JP3549070B2

JP3549070B2 - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP3549070B2
Application number: JP14770495A
Authority: JP
Inventors: 利幸澁谷
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08338455A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディスクブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中，大型車両の常用ブレーキ，駐車ブレーキとしてドラム式のブレーキが広く使用されていたが、昨今、ドラムブレーキに比し制動フィーリングが良好で荷崩れがし難く、又、高速時，降坂時にフェード現象の発生の少ないディスクブレーキが、乗用車のみならず、中，大型車両に用いられるようになっている。
【０００３】
図５及び図６はディスクブレーキの構造を示し、このディスクブレーキ１は、ハブに装着されてホイールと共に回転するディスクロータ３と、液圧を制動力に変換するピストン５とシリンダ７を有するキャリパ９と、適正な制動力を発生させるためのインナプレッシャパッド１１とアウタプレッシャパッド１３、そして、ディスクロータ３の摩擦力をブレーキトルクに変換するため、プレッシャパッド１１，１３のストッパとして、又、キャリパ９を上下２本のリテーナピン１５を介して支持，摺動させるマウンティングブラケット１７や、ディスクロータ３のディスク面やプレッシャパッド１１，１３を保護するスプラッシュガード等から構成されている。
【０００４】
そして、ドライバーがブレーキペダルを操作すると、エアブースタからシリンダ７内にブレーキ液１９が送られ、ブレーキ液圧が増加すると、ピストン５がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に押し付けると共に、その反力でキャリパ９が摺動してアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に押し付けるようになっている。
【０００５】
又、この時、両プレッシャパッド１１，１３はディスクロータ３と同方向に回転しようとするが、これらはキャリパ９やスプラッシュガード等を支持するマウンティングサポートにより制止されるので、回転するディスクロータ３とこれを挟持する両プレッシャパッド１１，１３間にブレーキトルクが発生して車両が制動されることとなる。
【０００６】
尚、図５中、２１はブーツ、２３はリトラクションシールである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドラムブレーキに比しディスクブレーキ１はフェード現象が発生する虞が少ないとしても、高速からのブレーキ，連続長坂路降下，短時間内の繰返し操作等により、ディスクロータ３との摩擦でインナプレッシャパッド１１やアウタプレッシャパッド１３の温度が上昇してフェード現象が発生する虞があったが、近年のライニング技術の発達により、プレッシャパッドが高温になっても、フェード現象を起こさない（ブレーキ効果の落ちない）プレッシャパッドが開発されている。
【０００８】
そのため、ドライバーはディスクブレーキが高温になってもフートブレーキを多用することとなり、その結果、ディスクロータにヒートクラックが発生したり、プレッシャパッドの早期摩耗といった熱による新たな問題が発生している。
尚、実開平５−５６４５号公報には、油圧機構に改良を加えてブレーキライニングの温度を制御する温度制御装置が開示されているが、斯かる制御装置は油圧機構の構造がきわめて複雑となってコストがかかってしまうといった欠点が指摘されている。
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、簡単な構造でディスクロータのヒートクラックやプレッシャパッドの早期磨耗といった熱による不具合を解消して、耐久性の向上を図ったディスクブレーキを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、リテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持され、シリンダ内に液圧を制動力に変換するピストンを装着したキャリパと、ハブに装着されてホイールと共に回転するディスクロータと、ディスクロータのディスク面を挟んで装着されたインナプレッシャパッドとアウタプレッシャパッドとで構成され、ドライバーのペダル操作によりシリンダ内に圧送されたブレーキ液が、ピストンを介してインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させるディスクブレーキに於て、上記ピストンにブレーキ液の流通孔を設け、キャリパ内の温度が所定値に達したとき当該流通孔を開放するバルブをピストンに装着すると共に、ピストン内に、当該ピストンと同軸上にスプリングで支持された減圧ピストンを装着したことを特徴とする。
【００１１】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１記載のディスクブレーキに於て、バルブは、ピストンとインナプレッシャパッドとの間に介在されたサーモスタットと連結してピストンと同軸上に装着され、当該バルブは、インナプレッシャパッドの昇温によるサーモスタットの変形で流通孔を開放することを特徴とする。
又、請求項３に係る発明は、リテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持され、シリンダ内に液圧を制動力に変換するピストンを装着したキャリパと、ハブに装着されてホイールと共に回転するディスクロータと、ディスクロータのディスク面を挟んで装着されたインナプレッシャパッドとアウタプレッシャパッドとで構成され、ドライバーのペダル操作によりシリンダ内に圧送されたブレーキ液が、ピストンを介してインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させるディスクブレーキに於て、上記ピストンを、シリンダ内に圧送されたブレーキ液で夫々移動可能なアウタピストンとインナピストンとで構成すると共に、シリンダ内に、キャリパ内の温度が所定値に達したときアウタピストンの移動を阻止する移動阻止手段を設けたことを特徴とし、請求項４に係る発明は、請求項３記載のディスクブレーキに於て、移動阻止手段は、アウタピストンの外周に装着されたサーモスタットからなり、当該サーモスタットは、キャリパ内の昇温により変形してシリンダの内周に圧接することを特徴としている。
【００１２】
【作用】
各請求項に係る発明によれば、ドライバーがペダル操作をすると、シリンダ内にブレーキ液が圧送されてその液圧でピストンがインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させるが、請求項１に係る発明では、キャリパ内の温度が所定値に達すると、バルブがピストンの流通孔を開放するので、ピストン内にブレーキ液が流入し、減圧ピストンがスプリングのバネ力に抗して押し下げられることとなる。
【００１３】
従って、ピストン内にブレーキ液が流入した分、通常時と同じストロークでブレーキペダルを踏んでも、通常時に比しブレーキトルクは低下する。
そして、減圧ピストンがスプリングのバネ力に抗して最大限押し下げられたところでピストン内へのブレーキ液の流入がなくなり、斯かる状態で初めて通常時と同等の液圧がピストンにかかって、当該ピストンがインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させて、従来と同様の制動力が得られることとなる。
【００１４】
そして、請求項２に係る発明では、インナプレッシャパッドの温度が所定値に達すると、サーモスタットの変形でバルブが移動して流通孔を開放する。
又、請求項３に係る発明では、キャリパ内の温度が所定値に達すると、アウタピストンの移動を移動阻止手段が阻止するので、インナピストンが受けた液圧により当該インナピストンがインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させることとなる。
【００１５】
そして、請求項４に係るディスクブレーキでは、キャリパ内の温度が所定値に達すると、アウタピストンの外周に装着されたサーモスタットが変形してシリンダの内周に圧接し、アウタピストンをシリンダに固定することとなる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
尚、図５に示す従来例と同一のものには同じ符号を付してそれらの説明は省略する。
図１は請求項１及び請求項２に係るディスクブレーキの一実施例を示し、図に於て、２５は上述したキャリパ９と同様、リテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持されたキャリパで、そのシリンダ２７内には液圧を制動力に変換する断面略コ字状のピストン２９が装着されている。そして、ドライバーのブレーキ操作でシリンダ２７の流通孔３１からブレーキ液１９がシリンダ２７内に圧送されると、ピストン２９がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ２５がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させるようになっている。
【００１８】
又、図中、３３はピストン２９の頂部２９ａに設けたブレーキ液１９の流通孔、３５は当該流通孔３３を開閉する断面略Ｔ字状のバルブで、当該バルブ３５は上記頂部２９ａを貫通してピストン２９と同軸上に挿着されており、その軸部３５ａの後端は、ピストン２９とインナプレッシャパッド１１との間に介在された薄板状のサーモスタット３７の中央部３７ａに連結されている。
【００１９】
サーモスタット３７は、図１及び図２に示すように中央部３７ａがバルブ３５の軸方向へ変形可能な構造とされており、連続長坂路降下や短時間内の繰返し操作等によってインナプレッシャパッド１１が所定の高温状態になると、サーモスタット３７は図２の如くその中央部３７ａが矢印Ａ方向へ変形し、そして、これに連動してバルブ３５が同方向へ移動するようになっている。
【００２０】
上述したようにバルブ３５は、ピストン２９の頂部２９ａを貫通してピストン２９と同軸上に挿着されており、図１に示すようにサーモスタット３７が未変形状態にある通常時に、当該バルブ３５の頭部３５ｂがピストン２９の頂部２９ａに圧接して流通孔３３を閉鎖している。そして、図２に示すようにサーモスタット３７の変形に連動してバルブ３５が矢印Ａ方向へ移動すると、バルブ３５の頭部３５ａとピストン２９の頂部２９ａとが離間して流通孔３３が開放されるようになっている。
【００２１】
従って、ドライバーのペダル操作でシリンダ２７内に圧送されたブレーキ液１９は、開放された流通孔３３からピストン２９内に流入することとなる。
又、ピストン２９内には、上記バルブ３５の軸部３５ａが中央を貫通する円板状の減圧ピストン３９が、ピストン２９と同軸上に装着されている。そして、ピストン２９の後端側内周に装着したスプリングホルダー４１と減圧ピストン３９との間にはスプリング４３が張架されており、当該スプリング４３によって減圧ピストン３９は矢印Ａ方向へ付勢されている。
【００２２】
そして、上述したように流通孔３３が開放されてピストン２９内にブレーキ液１９が流入すると、減圧ピストン３９は、ブレーキ液１９の液圧によりスプリング４３のバネ力に抗して矢印Ｂ方向へ移動するが、ドライバーがブレーキペダルを元に戻すと液圧が低下するので、減圧ピストン３９はスプリング４３の復元力によって矢印Ａ方向へ移動し、これにより、ピストン２９内に流入したブレーキ液１９が流通孔３５を介してピストン２９から流出するようになっている。
【００２３】
その他、図中、４５，４７は減圧ピストン３９に装着されたシ−ル部材である。
本実施例に係るディスクブレーキ４９はこのように構成されているから、インナプレッシャパッド１１が所定の温度に未だ昇温していない通常時に、バルブ３５の頭部３５ｂがピストン２９の頂部２９ａに圧接して流通孔３３を閉鎖する。従って、ドライバーのペダル操作でシリンダ２７の流通孔３１からブレーキ液１９がシリンダ２７内に圧送されると、ピストン２９がその液圧でインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ２５がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させて、従来と同様のブレーキトルクが得られることとなる。
【００２４】
そして、連続長坂路降下や短時間内の繰返し操作等によってインナプレッシャパッド１１の温度が所定値まで上昇すると、サーモスタット３７は図２に示すように中央部３７ａが矢印Ａ方向へ変形し、そして、これに連動してバルブ３５が同方向へ移動して流通孔３３が開放されるので、ドライバーのペダル操作でシリンダ２７内に圧送されたブレーキ液１９は、開放された流通孔３３からピストン２９内に流入し、減圧ピストン３９は、ブレーキ液１９の液圧によりスプリング４３のバネ力に抗して矢印Ｂ方向へ押し下げられることとなる。
【００２５】
従って、ピストン２９内にブレーキ液１９が流入した分、通常時と同じストロークでブレーキペダルを踏んでも、通常時に比しブレーキトルクは低下する。
そして、減圧ピストン３９がスプリング４３のバネ力に抗して最大限押し下げられたところでピストン２９内へのブレーキ液１９の流入がなくなり、斯かる状態で初めて通常時と同等の液圧がピストン２９にかかって、当該ピストン２９がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ２５がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させて、従来と同様の制動力が得られることとなる。
【００２６】
図３は本実施例に於けるペダルストロークとブレーキトルクとの関係を示し、図中、Ｃ点はピストン２９内に流入したブレーキ液１９によって減圧ピストン３９が最大限押し下げられた時点を示し、当該Ｃ点で初めて通常時と同等のブレーキトルクが得られている。
そして、図３から明らかなように本実施例によれば、インナプレッシャパッド１１が高温となってシリンダ２７内に圧送されたブレーキ液１９が更にピストン２９内に流入すると、通常時と同等のブレーキトルクを得るにはペダルストロークを長く取ることが必要となる。
【００２７】
従って、ドライバーは、十分な制動力を得るためのペダルストロークが通常時に比し長くなったことによって、インナプレッシャパッド１１の温度が上昇したことが検知でき、その結果、ドライバーはフートブレーキの使用を止めてエンジンブレーキやリターダ等の補助ブレーキを用いることとなり、その結果、ディスクブレーキ４９の耐久性が向上することとなった。
【００２８】
又、本実施例によれば、所要液量が増加するため、ブレーキ警報ランプが点灯してドライバーに視覚的に警報できることとなる。
図４は請求項３及び請求項４に係るディスクブレーキの一実施例を示し、以下、本実施例を図面に基づき説明するが、図５に示す従来例と同一のものには同じ符号を付してそれらの説明は省略する。
【００２９】
図中、５１はリテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持されたキャリパで、そのシリンダ５３内にはピストン５５が装着されている。
而して、本実施例に於けるピストン５５は、小径部５７ａと大径部５７ｂとからなる断面略コ字状のインナピストン５７と、当該インナピストン５７の小径部５７ａに移動自在に外嵌された筒状のアウタピストン５９とからなり、アウタピストン５９の端部は、小径部５７ａと大径部５７ｂとの段差部５７ｃに当接されている。
【００３０】
そして、キャリパ５１内の温度が所定値以下の通常時に、ドライバーがブレーキペダルを操作して流通孔６１からブレーキ液１９がシリンダ５３内に圧送されると、両ピストン５７，５９が受けた液圧によってインナピストン５７がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ５１がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させるようになっている。
【００３１】
又、アウタピストン５９の外周には、軸方向に複数の凹部６３が設けられている。そして、各凹部６３に、夫々、断面略円弧状の肉薄なサーモスタット６５が装着されており、各サーモスタット６５は、連続長坂路降下や短時間内の繰返し操作等でキャリパ５１内の温度が上昇して所定値になると、外方へ変形してシリンダ５３の内周に圧接し、アウタピストン５９の移動を阻止するようになっている。
【００３２】
その他、図中、６７はアウタピストン５９の内周に装着されたリトラクションシールである。
本実施例に係るディスクブレーキ６９はこのように構成されているから、キャリパ５１内の温度が所定値まで昇温していない通常時に、サーモスタット６５は図４の如き未変形状態となっている。そのため、ドライバーがブレーキペダルを操作して流通孔６１からブレーキ液１９がシリンダ５３内に圧送されると、両ピストン５７，５９が移動し、そして、両ピストン５７，５９が受けた液圧によりインナピストン５７がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ５１がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させることとなる。
【００３３】
そして、連続長坂路降下や短時間内の繰返し操作等によってキャリパ５１内の温度が所定値まで上昇すると、アウタピストン５９の外周に装着した各サーモスタット６５が変形してシリンダ５３の内周に圧接するので、アウタピストン５９の移動が阻止されることとなる。
従って、ドライバーのペダル操作でシリンダ５３内にブレーキ液１９が圧送されると、インナピストン５７のみが移動して、インナピストン５７が受けた液圧により当該インナピストン５７がインナプレッシャパッド１１をディスクロータ３のディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパ５１がアウタプレッシャパッド１３をディスクロータ３のディスク面に圧接させることとなる。
【００３４】
このように、本実施例によれば、キャリパ５１内の温度が所定値まで上昇すると、アウタピストン５９がシリンダ５３に固定されてピストン推力がインナピストン５７のみとなるため、通常時と同じストローク分を踏み込んでも、制動力が低下することとなる。
従って、ドライバーは、通常時と同じストローク分を踏み込んでも制動力が低下したことにより、キャリパ５１内の温度が上昇したことが分かり、その結果、本実施例によっても、ドライバーはフートブレーキの使用を止めてエンジンブレーキやリターダ等の補助ブレーキを用いることとなり、ディスクブレーキ６９の耐久性が向上することとなった。
【００３５】
尚、図１の実施例に於けるバルブ３５による流通孔３３の開閉機構は、斯かる構造に限定されるものではなく、又、各実施例に於けるサーモスタット３７，６５に代えて形状記憶合金等を使用してもよいことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１及び請求項２に係るディスクブレーキによれば、ドライバーは、通常時に比しペダルストロークが長くなったことによってインナプレッシャパッドの温度が上昇したことが分かり、又、請求項３及び請求項４に係るディスクブレーキによれば、通常時と同じストローク分を踏み込んでも制動力が低下したことによってキャリパ内の温度が上昇したことが分かるので、ドライバーはフートブレーキの使用を止めてエンジンブレーキやリターダ等の補助ブレーキを用いることとなり、その結果、ディスクブレーキの耐久性が向上することとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２に係るディスクブレーキの一実施例の通常時の断面図である。
【図２】請求項１及び請求項２に係るディスクブレーキの一実施例の高温時の断面図である。
【図３】通常時及び高温時に於けるペダルストロークとブレーキトルクの関係を示すグラフである。
【図４】請求項３及び請求項４に係るディスクブレーキの一実施例の通常時の断面図である。
【図５】従来のディスクブレーキの断面図である。
【図６】従来のディスクブレーキの斜視図である。
【符号の説明】
３ディスクロータ
１１インナプレッシャパッド
１３アウタプレッシャパッド
１９ブレーキ液
２５，５１キャリパ
２７，５３シリンダ
２９，５５ピストン
３３流通孔
３５バルブ
３７，６５サーモスタット
３９減圧ピストン
４３スプリング
４９，６９ディスクブレーキ
５７インナピストン
５９アウタピストン

Claims

リテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持され、シリンダ内に液圧を制動力に変換するピストンを装着したキャリパと、ハブに装着されてホイールと共に回転するディスクロータと、ディスクロータのディスク面を挟んで装着されたインナプレッシャパッドとアウタプレッシャパッドとで構成され、ドライバーのペダル操作によりシリンダ内に圧送されたブレーキ液が、ピストンを介してインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させるディスクブレーキに於て、
上記ピストンにブレーキ液の流通孔を設け、キャリパ内の温度が所定値に達したとき当該流通孔を開放するバルブをピストンに装着すると共に、ピストン内に、当該ピストンと同軸上にスプリングで支持された減圧ピストンを装着したことを特徴とするディスクブレーキ。
バルブは、ピストンとインナプレッシャパッドとの間に介在されたサーモスタットと連結してピストンと同軸上に装着され、当該バルブは、インナプレッシャパッドの昇温によるサーモスタットの変形で流通孔を開放することを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
リテーナピンを介してマウンティングブラケットに摺動自在に支持され、シリンダ内に液圧を制動力に変換するピストンを装着したキャリパと、ハブに装着されてホイールと共に回転するディスクロータと、ディスクロータのディスク面を挟んで装着されたインナプレッシャパッドとアウタプレッシャパッドとで構成され、ドライバーのペダル操作によりシリンダ内に圧送されたブレーキ液が、ピストンを介してインナプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させると共に、その反力でキャリパがアウタプレッシャパッドをディスクロータのディスク面に圧接させるディスクブレーキに於て、
上記ピストンを、シリンダ内に圧送されたブレーキ液で夫々移動可能なアウタピストンとインナピストンとで構成すると共に、シリンダ内に、キャリパ内の温度が所定値に達したときアウタピストンの移動を阻止する移動阻止手段を設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
移動阻止手段は、アウタピストンの外周に装着されたサーモスタットからなり、当該サーモスタットは、キャリパ内の昇温により変形してシリンダの内周に圧接することを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ。