JP5149016B2 - スポットタイプディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、特に車両用の、ハウジングを有するスポットタイプディスクブレーキに関し、ハウジングは、ハウジングブリッジと、駆動ユニットを備える第１のハウジングレッグと、第２の外側ハウジングレッグと、を有する。この形態では、複数のハウジングレッグの内面に、ブレーキライニング及びバックプレートを有しブレーキディスクに作用する各１つのブレーキシューが固定されている。ハウジング及びブレーキシューは、車両の装着支持部に、駆動ユニットの移動軸方向に摺動可能に配設されている。さらに、駆動ユニットの側方に、ハウジングブリッジの当接面とブレーキシューとの間に、抑制ばねが配設されており、このばねは、ブレーキシューが装着支持部においてガタつかないように、装着支持部及び当接面に対してブレーキシューに予荷重を付与している。

独国特許出願公開第２５５８１４１Ａ１号明細書は関連するスポットタイプディスクブレーキを開示しており、スポットタイプディスクブレーキは駆動ユニットとしてピストンシリンダーユニットを有する。ブレーキが作動された場合には、ピストンは、シリンダーの外へと移動され、ピストン側ブレーキシューがブレーキディスクに当接するまで、ブレーキシューをブレーキディスクへと押圧する。この際、ピストンシリンダーユニット及びピストン側ハウジングレッグは、夫々、ブレーキディスクから離れるように移動され、対向するハウジングレッグをディスク側へと引っ張る。この結果、他のブレーキシューもブレーキディスへと押圧され、両ブレーキシューはブレーキディスクに垂直力を及ぼす。ブレーキが解除されると、液圧はピストンシリンダーユニットには作用されず、ブレーキシューはもはやブレーキディスクに垂直力を及ぼさない。
独国特許出願公開第２５５８１４１Ａ１号明細書

しかしながら、ブレーキシューは、依然としてブレーキディスクを付勢し、摩擦に起因して、残存ブレーキトルク、所謂残存モーメントを発生する。加えて、パッドとディスクとの間にエアフローが生成されず、パッドとディスクとが熱的に切断されないため、パッドへの熱的な負荷が増大される。

上述した観点に鑑み、本発明の目的は、ブレーキシューについて改良されたクリアランス作用を示し、これにより、残存モーメントが低減され、さらに、パッド及びディスクが熱的に切断される、抑制ばねを有するスポットタイプディスクブレーキを開示することである。

本発明に従い、この目的は、抑制ばねの当接面が移動軸に非平行に配置されており、移動軸に沿って駆動ユニットの移動可能な部材が移動され、前記当接面と移動軸との間の角度αが０°よりも大きく、この角度αは、移動軸と、合成ばね力Ｆ_Ｆ の力ベクトルと、によって規定される平面内に形成される、ことにおいて達成される。そして、径方向予荷重力が生成され、ブレーキシューを装着支持部に押圧するだけでなく、それに垂直な力成分が生成される。このため、ブレーキディスクから離れる、ブレーキシュー及び駆動ユニットの移動部材の引き込み動作が促進され、ブレーキシューとブレーキディスクとの間に小さなエアスロットが生成されるため、クリアランス作用が向上される。

本発明では、抑制ばねは、径方向予荷重力Ｆ_Ｒ に加えて、移動軸に平行な軸方向力成分Ｆ_Ｘ を生成し、軸方向力成分Ｆ_Ｘ はピストン及びピストン側ブレーキシューを初期位置へと復帰させるため、クリアランス作動が向上される。

本発明の好ましい実施形態では、移動軸に平行な力成分ＦＸは、角度αが約１．５°よりも大きい場合に、クリアランス作用について特に効果的に作用することが示されている。

本発明の特に好ましい実施形態では、角度αは約１．５°から１１°の範囲に限定される。角度αが１１°を越える場合には、ブレーキシューへの径方向予荷重力Ｆ_Ｒは、結果として好ましくない作動性能が生じない程度に、減少され、移動軸に平行な力成分Ｆ_Ｘが優勢となる。

抑制ばねとハウジングブリッジとの材料の組み合わせにより、また、作動時の周囲の状況により、抑制ばねと当接面との間の接触領域は重大な腐食にさらされる。従って、腐食部分を最小化し、これにより腐食を低減するために、少なくとも１つの小さなスポット状の接触領域が抑制ばねとハウジングブリッジの当接面との間に形成されている場合が特に好ましいことが明らかである。

上述したディスクブレーキの製造コストの低減を可能とするために、当接面とハウジングブリッジとが一体的に形成される。当接面とハウジングブリッジとが１つの鋳造工程により形成されるために、追加の製造コストがかからない。

本発明の別の好ましい実施形態では、当接面とハウジングブリッジとが多部品により形成されている。従って、適切な材料の選択により、特に硬く及び／あるいは腐食を抑制する材料を用いる場合には、当接面及びばねの磨耗及び／あるいは腐食を確実に遅延させることが可能である。

さらに、ワイヤーばねあるいは板ばねが抑制ばねとして用いられる場合には、それらの簡単なタイプの構成により、好ましい条件で大量に製造することが可能であるため、製造コストに関する効果が達成される。

特に、液圧あるいは電気機械駆動ユニットを用いる場合に、本発明のさらなる効果が明らかとなる。液圧駆動ユニットではたいていは１つの駆動移動方向のみが可能であるため、ピストン及びブレーキシューのための液圧引込力は全くなく、この結果、ばね力Ｆ_Ｆの軸方向引込力成分Ｆ_Ｘがブレーキの機能に関して非常に重要となる。力成分Ｆ_Ｘは、電気機械的駆動については、駆動ユニットが故障してブレーキシューを引っ張ることがもはやできない場合に、特に必要となる。

本発明のさらなる詳細が詳細な説明を介して図面から理解可能である。

図１及び図２は、２つの断面図により、第１実施形態のスポットタイプディスクブレーキ１を示す。スポットタイプディスクブレーキ１はハウジング２を有し、ハウジング２は、第１のハウジングレッグ６と、ハウジングブリッジ３と、ハウジングに対して外側の第２のハウジングレッグ７と、により形成されている。本実施形態では、第１のハウジングレッグ６にピストンシリンダーユニット４，５が配設されており、ピストン４に、ブレーキライニング９を有するブレーキシュー２１のバックプレート８が当接され、固定されている。外側ハウジングレッグ７には、バックプレート１０とブレーキライニング１１とを有する別のブレーキシュー２２が配設されている。ブレーキシュー２１，２２は、ブレーキディクス（不図示）の複数の部分に作用される。ハウジング２、ブレーキシュー２１，２２、及び、これらのバックプレート８，１０は、夫々、装着支持部１２の２つのアーム２７，２８に、ピストンシリンダーユニット４，５の移動方向１３に平行に摺動可能に装着されている。ピストン側ハウジングレッグ６を有するハウジング２は、装着支持部１２に螺着されている２つのピン２０，２５に取り付けられている。ばね２６が外側ハウジングレッグ７を装着支持部のアーム２７，２８へと引っ張っており（図３）、このため、ブレーキシュー２２は、ホルダー１２のアーム２７，２８とハウジングブリッジ３との間で付勢支持（ｂｒａｃｅ）されている。同様に、バックプレート８を有するブレーキシュー２１も、装着支持部１２のアーム２７，２８に摺動自在に支持されている。ガタつき音を防止するため、アーム２７，２８とハウジングブリッジ３との間でのブレーキシュー２１の付勢支持が抑制ばね（ｈｏｌｄ−ｄｏｗｎ ｓｐｒｉｎｇ）１４によりなされる。本実施形態のばね１４は、ブレーキシュー２１のバックプレート８の収容部２９に固定されており、ばね１４の２つのばねアーム３０，３１が２つの当接面１５，１６に押圧されている。ここで、形成される腐食部分を最小化するために、ばねアーム３０，３１と当接面１５，１６との間で、スポット状接触部１７，３２のみが形成されている。当接面１５，１６はピストンシリンダーユニット４，５の移動軸１３に対して角度αだけ傾いており、角度αは、収容部において、移動軸１３と、合成ばね力Ｆ_Ｆ の力ベクトルと、によって規定される平面に形成されて配置されている。これにより、ばね力Ｆ_Ｆ から、装着支持部１２のアーム２７，２８に垂直に作用する径方向予荷重力Ｆ_Ｒ が生じる。加えて、移動軸１３に平行な軸方向力成分Ｆ_Ｘ が生成され、ピストン４及びブレーキシュー２１に作用する。なお、装着支持部１２は、車両のホイールサスペンションあるいはばね支柱に直接配設されており、それと共に構成部品を形成している。

１つのみの当接面あるいは幾つかの当接面がハウジングブリッジ３に形成されている実施形態も実施可能である。そして、抑制ばねは、１つ以上の当接面と相互作用して、ピストンシリンダーユニット４，５の移動軸１３に平行な、ばね力ＦＦの軸方向力成分Ｆ_Ｘ を生成するように、対応して形成される必要がある。１つ以上の当接面の形態では、当接面が移動軸１３に対して規定の角度αだけ傾いており、従って軸方向摺動スロープとして機能し、角度αが移動軸１３と合成ばね力Ｆ_Ｆ の力ベクトルとによって規定される平面内に形成されて配置されている、ことのみが重要である。

図３は、別の実施形態のスポットタイプディスクブレーキ１を示す斜視図であり、当接面１５，１６は追加部品１８，１９によって形成されている。形態をみやすいように、ピストン側バックプレート８を除いて、複数のブレーキシューは図示されていない。そして、このようにすることで、ハウジングレッグ６を有するハウジング２がピン２０，２５を介して装着支持部１２に移動可能に取り付けられており、ブレーキシューがハウジングブリッジ３の当接面１５，１６と装着支持部１２のアーム２７，２８との間で付勢支持されていることが明らかとなる。図３では、ブレーキシュー２１の全体を代表して、アーム２７，２８に当接しているバックプレート８のみが図示されている。バックプレート８の収容部２９にばね１４が固定されており、ばね１４の両ばねアーム３０，３１は、夫々、当接面１５，１６即ち追加部品１８，１９に対してバックプレート８を支持し、バックプレート８を装着支持部１２のアーム２７，２８に付勢支持させている。追加部品１８，１９はねじ２３，２４によってハウジングブリッジに螺着されている。しかしながら、凸及び摩擦係合、分子結合（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｏｎｄ）、あるいは、他の接続のような他の固定方法も、本発明の精神から逸脱することなく、利用可能である。この場合、当接面が別個の構成部材によって形成され、抑制ばね１４と相互作用して軸方向力成分Ｆ_Ｘを生じることのみが重要である。

スポットタイプディスクブレーキ１の機能は以下の通りである。ブレーキシュー２１，２２はハウジング２と装着支持部１２との間に配置されており、抑制ばね１４は、ピストン側ブレーキシュー２１に予荷重を付与し、ピストン側ブレーキシュー２１を装着支持部１２のアーム２７，２８に押圧して、ガタつき音を防止する。当接面１５，１６の角度αのために、移動軸１３に平行な軸方向力成分Ｆ_Ｘが、径方向予荷重力Ｆ_Ｒに対応して、抑制ばね１４のばね力Ｆ_Ｆから生成される。ブレーキが作動された場合には、液圧がピストンシリンダーユニット４，５において増大され、ピストン４がシリンダー５外へと変位される。これにより、ブレーキシュー２１は、ブレーキディスクへと、そのライニング９がブレーキディスクに当接されるまで、移動される。この結果、ピストンシリンダーユニット４，５又はピストン側ハウジングレッグ６が、夫々、ブレーキディスクから離れるように移動され、ハウジングブリッジ３を介して対向するハウジングレッグ７をブレーキディスク側に引っ張る。従って、他方のブレーキシュー２２もブレーキディスクへと押圧され、両ブレーキシュー２１，２２はブレーキディスクの接触面の部分に垂直力を作用する。ブレーキが解放されると、圧力はもはやピストンシリンダーユニット４，５に作用されず、移動軸１３に平行な、ばね力Ｆ_Ｆの軸方向成分Ｆ_Ｘが、ピストン４及びブレーキシュー２１をブレーキディスクから離して初期位置に変位させる。このため、ブレーキシュー２１がブレーキ作動後にブレーキディスクにおいて摺動されず、これにより、好ましくないブレーキ残存モーメントを回避することが確保される。従って、ブレーキのクリアランス作用が充分に改良される。

本発明の第１実施形態のスポットタイプディスクブレーキをＩＩ−ＩＩ線に沿って切断して示す図。 上の実施形態をＩ−Ｉ線に沿って切断して示す別の図。 当接面が追加部品により形成されている、別の実施形態のスポットタイプディスクブレーキを示す斜視図。

符号の説明

１…スポットタイプディスクブレーキ、２…ハウジング、３…ハウジングブリッジ、４…ピストン、５…シリンダー、６…第１の内側ハウジングレッグ、７…第２の外側ハウジングレッグ、８…バックプレート、９…ブレーキライニング、１０…バックプレート、１１…ブレーキライニング、１２…装着支持部、１３…移動軸、１４…抑制ばね、１５…当接面、１６…当接面、１７…スポット状接触領域、１８…追加部品、１９…追加部品、２０…ピン、２１…ブレーキシュー、２２…ブレーキシュー、２３…ねじ、２４…ねじ、２５…ピン、２６…ばね、２７…装着支持部１２のアーム、２８…装着支持部１２のアーム、２９…収容部、３０…ばねアーム、３１…ばねアーム、３２…スポット状接触領域、α…角度、Ｆ_Ｆ…収容部２９における合成ばね力、Ｆ_Ｒ…径方向予加重力、Ｆ_Ｘ…ばね力Ｆ_Ｆの軸方向成分。

Claims (8)

1. ハウジングブリッジ（３）、並びに、アクチュエータユニット（５）及び移動軸（１３）に沿って移動可能な部材（４）を備える駆動ユニット（４，５）を配置した少なくとも１つのハウジングレッグ（６）、を有するハウジング（２）と、前記移動可能な部材（４）に配置され少なくとも１つの支持部（２７，２８）に摺動可能に支持されている少なくとも１つのブレーキシュー（２１）と、ブレーキシュー（２１）とハウジングブリッジ（３）の少なくとも１つの当接面（１５，１６）との間で予荷重力Ｆ_Ｒ を発生し、ブレーキシュー（２１）を支持部（２７，２８）によって付勢支持させる抑制ばね（１４）と、を具備するスポットタイプディスクブレーキ（１）において、
   抑制ばね（１４）の当接面（１５，１６）は移動軸（１３）に非平行に配置され、前記当接面（１５，１６）と移動軸（１３）との間の角度αが０°よりも大きく、この角度αは、移動軸（１３）と、合成ばね力Ｆ_Ｆ の力ベクトルと、によって規定される平面内に形成されている、ことを特徴とするスポットタイプディスクブレーキ（１）。
2. 角度αは約１．５°よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
3. 角度αは約１．５°から１１°である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
4. 抑制ばね（１４）とハウジングブリッジ（３）における当接面（１５，１６）との間の少なくとも１つの接触面（１７，３２）はスポット状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
5. 当接面（１５，１６）とハウジングブリッジ（３）とは一体的に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
6. 当接面（１５，１６）とハウジングブリッジ（３）とは多部品により形成されており、当接面（１５，１６）は少なくとも１つの追加部品（１８，１９）によって形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
7. 抑制ばね（１４）はワイヤーばねあるいは板ばねとして形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。
8. 駆動ユニット（４，５）は主に液圧あるいは電気機械機能原理に基づいている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスポットタイプディスクブレーキ。

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