TW201437507A - 煞車支撐板 - Google Patents

Abstract

一種煞車板，其具有一實質上為平面的金屬本體，且該金屬本體具有一第一摩擦相對表面及一第二相對立卡尺相對表面。該板的厚度由該第一及第二表面所限定，該本體係由沖壓一金屬材料形成，並令該本體的邊緣被沿該厚度的至少75%部份刮過。

Description

煞車支撐板

本發明係關於碟煞墊所用之支撐板。

現代汽車煞車系統能讓汽車以受控之方式減緩或停止移動，典型的汽車或輕型卡車的煞車系統包含一每一前輪用的碟煞組件及每一後輪用之鼓式煞車組件或碟煞組件，煞車組件同時為汽車駕駛員壓下煞車踏板而為所生之氣壓或液壓致動，其中該等鼓式煞車組件及碟煞組件與其致動器的結構為該領域人士所熟知者。

一典型碟煞組件包含一轉子，其固定在汽車輪上以與其共同旋轉，並具有一對相對立摩擦面，該對相對立摩擦面選擇性與一卡尺組件之部份相接，其中卡尺組件以可滑動之形式為固定至一錨板的釘所支撐，該錨板並接著固定至汽車的非可旋轉元件，如懸輪轂等。一對煞車墊(或鞋)被置於一卡尺組件之與轉子相反的側邊上，該等煞車墊在操作上與一或多氣動活塞相接，以移動於一非煞車位置與一煞車位置之間，並被移動成與轉子之相對立摩擦板構成摩擦相接。

壓下煞車踏板會讓活塞迫使煞車墊從非煞車位置移動至煞車位置，如此會將該等摩擦面以具摩擦之形式與轉子相接，並因此減緩或停止汽車相關輪的旋轉。

該等煞車墊對其卡尺組件的可容許公差小，且由於原本設備規格變得更嚴格而使可容許公差更與用盡時間相關。

以下即為該改變與時間的相對關係說明：

Toyota Land Cruiser 1988-1997 –煞車用盡時間限度 0.0059

Toyota Land Cruiser 1998-2007 –煞車用盡時間限度0.0028

Toyota Land Cruiser 2008-2011 –煞車用盡時間限度0.0019

在如此嚴格的公差條件下，檯後供應商已被強烈要求製造出能符合該等規格以達OE標準的廉價煞車墊。

煞車系統設計已有改變，且對零件供應商已在平坦度及其關鍵尺寸公差、邊緣垂直度、較低的邊緣翻轉及設計複雜度上有更高的要求。在諸多例子上，該等要求讓支撐板供應商顯得效率需要大大增進，使得透過供應鏈供具金屬為底之煞車墊的煞車支撐板必須製造以符合該等嚴格規格，不過傳統沖壓製程不能製造出符合要求的邊緣條件，又傳統沖壓製程會造成不可接受的翻轉，且無法提供所欲之平坦度。

支撐板的製造已有精密遮沒技術的提出，其因能得到良好的邊緣條件、翻轉及平坦度而被相當重視。然而，其製造成本常為修配用零部件市場板所敬而遠之，又精密遮沒技術的工具修整需特別訂製又高價，且需要時常加以更換，其工具使用壽命相當短於傳統的沖壓/遮沒工具修整者。

因此，一般希望能得到精密遮沒板的一些特性，同時又能使用傳統工具修整的精神。

本發明之第一態樣為一種煞車板包含一實質上為平面的金屬本體，具有一第一摩擦面向表面及一第二相對立卡尺面向表面，該板具有一介於該第一及第二表面間的厚度，該本體為沖壓一金屬材料所形成，以令該本體的邊緣被沿該厚度的至少75%的部份刮過。

就較佳實施方式言，該本體係由自該第二表面至第一表面之方向沖壓的方式形成，且該沖壓在該第一表面前形成一物質切斷，以令無移出毛邊的需要。

就較佳實施例言，該沖壓形成一深度小於0.70nm的邊緣翻轉。

就較佳實施例言，該沖壓形成一寬度小於1.8nm的邊緣翻轉。該本體被沖壓以至完全平坦或有±0.1 mm的方向平坦度。

就較佳實施例言，該本體係由一連續金屬材料沖壓而成。

就較佳實施例言，該本體係由一金屬材料製成之預切工件沖壓而成，多種金屬皆屬適用。在一實施例中，該材料為不鏽鋼。

100．．．煞車支撐板

110．．．相對立卡尺面向表面

120．．．摩擦面向表面

130．．．鑄模孔

140．．．邊緣表面(連接部)

150．．．邊緣條件

160．．．相鄰端(連接端部)

170．．．上邊緣

180．．．厚度

190．．．下邊緣

200．．．摩擦材料

210．．．翻轉

220．．．插置件

230．．．剪量

250．．．翻轉

260．．．受刮區域

270．．．裂開區域

280．．．寬度

290．．．深度

300．．．卡尺托架

310．．．通道

320．．．轉子組件

340．．．煞車卡尺

350．．．煞車墊

400．．．片材金屬

410．．．下衝頭

420．．．模

440．．．剪力

第１Ａ至１Ｃ圖為煞車支撐板之相鄰端的翻轉視圖，其中第１Ａ圖為一傳統沖壓製成本，第１Ｂ圖為一精密遮沒製成板，第１Ｃ圖為一本發明製成之板。
第２Ａ至第２Ｃ圖為翻轉開始位置之相鄰端的翻轉視圖，其中第２Ａ圖為一傳統沖壓製成板，第２Ｂ圖為一精密遮沒板，第２Ｃ圖為一本發明製成之板。
第３圖為一本發明之支撐板的詳細立體圖，其中顯示一邊緣條件。
第４圖為支撐板(由卡尺向面表面觀之)的前視圖，其中有顯示相鄰邊緣條件的插入說明。
第５圖為卡尺組件中經夾片填充之煞車墊的視圖，其中有顯示卡尺組件中墊與轉子相對位置的插入說明。
第６圖為卡尺托架通道中如第五圖之相鄰部份的詳細視圖。
第７Ａ至７Ｃ圖為一下衝頭及模的剪動作階段圖。
第７Ｄ圖為被剪區域的詳細圖，其中顯示翻轉、刮及板厚度的斷裂區域。

一煞車支撐板100具有一實質上為平面的金屬本體，該本體具有一第一摩擦面向表面120及一第二相對立卡尺面向表面110。該板有一介於該第一及第二表面的厚度180，並為自一金屬材料沖壓而成，以令該等邊緣被沿該厚度的至少75%部份刮過。

該板具有一上邊緣170與一下邊緣190及具有相鄰端160的側邊緣。

一支撐板100為煞車墊350的一部份，並與一摩擦材料200(典型上為一鑄模複合材料，其與具有铆釘、黏著劑、整合鑄模、或摩擦連接件(如NRS^R)之組合或一者之板相接)。該示於圖式中的板為一整合鑄模板，其具有整合鑄模孔130，摩擦材料透過該等孔130流入並硬化以固定維持摩擦材料於該表面上。

該板能被了解可另為一固體板(無整合鑄模孔)，並可具有其它摩擦相接表面特徵(如第三圖所示)，其細節為傳統所知，並就大體上不在本發明之範圍內(所有該等方法中的摩擦材料不完全延伸至該板的邊緣處，一曝出間隙被維持於該板的圓周上)。

煞車支撐板之形狀及尺寸依隨應用而有很大的變動，圖式中所示形狀不過為一種乘客車輛特定模式之類型的範例，但本發明不被限定為該種類型/應用。

煞車支撐板用之切割金屬包含一般所知為沖壓或遮沒的金屬加工製程。如第7A至7C圖中之基本外觀，一剪力440被加至於片材金屬400上，直至該材料中的剪應力超出其最終剪強度，其中最終剪強度的定義為該材料在該點時失效並在該切割位置上分離。

此一剪力典型上為兩工具以快速向下之撞擊的方式加上，其中該二工具分別位於金屬片材(如下衝頭410及模420)之上及之下。當該下衝頭或輪葉衝擊該片材時，該等工具間之空隙能讓該片材發生彈性形變，並在該工具進入該材料之處形成一「翻轉」210。

一小空隙430出現在上下工具的邊緣之間，有助於該材料的裂開。此一切割製程形成了一受刮區域260及一裂開區域270，該裂開區域270是粗糙不平整的，但受刮區域260是平滑平坦的。因此，以最大平整度及平滑邊緣條件來說，裂開區域270被最小化，且受刮區域260需加最大化。邊緣厚度之被刮的部份決定於數項因素，包含工具的銳利度與工具間的空隙。

此外，翻轉區域亦需加以最小化，因為此一區域違離表面110的平坦度與邊緣表面140的平坦度與垂直度。

在精密遮沒處理中，遮沒被加上三個獨立力量自片材處剪開，其中第一力量為一加至該片材頂部的向下固定力。一夾持系統緊密固定一導引板於該片材上，且該片材為一V形環所固定(亦被稱為一「衝撞(impingement)」或「刺物(stinger)」)，其中V形環圍繞該遮末位置的圓周。第二力量被加於該片材之下，直接透過一「墊子」相對立於該下衝頭。此一墊子在遮沒製程進行時提供一反作用，並稍後退出該遮沒。該二力降低了片材的彎曲程度，並提升了該遮沒處的平坦度。最後一力為遮沒下衝頭撞擊該片材並將該遮沒處剪成一模開口所提供。在精密遮沒處理中，下衝頭與模之間的一小隔開空間被利用，且遮沒處理的進行較傳統沖壓慢速。
因此，遮沒處非以材料裂開的方式被釋開，而是流動並凸出於該片而形成更平滑的邊緣，不過此部份在離開模時有輕微的毛邊形成。在煞車支撐板上，此種毛邊需要以一二次操作的方式來自板上移除。

使用混合沖壓方式，本發明可在較精密遮沒處理更多經濟條件之下製造出更準確的碟煞支撐板。

現請參閱第五圖，其中煞車墊為整個煞車組件的一關鍵部份，其在活塞所致動之轉子組件320任一側上形成相對立表面，並為連接表面(支撐板100之曝出的端部-未為摩擦材料所覆蓋)所架立，其中連接端部160卡設於卡尺托架300中的互補通道310內。煞車墊350必須能夠滑動於該等通道內，以讓煞車件能平滑安全地操作。若該等連接端部在聽道之內屬公差以內(即以寬鬆狀態出現)，此時會有過量煞車噪音及聲響。若在通道內超過公差(即以緊密狀態出現)，則此時會因煞車墊需要的移動被限制而有過量煞車拖曳的情形出現。

支撐板之邊緣條件150(即相對平坦度、平滑度及垂直度，特別是每一連接部140之切割邊緣的條件)亦是煞車性能的關鍵點。在現代的卡尺托架內幾無隔開空間，經剪邊緣必須夠犀利以改善通道內的滑行，避免硬體磨損、不平整墊摩損、煞車拖曳及煞車綑綁出現。

藉控制沖壓製程(最小化隔開空間，並利用特定的犀利度與工具速度)，經剪邊緣可被最大化，而同時將角度翻轉最小化，同時無被移除材料之毛邊的形成(與經蜜遮沒處理者不同)，其對比差異顯示於第1A至1C圖。第1A圖顯示一傳統沖壓支撐板，其巨有大翻轉區域A及一大裂開處C。表面110的平坦部份被縮小，且經犀利剪整之側部份亦被縮小(約有板厚度之30%被清犀利修整)，這讓聲響及/或不良插置及卡尺托架中滑行的情形出現。第1B圖為一精密遮沒處理支撐板，其翻轉區域b小於傳統經沖壓板中的翻轉區域A，且經剪邊緣被最大化(約板厚度之80%經犀利剪整)，且經移除之材料形成在表面120下不欲之需在二次(研磨或切割)操作時加以移除的毛邊D。

相反地，本發明之混合沖壓方法形成如第1C圖所示之板，其翻轉區域210非常小，經剪區域260為邊緣厚度的75%或更大，且其裂開區域270非常小，因不需要額外進行毛邊移除動作而顯可容許。如插入部份所示，翻轉寬度280及深度290被最小化，以令平坦表面110的最大區域被保持為平坦，而邊緣140的最大區域亦被保持平坦。

經縮減之翻轉的另一效益在於使用板表面110的能力提升了，其中板表面110係指與活塞及/或煞車組件中卡尺相接觸的表面。表面區域之完全平坦(或維度上平坦)的部份被冀望以最大化，以讓夾置件220的覆蓋部份更大(讓垂片或剪量230更往周緣處外移)，以確保與煞車組件有最平坦的接觸。如第2A至2C圖所示，這也讓高起之凸出物240等表面特徵結構更往外至板周緣(該等特徵結構不干擾及與板間的連續平坦接觸表面)。翻轉210經縮減後，該等特徵結構可位於非常近於板邊緣附近處，翻轉250之起始點相較於傳統的經沖壓支撐板(第二A圖中所示)及經精密遮沒處理支撐板(示於第二B圖中)較近於邊緣處。

平坦度亦對煞車墊與煞車卡尺340中表面的適度匹配為具關鍵影響力者，這確保煞車負載係均勻分佈，並避免了煞車拖異的情況發生。若板非為平坦者，則其可因煞車墊因負載的搖動而形成粗略煞車。煞車墊亦可樞轉於卡尺中經加工表面上，形成與轉子監的不均勻接觸及因此產生之零件磨損。為控制板之平坦度，對翻轉之最大化(並提供一「後開始」翻轉)會將板之未經干擾平坦區域最大化。整個板的平坦度亦可在沖壓製程中被調整(沖壓/遮沒步驟中的平坦化處理或是本身為一分立步驟)。

不使用精密遮沒設備及製程具有其它效益，即較低的材料使用、設備及工具成本、製造時程降低、及維護成本。由於無V形環(或刺物)隔開空間，更多的材料部份可被用於板上(較少的刮損)，且進度可彼此更接近。板形狀完全相互套疊(即板萬形之之上與下表面170及190乃互補)可讓每板的材料使用節省率高達材料厚度的3.75倍。

上述說明僅針對本發明之特定較佳實施例而為，本發明不僅限於前述範例，亦即熟習該項技術者都能了解藉由本發明於此處所說明的教示內容皆可被加以變動而實施，且申請專利範圍之解讀當超越各範例中所提之較佳實施例，並當以對說明書整體觀之而得到之最大解讀範圍視之。

100．．．煞車支撐板

110．．．相對立卡尺面向表面

140．．．邊緣表面(連接部)

210．．．翻轉

260．．．受刮區域

270．．．裂開區域

280．．．寬度

290．．．深度

Claims (11)

1. 一種煞車板包含一實質上為平面的金屬本體，具有：
   一第一摩擦面向表面；及
   一第二相對立卡尺面向表面，該板具有一介於該第一及第二表面間的厚度；
   該本體為沖壓一金屬材料所形成，以令該本體的邊緣被沿該厚度的至少75%的部份刮過。
2. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該本體係由自該第二表面至第一表面之方向沖壓的方式形成，且該沖壓在該第一表面前形成一物質切斷，以令無移出毛邊的需要。
3. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該沖壓形成一深度小於0.70nm的邊緣翻轉。
4. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該沖壓形成一寬度小於1.8nm的邊緣翻轉。
5. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該本體被沖壓以至完全平坦或有±0.1 mm的方向平坦度。
6. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該本體係由一連續金屬材料沖壓而成。
7. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該本體係由一金屬材料製成之預切工件沖壓而成。
8. 如申請專利範圍第1項之煞車板，其中該形成包含施加一反向壓力以平坦化該板。
9. 如申請專利範圍第8項之煞車板，其中該板在沖壓時被平坦化。
10. 如申請專利範圍第8項之煞車板，其中該板被加後沖壓方式的平坦化。
11. 如申請專利範圍第8項之煞車板，其中該材料為不鏽鋼。