設さ
れたトルク受け部村と、前記一対のブレーキパッドを前
記ディスクに押圧するための少なくとも一個のピストン
を有するアクチュェータとを含むディスクブレーキにお
いて、前記−対のブレーキパッドのうち前記ピストンに
より前記ディスクに押圧されるものを、その裏板の背面
を前記ディスクの外周側に向うにつれてこのディスクの
前記摩擦面に接近するように傾斜させて裸形パッドとす
るとともに、この挟形パッドの前記トルク伝達面とそれ
に対応する前記トルク受け面との少なくとも一部を、制
動時において機形パッドに作用するつれ回りトル外こ基
いて酸形パッドを前記ディスクの外周側に移動させる分
力が発生するように傾斜させ、かっこの襖形パッドの前
記移動の限度を規定するストッパ手段と穣形パッドを前
記ディスクの軸心側へ付勢するばね手段とを設けるとと
もに、前記ピストンをその車由心が前記襖形パッドの前
記傾斜させられた背面に直角となるように傾斜させてピ
ストンの喫形パッドの背面に当援する作用面をピストン
の軸心に直角としたことにある。

本発明に係るディスクブレーキにおいては、制動初期に
おいて、アクチュェータの作用によってディスクの摩擦
面に軽く押圧された襖形パッドがディスクにつれ回る時
、トルク受け部材の傾斜したトルク受面の作用によって
ディスクの軸心から遠ざかる方向に移動させられ、その
位置で本格的にディスクに押圧されて制動作用を為す。

そしてブレーキ解除時にはアクチュェータの押圧力が殆
んど解除された時期に、ばね部材の作用によってブレー
キパッドがディスクの軸心に近い位置へ復帰させられる
。その結果、アクチュェ−夕の作用面とディスクの摩擦
面との間には、制動時において両面間に存在していた襖
形パッドの各々の部分より厚さの薄い部分が介在するこ
ととなり、ほぼその厚さの差に等しい間隙がディスク摩
擦面、穣形パッド及びアクチュェータ作用面の間に確保
されることとなる。

しかも本発明に係るディスクブレーキにおいては、ブレ
ーキパッドの背面を傾斜させて襖形パッドとした場合に
、それに押圧力を加えるピストンの作用面のみをパッド
背面に合わせて傾斜させるのではなく、ピストン及びシ
リンダの軸心自体をパッド背面に直角となるように傾斜
させることによってピストンの作用面をパッド背面の傾
斜に対応させることとしたため、パッド背面に当援する
ピストンの作用面をピストンの軸心に直角とすることが
でき、特願昭５４一４２３５５号（特開昭５５一１３５
２３７号公報）に開示したディスクブレーキにおけるよ
うにピストンに回り止め対策を施す必要がなくなって、
構造が簡単となり、製造コストが低減できることとなっ
た。

上記の対策は、ディスクの両側にピストンを備えたキャ
リパ固定型のディスクブレーキにおいては、両側のブレ
ーキパッド及びピストンについて採用することが望まし
い。

またディスクの片側にのみピストンを備えたキャリパ浮
動型のディスクブレーキにおいては、ピストンの鞠心を
傾斜させることは片側のみの問題となるが、ブレーキパ
ッドを渓形とすることは、ピストンを備えないアクチュ
ェータリアクション部側（キヤリパのリアクション部側
）についても可能である。

この場合にはリアクション部の作用面を裸形パッドの背
面に合わせて傾斜させることとなり、これによってより
完全にブレーキの引きずりを防止し得る。以下、本発明
の目的、構成及び効果を一層明確にするために、その実
施例を図面をもとに詳述する。

第１図乃至第３図において１０は図示しない車輪と一体
的に回転するディスクであり、外周部の両側に軸心に直
角な摩擦面１１及び１２を備えている。

ディスク１０の近傍にはトルク受け部村２０が位置固定
に配設されている。このトルク受け部材２川まディスク
１０の両側において摩擦面１１及び１２と平行に配置さ
れた平板部２１及び２２と、ディスクロータ１０の外周
緑をこえて両者を連結する一対の連結部２３からなって
おり、平板部２１において車軸管等図示しない非回転部
材に固定されている。上記トルク受け部材２０の中央部
には平板部２１から連結部２３を経て平板部２２に至る
大きな閉口が形成されており、この開□内にはィンブパ
ッド３０及びアウタパッド４０並びにキヤＩＪパ５０が
収容されている。

ィンナパッド３０‘ま第４図ａ及びｂに示すようにほぼ
矩形状を有する板状体の左右下隅部が三角形状に切除さ
れた形状の裏板３２と、裏板と相似形状を備えてこれに
固着された摩擦材３１とからなっている。

その結果裏板３２には、ディスク外周側へ向うにつれて
幅が広がるように傾斜させられたトルク伝達面３５と実
質的な傾斜を有しないトルク伝達面３６とが形成されて
いる。また、摩擦材３１の板厚は全体にわたって均一と
されているが、裏板３２の背面３４はディスク１０の外
周側（第４図ｂでは上方）に向うにつれて摩擦面１１に
近づくように傾斜（傾斜角は３度）させられている。そ
の結果、ィンナパッド３０は全体的には核形状を呈して
いる。そしてこのィンナパッド３川ま前記トルク受け部
材２０の平板部２１に形成された切欠き内に、ディスク
１０もこ摺薮・離間可能に鉄装されている。すなわち、
第２図より明らかなようにトルク受け部材平板部２１に
は、ディスク１０の外周側（第２図では上側）に向うに
つれて幅の広がるように傾斜させられたトルク受け面２
５と実質的な傾斜を有しないトルク伝達面２８とが形成
されており、上記ィンナパッド３０はスプリング７川こ
よって、トルク伝達面３５をトルク受け面２５に密着さ
せられるとともに、トルク伝達面３６とトルク受け面２
８との間、並びに裏板下面３７と凹所２９の底面との間
には間隙が存在するように保持されており、ディスク１
０の軸心と平行な方向（第２図の紙面に直角な方向）に
贋勤可能なのである。スプリング７川まトルク受け部材
連結部２３に固定された脚部７１と、キャリパ連結部５
３の下面に接触させられた頭部７３と、ブレーキパッド
３０及び４０の肩部に当援させられた一対の腕部７２と
から成る十字形状を有する。

なお、アウタパツド４０はインナパツド３０と同一構造
のものであり、トルク受け部材２０の平板部２２に形成
された開□部にィンナパッド３０と全く同様にして収容
保持されている。

また、キヤＩＪパ５川まィンナパッド３０の背面に対向
して設けられたシリンダ部５１、アウタパッド４０の背
面に対向して設けられた二又状のりアクション部（爪部
）５２及びディスク１０の外周縁を越えて両者を連結す
る連結部５３とからなる。

そしてこのキヤリパ５川ま、上記平板部２１に立設され
ブーツ５８によって保護された一対のスライドピン５６
と、腕部５７に穿設された案内穴（図示せず）とに案内
されて、ディスク１０の軸Ｄ方向に移動し得るようにト
ルク受け都材２０に取付けられている。キャリパ５０の
シリンダ部５１にはピストン６１がピストンシール６２
とともに滑合されているが、ここに注目すべきは、シリ
ンダ部５１及びピストン６１の軸心がディスク１０の軸
心に平行でないことである。

すなわち、有底円筒状のシリンダ部５１は底部側が開□
部側よりも高くなる（ディスク外周側となる）ように榎
斜させられており、その軸ＤＳとディスク１０の摩擦面
１１にたてた垂線（ディスク１０の轍心に平行な直線）
Ｔとがなす角６，は３度とされている。従ってこのシリ
ンダ部５１に滑合されたピストン６１の軸心Ｓ′も同様
に上記垂線Ｔと３度をなしている。この傾斜角は前記ィ
ンナパッド裏板３２の背面３４のそれと等しい。すなわ
ちピストン６１の作用面６３とその軸心Ｓ′とのなす角
度は９０度であり、ピストン６１自体は通常のものと何
ら変わつたところはないのである。また、キャリパリア
クション部５２の作用面５６もアウタパッド裏板４２の
背面４４に対応して、垂直方向から３度傾斜した傾斜面
とされている。以上の構成になるディスクブレーキにお
いて、第１図乃至第３図に示した非制動状態においては
、ディスク１０とインナパツド３０及びアウタパツド４
０との間、またはインナパツド３０とピストン６１との
間及びア・フタバツド４０とりアクション部５２との間
には僅かな間隙が存在している。

この状態から、キャリパ５０のシリンダ部５１に制動液
が供給されると、ピストン６１が押し出されてィンナパ
ッド３０をディスク１０の摩擦面１１に押圧する。

するとその反力によってキャリパ５０が第３図において
左方向に移動させられ、その結果リアクション部５２が
アウタパッド４０をディスク１０の摩擦面１２に押圧す
る。このようにして、ディスク１０の摩擦面１１及び１
２に押圧されれば、ブレーキパッド３０及び４０１こは
これらのディスク１０とともに回転させようとする連れ
回りトルクが作用することとなる。ここでは仮にディス
ク１０が第２図において時計方向に回転しているものと
すれば、両ブレーキパッド３０及び４０１こは同方向の
連れ回り力が作用する。この事情は両ブレーキパツド‘
こついて同様であるので、以下ィンナパッド３川こつい
て説明する。ィンナパッド３０１こ上記方向の連れ回り
トルクが作用すると、第２図において右方（第４図ａで
は左方）のトルク伝達面３５が平板部２１のトルク受け
面２５に押し付けられる。

その結果トルク受け面２５からトルク伝達面３５に反力
が作用することとなるが、この反力はインナパツド３０
をディスク１０の外周方向（第２図において上方）に移
動させる方向の分力（以下この分力を「パッド押上力」
と呼ぶ）を含んでいる。従ってィンナパッド３０はこの
パッド押上力によってディスク外周側へ移動させられる
こととなり、この移動中においてはインナパッド３川ま
ディスク１０の軸心に近い側の傾斜したトルク伝達面３
５のみで平板部２１に接触した状態となるのであるが、
トルク受け面３５に案内されて支障なくディスク１０の
外周側へ移動することが実験によって確認されている（
第２図中二点鎖線にて図示）。また、この移動中ィンナ
パツド３０１こは、髪板背面３４とピストン作用面６３
との間の摩擦力、及びトルク伝達面３５とトルク受け面
２５との間の摩擦力をはじめ、ピストン作用面６３から
裏板背面３４に加わる押圧力のディスク１０軸心に向う
方向の分力、スプリング７０のばね力、さらにはィンナ
バッド３０そのものの自重等の総和が抗力として作用す
るが、この抗力に打ち勝ってィンナパッド３０を右斜め
上方に移動させるに十分なパッド押上力が得られるよう
にトルク伝達面３５及びトルク受け面２５の傾斜角０２
が選定されているのである。

そしてインナパツド３０はトルク伝達面３６がトルク受
け面２８に当援することにより、ディスク１０の軸心か
ら最も隔たった位置に停止させられる。すなわち実質的
に傾斜していないトルク受け面２８は、ィンナパッド３
０のディスク外周側への一定以上の移動を阻止するスト
ッパ手段をも兼ねているのである。この移動方向は裏板
背面３４とピストン作用面６３との間に模作用の発生す
る方向であり、その結果ィンナパツド３０の摩擦材３１
がディスク１０の摩擦面１１に強い力で押圧されること
となる。なお、これと同時にアウタパツド４０も全く同
様にして、第５図に示すようにディスク１０の滋心から
遠ざかる方向に移動させられる。

そしてディスク１０の外周側へ一定量移動させられた状
態においては、ィンナパッド３０もアウタパッド４０も
トルク受け都材２０１こよって完全に連れ回りを阻止さ
れるため、以後はシリンダ部５１内における制動液圧の
上昇に伴って公知の制動作用を為すこととなる。

この時期にはブレーキパッド３０及び４０が圧縦変形さ
せられるとともに、キヤＩＪパ５０がシリンダ部５１と
ＩＪアクション部５２とが互いに遠ざかるように拡開変
形させられる。

一方、ブレーキ解除時においては、シリンダ部５１内の
制動液圧が下降させられるにつれて、ピストン６１によ
る押圧力が低下し、これに伴なつて上記ブレーキパッド
３０及び４０の圧縮変形及びキャリパ５０の拡開変形等
の弾性変形が回復する。

この弾性変形がほぼ回復し終った頃、ィンナパッド３０
及びアウタパツド４０はスプリング７０の弾性力によっ
てディスク１０の鞠′ＣＩこ最も近い原位置に押し戻さ
れる。この移動によってィンナパツド裏板３１の背面３
４とピストン作用面６３との間、並びにアウタパッド裏
板４２の背面４４とＩＪアクション部作用面５６との間
には確実に一定の間隙が生ずることとなり（第３図参照
）、ブレーキパッド３０及び４０への押圧力が完全に解
除されることとなる。しかもこの間隙は次回の制動時に
ブレーキパッド３０及び４０が再びディスク１０の鞠心
から最も隔たった位置へ移動させられることによって消
滅させられるものであるため、この間隙を生成させたた
めに制動時におけるシリンダ部５１の消費液量が増大す
る恐れは全くなく、むしろ従来のディスクブレーキに比
してピストン６１のシェークバック又はノックバックが
減少する分だけ消費油量が低減させられるのである。な
お付言するならば、ブレーキパッド３０及び４０は各接
触面間の摩擦力に抗して移動させられるものであるから
、円滑な作動を確保するために各接触面間の摩擦係数を
できる限り小さく保つことが望ましい。そのためには各
接触面の面あらさを極力４・さくするとともに、互に接
触する面の少なくとも一方にステンレス板を固着するか
、硬質クロムメッキを施こすかして錆の発生による摩擦
係数の増大を防止することが有利である。本発明に係る
ディスクブレーキにおいては前述のようにブレーキパッ
ド３０及び４０を背面側が傾斜面とされた裸形パッドと
し、ピストン作用面６３及びリアクション部作用面５６
をこれに対応する傾斜面とした。従ってピストン６１を
従来のディスクブレーキにおけると同機にディスクの軸
心に平行に移動させる場合にはその作用面６３を軸心Ｓ
′に対して傾斜させることが必要となり、この傾斜した
作用面６３を確実に裏板背面３４に当接させるためには
何らかの回り止め手段が不可欠となる。しかし、前記実
施例においてはシリンダ部５１自体の軸Ｄが傾斜させら
れ、ピストン６１そのものは従来のものと全く同一とさ
れたため、ピストン６１が回動しても何ら不都合は生ぜ
ず、回り止め手段の必要がなくなった。しかもシリンダ
５１についても、その軸心が僅かに傾斜させられている
にすぎず、形状や構造等本質面においては従来のものと
全く異なるところはないのである。なお、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しな
い範囲内において適宜変更、改良が可能であることは勿
論である。

例えば、前記実施例においては車両の前進時のみならず
後進時においても引きずり防止効果が得られるように、
パッドの両側のトルク伝達面及びトルク受面の一部がと
もに傾斜させられていたが、車両前進時に引きずり防止
効果が得られればほぼ目的を達成し得ることになるので
あるから、車両前進時に作用するトルク伝達面及びトル
ク受面のみを傾斜させることも可能である。またトルク
伝達面及びトルク受け面は、前記実施例におけるように
一部ではなく、その全部を傾斜面とし、ブレーキパッド
のディスク外周側への一定以上の移動は専用のストッパ
面で規制するようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図におけるローロ断面図、第３図は第１図におけるｍ−
ｍ断面端面図、第４図ａ及びｂはそれぞれ第１図乃至第
３図に示した実施例に使用されたィンナパッドの正面図
及び側面図、第５図は第１図乃至第３図に示した実施例
の作動説明図である。 １０・・・・・・ディスク、１１，１２…・・・摩擦面
、２０・・・…トルク受け部村、２５，２８・・・…ト
ルク受け面、３０・・・・・・ィンナパッド、３１・・
・摩擦材、３２．．…．裏板、３４・・・・・・背面、
３５，３６・・．・・・トルク伝達面、４０・・・・・
・アウタパッド、５０・・．・・・キャリパ、５１……
シリンダ部、５２……リアクション部、５６・・・・・
・リアクション部の作用面、６１・・・・・・ピストン
、６３・・・・・・ピストン作用面、７０・・・・・・
スプリング。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周部両側に摩擦面を備えて回転するデイスクと、
   摩擦材とそれを保持する裏板とから成り該裏板にトルク
   伝達面を備えた一対のブレーキパツドと、前記トルク伝
   達面と接触するトルク受け面を備えて位置固定に配設さ
   れたトルク受け部材と、前記一対のブレーキパツドを前
   記デイスクに押圧するための少なくとも一個のピストン
   を有するアクチユエータとを含むデイスクブレーキにお
   いて、 前記一対のブレーキパツドのうち前記ピストン
   により前記デイスクに押圧されるものを、その裏板の背
   面を前記デイスクの外周側へ向かうにつれて該デイスク
   の前記摩擦面に接近するように傾斜させて楔形パツドと
   するとともに、該楔形パツドの前記トルク伝達面とそれ
   に対応する前記トルク受面との少なくとも一部を、制動
   時において該楔形パツドに作用するつれ回りトルクに基
   いて該楔形パツドを前記デイスクの外周側へ移動させる
   分力が発生するように傾斜させ、かつ該楔形パツドの前
   記移動の限度を規定するストツパ手段と該楔形パツドを
   前記デイスクの軸心側へ付勢するばね手段とを設けると
   ともに、前記ピストンをその軸心が前記楔形パツドの前
   記傾斜させられた背面に直角となるように傾斜させて該
   ピストンの該楔形パツドの背面に当接する作用面を該ピ
   ストンの軸心に直角としたことを特徴とするデイスクブ
   レーキ。