JP2004521279A - シューとドラム間もしくはキャリパとロータ間の増分的制動インターフェースならびに制動方法 - Google Patents

Abstract

増分的制動方法及びシステムであって、動作中の被制動部材、例えばブレーキドラム（１０１）が、制動部材、例えばブレーキシュー（１０２）上の一連の可撓性止め具（１０４）により係合されることで、被制動部材を制動する増分的制動方法及びシステム。被制動部材上の剛性止め具（１０８）は制動部材上の可撓性止め具（１０４）を素早く通過して振動を起こす。可撓性止め具（１０４）が被制動部材と係合するにつれ振動は減衰し、被制動部材の動きを抑制する。不等長な可撓性止め具（１０４）がばね（１０７）に設けられていることで、制動部材へ収縮することが可能である。このように、より滑らかで効果的な制動のため、止め具は被制動部材と増分的に係合する。
【選択図】図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はブレーキの分野に関する。具体的に、本発明は、従来よりも均等で効果的な制動をもたらすように制動力を増分的に加える制動方法、ならびにブレーキシューとドラムとの間、もしくはブレーキキャリパとロータとの間の新しい制動インターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキは、一般的に認知されているよりもかなり多種多様な用途において使用されている。ブレーキの最もわかりやすい例は、一般の自動車に見うけられる。通常、乗用車、トラックあるいは産業車両を問わず、自動車の全ての車輪には、動いている車を減速あるいは停止させる制動機構が内蔵されている。同様に、自転車は、制動機構を利用する装置のもう一つの一般的な例である。
【０００３】
しかし、さらにブレーキは、定期的に減速あるいは停止しなければならない可動部を備えた他の多様な機械で使用してもよい。例えば、エレベータでは移動を調節するためにブレーキを用いなければならない。発電機やモータには、回転数を調節するためにブレーキを用いるものがある。
【０００４】
現代の制動技術は進歩し続けている一方で、多くの課題が残されている。例えば、ブレーキはその性質上、極端な損耗の影響を受ける。自動車においては、自動車が曲がる際にブレーキに課せられる需要は不均一である。ターンの内側の車輪のブレーキは、外側の車輪のブレーキよりも弱く働く必要がある。このように力が不均衡になると、均衡な場合ほど滑らかで均等な制動を得られなくなる。その上、制動機構の摩耗が増大する。
【０００５】
したがって、当該技術分野においては、制動力をより均等に配分できる制動方法及び制動機構が必要である。当該技術分野においては、必要に応じて制動力を増分的に加える制動インターフェースが必要である。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、上記のニーズ等を満たすことにある。具体的に、本発明の目的は、制動力をより均等に配分できる制動方法及び制動機構を提供することにある。さらに具体的に、本発明の目的は、必要に応じて制動力を増分的に加える制動インターフェース及び方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の追加的な目的、利点及び新しい特徴は、次の説明に述べられており、これらの題材を読み又は本発明を実施することによって、当該技術分野の専門家によって習得することができる。本発明の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲に列挙された手段を介して達成することができる。
【０００８】
これら前記及びその他の目的を達成するため、本発明は、制動システムとして実施することができ、この制動システムは、第１回転部材、第１部材の動きを抑制するために第１部材と係合する第２部材、及び第１部材と係合させるように第２部材上に設けられた複数の可撓性止め具を含む。好ましくは、これらの可撓性止め具は、第１部材の動きと直角に、第２部材の幅に沿った少なくとも１列に並べられる。
【０００９】
好ましくは、第１部材に設けられた剛性の止め具が、第１部材と第２部材が係合する際に可撓性止め具の下部を通過し、可撓性止め具に振動を起こす。振動している可撓性止め具が第１部材に押し付けられることにより、第１部材がその振動を減衰させ、ブレーキがかかる。
【００１０】
好ましくは、可撓性止め具の少なくともいくつかは不等長であり、第２部材が第１部材に向けて力を加えられる際に、可撓性止め具が増分的に第１部材と係合する。各可撓性止め具に付随するばねにより、可撓性止め具は、第２部材が第１部材に向けて力を加えられる際に第２部材へ所定距離の収縮が可能となり、それにより長さのより短い可撓性止め具が増分的に第１部材と係合することができる。
【００１１】
本発明は、いかなる制動システムにも適用できる。例えば、第１部材はブレーキドラム、そして第２部材はブレーキシューであってもよい。あるいは、第１部材はブレーキディスク、そして第２部材はブレーキキャリパであってもよい。
【００１２】
本発明の方法は、第１回転部材と、第１部材に向けて力を加えられる第２部材上に設けられた複数の可撓性止め具とを係合させて第１部材の動きを抑制する制動方法も包含する。
【００１３】
本発明の方法は、第１部材上の剛性止め具を、可撓性止め具を素早く通過させて可撓性部材に振動を起こす工程、及び振動している可撓性止め具を第１部材に押し付けることにより、第１部材が振動を減衰させ、ブレーキがかかる工程もさらに包含する。
【００１４】
好ましくは、この方法は、第２部材が第１部材に向けて力を加えられる際に可撓性止め具が増分的に第１部材と係合するように、少なくともいくつかの可撓性止め具を不等長にすること、及び第２部材が第１部材に向けて力を加えられる際に、各可撓性止め具に付随するばねを圧縮することにより少なくとも一つの可撓性止め具を第２部材へ所定距離収縮させることを含む。これにより長さのより短い可撓性止め具が増分的に第１部材と係合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
これより、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。本発明の原理はいかなるタイプのブレーキにも適用できる。以下の実施例は、本発明の特定の用途である。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
全般に、本発明の原理のもとでは、ブレーキをかけるために共に加圧される二つの部材のうち一つに一連の複数列の可撓性止め具が設けられる。図１は、ブレーキシュー及びドラムの配列に適用されたこの原理を示す。図１に示される通り、ブレーキシュー１０２はピボット１０５を中心に回転し、ブレーキドラム１０１と接する。
【００１７】
従来、シューとドラム間のインターフェースは、極度に固い耐熱材料でできたブレーキパッドであった。しかし、本発明の原理のもとでは、シュー１０２とブレーキドラム１０１間のインターフェースは主として、シュー１０２から外側へ放射線状に延在する一連の複数列の可撓性止め具１０４である。摩擦パッド１０３をシュー１０２に設けてドラム１０１と接触させてもよい。当業者には理解されるだろうが、本発明の原理を変更することなく、可撓性止め具をドラム１０１に設けてシュー１０２と接触させてもよい。これは本発明の全ての実施例について言えることである。
【００１８】
可撓性止め具１０４は、シュー１０２に沿って一連の複数列に配置されるツメである。複数列の止め具１０４は、ドラム１０１が移動される円弧１０９に垂直に並んでいる。シュー１０２がピボット１０５を中心に回転すると、止め具はドラム１０１の表面１０１Aと係合する。可撓性のツメは充分薄いので、ブレーキドラム１０１の円周方向１０９に沿ったいずれの方向にもたわむことができる。可撓性ツメは、例えばステンレススチール製でもよい。
【００１９】
各可撓性止め具１０４はばね１０７を備え、それにより可撓性止め具１０４はブレーキシュー１０２へ所定距離収縮できる。ブレーキシュー１０２への可撓性止め具の収縮を制限するためにばね止め具１０６が設けられている。
【００２０】
図１は、ブレーキシュー１０２、及びドラム１０１と係合した可撓性止め具１０４を示す。図２は、図１の線II‐IIに沿って見た一列の可撓性止め具１０４を示す。
図２では、シュー１０２はドラム１０１と完全に係合してはいない。図２から分かるとおり、特定の列に並んだ可撓性止め具１０４は同等の長さではない。したがって、いくつかの可撓性止め具、例えば１０４Aは、他の可撓性止め具、例えば１０４Bよりも先にブレーキドラム１０１と係合する。これにより、以前の制動システムの機能よりも優れた増分的な制動効果がもたらされる。
【００２１】
さらに、図１及び図２に示されるとおり、ブレーキドラム１０１は、ドラム１０１の係合面１０１A上に一つあるいはそれ以上の剛性止め具１０８を備える。これら剛性止め具１０８は、ドラム１０１の係合面１０１Aの幅にわたって設けられる高い隆起である。一つあるいはそれ以上の剛性止め具１０８が可撓性止め具１０４の下部を素早く通過する際、可撓性止め具１０４に振動を起こす。
【００２２】
当然、可撓性止め具１０４は剛性止め具１０８の通過を許容するに充分な可撓性を有するものでなければならないが、可撓性止め具１０４の端には一つあるいはそれ以上のスリット１１０を設けて、可撓性止め具１０４及び剛性止め具１０８間の当たりを和らげてもよい。スリット１１０は可撓性止め具１０４の端に沿って、剛性止め具１０８と平行に並ぶ。したがって、剛性止め具１０８が可撓性止め具１０４を素早く通過して行くときに、可撓性止め具１０４の端はスリット１１０の内側へ変形し、剛性止め具１０８がより容易に通ることができる。
【００２３】
すでに記したとおり、剛性止め具１０８が通過すると、可撓性止め具１０４は振動する。振動している可撓性止め具１０４がドラム１０１と係合し加圧されると、ドラムの係合面１０１Aは振動を減衰させる。これにより本発明の制動システムの効果がさらに増す。
【００２４】
図３は、ディスクブレーキシステムに適用された本発明の原理を示す。上記の実施例と同様、ディスクブレーキのキャリパ３０２が、シリンダ３０３の作用によりディスクすなわちロータ３０２の両側に押し付けられる。各キャリパ３０２には、ディスク３０１の対向する面に前記と同じ方法で係合する可撓性止め具１０４が設けられている。
【００２５】
ディスクブレーキシステムもまた、ディスク３０１の両側に設けられた剛性止め具３０８を備える。このように、剛性止め具３０８が、ディスク３０１の移動によりキャリパ３０２の両突起上の可撓性止め具１０４の下部を素早く通過する。本実施例においても、可撓性止め具１０４の端にスリット１１０を設けても良い。
【００２６】
自動車に関して、上記の制動システムはより均衡のとれた制動効果をもたらす。なぜなら、例えばドラム１０１あるいはディスク３０１によって減衰される可撓性止め具１０４の振動は、ドラム１０１あるいはディスク３０１の速度に左右されるからである。このため、ターンの外側の車輪にあるドラムあるいはディスクはより早く回転することになり、より大きな振動を起こし、必要に応じてターンの内側の車輪にもたらされるよりも強い制動効果をもたらす。
【００２７】
さらに、本発明の制動システムは、従来の制動システムに共通するブレーキダストの問題を解消する。その上、本発明の制動システムにおける増分的性質は、ブレーキ力を制御するためにはるかに複雑な手法を用いる自動制動システムの必要性を解消する。
【００２８】
最後に、本発明の制動システムは、トランスミッションブレーキ効果（TBE）により引き起こされるドラッグバック効果及び公害を防ぐことにより、車両効率を上げる。
【００２９】
前記の説明は、本発明を例示しかつ説明するためだけに提供されている。網羅的なものを意図したり、又は本発明を開示されたなんらかの精密な形に制限することを意図するものではない。前記の教示に照らして、多くの変形及び変更が可能である。
【００３０】
好適な実施例は、本発明の基本方式及びその実際の用途をもっとも良好に説明するために選択されかつ説明された。前記の説明は、種々の実施例においてかつ予期された特定の利用にふさわしい種々の変形を含めて、本発明を最善に利用することを当該技術の専門家に可能にする意図を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ブレーキシュー及びブレーキドラムの配列に適用された本発明の実施例の図である。
【図２】シューをドラムから僅かに後退させた、図１に示すブレーキの図である。
【図３】ディスクブレーキの配列に適用された本発明の実施例の図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１ ブレーキドラム
１０１A 係合面
１０２ ブレーキシュー
１０４ 可撓性止め具
１０７ ばね
１０８ 剛性止め具
３０１ ディスクすなわちロータ
３０２ キャリパ
３０８ 剛性止め具

Claims (16)

1. 制動システムは、
   第１回転部材と、
   前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材と係合する第２部材と、
   前記第１部材と係合させるために第２部材に設けられた複数の可撓性金属止め具と、
   を備え、前記可撓性止め具はその長手方向に曲がるのに充分な可撓性を持つ構成とする。
2. 請求項１に記載の制動システムにおいて、前記可撓性止め具は前記第２部材に少なくとも一列に設けられ、前記少なくとも一列は、前記第１部材の動きと垂直に前記第２部材の幅にわたって設けられる構成とする。
3. 制動システムは、
   第１回転部材と、
   前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材と係合する第２部材と、
   前記第１部材と係合させるために第２部材に設けられた複数の可撓性止め具と、
   前記第１及び第２部材が係合するときに、前記可撓性止め具を通過し、前記可撓性部材に振動を起こす、第１部材上の剛性止め具と、
   を備える。
4. 請求項３に記載の制動システムにおいて、前記振動している可撓性止め具が前記第１部材に押し付けられると、前記第１部材が前記振動を減衰させブレーキがかかる構成とする。
5. 制動システムは、
   第１回転部材と、
   前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材と係合する第２部材と、
   前記第１部材と係合させるために第２部材に設けられた複数の可撓性金属止め具と、
   を備え、前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに、前記可撓性止め具が第１部材と増分的に係合するように、前記可撓性止め具の少なくともいくつかは不等長である構成とする。
6. 制動システムは、
   第１回転部材と、
   前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材と係合する第２部材と、
   前記第１部材と係合させるために第２部材に設けられた複数の可撓性止め具であって、少なくともいくつかの前記可撓性止め具は不等長であるので、前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに第１部材と増分的に係合する前記可撓性止め具と、
   各可撓性止め具に付随することで、前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに、前記可撓性止め具が前記第２部材へ所定距離収縮できるようにし、それにより長さのより短い可撓性止め具が前記第１部材と増分的に係合できるようにするばねと、
   を備える。
7. 制動システムは、
   第１回転部材と、
   前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材と係合する第２部材と、
   前記第１部材と係合するために第２部材に設けられた複数の可撓性止め具と、
   を備え、前記第１部材はブレーキドラムであり、前記第２部材はブレーキシューである構成とする。
8. 請求項１に記載の制動システムにおいて、前記第１部材はブレーキディスクであり、前記第２部材はブレーキキャリパである構成とする。
9. 制動方法は、
   第１回転部材と、前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材に向けて力を加えられる第２部材に設けられた複数の可撓性金属止め具とを係合させる工程を含み、
   前記可撓性止め具はその長手方向に曲がるのに充分な可撓性を持つ構成とする。
10. 請求項９に記載の方法において、前記可撓性止め具は前記第２部材に少なくとも一列に設けられ、前記少なくとも一列は、前記第１部材の動きと垂直な前記第２部材の幅にわたって設けられる構成とする。
11. 制動方法は、
    第１回転部材と、前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材に向けて力を加えられる第２部材に設けられた複数の可撓性止め具とを係合させる工程と、
    前記第１部材上の剛性止め具を、前記第２部材上の前記可撓性止め具を素早く通過させ、前記可撓性止め具に振動を起こす工程と、
    を含む。
12. 請求項１１に記載の方法は、さらに、前記振動した可撓性止め具を前記第１部材に押し付け、それにより前記第１部材が前記振動を減衰させブレーキがかかる工程を含む。
13. 制動方法は、
    第１回転部材と、前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材に向けて力を加えられる第２部材に設けられた複数の可撓性金属止め具とを係合させる工程と、
    前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに前記可撓性止め具が第１部材と増分的に係合するように、少なくともいくつかの前記可撓性止め具を不等長にする工程と、
    を含む。
14. 制動方法は、
    第１回転部材と、前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材に向けて力を加えられる第２部材上の複数の可撓性止め具とを係合させる工程と、
    前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに前記可撓性止め具が第１部材と増分的に係合するように、少なくともいくつかの前記可撓性止め具を不等長にする工程と、
    前記第２部材が前記第１部材に向けて力を加えられるときに、各可撓性止め具に付随したばねを圧縮することにより少なくとも一つの可撓性止め具を前記第２部材へ所定距離収縮させ、それにより長さのより短い可撓性止め具が前記第１部材と増分的に係合できるようにする工程と、
    を含む。
15. 制動方法は、
    第１回転部材と、前記第１部材の動きを抑制するために前記第１部材に向けて力を加えられる第２部材に設けられた複数の可撓性止め具とを係合させる工程を含み、
    前記第１部材はブレーキドラムであり、前記第２部材はブレーキシューである構成とする。
16. 請求項９に記載の方法において、前記第１部材はブレーキディスクであり、第２部材はブレーキキャリパである構成とする。

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