JP7298931B2 - 前部領域における吸引溝と面取りされた前部領域を備えるディスクブレーキアセンブリのブレーキパッド - Google Patents

前部領域における吸引溝と面取りされた前部領域を備えるディスクブレーキアセンブリのブレーキパッド Download PDF

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Description

本発明は、車両、特に自動車、さらには鉄道車両に関する。より具体的には、本発明は、車両および鉄道車両の制動に関する。本発明はさらに、これらの車両およびこれらの鉄道車両用のディスクブレーキアセンブリ用のブレーキパッドに関する。
本発明によれば、車両は、任意のタイプであり得、特に、自動車、トラックまたはバスであり得ることに留意されたい。同様に、鉄道車両は、電車、路面電車、さらにはメトロとすることができる。
車両または鉄道車両は、一般に、ブレーキシステムを備える。ブレーキシステムは、特にディスクブレーキシステムである。したがって、ブレーキシステムは、ホイールまたは車両または鉄道車両の車軸と一体のディスクを含む。このように、車輪または車軸を回転させて、車両または鉄道車両を動かすと、ディスクも回転する。
したがって、車両または鉄道車両を制動するために、ディスクブレーキシステムは、ディスク摩擦手段を備える。摩擦手段は、特に、それぞれが摩擦材料を含むライニングを支持する2つのプレートを含む。摩擦材料は、ディスクと接触するように構成されている。ブレーキシステムの作動時に、摩擦ライニングを支持する2枚のプレートがディスクを挟むようにディスクの両側に配置されている。
しかし、ディスクが回転している場合に摩擦材料がディスクに接触すると、摩擦材料は人間の健康や環境に有害な粒子を放出する。したがって、ブレーキシステムは汚染されている。
これが、ブレーキシステムでのブレーキにより発生した粒子を吸引するように配置された吸引装置が知られている理由である。吸引装置は、放出後すぐにブレーキ粒子を吸引することを目的としている。
ただし、吸引装置は主に、ブレーキパッドが「工場出荷時」の構成のときに動作するように設計されている。したがって、その使用中に、ブレーキ粒子の吸引が非効率になる可能性がある。
本発明の1つの目的は、性能レベルは、経時的に一定のままであるディスクブレーキアセンブリ用のブレーキパッドを提供することである。
この目的のために、本発明は、摩擦材料で作られたライニングと、ライニングを支持するプレートとを備える、ディスクブレーキアセンブリ用のブレーキパッドを提供し、
ライニングは、
- 摩擦面および固定面と、
- ディスクが車両の前進方向に回転する場合にディスクがパッドとの境界面から出ることができる側にある後縁および前縁と、
- 内縁および外縁と、
- 摩擦面に開口し、後縁の近くに配置された収集溝であって、内縁または外縁のいずれかに開口する収集溝と、
を備え、
プレートは、収集溝と流体連通する孔を含み、孔は、連通手段を介して負圧源に接続され、
ライニングは、後縁および収集溝を含む後部領域と、前縁を含む前部領域とを含み、前部領域は、前部領域の厚さが減少するにつれて、前部領域の摩擦面の面積が増加するように面取り部分を含むことを特徴とする。
このように、前部領域の面取り部分により、ブレーキ機能が最適に実行される。また、収集溝が後縁に近いほど、収集溝と前縁との間に配置される摩擦面の面積が大きいほど、ブレーキ粒子捕獲の効率が向上する。さらに、前部領域に面取り部を設けることで、ライニングの重心を前部領域に移動させることができる。このため、ライニングを支持するプレートに圧力が加えられてライニングとディスクが接触すると、前部領域の摩耗が早くなり、前部領域の摩擦面の面積が増加する。その結果、材料が摩耗するにつれて、収集溝と前縁との間に配置される摩擦面の面積が増加する。さらに、面取りがないこと、または後部領域の面取りを小さくすることにより、ブレーキ粒子の収集効率が維持されるか、少なくとも時間の経過とともにほとんど低下することはない。
さらに、前部領域に配置された面取り部分は、ライニングとディスクとの間のより激しい接触を生じさせない。これにより、ブレーキパッドの音響性能レベルが向上し、ブレーキ中に発生するノイズが低減される。
さらに、本発明の様々な実施形態では、以下の記載の一方および/または他方を実施することができる。
- 後部領域は、後部領域の厚さが減少するにつれて後部領域の摩擦面の面積が増加するように面取り部分を含み、同じ厚さの減少に対して、後部領域の摩擦面の面積は、前部領域の摩擦面の面積よりも比較的増加しない。もちろん、「比較的小さい」という用語は、後部領域の厚さが減少しても後部領域の摩擦面の面積がまったく増加しない可能性があることを意味すると理解されるべきである。
- 後部領域の面取り部分の面積は、前部領域の面取り部分の面積よりも小さい。したがって、面取り部分は非対称であり、これはブレーキパッドに最適な形状である。
- 前部領域と後部領域の面取り部分は平面であり、後部領域の面取り部分と固定面を含む平面との間に形成される角度は、前部領域の面取り部分と固定面を含む平面との間に形成される角度より大きい。
- 後部領域の面取り部分は、外側境界線と内側境界線を含み、内側境界線は、外側境界線の長さよりも比較的短い。
- 前部領域の面取り部分は、外側境界線と内側境界線を含み、内側境界線は、外側境界線の長さよりも比較的短い。
- 後部領域は2つの壁を含み、そのうちの1つには後部領域の摩擦面があり、2つの壁は、共通のリムを含み、その間に実質的に直角を形成する。
- 収集溝は、後縁から10ミリメートル未満の距離に配置される。
- 収集溝は、プレートの表面まで、摩擦材料から直接くり抜かれている。
- 収集溝は、開口端とブラインド端の間にあり、プレートの孔は、ブラインド端近くの収集溝に開口している。
本発明によれば、ディスクと、ディスクの両側に配置された上述の2つのブレーキパッドとを含むディスクブレーキアセンブリも提供される。
最後に、本発明によれば、上記のディスクブレーキアセンブリを含み、ディスクが車軸またはホイールと一体であるディスクブレーキシステムが提供される。
次に、本発明の一実施形態を、非限定的な例として、以下の図を参照して説明する。
本発明の一の実施形態によるディスクブレーキシステムの斜視図を示す。 ディスクブレーキシステムのディスクの主面に垂直な軸から見たディスクブレーキシステムを示す。 ディスクブレーキ装置のブレーキパッドの斜視図を示す。 図3で特定されたIV-IV平面に沿ったブレーキパッドの断面図を示す。 切断面に沿った本発明の別の実施形態に係るパッドを示す。 同じ切断面に沿った本発明の別の実施形態に係るパッドを示す。
明確にするために、説明された実施形態を理解するのに有益な要素のみが示され、説明されることに留意されたい。
さらに、別段の指定がない限り、「実質的に」および「約」などの表現は、検討された公称値からのわずかな変動が、特に低いパーセンテージで、特に10%までの変動が可能である。
図1および図2は、本発明による車両用のディスクブレーキシステム19を示す。この実施形態では、車両は自動車であり、この場合、軽車両である。ただし、本発明は、セミトレーラーのためのトラクター、バス、農業用トラクターなどの任意のタイプの車両、または機関車や電車などの任意のタイプの鉄道車両に実装できることに留意されたい。
本発明によるディスクブレーキシステム19は、車両のホイールと一体の軸Aのディスク9を含む。ディスク9は、側面9Aと反対側の側面9Bを有する。側面9A、9Bは軸Aに垂直である。ディスク9は、特にハブを介して、それ自体が車両のエンジンに接続されている伝達機構にも接続されている。このように、伝達機構は、軸Aを中心とする回転運動が、ディスク9を介して、車両を移動させるために、車両のホイールに伝達されることを可能にする。
さらに、ディスクブレーキシステム19は、挟み込むようにディスク9の一部を取り囲むキャリパー5を含む。特に図2に示されるように、キャリパー5は、ディスク9を取り囲むように全体としてU字形状を有する本体50の形態をとる。さらに、本体50は、ピストン55を収容するための空洞を含む。キャリパー5はさらに2本のフィンガ51、52を含む。ピストン55は、ディスクの軸Aに平行な図1に示す方向A2に、力PFを加えることができる。
図1は、車両の前進走行に対応するディスク9の回転方向FWを示す。ディスク9の接線方向Tも表示されている。
さらに、ディスクブレーキシステム19に対して、後側および反対側の前側が規定される。後側とは、ディスク9が車両の前進方向に回転した場合に、ディスク9がキャリパー5との境界面から外れる側をいう。前側とは反対側であり、ディスク9が車両の前進方向に回転した場合に、ディスク9がキャリパー5との境界面に入る側に相当する。また、軸Aからディスク9の外周に向かう径方向については、内部から外側に向かう方向が定義される。
ディスクブレーキシステム19は、車両の部材に固定されるキャリパーホルダー6を備える。この部材は、特に車両のコントロールアームとなる。さらに、キャリパーホルダー6は、キャリパー5の2つ長手方向端部に配置された2つのブリッジ61、62、および2つのブリッジ61、62を接続する接続アーチ63を備える。ブリッジ61は、後部ブリッジ、ブリッジ62は、前部ブリッジである。
ディスクブレーキシステム19はさらに、キャリパー5の内部に収容された2つのブレーキパッド10A、10Bを含む。2つのブレーキパッド10A、10Bは、ディスク9の両側に配置されている。ブレーキパッド10Aは、ディスク9の側面9Aに対向して配置されている。ブレーキパッド10Bは、ディスク9の側面9Bに対向して配置されている。したがって、2つのブレーキパッド10A、10Bは、ディスク9を含む平面に対して対称に、かつディスク9の軸Aに垂直に配置される。
キャリパー5のピストン55は、2つのパッド10A、10Bがディスク9と接触するようにブレーキパッド10Aに力PFを及ぼすように配置されており、車両ドライバーによってディスクブレーキシステム19が作動した際に車両にブレーキをかける。示されている例では、キャリパー5は、軸Aに沿ってキャリパーホルダー6内で「浮く」ように取り付けられていることに留意されたい。したがって、特にパッド10A、10Bの段階的な摩耗を補償するために、キャリパー5は軸Aに平行に動くことができる。しかし、キャリパー5は、他の潜在的な並進および回転運動においてキャリパーホルダー6と一体に保持される。浮動取付は通常、軸Aに沿ってスライドする支柱を使用して達成される。
次に、ブレーキパッド10Aについてより詳細に説明する。対称性の影響を考慮すると、以下の説明はブレーキパッド10Bにも当てはまる。
パッド10Aは、特に図3および図4に示されている。したがって、ブレーキパッド10Aは、摩擦ライニング22を支持するプレート20を備える。プレート20は、実質的に一定の厚さを有する中実金属プレートの形態をとる。プレート20は、プレート20がフック28を使用してキャリパー5の本体55に固定されることを可能にする後部アーム24および前部アーム26を含む。プレート20は、摩擦ライニング22が固定される固定面を含む。図2に示すように、固定面の反対側の面がピストン55に固定される。
摩擦ライニング22は、車両を制動するためにディスク9の側面9Aと接触することができる摩擦材料で作られた本体の形態をとる。摩擦材料は、「フェロード」と呼ばれる。したがって、摩擦ライニング22は、ディスク9の側面9Aと直接接触するように意図された摩擦面30を含む。摩擦ライニング22は、摩擦面30の反対側にあり、プレート20の固定面に直接固定される固定面32をさらに含む。さらに、前述の側面を参照すると、摩擦ライニング22は、後縁34および反対側の前縁36を含む。摩擦ライニング22はさらに、内縁38および外縁39を含む。
ディスクブレーキシステム19が作動すると、ブレーキパッド10Aの摩擦ライニング22の摩擦面30とディスク9の側面9Aとの間の接触により、汚染ブレーキ粒子の放出が発生する。これらのブレーキ粒子は、ディスク9の側面9Aとの摩耗により摩擦ライニング22から分離される摩擦材料の粒子に対応し、またディスク9から分離する粒子にも対応する。このため、ディスクブレーキシステム19には、以下で説明するブレーキ粒子を吸引するための手段が含まれている。
摩擦ライニング22は、収集溝3を含む。収集溝3は、摩擦面30に開口し、摩擦ライニング22の後縁34の近くに配置される。これにより、車両が前進している場合、ブレーキ粒子が収集溝3に向かって駆動され、収集効率が向上する。好ましくは、収集溝3は、摩擦ライニング22の後縁34から最大距離で配置され、最大距離は、実質的に10ミリメートル未満、または8ミリメートル未満、または6ミリメートル未満、または3ミリメートル未満である。
前進走行中に車両にブレーキをかけると、車両の前進走行に対して、ブレーキ粒子が前方FWに放出される。したがって、ブレーキ粒子の捕捉は、収集溝3がディスク9の側面9Aと直接接触している摩擦面30の部分の後縁に近いほど、より効率的である。
図2に示すように、収集溝3は単一の連続した溝である。幅は一定である。さらに、収集溝3は、プレート20まで摩擦材料から直接くり抜かれている。さらに、収集溝3は、主に摩擦ライニング22の内部から外部へ延びる方向と略平行な方向に延びる。同様に、収集溝3は、摩擦ライニング22の後縁34と略平行である。
収集溝3はさらに、開放端31とブラインド端33との間に延びる。開放端31は、摩擦ライニング22の内縁38に配置されている。ブラインド端33は、外縁39の近くに配置されている。言うまでもなく、開放端31は、摩擦ライニング22の外縁39上に配置することもできる。ブラインド端33は、摩擦ライニング22の内縁38の近くに配置することもできる。
プレート20は、収集溝3に開口する孔17を含む。
孔17は実質的にブラインド端33に面している。孔17は、より一般的にはブラインド端33の近くに配置することができる。孔17は、収集溝3と空気連通している。
さらに、図2に示すように、ディスクブレーキシステム19は、キャリパー5の本体50を通過する可撓性ホース40によって孔17と空気連通する吸引装置8を含む。吸引装置8は、タービンなどの負圧源と、ブレーキ粒子が充填された吸引空気を濾過できるフィルターを備える。負圧源は、収集溝3から吸引するように構成されている。
したがって、孔17は、この場合は可撓性ホース40を含む連通手段を介して負圧源に接続される。
さらに、摩擦ライニング22は、後部領域60および前部領域62を含む。後部領域60は、摩擦ライニング22の後縁34および収集溝3を含む。前部領域62は、前縁36を含む。後部領域60と前部領域62は、続けて配置され、互いに接触している。それらは、それぞれ摩擦ライニング22のほぼ半分を占める。図4は、後部領域60と前部領域62との間の境界を定める軸Mを示す。
後部領域60は、ディスク9の側面9Aに直接接触可能な面である摩擦面60Aを含む。同様に、前部領域62は、ディスク9の側面9Aと直接接触することができる表面である摩擦面62Aを含む。
後部領域60は、後部領域60の摩擦面60Aと摩擦ライニング22の後縁34とを接続する面取り部分64を含み、摩擦ライニング22の厚さは、摩擦面60Aを含む部分において、後縁34を含む部分よりも厚い。したがって、特にブレーキパッド10Aの使用により引き起こされる摩耗により、後部領域60の厚さが減少すると、後部領域60の摩擦面60Aの面積が増加する。
同様に、前部領域62は、前部領域62の摩擦面62Aと摩擦ライニング22の前縁36とを接続する面取り部分66を含み、摩擦ライニング22の厚さは、摩擦面62Aを含む部分において、前縁36を含む部分よりも厚い。したがって、特にブレーキパッド10Aの使用により引き起こされる摩耗により、前部領域62の厚さが減少すると、前部領域62の摩擦面62Aの面積が増加する。
しかし、図3および図4に示すように、後部領域60の面取り部分64の面積は、前部領域62の面取り部分66の面積よりも小さい。したがって、特に図4に示すように、面取り部分64、66の消失に対応する同じ最大厚さの減少に対して、後部領域60の摩擦面60Aの面積は、前部領域62の摩擦面62Aの面積よりも比較的増加が少ない。
したがって、後部領域60は、前部領域62よりも「面取りが少ない」。したがって、摩擦ライニング22の摩耗により、摩擦面60Aの面積がより大きくなる。したがって、より多くのブレーキ粒子が前部領域62から後方に放出される。ブレーキ粒子の捕捉効率はこのように維持される。
さらに、後部領域60の面取り部分64の面積は、前部領域62の面取り部分66の面積よりも小さいため、摩擦ライニング22の質量中心は、前縁36よりも後縁34に近い。
したがって、ピストン55への力PFの印加が実質的に後縁34と前縁36との間で行われるので、前部領域62の面取り部分66は、後部領域60の面取り部分64よりも早く摩耗する傾向があり、これはまた、収集溝3の上流でより多くのブレーキ粒子の放出をもたらす。
後部領域60および前部領域62それぞれの面取り部分64、66はまた、ディスク9の側面9Aと摩擦ライニング22との間のより穏やかな接触を可能にする特性を有する。これにより、ブレーキ時に発生する騒音や振動が低減される。さらに、面取り部分64、66は、例えば、降雨に由来する、水を排出するための傾斜路を形成する。
さらに、図3に示すように、後部領域60の面取り部分64は、摩擦ライニング22の内縁38および外縁39とそれぞれ部分的に位置合わせされる内側境界線64Aおよび外側境界線64Bを含む。内側境界線64Aは、外側境界線64Bよりも比較的短い。
同様に、前部領域62の面取り部分66は、摩擦ライニング22の内縁38および外縁39とそれぞれ部分的に位置合わせされている内側境界線66Aおよび外側境界線66Bを含む。内側境界線66Aは、外側境界線66Bよりも比較的短い。
図5および図6は、本実施形態に対する2つの代替実施形態を示す。本実施形態との相違点のみ説明する。
図5に示される代替実施形態によれば、後部領域60は、面取り部分64を含まない。したがって、ブレーキパッド10Aの寿命を通じて、収集溝3は、摩擦ライニング22の後縁34の近くに留まる。したがって、後部領域60は、2つの壁60B、60Cを含む。壁60Bは、後部領域60の摩擦面60Aを支持する。また、壁60Cは、壁60Bに対して垂直に配置され、壁60Bをプレート20に接続する。さらに、壁60Bおよび60Cは、この場合、後縁34である共通のリムを含む。
図6に示す代替実施形態によれば、後部領域60の面取り部分64Cは、平面であり、プレート20を含む平面との角度D1を規定する。角度D1は、面取り部分64Cの延長と固定面32を含む平面との間の交点によって定義される。同様に、面取り部分66は平面であり、プレート20を含む平面との角度D2を規定する。角度D2は、面取り部分66の延長と固定面32を含む平面との間の交点によって定義される。この代替の実施形態によれば、D1はD2より大きい。したがって、後部領域60の面取り部分64Cは、前部領域62の面取り部分66よりも「より傾斜している」。これにより、上記の技術的効果が得られる。
言うまでもなく、本発明の範囲内に留まりながら、本発明に多くの修正を加えることができる。
特に、任意のタイプの負圧源、またはより一般的には任意のタイプの吸引手段を使用することができる。
摩擦ライニング22には、任意のタイプの材料を使用することもできる。
3 収集溝
5 キャリパー
6 キャリパーホルダー
8 吸引装置
9 ディスクブレーキアセンブリ
10A,10B ブレーキパッド
17 孔
19 ディスクブレーキシステム
20 プレート
22 ライニング
24 後部アーム
26 前部アーム
28 フック
30 摩擦面
31 開放端
32 固定面
33 ブラインド端
34 後縁
36 前縁
38 内縁
39 外縁
40 可撓性ホース
51 フィンガ
52 フィンガ
55 ピストン
60 後部領域
62 前部領域
63 接続アーチ
64 面取り部分
64A 内側境界線
64B 外側境界線
66 面取り部分
66A 内側境界線
66B 外側境界線

Claims (12)

  1. ディスクブレーキアセンブリ(9)のためのブレーキパッド(10A,10B)であって、摩擦材料で作られたライニング(22)と、前記ライニング(22)を支持するプレート(20)とを備え、
    前記ライニング(22)は、
    摩擦面(30)および固定面(32)と、
    ディスク(9)が車両の前進方向に回転する場合に、前記ディスク(9)がパッド(10A,10B)との境界面から出てくることができる側に位置する後縁(34)、および前縁(36)と、
    内縁(38)および外縁(39)と、
    前記摩擦面(30)に開口し、前記後縁(34)の近くに配置された収集溝(3)であって、前記収集溝(3)が前記内縁(38)または前記外縁(39)のいずれかに開口する、収集溝(3)と、
    を備え、
    前記プレート(20)は、前記収集溝(3)に流体連通する孔(17)を含み、前記孔(17)は、連通手段(40)を介して負圧源に接続され、
    前記ライニング(22)は、前記後縁(34)および前記収集溝(3)を含む後部領域(60)と、前記前縁(36)を含む前部領域(62)とを含み、前記前部領域(62)は、前記前部領域(62)の厚さが減少するにつれて前記前部領域(62)の摩擦面の面積が増加するように、面取り部分(66)を含むことを特徴とする、ブレーキパッド(10A,10B)。
  2. 同じ厚さの減少に対して、前記後部領域(60)の摩擦面の面積が、前記前部領域(62)の前記摩擦面の面積よりも増加しないように、前記後部領域(60)は、前記後部領域(60)の厚さが減少するにつれて前記後部領域(60)の摩擦面の面積が増加するような面取り部分(64)を備える、請求項1に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  3. 前記後部領域(60)の前記面取り部分(64)の面積は、前記前部領域(62)の前記面取り部分(66)の面積よりも小さい、請求項2に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  4. 前記後部領域(60)および前部領域(62)の前記面取り部分(64,66)が平面であり、前記後部領域(60)の前記面取り部分(64)と、前記固定面を含む平面との間に形成された角度(D1)は、前記前部領域(62)の前記面取り部分(66)と、前記固定面(32)を含む平面との間に形成された角度(D2)より大きい、請求項2または3に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  5. 前記後部領域(60)の前記面取り部分(64)が外側境界線(64A)および内側境界線(64B)を含み、前記内側境界線(64B)は、前記外側境界線(64A)の長さよりも短い長さを有する、請求項2~4のいずれか一項に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  6. 前記前部領域(62)の前記面取り部分(66)は、外側境界線(66A)および内側境界線(66B)を含み、前記内側境界線(66B)は、前記外側境界線(66A)の長さよりも短い長さを有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  7. 前記後部領域(60)は、2つの壁(60B,60C)を含み、一方の壁(60B)には前記後部領域(60)の摩擦面があり、前記2つの壁(60B,60C)は、共通の縁(34)を備え、前記2つの壁の間で実質的に直角を形成している、請求項1に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  8. 前記収集溝(3)が前記後縁(34)から10ミリメートル未満の距離に配置されている、請求項1~7のいずれか一項に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  9. 前記収集溝(3)は、前記プレートの表面まで前記摩擦材料から直接くり抜かれている、請求項1~8のいずれか一項に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  10. 前記収集溝(3)は、開放端(31)およびブラインド端(33)の間で延在し、前記プレート(20)の前記孔(17)は、前記ブラインド端(33)の近くの前記収集溝(3)に開口している、請求項1~9のいずれか一項に記載のブレーキパッド(10A,10B)。
  11. ディスク(9)と、前記ディスク(9)の両側に配置された請求項1~10のいずれか一項に記載の2つのブレーキパッド(10A,10B)とを含むディスクブレーキアセンブリ。
  12. ディスク(9)が車軸またはホイールと一体である、請求項11に記載のディスクブレーキアセンブリを備えるディスクブレーキシステム(19)。
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