特開 2024-3632 ブレーキキャリパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024003632

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】ブレーキキャリパ

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/02 20060101AFI20240105BHJP

   F16D 55/226 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

F16D65/02 C

F16D55/226 104F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102908

(22)【出願日】2022-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】兼平 康行

【テーマコード（参考）】

3J058

【Ｆターム（参考）】

3J058AA43

3J058AA48

3J058AA53

3J058AA63

3J058AA69

3J058AA73

3J058AA77

3J058AA87

3J058BA68

3J058CC23

3J058CC25

3J058CC26

3J058DD13

3J058DD28

3J058EA05

3J058EA08

3J058EA13

3J058EA17

3J058EA22

3J058FA06

(57)【要約】

【課題】軽量なブレーキキャリパを提供する。
【解決手段】ブレーキキャリパは、車両（１００）の車輪と共に回転するロータ（１０）と、ロータを挟み、ロータと対向する内側に位置する第１部（２１）が金属を含む材料で形成され、内側と反対側の外側に位置する第２部（２２）が樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料で形成されているブリッジ部（２０）と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の車輪と共に回転するロータと、
前記ロータを挟み、前記ロータと対向する内側に位置する第１部が金属を含む材料で形成され、前記内側と反対側の外側に位置する第２部が樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料で形成されているブリッジ部と、
を備えていることを特徴とするブレーキキャリパ。

【請求項2】

前記ブリッジ部を駆動するピストン部と、
前記ブリッジ部に取り付けられ、前記ロータと接触して前記車輪に制動力を発生させるブレーキパッドと、を備え、
前記ブリッジ部の前記第２部を形成する前記複合材料の前記繊維は、前記ブリッジ部の前記ピストン部側のピストン側端部から前記ブリッジ部の前記ブレーキパッド側のパッド側端部に向かう方向に配向されている、請求項１に記載のブレーキキャリパ。

【請求項3】

前記ブリッジ部の前記第１部の一部は、前記ブリッジ部の前記第２部から露出している、請求項１に記載のブレーキキャリパ。

【請求項4】

前記ブリッジ部の前記第１部と前記第２部とは、金属めっきを介して接合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のブレーキキャリパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はブレーキキャリパに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ブレーキキャリパのブリッジ部がアルミニウムまたはアルミニウム合金マトリクスにセラミック粒子を複合した材料により製造されるブレーキキャリパが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０６－１５９４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ブレーキキャリパに対して、更なる軽量化が望まれている。
本開示は、軽量なブレーキキャリパ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】

【0005】

上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、車両の車輪と共に回転するロータと、前記ロータを挟み、前記ロータと対向する内側に位置する第１部が金属を含む材料で形成され、前記内側と反対側の外側に位置する第２部が樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料で形成されているブリッジ部と、を備えている。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様によれば、軽量なブレーキキャリパを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態に係るブレーキキャリパの概略断面図である。

【図2】本開示の一実施形態に係るブレーキキャリパの概略上面図である。

【図3】本開示の変形例に係るブレーキキャリパを構成するブリッジ部の第１部と第２部との接合方法の一例を示す図である。

【図4】本開示の変形例に係るブレーキキャリパの概略上面図および概略断面図である。

【図5】本開示の変形例に係るブレーキキャリパの概略断面図であり、めっき接合の方法を示す図である。

【図6】本開示の変形例に係るブレーキキャリパの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本開示の一実施の形態に係るブレーキキャリパの一構成例を示す概略断面図である。図２は、ブレーキキャリパ１の上面図である。

【0009】

（ブレーキキャリパの構成）
図１および図２に例示するブレーキキャリパ１は、浮動型の液圧キャリパである。ブレーキキャリパ１は、ブレーキペダル１０１と液圧制動装置１０２と図示しない車輪とを備える車両１００に搭載されている。ブレーキキャリパ１は、ディスクロータ１０と、ブリッジ部２０と、ピストン部３０と、ブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂとを備えている。

【0010】

ディスクロータ１０は、回転軸Ｒ１を中心に車両１００の車輪と共に回転する。
ブリッジ部２０は、ディスクロータ１０側の第１部２１と、その反対側の第２部２２と、を有している。ここで図１において、ブリッジ部２０のディスクロータ１０側の部分とは、ブリッジ部２０のうち、ブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂならびにディスクロータ１０と対向する部分であり、爪側内面２７Ａ、ピストン側内面２７Ｂおよび内面２７Ｃならびにこれらの近傍のことである。爪側内面２７Ａ、ピストン側内面２７Ｂおよび内面２７Ｃとは、ブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂならびにディスクロータ１０と対向するブリッジ部２０の表面のことである。また図１において、ブリッジ部２０の内側の反対側（外側）の部分とは、爪側内面２７Ａの反対側の爪側外面２８Ａと、内面２７Ｃの反対側の外面２８Ｂと、それらの近傍の部分のことである。

【0011】

第１部２１は、金属を含む材料、例えば、鋳鉄、アルミニウム等で形成されている。
第２部２２は、樹脂を母材に強化材として繊維を加えた複合材料、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている。第２部２２を形成する複合材料の母材には、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の他、ポリアミド等の熱可塑性樹脂等を使用することができる。母材に加える繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維等を使用することができる。

【0012】

第２部２２を形成する複合材料において母材に加える繊維は、ブリッジ部２０のピストン部３０側のピストン側端部２２１からブリッジ部２０のブレーキパッド４０Ｂ側のパッド側端部２２２に向かう方向Ｄ１に配向されている。以降、方向Ｄ１を配向方向Ｄ１ともいう。
本実施形態では、ブリッジ部２０の第１部２１と第２部２２とは、めっき接合されているものとする。ブリッジ部２０の製造工程は後述する。

【0013】

ブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂならびにディスクロータ１０は、第１部２１の爪側内面２７Ａとピストン側内面２７Ｂとの間に挟まれている。

【0014】

図１に示すピストン部３０はシリンダ部３１とピストン３２とを有している。シリンダ部３１は、第１部２１のピストン側内面２７Ｂに開口している。シリンダ部３１の内側には、ピストン３２により液室３３が区画形成されている。液室３３には、液圧制動装置１０２からポート３４を介してブレーキ液が供給される。ピストン３２は、液室３３の内部の液圧により、回転軸Ｒ１と平行な方向に直動させることができる。

【0015】

ブレーキパッド４０Ａは、第１部２１のピストン側内面２７Ｂとディスクロータ１０との間に配置されている。また、ブレーキパッド４０Ｂは、第１部２１の爪側内面２７Ａとディスクロータ１０との間とに配置されている。図２に例示されるように、ブリッジ部２０には、第２部２２の上面から第１部２１の下面までブリッジ部２０を貫通する貫通孔２３が設けられている。ディスクロータ１０ならびにブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂは、この貫通孔２３を通して視認することができる。

【0016】

（ブレーキキャリパの作動）
図１のピストン部３０は、ブリッジ部２０を駆動する。具体的には、車両１００の運転者によりブレーキペダル１０１が踏み込まれると、液室３３の液圧が上昇する。液室３３の液圧が上昇すると、ディスクロータ１０の回転軸Ｒ１と平行な方向にピストン３２が直動し、ディスクロータ１０に近づく。このピストン３２の直動により、ブレーキパッド４０Ａがディスクロータ１０に当接する。ブレーキパッド４０Ａのディスクロータ１０への当接した状態で更に液室３３の液圧が上昇すると、ブリッジ部２０は、ピストン３２と反対方向に移動する。このブリッジ部２０の移動により、ブレーキパッド４０Ｂがディスクロータ１０に当接する。二つのブレーキパッド４０Ａおよび４０Ｂがディスクロータ１０に押し付けられることにより生じた摩擦力により、車両１００の車輪に制動力が付与される。

【0017】

（ブリッジ部の第１部と第２部とを接合させる工程）
上述したように、ブリッジ部２０を構成する第１部２１と第２部２２とは、めっき接合されている。以下、図３を用いて、ブリッジ部２０の製造工程について説明する。図３において、ブリッジ部２０の製造工程は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に進むものとする。

【0018】

図３の（ａ）に示すように、接合対象である第１部２１の面２６と、第２部２２の面２７とを粗化させる。粗化の方法としては、ケミカルエッチング、陽極酸化、及びサンドペーパーによる研磨等が利用可能である。そして、粗化された第１部２１の面２６と、第２部２２の面２７とが互いに対向するように、第１部２１と第２部２２とを配置する。このとき、第１部２１の面２６と、第２部２２の面２７との間に所定間隔の隙間Ｓを設ける。
なお、第１部２１の面２６と、第２部２２の面２７とを粗化させた後に面２６と面２７とに下地めっき膜を形成させることにしてもよい。

【0019】

次に、図３の（ｂ）に示すように、第１部２１の面２６にめっき膜５１を析出させ、第２部２２の面２７にめっき膜５２を析出させる。めっき膜５１および５２には、例えば、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、インジウム、白金、金、及び鉛の金属が利用可能である。
次に、図３の（ｃ）に示すように、めっき膜５１および５２を成長させて、隙間Ｓをめっき金属で充填させて接合層５３を形成する。

【0020】

（変形例）
上記実施形態に係るブレーキキャリパ１では、ブリッジ部２０を貫通する貫通孔２３をブリッジ部２０に設けた。しかし、ブリッジ部２０には貫通孔２３を設けなくてもよい。

【0021】

上記実施形態では、第１部２１を完全に覆う第２部２２を例示した。しかし、第２部２２は、第１部２１の一部を覆うように設けてもよい。例えば図４に示すように、第２部２２Ｂの上面から第２部２２Ｂの下面まで第２部２２Ｂのみを貫通する貫通孔２４を第２部２２Ｂに設けてもよい。
ここで図４において、（ａ）はブレーキキャリパ１Ｂの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線におけるブリッジ部２０Ｂの断面図である。図４では、上記実施形態におけるブレーキキャリパ１の構成要素と実質的に同一のブレーキキャリパ１Ｂの構成要素に、同一符号が付されている。
図４の第２部２２Ｂには、溝状の貫通孔２４が第２部２２Ｂに設けられている。図４の（ｂ）に示すように、第１部２１の接合面Ｂ１の一部２５が、第２部２２Ｂの接合面Ｂ２と接合せずに、第２部２２Ｂから貫通孔２４を介して露出している。

【0022】

本変形例では、貫通孔２４は配向方向Ｄ１に伸びる溝状である。しかし、貫通孔２４の形状は溝状に限定されるものではない。貫通孔２４の形状は、例えば円形や正方形であってもよい。第２部２２Ｂに円形や正方形の貫通孔２４を複数設ける場合は、これらの貫通孔２４を、配向方向Ｄ１と直交する方向に配列させないことが好ましい。これらの貫通孔２４をブリッジ部２０Ｂに、例えば、配向方向Ｄ１に配列することや、千鳥に配置することが好ましい。

【0023】

また本変形例では、第２部２２Ｂを第１部２１に接合する際、第２部２２にめっき膜５２を析出させる工程では、図３の（ｂ）に示す工程と同様に、第２部２２Ｂの第１部２１に対向する面のみにめっき膜５２を析出させてもよいし、図５の（ａ）に示すように、第２部２２Ｂの貫通孔２４の側面にもめっき膜５２を析出させてもよい。めっき膜５２を成長させる工程では、図３の（ｃ）に示す工程と同様に、第１部２１と第２部２２との間のみにめっき金属を充填させてもよいし、図５の（ｂ）に示すように、貫通孔２４の少なくとも一部にもめっき金属を充填させてもよい。

【0024】

上記変形例では、貫通孔２４にめっき金属を充填する構成を例示した。しかし、図６に示すブリッジ部２０Ｃのように、第２部２２Ｂの貫通孔２４に対応する凸部６０を第１部２１Ｂに設け、凸部６０が貫通孔２４に入り込むようにして、第１部２１Ｂと第２部２２Ｂとを接合してもよい。

【0025】

上記実施形態及び変形例では、ブリッジ部２０（２０Ｂ、２０Ｃ）の第１部２１（２１Ｂ）と第２部２２（２２Ｂ）とをめっき接合により接合することとした。しかし、第１部２１（２１Ｂ）と第２部２２（２２Ｂ）との接合方法は、めっき接合だけに限定されるものではない。例えば、第１部２１（２１Ｂ）と第２部２２（２２Ｂ）とを、一体成形することにしてもよいし、ボルト等により締結することにしてもよい。第１部２１（２１Ｂ）と第２部２２（２２Ｂ）とを一体成形する場合は、例えば、第１部２１（２１Ｂ）の面２６を粗化または面２６の表面に粗面構造のめっき膜を形成し、形成された粗面に、樹脂を母材に強化材として繊維を加えた複合材料を充填させて、第１部２１（２１Ｂ）と第２部２２（２２Ｂ）とを一体成形してもよい。

【0026】

上記実施形態では、ブレーキキャリパ１として浮動型のキャリパを例示したが、ブレーキキャリパはこれに限定されるものではない。ブレーキキャリパ１は、ブレーキパッド４０Ｂ側にもピストン部３０を有する対向型キャリパであってもよい。
上記実施形態では、ブレーキキャリパ１として液圧キャリパを例示したが、ブレーキキャリパはこれに限定されるものではない。ブレーキキャリパ１は、ピストン部３０を電動モータにより駆動する電動キャリパであってもよい。

【0027】

〔まとめ〕
本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、車両の車輪と共に回転するロータと、前記ロータを挟み、前記ロータと対向する内側に位置する第１部が金属を含む材料で形成され、前記内側と反対側の外側に位置する第２部が樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料で形成されているブリッジ部と、を備えている。

【0028】

樹脂を母材とする複合材は金属を母材とする複合材よりも密度が低い。一方、樹脂を母材とする複合材は金属を母材とする複合材よりも耐熱性が低い。ブリッジ部の内側には、ロータとブレーキパッドとの接触により摩擦熱が発生する。そのため、ブリッジ部の内側はブリッジ部の外側よりも高温になる。そこで、ブリッジ部の第１部を、耐熱性の高い金属を含む材料で形成し、ブリッジ部の第２部を、密度の低い樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料で形成することにより、ブレーキキャリパの軽量化を図りつつ、耐熱性の低下を抑制することができる。

【0029】

また、本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、前記ブリッジ部を駆動するピストン部と、前記ブリッジ部に取り付けられ、前記ロータと接触して前記車輪に制動力を発生させるブレーキパッドと、を備え、前記ブリッジ部の前記第２部を形成する前記複合材料の前記繊維は、前記ブリッジ部の前記ピストン部側のピストン側端部から前記ブリッジ部の前記ブレーキパッド側のパッド側端部に向かう方向に配向されている。

【0030】

ブリッジ部の第２部を形成する複合材料の繊維を、ピストン側端部からパッド側端部に向かう方向に配向させることにより、ブリッジ部の撓みを抑制することができる。ここでブリッジ部の撓みは、ブリッジ部がディスクロータから受ける力により生じるものである。配向方向はブリッジ部が撓む方向に対応する。これにより、制動に伴う異音の発生を抑制することができる。

【0031】

また、本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、前記ブリッジ部の前記第１部の一部は、前記ブリッジ部の前記第２部から露出している。

【0032】

ブレーキキャリパでは、ロータとブレーキパットとの接触による摩擦熱が発生する。ブリッジ部の第１部の一部を第２部から露出させることにより、ブリッジ部の内側で第１部が受熱した摩擦熱を、第２部から露出させた第１部の一部からブリッジ部の外側に効率的に放熱することができる。

【0033】

また、本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、前記ブリッジ部の前記第１部と前記第２部とは、金属めっきを介して接合されている。

【0034】

金属を含む材料と樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料とは、金属めっきを介して強力に接合することができる。そのため、ブリッジ部の第１部と第２部とを金属めっきを介して接合することにより、第１部と第２部との接合強度を向上させることができる。また、金属めっきを形成させる面を粗化することにより、第１部と第２部との接合強度を向上させることができる。

【0035】

また、本開示の一態様に係るブレーキキャリパは、前記ブリッジ部の前記第１部と前記第２部とは、一体成形されている。

【0036】

第１部と第２部とを一体成形することによっても、金属を含む材料と樹脂の母材に強化材としての繊維を加えた複合材料とを強力に接合することができる。

【0037】

また、本開示の一態様に係るブレーキキャリパでは、前記ブリッジ部の前記第２部から露出している前記第１部の一部は、前記ブリッジ部の外側に向けて突出している。

【0038】

第２部から露出させた第１部の一部をブリッジ部２０の外側に向けて突出させることにより、第１部と第２部との接合面が広がり、接合強度を向上させることができる。

【0039】

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0040】

１ ブレーキキャリパ
１０ ディスクロータ
２０、２０Ｂ ブリッジ部
２１、２１Ｂ 第１部
２２、２２Ｂ、２２Ｃ 第２部
３０ ピストン部
３１ シリンダ部
４０Ａ、４０Ｂ ブレーキパッド
１００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】