説明

ディスクブレーキ装置

【課題】簡単な構造でありながら、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)を確実に低減することができるディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】制動時の初期には、各インナピストン3に押圧された各摩擦部材7の摩擦接触面7Aがインナブレーキパッド5の裏金5Aに摩擦接触し、各アウタピストン4に押圧された各摩擦部材8の摩擦接触面8Aがアウタブレーキパッド6の裏金6Aに摩擦接触することで、インナブレーキパッド5およびアウタブレーキパッド6にはディスクロータ1の回転方向と逆向きの摩擦抵抗力が付与される。このため、インナブレーキパッド5の前進制動用トルク伝達部5Cおよびアウタブレーキパッド6の前進制動用トルク伝達部6Cがキャリパ2の前進制動用トルク受部2C,2Cに衝突する際の衝突速度が低下し、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)が確実に低減される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に制動装置として装備されるディスクブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、ディスクブレーキ装置は、ディスクロータを挟んで対向配置された一対のブレーキパッドをキャリパピストンの押圧力によりディスクロータのロータ面にそれぞれ摩擦接触させ、ディスクロータから一対のブレーキパッドに入力されるトルクをトルクメンバ(マウンティングやキャリパ)で受け止めて制動力を得るように構成されている。
【0003】
ここで、ブレーキパッドは、ディスクロータのロータ面に押圧されて摩擦接触するパッド部材に裏金が接合された構造を有し、この裏金の両端部にはトルク伝達部が形成されている。これに対応して、トルクメンバ(マウンティングやキャリパ)には、裏金の両端部の各トルク伝達部を受け止めるトルク受部が形成されている。
【0004】
この種のディスクブレーキ装置においては、各ブレーキパッドのパッド部材がディスクロータのロータ面に摩擦接触する制動時の初期に、ブレーキパッドがディスクロータの回転方向に摺動し、裏金の端部のトルク伝達部がトルクメンバ側のトルク受部に衝突する。その際、衝突速度が大きいと、それに応じて大きな打音(クロンク音)が発生することがある。
【0005】
そこで、従来、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)を防止するようにしたディスクブレーキ装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。このディスクブレーキ装置は、ブレーキパッドと一体に移動可能な第2ピストン(補助部材)を設け、この第2ピストン(補助部材)をカップ状のキャリパピストン内に筒状の弾性体を介して収容したものである。
【特許文献1】特開平10−288230号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献1に記載されたような従来のディスクブレーキ装置では、第2ピストン(補助部材)をブレーキパッドと一体にディスクロータの回転方向に移動可能に構成する必要あり、そのための構造が複雑となるという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は、簡単な構造でありながら、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)を確実に低減することができるディスクブレーキ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るディスクブレーキ装置は、キャリパピストンの押圧力によりブレーキパッドをディスクロータに摩擦接触させ、ディスクロータからブレーキパッドに入力されるトルクをトルクメンバ(マウンティングやキャリパ)で受け止めて制動力を得るように構成されたディスクブレーキ装置において、キャリパピストンとブレーキパッドとの間には、制動時の初期にディスクロータの回転方向と逆向きの摩擦抵抗力をブレーキパッドに付与する摩擦部材が設けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明に係るディスクブレーキ装置では、制動時の初期にキャリパピストンが摩擦部材をブレーキパッドに押圧することで、摩擦部材がディスクロータの回転方向と逆向きの摩擦抵抗力をブレーキパッドに付与する。このため、制動時の初期にブレーキパッドがディスクロータの回転方向に摺動してトルクメンバ(マウンティングやキャリパ)に衝突する際の衝突速度が低下し、その結果、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)が確実に低減される。
【0010】
本発明のディスクブレーキ装置において、摩擦部材とブレーキパッドとの間の摩擦係数がブレーキパッドとディスクロータとの間の摩擦係数より小さく設定されていると、制動時の初期にブレーキパッドがディスクロータの回転方向に安定した状態で確実に摺動するので好ましい。
【0011】
ここで、本発明のディスクブレーキ装置は、キャリパピストンがその押圧面側に開口を有する形状に形成されており、摩擦部材は、キャリパピストンの開口内に配置される弾性体で構成されていて、弾性体のブレーキパッドに対する摩擦接触面がキャリパピストンの押圧面から所定量突出しているものとすることができる。
【0012】
このようなディスクブレーキ装置では、制動時の初期にキャリパピストンが摩擦部材を押圧することで、キャリパピストンの押圧面から所定量突出している摩擦部材の摩擦接触面がブレーキパッドに摩擦接触してディスクロータの回転方向と逆向きの摩擦抵抗力をブレーキパッドに付与する。このため、制動時の初期にブレーキパッドがディスクロータの回転方向に摺動してトルクメンバ(マウンティングやキャリパ)に衝突する際の衝突速度が低下し、その結果、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)が確実に低減される。
【0013】
そして、摩擦部材の摩擦接触面がブレーキパッドからの反力によりキャリパピストンの押圧面の位置まで弾性変位すると、キャリパピストンの押圧面が直接ブレーキパッドを押圧するため、キャリパピストンにより摩擦部材が過剰に押圧されることがなくなり、摩擦部材のダメージが抑制される。また、この制動時の初期を過ぎた以降においては、ブレーキフィーリングも違和感のない通常のブレーキフィーリングとなる。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係るディスクブレーキ装置では、制動時の初期に摩擦部材がディスクロータの回転方向と逆向きの摩擦抵抗力をブレーキパッドに付与するため、ブレーキパッドがディスクロータの回転方向に摺動してトルクメンバ(マウンティングやキャリパ)に衝突する際の衝突速度が低下する。
【0015】
従って、本発明のディスクブレーキ装置によれば、キャリパピストンとブレーキパッドとの間に摩擦部材を設けるという簡単な構造でありながら、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明に係るディスクブレーキ装置の最良の実施の形態を説明する。参照する図面において、図1は本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ装置のキャリパの構造を模式的に示す部分縦断面図、図2は図1のII−II線断面図である。
【0017】
一実施形態に係るディスクブレーキ装置は、図示しない車両に制動装置として装備されるキャリパ固定型の対向ピストン式のディスクブレーキ装置であり、例えば図1に示すように、車軸のハブに固定されて一体に回転するディスクロータ1と、車体のサスペンションパーツ等に支持されてディスクロータ1の外周部を跨ぐように配置されたブリッジ構造のキャリパ2とを備えている。
【0018】
ディスクロータ1は、図2に示すように、例えば車両の前進時には実線矢印の方向に回転し、車両の後退時には反対の破線矢印の方向に回転する。このディスクロータ1の外周部には、図1に示すように、内側ロータ面1Aと外側ロータ面1Bとが形成されている。
【0019】
キャリパ2は、いわゆるダブルシリンダ構造のものであって、図2に示すように、ディスクロータ1の内側ロータ面1Aに臨む一対のインナシリンダ2A,2Aと、ディスクロータ1の外側ロータ面1Bに臨む一対のアウタシリンダ2B,2Bとを有する。
【0020】
各インナシリンダ2Aには、ディスクロータ1に向く一端側が開口したカップ状のインナピストン3が摺動自在に嵌挿されている。また、各アウタシリンダ2Bには、ディスクロータ1に向く一端側が開口したカップ状のアウタピストン4が摺動自在に嵌挿されている。
【0021】
インナピストン3は、図示しない車両のブレーキペダルの踏込み操作に応じたブレーキ液圧がブレーキ配管を介してインナシリンダ2A内に供給されると、ディスクロータ1の回転軸と平行にその内側ロータ面1Aに向かってインナシリンダ2Aから進出する。同様に、アウタピストン4は、ブレーキペダルの踏込み操作に応じたブレーキ液圧がアウタシリンダ2B内に供給されると、ディスクロータ1の回転軸と平行にその外側ロータ面1Bに向かってアウタシリンダ2Bから進出する。
【0022】
図1に示すように、インナピストン3の開口側の押圧面3Aとディスクロータ1の内側ロータ面1Aとの間には、インナブレーキパッド5が配置されている。また、アウタピストン4の開口側の押圧面4Aとディスクロータ1の外側ロータ面1Bとの間には、アウタブレーキパッド6が配置されている。
【0023】
インナブレーキパッド5は、裏金5Aにパッド部材5Bが接合された構造を備え、裏金5Aがインナピストン3の押圧面3Aに対面し、パッド部材5Bがディスクロータ1の内側ロータ面1Aに対面している。また、アウタブレーキパッド6は、裏金6Aにパッド部材6Bが接合された構造を備え、裏金6Aがアウタピストン4の押圧面4Aに対面し、パッド部材6Bがディスクロータ1の外側ロータ面1Bに対面している。
【0024】
図2に示すように、インナブレーキパッド5の裏金5Aおよびアウタブレーキパッド6の裏金6Aには、ディスクロータ1が実線矢印の方向に回転する際のロータ回出側となる一端部に前進制動用トルク伝達部5C,6Cがそれぞれ形成されている。これに対応して、キャリパ2には、前進制動用トルク伝達部5C,6Cに対しそれぞれ所定の間隔を開けて対面する前進制動用トルク受部2A,2Aが形成されている。
【0025】
同様に、インナブレーキパッド5の裏金5Aおよびアウタブレーキパッド6の裏金6Aには、ディスクロータ1が破線矢印の方向に回転する際のロータ回出側となる他端部に後退制動用トルク伝達部5D,6Dがそれぞれ形成されている。これに対応して、キャリパ2には、後退制動用トルク伝達部5D,6Dに対しそれぞれ所定の間隔を開けて対面する後退制動用トルク受部2B,2Bが形成されている。
【0026】
ここで、図1および図2に示すように、押圧面3A側が開口するカップ状に形成された各インナピストン3内には、例えば積層ゴムなどの弾性体からなる段付き短円柱状の摩擦部材7がそれぞれ収容されている。また、押圧面4A側が開口するカップ状に形成された各アウタピストン4内には、摩擦部材7と同様の摩擦部材8がそれぞれ収容されている。
【0027】
摩擦部材7は、基端部の大径部がカップ状のインナピストン3の奥部内周に圧入状態で嵌合され、この大径部に連続する小径部の先端面がインナピストン3の押圧面3Aから所定量突出しており、この小径部の先端面が摩擦接触面7Aを構成している。この摩擦部材7の摩擦接触面7Aは、非制動時にはインナブレーキパッド5の裏金5Aに所定の隙間を開けて対面し、制動時の初期にはインナピストン3の押圧面3Aまで弾性変位する間、裏金5Aに摩擦接触する。
【0028】
同様に、摩擦部材8は、基端部の大径部がカップ状のアウタピストン4の奥部内周に圧入状態で嵌合され、この大径部に連続する小径部の先端面がアウタピストン4の押圧面4Aから所定量突出しており、この小径部の先端面が摩擦接触面8Aを構成している。この摩擦部材8の摩擦接触面8Aは、非制動時にはアウタブレーキパッド6の裏金6Aに所定の隙間を開けて対面し、制動時の初期にはアウタピストン4の押圧面4Aまで弾性変位する間、裏金6Aに摩擦接触する。
【0029】
ここで、摩擦部材7は、温度に対する摩擦係数の変動がインナブレーキパッド5のパッド部材5Bと同程度となる材料で構成されているが、摩擦係数に影響する金属粉の配合量は、パッド部材5Bに較べて減量されている。これにより、摩擦部材7の摩擦接触面7Aとインナブレーキパッド5の裏金5Aとの間の摩擦係数は、インナブレーキパッド5のパッド部材5Bとディスクロータ1の内側ロータ面1Aとの間の摩擦係数より小さく設定されている。
【0030】
同様に、摩擦部材8は、温度に対する摩擦係数の変動がアウタブレーキパッド6のパッド部材6Bと同程度となる材料で構成されているが、摩擦部材8に配合される金属粉の配合量は、パッド部材6Bに配合される金属粉の配合量に較べて減量されている。これにより、摩擦部材8の摩擦接触面8Aとアウタブレーキパッド6の裏金6Aとの間の摩擦係数は、アウタブレーキパッド6のパッド部材6Bとディスクロータ1の外側ロータ面1Bとの間の摩擦係数より小さく設定されている。
【0031】
以上のように構成された一実施形態のディスクブレーキ装置では、例えば図2に示す実線矢印の方向にディスクロータ1が回転している車両の前進時にブレーキペダルが踏込み操作されると、一対のインナシリンダ2A内および一対のアウタシリンダ2B内にブレーキ液圧が供給されることで、各インナピストン3がディスクロータ1の回転軸と平行にその内側ロータ面1Aに向かって各インナシリンダ2Aから進出し、各アウタピストン4がディスクロータ1の回転軸と平行にその外側ロータ面1Bに向かって各アウタシリンダ2Bから進出する。
【0032】
このような車両の前進制動時の初期には、図3に示すように、各インナピストン3が摩擦部材7をインナブレーキパッド5の裏金5Aに向けて押圧し、各アウタピストン4が摩擦部材8をアウタブレーキパッド6の裏金6Aに向けて押圧する。このため、摩擦部材7の摩擦接触面7Aがインナブレーキパッド5の裏金5Aに摩擦接触し、摩擦部材8の摩擦接触面8Aがアウタブレーキパッド6の裏金6Aに摩擦接触する。
【0033】
そして、摩擦部材7の摩擦接触面7Aがインナブレーキパッド5の裏金5Aに摩擦接触することで、インナブレーキパッド5の裏金5Aにはディスクロータ1の回転方向と逆向きの摩擦抵抗力が付与される。同様に、摩擦部材8の摩擦接触面8Aがアウタブレーキパッド6の裏金6Aに摩擦接触することで、アウタブレーキパッド6の裏金6Aにはディスクロータ1の回転方向と逆向きの摩擦抵抗力が付与される。
【0034】
ここで、摩擦部材7の摩擦接触面7Aとインナブレーキパッド5の裏金5Aとの間の摩擦係数がインナブレーキパッド5のパッド部材5Bとディスクロータ1の内側ロータ面1Aとの間の摩擦係数より小さく設定されているため、インナブレーキパッド5は、その摩擦係数の差に応じた摩擦力により速度を低下してディスクロータ1の回転方向に安定した状態で確実に摺動する。
【0035】
同様に、摩擦部材8の摩擦接触面8Aとアウタブレーキパッド6の裏金6Aとの間の摩擦係数がアウタブレーキパッド6のパッド部材6Bとディスクロータ1の外側ロータ面1Bとの間の摩擦係数より小さく設定されているため、アウタブレーキパッド6は、その摩擦係数の差に応じた摩擦力により速度を低下してディスクロータ1の回転方向に安定した状態で確実に摺動する。
【0036】
従って、インナブレーキパッド5の裏金5Aの一端部に形成された前進制動用トルク伝達部5Cは、速度が低下した安定状態でキャリパ2の前進制動用トルク受部2Cに確実に衝突し、アウタブレーキパッド6の裏金6Aの一端部に形成された前進制動用トルク伝達部6Cは、速度が低下した安定状態でキャリパ2の前進制動用トルク受部2Cに確実に衝突する。
【0037】
このように、インナブレーキパッド5の裏金5Aの前進制動用トルク伝達部5Cおよびアウタブレーキパッド6の裏金6Aの前進制動用トルク伝達部6Cがキャリパ2の前進制動用トルク受部2C,2Cにそれぞれ衝突する際の衝突速度が確実に低下する結果、車両の前進制動時の初期に発生する打音(クロンク音)が確実に低減される。
【0038】
なお、図2に示す破線矢印の方向にディスクロータ1が回転している車両の後退制動時の初期においては、図5に示すように、インナブレーキパッド5の裏金5Aの他端部に形成された後退制動用トルク伝達部5Dが速度の低下した安定状態でキャリパ2の後退制動用トルク受部2Dに確実に衝突し、アウタブレーキパッド6の裏金6Aの他端部に形成された後退制動用トルク伝達部6Dが速度の低下した安定状態でキャリパ2の前進制動用トルク受部2Cに確実に衝突する。このため、車両の後退制動時の初期に発生する打音(クロンク音)も確実に低減される。
【0039】
すなわち、一実施形態のディスクブレーキ装置によれば、インナブレーキパッド5の裏金5Aに摩擦接触する摩擦部材7,7を一対のインナピストン3,3内に収容し、アウタブレーキパッド6の裏金6Aに摩擦接触する摩擦部材8,8を一対のアウタピストン4,4内に収容するという簡単な構造でありながら、制動時の初期に発生する打音(クロンク音)を確実に低減することができる。
【0040】
ここで、図4に示すように、摩擦部材7の摩擦接触面7Aがインナブレーキパッド5の裏金5Aからの反力によりインナピストン3の押圧面3Aの位置まで弾性変位すると、インナピストン3の押圧面3Aが直接インナブレーキパッド5の裏金5Aを押圧するようになる。同様に、摩擦部材8の摩擦接触面8Aがアウタブレーキパッド6の裏金6Aからの反力によりアウタピストン4の押圧面4Aの位置まで弾性変位すると、アウタピストン4の押圧面4Aが直接アウタブレーキパッド6の裏金6Aを押圧するようになる。
【0041】
従って、図4に示すような制動時の初期を過ぎた状態では、摩擦部材7,7がインナピストン3,3により過剰に押圧されることがなくなり、摩擦部材7,7のダメージが抑制される。同様に、摩擦部材8,8がアウタピストン4,4により過剰に押圧されることがなくなり、摩擦部材8,8のダメージが抑制される。
【0042】
そして、このようにインナピストン3の押圧面3Aが直接インナブレーキパッド5の裏金5Aを押圧し、アウタピストン4の押圧面4Aが直接アウタブレーキパッド6の裏金6Aを押圧するようになるため、制動時の初期を過ぎた以降においては、ブレーキフィーリングも違和感のない通常のブレーキフィーリングとなる。
【0043】
本発明のディスクブレーキ装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば図2に示したキャリパ2は、図6に示すようなシングルシリンダ構造のものであってもよい。このキャリパ2には、ディスクロータ1の内側ロータ面1Aに臨む単一のインナシリンダ2Aと、外側ロータ面1Bに臨む単一のアウタシリンダ2Bとが対向して形成されており、インナシリンダ2Aに摺動自在に嵌挿されたカップ状のインナピストン3内には、摩擦部材7が収容され、アウタシリンダ2Bに摺動自在に嵌挿されたカップ状のアウタピストン4内には、摩擦部材8が収容される。
【0044】
また、図2に示した各摩擦部材7および各摩擦部材8は、図7に示すような各摩擦部材17および各摩擦部材18に変更することができる。そして、図7に示すキャリパ2は、図8に示すようなシングルシリンダ構造のものに変更することができる。
【0045】
ここで、図7および図8に示す各摩擦部材17は、インナピストン3の開口部に圧入嵌合されたキャップ状の裏金17Aと、この裏金17Aに接合されてインナブレーキパッド5の裏金5Aに所定の隙間を開けて対面する摩擦パッド部材17Bとで構成される。同様に、各摩擦部材18は、アウタピストン4の開口部に圧入嵌合されたキャップ状の裏金18Aと、この裏金18Aに接合されてアウタブレーキパッド6の裏金6Aに所定の隙間を開けて対面する摩擦パッド部材18Bとで構成される。
【0046】
さらに、図2に示した各摩擦部材7および各摩擦部材8は、図9に示すような各摩擦部材27および各摩擦部材28に変更することができる。そして、図9に示すキャリパ2は、図10に示すようなシングルシリンダ構造のものに変更することができる。
【0047】
ここで、図9および図10に示す各摩擦部材27は、インナブレーキパッド5の裏金5Aに予め接合されたパッド部材で構成されており、このパッド部材からなる摩擦部材27は、インナピストン3の押圧面3Aに所定の隙間を開けて対面している。同様に、各摩擦部材28は、アウタブレーキパッド6の裏金6Aに予め接合されたパッド部材で構成されており、このパッド部材からなる摩擦部材28は、アウタピストン4の押圧面4Aに所定の隙間を開けて対面している。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ装置のキャリパの構造を模式的に示す縦断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】一実施形態に係るディスクブレーキ装置の車両の前進制動時の初期における作用を示す図2に対応した断面図である。
【図4】一実施形態に係るディスクブレーキ装置の車両の前進制動時の初期以降における作用を示す図2に対応した断面図である。
【図5】一実施形態に係るディスクブレーキ装置の車両の後退制動時の初期における作用を示す図3に対応した断面図である。
【図6】図2に示したキャリパの変形例を示す図2に対応した断面図である。
【図7】図2に示した摩擦部材の変形例を示す図2に対応した断面図である。
【図8】図7に示したキャリパの変形例を示す図7に対応した断面図である。
【図9】図2に示した摩擦部材の他の変形例を示す図2に対応した断面図である。
【図10】図9に示したキャリパの変形例を示す図9に対応した断面図である。
【符号の説明】
【0049】
1…ディスクロータ、1A…内側ロータ面、1B…外側ロータ面、2…キャリパ、2A…インナシリンダ、2B…アウタシリンダ、2C…前進制動用トルク受部、2D…後退制動用トルク受部、3…インナピストン(キャリパピストン)、3A…押圧面、4…アウタピストン(キャリパピストン)、4A…押圧面、5…インナブレーキパッド、5A…裏金、5B…パッド部材、5C…前進制動用トルク伝達部、5D…後退制動用トルク伝達部、6…アウタブレーキパッド、6A…裏金、6B…パッド部材、6C…前進制動用トルク伝達部、6D…後退制動用トルク伝達部、7…摩擦部材、7A…摩擦接触面、8…摩擦部材8A…摩擦接触面。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャリパピストンの押圧力によりブレーキパッドをディスクロータに摩擦接触させ、ディスクロータからブレーキパッドに入力されるトルクをトルクメンバで受け止めて制動力を得るように構成されたディスクブレーキ装置において、
キャリパピストンとブレーキパッドとの間には、制動時の初期にディスクロータの回転方向と逆向きの摩擦抵抗力をブレーキパッドに付与する摩擦部材が設けられていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項2】
前記摩擦部材とブレーキパッドとの間の摩擦係数は、ブレーキパッドとディスクロータとの間の摩擦係数より小さく設定されてい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装置。
【請求項3】
前記キャリパピストンがその押圧面側に開口を有する形状に形成されており、前記摩擦部材は、キャリパピストンの開口内に配置される弾性体で構成されていて、前記弾性体のブレーキパッドに対する摩擦接触面がキャリパピストンの押圧面から所定量突出してい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装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−309246(P2008−309246A)
【公開日】平成20年12月25日(2008.12.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−157648(P2007−157648)
【出願日】平成19年6月14日(2007.6.14)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】