JP2006138475A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦ブレーキパッドの形状接続的な保持部の負荷を軽減する。
【解決手段】摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）とは反対の側の裏側における摩擦ブレーキパッド（１６，１８）の摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）との摩擦係数が、摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）に面した表側における摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）との摩擦係数よりも大であるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクブレーキであって、ブレーキディスク、摩擦ブレーキパッドホルダ、該摩擦ブレーキパッドホルダに保持された摩擦ブレーキパッド及び制動するために摩擦ブレーキパッドをブレーキディスクに対して押圧可能な操作装置が設けられている形式のものに関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５６４５１号明細書から、電気機械的な操作装置と、機械的な自己倍力装置とを備えたディスクブレーキが公知である。操作は原則的には別の形式で、例えば空圧式又は液圧式でも行える。自己倍力装置は、ブレーキディスクに対して特に鋭角で斜めに延びる、ディスクブレーキの摩擦ブレーキパッドを支持するための楔面を備えた楔機構を有している。楔面の全長にわたって楔角が変化する場合は、傾斜面機構とも云う。制動するためには、摩擦ブレーキパッドが操作装置によって、回転するブレーキディスクに押圧される。回転するブレーキディスクは摩擦力を周方向で摩擦ブレーキパッドに加え、この摩擦力は摩擦ブレーキパッドを、楔面とブレーキディスクとの間の狭くなる楔ギャップの方向で負荷する。楔原理に基づいて、摩擦ブレーキパッドが支持される楔面は、ブレーキディスクに対して垂直方向の成分を有する力を摩擦ブレーキパッドに対して生ぜしめる。ブレーキディスクに対して垂直方向の前記力成分は、摩擦ブレーキパッドを操作装置によってもたらされる圧着力に加えて付加的にブレーキディスクに押圧する圧着力である。制動力は増強される。この自己倍力装置は、制動時に回転するブレーキディスクから該ブレーキディスクに対して押圧される摩擦ブレーキパッドに加えられる摩擦力を圧着力に変換する。以下に説明する本発明は、楔機構又は傾斜面機構を有する機械的な自己倍力装置を備えたディスクブレーキのために規定されているが、このようなディスクブレーキに限定はされない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５６４５１号明細書

本発明の課題は、公知の欠点を回避することにある。

この課題を解決するために本発明では、摩擦ブレーキパッドのブレーキディスクとは反対の側の裏側における摩擦ブレーキパッドの摩擦ブレーキパッドホルダとの摩擦係数が、摩擦ブレーキパッドのブレーキディスクに面した表側における摩擦ブレーキパッドのブレーキディスクとの摩擦係数よりも大であるようにした。

請求項１の特徴部に記載の構成を有する本発明によるディスクブレーキでは、摩擦ブレーキパッドがブレーキディスクとは反対の側の裏側において、摩擦ブレーキパッドのブレーキディスクに面した表側におけるブレーキディスクとの摩擦係数よりも大きな値の、摩擦ブレーキパッドホルダとの摩擦係数を有している。この場合、摩擦ブレーキパッドとは、摩擦ブレーキパッド自体若しくは摩擦ブレーキパッドと一般には材料接続的に且つ解離不能に結合されたパッド支持体を有する摩擦ブレーキパッドの構成ユニットであると理解される。摩擦ブレーキパッドが（パッド支持体と一緒に）取り付けられたディスクブレーキの構成部材は、摩擦ブレーキパッドホルダと見なされる。前記構成部材はブレーキキャリパ若しくはブレーキフレーム又は例えばディスクブレーキの自己倍力装置の楔機構の楔であってよく、この場合、摩擦ブレーキパッドは楔のブレーキディスクに面した側に配置されている。

本発明に基づいて、摩擦ブレーキパッドと摩擦ブレーキパッドホルダとの間の、摩擦ブレーキパッドとブレーキディスクとの間の摩擦係数よりも大きな摩擦係数により、ディスクブレーキの作動時は、回転するブレーキディスクから摩擦ブレーキパッドに加えられる摩擦力は、摩擦ブレーキパッドホルダから摩擦ブレーキパッドに加えられる摩擦力よりも小である。これにより、摩擦ブレーキパッドは摩擦ブレーキホルダに保持されて、回転するブレーキディスクと一緒には運動しない。これにより、理論上は摩擦ブレーキパッドの形状接続的な保持は不要であるが、実地では摩擦ブレーキパッドの形状接続的な保持又はその他の保持は、前記摩擦係数に基づく摩擦接続に加えて付加的に必要であってよい。それにもかかわらず本発明は、制動時にブレーキディスクから摩擦ブレーキパッドに加えられる摩擦力が、前記摩擦係数に基づいて摩擦接続式で、又はいずれにしろ大部分は摩擦接続式で摩擦ブレーキパッドホルダに伝達されるという利点を有している。これにより、摩擦ブレーキパッドの形状接続的な保持部の負荷が軽減される。この保持部は位置固定部として働き且つ緩められた、つまり作動していないディスクブレーキにおいても必要とされる。本発明の別の利点は、制動時の摩擦ブレーキパッドに遊びが無いことである。それというのも、摩擦接続は、摩擦ブレーキパッドホルダに対する摩擦ブレーキパッドのあらゆる相対位置において有効であり、従って、摩擦ブレーキパッドは受け等における形状接続の場合のように、初めて接触する必要がないからである。

従属請求項には、請求項１に記載した本発明の有利な改良が記載されている。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図示の本発明によるディスクブレーキ１０は、ブレーキディスク１２とブレーキフレーム１４とを有しており、このブレーキフレーム１４内には２つの摩擦ブレーキパッド１６，１８がブレーキディスク１２の両側に配置されている。ブレーキフレーム１４は２つのフレーム板２０を有しており、これらのフレーム板２０は固定バー２２によって互いに結合されている。フレーム板２０は、それぞれブレーキディスク１２に対して平行に、該ブレーキディスク１２の両側に隣接して配置されており、固定バー２２は、それぞれブレーキディスク１２に対して横方向で、該ブレーキディスク１２の周面外に延在している。固定バー２２は、ブレーキホルダ（図示せず）内でブレーキディスク１２に対して横方向で摺動可能に案内されている。前記ブレーキホルダについては、固定バー２２用のガイド２４だけが象徴的に図示されているに過ぎない。これにより、ブレーキフレーム１４はブレーキディスク１２に対して横方向で摺動可能であり、「浮動フレーム」を成している。２つの摩擦ブレーキパッド１６，１８は、それぞれフレーム板２０のブレーキディスク１２に面した側に配置されている。

図面左側に示した摩擦ブレーキパッド１６は固定式（以下定置とも云う）である、つまり、ブレーキフレーム１４に不動に配置されている。摩擦ブレーキパッド１６はパッド支持体２６を有しており、このパッド支持体２６は薄板製の深絞り部材として製作されており且つフレーム板２０の方向で突出した環状の縁部２８を有している。摩擦ブレーキパッド１６はパッド支持体２６と材料接続式で結合されている。パッド支持体２６は、その縁部２８を以てフレーム板２０の対応する隆起部３０の周面に係合する。パッド支持体２６の縁部２８は、内側に向かって突出した複数のばね弾性的な固定舌片３２を有しており、これらの固定舌片３２は、フレーム板２０の隆起部３０の外縁部に設けられた相補的な切欠きに係合する。これにより、パッド支持体２６を摩擦ブレーキパッド１６と一緒にフレーム板２０に保持する一種のクリップ結合又はスナップ結合が形成されている。

ブレーキディスク１２に面した摩擦ブレーキパッド１６の表側において、摩擦ブレーキパッド１６とブレーキディスク１２との間の摩擦係数は、ブレーキパッド１２とは反対の側の裏側における摩擦係数よりも低く、この裏側では、パッド支持体２６とブレーキフレーム１４のフレーム板２０との間の摩擦係数は比較的高い。ブレーキをかけるために摩擦ブレーキパッド１６が回転するブレーキディスク１２に対して押圧された場合、これによりブレーキディスク１２から摩擦ブレーキパッド１６に加えられる摩擦力は、パッド支持体２６とフレーム板２０との間に作用する摩擦力よりも小である。従って、摩擦ブレーキパッド１６は摩擦接続に基づいてブレーキフレーム１４に保持される。パッド支持体２６の縁部２８のフレーム板２０との形状接続による摩擦ブレーキパッド１６の保持は、それほど重要ではない。前記形状接続は、ブレーキフレーム１４における摩擦ブレーキパッド１６の付加的な位置固定及びディスクブレーキ１０の非作動時の摩擦ブレーキパッド１６の保持に役立つ。ブレーキフレーム１４における摩擦ブレーキパッド１６の摩擦接続式の保持は遊びが無い。

図面右側に示した他方の摩擦ブレーキパッド１８は、ブレーキフレーム１４内でブレーキディスク１２の周方向に摺動可能である。この摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８は、定置の摩擦ブレーキパッド１６と同様に保持されているが、ブレーキフレーム１４に直接に保持されているのではなく、傾斜面プレート３４に保持されている。定置の摩擦ブレーキパッド１６のように、摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８も材料接続によってパッド支持体２６と固着結合されている。このパッド支持体２６は、ブレーキディスク１２から離反する方向に突出した環状の縁部２８を備えた薄板製の深絞り部材である。前記縁部２８からは、複数のばね弾性的な固定舌片３２が内側に向かって突出しており、これらの固定舌片３２は傾斜面プレート３４の切欠きにそれぞれ係合する。このようにして、パッド支持体２６及びこのパッド支持体２６と一緒に摩擦ブレーキパッド１８が、クリップ結合又はスナップ結合により傾斜面プレート３４に固定されている。

傾斜面プレート３４は、ブレーキディスク１２とは反対の側の裏側に、ブレーキディスク１２の周方向で延在する窪み状の凹部を有しており、これらの凹部は傾斜路３６を形成している。傾斜路３６は、ブレーキディスク１２の両周方向で見て該ブレーキディスク１２に対して鋭角で上り勾配を有している。摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８の側のブレーキフレーム１４のフレーム板２０は、ブレーキディスク１２延いては傾斜面プレート３４に面した側に、この傾斜面プレート３４の傾斜路３６と正反対の傾斜路３８を有している。傾斜路３６，３８には複数のローラ４０が転動体として配置されており、これらのローラ４０は、摩擦ブレーキパッド１８がブレーキディスク１２の周方向で摺動すると、傾斜面プレート３４及びフレーム板２０の傾斜路３６，３８の互いに対角線上で向かい合った区分に沿って転動する。傾斜路３６，３８は、有利にはつる巻線状でブレーキディスク１２の仮想回転軸線に対して同軸的に延在している。

ディスクブレーキ１０を作動させるためには、摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８がブレーキディスク１２の回転方向で摺動される。転動体４０が傾斜路３６，３８の対角線上で向かい合った区分に沿って転動し、摩擦ブレーキパッド１８はつる巻線状にブレーキディスク１２に向かって運動する。回転するブレーキディスク１２は、摩擦力を周方向、つまり摩擦ブレーキパッド１８の摺動方向で、該ブレーキディスク１２に押圧された摩擦ブレーキパッド１８に加える。同じ大きさ及び方向で傾斜面プレート３４も負荷するこの摩擦力は、楔原理に基づいて、傾斜路３６，３８に設けられたローラ４０による支持部を介して所定の力を傾斜路３６，３８に対して垂直方向で生ぜしめる。この力は、摩擦ブレーキパッド１８を付加的にブレーキディスク１２に対して押圧し、このようにしてブレーキディスク１２に対する摩擦ブレーキパッド１８の圧着力を高め延いてはディスクブレーキ１０の制動力を強める、ブレーキディスク１２に対して垂直方向の力成分を有している。傾斜路３６，３８及びローラ４０を備えた傾斜面機構は、機械的な自己倍力装置を形成しており、この自己倍力装置は、ディスクブレーキ１０の作動時に回転するブレーキディスク１２から摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８に加えられる摩擦力を、摩擦ブレーキパッド１８をブレーキディスク１２に押圧してディスクブレーキ１０の制動力を高める圧着力に変換する。傾斜路３６，３８は、ブレーキディスク１２の両周方向で上り勾配を有しているので、ディスクブレーキ１０はブレーキディスク１２の両回転方向に関して制動力が増大されている。ディスクブレーキ１０を作動させるためには、摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８が常にブレーキディスク１２の回転方向で摺動される。傾斜路３６，３８は、両周方向で見て同じ又は異なる勾配（Ｓｔｅｉｇｕｎｇ）を有していてよく、後者の場合は、ディスクブレーキ１０の自己倍力はブレーキディスク１２の両回転方向において異なっている、つまり、自己倍力は前進走行時と後退走行時では相違している。傾斜路３６，３８が１周方向で見て全長にわたって一定の勾配を有している場合、傾斜路３６，３８は楔路とも呼ばれる。傾斜路３６，３８の勾配が全長にわたって変化していると、これにより自己倍力も変化する。傾斜路３６，３８の端部に向かって小さくなる勾配によって、大きな制動力における制動力増強が高められる。

摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８についても、定置の摩擦ブレーキパッド１６と同様に、ブレーキディスク１２との摩擦係数が、摩擦ブレーキパッド１８のブレーキディスク１２に面した表側では、摩擦ブレーキパッド１８のブレーキディスク１２とは反対の側の裏側におけるパッド支持体２６と、傾斜面プレート３４との間の摩擦係数よりも小であるということがやはり当てはまる。従って、周方向の力、つまり、特に制動時に回転するブレーキディスク１２から摩擦ブレーキパッド１８に加えられる摩擦力は、摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８の場合も摩擦接続によって傾斜面プレート３４に伝達される。パッド支持体２６と傾斜面プレート３４との間の形状接続はそれほど重要ではなく、とりわけ傾斜面プレート３４における摩擦ブレーキパッド１８の位置固定及びディスクブレーキ１０が緩められた際の摩擦ブレーキパッド１８の保持に役立つ。

両摩擦ブレーキパッド１６，１８のパッド支持体２６には切欠き５２が設けられているので、両摩擦ブレーキパッド１６，１８は、フレーム板２０若しくは該フレーム板の隆起部３０及び傾斜面プレート３４によって形成される摩擦ブレーキパッドホルダに直接に接触している。前記切欠き５２は、例えば打抜き部として構成されていてよい。これに基づいて、パッド支持体２６と比べて一般により大きな摩擦ブレーキパッド１６，１８の摩擦係数が利用される。所望の高い摩擦係数を得られるようにするためには、摩擦ブレーキパッド１６，１８のブレーキディスク１２とは反対の側の裏側が、少なくとも切欠き５２内で摩擦係数が上がるように表面加工されていてよく、例えば摩擦係数が上がるコーティングを有していてよい。

ディスクブレーキ１０は、変速ギヤ装置４６のフランジ締結された電動モータ４４を備えた電気機械的な操作装置４２を有している。変速ギヤ装置４６の駆動軸に設けられたピニオン４８は、傾斜面プレート３４の外側又は内側の周縁部に設けられた歯列５０と噛み合う。傾斜面プレート３４は、摺動可能な摩擦ブレーキパッド１８のための摩擦ブレーキパッドホルダを形成しており、ブレーキフレーム１４は、そのフレーム板２０若しくは隆起部３０を以て定置の摩擦ブレーキパッド１６のための摩擦ブレーキパッドホルダを形成している。

本発明によるディスクブレーキのブレーキディスクを半径方向外側から見て概略的に示した図である。

符号の説明

１０ ディスクブレーキ、 １２ ブレーキディスク、 １４ ブレーキフレーム、 １６，１８ 摩擦ブレーキパッド、 ２０ フレーム板、 ２２ 固定バー、 ２４ ガイド、 ２６ パッド支持体、 ２８ 縁部、 ３０ 隆起部、 ３２ 固定舌片、 ３４ 傾斜面プレート、 ３６，３８ 傾斜路、 ４０ ローラ、 ４２ 操作装置、 ４４ 電動モータ、 ４６ 変速ギヤ装置、 ４８ ピニオン、 ５０ 歯列、 ５２ 切欠き

Claims (4)

1. ディスクブレーキであって、ブレーキディスク（１２）、摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）、該摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）に保持された摩擦ブレーキパッド（１６，１８）及び制動するために摩擦ブレーキパッド（１６，１８）をブレーキディスク（１２）に対して押圧可能な操作装置（４２）が設けられている形式のものにおいて、
   摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）とは反対の側の裏側における摩擦ブレーキパッド（１６，１８）の摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）との摩擦係数が、摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）に面した表側における摩擦ブレーキパッド（１６，１８）のブレーキディスク（１２）との摩擦係数よりも大であることを特徴とする、ディスクブレーキ。
2. 摩擦ブレーキパッド（１６，１８）が、該摩擦ブレーキパッドを摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）に固定するパッド支持体（２６）を有しており、摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）が切欠き（５２）を有しており、これにより、摩擦ブレーキパッド（１６，１８）が直接に摩擦ブレーキパッドホルダ（１４，２０，３０，３４）に接触している、請求項１記載のディスクブレーキ。
3. ディスクブレーキ（１０）が電気機械的な操作装置（４２）を有している、請求項１記載のディスクブレーキ。
4. ディスクブレーキ（１０）が、該ディスクブレーキ（１０）の作動時に、回転するブレーキディスク（１２）から該ブレーキディスクに対して押圧された摩擦ブレーキパッド（１８）に加えられる摩擦力を、摩擦ブレーキパッド（１８）をブレーキディスク（１２）に対して押圧する圧着力に変換する自己倍力装置（３６，３８，４０）を有している、請求項１記載のディスクブレーキ。

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