JP2001516858A

JP2001516858A - 機械式ディスク摩擦ブレーキおよびディスク摩擦クラッチ

Info

Publication number: JP2001516858A
Application number: JP2000512022A
Authority: JP
Inventors: チェン，クン
Original assignee: チェン，クン
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2001-10-02
Also published as: EP1013955A4; CN1116534C; CN1211691A; EP1013955A1; WO1999014515A1; CN1269001A; US6332514B1; AU9060698A

Abstract

(57)【要約】ディスクブレーキ、クラッチの改良を図る。【解決手段】機械式に作動されるブレーキまたは機械的に作動されるクラッチは、支持部材（２２）と第一駆動部材（６）との間に設置されるレバーブロック（２４）と、支持部材（２２）とレバーブロック（２４）との間に設置される迫石（２１）からなる。支持部材（２２）に接触する迫石（２１）は作用装置と接続し、ブレーキが解放されまたはクラッチが係合された場合に迫石（２１）を元の位置に戻す返却スプリング（１１、３５）が備えられた作用装置により移動される。レバーブロックには３つの力支点（Ａ、Ｂ、Ｃ）があり、レバーブロックは迫石（２１）の結合の下第二力支点（Ｂ）の回りを回転する。ブレーキが作動しまたはクラッチが結合された時、レバーブロックの第一力支点（Ａ）及び第三力支点（Ｃ）は、第二力支点（Ｂ）を通り第一駆動部材（６）及び第二駆動部材（１）の関連運動の方向と平行にのびる直線の反対側にそれぞれ位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】

本発明は摩擦クラッチおよび摩擦ブレーキに関し、特にディスク摩擦クラッチ
およびディスク摩擦ブレーキに関する。

【０００２】

【従来技術】

クラッチおよびブレーキは機械式トランスミッションシステムに使用されてい
る重要な基本構成部品である。クラッチは機械式の駆動部分と被駆動部分との間
での作動や動力の伝達または分離の機能を果たし、摩擦クラッチは、駆動部分と
被駆動部分との間に比較的大きな回転速度差がある場合に安定した係合が得られ
る利点を有する。摩擦ブレーキは、駆動部分（静止部）と被駆動部分（回転部）
との間に比較的大きな回転速度差がある場合に安定したブレーキが得られる利点
を有する。このため、摩擦クラッチと摩擦ブレーキは、多様な分野で広く使われ
ており、特に自動車とオートバイの分野で広く使われている。摩擦ブレーキは、
主要部分の一つが静止部であることから、構造が摩擦クラッチよりも簡単であり
、一般に摩擦クラッチと摩擦ブレーキは研究、デザインおよび作成にあたり同種
の構成部品としてみられている。

【０００３】クラッチの重要な種類の一つに、クラッチの係合または分離が通常手動で行わ
れる機械式摩擦クラッチである外力作用摩擦クラッチが挙げられる。例えば、自
動車に一般に用いられる通常の係合の機械式クラッチは、標準圧力を与えるスプ
リングによって駆動部分を被駆動部分にきつく押し付けることで係合され、作動
および動力を伝動するための摩擦力が産出される。クラッチを分離する場合には
、スプリングがレバー又はペダルで制御される油圧システムにより圧縮され、ク
ラッチが分離される。手動機械式クラッチにおいては、人間の力と操作行程に限
りがあるため、伝達トルクの極小、労働強度の増大および容量の拡大といった欠
点がある。

【０００４】自動車、オートバイなどの輸送機械に使用される摩擦ブレーキは、大きくドラ
ム式とディスク式の二つのカテゴリーに分かれる。ドラム式は構造が簡単で、セ
ルフブースト能力を有し低コストであるが、加熱された場合にブレーキ力が著し
く低下する（約５５％減少）ヒートフェーディングという現象が発生し、また水
が入った場合にブレーキ力がほぼ喪失するウォーターフェーディングという現象
が発生し、ブレーキ性能に深刻な影響を与えかつ運転安全性を損なうという欠点
を有する。ディスクブレーキはヒートフェーディングやウォーターフェーディン
グといった欠点を有さないものの、セルフブースト能力を有しないことから、利
用にあたっては作用力を百倍から千倍まで増幅する必要があり、自動車に用いら
れる場合には複雑な高圧油圧システムを動力ブースターとして導入する必要があ
るため、大型自動車には採用することができない。動力ブーストを行う必要があ
るため、エンジンが稼動していない場合にはブレーキ能力をほとんど有さない。
このブレーキは、構造の複雑さやブーストシステムおよび油圧システムの精密さ
のため、製造コストが高く信頼度が低い。中級から下級自動車でさえも全てのブ
レーキをディスクブレーキにせず、通常前輪のブレーキはディスクブレーキで後
輪のブレーキがドラムブレーキとなっている。

【０００５】オートバイに用いられるディスクブレーキには、車体の軽さから動力ブースト
システムが装備されず、全て高圧油圧システムを採用していることから、ドラム
ブレーキと比較して構造が複雑で製造コストが高く信頼度が低い。

【０００６】

【発明の概要】

本発明の目的は、上述した摩擦ブレーキおよびクラッチに関連した課題を解決
し、小型で構造が簡単であり、小さな作用力と小さな作用行程で大きなベアリン
グ容量と大きなブレーキ力を得ることが可能であり、製造コストを減少させスム
ーズに作用するクラッチおよびブレーキを提供することにある。

【０００７】上記目的を達成するために、ブレーキの作用を制御する制御機構と、互いに関
連して移動可能な第一駆動部材及び第二駆動部材と、第一駆動部材及び第二駆動
部材の間に配設され駆動部材と摩擦的に結合可能な被駆動部材と、第一駆動部材
の側で被駆動部材と反対側に位置し第二駆動部材に連結される支持部材とを備え
た機械式ディスク摩擦ブレーキにおいて、ブレーキは更に、支持部材と第一駆動
部材との間に配設されたレバーブロックと、支持部材とレバーブロックとの間に
配設された迫石とを備えており、レバーブロックは３点の力支点を有し、ブレー
キを作動させる場合に第一力支点は支持部材に接触し、第二力支点は第一駆動部
材に接触し、第三力支点は迫石に接触し、第二力支点は第一力支点及び第三力支
点の間に位置され、迫石は支持部材に接触し制御機構に連結され、制御機構の動
作の下、第一及び第二駆動部材の相関的運動の方向と実質的に垂直な方向に移動
可能であり、制御機構はブレーキを解放する場合に迫石を初期位置に偏移させる
返却スプリングを具備し、レバーブロックは、ブレーキを作動させまたはブレー
キを解放するために、迫石の動作の下、第二力支点の周囲をレバーファルクラム
として回転可能であり、ブレーキを作動する場合、レバーブロックの第一力支点
及び第三力支点の力の適用点は、第二力支点の力の適用点を通って第一駆動部材
及び第二駆動部材の相関的運動の方向と平行にのびる直線上であって、互いに反
対側にそれぞれ位置することを特徴とする、機械式ディスク摩擦ブレーキを提供
する。

【０００８】本発明の一つの特徴によると、クラッチの作用を制御する制御機構と、互いに
関連して移動可能な第一駆動部材及び第二駆動部材と、第一駆動部材及び第二駆
動部材の間に配設され駆動部材と摩擦的に結合可能な被駆動部材と、第一駆動部
材の側で被駆動部材と反対側に位置し第二駆動部材に連結される支持部材とを備
えた機械式ディスク摩擦クラッチにおいて、クラッチは更に、支持部材と第一駆
動部材との間に配設されたレバーブロックと、支持部材とレバーブロックとの間
に配設された迫石とを備えており、レバーブロックは３点の力支点を有し、ブレ
ーキを作動させる場合に第一力支点は支持部材に接触し、第二力支点は第一駆動
部材に接触し、第三力支点は迫石に接触し、第二力支点は第一力支点及び第三力
支点の間に位置され、迫石は支持部材に接触し制御機構に連結され、制御機構の
動作の下、第一及び第二駆動部材の相関的運動の方向と実質的に垂直な方向に移
動可能であり、制御機構はブレーキを係合する場合に迫石を初期位置に偏移させ
る返却スプリングを具備し、レバーブロックは、ブレーキを係合させまたはブレ
ーキを解放するために、迫石の動作の下、第二力支点の周囲をレバーファルクラ
ムとして回転可能であり、ブレーキを係合する場合、レバーブロックの第一力支
点及び第三力支点の力の適用点は、第二力支点の力の適用点を通って、第一駆動
部材及び第二駆動部材の相関的運動の方向と平行にのびる直線上であって、互い
に反対側にそれぞれ位置することを特徴とする機械式ディスク摩擦クラッチを提
供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】

摩擦ブレーキおよび摩擦クラッチの本質的な要素は、大きな標準圧力を小さな
動作力および小さな動作行程で創出することであり、小さな動作行程により、容
量を小さくすることができる。本発明の特長は、巨大な力をブーストする効果を
有するレバー組立品を提供することにある。

【００１０】本発明の好ましい実施例を図１〜２１を参照しつつ説明する。図１は、本発明
に係るブレーキの好ましい実施例を示す概略図である。図１に示されるように、
ピストンまたは押圧板６と支持板２２の間にはレバーブロック２４が配置される
。レバーブロック２４は好ましくは図２および図３に示されるようにＴ字型であ
る。目的とする耐用年数がさほど長くない場合、レバーブロック２４のＢ部分を
ピストンまたは押圧板６に直接に接触させることが可能であり、この場合レバー
ブロック２４のＢ部分は好ましくは凸型表面または隆起切子面である。また、レ
バーブロック２４のＡ部分も支持板２２に直接接触させることが可能であり、こ
の場合Ａ部分は図２０に示すように好ましくは凸型表面または隆起切子面である
。迫石またはくさび２１はレバーブロック２４のシャンクに接触し、または力伝
達部材８のＣ部分に接触し、迫石２１および力伝達部材８の形状は図４〜７に示
される。ブレーキをかける場合、レバーブロック２４の曲面Ａ上の力の適用点は
座標軸Ｘ上に突出点を有し、曲面Ｂ（レバーファルクラム）上の力の適用点は座
標の原点に位置され、曲面Ｃ上の力の適用点は座標軸Ｘ上に突出点を有し、この
突出点は曲面Ａの力の適用点とＸ軸上の反対側にサインを有する。３つの力が適
用されると、レバーブロック２４は力ブースト／増加レバーとして働く。

【００１１】ブレーキおよびクラッチの耐用年数および信頼度を向上するため、レバーブロ
ック２４と支持板２２の間に形状が図１０〜１２に示されるスライディングブロ
ック２３を配置することで、大幅に耐用年数および信頼度を向上するよう両者間
の接触面を非常に増加させることができる。示されているスライディングブロッ
クは、二つに分割することもできる。レバーブロック２４とスライディングブロ
ック２３が接触するＡ部分は曲面であり、好ましくはレバーブロック２４が凸型
曲面でスライディングブロック２３が凹型曲面を有し、好ましくは両曲面は一方
が他方を包含する対応する弓型面である。勿論、曲面は一方が他方を包含する他
の曲面であってもよく、例えば、一方が円弧表面で他方が楕円弧表面であっても
よい。

【００１２】製造を簡易化し、力ブースト比率を安定化しまた耐用年数を向上するため、弓
型ストリップ２５をレバーブロック２４およびピストンまたは押圧板６の間に配
置することができ、弓型ストリップ２５の形状は図８および９に示される。レバ
ーブロック２４と弓型ストリップ２５が接するＢ部分は曲面であり、好ましくは
レバーブロック２４のＢ部分は凹型曲面で弓型ストリップ２５のＢ部分は凸型曲
面であり、好ましくは両曲面は一方が他方を包含する対応する弓型面である。特
定の技術要件、特に耐用年数要件が満足されているという条件の下では、接触部
分Ｂの曲面は小さいことが求められる。これは、天秤の軸のように、一定期間の
使用後のブースト比率が変化することが少なく、またレバーブロックの回転を容
易にするからである。

【００１３】迫石２１およびレバーブロック２４のシャンクが接触するＣ部分は曲面であり
、好ましくは製造を容易にしまた接触面を増加させるため、迫石およびレバーブ
ロックのシャンクの両方の接触領域が傾斜平面を有し、または一方が傾斜平面を
有する。加えて、図１９及び図２０に示されるように、傾斜平面を用いることで
作動力を更にブーストすることが可能である。迫石２１およびレバーブロック２
４の接触範囲を安定化し、拡大するため、図１に示されるように力伝達部材８を
両者の間に配置することができる。接触領域が傾斜平面に設計されていることに
より、接触範囲を非常に増大させ、それに応じて耐用年数も改善させることが可
能である。力伝達部材８および機械本体１が接するＤ部分は曲面とすることがで
きるが、好ましくは平面であり、機械本体つまりハウジング１のＤ部分は好まし
くは図１に示すように傾斜平面である。傾斜表面により、Ｃ部分の摩耗を補うこ
とができる。

【００１４】柔軟に、簡便に、かつ信頼高く作動させるため、レバーブロック２４とスライ
ディングブロック２３が接触するＡ部分、およびレバーブロック２４と弓型スト
リプ２５が接触するＢ部分が円弧表面である場合、それぞれの間にローリング要
素２９を配置することも可能である。ボールやローラーピンといったローリング
部材２９は、図１６および１７に示されるように、スライディングブロック２３
と支持板２２の間、迫石２１とレバーブロック２４または力伝達部材８が接触す
るＣ部分、力伝達部材８と機械本体１が接触するＤ部分、および弓型ストリップ
２５とピストンまたは押圧板６の間に、それぞれに配置することができる。弓型
ストリップ２５と押圧板６の間にローリング部材２９が配置された場合、ブレー
キまたはクラッチの働きを良くするために、レバーブロック２４の左右の変位度
合いを制御することが必要である。

【００１５】ブレーキの解放またはクラッチの切断を支持するためのクリアランスの創出お
よびクリアランスの素早い除去を容易にするため、図１に示すように、レバーブ
ロック２４の上部に突出または凹部を設けることができ、またそれに対応して迫
石２１の上部に凹部または突出を設けることができ、このような配置は構造が比
較的簡単である。図１に示すように、レバーブロック２４のシャンクの端には比
較的大きな弾性定数および比較的短い行程を有する小さなリーフスプリング２６
が配置されている。このスプリングはレバーブロック２４がクリアランスを創出
するため回転する早い段階において、レバーブロックを小さな角度で回転させる
ように、または返却スプリング１１がレバーブロック２４を回転させるのを助け
るように主に機能する。

【００１６】ディスク摩擦ブレーキの作用を以下に図１を参照して説明する。図１はオート
バイに利用されるディスクブレーキを示し、その機械本体１はピンを介してオー
トバイに接続され、摩擦板３および２７の摩耗に伴い上方に移動可能だが、車輪
とともに回転はできない。ブレーキ板２８はオートバイ車輪に固定され、共に回
転する。オートバイとの接続は現存の油圧ディスクブレーキと同様である。

【００１７】図１はブレーキ状態を示す。ブレーキの解放は以下の通りである。ワイヤー１
０の左方向への引張り力が解除された後、スプリング１１により創出された圧力
がガイドシャフト１２、ピン１３、鉄製リボン１４およびピン１９を経由して伝
達され、最終的に迫石２１を押して右方向に移動させる。迫石２１の傾斜面が力
伝達部材８の傾斜面から分離された後、迫石２１にある凹部の左端がレバーブロ
ック２４上の突出を押し、レバーブロック２４を時計周りに回転させる。座標軸
Ｙ上のレバーブロック２４上の弓型面Ａの中心Ｏ１と弓型面Ｂの中心Ｏ２との連
結線の突出は短くなり、ブレーキが解放される。座標システムは以下の通り定義
される。レバーブロック２４の弓型表面Ｂ上の力の適用点を通り支持板２２の下
面に垂直なラインがＹ軸として用いられ、弓型表面Ｂ上の力の適用点が座標の原
点Ｏであり、原点Ｏを通りＹ軸に垂直な線をＸ軸として用いる。レバーブロック
２４の弓型表面Ａの中心Ｏ１と弓型ストリップ２５の弓型表面Ｂの中心Ｏ２を連
結する線のＹ軸上の突出が短くなると、ピストン６は返還ゴムシーリングリング
５および返却スプリング４の動作により上方に動き、摩擦板３および２７とブレ
ーキ板２８との間にクリアランスを形成し、ブレーキを解放する。このとき、レ
バーブロック２４の突出は迫石２１の凹部に嵌合する。

【００１８】ブレーキを作動する場合、作用力がワイヤー１０を左方向に引張り、迫石２１
を左方向に移動させる。迫石２１が左方向に動くと、迫石の凹部の右端がレバー
ブロック２４の突出を押し、レバーブロック２４を半時計周りに回転させる。レ
バーブロック２４がある位置まで半時計周りに回転すると、凹部が突出から解放
され、迫石の下面で突出を押すことにより、クリアランスの返却除去の処理とな
る。この段階で、迫石２１の傾斜面はまだ力伝達部材８の傾斜面に接触しておら
ず、レバーブロック２４が産出する標準圧力はあまり大きなものではない。力伝
達部材８は、両傾斜面の接続をよくするため、ピン７周囲をある程度回転するこ
とができる。迫石２１が左方向に更に移動し傾斜面を力伝達部材９の傾斜面と接
触した後、力伝達部材８が下方に移動し、傾斜面により増加した作用力を、下方
向にピン７を介してレバーブロック２４のシャンクＥに伝達する。

【００１９】ここで、摩擦板３及び２７とブレーキ板２８のクリアランスは完全に除去され
、これがブレーキの処理となる。最大ブレーキ力が創出されると、レバーブロッ
ク２４の弓型面Ａの中心Ｏ１と弓型ストリップ２５の弓型表面Ｂの中心Ｏ２を連
結する線のＹ軸上の突出が最大化し（図１４に示される）、弓型面Ａ上の力の適
用点はＸ軸上に０ではない突出を有する。レバーブロック２４のシャンクＥ上の
力の適用点はＹ軸の一方の側にあり、弓型面Ａ上の力の適用点はＹ軸の反対側に
ある、即ち、両者のＸ軸上の突出が反対のサインを有する。

【００２０】次に、ブレーキ板に作用している締付力は二つの経路を通じて伝達され得る。
一つの経路によれば、レバーブロック２４の弓型表面Ａの力はスライディングプ
ロック２２を介して支持板２２に伝達され、次に支持板２２はそのネジ線を通じ
て機械本体１に力を伝達し、力は機械本体１から摩擦板３に伝達され、最終的に
ブレーキ板２８に作用する。他の経路によれば、レバーブロック２４の弓型表面
Ｂの力は弓型ストリップ２５を経由してピストン６に伝達され、次にピストン６
により摩擦板２７に伝達され、最終的にブレーキ板２８に作用する。結果として
、ブレーキ板２８は摩擦プレート３及び２７で締付られ、オートバイにブレーキ
がかかる。この作用原理は自動車やその他に利用することも可能であり、ブレー
キの大きさや形状のバリエーションも可能である。更に柔軟にかつスムーズに働
くように、またセルフロックを防止するために、図１６、１７に示すように力支
持表面の間にローリング要素を配置することも可能である。

【００２１】技術要求があまり厳格でない場合、スライディングブロック２３ははぶくこと
ができ、図２０に示すように曲面は円弧表面であってもよい。また、図１８に示
すようにローリング要素２９を両傾斜面の間に配置することもできる。

【００２２】耐用年数や信頼性といった技術要求が厳格でない場合、迫石２１の傾斜面と合
致するようにレバーブロック２４のシャンクＥに直接大突起またはボスを設ける
ことで両部材をはぶくことができるが、この場合図１７、１９、２０および２１
に示すようにラインコンタクトを引き起こす傾向がある。更に、図１８に示すよ
うにスライディングブロック２３は半円状リングの形態をとることができるが、
この場合耐用年数になんらかの影響が出ることとなる。

【００２３】従来の機械式および油圧作動ディスクブレーキに比較して、本発明の機械式デ
ィスクブレーキは同様の作用力および作用行程によりブースターなしで何倍もの
標準圧力を創出することが可能である。原理を以下に説明する。

【００２４】レバーブロック２４により標準圧力を創出する場合、力を同時にブーストまた
は増加させる二つの機構が存在する。一つはＣ部分の傾斜面であり、もう一つは
シャンクＣ、Ｂ部分およびＡ部分で三つの力が適用されるレバーであり、これに
より優れた力ブースト効果を達成する。

【００２５】レバーブロック２４の力ブースト比率をＩ、傾斜面でのブースト比率をＩ_１、
レバー（Ｃ、Ｂ、Ａ）をＩ_２とした場合、以下の通りとなる。Ｉ＝Ｉ_１×Ｉ_２ここで、Ｉ_１＝１／ｔｇα 図１３に示されるようにｔｇαは摩擦係数、αは傾斜面の傾きである。一般の金
属材料の場合、摩擦係数は潤滑材がなく表面が磨かれているという条件の下で、
一般に０．１０〜０．０５の範囲内であり、表面の間にローリング要素がある場
合は０．０５〜０．０１の範囲内である。

【００２６】したがって、Ｉ_１は１０の値を持ち、Ｉ_１の大小は特別な計画要求に応じて変
更することができる。また、図１５に示すようにＩ_２＝ｈ／ｅであり、作用行程および必要なクリア
ランスから確定され、１０以上の値を持つこともできる。

【００２７】したがって、力は１００倍またはそれ以上、例えば４００倍に掛け合わせられ
、増加され得るが、作用行程は大きくなく、このため他のブースターに比べて優
れている。一般に、従来の装置は一部材に関してのみ力をブーストまたは増加さ
せる装置を一つしか持たないのに対し、本発明のレバーブロック２４は力をブー
ストまたは増加させる二つの機構を有する（ブースト比率を求める場合、力伝達
部材８およびピン７は大突起と考える）。

【００２８】ブレーキを設計する場合、様々な技術要件を充足したとの前提条件のもと、弓
型ストリップ２５とレバーブロック２４の曲面Ｂが互いに押合う円弧表面は、必
要なブースト比率を保証しブースト比率を安定化し、秤の軸やファルクラムの役
割を担うように、可能な限り小さくすることを考慮に入れる必要がある。レバー
ブロック２４とスライディングブロック２３が係合する接触範囲は比較的大きく
するべきである。これはスライディングブロック２３にはレバーブロックの回転
により小さな変位があり、この変位は大きな含有表面により容易になるからであ
る。

【００２９】作用行程を減少させまたクリアランスを増大させるため、レバーブロック２４
上の弓型表面Ａの中心Ｏ１と弓型表面Ｂの中心Ｏ２とを接続する線とＸ軸との間
の角度βはｓｉｎβが急激に変化するような範囲で設計することができる。ブレ
ーキの解放時にレバー２４が回転すると、適度な大きさのクリアランスが発生し
、スライディングブロック２３の変位は減少する（図１４参照）。

【００３０】作用行程を減少させるため、迫石２１に凹部を設ける代りに、迫石２１が力伝
達部材８に押し当たる迫石２１上の部分に大傾斜または傾斜面を配することがで
き（勿論、力伝達部材８に大傾斜または傾斜面を追加に配することも可能である
）、図２０に示すように、迫石２１の右端はレバーブロック２４の小さな突出を
直接押してレバーブロックを回転させるために用いられる。

【００３１】作用行程を減少させるため、ブレーキ解放時にレバーブロック２４を左方向お
よび右方向に回転させるための曲面を弓型表面Ｂと関連して追加に設けることも
でき、この場合、図２１に示すようにブレーキ解放時にクリアランスを急速に除
去できる。

【００３２】こうしたディスクブレーキおよびクラッチは、通常約０．２ｍｍという許容摩
耗量の少なさから、自動補償装置を設けることが望ましい。図２２および２３は
自動補償装置を示す概略図であり、図２２は、摩擦ブレーキの各緊急ブレーキ時
の摩耗量が０．０５ｍｍ以下であり装置が補償しない場合もあることから、未補
償状態を示す。作用原理は次の通りである。摩擦板３及び２７が摩耗した場合、
レバーブロック２４の回転角度ψが増加し、レバーブロックのシャンク側が位置
決め部品３１を押し、位置決め部品３１を下方向に移動させる。位置決め部品３
１は機械本体１にきつすぎないように嵌合されており、そこで生じる摩擦力は支
持板２２が回転するのを防ぐのに必要充分であるためコイルスプリング１７の活
動により下方向に移動する。位置決め部品３１が下方向に移動した後、図２３に
示すように位置決め部品３１と支持板２２の間にわずかなクリアランスが生じ、
この時点では補償は行われない。

【００３３】ブレーキ解放時に、コイルスプリング１７は支持板２２を回転させ、支持板２
２を下方向に移動させる（支持板２２の周囲にはネジ線が設けられている）。支
持板２２は位置決め部品３１に接した段階で下方向への移動を止め、自動補償を
完了する。補償量は特定要件に応じて設定することができ、このタイプの補償手
段は従来のドラムおよびディスクブレーキにも用いられている。迫石２１および
力伝達部材８およびピン７が作用行程を増大させることなく摩耗後に補償される
ようにするためには、機械本体１の力伝達部材８に接する部分に傾斜平面を設け
る。

【００３４】これにより力伝達部材８が下方向に移動すると、力伝達部材８は表面により時
計方向にわずかに旋回し、補償の目的を達成する。クリアランスの発生を容易に
するため、図１のリーフスプリング２６のように、レバーブロック２４のシャン
クの端に小さな行程で大弾性定数を有するスプリングを配置することができる。
これにより、力伝達部材８の傾斜表面から迫石２１の傾斜表面が離脱した場合に
スプリングがレバーブロック２４を時計方向にわずかに回転させ、またはレバー
ブロック２４に時計方向に回転させるように力を加え、迫石２１が簡単にレバー
ブロック２４を押して回転させるようにする。

【００３５】従来のオートバイブレーキと比較し、本発明のブースト機構を有するオートバ
イディスクブレーキは以下の利点を有する。１．同じ作用力および作用行程で、ブレーキ力は数倍から１０倍以上増大する
。２．同じブレーキ力を得るための作用力は数倍から１０倍以上減少する。３．油圧システムを使用せず簡単な構成であるため、高い信頼性を有する。４．精密性が比較的低く簡単な構成であるため、製造コストが減少する。５．ドラムブレーキに関連するヒートフェードおよびウォーターフェードの問
題を有さず、高い安全性を有する。

【００３６】従来の油圧ディスクおよびドラムブレーキと比較し、自動車に用いられるディ
スクブレーキは以下の利点を有する。１．発生するブレーキ力が大きいため、大型の自動車にも用いることができる
。２．ドラムブレーキに関連するヒートフェードおよびウォーターフェードの欠
点を有さない。３．油圧システムを使用しないため、漏液問題が回避され、高い信頼性を有し
、製造コストも大幅に低い。４．真空ポンプ、エアコンプレッサ等のブースト装置の必要性がなく、エンジ
ンが稼動していない状態でも通常にブレーキすることができ、安全性が大幅に向
上する。

【００３７】本発明による自動車向けクラッチの実施例を図２４を参照して説明する。フラ
イホイール１はエンジンのクランクシャフトに固定され、力は被駆動ディスク２
８まで２つの経路で伝達され得る。一つの経路によれば、トルクはフライホイー
ル１から被駆動ディスク２８まで摩擦的に伝達される。もう一つの経路によれば
、トルクはフライホイールからボルト、ハウジング３６、ピン、鉄板４１および
他のボルトを経由して押圧ディスク６（ブレーキ内部のピストン６）に伝達され
、押圧ディスク６は複数のレバーブロック２４の活動により被駆動ディスク２８
にきつく押し当てられることにより摩擦によるトルク伝達を達成する。被駆動デ
ィスク２８は二つの経路で受け取ったトルクを駆動シャフトに伝達し、自動車を
駆動させる。

【００３８】図２４では、符号３９はナットを、１００はラチェット付きスクリューを指す
。これらの機能の一つは押圧ディスク６と支持板２２間のクリアランスを安定さ
せることであり、もう一つは自動段階補償を行うことである。迫石２１にはつめ
が設けられ、関連部材の摩耗により迫石２１の作用行程が増大した場合、迫石２
１のつめがラチェット３８の歯と嵌合し、クラッチの解放に伴って迫石２１が動
くにつれてラチェット３８を回転させることで、スクリュー１００を通じて支持
板２２をわずかに左方向に押し移動させ、自動補償の目的を達成する。クラッチ
には、均一な圧力を形成するため、複数のレバーブロック組立および補償装置が
配置されている。

【００３９】クラッチの解放が必要な場合、作動部材３２（図中破点線で示される）が外力
のもと左方向に移動し迫石フォーク３４を押して時計回りに回転させる。フォー
クは迫石２１を中方向に移動させるよう駆動し、それによりレバーブロック２４
を回転させることで、標準圧力が減少し最終的には除去される。クラッチにクリ
アランス発生爪３３が配設されていない場合（条件により、フォークと爪の両方
の機能を持つ部材としてフォーク３４と爪３３を一つの部材に結合することも可
能）、被駆動ディスク２８が完全にフライホイール１及び押圧ディスク６と分離
しないこともあり、これにより作用能力が影響を受けることになる。この欠点を
解消するため、クリアランス発生爪３３は次のように作用する。作動部材３２が
フォーク３４を回転させレバーブロック２４を回転させ始めた後、作動部材３２
はフォーク３４を時計回りに回転させつつ爪３３（複数の爪を均一に配置するこ
とができる）を反時計回りに回転するよう押し始める。爪３３は押圧ディスク６
を右方向に押し、押圧ディスク６は右方向に移動してスプリング４０を圧縮し、
鉄板４１をわずかに曲げる。これによりフライホイール１、押圧ディスク６及び
被駆動ディスク２８間のクリアランスが拡大し、完全に分離する。

【００４０】クラッチの結合中、作動部材３２は右方向に移動し、押圧ディスク６はスプリ
ング４０の働きで左方向に押される。押圧ディスク６が当初の位置に戻ると、迫
石２１はスプリング３５の働きでレバーブロック２４を回転させ、押圧ディスク
６に押し当てる。この結果、クラッチは結合する。結合状態において、スプリン
グ３５の弾性力の大きさをコントロールすることでクラッチの伝達するトルクを
コントロールすることができ、作動部材３２の移動速度をコントロールすること
でクラッチの結合速度をコントロールすることができる。これにより、多様の輸
送機械の多様な要求を満足させることができる。

【００４１】図に示した事例の場合、クラッチにより伝達されるトルクは遠心力が増大する
につれ増大するため、有害な効果が起きる可能性がある。このため、伝達される
トルクには遠心力の効果を排除することが望ましい。このため、図２５に示すよ
うに、クラッチには釣合い重り３７を設ける。釣合い重りにより、例えば迫石２
１のような要素により発生する遠心力を中和することができる。これにより、回
転速度が増加しても、伝達されるトルクは増加しない。遠心力の効果を排除する
他の方法として、図２４および２５に示される方向に垂直方向に移動するよう迫
石２１の配置を変更することもできるが、この配置の場合、迫石２１の移動をコ
ントロールするための機構が更に複雑になる。

【００４２】

【発明の効果】

本発明のクラッチは、比較的小さな弾性力を有する作用スプリング３５及び４
０を利用するのみで、大きな標準圧力を小さな作用力で創出することができる。
従来のスプリングクラッチ及びダイアフラムクラッチと比較して、本発明のクラ
ッチは以下の利点を有する。１．伝達されるトルクを減少させずに、上記従来クラッチと比較して行程が４
０％以上短縮する。２．同じトルクを伝達する場合、作用力は何倍も小さく、または同じ作用力に
より伝達されるトルクは数倍から１０倍以上増大する。３．ブースターを必要とせず湿式クラッチとして容易に構成でき、乾式クラッ
チや更に自動車のクラッチと比較しても耐用年数が４から８倍長い。４．標準圧力が非常に大きいため、摩擦素材として被駆動ディスクに汚染物質
のアスベストや高価な焼結合金を被覆する必要がなく、被駆動ディスクとして鉄
板を用いることができる。５．上記２つの従来クラッチと比較してコストは約３０％増加するが、従来ク
ラッチと比較したコストパフォーマンスは数倍高い。６．摩擦部材として鉄板を利用可能であるため、耐用年数が大いに改善され、
維持が非常に簡便で、オーバーホール期間が何倍も長期化する。

【００４３】以上、本発明を実施例に基づき説明してきたが、前述の記載は例示のみであり
、本発明の範囲を制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオートバイに用いられるディスクブレーキの実施例を示す概略図
である。

【図２】図１に示すディスクブレーキに用いられるレバーブロックを示す。

【図３】図１に示すディスクブレーキに用いられるレバーブロックを示す。

【図４】図１に示すディスクブレーキに用いられる力伝達部材を示す。

【図５】図１に示すディスクブレーキに用いられる力伝達部材を示す。

【図６】図１に示すディスクブレーキに用いられる迫石を示す。

【図７】図１に示すディスクブレーキに用いられる迫石を示す。

【図８】図１に示すディスクブレーキに用いられる弓型ストリップを示す。

【図９】図１に示すディスクブレーキに用いられる弓型ストリップを示す。

【図１０】図１に示すディスクブレーキに用いられる２つのスライディングブロックの右
側のスライディングブロックを示す。

【図１１】図１に示すディスクブレーキに用いられる２つのスライディングブロックの右
側のスライディングブロックを示す。

【図１２】図１に示すディスクブレーキに用いられる２つのスライディングブロックの右
側のスライディングブロックを示す。

【図１３】レバーブロックの力支点を示す概略図である。

【図１４】レバーブロックに作用する力を示す図である。

【図１５】通常圧力Ｆの計算を示す図である。

【図１６】レバーブロック、スライディングブロック、迫石および力伝達部材にローリン
グ要素が設けられている、レバーブロックの他の実施例の構造を示す概略図であ
る。

【図１７】レバーブロックのシャンクが力伝達部材と一体的に形成され、弓型ストリップ
とピストンまたは押圧板の間と、迫石と支持部材の間にローリング要素が設けら
れている、レバーブロックの更に他の実施例の構造を示す概略図である。

【図１８】スライディングストックが半円のものでレバーブロックのシャンクにローリン
グ要素が設けられている、レバーブロックの他の実施例の構造を示す概略図であ
る。

【図１９】レバーブロックのＡ部分が凹型弧でありスライディングブロックが凸型弧であ
る、レバーブロックの他の実施例の構造を示す概略図である。

【図２０】レバーブロックの他の実施例を示す概略図である。

【図２１】レバーブロックのＢ部分においてクリアランスの迅速な除去および迅速な拡張
を簡便にするために円弧が拡大されている、レバーブロックの他の実施例の構造
を示す概略図である。

【図２２】図１に示すディスクブレーキに用いられる自動補償装置を示す概略図である。

【図２３】図１に示すディスクブレーキに用いられる自動補償装置を示す概略図である。

【図２４】本発明に係る実施例の自動車用摩擦クラッチの断面図である。

【図２５】軸方向に見た、図２４の摩擦クラッチの部分図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 3J056 AA33 AA38 AA44 AA49 AA58 BA04 BB37 BE07 CA04 CC08 CC36 CC43 DA02 DA24 DA25 GA02 GA13 3J058 AA43 AA48 AA53 AA58 AA69 AA73 AA79 AA83 AA87 BA08 BA67 CC08 CC35 CC58 CC66 CC76 CC83 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキの作用を制御する制御機構と、互いに関連して移動可能な第一駆動部
材（６）及び第二駆動部材（１）と、第一駆動部材及び第二駆動部材の間に配設
され駆動部材と摩擦的に係合可能な被駆動部材（２８）と、第一駆動部材の側で
被駆動部材と反対側に位置し第二駆動部材に連結される支持部材（２２）とを備
えた機械式ディスク摩擦ブレーキにおいて、前記ブレーキは更に、前記支持部材と前記第一駆動部材との間に配設されたレバーブロック（２４）
と、前記支持部材と前記レバーブロックとの間に配設された迫石（２１）とを備
えており、前記レバーブロックは３点の力支点（Ａ、Ｂ、Ｃ）を有し、ブレーキを作動さ
せる場合に、第一力支点（Ａ）は前記支持部材に接触し、第二力支点（Ｂ）は前
記第一駆動部材に接触し、第三力支点（Ｃ）は前記迫石（２１）に接触し、第二
力支点（Ｂ）は第一力支点（Ａ）と第三力支点（Ｃ）との間に位置され、前記迫石（２１）は前記支持部材に接触し前記制御機構に連結され、制御機構
の作動の下、第一及び第二駆動部材の相関的運動の方向と実質的に垂直な方向に
移動可能であり、前記制御機構はブレーキを解放する場合に前記迫石（２１）を初期位置に偏移
させる返却スプリング（１１）を具備し、前記レバーブロックは、ブレーキを作動させまたはブレーキを解放するために
、前記迫石（２１）の動作の下、第二力支点の周囲をレバーファルクラムとして
回転可能であり、ブレーキを作動する場合、前記レバーブロックの第一力支点及び第三力支点の力
の適用点は、第二力支点の力の適用点を通って第一駆動部材及び第二駆動部材の
相関的運動の方向と平行にのびる直線上であって、互いに反対側にそれぞれ位置
することを特徴とする、機械式ディスク摩擦ブレーキ。
【請求項２】前記ブレーキが更に、ブレーキ解放時に前記第一及び第二駆動部材が前記駆動
部材から離脱するよう強制するスプリング手段（４）を有し、前記第一及び第二
力支点（Ａ）及び（Ｂ）が曲面で前記第三力支点（Ｃ）が傾斜平面または曲面で
あり、傾斜平面または曲面に接触する前記迫石の一部分が傾斜平面または曲面で
あることを特徴とする、請求項１記載のブレーキ。
【請求項３】第一力支点（Ａ）の位置で、前記レバーブロック（２４）と前記支持部材（２
２）の間にスライディングブロック（２３）が配設され、前記レバーブロックの
第一力支点（Ａ）が凸状曲面で、第一力支点と接触する前記スライディングブロ
ック（２３）の部分が凹状曲面であり、第二力支点（Ｂ）の位置で、前記レバーブロック（２４）と前記第一駆動部材
（６）との間に弓型ストリップ（２５）が配設され、前記レバーブロックの第二
力支点（Ｂ）が凹状曲面で、第二力支点と接触する前記弓型ストリップの部分が
凸状曲面であり、前記レバーブロックの第三力支点（Ｃ）は傾斜平面または曲面であり、傾斜平
面または曲面と突き合う前記迫石の部分が傾斜平面または曲面である、ことを特徴とする、請求項１記載のブレーキ。
【請求項４】前記レバーブロックの第三力支点（Ｃ）側に、前記レバーブロックにピン（７
）を介して力伝達部材（８）が取付けられ、前記力伝達部材（８）はブレーキ作
動時に前記迫石に接触し、力伝達部材（８）の迫石に接触する部分は前記レバー
ブロック（２４）の第三力支点を構成し、力伝達部材（８）の第二力支点と反対
の側は前記第二駆動部材（１）に接触することを特徴とする、請求項１から３の
いずれかに記載のブレーキ。
【請求項５】ローリング要素（２９）が、前記レバーブロック（２４）と前記スライディン
グブロック（２３）が相互に接する部分の間、前記レバーブロック（２４）と前
記弓型ストリップ（２５）が相互に接する部分の間、前記スライディングブロッ
ク（２３）と前記支持板（２２）の間、前記迫石（２１）と前記支持板（２２）
の間、前記迫石（２１）と前記レバーブロック（２４）または前記力伝達部材（
８）が相互に接する部分の間、前記力伝達部材（８）と前記第二駆動部材が相互
に接する部分の間、及び前記弓型ストリップ（２５）と前記第一駆動部材（６）
の間に配設されることを特徴とする、請求項４記載のブレーキ。
【請求項６】前記力伝達部材（８）が前記第二駆動部材に接触する部分において、前記力伝
達部材（８）が平面を有し前記第二駆動部材が傾斜平面を有することを特徴とす
る、請求項５記載のブレーキ。
【請求項７】前記レバーブロック（２４）には突出または凹部が設けられ、前記迫石（２１
）にはこれに対応する凹部または突出が設けられ、前記凹部及び突出はブレーキ
作動の初期段階でまたはブレーキ解放の後期段階でレバーブロックを回転させる
ことに用いられることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のブレー
キ。
【請求項８】前記ブレーキが更に摩擦板の摩耗により生じるクリアランスに対して自動補償
を行う自動補償手段を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記
載のブレーキ。
【請求項９】前記レバーブロックの第三力支点側の、前記レバーブロックと前記第一駆動部
材との間に加圧スプリングが設けられることを特徴とする、請求項１から８いず
れかに記載のブレーキ。
【請求項１０】クラッチの作用を制御する制御機構と、互いに関連して移動可能な第一駆動部
材（６）及び第二駆動部材（１）と、第一駆動部材及び第二駆動部材の間に配設
され駆動部材と摩擦的に係合可能な被駆動部材（２８）と、第一駆動部材の側で
被駆動部材と反対側に位置し第二駆動部材に連結される支持部材（２２）を備え
た機械式ディスク摩擦クラッチにおいて、前記クラッチは更に、前記支持部材と前記第一駆動部材との間に配設されたレバーブロック（２４）
と、前記支持部材と前記レバーブロックとの間に配設された迫石（２１）とを備
えており、前記レバーブロックは３点の力支点（Ａ、Ｂ、Ｃ）を有し、ブレーキを係合さ
せる場合に、第一力支点（Ａ）は前記支持部材に接触し、第二力支点（Ｂ）は前
記第一駆動部材に接触し、第三力支点（Ｃ）は前記迫石（２１）に接触し、第二
力支点（Ｂ）は第一力支点（Ａ）及び第三力支点（Ｃ）の間に位置され、前記迫石（２１）は前記支持部材に接触し前記制御機構に連結され、制御機構
の動作の下、第一及び第二駆動部材の相関的運動の方向と実質的に垂直な方向に
移動可能であり、前記制御機構はブレーキを係合する場合に迫石（２１）を初期位置に偏移させ
る返却スプリング（３５）を具備し、前記レバーブロックは、ブレーキを係合させまたはブレーキを解放するために
、前記迫石（２１）の動作の下、第二力支点の周囲をレバーファルクラムとして
回転可能であり、ブレーキを係合する場合、前記レバーブロックの第一力支点及び第三力支点の力
の適用点は、第二力支点の力の適用点を通って第一駆動部材及び第二駆動部材の
相関的運動の方向と平行にのびる直線上であって、互いに反対側にそれぞれ位置
することを特徴とする、機械式ディスク摩擦クラッチ。
【請求項１１】前記クラッチが更に、クラッチ係合時に前記第一及び第二駆動部材が前記被駆
動部材と係合するよう強制する、支持部材と第一駆動部材との間に配設されたス
プリング手段（４０）を有していることを特徴とする、請求項１０記載のクラッ
チ。
【請求項１２】前記第一及び第二力支点（Ａ）及び（Ｂ）が曲面で前記第三力支点（Ｃ）が傾
斜平面または曲面であり、傾斜平面または曲面に接触する前記迫石の一部分が傾
斜平面または曲面であることを特徴とする、請求項１１記載のクラッチ。
【請求項１３】前記第一力支点（Ａ）の位置で、前記レバーブロック（２４）と前記支持部材
（２２）の間にスライディングブロック（２３）が配設され、前記レバーブロッ
クの第一力支点（Ａ）が凸状曲面で、第一力支点と接触する前記スライディング
ブロック（２３）の部分が凹状曲面であり、前記第二力支点（Ｂ）の位置で、前記レバーブロック（２４）と前記第一駆動
部材（６）との間に弓型ストリップ（２５）が配設され、前記レバーブロックの
第二力支点（Ｂ）が凹状曲面で、第二力支点と接触する前記弓型ストリップの部
分が凸状曲面であり、前記レバーブロックの第三力支点（Ｃ）は傾斜平面または曲面であり、前記傾
斜平面または曲面と接触する前記迫石の部分が傾斜平面または曲面である、ことを特徴とする、請求項１１記載のクラッチ。
【請求項１４】ローリング要素（２９）が、前記レバーブロック（２４）と前記スライディン
グブロック（２３）が相互に接する部分の間、前記レバーブロック（２４）と前
記弓型ストリップ（２５）が相互に接する部分の間、前記スライディングブロッ
ク（２３）と前記支持板（２２）の間、前記迫石（２１）と前記支持板（２２）
の間、前記迫石（２１）と前記レバーブロック（２４）が相互に接する部分の間
、及び前記弓型ストリップ（２５）と前記第一駆動部材（６）の間に配設される
ことを特徴とする、請求項１３記載のクラッチ。
【請求項１５】前記レバーブロック（２４）には突出または凹部が設けられ、前記迫石（２１
）にはこれに対応する凹部または突出が設けられ、前記凹部及び突出はクラッチ
係合の初期段階でまたはクラッチ解放の後期段階でレバーブロックを回転させる
ことに用いられることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれかに記載のク
ラッチ。
【請求項１６】前記クラッチが更に摩擦板の摩耗により生じるクリアランスに対して自動補償
を行う自動補償手段を備えることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか
に記載のクラッチ。
【請求項１７】前記レバーブロックの第三力支点側の、前記レバーブロックと前記第一駆動部
材との間に加圧スプリングが設けられることを特徴とする、請求項１０から１６
のいずれかに記載のクラッチ。