JP6219583B2 - 機械式ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、レバーの回動によって作動する機械式ディスクブレーキに関する。

実公平１−３０６６２号公報

従来より、機械式ディスクブレーキであって、推力変換機構を備えたディスクブレーキとして例えば特許文献１に記載の発明の如く、シリンダ孔内にピストンと自動調整機構と推力変換機構とを備えたディスクブレーキが存在する。

しかしながら、特許文献１に記載の如き推力変換機構を備えたディスクブレーキは、摩擦パッドをブレーキの非作動時にディスクロータとは離間した位置に配置しなければならない。そのため、ブレーキの非作動時には、対向する固定側カム板と駆動側カム板間の距離が最短となる位置に保持する必要があり、特許文献１に記載のディスクブレーキでは、ブレーキの非作動時に前記駆動側カム板をコイルスプリングにて固定側カム板の方向に付勢している。

しかしながら、前記駆動側カム板を付勢するコイルスプリングの戻り荷重よりも回動レバーに設けたリターンスプリングの戻り荷重の方が高い場合には、ブレーキの制動解除を行う際に駆動側カム板がブレーキ作動前の元位置に適切に回動せず、前記固定側カム板と駆動側カム板の各対向面に配置したランプ溝内のカムベアリングが元位置に戻らない事態が生じるおそれがある。このような場合には、対向する固定側カム板と駆動側カム板間の距離を最短位置に保持することが困難となり、駆動側カム板をブレーキの非作動位置に確実に戻すことができずに摩擦パッドの引き摺りが生じてしまうおそれがある。

そこで、本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、駆動側カム板を確実に非作動位置に戻し、摩擦パッドの引き摺りを低減することができる機械式ディスクブレーキを得ようとするものである。

本発明は上述の如き課題を解決するため、キャリパボディに形成されたシリンダ孔に組み付けたピストンと、前記ピストンよりもシリンダ孔の底部側に設けた推力変換機構とを備え、前記推力変換機構にて前記ピストンを押動するとともに、前記推力変換機構は、前記シリンダ孔の底部に固定配置した固定側カム板と、前記固定側カム板に対して回動可能且つシリンダ軸方向に移動可能に、該固定側カム板に貫通して設けたカムシャフトと、該カムシャフトの前記ピストン側に固定配置した駆動側カム板と、前記駆動側カム板と固定側カム板の各対向位置にそれぞれ形成されたランプ溝と、該ランプ溝に収容されたカムベアリングとを備えた機械式ディスクブレーキを前提とするものである。

そして、前記シリンダ孔に配置し、一端をシリンダ孔内に突設された係合段部に当接配置するとともに、他端を前記駆動側カム板の前記ランプ溝形成面とは反対側の背面に当接配置して、前記駆動側カム板をシリンダ孔の底部側に付勢するシリンダ側スプリングと、前記カムシャフトに一体に設けた回動レバーをブレーキの非作動側に付勢するリターンスプリングとを備え、
前記リターンスプリング側の戻り荷重よりも、シリンダ側スプリングの戻り荷重を高くしたものである。

本発明は上述の如く、リターンスプリング側の戻り荷重よりも、シリンダ側スプリングの戻り荷重を高くしたものであるから、駆動側カム板の回動を適切なものとすることが可能となる。従って、該駆動側カム板を確実に元位置に回動させる事が可能となり推力変換機構のランプ溝内に収容したカムベアリングをブレーキ作動前の元の位置に確実に戻すことができる。そのため、駆動側カム板を確実にブレーキの非作動位置に摺動させて戻すことが可能となる。従って、この駆動側カム板の戻りによって摩擦パッドをディスクロータとは離間方向に移動させることができるため、摩擦パッドの引き摺りを低減することが可能となる。

本発明の実施例１を示す機械式ディスクブレーキの断面図。 実施例１において、ランプ溝とカムベアリングとの位置関係を示す概念図。 実施例１において、キャリパボディの回動レバー側の平面図。

本発明の実施例１を図１〜３において説明すると、図１に示す如く(1)は機械式ディスクブレーキのキャリパボディであって、該キャリパボディ(1)は、シリンダ孔(2)を備えた作用部(3)と、爪側である反作用部(4)と、この作用部(3)と反作用部(4)とをディスクロータ(5)を介して連結したブリッジ部(6)とから成るものである。

本実施例１について更に詳細に説明すると、前記ディスクロータ(5)の作用部(3)側には、図１に示す如くシリンダ孔(2)を貫通形成し、該シリンダ孔(2)内に、ピストン(10)を貫通配置している。該ピストン(10)は、シリンダ孔(2)のブリッジ部(6)側とは反対側の底部(11)側に、シャフト(12)を一体に延出して設けている。そして、該シャフト(12)の先端部を、シリンダ孔(2)の底部(11)側から外方に突出している。また、上記の如く形成したピストン(10)には、カムシャフト(13)を一体に設けている。

即ち、前記カムシャフト(13)は筒状に形成したものであって、該カムシャフト(13)の一端外周には、本実施例の推力変換機構(14)を構成する円盤状の駆動側カム板(15)を固定配置している。そして、該カムシャフト(13)の内周面に、内周螺溝(16)を一端から他端まで連続して形成するとともに、該内周螺溝(16)に螺合可能な外周螺溝(17)を、前記ピストン(10)のシャフト(12)の外周に形成している。

そして、前記カムシャフト(13)を、駆動側カム板(15)側からピストン(10)のシャフト(12)に螺着することにより、カムシャフト(13)とシャフト(12)とを一体的に回動及び摺動可能に組み付けることができる。これにより、カムシャフト(13)の一端に設けた駆動側カム板(15)がピストン(10)とシリンダ孔(2)の底部(11)との間に配置されるとともに、シャフト(12)の先端部を、カムシャフト(13)及びシリンダ孔(2)の底部(11)から外方に突出配置している。また、前記シリンダ孔(2)の底部(11)に位置するキャリパボディ(1)の端面(20)には、固定側カム板(18)を固定配置している。即ち、図１に示す如く固定側カム板(18)の中央部に貫通穴(22)を設け、該貫通穴(22)に、シャフト(12)を組み付けたカムシャフト(13)を貫通配置している。

そして、上記の如くキャリパボディ(1)に固定側カム板(18)を組み付けることにより、前記固定側カム板(18)と駆動側カム板(15)とが対向した状態で配置される。また、前記固定側カム板(18)と駆動側カム板(15)との各対向面(23)(24)には、ランプ溝(25)をそれぞれ３箇所ずつ、環状且つ等間隔に設けている(図１では１か所のみ記載。)。このランプ溝(25)は略楕円状に形成したものであって、図２に示す如く中央部が最も深くなるよう形成している。尚、本実施例の推力変換機構(12)は、いわゆるボールランプ式と呼ばれているものである。

また、上記の如く各ランプ溝(25)に収容したカムベアリング(26)がランプ溝(25)から脱落しないよう、また、ブレーキの制動解除時に前記駆動側カム板(15)を固定側カム板(18)側に移動可能とするよう、図１に示す如く駆動側カム板(15)をシリンダ側スプリング(27)にて固定側カム板(18)側に付勢している。即ち、シリンダ孔(2)のピストン(10)配置側の内壁(28)に、シリンダ側スプリング(27)の一端を係合可能とする係合段部(30)を突設し、該係合段部(30)にシリンダ側スプリング(27)の一端を当接配置するとともに、該シリンダ側スプリング(27)の他端を駆動側カム板(15)のランプ溝(25)形成面とは反対側の背面(31)に当接配置している。

また、カムシャフト(13)の先端に、回動レバー(32)の一端に形成した挿通穴(33)を挿通するとともに、前記先端に形成した挿通段部(34)に前記挿通穴(33)の外周を付き当て係合している。そして、上記の如くカムシャフト(13)の先端に回動レバー(32)を組み付けた状態で、前記カムシャフト(13)から突出したシャフト(12)の先端側から該シャフト(12)に螺合可能なナット(35)を螺合して前記回動レバー(32)に押圧当接するまで締め付ける。

これにより、前記ナット(35)によって回動レバー(32)をカムシャフト(13)及びシャフト(12)に一体的に固定配置することが可能となり、回動レバー(32)はカムシャフト(13)及びシャフト(12)と一体に回動するものとなる。このように、回動レバー(32)をねじ加工にて組み付けることができるため、必要以上に加工工数が増えることなく組み付け作業の効率化を図ることができる。

また、回動レバー(32)の先端側とキャリパボディ(1)に設けた保持腕(39)との間には、図３に示す如く回動レバー(32)をブレーキの非作動側である保持腕(39)側に付勢するリターンスプリング(36)を設けている。即ち、回動レバー(32)をリターンスプリング(36)の付勢力に従って保持腕(39)側に回動した際には、回動レバー(32)の回動とともに、この回動レバー(32)を一体的に組み付けている駆動側カム板(15)が回動し、駆動側カム板(15)と固定側カム板(18)との間のランプ溝(25)に収容されたカムベアリング(26)は、図２に示す如くランプ溝(25)の最も深い位置に配置されるものとなる。そのため、駆動側カム板(15)と固定側カム板(18)との間隔が狭くなり、前記シリンダ側スプリング(27)の付勢力によって駆動側カム板(15)がディスクロータ(5)とは離間方向であるシリンダ孔(2)の底部(11)側に位置するものとなり、ブレーキの非作動状態を保つことができる。

一方、リターンスプリング(36)の付勢力に抗して回動レバー(32)を保持腕(39)とは離反方向に回動した場合には、駆動側カム板(15)が回動レバー(32)とともに上記ブレーキの非作動時とは逆方向に回動し、ランプ溝(25)内のカムベアリング(26)がランプ溝(25)の浅い位置に移動する。そのため、駆動側カム板(15)と固定側カム板(18)との間隔が広くなり、駆動側カム板(15)が前記シリンダ側スプリング(27)の付勢力に抗してディスクロータ(5)側に移動し、ブレーキの制動が行われる。

ここで、前記リターンスプリング(36)の戻り荷重よりも、前記シリンダ側スプリング(27)の戻り荷重が高くなるよう、リターンスプリング(36)及びシリンダ側スプリング(27)の各戻り荷重を予め設定している。このようにリターンスプリング(36)及びシリンダ側スプリング(27)の各戻り荷重を設定することにより、駆動側カム板(15)の回動を適切なものとすることができるため、駆動側カム板(15)を非作動時の元位置に確実に回動させることができる。従って、推力変換機構(14)のランプ溝(25)内に収容したカムベアリング(26)をブレーキ作動前の元の位置、即ち本実施例ではランプ溝(25)の最も深い位置に確実に戻すことが可能となり、これにより、シリンダ側スプリング(27)の付勢力によって駆動側カム板(15)を確実に非作動位置に摺動させることができる。

従って、この駆動側カム板(15)の戻りによって摩擦パッド(40)(43)をディスクロータ(5)とは離間方向に移動させることができるため、摩擦パッド(40)(43)の引き摺りを低減することが可能となる。尚、前記回動レバー(32)の先端には、ブレーキワイヤー(図示せず。)の一端を接続するとともに、該ブレーキワイヤーの他端を、運転者が操作するブレーキペダルやブレーキレバーなどのブレーキ操作子(図示せず。)に連結している。

また、前記ピストン(10)の先端面(37)中央部には、図１に示す如く平面円形で断面コ字型の嵌合凹部(38)を凹設している。そして、該ピストン(10)の先端面(37)に接続する摩擦パッド(40)の裏板には、前記嵌合凹部(38)に嵌合可能な嵌合突部(41)を形成している。また、該嵌合突部(41)の外周面にはＣクリップ(42)を係合配置するための係合溝を円周方向に凹設し、前記Ｃクリップ(42)を介して嵌合突部(41)を嵌合凹部(38)内に嵌合している。

これにより、ピストン(10)と摩擦パッド(40)とが分離困難な状態で互いに独立して回動可能に接続されるものとなる。そして、前記キャリパボディ(1)の反作用部(4)にも前記作用部(3)側の摩擦パッド(40)と同様に形成した摩擦パッド(43)を、前記作用部(3)側の摩擦パッド(40)に対向させて固定配置している。これにより、図１に示す如く反作用部(4)側の摩擦パッド(43)と作用部(3)側の摩擦パッド(40)との間にディスクロータ(5)が位置するものとなる。

上記の如く構成したものにおいて、機械式ディスクブレーキの制動を行う場合について以下に説明する。まず、リターンスプリング(36)の付勢力に抗してブレーキ操作子(図示せず。)にてブレーキワイヤー(図示せず)を牽引することにより、回動レバー(32)が一方向に回動する。そして該回動レバー(32)の回動に伴ってカムシャフト(13)と、該カムシャフト(13)に一体的に設けた駆動側カム板(15)が前記回動レバー(32)と同一方向に回動する。

尚、上記の如く駆動側カム板(15)はカムシャフト(13)とともに回動するが、前記駆動側カム板(15)に対向する固定側カム板(18)はキャリパボディ(1)に固定されているため、回動しない。更に、前記回動レバー(32)の回動により、カムシャフト(13)に一体的に組み付けたシャフト(12)と、該シャフト(12)と一体に形成したピストン(10)も回動レバー(32)と同一方向に回動する。

上記の如く、固定側カム板(18)に対して駆動側カム板(15)が回動することにより、制動開始前には対向位置にあった固定側カム板(18)のカム溝と駆動側カム板(15)のカム溝との位相がずれるものとなる。そのため、ランプ溝(25)の最も深い位置にあったカムベアリング(26)が浅い位置に移動して固定側カム板(18)と駆動側カム板(15)との間隔が広がるものとなる。これにより、固定側カム板(18)はキャリパボディ(1)に固定されているため、駆動側カム板(15)が固定側カム板(18)に対し、ディスク側スプリングの付勢力に抗してディスクロータ(5)側に摺動するものとなる。

そして該駆動側カム板(15)の摺動によって、この駆動側カム板(15)と一体に形成したカムシャフト(13)、及び該カムシャフト(13)に一体的に組み付けたシャフト(12)及びピストン(10)がともにディスクロータ(5)側に摺動する。そのため、ピストン(10)に組み付けた摩擦パッド(40)がディスクロータ(5)側に摺動してディスクロータ(5)の表面に圧接されるものとなる。

また、前記作用部(3)側の摩擦パッド(40)の移動に伴う反力によってキャリパボディ(1)が前記ピストン(10)の移動方向とは反対方向に移動し、該キャリパボディ(1)の移動によって反作用部(4)側の摩擦パッド(43)がディスクロータ(5)側に移動してディスクロータ(5)の反作用部(4)側の側面に圧接されるものとなる。これにより、図１に示す如く作用部(3)側及び反作用部(4)側にそれぞれ設けた一対の摩擦パッド(40)(43)がディスクロータ(5)の両面に圧接して機械式ディスクブレーキによる制動が行われる。

次に制動の解除について以下に説明すると、まずブレーキ操作子(図示せず。)の操作によってブレーキワイヤー(図示せず。)の牽引を解除することにより、リターンスプリング(36)の付勢力によって回動レバー(32)が制動開始前の元位置に復元する。これにより、ピストン(10)、シャフト(12)、駆動側カム板(15)、カムシャフト(13)が同時に制動時とは逆方向に回動する。

そして、駆動側カム板(15)のランプ溝(25)と固定側カム板(18)の各ランプ溝(25)が対向位置に戻され、このランプ溝(25)の移動によってカムベアリング(26)がランプ溝(25)の浅い位置から最も深い位置に復元するため、駆動側カム板(15)がシリンダ側スプリング(27)の付勢力によって固定側カム板(18)の方向に摺動して元の位置に復元する。この時、上記の如くリターンスプリング(36)の戻り荷重よりもシリンダ側スプリング(27)の戻り荷重を高く設定していることから、推力変換機構(14)のランプ溝(25)内に収容したカムベアリング(26)をブレーキ作動前の元の位置、即ち本実施例ではランプ溝(25)の最も深い位置に確実に戻すことができる。

従って、シリンダ側スプリング(27)の付勢力によって駆動側カム板(15)を確実に非作動位置に戻すことが可能となる。そして、この該駆動側カム板(15)の元位置への摺動と同時に、カムシャフト(13)、シャフト(12)及びピストン(10)もディスクロータ(5)とは離反方向に摺動するため、前記ピストン(10)に接続した摩擦パッド(40)を確実にディスクロータ(5)の離反方向に摺動させることができる。そして、作用部(3)側及び反作用部(4)側の摩擦パッド(40)(43)が反ディスクロータ(5)側に移動するため両摩擦パッド(40)(43)とディスクロータ(5)との間に間隔が生じ、機械式ディスクブレーキの制動解除が完了する。

１ キャリパボディ
２ シリンダ孔
１０ ピストン
１１ 底部
１３ カムシャフト
１４ 推力変換機構
１５ 駆動側カム板
１８ 固定側カム板
２５ ランプ溝
２６ カムベアリング
２７ シリンダ側スプリング
３２ 回動レバー
３６ リターンスプリング

Claims (1)

1. キャリパボディに形成されたシリンダ孔に組み付けたピストンと、前記ピストンよりもシリンダ孔の底部側に設けた推力変換機構とを備え、前記推力変換機構にて前記ピストンを押動するとともに、
   前記推力変換機構は、前記シリンダ孔の底部に固定配置した固定側カム板と、前記固定側カム板に対して回動可能且つシリンダ軸方向に移動可能に、該固定側カム板に貫通して設けたカムシャフトと、該カムシャフトの前記ピストン側に固定配置した駆動側カム板と、前記駆動側カム板と固定側カム板の各対向位置にそれぞれ形成されたランプ溝と、該ランプ溝に収容されたカムベアリングとを備えた機械式ディスクブレーキにおいて、
   前記シリンダ孔に配置し、一端をシリンダ孔内に突設された係合段部に当接配置するとともに、他端を前記駆動側カム板の前記ランプ溝形成面とは反対側の背面に当接配置して、前記駆動側カム板をシリンダ孔の底部側に付勢するシリンダ側スプリングと、前記カムシャフトに一体に設けた回動レバーをブレーキの非作動側に付勢するリターンスプリングとを備え、
   前記リターンスプリング側の戻り荷重よりも、シリンダ側スプリングの戻り荷重を高くしたことを特徴とする機械式ディスクブレーキ。