JP2022509312A - ドラムブレーキ - Google Patents

Abstract

特に、自動補力ブレーキ型の電気機械的に作動可能なブレーキを制御するために、ブレーキシュー（２、３）のアバットメント（６）に作用する力を感知することが必要である。アバットメント（６）は、したがって、負荷下に変形する固体材料から形成され、この変形を感知する測定装置が提供される。アバットメント（６）の形状は、アバットメントが測定ギャップを有するように選択され、測定ギャップのサイズは、アバットメントが負荷を受けると変化する。測定ギャップのサイズは、例えばホールセンサ又はＡＭＲセンサによって感知することができる。

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 アバットメントの第２の実施形態の拡大図。 アバットメントの第３の実施形態の拡大図。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (10)

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、請求項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、請求項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、請求項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、請求項１～４のいずれか一項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、請求項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、請求項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、請求項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、請求項１～８のいずれか一項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、請求項１～８のいずれか一項に記載のドラムブレーキ。

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