JP2001522022A - 陸上車両用のブレーキ機構 - Google Patents

陸上車両用のブレーキ機構

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JP2001522022A JP2000519225A JP2000519225A JP2001522022A JP 2001522022 A JP2001522022 A JP 2001522022A JP 2000519225 A JP2000519225 A JP 2000519225A JP 2000519225 A JP2000519225 A JP 2000519225A JP 2001522022 A JP2001522022 A JP 2001522022A
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ヴェルスドルファー，カール・フリードリヒ
エアベン，ラルフ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ブレーキ機構の摩擦パッドに作用すると共に自動ロック式に設計された(減速)ギヤが下流に接続された電気モータと、上記自動ロック機能を解除もしくは確立し得る起動機構とを備えたことを特徴とする陸上車両用のブレーキ機構に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、陸上車両用のブレーキ機構に関する。本発明は特に、ブレーキ機構
が電気的に起動され得る陸上車両用のブレーキ機構に関する。“ワイヤ式ブレー
キ”とも称されるブレーキ機構においては、ブレーキ・ディスクもしくはブレー
キ・ドラムに対して摩擦部材を大きな動力により解除および押圧するという問題
がある。このことは特に、陸上車両の運転操作の間に当てはまる。これに加え、
陸上車両の実質的な減速を確かなものとするには、大きな押圧力が必要である。
【０００２】 更に、陸上車両の停止間における駐車用ブレーキ機能を備える必要があるが、
これは坂道で車両が独りでに発進するのを防止するものである。
【０００３】 常用ブレーキ機能と駐車用ブレーキ機能との間には、駐車用ブレーキは自動ロ
ック式とされるべきであるが、常用ブレーキは自動ロック式であってはならない
という相反要件が存在する。この理由のために、ワイヤ式ブレーキ機構における
駐車用ブレーキ機能はこれまでは常用ブレーキ機能と別体的に実現されて来た。
特にこのことは、相当の設置スペースを有すると共に、コスト高である。
【０００４】 本発明は、駐車用ブレーキ機能および常用ブレーキ機能が摩擦要素に対するア
クチュエータ・ユニット内に一体化されたブレーキ機構であって、常用ブレーキ
は決して自動ロック状態に陥り得ないことを同時に保証するブレーキ機構を提供
するという目的に基づく。
【０００５】 上記目的は、以下に記述される車両用ブレーキにより解決される。
【０００６】 図１は、シャフト14を介して車輪12(概念的に示す)に回転不能に連結されたブ
レーキ・ディスク10と、それに対して作用する車両用ブレーキ・システムのアク
チュエータ・ユニットを示す。上記ブレーキ・ディスク10は、２枚の摩擦パッド
16a、16bの間に収容される。
【０００７】 ブレーキ・ディスク10に対する摩擦パッド16a、16bの解除又は押圧移動は、ス
ピンドル(18)とナット(20)機構を介して行われる。以下に詳述される如く、スピ
ンドル18は、電気モータ24の回転方向に従って、ギヤ機構22を介して押圧回転も
しくは解除回転する。その手法は詳細には説明しないが、電気モータ24の制御は
、陸上車両のブレーキ・ペダルの踏み込み位置、又は、駐車用ブレーキ・レバー
の起動にそれぞれ依存する電気制御信号の関数として行われる。
【０００８】 好適な具体例として、ギヤ機構22は、減速ギヤとして設計され、200:1の全体 減速比を有すると共に、二段式設計である。このことは、電気モータ24が基本的
に小寸サイズであっても十分に大きな挟持力を付与し得るというコンパクトなア
クチュエータ・ユニットになる。この目的のために、歯付ベルト・ギヤ35として
設計された4:1の第1減速段階を介して、電気モータ24は50:1の第2減速段階を提 供する斜板機構(swash plate mechanism)36を駆動する。斜板機構36は、外側支 持リング38内に回転不能に収容されると共に面取端部にて駆動軸39に当接する傾
斜リング37を備えており、駆動軸39の回転運動によって傾斜リング37は揺動運動
する。傾斜リング37は出力リング41の平歯に係合する平歯39を備え、出力リング
41は出力軸として作用するスピンドル18と非確動的(non-positively)に接続され
ている。外側支持リング38が固定的であることにより、傾斜リング37の揺動運動
にともなって、傾斜リング37の平歯39の連続的な他の歯は、出力リング41の平歯
40と係合する。出力リング41の平歯の歯数21は傾斜リング37の歯数Z2よりも少な
く選択されるので、固定的な外側支持リング38に関して出力リング41の相対的回
転運動が生ずるが、この回転は駆動軸39の回転方向と逆の回転方向になる。故に
、傾斜リング37および出力リング41の平歯の歯数の差による出力リング41の回転
が生ずる。たとえばもし出力リング41が歯数Z1＝98を有すると共に傾斜リング37
が歯数Z2＝100を有するのであれば、それから帰着する50:1の減速比iは、式i＝Z
2/(Z1-Z2)により得られる。
【０００９】 第2減速段階に関し、上記斜板機構の代わりに、“Cycloギヤ機構”として公知
のギヤ機構、又は、特にDE 296 14 738 U1から公知である“ハーモニックドライ
ブ・システム（Harmonic drive system）”のギヤ機構が採用され得る。このギ ヤタイプもまた固定的な支持リングを備え、入力および出力回転方向は相互に逆
であり、減速は、非回転リングと回転可能リングの歯数もしくは円周長さの差に
より決定される。
【００１０】 “Cycloギヤ機構”は、極めて高いトルク容量、極めて高い効率、高い可能ギ ヤ比、および、スピンドル／ナット機構にて可能的に必要とされる離脱トルクを
克服する好適な効果を有する５倍までの過負荷機能に特徴がある。“Cycloギヤ 機構”は、そのギヤ外側輪郭がサイクロイド特性を描く偏心ギヤ機構である。デ
ィスクは偏心要素により駆動され、リング内を転動する。もし上記ディスクが閉
塞サイクロイド特性を備えると共に上記リングが円状に配置されたピンにより置
換されれば、それにより確実な接続が達成される。而して、“Cycloギヤ機構” は３個の主要移動要素を有しているが、上記偏心要素を備えた駆動軸、カム・デ
ィスクおよび出力軸である。二重偏心要素は駆動速度で回転すると共に、ローラ
軸受を介して相互に180°オフセットされた二個のカム・ディスクを駆動する。 故に、これらのカム・ディスクは２つの異なる軸心の回りを同時に回転する。反
対方向において減速された回転が生成される。偏心要素の完全回転により、各カ
ム・ディスクはカム部分により回動する。概略的に、カム・ディスクはピン・リ
ングに配備されたピンよりもひとつだけ歯が少ない。これらの場合、ギヤ比はカ
ム・ディスクのカム部分の個数により決定される。出力軸に対して減速回転運動
を伝達するために、各カム・ディスクには円状に配置された複数の孔が配備され
る。出力軸は同軸的駆動ディスクを有するが、該同軸的駆動ディスク上には、カ
ム・ディスクにおける各対応孔内に係合すべく円状に配置された駆動ピンが載置
される。各駆動ピンおよび外側ピンには、各カム・ディスクと出力軸の各駆動ピ
ンとの間の純粋な回動力伝達を提供するローラが装着される。
【００１１】 斜板機構およびハーモニックドライブ機構は両者ともに、320:1までの減速比 を可能とする。故に、200:1の減速を達成する上では、第1減速段階が省略され得
る。たとえば、その場合には電気モータとギヤ機構との並列配置の代わりに電気
モータとギヤ機構とを直列に配置することが好ましく、電気モータはギヤ駆動軸
39を直接に駆動する。
【００１２】 斜板機構およびDE 296 14 738 U1によって公知のギヤ機構に対しては、逆回転
可能に在るギヤ機構が自動ロック式であることが必須であり、このことは、駆動
への対抗力が大きいとしても、該対抗力は駆動軸を逆方向に回転し得ないように
することを意味する。但しそれは、駆動軸が一方向もしくは他方向に変更され得
ることも意味する。
【００１３】 スピンドル／ナット機構18/20が自動ロック式に設計されると、スピンドル／ ナット機構18/20の挟持時に得られる位置は、電気モータ24が停止された後でも 保持される。
【００１４】 上述の如く、支持リング38は上記機構の静止位置において回転不能である。以
下に記述される構成に依り、逆回転を達成することが可能であることから、斜板
機構が事実上は停止し乍らも、(スピンドル／ナット機構18/20を介して)摩擦パ ッド16a、16bの解除移動を達成することが可能である。
【００１５】 軸受ジャーナル50において、支持リング38の外側歯に係合するピニオン52は回
転可能に且つ矢印Pの方向において軸心方向に摺動可能に配置される。該ピニオ ン52は、テンション・ロッド54に堅固に接続される。ピニオン52は、テンション
・ロッド54の回りに巻回されたコイル・スプリング56により、壁部58に対して矢
印Pの反対方向に付勢される。更に、テンション・ロッド54の回りには、トーシ ョン・スプリング・アキュムレータとして作用する螺旋スプリング60が巻回され
る。
【００１６】 軸受ジャーナル50の底部には、矢印Pの方向へのテンション・ロッド54の軸心 方向移動時に、蓄力されたスプリング・アキュムレータ60がピニオン52を回転方
向Dに回転させ得る如く、鋸歯が形成される。(コイル・スプリング56により荷重
付与された)ピニオン52の係合状態において、鋸歯はピニオン52を回転不能とす る。故に、通常状態において支持リング38は回転不能である。
【００１７】 ブレーキ機構は、次の様に機能する： 電気モータ24に電流供給すると、上述したように、スピンドル／ナット機構18
/20はギヤ機構を介して回転し、摩擦パッド16a、16bはブレーキ・ディスク10に 対して押圧移動を行う。
【００１８】 電気モータ24に対し逆の電流供給を行うと、スピンドル／ナット機構18/20は ギヤ機構を介して逆回転し、摩擦パッド16a、16bはブレーキ・ディスク10からの
解除移動を行う。
【００１９】 もしテンション・ロッド54を矢印Pの方向に作動すれば、ピニオン52は軸受ジ ャーナル50の底部における鋸歯から離脱し、テンション・ロッド54は蓄力された
スプリング・アキュムレータ60により回転する。この結果、テンション・ロッド
54に堅固に接続されたピニオン52が支持リング38を回転することになる。これは
スピンドル18の回転運動を引き起こすから、ナット20が摩擦パッド16a、16bをブ
レーキ・ディスク10から離間移動させる。この最後に記述されたプロセスは、駐
車用ブレーキの解除の場合、又は、緊急起動時に行われる。故に、駐車用ブレー
キ機能は電気的起動なしでも解除され得る。
【００２０】 上記スプリング・アキュムレータ60に蓄力するためには、(たとえば電磁的に 操作される)テンション・ロッド54を矢印Pの方向に移動し、同時に、電気モータ
24が起動する。こうして支持リング38は回転を開始することによりピニオン52を
逆回転方向に駆動し、スピンドル／ナット機構は、たとえば各摩擦パッド16a、1
6bがブレーキ・ディスク10と接触する停止位置に到達する。この結果、電気モー
タ24により与えられたトルクは、エネルギ蓄積の方向にスプリング・アキュムレ
ータ60を締め付けるべく用いられる。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年９月３日（１９９９．９．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルスドルファー，カール・フリードリ ヒ ドイツ連邦共和国、デー 55257 ブーデ ンハイム、シラーシュトラーセ 32 (72)発明者 エアベン，ラルフ ドイツ連邦共和国、デー 56132 ケメナ ウ、イム・キルシュガルテン ９ (72)発明者 ツェンツェン，グイド ドイツ連邦共和国、デー 56290 マッケ ン、ハウプトシュトラーセ 32アー Ｆターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA58 AA69 AA78 AA79 AA87 BA04 CC07 CC15 CC19 CC62 CC76 FA01 FA06 FA07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下流に接続された減速ギヤ(22)を備えた電気モータ(24)を備
    え、該減速ギヤ(22)の出力手段(41)は、ブレーキ機構の摩擦パッド(16a、16b)に
    作用する解除／押圧機構(18、20)の入力手段と接続されており、かつ減速ギヤ(2
    2)は自動ロック式に設計されており、 起動機構(38、52、54、60)を備え、該起動機構(38、52、54、60)により上記減
    速ギヤ(22)の自動ロック機能を解除もしくは作動させて、ブレーキ・ディスク(1
    0)から摩擦パッド(16a、16b)の解除方向における解除／押圧機構(18、20)の開放
    移動が行われるようにしたことを特徴とする陸上車両用のブレーキ機構。
  2. 【請求項２】 車両が停止し、電気モータに電流が流れないときに起動機構
    が自動ロック位置にある請求項１記載の陸上車両用のブレーキ機構。
  3. 【請求項３】 自動ロック機能は起動機構を作動したときに解除され、かつ 開放移動のためには、好適にはスプリング・アキュムレータとして設計される
    と共にギヤ機構に対して好適には回転可能に且つ／又は並進的に作用し得るエネ
    ルギ・アキュムレータから駆動力が提供される、請求項１または２に記載の陸上
    車両用のブレーキ機構。
  4. 【請求項４】 エネルギ・アキュムレータの蓄力は、通常作動状態下におい
    て電気モータの起動により行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の陸上
    車両用のブレーキ機構。
JP2000519225A 1997-10-31 1998-10-29 陸上車両用のブレーキ機構 Pending JP2001522022A (ja)

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