JP2013053678A - 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、制動時にパッドを拘束する能力を高めてパッド位置を安定させ、これにより、ブレーキ鳴き、異音の抑制性能を高めることを課題としている。
【解決手段】パッド２によってディスク回転方向に向けて押圧される入力面ｆ１と、パッド２をディスク径方向に向けて押圧する出力面ｆ２を回転中心から離反した位置に有し、前記入力面ｆ１のディスク回転方向変位によって回転して前記出力面ｆ２のディスク径方向変位が起こる定位置回転可能な回転部材１０を具備させ、さらに、前記出力面ｆ２に押圧されたパッド２のディスク径方向変位を阻止するディスク径方向トルク受け面８ｂをマウント８に備えさせた。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両の制動に利用される浮動型（キャリパ浮動型）ディスクブレーキ、詳しくは、制動時の摩擦パッド（以下では単にパッドと言う）の挙動を安定させてブレーキのいわゆる鳴き、異音の抑制性能を高め、同時に、非制動時のパッドの引き摺り損失を低減することも可能にしたディスクブレーキに関する。

周知の浮動型ディスクブレーキの中に、制動時のブレーキ鳴きや異音の対策として、パッドをパッドサポートと称されるばねでディスク径方向（ディスクロータの径方向）に付勢し、キャリパとパッドを支持したマウントの支持部に押し付けるようにしたものがある（下記特許文献１参照）。

特許第４５９９８２８号公報

浮動型ディスクブレーキにおいては、ブレーキ鳴きや異音の発生事例として、パッドのディスク径方向位置が制動の度に変動することが要因となるものが存在する。

浮動型ディスクブレーキにおけるパッドのディスク径方向変位は、制動時に働く偶力によってパッドが回転して起こる。

その回転に対して、例えば、前掲の特許文献１のディスクブレーキでは、パッドサポートのばね力とパッドがマウントのトルク受け部に押し付けられて押し付け部に発生する摩擦力が回転抑制のための反力として働く。ところが、その反力は常時一定ではなく、パッドサポートのばね力の経時変化やトルク受け部の摩擦力の低下によってパッドを回転させようとする力に負けることがある。

その状況になると、キャリパに対するパッドの変位が起こる。パッドは、マウントの支持部との間に変位を許容するクリアランスがあるために、ディスク回入側（ディスクロータが入り込む側）がディスク径方向外側に、ディスク回出側（ディスクロータが抜け出る側）がディスク径方向内側に変位するように回転し、そのために、ブレーキ鳴きと異音の抑制性能が低下する。

また、パッドサポートを備えるものは、非制動時にパッドサポートのばね力で生じる摩擦力によりパッドの摺動抵抗（ディスク軸方向移動の抵抗）が大きくなり、特に、制動時にディスクロータに押圧されていたパッドが、ブレーキ解放時にディスクロータから離間する動きや、非制動時にディスクロータの振れ等でディスクロータがパッドを軸方向に押し返す動きを阻害する。このため、ディスクロータによるパッドの引き摺りが生じやすくなって車両の燃費の悪化につながる。

この発明は、浮動型ディスクブレーキについて、制動時にパッドを拘束する能力を高めてパッド位置を安定させ、これにより、ブレーキ鳴き、異音の抑制性能を高め、同時に、非制動時のパッドの引き摺り損失を低減することも可能となすことを目的としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、軸方向の端面が摩擦面として構成されたディスクロータと、前記摩擦面に対向させるパッドと、そのパッドを押圧して前記摩擦面に摺接させるアクチュエータと、そのアクチュエータが組み込まれたキャリパと、前記パッドと前記キャリパをディスク軸方向スライド可能に支持するマウントを有する浮動型ディスクブレーキを以下の通りに構成した。

即ち、前記パッドによってディスク回転方向に向けて押圧される入力面と、前記パッドをディスク径方向に向けて押圧する出力面を回転中心から離反した位置に有し、前記入力面のディスク回転方向変位によって回転して前記出力面のディスク径方向変位が起こる定位置回転可能な回転部材を前記マウント、もしくは、パッドに具備させ、さらに、前記出力面に押圧されたパッドのディスク径方向変位を阻止するディスク径方向トルク受け面を前記マウントに備えさせた。

なお、前記回転部材がマウントに設けられるものについては、前記出力面がパッドをディスク径方向に向けて直接押圧する。また、前記回転部材がパッドに設けられるものについては、出力面がマウントをディスク径方向に向けて押圧し、それにより、回転部材がパッドのディスク回出側とともにディスク径方向に変位して間接的押圧がなされる。

前記回転部材の態様として、下記ａ）〜ｄ）が考えられる。
ａ）互いに交差する仮想線上に前記入力面と前記出力面を設けた基部と、その基部の前記仮想線の交差部よりも前記入力面及び出力面から離反した位置に設置されるディスク軸方向に突出した回転軸を有するもの。

ｂ）互いに交差する仮想線上に前記入力面と前記出力面を設けた基部を有し、その基部に、ディスク軸と平行な凸円弧の外周面が設けられているもの。

ｃ）前記回転部材の前記出力面が弾性変形可能に構成され、その出力面の弾性変形によって当該出力面によるパッド押圧力の上限が調整されるようにしたもの。

ｄ）前記回転部材の出力面を凸円弧の面にし、その凸円弧の出力面が前記パッドに接触する部位よりも前記回転部材の回転中心から遠い側に変形支点を持つ弾性アームを前記回転部材に設けてその弾性アームに前記凸円弧の出力面を形成したもの。

これらのうち、ａ）の態様の回転部材を備えるものは、その回転部材を、設置相手(マウントまたはパッド）に設けた軸受で支えて設置相手に取り付ける。

また、ｂ）の態様の回転部材を備えるものは、基部の凸円弧の外周面に対応させた凹円弧面を設置相手（マウントまたはパッド)に設け、その凹円弧面で前記凸円弧の外周面を支持して回転部材を設置相手に取り付ける。

なお、前記回転部材がマウントに設置されるディスクブレーキには、マウントの回転部材設置部に、回転部材とマウント間の隙間につながるダスト排出溝を必要に応じて設けることができる。

この発明のディスクブレーキは、前記回転部材の入力面がトルク受け面として機能する。制動トルクを受けたパッドがディスク回転方向に変位して前記入力面に押し付けられ、その力によって回転部材が自己の回転中心を支点にして回転する。その回転により、回転部材がマウントに設置されているものについてはその回転部材の出力面がディスク径方向に変位し、パッドのディスク回出側をディスク径方向に押圧する。

このときの回転部材によるパッドのディスク径方向への押圧は、回転部材の回転中心がマウントに支持されるパッド裏板の耳部（ガイド部）よりもディスク径方向の内側にあるか外側にあるかで押圧方向が正反対になる。

回転部材の回転中心がパッド裏板の耳部よりもディスク径方向の内側にある場合には、回転部材はパッドが回転しようとする方向に逆らってパッドのディスク回出側をディスク径方向外側に向けて押圧する。

これにより、パッドの回転が阻止され、パッドはディスク回出側がディスク径方向トルク受け面（このケースでは、そのトルク受け面は、前記耳部よりもディスク径方向の外側に配置される）に押し付けられてその位置に固定される。

また、回転部材の回転中心がパッドの裏板の耳部よりもディスク径方向の外側にある場合には、回転部材はパッドのディスク回出側をディスク径方向内側に向けて押圧する（このケースでは、前記トルク受け面は、前記耳部よりもディスク径方向の内側に配置される）。

この場合の押圧の方向は、パッドが回転しようとする方向と同じであるが、前掲の特許文献１では回転後の逆転が許容されるのに対し、この発明のブレーキでは、回転部材によるディスク径方向の押圧がディスク径方向内側に向けてなされてパッドが回転した位置に拘束される。

従って、この発明のディスクブレーキでは、制動時のパッド位置が安定し、ブレーキ鳴きと異音の抑制性能の低下が起こり難い。

なお、回転部材がパッドに取り付けられているものは、回転部材の出力面がマウントに押し付けられて回転部材がディスク径方向に変位し、それによってパッドがディスク径方向のトルク受け面に押しつけられる。

このほか、この発明のディスクブレーキは、パッドのディスク回転方向への移動力で回転部材を回転させ、その回転部材で運動の方向を転換してパッドにディスク径方向の力を加えるので、力の変換効率が高く、パッドの拘束安定性に優れる。

また、制動トルクの受け止めが回転部材によってなされ、ディスク回転方向のトルク受けが他の面に依存せずに行われるため、パッドの拘束状態が低圧から高圧まで安定し、制動トルクの大小によるパッドの接触状態の変化、それによるブレーキ鳴きの防止性能の変動が起こらない。

さらに、この発明では、特許文献１が採用しているパッドサポートを用いずにパッドの位置を安定させることができるので、特に非制動時にはディスク径方向への拘束力がゼロ或いは極めて小さいため、パッドサポートのばね力に起因したパッドの摺動抵抗増加が原因となって起こるパッドの引き摺りの低減も可能になり、車両の燃費向上にも貢献できる。

なお、非制動時にパッドがガタついて発生するラトル音や、制動初期にパッドがマウントの支持部に衝突して発生するクロンク音の対策としてパッドサポートを設けることは制限されない。その目的で設けるパッドサポートは、パッドの回転力に打ち勝つばね力が要求されず、従って、この場合も、従来品に比べればパッドの摺動抵抗と引き摺りの低減が図れる。

この発明のディスクブレーキの一例を示す平面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図２の要部を拡大した図 回転部材の他の例を示す図 図５の回転部材の出力面を弾性変形可能にした例を示す図 回転部材のさらに他の例を示す図 回転部材のさらに他の例を示す図 回転部材をパッド裏板の耳部よりもディスク径方向外側に設けた例を示す図 回転部材をパッドに設けた例を示す図

以下、添付図面の図１〜図１０に基づき、この発明のディスクブレーキの実施の形態について説明する。

図１〜図３は、この発明の浮動型ディスクブレーキの第１形態であって、車輪と一体回転するディスクロータ１と、そのディスクロータ１を間において対向配置する一対のパッド（摩擦パッド）２，２と、そのパッドをディスク軸方向に押圧してディスクロータ１に摺接させるアクチュエータ３と、そのアクチュエータ３を備えたキャリパ６と、パッド２，２とキャリパ６をディスク軸方向スライド可能に支持するマウント８と、この発明を特徴づける回転部材１０とで構成されている。

ディスクロータ１は、軸方向の端面が摩擦面１ａとして構成されており、その摩擦面１ａにパッド２，２を押し付けて制動力を発生させる。

パッド２は、摩擦材２ａとパッド裏板２ｂを一体化した既知のパッドであって、パッド裏板２ｂのディスク回転方向両端に、マウント８に案内される耳部２ｃを有する。

アクチュエータ３は、シリンダ４に導入されるブレーキ液でブレーキピストン５を作動させ、そのブレーキピストン５でパッド２を押圧するものを示したが、モータに駆動されて推進するピストンでパッドを押圧するものであってもよい。

キャリパ６は、ガイドピン７ａと、そのガイドピンをスライド可能に挿入するピン孔７ｂとからなる既知のスライドガイド７をマウント８との間に設けてマウント８でディスク軸方向スライド可能に支持している。このキャリパ６は、インナー部６ａとアウター爪６ｂを、ディスクロータ１を跨ぐブリッジ部６ｃを介して一体に成形したフィスト型のキャリパであり、インナー部にシリンダ４が形成され、そのシリンダ４にブレーキピストン５が挿入されている。

マウント８は、ディスク回入側とディスク回出側のトルク受け部９にディスク回転方向に凹んだガイド部８ａを有しており、そのガイド部８ａにパッド裏板２ｂの耳部２ｃをスライド自在に挿入してマウント８によるパッドの支持がなされている。ガイド部８ａのディスク接線方向と平行に加工された２つのガイド面のうち一方の面は、ディスク径方向のトルク受け面８ｂとして利用される。

このマウント８のトルク受け部９は、従来のディスクブレーキでは、パッドのディスク回転方向両端と向き合う側面９ａがトルク受け面として構成されるが、この発明では、制動トルク（ディスク回転方向を向く力）の受け止めが回転部材によってなされるため、上記トルク受け面は必須でない。ただし、回転部材１０の剛性次第では、フエールセーフ対応としてそのトルク受け面を併設し、制動トルクは規定値を超えたときにパッドをトルク受け面に当接させることで回転部材１０の弾性変形量を規制することはあり得る。

図４に詳細を示したように、回転部材１０は、入力面ｆ１と出力面ｆ２を設けた基部１０ａと、その基部と一体の回転軸１０ｂを有する。入力面ｆ１と出力面ｆ２は、互いに交差する仮想線ＶＬ１，ＶＬ２上に設置され、回転軸１０ｂは、基部１０ａの、仮想線ＶＬ１，ＶＬ２の交差部よりも入、出力面から離反した位置にディスク軸方向に突出して設置されている。

入力面ｆ１と出力面ｆ２は、図のように直交した仮想線ＶＬ１，ＶＬ２上に設置することは必須でない。回転部材１０の弾性変形が見込まれる場合には、鋭角に交わる仮想線上に設置して弾性変形後に入力面ｆ１に対してパッドのトルク伝達面が面接触するようにしてもよい。

マウント８には、ガイド部８ａの凹んだ部分のコーナ近くに軸受１１を設けており、その軸受１１に回転軸１０ｂを取り付けてマウント８で回転部材１０を支持し、回転部材１０でパッド裏板の耳部２ｃを支えるようにしている。

回転部材１０は、必要強度を確保できる金属で形成されている。材料金属の種類は特に限定されないが、鉄系金属を材料にする場合には、発錆防止のためメッキ処理などを施しておくのがよい。

このように構成した第１形態のディスクブレーキは、パッド２がブレーキピストン５に押圧されてディスクロータ１に押し付けられると、制動トルクを受けたパッド２がディスク回転方向に移動してディスク回出側回転部材１０の入力面ｆ１を押圧する。

このために、ディスク回出側回転部材１０が回転軸１０ｂを支点にして回転し、出力面ｆ２がディスク径方向に変位してパッド２をディスク径方向外向きに押圧する。その押圧によって耳部２ｃがマウントのディスク径方向トルク受け面８ｂに押し付けられ、パッド２がその位置に拘束される。

従って、キャリパ６に対するパッド２の変位が起こらず、ブレーキ鳴きと異音が効果的に抑制される。また、このように、パッドサポートを使わずにパッドをディスク径方向に押圧して拘束することができるので、ガイド部におけるパッドの摺動抵抗増を招かず、ディスクロータによるパッドの引き摺りが低減されて車両の燃費も向上する。

なお、図５に示すように、回転部材１０の基部１０ａに、ディスク軸と平行な凸円弧の外周面１０ｃを設け、その面に対応させた凹円弧面１２をマウント８に設け、その凹円弧面１２で凸円弧の外周面１０ｃを支持する構造でも回転部材１０をマウント８に取り付けることができる。

この形態は、上記回転軸１０ｂが不要であるが、ブレーキの構造によっては、回転部材１０のディスク軸方向変位を防止するために、凹円弧面１２のディスク軸方向両端の縁に係止する鍔１３などが要求されることがある。

回転部材１０は、図６〜図８に示すように、出力面ｆ２を弾性変形可能に構成してもよい。図６の回転部材１０は、基部１０ａの出力面設置側にスリット１０ｄを設けて出力面ｆ２が形成された部分を弾性変形可能となしている。

また、図７の回転部材１０は、円筒の一部を切り欠いた材料で基部１０ａを構成して基部の全体を弾性変形可能となしている。これ等は、出力面ｆ２の弾性変形によって当該出力面によるパッド押圧力の上限が調整される。

図８は、回転部材１０の出力面ｆ２を凸円弧の面にし、その凸円弧の出力面ｆ２がパッドに接触する部位よりも回転部材の回転中心Ｏから遠い側に変形支点を持つ弾性アーム１４を回転部材１０に設け、その弾性アーム１４に凸円弧の出力面ｆ２を形成したものである。

この図８の回転部材１０は、出力面ｆ２によるパッド押圧力の増加に伴って弾性アーム１４の弾性変形量が大きくなる。これにより、パッドに対する出力面ｆ２の接触点ｓの回転部材の回転中心Ｏからの離反量が大きくなるため、弾性アーム１４の弾性変形による緩衝と併せて、モーメント長さの増加による押圧力の低下が起こり、その２つの作用で押圧力の上限が調整される。

図４の１５は、マウント８のガイド部８ａに設けたダスト排出溝である。回転軸１０ｂを設けた回転部材１０を軸受１１で支持してマウント８に設ける場合、軸受１１の根元にパッドの摩耗粉が溜まると回転体の円滑な回転が妨げられる可能性がある。ダスト排出溝１５は、その不具合の回避策として有効である。

なお、回転部材１０は、以上の実施例では、マウント８に支持されたパッド裏板の耳部２ｃよりもディスク径方向の内側に配置したが、図９に示すように、パッド裏板の耳部２ｃよりもディスク径方向の外側に配置してもよい。

この態様は、制動力を受けた回転部材１０が、パッド２のディスク回出側をディスク回転方向に向けて押圧する。それにより、パッド２は、マウントのガイド部の耳部２ｃよりもディスク径方向の内側に設けられたディスク径方向トルク受け面８ｂに押し付けられ、回転規制がなされる位置に拘束される。

また、回転部材１０は、図１０に示すように、パッド裏板２ｂに取り付けられていてもよい。この態様は、制動時に回転部材１０の入力面ｆ１がマウント８に押し付けられ、それにより回転部材１０が回転してその部材の出力面ｆ２がマウントのガイド面に押し付けられ、反力でパッドのディスク回出側がディスク径方向外側に動いてパッド裏板の耳部２ｃがトルク受け面８ｂに押し付けられてパッドの回転が阻止される。

なお、この発明のディスクブレーキには、ラトル音やクロンク音の抑制を目的にして特許文献１が開示しているようなパッドサポートを設置することができる。そのパッドサポートのばね力を、制動力によるパッド回転を止め得る力よりも弱く設定することで、特許文献１が開示しているディスクブレーキに比べてパッドの引き摺り低減を図ることができる。

１ ディスクロータ
１ａ 摩擦面
２ パッド
２ａ 摩擦材
２ｂ パッド裏板
２ｃ 耳部
３ アクチュエータ
４ シリンダ
５ ブレーキピストン
６ キャリパ
６ａ インナー部
６ｂ アウター爪
６ｃ ブリッジ部
７ スライドガイド
７ａ ガイドピン
７ｂ ピン孔
８ マウント
８ａ ガイド部
８ｂ トルク受け面
９ トルク受け部
９ａ 側面
１０ 回転部材
１０ａ 基部
ｆ１ 入力面
ｆ２ 出力面
１０ｂ 回転軸
１０ｃ 中心の軸がディスク軸と平行な凸円弧の外周面
１０ｄ スリット
１１ 軸受
１２ 凹円弧面
１３ 鍔
１４ 弾性アーム
１５ ダスト排出溝
ＶＬ１，ＶＬ２ 仮想線
Ｏ 回転部材の回転中心
ｓ 出力面ｆ２の接触点

Claims (6)

1. 軸方向の端面が摩擦面（１ａ）として構成されたディスクロータ（１）と、前記摩擦面（１ａ）に対向させる摩擦パッド（２）と、その摩擦パッド（２）を押圧して前記摩擦面（１ａ）に摺接させるアクチュエータ（３）と、そのアクチュエータ（３）を備えたキャリパ（６）と、前記摩擦パッド（２）と前記キャリパ（６）をディスク軸方向スライド可能に支持するマウント（８）を有する浮動型のディスクブレーキであって、
   前記摩擦パッド（２）によってディスク回転方向に向けて押圧される入力面（ｆ１）と、前記摩擦パッド（２）をディスク径方向に向けて押圧する出力面（ｆ２）を、回転中心から離反した位置に有し、前記入力面（ｆ１）のディスク回転方向変位によって回転して前記出力面（ｆ２）のディスク径方向変位が起こる定位置回転可能な回転部材（１０）を前記マウント（８）、もしくは、摩擦パッド（２）に具備させ、さらに、前記出力面（ｆ２）に押圧された摩擦パッド（２）のディスク径方向変位を阻止するディスク径方向トルク受け面（８ｂ）を前記マウント（８）に備えさせたことを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記回転部材（１０）が、互いに交差する仮想線（ＶＬ１，ＶＬ２）上に前記入力面（ｆ１）と前記出力面（ｆ２）を設けた基部（１０ａ）と、その基部の前記仮想線の交差部よりも前記入力面（ｆ１）及び出力面（ｆ２）から離反した位置に設置されるディスク軸方向に突出した回転軸（１０ｂ）を有し、
   その回転部材（１０）を、設置相手のマウント、または、摩擦パッドに設けた軸受（１１）で前記回転軸（１０ｂ）を支えて前記設置相手に取り付け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。
3. 前記回転部材（１０）は、互いに交差する仮想線（ＶＬ１，ＶＬ２）上に前記入力面（ｆ１）と前記出力面（ｆ２）を設けた基部（１０ａ）を有し、
   その基部（１０ａ）に、ディスク軸と平行な凸円弧の外周面（１０ｃ）が設けられ、その凸円弧の外周面（１０ｃ）に対応させた凹円弧面（１２）が設置相手の前記マウント（８）又は摩擦パッド（２）に設けられ、その凹円弧面（１２）で前記凸円弧の外周面（１０ｃ）を支持して前記回転部材（１０）を前記設置相手に取り付け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。
4. 回転部材の前記出力面（ｆ２）が弾性変形可能に構成され、その出力面の弾性変形によって当該出力面によるパッド押圧力の上限が調整されるようにした請求項１〜３のいずれかに記載のディスクブレーキ。
5. 回転部材の前記出力面（ｆ２）を凸円弧の面にし、その凸円弧の出力面（ｆ２）が前記摩擦パッド（２）に接触する部位よりも前記回転部材（１０）の回転中心（Ｏ）から遠い側に変形支点を持つ弾性アーム（１４）を前記回転部材（１０）に設け、その弾性アーム（１４）に前記凸円弧の出力面（ｆ２）を形成した請求項１〜４のいずれかに記載のディスクブレーキ。
6. 前記回転部材（１０）が前記マウント（８）に設けられ、そのマウント（８）の回転部材設置部に、回転部材とマウント間の隙間につながるダスト排出溝（１５）を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスクブレーキ。

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