JP5366753B2

JP5366753B2 - ディスクブレーキ装置

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Publication number: JP5366753B2
Application number: JP2009234934A
Authority: JP
Inventors: 悦朗小川
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: JP2011080568A

Description

本発明は、空圧作動方式のディスクブレーキ装置に関するものである。

図３は従来のディスクブレーキ装置の一例を示すものであり、車輪と一体的に回転するディスクロータ１と、該ディスクロータ１の車両中心側に配置され且つ車両幅方向両端に開口２，３を有する中空状のキャリパ本体４と、該キャリパ本体４の車両外方側の開口２に嵌装したブッシュ５と、該ブッシュ５に車両幅方向へ移動可能に組み付けたストラット６と、該ストラット６の先端に装着されてディスクロータ１の車両中心側の面に対峙するインナブレーキパッド７と、キャリパ本体４からディスクロータ１上を通って車両外方側へ延びるブリッジ部８と、該ブリッジ部８の先端から下方へ突出する爪部９と、該爪部９に装着されてディスクロータ１の車両外方側の面に対峙するアウタブレーキパッド１０と、車両幅方向に往復動可能なロッド１１を有するアクチュエータ１２と、キャリパ本体４内に組み込まれてアクチュエータ１２のロッド１１の移動を前記ストラット６に伝える変位伝達機構１３とを備えている。図３では、左側が車両外方側、右側が車両中心側であり、前記キャリパ本体４はアクスル（図示せず）に対して車両幅方向へ変位可能に支持されている。

アクチュエータ１２は、キャリパ本体４においてブッシュ５が嵌装されていない開口３に見合う形状の開口１４を車両外方側に有し且つこの開口１４よりも径が大きな開口１５を車両中心側に有するチャンバハウジング１６と、該チャンバハウジング１６の開口１５に見合う形状の開口１７を車両外方側に有し且つ空圧付与用のホース（図示せず）が接続される給排気口１８を車両中心側に有するブレーキチャンバ１９と、チャンバハウジング１６とブレーキチャンバ１９との間に介在して前記開口１５，１７を閉ざすダイヤフラム２０と、チャンバハウジング１６車両中心側端の外側面全周にわたって形成したフランジ２１とブレーキチャンバ１９車両外方側端の外側面全周にわたって形成したフランジ２２を挟んでダイヤフラム２０に密着させるクランプバンド２３と、前記チャンバハウジング１６内に位置してダイヤフラム２０の車両外方側の面に固定したプッシュプレート２４と、該プッシュプレート２４に設けたロッド１１などを主な構成要素としている。ロッド１１は、プッシュプレート２４から車両外方側へ延び、先端部分がチャンバハウジング１６の開口１４を経てキャリパ本体４内に開口３より入り込んでいる。

アクチュエータ１２のチャンバハウジング１６は、ボルト２５によってキャリパ本体４に締結されている。チャンバハウジング１６の開口１４を周方向に取り囲んでいる壁とプッシュプレート２４との間には、リターンスプリング２６がロッド１１を取り囲むように介装してあり、プッシュプレート２４はリターンスプリング２６によってダイヤフラム２０側へと付勢されている。チャンバハウジング１６には、空気を出入りさせるための孔２７が下方へ向けて穿設されている。

ロッド１１の長手方向中間部分はブーツ２８により周方向を取り囲まれている。ブーツ２８の車両中心側端はロッド１１に密着し、また、ブーツ２８の車両外方側端はチャンバハウジング１６の開口１４全周に内接し且つ嵌合している。キャリパ本体４の開口３にはシールリング２９が嵌装され、該シールリング２９とブーツ２８の車両外側端とが相互に密着し、キャリパ本体４とチャンバハウジング１６との間からキャリパ本体４内やブーツ２８の内方空間への外気の流入を阻止している。

変位伝達機構１３は、キャリパ本体４内においてストラット６の車両中心側端部の至近の仮想点Ｘを中心として傾動可能な扇形のカム本体３０と、該カム本体３０に付帯し且つストラット６の車両中心側の端部に当接する円柱形の偏心部３１と、基端部分がカム本体３０に連なり且つ先端部分に前記アクチュエータ１２のロッド１１の先端部分が当接するレバー３２などを主な構成要素としている。偏心部３１はその呼称の通り、カム本体３０の傾動中心である仮想点Ｘに対して偏心している。ストラット６の車両中心側端部には、環状の座３３が設けられ、この座３３とキャリパ本体４の開口２に嵌装したブッシュ５の車体中心側の端面との間には、リターンスプリング３４がストラット６を取り囲むように介装してあり、当該ストラット６はリターンスプリング３４によってカム本体３０に付帯している偏心部３１側へと付勢されている。

ブレーキチャンバ１９とダイヤフラム２０とで囲まれる空間が大気圧であると、ダイヤフラム２０は平らな形状を呈し、リターンスプリング２６の復元力でプッシュプレート２４とロッド１１は車体中心側へ付勢される。リターンスプリング３４の復元力でストラット６とインナブレーキパッド７は車体中心側へ付勢され、この反力によって、ブッシュ５、キャリパ本体４、ブリッジ部８、爪部９、及びアウタブレーキパッド１０は車両外方側へ付勢され、両ブレーキパッド７，１０がディスクロータ１から離れた状態になる。また、前記ストラット６は変位伝達機構１３の偏心部３１を車両中心側へ付勢し、カム本体３０を反時計回りに傾動させようとする力が働いて、レバー３２の先端部分がアクチュエータ１２のロッド１１の先端部分に押し当てられる。

給排気口１８からブレーキチャンバ１９とダイヤフラム２０とで囲まれる空間に空圧を付与すると、ダイヤフラム２０が車両外方側へ膨らむ形状を呈し、リターンスプリング２６の復元力に抗してプッシュプレート２４とロッド１１が車体外方側へ付勢され、該ロッド１１の先端部分が変位伝達機構１３のレバー３２の先端部分を車両外方側へ付勢し、カム本体３０が反時計回りに傾動する。更に、カム本体３０が傾動すると偏心部３１がリターンスプリング３４の復元力に抗してストラット６とインナブレーキパッド７を車両外方側へ突き出し、この反力によって、ブッシュ５、キャリパ本体４、ブリッジ部８、爪部９、及びアウタブレーキパッド１０が車両中心側へ付勢され、両ブレーキパッド７，１０がディスクロータ１を挟む状態になり、当該ディスクロータ１の回転を抑止する。

この後、ブレーキチャンバ１９とダイヤフラム２０とで囲まれる空間を開放して大気圧に戻すと、ダイヤフラム２０が平らな形状になるとともに、両ブレーキパッド７，１０がリターンスプリング２６，３４の復元力によってディスクロータ１から離れる。

チャンバハウジング１６、ダイヤフラム２０、並びにブーツ２８で囲まれる空間に存在している空気は、制動に際してダイヤフラム２０が車両外方側に膨らむと、孔２７を経てチャンバハウジング１６外へ払い出される。制動解除に伴ってダイヤフラム２０が平らな形状になる際には、外部の空気が孔２７を経てチャンバハウジング１６の中へ入り込む。

なお、このようなディスクブレーキ装置に関連した先行技術文献としては、下記の特許文献１がある。

特開２０００−０２７９０８号公報

図３に示すディスクブレーキ装置では、キャリパ本体４にアクチュエータ１２のチャンバハウジング１６をボルト２５により締結する構造を採っているので、変位伝達機構１３の構成要素やストラット６など可動部品の健全性を保持するためには、キャリパ本体４内へ水や塵埃が入らないようにしなければならない。

そこで、先述したブーツ２８及びシールリング２９により、キャリパ本体４内への外気の流入を阻止しているが、部品点数を削減してシール構造の簡素化を図りたいという要望がある。

更に、ディスクブレーキ装置の制動力配分を車種ごとに適切な数値に設定するのには、アクチュエータ１２をダイヤフラム径が異なるのものに組み替えて対応する必要があり、アッセンブリの種類が増えてしまう。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、部品点数及びアッセンブリの種類を削減可能なディスクブレーキ装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のディスクブレーキ装置は、一端部にブレーキパッドをディスクロータに押圧するためのストラットが車両幅方向に摺動可能に組み付けられ且つ他端部に開口を有する中空状のキャリパ本体と、該キャリパ本体の他端外側面全周にわたって形成したフランジと、前記キャリパ本体の開口に見合う形状の開口を一端部に有し且つ空圧付与用の給排気口を他端部に有するブレーキチャンバと、該ブレーキチャンバの一端外側面全周にわたって形成したフランジと、キャリパ本体とブレーキチャンバとの間に介在してキャリパ本体他端部の開口、及びブレーキチャンバ一端部の開口を閉ざすダイヤフラムと、キャリパ本体他端のフランジとブレーキチャンバ一端のフランジを挟んでダイヤフラムに密着させる締結具と、前記キャリパ本体内に位置してダイヤフラムの車両外方側の面に固定したプッシュプレートと、該プッシュプレートから車両外方側へ向けて突出するように設けられ且つダイヤフラムの変形及び復元に追従して車両幅方向へ移動するロッドと、前記キャリパ本体内に設けられる座と、該座とプッシュプレートの間に配置されるリターンスプリングと、前記キャリパ本体内に設けられ且つロッドの移動をストラットに伝える変位伝達機構とを備え、
前記キャリパ本体とダイヤフラムによる内部空間には、プッシュプレート、ロッド、リターンスプリング、変位伝達機構を配置する。

より具体的には、一端部にインナブレーキパッドをディスクロータの車両中心側の面に押圧するためのストラットが車両幅方向に摺動可能に組み付けられ且つ他端部に開口を有する中空状のキャリパ本体と、該キャリパ本体からディスクロータ上を通って車両外方側へ延びるブリッジ部と、該ブリッジの先端から下方へ突出する爪部と、該爪部に装着されてディスクロータの車両外方側の面に対峙するアウタブレーキパッドと、前記キャリパ本体の他端外側面全周にわたって形成したフランジと、前記キャリパ本体の開口に見合う形状の開口を一端部に有し且つ空圧付与用の給排気口を他端部に有するブレーキチャンバと、該ブレーキチャンバの一端外側面全周にわたって形成したフランジと、キャリパ本体とブレーキチャンバとの間に介在してキャリパ本体他端部の開口、及びブレーキチャンバ一端部の開口を閉ざすダイヤフラムと、キャリパ本体他端のフランジとブレーキチャンバ一端のフランジを挟んでダイヤフラムに密着させる締結具と、前記キャリパ本体内に位置してダイヤフラムの車両外方側の面に固定したプッシュプレートと、該プッシュプレートから車両外方側へ向けて突出するように設けられ且つダイヤフラムの変形及び復元に追従して車両幅方向へ移動するロッドと、前記キャリパ本体内に設けられる座と、該座とプッシュプレートの間に配置されるリターンスプリングと、前記キャリパ本体内に設けられ且つロッドの移動をストラットに伝える変位伝達機構とを備え、
前記キャリパ本体とダイヤフラムによる内部空間には、プッシュプレート、ロッド、リターンスプリング、変位伝達機構を配置した構成を採る。

上記した本発明のディスクブレーキ装置によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

（１）プッシュプレート、ロッド、変位伝達機構、及びストラットをキャリパ本体に内装したので、これまでのチェンバハウジング、及びキャリパ本体とチャンバハウジングとの間に介在していたシール用の部品が不要になり、部品点数を削減でき、装置の小型化を図れる。

（２）キャリパ本体とブレーキチャンバとの間に介在させたダイヤフラムは、圧力変化を往復運動に変換してブレーキパッドへと伝える役割に加えて、キャリパ本体内への水や塵埃の侵入を防ぐ役割を担うので、シール構造の簡素化が図れる。

（３）ディスクブレーキ装置に用いるダイヤフラムは、定期的に交換するような整備慣習があるので、当該ダイヤフラムの交換により、キャリパ本体とブレーキチャンバとの間のシール性能も確保される。

（４）ディスクブレーキ装置の制動力配分を車種ごとに適切な数値に設定するのには、プッシュプレートの径の変更で対応できるので、アッセンブリの種類が増えることがない。

本発明を実施する形態の第１の例の横断面図である。本発明を実施する形態の第２の例の横断面図である。従来例の横断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の第１の例を示すものであり、車輪と一体的に回転するディスクロータ１と、該ディスクロータ１の車両中心側に配置され且つ車両幅方向両端に開口３５，３６を有する中空状のキャリパ本体３７と、該キャリパ本体３７の車両外方側の開口３５に嵌装したブッシュ５と、該ブッシュ５に車両幅方向へ移動可能に組み付けたストラット６と、該ストラット６の先端に装着されてディスクロータ１の車両中心側の面に対峙するインナブレーキパッド７と、キャリパ本体３７からディスクロータ１上を通って車両外方側へ延びるブリッジ部３８と、該ブリッジ部３８の先端から下方へ突出する爪部３９と、該爪部３９に装着されてディスクロータ１の車両外方側の面に対峙するアウタブレーキパッド１０と、前記キャリパ本体３７においてブッシュ５が嵌装されていない開口３６に見合う形状の開口４０を車両外方側に有し且つ空圧付与用のホース（図示せず）が接続される給排気口４１を車両中心側に有するブレーキチャンバ４２と、キャリパ本体３７とブレーキチャンバ４２との間に介在して前記開口３６，４０を閉ざすダイヤフラム４３と、キャリパ本体３７車両中心側端の外側面全周にわたって形成したフランジ４４とブレーキチャンバ４２車両外方側端の外側面全周にわたって形成したフランジ４５を挟んでダイヤフラム４３に密着させる二つ割り環状のクランプバンド４６と、前記キャリパ本体３７内に位置してダイヤフラム４３の車両外方側の面に固定したプッシュプレート４７と、該プッシュプレート４７から車両外方へ向けて突出するように設けられ且つダイヤフラム４３の変形及び復元に追従して車両幅方向へ移動するロッド４８と、キャリパ本体３７内に組み込まれてロッド４８の移動を前記ストラット６に伝える変位伝達機構１３とを備えている。図１では、左側が車両外方側、右側が車両中心側であり、前記キャリパ本体３７はアクセル（図示せず）に対して車両幅方向へ変位可能に支持されている。

キャリパ本体３７には、内側面に沿って延びる環状の座４９が設けられ、この座４９とプッシュプレート４７との間には、リターンスプリング５０がロッド４８を取り囲むように介装してあり、プッシュプレート４７はリターンスプリング５０によってダイヤフラム４３側へと付勢されている。

変位伝達機構１３は、キャリパ本体３７内においてストラット６の車両中心側端部の至近の仮想点Ｘを中心として傾動可能な扇形のカム本体３０と、該カム本体３０に付帯し且つストラット６の車両中心側の端部に当接する円柱形の偏心部３１と、基端部分がカム本体３０に連なり且つ先端部分に前記ロッド４８の先端部分が当接するレバー３２などを主な構成要素としている。偏心部３１はその呼称の通り、カム本体３０の傾動中心である仮想点Ｘに対して偏心している。ストラット６の車両中心側端部には、環状の座３３が設けられ、この座３３とキャリパ本体３７の開口３５に嵌装したブッシュ５の車体中心側の端面との間には、リターンスプリング３４がストラット６を取り囲むように介装してあり、当該ストラット６はリターンスプリング３４によってカム本体３０に付帯している偏心部３１側へと付勢されている。

ブレーキチャンバ４２とダイヤフラム４３とで囲まれる空間が大気圧であると、ダイヤフラム４３は平らな形状を呈し、リターンスプリング５０の復元力でプッシュプレート４７とロッド４８は車体中心側へ付勢される。リターンスプリング３４の復元力でストラット６とインナブレーキパッド７は車体中心側へ付勢され、この反力によって、ブッシュ５、キャリパ本体３７、ブリッジ部３８、爪部３９、及びアウタブレーキパッド１０は車両外方側へ付勢され、両ブレーキパッド７，１０がディスクロータ１から離れた状態になる。また、前記ストラット６は変位伝達機構１３の偏心部３１を車両中心側へ付勢し、カム本体３０を反時計回りに傾動させようとする力が働いて、レバー３２の先端部分がプッシュプレート４７に連なるロッド４８の先端部分に押し当てられる。

給排気口４１からブレーキチャンバ４２とダイヤフラム４３とで囲まれる空間に空圧を付与すると、ダイヤフラム４３が車両外方側へ膨らむ形状を呈し、リターンスプリング５０の復元力に抗してプッシュプレート４７とロッド４８が車体外方側へ付勢され、該ロッド４８の先端部分が変位伝達機構１３のレバー３２の先端部分を車両外方側へ付勢し、カム本体３０が反時計回りに傾動する。更に、カム本体３０が傾動すると偏心部３１がリターンスプリング３４の復元力に抗してストラット６とインナブレーキパッド７を車両外方側へ突き出し、この反力によって、ブッシュ５、キャリパ本体３７、ブリッジ部３８、爪部３９、及びアウタブレーキパッド１０が車両中心側へ付勢され、両ブレーキパッド７，１０がディスクロータ１を挟む状態になり、当該ディスクロータ１の回転を抑止する。

この後、ブレーキチャンバ４２とダイヤフラム４３とで囲まれる空間を開放して大気圧に戻すと、ダイヤフラム４３が平らな形状になるとともに、両ブレーキパッド７，１０がリターンスプリング５０，３４の復元力によってディスクロータ１から離れる。

図３に示す従来のディスクブレーキ装置では、ストラット６と変位伝達機構１３を内装しているキャリパ本体４に、アクチュエータ１２のチャンバハウジング１６をボルト２５で締結する構造を採っているため、キャリパ本体４とチャンバハウジング１６との間に、シールリング２９やブーツ２８を介在させてキャリパ本体４内へ水や塵埃が入らないようにする必要があったが、図１に示すディスクブレーキ装置では、プッシュプレート４７、ロッド４８、変位伝達機構１３、及びストラット６をキャリパ本体３７に内装したので、前記チャンバハウジング１６、ボルト２５、シールリング２９、並びにブーツ２８に相当する部品が不要になり、部品点数を削減でき、装置の小型化を図れる。

また、キャリパ本体３７とブレーキチャンバ４２との間に介在させたダイヤフラム４３は、ブレーキチャンバ４２内の空圧変化を往復運動に変換してブレーキパッド７，１０に伝える役割に加えて、キャリパ本体３７内への水や塵埃の侵入を防ぐ役割を担うので、シール構造の簡素化が図れる。ディスクブレーキ装置に用いられるダイヤフラム４３は、定期的に交換する整備慣習があるので、当該ダイヤフラム４３の交換により、キャリパ本体３７とブレーキチャンバ４２との間のシール性能も確保されることになる。

図３に示す従来のディスクブレーキ装置では、チャンバハウジング１６、ダイヤフラム２０、並びにブーツ２８で囲まれる空間に存在している空気を制動時に外部へ払い出し、制動解除時に前記空間に外部の空気を入り込ませるために、孔２７をチャンバハウジング１６に穿設してあったが、図１において、ダイヤフラム４３によって閉ざされたキャリパ本体３７の内部空間は、前記チャンバハウジング１６、ダイヤフラム２０、並びにブーツ２８で囲まれる空間の容積に比べて大きいので、キャリパ本体３７の空気の出入り用の孔を穿設しなくても、制動時のダイヤフラム４３の変形や制動解除時のダイヤフラム４３の復元は阻害されることはない。

更に、ディスクブレーキ装置の制動力配分を車種ごとに適切な数値に設定する場合は、プッシュプレート４７の径の変更で対応できるので、アッセンブリの種類が増えることがない。

図２は本発明を実施する形態の第２の例を示すもので、図中、図１と同じ符号を付した部分は同一物を表している。図２に示すディスクブレーキ装置では、図１のフランジ４４の替わりに、キャリパ本体３７車両中心側端の外側面全周にわたってフランジ５１を形成している。このフランジ５１は、ダイヤフラム４３の車両外方側の面の外縁部分、及び外周面が嵌まり込むような断面形状を呈している。また、図１のクランプバンド４６に替わりに、複数のボルト５２を用いている。そして、キャリパ本体３７の開口３６、及びブレーキチャンバ４２の開口４０を閉ざすように、キャリパ本体３７とブレーキチャンバ４２との間にダイヤフラム４３を介在させ、キャリパ本体３７側のフランジ５１とブレーキチャンバ４２側のフランジ４５を複数のボルト５２によって締結し、ダイヤフラム４３にフランジ５１，４５に密着させている。

給排気口４１からブレーキチャンバ４２とダイヤフラム４３とで囲まれる空間に空圧を付与したときの作動、並びにブレーキチャンバ４２とダイヤフラム４３とで囲まれる空間を開放して大気圧に戻したときの作動は、図１に示すディスクブレーキ装置と同様であり、図２に示すディスクブレーキにおいても、図１に示すものと同等の作用効果が得られる。

なお、本発明のディスクブレーキ装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ディスクロータ
６ストラット
７インナブレーキパッド
１０アウタブレーキパッド
１３変位伝達機構
３６開口
３７キャリパ本体
３８ブリッジ部
３９爪部
４０開口
４１給排気口
４２ブレーキチャンバ
４３ダイヤフラム
４４フランジ
４５フランジ
４６クランプバンド
４７プッシュプレート
４８ロッド
４９座
５０リターンスプリング
５１フランジ

Claims

一端部にブレーキパッドをディスクロータに押圧するためのストラットが車両幅方向に摺動可能に組み付けられ且つ他端部に開口を有する中空状のキャリパ本体と、該キャリパ本体の他端外側面全周にわたって形成したフランジと、前記キャリパ本体の開口に見合う形状の開口を一端部に有し且つ空圧付与用の給排気口を他端部に有するブレーキチャンバと、該ブレーキチャンバの一端外側面全周にわたって形成したフランジと、キャリパ本体とブレーキチャンバとの間に介在してキャリパ本体他端部の開口、及びブレーキチャンバ一端部の開口を閉ざすダイヤフラムと、キャリパ本体他端のフランジとブレーキチャンバ一端のフランジを挟んでダイヤフラムに密着させる締結具と、前記キャリパ本体内に位置してダイヤフラムの車両外方側の面に固定したプッシュプレートと、該プッシュプレートから車両外方側へ向けて突出するように設けられ且つダイヤフラムの変形及び復元に追従して車両幅方向へ移動するロッドと、前記キャリパ本体内に設けられる座と、該座とプッシュプレートの間に配置されるリターンスプリングと、前記キャリパ本体内に設けられ且つロッドの移動をストラットに伝える変位伝達機構とを備え、
前記キャリパ本体とダイヤフラムによる内部空間には、プッシュプレート、ロッド、リターンスプリング、変位伝達機構を配置したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
一端部にインナブレーキパッドをディスクロータの車両中心側の面に押圧するためのストラットが車両幅方向に摺動可能に組み付けられ且つ他端部に開口を有する中空状のキャリパ本体と、該キャリパ本体からディスクロータ上を通って車両外方側へ延びるブリッジ部と、該ブリッジの先端から下方へ突出する爪部と、該爪部に装着されてディスクロータの車両外方側の面に対峙するアウタブレーキパッドと、前記キャリパ本体の他端外側面全周にわたって形成したフランジと、前記キャリパ本体の開口に見合う形状の開口を一端部に有し且つ空圧付与用の給排気口を他端部に有するブレーキチャンバと、該ブレーキチャンバの一端外側面全周にわたって形成したフランジと、キャリパ本体とブレーキチャンバとの間に介在してキャリパ本体他端部の開口、及びブレーキチャンバ一端部の開口を閉ざすダイヤフラムと、キャリパ本体他端のフランジとブレーキチャンバ一端のフランジを挟んでダイヤフラムに密着させる締結具と、前記キャリパ本体内に位置してダイヤフラムの車両外方側の面に固定したプッシュプレートと、該プッシュプレートから車両外方側へ向けて突出するように設けられ且つダイヤフラムの変形及び復元に追従して車両幅方向へ移動するロッドと、前記キャリパ本体内に設けられる座と、該座とプッシュプレートの間に配置されるリターンスプリングと、前記キャリパ本体内に設けられ且つロッドの移動をストラットに伝える変位伝達機構とを備え、
前記キャリパ本体とダイヤフラムによる内部空間には、プッシュプレート、ロッド、リターンスプリング、変位伝達機構を配置したことを特徴とするディスクブレーキ装置。