JP2007092848A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 サーボ機構を備えたディスクブレーキ装置にて、制動時のアンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させる。
【解決手段】 制動時、制動ピストン14が操作力に応じて押動されてパッド12をディスクロータ11に押圧し、パッド12とディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力が、サーボ機構20にてアンカー荷重として取り出されてディスクロータ11に向けたサーボ荷重に変換され、パッド12に付加される。サーボ機構20は、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構で、パッドの裏金12aに係合するレバー21と、これをキャリパ15に組付ける支持ピン23を備える。レバー21は、裏金12aのロータ周方向端面に係合しアンカー荷重の増大に応じ弾性変形して裏金12aとの係合部が支持ピン23側に移動する第1アーム部21aと、裏金12aの背面に係合しサーボ荷重を裏金12aに付加する第2アーム部21bを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 制動時、制動ピストン14が操作力に応じて押動されてパッド12をディスクロータ11に押圧し、パッド12とディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力が、サーボ機構20にてアンカー荷重として取り出されてディスクロータ11に向けたサーボ荷重に変換され、パッド12に付加される。サーボ機構20は、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構で、パッドの裏金12aに係合するレバー21と、これをキャリパ15に組付ける支持ピン23を備える。レバー21は、裏金12aのロータ周方向端面に係合しアンカー荷重の増大に応じ弾性変形して裏金12aとの係合部が支持ピン23側に移動する第1アーム部21aと、裏金12aの背面に係合しサーボ荷重を裏金12aに付加する第2アーム部21bを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、特に、キャリパのシリンダ部に軸方向へ移動可能に組付けた制動ピストンが操作力に応じてその軸方向に押動されて、パッドがディスクロータに向けて押動されるように構成され、制動時における前記パッドと前記ディスクロータのロータ周方向での摩擦力がサーボ機構にてアンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重が前記サーボ機構にて前記ディスクロータに向けたサーボ荷重に変換されて前記パッドに付加されるように構成されたディスクブレーキ装置に関する。
この種のディスクブレーキ装置は、例えば、下記特許文献1に示されていて、このディスクブレーキ装置においては、制動時においてパッドにサーボ荷重を付加することが可能であり、制動時には小さな操作力にて大きなブレーキ力を得ることが可能である。
特表2004−514098号公報
上記した特許文献1に記載されているディスクブレーキ装置においては、アンカー荷重の大きさに拘わらず、サーボ比(すなわち、サーボ荷重/アンカー荷重)が一定であるため、アンカー荷重が大きくなる場合には、該当サーボ機構にて得られるサーボ荷重が過度に大きくなってパッドの押圧力が過度に大きくなるおそれがあり、結果としてブレーキ力が過度に増大するおそれがある。
本発明は、上記した課題を解消すべくなされたものであり、キャリパのシリンダ部に軸方向へ移動可能に組付けた制動ピストンが操作力に応じてその軸方向に押動されて、パッドがディスクロータに向けて押動されるように構成され、制動時における前記パッドと前記ディスクロータのロータ周方向での摩擦力がサーボ機構にてアンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重が前記サーボ機構にて前記ディスクロータに向けたサーボ荷重に変換されて前記パッドに付加されるように構成されたディスクブレーキ装置において、前記サーボ機構は、前記アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構であることに特徴がある。
この場合において、前記サーボ機構は、前記パッドにおける裏金に係合するレバーと、このレバーを前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングに回動可能に組付ける支持ピンを備えていて、前記レバーは、前記裏金のロータ周方向端面に係合し前記アンカー荷重の増大に応じて弾性変形して前記裏金との係合部が前記支持ピン側に移動する第1アーム部と、前記裏金の背面に係合して前記サーボ荷重を前記裏金に付加可能な第2アーム部を備えていることも可能である。
また、前記サーボ機構は、前記パッドにおける裏金にピストン軸方向にて傾動可能に組付けられる楔部材と、前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングに設けられて前記楔部材の楔面に係合する係合子(例えば、突起)を備えるとともに、前記楔部材を前記係合子に向けて付勢するばね部材を備えていて、前記アンカー荷重の増大に応じて前記楔部材が前記ばね部材に抗して傾動して前記楔面のアンカー荷重方向に対する傾斜角(楔角)を増大させるように設定されていることも可能である。
また、前記サーボ機構は、前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングにピストン軸方向にて傾動可能に組付けられる楔部材と、前記パッドにおける裏金に設けられて前記楔部材の楔面に係合する係合子(例えば、突起)を備えるとともに、前記楔部材を前記係合子に向けて付勢するばね部材を備えていて、前記アンカー荷重の増大に応じて前記楔部材が前記ばね部材に抗して傾動して前記楔面のアンカー荷重方向に対する傾斜角(楔角)を増大させるように設定されていることも可能である。
本発明によるディスクブレーキ装置においては、制動ピストンが操作力に応じてその軸方向に押動されてパッドがディスクロータを制動する制動時、パッドとディスクロータのロータ周方向での摩擦力がサーボ機構にてアンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重がサーボ機構にてディスクロータに向けたサーボ荷重に変換されてパッドに付加される。このため、制動時には小さな操作力にて大きなブレーキ力を得ることが可能である。
ところで、本発明によるディスクブレーキ装置においては、サーボ機構が、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構である。このため、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比が減少し、アンカー荷重が大きくなっても、該当サーボ機構にて得られるサーボ荷重が過度に大きくならない。したがって、サーボ荷重によるパッドの押圧力が過度に大きくなることを防ぐことが可能であり、結果としてブレーキ力が過度に増大することが防止される。
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明を車両用のディスクブレーキ装置に実施した第1実施形態を概略的に示していて、この第1実施形態のディスクブレーキ装置は、車輪(図示省略)と一体的に回転するディスクロータ11を挟持可能な一対のインナパッド12およびアウタパッド13と、これら各パッド12,13をそれぞれディスクロータ11の各制動面に向けてロータ軸方向(図1の左右方向)に押動可能な制動ピストン14および可動型のキャリパ15を備えている。
インナパッド12は、制動時に、その裏金12aにて制動ピストン14によってディスクロータ11に向けて押動・押圧されてライニング12bにてディスクロータ11を制動するものであり、車体(図示省略)に組付けられるマウンティング16にロータ軸方向とロータ周方向へ所要量移動可能に組付けられている。一方、アウタパッド13は、制動時に、その裏金13aにてキャリパ15の反力アーム部15aによってディスクロータ11に向けて押動・押圧されてライニング13bにてディスクロータ11を制動するものであり、車体(図示省略)に組付けられるマウンティング16にロータ軸方向へ所要量移動可能にロータ周方向へ僅かに移動可能に組付けられている。
制動ピストン14は、キャリパ15のシリンダ部15bにリトラクト機能を有するシールリング17を介してシリンダ軸方向へ摺動可能に嵌合されていて、シリンダ部15bに油室Roを形成しており、油室Roに供給される油圧に応じてインナパッド12に向けて軸方向に押動・押圧されるように構成されている。油室Roは、ブレーキペダルBPの踏み込みに応じて作動するブレーキマスタシリンダMCの油室に連通していて、操作力に応じた油圧がブレーキマスタシリンダMCの油室から供給可能に構成されている。
キャリパ15は、上記した反力アーム部15aとシリンダ部15bを有するとともに、これらを連結する連結アーム部15cを有していて、各連結アーム部15cにてマウンティング16に周知のようにしてロータ軸方向へ移動可能に組付けられている。このキャリパ15は、ブレーキマスタシリンダMCからの油圧が油室Roに供給されて制動ピストン14がインナパッド12に向けて押動・押圧されるとき、その反力にてマウンティング16に対してロータ軸方向へ移動して、その反力アーム部15aにてアウタパッド13をディスクロータ11に向けて押動・押圧するように構成されている。
また、この第1実施形態のディスクブレーキ装置においては、制動時におけるインナパッド12とディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力がインナパッド12とキャリパ15間に設けたサーボ機構20にてアンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重がサーボ機構20にてディスクロータ11に向けたサーボ荷重に変換されてインナパッド12に付加されるように構成されている。
サーボ機構20は、上述したアンカー荷重の増大に応じてサーボ比(すなわち、サーボ荷重/アンカー荷重)を減少させるメカニカル機構であり、インナパッド12における裏金12aに係合する第1レバー21および第2レバー22レバーと、各レバー21,22をキャリパ15に回動可能に組付ける第1支持ピン23および第2支持ピン24を備えている。
第1レバー21は、第1支持ピン23により支持されて前進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図2にて拡大して示したように、弾性変形し易い形状の第1アーム部21aと、弾性変形し難い形状の第2アーム部21bを有している。また、第1レバー21は、弾性変形し難い形状の基端部21cにて第1支持ピン23を介してキャリパ15に回動可能に組付けられている。
第1レバー21の第1アーム部21aは、インナパッド12における裏金12aの前進側ロータ周方向端面に係合していて、インナパッド12の裏金12aから受けるロータ周方向の作用力(すなわち、上述したアンカー荷重)の増大に応じて弾性変形して裏金12aとの係合部が第1支持ピン23側に移動しアーム長(第1支持ピン23の中心から第1アーム部21aと裏金12aの係合部までの長さ)が減少するように構成されている。第1レバー21の第2アーム部21bは、インナパッド12における裏金12aの背面に係合していて、ロータ軸方向の作用力(すなわち、上述したサーボ荷重)を裏金12aに付加可能である。
第2レバー22は、第2支持ピン24により支持されて後進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図3にて拡大して示したように、弾性変形し易い形状の第1アーム部22aと、弾性変形し難い形状の第2アーム部22bを有している。また、第1レバー22は、弾性変形し難い形状の基端部22cにて第2支持ピン24を介してキャリパ15に回動可能に組付けられている。
第2レバー22の第1アーム部22aは、インナパッド12における裏金12aの後進側ロータ周方向端面に係合していて、インナパッド12の裏金12aから受けるロータ周方向の作用力(すなわち、上述したアンカー荷重)の増大に応じて弾性変形して裏金12aとの係合部が第2支持ピン24側に移動しアーム長(第2支持ピン24の中心から第1アーム部22aと裏金12aの係合部までの長さ)が減少するように構成されている。第2レバー22の第2アーム部22bは、インナパッド12における裏金12aの背面に係合していて、ロータ軸方向の作用力(すなわち、上述したサーボ荷重)を裏金12aに付加可能である。
上記のように構成した第1実施形態のディスクブレーキ装置においては、ブレーキペダルBPが踏み込まれると、その操作力に応じた油圧がブレーキマスタシリンダMCの油室からキャリパ15の油室Roに供給される。このため、制動ピストン14が操作力に応じた油圧によりインナパッド12に向けて軸方向に押動・押圧されて、インナパッド12をディスクロータ11に向けて押動・押圧するとともに、その反力によりキャリパ15の反力アーム部15aがアウタパッド13に向けて軸方向に押動・押圧されて、アウタパッド13をディスクロータ11に向けて押動・押圧し、インナパッド12とアウタパッド13がディスクロータ11を挟持する。これにより、各パッド12,13とディスクロータ11間に制動力(各パッド12,13におけるライニング12b,13bとディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力)が発生して、ディスクロータ11が制動される。
また、この第1実施形態のディスクブレーキ装置においては、第1レバー21と第2レバー22を備えるサーボ機構20がインナパッド12とキャリパ15間に設けられていて、前進制動時には、インナパッド12とディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力が、サーボ機構20における第1レバー21の第1アーム部21aにて、アンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重が、サーボ機構20の第1レバー21にて、ディスクロータ11に向けたサーボ荷重に変換されて、インナパッド12に付加される。
また、後進制動時には、インナパッド12とディスクロータ11のロータ周方向での摩擦力が、サーボ機構20における第2レバー22の第1アーム部22aにて、アンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重が、サーボ機構20の第2レバー22にて、ディスクロータ11に向けたサーボ荷重に変換されて、インナパッド12に付加される。このため、各制動時には小さな操作力にて大きなブレーキ力を得ることが可能である。なお、各制動時におけるアウタパッド13側のアンカー荷重はマウンティング16にて受け止められる。
ところで、この第1実施形態のディスクブレーキ装置においては、サーボ機構20が、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構である。このため、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比が減少し、アンカー荷重が大きくなっても、該当サーボ機構20にて得られるサーボ荷重が過度に大きくならない。したがって、サーボ荷重によるインナパッド12の押圧力が過度に大きくなることを防ぐことが可能であり、結果としてブレーキ力が過度に増大することが防止される。
また、この第1実施形態のディスクブレーキ装置においては、インナパッド12のライニング12bとアウタパッド13のライニング13bが摩耗すると、その摩耗した分、ロータ方向へ第1支持ピン23と第2支持ピン24を移動させる図示されていない摩耗調整機構が付いている。このため、ライニングの摩耗によりサーボの設定が変動することはない。
上記した第1実施形態においては、第1レバー21と第2レバー22を備えるサーボ機構20を採用して実施したが、後進制動時にアンカー荷重をサーボ荷重として付加する機能が不要である場合には、第2レバー22を無くして本発明を実施することも可能である。また、上記した第1実施形態においては、図1〜図3に示したサーボ機構20を採用して本発明を実施したが、図4〜図6に示した第2実施形態のサーボ機構120、または、図7〜図9に示した第3実施形態のサーボ機構220を採用して本発明を実施することも可能である。
図4〜図6に示した第2実施形態のサーボ機構120は、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比(すなわち、サーボ荷重/アンカー荷重)を減少させるメカニカル機構であり、インナパッド12における裏金12aに組付けた第1楔部材121および第2楔部材122と、キャリパ15に設けた第1係合子(突起)123および第2係合子(突起)124と、インナパッド12の裏金12aと第1楔部材121間に組付けた第1ばね部材(皿ばね)125およびインナパッド12の裏金12aと第2楔部材122間に組付けた第2ばね部材(皿ばね)126を備えている。
第1楔部材121は、第1係合子123および第1ばね部材125とにより前進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図5に示したように、第1係合子123側に楔面121aを有していて、基端部121bにてインナパッド12の裏金12aに設けた支持部12a1にピストン軸方向(アンカー荷重が作用する方向に対して直交する方向)にて傾動可能に組付けられている。また、第1楔部材121は、第1ばね部材125により第1係合子123に向けて付勢されていて、楔面121aにて第1係合子123に係合している。
第2楔部材122は、第2係合子124および第2ばね部材126とにより後進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図6に示したように、第2係合子124側に楔面122aを有していて、基端部122bにてインナパッド12の裏金12aに設けた支持部12a2にピストン軸方向(アンカー荷重が作用する方向に対して直交する方向)にて傾動可能に組付けられている。また、第2楔部材122は、第2ばね部材126により第2係合子124に向けて付勢されていて、楔面122aにて第2係合子124に係合している。
また、上記した第2実施形態のサーボ機構120においては、前進制動時におけるアンカー荷重の増大に応じて、図5の(b)に示したように、第1楔部材121が第1ばね部材125に抗して傾動して楔面121aのアンカー荷重方向に対する傾斜角θfを増大させるように、第1楔部材121の形状と第1ばね部材125の諸元(ばね定数、初期荷重等)が設定され、後進制動時におけるアンカー荷重の増大に応じて、図6の(b)に示したように、第2楔部材122が第2ばね部材126に抗して傾動して楔面122aのアンカー荷重方向に対する傾斜角θrを増大させるように、第2楔部材122の形状と第2ばね部材126の諸元(ばね定数、初期荷重等)が設定されている。これにより、各制動時には、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比が減少する。
また、この第2実施形態においては、前進制動用の第1楔部材121および第1ばね部材125がインナパッド12に組付けられ、また、インナパッド12のライニング12bとアウタパッド13のライニング13bが摩耗すると、その摩耗した分、ロータ方向へ第1係合子123を移動させる図示されていない摩耗調整機構が付いている。同様に、後進制動用の第2楔部材122および第2ばね部材126がインナパッド12に組付けられ、また、インナパッド12のライニング12bとアウタパッド13のライニング13bが摩耗すると、その摩耗した分、ロータ方向へ第2係合子124を移動させる図示されていない摩耗調整機構が付いている。このため、ライニングの摩耗によりサーボの設定が変動することはない。
なお、図4〜図6に示した第2実施形態のサーボ機構120以外の構成は、図1〜図3に示した第1実施形態のサーボ機構20以外の構成と実質的に同じであるため、同一符号を付して説明は省略する。また、この第2実施形態の作用効果は上記した第1実施形態の作用効果と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
図7〜図9に示した第3実施形態のサーボ機構220は、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比(すなわち、サーボ荷重/アンカー荷重)を減少させるメカニカル機構であり、キャリパ15に組付けた第1楔部材221および第2楔部材222と、インナパッド12における裏金12aに設けた第1係合子(突起)223および第2係合子(突起)224と、キャリパ15と第1楔部材221間に組付けた第1ばね部材(皿ばね)225およびキャリパ15と第2楔部材222間に組付けた第2ばね部材(皿ばね)226を備えている。
第1楔部材221は、第1係合子223および第1ばね部材225とにより前進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図8に示したように、第1係合子223側に楔面221aを有していて、基端部221bにてキャリパ15に設けた支持部15dにピストン軸方向(アンカー荷重が作用する方向に対して直交する方向)にて傾動可能に組付けられている。また、第1楔部材221は、第1ばね部材225により第1係合子223に向けて付勢されていて、楔面221aにて第1係合子223に係合している。
第2楔部材222は、第2係合子224および第2ばね部材226とにより後進制動用のサーボ機構を構成するものであり、図9に示したように、第2係合子224側に楔面222aを有していて、基端部222bにてキャリパ15に設けた支持部15eにピストン軸方向(アンカー荷重が作用する方向に対して直交する方向)にて傾動可能に組付けられている。また、第2楔部材222は、第2ばね部材226により第2係合子224に向けて付勢されていて、楔面222aにて第2係合子224に係合している。
また、上記した第3実施形態のサーボ機構220においては、前進制動時におけるアンカー荷重の増大に応じて、図8の(b)に示したように、第1楔部材221が第1ばね部材225に抗して傾動して楔面221aのアンカー荷重方向に対する傾斜角θfを増大させるように、第1楔部材221の形状と第1ばね部材225の諸元(ばね定数、初期荷重等)が設定され、後進制動時におけるアンカー荷重の増大に応じて、図9の(b)に示したように、第2楔部材222が第2ばね部材226に抗して傾動して楔面222aのアンカー荷重方向に対する傾斜角θrを増大させるように、第2楔部材222の形状と第2ばね部材226の諸元(ばね定数、初期荷重等)が設定されている。これにより、各制動時には、アンカー荷重の増大に応じてサーボ比が減少する。
なお、図7〜図9に示した第3実施形態のサーボ機構220以外の構成は、図1〜図3に示した第1実施形態のサーボ機構20以外の構成と実質的に同じであるため、同一符号を付して説明は省略する。また、この第3実施形態の作用効果は上記した第1実施形態の作用効果と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
上記した第1実施形態においては、サーボ機構20の第1レバー21と第2レバー22をキャリパ15に回動可能に組付けて実施したが、これらをマウンティング16に回動可能に組付けて実施することも可能である。また、上記した第2実施形態においては、サーボ機構120の第1係合子123と第2係合子124をキャリパ15に設けて実施したが、これらをマウンティング16に設けて実施することも可能である。また、上記した第3実施形態においては、サーボ機構220の第1楔部材221および第2楔部材222と第1ばね部材225および第2ばね部材226等をキャリパ15に設けて実施したが、これらをマウンティング16に設けて実施することも可能である。
また、上記した各実施形態においては、可動キャリパ型のディスクブレーキ装置に本発明を実施したが、本発明は、他のタイプのディスクブレーキ装置にも、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。また、上記した各実施形態においては、制動ピストン14が油圧力(油圧アクチュエータの出力)によって駆動されるディスクブレーキ装置に本発明を実施したが、本発明は、制動ピストン14が電力(電動アクチュエータの出力)によって駆動されるディスクブレーキ装置にも、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。
11…ディスクロータ、12…インナパッド、12a…インナパッドの裏金、12b…インナパッドのライニング、13…アウタパッド、13a…アウタパッドの裏金、13b…アウタパッドのライニング、14…制動ピストン、15…キャリパ、15b…シリンダ部、16…マウンティング、20…サーボ機構、21…第1レバー、21a…第1レバーの第1アーム部、21b…第1レバーの第2アーム部、22…第2レバー、22a…第2レバーの第1アーム部、22b…第2レバーの第2アーム部、23…第1支持ピン、24…第2支持ピン、BP…ブレーキペダル、MC…ブレーキマスタシリンダ
Claims (4)
- キャリパのシリンダ部に軸方向へ移動可能に組付けた制動ピストンが操作力に応じてその軸方向に押動されて、パッドがディスクロータに向けて押動されるように構成され、制動時における前記パッドと前記ディスクロータのロータ周方向での摩擦力がサーボ機構にてアンカー荷重として取り出されて、このアンカー荷重が前記サーボ機構にて前記ディスクロータに向けたサーボ荷重に変換されて前記パッドに付加されるように構成されたディスクブレーキ装置において、前記サーボ機構は、前記アンカー荷重の増大に応じてサーボ比を減少させるメカニカル機構であることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1に記載のディスクブレーキ装置において、前記サーボ機構は、前記パッドにおける裏金に係合するレバーと、このレバーを前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングに回動可能に組付ける支持ピンを備えていて、前記レバーは、前記裏金のロータ周方向端面に係合し前記アンカー荷重の増大に応じて弾性変形して前記裏金との係合部が前記支持ピン側に移動する第1アーム部と、前記裏金の背面に係合して前記サーボ荷重を前記裏金に付加可能な第2アーム部を備えていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1に記載のディスクブレーキ装置において、前記サーボ機構は、前記パッドにおける裏金にピストン軸方向にて傾動可能に組付けられる楔部材と、前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングに設けられて前記楔部材の楔面に係合する係合子を備えるとともに、前記楔部材を前記係合子に向けて付勢するばね部材を備えていて、前記アンカー荷重の増大に応じて前記楔部材が前記ばね部材に抗して傾動して前記楔面のアンカー荷重方向に対する傾斜角を増大させるように設定されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
- 請求項1に記載のディスクブレーキ装置において、前記サーボ機構は、前記キャリパまたはこれを支持するマウンティングにピストン軸方向にて傾動可能に組付けられる楔部材と、前記パッドにおける裏金に設けられて前記楔部材の楔面に係合する係合子を備えるとともに、前記楔部材を前記係合子に向けて付勢するばね部材を備えていて、前記アンカー荷重の増大に応じて前記楔部材が前記ばね部材に抗して傾動して前記楔面のアンカー荷重方向に対する傾斜角を増大させるように設定されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
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