JP2002503321A - ディスクブレーキアッセンブリに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 円形のボア内で作動する単一の環状ピストン本体（２０）を使用して、一対の環状パッドアッセンブリ（１０２、１０３）のうちの第１パッドアッセンブリをロータアッセンブリ（１０１）に押し付ける、車輛用ブレーキアッセンブリを開示する。ブレーキは、ボール（３５）を介して前進プレート（４０）に作用する回転プレート（３０）含むボール−傾斜部機構を備えている。前進プレート（４０）は、ピストン（２０）の周壁と螺合した調節リング（５０）に作用を及ぼす。調節リング（５０）をピストン（２０）に対して回転させることによって、制動隙間を調節できる。ブレーキの自動調節が可能になるように調節リング（５０）自動的に回転させることができるようにするため、調節装置（６０）が設けられている。この調節装置（６０）は、好ましくは、ばねクラッチ（６７）を介して連結された第１及び第２の嵌め歯（６３、６５）を含み、回転プレート（３０）に設けられた歯と調節プレート（５０）に設けられた歯との間に作用を及ぼす。手動式調節装置（７０）もまた開示してある。単一のアクチュエータでロータ（１０１）の周囲に圧力を均等に加える。これには、多数のアクチュエータを同期させる困難を伴わない。

Description

【発明の詳細な説明】 ディスクブレーキアッセンブリに関する改良 本発明は、車輛用ディスクブレーキアッセンブリに関し、このディスクブレー キアッセンブリは、ロータの両面と係合するための摩擦ライニングを備えたパッ ドアッセンブリが、ロータの周縁に亘って延びるキャリヤの両アームに取り付け られており、一方のアームに設けられた作動機構が、一方のパッドアッセンブリ を隣接したロータ表面に押し付けるようになっており、他方のパッドアッセンブ リは、作動機構の反作用により、反対側のロータ表面に押し付けられる種類の、 車輛用ディスクブレーキアッセンブリである。 キャリヤのアームとロータとの間の相対的移動を可能にするため、キャリヤを スライディングピンに取り付けることは周知である。このようなブレーキアッセ ンブリでは、作動機構を適用することによって一方のパッドアッセンブリをロー タに押し付け、これによって発生した反作用力がキャリヤを移動して他方のパッ ドをロータと接触させる。 別の態様では、キャリヤは、ブレーキアッセンブリを支持するハブに対して固 定されているのがよく、ロータは、ハブに対して僅かに移動するようになってい るのがよい。この場合、作動機構を適用すると、一方のパッドが移動してロータ と接触し、これによってロータを他方のパッドアッセンブリに向かって移動し、 このアッセンブリと係合させる。この構成は、本発明で使用するための好ましい 選択である。 ブレーキの作動を滑らかにするため、ブレーキが不作動時のパッドアッセンブ リとロータとの間の制動隙間を小さくしなければならない。摩擦ライニングの摩 耗に従ってこの隙間が大きくなり、この増大した摩耗を補償して一貫したブレー キ作動を確保することが必要である。 高性能ブレーキアッセンブリでは、ブレーキのロータと隙間との間での熱の発 生が過剰になる。ロータ−パッドアッセンブリでカーボン等の材料を使用するこ とにより、このような問題点を緩和できるが、ブレーキの設計を簡単にしながら 良好なレベルの制動力を確保するため、ロータの全体又は部分に亘って作用する 環状パッドアッセンブリを使用することが提案されている。 環状パッドアッセンブリを使用することに伴う主な困難は、簡単に最少の部品 を使用して環状パッドアッセンブリをロータに均等に押し付けられるようにする ことである。 環状パッドアッセンブリを使用した高性能ブレーキアッセンブリを製造する上 での必要条件を満たすため、本発明者は、実質的に均等な制動力をロータの周囲 に亘って発生できる環状ピストンを作動機構として使用することを提案する。 本発明によれば、上文中に言及した種類の車輛用ブレーキアッセンブリにおい て、作動機構は、 同心の内壁及び外壁によって第１アームに画成された環状ボア内で作動し、制 動隙間を決定する引込み位置と前進ブレーキ適用位置との間で移動自在の環状ピ ストンと、 壁間の環状空間内に収容されており、ピストンと第１アームとの間で作用し、 ブレーキ適用位置ではピストンをロータに押圧して制動を加えるボール−傾斜部 アッセンブリと、 壁の一方と螺合した環状調節リングであって、作動機構は、この環状調節リン グを通して作用をピストンに及ぼす、環状調節リングと、 リングをピストンに関して回転させ、ピストンをロータに向かって相対的に前 進させて摩擦ライニングの摩耗を補償することにより、制動隙間が実質的に一定 である引込み位置にピストンを維持するようになった調節装置とを有する。 ロータと実質的に同心に整合したパッドアッセンブリをロータに押し付ける環 状ピストンを提供することによって、パッドアッセンブリがロータ周囲に亘って 均等に押し付けられるようにできる。これにより更に均等に押し付けられるため 、多数のピストンを使用する場合の、各ピストンの前進速度を同期させる何等か の方法が必要であるという潜在的問題点が解決する。部品点数も少なくなり、信 頼性が向上し、価格が下がる。 好ましくは、単一の連続した環状摩擦ライニングを持つ環状パッドアッセンブ リが使用される。勿論、環状パッドアッセンブリは、ロータの周囲に亘って間隔 が隔てられた多数のパッドセグメント（即ち不連続摩擦面）を含んでもよい。 ボール−傾斜部機構は、一つの有利な構成では、少なくとも一つの回転プレート と、環状リングでできた一つの前進プレートとを含む。ボール−傾斜部アッセン ブリの回転作動時に、回転プレートがその軸線を中心として回転することにより 、第１アームによって回転しないようにされた前進プレートを摩擦ライニングに 向かって前進させる。この前進プレートは、調節リングに作用を及ぼし、ピスト ンをロータに向かって前進させるようになっている。ピストンが回転しないよう にするため、ピストンに設けられたラグがキャリヤに設けられたキー溝と協働す るのがよい。 ボール−傾斜部機構の作動により、ピストンをロータに向かって前進させる前 に前進プレートをピストンに向かって前進させることができるということは理解 されよう。次いで、パッドアッセンブリ間で軸線方向に移動させることができる ロータを摩擦ライニングによって移動させる。両摩擦ライニングをロータに押し 付けるのに必要な前進プレートの軸線方向移動量は、制動隙間に応じて決まる。 摩擦ライニングが摩耗するに従って、ブレーキと係合するために必要な移動量が 大きくなり、従って、前進プレートの移動量は小さな隙間におけるよりも大きな 隙間において、大きい値となる。 制動隙間の自動調節を容易にするため、調節リングをピストンに対して回転す るようになった自動式調節装置が設けられている。前進プレートが調節リングを 通してピストンに作用を及ぼすため、前進リングをピストンに対して回転させる ことによってリングと調節プレートとの間の間隔を変化させることができる。こ れにより、調節リングがピストンのねじ山に沿って移動するときにピストンを前 進プレートの所与の位置まで前進させる。 調節リングを自動的に回転させて摩擦材料の摩耗を補償し、制動隙間を一定に 維持するため、最も好ましい実施例では、調節装置は、ばね手段によって連結さ れた軸線方向にずらしてある第１及び第２の嵌め歯を有し、ばね手段により嵌め 歯間でばね力に抗して相対回転でき、第１嵌め歯はボール−傾斜部アッセンブリ の回転プレートとともに作動し、第２嵌め歯は調節リングとともに作動する。 第１及び第２の嵌め歯間の連結装置は、双方向クラッチである。このクラッチ は、制動中に回転プレートの回転によって第１嵌め歯に加えられた駆動方向では 、 調節リングを制動隙間を減少する方向に回転するのに十分なトルクが第２嵌め歯 を介して調節リングに伝達されるがそれでも制動隙間があるように構成されてい る。制動隙間をなくした後、ブレーキの摩擦力は、調節リングを制動隙間を減少 する方向に回転させるのに十分なトルクが第２嵌め歯を介して調節リングにもは や伝達されないレベルまで増大する。かくして、クラッチが滑ることによって第 １及び第２の嵌め歯が調節なしで相対的に回転できる。ブレーキを離していると き、回転プレートの回転方向では、第２嵌め歯を介して調節リングに伝達される トルクは、制動隙間を大きくする方向に調節リングを回転するには不十分であり 、及びかくして調節リングは回転しない。 好ましくは、嵌め歯のいずれか又は両方の歯の噛み合いとその協働部品との間 に回転隙間がある。この隙間は、前進プレートを所期の制動隙間と同じだけ軸線 方向に移動する回転プレートの回転量と等しい。 自動調節装置の作動は以下に説明するように行われる。ブレーキの作動中、回 転プレートがキャリヤに対して回転し、この際、前進プレートをロータに向かっ て前進する。前進プレートが所期の制動隙間と同じだけ前進した後、自動調節装 置が調節リングを積極的に回転駆動する。 別の改良では、ブレーキを手動で再設定できるようにする手動式調節装置が設 けられている。再設定は、例えば、摩耗したパッドを新たなパッドと交換する修 理後に行われる。この場合、調節リングをピストンに沿って再設定する必要があ る。手動式調節装置は、自動式調節装置の第２嵌め歯と協働するか或いは調節リ ングと直接協働する嵌め歯が設けられた軸線方向ボルトを含む。 自動式調節装置の第１嵌め歯は、回転プレートの周囲の少なくとも一部に設け られた歯と協働する。第２嵌め歯は、調節リングの外周又は内周のいずれかの歯 が設けられた部分と協働する。 高温での制動を改良するためには、パッドアッセンブリはカーボン製摩擦ライ ニングを持つのがよい。ロータもまたカーボン製ロータでできているのがよい。 冷却を補助するため、キャリヤの二つのアーム間にベントを設け、ロータ及びパ ッドアッセンブリを横切る空気流を改善できるようにするのがよい。 次に、本発明の二つの実施例を添付図面を参照して単なる例として説明する。 第１（ａ）図は、本発明の一実施例のキャリヤ、パッドアッセンブリ、ロータ 、及びピストンの引っ込め位置での相対的な位置を示す概略図であり、 第１（ｂ）図は、第１（ａ）図のブレーキの部分切断斜視図であり、 第２図は、パッドアッセンブリ及びロータを省略した第１（ａ）図に示すブレ ーキの更に詳細な断面図であり、 第３図は、第２図に示すブレーキアッセンブリの平面図であり、 第４図は、本発明によるブレーキの第２実施例の詳細断面図であり、 第５図は、第２実施例のブレーキの平面図であり、 第６図は、制動隙間の自動調節及び手動調節の両方用の調節装置の可能な構成 を示す概略図である。 本発明による車輛用ブレーキの簡単な概略図を第１（ａ）図に示す。 ブレーキアッセンブリ１は、第１及び第２の向き合ったアーム１１、１２を持 つキャリヤ１０を含む。ブレーキの作用を受ける車輛のアクスルのハブ１００は 、ブレーキディスク１０１を、ハブに対して軸線方向に移動できるように、スプ ライン１０４上に支持するか或いはスライディングピン（図示せず）上に支持す る。キャリヤ１０は、第１及び第２のアーム１１、１２がブレーキディスク１０ １の両側に配置されるように構成されている。第１ブレーキパッドアッセンブリ １０２が第１アーム１１に設けられている。第２アーム１２に設けられたボア２ １内で作用する環状ピストン２０が設けられており、第２ブレーキパッド１０３ がこのピストン２０によって支持されている。ピストンは、内周壁２２及び外周 壁２３を含み、環状ボア２１内で作用する。第１及び第２のパッドアッセンブリ １０２、１０３は、ブレーキの作動時にブレーキディスク１０１と接触して制動 摩擦力を発生するようになっている。ピストン２０は、比較的大きな寸法を持つ ピストンであり、環状ブレーキパッドアッセンブリをブレーキディスクに対して 実質的に同心に支持するようになっている。 使用にあたっては、ブレーキを作動することによって環状ピストン２０を第２ アーム１２のボア内で前進させ、第２パッド１０３をブレーキディスク１０１の 表面と係合させる。その後、アーム１２とピストン２０との間で発生する反作用 力によりロータ１０１を軸線方向に第１ブレーキパッド１０２に向かって変位し 、 ロータ１０１の両面を二つのパッドアッセンブリ１０２、１０３間にクランプす る。環状パッドを使用するため、ブレーキディスク１０１の全周に亘って均等な 制動圧力を発生できる。 第２図は、本発明によるブレーキアッセンブリの提案された実施例の更に詳細 な図を示す。明瞭化を図るため、ブレーキディスク１０１及びブレーキパッド１ ０２、１０３は示してない。ブレーキアッセンブリの別の平面図が第３図に示し てある。 ピストン２０は、ボール−傾斜部アッセンブリの作用を受けて第２アーム１２ のボア２１内で移動される。レバーアーム３１が、回転シャフト３２を介してボ ール−傾斜部アッセンブリに連結されている。回転シャフトには、フィンガ３３ に作用を及ぼすカム部分が設けられている。フィンガ３３は、傾斜部機構に設け られた半径方向に突出したラグ３４に作用を及ぼし、ボール−傾斜部アッセンブ リを作動する。ボール−傾斜部アッセンブリは、環状回転プレート３０を含む。 レバー３１を作動してボール−傾斜部アッセンブリを賦勢すると、回転プレート がその軸線を中心として回転し、離間ボール３５を介して前進プレート４０をキ ャリヤの第２アーム１２に対して軸線方向に移動する。前進賦勢プレート４０の 前進は、ピストン２０の一方の壁と螺合した調節リング５０に作用を及ぼすよう になっている。かくして、前進プレート４０が第２アーム１２から遠ざかる方向 に軸線方向に移動するとき、ピストン２０が前進して、ブレーキ作用を加える。 環状回転プレート３０は、ボールベアリング（第４図に示す）を通して前進賦勢 プレート４０に作用を及ぼし、プレート３０、４０間の摩擦を減少する。 使用に当たっては、パッドアッセンブリ１０２、１０３とブレーキディスク１ ０１との間に少量の隙間を提供する必要がある。勿論、パッドアッセンブリの摩 耗に従ってこの隙間は必然的に増大し、そのため、隙間を調節するため、調節手 段６０が設けられている。 調節手段６０を添付図面の第６図に詳細に示す。調節手段６０により、ブレー キのところでの隙間の量を自動的に設定できる。 調節手段６０は、周囲に亘って歯６３が設けられた環状ホイール６２を支持す る円筒形部材６１を有する。ホイール６２は、部材６１を中心として自由に回転 する。歯６３は、回転プレート３０の周囲部分に設けられた歯３１と係合する。 円筒形部材６１は、調節リング５０の周囲部分に設けられた歯５２と係合する周 囲歯６６を持つ第２環状ホイール６５を支持する。この第２ホイール６５は、部 材６１に対して回転しないように固定されている。第１及び第２のホイール６２ 、６５は、螺旋状クラッチばね６７を介して連結されており、両部材は、ばね６ ７の軸線と一致する共通の回転軸線を有する。 ホイール６３とホイール６５との間の連結手段は、一方の方向で高トルクであ り且つ他方の方向で低トルクであるクラッチばね手段である。このクラッチばね は、ブレーキ作用を加えているとき、調節リングを制動隙間を減少する方向に制 動隙間がなくなるまで回転させるのに十分なトルクが調節リング５０に伝達され るように構成されている。制動隙間が無くなった後、ブレーキの摩擦力は、制動 隙間を減少する方向に調節リングを回転するのに十分なトルクがもはや調節リン グ５０に伝達されないレベルまで上昇する。かくしてクラッチが滑り、ホイール ６５及びホイール６３は、調節なしで相対的に回転する。 ブレーキが離してあるときの回転プレートの回転方向では、クラッチばね６７ を介して調節リング５０にホイール６７を介して伝達されるトルクは、調節リン グを制動隙間を増大する方向に回転するには不十分であり、及びかくして、調節 リングは回転しない。 ホイール６３、６５のいずれか又は両方の歯の噛み合いと、これらのホイール と協働する歯５２、３１との間には回転隙間がある。この隙間は、前進プレート ４０を所期の制動隙間と同じだけ軸線方向に移動する回転プレート３０の回転と 等価である。 自動調節装置の作動は以下の通りに行われる。ブレーキの作動時に、回転プレ ート３０がキャリヤ１２に対して回転し、この際、前進プレート４０がロータに 向かって前進する。前進プレートが所期の制動隙間と同じだけ前進した後、自動 調節装置が調節リングを積極的に回転駆動する。制動隙間が大き過ぎる場合には 、調節リング５０が回転し、及びかくして制動隙間を、この制動隙間がなくなる まで減少する。幾つかのブレーキの用途では、制動隙間を所望のレベルまで減少 することが必要である。 螺旋状クラッチばねの使用に限定されない上文中に説明した自動調節装置の他 に、手動式調節装置７０を設けるのがよい。これを第６図に詳細に示す。 手動式調節装置７０は、歯７４を持つ嵌め歯７３が一端に配置された細長い軸 線方向ロッド７１を含む。歯７４は、自動調節装置の歯６６と係合している。オ ペレータがホイール６５を設定し直し、及び従って、調節リング５０を後方に戻 すことができるように、六角形ナット７２又はソケットが手動式調節装置７０の 他端に設けられている。 勿論、第１図乃至第６図に示す車輛用ブレーキアッセンブリに幾つかの可能な 変更を本発明の範疇で行うことができるということは理解されよう。 第２図及び第３図では、調節リング５０は、ピストン２０の内周壁２２の外面 と係合するように示してある。しかしながら、第４図及び第５図に示すように、 調節リングは、ピストン２０の外周壁２３の内面と係合するようにしてもよい。 更に、調節手段６０の入力レバー３１に対する位置は、空間上の必要条件に合わ せて変化させることができる。 調節装置６０、７０は、本発明の範疇で更に変化させることができる。例えば、 螺旋状クラッチばね６７の代わりに、その端部に亘って捩じり力が加えられた場 合に双方向で変化する捩じり力を発生する任意の他の装置を使用できる。手動式 調節装置７０は、自動式調節装置６０のホイール６５を通してでなく、調節リン グ５０に作動を直接的に及ぼすようになっているのがよく、費用節減が所望であ る場合には、省略できる。別の態様では、調節装置の部分として一体化でき、円 筒形部材６１の端部の賦形部分で直接的に駆動できるのがよい。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 周囲に圧力を均等に加える。これには、多数のアクチュ エータを同期させる困難を伴わない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ロータ（１０１）の両面と係合するための摩擦ライニングを備えたパッドア ッセンブリ（１０２、１０３）が、前記ロータ（１０１）の周縁に亘って延びる キャリヤ（１０）の両アーム（１１、１２）に取り付けられており、前記アーム の一方に設けられた作動機構が、前記パッドアッセンブリ（１０２、１０３）一 方を前記ロータの隣接した面に押し付けるようになっており、他方のパッドアッ センブリは前記作動機構の反作用により前記ロータの反対側の面に押し付けられ る、車輛用ディスクブレーキアッセンブリ（１）において、前記作動機構は、 前記アーム（１１、１２）のうちの一方に同心の内壁及び外壁（２２、２３） によって画成された環状ボア（２１）内で作動し、制動隙間を決定する引込み位 置と前進ブレーキ適用位置との間で移動自在の環状ピストン（２０）と、 前記壁（２２、２３）間の環状空間内に収容されており、前記ピストン（２０ ）と前記一方のアームとの間で作用し、前記ブレーキ適用位置では、前記ピスト ンを前記ロータ（１０１）に押圧して制動を加えるボール−傾斜部アッセンブリ と、 前記壁の一方と螺合した環状調節リング（５０）であって、前記作動機構は、 この環状調節リングを通して前記ピストン（２０）に作用を及ぼす、環状調節リ ング（５０）と、 前記リングを前記ピストンに関して回転させ、前記ピストン（２０）を前記ロ ータ（１０１）に向かって相対的に前進させて前記摩擦ライニングの摩耗を補償 することにより、制動隙間が実質的に一定である引込み位置に前記ピストンを維 持する調節装置とを有する、ことを特徴とするディスクブレーキアッセンブリ。 ２．前記パッドアッセンブリ（１０２、１０３）は、単一の連続した環状摩擦ラ イニングを持つ環状パッドアッセンブリを含む、ことを特徴とする請求項１に記 載のディスクブレーキアッセンブリ。 ３．前記ボール−傾斜部機構は、少なくとも一つの回転プレート（３０）と、環 状リングでできた一つの前進プレート（４０）とを含み、これによって、前記ボ ール−傾斜部アッセンブリの回転作動時に、前記回転プレート（３０）がその軸 線を中心として回転することにより、前記第１アームによって回転しないように された前進プレート（４０）を前記摩擦ライニングに向かって前進させる、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アッセンブリ。 ４．前記前進プレートは、前記調節リングに作用を及ぼすようになっている、こ とを特徴とする請求項３に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 ５．前記ピストンに設けられたラグが前記キャリヤに設けられたキー溝と協働し 、前記ピストンが回転しないようにする、ことを特徴とする請求項１乃至４のう ちのいずれか一項に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 ６．前記調節リングを前記ピストンに対して回転するようになった自動式調節装 置（６０）が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれ か一項に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 ７．前記調節装置は、ばね手段によって連結された軸線方向にずらしてある第１ 及び第２の嵌め歯（６２、６５）を有し、前記ばね手段により前記嵌め歯間でば ね力に抗して相対回転でき、第１嵌め歯は前記ボール−傾斜部アッセンブリの前 記回転プレート（３０）とともに作動し、前記第２嵌め歯は前記調節リング（５ ０）とともに作動する、ことを特徴とする請求項６に記載のディスクブレーキア ッセンブリ。 ８．前記第１及び第２の嵌め歯間の連結装置は、双方向クラッチである、ことを 特徴とする請求項７に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 ９．前記クラッチは、制動中に前記回転プレートの回転によって第１嵌め歯に加 えられた駆動方向では、前記調節リングを前記制動隙間を減少する方向に回転す るのに十分なトルクが第２嵌め歯を介して前記調節リングに伝達されるが、それ でも制動隙間があるように構成されている、ことを特徴とする請求項８に記載の ディスクブレーキアッセンブリ。 １０．前記嵌め歯（６２、６５）のいずれか又は両方の歯の噛み合いとその協働 部品との間に、前進プレートを所期の制動隙間と同じだけ軸線方向に移動する前 記回転プレートの回転量と等しい回転隙間が提供される、ことを特徴とする請求 項８又は９に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 １１．ブレーキを手動で再設定できるようにする手動式調節装置（７０）が設け られている、ことを特徴とする請求項７、８、又は９に記載のディスクブレーキ アッセンブリ。 １２．前記手動式調節装置（７０）は、前記自動式調節装置（６０）の前記第２ 嵌め歯と協働するか或いは前記調節リング（５０）と直接協働する嵌め歯（７３ ）が設けられた軸線方向ボルト（７１）を含む、ことを特徴とする請求項１１に 記載のディスクブレーキアッセンブリ。 １３．前記自動式調節装置の前記第１嵌め歯は、前記回転プレートの周囲の少な くとも一部に設けられた歯と協働する、ことを特徴とする請求項７乃至１２のう ちのいずれか一項に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 １４．前記第２嵌め歯は、前記調節リングの外周又は内周のいずれかの歯が設け られた部分と協働する、ことを特徴とする請求項７乃至１３のうちのいずれか一 項に記載のディスクブレーキアッセンブリ。 １５．前記パッドアッセンブリはカーボン製摩擦ライニングを有し、前記ロータ はカーボン製ロータを含む、ことを特徴とする請求項１乃至１４のうちのいずれ か一項に記載のディスクブレーキアッセンブリ。