JP6493309B2 - ブレーキキャリパ - Google Patents

Description

本開示は、ブレーキキャリパに関する。

従来、ブレーキパッドを支持するシャフトが、ボディに設けられた開口部を貫通しているブレーキキャリパが、知られている。

特開２００８−１４４８６号公報

上記従来技術では、例えば、シャフトの外面および開口部の内面のうちいずれか一方において、外面と内面との摺動に伴う摩耗等がより少ないのが望ましい。

そこで、本開示の課題の一つは、例えば、部品の摩耗がより少ないブレーキキャリパ等、より不都合の少ない新規な構成のブレーキキャリパを得ることである。

本開示のブレーキキャリパは、例えば、間隔をあけて配置された一対の側壁と、当該一対の側壁間に渡る周壁と、を有し、上記一対の側壁と上記周壁とがディスクロータの径方向の外側から当該ディスクロータの周縁部を囲うボディと、上記側壁とディスクロータとの間に位置されたブレーキパッドと、上記側壁に支持され、作用した油圧によって上記ブレーキパッドを上記ディスクロータの側面に押し付けるピストンと、上記ブレーキパッドを支持し、上記側壁に設けられた開口部を貫通したシャフトと、を備え、上記開口部は、当該開口部の縁に沿って互いに離れた二つの接触点で上記シャフトを上記ディスクロータの周方向に保持する保持部を含む。

上記ブレーキキャリパでは、制動時等において、シャフトは、開口部に設けられた保持部によって周方向に保持され、当該開口部内での移動が抑制される。よって、上記ブレーキキャリパによれば、例えば、シャフトの外面または開口部の内面の摩耗が、抑制される。

また、上記ブレーキキャリパでは、例えば、上記開口部は、上記保持部として、上記周方向の一方に向かうほど幅が狭くなる狭小部を含む。

上記ブレーキキャリパによれば、例えば、二つの接触点でシャフトを周方向に保持する保持部を、比較的簡素な構成として得ることができる。

また、上記ブレーキキャリパは、例えば、上記シャフトを上記開口部の縁のうち上記径方向の内側または外側に押し付ける弾性部材を備え、上記保持部は、上記開口部の縁のうち上記弾性部材が上記シャフトを押し付ける側に設けられる。

上記ブレーキキャリパによれば、例えば、シャフトが開口部の縁に沿って移動する距離がより短くなるため、例えば、シャフトの外周または開口部の縁の摩耗が、より一層抑制されやすくなる。また、例えば、シャフトの開口部の縁に沿った移動に伴う弾性部材による弾性力の増大を抑制でき、ひいては、シャフトの移動によって消費されるエネルギが低減されうる。

図１は、ディスクロータの径方向外側から見た実施形態のブレーキキャリパの模式的かつ例示的な外観図である。 図２は、ディスクロータの側面と垂直な方向から見た実施形態のブレーキキャリパの模式的かつ例示的な外観図である。 図３は、図１のIII−III断面図である。 図４は、図１のIV−IV断面図である。 図５は、図１のV−V断面図である。 図６は、図３の部分的な拡大図であって、ディスクロータが図２，３のＲ１方向に回転している状態での図である。 図７は、図３の部分的な拡大図であって、ディスクロータが図２，３のＲ２方向に回転している状態での図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。なお、各図中には、便宜上、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向が示される。

図１は、実施形態のブレーキキャリパ１００の、ディスクロータ２００の径方向の外側から見た場合における模式的かつ例示的な外観図である。図２は、ブレーキキャリパ１００の、ディスクロータ２００の軸方向から見た場合における模式的かつ例示的な外観図である。なお、以下では、ディスクロータ２００の軸方向は単に軸方向と称され、ディスクロータ２００の径方向は単に径方向と称され、ディスクロータ２００の周方向は単に周方向と称される。

ディスクロータ２００は、自動車等の車両の回転するホイール（不図示）と一体に、図１，２に示される回転中心Ａｘ回りに回転する。ディスクロータ２００は、回転体であり、ディスクロータ２００の形状は、回転中心Ａｘと直交した円盤状である。

ディスクロータ２００は、二つの側面２００ａと、周面２００ｂとを有する。二つの側面２００ａは、回転中心Ａｘと直交している。二つの側面２００ａの形状は、回転中心Ａｘを中心とした円環状であり、互いに平行である。周面２００ｂの形状は、図２に示されるように、回転中心Ａｘを中心とした円筒状である。

ブレーキキャリパ１００は、車両の非回転部分、例えば車軸ハブ（不図示）に、固定される。ブレーキキャリパ１００のボディ１０は、回転するディスクロータ２００の周縁部２００ｃに沿って円弧状に延びている。

図１に示されるように、ボディ１０は、二つの側壁１１Ａ，１１Ｂと、周壁１２とを有している。二つの側壁１１Ａ，１１Ｂは、図１におけるＸ方向の両側に間隔をあけて位置されている。また、周壁１２は、二つの側壁１１Ａ，１１Ｂの同じ側の端部間、すなわち、径方向の外側（またはＺ方向）の端部間を、繋いでいる。二つの側壁１１Ａ，１１Ｂと周壁１２とは、Ｕ字状に接続されている。二つの側壁１１Ａ，１１Ｂおよび周壁１２によるＵ字構造は、ディスクロータ２００の周縁部２００ｃを径方向の外側から隙間をあけて覆っている。側壁１１Ａはディスクロータ２００の周縁部２００ｃに対してＸ方向の反対方向に離れて位置され、側壁１１Ｂはディスクロータ２００の周縁部２００ｃに対してＸ方向に離れて位置されている。また、図２に示されるように、周壁１２は、ディスクロータ２００の周面２００ｂ（周縁部２００ｃ）の径方向の外側に位置されている。ボディ１０は、ディスクロータ２００の周縁部２００ｃを、部分的に覆っている。

図１に示されるように、周壁１２は、周方向（またはＹ方向）に互いに離れた複数の連結部１２ａを含む。連結部１２ａは、軸方向（Ｘ方向）に沿って延びている。周壁１２において、周方向に隣接した二つの連結部１２ａの間には、開口１２ｂが設けられている。本実施形態では、ディスクロータ２００の周縁部２００ｃの径方向の外側で、連結部１２ａと開口１２ｂとが、周方向に沿って交互に設けられている。連結部１２ａは、接続部や、ブリッジ部等と称されうる。

ボディ１０は、例えば、鋳造や鍛造等、種々の製造方法により、製造することができる。ボディ１０の材質は、例えば、鉄系材料やアルミニウム系材料等の金属材料である。

図３は、図１のIII−III断面図である。図１に示されるように、ボディ１０の側壁１１Ａとディスクロータ２００との間には、ブレーキパッド３００Ａが配置され、ボディ１０の側壁１１Ｂとディスクロータ２００との間には、ブレーキパッド３００Ｂが配置されている。図３におけるブレーキパッド３００Ａは、Ｘ方向の反対方向に（ディスクロータ２００側から）見た図である。よって、図３では、ディスクロータ２００の側面２００ａと面するブレーキパッド３００Ａの摺動面３２ａが見えている。なお、ブレーキパッド３００Ｂは、図３に示されるブレーキパッド３００Ａとほぼ同様の形状であるため、ブレーキパッド３００Ｂについての図３に相当する図は、省略される。

図３に示されるように、ブレーキパッド３００Ａは、バックプレート３１と、ライニング３２と、を有している。

バックプレート３１は、ディスクロータ２００の周縁部２００ｃに沿って略一定幅で略円弧状に延びている。バックプレート３１の形状は、軸方向（Ｘ方向）に薄い板状である。バックプレート３１は、ディスクロータ２００側の側面３１ａと、その反対側、すなわち側壁１１Ａ，１１Ｂ側の側面３１ｂと、を有している。

ライニング３２は、バックプレート３１のディスクロータ２００側の側面３１ａに固定されている。このライニング３２には、一つのバックプレート３１に対して、三つの凸部が、隙間をあけて、周方向（またはＹ方向）に沿って配置されている。ライニング３２は、バックプレート３１のディスクロータ２００側の側面３１ａを覆っている。ライニング３２の形状は、軸方向（Ｘ方向）に薄い板状である。ライニング３２は、摺動面３２ａを有している。摺動面３２ａは、制動面と称されうる。

また、図３には、ボディ１０に設けられたピストン１３が、破線の円により簡略的に示されている。ボディ１０には、各ピストン１３を収容した不図示のシリンダが設けられている。シリンダは、ピストン１３を、軸方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に、すなわち、ディスクロータ２００の側面２００ａ（図１参照）、バックプレート３１の側面３１ａ、およびライニング３２の摺動面３２ａと垂直な方向に沿って移動可能に、収容している。

このような構成において、シリンダ内の作動油の油圧の上昇に伴って軸方向に沿って移動したピストン１３がブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂをそれぞれディスクロータ２００に押し付ける。これにより、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂのライニング３２の摺動面３２ａが、ディスクロータ２００の側面２００ａに押し付けられ、摺動面３２ａと側面２００ａとの摩擦により、ディスクロータ２００の回転が抑制される。このようにして、ディスクロータ２００ひいてはホイールが、ブレーキキャリパ１００を含むブレーキ装置により、制動され、車両が減速する。ディスクロータ２００の側面２００ａは、被制動面と称されうる。

また、図３に示されるように、ブレーキパッド３００Ａの、径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）の端部３１ｃは、インナシャフト３３に支持されている。

インナシャフト３３は、ボディ１０の側壁１１Ａの径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）の端部１１ａから、軸方向（Ｘ方向）に沿って、ディスクロータ２００に近付く方向に突出している。インナシャフト３３は、側壁１１Ａの周方向（またはＹ方向）の中央部に位置されている。また、インナシャフト３３は、略円柱状に構成されている。

バックプレート３１の径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）の端部３１ｃには、当該径方向の内側に向けてＶ字状に開放された切欠３１ｄ（開口）が設けられている。インナシャフト３３は、この切欠３１ｄに収容されている。

ブレーキパッド３００Ｂは、図示されないが、ブレーキパッド３００Ａと同様の構成により、ボディ１０の側壁１１Ｂに支持されている。すなわち、インナシャフト３３と略同じ構成のもう一つのインナシャフトが、ボディ１０の側壁１１Ｂの径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）の端部から、軸方向（Ｘ方向の反対方向）に沿って、ディスクロータ２００に近付く方向に突出している。インナシャフト３３およびもう一つのインナシャフトは、ディスクロータ２００を挟んで互いに反対側に位置されるとともに、ボディ１０の側壁１１Ａ，１１Ｂから、互いに近付く方向に突出している。

また、ブレーキパッド３００Ａの、径方向の外側（Ｚ方向）の端部３１ｅは、それぞれ、アウタシャフト３４に支持されている。

アウタシャフト３４は、図１に示されるように、ボディ１０の周壁１２に設けられた複数の開口１２ｂのうち、周方向の中央に位置された開口１２ｂにおいて、ボディ１０の側壁１１Ａ，１１Ｂの径方向の外側（Ｚ方向）の端部１１ｂ間で、軸方向（Ｘ方向）に沿って延びている。アウタシャフト３４は、略円柱状に構成されている。

図３に示されるように、ブレーキパッド３００Ａの、径方向の外側（Ｚ方向）の端部３１ｅには、当該径方向の外側に向けてＶ字状に開放された切欠３１ｆ（開口）が設けられている。アウタシャフト３４は、この切欠３１ｆに収容されている。

ブレーキパッド３００Ｂも、図示されないが、ブレーキパッド３００Ａと同様の構成により、アウタシャフト３４に支持されている。

上述したボディ１０によるブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂの支持構造において、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂは、軸方向と平行なインナシャフト３３の中心Ｃ１回りに揺動可能に、支持される。

図４は、図１のIV−IV断面図であり、図５は、図１のV−V断面図である。図４は、ボディ１０の側壁１１Ａにおける貫通孔１４が設けられた部位の断面図であり、図５は、ボディ１０の側壁１１Ｂにおける貫通孔１４が設けられた部位の断面図である。

図４，５に示されるように、アウタシャフト３４は、側壁１１Ａ，１１Ｂに設けられた貫通孔１４を貫通している。アウタシャフト３４は、ボディ１０に支持された板バネ３６（弾性部材、図１参照）により、貫通孔１４の縁のうち径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）の部分に、弾性的に押し付けられている。

また、図１に示されるように、アウタシャフト３４の軸方向の一端、例えば、Ｘ方向の端部には、拡径部３４ａが設けられている。また、図１，２に示されるように、アウタシャフト３４の軸方向の他端、例えば、Ｘ方向の反対方向の端部には、アウタシャフト３４の外径よりも径が大きいクリップ３５（抜け止め部材）が取り付けられている。拡径部３４ａおよびクリップ３５によって、アウタシャフト３４が、側壁１１Ａ，１１Ｂの貫通孔１４から脱落するのが抑制されている。アウタシャフト３４は貫通孔１４に挿入されるため、貫通孔１４の大きさは、アウタシャフト３４の外径よりも大きく設定されている。

ピストン１３が、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂをディスクロータ２００に押し付けた場合、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂには、周方向（接線方向）に沿って、ディスクロータ２００から摩擦力が作用する。ここで、上述したように、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂは、アウタシャフト３４に支持されている。また、アウタシャフト３４は、寸法公差や組み付けの容易性等が考慮され、貫通孔１４内に、隙間をもった状態で収容されている。したがって、アウタシャフト３４は、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂから周方向に押され、貫通孔１４内で周方向に移動する。

発明者らは、このような構成についての鋭意研究により、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂから力を受けたアウタシャフト３４がボディ１０の貫通孔１４の内面（縁）に沿って移動するような構成や状況にあっては、貫通孔１４の内面またはアウタシャフト３４の外面（周面）における摩耗が促進されやすくなる場合があるという知見を得た。また、発明者らは、当該移動距離が長くなるほど、摩耗が促進されやすくなるという知見を得た。

そして、発明者らは、対策の検討を重ねた結果、貫通孔１４におけるアウタシャフト３４の周方向の移動を制限することにより、貫通孔１４の内面またはアウタシャフト３４の外面における摩耗を抑制できることを見いだした。

具体的には、図４，５に示されるように、貫通孔１４の周方向の両側には、周方向に向かうほど幅（径方向の幅）が狭くなる狭小部１４ａ１，１４ａ２が設けられている。すなわち、貫通孔１４の内面には、径方向の内側（Ｚ方向の反対方向）に位置される第一の縁１４ｂと、径方向の外側（Ｚ方向）かつ周方向の両側（Ｙ方向およびＹ方向の反対方向）に位置され周方向に対して傾斜した第二の縁１４ｃ１，１４ｃ２と、が含まれている。第一の縁１４ｂと、第二の縁１４ｃ１，１４ｃ２とは、軸方向から見て（図４，５のビューにおいて）、周方向に向けて細くなる貫通孔１４の隅部、すなわち狭小部１４ａ１，１４ａ２を構成している。

図６，７は、図３の部分的な拡大図である。図６は、ディスクロータが図２，３のＲ１方向に回転している状態での図であり、図７は、ディスクロータが図２，３のＲ２方向に回転している状態での図である。

ディスクロータ２００が図２のＲ１方向に回転している状態で、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂがピストン１３によってディスクロータ２００に押しつけられると、図６に示されるように、アウタシャフト３４は貫通孔１４内でＲ１方向に移動し、狭小部１４ａ１に保持される。すなわち、アウタシャフト３４は、貫通孔１４の第一の縁１４ｂと第二の縁１４ｃ１とによって、挟まれる。

他方、ディスクロータ２００が図２のＲ２方向に回転している状態で、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂがピストン１３によってディスクロータ２００に押しつけられると、図７に示されるように、アウタシャフト３４は貫通孔１４内でＲ２方向に移動し、狭小部１４ａ２に保持される。すなわち、アウタシャフト３４は、貫通孔１４の第一の縁１４ｂと第二の縁１４ｃ２とによって、挟まれる。

このように、アウタシャフト３４は、貫通孔１４内で移動する際に、狭小部１４ａ１，１４ａ２に、一時的に保持されうる。狭小部１４ａ１，１４ａ２によるアウタシャフト３４の保持状態は、例えば、ディスクロータ２００の回転方向の変化や、車両の加速度の変化等により、容易に解消されうる。

以上、説明したように、本実施形態では、ボディ１０に設けられた貫通孔１４（開口部）は、例えば、周方向の一方に向かうほど幅が狭くなる狭小部１４ａ１，１４ａ２（保持部）を含む。

よって、制動時に、ボディ１０に支持されたアウタシャフト３４は、狭小部１４ａ１，１４ａ２において、互いに離れた二つの接触点Ｃｐ（支持点、挟持点、接触領域）で、すなわち、第一の縁１４ｂにおけるアウタシャフト３４との接触点Ｃｐ（図６，７）と、第二の縁１４ｃ１におけるアウタシャフト３４との接触点Ｃｐ（図６）または第二の縁１４ｃ２におけるアウタシャフト３４との接触点Ｃｐ（図７）と、で保持され（挟持され）、貫通孔１４内での移動が制限される。よって、例えば、貫通孔１４内でのアウタシャフト３４の移動に伴うアウタシャフト３４の外面または貫通孔１４の内面の摩耗が、抑制される。また、例えば、狭小部１４ａ１，１４ａ２によってアウタシャフト３４が保持されることにより、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂの振動が抑制されるため、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂの振動に起因する音、例えば所謂ブレーキの鳴きが発生するのが、抑制される。

また、本実施形態では、貫通孔１４に狭小部１４ａ１，１４ａ２が設けられることにより、貫通孔１４において、互いに離れた二つの接触点を、比較的容易に得ることができる。

また、ブレーキパッド３００Ａ，３００Ｂは、ディスクロータ２００から摩擦力を受ける。この場合、アウタシャフト３４は、相対的に、貫通孔１４の内面に沿って移動する。上述したように、板バネ３６がアウタシャフト３４に径方向の内側に弾性力を与え、アウタシャフト３４を貫通孔１４の第一の縁１４ｂに弾性的に押し付けている構成にあっては、アウタシャフト３４は、当該第一の縁１４ｂに沿って移動する。

ここで、仮に、狭小部１４ａ１，１４ａ２が、貫通孔１４の中心Ｃ２よりも径方向の外側に位置されていた場合、アウタシャフト３４が狭小部１４ａ１，１４ａ２へ第一の縁１４ｂに沿って移動する距離が、本実施形態のように狭小部１４ａ１，１４ａ２が貫通孔１４の中心Ｃ２よりも径方向の内側に位置されていた場合に比べて、長くなってしまう。さらに、この場合、アウタシャフト３４は、板バネ３６の弾性力に抗して、すなわち板バネ３６による弾性的な押し付け力を高めながら、狭小部１４ａ１，１４ａ２へ移動することになる。

この点、本実施形態では、狭小部１４ａ１，１４ａ２は、貫通孔１４（開口部）の中心Ｃ２から径方向の内側に向けて延び、中心Ｃ２よりも径方向の内側に位置されている。すなわち、狭小部１４ａ１，１４ａ２は、貫通孔１４の内面のうち、板バネ３６（弾性部材）によってアウタシャフト３４が押し付けられる側に、設けられている。よって、アウタシャフト３４が第一の縁１４ｂに沿って移動する距離をより短くすることができる。また、アウタシャフト３４の移動に伴う板バネ３６の弾性力の増大を抑制することができる。したがって、例えば、アウタシャフト３４の外面または貫通孔１４の内面の摩耗が、より一層抑制されやすくなる。また、例えば、アウタシャフト３４の移動によって消費されるエネルギ、すなわちエネルギロスが、低減されうる。なお、中心Ｃ２は、貫通孔１４の軸方向から見た場合の、幾何学的な重心（中心）である。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成要素や、数値、条件等は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、ブレーキパッドがボディに揺動可能に支持される構成への適用例が開示されたが、本発明は、ブレーキパッドのボディによる支持形態によらず、ボディに設けられたシャフトがブレーキパッドに設けられた開口部に挿入される構成に、適用することができる。

また、保持部は、互いに離れた二つの接触点が得られるものであればよく、上記実施形態で開示された狭小部には限定されない。例えば、開口部の内面（縁）は、シャフトの外径よりも大きな曲率半径を有した曲面や、平面等であってもよい。狭小部は、三角形状の尖部を有さなくてもよい。また、開口部は、例えば、切欠や凹部など、貫通孔で無くてもよい。

また、例えば、弾性部材が、開口部を貫通するシャフトを、開口部の径方向の外側の縁に向けて押し付ける構成にあっては、保持部または狭小部は、開口部の縁のうち径方向の外側に設けられる。なお、弾性部材は、板バネには限定されず、例えば、線バネやコイルスプリング等であってもよい。

１０…ボディ、１１Ａ，１１Ｂ…側壁、１２…周壁、１３…ピストン、１４…貫通孔（開口部）、１４ａ１，１４ａ２…狭小部（保持部）、１４ｂ…第一の縁（縁）、１４ｃ１，１４ｃ２…第二の縁（縁）、３４…アウタシャフト（シャフト）、１００…ブレーキキャリパ、２００…ディスクロータ、２００ｃ…周縁部、３００Ａ，３００Ｂ…ブレーキパッド、Ｃ２…中心、Ｃｐ…接触点。

Claims (3)

1. 間隔をあけて配置された一対の側壁と、当該一対の側壁間に渡る周壁と、を有し、前記一対の側壁と前記周壁とがディスクロータの径方向の外側から当該ディスクロータの周縁部を囲うボディと、
   前記側壁とディスクロータとの間に位置されたブレーキパッドと、
   前記側壁に支持され、作用した油圧によって前記ブレーキパッドを前記ディスクロータの側面に押し付けるピストンと、
   前記ブレーキパッドを支持し、前記側壁に設けられた開口部を貫通したシャフトと、
   を備え、
   前記開口部は、当該開口部の縁に沿って互いに離れた二つの接触点で前記シャフトを前記ディスクロータの周方向に保持する保持部を含む、ブレーキキャリパ。
2. 前記開口部は、前記保持部として、前記周方向の一方に向かうほど幅が狭くなる狭小部を含む、請求項１に記載のブレーキキャリパ。
3. 前記シャフトを前記開口部の縁のうち前記径方向の内側または外側に押し付ける弾性部材を備え、
   前記保持部は、前記開口部の縁のうち前記弾性部材が前記シャフトを押し付ける側に設けられた、請求項１または２に記載のブレーキキャリパ。

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