JP5022799B2 - 自動車のディスクブレーキ用のブレーキキャリパ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の自動車のディスクブレーキ用のブレーキキャリパに関する。

特許文献１から、ブレーキキャリパの輪郭の周囲に従う閉じたフレームをその下面に備えたディスクブレーキ用のブレーキキャリパが公知である。このフレームは、ブレーキキャリパのハウジングと固定結合されており、これにより、ブレーキキャリパの剛性が高められる。

小さい直径のブレーキディスクにおけるように車両においてブレーキキャリパの構造空間比を同じにした時にディスクブレーキ用のブレーキディスクの直径を拡大する場合、ブレーキキャリパブリッジの厚さを縮小しなければならないことが分かった。この措置は、全体的にブレーキキャリパハウジングの剛性の低下と、これにより生じる固有振動の形の著しい振動問題と、これから結果として生じる例えばブレーキきしみ音のような騒音問題を引き起こす。
独国特許出願公開第１９９ １１ １９２号明細書

従って、本発明の課題は、一方でブレーキキャリパの剛性損失を補償し、他方で複雑に生じるブレーキキャリパの固有振動を低下させ、ブレーキきしみ音を防止する、自動車のディスクブレーキのブレーキディスク用のブレーキキャリパを提供することにある。

この課題は、本発明によれば請求項１の特徴によって解決される。更なる有利な特徴は、従属請求項に記載されている。

本発明により主として得られる利点は、補強要素をブレーキキャリパと結合することにより、ブレーキディスクのディスク直径の拡大と、これにより引き起こされるブレーキキャリパのブリッジ厚の低下とによって生じる問題、即ちブレーキキャリパの固有振動形成を有効に阻止することができることにある。これは、特に、ブレーキキャリパのハウジングが、支持フレームに沿って固定要素を介して補強要素と結合されており、この補強要素が、少なくともブレーキキャリパのハウジングのブレーキキャリパ脚部の領域内に配設された開放した成形要素から成ることによって得られる。補強要素は、縦方向ウェブとこれに結合した横方向ウェブとそれぞれこれに接続する横方向ウェブの突起を有する一体的なＣ形成形要素から成り、縦方向ウェブは、車輪の方向に整向されている。このようなブレーキキャリパ用の補強要素の使用は、走行中のハウジングの最適な剛性を生じさせるので、捩じり、曲げ、引張及び圧縮（せん断）振動の形で生じるブレーキキャリパの固有振動形成と、これら振動形成の組み合わせが十分阻止される。これにより、これら振動から生じる、例えばブレーキきしみ音のような（低周波数の）騒音問題も回避される。

特に、本発明による補強要素は、縦方向ウェブが、外側の車輪側のブレーキキャリア半体に結合されている。これは、ブレーキキャリパのこの領域に強い振動振幅が生じるからである。

更に、本発明によれば、補強要素の縦方向ウェブが、ブレーキキャリパの縦方向エッジに対して間隔を置いて配設されており、ホイールキャリヤ等の構造要素にブレーキキャリパを固定するための収容部を備える。補強要素は、一方では縦方向ウェブを介して、他方では横方向ウェブの突起を介して固定要素によってブレーキキャリパのハウジングの支持フレームと結合されている。補強要素の縦方向ウェブは、それぞれ終端側に、ブリッジ部分内に保持されたネジから成る第１の固定要素を備える。横方向ウェブの突起内にそれぞれ第２の固定要素が配設されており、これら第２の固定要素は、ブレーキキャリパのブリッジ部分内に保持されたネジ等から成る第１の固定要素に相対する。ブレーキキャリパと補強要素とそのブレーキキャリパハウジングにおける固定部のこの構成により、ブレーキキャリパハウジングは、補強要素との不動のねじ留めによって、特に少なくとも４重のねじ留めによって、複雑な固有振動形成の発生を阻止し、その結果ブレーキきしみ音を十分阻止するようなブレーキキャリパハウジングの補強が得られる。加えて、直接ブレーキキャリパハウジングに補強要素を結合することによって、本発明によれば、剛性の最適化もしくは改善をすることができる。これは、この場合、圧力負荷が高い場合のブレーキキャリパの曲げの低減により、ブレーキオイル収容容積の低減も得られるからである。

本発明によるブレーキキャリパは、一方で安定性を向上させるために、補強要素の固定部間のブレーキキャリパのハウジングに、ブレーキキャリパ脚部を互いに結合する２つの中心のブリッジ部分を備え、これら中心のブリッジ部分は、その間に自由空間又は凹部を備え、少なくともハウジングの周縁領域に、それぞれ直接ブリッジ部分に隣接するように、重量軽減用切欠き部が配設されている。ブレーキキャリパハウジングの中心のブリッジ部分と別の終端側のブリッジ部分間に、それぞれ凹部が配設されており、終端側のブリッジ部分が、ブレーキキャリパのハウジングの自由な周縁部にわたり固定要素を介して直接補強要素と結合されている。これにより、本発明によれば有利なやり方で、ブリッジ部分の厚さが僅かであるにもかかわらず、必要なブレーキキャリパ剛性を維持することができるが、これは、特に２つの中心のブリッジ部分によって得られる。付加的に更にブレーキキャリパの重量を削減するために、ブレーキキャリパの周縁領域は複数の切欠き部を備える。

本発明の別の構成によれば、補強要素の突起が、ブレーキキャリパの自由端に角度を付けたアームを備え、このアームが、終端側に第１のブレーキパッド用の軸受ピンを備え、この軸受ピンに、補強要素の縦方向ウェブに沿って第２のブレーキパッド用の別の軸受ピンが相対する。補強要素の縦方向ウェブに、第２のブレーキパッド用の軸受ピンを収容する突出したブラケット又はアームが配設されている。これにより、本発明によれば有利なやり方で、ブレーキパッドの円周力を直接補強要素に導入することができる。ブレーキキャリパ自身によって、本質的に引張応力しか伝達する必要がなく、振動挙動に関する利点も得られる。加えて、補強要素にブレーキパッドを支承することは、このブレーキパッドをブレーキキャリパから切り離すことを生じさせ、これは、振動を回避するために有利であると言える。

図面に図示した本発明の実施例を、以下で詳細に説明する。

ブレーキキャリパ１は、互いに間隔を置いて相対するように配設された２つのブレーキキャリパ脚部２及び３を有するハウジングを有する。これらブレーキキャリパ脚部２，３は、ブレーキキャリパブリッジ５，５ａもしくは６，７を介して互いに結合されている。これらは、ブレーキキャリパ１に渡って横にほぼ半円形に延在し、周縁部が、ブレーキキャリパ脚部２，３の自由な周縁部により一体的ないわゆる支持フレームを構成し、この支持フレームは、周囲を巡り閉じるように構成されている。ブレーキキャリパ１に一体化されたこの支持フレーム８は、縦方向エッジと横方向エッジＬ１，Ｌ２とＱ１及びＱ２を構成する。支持フレーム８と補強要素Ｖ；Ｖ１が結合されており、この補強要素は、ブレーキキャリパを支持し、ホイールキャリヤ１２等の車両の構造要素と結合されている。

ブレーキキャリパ１は、図１に詳細に示されているように、収容部１０，１１内に配設されたネジを介して車両のホイールキャリヤ１２等と不動に結合されている。ブレーキキャリパ１には、軸受ピン１３，１４；１３ａ，１４ａを介してブレーキパッド１５，１５ａがブレーキディスク１７に対して移動可能に保持されている。ブレーキパッド１５，１５ａへの作用は、ブレーキキャリパ１のハウジングに案内されるように配設された油圧ピストンを介して行なわれる。

図２にはブレーキキャリパブリッジ５，５ａ及び６，７が詳細に図示されているが、ブレーキキャリパブリッジ５と５ａ間には第１の凹部Ｄ又は貫通部が配設されている。ブレーキキャリパブリッジ５及び５ａ以外には、それぞれ１つの別の貫通部Ｄ１及びＤ２が設けられており、この貫通部には、支持フレーム８で終了するそれぞれ１つのブレーキキャリパブリッジ６もしくは７が接続する。ブレーキキャリパブリッジ５，５ａ及び６，７の終端側にはそれぞれ成形部２０〜２４が設けられており、これら成形部は、重量軽減作用をし、貫通部Ｄ１，Ｄ及びＤ２の領域内の成形部２０，２２，２４は、ブレーキキャリパブリッジ５及び５ａの領域内の成形部２１及び２３よりも大きい容積を備える。

補強要素Ｖ；Ｖ１はＣ形の成形要素から成るが、この成形要素は、一体的に形成され、縦方向ウェブ２５と、その終端側にそれぞれ１つの横方向ウェブ２６及び２７と、この横方向ウェブに接続する突起２８，２９を備え、突起は、図３及び４に詳細に図示されているように、補強要素Ｖ；Ｖ１の縦方向ウェブ２５に対してほぼ平行に延在する。

補強要素Ｖ；Ｖ１は、その縦方向ウェブ５を自在軸受もしくはホイールキャリヤ１２の方向に整向されており（図１）、一方では、ネジ要素Ｓ１及びＳ２を介してブレーキキャリパ１のハウジングによって構成された一体的な支持フレーム８と結合され、他方では、補強要素Ｖ；Ｖ１の突起２８，２９が、ネジ要素Ｓ３及びＳ４を介して支持フレーム８と結合されている。ネジ要素は、象徴的にしか図示されてない。

補強要素Ｖ；Ｖ１の縦方向ウェブ２５は、ブレーキキャリパ１のハウジングの一方のブレーキキャリパ脚部３の縦方向エッジＬ２の下に延在し、この縦方向エッジに対して間隔ａの間隔を置いて配設されている。ブレーキキャリパ１の支持フレーム８に対する補強要素Ｖ；Ｖ１の直接的な当接は、直接支持フレーム８に当接するいわゆる接合部もしくは突出する成形部３２を介して行なわれる。横方向ウェブ２６及び２７と突起２８及び２９は、同様に輪郭内で横方向エッジＱ１及びＱ２と縦方向エッジＬ１の下に配設されている。

本発明の図６及び７による別の実施形によれば、補強要素Ｖ１は、前記構成に対応するように形成及び配設されている。付加的に、補強要素Ｖ１は、突起２９，２９の自由端に角度を付けたアーム３０，３１を備える。これらアーム３０，３１内にブレーキパッド１５用の軸受ピン１３ａが保持されている。

補強要素Ｖ１の縦方向ウェブ２５には、第２のブレーキパッド１５ａ用の軸受ピン１４ａを備えた突出するブラケットもしくはアームＫ１及びＫ２が配設されている。全ての軸受ピン１３ａ，１４ａは同様に形成されている。

図６及び７によるこの第２の構成では、ブレーキパッド１５及び１５ａの円周力が濃く説的に補強要素Ｖ１に導入される。ここでは、ブレーキキャリパ自身によって、本質的に引張応力を伝達する必要がない。補強要素Ｖ及びＶ１は高張力鋼から成る。ブレーキキャリパ１に対する補強要素Ｖ及びＶ１の少なくとも４重のねじ留めは、固有振動形成の発生を阻止し、ブレーキきしみ音を十分抑制するように、ブレーキハウジングを補強する。

内側から見た補強要素を介してブレーキキャリパをホイールキャリヤに取り付けたブレーキの図を示す。 補強要素を有するブレーキキャリパの図を示す。 斜め下から見た補強要素を有するブレーキキャリパの図を示す。 下から見た補強要素を有するブレーキキャリパの図を示す。 横から見た補強要素を有するブレーキキャリパの図を示す。 ブレーキパッド用の軸受部を有する補強要素の別の実施形を示す。 ブレーキパッドが軸受された補強要素の立体図を示す。

符号の説明

１ ブレーキキャリパ
２，３ ブレーキキャリパ脚部
５，５ａ ブレーキキャリパブリッジ
６，７ ブレーキキャリパブリッジ
８ 支持フレーム
１０，１１ 収容部
１２ ホイールキャリヤ
１３，１４ 軸受ピン
１３ａ，１４ａ 軸受ピン
１５，１５ａ ブレーキパッド
１７ ブレーキディスク
２０〜２４ 成形部
２５ 縦方向ウェブ
２６，２７ 横方向ウェブ
２８，２９ 突起
３０，３１ アーム
３２ 接合部もしくは突出する成形部
Ｄ 第１の凹部（貫通部）
Ｄ１，Ｄ２ 貫通部
Ｋ１，Ｋ２ ブラケットもしくはアーム
Ｌ１，Ｌ２ 縦方向エッジ
Ｑ１，Ｑ２ 横方向エッジ
Ｓ１，Ｓ２ ネジ要素
Ｓ３，Ｓ４ ネジ要素
Ｖ，Ｖ１ 補強要素

Claims (12)

1. 互いに間隔を置いて相対する第１の脚部（３）と第２の脚部（２）と、両脚部（２，３）を互いに結合する少なくとも１つのブリッジ（５，５ａ，６，７）とを有するハウジングを有し，第１の脚部（３）と第２の脚部（２）とブリッジ（５，５ａ，６，７）が、縦方向エッジと横方向エッジによって周囲を閉ざすように延在する一体的な支持フレーム（８）として露出した周縁部を構成し、ハウジングに、軸受ピンに案内されたブレーキパッドに作用を与えるための油圧ピストン用の収容部が配設されている、自動車のディスクブレーキ用のブレーキキャリパ（１）において、
   ブレーキキャリパ（１）のハウジングが、支持フレーム（８）に沿って固定要素（Ｓ１，Ｓ２；Ｓ３及びＳ４）を介して補強要素（Ｖ；Ｖ１）と結合されており、この補強要素が、少なくともブレーキキャリパ（１）のハウジングの両脚部（２，３）の領域内に配設され、
   補強要素（Ｖ；Ｖ１）が、縦方向ウェブ（２５）とこれに結合した横方向ウェブ（２６，２７）とそれぞれこれに接続する横方向ウェブ（２６，２７）の突起（２８，２９）から成り、縦方向ウェブ（２５）が、車輪の方向に整向され、ホイールキャリヤ（１２）又は自在軸受に沿ってブレーキキャリパ（１）と直接結合され、
   補強要素（Ｖ；Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）が、支持フレーム（８）を形成する第１の脚部（３）の縦方向エッジ（Ｌ１）の下でその輪郭内に延在し、両横方向ウェブ（２６，２７）が、支持フレーム（８）を形成する横方向エッジ（Ｑ１及びＱ２）の下に配設され、これら横方向ウェブ（２６，２７）の突起（２８，２９）が、支持フレーム（８）を形成する第２の脚部（２）の縦方向エッジ（Ｌ２）の部分領域の下に配設され、突起（２８，２９）は，縦方向ウェブ(２５)に対して平行に延在し，突起（２８，２９）の先端は開放されていることを特徴とするブレーキキャリパ。
2. 補強要素（Ｖ；Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）が、第１の脚部（３）の縦方向エッジ（Ｌ１）に対して間隔を置いて配設されており、ホイールキャリヤ（１２）にブレーキキャリパ（１）を固定するための収容部（１０，１１）を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキキャリパ。
3. 補強要素（Ｖ；Ｖ１）が、一方では縦方向ウェブ（２５）を介して、他方では横方向ウェブ（２６，２７）の突起（２８，２９）を介して固定要素（Ｓ１〜Ｓ４）によってブレーキキャリパ（１）のハウジングの支持フレーム（８）と結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキキャリパ。
4. 補強要素（Ｖ；Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）が、それぞれ終端側に、ブレーキキャリパ（１）のブリッジ部分（６及び７）内に保持されたネジから成る第１の固定要素（Ｓ１）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
5. 横方向ウェブ（２６，２７）の突起（２８，２９）内にそれぞれ第２の固定要素（Ｓ３及びＳ４）が配設されており、これら第２の固定要素が、ブレーキキャリパ（１）のブリッジ部分（６，７）内に保持されたネジから成る第１の固定要素（Ｓ１及びＳ２）に相対することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
6. 横方向ウェブ（２６，２７）の突起（２８，２９）と補強要素（Ｖ；Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）が、突出する接合部（３２）を介してブレーキキャリパ（１）の一体的な支持フレーム（８）に支持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
7. ブレーキキャリパ（１）のハウジングがアルミニウム鋳物から成り、補強要素（Ｖ；Ｖ１）が高張力鋼から成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
8. 補強要素（Ｖ；Ｖ１）の固定要素（Ｓ１とＳ２）間のブレーキキャリパ（１）のハウジングに、両脚部（２，３）を互いに結合する２つの中心のブリッジ部分（５，５ａ）が配設されており、これら中心のブリッジ部分が、その間に凹部（Ｄ）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
9. 少なくともブレーキキャリパ（１）のハウジングの周縁領域に、それぞれ直接ブリッジ部分（５，５ａ，６及び７）と凹部（Ｄ，Ｄ１，Ｄ２）に隣接するように、異なった大きさの重量軽減用切欠き部（２０〜２４）が配設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
10. ブレーキキャリパ（１）のハウジングの中心のブリッジ部分（５，５ａ）と終端側のブリッジ部分（６，７）間に、それぞれ凹部（Ｄ，Ｄ１及びＤ２）が配設されており、終端側のブリッジ部分（６，７）が、ブレーキキャリパ（１）のハウジングの自由な周縁部にわたり固定要素（Ｓ１〜Ｓ４）によって直接補強要素（Ｖ；Ｖ１）と結合されていることを特徴とする請求項９に記載のブレーキキャリパ。
11. 補強要素（Ｖ１）の突起（２８，２９）が、自由端に角度を付けたアーム（３０，３１）を備え、このアームが、終端側に第１のブレーキパッド（１５）用の軸受ピン（１３ａ）を備え、この軸受ピンに、補強要素（Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）に沿って第２のブレーキパッド（１５ａ）用の別の軸受ピン（１４ａ）が相対することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のブレーキキャリパ。
12. 補強要素（Ｖ１）の縦方向ウェブ（２５）に、第２のブレーキパッド（１５ａ）用の軸受ピン（１４ａ）を収容する突出した２つのブラケット又はアーム（Ｋ１又はＫ２）が配設されていることを特徴とする請求項１１に記載のブレーキキャリパ。