JP7112126B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、制動容量を増大させ、その熱安定性を確保し、ブレーキ装置の構成部品の寿命を延ばす冷却システムを有する新規なブレーキシステムを備えたブレーキ装置に関する。これは、自動車、鉄道、航空などの様々な産業、すなわち、ブレーキ装置が作動する全ての産業に適用できる。
最新技術では、非常に異なるタイプのブレーキシステムが知られている。特に、自動車分野では、様々な種類のブレーキシステムが開発されている。
自動車分野で最も普及しているブレーキシステムは、ブレーキディスクブレーキシステムである。ドライバがブレーキペダルを踏むと、油圧システムが作動し、ブレーキパッドが車両の車輪と一緒に回転するブレーキディスクに向かって移動する。ブレーキパッドとブレーキディスクとの間の摩擦により、車輪、ひいては、車両の制動が行われる。
このブレーキシステムでは、既に述べたように、ブレーキディスクは、パッドが車輪に対して固定位置にある間、車両の車輪とともに連続的かつ協働して回転する。パッドをブレーキディスクに向かって軸方向に変位させることにより、ディスクと接触するまで、そしてブレーキディスクに対するパッドの圧力を維持することにより、ディスクを制動し、したがって、車両の車輪を制動させる摩擦が発生する。
このシステムは、パッドとブレーキディスクの間の摩擦によって引き起こされる、ディスクと接触しているパッドの領域の温度上昇による問題を提示する。この温度上昇はパッドを損傷する可能性があり(同じものの結晶化として知られる現象で)、システムのブレーキ能力に影響を与えたり、極端な場合には、まさにパッドまたはブレーキディスクの変形、ブレーキシステムの損傷、および熱問題の他の多くの派生物に至る可能性さえある。前述の理由により、ブレーキディスクブレーキシステムには、制動中に発生する熱を放散しようとする冷却が必要である。
ブレーキディスクは絶えず回転しているという事実のために、それを冷却するシステムを得ることは現在非常に困難である。さらに、ブレーキパッドの表面を考えると、発生した熱を放散する冷却システムをその中に設置することも困難である。
制動中に発生する熱を放散するために、最新技術で知られているシステムは、車両が循環するときにブレーキシステムを囲む空気流そのものを使用するが、これらのシステムは、完全に効率的ではない。
さらに、最新技術で知られているシステムでは、パッドとブレーキディスクの耐用年数が非常に制限されるように、これら2つの要素間の断続的な摩擦によりパッドとブレーキディスクに摩耗がある。
同様に、高温に耐え、耐摩耗性に優れた材料のブレーキディスクとブレーキパッドが開発された。中でも、高性能で非常に高価な車両で使用されるセラミックディスクが知られている。これは、より効率的なブレーキシステムを必要とし、より良いパフォーマンスを可能にする。しかしながら、それは、最終的に熱問題を解決しない。
本発明は、大きな熱放散を達成する冷却システムを有するブレーキ装置に関し、その結果、その構成要素の耐用年数は長くなり、したがって、実施されるメンテナンスは、最新技術で知られている装置に対して低減される。
それが有する別の利点は、現在のシステムよりも大きな接触面積を有することにより、本発明のブレーキライニングの表面と比較して、接触面が寸法の小さいブレーキパッドのサイズに制限されることである。制動に必要な力は小さく、制動能力は大きくなる。
本発明の車輪の車軸に設置するためのブレーキ装置は、ピストンと、少なくともピストンを収容するケーシングとを備え、容器、第1の鋳鉄製ディスクおよび第2の鋳鉄製ディスクをさらに備え、両方の鋳鉄製ディスクは、容器に接合され、第1のブレーキライニングと、第1のブレーキライニングが配置される第1の支持ディスクとをさらに備え、最後に、容器に固定された軸受をさらに備える。
本発明の車輪の車軸に設置するためのブレーキ装置では、ピストンと容器は、車軸の周りを回転することなく固定されたままであり、第1のブレーキライニングは、第1の支持ディスクと共に車軸と共に回転し、ピストンは、さらに第1の鋳鉄製ディスクが第1のブレーキライニングと接触するまで、容器を2つの鋳鉄製ディスクと共に第1のブレーキライニングに向かって移動させるように構成され、容器は、冷却剤を収容するように構成された内部回路を備える。
本発明の目的であるブレーキ装置では、容器の内部回路は、車軸の周りに位置する中央円筒壁、外側円筒壁、および中央円筒壁と外側円筒壁を接合する2つの鋳鉄製ディスクによって制限される。
本発明の目的であるブレーキ装置は、車輪の車軸の周りに第1のバネを備え、第1のバネは、軸受の一端と第1の支持ディスクの他端に置かれ、第1のバネは、第1の鋳鉄製ディスクが第1のブレーキライニングと接触したときに、第1の支持ディスクに圧力を加え、ピストン、容器および第1の鋳鉄製ディスクを第1のブレーキライニングから離すように構成される。
第2の実施形態における本発明の目的のブレーキ装置は、ピストンと容器との間の第2の支持ディスク上の第2のブレーキライニングをさらに備える。
この第2の実施形態において、ピストンは、容器およびその第1の鋳鉄製ディスクが第1のブレーキライニングに向かって変位する前の変位で、第2のブレーキライニングを容器の第2の鋳鉄製ディスクに向かって移動するように構成される。
本発明の目的であるブレーキ装置は、この第2の実施形態において、車輪の車軸の周りの第2のバネを備え、第2のバネは、第2の支持ディスクの一端と軸受の他端に置かれ、第2のバネは、第2の鋳鉄製ディスクが第2のブレーキライニングと接触したときに、第2の支持ディスクに圧力を加え、ピストン、容器、および第2の鋳鉄製ディスクを第2のブレーキライニングから離すように構成される。
両方の実施形態におけるブレーキ装置の容器は、内部回路にアクセスするための第1の穴と、内部回路にアクセスするための第2の穴を備えており、冷却剤は、第1の穴からアクセスし、第2の穴から出ることにより、内部回路に沿って移動する。
上記に加えて、容器は、冷却剤を内部回路に沿って移動させるように、内部回路に配置された内壁をさらに備える。
ブレーキ装置は、第1の穴と第2の穴を冷却剤の熱交換器に結合するチューブをさらに備える。
本発明の目的であるブレーキ装置は、冷却剤の温度を制御するために容器内に少なくとも1つのセンサを備える。
ブレーキ装置では、ケーシングは、複数の周囲チャネルを備え、容器は複数の周囲ボール軸受を備え、周囲ボール軸受は、ケーシングの周囲チャネルに面し、周囲ボール軸受は、前述の周囲チャネルに沿ってスライドするように構成される。
上記の選択肢の代わりに、ブレーキ装置では、ケーシングは、ガイドネジを収容する複数の周囲ネジ穴を備え、容器は複数の周囲突起を備え、周囲突起は、ガイドネジを収容し、ガイドネジに沿って容器をスライドさせる。
説明を完了するために、および本発明の特徴をより容易に理解できるようにするために、本明細書には、その不可欠な部分を構成する一連の図面が添付されている。これらの図面は、限定ではなく例示として以下に示される。
本発明の目的であるブレーキ装置の第1の実施形態の斜視図を示している。 制動位置にあるピストンを収容するケーシングを取り外した、本発明の目的であるブレーキ装置の第1の実施形態の斜視図を示している。 容器の蓋または鋳鉄製ディスクと接触している、支持ディスクに接合された第1のブレーキライニングの斜視図を示している。 本発明の目的である装置の第1の実施形態に係る第1の鋳鉄ディスクを取り外した容器の斜視図を示している。 本発明の目的であるブレーキ装置の第2の実施形態の側面図を示している。 図5とは反対の視点からの斜視図を示している。 軸受、第1の支持ディスク、第1のブレーキライニングおよび第1の鋳鉄製ディスクを取り除いた本発明の目的である装置の第2の実施形態の斜視図を示している。 本発明の目的であるブレーキ装置の第2の実施形態の斜視図を示しており、ケーシング内の周囲チャネルおよび容器内の周囲ボール軸受による容器の変位を示している。 第1のブレーキライニング、第1の支持ディスク、第1の鋳鉄製ディスクおよびケーシングを取り除いた図8の実施形態の斜視図を示している。 ブレーキライニングの車軸への固定を詳細に示している。
次に、本発明の目的であるブレーキ装置の2つの実施形態が、図面で使用される参照を参照して説明される。
本発明の目的であるブレーキ装置は、車輪の車軸(100)に設置され、以下に説明する2つの実施形態を有する。
本発明の目的であるブレーキ装置の第1の実施形態は、車輪から最も遠い領域から始まり、
-ピストン(1)、
-容器(2)、
-容器(2)に結合された第1の鋳鉄製ディスク(5)、
-容器(2)に結合された第2の鋳鉄製ディスク(7)、
-第1のブレーキライニング(9)、および
-第1のブレーキライニング(9)が配置されている第1の支持ディスク(10)、を備える。
本発明の目的であるブレーキ装置では、ピストン(1)および容器(2)は、第1の鋳鉄製ディスク(5)および第2の鋳鉄製ディスク(7)と共に車軸(100)に配置されるが、車軸(100)の回転と共に回転しない。一方、第1の支持ディスク(10)および第1のブレーキライニング(9)は、車軸(100)の回転と共に回転する。
本明細書に記載の前記容器(2)の特定の実施形態では、容器(2)は、長方形断面を有するトロイドの形状を有し、車軸(100)の周りに位置する中央円筒壁(4)および外側円筒壁(3)を備え、第1の鋳鉄製ディスク(5)と第2の鋳鉄製ディスク(7)の両方が容器(2)に接合され、中央円筒壁(4)および外側円筒壁(3)と共に、冷却剤を収容するための内部回路(8)を構成する。内部回路(8)が確実に密閉されるように、密閉ガスケット(17)は、第1の鋳鉄製ディスク(5)と容器(2)の中央円筒壁(4)および外側円筒壁(3)との間、および、第2の鋳鉄製ディスク(7)と容器(2)の中央円筒壁(4)および外側円筒壁(3)との間に配置される。
容器(2)は、外側円筒壁(3)に位置する第1の穴(13)と第2の穴(14)を備え、さらに内部回路(8)に内壁(15)を備え、2つの穴(13、14)は、本明細書で後述するように、冷却剤が容器(2)の内部回路(8)に出入りできるように使用される。
制動中、第1の鋳鉄製ディスク(5)と第1のブレーキライニング(9)の間の摩擦により熱が発生し、本発明の装置の目的により、以下に示すように放散し、部品の摩耗を減らし、ブレーキ効率を高める。
したがって、本発明の目的であるブレーキ装置は、容器の内部回路(8)を通して冷却剤を循環させることにより、第1の鋳鉄ディスク(5)に対する第1のブレーキライニング(9)の摩擦により発生する熱を放散する。これは、内部回路(8)の第1の穴(13)から導入される。前記冷却剤は、内部回路(8)を循環し、第1の鋳鉄製ディスク(5)で発生した熱を吸収し、第2の穴(14)を通って内部回路(8)を離れ、内部回路(8)を通る冷却剤の経路は、内壁(15)によって強制される。
冷却剤は、内部回路(8)を出た後、チューブ(16)によってラジエータまたは熱交換器(図には示されていない)に運ばれ、冷却剤は、温度を失い、第1の穴(13)から内部回路(8)に戻される。このようにして、冷却剤の冷却回路が生成される。冷却剤の温度を制御するために、本発明の目的である装置は、容器(2)に設置された2つのセンサ(18)を有する。
最後に、本発明の目的であるブレーキ装置は、少なくともピストン(1)を覆うケーシング(12)を備え、本発明の目的であるブレーキ装置の他の構成要素は、ケーシング(12)によって覆われるか、その外側に配置されるようになる。
同様に、ケーシング(12)は、装置の設計でチューブ(16)がケーシング(12)を通過することを必要とする場合、本発明の目的である装置のチューブ(16)の通過のための少なくとも1つの凹部(19)を備えてもよい。
第1の実施形態において、装置は、容器(2)の中央円筒壁(4)と車軸(100)との間に軸受(101)を備え、容器(2)は、軸受(101)に載り、容器(2)が車軸(100)の回転運動から独立するようになっている。したがって、2つの鋳鉄製ディスク(5、7)を備えた容器(2)も、ピストン(1)も車軸(100)と共に回転しない。さらに、軸受(101)は、第1のバネ(11)を支持し、第1のバネ(11)は、軸受(101)の一端で支えられ、反対側の端で、第1のブレーキライニング(9)が配置されている第1の支持ディスク(10)に支えられる。ピストン(1)から圧力を受けない場合、第1の鋳鉄製ディスク(5)は、第1のブレーキライニング(9)から離れ、不要な摩擦を防ぐ。
本発明の一実施形態では、第1の支持ディスク(10)を第1のブレーキライニング(9)と共に車軸(100)に固定することは、支持ディスク(10)および車軸(100)を横切るボルトまたはピン(28)によって行われる。
本発明の一実施形態では、第2の支持ディスク(22)を第1のブレーキライニング(20)と共に車軸(100)に固定することは、ボルトまたはピン(29)によって車軸(100)に固定された、ガイド車軸を有するディスク形状の部品(30)によって行われる。これは、第2の支持ディスク(22)の対応する収容部に導入され、それが車軸(100)と共に回転させられる。しかしながら、ピストンの動作により、直線的に変位することができる。
本発明の目的である装置のこの第1の実施形態では、ブレーキが発生するのは、車両ブレーキペダルが踏まれると、ピストン(1)がブレーキライン(6)を介してその中の油圧流体を受け取るためである。したがって、ピストン(1)は、容器(2)と共に第1の鋳鉄製ディスク(5)を第1のブレーキライニング(9)に向かって変位させ、第1のブレーキライニング(9)と第1の鋳鉄製ディスク(5)との間の摩擦によりブレーキがかかる。車軸(100)の周りに配置された第1のバネ(11)は、容器(2)の中央円筒壁(4)に固定された軸受(101)の一端で支えられ、反対側の端で第1の支持ディスク(10)に支えられる。ピストン(1)、容器(2)、および第1の鋳鉄製ディスク(5)のアセンブリを、油圧流体がピストン(1)に入るのを停止した後、初期位置に強制的に戻す。言い換えると、上記のアセンブリを第1のブレーキライニング(9)から分離する。
本発明の目的であるブレーキ装置の第2の実施形態があり、これは、第2の支持ディスク(22)上に載る第2のブレーキライニング(20)をさらに備え、第2のブレーキライニング(20)および第2の支持ディスク(22)は、ピストン(1)と容器(2)との間に配置される。
本発明の目的であるブレーキ装置のこの第2の実施形態では、容器(2)の中央円筒壁(4)と車軸(100)との間にも軸受(101)が配置されているため、容器(2)は、車軸(100)に対して回転することなく安定した位置にある。
さらに、この第2の実施形態は、軸受(101)に関して第1のバネ(11)の反対側に位置する第2のバネ(21)を含む。第2のバネ(21)は、一端が軸受(101)に、他端が第2の支持ディスク(22)に載っている。この配置では、容器(2)は回転せずに固定されたままで、バネ(11、21)、支持ディスク(10、22)、ブレーキライニング(9、20)および車軸(100)は、共に回転する。
本発明の目的であるブレーキ装置の第2の実施形態におけるブレーキは、2つの補完的なステップで生じる。第1のステップでは、車両のブレーキペダルを踏んだ結果として、ピストン(1)がその中の油圧流体を受け取る。第2のブレーキライニング(20)を容器(2)に対して引きずることにより、第2の支持ディスク(22)に対して前記ピストン(1)を変位させる。第2のブレーキライニング(20)が容器(20)の第2の鋳鉄製ディスク(7)と接触し、第1の摩擦または制動摩擦を生成する。この状況で、第2のブレーキライニング(20)が固定されている車軸(100)の速度が必要に応じて低下した場合、油圧流体が入力を停止するという事実に伴い、第2のバネ(21)の動作は、第2のブレーキライニング(20)を容器(2)の第2の鋳鉄製ディスク(7)から分離する。車軸(100)の速度をさらに低下させて、ブレーキペダルを踏んだままにするか、そのための圧力を上げなければならない場合がある。油圧流体がピストン(1)に入り続け、ピストン(1)が第2のブレーキライニング(20)、第2の支持ディスク(22)、容器(2)、第1の鋳鉄製ディスク(5)を変位させ、容器(2)に固定された軸受(101)は、車軸(100)と共に回転する第1のブレーキライニング(9)と接触するまで、第1のバネ(11)と第2のバネ(21)の両方を圧縮する。
車軸(100)の速度が必要に応じて減速されると、車両のブレーキペダルが持ち上がり、それによって、油圧流体がピストン(1)に進入しなくなり、第1のバネ(11)と第2のバネ(21)は、上記のように、第1ステップで、第1のブレーキライニング(9)を第1の鋳鉄製ディスク(5)から分離し、第2のステップで、第2のブレーキライニング(20)を第2の鋳鉄製ディスク(7)から分離する。
第2のブレーキライニング(20)と第2の支持ディスク(22)の固定は、補完ピン(28)と収容部(29)によって、または固定部品(30)によって、第1のブレーキライニング(9)と第1の支持ディスク(10)について既に表したものと同様である。続いて、第2のブレーキライニング(20)および/または第2の支持ディスク(22)が固定される。
容器(2)は、ピストン(1)により駆動される車軸(100)に沿って動き、この動きは、車軸(100)に沿って案内される。車軸(100)に沿った変位の案内は、以下に示す2つの方法のいずれかで実現される。
-第1の方法は、ケーシング(12)に配置された周囲チャネル(23)と、ケーシング(12)の周囲チャネル(23)に面する容器(2)の周囲ボール軸受(24)によるものである。これにより、周囲ボール軸受(24)は、ケーシング(12)の周囲チャンネル(23)に沿ってスライドする。
-第二の方法は、ケーシング(12)の周囲ネジ穴(25)により、そこにガイドネジ(26)が挿入されるものである。これにより、容器(2)は、ケーシング(12)のガイドネジ(26)に面する前記容器(2)の周囲突起(27)のおかげで、前記ガイドネジ(26)を通ってスライドするようになる。
本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されるべきではない。当業者は、本明細書でなされた説明に鑑みて他の実施形態を開発することができる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
1 ピストン
2 容器
3 外側円筒壁
4 中央円筒壁
5 第1の鋳鉄製ディスク
6 ブレーキライン
7 第2の鋳鉄製ディスク
8 内部回路
9 第1のブレーキライニング
10 支持ディスク
11 バネ
12 ケーシング
13 第1の穴
14 第2の穴
15 内壁
16 チューブ、
17 密閉ガスケット
18 センサ
19 チューブを通すための凹部
20 第2のブレーキライニング
21 第2のバネ
22 第2の支持ディスク
23 周囲チャンネル
24 周囲ボール軸受
25 周囲ネジ穴
26 ガイドネジ
27 周囲突起
28 ピン
29 収容部
30 固定部品、
100 車軸
101 軸受

Claims (11)

  1. 車輪の車軸(100)に設置するためのブレーキ装置であって、
    -ピストン(1)と、
    -少なくとも前記ピストン(1)を収容するケーシング(12)と、
    -容器(2)と、
    -前記容器(2)に結合された第1の鋳鉄製ディスク(5)および第2の鋳鉄製ディスク(7)と、
    -第1のブレーキライニング(9)と、
    -前記第1のブレーキライニング(9)が配置されている第1の支持ディスク(10)と、
    -前記車軸(100)の周りの前記容器(2)の中央円筒壁(4)に固定された軸受(101)と、を備え、
    前記容器(2)および前記ケーシング(12)は、前記車軸(100)を中心に回転せずに固定されたままで、前記第1のブレーキライニング(9)は、前記第1の支持ディスク(10)と共に前記車軸(100)に固定され、前記ピストン(1)は、前記容器(2)を前記2つの鋳鉄製ディスク(5、7)と共に、前記第1の鋳鉄製ディスク(5)が前記第1のブレーキライニング(9)と接触するまで、前記第1のブレーキライニング(9)に向かって変位するようにさらに構成され、前記容器(2)は、冷却剤を収容するように構成された内部回路(8)を備えることを特徴とするブレーキ装置。
  2. 前記容器(2)の前記内側回路(8)は、前記車軸(100)の周りに配置される中央円筒壁(4)、外側円筒壁(3)、および前記中央円筒壁(4)と前記外側円筒壁(3)を結合する前記2つの鋳鉄製ディスク(5、7)によって制限されることを特徴とする、請求項1に記載のブレーキ装置。
  3. 前記ブレーキ装置は、前記車輪の前記車軸(100)の周りに第1のバネ(11)を備え、前記第1のバネ(11)は、前記軸受(101)の一端と前記第1の支持ディスク(10)の他端に置かれ、前記第1のバネ(11)は、前記第1の鋳鉄製ディスク(5)が前記第1のブレーキライニング(9)と接触したときに、前記第1の支持ディスク(10)に圧力を加え、前記ピストン(1)、前記容器(2)、および前記第1の鋳鉄製ディスク(5)を、前記第1のブレーキライニング(9)から離すように構成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のブレーキ装置。
  4. 前記ブレーキ装置は、
    -前記ピストン(1)と前記容器(2)との間の、第2の支持ディスク(22)上に第2のブレーキライニング(20)をさらに備え、
    前記ピストン(1)は、前記容器(2)とその前記第1の鋳鉄製ディスク(5)が前記第1のブレーキライニング(9)に向かって変位する前の変位で、前記第2のブレーキライニング(20)を前記容器(2)の前記第2の鋳鉄製ディスク(7)に向かって変位させるように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のブレーキ装置。
  5. 前記ブレーキ装置は、前記車輪の前記車軸(100)の周りに、前記第2の支持ディスク(22)の一端と前記軸受(101)の他端に置かれた第2のバネ(21)を備え、前記第2のバネは、前記第2の鋳鉄製ディスク(7)が前記第2のブレーキライニング(20)と接触したときに、前記第2の支持ディスク(22)に圧力を加え、前記ピストン(1)、前記容器(2)、および前記第2の鋳鉄製ディスク(7)を、前記第2のブレーキライニング(20)から離すように構成されていることを特徴とする、請求項4に記載のブレーキ装置。
  6. 前記容器(2)は、
    -前記内部回路(8)にアクセスするための第1の穴(13)と、
    -前記内部回路(8)にアクセスするための第2の穴(14)と、を備え、
    前記冷却剤は、前記第1の穴(13)からアクセスして、前記第2の穴(14)から出ることにより、前記内部回路(8)に沿って移動することを特徴とする、請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  7. 前記容器は、前記内部回路(8)に配置された内壁(15)を備え、前記内壁は、前記冷却剤を前記内部回路(8)に沿って移動させることを特徴とする、請求項6に記載のブレーキ装置。
  8. 前記ブレーキ装置は、前記第1の穴(13)および前記第2の穴(14)を前記冷却剤のための熱交換器に結合するチューブ(16)を備えることを特徴とする、請求項6または7に記載のブレーキ装置。
  9. 前記ブレーキ装置は、前記冷却剤の温度を制御するために、前記容器(2)に少なくとも1つのセンサ(18)を備えることを特徴とする、請求項1ないし8のうちいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  10. -前記ケーシング(12)は、複数の周囲チャネル(23)を備え、
    -前記容器は、複数の周囲ボール軸受(24)を備え、
    前記周囲ボール軸受(24)は、前記ケーシング(12)の前記周囲チャネル(23)に面し、前記周囲ボール軸受(24)は、前記ケーシング(12)の前記周囲チャネル(23)に沿ってスライドするように構成されていることを特徴とする、請求項1ないし9のうちいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  11. -前記ケーシング(12)は、ガイドネジ(26)を収容する複数の周囲ネジ穴(25)を備え、
    -前記容器(2)は、複数の周囲突起(27)を備え、
    前記周囲突起(27)は、前記ガイドネジ(26)を収容し、前記ガイドネジ(26)に沿った容器(2)のスライドを案内することを特徴とする、請求項1ないし9のうちいずれか1項に記載のブレーキ装置。
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