JP3806815B2 - 摩擦要素のための案内スプリングを装着したディスクブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特にパッド型の摩擦要素のための案内及び保持スプリングに関するとともに、少なくとも１つのこの種のスプリングを包含するディスクブレーキにも関する。
【０００２】
ヨーク取付け式のスプリングの使用は、ディスクブレーキパッドの軸線方向並進運動を案内することに関して周知である。このようなブレーキを装着した車両の制動の際、回転しているディスクにそれぞれ当接されるパッドは、支持体の要素に向けて指向される接線方向の力を受ける。周知の型のスプリングは戻り力に抵抗し、この戻り力は、大量生産に関する限りは、許容できる最小の公差のために、制御することができない。従って、かなりの減速を伴うブレーキ作動は、パッドを支持体に向かって投げ出す力を生じさせ、この力はスプリングにより発揮される戻り力よりも強い。支持体に対するパッドの接線方向の衝撃は、車両の乗員に不快な騒音、所謂“klonk”を発生し、これは、機械の故障による独特の騒音としてさらに誤解され得る。
【０００３】
本出願人は、スプリングをヨークに対して非効果的に掛止することから、パッドの接線方向案内の不十分な制御が起ることがわかった。その上、通常、弓形要素は互いに対向する２個のスプリングを接続しており、第１パッドの端部を保持する一方のスプリングは、ディスクの第１主要面に当接されるのに対し、他方のスプリングは第２パッドの対応する端部を保持し、同様に前記第１主要面とは反対側のディスクの第２主要面に当接される。これが、各ヨーク幅に関して特定のスプリングを利用できなければならない理由である。
【０００４】
従って、効果的な軸線方向案内を確保する一方で、直接的であろうと（スプリングを介し）間接的であろうとも、案内された摩擦要素の支持体特にヨークに対する接線方向衝撃に抵抗するスプリングを提供することが、本発明の目的である。
【０００５】
大きい戻り力を発揮できるこの種のスプリングを提供することが、本発明の他の目的である。
【０００６】
本発明の他の目的は、小さい寸法を有するスプリングを提供することからなる。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、厳しい作動条件下を含みながら、長い実用寿命を有するスプリングに関する。
【０００８】
また、耐食性のスプリングを提供することが、本発明の目的である。
【０００９】
多種のディスクブレーキ、特に多様の幅をもつヨークを有するディスクブレーキに装着できるこの種のスプリングを提供することが、本発明の他の目的である。
【００１０】
本発明の他の目的は、少なくとも１個、好ましくは４個のこの種のスプリングを包含するディスクブレーキに関する。
【００１１】
極めて信頼できるディスクブレーキを提供することが、本発明の目的である。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、高価でない原価でディスクブレーキを提供することからなる。
【００１３】
そして、本発明の他の目的は、特に静かなディスクブレーキを提供することにある。
【００１４】
これらの目的は、代表的にはディスクブレーキのヨークである支持体に支持された補形的な組付手段と協働できる組付手段を包含する本発明によるスプリングによって達成される。スプリングの組付手段と支持体の組付手段との係合は、それらの結合を確保し、スプリングを支持体上で定位置に保つ。有益的には、スプリングは一端部で支持体に締着され、その他端部は自由で、好ましくは、摩擦要素の装着前における自由状態において広範囲の移動ができる。
【００１５】
従って、本発明は、対応する第１及び第２摩擦要素をディスクに対して位置決めするための第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングを包含しており、前記第１及び第２摩擦要素の各々が第１及び第２半径方向対向耳部を形成され、各耳部が、支持体に保持された前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングによって案内され、前記軸線方向案内及び半径方向保持スプリングのための前記支持体が、前記ディスクの第１主要面に対向して配置された第１アーム及び前記第１主要面とは反対方向における前記ディスクの第２主要面に対向して配置された第２アームを有するヨークから成り、前記第１及び第２アームが、少なくとも１つの弓形要素によって接続されているディスクブレーキにおいて、前記第１及び第２アームの各々が突出部分を有し、各突出部分が、前記ディスクの軸線に対して平行であるその上側面の軸線方向溝及び正方形の底部をもつ直角平行六面体を形成し、前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングの各々が、側面において“５”の形をなしていて、前記突出部分に取り付けられる第１開口部と、前記第１及び第２摩擦要素の前記第１及び第２耳部の１つを収容する第２開口部とを画成し、前記第１開口部の各々が、その側面に、前記突出部分の前記軸線方向溝に配置され前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングを前記突出部分に保持するために前記突出部分の前記上側面に力を加える軸線方向縁部を有し、前記軸線方向縁部が、前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングを前記突出部分に固定するために前記軸線方向溝内に入る突起を形成され、前記第２開口部の側面が休止時に前記支持体から離間して自由に動くことができ、前記第１及び第２耳部を前記第１及び第２開口部の共通の側面に対して保持する弾性力を与え、前記第１及び第２摩擦要素が前記支持体に当接する時、各軸線方向案内及び半径方向保持スプリングの前記第２開口部の基部が前記摩擦要素に向かって指向する凹面をなして、その両端の点で前記支持体に当接するとともにその中間の点で前記摩擦要素に接触することを特徴とするディスクブレーキを提供している。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う下記詳細説明から明らかとなるであろう。
【００１７】
図１〜１１において、同一の符号は同一の要素を示す。以下の記載において、用語“軸線方向の力”は、ディスク１（図４及び５で想像線で示す）の軸線に一致するＸ軸に対して平行な方向に発揮される力を言うのに対し、接線方向の力は、ディスク１と共軸に発揮される力を意味し、また、半径方向の力は、ディスク１の半径に沿って加えられる力を指す。
【００１８】
図１〜９は、本発明によるスプリング３の好適な実施例を示しており、このスプリングは、側面において、数字“５”に似ていて、代表的にはヨーク９の突出部分７である支持体９の要素７に取り付けるための第１開口部５と、代表的にはブレーキパッドである摩擦要素１５の耳部１３を収容する第２開口部１１とを画成する。
【００１９】
第１開口部５の形状は、それが休止する突出部分７の形状に適合している。図示の有益な例では、ヨーク９の突出部分７は、正方形の底部及び軸線方向に延びる高さをもつ直角平行六面体を実質的に形成する。この有益な例では、開口部５は実質的にＵ形をなしている。Ｕ形の側面１７の一方、好ましくは第２開口部１１から離れて位置する側面は、突出部分７にかなりの力を加える軸線方向縁部１９を包含することが賢明である。
【００２０】
実際にスプリングを支持体９に確実に締着することは、本発明の必須な特徴である。スプリング３が支持体９そして好適には突出部分７に固定される場合には、前記特徴は有利な方法でさらに改善されることとなる。このような固定は、固定状態において、組み付けられる要素の一方の雄要素を、他方の要素に配置した受容空所に係合させることによって、行われる。図示のこの非限定的な有益な例では、雄要素は、スプリング３の開口部５の側面１７により支持された突起２１であり、雌要素は、突出部分７に形成され突起２１(図４〜９において上側の面)に面する軸線方向溝２３である。
【００２１】
有益的には、突起２１は側面１７に切削加工される。例えばこの突起の縁部から延びる２つのスロット２５を設けることによって、突起２１に幾分かの弾性を与えることは賢明である。
【００２２】
溝２３の中間平面２７に沿って配置される突起２１の実施は、本発明の範囲から逸脱するものではないが、突起２１と平面２７との間にα角度を設けて、矢印２９の方向に加えられる引張り力及び矢印３１で示した傾動モーメントに効果的に抵抗することは、有益である。α角度は、好ましくは３°〜８７°の範囲、より好ましくは１０°〜６０°の範囲、そして非常に好ましくは２５°〜５０°の範囲にある。図示の有益な例では、α角度は４５°に等しい。この有益な例では、突起２１は、スプリングの側面１７の端部分と同じ傾斜を有し、突出部分７の溝２３に入るように縁部１９を越えて延びている。
【００２３】
その上、突起２１の傾斜は、スプリング３の開口部５が突出部分７上へ駆動されそしてこの突起２１が溝２３に入り込むときのスナップロック作用で、本発明によるスプリング３を支持体９の突出部分７に素早く取り付けるのを可能にする。
【００２４】
図示の例では、溝２３は突出部分７の全軸線方向長さにわたって延び、従って、前記溝の機械加工は容易となる。しかも、突出部分７の軸線方向長さの一部を覆っている突起２１のための凹部又は受容空所の使用は、本発明の範囲から逸脱するものではない。このような空所の機械加工は、より高価な工程であるが、空所は、スプリング３のその支持体７上での軸線方向変位に効果的に抵抗する。
【００２５】
スプリング３は、その軸線方向変位を防止する他の手段を設けられていてよい。図示の例では、スプリング３は、Ｕ形開口部の場合に側面及び底部に対して直角に位置し突出部分７の軸線方向両面に対して寄りかかる第１突起部３３及び第２突起部３５を包含する。有益な方法では、（代表的には、摩擦要素１５をディスク１に当接させるために液圧装置を使用する）制動時にスプリング３の変位に抵抗するように設計された突起部３３は、ブレーキの解放時（すなわち、摩擦要素１５がディスク１から離隔するとき）に突出部分７上でのスプリング３の変位に抵抗しようとする突起部３５よりも広幅である。切欠き３７は、コンプライアンスを改善するために突起部３３及び３５の基部に沿って設けられていてよい。スプリング３を支持体９に締着するための他の手段の使用、例えばスプリングに形成した開口を貫通するリベット又はボルトの使用は、本発明の範囲から逸脱するものではないことが理解されよう。図６〜１１に関して十分に後述するように、有益な方法では、本発明によるスプリング３はその端部の一方だけで締着することができ、他方の端部は自由にしてある。しかしながら、両端部で支持体９に締着されるスプリングの使用は、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【００２６】
本発明によるブレーキは、有益的には、本発明によるスプリング３を４個、すなわち各摩擦要素の各接線方向端部に１個を含んでいる。賢明な方法では、ブレーキは４個の独立した同一のスプリングを包含する。従って、同じ型のスプリングは、異なる軸線方向幅を有するブレーキに取り付けられ得る。それにもかかわらず、ディスク１の両側で互いに対向し弓形要素によって接続されるスプリングの実施は、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【００２７】
開口部１１の形状は摩擦要素の耳部のものと適合する。従って、半円形又は略半円形の部分を有する開口部１１は、丸形先端付パッドを案内するのに使用されるべきである。図示の有益な例は、“正方形先端付”パッドの耳部を収容するＵ形開口部を示す。Ｕ形開口部１１の両側面３９及び４１の間の半径方向距離は、パッドの先端又は耳部の半径方向長さに実質的に等しい。開口部１１の側面３９は、側面１７とは反対側の開口部５の側面に一致する。有益的には、開口部１１は、パッド１５の先端を開口部１１へ軸線方向に挿入するための第１案内突起４３と、パッド１５の先端を開口部１１へ接線方向に挿入するための第２案内突起４５を包含する。有益な方法では、開口部１１の自由端部４１は、捩り強さを改善するためのリブ４７を設けている。従って、案内剛性は、スプリング３の開口部１１内におけるパッド１５の先端の休止時での軸線方向位置の変更に伴って起り得るパッド１５の摩耗によって影響されることはない。
【００２８】
有益的には、スプリング３の角は鋭くならないように丸くされていて、従って、整備員が保守作業中に負傷するのを防止する。
【００２９】
本発明によるスプリング３は、好ましくは１mm以下、例えば０.４±０.０３mmの厚さを有するプレス加工及び折曲加工されたステンレス鋼板から成る。例えばグレードＺ１０ＣＮ １８.０８，Ｚ１２ＣＮ １７.０７、又はＳＡＥ３０３０１又は３０３０２タイプの鋼のようなステンレス鋼が使用されてよい。
【００３０】
本発明によるブレーキの好適な例では、ヨーク９は、ディスク１の両側に配置された２つのアーム４９及び５１を包含しており、これらのアームは、軸線方向に延びディスク１を越えて半径方向に位置する弓形要素５３によって、それらの端部の各一端部を接続されている。弓形要素５３は、摩擦要素１５をディスク１の両主要面に当接させる代表的には液圧制御下の加圧手段を支持するキャリパ（図示しない）の案内要素のための受容開口部５５を有する。しかしながら、摩擦要素１５のための他の加圧手段又は他の支持体９の使用は、本発明の範囲から逸脱するものではない。
【００３１】
図１０は、小さい接線方向力（図６〜９のＦｔ）を受けた場合における本発明によるスプリング３の挙動を描く、ヒステリシスを伴う曲線５７を示す。Ｘ軸に記したスプリングの位置は、mmで表されるのに対し、スプリングに発揮された応力は、Ｙ軸に記され、Ｎで表されている。
【００３２】
摩擦要素１５は、説明図６〜９に部分的ではあるが示されている。
【００３３】
図６では、摩擦要素１５はスプリング３の開口部１１の側面３９及び４１の間に挟持されている。これは、２mm〜１.２mmの変位を伴う1７Ｎの応力に関する曲線５７の水平領域５９に対応する。曲線の点６１は、摩擦要素１５とＵ形開口部１１の基部６５との接触点６３（図７）に対応する。接触点６３は、スプリング３の開口部１１の側面４１と基部６５との交点の近くに位置することに注目されたい。点６７は、ヨークを支持する側面３９と基部６５との交点に一致する。１.２mm〜０.６２０mmの範囲の変位に対応する領域６９では、接触点６３は点６７の方向に移動し、図８に示す状態に一致する点７１に達する。ここで、スプリング３の開口部１１の基部６５は、摩擦要素１５に向かって指向する凹面を示し、断面図において接触点７３を有する。基部６５は点６７及び７５でヨーク９に当接する。この構成は、摩擦要素１５がヨーク９に触れるのを効果的に防止し、このような接触は不快な騒音、所謂“klonk”を招いている。ブレーキ解放作動への復帰は７７で表されている。図９示すように、５１ｄａＮを超える力を伴って、点８１に一致する平面接触の発生まで増加する接線方向力のもとでスプリング３の開口部１１の基部６５の圧潰は、図１１の曲線７９で示されており、曲線の縦座標のスケールは広げてあり、ｄａＮで表されている。
【００３４】
図１１の左側では、曲線８３は測定ベンチの剛さを示しており、この剛さは曲線５７及び７９で表した測定を考慮している。
【００３５】
係わった力を検討すると、所謂“klonk”に対応する図９に示した状態は、極めて例外的であり、通常では決して起らず、最大の非常制動状態に対応する。その上、これは更なる利点をもたらす。通常の使用では、スプリング３は、例えば亜鉛合金を使用する耐食処理を行った鋳鉄から通常成るヨークとの非常に小さい接触面を有する。周知のとおり、このような接触はスプリングの腐食に寄与する。従って、この設計により、本発明によるスプリング３は周知の型のスプリングよりも良い耐食性を呈する。しかし、本発明によるスプリング３の耐食表面処理は、発明の範囲から逸脱するものではないことが明かである。
【００３６】
本発明は、特に自動車産業に関係がある。
【００３７】
そして、本発明は、自動車用ブレーキの設計及び製造に主に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるスプリングの好適な実施例の斜視図である。
【図２】 ９０°回転した後における図１のスプリングの斜視図である。
【図３】 本発明によるディスクブレーキのヨークを示す平面図で、図の下方部分ではブレーキパッドを取り付けてあり、図の上方部分ではパッド及び右側のスプリングを示していない。
【図４】 ブレーキパッドを取り付ける以前における図３のヨークの側面図である。
【図５】 パッドが取り付けられている同様の図である。
【図６】 実際のパッドを取り付けたときに得られる力に一致する力を加えられているパッドを取り付けた、図３のヨークの部分的概略側面図である。
【図７】 取り付け状態で且つディスクによりパッドを駆動していない休止時においてパッドにより加えられる力を示す、部分的概略図である。
【図８】 ブレーキ作動中における同様の図である。
【図９】 非常に強いブレーキ作動中における同様の図である。
【図１０】 発揮された戻り力の関数として、本発明の好適な実施例によるスプリングの位置すなわち歪みを示す曲線である。
【図１１】 拡張した力のスケールをもつ２つの同様の曲線を示す。

Claims (3)

1. 対応する第１及び第２摩擦要素（１５）をディスク（１）に対して位置決めするための第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）を包含しており、前記第１及び第２摩擦要素の各々が第１及び第２半径方向対向耳部（１３）を形成され、各耳部が、支持体（９）に保持された前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリングによって案内され、前記軸線方向案内及び半径方向保持スプリングのための前記支持体が、前記ディスクの第１主要面に対向して配置された第１アーム（４９）及び前記第１主要面とは反対方向における前記ディスクの第２主要面に対向して配置された第２アーム（５１）を有するヨークから成り、前記第１及び第２アームが、少なくとも１つの弓形要素（５３）によって接続されているディスクブレーキにおいて、前記第１及び第２アーム（４９，５１）の各々が突出部分（７）を有し、各突出部分が、前記ディスクの軸線に対して平行であるその上側面の軸線方向溝（２３）及び正方形の底部をもつ直角平行六面体を形成し、前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）の各々が、側面において“５”の形をなしていて、前記突出部分（７）に取り付けられる第１開口部（５）と、前記第１及び第２摩擦要素（１５）の前記第１及び第２耳部（１３）の１つを収容する第２開口部（１１）とを画成し、前記第１開口部（５）の各々が、その側面（１７）に、前記突出部分（７）の前記軸線方向溝（２３）に配置され前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）を前記突出部分に保持するために前記突出部分の前記上側面に力を加える軸線方向縁部（１９）を有し、前記軸線方向縁部（１９）が、前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）を前記突出部分（７）に固定するために前記軸線方向溝（２３）内に入る突起（２１）を形成され、前記第２開口部（１１）の側面（４１）が休止時に前記支持体（９）から離間して自由に動くことができ、前記第１及び第２耳部（１３）を前記第１及び第２開口部の共通の側面（３９）に対して保持する弾性力を与え、前記第１及び第２摩擦要素（１５）が前記支持体（９）に当接する時、各軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）の前記第２開口部（１１）の基部（６５）が前記摩擦要素に向かって指向する凹面をなして、その両端の点（６７，７５）で前記支持体に当接するとともにその中間の点（７３）で前記摩擦要素に接触することを特徴とするディスクブレーキ。
2. 請求項１記載のディスクブレーキにおいて、前記第１及び第２摩擦要素の前記第１及び第２耳部（１３）が正方形であり、各第２開口部（１１）が前記第１及び第２摩擦要素の耳部（１３）を軸線方向に案内することを特徴とするディスクブレーキ。
3. 請求項２記載のディスクブレーキにおいて、前記突起（２１）が、前記第１及び第２軸線方向案内及び半径方向保持スプリング（３）を前記突出部分（７）に固定保持するために前記軸線方向溝（２３）の平面（２７）に対して４５°の角度をなすことを特徴とするディスクブレーキ。

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