JPH01299334A - 熱電対、ブレーキブロック及びブレーキパッド - Google Patents

熱電対、ブレーキブロック及びブレーキパッド

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JPH01299334A
JPH01299334A JP1085635A JP8563589A JPH01299334A JP H01299334 A JPH01299334 A JP H01299334A JP 1085635 A JP1085635 A JP 1085635A JP 8563589 A JP8563589 A JP 8563589A JP H01299334 A JPH01299334 A JP H01299334A
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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】 発ユ皇分立 本発明はブレーキブロックの温度及び摩耗測定装置に係
る。
光皿夏!! トランクのような車両は寸法、重量及び積載能力を増し
てきたので、制動過程中のブレーキ部材の有効性と、特
に温度及び摩耗に関する制動要素のレディネスの状態と
の知識を常に有することが車両運転者にとってますます
重要になってきた。
典型的な車両制動システムでは、ドラムブレーキシステ
ムのなかのブレーキシュー又はディスクブレーキシステ
ムのなかのブレーキパッドのようないくつかの形式の摩
擦要素が制動過程中に回転するブレーキドラム又はディ
スクブレーキローターに抗して動かされるべ(構成され
ている0本発明が、ドラムブレーキシステム又はディス
クブレーキシステムに等しく応用可能であることは理解
されよう、従って、便宜上また不必要な繰り返しを避け
るため、この明細書ではドラムブレーキシュー及びディ
スクブレーキパッドが一括してブレーキブロックと呼ば
れ、またブレーキドラム及びローターが一括してブレー
キドラムと呼ばれている。
制動システムでは、制動過程中の制動システムの有効性
の一つの指示が、制動がかけられている間のブレーキブ
ロック摩擦面とブレーキドラム摩擦面との界面に於ける
温度であることが確認されてきた。追加的に、制動シス
テムのレディネスが、制動がかけられていない時のブレ
ーキブロックのなかの摩擦材料の厚みと摩擦材料の定常
状態温度とにより確認され得ることが確認されてきた。
ブレーキブロック−ブレーキドラム界面に於ける温度を
確かめようとする試みる際の主要な問題は、摩擦材料面
の幅を横断する離れた点に於ける温度が制動作動中にか
なり変化するという事実に帰する。このような事実は、
ブレーキブロック摩擦材料の面をまたぐ離れた点に熱電
対の接合部を置くことにより確認されてきた。温度指示
がこのように広範囲に変化するので、界面に於いて通常
の8電対により与えられる情報は比較的段に立たなかっ
た。制動過程中の制動要素の解析によって、ブレーキド
ラム摩擦表面の熱的に生ずるひずみとブレーキブロック
摩擦表面の不均等な摩耗とのために、ブレーキブロック
摩擦材料の面は摩擦面の幅をまたいで常に均等にはブレ
ーキドラムと接触しないことが見い出されてきた。従っ
て、ブレーキブロックとブレーキドラムとの界面に使用
するため、ブレーキドラムの熱的ひすみ及び摩擦要素表
面の不均等な摩耗にもかかわらず界面温度の正確な指示
を与える温度測定装置を用意することが必要になってき
た。
本発明は、ブレーキブロックとブレーキドラムとの間の
界面温度を連続的に監視する無限の数の熱電対のごとく
作用するように、ブレーキブロック幅の実質的な部分を
またいで延びており、またブレーキドラム摩擦表面とそ
の幅の実質的な部分をまたいで接゛触する作用面を含ん
でいる一つの要素を有するブレーキブロックの摩擦要素
に取り付けられるように構成された接合形式の温度測定
装置を提供するbのである。
金ユ坐■里 本発明は、ブレーキドラムの制動面と接触する状態へ動
かされるべく構成された摩擦面を有する摩擦要素を有す
るブレーキブロックと共に使用され、ブレーキブロック
摩擦要素の定常状態温度及び摩擦要素−ブレーキドラム
界面の過渡的温度を択一的に示す信号を出力するための
熱電対に係る、熱電対は、ブレーキブロックに取り付け
られた熱電対の接合部の一つの要素を形成する侵食可能
な金属板を含んでいる。この板は摩擦要素と同一の近似
的深さを有し、また摩擦要素の摩擦面と平行な作用面を
有する。金属板が界面と垂直な方向に摩擦要素と共に侵
食するように、ブレーキブロック摩擦要素がブレーキド
ラムと接触する状態へ動かされる時、金属板の作用面は
ブレーキドラムの制動面と係合するべく構成されている
。また金属板は、その厚みよりも実質的に大きく、摩擦
要素がブレーキドラムと接触する状態へ動かされる時に
作用面の実質的な部分がブレーキドラムの制動面と係合
することを保証するのに十分な幅を有しており、その結
果として金属板はその高い熱伝導性によりドラム幅をま
たぐ平均的な界面温度を検出する。また熱電対は、熱電
対接合部の第二の要素を形成するべく金属板に取り付け
られている少なくとも一つの合金リード線を含んでいる
。しかし、多数のリード線が金属板に取り付けられてい
るにもかかわらず、ただ二つの出力リード線がブレーキ
ブロック摩擦材料界面の温度及び摩擦要素の摩耗状態を
確認するのに必要とされる。
い     の。
第1図を参照すると、ブレーキブロック10は、相補性
の形状の摩擦要素16を剛固に取り付ける外側表面14
を有する弧状の金属背板12を含んでいることが見られ
る。摩擦要素16は背板12の外側表面14に接着剤に
より接着されていてもよいし、リベットにより機械的に
取り付けられていてもよい。摩擦要素16は、制動過程
中にブレーキドラム22の相補性の形状の内側摩擦表面
20と接触する状態に動かされるべく構成された弧状の
摩擦面18を含んでいる。通常のドラム形式のブレーキ
装置では、図示されていない車輪はブレーキドラム22
に剛固に取り付けられており、また二つの要素は一緒に
回転する。車輪の制動は、摩擦要素16の摩擦面18が
ブレーキドラム22の摩1來表面20と係合するように
ブレーキアクチュエータがブレーキブロック10を半径
方向に外側に動かす時に生ずる。
本発明のブレーキブロック温度及び摩耗測定袋W26は
、ブレーキブロック摩擦要素16の一つの横側面28に
取り付けられるべく構成されている。好ましくは、本装
置はブレーキブロック10に対して相対的なブレーキド
ラム22の回転の方向に対して垂直な方向に延びている
摩擦要素の横側面に取り付けられている。@度及び摩耗
測定装置26は、高い熱伝導性を有する比較的薄い板3
0を含んでいる。摩擦要素16と板30との間の良好な
熱伝導性を保証するべく、板は摩擦要素の側面28に剛
固に取り付けられていなければならない、板は接着剤を
利用して接着されていてもよいし、摩擦材料のなかヘモ
ールドされていてもよい、f!が摩擦材料のなかヘモー
ルドされている場合には、摩擦材料16のなかへ突出し
またそれにより囲まれている板の横方向突起部を打ち抜
きかつ成形することにより板30を製造し、それにより
板30をR擦材料15に拘束することが好ましいことが
見い出されている。
近似的に2.54mmよりも小さい厚みを有する銅材料
から板30を製造するのが有利であることが見い出され
ている。板30が側面34に沿う摩擦要素16の厚みに
近似的に等しい深さを側面32に沿って有することが見
られる。さらに、板30は摩擦要素16の摩擦表面18
と平行な作用面36を含んでいる。好ましい実施例では
、板30は、作用面36が横方向に近似的に横側面28
の前幅に延びているように、摩擦要素16の一つの側面
28の上に載っているが、板30の幅がその厚みよりも
実質的に大きく作られているかぎり、本装置26は正確
な温度及び摩耗測定指示を与えることが見い出されてい
る。板30及び作用面36をできるかぎり広く作る利点
は、ブレーキドラムの熱的ひずみ又は摩擦要ff116
の面18の不規則な摩耗にもかかわらず制動動作中に作
用面36の主要部分がブレーキドラム22の摩擦表面2
0と接触することを保証することである。作用面36の
実質的な部分が制動動作中に常に摩擦表面20と接触し
ている状態にとどまるので、板30は摩擦表面20と摩
擦要素16の摩擦面18との間の界面温度を表す摩擦表
面20の温度と実質的に同一の温度に迅速に達し、また
その温度にとどまる。さらに、要素1′6の摩擦面18
が摩耗のために侵食するにつれて、板30の作用面36
も同一のレートで侵食する。従って、作用面36は制動
動作中にブレーキドラム22の向かい合う摩擦表面20
と相補性の形状を維持して、作用面36が常に実質的に
全摩擦表面と接触することを保証する。
以上のことから、板30の作用面36がブレーキドラム
22の摩擦表面20を擦り、それによりyJ擦要素プレ
ーキト°ラム界面に於いて発生される熱を吸収し、また
金属板30をその温度に到達させることが観察され得る
。さらに、作用面36が摩擦表面20の実質的な部分を
擦るので、板30は、もし摩擦表面20の単一の接触点
のみが接触されていたならば得られるであろう局部化さ
れた温度と対照的に、平均又は複合温度に達する。
本発明では、銅板30は双金属熱電対のポジティブな材
料を形成する。温度及び摩耗測定装置26は、第3図を
参照することにより最もよく見られる複数個の合金リー
ド線40〜40Cを含んでいる。リード線40ないし4
0cは好ましくはコンスタンクンから成っており、ま、
た作用面36から間隔をおいた垂直な距離に複数個の熱
電対接合部44ないし44cを形成するべく銅板30の
外側表面42に接合されている。各熱電対接合部44〜
44Cがその点に於ける温度に応答し、また接合部に於
ける温度を表す出力電圧を生ずることは明らかであろう
、Mi4板30は優れた熱導体であるという特性を有す
るので、熱電対接合部44ないし44Cの各々に於ける
温度は同一の近似値を有することが見い出されてきた。
しかし、一つよりも多いコンスタンタンリード線40な
いし40Cを使用する理由は下記の二つである。第一の
理由は、最大の温度がブレーキブロック摩擦材料界面で
生ずるので、熱電対接合部は望ましくはこの点にできる
かぎり密接しているべきであるという事実に基づいてい
る。この目的で、摩擦要素16の摩擦面18及び板30
の作用面36が摩耗により侵食するにつれて、熱電対接
合部44ないし44cも類似の仕方で侵食する。従って
、熱電対接合部44ないし44Cは順次に破壊される。
こうして、複数個の熱電対リード線40ないし40Cが
、アクティブな熱電対接合部44〜44cが摩擦要素の
摩耗にもかかわらず常にブレーキブロック−ブレーキド
ラム界面と密に近接した位置にとどまることを保証する
のに必要である。
制動中にブレーキブロック−ブレーキドラム界面の温度
を表す出力電圧を生ずることに加えて、銅板30は、制
動動作が行われていない時に、摩擦要素16の定常状態
温度に等しい定常状態温度を維持する。従って、ブレー
キブロック温度及び摩耗測定装置は、ブレーキブロック
lOの定常状態温度を与えることによりブレーキシステ
ムのレディネスの指示をも与える。
再び第3図を参照すると、それぞれ近似的に1000Ω
の値を有しまた好ましくは等しい値である複数個の抵抗
5R1ないしR4が温度及び摩耗測定装置26のコンス
タンタンリード線40〜40Cをまたいで直列に接続さ
れていることが観察され得る。抵抗器R1を含んでいる
導線48はリード線40及び40aを接続し、抵抗器R
2を含んでいる導線50はリード線40a及び40bを
接続し、抵抗器R3を含んでいる導線52はリード線4
0b及び40cを接続し、また抵抗器R4を含んでいる
導線54はリード線40C及び導線58を接続している
。この配置により、ブレーキブロック−摩擦材料界面に
最も近い熱電対により當に監視されている界面温度及び
摩擦材料16の定常状態温度が、銅板30に直接に接続
されている導線58とそれぞれ熱電対接合部44ないし
44cとをまたぐ電圧出力を測定することにより確かめ
られ得る。これは、ブレーキブロック−摩擦材料界面に
最も近い熱電対により発生される出力電圧が優勢である
ので、真であり、またこの接合部の、端子抵抗を通して
見られる時に、他の接合部のより高い源抵抗に比較して
低い源抵抗によるものである。追加的に、ブレーキブロ
ック摩耗の状態を確認するべく、もし電圧がリード線4
0及びリード線58に接続されている導線56をまたい
で与えられるならば、その結果として生ずる電流は、熱
電対接合部44ないし44Cのどれがアクティブである
か、またどれが侵食されているかについての指示を与え
る。この情報により摩擦材料16の摩耗の量が確かめら
れ得る0例えば、もし熱電対接合部44及び44aが侵
食されているならば、導線56及び58をまたいで与え
られる電圧は電流を導線48、抵抗器R1、導線40a
1導線50、抵抗器R2、導!!140 b、熱電対接
合部44b1銅板30及び導線58を通じて流れさせる
。その結果として流れる電流は、どの抵抗器が回路内に
あるかについての指示を与え、またそれから、どの熱電
対接合部がアクティブにとどまっているかが確認され得
る。熱電対接合部44〜44Cのどれがアクティブであ
るか、すなわち侵食されていないかに基づいて、摩擦要
素16の摩耗の量が確かめられ得る。
上記のように、本発明のブレーキブロック温度及び摩耗
測定袋226は、ドラムブレーキブロックと組み合わせ
て利用され得る仕方と同一の仕方で、ディスクブレーキ
システムのディスクブレーキパッドと組み合わせて利用
され得る。実際、ディスクブレーキシステムのブレーキ
パッドに応用されるために測定装置に交代がなされる必
要はない、第2図に転すると、本発明のブレーキブロッ
ク温度及び摩耗測定装置1it26が、ディスクブレー
キシステムに利用される形式の一対のディスクブレーキ
パッドに応用されるものとして示されている。第2図に
は一対のディスクブレーキパッド66及び68がディス
クブレーキローター70と組み合わせて示されている。
典型的なシステムではディスクブレーキパッド66及び
68は、ローターの一部分の上に載っており制動動作中
にローターに対してパッドを締め付ける作用有する図示
されていないディスクブレーキカリパスのなかに取り付
けられる。ディスクブレーキパッド66及び68は同一
であるから、この説明はディスクブレーキパッド68と
組み合わせて使用されるブレーキブロック温度及び摩耗
測定装置26の応用に関して行われる。パッド68は、
好ましくは摩擦要素76を取り付ける正面表面74を有
する金属から成る背板72を含んでいる。摩擦要素76
は正面表面74に接着剤により取り付けられていてもよ
いし、リベットのようなファスナーにより背板72に機
械的に取り付けられていてもよい。摩擦要素76は、ロ
ーター70の一つの側の上に形成された相補性の平らな
摩擦表面80に向かって動かされるべく構成されている
比較的平らな摩擦表面78を含んでいる。制動動作中、
ディスクブレーキパッド66及び68は、それらの間に
ロータ−70を締め付けるべく、互いのほうに向けてバ
イアスされている。
ディスクブレーキパッド68に本発明の測定装置26を
応用する際には、金属板30は摩擦要素76の一端に剛
固に取り付けられている。ブレーキブロック10の場合
のように、金属銅板はねじのようなファスナーにより摩
擦要素76に機械的に取り付けられていてもよいし、接
着剤を利用して摩擦要素76の端82に接着されていて
もよいし、摩擦要素76のなかヘモールドされていても
よい、再び、板30が摩擦要素76のなかヘモールドさ
れる場合には、摩擦材料のなかへ突出して拘束装置とし
ての役割有する横方向突起を打ち抜きかつ成形すること
により金属板を製造するのが望ましいことが見い出され
ている。
側面32に沿って測られた板30の深さは摩擦要素76
の厚みと近似的に等しいことが観察され得る。ディスク
ブレーキシステムでは、板30の作用面36は摩擦要素
76の摩擦表面78と平行に整列しており、また制動動
作中にローター70の摩擦表面80と係合するべく構成
されている。
従って、作用面36は迅速にブレーキパッド68の摩擦
表面78とローター70の摩擦表面80との間の界面の
温度に達する。追加的に、作用面36は摩擦要素の表面
78と同一のレートで侵食し、またローター70の摩擦
表面80との相補性を保つ。
また、ブレーキブロック10の場合には、作用面36の
幅が典型的に0.100インチ(2,54mm)よりも
若干小さい板30の厚みよりも実質的に大きく作られて
いるかぎり、本測定装置は正確な温度及び摩耗測定指示
を与えることが見い出されている。この構造により、ロ
ーター70の熱的ひずみ又は摩擦要素760表面78の
不規則な摩耗にかかわらず、作用面36の主要部分は制
動動作中にローター70の摩擦表面80と接触している
。
以上のことから、板30の作用面36がローター70の
摩擦表面80を擦って、摩擦表面7Bと80との間の界
面に発生される熱を吸収し、また板30をその温度に到
達させ、それにより温度及び摩耗測定装置26が制動中
のブレーキパッド−ローター界面の温度を表す電圧を出
力することを可能にすることは明らかであろう。
ブレーキブロック10と共に測定装置26を利用する場
合について述べたように、銅板30は、ブレーキパッド
68と共に利用される時にも、双金属熱電対のポジティ
ブな材料を形成する。さらに、上記の熱電対接合部44
〜44cを形成するべく、好ましくはコンスタンクンか
ら成る合金リード線40〜40Cが板30の外側表面4
2に接合されている。
制動中にブレーキパッド−ローター界面の温度を表す出
力電圧を与えることに加えて、銅板30は、ブレーキパ
ッド66及び68がローター70に対して締め付けられ
ていない時にKfi要素の定常状態温度に等しい定常状
態温度を維持する。従って、ブレーキパッド温度及び摩
耗測定装置26はブレーキパッド68の定常状態温度の
指示をも与える。
ディスクブレーキパッドの摩擦要素76の摩耗が、第3
図で説明した方法と同一の方法を利用して確認され得る
ことは明らかであろう、上記のことから、本発明のブレ
ーキブロック温度及び摩耗測定装置26がドラムブレー
キブロックにもディスクブレーキパッドにも変更なしに
、ブレーキブロック又はディスクブレーキパッドの摩擦
要素とブレーキドラム又はローターのそれぞれの摩擦表
面との間の界面温度と、ブレーキブロック又はブレーキ
パッドのなかに入れられている摩擦要素の定常状態温度
との指示を与えるのに利用され得ることが理解されよう
、さらに、本装置はブレーキブロック又はブレーキパッ
ドの摩擦要素の摩耗の指示を与えるのに利用され得る。
以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について説
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図はドラムブレーキシステムのなかのブレーキシュ
ーと組み合わせて使用される本発明のブレーキブロック
温度及び摩耗測定装置の斜視図である。 第2図はディスクブレーキシステムのなかのディスクブ
レーキパッドと組み合わせて使用される本発明のブレー
キブロック温度及び摩耗測定装置の斜視図である。 第3図は本発明のブレーキブロック温度及び摩耗測定装
置を有するブレーキブロックの摩擦材料の部分断面図で
あり、摩擦材料の摩耗を確認するための回路も示してい
る。 lO・・・ブレーキブロック、12・・・金属背板、1
4・・・外側表面、16・・・摩擦要素、18・・・摩
擦面、20・・・内側摩擦表面、22・・・ブレーキド
ラム、26・・・ブレーキブロック温度及び摩耗測定装
置、28・・・横側面、30・・・板、32.34・・
・側面、36・・・作用面、40〜40C・・・合金リ
ード線、42・・・外側表面、44〜44G・・・熱電
対接合部、66.68・・・ディスクブレーキパッド、
70・・・ディスクブレーキローター、72・・・背板
、74・・・正面表面、76・・・摩擦要素、78.8
0・・・摩擦表面、82・・・端

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ブレーキドラムの制動面と接触する状態へ動かさ
    れるべく構成された摩擦面を有する摩擦要素を有するブ
    レーキブロックと共に使用され、ブレーキブロック摩擦
    要素の定常状態温度及び摩擦要素−ブレーキドラム界面
    の過渡的温度を択一的に示す信号を出力するための熱電
    対に於いて、前記ブレーキブロックに取り付けられた熱
    電対の接合部の一つの要素を形成する侵食可能な金属板
    を含んでおり、 前記板が前記摩擦要素と同一の近似的深さを有し、また
    前記摩擦要素の摩擦面と平行な作用面を有しており、 前記金属板が前記界面と垂直な方向に前記摩擦要素と共
    に侵食するように、前記ブレーキブロック摩擦要素が前
    記ブレーキドラムと接触する状態へ動かされる時、前記
    作用面が前記ブレーキドラムの制動面と係合するべく構
    成されており、前記板が、その厚みよりも実質的に大き
    く、前記摩擦要素が前記ブレーキドラムと接触する状態
    へ動かされる時に前記作用面の実質的な部分が前記ブレ
    ーキドラムの制動面と係合することを保証するのに十分
    な幅を有しており、 前記熱電対接合部の第二の要素を形成するべく少なくと
    も一つの合金リード線が前記板に取り付けられている ことを特徴とする熱電対。
  2. (2)ブレーキドラムの制動面と接触する状態へ動かさ
    れるべく構成された摩擦面を有する摩擦要素と、ブレー
    キブロック摩擦要素の定常状態温度及び摩擦要素−ブレ
    ーキドラム界面の過渡的温度を択一的に示す信号を出力
    するための一体の熱電対とを有するブレーキブロックに
    於いて、 前記ブレーキブロックに取り付けられた熱電対の接合部
    の一つの要素を形成する侵食性の金属板を含んでおり、 前記板が前記摩擦要素と同一の近似的深さを有し、また
    前記摩擦要素の摩擦面と平行な作用面を有しており、 前記金属板が前記界面と垂直な方向に前記摩擦要素と共
    に侵食するように、前記ブレーキブロック摩擦要素が前
    記ブレーキドラムと接触する状態へ動かされる時、前記
    作用面が前記ブレーキドラムの制動面と係合するべく構
    成されており、前記板が、その厚みよりも実質的に大き
    く、前記摩擦要素が前記ブレーキドラムと接触する状態
    へ動かされる時に前記作用面の実質的な部分が前記ブレ
    ーキドラムの作用面と係合することを保証するのに十分
    な幅を有しており、 前記熱電対接合部の第二の要素を形成するべく少なくと
    も一つの合金リード線が前記板に取り付けられている ことを特徴とするブレーキブロック。
  3. (3)ローターの制動面と接触する状態へ動かされるべ
    く構成された摩擦面を有する摩擦要素と、ブレーキパッ
    ド摩擦要素の定常状態温度及び摩擦要素−ローター界面
    の過渡的温度を択一的に示す信号を出力するための一体
    の熱電対とを有するブレーキパッドに於いて、 前記ブレーキパッドに取り付けられた熱電対の接合部の
    一つの要素を形成する侵食性の金属板を含んでおり、 前記板が前記摩擦要素と同一の近似的深さを有し、また
    前記摩擦要素の摩擦面と平行な作用面を有しており、 前記金属板が前記界面と垂直な方向に前記摩擦要素と共
    に侵食するように、前記ブレーキパッド摩擦要素が前記
    ローターと接触する状態へ動かされる時、前記作用面が
    前記ローターの制動面と係合するべく構成されており、 前記板が、その厚みよりも実質的に大きく、前記摩擦要
    素が前記ローターと接触する状態へ動かされる時に前記
    作用面の実質的な部分が前記ローターの作用面と係合す
    ることを保証するのに十分な幅を有しており、 前記熱電対接合部の第二の要素を形成するべく少なくと
    も一つの合金リード線が前記板に取り付けられている ことを特徴とするブレーキパッド。
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