JP6763682B2 - 車両用ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、中心軸線回りの回転力を用いてピストンに軸方向の駆動力を付与する加圧手段を備えた車両用ディスクブレーキに関する。

特許文献１はディスクブレーキを開示する。機械式のパーキングブレーキ機構を備えた車両用ディスクブレーキにおいて、ブレーキ鳴きを防止するために、摩擦パッドとピストンとの間にシムを介装した構成を有する。

実公平７−２２５０２号公報

このようなパーキングブレーキ機構を備えた構成では通常シムのディスク半径方向の両端の爪でパッドに係止され、ピストンの回転を規制するため、作用部側に配置される第１摩擦パッドにはピストンに係合する凸部が形成され、シムにはパッドの凸部が挿通可能な挿通穴が設けられているが、反力爪側に配置される第２摩擦パッドにはピストンの回転規制機構を備えていないため、第２摩擦パッドが第１摩擦パッド側へ誤って組み付けられた場合、ピストンの回転力に伴い、シムがピストン回転方向の力を受け、耐久性の低下の虞があった。

本発明は、作用部に第２摩擦パッドを誤組みするのを抑えるとともに、仮に誤って組み付けられてもシム板が摩擦パッドからずれるのを防止できる車両用ディスクブレーキを提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、ブレーキディスクと該ブレーキディスクを挟んで相対向する第１摩擦パッドおよび第２摩擦パッドと、該第１摩擦パッドおよび第２摩擦パッドの背面側にそれぞれ配置されるシリンダ孔および反力爪を備えたキャリパボディと、前記シリンダ孔に摺動可能に嵌め合わせられて第１摩擦パッドを押圧し得るピストンと、前記第１摩擦パッドおよび第２摩擦パッドの裏板に装着されて前記裏板と前記ピストンまたは前記反力爪間に介在するシム板と、前記ピストンに対し回転力に基づく加圧力を付与し得る加圧手段を備えた車両用ディスクブレーキにおいて、前記反力爪側の第２摩擦パッドの裏板には前記反力爪の当接部を除く位置に反力爪側に突出する凸部を備え、前記反力爪側の裏板に装着されるシム板は前記凸部を挿通可能な挿通穴を備え、前記挿通穴は前記反力爪側のシム板に投影される前記ピストンの投影像内で該投影像の輪郭に沿って配置され、前記ピストンの端面には該ピストンの外周面で開放される係合孔が形成される車両用ディスクブレーキが提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記挿通穴は、前記凸部と前記ピストンの中心軸線とを結ぶ直線に沿って長い長孔で形成され、その長孔の短軸方向の内径が、該長孔の挿通させる前記凸部の外径とほぼ同じ長さである。

第１側面によれば、第２摩擦パッド側で反力爪の当接部を除く位置に凸部を設けることにより、万が一シリンダ孔側に誤組みされた場合でも、設けた凸部によりシムの共回りを抑制することができる。

第２側面によれば、挿通穴を凸部とピストンの中心軸線とを結ぶ直線に沿って長い長孔にすることにより、長孔の長手方向にて摩擦パッドとシム板との寸法公差を無理なく吸収可能とできる。

本発明の一実施形態に係る車両用ディスクブレーキを概略的に示す平面図である。 ピストンの中心軸線を含みブレーキディスクの接線方向に平行な平面で切った断面図である。 図１の３−３線に沿った断面図である。 図１の４−４線に沿った断面図である。 第１および第２摩擦パッド並びに第１および第２シム板の分解斜視図である。 図１の６−６線に沿った断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る車両用ディスクブレーキ１１を概略的に示す。車両用ディスクブレーキ１１は、車輪（図示されず）のホイールと一体的に車軸の軸心ＸＬ回りで回転するブレーキディスク１２と、ブレーキディスク１２のディスク面にそれぞれ向き合わせられる第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂを支持するブラケット１４とを備える。ブラケット１４は車体側に固定される。

ブラケット１４には車軸の軸心ＸＬに平行に延びる１対のスライドピン１６ａ、１６ｂを介してキャリパボディ１５がボルトを介して連結される。ブラケット１４には、スライドピン１６ａ、１６ｂの軸方向移動を案内しながらスライドピン１６ａ、１６ｂを受け入れるピン穴１７（一方のみ図示される）が形成される。スライドピン１６ａ、１６ｂは、摺動可能であり、それによりキャリパボディ１５は車軸の軸心ＸＬに平行にブラケット１４に対して摺動可能に固定される。

キャリパボディ１５は、スライドピン１６ａ、１６ｂ同士の間の空間に配置される作用部１８および反力爪１９を備える。作用部１８はスライドピン１６ａ、１６ｂを介してボルト２１で分離可能に固定される。作用部１８は第１摩擦パッド１３ａの背後に配置される。反力爪１９は第２摩擦パッド１３ｂの背後に配置される。反力爪１９は、車軸の軸心ＸＬに平行な向きにブレーキディスク１２の縁を跨ぐブリッジ２２で作用部１８に接続される。ブリッジ２２には点検窓２３が区画される。第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの摩耗状況等を点検する際に第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂは点検窓２３から目視されることができる。

キャリパボディ１５にはブレーキディスク１２に対して第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの押し付け力を生成する電動アクチュエータ４１が連結される。第１摩擦パッド１３ａの背後に配置されるピストン２５はブレーキディスク１２のディスク面に向けて第１摩擦パッド１３ａに押し付け力を作用する。

図２に示されるように、第１摩擦パッド１３ａは、ブレーキディスク１２のディスク面に接触するライニング２７ａと、ライニング２７ａを裏打ちする金属製の裏板２８ａとを備える。第２摩擦パッド１３ｂは、同様に、ブレーキディスク１２のディスク面に接触するライニング２７ｂと、ライニング２７ｂを裏打ちする金属製の裏板２８ｂとを備える。第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの裏板２８ａ、２８ｂにはそれぞれ第１シム板２９ａおよび第２シム板２９ｂが重ねられる。後述されるように、第１シム板２９ａおよび第２シム板２９ｂは弾性的に摩擦パッド１３ａ、１３ｂの裏板２８ａ、２８ｂに装着される。

ピストン２５は作用部１８に形成されるシリンダ孔３１に収容される。ピストン２５が軸方向に前進すると、第１摩擦パッド１３ａはブレーキディスク１２のディスク面に押し付けられる。その反力でキャリパボディ１５は変位し、キャリパボディ１５の反力爪１９はブレーキディスク１２のディスク面に第２摩擦パッド１３ｂを押し付ける。こうして第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの間にブレーキディスク１２は挟まれる。ピストン２５の前方向推進力は第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの制動力を生み出す。

図３に示されるように、ブレーキディスク１２の周方向に裏板２８ａ、２８ｂの両側ではブラケット１４に支持溝３２が区画される。支持溝３２にはガイドプレート３３を介して裏板２８ａ、２８ｂの両端が嵌め込まれる。支持溝３２は車軸の軸心ＸＬに平行に裏板２８ａ、２８ｂの移動を案内する。支持溝３２はブレーキディスク１２の周方向に裏板２８ａ、２８ｂの変位を阻止する。

図４に示されるように、ピストン２５の内側とシリンダ孔３１の底壁との間には油圧室３４が区画される。作用部１８には、油圧室３４に油圧を導く油圧ポート３５が区画される。油圧ポート３５には、油圧導管３６を介してマスタシリンダ（図示されず）の出力ポートが接続される。こうしてマスタシリンダから油圧室３４に油圧は導入される。マスタシリンダから油圧を受けてピストン２５は前進する。シリンダ孔３１の内面にはピストン２５の外周面に接触する環状のピストンシール３７が装着される。シリンダ孔３１の開口端とピストン２５との間には環状のダストブーツ３８が装着される。

ピストン２５には電動アクチュエータ４１の作動軸４２が連結される。電動アクチュエータ４１は軸心回りで作動軸４２を回転駆動する。作動軸４２には減速機構（図示されず）を介して電動モータ４３が連結される。電動モータ４３は通電に応じて回転駆動力を発揮する。ピストン２５と作動軸４２との間には運動変換機構４４が連結される。運動変換機構４４は作動軸４２の回転運動をピストン２５の直線運動に変換する。パーキングブレーキレバー用のスイッチが操作されると、電動モータ４３の回転駆動力が作動軸４２に伝わり、作動軸４２の回転に応じてピストン２５は前進する。

運動変換機構４４は、作動軸４２の外周面に刻まれた雄ねじ溝４５と、この雄ねじ溝４５に噛み合う雌ねじ４６を有するナット部材４７と、ナット部材４７の軸方向移動を案内する係り溝４８群とを備える。ナット部材４７は前端でピストン２５に背後から突き当てられる。ナット部材４７の前端にはピストン２５に同軸に四角柱の外面を有する。四角柱の稜線４７ａは個々の係り溝４８に嵌まる。こうした嵌め合いに応じてピストン２５に対してナット部材４７は軸方向に摺動するものの、中心軸回りでピストン２５に対してナット部材４７の相対回転は阻止される。電動モータ４３、作動軸４２および運動変換機構４４は、作動軸４２の中心軸線Ｐｘ回りの回転力を用いてピストン２５に軸方向の駆動力を付与する加圧手段を確立する。作動軸４２の中心軸線Ｐｘはピストン２５の中心軸線に一致する。

図５に示されるように、第１シム板２９ａは第１摩擦パッド１３ａの裏板２８ａに重ねられる板状の本体５１を備える。本体５１の上縁には上爪５２ａが折り曲げ形成される。本体５１の下縁には１対の下爪５２ｂが折り曲げ形成される。上爪５２ａと下爪５２ｂとの間に裏板２８ａは弾性的に挟まれる。こうして第１シム板２９ａは裏板２８ａに支持される。同様に、第２シム板２９ｂは板状の本体５３と上爪５４ａおよび下爪５４ｂを備える。

第１シム板２９ａの本体５１には差し込み孔としての第１挿通穴５５ａが穿たれる。第１挿通穴５５ａは中心軸線Ｐｘに平行な中心軸線を有する円板形状の空間を仕切る。第１挿通穴５５ａの中心軸線は例えばピストン２５の中心軸線Ｐｘおよび車軸の軸心ＸＬを含む仮想平面内に設定される。第１挿通穴５５ａは第１シム板２９ａに投影されるピストン２５の投影像５６内でその輪郭に沿って配置される。投影像５６は中心軸線Ｐｘに平行に平行移動するピストン２５の輪郭線で描かれればよい。こうして第１挿通穴５５ａはピストン２５の中心軸線Ｐｘから変位した位置に位置する。第１シム板２９ａは例えば１枚の金属板から打ち抜き成型される。

第１シム板２９ａの本体５１にはさらに差し込み孔としての１対の第２挿通穴５５ｂが穿たれる。第２挿通穴５５ｂはピストン２５の中心軸線Ｐｘから最も離れた位置に配置される。第２挿通穴５５ｂはピストン２５の径方向に作用部１８よりも外側に位置すればよい。

同様に、第２シム板２９ｂの本体５３には差し込み孔としての第３挿通穴５７が穿たれる。本実施形態では第３挿通穴５７と第２摩擦パッド１３ｂの裏板２８ｂの輪郭との位置関係は第１シム板２９ａの第１挿通穴５５ａと第１摩擦パッド１３ａの裏板２８ａの輪郭との位置関係を反映する。したがって、第３挿通穴５７は第２シム板２９ｂに投影されるピストン２５の投影像５８内でその輪郭に沿って配置される。投影像５８は中心軸線Ｐｘに平行に平行移動するピストン２５の輪郭線で描かれればよい。第３挿通穴５７は、ピストン２５の中心軸線Ｐｘを含む仮想平面内に中心線５９を有し当該中心線５９に沿って長い長孔に形成される。ここでは、仮想平面は中心軸線Ｐｘおよび車軸の軸心ＸＬを含む。長孔は仮想平面に平行に線形移動する第１挿通穴５５ａの軌跡で象られればよい。第２シム板２９ｂは例えば１枚の金属板から打ち抜き成型される。

第１摩擦パッド１３ａは裏板２８ａから垂直に突出する第１凸部６２ａおよび差し込み突起６２ｂを備える。第１凸部６２ａはピストン２５の中心軸線Ｐｘに平行な軸心を有する小軸で形成される。第１凸部６２ａは第１シム板２９ａの第１挿通穴５５ａに差し込まれ第１シム板２９ａを貫通する。こうして第１凸部６２ａは、第１挿通穴５５ａの輪郭を象る縁で第１シム板２９ａに係り合う。第１凸部６２ａは第１シム板２９ａの裏面から突き出す。

差し込み突起６２ｂはピストン２５の中心軸線Ｐｘに平行な軸心を有する小軸で形成される。差し込み突起６２ｂは第１シム板２９ａの第２挿通穴５５ｂに差し込まれる。差し込み突起６２ｂと、第１摩擦パッド１３ａの裏板２８ａに投影されるピストン２５の投影像６３との位置関係は第２挿通穴５５ｂと投影像５６との位置関係を反映する。投影像６３は中心軸線Ｐｘに平行に平行移動するピストン２５の輪郭線で描かれればよい。

第２摩擦パッド１３ｂの裏板２８ｂは、反力爪１９を除く位置に反力爪１９側に突出する第２凸部６４を備える。第２凸部６４はピストン２５の中心軸線Ｐｘに平行な軸心を有する小軸で形成される。第２凸部６４は第２シム板２９ｂの第３挿通穴５７に差し込まれ第２シム板２９ｂを貫通する。こうして第２凸部６４は、第３挿通穴５７の輪郭を象る縁で第２シム板２９ｂに係り合う。第２凸部６４は第２シム板２９ｂの裏面から突き出す。第３挿通穴５７は、第２凸部６４とピストン２５の中心軸線Ｐｘとを結ぶ直線に沿って長い長孔で形成され、その長孔の短軸方向の寸法は第２凸部６４の外径とほぼ同じ長さである。

図６に示されるように、ピストン２５の端面には第１凸部６２ａに対応して係合孔６５が形成される。第１凸部６２ａはピストン２５の中心軸線Ｐｘから変位した位置に配置される。第１凸部６２ａは中心軸線Ｐｘ回りのピストン２５の回転時にピストン２５に係り合う。したがって、第１凸部６２ａは中心軸線Ｐｘ回りにピストン２５の回転を阻止する。係合孔６５はピストン２５の外周面で開放される。

次に本実施形態の作用を説明する。車両の走行時に制動操作が実施されると、マスタシリンダから油圧室３４に制動油圧が導入される。油圧室３４の油圧が高まると、ピストン２５は前進する。ピストン２５が前進すると、第１摩擦パッド１３ａはブレーキディスク１２のディスク面に押し付けられる。その反力でキャリパボディ１５は変位し、キャリパボディ１５の反力爪１９はブレーキディスク１２のディスク面に第２摩擦パッド１３ｂを押し付ける。こうして第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂの間にブレーキディスク１２は挟まれて制動力が発生する。

また、例えばパーキングブレーキレバー用のスイッチが操作されると、電動アクチュエータ４１に電力が供給される。電動モータ４３は電力に応じて回転駆動力を発揮する。電動モータ４３の回転力は運動変換機構４４の働きでピストン２５に対する前進駆動力に変換される。こうしてピストン２５が前進して駐車ブレーキを行う。

例えば第１摩擦パッド１３ａおよび第２摩擦パッド１３ｂを交換する際にブラケット１４から取り外される。このとき、本実施形態では作用部１８に誤って第２摩擦パッド１３ｂが組み付けられても、第２摩擦パッド１３ｂ上の第２凸部６４は第１摩擦パッド１３ａの輪郭と第１凸部６２ａとの位置関係を反映して形成されることから、第２凸部６４はピストン２５の係合孔６５に進入することができる。第２凸部６４は係合孔６５に進入する際に第３挿通穴５７に差し入れられる。第２凸部６４は中心軸線Ｐｘ回りに第２シム板２９ｂの縁に係り合う。したがって、第２摩擦パッド１３ｂと第２シム板２９ｂとの間で想定以上の相対変位は阻止される。

しかも、第２凸部６４の働きでピストン２５の中心軸線Ｐｘ回りに第２摩擦パッド１３ｂおよびピストン２５は相互に連結される。こうした第２凸部６４の働きでピストン２５の回転は規制される。作動軸４２の回転は雄ねじ溝４５および雌ねじ４６を介して確実にナット部材４７の軸方向変位に変換される。パーキングブレーキ状態で確実に制動力は確保される。

なお、ピストン２５の中心軸線Ｐｘに平行に第１摩擦パッド１３ａにおけるピストンの当接部６３を平行移動した投影像上に凸部を設けた場合は誤組を防止できる。

本実施形態では、第３挿通穴５７は、ピストン２５の中心軸線Ｐｘを含む仮想平面内に中心線５９を有し当該中心線５９に沿って長い長孔に形成される。第２シム板２９ｂは長孔で第２凸部６４を受け入れる。したがって、ピストン２５の中心軸線Ｐｘ回りで周方向に長孔の大きさが縮小されれば縮小されるほど、第２シム板２９ｂと第２摩擦パッド１３ｂとの相対変位は最小限に抑制される一方で、ピストン２５の径方向には位置ずれや寸法ずれの許容範囲は拡大し、歩留まりの向上や組み付け作業の容易化に寄与することができる。

１１…車両用ディスクブレーキ、１２…ブレーキディスク、１３ａ…第１摩擦パッド、１３ｂ…第２摩擦パッド、１５…キャリパボディ、１９…反力爪、２５…ピストン、２８ａ…裏板、２８ｂ…裏板、２９ａ…第１シム板、２９ｂ…第２シム板、３１…シリンダ孔、４３…加圧手段を構成する電動モータ、４４…加圧手段を構成する運動変換装置、５７…挿通穴、６４…凸部、Ｐｘ…中心軸線。

Claims (2)

1. ブレーキディスク（１２）と該ブレーキディスク（１２）を挟んで相対向する第１摩擦パッド（１３ａ）および第２摩擦パッド（１３ｂ）と、該第１摩擦パッド（１３ａ）および第２摩擦パッド（１３ｂ）の背面側にそれぞれ配置されるシリンダ孔（３１）および反力爪（１９）を備えたキャリパボディ（１５）と、前記シリンダ孔（３１）に摺動可能に嵌め合わせられて前記第１摩擦パッド（１３ａ）を押圧し得るピストン（２５）と、前記第１摩擦パッド（１３ａ）および第２摩擦パッド（１３ｂ）の裏板（２８ａ、２８ｂ）に装着されて前記裏板（２８ａ、２８ｂ）と前記ピストン（２５）または前記反力爪（１９）間に介在するシム板（２９ａ、２９ｂ）と、前記ピストン（２５）に対し回転力に基づく加圧力を付与し得る加圧手段（４３、４４）を備えた車両用ディスクブレーキにおいて、 前記反力爪（１９）側の第２摩擦パッド（１３ｂ）の裏板（２８ｂ）には前記反力爪（１９）を除く位置に反力爪側に突出する凸部（６４）を備え、前記反力爪（１９）側の裏板（２８ｂ）に装着されるシム板（２９ｂ）は前記凸部（６４）を挿通可能な挿通穴（５７）を備え、前記挿通穴（５７）は前記反力爪（１９）側のシム板（２９ｂ）に投影される前記ピストン（２５）の投影像（５８）内で該投影像（５８）の輪郭に沿って配置され、前記ピストン（２５）の端面には該ピストン（２５）の外周面で開放される係合孔（６５）が形成されることを特徴とする車両用ディスクブレーキ。
2. 請求項１に記載の車両用ディスクブレーキにおいて、前記挿通穴（５７）は、前記凸部（６４）と前記ピストン（２５）の中心軸線（Ｐｘ）とを結ぶ直線に沿って長い長孔で形成され、その長孔の短軸方向の内径が、該長孔の挿通させる前記凸部（６４）の外径とほぼ同じ長さであることを特徴とする車両用ディスクブレーキ。

Images