JP2000506247A - 付属するブレーキパッドを備えた固定キャリパブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ブレーキ騒音を低減するために、ブレーキケーシング（１）とブレーキパッド（６）の適当な個所の材料強度を低下させ、それによってブレーキの減衰されて振動可能なサブシステムを形成する固定キャリパブレーキに関する。この手段は充分に重量的に偏らないように行われ、ブレーキ全体の振動を低下させる。これはブレーキ騒音の発生の低下につながる。

Description

【発明の詳細な説明】 付属するブレーキパッドを備えた固定キャリパブレーキ 本発明は、請求項１の上位概念記載のブレーキキャリパブレーキに関する。 この種の固定キャリパブレーキ（キャリパ固定型ブレーキ）はドイツ連邦共和 国特許出願公開第４１３１１３０号公報に開示されている。この固定キャリパブ レーキの場合には、両ブレーキパッドはブレーキディスクの両側でブレーキケー シング内の空間内に半径方向に取り出し可能に配置され、ブレーキディスクの両 側にある液圧操作装置によってブレーキディスクに押し付け可能である。ブレー キパッドは保持ピンによって軸方向に案内され、ブレーキングの際に周方向の力 を伝達するために、軸方向に延びて突出する、ケーシングのパッド支持部に接線 方向から接触する。このようなブレーキの欠点は、ブレーキング中の小さくない 騒音発生にある。この騒音発生は、ブレーキパッドとブレーキディスクの間の摩 擦力変動によるブレーキ全体の励振に起因する。特に、固定キャリパブレーキの コンパクトで剛性のある構造は、振動を伝達しやすく、騒音発生に対して充分に 抑制するよう作用することができない。従って、過去において、ブレーキ騒音を 抑制するためのいろいろな種類の手段が講じられた。例えば減衰層または金属薄 板がブレーキパッドの背面に取付けられた。これは付加的なコストが必要である 。 ヨーロッパ特許第０１６３０３０号公報には更に、例えば冒頭に述べた固定キ ャリパブレーキで使用されパッド背板に貫通穴を備えているブレーキパッドが開 示されている。この貫通穴には摩擦パッド物質が充填されている。この貫通穴は 騒音抑制のためにはあまり役立たず、摩擦パッドと背板の剪断を防止するために 役立っ。 更に、ドイツ連邦共和国特許第３７３６１２６号公報とドイツ連邦共和国特許 出願公開第４０３６４０１号公報により、ブレーキケーシングに取付けられた振 動カウンタウェイトが知られている。この振動カウンタウェイトはブレーキ全体 の振動に影響を与え、騒音発生を抑制する。しかし、そのために、ブレーキの全 体質量が大きくなる。 本発明の課題は、固定キャリパブレーキにおいて、ブレーキの他の部品コスト または付加的な重量を必要としないで、ブレーキ全体の振動状態に影響を与える 、ブレーキケーシングとブレーキパッドの適切な手段により、騒音発生を低減す ることにある。 この課題は請求項１記載の特徴によって解決される。原理的には、本発明は、 固定キャリパブレーキの全体振動を減らし、騒音発生を抑制する減衰振動可能な サブシステムをブレーキに形成するために、ブレーキケーシングの適切な個所で またはブレーキパッドで、材料強度を適切に低下させることにある。 請求項２，３に従って、ブレーキケーシング内のブレーキパッドの接線方向の 支持部を振動可能に形成すると特に有利である。なぜなら、この支持部が励振に 直接関係するからである。その際、本発明の一実施形では、半径方向と接線方向 に振動するパッド支持部として軸方向に延びるピンが設けられている。 本発明の他の実施形では、軸方向に延びるパッド支持部が液圧操作装置寄りの 側に、半径方向に延びる溝を備えている。この溝は軸方向におけるケーシング強 度を低下させる。 ブレーキケーシングの上記手段に補足して、ブレーキパッドにおいても、貫通 穴を形成することによってパッド背板の強度が低下させられる。この貫通穴は背 板の接線方向の端面近くにまたは端面に直接形成され、摩擦パッド物質または良 好な減衰特性を有する他の材料が充填される。貫通穴の隣にあるパッド背板の半 径方向ウェブは、充填された貫通穴と共に、接線方向に作用する減衰振動系を形 成する。この減衰振動系はブレーキング時に励起された振動を、強く減衰してケ ーシングに伝達する。 貫通穴の充填材料としては、摩擦パッド物質のほかに、特に挿入された合成樹 脂部材が設けられている。この合成樹脂部材は変形例では、パッド背板の接線方 向端面から付属の貫通穴に直接挿入され、しかもケーシング固定のパッド支持部 に接触する個所に正確に挿入される。それによって、最大限の減衰作用が生じる 。 固定キャリパブレーキの他の実施形では、ブレーキケーシングに少なくとも１ 個のマスダンパが設けられている。このマスダンパはブレーキケーシングに一体 に連結されている。このマスダンパはブレーキケーシングと相対的に振動可能に 配置され、それによって固定キャリパブレーキの全体振動を低減することができ る。その際、マスダンパの取付けはブレーキケーシングの鋳造時に小さな横断面 を有するウェブを介して直接行われるかあるいは大きな横断面で一体鋳造し、そ れに続いてこの鋳造されたケーシングを切削後加工することによって行われる。 次に、１０個の図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 図１は固定キャリパブレーキのケーシング部分を示す図、 図２は図１の固定キャリパブレーキのパッド支持部を矢印Ａ方向から見た部分 図、 図３は固定キャリパブレーキのケーシング部分を部分的に切断して示す平面図 、 図４は細長い貫通穴と、背板の縁部に開口する貫通穴の側方の開口を有するブ レーキパッドの部分図、 図５は円形の貫通穴と、背板の縁部に開口する貫通穴の側方の開口を有するブ レーキパッドの部分図、 図６はパッド背板の接線方向端面に直接形成された貫通穴を有するブレーキパ ッドの部分図、 図７は長方形の貫通穴と、枠状のブレーキパッド背板を有するブレーキパッド を２つの方向から見た図、 図８は長穴状の２つの貫通穴と、円形の１つの貫通穴と、枠状のパッド背板を 有するブレーキパッドを２つの方向から見た図、 図９は一体化されたマスダンパを備えたブレーキケーシング部分を内側から見 た図、 図１０は一体化されたマスダンパを備えたブレーキケーシング部分を外側から 見た図である。 図１には、二つの部分からなる固定キャリパブレーキ（キャリパ固定型ブレー キ）のブレーキケーシング部分１が示してある。図示していないブレーキディス クの両側に配置されたこのようなブレーキケーシング部分１は、液圧操作装置２ を備えている。この液圧操作装置は同様に図示していないブレーキパッドをブレ ーキディスクに押し付けることができる。その際、ブレーキパッドはブレーキケ ーシングの半径方向外側に開放した空間３に収容されている。ブレーキング中の 周方向の力を受け止めるために、パッドは軸方向に延びるピン状のパッド接触部 ４に支持されている。このパッド接触部４は実質的に、半径方向に開放した空間 ３内のブレーキディスクと反対側の端部５でのみ、鋳造によってブレーキケーシ ングにつながっている。それによって、パッド接触部は半径方向と接線方向に振 動可能である。ブレーキパッドからパッド接触部４を経てブレーキケーシング１ に伝達される、ブレーキング中の摩擦力変動による振動は、振動するパッド接触 部４の材料減衰作用によって小さくなる。従って、ピン状のパッド接触部４は、 固定キャリパブレーキ全体の振動を低減し、それに伴いブレーキ騒音の発生を防 止する独立して振動するサブシステムである。 図２は図１のブレーキケーシング部分１のパッド接触部４を矢印Ａ方向に見た 部分図である。この図から明らかなように、パッド接触部４の材料強度は、ほと んど全長にわたってブレーキケーシングに連結された従来のパッド支持部（図２ の破線参照）よりも材料強度が低下している。パッド接触部４の材料強度の低下 により、パッド接触部は固定キャリパブレーキのサブシステムとして固有の振動 を行う。この振動は固定キャリパケーシングに少しだけ伝達され、パッド接触部 ４の材料減衰特性によって付加的に減衰される。 図３には、ブレーキパッド６を備えた固定キャリパブレーキの実施の形態が部 分的に切断して平面図で示してある。摩擦パッド７とパッド背板８からなるブレ ーキパッド６は、半径方向外側に開放した空間３を接線方向において画成するパ ッド接触部４に支持されている。液圧操作装置２寄りの、軸方向に延びるパッド 接触部４の端部５には、半径方向に延びる溝９が形成されている。この溝９は好 ましくは、ケーシング１の鋳造時に直接成形されるがしかし、切削加工工程によ っても製作可能である。溝９はブレーキケーシングの強度を低下させ、それによ って軸方向におけるパッド接触部４の振動を許容する。更に、溝９はブレーキン グ時にブレーキパッド６からパッド接触部４を経てブレーキケーシング１への励 起振動の伝達を弱める。 図４〜８は、キャリパにおけるブレーキ騒音抑制手段のほかに、固定キャリパ ブレーキのための異なるように形成されたブレーキパッド６の例を示している。 その際、図４〜６には、ブレーキパッド６が半分だけ示してある。なぜなら、ブ レーキパッド全体が鏡像対称であるからである。図示したすべての形状のパッド はそのパッド背板８の接線方向端面１１の近くに、貫通穴を有する。 図４，５に示した第１の両実施の形態の場合には、貫通穴１０，１２はそれぞ れ、パッド背板のエッジに通じる開口１３を有し、摩擦パッド材料７で充填され ている。貫通穴１０，１１は半径方向において少なくとも、パッド背板８の接線 方向に突出する支持面１４の範囲にわたって延びている。ブレーキパッド６は支 持面を介してブレーキケーシングに支持されている。 図４において、貫通穴はブレーキパッド背板のほとんど全長にわたって延びる 半径方向の長穴１０として形成されている。この長穴は半径方向内側にある背板 縁部に開口１３を有する。それによって、パッド背板の接線方向端部には、細い ウェブ１５が残る。このウェブは接線方向に振動可能であり、ばね要素のように 作用する。長穴１０を埋める摩擦パッド物質７は接線方向に振動するパッド背板 ８のウェブ１５に関連して、減衰要素のように作用し、ブレーキングによって励 起される振動を最小限に抑える。 図５のブレーキパッド６はその背板８に、円形の貫通穴１２を有する。この貫 通穴はブレーキパッドの接線方向の支持面１４の高さ位置にあり、背板の接線方 向縁部に開口１３を有する。この場合にも、ウェブ１５と、貫通穴の充填物とし てのパッド物質７は、減衰振動系のように作用する。この減衰振動系は振動エネ ルギーの一部を消費し、ブレーキキャリパ全体の振動を小さくする。 図６は背板の接線方向縁部に直接形成された貫通穴１６を有するブレーキパッ ドを示している。その際、挿入された合成樹脂部材１７からなる貫通穴１６の充 填物は、接線方向に突出するブレーキパッドの支持面１４を直接形成している。 この支持面はケーシングに固定されたパッド接触部に支持される。合成樹脂部材 １７は勿論、良好な減衰特性を有する他の材料からなっていてもよい。その際、 この合成樹脂部材はブレーキングの際の励振に関して特に減衰機能を有する。パ ッド物質を充填した貫通穴を有するパッドのその他の上記実施の形態の場合、良 好な減衰特性を有する他の充填材料、例えば合成樹脂を同様に使用可能である。 図７は摩擦パッド物質７を充填した長方形の貫通穴１８を有するブレーキパッ ドを２つの方向から見た図である。この貫通穴は閉じた枠の形をしたパッド背板 ８によって囲まれている。半径方向に延びる、背板の３つのウェブは、弾性的な 要素として、接線方向に振動可能である。ブレーキングによって生じるウェブの 振動は大きな面積の貫通穴１８の充填物７によってきわめて良好に減衰され、そ れによってブレーキ騒音の発生を阻止する。 図８には、３つの貫通穴１９，２０を有するブレーキパッドを２つの方向から 見た図である。この貫通穴にはすべて摩擦パッド物質７が充填されている。２つ の貫通穴は背板の接線方向端面１１の近くにおいて半径方向に延びる長穴１９と して形成されている。一方、第３の貫通穴２０は背板のほぼ中央において、円形 の輪郭を有する。３つの貫通穴１９，２０を有するこの実施の形態は背板の半径 方向に延びるウェブ１５の数を増やし、それによって接線方向の弾性的な要素の 数も増やす。これはブレーキパッドの減衰振動状態に対して良好に作用する。 本発明の他の実施の形態では、ここで説明したブレーキパッドが背板の背面に 、図示していない減衰板、例えば金属薄板からなる減衰板を付加的に備えている 。これは、貫通穴の充填材料が大きな負荷のために剥離しても貫通穴内に残り、 引続き振動減衰機能を発揮する。 図９，１０から、マスダンパ（減衰質量）２１を備えた固定キャリパブレーキ が推察可能である。このマスダンパ２１はそれぞれ、小さな材料横断面を有する 連結区間２２を介して、ブレーキケーシング１に一体に固定されている。連結区 間２２の材料横断面が小さく、各々の連結区間２２の材料強度が低下しているの で、マスダンパ２１はブレーキケーシング１に対して振動可能である。この場合 、剛性のある追加質量を有する公知のブレーキと異なり、一体化されたマスダン パ２１により、固定キャリパブレーキ全体の固有振動数が影響を受けるだけでな く、全体の系の振動エネルギーの一部がブレーキ作動中振動するマスダンパ２１ によって直接消費される。それによって、ブレーキ全体の振動を低減し、ブレー キ騒音の発生を回避することができる。 マスダンパ２１の振動装置２３は連結区間２２の形成と、ブレーキケーシング に対する連結個所によって多少自由に選択可能である。実際には、ブレーキケー シング１を鋳造する際に、マスダンパ２１は一体に成形される。その際、理想的 には、連結区間２２が鋳造の際に直に、細いウェブ２４として形成され、他の加 工工程を必要としない。しかし、マスダンパ２１を大きな横断面でブレーキケー シング１に一体鋳造し、その後の切削加工工程で小さな横断面を有する連結区間 ２２を形成することができる。 そのためには、マスダンパ２２とブレーキケーシング１の間の連結区間２２に 切込み２５または溝を加工することによって材料が切除され、従って連結区間２ ２の材料強度が大きく低下する。ブレーキケーシングと相対的なマスダンパ２１ の振動を可能にする弾性的な連結区間２２が生じる。 図９，１０では、ブレーキケーシング１の下側範囲にまたは半径方向に開放し た空間３の近くに個々のマスダンパ２１を配置したが、これは例示的なものであ る。このような一体化されたマスダンパ２１は勿論、別の場所でブレーキケーシ ング１に弾性的に連結可能である。その際、マスダンパがなければ励振または振 幅がきわめて大きいブレーキケーシング１の場所が選択されると合目的である。 この場所で、一体化されたマスダンパを使用することによって、ブレーキ全体の 振動の最大限の低下が達成可能である。 このようなマスダンパの適用は勿論、固定キャリパブレーキの上記種類に限定 されない。鋳造によって製作され、振動を根絶することが所望されるブレーキ部 品（例えばブレーキホルダー、浮動キャリパ、フレームキャリパ等）またはあら ゆるブレーキケーシングの場合に、疑いなく適用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 ヴァイラー・ロルフ ドイツ連邦共和国、Ｄ―65817 エップシ ュタイン、ツーム・コールヴァルトフェル ト、20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ブレーキディスクにかぶさるブレーキケーシング（１）と、半径方向外側に 開放するブレーキケーシング（１）の空間（３）内に配置された、摩擦パッド （７）とパッド背板（８）とからなるブレーキパッド（６）とを備え、このブ レーキパッドがそれぞれ、液圧操作装置（２）によってブレーキディスクに直 接押し付け可能であり、更に、軸方向に延びるブレーキケーシングの突起を備 え、この突起が空間（３）を周方向で画成し、周方向においてパッドを支持す るために役立つ、固定キャリパブレーキにおいて、ブレーキケーシング（１） およびまたはブレーキパッド（６）のブレーキ騒音を低減するために、材料強 度が低下させられ、それによって減衰されて振動するサブシステムが固定キャ リパブレーキに形成されることを特徴とする固定キャリパブレーキ。 ２．パッド支持部が軸方向に延びるピン状の２個のパッド接触部（４）によって 形成され、このパッド接触部が実質的に液圧操作装置（２）の範囲においての みブレーキケーシング（１）に連結され、接線方向と半径方向に振動可能であ ることを特徴とする請求項１記載の固定キャリパブレーキ。 ３．軸方向に延びるパッド接触部（４）が液圧操作装置（２）寄りの側でパッド を支持するために、半径方向に延びる溝（９）を備えていることを特徴とする 請求項１記載の固定キャリパブレーキ。 ４．背板がその接線方向端面の近くに少なくとも１つの貫通穴（１０，１２，１ ６，１８，１９，２０）を備え、この貫通穴に良好な減衰特性を有する材料が 充填されていることを特徴とする、特に請求項１〜４のいずれか一つに記載の 固定キャリパフルーキで使用するためのブレーキパッド。 ５．摩擦パッド物質（７）が貫通穴（１０，１２，１８，１９，２０）に充填さ れていることを特徴とする請求項４記載のブレーキパッド。 ６．合成樹脂材料（１７）が貫通穴（１６）に充填されていることを特徴とする 請求項４記載のブレーキパッド。 ７．貫通穴（１０，１２，１６）がパッド背板（８）の側方縁部に開放した開口 （１３）を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のブレ ーキパッド。 ８．開口（１３）が、ブレーキケーシング（１）内でパッド支持部に接触する、 ブレーキ背板（８）の接線方向端面（１１）の場所にあることを特徴とする請 求項７記載のブレーキパッド。 ９．２つの貫通穴がパッド背板（８）の接線方向端面（１１）の近くにおいて両 側に、半径方向に延びる長穴（１８，１９）として形成され、この長穴が閉じ た枠の形をしたパッド背板によって囲まれていることを特徴とする請求項４〜 ６のいずれか一つに記載のブレーキパッド。 10．第３の貫通穴（２０）がブレーキ背板（８）の対称平面の高さ位置に配置さ れていることを特徴とする請求項９記載のブレーキパッド。 11．材料強度を低下させてブレーキケーシング（１）に一体に連結された少なく とも１個のマスダンパ（２１）がブレーキケーシング（１）に配置され、この マスダンパがブレーキケーシング（１）と相対的に振動可能であることを特徴 とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の固定キャリパブレーキ。 12．マスダンパ（２１）がブレーキケーシング（１）に一体鋳造されていること を特徴とする請求項１１記載の固定キャリパブレーキ。 13．ブレーキケーシング（１）とマスダンパ（２１）の間の連結区間（２２）の 材料横断面積が減少していることを特徴とする請求項１１または１２記載の固 定キャリパブレーキ。 14．マスダンパ（２１）が弾性的に変形可能なウェブ（２４）を介してブレーキ ケーシング（１）に連結されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいず れか一つに記載の固定キャリパブレーキ。 15．ブレーキケーシング（１）の切削後加工工程によって、ブレーキケーシング （１）とマスダンパ（２１）の間の材料横断面積が減少していることを特徴と する請求項１３記載の固定キャリパブレーキ。