JP2004068977A - クサビ作動式ディスクブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】制動操作を解除したとき、ピストンがシリンダ部の壁面との間に生じる摩擦係合力に抗してその軸方向に戻されて、パッドの引きずり現象が抑制されるようにすること。
【解決手段】アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力をクサビ伝達機構50にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換することにより、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に嵌合したピストン14がその軸方向に駆動されて、パッド12をディスクロータ11に向けて押動するように構成したクサビ作動式ディスクブレーキ装置において、ピストン14をその軸方向に戻す弾性部材(皿ばね18)を設けるとともに、ピストン14とシリンダ部15b間にピストン14の軸方向移動を円滑とする軸受16を設けた。
【選択図】 図2
【解決手段】アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力をクサビ伝達機構50にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換することにより、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に嵌合したピストン14がその軸方向に駆動されて、パッド12をディスクロータ11に向けて押動するように構成したクサビ作動式ディスクブレーキ装置において、ピストン14をその軸方向に戻す弾性部材(皿ばね18)を設けるとともに、ピストン14とシリンダ部15b間にピストン14の軸方向移動を円滑とする軸受16を設けた。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クサビ作動式ディスクブレーキ装置、特に、アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力をクサビ伝達機構にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換することにより、シリンダ部に軸方向へ摺動可能に嵌合したピストンがその軸方向に駆動されて、パッドをディスクロータに向けて押動するように構成したクサビ作動式ディスクブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のディスクブレーキ装置は、例えば、特開昭62−127533号公報に示されていて、このディスクブレーキ装置においては、クサビ伝達機構とパッド間にてピストンがシリンダ部に嵌合されていて、制動操作を解除してブレーキ作動出力を無くすことにより、ピストンによるパッドのディスクロータへの押動を無くすことができて、制動を解除することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除しても、ピストンがシリンダ部の壁面との間に生じる摩擦係合力によりその軸方向移動を阻害されて保持されるおそれがある。このため、パッドがディスクロータから離れ難くて、パッドの引きずり現象が発生するおそれがある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、上記したクサビ作動式ディスクブレーキ装置において、前記ピストンをその軸方向に戻す弾性部材を設けたことに特徴がある。この場合において、前記ピストンと前記シリンダ部間に、前記ピストンの軸方向移動を円滑とする軸受を設けることが望ましい。
【0005】
【発明の作用・効果】
本発明によるクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、制動操作に応じてアクチュエータが作動すると、アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力がクサビ伝達機構にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換され、このブレーキ作動出力によりピストンがその軸方向に駆動される。このため、ピストンがパッドをディスクロータに向けて押動してディスクロータに圧接させ、ディスクロータを制動する。
【0006】
また、このクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除すると、ブレーキ作動入力およびブレーキ作動出力が無くなって、ピストンによるパッドのディスクロータへの押動が無くなる。このため、パッドによるディスクロータの制動が解除される。
【0007】
ところで、このクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、シリンダ部に軸方向へ摺動可能に嵌合したピストンをその軸方向に戻す弾性部材が設けられているため、制動操作を解除したときには、ピストンが弾性部材によりシリンダ部の壁面との間に生じる摩擦係合力に抗してその軸方向に戻される。このため、ピストンとディスクロータ間には、パッドのディスクロータからの離間を許容する隙間が形成される。したがって、パッドはディスクロータから容易に離間することが可能となり、パッドの引きずり現象が抑制される。
【0008】
また、本発明の実施に際して、ピストンとシリンダ部間にピストンの軸方向移動を円滑とする軸受を設けた場合には、上記したピストンが弾性部材により軸方向に戻される作動を円滑に行うことができて、パッドの引きずり現象を的確に抑制することが可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図4は本発明を車両用のディスクブレーキ装置に実施した実施形態を示していて、この実施形態のディスクブレーキ装置は、車輪(図1にはタイヤリムの内径位置Wrが仮想線にて示してある)と一体的に回転するディスクロータ11を挟持可能な一対のインナパッド12およびアウタパッド13と、これら各パッド12,13をそれぞれディスクロータ11の各制動面に向けてロータ軸方向に押動可能なピストン14およびキャリパ15を備えている。
【0010】
また、この電気式ディスクブレーキ装置は、ピストン14とキャリパ15にロータ軸方向の押動力を付与するための電気モータ20、歯車伝達機構30、ネジ送り機構40およびクサビ伝達機構50を備えるとともに、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間を自動的に調整するための隙間自動調整機構60を備えている。
【0011】
インナパッド12は、図2に示したように、ピストン14によってディスクロータ11に向けて押動・押圧される構成であり、アウタパッド13は、キャリパ15の反力アーム部15aによってディスクロータ11に向けて押動・押圧される構成である。また、各パッド12,13は、マウンティング(図示省略の支持ブラケットで車体に組付けられるもの)にロータ軸方向へ移動可能に組付けられるようになっていて、制動時の制動トルクはマウンティングにて受け止められるようになっている。
【0012】
ピストン14は、キャリパ15のシリンダ部15bに固体潤滑材等からなりピストン14の軸方向移動を円滑とする円筒状の軸受16を介してシリンダ軸方向へ摺動可能かつ回転可能に組付けられていて、キャリパ15間に座板17とともに介装した皿ばね18によりディスクロータ11から離間するピストン軸方向に付勢されている。また、ピストン14には、隙間自動調整機構60の構成要素であるアジャストホイール61とアジャストナット62が一体的に設けられている。
【0013】
キャリパ15は、上記した反力アーム部15aとシリンダ部15bを有するとともに、連結アーム部15cを有していて、連結アーム部15cにてマウンティングに周知のようにしてロータ軸方向へ移動可能に組付けられている。また、このキャリパ15には、主としてクサビ伝達機構50を収容する第1ハウジング71と、主としてネジ送り機構40を収容する第2ハウジング72と、主として歯車伝達機構30を収容する第3ハウジング73が一体的に組付けられている。
【0014】
電気モータ20は、ブレーキペダル(図示省略)等による制動操作に応じて正方向に回転駆動され制動解除操作に応じて逆方向に回転駆動される回転軸21を有していて、この回転軸21がネジ送り機構40のネジ軸41に対して並列(略平行)に配置されるようにして、第2ハウジング72に組付けられている。
【0015】
歯車伝達機構30は、電気モータ20における回転軸21の回転駆動力をネジ送り機構40の入力要素であるネジ軸41に回転駆動力として減速して伝達するものであり、電気モータ20とネジ送り機構40との間に介装されている。この歯車伝達機構30は、電気モータ20の回転軸21に一体的に組付けた入力歯車31と、第2ハウジング72に回転自在に組付けられて入力歯車31と常時噛合する中間歯車32と、ネジ送り機構40におけるネジ軸41の端部に一体的に形成されて中間歯車32と常時噛合する出力歯車33を備えていて、入力歯車31が出力歯車33より小径とされて減速可能である。
【0016】
ネジ送り機構40は、電気モータ20の回転駆動力をネジ軸方向駆動力に変換してクサビ伝達機構50に伝達するものであり、第2ハウジング72に回転可能に組付けたネジ軸41と、このネジ軸41のネジ部上に組付けられて第2ハウジング72にネジ軸方向へ移動可能かつ回転不能に組付けたボールナット42と、このボールナット42に連結ピン43を介して一体的に連結した連結スリーブ44と、この連結スリーブ44とクサビ伝達機構50のクサビ部材51を一体的に連結する連結ピン45を備えている。
【0017】
クサビ伝達機構50は、ネジ送り機構40から伝達されるネジ軸方向の駆動力(直線的なブレーキ作動入力)をピストン軸方向の駆動力(ブレーキ作動出力)に変換してピストン14に伝達するものであり、ピストン14の端部に組付けたピストン側プレート52と、このピストン側プレート52に対向して配置されて第1ハウジング71に一体的に組付けた反ピストン側プレート53と、これら両プレート52,53間に配置されて各プレート52,53に対してそれぞれ一対のローラ54を介して係合するクサビ部材51を備えている。
【0018】
クサビ部材51は、図2および図3に示したように、反ピストン側を傾斜面とするクサビ面51a,51bを有していて、各クサビ面51a,51bには各ローラ54が転動可能に係合している。ピストン側プレート52は、ピストン14の端部に、ピストン軸方向には一体的に移動可能に、かつピストン軸周りには回転可能に組付けられている。また、ピストン側プレート52は、クサビ部材51のピストン側クサビ面51aに対して平行な係合平面52aを有していて、この係合平面52aにはピストン側の各ローラ54が転動可能に係合している。
【0019】
一方、反ピストン側プレート53は、クサビ部材51の反ピストン側クサビ面51bに対して平行な係合斜面53aを有していて、この係合斜面53aにはピストン側の各ローラ54が転動可能に係合している。反ピストン側プレート53の係合斜面53aは、ネジ送り機構40のネジ軸方向に対して略平行であり、クサビ部材51の移動方向とネジ送り機構40におけるボールナット42および連結スリーブ44の移動方向(ネジ軸方向)は略一致している。
【0020】
また、クサビ伝達機構50は、各ローラ54を回転可能に保持するとともにクサビ部材51をネジ軸方向にて直線移動可能に保持してクサビ部材51の直線移動時には両プレート52,53によりガイドされてネジ軸方向に移動可能なホルダ55を備えている。ホルダ55は、図4に示したように、クサビ部材51と両プレート52,53をネジ軸方向に対して略直交する方向(ローラ軸方向)にて挟持する一対のプレート部55aと、これら一対のプレート部55aを一体的に連結する4本の連結柱55bを備えていて、そのネジ軸方向移動量を第1ハウジング71とこれに固着したストッパボルト56によって規定されている。
【0021】
隙間自動調整機構60は、ピストン14に一体的に形成したアジャストホイール61およびアジャストナット62を備えるとともに、第1ハウジング71に支持ピン63を介して回動可能に組付けられて回動端部に形成した爪64aをアジャストホイール61のラチェット歯61aに係合可能なアジャストレバー64と、このアジャストレバー64の基端部に係合するとともに連結スリーブ44に係合するようにして介装されてアジャストレバー64を図2の時計方向へ付勢するコイルスプリング65と、連結スリーブ44に組付けられて連結スリーブ44が図1および図2の実線位置に復帰するときにアジャストレバー64を実線位置に向けて押動する押動ピン66と、アジャストナット62に回転可能に螺合されかつインナパッド12の裏板に設けた突起12aに係合して回転不能なアジャストボルト67を備えている。
【0022】
なお、アジャストボルト67の突出部外周には、シール用のブーツ68が装着されていて、このブーツ68の外周端は、キャリパ15に形成した環状の溝15dに嵌合固定されている。また、アジャストホイール61とクサビ伝達機構50のピストン側プレート52間には、ピストン側プレート52とアジャストホイール61間の相対回転を良好とするためのスラスト軸受69が介装されている。
【0023】
この隙間自動調整機構60においては、制動操作に伴って連結スリーブ44が図1および図2の実線位置から仮想線位置まで移動するとき、原位置にあるアジャストレバー64がネジ軸方向駆動力(ブレーキ作動入力)の一部によりコイルスプリング65を介して図2の時計方向に回動され、また制動操作の解除に伴ってアジャストレバー64が押動ピン66に押され図2の反時計方向に回動されて原位置に復帰する。
【0024】
ところで、制動操作に伴ってアジャストレバー64が図2の時計方向に回動されるときには、アジャストレバー64の爪64aがアジャストホイール61のラチェット歯61aに係合してアジャストホイール61を回転させるものの、制動操作の解除に伴ってアジャストレバー64が図2の反時計方向に回動されるときには、アジャストレバー64の爪64aがアジャストホイール61のラチェット歯61aから離間してアジャストホイール61を回転させない。
【0025】
このため、この隙間自動調整機構60においては、制動操作に伴って、アジャストホイール61がアジャストレバー64により回転されてピストン14が一体的に回転し、このピストン14の回転によりアジャストナット62に螺合しているアジャストボルト67がディスクロータ11に向けて突出して、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間が自動的に調整される。
【0026】
なお、アジャストレバー64における爪64aの復帰移動量がアジャストホイール61に形成したラチェット歯61aのピッチ相当量以上となったときには、アジャストレバー64の爪64aが原位置に復帰したときに次のラチェット歯61aと係合する。このため、その後の制動操作時には、アジャストレバー64の爪64aが次のラチェット歯61aと係合してアジャストホイール61を回転することで、上記した隙間が調整される。
【0027】
上記のように構成したこの実施形態の電気式ディスクブレーキ装置においては、ブレーキペダル(図示省略)等による制動操作により電気モータ20の回転軸21が正方向(制動方向)に回転駆動されると、電気モータ20の回転駆動力が歯車伝達機構30を介してネジ送り機構40のネジ軸41に伝達され、このネジ送り機構40にてネジ軸方向の駆動力に変換される。
【0028】
また、このネジ送り機構40にてネジ軸方向に変換された駆動力は、ボールナット42から連結ピン43、連結スリーブ44、連結ピン45を介してクサビ部材51に伝達され、クサビ伝達機構50にてピストン軸方向の駆動力に変換されて、ピストン側プレート52からスラスト軸受69を介してピストン14に伝達される。
【0029】
このため、ピストン14がその軸方向に駆動されてインナパッド12をディスクロータ11に向けて押動・押圧するとともに、その反力によりキャリパ15の反力アーム部15aがアウタパッド13をディスクロータ11に向けて押動・押圧し、インナパッド12とアウタパッド13がディスクロータ11を挟持する。これにより、各パッド12,13とディスクロータ11間に制動力が発生して、ディスクロータ11が制動される。
【0030】
また、この実施形態の電気式ディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除すると、電気モータ20の回転軸21が逆方向(制動解除方向)に所定量回転駆動されるため、ブレーキ作動入力およびブレーキ作動出力が無くなって、ピストン14によるインナパッド12のディスクロータ11への押動・押圧が無くなる。このため、インナパッド12によるディスクロータ11の制動が解除される。
【0031】
ところで、このディスクブレーキ装置においては、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に嵌合したピストン14をその軸方向に戻す皿ばね18が設けられているため、制動操作を解除したときには、ピストン14が皿ばね18によりシリンダ部15bの壁面との間に生じる摩擦係合力に抗してその軸方向に戻される。このため、ピストン14とディスクロータ11間には、インナパッド12のディスクロータ11からの離間を許容する隙間が形成される。したがって、インナパッド12はディスクロータ11から容易に離間することが可能となり、インナパッド11の引きずり現象が抑制される。
【0032】
また、このディスクブレーキ装置においては、ピストン14とシリンダ部15b間にピストン14の軸方向移動を円滑とする軸受16を設けたため、上記したピストン14が皿ばね18により軸方向に戻される作動を円滑に行うことができて、インナパッド12の引きずり現象を的確に抑制することが可能である。
【0033】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間を自動的に調整するための隙間自動調整機構60を、ピストン14のクサビ伝達機構側端部外周に設けたアジャストホイール61と、ピストン14の内周に設けたアジャストナット62と、アジャストホイール62に係合する爪64aを有してネジ軸方向の駆動力(ブレーキ作動入力)によりスプリング65を介して回動されるアジャストレバー64と、アジャストナット62に螺合されるとともにパッド12に係合して回転不能なアジャストボルト67等により構成した。
【0034】
このため、ピストン14のクサビ伝達機構側端部外周を除いて、ピストン14をシリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に組付けることが可能であり、ピストン14が軸方向へ摺動可能かつ回転可能に組付けられるシリンダ部15bの軸方向長さに制限がある場合にも、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に組付けられるピストン14の軸方向長さを十分に確保することが可能である。したがって、このディスクブレーキ装置においては、搭載性の向上と、ピストン14の傾倒に起因するパッド偏摩耗の抑制を図ることが可能である。
【0035】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、クサビ伝達機構50のホルダ55によって、各ローラ54が回転可能に保持されるとともに、クサビ部材51が直線移動可能に保持されていて、クサビ部材51の直線移動時には、ホルダ55がピストン側プレート52と反ピストン側プレート53によりガイドされてネジ軸方向に移動する。
【0036】
このため、両プレート52,53、各ローラ54、クサビ部材51等各部材の位置関係と、両プレート52,53に対するクサビ部材51の移動方向とをホルダ55にて規定することが可能である。したがって、両プレート52,53と各ローラ54等は、クサビ部材51に対して正規の位置に保持されて、所期のクサビ効果を安定して得ることが可能であり、ブレーキ出力効率を安定させることが可能である。
【0037】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20の作動によって歯車伝達機構30とネジ送り機構40を介して得られるネジ軸方向の駆動力(直線的なブレーキ作動入力)がクサビ部材51に引っ張り力として作用するように構成したため、ブレーキ作動入力の作用方向とクサビ部材51の移動方向が一致しなくて一直線上にない場合でも、連結スリーブ44(クサビ部材51にブレーキ作動入力を伝達する荷重伝達部材)からクサビ部材51への荷重伝達が安定して得られる。したがって、ブレーキ作動入力がクサビ部材51に押し付け力として作用する場合に比して、連結スリーブ44からクサビ部材51に荷重伝達がなされる際の荷重伝達ロスを低減して荷重伝達効率を高めることが可能であり、ブレーキ出力効率を向上させながら安定させることが可能である。
【0038】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20とネジ送り機構40との間に、電気モータ20の回転駆動力をネジ送り機構40のネジ軸41に回転駆動力として伝達する歯車伝達機構30を介装したため、歯車伝達機構30の構成を適宜に設定することにより、ネジ送り機構40に対する電気モータ20のレイアウトを適宜に設定することが可能である。したがって、この電気式ディスクブレーキ装置においては、ネジ送り機構40に対する電気モータ20の配置自由度を増すことができて、電気モータ20とネジ送り機構40からなる構成体の軸方向寸法を短く構成することが可能であり、当該電気式ディスクブレーキ装置の搭載性を向上させることが可能である。
【0039】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20の回転軸21をネジ送り機構40のネジ軸41に対して並列に配置(略平行に配置)したため、電気モータ20をネジ送り機構40に対してコ字状にコンパクトに配置することができて、当該電気式ディスクブレーキ装置の小型化を図って搭載性を更に向上させることが可能である。また、歯車伝達機構30の出力歯車33をネジ送り機構40のネジ軸41に一体的に形成したため、当該電気式ディスクブレーキ装置の部品点数を減じて、当該電気式ディスクブレーキ装置の小型・軽量化を図るとともにコスト低減を図ることが可能である。
【0040】
上記実施形態においては、クサビ部材51に引っ張り力として作用する直線的なブレーキ作動入力が、電気モータ20、歯車伝達機構30、ネジ送り機構40等からなるアクチュエータにて得られる実施形態に本発明を実施したが、このアクチュエータに代えて、クサビ部材51に引っ張り力として作用する直線的なブレーキ作動入力が直接的に得られるようなアクチュエータ(例えば、米国特許明細書第4,235,312号に示されているエアーモータ)を採用して実施することも可能である。
【0041】
また、上記実施形態においては、可動キャリパ型のディスクブレーキ装置に本発明を実施したが、本発明は、他のタイプのディスクブレーキ装置にも、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。また、上記実施形態においては、ピストン14をその軸方向に戻す弾性部材として皿ばね18を採用して実施したが、皿ばねに代えて他の弾性部材を採用することも可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクサビ作動式ディスクブレーキ装置の一実施形態を示す部分破断側面図である。
【図2】図1に示した歯車伝達機構、ネジ送り機構、クサビ伝達機構、隙間自動調整機構等と両パッドおよびディスクロータ等との関係を示す断面図である。
【図3】図2に示したクサビ伝達機構部分の拡大断面図である。
【図4】図3の4−4線に沿った断面図である。
【符号の説明】
11…ディスクロータ、12…インナパッド、13…アウタパッド、14…ピストン、15…キャリパ、15b…シリンダ部、16…軸受、18…皿ばね、20…電気モータ、21…回転軸、30…歯車伝達機構、31…入力歯車、32…中間歯車、33…出力歯車、40…ネジ送り機構、41…ネジ軸(入力要素)、42…ボールナット、50…クサビ伝達機構、51…クサビ部材、51a,51b…クサビ面、52…ピストン側プレート、52a…係合平面、53…反ピストン側プレート、53a…係合斜面、54…ローラ、55…ホルダ、55a…プレート部、55b…連結柱、60…隙間自動調整機構、61…アジャストホイール、61a…ラチェット歯、62…アジャストナット、63…支持ピン、64…アジャストレバー、64a…爪、65…コイルスプリング、66…押動ピン、67…アジャストボルト。
【発明の属する技術分野】
本発明は、クサビ作動式ディスクブレーキ装置、特に、アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力をクサビ伝達機構にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換することにより、シリンダ部に軸方向へ摺動可能に嵌合したピストンがその軸方向に駆動されて、パッドをディスクロータに向けて押動するように構成したクサビ作動式ディスクブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のディスクブレーキ装置は、例えば、特開昭62−127533号公報に示されていて、このディスクブレーキ装置においては、クサビ伝達機構とパッド間にてピストンがシリンダ部に嵌合されていて、制動操作を解除してブレーキ作動出力を無くすことにより、ピストンによるパッドのディスクロータへの押動を無くすことができて、制動を解除することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除しても、ピストンがシリンダ部の壁面との間に生じる摩擦係合力によりその軸方向移動を阻害されて保持されるおそれがある。このため、パッドがディスクロータから離れ難くて、パッドの引きずり現象が発生するおそれがある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、上記したクサビ作動式ディスクブレーキ装置において、前記ピストンをその軸方向に戻す弾性部材を設けたことに特徴がある。この場合において、前記ピストンと前記シリンダ部間に、前記ピストンの軸方向移動を円滑とする軸受を設けることが望ましい。
【0005】
【発明の作用・効果】
本発明によるクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、制動操作に応じてアクチュエータが作動すると、アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力がクサビ伝達機構にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換され、このブレーキ作動出力によりピストンがその軸方向に駆動される。このため、ピストンがパッドをディスクロータに向けて押動してディスクロータに圧接させ、ディスクロータを制動する。
【0006】
また、このクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除すると、ブレーキ作動入力およびブレーキ作動出力が無くなって、ピストンによるパッドのディスクロータへの押動が無くなる。このため、パッドによるディスクロータの制動が解除される。
【0007】
ところで、このクサビ作動式ディスクブレーキ装置においては、シリンダ部に軸方向へ摺動可能に嵌合したピストンをその軸方向に戻す弾性部材が設けられているため、制動操作を解除したときには、ピストンが弾性部材によりシリンダ部の壁面との間に生じる摩擦係合力に抗してその軸方向に戻される。このため、ピストンとディスクロータ間には、パッドのディスクロータからの離間を許容する隙間が形成される。したがって、パッドはディスクロータから容易に離間することが可能となり、パッドの引きずり現象が抑制される。
【0008】
また、本発明の実施に際して、ピストンとシリンダ部間にピストンの軸方向移動を円滑とする軸受を設けた場合には、上記したピストンが弾性部材により軸方向に戻される作動を円滑に行うことができて、パッドの引きずり現象を的確に抑制することが可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図4は本発明を車両用のディスクブレーキ装置に実施した実施形態を示していて、この実施形態のディスクブレーキ装置は、車輪(図1にはタイヤリムの内径位置Wrが仮想線にて示してある)と一体的に回転するディスクロータ11を挟持可能な一対のインナパッド12およびアウタパッド13と、これら各パッド12,13をそれぞれディスクロータ11の各制動面に向けてロータ軸方向に押動可能なピストン14およびキャリパ15を備えている。
【0010】
また、この電気式ディスクブレーキ装置は、ピストン14とキャリパ15にロータ軸方向の押動力を付与するための電気モータ20、歯車伝達機構30、ネジ送り機構40およびクサビ伝達機構50を備えるとともに、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間を自動的に調整するための隙間自動調整機構60を備えている。
【0011】
インナパッド12は、図2に示したように、ピストン14によってディスクロータ11に向けて押動・押圧される構成であり、アウタパッド13は、キャリパ15の反力アーム部15aによってディスクロータ11に向けて押動・押圧される構成である。また、各パッド12,13は、マウンティング(図示省略の支持ブラケットで車体に組付けられるもの)にロータ軸方向へ移動可能に組付けられるようになっていて、制動時の制動トルクはマウンティングにて受け止められるようになっている。
【0012】
ピストン14は、キャリパ15のシリンダ部15bに固体潤滑材等からなりピストン14の軸方向移動を円滑とする円筒状の軸受16を介してシリンダ軸方向へ摺動可能かつ回転可能に組付けられていて、キャリパ15間に座板17とともに介装した皿ばね18によりディスクロータ11から離間するピストン軸方向に付勢されている。また、ピストン14には、隙間自動調整機構60の構成要素であるアジャストホイール61とアジャストナット62が一体的に設けられている。
【0013】
キャリパ15は、上記した反力アーム部15aとシリンダ部15bを有するとともに、連結アーム部15cを有していて、連結アーム部15cにてマウンティングに周知のようにしてロータ軸方向へ移動可能に組付けられている。また、このキャリパ15には、主としてクサビ伝達機構50を収容する第1ハウジング71と、主としてネジ送り機構40を収容する第2ハウジング72と、主として歯車伝達機構30を収容する第3ハウジング73が一体的に組付けられている。
【0014】
電気モータ20は、ブレーキペダル(図示省略)等による制動操作に応じて正方向に回転駆動され制動解除操作に応じて逆方向に回転駆動される回転軸21を有していて、この回転軸21がネジ送り機構40のネジ軸41に対して並列(略平行)に配置されるようにして、第2ハウジング72に組付けられている。
【0015】
歯車伝達機構30は、電気モータ20における回転軸21の回転駆動力をネジ送り機構40の入力要素であるネジ軸41に回転駆動力として減速して伝達するものであり、電気モータ20とネジ送り機構40との間に介装されている。この歯車伝達機構30は、電気モータ20の回転軸21に一体的に組付けた入力歯車31と、第2ハウジング72に回転自在に組付けられて入力歯車31と常時噛合する中間歯車32と、ネジ送り機構40におけるネジ軸41の端部に一体的に形成されて中間歯車32と常時噛合する出力歯車33を備えていて、入力歯車31が出力歯車33より小径とされて減速可能である。
【0016】
ネジ送り機構40は、電気モータ20の回転駆動力をネジ軸方向駆動力に変換してクサビ伝達機構50に伝達するものであり、第2ハウジング72に回転可能に組付けたネジ軸41と、このネジ軸41のネジ部上に組付けられて第2ハウジング72にネジ軸方向へ移動可能かつ回転不能に組付けたボールナット42と、このボールナット42に連結ピン43を介して一体的に連結した連結スリーブ44と、この連結スリーブ44とクサビ伝達機構50のクサビ部材51を一体的に連結する連結ピン45を備えている。
【0017】
クサビ伝達機構50は、ネジ送り機構40から伝達されるネジ軸方向の駆動力(直線的なブレーキ作動入力)をピストン軸方向の駆動力(ブレーキ作動出力)に変換してピストン14に伝達するものであり、ピストン14の端部に組付けたピストン側プレート52と、このピストン側プレート52に対向して配置されて第1ハウジング71に一体的に組付けた反ピストン側プレート53と、これら両プレート52,53間に配置されて各プレート52,53に対してそれぞれ一対のローラ54を介して係合するクサビ部材51を備えている。
【0018】
クサビ部材51は、図2および図3に示したように、反ピストン側を傾斜面とするクサビ面51a,51bを有していて、各クサビ面51a,51bには各ローラ54が転動可能に係合している。ピストン側プレート52は、ピストン14の端部に、ピストン軸方向には一体的に移動可能に、かつピストン軸周りには回転可能に組付けられている。また、ピストン側プレート52は、クサビ部材51のピストン側クサビ面51aに対して平行な係合平面52aを有していて、この係合平面52aにはピストン側の各ローラ54が転動可能に係合している。
【0019】
一方、反ピストン側プレート53は、クサビ部材51の反ピストン側クサビ面51bに対して平行な係合斜面53aを有していて、この係合斜面53aにはピストン側の各ローラ54が転動可能に係合している。反ピストン側プレート53の係合斜面53aは、ネジ送り機構40のネジ軸方向に対して略平行であり、クサビ部材51の移動方向とネジ送り機構40におけるボールナット42および連結スリーブ44の移動方向(ネジ軸方向)は略一致している。
【0020】
また、クサビ伝達機構50は、各ローラ54を回転可能に保持するとともにクサビ部材51をネジ軸方向にて直線移動可能に保持してクサビ部材51の直線移動時には両プレート52,53によりガイドされてネジ軸方向に移動可能なホルダ55を備えている。ホルダ55は、図4に示したように、クサビ部材51と両プレート52,53をネジ軸方向に対して略直交する方向(ローラ軸方向)にて挟持する一対のプレート部55aと、これら一対のプレート部55aを一体的に連結する4本の連結柱55bを備えていて、そのネジ軸方向移動量を第1ハウジング71とこれに固着したストッパボルト56によって規定されている。
【0021】
隙間自動調整機構60は、ピストン14に一体的に形成したアジャストホイール61およびアジャストナット62を備えるとともに、第1ハウジング71に支持ピン63を介して回動可能に組付けられて回動端部に形成した爪64aをアジャストホイール61のラチェット歯61aに係合可能なアジャストレバー64と、このアジャストレバー64の基端部に係合するとともに連結スリーブ44に係合するようにして介装されてアジャストレバー64を図2の時計方向へ付勢するコイルスプリング65と、連結スリーブ44に組付けられて連結スリーブ44が図1および図2の実線位置に復帰するときにアジャストレバー64を実線位置に向けて押動する押動ピン66と、アジャストナット62に回転可能に螺合されかつインナパッド12の裏板に設けた突起12aに係合して回転不能なアジャストボルト67を備えている。
【0022】
なお、アジャストボルト67の突出部外周には、シール用のブーツ68が装着されていて、このブーツ68の外周端は、キャリパ15に形成した環状の溝15dに嵌合固定されている。また、アジャストホイール61とクサビ伝達機構50のピストン側プレート52間には、ピストン側プレート52とアジャストホイール61間の相対回転を良好とするためのスラスト軸受69が介装されている。
【0023】
この隙間自動調整機構60においては、制動操作に伴って連結スリーブ44が図1および図2の実線位置から仮想線位置まで移動するとき、原位置にあるアジャストレバー64がネジ軸方向駆動力(ブレーキ作動入力)の一部によりコイルスプリング65を介して図2の時計方向に回動され、また制動操作の解除に伴ってアジャストレバー64が押動ピン66に押され図2の反時計方向に回動されて原位置に復帰する。
【0024】
ところで、制動操作に伴ってアジャストレバー64が図2の時計方向に回動されるときには、アジャストレバー64の爪64aがアジャストホイール61のラチェット歯61aに係合してアジャストホイール61を回転させるものの、制動操作の解除に伴ってアジャストレバー64が図2の反時計方向に回動されるときには、アジャストレバー64の爪64aがアジャストホイール61のラチェット歯61aから離間してアジャストホイール61を回転させない。
【0025】
このため、この隙間自動調整機構60においては、制動操作に伴って、アジャストホイール61がアジャストレバー64により回転されてピストン14が一体的に回転し、このピストン14の回転によりアジャストナット62に螺合しているアジャストボルト67がディスクロータ11に向けて突出して、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間が自動的に調整される。
【0026】
なお、アジャストレバー64における爪64aの復帰移動量がアジャストホイール61に形成したラチェット歯61aのピッチ相当量以上となったときには、アジャストレバー64の爪64aが原位置に復帰したときに次のラチェット歯61aと係合する。このため、その後の制動操作時には、アジャストレバー64の爪64aが次のラチェット歯61aと係合してアジャストホイール61を回転することで、上記した隙間が調整される。
【0027】
上記のように構成したこの実施形態の電気式ディスクブレーキ装置においては、ブレーキペダル(図示省略)等による制動操作により電気モータ20の回転軸21が正方向(制動方向)に回転駆動されると、電気モータ20の回転駆動力が歯車伝達機構30を介してネジ送り機構40のネジ軸41に伝達され、このネジ送り機構40にてネジ軸方向の駆動力に変換される。
【0028】
また、このネジ送り機構40にてネジ軸方向に変換された駆動力は、ボールナット42から連結ピン43、連結スリーブ44、連結ピン45を介してクサビ部材51に伝達され、クサビ伝達機構50にてピストン軸方向の駆動力に変換されて、ピストン側プレート52からスラスト軸受69を介してピストン14に伝達される。
【0029】
このため、ピストン14がその軸方向に駆動されてインナパッド12をディスクロータ11に向けて押動・押圧するとともに、その反力によりキャリパ15の反力アーム部15aがアウタパッド13をディスクロータ11に向けて押動・押圧し、インナパッド12とアウタパッド13がディスクロータ11を挟持する。これにより、各パッド12,13とディスクロータ11間に制動力が発生して、ディスクロータ11が制動される。
【0030】
また、この実施形態の電気式ディスクブレーキ装置においては、制動操作を解除すると、電気モータ20の回転軸21が逆方向(制動解除方向)に所定量回転駆動されるため、ブレーキ作動入力およびブレーキ作動出力が無くなって、ピストン14によるインナパッド12のディスクロータ11への押動・押圧が無くなる。このため、インナパッド12によるディスクロータ11の制動が解除される。
【0031】
ところで、このディスクブレーキ装置においては、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に嵌合したピストン14をその軸方向に戻す皿ばね18が設けられているため、制動操作を解除したときには、ピストン14が皿ばね18によりシリンダ部15bの壁面との間に生じる摩擦係合力に抗してその軸方向に戻される。このため、ピストン14とディスクロータ11間には、インナパッド12のディスクロータ11からの離間を許容する隙間が形成される。したがって、インナパッド12はディスクロータ11から容易に離間することが可能となり、インナパッド11の引きずり現象が抑制される。
【0032】
また、このディスクブレーキ装置においては、ピストン14とシリンダ部15b間にピストン14の軸方向移動を円滑とする軸受16を設けたため、上記したピストン14が皿ばね18により軸方向に戻される作動を円滑に行うことができて、インナパッド12の引きずり現象を的確に抑制することが可能である。
【0033】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、各パッド12,13とディスクロータ11間の非制動時における隙間を自動的に調整するための隙間自動調整機構60を、ピストン14のクサビ伝達機構側端部外周に設けたアジャストホイール61と、ピストン14の内周に設けたアジャストナット62と、アジャストホイール62に係合する爪64aを有してネジ軸方向の駆動力(ブレーキ作動入力)によりスプリング65を介して回動されるアジャストレバー64と、アジャストナット62に螺合されるとともにパッド12に係合して回転不能なアジャストボルト67等により構成した。
【0034】
このため、ピストン14のクサビ伝達機構側端部外周を除いて、ピストン14をシリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に組付けることが可能であり、ピストン14が軸方向へ摺動可能かつ回転可能に組付けられるシリンダ部15bの軸方向長さに制限がある場合にも、シリンダ部15bに軸方向へ摺動可能に組付けられるピストン14の軸方向長さを十分に確保することが可能である。したがって、このディスクブレーキ装置においては、搭載性の向上と、ピストン14の傾倒に起因するパッド偏摩耗の抑制を図ることが可能である。
【0035】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、クサビ伝達機構50のホルダ55によって、各ローラ54が回転可能に保持されるとともに、クサビ部材51が直線移動可能に保持されていて、クサビ部材51の直線移動時には、ホルダ55がピストン側プレート52と反ピストン側プレート53によりガイドされてネジ軸方向に移動する。
【0036】
このため、両プレート52,53、各ローラ54、クサビ部材51等各部材の位置関係と、両プレート52,53に対するクサビ部材51の移動方向とをホルダ55にて規定することが可能である。したがって、両プレート52,53と各ローラ54等は、クサビ部材51に対して正規の位置に保持されて、所期のクサビ効果を安定して得ることが可能であり、ブレーキ出力効率を安定させることが可能である。
【0037】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20の作動によって歯車伝達機構30とネジ送り機構40を介して得られるネジ軸方向の駆動力(直線的なブレーキ作動入力)がクサビ部材51に引っ張り力として作用するように構成したため、ブレーキ作動入力の作用方向とクサビ部材51の移動方向が一致しなくて一直線上にない場合でも、連結スリーブ44(クサビ部材51にブレーキ作動入力を伝達する荷重伝達部材)からクサビ部材51への荷重伝達が安定して得られる。したがって、ブレーキ作動入力がクサビ部材51に押し付け力として作用する場合に比して、連結スリーブ44からクサビ部材51に荷重伝達がなされる際の荷重伝達ロスを低減して荷重伝達効率を高めることが可能であり、ブレーキ出力効率を向上させながら安定させることが可能である。
【0038】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20とネジ送り機構40との間に、電気モータ20の回転駆動力をネジ送り機構40のネジ軸41に回転駆動力として伝達する歯車伝達機構30を介装したため、歯車伝達機構30の構成を適宜に設定することにより、ネジ送り機構40に対する電気モータ20のレイアウトを適宜に設定することが可能である。したがって、この電気式ディスクブレーキ装置においては、ネジ送り機構40に対する電気モータ20の配置自由度を増すことができて、電気モータ20とネジ送り機構40からなる構成体の軸方向寸法を短く構成することが可能であり、当該電気式ディスクブレーキ装置の搭載性を向上させることが可能である。
【0039】
また、この実施形態のディスクブレーキ装置においては、電気モータ20の回転軸21をネジ送り機構40のネジ軸41に対して並列に配置(略平行に配置)したため、電気モータ20をネジ送り機構40に対してコ字状にコンパクトに配置することができて、当該電気式ディスクブレーキ装置の小型化を図って搭載性を更に向上させることが可能である。また、歯車伝達機構30の出力歯車33をネジ送り機構40のネジ軸41に一体的に形成したため、当該電気式ディスクブレーキ装置の部品点数を減じて、当該電気式ディスクブレーキ装置の小型・軽量化を図るとともにコスト低減を図ることが可能である。
【0040】
上記実施形態においては、クサビ部材51に引っ張り力として作用する直線的なブレーキ作動入力が、電気モータ20、歯車伝達機構30、ネジ送り機構40等からなるアクチュエータにて得られる実施形態に本発明を実施したが、このアクチュエータに代えて、クサビ部材51に引っ張り力として作用する直線的なブレーキ作動入力が直接的に得られるようなアクチュエータ(例えば、米国特許明細書第4,235,312号に示されているエアーモータ)を採用して実施することも可能である。
【0041】
また、上記実施形態においては、可動キャリパ型のディスクブレーキ装置に本発明を実施したが、本発明は、他のタイプのディスクブレーキ装置にも、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。また、上記実施形態においては、ピストン14をその軸方向に戻す弾性部材として皿ばね18を採用して実施したが、皿ばねに代えて他の弾性部材を採用することも可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクサビ作動式ディスクブレーキ装置の一実施形態を示す部分破断側面図である。
【図2】図1に示した歯車伝達機構、ネジ送り機構、クサビ伝達機構、隙間自動調整機構等と両パッドおよびディスクロータ等との関係を示す断面図である。
【図3】図2に示したクサビ伝達機構部分の拡大断面図である。
【図4】図3の4−4線に沿った断面図である。
【符号の説明】
11…ディスクロータ、12…インナパッド、13…アウタパッド、14…ピストン、15…キャリパ、15b…シリンダ部、16…軸受、18…皿ばね、20…電気モータ、21…回転軸、30…歯車伝達機構、31…入力歯車、32…中間歯車、33…出力歯車、40…ネジ送り機構、41…ネジ軸(入力要素)、42…ボールナット、50…クサビ伝達機構、51…クサビ部材、51a,51b…クサビ面、52…ピストン側プレート、52a…係合平面、53…反ピストン側プレート、53a…係合斜面、54…ローラ、55…ホルダ、55a…プレート部、55b…連結柱、60…隙間自動調整機構、61…アジャストホイール、61a…ラチェット歯、62…アジャストナット、63…支持ピン、64…アジャストレバー、64a…爪、65…コイルスプリング、66…押動ピン、67…アジャストボルト。
Claims (2)
- アクチュエータの作動によって得られる直線的なブレーキ作動入力をクサビ伝達機構にてピストン軸方向のブレーキ作動出力に変換することにより、シリンダ部に軸方向へ摺動可能に嵌合したピストンがその軸方向に駆動されて、パッドをディスクロータに向けて押動するように構成したクサビ作動式ディスクブレーキ装置において、前記ピストンをその軸方向に戻す弾性部材を設けたことを特徴とするクサビ作動式ディスクブレーキ装置。
- 前記ピストンと前記シリンダ部間に、前記ピストンの軸方向移動を円滑とする軸受を設けたことを特徴とする請求項1に記載のクサビ作動式ディスクブレーキ装置。
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