JP5459493B2 - Disc brake device - Google Patents
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Description
本発明は、車輪と一体的に回転するディスクロータをキャリパに設けた摩擦パッドにより挟持することで、その摩擦抵抗によりディスクロータを介して車輪に制動力を作用させるディスクブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a disc brake device in which a disc rotor that rotates integrally with a wheel is clamped by a friction pad provided on a caliper so that a braking force is applied to the wheel via the disc rotor by its frictional resistance.
一般的なキャリパ浮動型のディスクブレーキ装置は、ディスクロータを跨ぐように配置されるキャリパがマウンティングブラケットに支持される。そして、キャリパには一対のスライドピンが設けられ、マウンティングブラケットには一対のスライドピンを摺動自在に嵌合する嵌合孔が設けられる。これにより、スライドピンが嵌合孔に対して摺動することによって、キャリパが車輪の回転軸線方向に移動できるようになっている。また、キャリパには、一方側にインナパッド(摩擦パッド)が移動自在に支持され、他方側にアウタパッド(摩擦パッド)が固定されている。さらに、キャリパには、一方側にインナパッドをディスクロータに対して押圧(圧着)させるために、ピストンとシリンダとが設けられている。 In a general caliper floating type disc brake device, a caliper arranged so as to straddle the disc rotor is supported by a mounting bracket. The caliper is provided with a pair of slide pins, and the mounting bracket is provided with a fitting hole for slidably fitting the pair of slide pins. Thus, the caliper can move in the direction of the rotation axis of the wheel by sliding the slide pin with respect to the fitting hole. Further, an inner pad (friction pad) is movably supported on one side of the caliper, and an outer pad (friction pad) is fixed on the other side. Further, the caliper is provided with a piston and a cylinder for pressing (crimping) the inner pad against the disk rotor on one side.
このようなキャリパ浮動型のディスクブレーキ装置においては、運転者がブレーキペダルを踏み込み操作すると、その踏力に応じてシリンダに支持されたピストンが前進し、インナパッドをディスクロータに押圧(圧着)させるとともに、ピストンが前進する反力によってキャリパが車輪の回転軸線方向に移動してアウタパッドをディスクロータに押圧(圧着)させる。これにより、インナパッドとアウタパッドがディスクロータを挟持することができ、車輪と一体的に回転するディスクロータを介して車輪に制動力を作用させることができる。 In such a caliper floating type disc brake device, when the driver depresses the brake pedal, the piston supported by the cylinder advances in accordance with the depression force, and the inner pad is pressed (crimped) against the disc rotor. The caliper moves in the direction of the rotational axis of the wheel by the reaction force of the piston moving forward, and presses (compresses) the outer pad against the disk rotor. Thus, the inner pad and the outer pad can sandwich the disc rotor, and a braking force can be applied to the wheel via the disc rotor that rotates integrally with the wheel.
ところで、キャリパに設けられるピストンは、キャリパに形成されるシリンダに移動自在に支持されるとともにピストンシールにより液密に保持されており、制動時にシリンダに形成された液圧室に作動液(ブレーキ液)が供給されると、ピストンがピストンシールを変形させながら前進し、液圧室からの液圧解除時(除圧時)には変形したピストンシールの復元力によってピストンが液圧室側に後退するように構成されている。しかしながら、例えば、運転者によるブレーキペダルの踏力が過大であるときには、液圧室内の液圧増加に伴ってピストンがディスクロータ側へ所定以上に押し込まれ、ピストンとピストンシールとの間に相対移動が生じ、ピストンシールの復元力によりピストンを十分に後退させることができない場合がある。この場合、インナパッドまたはアウタパッドがディスクロータに接触し続ける現象、所謂、引き摺り現象が発生する可能性がある。また、このように引き摺り現象が発生している場合には、インナパッドまたはアウタパッドが回転するディスクロータによって弾かれてピストンを押し返す、所謂、ノックバックが発生する可能性もある。 By the way, the piston provided in the caliper is movably supported by a cylinder formed in the caliper and held fluid-tight by a piston seal, and hydraulic fluid (brake fluid) is formed in a hydraulic chamber formed in the cylinder during braking. ), The piston moves forward while deforming the piston seal, and when the hydraulic pressure is released from the hydraulic chamber (when the pressure is released), the piston moves backward toward the hydraulic chamber due to the restoring force of the deformed piston seal. Is configured to do. However, for example, when the driver's brake pedal depression force is excessive, the piston is pushed toward the disc rotor more than a predetermined amount as the hydraulic pressure in the hydraulic chamber increases, and there is a relative movement between the piston and the piston seal. In some cases, the piston cannot be fully retracted due to the restoring force of the piston seal. In this case, there is a possibility that a phenomenon in which the inner pad or the outer pad keeps in contact with the disk rotor, that is, a so-called drag phenomenon occurs. In addition, when the drag phenomenon occurs in this way, there is a possibility that a so-called knockback occurs in which the inner pad or the outer pad is repelled by the rotating disk rotor and pushes back the piston.
そこで、このような問題に対して、従来から、例えば、下記特許文献1に示されたディスクブレーキ装置や下記特許文献2に示されたディスクブレーキキャリパが知られている。 In order to solve this problem, for example, a disc brake device disclosed in Patent Document 1 below and a disc brake caliper disclosed in Patent Document 2 below are known.
下記特許文献1に示されたディスクブレーキ装置は、シリンダの内孔に環状のリング取付溝を形成するとともにこのリング取付溝のパッド側の開口縁にパッド側に面取り部を形成し、このリング溝にピストンとシリンダ間をシールするとともに制動後の除圧時にピストンを戻すリトラクションリングを組み付けるようになっている。また、リング取付溝のパッド側端壁にはこのパッド側端壁に向けて開口する環状凹所が形成されており、この環状凹所内にはリング取付溝内に組み付けられたリトラクションリングの環状凹所内への進入変形を許容する圧縮性材料からなる変形許容リングが組み付けられるようになっている。これにより、液圧の上昇に応じて増大するパッドおよびシリンダの撓み量がリトラクションリングによるピストンのリトラクト量より大きくなる液圧を高い値に設定することができるため、従来に比して高い液圧となる使用環境まで引き摺りを低減することができる。 The disc brake device disclosed in the following Patent Document 1 forms an annular ring mounting groove in an inner hole of a cylinder and forms a chamfered portion on the pad side at an opening edge on the pad side of the ring mounting groove. In addition, a retraction ring that seals the piston and cylinder and returns the piston when the pressure is released after braking is assembled. In addition, an annular recess that opens toward the pad side end wall is formed in the pad side end wall of the ring mounting groove, and the ring of the retraction ring assembled in the ring mounting groove is formed in the annular recess. A deformation-accepting ring made of a compressible material that allows entry deformation into the recess is assembled. As a result, the hydraulic pressure at which the amount of flexure of the pad and cylinder, which increases as the hydraulic pressure increases, becomes larger than the amount of piston retracted by the retraction ring can be set to a higher value. Drag can be reduced to the usage environment that becomes pressure.
また、下記特許文献2に示されたディスクブレーキキャリパは、キャリパ本体に形成された大径孔部に、リテーナによりピストンの外周面に摩擦係合するピストンシールを設けるとともに、リテーナをピストンの後退方向に付勢する皿バネを設けるようになっている。これにより、ブレーキ液圧が低い場合には、皿バネの予荷重によってリテーナの前進が阻止され、ピストンの前進によりピストンシールが面取り部内に弾性変形し、除圧時にピストンシールの復元力によってピストンを確実にリトラクトさせて引き摺り現象の発生を防止することができる。一方、ブレーキ液圧が高い場合には、リテーナおよびピストンシールが皿バネの予荷重に打ち勝って前進するため、ピストンとピストンシール間で滑り(相対移動)が生じず、除圧時にピストンを確実にリトラクトさせて引き摺り現象の発生を防止することができる。また、ブレーキパッド摩耗時には、ピストンシールが許容限度まで弾性変形した後に、ピストンとピストンシール間の滑り(相対移動)によってピストンの前進が許容されて、ブレーキパッドとディスクロータとの間のクリアランスを補正することができる。 The disc brake caliper disclosed in Patent Document 2 below is provided with a piston seal that frictionally engages with the outer peripheral surface of the piston by a retainer in a large-diameter hole formed in the caliper body, and the retainer is moved in the retracting direction of the piston. A disc spring is provided for biasing. As a result, when the brake fluid pressure is low, the retainer is prevented from advancing by the preload of the disc spring, and the piston seal is elastically deformed into the chamfered portion by the advance of the piston, and the piston is restored by the restoring force of the piston seal when the pressure is released. Retraction can be ensured to prevent the drag phenomenon. On the other hand, when the brake fluid pressure is high, the retainer and piston seal overcome the preload of the disc spring and move forward, so there is no sliding (relative movement) between the piston and piston seal. Retraction can prevent the occurrence of drag phenomenon. Also, when the brake pad is worn, the piston seal is elastically deformed to the allowable limit, and then the piston is allowed to move forward by sliding (relative movement) between the piston and the piston seal, thereby correcting the clearance between the brake pad and the disc rotor. can do.
ところで、上記従来のディスクブレーキ装置においては、ピストンと摩擦パッド(ディスクロータ)間のクリアランスが圧力履歴や、ノックバック、パッドの摩耗などによって変動する場合があり、この状態でブレーキをかけると、リトラクションリングの位置が安定せず、安定してピストンをリトラクトさせることができない可能性がある。このため、引き摺り現象が発生してもこれを解除することが困難であり、また、ピストンとパッド(ディスクロータ)間に規定値以上のクリアランスがあるときにもこれを規定値に修正することが困難となる可能性がある。 By the way, in the conventional disc brake device described above, the clearance between the piston and the friction pad (disc rotor) may fluctuate due to pressure history, knockback, pad wear, and the like. The position of the traction ring is not stable, and there is a possibility that the piston cannot be retracted stably. For this reason, even if a drag phenomenon occurs, it is difficult to cancel the drag phenomenon, and even when there is a clearance greater than a specified value between the piston and the pad (disk rotor), it can be corrected to the specified value. It can be difficult.
また、上記従来のディスクブレーキキャリパにおいては、ブレーキパッドが摩耗し、ブレーキ液圧が高い場合には、ピストンとリトラクションリングとの間に相対移動が生じてピストンが皿バネの圧縮量以上に前進する可能性があり、ピストンを適正にリトラクトできず、パッドの引き摺り現象が発生する可能性がある。 In the conventional disc brake caliper, when the brake pad is worn and the brake fluid pressure is high, a relative movement occurs between the piston and the retraction ring, and the piston advances more than the compression amount of the disc spring. There is a possibility that the piston cannot be retracted properly and a pad drag phenomenon may occur.
すなわち、上記従来のディスクブレーキ装置およびディスクブレーキキャリパにおいては、ピストンシールによってピストンを戻すようになっている。しかしながら、ピストンシールの復元力だけではピストンを十分に戻すことができない可能性があり、その結果、パッドの引き摺り現象が発生する場合がある。 That is, in the conventional disc brake device and disc brake caliper, the piston is returned by the piston seal. However, there is a possibility that the piston cannot be sufficiently returned only by the restoring force of the piston seal, and as a result, a pad drag phenomenon may occur.
また、特に、上記従来のディスクブレーキ装置およびディスクブレーキキャリパにおいては、ピストンの外周側にリトラクト機構を設けるため、キャリパの外形寸法が大きくなる可能性がある。この場合、車両への良好な搭載性や燃費向上の観点から、キャリパ本体を小型化および軽量化することが望ましい。 In particular, in the conventional disc brake device and disc brake caliper, since the retract mechanism is provided on the outer peripheral side of the piston, the outer dimension of the caliper may be increased. In this case, it is desirable to reduce the size and weight of the caliper body from the viewpoints of good mountability on the vehicle and improved fuel efficiency.
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、小型軽量化が可能であり、ピストンを適正に戻してパッドの引き摺り現象の発生を抑制するディスクブレーキ装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a disc brake device that can be reduced in size and weight and that can appropriately return a piston to suppress the occurrence of a pad drag phenomenon. There is to do.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、回転軸心回りに車輪と一体的に回転するディスクロータと、このディスクロータの摩擦面に対向する摩擦パッドをブレーキ液圧の増加に伴って前記摩擦面に向けて押圧するピストンと同ピストンを液密的に進退可能に支持するシリンダとを有するキャリパと、このキャリパに収容されて前記摩擦パッドを押圧するために前進した前記ピストンを前記ブレーキ液圧の減少に伴って後退させるリトラクト機構とを備えたディスクブレーキ装置において、前記リトラクト機構を、円筒状に形成されたピストンの内周側に配置し、前記ブレーキ液圧が作用するようになっていて前記ピストンの進退方向と同一方向に移動する可動子と、前記ピストンの内周面と前記可動子の外周面との間に弾装されて前記可動子を前記ピストンに追従させるとともに、前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記ピストンと前記可動子とに予め設定された所定荷重が作用したときに前記可動子と前記ピストンとの相対移動を許容する追従手段と、前記シリンダに設けられていて前記可動子の移動によって圧縮され、前記ブレーキ液圧の減少に伴って前記圧縮による変形を復元するための復元力を前記可動子に付与する復元力付与手段とから構成したことにある。この場合、前記予め設定された所定荷重は、例えば、前記追従手段の内周面と前記可動子の外周面との間の摩擦力の大きさによって予め設定されるとよい。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a disk rotor that rotates integrally with a wheel around a rotation axis and a friction pad that faces the friction surface of the disk rotor are increased as the brake fluid pressure increases. A caliper having a piston that presses against the friction surface and a cylinder that supports the piston in a fluid-tight manner so that the piston can move forward and backward, and the piston that is housed in the caliper and moves forward to press the friction pad In a disc brake device having a retract mechanism that moves backward as the hydraulic pressure decreases, the retract mechanism is arranged on the inner peripheral side of a piston formed in a cylindrical shape so that the brake hydraulic pressure acts. and a mover moving in forward and backward direction in the same direction of the piston have the being elastically interposed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the mover of the piston The mover is caused to follow the piston, and relative movement between the mover and the piston is allowed when a predetermined load is applied to the piston and the mover as the brake fluid pressure increases. and tracking means for being compressed provided on the cylinder by the movement of the movable element, restored to impart a restoring force for restoring deformation due to the compression with decreasing the brake fluid pressure to said movable element It is composed of the force applying means. In this case, the preset predetermined load may be preset according to the magnitude of the frictional force between the inner peripheral surface of the follower and the outer peripheral surface of the mover, for example.
また、前記シリンダが、前記ピストンの内周側にて同ピストンの進退方向に延出するセンターシャフトを備えており、前記可動子は、前記センターシャフトの外周面上を前記ピストンの進退方向と同一方向に移動するものであり、前記復元力付与手段を、前記センターシャフトの基端側に設けられる弾性部材と、前記センターシャフトの先端側に形成したストッパと前記ピストンの前進に追従して移動する前記可動子とによって圧縮される高弾性部材とで構成するとよい。そして、この場合には、前記ピストンは、例えば、有底円筒状に形成されるものであって、前記センターシャフトおよび前記可動子は、前記ピストンの底面に形成された貫通孔を貫通しており、前記追従手段を、前記ピストンの底面に形成された貫通孔の内周面と前記貫通孔を貫通する前記可動子の外周面との間に弾装するとよい。さらに、前記センターシャフトを、例えば、前記シリンダに対して一体的に組み付けるとよい。 Further, the cylinder includes a center shaft extending in the advance / retreat direction of the piston on the inner peripheral side of the piston, and the mover is on the outer peripheral surface of the center shaft in the same direction as the advance / retreat direction of the piston. The restoring force applying means moves following the advance of the piston and the elastic member provided on the proximal end side of the center shaft, the stopper formed on the distal end side of the center shaft. It is good to comprise with the highly elastic member compressed by the said needle | mover. In this case, the piston is formed, for example, in a bottomed cylindrical shape, and the center shaft and the mover pass through a through hole formed in the bottom surface of the piston. The follow-up means may be elastically mounted between an inner peripheral surface of a through hole formed in the bottom surface of the piston and an outer peripheral surface of the mover passing through the through hole. Furthermore, the center shaft may be assembled integrally with the cylinder, for example.
また、前記追従手段は、例えば、前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記可動子が前記ピストンの前進に追従して一体的に前進しているとき、前記ピストンおよび前記可動子のうちの一方の前進が阻害されると、前記ピストンおよび前記可動子のうちの他方の前進を許容し、前記ブレーキ液圧の減少に伴って、前記復元力付与手段によって前記可動子に付与される前記復元力により、前記ピストンおよび前記可動子とを一体的に後退させるとよい。さらに具体的には、前記追従手段は、例えば、前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記可動子が前記ピストンの前進に追従して一体的に前進しているとき、前記ピストンが前記摩擦パッドを押圧して前記摩擦パッドが前記ディスクロータの前記摩擦面に圧着し、前記ピストンの前進が阻害されると、前記可動子の前進を許容するとよい。 Further, the follow-up means, for example, when the mover follows the advance of the piston as the brake fluid pressure increases, and moves integrally with the mover, is one of the piston and the mover. When the forward movement is inhibited, the other of the piston and the mover is allowed to move forward, and the restoring force applied to the movable element by the restoring force applying means as the brake fluid pressure decreases. The piston and the mover may be moved backward integrally. More specifically, the follow-up means, for example, when the mover follows the advance of the piston as the brake hydraulic pressure increases, moves the piston integrally with the friction pad. When the friction pad is pressed against the friction surface of the disk rotor and the advance of the piston is impeded, the mover may be allowed to advance.
これらによれば、リトラクト機構を円筒状に形成されたピストンの内周側に設けて、前進したピストンを確実に戻すことができる。すなわち、ピストンの内周側に設けられたリトラクト機構においては、ピストンの前進に対して、追従手段によって、可動子が追従することができる。そして、可動子は、例えば、センターシャフトの外周面上を復元力付与手段(具体的には、高弾性部材)を圧縮して前進することができる。 According to these, the retract mechanism can be provided on the inner peripheral side of the cylindrically formed piston, and the advanced piston can be reliably returned. That is, in the retract mechanism provided on the inner peripheral side of the piston, the mover can follow the advance of the piston by the follower. The mover can advance, for example, by compressing restoring force applying means (specifically, a highly elastic member) on the outer peripheral surface of the center shaft.
また、ブレーキ液圧が増加しているときにピストンまたは可動子の移動が阻害される状況において、所定荷重、具体的には、追従手段の内周面と可動子の外周面との間の摩擦力よりも大きな荷重が作用する場合には、追従手段が移動の阻害されていないピストンまたは可動子の相対移動を許容することができる。そして、このように相対移動する場合であっても、可動子は復元力付与手段を圧縮することができる。 Further, in a situation where the movement of the piston or the mover is hindered when the brake fluid pressure is increased, a predetermined load, specifically, the friction between the inner peripheral surface of the follower and the outer peripheral surface of the mover When a load larger than the force is applied, the follower can allow relative movement of the piston or the mover whose movement is not hindered. And even if it is a case where it moves relatively in this way, a needle | mover can compress a restoring force provision means.
これにより、圧縮された復元力付与手段が可動子に対して復元力を付与することができるため、除圧時において、可動子は、この復元力によって摩擦パッドを押圧するために前進したピストンを追従手段を介して一体的に適正量だけ戻すことができる。したがって、ピストンと摩擦パッド(ディスクロータ)との間の距離(クリアランス)を適切に確保することができ、その結果、摩擦パッドの引き摺り現象の発生を抑制し、安定したブレーキフィーリングを得ることができる。 As a result, the compressed restoring force applying means can apply a restoring force to the mover, so that at the time of depressurization, the mover moves the piston that has advanced to press the friction pad by this restoring force. An appropriate amount can be returned integrally through the follow-up means. Therefore, the distance (clearance) between the piston and the friction pad (disk rotor) can be appropriately secured, and as a result, the occurrence of the friction pad drag phenomenon can be suppressed and a stable brake feeling can be obtained. it can.
また、リトラクト機構をピストンの内周側に設けることができるため、キャリパの外形寸法、より具体的には、シリンダの内径寸法を小さくすることができて、軽量化することもできる。さらには、リトラクト機構の可動子をピストンの内周側に配置してシリンダの内径寸法を小さくすることができるため、ピストンの受圧部に対して優先的にかつ効率よくブレーキ液圧を作用させることもできる。 Moreover, since the retract mechanism can be provided on the inner peripheral side of the piston, the outer dimension of the caliper, more specifically, the inner diameter of the cylinder can be reduced, and the weight can be reduced. Furthermore, since the mover of the retract mechanism can be arranged on the inner peripheral side of the piston to reduce the inner diameter of the cylinder, the brake fluid pressure is preferentially and efficiently applied to the pressure receiving portion of the piston. You can also.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るキャリパ浮動式のディスクブレーキ装置を概略的に示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a caliper floating disc brake device according to an embodiment of the present invention.
このディスクブレーキ装置は、図示を省略する車輪と一体的に車軸の回転軸心回りに回転するディスクロータ11と、車体側に固定された図示しないマウンティングブラケットによってディスクロータ11の回転軸線方向に沿って移動自在に支持されたキャリパ12とを備えている。
This disc brake device is provided along a rotation axis direction of the
キャリパ12は、ディスクロータ11を跨ぐように断面略U字形状を成しており、運転者によるブレーキ操作に応じてブレーキ液が供給されるシリンダ部13と、このシリンダ部13とディスクロータ11を介して対向する位置に配置される爪部14と、シリンダ部13と爪部14とを連結する連結部15とから構成されている。シリンダ部13は、ピストン16を進退可能に支持している。ピストン16は、有底円筒状に形成されており、その外周面には環状のシール溝16aが形成されている。そして、このシール溝16a内にはシリンダ部13の内周面との間でブレーキ液の漏出を防止するとともに摺動抵抗(摩擦抵抗)の小さな第1シール部材(例えば、リップパッキン)16a1が収容されている。
The
また、ピストン16の底面である受圧面16bには、その略中心部分に貫通孔16cが形成されている。そして、この貫通孔16cには、シリンダ部13の底面13aに対して基端部が一体的に固着されてピストン16の進退方向に延出するセンターシャフト17と、このセンターシャフト17の外周面上に組み付けられたリトラクト機能を発揮するリトラクト機構20とが液密的に貫通している。このため、貫通孔16cの内周面には環状のシール溝16c1が形成されており、このシール溝16c1内には後述するリトラクト機構20の可動子21の外周面との間でブレーキ液の漏出を防止するとともに、本発明の追従手段としての第2シール部材(例えば、Oリング)16c2が収容されている。ここで、第1シール部材16bおよび第2シール部材16c2は、シリンダ部13内にて、圧力調整されたブレーキ液が満たされる液圧室13bを区画する。なお、第2シール部材16c2とリトラクト機構20の外周面との間の摩擦力は、第1シール部材16a1とシリンダ部13の内周面との間の摩擦力よりも大きくなるように、設定されている。
Further, a through-
また、キャリパ12には、ディスクロータ11の両側の摩擦面にそれぞれ対向する一対の摩擦パッド18,19が組み付けられている。摩擦パッド18,19は、それぞれ、キャリパ12のシリンダ部13側と爪部14側とに配置されている。なお、以下の説明においては、キャリパ12のシリンダ部13側に配置されてピストン16によって押圧される摩擦パッド18をインナパッド18といい、爪部14側に配置される摩擦パッド19をアウタパッド19という。なお、詳細な説明は省略するが、インナパッド18およびアウタパッド19は、摩擦材18a,19aの基端部が裏金18b,19bに固定されて構成されている。
The
リトラクト機構20は、図2に拡大して示すように、センターシャフト17の外周面上にて、シリンダ部13の底面13aとセンターシャフト17の先端部に形成されたストッパ17aとの間に組み付けられている。そして、リトラクト機構20は、追従手段としての第2シール部材16c2による摩擦力によってピストン16と同一方向に追従して進退可能な可動子21と、可動子21とストッパ17a(センターシャフト17の先端側)との間に配置されたリング状の第1弾性部材22と、可動子21と底面13a(センターシャフト17の基端側)との間に配置されたリング状の第2弾性部材とを備えている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the retract
可動子21は、円筒状(スリーブ状)に形成されている。そして、可動子21は、センターシャフト17の軸線方向すなわちピストン16の前後軸方向にて、自在に進退可能とされている。
The
第1弾性部材22は、高弾性材料(例えば、ゴム材料)から成形されて可動子21の先端側に形成された環状の収容段部21aに収容されている。そして、第1弾性部材22は、可動子21の収容段部21aの内周面とストッパ17aとによって圧縮されて弾性変形されると、この弾性変形に応じた弾性力(復元力)を可動子21に対して付与する。なお、第1弾性部材22としては、断面が略O形状であるOリングや図示を省略する断面が略D形状のDリングを採用することができる。
The first
第2弾性部材23は、弾性材料(例えば、ゴム材料)から成形されて、可動子21の基端側端面とシリンダ部13の底面13aとによって圧縮されて弾性変形されると、この弾性変形に応じた弾性力(復元力)を可動子21に対して付与する。なお、第2弾性部材23としては、断面が略O形状であるOリングや図示を省略する断面が略D形状のDリングを採用することができる。
When the second
このように構成されるリトラクト機構20においては、ピストン16のシール溝16c1内に収容される第2シール部材16c2の摩擦力によって、可動子21がピストン16に追従してセンターシャフト17の外周面上をスライドする。また、可動子21は、センターシャフト17の外周面上にて、弾性を有する第1弾性部材22と第2弾性部材23との間に配置される。すなわち、図2に示すように、第1弾性部材22は可動子21の先端側(より詳しくは、先端側に形成された収容段部21a)とセンターシャフト17のストッパ17aとに接触するように配置され、第2弾性部材23は可動子21の基端側とシリンダ部13の底面13aとに接触するように配置される。なお、以下の説明においては、図2に示すように、第1弾性部材22および第2弾性部材23が可動子21、ストッパ17a、底面13aと接触する状態にあるときの可動子21のスライド位置を原位置という。
In the retract
このため、インナパッド18を押圧する方向へのピストン16の前進に追従して可動子21が原位置から前方にスライドすると、第1弾性部材22が可動子21とストッパ17aとの間で圧縮されて弾性変形する。これにより、第1弾性部材22は、可動子21のスライド量、言い換えれば、圧縮量に応じた弾性力(復元力)を可動子21に対して付与することができる。ここで、ピストン16の前進に追従して可動子21がスライドするとき、可動子21の原位置からのスライド量は、第1弾性部材22の最大弾性変形量(または収容段部21aの先端とストッパ17aとの当接)によって規制される。すなわち、第1弾性部材22の最大弾性変形量によって規制される可動子21のスライド量は、ピストン16を戻す戻し量(リトラクト量)に相当する。そして、第1弾性部材22から可動子21に付与された復元力は、大きな摩擦力によって接触している第2シール部材16c2を介してピストン16に伝達されるため、インナパッド18から離間する方向にピストン16を後退させる戻し力として作用する。
Therefore, when the
一方、この戻し力が付与されると、可動子21は後方(すなわち、原位置方向)にスライドする。また、車両の旋回時におけるディスクロータ11の回転軸方向への変位(傾き)に起因してインナパッド18を介してピストン16に入力される外力によっても、可動子21が原位置方向すなわち第2弾性部材23方向に向けてスライドする場合がある。
On the other hand, when this return force is applied, the
ここで、第2弾性部材23は、弾性材料から成形されるため、可動子21と底面13aとの間で圧縮されて弾性変形すると、可動子21に対して弾性力(復元力)を付与することができる。したがって、可動子21は、第1弾性部材22から付与される弾性力(復元力)と第2弾性部材23から付与される弾性力(復元力)とによって原位置に戻される。
Here, since the 2nd
次に、上記のように構成された第1実施形態に係るディスクブレーキ装置の作動について説明する。ディスクブレーキ装置においては、キャリパ12のシリンダ部13にブレーキ液が供給されて、シリンダ部13の液圧室13b内の圧力が上昇する加圧時には、ピストン16がディスクロータ11方向に前進し、ピストン16がインナパッド18を押圧してディスクロータ11の摩擦面に対して圧着させる。このとき、キャリパ12は、ピストン16の前進に伴う反動によってピストン16とは逆方向に移動し、爪部14に組み付けられたアウタパッド19をディスクロータ11の摩擦面に対して圧着させる。これにより、インナパッド18およびアウタパッド19と、回転するディスクロータ11との間で摩擦抵抗力が発生し、ディスクロータ11すなわち車輪に制動力を付与することができる。
Next, the operation of the disc brake device according to the first embodiment configured as described above will be described. In the disc brake device, when the brake fluid is supplied to the
一方、キャリパ12のシリンダ部13からブレーキ液が排出されて、シリンダ部13の液圧室13b内の圧力が減少する除圧時には、ピストン16がディスクロータ11から離間する方向に後退し、インナパッド18をディスクロータ11の摩擦面から離間させる。このとき、キャリパ12は、ピストン16の後退に伴う反動によってピストン16とは逆方向に移動し、爪部14に組み付けられたアウタパッド19をディスクロータ11の摩擦面から離間させる。
On the other hand, when the brake fluid is discharged from the
ところで、このようなピストン16の前進および後退に対して、キャリパ12のリトラクト機構20は、液圧室13b内の圧力の大きさと、インナパッド18(およびアウタパッド19)の摩耗状態とに対応してピストン16に追従しまたピストン16を戻す。以下、このリトラクト機構20の動作を詳細に説明する。
By the way, with respect to such forward and backward movement of the
まず、加圧時における液圧室13b内の圧力が低圧である場合から説明する。この場合には、図3に示すように、液圧室13b内の圧力の増加に応じてピストン16が前進すると、可動子21が第2シール部材16c2による摩擦力によってピストン16の前進に対して相対移動を生じることなく追従する。これにより、可動子21は、センターシャフト17の外周面上を第1弾性部材22方向に向けてスライドする。そして、可動子21は、ストッパ17aとによって第1弾性部材22を圧縮する。このとき、液圧室13b内の圧力が低圧であるため、第1弾性部材22は、最大弾性変形量未満となる弾性変形量まで弾性変形し、この弾性変形量に応じた復元力を可動子21に付与する。この状態において、液圧室13b内の圧力が除圧されると、第1弾性部材22による復元力によって可動子21が原位置に復帰するとともに第2シール部材16c2がピストン16に対して復元力を伝達する。これにより、ピストン16は、第1弾性部材22の弾性変形量に相当するリトラクト量だけ戻される。
First, the case where the pressure in the
次に、加圧時における液圧室13b内の圧力が高圧である場合には、図3に示したように、ピストン16の前進に対して可動子21が相対移動を生じることなく追従し、第1弾性部材22を最大弾性変形量となるまで弾性変形させる。この状態において、液圧室13b内の圧力が除圧されると、第1弾性部材22による復元力によって可動子21が原位置に復帰するとともに第2シール部材16c2がピストン16に対して復元力を伝達する。これにより、ピストン16は、第1弾性部材22の最大弾性変形量に相当するリトラクト量だけ戻される。
Next, when the pressure in the
さらに、加圧時における液圧室13b内の圧力が過大である場合には、例えば、インナパッド18を形成する裏金18bやピストン16の端部と裏金18bとの間に設けられるスペーサ(シム板)の撓みあるいはシリンダ部13の撓みなどによって、ピストン16の前進量が所定以上に増大する。この場合、第1弾性部材22が最大弾性変形量まで弾性変形している状況(または可動子21の収容段部21aとストッパ17aとが当接している状況)では、ピストン16の前進に追従して可動子21がセンターシャフト17の外周面上をスライドすることができない。したがって、この場合には、図4に示すように、ブレーキ液圧によってピストン16を前進させるための前進力(荷重)が第2シール部材16c2と可動子21の外周面との間の摩擦力(すなわち、所定荷重)よりも大きくなると、前進するピストン16と可動子21とが相対移動するようになる。しかしながら、この状態において、液圧室13b内の圧力が除圧されると、第1弾性部材22による復元力によって可動子21が原位置に復帰するとともに第2シール部材16c2がピストン16に対して復元力を伝達する。これにより、ピストン16は、第1弾性部材22の最大弾性変形量に相当するリトラクト量だけ戻される。
Further, when the pressure in the
このように、リトラクト機構20は、液圧室13b内の圧力に応じて、ピストン16を所定のリトラクト量だけ戻すことができる。ここで、シリンダ部13の液圧室13b内の圧力、すなわち、ブレーキ液圧に対するピストン16の前進量について、図5を用いて説明しておく。図5にて実線により示すように、ブレーキ液圧の増加に伴ってピストンの前進量が増加するとき、リトラクト機構20を備えていない従来のディスクブレーキ装置においては、図5にて一点鎖線により示すように、シールリトラクトによるピストンのリトラクト量(戻し量)が初期時に増加してピストンの前進量を上回る。しかしながら、ピストンシールとピストンとの相対移動が早期に発生するため、その後のリトラクト量(戻し量)は増加することがなく、ピストンの前進量を下回る。
Thus, the retract
これに対して、リトラクト機構20を備えた本実施形態のディスクブレーキ装置においては、第1弾性部材22が最大弾性変形量に弾性変形するまで(または可動子21の収容段部21aとストッパ17とが当接するまで)、可動子21がピストン16の前進量に追従してスライドすることができる(所謂、ストローク吸収機能)。このため、図5にて破線により示すように、リトラクト機構20によるピストン16のリトラクト量(戻し量)は、初期時から継続して増加し、全領域でピストン16の前進量を上回るものとなる。したがって、ピストン16は、液圧領域の全域に渡り、圧力に依存した所定のリトラクト量だけ戻されるため、インナパッド18およびアウタパッド19の引き摺り現象の発生を抑制することができるとともに、安定したブレーキフィーリングを得ることができる。
On the other hand, in the disc brake device of this embodiment provided with the retract
次に、リトラクト機構20がインナパッド18(およびアウタパッド19)の摩耗状態に対応してピストン16に追従しまたピストン16を戻す動作を説明する。まず、インナパッド18の摩耗が大きい場合から説明する。インナパッド18の摩耗(より具体的には、摩擦材18aの摩耗)が大きい場合には、インナパッド18およびアウタパッド19とディスクロータ11との間の距離(クリアランス)が大きくなる。この場合、インナパッド18をディスクロータ11の摩擦面に圧着させるために、シリンダ部13の液圧室13b内の圧力に応じて前進するピストン16の前進量は増大する。
Next, an operation in which the retract
このため、リトラクト機構20においては、液圧室13b内の圧力増加に応じてピストン16が前進すると、上述したように、可動子21は、このピストン16の前進に対して相対移動を生じることなく追従し、センターシャフト17の外周面上を第1弾性部材22方向に向けてスライドする。そして、可動子21は、ストッパ17aとによって第1弾性部材22を、例えば、最大弾性変形量となるまで弾性変形させる。この状態において、未だピストン16がインナパッド18を押圧していなければ、ピストン16はさらに前進するため、可動子21はピストン16の前進に追従してスライドすることができない。すなわち、この場合には、図4に示したように、ブレーキ液圧によってピストン16を前進させるための前進力(荷重)が第2シール部材16c2と可動子21の外周面との間の摩擦力(すなわち、所定荷重)よりも大きくなると、ピストン16と可動子21とが相対移動するようになり、ピストン16はこの相対移動を伴う前進によってインナパッド18を押圧してディスクロータ11の摩擦面との間で摩擦抵抗を発生させる。
For this reason, in the retract
そして、液圧室13b内の圧力が除圧されると、最大弾性変形量まで弾性変形した第1弾性部材22の弾性力(復元力)によって、可動子21と相対移動したピストン16とが一体的に最大弾性変形量に相当するリトラクト量だけ後退する。これにより、インナパッド18(およびアウタパッド19)がディスクロータ11との間で所定のクリアランスを有する位置まで戻されるため、インナパッド18およびアウタパッド19の引き摺り現象の発生を抑制することができるとともに、安定したブレーキフィーリングを得ることができる。
When the pressure in the
一方で、このように摩耗したインナパッド18(およびアウタパッド19)を、例えば、新品のインナパッド18(およびアウタパッド19)に交換した場合には、インナパッド18とディスクロータ11との間の距離(クリアランス)が小さくなる。この場合、インナパッド18をディスクロータ11の摩擦面に圧着させるために、シリンダ部13の液圧室13b内の圧力に応じて前進するピストン16の前進量は減少する。
On the other hand, when the worn inner pad 18 (and outer pad 19) is replaced with a new inner pad 18 (and outer pad 19), for example, the distance between the
このため、リトラクト機構20においては、液圧室13b内の圧力増加に応じてピストン16が前進すると、上述したように、可動子21は、このピストン16の前進に対して相対移動を生じることなく追従してセンターシャフト17の外周面上を第1弾性部材22方向に向けてスライドする。そして、可動子21のスライドによって第1弾性部材22が最大弾性変形量まで弾性変形する前に、ピストン16がインナパッド18を押圧してディスクロータ11に圧着させると、ピストン16は停止する。ところが、ピストン16が前進を停止した状態においても、液圧室13b内の圧力が高圧に維持されると、可動子21は、第2シール部材16c2による摩擦力に抗して、ブレーキ液圧によって第1弾性部材22方向にさらに前進して第1弾性部材22を押圧する。すなわち、この状態においては、図6に示すように、ブレーキ液圧によって可動子21に作用する前進力(荷重)が第2シール部材16c2と可動子21の外周面との間の摩擦力(すなわち、所定荷重)よりも大きくなると、可動子21がピストン16に対して相対移動し、第1弾性部材22を、例えば、最大弾性変形量までさらに弾性変形させる。
For this reason, in the retract
そして、液圧室13b内の圧力が除圧されると、弾性変形した第1弾性部材22の弾性力(復元力)によって、相対移動した可動子21とピストン16とが一体的に最大弾性変形量に相当するリトラクト量だけ後退する。これにより、インナパッド18およびアウタパッド19がディスクロータ11との間で所定のクリアランスを有する位置まで戻されるため、インナパッド18およびアウタパッド19の引き摺り現象の発生を抑制することができるとともに、安定したブレーキフィーリングを得ることができる。
When the pressure in the
以上の説明からも理解できるように、この実施形態のディスクブレーキ装置によれば、リトラクト機構20をピストン16の内周側に設け、前進したピストン16を確実に戻すことができる。すなわち、ピストン16の内周側に設けられたリトラクト機構20においては、ピストン16の前進に対して、追従手段としての第2シール部材16c2と可動子21との間の摩擦力によって、可動子21が追従することができる。そして、可動子21は、センターシャフト17の外周面上を復元力付与手段としての第1弾性部材22を圧縮して前進することができる。
As can be understood from the above description, according to the disc brake device of this embodiment, the retract
また、液圧室13b内の圧力が増加しているときにピストン16または可動子21の移動が阻害される状況において、第2シール部材16c2と可動子21との間の摩擦力よりも大きな荷重が作用する場合には、移動可能なピストン16または可動子21が相対移動を伴って前進することができる。そして、このように相対移動する場合であっても、可動子21は第1弾性部材22を圧縮することができる。
Further, in a situation where the movement of the
これにより、圧縮された第1弾性部材22が可動子21に対して復元力を付与することができるため、可動子21は、この復元力によってインナパッド18を押圧するために前進したピストン16を第2シール部材16c2を介して一体的に適正量だけ戻すことができる。したがって、インナパッド18およびアウタパッド19とディスクロータ11との間の距離(クリアランス)を適切に確保することができ、その結果、摩擦パッドの引き摺り現象の発生を抑制し、安定したブレーキフィーリングを得ることができる。
Thereby, since the compressed 1st
また、リトラクト機構20をピストン16の内周側に設けることができるため、キャリパ12の外形寸法、より具体的には、シリンダ部13の内径寸法を小さくすることができて、軽量化することもできる。さらには、リトラクト機構20の可動子21をピストン16の内周側に配置してシリンダ部13の内径寸法を小さくすることができるため、ピストン16の受圧部16bに対して優先的にかつ効率よくブレーキ液圧を作用させることもできる。
Further, since the retract
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。 The implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、インナパッド18のみをピストン16によって押圧するキャリパ浮動式のディスクブレーキ装置にリトラクト機構20を適用した。この場合、インナパッドおよびアウタパッドを個別に押圧するピストンを備えたキャリパ固定式のディスクブレーキ装置を採用して実施することも可能である。この場合には、インナパッドおよびアウタパッドを押圧するピストンのそれぞれに対して、上記実施形態と同様に構成されたリトラクト機構を設けることにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
For example, in the above embodiment, the retract
11…ディスクロータ、12…キャリパ、13…シリンダ部、13a…キャリパシール溝、13b…液圧室、16…ピストン、16c2…第2シール部材、17…インナパッド、18…アウタパッド、20…リトラクト機構、21…可動子、22…第1弾性部材、23…第2弾性部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記リトラクト機構を、円筒状に形成されたピストンの内周側に配置し、
前記ブレーキ液圧が作用するようになっていて前記ピストンの進退方向と同一方向に移動する可動子と、
前記ピストンの内周面と前記可動子の外周面との間に弾装されて前記可動子を前記ピストンに追従させるとともに、前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記ピストンと前記可動子とに予め設定された所定荷重が作用したときに前記可動子と前記ピストンとの相対移動を許容する追従手段と、
前記シリンダに設けられていて前記可動子の移動によって圧縮され、前記ブレーキ液圧の減少に伴って前記圧縮による変形を復元するための復元力を前記可動子に付与する復元力付与手段とから構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。 A disk rotor that rotates integrally with the wheel around the rotational axis, and a piston that presses the friction pad facing the friction surface of the disk rotor toward the friction surface as the brake fluid pressure increases, and the piston A caliper having a cylinder that is densely supported so as to be able to advance and retreat, and a retract mechanism that retracts the piston, which is accommodated in the caliper and moves forward to press the friction pad, as the brake fluid pressure decreases. Disc brake device
The retract mechanism is disposed on the inner peripheral side of a cylindrical piston,
A mover adapted to act on the brake fluid pressure and moving in the same direction as the piston reciprocating direction;
It is elastically mounted between the inner peripheral surface of the piston and the outer peripheral surface of the mover to cause the mover to follow the piston, and in advance to the piston and the mover as the brake fluid pressure increases. Follow-up means for allowing relative movement between the mover and the piston when a set predetermined load is applied,
Is compressed by the movement of the movable element provided on said cylinder, a restoring force for restoring deformation due to the compression with decreasing the brake fluid pressure from the resilience applying means for applying to said movable element A disc brake device characterized by comprising.
前記シリンダが、前記ピストンの内周側にて同ピストンの進退方向に延出するセンターシャフトを備えており、
前記可動子は、前記センターシャフトの外周面上を前記ピストンの進退方向と同一方向に移動するものであり、
前記復元力付与手段を、前記センターシャフトの基端側に設けられる弾性部材と、前記センターシャフトの先端側に形成したストッパと前記ピストンの前進に追従して移動する前記可動子とによって圧縮される高弾性部材とで構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 1,
The cylinder includes a center shaft that extends in the forward and backward direction of the piston on the inner peripheral side of the piston,
The mover moves on the outer peripheral surface of the center shaft in the same direction as the piston reciprocating direction,
The restoring force applying means is compressed by an elastic member provided on the proximal end side of the center shaft, a stopper formed on the distal end side of the center shaft, and the mover that moves following the advance of the piston. A disc brake device comprising a highly elastic member.
前記追従手段は、
前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記可動子が前記ピストンの前進に追従して一体的に前進しているとき、前記ピストンおよび前記可動子のうちの一方の前進が阻害されると、前記ピストンおよび前記可動子のうちの他方の前進を許容し、
前記ブレーキ液圧の減少に伴って、前記復元力付与手段によって前記可動子に付与される前記復元力により、前記ピストンおよび前記可動子とを一体的に後退させることを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 1,
The following means is
When the mover follows the advance of the piston as the brake fluid pressure increases, and the advance of one of the piston and the mover is inhibited, the piston And allowing the other of the movers to advance,
The disc brake device according to claim 1, wherein the piston and the mover are integrally moved backward by the restoring force applied to the mover by the restoring force applying unit as the brake fluid pressure decreases.
前記追従手段は、
前記ブレーキ液圧の増加に伴って前記可動子が前記ピストンの前進に追従して一体的に前進しているとき、前記ピストンが前記摩擦パッドを押圧して前記摩擦パッドが前記ディスクロータの前記摩擦面に圧着し、前記ピストンの前進が阻害されると、前記可動子の前進を許容することを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 3,
The following means is
As the brake fluid pressure increases, the mover follows the advance of the piston and advances integrally, so that the piston presses the friction pad, and the friction pad causes the friction of the disk rotor. A disc brake device, wherein the movable member is allowed to advance when the piston is pressed against the surface and the advance of the piston is inhibited.
前記予め設定された所定荷重は、
前記追従手段の内周面と前記可動子の外周面との間の摩擦力の大きさによって予め設定されることを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 1,
The predetermined load set in advance is
2. A disc brake device according to claim 1, wherein the disc brake device is preset according to a magnitude of a frictional force between an inner peripheral surface of the follower and an outer peripheral surface of the mover.
前記ピストンは、有底円筒状に形成されるものであって、
前記センターシャフトおよび前記可動子は、前記ピストンの底面に形成された貫通孔を貫通しており、
前記追従手段を、前記ピストンの底面に形成された貫通孔の内周面と前記貫通孔を貫通する前記可動子の外周面との間に弾装したことを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 2,
The piston is formed in a bottomed cylindrical shape,
The center shaft and the mover pass through a through hole formed in the bottom surface of the piston,
The disc brake device according to claim 1, wherein the follow-up means is elastically mounted between an inner peripheral surface of a through hole formed in a bottom surface of the piston and an outer peripheral surface of the mover passing through the through hole.
前記センターシャフトを前記シリンダに対して一体的に組み付けたことを特徴とするディスクブレーキ装置。 In the disc brake device according to claim 2,
A disc brake device in which the center shaft is integrally assembled with the cylinder.
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