(57)【要約】【課題】作動ばねにより生ずる押圧力を解放する機構としてカム機構を採用した場合であっても、キャリパボディを小型としつつ、ロータの軸方向への力に対する剛性を低下させることのないディスクブレーキ装置を提供する。【解決手段】キャリパボディ１２に形成されたシリンダ２０内に配置されたピストン２６が作動ばね２８からの押圧力を受けることにより、一方の端面を介してインナパッド６０を押圧するディスクブレーキ装置１０において、回転力の入力により、ピストン２６に対する前記押圧力を解放する反力を発生させてピストン２６を押し戻すと共に、前記回転力の入力が解除された際に前記押圧力を受けて初期位置に押し戻らせるカム部３６ｃを有するカムシャフト３６の軸心が、キャリパボディ１２における背肉部の幅Ｗの範囲を避けて配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパボディに形成されたシリンダ内に配置されたピストンが作動ばねからの押圧力を受けることにより、一方の端面を介してブレーキパッドを押圧するディスクブレーキ装置において、
回転力の入力により、前記ピストンに対する前記押圧力を解放する反力を発生させて前記ピストンを押し戻すと共に、前記回転力の入力が解除された際に前記押圧力を受けて初期位置に押し戻らせるカム部を有するカムシャフトの軸心が、前記キャリパボディにおける背肉部の幅の範囲を避けて配置されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記軸心は、少なくとも前記カムシャフトの一部が前記シリンダの中心を通り、かつ前記背肉部の配置面と前記ブレーキパッドの配置面の双方に平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、特に、ネガティブタイプと呼ばれる非作動時に制動力を生じさせるタイプのディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ネガティブタイプのディスクブレーキ装置では、押圧力を生じさせる動力源として、ばね機構（作動ばね）が採用されており、その解放機構としては、油圧機構が採用されていた（特許文献１）。これに対し、本願出願人は、解放機構として機械的な力を利用することを思案し、特許文献２に開示されているようなカム機構を、押圧力を解放する機構として採用することを試み、特許文献３に開示しているディスクブレーキ装置を考案した。なお、特許文献２に開示されているカム機構は、制動力を生じさせるための機構である。
【０００３】
特許文献３に開示しているディスクブレーキ装置は、ボディ本体と爪部、および両者を連結するブリッジ部から成る小型のフローティングキャリパを備えた装置である。当該ディスクブレーキ装置では、ブリッジ部の延長線上におけるボディ本体に、カム機構を作動させるためのカムシャフトを突出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５２−１１３１８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２７１３２号公報
【特許文献３】特願２０１３−１１０２４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３に開示したようなカム機構により作動ばねの押圧力を解放させるディスクブレーキ装置は、小型化や付帯設備の簡易化、メンテナンス性の向上等、種々の好適な効果をもたらした。
【０００６】
しかし、特許文献３に開示したような構成のディスクブレーキ装置では、ブリッジ部の延長線上に位置する背肉部に、カムシャフトを突出させるための貫通孔を設けているため、キャリパボディの剛性が低下するといった新たな課題が生じることとなった。
【０００７】
具体的には、図７に示すように、背肉部には、爪部の反力が作用するため、当該部分の剛性が低下すると、ロータの軸方向に力が付与された際に、ボディ本体と爪部との間に生ずる開きが大きくなってしまう可能性がある。
【０００８】
キャリパボディの構成を特許文献２に開示されているディスクブレーキ装置のように、ブリッジ部を複数（特許文献２では、ロータの回入側と回出側の２か所）設ける構成とすれば、背肉部に貫通孔を設けた場合であっても、キャリパボディの剛性を保つことができると考えられる。しかし、この場合には、キャリパボディの大型化が懸念される。
【０００９】
そこで本発明では、作動ばねにより生ずる押圧力を解放する機構としてカム機構を採用した場合であっても、キャリパボディを小型としつつ、ロータの軸方向に対する力への剛性を低下させることのないディスクブレーキ装置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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るディスクブレーキ装置は、キャリパボディに形成されたシリンダ内に配置されたピストンが作動ばねからの押圧力を受けることにより、一方の端面を介してブレーキパッドを押圧するディスクブレーキ装置において、回転力の入力により、前記ピストンに対する前記押圧力を解放する反力を発生させて前記ピストンを押し戻すと共に、前記回転力の入力が解除された際に前記押圧力を受けて初期位置に押し戻らせるカム部を有するカムシャフトの軸心が、前記キャリパボディにおける背肉部の幅の範囲を避けて配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記特徴を有するディスクブレーキ装置において前記軸心は、少なくとも前記カムシャフトの一部が前記シリンダの中心を通り、かつ前記背肉部の配置面と前記ブレーキパッドの配置面の双方に平行となるように配置されている構成とすることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすることによれば、爪部からの反力に対する影響がほとんどなくなる。また、ロータの回入側と回出側における重量バランスを良好に保つことができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置によれば、作動ばねにより生ずる押圧力を解放する機構としてカム機構を採用した場合であっても、ブリッジ部を一か所としてキャリパボディを小型化しつつ、ロータの軸方向に対する力への剛性を低下させることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るディスクブレーキ装置の側面構成を示す図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】カムシャフトとコネクティングロッドとの関係を説明するための部分断面拡大図である。
【図５】図１におけるＡ´−Ａ´断面を示すキャリパボディの模式図である。
【図６】キャリパボディに加わる力の関係を説明するための模式図である。
【図７】背肉部に貫通孔を設けた場合に、ロータの軸方向に対する力が加えられた場合に、背肉部の剛性に影響があることを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のディスクブレーキ装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図１は、第１の実施形態に係るディスクブレーキ装置の側面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。また、図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。さらに、図４は、カムシャフトとコネクティングロッドとの関係を説明するための部分断面拡大図である。
【００１６】
本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０は、キャリパボディ１２と、インナパッド６０、アウタパッド６２、およびエアチャンバ５０を有することを基本として構成され、サポート６６を介して図示しない固定部に支持される。
【００１７】
キャリパボディ１２は、ボディ本体１４と爪部１８、およびブリッジ部１６を有することを基本としている。ボディ本体１４は、内部にシリンダ２０と、ボア２２、および軸受け孔２４を備える。シリンダ２０には、ピストン２６が配置され、ボア２２には、作動ばね２８やガイド３０が配置されている。
【００１８】
ピストン２６は、シリンダ２０内を摺動し、一方の端面により、後述する爪部１８との間に配置されているインナパッド６０を押圧する役割を担う。実施形態に係るピストン２６は、押圧方向と直交する方向に貫通孔２６ａを有する。また、ピストン２６の他方の端面には、貫通孔２６ａの側壁に貫通する軸線方向孔２６ｂが形成されている。
【００１９】
作動ばね２８は、ピストン２６をインナパッド６０の配置方向（押圧方向）へ押圧する押圧力を生じさせる要素である。作動ばね２８の具体的構成としては、皿ばねを挙げることができる。皿ばねは、小さな撓みで大きな荷重をかけることが可能であるため、制動力を生じさせるための押圧力発生手段として好適だからである。なお、皿ばねを採用する場合には、複数枚の皿ばねを表裏互い違いに重ね合わせるように積層配置する構成とすると良い。
【００２０】
ボア２２におけるシリンダ２０との連結側端部と反対側の端部は解放端とし、ここに、作動ばね２８の厚みと押圧力を調整するためのスペーサとしてのプラグ３２を配置する。このような構成とすることで、作動ばね２８の撓みや厚み（皿ばねを採用した場合には、その枚数）等を変更することができ、押圧力の調整が可能となる。なお、本実施形態においてプラグ３２は、ボア２２の解放端に形成された雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部を有し、これを締め込むことにより位置決めが成される構成とされている。また、プラグ３２は、ボア２２の解放端を覆うカバーである締結板３４により、封止されている。なお、実施形態に係るプラグ３２には、中心に貫通孔３２ａが形成されており、詳細を後述するガイド３０におけるアジャスタ３１のスライダ３１ａが摺動可能な構成とされている。
【００２１】
ガイド３０は、作動ばね２８による押圧力をピストン２６に伝達すると共に、詳細を後述するカムシャフト３６による反力を受ける伝達要素である。実施形態に係るガイド３０は、外観上、凸部３０ａとフランジ部３０ｂを有する。凸部３０ａは、作動ばね２８に皿ばねを採用した場合に、皿ばねに形成されている中心孔の径よりも若干小さな径となるように、その外形形状が形成されている。また、フランジ部３０ｂは、凸部３０ａの一方の端部で、凸部３０ａの外形よりも外周側に突出するように形成されており、作動ばね２８による押圧力を受ける要素となる。また、ガイド３０の一方の端部、すなわちフランジ部３０ｂ形成側端部には、底面を半球状に形成した凹部３０ｃが設けられている。
【００２２】
また、ガイド３０の他方の端部には、雌ねじが形成された凹部が設けられており、当該凹部には、アジャスタ３１が螺合可能とされている。アジャスタ３１は、作動ばね２８の厚みとガイド３０の高さを調整する役割を担い、プラグ３２と対向する端面にはスライダ３１ａが突出している。スライダ３１ａは、プラグ３２に形成された貫通孔３２ａに摺動可能な要素であり、軸線方向におけるガイド３０の位置決め作用を担う。
【００２３】
このような構成とされるガイド３０は、本実施形態では、凸部３０ａが、積層配置された皿ばね（作動ばね２８）の中心孔を貫くように配置する。このような配置形態を採ることで、積層配置した皿ばねがラジアル方向にずれることを防ぐことができる。
【００２４】
軸受け孔２４には、カムシャフト３６が配置される。カムシャフト３６は、回転軸３６ａと、大径部３６ｂを基本として構成されている。実施形態に係るカムシャフト３６では、大径部３６ｂを貫くように、回転軸３６ａが設けられている。また、実施形態に係るカムシャフト３６における大径部３６ｂは、図４に示すように、円弧状の底部を有する凹状のカム部３６ｃに、コネクティングロッド４２が摺接するように構成されている。このような構成のカム機構では、円弧状の底部の厚みを変化させることにより、回転軸３６ａの回転に起因して、回転軸３６ａと直交する方向への力を生じさせることが可能となる。
【００２５】
軸受け孔２４は、ボディ本体１４のシリンダ２０の形成方向と直交する方向に配置されている孔である。また、本実施形態に係るディスクブレーキ装置では、軸受け孔２４は、キャリパボディ１２における背肉部の幅Ｗの範囲を避けるようにして配置されている。ここで、背肉部とは、ブリッジ部１６およびボディ本体１４において、ロータの軸方向に作用する力を伝達する部位である。具体的には、爪部１８からの反力が伝達される部位であり、図５に示すように、ブリッジ部１６、およびブリッジ部１６の幅の延長線上に位置するボディ本体１４の部位である。背肉部の幅Ｗの範囲内に軸受け孔２４を設けた場合、キャリパボディ１２における軸方向に作用する力が伝達される部位の剛性が低下する。このため、制動時に、軸方向の反力が付与されると、キャリパボディ１２の撓みが大きくなってしまい、撓みを抑制しようとすると、キャリパボディ１２を大きくすることとなる。
【００２６】
このため、軸受け孔２４は、上記背肉部の幅Ｗの範囲となる位置を避け、図５に示すＡの範囲にカムシャフト３６の軸心が位置するように形成する。軸受け孔２４の形成範囲をこのような範囲とすることによれば、図６に示すように爪部１８からの反力の影響を受け難くすることができる。本実施形態では、少なくともカムシャフト３６の一部がシリンダ２０の中心を通り、その軸心が、背肉部の配置面およびインナパッド６０の配置面の双方と平行となるように、軸受け孔２４を形成している。軸受け孔２４をこのような配置形態とすることで、最も反力の影響を受け難くすることができるからである。
【００２７】
軸受け孔２４に配置されるカムシャフト３６は、回転軸３６ａが、ピストン２６に形成された貫通孔２６ａを貫通するように配置される。このような配置形態とすることにより、カムシャフト３６は、ピストン２６の回り止めとしての役割も担うこととなる。ピストン２６が押圧するインナパッド６０には、制動時に生ずる偶力により、回転運動が生ずることとなる。このため、制動時にインナパッド６０と接触しているピストン２６にも、回転方向の力が加えられることとなる。ピストン２６が回転すると、シリンダ２０とピストン２６の間に配置されるブーツやシール、あるいは作動ばね２８などに、規定外の力が作用することとなる。よって、ピストン２６の回転を抑止することで、これらの要素の破損や不具合を防ぐことができる。
【００２８】
また、回転軸３６ａの一端は、軸受け穴２４の開口部から、ボディ本体１４の外部に露出し、ボディ本体１４の外部から、回動動作の付与が可能な構成とされる。カムシャフト３６を構成する大径部３６ｂは、軸受け穴２４への配置状態において、ピストン２６の貫通孔２６ａの内部に位置するように配置形成されている。そして、貫通孔２６ａと大径部３６ｂとの間には、ピストン２６が軸線方向へ移動した際に大径部３６ｂと貫通孔２６ａの内壁面とが接触しないように、隙間が設けられている。
【００２９】
なお、軸受け孔２４の穴径は、大径部３６ｂを内部に挿入する必要性から、回転軸３６ａよりも十分に大きくなるように形成されている。このため、軸受け孔２４の内壁と回転軸３６ａとの間には、シャフトホルダ３８を介在させることで、カムシャフト３６の抜け止めと、ガタツキ防止との双方の効果を発揮させることができる。
【００３０】
ピストン２６の貫通孔２６ａに配置されたカムシャフト３６の大径部３６ｂのカム部３６ｃと、作動ばね２８の押圧力を受けるガイド３０の凹部３０ｃとの間には、軸線方向孔２６ｂを介してコネクティングロッド４２が配置されている。このような配置構成とすることで、回転軸３６ａの回動に伴い大径部３６ｂが回動することで、カム部３６ｃとコネクティングロッド４２の接触部位が変化する。そして、この作用に伴い、コネクティングロッド４２の一部が軸線方向孔２６ｂから押し出され、ガイド３０を押し戻す反力を発生させる。これにより、作動ばね２８の押圧力が解放され、ロータに対するインナパッド６０の付勢力も解放される。このとき、作動ばね２８の押圧力は、カムシャフト３６の回転軸３６ａを介して、軸受け穴２４の内周壁、すなわちボディ本体１４が受けることで、反力の発生が可能となる。
【００３１】
ここで、実施形態に係るピストン２６は図２に示すように、連結ピン４４を介してガイド３０と連結されている。このため、コネクティングロッド４２によりガイド３０が、作動ばね２８の配置側へ押し戻されることで、ピストン２６も、引き戻されることとなる。これにより、ピストン２６によってロータに押し当てられるインナパッド６０の引き摺りを防止することもできる。
【００３２】
また、カムシャフト３６は、コネクティングロッド４２の軸心を通る直線Ｌの延長線上から、回転軸３６ａの回転中心Ｏ１がずれることとなるように配置構成している。このため、カムシャフト３６に対する回動力が解除された場合には、コネクティングロッド４２が作動ばね２８の押圧力をカム部３６ｃに伝達し、カム部３６ｃを所定の初期位置（凹状に形成されたカム部３６ｃの底面の肉厚が薄くなる位置）に押し戻すこととなる。
【００３３】
上記のような動作を実現させるためには、カムシャフト３６における回転軸３６ａに、回動力を付与することが可能な構成とする必要がある。このため、カムシャフト３６の回転軸３６ａにおける軸受け孔２４からの露出部分には、カムレバー４６の一方の端部が取り付けられている。ここで、カムシャフト３６とコネクティングロッド４２から成るカム機構と、カムレバー４６とにより構成される倍力機構は、支点である回転軸３６ａの中心Ｏ１から力点であるピンの中心Ｏ３までの距離ｌ１と（図１参照）、支点である回転軸３６ａの中心Ｏ１から作用点であるコネクティングロッド４２の円弧中心Ｏ２までの距離ｌ２との比に基づいて、梃子比（ｌ１／ｌ２）が定まる。このため、カムレバー４６の実効長さｌ１をｌ２よりも長くすることで、小さな作動力により大きな力を得ることができる。よって、大きな荷重を生じさせる作動ばね２８の押圧力に対向してガイド３０を押し戻す反力を発生させることが可能となる。
【００３４】
カムレバー４６の他方の端部には、エアチャンバ５０により稼動する直動ロッド４８が連結されている。エアチャンバ５０の稼動により直線的に運動する直動ロッド４８をカムレバー４６の他方の端部に連結することにより、エアチャンバの稼動によって生ずる直線運動を、カムシャフト３６の回転軸３６ａを回動させる回転運動に変換することができる。なお、カムレバー４６を回転運動させる際には、回転角度が小さい場合であっても、その軌跡は、僅かに円弧状となる。このため、カムレバー４６と直動ロッド４８の連結をクレビス５２を介したピン結合とすることで、移動軌跡の相違による歪を吸収することができる。
【００３５】
爪部１８は、ボディ本体１４に対向する反力受けであり、インナパッド６０に対向する位置に、アウタパッド６２を配置可能に構成されている。実施形態における爪部１８には、爪部１８の外側面から、アウタパッド６２を配置する内側面に向けて、貫通孔１８ａが設けられている。貫通孔１８ａには、少なくとも外側面側に、雌ネジ加工が施されている。貫通孔１８ａには、アジャスタボルト６４が配置可能とされており、爪部１８の内側面に組付けられるアウタパッド６２（実際には、詳細を後述するサポート６６により支持される）のロータの軸線方向位置の調整が可能な構成とされている。
【００３６】
実施形態に係るディスクブレーキ装置１０の押圧力は、作動ばね２８の変位によって生ずるものであるため、ピストン２６の摺動量（突出量）が小さい。このため、アジャスタボルト６４の締め込みにより、パッド摩耗分の隙間を調整することができる。なお、ブリッジ部１６は、ボディ本体１４と爪部１８とを連結する連結部である。
【００３７】
上記のような構成のキャリパボディ１２は、ロータの軸線方向と並行に配置されたガイドピン６８を介して、サポート６６に組付けられる。このような構成とすることで、キャリパボディ１２は、サポート６６を基点として、ロータの軸線方向への摺動が可能となる。なお、インナパッド６０、およびアウタパッド６２は、サポート６６のトルク受け部により、ロータの軸方向への摺動が可能なように支持されている。
【００３８】
上記のような構成のディスクブレーキ装置１０では、カム機構を構成するカムシャフト３６を配置するための軸受け孔２４を、キャリパボディ１２における背肉部の幅Ｗの範囲を避けて配置する構成としている。このため、キャリパボディ１２を小型なものとしつつ、爪部１８からの反力に対する剛性が不足することの無いディスクブレーキ装置１０を構成することができる。
【００３９】
次に、上記のような構成のディスクブレーキ装置１０の作動について説明する。
まず、エアチャンバ５０が非稼動な状態では、作動ばね２８の押圧力により、ガイド３０、ピストン２６が押圧され、ピストン２６がロータ側に押し出される状態が維持される。この状態では、インナパッド６０は、ピストン２６からの押圧力を受けることによりロータ側へ押し出され、ロータへ付勢する。インナパッド６０がロータに付勢すると、キャリパボディ１２は、その反力により、ガイドピン６８を介して押し戻される。この作用により爪部１８に配置されたアウタパッド６２がロータ側へ押し出され、インナパッド６０とアウタパッド６２で、ロータを挟み込み、制動力を生じさせる。
【００４０】
次に、エアチャンバ５０を稼動させると、直動ロッド４８がエアチャンバ５０から突出する方向に動作し、カムレバー４６を矢印Ｂ（図１参照）の方向へ回動（揺動）させる。これにより回転軸３６ａが回動し、大径部３６ｂの回動が成される。大径部３６ｂが回動すると、カム部３６ｃに摺接しているコネクティングロッド４２が作動ばね２８側へ押し出され、ガイド３０を押し戻す反力が発生する。
【００４１】
反力の発生によりガイド３０が押し戻されると、ガイド３０に連結ピン４４により連結されたピストン２６への押圧力も解放される。これにより、インナパッド６０とアウタパッド６２により挟持されることにより生じていたロータの制動が解除される。
【００４２】
一方、エアチャンバ５０の稼動が解除されると、コネクティングロッド４２を介した反力が解除される。これにより、作動ばね２８による押圧力でガイド３０と共に、コネクティングロッド４２、およびピストン２６が押し戻され、インナパッド６０に対する押圧力を生じさせることとなる。この時、大径部３６ｂは、コネクティングロッド４２を介して初期位置へと押し戻される。
【００４３】
また、上記実施形態では、アクチュエータとして、エアチャンバ５０を例に挙げているが、モータ等を採用することもできる（不図示）。なお、モータをアクチュエータとして採用する場合には、回転方向の力を直線方向の力に変換するために、直動ロッド４８とモータの回転軸との間に、クランクレバー（不図示）等を介在させるようにすれば良い。
【符号の説明】
【００４４】
１０………ディスクブレーキ装置、１２………キャリパボディ、１４………ボディ本体、１６………ブリッジ部、１８………爪部、１８ａ………貫通孔、２０………シリンダ、２２………ボア、２４………軸受け孔、２６………ピストン、２６ａ………貫通孔、２６ｂ………軸線方向孔、２８………作動ばね、３０………ガイド、３０ａ………凸部、３０ｂ………フランジ部、３１………アジャスタ、３１ａ………スライダ、３２………プラグ、３２ａ………貫通孔、３４………締結板、３６………カムシャフト、３６ａ………回転軸、３６ｂ………大径部、３６ｃ………カム部、３８………シャフトホルダ、４２………コネクティングロッド、４４………連結ピン、４６………カムレバー、４８………直動ロッド、５０………エアチャンバ、５２………クレビス、６０………インナパッド、６２………アウタパッド、６４………アジャストボルト、６６………サポート、６８………ガイドピン。
【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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