JP4718470B2 - ニューマチック式または電動モータ式に操作可能なディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ニューマチック式または電動モータ式に操作可能なディスクブレーキであって、ブレーキディスクに被さるブレーキキャリパと、摺動可能に案内される部材、特にクロスメンバによってディスクブレーキを締め付けるための少なくとも１つの締付装置とが設けられており、摺動可能に案内される部材が少なくとも１つのねじ山付き孔を有しており、該ねじ山付き孔には作動スピンドルがねじ込み可能であって、該作動スピンドルは押圧部材を支持しており、該押圧部材によってブレーキパッドがブレーキディスクに向かって押圧可能であって、エアギャップを調整するために、作動スピンドルと作用結合する調整装置が設けられており、所定のトルクまで回動を防止するように作動スピンドルに作用する固定部材が設けられている形式のものに関する。

このような形式のディスクブレーキは、例えばドイツ連邦共和国実用新案第９４２２３４２号明細書により公知であって、このようなディスクブレーキでは回転レバーがクロスメンバに作用し、このクロスメンバには有利には２つの作動スピンドルが支承されており、これらの作動スピンドルはそれぞれブレーキパッドを受容するための押圧部材を有しており、この押圧部材はブレーキをかける際にブレーキディスクに押し付けられる。両作動スピンドルには雄ねじ山が設けられており、クロスメンバのねじ山付き孔にそれぞれねじ込まれている。

作動スピンドルの一方に対応して設けられている調整装置と、他方の作動スピンドルの連行体とにより、ブレーキパッドが摩耗した際に、作動スピンドルがねじ山付き孔内へとねじ込まれることにより、ブレーキ側面は、ブレーキパッドとブレーキディスクとの間のエアギャップがほぼ常に一定であるようになるまで互いに接近される。

走行運転中の振動により作動スピンドルの位置が不都合にも変更される、つまりブレーキパッドとディスクブレーキとの間の間隔が、即ちエアギャップが変更されることを回避するために固定部材が使用される。この固定部材は作動スピンドルに回転しないように作用するので、上記のような意図しないずれが防止される。この場合、固定部材は摩擦的に作動スピンドルまたはその部分に当て付けられる。摩擦力は、調節装置によって加えられる所定のトルクにおいては、作動スピンドルが問題なく回転できるように決められていて、この場合、このトルクは、運転中における振動力から生じるトルクよりも大きい。

同様の問題は、純粋に静的な周期のもとで、調節部材（ねじ山付き管もしくは作動スピンドル）に対して調節装置駆動装置が振動することにより生じる。このことは特に、不整合が生じていて、これによりねじ山付き管におけるブレーキ作用に反する所定の運動量モーメントが加えられる場合に顕著である。

従ってこのような作用に反作用するために、ねじ山付き管には、正確に調節可能であって、所定の時間と負荷にわたってほぼ一定に調節可能な摩擦トルクを付与しなければならない。これは先行技術のものでは部分的にしか可能でない。

従って公知の固定部材は、作動スピンドルの、押圧部材に面した端部領域に配置されていて、作動スピンドルに固定的に係合する（第２の）シール部材から成っている。

とりわけ回転防止作用のために、第２のシール部材もしくは作動スピンドルに係合する部分は、第２のシール部材に組み込まれているシリコンゴムのようなエラストマから成っている。

特に過酷な使用状態では、作動スピンドルは、プラスチックから成る固定部材が継続的に耐えることができないような所定の温度に達する。

材料の脆弱化および老朽化ならびに必然的な潤滑油効果に対する反応も耐用期間を制限するので、摩耗に基づく交換は経済的に不利な間隔で必要となる。

クロスメンバに挿入される金属のリングまたは舌片が作動スピンドルとに係合する手段が公知ではあるが、この構造は、一般的に、クロスメンバの特別な機械的な加工を行わないと実現することはできず、このことは勿論、製造コストを引き上げることになる。

従って本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式のディスクブレーキを改良して、構造的に簡単な手段によって、使用される固定部材の長い耐用期間が得られ、この場合、不都合な作動スピンドルの回転を固定部材が阻止する制限トルクを、できるだけ精密に運転時間にわたって一定に規定することができるようにすることである。

この課題は、請求項１の特徴を有したディスクブレーキにより解決される。

これによると、固定部材が、全周にわたって分配された少なくとも１つのまたは複数のＵ字形ばねを備えたばねリングとして形成されていて、Ｕ字形ばねは、摺動可能に案内されたエレメント、特にクロスメンバの雌ねじ山の外側で摩擦接続的に作動スピンドルに当接する。

特別な利点は、作動スピンドルの回転を防止する制限トルクを、継続的に極めて一定に正確に規定できることにある。

選択的な構造の構成によりさらに、ディスクブレーキの運転に関して、かつ固定部材の製造およびその組み付けに関して一連の利点が得られる。

特に既存のディスクブレーキにおける容易な後調整性も得られる。

作動スピンドルの回転を防止する制限トルクを規定するために、特に、Ｕ字形ばねの形式と数とを変更することができる。有利には少なくとも１つのＵ字形ばねが設けられている。しかしながら、３つまたはそれ以上の、特に５つまたは６つのＵ字形ばねを有した配置が有利である。何故ならばこれらは一方ではさらに良好にリング部材に配置することができ、他方では複数の個所から均一な力作用を作動スピンドルに加えることができるからである。

寸法に関して選択可能な摩擦面の他に、ばね力の規定によっても回転阻止について規定することができる。この場合、ばね力は個々のＵ字形ばねの戻し力とその数とによって規定される。

有利にはばね鋼から成るばねリングは、単純なストリップ状の打ち抜き部分から製造することができ、これは曲げることにより僅かな手間で円形のリングに成形することができる。この場合、両端部は有利には（例えばバックル状に）形成することができ、これらは互いに差し込まれて形状接続的に係合する。

クロスメンバの加工も不要である。何故ならばばねリングが、クロスメンバの雌ねじ山の外側で、第２のシール部材の領域に、即ち押圧部材に面した側に配置されていて、ここで有利にはばねアームとして形成されているＵ字形ばねによって作動スピンドルに摩擦的に当接するからである。

理想的には、ばねリングを挿入するために設けられた組み込み室を利用することができる。この場合、特に有利には、ばねリングを、既存の、即ち運転中にあるディスクブレーキにおいても、例えば交換品として問題なく組み込むことができる。この場合、従来の組み付け工具を後からの整備または交換のために使用することができる。簡単な組み付けならびに問題のない均一なブレーキへの結合により、コストが削減され、公知の技術を使用して製造が可能である。

上述したように有利な金属的なばねリングは、プラスチックから成るばねリングよりも高い耐熱性を有し、従って生じる運転熱によりこのような構成部分の耐用期間が影響されることはない。このためには、このようなばねリングが機械的に極めて堅牢であって、即ち、生じる負荷に対して耐性があることが寄与し、これにより長い耐用期間が得られる。この場合、ばねリングが錆びないばね鋼から製造されると有利である。

ばねリングをシール部材とともに組み込むように形成することも考えられる。この場合、ばねリングを完全にまたは部分的に射出成形により埋め込む、及び／又は発泡剤により被覆することができる。Ｕ字形ばねはこの場合、有利には発泡剤から間隔を置かれている。このようにして、簡単に例えば第２のシール部材が例えば、第１のシール部材としてのベローズを補完するために製造される。ベローズはブレーキキャリパの内部を湿分の侵入に対して保護している。

ばねアームは種々様々に成形することができ、例えば自由端部領域がＵ字形ばねに形成されている。この場合、開放面は外部に向かって、即ち作動スピンドルから離れる方に向いている。このような形状により組み付けの際に、即ち、ばねリングを作動スピンドルに被せ嵌める際に（市場において）、もしくはばねリングが既にクロスメンバに位置している場合には、ねじ山付きスピンドルを生産ラインで組み付ける際に（初期装備）特に有利である。

特に作動スピンドルへの当接の領域におけるＵ字形ばねの幅は、Ｕ字形ばねがねじ山の複数の頂部に当接するように寸法設定されている。

極めて簡単に製造することができるスリットの入れられたリングに対して選択的に、ばねリングは原則的に閉じられるように形成することもできる。

まとめると、請求項１のものにより、特に従属請求項と組み合わせた状態で次のような利点が得られる。

・高温耐性
・機械的な堅牢性
・弾性的な変形可能性
・長い耐用期間
・錆び付かない
・既存の組み込み室での使用可能性
・プラスチックの射出成形による埋め込み
・後からの装備可能性
・交換可能性
・良好な製造可能性
・ブレーキへの簡単な取付け
・交換または後付けの際の、標準使用品または領域における簡単な組み付け可能性
さらに有利な構成が、請求項２以下に記載されている。

次に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、ニューマチック式に操作可能なディスクブレーキが示されている。このディスクブレーキは、スライディングキャリパとして形成されたブレーキキャリパ１を有しており、このブレーキキャリパ１はブレーキディスク３をその上方の外周領域で把持している。

原則的には、ディスクブレーキの電動モータによる操作も可能である。本発明はさらに、固定ヨーク型キャリパまたはヒンジドキャリパを備えたディスクブレーキのためにも適している。

ブレーキディスク３の両側にはブレーキパッド４が配置されている。この場合、ブレーキパッド４の締め付けによりディスクブレーキを操作するために、締付装置２が働く。その詳しい機能はドイツ連邦共和国特許第９４２２３４２号明細書に記載されている。

締付装置は回転レバーを有しており、この回転レバーは直接に、または回転軸受のような中間部材を介してクロスメンバ１１（Ｔｒａｖｅｒｓｅ）に作用する。このクロスメンバ１１にはねじ山付き孔が設けられており、このねじ山付き孔内に作動スピンドル１０がねじ込まれている。

ブレーキ操作により拡大されるエアギャップを調節するために、作動スピンドルの１つに調節装置６が対応配置されている。この調節装置６によって、パッドの摩耗により変化するエアギャップが、作動スピンドル１０の回転により調節される。第２の作動スピンドル１０は、同期化装置、この場合チェーン７によって連行される。

走行運転中に、例えば振動により作動スピンドル１０が意図せず回転し、従ってエアギャップが相応して不都合に変更されるようなことがないように、各作動スピンドル１０にはばねリング８の形の固定部材が設けられている。このばねリング８は、全周にわたって分配された複数のＵ字形ばね１４を有している。これらのＵ字形ばね１４はクロスメンバ１１の雌ねじ山の外側で作動スピンドル１０に摩擦的に当接する。このことは特に図２に詳しく示されている。Ｕ字形ばね１４は軸方向でばねリングにウエブ２１を介して一体成型されていて、これに結合されていて、内側に向かってばねリング８から突出している。

この実施例ではばねリング８は弾性的な第２のシール部材１２に接続されていて、この第２のシール部材１２は、押圧部材５に接続されているベローズ９と同様に、ブレーキキャリパ１の内室を閉鎖する閉鎖プレート１３に固定されている。さらに、ばねリング８の閉じられたリング領域１６が、クロスメンバ１１の外側に当接しており、Ｕ字形ばね１４がばねアームとしてクロスメンバ１１の端部側から半径方向に張り出していることがわかる。上述したように、作動スピンドル１０には当接面１５(図４参照）で当接している。

有利には６つまたは５つのＵ字形ばね１４が、リング領域１６の周面に均一に分配されている。

各当接面１５はＵ字形の背部によって形成されている。Ｕ字形の、リング領域１６に面した脚２４は、ばねリング８をクロスメンバ１１へと被せ嵌める際の当接部を形成する。

さらに、上記脚２４によりＵ字形ばね１４は、拡開されながら極めて容易に両端部から作動スピンドル１０上へと滑動する。これにより簡単な組み付けおよび簡単な保守整備が可能である。

図５に詳しく示したように、ばねリング８はストリップ状の打ち抜き部分から製作することができる。この打ち抜き部分は一方の端部に舌片１７を有しており、他方の端部は受容部１８として形成されている。この受容部１８には、ストリップがばねリング８に変形された後、舌片１７が対応するように係合し、これにより形状接続が得られる。

ばねリングの軸方向で、組み付けに基づき意図に反してＵ字形ばね１４が屈曲してしまうのを回避するために、各Ｕ字形ばね１４のリング領域１６への接続領域には軸方向に延びる突起１９が設けられている。この突起１９はそれぞれ対応するＵ字形ばね１４を高さ方向で越えていて、これにより突起１９は実際にストッパを形成している。

図６に示した変化実施例では、ばねリング８が部分的に、有利にはＵ字形ばね１４に到るまで射出成形により埋め込まれるように形成されており、これによりばねリング８は一種のシールリング区分２２と組み合わせ可能であり、これにより簡単にブレーキキャリパの内部を、水分の侵入に対して保護することができ、特に、保守整備において後付け領域にある構造が有利である。

ばら荷として搬送すべきばねリング８が互いにひっかかったり、簡単な取り出しを阻害するようなことがないように、図７および図８に示した実施例では突起１９の片側に、即ち、リング領域１６に対して下方の、当接面に続く脚２４に、それぞれ１つの当接斜面２４，２５が一体成形されている。この場合、突起１９の当接斜面２５が、内側に向かって延びている、成形された脚２３に設けられていて、使用位置（図８）では、対応する他方の当接斜面２６に当接する。従って互いに食い込む鉤状の自由部分は存在しない。

本発明のディスクブレーキを部分的に断面して示した平面図である。 断面した平面図におけるディスクブレーキの部分図である。 ディスクブレーキのばねリングの平面図である。 ばねリングの一部の側方図である。 ばねリングへと変形させる前の打ち抜き成形材の側方図である。 射出成形により埋め込まれたばねリングを示す図である。 ばねリングへと変形させる前の打ち抜き成形材の別の実施例を示した側方図である。 図７に示したばねリングを成形する打ち抜き成形材の部分図である。

符号の説明

１ ブレーキキャリパ、 ２ 締付装置、 ３ ブレーキディスク、 ４ ブレーキパッド、 ５ 押圧部材、 ６ 調整装置、 ７ 同期化装置、 ８ ばねリング、 ９ ベローズ、 １０ 作動スピンドル、 １１ クロスメンバ、 １２ 第２のシール部材、 １３ 閉鎖プレート、 １４ Ｕ字形ばね、 １５ 当接面、 １６ リング領域、 １７ 舌片、１８ 受容部、 １９ 突起、 ２０ 回転レバー、 ２１ ウエブ、 ２２ シール部材区分、 ２３，２４ 脚、 ２５，２６ 当接斜面

Claims (13)

1. ニューマチック式または電動モータ式に操作可能なディスクブレーキであって、
   イ）ブレーキディスク（３）に被さるブレーキキャリパ（１）と、
   ロ）摺動可能に案内される部材（１１）、特にクロスメンバによってディスクブレーキ（３）を締め付けるための少なくとも１つの締付装置（２）とが設けられており、
   ハ）摺動可能に案内される部材（１１）が少なくとも１つのねじ山付き孔を有しており、該ねじ山付き孔には作動スピンドル（１０）がねじ込み可能であって、該作動スピンドルは押圧部材（５）を支持しており、該押圧部材によってブレーキパッド（４）がブレーキディスク（３）に向かって押圧可能であって、
   ニ）エアギャップを調整するために、作動スピンドル（１０）と作用結合する調整装置（６）が設けられており、
   ホ）所定のトルクまで回動を防止するように作動スピンドル（１０）に作用するばねリング（８）としての固定部材が設けられている形式のものにおいて、
   ヘ）ばねリング（８）が、全周にわたって分配された少なくとも１つのまたは複数のＵ字形ばね（１４）を備えていて、Ｕ字形ばね（１４）は、摺動可能に案内されたエレメント（１１）の雌ねじ山の外側で摩擦接続的に作動スピンドル（１０）に当接し、
   ト）ばねリング（８）が、クロスメンバ（１１）に当接する環状の円筒状のリング領域（１６）を有しており、このリング領域（１６）にＵ字形ばね（１４）が接続されていることを特徴とする、ニューマチック式または電動モータ式に操作可能なディスクブレーキ。
2. 各Ｕ字形ばね（１４）が当接面（１５）を有しており、該当接面が作動スピンドル（１０）に、有利には作動スピンドルの雄ねじ山に当接していて、前記当接面（１５）の幅が、当接面が、１つのねじ山に隣接する少なくとも２つのねじ山頂部に当接するように規定されている、請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 各Ｕ字形ばね（１４）が、リング領域（１６）に結合されたばねアームとして形成されている、請求項１又は２記載のディスクブレーキ。
4. リング領域（１６）に、３〜６個のＵ字形ばね（１４）が一体成形されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
5. 当接面（１５）がＵ字形の背面により形成されていて、この当接面として、この背面が属しているＵ字形ばね（４）として自由端部領域に形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
6. ばねリング（８）がシール部材（１２）とともに組み込まれて形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
7. ばねリングが全てまたは部分的に射出成形により埋め込まれて、及び／又は発泡剤被覆されて形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
8. 各Ｕ字形ばね（１４）とリング領域（１６）の結合領域に突起（１９）が一体成形されていて、該突起が、リング領域（１６）とは半体の方向で軸方向に延び、所属のＵ字形ばね（１４）を越えて延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
9. ばねリング（８）がストリップから打ち抜き成形された打ち抜き部分として形成されていて、ストリップの両端部にそれぞれ閉鎖手段が設けられており、該閉鎖手段が、ばねリングを形成するように変形された後、形状接続的に互いに係合する、請求項１から８までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
10. 閉鎖手段が舌片（１７）と受容部（１８）とから成っている、請求項１から９までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
11. 当接面（１５）の、リング領域（１６）とは反対の側に続いている脚（２４）が、突起（１９）に一体成形された脚（２３）に当接する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
12. 前記脚（２３）と前記他方の脚（２４）とが、互いに当接するそれぞれ１つの当接斜面（２５，２６）を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
13. 脚（２３）が、ばねリング（８）の中心に向けられて延びている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。

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