JP2006153031A - キャリパ - Google Patents

Abstract

【課題】 制動時にブレーキパッドの支持を安定的に行うことのできる容易な構成のキャリパを提供する。
【解決手段】 ブレーキパッド１６の入口側でブレーキパッド１６とディスクロータ１４の最外周接点Ｐ0における接線３４より外側にパッド裏板２０とトルクプレート３２との接触位置Ｍが存在するように、また、ブレーキパッド１６の出口側でブレーキパッド１６とディスクロータ１４の最内周接点Ｑ0における接線３８より外側にパッド裏板２０とトルクプレート３２との接触位置Ｎが存在するようにパッド裏板２０とトルクプレート３２との形状を設定する。この設定により、パッド裏板２０をトルクプレート３２に押圧する方向に回転トルクが発生し、パッド裏板２０を少なくとも２点でトルクプレート３２に押圧するようになり、パッド裏板２０をトルクプレート３２に安定的に支持させることが可能になる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャリパ、特に、制動時にキャリパに含まれるブレーキパッドの支持を安定的に行うことのできるキャリパの改良に関する。

従来、車両の制動を行う制動装置の一つとして、ディスクブレーキがある。このディスクブレーキは、キャリパの中にシリンダとピストンが配置され、油圧によりブレーキパッドを開閉動作させて車輪と共に回転するディスクロータを把持することにより制動力を確保している。キャリパの内部には、ブレーキパッド、このブレーキパッドを支持するパッド裏板、および制動時にブレーキパッドがディスクロータに引き摺られることにより発生する力をパッド裏板を介して受けるトルクプレートが含まれている。

ブレーキパッドは、例えば円盤状のディスクロータの外形形状に合わせた扇形形状を呈し、パッド裏板は、このブレーキパッドを覆うように例えば同形状または矩形形状を呈している。前述のようにブレーキパッドは、制動時にディスクロータと接触し制動力を発生しつつ、ディスクロータに引き摺られため、例えば前進走行時には前方に力がかかりこの力がパッド裏板を介してトルクプレートにかかる。このトルクプレートは側面視で略Ｕ字形状を呈し、左右の垂直部分で制動時のパッド裏板の側面と例えば２点で当接しその力を受けている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２３５７７６号公報

しかし、従来のトルクプレートは、パッド裏板の側面を支持する構造になっているため、例えば、ブレーキパッドが偏摩耗していて、ブレーキパッドの一部がディスクロータに押圧してしまう場合、その接点に発生する力により、トルクプレートとパッド裏板との当接部分に対し回転モーメントが働いてしまう場合がある。例えば、ブレーキパッドの偏摩耗により突出部分が形成されると、その部分が他の部分より先にディスクロータに接触することとなる。この接触部分に発生する力はディスクロータに関して接線力となる。例えば、接触部分がディスクロータの回転方向に対してブレーキパッドの入口側でブレーキパッドの最外周位置に存在した場合、パッド裏板とトルクプレートとの当接点はディスクロータに沿った位置に存在するため、接触部分で発生する接線力は、パッド裏板とトルクプレートとの当接点より外側を通過することになる。このとき、パッド裏板とトルクプレートとの当接点のうち外周側に位置する当接点は、その当接点を中心とする回転トルクを受けて、他方の当接点を浮き上がらせる。つまり、トルクプレートによる支持構造が１点支持となり、パッド裏板がトルクプレートに対してふらふらした不安定なものになってしまう。この状態がブレーキ鳴きの原因の一つになっていた。特に、ブレーキパッドが偏摩耗している状態でブレーキ装置の低液圧使用時には、この現象が顕著に表れる傾向があった。

そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、制動時にブレーキパッドの支持を安定的に行うことのできる容易な構成のキャリパを提供することを目的とする。

本発明は、ディスクロータに押圧して制動力を発生するブレーキパッドを支持するキャリパであって、ブレーキパッドの裏面側で当該ブレーキパッドを支持するパッド裏板と、前記ディスクロータの回転方向に対する前記パッド裏板の前端部が当接可能で、制動力発生時の前記パッド裏板にかかる力を少なくとも２点で受けるトルクプレートと、を含み、制動力発生時の前記パッド裏板とトルクプレートとの当接位置は、前記ディスクロータの回転方向に対して前記ブレーキパッドの入口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最外周接点における前記ディスクロータに関する接線と、前記ディスクロータの回転方向に対して前記ブレーキパッドの出口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最内周接点における前記ディスクロータに関する接線と、で規定される範囲の外側に設定することを特徴とする。

この態様によれば、ブレーキパッドとディスクロータとがいずれの位置で接触しても、その位置で発生する接線力はパッド裏板とトルクプレートとの当接位置より内側を通過することになる。つまり、一方の当接位置に回転モーメントが作用した場合でも、この回転モーメントは他方の当接位置においてトルクプレートにパッド裏板を押圧するように作用する。この結果、パッド裏板は少なくとも２点でトルクプレートに安定的に支持されることになる。

また、上記構成において、前記当接位置は、前記最外周接点におけるディスクロータに関する接線を前記ディスクロータの直径方向外側に所定量オフセットした外オフセットラインの延長線上と、前記最内周接点におけるディスクロータに関する接線を前記ディスクロータの直径方向内側に所定量オフセットした内オフセットラインの延長線上に設定されてもよい。

ここで、外オフセットラインと内オフセットラインとは、各接線から同距離離れていても、それぞれ異なる距離離れていてもよい。この態様によれば、パッド裏板を安定的に支持するトルクプレートの形状設計を容易に行うことができる。

また、上記構成において、前記当接位置の当接面は、前記外オフセットラインおよび内オフセットラインに対して略垂直に形成されるようにしてもよい。

この態様によれば、当接位置を中心に回転モーメントが発生する場合にでも、各当接位置において、パッド裏板とトルクプレートとの間の滑りが抑制され、良好な当接状態の維持を行うことができる。

本発明によれば、ブレーキパッドとディスクロータとがいずれの位置で接触しても、パッド裏板は少なくとも２点でトルクプレートに支持され、制動時に発生する力をトルクプレートで安定的に受け止め支持することができる。また、ブレーキ鳴き現象の抑制を行うこともできる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態のキャリパ１０の断面図であり、図２は、図１において、シリンダ１２を形成するシリンダハウジング１２ａを取り除いた状態の概略側面図である。図１、図２において、ディスクロータ１４は、図示しない車輪と共に回転する。ディスクロータ１４の側面１４ａ，１４ｂは摺動面となっており、摩擦部材としてのブレーキパッド１６，１８がそれぞれ対向配置される。このブレーキパッド１６，１８は、ぞれぞれパッド裏板２０，２２によって裏面側から支持されている。

キャリパ１０は、図１中左右方向に変位可能に、図示しない車体に、後述するトルクプレートを介して取り付けられている。キャリパ１０はシリンダ１２を有しており、シリンダ１２には有底の穴２４が穿設されており、この穴２４には、ピストン２６が摺動可能に嵌挿されている。穴２４の底にはポート２８が設けられ、図示しないマスターシリンダに接続され、ブレーキペダルの操作によってブレーキ油がポート２８内に流入し、ピストン２６を駆動するようになっている。

ブレーキ油がポート２８内に流入すると、ピストン２６が図１に示す非動作状態から図１中左方向に摺動し、パッド裏板２０を介してブレーキパッド１６をディスクロータ１４の側面１４ａに押圧する。ブレーキパッド１６がディスクロータ１４に押圧されると、ピストン２６は摺動を停止する。ピストン２６が摺動を停止した後も、ブレーキ油がポート２８内に流入すれば穴２４内の油圧が上昇する。その結果、停止したピストン２６が逆に穴２４の内面を押圧し、シリンダ１２を構成するシリンダハウジング１２ａを図１中右方向に押圧する。シリンダハウジング１２ａは図１中左右方向に変位可能とされているので、油圧の上昇に伴って、シリンダハウジング１２ａが図１中右方向に変位することになる。

シリンダハウジング１２ａの非シリンダ形成側には爪３０が形成されており、シリンダハウジング１２ａの右方向へ変位に伴って、爪３０がパッド裏板２２を介してブレーキパッド１８をディスクロータ１４の側面１４ｂに押圧する。したがって、ディスクロータ１４を一対のブレーキパッド１６，１８により押圧挟持する状態となり、ディスクロータ１４を効率的に制動させることが可能となる。

前述のようにブレーキパッド１６，１８は、パッド裏板２０，２２によって支持され、このパッド裏板２０，２２が図１に示すように、トルクプレート３２に当接可能になっている。つまり、回転するディスクロータ１４にブレーキパッド１６，１８を接触させると、当該ブレーキパッド１６，１８はディスクロータ１４に引き摺られる状態になり力を受ける。この力をパッド裏板２０，２２を介してトルクプレート３２で受けることになる。なお、図２においては、片側のパッド裏板２０のみが図示されている。

例えば、車両の前進時のディスクロータ１４の回転方向が矢印Ａ方向である場合、パッド裏板２０は、右方向に力を受け、トルクプレート３２の先端側当接部３２ａに当接することになる。一方、車両の後退時にはディスクロータ１４は反矢印Ａ方向に回転し、パッド裏板２０は、左方向に力を受け、トルクプレート３２の後端側当接部３２ｂに当接することになる。

ところで、ブレーキパッド１６の偏摩耗により当該ブレーキパッド１６に突出部分が形成され、その部分がブレーキパッド１６の他の部分より先にディスクロータ１４に接触してしまう場合、この接触部分に発生する力はディスクロータ１４に関して接線方向に向く接線力となる。例えば、図３に示すように、接触部分がディスクロータ１４の回転方向に対してブレーキパッド１６の入口側Ｉでブレーキパッド１６の最外周位置Ｐに存在した場合を考える。もし、図３に示すように、ブレーキパッド１６を支持するパッド裏板１００とトルクプレート１０２の当接位置がディスクロータ１４に沿った位置に存在する場合、接触部分Ｐで発生する接線力は、パッド裏板１００とトルクプレート１０２との当接点より外側を通過してしまう。このとき、パッド裏板１００とトルクプレート１０２との当接点のうち外周側に位置する当接点Ｑ1は、接線力により当接点Ｑ1を中心とする時計回り方向の回転トルクを受けて、他方の当接点Ｑ2を浮き上がらせしまう。つまり、トルクプレート１０２による支持構造が１点支持となり、パッド裏板１００がトルクプレート１０２に対してふらふらした不安定なものになってしまう。偏摩耗などが原因の場合、ブレーキパッド１６とディスクロータ１４との接触位置は任意の位置になるため、接線力の発生する位置によっては、当接点Ｑ2で回転モーメントが発生し当接点Ｑ1側を浮き上がらせてしまう場合もある。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、ディスクロータ１４の回転方向に対してブレーキパッド１６の入口側でブレーキパッド１６とディスクロータ１４の最外周接点Ｐ0におけるディスクロータ１４に関する接線３４より外側にパッド裏板２０とトルクプレート３２との接触位置Ｍが存在するようにパッド裏板２０とトルクプレート３２との形状を設定している。具体的には、最外周接点Ｐ0におけるディスクロータ１４に関する接線３４をディスクロータ１４の直径方向外側に所定量Ｓ、例えば５ｍｍオフセットした外オフセットライン３６の延長線上に接触位置Ｍを設定している。

このように、接触位置Ｍが接線３４の外側に存在することにより、最外周接点Ｐ0において、接線力が発生した場合でも接触位置Ｍで発生する回転トルクは、図１に示すように反時計回り方向に向く。その結果、パッド裏板２０をトルクプレート３２に押圧する方向に回転トルクが発生し、パッド裏板２０を少なくとも２点でトルクプレート３２に押圧するようになり、パッド裏板２０をトルクプレート３２に安定的に支持させることが可能になる。

同様に、ディスクロータ１４の回転方向に対してブレーキパッド１６の出口側でブレーキパッド１６とディスクロータ１４の最内周接点Ｑ0におけるディスクロータ１４に関する接線３８より外側にパッド裏板２０とトルクプレート３２との接触位置Ｎが存在するようにパッド裏板２０とトルクプレート３２との形状を設定している。具体的には、最内周接点Ｑ0におけるディスクロータ１４に関する接線３８をディスクロータ１４の直径方向内側に所定量Ｓ、例えば５ｍｍオフセットした内オフセットライン４０の延長線上に接触位置Ｎを設定している。なお、接触位置Ｍ，Ｎを外オフセットライン３６、内オフセットライン４０上に設定することによりパッド裏板２０，２２を安定的に支持するトルクプレート３２の形状設計を容易に行うことができる。このとき、外オフセットライン３６と内オフセットライン４０とは、各接線から同距離離れていても、それぞれ異なる距離離れていてもよい。

このように、接触位置Ｎが接線３８の外側に存在することにより、最内周接点Ｑ0において、接線力が発生した場合でも接触位置Ｎで発生する回転トルクは、図１に示すように時計回り方向に向く。その結果、パッド裏板２０をトルクプレート３２に押圧する方向に回転トルクが発生し、パッド裏板２０を少なくとも２点でトルクプレート３２に押圧するようになり、パッド裏板２０をトルクプレート３２に安定的に支持させることが可能になる。

上述のように、ブレーキパッド１６とディスクロータ１４の入口側の最外周接点Ｐ0と出口側の最内周接点Ｑ0とおける接線力を考慮した接触位置Ｍ，Ｎを設定することことにより、ブレーキパッド１６の他の部分で発生する接線力を、接線３４，３８で定義される範囲Ｒ内に包含することができる。つまり、接触位置Ｍ，Ｎより内側に包含することになり、接線力がどの位置で発生しても上述のように、パッド裏板２０を２点でトルクプレート３２に押圧さえることが可能になり、パッド裏板２０をトルクプレート３２に安定的に支持させることが可能になる。

なお、接触位置Ｍ，Ｎを接線３４，３８をさらに外側にオフセットした外オフセットライン３６、内オフセットライン４０上に設定しているのは、接触位置Ｍ，Ｎにおいて、意図的に他方の接触位置をトルクプレート３２に押圧するような回転トルクを発生させるためである。このトルクプレート３２にパッド裏板２０を押圧するような回転トルクを発生させることによりパッド裏板２０をより安定的に支持させている。

図４には、パッド裏板２０のみが図示されている。なお、パッド裏板２２はパッド裏板２０と表裏が逆になるのみで形状や機能は同じであるため、パッド裏板２０のみの説明でパッド裏板２２に関する説明は省略する。また、図５には、トルクプレート３２のみの斜視図が示されている。なお、トルクプレート３２は接続バー４２により、パッド裏板２０，２２用の２枚のトルクプレート３２が接続された状態が図示されている。

図４に示すように、パッド裏板２０には、外オフセットライン３６上で接触位置Ｍを形成するように突起部２０ａが形成されている。また、内オフセットライン４０上で接触位置Ｎを形成するように突起部２０ｂが形成されている。これらの突起部２０ａ，２０ｂのトルクプレート３２に対する当接面は、外オフセットライン３６および内オフセットライン４０に対して略垂直に形成されている。

トルクプレート３２は、突起部２０ａ，２０ｂの当接面を略垂直に受け止めるために、図１および図５に示すように、先端側当接部３２ａは、屈曲形状を呈し、後端側当接部３２ｂは、直線形状呈し、下端が接続部４４で接続されている。なお、トルクプレート３２には、図示しない車両に固定するための固定用フランジなどが形成されているが図１、図５などでは、図示を省略している。なお、ここで略垂直とは、実質的に垂直であればよく、厳密な垂直である必要はない。

トルクプレート３２とパッド裏板２０との接触を略垂直にすることにより、一方の当接位置で発生した回転トルクにより他方の当接位置で押圧力が発生する場合でも、当接位置で滑りなどが発生することを抑制することができる。

なお、本実施形態では図１に示すように、ディスクロータ１４が前進回転している状態から制動を行った場合に接線力を良好に受け止められるように、ディスクロータ１４が前進回転しているときの出口側のパッド裏板２０，２２およびトルクプレート３２の形状を設定する例を示した。これは、ディスクロータ１４が後進回転する場合、ディスクロータ１４の一般的に低速回転であり、トルクプレート３２を１点支持にしてしまうような大きな接線力が発生しないこと、入口側を出口側と同様な形状にするとパッド裏板２０，２２およびトルクプレート３２の重量の増加を伴ってしまうことや材料コストの増加を伴ってしまうことなどを考慮し、入口側は形状をシンプル化したものである。もちろん、重量やコストに関し、考慮が必要ない場合には、入口側も出口側と同じ思想に基づき形状の設定を行ってもよい。この場合、ディスクロータ１４の前進回転時および後進回転時において、良好にパッド裏板２０，２２をトルクプレート３２で支持することことができる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。例えば、パッド裏板とトルクプレートとの当接位置が、ディスクロータの回転方向に対してブレーキパッドの入口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最外周接点におけるディスクロータに関する接線と、ディスクロータの回転方向に対してブレーキパッドの出口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最内周接点におけるディスクロータに関する接線と、で規定される範囲の外側に設定されていれば、パッド裏板やトルクプレートの形状は任意であり、上述した本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、図１においては、キャリパの構成として、浮動タイプのキャリパを示したが、固定型のキャリパにも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

本実施形態に係るキャリパの断面図である。 図１において、シリンダを形成するシリンダハウジングを取り除いた状態の概略側面である。 キャリパに発生する接線力を説明する本実施形態に係るキャリパと比較する比較説明図である。 本実施形態に係るキャリパのパッド裏板の側面図である。 本実施形態に係るキャリパのトルクプレートの斜視図である。

符号の説明

１０ キャリパ、１２ シリンダ、１２ａ シリンダハウジング、１４ ディスクロータ、１４ａ，１４ｂ 側面、１６，１８ ブレーキパッド、２０，２２ パッド裏板、２０ａ，２０ｂ 突起部、２４ 穴、２６ ピストン、２８ ポート、３０ 爪、３２ トルクプレート、３２ａ 先端側当接部、３２ｂ 後端側当接部、３４，３８ 接線、３６ 外オフセットライン、４０ 内オフセットライン、４２ 接続バー、４４ 接続部。

Claims (3)

1. ディスクロータに押圧して制動力を発生するブレーキパッドを支持するキャリパであって、
   ブレーキパッドの裏面側で当該ブレーキパッドを支持するパッド裏板と、
   前記ディスクロータの回転方向に対する前記パッド裏板の前端部が当接可能で、制動力発生時の前記パッド裏板にかかる力を少なくとも２点で受けるトルクプレートと、
   を含み、
   制動力発生時の前記パッド裏板とトルクプレートとの当接位置は、
   前記ディスクロータの回転方向に対して前記ブレーキパッドの入口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最外周接点における前記ディスクロータに関する接線と、前記ディスクロータの回転方向に対して前記ブレーキパッドの出口側で当該ブレーキパッドとディスクロータの最内周接点における前記ディスクロータに関する接線と、で規定される範囲の外側に設定することを特徴とするキャリパ。
2. 前記当接位置は、
   前記最外周接点におけるディスクロータに関する接線を前記ディスクロータの直径方向外側に所定量オフセットした外オフセットラインの延長線上と、前記最内周接点におけるディスクロータに関する接線を前記ディスクロータの直径方向内側に所定量オフセットした内オフセットラインの延長線上に設定されることを特徴とする請求項１記載のキャリパ。
3. 前記当接位置の当接面は、
   前記外オフセットラインおよび内オフセットラインに対して略垂直に形成されていることを特徴とする請求項２記載のキャリパ。

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