JP6474387B2 - 自動車、特に商用車のキャリパ式ディスクブレーキ及びこのようなブレーキの押さえ装置 - Google Patents

自動車、特に商用車のキャリパ式ディスクブレーキ及びこのようなブレーキの押さえ装置 Download PDF

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Description

本発明は、回転軸を備えるブレーキディスクと、ブレーキキャリパと、ブレーキキャリヤと、ブレーキキャリパ又はブレーキキャリヤのシャフト内に案内及び支持された、例えばパッドキャリヤ及び/又は加圧プレートのような力伝達要素と、力伝達要素を押さえるための押さえバネと、保持装置によってキャリパに保持及び支持された押さえ装置とを有し、押さえ装置が、力伝達装置に抗して半径方向に押さえバネに予荷重を与えると共に、前進走行時に力伝達装置に抗して回転方向の接線方向に押さえバネに予荷重を与え、保持装置が、回転軸に対して平行に位置する中心線を備える、自動車、特に商用車のキャリパ式ディスクブレーキに関する。
冒頭で述べた形式のブレーキは、例えば欧州特許第694 707号明細書から公知である。従来技術によるこのブレーキにとって特徴的であるのは、ブレーキキャリパ内の噛合い係合式の偏心した支持部を介した押さえブラケットの軸ズレであるが、これは、このために特別に成形された押さえバネへの噛合い係合を介して半径方向の予荷重以外に接線方向の予荷重もブレーキパッドに加えるためのものである。
半径方向及び接線方向の予荷重の基本原理は、実証済みであり、維持すべきものである。しかしながら、より大きい経済性及びより大きい多面性を得るために、本発明により、ブレーキキャリパと押さえシステムの関連部品とにおける構造的及び機能的な変更が行なわれる。
図1及び2は、欧州特許第694 707号明細書によるブレーキを示す。この場合、図1は、ブレーキキャリパ又はブレーキキャリヤのシャフトガイド内に半径方向内側で両側を周方向にガイド及び支持されたブレーキパッド11を示すが、ブレーキパッドの半径方向外側エッジに、その中心軸に対して両側に向かって対称に成形された押さえバネが支持されている。押さえバネは、中心に半径方向に深いところに位置する中心領域3を備え、この中心領域から、より高いところに位置するバネ脚部6,7が、両側でパッドの外側エッジに沿って外側に向かって延在するが、これは、ここで半径方向内側に成形された中心領域に、噛合い係合で、同様に対称に成形された押さえブラケット1が係合するためのものである。
押さえブラケット1は、円形材料から成形されている。バネの予荷重は、押さえブラケット1が図2によるようにブレーキ作用側をブレーキキャリパの噛合い係合用開口内に固定され、次に他方の側を不動に、しかしながらブレーキキャリパの支持ブロックのリム側にネジ留めによって解離可能に固定される場合に生じる。押さえブラケットは、ブレーキディスクの両側に支持されたブレーキパッドの取付け/取外しのために使用されるキャリパ開口にわたってブレーキ軸もしくは中心軸Aの方向に延在する。
ブレーキパッドの軸方向に、押さえバネは、ブレーキパッドと連結されるが、それは、半径方向の突起12,14が、ブレーキパッドの外側エッジからバネの開口8,9,10を貫通するからである。端部側で、バネ脚部は、ブレーキパッドの外側エッジの半径方向の突起13,13に当接する。押さえバネは、板バネとして形成されている。
押さえバネによってブレーキパッドに作用する半径方向及び接線方向の予荷重は、従来技術によれば、押さえブラケット1が、押さえバネの半径方向に成形された中心領域3に噛合い係合式に係合し、それ自身、ブレーキキャリパのブレーキ作用側とリム側の固定部における噛合い係合のもとで常に前進走行時のブレーキディスクの回転方向でブレーキディスク出側の方向に軸ズレxの分だけ中心軸もしくはブレーキ軸Aに対してずれて支持されていることによって、発生される。これにより、対応するバネ脚部は、接線方向にも押しやられる。押さえブラケット1の偏心した噛合い係合式の支持のために、ブレーキキャリパの鋳物部分内に、このために必要な鋳造技術による成形部が、相応の位置決めで設けられていなければならず、その場合成形部は、引き続き更に機械加工を受けさせられるべきである。従って、押さえブラケット1のための支持箇所は、ブレーキキャリパに非対称に成形されている。
関連するブレーキは、軸の両側に取り付けられるので、ブレーキは、鏡像的にも形成されていなければならない。これは、従来技術によるブレーキキャリパにとって左側のブレーキと右側のブレーキに対して異なった鋳物モデルが非対称の支持及び保持領域を作成するために必要であることを意味する。従って、支持及び保持領域のための後続の機械加工の位置も、左側のブレーキの場合と右側のブレーキの場合では違っている。
前記の非対称のために、この原理は、異なったキャリパ構成により、大量生産で鋳造技術により製造されて機械加工されるブレーキキャリパの経済的でコストを最適化した製造と対立する。
欧州特許第694 707号明細書
従って、本発明の根底にある課題は、欧州特許第694 707号明細書に記載のブレーキを、前記欠点が排除されるように、発展させることにある。特に本発明の根底にある課題は、冒頭で述べた形式のキャリパ式ディスクブレーキを経済的かつ多面的に形成することにある。
本発明によれば、提起した課題は、冒頭で述べた形式のキャリパ式ディスクブレーキにおいて、接線方向の予荷重は、ディスク出側の中心線から接線方向に測定した押さえ装置の寸法が、少なくとも部分的にディスク入側よりも大きいことに、少なくとも部分的に起因することによって解決される。
この場合、本発明の根底にある認識は、押さえバネの接線方向の予荷重がキャリパの非対称ではなくて、むしろ押さえ装置の非対称に起因する場合に、押さえ装置のための保持装置又は換言すればキャリパにおける押さえブラケットのための支持領域を対称に形成することができることにある。
従って、利点は明白である。何故なら、押さえ装置のための保持及び支持領域に軸毎に鏡面対称に形成されたブレーキキャリパが、鋳造技術により成形するために、その限りで異なった鋳型をもはや必要としないからである。更に、引き続く機械加工を統一することができる。
本発明により、押さえバネが、ブレーキ作用側に位置することが好ましい。即ち、本発明により、ブレーキ作用側に位置するブレーキパッド及び/又は同様にブレーキ作用側に位置する加圧プレートを押さえる押さえバネは、接線方向に予荷重を受けるが、リム側のブレーキパッドを押さえる押さえバネは、接線方向に予荷重を受けないことが好ましい。これにより、機械的に不利なモーメントが回避される。
本発明により、押さえ装置が、半径方向の予荷重を発生させるために第1の領域で及び接線方向の予荷重を発生させるために第2の領域で押さえバネに当接し、半径 方向の第2の領域の中心点からの第1の領域の中心点の間隔が、接線方向よりも小さいことが更に好ましい。これにより、押さえバネの著しい機械的な除荷が得られるが、それは、これにより押さえバネに力を導入する領域が、最大の曲げ負荷の領域から遠ざけられているからである。
本発明により、第1の領域が、半径方向内側に向かって延在するビードに形成されていることが更に好ましい。これにより、特に既に上で述べた利点が得られる。
本発明により、第2の領域が、中心線を含む半径方向平面に対して傾斜させられていることが更に好ましい。これにより、押さえバネの可逆運動時の極僅かな相対運動(摺動)が可能である。これは、臨界域にある押さえバネを除荷する。
前記キャリパ式ディスクブレーキ以外に、本発明は、特にこのようなキャリパ式ディスクブレーキの押さえ装置も提供する。本発明によれば、ディスク出側の、押さえ装置をキャリパ式ディスクブレーキのブレーキキャリパに保持する保持装置の中心線から接線方向に測定した押さえ装置の寸法が、少なくとも部分的にディスク入側よりも大きい。
このような押さえ装置は、押さえ装置の保持及び支持をするためにブレーキキャリパに形成された保持装置が、中心線を含む半径方向平面に対して対称であり、これにより、その限りで、一方では右側のブレーキのために、他方では左側のブレーキのために異なった鋳型が必要でない場合でも、上で個々に説明した接線方向の予荷重を発生させるために適している。
本発明により、押さえ装置が、接線方向に延在する突出部を備え、この突出部が、ディスク出側でブレーキ作用側の領域に位置することが好ましい。これにより、上の説明に応じて、ブレーキ作用側で所望の接線方向の予荷重を発生させることができるが、これに反して、このような接線方向の予荷重は、リム側では回避されている。
既に上で述べたように、本発明により、押さえ装置が、半径方向内側に向かって延在するビードを備えることが好ましい。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、回転軸の方向の窪みが設けられ、この窪みの側壁が、保持装置と協働して接線方向力を伝達するために使用される。これにより、接線方向の予荷重を発生させるための機械的に特に簡単な解決策が実現されている。
本発明により、窪みが、中心線を含む半径方向平面に対して対称であることが更に好ましい。これにより、保持装置をブレーキキャリパに対称に形成することができ、これが、既に上での述べた利点を伴う。
本発明により、窪みが、ブレーキ作用側に位置することが更に好ましい。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、コーディング装置が設けられている。コーディング装置が、窪みを備えることが好ましい。
本発明の特に好ましい実施形態によれば、コーディング装置が、リム側に位置する。
以下で、本発明を、更なる細部を含んだ添付図に関係させた好ましい実施例に基づいて詳細に説明する。
従来技術によるキャリパ式ディスクブレーキ 従来技術によるキャリパ式ディスクブレーキ 本発明の実施例によるキャリパ式ディスクブレーキの概略平面図 本発明の実施例によるキャリパ式ディスクブレーキの概略平面図 図3及び4によるブレーキの概略斜視図 図3及び4によるブレーキの概略断面図 図3及び4によるブレーキの押さえブラケットの概略 ブレーキキャリパと押さえブラケットの協働 ブレーキキャリパと押さえブラケットの協働 押さえブラケットのためのブレーキキャリパの一方の保持領域の部分斜視図 押さえブラケットのためのキャリパの他方の保持領域の部分概略図 キャリパのリム側に押さえブラケットを固定する実施形態 キャリパのリム側に押さえブラケットを固定する実施形態 図3及び4によるブレーキのための押さえバネの図 図3及び4によるブレーキのための押さえバネの図 図3及び4によるブレーキのための押さえバネの図 図3及び4によるブレーキのための押さえバネの図 図3及び4によるブレーキのための押さえバネの図 本発明の実施例もしくは従来技術による押さえバネと押さえブラケットの協働の断面図 本発明の実施例もしくは従来技術による押さえバネと押さえブラケットの協働の断面図
本発明によるキャリパ式ディスクブレーキの図面に図示した実施例は、その回転軸がAで指示された(示してない)ブレーキディスクを備える。前進時の回転方向は、矢印Dで指示されている。ブレーキは、ブレーキキャリパ20とブレーキキャリヤ22を備え、ブレーキキャリパは、(示してない)ブレーキディスクをフレーム状に包囲する。摩擦パッドを有する金属のバックプレートから成るリム側のブレーキパッドが符号24で指示され、摩擦パッドを有する金属のバックプレートから成るブレーキ作用側のブレーキパッドが符号26で指示され、加圧プレートが符号28で指示されている。前記の要素は、力伝達要素である。これら力伝達要素は、押さえバネ30,32もしくは34で押さえられ、即ち半径方向に予荷重を受ける。後から更に詳細に説明するように、ブレーキパッド26と加圧プレート28も接線方向に予荷重を受ける。
前記押さえバネ30,32及び34を押さえるために、押さえブラケット36の形態で形成された押さえ装置が使用され、この押さえ装置は、ブレーキディスクの両側に支持されたブレーキパッドの取付け/取外しのために使用されるキャリパ開口にわたって延在する。この場合、押さえブラケット36は、押さえバネ30,32及び34の半径方向の予荷重に対して責任を負っているだけでなく、押さえバネ32及び34の接線方向の予荷重に対しても責任を負っている。これに対して押さえバネ30とブレーキパッド24には、半径方向の予荷重だけが作用するが、接線方向の予荷重は作用しない。これにより、ブレーキの作動に対しては不利な、スライド式キャリパの容易な移動能力に作用する、押さえバネ30とブレーキパッドの接線方向の予荷重に起因するモーメントが回避される。
図面に図示した実施例でスライド式キャリパであるブレーキキャリパ20は、押さえブラケット36の保持及び支持をするための保持装置を備える。この保持装置には、2つの領域、即ちリム側の領域38及びブレーキ作用側の領域40が属する。両領域は、(平面図で)回転軸Aに対して平行に位置する中心線Mに対して対称に形成されている。両領域は、回転軸A及び中心線Mによって確定される半径方向の中心平面MEに対しても対称である。この対称により、保持装置の輪郭は、キャリパを右のブレーキ又は左のブレーキのために設計するかどうかに関係なく、キャリパの鋳造時に1つの同じ型を使用できるようになっている。
保持装置のブレーキ作用側の領域40には、屋根エッジ状に形成された突出部42が属する。その側壁44,46は、接線方向力を受け止めるために使用される。その半径方向内側に位置する側面48は、半径方向力を受け止めるために使用される。
押さえブラケット36は、突出部42に対するブレーキ作用側に適合するように形成されている。従って、押さえブラケットは、組立て状態で突出部42を収容する窪み50を備える。この場合、窪み50の側壁52及び54は、接線方向力を伝達するために使用される。半径方向外側に位置する面56は、半径方向力を伝達するために使用される。この面は、取付け状態で、ブレーキディスクの方に向いた突出部42の側面48に当接する。
リム側の領域38内に、キャリパ20は、ネジ孔58を備え、このネジ孔へ、押さえブラケット36の固定のためにネジ60がねじ込まれる。保持装置のリム側の領域38は、ブレーキ作用側の領域40のように中心線M及び中心平面MEに対して対称に形成されている。ネジ孔58だけは、右(左)のブレーキのための押さえブラケットが左(右)のブレーキに取り付けられることを防止するために、対称に位置しない。ネジ孔は、鋳造技術で形成されているのではなく、キャリパの本来の鋳造後にドリル及び/又はネジ切り工具によって形成される。
保持装置の領域38には、コーディング装置が設けられている。このため、図11及び12により、機械加工時に突出部62を除外することができるので、図12により、突出部62に適合させた切欠き64を備えるこのような押さえブラケット36だけを取り付けることができる。ネジ孔58のように、突出部は、鋳造技術によって形成されておらず、従って非対称に配置することができる。
付加的又は選択的に、押さえブラケット36が図13によりキャリパ20の対応構造を把持するピン状突起を備えるようにすることもできる。これは、更にまた、適合する保持ブラケット36しか取り付けられないことを保証する。
従って、突出部62と、切欠き64と、ピン状突起66及び68は、常に適合する保持ブラケットしかキャリパに取り付けられないことを保証するコーディング装置である。
押さえブラケットは、2つの観点で非対称である。一方で、押さえブラケットは、接線方向突起70及び72をブレーキ作用側にだけ備えるが、リム側には備えない。他方で、第1の突起70の領域内、即ちディスク出側の中心線Mから接線方向に測定したその寸法V1,V2は、突起72の領域内、即ちディスク入側よりも大きい。
この形成により、ブレーキ作用側のブレーキパッド26及びブレーキ作用側に位置する加圧プレート28に接線方向の予荷重を加えることが可能であり、ブレーキキャリパ20が、押さえブラケット36のためのその保持装置の領域38及び40内を、相応に非対称に形成しなければならないこともなく、不利な接線方向の予荷重がリム側のブレーキパッド24に作用することもない。
異なったバネの予荷重の適用を含む多様性も、押さえバネとの協働で簡単な方法で適切に制御することができる。これは、図7によりディスク出側に向かう破線の方向に押さえブラケットの幅V1しか変更する必要がないことによって、行なうことができる。このため、変形すべき板打抜き部品を相応に形成することができる。その場合、前記のコーディングとの協働で、対応するブレーキ及びその使用条件への正確な対応付けを行なうことができ、そのためにブレーキキャリパの鋳造領域への適合を行なうべきことはない。
押さえブラケット36は、好ましくは変形される板打抜き部品として製造され、ビード備え、このビードは、中心線Mもしくは半径方向平面Rに対する寸法V1及びV2の間の差に応じてずらされている。ビードは、符号74で指示されている。ビードは、取付け状態では面でそれぞれの押さえバネ30,32もしくは34に当接し、半径方向の予荷重を加えるために使用される(図19参照)。これに対して、従来技術に相当する図20に記載の形成の場合には、線接触しか行なわれない。このような線接触は、当然押さえバネに、図19に記載の面接触よりも著しく強い負荷を与える。
板バネの形態で押さえバネを形成することが、特に図14〜18から読み取ることができる。押さえバネは、2つの同じバネ脚部76,78と、その間に位置する1つの台形状の中心領域80を備え、この中心領域は、半径方向内側に向かって突出する。台形状の領域80の両脚部は、無負荷状態でその底部とそれぞれ95°より大きい角度αを成す。図面に図示した実施例の場合には、角度は117°である。隣接する両バネ脚部76,78と両脚部は、それぞれ85°より小さい角度βを成す。図示した実施例では、角度βは74°である。
バネは、側面図で尖った角がない。むしろバネは、無負荷状態で台形状の領域80の両脚部とその底部の間の移行領域が、それぞれ10mm〜16mmの、図示した実施例では13mmの半径を有する円弧状になっており、台形状の領域80とバネ脚部76,78の間の移行領域が、4mm〜9.5mmの、図示した実施例では7mmの半径を有する円弧状になっている。
バネ脚部76,78は、図14〜16に応じて真直ぐに形成することができる。しかしながらまたバネ脚部は、図17及び18から読み取れるように凸又は凹に形成することもできる。
突出部70の押さえバネ32に当接する領域は、図19では符号82で指示されている。その中心点M82は、中心点M74から半径方向に間隔Hを、また接線方向に間隔Eを有し、H<Eが当て嵌まる。これとは違って、従来技術の場合の対応する接線15及び16は、H=Eが当て嵌まる(図20参照)ように位置する。
図面に図示した実施例の場合、中心領域74とバネ脚部76の間の移行領域に存在する、押さえバネ32の最も高い(圧縮)応力の場所Pは、接触領域内のブレーキパッドもしくは加圧プレートの摩擦もしくは半径方向の当接による最も高い摩耗の(面の)領域から大きく離れて位置する。
これに対して前で述べたような同じ使用条件の場合には、図20による従来技術によれば、半径方向の接触領域内には線接触しか存在しないので、その場合にここでは最も高い摩耗の場所が、線接触(矢印参照)を有する半径方向の領域内で、押さえバネの最も高い(圧縮)応力の領域Pに直接的に又は領域Pの近傍に隣接し、ここではH=Eが当て嵌まる。
特に図19から読み取ることができるように、押さえブラケット36は、横断面内に槽状の形成を有し、押さえブラケットは、外側、即ち突出部70,72の端部を傾斜させられている。これにより、押さえバネの可逆運動時の極く僅かな相対運動が可能である。垂直なバネ部分に当接する円形材料による図20に記載の従来技術の場合には、これは、そうではない。本発明による形成は、臨界域内の負荷を低下させる。
ここでも図1に記載の従来技術でのように、ブレーキパッドの軸方向に押さえバネがブレーキパッドと連結されているが、それは、半径方向の突起(12)が、ブレーキパッドの外縁からバネの横の両バネ脚部内の細長い開口(8,9)を貫通するからである。端部側で、これらバネ脚部は、ブレーキパッドの外縁の別の半径方向の突起(13,13)に当接する。押さえバネは、板バネとして形成されている。
前記説明、特許請求の範囲及び図面に開示された本発明の特徴は、個々にでも任意に組み合わせてもその種々の実施形態で本発明を実現するために重要とすることができる。
20 ブレーキキャリパ
22 ブレーキキャリヤ
24 リム側のブレーキパッド
26 ブレーキ作用側のブレーキパッド
28 加圧プレート
30 押さえバネ
32 押さえバネ
34 押さえバネ
36 押さえブラケット
38 リム側の領域
40 ブレーキ作用側の領域
42 突出部
44 突出部の側壁
46 突出部の側壁
48 側面
50 窪み
52 窪みの側壁
54 窪みの側壁
56 面
58 ネジ孔
60 ネジ
62 突出部
64 切欠き
66 ピン状突起
68 ピン状突起
70 接線方向突起
72 接線方向突起
74 ビード
76 バネ脚部
78 バネ脚部
80 中心領域
82 突出部70の押さえバネ32に当接する領域
A 回転軸
E 接線方向の間隔
H 半径方向の間隔
M 中心線
ME 中心平面
74 中心点
82 中心点
P 最も高い(圧縮)応力の場所
R 半径方向平面

Claims (14)

  1. 回転軸(A)を備えるブレーキディスクと、ブレーキキャリパ(20)と、ブレーキキャリヤ(22)と、ブレーキキャリパ又はブレーキキャリヤのシャフト内に案内及び支持された、例えばパッドキャリヤ(24,26)及び/又は加圧プレート(28)のような力伝達要素と、力伝達要素を押さえるための押さえバネ(30,32,34)と、保持装置(38,40)によってキャリパに保持及び支持された押さえ装置(36)とを有し、押さえ装置が、力伝達装置に抗して半径方向に押さえバネに予荷重を与えると共に、前進走行時に力伝達装置に抗して回転方向(D)の接線方向に押さえバネに予荷重を与え、保持装置(38,40)が、回転軸に対して平行に位置する中心線(M)を備える、自動車又は商用車のキャリパ式ディスクブレーキにおいて、
    接線方向の予荷重は、ディスク出側の中心線(M)から接線方向に測定した押さえ装置(36)の寸法(V,V)が、少なくとも部分的にディスク入側よりも大きいことに、少なくとも部分的に起因する、ことを特徴とするキャリパ式ディスクブレーキ。
  2. 押さえバネ(32,34)が、ブレーキ作用側に位置する、ことを特徴とする請求項1に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  3. 押さえ装置(36)が、半径方向の予荷重を発生させるために第1の領域(74)で及び接線方向の予荷重を発生させるために第2の領域(82)で押さえバネ(30,32,34)に当接し、半径方向の第2の領域の中心点(M82)からの第1の領域の中心点(M74)の間隔が、接線方向よりも小さい(H<E)、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  4. 第1の領域が、半径方向内側に向かって延在するビード(74)に形成されている、ことを特徴とする請求項3に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  5. 第2の領域が、中心線(M)を含む半径方向平面(ME)に対して傾斜させられている、ことを特徴とする請求項3又は4に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  6. ディスク出側の、押さえ装置(36)をキャリパ式ディスクブレーキのブレーキキャリパ(20)に保持する保持装置(38,40)の中心線(M)から接線方向に測定した寸法(V,V)が、少なくとも部分的にディスク入側よりも大きい、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  7. 接線方向に延在する突出部(70)が設けられ、この突出部が、ディスク出側でブレーキ作用側の領域に位置する、ことを特徴とする請求項に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  8. 半径方向内側に向かって延在するビード(74)が設けられている、ことを特徴とする請求項7に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  9. 回転軸(A)の方向の窪み(50)が設けられ、この窪みの側壁(52,54)が、保持装置(38,40)と協働して接線方向力を伝達するために使用される、ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  10. 窪み(50)が、中心線(M)を含む半径方向平面(ME)に対して対称である、ことを特徴とする請求項9に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  11. 窪み(50)が、ブレーキ作用側に位置する、ことを特徴とする請求項9又は10に記載のキャリパ式ディスクブレーキ
  12. リム側に、常に適合する押さえ装置(36)しかキャリパ(20)に取り付けられないことを保証する少なくとも1つのコーディング装置(62,64;66,68)が設けられている、ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  13. 突出部(62)として形成されたコーディング装置を保持装置(38)が備え、突出部(62)に適合する切欠き(64)として形成されたコーディング装置を押さえ装置(36)が備える、ことを特徴とする請求項12に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
  14. キャリパ(20)の対応構造を把持するピン状突起(66,68)として形成されたコーディング装置を押さえ装置(36)が備える、ことを特徴とする請求項12に記載のキャリパ式ディスクブレーキ。
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