JP6258855B2 - ディスクブレーキ並びにディスクブレーキ用ブレーキパッド - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載したディスクブレーキ並びにディスクブレーキ用ブレーキパッドに関する。

このようなディスクブレーキは特に商用車で使用される。制動するために、締付け装置の操作時に先ず最初に締付け力を加える側のブレーキパッドが、そして次に反作用側のブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられる。ブレーキパッドは一般的に、定置されたブレーキ支持体のパッドシャフト内に位置決めされる。このパッドシャフト内においてブレーキパッドはブレーキング時にブレーキディスクの周方向でブレーキ支持体突起に接触する。ブレーキング時に発生する力またはブレーキパッドに作用する制動トルクがこのブレーキ支持体突起によって受け止められる。

ブレーキディスクの軸方向に締付け力を作用させる、ブレーキの締付け、すなわちブレーキディスクに対するブレーキパッドの両側からの接触は、ブレーキキャリパを負荷し、そしてより大きな制動力の場合にはブレーキキャリパを変形し、ブレーキディスク軸寄りのブレーキキャリパの側を軸方向に広げることになる。それによって、ブレーキキャリパの後側の壁の、ブレーキパッドを挿入するための組み立て開口寄りの、パッド支持板に対する接触面を形成する対向する範囲が、パッド支持板に対してより強く押し付けられる。すなわち、反作用側のパッド支持板の圧力分布は異なっている。

不均一な押圧は、反作用側のブレーキパッドの寿命にわたって、摩擦パッドの大きな摩耗、すなわち組み立て開口寄りの範囲における摩擦パッドのいわゆる半径方向傾斜摩耗を生じることになる。

この範囲以外では摩擦パッドはまだ十分な厚さを有するが、この範囲では所定の摩耗限界に達する。従って、ブレーキパッドを早期に交換しなければならない。これはもちろん、寿命をできるだけ長くすることに逆行する。

そこで対策を講じるために、特許文献１では、請求項１の前提部分に相応して、非機能位置でブレーキキャリパの組み立て開口寄りの範囲において、ブレーキキャリパの後側の壁部と反作用側のブレーキパッドとの間に、隣接する範囲よりも幅広の隙間を形成することが提案されている。この隙間は、ブレーキキャリパの後側壁部寄りのパッド支持板の背面を、組み立て開口の方へ傾斜させることによって形成される。

それによって、ブレーキパッドの製作時に、重大な製作技術的問題が生じる。この場合、摩擦パッドは一般的に、高圧および高温でパッド支持板にプレスすることによって被着される。その際、摩擦パッドの背面がプレス工具の平面状支持部に載る。鉛直方向のプレス圧力を受け止めるために必要な支持は、背面の傾斜によって保証されず、その結果摩擦パッドは十分に均質に被着されない。これは摩擦パッドの寿命の短縮をもたらし、事情によってはブレーキパッド全体の動作信頼性を制限することになる。

さらに、パッド支持板の支持作用が低下するため、発生する横方向力によって高価なプレス工具が大きな摩耗を生じることになる。

従って、このブレーキパッドは、寿命を最適化し、製作を最大限低コストで行うという課せられた要件を満足しない。

独国特許出願公開第２９２５７８５Ａ１号明細書

本発明の根底をなす課題は、寿命を最適化し、動作信頼性を改善するように、冒頭に述べた種類のディスクブレーキとディスクブレーキ用ブレーキパッドを改良することである。

この課題は、請求項１の特徴を有するディスクブレーキと、請求項４の特徴を有するブレーキパッドによって解決される。

本発明により、反作用側のブレーキパッドの制動による摩耗が均一に行われ、その結果、長い寿命が生じる。

その際、上記のようなブレーキキャリパの変形を甘受することができる。実際には、ブレーキキャリパを軽量に形成することができる。というのは、本発明に従ってディスクブレーキの非ブレーキング位置において設けられる、ブレーキキャリパの後側の壁部と反作用側のブレーキパッドとの間の、ブレーキキャリパの組み込み開口寄りの範囲の、隣接する範囲よりも大きな隙間を、適切に適合させればよい、すなわち隙間の幅を広げればよいからである。

本発明によって可能であるブレーキキャリパの軽量構造は、常に要求されるディスクブレーキの重量最適化に大いに合致する。これにより特に、機能信頼性に悪影響を与えることなく、燃料消費が減少し、それに伴い運転コストが低減される。さらに、新しいブレーキキャリパの設計時の材料低減は、製作コストに有利に作用する。

さらに、本発明では、ブレーキパッドが組み立て開口の範囲において「遮蔽」時のブレーキディスクの最大膨張をかわすことができる限りは、「遮蔽」として知られている、ブレーキ熱によって生じるブレーキディスクの軸方向変形は重要ではないという利点がある。それによって、摩擦パッドとブレーキディスクとの間の圧力分布が改善され、従来の欠点であるブレーキディスクの亀裂形成の容易性が低下する。

締付け力、ひいてはブレーキキャリパの変形程度に応じて、ブレーキキャリパの後側の壁部はブレーキパッドのパッド支持板に益々大きく接触する。加えられる力と、ブレーキキャリパの後側壁部とパッド支持板との間の押圧面積とから生じる単位面積あたりの押圧力は、締付けの間中ほぼ同じである。

幅の広い隙間は本発明では凹部によって得られる。この凹部の寸法はブレーキキャリパの変形によって決定され、凹部はパッド支持板の長手方向側面画成エッジに対して間隔をおいて延在している。

凹部を有する、摩擦パッドと反対側の背面全体が、摩擦パッドを支持する側面に対して平行に延在しているので、ブレーキパッドの製作時に、プレス方向に対して横方向に正確に位置決めされるパッド支持板がプレス工具に全面で支持される。

少なくとも、パッド支持板の長手方向側面に付設されたパッド支持板の背面の両端縁範囲は、平面状であり、従って十分な支持部を形成する。

凹部は、隣接する平面状範囲が大きな面積であるように形成可能である。これは、良好な熱伝達と均一な力作用を保証する。

これは、一方では寿命の最適化のために、他方では高い動作信頼性のために必要であるような摩擦パッドの均一な強度を得るための前提である。

さらに、プレス時の均一な力の分布によって、プレス工具の摩耗が低減されるので、本発明は製作コストと運転コストを著しく低減することになる。

一般的に、ブレーキパッドの輪郭はブレーキディスクに一致している。すなわち、ブレーキパッドは円環セグメントのように形成されている。凹部の輪郭は壁の接触面の輪郭に一致し、パッド支持板のほぼ全長にわたって延在しているかまたはブレーキキャリパの設計および変形状態に相応してセグメント化されている。その際、凹部は半径方向軸線に関して対称または非対称に延在可能である。

要求に応じて、凹部はパッド支持板内にエッジを尖らせて形成可能であるかあるいは凹部よりも隆起した隣接する範囲に緩やかに傾斜して接続するように形成可能である。この場合、接続部の角度は運転中に予想される変形に合わせられる。凹部の深さは製作方法、特にパッド支持板の強度に依存し、好ましくは０．５〜２ｍｍである。

切削加工による凹部の製作のほかに、凹部は成形方法、例えば型押し等によっても製作可能である。さらに、凹部をエロージョンによって製作したり、パッド支持板を鋳物として形成する場合に鋳造過程の際に一緒に形成したりすることができる。

パッド支持板のこの一体的な形成と異なり、パッド支持板に挿入可能なインサートに、凹部を穿設することができる。

いかなる場合でも、新しいブレーキパッドを、例えば交換の途中で、既存のブレーキキャリパに後から挿入することができるので、本発明の利点は既存のブレーキ装置においても生じる。

本発明の他の有利な実施形は従属請求項に記載してある。

次に、添付の図に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。

非機能位置にある本発明に係るディスクブレーキを切断して概略的に示す側面図である。 図１のディスクブレーキの機能位置を示す。 本発明に係る実施の形態の背面図である。 本発明に係る実施の形態の背面図である。 本発明に係る実施の形態の背面図である。 本発明に係るブレーキパッドの実施の形態のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。 本発明に係るブレーキパッドの実施の形態のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。 ブレーキパッドの他の実施の形態の背面図である。 図８のブレーキパッドの横断面図である。

図１と図２には、ディスクブレーキの一部が概略的に示してある。図１はディスクブレーキがまだ完全に締付けられていない位置を示し、一方、図２はフルブレーキングの位置を示している。

ディスクブレーキはスライドキャリパとして形成されたブレーキキャリパ１を備えている。このブレーキキャリパはブレーキディスク３を取り囲んでいる。ブレーキキャリパ内には、締付け力を加える側のブレーキパッド５と、反作用側のブレーキパッド４が配置されている。このブレーキパッドはブレーキング時に締付け装置８によってブレーキディスク３に両側から押し付け可能である。

その際、反作用側のブレーキパッド４は摩擦パッド７を支持するパッド支持板６によってブレーキキャリパ１の後側の壁部２に支持されている。この壁部の接触面は図に概略的に示してある。

図１に示すブレーキの非機能位置において、ブレーキキャリパ１の後側の壁部２と反作用側のブレーキパッド４との間の、ブレーキパッド４、５を挿入可能な組み立て開口１１寄りの範囲には、隣接する範囲よりも幅広い隙間が形成されている。この隙間の長さは、図３と図８に示した例の場合には、少なくとも、押圧位置にあるパッド支持板６に対する壁部２の接触部の長さＬに相当する。

この隙間は壁部２寄りのパッド支持板６の背面１２に設けられた凹部９によって形成されている。この凹部の断面形状は、図６と図７の実施の形態に相応して、異なっていてもよい。この場合、背面１２は摩擦パッドを支持する側面１３に対して平行に延在している。

図１は上述のように、ブレーキキャリパ１がその元の形を有する非機能位置にあるディスクブレーキを示しているが、図２はフルブレーキングの場合に生じるようなブレーキキャリパ１の変形を示している。

明らかなように、組み立て開口１１とは反対側でブレーキキャリパが広がるので、壁部２は、その形状に適合する輪郭を有する凹部９のところで向き合って封止する。

図３〜図７には、反作用側のブレーキパッド４のパッド支持板６が示してある。図３〜図５から凹部９の形状が明らかである。この凹部はブレーキキャリパ内の接触面の個々の輪郭に適合するように延在している。

図４では、パッド支持板６が半径方向軸線１１の両側に配置された２つの凹部を有する。この凹部には、それに適合する壁部２の接触面範囲が挿入される。その際、両凹部９は半径方向軸線１１に関して鏡像対称的に配置されている。

図５から同様に、パッド支持板６の２つの凹部９を確認することができる。しかし、この凹部は半径方向軸線１１に関して非対称に延在している。凹部の配置は同様に、壁部２の形状に左右される。

図６から、凹部９の横断面を確認することができる。この実施の形態では、凹部９が尖ったエッジを有するように形成され、一方、図７の例の場合には凹部９がエッジ側で凸形に湾曲した上側端縁範囲１４から離れるに従って緩やかに傾斜した下側範囲を有する。図７ａ）の凹部９は、上側端縁範囲１４から出発して、先ず最初に背面１２に対して平行な平らな面９’を有し、そして斜面９″に移行している。

これに対して図７ｂ）では、凹部９は専ら斜面９″として、端縁範囲１４の方向に連続するように形成されている。さらに、端縁範囲１４と、背面１２の反対側の範囲は、互いに面一に配置されている、すなわち側面１３に対して平行に延在する共通の一つの平面内に配置されている。従って、この範囲内のパッド支持板６の厚さは同じである。

図３〜図５に示した例の場合と同様に、図８に示した変形例の場合の凹部９も、凸形の外側エッジに付設されたパッド支持板６の上側半部内に配置されている。

この場合、凹部９はパッド支持板６に埋め込んだインサート１９に穿設されている。インサート１０の凹部９はもちろん、図７ａ）と図７ｂ）で提案した形を有するように設けることもできる。

Claims (8)

1. ブレーキディスク（３）を取り囲む、スライドキャリパとして形成されたブレーキキャリパ（１）を具備し、このブレーキキャリパ内に締付け力を加える側のブレーキパッド（５）と反作用側のブレーキパッド（４）が配置され、ブレーキング時にこのブレーキパッドが締付け装置（８）によって前記ブレーキディスク（３）に対して両側から押し付け可能であり、反作用側の前記ブレーキパッド（４）が摩擦パッド（７）を支持するパッド支持板（６）によって前記ブレーキキャリパ（１）の後側の壁部（２）に支持され、非機能位置で前記ブレーキキャリパ（１）の組み立て開口（１１）寄りの範囲において、前記ブレーキキャリパ（１）の後側の壁部（２）と反作用側の前記ブレーキパッド（４）との間に、隣接する範囲よりも幅広の隙間が形成され、この隙間の長さが少なくとも、押圧位置での前記パッド支持板（６）に対する前記壁部（２）の接触部の長さ（Ｌ）に一致している、商用車用のディスクブレーキにおいて、
   前記隙間が前記摩擦パッド（７）を支持する側面（１３）に対して平行な平面状背面（１２）に穿設された前記パッド支持板（６）の少なくとも１つの凹部（９）によって形成され、該凹部（９）が長手方向側面を画成する前記パッド支持板（６）のエッジに対して間隔をおいて延在し、前記凹部（９）の断面形状が、ブレーキの締付け時の制動力により前記ブレーキキャリパ（１）が変形することによって変化する前記壁部（２）の接触角度に適合させられていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記隙間が前記組み立て開口（１１）の方へ広がってい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. パッド支持板（６）とそれに固定された摩擦パッド（７）を有し、前記パッド支持板（６）によってブレーキキャリパ（１）の後側の壁部（２）に支持されるディスクブレーキ用ブレーキパッドにおいて、
   前記パッド支持板（６）が前記摩擦パッド（７）を支持する側面（１３）に対して平行な、前記摩擦パッド（７）とは反対側の平面状背面（１２）に、前記パッド支持板（６）の長手方向に延在する少なくとも１つの凹部（９）を有し、該凹部が長手方向側面を画成する前記パッド支持板（６）のエッジに対して間隔をおいて延在し、前記凹部（９）の断面形状が、ブレーキの締付け時の制動力により前記ブレーキキャリパ（１）が変形することによって変化する前記壁部（２）の接触角度に適合させられていることを特徴とするブレーキパッド。
4. 前記凹部（９）が湾曲してあるいは少なくとも１回折り曲げられて延在していることを特徴とする請求項３に記載のブレーキパッド。
5. 前記凹部（９）が凸形外面寄りの前記パッド支持板（６）の半部に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のブレーキパッド。
6. 前記凹部（９）が尖ったエッジを有するように形成されているかまたは少なくとも凸形の側とは反対側に断面が緩やかに傾斜して延在するように形成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
7. 前記凹部（９）が前記パッド支持板（６）に埋め込まれたインサート（１０）に設けられていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のブレーキパッド。
8. 複数の前記凹部（９）が半径方向軸線（１１）に関して対称にまたは非対称に配置されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載のブレーキパッド。

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