JP2739955B2 - メカニカルディスクブレーキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はメカニカルディスクブレーキの改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来より、エアチャンバーに供給された圧力エアーに
よりアームを介してパワースクリューを軸回り回転さ
せ、このパワースクリューの螺子部に螺合するスリーブ
ナットを軸回り非回転の状態で該パワースクリューに対
して螺出進出，螺入後退させることで摩擦パッドをロー
ターに押圧せしめるようにした機械式のパッド押圧機構
を備えた型の所謂メカニカルディスクブレーキは知られ
ている。

このようなメカニカルディスクブレーキは、原理的に
はパワースクリューの軸回り回転の作動をこれに螺合す
るスリーブナットの軸方向移動に変換してピストンを介
して摩擦パッドをローター回転面に押付けるものであ
り、螺合部分を持つためにこれの保護および円滑な運動
変換のための機構が外部から密封保護される必要性のあ
る他、経時的に摩耗する摩擦パッドのライニングのため
にローターと該摩擦パッドの間の非ブレーキ時の間隙が
大きくなるが、これは放置するとブレーキ時の作動遅れ
無効ストロークの増大となるため摩耗追従調整して前記
摩擦パッドとローター間の間隙を一定に保つ間隙自動調
整装置、およびこの間隙調整が過剰に生じないようにす
る過調整防止機構等が一体に組込まれることが実用上望
ましいものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこれらの観点からなされたものであり、その
目的の一つは、出来るだけ小さな容積内に収容できる間
隙自動調整機構を提供するものである。

また本発明の他の目的の一つは、前記間隙自動調整機
構の調整動作が必要以上に生じて過調整となる場合に
は、その調整動作を解除する過調整防止機構を提供する
ことにある。

更に本発明の他の目的の一つは、前記間隙自動調整機
構をマニュアルに微量調整し、あるいは摩擦パッド交換
時に初期状態に再セットすることが容易なマニュアル調
整機構を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 而して前記目的を達成するための本発明の基本的な要
旨とするところは、ローターの縁部を跨いで軸方向移動
可動に滑動支持されるキャリパ部材と、このキャリパ部
材のローター片側の脚内に収容される摩擦パッド押圧の
ための機械式作動機構と、この機械式作動機構の出力部
材として前記キャリパ部材に形成したシリンダ内に軸回
り非回転でかつ軸方向に移動できるように収容され、そ
の前端が摩擦パッド背面に係合するスリーブ状のピスト
ンと、前記機械式作動機構の入力部材として前記キャリ
パ部材のシリンダ底部に組付け配置され、外部より回
転，戻り回転駆動されるパワースクリューと、このパワ
ースクリューの回転を前記ピストンの軸方向移動力とし
て変換伝達する一連の主力伝達系と、前記パワースクリ
ューの回転量が一定値を越えたときにのみ該パワースク
リューの回転を前記ピストンの軸方向移動力として変換
伝達する間隙自動調整のための副力伝達系とを備え、前
記主力伝達系は、前記パワースクリューと螺合し合い、
かつ軸回り回転不能で軸方向移動可能のスリーブナット
と、前記ピストンの内筒螺子部を螺合し合い、かつ該ピ
ストンを相対的に前進させる一方向の回転のみが許容さ
れているアジャスタスクリューとを軸方向に関して常時
係合させることで構成し、前記副力伝達系は、前記パワ
ースクリューに対し周方向に関して一定量の相対自由度
をもって係合すると共に、前記アジャスタスクリューの
周面に対し所定の摩擦力で係合して該アジャスタスクリ
ューに前記一方向の回転力を伝達しうるフリクションピ
ースによって構成したことを特徴とするメカニカルディ
スクブレーキにある。

［実 施 例］ 以下本発明を図面に示す一実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図および第２図はメカニカルディスクブレーキの
本体装置を示すものであり、第１図はその縦断面図、第
２図は第１図のＡ矢視を示したものである。

これらの図において、１は図示しないローターおよび
図示しない対向摩擦パッドを跨ぐように配置される断面
Ｃ字型をなすキャリパボディであり、そのローター片側
（第１図右側）の脚２にはローター軸方向をなすシリン
ダ３が形成されていると共に、その背面にケースボディ
５がボルト6,6…によって一体化されている。

またローター他側（第１図の左側）の脚４は所謂反作
用爪部をなしている。

前記ケースボディ５は、シリンダ３に連続する中空部
分を備えているものであって、前記シリンダ３と共に所
定の間隙自動調整装置等を収容する収容部を形成し、キ
ャリパボディ１と一体をなしてローター軸方向に滑動支
持されるキャリパ部材をなしている。

７はシリンダ３に軸方向摺動可能に滑合されているス
リーブ状のピストンであり、内筒面には螺子部7aが形成
されている。またこのピストン７の前端（第１図の左
側）部の開口はエクスパンションプラグ８によって閉塞
されるようになっている。９はシリンダ３のピストン滑
合面に雨水、塵等の入ることを防止する防塵ブーツ、10
はシリンダ３とピストン７の滑合面に介在されるシール
リングである。

11パワースクリューであり、ケースボディ５内に位置
する前端側の螺子部11aおよび大径フランジ部11bを持つ
頭部と、ケースボディ５の後端底部を軸方向に貫通して
外部に延出される回転力伝達受動部とからなっており、
回転力伝達受動部には後記するアームとの連結のための
スプライン部11cが形成されている。

これらのパワースクリュー11とピストン７が、回転力
の入力から摩擦パッドをローターに押付けする前進力の
出力までの一連の系の入・出力部をなしているものであ
る。

なおパワースクリュー11のスプライン部11cは、ケー
スボディ５と一体のブラケット12に組付けられている図
示しないエアチャンバーのプッシュロッドに対してアー
ム（図示せず）を介して連結され、エアチャンバーへの
エア圧供給でプッシュロッドが押し出されることにより
ブレーキ作動方向（以下正方向と称する）に回転され、
エア圧を抜くことで図示しないリターンスプリングのバ
ネ力によりブレーキ解放方向（以下負方向と称する）に
戻り回転されるもので、これらの回転は、ケースボディ
５の底部との間に介挿されたベアリング13、プレーワッ
シャ14を介して該パワースクリュー11の軸方向移動を生
ずることなく行なわれる。なお15はパワースクリュー11
の回転軸受けをなすブシッング、16はオイルシールであ
る。

第３図（イ），（ロ），（ハ）は前述したケースボデ
ィ５の単品図を示しており、キャリパボディ１のシリン
ダ部３に続く中空部からパワースクリュー11の貫通する
底部の貫通孔5aに至るように段付筒状に形成されている
と共に、キャリパボディ１との締結固着のためのボルト
穴5b,5b…が穿設されている。

またこのケースボディ５には後記するスリーブナット
およびアジャスタスクリューの回り止めをなすためのピ
ン等を取付ける軸方向穴5c、およびこれらの回り止めを
解除してマニュアル調整を行なうための径方向穴5dが周
方向の一部に形成されている。

次ぎに、前記パワースクリュー11の回転をピストン７
の軸方向移動力として伝えるための一連の構成を説明す
る。

これら一連の構成は、パワースクリュー11の前端螺子
部11aに螺合されかつ軸回り回転は出来ないように規制
されているスリーブナット17と、このスリーブナット17
により軸方向に押圧されるように配置され、かつピスト
ン７内筒の螺子部7aに螺合するアジャスタスクリュー18
とから構成されている。なおピストン７は摩擦パッドと
の係合あるいはキャリパボディ１との係合等の手段を用
いて軸回り回転は出来ないように規制されているもので
ある。

また前記一連の構成と共にアジャスタスクリュー18を
必要な範囲に回転させることにより間隙自動調整を行な
い、かつ過調整を防止する機構として、フリクションピ
ース19を含む回転伝達機構が併設されている。

以上の一連の構成を順次説明する。まずスリーブナッ
ト17は、その内筒の螺子部17aがパワースクリュー11の
螺子部11aと螺合していると共に、前記ケースボディ５
のピン孔5cに嵌挿固定されている第１の回り止めピン20
により軸方向移動は出来るが軸回り回転は出来ないよう
に係合されている。

したがってこのスリーブナット17は、パワースクリュ
ー11が正回転することに伴なって、軸回り回転を生ずる
ことなくローター方向（第１図の左方向）に前進し、パ
ワースクリュー11が負回転することに伴なって同じく軸
回り回転することなくローターから遠ざかる方向（第１
図の右方向）に後進することになり、パワースクリュー
11の正負回転量が等しければ、常に同一の量だけ前進・
後進して初期位置に戻ることになる。

なおパワースクリュー１とスリーブナット17の螺合は
多条ネジによることがよい。

第４図（イ），（ロ）はスリーブナット17の単品図を
示したものであり、内筒に螺子部17aを持つスリーブ本
体部部分からその後端側で図の上半円部にフランジ17b
が形成され、更にそのフランジ17bの一部に前記した第
１の回り止めピン20と軸回り回転規制のために係合する
凹部17cが設けられている。

アジャスタスクリュー18は、筒状をなしていて筒内に
前記回転力伝達のための機構を収容し、筒外周の螺子部
18aがピストン７に螺合しかつ筒の後端縁において前記
スリーブナット17の前端縁と係合されている。またこの
スリーブナット17との係合は、後述するフリクションリ
ンク19を介して該アジャスタスクリュー18とパワースク
リュー11の間に介設されているリターンスプリング21に
よって常に離間することのないように維持されるが、こ
の点については更に後述する。

このような構成により、アジャスタスクリュー18はス
リーブナット17と常に係合状態を維持したまま前進しま
た後進するが、この際アジャスタスクリュー18の軸回り
回転は原則として生じない。つまり他から回転力が与え
られない限りアジャスタスクリュー18には前・後進の移
動力しか伝えられないからである。

このアジャスタスクリュー18の前進によりピストン７
は前進して摩擦パッドをローターに押付け、アジャスタ
スクリュー18の後進によりピストン７は後進して摩擦パ
ッドのローターへの押付けを解除するのである。

なおピストン７による一方の摩擦パッドのローターへ
の押付けにより、その反作力でキャリパボディ１および
ケースボディ５が第１図の右方に浮動し、反作用爪部が
他方の摩擦パッドをローターの反対面に押付けるように
動作することは通常のフローティングキャリパ型ディス
クブレーキと同じであり、このキャリパボディ浮動のた
めの滑動支持装置については既知のものによればよい。

なおアジャスタスクリュー18の後端外周からはスリー
ブナット17の外周位置に延出する筒状フランジ部18bが
設けられており、一方スリーブナット17の外周にはギア
スリーブ22を嵌装し、前記アジャスタスクリューの筒状
フランジ部17bとこのギアスリーブ22との間に介在させ
た一方向回転規則手段としてのクラッチスプリング23を
用いて該アジャスタスクリュー18の一方向の回転が規制
拘束されている。すなわちギアスリーブ23は、前記第１
の回り止めピン20と一体に組込みされた第２の回り止め
ピン24がギアの歯22aに噛み合うことで軸回り回転は出
来ないようになっているものであり、この軸回り回転が
出来ないギアスリーブ22によってアジャスタスクリュー
18の一方向の回転は規制・拘束されるのである。なお規
制・拘束される方向は、第１図のピストン７に対してア
ジャスタスクリュー18が相対的にローターに向って進出
する方向、換言すれば軸方向についてアジャスタスクリ
ュー11を固定していると考えればピストン７をシリンダ
３内に後退させる方向であり、ピストン７をローターに
向って前進させる方向の回転はクラッチスプリング23の
作用が緩み方向となっていて規制・拘束はしないものと
なっている。

第５図（イ），（ロ）はアジャスタスクリュー18の単
品図を示しており、筒状フランジ部18bの先端にはマニ
ュアル調整を行なう際の便宜のために周状のギア18cが
形成されている。第６図（イ），（ロ）はギアスリーブ
22の単品図である。

アジャスタスクリュー18に後進（戻り）力を伝えるた
めの構成および必要時に回転力を伝えるための構成につ
いて説明すると、パワースクリュー11の前端には小径ス
リーブ26およびその前端のプレーンワッシャ27を固定す
るようにボルト25が値設されており、小径スリーブ26の
外周には前記したフリクションピース19が遊嵌外装され
ている。

このフリクションピース19の後端にはコーン部19aが
形成されて、これがアジャスタスクリュー18の内筒後端
部の逆コーン部18dと対向して係合されている。この係
合は次記スプリングのバネ力により常時係合状態を維持
するものである。すなわちこのフリクションピース19と
前記ボルト25によってパワースクリュー11に付属されて
いるプレーンワッシャ27の間に前記リターンスプリング
21が介設されており、このリターンスプリング21によっ
てフリクションピース19はそのコーン部19aがアジャス
タスクリュー11の逆コーン部18dに圧接されることにな
る。これによってアジャスタスクリュー18はフリクショ
ンリンク19およびスリーブナット17と常持係合関係を維
持できることになる。

なお28は前記コーン部19aおよび逆コーン部18dの押圧
力を調節するためのロードスプリングである。

またフリクションピース19の後端面すなわちパワース
クリュー11の前端面との対向面には軸方向の比較的大き
な穴19bが穿設され、この穴に所定の径方向自由度をも
って遊嵌するピン29が遊嵌されている。このピン29はパ
ワースクリュー11に圧入で固定されたものである。この
ようなピン29と穴19dの遊嵌関係がアジャスタスクリュ
ー18を間隙調整必要時に回転させる機構をなしているの
である。すなわち、いま回転の関係だけを考えると、パ
ワースクリュー11の正回転の際にはピン29も軸回りに回
転する。この回転量が穴19bとの遊嵌量よりも少ない範
囲、つまりピン29が穴19bの径方向に動いてもその穴内
面に係合するに至らないかあるいはぴったり係合するま
での範囲であれば、フリクションピース19には回転力が
伝わらない。ところがピン29の回転量が前記範囲を越え
て回転するとフリクションリンク19はその越えた分だけ
は回転力が伝えられて回転する。このフリクションピー
ス19の回転はコーン部19aおよび逆コーン部18dの係合を
介してアジャスタスクリュー18に伝達され、このことに
より該アジャスタスクリュー18がピストン７に対して相
対的に第１図の右方向に螺出することになれば、裏返し
てみればピストン７がローター方向（第１図の左方向）
に前進することになるのである。

しかも前記構成においては過調整の防止が効果的に行
なわれることになる。すなわち前記回転力の伝達はコー
ン部19aおよびコーン部18dの摩擦係合を介して行なわれ
ており、したがって相対的に回転するピストン７とアジ
ャスタスクリュー18の間の螺合部が軸荷重でロックされ
ていれば前記の摩擦係合部分は単に摺りを生ずることに
なって回転力の伝達が行なわれない。そしてこのピスト
ン７とアジャスタスクリュー18の螺合部に大きな軸荷重
が作用するのは、ピストン７が摩擦パッドをローターに
押付け全体としてブレーキ力を生じた場合ということに
なるから、このような場合に例えばキャリパボディ反作
用爪部の変形等でピストン７の前進が生じても、これが
調整（過調整）につながらず、必要以上の調整が防止で
きることになるのである。

第７図（イ），（ロ）はフリクションピース19の単品
図を示すものである。

最後に第１および第２の回り止めピン20,24の組付け
構成に関連して設けられているマニュアル調整機構につ
いて説明する。

前記構成においては、スリーブナット17およびアジャ
スタスクリュー18の回り止めのための手段はケースボデ
ィ５の一部（第１図の上側部）において集約されてお
り、ケースボディ５の軸穴5cにボルト30によって固定す
るように組込んだ第１のピン20と、この第１のピン20と
ボルト30を貫通し、ホールドスプリング31により内端が
ギアスリーブ22の歯螺22aに噛み合う位置まで延出位置
決めされている第２のピン24とが、それぞれスリーブナ
ット17又はギアスリーブ22と係合して回り止めするよう
になされており、しかもこれらの係合部分は、ケースボ
ディ５の径方向穴5dを介して外部から覗けるようにされ
ている。この径方向穴5dは通常はプラグボルト32で閉塞
されているが、これを取り外し、第２のピンとギアスリ
ーブ22の係合を解除させればドライバー等の差込み操作
により、ピストン７をシリンダ３内に後退させる方向へ
のアジャスタスクリュー18の回転を行なうことができ
る。これは第２のピン24と係合が外れることでギアスリ
ーブ22は回転自在となりクラッチスプリング23の一方向
回転規制は解除されるからである。なお第１のピン20を
外せばスリーブナット17の回転が自由に行なえることも
理解されよう。

前記第２のピン24のギアスリーブ22との係合の解除
は、ボルト30を緩め、あるいはホールドスプリング31に
抗して第２のピン24を押す（又は外部から引く）ことに
よって行なうことができる。

なお以上の構成においては、シリンダ３、ケースボデ
ィ５の内空にグリースを充填しておくことがよく、第２
図の符号33はこのグリース充填のためのグリスニプルを
示している。

以上の説明により本実施例の構成および個々の作動関
係は理解されるところであるが、以下更に全体の作動概
要を要約して述べる。

エアチャンバーの動作に従ってパワースクリュー11が
軸方向の移動を生ずることなく軸回り回転すると、これ
に伴なってスリーブナット17が軸回り回転することなく
前進し、アジャスタスクリュー11次いでピストン７にこ
の前進力が伝えられる。

摩擦パッドとローターの間隙量が予め定め設定値程度
の十分小さい範囲にあるときは、前述の如くアジャスタ
スクリュー18に回転力は伝えられず間隙自動調整は行な
われない。すなわちパワースクリュー11前端のピン29は
フリクションピース19の穴19b内で動くのみであるから
で、このピン29におけるロストモーションの範囲が結局
摩擦パッドとローターの間の間隙設定量に相当すること
になる。

摩擦パッドのライニング摩耗が進行するとピストン７
が摩擦パッドをローターに押付けるに要する前進量はそ
の分大きくなる。その結果パワースクリュー11の回転量
もその分大きくなるからピン29の回転は穴19bに対する
ロストモーションの範囲を越えてフリクションピース19
の回転を生じさせる。このフリクションピース19の回転
はコーン部19a、逆コーン部18dの摩擦係合を介してアジ
ャスタスクリュー18を回転させることは前述の通りであ
り、したがってピストン７はアジャスタスクリュー18の
軸方向移動分と、回転分の合計だけ前進を生ずることに
なる。ピストン７のアジャスタスクリュー18に対する相
対的な前進は前記回転分にのみ依存することは言うまで
もない。

ブレーキ解放時にはピストン７、アジャスタスクリュ
ー18は軸回り回転することなくスリーブナット17に追随
して後進し初期位置に復帰する。したがってピストン７
は前記アジャスタスクリュー18の前進回転時の回転分だ
けローター側に再定置された状態で静止することにな
り、間隙自動調整が達成される。

過調整の問題はピストン７とアジャスタスクリュー18
の螺合ブレーキが軸荷重によりロックされた結果、アジ
ャスタスクリュー18の逆コーン部18dとフリクションピ
ース19のコーン部19aの摩擦係合が摺りを生ずることで
防止されることは既に述べた通りである。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明よりなるメカニカルディスク
ブレーキは、特に内蔵する間隙自動調整装置に関連して
この種の装置において問題とされる種々の点を効果的に
解消することができ、その有用性は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明の一実施例を示すメカニカルディス
クブレーキの縦断面図、第２図は第１図のＡ矢視図、第
３図（イ），（ロ），（ハ）はケースボディの単品図で
あり、（イ）は後面図、（ロ）は（イ）図Ｂ−Ｂ線の断
面図、（ハ）は前面図である。 第４図（イ），（ロ）はスリーブナットの単品図であ
り、（イ）は前面図、（ロ）は（イ）図Ｃ−Ｃ線の断面
図、第５図（イ），（ロ）はアジャスタスクリューの単
品図であり、（イ）は前面図、（ロ）は（イ）図Ｄ−Ｄ
線の断面図である。第６図（イ），（ロ）はギアスリー
ブの単品図であり、（イ）は前面図、（ロ）は（イ）図
Ｅ−Ｅ線の断面図である。第７図（イ），（ロ）はフリ
クションピースの単品図であり、（イ）は前面図、
（ロ）は（イ）図Ｆ−Ｆ線の断面である。 １……キャリパボディ、2,4……脚 ３……シリンダ、５……ケースボディ 5a……貫通孔、5b……ボルト穴 5c……軸方向穴、5d……径方向穴 ６……ボルト、７……ピストン 7a……螺子部 ８……エクスパンションプラグ ９……ブーツ、10……シールリング 11……パワースクリュー 11a……螺子部 11b……大径フランジ部 11c……スプライン、12……ブラケット 13……ベアリング 14……プレーンワッシャ 15……ブッシング、16……オイルシール 17……スリーブナット、17a……螺子部 17b……フランジ部、17c……凹部 18……アジャスタスクリュー 18a……螺子部 18b……筒状フランジ部 18c……ギア、18d……逆コーン部 19……フリクションピース 19a……コーン部、19b……穴 20……第１のピン 21……リターンスプリング 22……ギアスリーブ、21a……歯 23……クラッチスプリング 24……第２のピン、25……ボルト 26……小径スリーブ 27……プレーンワッシャ 28……ロードスプリング 29……ピン、30……ボルト 31……ホールドスプリング 32……プラグボルト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローターの縁部を跨いで軸方向移動可動に
   滑動支持されるキャリパ部材と、このキャリパ部材のロ
   ーター片側の脚内に収容される摩擦パッド押圧のための
   機械式作動機構と、この機械式作動機構の出力部材とし
   て前記キャリパ部材に形成したシリンダ内に軸回り非回
   転でかつ軸方向に移動できるように収容され、その前端
   が摩擦パッド背面に係合するスリーブ状のピストンと、
   前記機械式作動機構の入力部材として前記キャリパ部材
   のシリンダ底部に組付け配置され、外部より回転，戻り
   回転駆動されるパワースクリューと、このパワースクリ
   ューの回転を前記ピストンの軸方向移動力として変換伝
   達する一連の主力伝達系と、前記パワースクリューの回
   転量が一定値を越えたときにのみ該パワースクリューの
   回転を前記ピストンの軸方向移動力として変換伝達する
   間隙自動調整のための副力伝達系とを備え、前記主力伝
   達系は、前記パワースクリューと螺合し合い、かつ軸回
   り回転不能で軸方向移動可能のスリーブナットと、前記
   ピストンの内筒螺子部を螺合し合い、かつ該ピストンを
   相対的に前進させる一方向の回転のみが許容されている
   アジャスタスクリューとを軸方向に関して常時係合させ
   ることで構成し、前記副力伝達系は、前記パワースクリ
   ューに対し周方向に関して一定量の相対自由度をもって
   係合すると共に、前記アジャスタスクリューの周面に対
   し所定の摩擦力で係合して該アジャスタスクリューに前
   記一方向の回転力を伝達しうるフリクションピースによ
   って構成したことを特徴とするメカニカルディスクブレ
   ーキ。
2. 【請求項２】上記アジャスタスクリューの他方向の回転
   規制を解除可能に設けると共に、キャリパ部材外部より
   該アジャスタスクリューの他方向回転をマニュアル操作
   可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のメカ
   ニカルディスクブレーキ。