(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパッドの裏板の突起をキャリパの爪の係合部に係合させてアウタパッドをキャリパの爪に直接支持させ、アウタパッドの負荷を全てキャリパの爪が受けるディスクブレーキであって、アウタパッドの裏板の一方の突起がキャリパの一方の爪に密に係合し、他方の突起が他方の爪に大きなガタをもって係合しているキャリパ型ディスクブレーキにおいて、
アウタパッドの上記裏板の突起と上記キャリパの爪との係合部とを、アウタパッドの面圧中心よりも半径方向内方に偏心させたキャリパ型ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はキャリパ型ディスクブレーキ、殊にアウタパッドの制動力をダボにより直接キャリパの爪で受けるタイプのディスクブレーキに関するものであり、制動時のノイズ（制動力が小さいときのノイズ）の発生を可及的に抑制することができるものであり、上記のノイズの発生を抑制するためのシムを不要にし、製造コストを低減できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
アウタパッドの制動力をダボにより直接キャリパの爪で受けるタイプのディスクブレーキの全体機構の概略を図１、図２を参照しつつ説明する。
キャリパ１のピストン２によって加圧されるインナパッド３の裏板３ａは支持アーム４によって摺動自在に支持されており、キャリパ１の左右の爪１ａ，１ｂによって加圧されるアウタパッド５は、裏板５ａの左右のダボ５ｂ，５ｃによって爪１ａ，１ｂに直接支持されている。アウタパッド５の左右のダボ５ｂ，５ｃはキャリパ１の中心線に対して左右対称に位置し、その半径方向（ブレーキディスクＤの半径Ｒの方向、以下同じ）位置は、ダボ５ｂ，５ｃが嵌合する爪１ａ，１ｂの穴１ｃ，１ｄの切削加工上の都合、アウタパッド５の裏板５ａにダボ５ｂ，５ｃを成形加工する加工上の都合等によって選択され、結果的に、それはブレーキパッドの面圧中心（通常はピストン２の中心とほぼ一致する）よりも相当に（例えば５ｍｍ）半径方向外方に位置している。
また、ダボ５ｂ，５ｃの位置および爪の穴１ｃ，１ｄの位置等の製作誤差に関わらず、ダボ５ｂ，５ｃを穴１ｃ，１ｄに容易に嵌合させられるように、両穴１ｃ，１ｄの一方１ｃをいわゆるばか穴にしている。
この従来のディスクブレーキについては、インナパッド３、アウタパッド５をばね６，７によってそれぞれ半径方向外方、あるいは半径方向内方に付勢して車体の振動に伴う各パッドの振動を防止している。
しかし、このディスクブレーキにおいては、制動力が小さいとき（軽く制動しているとき）にアウタパッドが振動してノイズを生じることがよく知られており、これを抑制するために、爪１ａ，１ｂとアウタパッドの裏板５ａとの間に、金属板を硬質ゴムで被覆したシムを介在させたという手段（アウタパッドの上記振動をシムとの摩擦によって抑制するもの）が採られている。これによって、上記のノイズを幾分抑制できるが、完全にこのノイズを防止することはできず、また、シムを介在させる作業は結構面倒であり、それだけ製造コストが嵩むことになる。
上記のノイズの発生原因を究明し、そのための適切な対策が採れれば上記のシムは不要であり、またシムを介在させる作業も不要となる。上記のノイズの発生原因を究明した結果、それは、穴１ｃ，１ｄのうちの一方の穴１ｃがばか穴であり、かつアウタパッドが不安定になってブレーキディスクＤのブレーキ面と平行な平面において、ダボ５ｃを支点として振動するためであることが判明した。このことを図３を参照しつつ具体的に説明すると次ぎのとおりである。
従来のアウタパッド５の面圧中心Ｃ（ピストンによって加圧される制動面の面圧の中心位置であって、ピストンの中心線とほぼ一致する）とすると、左右のダボ５ｂ，５ｃは半径方向Ｒにおいて、面圧中心Ｃよりも外方にＥだけ偏心している。
そして、左側のダボ５ｂが嵌合する爪１ａの穴１ｃはばか穴であり、ダボ５ｂと穴１ｃとの嵌合には大きなガタがある。
ブレーキディスクは正転方向Ｘに回転する。この状態でブレーキが掛けられると、アウタパッド５の制動面に制動力Ｆが作用し、その作用力の中心は面圧中心Ｃと一致する。そして、この制動力Ｆに対する反力Ｆが右側のダボ５ｃに作用し、アウタパッド５に対して時計方向のモーメントＭ（Ｆ×Ｅ）が作用する。さらに、アウタパッド５にはパッド自身の反時計方向のモーメントＧが作用する（このパッド自身のモーメントＧは、アウタパッドの半径方向外方部分が摺接するブレーキディスクの制動面の周速度が半径方向内方部分が摺接するブレーキディスクの制動面の周速度よりも大きく、この周速度の差によってアウタパッドを回転させようとするモーメントであり、その大きさはアウタパッド５の形状によって決まる値である）。さらに、左右のダボ５ｂ，５ｃ間の間隙をＬとし、左方のダボによってアウタパッド５を拘束する拘束力ＰによるモーメントをＱ（＝Ｐ×Ｌ）とするとき、釣り合いの式としてＭ−Ｇ−Ｑ＝０が成り立ち、Ｐは（Ｇ−Ｍ）／Ｌに比例することになる。そして制動力Ｆが小さくなり、モーメントＭの絶対値がＧの絶対値に近付くと、ダボ５ｂによる拘束力Ｐが小さくなり、やがて拘束力Ｐの絶対値がゼロに近くなるので、アウタパッド５が安定性を失い、アウタパッド５が微小振動するようになってノイズを生じる。このことから、アウタパッド５の上記の微小振動をなくするためには、上記拘束力Ｐが零よりも大きい値に維持され、アウタパッド５の安定性が失われることを回避することが必要である。
ところで、爪１ａの穴１ｃをばか穴にすることは製作、組み立ての都合上避けられないので、上記のノイズを完全に防止するには、アウタパッドに対するダボ５ｂによる拘束力Ｐが小さくなって、そのためにアウタパッドの安定性が失われることを回避する外はなく、またこれを回避することが効果的であることが明らかである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、アウタパッドの上記ノイズを防止することを目的として、制動力が小さい状態においてアウタパッドに対するダボ５ｂによる拘束力Ｐが小さくなることを回避し、アウタパッドを安定させられるように、キャリパの爪１ａ，１ｂによるアウタパッド５の支持位置を工夫することをその課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決のために講じた手段は、
アウタパッドの裏板の突起をキャリパの爪の係合部に係合させてアウタパッドをキャリパの爪に直接支持させ、アウタパッドの負荷を全てキャリパの爪が受けるディスクブレーキであって、アウタパッドの裏板の一方の突起がキャリパの一方の爪に密に係合し、他方の突起が他方の爪に大きなガタをもって係合しているキャリパ型ディスクブレーキを前提として、
アウタパッドの上記裏板の突起と上記キャリパの爪との係合部とを、アウタパッドの面圧中心よりも半径方向内方に偏心させて位置させたことである。
なお、上記突起（ダボ）とキャリパの爪の穴（又は切り欠き）との係合関係は、上記一方の突起によってアウタパッドの制動トルクがキャリパに直接伝達されるとともに、両方の突起によってアウタパッドがキャリパに直接支持されるものである。
【０００５】
【作  用】
作用を図５を参照しつつ説明する。
アウタパッド５の裏板のダボ５ｂ，５ｃおよび当該ダボが嵌合するキャリパ爪の穴１ｃ，１ｄを、アウタパッドの面圧中心よりも半径方向内方に位置させたことによって、アウタパッドの制動面の面圧中心Ｃに対するダボ５ｂ，５ｃおよび爪の穴１ｃ，１ｄの半径方向への偏心方向が面圧中心Ｃよりも内側（従来のものに対して反対側）になるので、ダボ５ｂによるアウタパッド５に対する拘束力Ｐは（Ｇ＋Ｍ）／Ｌとなり、制動力が小さくなっても（Ｇ＋Ｍ）が零に近付くことはない。したがって、制動力が小さくなった時に上記拘束力Ｐが零に近付いて、アウタパッドの安定性が失われて振動し、ノイズを生じることはない。
【０００６】
【効  果】
ダボ、および爪の穴のアウタパッドの位置の、面圧中心に対する偏心量Ｅの大きさとノイズの発生率との関係を調べた結果は図４のグラフに示すとおりである。
この試験例は、左右のダボの間隔Ｌが５５ｍｍ、アウタパッドの半径方向幅３７ｍｍ、試験制動力Ｆの最大値１６０ｋｇのブレーキ装置について、ダボ、および爪の穴のアウタパッドの面圧中心に対する偏心量Ｅを−５．７、０、１．４、４．０、４．３、７．０、８．３とした７つの試験片に付いて、ノイズ発生率を調べたものである。なお、図４は偏心量Ｅを、面圧中心を基準にして半径方向外方を負、半径方向内方を正で表している。また、ノイズ発生率は総制動回数に対する音圧７０ｄＢ以上の騒音が発生した割合（％）を示している。
半径方向内方への偏心量Ｅが４ｍｍ、４．３ｍｍのとき、ノイズの発生率が零であり、ノイズ発生率を１％未満の範囲は、０〜８．３となる。
以上の試験結果から、本発明によってアウタパッドのノイズの発生をほとんど完全に回避できることは明らかである。
またブレーキパッドの摩耗が進むにつれて、ブレーキパッドの外周部の偏摩耗が増大し、制動力が小さくなると外周部の面圧はほとんど零になるので、制動力が小さい状態での面圧中心は、摩耗の進行につれて初期のそれに比して半径方向内方に移動する。このことを見越すと、上記のダボ、および爪の穴の位置の面圧中心に対する半径方向内方への偏心量（いうまでもなく製作時の偏心量）は、４．０〜８ｍｍの範囲が実用的である。
また、左右のダボの間隔Ｌの大小、アウタパッド自身のモーメントＧの大小、最大制動力の大小に関わらず、上記偏心量Ｅとノイズ発生率との関係に差異がないことは上記の作用から明らかである。
また、アウタパッドの裏板のダボ、およびキャリパの爪の穴の位置を、アウタパッドの面圧中心よりも半径方向内方にすることによって上記ノイズを回避できるものであるから、特別な部品の付加、組み立て工数の増加を必要とせず、むしろ従来技術に比してシムを不要にし、シムを介在させる作業を不要とするから、製造コストを低減できる。
【０００７】
【実施態様】
以上、アウタパッドをキャリパの爪によって直接支持する手段がアウタパッドの裏板のダボとキャリパの爪とによるものを前提として、本発明の解決手段および作用、効果を説明したが、図６に示す支持機構、すなわち、キャリパの爪５１，５２の側面に切欠き５３，５３ａを設け、アウタパッド５４に設けた突起５５，５６を切欠き５３，５３ａに係合させて、アウタパッド５４をキャリパの爪５１，５２によって直接支持させるタイプのディスクブレーキを前提とすることもできる。この場合は突起５５，５６および爪の切欠き５３，５３ａの位置を面圧中心Ｃよりも半径方向内方に位置させることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アウタパッドの制動力をダボにより直接キャリパの爪で受けるタイプの従来のディスクブレーキの正面図である。
【図２】図１の部分断面図である。
【図３】従来のディスクブレーキの問題の説明図である。
【図４】発明の効果の説明図である。
【図５】本発明の一実施態様の説明図である。
【図６】本発明の他の実施態様の説明図である。
【符号の説明】
１・・・キャリパ
１ａ，１ｂ，５１，５２・・・キャリパの爪
１ｃ，１ｄ，５３，５３ａ・・・キャリパの爪の係合部（係合凹部、貫通孔または切欠き）
２・・・ピストン
３・・・インナパッド
３ａ，５ａ・・・裏板
４・・・支持フレーム
５，５４・・・アウタパッド
５ｂ，５ｃ，５５，５６・・・ダボ（突起）
６，７・・・ばね
Ｃ・・・アウタパッドの面圧中心
Ｄ・・・ブレーキディスク
Ｅ・・・ダボ５ｂ，５ｃの面圧中心Ｃに対する半径方向への偏心量
Ｆ・・・制動力
Ｇ・・・アウタパッド自身のモーメント
Ｌ・・・ダボ５ｂ，５ｃ間の間隙
Ｐ・・・左方のダボ５ｂによってアウタパッド５を拘束する拘束力
Ｘ・・・ブレーキディスクＤの正転方向
【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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