ディスクブレーキ
【課題】制動時のピストン突出量を均一にしてディスクロータ空転時の引き摺りの発生を防止することのできるディスクブレーキを提供する。
【解決手段】ディスクロータの両面に配置される一対のパッドを保持するキャリア５と、パッドを押圧するピストンを備えたキャリパ７を別体ブロックとして形成する。キャリパ７は支持ピン２１を介してキャリア５に軸方向に摺動可能に支持させる。キャリア５とキャリパ７の間に、キャリパ７をセンタリングするコイルスプリング２４を介装する。
【解決手段】ディスクロータの両面に配置される一対のパッドを保持するキャリア５と、パッドを押圧するピストンを備えたキャリパ７を別体ブロックとして形成する。キャリパ７は支持ピン２１を介してキャリア５に軸方向に摺動可能に支持させる。キャリア５とキャリパ７の間に、キャリパ７をセンタリングするコイルスプリング２４を介装する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の車輪制動等に用いられるディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の車輪制動に用いられるディスクブレーキは、車輪側に一体にディスクロータが取り付けられるとともに、車体側に取り付けられるキャリパにシリンダ部が設けられ、このシリンダ部のボア内に収容されたピストンが摩擦材であるパッドを介してディスクロータを押圧する構造となっている。
この種のディスクブレーキとして、ディスクロータのディスク軸線方向両側に夫々パッドを配置し、その両パッドを、対向配置された一対のピストンによって押圧する対向ピストン型のディスクブレーキが知られている。このディスクブレーキは、キャリパが車両の非回転部に固定されるとともに、対を成すパッドがディスク軸線方向に沿うピンによってキャリパに摺動自在に支持されるとともに、キャリパにパッドのディスク回転方向両端を支持する受承部が設けられ、この受承部によってパッドに作用する制動トルクを受け止めるようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
この対向ピストン型のディスクブレーキにおいては、ピストンがキャリパ内部のピストンシールのリトラクト機能によって、それぞれ制動解除後に規定量後退するようになっているため、パッドクリアランスのコントロール性が良くなっている。
【特許文献１】特開２００６−２０７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の対向ピストン型のディスクブレーキは、キャリパが車両の非回転部に固定されて不動であるため、制動時にディスクロータの熱によって発生するロータの熱倒れの状態では、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置からずれてしまうため、対向配置されたそれぞれのピストンの突出量が不均一になってしまう。この突出量の不均一な状態で制動が解除されて、それぞれのピストンが規定量後退しても突出量の不均一は解消されない。この状態でディスクロータの空転でロータ自体が冷却されていくと、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置に戻ることになるが、このときの移動方向は、突出量が多いピストンの方向になってしまう。このため、この突出量が多い側のピストンに対応するパッドがディスクロータに接触する、いわゆる引き摺りが発生し、この引き摺りとディスクロータの空転時の波打ち変形によってディスクロータの肉厚の変動を助長してしまい、これがブレーキジャダーの一因となっている。
【０００４】
そこで、この発明は、制動時のピストン突出量を均一にしてディスクロータ空転時の引き摺りの発生を防止することのできるディスクブレーキを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ディスクロータの両面に配置される一対のパッドをディスクロータの軸方向に摺動可能に支持して該パッドに制動トルクを受承するキャリアと、該キャリアに摺動可能に支持され、前記一対のパッドをそれぞれ押圧するべく、対向して設けられたピストンを有するキャリパとからなり、前記キャリアとキャリパとの間には、前記キャリパのディスクロータ軸方向中心を前記ディスクロータ中心にセンタリングするばね手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータに近接させる方向に付勢することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記パッドを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢し、前記パッドを介して前記ピストンから前記キャリパに付勢力を伝達することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のディスクブレーキにおいて、前記キャリアと前記パッドとの間には、該パッドをディスクロータ半径方向に押圧するパッドスプリングが設けられており、該パッドスプリングに前記ばね手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、パッドを通して制動トルクを受承するキャリアに、ピストンを保持するキャリパが摺動自在に支持され、キャリアとキャリパの間に、キャリパのディスクロータ軸方向中心をディスクロータ中心にセンタリングするばね手段が設けられているため、制動時にディスクロータの熱によって発生するロータの熱倒れによって、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置からずれてしまっても、キャリパはディスクロータ外周の軸方向の位置ずれに追従でき、対向配置されたそれぞれのピストンの突出量を均一にすることができ、ディスクロータ空転時の、パッドとブレーキロータの不要な接触、いわゆる引き摺りを未然に防止することができる。
したがって、上記引き摺りに基因するブレーキロータの肉厚の変動を防止できるため、該肉厚変動によるブレーキジャダーの発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
このディスクブレーキ１は、図示する本体ブロックが車軸支持用のナックル（図示せず）にボルト締結によって一体に取り付けられ、車輪と一体回転するディスクロータ３（図３，図４参照。）を両側から押圧することによって制動力を発生するようになっている。なお、以下においては、車両への取付状態をもって説明し、この取付状態におけるディスクロータ３の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ３の軸線方向をディスク軸線方向と称し、さらに、ディスクロータ３の円周方向をディスク円周方向と称すものとする。
【００１２】
このディスクブレーキ１の本体ブロックは、ナックルに直接ボルト結合され、ディスクロータ３に圧接されるパッド４，４を主に保持するキャリア５と、パッド４，４を押圧するピストン６…を有するキャリパ７と、を備えている。このディスクブレーキ１は、ディスクロータ３の外周縁部の通過を許容する略円弧状のディスク通過リセス８（図６）がキャリア５とキャリパ７に跨って形成され、キャリア５のディスク半径方向外側にキャリパ７が重合されるかたちで配置されている。
【００１３】
このディスクブレーキ１は、対向ピストン型のブレーキであり、キャリア５に保持されるパッド４，４がディスクロータ３のディスク軸線方向両側に配置されるとともに、キャリパ７に保持されるピストン６…が各パッド４の背部を押圧するようにディスクロータ３の両側に夫々配置される。この実施形態の場合、ディスクロータ３の片側につき２つのピストン６，６がディスク回転方向に並んで配置され、並列に配置された２つのピストン６，６がディスク円周方向に横長のパッド４の背部を押圧するようになっている。
【００１４】
キャリパ７は、ディスクロータ３を挟んで車幅方向内側と外側にインナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０を夫々備え、各シリンダ部９，１０に、ピストン６を摺動自在に収容するボア１１（図２〜図４参照。）がディスク軸線方向に沿って形成されている。そして、インナ側とアウタ側の両シリンダ部９，１０は、ディスクロータ３の径方向外側を跨ぐブリッジ部１２によって相互に連結され、このブリッジ部１２と両側のシリンダ部９，１０に囲まれた領域がキャリパ７側のディスク通過リセスとされている。また、キャリパ７内の各ボア１１は、キャリパ７内の図示しない給排通路によって相互に接続されるとともに、キャリパ７のインナ側のシリンダ部９に配置された給排プラグ１３を通してブレーキ液が給排されるようになっている。
この実施形態の場合、インナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０はブリッジ部１２とともに一体に形成されている。ただし、これらは別体に形成して適宜ボルトによって結合するようにしても良い。
【００１５】
キャリパ７全体は、図３，図４に示すようにディスク軸線方向から見た側面視が略円弧状に形成されているが、インナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０のディスク円周方向の両端部には、キャリパ７をキャリア５に支持させるためのアーム部１５が延設されている。また、両シリンダ部９，１０を連結するブリッジ部１２には、図１，図２に示すようにディスク半径方向に貫通する一対の長孔状の確認窓３０が形成され、キャリパ７のディスク半径方向外側からこの確認窓３０を通してパッド４の減り具合等を確認できるようになっている。
【００１６】
一方、キャリア５は、図６に示すようにディスクロータ３を挟んで車幅方向内側と外側にインナ壁１６とアウタ壁１７が設けられ、この両壁１６，１７のディスク円周方向の両縁部がキャリパ７の外形の円弧に連続するように円弧を成してブリッジ部１８，１８が形成されるとともに、この両縁の円弧部分がディスク軸線方向に延びてインナ壁１６とアウタ壁１７が相互に連結されている。
【００１７】
インナ壁１６とアウタ壁１７の各ディスク円周方向中央領域の上部には、図３，図４に示すように、パッド４と、パッド４を支持する裏金２９を、ディスク軸線方向に摺動可能に支持するガイド部１６ａ，１６ａ，１７ａ，１７ａが設けられている。この各ガイド部１６ａ，１７ａは、パッド４の制動トルクを受け止める受承部となっている。
また、この各ガイド部１６ａ，１７ａとパッド４の裏金２９との間には、パッド４，４の摺動性を高めるためのステンレスの板材で形成されたパッドスプリング２７ａ，２８ａが設けられており、このパッドスプリング２７ａ，２８ａによりパッド４はディスクロータ半径方向外方に付勢されている。
インナ壁１６の下端（ディスク半径方向内側の端部）には、図３，図４に示すように、延出部１９が設けられ、この延出部１９のディスク円周方向に離間した２位置にキャリア５をナックルにボルト締結するための締結孔２が設けられている。
【００１８】
また、インナ壁１６とアウタ壁１７のディスク円周方向の両端の外面には、図６に示すように、ディスク軸線方向に沿うガイド穴２０がそれぞれ形成されている。この各ガイド穴２０は、キャリパ７の各アーム部１５に突設された支持ピン２１が摺動自在に嵌入される部分であり、各ガイド穴２０に支持ピン２１が嵌合されることにより、キャリパ７がキャリア５に対してディスク軸線方向に摺動可能に支持されるようになっている。この実施形態の場合、インナ壁１６側のガイド穴２０とアウタ壁１７側のガイド穴２０は一対一で対応し、それぞれ対応するもの同士が同一軸線上に配置されている。ただし、インナ壁１６側とアウタ壁１７側の各ガイド穴２０は、例えば、インナ壁１６側が１つ、アウタ壁１７が２つのようにそれぞれ異なる個数であっても良い。
【００１９】
各支持ピン２１は、ガイド穴２０に挿入される挿入軸部２１ａと、アーム部１５の裏面に当接する六角フランジ部２１ｂと、六角フランジ部２１ｂと挿入軸部２１ａの間に配置され、挿入軸部２１ａよりも大径のボス部２１ｃと、を備え、六角フランジ部２１ｂの端面には、ねじ穴２１ｄが設けられている。ねじ穴２１ｄには、キャリパ７側のアーム部１５を貫通する締結ボルト２２が螺合され、それによって支持ピン２１が対応するアーム部１５に一体に結合されるようになっている。なお、この実施形態の場合、支持ピン２１は別体の締結ボルト２２によってアーム部１５に固定されているが、アーム部１５に直接ねじ固定する等その他の種々の形態でアーム部１５に取り付けることも可能である。
【００２０】
また、キャリア５側（インナ壁１６とアウタ壁１７）の各ガイド穴２０の開口縁部には、それぞれボス部２３が突設され、この各ボス部２３が対応する支持ピン２１のボス部２１ｃに対面するようになっている。そして、キャリア５と各支持ピン２１の各ボス部２３，２１ｃの間には、支持ピン２１の挿入軸部２１ａの外周に嵌装されたコイルスプリング２４が介装されている。このコイルスプリング２４は、キャリパ７のディスクロータ軸方向中心位置をキャリア５の厚み方向（ディスク軸線方向）の中心位置にセンタリングするためのばね手段であり、厚み方向両側のコイルスプリング２４のばね荷重がほぼ同じに設定されている。この実施形態の場合、コイルスプリング２４は、キャリパ７の厚み方向両側のアーム部１５をキャリア５に対して離間させる方向に付勢するように圧縮ばねとして用いられている。ただし、ばね手段は、キャリパ７のアーム部１５をキャリア５に対して近接させる方向に付勢するように引っ張りばねとして用いることも可能である。また、ばね手段としては、コイルスプリング２４に限らず他の種々のばねを採用することが可能である。なお、図６中、２５は、キャリパ７側と支持ピン２１側のボス部２３，２１ｃの周囲に跨って装着された蛇腹状のシール部材である。
【００２１】
ところで、初期状態（ブレーキ非作動時）におけるボス部２３，２１ｃ間の距離Ｌは、制動時の摩擦熱等によるディスクロータ３の熱倒れが生じた場合や、車両旋回時の遠心力等の外力によってキャリパ７がキャリア５に対してディスク軸線方向に変位したときに、ディスクロータ３が非制動時にパッド４に接触することがないように設定されている。なお、キャリパ７内に組み込まれるピストン６とボア１１の間には、図示しないピストンシールによるパッド摩耗に対する自動調整機構が設けられている。このため、経時使用によってパッド４が磨耗した場合であっても、その磨耗によってパッド４とディスクロータ３の間の距離が変化することはない。
【００２２】
また、コイルスプリング２４のばね荷重は、車両旋回時の遠心力とキャリパ７の質量を積算した値よりも大きいことが望ましいが、ばね組み付け性を考慮すると、それよりも小さい値であっても良い。すなわち、この実施形態においては、前述のようにボス部２３，２１ｃ間の距離Ｌが、非制動時にパッド４とディスクロータ３が接触することのない距離に設定されているため、コイルスプリング２４のばね荷重以上の外力が作用した場合であっても、ボス部２３，２１ｃが変位規制ストッパとして機能し、パッド４とディスクロータ３の不要な接触、いわゆる引き摺りを回避することができる。
【００２３】
以上のように構成されたこのディスクブレーキ１は、制動時にシリンダ部９，１０の各ボア１１にブレーキ液が供給されると、各ボア１１内のピストン６が液圧を受けて前進し、ピストン６が裏金２９を介して対応するパッド４を前進させる。これにより、ディスクロータ３の両側のパッド４が同様にディスク３の両面に圧接され、それによって制動力が作用するようになる。
【００２４】
一方、このときパッド４に作用する制動トルクは、キャリア５のガイド部によって受け止められる。この制動トルクは、キャリア５に応力として作用するが、キャリア５とキャリパ７とは別体に形成され、ガイド穴２０と支持ピン２１による嵌合によって係合されているため、制動トルクに起因する応力がキャリパ７に直接的に作用することはない。つまり、このディスクブレーキ１では、キャリア５のガイド部がパッド４のディスク円周方向とディスク半径方向の変位を規制し、キャリパ７側はピストン６のみでパッド４と一体の裏金２９に接触するようになっているため、キャリパ７には制動トルクに起因する応力は直接作用しない。
【００２５】
このため、このディスクブレーキ１においては、制動トルクに起因する応力によってキャリパ７のシリンダ部９，１０に撓み変形が生じることがなく、ボア１１の変形や傾きによってピストン６の摺動が阻害されたり、ピストン６の押圧方向が傾斜する不具合は生じない。したがって、このディスクブレーキ１においては、常にピストン６の安定した作動を得ることができ、ブレーキ鳴きの発生を未然に防止することができる。
【００２６】
また、繰り返し制動による摩擦熱等によってディスクロータ３に軸方向の熱倒れが生じてキャリパ７に対するディスクロータ３外周の位置が軸方向にずれた場合には、制動に際して一方のパッド４が先にディスクロータ３に当接すると、その当接反力を受けてキャリパ７全体が一方のパッド４のある側に変位し、それによって両側のパッド４がディスクロータ３の両面に均一に当接するようになる。
したがって、このディスクブレーキ１においては、ディスクロータ３の軸方向の変形に拘わらず、対向配置されるピストン６、６の突出量が均一となり、ディスクロータ３の両面で安定した制動を得ることができるとともに、パッド４の偏摩耗や、それによるディスクロータの肉厚変動やジャダの発生を未然に防止することができる。
【００２７】
さらに、このディスクブレーキ１は、ピストン６を保持するキャリパ７がキャリア５に対してコイルスプリング２４でセンタリングされるようになっているため、制動時に熱倒れしたディスクロータ３が制動解除後、空転時に冷却して正規の軸方向位置に戻ったとしても、コイルスプリング２４の力によってキャリパ７を初期位置に速やかに復帰させることができる。また、車両旋回時の遠心力等の外力を受けてキャリパ７が大きく変位しようとするのをコイルスプリング２４の力で抑制することができるとともに、外力が解除された際にコイルスプリング２４の力によって初期位置に速やかに復帰させることができる。したがって、キャリパ７の不要な移動によって回転中のディスクロータ３にパッド４が接触する、いわゆる引き摺りを防止することができる。
【００２８】
また、特に、この実施形態においては、キャリア５側のボス部２３と支持ピン２１のボス部２１ｃが向かい合って配置され、これらのボス部２３，２１ｃがキャリア５に対するキャリパ７の過大変位を規制するストッパとして機能するようになっているため、ディスクロータ３に対する不要なパッド４の接触をより確実に防止することができる。
【００２９】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、キャリア５側のボス部２３とキャリパ７側のアーム部１５の間にばね手段であるコイルスプリング２４を配置してキャリパ７をセンタリングするようにしているが、上述したパッドスプリング２７ａ，２８ａにキャリパ７をディスクロータ３から離間する方向、または、キャリパ７をディスクロータ３へ近接させる方向に付勢する付勢片を形成してセンタリングを行うようにしてもよい。また、左右の各パッド４に取り付けられる裏金２９に、パッド４をキャリア５に対してディスクロータ３から離間する方向に付勢するパッド戻しばねを設け、その各パッド戻しばねのばね力を、ピストン６を介してキャリパ７にセンタリングのための付勢力として作用させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態のディスクブレーキの斜視図。
【図２】同実施形態のディスクブレーキの平面図。
【図３】同実施形態のディスクブレーキの図２のＡ矢視図。
【図４】同実施形態のディスクブレーキの図２のＢ矢視図。
【図５】同実施形態のディスクブレーキの図２のＣ矢視図。
【図６】同実施形態のディスクブレーキの図２のＤ−Ｄ断面に対応する断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１…ディスクブレーキ
３…ディスクロータ
４…パッド
５…キャリア
６…ピストン
７…キャリパ
２４…コイルスプリング（ばね手段）
２７ａ、２８ａ…パッドスプリング
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の車輪制動等に用いられるディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の車輪制動に用いられるディスクブレーキは、車輪側に一体にディスクロータが取り付けられるとともに、車体側に取り付けられるキャリパにシリンダ部が設けられ、このシリンダ部のボア内に収容されたピストンが摩擦材であるパッドを介してディスクロータを押圧する構造となっている。
この種のディスクブレーキとして、ディスクロータのディスク軸線方向両側に夫々パッドを配置し、その両パッドを、対向配置された一対のピストンによって押圧する対向ピストン型のディスクブレーキが知られている。このディスクブレーキは、キャリパが車両の非回転部に固定されるとともに、対を成すパッドがディスク軸線方向に沿うピンによってキャリパに摺動自在に支持されるとともに、キャリパにパッドのディスク回転方向両端を支持する受承部が設けられ、この受承部によってパッドに作用する制動トルクを受け止めるようになっている。（例えば、特許文献１参照）。
この対向ピストン型のディスクブレーキにおいては、ピストンがキャリパ内部のピストンシールのリトラクト機能によって、それぞれ制動解除後に規定量後退するようになっているため、パッドクリアランスのコントロール性が良くなっている。
【特許文献１】特開２００６−２０７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の対向ピストン型のディスクブレーキは、キャリパが車両の非回転部に固定されて不動であるため、制動時にディスクロータの熱によって発生するロータの熱倒れの状態では、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置からずれてしまうため、対向配置されたそれぞれのピストンの突出量が不均一になってしまう。この突出量の不均一な状態で制動が解除されて、それぞれのピストンが規定量後退しても突出量の不均一は解消されない。この状態でディスクロータの空転でロータ自体が冷却されていくと、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置に戻ることになるが、このときの移動方向は、突出量が多いピストンの方向になってしまう。このため、この突出量が多い側のピストンに対応するパッドがディスクロータに接触する、いわゆる引き摺りが発生し、この引き摺りとディスクロータの空転時の波打ち変形によってディスクロータの肉厚の変動を助長してしまい、これがブレーキジャダーの一因となっている。
【０００４】
そこで、この発明は、制動時のピストン突出量を均一にしてディスクロータ空転時の引き摺りの発生を防止することのできるディスクブレーキを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ディスクロータの両面に配置される一対のパッドをディスクロータの軸方向に摺動可能に支持して該パッドに制動トルクを受承するキャリアと、該キャリアに摺動可能に支持され、前記一対のパッドをそれぞれ押圧するべく、対向して設けられたピストンを有するキャリパとからなり、前記キャリアとキャリパとの間には、前記キャリパのディスクロータ軸方向中心を前記ディスクロータ中心にセンタリングするばね手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータに近接させる方向に付勢することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のディスクブレーキにおいて、前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記パッドを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢し、前記パッドを介して前記ピストンから前記キャリパに付勢力を伝達することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のディスクブレーキにおいて、前記キャリアと前記パッドとの間には、該パッドをディスクロータ半径方向に押圧するパッドスプリングが設けられており、該パッドスプリングに前記ばね手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、パッドを通して制動トルクを受承するキャリアに、ピストンを保持するキャリパが摺動自在に支持され、キャリアとキャリパの間に、キャリパのディスクロータ軸方向中心をディスクロータ中心にセンタリングするばね手段が設けられているため、制動時にディスクロータの熱によって発生するロータの熱倒れによって、キャリパに対してディスクロータ外周の軸方向位置が正規の位置からずれてしまっても、キャリパはディスクロータ外周の軸方向の位置ずれに追従でき、対向配置されたそれぞれのピストンの突出量を均一にすることができ、ディスクロータ空転時の、パッドとブレーキロータの不要な接触、いわゆる引き摺りを未然に防止することができる。
したがって、上記引き摺りに基因するブレーキロータの肉厚の変動を防止できるため、該肉厚変動によるブレーキジャダーの発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
このディスクブレーキ１は、図示する本体ブロックが車軸支持用のナックル（図示せず）にボルト締結によって一体に取り付けられ、車輪と一体回転するディスクロータ３（図３，図４参照。）を両側から押圧することによって制動力を発生するようになっている。なお、以下においては、車両への取付状態をもって説明し、この取付状態におけるディスクロータ３の半径方向をディスク半径方向と称し、ディスクロータ３の軸線方向をディスク軸線方向と称し、さらに、ディスクロータ３の円周方向をディスク円周方向と称すものとする。
【００１２】
このディスクブレーキ１の本体ブロックは、ナックルに直接ボルト結合され、ディスクロータ３に圧接されるパッド４，４を主に保持するキャリア５と、パッド４，４を押圧するピストン６…を有するキャリパ７と、を備えている。このディスクブレーキ１は、ディスクロータ３の外周縁部の通過を許容する略円弧状のディスク通過リセス８（図６）がキャリア５とキャリパ７に跨って形成され、キャリア５のディスク半径方向外側にキャリパ７が重合されるかたちで配置されている。
【００１３】
このディスクブレーキ１は、対向ピストン型のブレーキであり、キャリア５に保持されるパッド４，４がディスクロータ３のディスク軸線方向両側に配置されるとともに、キャリパ７に保持されるピストン６…が各パッド４の背部を押圧するようにディスクロータ３の両側に夫々配置される。この実施形態の場合、ディスクロータ３の片側につき２つのピストン６，６がディスク回転方向に並んで配置され、並列に配置された２つのピストン６，６がディスク円周方向に横長のパッド４の背部を押圧するようになっている。
【００１４】
キャリパ７は、ディスクロータ３を挟んで車幅方向内側と外側にインナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０を夫々備え、各シリンダ部９，１０に、ピストン６を摺動自在に収容するボア１１（図２〜図４参照。）がディスク軸線方向に沿って形成されている。そして、インナ側とアウタ側の両シリンダ部９，１０は、ディスクロータ３の径方向外側を跨ぐブリッジ部１２によって相互に連結され、このブリッジ部１２と両側のシリンダ部９，１０に囲まれた領域がキャリパ７側のディスク通過リセスとされている。また、キャリパ７内の各ボア１１は、キャリパ７内の図示しない給排通路によって相互に接続されるとともに、キャリパ７のインナ側のシリンダ部９に配置された給排プラグ１３を通してブレーキ液が給排されるようになっている。
この実施形態の場合、インナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０はブリッジ部１２とともに一体に形成されている。ただし、これらは別体に形成して適宜ボルトによって結合するようにしても良い。
【００１５】
キャリパ７全体は、図３，図４に示すようにディスク軸線方向から見た側面視が略円弧状に形成されているが、インナ側シリンダ部９とアウタ側シリンダ部１０のディスク円周方向の両端部には、キャリパ７をキャリア５に支持させるためのアーム部１５が延設されている。また、両シリンダ部９，１０を連結するブリッジ部１２には、図１，図２に示すようにディスク半径方向に貫通する一対の長孔状の確認窓３０が形成され、キャリパ７のディスク半径方向外側からこの確認窓３０を通してパッド４の減り具合等を確認できるようになっている。
【００１６】
一方、キャリア５は、図６に示すようにディスクロータ３を挟んで車幅方向内側と外側にインナ壁１６とアウタ壁１７が設けられ、この両壁１６，１７のディスク円周方向の両縁部がキャリパ７の外形の円弧に連続するように円弧を成してブリッジ部１８，１８が形成されるとともに、この両縁の円弧部分がディスク軸線方向に延びてインナ壁１６とアウタ壁１７が相互に連結されている。
【００１７】
インナ壁１６とアウタ壁１７の各ディスク円周方向中央領域の上部には、図３，図４に示すように、パッド４と、パッド４を支持する裏金２９を、ディスク軸線方向に摺動可能に支持するガイド部１６ａ，１６ａ，１７ａ，１７ａが設けられている。この各ガイド部１６ａ，１７ａは、パッド４の制動トルクを受け止める受承部となっている。
また、この各ガイド部１６ａ，１７ａとパッド４の裏金２９との間には、パッド４，４の摺動性を高めるためのステンレスの板材で形成されたパッドスプリング２７ａ，２８ａが設けられており、このパッドスプリング２７ａ，２８ａによりパッド４はディスクロータ半径方向外方に付勢されている。
インナ壁１６の下端（ディスク半径方向内側の端部）には、図３，図４に示すように、延出部１９が設けられ、この延出部１９のディスク円周方向に離間した２位置にキャリア５をナックルにボルト締結するための締結孔２が設けられている。
【００１８】
また、インナ壁１６とアウタ壁１７のディスク円周方向の両端の外面には、図６に示すように、ディスク軸線方向に沿うガイド穴２０がそれぞれ形成されている。この各ガイド穴２０は、キャリパ７の各アーム部１５に突設された支持ピン２１が摺動自在に嵌入される部分であり、各ガイド穴２０に支持ピン２１が嵌合されることにより、キャリパ７がキャリア５に対してディスク軸線方向に摺動可能に支持されるようになっている。この実施形態の場合、インナ壁１６側のガイド穴２０とアウタ壁１７側のガイド穴２０は一対一で対応し、それぞれ対応するもの同士が同一軸線上に配置されている。ただし、インナ壁１６側とアウタ壁１７側の各ガイド穴２０は、例えば、インナ壁１６側が１つ、アウタ壁１７が２つのようにそれぞれ異なる個数であっても良い。
【００１９】
各支持ピン２１は、ガイド穴２０に挿入される挿入軸部２１ａと、アーム部１５の裏面に当接する六角フランジ部２１ｂと、六角フランジ部２１ｂと挿入軸部２１ａの間に配置され、挿入軸部２１ａよりも大径のボス部２１ｃと、を備え、六角フランジ部２１ｂの端面には、ねじ穴２１ｄが設けられている。ねじ穴２１ｄには、キャリパ７側のアーム部１５を貫通する締結ボルト２２が螺合され、それによって支持ピン２１が対応するアーム部１５に一体に結合されるようになっている。なお、この実施形態の場合、支持ピン２１は別体の締結ボルト２２によってアーム部１５に固定されているが、アーム部１５に直接ねじ固定する等その他の種々の形態でアーム部１５に取り付けることも可能である。
【００２０】
また、キャリア５側（インナ壁１６とアウタ壁１７）の各ガイド穴２０の開口縁部には、それぞれボス部２３が突設され、この各ボス部２３が対応する支持ピン２１のボス部２１ｃに対面するようになっている。そして、キャリア５と各支持ピン２１の各ボス部２３，２１ｃの間には、支持ピン２１の挿入軸部２１ａの外周に嵌装されたコイルスプリング２４が介装されている。このコイルスプリング２４は、キャリパ７のディスクロータ軸方向中心位置をキャリア５の厚み方向（ディスク軸線方向）の中心位置にセンタリングするためのばね手段であり、厚み方向両側のコイルスプリング２４のばね荷重がほぼ同じに設定されている。この実施形態の場合、コイルスプリング２４は、キャリパ７の厚み方向両側のアーム部１５をキャリア５に対して離間させる方向に付勢するように圧縮ばねとして用いられている。ただし、ばね手段は、キャリパ７のアーム部１５をキャリア５に対して近接させる方向に付勢するように引っ張りばねとして用いることも可能である。また、ばね手段としては、コイルスプリング２４に限らず他の種々のばねを採用することが可能である。なお、図６中、２５は、キャリパ７側と支持ピン２１側のボス部２３，２１ｃの周囲に跨って装着された蛇腹状のシール部材である。
【００２１】
ところで、初期状態（ブレーキ非作動時）におけるボス部２３，２１ｃ間の距離Ｌは、制動時の摩擦熱等によるディスクロータ３の熱倒れが生じた場合や、車両旋回時の遠心力等の外力によってキャリパ７がキャリア５に対してディスク軸線方向に変位したときに、ディスクロータ３が非制動時にパッド４に接触することがないように設定されている。なお、キャリパ７内に組み込まれるピストン６とボア１１の間には、図示しないピストンシールによるパッド摩耗に対する自動調整機構が設けられている。このため、経時使用によってパッド４が磨耗した場合であっても、その磨耗によってパッド４とディスクロータ３の間の距離が変化することはない。
【００２２】
また、コイルスプリング２４のばね荷重は、車両旋回時の遠心力とキャリパ７の質量を積算した値よりも大きいことが望ましいが、ばね組み付け性を考慮すると、それよりも小さい値であっても良い。すなわち、この実施形態においては、前述のようにボス部２３，２１ｃ間の距離Ｌが、非制動時にパッド４とディスクロータ３が接触することのない距離に設定されているため、コイルスプリング２４のばね荷重以上の外力が作用した場合であっても、ボス部２３，２１ｃが変位規制ストッパとして機能し、パッド４とディスクロータ３の不要な接触、いわゆる引き摺りを回避することができる。
【００２３】
以上のように構成されたこのディスクブレーキ１は、制動時にシリンダ部９，１０の各ボア１１にブレーキ液が供給されると、各ボア１１内のピストン６が液圧を受けて前進し、ピストン６が裏金２９を介して対応するパッド４を前進させる。これにより、ディスクロータ３の両側のパッド４が同様にディスク３の両面に圧接され、それによって制動力が作用するようになる。
【００２４】
一方、このときパッド４に作用する制動トルクは、キャリア５のガイド部によって受け止められる。この制動トルクは、キャリア５に応力として作用するが、キャリア５とキャリパ７とは別体に形成され、ガイド穴２０と支持ピン２１による嵌合によって係合されているため、制動トルクに起因する応力がキャリパ７に直接的に作用することはない。つまり、このディスクブレーキ１では、キャリア５のガイド部がパッド４のディスク円周方向とディスク半径方向の変位を規制し、キャリパ７側はピストン６のみでパッド４と一体の裏金２９に接触するようになっているため、キャリパ７には制動トルクに起因する応力は直接作用しない。
【００２５】
このため、このディスクブレーキ１においては、制動トルクに起因する応力によってキャリパ７のシリンダ部９，１０に撓み変形が生じることがなく、ボア１１の変形や傾きによってピストン６の摺動が阻害されたり、ピストン６の押圧方向が傾斜する不具合は生じない。したがって、このディスクブレーキ１においては、常にピストン６の安定した作動を得ることができ、ブレーキ鳴きの発生を未然に防止することができる。
【００２６】
また、繰り返し制動による摩擦熱等によってディスクロータ３に軸方向の熱倒れが生じてキャリパ７に対するディスクロータ３外周の位置が軸方向にずれた場合には、制動に際して一方のパッド４が先にディスクロータ３に当接すると、その当接反力を受けてキャリパ７全体が一方のパッド４のある側に変位し、それによって両側のパッド４がディスクロータ３の両面に均一に当接するようになる。
したがって、このディスクブレーキ１においては、ディスクロータ３の軸方向の変形に拘わらず、対向配置されるピストン６、６の突出量が均一となり、ディスクロータ３の両面で安定した制動を得ることができるとともに、パッド４の偏摩耗や、それによるディスクロータの肉厚変動やジャダの発生を未然に防止することができる。
【００２７】
さらに、このディスクブレーキ１は、ピストン６を保持するキャリパ７がキャリア５に対してコイルスプリング２４でセンタリングされるようになっているため、制動時に熱倒れしたディスクロータ３が制動解除後、空転時に冷却して正規の軸方向位置に戻ったとしても、コイルスプリング２４の力によってキャリパ７を初期位置に速やかに復帰させることができる。また、車両旋回時の遠心力等の外力を受けてキャリパ７が大きく変位しようとするのをコイルスプリング２４の力で抑制することができるとともに、外力が解除された際にコイルスプリング２４の力によって初期位置に速やかに復帰させることができる。したがって、キャリパ７の不要な移動によって回転中のディスクロータ３にパッド４が接触する、いわゆる引き摺りを防止することができる。
【００２８】
また、特に、この実施形態においては、キャリア５側のボス部２３と支持ピン２１のボス部２１ｃが向かい合って配置され、これらのボス部２３，２１ｃがキャリア５に対するキャリパ７の過大変位を規制するストッパとして機能するようになっているため、ディスクロータ３に対する不要なパッド４の接触をより確実に防止することができる。
【００２９】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、キャリア５側のボス部２３とキャリパ７側のアーム部１５の間にばね手段であるコイルスプリング２４を配置してキャリパ７をセンタリングするようにしているが、上述したパッドスプリング２７ａ，２８ａにキャリパ７をディスクロータ３から離間する方向、または、キャリパ７をディスクロータ３へ近接させる方向に付勢する付勢片を形成してセンタリングを行うようにしてもよい。また、左右の各パッド４に取り付けられる裏金２９に、パッド４をキャリア５に対してディスクロータ３から離間する方向に付勢するパッド戻しばねを設け、その各パッド戻しばねのばね力を、ピストン６を介してキャリパ７にセンタリングのための付勢力として作用させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態のディスクブレーキの斜視図。
【図２】同実施形態のディスクブレーキの平面図。
【図３】同実施形態のディスクブレーキの図２のＡ矢視図。
【図４】同実施形態のディスクブレーキの図２のＢ矢視図。
【図５】同実施形態のディスクブレーキの図２のＣ矢視図。
【図６】同実施形態のディスクブレーキの図２のＤ−Ｄ断面に対応する断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１…ディスクブレーキ
３…ディスクロータ
４…パッド
５…キャリア
６…ピストン
７…キャリパ
２４…コイルスプリング（ばね手段）
２７ａ、２８ａ…パッドスプリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータの両面に配置される一対のパッドをディスクロータの軸方向に摺動可能に支持して該パッドに制動トルクを受承するキャリアと、
該キャリアに摺動可能に支持され、前記一対のパッドをそれぞれ押圧するべく、対向して設けられたピストンを有するキャリパとからなり、
前記キャリアとキャリパとの間には、前記キャリパのディスクロータ軸方向中心を前記ディスクロータ中心にセンタリングするばね手段を設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータに近接させる方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項４】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記パッドを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢し、前記パッドを介して前記ピストンから前記キャリパに付勢力を伝達することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項５】
前記キャリアと前記パッドとの間には、該パッドをディスクロータ半径方向に押圧するパッドスプリングが設けられており、該パッドスプリングに前記ばね手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスクブレーキ。
【請求項１】
ディスクロータの両面に配置される一対のパッドをディスクロータの軸方向に摺動可能に支持して該パッドに制動トルクを受承するキャリアと、
該キャリアに摺動可能に支持され、前記一対のパッドをそれぞれ押圧するべく、対向して設けられたピストンを有するキャリパとからなり、
前記キャリアとキャリパとの間には、前記キャリパのディスクロータ軸方向中心を前記ディスクロータ中心にセンタリングするばね手段を設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記キャリパを前記ディスクロータに近接させる方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項４】
前記ばね手段は、前記キャリアに対し前記パッドを前記ディスクロータから離間させる方向に付勢し、前記パッドを介して前記ピストンから前記キャリパに付勢力を伝達することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項５】
前記キャリアと前記パッドとの間には、該パッドをディスクロータ半径方向に押圧するパッドスプリングが設けられており、該パッドスプリングに前記ばね手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスクブレーキ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１１５１７２（Ｐ２００９−１１５１７２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７７２３（Ｐ２００７−２８７７２３）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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