JP2001502779A - 自動車の空気作動ディスクブレーキとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブレーキディスク（１０）の両側に配設されたブレーキライニング（８）を有するブレーキシュー（６、６’）と、該ブレーキシュー（６）の一つを締付けるための締付け装置と、締付け力をブレーキディスク（１０）の別の側のブレーキシュー（６’）に伝達するための力伝達装置とを有する自動車用のディスクブレーキ（１）、特にトラック用の空気圧作動ディスクブレーキにおいて、力伝達装置が、締付け力を吸収する周囲が閉鎖されたフレーム（１４）の形式で、特に巻回されたフレーム（１４’）の形式で構成されていることを特徴としている。モジュール体（１５）によってブレーキ機構を事前に組立てることが可能であり、構造の剛性が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車の空気作動ディスクブレーキとその製造方法 本発明は自動車、特にトラックの空気圧作動ディスクブレーキに関し、特に、 好適にはディスクの内径とディスクの外径との比率が０．６であり、ブレーキデ ィスクの両側に取付けられたブレーキライニングを有するブレーキシューと、ブ レーキシューの１つを締付ける締付け装置と、ブレーキシューの締付け力をブレ ーキディスクの別の側に伝達するための力伝達装置とを有する空気圧作動ディス クブレーキと、その製造方法とに関する。 このような種類のディスクブレーキはドイツ特許公報第３７ １６ ２０２号 に記載されている。この文献に開示されているディスクブレーキは空気圧で作動 し、従って取り分けトラックに採用するのに適しており、実際にも効果が実証さ れている。ブレーキシューの締付け力をブレーキディスクの別の側に伝達するた めの力伝達装置として鋳造サドルが使用されている。重量を軽量化し、かつ製造 コストを低下するために構造を著しく簡略にすることが望ましい。本発明は、こ のような課題を解決することを目的としている。 本発明は上記の目的を請求項１に記載の装置によって達成するものである。そ れによって先行技術とは異なり、締付け装置の機能上重要な部材を収納するため に一体部品または複数部品からなるモジュール体が備えられ、力伝達装置が、内 部に取り付けた締付け装置と共にモジュール体を、並びに双方のブレーキシュー を（特に締付け力を完全に吸収するように）囲む閉鎖フレームとして形成されて おり、モジュール体は、その領域でのフレームの剛性が著しく高められるように 形成されている。好適にはモジュール体はフレームの剛性を高め、その結果フレ ームがモジュール体の領域で垂直力、即ち引張り力及び／又は押圧力、だけを本 質的に吸収するようにされる。 このような構造の特別の利点は、ディスクブレーキには一般的であり、トラッ クの空気圧および油圧作動式ディスクブレーキでは避けられないと見なされてい る嵩ばる鋳造ブレーキサドルに取って代わることが実に簡単に可能であることに ある。フレームは、ブレーキディスクの締付け装置とは反対側への、もしくは第 ２のブレーキライニングを含めた第２のブレーキシューへの伝達に問題がないよ うに、ディスクブレーキの機能にとって重要な部材を囲むだけでよい。モジュー ル体によって構造的に簡単なフレームで充分に剛性の構造が保証される。従って 本発明は特に明確な軽量化が達成されるという利点を有し、且つ、ブレーキの製 造コストが顕著に低減される。 乗用車用の油圧作動式ディスクブレーキの分野ではブレーキサドルを簡略化し 、または全く使用しないという試みが既になされてきたが、その分野で採用され た解決策はトラックの次元では勿論応用できない。従って例えばドイツ公開特許 公報第42 36 683号は、軽量化と製造コストの低減を達成するために浮動サドル が軸方向に間隔を隔てた２つの部品からなり、これらの部品はブレーキディスク を越えて延出し、サドル部分間の間隔を越えた剛性材料からなる支柱によって連 結された浮動サドルー部分ライニング型ディスクブレーキを開示している。 このようなディスクブレーキは油圧式ブレーキとして構成され、その機械的な 構造により乗用車への採用にのみ適している。同様の解決策は、Ｕリンクの開放 側を締付け装置に固定するドイツ公開特許公報第27 42 319号に記載されている 。しかし、ブレーキの反作用力を伝達し、かつ吸収する装置がブレーキのほぼ“ 全体の”周囲を囲むことが特に有利であることはこれらの文献のどれからも公知 ではなかった。常に故障の原因になる可能性がある、例えばブレーキブラケット のような別の部材への補足的な連結部位は不要である。 欧州特許明細書第0108 680号から、そのサドルが簡単な構造で薄板フレームと して製造されている油圧作動式のディスクブレーキが公知である。しかし、これ は依然として軽量の乗用車に使用するという理由で構造が簡単で、安価である完 全なブレーキサドルである。このような構造は、トラックの場合は発生するブレ ーキ力が乗用車の場合よりも著しく大きいのでトラックには転用できない。欧州 特許明細書第0108 680号に基づいて重トラックにも適したディスクブレーキを実 現しようとした場合、むしろ嵩ばる鋳造サドルの方が選ばれよう。 それにも拘わらず低コストのフレームの利点をトラック用にも応用できるよう にするため、本発明は達成すべきブレーキ力に応じてしかブレーキサドルを安価 なサドルとして実施できない上記の簡単な油圧式ブレーキとは異なり、ブレーキ サドルを２つの部品に分離するものである。即ち、フレームとモジュール体であ る。モジュール体は締付け装置（もしくはその機能上重要な部品）並びに、好適 にはブレーキブラケットの軸受けをも収納する。その際にモジュール体は好適に は、フレームは引張り力の伝達だけにのみ役立ち、最小限の構造（例えば循環ベ ルト）に制限できるような幾何学的サイズに製造される。ブレーキのその他の固 有剛性は基本的にはモジュール体によって達成される。 モジュール体内には締付け機構全体（および場合によっては従来の“ブレーキ サドル案内に相当するブレーキブラケットに対する案内装置）を統合することが できる。そのために、好適にはダイカスト部品として構成され、かつ（または） 軽金属製のモジュール体には締付け機構全体を挿入可能な切欠き部／開口部を設 けてある。それによって“ブレーキコア”、即ち調整装置を含めた締付け機構、 並びにブレーキブラケット案内の事前組立てが特に有利に可能であり、そのよう に事前組立てされたユニットを周囲のフレームに据付けるだけでよい。このよう にして製造コストが更に低減される。モジュール体とフレームとの連係によって 、完全なブレーキサドルの機能が達成され、および鋳造サドルを特に軽量構造で 低コストの２個の部材で代用することができる。 モジュールをダイカスト部品として実施することができるので、削り屑が少な い、ひいては低コストの加工が可能である。ダイカストを採用できるのは、全て の締付け力は圧縮応力の形式で作用するからである。更に、モジュールユニット は鋳造サドルを有するトラック用の従来のディスクブレーキと比較して極めて軽 量である。更に本発明によって、フレームを修正することによって様々な取り付 け条件を簡単に考慮に入れることができるので、ユニット部品を実施でき、その 際にもモジュールは通常は変更されない。加えて、従来の鋳造構造とは異なり、 鋳造と比較して剛性が高く、構造が簡単な材料を使用できるので組立ての利点も 得られる。 更に、ブレーキモーメントの方向に、即ちモジュール体のブレーキディスクと は反対側にモジュール体が平坦部に支承されるようにフレームとモジュール体と を構成すると、構造上、および力が均一に配分されるという理由から特に有利で ある。それによってモジュールは締付け力を広い面積で吸収する。このことは更 に、フレームをベルト状に構成することによって促進される（トラックのブレー キの場合、ベルト幅は約５ｃｍである。）。ベルトは好適には互いに溶接及び（ 又は）リベット止めされた成形されたスチール板製である。このように形成され た低コストのベルトは最も厳しい継続的な負荷にも確実に耐え、フレームを強化 する手段（例えば“ヒンジ式”タイバー）を備えていれば特に簡単に取付けるこ とができる。 本発明の更に特に好適な改変例では、支柱の少なくとも一部がモジュールユニ ットの切欠き部と嵌合するので、モジュール・ユニットの脱落が簡単に防止され 、かつ簡単に組立て可能である。支柱によって補足的にフレームの剛性が高まる 。その際に、フレームはより確実な形態でモジュール体のみならず双方のブレー キライニング並びにブレーキブラケットの上部セグメントを囲む。場合によって はフレームとブレーキライニングもしくはブレーキシューとの間のブレーキディ スクのモジュール体と対向する側の内側に安定部材を挿入してもよい。 要約すると、本発明によって材料の必要量が少なく、組立てが簡単であるため に安価に製造できるディスクブレーキが得られ、これは重トラックに継続的且つ 量産的使用にも適している。 本発明の更に別の実施態様および本発明に基づく改変例によって、力伝達装置 が締付け装置並びに双方のブレーキシューを少なくともほぼ囲む閉鎖フレームの 形式で構成され、フレームの少なくとも一部を巻回構造にすることによって従来 形のディスクブレーキの問題点が解決される。好適には（例えばオプションのモ ジュール体を有する）フレームは、ディスクブレーキの少なくとも作動側と反作 用側の間の力の流れの領域で巻回構造を有している複合部品として実施される。 更にこのディスクブレーキは従来の技術水準と比較して、構造上の強度が高いだ けではなく、明確に軽量化される。 強度が高い鉄材料からなる公知の鋳造サドルと比較して、本発明に基づく構造 は更に、フレームの構造と形状が特に簡単であるために引張り、圧縮および曲げ 応力からなる複雑で重複した応力状態を吸収しなくてもよいという特別な利点を 有している。巻回構造は締付け側と反作用側との間に生ずる反作用力だけを伝達 し、その巻回構造によって従来の技術水準よりも裂開する危険が少ない。更に（ 材料を適正に選択した場合）、巻回構造によってフレームの断面積を極めて小さ くすることができ、それによってもブレーキの重さと製造コストが軽減される。 更に好適には、一体、または複合体のモジュール体は締付け装置の機能上重要 な部材を収容するための切欠き部を具備しており、巻回構造はモジュール体並び に双方のブレーキシューを囲む巻回フレームとして構成されている。モジュール 体、すなわち基体は新規に、（完全な負荷支えを除く）ブレーキサドルの全ての 機能を満たすように構成されている。 好適には巻回構造は弾性係数が巻回フレームの弾性係数よりも明確に低いい高 剛性材料からなっている。材料の剛性が高い強化巻回構造の特別の利点は、ブレ ーキサドルのその他の機能に影響を及ぼさずに巻回構造がサドルフレームの力の 流れの中に正確に配置されるように、巻回構造の断面積を小さくすることができ る点にある。それによって反作用力の伝達は引張り応力の形式でほぼ補強巻回構 造内で行われ、基体には僅かな負荷しかかからない。このようにして、基体を軽 金属またはアルミニウムで鋳造し、従来技術の場合よりも安定性を低くすること ができ、それによって更にディスクブレーキの重さと製造コストが軽減される。 最後に本発明の更に別の改変例では、モジュール体の一部をばね付勢により可撓 性に形成することも可能である。 本発明の別の特に好適な改変例によれば、モジュール体は更に巻回構造を完全 に、または部分的に収納する開放溝、もしくは閉鎖した貫通路を設けている。事 前組立てされた巻回フレームをブレーキの組立て時に前記の溝にはめ込むだけで いので、溝によってディスクブレーキの製造は著しく簡単になる。或いは、巻回 フレームをモジュール体の軽金属鋳造体と一体に成形してもよい。この場合はフ レームは締付け装置の大部分を囲むが、継続動作では複合部品の信頼性は特に高 まる。 請求項２７に記載のとおり、力伝達装置が（例えばプラスチック）繊維製の閉 鎖フレームとして巻回されることを特徴とする本発明に基づくディスクブレーキ の簡単な製造方法が提供される。 次に本発明を、実施例の助力を借り添付図面を参照して詳細に説明する。 図１が、本発明によるディスクブレーキの第１の断面図を示し、 図２が、図１の本発明によるディスクブレーキの第２の断面図を示し、そして 図３から図７が、本発明の別の実施例の種々の図面を示している。 図１に示されたディスクブレーキ１は、トラック用の空気圧作動式ディスクブ レーキとして構成されている。（ここでは図示していない）ブレーキシリンダが 作動すると、ころ軸受によって偏心して支承されたレバー２が、（これも図示し ない）シリンダのピストン棒によって作動される。導入された力は、ブリッジ３ 及び台座５を備えた一体のねじ付きスピンドル４を介して、（好適には２層の、 ライニング担体７、ライニング材料８及びがたつき防止ばね９を備えた）ブレー キシュー６にＦ１の力で伝達される。その際にブレーキシュー６はブレーキディ スク１０に支承されている。 ブレーキディスクの別の側へのブレーキ力の伝達を説明する前に、先ず磨耗調 整の機能について簡単に説明する。自動磨耗調整装置（調整装置）は、チェーン （図示せず）又は同様な装置によって互いに連結された双方の管状のねじ付きス ピンドル４内に設けられている。ブレーキがの操作毎に、調整装置１１は、レバ ー２によりシフトフォーク（図示せず）を介して作動される。調整装置１１はシ フトフォークの回転と一緒に回転される内スリーブ１２を具備している。回転運 動は傾斜ボール１３を介してねじ付きスピンドル５に伝達される。空隙が適正で ある場合には調整は行われない。 ブレーキ力をブレーキディスク１０の別の側、つまりブレーキシュー６’に伝 達するには、通常の鋳造構造のブレーキサドルの代わりに、周囲が閉鎖されたフ レーム１４として構成された力伝達装置１４が機能するが、これは締付け力を完 全に吸収する。フレーム１４はモジュール体１５だけではなく双方のブレーキシ ュー６及び６’と、ブレーキブラケット１７の上部をも囲んでいる。 ダイカスト部品として形成された一体のモジュール体１５内には従来の“ブレ ーキサドル案内”に相当する案内装置１６が組込まれている。更に、モジュール 体１５の対応して形成された切欠き部には調整装置（１１−１３）を含む事前組 立て可能な締付け装置、つまり締付け機構（部品２から５）が組み込まれている 。 ブレーキモーメントの方向で、即ちモジュール体のブレーキディスクとは反対 側（矢印Ａを参照）で、モジュール体の平坦部支持が生ずるように、ベルト状の フレーム１４とモジュール体１５が構成されている。領域Ｂでベルト状のフレー ム１４は確りと溶接され、そしてリベット止めされる。 図２から分かるように、フレーム１４は支柱状の手段１８を具備しており、こ れはフレーム１４に付加的な剛性を付与している。支柱１８はモジュールユニッ １５の切欠き部１９にも嵌合しているので、モジュールユニット１５の座りも簡 に定められる。フレーム１４とブレーキシュー６’の間で、ブレーキディスク１ のモジュール体１５に対向する側に安定化部材２０（ここでは鋼製フレーム）が けられている。この部材の形状を変更することによって、様々な取り付け状態に 簡単に適応することができる。 本発明の別の実施例が、図３から図７に示されている。これらの実施例ではベ ルト状フレームの代わりに巻回フレーム１４’が使用されている。巻回フレーム １４’は２本の巻回素線２１ａ及び２１ｂを有しており、これらは互いに隣接し 、炭素繊維で“ケーブル状に”巻回されている。繊維はほぼ力の流れ方向を向い ている。このように形成された構造は強度が高く、極めて裂開し難い。巻回フレ ーム１４’は図６の平面図に見られるように、方形であるため実施が著しく簡単 形状である。素線２１の断面は円形であり、そのつど必要な巻回フレームの９０ °の方向転換の結果、丸みがある方形の角の領域だけが平坦になっている。巻回 フレーム１４’は改変形のモジュール体１５’の締付け側貫通路２２に貫入して いる。そのために事前に製造された巻回フレームはモジュール体１４の鋳込みの 際にモジュール体１５’用の鋳型に嵌め込まれ、これと一体に鋳造されるので、 複合体が形成される。本発明のこの実施例の場合もブレーキシリンダ２３の作動 時にはピストン棒（図示せず）を介してころ軸受によって偏心して支承されたレ バー２が作動される。誘導された力は反作用力としてブリッジ３および一体のね じ付きスピンドル（この図面には図示せず）を介して力Ｆ１でブレーキシュー６ に伝達される。その際にブレーキシュー６はブレーキディスク（図示せず）に支 承される。ブレーキ力をブレーキディスクの別の側、つまりブレーキシュー６’ に伝達する機能は、この場合も締付け力を完全に吸収する巻回フレーム１４’が 果たす。 参照符号 ディスクブレーキ １ レバー ２ ブリッジ ３ ねじ付きスピンドル ４ 台座 ５ ブレーキシュー ６ ライニング担体 ７ ライニング材料 ８ がたつき防止ばね ９ ブレーキディスク １０ 調整装置 １１ 内スリーブ １２ 傾斜ボール １３ フレーム １４ モジュール体 １５ 案内装置 １６ ブレーキブラケット １７ 支柱 １８ 切欠き部 １９ 安定化部材 ２０ 巻回素線 ２１ａ、ｂ 貫通路 ２２ ブレーキシリンダ ２３

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビーカー、ディーター ドイツ連邦共和国、83080 オーベルアウ ドルフ、ゾンネックストラーセ 19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）ブレーキディスク（１０）の両側に配設されたブレーキライニング（８ ）を有するブレーキシュー（６、６’）と、 ｂ）ブレーキシュー（６）の一つを締付けるための締付け装置と、 ｃ）締付け力をブレーキディスク（１０）の別の側のブレーキシュー（６’ ）に伝達するための力伝達装置と、 を有する自動車、特にトラック用の、好適にはトラックのディスクブレーキ用の 空気圧作動ディスクブレーキにおいて、 ｄ）締付け装置の機能上重要な部材を収納するための切欠き部を有する一体 または複合体のモジュール体（１５）と、 ｅ）前記モジュール体（１５）並びに双方のブレーキシュー（６、６’）を 囲む閉鎖フレーム（１４）の形式で形成された力伝達装置と、を備えてなり、 ｆ）前記モジュール体（１５）を該モジュール体（１５）の領域で前記フレ ーム（１４）の剛性を著しく高めるように構成したことを特徴とするディスクブ レーキ（１）。 ２．前記フレーム（１４）が前記モジュール体（１５）の領域で、ほぼ垂直力 、すなわち引張り力および（または）押圧力だけを吸収するように、前記モジュ ール体（１５）が前記フレーム（１４）の剛性を高め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。 ３．前記モジュール体（１５）が前記フレーム（１４）に対して締付け方向に 平坦に支承されるように前記フレーム（１４）と前記モジュール体（１５）とを 形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクブレーキ。 ４．前記モジュール体（１５）が前記フレーム（１４）に対してブレーキモー メントの方向に平坦に支承されるように前記フレーム（１４）と前記モジュール 体（１５）とを形成したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のディスク ブレーキ。 ５．前記モジュール体（１５）内に更に少なくとも１つのブレーキブラケット 軸受装置（１６）を一体形成したことを特徴とする前記請求項のいずれか１のデ ィスクブレーキ。 ６．前記モジュール体（１５）をダイカスト部品として形成したことを特徴と する前記請求項のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 ７．前記モジュール体（１５）が軽金属からなることを特徴とする前記請求項 のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 ８．前記フレーム（１４）をベルト状に形成したことを特徴とする前記請求項 のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 ９．前記ベルト状のフレーム（１４）が互いに溶接および（または）リベット 止めされた成形スチール板からなることを特徴とする前記請求項のいずれか１に 記載のディスクブレーキ。 １０．前記フレーム（１４）が該フレームを補強する手段を具備したことを特 徴とする前記請求項のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 １１．前記フレーム（１４）を補強する前記手段が支柱（１８）を含むことを 特徴とする前記請求項のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 １２．前記支柱（１８）の少なくとも一部がモジュールユニット（１５）の切 欠き部（１９）と嵌合することを特徴とする前記請求項のいずれか１に記載のデ ィスクブレーキ。 １３．前記フレーム（１４）が前記モジュール体（１５）並びに双方のブレー キシュー（６、６’）及びブレーキブラケット（１７）の上部を囲むことを特徴 とする前記請求項のいずれか１に記載のディスクブレーキ。 １４．前記フレーム（１４）と前記ブレーキシュー（６’）との間の前記ブレ ーキディスク（１０）のモジュール体（１５）と対向する側に安定化部材（２０ ）を挿入したことを特徴とする前記請求項のいずれか１に記載のディスクブレー キ。 １５．力伝達装置を前記締付け装置並びに双方のブレーキシュー（６）の少な くとも一部を囲むフレーム（１４’）として構成し、該フレームの少なくとも一 部が巻回構造を有するか、または繊維複合部品として構成されたことを特徴とす る前記請求項のいずれか１に記載の、または請求項１の前提部分に記載の空気圧 作動式ディスクブレーキ。 １６．前記フレーム（１４’）が少なくとも作動側と反作用側の間の力の流れ の領域に巻回構造を有していることを特徴とする請求項１５に記載の空気圧作動 式ディスクブレーキ。 １７．前記巻回構造が高剛性のスチール（素線）または高剛性の繊維複合体ま たは炭素繊維からなることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の空気圧作動 式ディスクブレーキ。 １８．一体、または複合体のモジュール体（１５）が締付け装置の機能上重要 な部材を収納するための切欠き部を設けたことを特徴とする請求項１５乃至１７ のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 １９．前記巻回構造が閉鎖巻回フレーム（１４’）としてモジュール体（１５ ’）並びに双方のブレーキシュー（６、６’）を囲むことを特徴とする請求項第 １５乃至１８のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 ２０．モジュール体（１５’）が、前記巻回フレーム（１４’）の弾性係数よ りも弾性係数が低い材料からなることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれ か１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 ２１．前記モジュール体（１５’）の一部をばね付勢により可撓性に形成した ことを特徴とする請求項１５乃至２０のいずれか１に記載の空気圧作動式ディス クブレーキ。 ２２．前記モジュール体（１５’）がアルミニウム製であることを特徴とする 請求項１５乃至２１のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 ２３．前記モジュール体（１５’）が、前記巻回フレーム（１４’）を完全に 、または部分的に収納する開放溝、もしくは閉鎖した貫通路（２２）を設けたこ とを特徴とする請求項１５乃至２２のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスク ブレーキ。 ２４．前記巻回フレーム（１４’）を前記モジュール体（１５’）に取り付け 可能な事前製造部材として形成したことを特徴とする請求項１５乃至２３のいず れか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 ２５．前記巻回フレーム（１４’）を前記モジュール体（１５’）の軽金属鋳 造体に鋳込むことを特徴とする請求項１５乃至２４のいずれか１に記載の空気圧 作動式ディスクブレーキ。 ２６．前記巻回フレーム（１４’）が方形の形状であり、互いに隣接した２つ の別個の巻回素線（２１ａ、２２ａ）からなることを特徴とする請求項１５乃至 ２５のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。 ２７．力伝達装置が繊維製の閉鎖フレームの形式で巻回されたことを特徴とす る請求項１５乃至２６のいずれか１に記載の空気圧作動式ディスクブレーキ。