JP6480917B2 - 車両のキャリパディスクブレーキ及びこのようなブレーキの押し下げバネ - Google Patents

Description

本発明は、回転軸線を備えたブレーキディスクと、ブレーキキャリパと、ブレーキキャリアと、前記ブレーキキャリパ又は前記ブレーキキャリアの竪穴部内で案内され、かつ、支持されている、例えばパッド支持部及び／又はプレッシャプレートのような力伝達要素と、該力伝達要素の押し下げのための押し下げバネと、保持装置によって前記ブレーキキャリパにおいて保持され、かつ、支持された押し下げ装置とを備えた、車両特に商用車のキャリパディスクブレーキであって、前記押し下げバネが力伝達装置に対して半径方向に付勢し、前記押し下げバネが、前進走行時に回転方向において接線方向へ力伝達装置に対して付勢し、前記保持装置が前記回転軸線に対して平行に位置する中心線を備えた、前記キャリパディスクブレーキに関するものである。

冒頭に挙げた種類のブレーキは、例えば特許文献１から公知である。特別に形成された押し下げバネへの係合によって径方向のほかに接線方向においてもブレーキパッドへの付勢がなされるように、ブレーキキャリパにおける偏心した係合式の支持による押し下げクランプの軸線ずれが従来技術によるブレーキについて特有である。

半径方向及び接線方向の付勢の基本原理は実証され、これは維持されるべきである。しかしながら、より大きな経済性及びより大きな多面性を得るために、本発明により、構造上及び機能上の変更がブレーキキャリパ及び押し下げシステムの関連する部分において行われる。

図１及び図２には特許文献１に基づくブレーキが示されている。ここで、図１には、ブレーキキャリパ又はブレーキキャリアの竪穴ガイド部において半径方向内方へ、及び両側で周方向に案内され、かつ、支持されるブレーキパッド１１が示されており、このブレーキパッドの径方向の外側エッジ部には、この外側エッジ部の中心軸線に対して両側へ向けて対称に形成された複数の押し下げバネが支持されている。これら押し下げバネは、中央に半径方向に深く位置する中心範囲３を備えており、ここでは半径方向内側へ形成された中心範囲へ係合しながら同様に対称に形成された押し下げクランプ１が係合する場合に端部側でバネ弾性的にブレーキパッドへ作用するために、この中心範囲からより高く位置するバネ脚部６，７がパッドの外側エッジ部に沿って両側で外方へ延在している。

押し下げクランプ１は、円形状の材料で形成されている。図２に示されているように押し下げクランプ１が押し下げ側でブレーキキャリパの係合開口部内に固定され、他方で、ブレーキキャリパの支持ブロックにホイールリム側で固定的に、しかし、取外し可能に固定される場合に、バネ付勢が生じる。押し下げクランプは、ブレーキディスクの両側で支持されたブレーキパッドの取付／取外しに役立つキャリパ開口部を介して、及びブレーキ軸線あるいは中心軸線Ａへ向かう方向に延在している。

ブレーキパッドの軸方向においては、押し下げバネがブレーキパッドに結合されている。なぜなら、半径方向の延長部１２，１４がブレーキパッドの外側エッジ部からバネにおける細長い開口部８，９，１０を貫通するためである。端部側では、バネ脚部がブレーキパッドの外側エッジ部の他の半径方向の延長部１３，１３に対して接触している。押し下げバネは、板バネとして形成されている。

押し下げバネによりブレーキパッド作用する半径方向及び接線方向の付勢は、従来技術によれば、押し下げクランプ１が押し下げバネの半径方向に形成された中心範囲３へ係合し、ブレーキキャリパの押し下げ側及びホイールリム側の固定部においてその側で係合しながら、前進走行時に常にブレーキディスクの回転方向へ、ブレーキディスク回転方向後ろ側の方向において中心軸線あるいはブレーキ軸線Ａに対して軸線ずれｘだけずらされて支持されていることによって生じる。これにより、対応するバネ脚部は接線方向へも押しやられる。押し下げクランプ１の偏心した係合式の支持のために、ブレーキキャリパの鋳造部分には、このために必要な鋳造技術による形成部が適当な位置決めにおいて存在している必要があり、これら形成部は、つづいて、更に機械的な加工を受ける必要がある。したがって、押し下げクランプ１のための複数の支持箇所は、ブレーキキャリパにおいて、又はブレーキキャリパ内に非対称に形成されている。

関連するブレーキは、軸の両側で組み入れられており、その結果、これらブレーキは、鏡面対称にも構成される必要がある。これは、従来技術によるブレーキキャリパについても左側及び右側のブレーキに対して、非対称な支持範囲及び保持範囲の形成のために異なる鋳造モデル構成が必要であることを意味している。それゆえ、後続の機械加工の位置も、左側のブレーキにおいて右側のブレーキとは異なっている。

従来のブレーキ、特に特許文献１によるブレーキにおける他の問題は、押し下げバネが、ブレーキ及びバネの全体構造に起因して、機械的な観点から不都合に負荷されることにある。

欧州特許第６９４７０７号明細書

本発明の課題は、特許文献１によるブレーキを、上述の欠点が解消されるように発展させることを基礎とするものである。特に、本発明の課題は、当該押し下げバネが動作中によりわずかに負荷されるように押し下げバネを構成することを基礎とするものである。

上記課題は、本発明により、冒頭に挙げた種類のキャリパディスクブレーキにおいて、押し下げバネが２つの同一のバネ脚部及びこれらの間に位置する台形状の１つの中央範囲を備えており、該中央範囲が径方向内方へ突出しており、台形状の範囲の両脚部が、負荷解除された状態でそれぞれ底部と９５°よりも大きな角度をなし、それぞれ隣接するバネ脚部と８５°よりも小さな角度をなすことによって解決される。

押し下げバネのこのような構成は、機械的に特に有利である。

本発明によれば、好ましくは、押し下げバネが、負荷解除された状態において、台形状の範囲の両脚部とその底部の間の移行範囲においてそれぞれ１０〜１６ｍｍの半径で弓状に延在しており、台形状の範囲と両バネ脚部の間の移行範囲において４〜９．５ｍｍの半径で弓状に延在するようになっている。

これによっても、かなりの機械的な利点が得られる。

さらに、好ましくは、押し下げバネが、中央範囲の中心を通り中央範囲に垂直な線について線対称となっている。

これにより、取り違えが防止される。

本発明によれば、好ましくは、押し下げバネは板バネである。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、押し下げ装置が、半径方向の付勢の生成のために折曲部状の第１の範囲で押し下げバネに接触し、接線方向の付勢の生成のために第２の範囲で押し下げバネに接触し、第２の範囲の中心点からの第１の範囲の中心点の距離が、接線方向における距離よりも半径方向における距離の方が短く設定されている。

この構成は、ここでも押し下げバネの機械的な負荷軽減に貢献するものとなっている。

詳細に上述したキャリパディスクブレーキのほかに、本発明は関連する押し下げバネももたらすものである。

以下に、他の詳細を有する添付の図面を参照しつつ好ましい実施例に基づき本発明を詳細に説明する。

従来技術によるキャリパディスクブレーキを示す図である。 従来技術によるキャリパディスクブレーキを示す図である。 本発明の一実施例によるキャリパディスクブレーキの概略的な平面図である。 本発明の一実施例によるキャリパディスクブレーキの概略的な平面図である。 図３及び図４によるブレーキの概略的な斜視図である。 図３及び図４によるブレーキの概略的な断面図である。 図３及び図４によるブレーキの押し下げクランプを概略的に示す図である。 ブレーキキャリパとの押し下げクランプの協働を示す図である。 ブレーキキャリパとの押し下げクランプの協働を示す図である。 押し下げクランプのためのブレーキキャリパの保持範囲の部分斜視図である。 押し下げクランプのためのキャリパの他の保持範囲の概略的な部分図である。 キャリパのホイールリム側の押し下げクランプの固定の一実施形態を示す図である。 キャリパのホイールリム側の押し下げクランプの固定の一実施形態を示す図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し下げバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し下げバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し下げバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し下げバネの一視点による図である。 図３及び図４によるブレーキのための押し下げバネの一視点による図である。 本発明の一実施例又は従来技術による押し下げバネとの押し下げクランプの協働の断面図である。 本発明の一実施例又は従来技術による押し下げバネとの押し下げクランプの協働の断面図である。

図面に示された本発明によるキャリパディスクブレーキの実施例は（不図示の）ブレーキディスクを備えており、このブレーキディスクの回転軸線がＡで示されている。前進走行時の回転方向は、矢印Ｄで示されている。ブレーキは、ブレーキキャリパ２０と、ブレーキキャリア２２とを備えており、ブレーキキャリパは、（不図示の）ブレーキディスクをフレーム状に包囲している。摩擦パッドを有する金属製のバックプレートから成るホイールリム側のブレーキパッドが参照符号２４で示されており、摩擦パッドを有する金属製のバックプレートから成る緊張側のブレーキパッドが参照符号２６で示されており、プレッシャプレートが参照符号２８で示されている。上述の要素は、力伝達要素である。これら力伝達要素は、押し下げバネ３０，３２あるいは３４によって押し下げられていて、すなわち半径方向へ付勢されている。後述するように、ブレーキパッド２６及びプレッシャプレート２８は、接線方向にも付勢されている。

押し下げクランプ３６の形態で構成された押し下げ装置は、上述の押し下げバネ３０，３２，３４の押し下げのために役立つとともに、ブレーキディスクの両側で支持されたブレーキパッドの取付／取外しに役立つキャリパ開口部を通して延びている。このとき、押し下げクランプ３６は、押し下げバネ３０，３２，３４の半径方向の付勢のためのみならず、押し下げバネ３２，３４の接線方向の付勢の役目も担うものである。これに対して、押し下げバネ３０及びブレーキパッド２４には、半径方向の付勢のみが作用し、接線方向の付勢は作用しない。これにより、ブレーキの動作について不都合で、摺動キャリパの容易な変位可能性に作用するモーメントが回避され、このモーメントは、押し下げバネ３０及びブレーキパッド２４の接線方向の付勢に起因するものである。

図面に示された実施例においてはフローティングキャリパであるブレーキキャリパ２０は、押し下げクランプ３６の保持及び支持のための保持装置を備えている。この保持装置は、２つの範囲、すなわちホイールリム側の範囲３８と、緊張側の範囲４０とを含んでいる。両範囲は、（平面図において）回転軸線Ａに対して平行に位置する中心線Ｍについて対称に形成されている。これら範囲は、回転軸線Ａ及び中心線Ｍによって形成される半径方向の中心平面ＭＥについて対称でもある。この対称性により、保持装置の輪郭は、キャリパの鋳造時に同じ型が用いられることができるようになっており、キャリパが右側のブレーキ又は左側のブレーキのために設計されているかは無関係である。

保持装置の緊張側の範囲４０は、ルーフエッジ状に形成された突出部４２を含んでいる。この突出部の側面４４，４６は、接線方向の力を受ける役割を担う。突出部の径方向内側に位置する側面４８は、径方向の力を受ける役割を担う。

押し下げクランプ３６は、緊張側において突出部４２に適合するように構成されている。したがって、押し下げクランプは凹部５０を備えており、この凹部は、取り付けられた状態で突出部４２を収容するものである。このとき、凹部５０の側面５２，５４は、接線方向の力を伝達する役割を担う。径方向外方に位置する面５６は、半径方向の力を伝達する役割を担う。この面は、組付けられた状態でブレーキディスクへ向いた突出部４２の側面４８に接触する。

ホイールリム側の範囲３８では、キャリパ２０がネジ孔５８を備えており、このネジ孔には、押し下げクランプ３６を固定するためにネジ６０が螺着される。保持装置のホイールリム側の範囲３８は、緊張側の範囲４０のように中心線Ｍ及び中心平面ＭＥに関して対称に構成されている。右側（左側）のブレーキ用の押し下げクランプが左側（右側）のブレーキに取り付けられることを防ぐために、ネジ孔５８のみが非対称となっている。このネジ孔は、鋳造技術によって形成されておらず、キャリパの実際の鋳造後にドリル及び／又はタップによって穿設される。

保持装置の範囲３８には、コーディング装置が設けられている。このために、図１１及び図１２によれば、機械的な加工時に突起部６２を回避することが可能である。その結果、図１２により、１つのみのこのような、突起部６２に適合する凹部６４を備えた押し下げクランプ３６を設けることができる。ネジ孔５８のように、突起部６２は鋳造技術により形成されておらず、したがって非対称に配置されることが可能である。

これに加えて、又はこれに代えて、押し下げクランプ３６が図１３に基づき、キャリパ２０において対応する構造部を包囲する複数のピン取付具を備えている。これにより、ここでも、適合する押し下げクランプ３６のみが取り付けられ得ることが保証される。

したがって、突起部６２、凹部６４及びピン取付具６６，６８は、適合する押し下げクランプのみが常にキャリパへ取り付けられることを保証するコーディング装置である。

押し下げクランプは、２つの異なる観点において非対称である。一方では、この押し下げクランプは接線方向取付具７０，７２を緊張側においてのみ備え、ホイールリム側には備えていない。他方では、第１の取付具７０の範囲において中心線Ｍから接線方向へ測定された、すなわちディスク回転方向後ろ側の押し下げクランプの寸法Ｖ１，Ｖ２は、取付具７２の範囲、すなわちディスク回転方向前側のものよりも大きい。

この構成により、ブレーキキャリパ２０をその保持装置の範囲３８，４０において押し下げクランプ３６のために適当に非対称に構成する必要なく、かつ、ホイールリム側のブレーキパッド２４への不都合な接線方向への付勢を作用させることなく、緊張側のブレーキパッド２６及び緊張側に位置するプレッシャプレート２８を接線方向へ付勢することが可能である。

異なるバネ付勢の付与による多様性も、複数の押し下げバネとの協働によって容易に達成することが可能である。これは、図７により破線の方向においてディスクの回転方向後ろ側へ向けて押し下げクランプの幅Ｖ１のみが変化される必要があることで行われることができる。このために、変形すべき薄板金属打ち抜き材のみを適当に形成することができる。そして、上述のコーディングとの協働において、ブレーキキャリパの鋳造範囲における適合を行うことなく、対応するブレーキ及びその使用条件への正確な割当てを行うことが可能である。

押し下げクランプ３６は、好ましくは変形された薄板金属打ち抜き材として形成されているとともに、中心線Ｍについての寸法Ｖ１とＶ２の間の差に応じて中心線Ｍあるいは半径方向平面Ｒに関してずらされた条溝部を備えている。この条溝部は、参照符号７４で示されている。この条溝部は、取り付けられた状態で各押し下げバネ３０，３２あるいは３４に平面的に接触するとともに、半径方向の付勢の付与に寄与するものである（図１９参照）。これに対して、従来技術に相当する図２０による構成においては、線状の接触しか存在しない。このような線状の接触は、当然、図１９による平面的な接触よりもかなり大きく押し下げバネに負荷をかけるものである。

板バネの形態の押し下げバネの構成は、特に図１４〜図１８から見て取れる。この板バネは、２つの同じバネ脚部７６，７８と、これらの間に位置し、半径方向内方へ突出する台形状の中央範囲８０とを備えている。台形状の範囲８０の両脚部は、負荷解除された状態において、この範囲の底部とそれぞれ９５°より大きな角度αをなしている。図面に図示された実施例においては、この角度は１１７°である。隣接する両バネ脚部７６，７８と、これら両脚部は、それぞれ８５°より小さな角度βをなしている。図示の実施例では、角度βは７４°である。

これらバネは、側面図においては角ばっていない。むしろ、これらバネは、負荷解除された状態において台形状の範囲８０の両脚部の間の移行範囲及びその底部でそれぞれ１０〜１６ｍｍの半径、図示の実施例では１３ｍｍの半径を有する弓状となっており、台形状の範囲８０と両脚部７６，７８の間の移行範囲では４〜９．５ｍｍの半径、図示の実施例では７ｍｍの半径を有する弓状となっている。

バネ脚部７６，７８を、図１４〜図１６に対応して構成することが可能である。しかし、図１７及び図１８から見て取れるように、これらバネ脚部を凹状又は凸状に形成することも可能である。

押し下げバネ３２に接触する突出部７０の範囲は、図１９に参照符号８２で示されている。その中心点Ｍ_８２は、中心点Ｍ_７４から径方向へ距離Ｈを有しているとともに、接線方向へ距離Ｅを有しており、ここで、Ｈ＜Ｅとなっている。これに対して、対応する接触線１５，１６は、従来技術においてはＨ＝Ｅとなるように位置している（図２０参照）。

図面に示された実施例においては、最大の（圧力）応力の箇所Ｐは、中心範囲７４とバネ脚部７６の間の移行範囲に位置する押し下げバネ３２において、接触範囲における摩擦あるいはブレーキパッドあるいはプレッシャプレートの半径方向の当接による最大の摩耗の（平面的な）範囲から離間して位置している。

これに対して、上述のように、同一の使用条件においては、図２０に基づく従来技術により半径方向の接触範囲で１つのみの線状の接触部が存在し、その結果、ここでは、線状の接触部（矢印参照）を有する半径方向の範囲における最大の摩耗の箇所が、押し下げバネにおける最大の（押圧）応力の範囲Ｐに直接的、かつ、近傍で隣接しており、ここではＨ＝Ｅとなっている。

特に図１９から見て取れるように、押し下げクランプ３６は、断面においておけ状の形状を有しており、この押し下げクランプは、外側で、すなわち突出部７０，７２の端部において傾斜して立てかけられている。これにより、押し下げバネの逆向きの運動時にわずかな相対運動（摺動）が可能である。垂直なバネ部分に接触する丸みのある材料を持つ図２０による従来技術においては、このようにはなっていない。本発明による構成は、危険における負荷を軽減するものである。

図１による従来技術におけるように、ここでも、ブレーキパッドの軸方向において押し下げバネがブレーキパッドに結合されている。なぜなら、放射状取付具（１２）がブレーキパッドの外側エッジ部からバネの側方の両バネ脚部にある長めの開口部（８，９）を貫通するためである。端部側では、バネ脚部がブレーキパッドの外側エッジ部の別の半径方向の取付具（１３，１３）に対して接触する。押し下げバネは、板バネとして形成されている。

上記の明細書、各請求項及び図面に開示された特徴は、個別にも、また適宜の組合せにおいても、本発明の実現のために様々な実施形態において重要であり得る。

Claims (9)

1. 回転軸線（Ａ）を備えたブレーキディスクと、
   ブレーキキャリパ（２０）と、
   ブレーキキャリア（２２）と、
   前記ブレーキキャリパ又は前記ブレーキキャリアの竪穴部内で案内され、かつ、支持されている、力伝達要素と、
   該力伝達要素の押し下げのための押し下げバネ（３０，３２，３４）と、
   保持装置（３８，４０）によって前記ブレーキキャリパにおいて保持され、かつ、支持された押し下げ装置（３６）と
   を備えた、車両のキャリパディスクブレーキであって、
   前記押し下げ装置（３６）が、前記押し下げバネを力伝達装置に対して半径方向に付勢し、
   前記押し下げ装置（３６）が、前記押し下げバネを、前進走行時に回転方向（Ｄ）において接線方向へ力伝達装置に対して付勢し、
   前記保持装置が前記回転軸線に対して平行に位置する中心線（Ｍ）を備えた、前記キャリパディスクブレーキにおいて、
   前記押し下げバネ（３０，３２，３４）が２つの同一のバネ脚部（７６，７８）及びこれらの間に位置する台形状の１つの中央範囲（８０）を備えており、該中央範囲が半径方向内方へ突出しており、前記中央範囲（８０）における台形の両脚が、負荷解除された状態でそれぞれ底部と９５°よりも大きな角度（α）をなし、それぞれ隣接する前記バネ脚部と８５°よりも小さな角度（β）をなすことを特徴とするキャリパディスクブレーキ。
2. 前記押し下げバネ（３０，３２，３４）が、負荷解除された状態において、前記両脚とその底部の間の移行範囲においてそれぞれ１０〜１６ｍｍの半径（Ｒ_１）で弓状に延在しており、前記両脚と両バネ脚部（７６，７８）の間の移行範囲において４〜９．５ｍｍの半径（Ｒ_２）で弓状に延在していることを特徴とする請求項１記載のキャリパディスクブレーキ。
3. 前記押し下げバネが、前記中央範囲（８０）の中心を通り該中央範囲（８０）に垂直な直線について線対称であることを特徴とする請求項１又は２記載のキャリパディスクブレーキ。
4. 前記押し下げバネ（３０，３２，３４）が板バネであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャリパディスクブレーキ。
5. 前記押し下げ装置（３６）が、半径方向の付勢の生成のために折曲部状の第１の範囲（７４）で前記押し下げバネ（３０，３２，３４）に接触し、接線方向の付勢の生成のために第２の範囲（８２）で前記押し下げバネ（３０，３２，３４）に接触し、前記第２の範囲の中心点（Ｍ_８２）からの前記第１の範囲の中心点（Ｍ_７４）の距離が、接線方向における距離よりも半径方向における距離の方が短い（Ｈ＜Ｅ）ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャリパディスクブレーキ。
6. ２つの同一のバネ脚部（７６，７８）と、これらの間に位置する、半径方向内方へ突出した台形状の中央範囲（８０）とを有する、車両のキャリパディスクブレーキの押し下げバネであって、前記中央範囲（８０）における台形の両脚が、それぞれ、負荷解除された状態において、底部と９５°より大きな角度（α）をなし、それぞれ隣接する前記バネ脚部で８５°より小さな角度（β）をなすことを特徴とする押し下げバネ。
7. 当該押し下げバネが、負荷解除された状態で、前記両脚とその底部の間の移行範囲においてそれぞれ１０〜１６ｍｍの半径（Ｒ_１）で弓状に延在し、前記両脚と前記バネ脚部（７６，７８）の間の移行範囲において４〜９．５ｍｍの半径（Ｒ_２）で弓状に延在していることを特徴とする請求項６記載の押し下げバネ。
8. 当該押し下げバネが、前記中央範囲（８０）の中心を通り該中央範囲（８０）に垂直な直線について線対称であることを特徴とする請求項６又は７記載の押し下げバネ。
9. 当該押し下げバネが板バネであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の押し下げバネ。

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