JP3925990B2 - ディスクブレーキ装置のアジャスタ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキ装置においてロータと摩擦パッドとの間の隙間調整を行うアジャスタ機構に関するもので、詳しくは、制動動作時における摩擦パッドの駆動源に空気圧を利用するエアー駆動式のディスクブレーキ装置に用いて好適なアジャスタ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、エアー駆動式のディスクブレーキ装置に使用されるアジャスタ機構として、摩擦パッドの裏板に当接させた一対の加圧片の後方に、回転駆動されるねじによる送り機構を介して前記加圧片をロータ側に押し出す調整スピンドルと、各調整スピンドルを回転駆動するための操作レバーと、各調整スピンドルの回転を同期させる同期装置と、各調整スピンドルに作用する回転トルクを調整する後調整装置とを組み込んだ構成のものが提案されている（特表平８−５０８０８０号参照）。
【０００３】
また、外周に雄ねじが刻設されると共に先端をロータに向けてロータの軸方向に移動可能に装備されて摩擦パッドを押圧する一対のピストンと、それぞれのピストンの外周に刻設された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が内周に形成されて回転駆動されるとピストンをロータ軸に沿って進退させる一対のスリーブと、各スリーブの端部に連結されてスリーブと一体に回転する一対の伝達ギヤと、これらの一対の伝達ギヤと噛合するようにこれらの一対の伝達ギヤ間に装備されたアジャスタギヤと、操作レバーを回動操作によって回動するカムシャフトと、このカムシャフトの回転によって前記アジャスタギヤを回転させる伝達機構とを備えた構成のアジャスタも提案されている（欧州特許 ＥＰ０７０３３７９Ａ１参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディスクブレーキ装置における摩擦パッドの摩耗はロータ周方向で異なり、ロータの回入側が激しくなる。そして、車両は後進走行と比較して、前進走行が圧倒的に多く、従って、制動による摩擦パッドの摩耗も、ほとんど、前進走行時における制動によるものとなる。このようなことから、図８に示すように、摩擦パッド７２の摩耗は、前進走行時のロータの回転方向（イ）に対して、回入側（図では左側）が大きく摩耗する偏摩耗となり、摩擦パッド７２の表面７２ａは、図示のように傾斜した状態となる。
【０００５】
しかし、前述した従来のアジャスタは、いずれも、ねじによる送り機構で移動するピストン等により摩擦パッド全体をロータ軸方向に平行移動させるものであるため、図８のように偏摩耗が進むに従って、ロータ表面に対して摩擦パッドの接触面が傾いた状態になり、その結果、ロータに対する接触面圧が回入側で小さくなってしまい、制動性能の低下やブレーキの鳴きという問題が発生した。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、摩擦パッドの偏摩耗が進行しても、ロータに対する摩擦パッドの接触面全域に良好な接触面圧を保持することができ、摩擦パッドの偏摩耗によって制動性能の低下やブレーキの鳴きという問題が発生することのないディスクブレーキ装置のアジャスタ機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を本発明は、摩擦パッドとロータとの間の隙間調整を行うディスクブレーキ装置のアジャスタ機構であって、前記ロータの周方向に間隔をおいて配置され、前記摩擦パッドを前記ロータに押圧する複数のピストンと、前記各ピストンに螺合し、回転することにより該ピストンを前記ロータ方向に螺出させるアジャスタねじ部材と、前記複数のピストンの間に配置され、前記各アジャスタねじ部材を回転駆動するギヤ駆動機構とを有し、前記各ピストンが前記摩擦パッドの前記ロータの周方向における摩耗割合に応じて異なる螺出割合を有するように、前記各ピストンの前記各アジャスタねじ部材のそれぞれに対応する前記ギヤ駆動機構のギヤ歯数を設定し、前記ギヤ駆動機構の回転に従って同時に隙間調整を実行する構成によって達成している。
【０００８】
【０００９】
以上の構成によれば、アジャスト動作時における各ピストンのロータ側への螺出量は、歯数の小さな伝達ギヤが接続されたロータの回入側のピストンの方が大きくなる。このように、ロータの回入側と回出側とで各ピストンの螺出量が調整されるため、摩擦パッドの偏摩耗が進行して摩擦パッドの表面は傾斜しても、該摩擦パッドとロータの表面との関係は常時互いに平行な状態に維持することができ、ロータに対する摩擦パッドの接触面全域に良好な接触面圧を保持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態により、本発明を説明する。図１乃至図６は本発明に係るディスクブレーキ装置のアジャスタ機構の参考例を示したもので、図１は参考例のアジャスタを備えるブレーキ駆動部の分解斜視図、図２は同アジャスタを組み込んだディスクブレーキ装置の一部を断面した平面図、図３は図２の要部の拡大図、図４は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図４の要部の拡大図、図６は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１１】
この参考例のアジャスタ１が装備されるディスクブレーキ装置２は、図２に示すように、車輪と一体回転する円盤状のロータ４と、このロータ４を挟んで対向配置される一対の摩擦パッド６，７と、一方の摩擦パッド６の背面をロータ４に向けて押すピストンの収容部となる駆動機構収容部１１ｃがロータ４の上を跨ぐブリッジ部１１ａの一端に装備されると共にブリッジ部１１ａの他端側には他方の摩擦パッド７の背面を支える爪部１１ｂが装備されたキャリパ１１と、車体側に固定されてキャリパ１１を支持するサポート１０（図４及び図６参照）とを備えた構成である。前述の各摩擦パッド６，７は、ロータ４の表面に押し付けられて所定の摩擦力を発生するライニング１２と、該ライニング１２の裏面側に固着装備されて取付金具等として機能する裏板１３とから構成されている。
【００１２】
参考例のアジャスタ１は、ロータ４の周方向に離間してキャリパ１１の駆動機構収容部１１ｃに組み込まれた一対のピストン１５，１６によって、一方の摩擦パッド６をロータ４側に螺出させて、各摩擦パッド６，７とロータ４との間の隙間調整を行う。
【００１３】
具体的には、アジャスタ１は、図１乃至図４に示すように、キャリパ１１の駆動機構収容部１１ｃ内でロータ４方向に摺動可能に保持されているピストン支持ケース１８と、該ピストン支持ケース１８によりロータ軸方向に移動可能に支持された一対のピストン１５，１６とを備えている。また、ピストン１５，１６の内周の雌ねじと螺合するねじ部２１ａ，２２ａが先端側外周に形成されると共に基端側内周には締結用のねじ部１９が形成された一対のアジャスタねじ２１，２２と、アジャスタねじ２１，２２の基端部のねじ部１９に螺着するねじ部２４を有してアジャスタねじ２１，２２と一体回転する一対の伝達ギヤ２７，２８と、これらの一対の伝達ギヤ２７，２８と噛合するようにこれらの一対の伝達ギヤ２７，２８間に装備されたアジャスタギヤ３０と、該アジャスタギヤ３０の内周部に装備されたワンウェイクラッチ機構３２とが、それぞれピストン支持ケース１８に支持されている。
【００１４】
更に、軸線をロータ４の半径方向に向けて上記対となっているピストン１５，１６間に回転自在に装備された偏心カムシャフト３４と、偏心カムシャフト３４の端部に連結装備されて該偏心カムシャフト３４を回動操作する操作レバー３６と、偏心カムシャフト３４と一体に回動するように一端３８ａが偏心カムシャフト３４の外周の係合孔３４ａに係止されてる偏心カムシャフト３４の回転をワンウェイクラッチ機構３２に伝える入力用ばね部材３８とを備えている。通常の制動時には、圧縮空気圧によって操作レバー３６に回転力を伝え、一対の摩擦パッド６，７をロータ４に押し付けて、所定の制動力を発生させるものである。
【００１５】
ここで、ワンウェイクラッチ機構３２と、偏心カムシャフト３４、更に、操作レバー３６の回動操作に応じて回転駆動されるアジャスタギヤ３０とによってギヤ駆動機構７０が構成されている。ピストン支持ケース１８は、ピストン１５，１６を収容する一対の筒状部１８ａ，１８ａ間に、偏心カムシャフト３４の偏心カム部分に対応しているシャフト挿通孔１８ｂが形成された構成を成している。また、シャフト挿通孔１８ｂの中心を貫通するように、アジャスタギヤ３０，ワンウェイクラッチ機構３２を回転自在に支持するギヤ支持孔１８ｃが設けられている。
【００１６】
一対のピストン１５，１６は、一端を開放した有頭筒状をなしたもので、閉じた他端側をロータ４側に向けてピストン支持ケース１８の筒状部１８ａに摺動自在に嵌合している。そして、これらのピストン１５，１６は、ロータ軸方向にのみ移動し、ピストン支持ケース１８内での回転動作が規制されるように、摩擦パッド６の裏板１３に当接する先端面には、係合溝４０が形成されている。この係合溝４０が、裏板１３に形成された突起に係合することで、各ピストン１５，１６は回転が規制される。
【００１７】
アジャスタねじ２１，２２は、図１乃至図４に示すように、略筒状を成していて、前述の伝達ギヤ２７，２８のねじ部（雄ねじ）２４に螺合するねじ部（雌ねじ）１９は、基端部の内周に刻設されている。このねじ部１９は、それぞれのアジャスタねじ２１，２２の先端側外周に形成されたねじ部２１ａ，２２ａに対して逆ねじとなっている。また、各アジャスタねじ２１，２２の基端寄りの外周部には、鍔部４２が形成されている。この鍔部４２には、ピストン１５，１６の端面が当接して、これらのピストン１５，１６の初期位置が設定される。
【００１８】
ここで、参考例について説明すると、図示できないが、一対のアジャスタねじ２１，２２の内、ロータ４の回入側に位置するピストン１５に対するアジャスタねじ２１は、回出側に位置するピストン１６に対するアジャスタねじ２２よりもねじピッチを大きく設定されている。
【００１９】
また、一対の伝達ギヤ２７，２８は、これらの伝達ギヤ２７，２８に螺着したアジャスタねじ２１，２２の鍔部４２との協働で、ピストン支持ケース１８の筒状部１８ａの基端の内径側に膨出した突起部を挟むことで、ピストン支持ケース１８に回転自在に支持されている。
【００２０】
伝達ギヤ２７，２８が回転駆動されると、各アジャスタねじ２１，２２がこれらの伝達ギヤ２７，２８と一体回転して、ピストン１５，１６がロータ軸方向に進退する。これらの各伝達ギヤ２７，２８の中心には、ピストン１５，１６を摩擦パッド６から引き離す方向に付勢するリターンスプリング４４を挿通するための開口が設けられている。
【００２１】
リターンスプリング４４は、伝達ギヤ２７，２８やアジャスタねじ２１，２２内を挿通する筒部４６ａと、該筒部４６ａの基端から張り出して伝達ギヤ２７，２８の端面に当接する位置決め片４６ｂとを有したばね受けスリーブ４６に収容される。ばね受けスリーブ４６の中心を挿通して一端をピストン１５，１６に螺着されたボルト４８の他端に装備されたばね受け用の座金４９により、リターンスプリング４４が圧縮を受けてリターン方向の付勢力をピストン１５，１６に作用させている。従って、リターンスプリング４４はピストン１５，１６をその付勢力で安定させ、センタリングをも実行している。ばね受けスリーブ４６の位置決め片４６ｂは、ばね受けスリーブ４６の外側から駆動機構収容部１１ｃにねじ止めされるボディカバー５０と、伝達ギヤ２７，２８との間に挾持されて、固定されている。
【００２２】
ワンウェイクラッチ機構３２は、該アジャスタギヤ３０の中心軸上に回転自在に遊嵌した軸部６５ａの外周に回転トルクを受けるための凹部６５ｂが装備された入力輪６５と、入力輪６５とアジャスタギヤ３０との間に介装されたギヤ駆動用ばね部材６６とを備えた構成である。ギヤ駆動用ばね部材６６は、入力輪６５の軸部６５ａの外周に嵌合するコイルばねで、一端部６６ａが入力輪６５の段差部に当接されると共に、他端部６６ｂがアジャスタギヤ３０の内周の段差部に当接されていて、入力輪６５の正回転時には、入力輪６５の段差部とアジャスタギヤ３０の段差部とで両端部６６ａ，６６ｂが圧縮を受けることで、入力輪６５の回転をアジャスタギヤ３０に伝達する。入力輪６５の逆回転時には、入力輪６５の段差部がギヤ駆動用ばね部材６６の一端部６６ａから離れるため、入力輪６５の回転はアジャスタギヤ３０に伝達されない。
【００２３】
入力用ばね部材３８は、偏心カムシャフト３４の外周に嵌合したコイルばねで、一端３８ａが偏心カムシャフト３４の外周の係合孔３４ａに係止されると共に、他端３８ｂがアジャスタギヤ３０側に延出して入力輪６５の凹部６５ｂに挿通されている。偏心カムシャフト３４が回転すると、入力用ばね部材３８は偏心カムシャフト３４と一体に回転しようとし、その際に、他端３８ｂが凹部６５ｂを形成している一対の突片６５ｃの一方に当たって、偏心カムシャフト３４の回転を入力輪６５に伝達する。
【００２４】
また、ブレーキ軸力によりアジャスタギヤ３０の回転ができないような状態では、入力用ばね部材３８は弾性変形し、破壊を防止すると共に、キャリパ剛性に非追従となり、オーバーアジャストを防止している。なお、凹部６５ｂは、挿通する入力用ばね部材３８の他端３８ｂと各突片６５ｃとの間に隙間ｓが確保されるように、凹部６５ｂの幅寸法が他端３８ｂの外径よりも大きく設定されている。このような隙間ｓは、入力用ばね部材３８と入力輪６５との相互間における相対回転動作を許容するバックラッシュとなり、偏心カムシャフト３４の微動回転で不用意にアジャスタギヤ３０が回転駆動されて、オーバーアジャストによる引きずり現象を防止する役割を果たす。
【００２５】
また、以上の構成から明らかなように、ワンウェイクラッチ機構３２は、摩擦式のため、クラッチングトルク以上で回転させれば、隙間調整を初期状態に戻すことができる。
【００２６】
以上に説明した参考例のピストン前進動作における隙間調整では、操作レバー３６を正回転方向（図２の矢印（イ）方向）に回動するブレーキ作動によって、該操作レバー３６と一体に偏心カムシャフト３４が回動し、該偏心カムシャフト３４に装備した入力用ばね部材３８が図４の矢印（ロ）方向に回動する。この入力用ばね部材３８の回動により、該入力用ばね部材３８の他端３８ｂがワンウェイクラッチ機構３２の入力輪６５を正回転方向に回動させる。これによって、入力輪６５にギヤ駆動用ばね部材６６を介して連結されているアジャスタギヤ３０が正回転方向に回動し、該アジャスタギヤ３０の回転は、アジャスタギヤ３０に噛合している各伝達ギヤ２７，２８を介して各ピストン１５，１６の内周に螺合しているアジャスタねじ２１，２２を回転させる。
【００２７】
そして、このアジャスタねじ２１，２２の回転により各ピストン１５，１６がロータ側に螺出されて、これらのピストン１５，１６が当接している摩擦パッド６をロータ４側に移動させて、ロータ４と各摩擦パッド６，７との間の隙間を縮める。この時はまさにブレーキ作動の為のピストン支持ケース１８の移動の時であり、ロータ４と各摩擦パッド６，７との隙間が詰められて、各ピストン１５，１６のブレーキの作動力が掛かるまで移動する。
【００２８】
ここで、以上のアジャスト動作における各ピストン１５，１６のロータ４側への螺出量は、ねじピッチの大きなアジャスタねじ２１に螺合しているロータ４の回入側（図８では左側）のピストン１５の方が大きくなるように各ねじピッチを設定している。このように、ロータ４の回入側と回出側とで各ピストン１５，１６の螺出量が調整されるため、摩擦パッド６の偏摩耗が進行して摩擦パッド６の表面は傾斜しても、該摩擦パッド６とロータ４の表面との関係は常時互いに平行な状態に維持することができ、ロータ４に対する摩擦パッド６，７の接触面全域に良好な接触面圧を保持することができる。
【００２９】
なお、これとは別にピストン後退動作において隙間調整を行う場合、操作レバー３６を正回転方向（図２の矢印（イ）方向）に対して反対方向に回動した時にブレーキ作動となる構成とする。すると、偏心カムシャフト３４上の入力用ばね部材３８の端部は、偏心カムシャフト３４と一体に図４の矢印（ロ）とは反対である逆回転方向に回転し、凹部６５ｂに存在している隙間ｓを詰めた後に入力輪６５に逆回転方向の回転力を作用させる。しかし、入力輪６５に作用した逆回転方向の回転では、入力輪６５とアジャスタギヤ３０との間に介在するギヤ駆動用ばね部材６６が圧縮方向の荷重を受けないので、アジャスタギヤ３０には回転が伝達されず、ピストン支持ケース１８の移動によるブレーキ動作のみが実行され、隙間調整は成されない。
【００３０】
そして、ブレーキ圧力を抜き始めると、入力用ばね部材３８の端部は徐々に戻るが、隙間ｓが図４に示す位置の反対側に位置する状態となって凹部６５ｂに当接しないため、アジャスタギヤ３０は未だ回転しない。更にブレーキ圧力が抜かれて、入力用ばね部材３８の端部が凹部６５ｂに当接すると、アジャスタギヤ３０が正回転方向に回転し、ピストン１５，１６の螺出によるアジャストを実行することになる。
【００３１】
上記参考例のアジャスタ１では、アジャスタ操作時における各ピストン１５，１６の螺出量を変えるために、これらのピストン１５，１６に螺合しているアジャスタねじ２１，２２のねじピッチを変更したが、本願発明では、図７に示すように、アジャスタねじ２１，２２と一体回転する一対の伝達ギヤ２７，２８の歯数を変更した。その場合には、例えばロータの回入側に対応した伝達ギヤ２７の歯数を１２に、そして回出側に対応した伝達ギヤ２８の歯数を１４というように、一対の伝達ギヤ２７，２８の内、ロータの回入側に位置するピストン１５に対する伝達ギヤ２７の歯数を、回出側に位置するピストン１６に対する伝達ギヤ２８の歯数よりも少なく設定する。このようにしても、参考例の場合と同様に、摩擦パッド６の偏摩耗が進行して摩擦パッド６の表面は傾斜しても、該摩擦パッド６とロータ４の表面との関係は常時互いに平行な状態に維持することができ、ロータ４に対する摩擦パッド６，７の接触面全域に良好な接触面圧を保持することができる。
【００３２】
なお、各ピストン１５，１６の押し出し量を摩擦パッドの偏摩耗に応じた最適値にするには、前述のアジャスタねじ２１，２２のねじピッチとピストンの螺出量との相関、あるいは各伝達ギヤ２７，２８の歯数とピストンの螺出量との相関を事前に調べて、経験的な摩擦パッドの摩耗の進行速度に合致する値を選定すること必要となる。
【００３３】
また、上記実施形態ではブレーキ動作と隙間調整を同じ操作レバー３６により実行しているが、それぞれを別のレバーによって実行する構成も可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のディスクブレーキ装置のアジャスタでは、アジャスト動作時における各ピストンのロータ側への螺出量がロータの回入側のピストンの方が大きくなるように、各ピストンに対する伝達ギヤの歯数を調整したもので、摩擦パッドの偏摩耗が進行して摩擦パッドの表面は傾斜しても、該摩擦パッドとロータの表面との関係は常時互いに平行な状態に維持することができ、ロータに対する摩擦パッドの接触面全域に良好な接触面圧を保持することができる。従って、摩擦パッドの偏摩耗によって制動性能の低下やブレーキの鳴きという問題が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るディスクブレーキ装置のアジャスタの参考例の分解斜視図である。
【図２】 本発明の参考例のアジャスタを組み込んだディスクブレーキ装置の一部を断面した平面図である。
【図３】 図２の要部の拡大図である。
【図４】 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】 図４の要部の拡大図である。
【図６】 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】 本発明に係るディスクブレーキ装置のアジャスタの一実施形態の要部の断面図である。
【図８】 摩擦パッドに生じる偏摩耗を示す摩擦パッドの断面図である。
【符号の説明】
１ アジャスタ
２ ディスクブレーキ装置
４ ロータ
６，７ 摩擦パッド
１１ キャリパ
１１ｃ 駆動機構収容部
１５，１６ ピストン
１８ ピストン支持ケース
１９ ねじ部
２１，２２ アジャスタねじ
２４，２５ ねじ部
２７，２８ 伝達ギヤ
３０ アジャスタギヤ
３２ ワンウェイクラッチ機構
３４ 偏心カムシャフト
３６ 操作レバー
３８ 入力用ばね部材
４４ リターンスプリング
４６ ばね受けスリーブ
４８ ボルト
５４ リテーナ
６０ ギヤ押さえ
６５ 入力輪
６５ｂ 凹部
６６ ギヤ駆動用ばね部材
７０ ギヤ駆動機構

Claims (1)

1. 摩擦パッドとロータとの間の隙間調整を行うディスクブレーキ装置のアジャスタ機構であって、
   前記ロータの周方向に間隔をおいて配置され、前記摩擦パッドを前記ロータに押圧する複数のピストンと、
   前記各ピストンに螺合し、回転することにより該ピストンを前記ロータ方向に螺出させるアジャスタねじ部材と、
   前記複数のピストンの間に配置され、前記各アジャスタねじ部材を回転駆動するギヤ駆動機構とを有し、
   前記各ピストンが前記摩擦パッドの前記ロータの周方向における摩耗割合に応じて異なる螺出割合を有するように、前記各ピストンの前記各アジャスタねじ部材のそれぞれに対応する前記ギヤ駆動機構のギヤ歯数を設定し、前記ギヤ駆動機構の回転に従って同時に隙間調整を実行することを特徴とするディスクブレーキ装置のアジャスタ機構。

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