Disk rotor and caliper for disk brake device, and disk brake device

本発明は、特に車両が備える車輪を制動するディスクブレーキ装置におけるディスクロータ、該ディスクロータを挟持するキャリパー、並びに、これらディスクロータ及びキャリパーを備えるディスクブレーキ装置に関する。

従来、例えば自動二輪車の車輪を制動する手段として、ディスクブレーキ装置又はドラムブレーキ装置が用途に応じて広く利用されている。 このうちディスクブレーキ装置は、円盤形状を成すディスクロータとこれに接触して制動するキャリパとを備えており、ディスクロータは車輪の側方にて該車輪と同軸状に配置される。 該ディスクロータは一般に平坦な形状（軸芯に対して表面が略直交する形状）を成し、キャリパが有するパッドに接触する接触面も平坦に形成されている（例えば、非特許文献１参照）。 そして、前記パッドにおける接触面も、ディスクロータの接触面に整合するように平坦な形状を成している。

このようなディスクロータは車輪と共に回転する。 ライダーがブレーキレバーを操作することによりキャリパは作動し、該キャリパが有するパッドはディスクロータに接触することによって車輪を制動する。 この際、パッドとディスクロータとは比較的大きな圧力を受けて摺動するため摩擦熱が生じる。 この点、ディスクブレーキ装置は、ディスクロータ側の接触面が外部に露出しており、走行風を受けやすくて比較的放熱性に優れている。
自動車工学全書編集委員会編，「自動車工学全書（１５巻）モータスポーツ，二輪自動車」，初版，株式会社山海堂，昭和５５年５月２０日，Ｐ２０１（図１４）

しかしながら、従来のディスクロータの場合、上述したように、平坦な円盤形状を成していて車輪の側方に同軸状に配置されるため、走行時の前方投影面積すなわち走行風との接触面積が比較的少なくなっている。

そこで本発明は、放熱性を更に向上させることができるディスクロータ、該ディスクロータに適したキャリパ、並びに、前記ディスクロータ及びキャリパを備えるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情を鑑みてなされたものであり、本発明に係るディスクロータは、円盤形状を成し、キャリパが有するパッドに接触する接触面が、軸芯方向に対して傾斜している。 このような構成とすることにより、ディスクロータの接触面において、走行風と接触する面積が拡大するため、放熱性を向上させることができる。

また、前記ディスクロータは、中央部分が円形に切り欠かれ、外縁部に対して内縁部が軸芯方向の片側に位置するように表面が傾斜しており、前記内縁部側の傾斜面には前記接触面が形成されていてもよい。 このような構成とすることにより、内縁部側の表面にパッドが接触するようなディスクロータにおいて、上述したのと同様の放熱効果を得ることができる。 例えば、ディスクロータを切頭円錐形状に構成すればよく、該ディスクロータは、頂点側を車輪から離隔する方向に向けて配置すればよい。

また、前記ディスクロータは、中央部に対して外縁部が軸芯方向の片側に位置するように表面が傾斜しており、前記外縁部側の傾斜面には前記接触面が形成されていてもよい。 このような構成とすることにより、外縁部側の表面にパッドが接触するようなディスクロータにおいて、上述したのと同様の効果を得ることができる。 例えば、上述したのと同様にディスクロータを切頭円錐形状に構成すればよく、該ディスクロータは、頂点側を車輪に近接する方向に向けて配置すればよい。

上述したようなディスクロータに適したキャリパとして、本発明に係るキャリパは、ピストンと、該ピストンの作動により、曲面状の表面を有する円盤形状のディスクロータの前記表面に接触するパッドとを備え、該パッドの接触面は、前記ディスクロータの表面に略整合する曲面形状を成している。

円盤形状を成し、外縁部に対してパッドとの接触面が傾斜するディスクロータ、例えば、底面の径に対して高さ寸法が比較的小さい切頭円錐形状を成すディスクロータの場合、その表面は曲面状を成す。 そこで、キャリパを上述したような構成とすることにより、曲面状を成すディスクロータの表面と、キャリパが有するパッドとが整合して制動力が得られる。

上述した何れかのディスクロータと、上述したキャリパとを備えるディスクブレーキ装置は、走行風を利用した放熱性をより向上させることができる。

なお、本発明に係るディスクロータ、キャリパ、及びディスクブレーキ装置は、自動二輪車の他、様々の回転体の制動手段として適用することができる。

本発明に係るディスクロータによれば、走行風を利用した放熱性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るディスクロータ、キャリパ、及びディスクブレーキ装置について、自動二輪車を例に図面を参照しながら具体的に説明する。 図１は自動二輪車の側面図である。 該自動二輪車１はロードレーサータイプであり、フェアリング２に覆われた車体の前後には、前輪４と駆動輪たる後輪５とを備えている。 なお、本実施の形態についての以下の説明では、図１に示す自動二輪車１に搭乗したライダーから見た方向（前後、左右、及び上下）に基づいて記述する。

図１に示すように、車体の前部にはハンドル１０が設けられ、該ハンドル１０の端部にはグリップ１１が設けられている。 前輪４にはディスクロータ１２が設けられ、該ディスクロータ１２を挟持するようにして、前輪４の回転を制動するキャリパ１４が設けられている。 該キャリパ１４は、グリップ１１内に設けられた図示しないマスターシリンダとの間で、油圧ホース１５を介して接続されている。 ディスクロータ１２及びキャリパ１４は、本発明に係るディスクブレーキ装置１６の一構成例である。

図２は、ディスクロータ１２の平面図であり、図３は該ディスクロータ１２の一部分を切り欠いた側面図である。 図２に示すようにディスクロータ１２は、中央部分が円形に切り欠かれて大径の孔２０を有する円盤形状を成している。 また、図３に示すようにディスクロータ１２は、外縁部２１に対して内縁部２２が軸芯２３方向の片側（図３では左側）に位置するように表面が傾斜し、外縁部２１と内縁部２２との間は曲面から成る摺接部２４（図６参照）が形成されている。 換言すれば、ディスクロータ１２の外形は、底面の径に対して高さ寸法が比較的小さい切頭円錐形状を成し、その側部が前記摺接部２４を成している。 本実施の形態において、摺接部２４の表面は軸芯２３に対して角度αだけ傾斜している。

ディスクロータ１２の外縁部２１には、周縁に沿ってフランジ部２５が形成されており、該フランジ部２５には多数のネジ孔２６が設けられている。 フランジ部２５から内縁部２２へ至る摺接部２４の表裏は摺接面（接触面）２７，２８を成しており、該摺接面２７，２８にはキャリパ１４が有する後述するパッド４１〜４４が摺接される。 また、該摺接部２４には多数のスリット２９が形成されている。

図４は、前輪４にディスクロータ１２が取り付けられた様子を示す模式図である。 ディスクロータ１２は、前輪４と同軸状にして、該前輪４の図示しないホイールのリブに、ネジ孔２６を通じてフランジ部２５がネジ止めされる。 その結果、前輪４の左側へ内縁部２２が突出して表側（前輪４から離隔する側）の摺接面２７の前方投影面積は大きく確保され、自動二輪車１が走行しているときの走行風との接触面積が大きく確保されている。

図５は、ディスクロータ１２の近傍にキャリパ１４が配置された様子を示す平面図である。 図５に示すようにキャリパ１４は、ディスクロータ１２の内縁部２２側に配置されている。 図６は、図５に示すディスクロータ１２及びキャリパ１４の一部断面VI矢視図である。 キャリパ１４は、２つのピストン３１，３２が対向するピストン対３５と、同様に２つのピストン３３，３４が対向するピストン対３６とを、本体３７内に備えている。 また、各ピストン３１，３２の対向する側の面には夫々パッド４１，４２が取り付けられており、同様に各ピストン３３，３４の対向する側の面には夫々パッド４３，４４が取り付けられている。 キャリパ１４は、パッド４１，４２の狭間とパッド４３，４４の狭間とに摺接部２４が位置するように配置され、且つ、パッド４１，４３が表側の摺接面２７と摺接し、パッド４２，４４が裏側の摺接面２８と摺接するようにして配置されている。

図６に示すように、ディスクロータ１２の摺接面２７，２８は曲面を成し、各パッド４１〜４４の摺接面（接触面）５１〜５４も曲面状に形成されている。 即ち、パッド４１，４３の摺接面５１，５３は、ディスクロータ１２の摺接面２７に整合するように凹面形状を成しており、パッド４２，４４の摺接面５２，５４は、ディスクロータ１２の摺接面２８に整合するように凸面形状を成している。 従って、図６に示すようにピストン３１〜３４の作動により、パッド４１〜４４は摺接面２７，２８に対して略均一な圧力をもって接触することができる。

上述したような構成を成すディスクブレーキ装置１６によれば、ディスクロータ１２が切頭円錐形状を成して走行風との接触面積が大きく確保されているため、放熱性の向上を図ることができる。

ところで、上述したディスクブレーキ装置１６では、切頭円錐形状を成すディスクロータ１２を、内縁部２２を前輪４から離隔する方向へ向けて設けた構成について説明しているが、ディスクロータの構成はこれに限られない。 図７は、ディスクロータの他の構成を示す模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は一部分を切り欠いた側面図である。

図７（ａ）に示すように、ディスクロータ６０は円盤形状を成しており、図７（ｂ）に示すように、中央部６１に対して外縁部６２が軸芯６３方向の片側（図７では左側）に位置するように表面が傾斜し、外縁部６２近傍には曲面から成る摺接部６４が形成されている。 換言すれば、ディスクロータ６０の外形は、底面の径に対して高さ寸法が比較的小さい切頭円錐形状を成し、その底面側の側部が前記摺接部６４を成している。 摺接部６４の表裏はキャリパ７０が有するパッド（図示せず）に接触する摺接面（接触面）６６，６７を成している。 また、ディスクロータ６０の中央部分はフランジ部６８を成しており、該フランジ部６８には多数の取り付け（固定）用のネジ孔６９が設けられている。

このような構成を成すディスクロータ６０は、既に説明したディスクロータ１２と同様に、自動二輪車１が走行しているときの走行風と摺接面６７との接触面積が大きく確保され、放熱性の向上を図ることができる。

なお、図７に示すディスクロータ６０においても摺接面６６，６７は曲面を成しているため、該ディスクロータ６０に適用するキャリパ７０は、既に説明したキャリパ１４と同様に、ディスクロータ６０の摺接面６６，６７に整合するように図示しないパッドの摺接面を曲面状に形成すればよい。

また、ディスクロータ１２の内径、及びディスクロータ６０の外径などは、必要とする放熱性考慮して適宜設定することができる。 例えば、ディスクロータ１２にてより放熱性の向上を更に図りたい場合は、内径を比較的小さくするか、あるいは摺接面２７が軸芯２３に対して成す角度αを小さくし、摺接面２７と走行風との接触面積を大きくすればよい。

本発明に係るディスクロータ、キャリパ、及びディスクブレーキ装置は、様々の車両に適用することができ、例えば自動二輪車の他、種々の回転体の制動手段としても適用することができる。

本発明の実施の形態に係るディスクブレーキ装置を備えた自動二輪車の側面図である。

図１に示す自動二輪車が備えるディスクロータの平面図である。

図２に示すディスクロータの側面図である。

図１に示す自動二輪車の前輪に図２に示すディスクロータが取り付けられた様子を示す模式図である。

図２に示すディスクロータの近傍にキャリパが配置された様子を示す平面図である。

図５に示すディスクロータ及びキャリパの一部断面VI矢視図である。

ディスクロータの他の構成を示す模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は一部分を切り欠いた側面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車２ フェアリング４ 前輪５ 後輪１０ ハンドル１１ グリップ１２ ディスクロータ１４ キャリパ１５ 油圧ホース１６ ディスクブレーキ装置２０ 孔２１ 外縁部２２ 内縁部２４ 摺接部２５ フランジ部２６ ネジ孔２７，２８ 摺接面（接触面）
２９ スリット３１〜３４ ピストン３５，３６ ピストン対３７ 本体４１〜４４ パッド５１〜５４ 摺接面（接触面）
６０ ディスクロータ６１ 中央部６２ 外縁部６４ 摺接部６６，６７ 摺接面（接触面）
６８ フランジ部６９ ネジ孔７０ キャリパ