電子機器なしでディスクブレーキの摩擦トルクを低減する

燃料消費量とそれに伴うCO2排出量を削減し、今後ますます増加する電気自動車の騒音を最小限に抑えることは、自動車メーカーにとって喫緊の課題です。この方向への一歩となるのが、アクティブ・パッド引き込み機構の開発である。

ハウツーガイド

ステップ1:パッドとディスクの摩擦ペア
パッド保持スプリングとアクティブなパッド後退

ブレーキング時、車両の運動エネルギーは熱エネルギーに変換される。これは、ブレーキパッドがブレーキディスクを押して車両を減速させるために起こります。ブレーキ動作の後、ブレーキを離すと、ブレーキパッドは元の位置に戻らなければなりません。摩耗と騒音特性のためには、可能な限り最小限の残留摩擦トルクでこれを行うことが特に重要です。しかしその一方で、ブレーキ・パッドがブレーキ・ディスクから離れすぎてはならない。そうでなければ、ペダルの移動量とブレーキ応答時間が安全上重要な状態になってしまうからだ。この妥協点は、常にエンジニアに様々な課題を突きつけてきました。

Fig.1/ Fig.2:ブレーキング時(上)とアイドルポジション時(下)の

ブレーキディスクの横方向の振れによってパッドが元の位置に戻されるという、広く知られているが結局は間違った思い込みに反して、実際にはブレーキキャリパーのピストンのシールリングの助けによって行われる。

ピストンが変位する(ブレーキが作動する)と、シールリングの静止摩擦によってピストンが動き、わずかに反ります(弾性)(図1)。ブレーキが解除されると、ブレーキ・キャリパー内の圧力がゼロになり、プレストレス(反り)を受けたシーリング・リングがピストンを元の位置に引き戻します(図2)。これにより、ブレーキ・ディスクとパッドの間のランニング・クリアランス(設計により決定)が維持されます。

パッドの摩耗が進むと、ピストンの変位力はシーリングリングの静止摩擦力よりも大きくなるため、ピストンはパッドの摩耗量と同じだけシーリングリングを摺動する。ブレーキが解除されると、ロールバック効果により、設計で定められた走行クリアランスが回復します。

従来のリテーニングスプリング(上)とアクティブパッド引き込み機能付きリテーニングスプリング(下)

設計上、パッドがピストン・シーリングに沿って引っ込むことが制限されることがあるため、この問題を解決するためのサポート策を見つける必要がありました。この開発プロジェクトの結果、アクティブ・ブレーキ・パッド後退機構が設計された。

残留スリップトルクは、回転中に抵抗を示すホイールで測定しなければならない。そのためには、リムのカバーを外して下のアクスルナットにアクセスする。

新品のAPRスプリング(上)とパッド摩耗後(下)

アクティブ・ブレーキ・パッド引き込み機構は、パッドの引き込みを改善するために設計されたパッド保持スプリングのさらなる発展形である。このスプリングは、キャリア上のパッドラグの摺動性を向上させるだけでなく、パッドをブレーキディスクから引き離す追加のスプリング機構を取り付けることで改良されました。

ブレーキパッドの使用期間中、スプリングはそれに応じて伸長し、パッドの摩耗が進行しても安全で信頼性の高い機能を保証します。

スプリングがブレーキパッドを引き戻すことで、走行時のクリアランスが大きくなります

このシステムを安全に機能させるためには、パッドを交換するたびにスプリングを交換しなければならない。使用済みのスプリングは、時間の経過とともにパッドの摩耗に合わせて長さが変化し、新しいパッドでは正しく機能しなくなる。

新しいブレーキ・パッドを装着する際は、パッド・ラグがスプリング・バーに対して正しい位置にあることを確認し、ブレーキ後にスプリングがパッドをブレーキ・ディスクから引き込むようにすることが重要である。

知っておきたいこと

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