JP3793511B2 - 駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧による通常のブレーキ機能に加えて、駐車ブレーキ操作子の操作により作動する駐車ブレーキ機能を備えた駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置は、例えば下記特許文献１および下記特許文献２により公知である。
【０００３】
特許文献１に記載されたものは、ケーブルに接続されたレバーにより回転するカムシャフトに形成した切欠にプッシュロッドの一端を係止し、このプッシュロッドの他端でピストンを押圧して制動力を発生させるようになっている。また特許文献２に記載されたものは、ケーブルに接続されたレバーにより回転する回転ディスクと、ケーシングに固定した固定ディスクとを対向させ、両ディスクに形成したカム溝間に複数個のボールを配置したもので、回転ディスクを固定ディスクに対して相対回転させることで軸線方向に移動させ、その回転ディスクでピストンを押圧して制動力を発生させるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
実公平６−５０６７７号公報
【特許文献２】
特許第２７３９８７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１に記載されたものは、ピストンの軸線に対してカムシャフトの軸線が直交しているため、ピストンの軸線まわりにカムシャフトの軸線を回転させるだけの設計変更で、ケーブルを任意の位置から任意の方向に引き出して取り回しの自由度を高めることができる。しかしながら、カムシャフトに形成した切欠に一端を係止したプッシュロッドの他端でピストンを押圧するので、カムシャフトの回転角とピストンのストロークとの関係を任意に設定することができず、駐車ブレーキ機構の操作フィーリングと制動力とを両立させることが困難である。
【０００６】
また上記特許文献２に記載されたものは、カム溝の形状を変更するだけで回転ディスクの回転角とピストンのストロークとの関係を任意に設定することができるので、駐車ブレーキ機構の操作フィーリングと制動力とを両立させることが可能である。しかしながら、ピストンの軸線に対して回転ディスクの軸線が同軸であるため、その軸線に直交する面内にしかケーブルを引き出すことができず、ケーブルの取り回しの自由度が制限されてしまう問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、駐車ブレーキ機構の操作フィーリングと制動力とを両立させ、かつ駐車ブレーキ機構を作動させるケーブルの取り回しを容易にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ブレーキキャリパに移動自在に設けたピストンを油圧で駆動し、そのピストンで摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けて制動力を発生させるとともに、駐車ブレーキ操作子にケーブルで接続されたレバー軸をブレーキキャリパに回転自在に設け、このレバー軸の回転をカム機構を介してピストンに伝達して制動力を発生させる駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置において、レバー軸の軸線をピストンの軸線に対して直交させ、カム機構を、レバー軸の外周面に形成したカム溝と、ピストンに連動して移動する中継部材の端面に形成したカム溝と、前記両カム溝に当接する転がり部材とで構成したことを特徴とする駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けるピストンの軸線に対して、駐車ブレーキ操作子にケーブルで接続されて回転するレバー軸の軸線を直交させるとともに、レバー軸の回転をピストンに伝達するカム機構を、レバー軸の外周面に形成したカム溝と、ピストンに連動して移動する中継部材の端面に形成したカム溝と、前記両カム溝に当接する転がり部材とで構成したので、カム溝の形状を変更するだけでレバー軸の回転角に対する中継部材の移動量の特性を任意に調整することができ、駐車ブレーキ機構の操作フィーリングと制動力とを両立させることができる。しかも、レバー軸の軸線をピストンの軸線まわりに回転させるだけの僅かな設計変更で、レバー軸を駆動するケーブルの取付位置および引き出し方向を任意に変化させて該ケーブルの取り回しの自由度を高めることができる。
【００１０】
尚、実施例の第１、第２摩擦パッド１２，１３は本発明の摩擦パッドに対応し、実施例の中継ピストン３２は本発明の中継部材に対応し、実施例ローラ３４は本発明の転がり部材に対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１はディスクブレーキ装置の横断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３はカム機構の作用説明図、図４は駐車ブレーキの作動時の作用説明図である。
【００１３】
図１に示すように、駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置は、車輪と共に回転するブレーキディスク１１の両側に第１摩擦パッド１２および第２摩擦パッド１３が対向して配置されており、これらの第１、第２摩擦パッド１２，１３は、ブレーキディスク１１に当接可能なライニング１２ａ，１３ａと、ライニング１２ａ，１３ａの背面に固定された裏板１２ｂ，１３ｂとで構成されるもので、その裏板１２ｂ，１３ｂが車体に固定されたブラケット１４に後記ピストン１８の軸線Ｌ１方向に移動自在に支持される。またブラケット１４には、第１、第２摩擦パッド１２，１３を跨ぐブレーキキャリパ１５が軸線Ｌ１方向に移動自在に支持される。
【００１４】
ブレーキキャリパ１５は、第１摩擦パッド１２の裏板１２ｂに対向する第１挟み腕１５ａと、第２摩擦パッド１３の裏板１３ｂに対向する第２挟み腕１５ｂとを備えており、第１、第２挟み腕１５ａ，１５ｂはブレーキディスク１１の外周部を通る架橋部１５ｃにより一体に連結される。第１挟み腕１５ａには軸線Ｌ１上に位置するようにシリンダ１６が形成されており、このシリンダ１６にシール部材１７を介してカップ状のピストン１８が摺動自在に嵌合する。第１摩擦パッド１２の裏板１２ｂに当接可能に対向するピストン１８の先端部はベローズ状のダストカバー１９によってシリンダ１６の開口端に接続され、またシリンダ１６の凹部１６ａに対向する油圧室２０はポート１５ｄを介してマスタシリンダ（図示せず）に接続される。
【００１５】
図２を併せて参照すると明らかなように、ブレーキキャリパ１５の第１挟み腕１５ａに一端が開放した円形断面の凹部１５ｅが形成されており、その内部にブッシュ２１を介して有底円筒状のレバー軸２２が、軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ２をまわりに回転自在に収納される。レバー軸２２の一端は第１挟み腕１５ａの凹部１５ｅの開口部からシール部材２３を介して外部に露出しており、その端面から一体に延びるボルト２２ａにレバー２４が嵌合してナット２５で固定される。レバー軸２２の中空部２２ｂには捩じりコイルスプリングよりなるリターンスプリング２６が収納されており、その一端がレバー軸２２の中空部２２ｂの底壁に形成した係止孔２２ｃに係止されるとともに、その他端が第１挟み腕１５ａの凹部１５ｅの底壁に形成した係止孔１５ｆに係止される。リターンスプリング２６には予荷重が与えられており、その弾発力でレバー２４は図１の矢Ａ方向に付勢される。
【００１６】
第１挟み腕１５ａのシリンダ１６に同軸に形成された段付きの中継シリンダ３１に、段付きの中継ピストン３２がシール部材３３を介して摺動自在に嵌合する。中継ピストン３２の右端（ブレーキディスク１１から遠い側）と、それに対向するレバー軸２２の外周面とにカム溝３２ａ，２２ｄが形成されており、両カム溝３２ａ，２２ｄ間にレバー軸２２の軸線Ｌ２と平行なローラ３４が配置される。これらのカム溝３２ａ，２２ｄおよびローラ３４はカム機構３５を構成する。中継ピストン３２はカム機構３５を介してレバー軸２２に接続されているため、特別の回り止め機構を必要とせずに軸線Ｌ１まわりの回転が規制される。
【００１７】
図３（Ａ）に示すように、レバー軸２２はリターンスプリング２６の弾発力で矢印方向（反時計方向）に付勢されているが、レバー軸２２のカム溝２２ｄの円弧状の係止面ａおよび中継ピストン３２のカム溝３２ａの円弧状の係止面ｃにローラ３４が係合することで、レバー軸２２は前記矢印方向の回転を規制されて初期位置に停止する。
【００１８】
図１に戻り、中継ピストン３２の左端（ブレーキディスク１１に近い側）に、中継シリンダ３１に摺動自在に嵌合する固定クラッチ体３６が一体に形成されており、その左端面にコーン状のクラッチ面３６ａを介してシリンダ孔３６ｂが開口する。軸線Ｌ１上に配置された調整ボルト３７の右端に可動クラッチ体３８と小ピストン３９とが一体に形成されており、可動クラッチ体３８のコーン状のクラッチ面３８ａが固定クラッチ体３６のクラッチ面３６ａに係合し、小ピストン３９がシール部材４０を介して固定クラッチ体３６のシリンダ孔３６ｂに嵌合する。可動クラッチ体３８のクラッチ面３８ａを固定クラッチ体３６のクラッチ面３６ａに押し付けるべく、シリンダ１６の内面にクリップ４１およびリテーナ４２を介して一端を支持したクラッチスプリング４３の他端が、ボールベアリング４４を介して可動クラッチ体３８に当接する。
【００１９】
調整ボルト３７とその外周に嵌合する調整ナット４５とは、ピッチの粗い複数条のねじ山およびねじ溝を有する早ねじ４６により噛み合っている。調整ナット４５の端部４５ａをピストン１８の凹部１８ａの底壁に当接させるべく、ピストン１８の凹部１８ａにクリップ４７およびリテーナ４８を介して一端を支持したオーバーアジャスト防止ねじ４９の他端が調整ナット４５の段部４５ｂに当接する。調整ナット４５とピストン１８とは、それらの当接部の凹凸係合により相対回転不能であり、かつ第１摩擦パッド１２の裏板１２ｂとピストン１８とはそれらの凹凸係合により相対回転不能である。
【００２０】
次に、上記構成を備えた駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置の、油圧による通常の制動作用を説明する。
【００２１】
マスタシリンダに連なるポート１５ｄを介して油圧室２０に油圧が供給されると、その油圧を受けたピストン１８がシール部材１７を弾性変形させながらシリンダ１６内を図１の左側に移動し、第１摩擦パッド１２をブレーキディスク１１の一側面に押し付けると、その反作用でブレーキキャリパ１５がピストン１８の移動方向と逆方向の右側に移動し、第２挟み腕１５ｂが第２摩擦パッド１３をブレーキディスク１１の他側面に押し付ける。その結果、第１、第２摩擦パッド１２，１３がブレーキディスク１１の両面に均等な面圧で当接し、車輪を制動する制動力が発生する。
【００２２】
上記制動中に、油圧室２０に供給された油圧は、調整ナット４５には軸線Ｌ１方向の荷重を発生させないが、調整ナット４５に噛み合う調整ボルト３７と一体の可動クラッチ体３８には、小ピストン３９の断面積に前記油圧を乗算した大きさの右向きの荷重を発生させ、その荷重に応じた摩擦係合力が可動クラッチ体３８のクラッチ面３８ａおよび固定クラッチ体３６のクラッチ３６ａ間に作用する。
【００２３】
ところで、通常の制動状態では油圧室２０に作用する油圧は比較的に低いため、可動クラッチ体３８および固定クラッチ体３６のクラッチ面３８ａ，３６ａ間に作用する摩擦係合力も比較的に小さくなる。従って、第１、第２摩擦パッド１２，１３のライニング１２ａ，１３ａの摩耗の進行に伴ってピストン１８が前進すれば、調整ナット４５はオーバーアジャスト防止ねじ４９の弾発力によりピストン１８と共に前進し、調整ナット４５に噛み合う調整ボルト３７と一体の可動クラッチ体３８を、油圧室２０に作用する油圧およびクラッチスプリング４３の弾発力に抗して固定クラッチ体３６から引き離す。
【００２４】
可動クラッチ体３８のクラッチ面３８ａが固定クラッチ体３６のクラッチ面３６ａから離れると、可動クラッチ体３８に作用する油圧およびクラッチスプリング４３の弾発力で右向きに付勢された調整ボルト３７は、回転不能な調整ナット４５に対して早ねじ４６において相対回転しながら右向きに移動し、可動クラッチ体３８のクラッチ面３８ａが固定クラッチ体３６のクラッチ面３６ａに再び係合する。このとき、クラッチスプリング４３との間に配置したボールベアリング４４の作用で可動クラッチ体３８のスムーズな回転が可能になる。
【００２５】
このようにして、第１、第２摩擦パッド１２，１３のライニング１２ａ，１３ａの摩耗が進行するに伴い、その摩耗量を補償するように調整ボルト３７に対して調整ナット４５が左側に相対移動するため、非制動時における第１、第２摩擦パッド１２，１３のライニング１２ａ，１３ａとブレーキディスク１１とのクリアランスを自動的に一定に保つことができる。
【００２６】
制動を解除すべく油圧室２０に作用する油圧を減圧すると、シール部材１７の変形復元力でピストン１８は後退するが、その後退力が調整ナット４５、調整ボルト３７を介して可動クラッチ体３８のクラッチ面３８ａを固定クラッチ体３６のクラッチ面３６ａに係合させるため、調整ナット４５に対する調整ボルト３７の相対回転が規制される。従って、ピストン１８は調整ナット４５および調整ボルト３７間のバックラッシュ分のストロークしか後退することができず、第１、第２摩擦パッド１２，１３とブレーキディスク１１との間には前記バックラッシュ分の適正なクリアランスが与えられる。
【００２７】
また強力な制動が行われた場合には、油圧室２０の油圧がブレーキキャリパ１５を変形させるような所定値に上昇するまで上記自動調整が行われ、その油圧が前記所定値を超えると、可動クラッチ体３８が固定クラッチ体３６に油圧で強く押し付けられるため、クラッチ面３８ａ，３６ａが相対回転不能に結合される。その結果、調整ボルト３７が回転不能に拘束され、もともと回転不能な調整ナット４５は調整ボルト３７上に留まるため、油圧によるブレーキキャリパ１５の弾性変形に伴ってピストン１８が更に前進すると、オーバーアジャスト防止ねじ４９を圧縮しながら、調整ナット４５を残してピストン１８だけが前進する。このようにして、強力な制動が行われた場合の調整ナット４５および調整ボルト３７間のオーバーアジャストが防止される。
【００２８】
次に、駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置の駐車ブレーキとしての機能を説明する。
【００２９】
ドライバーにより操作される駐車ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーにケーブルを介して接続されたレバー２４が、リターンスプリング２６に弾発力に抗して図１の矢印Ｂ方向に回転すると、図３に示すようにレバー２４と一体に回転するレバー軸２２のカム溝２２ｄのカム面ｂに押圧されたローラ３４が中継ピストン３２のカム溝３２ａのカム面ｄを押圧することで、中継ピストン３２が軸線Ｌ方向の左側に移動する。その結果、図４に示すように中継ピストン３２の移動が固定クラッチ体３６、可動クラッチ体３８、調整ボルト３７および調整ナット４５を介してピストン１８を左側に移動させ、上述した油圧制動の場合と同様に、第１、第２摩擦パッド１２，１３のライニング１２ａ，１３ａをブレーキディスク１１の両面に押し付けて制動力を発生させる。
【００３０】
この制動の過程で固定クラッチ体３６および可動クラッチ体３８のクラッチ面３６ａ，３８ａはカム機構３５による押圧力で相対回転不能に係合するため、調整ボルト３７および調整ナット４５の相対回転が規制される。従って、駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置が駐車ブレーキとして機能するときには、上記自動調整は行われない。
【００３１】
駐車ブレーキを解除すべくケーブルを緩めると、リターンスプリング２６の弾発力でレバー２４が図１の矢印ａ方向に復帰し、レバー軸２２のカム溝２２ｄがローラ３４を押さなくなるので、クラッチスプリング４３の弾発力で可動クラッチ体３８および固定クラッチ体３６が右側に移動する。その結果、可動クラッチ体３８と一体の調整ボルト３７と、それに噛み合う調整ナット４５とが右側に移動することで、調整ナット４５にオーバーアジャスト防止ねじ４９を介して接続されたピストン１８が右側に移動して駐車ブレーキが解除される。
【００３２】
次に、レバー軸２２と中継ピストン３２との間に設けたカム機構３５の作用を詳細に説明する。図３（Ａ）はレバー軸２２が初期位置（回転角＝０°）にある状態を示しており、図３（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はレバー軸２２が初期位置からそれぞれ１０°、２０°、３０°回転した状態を示している。
【００３３】
レバー軸２２が０°から１０°まで回転するとき、中継ピストン３２が軸線Ｌ方向に移動するストロークは０．８ｍｍであり、回転角に対するストロークが大きいために倍力比は小さくなる。またレバー軸２２が１０°から２０°まで回転するとき、およびレバー軸２２が２０°から３０°まで回転するとき、中継ピストン３２が軸線Ｌ方向に移動するストロークは何れも０．６ｍｍであり、回転角に対するストロークが小さいために倍力比は大きくなる。即ち、この実施例では、レバー軸２２の回転前期にはピストン１８の無効ストロークの影響を最小限に抑えるために中継ピストン３２のストロークを大きく設定し、またレバー軸２２の回転中期および後期には充分な制動力を得るために倍力比を大きく設定して中継ピストン３２の推力を増加させている。
【００３４】
このように、レバー軸２２のカム溝２２ｄの形状および中継ピストン３２のカム溝３２ａの形状を変更することで、レバー軸２２の回転角に対する中継ピストン３２の移動量の特性を任意に設定できるので、駐車ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーの操作フィーリングの向上と駐車ブレーキの利きとを両立させることができる。
【００３５】
また本実施例によれば、レバー２４をレバー軸２２の軸線Ｌ２まわりに任意の角度に取り付けられるので、レバー２４を駐車ブレーキペダルや駐車ブレーキレバーに接続するケーブルの取り回しが容易である。更に、図１ではレバー軸２２の軸線Ｌ２が紙面に直交する方向に配置されているが、前記軸線Ｌ２をピストン１８の軸線Ｌ１まわりの任意の位置に回転させる僅かな設計変更を施すだけで、レバー２４を図１の紙面の表面側あるいは裏面側の任意の位置に移動させることができるので、ケーブルの取り回しの自由度を更に増加させることができる。
【００３６】
またレバー軸２２を初期位置に付勢するリターンスプリング２６を、第１挟み腕１５ａの外部に露出させることなくレバー軸２２の内部に収納し、かつ第１挟み腕１５ａの凹部１５ｅとレバー軸２２との間をシール部材２３でシールしたので、リターンスプリング２６に水や塵埃が付着するのを防止して腐蝕から保護することができる。これにより、リターンスプリング２６に特別な防錆処理を施したり、ステンレスのような錆びにくい材料を使用したりする必要がなくなり、コストダウンに寄与することができる。またリターンスプリング２６の耐久性を増すために太い線材を使用する必要がないため、そのリターンスプリング２６をレバー軸２２の狭い内部空間に容易に収納することができる。またレバー２４にリターンスプリング２６の端部を係止する係止部を設ける必要がないため、レバー２４の形状を簡素化することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、実施例ではカム機構３５にローラ３４を用いているが、ローラ３４の代わりにボールを用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けるピストンの軸線に対して、駐車ブレーキ操作子にケーブルで接続されて回転するレバー軸の軸線を直交させるとともに、レバー軸の回転をピストンに伝達するカム機構を、レバー軸の外周面に形成したカム溝と、ピストンに連動して移動する中継部材の端面に形成したカム溝と、前記両カム溝に当接する転がり部材とで構成したので、カム溝の形状を変更するだけでレバー軸の回転角に対する中継部材の移動量の特性を任意に調整することができ、駐車ブレーキ機構の操作フィーリングと制動力とを両立させることができる。しかも、レバー軸の軸線をピストンの軸線まわりに回転させるだけの僅かな設計変更で、レバー軸を駆動するケーブルの取付位置および引き出し方向を任意に変化させて該ケーブルの取り回しの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクブレーキ装置の横断面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】カム機構の作用説明図
【図４】駐車ブレーキの作動時の作用説明図
【符号の説明】
１１ ブレーキディスク
１２ 第１摩擦パッド（摩擦パッド）
１３ 第２摩擦パッド（摩擦パッド）
１５ ブレーキキャリパ
１８ ピストン
２２ レバー軸
２２ｄ カム溝
３２ 中継ピストン（中継部材）
３２ａ カム溝
３４ ローラ（転がり部材）
３５ カム機構
Ｌ１ ピストンの軸線
Ｌ２ レバー軸の軸線

Claims (1)

1. ブレーキキャリパ（１５）に移動自在に設けたピストン（１８）を油圧で駆動し、そのピストン（１８）で摩擦パッド（１２，１３）をブレーキディスク（１１）に押し付けて制動力を発生させるとともに、駐車ブレーキ操作子にケーブルで接続されたレバー軸（２２）をブレーキキャリパ（１５）に回転自在に設け、このレバー軸（２２）の回転をカム機構（３５）を介してピストン（１８）に伝達して制動力を発生させる駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置において、
   レバー軸（２２）の軸線（Ｌ２）をピストン（１８）の軸線（Ｌ１）に対して直交させ、カム機構（３５）を、レバー軸（２２）の外周面に形成したカム溝（２２ｄ）と、ピストン（１８）に連動して移動する中継部材（３２）の端面に形成したカム溝（３２ａ）と、前記両カム溝（２２ｄ、３２ａ）に当接する転がり部材（３４）とで構成したことを特徴とする駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ装置。

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