JP2005308224A - ワイドキャリパ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】
半径方向パッケージングスペースを減少すべく設計されたキャリパ組立体を提供することにある。
【解決手段】
支持ブラケットと、１対のスライドピンと、キャリパ本体とを有するディスクブレーキのキャリパ組立体が提供される。支持ブラケットは、インボード側レールおよびアウトボード側レールを有している。インボード側レールには１対の係合ボアが形成されている。１対のスライドピンは１対の係合ボアと係合する。キャリパ本体は１対のスライドピンと摺動可能に係合する。キャリパ本体はインボード側部分およびアウトボード側部分を備え、該インボード側部分およびアウトボード側部分は、キャリパ本体がスライドピンと係合ボアとの係合位置と実質的に軸線方向に整合する重心をもつように、互いにバランスされている。
【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照
本件出願は、２００４年４月２２日付米国特許出願第６０／５６４，５１７号の利益を主張する。

本発明は、広くはディスクブレーキのキャリパ組立体に関し、より詳しくは、半径方向パッケージングスペースを減少すべく設計されたキャリパ組立体に関する。

ディスクブレーキシステムは、しばしばロータと呼ばれるディスクと、キャリパ組立体とを有している。ディスクは、一般に車両のホイールに固定される。キャリパ組立体は、ディスクの縁部または縁部近くに配置される。キャリパ組立体は１対のブレーキパッドを有している。ブレーキパッドはディスクと係合するように作動でき、かつディスクの回転とは逆方向のトルクをディスクに加える。パッドとディスクとの界面に発生する摩擦力の合力が作用すると考えられる半径方向位置は、有効半径と呼ばれている。有効半径を増大させると、ブレーキにより発生されるトルクが増大する。有効半径は、より大きい直径のディスクを設けることによりおよび／またはパッドの図心（ｃｅｎｔｒｏｉｄ）をディスクの半径方向外縁部の近くに配置することにより増大させることができる。

殆どのキャリパ組立体は、フレームキャリパまたはフィストキャリパ（Ｆｉｓｔ ｃａｌｉｐｅｒｓ）に類別できる。フィストキャリパは一般に、支持ブラケットと、キャリパ本体と、１対の連結ピンとを有している。既知の一装置では、支持ブラケットは、車軸（アクスル）のような車両部品に固定される。ブレーキパッドはディスクの両側に配置され、かつ一般に支持ブラケットまたはキャリパ本体上で摺動可能に配置される。キャリパ本体は、連結ピンにより支持ブラケット上で摺動可能に支持される。キャリパ本体には、ディスクのインボード側表面からアウトボード側表面へと延びるブリッジを設けることができる。殆どのブリッジは、ディスクの半径方向縁部を受入れることができるように僅かに弧状の形状を有している。ブレーキシステムを作動させると、ブリッジは、一般に軸線方向インボード側に直線的に移動して、ブレーキパッドをディスクの両面に摩擦係合させる。これにより、しばしばブリッジが曲げられ、マスの使用効率が低下する。連結ピンは全体的に、ロータ上で、支持ブラケットのインボード側とアウトボード側との間に延びている。連結ピンの周囲には最小のキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）が要求される。ホイールおよびロータには、キャスティング間隙も要求される。かくして、ロータサイズは、これらのパラメータ並びに連結ピンの直径により制限される。

フレームキャリパは、概略的に、支持ブラケットと、キャリパ本体と、１対の連結ピンとを有し、キャリパ本体は、概略的に、インボード側と、アウトボード側と、両側を備えたキャリパブリッジとを有している。フレームキャリパブリッジは、一般に、フィストキャリパブリッジよりも薄い。従って、フィストキャリパと比較して、所与のホイール内により大きい直径のロータを使用できる。フレームキャリパでは、連結ピンは一般にロータのインボード側に設けられる。これは、大きい直径のロータによりもたらされる小さい半径方向パッケージングのためであり、これでは、連結ピンをロータに跨らせることはできない。一般に、アウトボード側は、フィストキャリパのアウトボード側より厚い。フレームキャリパはより大きいアウトボード側のパッケージングスペースを必要とするが、このことは、他の車両パラメータがホイールおよびロータ位置を規定するフロントブレーキ用には適していない。

支持ブラケットと、１対のスライドピンと、キャリパ本体とを有するディスクブレーキのキャリパ組立体が提供される。支持ブラケットは、インボード側レールおよびアウトボード側レールを有している。インボード側レールには１対の係合ボアが形成されている。１対のスライドピンは１対の係合ボアと係合する。キャリパ本体は１対のスライドピンと摺動可能に係合する。キャリパ本体はインボード側部分およびアウトボード側部分を備え、該インボード側部分およびアウトボード側部分は、キャリパ本体がスライドピンと係合ボアとの係合位置と実質的に軸線方向に整合する重心をもつように、互いにバランスされている。

本発明の他の態様は、支持ブラケットと、１対のスライドピンと、キャリパ本体とを有するディスクブレーキのキャリパ組立体を提供する。１対のスライドピンは支持ブラケットに取付けられる。キャリパ本体は１対のスライドピンと摺動可能に係合する。キャリパ本体は連続ブリッジを有している。周方向端部には張力を付与でき、中央部分には曲げ力を付与できる。

本発明の他の態様は、ディスクと、支持ブラケットと、１対のスライドピンと、キャリパ本体とを有するディスクブレーキ組立体を提供する。ディスクは、半径方向縁部、インボード側表面、およびアウトボード側表面を備えている。インボード側表面は、アウトボード側表面とは反対側にある。支持ブラケットはインボード側レールおよびアウトボード側レールを備えている。インボード側レールは、ディスクのインボード側表面に隣接して配置される。アウトボード側レールは、ディスクのアウトボード側表面に隣接して配置される。１対のスライドピンが、ディスクの半径方向縁部から半径方向内方に変位された位置で、インボード側レールに取付けられかつ該インボード側レールから軸線方向インボード側に延びている。キャリパ本体は、１対のスライドピンと摺動可能に係合する。

本発明の他の適用領域は、以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。以下の詳細な説明および特定例は本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、単なる例示を目的とするものであって本発明の範囲を制限するものでないことを理解すべきである。

本発明は、以下の詳細な説明および添付図面から一層完全に理解されよう。

好ましい実施形態についての以下の説明は、本発明の本質の単なる例示であって、いかなる意味においても、本発明の範囲、用途または使用方法を制限するものではない。

添付図面に示すように、本発明によるディスクブレーキ組立体１０は、概略的に、ディスク１２と、キャリパ組立体１４とを有している。ディスク１２は全体として円形状の金属板であり、インボード側表面１２ａと、アウトボード側表面１２ｂと、半径方向縁部１２ｃとを有している。放熱のための複数のベントをインボード側表面１２ａとアウトボード側表面１２ｂとの間に設けることを考えることができる。ディスク１２は、ホイール、車軸およびディスク１２が共通回転軸線を共有するようにして、車両のホイールまたは車軸部品に固定できる。キャリパ組立体１４は、ディスク１２の半径方向縁部の一部を受入れている。キャリパ組立体１４は、ディスク１２の両表面１２ａ、１２ｂと摩擦係合すべく作動できるブレーキパッド２０を有している（ブレーキパッド２０については、より詳細に後述する）。この摩擦係合により、ディスク１２の回転方向とは逆方向のトルクがディスク１２に付与され、これによりディスク、最終的には車両が制動される。

キャリパ組立体１４は、キャリパ本体１６と、支持組立体１８と、パッド組立体２０とを有している。キャリパ本体１６は、インボード側部分２２およびアウトボード側部分２４を有している。インボード側部分２２は、１対のシリンダボア２６ａ、２６ｂおよび１対のスライドピンボア２８ａ、２８ｂを有している。１対のシリンダボア２６ａ、２６ｂは、共通平面（以下、「シリンダ平面」といい、図１および図２において中心線Ｉ−Ｉで示す）内に配置された中心軸線を有している。スライドピンボア２８ａ、２８ｂも共通平面（以下、「スライドピン平面」といい、図２においてＩＩ−ＩＩ線で示す）内に配置された中心軸線を有している。スライドピン平面ＩＩ−ＩＩは、シリンダ平面Ｉ−Ｉに対して実質的に平行でかつこれより半径方向内方に位置している。また、スライドピンボア２８ａ、２８ｂは、ディスク１２の半径方向縁部１２ｃから半径方向内方に位置している。また、他の実施形態では、１対より多いまたは１対より少ないシリンダボア２６を使用することも考えられる。このような形態では、各シリンダボア２６の中心軸線が共通平面内に配置されることはない。３つ以上のシリンダボア２６を有するキャリパ組立体１４では、シリンダボア２６を、ディスク１２と同心状の弧上に整合させることも考えられる。この場合でも、シリンダボア２６の各中心軸線は、スライドピン平面ＩＩ−ＩＩより半径方向外方に配置される。

キャリパ本体１６のアウトボード側部分２４は、ブリッジ３０（図３に最も良く示す）および複数のフィンガ３２（図１に最も良く示す）を有している。ブリッジ３０は、実質的に均一な半径方向厚さを備えた半周方向部材（ｓｅｍｉ−ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｍｅｍｂｅｒ）である。例示の一実施形態では、ブリッジ３０は、１４ｍｍ以下の半径方向厚さを有している。このことは、キャリパ本体１６の重量および半径方向パッケージング寸法の減少を補助する。図３には、近位端３０ａおよび遠位端３０ｂを備えた弧状ブリッジ３０が示されている。近位端３０ａはキャリパ本体１６のインボード側部分２２に隣接して配置されておりかつ１対の検査窓３４を有している。遠位端３０ｂは、近位端３０ａと複数のフィンガ３２との間に配置されている。

図１には、ブリッジ３０が更に対向周方向端部３９および中央部分４１を備えているところが示されている。対向周方向端部３９は、シリンダ平面Ｉ−Ｉより下に配置される。中央部分４１は、シリンダ平面Ｉ−Ｉより半径方向外方に配置される。

図１、図３および図６に示すように、複数のフィンガ３２は、ブリッジ３０の遠位端３０ｂから半径方向内方延びている３つのフィンガを有している。例示の一実施形態では、フィンガは、３０ｍｍ以下の軸線方向寸法を有している。複数の各フィンガ３２は、図６に示すように、インボード側表面４３およびアウトボード側表面４５を有している。フィンガ３２とブリッジ３０の遠位端３０ｂとの組合せは、キャリパ本体１６のインボード側部分２２とアウトボード側部分２４との間のバランスを付与することを補助する。この重量バランスにより、１対のスライドピン３８のねじ部３８ａと軸線方向に整合した実質的に垂直な平面内に作用する重心をもつキャリパ本体１６が得られる（この点については、より詳細に後述する）。重心は、図３および図６において軸線記号で示されている。この重心位置は、キャリパ本体の振動によりピンに加えられる逆曲げモーメントによる破壊の可能性を低減させることにより、キャリパ組立体１４の適正作動を確保する。検査窓３４は、図３に示すように、インボード側パッド組立体を直接見ることを可能にする。これは、インボード側ブレーキパッド６０を交換する必要があるか否か（この点については、より詳細に後述する）を検するのに有効である。図７に示すように、アウトボード側ブレーキパッド６６も存在することを理解すべきである。例示の一実施形態では、インボード側パッド６０およびアウトボード側パッド６６は均一に摩耗するので、インボード側ブレーキパッド６０の検査により、アウトボード側ブレーキパッド６６を交換する必要があるか否かも判明する。

図７には、ブラケット３７と、１対のスライドピン３８と、１対のフレキシブルブーツ４０とを備えた支持組立体１８が示されている。ブラケット３７は、概略的に、インボード側レール４２と、アウトボード側レール４４と、対向する１対の端レール４６とを有している。インボード側レール４２は全体として細長い部材であり、１対のねじボア４８と、１対の固定ボア５０と、１対の舌部５２とを有している。アウトボード側レール４４は、１対の舌部５２を備えた全体として細長い部材である。前述のように、各スライドピン３８はねじ部３８ａを有している。ねじ部３８ａは、ブラケット３７のインボード側レール４２のボア４８と螺合する。従って、スライドピン３８は、インボード側レール４２から軸線方向内方に延びたカンチレバーを形成する。スライドピン３８は、キャリパ本体１６のスライドピンボア２８ａ、２８ｂと摺動可能に係合して、支持ブラケット３７に対してキャリパ本体１６を支持する。フレキシブルブーツ４０は全体として蛇腹状であり、ゴムまたは他のフレキシブル材料で形成されている。フレキシブルブーツ４０は、ブラケット３７のインボード側レール４２とキャリパ本体１６との間でスライドピン３８上に配置される。より詳細に後述するように、フレキシブルブーツ４０は、ブレーキ組立体１０の作動中に塵埃がスライドピン３８上またはスライドピンボア２８ａ、２８ｂ内に集積することを防止する。

図７には更にパッド組立体２０が示されており、該パッド組立体２０は、概略的に、インボード側組立体５４と、アウトボード側組立体５６とを有している。インボード側組立体５４は、インボード側ライニングプレート５８と、インボード側ブレーキパッド６０と、１対のインボード側保持クリップ６２とを有している。アウトボード側組立体５６は、アウトボード側ライニングプレート６４と、アウトボード側ブレーキパッド６６と、１対のアウトボード側保持クリップ６８とを有している。インボード側組立体５４とアウトボード側組立体５６とは、互いに鏡像関係をなす同一部品であることを理解すべきである。例示の一実施形態では、インボード側組立体５４およびアウトボード側組立体５６の各々が、シリンダ平面Ｉ−Ｉから３ｍｍ以内に位置する図心（図示せず）を有している。

インボード側ブレーキパッド６０およびライニングプレート５８の各々が、１対のインボード側フォーク７０を有している。これらのフォーク７０は、ブラケット３７のインボード側レール４２の舌部５２を摺動可能に受入れる。これにより、インボード側ライニングプレート５８およびブレーキパッド６０が、ブラケット３７に対して軸線方向に変位することが可能になる。インボード側保持クリップ６２は、ライニングプレート５８およびブレーキパッド６０を、インボード側レール４２の舌部上に保持する。アウトボード側ブレーキパッド６６およびライニングプレート６４の各々も、インボード側ブレーキパッド６０のインボード側フォーク７０と同じ１対のアウトボード側フォーク７２を有している。アウトボード側フォーク７２は、ブラケット３７のアウトボード側レール４４の舌部５２を摺動可能に受入れる。アウトボード側保持クリップ６８は、アウトボード側ライニングプレート６４およびブレーキパッド６６を、アウトボード側レール４４の舌部上に保持する。

作動中には、外部流体圧力源（図示せず）が、シリンダ２６ａ、２６ｂ内に配置される１対のピストン（図示せず）を変位させる。ピストンの端部はインボード側ライニングプレート５８と係合する。インボード側ライニングプレート５８およびインボード側ブレーキパッド６０は、舌部５２上でディスク１２のインボード側表面１２ａに向かって軸線方向に変位する。インボード側ブレーキパッド６０は、ディスク１２のインボード側表面１２ａと摩擦係合して、これにトルクを加える。これにより、キャリパ本体１６がスライドピン３８上で摺動されて、インボード側に変位される。キャリパ本体１６のフィンガ３２のインボード側表面４３が、アウトボード側ライニングプレート６４と係合する。アウトボード側プレート６４およびアウトボード側ブレーキパッド６６が舌部５２上でディスク１２のアウトボード側表面１２ｂに向かって軸線方向に変位する。アウトボード側ブレーキパッド６６はディスク１２のアウトボード側表面１２ｂと摩擦係合して、インボード側ブレーキパッド６０により加えられるトルクに実質的に等しいトルクをアウトボード側表面１２ｂに加える。両ブレーキパッド６０、６６とディスク１２の両面との係合の組合せにより、キャリパ本体１６のブリッジ３０に荷重が作用する。ブリッジ３０の中央部分４１には曲げ荷重が作用し、対向周方向端部３９には張力が作用する。ピストン（図示せず）により連続的に力が加えられると、両ブレーキパッド６０、６６とディスク１２との間の摩擦係合が増大し、ディスク１２の回転、最終的にはディスク１２が取付けられた車両が減速される。

本発明の上記説明は本質の単なる例示であり、従って本発明の範囲内において、本発明の本旨から逸脱しない変更を考えることができる。このような変更は、本発明の精神および範囲から逸脱するものではないと考えられる。

本発明の原理によるディスクブレーキ組立体をアウトボード側から見た図面である。 図１のディスクブレーキ組立体をインボード側から見た図面である。 図１のディスクブレーキ組立体のキャリパ組立体を示す平面図である。 図１のキャリパ組立体を示す側面図である。 図１のキャリパ組立体をアウトボード側から見た、図４のＶ−Ｖ線を通る断面図である。 図１のキャリパ組立体を正面から見た、図３のＶＩ−ＶＩ線を通る断面図である。 図１のキャリパ組立体を示す分解図である。

符号の説明

１０ ディスクブレーキ組立体
１２ ディスク
１４ キャリパ組立体
１６ キャリパ本体
１８ 支持組立体
２０ パッド組立体
３０ ブリッジ
３２ フィンガ
５４ インボード側パッド組立体
５６ アウトボード側パッド組立体

Claims (25)

1. インボード側レールおよびアウトボード側レールを備えた支持ブラケットを有し、インボード側レールには１対の係合ボアが形成され、
   該１対の係合ボアと係合する１対のスライドピンと、
   該１対のスライドピンと摺動可能に係合するキャリパ本体とを更に有し、該キャリパ本体はインボード側部分およびアウトボード側部分を備え、該インボード側部分およびアウトボード側部分は、キャリパ本体がスライドピンと係合ボアとの係合位置と実質的に軸線方向に整合する重心をもつように、互いにバランスされていることを特徴とするディスクブレーキのキャリパ組立体。
2. 前記１対の係合ボアにはねじが形成されていることを特徴とする請求項１記載のキャリパ組立体。
3. 前記１対のスライドピンは、インボード側レールの軸線方向インボード側でカンチレバーを形成することを特徴とする請求項１記載のキャリパ組立体。
4. 前記キャリパ本体のインボード側部分には、第一平面内に配置された中心軸線を有するシリンダボアが設けられていることを特徴とする請求項１記載のキャリパ組立体。
5. 前記スライドピンは、前記第一平面に対して実質的に平行でかつ第一平面より半径方向内方に位置する第二平面内に配置された中心軸線を有することを特徴とする請求項４記載のキャリパ組立体。
6. 前記キャリパブリッジの周方向両端部は、前記平面より半径方向内方に位置することを特徴とする請求項４記載のキャリパ組立体。
7. 前記支持ブラケットの前記端レールは、キャリパブリッジの前記周方向両端部より半径方向内方に位置していることを特徴とする請求項４記載のキャリパ組立体。
8. 前記キャリパ本体のアウトボード側部分はブリッジを有し、該ブリッジは、前記インボード側部分に隣接する近位端および複数のフィンガに隣接する遠位端を備えていることを特徴とする請求項１記載のキャリパ組立体。
9. 前記近位端には検査孔が設けられていることを特徴とする請求項８記載のキャリパ組立体。
10. 前記ブリッジの遠位端は、１４ｍｍの最大半径方向寸法および２０ｍｍの最小軸線方向寸法を有していることを特徴とする請求項８記載のキャリパ組立体。
11. 前記複数のフィンガは、３０ｍｍの最大軸線方向寸法を有する３つのフィンガを有していることを特徴とする請求項８記載のキャリパ組立体。
12. 支持ブラケットと、
    該支持ブラケットに取付けられた１対のスライドピンと、
    該１対のスライドピンと摺動可能に係合するキャリパ本体とを有し、該キャリパ本体は一作用平面内に配置された中心軸線をもつシリンダボアおよびブリッジを備え、該ブリッジは前記作用平面の第一側に配置される中央部分および第一周方向端部を有し、該第一周方向端部は、前記中央部分から間隔を隔てかつ少なくとも一部が前記作用面の第二側に配置されることを特徴とするディスクブレーキのキャリパ組立体。
13. 前記ブリッジには、前記中央部分と、第一周方向端部とウェブとの間に配置された窓が設けられていることを特徴とする請求項１２記載のキャリパ組立体。
14. 前記キャリパ本体は更に第二周方向端部を有し、該第二周方向端部は、前記中央部分から第一周方向端部とは逆方向に間隔を隔てておりかつ少なくとも一部が前記作用平面の第二側に配置されることを特徴とする請求項１２記載のキャリパ組立体。
15. 前記第一および第二周方向端部は、少なくとも一部が前記作用平面より半径方向内方に配置され、前記中央部分は前記作用平面より半径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項１４記載のキャリパ組立体。
16. 前記ブリッジは１４ｍｍの最大半径方向寸法を有することを特徴とする請求項１２記載のキャリパ組立体。
17. 前記支持ブラケットはインボード側レールおよびアウトボード側レールを有していることを特徴とする請求項１２記載のキャリパ組立体。
18. 前記スライドピンは、支持ブラケットのインボード側レールの１対のボアと螺合して、インボード側レールから軸線方向インボード側にカンチレバーを形成することを特徴とする請求項１７記載のキャリパ組立体。
19. 前記キャリパ本体は、インボード側レールとスライドピンとの螺合と実質的に軸線方向に整合している重心を有することを特徴とする請求項１８記載のキャリパ組立体。
20. 半径方向縁部、インボード側表面、該インボード側表面とは反対側のアウトボード側表面を備えたディスクと、
    前記インボード側表面に隣接して配置されるインボード側レールおよびアウトボード側表面に隣接して配置されるアウトボード側レールを備えた支持ブラケットと、
    前記ディスクの半径方向縁部から半径方向内方に変位された位置で、インボード側レールに取付けられかつ該インボード側レールから軸線方向インボード側に延びている１対のスライドピンと、
    キャリパ本体とを有し、該キャリパ本体は、前記１対のスライドピンと摺動可能に係合しかつ第一平面内に配置される中心軸線をもつシリンダボアが形成されたインボード側部分と、第一平面より半径方向内方に変位される対向周方向端部とを備えていることを特徴とするディスクブレーキ組立体。
21. 前記支持ブラケットは更に、前記ディスクの前記半径方向縁部を横切ってインボード側レールとアウトボード側レールとの間で軸線方向に延びている１対の横方向レールを有していることを特徴とする請求項２０記載のディスクブレーキ組立体。
22. 前記１対のスライドピンは、インボード側レールの１対のブラインドボアと螺合することを特徴とする請求項２０記載のディスクブレーキ組立体。
23. 前記キャリパのインボード側部分およびアウトボード側部分は、前記１対のスライドピンと１対のブラインドボアとの螺合位置に実質的に軸線方向に整合する重心が得られるように、互いにバランスしていることを特徴とする請求項２２記載のディスクブレーキ組立体。
24. 前記前記１対のスライドピンは、前記第一平面に対して実質的に平行でかつこれより半径方向内方に変位している第二平面内に配置されることを特徴とする請求項２０記載のディスクブレーキ組立体。
25. 前記キャリパ本体のアウトボード側部分の対向周方向端部が、第二平面より半径方向外方に変位していることを特徴とする請求項２４記載のディスクブレーキ組立体。

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