JP4145960B2 - 車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分による圧縮空気作動型ディスクブレーキに関する。
【０００２】
通常のディスクブレーキが、ＤＥ ４０ ３２ ８８５ Ａ１によって知られている。この刊行物に示された商用車両用ディスクブレーキは、凹凸があって且つ構造的に単純なことが製造コストの削減のために望ましいことを本来示している。同様なことが、ＤＥ １６ ５５ １０３ Ｂ２及びＤＥ ＯＳ １６ ５５ １０３ Ｂ２に開示されたブレーキ装置にとって重要である。
【０００３】
種々の型式の圧縮空気シリンダが、例えば”ボッシュ自動車技術ハンドブック”２２版、ＩＳＢＮ３−１９−４１９１２２−２によって知られている。この刊行物は６５５頁に信頼性のある標準例としてピストン構造でもありダイヤフラム構造でもあるシリンダ、及び複合型一室式ばね付きシリンダを挙げている。
【０００４】
前述のシリンダは、同様にそれ自体として実績のあるものであり、且つ全ブレーキシステムの全体として信頼性のある構成部品である。本発明は、この出発点において、ディスクブレーキ、詳しく言えば全ブレーキシステム、の個々の部品、特にシリンダ、の調和を最新型の電子制御式ブレーキ装置（ＥＢＳブレーキシステム）に考慮し且つ最適化すると言う考え方と共にある。
【０００５】
本発明は、請求項１のものによってこれらの目的を達成する。本発明によるディスクブレーキは、普通のディスクブレーキと比較して、ブレーキにおいて、及び／又はそれに属するブレーキシリンダにおいて、少なくとも１個の制御モジュールが電子構成部品及び流体機構の構成部品（特に完全にＥＢＳ車輪モジュール）と一体化していることを特徴としている。本発明は更に、その目的を達成するが、ここでは普通のブレーキシリンダにおいて、ブレーキシリンダのハウジング部分の一つに直接、制御モジュールを配置している。
【０００６】
本発明は、独自のディスクブレーキ、特にそのブレーキシリンダとの制御モジュールの有利な且つコスト的に見合う一体化を実現し、そして、それによって、今までは別々の部品（制御モジュールを備えたディスクブレーキのブレーキシリンダや他の部品）を一つの構造的なユニットに統合する。
【０００７】
全ての電子制御要素及び機械制御要素を車輪ブレーキに一体化する（これに配置する）という最新型電子ブレーキシステムの実現の下に、知識化された車両ブレーキに対する要望が最近増大している。取り分け、これは車両における取り付け費用を大幅に削減するであろう。
【０００８】
ここにおいて、その電子部品及び流体部品を有用に互いに結合するという車輪関連の制御モジュールの考えが芽生えた。例えば、そのようなモジュールは、圧縮空気導管と電子制御ケーブルがそのモジュールに導かれて、制御モジュールの流体部品及び電子部品により、「ブレーキシリンダ内の圧力を調節する」及び「圧力を低下する」という機能が少なくとも実現可能になるように配置される。そのために、制御モジュールは、例えば、リレーバルブ、そのリレーバルブに連絡した好ましくは数個の電磁弁、圧力センサ、母線ライン、圧縮空気ライン等を有している。好ましくは、異なる車輪の制御モジュールは互いに、制御装置を介してであれ或いは直接的にであれ、連絡可能とされる。
【０００９】
今、本発明に従って制御モジュールがディスクブレーキ及び／又はブレーキシリンダに結合されて一つの構成部品となれば、取り付け費用及び配管費用は減少する、というのは数個の分かれている要素が今や一つの構成部品にすぎなくなって、ホイールブレーキの組み込み空間の中に一体化され且つ組み込まれるようにされるからである。
【００１０】
本発明の特に好ましい変形例は、ブレーキシリンダとディスクブレーキが一つの構造的な統一体を形成していることを特徴としている。本発明のこの変形例はディスクブレーキの構造を更に大きく単純化する（つまり場合によっては、制御モジュールがディスクブレーキにおいて一体化されないときにも、又同様である。）。制御モジュールの一体化は、先ず、そうでなければ必要とされる電子結合導体及び流体結合導体と追加的なハウジングの削除をもたらす。ブレーキシリンダのブレーキ構造への追加的な一体化は更に尚、ブレーキシリンダ及びディスクブレーキの部品間のそうでなければ必要な連結、これは修理及び取り付けにおいて常に追加的に可能性のあるミスの原因をもたらすが、を無くすようにする。
【００１１】
本発明の特に好適で実際的な変形例によれば、ブレーキシリンダは更にブレーキキャリパの中に一体化される。これにより、ブレーキシリンダが交換されるときに、ブレーキキャリパの中に如何なるゴミも入らない。ブレーキシリンダを交換するためには、ブレーキシリンダの内部部品（ピストン、ピストンロッド等）を有しているインサートを交換することがむしろ必要なだけである。追加的なシールが不要となり、そしてブレーキの内部空間の全部が常にブレーキシステムからの乾燥圧縮空気にのみに曝される可能性が存在し、これは又腐食の危険性を低減する。これは詳しくは、図面の記載から明らかになる。
【００１２】
本発明は更に、異なった挿入目的に適合させる必要が最早無い標準化されたブレーキシリンダの可能性を達成する。これは、特に、制御モジュールが完全なＥＢＳ機能をもって実現されるように配置されるときに価値がある。特に、これに関連して更に、そうでなければ流体的に作動するブレーキの電動調整モータとの調整が行われるときに効果がある。電動調整モーターと適当なソフトウエアにより、更に調整機構を特に廉価にすることができる。シリンダをピストンシリンダにする構成により、特にコンパクトな構造にする可能性が更に生ずる。
【００１３】
本発明の別の特に好適な実施例によれば、制御モジュールはベント空間用ハウジング部分に直接取り付けられる。制御モジュールは、それが非本質的にのみ変更されなければならないブレーキの１部品に、制御モジュールをそれに組み込むように利点があり且つ単純なやり方で配置される。本発明のこの変形例は、更に、直接的に且つ別の内側又は外側供給管の必要性が無く制御モジュールがブレーキシリンダの部品に取り付けられるという特別の利点を有するが、それはシリンダのベント空間への直接的なアクセスを備えている。これにより、ピストン作用用空気が、ピストンの直ぐ後に導入されることを可能にする。それにより、他の構成部品、例えば制御モジュールをハウジングに取り付けたときにおいて、残りの構成部品であるキャップ、ピストン、及びダイヤフラムが、従来の構造と比較してブレーキシリンダに制御モジュールを具備させるために更に変更する必要がないという更なる利点がある。本発明のこの変形例の利点は、ブレーキへのフランジ接合、好ましくはトラック用の圧縮空気作動型ディスクブレーキへのフランジ接合が、一体的なモジュールのために、適用する必要がないという点にある。本発明の別の本質的な利点は、一般的に複雑でなく、従来型のブレーキ系を持つ車種シリーズにＥＢＳブレーキ系を取り付けるのが他の部品を要せずに可能である点に見いだされる。制御モジュールの変形は、場合によってはハウジングが簡単な態様で適合されれば、その他の点では更なる費用を要せずに行われる。記述すべき利点として、従来技術の圧縮空気シリンダのキャップが商用車用ブレーキの最も簡単に変えられる部品であることが最後にある。
【００１４】
本発明の他の有利な実施形態が、下位の請求項から察知される。
【００１５】
次に本発明が図面に関連して、詳しく説明される。
【００１６】
図１Ａは、本発明によるダイヤフラム型ブレーキシリンダの部分断面図を示し、
図１Ｂは、図１Ａに対して９０度回転し、図１Ａに対応している図式図を示し、
図２Ａは、本発明による複合型ブレーキシリンダの別の実施例の部分断面図を示し、
図２Ｂは、図２Ａに対して９０度回転し、図２Ａに対応している図式図を示し、
図３は、一体化されたブレーキシリンダを備えたディスクブレーキの実施例を示し、
図４は、図１のディスクブレーキ用に適当な制御モジュールの斜視図を示し、
図５は、図４の制御モジュールの上面図を示し、そして
図６は、図３によるブレーキのための図４の制御モジュールを備えたブレーキキャリパの斜視図を示す。
【００１７】
図１は商用車の圧縮空気作動型ディスクブレーキ用ダイヤフラム型ブレーキシリンダ１を示しており、これは本質的に２つのハウジング部分（締結部分２′を備えたキャップ２と挿入されたばねリング２″で、これは下側部分３の突起３′囲んでいる。）を有し、これによりハウジング部分の一方、ここではキャップ２、が圧縮空気給排用ベント空間４を囲んでいる。ダイヤフラム型シリンダの流体作動は通常の態様で行われる、即ちブレーキの作動及び解除の際に、ダイヤフラム５はピストン６及びピストンロッド７と共に往復動をする。ベント空間を閉じているシリンダ１のキャップ２に直接制御モジュール８が形成され、これは電子制御部分及び空圧機構の制御部分を有し、これによってブレーキシリンダへ空気圧力が調節自在に導入され、且つ内部が低圧になり得る。この目的のために、制御モジュール８は更に２個の空圧ジョイント（９，１０）を有しており、ここにおいてブレーキシリンダ１の空圧ジョイント９は、完全な−従来の設計で構成された−空気戻り、つまり戻り面（図示せず。）に連結され、そして空圧ジョイント１０は、制御モジュール８のための圧縮空気供給を行う。
【００１８】
制御モジュール８は、ここにおいて１個のリレーバルブ１１、種々の機能を実現するための複数の電磁弁１２（そのうち一つが図１Ｂの断面図に示されている。）、圧力センサ１３及びディスクブレーキのライニング摩耗センサへの接続部１４を有していて、これによりシュー摩耗センサ及び圧力センサ１３の情報は、プラグプレート１５の母線ラインを経由して（図示されていない）制御装置へ導かれ、一方制御装置から制御モジュールへの制御信号は、対応の多心ケーブル（図示されていない。）を経由して電気プラグ１６に供給される。制御モジュール８における空圧要素及び電子要素の詳細な構造及び回路構成はそれぞれの要求形状に依存し、当業者によって更なる手段無しに任意に実施することができる。
【００１９】
制御モジュールは中央の支持フレーム部分１７を有し、これはキャップ２のハウジングと一体的に形成されると共に制御モジュールの個々の要素が装着されている空所を有し、単純で有利な態様で追加的にプラグプレート１５と包囲体１８によって外側から囲まれている。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂに別々に、空圧ジョイント及び電気プラグが互いに峻別されていることが留意される（図１Ａにおいて上側に空圧ジョイントが設けられ、図１Ｂにおいてこれらが下側にある。）。図１に似た制御モジュールの配置がその他の点でピストンシリンダについて実現可能である。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂが本質的に３つのハウジング部分（キャップ２００′、中間部分１９、下側部分３′）から組み立てられているピストンシリンダ１′を示しており、ハウジング部分の一つ−ここでは中間部分１９−がベント空間４′を囲んでいる。ダイヤフラム型シリンダ部分Ａとばね負荷−ピストンシリンダ部分Ｂとを備えたピストンシリンダの空圧機構機能は、本発明に基づき従来の配置に反せずに変更されねばならない。制御モジュール８は再び、ベント空間を取り囲むハウジング部分、ここでは中間部分１９、に直接配置され、ここにおいて制御モジュール８はその機能構成において図１の実施例に対応している。本発明のこの実施形態の主たる利点は再び、中間部分１９の軽微な変更のみが必要であり、且つシリンダ１の他の部品が本発明に基づいて変更される必要が無いという点にある。
【００２２】
図３は、摩擦板２４の方向へのブレーキシュー２２、２５のクランプのための作動機構２１を具備した商用車用圧縮空気作動型ディスクブレーキ２０を示している。特に、ブレーキシリンダ１′が一体化しているブレーキキャリパ２３（図６も参照）の洗練されたレイアウトが好ましい。好ましくは一体構造のブレーキキャリパ２３は、このために本質的に３個の部分領域：ブレーキシリンダ１′の外側ハウジングを形成し且つピストンシリンダの従来の内部部品（ピストンロッド７、プラスチックピストン７′、ばね７″）を内蔵している第１の部分領域２３ａ、これに接して形成され内部にディスクブレーキ２０の作動機構２１が配置されている第２の部分領域２３ｂ、及び第２の部分領域２３ｂに接して形成されると共に摩擦板２４と２個のブレーキシュー２２、２５を取り囲んでおり、ディスクブレーキの作動側（又、作動機構２１の側）から受動側へクランプ力を伝えるように機能する第３の部分領域２３ｃ：を有している。代替として、ディスクブレーキの重量を更に低減するために、この第３の部分領域２３ｂを、摩擦板２４とブレーキシュー２２、２５を取り囲む、分割バンド又は本体の型に従って形成することも考えれる（図示されない。）。
【００２３】
ブレーキキャリパ２３内へのブレーキシリンダ１′の一体化により、制御ユニットを受け入れるシリンダ第２室のブレーキ内部空間（領域２３ｂ）に対するシールの必要性が低下する。このシールは、ブレーキシリンダ１′及び領域２３ｂの２次室の自動的或いは制御されたベントシステムによって置換され、これは（（図示しない弁を介して）圧縮空気システムから流入空気を受け入れ、そして周囲環境へ流出空気を放出する。こうして、ブレーキの内部空間において常に乾燥空気のみが（場合によってはある圧力以下であって）コンプレッサ出口から入り、他のカプセルが必要ないという特に前述した利点が得られる。これは、種々の制御要素が湿度感受性があり、そのようにして湿度から確実に防護されるので、効果において特別なものである。二次室及び領域２３ｂ内の圧力は、ゲージ圧で約２０−５０ミリバールにあるのが推奨される。このようにして、ブレーキ内部空間全体が簡単なやり方で腐食から確実に保護される。
【００２４】
更に、制御モジュール８′（破線で外形が示されている。）を図４及び図５のようにブレーキキャリパの第１部分領域２３ａ及び／又は第２部分領域２３ｂ並びにブレーキシリンダ１′に連結一体化することは特に有利である。これは、制御モジュール８′が図４のように円形の基盤２６（突出縁２６′を具備）をプラスチックの支持体として有し、これに制御モジュール８′の個々のセクター状に且つ機能的に配設されて収容されることによって驚く程簡単なやり方で可能となる。
【００２５】
図４の実施例において、基盤２６の上に例えば電磁弁（例えばＡＢＳ−ダイヤフラム型弁）２７、排気マフラー２８、２個の比例弁２９ａ，２９ｂ、圧力調整弁３０、差圧センサ３１、及び摩耗センサ或いはこの機能を持ち旦つ更に調整を可能とする電子伝達調整モータ３２が配置される。調整モータ３２は、２本スピンドル型ブレーキ（書き入れていない。）の両調整スピンドル間の同期作動に作用し、そして例えば歯車を介して同期チェーン、歯付きベルト又は同期歯車列を駆動する。
【００２６】
シリンダ１′のピストンロッドがそこを貫通して延びる穴２６″を基盤２６の中心領域に備えている、図４及び図５のような個別部品のセクター状配置の特別の利点は、それに取り付けられる部品を含む基盤２６が個別部品の一部…特に相対的に長く延びている比例電磁弁２９ａ、２９ｂ…が、第１の部分領域２３ａから第２の部分領域２３ｂへ突入するように、ブレーキキャリパ２３の第１の部分領域２３ａ（つまりブレーキシリンダハウジング）の中に取り付けられ、そしてこれにより、普通の技術レベルでは使用されていない空間が使用されることが予測できないやり方で可能になっている点にある。その上に、制御モジュールは、ブレーキの寸法が増大すること無しに、ブレーキ機構の内部に完全に収容され且つ機械的に保護される。その上に、電子調整モータに接続しているブレーキキャリパ２３とブレーキシリンダ１′の付加的な一体化により、そうでなければ必要な、純粋に機械的な調整装置が省略され、空間の必要性は更に低下する。第２の部分領域２３ｂの中央セクションは、シリンダのピストンロッド６の動き用及び偏心クランプを作動するための回転レバーの動き用空間として在来のやり方で使用できる。図４の実施例において、回転レバーは確かに、レバー端３３′の回転軸に偏心して取り付けられた偏心軸３５の上方にでなく、２スピンドル型ブレーキのクランプトラバース３６に直接作用し、ここにおいて偏心軸３５は、ブレーキキャリパ２３に対して支持ために機能する。ハンガー３７は、作動機構２１を一緒に支持し、事前に取り付けられたユニットとしてのブレーキキャリパ領域２３ｂへの作動機構２１の挿入を可能にする。
【００２７】
要約するに、図１及び図２の変形例によってＥＢＳ機能を備えた現存のディスクブレーキシステムの複雑でない部品供給の可能性が生ずる。図３によれば、それ以上に標準化可能でコスト的に有利なディスクブレーキが得られ、これは外形的にコンパクトであり、制御モジュールも事前に取り付けられているユニットとしての作動機構も迅速に且つ複雑でなく一体化される。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明によるダイヤフラム型ブレーキシリンダの部分断面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに対して９０度回転し、図１Ａに対応している図式図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明による複合型ブレーキシリンダの別の実施例の部分断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに対して９０度回転し、図２Ａに対応している図式図を示す。
【図３】図３は、一体化されたブレーキシリンダを備えたディスクブレーキの実施例を示す。
【図４】図４は、図１のディスクブレーキ用に適当な制御モジュールの斜視図を示す。
【図５】図５は、図４の制御モジュールの上面図を示す。
【図６】図６は、図３によるブレーキのための図４の制御モジュールを備えたブレーキキャリパの斜視図を示す。
【符号の説明】
１ ダイヤフラム型ブレーキシリンダ
２ キャップ
３ 下側部分
４ ベント空間
５ ダイヤフラム
６ ピストン
７ ピストンロッド
７′ ピストン
７″ ばね
８ 制御モジュール
９，１０ 空圧ジョイント
１１ リレーバルブ
１２ 電磁弁
１３ 圧力センサ
１４ 接続部
１５ プラグプレート
１６ プラグ
１７ 支持フレーム部分
１８ 包囲体
１９ 中間部分
Ａ ダイヤフラム型シリンダ部分
Ｂ ばね付き−ピストンシリンダ部分
２０ ディスクブレーキ
２１ 作動機構
２２，２５ ブレーキシュー
２３ ブレーキキャリパ
２４ 摩擦板
２６ 基盤
２７ ＡＢＳ−ダイヤフラム弁
２８ 排気マフラー
２９ａ，ｂ 比例弁
３０ 圧力調整弁
３１ 差圧センサ
３２ 伝達調整モータ
３３ 回転レバー
３４ 偏心クランプ
３５ 偏心軸
３６ クランプトラバース
３７ 圧縮空気配管

Claims (13)

1. 圧縮空気作動型ディスクブレーキ（２０）であって、
   ａ）摩擦板（２４）の方向へブレーキシュー（２２，２５）をクランプするための作動機構（２１）と、
   ｂ）圧縮空気の作用により該作動機構を介してブレーキ作用を始めるブレーキシリンダ（１、１′）とを備えている形式のものにおいて、
   ｃ）該ディスクブレーキ及び該ブレーキシリンダ（１、１′）、又は該ディスクブレーキもしくは該ブレーキシリンダ（１、１′）の中にそれぞれ単一電子部品及び空圧機構を有する単一部品を備えた、ブレーキシリンダ内の空気圧力を調節するための少なくとも一つの制御モジュールが一体化されており、
   ｄ）該制御モジュールが更に電動調整モータを有しており、
   ｅ）該ブレーキシリンダ（１′）とディスクブレーキとが構造的なユニットを形成している
   ことを特徴とする車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
2. ディスクブレーキ（２０）のブレーキキャリパ（２３）の中に該ブレーキシリンダ（１′）が一体化されていることを特徴とする請求項１記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
3. 該ブレーキキャリパ（２３）が本質的に３個の部分領域、即ち
   該ブレーキシリンダ（１′）の外側ハウジングを形成している第１の部分領域（２３ａ）、
   それに接触して形成され、内部に該作動機構（２１）が配置されている第２の部分領域（２３ｂ）、及び
   該第２の部分領域（２３ｂ）に接触して形成され、摩擦板（２４）と２つのブレーキシュー（２２，２５）を取り囲み、作動側から受動側へクランプ力を伝達するように機能する第３の部分領域（２３ｃ）、
   を有することを特徴とする前記請求項２記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
4. 該制御モジュールが該ブレーキキャリパ（２３）の該第１の部分領域（２３ａ）及び該第２の部分領域（２３ｂ）、又は該第１の部分領域（２３ａ）もしくは該第２の部分領域（２３ｂ）に一体化されていることを特徴とする前記請求項３記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
5. 該制御モジュール（８′）が、プラスチックからなり、該単一部品が配置されている基盤（２６）又は支持体を有することを特徴とする前記請求項の一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
6. 該基盤（２６）が円形又は楕円形であり、且つ該単一部品がセンター状に配置されていることを特徴とする前記請求項５記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
7. 基盤（２６）上に、電磁弁（２７）、排気マフラー（２８）、２個の作動弁（２９ａ，２９ｂ）、圧力調整弁（３０）、差圧センサ（３１）、及び摩耗センサのうちの少なくとも１つが配置されていることを特徴とする前記請求項５または６記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
8. 該単一部品が少なくとも部分的に該第１の部分領域（２３ａ）から該第２の部分領域（２３ｂ）に突入するように該基盤（２６）が該第１の部分領域（２３ａ）の中に組み込まれていることを特徴とする前記請求項５から７までの一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
9. 該第２の部分領域（２３ｂ）の中央部分がブレーキシリンダ（１）のピストンロッド（７）の動き用及びクランプ（３４）を作動させるための回転レバー（３３）の動き用空間として空いているように該単一部品が該基盤（２６）上に配設され、且つ該第２の部分領域（２３ｂ）に突入していることを特徴とする前記請求項５から８までの一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
10. 該ブレーキキャリパの該第１の部分領域（２３ａ）の頭部に圧縮空気ジョイント及び電気端子が形成されていることを特徴とする前記請求項３または４記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
11. 該ブレーキシリンダ（１′）に分離されたばね付きシリンダが取り付け可能であることを特徴とする前記請求項の一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
12. 圧縮空気源から流入空気を受け入れ且つ周囲環境へ放出するベントシステムによって特徴づけられる前記請求項の一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。
13. 該ブレーキシリンダがピストンシリンダとして形成されていることを特徴とする前記請求項の一に記載の車両用圧縮空気作動型ディスクブレーキ。

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