JP2009198001A - パーキング時に車輛を静止状態に保持するためのディスクブレーキデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキシステム内に追加のエネルギ源を必要としないで、パーキング時に車輛を静止状態に保持するため更にしっかりと掛けることができるディスクブレーキデバイスブレーキを提供する。
【解決手段】パッド８をディスク２に押し付けるように設計されたピストン５を含み、このピストンは、ピストンからパッドに向かう方向に第１軸線ｚ’ｚに沿って第１力が加えられたとき、パッド８をディスク２に押し付ける、ディスクブレーキデバイスを提供する。第１プレート１２、１３が、ピストン５の第１面５２とパッド８との間に挿入されている。第１プレート１２、１３は、ディスク２の回転によりパッド８を移動させたとき、パッドからピストンに向かう方向に第１軸線ｚ’ｚに沿って第２力を発生するように設計されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、パーキング時に車輛を静止状態に保持するためのディスクブレーキデバイス（すなわち、ディスクブレーキ装置）に関する。

パーキング時に車輛を静止状態に保持するためのディスクブレーキデバイスは公知であり、例えばＷＯ０２／４４５８２に記載されている。ハンドブレーキに連結されたケーブルの作用でアームを枢動することにより、可動プレートを枢動し、ブレーキディスクに向かって押す。

このようなデバイスは、サービスブレーキペダルを踏み込むことによってパーキングブレーキを掛けるようには設計されていない。換言すると、ケーブル又は何らかの他の機械的手段でなく液圧流体（作動液）を使用してパーキングブレーキを掛けるように設計されている。

液圧流体を使用してパーキングブレーキを掛けるには、パーキングブレーキを掛けたときに高温の部品の膨張により生じる多くの問題点がある。米国特許第６，６５９，２３６号には、システムの冷却に従って徐々に弛緩するばねによってこれらの問題点を解決することが提案されている。この場合、ブレーキを掛ける上で通常用いられる流体圧力に、弛緩したばねが、ブレーキを掛けるときに通常の流体圧力で得られるのと同じ程度の大きさの力を加え続けるように、ばねを圧縮するための追加の圧力を追加することが必要となる。この追加の圧力は、液圧回路が更に複雑な機構でなければならないということを意味する。

ＷＯ０２／４４５８２ 米国特許第６，６５９，２３６号

当該技術分野で公知の欠点を改善するため、本発明の特徴は、パッドをディスクに押し付けるように設計されたピストンを含むディスクブレーキデバイスである。パッドは、ピストンからパッドに向かう方向に第１軸線に沿ってピストンに第１力が加えられたとき、ディスクに押し付けられる。このデバイスは、ピストンの第１面とパッドとの間に挿入された第１プレートを含むことを特徴とする。この第１プレートは、ディスクの回転により前記パッドを移動したとき、パッドからピストンに向かう方向に第１軸線に沿って第２力を発生するように設計されている。

この場合、ブレーキを更にしっかりと掛けるのに使用されるのは車輛の潜在的運動エネルギである。ブレーキシステム内に追加のエネルギ源を必要としない。

選択された実施例によれば、第１プレートは、前記第１面と平行な平面から遠ざかる方向で距離が可変の少なくとも一つの第１線を含む第２面を有する。デバイスは、ディスクの回転により前記パッドが移動させられたとき、第２面の前記線に沿って移動するように設計されたエレメントを含む。その結果、前記エレメントは、前記第１面に近づく。前記エレメントはボールとなっている。第２プレートが、前記第２面と平行な平面から距離が可変の少なくとも一つの第２線を含む第３面を有する。前記第１面をロッドが通過している。ピストンからパッドに向かう方向に第１軸線に沿って前記第１力が、前記ピストンに加えられたとき、ロッドの端部はピストンの移動に追従する。前記第１力がもはや前記ピストンに加えられたいない場合、及び／又は、前記第２力がロッドの端部に加えていない場合あるいは前記第２力がピストンの前記第１面に加えられている場合、パッドをディスクに押し付けるようにキーによって、前記ロッドは、動かないようにされるように設計されている。前記第１プレートは、ディスクの回転により生じたパッドの移動により前記斜め境界の間の離間距離を増大するように、斜め境界を持つ少なくとも一つの空間を境界付ける。前記第１力は、ピストンに加えられた液圧流体圧力（作動液圧力）によって発生される。ロッド１１をワッシャと組み合わせることにより、このワッシャに前記第１力が加わったとき、ロッドを駆動できる。

本発明は、単なる例として与えられた以下の説明を添付図面を参照して読むことにより更に良好に理解されるであろう。

図１の右側は、ディスクブレーキデバイスの半分の図であり、図１の左側は、ブレーキデバイスの断面図である。 図２は、ブレーキデバイスの異なる位置と各々対応する二つの半部の断面図である。 図３は、ブレーキを掛けた位置でのブレーキデバイスの断面図である。 図４は、ブレーキを掛けた力が経時的にどのように変化するのかを示す断面図である。 図５は、本発明の技術的効果を示す断面図である。 図６は、本発明を説明するための概略図である。

図１を参照すると、自動車用ディスク型パーキングブレーキデバイスの全体に参照番号１０が付してある。

図１の例は、フローティングキャリパディスクブレーキと対応し、キャリパ１は主サービスブレーキとしても作用する。

キャリパ１は盲穴３を有し、この盲穴には液圧シリンダ４が収容されている。このシリンダには、ピストン５に作用するための流体が収容されている。流体の圧力が加わったとき、ピストン５がシュー６に押し付けられ、パッド８をディスク２に押し付ける。

図１の左側の断面図では、ピストン５自体がチャンバ７を備えていることがわかる。ピストンの側壁はシリンダ４内で摺動する。ピストンの前面に、第１力が、第１軸線ｚ’−ｚに沿って、ピストンからパッドに向かって方向決めされた方向に加えられる。その第１力の値は、上昇した圧力にチャンバ７の断面積を乗じた値に等しい。かくして、以上説明した構成により、チャンバ７内で大気圧を越えて上昇した圧力が正圧である場合、パッド８をディスク２に押し付けることができる。

図１のデバイスの右半分の図からわかるように、ディスクが角度ｄθ回転すると、軸線ｚ’−ｚに対して垂直な軸線ｙ’−ｙ上に投影した移動ｄｙが生じる。

図２は、図１の左半分の断面図を再構成した図であり、上部分にピストンが初期位置で示してあり、下部分にチャンバ７内の圧力が上昇した場合のピストンが押圧位置で示してある。

シリンダ４の溝に位置決めされた可撓性環状シール４１が、ピストン５の側壁と確実に密封状態に接触している。環状シールには、その初期位置において参照番号４１Ａが付してあり、ピストンが前方に移動したことによる変形位置において参照番号４１Ｂが付してある。

ピストン５の前面には、参照番号５１Ａを付した環状面５１が設けられている。この環状面は、最初にシュー６と接触するとき、このシューに圧力を加えない。環状面５１には、この環状面５１がシュー６と接触し、圧力を加える場合に参照番号５１Ｂが付してある。

ピストン５の前面には、更に、環状面５２が設けられている。この環状面５２は、表面５１からセットバックしてあり（表面５１から離しておかれており）、シュー６と接触していないが、ピストン５の表面５２とパッド８との間に挿入したプレート１２の面と接触している。プレート１２の反対側の面は、表面５２と平行な平面からの距離が可変の線（ライン）を備えた表面１２１を形成する。この線は、例えば、軸線ｚ’ｚの近くの、平面５２と平行な平面の近くで始まり、この平面から、軸線ｚ’ｚから遠ざかる方向で末広がりになった傾斜の傾きである。別の例を提供するため、この線は、軸線ｚ’ｚ上の頂点が表面５２と平行な平面と近接した円錐形の母線であり、この円錐形のベースは、軸線ｚ’ｚ上に中心を持ち、前記平面から所定距離にある。

シュー６は、弾性手段６１によってキャリパ１に固定されている。弾性手段６１は、その休止位置では参照番号６１Ａが付してあり、その作用位置では参照番号６１Ｂが付してある。この特定の場合には、ピストンから圧力が加えられるシュー６の移動に追従するため、細長い。

チャンバ７内の圧力が上昇し、パッド８をディスク２に押し付ける場合には、可撓性シール４１及び弾性手段６１が戻し力を加える。通常のブレーキとして使用されている場合には、即ちゼロでない速度で動いている車輛を減速する場合には、上昇した圧力が消えたとき、この戻し力によりピストンをその元の位置に戻す。かくして、パッド８によってディスク２に加えられた制動力がなくなる。

図３は、ブレーキを掛けた位置のブレーキを示し、特に車輛が静止状態にある場合のブレーキを示す。ここで述べるのは、デバイスをパーキングブレーキとして使用することに関する。車輛が静止した状態では、例えばブレーキペダルによってチャンバ７内に圧力上昇状態を発生し、使用者が、パーキングブレーキの機能を使用しようとしていることを認識する制御装置（図示せず）を作動する。これは、例えば、ブレーキペダルの解放後、圧力を維持することによって、又は別の方法で行われる。しかしながら、圧力をこのように維持することは、これを間違いなく行うことができるとしても、例えば急な坂で自動車が全く動かないようにするのを保証する制動力を維持する上で必ずしも十分ではない。

次に、この現象を図４を参照して説明する。パーキングブレーキとして掛けた場合にブレーキが高温である場合には、キャリパ１、シリンダ４、及び／又はピストン５、又は場合によってはチャンバ７内の流体が、温度の作用により膨張している。パーキングブレーキを掛ける際のこの膨張は、温度が再び低下した場合にピストンを引っ込めようとする要因となる。

ピストンの引っ込めを図４に増幅した形態で示す。図４では、シュー６に固定されたパッド８が、ディスク２に押し付けられており、ピストンが引っ込められることにより、表面５１とシュー６との間の接触が失われる。これには、ピストン５をシュー６に押し付ける力が低下し、従って、パッド８をディスク２に押圧する力が低下する。例えば坂の上の車輛の重量や何らかの他の要因による推力等の外力がなく、車輛を移動しようとしない限り、この現象は問題とならない。しかしながら、この現象は、パーキングブレーキが掛けられている場合に車輛が動き始める場合に問題となる。

パーキングブレーキを掛けた場合に車輛が移動しないようにするため、表面５２とパッド８との間に挿入されたプレート１２は、ディスク２の回転によりパッド８に移動が加わった場合、力を、軸線ｚ’ｚに沿って、パッドからピストンに向かう方向に発生するように設計されている。このようにして、この力が加えられる表面は、反作用により、パッド８をディスク２に押し付ける強さを増大し、かくして直ちに車輛が再び動かないようにする。

上文中に言及した自動調節効果は、ディスク２の回転によりパッド８に移動が加わった場合に表面１２１の線に沿って移動するように設計されたエレメント１６により得られる。表面１２１の線は、軸線ｚ’ｚの近傍の表面５２と平行な平面の近くで開始し、この平面から、軸線ｚ’ｚから遠ざかる方向で末広がりになっている。これにより、例えば、エレメント１６がパッド８の無限小の移動に従う場合、エレメント１６は挟んで締め付けられる。

自動調節効果は、ピストン５の表面５２とパッド８との間に挿入したプレート１３によっても得ることができる。プレート１３の第１面はシュー６に固定されており、プレート１３の第１面の反対側の第２面は、表面１３１を形成する。表面１３１は、表面５２と平行な平面から離間する方向に沿って距離が可変の線（ライン）を備えており、全体に表面１２１と同様の形状となっている。

エレメント１６は、ディスク２の回転によりパッド８が移動したときに、表面１３１の線（ライン）に沿って移動するように設計されている。エレメント１６の移動は、必ずしもパッド８の移動を伴わない。これは、パッド８の無限小の移動に追従するのが表面１３１であるためである。

プレート１２及び１３を組み合わせて使用することにより、エレメント１６の機能を果たすようにボールを選択できる。二枚のプレート間の空間に捕捉状態で保持されているけれども自由に回転するボールの利点は、スリップ（滑り）又はずれなしで、挟まれるということである。摩擦の低減は、部品の磨耗を低減する上で有利である。

図６を参照すると、この図の左側は、ボールの直径と実質的に等しい大きさＺｄの空間を形成する表面１２１と１３１との間に最初に捕捉されたボール形態のエレメント１６を示す。表面１２１及び１３１が互いからずれた場合、図６の右側からわかるように、空間がＺｐだけ増大する。Ｚｐ＝ｄｙ・ｔａｎαである。ここで、αは、表面１２１の傾斜の角度である。この角度は、傾斜１２２の角度と等しいものと仮定する。

図５を参照すると、ディスク２に加えられた制動力により発生したパッド８の無限小の移動ｄｙにより、プレート１３の同様の移動が生じる。この移動は、図５に示す場合では、上方への移動である。図６を参照して上文中に説明した技術的効果により、プレート１２をロッド１１の端部５３に押し付け、この反作用により、パッド８がディスク２に押し付けられる圧力を増大し、ピストン５が引っ込められるのにも関わらず、車輛を再び動かないようにする。実際、ピストン５の引っ込めは温度の低下に従って徐々に生じるため、そして部品は、金属製であることから圧縮性が小さいため、感知不能のごくわずかな移動ｄｙにより、ディスクをほぼ直ちに動かないようにする。ロッド１１の機能を図３を再び参照して説明する。

ロッド１１が設けられていない場合には、図６を参照して説明した技術的効果により、プレート１２を表面５２に押し付ける。この反作用により、パッドがディスク２に押し付けられる圧力を増大し、ピストン５が引っ込められるにも関わらず、ピストン５の引っ込めが大き過ぎない場合には、車輛を再び動かないようにする。

図３に戻ると、ロッド１１は５２を通過する。このロッド１１の端部５３は、ピストンに加わった液圧流体圧力（作動液圧力）によって発生された力が、軸線ｚ’ｚに沿ってピストンに加わったとき、ピストン５の移動に追従するように設計されている。ロッド１１はフランジ１１１を含み、このフランジにワッシャ９が載置している。ワッシャ９の中央には、ロッド１１を通すがフランジ１１１を通さない直径の穴が設けられている。ワッシャ９は、更に、チャンバ７の内側のピストン５の一方の面５４に押し付けられる。その結果、チャンバ７内の圧力が上昇すると、ピストン５及びロッド１１、特にその端部５３が、ピストンからパッドに向かって差し向けられた方向に同様に移動する。

次いで、キー１５を使用してロッド１１が動かないようにできる。これは、上昇した液圧流体圧力が発生した全ての力がもはやピストンに加わっていない場合に、パッド８をディスク２に押し付けるように行われる。

図４でわかるように、チャンバ７内の圧力の低下によりピストンが引っ込められた場合でも、ロッド１１の端部５３はパッド８をディスク２に押し付け続ける。

図５でわかるように、キー１５をパーキングブレーキとして作用する所定位置に置いたとき、ロッド１１が膨張しても、プレート１２によって定められる、及び更に良好にはプレート１３とともに定められる、斜め境界を持つ空間には、ボールの形態のエレメント１６の直径と等しい少なくとも一つの分離区分が含まれる。かくして、ディスク２の回転によるパッド８の移動により、シュー６を移動し、従って、斜め境界１２１、１３１の一方が他方に対して移動したとき、この斜め境界の移動は、これらの境界の相互離間を増大する傾向がある。この分離区分の増大により、ロッド１１の端部５３をプレート１２と接触する圧力を再度発生し、連続した連鎖反応(knock-on effects：ノックオン効果)により、パッド８をディスク２に押し付ける圧力を再度発生する。

１ キャリパ
２ ディスク
３ 盲穴
４ 液圧シリンダ
５ ピストン
６ シュー
７ チャンバ
８ パッド
１０ 自動車用ディスク型パーキングブレーキデバイス
１２ プレート
４１ 可撓性環状シール
５１ 環状面
５２ 環状面
６１ 弾性手段

Claims (9)

1. パッド（８）をディスク（２）に押し付けるように設計されたピストン（５）を備え、前記ピストンから前記パッドに向かう方向に第１軸線（ｚ’ｚ）に沿って第１力が、前記ピストンに加えられたとき、
   前記ピストンが、前記パッドを前記ディスクに押し付ける、ディスクブレーキデバイスにおいて、
   前記ピストン（５）の第１面（５２）と前記パッド（８）との間に挿入された第１プレート（１２、１３）を備え、
   前記第１プレート（１２、１３）は、前記ディスク（２）の回転により前記パッド（８）が移動させられたとき、前記パッドから前記ピストンに向かう方向に前記第１軸線（ｚ’ｚ）に沿った第２力を発生するように構成されており、
   ロッド（１１）が前記表面（５２）を通過しており、
   前記ピストンから前記パッドに向かう方向に前記第１軸線（ｚ’ｚ）に沿って前記第１力が、前記ピストンに加えられたとき、前記ロッドの端部（５３）は、前記ピストン（５）の移動に追従するように構成されており、
   前記ピストンにもはや前記第１力が加えられないとき、前記パッド（８）を前記ディスク（２）に押し付けるようにキー（１５）によって、前記ロッド（１１）が動かないようにされる、ことを特徴とするディスクブレーキデバイス。
2. 請求項１に記載のディスクブレーキデバイスにおいて、
   前記第１プレート（１２、１３）は、前記第１面（５２）と平行な平面から遠ざかる方向で距離が可変の少なくとも一つの第１線を含む第２面（１２１、１３１）を有し、
   前記デバイスは、前記ディスク（２）の回転により前記パッド（８）が移動させられたとき、前記第２面の前記線に沿って移動し、前記第１面に近づくように構成されたエレメント（１６）を備える、ことを特徴とするディスクブレーキデバイス。
3. 請求項２に記載のデバイスにおいて、
   前記エレメント（１６）はボールである、ことを特徴とするデバイス。
4. 請求項２又は３に記載のデバイスにおいて、
   第３面（１３１、１２１）を有する第２プレート（１３、１２）を備え、
   前記第３面（１３１、１２１）は、
   前記第２面（１２１、１３１）と平行な平面からの距離が可変の少なくとも一つの第２線を含む、ことを特徴とするデバイス。
5. 請求項１に記載のデバイスにおいて、
   前記第２力は、前記ロッド（１１）の前記端部に加えられる、ことを特徴とするデバイス。
6. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のデバイスにおいて、
   前記第２力は、前記ピストン（５）の前記第１面（５２）に加えられる、ことを特徴とするデバイス。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のデバイスにおいて、
   前記第１プレートは、斜めの境界を持つ少なくとも一つの空間を形成し、
   前記ディスク（２）の回転による前記パッドの移動により、前記斜め境界の間の間隔を増大する、ことを特徴とするデバイス。
8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のデバイスにおいて、
   前記第１力は、前記ピストンに加えられた液圧流体圧力によって発生される、ことを特徴とするデバイス。
9. 請求項１又は５に記載のデバイスにおいて、
   ワッシャ（９）を備え、
   前記第１力が前記ワッシャ（９）に加わったとき、前記ロッド（１１）を駆動するように、前記ワッシャ（９）が前記ロッド（１１）と組み合わせされた、ことを特徴とするデバイス。

Images