JP4672371B2 - 高摩擦ブレーキシューアセンブリ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
この出願は、「高摩擦ブレーキシューアセンブリ」という題名の、２００３年１月３日に提出された米国出願連続番号１０／３３６，０８０の利益を主張する。

技術分野
この発明は一般に乗物のブレーキシューアセンブリに関し、特に、四輪ディスクブレーキを装備する乗物上の、乗物の駐車ブレーキおよび乗物の非常ブレーキシステムで利用されるように、摩擦材料マトリックスを介して複数のキャリアプレート延長部分を組入れる高摩擦ドラム・イン・ハット型ブレーキシューアセンブリに関する。

背景技術
乗物のドラム型摩擦ブレーキは通常、回転するブレーキドラムの内側円筒形表面と接触させて、摩擦力を発生させ、それに対応して乗物を減速、停車、または静止位置もしくは駐車位置に保つ摩擦マトリックスを担持する乗物のブレーキシューアセンブリを含む。

ブレーキシューアセンブリの湾曲と回転するブレーキドラムの内側円筒形表面の湾曲との間の変形は、ドラム型摩擦ブレーキの摩擦効果を変更し得る。たとえば、ブレーキドラムの対向する摩擦表面と接触しない摩擦マトリックスの領域に起因して、ドラム型摩擦ブレーキによって発生する摩擦レベルが低すぎる場合、静止効果、つまり、駐車ブレーキ能力の必要とされるレベルに至るほどにはブレーキは機能しない。このタイプの静止摩擦問題を克服するために通常利用される１つの方法は、駐車ブレーキまたは非常ブレーキのみを使用して何度も乗物を停車させるものであり、それによって回転するブレーキドラムと接触するブレーキシューアセンブリの摩擦マトリックスの領域に過度の摩擦力を発生させ、その領域を摩耗させるか、またはすり減らして、回転するブレーキドラムの湾曲により近く適合させる。このような方法は、ブレーキの構成要素に時期尚早の故障または過度の摩耗を引起し得る。

代替的に、ブレーキシューアセンブリによって係合されるブレーキドラム上に粗い摩擦表面、またはサンドブラストを施される摩擦表面を形成することによって、摩擦ブレーキ力は乗物のドラム型摩擦ブレーキの中で増大する。このプロセスは、摩擦ブレーキ力を増大させる間に、摩擦材料の量を低減させ、ブレーキ摩擦材料マトリックスなどのブレーキの構成要素の寿命を短くするだろう。

ブレーキシューアセンブリ上のブレーキ摩擦材料マトリックスの中に完全に含まれ、係合するキャリアプレート延長部分、つまり瘤または歯状突起の使用は、ブレーキ摩擦材料マトリックスのキャリアプレートへの取付および連結を容易にするために以前は採用されてきた。たとえば、アーブズマン（Arbesman）に対する米国特許番号６，３６７，６００Ｂ１、および米国特許番号６，２７９，２２２Ｂ１を参照されたい。

突き出る瘤または歯状突起の使用の別の例は、改善されたブレーキシューアセンブリが与えられる、テイラー・ジュニア（Taylor, Jr.）に対する米国特許番号４，５６９，４２４の中に見られる。’４２４テイラー・ジュニアの参照における摩擦材料マトリックスは、突出するタブを形成する複数の孔を含むブレーキライナー板の上に直接に成形される。成形される摩擦材料ならびに孔の開いた領域およびタブの間の相互係合により、これらの要素間の連結強度が高められる。’４２４テイラー・ジュニアの参照は、突出するタブ
が摩擦材料マトリックスの外側表面に到達するまで延在することが不所望であることを特に教示し、十分な摩擦マトリックス材料が突出するタブを露出させるように摩滅しているときには、ブレーキシューアセンブリが有用な寿命の限界に達していることを指摘する。

したがって、摩擦マトリックスとブレーキドラムの対向する摩擦表面との間の適合を改善するために初期の摩耗または慣らし運転期間を必要としない、強化された静止および動摩擦特性を有する駐車ブレーキまたは非常ブレーキシューアセンブリが、自動車のブレーキシステムの設計分野に必要である。

発明の概要
簡潔に述べると、この発明は、ブレーキ摩擦材料マトリックスを介してブレーキシューアセンブリの摩擦表面に突き出る複数の延長部分を組入れるブレーキシュープラットフォームを有する乗物のブレーキシューアセンブリである。延長部分の各々は，対向する摩擦要素を有する表面を係合するために、ブレーキ摩擦材料マトリックスと協働するように構成され、ブレーキ摩擦材料マトリックスおよび対向する摩擦要素を有する表面だけの係合から達成される静止および動摩擦性能以上に、アセンブリの静止および動摩擦性能を高める。

この発明の乗物のブレーキシューアセンブリの代替的な実施例では、ブレーキシュープラットフォームはブレーキ摩擦材料マトリックスを介して突き出て、ブレーキシューアセンブリの摩擦表面の上部に突出する複数の延長部分を組入れる。

この発明の前述のならびに他の目的、特徴、利点および現在の好ましいその実施例は、添付の図面に関連して以下の記載を読むことによって、より明らかになる。

明細書の一部分を形成する添付の図面には、以下が記載される。

対応する参照番号は、図面のいくつかの図全体にわたって、対応する部分を示す。

この発明を実施するための最良の形態
以下の詳細な記載は、例によってこの発明を図示しており、限定によってこの発明を図示しているのではない。この記載は当業者がこの発明を成し、使用することを明らかに可能にし、この発明を実施する最良の形態であると現在の所、信じられているものを含む、この発明のいくつかの実施例、適合物、変形物、代替物および用途を記載する。

図１を参照して、この発明のブレーキシューアセンブリが一般に１０に示される。ブレーキシューアセンブリ１０は、シリンダ表面のある部分を規定する、円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォーム１２を含む。ブレーキシューアセンブリ１０は、ブレーキシューアセンブリ１０を自動車の車輪上の支持構造（図示せず）に取付けることを容易にするよう適合される、下面１６の上にある１つ以上の接続ポイント１４をともなって構成される。接続ポイント１４の具体的な特徴は、ブレーキシューアセンブリ１０が意図される特定の適用例に応じて、変わる。

たとえば、接続ポイント１４は、下面１６に沿って周方向に延在する隆起したウェブ１８、１つ以上の突出するねじ切りされたボス（図示せず）、または抜け止めピンが通されるボア（図示せず）から構成されてもよい。ブレーキシュープラットフォーム１２はさら
に、ブレーキ摩擦材料マトリックス２２を受けるように構成される上面２０を含む。ブレーキ摩擦材料マトリックス２２の径方向に最も外側の表面は、外側摩擦表面２４を規定する。

図１および図２に見られるように、複数の延長部分１００はブレーキシュープラットフォーム１２の上面２０から径方向に外側へ突き出る。複数の延長部分１００の各々はブレーキ摩擦材料マトリックス２２を通り抜け、第１の実施例では外側摩擦表面２４で終端する。代替的な実施例では、複数の延長部分１００の各々は、外側摩擦表面２４から径方向に外側で終端し、突出する部分を露出させる。

好ましくは、図３に示されるように、各々の突き出る延長部分１００はブレーキシュープラットフォーム１２から型抜き部分のように一体的に形成される。各々の一体的な突き出る延長部分は、材料がブレーキシュープラットフォームから分離されないような態様で、ブレーキシュープラットフォームの湾曲によって規定されるシリンダの軸に対して平行に各々のセグメント１０２の端部が整列する状態で、セグメント１０２に沿ってブレーキシュープラットフォーム１２を切取ることによって形成されてもよい。各々の突き出る延長部分１００は、セグメント１０２の各々の端部の間にある曲げ軸１０４に沿って、ブレーキシュープラットフォームの外側表面から所望の角度方向に向かって径方向に外側に、切断部内側の材料を曲げることによって形成される。代替的には、各々の突き出る延長部分１００は、延長部分１００を規定するブレーキシュープラットフォームの材料をセグメント１０２の端部の間にある曲げ軸１０４に沿ってのみ曲げるのではなく、図４に示されるように、滑らかなＣ曲線状に曲げることによって形成されてもよい。

径方向に外側に摩擦材料マトリックス２２を通り抜ける、突き出る延長部分の所望の結果を達成することを目的として、突き出る延長部分１００をブレーキシュープラットフォーム１２に形成および固定するためにさまざまな方法が使用されてもよいということを当業者は容易に認識するであろう。たとえば、個々の延長部分１００はブレーキシュープラットフォーム１２とは別に製造され、ブレーキシュープラットフォームに溶接または固定され得る。

当業者はさらに、突き出る延長部分１００は図１−図４に示される三角形の構成に限定される必要がないということを認識するであろう。たとえば、図５から図８に示されるように、曲線的なタブ、長方形のタブ、鍵孔型タブおよびＴ字型タブなどの例示的な代替的な構成が、突き出る延長部分１００のために利用されてもよい。

好ましくは、図１に見られるように、突き出る延長部分１００は、円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォーム１２の円周の中心線Ｃ_Lの両側に、２つの平行する円周列１０６、１０８を成して配置される。

第１の代替的な構成では、突き出る延長部分１００は、円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォーム１２の円周の中心線Ｃ_Lのまわりに対称的に配置されてもよい。たとえば、図９に見られるように、突き出る延長部分１００はブレーキシュープラットフォーム１２の上面２０上に、１つ以上の「Ｖ字」型を規定してもよい。１つの「Ｖ字」型のみが突き出る延長部分１００によって規定される場合、各々の突き出る延長部分１００はブレーキシュープラットフォーム１２の上面２０の特有の円周弧内に配置されてもよい。さらに図９に示されるように、突き出る延長部分１００は、ブレーキシュープラットフォーム１２の外側の端縁に存在するように、上面２０上に配置されてもよい。

第２の代替的な構成では、突き出る延長部分１００は円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォーム１２上に不規則に配置されてもよい。

図１０に見られるように、乗物のブレーキシステムの動作中は、対向する摩擦表面２６が同軸方向に取付けられるブレーキドラム３０の内側円筒形表面２８の上または内側円筒形表面２８に対して直接に存在する場合、外側摩擦表面２４および突き出る延長部分１００を動かして、対向する摩擦表面２６と接触させるような従来の態様で、ブレーキシューアセンブリ１０は動かされる。乗物が静止しているとき、つまり駐車ブレーキの適用における乗物のブレーキシステムの動作は、外側摩擦表面２４および突き出る延長部分１００が動かされて、対向する摩擦表面２６と静止接触するという結果になる。これは、ブレーキドラム３０および対向する摩擦表面２６がブレーキシューアセンブリ１０および外側摩擦表面２４に対して回転し得る前に克服されなければならない初期の静止摩擦（作動準備完了摩擦）力をもたらす。

乗物が動いているとき、つまり非常ブレーキの適用における乗物のブレーキシステムの動作は、外側摩擦表面２４および突き出る延長部分１００が動かされて、対向する摩擦表面２６と回転またはすべり接触するという結果になる。これは、接触する摩擦表面および突き出る延長部分１００での動摩擦力をもたらし、ブレーキドラム３０とブレーキシューアセンブリ１０との間の相対的な回転を低減させるように作用する。

上記を考慮して、この発明の目的が達成され、他の有利な結果が得られることが理解されるであろう。この発明の範囲から逸脱することなく、上記の構成にさまざまな修正が行われ得るので、上記の記載の中に含まれるすべての事項、または添付の図面に示されるすべての事項は例示的であるように解釈され、限定する意味で解釈されないということが意図される。

この発明のブレーキシューアセンブリの斜視図である。 線２−２に沿った、図１のブレーキシューアセンブリの断面図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成されるこの発明の突起の拡大図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成されるこの発明の第１の代替的な突起の拡大図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成される突起の第２の代替的な構成の拡大図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成される突起の第３の代替的な構成の拡大図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成される突起の第４の代替的な構成の拡大図である。 ブレーキシュープラットフォームに形成される突起の第５の代替的な構成の拡大図である。 この発明の代替的な構成を有するブレーキシューアセンブリの斜視図である。 ブレーキドラム表面と動作する関係におけるこの発明のブレーキシューアセンブリの側面図である。

Claims (9)

1. シリンダのある部分を規定する円筒形に湾曲し、下面と上面とを含むブレーキシュープラットフォームと、前記ブレーキシュープラットフォームの上面上に配置されるブレーキ摩擦材料マトリックスを有する改良されたブレーキシューアセンブリであって、ブレーキ摩擦材料マトリックスは外側摩擦表面を規定し、
   前記ブレーキシュープラットフォームの上面から前記ブレーキ摩擦材料マトリックスを貫通して前記外側摩擦表面に突き出る複数の延長部分を含み、前記複数の延長部分の各々は前記外側摩擦表面の径方向外側で終端する、改良されたブレーキシューアセンブリ。
2. 前記複数の延長部分の各々は前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォームと一体的に形成される、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
3. 前記複数の延長部分の各々はシリンダの軸に対して平行に位置付けられる端部を含む、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
4. 前記複数の延長部分の各々は前記ブレーキシュープラットフォームからの一体的な型抜き部分である、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
5. 前記延長部分の端部は前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォームと一体的に形成され、前記端部は曲げ軸を規定する、請求項４に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
6. 前記複数の延長部分は、前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォームの円周方向の中心線の一方側に、少なくとも２つの円周列となるようにそれぞれ配置される、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
7. 前記複数の延長部分の各々は前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォームの特有の円周弧上に配置される、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
8. 前記複数の延長部分は前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォームの円周方向の中心線のまわりに対称的に配置される少なくとも１つのパターンを規定する、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。
9. 前記突き出る延長部分は前記円筒形に湾曲するブレーキシュープラットフォーム上に不規則に配置される、請求項１に記載の改良されたブレーキシューアセンブリ。

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