JP2008169952A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パーキングブレーキの作動時の操作力を低減すること。
【解決手段】シリンダ２と、シリンダ２内に配置されたピストン９と、パーキングブレーキ操作に連動してブレーキロータ側へ移動するカムシャフト２２と、カムシャフト２２と前記ピストンとの間に設けられ、ブレーキロータ５と摩擦パッド７との隙間を調整するアジャスティング機構１１とを備え、パーキングブレーキ操作に連動してカムシャフト２２がアジャスティング機構１１を介してピストン９をブレーキロータ側に移動させることでパーキングブレーキが作動されるブレーキ装置１であって、アジャスティング機構１１をカムシャフト２２に向けて付勢するカムスプリング１５と、カムスプリング１５を収容するスプリングガイド１６とを更に備え、スプリングガイド１６がカムシャフト２２と共にシリンダ２に対してシリンダ軸方向に沿って移動するように、カムシャフト２２に支持されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダと、シリンダ内に配置され、ブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動可能なピストンと、パーキングブレーキ操作に連動してブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動する入力シャフトと、該入力シャフトと前記ピストンとの間に設けられ、ブレーキロータと摩擦パッドとの隙間を調整するアジャスティング機構とを備え、パーキングブレーキ操作に連動して前記入力シャフトが前記アジャスティング機構を介して前記ピストンをブレーキロータ側に移動させることでパーキングブレーキが作動されるブレーキ装置に関する。

従来から、この種のブレーキ装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されるブレーキ装置は、推力変換機構の推力伝達板を駆動側カム板の方向に付勢するカムスプリングと、カムスプリングを収容するスプリングガイドとを更に備え、スプリングガイドが、シリンダ孔に取り付けた止め輪にてシリンダ孔内に装着されると共に、後端側に形成された３つの折曲げ片にて固定側カム板に係止されている。
特開２００６−２６６２８２号公報

ところで、パーキングブレーキの作動時には、推力変換機構の推力伝達板を駆動側カム板の方向に付勢するカムスプリングのスプリング力に抗してカムシャフト（入力シャフト）を動かす必要があり、その分だけ大きなパーキングブレーキの操作力が必要となるという問題点がある。

そこで、本発明は、パーキングブレーキの作動時の操作力を効果的に低減できるブレーキ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、シリンダと、シリンダ内に配置され、ブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動可能なピストンと、パーキングブレーキ操作に連動してブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動する入力シャフトと、該入力シャフトと前記ピストンとの間に設けられ、ブレーキロータと摩擦パッドとの隙間を調整するアジャスティング機構とを備え、パーキングブレーキ操作に連動して前記入力シャフトが前記アジャスティング機構を介して前記ピストンをブレーキロータ側に移動させることでパーキングブレーキが作動されるブレーキ装置であって、
前記アジャスティング機構を前記入力シャフトに向けて付勢する弾性体と、
前記弾性体を収容するハウジングとを更に備え、
前記ハウジングは、該ハウジングが前記入力シャフトと共に前記シリンダに対してシリンダ軸方向に沿って移動するように、前記入力シャフトに対して支持されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係るブレーキ装置において、
前記入力シャフトは、パーキングブレーキ操作がなされていない状態でシリンダ内の液圧がアジャスト停止圧以上であるときに、前記ハウジング内の前記弾性体が撓むことができるように、前記シリンダに対してシリンダ軸方向に沿って移動しないように構成されることを特徴とする。これにより、パーキングブレーキの作動時の操作力を効果的に低減しつつ、アジャスティング機構のオーバーアジャスト防止機能を適切に確保することができる。

本発明によれば、パーキングブレーキの作動時の操作力を効果的に低減できるブレーキ装置が得られる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明によるブレーキ装置１の一実施例の主要構成を示す断面図である。図２は、図１のＡ部の拡大図である。

本実施例のブレーキ装置１は、図示しないハンドレバーやフットペダルにて操作されるパーキングブレーキ機構が内蔵されたディスクブレーキ装置である。

ブレーキ装置１は、シリンダ２を備える。シリンダ２には、ブレーキロータ５側に開口する略円筒状のシリンダ孔８が形成されている。シリンダ孔８は、先端開口側に大径部８ａ及びシリンダ孔底部側に小径部８ｂがそれぞれ形成されている。

シリンダ孔８の大径部８ａには、有底円筒状のピストン９が収容され、シリンダ孔８の小径部８ｂには、パーキングブレーキ機構の主要構成要素であるボールランプ型の推力変換機構１０が収容される。ピストン９と推力変換機構１０との間には、ブレーキロータ５と摩擦パッド７との制動間隙を自動的に調節するためのアジャスティング機構１１が配設される。

アジャスティング機構１１は、アジャストボルト１３とアジャストナット(ナットスリーブ)１４とで構成される。アジャストボルト１３の頭部には、小径ピストン１３ａが形成され、アジャストナット１４の頭部には、クラッチ板１４ａが一体的に設けられている。アジャストナット１４は、内部の周壁にアジャストボルト１３と螺合する多条ねじが形成されている。アジャストボルト１３は、シリンダ孔底部側の端部に、プッシュロッド１３ｂが一体的に設けられている。

アジャストナット１４とアジャストボルト１３は、ピストン９と同軸に設けられている。アジャストボルト１３の小径ピストン１３ａは、ピストン９の底壁内面に形成された嵌合孔９ｂにシール材を介して嵌合されている。アジャストナット１４のクラッチ板１４ａは、嵌合孔９ｂの開口部から拡開する円錐面９ｃにアジャストスプリング１８の作用で圧接している。

アジャストスプリング１８は、図示のような板バネであっても、コイルスプリングであってもよい。アジャストスプリング１８は、一端がベアリング受け１９に、他端がアジャストナット１４の外周部分に設けられた止め輪２０にそれぞれ保持され、ベアリング受け１９及びベアリング２１を介してアジャストナット１４をピストン９の底壁９ａ側に回動可能な状態で付勢している。

推力変換機構１０は、シリンダ孔底壁８ｈに固定された固定側カム板１２と、シリンダ孔底壁８ｈと固定側カム板１２とに対して回動可能かつシリンダ軸方向に移動可能に貫通したカムシャフト(入力シャフト)２２と、カムシャフト２２のシリンダ孔開口側端部に一体的に設けられた円盤状の駆動側カム板２２ａと、駆動側カム板２２ａ及び固定側カム板１２の対向位置に周方向に沿って形成されるランプ溝２３と、ランプ溝２３に収容されるカムベアリング(チェックボール)２４とを備えている。駆動側カム板２２ａのシリンダ孔開口側面には、プッシュロッド１３ｂのシリンダ孔底部側の端部が当接する。

カムシャフト２２のシリンダ２外に突出した端部には、回転可能な操作レバー２６が設けられる。操作レバー(クランクレバー)２６には、運転者により操作される図示しないパーキングブレーキ用のハンドレバーやフットペダルに、例えばワイヤケーブルを介して接続される。

推力変換機構１０のカムシャフト２２の直径ｄｓは、アジャストナット１４の直径ｄｎよりも大きな値に設定される。この技術的な意義については後述する。尚、アジャストナット１４の直径ｄｎは、図１に示すように、クラッチ板１４ａの裏側（シリンダ孔底部側）での直径である。

スプリングガイド(ハウジング)１６は、カムスプリング１５とプッシュロッド１３ｂとを内部に収容する円筒状の形態を有する。スプリングガイド１６は、アジャストナット１４のシリンダ孔底部側に設けられる。スプリングガイド１６は、アジャストナット１４及びアジャストボルト１３と同軸に配置される。スプリングガイド１６の底部の中央部には、挿通穴１６ｂが形成される。スプリングガイド１６の内部空間には、挿通穴１６ｂを介して、アジャストナット１４とアジャストボルト１３のシリンダ孔底部側の部位が挿通される。カムスプリング１５は、アジャストナット１４とアジャストボルト１３のシリンダ孔底部側の部位を径方向外側から取り巻くように配置される。カムスプリング１５は、スプリングガイド１６の底部の挿通穴１６ｂまわりに着座し、アジャストボルト１３のシリンダ孔底部側のプッシュロッド１３ｂを、シリンダ孔底部側に（駆動側カム板２２ａに向けて）付勢する。

スプリングガイド１６は、図２に示すように、シリンダ孔底部側の端部にて駆動側カム板２２ａの外周縁に係合される。具体的には、スプリングガイド１６は、シリンダ孔底部側の端部に径方向内側に突出する爪部（折曲げ部）１６ａを有し、爪部１６ａが駆動側カム板２２ａの外周縁に係合される。これにより、スプリングガイド１６は、駆動側カム板２２ａに対してシリンダ軸まわりに回転することが可能な形態で、支持されることになる。尚、爪部１６ａは、スプリングガイド１６のシリンダ孔底部側の端部に、周方向に沿って例えば３箇所程度形成されてもよい。

尚、スプリングガイド１６と駆動側カム板２２ａとの係合態様は、上述の係合態様に限られず、例えば、駆動側カム板２２ａの外周面２２ｂに凹溝(周溝)を形成し、当該凹溝に爪部１６ａを嵌合させてもよい。また、スプリングガイド１６は、駆動側カム板２２ａに限らず、カムシャフト２２と一体的に軸方向に移動する部材ないし部位であれば、如何なる部材ないし部位に係合されてもよい。

次に、以上のように構成された本実施例のブレーキ装置１の主要動作について説明する。

運転者によりブレーキペダルが操作されると、ブレーキアクチュエータ又はマスタシリンダから供給される高圧の流体(例えばオイル)がシリンダ孔８内に供給される。これに伴い、シリンダ孔８内の液圧が高まると、ピストン９がブレーキロータ方向に押動されることで、摩擦パッド７がブレーキロータ５を両側から挟み込んで制動力が発生される。

このとき、摩擦パッド７とブレーキロータ５との制動間隙が所定範囲内にある場合は、ピストン９の移動量がアジャストボルト１３とアジャストナット１４とのバックラッシ分を移動するのみでアジャスト機能が働かない。摩擦パッド７の摩耗によってブレーキロータ５との制動間隙が所定値を超えると、ピストン９がバックラッシ分を超えてブレーキロータ側に前進するので、クラッチ板１４ａとピストン９の円錐面９ｃとが離間した状態となる。この状態で、アジャストナット１４は、アジャストスプリング１８の付勢力によってアジャストボルト１３から回転しながら繰り出され、クラッチ板１４ａと円錐面９ｃとが当接する。即ち、アジャスト機能が働く。これにより、この状態からブレーキ操作を解除すると、ピストン９及びアジャストナット１４がバックラッシ分を後退することにより、摩擦パッド７とブレーキロータ５との制動間隙が所定範囲に自動的に調節されることになる。

ここで、上述の如くアジャストスプリング１８の付勢力によってアジャストボルト１３から繰り出されてクラッチ板１４ａと円錐面９ｃとが当接した際の、シリンダ孔８内の液圧Ｐは、一般的に、アジャスト停止圧Ｐ_ａｄｊと称される。シリンダ孔８内の液圧Ｐがアジャスト停止圧Ｐ_ａｄｊから更に上昇すると、アジャストナット１４に対してシリンダ軸方向に沿って左向きに（ブレーキロータ５に近接する向きに）作用する荷重Ｆｎ(図１参照)が増大することから、クラッチ板１４ａと円錐面９ｃとの係合状態が維持されたまま、アジャストナット１４がピストン９と共に前進する。しかしながら、この場合、カムスプリング１５が、増大した荷重Ｆｎに起因して撓むことで、アジャストボルト１３がアジャストナット１４と共にシリンダ軸方向に沿って左向きに前進する。これにより、アジャストナット１４がアジャストボルト１３から過剰に繰り出されることが防止される。即ち、シリンダ孔８内の液圧Ｐが所定のアジャスト停止圧Ｐ_ａｄｊを超えると、カムスプリング１５が撓むことでオーバーアジャスト防止機能が働く。

また、運転者によりパーキングブレーキ用のハンドレバーやフットペダルが操作されると、図３にて右側の矢印で示すように、操作レバー２６が回動される。それに伴い、カムシャフト２２と共に駆動側カム板２２ａが回動し、駆動側カム板２２ａのランプ溝２３と非回動状態の固定側カム板１２のランプ溝２３との位相がずれることにより、図３の下側の断面で示すように、カムベアリング２４がランプ溝２３の浅い部分に移動し、カムシャフト２２と共に駆動側カム板２２ａが、固定側カム板１２から離反する(即ちブレーキロータ側に移動する)。この駆動側カム板２２ａの軸方向の移動は、アジャストボルト１３を介してピストン９に伝達され、該ピストン９をブレーキロータ側に押動する推力となり、上述のブレーキペダル操作時と同様の態様で制動力が発生する。

次に、以上のように構成された本実施例のブレーキ装置１の作用・効果について、図４及び図５を参照して説明する。

図４は、運転者により入力されるパーキングブレーキ用のハンドレバーやフットペダルの操作力（入力Ｆ_ｉｎ）と、ピストン９がカムシャフト２２等を介してブレーキロータ５に向けて推進される推進力（出力Ｆ_ｏｕｔ）との関係を表す特性図である。図４には、本実施例による特性曲線がＹ１にて指示され、スプリングガイドがシリンダボディに対して支持される従来的な構成による特性曲線がＹ２にて指示されている。

本実施例では、上述の如くスプリングガイド１６は、シリンダ２に対して支持されるのではなく、駆動側カム板２２ａに対して支持されている。従って、上述のパーキングブレーキ作動時には、カムシャフト２２がブレーキロータ側に軸方向に移動する際に、スプリングガイド１６がカムシャフト２２と一体的に軸方向に移動することになる。即ち、上述のパーキングブレーキ作動時には、スプリングガイド１６とカムシャフト２２と間に軸方向に相対変位が生じない。このため、本実施例では、図４のＹ１で示すように、上述のパーキングブレーキ作動開始時に、プッシュロッド１３ｂを駆動側カム板２２ａに向けて付勢するカムスプリング１５が、初期反力となることが無く(即ち、カムスプリング１５による初期反力＝０)、その後、カムシャフト２２の軸方向に移動する際にもカムスプリング１５が軸方向に更に圧縮変形されることはない。即ち、本実施例では、カムスプリング１５による反力が操作力に影響を及ぼすことは無い。一方、従来的な構成のように、スプリングガイドがシリンダボディに対して支持される構成では、図４のＹ２で示すように、パーキングブレーキ作動開始時に、カムスプリングの付勢力が初期反力（Ｆ_ｉｎ０＝Ｆ_ｓｐｒ／Ｒ_Ｌ、Ｒ_Ｌはオーバーオールレバー比）となり、また、その後、カムシャフトの軸方向の移動に伴ってスプリングが軸方向に更に圧縮変形されるので、その分だけ、パーキングブレーキ作動に必要な操作力が増大してしまう。即ち、パーキングブレーキ用のハンドレバーやフットペダルの操作入力Ｆ_ｉｎに対する出力Ｆ_ｏｕｔが、カムスプリングによる反力分だけ低減されてしまう。これに対して、本実施例によれば、パーキングブレーキ作動時に、カムスプリング１５による反力が操作力に影響を及ぼすことは無いので、従来的な構成に比べて、パーキングブレーキ作動に必要な操作力を効果的に低減することができる。

図５は、シリンダ孔８内の液圧Ｐに対する荷重Ｆｓ，Ｆｎの関係を示す特性図である。ここで、図１に示すように、荷重Ｆｓは、カムシャフト２２に対してシリンダ軸方向に沿って右向きに（ブレーキロータ５から離反する向きに）作用する荷重を表し、荷重Ｆｎは、アジャストナット１４に対してシリンダ軸方向に沿って左向きに（ブレーキロータ５に近接する向きに）作用する荷重を表す。このとき、荷重Ｆｓは、カムシャフト２２の直径ｄｓであることから、Ｆｓ＝π／４・ｄｓ^２・Ｐとなる。また、同様に、荷重Ｆｎは、アジャストナット１４の直径ｄｎであることから、Ｆｎ＝π／４・ｄｎ^２・Ｐとなる。上述の如くカムシャフト２２の直径ｄｓは、アジャストナット１４の直径ｄｎよりも大きいので、図５に示すように、Ｆｓ＞Ｆｎである。

ところで、本実施例のように、スプリングガイド１６が、シリンダ２に対して支持されるのではなく、駆動側カム板２２ａ（カムシャフト２２）に対して支持される構成において、仮に、シリンダ孔８内の液圧Ｐが所定のアジャスト停止圧Ｐ_ａｄｊ以上となるときにスプリングガイド１６がカムシャフト２２と共にブレーキロータ側に軸方向に移動してしまうと、オーバーアジャスト防止機能を維持することができなくなる。

これに対して、本実施例では、図５に示すように、シリンダ孔８内の液圧Ｐが所定のアジャスト停止圧Ｐ_ａｄｊ以上となるときでも、Ｆｓ＞Ｆｎであることから、カムシャフト２２がブレーキロータ側に軸方向に移動してしまうことがない。即ち、本実施例によれば、スプリングガイド１６をカムシャフト２２に対して支持させる構成を採用しつつ、カムシャフト２２に対してシリンダ軸方向に沿って右向きに作用する荷重Ｆｓを、アジャストナット１４に対してシリンダ軸方向に沿って左向きに作用する荷重Ｆｎよりも大きくすることで、オーバーアジャスト防止機能を適切に確保することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、推力変換機構１０やアジャスティング機構１１の具体的な構成を説明したが、これらはあくまで一例であり、他の構成であってもよい。例えば、アジャスティング機構１１に関して、上述の実施例では、アジャストナット１４側にクラッチ板１４ａを設定し、アジャストボルト１３をカムスプリング１５によりプッシュロッド１３ｂに向けて付勢しているが、例えば特許文献１に開示される構成のように、アジャストボルト側にクラッチ板及び小径ピストンを設定し、アジャストナットをカムスプリングによりプッシュロッドに向けて付勢してもよい。

また、上述の説明では、荷重Ｆｎは、アジャストスプリング１８の付勢力を近似的に無視して議論されているが、アジャストスプリング１８の付勢力を考慮して、荷重Ｆｓ，Ｆｎの関係を調整してもよい。

本発明によるブレーキ装置１の一実施例の主要構成を示す断面図である。 図１のＡ部の拡大図である。 パーキングブレーキ非作動時の状態を上半分の断面で示し、パーキングブレーキ作動時の状態を下半分の断面で示す図である。 運転者により入力される入力Ｆ_ｉｎと、出力Ｆ_ｏｕｔとの関係を表す特性図である。 シリンダ孔８内の液圧Ｐに対する荷重Ｆｓ，Ｆｎの関係を示す特性図である。

符号の説明

１ ブレーキ装置
２ シリンダ
５ ブレーキロータ
７ 摩擦パッド
８ シリンダ孔
９ ピストン
１０ 推力変換機構
１１ アジャスティング機構
１２ 固定側カム板
１３ アジャストボルト
１３ｂ プッシュロッド
１４ アジャストナット
１４ａ クラッチ板
１５ カムスプリング
１６ スプリングガイド
１６ａ 爪部
１８ アジャストスプリング
２２ カムシャフト
２３ ランプ溝
２２ａ 駆動側カム板
２４ カムベアリング
２６ 操作レバー

Claims (2)

1. シリンダと、シリンダ内に配置され、ブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動可能なピストンと、パーキングブレーキ操作に連動してブレーキロータ側へとシリンダ軸方向に沿って移動する入力シャフトと、該入力シャフトと前記ピストンとの間に設けられ、ブレーキロータと摩擦パッドとの隙間を調整するアジャスティング機構とを備え、パーキングブレーキ操作に連動して前記入力シャフトが前記アジャスティング機構を介して前記ピストンをブレーキロータ側に移動させることでパーキングブレーキが作動されるブレーキ装置であって、
   前記アジャスティング機構を前記入力シャフトに向けて付勢する弾性体と、
   前記弾性体を収容するハウジングとを更に備え、
   前記ハウジングは、該ハウジングが前記入力シャフトと共に前記シリンダに対してシリンダ軸方向に沿って移動するように、前記入力シャフトに対して支持されていることを特徴とする、ブレーキ装置。
2. 前記入力シャフトは、パーキングブレーキ操作がなされていない状態でシリンダ内の液圧がアジャスト停止圧以上であるときに、前記ハウジング内の前記弾性体が撓むことができるように、前記シリンダに対してシリンダ軸方向に沿って移動しないように構成される、請求項１に記載のブレーキ装置。

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