JP2005532512A - 固定されたディスクを備えたディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

本発明は、固定されたブレーキディスク（６）を備えたディスクブレーキに関する。ブレーキディスク（６）の互いに反対側の各々には、少なくとも１つのブレーキパッド（２）が配置される。さらに、ディスクブレーキはアクチュエータ（４；８）及びクランプ装置を有する。クランプ装置は、ブレーキディスク（６）に対する複数のブレーキパッド（２）の動きが対称になることを容易にするために、ブレーキディスク（６）に対して軸方向に固定される。

Description

本発明は、固定されたディスクを備えたディスクブレーキに関する。

ディスクブレーキにしばしば発生する問題の１つは、ブレーキパッドが不均一に摩耗することである。同一ブレーキの複数のブレーキパッドが互いに異なる範囲にわたって摩耗するという意味、及び別々のブレーキパッドが非対称に（例えば傾斜）摩耗するという意味の双方において、ブレーキパッドは不均一に摩耗し得る。

この問題は、ブレーキの機能低下につながる。このことは、ブレーキパッドの交換時において、交換が必要なブレーキパッドが１つのみだとしても、問題となり得る。このことにより通常、以下の２つの異なる方法のうちの１つが採用されるが、いずれも経済的に不利である。すなわち、全てのブレーキパッドが同時に交換されることは、まだ有効なパッドも廃棄されることを意味し、損耗したパッドのみを交換することは、乗物のブレーキパッドの交換をより頻繁に行わなければならないことを意味する。

ブレーキパッドが均一に（すなわちディスクの両面において同量）摩耗している場合には運転時間を長くすることができるということは重要である。このことは、パッドを交換するまで乗物を長く運転できることを意味し、また走行距離当たりのコストが下がることを意味する。さらなる長所は、ブレーキパッドが対称に駆動されることにより、ブレーキパッドの実際の摩耗を表示するために使用される摩耗表示器は１つでもよいことである。

本発明に係る構成により、従来のディスクブレーキに比べ、ブレーキに必要な軸方向の空間又はクランプ機構が削減されることはさらに重要である。さらに、ブレーキパッドが摩耗するとその必要な空間は削減される。ブレーキパッドの位置は、この技術分野にて公知のように、摩耗によって自動的に調節される。

そこで本発明の１つの目的は、ブレーキパッドが均一に摩耗し、１つのブレーキが有する全てのブレーキパッドが同時に擦り切れることを確実にすることである。換言すれば、ブレーキパッドの動きを対称にし、関連するブレーキ制動と摩耗に対する補正とを保証することである。本願明細書にて使用される「対称の動き」とは、ブレーキディスク両面のブレーキパッドが、ブレーキディスクに対して互いに同じ距離だけ接離するように動くことを意味する。

本発明の第２の目的は、ブレーキ作動手段が占める（主として軸方向の）空間を比較的小さく維持することである。

上述の目的は、固定されたブレーキディスクと、ブレーキディスクの互いに反対側の各々の上に少なくとも１つ配置されるブレーキパッドと、アクチュエータと、クランプ装置とを有するディスクブレーキにより達成される。クランプ装置は、ディスクブレーキに対して軸方向に固定される。

さらにディスクブレーキは、ブレーキディスクに対するブレーキパッドの対称な動きを可能にする手段を有する。このことにより、ブレーキパッドが非対称でなく均一に摩耗しかつ同時に擦り切れる、予測可能なブレーキが得られる。

本発明によれば、ブレーキ機構は、その全てがブレーキディスクの同じ側に配置され、ブレーキディスクの両面上のブレーキパッド上で作用する複数のユニットを有する。これらのユニットはブレーキ機構として、ブレーキディスクの同じ側に配置されたブレーキパッドを押す方向に作用する。ブレーキディスクの反対側のブレーキパッドに作用するユニットは、ブレーキパッドを引く方向に作用する。引く方向に作用するユニットは、ブレーキパッド上の引き用ビームによって作動する。

ブレーキは、直線移動及び回転移動の双方を可能にするアクチュエータとともに使用可能である。さらに、アクチュエータの作動は空圧式、電気機械式又は液圧式のいずれによってもよいし、蓄積又は貯蔵されたエネルギーによって行うこともできる。このエネルギーは液圧式、空圧式、電気式又は機械式（例えばばねによって）に蓄積可能である。アクチュエータの動きは、クランクシャフト形状を備えたレバー手段、トランスミッション又はその類似物によって推進手段に伝達される。トランスミッションはいかなる適当な形状を有してもよく、一種のアクチュエータ、推進手段、有効空間等に適合可能である。

本発明は、固定されたブレーキディスクを備えたディスクブレーキに関する。本発明のさらなる目的及び長所は、好適な実施形態に係る以降の詳細な説明によって当業者に明らかになるであろう。

本発明の異なる実施形態を、添付図面を参照しつつ例示として以下に詳細に説明する。

図１の実施形態に係るディスクブレーキは、ハウジング機構１Ａ及びブレーキパッド支持体１Ｂを有する。ハウジング機構１Ａ及びパッド支持体１Ｂは、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの異なる構造及び形状を有することができる。ディスクブレーキはブレーキディスク６を有し、ブレーキディスク６の互いに反対側には複数のブレーキパッド２が作用し、それらの作用方向は互いに反対である。ブレーキはさらに、図示しない部品を有する。当業者には、部品の正確な設計が変更可能であることが理解されよう。本発明の理解のために重要な部品のみが詳細に説明され、図示される。

ハウジング機構１Ａは、ブレーキアクチュエータ８の力及び動きをディスクブレーキのブレーキパッド２に伝達するための手段を有する。本願明細書においては、ブレーキアクチュエータ８の力及び動きを伝達するためのその手段を「クランプ装置（clamping device）」と称する。クランプ装置は、力伝達手段、アクチュエータと力伝達手段との間で作用する中間手段、並びに、調節及び同調の一方又は双方が可能な手段を有する。第１の実施形態に係るブレーキアクチュエータは線形ユニットであり、いずれかの適当な方法によって駆動される。故にブレーキアクチュエータ８は、液圧式、空圧式又は電気式に作動可能であり、また上述のように、蓄積されたエネルギーを用いても作動可能である。

アクチュエータ８は、レバー７に取付けられる。またレバー７には、複数のねじユニット９、１７が取付けられる。ねじユニット９、１７は、不可逆性のねじを有する種類のものである。ねじユニット９、１７はピボット１２、１６によってレバー７に取付けられるので、レバー７はねじユニット９、１７に対して自由に回転可能である。図示された実施形態は４つのねじユニットを有し、そのうちの２つのねじユニット９は引く方向に作用し、一方、他の２つのねじユニット１７は押す方向に作用する。他の実施形態においては、異なる個数のねじユニットが使用される。従って、いくつかの実施形態においては、１つのみのねじユニットがそれぞれの方向に作用する。ねじユニット９、１７はまた、ねじユニット９、１７の動作を同調させる同調装置１１に接続される。同調装置１１は、調節中にスピンドルの動作を同調させる。同調装置１１は、チェーン、ベルト、ギヤトランスミッション又はコモンシャフトを有する種類のものであり、概ねブレーキディスク６に平行であり、それぞれのねじユニットに対するベベルギヤ又はウオームギヤを有する。押す方向に作用するねじユニット１７は、推進プレート１５に直接作用する。引く方向に作用するねじユニット９は、推進プレート１５に対しブレーキディスク６の反対側に配置された引き用ビーム１４に作用する。引く方向に作用するねじユニット９は複数のロッド手段によって引き用ビーム１４に取付けられ、複数のロッド手段は好ましくは引き用ビーム１４の異なる外側端部に取付けられる。

ねじユニット９、１７が取付けられるレバー７の部分は、クランクシャフト形状を有する。レバー７、より正確にはレバー７のクランクシャフト部は、ハウジング機構１Ａの軸受１３にジャーナル式に受容される。クランクシャフトの回転軸は、ハウジング機構１Ａの軸受１３に整合配置される。引く方向に作用するねじユニット９は、図１の垂直方向に見られるように、クランクシャフトの回転軸の下方に位置するクランクシャフトの部分に取付けられる。押す方向に作用するねじユニット１７は、垂直方向に見られるように、クランクシャフトの回転軸の上方に位置するクランクシャフトの部分に取付けられる。

通常は、ブレーキパッド２はブレーキパッド１Ｂに支持される。

ハウジング機構１Ａは、ブレーキディスク６に対して軸方向に固定される。ハウジング機構１Ａは、１つ又は別個の複数の部品から構成され、ホイール／ブレーキディスク６の支持体の一部に固定される。ハウジング機構１Ａはまた、ホイール支持体又はサスペンションに一体化された部分であってもよい。さらなる変形例においては、ハウジング機構１Ａはパッド支持体１Ｂに固定される。

パッド支持体１Ｂの主たる機能は、ブレーキパッド２において生成されたブレーキトルクをホイール／ブレーキディスク６の取付手段に伝達することである。パッド支持体１Ｂは、ブレーキディスク６に対して軸方向に固定される。パッド支持体１Ｂは、１つ又は別個の複数の部品から構成可能であり、ホイール／ブレーキディスク６の支持体の一部に固定される。パッド支持体１Ｂはまた、ホイール支持体又はサスペンションに一体化された部分であってもよい。

ハウジング機構１Ａ及びパッド支持体１Ｂは、１つ以上の部品を備えた一体のユニットとして形成されてもよく、共通のアタッチメント又は上述の方法における全てのものを有することができる。

レバー７は軸受１３によってハウジング機構１Ａに収容されるので、推進プレート１５及び引き用ビーム１４の動きは、ハウジング機構１Ａに対して（故にブレーキディスク６に対して）幾何学的に案内される。実用的な理由から、軸受１３をハウジング機構１Ａに向けていくらか弾性を有するように構成することが好都合である。

調節機構１０は、ねじユニット９、１７のいずれかの上に配設可能であり、レバー７の動作によって機械式に又は電気式に作動可能である。調節機構１０は既知の構成の調節手段のいずれであってもよく、ここではさらに説明しない。

線形のアクチュエータ８は、パーキングブレーキを実現するためのパークロック（park lock）又はばね手段を有することができる。

図２の実施形態においては、図１の実施形態の部分と類似又は同一の部分には同じ参照符号が与えられる。そのような類似又は同一の部分は、再度詳細に説明しない。

図示された２つの実施形態の主たる差異は、ブレーキアクチュエータである。図１の実施形態ではブレーキアクチュエータは線形であるが、図２の実施形態のブレーキアクチュエータは回転式に作用する。

図２の実施形態におけるブレーキアクチュエータは、モータ４である。ブレーキアクチュエータは通常は電気モータであるが、回転動作及び十分な力を提供するいかなる手段であってもよい。

モータ４は、図示された実施形態では５つの歯車を備えたトランスミッション５に接続される。他の実施形態では、トランスミッションはチェーン式又はベルト式トランスミッションの形態を有する。さらに他の実施形態においては、トランスミッションはコモンシャフトの形態を有し、概ねブレーキディスク６に平行であり、それぞれのねじユニット３、１８に対するベベルギヤ又はウオームギヤを有する。トランスミッション５は、分離された部分１９内に受容可能である。トランスミッション部１９はハウジング機構１Ａと一体でもよいし、ハウジング機構１Ａに固定された別個の部分であってもよい。トランスミッション部１９をハウジング機構１Ａに対していくらか弾性をもたせて固定することが有利である場合が多い。

ねじユニット３、１８は、トランスミッション５の各々の歯車に接続される。ねじユニット３、１８はボールねじ式又はローラねじ式のものであってもよいし、個別の調節ねじを備えた種類の、傾斜部を備えた装置（ramp units）であってもよい。１つ以上のねじユニット３はブレーキ機構として、ブレーキディスク６の同じ側に配置された１つ以上のブレーキパッド２に作用する。これらのねじユニット３は、ブレーキパッド２に対し押す方向に作用する。他の２つのねじユニット１８は、ブレーキディスク６の反対側に配置された１つ以上のブレーキパッド２に作用する。これらの他のねじユニットは、引く方向に作用する。トランスミッション５により、押す方向に作用するねじユニット３は一方向に回転し、引く方向に作用するねじユニット１８は反対方向に回転する。従って、それぞれ押す方向及び引く方向に作用するねじユニット３及び１８は、互いに同一のものであってもよい。より広く言えば、トランスミッションの種類によって、ブレーキディスクの一方の側に引く力を作用させ反対側には押す力を作用させるようにネジユニットのねじ方向が選定される。

第１の実施形態と同様に、ハウジング機構１Ａ及びパッド支持体１Ｂは互いに別個の部品でもよいし一体であってもよい。ハウジング機構１Ａ及びパッド支持体１Ｂはまた、多くの異なる形態でホイール／ブレーキディスクに固定可能である。さらに、ハウジング機構１Ａ及びパッド支持体１Ｂはブレーキディスクに対して軸方向に固定される。

この場合、調節はモータ４によって行われる。

ねじユニット３、１８はトランスミッション部１９に固定されるので、推進プレート１５及び引き用ビーム１４の動きは、ハウジング機構１Ａに対して（故にブレーキディスク６に対して）幾何学的に案内される。いくつかの実施例では、トランスミッション部をハウジング機構１Ａに対して弾性を有するように固定することが好都合である。

添付図面に示された双方の実施形態を考慮して、ブレーキの機能を簡単に説明する。使用中は、アクチュエータ４、８はねじユニット３、９、１７、１８の上のレバー７又はトランスミッション５によって作動する。これらのねじユニットは、ブレーキディスク６の互いに反対側に配置された複数のブレーキパッド２に対し、押す方向又は引く方向に作用する。押す方向に作用するねじユニット３、１７は、ブレーキディスク６の同じ側に配置されたブレーキパッド２に対してブレーキ機構として作用し、一方、引く方向に作用するねじユニットは、ブレーキディスク６の反対側に配置されたブレーキパッド２に対して作用する。ねじユニット３、９、１７、１８は全て、ブレーキディスク６の同じ側にブレーキ機構として配置される。ブレーキ機構は、アクチュエータ４；８、中間部７；５、及びねじユニット９、１７；３、１８を有する。引く方向に作用するねじユニット９、１８はいずれも、ブレーキパッド２上の引き用ビーム１４によってブレーキディスク６の一方の側に作用する。同調装置１１及びトランスミッション５のそれぞれ、並びにレバー７及びトランスミッション部１９のそれぞれの固定によって、また上述したように、推進手段１５及び引き用ビーム１４は、複数のブレーキパッド２の動きが対称になるように幾何学的に案内される。

本発明の第１の実施形態の概略側面図である。 本発明の第１の実施形態の概略平面図である。 本発明の第２の実施形態の概略側面図である。 本発明の第２の実施形態の概略平面図である。

Claims (24)

1. 固定されたブレーキディスク（６）と、前記ブレーキディスク（６）の互いに反対側の各々の上に少なくとも１つ配置されるブレーキパッド（２）と、アクチュエータ（４；８）と、クランプ装置とを有するディスクブレーキにおいて、
   前記クランプ装置は、前記ブレーキディスク（６）に対して軸方向に固定されることを特徴とする、ディスクブレーキ。
2. 前記クランプ装置は、力伝達手段（９、１７；３、１８）、及び前記アクチュエータ（４；８）と前記力伝達手段（９、１７；３、１８）との間で作用する中間部分（７、５）を有し、前記クランプ装置はハウジング機構（１Ａ）内に受容されて固定され、前記ディスクブレーキはさらにブレーキパッド支持体（１Ｂ）を有することを特徴とする、請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 前記ディスクブレーキ（６）に対する複数の前記ブレーキパッド（２）の動きを互いに対称にするための手段を有し、前記ハウジング機構（１Ａ）及び前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）は、それぞれ１つ以上の部分から形成されるとともに、前記ブレーキディスク（６）に対して軸方向に固定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のディスクブレーキ。
4. 前記ハウジング機構（１Ａ）及び前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）の少なくとも一方は、ホイールのサスペンション又は支持体に一体化された部分であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
5. 前記ハウジング機構（１Ａ）及び前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）の少なくとも一方は、前記ホイール／ブレーキディスク（６）の支持体に固定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
6. 前記ハウジング機構（１Ａ）は前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）に固定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
7. 前記ハウジング機構（１Ａ）及び前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）は１つの一体部品として形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
8. 前記ハウジング機構（１Ａ）及び前記ブレーキパッド支持体（１Ｂ）は共通の取付手段を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
9. 前記アクチュエータ（４；８）は前記中間部分（７；５）によって前記力伝達手段の上に作用し、前記力伝達手段は、前記ブレーキディスク（６）のそれぞれの側の上のブレーキパッド（２）に対し引く方向又は押す方向に作用する複数のねじユニット（９、１７；３、１８）であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
10. 前記クランプ装置及び前記アクチュエータ（４；８）は前記ブレーキディスク（６）の一方の側に配置され、押す方向に作用する前記ねじユニット（１７；３）は前記ブレーキディスク（６）の前記一方の側と同じ側に配置されたブレーキパッド（２）の上にブレーキ機構として作用し、引く方向に作用する前記ねじユニット（９；１８）は前記ブレーキディスク（６）の前記一方の側の反対側に配置されたブレーキパッド（２）の上に作用し、引く方向に作用する前記ねじユニット（９；１８）は引き用ビーム（１４）に接続されることを特徴とする、請求項９に記載のディスクブレーキ。
11. 前記アクチュエータ（４；８）は、電気式、液圧式若しくは空圧式に作動され、又は蓄積されたエネルギーによって作動され、さらにパークブレーキを実現するための手段を有することができることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
12. 前記ねじユニット（３、１８）は、ボールねじ又はローラねじであるか、傾斜部を備えた種類のものであることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
13. 前記ねじユニット（９、１７）は不可逆性のねじを有することを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
14. 前記ねじユニット（９、１７）の少なくとも１つに調節手段（１０）が取付けられることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
15. 前記調節手段（１０）は電気式に作動されることを特徴とする、請求項１４に記載のディスクブレーキ。
16. 前記ねじユニット（９、１７）に作用する前記中間部分はレバー（７）であり、前記レバー（７）の一部はクランクシャフト形状を有することを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
17. 前記調節手段（１０）は前記レバー（７）によって機械式に案内されることを特徴とする、請求項１４に従属するときの請求項１６に記載のディスクブレーキ。
18. 前記レバー（７）は軸受手段（１３）によって前記ハウジング機構（１Ａ）に受容され、複数の前記ねじユニット（９、１７）は前記レバー（７）の回転軸の互いに反対側において前記レバー（７）に回転可能に取付けられ、前記ねじユニット（９、１７）は前記レバーの動作によって機械式に作動されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載のディスクブレーキ。
19. 複数の前記ねじユニット（９、１７）は、複数のブレーキパッド（２）と協働して前記ブレーキディスク（６）の互いに反対側に作用し、前記クランクシャフトの異なる部分に取付けられ、前記クランクシャフトは、前記レバー（７）の動く方向とは無関係に、少なくとも１つのねじユニット（９、１７）を引く方向に作動させかつ少なくとも１つのねじユニットを押す方向に作動させ、前記ねじユニット（９、１７）は、前記ねじユニット（９、１７）の動きを同調させる同調装置（１１）に接続されることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載のディスクブレーキ。
20. 前記アクチュエータ（４）は回転方向に作動し、前記ねじユニット（３、１８）に作用する前記中間部分はトランスミッション（５）であり、前記トランスミッション（５）は歯車式、チェーン式若しくはベルト式のトランスミッション、又はコモンシャフトであるとともに、前記ブレーキディスク（６）に概ね平行であって、それぞれのねじユニット（３、１８）に対するベベルギヤ又はウオームギヤを有することを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。
21. 前記トランスミッション（５）は、前記ブレーキディスク（６）の互いに反対側のブレーキパッド（２）の上に作用する複数の前記ねじユニット（３、１８）を互いに反対方向に回転させるとともに、前記ねじユニット（３、１８）が固定される別個のトランスミッション部（１９）内に配置されることを特徴とする、請求項２０に記載のディスクブレーキ。
22. 前記トランスミッション部（１９）は前記ハウジング機構（１Ａ）に一体化された部分であることを特徴とする、請求項２１に記載のディスクブレーキ。
23. 前記トランスミッション部（１９）は前記ハウジング機構（１Ａ）に固定されることを特徴とする、請求項２２に記載のディスクブレーキ。
24. 前記アクチュエータ（４）は前記ねじユニット（３、１８）のための調節手段として使用されることを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ。

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