JP2022536402A - 回転可能要素のための多板ブレーキ - Google Patents

Abstract

本発明は、回転可能要素（１０）のための相互接続された多板ブレーキ（ＬＢ）であって、センサディスク（１）の回転を監視する一体化センサ（Ｓ）を含む多板ブレーキ（ＬＢ）に関する。

Description

本発明は、回転可能要素のための多板ブレーキに関する。

例えば、従来技術「Ｂｒｅｍｓｅｎｈａｎｄｂｕｃｈ」（「Ｂｒａｋｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」）、ＩＳＢＮ１０ ３－８３４８－００６４－３、ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、２００６、Ｃｈａｐｔｅｒ １２．３．３は、特に農業トラクタ、収穫機械、森林機材及び建築機材、すなわちオフロード運用等の過酷な条件下のサービスブレーキ又は過酷な条件下のユーティリティビークルのための駐車及び補助ブレーキとして適している、耐用年数を通してメンテナンスを必要としない構成の多板設計による油浴湿式フルディスクブレーキを記述している。この種のユーティリティビークルにおいて、エアブレーキ装置が広く受容されており、それらの駐車ブレーキは、通常、スプリングブレーキとして設計される。空気圧がないか又は不十分な空気圧のみがある場合、事前に負荷が掛けられたスプリングブレーキのシリンダがブレーキ適用位置を取る。エネルギー途絶又はエネルギー低下がある場合の故障発生時でも、事前に負荷が掛けられたスプリング機構アクチュエータにより、ユーティリティビークルが基本的に制動されることが常に保証される。

従来技術を更に発展させた本発明は、ユーティリティビークルの公知の過酷な条件下の多板ブレーキと比較して更に発展した、特に微細に計測された方法で調整可能な多板ブレーキを提供する課題に対処するものであり、その結果、それは、例えば、多板ブレーキの便利なモニタリング及び／又は開ループ若しくは閉ループ制御の観点から、軽乗用車又は人々の移動手段として知られるものに用いるサービス及び／又は駐車ブレーキとして利用され得、それにより、多板ブレーキは、場合により再生的に機能する現代の乗用車駆動列で協働する目的に絞って実装され得る。

この課題は、請求項１に記載の特徴を組み合わせた新規の多板ブレーキを用いて本発明により解決され、追加的に新たなセンサ手段を統合することにより、特に正確な目標対実績値制御の結果として本発明による多板ブレーキが可能になる。本発明の有利な実施形態は、従属請求項によって規定される。請求項を含む出願文献全体の開示内容は、明示的な参照によって本明細書の内容に組み込まれる。

本発明は、電子的に相互接続されて制御される車両システムに配置され、電子制御ユニットＥＣＵにより、開ループ又は閉ループ方式で電気及び／又は電子制御可能であり、且つバスシステムによって相互接続される、回転可能要素のためのセンサシステムを含む多板ブレーキに関する。前記電子車両システムは、再生的に載置された合理化機能による電子安定性制御又はブレーキ制御の運転安全性機能を優先的に考慮した電子駆動列制御の駆動列機能及び効率性機能の両方に適しており、且つここではある程度優先的に両方を適当に相互接続することを意図される。対応して、再生的且つ優先的に配置された相互接続多板ブレーキは、この目的のため、適当な電子的に外部から制御可能な適用アクチュエータシステムを有し、且つ互いに別個の少なくとも機械及び電気要素インターフェースも提供され、これらは、多くの場合、１つ以上の電気センサインターフェースを含む別個の要素インターフェースとして提供される。

電気的に相互接続された多板ブレーキは、非回転的に載置された固定子として機能する基本構造を有する。本発明の好ましい実施形態において、固定子は、特に駆動列要素、車体下要素、構造的シャーシ要素又は車両フレーム等、車両要素の１つ以上の機械式インターフェースに交換可能に、すなわち着脱可能に固定される。そのような固定子基本構造は、例えば、モーター又はトランスミッション筐体に別々又は一体的に連結された多板ブレーキの筐体部分の形式であり得、筐体部分は、従って、制動される回転可能要素の回転運動及び／又は軸方向変位等の相対運動に関する静特性基準又は軸受を表す。

電気的に相互接続された多板ブレーキは、回転可能要素に連動回転のために接続され、且つ基本構造に対して回転可能であるいくつかの一次ディスクを有する。回転可能要素と一次ディスクとの間の回転運動は、このように伝達され得るため、それにより、例えば、回転可能要素の回転運動が一次ディスクに伝達されるか、又は一次ディスクに作用する制動効果が回転可能要素に伝達される。

回転可能要素は、特に駆動系の範囲内で用いられるシャフトであり得る。回転可能要素は、基本構造に対して回転可能である。

多板ブレーキは、一次ディスク間の基本構造に固定的に又は限られた程度に回転可能にそれぞれ載置されるいくつかの中間ディスクを有する。これは、特に、各種の中間ディスクが基本構造と比較して全く回転できないか又は限られた程度にのみ回転できることを意味する。一次ディスクとの適度の摩擦により、中間ディスクは、従って、一次ディスクに対して制動効果を発揮することができる。固定されるか又は限られた程度に回転可能な載置の場合にも、制動効果を可能にするために軸方向変位可能性が典型的に提供される。

電気車両システム内で相互接続されて配置された多板ブレーキは、多板ブレーキを適用するために一次ディスクを中間ディスクに対して押圧するように構成される適用要素を有する。この場合、適用要素は、特に電気又は電磁適用要素であり得、例えば電磁石にエネルギー供給することにより適当な効果が得られる。

多板ブレーキは、中間ディスクの少なくとも１つのセンサディスクであって、その回転運動に関して限られた程度に回転可能に載置された少なくとも１つのセンサディスクに事前に負荷を掛けて、基本構造に対するアイドル位置にするように構成される少なくとも１つの復元ユニットを有する。復元ユニットは、ここで、例えば中間ディスクの１つのみ又は複数の中間ディスクに作用することができる。対応して、復元ユニットが設けられた中間ディスクは、以下でより詳細に述べるように、センサ機能を発揮することができるため、ここでは典型的にセンサディスクと呼ばれる。

多板ブレーキは、センサディスクのそのアイドル位置からの回転を検知するように設計されるセンサも有する。適切な電子的統合の目的のため、特に車両データバスシステムでのアドレス指定等、特に電子車両システムとの相互接続の目的で電子センサインターフェースが前記センサに割り当てられる。

本発明による多板ブレーキにより、多板ブレーキが回転可能要素に適用した制動力をセンサによって検知及び定量化することが可能である。これにより、制動効果の有利なモニタリングが可能になる。

復元ユニットにより、特に基本構造に対する特定のセンサディスクの回転に依存するセンサディスクに対して力を発揮することができる。慣性力は、従って、センサディスクの特定のアイドル位置から外れた回転から決定され得る。

好ましい実施形態によれば、復元ユニットは、ばね要素として設計される。これは、簡単且つ可能な実施形態に対応する。

復元ユニットは、センサディスクに固定的に接続され得る。しかし、それは、基本構造にも固定的に接続され得る。

センサディスクは、特にポインタによってセンサに接続され得、ポインタは、センサディスクから突出する。センサディスクとセンサとの間の特定の分離をこのように実現することができ、これにより例えば軸方向の遊びを提供することができる。

ポインタは、センサディスクに固定的に又は半径方向に変位可能に接続され得る。半径方向の変位可能性により、特定の遊びを同様に提供することができるため、動作を簡素化でき、あらゆる変化に対して簡単に応答することができる。

ポインタは、特に熱絶縁しているように設計され得る。従って、熱的分離が実現される。

センサは、ポインタが係合する、半径方向に寸法的に安定であり、接線方向に弾性である要素を有し得る。そのような半径方向に寸法的に安定であり、接線方向に弾性である要素は、簡単且つ高い信頼性でセンサを実現するために有利であることが分かっている。

弾性要素は、特に波形ベローズであり得る。

センサは、ポインタが係合する、接線方向のみに変位可能に載置された要素を有し得る。センサの有利な実施形態は、このように実現することもできる。接線方向に変位可能に載置された要素は、弾性密封手段によって基本構造に接続され得る。多板ブレーキへの水分又は土砂の浸入をこのように避けることができる。

ポインタは、接線方向に弾性である要素又は接線方向に変位可能に載置された要素において軸方向に変位可能であるか又は軸方向の遊びを有し得る。従って、制動効果の実現に典型的に必要な特定のセンサディスクの軸方向変位は、センサに影響を及ぼすことなく可能になり得る。

復元ユニットは、基本構造に固定的に接続され得、且つセンサの一部として設計され得る。この場合、復元ユニットは、特にばね要素として設計され得る。例えば、ばね要素に磁石を固定できるが、これは、典型的には、特定のセンサディスクに固定されない。従って、磁石と、例えば磁石センサ構成との間の相対運動を測定することができる。ばね要素は、例えば、曲がり梁又は板ばねと同様に実装され得る。センサディスクと基本構造との間の相対運動は、ジャミングなしでセンサディスクを軸方向に可動にするために典型的に提供される。これに必要な遊びは、公差に依存する。直前に記述した構成において、センサ信号は、典型的には、この遊びから独立しており、すなわちオフセット誤差が生じない。

センサは、例えば、接線方向に弾性である要素の変形、又は接線方向に変位可能に載置された要素の変位、又は復元ユニットの変形を検知するために磁石検知器構成を有し得る。このような磁石検知器構成により、慣性力を示す、特定のセンサディスクのアイドル位置の周りの回転を有利に測定することができる。

磁石検知器構成は、特に異方性磁気抵抗効果、ＡＭＲに基づく検知器装置であるか又はそれを含み得る。これは、典型的な用途に有利であることが分かっている。

回転可能要素は、特に、シャフト、例えば駆動列で用いられる典型的な駆動シャフト又は自動車の車輪が直接載置されるホイールシャフトであり得る。制動効果は、ここで、典型的には、特定の回転可能要素に作用する。回転可能要素は、多板ブレーキの一部であり得るが、その外側にあると考えることもできる。

本明細書に記述する実施形態により、特にコーティング材なしで中間プレート又はセンサプレートを介して特に制動トルクを検知することができ、これは、例えば、特定の領域内の接線方向の運動方向における特定の復元力を示し、従って制動処理中に測定可能な距離が生じる。

更なる特徴及び利点は、添付の図面に関して後述する典型的な実施形態から当業者によって見出されるであろう。

多板ブレーキの詳細を示す。 多板ブレーキの更なる詳細を示す。 詳細図を示す。

図１は、本発明の典型的な実施形態による多板ブレーキＬＢの詳細を示す。

この場合、中間ディスク１が示されており、これは、この場合、センサディスクとして形成される。中間ディスク１は、ディスクブレーキＬＢの筐体を表す基本構造９に対して限られた程度に回転可能であるように載置される。

ディスクブレーキＬＢは、シャフト形状の回転可能要素１０を有する。回転可能要素１０は、図示しない一次ディスクに連動回転のために接続される。回転可能要素１０に対する制動効果は、従って、一次ディスクをセンサディスク１又は他の中間ディスクに対して押圧することによって実現され得る。

多板ブレーキＬＢは、基本構造９に固定的に接続されるいくつかのロッド６を有する。多板ブレーキＬＢは、センサディスク１に固定的に接続され、且つ図示するように特定のロッド６に当接するばね要素７も有する。中間ディスク１は、従って、基本構造９に対して限られた程度に回転可能であるように載置され、ばね要素７は、アイドル位置への復元力を保証する。これらは、従って、復元ユニットとして機能する。

突起８が中間ディスク１の外周上に配置され、その突起上にポインタ２が載置される。このポインタ２は、フィンガーと称される場合もある。図示するように、それは、突起８上で半径方向に変位可能である。従って、温度ピーク及び対応する半径方向の拡張を分離することができる。代替的な実施形態において、ポインタ２は、中間ディスク１に一体的にも統合され得る。ポインタ２は、中間ディスク１の接線方向の運動を多板ブレーキＬＢのセンサＳに送信し、これについて以下により詳細に記述する。

ポインタ２は、絶縁要素として形成され得る。

センサＳは、波形ベローズ３を有し、この場合、半径方向に寸法的に安定であり、接線方向に弾性である要素として設計される。ポインタ２は、この波形ベローズ３に係合し、従ってセンサディスク１から波形ベローズ３に接線方向の運動を伝達する。半径方向の次元が安定している波形ベローズ３に磁石Ｍが配置され、従ってポインタ２が移動するにつれて波形ベローズ３と共に移動する。

センサＳは、異方性磁気抵抗効果に基づく磁石検知器構成５も有する。磁石検知器構成５は、ここで、この場合、センサＳのカバー４の内側に配置される。磁石検知器構成５と磁石Ｍとの間の少なくとも概ね等しい空隙が典型的にはここで得られる。従って、センサディスク１のアイドル位置からの回転に基づく磁石Ｍの変位を識別して、磁石検知器構成５により測定することができる。

このようにして、中間ディスク１にトルクが加えられたときの相対運動をセンサＳで検知することができる。これにより、効果的な制動力に関する結論を導くことができる。

図２は、第２の例示的実施形態による多板ブレーキＬＢの詳細を示す。この場合、センサＳは、代替的な方法で実装され。

磁石Ｍは、ここで、直線的にのみ、特に接線方向に変位可能であるようにカバー４に載置されるスライド１２に配置される。これは、引き出しランナーに対応する。密封のために、柔軟なエラストマー要素がスライド１２と筐体９との間に密封手段１１として設けられる。しかし、この場合、それは、磁性要素の軸方向に均一な離間のための位置決め要件を一切満たさない。むしろ、図示するように、指示された空隙ＬＳは、ここで、スライド１２のカバー４への誘導によって保証される。

図３は、センサＳの一部の可能な実施形態の拡大詳細図を示す。これは、例えば、図２による実施形態に用いることができる。

スライディングブロックとも称される場合があるスライド１２は、カバー４のロッド状部分が通過する貫通孔１３を有する。従って、直線的誘導が保証される。

スライド１２とポインタ２との間に隙間１４が設けられるため、中間ディスク１の特に軸方向の変位を考慮に入れることができる。従って、信頼性及び耐用年数が更に向上する。

例えば、代替的に中間ディスク１の接線方向の意図された復元力を、例えばディスク又はピン要素と組み合わされた別個のばね要素を介して実現することができる。

図示するように、原理的に任意の方法でばね要素を成形し、中間ディスク１又は代替的に別の要素、例えば複数のロッド６の１つ若しくは基本構造９などに載置できることが言及されるべきである。ポインタ２は、有利には、熱絶縁材料から形成され得る。その結果、熱的分離を実現することができる。中間ディスク１は、異なる材料からも形成され得る。

代替的に、波形ベローズ３は、他の弾性密封外形も有し得る。異方性磁気抵抗効果に基づく磁石検知器構成５の代わりに、他の位置センサを用い得る。

中間ディスク１は、センサディスクとして形成され、多板ブレーキＬＢのディスク積層の任意の位置に取り付けることができる。複数のこのような中間ディスク１も、対応するセンサディスクとして形成され得る。

センサＳの均一な空隙ＬＳは、ガイドのスライディング要素を介して実現することができる。摩耗した場合、中間ディスク１の軸方向運動を、スライド１２内の対応する凹部により、測定に影響を及ぼすことなく補償することができる。全般的に、記述した実施形態により、空間的要件が緩い経済的且つ正確なセンサが提供される。センサＳは、特に図示するように、ここに密封できるため、特に高い信頼性が得られる。

請求項及び本明細書の記述の組み合わせにおいて、例えば理解を容易にするために特徴が記述され得るが、これらを互いに別々に用い得ることが指摘される。このような特徴は、他の特徴又は特徴の組み合わせと互いに独立に組み合わされ得ることが当業者に理解されるであろう。

従属請求項における依存関係の参照は、各々の特徴の好ましい組み合わせを特徴付けることができるが、他の特徴の組み合わせを除外するものではない。

ＬＢ 多板ブレーキ
Ｍ 磁石
１ センサディスク、中間ディスク
２ ポインタ
３ 波形ベローズ
４ カバー
５ 磁石検知器構成
６ ロッド
７ ばね要素
８ 突起
９ 固定子／基本構造
１０ 回転可能要素
１１ 密封手段
１２ スライド
１３ 貫通孔
１４ 隙間

Claims (17)

1. 回転可能要素（１０）のための多板ブレーキ（ＬＢ）であって、
   － 固定子（９）と、
   － 前記回転可能要素（１０）に連動回転のために接続され、且つ前記固定子（９）に対して回転可能であるいくつかの一次ディスクと、
   － 前記一次ディスク間で前記固定子（９）に固定的に又は限られた程度に回転可能にそれぞれ載置されるいくつかの中間ディスクと、
   － 前記多板ブレーキ（ＬＢ）を適用するために前記一次ディスクを前記中間ディスクに対して押圧するように構成される適用要素と、
   － 前記中間ディスクの少なくとも１つのセンサディスク（１）であって、その回転運動に関して限られた程度に回転可能に載置された少なくとも１つのセンサディスク（１）に事前に負荷を掛けて、前記固定子（９）に対するアイドル位置にするように構成される復元ユニット（７）と、
   － 前記センサディスク（１）のそのアイドル位置からの回転を検知するように設計されるセンサ（Ｓ）と
   を有する多板ブレーキ（ＬＢ）。
2. － 前記復元ユニット（７）は、ばね要素として設計される、請求項１に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
3. － 前記復元ユニット（７）は、前記センサディスク（１）に固定的に接続されるか、又は
   － 前記復元ユニット（７）は、前記固定子（９）に固定的に接続される、請求項１又は２に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
4. － 前記センサディスク（１）は、ポインタ（２）によって前記センサ（Ｓ）に接続され、前記ポインタ（２）は、前記センサディスク（１）から突出する、請求項１～３のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
5. － 前記ポインタ（２）は、前記センサディスク（１）に固定的に又は半径方向に変位可能であるように接続される、請求項４に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
6. － 前記ポインタ（２）は、熱絶縁しているように設計される、請求項４又は５に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
7. － 前記センサ（Ｓ）は、前記ポインタ（２）が係合する、半径方向に寸法的に安定であり、接線方向に弾性である要素（３）を有する、請求項４～６のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
8. － 前記弾性要素（３）は、波形ベローズである、請求項７に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
9. － 前記センサ（Ｓ）は、前記ポインタ（２）が係合する、接線方向のみに変位可能に載置された要素（１２）を有する、請求項４～６のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
10. － 前記接線方向に変位可能に載置された要素（１２）は、弾性密封手段（１１）によって前記固定子（９）に接続される、請求項９に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
11. － 前記ポインタ（２）は、前記接線方向に弾性である要素（３）又は前記接線方向に変位可能に載置された要素（１２）において軸方向に変位可能であるか又は軸方向の遊びを有する、請求項７～１０のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
12. － 前記復元ユニット（７）は、前記固定子（９）に固定的に接続され、且つ前記センサ（Ｓ）の一部として設計される、請求項１～３のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
13. － 前記センサ（Ｓ）は、前記接線方向に弾性である要素（３）の変形、又は前記接線方向に変位可能に載置された要素（１２）の変位、又は前記復元ユニット（７）の変形を検知するために磁石検知器構成（５）を有する、請求項７～１２のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
14. － 前記磁石検知器構成（５）は、異方性磁気抵抗効果、ＡＭＲに基づく検知装置であるか又はそれを有する、請求項１３に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
15. － 回転可能要素（１０）としてのシャフトを有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
16. － 少なくとも１つの電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含む電子車両システムと、前記多板ブレーキ（ＬＢ）と前記ＥＣＵとの間に少なくとも１つの電子的接続を有する電子的統合が存在するために相互接続されて提供され、それにより、回復を含む電子車両駆動列制御及び電子ブレーキシステム制御は、前記上位電子制御ユニット（ＥＣＵ）の支援で可能にされることを特徴とする、請求項１～１５のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。
17. 特に前記電子車両システムとの相互接続の目的などのために、電子的統合のための少なくとも１つの電子センサインターフェースを割り当てられることを特徴とする、請求項１～１６のいずれか一項に記載の多板ブレーキ（ＬＢ）。

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