JP4926121B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、車両の制動用に用いられるディスクブレーキに関する。

車両の制動用に用いられるディスクブレーキには、車両の非回転部に固定され、摩擦パッドをディスク軸線方向に摺動可能に支持するキャリアと、このキャリアにスライドピンを介してディスク軸線方向に摺動可能に支持され、摩擦パッドをディスクに押圧するキャリパとを備えたピンスライド型のディスクブレーキがある。このようなピンスライド型のディスクブレーキにおいては、キャリアとキャリパとの摺動を円滑にするために、スライドピンとキャリアのピン穴との間にクリアランスが設けられている。そして、このクリアランスに起因して生じるキャリパの振動を抑制するため、スライドピンの嵌合長の範囲内にキャリパの重心を配置する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−４６０７６号公報

しかしながら、例えば、ホイールとの干渉の関係等から、スライドピンの嵌合長の範囲内にキャリパの重心を配置できない場合がある。この場合、特に、パーキングブレーキ機構付きのキャリパであると、パーキングブレーキケーブルが装着されていることから、このケーブルがフリー状態に戻ろうとする外力がキャリパへ作用することになり、その結果、キャリパがディスクに対して傾いてしまい、パッドとディスクとの軸方向隙間が減少し、引き摺りトルクの上昇や異音の発生の可能性があった。また、スライドピンの嵌合長の範囲内にキャリパの重心を配置できたとしても、十分な効果が得られない場合もある。

したがって、本発明は、キャリパに取り付けられたスライドピンとキャリアのピン穴との間のクリアランスに起因して生じるキャリパの傾きおよび振動を抑制することができるディスクブレーキの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、キャリパのスライドピンが取り付けられる腕部のうち鉛直方向上側となる腕部に一端部が固定され、他端部がキャリアのディスク円周方向外側に当接してキャリアをディスク円周方向内方に押圧する弾性部材を設けた。

本発明によれば、キャリパのスライドピンが取り付けられる腕部に一端部が固定された弾性部材が、その他端部においてキャリアのディスク円周方向外側に当接してこのキャリアをディスク円周方向内方に押圧するため、スライドピンとキャリアのピン穴との間にクリアランスがあっても、キャリパの傾きおよび振動を抑制することができる。

「第１実施形態」
本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。
図１および図２は、ディスクブレーキ１を示すものである。このディスクブレーキ１は、車両の車輪と一体に回転するディスク１０と、ディスク１０の外周側を跨ぐように配置されて二箇所の取付部１１で車両の非回転部に固定されるキャリア１２と、ディスク１０の軸線方向両側に配設された状態でキャリア１２に摺動可能に支持される一対の摩擦パッド１３と、キャリア１２に一対のスライドピン１５を介してディスク軸線方向に摺動可能に支持されるキャリパ１６とで主に構成されている。

キャリパ１６は、一方のパッド１３のディスク１０とは反対側に配設されるシリンダ１８と、このシリンダ１８からディスク１０の外周部を跨いで延出するディスクパス部１９と、このディスクパス部１９から他方のパッド１３のディスク１０とは反対側に対向するように延出する爪部２０と、シリンダ１８からディスク１０の円周方向の両側に突出する一対の腕部２１とを有するキャリパ本体２２と、シリンダ１８内に挿入される図示略のピストンとを備えている。

そして、キャリパ１６は、一対の腕部２１にディスク軸線方向に沿って爪部２０側に延出するようにスライドピン１５が取り付けられ、これらのスライドピン１５がキャリア１２のピン穴２４に摺動可能に嵌合されることで、キャリア１２に取り付けられる。

キャリパ１６は、シリンダ１８とピストンとの間に導入されるブレーキ液圧によって、ピストンをパッド１３の方向に移動させることで、このピストンと爪部２０とで一対のパッド１３を両側から把持することによりディスク１０に接触させてディスク１０の回転を制動することになり、その際に、スライドピン１５がピン穴２４をスライドすることによってキャリア１２およびディスク１０に対するディスク軸線方向の位置を調整する。

また、キャリパ１６のシリンダ１８側には、ピストンをブレーキ液圧ではなく、作動レバー２５の回動により機械的に移動させて一対のパッド１３をディスク１０に接触させるパーキングブレーキ機構２６が設けられている。パーキングブレーキ機構２６の作動レバー２５は、キャリパ１６に固定されたケーブルガイド２７に支持されるケーブル２８を介して車室内に設けられた図示略のパーキングブレーキレバーに連結されており、パーキングブレーキレバーの手動操作力がケーブル２８を介して伝達されて回転する。

ここで、スライドピン１５は、腕部２１を貫通する取付ボルト３０に螺合されることで腕部２１に取り付けられることになる。スライドピン１５の取付ボルト３０側の外周部とピン穴２４の開口側との間には伸縮自在のブーツ３１が取り付けられている。

そして、第１実施形態においては、上記した取付ボルト３０に共締めされて、キャリパ１６の腕部２１にスプリング部材（弾性部材）３３が設けられている。このスプリング部材３３は、一枚のバネ鋼材からプレス成形により一体成形されるもので、図３に示すように、幅広の基板部３４と、基板部３４よりも幅狭で基板部３４から先細形状をなして延出するバネ部３５と、基板部３４の幅方向の相反する端縁部から基板部３４と垂直をなして同側に延出する一対の挟持板部３６と、これら挟持板部３６のバネ部３５の延在方向とは反対側の端縁部から挟持板部３６と垂直をなして相互近接側に延出する一対の取付板部３７とを有している。

基板部３４およびバネ部３５には、バネ部３５の延出方向に沿って延在する補強用のリブ４０が複数具体的には２カ所形成されている。
バネ部３５は、その延出方向の途中位置から、先端の係止部４１が挟持板部３６の延出側に位置するように傾斜形状に折り曲げられている。

互いに平行をなす一対の挟持板部３６には、それぞれの基板部３４とは反対側の端部に、相互近接側に突出するように係合部４２が屈曲形成されている。
一対の取付板部３７は、同一平面上に配置されており、相互近接側には、取付ボルト３０を挿通させる挿通穴４３を形成する円弧状の切欠部４４がそれぞれに形成されている。

このようなスプリング部材３３は、その一端部に設けられた一対の挟持板部３６が、腕部２１をディスク半径方向の内側および外側から挟持するようにして腕部２１に被せられることになり、この状態で、同じく一端部に設けられた一対の取付板部３７の挿通穴４３に挿通された取付ボルト３０が腕部２１を貫通してスライドピン１５に螺合固定されると、この取付ボルト３０と腕部２１とに一対の取付板部３７が挟持されて固定されることになる。

このようにしてスプリング部材３３は、基板部３４、一対の挟持板部３６および一対の取付板部３７からなる固定部（一端部）４６が腕部２１に固定される。このように固定部４６において腕部２１に取り付けられた状態で、スプリング部材３３は、バネ部３５がキャリア１２の方向に延出して、その先端の係止部（他端部）４１つまり他端側がキャリア１２のディスク円周方向外側の側面４７に当接する。このとき、バネ部３５は弾性変形させられることになり、その結果、キャリア１２をディスク円周方向内方に押圧する。図１から明らかなように、スプリング部材３３の係止部４１は、スライドピン１５の嵌合長の範囲内でキャリア１２のディスク円周方向外側に当接する。

ここで、上記したキャリア１２およびキャリパ１６は、車載時にディスク１０に対して前側または後側に配置されることになり、その際に、一方の腕部２１を上側に他方の腕部２１を下側にして配置されることになる。そして、上記したスプリング部材３３は、鉛直方向上側に配置される腕部２１に取り付けられることになる。その結果、キャリパ１６が、自重およびケーブル２８の入力によりかしぐのを解除する方向に引き上げられる。

つまり、まず、図１中Ａ点は、キャリパ１６の重心位置を示し、このキャリパ１６の自重によりキャリパ１６にはキャリア１２の口元Ｂ点に関してモーメントＭ１が作用する。キャリパ１６の重量をＷ１、キャリア１２のピン穴口元Ｂ点からキャリパ１６の重心Ａ点までの距離をＬ１とすると、Ｍ１＝Ｌ１×Ｗ１となる。図１から明らかなように、キャリパ１６の重心はスライドピン１５の嵌合長の範囲外となっている。

また、キャリパ１６にはパーキングブレーキ機構２６のケーブル２８が装着されている。このケーブル２８がＹ方向に曲げられてキャリパ１６に固定されたケーブルガイド２７に装着されている。よって、キャリパ１６にはケーブル２８が自由状態に戻るＺ方向への荷重が負荷されるのでモーメントＭ２が作用する。ケーブル２８の戻り力をＷ２、キャリア１２のピン穴口元Ｂ点からケーブル２８の取付位置までの距離をＬ２とすると、Ｍ２＝Ｌ２×Ｗ２となる。

上記のモーメントＭ１，Ｍ２によって、キャリパ１６は図中Ｘ方向に傾くことになる。これに対して、上記したスプリング部材３３が、キャリア１２の円周方向外側の側面４７に当接する係止部４１を支点としてキャリパ１６の腕部２１への固定部４６をＣ方向へ引き上げるようにバネ力を発生する。このバネ力により、キャリパ１６へＣ方向のモーメントＭ３を作用させる。引き上げ力をＷ３、キャリア１２のピン穴口元Ｂ点からスプリング部材３３の固定部４６までの距離をＬ３とすると、Ｍ３＝Ｌ３×Ｗ３となる。

ここで、Ｍ３をＭ１＋Ｍ２にほぼ等しくすることで、キャリパ１６がＸ方向へ傾くのを防止することができる。なお、Ｍ３が過大であると、逆回りのモーメントの発生によるキャリパ１６の傾きが発生すること、およびキャリア１２の円周方向外側の側面４７とスプリング部材３３の係止部４１との当接部分の摺動抵抗が大きくなりキャリア１２に対してキャリパ１６が円滑に動けなくなる可能性があるため、Ｍ３の設定値は、Ｍ１＜Ｍ３≦Ｍ１＋Ｍ２とするのが良い。

具体的に、Ｌ１＝２９ｍｍ、Ｌ２＝６９ｍｍ、Ｌ３＝３５ｍｍ、Ｗ１＝１５Ｎ、Ｗ２＝１１Ｎ、Ｗ３＝２０Ｎの場合、モーメントは、Ｍ１＝４３５Ｎ・ｍｍ、Ｍ２＝７５９Ｎ・ｍｍ、Ｍ３＝７００Ｎ・ｍｍとする。

以上に述べた第１実施形態によれば、キャリパ１６のスライドピン１５が取り付けられる腕部２１に一端の固定部４６が固定されたスプリング部材３３が、その他端のバネ部３５の係止部４１においてキャリア１２のディスク円周方向外側の側面４７に当接してこのキャリア１２をディスク円周方向内方に押圧するため、スライドピン１５とキャリア１２のピン穴２４との間にスライドのためのクリアランスがあっても、キャリパ１６の傾きおよび振動を抑制することができる。

また、生産車へ市場対応する場合に、スプリング部材３３を追加するのみで対応できるので、低コストで簡単に、しかも短いリードタイムで対応できる。つまり、キャリパ１６の基本構造の変更は必要とせず、変更に対する弊害もないので、特別な評価等無く設定が可能となる。

「第２実施形態」
本発明の第２実施形態を図４〜図６を参照して、第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は、同一の称呼、同一の符号として、その説明は略す。

第２実施形態においては、第１実施形態に対して異なるスプリング部材（弾性部材）５０が用いられている。つまり、第２実施形態のスプリング部材５０は、幅広の基板部５１と、基板部５１よりも幅狭で基板部５１から先細形状をなして延出するバネ部５２と、基板部５１の幅方向の相反する端縁部から基板部５１と垂直をなして同側に延出する一対の補強板部５３とを有している。このスプリング部材５０も、一枚のバネ鋼材からプレス成形により一体成形される。

基板部５１には、バネ部５２とは反対側に板厚方向に貫通する取付穴５５が幅方向に離間して複数カ所形成されている。
バネ部５２は、その延出方向の途中位置から、先端の係止部５６が補強板部５３の折曲側に位置するように傾斜形状に折り曲げられている。

このようなスプリング部材５０は、その一端部に位置する基板部５１のバネ部５２とは反対側の端部が、腕部２１のディスク円周方向外側の側面５８に当接させられることになり、この状態で、ディスク円周方向外側から取付穴５５に挿通された取付ビス６０が腕部２１のネジ穴６１に螺合固定されると、この取付ビス６０と腕部２１とに基板部５１が挟持されて固定されることになる。このように腕部２１に取り付けられた状態で、スプリング部材５０は、バネ部５２がキャリア１２の方向に延出して、その先端の係止部５６つまり他端側がキャリア１２のディスク円周方向外側の側面４７に当接する。このとき、バネ部５２は弾性変形させられることになり、その結果、第１実施形態と同様、キャリア１２をディスク円周方向内方に押圧する。この第２実施形態のスプリング部材５０は、第１実施形態のようにスライドピン１５を腕部２１に取り付ける取付ボルト３０と共締めされるのではなく、専用の取付ビス６０によって腕部２１に固定される。

本発明の第１実施形態のディスクブレーキを示す正面図である。 本発明の第１実施形態のディスクブレーキを示す側面図である。 本発明の第１実施形態のディスクブレーキに用いられるスプリング部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 本発明の第２実施形態のディスクブレーキを示す正面図である。 本発明の第２実施形態のディスクブレーキを示す平面図である。 本発明の第２実施形態のディスクブレーキを示す側面図である。

符号の説明

１ ディスクブレーキ
１０ ディスク
１２ キャリア
１３ 摩擦パッド
１５ スライドピン
１６ キャリパ
２１ 腕部
３３，５０ スプリング部材（弾性部材）
４１，５６ 係止部（他端部）
４６ 固定部（一端部）

Claims (3)

1. 車両の非回転部に固定され、摩擦パッドをディスク軸線方向に摺動可能に支持するキャリアと、
   該キャリアに一対のスライドピンを介してディスク軸線方向に摺動可能に支持され、前記摩擦パッドをディスクに押圧するキャリパとを備えるディスクブレーキにおいて、
   前記キャリパの前記スライドピンが取り付けられる腕部のうち鉛直方向上側となる腕部に一端部が固定され、他端部が前記キャリアのディスク円周方向外側に当接して前記キャリアをディスク円周方向内方に押圧する弾性部材が設けられることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記キャリパは、ケーブルを介して伝達される操作力によって前記キャリパ内のピストンを機械的に移動させるパーキングブレーキ機構を有し、前記キャリパの重心が前記スライドピンの嵌合長の範囲外となってい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。
3. 前記弾性部材の他端部は、前記スライドピンの嵌合長の範囲内で前記キャリアのディスク円周方向外側に当接することを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ。

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