JP6974364B2 - 車両のためのディスクブレーキアクチュエータ - Google Patents
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Description
− 商用車両、
− 電気エネルギーによってだけ駆動される車両、及び/又は、
− 電気エネルギー並びに燃焼エンジンの両方によって駆動されるハイブリッド車両
において使用されるディスクブレーキアクチュエータに関する。ディスクブレーキアクチュエータは、特に、作動力(作動トルクを同様にカバーする)を提供するため、
− ディスクブレーキアクチュエータに結合したブレーキパッドに印加される併進移動及びブレーキ力(直接の又は間接の)を提供するため、
− 適切な伝達比によって作動力を出力又はブレーキ力まで増加させるため、
− ブレーキパッドとブレーキディスクとの間のクリアランスを考慮するため、
− ブレーキパッドの有効期間中にブレーキパッドの摩耗の増加を考慮するため、及び/又は
− 適切な力伝達特性を提供するため
に役立つ。
− 代替の設計、
− 改善された力伝達、
− 改善された運動学、
― 改善された性能、
− ブレーキパッドクリアランスを閉鎖するためのストローク部分、ブレーキパッドが小さい法線力でブレーキディスクに接触する状態のストローク部分、及び/又は、ブレーキパッドが高い法線力でブレーキディスクに接触するブレーキストロークのストローク部分としてディスクブレーキのブレーキストロークの異なる部分を、また、法線力を注意深く制御する必要性を考慮するための改善されたオプション
を有するディスクブレーキアクチュエータを提供することが本発明の目的である。
− ランプトランスミッションシステム、及び、
− 螺合式トランスミッションシステム
を備える。
− ランプトランスミッションシステムのギア比は螺合式トランスミッションシステムのギア比と同じであり、ギア比は、その後、ランプに沿う継続する転動運動と共に増加する、又は、
− ランプトランスミッションシステムのギア比は螺合式トランスミッションシステムのギア比より大きく、ギア比は、その後、一体のままである、又は、ランプに沿う継続する転動運動と共に更に増加する
ことが可能である。
a) ブレーキが解除され、既存のブレーキクリアランスの場合、制御ユニットは、電気ドライブ4に通電し、電気ドライブ4は出力シャフト8の回転をもたらす。出力シャフト8の回転は、その後、更なるトランスミッションユニット9、ここでは遊星ギアセット10によって、駆動ギアホイール28をやはり駆動するギアホイール26を有するシャフト25に伝達される。ブレーキパッドとブレーキディスクとの接触が全くない状態で(又は同様に、接触力が小さい場合)、そのため、上記指定された切換えポイント下で、ダブルローラー31の転動運動は全く存在しない。代わりに、駆動ギアホイール28及びスリーブ51は1つのブロックとして回転する。したがって、ランプトランスミッションシステム29は動作しない。しかし、スリーブ51の回転は、螺合式トランスミッションシステム43の動作をもたらし、螺合式被駆動要素47の軸方向位置の変化はブレーキクリアランスの閉鎖(及び、所与の閾値より小さいブレーキ力の印加)をもたらす。
スリーブ51の回転中に、回転運動は、ねじりばね60及びワッシャー61との摩擦接触によってスリーブ63に伝達される。ワンウェイローラーニードル軸受け64は、この回転方向への、支持ロッド65に対する回転運動を可能にする。したがって、ねじりばね60は、スリーブ51に対して、関連するトルクを印加することができない。
螺合式トランスミッションシステム43が動作した状態のディスクブレーキアクチュエータ2のこの動作は、「第1のブレーキストローク部分」とも呼ばれる。
b) ブレーキクリアランスが閉鎖した(又は、ブレーキ力が所与の閾値を超えた)場合、上記で指定された切換えポイントに達しており、それにより、要素44、47の間の螺合相対運動がもはや存在しない。代わりに、電気ドライブ4の更なる回転のための切換えポイントで始めて、要素44、47は、回転なしで縦方向にのみ単一ブロックとして共に移動する。上記で指定された切換えポイントで始めて、代わりに、駆動ギアホイール28の回転運動は、ここで、ランプトランスミッションシステム29によってスリーブ51の軸方向運動に変換される。したがって、やって来るブレーキ力について(又は、閾値を超える力について)、ブレーキ法線力が、ランプトランスミッションシステム29において発生することになる。ここで、変換特性はランプ41、42の輪郭によって規定される。ランプ傾斜がギアホイール28の回転角度の増加と共に減少する場合、ランプトランスミッションシステムのストローク伝達比は減少し、ブレーキ力の印加を非常に注意深く制御することが可能である。
ランプトランスミッションシステム29が動作した状態でのディスクブレーキアクチュエータ2のこの動作は、「第2のブレーキストローク部分」(より小さいブレーキ力を提供するために、ローラー30、31が、大きい傾斜を有するランプ41、42の部分に接触する第1のストローク部分セクション、及び、より大きいブレーキ力を提供するために、ローラー30、31が、より小さい傾斜を有するランプ41、42の部分に接触する第2のストローク部分セクションを有する)とも呼ばれる。
c) 所望のブレーキ適用に達した場合、電気ドライブを停止し、固定ユニット14の適用によってブレーキ適用を維持することが可能である。
固定ユニット14が動作した状態でのディスクブレーキアクチュエータ2のこの動作は、「一定ブレーキ適用部分」とも呼ばれる。
d) ブレーキを解除する場合、固定ユニット16は(直前に適用されている場合)解除され、電気ドライブ4は、対向する戻り駆動方向のために通電される。ブレーキを解除するための戻りブレーキストローク中に、ギアホイール28の回転は、最初に、ランプトランスミッションシステム29によって併進運動に変換され、一方、戻りブレーキストロークのこの部分中に、螺合式トランスミッションシステム43は動作しない(そのため、螺合式トランスミッションシステム43は、併進運動によってもっぱら移動される1つのブロックを形成する)。
ランプトランスミッションシステム29が動作した状態でのディスクブレーキアクチュエータ2のこの動作は、「第1の戻りブレーキストローク部分」とも呼ばれる。
e) ランプトランスミッションシステム29がその初期ステージ(ランプの始めにおける停止によって規定される)に戻っている場合、戻りブレーキストロークの切換えポイントに達している。一方向クラッチ機構80(ここでは、ワンウェイニードル軸受け64)の使用は、螺合式トランスミッションシステム43の任意の相対的運動が許容される前に、ランプトランスミッションシステム29がその元の位置に完全に戻ることを保証する。ギアホイール28の更なる戻り運動によって、ランプトランスミッションシステム29は、要素27、32の間の相対的運動なしでブロックを形成し、一方、その後、螺合式トランスミッションシステム43は、要素44、47の間の戻り螺合運動によって動作する。
戻り運動中に、ワンウェイローラーニードル軸受け64は、スリーブ63を支持ロッド65に固定する。したがって、この場合、スリーブ51の回転は、ねじりばね60の付勢をもたらし、その付勢は、ねじりばね60のベースと、ワッシャー61と、カラー62との間の摩擦力によって制限される。法線力及び摩擦材料及び摩擦表面の選択によって、摩擦力、またそのため、ねじりばね60によって印加されるトルクの閾値を規定することが可能である。一実施形態の場合、ねじりばね60は、7.5Nm±30%又20%又は10%を超えるトルクについてスリーブ63に対して滑ることができる。
螺合式トランスミッションシステム43が動作した状態でのディスクブレーキアクチュエータ2のこの動作は、「第2の戻りブレーキストローク部分」とも呼ばれる。ブレーキパッドとブレーキディスクとの間の公称クリアランスを規定するのは、第2の戻りブレーキストローク部分である。
2 ディスクブレーキアクチュエータ
3 ブレーキパッド
4 電気ドライブ
5 回転子
6 固定子
7 トルク
8 出力シャフト
9 更なるトランスミッションユニット
10 遊星ギアセット
11 トランスミッションユニット
12 ランプトランスミッションシステム
13 螺合式トランスミッションシステム
14 センサ(ブレーキ力)
15 センサ(摩耗)
16 固定ユニット
17 スラスト板
18 軸受け
19 軸受け
20 太陽ギア
21 遊星ギア
22 遊星キャリア
23 内部ギアホイール
24 ハウジング
25 シャフト
26 ギアホイール
27 駆動要素
28 駆動ギアホイール
29 ランプトランスミッションシステム
30 ローラー
31 ダブルローラー
32 被駆動要素
33 リングディスク部分
34 前面
35 前面
36 接触表面
37 接触表面
38 凹所
39 ケージ要素
40 リングディスク
41 ランプ
42 ランプ
43 螺合式トランスミッションシステム
44 螺合式駆動要素
45 スリーブ部分
46 雄ねじ
47 螺合式被駆動要素
48 スリーブ部分
49 雌ねじ
50 誘導ロッド
51 スリーブ
52 スリーブ部分
53 半径方向ニードル軸受け
54 軸方向ニードル軸受け
55 軸方向ニードル軸受け
56 支持ディスク
57 シリコーンセンサパッド
58 圧力センサユニット
59 ボア
60 ねじりばね
61 摺動スラストワッシャー
62 カラー
63 スリーブ
64 ワンウェイローラーニードル軸受け
65 支持ロッド
66 軸方向ニードル軸受け
67 ワッシャー
68 シーリング
69 カラー
70 軸方向軸受けユニット
71 ギアホイール
72 第1の固定要素
73 第2の固定要素
74 曲線
75 円周展開
76 曲線
77 軸受け
78 軸受け
79 支持要素
80 一方向クラッチ機構
81 摺動クラッチ機構
82 端ポイント
83 ばね
84 開始ポイント
85 一体ばね
86 ローラー
87 ローラー
88 位置
89 位置
90 位置
91 前表面
92 前表面
93 転動表面
94 移行表面
95 移行表面
96 ウォームトランスミッションユニット
97 ウォームねじ
98 ウォームホイール
99 ギアホイール
Claims (22)
- 電気ドライブ(4)及び前記電気ドライブ(4)によって駆動されるトランスミッションユニット(11)を有する車両のためのディスクブレーキアクチュエータ(2)であって、前記トランスミッションユニット(11)はランプトランスミッションシステム(12;29)及び螺合式トランスミッションシステム(13;43)を備え、前記ランプトランスミッションシステム(12;29)及び前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)は前記トランスミッションユニット(11)の力フローにおいて直列に配置され、
固定ユニット(16)が、前記電気ドライブ(4)の通電と無関係にディスクブレーキアクチュエータ(2)の動作状態を固定するために設けられることを特徴とする、ディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)は前記ランプトランスミッションシステム(12;29)から下流に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記ブレーキを適用するための前記ディスクブレーキアクチュエータ(2)のブレーキストロークにおいて、前記電気ドライブ(4)の作動は、
−最初に、前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)を動作させ、
−その後、前記ランプトランスミッションシステム(12;29)を動作させることを特徴とする、請求項1又は2に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記ブレーキを解除するための前記ディスクブレーキアクチュエータ(2)の戻りブレーキストロークにおいて、前記電気ドライブ(4)の戻り作動は、
− 最初に、前記ランプトランスミッションシステム(12;29)を動作させ、
− その後、前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)を動作させることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記ランプトランスミッションシステム(12;29)はばね(60)によって付勢され、前記ばね(60)は前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)を付勢しないことを特徴とする、請求項3又は4に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)の動作から前記ランプトランスミッションシステム(12;29)の動作への及び/又はその逆への切換えは、
− 前記螺合式トランスミッションシステム(13;43)における摩擦、
− 前記ランプトランスミッションシステム(12;29)におけるランプ傾斜による転動抵抗、及び/又は、
− ばね(60)が前記ランプトランスミッションシステム(12;29)を前記ランプ(41;42)の開始ポイントに向かって付勢すること
によって自動的にトリガーされることを特徴とする、請求項3から5のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記ランプトランスミッションシステム(29)は、
a)固定軸方向位置を有し、前記電気ドライブ(4)によって駆動される回転駆動要素(27)と、
b)軸方向に移動可能であるとともに回転可能である被駆動要素(32)と、
c)前記駆動要素(27)と前記被駆動要素(32)との間でクランプされ、前記駆動要素(27)及び前記被駆動要素(32)の接触表面(36,37)に沿って転動する転動要素と
を備え、
d)前記接触表面(36;37)の少なくとも一方はランプ(41;42)を形成する
ことを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記駆動要素(27)の前記接触表面(36)並びに前記被駆動要素(32)の前記接触表面(37)は共に、ランプ(41;42)を形成することを特徴とする、請求項7に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記ランプ(41;42)は異なる傾斜の部分を有することを特徴とする、請求項7又は8に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記駆動要素(27)はギアホイール(28)であり、前記ランプ(41)を形成する前記接触表面(36)は、前記ギアホイール(28)の前面(34)によって形成されることを特徴とする、請求項7から9のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記転動要素は、ケージ要素(39)内に特に収容されるローラー(30)又はダブルローラー(31)であることを特徴とする、請求項7から10のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記ローラー(30,31;86,87)は、
a)斜角付き移行表面(94,95)、
b)湾曲前表面(91,92)、及び/又は、
c)湾曲輪郭を有する転動表面(93)
を備えることを特徴とする、請求項11に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記ランプトランスミッションシステム(29)の前記被駆動要素(32)は、前記螺合式トランスミッションシステム(43)の螺合式駆動要素(44)に固定して接続されることを特徴とする、請求項7から12のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記ランプトランスミッションシステム(29)の前記被駆動要素(32)及び前記螺合式トランスミッションシステム(43)の前記螺合式駆動要素(44)はスリーブ(51)によって一体形成され、前記ランプトランスミッションシステム(29)の前記被駆動要素(32)の前記接触表面(37)は前記スリーブ(51)のリング状半径方向肩部によって形成され、前記螺合式駆動要素(44)のねじ山(46)は前記スリーブ(51)外側又は内側表面によって形成されることを特徴とする、請求項13に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 軸方向における前記ランプトランスミッションシステム(29)の軸方向支持力は軸方向力センサ(14)によって検知されることを特徴とする、請求項1から14のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記螺合式トランスミッションシステム(43)は、
a)回転可能螺合式駆動要素(44)、及び、
b)回転に抗して固定される螺合式被駆動要素(47)
を備え、
c)前記螺合式駆動要素(44)及び前記螺合式被駆動要素(47)は互いに螺合し、
d)前記螺合式駆動要素(44)と前記螺合式被駆動要素(47)との間の螺合角度は、前記螺合式駆動要素(44)の回転によって変化する
ことを特徴とする、請求項1から15のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - 前記螺合式トランスミッションシステム(43)の前記螺合式駆動要素(44)は、ねじりばね(60)によって付勢されることを特徴とする、請求項16に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記ねじりばね(60)のトルクの印加は、摺動クラッチ機構(81)、一方向クラッチ機構(80)、ワンウェイニードルローラー(64)、又はワンウェイ巻きばねによって制御されることを特徴とする、請求項17に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記トランスミッションユニット(11)は、更なるトランスミッションユニット(9)によって前記電気ドライブ(4)によって駆動されることを特徴とする、請求項1から18のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- 前記更なるトランスミッションユニット(9)は、遊星ギアセット(10)、サイクロイダルドライブ、又はウォームトランスミッションユニッ(96)を備えることを特徴とする、請求項19に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
- a)前記遊星ギアセット(10)の遊星キャリアは、前記トランスミッションユニット(11)の前記ギアホイール(28)とかみ合うギアホイール(26)に対する相対的回転に抗して固定され、
b)前記遊星ギアセット(10)の太陽ギア(20)は、前記電気ドライブ(4)によって駆動されることを特徴とする、請求項20に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。 - センサ(15)は前記ディスクブレーキアクチュエータ(2)内に一体化され、前記センサ(2)は、前記螺合式トランスミッションシステム(43)の動作状態を検知することを特徴とする、請求項1から21のいずれか1項に記載のディスクブレーキアクチュエータ(2)。
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