JP2018105347A

JP2018105347A - ブレーキモジュール

Info

Publication number: JP2018105347A
Application number: JP2016249866A
Authority: JP
Inventors: 智宏横山; Tomohiro Yokoyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-07-05
Also published as: US20180180120A1; DE102017129296A1; CN108223626A

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動を安定させてノイズバイブレーション性能を向上させることができるブレーキモジュールを提供する。
【解決手段】ブレーキモジュール１において、パッド支持部材１０は、ブラケット６に固定された部分からディスクロータ径方向外側に延出する第１延出部１１と、第１延出部１１の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出する第２延出部１２と、を有し、インナーパッド３には、第２延出部１２に対応する形状の切り欠き部３３が形成され、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、切り欠き部３３に第２延出部１２を嵌合させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用のブレーキモジュールに関する。

軸線回りに回転可能に構成されたディスクロータと、軸線に平行な軸線方向に対してディスクロータに対向して設けられたパッドと、パッドを押圧してディスクロータに当接させるためのピストンと、を備えた車両用のブレーキモジュールが知られている。特許文献１には、パッドがキャリパに支持軸を介してロータ軸方向にて移動可能に支持され、支持軸は、キャリパに一体的に設けられていて各ライニングのロータ径方向内側かつロータ周方向中央部にて各裏板に設けたＶ字状の内周側トルク受け面に２箇所にて係合する単一の内周支持軸と、キャリパに一体的に設けられていて各ライニングのロータ径方向外側かつロータ周方向中間部にて各裏板に設けた外周側トルク受け面に１箇所にて係合する外周支持軸によって構成されている、ブレーキモジュールが記載されている。

特開２０１１−２４１９５１号公報

特許文献１には、上述したようにブレーキモジュールを構成することで、制動時のパッドの挙動が安定し、制動時のパッドの不安定挙動に伴うブレーキ鳴きの発生を抑制できると記載されている。しかしながら、特許文献１に記載のブレーキモジュールでは、パッドを保持するための部品点数が多く軽量化の点で問題があった。また、特許文献１に記載のブレーキモジュールでは、パッドが偏磨耗するなどしたときに、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動が十分に安定しない場合があった。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、部品点数を増加させることなく、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動を安定させてノイズバイブレーション性能を向上させることができるブレーキモジュールを提供するものである。

本発明は、軸線回りに回転可能であるディスクロータと、軸線方向において前記ディスクロータに対向して配置され、前記ディスクロータに接した際に制動力を発揮させるパッドと、前記パッドを押圧して前記ディスクロータに当接させるピストンと、前記ピストンを軸線方向に移動可能に支持するブラケットと、回転中の前記ディスクロータに前記パッドを当接させた際に前記パッドが回転しないように前記パッドを支持するパッド支持部材と、を備えるブレーキモジュールであって、前記パッド支持部材は、前記ブラケットに固定された部分からディスクロータ径方向外側に延出する第１延出部と、前記第１延出部の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出する第２延出部と、を有し、前記パッドには、前記第２延出部に対応する形状の切り欠き部が形成され、回転中の前記ディスクロータに前記パッドを当接させた際に、前記切り欠き部に前記第２延出部を嵌合させるものである。

パッド支持部材は、ブラケットに固定された部分からディスクロータ径方向外側に延出する第１延出部と、第１延出部の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出する第２延出部と、を有する。また、パッドには、第２延出部に対応する形状の切り欠き部が形成されている。ディスクロータが正回転または逆回転しているときにパッドをディスクロータに当接させると、パッドには、ディスクロータ接線方向の一方側または他方側に向かう力、または、ディスクロータ径方向の外側または内側に向かう力が及ぼされる。回転中のディスクロータにパッドを当接させた際に、パッドの切り欠き部にパッド支持部材の第２延出部を嵌合させることにより、上述した、パッドに及ぼされるそれぞれの力を受け止めることができるので、パッドの回転を抑制することができる。これにより、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動が安定するので、ノイズバイブレーション性能を向上させることができる。ブラケットに固定された部分から第１延出部を延出させ、第１延出部から第２延出部を延出させるだけでよいので、部品点数を増加させずに済む。

さらに、前記第２延出部のディスクロータ径方向外側の外側端面と前記切り欠き部の一側面との間に挿入されて、前記第２延出部のディスクロータ径方向内側の内側端面に、前記切り欠き部の他の側面が当接するように、前記パッドをディスクロータ径方向外側に付勢する付勢部材をさらに備えていてもよい。

付勢部材は、第２延出部のディスクロータ径方向外側の外側端面と切り欠き部の一側面（切り欠き部における当該外側端面と対向する面）との間に挿入され、パッドをディスクロータ径方向外側に付勢する。この付勢部材により、第２延出部におけるディスクロータ径方向内側の内側端部に、切り欠き部の他の側面（切り欠き部における当該内側端面と対向する面）を、常時、当接させることができる。これにより、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動をより安定させてノイズバイブレーション性能をより向上させることができる。

本発明によれば、部品点数を増加させることなく、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動を安定させてノイズバイブレーション性能を向上させることができる。

実施の形態１にかかるブレーキモジュールの外観を示す斜視図である。図１に示すブレーキモジュールにおいて、シリンダを有するハウジングを省略した斜視図である。図２に示す、ハウジングを省略したブレーキモジュールから、さらにアウターパッドを省略したものを、軸線方向と平行な方向である図２の矢印Ａから見た矢視図である。実施の形態１にかかるブレーキモジュールにおけるブラケットおよびパッド支持部材を示す斜視図である。実施の形態１にかかるブレーキモジュールにおけるインナーパッドを示す斜視図である。車両の前進時においてディスクロータにインナーパッドを当接させた際に、インナーパッドに及ぼされる力について説明する模式図である。車両の後退時においてディスクロータにインナーパッドを当接させた際に、インナーパッドに及ぼされる力について説明する模式図である。実施の形態２における、実施の形態１の図３に対応する図である。実施の形態２にかかるブレーキモジュールにおける板バネを示す斜視図である。実施の形態２にかかるブレーキモジュールにおけるインナーパッドを示す斜視図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
まず、図１および図２を参照して本実施の形態にかかる車両用のブレーキモジュール１の構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかるブレーキモジュール１の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示すブレーキモジュール１において、シリンダ７を有するハウジング８を省略した斜視図である。図１および図２に示すように、ブレーキモジュール１は、ディスクロータ２と、パッドとしてのインナーパッド３と、ピストン５と、ブラケット６と、パッド支持部材１０と、を備えている。

ディスクロータ２は、円盤状の部材であり、車両における車輪と共に軸線Ｌ１回りに回転可能に構成されている。ディスクロータ２は、車両の前進時には矢印Ｒ１の方向に回転（正回転）し、車両の後退時には矢印Ｒ２の方向に回転（逆回転）する。インナーパッド３は、軸線Ｌ１に沿う軸線方向においてディスクロータ２に対向して配置され、ディスクロータ２に接した際に制動力を発揮させる。なお、インナーパッド３の構造の詳細については後述する。

パッド支持部材１０は、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、インナーパッド３が回転しないようにインナーパッド３を支持する。なお、パッド支持部材１０の構造の詳細については後述する。

ピストン５は、インナーパッド３を押圧してディスクロータ２に当接させるためのものである。ブラケット６は、ピストン５を軸線方向に移動可能に支持する。具体的には、ブラケット６には、スライドピン９によってハウジング８が取り付けられ、ピストン５は、ハウジング８のシリンダ７に液密的かつ軸線Ｌ１に沿った軸線方向に摺動可能に組み付けられている。

シリンダ７とピストン５により液密的に囲まれて形成された液室にはブレーキオイルが充填されている。液室に充填されたブレーキオイルの液圧を増加させると、ピストン５がインナーパッド３を押圧するように移動し、インナーパッド３がディスクロータ２に当接する。インナーパッド３がディスクロータ２に当接すると、インナーパッド３とディスクロータ２との間に摩擦力が生じて、回転しているディスクロータ２を減速、あるいは停止させる。

ブレーキモジュール１において、ディスクロータ２におけるインナーパッド３と対向する位置と軸線方向の反対側の位置にはアウターパッド４が配置されている。アウターパッド４は、ブラケット６に支持されたハウジング８に取り付けられている。ピストン５の移動によりインナーパッド３がディスクロータ２に当接すると、アウターパッド４もディスクロータ２に当接する。アウターパッド４がディスクロータ２に当接すると、アウターパッド４とディスクロータ２との間に摩擦力が生じて、回転しているディスクロータ２を減速、あるいは停止させる。すなわち、回転しているディスクロータ２は、インナーパッド３とアウターパッド４によって挟圧され、減速、あるいは停止される。

次に、パッド支持部材１０およびインナーパッド３の構造の詳細について説明する。
図３は、図２に示す、ハウジング８を省略したブレーキモジュール１から、さらにアウターパッド４を省略したものを、軸線方向と平行な方向（図２の矢印Ａ）から見た矢視図である。図４は、ブレーキモジュール１におけるブラケット６およびパッド支持部材１０を示す斜視図である。図５は、ブレーキモジュール１におけるインナーパッド３を示す斜視図である。ここで、矢印Ｘ１は、ディスクロータ径方向外側へ向かう向き、矢印Ｘ２は、ディスクロータ径方向内側へ向かう向き、矢印Ｙ１は、ディスクロータ接線方向の一方側に向かう向き、内側矢印Ｙ２は、ディスクロータ接線方向の他方側に向かう向きを表す。また、矢印Ｚ１は、軸線方向のインナー側（ディスクロータ２に対しインナーパッド３側）へ向かう向き、矢印Ｚ２は、軸線方向のアウター側（ディスクロータ２に対しアウターパッド４側）へ向かう向きを表す。

図３および図４に示すように、パッド支持部材１０は、第１延出部１１と第２延出部１２を有する。第１延出部１１は、ブラケット６に固定された部分からディスクロータ径方向外側に延出する。第２延出部１２は、第１延出部１１の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出する。ここで、第１延出部１１の所定部分は、第１延出部１１において、ブラケット６に固定された部分よりも径方向外側に位置する部分であればいずれであってもよい。本実施の形態では、第１延出部１１の所定部分は、第１延出部１１における径方向外側の端部である。第２延出部１２は、ディスクロータ径方向外側と内側において、ディスクロータ径方向に垂直な平面である、外側端面１２ａ，内側端面１２ｂが形成されている。また、第２延出部１２には、ディスクロータ接線方向の一方側と他方側において、ディスクロータ接線方向に垂直な平面である、一方側端面１２ｃ，他方側端面１２ｄが形成されている。

図３および図５に示すように、インナーパッド３は、裏板３１と、裏板３１に固着されたライニング（摩擦材）３２と、を有している。裏板３１は、硬質かつ高い機械的強度を有する材料、例えば、鋼材などの金属で形成されている。ライニング３２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ロックウール、ケブラー繊維、銅繊維のような繊維材と、樹脂のような結合材と、硫酸バリウム、ケイ酸ジルコニウム、カシュ―ダスト、グラファイトのような充填材とを含む混合物が挙げられる。インナーパッド３における裏板３１には、第２延出部に対応する形状の切り欠き部３３が形成されている。切り欠き部３３は、ディスクロータ径方向外側と内側において、ディスクロータ径方向に垂直な平面である、外側対向側面３３ａ，内側対向側面３３ｂを有し、ディスクロータ接線方向の一方側と他方側において、ディスクロータ接線方向に垂直な平面である、一方側対向側面３３ｃ，他方側対向側面３３ｄを有している。インナーパッド３の裏板３１に形成された切り欠き部３３にパッド支持部材１０の第２延出部を嵌合させたときに、外側対向側面３３ａは第２延出部１２の外側端面１２ａと、内側対向側面３３ｂは第２延出部１２の内側端面１２ｂと、一方側対向側面３３ｃは第２延出部１２の一方側端面１２ｃと、他方側対向側面３３ｄは第２延出部１２の他方側端面１２ｄと、それぞれ対向する。

次に、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、パッド支持部材１０によってインナーパッド３の回転がどのように抑えられるか、について説明する。
図６は、車両の前進時、すなわち、ディスクロータ２の正回転時においてディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、インナーパッド３に及ぼされる力について説明する模式図である。図６に示すように、正回転（矢印Ｒ１の方向に回転）しているディスクロータ２にインナーパッド３を当接させたときに、インナーパッド３にはディスクロータ周方向の力Ｆｒ１、Ｆｒ２が及ぼされる。

ディスクロータ周方向の力Ｆｒ１は、ディスクロータ接線方向の一方側に向かう力Ｆｐ１とディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ１に分解することができる。また、ディスクロータ周方向の力Ｆｒ２は、ディスクロータ接線方向の一方側に向かう力Ｆｐ２とディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ２に分解することができる。すなわち、インナーパッド３には、ディスクロータ接線方向の一方側に向かう力Ｆｐ１、Ｆｐ２と、ディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ１と、ディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ２と、が及ぼされる。

回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、インナーパッド３の裏板３１に形成された切り欠き部３３にパッド支持部材１０の第２延出部１２を嵌合させる。これにより、ディスクロータ接線方向の一方側に向かう力Ｆｐ１、Ｆｐ２は、インナーパッド３の切り欠き部３３における他方側対向側面３３ｄが、第２延出部１２における他方側端面１２ｄに当接することで受け止められる。また、ディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ１は、インナーパッド３の切り欠き部３３における内側対向側面３３ｂが、第２延出部１２における内側端面１２ｂに当接することで受け止められる。さらに、ディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ２は、インナーパッド３の切り欠き部３３における外側対向側面３３ａが、第２延出部１２における外側端面１２ａに当接することで受け止められる。

図７は、車両の後退時、すなわち、ディスクロータ２の逆回転時においてディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、インナーパッド３に及ぼされる力について説明する模式図である。図７に示すように、逆回転（矢印Ｒ２の方向に回転）しているディスクロータ２にインナーパッド３を当接させたときに、インナーパッド３にはディスクロータ周方向の力Ｆｒ３、Ｆｒ４が及ぼされる。

ディスクロータ周方向の力Ｆｒ３は、ディスクロータ接線方向の他方側に向かう力Ｆｐ３とディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ３に分けることができる。また、ディスクロータ周方向の力Ｆｒ４は、ディスクロータ接線方向の他方側に向かう力Ｆｐ４とディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ４に分けることができる。すなわち、インナーパッド３には、ディスクロータ接線方向の他方側に向かう力Ｆｐ３、Ｆｐ４と、ディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ３と、ディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ４と、が及ぼされる。

回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、インナーパッド３の裏板３１に形成された切り欠き部３３にパッド支持部材１０の第２延出部１２を嵌合させる。これにより、ディスクロータ接線方向の他方側に向かう力Ｆｐ３、Ｆｐ４は、インナーパッド３の切り欠き部３３における一方側対向側面３３ｃが、第２延出部１２における一方側端面１２ｃに当接することで受け止められる。ディスクロータ径方向外側に向かう力Ｆｑ３は、インナーパッド３の切り欠き部３３における内側対向側面３３ｂが、第２延出部１２における内側端面１２ｂに当接することで受け止められる。ディスクロータ径方向内側に向かう力Ｆｑ４は、インナーパッド３の切り欠き部３３における外側対向側面３３ａが、第２延出部１２における外側端面１２ａに当接することで受け止められる。

以上より、ディスクロータ２の正回転時、逆回転時のいずれの場合においても、ディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際に、パッド支持部材１０によって、インナーパッド３に及ぼされる力を安定して受け止めることができ、インナーパッド３の回転を抑制することができる。これにより、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際のインナーパッド３の挙動が安定するので、ノイズバイブレーション性能を向上させることができる。ブラケット６に固定された部分から第１延出部１１を延出させ、第１延出部１１から第２延出部１２を延出させるだけでよいので、部品点数を増加させずに済む。

なお、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させていない状態において、予め、インナーパッド３の裏板３１に形成された切り欠き部にパッド支持部材１０の第２延出部を嵌合させておいてもよい。切り欠き部３３は、軸線方向に貫通した切り欠きである。このため、インナーパッド３は、ピストン５に押圧されたときに、切り欠き部３３と第２延出部１２が嵌合した状態のまま軸線方向に移動して、ディスクロータ２と当接することができる。すなわち、インナーパッド３は、ピストン５に押圧されたときに、第２延出部１２にガイドされて軸方向に移動する。なお、インナーパッド３の裏板３１に形成された切り欠き部にパッド支持部材１０の第２延出部を予め嵌合させておく場合、第２延出部１２の軸線方向の幅は、インナーパッド３における裏板３１の軸線方向の幅よりも長くする必要がある。

実施の形態２
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と共通の部分には共通の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態にかかるブレーキモジュール１０１の基本構成は、図１および図２を用いて説明した実施の形態１にかかるブレーキモジュール１の基本構成と同じである。図８は、実施の形態２における、実施の形態１の図３に対応する図である。図８に示すように、本実施の形態にかかるブレーキモジュール１０１は、第２延出部１２のディスクロータ径方向内側の内側端面１２ｂに、切り欠き部３３の内側対向側面３３ｂが当接するように、インナーパッド３をディスクロータ径方向内側に付勢する付勢部材としての板バネ４０をさらに備えている点で、実施の形態１にかかるブレーキモジュール１と相違する。

図９は、ブレーキモジュール１０１における板バネ４０を示す図である。図９に示すように、板バネ４０は、本体部４３の両側において本体部４３と略直角になるように設けられた爪部４１ａ，４１ｂと、本体部４３の中央において本体部４３と略直角になるように設けられたバネ部４２と、を有している。図１０は、ブレーキモジュール１０１におけるインナーパッド１０３を示す斜視図である。図１０に示すように、インナーパッド１０３における裏板１３１のディスクロータ接線方向の一方側と他方側には、くびれ部３４ａ，３４ｂが形成されている。板バネ４０は、例えば、バネ用ステンレス鋼で形成される。

図８に示すように、裏板３１のくびれ部３４ａ，３４ｂに板バネ４０の爪部４１ａ，４１ｂを嵌合させることで、板バネ４０を裏板３１に固定している。板バネ４０のバネ部４２は、第２延出部１２の外側端面１２ａと切り欠き部３３の一側面である外側対向側面３３ａとの間に挿入されている。板バネ４０のバネ部４２は、先端が第２延出部１２の外側端面１２ａと当接しており、インナーパッド３をディスクロータ径方向外側に付勢する。

切り欠き部３３に第２延出部１２を嵌合させた状態で、切り欠き部３３と第２延出部１２との間には若干の隙間が存在する。このため、回転中のディスクロータ２にインナーパッド３を当接させた際、切り欠き部３３と第２延出部１２が嵌合していても、インナーパッド３が若干ガタつく場合がある。板バネ４０のバネ部４２が、インナーパッド３をディスクロータ径方向外側に付勢することにより、インナーパッド３の切り欠き部３３における他の側面である内側対向側面３３ｂを、第２延出部１２の内側端面１２ｂに、常時、当接させることができる。これにより、回転中のディスクロータにパッドを当接させた際のパッドの挙動をより安定させてノイズバイブレーション性能をより向上させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記実施の形態では、パッド支持部材における第２延出部は直方体状の形状をしているが、これに限るものではない。第２延出部は、第１延出部の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出するものであればどのような形状であっても良く、例えば、円柱状であってもよい。

１，１０１ブレーキモジュール
２ディスクロータ
３，１０３インナーパッド
４アウターパッド
５ピストン
６ブラケット
７シリンダ
８ハウジング
９スライドピン
１０パッド支持部材
１１第１延出部
１２第２延出部
１２ａ外側端面
１２ｂ内側端面
１２ｃ一方側端面
１２ｄ他方側端面
３１，１３１裏板
３２ライニング
３３切り欠き部
３３ａ外側対向側面
３３ｂ内側対向側面
３３ｃ一方側対向側面
３３ｄ他方側対向側面
３４ａ，３４ｂくびれ部
４０板バネ
４１ａ，４１ｂ爪部
４２バネ部

Claims

軸線回りに回転可能であるディスクロータと、
軸線方向において前記ディスクロータに対向して配置され、前記ディスクロータに接した際に制動力を発揮させるパッドと、
前記パッドを押圧して前記ディスクロータに当接させるピストンと、
前記ピストンを軸線方向に移動可能に支持するブラケットと、
回転中の前記ディスクロータに前記パッドを当接させた際に前記パッドが回転しないように前記パッドを支持するパッド支持部材と、を備えるブレーキモジュールであって、
前記パッド支持部材は、前記ブラケットに固定された部分からディスクロータ径方向外側に延出する第１延出部と、前記第１延出部の所定部分からディスクロータ接線方向に沿って両側に延出する第２延出部と、を有し、
前記パッドには、前記第２延出部に対応する形状の切り欠き部が形成され、回転中の前記ディスクロータに前記パッドを当接させた際に、前記切り欠き部に前記第２延出部を嵌合させる、ブレーキモジュール。
前記第２延出部のディスクロータ径方向外側の外側端面と前記切り欠き部の一側面との間に挿入されて、前記第２延出部のディスクロータ径方向内側の内側端面に、前記切り欠き部の他の側面が当接するように、前記パッドをディスクロータ径方向外側に付勢する付勢部材をさらに備えた、請求項１に記載のブレーキモジュール。