JP2007263369A - くさびローラ斜面式駐車ブレーキアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】実装空間を最小化した駐車適用機構の提供。
【解決手段】駐車ブレーキアセンブリは、制動機構、連結機構および適用機構を有する。制動機構は、ブレーキパッドをロータに対してクランプするピストンを有する。連結機構は、適用機構を制動機構に連結する。連結機構は、第１端部および第２端部を有する第１部材を有する。第１端部は、ピストンに係合するように構成されている。第２端部はポケットを有する。連結機構は、第１端部および第２端部を有する第２部材を有する。第２部材の第１端部は、ローラ面を画定している。ローラ面は斜面部分を有する。連結機構は、ポケットによって保持され、ポケットとローラ面との間に配置された回転部材を有する。第１部材が第１軸上で第１の距離増分を移動し、第２部材が第２軸上で第２の距離増分を移動すると、回転部材がローラ面に沿って移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキアセンブリに関し、より詳細には、制動機構に係合するために、適用機構によって複数の向きに係合可能なバリアブルレシオ型連結機構に関する。

一般に、ブレーキアセンブリは、駐車レバーやペダルなどが操作されると、制動機構に係合することができる駐車ブレーキアセンブリを有する。この制動機構は、ブレーキパッドをロータにクランプするために、ブレーキパッドに対してピストンを延ばす。駐車ブレーキがかかっていると、車両を丘などに駐車することができる。２つの代表的な駐車ブレーキアセンブリの設計には、一般にカム−ストラット機構と呼ばれるものと、ボール−斜面機構と呼ばれるものの２種類がある。

簡潔に説明すると、例えば、ボール−斜面機構は、２枚のプレート間にボールが配置されている。第１のプレートには斜面が形成されており、第２のプレートにはボールを保持するポケットが形成されている。ボールが２枚のプレート間の相対移動によって斜面を登ると、プレートが互いに離れる。この点に関して、ボール−斜面機構の一部が、制動機構に係合するために延びている。

カム−ストラット機構は、制動機構に係合するために延びるストラットと、ストラットの反対側の端部に係合するカムを有する。カムの移動により、ストラットがピストンに対して付勢され、制動機構に係合する。具体的には、カムは、ストラットの端部をカップ状に覆うように構成されうる。カムがストラットに対して移動されると、ストラットはカムの壁を登り、ストラットがピストンの方に付勢されて、制動機構に係合する。

場合によっては、ボール−斜面機構は、カム−ストラット機構よりも効率が高い場合がある。例えば、クランプ力を及ぼす間は、（カム−ストラット機構の場合の）カムのポケット内でストラットを摺動させることよりも、（ボール−斜面機構の場合の）斜面でボールを上向きに転がすほうが、摩擦が少ない傾向がある。また、ボール−斜面機構では、機械的比率を可変とすることができる。例えば、初期の機械的比率を小さく設定すれば、テークアップが高速になり、ブレーキパッドとロータ間のすき間を迅速に除去することが可能となる。その後、機械的比率を高くすれば、初期の低い機械的比率と比べて、ブレーキケーブルの短い移動より多くのクランプ力を与えることができる。この点に関して、クランプ力が小さい場合、駐車ブレーキレバーは最初は速く移動する。その後、クランプ力が上がると、駐車ブレーキレバーの移動は、高い機械的比率により比較的遅くなる。

その効率にかかわらず、カム−ストラット機構は、ブレーキケーブルの接続と、ストラットおよび係合部材の移動が可能になる、ほぼあらゆる方向に向けることができる。これに対して、ボール−斜面機構は、当該機構が延在するのと同じ軸上で回転（すなわちそれを延在させるための回転）しなければならず、このため、係合部材の向きとブレーキケーブルの引き回し経路が制限されてしまう。

カム−ストラット機構は、通常、カムとストラットがキャリパ本体の外に位置し、このため液圧流体室内にはないように構成されている。これに対して、ボール−斜面機構は、ボール−斜面機構がキャリパ本体の内部、および液圧室の内部に位置するように構成されている。流体室内部で機構が増えると、流体室内への空気の閉じ込めの傾向が強まり、流体室から空気を逃がすことが困難となる。

本開示は、一般に、制動機構、連結機構および適用機構を有する駐車ブレーキアセンブリを含む。制動機構は、ブレーキパッドをロータに対してクランプするピストンを有する。連結機構は、適用機構を制動機構に連結する。連結機構は、第１端部および第２端部を有する第１部材を有する。第１端部は、ピストンに係合するように構成されている。第２端部はポケットを有する。連結機構は、第１端部および第２端部を有する第２部材を有する。第２部材の第１端部は、ローラ面を画定している。ローラ面は斜面部分を有する。連結機構は、ポケットによって保持され、ポケットとローラ面との間に配置された回転部材を有する。第１部材が第１軸上で第１の距離増分を移動し、第２部材が第２軸上で第２の距離増分を移動すると、回転部材がローラ面に沿って移動する。第１軸および第２軸は同一直線上になく、第１の距離増分および第２の距離増分に基づく比率は、ローラ面での回転部材の位置に基づいて変わる。

本教示が利用可能な更に別の分野については、以下に記載する詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明と具体例は、本教示の各種実施形態を示すものであり、例示のみを目的としており、本教示の範囲を限定することを意図したものではないことを理解すべきである。

本教示は、詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面から更に詳しく理解できるであろう。

以下に記載する各種実施形態の説明は、その性質上単に例示に過ぎず、教示、その用途または使用を限定することを意図したものでは決してない。

図１を参照すると、本教示は、一般に、制動機構１、連結機構２および適用機構３を含む。制動機構１は、ディスクブレーキキャリパー（これについては以下で詳細に説明する）、あるいはほかの任意のブレーキアセンブリ（ドラムブレーキ、エアブレーキまたはこれらの組合せ等）などの各種の適切なブレーキアセンブリの一部でありうる。適用機構３はさまざまな適切な機構であり、これには、例えば、駐車ブレーキレバーまたは駐車ブレーキペダルに接続され、適切な方法で車両を通って取り回される駐車ブレーキのケーブルなどがある。適用機構３は、連結機構２を介して制動機構１に連結され、例示的な駐車ブレーキアセンブリを形成しうる。

本教示によれば、連結機構２は、適用機構３と制動機構１との間に可変の機械的比率（mechanical ratio）を与えることができる。更に、連結機構２は、連結機構２が、（制動機構１に係合するため）適用機構３によって複数の向きで係合されるように、適用機構３が制動機構１に連結可能としている。制動機構１、連結機構２、適用機構３および／またはこれらの組合せの一部は、相互に一体化されていても、別の部品であってもよい。

図２乃至５を参照すると、本教示は、キャリパ本体１４に連結されうる駐車適用機構１２を有するブレーキアセンブリ１０を含む。キャリパ本体１４は、ハウジング１６を有し、その中には１つ以上のピストン１８が配置されうる。ピストン１８がキャリパ本体１４から延びると、ピストン１８は、例えば、キャリパ本体１４の制動機構１内の液圧流体圧力の増加により、ブレーキパッド２０（図３の鎖線に１つのブレーキパッドが示されている）を、ロータ２２（図２の鎖線で示される）に対してクランプさせうる。

図５を参照すると、キャリパ本体１４は、流体室２４を画定しうる。ピストン１８は、フェイス２６とスカート２８を有しうる。スカート２８の一部とアジャスタ機構３０は流体室２４内にあるが、ピストン１８のフェイス２６はその外に存在しうる。アジャスタ機構３０の各種部品は、本開示の範囲外であるが、共通の譲受人に譲渡された２００３年１１月２５日発行のバルボサ（Barbosa）らの米国特許第６，６５１，７８４号に更に詳しく開示されている。この特許は、本明細書に完全に記載したものとして、本明細書にその全体を援用する。

簡潔に説明すると、アジャスタ機構３０は、伸長するか伸縮自在に延びることによって、ブレーキパッド２０（図３）および／またはロータ２２（図２）の摩耗に対応する。このため、駐車適用機構１２は、アジャスタ機構３０を付勢してピストン１８を延ばすことができ、これにより、ブレーキパッド２０をロータ２２に対して係合させる。このように、ブレーキパッド２０（図３）および／またはロータ２２（図２）の摩耗を補償するために、連結機構２および／または適用機構３の部品を調整する必要はないが、これは、アジャスタ機構３０が延びて補償するためである。

アジャスタ機構３０は、なかでも、第１端部３４と第２端部３６を有するロッド部材３２を有する。更に、アジャスタ機構３０は、フランジ４０を有するスリーブナット３８を有する。ロッド部材３２の第２端部３６は、スリーブナット３８によって受容されている。駐車適用機構１２の連結機構２は、スリーブナットのフランジ４０に係合している第１部材４２を有する。また、駐車適用機構１２は、回転部材４６を介して第１部材４２に係合する第２部材４４も有する。

レバー４８は、キャリパ本体１４に、および第２部材４４に連結しうる。第２部材４４が第２軸５２上を移動すると、第１部材４２は、第２部材４４によって付勢され、ほぼピストン軸線５０上を移動する。ピストン軸線５０は、第２部材４４が移動する第２軸５２とは通常同一直線上にない。

一例では、第１部材４２、つまり柱部材４２は、スリーブナット３８のフランジ４０に係合しうる第１端部５４を有しうる。柱部材４２の第１端部５４は、適切なガスケット５６を有しうる。柱部材４２は、ポケット６０を有しうる第２端部５８も有しうる。ポケット６０は、回転部材４６を保持しうる。ガスケット５６は、柱部材４２の周囲で流体室２４を封止し、柱部材４２の第１端部５４が、流体室のハウジング５７に対して移動可能としうる。スリーブナット３８と、柱部材４２の第１端部５４の比較的ごく一部が流体室２２内に存在しうるが、柱部材４２の残りの部分は流体室２２の外にあることを理解すべきである。柱部材４２の一部は、キャリパ本体１４の流体室のハウジング５７の一部によって保持され、このため、柱部材４２の移動を、ほぼピストン軸線５０上を移動するように制限する。

第２部材４４、つまりくさび部材４４は、第１端部６２と第２端部６４を有しうる。第１端部６２は、ローラ面６６を有しうる。第２端部６４は、開口６８を画定しうる。回転部材４６は、柱部材４２の第２端部５８に形成されたポケット６０とローラ面６６との間に格納されうる。その際、回転部材４６は、ポケット６０に保持された状態で、ローラ面６６に沿って転がる。図４に示すように、回転部材４６は、略円筒形状に構成されうる。別例では、回転部材は、１つ以上のボールベアリング、ローラベアリング、低摩擦スライダ、これらの組合せなどであってもよい。

図３および図４を参照すると、レバー４８は、第１端部７２、第２端部７４、およびレバー４８を貫通して形成された溝７６を有しうる。溝７６は、第１端部７２と第２端部７４の間に設けられうる。ピン７８が、レバー４８の第１端部７２をハウジング１６に連結しており、ハウジング１６に対する旋回移動を可能にしている。第２端部７４は、例えば、別途車両の乗員室の駐車ブレーキレバー／ペダル（特に図示なし）に連結されている、駐車ブレーキのケーブルに接続しうる。

ピン８０は、溝７６内に配置されて、レバー４８をくさび部材４４に連結しうる。具体的には、ピン８０は、第２端部６４から延びる二重の対向するフランジ６４ａに形成された開口６８によって受容されうる。この構成では、ピン８０が溝７６を通って移動できるため、レバー４８が移動すると、くさび部材４４が第２軸５２上を移動しうる。くさび部材４４が第２軸５２上を移動すると、くさび部材４４は、回転部材４６を介して、柱部材４２をピストン軸線５０上に付勢し、このため制動機構１に係合しうる。

くさび部材４４に形成されたローラ面６６は、少なくとも次の２つの領域を有しうる。第１領域は凹部８２を有しうる。第２領域は斜面８４を有しうる。凹部８２は、底部８６と壁８８を有しうる。回転部材４６は、最初は凹部８２に置かれるが、その後、凹部８２の外に出て（すなわち壁８８を登って）、ポケット６６に保持された状態で斜面８４に沿って移動しうる。斜面８４の傾斜に対する壁８８の傾斜に基づいて、第１領域で回転部材４６が移動すると、柱部材４２を、所定の移動速度で、くさび部材４４から離しうる。回転部材４６が第１領域内に存在する間に柱部材４２がくさび部材４４から離れる移動速度は、回転部材４６が第２領域内に存在する場合に、柱部材４２がくさび部材４４から離れる移動速度よりも高くてもよい。より詳細には、回転部材４６は、凹部８２の壁８８を速く登ることができ、これによって、例えば、ブレーキパッド２０とロータ２２間のすき間（すなわち、ブレーキパッド２０をロータ２２に接触させるように移動する初期の移動増分）を、迅速に除去することができる。

回転部材４６が壁８８を速く登ると、連結機構の機械的比率が変化する。回転部材４６は、最初は凹部８２の壁８８の上を登り（または、跳び上がってその外に出て）、次に斜面８４を登らなければならないため、くさび部材４４の移動距離に対する柱部材４２の移動距離の比率が、ローラ面６６および上述の領域に対する回転部材４６の位置に基づいて変わることが示されうる。回転部材４６が凹部８２から出て、斜面８４を登ると、くさび部材４４の所定の距離の移動に対する柱部材４２の移動距離が、所定の機械的比率に従って変化することが更に示されうる。例えば、くさび部材４４が、第１領域内の回転部材と共に１移動増分だけ移動すると、その結果として柱部材４２の第１の移動増分が得られる。同じ増分で、今度はくさび部材４４が第２領域内の回転部材４６と共に移動すると、その結果として第２の移動増分が得られるが、これは第１の得られた増分よりも少ないことがある。

例えば、図５および図７を参照すると、柱部材４２は、初期にはくさび部材４４に対して大きな移動速度で移動し、これはローラ面６６の第１領域と関連しうる。第２領域内でのくさび部材４４の移動は、一般に、柱部材４２をくさび部材４４と略同じ速度で移動させうる。

図５および図８を参照すると、制動機構１によって及ぼされる力は、ブレーキケーブル（図示せず）に及ぼされる所定の力に対して、ほぼ一定である。図５および図９を参照すると、ブレーキケーブルの初期の移動増分（例えば、ブレーキレバーを引くなど）では、ブレーキアセンブリ１０によるクランプ力がほとんど発生しない。ケーブルが更に移動すると、ブレーキケーブルの移動の所定の増分に対して、クランプ力が一定量で（すなわち一定の傾斜で）増大する。ケーブルが更に移動すると、ブレーキケーブルの移動の所定の増分に対して、クランプ力が漸増量で（すなわち傾斜が大きくなって）増大する。

一例では、図４を参照すると、くさび部材４４、柱部材４２および回転部材４６はハウジング９０内に格納されうる。ハウジング９０は、適切な締結具９２によってキャリパ本体１４に取り付けられうる。くさび部材４４とハウジング９０の間に、３つのローラベアリング９４が配置されうる。この３つのローラベアリング９４は、ハウジング９０に連結されたローラベアリングプレート９６に当接しうる。この構成は、くさび部材４４とハウジング９０間の摩擦を低減させることが示されうる。更に、くさび部材４４は、第２軸５２上を移動することができるように保持されうる。また、くさび部材４４とハウジング９０の間に、スプリング９８が保持されうる。スプリング９８は、レバー４８がくさび部材４４を押すと圧縮されて、ピストン１８が後退すると、レバー４８を元の位置に移動させる力を及ぼしうる。

一例では、図１０、図１１および図１２を参照すると、レバー４８は、キャリパ本体１４から延びるフランジ１００からヒンジ結合されていてもよい。レバー４８は、くさび部材４４の端に接触しうる隆起１０２または丸い突出部を有しうる。レバー４８（図１１）は、Ｌ字状に形成されてもよい。隆起または丸い突出部は、Ｌ字状の角１０４に（あるいはその近くに）形成されうる。

図１２を参照すると、レバー４８は、鈍角に形成されてもよい。隆起１０２または丸い突出部は、鈍角の近くの角１０４に形成されていてもよい。図５、図１０乃至図１２を参照すると、レバー４８は、レバー４８および／または適用機構１のほかの適切な部品の向きおよび／または構成に基づいて、さまざまな方向に引くことができる。このため、くさび部材４４が第２軸５２上を移動するように固定された状態で、レバー４８またはその他の適切な部材が、さまざまな角度と向きに向けられ（ハウジング１６内で旋回するなど）、このため、レバー４８に対して、複数の向きで作動力を与えることが可能となることが理解されよう。さまざまな向きで、作動力および／またはレバー４８の位置を決めるかまたは案内することができることにより、車両全体に駐車ブレーキレバー／ペダルおよび／またはブレーキケーブルをさまざまな経路で引き回すことができるようになり、更に、駐車適用機構１２の一部を、さまざまな場所および位置に取り付けられられるようになり、実装空間を最小化でき、車両のサスペンションの設計を改善できることが理解されよう。

図５を参照すると、駐車適用機構１２の大部分はブレーキ液室２４の外に位置することができ、このことにより、流体室２４内に空気がトラップされる傾向が低減される。このように、駐車適用機構１２は、キャリパ本体１４に締結される別個の部品として作製することができる。さまざまな適切な別個のアセンブリ、モジュールアセンブリ、一体式アセンブリ、およびこれらの組合せが使用されてもよいことが理解されよう。

具体的な例について明細書に記載し、図面に図示したが、特許請求の範囲に記載の本教示の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更が可能であり、均等物をその構成要素と置き換えることが可能であることが当業者によって理解されよう。更に、さまざまな例同士で、特徴、要素および／または機能を組み合わせたり一致させたりすることが、本明細書に明示的に考察されうる。これにより、上に特段の記載のない限り、当業者は、本教示から、１つの例の特徴、要素および／または機能を、別の例に組み込むことができることを理解でするであろう。更に、本開示の必須の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本教示に適合させるために、さまざまな変更を行うことができる。このため、本教示は、現在本発明のために考えられる最良の形態として明細書に記載され、図示された特定の例に限定されることはなく、本開示の範囲は、前記の説明および添付の特許請求の範囲に入る実施形態を全て含むことが意図される。

本教示による、連結機構を介して制動機構に係合している適用機構を有する駐車ブレーキアセンブリの模式図である。 本教示による、ブレーキアセンブリの斜視図であり、駐車ブレーキアセンブリがキャリパ本体と連結されている。 図２と同様の図であり、ピストンおよびブレーキパッドの表面を（鎖線で）示している。 図２の駐車ブレーキアセンブリの分解図アセンブリ図であり、回転部材を介して柱部材に連結されたくさび部材に連結されたレバーを示す。 図２のブレーキアセンブリの断面図である。 本教示による、収納位置におけるくさび部材および柱部材の例示的な図である。 図６Ａと同様の図であり、制動機構に係合しうる延在位置の柱部材を示す。 本教示による、柱部材の移動と、くさび部材の移動との一般的な関係を示す図である。 本教示による、ブレーキアセンブリの制動機構によって生ずるクランプ力と、駐車ブレーキのケーブルに及ぼされる力との一般的な関係を示す図である。 本教示による、制動機構によって生ずるクランプ力と、駐車ブレーキのケーブルの移動との一般的な関係を示す図である。 駐車制動機構が複数の向きで係合できるようにする各種の適用機構の構成を示す別の実施形態の図である。 駐車制動機構が複数の向きで係合できるようにする各種の適用機構の構成を示す別の実施形態の図である。 駐車制動機構が複数の向きで係合できるようにする各種の適用機構の構成を示す別の実施形態の図である。

Claims (10)

1. 駐車ブレーキアセンブリが制動機構、連結機構および適用機構を有し、前記制動機構は、ブレーキパッドをロータに対してクランプするピストンを有し、前記連結機構は前記適用機構を前記制動機構に連結する連結機構において、前記連結機構は、
   前記ピストンに係合するように構成された第１端部、およびポケットを有する第２端部を有する第１部材と、
   第１端部および第２端部を有し、前記第２部材の前記第１端部が、斜面部分を有するローラ面を画定している第２部材と、
   前記ポケットによって保持され、前記ポケットと前記ローラ面との間に配置された回転部材とを有し、前記第１部材が第１軸上で第１の距離増分を移動し、前記第２部材が第２軸上で第２の距離増分を移動すると、前記回転部材が前記ローラ面に沿って移動し、前記第１軸および前記第２軸は同一直線上になく、前記第１の距離増分および前記第２の距離増分に基づく比率は、前記ローラ面での前記回転部材の位置に基づいて変わる連結機構。
2. 前記第２部材、前記回転部材および前記第１部材の一部の少なくとも１つは、前記制動機構に関連する流体室の外にある請求項１に記載の連結機構。
3. 前記第２部材が前記第１部材に対して移動する場合に、前記第１の距離増分の値が、前記第２の距離増分の値よりも高い割合で増加する請求項１に記載の連結機構。
4. 前記第２部材が前記第１部材に対して移動する場合に、前記第１の距離増分の値が、前記第２の距離増分の値とおよそ同じ割合で増加する請求項１に記載の連結機構。
5. 前記制動機構によって前記ブレーキパッド上で前記ロータに対して及ぼされるクランプ力の値は、前記適用機構によって前記第２部材にかけられる作動力の値とおよそ同じ割合で増加する請求項１に記載の連結機構。
6. 前記第２部材が前記第１部材に対して移動する場合に、前記制動機構によって前記ブレーキパッド上で前記ロータに対して及ぼされるクランプ力の値は、前記第２の距離増分の値とおよそ同じ割合で増加する請求項１に記載の連結機構。
7. 前記第２部材が前記第１部材に対して移動する場合に、前記制動機構によって前記ブレーキパッド上で前記ロータに対して及ぼされるクランプ力の値は、前記第２の距離増分の値よりも高い割合で増加する請求項１に記載の連結機構。
8. 前記適用機構は、前記第２部材の前記第２端部に、前記連結機構に対して複数の向きで力をかけることができる請求項１に記載の連結機構。
9. 駐車ブレーキアセンブリが制動機構および連結機構を有し、前記制動機構は、回転部材に対して摩擦材料を付勢するためにクランプ力を及ぼす連結機構であって、前記連結機構は、
   出力部材に連結された少なくとも１つの入力部材を有し、前記入力部材はほぼ第１軸上を移動し、前記出力部材はほぼ第２軸上を移動し、前記出力部材は、前記回転部材に対して前記摩擦材料を付勢するために前記制動機構に係合する第１端部を有し、前記第１軸および前記第２軸は同一直線上になく、前記入力部材の移動増分および前記出力部材の移動増分に基づく比率が、前記入力部材および前記出力部材の前記移動に伴って変更する連結機構。
10. ブレーキパッドをロータに対してクランプするキャリパ本体であって、前記キャリパ本体は、
    流体室に少なくともその一部が配置されているピストンと、
    前記ピストンを延ばす前記キャリパ本体に連結され、第１部材、第２部材および回転部材を有する駐車適用機構と、
    前記第１部材は、前記ピストンに係合するように適合された第１端部、および第２端部を有し、
    前記第２部材は、ローラ面を画定している第１端部、および第２端部を有し、
    前記回転部材は、前記第１部材の前記第２端部と前記ローラ面との間に存在し、
    前記ローラ面に形成された斜面と、を有し、前記回転部材が前記斜面を移動すると、前記第１部材が、第２の距離を移動する前記第２部材に対して第１の距離を移動され、前記第１の距離および前記第２の距離に基づく比率は、前記ローラ面での位置に基づいて変わり、前記駐車ブレーキアセンブリは前記流体室のほぼ外にあるキャリパ本体。

Images