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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-02
(45)【発行日】2024-12-10
(54)【発明の名称】ドラムブレーキ
(51)【国際特許分類】
   F16D 66/00 20060101AFI20241203BHJP
   F16D 51/20 20060101ALI20241203BHJP
   G01L 3/16 20060101ALI20241203BHJP
【FI】
F16D66/00 Z
F16D51/20
G01L3/16 D
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2021531419
(86)(22)【出願日】2019-12-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-20
(86)【国際出願番号】 EP2019085535
(87)【国際公開番号】W WO2020127189
(87)【国際公開日】2020-06-25
【審査請求日】2021-06-01
【審判番号】
【審判請求日】2023-06-22
(31)【優先権主張番号】102018222125.1
(32)【優先日】2018-12-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】399023800
【氏名又は名称】コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(74)【代理人】
【識別番号】100221981
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 大成
(72)【発明者】
【氏名】バッハ・ウーヴェ
(72)【発明者】
【氏名】ヴェイ・クリスティアン
(72)【発明者】
【氏名】ゼーフォ・アーメト
(72)【発明者】
【氏名】ホフマン・イェンス
【合議体】
【審判長】小川 恭司
【審判官】内田 博之
【審判官】尾崎 和寛
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-92092(JP,A)
【文献】特開2002-67914(JP,A)
【文献】特開2010-276047(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16D 66/00 , F16D 51/20 , G01L 3/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキドラムと、2つのブレーキシュー(2、3)とを有するサーボタイプ構造のドラムブレーキであり、前記2つのブレーキシュー(2、3)は、前記ブレーキドラムに接触することができるとともに、キャリアプレート(1)のブレーキシュー側に配置され、前記2つのブレーキシュー(2、3)それぞれがその最上部における圧力端部及びその最下部における支持端部を有し、前記圧力端部間に拡張装置(4)が存在し、前記拡張装置(4)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、前記2つの圧力端部に力を導入するために前記圧力端部で力導入点において支持され、前記支持端部間にラム(5)が存在し、前記ラム(5)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、力を伝達するために前記2つの支持端部において支持されるドラムブレーキであって、各ブレーキシュー(2、3)が、その前記圧力端部に、前記力導入点に隣接する圧力ヘッドを有し、
両方の圧力ヘッド(7、8)の間には、ペデスタル(10)と、ベース(12)と、これらペデスタル(10)及びベース(12)を接続する中央ウェブ(11)とを有するアバットメント(6)が設けられており、
測定ギャップ(13、14)が前記ペデスタル(10)と前記ベース(12)との間に形成されており、
前記ブレーキシュー(2,3)が前記ベース(12)で支持され、制動時に前記ベース(12)が前記ペデスタル(10)に対して傾斜すると、前記測定ギャップ(13,14)の一方が広がり、他方が狭くなるので、この変化を検出する1つ又は複数のセンサが設けられていることを特徴とするドラムブレーキ。
【請求項2】
ブレーキドラムと、2つのブレーキシュー(2、3)とを有するサーボタイプ構造のドラムブレーキであり、前記2つのブレーキシュー(2、3)は、前記ブレーキドラムに接触することができるとともに、キャリアプレート(1)のブレーキシュー側に配置され、前記2つのブレーキシュー(2、3)それぞれがその最上部における圧力端部及びその最下部における支持端部を有し、前記圧力端部間に拡張装置(4)が存在し、前記拡張装置(4)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、前記2つの圧力端部に力を導入するために前記圧力端部で力導入点において支持され、前記支持端部間にラム(5)が存在し、前記ラム(5)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、力を伝達するために前記2つの支持端部において支持されるドラムブレーキであって、各ブレーキシュー(2、3)が、その前記圧力端部に、前記力導入点に隣接する圧力ヘッドを有し、
両方の圧力ヘッド(7、8)の間には、ペデスタル(10)と、該ペデスタル(10)から延在する中央ウェブ(16)と、該中央ウェブ(16)に合流する横方向ウェブ(17)と、該横方向ウェブ(17)の端部から延びるアーム(18、19)とを有するアバットメント(6)が設けられており、
前記中央ウェブ(16)から横方向に突き出るピン(20,21)が、測定ギャップ(13,14)を形成しつつ前記アーム(18,19)の内縁まで達しており
前記ブレーキシュー(2,3)は、制動時に、前記ブレーキシュー(2,3)が支持されている前記アーム(18,19)を内側に曲げ、その結果、前記測定ギャップ(13,14)はサイズが減少するので、前記測定ギャップ(13,14)のこの変化を検出する1つ又は複数のセンサが設けられていることを特徴とするドラムブレーキ。
【請求項3】
ブレーキドラムと、2つのブレーキシュー(2、3)とを有するサーボタイプ構造のドラムブレーキであり、前記2つのブレーキシュー(2、3)は、前記ブレーキドラムに接触することができるとともに、キャリアプレート(1)のブレーキシュー側に配置され、前記2つのブレーキシュー(2、3)それぞれがその最上部における圧力端部及びその最下部における支持端部を有し、前記圧力端部間に拡張装置(4)が存在し、前記拡張装置(4)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、前記2つの圧力端部に力を導入するために前記圧力端部で力導入点において支持され、前記支持端部間にラム(5)が存在し、前記ラム(5)は前記キャリアプレート(1)に対してフローティング式に取り付けられ、力を伝達するために前記2つの支持端部において支持されるドラムブレーキであって、各ブレーキシュー(2、3)が、その前記圧力端部に、前記力導入点に隣接する圧力ヘッドを有し、
両方の圧力ヘッド(7、8)の間には、ペデスタル(10)と、ベース(12)と、これらペデスタル(10)及びベース(12)の縁部を接続する2つの支柱(22,23)を有するアバットメント(6)を備えており、
前記ペデスタル(10)を起点とする少なくとも1つのピン(20,21)が少なくとも1つの測定ギャップ(13,14)を形成しつつ前記ベース(12)の内縁まで延在しており、
前記ベース(12)は、制動時に円周方向において負荷をかけられると、前記ペデスタル(10)に対して平行に変位し、その結果、長方形のフレームが平行四辺形に変形し、この際前記ベース(12)が前記ペデスタル(10)及び前記ピン(20,21)の端部に接近し、その結果、前記少なくとも1つの測定ギャップ(13,14)のサイズが減少するので、前記測定ギャップのこの変化を測定する1つ又は複数のセンサが設けられていることを特徴とするドラムブレーキ。
【請求項4】
前記アバットメント(6)の変形を検出するために、ひずみゲージが前記アバットメント(6)に取り付けられていることを特徴とする、請求項1~のいずれか一項に記載のドラムブレーキ。
【請求項5】
前記測定ギャップ(13,14)変化を検出するために、異方性磁気抵抗効果又はホール効果に基づくセンサが使用されていることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のドラムブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブレーキドラムと、2つのブレーキシューとを有するサーボタイプ構造のドラムブレーキに関し、2つのブレーキシューはブレーキドラムに取り付けることができ、ドラムブレーキはキャリアプレートのブレーキシュー側に配置され、それぞれが圧力端部及び支持端部を有し、圧力端部間に拡張装置が存在し、拡張装置はキャリアプレートに対して浮くように取り付けられ、2つの圧力端部に力を導入するために圧力端部で力導入点において支持され、支持端部間にラムが存在し、ラムはキャリアプレートに対して浮くように取り付けられ、力を伝達するために2つの支持端部上で支持される。
【背景技術】
【0002】
拡張装置が電気アクチュエータからなる、このタイプの電気作動可能なドラムブレーキは、国際公開第99/53214 A1号パンフレットに記載されている。
【0003】
制動を適用する際にアクチュエータを制御又は調整できるようにするために、ドラムブレーキに作用する力の量に関する情報が必要である。国際公開第99/53214 A1号パンフレットによれば、負荷センサがアバットメントの端面に配置され、ブレーキシューの一方がアバットメントに載る力を測定する。
【0004】
しかしながら、この情報は電気アクチュエータを制御又は調整するのに十分に正確ではない。それというのも、制動を適用する際にブレーキシューに作用する摩擦力が異なる可能性があり、そのため、摩擦力によって影響を受ける支持力もブレーキシューごとに異なる可能性があるためである。したがって、ブレーキシューのこの支持力は、ドラムブレーキに作用する力及び制動トルクの合計量を正確に反映していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、本発明は、制動適用時にドラムブレーキに作用する力の合計量を反映する、アバットメント上の負荷測定装置を備えたドラムブレーキを創出するという目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的を達成するために、以下のことが提供される、すなわち、各ブレーキシューが、その圧力端部に、力導入点に隣接する圧力ヘッドを有し、両方の圧力ヘッドは、それらの間に配置され且つキャリアプレートに接続されたアバットメント上で支持可能であること、及び、アバットメントが全体として、負荷下で弾性的に変形可能な塊状の構成要素として具体化されること、及び、ドラムブレーキで生成される制動トルクがセンサ信号によって決定されることを可能にするために、負荷下で生じるアバットメントの変形を検出する1つ又は複数のセンサが提供されることが提案される。
【0007】
アバットメントのこの構成により、サーボタイプ構造のドラムブレーキの制動力を決定することが可能になる。
【0008】
アバットメントの変形を判定するために、アバットメントに取り付けられるひずみゲージを使用することができる。
【0009】
明確な変形を達成するために、アバットメントは、好ましくは、キャリアプレートに固く接続されたペデスタルにウェブを介して接続されたベースによって形成され、圧力ヘッドはベースの両縁部にもたれ掛かる。ベースが負荷にさらされると、ベースはペデスタルに対して変位又は傾斜し、これは測定によって検出することができる。
【0010】
第1の単純な実施形態では、ベースは中央ウェブを介してペデスタルに接続され、ベースとペデスタルの相互に向き合う縁部は互いに平行に延び、それらの間の測定ギャップを囲む。ベースがペデスタルに対して移動すると、測定ギャップのサイズが変化する。測定ギャップのサイズの変化は、測定によって検出することができる。
【0011】
別の実施形態は、アバットメントが、ベースと2つのアームとを有するU字形を有することを想定し、2つのアームはベースから突出し、その外側でブレーキシューのアバットメント端部が支持され、1つ又は複数のセンサは負荷下に変化するアームの傾斜を検出できる種類のものである。
【0012】
この目的のために、ベースは、キャリアプレートに固定されたペデスタルを起点とし且つベースの内縁に隣接する中央ウェブによって支持され、この結果、アームはキャリアプレートの方に向けられる。
【0013】
この実施形態においても測定ギャップを形成するために、本発明は、中央ウェブから横方向に突出するピンが、アームの内縁まで達する一方、測定ギャップを形成することを想定する。
【0014】
アバットメントの別の実施形態は、ベースとペデスタルが縁部に位置する2つの支柱を介して互いに接続されてフレームを形成し、ペデスタルを起点とする少なくとも1つのピンがベースの内縁まで延在して測定ギャップを形成することを想定する。
【0015】
単方向負荷の場合、長方形のフレームは平行四辺形に曲げられ、その結果、測定ギャップは比例して縮小する。
【0016】
測定精度を高めるために、ペデスタル、ウェブ、及びベースは、一体型の構成要素として設計されることが好ましい。
【0017】
すでに上で説明したように、アバットメントの変形の測定はひずみゲージの助けを借りて実行することができる。
【0018】
測定ギャップサイズの決定は、例えば、ホールセンサ又は異方性磁気抵抗効果に基づくAMRセンサによって実行することができ、この目的のために、アームはホールセンサ又はAMRセンサの信号送信機として機能する磁石を備えている。
【0019】
以下、3つの例示的な実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。図面は以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】アバットメントの第1の実施形態を備えるブレーキドラム。
図2図1に示されるドラムブレーキのアバットメントの拡大図。
図3】アバットメントの第2の実施形態の拡大図。
図4】アバットメントの第3の実施形態の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図1は、自動車のドラムブレーキを斜視図で示し、前記ドラムブレーキは、円形キャリアプレート1と、キャリアプレート1の中心軸に対して同心円状に配置された2つのブレーキシュー2及び3とを備える。
【0022】
ブレーキシュー2、3は、ブレーキドラム(ここには示されていない)によって同心円状に囲まれ、ブレーキドラムは、制動される自動車のホイールに接続され、ブレーキシュー2、3がこのブレーキドラムに押し付けられると、回転しているホイールは減速する(常用ブレーキ)か、又は静止しているホイールは回転を防止される(駐車ブレーキ)。
【0023】
ブレーキシュー2、3はそれぞれ、圧力端部及び支持端部を有し、拡張装置4が、対向する圧力端部の間に配置されている。これは通常、油圧式、電気機械式、又は電気油圧式に作動可能な装置である。
【0024】
同様に対向して位置する支持端部の間にはラム5が存在し、これは一方のブレーキシューから他方のブレーキシューに力を伝達する。
【0025】
拡張装置4とラム5の両方が、キャリアプレート1に対して円周方向に浮くように取り付けられており、したがってこれは強力な自動補力効果を有する「デュオサーボ」ブレーキである。
【0026】
ブレーキシュー2、3とブレーキドラムとの間の摩擦力として作用する制動力を支持するために、アバットメント6が設けられている。これは、拡張装置4の半径方向外側に位置し、ここで、拡張装置4の力導入点に隣接して、さらに、ブレーキシュー2、3の端部に、圧力ヘッド7、8が存在し、これらはアバットメント6の両側で支持される。拡張装置4とラム5の両方は浮くように取り付けられているので、制動力は、各場合において、トレーリングブレーキシューからアバットメント6にのみ伝達される。
【0027】
示されている矢印9に従ってブレーキドラムが反時計回りに回転する場合を考えると、左側に示されているブレーキシュー2がリーディングブレーキシューであり、右側に示されているブレーキシュー3がトレーリングシューである。
【0028】
拡張装置4は、2つのブレーキシュー2、3を押し開き、リーディングブレーキシュー2は、キャリアプレート1に対してその回転方向にブレーキドラムによって運ばれる。それに及ぼされた摩擦力は、ラム5によってトレーリングブレーキシュー3にも伝達され、その結果、その圧力ヘッド8はアバットメント6上で支持される。
【0029】
ここで本発明は支持力がそこで測定されることを想定し、この力は制動力の測定値を表し、したがって拡張装置4を制御するために使用することができる。
【0030】
この目的のため、最も単純な場合において、図2に示されるアバットメント6は、キャリアプレート1から垂直に突き出て、それに固定される塊状であるが平らな構成要素からなり、したがって圧力ヘッド7、8が円周方向に面するその縁部に載ることを可能にする。
【0031】
ここでは、アバットメント6はペデスタル10を備え、細い中央ウェブ11を介してペデスタル10に接続されているのはベース12であり、円周方向に面するその縁部に対して、ブレーキシュー2、3の圧力ヘッド7、8を配置することができる。ペデスタル10とベース12の相互に向き合う縁部は、わずかな隙間で互いに平行に延びるので、2つの測定ギャップ13、14が、ウェブ11を起点として、ペデスタル10とベース12との間に形成される。
【0032】
示されている矢印9に従ってブレーキドラムが反時計回りに回転される場合、左側に示されるブレーキシュー2はリーディングブレーキシューであり、右側に示されるものはトレーリングブレーキシュー3である。ブレーキシューとブレーキドラムとの間の摩擦力により、ブレーキシューは、浮くように取り付けられているので、回転方向に運ばれ、その結果、トレーリングブレーキシュー3はアバットメント6のベース12上で支持され、ベースはペデスタル10に対して傾斜し、その結果、図2に示されるように、それに面する測定ギャップ14は広がり、それから外方に面する測定ギャップ13は狭くなる。
【0033】
これらの変化は、適切なセンサにより検出することができ、導入された制動力の値を表すことができ、次にこれを拡張装置を制御するために使用することができる。
【0034】
回転方向が異なる場合、2つのブレーキシュー2、3の機能が逆になり、左側のブレーキシューがトレーリングシューになり、右側のブレーキシューがリーディングシューになり、その結果、後者はアバットメント6のベース12上で支持され、その結果、それに面する左側の測定ギャップ13は広がり、それから外方に面する右側の測定ギャップ14は狭くなる。
【0035】
アバットメントの設計の別の可能性が図3に示されている。キャリアプレート1に固定されたペデスタル10から延在するのは中央ウェブ16であり、中央ウェブ16は横方向ウェブ17に合流し、その端部のそれぞれから、ペデスタル10に向けられたそれぞれのアーム18、19が延びる。したがって、中央ウェブ16、横方向ウェブ17及び2つのアーム18、19は、Tを形成する。ブレーキシュー2、3の圧力ヘッド7、8は、円周方向に面するアーム18、19の外縁に対して配置される。
【0036】
中央ウェブ16から横方向に突き出ているのは、2つのピン20、21であり、それらは、アーム18、19の内縁の直前で終端し、それぞれの場合に測定ギャップ13、14を形成している。
【0037】
それぞれのリーディングブレーキシュー2、3は、それが支持されているアーム19又は18を内側に曲げ、その結果、関連する測定ギャップ14又は13はサイズが減少し、これを測定によって検出することができる。
【0038】
同時に、ピン20、21は過負荷保護装置として機能する。制動力が大きくなりすぎると、アーム17、18は関連するピン20、21に支持される。
【0039】
図4に示される第3の実施形態は、ペデスタル10及びベース12を備え、これらは、2つの縁部に位置する2つの支柱22、23を介して互いに接続され、したがって、中央開口部を備えたフレームを形成する。開口部を区切るペデスタル10の内縁から延在するのは、2つのピン20、21であり、それらは測定ギャップ13、14を残しつつ、ベース12の内縁まで延びる。
【0040】
ベース12が円周方向において負荷をかけられると、ペデスタル10に対して平行に変位し、その結果、長方形のフレームは平行四辺形に変形し、この際ベース12はペデスタル10及びピン20、21の端部に接近し、その結果、測定ギャップ13、14は対応してサイズが減少する。
【0041】
すべての実施形態において、測定ギャップの変化を測定するために利用可能な様々な可能性が存在する。異方性磁気抵抗効果(AMR効果)を使用するセンサ、又は代替的に、リニアホールセンサを使用することができる。
【0042】
測定ギャップサイズの測定とは関係なく、アバットメントの形状のそれぞれの変化をひずみゲージによって検出することができる。
【0043】
センサにより、ドラムブレーキに作用する制動トルクの測定が可能になる。これは、ドラムブレーキの制動効果を制御するために使用される。
なお、本発明は、以下の態様も包含し得る:
1.ブレーキドラムと、2つのブレーキシュー(2、3)とを有するサーボタイプ構造のドラムブレーキであり、前記2つのブレーキシュー(2、3)は前記ブレーキドラムに取り付けることができ、前記ドラムブレーキはキャリアプレート(1)のブレーキシュー側に配置され、それぞれが圧力端部及び支持端部を有し、前記圧力端部間に拡張装置(4)が存在し、前記拡張装置(4)は前記キャリアプレート(1)に対して浮くように取り付けられ、前記2つの圧力端部に力を導入するために前記圧力端部で力導入点において支持され、前記支持端部間にラム(5)が存在し、前記ラム(5)は前記キャリアプレート(1)に対して浮くように取り付けられ、力を伝達するために前記2つの支持端部上で支持されるドラムブレーキであって、各ブレーキシュー(2、3)が、その前記圧力端部に、前記力導入点に隣接する圧力ヘッドを有し、両方の圧力ヘッド(7、8)は、それらの間に配置され且つ前記キャリアプレート(1)に接続されたアバットメント(6)上で支持可能であること、及び、前記アバットメント(6)が全体として、負荷下で弾性的に変形可能な塊状の構成要素として具体化されること、及び、前記ドラムブレーキで生成される制動トルクがセンサ信号によって決定されることを可能にするために、負荷下で生じる前記アバットメント(6)の変形を検出する1つ又は複数のセンサが提供されることを特徴とするドラムブレーキ。
2.前記アバットメント(6)が、ウェブ(11)を介して、前記キャリアプレート(1)に固く接続されたペデスタル(10)で終端するベースによって形成され、前記圧力ヘッド(7、8)は前記ベース(12)の両縁部にもたれ掛かることを特徴とする、上記1.に記載のドラムブレーキ。
3.前記ベース(12)が、中央ウェブ(16)を介して前記ペデスタル(10)に接続され、前記ベース(12)及び前記ペデスタル(10)の相互に向き合う縁部が互いに平行に延び、それらの間の測定ギャップを囲む、上記2.に記載のドラムブレーキ。
4.前記アバットメント(6)がベース(12)と2つのアーム(18、19)とを有するU字形を有し、前記2つのアーム(18、19)は前記ベースから突出し、その外縁で前記圧力ヘッド(7、8)を支持可能であること、及び、前記1つ又は複数のセンサが、負荷下に変化する前記アーム(18、19)の傾斜を検出できる種類のものであることを特徴とする、上記2.に記載のドラムブレーキ。
5.前記ベース(12)が、前記キャリアプレート(1)に固定されたペデスタルを起点とし且つ前記ベース(10)の内縁に隣接する中央ウェブ(20)によって支持され、その結果、前記アーム(11、12)は前記キャリアプレート(1)の方に向けられることを特徴とする、上記1.~4.のいずれか一つに記載のドラムブレーキ。
6.前記中央ウェブ(16)から横方向に突出するピン(20、21)が、前記アーム(18、19)の内縁まで達する一方、測定ギャップを形成することを特徴とする、上記4.又は5.に記載のドラムブレーキ。
7.前記ベース及び前記ペデスタルが、それらの縁部に位置する2つの支柱(22、23)を介して互いに接続されてフレームを形成し、前記ペデスタルを起点とする少なくとも1つのピンが前記ベース(12)の内縁まで延在して測定ギャップを形成することを特徴とする、上記5.に記載のドラムブレーキ。
8.前記ペデスタル(10)、前記ウェブ(20)及び前記ベース(12)が、一体型の構成要素を形成することを特徴とする、上記5.に記載のドラムブレーキ。
9.前記アバットメント(6)の変形を検出するために、ひずみゲージが前記アバットメント(6)に取り付けられることを特徴とする、上記1.~8.のいずれか一つに記載のドラムブレーキ。
10.前記アバットメント(6)の変形を検出するために、異方性磁気抵抗効果又はホール効果に基づくセンサが使用されることを特徴とする、上記1.~8.のいずれか一つに記載のドラムブレーキ。
【符号の説明】
【0044】
1 キャリアプレート
2 ブレーキシュー
3 ブレーキシュー
4 拡張装置
5 ラム
6 アバットメント
7 圧力ヘッド
8 圧力ヘッド
9 矢印
10 ペデスタル
11 ウェブ
12 ベース
13 測定ギャップ
14 測定ギャップ
16 中央ウェブ
17 横方向ウェブ
18 アーム
19 アーム
20 ピン
21 ピン
22 縁部に位置する支柱
23 縁部に位置する支柱
図1
図2
図3
図4