JP3822664B2 - パーキング用メカニカルディスクブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、機械的に操作される自動車のパーキングブレーキ、すなわち機械式ディスクブレーキに関するものであり、エヤアクチュエータによって操作される上記パーキングブレーキについて、サーボ作用を利用することにより、エヤアクチュエータの操作力を小さくしても大きな制動力を得ることができるものであり、殊に大型トラックのパーキングブレーキに利用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のメカニカルディスクブレーキの操作機構については種々のものがあるが、所定のブレーキ操作力を得るため必要なアクチュエータを可及的に小さくするために、回転カム円盤による倍力機構を利用するものがある。その一例として特公昭５２ー１０５６号公報に示される車両用ディスクブレーキ装置について図９を参照しつつ説明する。
操作軸１と一体の加圧部２´とプレート３ａ´との対向面にそれぞれ複数の円周方向カム溝４、５を設け、このカム溝に楔ボール６を介在させたものであり、加圧部２´を回動させ、カム溝４、５と楔ボール６によるカム作用によって加圧部２´を押し出し、ブレーキパッド７と８とによってブレーキディスク９を挟圧してこれを制動するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様なディスクブレーキにおいて、操作軸１の外端のレバー１０にエヤアクチュエータを連結し、このエヤアクチュエータによって操作した場合、ディスクブレーキの制動力はエヤアクチュエータによる操作力によって決まるので、カム溝４、５と楔ボール６とによって構成された倍力機構によるブレーキパッドに対する加圧力を増大させるには、エヤアクチュエータの空気圧力を増大させるか、エヤアクチュエータを大形にしてその出力を増大させる外はない。エヤアクチュエータの出力を増大させるために、現在の作動空気圧を増大することは現実的ではないので、エヤアクチュエータを大形にする外はない。エヤアクチュエータを大形化することは自動車の各部品について可及的に軽量化を促進するという要請に反することである。
したがって、その制動力を増大させるためにはエヤアクチュエータを大形化する外はないこと、あるいは可及的にエヤアクチュエータを小形化して軽量化を図るという要請に応え得ないことの理由は、もっぱらエヤアクチュエータによる操作力に制動力を依存させていることである。エヤアクチュエータの空気圧力を増大させずにエヤアクチュエータを小形化するには、サーボ作用を利用することが最も効果的である。ところが、パーキング用ディスクブレーキにサーボ作用を利用するには、サーボ機構が車両の前進方向および後進方向について所定のサーボ作用を生じさせることが不可欠の要件である。しかし、このようなサーボ機構は未だ知られていない。
本発明はパーキングブレーキにサーボ作用を利用することを目的とし、車両の前進方向および後進方向に対して同等にサーボ作用を奏するパーキングブレーキ用サーボ機構を工夫することをその課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題解決のために講じた手段は、キャリパのシリンダに嵌合された円筒状の加圧部材の背面とキャリパのシリンダの底面との間にカム溝と楔ボールとによる倍力機構を介在させ、上記加圧部材を回動操作して上記倍力機構によって前進させることによってブレーキディスクを制動するパーキング用メカニカルディスクブレーキを前提として、次ぎの要素（イ）〜（ニ）によって構成されるものである。
（イ）上記加圧部材と当該加圧部材によって押圧されるブレーキパッドとの間に上記加圧部材を一方向に回転させる一方向駆動機構を上下一対に二つ設けたこと、
（ロ）上記ブレーキパッドをキャリパに対して車両の前後方向に移動可能にキャリパに支持させたこと、
（ハ）上記ブレーキパッドとその保持部材との間に復帰ばねを介在させて、当該復帰ばねによってブレーキパッドを前後方向の中立位置に保持させたこと、
（ニ）上記ブレーキパッドが上記復帰ばねに抗して前方および後方に移動するとき、前方への移動によって上記一方向駆動機構の一方が上記加圧部材を回動させ、後方への移動によって上記一方向駆動機構の他方が上記加圧部材を回動させ、前方および後方への移動のいずれにおいても同じ方向に回動させて制動力を増大させるようにしたこと。
【０００５】
【作 用】
ブレーキディスクにブレーキパッドが押圧されて制動している状態で車両が前進してブレーキディスクが前進方向に回転すると、この回転に引きずられてブレーキパッドが上記復帰ばねに抗して、キャリパに対して車両の前方に移動する。このブレーキパッドの前方への移動によって上方の一方向駆動機構によって操作軸による駆動方向と同方向に加圧部材が回転させられ、この回転によって上記楔ボールとカム溝による倍力機構が作動して加圧部材をさらに強く押し出して加圧部材による押圧力を増大させる。ブレーキディスクが回転するほどこの押圧力は増大する。車両が後進してブレーキディスクが後進方向に回転すると、この回転に引きずられてブレーキパッドが上記復帰ばねに抗して、キャリパに対して車両の後方に移動する。このブレーキパッドの後方への移動によって下方の一方向駆動機構によって操作軸による駆動方向と同方向に加圧部材が回転させられ、この回転によって上記楔ボールとカム溝による倍力機構が作動して加圧部材をさらに強く押し出して加圧部材による押圧力を増大させる。このサーボ作用による制動力の増大は前進方向、後進方向にブレーキディスクが回転するほど増大するので、ブレーキディスクは強力に制動される。
操作軸が反対方向に操作されてパーキングブレーキが解除され、ブレーキパッドがブレーキディスクから離間すると、ブレーキパッドに対するブレーキディスクによる上記引きずり力は小さくなるので、ブレーキパッドは復帰ばねによって中立位置に戻される。
したがって、パーキングブレーキの操作力は上記のブレーキディスクによってブレーキパッドを引きずる程度で十分であり、したがって、制動操作力を小さくすることができ、そのためのエヤアクチュエータを可及的に小さくすることができる。
【０００６】
【実 施 例】
次いで実施例を説明する。
実施例の基本的な構造は図１に示すとおりであって、エヤアクチュエータによって回転駆動される操作軸１にスプライン嵌合された加圧部材２とシリンダの底面３ａとの対向面にそれぞれ複数の円周方向カム溝４、５を設け、このカム溝に楔ボール６を介在させたもの（倍力機構）であり、加圧部材２を回動させ、カム溝４、５と楔ボール６によるカム作用（倍力機構の作用）によって加圧部材２を押し出し、ブレーキパッド７と８とによってブレーキディスク９を挟圧してこれを制動するものである。上記操作軸１の外端のレバー１０にエヤアクチュエータのピストンロッドが直接、あるいは間接に連結されていて、このエヤアクチュエータによって操作されるものである。
このものの加圧部材２に当接しているブレーキパッド７には、その上方に、車両の前後方向に長い長孔２０、２０があって、この長孔２０、２０にキャリパ３の開口部に架け渡された支持ピン２１、２１がそれぞれ嵌合している。これによってブレーキパッド７は制動時にブレーキディスク９によって引きずられて同方向に摺動することができるが、通常はブレーキパッドの保持部材の支持面に設けた復帰ばね２２によって中立位置に保持されている。また、このブレーキパッド７の裏面（加圧部材２の端面に当接している面）に上下一対のピン２３ａ、２３ｂが突設されている。他方、加圧部材２の端面に上下一対の切欠き２４ａ、２４ｂが設けられており、これらの切欠きは、加圧部材２の回転方向（操作軸１によって回転操作される回転方向）前方の縦方向壁２５ａ、２５ｂと横方向壁２６ａ、２６ｂからなるＬ形の切欠きである。加圧部材２にブレーキパッド７が組み付けられたとき、ブレーキパッド７の上下のピン２３ａ、２３ｂが加圧部材２の上下の切欠き２４ａ、２４ｂにそれぞれ嵌め込まれる。このとき、ブレーキパッド７は戻しばね（復帰ばね）２２、２２によって中立位置（前後方向の中間位置）に保持され、ブレーキパッド７の裏面の上方のピン２３ａは加圧部材の上記切欠き２４ａの縦方向壁２５ａに当接し、下方のピン２３ｂは加圧部材の上記切欠き２４ｂの縦方向壁２５ｂに当接している。ピン２３ａ、２３ｂと縦方向壁を有する切欠き２４ａ、２４ｂとによって上下一対の一方向駆動機構が構成される。
ブレーキパッド７がブレーキディスク９に圧接された状態で、ブレーキディスク９が前進方向（車両の前進方向）に回転すると、ブレーキパッド７が戻しば２２に抗してブレーキディスク９によって前方に引きずられ、ブレーキパッド７の裏面の上方のピン２３ａが加圧部材２の上記切欠き２４ａの縦方向壁２５ａを押して、加圧部材２を前進方向（矢印Ｒ方向、操作軸１によって加圧部材２が回転操作される方向と同じ方向）に駆動し、カム溝４、５と楔ボール６のカム作用によって加圧部材２を強く押し出してブレーキの制動力を一層増大させる。また、ブレーキディスク９が後進方向（車両の後進方向）に回転すると、ブレーキパッド７がブレーキディスク９によって後方に引きずられ、ブレーキパッド７の裏面の下方のピン２３ｂが加圧部材２の上記切欠き２４ｂの縦方向壁２５ｂに押して、加圧部材２を同方向（矢印Ｒ方向）に駆動し、カム溝４、５と楔ボール６のカム作用によって加圧部材２を強く押し出してブレーキの制動力を一層増大させる。
上下のピン２３ａ、２３ｂの一方、例えばピン２３ａが切欠き２４ａの縦方向壁２５ａを押していくときは、他方のピン２３ｂも同方向に運動するが、この他方のピン２３ｂは切欠き２４ｂの横方向壁２６ｂに沿って後方に移動することになるので、加圧部材２を矢印Ｒ方向への回転させることの障害にはならない。また、ピン２３ｂが切欠き２４ｂの縦方向壁２５ｂを押していくときについても同様である。
このように、ブレーキディスク９によってブレーキパッド７が前方、後方のいずれの方向に引きずられても、上記ピン２３ａ、２３ｂのいずれかによって加圧部材２は同じ方向（矢印Ｒ方向）に駆動されるので、ブレーキディスク９が前進方向、後進方向のいずれの方向に回転しても、サーボ作用を生じて制動力を一層増大させることができる。
ピン２３ａ、２３ｂが係合する切欠き２４ａ、２４ｂは、通常の車両の機械式ディスクブレーキにおいては加圧部材２の直径が比較的小さいので、縦方向壁２５ａ、２５ｂと横方向壁２６ａ、２６ｂとからなるＬ形切欠き２４ａ、２４ｂとしているが、横方向の長穴でもよい。ピン２３ａ、２３ｂによって加圧部材２を駆動して回転させると、切欠きに対してピンは若干半径方向にも運動するので、切欠きを横方向長穴とする場合は、横方向長穴の幅をピンの直径よりも若干大きくすることが必要である。
以上のピン２３ａと切欠き２４ａ、ピン２３ｂと切欠き２４ｂとによる上下一対の一方向駆動機構は、ブレーキパッドの前進方向および後進方向の移動を、上下のピンで上下の切欠きの縦方向壁を択一的に押して加圧部材の回転運動に変換し、これを加圧部材に伝達する伝動機構であるが、切欠きをブレーキパッドに設け、ピンを加圧部材の端面に突設する構造として、切欠きの縦方向壁によってピンを押すようにしても同様に作用する。そして、切欠きを横方向長穴にするときは、別途の板に横方向長穴を設け、これをブレーキパッド７の裏面に固着すればよい。
また上下の一方向駆動機構は、ブレーキパッドの前進方向および後進方向の運動を回転運動として択一的に加圧部材に伝達する機構であるから、ラック・ピニオン機構によって構成することもできる。この場合はブレーキパッド７の背面に上下一対のラックギヤ（図６〜図８参照）６１、６２（上方のラックギヤは下向き、下方のラックギヤは上向き）を設け、各々のラックギヤ６１、６２と噛み合う二つのピニオン６３、６４を加圧部材２に同心的に設け、作用方向が同方向の一方向クラッチ６５、６６を加圧部材２とピニオン６３、６４との間に介在させる。ブレーキパッドが車両の前進方向へ移動すると上下のラックギヤ６１、６２によって各ピニオン６３、６４は互いに反対方向に駆動されるが、加圧部材２は上方のラックギヤ６１と噛み合っているピニオン６３によって一方向クラッチ６５を介して前方（矢印Ｒ方向）に駆動される。このとき下方のラックギヤ６２と噛み合っているピニオン６４は反対方向に回転するのでその一方向クラッチ６６がフリー状態になり、ピニオン６４は加圧部材２に対してフリー回転する。
ブレーキパッドが車両の後進方向へ移動すると、加圧部材２は下方のラックギヤ６２と噛み合っているピニオン６４によって一方向クラッチ６６を介して前方（矢印Ｒ方向）に駆動される。このとき上方のラックギヤ６１と噛み合っているピニオン６３はその一方向クラッチ６５がフリー状態になるので、加圧部材２に対してフリー回転する。このように、ブレーキディスクによってブレーキパッドが前方、後方のいずれの方向に引きずられても、加圧部材２は同方向（矢印Ｒ方向）に上記ラック・ピニオン機構によって駆動される。
しかし、このラック・ピニオン機構はピンと切欠きによるものに比して機構が複雑であるので、実用性の面からはピンと切欠きによるものの方が優れている。
【０００７】
【効 果】
上記の課題を解決した発明は未だ公知ではない。したがって、この課題を解決して従来技術における前記の問題を解消したこと自体が本発明特有の効果である。
すなわち、制動力時、ブレーキディスクによってブレーキパッドが引きずられ、この引きずり力を利用したサーボ作用によって制動力を著しく増大させることができるので、小さな操作力で制動を掛けておいても強力にブレーキディスクを制動することができる。したがって、操作軸を回動操作するアクチュエータの出力を小さくする（小形、軽量化する）ことができる。また、アクチュエータの出力が低減されると回動操作軸１、レバー１０に掛かる力も低減されることになるので、これらをも小形、軽量化することができ、また製造コストを低減することができる。
さらに、アクチュエータを小形化できるので、その占有空間が小さくなり、その配置が楽になる。超大型トラックのように上記エヤアクチュエータの占有空間が非常に大きいものにおいてこの効果は顕著である。
この発明を手動レバー操作によるパーキングブレーキに適用する時は、手動操作力を低減できるのでその操作が楽になり、また、従来はエヤアクチュエータを用いていた比較的小型のトラックのパーキングブレーキの操作機構を手動操作に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の断面図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ図である。
【図３】（３−１）は加圧部材の断面図、（３−２）は加圧部材の正面図、（３−３）は加圧部材の背面図である。
【図４】（４−１）はキャリパのカバーの正面図、（４−２）は（４−１）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】（５−１）はブレーキパッドの正面図、（５−２）は（５−１）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】他の実施例の断面図である。
【図７】、
【図８】図６のラックギヤとピニオンと一方向クラッチとの関係を示す断面図である。
【図９】従来のディスクブレーキの断面図である。
【符号の説明】
１・・・操作軸
２・・・加圧部材
２´・・・加圧部
３・・・キャリパ
３ａ・・・シリンダの底面
３ａ´・・・プレート
４、５・・・カム溝
６・・・楔ボール
７、８・・・ブレーキパッド
９・・・ブレーキディスク
１０・・・レバー
２０・・・長孔
２１・・・支持ピン
２２・・・戻しばね（復帰ばね）
２３ａ、２３ｂ・・・ピン
２４ａ、２４ｂ・・・切欠き
２５ａ、２５ｂ・・・縦方向壁
２６ａ、２６ｂ・・・横方向壁
６１、６２・・・ラックギヤ
６３、６４・・・ピニオン
６５、６６・・・一方向クラッチ

Claims (2)

1. キャリパのシリンダに嵌合された円筒状の加圧部材の背面とキャリパのシリンダの底面との間にカム溝と楔ボールとによる倍力機構を介在させ、上記加圧部材を回動操作して上記倍力機構によって前進させることによってブレーキディスクを制動するパーキング用メカニカルディスクブレーキにおいて、
   上記加圧部材と当該加圧部材によって押圧されるブレーキパッドとの間に上記加圧部材を一方向に回転させる一方向駆動機構を上下一対に二つ設け、
   上記ブレーキパッドをキャリパに対して車両の前後方向に移動可能にキャリパに支持させ、
   上記ブレーキパッドとその保持部材との間に復帰ばねを介在させて、当該復帰ばねによってブレーキパッドを前後方向の中立位置に保持させ、
   上記ブレーキパッドが上記復帰ばねに抗して前方および後方に移動するとき、前方への移動によって上記一方向駆動機構の一方が上記加圧部材を回動させ、後方への移動によって上記一方向駆動機構の他方が上記加圧部材を回動させ、前方および後方への移動のいずれにおいても同じ方向に回動させて制動力を増大させるようにしたパーキング用メカニカルディスクブレーキ。
2. 上記加圧部材または当該加圧部材によって押圧されるブレーキパッドに突設したピンと、上記加圧部材によって押圧されるブレーキパッドまたは当該加圧部材に設けた、縦方向壁を有する切欠きとによって、上記一方向駆動機構を構成した請求項１記載のパーキング用メカニカルディスクブレーキ。

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