JP2016519266A - 車両特に商用車のキャリパディスクブレーキ及びこのようなブレーキのブレーキキャリパ - Google Patents

Abstract

【課題】キャリパブレーキディスクをより経済的かつより多面的に構成すること。【解決手段】回転軸線を備えたブレーキディスクと、ブレーキキャリパと、ブレーキキャリア２２と、ブレーキキャリア２２の竪穴部内で案内され、支持されている力伝達要素と、該力伝達要素の押し下げのための押し下げバネ３２と、押し下げ装置３６とを備えた、車両のキャリパディスクブレーキであって、押し下げバネが力伝達装置に対して半径方向に付勢し、押し下げバネが、前進走行時に回転方向において接線方向へ力伝達装置に対して付勢し、保持装置が回転軸線に対して平行に位置する中心線を備えた、前記キャリパディスクブレーキにおいて、接線方向への付勢が、少なくとも部分的に、ディスク回転方向後ろ側の中心線から接線方向に測定した押し下げ装置の寸法が少なくとも部分的にディスク回転方向前側よりも大きいことによるものである。

Description

本発明は、回転軸線を備えたブレーキディスクと、ブレーキキャリパと、ブレーキキャリアと、前記ブレーキキャリパ又は前記ブレーキキャリアの竪穴部内で案内され、かつ、支持されている、例えばパッド支持部及び／又はプレッシャプレートのような力伝達要素と、該力伝達要素の押し下げのための押し下げバネと、保持装置によって前記ブレーキキャリパにおいて保持され、支持された押し下げ装置とを備えた、車両特に商用車のキャリパディスクブレーキであって、前記押し下げ装置が前記押し下げバネを力伝達装置に対して半径方向に付勢し、前記押し下げ装置が前記押し下げバネを前進走行時に回転方向において接線方向へ力伝達装置に対して付勢し、前記保持装置が前記回転軸線に対して平行に位置する中心線を備えた、前記キャリパディスクブレーキに関するものである。

冒頭に挙げた種類のブレーキは、例えば特許文献１から公知である。特別に形成された押し付けバネへの係合によって半径方向のほかに接線方向においてもブレーキパッドへの付勢がなされるように、ブレーキキャリパにおける偏心した係合式の支持による押し付けクランプの軸線ずれが従来技術によるブレーキについて特有である。

半径方向及び接線方向の付勢の基本原理は実証され、これは維持されるべきである。しかしながら、より大きな経済性及びより大きな多面性を得るために、本発明により、構造上及び機能上の変更がブレーキキャリパ及び押し付けシステムの関連する部分において行われる。

図１及び図２には特許文献１に基づくブレーキが示されている。ここで、図１には、ブレーキキャリパ又はブレーキキャリアの竪穴ガイド部において半径方向内方へ、及び両側で周方向に案内され、かつ、支持されるブレーキパッド１１が示されており、このブレーキパッドの半径方向の外側エッジ部には、この外側エッジ部の中心軸線に対して両側へ向けて対称に形成された複数の押し下げバネが支持されている。これら押し下げバネは、中央に半径方向に深く位置する中心範囲３を備えており、ここでは半径方向内側へ形成された中心範囲へ係合しながら同様に対称に形成された押し下げクランプ１が係合する場合に端部側でバネ弾性的にブレーキパッドへ作用するために、この中心範囲からより高く位置するバネ脚部６，７がパッドの外側エッジ部に沿って両側で外方へ延在している。

押し下げクランプ１は、円形状の材料で形成されている。図２に示されているように押し下げクランプ１が押し下げ側でブレーキキャリパの係合開口部内に固定され、他方で、ブレーキキャリパの支持ブロックにホイールリム側で固定的に、しかし、取外し可能に固定される場合に、バネ付勢が生じる。押し下げクランプは、ブレーキディスクの両側に支持されたブレーキパッドの取付／取外しに役立つキャリパ開口部を介して、及びブレーキ軸線あるいは中心軸線Ａへ向かう方向に延在している。

ブレーキパッドの軸方向においては、押し下げバネがブレーキパッドに結合されている。なぜなら、半径方向の延長部１２，１４がブレーキパッドの外側エッジ部からバネにおける細長い開口部８，９，１０を貫通するためである。端部側では、バネ脚部がブレーキパッドの外側エッジ部の他の半径方向の延長部１３，１３に対して接触している。押し下げバネは、板バネとして形成されている。

押し下げバネによりブレーキパッドへ作用する半径方向及び接線方向の付勢は、従来技術によれば、押し下げクランプ１が押し下げバネの半径方向に形成された中心範囲３へ係合し、ブレーキキャリパの押し下げ側及びホイールリム側の固定部においてその側で係合しながら、前進走行時に常にブレーキディスクの回転方向へ、ブレーキディスク回転方向後ろ側の方向において中心軸線あるいはブレーキ軸線Ａに対して軸線ずれｘだけずらされて支持されていることによって生じる。これにより、対応するバネ脚部は接線方向へも押しやられる。押し下げクランプ１の偏心した係合式の支持のために、ブレーキキャリパの鋳造部分には、このために必要な鋳造技術による形成部が適当な位置決めにおいて存在している必要があり、これら形成部は、つづいて、更に機械的な加工を受ける必要がある。したがって、押し下げクランプ１のための複数の支持箇所は、ブレーキキャリパにおいて、又はブレーキキャリパ内に非対称に形成されている。

関連するブレーキは、軸の両側で組み入れられており、その結果、これらブレーキは、鏡面対称にも構成される必要がある。これは、従来技術によるブレーキキャリパについても左側及び右側のブレーキに対して、非対称な支持範囲及び保持範囲の形成のために異なる鋳造モデル構成が必要であることを意味している。それゆえ、後続の機械加工の位置も、左側のブレーキにおいて右側のブレーキとは異なっている。

上述の非対称性により、異なるキャリパ構造を有するこの原理は、大量生産において鋳造技術によって製造され、機械的に加工されるブレーキキャリパの経済的な、かつ、コストが最適化された製造を阻害するものである。

欧州特許第６９４７０７号明細書

したがって、本発明の課題は、特許文献１によるブレーキを、上述の欠点が解消されるように発展させることを基礎とするものである。特に、本発明の課題は、冒頭に記載した種類のキャリパブレーキディスクをより経済的かつより多面的に構成することを基礎とするものである。

上記課題は、本発明により、冒頭に挙げた種類のキャリパディスクブレーキにおいて、接線方向への付勢が、少なくとも部分的に、ディスク回転方向後ろ側の前記中心線から接線方向に測定した押し下げ装置の寸法が少なくとも部分的にディスク回転方向前側よりも大きいことによるものであることによって解決される。

このとき、本発明は、押し下げバネの接線方向の付勢がキャリパの非対称性ではなくむしろ押し下げ装置の非対称性によるものである場合に、押し下げ装置のための保持装置、又は換言すればキャリパにおける押し下げクランプのための支持範囲は対称に構成され得るという認識に基づくものである。

これにより、利点が明らかである。すなわち、押し下げ装置についての保持範囲及び支持範囲において軸ごとに鏡面対称に構成されたブレーキキャリパは、鋳造技術的な成型のためにもはや異なる鋳型を必要としない。さらに、これにつづく機械的な加工も統合されることが可能である。

したがって、本発明は、関連するブレーキ自体のほかに、鋳造技術により製造されるブレーキキャリパを創造し、その保持装置は、その輪郭が鋳造技術的にあらかじめ設定されている限り、押し下げ装置の保持及び支持のため、中心線を含む半径に関して対称である。ここで、本発明によれば、鋳造技術的にあらかじめ設定された対称性とは、保持装置の輪郭の全体的な製造のために、適当に対称な輪郭の鋳型が用いられる一方、鋳造後になされる加工による非対称性が例えば１つ又は複数の穴の非対称な穿設及び／又は表面の処理のための非対称な機械加工のように本発明の範囲内にあることを意味している。

他の構成においては、保持装置が回転軸線の方向へ延在する突出部を備えており、該突出部の側面が接線方向の力を受けるために用いられ、突出部の半径方向内側に位置する側面が半径方向の力を受けるために用いられるように設定され得る。突出部は、更に好ましくはルーフエッジ状に形成されている。

換言すれば、この構成により、押し下げ装置のための係合式の保持範囲が存在する。この保持範囲は、鋳造部分における係合ブロックとして形成されているとともに、ブレーキディスクの側あるいは押し下げ装置の側へ向けてルーフエッジに類似した突出部を備えている。両側のピン取付部も対応して係合ブロックの外面を包囲すれば、この突出部に対して押し下げクランプの対応する端部が径方向に支持される。これにより、取付状態において係合性が対称に形成される。

本発明によれば、更に好ましくは、突出部が緊張側に位置している。

本発明の更に好ましい実施形態によれば、保持装置がコード化装置を備えている。これにより、ブレーキキャリパに適合する押し下げ装置のみがキャリパに取り付けられることを保証することが可能である。

コード化装置は、突起部を備えている。このような突起部は、単純には、表面の機械加工の際に突出部として残されることが可能である。この突起部は、基本的に適宜に形成され、位置決めされることが可能である。このような場合には、コード化のために、対応する凹部が、対応する押し下げ装置における適当な位置に形成されており、その結果、この押し下げ装置のみがブレーキあるいはキャリパに適合する。これにより、正しい押し下げ装置を左側あるいは右側のブレーキに割り当て、及び／又は装着すべきブレーキの大きさに鑑みて正しい押し下げ装置を保証するコード化を達成することができる。

これに加えて、又はこれに代えて、支持ブロック輪郭部の間で包囲しつつ押し下げクランプに形成された把持フックを形成するよう構成することも可能である。これらの部分あるいは接続範囲が重なるように対応していれば、これにより正確な割当ても保証することが可能である。

保持装置は、本発明により、好ましくは螺着装置を備えることができる。これにより、特に単純な形成の種類が得られる。

コード化装置及び／又は螺着装置は、本発明によれば、ホイールリム側に位置している。鋳造技術的に形成されていないならば、コード化装置も、また螺着装置も中心線を含む半径面に対して対称に形成される必要がない。

本発明は、固定キャリパにも、また浮動キャリパにも応用可能である。

以下に、他の詳細を有する添付の図面を参照しつつ好ましい実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

従来技術によるキャリパディスクブレーキを示す図である。 従来技術によるキャリパディスクブレーキを示す図である。 本発明の一実施例によるキャリパディスクブレーキの概略的な平面図である。 本発明の一実施例によるキャリパディスクブレーキの概略的な平面図である。 図３及び図４によるブレーキの概略的な斜視図である。 図３及び図４によるブレーキの概略的な断面図である。 図３及び図４によるブレーキの押し付けクランプを概略的に示す図である。 ブレーキキャリパとの押し付けクランプの協働を示す図である。 ブレーキキャリパとの押し付けクランプの協働を示す図である。 押し付けクランプのためのブレーキキャリパの保持範囲の部分斜視図である。 押し付けクランプのためのキャリパの他の保持範囲の概略的な部分図である。 キャリパのホイールリム側の押し付けクランプの固定の一実施形態を示す図である。 キャリパのホイールリム側の押し付けクランプの固定の一実施形態を示す図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し付けバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し付けバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し付けバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し付けバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し付けバネの一視点による図である。 本発明の一実施例又は従来技術による押し付けバネとの押し付けクランプの協働の断面図である。 本発明の一実施例又は従来技術による押し付けバネとの押し付けクランプの協働の断面図である。

図面に示された本発明によるキャリパディスクブレーキの実施例は（不図示の）ブレーキディスクを備えており、このブレーキディスクの回転軸線がＡで示されている。前進走行時の回転方向は、矢印Ｄで示されている。ブレーキは、ブレーキキャリパ２０と、ブレーキキャリア２２とを備えており、ブレーキキャリパは、（不図示の）ブレーキディスクをフレーム状に包囲している。摩擦パッドを有する金属製のバックプレートから成るホイールリム側のブレーキパッドが参照符号２４で示されており、摩擦パッドを有する金属製のバックプレートから成る緊張側のブレーキパッドが参照符号２６で示されており、プレッシャプレートが参照符号２８で示されている。上述の要素は、力伝達要素である。これら力伝達要素は、押し下げバネ３０，３２あるいは３４によって押し下げられていて、すなわち半径方向へ付勢されている。後述するように、ブレーキパッド２６及びプレッシャプレート２８は、接線方向にも付勢されている。

押し下げクランプ３６の形態で構成された押し下げ装置は、上述の押し下げバネ３０，３２，３４の押し下げのために役立つとともに、ブレーキディスクの両側で支持されたブレーキパッドの取付／取外しに役立つキャリパ開口部を通して延びている。このとき、押し下げクランプ３６は、押し下げバネ３０，３２，３４の半径方向の付勢のためのみならず、押し下げバネ３２，３４の接線方向の付勢の役目も担うものである。これに対して、押し下げバネ３０及びブレーキパッド２４には、半径方向の付勢のみが作用し、接線方向の付勢は作用しない。これにより、ブレーキの動作について不都合で、摺動キャリパの容易な変位可能性に作用するモーメントが回避され、このモーメントは、押し下げバネ３０及びブレーキパッド２４の接線方向の付勢に起因するものである。

図面に示された実施例においてはフローティングキャリパであるブレーキキャリパ２０は、押し下げクランプ３６の保持及び支持のための保持装置を備えている。この保持装置は、２つの範囲、すなわちホイールリム側の範囲３８と、緊張側の範囲４０とを含んでいる。両範囲は、（平面図において）回転軸線Ａに対して平行に位置する中心線Ｍについて対称に形成されている。これら範囲は、回転軸線Ａ及び中心線Ｍによって形成される半径方向の中心平面ＭＥについて対称でもある。この対称性により、保持装置の輪郭は、キャリパの鋳造時に同じ型が用いられることができるようになっており、キャリパが右側のブレーキ又は左側のブレーキのために設計されているかは無関係である。

保持装置の緊張側の範囲４０は、ルーフエッジ状に形成された突出部４２を含んでいる。この突出部の側面４４，４６は、接線方向の力を受ける役割を担う。突出部の半径方向内側に位置する側面４８は、半径方向の力を受ける役割を担う。

押し下げクランプ３６は、緊張側において突出部４２に適合するように構成されている。したがって、押し下げクランプは凹部５０を備えており、この凹部は、取り付けられた状態で突出部４２を収容するものである。このとき、凹部５０の側面５２，５４は、接線方向の力を伝達する役割を担う。半径方向外方に位置する面５６は、半径方向の力を伝達する役割を担う。この面は、組付けられた状態でブレーキディスクへ向いた突出部４２の側面４８に接触する。

ホイールリム側の範囲３８では、キャリパ２０がネジ孔５８を備えており、このネジ孔には、押し下げクランプ３６を固定するためにネジ６０がねじ込まれる。保持装置のホイールリム側の範囲３８は、緊張側の範囲４０のように中心線Ｍ及び中心平面ＭＥに関して対称に構成されている。右側（左側）のブレーキ用の押し下げクランプが左側（右側）のブレーキに取り付けられることを防ぐために、ネジ孔５８のみが非対称となっている。このネジ孔は、鋳造技術によって形成されておらず、キャリパの実際の鋳造後にドリル及び／又はタップによって穿設される。

保持装置の範囲３８には、コーディング装置が設けられている。このために、図１１及び図１２によれば、機械的な加工時に突起部６２を回避することが可能である。その結果、図１２により、１つのみのこのような、突起部６２に適合する凹部６４を備えた押し下げクランプ３６を設けることができる。ネジ孔５８のように、突起部６２は鋳造技術により形成されておらず、したがって非対称に配置されることが可能である。

これに加えて、又はこれに代えて、押し下げクランプ３６が図１３に基づき、キャリパ２０において対応する構造部を包囲する複数のピン取付具を備えている。これにより、ここでも、適合する押し下げクランプ３６のみが取り付けられ得ることが保証される。

したがって、突起部６２、凹部６４及びピン取付具６６，６８は、適合する押し下げクランプのみが常にキャリパへ取り付けられることを保証するコーディング装置である。

押し下げクランプは、２つの異なる観点において非対称である。一方では、この押し下げクランプは接線方向取付具７０，７２を緊張側においてのみ備え、ホイールリム側には備えていない。他方では、第１の取付具７０の範囲において中心線Ｍから接線方向へ測定された、すなわちディスク回転方向後ろ側の押し下げクランプの寸法Ｖ１，Ｖ２は、取付具７２の範囲、すなわちディスク回転方向前側のものよりも大きい。

この構成により、ブレーキキャリパ２０をその保持装置の範囲３８，４０において押し下げクランプ３６のために適当に非対称に構成する必要なく、かつ、ホイールリム側のブレーキパッド２４への不都合な接線方向への付勢を作用させることなく、緊張側のブレーキパッド２６及び緊張側に位置するプレッシャプレート２８を接線方向へ付勢することが可能である。

異なるバネ付勢の付与による多様性も、複数の押し下げバネとの協働によって容易に達成することが可能である。これは、図７により破線の方向においてディスクの回転方向後ろ側へ向けて押し下げクランプの幅Ｖ１のみが変化される必要があることで行われることができる。このために、変形すべき薄板金属打ち抜き材のみを適当に形成することができる。そして、上述のコーディングとの協働において、ブレーキキャリパの鋳造範囲における適合を行うことなく、対応するブレーキ及びその使用条件への正確な対応を行うことが可能である。

押し下げクランプ３６は、好ましくは変形された薄板金属打ち抜き材として形成されているとともに、中心線Ｍについての寸法Ｖ１とＶ２の間の差に応じて中心線Ｍあるいは半径面Ｒに関してずらされた条溝部を備えている。この条溝部は、参照符号７４で示されている。この条溝部は、取り付けられた状態で各押し下げバネ３０，３２あるいは３４に平面的に接触するとともに、半径方向の付勢の付与に寄与するものである（図１９参照）。これに対して、従来技術に相当する図２０による構成においては、線状の接触しか存在しない。このような線状の接触は、当然、図１９による平面的な接触よりもかなり大きく押し下げバネに負荷をかけるものである。

板バネの形態の押し下げバネの構成は、特に図１４〜図１８から見て取れる。この板バネは、２つの同じバネ脚部７６，７８と、これらの間に位置し、半径方向内方へ突出する台形状の中央範囲８０とを備えている。台形状の範囲８０の両脚部は、負荷解除された状態において、この範囲の底部とそれぞれ９５°より大きな角度αをなしている。図面に図示された実施例においては、この角度は１１７°である。隣接する両バネ脚部７６，７８と、これら両脚部は、それぞれ８５°より小さな角度βをなしている。図示の実施例では、角度βは７４°である。

これらバネは、側面図においては角ばっていない。むしろ、これらバネは、負荷解除された状態において台形状の範囲８０の両脚部の間の移行範囲及びその底部でそれぞれ１０〜１６ｍｍの半径、図示の実施例では１３ｍｍの半径を有する弓状となっており、台形状の範囲８０と両脚部７６，７８の間の移行範囲では４〜９．５ｍｍの半径、図示の実施例では７ｍｍの半径を有する弓状となっている。

バネ脚部７６，７８を、図１４〜図１６に対応してまっすぐに構成することが可能である。しかし、図１７及び図１８から見て取れるように、これらバネ脚部を凹状又は凸状に形成することも可能である。

押し下げバネ３２に接触する突出部７０の範囲は、図１９に参照符号８２で示されている。その中心点Ｍ_８２は、中心点Ｍ_７４から半径方向へ距離Ｈを有しているとともに、接線方向へ距離Ｅを有しており、ここで、Ｈ＜Ｅとなっている。これに対して、対応する接触線１５，１６は、従来技術においてはＨ＝Ｅとなるように位置している（図２０参照）。

図面に示された実施例においては、最大の（圧力）応力の箇所Ｐは、中心範囲７４とバネ脚部７６の間の移行範囲に位置する押し下げバネ３２において、接触範囲における摩擦あるいはブレーキパッドあるいはプレッシャプレートの半径方向の当接による最大の摩耗の（平面的な）範囲から離間して位置している。

これに対して、上述のように、同一の使用条件においては、図２０に基づく従来技術により半径方向の接触範囲で１つのみの線状の接触部が存在し、その結果、ここでは、線状の接触部（矢印参照）を有する半径方向の範囲における最大の摩耗の箇所が、押し下げバネにおける最大の（押圧）応力の範囲Ｐに直接的、かつ、近傍で隣接しており、ここではＨ＝Ｅとなっている。

特に図１９から見て取れるように、押し下げクランプ３６は、断面においておけ状の形状を有しており、この押し下げクランプは、外側で、すなわち突出部７０，７２の端部において傾斜して立てかけられている。これにより、押し下げバネの逆向きの運動時にわずかな相対運動（摺動）が可能である。垂直なバネ部分に接触する丸みのある材料を持つ図２０による従来技術においては、このようにはなっていない。本発明による構成は、危険な区域における負荷を軽減するものである。

図１による従来技術におけるように、ここでも、ブレーキパッドの軸方向において押し下げバネがブレーキパッドに結合されている。なぜなら、放射状取付具（１２）がブレーキパッドの外側エッジ部からバネの側方の両バネ脚部にある長めの開口部（８，９）を貫通するためである。端部側では、バネ脚部がブレーキパッドの外側エッジ部の別の半径方向の取付具（１３，１３）に対して接触する。押し下げバネは、板バネとして形成されている。

上記の明細書、各請求項及び図面に開示された特徴は、個別にも、また適宜の組合せにおいても、本発明の実現のために様々な実施形態において重要であり得る。

Claims (10)

1. 回転軸線（Ａ）を備えたブレーキディスクと、
   ブレーキキャリパ（２０）と、
   ブレーキキャリア（２２）と、
   前記ブレーキキャリパ又は前記ブレーキキャリアの竪穴部内で案内され、支持されている、例えばパッド支持部（２４，２６）及び／又はプレッシャプレート（２８）のような力伝達要素と、
   該力伝達要素の押し下げのための押し下げバネ（３０，３２，３４）と、
   保持装置（３８，４０）によって前記ブレーキキャリパにおいて保持され、支持された押し下げ装置（３６）と
   を備えた、車両特に商用車のキャリパディスクブレーキであって、
   前記押し下げ装置が前記押し下げバネを力伝達装置に対して半径方向に付勢し、
   前記押し下げ装置が前記押し下げバネを前進走行時に回転方向において接線方向へ力伝達装置に対して付勢し、
   前記保持装置が前記回転軸線に対して平行に位置する中心線（Ｍ）を備えた、前記キャリパディスクブレーキにおいて、
   前記接線方向への付勢が、少なくとも部分的に、ディスク回転方向前側の前記中心線（Ｍ）から接線方向に測定した前記押し下げ装置（３６）の寸法（Ｖ１，Ｖ２）が少なくとも部分的にディスク回転方向後ろ側よりも大きいことによるものであることを特徴とするキャリパディスクブレーキ。
2. 鋳造技術により製造されており、前記保持装置の輪郭が鋳造技術的にあらかじめ設定されている場合には、前記押し下げ装置（３６）の保持及び支持のための前記保持装置（３８，４０）が、前記中心線（Ｍ）を含む半径面（ＭＥ）に関して対称であることを特徴とする請求項１記載のブレーキディスクのブレーキキャリパ。
3. 前記保持装置（３６）が前記回転軸線（Ｄ）の方向へ延在する突出部（４２）を備えており、該突出部の側面（４４，４６）が接線方向の力を受けるために用いられ、前記突出部の半径方向内側に位置する側面（４８）が半径方向の力を受けるために用いられることを特徴とする請求項２記載のブレーキキャリパ。
4. 前記突出部（４２）がルーフエッジ状に形成されていることを特徴とする請求項３記載のブレーキキャリパ。
5. 前記突出部（４２）が緊張側に位置することを特徴とする請求項３又は４記載のブレーキキャリパ。
6. 前記保持装置（３８，４０）がコード化装置（６２，６４；６６，６８）を備えていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のブレーキキャリパ。
7. 前記コード化装置（６２，６４；６６，６８）が突起部（６２）を備えていることを特徴とする請求項６記載のブレーキキャリパ。
8. 前記保持装置（３６）が螺着装置（５８）を備えていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のブレーキキャリパ。
9. 前記コード化装置（６２，６４；６６，６８）及び／又は前記螺着装置（５８）がホイールリム側に位置していることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のブレーキキャリパ。
10. 浮動キャリパであることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載のブレーキキャリパ。

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