(57)【要約】【課題】簡易な構成で摩擦パッドの温度低下によるブレーキ力の低下を防止するディスクブレーキ装置及びディスクブレーキ装置用ピストンを提供することを目的とする。【解決手段】車輪と共に回転するディスクロータの両側面に押圧される一対の摩擦部材と、一方の前記摩擦部材を支持する裏板を押圧するピストンと、前記ピストンを摺動自在に内嵌するシリンダ部を備えたキャリパと、該キャリパに内蔵されるパーキングブレーキ機構とを有するディスクブレーキ装置であって、前記ピストンは、負膨張材料を用いて成形されることを特徴とする。【選択図】図１
2009250423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するディスクロータの両側面に押圧される一対の摩擦部材と、一方の前記摩擦部材を支持する裏板を押圧するピストンと、前記ピストンを摺動自在に内嵌するシリンダ部を備えたキャリパと、該キャリパに内蔵されるパーキングブレーキ機構とを有するディスクブレーキ装置であって、
前記ピストンは、負膨張材料を用いて成形されることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記ピストンは、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部については正膨張材料を用いて成形され、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部以外については負膨張材料を用いて成形され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】
ディスクブレーキ装置において用いられるディスクブレーキ装置用ピストンであって、
前記ディスクブレーキ装置用ピストンは、負膨張材料を用いて成形されることを特徴とするディスクブレーキ装置用ピストン。
【請求項４】
前記ディスクブレーキ装置用ピストンは、前記ディスクブレーキ装置が有するパーキングブレーキ機構との嵌合部については正膨張材料を用いて成形され、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部以外については負膨張材料を用いて成形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装置用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ装置及びディスクブレーキ装置用ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液圧式作動機構（サービスブレーキ）と機械式作動機構（パーキングブレーキ（以降、「ＰＫＢ」とする））とを組み合わせたパーキングブレーキ付きのディスクブレーキが知られている（例えば、特許文献１参照）。液圧式作動機構においては、ブレーキペダルの踏み操作により液圧マスターシリンダに発生した油圧で摩擦パッドがディスクロータに押圧されてブレーキ力（制動力）が発生する。機械式作動機構においては、ハンドブレーキレバーの操作によりパーキングケーブルが牽引されると摩擦パッドがディスクロータに押圧されてブレーキ力が発生する。パーキングケーブルは、ディスクブレーキのキャリパに固定されたケーブルアームに保持されている。
【０００３】
このように液圧式作動機構と機械式作動機構とを共用しているディスクブレーキでは、以下の問題がある。その問題とは、ブレーキを作動させた後に長時間駐車状態を維持している時に、外気の影響で摩擦パッドの温度が低下し、摩擦パッド自身が収縮することによりブレーキ力が低下することである。これは、坂道等に長時間駐車した車両がブレーキ力の低下によってずり落ちるといった事態を引き起こしてしまう。
【０００４】
上記のような問題を解決すべく、温度低下によるブレーキ力の低下を補う等の各種発明が従来よりなされてきている。
【０００５】
例えば、特許文献２に開示された発明では、摩擦パッドの熱変化による摩擦力変化を考慮し、ＰＫＢを調整する技術が開示されている。また、特許文献３に開示された発明では、ブレーキパッドの収縮に対し、弾性部材を別途設けてピストンをディスクに対して押圧する手段を設定する技術が開示されている。
【０００６】
その他にも、摩擦パッドの熱収縮を考慮して温度に対する摩擦係数の変化量の小さい材質や線膨張係数の小さな材質を使用したり、入力を大きくして収縮後も効力を確保したり、電気式ＰＫＢ等の場合は温度低下後に増し引きを行ったりすることにより車両のずり落ちを防止する技術が知られている。
【特許文献１】実開平３−３８４３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５５０３８号公報
【特許文献３】特開２０００−２９７８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では、摩擦パッドの選定に制限ができたり、ＰＫＢの作動力を確保するための機構の追加、入力の増加が必要なために使用者への負荷が増えたり、電気式ＰＫＢで増し締めする場合には高価な機構が必要であったり、周辺部品に線膨張係数の小さいものを使用する必要があったり等、その実現のための構成等において様々な制約があるという問題あった。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解消するために発明されたものであり、簡易な構成で摩擦パッドの温度低下によるブレーキ力の低下を防止するディスクブレーキ装置及びディスクブレーキ装置用ピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明におけるディスクブレーキ装置は、車輪と共に回転するディスクロータの両側面に押圧される一対の摩擦部材と、一方の前記摩擦部材を支持する裏板を押圧するピストンと、前記ピストンを摺動自在に内嵌するシリンダ部を備えたキャリパと、該キャリパに内蔵されるパーキングブレーキ機構とを有するディスクブレーキ装置であって、前記ピストンは、負膨張材料を用いて成形されるように構成することができる。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明における前記ピストンは、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部については正膨張材料を用いて成形され、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部以外については負膨張材料を用いて成形されるように構成することができる。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明におけるディスクブレーキ装置用ピストンは、ディスクブレーキ装置において用いられるディスクブレーキ装置用ピストンであって、前記ディスクブレーキ装置用ピストンは、負膨張材料を用いて成形されるように構成することができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明における前記ディスクブレーキ装置用ピストンは、前記ディスクブレーキ装置が有するパーキングブレーキ機構との嵌合部については正膨張材料を用いて成形され、前記パーキングブレーキ機構との嵌合部以外については負膨張材料を用いて成形されるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易な構成で摩擦パッドの温度低下によるブレーキ力の低下を防止するディスクブレーキ装置及びディスクブレーキ装置用ピストンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明を行う。
【００１６】
（装置の構成）
図１は、実施形態１におけるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。図１では、ディスクブレーキ装置の概略断面図を示している。
【００１７】
図１に示すディスクブレーキ装置１は、車輪と共に回転するディスクロータ３と、ディスクロータ３の両側面（両側の摺動面）に押圧される一対の摩擦部材としてのインナ側パッド５ａ（一方の摩擦部材）及びアウタ側パッド５ｂ（他方の摩擦部材）とを備えている。このインナ側パッド５ａ及びアウタ側パッド５ｂは、それぞれパッド裏板６ａ、６ｂによって裏面側から支持されている。
【００１８】
キャリパ１０は、図１中左右方向に変位可能に、図示しない車体にキャリパーブラケットを介して取り付けられている。キャリパ１０のシリンダ部１１には有底の穴１２が穿設されており、この穴１２には、ピストン７が摺動可能に嵌挿（内嵌）されている。穴１２の底には非図示のポートが設けられ、図示しないマスターシリンダに接続され、ブレーキペダルの操作によってブレーキ油がポートを介して穴１２内に流入し、ピストン７を駆動するようになっている。
【００１９】
ブレーキ油が穴１２内に流入すると、ピストン７が図１に示す非動作状態から図１中右方向に摺動し、パッド裏板６ａを介してインナ側パッド５ａをディスクロータ３の側面に押圧する。インナ側パッド５ａがディスクロータ３に押圧されると、ピストン７は摺動を停止する。ピストン７が摺動を停止した後も、ブレーキ油がポート内に流入すれば穴１２内の油圧が上昇する。その結果、シリンダ部１１を構成するシリンダハウジング１１ａを図１中左方向に押圧する。シリンダハウジング１１ａは図１中左右方向に変位可能とされているので、油圧の上昇に伴って、シリンダハウジング１１ａが図１中左方向に変位することになる。
【００２０】
シリンダハウジング１１ａの非シリンダ形成側には爪１１ｂが形成されており、シリンダハウジング１１ａの左方向へ変位に伴って、爪１１ｂがパッド裏板６ｂを介してアウタ側パッド５ｂをディスクロータ３の側面に押圧する。したがって、ディスクロータ３を一対のインナ側パッド５ａ及びアウタ側パッド５ｂにより押圧挟持する状態となり、ディスクロータ３を効率的に制動させることが可能となる。
【００２１】
また、シリンダ部１１の内部には、パーキングブレーキ機構１３が内蔵されている。ハンドブレーキレバーの操作によりパーキングケーブルが牽引されるとパーキングブレーキ機構１３（例えばパーキングケーブルの引張力をピストン７の直線往復運動に変換する既知のカム機構）よりピストン７が図１中右方向への変位を開始してインナ側パッド５ａがディスクロータ３に押圧されてブレーキ力が発生する。つまり、キャリパ１０は、ＰＫＢとして動作する機能を有している。
【００２２】
（ピストン７について）
ここで、本実施形態１のディスクブレーキ装置１では、ピストン７がタングステン酸ジルコニウムやシリコン酸化物等の負膨張材料を用いて成形されることを特徴の一つとしている。負膨張材料とは、温度が上昇すると体積が小さくなる性質を備えた材料である。この特徴を備えることの利点を、以下、従来のディスクブレーキ装置との違いと共に説明を行う。
【００２３】
（従来のディスクブレーキ装置との違いについて）
図２は、従来のディスクブレーキ装置との違いを説明するための図である。
【００２４】
従来のディスクブレーキ装置では、図２（ａ）に示す手順によりブレーキ動作を行う。即ち、サービスブレーキ（液圧式作動機構）を使用すると、インナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ等の摩擦部材（摩擦パッド）及びディスクロータ３等の温度が上昇して熱膨張する。
【００２５】
その後、車両停止後にＰＫＢを作動させると、例えば長時間の駐車など時間経過により温度が低下する。そうすると、インナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ、ディスクロータ３等は収縮する。結果として、インナ側パッド５ａ或いはアウタ側パッド５ｂとディスクロータ３との間のクリアランスが増加してＰＫＢの入力が低下する。即ち、ＰＫＢによるブレーキ力が低下する。そのため、当該車両が坂道等に駐車された場合には、ブレーキ力の低下によってずり落ちる。
【００２６】
一方、本実施形態１のディスクブレーキ装置１では、図２（ｂ）に示す手順によりブレーキ動作を行う。即ち、サービスブレーキを使用するとインナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ、ディスクロータ３等の温度が上昇して熱膨張するものの、ピストン７は負膨張材料を用いて成形されているために収縮する。
【００２７】
その後、車両停止後にＰＫＢを作動させると、例えば長時間の駐車など時間経過により温度が低下する。そうすると、インナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ、ディスクロータ３等は収縮するものの、ピストン７は逆に膨張する。結果として、ピストン７の膨張による押圧力を受けたインナ側パッド５ａ或いはアウタ側パッド５ｂとディスクロータ３との間のクリアランスは維持若しくは減少してＰＫＢの入力も維持若しくは増加する。即ち、ＰＫＢによるブレーキ力が維持若しくは増加される。そのため、当該車両が坂道等に駐車された場合であっても、ブレーキ力の低下によるずり落ちを防止することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態１のディスクブレーキ装置によれば、複雑な機構を必要としないでＰＫＢ使用時のインナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ、ディスクロータ３等の熱収縮による押圧力低下をピストン７の膨張による押圧力増加によりカバーすることができる。また、ピストン７に負膨張材料を用いることにより、以下に掲げる利点を奏する。
【００２９】
その利点とは、例えば、従来は熱収縮した場合を想定して過大なＰＫＢの操作力が必要であったが、複雑な機構を必要としないで必要なＰＫＢの操作力を小さくする事ができる為、使用者の負荷を低減する事が可能であることである。
【００３０】
また、例えば、従来は熱収縮した場合を想定して過大なＰＫＢの操作力が必要であったが、複雑な機構を必要としないで必要なＰＫＢの操作力を小さくする事ができる為、パーキングブレーキ機構１３内の倍力機構等を不要にすることができ、コスト低減が可能であることである。
【００３１】
また、例えば、ＰＫＢの操作を行わなくても押圧力を確保する事ができるため、負膨張した際の油圧を逃さない機構を例えばアクチュエーションやモジュレーションに持たせる事のみで、ＰＫＢの操作を行わなくとも自動的に作動させる事が可能であることである。また、そのために、ＰＫＢの入力機構を廃止することができ、軽量化、コスト低減が可能であることである。
【００３２】
また、例えば、従来、特にＰＫＢ付きディスクブレーキに用いる摩擦パッドにおいて、温度に対する摩擦係数の変化量の小さい材質や線膨張係数の小さな材質を使用したりしていた為、摩擦パッドの選定に制約ができていたが、前記項目を考慮する必要がなくなり、摩擦パッドの選定の自由度を高くする事が可能であることである。
【００３３】
［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態について説明を行う。
【００３４】
前述の実施形態１におけるディスクブレーキ装置１では、ピストン７がタングステン酸ジルコニウムやシリコン酸化物等の負膨張材料を用いて成形される形態について説明を行った。ここでは、ピストン７は、パーキングブレーキ機構１３との嵌合部については従来と同様に正膨張材料を用いて成形され、パーキングブレーキ機構１３との嵌合部以外については負膨張材料を用いて成形される形態について説明を行う。
【００３５】
（装置の構成）
図３は、実施形態２におけるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。図３では、ディスクブレーキ装置の断面図を示している。図３に示すディスクブレーキ装置１を構成する各構成要素の内のピストン７を除いたものは図１と同様であるとしてここでは説明を省略する。
【００３６】
（ピストン７について）
本実施形態２におけるディスクブレーキ装置１では、ピストン７はパーキングブレーキ機構１３との嵌合部７ａは従来と同様に正膨張材料を用いて成形され、パーキングブレーキ機構１３との嵌合部以外７ｂは負膨張材料を用いて成形されることを特徴の一つとしている。この特徴を備えることの利点の内の前述の実施形態１で示した以外の利点について、以下、説明を行う。
【００３７】
その利点とは、ピストン７の内のパーキングブレーキ機構１３との嵌合部７ａにおいて発生する熱膨張とシリンダ部１１との間において発生する熱収縮を同方向とでき、ピストン７の押圧力の低下を防止しながらも、パーキングブレーキ機構１３との間の嵌合に影響を与えないことが可能となることである。
【００３８】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記各実施形態にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態１及び２では、ディスクブレーキ装置１のピストン７の成形において負膨張材料を使用したが、他部品に使用すると以下の課題が発生することに留意すべきである。
【００４０】
例えば、インナ側パッド５ａ、アウタ側パッド５ｂ等の摩擦パッドの成形において負膨張材料を使用すると、他の摩擦パッドの性能を確保させる為に配合させたい材質を入れ難くなる。又、新たな配合を検討しなければならず、摩擦パッドの成形に関する既存技術を適用できなくなる。一方、ピストン７の成形において負膨張材料を使用させれば、従来の摩擦パッドをそのまま使用可能になる。
【００４１】
また、例えば、パッド裏板６ａ、６ｂの成形において負膨張材料を使用すると、摩擦パッドとパッド裏板で膨張、収縮が反対となるため、摩擦パッド成型後の接着力の低下が懸念される。また、ディスクロータ３の成形において負膨張材料を使用すると、ハブやホイールと膨張、収縮が反対となるため、ホイール締付力低下が懸念される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態１におけるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。
【図２】従来のディスクブレーキ装置との違いを説明するための図である。
【図３】実施形態２におけるディスクブレーキ装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１           ディスクブレーキ装置
３           ディスクロータ
５ａ       インナ側パッド
５ｂ       アウタ側パッド
６ａ、６ｂ           パッド裏板
７           ピストン（ディスクブレーキ装置用ピストン）
１０       キャリパ
１１       シリンダ部
１１ａ    シリンダハウジング
１１ｂ    爪
１２       穴
１３       パーキングブレーキ機構
【図１】
2009250423.tif 000003
【図２】
2009250423.tif 000004
【図３】
2009250423.tif 000005