JP2009185976A - 浮動型ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】浮動型ディスクブレーキについて、路面の状態が悪いなどで車両が振動したときのパッドとディスクロータのクリアランス変動を、簡単かつ製造容易な構造で効果的に制御できるようにしてクリアランス変動による引きずりトルクの変化を減少させることを課題としている。
【解決手段】スライドガイド部を構成するスライドピン８の先端外周に環状溝１３を設け、その環状溝１３に、スライドピンの環状溝形成部のピン径ｄよりも内径が大きく、その内径とスライドピン８との間にクリアランスｂよりも小さなクリアランスａが確保される基部１１ａを有し、その基部の軸方向両端に鍔部１１ｂを設けた保持具１１と、この保持具１１の外周とピンガイド孔９の孔面との間に締代をもって介在する弾性体１２とからなるガイドブッシュ１０を装着した。
【選択図】図４

Description

この発明は、ディスクロータと摩擦パッド（以下では単にパッドという）間の非制動時クリアランスの変動を抑えて非制動時の引きずりトルクの変化を少なくした車両用の浮動型ディスクブレーキに関する。

ディスクブレーキの従来例として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。同文献が開示しているディスクブレーキは、キャリパとマウント間にスライドガイド部を設け、そのスライドガイド部でキャリパをディスク軸方向スライド自在に支持した浮動型ディスクブレーキである。上記スライドガイド部は、一端がキャリパに固定されたスライドピンをマウントに設けられたガイド孔に挿入して構成されており、そのスライドガイド部が、一般的にはディスクロータの回入側と回出側の双方に設けられ、また、各スライドガイド部のピンガイド孔間寸法とスライドピン間寸法の不可避の加工誤差を吸収する目的や、キャリパに対してディスクロータの振れや熱変形に追従するための動きの自由度を付与する目的で、各スライドガイド部のスライドピンとピンガイド孔間には比較的大きなクリアランスが設けられる。そのクリアランスはキャリパの変位や姿勢の変動の原因となり、ディスクロータによるパッドの引きずりなどの問題を生起させる。

特許文献１は、その問題に対応したものであって、パッドが回転中のディスクロータに引きずられることによって発生する異音やパッドの偏摩耗などを抑制するために、キャリパのスライドガイド部にキャリパの姿勢を適切に保つための引きずり回避機構を設けている。

その引きずり回避機構は、キャリパに形成されたガイド孔内に弾性体（この弾性体は、ガイド孔との摺動抵抗に勝る軸方向移動力を受けるとガイド孔内でスリップしてディスク軸方向に移動することができる）を介して保持されるケースを設け、そのケースにスライドピンの先端を軸方向相対移動可能に挿入し、このケースとスライドピンとの間に設置されたばねでスライドピンに軸方向の引き込み力を加えることにより、シリンダ部の自重によるキャリパ（スライドピン）の変位や姿勢の変動を抑制してパッドの引きずりを低減するものになっている。
特開２００７−２３１９８４号公報

前掲の特許文献１が開示している引きずり回避機構は、スライドピンの姿勢を維持する効果が得られるため、車両振動によるパッドとディスクロータのクリアランス変動にも対応できるが、スライドピンの先端とスライドピンを付勢するばねをケースの中に挿入する必要があり、また、ケースに対して弾性体を固定する工夫なども必要になり、構造が複雑で製造が難しい。

この発明は、路面の状態が悪いなどで車両が振動したときのパッドとディスクロータのクリアランス変動を、簡単かつ製造容易な構造で効果的に制御できるようにしてクリアランス変動による引きずりトルクの変化を減少させることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、スライドピンをピンガイド孔に挿入してキャリパをディスク軸方向スライド自在に支持する浮動型ディスクブレーキにおいて、スライドピンの先端外周に環状溝を設け、その環状溝に、前記スライドピンの環状溝形成部のピン径よりも内径が大きく、その内径と前記スライドピンとの間に前記スライドピンとピンガイド孔との間のピン径方向クリアランスよりも小さなクリアランスが確保される基部を備え、その基部の軸方向両端に前記ピンガイド孔の孔径よりも外径の小さな鍔部を設けた保持具と、この保持具の外周と前記ピンガイド孔の孔面との間に締代をもって介在する弾性体とからなるガイドブッシュを装着した。

このディスクブレーキは、前記保持具とスライドピンの先端外周の前記環状溝との間に軸方向クリアランスを設けたものや、その軸方向クリアランスを、ディスクロータの許容最大振れ量（ディスク軸方向の振れ量）よりも大に設定したものが好ましい。このときのディスクロータの許容最大振れ量に加算するクリアランス量Δｘは、１０μｍ程度が適当である。

また、前記保持具の前記鍔部を、前記基部の外周面とのなす角が鈍角（１８０°以下の鈍角）となる状態に傾け、その鍔部を、前記ピンガイド孔内で前記弾性体をディスク軸方向にスライドさせる力よりも小さな力で弾性変形可能となしたものも好ましい。

なお、傾いた鍔部を弾性変形可能にする保持具は、金属や樹脂など、ゴムよりも剛性が高くてしかもばね力が得られる材料で形成する。この保持具は、前記基部が円筒状をなし、さらに、前記鍔部が円環状をなすものが考えられる。この保持具については、前記環状溝を、前記スライドピンの先端に形成された小径部の外周に当該小径部よりも大径の別部品を取り付けて構成してその環状溝に装着する。

前記環状溝は、スライドピンの先端側外周を最先端部に一体の鍔が形成されるように削って生じさせることもでき、この環状溝に対しては、前記保持具の基部と鍔部および前記弾性体が共に端面視Ｕ字状に形成されたものを使用し、その保持具と弾性体を、スライドピンの環状溝形成部の外周（環状溝の溝底）に沿うように変形させて前記環状溝に装着する。このときの保持具は、カシメ加工などで塑性変形させる。この構造では、保持具の鍔部は数箇所に径方向の切り込みを入れたものが変形させ易くて環状溝に対する装着が容易である。

この発明のディスクブレーキは、スライドピンの先端外周に装着したガイドブッシュによってスライドピンとピンガイド孔のピン径方向相対移動が規制され、スライドピンがピンガイド孔の孔面に当たることが防止される。また、スライドピンとピンガイド孔のディスク軸方向相対移動も前記ガイドブッシュによって規制され、これにより、車両振動などによる非制動時のキャリパ（スライドピン）のディスク軸方向変位が抑制されてディスクロータによるパッドの引きずりが低減される。

また、ガイドブッシュは、保持具とスライドピンとの間にスライドピンとピンガイド孔との間のピン径方向クリアランスよりも小さなクリアランスを設けているので、ディスクロータの振れ（回転に伴う摺動面のディスク軸方向変位）にキャリパが追従するときなどに起こるキャリパの微小な振れ（姿勢の変化）が低抵抗下でなされ、これも引きずりトルクの低減に効果を奏する。

なお、保持具とスライドピンの先端外周の環状溝との間に軸方向クリアランスを設けたものは、ディスクロータの振れにキャリパが追従するなどしたときに起こるキャリパの微小な軸方向変位も低抵抗のもとでなされ、引きずりトルク低減の効果がより顕著となる。また、車両の旋回や凹凸路走行時の振動などによってキャリパが軸方向に大きく動こうとするときには、保持具による移動規制によってスライドピンの摺動抵抗が大きくなるためキャリパの変位が起こり難く、キャリパ変位によるパッドの引きずりが低減される。

ディスクロータの許容最大振れ量は、自動車メーカによって異なるが、上限として考えられる数値は０．１ｍｍ程度である。その許容最大振れ量に加算するクリアランス量Δｘは、１０μｍ程度が適当である。この値が大きすぎるとブレーキの応答性や操作フィーリングが悪化し、一方、１０μｍ以下では、ディスクロータの振れと他の要因によるキャリパの変位などが重なったときにパッドの引きずりが無視できないものになる。

保持具の鍔部を基部の外周面とのなす角が鈍角となる方向に傾けてその鍔部を弾性変形可能となしたものは、鍔部が前掲の特許文献１が開示している引きずり回避機構のばねと同様の働きをしてスライドピンに軸方向の引き込み力を加え、これにより、キャリパの自重などによる変位や姿勢の変動が抑制されてパッドの引きずりがより一層低減される。

また、基部が円筒状をなし、鍔部が円環状をなす保持具を採用するディスクブレーキは、ガイドブッシュ装着時のカシメ作業などを必要としない。一方、端面視Ｕ字状に加工された保持具と弾性体を変形させて環状溝に装着する保持具は、カシメなどの変形作業が必要であるが、スライドピンを単一の部材で形成することができる。

この発明では、スライドピンの先端外周に環状溝を設けてその環状溝に前述のガイドブッシュを装着するので、ディスクロータの振れによるパッドの引きずりを増加させることなく、スライドガイド部におけるキャリパ保持力を簡単で製造しやすい機構によって向上させることができる。これにより、車両旋回時や凹凸路走行時のキャリパ変位が小さくなって引きずりトルクが低レベル領域で安定し、設計性能を維持した浮動型ディスクブレーキを安価に提供することが可能になる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図８に基づいて説明する。図１〜図３は、この発明を適用した浮動型ディスクブレーキの一例を示している。図中１はキャリパ、２はマウント、３はピストン、４、４は対向一対のパッド、５はディスクロータ、６はキャリパに設けたシリンダ、７はキャリパ１とマウント２間に設けるスライドガイド部である。

キャリパ１は、インナー部１ａ、アウター爪１ｂ、およびディスクロータ５を跨いでインナー部１ａとアウター爪１ｂを連結するブリッジ部１ｃを一体に形成したもので、インナー部１ａに設けたシリンダ６にピストン３が挿入される。そのピストン３がシリンダ６に導入される液圧を後面に受けて推進し、インナー側（図１，２において右側）のパッド４を押圧してディスクロータ５の一面に摺接させる。このときの反力でキャリパ１はインナー側にスライドし、アウター爪１ｂがアウター側のパッド４を押圧してディスクロータ５の他面に摺接させる。

キャリパ１のディスク軸方向スライドは、スライドガイド部７によってなされる。そのスライドガイド部７は、一端（後端）がキャリパ１に固定されるディスク軸方向のスライドピン８（図１参照）を、マウント２に設けたピンガイド孔９にスライド自在に挿入して構成されており、ピンガイド孔９とスライドピン８との間に、図４〜図７に示したクリアランスｂが設けられる。

この発明では、図４〜図７に示すように、スライドガイド部７を構成するスライドピン８の先端外周に環状溝１３を設けてその環状溝１３にガイドブッシュ１０を装着する。

ガイドブッシュ１０は、保持具１１と、その保持具１１の外周に嵌めて保持具１１とピンガイド孔９の孔面との間に介在する弾性体１２とからなる。保持具１１は、スライドピン８の環状溝形成部の外側に嵌める基部１１ａを有しており、その基部１１ａの軸方向両端に鍔部１１ｂを設けたものが用いられている。

この保持具１１の基部１１ａは、スライドピン８の環状溝形成部のピン径ｄよりも内径が大きく、その内径とスライドピン８との間に、スライドピン８とピンガイド孔９との間のピン径方向クリアランスｂよりも小さなクリアランスａが形成されるものになっている。また、鍔部１１ｂは、ピンガイド孔９の孔径よりも外径が小さく、さらに、その鍔部１１ｂが、基部１１ａとのなす角αが鈍角をなすように傾きをもつものにしている。この保持具１１の素材は、樹脂や金属が用いられており、鍔部１１ｂは、弾性体１２をピンガイド孔９内でディスク軸方向にスライドさせる力よりも小さな力でディスク軸方向(図４の矢印Ａ方向)に弾性変形させることができる。鍔部１１ｂの傾き角（基部１１ａとのなす角α）を、９０°〜１３５°の範囲にすると、ディスク軸方向の力による弾性変形が起こり易い。

弾性体１２は、基部１１ａの外周とピンガイド孔９の孔面との間に締代をもって介在されており、制動に伴うスライドピン８とマウント２のディスク軸方向相対移動が鍔部１１ｂの弾性変形量の範囲内で行なわれる場合には、マウント２との相対位置が変化せずに保持される。一方、パッドが摩耗してスライドピン８とマウント２のディスク軸方向相対移動が鍔部１１ｂの弾性変形量を越えて行なわれる場合には、越えた量に相当する量だけ弾性体１２がピンガイド孔９内でスリップしてディスク軸方向に動き、これによって、パッドとディスクロータ間のクリアランスが常時一定範囲に保たれる。なお、この弾性体１２は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）やゴムに似た性質を持つ軟質樹脂等で形成される。この弾性体１２は、保持具１１に対しては、基部１１ａの両端の鍔部１１ｂによって抜け止めがなされ、従って、保持具１１に固定することは必要でない。

保持具１１と、スライドピン８に設けた環状溝１３の溝側面との間には、図４に示すディスク軸方向のクリアランスｃが設けられている。このクリアランスｃは、ディスクロータの許容最大振れ量よりも大きく、ここでは、ディスクロータの許容最大振れ量をｘとして、ｃ＝ｘ＋Δｘ、Δｘ＝１０μｍに設定されている。

上記のガイドブッシュ１０を備えた例示の浮動型ディスクブレーキは、制動時に保持具１１の鍔部１１ｂがスライドピン８に押されて弾性変形し、制動解除に伴ってその鍔部１１ｂが弾性復元する。そのために、その鍔部１１ｂの弾性復元力でスライドピン８（すなわちキャリパ１）が強制的に押し戻され、ディスクロータ５によるパッド４の引きずりが起こり難くなる。また、スライドピン８は、前述のクリアランスａやクリアランスｃが吸収されるまでの範囲では小さな摺動抵抗で動くことができ、これにより、ディスクロータ５の振れなどに追従するためのキャリパ１の微小変位が許容される。

また、車両の旋回や凹凸路走行時の振動などによってキャリパ１が軸方向に大きく動こうとするときには、保持具１１による移動規制が生じてスライドピン８の摺動抵抗が大きくなるためキャリパ１の変位が起こり難く、これにより、パッドのきつい引きずりが防止されて引きずりトルクの変動が小さな範囲に収まるようになる。

なお、図４および図７では、スライドピン８の最先端部はスライドピン８と一体の部材で、その外径がガイドブッシュ１０の内径より大きくなるように形成されているが、図５に示すように、スライドピン８の先端に小径部８ａを形成し、その小径部８ａの先端外周に当該小径部よりも大径の別部品８ｂをスナップリング８ｃなどで抜け止めして取り付けて環状溝１３を形成すると、基部１１ａが円筒状をなし、鍔部１１ｂが円環状をなす保持具１１を使用してガイドブッシュ１０を、カシメ作業などを行なわずに環状溝１３に装着することができる。
なお、図５では、スライドピン８の先端部に小径部８ａを形成し、そこに大径の別部品８ｂを取り付ける実施例を示したが、図６に示すように、スライドピン８の先端に、そのスライドピン８より小径の円柱部分と当該円柱部分よりも大径の部分からなるボルト状の部品８ｄをねじ留めなどで取り付ける構造にしてスライドピン８の先端外周に環状溝１３を形成するようにしてもよい。この際、ボルト状の部品８ｄをスライドピン８の先端にねじ込んで取り付けることで、図５の実施例と同様にガイドブッシュ１０をカシメ作業を行なわずに環状溝１３に取り付けることが可能である。

また、保持具１１の基部１１ａと鍔部１１ｂおよび弾性体１２が共に端面視Ｕ字状に形成された図７、図８（ａ）に示すようなガイドブッシュ１０も考えられる。このガイドブッシュ１０は、図８（ｂ）に示すように、スライドピン８の環状溝形成部の外周に沿うように変形させて図７に示すように環状溝１３に装着する。このときの変形は、保持具１１についてはカシメなどによる塑性変形とする。樹脂製保持具も熱可塑性樹脂を素材にしたものは熱を加えるなどして塑性変形させることが可能である。弾性体１２は、保持具１１の外周に接着するなどして固定して変形後の保持具形状に沿わせる。この構造は、先端側外周を最先端部に一体の鍔が形成されるように削って環状溝１３を生じさせたスライドピン８を使用することが可能である。

なお、図８のガイドブッシュ１０は、保持具１１の鍔部１１ｂに、図８（ｂ）に一点鎖線で示すような径方向の切り込み１４を入れたものが鍔部１１ｂを変形させ易い。

図４〜図８に示したようなガイドブッシュ１０は、構造が単純で製造し易く、コストも抑制できる。また、小型化し易くて設置規制も受け難い。このガイドブッシュ１０をスライドピン８の先端外周に装着することで、ディスクロータの振れによるパッドの引きずりを増加させることなく、スライドガイド部におけるキャリパ保持力を向上させることができ、浮動型ディスクブレーキの引きずりトルクの低減、設計性能の維持を、コスト負担の増加を抑えて実現することができる。

なお、実施例は、スライドピン８がキャリパ１に固定され、ピンガイド孔９がマウント２に設けられたディスクブレーキを例に挙げて説明したが、この発明は、スライドピンがマウントに固定され、キャリパにピンガイド孔が設けられた構造のディスクブレーキに対しても適用できる。

この発明のディスクブレーキの実施の形態を示す平面図 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図 図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図 この発明を特徴づけるガイドブッシュの基本構造を示す断面図 この発明を特徴づけるガイドブッシュの一形態を示す断面図 この発明を特徴づけるガイドブッシュの他の形態を示す平面図 この発明を特徴づけるガイドブッシュのさらに他の形態を示す平面図 （ａ）図７のガイドブッシュの装着前の形状を示す端面図、（ｂ）装着後の形状を示す端面図

符号の説明

１ キャリパ
１ａ インナー部
１ｂ アウター爪
１ｃ ブリッジ部
２ マウント
３ ピストン
４ パッド
５ ディスクロータ
６ シリンダ
７ スライドガイド部
８ スライドピン
８ａ 小径部
８ｂ 別部品
８ｃ スナップリング
８ｄ ボルト状の部品
９ ピンガイド孔
１０ ガイドブッシュ
１１ 保持具
１１ａ 基部
１１ｂ 鍔部
１２ 弾性体
１３ 環状溝
１４ 切り込み
ａ，ｂ，ｃ クリアランス
ｄ 環状溝形成部のピン径
α 鍔部の傾き角

Claims (6)

1. キャリパ（１）とマウント（２）にスライドピン（８）とピンガイド孔（９）を対応させて設け、前記スライドピン（８）を前記ピンガイド孔（９）に挿入して前記キャリパ（１）をディスク軸方向スライド自在に支持する浮動型ディスクブレーキにおいて、
   前記スライドピン（８）の先端外周に環状溝（１３）を設け、その環状溝（１３）に、前記スライドピン（８）の環状溝形成部のピン径（ｄ）よりも内径が大きく、その内径と前記スライドピン（８）との間に前記スライドピン（８）とピンガイド孔（９）との間のピン径方向クリアランス(ｂ）よりも小さなクリアランス(ａ）が確保される基部（１１ａ）を備え、その基部（１１ａ）の軸方向両端に前記ピンガイド孔（９）の孔径よりも外径の小さな鍔部（１１ｂ）を設けた保持具（１１）と、この保持具（１１）の外周と前記ピンガイド孔（９）の孔面との間に締代をもって介在する弾性体（１２）とからなるガイドブッシュ（１０）を装着したことを特徴とする浮動型ディスクブレーキ。
2. 前記保持具（１１）とスライドピン（８）の先端外周の前記環状溝（１３）との間に軸方向クリアランス（ｃ）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の浮動型ディスクブレーキ。
3. 前記軸方向クリアランス（ｃ）を、ディスクロータ（５）の許容最大振れ量よりも大に設定したことを特徴とする請求項２に記載の浮動型ディスクブレーキ。
4. 前記保持具（１１）の前記鍔部（１１ｂ）を、前記基部（１１ａ）の外周面とのなす角（α）が鈍角となる状態に傾け、その鍔部（１１ｂ）を、前記ピンガイド孔（９）内で前記弾性体（１２）をディスク軸方向にスライドさせる力よりも小さな力で弾性変形可能となしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮動型ディスクブレーキ。
5. 前記環状溝（１３）を、前記スライドピン（８）の先端に形成された小径部（８ａ）の外周に当該小径部よりも大径の別部品（８ｂ）を取り付けて構成し、この環状溝（１３）に、前記基部（１１ａ）が円筒状をなし、さらに、前記鍔部（１１ｂ）が円環状をなす保持具（１１）を装着した請求項１〜４のいずれかに記載の浮動型ディスクブレーキ。
6. 前記保持具（１１）の基部（１１ａ）と鍔部（１１ｂ）および前記弾性体（１２）が共に端面視Ｕ字状に形成されたものを使用し、その保持具（１１）と弾性体（１２）を、スライドピン（８）の環状溝形成部の外周に沿うように変形させて前記環状溝（１３）に装着した請求項１〜４のいずれかに記載の浮動型ディスクブレーキ。

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