JP4494835B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体に取り付けられるディスクロータを、キャリパにより挟持することにより回転体を制動するディスクブレーキ装置に関する。

従来から自動車車両、鉄道車両のような車両をはじめとして、産業機械、建設機械等の回転体の制動にブレーキ装置が用いられる。ブレーキ装置は、回転体側に摩擦材を押圧することで、運動エネルギを熱エネルギに変換して回転体を制動する。このブレーキ装置としては、ドラム式、ディスク式等が周知であるが、ディスク式はドラム式に比べて放熱性が良いことから、近年の自動車車両に多く用いられている。

四輪の自動車車両においては、ホイールと締結されるハブユニットを回転体支持部により回動自在に支持しており、ディスクブレーキ装置は、ハブユニットにディスクロータを固定し、回転体支持部側にパッド保持用のキャリパを固定する構造となる。回転体支持部には、パッドが支持されキャリパの一部をなすパッド側支持部が、複数の締結ボルトにより固定される。キャリパはディスクロータの両面側に配される一対のパッドを移動させるためのピストンを有し、パッド側支持部にはこのピストンを収容するシリンダ孔が形成される。ピストンは油圧により駆動され、ブレーキペダルの踏動量に応じてブレーキオイルの圧力を変化させて、ディスクロータに対するパッドの押圧力を変化させることにより、所望の制動力を得ることができるようになっている。

このようなディスクブレーキ装置では、パッドとロータの摩擦により振動が生じることとなるが、この振動がサスペンションで可聴周波数で増幅されると「ブレーキ鳴き」として乗員に認識される。この「ブレーキ鳴き」を低減するには、パッドとロータの振動そのものを低減または減衰するか、各構成部品の剛性を向上させる方法が考えられる。

ここで、パッドとディスクロータの振動を低減する方法として、パッドの材質を変更して摩擦係数を小さくする方法が知られているが、この方法では制動力を犠牲にすることとなってしまう。また、パッドの端部にチャンファーカットの加工を施したり、パッドにスリット加工を施す方法が公知であるが、パッドの形状変更により得られるブレーキ鳴きの低減作用には限界がある。さらに、パッドの裏面側にシム材を介在させ、パッドからキャリパ側へ伝達される振動を減衰させる構造が一般的に採用されているが、ブレーキ鳴きの低減効果は得られるもののブレーキ鳴きを解消させるには至っていない。

そこで、キャリパのボディ部に補剛部材を追加して剛性を向上するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このディスクブレーキ装置では、補剛部材として棒状の部材を用い、この部材の両端をボルトによりボディ部に固定している。
実開平６−５４９３０号公報

しかしながら、このディスクブレーキ装置においても、キャリパのボディ部について局部的に剛性向上が図られるものの、回転体支持部を含めた装置全体としては依然として剛性が不足しており、ブレーキ鳴きの問題が完全に解消したとは言い難い。このように、ブレーキ鳴きを根本的に解決するためには装置全体として剛性を向上させる必要がある。ここで、装置全体の剛性に大きく寄与する回転体支持部やパッド側支持部の形状や板厚を変更して、装置全体の剛性を高くすることは可能であるが、これでは大幅な重量増加を招くことになる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、重量増加を最小限に抑えて、装置全体の剛性を効率よく向上してブレーキ鳴きを抑制することのできるディスクブレーキ装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１又は２に記載の発明では、ディスクロータが固定されるハブユニットを回動自在に支持する回転体支持部と、前記ディスクロータを挟持するパッドが支持されるパッド側支持部と、前記回転体支持部を挿通して前記パッド側支持部と螺合する複数の締結ボルトと、を備えたディスクブレーキ装置において、前記回転体支持部における前記パッド側支持部と反対側に配される補剛棒部材と、前記補剛棒部材に形成され各締結ボルトが挿通する複数の挿通孔と、を具備する。

請求項１又は２に記載の発明によれば、補剛棒部材は、回転体支持部とパッド側支持部の締結ボルトにより、回転体支持部、パッド側支持部側に取り付けられる。これにより、装置の骨格をなす回転体支持部及びパッド側支持部の剛性を向上することができる。従って、装置全体として剛性が向上し、ディスクロータとパッドの摩擦によるブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。
このとき、補剛棒部材を用いて補強するので、回転体支持部やパッド側支持部の形状や板厚を変更する場合に比べて重量が増大することはない。また、各締結ボルトを用いて補剛棒部材を取り付けるので、補剛棒部材用の締結部材が別途必要になることもない。
さらに、ディスクロータ及びパッドの組み合わせに応じて補剛棒部材を変更することにより、組み合わせごとにブレーキ鳴きに対応することができる。また、複数の車種等で回転体支持部及びパッド側支持部を共用とした場合に、車種等に応じて補剛棒部材を変更することにより、車種等に応じたブレーキ鳴きの対策をとることができる。すなわち、従来のように、ブレーキ鳴きに対応して、車種等ごとに回転体支持部及びパッド側支持部を変更する必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。また、サーキット走行などのようにブレーキ鳴きを考慮する必要がない場合は、補剛棒部材を取り外して回転体支持部とパッド側支持部で締結することにより、簡単容易に車両重量の低減を図ることができ、実用に際して極めて有利である。

請求項１又は２に記載の発明では、さらに、前記補剛棒部材に前記締結ボルトを挿通した状態で、前記締結ボルトの前記挿通孔からの抜脱を防止する抜脱防止機構を備える。
尚、ここでいう補剛棒部材に締結ボルトを挿通した状態とは、締結ボルトを回転体支持部またはパッド側支持部に関わらせることなく、補剛棒部材にのみ締結ボルトを挿通した状態をいう。

請求項１又は２に記載の発明によれば、上記の作用に加え、抜脱防止機構を備えたことにより、締結ボルトを補剛棒部材に挿通しておけば、製造ライン等にて補剛棒部材を取り扱う際に、締結ボルトが補剛棒部材から分離することがない。これにより、回転体支持部及びパッド側支持部を締結する製造ラインで、予め締結ボルトを挿通した補剛棒部材を準備しておき、作業者は、補剛棒部材に挿通されている各締結ボルトを回転体支持部に関わらせ、一方の手でパッド側支持部を支持した状態で、他方の手で工具を用いて締結ボルトをパッド側支持部に締結させることができる。
すなわち、補剛棒部材の分だけ部品点数が増すこととなるが、製造ラインで工数が増加することはないし、補剛棒部材を取り扱うことで複数の締結ボルトを回転体支持部に挿通させることができるので、作業者の負担を軽減することができる。
また、補剛棒部材は、製造ラインの脇の部品置き場にまとめて載置されることとなるが、複数の締結ボルトを挿通させた状態であるので、締結ボルトの載置スペースを省略することができ、組付作業性の改善を図ることができる。

請求項１に記載の発明では、さらに、前記抜脱防止機構は、前記補剛棒部材の前記挿通孔に形成され、前記締結ボルトの雄ねじ部の外径より内径が小さく、該締結ボルトと螺合可能な雌ねじ部を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、上記の作用に加え、補剛棒部材の挿通孔の雌ねじ部に締結ボルトを螺合させて、そのまま締結ボルトを締め付ける方向に回動すると、締結ボルトの雄ねじ部が雌ねじ部区間を通過して、締結ボルトが軸方向に移動自在な状態で補剛棒部材を挿通した状態となる。このとき、締結ボルトの雄ねじ部の外径よりも、挿通孔の雌ねじ部区間の内径が小さいことから、締結ボルトの抜脱方向への移動が阻止される。

請求項２に記載の発明では、さらに、前記抜脱防止機構は、前記締結ボルトを挿通し該締結ボルトの雄ねじ部の外径より内径が小さなストッパ孔が形成され、前記補剛棒部材の前記回転体支持部側に配される脱落防止部材を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、上記の作用に加え、締結ボルトを補剛棒部材の挿通孔及び脱落防止部材のストッパ孔に挿通させると、締結ボルトの雄ねじ部の外径よりも、ストッパ孔の内径が小さいことから、締結ボルトの抜脱方向への移動が阻止される。

このように、本発明によれば、重量増加を最小限に抑えて、装置全体の剛性を効率よく向上してブレーキ鳴きを抑制することができる。

図１から図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１は自動車車両のフロントサスペンションに組み込まれたディスクブレーキ装置の外観斜視図、図２はディスクブレーキ装置の一部分解斜視図、図３はタイバーの上面図、図４は締結ボルトを挿通した状態のタイバーの側面図、図５は締結ボルトを挿通した状態のタイバー及びハウジングの外観斜視図、図６はディスクブレーキ装置の外観斜視図である。

図１に示すように、このディスクブレーキ装置１は、自動車車両のフロントサスペンションに用いられる。ディスクブレーキ装置１は、ディスクロータ２が固定されるハブユニット３を回動自在に支持するハウジング４と、ディスクロータ２を挟持するパッド１１が支持されるキャリパ５のパッド側支持部６と、を有する。本実施形態においては、パッド側支持部６がキャリパ５のボディ部を兼ねている。本実施形態のサスペンション形式はストラット式であり、ハウジング４の上端にはストラット８の下端が接続され、ハウジング４の下端にはフロントアーム９の左右方向外側が接続される。また、ハウジング４を挿通するアクスルドライブシャフト１０は、ボールジョイントを介してハブユニット３に連結されている。

また、図２に示すように、キャリパ５は、ディスクロータ２と当接する摩擦材としての一対のパッド１１と、このパッド１１を移動させるためのピストン１２を有する。キャリパ５のパッド側支持部６には、ピストン１２と摺接するシリンダ穴１３が形成され（図２参照）、ブレーキオイルを供給するブレーキホース１４が接続される（図１参照）。また、図１に示すように、パッド側支持部６は、ディスクロータ２の後部を覆うよう形成される。具体的には、パッド側支持部６は、ディスクロータ２の左右外側でそれぞれ径方向へ延びる径方向延在部６ａと、各径方向延在部６ａを接続しディスクロータ２の径方向外側で軸方向へ延びる軸方向延在部６ｂと、を有する。

図１に示すように、このディスクブレーキ装置１では、ハウジング４とパッド側支持部６とが、２つの締結ボルト１５により固定される。図２に示すように、ハウジング４の後部には締結ボルト１５を挿通する挿通穴１６が形成され、これと対応してパッド側支持部６には締結ボルト１５の雄ねじ部１７と螺合するねじ穴１８が形成される。

また、図１及び図２に示すように、ハウジング４のパッド側支持部６の反対側には、補剛棒部材としてのタイバー１９が、ハウジング４及びパッド側支持部６と別個に設けられる。図３に示すように、タイバー１９は、長尺な平板状に形成され、各締結ボルト１５が挿通する２つの挿通孔２０が長手方向両端側に形成される。本実施形態においては、各締結ボルト１５がほぼ上下に並んでいることから、タイバー１９は、組み付けた状態でほぼ上下に延びるよう配されることとなる。また、タイバー１９は、各挿通孔２０の周囲でハウジング４と当接する。

図４に示すように、タイバー１９は、各挿通孔２０の周囲のハウジング４側表面に、ハウジング４側へ向かって隆起する当接台部２１を有する。これにより、タイバー１９は、厚さ方向について非対称となっている。

また、図３に示すように、タイバー１９は、長手方向両端に幅方向について同方向に屈曲した屈曲部２２を有する。これにより、タイバー１９は、長手方向及び幅方向について非対称となっている。

また、図３に示すように、タイバー１９の表面には、タイバー１９の向きを示す識別マーク２３が付されている。本実施形態においては、識別マーク２３は、長手方向一端側に付された「Ｒ」の文字マーク２３ａと、長手方向他端側に付された「Ｌ」の文字マーク２３ｂである。

また、図４に示すようにタイバー１９に締結ボルト１５を挿通した状態で、締結ボルト１５の挿通孔２０からの抜脱を防止する抜脱防止機構が備えられる。尚、ここでいうタイバー１９に締結ボルト１５を挿通した状態とは、締結ボルト１５をハウジング４またはパッド側支持部６に関わらせることなく、タイバー１９にのみ締結ボルト１５を挿通した状態をいう。本実施形態においては、抜脱防止機構は、タイバー１９の各挿通孔２０に形成され、締結ボルト１５の雄ねじ部１７の外径より内径が小さい雌ねじ部２４を有する。この雌ねじ部２４は、締結ボルト１５と螺合可能に形成され、本実施形態においては各挿通孔２０のハウジング４と反対側の区間に配される。また、図４に示すように、締結ボルト１５の頭とタイバー１９の間には、締結ボルト１５を巻回するばね座金２５が配置される。

以上のように構成されたディスクブレーキ装置１によれば、タイバー１９は、ハウジング４とパッド側支持部６の締結ボルト１５により、ハウジング４におけるパッド側支持部６と反対側に取り付けられる。これにより、装置の骨格をなすハウジング４及びパッド側支持部６の剛性を向上することができる。従って、装置全体として剛性が向上し、ディスクロータ２とパッド１１の摩擦によるブレーキ鳴きを効果的に抑制することができる。

このとき、タイバー１９を用いて補強するので、ハウジング４やパッド側支持部６の形状や板厚を変更する場合に比べて重量が増大することはない。また、各締結ボルト１５を用いてタイバー１９を取り付けるので、タイバー１９用の締結部材が別途必要になることもない。

さらに、ディスクロータ２及びパッド１１の組み合わせに応じてタイバー１９を変更することにより、組み合わせごとにブレーキ鳴きに対応することができる。また、複数の車種等でハウジング４及びパッド側支持部６を共用とした場合に、車種等に応じてタイバー１９を変更することにより、車種等に応じたブレーキ鳴きの対策をとることができる。すなわち、従来のように、ブレーキ鳴きに対応して、車種等ごとにハウジング４及びパッド側支持部６を変更する必要がなく、製造コストの低減を図ることができる。また、サーキット走行などのようにブレーキ鳴きを考慮する必要がない場合は、タイバー１９を取り外してハウジング４とパッド側支持部６で締結することにより、簡単容易に車両重量の低減を図ることができ、実用に際して極めて有利である。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１では、タイバー１９の挿通孔２０の雌ねじ部２４に締結ボルト１５を螺合させて、そのまま締結ボルト１５を締め付ける方向に回動すると、締結ボルト１５の雄ねじ部１７が雌ねじ部２４の区間を通過して、締結ボルト１５が軸方向に移動自在な状態でタイバー１９を挿通した状態となる（図４参照）。このとき、締結ボルト１５の雄ねじ部１７の外径よりも、挿通孔２０の雌ねじ部２４の区間の内径が小さいことから、締結ボルト１５の抜脱方向への移動が阻止される。

このように抜脱防止機構を備えたことにより、締結ボルト１５をタイバー１９に挿通しておけば、製造ライン等にてタイバー１９を取り扱う際に、締結ボルト１５がタイバー１９から分離することがない。これにより、ハウジング４及びパッド側支持部６を締結する製造ラインで、予め締結ボルト１５を挿通したタイバー１９を準備しておき、作業者は、タイバー１９に挿通されている各締結ボルト１５をハウジング４に関わらせ、一方の手でパッド側支持部６を支持した状態で、他方の手で工具を用いて締結ボルト１５をパッド側支持部６に締結させることができる。

すなわち、タイバー１９の分だけ部品点数が増すこととなるが、製造ラインで工数が増加することはないし、タイバー１９を取り扱うことで複数の締結ボルト１５をハウジング４に挿通させることができるので、作業者の負担を軽減することができる。

また、タイバー１９は、製造ラインの脇の部品置き場にまとめて載置されることとなるが、複数の締結ボルト１５を挿通させた状態であるので、締結ボルト１５の載置スペースを省略することができ、組付作業性の改善を図ることができる。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１によれば、ハウジング４に沿って配されるタイバー１９が平板状であるので、図１に示すようにハウジング４からタイバー１９が大きく突出することはなく、タイバー１９のためのスペースを大きく確保する必要はない。

また、タイバー１９が長手方向、幅方向及び厚さ方向について非対称であるので、タイバー１９がハウジング４側に取り付けられる際の向きを特定することができる。これにより、製造ライン等で作業者がタイバー１９を誤った向きでハウジング４に組み付けることを防止することができる。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１によれば、タイバー１９のハウジング４との当接部分に当接台部２１を形成したので、タイバー１９を厚さ方向に反転させてハウジング４側に取り付けると、タイバー１９は正規の取付位置から当接台部２１の分だけ厚さ方向にずれた状態となる。
従って、仮に厚さ方向について誤った向きでタイバー１９を組み付けたとしても、作業者等はタイバー１９が正規の位置に取り付けられていないことを一見して認識することができる。すなわち、製造ラインの作業者等は、タイバー１９の誤組付状態を修正することができ、タイバー１９が誤った方向に組み付けられたままで製造ラインの最終工程まで到達することはない。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１によれば、平板状のタイバー１９の端部を幅方向に屈曲させたので、作業者はタイバー１９の長手方向中央を把持部としてタイバー１９を取り扱うことができる。すなわち、作業者が把持部を把持した際に、タイバー１９が長手方向に滑ったとしても、屈曲部分で作業者の手からの抜脱が阻止されるので、実用に際して極めて便利である。
また、平板状のタイバー１９を幅方向に屈曲させたので、厚さ方向に屈曲させたもののように屈曲部分が脆弱となることはなく、タイバー１９の剛性、強度を確保することができる。

また、本実施形態のディスクブレーキ装置１によれば、タイバー１９に識別マーク２３を付したことにより、作業者は、タイバー１９の向きを認識することができる。従って、作業者によるタイバー１９の誤った向きの組み付けを的確に防止することができる。

尚、前記実施形態においては、四輪車のディスクブレーキ装置１に本発明を適用した例を示したが、二輪車のディスクブレーキ装置に本発明を適用してもよい。また、鉄道車両のような自動車車両以外の車両にも適用可能であるし、さらには、産業機械、建設機械等のディスクブレーキ装置に本発明を適用可能である。

また、前記実施形態においては、キャリパ５のパッド側支持部６がサポートを兼ねるものを示したが、パッド側支持部６とサポートとが別個の部品であってもよいことは勿論である。

また、前記実施形態においては、抜脱防止機構として、タイバー１９の挿通孔２０に雌ねじ部２４を形成したものを示したが、図５に示すように、この雌ねじ部２４を形成せず、タイバー１９のハウジング４側に脱落防止部材を配し、この脱落防止部材に締結ボルト１５を挿通し締結ボルト１５の雄ねじ部１１７の外径より内径が小さなストッパ孔を形成してもよい。図５には脱落防止部材としてＯリング１２４を用いたものを示している。この場合、締結ボルト１５をタイバー１９の挿通孔２０及び脱落防止部材のストッパ孔に挿通させると、締結ボルト１５の雄ねじ部１１７の外径よりも、ストッパ孔の内径が小さいことから、締結ボルト１５の抜脱方向への移動が阻止される。ここで、脱落防止部材としては、Ｏリング１２４の他に、例えば、ストッパ孔が形成された平板を用いてもよい。また、脱落防止部材をゴム等のような弾性体とする構成が好ましく、この場合は弾性変形したストッパ孔へ締結ボルトを簡単容易に挿通させることができる。

また、前記実施形態においては、タイバー１９に識別マーク２３を付したものを示したが、識別マーク２３を付さずとも、タイバー１９が長手方向、幅方向及び厚さ方向について非対称に形成されていれば、作業者はタイバー１９の向きを認識することができる。また、補剛棒部材としてのタイバー１９を、当接台部２１を有する平板状に形成し、長手方向両端を幅方向について屈曲させたものを示したが、補剛棒部材の形状は任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示すものであって、自動車車両のフロントサスペンションに組み込まれたディスクブレーキ装置の外観斜視図である。 ディスクブレーキ装置の一部分解斜視図である。 タイバーの上面図である。 締結ボルトを挿通した状態のタイバーの側面図である。 変形例を示す締結ボルトを挿通した状態のタイバーの側面図である。

符号の説明

１ ディスクブレーキ装置
２ ディスクロータ
３ ハブユニット
４ ハウジング
５ キャリパ
６ パッド側支持部
１１ パッド
１５ 締結ボルト
１７ 雄ねじ部
１９ タイバー
２０ 挿通孔
２１ 当接台部
２２ 屈曲部
２３ 識別マーク
２４ 雌ねじ部
１１７ 雄ねじ部
１２４ Ｏリング

Claims (2)

1. ディスクロータが固定される回転体を回動自在に支持する回転体支持部と、前記ディスクロータを挟持するパッドが支持されるパッド側支持部と、前記回転体支持部を挿通して前記パッド側支持部と螺合する複数の締結ボルトと、を備えたディスクブレーキ装置において、
   各締結ボルトが挿通する複数の挿通孔が形成され、前記回転体支持部及び前記パッド側支持部と別個に設けられる補剛棒部材と、
   前記補剛棒部材に前記締結ボルトを挿通した状態で、前記締結ボルトの前記挿通孔からの抜脱を防止する抜脱防止機構とを備え、
   前記抜脱防止機構は、
   前記補剛棒部材の前記挿通孔に形成され、前記締結ボルトの雄ねじ部の外径より内径が小さく、該締結ボルトと螺合可能な雌ねじ部を有することを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. ディスクロータが固定される回転体を回動自在に支持する回転体支持部と、前記ディスクロータを挟持するパッドが支持されるパッド側支持部と、前記回転体支持部を挿通して前記パッド側支持部と螺合する複数の締結ボルトと、を備えたディスクブレーキ装置において、
   各締結ボルトが挿通する複数の挿通孔が形成され、前記回転体支持部及び前記パッド側支持部と別個に設けられる補剛棒部材と、
   前記補剛棒部材に前記締結ボルトを挿通した状態で、前記締結ボルトの前記挿通孔からの抜脱を防止する抜脱防止機構とを備え、
   前記抜脱防止機構は、
   前記締結ボルトを挿通し該締結ボルトの雄ねじ部の外径より内径が小さなストッパ孔が形成され、前記補剛棒部材の前記回転体支持部側に配される脱落防止部材を有することを特徴とするディスクブレーキ装置。

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