JP2016504538A - ブレーキシューおよびブレーキシューの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキシューを、これを簡単に製造することができ、良好に整合することができるようにさらに改善する。【解決手段】ライニング支持体（４）と摩擦ライニング（６）とを備えるブレーキシューであって、前記摩擦ライニングは少なくとも１つのボルト（１０）によって前記ライニング支持体（４）に固定されており、前記摩擦ライニング（６）は、摩耗限界（１２）まで使い果たすことができ、前記ボルト（１０）は、摩耗限界（１２）の下方まで前記摩擦ライニング（６）に突入しており、これにより少なくとも１つのボルト（１０）は、少なくとも摩擦ライニング（６）が完全に使い果たされない状態において、前記摩擦ライニング（６）の摩擦面（６．１）の下方に留まる。【選択図】図１

Description

本発明は、ライニング支持体と摩擦ライニングとを備えるブレーキシューに関するものであり、ここで摩擦ライニングは少なくとも１つのボルトによってライニング支持体に取り付けられている。ここで摩擦ライニングは、摩耗限界まで使い果たすことができる。

冒頭に述べた形式のブレーキシューは従来技術から公知である。ブレーキシュー、とりわけディスクブレーキ用のブレーキシューの基本構造はしばしば類似している。摩擦ライニングがライニング支持体上に取り付けられている。制動時に摩擦ライニングはブレーキディスクないしブレーキドラムと摩擦接触し、これにより運動エネルギーを熱エネルギーに変換する。通常、摩擦ライニングは消耗部品であり、これは運転中に摩耗する。摩擦ライニングは規定の摩耗限界を有しており、この摩耗限界までブレーキシューを使い果たすことができることが通常である。その後、ブレーキシューは交換しなければならない。ライニング支持体は、制動時に発生した力を吸収し、これを放出（消散）する。

特許文献１から、ライニング支持体と摩擦ライニングとを備えるディスクブレーキ、とりわけブレーキパッドが公知である。ここでライニング支持体には、摩擦ライニングを取り付けるための少なくとも１つのボルトが配置されており、このボルトは、ライニング支持体から発して略中央から略ライニング表面まで摩擦ライニングを貫通している。このボルトは非鉄金属から作製されており、このボルトは摩擦ライニングにより運転中の制動時に磨り減らされる。このボルトは、ライニング支持体に溶接されている。このボルトは真鍮から作製することができる。

特許文献２から、ライニング支持プレートと、これに適合されたディスクブレーキライニングと、前記ライニング支持プレートの他方の側に取り付けられた減衰プレートとを有するブレーキシューが公知である。減衰プレートは、真鍮製の少なくとも２つの皿頭ネジにより固定するために、ライニング支持プレートにあるそれぞれの孔を貫通しており、ディスクブレーキライニングにネジ留めされているか、ないしは付加的な振動減衰のためにこれに貼り付けられている。ここでネジのネジ山は、ディスクブレーキライニングにある有底孔に係合する。皿頭ネジ（Senkkopfschraube）は頭部領域に、摩耗指示のための挿入接触部を受け入れる有底孔部を有する。ここでは平皿ネジ（Senkschraube）が摩耗指示のための接触部として用いられる。皿頭ネジは、摩擦材が完全に摩滅される前に摩擦ライニングの摩耗によってブレーキディスクとの接触が形成されるよう、この摩擦材に深く突入すべきである。

特許文献３から、金属製ベースプレートとこの上に配置された摩擦ライニングとを有するブレーキライニングモジュールが公知である。摩擦ライニングはベースプレートに、リベットによって機械的に固定される。その際にリベットは、摩擦ライニングの略中央まで突入する。

特許文献４からブレーキライニング支持プレートが公知であり、この支持プレートに圧入されたボルトによりブレーキライニングがブレーキライニング支持プレートに固定される。このためにブレーキライニング支持プレートは複数の凹部を有し、これらの凹部にボルトが係合する。保持ボルトは金属材料から作製され、この金属材料はブレーキライニング材料と同じまたはそれより小さい摩擦摩耗特性を有する。

特許文献５から、摩擦ライニングとライニング支持体とから形成されるディスクブレーキが公知であり、ここではライニング支持体が種々の固定手段によって摩擦ライニングと接続されている。ディスクブレーキを製造するために、摩擦ライニングが熱間状態でライニング支持体上にプレスされ、これにより前記固定手段が摩擦ライニングによって包囲され、これにより固定手段は当該摩擦ライニングを形状結合的に結合して保持する。

特許文献６からブレーキシューが公知であり、ここでは摩擦ライニングがリベットないしネジによって支持体上に交換可能に取り付けられている。この種の摩擦ライニングは、リベットないしネジ頭部の厚さにまでしか使い果たすことができない。

特許文献７は、ライニング支持体と摩擦ライニングとから形成されるディスクブレーキを開示する。摩擦ライニングのライニング支持体における固定はボルトを介して行われる。このボルトは非鉄金属製であり、運転中の制動時に摩擦ライニングと共に摩耗する。

ＥＰ１５６７７８３Ｂ１ ＤＥ９４１７９７４Ｕ１ ＤＥ６９５０２３２７Ｔ２ ＤＥ１０２００８０１４５５０Ｂ４ ＤＥ１９７４０５９７Ｂ４ ＤＥ２３２７５４８Ａ ＥＰ１５６７７８３Ｂ１

従来技術の欠点は、一方ではディスクブレーキの製造が比較的面倒なことであり、他方ではボルトが制動挙動並びに発生ノイズ（Geraeuschkulisse）に影響することである。対応のディスクブレーキの適合は非常に困難であり、材料選択が完全に自由であるブレーキシューの場合よりも狭い限界内でしか可能でない。

したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式のブレーキシューを、これを簡単に製造することができ、良好に適合（Abstimmung）することができるようにさらに改善することである。

この課題は、請求項１によるブレーキシュー並びに請求項１２によるブレーキシューの製造方法によって解決される。本発明のさらなる構成は従属請求項の対象である。

本発明のブレーキシューは、ライニング支持体と摩擦ライニングとを有し、摩擦ライニングは少なくとも１つのボルトによってライニング支持体に固定されている。少なくとも１つのボルトによって、摩擦ライニングからライニング支持体への良好な力導入が可能になる。ボルトによって、摩擦ライニングとライニング支持体との間の剪断力がそれらの接続領域において低減される。なぜならこの剪断力が少なくとも１つのボルトを介して放出（ないし消散）されるからである。

摩擦ライニングは摩耗限界まで使い果たすことができる。この摩耗限界は、具体的な使用目的に依存しており、正規（ないし通常）の運転においてはこれを下回ってはならない。

本発明によれば、ボルトは摩耗限界の下までないし摩耗限界まで摩擦ライニングに突入しており、これにより少なくとも１つのボルトは、摩擦ライニングが少なくとも摩耗限界まで使い果たされない状態において、摩擦ライニングの摩擦面の下方に位置する。このようにして、ボルトが正規の動作においてはブレーキシューの摩擦相手方部、例えばブレーキディスクないしブレーキドラムと接触することが阻止される。本発明によって、摩擦ライニング自体だけが常に対応の摩擦相手方部と相互作用することが達成される。このことは、ノイズ発生および制動挙動に関しての摩擦ライニングの設計を簡単にする。

ボルトが摩耗限界まで突き出ている場合には、摩耗限界に達した際に発生するボルトと摩擦相手方部との間の突然の交互作用により制動および／またはノイズ挙動が変化することを摩耗インジケータとして利用することが可能になる。

本発明の第１の可能なさらなる一構成によれば、ライニング支持体は第１の材料から、少なくとも１つのボルトは第２の材料から作製することができる。ここで第２の材料は第１の材料よりも柔らかい、すなわち第１の材料は第２の材料よりも硬い。したがって少なくとも１つのボルトはオーバサイズであって良く、プレスされる際に、ボルトがライニング支持体に形状結合的（あいつぎ結合formschluessig）かつ力結合的（摩擦による結合kraftschluessig）に結合して固定されるように変形することができる。この方法は、固定溶接の場合と比較して作業工程とエネルギーを節約し、したがってこの方法は溶接法よりも安価に実施することができる。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、少なくとも１つのボルトはライニング支持体に圧入することができる。このようにして、形成された接続が高温と高負荷に耐えることが達成される。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、第２の材料は第１の材料よりも小さな強度を有することができる。このことはボルトのライニング支持体への打ち込みを容易にする。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、ライニング支持体は、少なくとも１つのボルトを受け入れるために、少なくとも１つの窪み（凹部Ruecksprung）ないし少なくとも１つの貫通切欠部を有することができる。ここで窪みないし貫通切欠部は、少なくとも１つのボルトよりも小さな内径を有する。このようにして少なくとも１つのボルトは、少なくとも１つの窪みないし少なくとも１つの貫通切欠部にプレスされる際に変形して打ち込まれる。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、摩擦ライニングは、少なくとも１つのボルトを受け入れるために、少なくとも１つの窪みないし少なくとも１つの貫通切欠部を有することができる。これは、少なくとも１つのボルトの摩擦ライニングへの取り付けを容易にする。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、ライニング支持体と摩擦ライニングとの間に中間層を設けることができる。この中間層は、ライニング支持体と摩擦ライニングとの間の減衰に用いることができ、したがって制動時のノイズ最適化に用いることができる。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、少なくも１つのボルトは、ライニング支持体の摩擦ライニングとは反対の側に配置された頭部を有することができる。したがってこの構成によれば、ボルトは裏側からライニング支持体に打ち込まれ、これを完全に貫通する。これにより少なくとも１つのボルトがライニング支持体にしっかり確保されることが保証される。

反対の構成も本発明の枠内で考えられ、その場合、ボルト頭部は摩擦ライニング側に配置される。

本発明のさらなる可能な一構成によれば、ライニング支持体の摩擦ライニングとは反対側に減衰プレートを配置することができる。

ここで可能な一構成によれば、ボルトはライニング支持体と減衰プレートに圧入することができ、これにより減衰プレートはライニング支持体に固定され、減衰プレートの機能は損なわれない。

本発明の択一的一構成によれば、ボルトは、ライニング支持体の摩擦ライニングとは反対の側を超えて突き出ることができる。これによりボルトは、減衰プレートに対する係留点を形成する。

本発明の第１の独立した対象は、ブレーキシューの製造方法に関するものであり、この方法は以下の方法工程を有する：
・ライニング支持体と少なくとも１つのボルトを用意する工程；
・摩擦材料および／または中間層、および／または中間層を備えるもしくは備えない摩擦ライニングを用意する工程；
・ライニング支持プレートを摩擦材料に対して、および／または中間層に対して、および／または中間層を備えるもしくは備えない摩擦ライニングに対して位置決めする工程；
・少なくとも１つのボルトをライニング支持プレートにプレスする工程；
・ライニング支持プレートを摩擦材料に、および／または中間層に、および／または中間層を備えるもしくは備えない摩擦ライニングにプレスする工程。

最後から２番目と３番目の工程はそれらの順番を入れ替えることもできる。これにより少なくとも１つのボルトをプレスする工程は、ライニング支持体を摩擦材料に対して、および／または中間層に対して、および／または中間層を備えるないし備えない摩擦ライニングに対して位置決めする工程よりも時間的に前に行われる。

本発明の方法の第１の可能なさらなる一構成によれば、少なくとも１つのボルトは、摩擦ライニングをライニング支持プレートに対して位置決めする前に、ライニング支持体の貫通切欠部に挿入することができる。

本発明の方法の第１の可能なさらなる一構成によれば、プレスは、突起を有するプレスポンチによって実施することができ、ボルトは突起によってプレスされる。プレスは、力制御および／または経路制御（kraft- und/oder weggesteuert）の下に行うことができる。経路制御の場合、ボルトは所定の深さでライニング支持プレートに圧入することができる。

本発明の方法は、前記発明の技術思想による、とりわけブレーキシューの製造のために実施される。

本発明のさらなる目的（複数）、特徴（複数）並びに有利な適用可能性（複数）は、図面に基づく一実施例の以下の説明から明らかとなる。ここに記載された全ての特徴および／または図面に示された特徴は、それらの有意義な組合せにおいて本発明の対象を形成し、特許請求の範囲およびそれらの引用関係には依存しない。

第１実施形態による本発明のブレーキシューの断面図である。 本発明のブレーキシューを製造するための方法工程を示す図である。 本発明のブレーキシューのプレスを示す図である。 第２実施形態による本発明のブレーキシューの断面図である。

以下の実施例で同じないし同じように作用する構成部材には、分かりやすくするために同じ参照符号が付してある。

図１は、本発明のブレーキシュー２を断面図に示す。

ブレーキシュー２のライニング支持体としてライニング支持プレート４が設けられており、摩擦ライニング６がこのライニング支持プレートと接続されている。ライニング支持プレート４と摩擦ライニング６の間の接続は中間層８によって達成される。

図示の本実施例のライニング支持プレートはチタンから作製されている。チタン製のライニング支持プレートは、ブレーキシューに対して特に有利な特性を有する。しかし本発明は、チタン以外の他の材料から成るライニング支持プレートによっても実現される。

ライニング支持プレート４にはボルト１０がライニング支持プレート４の上側４．１から圧入される。ボルト１０は、ライニング支持プレート４に対して使用されるチタンよりも柔らかい材料から作製されており、例えば真鍮製である。

ボルト１０はライニング支持プレート４を完全に貫通しており、摩擦ライニング６に突入している。

摩擦ライニング６は摩耗限界１２を有し、この摩耗限界は中間層８に密に接している。ボルト１０は、対応の摩耗限界１２にまで達している。正規（通常）の運転においてボルト１０は、摩擦ライニング６の層によって覆われている。

ボルト１０をライニング支持プレート４に圧入することにより、制動時にブレーキシュー２に対して生じる剪断応力（負荷）を、ボルト１０を介してライニング支持プレートに放出（消散）することができ、これにより中間層８を介して放出すべき剪断力が低下し、ブレーキシュー２をより大きく負荷することができる。

図２は、本発明のブレーキシュー２の製造における一方法工程を示す。

図示の方法工程で、ボルト１０は、ライニング支持プレート４の上側４．１から貫通開口部１４を通してライニング支持プレート４に圧入される。貫通開口部１４は、ボルト１０の（直径）幅Ｄ２よりも小さい内径Ｄ１を有する。貫通開口部１４は、ライニング支持プレート４の上側４．１の領域において円錐形に拡開されている。円錐形の拡開部４．２には、ボルト１０の頭部１０．１および圧入時に変形されるボルト１０の材料を収容することができ、これによりボルト１０はライニング支持プレート４の上側４．１を超えては突き出ない。

ボルト１０は、下側端部領域１０．２を有し、この領域は貫通開口部１４よりも小さな直径を有する。これにより、ボルト１０の導入と位置決めが容易になる。

図３は、本発明のブレーキシュー２のプレス工程を示す。

圧入のためにプレスポンチ１６が使用され、このプレスポンチはライニング支持プレート４の上側４．１から、プレスされるべきブレーキシュー２にプレスされる。プレスポンチ１６は突起１８を有し、この突起は、ボルト１０をライニング支持プレート４の貫通開口部１４に圧入するように構成されている。

プレス工程は、ボルト１０を所定の深さでライニング支持プレート４に圧入するために経路（ストローク）制御される。

図４は、本発明のブレーキシュー２’の択一的一実施形態を示す。

ライニング支持プレート４の上側４．１には減衰プレート２０が配置されている。減衰プレート２０はボルト１０によってライニング支持プレート４に固定される。

２，２’ ブレーキシュー
４ ライニング支持プレート、ライニング支持体
４．１ 上側
４．２ 円錐形の拡開部
６ 摩擦ライニング
６．１ 摩擦面
８ 中間層
１０ ボルト
１０．１ ボルト頭部
１０．２ 下側端部領域
１２ 摩耗限界
１４ 孔部、貫通切欠部、貫通開口部
１６ プレスポンチ
１８ 突起
２０ 減衰プレート
Ｄ１ 孔部１４の幅（内径）
Ｄ２ ボルト１０の直径

この課題は、請求項１によるブレーキシュー並びに請求項１２によるブレーキシューの製造方法によって解決される。本発明のさらなる構成は従属請求項の対象である。
すなわち本発明の第１の視点によれば、ライニング支持体と摩擦ライニングとを備えるブレーキシューであって、前記摩擦ライニングは少なくとも１つのボルトによって前記ライニング支持体に固定されており、前記摩擦ライニングは、摩耗限界まで使い果たすことができ、前記ボルトは、摩耗限界の下方まで前記摩擦ライニングに突入しており、これにより少なくとも１つのボルトは、少なくとも摩擦ライニングが完全に使い果たされない状態において、前記摩擦ライニングの摩擦面の下方に留まる、ブレーキシューが提供される。（形態１）
本発明の第２の視点によれば、・ライニング支持体と少なくとも１つのボルトを用意する工程と；・中間層を備えるないし備えない摩擦材料を用意する工程と；・前記ライニング支持体を、前記中間層を備えるないし備えない前記摩擦材料に対して位置決めする工程と；・前記少なくとも１つのボルトを、ライニング支持体に対して位置決めする工程と；・前記少なくとも１つのボルトを、ライニング支持体にプレスする工程と；・少なくとも１つのボルトを備えるライニング支持体を、前記中間層を備えるないし備えない前記摩擦材料にプレスする工程と；を備えるブレーキシューの製造方法が提供される。（形態１２）

本発明では、以下の形態が可能である。
（形態２）前記ライニング支持体は第１の材料から、前記少なくとも１つのボルトは第２の材料から作製され、前記第２の材料は前記第１の材料よりも柔らかいことが好ましい。
（形態３）前記第２の材料は前記第１の材料よりも小さな剪断強さを有することが好ましい。
（形態４）前記少なくとも１つのボルトは、前記ライニング支持体に圧入されていることが好ましい。
（形態５）前記ライニング支持体は、前記少なくとも１つのボルトを受け入れるために、少なくとも１つの窪みないし少なくとも１つの貫通切欠部を有し、前記窪みないし前記貫通切欠部は、前記少なくとも１つのボルトよりも小さな内径を有することが好ましい。
（形態６）前記ライニング支持体は、前記少なくとも１つのボルトを受け入れるために、少なくとも１つの窪みないし貫通切欠部を有することが好ましい。
（形態７）前記ライニング支持体と前記摩擦ライニングとの間には中間層が設けられていることが好ましい。
（形態８）前記ボルトは頭部を有し、前記少なくとも１つのボルトの頭部は、前記ライニング支持体の前記摩擦ライニングとは反対の側に配置されていることが好ましい。
（形態９）前記ライニング支持体の前記摩擦ライニングとは反対の側に減衰プレートが配置されていることが好ましい。
（形態１０）前記ボルトは、前記ライニング支持体および前記減衰プレートに圧入されていることが好ましい。
（形態１１）前記ボルトは、前記ライニング支持体の前記摩擦ライニングとは反対の側を超えて突き出ていることが好ましい。
（形態１３）前記少なくとも１つのボルトは、前記中間層を備えるないし備えない前記摩擦材料にプレスされる前に、前記ライニング支持体の貫通切欠部に挿入されることが好ましい。
（形態１４）前記プレスは、突起を有するプレスポンチによって実施され、前記ボルトは前記突起によってプレスされることが好ましい。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
本発明のブレーキシューは、ライニング支持体と摩擦ライニングとを有し、摩擦ライニングは少なくとも１つのボルトによってライニング支持体に固定されている。少なくとも１つのボルトによって、摩擦ライニングからライニング支持体への良好な力導入が可能になる。ボルトによって、摩擦ライニングとライニング支持体との間の剪断力がそれらの接続領域において低減される。なぜならこの剪断力が少なくとも１つのボルトを介して放出（ないし消散）されるからである。

Claims (14)

1. ライニング支持体（４）と摩擦ライニング（６）とを備えるブレーキシューであって、前記摩擦ライニングは少なくとも１つのボルト（１０）によって前記ライニング支持体（４）に固定されており、前記摩擦ライニング（６）は、摩耗限界（１２）まで使い果たすことができ、
   前記ボルト（１０）は、摩耗限界（１２）の下方まで前記摩擦ライニング（６）に突入しており、これにより少なくとも１つのボルト（１０）は、少なくとも摩擦ライニング（６）が完全に使い果たされない状態において、前記摩擦ライニング（６）の摩擦面（６．１）の下方に留まる、ブレーキシュー。
2. 前記ライニング支持体（４）は第１の材料から、前記少なくとも１つのボルト（１０）は第２の材料から作製され、前記第２の材料は前記第１の材料よりも柔らかい、ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキシュー。
3. 前記第２の材料は前記第１の材料よりも小さな剪断強さを有する、ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキシュー。
4. 前記少なくとも１つのボルト(１０)は、前記ライニング支持体（４）に圧入されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
5. 前記ライニング支持体(４)は、前記少なくとも１つのボルト（１０）を受け入れるために、少なくとも１つの窪みないし少なくとも１つの貫通切欠部（１４）を有し、前記窪みないし前記貫通切欠部は、前記少なくとも１つのボルト(１０)よりも小さな内径を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のブレーキシュー。
6. 前記ライニング支持体（４）は、前記少なくとも１つのボルト（１０）を受け入れるために、少なくとも１つの窪みないし貫通切欠部を有する、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
7. 前記ライニング支持体（４）と前記摩擦ライニング（６）との間には中間層（８）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
8. 前記ボルト（１０）は頭部（１０．１）を有し、前記少なくとも１つのボルト（１０）の頭部（１０．１）は、前記ライニング支持体（４）の前記摩擦ライニング（６）とは反対の側（４．１）に配置されている、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
9. 前記ライニング支持体（４）の前記摩擦ライニング（６）とは反対の側に減衰プレート（２０）が配置されている、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
10. 前記ボルト（１０）は、前記ライニング支持体（４）および前記減衰プレート（２０）に圧入されている、ことを特徴とする請求項９に記載のブレーキシュー。
11. 前記ボルト（１０）は、前記ライニング支持体（４）の前記摩擦ライニング（６）とは反対の側を超えて突き出ている、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のブレーキシュー。
12. ・ライニング支持体（４）と少なくとも１つのボルト（１０）を用意する工程と；
    ・中間層を備えるないし備えない摩擦材料を用意する工程と；
    ・前記ライニング支持体（４）を、前記中間層を備えるないし備えない前記摩擦材料に対して位置決めする工程と；
    ・前記少なくとも１つのボルト（１０）を、ライニング支持体（４）に対して位置決めする工程と；
    ・前記少なくとも１つのボルト（１０）を、ライニング支持体（４）にプレスする工程と；
    ・少なくとも１つのボルト（１０）を備えるライニング支持体（４）を、前記中間層を備えるないし備えない前記摩擦材料にプレスする工程と；
    を備えるブレーキシュー（２）の製造方法。
13. 前記少なくとも１つのボルト（１０）は、前記中間層（８）を備えるないし備えない前記摩擦材料にプレスされる前に、前記ライニング支持体（４）の貫通切欠部に挿入される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記プレスは、突起（１８）を有するプレスポンチ（１６）によって実施され、前記ボルト（１０）は前記突起（１８）によってプレスされる、請求項１２または１３に記載の方法。

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