JP3954100B2 - 自動調整装置付きディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、自動調整装置付きディスクブレーキに関し、特に、ブレーキシリンダ内を摺動可能なブレーキピストンを有する液圧作動装置と、軸方向の作動力をブレーキピストンに伝達するために軸方向に摺動可能で回転不能のスピンドルと、このスピンドルに螺合されたナットとを有する機械作動装置と、このナットに回転不能に結合され、ディスクブレーキの機械的作動の際にブレーキピストンに設けられた摩擦面に付勢されてナットの回転を防止する円錐状の摩擦面を有するカップリング部材と、ブレーキが液圧作動されたときに、カップリング部材を軸方向に弾力的に保持し、これにより、軸方向に移動したブレーキピストンをカップリング部材から分離し、スピンドル上のナットの回転を可能とし、液圧が所定値を越えない限り調整装置を再調整する手段と、ブレーキピストンの軸方向内孔内を摺動可能で、ナットに結合された補助ピストンとを備え、この補助ピストンは、軸方向の一側に液圧を受け、他側に大気圧を受け、これにより、カップリング部材は、その摩擦面と共に、弾性保持力で定められる値を越える液圧が作用したときに、ブレーキピストンの摩擦面に対して再度付勢され、前記補助ピストンとカップリング部材とは、２つの別個の部材に設けられ、前記補助ピストンは、軸方向にロック可能なスナップイン結合部により、ナットに結合され、前記補助ピストンは、前記ナットの内孔内に収容される、自動調整装置付きディスクブレーキに関する。
欧州特許第０４０３６３５号には、この形式の調整装置に記載されている。この従来技術の装置では、スピンドルに螺合されたナットが、円錐状摩擦面を有するカップリング部材およびブレーキピストンの内孔内を摺動可能な補助ピストンと共に組合わせユニットとして一体的に形成されている。この形式の装置は、スピンドルと組合わせユニットとブレーキピストンの内孔とを正確に同軸に配置する必要がある。これは、言換えると、最も正確な製造公差を必要とし、製造コストが上昇する。更に、補助ピストンとして使用される組合わせユニットの一部が、ナットと共に回転できることが絶対的に必要である。また、補助ピストンの液圧シールが必要であり、この液圧シールは従来の装置内で容易に回転可能であることが必要である。この手段も、製造コストに関して不都合である。
本発明の目的は、従来技術による自動調整装置付きディスクブレーキを改善し、より大きな製造公差を可能とし、製造コストを減少することにある。
この目的を達成するため、本発明によると、ブレーキシリンダ内を摺動可能なブレーキピストンを有する液圧作動装置と、軸方向の作動力をブレーキピストンに伝達するために軸方向に摺動可能で回転不能のスピンドルと、このスピンドルに螺合されたナットとを有する機械作動装置と、このナットに回転不能に結合され、ディスクブレーキの機械的作動の際にブレーキピストンに設けられた摩擦面に付勢されてナットの回転を防止する円錐状の摩擦面を有するカップリング部材と、ブレーキが液圧作動されたときに、カップリング部材を軸方向に弾力的に保持し、これにより、軸方向に移動したブレーキピストンをカップリング部材から分離し、スピンドル上のナットの回転を可能とし、液圧が所定値を越えない限り調整装置を再調整する手段と、ブレーキピストンの軸方向内孔内を摺動可能で、ナットに結合された補助ピストンとを備え、この補助ピストンは、軸方向の一側に液圧を受け、他側に大気圧を受け、これにより、カップリング部材は、その摩擦面と共に、弾性保持力で定められる値を越える液圧が作用したときに、ブレーキピストンの摩擦面に対して再度付勢され、前記補助ピストンとカップリング部材とは、２つの別個の部材に設けられ、前記補助ピストンは、軸方向にロック可能なスナップイン結合部により、ナットに結合され、前記補助ピストンは、前記ナットの内孔内に収容される自動調整装置付きディスクブレーキであって、前記補助ピストンは、前記ナットの内孔内で内側周方向環状溝に整合する外側周方向環状溝を有し、開口した金属リングが連結部材として、前記環状溝内に挿入されるディスクブレーキが提供される。
本発明の自動調整装置付きディスクブレーキによると、補助ピストンおよびカップリング部材を、個々に製造された２つの部材上に設け、これらの部材を結合する。連結領域では、２つの部材間に予め定められる遊びにより、同軸整合性を補償することができる。ナットに対して補助ピストンを軸方向にロック可能なスナップイン結合は、補助ピストンのシール配置を可能とし、ナットがスナップイン結合部上で補助ピストンに対して回転できるように配置可能であるため、補助ピストンが容易に回転可能であることは必要ない。必要な場合には、ナットおよび補助ピストン用に他の材料を使用することもできる。
カップリング部材は、ナットと一体的に形成されている。これは、ナットのねじの簡単な製造、および、カップリング部材の円錐状摩擦面を確保する。補助ピストンは、この場合には特に簡単な形状を有することができる。
スナップイン結合により、補助ピストンは、ナットの孔内に収容され、その外側に周方向の環状溝を有し、この環状溝は、ナットの孔内の内周部環状溝と整合する。カップリング部材として、開口金属リングが環状溝内に挿入され、この金属リングは弾力的にクリック嵌合する。
金属リングは、ワイヤ片を曲げて形成することができ、このワイヤは円形断面あるいは矩形断面形状を有してもよい。
本発明の好ましい観点では、スナップイン結合は、例えば高圧の液圧により補助ピストンが一方の軸方向に付勢され、一方、ナットが軸方向の反対方向に保持されているときに、分離することができる。このような状況は、ナットが、故障、あるいは、液圧作動の後にのみナットを回転可能とする調整装置により回転できないときに生じる。このような状況では、特に、ブレーキピストンの作動距離が長くなり、軸方向に固定された補助ピストンが、ブレーキピストンのその内孔から滑り出し、液圧作動装置を完全に故障させることになる。しかし、スナップイン結合が分離可能な場合には、補助ピストンは、常にブレーキピストンのその内孔内に維持される。上述のような障害（disturbance）はスナップイン結合を分離させるだけであるが、しかし、液圧漏洩は防止される。
スナップイン結合の分離は、傾斜面状に面取りした溝壁を有する少なくとも１の環状溝により、簡単に行うことができ、金属リングは、軸方向荷重を受けたときに、この溝壁に沿って半径方向に滑り出す。
液圧流体をブレーキシリンダ内に充填するため、内部の空気を抽気する必要がる。このような抽気作用は、通常は、流体補給前に空気を除去することにより、行われる（真空ブリーディング）。ブレーキシリンダの内部における、この内部から大きく分離された内壁の凹部に問題がある。例えば、スピンドルに螺合されたナットは、補助ピストンと共に、囲いこまれた中空チャンバを形成し、この中空チャンバからは、小さな流路断面を有するスロットを介してのみ、空気を流出させることができる。本発明の好ましい観点では、ナットは半径方向の通気ダクトを有し、この通気ダクトを介して、中空チャンバからより急速に空気を流出させることができる。本発明の他の変形実施形態では、補助ピストンは通気溝を有し、この通気溝は、囲いこまれた中空チャンバから、環状ピストンの端面に沿って半径方向に延びる。この後、溝は、補助ピストンの外周面上を軸方向と平行に延び、ナットで覆われてない領域に至る。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図中、
第１図は、本発明によるディスクブレーキにおける自動調整装置の第１実施形態の断面図である。
第２図は、自動調整装置の第２実施形態の第１図と同様な部分図である。
第３図および第４図は、それぞれ本発明の好ましい観点の部分断面図を示す。
図は、ブレーキシリンダ３のシリンダ内孔２内に収容された自動調整装置を有するディスクブレーキのブレーキハウジング１の一部を示す。ブレーキシリンダ３は、液圧作動装置の一部であり、この液圧作動装置は、ブレーキシリンダ３内を軸方向に摺動可能なブレーキピストン４を備える。ブレーキピストン４は、弾性リングシール５により、シリンダ内孔２に対してシールされている。ピストン４は、ひだ付きの弾性ベローズ６により汚染から保護されている。ブレーキシリンダ３の内部７は、液圧流体で充填される。
内部７の液圧流体は、ブレーキシリンダ３を液圧作動するために加圧される。液圧は、ブレーキピストン４をブレーキシリンダ３の外方に（図の左方に）付勢し、ブレーキシュー（図示しない）をブレーキディスク（図示しない）に作用させる。
ブレーキハウジング１は、更に、機械的な調整装置８を含み、この調整装置は、全体的には、回転可能に装着された作動シャフト９と、圧力部材１０と、軸方向に摺動可能で回転不能のスピンドル１１と、このスピンドル１１に螺合されたナット１２とを備える。ナット１２は、円錐状摩擦面１４を有するカップリング部材１３と一体的に形成されている。中空ブレーキピストン４の内側には、互いに嵌合する形状の（complementary）摩擦面１５が設けられ、この摩擦面に対して円錐状摩擦面１４を押圧することができる。スピンドル１１とナット１２とは、自動ロック係合を生じることのないねじ１６で連結される。
機械作動装置８を作動するため、摩擦なしの状態でローラ軸受１７内に装着された作動シャフト９が、反時計方向に回転される。偏心凹部１８内に配置された圧力部材１０は、左に移動され、この移動はスピンドル１１に伝達される。スピンドル１１は、ガイド部２０を有し、このガイド部は、ブレーキハウジング１のガイド孔２１内を摺動可能であり、リングシール１９により、液圧シールされている。更に、スピンドル１１は、ワイヤばねの２３の一端に対する当接部として用いられるリテーナ２２を有する。ワイヤばね２３の他端は、薄い金属板製のボウル２４に当接し、このボウルは、金属リング２５により、ブレーキハウジング１内に固定される。ワイヤばね２３は、リテーナ２２により、作動方向と反対方向の右方に、スピンドル１１上に軸方向の力を作用させる。作動方向に向けて左方に付勢されるスピンドル１１は、ナット１２を伴い、カップリング部材１３の摩擦面をブレーキピストン４の摩擦面１５に押圧し、これにより、ナット１２はブレーキピストン４上で回転不能に保持されかつ支えられる。したがって、作動方向における軸方向力は、ブレーキピストン４に最大限伝達され、これにより、このブレーキピストンは、軸方向に沿って左方に移動され、ブレーキシュー（図示しない）をブレーキディスク（図示しない）に作用させる。
機械的な作動を終了させるため、作動シャフト９が時計方向にもどされ、これにより、ワイヤばね２３は、リテーナ２２により、スピンドル１１を軸方向の右方に戻す。
第２ワイヤばね２６がブレーキピストン４の内側に配置されている。ばね２６の一端は、ブレーキピストン４に摺動不能に取付けられたリングばね２７に押圧される。軸方向に移動可能で、回転不能のディスク状リング２８は（ボールベアリング２９により）、回転可能なナット１２の支持面３０に向けて軸方向に付勢される。この作用でナット１２が左方に移動し、摩擦面１４をブレーキピストン４の摩擦面１５に付勢する。この結果、摩擦面１４，１５間に設けられる摩擦クラッチは、ブレーキディスクの非作動状態で、常に閉じられる。
ブレーキピストン４は、液圧作動したときに、左方に移動する。ブレーキライニングが次第に摩耗することにより、ブレーキピストン４のこの移動が、自動ロック係合しないねじ１６の軸方向間隙で定まる僅かな量を超えると、直ちに、ナット１２は、不作動位置にあるスピンドル１１により、更に軸方向に移動するのを防止される。ブレーキピストン４が軸方向移動を継続すると、摩擦面１４，１５間の摩擦クラッチが開く。これは、ナット１２をスピンドル１１に対して回転可能とする。ボールベアリング２９によりナット１２上のワイヤばね２６で作用される軸方向力により、ナット１２は、スピンドル１１上で回転し、自動ロック係合しないねじ１６により、このナット１２の左方への軸方向移動で摩擦面１４，１５が十分係合状態に復帰し、これにより、ナット１２の回転が終了する。もちろん、ばね２６で形成された左方への軸方向力は、ばね２３で形成される右方への軸方向力を越えるものであってはならない。
補助ピストン３２は、ブレーキピストン４の内孔３１内を摺動可能で、リングシール３３により、液圧シールされている。補助ピストン３２は、その軸方向右側に液圧を受け、その軸方向左側に大気圧を受ける。これは、内孔３１の底部から延び、チャンバの内部を外部に接続する小さなチャンネル３４により、可能となる。補助ピストン３２は、軸方向にロック可能なスナップイン結合により、ナット１２に結合することができる。このスナップイン結合は、補助ピストン３２の外周に設けられた環状溝３５と、ナット１２の内孔３６の内周に設けられた環状溝３７と、互いに整合した環状溝３５，３７内にスナップ止めされる開口部付き金属リング３８とで形成されている。金属リング３８は、ワイヤ片を曲げて形成され、丸い断面を有する。
第２図に示す本発明の変更した実施形態では、金属リング３９は、断面が矩形形状を有する。リング３９は、対応して変更されたナット１２の環状溝４０および補助ピストン３２の変更された環状溝４１内にスナップ嵌めされる。それぞれの金属リング３８，３９のスナップ嵌合を容易とするため、ナット１２は、その内孔３６の口部に面取り部４２を有する。
補助ピストン３２の機能は、高圧が存在するときに、ブレーキピストン４に対して左方に軸方向移動することである。スナップイン結合により、補助ピストン３２は、ナット１２を左方に向けて軸方向に移動しようとする。これは、摩擦面１５に当接する摩擦面１４により、摩擦クラッチを閉じさせる。回転不能となったナット１２は、ブレーキピストン４が左方への軸方向移動を継続すると、スピンドル１１を同じ軸方向に移動（entrain）しようとする。この作用は、補助ピストン３２上の液圧で形成される左方への軸方向力が、ワイヤばね２３および液圧によりスピンドル１１に作用する軸方向力よりも小さい限り、行われない。しかし、液圧が所定値を越えると、補助ピストン３２の力が、ワイヤばね２３の反作用力および液圧反作用力を越え、スピンドル１１はナット１２およびブレーキピストン４と共に左方に移動する。調整装置は、この場合におけるスピンドル１１上のナット１２の回転では、再調整されない。
高圧液圧下における再調整の防止の目的は、上述のように、高圧液圧が、極めて大きなクランプ力を形成することである。しかし、ブレーキハウジング１は、本来的にある程度の弾性を備えており、極めて大きなクランプ力が作用したときに、僅かに広がる。ブレーキピストン４の作動距離が長くなると、これは、ブレーキハウジングの膨張によるものであり、調整装置の再調整により補償され、液圧作用が終了すると、ブレーキピストン４を対応して戻すことなく、ブレーキハウジング１がその初期形状まで弾力的に戻るため、ディスクブレーキがロックされる。
第３図に示す本発明の実施形態では、ナット１２は通気ダクト４３を有し、この通気ダクトは、ナット１２とスピンドル１１と補助ピストン３２とで形成された中空チャンバ４５と、ブレーキシリンダ３の内部７との間を接続する。
第４図に示す本発明の変更実施形態では、補助ピストン３２は通気溝４４を有し、この通気溝は、中空チャンバ４５からピストン端面４６に沿って半径方向に延び、この端面で、補助ピストン３２の周面４７上を軸線とほぼ平行な方向に曲がり、ナット１２で覆われてない領域に至る。

Claims (7)

1. ブレーキシリンダ（３）内を摺動可能なブレーキピストン（４）を有する液圧作動装置と、
   軸方向の作動力をブレーキピストン（４）に伝達するために軸方向に摺動可能で回転不能のスピンドル（１１）と、このスピンドルに螺合されたナット（１２）とを有する機械作動装置（８）と、
   このナット（１２）に回転不能に結合され、ディスクブレーキの機械的作動の際にブレーキピストン（４）に設けられた摩擦面（１５）に付勢されてナット（１２）の回転を防止する円錐状の摩擦面（１４）を有するカップリング部材（１３）と、
   ブレーキが液圧作動されたときに、カップリング部材（１３）を軸方向に弾力的に保持し、これにより、軸方向に移動したブレーキピストン（４）をカップリング部材（１３）から分離し、スピンドル（１１）上のナット（１２）の回転を可能とし、液圧が所定値を越えない限り調整装置を再調整する手段（２３）と、
   ブレーキピストン（４）の軸方向内孔（３１）内を摺動可能で、ナット（１２）に結合された補助ピストン（３２）とを備え、この補助ピストン（３２）は、軸方向の一側に液圧を受け、他側に大気圧を受け、これにより、カップリング部材（１３）は、その摩擦面（１４）と共に、弾性保持力で定められる値を越える液圧が作用したときに、ブレーキピストン（４）の摩擦面（１５）に対して再度付勢され、
   前記補助ピストン（３２）とカップリング部材（１３）とは、２つの別個の部材（３２，１２）に設けられ、
   前記補助ピストン（３２）は、軸方向にロック可能なスナップイン結合部（３５，３７，３８，３９，４０，４１）により、ナット（１２）に結合され、
   前記補助ピストン（３２）は、前記ナット（１２）の内孔（３６）内に収容される、自動調整装置付きディスクブレーキであって、
   前記補助ピストンは、前記ナット（１２）の内孔（３６）内で内側周方向環状溝（３７，４０）に整合する外側周方向環状溝（３５，４１）を有し、開口した金属リング（３８，３９）が連結部材として、前記環状溝（３５，３７，４０，４１）内に挿入されることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 金属リング（３８）は、ワイヤ片から曲げられることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 金属リング（３９）は、矩形の断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
4. 前記スナップイン結合がは、離可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のディスクブレーキ。
5. 少なくとも１の環状溝が、傾斜面状に面取りされた溝壁を有する請求項４に記載のディスクブレーキ。
6. 前記ナット（１２）は、ほぼ半径方向に沿う通気ダクト（４３）を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載のディスクブレーキ。
7. 前記補助ピストン（３２）は少なくとも１の通気溝（４４）を有し、この通気溝は、囲いこまれた中空チャンバ（４５）から、環状ピストン端面（４６）に沿って半径方向に延び、この後、補助ピストン（３２）の外周面（４７）の軸方向と平行な方向に延び、ナット（１２）で覆われてない領域に至ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載のディスクブレーキ。

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