JP2004505220A - ドラム型ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車用の車輪ブレーキとして設けられたドラム型ブレーキ装置（１０）に関する。本発明は、ブレーキドラム（１２）内に位置していてブレーキドラム（１２）の半径方向に撓曲可能なブレーキバンド（１４）を備えたドラム型ブレーキ装置（１０）を提案する。ブレーキバンド（１４）の一方の端部（１８）に推力を加えると同時に前記ブレーキバンド（１４）の他方の端部（２０）を支持することによって、前記ブレーキバンド（１４）は内側からブレーキドラム（１２）に圧着されて制動モーメントを生ぜしめる。本発明は、ブレーキドラム（１２）からブレーキバンド（１４）に及ぼされる摩擦力が、ブレーキバンド（１４）の前記端部（１８）に対する推力を支援し、これによって制動モーメントを増強するという利点を有している。更なる利点は、ブレーキバンド（１４）が常時その全周にわたってブレーキドラム（１２）に均等に接触し、しかも例えば加熱に起因したブレーキドラム（１２）の膨張時にもブレーキドラム（１２）に均等に接触することである。

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、特に自動車用の車輪ブレーキとして設けられた、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、ブレーキドラムを備えたドラム型ブレーキ装置に関する。
【０００２】
背景技術：
ドラムブレーキはそれ自体公知である。公知の構造のドラムブレーキは、ブレーキドラム内に配置された２つのブレーキシューを有している。両ブレーキシューの一端は旋回可能に支持されており、かつ他端は外向きに、つまり内方からブレーキドラムに向かって圧着可能である。ブレーキドラムに向かっての、支持されたブレーキシューの圧着によって、ブレーキドラムに対する制動モーメントが生じる。
【０００３】
公知のドラムブレーキのブレーキシューは拡張し、すなわちブレーキドラムとブレーキシューとの間の摩擦力が、ブレーキドラムへのブレーキシューの圧着力を支援する。いわゆるデュープレックス（Ｄｕｐｌｅｘ）式ドラムブレーキも公知であり、この場合両ブレーキシューはブレーキドラムの一方の回転方向で拡張する。公知のドラムブレーキの作動時にブレーキドラムに対するブレーキシューの圧着力を支援する拡張式ブレーキシューの作用は、ブレーキドラムに対するブレーキシューの所与の圧着力にも拘わらず、ブレーキドラムに及ぼされる制動モーメントを高める方向で制動力を増強させる。これによってブレーキドラムに対するブレーキシューの小さな圧着力によって、高い制動モーメントを得ることが可能である。勿論、過度に高い増強は、ブレーキドラム内での拡張ブレーキシューの「楔止め」の要因となるので、制動力の増強度は制限されている。つまり拡張するブレーキシューは、回転するブレーキドラムから、拡張するブレーキシューに及ぼされる摩擦力に基づいて、ブレーキドラムへのブレーキシューの圧着力を増大させることなしにブレーキドラムをブロックすることになる。従って制動力の増強度は、ドラムブレーキの如何なる運転状態においても、ブレーキドラムから、拡張するブレーキシューに及ぼされる摩擦力に起因したブレーキドラムのブロッキングを確実に排除するように低く選ばれていなければならない。ドラムブレーキのこのセルフブロッキング作用は、如何なる回転数においても、ブレーキドラムに対するブレーキシューの如何なる圧着力においても、ドラムブレーキの冷間状態及び過熱状態においても、ブレーキシューの摩擦ブレーキライニング及びブレーキドラムの如何なる摩耗状態においても確実に排除されていなければならない。
【０００４】
公知ドラムブレーキの更なる欠点は、新しいブレーキシューの摩擦ブレーキライニングが、周方向で見て全長にわたってブレーキドラムに均等接触する（いわゆる「ブレーキの食いつき」）まで、ドラムブレーキの作動によってブレーキドラムに適合されねばならないことである。ブレーキドラムが加熱回転する場合、摩擦ブレーキライニングは、周方向で全長にわたってブレーキドラムにもはや均等には接触せず、圧着力は、ブレーキシューの限られた円周域において増強する。この円周域において摩擦ブレーキライニングは過熱されて「ガラス化」することになる。ブレーキシューはその場合、当然交換されねばならない。
【０００５】
発明の開示：
請求項１に記載した構成手段を有する本発明のドラム型ブレーキ装置は、ブレーキシューの代わりにブレーキバンドを有している。該ブレーキバンドは、ブレーキドラムの半径方向に撓曲可能であり、かつブレーキドラム内の内円周の領域内に位置している。本発明のドラム型ブレーキ装置を作動するためには、ブレーキバンドの一方の端部に対して、ほぼ周方向の推力が加えられ、これによってブレーキバンドの前記端部が内側からブレーキドラムに圧着される。ブレーキバンドの前記端部に及ぼされる推力は、斜め外方に向かって行うこともでき、すなわち前記推力は、半径方向外向きの成分を有することができる。ドラム型ブレーキ装置の作動中、前記ブレーキバンドの他方の端部は周方向で支持される。ブレーキバンドの一方の端部に及ぼされる周方向の推力は、ブレーキバンドの全長にわたって波及するので、ブレーキバンドは、その全長にわたって内側からブレーキドラムに圧着され、これによってブレーキドラムに対して制動モーメントを及ぼす。
【０００６】
ブレーキバンドは、ドラム型ブレーキ装置の全周の１円周区分にわたって延在することもできる。しかしブレーキバンドは、ドラム型ブレーキ装置のほぼ全周にわたって延在し、ブレーキバンドの両端部間に、ブレーキドラムの円周に対して小さな間隙が介在するようにするのが有利である。
【０００７】
本発明のドラム型ブレーキ装置は、該ドラム型ブレーキ装置のブレーキバンドが、ブレーキドラムの半径方向で撓曲性を有していることに基づいて、その全円周長にわたって均等に、つまり等しい圧着力をもって、半径方向外向きに内側からブレーキドラムに接触するという利点を有している。ブレーキバンドの局所的な過負荷は避けられる。ブレーキバンドは、ブレーキバンド及びブレーキドラムの摩耗状態には無関係に常に均等にその全周にわたってブレーキドラムに接触する。またブレーキドラムの加熱時及び膨張時にもブレーキバンドはその全長にわたって均等に、ひいては最適にブレーキドラムに接触する。ブレーキドラムに対するブレーキバンドの局所的に高められた圧着力に起因した局所的な過熱は避けられる。
【０００８】
本発明のドラム型ブレーキ装置を作動する場合、回転するブレーキドラムからブレーキバンドに及ぼされる摩擦力は、ブレーキバンドに対して周方向の力を生ぜしめ、この周方向力は、ドラム型ブレーキ装置を作動するためにブレーキバンドの一方の端部に加えられる推力を支援する。ドラム型ブレーキ装置の作動時にブレーキドラムからブレーキバンドに及ぼされる摩擦力は、ドラム型ブレーキ装置の制動モーメントを高める。本発明のドラム型ブレーキ装置は、制動力の高い、統御可能な増強作用を有し、ブレーキバンドの一方の端部に対する僅かな推力（作動力）でもって、高い制動モーメントが発生される。前記の統御可能とは、ブレーキバンドの端部に対して加えられる推力を高めることなしに、制動力の増強に基づいてブレーキドラムのブロッキング作用が避けられることを意味している。
【０００９】
従属請求項の記載は、請求項１に記載した本発明の有利な構成手段及び実施形態に関する。
【００１０】
本発明のドラム型ブレーキ装置のブレーキバンドは、周方向に連続していて半径方向には撓曲可能なブレーキバンドから成ることができる。ブレーキバンドは例えば半径方向では弾性的であり、或いは曲げ弱さを有することができる。周方向ではブレーキバンドは殊に圧縮剛さを有しているので、ドラム型ブレーキ装置の作動時に全く短縮することはなく、短縮したとしても微々たるものにすぎない。またブレーキバンドを形成するために、周方向に連続的又は間欠的な摩擦ブレーキライニングを、撓曲性の担体バンドに被着することも可能である。本発明の有利な構成では、ブレーキバンドは、互いに枢着結合された複数のリンクから構成されている（請求項２）。
【００１１】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１２】
図示の本発明のドラム型ブレーキ装置１０は、図示を省いた自動車の１車輪用の車輪ブレーキとして設けられている。ドラム型ブレーキ装置１０はブレーキドラム１２を有し、図面では該ブレーキドラムのうち周壁だけが図示されているにすぎず、かつ、ドラム型ブレーキ装置１０のその他の部分を明示するために端壁の図示は省かれている。
【００１３】
更にまたドラム型ブレーキ装置１０のうち約１／４のセクターは、ドラム型ブレーキ装置１０の構造を明示するために破断されている。
【００１４】
ブレーキドラム１２内には、ブレーキバンド１４が位置している。該ブレーキバンド１４はブレーキドラム１２内に共軸に位置している。ドラム型ブレーキ装置１０が弛められている場合、ブレーキドラム１２とブレーキバンド１４との間にはギャップ１６が存在している。ブレーキバンド１４はブレーキドラム１２のほぼ全周にわたって延在し、該ブレーキバンド１４の２つの端部１８，２０間には、ブレーキドラム１２の円周に対比して短い間隙が介在している。ブレーキバンド１４はブレーキドラム１２の半径方向に撓曲可能である。図示の実施例ではブレーキバンド１４は、ジョイント２４を介して旋回可能に互いに連結された複数のリンク２２から構成されている。前記ジョイント２４の仮想旋回軸線は、ドラム型ブレーキ装置１０の仮想回転軸線に対して軸平行に延びている。
【００１５】
ドラム型ブレーキ装置１０を作動するためには、ブレーキバンド１４の一方の端部（終端リンク）１８がほぼ周方向の推力で負荷され、かつブレーキバンド１４の他方の端部（終端リンク）２０は周方向で固定的に保持される。ブレーキバンド１４の一方の端部１８に対する推力は、ブレーキバンド１４のリンク２２を介してブレーキバンド１４の、支持された他方の端部２０にまで波及する。周方向の推力によって、ブレーキバンド１４のすべてのリンク２２は均等に、すなわち等しい力で半径方向外向きに押圧され、これによって内側からブレーキドラム１２に圧着される。その結果、ブレーキバンド１４とブレーキドラム１２との間に摩擦力が生じてブレーキドラム１２を制動する。ブレーキドラム１２とブレーキバンド１４との間の摩擦力は、ブレーキバンド１４に対して周方向の力を生ぜしめ、かつブレーキバンド１４の端部１８に対しては及ぼされる推力を支持する。本発明のドラム型ブレーキ装置１０は、ドラム型ブレーキ装置１０を作動するためにブレーキバンド１４の一方の端部１８に及ぼされる推力、ひいてはブレーキドラム１２に対して及ぼされる制動モーメントを、ブレーキドラム１２からブレーキバンド１４に対して及ぼされる摩擦力によって高めることになるような、制動力の増強作用を有している。ブレーキバンド１４の端部１８に対して弱い推力をかけただけで大きな制動モーメントが得られる。ブレーキバンド１４の端部１８に対する推力は、ドラム型ブレーキ装置１０の作動力に相当する。
【００１６】
ドラム型ブレーキ装置１０を弛めるためには、ほぼ周方向でブレーキバンド１４の一端１８，２０に対して引張り作用が及ぼされる。
【００１７】
制動するため及び弛めるためにドラム型ブレーキ装置１０は２つのリングを有し、両リングは、ドラム型ブレーキ装置１０に対して共軸に配置されておりかつ回転駆動可能である。本発明の図示の実施例では両リングは、内歯歯列を有する歯環２６，２８として構成されており、ブレーキバンド１４の内部に配置されている。また例えばブレーキバンド１４の側方に並んで歯環２６，２８を別様に配置することも基本的に可能である（図示せず）。両歯環２６，２８は夫々１つのレバー（伝動部材）３０，３２を介してブレーキバンド１４の一端１８，２０に連結されている。前記レバー３０，３２は周方向に対して斜めに歯環２６，２８からブレーキバンド１４の端部１８，２０に向かって外向きに位置しているので、歯環２６，２８の回動によって推力作用は圧縮力として、或いは牽引作用は引張り力としてレバー３０，３２を介してブレーキバンド１４の端部１８，２０に及ぼされる。レバー３０，３２の傾斜によって推力は、推力の周方向成分に重畳された半径方向外向き成分を有している。
【００１８】
歯環２６，２８を回転するために各歯環２６，２８には、伝動装置３８，４０をフランジ締結した電動モータ３４，３６が対応配設されており、その場合、前記伝動装置３８，４０の出力軸に捩れ不能に装着された歯車４２，４４がそれぞれ歯環２６，２８に噛み合っている。電動モータ３４，３６の伝動装置３８，４０は自縛式（セルフロッキング式）に構成されている。所属の電動モータ３４による１つの歯環２６の回転駆動によって、レバー３０を介して推力がブレーキバンド１４の端部１８に加えられ、該推力は前述の方式でブレーキバンド１４を均等にその全長にわたって内側からブレーキドラム１２に圧着しかつブレーキドラム１２に対する制動モーメントを生ぜしめる。電動モータ３４，３６の伝動装置３８，４０が自縛式であるので、その都度他方の電動モータ３６は、これにフランジ締結された伝動装置４０、他方の歯環２８及びレバー３２を介してブレーキバンド１４の他端部２０を周方向で支持する。ドラム型ブレーキ装置１０を弛めるためには前記歯環２６の逆回転によって、或いは他方の歯環２８を同方向に回転することによって、レバー３０，３２を介してブレーキバンド１４の端部１８，２０に対して引張り作用が及ぼされる。
【００１９】
ドラム型ブレーキ装置１０を作動するための推力は、ブレーキドラム１２の回転方向で見てブレーキバンド１４の前端部に及ぼされるのが殊に有利である。ブレーキドラム１２の回転方向を矢印４６の方向とすれば推力は、要するに、ブレーキバンド１４の（図面に符号１８で示した方の）端部に及ぼされる。この端部１８は、ブレーキ端部１４のラン・アップ端部（ａｕｆｌａｕｆｅｎｄｅｓ Ｅｎｄｅ）とも呼ばれる。ブレーキドラム１２の回転方向で見てブレーキバンド１４の前位の端部１８に推力を及ぼすことによって得られる利点は、ブレーキドラム１２から端部１８に対して及ぼされる摩擦力が、電動モータ３４から伝動装置３８、歯環２６及びレバー３０を介してブレーキバンド１４の端部１８に対して及ぼされる推力と同一方向に作用することである。これによって電動モータ３４によるドラム型ブレーキ装置１０の作動は、ブレーキドラム１２からブレーキバンド１４の端部１８に及ぼされる摩擦力によって支援される。これによって得られる利点は、比較的小形で低出力の電動モータ３４によって、ドラム型ブレーキ装置１０を申し分無く作動することができることである。更なる利点は、ドラム型ブレーキ装置１０の作動時に高い力学的効率が得られる点にある。
【００２０】
ドラム型ブレーキ装置１０を弛めるためには、他方の電動モータ３６によって該電動モータの伝動装置４０を介して他方の歯環２８が、ドラム型ブレーキ装置１０を作動するための先の一方の歯環２６と同一の回転方向に回転駆動される。要するにドラム型ブレーキ装置１０を作動するため及び弛めるための両歯環２６，２８の回転方向は、ブレーキドラム１２の回転方向４６である訳である。歯環２８の回転によってレバー３２を介して、ブレーキドラム１２の回転方向で見てブレーキバンド１４の後端部２０に対して引張り力が及ぼされ、かつブレーキバンド１４はブレーキドラム１２から弛められるので、該ブレーキドラム１２は再び回転自在である。ブレーキドラム１２の回転方向４６で見てブレーキバンド１４の後端部２０は、ブレーキバンド１４のラン・オフ端部（ａｂｌａｕｆｅｎｄｅｓ Ｅｎｄｅ）２０とも呼ばれる。回転方向４６で見てブレーキバンド１４の後端部２０に対する引張り力は、ブレーキドラム１２からブレーキバンド１４に及ぼされる周方向摩擦力によって支援される。要するに、回転方向４６で見てブレーキバンド１４の後端部２０に引張り力を負荷することによってドラム型ブレーキ装置１０を弛めることは、やはり力学的効率が高くなり、かつ小形で低出力の電動モータ３６の使用が可能になるという利点を得させる。
【００２１】
電動モータ３４，３６の伝動装置３８，４０が自縛式に構成されているので、制動モーメントを一定に保つために電動モータ３４，３６に給電を行なう必要はない。この給電の必要がないことによって、並びにブレーキ作動及びブレーキ弛めを支援することになる、ブレーキドラム１２からブレーキバンド１４に及ぼされる摩擦力の作用によって、ドラム型ブレーキ装置１０の電流消費量は僅かになり、それ故にこそ、かつ又、前記のブレーキ力増強と、作動時及び弛め時における高い力学的効率と相俟って、本発明のドラム型ブレーキ装置は、自動車用の電気機械式車輪ブレーキ装置として好適である。電動モータ３４，３６の伝動装置３８，４０が自縛式であり、かつ発生制動モーメントが、電動モータ３４，３６に給電することなしに維持されるので、ドラム型ブレーキ装置１０はロッキングブレーキとして適している。
【００２２】
ドラム型ブレーキ装置１０を弛める際に例えば設定回転角度だけ歯環２８を回動することによって、自動的な摩耗補償が得られる。
【００２３】
ブレーキバンド１４の他端部２０が周方向で定置に支持されている場合、基本的には１つの電動モータ３４、１つの伝動装置３８及び１つの歯環２６或いは推力又は引張り力をブレーキバンドの一端部１８に及ぼす１つの作動装置（図示せず）によって、本発明のドラム型ブレーキ装置１０を作動及び弛め操作することも可能である。ドラム型ブレーキ装置１０はこうして一層単純に構成することができる。しかしながら２つの電動モータ３４，３６、２つの伝動装置３８，４０及び２つの歯環２６，２８を装備した、図示の実施例のより高価なドラム型ブレーキ装置１０の構成が、ブレーキの作動並びに弛め操作を、ブレーキドラム１２からブレーキバンド１４に及ぼされる摩擦力によって支援し、これによって小形・低出力の電動モータ３４，３６の使用を可能にするという前記の顕著な利点を有するは勿論のことである。ドラム型ブレーキ装置１０を図示のように構成したことによって得られる更なる利点は、ブレーキドラム１２の両回転方向において、ドラム型ブレーキ装置１０を作動させるためには、ブレーキドラム１２の回転方向で見てブレーキバンド１４の前端部１８，２０に対して推力を及ぼすことが可能であり、またブレーキ装置を弛めるためには、ブレーキドラム１２の回転方向で見てブレーキバンド１４の後端部１８，２０に対して引張り力を及ぼすことが可能であることである。ドラム型ブレーキ装置１０の作動支援及び弛め支援は、回転方向に無関係である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるドラム型ブレーキ装置を一部破断して示した概略的な斜視図である。
【符号の説明】
１０　　ドラム型ブレーキ装置、　１２　　ブレーキドラム、　１４　　ブレーキバンド、　１６　　ギャップ、　１８，２０　　ブレーキバンドの端部又は終端リンク、　２２　　リンク、　２４　　ジョイント、　２６，２８　　歯環、　３０，３２　　レバー、　３４，３６　　電動モータ、　３８，４０　　伝動装置、　４２，４４　　歯車、　４６　　ブレーキドラムの回転方向を示す矢印

Claims (9)

1. ドラム型ブレーキ装置（１０）が、ブレーキドラム（１２）内に位置していてブレーキドラム（１２）の半径方向に撓曲可能なブレーキバンド（１４）を備え、該ブレーキバンドが、前記ドラム型ブレーキ装置（１０）を作動するために前記ブレーキバンド（１４）の一方の端部（１８，２０）に対するほぼ周方向の推力によって内側からブレーキドラム（１２）に圧着可能であることを特徴とする、ブレーキドラムを備えたドラム型ブレーキ装置。
2. ブレーキバンド（１４）が、互いに枢着結合された複数のリンク（２２）を有している、請求項１記載のドラム型ブレーキ装置。
3. 推力が、ブレーキドラム（１２）の回転方向（４６）で見てブレーキバンド（１４）の前端部（１８）に及ぼされる、請求項１記載のドラム型ブレーキ装置。
4. ドラム型ブレーキ装置（１０）が、ブレーキドラム（１２）の回転方向（４６）で見てブレーキバンド（１４）の後端部（２０）に加えられる周方向の引張り力によって、弛められる、請求項１記載のドラム型ブレーキ装置。
5. ドラム型ブレーキ装置（１０）がその作動のため及び弛めのために２つのリング（２６，２８）を有し、両リングが、ブレーキドラム（１２）と同一の軸線を中心として回転可能に支承されておりかつ相互に無関係に回転駆動可能であり、かつ、一方のリング（２６）が１つの伝達部材（３０）を介してブレーキバンド（１４）の一方の端部（１８）と連結されており、かつ他方のリング（２８）が１つの伝達部材（３２）を介してブレーキバンド（１４）の他方の端部（２０）と連結されている、請求項１記載のドラム型ブレーキ装置。
6. 両リングが歯環（２６，２８）である、請求項５記載のドラム型ブレーキ装置。
7. リング（２６，２８）がブレーキバンド（１４）の内部に配置されている、請求項５記載のドラム型ブレーキ装置。
8. ドラム型ブレーキ装置（１０）が、１つのリング（２６，２８）を回転駆動するために１つの電動モータ（３４，３６）を有している、請求項５記載のドラム型ブレーキ装置。
9. 電動モータ（３４，３６）が、自縛式の伝動装置（３８，４０）を有している、請求項６記載のドラム型ブレーキ装置。