JP5302124B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両に用いられるディスクブレーキ装置の分野に属するものである。
主に商用車に用いられている空圧ディスクブレーキには、様々な操作力変換機構が用いられている。商用車という特性から高強度の構成が必要であり、強度を比較的容易に確保することができることから、偏心カム機構が用いられているものがある。
しかし、偏心カム構造の場合、偏心カムの回動に伴いカムハウジングが直線方向には移動せず揺動移動するという特性があるために、パッド押圧部にコジリが生じる場合があり、円滑な作動が阻害されるという問題を抱えていた。
本発明の目的は、偏心カム機構によって、一対のピストン機構を押圧する構造であって、ピストン機構部にカムハウジングの揺動移動に追従する機構を設けることにより、パッド押圧部に発生するコジリをなくし、ディスクブレーキ装置が円滑に作動するようにすることである。
このため、本発明が採用した課題解決手段は、
キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置である。
また、前記記載のディスクブレーキ装置において、該スピンドルと該ナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、該クラッチと該スピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置である。このようにスピンドルとナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、クラッチとスピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことにより、ディスクブレーキの自動間隙調整に寄与することができた。
また、前記に記載されるディスクブレーキ装置において、該ピストンの先端と該プラグとは互いに凹凸状の球面で接触していることを特徴とするディスクブレーキ装置である。そしてこの構成により一層パッド押圧部に発生するコジリをなくし、ディスクブレーキ装置が円滑に作動するようにすることができた。
キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置である。
また、前記記載のディスクブレーキ装置において、該スピンドルと該ナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、該クラッチと該スピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置である。このようにスピンドルとナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、クラッチとスピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことにより、ディスクブレーキの自動間隙調整に寄与することができた。
また、前記に記載されるディスクブレーキ装置において、該ピストンの先端と該プラグとは互いに凹凸状の球面で接触していることを特徴とするディスクブレーキ装置である。そしてこの構成により一層パッド押圧部に発生するコジリをなくし、ディスクブレーキ装置が円滑に作動するようにすることができた。
本発明によれば、カムシャフトの回動による偏心カムの作動で、カムハウジングがパッド側に向けて揺動移動する際、キャリパボディに支持されているピストンアッセンブリがカムシャフトと平行に配置された揺動支持ピンを揺動中心として傾くことが許容されていることにより、ピストンアッセンブリはカムハウジングの動きに追従できるのである。さらに、パッドに当接するプラグとプラグに当接するピストンの先端部とは互いに凹凸状の球面で接触しているので自由度が高く、作動各部にコジリが発生することがなく円滑な作動が実現できるのである。
本発明を実施するための形態としては、キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置とすることができる。
また、本発明を実施するための他の形態としては、キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置において、該スピンドルと該ナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、該クラッチと該スピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置とすることができる。
さらに、本発明を実施するための他の形態としては、キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置において、該ピストンの先端と該プラグとは互いに凹凸状の球面で接触していることを特徴とするディスクブレーキ装置とすることができる。
また、本発明を実施するための他の形態としては、キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置において、該スピンドルと該ナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、該クラッチと該スピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置とすることができる。
さらに、本発明を実施するための他の形態としては、キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置において、該ピストンの先端と該プラグとは互いに凹凸状の球面で接触していることを特徴とするディスクブレーキ装置とすることができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照し、部材には符号を付して説明する。図１において、ディスクブレーキのキャリパボディ１には、アウタパッド３とこれに対向するインナパッド４が収容されている。キャリパボディ１に取り付けられたエアチャンバ７の前後動はリンク２を介してカムシャフト９の回動に変換される。この動力は、キャリパボディ１とカバーアッセンブリ１１とに隠れて図示されないカムハウジングアッセンブリから同じく図示されないピストンアッセンブリを介してインナパッド４に対する押圧力に変換される。インナパッド４に作用する押圧力により、キャリパボディ１がキャリパ機能を発揮して、アウタパッド３とインナパッド４とで図示しないロータを挟圧し、ブレーキ作用を果たすことは通常のディスクブレーキ装置と基本的に異なるものではない。
図２には図１に図示されていないカムハウジングアッセンブリ８とピストンアッセンブリ６の断面が描かれている。カムハウジングアッセンブリ８について述べれば、カムシャフト９が回動するとカムシャフト９と一体化された偏心カム１２が揺動し、カムベアリング１０を介してカムハウジング１３に揺動を与えること、即ち偏心輪伝動装置に酷似した構成であることが明確である。カムハウジングアッセンブリ８の揺動は、カムハウジング１３と一体のカムピン１４から一対のピストンアッセンブリ５、６に前後動として伝えられ、一対のピストンアッセンブリ５、６からインナパッド４への押圧力に変換される。一対のピストンアッセンブリ５、６は、ピストンアッセンブリ５、６に取り付けたガイドリング２２の部分で、インナパッド４の近傍側に設けたキャリパボディ１の孔部に止め輪１５、１６により嵌合保持されている。
図３にはピストンアッセンブリ５、６とカムハウジングアッセンブリ８との組み合わせ態様が示されている。カムハウジング１３は正面視略台形状で、上面視略エ字状を呈しており、台形状正面部には前後方向に伸びる状態で偏心カム１２と一体化したカムシャフト９が支承されている。同じくカムハウジング１３の上面視略エ字状の左右の空間部にはカムシャフト９と平行関係にあるカムピン１４が配置され、一対のカムピン１４は上下でカムハウジング１３にそれぞれ一体化されてなる。左右のピストンアッセンブリ５、６のスリーブ２０は上下方向に切られたスリット状部を有しているので、カムハウジングアッセンブリ８の左右の空間部に一対のピストンアッセンブリ５、６をそれぞれ収容することができる。スリーブ２０は球面部でガイドリング２２に接しているので、全方向に揺動自在である。
図４には、カムハウジングアッセンブリ８とピストンアッセンブリ５、６との具体的組み合わせ関係が断面図により示されている。まずピストンアッセンブリ５、６の具体的構成を述べると、中空状のスリーブ２０にはピストン２１が摺動可能に収容されている。ピストン２１の空間部にはナット２７が収容され、ピストン２１とナット２７の間には周方向の４箇所でレバー３２が配置される。レバー３２は所定値を超える力が加わると撓むように構成されている。ナット２７の外周とスリーブ２０の内周間にはフリクションリング３３が配置される。フリクションリング３３は摩擦力を発生させるためのものである。レバー３２とピストン２１との間にはナット戻しバネ３４が設置される。ピストン２１の先端部は凸型球面状とされ、プラグ２３の凹型球面部に接触している。プラグ２３は可撓性のベロフラム２５を介して、スリーブ２０に取り付けられたガイドリング２２に係止されている。スリーブ２０とガイドリング２２とを貫いて一対の揺動支持ピン２４が挿入されている。揺動支持ピン２４はカムピン１４と略平行である。一対の揺動支持ピン２４はスリーブ２０を含むピストンアッセンブリ５、６の揺動を許容するためのものである。
ナット２７にはスピンドル２６が螺合している。このねじ関係は可逆ねじ関係でなければならない。スピンドル２６には膨出部が設けられていて、膨出部はクラッチ２８のすり鉢状部と対向している。クラッチ２８にはバネケース３１が固定されており、バネケース３１の底部に配置した皿ばね３０がスピンドル２６の膨出部をクラッチ２８に向けて押圧している。スリーブ２０に取り付けたカシメ部材３６とクラッチ２８との間にはクラッチ戻しバネ２９が組み込まれていて、クラッチ２８をカムハウジング１３に固着されたカムピン１４に向けて押圧している。
次に、それらの作動を説明する。ブレーキをかけるべくエアチャンバ７のエア力によりリンク２を介してカムシャフト９に回動を与えたとする。カムシャフト９と一体の偏心カム１２の作用によりカムハウジングアッセンブリ８は図２の下方向に向けて揺動を開始する。カムハウジングアッセンブリ８に一体化された一対のカムピン１４も同じく図２の下方向に向けて揺動し、クラッチ２８を下方に向けて押圧する。
以下特に図４を参照して説明すると、カムピン１４はクラッチ戻しバネ２９を圧縮しながらクラッチ２８を押圧する。クラッチ２８はスピンドル２６の膨出部を介してスピンドル２６を押圧する。スピンドル２６に螺合するナット２７は回転が拘束されているのでスピンドル２６とナット２７とは一体となって押動される。この動きは４箇所のレバー３２を介してピストン２１に伝えられ、さらにプラグ２３によりインナパッド４への押圧力に変換される。
カムハウジングアッセンブリ８が揺動することによりピストンアッセンブリ５、６にはモーメントが働くが、ピストンアッセンブリ５、６はスリーブ２０が揺動支持ピン２４を中心として傾動することができるのでモーメントの悪影響からコジリが発生することはない。さらにピストン２１の先端とプラグ２３とは球面接触しているので、全方向の揺動が自在とされている。したがって、インナパッド４に対してプラグ２３は平行する面で安定的に接触することができてコジリの発生はない。
この出願の発明はまたブレーキパットの摩耗に対応した自動間隙調整機能を有している。使用によりブレーキパッドが摩耗したとしよう。ブレーキ解除時にカムシャフト９を回動させてカムハウジングアッセンブリ８を非制動位置に戻せば、パッドの摩耗分はスピンドル２６の膨出部とクラッチ２８との間の隙間分として現れる。そうすると、スピンドル２６はクラッチ２８のすり鉢部との接触が断たれることにより回転方向の拘束から解放されることとなる。一方でスピンドル２６には皿ばね３０により常時軸方向の力が作用している。スピンドル２６と回転が拘束されているナット２７とは可逆ねじで螺合関係にあるから、スピンドル２６は皿ばね３０の付勢力により回転しながら螺進することとなり、クラッチ２８に接触した段階で再び螺進が拘束されることになる。これでクラッチ２８とスピンドル２６との関係は元通りとなり、ブレーキの自動間隙調整が終了し、アジャスト不足やオーバーアジャストの心配もない。
この発明に係るディスクブレーキ装置は、ブレーキ操作に偏心カムを用いるにもかかわらず、その特性でもある揺動運動から派生する各所のコジリの発生を有効に回避して、ブレーキの円滑な作動を可能にしたから、高強度の求められる特に商用車のブレーキとして、強度の確保が比較的容易な偏心カムの適用を実現し得た効果は大きい。また、オーバーアジャストやアジャスト不足の心配がいらない自動間隙調整装置を内蔵させたことにより、偏心カムを用いたディスクブレーキ装置の信頼性が向上し、産業界に果たす役割が大いに期待できる。
１ キャリパボディ
２ リンク
３ アウタパッド
４ インナパッド
５ ピストンアッセンブリ
６ ピストンアッセンブリ
７ エアチャンバ
８ カムハウジングアッセンブリ
９ カムシャフト
１０ カムベアリング
１１ カバーアッセンブリ
１２ 偏心カム
１３ カムハウジング
１４ カムピン
１５ 止め輪
１６ 止め輪
２０ スリーブ
２１ ピストン
２２ ガイドリング
２３ プラグ
２４ 揺動支持ピン
２５ ベロフラム
２６ スピンドル
２７ ナット
２８ クラッチ
２９ クラッチ戻しバネ
３０ 皿バネ
３１ バネケース
３２ レバー
３３ フリクションリング
３４ ナット戻しバネ
３５ ワッシャ
３６ カシメ部材
２ リンク
３ アウタパッド
４ インナパッド
５ ピストンアッセンブリ
６ ピストンアッセンブリ
７ エアチャンバ
８ カムハウジングアッセンブリ
９ カムシャフト
１０ カムベアリング
１１ カバーアッセンブリ
１２ 偏心カム
１３ カムハウジング
１４ カムピン
１５ 止め輪
１６ 止め輪
２０ スリーブ
２１ ピストン
２２ ガイドリング
２３ プラグ
２４ 揺動支持ピン
２５ ベロフラム
２６ スピンドル
２７ ナット
２８ クラッチ
２９ クラッチ戻しバネ
３０ 皿バネ
３１ バネケース
３２ レバー
３３ フリクションリング
３４ ナット戻しバネ
３５ ワッシャ
３６ カシメ部材
Claims (3)
- キャリパボディ内にカムハウジングアッセンブリとピストンアッセンブリとブレーキパッドとを収容してなるディスクブレーキ装置において、カムハウジングアッセンブリはキャリパボディに回動自在に支承されたカムシャフトに一体に取り付けられた偏心カムの回動により揺動するとともに、カムハウジングアッセンブリのカムハウジングと一体のカムピンによりクラッチを押圧可能とし、一対のピストンアッセンブリはスリーブ内で摺動可能なピストンとスピンドルとスピンドルに螺合するナットとからなるとともに揺動可能にキャリパボディの孔部に支持され、カムピンによりクラッチを押動することによって順次スピンドルとナットとピストンとの押動を介してプラグによりブレーキパッドを押圧するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 前記スピンドルと前記ナットとの螺合は可逆ねじによりなされており、該クラッチと該スピンドルとの非接触時にスピンドルが螺進できる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
- 前記ピストンの先端と前記プラグとは互いに凹凸状の球面で接触していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスクブレーキ装置。
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