JPS6073138A - 円板ブレ−キ用制動ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、円板ブレーキの改良された制動ピストン、特
に、ブレーキハウジングの内側の複数の軸方向へ延びる
スプラインに噛合う複数の軸方向へ延びるスフ０ライン
を有する該制動ピストンに関する。

従来の技術 自動車の分野で周知である一型式の円板ブレーキは、車
輪に一緒に回転する様に装着される回転円板ないしロー
タを使用する。該ブレーキは、円板の外側に重なる延長
された外側部分を有し車軸に装架されるキャリパ組立体
と、円板の内側に整合するピストンとを備えている。ピ
ストンの軸方向運動は、円板および車輪の回転を防止す
る様に意図する摩擦力を円板に生じる如くピストンとキ
ャリパ組立体との間で円板を捕捉する。

２つの該円板ブレーキは、１９８３年４月１１日提出の
ドナルドＪ、ダピツドソンによる「円板ブレーキ用緩み
調節装置」の名称の米国特許出願第４８４，０２５号と
、１９８３年４月１１日提出のダビットＤ、シエイルに
よる「円板ブレーキ用緩み調命装置」の名称の米国特許
出願第４８４．０２６号とに開示される。これ等のブレ
ーキは、円板の摩擦面に向いまた離れる軸方向運動を行
う様にブレーキのハウジング内に装着される回転不能な
制動ピストンを使用する。ブレーキ作動装置は、ハウジ
ングに装架される。動力軸は、ハウジング内に装着され
、ピストンに同心状に整合し、ブレーキ作動装置によっ
て選択的に回転可能である。動力軸は、ハウジング内の
動力軸ナツトに係合するウオームギヤ歯を有し、該動力
軸ナツトは、回転を阻止され、動力軸の選択的な回転に
直接対応して軸方向へ移動可能でおる。該動力軸ナツト
は、円板の摩擦面に向いまた離れるピストンの軸方向運
動を生じる様にピストンに作用可能に結合される。

これ等の２つの従来技術のブレーキは、ハウジングの内
部にある緩み調節装置を使用するが、該動力軸ナツトの
朗用は、ブレーキの全体長さ全追加することが判明した
。従って、ハウジングの外部の緩み調節装置１イを使用
する他の同様なブレーキが存在するが、最短の全長を有
し、一方、ブレーキのハウジングの全長に不必要に追加
する傾向のある要緊を出来るだけ多く耐除する該ブレー
キを提供する必要性が残される。それにもかかわらず、
該ブレーキを変更する任意の試みは、ハウジングの内部
への望ましくない汚染物の侵入を防止する信頼性のある
装置と、潤滑剤がハウジング内に適鳩ｋｒｄ♀」古く１
１人？、Ｌ−９４πす六誌譜糺ザレーキがその期待寿命
の全体にわたって効果的に作用可能なことを保証する任
意のその他の特徴とを含まねばならない。

発明の要約 本発明の目的は、効果的で信頼性がめｐ保守するのに比
較的簡単な円板ブレーキ用制動ピストンを提供すること
である。

本発明のこれ等の目的と、その他の目的とは、車軸のま
わシに回転する様に装着される円板を有する型式の円板
ブレーキの改良された制動ピストンを備える本発明の好
適実施例で与えられる。ブレーキハウジングは、円板の
厚、振部に整合して車軸に装架される。制動ピストンは
、少くとも部分的にハウジング内に装着される内側端部
と、円板の摩擦面に隣接しハウジングの外方の外側端部
とを有している。ブレーキ作動装置は、・・ウジングに
装架される。動力軸は、制動ビ′ストンに同心状に整合
してハウジング内に装着され、ブレーキ作動装置によっ
て選択的に回転可能である。動力軸は、制動ピストンの
内側端部の組合わされる歯に保合するウオームギヤ歯を
有している。改良は、ハウジングに対する制動ピストン
の回転を制限する様にハウジングの内側面の対応するス
プラインに噛合う如く内側端部の外側面のまわシに複数
の軸方向へ延びるスプラインを有する制動ピストンをぎ
む。該スプラインは、円板の摩擦面に向いまた離れる制
動ピストンの軸方向運動を計容し、制動ピストンの該軸
方向運動は、動力軸の選択的な回転に直接対応する。

実施例 第１図に示す様に、好適なキャリパ円板ブレーキ１０は
、車輪１４等に強固Ｃて装架される円板ないしロータ１
２を利用する。車輪１４は、トレーラの車軸またはトラ
ックないしトラクタの原動車軸でもよい車４＋１＋１６
のまわシに回転する様に装着される。キャリパブレーキ
１０は、円板ないしロータ１２の外側ｊ撃擦面２２およ
び内０Ｉｌｌ摩擦面２４に夫々整合する延長部分１８と
、非回転の軸方向へ可動な制動ピストン２υとを有して
いる。延長部分１８と、可動ピストン２０の外側端部２
３との両者は、円板１２０両側との摩擦接触を生じる如
くシューおよび摩擦パッド２６．２８’を夫々使用する
。

ピストン２０のみがキャリパブレーキ１０のノλウジン
グ３０内で移動する様に意図されるが、ピストン２０の
移動を生じさせて、ブレーキ１０を車軸１６に装架する
のに使用される方法は、制動力が円板１２の両側に加え
られることを保証する。

特ニ、ブレーキ１０のハウジング３０は、車軸１６に固
着されるトルク板３２に装架される。トルク板３２は、
一対（第１図に１本のみが示される）のキャリパスライ
ドピン３４を支持し、各スライドピン３４は、その中間
部分で摺動可能に支持され、その両端は、中間部分から
軸方向へ延びる。

ハウジング３０の各側には、一対の軸方向に離れるサポ
ート３Ｇは、キャリパスライドピン３４の両端を固着す
る様に貫通して同心状に整合する孔を設けられる。従っ
て、ブレーキ１０の全体の７・ウジング３０は、車軸１
６および円板１２に対して軸方向へ移動可能でおる。

ブレーキピストン２０の軸方向運動を生じるため、好適
なブレーキ作動装置は、それから延びる作動ロッド４０
を有する空気チャンバ３８を備えている。空気チャンバ
３８は、ハウジング３０と一緒に移動する様にハウジン
グ端部蓋４２と一体に形成されるブラケット４１によっ
てハウジング３０に固着される。作動ロッド４０は、そ
の内方および外方の運動が作動腕４４の回転運動を生じ
る様に腕４４に結合される。作動腕４４は、緩み調節機
構を有する型式のものであシ、１９７６年４月１６日登
録の「カムブレーキの自動緩み調節機構」の名称の米国
特許第３，９４９，８４０号に全体を開示される。しか
しながら、同様な緩み調節装置を有する任意の数の作動
腕は、この代りに使用されてもよい。作動腕４４は、動
力軸４６に固定され、動力軸４６の回転は、ピストン２
０の対応する軸方向運動を生じることが認められる。

従って、ブレーキ１０が作動される際、作動ロッド４０
は、ピストン２０における摩擦パッド９８が円厨１フの
内側面２４に接触する様になるまで、作動腕４４の回転
運動およびピストン２゜の外方運動を生じさせる。延長
部分１８における摩擦パッド２６が円板１２の外側面２
２との接触状態になげれば、ピストン２ｏの継続する運
動は、両者の摩擦パッド２６．２８が円板１２０両側で
所望の制動摩擦を生じる様に円板１２に圧縮力を加える
まで、トルク板３２に対しキャリパスライドピン３４上
で軸方向に全体のハウジング３ｏを移動する。表示の目
的のために誇張されている７５ζ常態の所定の回転間隙
は、ピストン２ｏの最小の軸方向運動のみが円板１２に
加えられる全制動力の存在を保証するのに必要なことを
保証するために望ましい。明らかに、摩擦パッド２６．
２８の有用な材料が摩損を開始する際、回転間隙が迅速
で信頼性のある制￥ＪＪＪ操作全阻害する程度に拡大さ
れることの懸念が存在する。従って、作動腕４４に組込
まれる従来技術の緩み調節装置は、ブレーキ１０の使用
寿命中、動力軸４６に対して腕４４を再設置する様に作
用する。

第２図に示す様に、動力軸４６は、ハウジング３０内で
回転する如く装着され、ピストン２０に同心状に整合す
る。動力軸４６にスフ０ライン結合される作動腕４４に
より、動力軸４４３は、ハウジング３０内で選択的に回
転可能である。特に、動力軸４６は、ハウジング端部蓋
４２の孔４８内にブツシュ５０において装着される。ブ
ツシュ５０は、好ましくは油含浸粉末金属で作られ、孔
４８に圧入される。操作中、・・ウジング３０の内部か
らの動力ｊ軸４６の後退を防止するため、半径方向へ延
びる８部分５２は、ハウジング端部蓋４２で支持される
スラスト座金５４に対してハウジング３０の内ＲＩＳに
捕捉される。好適なスラスト座金５４の種々な詳１．Ｉ
Ｂは、下記で説明される。更に、ハウジング３０の内部
への動力軸４６の望ましくない挿入全防止するため、座
金要素５Ｇは、ハウジング端部蓋４２の外１１ｆ！１面
に接触する様に動力軸４６の外側端部を包囲し、所定の
位置に止め輪５８で保持される。

好適なブレーキ１０の適当な操作のため、そのかなシな
回転から守る一方、円板１２に向いまた離れる軸方向運
動を許容する態様においてハウジング３０内で軸方向に
移動する様にピストン２０を装着するのは、望ましいこ
とが認められる。特に、ピストン２０は、その外側面６
２の捷わりに軸方向へ延びる複数のスプライン６４を有
する内側端部６０を有している。スプライン６４は、ピ
ストン２００回転を制限する様にハウジング３０の内側
面の対応するスプライン６６と噛合い、従って、ピスト
ン２０は、動力軸４６によって作用されるとき、軸方向
運動のみが可能である。制動力を加えるのに必要とする
様なピストン２０に対する軸方向運動に動力軸４６の回
転運動ヲ袈換するため、動力軸４６のウオームギヤ歯６
８は、ピストン２０の内側端部６０の適合する内歯７０
に係合する。従って、ピストン２０は、動力軸４６の選
択的な回転に直接に対応して軸方向に移動する。

上述の様に、好適なブレーキ１０は、所望の摩擦力を円
板１２に生じる様に適指に作用するが、ブレーキの適当
な作用を保証するために付加的外考察を必要とする基本
設計の幾つかの特徴が存在する。特に、この型式のブレ
ーキ内で発生される大きな力のため、上述の様な要素間
の種々な接触面は、ブレーキ１０の寿命の全体にわたっ
て効果的に作用するために適当な潤滑全必要とする。従
って、グリース継手γ２は、グリースまたはその他の好
適な潤滑剤がブレーキの寿命の全体にわたってハウジン
グ３０の内部に定期的に供給可能なことを保証するため
に設けられる。その上、ピストン２０は、望ましくない
汚染物がハウジング３０の内部に侵入せずハウジング３
０内の種々な要素の作用を阻害しないことを保証する如
く、ハウジング３０に固定される第１端部１４と、ピス
トン２０の内側端部６０を包囲する第２端部７５とを有
し包囲する可撓性ブーツシールγ３を備える様に構成さ
れる。

最初に一目見ると、任意のスプライン構造が使用可能な
様に思われるが、ブレーキ１００作用の全体にわたりピ
ストン２０の効果的で信頼性のあム揮動が在在寸Ａのを
保証するとすれば、スプライン６４．６６の型式に成る
考慮が拡われねばならない。特に、スプライン６４．６
６は、好ましくは、スプラインの側壁間の嵌合よりもむ
しろ主な直径の嵌合を与えられる。主な直径での嵌合の
選択は、動力軸４６による作用の際、ピストン２０の成
る限られた回転の可能性がある様に思われるが、ピスト
ン２０がハウジング３０内で動揺しないことを保証する
如く好適なブレーキ１０においてなされた。公差が主な
直径および側壁において精密に維持されるべきであれば
、面領域で得られる面接触は、ハウジング３０内へのピ
ストン２０の内側端部６０の設置を過度に複雑にする。

従って、設置されると、ピストン２０は、僅かな偏差を
伴うか、ま／とは全く偏差なしに軸方向へ移動すること
が期待されるが、成る限られた回転は、可能であって、
ブレーキ操作中に期待される。

同、スプライン６４は、スプライン６６よりも著しく長
い。ピストン２０の内側端部６０のスプライン６４は、
ピストン２０が上述の緩み調節装置によって調節される
様な摩擦パッド２６．２８の寿命中に生じるピストン２
０の期待される再設置を可能にする様にスプライン６６
よりも軸方向へ長い。従って、上述においてピストン２
０の内側端部６０について述べたが、内側端部６０は、
ハウジング３０の内部に部分的にのみあって、摩擦パッ
ド２６．２８が摩耗すると、ハウジング３０内から更に
延びることを理解すべきである。

しかしながら、好適なブレーキ構造の１つの目的は、ブ
レーキ１０の全長を制限することであるため、該長大な
スプライン６４は、ピストン２０の製造の際に問題を生
じた。明らかに、ブレーキ１０の全長に懸念がなげれば
、充分な空間は、スプライン６４の端部とブーツシール
Ｔ３の第２端部γ５との間に充分な軸方向空間を保証す
る様に円板１２に向ってスプライン６４の端末端部に設
けら」してもＪ二い。しかしながら、ピストン２０の全
長を低減するため、シーツシールＴ３に出来るだけ近く
延びるスプラ・インＧ２を有することが望ましい。この
結果、ホゾ切シによってスプライン６４全得る任意の試
みは、シーツシール７３がピストン２０を包囲する領域
内に延びる無用な部分をスプライン６４の端末端部に加
えることが判明した。この問題を排除するため、好適な
ピストン２０は、円板１２の方向のスプライン６４の端
末端部の設計個所の第１半径方向壁７８と、第１半径方
向壁１８から軸方向に離れる第２半径方向壁８０とを有
する円周方向溝７６を備える様に最初に形成される。該
円周方向溝γ６を設けることは、スプライン６４の形成
の際に形削シ工具が各パスを完了する様な金属の逃げの
円周方向領域を適宜に設けられるため、スプライン６４
が形削勺によって形成されるのを可能にする。しかしな
がら、シーツシール７３の第２端部７５を収容する適当
なチャンネル８２を設けるため、リング要素８４は、円
周方向溝γ６に装着され、円周方向チャンネル８２ｆ：
間に限定する如く第１半径方向壁γ８に対向する第１側
部８６と、第２半径方向壁８０から分離される第２側部
８８とを有している。

第６図に示す如く、好適なリング要素８４は、硬く弾力
的な樹脂材料で作られ、円周方向溝に設置されるまでス
プライン６４に沿って軸方向へ移動する様にスプライン
６４上で拡張するのを可能にする様に半径方向スロット
９２ｆｔ有している。

その上、周辺端縁９４は、ピストン２０の操作中、ブー
ツシール７３に一層の保護を与える如くスプライン６４
を越えて半径方向へ延びる様に寸法を与えられる。岡、
ピストン２０は、勿論、摩擦パッド２６．２８の連続す
る摩耗の際、第２図に示す様な位置から左へ著しく延び
、ブーツシール７３の延長は、スプライン６４によるシ
ーツシール７３への損傷の可能性を増大する。

ハウジング３０とピストン２０との間へのブーツシール
７３の装着を完了するため、ブーツシール７３の第１端
部Ｔ４は、ハウジング３０の内側円筒形壁１００に対し
てハウジング３０の円筒形凹所９８に圧入される埋込ま
れた金属部分９６を備えている。この様に装着されると
、ブーツシール７３は、ハウジング３０の内部への望ま
しくない汚染物の侵入を防止する。

しかしながら、上述の様に、ハウジング３０の内部は、
ブレーキの適当な操作を保証する様に好適な潤滑剤を有
することが意図される。この結慇グリース継手７２にお
ける圧力下の■滑剤の定期的な供給は、ピストン２０ま
たはハウジング３０のいづれかからブーツシール１３を
解放ないし除去する様に潤滑剤が著ｌ〜い圧力をブーツ
シール７３に直接に加え得る懸念がある。従って、好適
なブレーキ１０は、潤滑剤がスプライン６４．６６を通
ってシーツシールＴ３へ漏出するのを防止する様に意図
される潤滑剤蜜月装置１０２を備えている。

好適な潤滑剤密封装置σ１０２を与えるため、円筒形凹
所９８は、半径方向へ延びる環状面１０８を有する基部
全備えている。密封リング１１０は、二）　ｌ）ルゴム
の様な弾力的で圧縮可能な材料で主として作られ、円筒
形凹所９８に設置される。蜜月リング１１０は、第４図
に示す様に、円筒形壁１００と接触する外周端Ｒ１１２
と、複数の歯１１６全有する内側端縁１１４とを備え、
該歯１１６は、制動ピストン２０の内側端部６０の外側
面６２の複数の軸方向へ延びるスプライン６４に受取ら
れて密封接触する様に圧縮される◇第４図に示す様に、
密封リング１１０は、非圧縮状態にあり、従って、歯１
１６の寸法は、歯１１６が受取られるスプライン６４の
対応する寸法よシも大きい。

密封リング１１０がブレーキの操作の全体にわたって円
筒形凹所９８内に保持されるのを保証す置される。密封
リング１１０に剛性を与え、歯１１６がブレーキの操作
の全体にわたシスプライン６４と接触して維持されるの
を保証するため、密封リング１１０は、それに剛性を追
加して、環状面１０８との密封リング１１０の強固な接
触を保証する如く、環状面１０８に対するその側部に半
径方向へ延びる環状金属インサー）１１８ｔ−備えてい
る。

この様に設置される密封リング１１０によシ、継手ｒ２
に与えられる潤滑剤は、円板１２に向いハウジング３０
の端部においてハウジング３０の内部から漏出し得ない
。しかしながら、潤滑剤は、ハウジングの他端から漏出
可能でアシ、従って、潤滑剤を追加する者は、充分な量
がハウジング３０の内部に追加されたときを確認可能で
ある。

特に、潤滑剤は、スラスト座金５４を通シプッシュ５０
の内側面に形成される複数の軸方向溝１２０を通過可能
である。好適なブレーキ１０では、６つの該軸方向溝１
２０が設けられる。次に、漏出する潤滑剤は、動力軸４
６のまわ９の端部シール１２２を通り、ハウジング３０
に挿入されない様に動力軸４６を保持する座金要素５６
において結局可視である。

この様に述べると、任意の型式のスラスト座金５４は、
動力軸４６に形成されるスラスト力を半径方向へ延びる
肩部分５２において適応するのに適当であると思われる
かも知れない。しかしながら、好適なスラスト座金５４
は、鋼で作られるが、肩部分５２に隣接するその面に成
る形状のポリ四弗化エチレンを有することが判明した。

ポリ四弗化エチレンは、高い接触圧力で低い摩擦係数を
有しているが、低い接触圧力では、比較的高い摩擦係数
を示すことが判明した。従って、ブレーキが最初に掛け
られ、僅かな回転のみが動力軸４６とハウジング端部蓋
４２との間に存在するとき、蓋４２に対するスラスト座
金５４の僅かな回転が期待される。スラスト座金５４が
この態様で回転するのを許容され＼ば、端部蓋４２に隣
接するスラスト座金５４の面における鋼の望ましくなく
受入れ不能な摩耗が期待される。従って、好適なスラス
ト座金５４は、第２図、第５図に示す様に押込み部分１
２４を有し、該部分１２４は、端部蓋４２の内側面の半
径方向へ延びる凹所１２６に収容される。この態様で凹
所１２６内に設置される押込み部分１２４により、スラ
スト座金５４は、鋼の過度な摩耗を生じさせブレーキ１
０の使用の全体にわたシその効果的な作用を阻害する任
意の回転を防止される。

特許請求の範囲の様な本発明の範囲内に属する任意の数
の変更が好適なブレーキ１０に実施可能なことは、ブレ
ーキ技術の専門家に明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の種々な特徴を有する好適なキャリパブ
レーキ組立体の一部破断した部分的な立面図、第２図は
第１図のブレーキ組立体の内部の部分的な断面図、第６
図は第２図の線６−３に沿う図、第４図は第２図のはソ
線４−４に沿う好適な制動ピストン密封要素の図、第５
図は第２図の線５−５に沿う図を示す。 １０・・・キャリパ円板ブレーキ １２・・・円板（ロータ） １６・・・車軸 ２０・・・制動ピストン ２３・・・ピストンの外側部分 ２４・・・内側摩擦面 ３０・・・ハウジング ４４・・・作動腕 ４６・・・動力軸 ６０・・・ピストンの内側端部 ６２・・・内側端部の外側面 ６４・・・ピストンのスプライン ６６・・・ハウジングのスプライン ６８・・・ウオームイヤ歯 ＴＯ・・・内歯 Ｔ３・・・ブーツシール Ｔ４・・・シールの第１端部 γ５・・・シールの第２端部 ７６・・・円周方向溝 １８・・・第１半径方向壁 ８０・・・第２半径方向壁 ８２・・・チャンネル ８４・・・リング要素 ８６・・・リング要素の第１側部 ８８・・・リング要素の第２側部 ９２・・・半径方向スロット ９４・・・周辺端縁 代理人　浅　村　皓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）車軸のまわシに回転する如く装着される円板と、
   該円板の摩擦面に整合して該車軸に装架されるブレーキ
   ハウジングと、該ハウジングに装架されるブレーキ作動
   装置と、制動ピストンに同心状に整合して該ハウジング
   内に装着され該ブレーキ作動装置によって選択的に回転
   可能な動力軸とを備え、該制動ピストンが該ハウジング
   内に少くとも部分的に装着される内側端部と前記円板の
   摩擦面に隣接し該ハウジングの外方の外側端部とを有し
   、前記動力軸が、該制動ピストンの内側端部の組合わさ
   れる歯に係合するウオームギヤ歯を有する型式の円板ブ
   レーキの制動ピストンにおいて、前記制動ピストンが、
   前記ハウジングに対するその回転を制限する如く該ハウ
   ジングの内側面の対応するスプラインと噛合う様に前記
   内側端部の外側面の′まわりに軸方向へ延びる複数のス
   プラインを備え、該スプラインが前記円板の摩擦面に向
   いまた離れる該制動ピストンの軸方向運動を許容し、該
   軸方向運動が前記動力軸の選択的な回転に直接に対応す
   ることを特徴とする制動ピストン。
2. （２）前記制動ピストンの前記外側面に円周方向溝を備
   え、該円周方向溝が前記円板に向い前記軸方向へ延びる
   スプラインの端末端部の第１半径方向壁と該第１半径方
   向壁から軸方向に分離される第２半径方向壁とを有し、
   更に該第１半径方向壁に対する第１側部と該第１側部と
   の間に円周方向チャンネルを限定する如く該円周方向溝
   の第２半径方向壁から分離される第２側部とを有し該円
   周方向溝に装着されるリング要素と、前記制動ピストン
   の内側端部を包囲し前記ハウジングに密封状に固定され
   る第１端部と該リング要素と密封接触する如く該チャン
   ネルに延びる第２端部とを有する可撓性シーツシールと
   を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の制動ピストン。
3. （３）　前記リング要素が弾性樹脂で作られ前記円周方
   向溝への設置に先立ち前記軸方向へ延びるスプラインを
   拡張されて包囲し該スプラインに沿って軸方向へ移動す
   る如く半径方向スロットヲ有することを特徴とする特許
   請求の範囲第２項忙記載の制動ピストン。
4. （４）　前記リング要素が、前記軸方向へ延びるスプラ
   インの端末端部と前記可撓性ブーツシールの第２端部に
   おける該シーツシールとの接触を防止する如く該スプラ
   インの半径方向外方へ延びる周辺端縁を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の制動ピストン。