JP2004225914A

JP2004225914A - ディスクブレーキパッドのバックプレート組立体

Info

Publication number: JP2004225914A
Application number: JP2004017030A
Authority: JP
Inventors: Paul Anthony Thomas; ポール・アンソニー・トーマス
Original assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking Systems UK Ltd
Current assignee: Meritor Heavy Vehicle Braking Systems UK Ltd
Priority date: 2003-01-25
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2004-08-12
Also published as: EP1441141A1; PL364502A1; ATE311551T1; DE602004000189D1; EP1441141B1; CN100374753C; US20040168868A1; BRPI0400122A; CN1517571A; GB0301799D0; DE602004000189T2; PL211830B1

Abstract

【課題】バックプレート組立体使用時に部品のガタつきの増加によって発生する騒音及び摩耗の危険性を軽減すること。
【解決手段】パッドスプリングは、所定の荷重限界までは、スプリングの中央部分に加わる径方向内向きの荷重によって、パッドスプリング末端部分が拘束されない第１の弾性リーフスプリング様のモードでスプリングが機能し、かつ、所定の荷重限界を超えると、末端部分が当接部によって拘束されて、パッドスプリングが第２の座屈モードで機能するように、当接部の間隔に対して相対的に寸法設定されており、前記第１モードではバネ定数が比較的小さく、前記第２モードではバネ定数が比較的大きいバックプレート組立体。
【選択図】図４

Description

本発明は、ディスクブレーキパッドのバックプレート組立体に関する。より詳細には、本発明は、バックプレートとパッドスプリングとを含むディスクブレーキパッドのバックプレート組立体に関する。

公知のディスクブレーキ（図１〜図３に示す）は、車両の車輪と共に回転する車輪ハブに取り付けられたディスク又はロータ（ｒｏｔｏｒ）２０を含む。ブレーキキャリア１２が、ロータ２０の回転軸線に関して固定され、車両の非回転部分（例えば、車両の支持装置（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ））に固定されている。「浮動キャリパ」型のブレーキでは、ハウジング１４に固定されたブリッジ１６を含むブレーキキャリパがキャリア１２上に滑動可能に取り付けられていて、ロータ２０の回転軸線に平行な運動を可能にしている。アクチュエータ１８は、ブレーキを機能させるのに必要な力を加えるように、ハウジング１４内に設けられた１つ又は複数のピストン又はタペット（図示せず）と連繋する。

中実のバックプレート３４に取り付けられた摩擦材料３６を含む１対のブレーキパッド２２が、摩擦材料をロータの平らな面に向けて、ロータ２０の両側に位置決めされている。パッド２２のバックプレート３４は、それぞれパッド２２の回転運動及び径方向内向きの運動を制限するためにキャリア１２の開口部３２内に設けられた垂直及び水平の当接部領域２８及び３０上に設置されている。典型的な浮動キャリパ型ブレーキでは、バックプレート３４の１つが直接に、あるいは拡張板（ｓｐｒｅａｄｅｒｐｌａｔｅ）を介してピストンに係合して、荷重を分配する。制動は、アクチュエータが、ピストンにパッド２２の１つをロータ２０に向かって押させることによって、達成される。キャリパがキャリア上で「浮動」できるので、こうすることで、両方のパッドから均等な摩擦制動荷重が加わる。

車両用ディスクブレーキパッド２２のバックプレート３４は、基本的には２つの機能を果たす。すなわち、制動時に摩擦材料上に誘起されるせん断荷重がキャリアに伝達されるような方法でブレーキの摩擦材料３６をブレーキキャリア内に滑動可能に取り付ける確固たる支持を提供し、また、制動時にブレーキタペット又はピストンから加わる圧力を摩擦材料の表面に均等に伝達／分配して、摩擦材料の磨耗をその表面全体にわたって確実に均等にする。これら２つの機能のうち前者を果たすには、リーフ型パッドスプリング２４などの弾性手段を用いて、キャリア内のパッドの関連ブレーキディスクに近付く或いは遠ざかる運動は許容しながら径方向外向きの運動を制限し、使用時のパッドのがたつき（ｒａｔｔｌｉｎｇ）を防ぐのが一般的である。

パッドスプリング２４は、通常細長く、嵌合させるとブレーキパッドバックプレート３４の径方向最外面の一部に沿って延びる。パッドスプリング２４には、通常、ブリッジ１６とハウジング１４との間の開口部を橋架けする、スプリングのほぼ中央に接触するパッドストラップ２６によって、キャリアに当てて事前にある程度負荷がかけられている。この力は、通常、スプリングの各端部付近のバックプレートとの接触によって径方向外側に反作用する。また通常、バックプレート及び／又はパッドスプリング上には、ロータ１４の回転軸線に平行にパッド２２が運動するときにパッドスプリングをバックプレート上で保持する構造が設けられている。

従来技術のバックプレート３４及びパッドスプリング２４の一例が、ＥＰ０２４８３８５（ＬｕｃａｓＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＰＬＣ）の主題であり、図３に示されている。バックプレート３４が、その径方向外面上に、内向きに湾曲したパッドスプリング２４の端部４２を保持する、周方向内側を向いた当接部分４０を含むことがわかる。スプリング２４は、パッドストラップ２６によってスプリングの中央部分４８のところで押さえられている。スプリング２４の端部４２と中央部分４８の中間に設けられた径方向内側に突き出ている耳部４６は、バックプレートがロータ２０に近付くように並びに遠ざかるように滑るときにスプリングをバックプレート１２上で保持する。パッドスプリング２４がその両端部で拘束されているので、中央部分４８の径方向内側へのたわみは、パッドスプリングの弾性座屈の結果としてしか起こらない（すなわち、パッドスプリング２４の端部４２と中央部４８の中間部分は、中央部が径方向内側に向かってたわむと径方向外側に向かってたわむはずである）。したがって、パッドスプリングは、高いバネ定数（ｓｐｒｉｎｇｒａｔｅ）を有する（スプリング１８の中央部分４８の径方向内側への単位たわみ量当たりの荷重が大きい）。このことは、騒音及び磨耗を発生する、キャリア内でのバックプレート１２のがたつきの傾向を低減させる分だけ有利である。しかし、バックプレート１２をブレーキディスクに向かって滑らせるのに必要な力が増大し、その結果、バックプレートをロータに向かって滑らせるのに必要な荷重がかなり大きくなり、キャリパをキャリアに対して相対的に滑らせるのに必要な荷重が増大する。

一方、ＷＯ９２／００４６５（Ｋｎｏｒｒ−Ｂｒｅｍｓｅ）は、パッドスプリングの周方向端部が拘束されていないバックプレート組立体を開示している。すなわち、荷重が加わると、保持孔の周方向内縁部が保持突出部に接する前に、パッドスプリングの中央部がバックプレートの径方向外面に接する。パッドスプリングの各端部付近にある隆起部分は、それらのそれぞれの形状及び間隔が理由で、パッドスプリングの湾曲した端部を拘束することができない。この配置は、滑り荷重を低減させるが、使用時に部品のがたつきの増加によって発生する騒音及び磨耗の危険性を増大させる。
ＥＰ０２４８３８５ＷＯ９２／００４６５

本発明は、従来技術の問題を克服する、あるいは少なくとも軽減することを目的とする。

本発明の一態様によれば、バックプレートとパッドスプリングとを含むディスクブレーキパッドバックプレート組立体が提供され、このバックプレート及び／又はパッドスプリングが、パッドスプリングをバックプレートに取り付けるための保持手段と、パッドスプリングの末端部分の横方向の運動を制限できるように配置された、周方向に離隔された当接部とを含んでおり、このパッドスプリングが、所定の荷重限界までは、スプリングの中央部分に加わる径方向内向きの荷重によって、パッドスプリング末端部分が拘束されない第１の弾性リーフスプリングのようなモードでスプリングが機能するように、また、所定の荷重限界を超えると、末端部分が当接部によって拘束されて、パッドスプリングが第２の座屈モードで機能するように、当接部の間隔に対して相対的に寸法設定されており、前記第１モードではバネ定数が比較的小さく、前記第２モードではバネ定数が比較的大きい。

ここで本発明の実施形態について、単なる一例として添付の図面に即して説明する。

図４及び図５は、本発明の一実施形態によるディスクブレーキパッドバックプレート組立体１３３を示す。組立体１３３は、前述の従来技術のディスクブレーキ１０に嵌合させることができる。組立体１３３は、バックプレート１３４を含んでおり、そのバックプレートに摩擦材料（図示せず）が固定されている。バックプレートは、その径方向外側面１３５上に、周方向に離隔された１対の当接部１４０を含む。また、径方向外側に向かって延びている１対の突出部１５０などのパッドスプリング保持手段が、当接部１４０の間に配置され、バックプレート１３４の径方向外側面１３５から突き出ている。

図４からわかるように、パッドスプリング１２４は、細長くなっていて、中央領域１４８と末端領域１４９とを有する。パッドスプリング１２４は、バックプレート１３４に嵌合させたとき、使用時のロータ２０に近付く或いは遠ざかるバックプレート１３４の運動軸線Ｙ−Ｙを横切る周方向に延びる。スプリングには、上を向いた端部１４２と、突出部１５０がその中に嵌合できるように末端領域１４９に位置決めされた２つのスロット１５２とが設けられている。バックプレート１３４上の当接部１４０は、パッドスプリングの上を向いた端部１４２がそれらの上で滑らないような形をしている。パッドストラップ１２６は、公知のように、パッドスプリング１２４の中央部分１４８を押さえる。

パッドスプリング１２４を突出部１５０上に嵌める前に、スプリングは、図５に示されているよりも小さな曲率半径をもったアーチ形状をしている。パッドスプリング１２４をバックプレートに嵌合させるには、それを、スロット１５２が両方の突出部１５０に嵌合する程度の量だけ圧迫しなければならない。嵌合した後には、ある程度の量の緩和が起こって、スロット１５２の周方向の最外側縁部が突出部１５０の最外側の径方向面に接触し、その結果、組立体１３３をブレーキ１０内に取り付ける前にスプリングがバックプレート１３４上で保持される。他の実施形態では、突出部１５０がこの周方向保持機能を果たさないことがある。嵌合しているときの中央部分１４８の高さが、線１６０で表されている。

図５において、ディスクブレーキ１０上のバックプレート組立体１３３が、パッドストラップ１２６が所定の位置にある組み立てられた状態で示されている。パッドストラップ１２６がスプリング１２４の中央部分１４８を押さえ付けているので、スロット１５２の周方向の最外側縁部がもはや突出部１５０に接触していないが、これらの穴１５２の周方向の最内側縁部と突出部１５０との間に間隔が残されていることに留意すべきである。この組み立てられた状態は、線１６２に相当し、パッドストラップ１２６とバックプレートの外側面１３５との間には距離Ｓがある。

図６を参照すると、パッドスプリング１２４の荷重−たわみ特性が線１６８で示されており、端部が拘束されているパッドスプリング（例えば、ＥＰ０２４８３８５の部品）の荷重−たわみ特性が線１７０で、端部が拘束されていないスプリング（例えば、ＷＯ９２／００４６５の部品）の特性が線１７２で示されている。それぞれのバックプレートに嵌合しているが、ブレーキ内で組み立てられていないとき（線１６０）の各スプリングの荷重及びたわみを、データとして取得する。負荷及びたわみがゼロの位置１６０から、組み立てた状態のたわみ１６２まで、スプリング１２４のバネ定数は、かなり小さい。

例えば、バックプレートが嵌合された車両が起伏のある土地を走行することによって、バックプレート１３４が径方向外向きの加速荷重に曝されるときには、荷重によってストラップ１２６とバックプレートの中央領域１４４との間の距離Ｓが減少する。このことが次に、スプリング１２４をその長さ方向に沿ってまっすぐに伸ばさせ、それらの端部１４２を周方向外側に向かって滑らせて当接部１４０に接触させる。こうすることで、ＷＯ９２／００４６５に開示の従来技術のバックプレート組立体の操作モードと同様の、パッドスプリング１２４の第１の「リーフスプリング」操作モードが引き起こされる。この時点で、たわみ１６４に達する。

その後、位置１６６まで、バックプレートの径方向最外側面１３５に向かってさらにたわむと、バネ定数がきわめて高くなる。これは、スプリング１２４が、中央部分１４８が引き続きまっすぐに伸ばされて中央部分と端部の中間部分が径方向外面１３５から遠ざかるように湾曲する、たわみの第２の弾性「座屈」モードに入るからである。

前述の２つのモードを使用する操作により、通常操作時にはキャリアに当てられたバックプレートの滑り荷重及びキャリアに対するキャリパの滑り荷重を小さくするが、バックプレートが径方向の大きな加速に曝されるときには荷重を増加させてがたつきを最小限に抑えるので、バックプレート１３４及びキャリア１２の当接部分２８及び３０の騒音ならびに磨耗が最小限に抑えられることが明らかである。このことを、線１７０の事例のような、嵌合された状態であるたわみ１６２の位置で滑り力の要件が大きい従来技術のスプリングと対比させることができ、さらに大きなたわみの位置でのバネ定数が小さく、そのことが磨耗及び騒音の増加をまねくことのある線１７２とも対比させることができる。

本発明の範囲内で多数の変更を実施できることを理解すべきである。例えば、パッドスプリングをバックプレートに固定する代替手段を採用することができ、同様にパッドスプリング端部及び当接部の他の適した形状（例えば、内側に湾曲した端部やまっすぐな端部など）を採用することもできる。周方向の拘束を、必ずしもスプリングの末端部にする必要はない。例えば、周方向の拘束をもたらす当接部を、スロットの周方向内側縁部を拘束する、突出部の周方向内側面にすることができる。第１モードから第２モードへの転換は、当接部の間隔に対して相対的にスプリングの長さを変更することによって変化させることができる。

従来技術のディスクブレーキパッドバックプレート組立体が組み込まれているディスクブレーキの平面図である。図１のディスクブレーキの端面図である。キャリアの一部分と、図１及び図２のある種の従来技術のディスクパッド及びパッドスプリングの立面図である。本発明の実施形態によるバックプレート組立体の平面図である。図４の軸Ｘ−Ｘに沿った断面図である。パッドスプリングの一端がその対応する当接部に隣接している様子を示す、図５の丸で囲まれた部分の断面図である。従来技術のバックプレート組立体と比較した、本発明のバックプレート組立体の荷重−たわみ特性を示すグラフである。

符号の説明

１２４パッドスプリング１２６パッドストラップ
１３３バックプレート組立体１３４バックプレート
１４０当接部１５０突出部
１５２スロット

Claims

バックプレートとパッドスプリングとを含むディスクブレーキパッドのバックプレート組立体であって、前記バックプレート及び／又はパッドスプリングが、パッドスプリングをバックプレートに取り付けるための保持手段と、パッドスプリングの末端部分の横方向の運動を制限できるように配置された、周方向に隔てられた当接部とを含んでおり、前記パッドスプリングは、所定の荷重限界までは、スプリングの中央部分に加わる径方向内向きの荷重によって、パッドスプリング末端部分が拘束されない第１の弾性リーフスプリング様のモードでスプリングが機能するように、また、所定の荷重限界を超えると、末端部分が当接部によって拘束されてパッドスプリングが第２の座屈モードで機能するように当接部の間隔に対して相対的に寸法設定されており、前記第１モードではバネ定数が比較的小さく、前記第２モードではバネ定数が比較的大きいバックプレート組立体。
前記パッドスプリングが径方向外側に湾曲した端部を有する、請求項１に記載のバックプレート組立体。
前記バックプレートが相補的に湾曲した当接部表面を有する、請求項２に記載のバックプレート組立体。
前記保持手段が突出部を含む、請求項１から３のいずれかに記載のバックプレート組立体。
前記突出部がバックプレートから径方向外側に延びている、請求項４に記載のバックプレート組立体。
前記パッドスプリングに、前記突出部がその中に嵌合できる相補的な孔が設けられている、請求項４又は５に記載のバックプレート組立体。
前記突出部が当接部の働きをする、請求項６に記載のバックプレート組立体。
前記パッドスプリングが湾曲した形状を有する、請求項１から７のいずれかに記載のバックプレート組立体。
請求項１から８のいずれかに記載のバックプレート組立体が組み込まれたディスクブレーキ。
前記パッドスプリングがパッドストラップによって保持される、請求項９に記載のディスクブレーキ。
請求項９又は１０に記載のディスクブレーキが組み込まれた車両。