JP4277711B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキパッドをディスクロータに向けて押圧部材によりシムを介して押圧するディスクブレーキに関する。

従来から、ブレーキパッドの裏金と、ブレーキパッドをディスクロータに向けて押圧する押圧部材（シリンダのピストン若しくは爪部）との間に、ブレーキ鳴き防止用のシム（シムプレート）が配設されたディスクブレーキが広く知られている。この種のディスクブレーキにおいて、シムに複数の凸部（ディンプル）を形成することで、小さい押圧力の制動時に於いて前記複数の凸部に押圧部材を接触させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、裏金にシムを移動可能に装着し、ブレーキ作動時にシムの裏金に対する相対移動を許容することで、ブレーキ鳴きを低減する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３２９０６７号公報 特開平４−１３８１３７号公報

ところで、一般的に、上述の種のディスクブレーキには、裏金に対するシムの無制限な移動を防止するため、シムの移動範囲を規制する係止部が設定される。例えば、シムが爪部により裏金の外周部に引掛けられている構造では、裏金の外周部には、爪部の所定量以上の移動を規制するための壁部が形成される。かかる構成では、シムにはブレーキ作動時に押圧部材及び壁部から力が加わるが、これらの力の加わる点の位置関係によっては、押圧部材によるシムへの押圧荷重分布が不均一になり、ブレーキ鳴きを低減する妨げとなるという問題点ある。

そこで、本発明は、ブレーキ鳴きを効果的に低減することができるディスクブレーキの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、ブレーキパッドをディスクロータに向けて押圧部材によりシムを介して押圧するディスクブレーキにおいて、
前記シムに作用してブレーキ作動時における前記ブレーキパッドに対する前記シムの移動を係止する係止部を備え、
前記シム上の前記係止部が作用する位置は、前記シム上の前記押圧部材が作用する位置に対してディスクロータの回転方向で下流側に設定されることを特徴とする、ディスクブレーキが提供される。

本局面において、前記係止部は、ディスクロータの正逆の回転方向に応じて、２箇所設定されてよく、この場合、前記シム上の前記それぞれの係止部が作用する各位置は、前記シム上の前記押圧部材が作用する位置に対してディスクロータの回転方向で対称に設定されてよい。

本発明によれば、ブレーキ鳴きを効果的に低減することができるディスクブレーキを得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明によるディスクブレーキ１０の一実施例を示す平面図（ディスク面に対して面直方向に見た平面図）であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。但し、図１では、ディスクブレーキ１０の内部を示すため、シリンダボデー（キャリパ）が省略されている。

本実施例のディスクブレーキ１０は、車体に対して固定されるマウンティングブラケット２０（以下、単に「マウンティング２０」という）を備える。マウンティング２０には、パッドクリップ４０によりブレーキパッド５０（インナパッド５０ａ及びアウタパッド５０ｂ）が支持されている。インナパッド５０ａ及びアウタパッド５０ｂは、車輪と共に回転するディスクロータ１４を車両内外方向から挟み込むように配置される。

ブレーキパッド５０は、図２に示すように、ディスクロータ１４の摺動面に圧着される摩擦材５６を備え、摩擦材５６の裏側（ディスクロータ１４側を表側として裏側）には、裏金（裏板）５４が装着される。ブレーキパッド５０の裏金５４は、図１に示すように、ディスクロータ１４の回転方向で、両端に凸部５２を備える。裏金５４の凸部５２は、マウンティング２０に形成される凹部（溝部）２２にパッドクリップ４０を介して支持される。尚、パッドクリップ４０は、マウンティング２０の凹部２２内にブレーキパッド５０の凸部５２をフローティング状態で支持するように構成されてよく、図１の例では、ブレーキパッド５０の凸部５２は、ディスクロータ１４の内周側に変位可能な状態で支持されている。

ディスクブレーキ１０は、図２に示すように、シリンダボデー３０（以下、単に「シリンダ３０」という）を備える。シリンダ３０は、マウンティング２０にスライドピン等（図示せず）を介して取り付けられる。即ち、シリンダ３０は、ディスクロータ１４を車両内外方向で跨ぐスライドピン及びブッシュを介してマウンティング２０に支持される。シリンダ３０は、インナパッド５０ａ及びアウタパッド５０ｂを車両内外方向から挟み込むように配置されるピストン３４と爪部３２とを有する。シリンダ３０には、典型的にはマスタシリンダ（図示せず）が液圧通路を介して連通している。シリンダ３０に高圧流体が供給されると、ピストン３４が爪部３２方向に移動する。これにより、インナパッド５０ａ及びアウタパッド５０ｂは、ディスクロータ１４の両摺動面を挟み込むようにピストン３４及び爪部３２により押圧され、ブレーキ作動が実現される。尚、ディスクブレーキ１０は、ホイールの周方向で如何なる角度位置に配置されてもよい。

ブレーキパッド５０の裏金５４の裏側には、図２に示すように、後述するシム７０が装着される。シム７０の裏側には、シリンダ３０のピストン３４若しくは爪部３２が当接・押圧される。従って、インナパッド５０ａ及びアウタパッド５０ｂは、それぞれのシム７０を介してそれぞれピストン３４若しくは爪部３２からディスクロータ１４に向かって押圧力を受けることになる。

図３は、本実施例のブレーキパッド５０の裏側（裏金５４及びシム７０）を示す平面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。尚、以下では、インナパッド５０ａ側の構成のみについて説明するが、アウタパッド５０ｂ側の構成についても同様である。

シム７０は、図３に示すように、ブレーキパッド５０の裏金５４の背面に、裏金５４の外周部を除いて略全体的に覆うように配設される。シム７０の外周部には、フック（爪）部７２が形成されている。フック部７２は、裏金５４に対して裏金５４の基本面に平行な面内で移動可能となるように支持され、特に、ディスクロータ１４の回転方向に実質的に対応する方向（図中の左右方向）に移動可能となるように支持される。具体的には、シム７０のフック部７２は、図４に示すように、裏金５４の外周部に形成された凹部（溝部）５５内に引掛けられ、凹部５５内で移動可能に保持される。図３に示す例では、フック部７２は、ピストン３４との当接部５４ｂ（即ちピストン３４の押圧部５４ｂ）より外側（図での左右方向外側）に設定され、押圧部５４ｂを基準としてディスクロータ１４の回転方向で対称に２箇所設けられている。但し、フック部７２は、必ずしも当接部５４ｂを基準に対称に形成される必要はなく、また、３箇所以上設定されてもよい。

尚、アウタパッド５０ｂ側についても、同様に、フック部７２は、シム７０の爪部３２との当接部（爪部３２の押圧部）より外側に設定され、爪部３２の押圧部を基準としてディスクロータ１４の回転方向で対称に２箇所設けられる。尚、上述の如く、以下の説明において、アウタパッド５０ｂ側の構成、特に「爪部３２の押圧部」は「ピストン３４の押圧部５４ｂ」に対応するものと解釈されるべきである。

本実施例において、ブレーキ作動時には、ブレーキパッド５０の裏金５４はディスクロータ１４に圧着された状態になり、且つ、シム７０はピストン３４に押圧された状態になる。従って、ブレーキパッド５０の裏金５４は、シム７０に対する移動を介してピストン３４に対して移動することができる。かかる構成では、高圧によるブレーキ作動時等のようにマウンティング２０やシリンダ３０に変形が生じるような場合でも、ブレーキパッド５０の裏金５４はシム７０に対して移動してマウンティング２０の変形に追従することができるので、ブレーキパッド５０の姿勢が安定し、ブレーキ作動時に生じうるブレーキ鳴きが効果的に抑制される。

ところで、シム７０が裏金５４に対して上述の如く移動すると、最終的には、フック部７２が裏金５４の凹部５５の側壁に当接して係止され、シム７０の裏金５４に対する相対移動が規制されることになる。このシム７０の移動が規制された状態で更にシム７０の移動方向に力が作用すると、シム７０には、ピストン３４の押圧部５４ｂ、及び、凹部５５の側壁に係止されているフック部７２から力が作用する。この際、これらの力の作用点の位置によっては、ピストン３４の押圧部５４ｂにシム７０に浮き上がり等の望ましくない変形が生じる場合があり、この場合、シム７０上でのピストン３４からの押圧荷重分布が不均一になり、ブレーキ鳴きが発生してしまう。

これに対して、本実施例では、シム７０にフック部７２を介して入力されるディスクロータ１４の回転力の作用点は、シム７０にピストン３４の押圧部５４ｂを介して入力される押圧力の作用点に対して、ディスクロータ１４の回転方向で下流側（ディスクロータ１４の出口側）に設定される。これにより、シム７０にフック部７２を介して入力されるディスクロータ１４の回転力は、ピストン３４の押圧部５４ｂを支点としてシム７０を面内引張方向に作用するので、ピストン３４の押圧部５４ｂにシム７０が浮き上がるような変形は生ずることがない。これにより、ピストン３４からの押圧力の分布（シム７０上での面圧分布）が不均一になることがなく、ブレーキ鳴きを効果的に低減することが可能となる。

具体的には、図３を参照するに、シム７０が裏金５４に対して正規位置（ノミナル位置）にある際、フック部７２の位置は、裏金５４の凹部５５内において、ピストン３４の押圧部５４ｂ側、即ち裏金５４の中心側に寄せられる。他言すると、シム７０がノミナル位置にある際、フック部７２と凹部５５のシム中心側の側壁との距離ａは、フック部７２と凹部５５の裏金外側の側壁との距離ｂに比して小さく設定される。

従って、本実施例では、図５（Ａ）に示すように、反時計回りに回転するディスクロータ１４の制動時には、シム７０が裏金５４に対して右方向に移動し（即ちディスクロータ１４の回転方向とは逆方向に移動し）、最終的には図中左側のフック部７２が図中左側の凹部５５のシム中心側の側壁に当接することになる。同様に、時計回りに回転するディスクロータ１４の制動時には、右側のフック部７２が右側の凹部５５のシム中心側の側壁に当接することになる。前者の場合、図５（Ａ）のＸ−Ｘ断面図の図６（Ａ）に示すように、ピストン３４の押圧部５４ｂで拘束されているシム７０は、フック部７２に作用する力により引張方向の力を受ける（時計回りの場合も同様）。従って、本実施例では、ピストン３４の押圧部５４ｂが浮き上がるような変形が生ずることはなく、ブレーキ鳴きが効果的に低減される。

一方、対照として、本実施例とは逆に上述の距離ａが距離ｂより大きく設定される比較例では、図５（Ｂ）に示すように、反時計回りに回転するディスクロータ１４の制動時には、図中右側のフック部７２が図中右側の凹部５５のシム外側の側壁に当接することになる。この場合、図５（Ｂ）のＹ−Ｙ断面図の図６（Ａ）に示すように、シム７０のピストン３４の押圧部５４ｂは、フック部７２との間に発生する圧縮方向の力により浮き上がる方向に変形し（図中、点線参照）、ピストン３４からシム７０への押圧力が不均一に作用することになる（時計回りの場合も同様）。即ち、この比較例では、ピストン３４は、浮き上がったシム７０を押圧する状態になるので、ブレーキパッド５０の姿勢が不安定となり、ブレーキ鳴きが生じやすくなる。

以上説明したように、本実施例では、シム７０に作用するこれらの２つの力、即ち、フック部７２を介して入力されるディスクロータ１４の回転力、及び、ピストン３４の押圧部５４ｂを介して入力される押圧力の作用点の位置を適切に設定することで、ピストン３４の押圧部５４ｂ周辺での望ましくない変形を防止し、これにより、ブレーキ鳴きを効果的に低減することができる。

尚、本実施例において、裏金５４の側縁とシム７０の側縁との隙間Δは、図３に示すように、上述の裏金５４に対するシム７０の移動可能な量を考慮して、シム７０の側部が裏金５４からはみ出すことの無いように設定される。即ち、隙間Δは、フック部７２の凹部５５内での移動可能な量ａ（フック部７２と凹部５５のシム中心側の側壁との距離ａ）よりも充分大きく設定される。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、裏金５４の外周部に凹部５５を形成しているが、本発明は、特にこの構成に限定されることはなく、シム７０のフック部７２に、ピストン３４の押圧部５４ｂより外側で且つ該押圧部５４ｂに対して外方向（ディスクロータ１４の回転方向）に係止力が作用する構成であれば、如何なる構成であってよく、例えば、凹部５５のシム外側の側壁が存在しない構成（即ち、図３の斜線部Ｔが存在しない構成）であってもよい。

また、上述した実施例ではシム７０と裏金５４との間の係止は、シム７０のフック部７２と裏金５４の凹部５５により実現されているが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、シム７０側に形成した突起部を、裏金５４側に形成した穴や凹部に貫通・嵌合させる構成であってもよく、若しくは、シム７０側に形成した穴や凹部に、裏金５４側に形成した突起部を貫通・嵌合させる構成であってもよい。これら場合であっても、例えば穴の大きさを適切に設定することで当該穴内での突起部の移動量を適切に規制することができ、更に、突起部の移動を規制する係止位置を、上述の如く、シムのピストン３４等との当接部位に対してディスクロータの回転方向で下流側に設定することで、同様に、ブレーキ鳴きの原因となるシム７０の浮き上がりを効果的に防止することができる。

また、上述した実施例において、裏金５４とシム７０との間に別のシムが配設されてもよい。この場合、当該別のシム（以下、「内側シム」という）は、裏金５４に対して実質的に移動不能に取り付けられ、外側のシム７０の滑り（移動）を容易にする機能を果たしてよい。かかる構成に於いては、内側シムに、上述の裏金５４と同様の構成を付与してもよい。即ち、内側シムと外側のシム７０との間には、シム７０の移動を係止する係止部が設定され、当該係止部は、外側のシム７０に、ピストン３４の押圧部５４ｂより外側の箇所で且つ該押圧部５４ｂに対して外方（ディスクロータ１４の回転方向）に係止力を作用させるものであればよい。

また、図中では、裏金５４とシム７０との間の係止部が、シム７０の上側、即ちディスクロータ１４の径方向外側に設定されているが、係止部はシム７０の下側に設定されてもよい。この構成では、シリンダ３０の爪部３２による押圧部５４ｂの幅がシム７０の上側より下側の方が小さくなっている場合、シリンダ３０の爪部３２によるシム７０の押圧部５４ｂの外側に係止部を設定し易くなる。

本発明によるディスクブレーキ１０の一実施例を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 本実施例のブレーキパッド５０のシム７０を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図５（Ａ）は、本実施例によるシム７０移動時のブレーキパッド５０の状態を示し、図５（Ｂ）は、比較例によるシム７０移動時のブレーキパッド５０の状態を示す図である。 図６（Ａ）は、本実施例によるシム７０における力の作用状態を示し、図６（Ｂ）は、比較例によるシム７０における力の作用状態を示す図である。

符号の説明

１０ ディスクブレーキ
１４ ディスクロータ
２０ マウンティング
２２ 凹部
４０ パッドクリップ
５０ ブレーキパッド
５２ 凸部
５４ 裏金
５４ｂ 押圧部
５５ 凹部
５６ 摩擦材
７０ シム
７２ フック部

Claims (4)

1. ブレーキパッドをディスクロータに向けて押圧部材によりシムを介して押圧するディスクブレーキにおいて、
   前記シムに作用してブレーキ作動時における前記ブレーキパッドに対する前記シムの移動を係止する係止部を備え、
   前記シム上の前記係止部が作用する位置は、前記シム上の前記押圧部材が作用する位置に対してディスクロータの回転方向で下流側に設定されることを特徴とする、ディスクブレーキ。
2. 前記係止部を２つ以上備え、それぞれの係止部は、前記シム上の前記押圧部材が作用する位置に対してディスクロータの回転方向で下流側に設定される、請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 前記シムが正規位置にある際、前記シムのフック部と前記ブレーキパッドの凹部の内側の側壁との距離（ａ）は、同フック部と同凹部の外側の側壁との距離（ｂ）に比して小さく設定される、請求項１又は２記載のディスクブレーキ。
4. 前記係止部は、ディスクロータの正逆の回転方向に応じて、２箇所設定されており、前記シム上の前記それぞれの係止部が作用する各位置は、前記シム上の前記押圧部材が作用する位置に対してディスクロータの回転方向で対称に設定される、請求項１〜３の何れかに記載のディスクブレーキ。

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