JP4492359B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明はディスクブレーキ装置に係り、特にマウンティングに対するキャリパの移動を案内するスライドピンを有したディスクブレーキ装置に関する。

一般に、自動車用のブレーキ装置としてキャリパ浮動型のディスクブレーキ装置が知られている。このキャリパ浮動型のディスクブレーキ装置は、ディスクロータの片側だけにピストンを有した構成とされている。また、例えば特許文献１に示されるように、キャリパまたはマウンティングのいずれか一方にスライドピンを設けると共に、他方にスライドピンが摺動可能に挿入されるスライドピン孔を形成することにより、キャリパはマウンティングに対して浮動状態で支持された構成とされている。

図１は、この種のディスクブレーキ装置１の一例を示している。同図において、２はディスクロータであり車輪と一体的に回転するよう構成されている。また、３はキャリパであり、ディスクロータ２を跨ぐように配設されている。

キャリパ３の内部には、インナーパッド５_IN及びアウターパッド５_OUTが配設されており、ディスクロータ２を挟むように配置されている。この各パッド５_IN，５_OUTは裏金７に摩擦材となる母材８を配設した構成とされている。

また、キャリパ３にはピストン６が内設されており、インナーパッド５_INはピストン６に取り付けた構成とされている。また、アウターパッド５_OUTはキャリパ３に固定された構成とされている。更に、キャリパ３には図示しないスライドピン孔が形成されており、このスライドピン孔には車両フレーム等に固定された図示しないマウンティングに植設されたスライドピンが摺動可能に挿通されている。

従って、ブレーキ操作により液圧が導入されるとピストン６は移動し、このピストン６の移動に伴いインナーパッド５_INはディスクロータ２に圧接される。また、上記のようにスライドピン孔とスライドピンと摺動可能な構成であることにより、インナーパッド５_INがディスクロータ２に圧接する反力によりキャリパ３は移動し、アウターパッド５_OUTもディスクロータ２に圧接する。これにより、ディスクブレーキ装置１は、上記の動作を行うことにより制動力を発生する構成とされていた。

尚、制動解除時は、シリンダの液圧が低下することによりピストン６は後退し、これによりインナーパッド５_IN及びアウターパッド５_OUTはディスクロータ２から離間し、よって制動が解除される構成とされていた。
特開平７−１３９５６５号公報

しかしながら、上記した構成のディスクブレーキ装置１では、制動時に各パッド５_IN，５_OUTがディスクロータ２に摺接すると、図１に矢印Ｍで示すモーメントがキャリパ３に作用する。このモーメントＭにより、キャリパ３はマウンティングに対して図示される方向に変位しシリンダがスイングしてしまう。

このようなモーメントＭが作用した制動が繰り返し実施されると、各パッド５_IN，５_OUTがディスクロータ２を押圧する押圧分布が不均一になり、各パッド５_IN，５_OUTの母材８に図中に矢印δで示す偏摩耗が発生してしまう。この偏摩耗が各パッド５_IN，５_OUTに発生した場合、制動時におけるブレーキフィーリングが低下し、また制動時に異音が発生するという問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、制動時におけるブレーキフィーリングの向上及び異音の発生防止を図りうるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、
ディスクロータにブレーキパッドを押し付けるためのピストン機構を内蔵したキャリパと、
該キャリパを移動可能に保持するマウンティングと、
前記キャリパまたは前記マウンティングのいずれか一方に固定されたスライドピンと、
前記キャリパまたは前記マウンティングのいずれか他方に形成されており、前記スライドピンが摺動可能に挿入することにより、前記キャリパの前記マウンティングに対する移動を案内するスライドピン孔とを有するディスクブレーキ装置において、
前記ディスクロータのロータ入口側に位置する前記スライドピン孔と、これに挿入される前記スライドピンとが液密に摺動する構成とし、
かつ、前記ピストン機構を構成すると共に制動時に油圧が供給される油圧室と、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部とを接続し、
前記ピストン機構を構成する油圧室の油圧が、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部に導入されるよう構成し、
前記制動時に前記油圧室内に供給される前記油圧の上昇及び下降に伴い、前記間隙部内の油圧も上昇及び下降するよう構成したことを特徴とするものである。

上記発明によれば、ブレーキ操作が行なわれマスターシリンダー等より油圧が油圧室に印加されると、この油圧はロータ入口側に位置する間隙部に導入されて間隙部内の油液量は増大する。よって、キャリパまたはマウンティングのいずれか一方に固定されたスライドピンは、他方に形成されたスライドピン孔（マウンティング）から押し出され、これに伴いキャリパのロータ入口側はマウンティングから離間するよう変位する。この変位方向は、制動時にキャリパが変位付勢されるシリンダスイング方向とは逆方向となるため、制動時においてもキャリパは適正姿勢を維持することとなり、よってブレーキパッドの片摩耗やブレーキ鳴きの発生を防止することができる。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載のディスクブレーキ装置において、
前記油圧室と前記間隙部とを接続する配管の途中に、前記間隙部に印加する油圧を調整する調圧弁を設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、油圧室と間隙部とを接続する配管に油圧調整用の調圧弁を設けたことにより、間隙部に印加する油圧を制御することができ、キャリパを精度よく適正位置に姿勢制御することができる。

また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のディスクブレーキ装置において、
前記ディスクロータのロータ出口側に位置する前記スライドピン孔と、これに挿入される前記スライドピンとが液密に摺動する構成とし、
かつ、前記ピストン機構を構成する油圧室の油圧が、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部に導入されるよう構成したことを特徴とするものである。

上記発明によれば、油圧はロータ入口側に位置する間隙部に加え、ロータ出口側に位置する間隙部にも導入されるため、キャリパの姿勢制御をロータ入口側及びロータ出口側の双方において行うことが可能となり、制御の自由度を高めることができ、より確実にブレーキパッドの片摩耗やブレーキ鳴きの発生を防止することができる。

上述の如く本発明によれば、ブレーキ鳴きの発生やブレーキパッドの偏摩耗の発生を防止することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図２は本発明の第１実施例であるディスクブレーキ装置１０Ａを示す全体構成図である。このディスクブレーキ装置１０Ａは、大略するとディスクロータ１２，キャリパ１３，ブレーキパッド１５，及びピストン機構２０等により構成されている。ディスクロータ１２は円盤状の部材であり、車輪（図示せず）と一体的に回転するよう構成されている。このディスクロータ１２には、放熱性を向上させる点より内部に通風路が形成された構成としてもよい。

キャリパ１３は、ディスクロータ１２を跨ぐように配設されている。このキャリパ１３の内部には、ディスクロータ１２を挟んで一対のブレーキパッド１５が配設されている。尚、一対のブレーキパッド１５を個別に指して説明する場合には、インナーパッド１５_IN，アウターパッド１５_OUTというものとする。

ピストン機構２０及びスライドピン３１は、キャリパ１３に設けられている。ピストン機構２０はキャリパ１３のディスクロータ１２を挟んだＸ２方向側に内蔵されており、大略するとシリンダ室１９とピストン２１とにより構成されている。シリンダ室１９はキャリパ１３内に形成されており、その形成位置はインナーパッド１５_INの裏金１７の略中央位置と対向する位置に設定されている。

このシリンダ室１９内には、ピストン２１が装着されている。このピストン２１はシリンダ室１９に対して液密に摺接しており、図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動可能な構成とされている。また、シリンダ室１９とピストン２１との間には油圧室２２が形成されている。この油圧室２２には圧力導入孔２８が形成されており、圧力導入孔２８には主圧力配管２７が接続される。

主圧力配管２７は、マスターシリンダー等に接続されており、制動時にはこのマスターシリンダー等から油液が供給される。従って、制動時には、主圧力配管２７を介して油圧室２２内に油液が供給され、この油液の圧力によりピストン２１は図中矢印Ｘ１方向に移動する。

インナーパッド１５_INは、ピストン２１に取り付けられている。よって、ピストン２１が油圧室２２内で矢印Ｘ１，Ｘ２方向に摺動すると、これに伴いインナーパッド１５_INもキャリパ１３内で矢印Ｘ１，Ｘ２方向に移動する。これに対し、アウターパッド１５_OUTはキャリパ１３（キャリパ爪）に係合した構成とされている。

従って、ピストン２１が油圧室２２内で矢印Ｘ１方向に移動し、これに伴いインナーパッド１５_INがＸ１方向に移動してディスクロータ１２に当接すると、キャリパ１３に係止されているアウターパッド１５_OUTもディスクロータ１２に向け押圧され、これによりディスクロータ１２はインナーパッド１５_IN及びアウターパッド１５_OUTにより挟持された状態となる。これにより、各パッド１５_IN，１５_OUTとディスクロータ１２との間で発生する摩擦力により制動が行われる。

次に、スライドピン３１及びスライドピン孔３２について説明する。

本実施例では、スライドピン３１をキャリパ１３に設け、車両（図示せず）に固定されたマウンティング１１にスライドピン孔３２を設けた構成としている。尚、スライドピン３１とスライドピン孔３２の配設位置はこれに限定されるものではなく、スライドピン３１をマウンティング１１に設け、スライドピン孔３２をキャリパ１３に設けた構成としてもよい。

スライドピン３１はスライドピン孔３２に摺動可能に挿入されており、これによりキャリパ１３はマウンティング１１に移動可能に保持された構成となっている。具体的には、スライドピン孔３２内においてスライドピン３１が移動できる範囲において、キャリパ１３はマウンティング１１に対して移動可能な構成となっており、またスライドピン３１がスライドピン孔３２に長く挿入されることにより、キャリパ１３はマウンティング１１に保持された状態となる。

スライドピン孔３２は、図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に延在するよう形成されている。また、スライドピン３１は、キャリパ１３の両側部に適正姿勢にある状態において、図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向に延在するよう配設されている。また、スライドピン３１はスライドピン孔３２に摺動可能に挿入されている。従って、非制動時（油圧室２２に油圧が供給されていない状態）におていは、キャリパ１３は適正姿勢の状態となっている。ここで適正姿勢とは、キャリパ１３に変位が発生していない状態であり、よってピストン２１もディスクロータ１２に対してスイング（揺動）していない状態をいうものとする。

また、スライドピン３１の先端部近傍には、スライドピン孔３２との間を液密にシールするシールド部材２６が配設されている。従って、後述するように間隙部２３に油液が導入されても、この油液はシールド部材２６より図中Ｘ２方向側には流出しない構成となっている。

ここで、スライドピン３１の図中矢印Ｘ１方向端部に注目すると、スライドピン３１の端部とスライドピン孔３２の内壁との間には間隙部２３が形成されている。また、この間隙部２３はマウンティング１１の外部と連通する連通孔２４が形成されており、この連通孔２４には配管２５の一端部が接続されている。また、配管２５の他端部は、油圧室２２と連通した圧力導出孔２９に接続されている。

従って、主圧力配管２７を介して油圧室２２内に油液が供給されると、この油液は配管２５及び連通孔２４を介して間隙部２３にも供給される。即ち、油圧室２２内の油圧は配管２５を介して間隙部２３に導入されることとなり、よって制動時に油圧室２２内の油圧の上昇及び下降に伴い間隙部２３内の油圧も上昇及び下降する。

いま、間隙部２３内の圧力が上昇した場合を想定する。ディスクロータ１２のロータ入口側（図における上側）に位置するスライドピン孔３２と、これに挿入されたスライドピン３１はシールド部材２６の存在により液密に摺動する構成となっている。この構成において、間隙部２３に油液が供給されて内部圧力（油圧）が上昇すると、スライドピン３１とスライドピン孔３２はピストンとシリンダの関係と等価の状態となり、スライドピン３１は図中矢印Ｘ２方向に移動付勢される。逆に、間隙部２３の内部圧力が下降すると、スライドピン３１は図中矢印Ｘ１方向に移動付勢される。

従って、上記構成とされたディスクブレーキ装置１０Ａにおいて、制動操作（ブレーキ操作）が行なわれマスターシリンダー等より油圧が油圧室２２に印加されると、この油圧はロータ入口側に位置する間隙部２３に導入されて間隙部２３内の油液量は増大する。これにより、スライドピン３１はスライドピン孔３２内において矢印Ｘ２方向に押し出され、これに伴いキャリパ１３のロータ入口側はマウンティング１１から離間するよう変位付勢される。このスライドピン３１を矢印Ｘ２方向に付勢する力により、キャリパ１３には図中矢印Ｍ_１で示すモーメントが発生する。

一方、前記したように、制動時に各パッド１５_IN，１５_OUTがディスクロータ１２に摺接すると、図に矢印Ｍ_０で示すモーメント（図中、左回転方向のモーメント）がキャリパ１３に作用する。このモーメントＭ_０により、キャリパ１３はマウンティング１１に対して図示される方向に変位しようとする。仮に、キャリパ１３がマウンティング１１に対して変位（スイング）すると、母材１８の偏摩耗、ブレーキフィーリングの低下、異音等が発生してしまうことは前述した通りである。

しかしながら、本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ａでは、間隙部２３を設けると共にこの間隙部２３に油圧室２２から油液が供給される構成としたため、制動時にキャリパ１３を図中右方向に回転させようとするモーメントＭ_１が発生する。即ち、偏摩耗、ブレーキフィーリングの低下、及び異音の原因となるモーメントＭ_０とは反対方向のモーメントが発生する。これにより、制動時に発生する各モーメントＭ_０，Ｍ_１は互いに相殺され、制動時においてもキャリパ１３は適正姿勢を維持することとなる。これにより、本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ａによれば、ブレーキパッド１５の片摩耗やブレーキ鳴きの発生を防止することができる。

続いて、図３及び図４を用いて本発明の他実施例について説明する。尚、図３及び図４において、図２に示した第１実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ａと同一構成についは同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

図３は、本発明の第２実施例であるディスクブレーキ装置１０Ｂを示している。前記した第１実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ａでは、油圧室２２の油圧が、ロータ入口側の間隙部２３にのみ導入されるよう構成した。

これに対して本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ｂでは、分岐弁３４を用いて油圧室２２に接続された配管２５を配管３６と配管３７とに分岐し、一方の配管３６をロータ入口側に位置する油圧室２２Ａに接続し、他方の配管３７をロータ出口側に位置する油圧室２２Ｂに接続したことを特徴とするものである。

本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ｂによれば、油圧はロータ入口側に位置する間隙部２３Ａに加え、ロータ出口側に位置する間隙部２３Ｂにも導入される。このため、キャリパ１３の姿勢制御をロータ入口側及びロータ出口側の双方において行うことが可能となり、よってキャリパ１３の姿勢制御の自由度を高めることができ、これにより確実にブレーキパッド１５の片摩耗やブレーキ鳴きの発生を防止することができる。

また、分岐弁３４により配管２５から供給される油液を配管３６または配管３７に分岐する際、必ずしも等しい油液量で油液を分岐する必要はなく、配管３６と配管３７で供給する油液の量や油圧を異なるよう調整した上で各間隙部２３Ａ，２３Ｂに油液を供給する構成としてもよい。

更に、分岐弁３４を各配管３６，３７への油液の分配率を可変可能な構成すると共に、ブレーキパッド１５の片摩耗やブレーキ鳴きの発生を検知するセンサーを設け、このセンサー出力により分岐弁３４の分配率を制御する構成としてもよい。このような構成とすることにより、より制動の高い姿勢制御を行うことが可能となり、より確実に片摩耗やブレーキ鳴きの発生を防止することができる。

図４は、本発明の第３実施例であるディスクブレーキ装置１０Ｃを示している。前記した第１実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ａでは、油圧室２２の油圧が配管２５を用いて直接間隙部２３に導入されるよう構成した。

これに対して本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ｃは、油圧室２２に接続された配管２５と間隙部２３に接続された配管３８との間（即ち、油圧室２２と間隙部２３とを接続する配管２５，３８の間）に、間隙部２３に印加する油圧を調整する調圧弁３５を設けたことを特徴とする。本実施例では、この調圧弁３５としてプロポーショニングバルブを用いている。このプロポーショニングバルブ３５は、入力油圧がある一定の値（折点油圧）になった時、出力側の油圧を入力側と分離し、その後の出力油圧上昇を入力油圧上昇よりも小さい比率となるよう制御を行うものである。

本実施例に係るディスクブレーキ装置１０Ｃのように、油圧室２２と間隙部２３との間にプロポーショニングバルブ３５（調圧弁）を設けることにより、間隙部２３に印加する油圧を制御することができる。これにより、キャリパ１３を精度よく適正位置に姿勢制御することが可能となり、片摩耗やブレーキ鳴きの発生をより確実に防止することができる。尚、調圧弁の種類はプロポーショニングバルブ３５に限定されるものではなく、他の制御弁を用いることも可能である。

図１は、従来の一例であるディスクブレーキ装置の問題点を説明するための図である。 図２は、本発明の第１実施例であるディスクブレーキ装置の部分断面図である。 図３は、本発明の第２実施例であるディスクブレーキ装置の部分断面図である。 図４は、本発明の第３実施例であるディスクブレーキ装置の部分断面図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ ディスクブレーキ
１２ ディスクロータ
１１ マウンティング
１３ キャリパ
１５ＩＮ インナーパッド
１５ＯＵＴ アウターパッド
２０ ピストン機構
２１ ピストン
２２ 油圧室
２３，２３Ａ，２３Ｂ 間隙
２６ シールド部材
２７ 主圧力配管
２８ 圧力導入孔
２９ 圧力導出孔
３１ スライドピン
３２ スライドピン孔
３５ プロポーショニングバルブ

Claims (3)

1. ディスクロータにブレーキパッドを押し付けるためのピストン機構を内蔵したキャリパと、
   該キャリパを移動可能に保持するマウンティングと、
   前記キャリパまたは前記マウンティングのいずれか一方に固定されたスライドピンと、
   前記キャリパまたは前記マウンティングのいずれか他方に形成されており、前記スライドピンが摺動可能に挿入することにより、前記キャリパの前記マウンティングに対する移動を案内するスライドピン孔とを有するディスクブレーキ装置において、
   前記ディスクロータのロータ入口側に位置する前記スライドピン孔と、これに挿入される前記スライドピンとが液密に摺動する構成とし、
   かつ、前記ピストン機構を構成すると共に制動時に油圧が供給される油圧室と、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部とを接続し、
   前記ピストン機構を構成する油圧室の油圧が、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部に導入されるよう構成し、
   前記制動時に前記油圧室内に供給される前記油圧の上昇及び下降に伴い、前記間隙部内の油圧も上昇及び下降するよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. 請求項１記載のディスクブレーキ装置において、
   前記油圧室と前記間隙部とを接続する配管の途中に、前記間隙部に印加する油圧を調整する調圧弁を設けたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
3. 請求項１または２記載のディスクブレーキ装置において、
   前記ディスクロータのロータ出口側に位置する前記スライドピン孔と、これに挿入される前記スライドピンとが液密に摺動する構成とし、
   かつ、前記ピストン機構を構成する油圧室の油圧が、前記スライドピンと前記スライド孔との間に形成される間隙部に導入されるよう構成したことを特徴とするディスクブレーキ装置。

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