JP2007071392A - テーパピン設計 - Google Patents

Abstract

【課題】
ブレーキおよび車両の作動中に、所望位置を維持するように設計されたテーパ状スライドピンを備えたディスクブレーキを提供することにある。
【解決手段】
本発明は、回転ディスクにクランプ力を加えるべく作動できるディスクブレーキに関する。ディスクブレーキは、支持ブラケットと、該支持ブラケットに連結されたスライドピンと、内側および外側ブレーキシューと、スライドピンにより支持されたキャリパとを有している。支持ブラケットは、窓を形成する実質的に矩形のフレームである。窓は、これを通って突出するディスクの一部を受入れることができる。支持ブラケットは、フレームを通って延びている１対の間隔を隔てた孔を備え、各孔は、ディスクと交差するように整合された軸線に沿って延びているねじ付き部分および円錐状シートを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はディスクブレーキに関し、より詳しくは、ディスクブレーキキャリパのテーパ状設計によるスライドピンに関する。

一般に、自動車部品は、車両が作動する間の温度および荷重の変化を含む広範囲の環境的入力に曝される。荒れた路面上で車両を使用すると、路面からの振動荷重入力を受けることはもちろんである。車両部品の適正作動を確保するには、長期間に亘って部品または組立体の構造的一体性を維持することが望まれる。

一般にブレーキ組立体は、ねじファスナを介して相互連結される多数の部品を有している。適正な制動作動を確保するには、前述の環境的入力および作動的入力に曝される間および曝された後に、ねじファスナが所望のクランプ荷重を維持することが望まれている。幾つかのボルト止め型継手には、多くの理由から、クランプ力が小さいことまたは「弛緩」が生じることの問題が見られる。１つの理由は、比較的短いボルトまたはシャフトが最初に負荷され、比較的小さい伸びを呈する場所での継手弛緩に関する。ボルトが弛緩すると、もはや比較的小さい伸びは存在しなくなり、継手のクランプ荷重は低下する。また、材料が降伏することなくクランプ力を維持するための継手内の任意の２つの部品間の表面積が不充分である場合には、ねじファスナにより得られるクランプ力は不充分なものとなってしまうであろう。この場合には、クランプされたときに、クランプされた部品間に比較的大きい接触応力が発生し、クランプされた一方の部品の一部に降伏または流動が引起こされる。材料の降伏により、ファスナの伸びが低下しかつクランプ荷重が大幅に低下する。

本発明は、ブレーキおよび車両の作動中に、所望位置を維持するように設計されたテーパ状スライドピンを備えたディスクブレーキを提供する。

より詳しくは、本発明は、回転ディスクにクランプ力を加えるべく作動できるディスクブレーキに関する。ディスクブレーキは、支持ブラケットと、該支持ブラケットに連結されたスライドピンと、内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューと、スライドピンにより支持されたキャリパとを有している。支持ブラケットは、窓を形成する実質的に矩形のフレームである。窓は、これを通って突出するディスクの一部を受入れることができる。支持ブラケットは、フレームを通って延びている１対の間隔を隔てた孔を備え、各孔は、ディスクと交差するように整合された軸線に沿って延びているねじ付き部分および円錐状シート（座）を備えている。スライドピンは、ねじ付き部分と螺合する。スライドピンは窓を通って延びるのではなく、窓から離れるように外方に突出している。各スライドピンは、１つの円錐状シートと係合するテーパ状部分を備えている。

また、本発明は、横方向に延びている軸線の回りで回転できるディスクと、支持ブラケットと、該支持ブラケットに連結されたスライドピンと、該スライドピンにより摺動可能に支持されたキャリパとを有するディスクブレーキに関する。支持ブラケットは、互いに間隔を隔てかつ実質的に平行な第一および第二の脚並びに互いに間隔を隔てかつ実質的に平行な第三および第四の脚を備えている。第一および第二の脚は、これらの端部が第三および第四の脚により相互連結されて窓を形成している。第一脚は間隔を隔てたピン孔を備え、各ピン孔は一軸線に沿って延びるねじ付き部分およびテーパ状部分を備えている。各ピン孔は、ディスクの回転軸線に対して実質的に平行でかつディスクの外径内で半径方向に位置決めされている。スライドピンは、ねじ付き端部および該ねじ付き端部に隣接するテーパ状部分を備えている。各ねじ付き端部は１つのピン孔のねじ付き部分と係合する。各スライドピンのテーパ状部分は、支持ブラケットに対して各スライドピンを回転させることにより各ピン孔のテーパ状部分に食い込むように係合する。キャリパはスライドピンにより摺動可能に支持されかつピストンを移動可能に支持するピストンキャビティを備えている。ピストンキャビティは、スライドピンの軸線より半径方向内方でかつスライドピンの軸線に実質的に平行に延びている軸線を備えている。

本発明は、以下の詳細な説明および添付図面からより完全に理解されよう。

好ましい実施形態（単一または複数）の以下の説明は本質の単なる例示であり、いかなる意味においても本発明を制限するものではない。

図１〜図６を参照すると、本発明の教示に従って構成されたディスクブレーキが参照番号１０で示されている。ディスクブレーキ１０は、回転するディスク１６に対してインボードブレーキシュー１２およびアウトボードブレーキシュー１４を選択的にクランプして、車両（図示せず）を減速させるように作動できる。ディスクブレーキ１０は、作動中にディスクブレーキを支持すべく、車両のステアリングナックルまたはアクスル部品に取付けることができる支持ブラケット１８を有している。第一スライドピン２０および第二スライドピン２２は、より詳細に後述するように、振動弛緩に抵抗する態様で支持ブラケット１８に取付けられる。第一スライドピン２０および第二スライドピン２２は、支持ブラケット１８から横方向かつ内方に突出する。キャリパ２４は、第一スライドピン２０および第二スライドピン２２上で摺動可能に支持される。キャリパ２４内には、第一ピストン２６および第二ピストン２８が摺動可能に支持される。第一ピストン２６および第二ピストン２８は、キャリパ２４に選択的に供給される油圧により駆動される。インボードブレーキシュー１２およびアウトボードブレーキシュー１４は、ディスク１６の両摩耗面上に配置される。キャリパ２４は、第一ピストン２６および第二ピストン２８の軸線方向移動によりブレーキシューをディスク１６上にクランプさせるように、インボードブレーキシュー１２およびアウトボードブレーキシュー１４の少なくとも一部を包囲している。

より詳しくは、ブレーキ支持ブラケット１８はワンピースフレーム形部材であり、好ましくは鋳造法または鍛造法により構成される。支持ブラケット１８は、第一脚３０、第二脚３２、第三脚３４および第四脚３６を有している。第一脚３０は実質的にリニアな細長部材であり、第二脚３２に対して実質的に平行に配置されている。第二脚３２は、横方向に延びているディスク１６の回転軸線３８に対して半径方向に弧状をなしている。第一脚３０の一端は、第三脚３４を介して第二脚３２の一端に相互連結されている。第一脚３０および第二脚３２の他端は、第四脚３６を介して相互連結されている。第一脚３０は、第一デテント４０および第二デテント４２を有している。

インボードブレーキシュー１２は、バッキングプレート４４上に取付けられたライニングブロック４３を有している。バッキングプレート４４は、この各端部から突出している一体成形タブ４６、４８を有している。両デテント４０、４２は、インボードブレーキシュー１２が、半径方向移動することは制限するが、横方向移動することは許容する。クリップ５０はデテント４０、４２内に挿入され、作動中のインボードブレーキシュー１２の適正位置の維持を補助する。第二脚３２も、同様な１対のデテント５２、５４を有している。アウトボードブレーキシュー１４は、バッキングプレート５６に取付けられたライニングブロック５５を有している。バッキングプレート５６は、この各端部から突出している一体成形タブ５８、６０を有している。クリップ６２は、デテント５２、５４と協働して、タブ５８、６０がリニア移動することは拘束するが、軸線３８に平行な横方向移動は許容する。

第一脚３０は、支持ブラケット１８をナックルまたは他の車両サスペンション部品に連結するブレーキファスナを受入れる１対のブレーキ取付け孔６４を有している。キャリパ２４、インボードブレーキシュー１２およびアウトボードブレーキシュー１４は、この構造的相互連結を介して支持される。支持ブラケッ１８はまた、第一スライドピン孔６６および第二スライドピン孔６８を有している。スライドピン孔６６は、第一スライドピン軸線６９に沿って第一脚３０を通り、横方向に延びている。スライドピン孔６６は、雌ねじ付き部分７０およびテーパ状部分７２を有している。スライドピン２０はピン孔６６と螺合しかつ軸線６９に沿ってインボード側に横方向に突出する。

図４に最も良く示すように、スライドピン２０は実質的に円筒状部材であり、該円筒状部材は、実質的に滑らかな円筒状外面７６を備えた本体部分７４を備えている。本体部分７４には溝７８が形成されており、該溝７８はブシュ８０を受入れている。ブシュ８０は、キャリパ本体からスライドピン２０を隔絶してスライドピン上でのキャリパのガタつきを小さくする機能を有している。第一スライドピン２０はまた、テーパ状部分８２およびねじ付き部分８４を有している。ねじ付き部分８４は第一端部８６に配置されている。反対側の第二端部９０には駆動凹部８８が設けられている。第一スライドピン２０は、駆動凹部８８内に駆動工具を挿入しかつ支持ブラケット１８に対して第一スライドピン２０を回転させることにより支持ブラケット１８に連結される。第一スライドピン２０は、テーパ状部分８２がテーパ状表面７２に食い込むように係合して、圧嵌めを形成するまで回転される。軸線方向に圧縮可能なベローズ９２は、第一スライドピン２０に連結される第一端部９４を有している。ベローズ９２の第二端部９６は、キャリパ２４に形成されたボス９８に固定される。

キャリパ２４は、第一スライドピン２０を受入れるピンボア１００を有している。第一スライドピン２０の円筒状外面７６とピンボア１００との間には、作動中にキャリパ２４が支持ブラケット１８に対して横方向に移動することを可能にする可動嵌め（ｒｕｎｎｉｎｇ−ｃｌａｓｓ ｆｉｔ）が存在する。ベローズ９２は、軸線方向に伸縮して、キャリパ２４と支持ブラケット１８との間の相対移動を相殺する。キャップ１０２がボス９８と係合して、ピンボア１００をカバーする。キャップ１０２は、ブレーキの補修および第一スライドピン２０の取外しが必要になった場合に駆動凹部８８にアクセスできるように取外すことができる。

キャリパ２４は全体として「Ｃ」型の形状を有する部材であり、インボード側部分１０４およびアウトボード側部分１０６を備え、これらの両部分は横方向に延びるブリッジ部分１０８により相互連結されている。第一側部分１０４は、ボス部分９８と、該ボスと実質的に同じ他のボス部分１０９とを有している。また、第一側部分１０４は、第一ピストンボア１１０および第二ピストンボア１１２を有している。第一ピストンボア１１０内には、第一ピストン２６が第一ピストンボア軸線１１３に沿って移動できるように摺動可能に配置されている。第一ピストンシール１１４が第一ピストン２６および第一側部分１０４とシール態様で係合し、汚損物質がピストンボア内に侵入しないように保護している。同様に、第二ピストンボア１１２内には、第二ピストン２８が第二ピストンボア軸線１１５に沿って移動できるように摺動可能に配置されている。第二ピストンシール１１６が、第二ピストン２８および第一側部分１０４とシール態様で係合している。第一ピストン２６および第二ピストン２８は、ポート１１８から流入する流体の圧力により作動され、インボードブレーキシュー１２のバッキングプレート４４に力を加える。

アウトボード側部分１０６は、アウトボードブレーキシュー１４のバッキングプレート５６と係合する表面１２０を有している。１対のカットアウト１２２がアウトボード側部分１０６を通って延びており、第一ピストンボア１１０および第二ピストンボア１１２を形成する工具（図示せず）が充分にアクセスできるようになっている。アウトボード側部分１０６は、支持ブラケット１８の第一脚３０と第二脚３２との間で横方向に配置される。インボードブレーキシュー１２、アウトボードブレーキシュー１４およびキャリパ２４は、支持ブラケット１８およびディスク１６に対して横方向に移動できるため、インボードブレーキシュー１２およびアウトボードブレーキシュー１４の両者がディスク１６をクランプすることができる。

図５は、支持ブラケット１８およびキャリパ２４が、第二スライドピン２２を介して相互連結されているところを示している。第二スライドピン２２は、第二スライドピン２２とキャリパ２４との間にブシュが配置されていない点を除き、第一スライドピン２０と実質的に同様である。第二スライドピン２２は、軸線１３０に沿って延びている。軸線１３０は、軸線６９および軸線３８に対して実質的に平行である。第二スライドピン２２は、ボス１０９を通って延びているボア１３４内で摺動可能に配置された本体部分１３２を有している。第二スライドピン２２は、テーパ状部分１３６およびねじ付き部分１３８を有している。該ねじ付き部分１３８を備えた端部とは反対側の第二スライドピン２２の端部には、駆動凹部１４０が設けられている。支持ブラケット１８のスライドピンボア６８は、テーパ状部分１４２および雌ねじ付き部分１４４を有している。第一スライドピン２０に関連して前述したように、第二スライドピン２２は、駆動凹部１４０内に駆動工具を挿入して、ねじ付き部分１３８と雌ねじ１４４とを螺合させることにより装着される。第二スライドピン２２は、該第二スライドピン２２のテーパ状部分１３６がピン孔６８のテーパ状表面１３２に食い込むように係合するまで、回転が続けられる。テーパ状界面とねじ付き部分１３８との間の第二スライドピン２２の部分は、引張り荷重が作用した状態に置かれる。テーパ状部分１３６は軸線１３０に対して３０°の角度に形成されているので、テーパ状部分１３６は、支持ブラケット１８のテーパ状部分１４２と係合してクサビ止めされる。このため、支持ブラケット１８から第二スライドピン２２を取外す力の方が、テーパ状部分１３６を駆動してスライドピンボア６８のテーパ状部分１４２と係合させる力より大きい構成の機械的相互連結が形成される。このため、第二スライドピン２２は、ディスクブレーキ１０の作動中の振動による弛緩および／またはピンの伸びによる劣化に抵抗する。端キャップ１４６がボス１０９と係合して汚損物質からボア１３４をシールする。軌道凹部１４０へのアクセスができるように、キャップ１４６は選択的に取外しできる。

図６を参照すると、第一ピストンボア軸線１１３および第二ピストンボア軸線１１５は、横方向に延びている軸線３８から第一半径方向距離Ｘに位置していることが理解されよう。第一スライドピンボア軸線６９および第二スライドピンボア軸線１３０は、ディスクの回転軸線３８から半径方向距離Ｙに位置している。距離Ｙの方が距離Ｘより大きく、従ってピストンボア１１０、１１２は、スライドピンボア６６、６８より半径方向内方にある。ブレーキ取付け孔６４の中心線は、軸線３８半径方向距離Ｚに位置している。図６に示す実施形態では、距離Ｙは距離Ｚとほぼ同じである。他の実施形態では、長さＸ、Ｙ、Ｚはこの関係を維持する必要はない。また、各ピストンボアの軸線、スライドピンボアの軸線およびブレーキ取付け孔６４の中心線は、ディスク１６の周囲内の半径方向位置に位置決めすることに留意すべきである。このように位置決めすることにより、ブレーキの外形を小さくでき、車両でのブレーキのパッケージングを補助する。また、この構成により、長期間使用できる良くバランスのとれたキャリパが提供される。

また、上記説明は、本発明の単なる例示実施形態を開示するものである。当業者ならば、上記説明、添付図面および特許請求の範囲の記載から、特許請求の範囲で定められた本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更をなし得ることは容易に理解されよう。

本発明の教示に従って構成された例示のディスクブレーキを示す分解斜視図である。 組立てられたディスクブレーキ（ディスクを除く）を示す斜視図である。 組立てられたディスクブレーキを他の方向から見た斜視図である。 図２の４−４線に沿う断面図である。 図２の５−５線に沿う断面図である。 ピストンボア、スライドピン孔およびブレーキ支持孔の半径方向位置を示す概略図である。

符号の説明

１０ ディスクブレーキ
１６ ディスク
１８ 支持ブラケット
２０ 第一スライドピン
２２ 第二スライドピン
２４ キャリパ
６６ 第一スライドピン孔
６８ 第二スライドピン孔
７２、８２、１３６、１４２ テーパ状部分

Claims (21)

1. 回転ディスクにクランプ力を加えるべく作動できるディスクブレーキにおいて、
   窓を形成する実質的に矩形のフレームを備えた支持ブラケットを有し、窓は、これを通って突出するディスクの一部を受入れることができ、支持ブラケットは、フレームを通って延びている１対の間隔を隔てた孔を備え、各孔は、ディスクと交差するように整合された軸線に沿って延びているねじ付き部分および円錐状シートを備え、
   前記ねじ付き部分と螺合するスライドピンを有し、該スライドピンは前記窓を通って延びるのではなく、窓から離れるように外方に突出し、各スライドピンは、１つの円錐状シートと係合するテーパ状部分を備え、
   内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューと、
   スライドピンにより摺動可能に支持されたキャリパとを更に有し、該キャリパは、内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューを互いに近付く方向に移動させるべく作動できる摺動可能なピストンを収容していることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記各ブレーキシューは、支持ブラケットにより摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 前記支持ブラケットは４つのスロットを有し、各ブレーキシューの各端部には、１つのスロット内で摺動可能に配置されるタブが設けられていることを特徴とする請求項２記載のディスクブレーキ。
4. 前記フレームを通って延びている孔は、フレームの４つの脚のうちの１つの脚のみを通って延びており、支持ブラケットは、同じ脚に配置された１対の間隔を隔てたブレーキ取付け孔を備えていることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
5. 前記円錐状シートを備えた孔は、ブレーキ取付け孔の間で周方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載のディスクブレーキ。
6. 前記各スライドピンは、雄ねじを備えた一端と、実質的に滑らかな円筒状表面を備えた他端とを有し、前記テーパ状部分は、スライドピンの両端部間で軸線方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
7. 前記実質的に滑らかな円筒状表面の外径は、雄ねじの外径より大きいことを特徴とする請求項６記載のディスクブレーキ。
8. 前記各スライドピンは、スライドピンを支持ブラケットに連結する駆動工具を受入れることができる凹状ヘッドを有していることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
9. 前記キャリパ内で摺動可能に配置された第二ピストンを更に有し、該第二ピストンは、力を内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューの一方に伝達すべく作動できることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
10. 前記テーパ状部分は、スライドピンの長手方向軸線に対して約３０°の角度を形成していることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
11. 一外径を有しかつ横方向に延びている軸線の回りで回転できるディスクを有し、
    互いに間隔を隔てかつ実質的に平行な第一および第二の脚並びに互いに間隔を隔てかつ実質的に平行な第三および第四の脚を備えた支持ブラケットを有し、第一および第二の脚は、これらの端部が第三および第四の脚により相互連結されて窓を形成しており、第一脚は間隔を隔てたピン孔を備え、各ピン孔は一軸線に沿って延びるねじ付き部分およびテーパ状部分を備え、各ピン孔の軸線は、ディスクの回転軸線に対して実質的に平行でかつディスクの外径内で半径方向に位置決めされており、
    ねじ付き端部および該ねじ付き端部に隣接するテーパ状部分を備えたスライドピンを有し、各ねじ付き端部は１つのピン孔のねじ付き部分と係合し、各スライドピンのテーパ状部分は、支持ブラケットに対して各スライドピンを回転させることにより各ピン孔のテーパ状部分に食い込むように係合し、
    スライドピンにより摺動可能に支持されたキャリパを更に有し、該キャリパは、ピストンを移動可能に支持するピストンキャビティを備え、該ピストンキャビティは、スライドピンの軸線より半径方向内方でかつスライドピンの軸線に実質的に平行に延びている軸線を備えていることを特徴とするディスクブレーキ。
12. 前記キャリパは、他のピストンを移動可能に支持する他のピストンキャビティを備え、該ピストンキャビティは、スライドピンの軸線より半径方向内方でかつスライドピンの軸線に実質的に平行に延びている軸線を備えていることを特徴とする請求項１１記載のディスクブレーキ。
13. 前記スライドピンは第一脚から横方向外方に延び、キャリパは、ブリッジ部分により相互連結された２つの平行側部を備えた全体として「Ｃ」型の断面を有し、一方の側部はスライドピンを受入れるボアを備えていることを特徴とする請求項１２記載のディスクブレーキ。
14. 他方の側部は、支持ブラケットの第一脚と第二脚との間で横方向に位置していることを特徴とする請求項１３記載のディスクブレーキ。
15. 前記スライドピンを受入れるボアの１つをカバーする着脱可能なキャップを更に有し、キャップの取外しによりスライドピンの凹状ヘッドが露出されることを特徴とする請求項１３記載のディスクブレーキ。
16. 前記テーパ状部分は、スライドピンの長手方向軸線に対して約３０°の角度を形成していることを特徴とする請求項１１記載のディスクブレーキ。
17. 回転ディスクと、
    間隔を隔てた１対のピン孔および間隔を隔てた１対のブレーキ取付け孔を備えた支持ブラケットとを有し、各ピン孔は、ねじ付き部分と、ディスクと交差するように整合されたピン軸線に沿って延びているテーパ状シートとを備え、
    前記テーパ状シートの１つと係合するテーパ状部分と、ねじ付き部分と螺合する端部とを備えたスライドピンと、
    内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューと、
    スライドピンにより摺動可能に支持されたキャリパとを更に有し、２つのピストンを摺動可能に支持するキャリパは、内側ブレーキシューおよび外側ブレーキシューを回転ディスクに向かって移動させるべく作動でき、ピストンはピストン軸線に沿って移動でき、各ピン軸線、ピストン軸線およびブレーキ取付け孔の軸線はディスクにより定められる周囲内で半径方向に位置決めされていることを特徴とするディスクブレーキ。
18. 各ピンのテーパ状部分は、ピンの長手方向軸線に対して約３０°の角度を形成していることを特徴とする請求項１７記載のディスクブレーキ。
19. 各スライドピン軸線は、ピストン軸線よりも、ディスクの回転軸線から半径方向に大きい距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項１８記載のディスクブレーキ。
20. 各ブレーキシューは、支持ブラケットにより摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１９記載のディスクブレーキ。
21. 各スライドピンは、スライドピンを支持ブラケットに連結する駆動工具を受入れることができる凹状ヘッドを備え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。
    
    
    

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