JP2008151168A

JP2008151168A - ディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP2008151168A
Application number: JP2006337000A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Maehara; 利史前原
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】高い全方向の自由度を確保しつつ間隔の大きなばね上とばね下間にわたり取り付けられたブレーキアームに対しても、確実に隙間を調整でき、調整後に操作側にずれを生じることもなく、組付け性に優れてアクチュエータの動力源の選択も可能にする。
【解決手段】全方向に自由度を有して揺動するブレーキアーム２２を介してプレーキパッド３を押圧作動させるもので、アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構５とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとして車体等のばね上部に固定し、これに対してブレーキアーム２２側を組み付けるように構成したことにより、高い全方向の自由度を確保しつつ間隔の大きなばね上とばね下間にわたり取り付けられたブレーキアーム２２に対しても、プレーキパッド３を先端に有するブレーキアーム２２の作動量に追従してパッド３の磨耗を適正に自動隙間調整することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータにより軸動しアジャスタユニットを構成する自動隙間調整機構を介してピストンがプレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置に関する。

車両において使用されるディスクブレーキ装置にあっては、ブレーキパッドとブレーキディスクとの間の隙間が大きくなったときには、その隙間を初期に設定した適正隙間になるように自動的に調整する自動隙間調整機構を備えている。この自動隙間調整機構としては様々な技術が提案されて採用されている。従来、カム機構を用いた機械式の操作装置を有するディスクブレーキ装置に自動隙間調整機構を採用しようとすると、ブレーキパッドとブレーキディスクとの隙間を調整したとき、カム機構を構成する駆動部分と従動部分との間にブレーキパッドの摩耗相当分の隙間（遊び）が発生し、操作ストローク量が変化するという問題があった。このような自動隙間調整に関連して、操作系の操作ストローク量を適正に自動調整するものが提案された（下記特許文献１参照）。
特開２００４−２１８６８０号公報（公報要約書参照）

前記特許文献１に開示され図９に示したディスクブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置１１０において、ブレーキレバー１１７とナット部材１１９との間に、円筒状のガイド１４１とストッパ１４２とコイルスプリング１４３とからなる隙間吸収機構１４０を配置し、アジャスター機構１３０が摩擦パッド１１２とディスク１１１との間の隙間Ｃを適正隙間に調整したとき、コイルスプリング１４３がガイド１４１を介してブレーキレバー１１７を左側の摩擦パッド１１２に押し付け、これにより、ブレーキレバー１１７と左側の摩擦パッド１１２との間に生じる隙間を吸収し、操作系のストローク量を初期設定ストローク量に調整するものである。

詳述すると、図９（Ｃ）に示すように、パッド部１１３とディスク１１１との間の隙間Ｃが磨耗して拡大すると、パッドプレート１１４が第１の調整機構１３０におけるスペーサ１３４を左方向へ押圧する。一方向（左方向）への移動が可能なストッパ１３３がガイド１３２内にて非可逆的に左方向へ移動する。これにより、パッド部１１３とディスク１１１との間の隙間Ｃが自動調整される。この自動隙間調整により一対のパッド部１１３すなわちパッドプレート１１４、１１４間の寸法が縮小することになる。

一方、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、図示外のブレーキペダル等のブレーキ操作によりブレーキレバー１１７が支持軸１１６を揺動中心として揺動するとき、ブレーキレバー１１７の支軸部がくの字状に曲折形成されたカム機構１１８を有しているため、ブレーキレバー１１７の揺動に伴い、ボール１１８ｂと第２の隙間吸収機構１４０におけるガイド１４０との間を押し広げる。ブレーキ操作の解除時には前記第１の調整機構１３０により調整されてパッドプレート１１４、１１４間の寸法が縮小した分、ボール１１８ｂとブレーキレバー１１７の板カム部１１８ａとの間に隙間が生じる。このとき、コイルスプリング１４３にて底板１４１ａを付勢しているガイド１４１はストッパ１４２に対して右方向の一方向にしか非可逆的に移動ができないため、前記ボール１１８ｂと板カム部１１８ａとの間の隙間が吸収され、その結果、操作系の操作ストローク量が適正状態に調整されることになる。

しかしながら、この従来のものは比較的単純な構成であり、高い精度は要求されない。このような調整機構では、１回の作動での送り量が少ないため、車両組付け時に隙間が大きいと、所定隙間となるまでに多くの作動回数を要する上に、初期隙間を小さくすると、車両への組付けが困難になる虞れがあった。また、パッド部が変形するほどの大きな制動軸力が作用した場合に過度の隙間調整がなされてしまう虞れもあった。さらには、隙間調整機構がパッドプレート間に配設されているために、磨耗したブレーキパッドを交換するには、ブレーキ装置を全てを分解しなければならず面倒であった。

一方、鉄道車両のように、アクチュエータ等のパワーユニットが取り付けられるばね上と、ブレーキディスクへの制動部を構成してブレーキパッドが取り付けられるばね下との間隔が離れていて相対移動が大きい場合には、それらに対応する機構が求められる。前述の従来例のように比較的小型の機械式操作機構の場合は、パワーユニット部をブレーキディスク近傍に配設できるので、格別に対応する機構は必要としないが、鉄道車両のように、パワーユニットが取り付けられるばね上と、ブレーキパッドが取り付けられるばね下とが離れている場合には、ブレーキアームのような梃子を用いたものが知られている。そして、必要とされる全方向の自由度と強度を両立させるため、大型で複雑なリンク機構等となり易く、パッド磨耗に対する自動隙間調整機構の組込みが困難となり、組付け作業も複雑となった。

そこで本発明は、前記従来のディスクブレーキ装置の諸課題を解決して、高い全方向の自由度を確保しつつ間隔の大きなばね上とばね下間にわたり取り付けられたブレーキアームに対しても、確実に隙間を調整でき、調整後に操作側にずれを生じることもなく、組付け性に優れてアクチュエータの動力源の選択も可能にしたディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、アクチュエータにより軸動しアジャスタユニットを構成する自動隙間調整機構を介してピストンがプレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置において、前記ピストンが全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームを介してプレーキパッドを押圧作動させるように構成するとともに、前記アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとして車体等のばね上部に固定し、該パワーユニットに対してブレーキアーム側を組み付けるように構成したことを特徴とする、また本発明は、前記アクチュエータにおけるエアチャンバ等の動力源をアジャスタユニットにサブアセンブリ化して取り付けるように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記ブレーキアームが、パワーユニットにおけるキャリパボディのアームシャフトに対して、中央部で球面ベアリングを介し、該球面ベアリングの軸方向両側で球面ベアリングと同軸曲面のアンカプレートを介して支持したことを特徴とする。また本発明は、前記自動隙間調整機構を左右一対それぞれ配設するとともに、それらの間に設置されたカムシャフトがエアチャンバ等により揺動するカムレバーにより回転して、前記自動隙間調整機構のいずれもが離反軸動するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記アジャスタユニットがカム機構と自動隙間調整機構とからサブアセンブリ化され、該自動隙間調整機構が全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームの作動量に応じてブレーキパッドとブレーキディスクとの隙間を自動調整するように構成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、アクチュエータにより軸動しアジャスタユニットを構成する自動隙間調整機構を介してピストンがプレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置において、前記ピストンが全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームを介してプレーキパッドを押圧作動させるように構成するとともに、前記アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとして車体等のばね上部に固定し、該パワーユニットに対してブレーキアーム側を組み付けるように構成したことにより、高い全方向の自由度を確保しつつ間隔の大きなばね上とばね下間にわたり取り付けられて作動腕が長く相対変位量の大きなたブレーキアームに対しても、プレーキパッドを先端に有するブレーキアームの作動量に追従してパッドの磨耗を適正に自動隙間調整することが可能であり、アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとしたので、軽量化が容易であり、パワーユニットに対してブレーキアーム側をユニットとして簡便に組み付けることが可能になる。

また、前記アクチュエータにおけるエアチャンバ等の動力源をアジャスタユニットにサブアセンブリ化して取り付けるように構成した場合は、アクチュエータの動力源として空気、油圧、電力等を自在に選択して構成した動力源装置をサブアセンブリ化して取り付けて設計することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。さらに、前記ブレーキアームが、パワーユニットにおけるキャリパボディのアームシャフトに対して、中央部で球面ベアリングを介し、該球面ベアリングの軸方向両側で球面ベアリングと同軸曲面のアンカプレートを介して支持した場合は、球面ベアリングと同軸曲面であるアンカプレートの取付けでサブアセンブリすることで、球面ベアリングの組付けが容易となり、ブレーキアームが制動トルクを受ける側にも、ブレーキアームの全方向の自由度の旋回自在性が確保できると同時にトルクの伝達も確実にできる。

さらにまた、前記自動隙間調整機構を左右一対それぞれ配設するとともに、それらの間に設置されたカムシャフトがエアチャンバ等により揺動するカムレバーにより回転して、前記自動隙間調整機構のいずれもが離反軸動するように構成した場合は、カムシャフトを挟んで互いに向き合う均衡の取れたカム機構により、エアチャンバ等から入力された回転操作力は、均等に軸方向に転換されて自動隙間調整機構を介して左右のブレーキアームに制動力を適正に伝達することができる。また、前記アジャスタユニットがカム機構と自動隙間調整機構とからサブアセンブリ化され、該自動隙間調整機構が全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームの作動量に応じてブレーキパッドとブレーキディスクとの隙間を自動調整するように構成した場合は、自動隙間調整機構を構成する小型部品が全てアジャスタユニット内に内蔵されて、大型部品と小型部品を別個に扱うことができて組付け性が向上するとともに、高い全方向の自由度を確保しつつ間隔の大きなばね上とばね下間にわたり取り付けられたブレーキアームに対しても、プレーキパッドを先端に有するブレーキアームの作動量に追従してパッドの磨耗を適正に自動隙間調整することが可能となる。

以下本発明に係るディスクブレーキ装置を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す全体断面図、図２は同、アジャスタユニットへのエアチャンバ等の動力源の取付け状態を示す側面図、図３は同、全体平面図、図４は同、外観図、図５は同、図４のＢ−Ｂ側断面図、図６は同、図４のＣ−Ｃ平断面図、図７は同、パワーユニットとしてのエアチャンバ等から自動隙間調整機構までの要部拡大断面図、図８は同、ブレーキパッドを含むブレーキアームの内側面図である。本発明のディスクブレーキ装置の基本的な構成は、図１に示すように、アクチュエータ７、１２、９、１０により軸動しアジャスタユニット２０を構成する自動隙間調整機構５を介してピストン５Ｂがプレーキパッド３を押圧作動させるディスクブレーキ装置において、前記ピストン５Ｂが全方向に自由度を有して揺動するブレーキアーム２２を介してプレーキパッド３を押圧作動させるように構成するとともに、前記アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構５とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとして車体等のばね上部に固定し、該パワーユニットに対してブレーキアーム側を組み付けるように構成したことを特徴とする。

図１に示すように、本発明のディスクブレーキ装置は、キャリパボディ１の左側（図面上、以下同じ）に設置されたサービス用のエアチャンバ７（必要に応じて、パーキング用のエアチャンバを右側に設置してカムレバー１２を同時作動させるように構成することもできる）により動力を得る。好適には空気圧等の流体圧（正圧あるいは負圧のいずれも可能）を動力源として、エアチャンバ７等のロッド７Ｂの進退によりカムレバー１２が揺動し、該カムレバーの下端に配設されたカムシャフト９の回転を２つのローラ１０を介してアジャストプラグ５Ｅを軸方向に変換するところのカム機構を介して自動調整機構５に軸方向の力を与える。後述するように、アクチュエータの動力源として空気、油圧、電力等を自在に選択できる。前記カムレバー１２の揺動に伴う上下方向のずれは中間リンク７Ｃにより吸収される。アクチュエータは、ロッド７Ｂを含むエアチャンバ７等、中間リンク７Ｃ、カムレバー１２、カムシャフト９、ローラ１０およびアジャストプラグ５Ｅから構成される。

カムシャフト９を含むカム機構および後述する自動隙間調整機構５ならびにピストン５Ｂ等がカムハウジング４およびスリーブ５Ａ内に収納されてアジャストユニット２０として前記エアチャンバ７等の下方に配設され、これら両者によってパワーユニットとしてユニット化される。また、前記アクチュエータにおけるエアチャンバ７等の動力源をアジャスタユニット２０にサブアセンブリ化して取り付けるように構成した。これにより、アクチュエータの動力源として空気、油圧、電力等を自在に選択してサブアセンブリ化して設計することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。図２に示すように、エアチャンバ７等が取り付けられた取付けブラケット６を、カム機構や自動隙間調整機構５が収納されてサブアセンブリ化されたアジャストユニット２０のカムハウジング４およびキャリパボディ（図３参照）に取付ボルト１３により着脱可能に取り付けた。図２において、符号１１は中間リンク７Ｃを両側から挟持して配設されたカムレバー１２の上端部にて軸支する連結ピン（ボルト）である。

図１に戻り、前記アジャストユニット２０の両端部の各ピストン５Ｂに当接して接続された各リンクピストン１６に、左右のアームシャフト２１に軸支された各ブレーキアーム２２の上端部２２Ａが連結される。各ブレーキアーム２２の下端部にはそれぞれブレーキパッド３、３がブレーキボルト２３により上下首振り自在に支持される。かくして、前記アクチュエータ７〜１２からピストン５Ｂまでをサブアセンブリ化してパワーユニット（正確には、リンクピストン１６、リンクロッド１８までサブアセンブリ化される）とし、該パワーユニットに対してブレーキアーム２２側をユニットとしてアームシャフト２１により容易に組み付けることができる。

図３は本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す平面図で、キャリパボディ１の平面視形状が明確に理解できる。キャリパボディ１の側面に連結ないし形成されたサポート２とキャリパボディ１の上面の取付部１Ａとにより、パワーユニットとして車体静止部であるばね上に取り付けられる。サービス用のエアチャンバ７、ロッドに接続された中間リンク７Ｃや、連結ピン１１による中間リンク７Ｃとカムレバー１２との連結軸支状態、取付けブラケット６によるエアチャンバ７等のアジャスタユニットやキャリパボディ１への取付け状態が分かる。一部に、ユニットとしてパワーユニットに取り付けられたブレーキアーム２２と該ブレーキアーム２２に支持されたブレーキパッド３が見えている。

図４は本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す外観図である。下端部にブレーキパッド３が水平状のブレーキボルト２３、２３により上下に首振り自在に支持されたブレーキアーム２２、２２が、パワーユニットを含むキャリパボディ１に対してアームシャフト２１、２１により軸支されて組み付けられる状態が明確に理解される。パワーユニットに対してブレーキアーム２２が全方向に自由度を有して揺動するように構成されている。これを説明するために、図４のＢ−Ｂ断面である側断面図（図５）と、図４のＣ−Ｃ断面である平断面図（図６）とを以下に示した。

図５は本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す図４のＢ−Ｂ断面の側断面図である。下端部にブレーキパッド３が水平状のブレーキボルト２３、２３により上下に首振り自在に支持されたブレーキアーム２２が、パワーユニットを含むキャリパボディ１に対してアームシャフト２１により軸支されて組み付けられる状態が明確に理解される。側面視で略門型形状のキャリパボディ１に対して、ブレーキアーム２２の上端部２２Ａを前述した自動隙間調整機構５に接続するリンクピストン１６（図１）部に連結するとともに、その下方の中間部をアームシャフト２１により軸支して取り付ける。

両者の軸方向の相対揺動面間にはアンカプラグ２８、２８が介設され、アームシャフト２１とブレーキアーム２２の軸孔との間には隙間２７を配するとともに、アームシャフト２１の中間部とブレーキアーム２２の中間部との間にはスペーサ２６および球面ベアリング１９が配設される。これらの隙間２７、スペーサ２６および球面ベアリング１９の介在により、ブレーキアーム２２がパワーユニットすなわちキャリパボディ１に対して、前後、左右および上下方向の全方向に自在に僅かの揺動が可能に構成される。スペーサ２６、は可撓性を有する。

図４のＣ−Ｃ断面の平断面図である図６に示すように、ブレーキアーム２２は、パワーユニットにおけるキャリパボディ１に支持されたアームシャフト２１に対して、中央部で球面ベアリング１９を介し、該球面ベアリング１９の軸方向両側で球面ベアリング１９と同軸曲面のアンカプレート２９を介して支持した。つまり、アンカプレート２９とその軸方向外側のアンカプラグ２８との対向面は曲面を呈している。これによって、ブレーキパッド３がブレーキディスクに圧接して連れ回ろうとするブレーキトルクにより、アームシャフト２１を図面の紙面内にて左右方向にこじろうとする力に対して前記曲面間にて有効に吸収することができる。しかも、球面ベアリング１９と同軸曲面であるアンカプレート２９の取付けにより、組み付ける際に曲面同士が支持し合い、互いの部品がばらついて落下することなくサブアセンブリすることで、球面ベアリングおよびアンカ部材の組付けが容易となり、ブレーキアームの全方向の自由度の旋回自在性が確保できると同時にトルクの伝達も確実にできることとなる。

次に、ブレーキアーム２２の上端部２２Ａと自動隙間調整機構５から出力されたリンクピストン１６との連結について説明する。図７の拡大図にて示すように、詳細は後述する自動隙間調整機構５の末端部を構成するピストン５Ｂに当接して押圧されるリンクピストン１６に、該リンクピストン１６の外端部に挿入されたリンクロッド１８が連結ピン１７により連結される。リンクピストン１６に隣接して、球面部材１６Ａと該球面部材１６Ａと球面係合する球面シート２２Ｂが配設される。図１に示すように、前記リンクロッド１８を収納する形態にてブレーキアーム２２の上端部２２Ａに形成された遊嵌孔部を挿入する。ブレーキアーム２２の外側においてスプリング２４にて弾接してスプリングシート２５により保持させる。したがって、球面部材１６Ａ、球面シート２２Ｂおよび遊嵌孔部の介設によって、リンクピストン１６に対するブレーキアーム２２の全方向の揺動を吸収することができる。

次に、図７を用いて自動隙間調整機構５について説明する。サービスブレーキ用のエアチャンバ７等の作動により、ロッド７Ｂが図面右側へ移動すると、中間リンク７Ｃを介してカムレバー１２が時計方向へ揺動する。カムレバー１２の下端部に形成されたカムシャフト９が回転すると、対向配設された一対のローラ１０、１０を介して互いに対向配設された自動隙間調整機構５、５におけるアジャストプラグ５Ｅ、５Ｅを、スプリング５Ｎ、５Ｎの復元力に抗していずれもが離反軸動するように自動隙間調整機構５の中心軸方向に移動させる。これらのカムシャフト９、ローラ１０およびアジャストプラグ５Ｅから構成されるカム機構および自動隙間調整機構５がカムハウジング４およびスリーブ５Ａ内に収納されてアジャスタユニット２０を構成してサブアセンブリ化される。自動隙間調整機構５は左右で構成が同じなので、図面右側のみで以下に説明する。

アジャストプラグ５Ｅのスプリング５Ｎの復元力に抗した右方向への移動により、アジャストプラグ５Ｅの傾斜面とテーパクラッチ面１５を構成する傾斜端面を有するアジャストスピンドル５Ｄと、該アジャストスピンドル５Ｄを調整螺合部１４にて螺合するアジャストナット５Ｃとを右方向へ移動させる。前記テーパクラッチ面１５に圧接力が作用していて回転不可能なアジャストスピンドル５Ｄに調整螺合部１４にて螺合するアジャストナット５Ｃは回転しようとするが、アジャストナット５Ｃの内側端部のフランジを支点としてピストン５Ｂに押されて傾動（スプリング５Ｇによって平板状に復元可能）可能なレバー５Ｉとストッパ５Ｋ（ピストン５Ｂの内側端部に係止）間に挟持されて回転が阻止されるとともに、フリクションリング５Ｊとの協動によって、フリクションリング５Ｊがスリーブ５Ａの内周面を摺動しながら、ピストン５Ｂを右動させる。これによって、ピストン５Ｂがリンクピストン１６、球面部材１６Ａおよび球面シート２２Ｂを介してブレーキアーム２２の上端部２２Ａを押し出し（図１）、アームシャフト２１を揺動中心としてブレーキアーム２２の下端部のブレーキパッド３によりブレーキディスクを締め付けてブレーキ動作が行われる。

次に、ブレーキ動作を解除した戻り時の自動隙間調整動作について説明する。ピストン５Ｂがブレーキアーム２２を介してブレーキパッド３に所定の軸力にて押圧された状態から、エアチャンバ７の空気圧が解除されると、カムレバー１２が反時計方向に揺動後退し、カムシャフト９が反時計方向に回転する。ローラ１０を介してアジャストプラグ５Ｅがスプリング５Ｎの復元力により左方向に後退する（図面左側のアジャストプラグ５Ｅは右方向に後退する）。これにより、アジャストプラグ５Ｅとアジャストスピンドル５Ｄとの間のテーパクラッチ面１５が相対移動して隙間が発生する。アジャストスピンドル５Ｄは回転自在となる。一方、ブレーキパッドとの接触が解かれた時点でピストン５Ｂの軸力が低下し、スプリング５Ｇの復元力でレバー５Ｉが平板状の初期状態となって、フリクションリング５Ｊへの把持を開放する。これにより、フリクションリング５Ｊがスリーブ５Ａの内周面に自身の弾性により圧接した摩擦力によって止まり、ピストン５Ｂのその後の左方への移動は阻止される。

前記レバー５Ｉの傾動状態から平板状態に移行するとき、アジャストナット５Ｃを左方へ僅かに移動させる。このアジャストナット５Ｃの左方への移動量は、ブレーキパッドに対してピストン５Ｂが進んだ分、すなわちブレーキパッドの磨耗分に依存する。したがって、アジャストナット５Ｃの左方への移動量によって、アジャストスピンドル５Ｄの回転量が隙間調整量として決定される。アジャストスピンドル５Ｄは、テーパクラッチ面１５のアジャストプラグ５Ｅとの開放状態のもとで、ケース５Ｑ内に収納された皿ばね５Ｐによって左方へ付勢されて回転が可能となる。以上により、アジャストナット５Ｃに調整螺合部１４にて螺合しているアジャストスピンドル５Ｄの回転により、ブレーキパッドに対してピストン５Ｂが進んだブレーキパッドの磨耗分が、アジャストナット５Ｃの戻り分となってアジャストスピンドル５Ｄが調整螺合部１４によって相対回転して、自動隙間調整が完了する。

また、エアチャンバ７等のアクチュエータを介して過剰な力が加わって、ブレーキパッド自身が変形するような場合には、自動隙間調整を必要としない。過剰な軸力がピストン５Ｂに作用している状態でアクチュエータからの制動力が解除されても、ピストン５Ｂとブレーキパッドの間には所定値以上の軸力が残っており、このため、レバー５Ｉが傾動を維持しつつ、ストッパ５Ｋとの間にフリクションリング５Ｊを挟持してスリーブ５Ａの内周面を摺動させて左方へ移動する。このときレバー５Ｉがアジャストナット５Ｃを左方へ相対移動させることはなく、自動隙間調整は行われない。前記レバー５Ｉ、フリクションリング５Ｊおよびストッパ５Ｋが協動してアジャストナット５Ｃに対するアジャストスピンドル５Ｄの相対回転を阻止して自動隙間調整を行わないようにするところの規制部材を構成する。さらに、アクチュエータ側が後退し、ピストン５Ｂとブレーキパッドとの間の軸力が所定値を下回るに至って、図７の状態への移行に伴って前述したように自動隙間調整が開始される。

かくして、制動時に、図１に示すように、ブレーキアーム２２の上端部の溝部に収納された球面部材１６Ａと球面接触する球面シート２２Ｂを介してブレーキアーム２２をアームシャフト２１の周りに時計方向に揺動させる。これによって、ブレーキアーム２２の下端部に支持されたブレーキパッド３を図示外のブレーキシューに押し付ける。この動作は、カムシャフト９の反時計方向の回転に伴う右側のアジャストプラグ５Ｅの右側への移動の反作用により、左側のアジャストプラグ５Ｅも左方向に移動するように構成されているので、いずれの側も自動隙間調整機構５、リンクピストン１６等を介してブレーキアーム２２をアームシャフト２１の周りに制動方向に揺動させることができる。かくして、自動隙間調整機構５、５のいずれもが互いの反作用により離反軸動してほぼ均等の制動力にてブレーキパッド３、３をブレーキディスクに押し付けて挟圧することができる。

このように、自動隙間調整機構５の隙間調整機能によって、ブレーキパッド３の磨耗やブレーキアーム２２のアームシャフト２１に対する全方向自由度に基づく誤差等に起因して、ピストン５Ｂやリンクピストン１６のストロークが増大して隙間が発生しても、アジャストナット５Ｃに対するアジャストスピッドル５Ｄの相対回転により自動的に調整され、しかも、この隙間調整によって操作部であるアクチュエータ側にずれを生じることはない。何故なら、ブレーキパッドの摩耗等によるフィリクションリング５Ｊとピストン５Ｂとの相対移動はアジャストナット５Ｃとの回転調整により吸収されるからである。この自動隙間調整機能は、ばね上とばね下とが隔離された鉄道車両等のように、制動動作時の動作腕の長さが長大であり、全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームであっても、アジャスタユニット２０内にサブアセンブリ化された自動隙間調整機構５の中心軸方向の長さ調整によって隙間調整がなされるので、隙間調整が有効に機能する。

図８は本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す、ブレーキパッドを含むブレーキアームの内側面図である。図示省略のブレーキディスクの板面を挟圧して制動作用を行うブレーキパッド３が複数個ブレーキアーム２２の下端部に配設されたものである。図示のものは、ブレーキアーム２２の中心の両側に対称に３つずつのブレーキパッド３が設置されたものである。自動隙間調整機能５による隙間調整で対応が困難になった場合には、パワーユニットであるキャリパボディ１からアームシャフト２１を抜き取り、ブレーキアーム２２を分離してキャリパボディ１から取り外すことにより、ブレーキパッド３を新規なものに容易に交換できる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、アクチュエータを構成するエアチャンバ（正圧型、負圧型のいずれもが採用可能である）等の形状、形式（ダイヤフラム型、ピストン型等、動力源として、適宜の油圧、電力によるアクチュエーも採用できる）および配設部位（実施例のような配設の他、対向側にパーキング用のエアチャンバ等を配設してパーキングレバーの操作により、カムレバー等を同時操作するようにしてもよい）、ブレーキアームの形状（自動隙間調整機構からの出力部であるリンクピストンとの連結のための球面部材等の介設のための端部形状、断面および側面視形状についても適宜採用できる）、形式およびキャリパボディへの全方向に自由度を有しての揺動軸支形態（隙間、球面ベアリング、可撓性のあるスペーサおよびアンカプラグ等の採用、アンカプラグとアンカプレートとの間の曲面形状等）、プレーキパッドの形状、形式およびブレーキアームへの軸支形態（上下首振り形態等）、アクチュエータとしてのエアチャンバ等からカムレバー、自動隙間調整機構、リンクピストンまでのユニット化形態（エアチャンバのロッドとカムレバーとが略同一面内に配置されるが、場合によってはロッドとカムレバーとが同一面からずれて配設されてもよい）、パワーユニットを構成するためのエアチャンバ等のアジャスタユニット等への取付け形態等については適宜選定できる。

また、カム機構を構成するカムシャフトの形状、形式、ローラの形状、形式、およびそれらのカムレバーとの関連構成、アジャストプラグにおけるローラやカムシャフトとのカム形状、自動隙間調整機構の形状、形式（アジャストプラグとアジャストナットとのテーパクラッチ面の傾斜角度等、アジャストナットに対するアジャストスピンドルの螺合形態、アジャストプラグおよびアジャストナットのばねによる復元形態、フリクションリングの形状、形式、フリクションリングとピストンとの組合せ形態、適宜同効の部材の組合せが採用できる、ピストン部材の形状、形式、ピストンの形状、形式、）等についても適宜選定できる。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明のディスクブレーキ装置の１つの実施例を示す全体断面図である。同、アジャスタユニットへのエアチャンバ等の動力源の取付け状態を示す側面図である。同、全体平面図である。同、外観図である。同、図４のＢ−Ｂ側断面図である。同、図４のＣ−Ｃ平断面図である。同、パワーユニットとしてのエアチャンバ等から自動隙間調整機構までの要部拡大断面図である。同、ブレーキパッドを含むブレーキアームの内側面図である。従来のディスクブレーキ装置の説明図である。

符号の説明

１キャリパボディ
３ブレーキパッド
４カムハウジング
５自動隙間調整機構
５Ａスリーブ
６取付ブラケット
７エアチャンバ等
７Ｂロッド
７Ｃ中間リンク
９カムシャフト
１０ローラ
１１連結ピン
１２カムレバー
１６リンクピストン
１８リンクロッド
２０アジャスタユニット
２１アームシャフト
２２ブレーキアーム

Claims

アクチュエータにより軸動しアジャスタユニットを構成する自動隙間調整機構を介してピストンがプレーキパッドを押圧作動させるディスクブレーキ装置において、前記ピストンが全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームを介してプレーキパッドを押圧作動させるように構成するとともに、前記アクチュエータからピストンまでを自動隙間調整機構とともにサブアセンブリ化してパワーユニットとして車体等のばね上部に固定し、該パワーユニットに対してブレーキアーム側を組み付けるように構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
前記アクチュエータにおけるエアチャンバ等の動力源をアジャスタユニットにサブアセンブリ化して取り付けるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
前記ブレーキアームが、パワーユニットにおけるキャリパボディのアームシャフトに対して、中央部で球面ベアリングを介し、該球面ベアリングの軸方向両側で球面ベアリングと同軸曲面のアンカプレートを介して支持した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装置。
前記自動隙間調整機構を左右一対それぞれ配設するとともに、それらの間に設置されたカムシャフトがエアチャンバ等により揺動するカムレバーにより回転して、前記自動隙間調整機構のいずれもが離反軸動するように構成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
前記アジャスタユニットがカム機構と自動隙間調整機構とからサブアセンブリ化され、該自動隙間調整機構が全方向に自由度を有して揺動するブレーキアームの作動量に応じてブレーキパッドとブレーキディスクとの隙間を自動調整するように構成したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。