JP4039753B2

JP4039753B2 - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP4039753B2
Application number: JP31353298A
Authority: JP
Inventors: 幸雄岩田
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: US6286636B1; DE19953159A1; JP2000145835A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るディスクブレーキは、自動車の制動を行なう為に利用するもので、本発明はこの様なディスクブレーキに組み込むパッドとサポートとの係合部が制動時に異音を発するのを防止するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の制動を行なう為のディスクブレーキとして従来から、図５〜６に示す様な構造のものが使用されている。この図５〜６に示したディスクブレーキは、特開平９−７９２９６号公報に記載されたものであり、車輪（図示せず）と共に回転するロータ１の一部に隣接させる状態で設けたサポート２を、車体側に設けた懸架装置（図示せず）に支持固定している。このサポート２にはキャリパ３を、上記ロータ１の軸方向（図５の表裏方向、図６の上下方向）に亙る変位自在に支持している。又、このサポート２の両端部で、上記ロータ１の周方向に離隔した位置に、前後１対の回入側、回出側両支持部４、５を設けている。これら各支持部４、５は、上記ロータ１の外周部を、図５の表裏方向、図６の上下方向に跨ぐ様に先端が略Ｕ字形に屈曲しており、これら両支持部４、５にパッド６、６の両端部を、上記ロータ１の軸方向の摺動自在に係合させている。このうちの回出側端部（上記ロータ１が、図５〜６に矢印ａで示す様に、右から左に回転する場合、図５〜６の左端部）に設けた回出側支持部５は、制動時に上記ロータ１の側面と上記パッド６、６との摩擦に伴ってこれら両パッド６、６に加わるブレーキトルクを支承する役目を有する。
【０００３】
上記各パッド６、６の裏金７の両端部に係合凸部８、８を、上記回入側、回出側両支持部４、５の内側面に係合溝９、９を、それぞれ形成している。そして、上記各係合凸部８、８をこれら各係合溝９、９に、上記ロータ１の軸方向に亙る変位自在に係合させて、回入側係合部及び回出側係合部としている。従って、上記各パッド６、６は、上記ロータ１の両側面に対する遠近動を自在として、上記サポート２に支持されている。
【０００４】
又、上記キャリパ３は、上記１対のパッド６、６を跨ぐ様な状態で、上記サポート２に支持している。上記キャリパ３は、シリンダ部１０、１０とキャリパ爪１１、１１とを有し、このうちのシリンダ部１０、１０に、上記各パッド６、６を上記ロータ１に対して押圧する為のピストンを内蔵している。
【０００５】
更に、上記サポート２のうちで上記各パッド６、６の両端部を支承する部分には、ステンレス鋼板等の弾性金属板製のパッドクリップ１２、１２を装着している。このパッドクリップ１２、１２は、上記各パッド６、６を弾性的に押圧して、走行時の振動等により、これら各パッド６、６ががたつく事を防止する。上記各パッドクリップ１２、１２の一部は、上記各係合溝９、９の内面を覆っているが、これら各係合溝９、９の内面を覆う上記各パッドクリップ１２、１２の一部と上記各係合凸部８、８との間には、若干の隙間１３、１３を介在させている。これら各隙間１３、１３の大きさは、通常時は勿論、鋼板製の前記各裏金７、７又は鋳鉄製のサポート２が錆びて、これら各裏金７、７の外寸が腐食生成物の発生に基づいて多少大きくなったり、或は上記各係合溝９、９の内寸が小さくなった場合でも、上記各パッド６、６が上記ロータ１の軸方向に亙り円滑に変位できる程度、確保している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５〜６に示した構造を含めて、従来のディスクブレーキの場合には、裏金７、７の外周縁や鋳鉄製のサポート２が錆びてこれら各裏金７、７の外寸が大きくなったり、各係合溝９、９の内寸が小さくなった場合にも、各パッド６、６の変位を十分に可能にするだけの、十分な隙間１３、１３を設けていた。この為、これら各パッド６、６がサポート２に対してがたつく場合がある。即ち、上記各隙間１３、１３は、非制動時に上記各裏金７、７の両端部に形成した係合凸部８、８とパッドクリップ１２、１２の一部との間に介在する。この為、制動時に上記各パッド６、６が、ロータ１との摩擦に伴ってこのロータ１の円周方向に変位すると、回出側支持部５に対応する隙間１３が消滅すると同時に、上記裏金７、７とパッドクリップ１２、１２の一部とが勢い良く衝突し、クロンク音と呼ばれる打音が発生する。又、非制動時に於いても、上記各パッド６、６が上記各パッドクリップ１２、１２の弾力に抗して変位し、ラトル音と呼ばれる振動騒音が発生する場合がある。これら各パッドクリップ１２、１２の弾力を強くすれば、この様な振動騒音の発生は防止できるが、ディスクブレーキの組立作業が面倒になるだけでなく、上記弾力に基づいて上記各パッド６、６の移動が制約され、非制動時に於ける、パッド６、６とロータ１との引き摺り抵抗が大きくなる為、好ましくない。
本発明のディスクブレーキは、上述の様な事情に鑑みて、サポートに対するパッドの変位を確実に行なわせる事ができ、しかもこのサポートに対してパッドががたつく事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスクブレーキは、前述した従来から知られているディスクブレーキと同様に、車輪と共に回転するロータを跨いで車体側に支持するサポートと、このサポートに支持された状態で上記ロータの両側に配置された１対のパッドと、上記サポートの一部で上記ロータを挟む位置に、このロータの回入側端部とロータの回出側端部とにそれぞれ１対ずつ設けた、それぞれが上記サポートと上記各パッドとのうちの一方の部材に形成した係合溝と他方の部材に形成した係合凸部とを上記ロータの軸方向に亙る摺動自在に係合させて成る、回入側係合部及び回出側係合部と、上記サポートに装着して上記各パッドが上記サポートに対してがたつく事を防止する弾性部材と、上記サポートに付属のキャリパと、このキャリパに内蔵したピストンとを備える。そして、このピストンの押し出しに伴い、上記１対のパッドにより上記ロータを挟持する事で制動を行なう。
【０００８】
特に、本発明のディスクブレーキに於いては、上記回入側係合部及び回出側係合部を構成する１対の係合溝の奥端面、並びにこれら両係合部を構成する１対の係合凸部の先端面は、これら１対の奥端面同士、並びに１対の先端面同士の間隔が、上記ロータの直径方向内方に向かう程大きくなる方向に傾斜している。又、上記ロータの直径方向に関する上記各係合溝の幅は、同じく上記各係合凸部の幅よりも大きくして、これら各係合凸部がこれら各係合溝内で上記ロータの直径方向に変位自在としている。そして、上記弾性部材は、上記１対の奥端面同士、並びに１対の先端面同士の間隔が狭くなる方向に上記パッドを押圧するものである。
【０００９】
【作用】
上述の様に構成する本発明のディスクブレーキにより制動を行なう際の作用は、前述した従来のディスクブレーキと同様である。特に、本発明のディスクブレーキの場合には、サポートに対してパッドを、騒音の原因となる程大きながたつきをなくした状態で、しかも腐食生成物の発生により上記サポートやパッドの裏金の寸法が多少変化した場合でもこのパッドが確実に変位自在な状態で支持できる。即ち、制動時には、パッドに対し回転しようとする偶力が働き、このパッドの回出側にロータの径方向内方に向く力が作用する。又、奥端面及び先端面は、制動時にこのロータと上記パッドとの摩擦に基づいてこのパッドに加わる力の作用方向に対し、それぞれ傾斜している。この為、制動時には、回出側の上記両端面同士の摺動に基づいて、上記パッドの回出側に上記力の分力が、上記ロータの径方向内方に向く力として発生する。この様に、制動時には、上記パッドの回出側に、このパッドに作用する偶力に基づく力に加えて、上述の様な両端面同士の摺動に基づく分力が発生する為、係合凸部の外面と係合溝との間の隙間が増大する傾向になり、上記腐食生成物の発生に拘らず、この係合溝の内側での上記係合凸部の変位を円滑に行なえる様にできる。又、上記パッドが錆で固着していても、制動に伴ってこの固着を解除する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、サポート２ａに対してパッド６ａの裏金７ａの両端部を支持する部分の構造の改良に関する。その他の部分の構造及び作用は、前述の図５〜６に示した構造を含めて、従来から一般的に知られているディスクブレーキと同様である。そこで、従来構造と同様の部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１１】
車輪と共に回転するロータ１（図５〜６参照。図１には省略。）を跨いで設けたサポート２ａに、回入側支持部４ａ及び回出側支持部５ａを設けている。そして、これら回入側支持部４ａ及び回出側支持部５ａに形成した係合溝９ａ、９ａに、それぞれパッド６ａを構成する裏金７ａの両端部に設けた係合凸部８ａ、８ａを、上記ロータ１の軸方向（図１の表裏方向）に亙る摺動自在に係合させている。この状態で１対のパッド６ａ（図１には一方のパッド６ａのみを図示）を、上記ロータ１を挟む位置に設けている。又、上記回入側支持部４ａ及び回出側支持部５ａと上記パッド６ａの裏金７ａとの間にそれぞれ、弾性部材であるパッドクリップ１２ａ、１２ａを設けている。これら両パッドクリップ１２ａ、１２ａは、それぞれステンレスのばね鋼製の板材を曲げ形成して成る。
【００１２】
特に、本発明のディスクブレーキの場合には、上記各係合溝９ａ、９ａの奥端面１４、１４同士を、互いに非平行にし、且つ、それぞれ上記パッド６ａと上記ロータ１の側面との摩擦に基づいてこのパッド６ａに作用する力の方向に対し傾斜させている。即ち、上記各奥端面１４、１４を、上記ロータ１の直径方向で上記パッド６ａの中心を通る仮想直線ｘに対し、角度α（例えばα≒３０度）ずつ傾斜させている。傾斜方向は、上記両奥端面１４、１４で互いに逆にして、これら両奥端面１４、１４同士の間隔が、上記ロータ１の直径方向内方に向かう程大きくなる様にしている。ちなみに、上記力の作用方向は、上記仮想直線ｘに対しほぼ直交する、図１の矢印ｙ方向である。又、これら両奥端面１４、１４に対向する、上記各係合凸部８ａ、８ａの先端面１５、１５は、当該先端面１５、１５が対向する奥端面１４、１４と同方向に同一角度傾斜している。
【００１３】
又、上記ロータ１の直径方向（図１の上下方向）に関する上記各係合溝９ａ、９ａの幅Ｗ_9aは、同じく上記各係合凸部８ａ、８ａの幅Ｗ_8aよりも大きくして、これら各係合凸部８ａ、８ａが上記各係合溝９ａ、９ａ内で幅方向（図１の上下方向）に変位自在としている。この為に本例の場合には、上記各係合溝９ａ、９ａの幅Ｗ_9aを、上記各係合凸部８ａ、８ａの幅Ｗ_8aに、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａを構成する金属板の厚さＴ_12a の２倍を加えた値よりも少し（例えば０．７mm程度）大きく（Ｗ_9a≒Ｗ_8a＋２Ｔ_12a ＋０．７mm）している。
【００１４】
更に、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａは、上記各奥端面１４、１４と先端面１５、１５とが互いに近づき合う方向に上記パッド６ａを押圧する弾力を有する。この為に本例の場合には、上記ロータ１の直径方向に関して、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの内端部（図１の下端部）に、外方（図１の上方）に向く弾力を有する弾性片１６、１６を形成し、これら各弾性片１６、１６の先端部を、上記パッド６ａの裏金７ａの内端縁に当接させている。従って、このパッド６ａは前記サポート２ａに対して、上記ロータ１の直径方向外方に向け弾性的に押圧された状態となっている。この為、他の力が加わらない状態では、上記各奥端面１４、１４と先端面１５、１５とが、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの一部を介して、ほぼ隙間なく（隙間の寸法が０〜０．２mm程度で）当接若しくは近接対向する。
【００１５】
上述の様に構成する本発明のディスクブレーキの場合には、上記サポート２ａに対して上記パッド６ａを、騒音の原因となる程大きながたつきをなくした状態で、しかも腐食生成物の発生により上記パッド６ａの裏金７ａの外寸が多少大きくなったり、或は上記各係合溝９ａ、９ａの内寸が多少小さくなった場合でも、上記パッド６ａが確実に変位自在な状態で支持できる。
【００１６】
先ず、初期状態、即ち、上記裏金７ａの両端部に形成した係合凸部８ａ、８ａの先端面１５、１５や係合溝９ａ、９ａの奥端面１４、１４に腐食生成物が存在せず、上記裏金７ａの外寸が最も小さく、上記奥端面１４、１４同士の間隔が最も大きい状態で、且つ非制動状態に就いて説明する。この状態では、上記パッド６ａが上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾力により、上記ロータ１の直径方向に関して、最も外径側に変位する。この状態では上述の様に、上記各奥端面１４、１４と先端面１５、１５とが、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの一部を介して、ほぼ隙間なく当接若しくは近接対向する。上記各端面１４、１５同士は、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾力に基づき、くさび状に係合する。この為、これら各パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾性をあまり大きくしなくても、上記両端面１４、１５同士を当接若しくは近接対向させたままの状態として、非制動時に上記パッド６ａがサポート２ａに対してがたつき、ラトル音と呼ばれる騒音が発生する事を防止する。
【００１７】
次に、制動時の状態に就いて説明する。制動時には、上記ロータ１の側面と上記パッド６ａの摩擦材との摩擦に基づいてこのパッド６ａに、図１の矢印ｙ方向の力が加わる。この力に基づき、前記回出側支持部５ａ側で、上記先端面１５が奥端面１４に向け押し付けられる。これら両端面１５、１４は、それぞれ上記力の作用方向（矢印ｙ方向）に対し傾斜しているので、これら両端面１５、１４同士の摺動に基づいて上記パッド６ａには、上記ロータ１の直径方向に亙る力、即ち、上記矢印ｙ方向の力の分力が、上記ロータ１の直径方向内方（図１の下方）に向く力として発生する。この力の為に上記パッド６ａは、前記各弾性片１６、１６を弾性変形させつつ変位し、上記ロータ１の直径方向に関して内径側で、上記係合溝９ａ、９ａの内側面と上記奥端面１４とにより拘束される。この様にパッド６ａが移動する際、仮に裏金７ａが錆で固着していても、制動に伴ってこの固着を解除する。但し、この状態では上記ロータ１の側面と上記パッド６ａの摩擦材とが強く摩擦係合しているので、このパッド６ａが上記ロータ１の径方向に変位する事はない。又、回出側の係合凸部８ａの先端面１５と係合溝９ａの奥端面１４との間の隙間は、前述の様に０〜０．２mm程度と、零若しくは僅少である。この為、これら先端面１５と奥端面１４とを含み、回出側の係合凸部８ａの外面と係合溝９ａの内面とが勢い良く衝突して、耳障りな異音を発生する事はない。上記パッド６ａがロータ１の内径側に変位する事に伴う、上記各係合凸部８ａ、８ａの外側面と上記各係合溝９ａ、９ａの内側面との衝合は、比較的緩徐に行なわれる為、上記異音の発生には結び付きにくい。
【００１８】
更に、上記パッド６ａの裏金７ａのうち、各係合凸部８ａ、８ａの外面や上記サポート２ａの係合溝９ａ、９ａの内面に腐食生成物が発生し、この裏金７ａの外寸、即ち、この裏金７ａ全体の図１の左右に亙る長さＬ_7a、或は上記各係合凸部８ａ、８ａの幅Ｗ_8aが大きくなったり、或は係合溝９ａ、９ａの内寸が小さくなった場合に就いて説明する。先ず、上記長さＬ_7aが大きくなったり、前記１対の奥端面１４、１４同士の間隔が短くなった場合には、上記両係合凸部８ａ、８ａの先端面１５、１５と各係合溝９ａ、９ａの奥端面１４、１４とが強く押圧し合う状態となる。又、制動時には、ロータ１が図１の矢印ｂ方向に回転している場合に、上記パッド６ａに同図に矢印Ｍで示すパッド偶力（ブレーキトルクに基づいて、パッドが回転しようとする力）が働き、上記パッド６ａが回転しようとする。加えて、これら両端面１５、１４同士の摺動係合に基づき、上記ロータ１の直径方向内方（図１の下方）に向く分力が発生し、上記パッド６ａが上記パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾力に抗して、上記ロータ１の直径方向内方に向けて変位する。この結果、上記各係合凸部８ａ、８ａの外面と上記各係合溝９ａ、９ａとの間の隙間が増大する傾向になり、上記腐食生成物の発生に拘らず、これら各係合溝９ａ、９ａの内側での上記各係合凸部８ａ、８ａの変位を円滑に行なえる様にできる。上記各係合凸部８ａ、８ａの幅Ｗ_8aが大きくなったり、上記各係合溝９ａ、９ａの幅Ｗ_9aが小さくなった場合も、同様に上記パッド６ａが上記パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾力に抗して、上記ロータ１の直径方向内方に向けて変位し、上記各係合凸部８ａ、８ａの変位の円滑性を確保する。以上の説明から明らかな通り、前記角度αは、発錆時に上記パッド６ａを、上記各パッドクリップ１２ａ、１２ａの弾力に抗して変位させられるだけの分力を生じさせる大きさが必要である。この様な角度αの値は摺動部の摩擦係数等に鑑みて、設計的に定めるが、例えば裏金７ａが鋼板、パッドクリップ１２ａがステンレス鋼板の場合で、５〜４０度程度とする。
【００１９】
次に、図２は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した第１例の場合とは逆に、サポート２ｃの側に係合凸部８ｃを、パッド６ｃの裏金７ｃの側に係合溝９ｃを、それぞれ形成している。そして、これら係合凸部８ｃの先端面１５ｂと係合溝９ｃの奥端面１４ｂとを、上述した第１例の場合と同方向に傾斜させている。この様な本例の構造の場合も、第１例の場合と同様に、サポート２ｃに対してパッド６ｃを、騒音の原因となる程大きながたつきをなくした状態で、しかも腐食生成物の発生により上記パッド６ｃの裏金７ｃやサポート２ｃの寸法が多少変化した場合でも、このパッド６ｃが確実に変位自在な状態で支持できる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００２０】
次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、サポート２ａの中央部に、各パッド６ａ毎に１個ずつのパッドクリップ１２ｂを設け、このパッドクリップ１２ｂにより、各パッド６ａをロータ１（図５〜６）の直径方向外方に押圧した場合に就いて示している。上述した第１、２例の様な、回入側、回出側支持部毎のパッドクリップは省略している。この様な本例の構造の場合も、上述した第１、２例の場合と同様に、上記サポート２ａに対する上記パッド６ａの変位を確実に行なわせ、しかもこのパッド６ａががたつく事を有効に防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のディスクブレーキは、以上に述べた通り構成され作用するが、サポートに対するパッドの変位を確実に行なわせる事ができ、しかもこのサポートに対してパッドががたつく事を防止できるので、高い信頼性を有し、しかも不快な騒音を発生しない構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、一部の部材を省略して示す正面図。
【図２】同第２例を示す、図１の左端部に相当する図。
【図３】同第３例を示す、図１の中央部から左端部に相当する図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】従来構造の第１例を示す正面図。
【図６】同じく底面図。
【符号の説明】
１ロータ
２、２ａ、２ｂ、２ｃサポート
３キャリパ
４、４ａ回入側支持部
５、５ａ回出側支持部
６、６ａ、６ｂ、６ｃパッド
７、７ａ、７ｂ、７ｃ裏金
８、８ａ、８ｂ、８ｃ係合凸部
９、９ａ、９ｂ、９ｃ係合溝
１０シリンダ部
１１キャリパ爪
１２、１２ａ、１２ｂパッドクリップ
１３隙間
１４、１４ａ、１４ｂ奥端面
１５、１５ａ、１５ｂ先端面
１６弾性片

Claims

車輪と共に回転するロータを跨いで車体側に支持するサポートと、このサポートに支持された状態で上記ロータの両側に配置された１対のパッドと、上記サポートの一部で上記ロータを挟む位置に、このロータの回入側端部とロータの回出側端部とにそれぞれ１対ずつ設けた、それぞれが上記サポートと上記各パッドとのうちの一方の部材に形成した係合溝と他方の部材に形成した係合凸部とを、上記ロータの軸方向に亙る摺動自在に係合させて成る、回入側係合部及び回出側係合部と、上記サポートに装着して上記各パッドが上記サポートに対してがたつく事を防止する弾性部材と、上記サポートに付属のキャリパと、このキャリパに内蔵したピストンとを備え、このピストンの押し出しに伴い、上記１対のパッドにより上記ロータを挟持する事で制動を行なうディスクブレーキに於いて、上記回入側係合部及び回出側係合部を構成する１対の係合溝の奥端面、並びにこれら両係合部を構成する１対の係合凸部の先端面は、これら１対の奥端面同士、並びに１対の先端面同士の間隔が、上記ロータの直径方向内方に向かう程大きくなる方向に傾斜しており、上記ロータの直径方向に関する上記各係合溝の幅は、同じく上記各係合凸部の幅よりも大きくして、これら各係合凸部がこれら各係合溝内で上記ロータの直径方向に変位自在とすると共に、上記弾性部材は、上記１対の奥端面同士、並びに１対の先端面同士の間隔が狭くなる方向に上記パッドを押圧するものである事を特徴とするディスクブレーキ。