JP4547090B2 - ディスク・ブレーキ・システム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、例えば乗物の車輪用のディスク・ブレーキ・システムに関する。
【０００２】
従来のディスク・ブレーキ・システムは、サスペンション・リンクに対して回転可能に取り付けられて車輪の取り付け部を形成するハブ、およびハブと一体に回転するように取り付けられるディスクと、ディスクの反対両側に配置された摩擦材料製のパッドと、ハブ従って車輪を制動するためにパッドをディスクに係合させるように押圧作動できる少なくとも１つのピストンおよびシリンダ組立体とを含む。通常、ピストンおよびシリンダ組立体は乗物のサスペンション・リンクにボトル止めされたスライダに対してスライド可能に取り付けられる。ディスクは通常ハブに対して堅く取り付けられ、パッドおよび（または）ディスクの摩耗はシリンダのスライド移動によって許容される。
【０００３】
ディスクがハブと一体に回転するが、ハブ上をスライド移動できるようなディスク・ブレーキ・システムは周知である。例えば、ＧＢ１３９６５０３号およびＷＯ９８／２５８０４を参照されたい。しかしながらディスクは比較的薄いため、ディスクはハブ上で傾きを生じて制動性能に影響を及ぼす傾向がある。また、ハブにディスクが当たって騒音を発生する傾向がある。ディスク温度が高いと、これらの問題点は特に激しくなる。何故なら、ディスク制動面とハブとの間に例えば６００゜Ｃのような高い温度差があると、ディスクはハブから離れる方向へかなり膨張して、傾きやガタガタ音の問題を悪化させるからである。これらの問題点はＷＯ９８／２６１９２で対処されている。このＷＯ９８／２６１９２で提案された解決策はハブとディスクとの間に取り付けられる弾性力付与器を複数備えることであり、この力付与器はディスクの動きを制御するためにディスクに対して半径方向力を付与するように作用し、またハブのまわりに円周方向に分散配置される。ＷＯ９８／２６１９２で与えられた例では、ディスク・ブレーキ・システムは同一ハブに取り付けられた２つのディスクを含んでいる。ＷＯ９８／２６１９２に記載されたハブにディスクを取り付ける一方の取り付け手段は、ハブに形成された一群の軸線方向に延在する溝と、ディスクから延在して前記溝に侵入する歯とを含み、歯は溝に沿ってスライド移動できる。力付与器は、溝群の間の空間にてハブに取り付けられた板ばねとされている。このシステムは、少なくとも溝群の間において、板ばねおよびその撓みを許容するための十分な間隙がハブおよびディスクの間に与えられることを必要とする。
【０００４】
本発明の目的は、前述の欠点を解消する、また少なくとも低減するディスク・ブレーキ・システムを提供することである。
【０００５】
本発明は、ディスクと、自体の軸線のまわりに回転するように配置されたハブとを含み、またハブおよびディスクが一体となって前記軸線のまわりに回転すると共に、ディスクが前記ハブ上を軸線方向へスライド移動できるようにディスクをハブに取り付ける取り付け手段も含み、前記取り付け手段はハブに形成された複数の軸線方向へ延在する溝と、ディスクから突出して前記溝内に侵入する歯とを含み、歯はそれぞれ前記溝の１つと滑り嵌合されており、さらにまたディスクとハブとの間に半径方向力を与えるために作用する弾性手段も含むディスク・ブレーキ・システムであって、前記溝の少なくとも幾つかに配置されてそれらの溝に侵入するディスクの歯と係合し、前記歯に半径方向力を与えるばねによって前記弾性手段が構成されたことを特徴とするディスク・ブレーキ・システムを提供する。
【０００６】
本発明によるディスク・ブレーキ・システムでは、ばねのための空間が溝間に形成されないようにばねはハブの溝内に収容されて、間隙を実質的に減少できるようにする。このことがハブ上でディスクに傾きを生じる可能性を減少させる。
【０００７】
本発明によるディスク・ブレーキ・システムは、ディスクをハブに取り付けるスプライン式取り付け手段が本明細書で開示する取り付け手段に置換されたことを除いて、ＷＯ９８／２５８０４に開示されたシステムと似ている。ＷＯ９８／２５８０４のブレーキ・システムは、ハブとディスクとの間に作用する板ばねの制御のもとでハブ上をスライド移動できる１枚以上のディスクを含む。そのシステムはまた、サスペンション・リンクと一体形成されたシリンダおよび同様にサスペンション・リンクに取り付けられたキャリパも含み、キャリパは取り付けられる摩擦材料製パッドの支持部を有する。
【０００８】
本発明によるディスク・ブレーキ・システムでは、ばねはＷＯ９８／２６１９２に開示されているような平坦板ばねまたは他の適当な形式のばねとされる。例えばばねを板ばねとし、板ばねの各々がばねの横方向に突出してディスクと係合する少なくとも３つの当接部を含み、それらの当接部がディスクに力を加えるようにすることができる。この構造は、ばねとディスクとの接触点の数が増えてディスクのまわりに一層均等に力を拡げるという利点を有する。当接部はばねのエンボス部分によって形成できる。ハブ上でのディスクの前記移動の間に当接部はそれぞれがディスクと接触状態を保持できるように細長く形成されることが好ましい。例えば、前記当接部はハブの回転する中心軸線に平行に延在する隆起とされる。板ばねは、ディスクがハブに取り付けられていないときに、ばねがハブの接線方向に延在するようにハブの外面に固定される。切欠き、例えば穴、が板ばねに形成されて、当接部がディスクに作用する力を制御することができる。ディスク・ブレーキ・システムはハブに取り付けられたディスクをさらに１以上含む場合、板ばねが群として配置され、各群の１枚の板ばねが各ディスクと組み合わされ、各群の少なくとも１枚の板ばねは前記群の他の板ばねに対して連結部材によって所定位置に保持されることができる。
【０００９】
以下に、添付図面を参照して読まれるべき本発明を図解するディスク・ブレーキ・システムが詳細に説明される。
【００１０】
図１および図２示された図解的なディスク・ブレーキ・システム１０は自動車の車輪（図示せず）用のシステムである。システム１０はディスク１２と、他のディスク１４と、ハブ１６とを含み、ハブに車輪を取り付けることができる。ハブ１６はその中心軸線１８のまわりに回転するように構成されている。
【００１１】
ハブ１６は、車輪を駆動する駆動シャフト（図示せず）を受け入れるために配置された内面スプラインを形成された中空の内側シリンダ部分１６ａを含む。ハブ１６はまた、この部分１６ａの一端に外部フランジ１６ｂも含む。このフランジ１６ｂは４つのボルト穴１６ｃを有し、それらの穴を通して通常の方法でフランジ１６ｂに車輪をボトル止めできる。フランジ１６ｂはまた部分１６ａを、ハブ１６の中空な外側円筒部分１６ｄに連結する働きもなす。
【００１２】
ディスク１２，１４は互いに同じであり、ほぼ環状の鋳鉄または鋼製のプレートとされている。ハブ１６と２枚のディスク１２，１４とが一体として軸線１８のまわりに回転でき、またディスク１２，１４が前記ハブ１６上を軸線方向にスライド移動できるように、２枚のディスク１２，１４はシステム１０の取り付け手段によってハブ部分１６ｄの円筒形の外面に取り付けられる。この取り付け手段は、ハブ１６の部分１６ｄの外側円筒面に形成されている４つの溝２０と、ディスク１２，１４の各々から内方へ突出する４つの歯２２とを含む。歯２２は溝２０に侵入し、その内部に滑り嵌合する。しかしながら、歯２２は溝２０の底面２０ａまで延在せず、底面２０ａと歯２２の内面との間には間隙が形成される。溝２０は軸線１８のまわりに等間隔で円周方向に配置され、各々が軸線１８のまわりに約４５゜の円弧を占める。溝２０の間にて、ハブ部分１６ｄの外面は軸線１８のまわりに正確に円筒形となるように機械加工される。各ディスク１２，１４の内面は、歯２２の間で同様に軸線１８のまわりに正確に円筒形となるように機械加工され、ハブ部分１６ｄの外面の円筒部分の上に締り嵌めされるようになされる。ハブ１６上でのディスク１２，１４の締り嵌めは、ディスク１２，１４が転倒する可能性を減少する。
【００１３】
システム１０はまた、ディスク１２，１４の側面に係合してそれらのディスクを制動させる４つの摩擦パッド２６（図２）も含む。摩擦材料製のパッド２６は３つの裏当てプレート２８に固定され、１つの裏当てプレート２８ａはディスク１２，１４の間に配置され、他の裏当てプレートはディスク１２，１４のプレート２８ａとは反対側に配置される。制動パッド２６および裏当てプレート２８は図１に示されていない。制動パッド２６はＷＯ９８／２５８０４に記載されたものと似た作動手段（図示せず）によってディスク１２，１４と制動接触される。制動が掛かると、可動の外側摩擦材料製パッド２６が移動され、この移動は４つのパッド２６およびディスク１２，１４の全てが互いに接触されるまで行われ、ディスク１２，１４およびプレート２８ａはこの移動を可能にするために軸線方向へスライド移動される。
【００１４】
システム１０はまた、ディスク１２，１４とハブ１６との間に半径方向力を与えるために作用する弾性手段も含む。この弾性手段は、ハブ１６に取り付けられてディスク１２，１４と係合する４枚の板ばね３２を含み、これらのばね３２がディスク１２，１４の各々とハブ１６との間に半径方向力を作用させる。板ばね３２はハブ１６のまわりに円周方向に等しく分散され、その各々が溝２０の底面２０ａの１つに取り付けられている、すなわちばね３２は溝内に配置されて、面２０ａと溝２０内に侵入する歯２２の内面２２ａとの間で作用する。
【００１５】
板ばね３２の１つが図３に詳細に示されている。各ばね３２は０．２５〜０．３ｍｍの厚さのばね鋼製のほぼ四角い部片から形成される。各ばね３２はその穴３２ａを通してハブ１６に挿入される中央スクリュー３６によって面２０ａの１つの円周方向中央に固定される。各ばね３２は両ディスク１２，１４の軸線方向の移動範囲の全域においてハブ１６上を軸線方向に延在し、これにより両ディスク１２，１４は絶えず４つの全てのばね３２と係合する。ばね３２はハブ１６上でのディスク１２，１４のスライド移動を制御するために作用して、両ディスクのガタつきを防止し、また熱膨張の影響を補償する。
【００１６】
各ばね３２は横方向へ突出した４つの軸線方向へ延在する当接部４０を含む。当接部４０は、穴３２ａの各側に２つの当接部が配置される。当接部４０の２つはばね３２の最端に形成され、これによりばね３２の縁部が歯２２と係合することを防止し、ばね３２の亀裂発生の危険性を減少させる。穴３２ａの各側の２つの当接部の間にて、ばね３２は四角い穴３２ｂを切欠き形成されている。この穴３２ｂは当接部４０によってディスク１２，１４に与えられる力を制御する働きをなす。
【００１７】
当接部４０はばね３２のエンボス部分によって形成され、軸線１８に平行に延在するほぼ半円形（横方向の横断面で）の隆起とされている。当接部４０は軸線方向に細長く、ハブ１６上をディスク１２，１４が移動する間、各当接部４０が両ディスク１２，１４と係合状態を保持するようになされている。
【００１８】
各ばね３２は、当接部４０によってディスク１２，１４と係合し、ハブ１６上での移動を制御するためにディスクに力を与えるように、配置される。各ばね３２は、ディスク１２，１４がハブ１６上に取り付けられていないときにハブ１６のほぼ接線方向に延在するように配置される。しかしながらばね３２はディスク１２，１４が存在することで変形され、各当接部４０がディスク１２，１４を弾性的に押圧する。従ってばね３２はディスク１２，１４に半径方向力を与えるように作用する。
【００１９】
ディスク・ブレーキ・システム１０の作動において、ばね３２は前述したようにハブ１６上でのディスク１２，１４のスライド移動を制御する。各ばね３２は当接部４０によって与えられる４つの接触位置で各ディスクと係合し、これによりばね３２が与えた力を各ディスクに一層均等に分配する。
【００２０】
図４は、細いタブ４４によって互いに結合された２つの板ばね４２を示しており、これらのばね４２およびタブ４４は１枚のばね鋼製シートから形成されている。２枚の板ばね４２は穴３２ｂが省略されたことを除いて各々がばね３２に似た形状を有し、また各ばね４２はばね４２の当接部４０に似た４つの当接部４６を有する。しかしながら、ばね４２はばね３２よりも狭い。何故なら、各ばね４２はディスク１２，１４の一方とのみ係合するように意図されているからである。ばね４２は、その１つに形成された穴４２ａを通るスクリュー（図示せず）で面２０ａに取り付けられている（タブ４４で連結されたユニットとして）。従って、ディスク１２，１４の各々は４枚の板ばね４２を組み合わされて有し、ばね４２は２つの群として配置され、一方の群はハブ１６に取り付けられ、他方の群はタブ４４によって最初に述べたばねに連結されることで所定位置に保持される。タブ４４が狭いので、ばね４２は実質的に独立して作用する。
【００２１】
ばね３２，４２の変更形において、穴３２ａ，４２ａは省略でき、その代わりにばねはハブ１６上に保持するための自己保持手段を備えることができる。例えば、各自己保持手段は、ばねがハブ上にクリップ留めできるようにハブ１６の反対両端を超えてばねから延在する一体形成されたタブを含むことができる。ばね３２の場合は、そのような端部は突起４０に直角なばねの両縁からばねの基面（ｇｅｎｅｒａｌ ｐｌａｎｅ）に対して垂直に延在する。ばね４２の場合は、群の端のばね４２の各々はその反対側の縁からタブ４４の位置へ向かって延在するそれらのタブの１つを有する。
【００２２】
他の変形例においては、ディスクに与える力を決定するためにばね３２，４２は非平面状に形成されることができる。例えば、ばねは弧状形に形成されて、ばねがハブ上に取り付けられてディスクがハブに取り付けられる前の状態では、そのばねの端部はばねが平面形の場合よりもハブから遠く離されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図解的なディスク・ブレーキ・システムの端面図である。
【図２】 図１の破線ＩＩ−ＩＩにおける拡大した横断面図である。
【図３】 図解的なディスク・ブレーキ・システムの板ばねの著しく拡大した斜視図である。
【図４】 図解的なディスク・ブレーキ・システムの代替例の図３に似た図である。

Claims (10)

1. ディスク（１２）と、自体の軸線（１８）のまわりに回転するように配置されたハブ（１６）とを含み、またハブおよびディスクが一体となって前記軸線のまわりに回転すると共に、ディスクが前記ハブ上を軸線方向へスライド移動できるようにディスクをハブ上に取り付ける取り付け手段（２０，２２）も含み、前記取り付け手段はハブ（１６）に形成された複数の軸線方向へ延在する溝（２０）と、ディスク（１２）から突出して前記溝内に侵入する歯（２２）とを含み、歯（２２）はそれぞれ前記溝（２０）の１つと滑り嵌合されており、さらにまたディスク（１２）とハブ（１６）との間に半径方向力を与えるために作用する弾性手段（３２；４２）も含むディスク・ブレーキ・システム（１０）であって、前記溝（２０）の少なくとも幾つかに配置されてそれらの溝（２０）に侵入するディスク（１２）の歯（２２）と係合し、前記歯（２２）に半径方向力を与えるばね（３２；４２）によって前記弾性手段が構成されたことを特徴とするディスク・ブレーキ・システム。
2. 前記ばね（３２；４２）が板ばねであることを特徴とする請求項１に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
3. 前記板ばね（３２；４２）の各々が、歯（２２）に係合して力を作用させるように配置された少なくとも３つの当接部（４０；４６）を含むことを特徴とする請求項２に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
4. 前記当接部（４０；４６）がばね（３２；４２）のエンボス部分によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
5. ハブ（１６）上におけるディスクの前記スライド移動時に各々の当接部がディスク（１２）と係合状態を保持するように、前記当接部（４０；４６）が細長く形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
6. 前記当接部（４０；４６）がハブ（１６）の回転中心となる軸線（１８）に平行に延在する隆起とされたことを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
7. 当接部（４０）によってディスク（１２）に与えられる力を制御するために、板ばね（３２）に切欠き（３２ｂ）が形成されたことを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれか一項に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
8. ディスク（１２）がハブに取り付けられていないときに板ばね（３２；４２）がハブ（１６）の接線方向に延在するようにして、板ばねがハブの外面に固定されることを特徴とする請求項２から請求項７までのいずれか一項に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
9. システム（１０）がハブ（１６）に取り付けられたディスク（１４）をさらに１以上含むこと、および板ばね（４２）が群として配置され、各群の１枚の板ばね（４２）が各ディスク（１２，１４）と組み合わされ、各群の少なくとも１枚の板ばねは前記群の他の板ばねに対して連結部材（４４）によって所定位置に保持されていることを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれか一項に記載されたディスク・ブレーキ・システム。
10. 板ばね（３２；４２）がハブ（１６）上に保持するための自己保持手段を備えていることを特徴とする請求項２から請求項９までのいずれか一項に記載されたディスク・ブレーキ・システム。

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