JP2020528527A - ドラムブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムブレーキに作用する力の総強度を再現する荷重測定装置を備えたドラムブレーキを提供する。【解決手段】特に電気機械的に作動するブレーキを制御するには、制動シュー（２、３）の当接架台（５）に作用する力を検知する必要がある。したがって、当接架台（５）は、荷重下で変形する固体材料から形成され、この変形を検出する測定装置が提供される。特別な実施形態は、当接架台（５）が２つの脚部（１１、１２）を有し、その上に制動シュー（２、３）が支持されることである。負荷がかかっている２つの制動シュー間の距離の変化が、磁石（２４、２５）と、ホールセンサー又はＡＭＲセンサーで構成される測定装置を使用して、脚部（１１、１２）の延長ロッド（２２、２３）間の距離を測定することによって決定される。

Description

本発明は、ブレーキドラムと、ブレーキドラムに取り付けられ、担持板部の制動シュー側に固定される２つの制動シューとを備えたドラムブレーキに関し、２つの制動シューのそれぞれが、加圧端と当接端を有し、加圧端と当接架台との間に拡開装置を備え、当接架台の端に負荷測定装置を備え、負荷測定装置は、当接架台にかかる負荷を決定するために使用される。

拡開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式ドラムブレーキは、特許文献１に記載されている。

ブレーキの作動時にアクチュエータを制御又は調整可能にするには、ドラムブレーキに作用する力の強さに関する情報が必要である。特許文献１によれば、荷重センサーが当接架台の端面に配置され、制動シューの１つが当接架台に支持される力を測定する。

国際公開第９９／５３２１４号

ただし、この情報は、電動アクチュエータの制御又は調整には十分に正確ではない。ブレーキが作動すると、制動シューに作用する摩擦力が異なる可能性があるため、摩擦力の影響を受ける支持力も各制動シューで異なるためである。したがって、制動シューの支持力は、ドラムブレーキに作用する力とブレーキトルクの合計強度を正確に反映していない。

したがって、本発明は、ブレーキが確認されたときにドラムブレーキに作用する力の総強度を再現する、当接架台上の荷重測定装置を備えたドラムブレーキを作成するタスクに基づいている。

この問題を解決するために、当接架台全体が、荷重下で弾性があり柔軟性のある固体部品として形成され、荷重下で発生する当接架台の変形を検出する１つ以上のセンサーが提供されることが提案される。

当接架台の変形は両側に作用する支持力によって決定されるため、例えば、変形の決定は、当接架台に作用する機械的応力によることを意味する。この機械的応力は、ブレーキに作用する力に対応して得られる値であり、アクチュエータの制御に適している。

変形は、個々の制動シューの制動トルクも検知及び決定可能に検知してもよい。

第１の単純な実施形態では、当接架台は鉄床状に形成され、当接架台の端部は鉄床頭部の両端に載っている。

制動中に鉄床頭部に力が加わると、機械的応力は、鉄床頭部に蓄積されるか、鉄床の基部に導かれる。

これらの機械的応力は、鉄床のひずみゲージで検出してもよい。この実施形態では、よって、当接架台の変形は、当接架台の機械的応力を介して間接的に決定される。

別の実施形態は、当接架台が、基部と、２つの脚部とを備えたＵ字型形状を有し、当接架台の外側で制動シューの当接架台の端部が支持され、負荷の変化によって変化する脚部の傾きを検出可能なタイプの１つ又は複数のセンサーとを備えるものを提供する。

この目的のために、必要に応じて脚部にひずみゲージを取り付けてもよい。もう１つの可能性は、１つ又は複数のセンサーが脚部の自由端間の距離を検出することである。

これは例えば、異方性磁気抵抗効果に基づくホールセンサー又はＡＭＲセンサーを使用してもよい。この目的のために、ホールセンサー又はＡＭＲセンサーの信号送信機として機能する磁石が、脚部に提供される。

好ましくは、脚部の自由端は内向きの突起を有してもよく、その端面は測定間隔によって互いに分離される。測定間隔の幅を、２つの突起の端の周りに配置された通電プランジャーを援用して検出してもよい。これは、通電プランジャーのインダクタンスが、測定間隔の幅に依存するからである。

上記の構成では、当接架台の基部は担持板部の外側に取り付けられ、脚部は担持板部の開口部から制動シュー側に突出していて、そこで当接架台の端部が支持されている。

好ましくは、支持は、測定間隔に対する支持力の効果が最大になるように、脚部の端部で実行される。

本発明のさらなる実施形態は、基部の内側に隣接する担持板部に固定された支柱によって支台が支持されて、脚部が担持板部の方を向いていることにある。

支柱は、好ましくは、当接架台と一体に作られている。

導入された力が何倍にも変形に増幅されるように、脚部に延長部が必要である。

測定装置を担持板部の背面に配置可能にするように、脚部の延長部は担持板部を通って延在し、信号ピックアップ（評価部）と連携して延長部の自由端の位置の変化を判断する信号発生器は自由端で固定される。

信号発生器は、磁石にしてもよい。

延長部は、脚部と一体でもよいが、脚部の端部に挿入される延長ロッドも考えられる。

支柱は、支持板部の前面に取り付けられた基部上にあり、延長部は基部の開口部を通して導かれる。これにより、信号受信機と、信号受信機を基部の支柱と反対側の信号評価装置に接続するためのプラグとを配置可能である。

信号送信機及び信号受信機と、場合によっては評価用電子機器とは、そのため担持板部の背面に配置され、制動シュー領域から空間的に分離されている。ブレーキ中に加熱されるドラムの熱と、ブレーキの圧力とは、したがって、信号の取得と評価を損なわない。

本発明は、３つの例示的な実施形態に基づいて以下により詳細に説明される。 図面の示す内容は以下のとおりである。

第１実施態様の当接架台を備えるブレーキドラムを示す。 当接架台の第２実施態様を示す。 当接架台の第３実施態様を示す。

まず、図１を参照すると、図１は、当接部の第１の実施形態に加えてドラムブレーキの基本構造を示す。

車軸支承部に連結された担持板部１の前面には、２つの制動シュー２、３が配置されている。各制動シューは、１８０°未満の円弧上を移動するものであり、外側にブレーキパッドがある。ブレーキドラムは、回転軸に結合されていて、明確にするためにここでは図示されていないが、２つの制動シューを取り囲み、ブレーキをかけると、ブレーキシートがブレーキドラムに対して押圧され、それによって調整された摩擦力が車軸とそれにともなって車軸上に取り付けされた車輪をブレーキするものである。

ブレーキ作動のために、制動シューの圧力端に拡開要素４があり、これはさまざまな方法で設計されてよい。拡開要素４は、油圧シリンダー又は電気アクチュエータである。

制動シューの他の端部、すなわち当接架台端の間には、この例示的な実施形態では金属からなる中実の鉄床状に形成された当接架台５が担持板部１に配置されている。これには鉄床頭部６があり、スタンド７を介して基部８につながっている。スタンド７は、担持板部１の開口部９を通って突出し、基部８は、担持板部の後部、すなわち、制動シュー２、３とは反対側に固定されている。

２つの制動シュー２、３は、鉄床頭部６の両端面に配置されている。ブレーキが作動すると、拡開装置４が広げられ、対応する支持力が鉄床頭部６の両端面に加えられる。鉄床頭部６の材料は硬いが、それでも弾性変形可能であるため、支持力が同じ大きさでなければ、力によって鉄床頭部が変形し、スタンド７が傾く。

この変形又は傾斜は、鉄床の機械的応力に関連し、鉄床の適切な箇所に適用されるひずみゲージによって検出可能である。

この実施形態の変形が図２に示される。ここで、基部１０から立ち上がっている２つの脚部１１、１２は、制動シューの当接端の自由端で支持されている（矢印１３）。基部１０は、基部８と同様に担持板部１の背面に固定され、脚部１１、１２は、開口部９を通って担持板部１の前面に突出する。

ブレーキがかかると、脚部が一緒に押される。脚部の自由端間の距離が、測定可能である。この目的のために、脚部は、好ましくは、２つの内向き突起１４、１５を有し、それら突起の相互に面する端面は測定間隔１６を形成する。測定間隔１６の幅は、架台当接部の変形を表し、よって、脚に加えられる力の尺度を与える。

測定間隔の距離はさまざまな方法で測定されてよい。突起１４、１５に磁石が設けられている場合、測定間隔の距離は、リニアホールセンサー又はＡＭＲセンサー（両方ともここには図示なし）によって検出可能である。しかし、測定間隔をプランジャーコイルで囲むことも考えられる。プランジャーコイルのインダクタンスは測定間隔の幅によって変化し、これにより当接架台５の変形の尺度が形成される。

図３は、当接架台５のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、基部１０が担持板部１の上に配置され、２つの脚部１１、１２が担持板部１に面する。これを達成するために、２本の脚部の間に支柱２０があり、支柱２０は基部２１から始まっている。側面図では、当接架台は、様式化された角のある羊頭形状である。脚部１１、１２と、基部１０と、支柱２０と、基部２１とは一体に作られている。基部２１は、担持板部１の前面に取り付けられている。

支持板部に対応する貫通部を設けることにより、基部２１を車軸本体（ここでは図示せず）に直接ねじ込むことも考えられ、支持板部は場合によっては力の流れで一緒にねじ込まれる。このようにして、基部２１は非常にねじれ剛性がある。

２つの制動シューの当接端は、２つの脚部１１、１２の外側で支持されている。

２本の脚部の間の距離を測定可能にするために、これらは、ベース２１の開口部を通って担持板部１の後方に向かうロッド状の延長部２２、２３を有する。 そこには測定装置がある。これは、ロッド２２、２３の自由端にある磁石２４、２５で構成されている。磁石は、対向する、回路基板２６、２７に取り付けられた磁場感知センサー（例えばホールセンサーやＡＭＲセンサー）である。

基部２１の開口部には、開口部からバー２２、２３を密封するスリーブがある。測定装置全体は、それによりブレーキ装置とは反対側に位置し、したがって、ブレーキ摩耗と熱の影響から保護される。

測定装置を備えた当接部５は、予め組み立てて、全体として担持板部１に固定してもよい。

各弾性的な当接架台５は、破壊的に大きく、過剰なクランプ力がかかるのを減衰又は防止する付加価値（自動的な、無電流クランプ力制限機能）に結び付き得るもので、可逆的弾性が、機械的かつ自動的エネルギー蓄積として、形成されている。
別の利点は、変更された境界条件の下での駐車ブレーキ機能の改善に関する。 例えば、熱いブレーキドラムが冷却で収縮した例で、力補償を自動的に適用するのは非常に簡単である。これは、従来のドラムブレーキは、これらの変更された条件下で不利に反応し、自動適用力が増加するからである。
加熱から冷却の逆に、当接架台５の弾性バネ作用は、車両が極端な寒さで駐車された後で、（例えば日射の結果として）ブレーキドラムが加熱された（つまり膨張した）場合でも自動的に役立つ。これは、従来のドラムブレーキは、この変更された境界条件の下で、追加の再調整プロセスが必要なため、追加の労力を自動的に失うと不利に反応するからである。

１ 支持板部
２ 制動シュー
３ 制動シュー
４ 拡開装置
５ 当接架台
６ 鉄床頭部
７ スタンド
８ 基部
９ 開口部
１０ 基礎部
１１ 脚部
１２ 脚部
１３ 矢印
１４ 突出部
１５ 突出部
１６ 測定列部
２０ 柱部
２１ 基部
２２ 延長部
２３ 延長部
２４ 磁石
２５ 磁石
２６ 回路基板
２７ 回路基板

Claims (13)

1. ブレーキドラムと、ブレーキドラムに接触可能で、担持板部（１）の制動シュー側に固定された、それぞれ圧力端部と当接端部を持つ２つの制動シュー（２、３）とを備え、圧力端部同士の間に配置された拡開装置（４）と、当接架台の端部同士の間に配置された、当接架台（５）にかかる負荷を決定するのに使用される負荷測定装置を持つ当接架台（５）とを備える、ドラムブレーキにおいて、
   当接架台（５）は、全体として、荷重下で弾性変形可能な固体部品として構成されていて、荷重下で発生する当接架台の変形を検出する１つ又はそれより多いセンサーが設けられていることを特徴とする、ドラムブレーキ。
2. 当接架台（５）は鉄床状をしていて、当接架台の端部は鉄床頭部（６）の両端に接していることを特徴とする、請求項１に記載のドラムブレーキ。
3. ひずみゲージが鉄床に取り付けられていることで、鉄床の変形を検出することを特徴とする、請求項２に記載のドラムブレーキ。
4. 当接架台（５）は、基部（１０）と２つの脚部（１１、１２）とを備えたＵ字形であり、脚部の外側に当接架台端部が支持されていることと、センサーは、負荷の下で変化する脚部（１１、１２）の傾きを検出可能なタイプであることと、を特徴とする、請求項１に記載のドラムブレーキ。
5. １つ又は複数のセンサーが脚部（１１、１２）の自由端間の距離を検出することを特徴とする、請求項４に記載のドラムブレーキ。
6. 脚部（１１、１２）の自由端は内側に向いた突起（１４、１５）を有し、その突起の端面は測定隙間（１６）によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載のドラムブレーキ。
7. 基部（１０）は担持板部（１）の外側に取り付けられ、脚部（１１、１２）は担持板部（１）の開口部から制動シュー側に突き出て、制動シュー側で当接架台の端部が脚部に支承されていることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載のドラムブレーキ。
8. 当接架台（５）は、ベース（１０）の内側の隣の担持板部（１）に固定された支柱（２０）によって支えられていて、脚部（１１、１２）が担持板部（１）に向くことを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載のドラムブレーキ。
9. 支柱（２０）は、当接架台（５）と一体に作られていることを特徴とする、請求項８に記載のドラムブレーキ。
10. 脚部（１１、１２）には延長部（２２、２３）があることを特徴とする、請求項５又は６に記載に記載のドラムブレーキ。
11. 延長部（２２、２３）は担持板部（１）を貫通し、信号送信機は延長部の自由端に取り付けられ、自由端の位置の変化を決定するために信号評価装置と連携することを特徴とする、請求項１０に記載のドラムブレーキ。
12. ドラムブレーキは、信号発生器の磁石（２４、２５）であることを特徴とする、請求項１１に記載のドラムブレーキ。
13. 支柱（２０）は、担持板部（１）の内側に固定された基部（２１）と一体に作られ、延長部（２２、２３）は基部（２１）の開口部を貫通して案内され、信号受信機及び信号受信機を信号評価装置に接続するためのプラグは、支柱（２０）とは反対側の基部（２１）の側面に配置されている
    ことを特徴とする、請求項１１に記載のドラムブレーキ。

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