JP4878363B2 - 車輪ブレーキ - Google Patents
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Description
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の車輪ブレーキに関するものである。
ブレーキ作動装置の他に、ディスクブレーキに調整装置を設けて、ブレーキライニングとブレーキディスク間の間隔を調整してブレーキライニングやブレーキディスクの摩耗を補償するものは、様々な刊行物に記載されている。
純機械的に動作する調整装置を備えたディスクブレーキはＤＥ２９ ２５ ３４２Ａ１により公知である。ブレーキを作動するために、圧力ピストンに外側にねじれ刃の付いたナットとともに、圧力部材が作動装置を介して圧力をかけるようにし、圧力ピストン、ナットおよび圧力部材が一緒にブレーキライニング方向に移動するようにする。一方、調整装置は、圧力ピストンの移動方向と交差する方向に延在する。調整装置の要となるコンポーネントは、ナット周縁部のねじれ刃に対応して周縁部にねじれ刃が付いた調整シャフトである。実際の調整動作は、この２つのねじれ刃に加え、圧力ピストンの移動方向と交差する方向に配置した、調整装置の他のコンポーネント、たとえば、スリーブ、ナット、渦巻バネを介して行われる。調整装置を構成する個々のコンポーネントが圧力ピストンの移動方向を横切る方向に列状に配置されている結果として、この車輪ブレーキは比較的に場所を取る設計になっている。
統合調整装置をコンパクトに設計した車両用車輪ブレーキを提供する。
統合調整装置をコンパクトに設計した車両用車輪ブレーキを提供するため、請求項１に記載の特徴を備えた車輪ブレーキが提案される。
この種の車輪ブレーキ、具体的にはディスクブレーキにおいて、統合調整装置は、機械的であるため、搭載電力および信号系統と独立して動作するとともに、比較的コンパクトな設計で特徴付けられる。
車輪ブレーキのコンパクト設計のため、２個の個別圧力ピストンをヨークで堅固に連結した２重圧力ピストンにより、圧力ピストンを構成し、調整素子へのねじ込み接続部がヨークの中央部に配置されるようにすると特に有効である。
また、古くて磨耗したブレーキライニングの交換後、統合調整装置の復帰運動を可能にするために、調整素子に歯（toothing）を設けることができる。
この歯は、調整素子に隣接配置した歯車の歯と噛み合うように構成することができる。そして、この歯車に、調整素子を復帰する係合手段を設けてもよい。好ましくは、歯車は、第１の圧力素子の横延長上に回転可能に配置される。
以下、図面を参照して、車輪ブレーキの各種実施形態について説明する。
図１は、好ましくは浮動キャリパー型の車両ディスクブレーキのブレーキハウジング１、１ａについてその一部を簡単に示したものである。２つの圧力ピストン２はブレーキハウジング１内において、圧力ピストン２を横切る方向に延伸したヨーク２ａを介して互いに接続されている。したがって、この２つの圧力ピストン２は、図２の概略図から分かるように、２重圧力ピストンを構成し、ブレーキハウジング１の外側において、ブレーキライニング４のライニングプレート３の裏面に支持されている。ブレーキライニング４に関係して、図１、図２には、摩擦ライニング５が示されるとともに、ディスクブレーキのブレーキディスク６も示されている。
動作時にブレーキディスク６の両側に空気の遊びＬ（図２）を持たせて動作するディスクブレーキに、後で詳述するような、純粋に機械的に動作する調整装置が設けられている。調整装置は１つのみ設けられるが、２つの圧力ピストン２を調整するようになっている。
ブレーキシリンダ、好適には圧縮空気式ブレーキシリンダから発生した作動力を伝達するために、作動レバー１３がブレーキハウジング１に枢動可能に取り付けられている。模式的に示すブレーキシリンダの作動ロッド７は自由レバー端Ａに支持される。この自由レバー端から圧力が加えられると、レバー１３はハウジングに固定された軸受けの回りに枢動する。この場合、中間の圧力素子６０、５９および、両ピストンを堅固に連結するヨーク２ａを介して、ブレーキディスク６の方向に両圧力ピストン２が同時に動く。作動レバー１３の軸受けおよび支持部ならびに作動装置の構成については後で詳述する。
図２の概略図に示すように、２重圧力ピストンは、ヨーク２ａの中央において、その雌ねじが調整素子１０の雄ねじと相俟って、調整素子１０と圧力ピストン２間のねじ込み接続部１１を形成している。このように場所を取ることなく、圧力ピストン２間の中央部に配置される調整素子１０は、鍋状の構成であり、その内部に調整装置の個々の素子が設けられる。
前記作動装置はたとえば圧縮空気で作動し、作動レバー１３は、中間部品を介して調整素子１０に力を作用する。このようにして発生した作動力は、調整素子１０から、両圧力ピストン２に均等に伝達され、ブレーキライニング４をブレーキディスク６に向けて作動変位させる。
作動レバー１３は、殻状リンケージ６１を介して、連結リンク１４に回転可能に支持される。殻状リンケージ６１の回転軸は、ハウジングに固定された軸受け６６の回転軸にオフセットして平行に延伸し、同様に、ヨーク２ａも前記両回転軸と平行に延伸する。
連結リンク１４は、フラット軸受け１５を介して圧力素子６０に支持される。フラット連結リンク１４は圧力素子６０に対し、上下方向に遊びを有し、側方へ変位可能である。
圧力素子６０は、ハウジング１に対して回転不動となるようにハウジング１に配置される。このため、圧力素子６０は、ハウジング１のガイドにより、内側から支持される。
圧力素子６０のブレーキディスク６側には中央突起部１３４が設けられている。中央突起部１３４は、この場合、円柱状であり、調整素子１０の丸い窪みで形成した丸い圧力合わせ面１２ａに支持される。したがって、動作の際に、調整素子１０は圧力素子６０に対し、中心線６２周りに回転可能である。この回転時に発生する摩擦を低減するために、滑り軸受けとして、テフロン（登録商標）製のフラットディスクを圧力面６０ａと圧力合わせ面１２ａ間に配置することができる。
図２において、以下説明する調整装置の動作原理上、調整素子１０は重要なコンポーネントである。調整装置の他のコンポーネントとして、ねじボルト形式のねじ素子２２、およびねじナット形式のねじ素子２１がある。ねじ素子２１の雌ねじは、これに対応する形状である、別のねじ素子２２の雄ねじに螺合する。このようにして２つのねじ素子２１、２２間に形成されるねじ結合部２３は、図面から分かるように比較的大きなピッチを有する。具体的には、このピッチは、鍋状の調整素子１０と圧力ピストン２間に同様に形成されるねじ込み接続部１１のねじピッチに比べかなり大きい。また、ねじ結合部２３は非常に小さな摩擦設計になっている。
ボルト状ねじ素子２２の後端部には円筒部２４が設けられ、この円筒部２４は調整素子１０の対応する寸法の穴２５にガイドされている。ブレーキライニング４側にあるねじ素子２２の外端部には、捻れ防止部（antitwist）とともにねじ素子２２の軸方向の変位を制限する手段が設けられている。回転防止のため、ねじ素子２２の前記端部には、ブレーキハウジング１のカバー１ａの対応する方形開口を貫通する方形部２７が設けられ、これにより軸方向の移動は可能であるが回転は抑止される。ねじ素子２２の移動性を制限するため、このねじ素子２２および対応するブレーキハウジング１の固定カバー１ａには、第１のエンドストッパ２８と第２のエンドストッパ２９が形成される。この結果、第１のギャップＳ１と第２のギャップＳ２ができる（図３ｂ）。すなわち、第１のねじ素子２２がブレーキライニング４の方向に移動すると、第１の軸方向ギャップＳ１は、第１のエンドストッパ２８に達しない限り、減少する。逆に、ねじ素子２２がブレーキライニング４から離れていくときは、第２のエンドストッパ２９により軸方向の移動が阻止されない限り、第２の軸方向ギャップＳ２は減少する。
ねじナット形式の他方のねじ素子２１には、ブレーキライニング４側に摩擦結合の圧力面３０が設けられる。結合部として使用される圧力面３０により、ねじ素子２１は、調整素子１０の対応結合部として使用される圧力合わせ面３１に支持される。具体例の実施形態において、圧力面と圧力合わせ面は環状であり、結合面３０、３１での摩擦を大きくするために、若干、錐状に構成される。
他方の側、すなわち、ブレーキライニング４から離れた側では、ねじ素子２１は圧力バネ３３に支持される。具体例の実施形態において、前記圧力バネ３３はねじ素子２２を環状に取り囲む板バネである。この板バネの他端部は、調整素子１０に支持された軸受け３４に支持される。図示する実施形態の場合、軸受け３４は転がり軸受けである。
転がり軸受け形式の第２の軸受け３６が調整素子１０に支持され、軸受け３６の裏側には、他端がブレーキハウジング１に支持された圧力バネ３７が作用する。具体例の実施形態において、バネ３７はねじ素子２２を囲むコイルバネである。バネ３７が、軸受け３６を介してのみ、調整素子１０に作用することから、常時、軸方向の力が発生するが、この力は、調整素子１０に対し、回転方向には実質上、摩擦無しであるため、動作上確実な復帰運動が確保される。
同様に、軸受け３４による圧力バネ３３の支持により、常時、軸方向の力が軸素子２１に作用するが、この軸方向の力も回転方向には実質、摩擦無しである。一方、圧力面３０と圧力合わせ面３１間に形成される摩擦結合部の摩擦は、ねじ素子２１が調整素子１０に支持されている限り、大きい。したがって、圧力面３０と圧力合わせ面３１は、調整素子１０の雄ねじとねじ素子２１の雌ねじ間の接続部を形成する連結機構部品であり、この連結機構により、両部品は一体に連結されるとともに、前記接続部が解放された際は、互いに回転可能である。ねじ素子２１、２２は調整素子１０と同心に配置されるため、圧力ピストン２に統合されるコンパクトな設計になる。
以下、調整装置の機能について、図３ａ〜図３ｅを参照して説明する。
図３ａは、ブレーキライニングに摩耗Ｖが発生した場合において、作動後のブレーキ静止状態を示したものである。摩耗発生のために、少なくとも部分的な調整が次のブレーキング動作（braking process）でなされる。摩擦ライニング５とブレーキディスク６間の間隔は、ここでは、所望の空気遊びＬと補償すべき摩耗Ｖの大きさを合わせたものになる。
図３ｂに示すように、ブレーキング動作が開始すると、２つのねじ素子２１、２２、圧力ピストン２と一緒に調整素子１０が、作動力Ｆの作用により、ブレーキディスク６の方向へ動き、これはバネ３７の力に抗しつつ、第１のねじ素子２２のエンドストッパ２８がブレーキハウジング１に当たるまで続く。この位置を図３ｂに示す。図３ｂから分かるように、この位置において、第１の軸方向ギャップはゼロの値になり、第２の軸方向ギャップＳ２は最大になる。
ここで、図３ｃに示すように、摩耗Ｖを解消すべく、作動力Ｆが調整素子１０に作用し続けると、調整素子１０は軸方向の動きが妨げられた第１のねじ素子２２に対し動き、同時に圧力ピストン２がライニングプレート３に近づく。このとき、ねじ素子２１は、別のねじ素子２２との接続部を介して、調整素子１０の圧力合わせ面３１から持ち上がる。バネ３３の作用により、また、ねじ接続部２３の大きなねじピッチにより、ねじ素子２１は固定ねじ素子２２に対して抵抗無く時計回りに回転する。その結果、ねじ素子２１はバネ３３の作用により再び調整阻止１０の圧力合わせ面３１側にねじ込まれる。持ち上がった状態において、ねじ素子２１は調整素子１０と同じ軸方向に変位し、これは摩耗Ｖが解消されてブレーキライニング４がブレーキディスク６に接触するまで続く。この位置を図３ｃに示す。作動終了時、調整素子１０の結合面３１は、第１の圧力バネ３３により、再び、第２のねじ素子２１の結合面に圧着され、その結果、ねじ素子２１と調整素子１０は再び結合される。
ブレーキング動作の終了時に、作動力Ｆは図３ｄに示すように解除される。圧力バネ３７の力により、まず、圧力ピストン２と一緒に調整装置全体が押し戻され、これは、ねじ素子２２のストッパ２９が定点であるブレーキハウジング１に当接するまで続く。これ以降、ねじ素子２２はそれ以上の復帰運動が阻止される。
図３ｅに示すように、さらに調整素子１０の復帰運動が進むと、圧力バネ３７の力は十分に大きいため、ねじ素子２１と調整素子１０が一体となって、軸方向に動かなくなったねじ素子２２に対して反時計回りに回転する（図３ｅ）。ねじ込み接続１１のために、調整素子１０の回転に伴って、２つの圧力ピストン２およびヨーク２ａがブレーキディスク６方向に動いて、調整される。
したがって、ブレーキライニング４とブレーキディスク６間に所望の遊びをセットできる。すなわち、ディスクブレーキの動作時において、ねじ素子２２の移動性は第１のエンドストッパ２８と第２のエンドストッパ２９の間に規制されていることから、絶えず、前記所望の遊びがセットされることになる。具体例の実施形態において、定点として使用される２つのストッパ２８、２９の構成は、ブレーキハウジング１のうち、ブレーキライニングと調整装置間に位置する領域Ｂ（図２参照）に置かれる。その理由は、ブレーキハウジング１のこの領域Ｂが、ブレーキ力によるハウジング変形を受けにくいからである。この種の変形は、実際上、ほとんど不可避であり、したがって、調整精度に対して影響無しになる。また、ブレーキディスク６の裏側も、そのブレーキライニングが磨耗するため、上述した調整により、空気の遊びを解消（補償）する必要がある。
ねじ接続部１１のねじピッチとねじ接続部２３のねじピッチとの比は、ブレーキング動作においてどの程度の磨耗の大きさが補償されるかを規定する。すなわち、ブレーキディスク６方向に、圧力ピストン２が調整素子１０に対してどこまで調整されるかを規定する。たとえば、生じた磨耗の調整は、複数回のブレーキング動作を通じて行われる。
以下、図４〜図７を参照して、ディスクブレーキ用調整装置の別の実施形態を説明する。この形態を説明する場合にも、ねじ部にエンドストッパを設けた図５ａは重要である。
図４にヨーク２ａを模式的に示す。ヨーク２ａは２つの圧力ピストンを堅固に相互接続し、前と同様に、横断構造で、図４の紙面を貫通する方向に延びている。調整素子１１０は、側面から見ると略茸状で、長さ方向の大部分には雄ねじが設けられ、この雄ねじは、横断構造、すなわちヨーク２ａの雌ねじと螺合してねじ込み接続部１１１を形成する。調整装置は作動装置側の端部に、圧力プレートで構成したねじ素子１２２を備える。このねじ素子１２２には、空洞状の圧力面１１２、すなわち、略半円筒状の窪みが設けられる。この面１１２はヨーク２ａと平行に伸び、これに、作動レバー、たとえば図１の作動レバー１３が回転可能に支持される。これにより、作動力Ｆが圧力プレート構成のねじ素子１２２に伝達される。さらに図４に示すように、調整素子１１０には、調整装置の復帰動作のために、外側に歯１２９が形成される。この歯１２９について、以下詳細に説明する。
図５は、図５ａに関連して、調整装置の主要素を断面で示したもので、具体的には、調整素子１１０、第１のねじ素子１２１、別のねじ素子１２２、２つのスリーブ１２５、１２６、一方向結合部１３８、およびトルク結合部１３９である。さらに、ブレーキライニングの交換時における復帰動作に使用する歯車１４０も図示する。以上のパーツが図５に断面で示される。ただし、中央ねじボルトで構成した第１のねじ素子１２１のみは断面で示していない。第１のねじ素子１２１は、一端がブレーキキャリパー（またはブレーキハウジング）のカバー１ａに固定されて、軸方向には不動であるが、軸回りには回転可能になっている。ブレーキハウジング１のカバー１ａは、ボルト形状のねじ素子１２１を支持する面に、適切な被せとしてエンボス１ｂが形成されている。このエンボス１ｂは開口を塞ぎ、カバー１ａのこの箇所で塵が開口を通じてブレーキハウジング１の内部に入らないようにしたものである。
ねじ素子１２１の他端には、大きなピッチの雄ねじ部１２１ａが形成される。他方のねじ素子１２２は、ブレーキキャリパーハウジング内を軸方向に移動可能であるとともに、圧力プレートを構成しており、作動時にはこれを介して、ブレーキ力Ｆが調整素子１１０に伝達される。図５ａで説明したねじ込み接続部と同様なねじ込み接続部１２３を形成するため、別のねじ素子１２２の雌ねじ部１２２ａにねじ素子１２１の雄ねじ部１２１ａが螺合する。このようにして形成されるねじ込み接続部１２３は、ねじピッチがねじ込み接続部１１１よりも大きい。さらに、ねじ込み接続部１２３には、これにより形成される２つのストッパ間に軸方向のねじ遊びＳ３（図５ａ）がある。ねじ込み接続部１２３のねじ遊びＳ３とこれに付随する２つのストッパは、原理的に図５ａで述べた通りである。大きさについて、ねじ遊びＳ３は、所望の空気遊びＬにほぼ相当する大きさである。
ブレーキ動作が開始すると、すなわち、作動力Ｆがねじ素子１２２の圧力面１１２に掛かると、ねじ素子１２２、および、同ねじ素子に軸方向の遊び無しに当接した調整素子１１０はブレーキディスク方向に変位するとともに、調整素子１１０にねじ込み接続部１１１を介し固定された圧力ピストン２を駆動する。この初期段階では、作動力Ｆはまだ中央ねじ素子１２１に伝達されていない。
作動力がねじ素子１２１に伝わるようになるのは、空気遊びＳ３（図５ａ）の消滅後である、すなわち、ねじ素子１２２、１２１の雄ねじ、雌ねじが互いにねじ山（thread flank）に接触するようになってからである。ここで、軸方向に不動のねじ素子１２１のねじ山１５０、１５１は軸方向に変位可能なねじ素子１２２に対するエンドストッパを構成し、ねじ素子１２２はこのエンドストッパ間において、ねじ素子１２１を回転させることなく軸方向の前後に移動可能である。軸方向に可動なねじ素子１２２と軸方向に不動なねじ素子１２１間のねじ込み接続部１２３は急勾配のため、ねじ素子１２２が一方のエンドストッパ、すなわち、ねじ素子１２１のねじ山１５１にいったん達すると、ねじ素子１２１は作動力の作用により、回転し始める。
このようにしてねじ素子１２１に与えられた回転運動は、ブレーキの摩耗に対応するもので、一方向結合部１３８を介して内側のスリーブ１２６に伝達される。すなわち、内側スリーブ１２６は、一回転方向において、ねじ素子１２１の回転に追動する。しかし、逆回転方向に対しては、一方向結合部は作用せず、ねじ素子１２１は内側スリーブ１２６と関係なく自由に回転する。なお、フリーホイルやラップスプリングを一方向結合部１３８に用いてもよい。
代替として、一方向結合部／フリーホイルを外側スリーブ１２５と内側スリーブ１２６間の経路または力の流れに配置するようにしてもよい。
多角形ガイド１２７で構成した回転合わせ手段により、内側スリーブ１２６は短い外側スリーブ１２５内にガイドされ、外側と内側の両スリーブ１２５、１２６は常に共転するとともに、両スリーブ１２５、１２６間で軸方向の変位が可能になっている。この例では、多角形ガイド１２７は、内側スリーブ１２６の外側および外側スリーブ１２５の内側の対応箇所に一体的に形成した６角形ガイドで構成される。この点については、図６および図７に示される。
バネ１３７により圧力負荷が掛けられた外側スリーブ１２５は断面が略鍋状で、圧力バネ１３７から遠い側にある外側スリーブ底面には中央にねじ素子１２１の通る開口が設けられている。外側スリーブ底面の縁部には、周縁に沿って複数の窪み１３２が形成されている。これらの窪み１３２は、調整素子１１０に対応して設けた窪み１３２とともに、軸受けシェルを構成し、その内部にボール体１３０が収められる。ボール体１３０は共通のボールケージ１３０ａ（図７）に保持される。
外側スリーブ１２５には、裏側から圧力バネ１３７が作用し、そのバネ力でボール体１３０は通常、軸受けシェル１３２内に保持される。圧力バネ１３７は、外側スリーブ１２５から遠い側の端部において、低摩擦の転がり軸受け１３１により軸方向に支持される。このようにして、バネ１３７はボール体１３０と相俟ってトルク結合部１３９の部品を構成し、このトルク結合部１３９により、調整素子１１０は、外側スリーブ１２５に、ひいてはねじ素子１２１に、トルク依存方式で結合する。このため、ねじ素子１２１および外側スリーブ１２５から調整素子１１０のハウジング１１３への回転運動の伝達は、圧力バネ１３７のバネ定数とボール体用窪み１３２の深さに依存する一定のトルク限界の範囲内でなされ、このようにして、ヨーク２ａはねじ込み接続部１１１によりブレーキディスク方向に調整される。トルク結合部１３９のトルクが限界値を超えると、たとえば、ブレーキライニングがブレーキディスクに接触すると、ボール体１３０は窪み１３２から離れ、圧力バネ１３７は圧縮され、外側スリーブ１２５はハウジング１１３に対して回転する。その結果、ねじ素子１２１の回転運動は調整素子１１０に伝達されなくなる。圧力バネ１３７のバネ定数、および過負荷結合部またはトルク結合部１３９の動作特性は、ブレーキライニングがブレーキディスクに当接する程度にまで圧力ピストンが変位したときにトルク結合部１３９が必ずスリップするように、設定される。
ブレーキ動作が終了すると、すなわち、力Ｆが解除されると、ねじ素子１２２は、圧力バネ１３７および調整素子１１０により、開始位置である第２のエンドストッパ側に戻る。
ブレーキライニングの摩耗が進んでいくと、これに対応して横断構造２ａは、ねじ込み接続部１１１を介し、調整素子１１０の回転により、ブレーキディスク方向に変位する。したがって、ブレーキライニングの交換時に、調整装置を初期の位置に復帰させる必要がある。この復帰操作を作業員が簡単に行えるように、調整素子１１０には外側に歯１２９が設けられる。この外側歯１２９が、ねじ素子１２２の横延長部の開口に装着され回転軸Ｄの回りに回転可能な歯車１４０の外側歯と螺合する。この歯車１４０には、ブレーキハウジングの外側から簡単に作業員がアクセスできる。
図６に見えるように、歯車１４０には、たとえば、６角形等の標準ツールであるアセンブリツール用係合手段１４２が設けられる。歯車１４０を回転することで、調整素子１１０は回転し、その結果、ねじ込み接続部１１１を介してヨーク２ａが奥へ動かされ、圧力ピストンとブレーキディスク間の間隔が最大になる初期位置に達する。このとき、ボール体１３０からスリップする音が発生し、トルク結合部１３９はリセットされる。
調整素子の圧力プレートとして働くねじ素子１２２と調整素子１１０間の相互回転時に発生する摩擦を小さくするため、両部品間に円盤状の滑り軸受け１３３を介挿する。また、調整素子に対する圧力プレートの心出しのため、圧力プレート１２２の円筒状心出し突起部１３４を調整素子１１０の対応する口径（bore）に係合させる。
別の実施形態を図８〜図１０に示す。基本的構成に関し、この実施形態は図４〜図７の実施形態に対応するものであるが、構造上、いくつかの相違点があり、これについて以下説明する。同様の機能を果たす個々の部品については、図４〜図７の実施形態と同一の参照符号で記してある。
図８〜図１０に示す実施形態の場合、圧力バネ１３７の位置と軸方向に作用する転がり軸受け１３１の位置が入れ替わっている。転がり軸受け１３１が外側スリーブ１２５に支持されるのに対し、圧力バネ１３７は直接、ブレーキキャリパー部１２８に支持される。したがって、前記実施形態と異なり、バネ１３７は回転しない。
他に、中央に配置したボルト状ねじ素子１２１の支持部に相違点がある。ねじ素子１２１は、その端部がブレーキハウジングのカバー１ａから離れた位置にあって、ボールジャーナル１６０内で終端している。ボールジャーナル１６０はプラスチック製ボールソケット１６１内に位置する。ボールソケット１６１はブレーキキャリパー１２８に固定される。この固定のため、ボールソケット１６１には外側にリブが設けられ、この外側リブがブレーキキャリパー部１２８に設けた対応する溝に嵌合する。図に示すように、ボールソケット１６１はねじ素子１２１のボールジャーナル１６０を１８０度超のボール包囲角で包囲する。包囲角は２００度から２１０度が好ましい。これにより、ボールジャーナル１６０は、ボールソケット１６１から軸方向に抜けることが防止されるとともに、ボールソケット１６１内で回転可能である。この回転に付随して、ボールジャーナルとボールソケットの材料の組合せに依存する大きさの摩擦トルクが発生する。この摩擦トルクの大きさ、すなわち、回転時における中央ねじ素子１２１の低抵抗は高精度の公差で設定される。
他の相違点として、図８〜図１０の実施形態では、前記実施形態に比べ、内側スリーブ１２６が短尺構成になっており、内側スリーブ１２６は、外側スリーブ１２５の多角形ガイドによりガイドされる。内側スリーブ１２６は一方向結合部１３８の長さしかない。また、スリーブ１２６は一方向結合部１３８のハウジング１６４に、たとえば弱めの圧入により、回転不動に接続されている。
図９はここで使用した一方向結合部１３８の詳細を示したものである。前記一方向結合部１３８のハウジング１６４は、固定リング１６８を介して軸方向に固定され、３つの長手部を包囲する。中央の長手部には一方向結合部の阻止体１６５が配置される。左側の長手部には複数の転がり体１６６が配置され、これに、ねじ素子１２１が、２つの方向のうち１方向について阻止動作を発生することなく、摩擦抵抗無しに装着される。図９において、右側の長手部は摩擦リング１６７を保持する。摩擦リング１６７は一方向結合部と中央ねじ素子１２１間に小さいが高精度で再生される摩擦を発生させる。このためには、摩擦リング１６７をプラスチックで構成するのが好ましい。前記の小にして高精度再生の摩擦は、調整素子の高精度調整の要となる。車両ブレーキの動作時に発生する振動が調整装置の素子に及ぼす影響が防止される。
別の実施形態を図１１に示す。この実施形態は、図２や、図３ａ〜図３ｅの実施形態と酷似しているが、構造面および生産面で有利である。前と同様に軸方向ギャップＳ１、Ｓ２により軸方向の変位が規制されたねじ素子２１に、長尺のスリーブ５０が装着され、これに、ピッチが大きいねじ込み接続部の螺合用長尺ねじが保持される。したがって、スリーブ５０にねじ素子２２が堅固に接続される。このようなねじ素子２２のスリーブ５０により、内側ねじ素子２１に対して、外側ねじ素子２２が低摩擦で回転軸のぶれが小さい結合が可能になる。
図１１の場合、外側ねじ素子２２の圧力面３０と調整素子１０の圧力合わせ面の配置も図２と異なっている。ここでも、圧力合わせ面３１は調整素子１０上にワンピースでは形成されず、段差が付いた環状インサート５１に形成される。インサート５１は調整素子１０の内壁に形成した段差に軸方向で支持される。また、インサート５１は調整素子１０に対し回転不動に配置される。調整素子１０のインサート５１は、ブレーキディスクから遠い側に圧力合わせ面３１を備える一方で、ブレーキディスク寄りに端面５２を備え、これに軸受け３６が支持される。この軸受け３６には角度リング５２が支持され、この角度リングに圧力バネ３７の底部が保持される。角度リングを一体形成の円筒状部に構成することにより、リング５２により圧力バネ３７はセンタリングされ、これにより後者は位置外れまたはスリップを起こさない。圧力バネ３７は、インサート５１、軸受け３６および角度リング５２を軸方向に固定する。
他に、調整を構造的に簡略化するのに寄与した要因として、重要な軸方向ギャップＳ１、Ｓ２の設定がナット５３により行われ、このナット５３が内側ねじ素子２１の端部にあるねじジャーナル５４にねじ込まれ、その位置で回転不動に固定される。ここに、第２のエンドストッパ２９はナット５３の裏面で画定される。
図１１では、調整素子１０の作動装置寄りの端部が、圧力合わせ面１２ａを形成した圧力素子５９で構成される。ここに、圧力合わせ面１２ａは調整中心線６２に対して円錐状である。この調整素子１０の圧力合わせ面１２ａに、圧力素子６０の対応する形状の圧力面６０ａが当接し、圧力素子６０の方はリンケージ６１を介して作動装置の作動レバー１３に回転可能に接続される。圧力素子６０の圧力面６０ａは、第２の圧力素子５９の円錐状圧力合わせ面１２ａと同様に円錐状である。
この２つの圧力面６０ａ、１２ａは調整装置の中心線６２と同軸であり、滑り圧力軸受けを構成する。これにより、調整素子１０に一体形成した圧力素子５９が、圧力素子６０に対し、中心線６２回りに回転可能となり、非常に有利である。さらに、いったん圧力が伝達されるとパーツが互いにセンタリングされる。同様に有利な点として、いったん作動レバー１３が引っ込むと、面１２ａと６０ａ（この場合、円錐状）が同様に、確実に分離し、分離した後は、圧力素子６０と回転可能な圧力素子５９の間に摩擦は発生しなくなる。この点は、上で詳述した調整において、極力最小の摩擦での調整素子１０の回転性が要求されることから、非常に重要である。
単一部品または複数部品で構成されるリンケージ６１は、圧力素子６０に圧縮および好ましくは張力を掛けて作動レバー１３に接続する。リンケージ６１は調整装置の中心線６２に配置され、その軸は中心線６２と直交する。リンケージ６１は丸いリンケージ体６３と２つの半殻等から構成される。一方の半殻は、圧力面６０ａが形成されたリンケージ体内にあり、他方の半殻は作動レバー１３に形成される。
リンケージ６１の延長部において、ブレーキハウジング１に配置された軸受け６６を介して作動レバー１３は支持される。図示実施形態において、軸受け６６は、好適に、円筒状の転がり軸受け６７ａ、６７ｂで構成される。転がり体６７ａ、６７ｂは、ブレーキハウジング１に形成した円形状に湾曲した軸受け空洞形式の第１の転がり軌道６８と作動レバー１３に形成した第２の転がり軌道との間に画定される共通軸受けケージロールに案内される。円筒状転がり体６７ａ、６７ｂと同様に、２つの転がり軌道６８、６９の軌道面は、好適には硬質である。転がり体の移動はストッパ６７ｃで規制される。
軸受け空洞で構成される外側転がり軌道６８は、円弧の曲率を有する。これに対して、作動レバー１３の転がり軌道６９の輪郭は、基準線がリンケージ６１の中心軸に位置する伸開線で構成される。したがって、作動レバー１３が、たとえばブレーキシリンダにより枢動すると、転がり体６７ａ、６７ｂは転がり軌道６９の伸開線形状の輪郭上を転がるため、リンケージ６１はほぼ中央線６２に沿って移動し、その結果、圧力ピストン２が揺動することなく、ブレーキが掛かる。
この点に関し、図１２は図１１の詳細部として、作動レバー１３に形成した伸開線形状の転がり軌道６９とともに転がり体６７ａを示し、図１３は図１１の拡大詳細部として、他方の転がり体６７ｂを示したものである。また、両図には、作動レバー１３の無枢動（無旋回）時における状態、すなわち、作動レバー１３が不作動で、圧縮力が掛からず、ニュートラル位置にあるときの転がり体６７ａ、６７ｂと、転がり軌道６９が示される。すなわち、ブレーキが掛かっていない状態である。内側軌道６９に空洞状の凹部または窪み７０が形成される。転がり軌道の他の部分に比べ、窪み７０は図１２と図１３に示すように大きさＷだけ凹んでいる。空洞状窪み７０から、作動時に転がり体６７ａ、６７ｂが移動する通常の輪郭に移る移行部は、湾曲部７１で構成される。湾曲部７１はたとえば、曲率半径Ｒを有する。
２つの転がり体のうち一方について図１２に示すように、転がり体６７ａの終端位置は規制カム７３により規定される不作動位置であり、湾曲部７１から遠い側にあって、転がり軌道６９の通常輪郭よりかなり張り出した窪み７１端部がこのカム７３により規制される。このようにして規制カム７３は転がり体６７ａのエンドストッパを構成する。
ブレーキが掛けられると、作動レバー１３の枢動により、転がり体６７ａおよび転がり体６７ｂは、まず、窪み７０から抜け出す。窪み７０の深さＷにより、瞬間作動が得られる。換言すると、作動レバー１３がＡから僅かに変位するだけで、大きな初期作動が発生する。いったん、転がり体６７ａ、６７ｂがそれぞれの窪み７０から抜け出した後は、作動レバー１３の枢動がディスクブレーキの作動運動へ変換して伝達され、これが内側転がり軌道６９の通常輪郭に対応して行われる。転がり軌道輪郭の窪み７０によりもたらされる比較的大きな初期作動は、実用上非常に有効である。なぜならば、作動開始時には、ブレーキ力がまだ作用していないからである。この段階では、関係部品の内部摩擦のみであり、力により、圧力バネ３７の復元力に打ち勝ち、できれば調整が行われることが望ましい。すなわち、この初期の作動行程で空気遊びＬがなくなるように、作動レバー１３の小さな枢動で大きなリアクションの運動行程を得ることは有効である。これは、転がり軌道の関係する輪郭に上記変形を施すことにより得られる。また、ブレーキ作動用として現在使用されている空気式ブレーキシリンダは、最大ピストンストロークに達したときに、動作特性が低下し、特別の手段を講じても解消しない。したがって、ピストンストロークの有効作動範囲をピストンの基本位置方向に広げることは有効である。
１ ブレーキハウジング
１ａ カバー
１ｂ カバーエンボス
２ 圧力ピストン
２ａ ヨーク
３ ライニングプレート
４ ブレーキライニング
５ 摩擦ライニング
６ ブレーキディスク
７ ブレーキシリンダの作動ロッド
１０ 調整素子
１１ ねじ込み接続
１２ 圧力面
１２ａ 圧力合わせ面
１３ 作動レバー
１４ 連結リンク
１５ フラット軸受け
２１ ねじ素子（ねじナット）
２１ａ ねじ素子
２１ｂ ねじ素子
２２ ねじ素子（ねじスピンドル）
２３ ねじ込み接続
２４ 円筒部
２５ 穴
２７ 方形
２８ 第１のエンドストッパ
２９ 第２のエンドストッパ
３０ 圧力面
３１ 圧力合わせ面
３３ 軸方向圧力バネ
３４ 軸受け
３５ 軸受け
３６ 軸受け
３７ 圧力バネ
３８ スリップ結合部
３９ 圧力結合部
４０ａ 溝
４０ｂ 溝
４１ サークリップ
４１ｂ 溝
４２ ピン
４３ 圧力バネ
５０ スリーブ
５１ インサート
５２ アングルリング
５３ ナット
５４ ねじジャーナル
５９ 圧力素子
６０ 圧力素子
６０ａ 圧力面
６１ リンケージ
６２ 中心線
６３ リンケージ体
６６ ハウジング取り付け軸受け
６７ａ 転がり体
６７ｂ 転がり体
６７ｃ ストッパ
６８ レースウェイ
６９ レースウェイ
７０ 凹部
７１ 湾曲部
７３ 制限カム
１１０ 調整素子
１１１ ねじ込み接続
１１２ 圧力面
１１３ ハウジング
１２１ ねじ素子
１２１ａ ねじ部
１２２ ねじ素子
１２２ａ ねじ部
１２２ｂ 横延長部
１２３ ねじ接続部
１２４ 円筒部
１２５ スリーブ、外側スリーブ
１２６ スリーブ、内側スリーブ
１２７ 多角形ガイド
１２８ ブレーキキャリパー部
１２９ 歯
１３０ ボール体
１３０ａ ボールケージ
１３１ 軸受け
１３２ 窪み部
１３３ 滑り軸受け
１３４ 中央突起部
１３７ 圧力バネ
１３８ 一方向結合部
１３９ トルク結合部
１４０ 歯車
１４１ 歯
１４２ 係合手段
１５０ エンドストッパ、ねじ山
１５１ エンドストッパ、ねじ山
１６０ ボールジャーナル
１６１ ボールソケット
１６４ 一方向結合部のハウジング
１６５ 阻止体
１６６ 転がり体
１６７ 摩擦リング
１６８ 固定リング
Ａ 自由レバー端
Ｂ 領域
Ｄ 回転軸
Ｆ 作動力
Ｌ 空気遊び
Ｒ 曲率半径
Ｓ１ 第１の軸方向ギャップ
Ｓ２ 第２の軸方向ギャップ
Ｓ３ 軸方向ギャップ、ねじの遊び
Ｖ 摩耗
Ｗ 深さ
１ａ カバー
１ｂ カバーエンボス
２ 圧力ピストン
２ａ ヨーク
３ ライニングプレート
４ ブレーキライニング
５ 摩擦ライニング
６ ブレーキディスク
７ ブレーキシリンダの作動ロッド
１０ 調整素子
１１ ねじ込み接続
１２ 圧力面
１２ａ 圧力合わせ面
１３ 作動レバー
１４ 連結リンク
１５ フラット軸受け
２１ ねじ素子（ねじナット）
２１ａ ねじ素子
２１ｂ ねじ素子
２２ ねじ素子（ねじスピンドル）
２３ ねじ込み接続
２４ 円筒部
２５ 穴
２７ 方形
２８ 第１のエンドストッパ
２９ 第２のエンドストッパ
３０ 圧力面
３１ 圧力合わせ面
３３ 軸方向圧力バネ
３４ 軸受け
３５ 軸受け
３６ 軸受け
３７ 圧力バネ
３８ スリップ結合部
３９ 圧力結合部
４０ａ 溝
４０ｂ 溝
４１ サークリップ
４１ｂ 溝
４２ ピン
４３ 圧力バネ
５０ スリーブ
５１ インサート
５２ アングルリング
５３ ナット
５４ ねじジャーナル
５９ 圧力素子
６０ 圧力素子
６０ａ 圧力面
６１ リンケージ
６２ 中心線
６３ リンケージ体
６６ ハウジング取り付け軸受け
６７ａ 転がり体
６７ｂ 転がり体
６７ｃ ストッパ
６８ レースウェイ
６９ レースウェイ
７０ 凹部
７１ 湾曲部
７３ 制限カム
１１０ 調整素子
１１１ ねじ込み接続
１１２ 圧力面
１１３ ハウジング
１２１ ねじ素子
１２１ａ ねじ部
１２２ ねじ素子
１２２ａ ねじ部
１２２ｂ 横延長部
１２３ ねじ接続部
１２４ 円筒部
１２５ スリーブ、外側スリーブ
１２６ スリーブ、内側スリーブ
１２７ 多角形ガイド
１２８ ブレーキキャリパー部
１２９ 歯
１３０ ボール体
１３０ａ ボールケージ
１３１ 軸受け
１３２ 窪み部
１３３ 滑り軸受け
１３４ 中央突起部
１３７ 圧力バネ
１３８ 一方向結合部
１３９ トルク結合部
１４０ 歯車
１４１ 歯
１４２ 係合手段
１５０ エンドストッパ、ねじ山
１５１ エンドストッパ、ねじ山
１６０ ボールジャーナル
１６１ ボールソケット
１６４ 一方向結合部のハウジング
１６５ 阻止体
１６６ 転がり体
１６７ 摩擦リング
１６８ 固定リング
Ａ 自由レバー端
Ｂ 領域
Ｄ 回転軸
Ｆ 作動力
Ｌ 空気遊び
Ｒ 曲率半径
Ｓ１ 第１の軸方向ギャップ
Ｓ２ 第２の軸方向ギャップ
Ｓ３ 軸方向ギャップ、ねじの遊び
Ｖ 摩耗
Ｗ 深さ
Claims (9)
- 統合調整装置付き車輪ブレーキにおいて、
ブレーキハウジング（１）内で案内され、ブレーキライニング（４）に対して作用する圧力ピストン（２）、
前記圧力ピストン（２）を作動する作動装置、
前記ブレーキハウジング内において、前記作動装置と前記圧力ピストン（２）間の力の流れに配置され、前記圧力ピストン（２）にねじ込み接続（１１；１１１）される調整素子（１０；１１０）、
前記作動装置の枢動可能な作動レバー（１３）であって、一方の側が前記ブレーキハウジング（１）に、他方の側が前記圧力ピストン（２）の方向に支持された作動レバー（１３）、及び
前記作動レバー（１３）と前記圧力ピストン（２）間の力の流れに配置された圧力伝達装置であって、前記作動レバー（１３）に対して回転可能に形成され、第１の圧力面（６０ａ）を有する第１の圧力素子（６０；１２２）と、前記第１の圧力素子（６０；１２２）に対して回転可能であり、圧力合わせ面（１２ａ）を有する第２の圧力素子（５９；１３３）を備える圧力伝達装置
を備え、
前記圧力ピストン（２）は、ヨーク（２ａ）により、２つの個別圧力ピストンを堅固に相互連結した２重圧力ピストン（２）であり、前記ヨーク（２ａ）の中央に、前記調整素子（１０；１１０）へのねじ込み接続部（１１；１１１）が配置される、
車輪ブレーキ。 - 前記第１の圧力素子（５９；１３３）を前記調整素子（１１；１１０）と一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車輪ブレーキ。
- 前記圧力素子（６０；１２２）の圧力面は、滑り軸受け（１３３）を介して、前記圧力素子（５９；１３３）の圧力合わせ面に支持されることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪ブレーキ。
- 滑り軸受けとしてフラットディスク（１３３）を備えることを特徴とする請求項３に記載の車輪ブレーキ。
- 前記ディスク（１３３）は有孔ディスクであり、前記圧力素子（６０；１２２）の中央突起部（１３４）にセンタリングされることを特徴とする請求項４に記載の車輪ブレーキ。
- 前記調整素子（１１０）に歯（１２９）が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車輪ブレーキ。
- 前記歯（１２９）は、前記調整素子（１１０）に隣接して配置される歯車（１４０）の歯（１４１）と噛合することを特徴とする請求項６に記載の車輪ブレーキ。
- 前記歯車（１４０）には、前記調整素子（１１０）を復帰するための係合手段（１４２）が設けられることを特徴とする請求項７に記載の車輪ブレーキ。
- 前記歯車（１４０）は、前記第１の圧力素子（１２２）の横延長部（１２２ｂ）に回転可能に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の車輪ブレーキ。
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