JP2004232861A - ディスクブレーキ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】パッドががたつくのを防止する改良されたディスクブレーキ組立体を提供すること。
【解決手段】ブレーキパッドと、パッドリテーナと、ブレーキキャリパと、パッドばねとを有するディスクブレーキ組立体において、パッドリテーナが、パッドばねの平坦領域と係合してパッドの半径方向への動きを制止するよう第一の半径にて配置された平坦領域を有し、パッドリテーナが、第二の半径にてキャリパの外側部に固定されており且つ、平坦領域に隣接して屈曲部を有し、第二の半径が第一の半径よりも小さくなることを許容し、パッドばねは、屈曲部に隣接する丸味を付けた縁部を有する、ディスクブレーキ組立体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクブレーキ組立体に関する。

既知のディスクブレーキ（図１から図４に図示）は、車の車輪と共に回転し得るように車輪ハブに取り付けられた円板すなわちロータ２０を備えている。ブレーキキャリア１２は、ロータ２０の回転軸線に対して固定され、且つ、車の回転部分（例えば、車の懸架装置）に固定されている。「浮動キャリパ」型ブレーキにおいて、ハウジング１４に固定されたブリッジ部１６を備えるブレーキキャリパ１５は、ロータ２０の回転軸線に対し平行に動くのを許容し得るようにキャリア１２に摺動可能に取り付けられている。アクチュエータ１８は、ブレーキが作用するのに必要な力を付与し得るようにハウジング１４内に設けられた１つ又は２つ以上のピストン又はタペット（図示せず）と連繋している。

中実なバックプレート３４に取り付けられた摩擦材料３６を備える１対のブレーキパッド２２は、摩擦材料がロータの平坦面に面する状態でロータ２０の両側部に配置されている。パッド２２のバックプレート３４は、キャリア１２の開口部３２内にそれぞれ設けられた垂直方向及び水平方向当接領域２８、３０に着座してパッド２２の回転動作及び半径方向内方への動きをそれぞれ制止する。典型的な浮動キャリパ型ブレーキにおいて、バックプレート３４の１つは、直接に、又はスプレッダ板を介してピストンと係合して荷重を分配する。アクチュエータによりピストンがパッド２２の１つをロータ２０に向けて押すことでブレーキ作用が実現される。キャリアはキャリパにて「浮動」することができるため、この浮動により双方のパッドによって等しい摩擦ブレーキ作用荷重が付与される。

車のディスクブレーキパッド２２のバックプレート３４は、本質的に、２つの機能を果たす。すなわち、これらのバックプレートは、ブレーキ作用中、摩擦材料にて誘発されたせん断荷重をキャリアに伝達するような仕方にてブレーキの摩擦材料３６をブレーキキャリア内で摺動可能に取り付けるための堅固な支持体を提供し及びこれらバックプレートは、ブレーキ作用中にブレーキタペットすなわちピストンによって付与された圧力を摩擦材料の表面に均一に伝達し且つ分配し、摩擦材料の表面が均一に摩耗することを保証する機能を果たす。これら２つの機能の前者を実行するため、板型のパッドばね２４のような弾性手段が、関係したブレーキディスクに向けて且つブレーキディスクから離れるように動く（矢印Ａで図示）のを許容する一方で、パッドがキャリア内で半径方向外方へ動く（矢印Ｒで図示）のを制止し且つ、使用中、パッドががたつくのを防止するのが一般的である。

パッドばね２４は、典型的に、長く（細長く）且つ、装着されたとき、ブレーキパッドのバックプレート３４の半径方向最外側面の大部分に沿って伸びている。パッドばね２４は、典型的に、ブリッジ部１６とハウジング１４との間の開口部を跨ぎ且つ、ばねの略中心に接触する、パッドリテーナ２６によってキャリアに対し所定の程度の荷重が予め加えられる。この力は、典型的に、ばねの端部の各々に近接してバックプレートと接触することにより半径方向外方に反作用を及ぼす。典型的に、バックプレート及び（又は）パッドばねはパッド２２がロータ１４の回転軸線に対し平行に動く間、パッドばねをバックプレートに保持するように、形成されている。

ブレーキの作動中、ブレーキパッドのバックプレート及びパッドばねは、ブレーキディスクに向けて且つブレーキディスクから離れるように動く。リテーナ及びばねが平行でないならば（パッドばねに作用する荷重のため及び（又は）ブレーキパッドの不均一な摩耗のため）、パッドばねの端縁２５は、パッドリテーナの下側部２９に入り込み勝ちとなる。このことは、バックプレートの動きを阻止し、その結果、ブレーキ作用が妨害される可能性がある。重荷重ブレーキパッドが使用されるとき、パッドリテーナ内に入り込む傾向がより大きい、より剛性なパッドばねが必要とされるため、この問題点は増大する。

英国特許第２３５６０２７号、英国特許第２１７２３５２号及び英国特許第２１４２３９４号には、ワイヤーで出来ており且つ、ブレーキパッドの半径方向への動きを防止するために使用される典型的な既知のブレーキパッドばねが示されている。

ドイツ国特許第３２２２８５９号及びドイツ国特許第３２２７１９５号の双方には、ブレーキパッドの半径方向への動きを制止すべくパッドリテーナに当接する丸味を付けた縁部を有するパッドばねを含むディスクブレーキパッド組立体が示されている。
英国特許第２３５６０２７号 英国特許第２１７２３５２号 英国特許第２１４２３９４号 ドイツ国特許第３２２２８５９号 ドイツ国特許第３２２７１９５号

本発明の１つの目的は、改良されたディスクブレーキ組立体を提供することである。

本発明によれば、ブレーキパッドと、パッドリテーナと、ブレーキキャリパと、パッドばねとを有するディスクブレーキ組立体であって、パッドリテーナがパッドばねの平坦領域と係合してパッドの半径方向への動きを制止するよう第一の半径にて配置された平坦領域を有し、パッドリテーナが、第二の半径にてキャリパの外側部に固定されており且つ、平坦領域に隣接して屈曲部を有し、第二の半径が第一の半径よりも小さくなることを許容し、パッドばねは、屈曲部に隣接する丸味を付けた縁部を有する、ディスクブレーキ組立体が提供される。

好ましくは、より小さい半径にてパッドリテーナをキャリパの外側部に固定することにより、より小型の組立体を提供できることになり、また、屈曲部に隣接してパッドばねに丸味を付けた縁部を設けることにより、ばねがパッドリテーナ内に入り込まないことを保証できる一方で、外側パッドが既知の設計のものよりも更に外側に配置されるようにキャリパを設計することが可能になる。このことにより、ブレーキパッドが既知の設計のものよりも摩擦材料の厚さをより厚くすることが可能になる。これと代替的に、丸味を付けた縁部を提供することにより、外側パッドが既知の設計のものと同一の位置に配置されるようにキャリパを設計することを可能になり、このため、パッドリテーナを固定する、屈曲部の外側の構成要素は、より内側の位置にあるように設計され、これによりブレーキキャリパに対する全体的な空間領域が減少されるようにしてもよい。

好ましくは、パッドばねは、開口を有して、該開口内に、パッドばねと支持体との軸方向への動きを制止すべくブレーキパッドのバックプレートからの突出部が配置されるようにする。

上記ディスクブレーキ組立体において、屈曲半径は、４ｍｍから８ｍｍの範囲、好ましくは、５ｍｍから７ｍｍの範囲、より好ましくは、５．２５から６．７５ｍｍの範囲である。

次に、添付図面を参照しつつ、単に一例としてのみ本発明について説明する。

図５から図７を参照すると、ディスクブレーキパッド組立体１３３及びブレーキキャリパ１１５を有する、本発明によるディスクブレーキ組立体１２９が図示されている。新規な組立体１３３は、上述したように先行技術のディスクブレーキ１０内に装着することができる。組立体１３３は、摩擦材料１２２が固着されるバックプレート１３４を有するブレーキパッド１３１を備えている。バックプレートは、その半径方向外端縁１３５にて円周方向に隔てられた当接部１４０の形態をした１対の湾曲面を備えている。バックプレート１３４は、また、バックプレート１３４の半径方向外端縁１３５から突き出し且つ、当接部１４０の間に配置された１対の半径方向外方に伸びるラグすなわち突起１５０の形態をした突出部も有している。

図５及び図６から理解し得るように、パッドばね１２４は長（細長）く、長さＬを有しており、またばねの長さの途中までの中央部分１４８と、端部領域１４９とを有している。中央部分は、ばねの最大幅Ｗ２を画成し、ばねの残りの部分は、縮小幅Ｗ１を有している。ばねは、薄板金属から押抜きされ且つ、典型的に厚さ１ｍｍである。

バックプレート１３４に装着されたとき、パッドばね１２４は、使用時、ロータ２０に向けて且つロータ２０から離れる方向（矢印Ａで図示）に向けてバックプレート１３４の動作軸線を横切る横方向の円周方向に伸びている。ばねには、上向き端部１４２と、耳状の突起１５０が貫通するように嵌まるように端部領域１４９に配置されたスロット１５２の形態をした２つの開口とが設けられている。バックプレート１３４の当接部１４０は、パッドばねの上向き端部１４２がこれら当接部に沿って摺動するのが防止されるような形状とされている。突起１５０をスロット１５２内に配置することにより、ばねと支持体とが軸方向に相対的に動くのを防止されることになる。

取り付けられたとき、上向き端部１４２は、その関係した当接部１４０から僅かに隔てられることが、図６から分かる。同様に、スロット１５２の各々の周端部は、その関係した突起１５０から僅かに隔てられる。図３を参照すると、取り付けられたとき、ばね端部４２は、そのそれぞれの当接部４０と恒久的に係合していることが示されている。この恒久的な係合は、ばね２４がバックプレートに対して傾く傾向を軽減する。組立体１３３には同様の構造部が存在しないことが分かる。このため、パッドばねの穴を貫通して突き出す突起を有するブレーキバックプレートであるようにした設計の各々は、ばねがパッドに対して傾く傾向が本来的により大きいから、本発明は、かかる設計のものに特に適用可能である。

本発明のその他の実施の形態において、その他の手段によって軸方向への動きを防止してもよい。例えば、本発明によるばねは、支持体に巻き付く突出部（先行技術の突出部４６（図３）と同様）を有することができる。

パッドリテーナ１２６の半径方向内面１２７は、パッドばね１２４の中央部分１４８を該中央部分に当接することで押え付ける。内面１２７は、実質的に平坦である。パッドリテーナ１２６と接触したパッドばねの領域は面１７０を画成する。図８を参照すると、面１７０は、実質的に平坦な部分１８０と、半径Ｑの２つの丸味を付けた縁部１７１とを有する輪郭形状によって画成されている。図８を参照すると、丸味を付けた縁部１７１は、対称であり、これにより丸味を付けた縁部が曲がり部１２６Ａに隣接することを保証しつつ、パッドばね１２４を両方向にブレーキパッド１３１の周りに装着することを許容する。その他の実施の形態において、この輪郭形状は楕円形であってもよい。

典型的に、ばねは、ばねスチールのような典型的にスチールである薄板金属から製造される。典型的に、ブランクすなわち半加工品は、薄板金属（穴１５２を有するか、又は、これと代替的に、これらの穴は、後の段階で押抜いてもよい）から押し抜かれる。次に、ブランクは、必須の最終的形状を形成し得るように、その後にプレス工程が行われる。好ましくは、丸味を付けた縁部１７１は、プレス工程の一部として形成してもよい。

パッドリテーナは、ボルト１７３の形態をした固定構造部によってブレーキキャリパ１１５の外端部１８９に固定されている。図７の点線１７７は、ディスクブレーキ組立体が装着される車輪の内側輪郭を示す。組立体の間の空間、特に、パッドリテーナと車輪の輪郭との間の空間は狭小となることが分かる。このように、キャリパ１１５に取り付けられたパッドリテーナは、提供された空間内に位置し得るような形状とされる。パッドリテーナの表面１２７の半径はＲ１であり、固定構造部の半径はＲ２（空間領域にて見たとき、当然にＲ１以下）である。その双方の半径の中心は、車輪の軸線（Ｐで図示）である。固定構造部の位置をブレーキキャリパ１１５に受け入れるため、リテーナは、曲がり部１２６Ａの形態をした屈曲部を有している。曲がり部１２６Ａは、パッドばねの表面１７０の丸味を付けた縁部の半径Ｑと実質的に等しい半径Ｔを有している。上記ディスクブレーキ組立体において、Ｔ、及びＱは、４ｍｍから８ｍｍの範囲、好ましくは、５ｍｍから７ｍｍの範囲、より好ましくは、５．２５から６．７５ｍｍの範囲である。この実施の形態において、Ｔ及びＱは、５．２５ｍｍから６．７５ｍｍの範囲にある。その他の実施の形態において、この範囲は拡大することができる。特に、曲がり部１２６Ａは、ボルト１７３が面１２７よりも小さい半径であることに順応する。リテーナは、更なる曲がり部１２６Ｂを有している。

別の実施の形態において、パッドリテーナは、折り返し部又は曲線部の形態をした屈曲部又は、第二の半径Ｒ２を第一の半径Ｒ１よりも小さくすることを許容する任意のその他の構造部を有することができる。

屈曲部に隣接してパッドばねに丸味を付けた縁部を提供することにより、パッドばねが屈曲部内に噛み込まないことが保証される。
パッドばね１２４を突起１５０に装着する前、ばねは、図６に図示したものよりも短い曲率半径を有する円弧状輪郭形状を備えている。パッドばね１２４をバックプレートに装着するためには、スロット１５２が双方の突起１５０に装着するように所定の程度だけパッドばねを圧縮しなければならない。装着されたならば、所定の量の弛緩が生じ、スロット１５２の円周方向最外側端縁は突起１５０の最外側の半径方向面に接触し、これにより組立体１３３をブレーキ１０に取り付ける前に、ばねをバックプレート１３４に保持する。その他の実施の形態において、突起１５０はこの円周方向に保持する機能を果たさないようにすることができる。

図６において、パッド組立体１３３は、パッドリテーナ１２６が所要位置にある状態でディスクブレーキ１０に組み立てた状態で図示されている。パッドリテーナ１２６はばね１２４の中央部分１４８を押していて、スロット１５２の円周方向最外側端縁が最早、突起１５０に接触しておらず、穴１５２のこれらの円周方向最内側端縁と突起１５０との間に空間が残ることが認められる。

例えば、バックプレートが装着される車が不均一な地面を走行するため、半径方向外方への加速荷重がバックプレート１３４に加わるとき、その荷重によってリテーナ１２６とバックプレートの中央領域１４４との間の距離Ｓは減少する。一方、これによりばね１２４はその長さ及び端部に沿って直線状となり、その端部１４２が当接部１４０と接触する迄、円周方向外方に摺動する。その後、位置１６６までバックプレートの半径方向最外側面１３５に向けて更に撓むことは、ばね１２４が撓みの弾性的「座屈」モードに入る、著しく大きいばね定数率を有することになり、その座屈モードにおいて、中央部分１４８が依然として直線状となるが、中央部分と端部との間の中間部分が付勢されて半径方向外面１３５から湾曲して離れる。

上述したように、半径方向に動く間、パッドばねの中央部分１４８及びリテーナ１２６は表面１７０の上方で接触して、リテーナがパッドの半径方向への動きを制止する。
ブレーキを作動させる結果、パッドは矢印Ａの方向にロータに向けて動き、このため、ばねはパッドリテーナに対して動く。パッドばねの丸味を付けた縁部の輪郭形状により、パッドばね表面及びリテーナが平行でないときでも、丸味を付けた縁部がパッドリテーナ内に入り込まず、このため、パッドばねの動きが制止されず、また、ブレーキ作用が影響を受けないことが保証される。

本発明の範囲内で多数の変更を為すことが可能であることを理解すべきである。例えば、パッドばねの端部及び当接部の任意のその他の形状（例えば、内方に湾曲し又は直線状の端部のような）とするような、パッドばねをバックプレートに固定する代替的な手段も採用可能である。円周方向制止作用は、ばねの末端にて行う必要はない。例えば、円周方向制止作用を提供する当接部は、スロットの円周方向内端縁を制止する突起の円周方向内面としてもよい。

先行技術のディスクブレーキパッド組立体を内蔵す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。 図１及び図２の１つの先行技術のキャリアの一部分、ディスクパッド及びパッドばねの端面図である。 、図１から図３のディスクブレーキパッド組立体におけるパッドばねのパッドリテーナの一部分及びパッドばねの正面図である。 本発明によるディスクブレーキ組立体の一部分の平面図である。 図５のディスクブレーキ組立体の一部分の端面図である。 図５のディスクブレーキ組立体の一部分の正面図である。 図５のディスクブレーキ組立体の一部分の拡大正面図である。

符号の説明

１１５ ブレーキキャリパ １２２ 摩擦材料
１２４ パッドばね １２６ パッドリテーナ
１２６Ａ 曲がり部 １２６Ｂ 曲がり部
１２７ 半径方向内面 １２９ ディスクブレーキ組立体
１３１ ブレーキパッド １３３ ディスクブレーキパッド組立体
１３４ バックプレート １３５ 半径方向外端縁
１４０ 当接部 １４２ 上向き端部
１４８ 中央部分 １４９ 端部領域
１５０ 突起 １５２ スロット／穴
１６６ 位置 １７０ パッドばねの表面
１７１ 丸味を付けた縁部 １７３ ボルト
１７７ 図７の点線 １８０ 平担部分
１８９ 外端部

Claims (10)

1. ブレーキパッドと、パッドリテーナと、ブレーキキャリパと、パッドばねとを備え、パッドリテーナが、パッドばねの平坦領域と係合してパッドの半径方向への動きを制止するよう第一の半径にて配置された平坦領域を有し、パッドリテーナが、第二の半径にてキャリパの外側部に固定されており且つ、平坦領域に隣接して屈曲部を有し、第二の半径が第一の半径よりも小さくなることを許容し、パッドばねは、屈曲部に隣接する丸味を付けた縁部を有する、ディスクブレーキ組立体。
2. 請求項１に記載のディスクブレーキ組立体において、パッドばねが、更なる丸味を付けた縁部を有する、ディスクブレーキ組立体。
3. 請求項１又は２に記載のディスクブレーキ組立体において、パッドばねが、ある長さ及びある幅によって画成されて実質的に長く、パッドばねの平坦領域が、好ましくは、パッドばねの中央部分に配置され、中央部分が、パッドばねの長さの実質的に中間に配置され、好ましくは、中央部分は、パッドばねの最大幅を画成し、パッドばねの残りの部分が縮小した幅を有する、ディスクブレーキ組立体。
4. 請求項１から３の何れか１つに記載のディスクブレーキ組立体において、パッドばねが、長さ方向に湾曲した輪郭形状を有する、ディスクブレーキ組立体。
5. 請求項１から４の何れか１つに記載のディスクブレーキ組立体において、ばねが、パッドばねをバックプレートにて半径方向に保持し得るように半径方向に湾曲した端部を有する、ディスクブレーキ組立体。
6. 請求項５に記載のディスクブレーキ組立体において、バックプレートが、ばねの湾曲した端部と当接する相補的な湾曲面を有する、ディスクブレーキ組立体。
7. 請求項１から６の何れか１つに記載のディスクブレーキ組立体において、ばねが開口を有し、バックプレートが、ばねとバックプレートとの間の軸方向の移動を防止し得るように開口内に位置する突出部を有する、ディスクブレーキ組立体。
8. 請求項１から５の何れか１つに記載のディスクブレーキ組立体において、ばねが、ばねとバックプレートとの間の軸方向の移動を防止し得るようにバックプレートの周りに位置する突出部を有する、ディスクブレーキ組立体。
9. 請求項１から８の何れか１つに記載のディスクブレーキ組立体において、屈曲部が、第二の半径が第一の半径よりも小さいことを許容する屈曲半径を有し、屈曲半径が、屈曲部に隣接するパッドばねの丸味を付けた縁部と実質的に等しいようにした、ディスクブレーキ組立体。
10. 請求項９に記載のディスクブレーキ組立体において、屈曲半径が、４ｍｍから８ｍｍの範囲、好ましくは、５ｍｍから７ｍｍの範囲、より好ましくは、５．２５から６．７５ｍｍの範囲にあるようにした、ディスクブレーキ組立体。

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