(57)【要約】【課題】効果的にブレーキパッドの引きずりを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】ベンチレーテッドロータ１の摩擦面１１ａに摩擦材２１ｂを押圧してロータの回転を抑制するメインパッド２１と、メインパッド２１の近傍に配置されると共にメインパッド２１より摩擦係数の低いサブパッド２２と、メインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとを結合すると共に摩擦面１１ａとメインパッド２１との間のクリアランスが摩擦面１１ａとサブパッド２２との間のクリアランスより大きくなるように付勢する板バネ２３とを備える。【選択図】      図２
2006071036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータと、該ディスクロータの摩擦面に摩擦材を押圧して当該ディスクロータの回転を抑制するメインパッドと、該メインパッドの近傍に配置すると共に前記ディスクロータとの摩擦係数が前記ディスクロータと前記メインパッドとの摩擦係数より小さいサブパッドと、前記メインパッドの地金と前記サブパッドの地金とを結合すると共に、前記摩擦面と前記メインパッドとの間のクリアランスが前記摩擦面と前記サブパッドとの間のクリアランスより大きくなるように付勢する板バネとを備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記サブパッドの地金は枠構造であり、前記メインパッドは前記サブパッドの地金の枠内に配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装置。
【請求項３】
前記サブパッドの摩擦材は、前記メインパッドの摩擦材より摩擦係数が低い部材により構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記ディスクロータは、前記サブパッドと接触する面の摩擦係数が前記メインパッドと接触する面の摩擦係数より低く設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記サブパッドの摩擦材は、前記メインパッドの周囲の四隅に配置することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項６】
前記ディスクロータはベンチレーテッドロータであり、当該ディスクロータは、少なくとも前記メインパッド及び前記サブパッドが接触する面より内径側に、前記摩擦面と裏面とを貫通する通風孔を有し、該通風孔は前記摩擦面側の開口が裏面側の開口に対して径方向外側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項７】
前記通風孔は、前記摩擦面側の開口が裏面側の開口に対して前記ディスクロータの回転方向と逆方向に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項６に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項８】
前記メインパッド及び前記サブパッドの少なくとも一方は、前記通風孔からの風の通り道に沿って形成される突起部を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項９】
前記サブパッドの突起部は、前記サブパッドの地金の前記摩擦面に向けて突出し、前記サブパッドの摩擦材の使用限界の厚さと同等又は略同等の高さを有することを特徴とする請求項８に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項１０】
前記ディスクロータは、前記メインパッドと接触する面以外を高強度部材で覆うことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドの引きずりを低減でき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】
従来のディスクブレーキ装置としては、ブレーキパッドがアウタパッドとインナパッドに分割されており、制動時には、ブレーキキャリパのピストン及びアウタパッドの地金に取り付けられた板バネを介して、インナパッドをディスクロータに押し付け、その後、制動が解除されると、板バネの復元力によりピストンを戻すことによりインナパッドを押圧する力を解除して、当該インナパッドをディスクロータから引き離すというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−７４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のディスクブレーキ装置にあっては、板バネによってピストンを戻し、インナパッドをディスクロータから引き離す構造となっているので、インナパッドが摺動抵抗などで戻りきらず、ディスクロータによる引きずりが発生してパッドが偏磨耗する可能性があるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、効果的にブレーキパッドの引きずりを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目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータと、該ディスクロータの摩擦面に摩擦材を押圧して当該ディスクロータの回転を抑制するメインパッドと、該メインパッドの近傍に配置すると共に前記ディスクロータとの摩擦係数が前記ディスクロータと前記メインパッドとの摩擦係数より小さいサブパッドと、前記メインパッドの地金と前記サブパッドの地金とを結合すると共に、前記摩擦面と前記メインパッドとの間のクリアランスが前記摩擦面と前記サブパッドとの間のクリアランスより大きくなるように付勢する板バネとを備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、非制動状態でメインパッドのクリアランスがサブパッドのクリアランスより大きくなるように両パッドを板バネで付勢するので、制動状態から非制動状態に移るとき、この板バネの反力によりメインパッドを確実にロータから引き離し、メインパッドの引きずりを確実に防止することができると共に、サブパッドとロータとの摩擦係数をメインパッドとロータとの摩擦係数より小さく設定するので、サブパッドの引きずりを最小限とすることができ、燃費向上及びパッドの偏磨耗防止の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をピストン対向型ディスクブレーキに適用した場合の概略構成を示す図であって、車輪と一体に回転するディスクロータとしてのベンチレーテッドロータ１と、ブレーキパッド２とを示している。図１（ａ）はベンチレーテッドロータ１を車幅方向外側から見た図であり、図１（ｂ）は左輪に設けられたディスクブレーキ装置を車両正面から見た図である。
【０００７】
ベンチレーテッドロータ１は、車幅方向外側に配設される円板形状のアウタ摺動板１１と、このアウタ摺動板１１に平行に対向して車幅方向内側に配設される円板形状のインナ摺動板１２とを有している。
そして、一対の摺動板１１，１２の外側面を摩擦面１１ａ，１２ａとし、これら摩擦面１１ａ，１２ａに一対のブレーキパッド２が対向している。ここで、図１（ｂ）では、摺動板１１に対向するブレーキパッド２のみを示している。
【０００８】
つまりこのブレーキパッド２は、ベンチレーテッドロータ１を間に挟んだ状態でベンチレーテッドロータ１の軸方向に摺動可能に支持されている。そして、制動時には、図示しないピストンにより各ブレーキパッド２が一対の摺動板１１，１２側に移動されて、各ブレーキパッド２の摩擦材が摺動板１１，１２の摩擦面１１ａ，１２ａを押圧する。このようにして、ベンチレーテッドロータ１の回転を抑制若しくは停止させるように構成されている。
【０００９】
図２は、ブレーキパッド２の詳細を示す図である。
このブレーキパッド２は、メインパッド２１とサブパッド２２とで構成された分割型ブレーキパッドである。メインパッド２１は主に制動を目的としており、地金２１ａと制動に適した摩擦係数を有する摩擦材２１ｂとにより構成されている。地金２１ａは摩擦材２１ｂを支える金属製の土台である。
このメインパッド２１を囲むようにしてサブパッド２２が配設されており、サブパッド２２は、枠構造の地金２２ａとメインパッド２１の四隅に配設された摩擦材２２ｂとから構成されている。地金２２ａは摩擦材２２ｂを支える金属製の土台である。
【００１０】
ここで、メインパッドの摩擦材２１ｂとサブパッドの摩擦材２２ｂとは異なる摩擦係数を有し、サブパッドの摩擦材２２ｂの方がメインパッドの摩擦材２１ｂより低く設定されている。
そして、メインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとは、板バネ２３で結合されている。
この板バネ２３によって、非制動状態でのメインパッド２１のクリアランスが確保されており、このメインパッド２１の摺動面とベンチレーテッドロータの摩擦面１１ａとの間のクリアランスは、サブパッド２２の摺動面とベンチレーテッドロータの摩擦面１１ａとの間のクリアランスより大きくなるように設定されている。
【００１１】
ピストンは、制動時にメインパッド２１をベンチレーテッドロータ１側に押圧する位置に配置されており、サブパッド２２に直接力を作用させることはない。また、ベンチレーテッドロータ１のメインパッドと接触する面Ａは制動に適した摩擦係数を有し、メインパッドと接触する面以外の面Ｂには、高強度低摩擦部材が溶射又は焼入れ等によってコーティングされている。
【００１２】
次に、本発明の動作について説明する。
今、運転者によるブレーキペダルの踏込み操作が行われておらず、非制動状態であるものとする。この場合には、図３（ａ）に示すように、メインパッド２１はサブパッド２２によってベンチレーテッドロータ１からのクリアランスが確保されているので、メインパッド２１はベンチレーテッドロータ１と接触することなく、確実に引きずりは解消されている。また、このときメインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとに高低差はない。
【００１３】
この状態から、ブレーキペダルの踏込み操作が行われて油圧が発生すると、ピストンがベンチレーテッドロータ１側に摺動し、メインパッド２１をベンチレーテッドロータ１に押圧する。そして、メインパッドの摩擦材２１ｂが摺動板の摩擦面１１ａに押圧されると共に、サブパッドの摩擦材２２ｂも摺動板の摩擦面１１ａに押圧される。その結果、ベンチレーテッドロータ１は、一対のブレーキパッド２によって両側から挟み込まれるように押圧されて制動力が得られる。
このとき、図３（ｂ）に示すように、メインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとには高低差が生まれるため、両地金を結合する板バネ２３は撓み、位置エネルギーを蓄える。
【００１４】
この制動状態から非制動状態へ移行すると、油圧が解除されてピストンの押さえがなくなる。このとき板バネ２３の位置エネルギーが運動エネルギーに変換されて、メインパッド２１を強制的にベンチレーテッドロータ１から引き離そうとする力が発生する。つまり、制動状態から非制動状態に移行した際には、板バネ２３の反力により、サブパッド２２を支点としてメインパッド２１がベンチレーテッドロータ１から確実に引き離されるので、メインパッド２１は確実に摺動状態から脱却し引きずりが発生することはない。
【００１５】
また、サブパッド２２は、メインパッド２１をベンチレーテッドロータ１から引き離す際に、板バネ２３の力の最終的な受け部となる。ここで、サブパッドの摩擦材２２ｂは摩擦係数の低い部材によって形成されており、摺動板１１の摩擦材２２ｂと接触する面にも低摩擦部材がコーティングされている。また、サブパッドの摩擦材２２ｂは、地金２２ａの一部にのみ配置しているので、摺動板１１と接触する面積が小さい。このような構成により、仮にサブパッド２２の引きずりが発生した場合であっても、その抵抗を大幅に小さくすることができる。
【００１６】
このように、上記第１の実施形態では、メインパッドとサブパッドとを板バネで結合し、制動時にはピストンによってメインパッドをロータに押圧するので、制動時から非制動時に移行するとき、制動時に蓄えた位置エネルギーが運動エネルギーに変換されることによる板バネの反力によって、サブパッドを支点としてメインパッドが確実にロータから引き離されて、メインパッドの引きずりを確実に防止することができ、燃費向上及びメインパッドの偏磨耗防止の効果が得られる。
【００１７】
また、メインパッドが戻った後は、板バネの反力が消えてサブパッドをロータに押し付ける力も消えるので、サブパッドの引きずりを最小限とすることができ、燃費向上及びサブパッドの偏磨耗防止の効果が得られる。
さらに、サブパッドの摩擦係数をメインパッドの摩擦係数より低く設定すると共に、ロータのサブパッドと接触する面には低摩擦部材をコーティングするので、仮に、非制動時にロータとサブパッドの摩擦材とが接触して引きずりが発生した場合であっても、摺動抵抗を極力低くすることができ、制動力を落とすことなく引きずり抵抗の低減を実現することができる。
【００１８】
また、メインパッドはロータからのクリアランスが確保されているので、仮にロータが熱倒れによって変形した場合であっても、メインパッドとロータとが接触することを防止することができる。
さらにまた、サブパッドの地金を枠構造とするので、制動時にサブパッドの開きを防止することができ、非制動状態に移行した際の板バネの反力を最大限有効に使うことができる。
【００１９】
また、サブパッドの摩擦材を地金の枠の四隅に配置すると共に、メインパッドをサブパッドの地金の枠内に配置するので、制動状態から非制動状態に移行したとき、複数の支点によって安定してメインパッドをロータから引き離すことができる。
さらに、ロータのメインパッドと接触しない面を高強度部材でコーティングするので、ロータの熱膨張を抑制することができると共に熱倒れを抑制することができる。
【００２０】
また、メインパッドをロータから引き離すときの板バネの力の最終的な受け部を、サブパッドとロータとの間とするので、ブレーキパッドを使用していくにつれてサブパッドもメインパッド同様減っていき、メインパッドとロータとのクリアランスが不自然に大きくなることを抑制し、このクリアランスを適正な範囲に保ち、ブレーキパッド使用後期でも良好なブレーキレスポンスを得ることができる。
なお、上記第１の実施形態においては、ディスクロータとしてベンチレーテッドタイプのロータを適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ソリッドタイプのロータ等を適用するようにしてもよい。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、ブレーキパッドの冷却機構を設けるようにしたものである。
前述した第１の実施形態において、サブパッド２２は比較的頻繁にベンチレーテッドロータ１に接触する状態となり、熱がこもりやすい。そこで本実施形態では、ブレーキパッドを効果的に冷却する機構を設ける。
図４は、第２の実施形態におけるディスクブレーキ装置の概略構成を示す図であり、前述した第１の実施形態と同様の構成を有する部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
ベンチレーテッドロータ１は、少なくともブレーキパッド２が接触する面より内径側に摺動板１１の摩擦面１１ａと裏面とを貫通する通風孔１５を備えている。この通風孔１５は、ベンチレーテッドロータ１の軸方向及び径方向に対して斜めに開けられている。
つまり、軸方向においては、摺動板１１の摩擦面１１ａ側の開口が裏面側の開口に対して径方向外側に位置するように、径方向においては、摩擦面１１ａ側の開口が裏面側の開口に対してベンチレーテッドロータ１の回転方向と逆向きに位置するように傾斜して開けられている。ここで、通風孔１５の軸方向の傾斜角は、風が滞りなく流れる角度（例えば、２０〜６０度程度）とする。
【００２３】
車両走行中、ベンチレーテッドロータ１が回転していると、摺動板１１，１２の間に介在する図示しないリブの作用により、ロータの中心から径外方向へ風が通る。そこで、上記のような通風孔１５を配置することにより、図中矢印に示すように、この風は通風孔１５をスムーズに通ってブレーキパッド２側へ吹き抜ける。
この通風孔１５は、ブレーキパッド２より内周側に設けられているため、通風孔１５を通った風はメインパッド２１及びサブパッド２２の双方に当たり、両パッドを冷却することができる。
【００２４】
またブレーキパッド２には、通風孔１５からの風の通り道に沿って突起部が設けられている。メインパッドの地金２１ａには突起部２１ｃが設けられており、サブパッドの地金２２ａには突起部２２ｃが設けられており、これらの突起部２１ｃ，２２ｃは両パッドを効果的に冷却するように作用する。
図５は、突起部２１ｃ及び２２ｃの詳細を示す図であり、矢印は風の流れを示している。メインパッドの地金２１ａには、その外周面におけるベンチレーテッドロータ１の径方向に対向する面に突起部２１ｃが配置されており、この突起部２１ｃはサブパッドの地金２２ａに向けて突出している。図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ’矢視図であり、突起部２１ｃは、ロータの軸方向において、ピストン側がロータの回転方向と逆向きに位置するように傾斜している。
【００２５】
また、サブパッドの地金２２ａには、ベンチレーテッドロータ１側の全面に突起部２２ｃが配置されている。この突起部２２ｃはベンチレーテッドロータ１の摩擦面１１ａに向けて突出しており、ロータの径方向において、径方向外側がロータの回転方向と逆向きに位置するように傾斜している。
このような構成により、ベンチレーテッドロータ１の通風孔１５からの風は、サブパッドの地金２２ｂと接して枠の外側から内側へ流れ、メインパッドの地金２１ｂと接してロータ側からピストン側へ流れる。
【００２６】
このとき、メインパッド２１に当たった風は、メインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとのクリアランスから吹き抜けるため、エアダムができず、さらに流速を稼ぐことができ冷却効果を有利にする。
また、突起部２１ｃ，２２ｃは、放熱板の役割をし、風と地金２１ａ，２２ａとの接触面積を増やして冷却能力を向上させる。さらに整流板の役割も兼ね、流速が低くなりがちな地金と風の接触部分の流速を稼ぐことができる。また導風板の役割も兼ね、停滞しがちな地金付近の風をメインパッド２１側に導くと共に、メインパッドの地金２１ａとサブパッドの地金２２ａとの隙間から逃がす効果がある。  このように、ブレーキパッドの狭い空間を有効利用して、ブレーキパッドの冷却機構を設けることができる。
【００２７】
さらに、サブパッドの摩擦材２２ｂは地金２２ａの四隅に分割して配置されているので、摩擦材２２ｂが分割して配置されていない場合と比較して突起部２２ｃの整流及び導風作用を効果的に得ることができ、メインパッド２１に風が当たる面積が増え、よりメインパッド２１の冷却に効果がある。
また、突起部２２ｃは所定の高さを持って設置される。その高さは、一般的にブレーキパッドの摩擦材の使用限界を知らせるために立てている留め金と同じ高さとする。つまり、突起部２２ｃの高さをサブパッドの摩擦材２２ｂの使用限界の厚さと同じにすることで、サブパッドの摩擦材２２ｂが使用限界にくるとロータと突起部２２ｃとが接触して音を発するように構成されている。
【００２８】
なお、突起部２２ｃの高さをサブパッドの摩擦材２２ｂの使用限界の厚さと同じとする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、略同じであればよい。
このように、上記第２の実施形態では、ロータに軸方向と径方向とに斜めに開いた通風孔を備え、その孔の方向を、軸方向は摺動板の摩擦面側が径方向外側に傾斜するように、径方向は摩擦面側がロータの回転方向と逆向きに傾斜するようにするので、車両走行中、ロータが回転しているときには、風がこの孔をスムーズに通ってブレーキパッド側に流れ、ブレーキパッドを冷却することができる。
【００２９】
また、通風孔をロータのブレーキパッドより内径側に設けるので、通風孔を通った風がメインパッド及びサブパッドの双方に当たり、両パッドを効果的に冷却することができる。
さらに、メインパッド及びサブパッドの地金に、通風孔からの風の通り道に沿った突起部を設け、この突起部の形状を、通風孔からの風がサブパッドの地金と接して枠の外側から内側へ流れ、メインパッドの地金と接してロータ側からピストン側へ流れるように形成するので、停滞しがちな地金付近の風を滞りなく流すことができる。
【００３０】
また、地金に突起部を設けることで、風と地金との接触面積を増大させ、より効果的にブレーキパッドを冷却することができる。さらにまた、地金に突起部を設けることで、流速が遅くなりがちな地金と風との接触部分の流速を速くすることができる。
また、地金に設けた突起部の高さを、摩擦材の使用限界を知らせるために立てる留め金と同じ高さとするので、この突起部が留め金の役割を果たすことができ、摩擦材の使用限界を把握することができると共に、留め金を省略することができる。
【００３１】
なお、上記第２の実施形態においては、通風孔をロータの軸方向及び径方向に対して斜めに開ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも軸方向においてロータの摩擦面側の開口が裏面側の開口に対して径方向外側に位置するように傾斜していればよい。
また、上記各実施形態においては、本発明をピストン対向型ディスクブレーキに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ディスクロータを間にして対向させたブレーキパッドの一方をピストンで、他方をキャリパの爪部で押圧する浮動型ディスクブレーキに適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】ブレーキパッドの詳細を示す図である。
【図３】ブレーキパッドの制動状態と非制動状態を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】ブレーキパッドの突起部の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ベンチレーテッドロータ
２  ブレーキパッド
１１，１２  摺動板
１５  通風孔
２１  メインパッド
２１ａ  地金
２１ｂ  摩擦材
２１ｃ  突起部
２２  サブパッド
２２ａ  地金
２２ｂ  摩擦材
２２ｃ  突起部
２３  板バネ
【図１】
2006071036.tif 000003
【図２】
2006071036.tif 000004
【図３】
2006071036.tif 000005
【図４】
2006071036.tif 000006
【図５】
2006071036.tif 000007