(57)【要約】【課題】ブレーキパッドの裏板と一体的に形成され且つ内部に空洞が形成された中空構造を有する樹脂製のピストンを備える車両用ディスクブレーキにおいて、成形時に上記空洞を形成するために使用されたガス注入孔（貫通孔）を介してブレーキフルード及び／又は外部からの異物が上記空洞内に入り込むことを防止する。【解決手段】貫通孔は、非制動時に対応する位置にピストンがある状態においてピストンシールよりもディスクロータに近い位置に形成される。好ましくは、裏板に近付くほどピストンの側壁の厚みが増大する増厚領域がピストンの側壁の裏板側の端部に形成され、貫通孔は当該増厚領域よりもピストンシールに近い位置に形成される。より好ましくは、当該車両用ディスクブレーキは、外部からピストンシールへと連通する経路を遮断するように配設されたピストンブーツを更に備え、貫通孔はピストンシールとピストンブーツとの間に形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータと、
摩擦材及び前記摩擦材を支持する樹脂製の裏板からなるブレーキパッドと、
前記裏板と一体的に形成された樹脂製のピストンと、
前記ディスクロータに対向する面に開口部を有するシリンダが形成されたキャリパと、
外部から前記ピストンシールへと連通する経路を遮断するように前記キャリパと前記ピストンの外側面との間又は前記キャリパと前記裏板との間に介在するピストンブーツと、
を備え、
前記ピストンがピストンシールを介して前記シリンダ内を液密的に摺動することにより前記摩擦材が前記ディスクロータに摺接するように構成された、
車両用ディスクブレーキであって、
前記ピストンは、内部に空洞が形成された中空構造を有しており且つ前記空洞と外部とを連通する貫通孔を有しており、
前記貫通孔は、前記ピストンの摺動範囲における非制動時に対応する位置に前記ピストンがある状態において、前記ピストンシールよりも前記ディスクロータに近い位置に形成されており、
前記貫通孔は、前記ピストンシールと前記ピストンブーツとの間に形成されている、
車両用ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ディスクブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野においては、車両の制動装置の一種として広く採用されているディスクブレーキに関する種々の改良技術が提案されている。例えば、ブレーキピストンのパッド側の先端に鍔部を設けてパッド押圧領域を広げることにより制動時におけるパッドの面圧を安定させ、安価なシングルポット型ディスクブレーキにより多ポット型ディスクブレーキ並みの制動安定性を得る技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。更に、ブレーキパッドの裏板とピストンとを一体的に形成することにより、ブレーキ操作フィーリングの向上及び制動距離の短縮を図る技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００３】
上記を始めとする従来技術においては、ピストンの形状を有底円筒状とすることによるピストンの軽量化が広く行われている。更に、昨今では、ピストン及び裏板の少なくとも一部を樹脂によって成形したり、樹脂によるピストンの成形時にピストンの内部に空洞を形成して中空構造としたりすることにより、ディスクブレーキの一層の軽量化が図られている。
【０００４】
上記のようにピストン及び裏板の少なくとも一部を樹脂によって成形する場合、当該樹脂には、例えばブレーキフルードに対する化学的安定性及びパッドの摩擦材とディスクロータとの摩擦発熱に対する耐熱性（耐熱強度）等が求められる。このような観点から、上記樹脂としては、高い化学的安定性及び耐熱性を有する樹脂が採用される。このような樹脂の具体例としては、例えばフェノール樹脂等を挙げることができる。しかしながら、フェノール樹脂は、高い化学的安定性及び耐熱性という長所を有するものの、例えばシャルピー衝撃値等によって評価される耐衝撃性（靱性）が低いという短所を有する。
【０００５】
その結果、図４に示すように、ディスクブレーキ（４）による制動時にディスクロータ（１０）と摩擦材（１１）との間に作用する摩擦力によりディスクロータ（１０）の回転方向に裏板（１２）の位置がずれて裏板（１２）がマウンティング（１３）に衝突した場合に樹脂製の裏板（１２）が破損する虞がある（黒塗りの星印を参照）。更に、図５に示すディスクブレーキ（５）のように、例えば摩擦材（１１）の片減り等に起因してピストン（１４）が裏板（１２）に片当たりする場合は、制動時にディスクロータ（１０）に摩擦材（１１）を押し付けるための力に起因する応力がピストン（１４）と裏板（１２）との接触領域の一部に集中し、当該領域においてピストン（１４）及び／又は裏板（１２）が座屈する虞がある（黒塗りの星印を参照）。
【０００６】
一方、例えば、図６に示すディスクブレーキ（６）のようにピストン（１４）と裏板（１２）とが一体的に形成されている場合は、ディスクロータ（１０）と摩擦材（１１）との間の摩擦力によりピストン（１４）に対する裏板（１２）の位置がずれて裏板（１２）がマウンティング（１３）に衝突することが低減される。更に、キャリパ（１６）に形成されたシリンダ（１５）とピストン（１４）との間に介在するピストンシール（１７）の弾性変形によりマウンティング（１３）に裏板（１２）が衝突する際の速度が低減されるので、裏板（１２）の破損も低減される。加えて、ピストン（１４）と裏板（１２）とが一体的に形成されているので、ピストン（１４）と裏板（１２）との片当たりもまた低減される。
【０００７】
ところで、中空射出成形法によってブレーキパッドの裏板と一体的に形成されるピストンの内部に空洞を形成して中空構造とする場合、この空洞は、成形時にガス注入孔を介してピストンの内部にガスを注入することによって形成される。従って、中空構造を有するピストンは上記空洞と外部とを連通する貫通孔を有する。この貫通孔の位置によっては、ブレーキフルードが上記空洞内に入り込んで、例えばブレーキフルードの目減り及び制動時のブレーキ圧の低下等の問題を招いたり、外部からの異物（例えば埃及び水等）が上記空洞内に入り込んだりする虞がある。
【０００８】
例えば、図６に示したディスクブレーキ（６）においては、ピストン（１４）の内部に形成された空洞（１４ａ）と外部とを連通する貫通孔（１９）がピストンシール（１７）よりもディスクロータ（１０）から遠い位置に形成されている。この場合、シリンダ（１５）に充填されたブレーキフルードが空洞（１４ａ）の内部に入り込んで、例えばブレーキフルードの目減り及び制動時のブレーキ圧の低下等の問題を招く虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３４４８２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２３６２２１号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものである。即ち、本発明は、ブレーキパッドの裏板と一体的に形成され且つ内部に空洞が形成された中空構造を有する樹脂製のピストンを備える車両用ディスクブレーキにおいて、成形時に上記空洞を形成するために使用されたガス注入孔を介してブレーキフルード及び／又は外部からの異物が上記空洞内に入り込むことを防止することを１つの目的とする。
【００１１】
上記に鑑み、本発明に係る車両用ディスクブレーキは、
ディスクロータと、
摩擦材及び前記摩擦材を支持する樹脂製の裏板からなるブレーキパッドと、
前記裏板と一体的に形成された樹脂製のピストンと、
前記ディスクロータに対向する面に開口部を有するシリンダが形成されたキャリパと、
を備え、
前記ピストンがピストンシールを介して前記シリンダ内を液密的に摺動することにより前記摩擦材が前記ディスクロータに摺接するように構成された、
車両用ディスクブレーキであって、
前記ピストンは、内部に空洞が形成された中空構造を有しており且つ前記空洞と外部とを連通する貫通孔を有しており、
前記貫通孔は、前記ピストンの摺動範囲における非制動時に対応する位置に前記ピストンがある状態において前記ピストンシールよりも前記ディスクロータに近い位置に形成されている、
車両用ディスクブレーキである。
【００１２】
上記によれば、成形時に上記空洞を形成するために使用されたガス注入孔（貫通孔）を介してブレーキフルードが上記空洞内に入り込むことを防止することができる。その結果、例えばブレーキフルードの目減り及び制動時のブレーキ圧の低下等の問題を低減することができる。
【００１３】
本発明のもう１つの実施態様に係る車両用ディスクブレーキにおいては、
前記ピストンの側壁の前記裏板側の端部において、前記裏板に近付くほど前記ピストンの側壁の厚みが増大する増厚領域が形成されており、
前記貫通孔は、前記増厚領域よりも前記ピストンシールに近い位置に形成されている。
【００１４】
上記実施態様によれば、例えば制動時におけるディスクロータと摩擦材との間の摩擦力によりピストンの側壁と裏板との接合部に作用する応力（例えば剪断応力及び曲げ応力等）に起因するピストンの側壁及び／又は裏板の破損（例えば変形及び亀裂等）等の問題を低減することができる。加えて、上記実施態様によれば、上記増厚領域には貫通孔が形成されないので、例えば貫通孔の存在に起因する増厚領域の機械的強度の低下及び増厚領域に作用する応力の貫通孔近傍への集中に起因するピストンの側壁の破損等の問題を回避することができる。
【００１５】
本発明の更にもう１つの実施態様に係る車両用ディスクブレーキは、
外部から前記ピストンシールへと連通する経路を遮断するように前記キャリパと前記ピストンの外側面との間又は前記キャリパと前記裏板との間に介在するピストンブーツを更に備え、
前記貫通孔は、前記ピストンシールと前記ピストンブーツとの間に形成されている。
【００１６】
上記実施態様によれば、貫通孔がピストンシールとピストンブーツとの間に位置するので、例えば外部からの異物（例えば埃及び水等）が貫通孔を介して上記空洞内に入り込むことを防止することができる。
【００１７】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（第１ブレーキ）の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（第２ブレーキ）の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（第３ブレーキ）の構成を示す模式的な断面図である。
【図４】従来技術に係る車両用ディスクブレーキにおいて制動時にディスクロータと摩擦材との摩擦力によりディスクロータの回転方向にずれた裏板がマウンティングに衝突する様子を示す模式的な断面図である。
【図５】従来技術に係る車両用ディスクブレーキにおいて摩擦材の片減りに起因して制動時にピストンと裏板との接触領域の一部に応力が集中し、当該領域においてピストン及び／又は裏板が座屈する様子を示す模式的な断面図である。
【図６】ピストンと裏板とが一体的に形成されている従来技術に係る車両用ディスクブレーキの構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、図１を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（以降、「第１ブレーキ」と称される場合がある。）について説明する。図１及び以下の説明において、第１ブレーキを構成する各構成要素には、上述した従来技術に係る車両用ディスクブレーキにおいて同様の機能を発揮する構成要素と同じ符号を割り付けた。
【００２０】
（構成）
第１ブレーキ（１）は、ディスクロータ（１０）と、摩擦材（１１）及び前記摩擦材を支持する樹脂製の裏板（１２）からなるブレーキパッドと、前記裏板と一体的に形成された樹脂製のピストン（１４）と、前記ディスクロータ（１０）に対向する面に開口部を有するシリンダ（１５）が形成されたキャリパ（１６）と、を備える。
【００２１】
上記ディスクロータ（「ブレーキロータ」と称される場合もある）（１０）としては、当該技術分野において一般的に使用されている種々のタイプのディスクロータを採用することができる。ディスクロータ（１０）を形成する材料としては、高い耐摩擦性、耐熱性及び放熱性を備える素材が好ましく、典型的には、例えば鉄及びステンレス鋼等を挙げることができる。また、当該技術分野において一般的に使用されている種々の構造をディスクロータの構造として採用することができる。具体例としては、例えばドリルドロータ、スリットロータ、ベンチレーテッドディスク及びフローティングディスク等を挙げることができる。
【００２２】
上記摩擦材（１１）としては、当該技術分野において車両用ディスクブレーキ用の摩擦材として一般的に使用されている種々のタイプの摩擦材を採用することができる。具体的には、例えばレジンモールド材及び焼結材等を挙げることができる。上述したように、第１ブレーキが備えるブレーキパッドは、摩擦材（１１）と当該摩擦材（１１）を支持する樹脂製の裏板（１２）とによって構成される。
【００２３】
更に、この裏板（１２）とピストン（１４）とは樹脂によって一体的に形成される。この際、摩擦材（１１）が上述したように例えばレジンモールド材及び焼結材等によって形成されている場合は、摩擦材（１１）を裏板（１２）と同時に熱成形することが可能であるため、生産効率を向上させる観点からも望ましい。裏板（１２）及びピストン（１４）を構成する樹脂としては、前述したように、高い化学的安定性及び耐熱性を有する樹脂が好ましく、典型的には、例えばフェノール樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
上記キャリパ（１６）には、その内部をピストン（１４）が摺動するためのシリンダ（１５）として機能する空間が形成され、当該空間はキャリパ（１６）のディスクロータ（１０）に対向する面に開口部を有する。キャリパ（１６）を形成する材料としては、高い耐摩擦性、耐熱性及び放熱性を備える素材が好ましく、典型的には、例えば鋳鉄及びアルミ合金等を挙げることができる。尚、第１ブレーキが備えるキャリパ（１６）は、ブレーキフルードによる液圧によりブレーキパッドを押し付けるタイプのキャリパである。典型的には、キャリパ（１６）は、油圧式ブレーキキャリパである。
【００２５】
更に、第１ブレーキ（１）が備えるキャリパ（１６）の構造は特に限定されず、例えばフローティングキャリパ及び対向ピストンキャリパ等を含む当該技術分野において一般的に使用されている種々の構造の何れであってもよい。加えて、第１ブレーキが備えるピストンの数は１個に限られず、第１ブレーキは、２個以上のピストンを有するマルチポット型ディスクブレーキであってもよい。
【００２６】
上記のような構成を有する第１ブレーキ（１）は、ピストン（１４）がピストンシール（１７）を介してシリンダ（１５）内を液密的に摺動することにより摩擦材（１１）がディスクロータ（１０）に摺接するように構成されている。
【００２７】
加えて、第１ブレーキにおいて、ピストン（１４）は、内部に空洞（１４ａ）が形成された中空構造を有しており且つ空洞（１４ａ）と外部とを連通する貫通孔（１９）を有している。この貫通孔（１９）は、前述したように、樹脂成形によってブレーキパッドの裏板（１２）と一体的に形成されるピストン（１４）の内部に空洞（１４ａ）を形成して中空構造とする際に、この貫通孔（１９）を介してピストン（１４）の内部にガスを注入することを目的として形成される。
【００２８】
尚、貫通孔（１９）の具体的な大きさ及び形状は、例えば、ピストン（１４）の大きさ及び形状、空洞（１４ａ）の大きさ及び形状、ピストン（１４）を形成する樹脂材料の性状（例えば成形時の粘度等）、並びにピストン（１４）の成形条件等に応じて、適宜定めることができる。
【００２９】
貫通孔（１９）は、ピストンの内部に形成された空洞（１４ａ）とピストンの外部とを連通する。従って、この貫通孔（１９）の位置によっては、前述したように、ブレーキフルードが空洞（１４ａ）の内部に入り込んで、例えばブレーキフルードの目減り及び制動時のブレーキ圧の低下等の問題を招く虞がある。
【００３０】
しかしながら、第１ブレーキ（１）は、図１に示したように、ピストン（１４）がシリンダ（１５）の最も奥側（図面における上側）にある状態（即ち、制動時）においても貫通孔（１９）がピストンシール（１７）よりも手前側（図面における下側）に位置するように構成されている。換言すれば、貫通孔（１９）は、ピストン（１４）の摺動範囲における非制動時に対応する位置にピストン（１４）がある状態においてピストンシール（１７）よりもディスクロータ（１０）に近い位置に形成されている。
【００３１】
即ち、第１ブレーキ（１）においては、その動作に伴ってピストン（１４）が摺動しても、ピストンシール（１７）によってシリンダ（１５）の内部に密封されているブレーキフルードが存在する領域に貫通孔（１９）が到達しない。従って、第１ブレーキ（１）によれば、貫通孔（１９）を介してブレーキフルードが空洞（１４ａ）の内部に入り込むことを防止することができる。その結果、例えばブレーキフルードの目減り及び制動時のブレーキ圧の低下等の問題を低減することができる。
【００３２】
尚、図１に示した第１ブレーキ（１）は、ピストンシール（１７）よりもディスクロータ（１０）に近い位置においてピストン（１４）の外側面とキャリパ（１６）との間に介在するピストンブーツ（１８）を備える。しかしながら、上述した説明からも明らかであるように、ピストンブーツ（１８）は第１ブレーキ（１）の必須の構成要件ではない。
【００３３】
＜第２実施形態＞
以下、図２を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（以降、「第２ブレーキ」と称される場合がある。）について説明する。図２及び以下の説明において、第２ブレーキを構成する各構成要素には、上述した従来技術に係る車両用ディスクブレーキにおいて同様の機能を発揮する構成要素と同じ符号を割り付けた。
【００３４】
（構成）
第２ブレーキ（２）においては、ピストン（１４）の側壁と裏板（１２）との接合部の隅部において面取りが施されている。換言すれば、ピストン（１４）の側壁の裏板（１２）側の端部において、裏板（１２）に近付くほどピストン（１４）の側壁の厚みが増大する増厚領域が形成されている。これによれば、ピストン（１４）の側壁と裏板（１２）との接合部の機械的強度を増大させると共に、当該接合部に作用する応力の隅部への集中を緩和することができる。その結果、例えば制動時におけるディスクロータ（１０）と摩擦材（１１）との間の摩擦力によりピストン（１４）の側壁と裏板（１２）との接合部に作用する応力（例えば剪断応力及び曲げ応力等）に起因するピストンの側壁及び／又は裏板の破損（例えば変形及び亀裂等）等の問題を低減することができる。
【００３５】
加えて、第２ブレーキ（２）において、貫通孔（１９）は、上記増厚領域よりもピストンシール（１７）に近い位置に形成されている。即ち、第２ブレーキ（２）において、上記増厚領域には貫通孔（１９）が形成されない。従って、例えば貫通孔（１９）の存在に起因する増厚領域の機械的強度の低下及び増厚領域に作用する応力の貫通孔近傍への集中に起因するピストン（１４）の側壁の破損等の問題を回避することができる。
【００３６】
尚、第２ブレーキ（２）は、上記の点を除き、上述した第１ブレーキ（１）と同様の構成を有する。従って、第２ブレーキ（２）の構成に関するこれ以上の説明は割愛する。
【００３７】
＜第３実施形態＞
以下、図３を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る車両用ディスクブレーキ（以降、「第３ブレーキ」と称される場合がある。）について説明する。図３及び以下の説明において、第３ブレーキを構成する各構成要素には、上述した従来技術に係る車両用ディスクブレーキにおいて同様の機能を発揮する構成要素と同じ符号を割り付けた。
【００３８】
（構成）
図３に示すように、第３ブレーキ（３）は貫通孔（１９）よりも外側にピストンブーツ（１８）を更に備える。換言すれば、第３ブレーキ（３）は、外部からピストンシール（１７）へと連通する経路を遮断するようにキャリパ（１６）とピストン（１４）の外側面との間又はキャリパ（１６）と裏板（１２）との間に介在するピストンブーツ（１８）を更に備える。加えて、第３ブレーキ（３）において、貫通孔（１９）は、ピストンシール（１７）とピストンブーツ（１８）との間に形成されている。
【００３９】
上記のように、第３ブレーキ（３）においては、貫通孔（１９）がピストンブーツ（１８）よりも内側に位置するので、例えば外部からの異物（例えば埃及び水等）が貫通孔（１９）を介して空洞（１４ａ）の内部に入り込むことを防止することができる。
【００４０】
尚、第３ブレーキ（３）は、上記の点を除き、上述した第１ブレーキ（１）又は第２ブレーキ（２）と同様の構成を有する。従って、第３ブレーキ（３）の構成に関するこれ以上の説明は割愛する。
【００４１】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００４２】
１、２及び３…車両用ディスクブレーキ（本発明）、４、５及び６…車両用ディスクブレーキ（従来技術）、１０…ディスクロータ、１１…摩擦材、１２…裏板、１３…マウンティング、１４…ピストン、１４ａ…空洞、１５…シリンダ、１６…キャリパ、１７…ピストンシール、１８…ピストンブーツ、並びに１９…貫通孔。
【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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