JP6329077B2 - ディスクブレーキ用調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した、ディスクブレーキ、特に空気圧操作式ディスクブレーキ用の調整装置に関する。

ディスクブレーキの調整装置はいろいろな実施形態が存在する。例えば、特にスライドキャリパ構造の空気圧操作式ディスクブレーキのための調整装置と、空気圧で操作される固定キャリパディスクブレーキまたは揺動キャリパディスクブレーキのための調整装置がある。

空気圧操作式ディスクブレーキは現在では大型商用車の標準実施形態となってきている。

このようなディスクブレーキはパッド摩耗を調整するための装置を必要とする。従来技術では、自動の摩擦調整が行われる。それによって、非操作状態ではブレーキパッドとブレーキディスクとの間の隙間を意味するいわゆる空隙が、ブレーキパッドの摩耗状態と摩耗挙動に左右されずに一定に保たれる。

商用車では調整器を備えたディスクブレーキが非常に多く見られる。この調整器はねじ付きプランジャの中空室内に同心的に配置され、駆動要素（例えばシフトフィンガー、歯車）を介して偏心的にブレーキレバーによって駆動される。

このような調整装置では、いろいろな過負荷−およびクラッチ装置が設けられている。この過負荷−およびクラッチ装置は調整装置を操作するために（例えば調整、戻し、当接を達成するための滑りのために）必要なトルクを伝達および制限することができる。

このような過負荷−およびクラッチ装置は往々にして、接触する少なくとも２つの接触面を有する摩擦嵌め合い部を備えている。この摩擦嵌め合い部は摩擦学的機能ユニットとも呼ばれる。

このような調整装置は少なくとも１つの摩擦嵌め合い部を備えている。

特許文献１に一例が示してある。

改良された調整装置のための必要性は、製作の経済性と品質（整備インターバル）に関する高められた要件と、できるだけ狭い構造スペースおよび高められた強度を有すると共にある程度の精度を有するという高められた要件にある。

独国特許出願公開第１０２００４０３７７７１Ａ１号明細書

そこで、本発明の課題は、改良された調整装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する調整装置によって解決される。

課題は請求項１１の特徴を有するディスクブレーキによっても解決される。

ディスクブレーキ、特に空気圧操作式ディスクブレーキのブレーキパッドとブレーキディスクの摩耗を調整するための調整装置であって、回転レバー操作式締付け装置を具備し、この締付け装置が好ましくはディスクブレーキの調整スピンドル内に挿入可能であり、かつ支承ディスクによってディスクブレーキのブレーキキャリパに取り付け可能であり、さらにスピンドルと、それぞれ２つの接触面を有する少なくとも１つの摩擦嵌め合い部とを具備する、調整装置が提供される。この調整装置は、少なくとも１つの摩擦嵌め合い部の接触面の少なくとも１つが曲線状の横断面を有することを特徴とする。

少なくとも１つの摩擦嵌め合い部の少なくとも１つの接触面の曲線状横断面は、摩擦嵌め合い部によって伝達可能なトルクまたはトルク制限作用を少しだけしか低下しない。なぜなら、曲線の形に基づいて、いわゆるエッジ支持体を形成する接触面の広い面積の接触が防止されるからである。より正確なトルク決定が可能である。

実施形態では、少なくとも１つの接触面の曲線状の横断面が、作用半径を有する少なくとも１つの隆起部を備えている。それによって、作用半径は、面状の接触面の場合のように、例えば７．５ｍｍの内側作用半径と例えば１０ｍｍの外側作用半径との間で、約２５％だけ幾何学的に変動するのではなく、より正確に、すなわち幾何学的に明確に定められる。

そのために、少なくとも１つの接触面の曲線状の横断面は有利な実施形態では中高状に形成されている。

これにより、慣らし摩耗過程の後で、半径方向外側と内側の作用半径の両側の間隔が均一に生じる。それによって、摩擦嵌め合い部によって伝達されるトルクを、狭い誤差内で、平らな接触面を有する従来技術よりも正確に決定することができる。

他の実施形態では、スピンドルのスピンドル接触面と、球欠面を有する球面ディスクの接触面が少なくとも１つの摩擦嵌め合い部を形成し、球欠面を有する球面ディスクが支承ディスクに接触する。

実施形態では、球面ディスクが、曲線状の横断面を有する少なくとも１つの接触面を備えている。球面ディスクのための製作可能性は、曲線状横断面のためにも簡単に適合または補足可能である。

その際、球面ディスクは球面層と支持体区間と球面ディスク接触区間とを備え、球面ディスク接触区間は、球面層の反対側に配置され、かつ曲線状横断面の少なくとも１つの接触面を有する。球面ディスクは一体的に形成することもできるし、２つ以上の要素から形成することもできる。

他の実施形態では、球面ディスクが貫通穴を有し、この貫通穴が、球面層を軸方向に通過し、かつ支持体区間の中ぐり部に連通している。調整装置のスピンドルが貫通穴を通過している。この場合、スピンドルに対する球面ディスクの配向が可能である。

他の実施形態では、貫通穴の軸方向貫通穴長さが球面層の軸方向層厚さにほぼ一致している。

他の実施形態では、少なくとも１つの接触面が表面処理されている。それによって、摩擦嵌め合い部、ひいては伝達可能なトルクの作用に、付加的に影響を与えることができる。

他の実施形態では、スピンドルのスピンドル接触面が、曲線状横断面を有する少なくとも１つの接触面を備えている。これは球面ディスクの接触面に追加しても可能である。それによって、使用範囲の簡単な拡張が可能になる。

ディスクブレーキ、特に空気圧操作式ディスクブレーキは、少なくとも１つの上記調整装置を備えている。

次に、添付の図を参照して例示的な実施に基づき本発明を詳しく説明する。

本発明に係る調整装置の第１の実施形態の概略的な部分断面図である。 球面ディスクの拡大断面図である。 本発明に係る調整装置の第２の実施形態の概略的な部分断面図である。

図１は、本発明に係る調整装置１の第１の実施形態の組み立て状態を示す概略的な部分断面図である。

調整装置１の構造と機能は例えば、ここで参照される特許文献１に記載されている。

第１の実施形態による調整装置１はスピンドル２を含み、このスピンドルはスピンドル本体３と、工具のための対応する成形部を有する駆動ジャーナル４と、その上端にあるカラー５とを備え、調整装置はさらに、付設のブレーキの図示していないブレーキキャリパに調整装置１を固定するための支承ディスク７と、球面ディスク１０と、ここではこれ以上説明しない過負荷−およびクラッチ装置２０とを含んでいる。過負荷−およびクラッチ装置２０は、例えば、特許文献１に記載されている。スピンドル２は調整装置１の縦軸線でもあるスピンドル軸線１９を有し、さらにスラスト軸受２１を備えている。

カラー５は過負荷−およびクラッチ装置２０の側に、スピンドル接触面６と呼ばれる周方向区間を有する。このスピンドル接触面６は球面ディスク１０の周方向接触面１７に接触する。この場合、スピンドル接触面６と接触面１７は所定のトルクを伝達するための摩擦嵌め合い部３０を形成する。

球面ディスク１０は球欠面１３（図２参照）を有する、接触面１７とは反対側の、過負荷−およびクラッチ装置２０寄りの球欠状の側が、支承ディスクの収容区間８に収容されている。この収容区間８は、球面ディスク１０用の対応する球欠状収容面９を有する。支承ディスク７の収容区間８の、収容面９とは反対の側は、詳しく説明しない方法で過負荷−およびクラッチ装置２０に連結されている。

図２は球面ディスク１０の拡大断面図である。

球面ディスク１０は、層の厚さ１１ａを有する球面層１１と、支持体厚さ１２ａを有する支持体区間１２と、接触区間厚さ１６ａを有する球面ディスク接触区間１６とを含んでいる。層の厚さ１１ａと支持体厚さ１２ａと接触区間厚さ１６ａはスピンドル軸線１９の方向に延在している。

球面層１１は図２において下側に、球欠面１３を有する。この球欠面１３はリング状に周方向に延在し球半径Ｒｋを有する面である。球欠面１３を有する、球半径Ｒｋの球欠部は、二点鎖線の弧で示してある。

球面層１１はその軸方向に、すなわちスピンドル軸線１９の方向に、貫通穴１４を有する。この貫通穴はスピンドル軸線１９の方向に貫通穴長さ１４ａにわたって延在している。貫通穴１４の直径は、調整装置１の組み立て状態で（図１）貫通穴１４を通過するスピンドル本体３の区間の外径に一致している。

球面層１１は、球欠面１３とは反対の側が支持体区間１２に連結されている。本実施の形態では、球面層１１と支持体区間１２は一体に形成されている。

支持体層１２は球欠面１３とは反対側（図２において上側）から、中ぐり部１５を有する。この中ぐり部は球面層１１の貫通穴１４と連通している。本例では、接続のための面取り部１５ａが設けられている。

軸方向において面取り部１５ａの始端までの貫通穴長さ１４ａは本実施の形態では、層の厚さ１１ａにほぼ一致している。

周方向に延びる偏平リングのような支持体区間１２は中ぐり部１５によって形成されている。支持体区間の内径は、本明細書では、内側の作用半径Ｒｗ１として示されている。支持体区間１２の外径は外側の作用半径Ｒｗ２として示されている。この両作用半径Ｒｗ１とＲｗ２によって、その間にある周方向領域が定められる。この周方向領域には球面ディスク接触区間１６が形成されている。この球面ディスク接触区間はスピンドル２のカラー５のスピンドル接触面６と協働するために設けられている（図１参照）。

本実施の形態では、詳しく示していない少なくとも１つの歯が球面ディスク１０の外周に（図２において右側に）スピンドル軸線と平行に形成されている。この歯は球面ディスク区間１１と支持体区間１２とを通って延在している。

図２の横断面図において、球面ディスク接触区間１６の横断面は隆起部によって曲線状に形成されている。本実施の形態において、曲線状の横断面は中高状に形成されている。もちろん、異なる形も考えられ、例えば楕円形であってもよい。球面ディスク接触区間１６は接触面１７を有する。この接触面は球欠面１３とは反対側にあり、調整装置１の組み立て状態で（図１）スピンドル接触面６に接触する。

球面ディスク接触区間１６の中高形状に基づいて、作用半径Ｒｗｂは幾何学的に明確に定められる。作用半径Ｒｗｂはスピンドル軸線１９から、接触面１７の最高点にある、図２において破線で示した仮想の接触面中心線１８まで延びている。この用語「最高点」は、本明細書では、接触面１７が偏平リングとして形成された支持体区間１２の周方向区間の仮想平面から最大間隔を有することを意味する。この最大間隔はここでは接触区間厚さ１６ａである。

調整装置１の組み立て状態で（図１）、スピンドル接触面６は作用半径Ｒｗｂの円の線に沿って理想的な新規な状態で接触面１７に接触する。慣らしや摩耗過程の後で、円の線は幅が広くなる。すなわち、作用半径Ｒｗｂとして平均半径を有する円環となる。この場合それぞれ、内側作用半径Ｒｗ１と外側作用半径Ｒｗ２の方への作用半径Ｒｗｂからのほぼ同じ間隔が生じ、かつ拡大される。換言すると、ほぼ同じ間隔が半径方向外側と半径方向内側で生じる。両間隔は慣らしや摩耗に依存して均一に拡大される。従って、この摩擦嵌め合い部３０の場合には、スピンドル接触面６と接触面１７との間で接触が保証される。

図３には、本発明に係る調整装置１の第２の実施形態が示してある。調整装置１は実質的に次の機能要素からなる構造を有する。
・スピンドル２
・支承ディスク７
・スラスト軸受２１
・フランジ付きブッシュまたはスペーサスリーブ２２
・シフトフォークまたは駆動リング２３
・過負荷−およびクラッチ装置２０またはボール傾斜路クラッチ、円錐クラッチ
・円筒ばね２９

調整装置１のこの主要な構造は特許文献１に記載されている。

第２の実施形態に係る調整装置１は３つの摩擦嵌め合い部３０、３１、３２を備えている。この摩擦嵌め合い部は、それぞれ、互いに接触する少なくとも２つの接触面からなっている。

第１摩擦嵌め合い部３０はカラー５と球面ディスク１０との間にあり、接触面としてスピンドル接触面６と球面ディスク１０の接触面１７を有する。第１摩擦嵌め合い部３０の接触面６、１７の形成は上記において詳しく説明されている。

第２摩擦嵌め合い部３１はスラスト軸受２１のフランジ付きブッシュ２２と、駆動リング２３に連結されたクラッチブッシュ２４との間に配置されている。クラッチブッシュ２４は過負荷−およびクラッチ装置２０のボール傾斜路クラッチの構成部材である。第２摩擦嵌め合い部３１の接触面はフランジ付きブッシュ接触面２２ａとクラッチブッシュ接触面２４ａを含んでいる。フランジ付きブッシュ接触面２２ａとクラッチブッシュ接触面２４ａは、第１摩擦嵌め合い部３０の上記接触面６、１７と同様に形成されている。

第３摩擦嵌め合い部３２は過負荷−およびクラッチ装置２０の円錐クラッチ内に配置され、円錐ブッシュ２５の円錐ブッシュ接触面２６と、ばねスリーブ２７のばねスリーブ接触面２８を含んでいる。円錐ブッシュ２５は過負荷−およびクラッチ装置２０のボール傾斜路クラッチの構成部材である。この場合、ばねスリーブ２７は円筒ばね２９を取り囲んでいる。

関連する機能要素間のすべての摩擦嵌め合い部３０、３１、３２において、接触が保証される。例えば平らな接触面の場合のようないわゆるエッジ支持が防止される。それによって、この摩擦嵌め合い部３０、３１、３２によってそれぞれ伝達可能なトルクが非常に安定させられる。すなわちその都度伝達可能なトルクの誤差が狭小になり、従って正確に定めることが可能である。従って、この摩擦嵌め合い部３０、３１、３２によって定められるトルク制限の決定を正確に行うことができる。

調整装置１の上記の実施の形態は例えば空気圧式ディスクブレーキの調整スピンドル内に配置可能である。このような空気圧式ディスクブレーキの構造と機能は、例えば、独国特許発明第１９７２９０２４Ｃ１号明細書に記載されている。調整装置１は電動操作式ディスクブレーキにも適している。

本発明は上記の実施の形態に限定されない。本発明は添付の特許請求の範囲内で変更可能である。

曲線状の横断面は２つ以上の隆起部によって形成可能である。

例えば摩擦嵌め合い部３０の場合には、中高状球面ディスク接触面１６を、球面ディスク１０の代わりに、スピンドル２のカラー５の下面に配置することができる。同じことが摩擦嵌め合い部３１、３２のそれぞれの接触面２２ａ、２４ａ、２６、２６についても当てはまり、さらに図示していない摩擦嵌め合い部の他の各接触面についても当てはまる。

球面ディスク１０の支持体区間１２とスピンドル２のカラー５の下面はそれぞれ、中高状の接触面区間を備えていてもよい。これは調整装置１の他の各摩擦嵌め合い部でも実施可能である。

スピンドル２のカラー５の下面および／または他の接触面２２ａ、２６は、それぞれの摩擦嵌め合い部３０、３１、３２に影響を与えるための所定の表面加工部および／または表面コーティングを備えることができる。これは、もちろん、それぞれ関連する接触面１７、２４ａ、２８についても同様に可能である。

１ 調整装置
２ スピンドル
３ スピンドル本体
４ 駆動ジャーナル
５ カラー
６ スピンドル接触面
７ 支承ディスク
８ 収容区間
９ 収容面
１０ 球面ディスク
１１ 球面ディスク区間
１１ａ 層の厚さ
１２ 支持体区間
１２ａ 支持体厚さ
１３ 球欠面
１４ 貫通穴
１４ａ 貫通穴長さ
１５ 中ぐり部
１５ａ 面取り部
１６ 球面ディスク接触区間
１６ａ 接触区間厚さ
１７ 接触面
１８ 接触面中心線
１９ スピンドル軸線
２０ 過負荷−およびクラッチ装置
２１ スラスト軸受
２２ フランジ付きブッシュ
２２ａ フランジ付きブッシュ接触面
２３ 駆動リング
２４ クラッチブッシュ
２４ａ クラッチブッシュ接触面
２５ 円錐ブッシュ
２６ 円錐ブッシュ接触面
２７ ばねスリーブ
２８ ばねスリーブ接触面
２９ 円筒ばね
３０、３１、３２ 摩擦嵌め合い部
Ｒｋ 球半径
Ｒｗｂ 作用半径
Ｒｗ１ 内側の作用半径
Ｒｗ２ 外側の作用半径

Claims (11)

1. ディスクブレーキのブレーキパッドとブレーキディスクの摩耗を調整するための調整装置（１）であって、回転レバー操作式締付け装置を具備し、該締付け装置が支承ディスク（７）によって前記ディスクブレーキのブレーキキャリパに取り付け可能であり、さらにスピンドル（２）と、それぞれ２つの接触面（６、１７；２２ａ、２４ａ；２６、２８）を有する少なくとも１つの摩擦嵌め合い部（３０、３１、３２）とを具備する、調整装置において、
   少なくとも１つの前記摩擦嵌め合い部（３０、３１、３２）の前記接触面（６、１７；２２ａ、２４ａ；２６、２８）の少なくとも１つが曲線状の横断面を有し、該横断面が少なくとも１つの隆起部を備え、該隆起部の最高点と前記スピンドルの回転軸線との距離を作用半径（Rｗｂ）とする円環が画成され、該円環に沿って前記接触面（６、１７；２２ａ、２４ａ；２６、２８）同士が接触する様構成されてなることを特徴とする調整装置（１）。
2. 前記締付け装置が、前記ディスクブレーキの調整スピンドル内に挿入可能であることを特徴とする請求項１記載の調整装置（１）。
3. 曲線状の前記横断面の形状が、中高状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の調整装置（１）。
4. 前記スピンドル（２）のスピンドル接触面（６）と、球欠面（１３）を有する球面ディスク（１０）の接触面（１７）が、少なくとも１つの前記摩擦嵌め合い部（３０）を形成し、前記球欠面（１３）を有する前記球面ディスク（１０）が前記支承ディスク（７）に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の調整装置（１）。
5. 前記球面ディスク（１０）が、曲線状の前記横断面を有する少なくとも１つの前記接触面（１７）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の調整装置（１）。
6. 前記球面ディスク（１０）が、球面層（１１）と支持体区間（１２）と球面ディスク接触区間（１６）とを備え、前記球面ディスク接触区間（１６）が、前記球面層（１１）の反対側に配置され、かつ曲線状の前記横断面の少なくとも１つの前記接触面（１７）を有することを特徴とする請求項５に記載の調整装置（１）。
7. 前記球面ディスク（１０）が貫通穴（１４）を有し、該貫通穴が、前記球面層（１１）を軸方向に通過し、かつ前記支持体区間（１２）の中ぐり部（１５）に連通していることを特徴とする請求項６に記載の調整装置（１）。
8. 前記貫通穴（１４）の軸方向長さ（１４ａ）が前記球面層（１１）の軸方向厚さ（１１ａ）にほぼ一致していることを特徴とする請求項７に記載の調整装置（１）。
9. 前記スピンドル（２）の前記スピンドル接触面（６）が、前記曲線状の前記横断面を有する少なくとも１つの前記摩擦嵌め合い部（３０、３１、３２）の少なくとも１つの前記接触面（６）を備えていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の調整装置（１）。
10. 少なくとも１つの前記摩擦嵌め合い部（３０、３１、３２）の少なくとも１つの前記接触面（６、１７；２２ａ、２４ａ；２６、２８）が表面処理されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の調整装置（１）。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の調整装置（１）を少なくとも１つ備えていることを特徴とするディスクブレーキ。

Images