(57)【要約】【課題】分割型キャリパボディの両キャリパ半体を結合する連結ボルトを細くし、又は本数を減らすことにより、分割型キャリパボディを軽量化又は小型化する。【解決手段】一方のキャリパ半体８ａの接合面１７に、ディスクロータ２の軸１１の方向に突出して、その軸１１を中心とする円弧状に曲がる嵌合突条１８を形成し、その嵌合突条１８の中心線に直角な断面形状を付け根の幅を狭くし、先端の幅を付け根の幅より両側に夫々延ばして広くした台形状にすると共に、他方のキャリパ半体８ｂの接合面２６に、上記嵌合突条１８が嵌合する嵌合溝２７を嵌合突条１８の断面形状と同一の断面形状にして形成する。そして、嵌合突条を嵌合溝に嵌合した嵌合部の付近に、連結ボルトをディスクロータの軸方向に挿通して配設し、連結ボルトの中心位置を嵌合部の中心線よりディスクロータ側にずらすと好ましくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパボディをディスクロータの一部外周面を跨ぐブリッジ部にて、ディスクロータの軸方向と直角方向に分割し、ディスクロータの両面の一側に配設される摩擦パッドを押動するキャリパ半体と、他側に配設される摩擦パッドを押動するキャリパ半体とを別体にし、その両キャリパ半体の分割したブリッジ部にある接合面同士を突き合せ、更に両キャリパ半体をディスクロータの軸方向に挿通する連結ボルトにより結合する車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディ結合構造であって、一方のキャリパ半体の接合面に、ディスクロータの軸方向に突出して、ディスクロータの軸を中心とする円弧状に曲がる嵌合突条を形成し、その嵌合突条の中心線に直角な断面形状を付け根の幅を狭くし、先端の幅を付け根の幅より両側に夫々延ばして広くした台形状にすると共に、他方のキャリパ半体の接合面に、上記嵌合突条が嵌合する嵌合溝を嵌合突条の断面形状と同一の断面形状にして形成することを特徴とする車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディ結合構造。
【請求項２】
前記嵌合突条を前記嵌合溝に嵌合した嵌合部の付近に、前記連結ボルトをディスクロータの軸方向に挿通して配設し、その連結ボルトの中心位置を嵌合部の中心線よりディスクロータ側にずらすことを特徴とする請求項１記載の車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディ結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四輪自動車その他の車両に搭載するディスクブレーキに用いる分割型キャリパボディの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ディスクブレーキの主要部品であるキャリパボディを分割型にする場合、キャリパボディをディスクロータの一部外周面を跨ぐブリッジ部にて分割し、ディスクロータの両面の一側に配設された摩擦パッドを押動するキャリパ半体と、他側に配設された摩擦パッドを押動するキャリパ半体とを別体にして夫々製作している。すると、キャリパボディを組み立てる際に、分割したブリッジ部の両分割面が両キャリパ半体の各接合面となる。そこで、両キャリパ半体の接合面同士を突き合せ、複数の連結ボルトにより、その各連結ボルトをいずれも両接合面を通してディスクロータの軸方向へ挿通して、両キャリパ半体を一体に結合することにより、キャリパボディの組み立てを行っている。
【０００３】
このような両キャリパ半体の各接合面は、通常ディスクロータの軸方向と直角な平面にする。しかし、両キャリパ半体の各接合面を平面にすると、ディスクブレーキで制動作用が行われる時、キャリパボディは制動反力によって、ブリッジ部を支点にハの字状に開かれるように変形するため、分割型のキャリパボディでは、特に開きによる曲げ荷重がキャリパ半体の接合面に集中して、接合面を損傷し、又連結ボルトには曲げやねじ山の潰れが生じて、耐久性を早く損ねてしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、「一方のキャリパ半体の接合面に、ディスク軸方向の嵌合凸部を形成し、他方のキャリパ半体の接合面に、有底状の嵌合凹部を前記嵌合凸部と同一断面形状に形成し、該嵌合凹部に前記嵌合凸部を嵌合した凹凸嵌合部に前記連結ボルトをディスク軸方向に挿通して、両キャリパ半体を結合する」、という車両用ディスクブレーキにおける分割型キャリパボディの結合構造が提示されている。そして、その分割型キャリパボディの結合構造によると、「制動反力による曲げ加重を、連結ボルトと、接合面及び嵌合凸部が嵌合凹部に隙間なく嵌まり合う凹凸嵌合部との広い面積で支承して、曲げ荷重をキャリパボディの全体に分散させるので、接合面や連結ボルトへの負担を軽減して、キャリパ半体と連結ボルトの耐久性を高め、繰り返しの使用にもよく堪えるようになる。また、嵌合凸部を嵌合凹部内に嵌合した嵌合凹凸嵌合部は、負荷の大きい接合面にあって曲げ荷重によく堪えるので、接合面の変形や損傷が極力小さく抑えられると同時に、連結ボルトを保護して、曲げやねじ山の潰れ等の変形を有効に防止する。また、連結ボルトの変形が抑えられるので、キャリパ半体を容易に分解できて、ピストンの着脱やシール類の交換が、短時間で簡便に行える」旨主張している。
【特許文献１】実用新案登録第２５５７６３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような分割型キャリパボディの結合構造では、一方のキャリパ半体の接合面に設ける嵌合凸部の中心線と直角な断面形状が矩形であるため、ディスクブレーキの制動作用により、ディスクロータの軸方向に両キャリパ半体を開いて分離しようとする制動反力が働いた時、その分離を妨げるのは、ほとんど複数の各連結ボルトによる結合力である。このため、ディスクロータの軸方向に両キャリパ半体を開いて分離しようとする制動反力に耐えるには、両キャリパ半体を結合する複数の各連結ボルトの剛性を大きくしなければならず、通常は各連結ボルトを太くする必要がある。それ故、両キャリパ半体を結合する連結ボルトの太さ又は本数が分割型キャリパボディの軽量化又は小型化にとって問題になる。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、分割型キャリパボディの両キャリパ半体を結合する連結ボルトを細くし、又は本数を減らすことにより、分割型キャリパボディを軽量化又は小型化できる車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディ結合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディ結合構造は、キャリパボディをディスクロータの一部外周面を跨ぐブリッジ部にて、ディスクロータの軸方向と直角方向に分割し、ディスクロータの両面の一側に配設される摩擦パッドを押動するキャリパ半体と、他側に配設される摩擦パッドを押動するキャリパ半体とを別体にし、その両キャリパ半体の分割したブリッジ部にある接合面同士を突き合せ、更に両キャリパ半体をディスクロータの軸方向に挿通する連結ボルトにより結合するものである。
【０００８】
そして、一方のキャリパ半体の接合面に、ディスクロータの軸方向に突出して、ディスクロータの軸を中心とする円弧状に曲がる嵌合突条を形成し、その嵌合突条の中心線に直角な断面形状を付け根の幅を狭くし、先端の幅を付け根の幅より両側に夫々延ばして広くした台形状にすると共に、他方のキャリパ半体の接合面に、上記嵌合突条が嵌合する嵌合溝を嵌合突条の断面形状と同一の断面形状にして形成する。
【０００９】
又、前記嵌合突条を前記嵌合溝に嵌合した嵌合部の付近に、前記連結ボルトをディスクロータの軸方向に挿通して配設し、その連結ボルトの中心位置を嵌合部の中心線よりディスクロータ側にずらすと好ましくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による車両用ディスクブレーキの分割型キャリパボディは、組立時に先ず一方のキャリパ半体の接合面に設けた円弧状嵌合突条の一端と他方のキャリパ半体の接合面に設けた円弧状嵌合溝の一端とを嵌め合せ、両キャリパ半体を互いに反対方向に回転するようにして、嵌合突条を嵌合溝に沿ってスライドさせて行き、嵌合突条の全てを嵌合溝中に嵌合する。すると、円弧状嵌合突条の中心線に直角な断面形状を付け根の幅を狭くし、先端の幅を付け根の幅より両側に夫々延ばして広くした台形状にし、更に嵌合溝の対応する断面形状を同一の台形状にしてあるため、両キャリパ半体の接合面を開く制動反力がディスクロータの軸方向に働いても、嵌合突条の両傾斜外側面と嵌合溝の両傾斜内側面が対応するもの同士密接着して、嵌合突条の幅広の先端側が嵌合溝の幅狭の付け根側に向って移動できず、突条と溝の嵌合状態を保持できて、両キャリパ半体が分離しない。
【００１１】
それ故、両キャリパ半体が嵌合突条を嵌合溝に嵌合しただけの結合状態にあっても、ディスクブレーキの制動反力に起因して、両キャリパ半体の接合面をハ字状に開こうとする引張り、捻れ等の変形力に抵抗できる大きな結合力が得られる。従って、両キャリパ半体の分割したブリッジ部にある接合面をディスクロータの軸方向に挿通し、両キャリパ半体を結合する連結ボルトの太さを細くし、又は使用する連結ボルトの本数を少なくして、分割型キャリパボディを軽量化又は小型化できる。
【００１２】
又、前記嵌合突条を前記嵌合溝に嵌合した嵌合部の付近に、前記連結ボルトをディスクロータの軸方向に挿通して配設し、その連結ボルトの中心位置を嵌合部の中心線よりディスクロータ側にずらすことにより、両キャリパ半体の嵌合部による結合力と、その嵌合部の中心線より連結ボルトの中心位置をディスクロータ側にずらした連結ボルトによる結合力とによって、両キャリパ半体の接合面をハ字状に開こうとする引張り、捻れ等の変形力に抵抗できる一層大きな結合力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付の図１〜１０を参照して、本発明の実施の最良形態を説明する。
図１は本発明を適用した四輪自動車用ディスクブレーキの１実施形態を示す図３のＡ−Ａ断面図、図２は同四輪自動車用ディスクブレーキの正面図、及び図３は同四輪自動車用ディスクブレーキの平面図である。この四輪自動車用ディスクブレーキ１はディスクロータ２と、そのディスクロータ２の一部外周面を跨いでディスクロータ２を挟む分割型キャリパボディ３と、その両者間に夫々あって制動作用をする摩擦パッド４（４ａ、４ｂ）とから構成し、その分割型キャリパボディ３に設置したシリンダにより各摩擦パッド４の操作を行う。そして、キャリパボディ３を分割型にするため、ディスクロータ２の一部外周面を跨ぐ中央部開口５（５ａ、５ｂ）付きブリッジ部６（６ａ、６ｂ）にて２等分割をする。すると、ディスクロータ２の両面の一側に配設された台板７ａ付き摩擦パッド４ａを押動するキャリパ半体８ａと他側に配設された台板７ｂ付き摩擦パッド４ｂを押動するキャリパ半体８ｂとを別体にして、例えば熱間鍛造により夫々製作できる。このようにブリッジ部６に中央部開口５を設けておくと、キャリパボディ３を車体に搭載した状態のままで、内部に収容した各台板７付き摩擦パッド４等の取り換えを行える。尤も、ブリッジ部６の分割位置は必ずしも中央にする必要がなく、一方に片寄せてもよい。なお、１０（１０ａ、１０ｂ）はピストン９（９ａ、９ｂ）に液圧を加える液圧室である。
【００１４】
このようなキャリパ半体８ａは、車輪の内側の収容空間内に嵌まるように配置し、キャリパ半体８ｂは車体の下側に配置する。 すると、キャリパ半体８ａは外側に設置されるのに対し、キャリパ半体８ｂは内側に設置される。そこで、製作時にはキャリパ半体８ａを図４及び図５に示すような大略円弧板状に形成すると共に、キャリパ半体８ｂを図６及び図７に示すような大略同一形状を有する円弧板状に形成する。又、キャリパ半体８ａ、８ｂを大略内外対称の構造にする。なお、両キャリパ半体８ａ、８ｂの各円弧の中心はディスクロータ２の軸１１である。
【００１５】
そして、外側設置用のキャリパ半体８ａにはその円弧状周縁部中央に、両摩擦パッド４のがたつき防止用として、位置決めボルト１２を螺着するための貫通孔１３をディスクロータ２の軸方向に設ける。又、そのキャリパ半体８ａの円弧状周縁部と反対の縁部側を広く、外側に突出させて中央突出部１４を形成する。更に、その中央突出部１４の内側にシリンダ孔１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を３個所分散配設し、その全シリンダ孔１５をつなぐオイル流路の両端を中央突出部１４の両端に設けた各筒状端部１６（１６ａ、１６ｂ）の開口へと導く。
【００１６】
このようなキャリパ半体８ａの接合面１７（１７ａ、１７ｂ）は、ブリッジ部６ａの中央部開口５ａの両側にある内側の円弧状周縁部であり、いずれも一定の幅Ｌを有し、一方がディスクロータ２の回転入口側（出口側）、他方がその回転出口側（入口側）にある。そして、各接合面１７の幅Ｌの中央部付近に、図８に示すようにディスクロータ３の軸方向に突出して、その突出長がＬ１で、ディスクロータ３の軸１１を中心として円弧状に曲がる嵌合突条１８（１８ａ、１８ｂ）を夫々形成する。しかも、各嵌合突条１８の中心線に直角な断面形状を付け根の幅Ｌ２を狭くし、先端の幅Ｌ３を付け根の幅Ｌ２より両側に例えば等しく夫々延ばして広く台形状にする。その際、例えばＬが１５ｍｍの場合、Ｌ２＝Ｌ/２＝７．５ｍｍ、Ｌ２＜Ｌ１＝６ｍｍ、α＝５度、Ｌ３＝８．５５ｍｍにするのが最適である。なお、αは嵌合突条１８の両側にある各外面とディスクロータ軸２の軸方向との角度であり、Ｌの幅に応じてαを１〜３０度の間で適宜選択するが、Ｌの幅が長ければ、αを大きくでき、αが大きい程嵌合溝２７との結合状態がよい。
【００１７】
そして、各嵌合突条１８の両端部付近に、両キャリパ半体８の連結用として、各連結ボルト１９（１９ａ、…１９ｄ）を螺着するための貫通孔２０(２０ａ、…２０ｄ)をディスクロータ２の軸方向に貫通するように夫々設ける。その際、各貫通孔２０の中心を夫々対応する各嵌合突条１８の中心線上に定める。しかし、各貫通孔２０の中心を各嵌合突条１８の中心線よりずらして定めることもできる。なお、２９(２９ａ、２９ｂ)は各台板７付き摩擦パッド４を夫々支持するための支持具設置穴である。
【００１８】
又、内側設置用キャリパ半体８ｂには、その円弧状周縁部中央に位置決めボルト１２を螺着するための貫通孔２１を設ける。更に、そのキャリパ半体８ｂの中央に作動液、例えばオイルを注入するための貫通孔２２を設けると共に、そのオイル注入孔２２を中心にして円弧状周縁部と反対の縁側を広く、外側に突出させて中央突出部２３を形成する。そして、その中央突出部２３の内側にシリンダ孔２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）を３個所分散配設し、その全シリンダ孔２４をつなぐオイル流路の両端を中央突出部２３の両端に設けた各筒状端部２５（２５ａ、２５ｂ）の開口（図示なし）へと導く。
【００１９】
このようなキャリパ半体８ｂの接合面２６（２６ａ、２６ｂ）は、ブリッジ部６ｂの中央部開口５ｂの両側にある内側の円弧状周縁部であり、いずれも一定の幅Ｌを有し、一方がディスクロータ２の回転入口側（出口側）、他方がその回転出口側（入口側）にある。そして、各接合面２６の幅Ｌの中央部付近に、ディスクロータ３の軸方向に後退して、ディスクロータ３の軸１１を中心として円弧状に曲がる嵌合溝２７（２７ａ、２７ｂ）を夫々形成する。その際、嵌合溝２７の中心線に直角な断面形状を嵌合突条１８の断面形状と同一にする。但し、嵌合した突条１８の外面と溝２７の内面との間に２/１００〜５/１０００ｍｍの隙間を与える。
【００２０】
又、各嵌合溝２７の両端部付近に、各連結ボルト１９を螺着するためのボルト受け穴２８(２８ａ、…２８ｄ)をディスクロータ２の軸方向に後退させて夫々設ける。なお、３０（３０ａ、３０ｂ）は摩擦パッド支持具設置穴であり、３１（３１ａ、３１ｂ）はディスクブレーキ１を車体の下側に取り付けるための設置穴である。
【００２１】
このようなキャリパ半体８ａ、８ｂを用いて、キャリパボディ３を組み立てる場合、先ずキャリパ半体８ａの各接合面１７ａ、１７ｂに設けた嵌合突条１８ａ、１８ｂとキャリパ半体８ｂの各接合面２６ａ、２６ｂに設けた嵌合溝２７ａ、２７ｂとを夫々対応付けし、対応する一端同士を嵌め合せる。そして、図９に示すように両キャリパ半体８を互いに反対方向に回転するようにして、各嵌合突条１８を対応する各嵌合溝２７に沿ってスライドさせて行き、各嵌合突条１８の全てを各嵌合溝２７の内部に夫々嵌合する。すると、ブリッジ部６で分割した両キャリパ半体８を、両嵌合突条１８と両嵌合溝２７の嵌合により一体に結合できる。そこで、４本の連結ボルト１９を用い、更に両キャリパ半体８を結合する。すると、キャリパボディ３の基本となる結合構造が完成する。
【００２２】
そこで、キャリパボディ３の基本構造体を用い、ディスクロータ２の一部外周面を跨ぐようにして車体の下側に取り付け、ディスクロータ２の両側にある各キャリパ半体８の所定個所に摩擦パッド４等を夫々装着した後、それ等の摩擦パッド４のがたつき防止用の位置決めボルト１２を用いて更に両キャリパ半体８を結合する。すると、キャリパボディ３が完成すると同時に、ディスクブレーキ１が完成し、車体に搭載できる。なお、各ピストン９等は各キャリパ半体８を結合する前に各キャリパ半体８に夫々装着しておく。
【００２３】
このようにして、ディスクブレーキ１を車体に搭載すると、ブレーキの制動作用により、両キャリパ半体８の接合面１７、２６を開く制動反力がディスクロータ２の軸方向に働いても、各嵌合突条１８の両傾斜外側面と各嵌合溝２７の両傾斜内側面とが対応するもの同士互いに密接着して、各嵌合突条１８の幅広の先端側が嵌合溝２７の幅挟の付け根側に向って移動できない。そして、各突条１８と溝２７の嵌合状態を夫々良好に保持できるため、両キャリパ半体８が分離しない。
【００２４】
それ故、両キャリパ半体８が各嵌合突条１８を各嵌合溝２７に対応するもの同士嵌合しただけの状態にあっても、大きな結合力が得られるため、ディスクブレーキ１の制動反力に起因して、両キャリパ半体８の接合面１７、２６をハ字状に開こうとする引張り、捻れ等の変形力に抵抗できる。従って、両キャリパ半体８の分割したブリッジ部６にある接合面１７、２６をディスクロータ２の軸方向に挿通し、両キャリパ半体８を結合する連結ボルト１９の太さを細くし、又は使用する連結ボルト１９の本数を少なくして、分割型キャリパボディ３を軽量化又は小型化できる。
【００２５】
上記の実施形態では、キャリパボディ３を構成する両キャリパ半体８に設ける各嵌合突条１８と対応する各嵌合溝２７との各嵌合部の中心線上に、両キャリパ半体８を連結する連結ボルト１９の中心位置を一致させる場合について説明したが、図１０に示すように各連結ボルト１９を夫々挿通する各貫通孔２０の中心位置を各嵌合部の中心線より接合面１７、２６上でディスクロータ２の側にずらすことにより、両キャリパ半体８の各嵌合突条１８と対応する各嵌合溝２７との各嵌合部による結合力と、その各嵌合部の中心線より中心位置をディスクロータ２の側に少しずらした各連結ボルト１９による結合力とによって、両キャリパ半体８の接合面１７、２７をハ字状に開こうとする引張り、捻れ等の変形力に一層抵抗できる大きな結合力を得ることができる。
【００２６】
又、上記の実施形態では、キャリパボディ３のブリッジ部６に中央部開口５を設ける場合に使用する両キャリパ半体８について説明したが、このような中央部開口を設けず、両キャリパ半体に設ける接合面、嵌合突条、嵌合溝等をいずれも分断せずに連続させることもできる。
【００２７】
又、上記の実施形態では、一方のキャリパ半体８ａに嵌合突条１８を設け、他方のキャリパ半体８ｂに嵌合溝２７を設ける場合について説明したが、一方のキャリパ半体に嵌合突条と嵌合溝を設け、他方のキャリパ半体に対応する嵌合溝と嵌合突条とを設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した四輪自動車用ディスクブレーキの１実施形態を示す図３のＡ−Ａ縦断面図である。
【図２】同四輪自動車用ディスクブレーキの正面図である。
【図３】同四輪自動車用ディスクブレーキの平面図である。
【００２９】
【図４】同四輪自動車用ディスクブレーキの分割型キャリパボディを構成する外側用キャリパ半体の外面図である。
【図５】同外側用キャリパ半体の内面図である。
【図６】同分割型キャリパボディを構成する内側用キャリパ半体の外面図である。
【図７】同内側用キャリパ半体の内面図である。
【００３０】
【図８】同外側用キャリパ半体の嵌合突条付近を示す部分端面図である。
【図９】同分割型キャリパボディを構成する両キャリパ半体の組み付け開始状態を示す斜視図である。
【図１０】同外側用キャリパ半体の変形形態を示す内面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ディスクブレーキ  ２…ディスクロータ  ３…キャリパボディ  ４…摩擦パッド  ５…中央部開口  ６…ブリッジ部  ７…台板  ８…キャリパ半体    ９…ピストン  １０…液圧室  １１…ディスクロータ２の軸  １２…位置決めボルト  １３、２０、２１…貫通孔  １４、２３…中央突出部  １５、２４…シリンダ孔  １６、２５…筒状端部  １７、２６…接合面  １８…嵌合突条  １９…連結ボルト  ２２…オイル注入穴  ２７…嵌合溝  ２８…ボルト受け穴  ２９、３０…摩擦パッド支持具設置穴  ３１…取付穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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