(57)【要約】【課題】公知のブレーキモジュールは、一方ではその耐用年数にわたって、他方では温度に応じて制動力が大きく変動する。従って、ブレーキモジュールの制動力は、明確には定義されておらず、ブレーキモジュールの機能性を確保するために、所望の制動力よりも高くなるように定期的に選択を行わなければならない。従って、本発明の目的は、制動力をより一定にするブレーキモジュールを提供することである。【解決手段】本発明によれば、この目的は、ブレーキディスク（５）及び／又はスラストワッシャ（６）を磨耗から保護する繊維及び／又は炭素からなる摩擦層（２０）から少なくとも１つの摩擦面を形成することによって達成される。結果として、ブレーキモジュールの耐用年数にわたるブレーキモジュールの制動力は、より一定のままであり、温度依存性が低下する。同時に、ブレーキモジュールの耐用年数が延びる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのスラストワッシャ（６）と少なくとも１つのブレーキディスク（５）とを備える、駆動システム用、特にドア用のブレーキモジュール（１）であって、
ａ．前記少なくとも１つのスラストワッシャ（６）及び前記少なくとも１つのブレーキディスク（５）は、ブレーキ操作中に互いに擦れ合う少なくとも１つの摩擦面をそれぞれ有する。
ｂ．前記ブレーキディスク（５）の摩擦面の少なくとも一方は、前記ブレーキディスク（５）及び／又はスラストワッシャ（６）を摩耗から保護する摩擦層（２０）によって形成され、
ｃ．前記ブレーキディスク（５）は、キャリア（１８）と、前記キャリア（１８）に接続された少なくとも１つの摩擦層（２０）を備え、
ｄ．前記摩擦層（２０）が炭素繊維メッシュを含む、
ことを特徴とするブレーキモジュール（１）。
【請求項２】
前記ブレーキモジュール（１）は、前記ブレーキディスク（５）の両側にスラストワッシャ（６）をそれぞれ含み、前記ブレーキディスク（５）は、前記各スラストワッシャ（６）に対向する摩擦層（２０）を有する摩擦面をそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項３】
前記ブレーキディスク（５）は、
ａ．プラスチック製のキャリア（１８）、及び／又は
ｂ．前記キャリア（１８）の両側で該キャリア（１８）に接続された２つの摩擦層（２０）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの摩擦層（２０）は、材料結合によって、好ましくは部分的に弾性を有する接着剤層（１９）によって、前記キャリア（１８）に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスラストワッシャ（６）は、非窒化クロム‐５鋼からな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ブレーキモジュール（１）。
【請求項６】
前記ブレーキディスク（５）は環状であり、好ましくは中央開口部を含み、
前記中央開口部はクリアランス（１５）によって離隔された少なくとも２つの歯部（１４）を有する略円形の断面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項７】
前記ブレーキディスク（５）及び／又はスラストワッシャ（６）は、摩擦面に潤滑剤を受ける多数の窪みを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項８】
前記ブレーキモジュール（１）はハウジング（８）を含み、その中で前記ブレーキディスク（５）及び前記少なくとも１つのスラストワッシャ（６）は、好ましくは中心軸の周りに同軸に導入され、前記ブレーキモジュール（１）が、好ましくは、前記ブレーキディスク（５）および前記少なくとも１つのスラストワッシャ（６）が前記ハウジング（８）内に保持されるように、ラッチ接続によって前記ハウジング（８）に接続される（９）カバープレートを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のブレーキモジュール（１）。
【請求項９】
前記いずれかの請求項に記載のブレーキモジュール（１）を備えることを特徴とする特にドア用の駆動システム。
【請求項１０】
少なくとも１つのスラストワッシャ（６）及び少なくとも１つのブレーキディスク（５）を含むブレーキモジュール（１）の製造方法であって、前記少なくとも１つのスラストワッシャ（６）及び前記少なくとも１つのブレーキディスク  （５）は、ブレーキ操作中に互いに擦れ合う少なくとも１つの摩擦面をそれぞれ有し、この製造方法は、
ａ．キャリア（１８）を設ける工程と、
ｂ．前記ブレーキディスク（５）を形成するために、磨耗防止のために炭素繊維メッシュを含む摩擦層（２０）で前記キャリア（１８）の少なくとも片側を被覆する工程と、
を備えることを特徴とする製造方法。
【請求項１１】
前記キャリア（１８）を被覆する工程は、前記キャリア（１８）の少なくとも片面に好ましくは部分的に弾性の接着剤層（１９）を塗布し、その後摩擦層（２０）を接着剤層（１９）に塗布することを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
ａ．非窒化クロム−５鋼からなる少なくとも１つのスラストワッシャブランクを設ける工程と、好ましくは
ｂ．前記スラストワッシャ（６）を形成するために、前記スラストワッシャブランクを研磨及び／又はバリ取りする工程と、
を備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ操作中に互いに擦れ合う少なくとも１つの摩擦面をそれぞれ有する、少なくとも１つのスラストワッシャと少なくとも１つのブレーキディスクとを備える駆動システム用、特にドア用のブレーキモジュールに関するものである。また、本発明は、そのようなブレーキモジュールを備えた、特にドア用の駆動システムに関するものである。さらに、本発明は、上述の種類のブレーキモジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の調整装置用の駆動システムは、特許文献１に記載のものが知られている。駆動システムは、調整装置の駆動要素、電機子ディスクを有するディスクモータ、および遊星ギアが配置されたハウジングを備えている。この遊星ギアは、内歯を有するハウジング固定リングギアと、内歯を有する調整装置の駆動要素に接続された出力リングギアと、径方向に可撓性を有するリングとを有し、このリングの外歯がハウジング固定リングギア及び出力リングギアの内歯と部分的に噛合し、その内側シェル表面がローラー上で転がる。出力リングギアは、ラップスプリングブレーキに接続可能であり、それにより駆動システムの自動ロックが増加し、例えばウィンドウリフターにおいて窓ガラスを押し下げることによって車室内への不正アクセスが生じるのを防止する。
【０００３】
特許文献２には、車両の可動パネルを動かすための駆動システムが開示されている。一実施例における駆動システムは、内部に同軸に配置された管状ブレーキシャフトとコイルばねを有する機械的ブレーキモジュールを備えている。
【０００４】
従来技術では、このような駆動システムは、特に、車両ドアなどのドアを電気機械的に開閉するのに使用されている。この駆動システムは、一方では、手動で開くこと、ドアを開閉し続けること、及び／又は、ドアを独立して開閉することをアシストすることができる。電気モータの動力は、例えば、ねじ付きスピンドルを介してリニア駆動でドアに伝達される。
【０００５】
この場合、ブレーキモジュールは、いくつかの機能を有する。第１に、例えば、車両のかなり重量のあるテールゲートを（任意の）角度位置に維持することを可能にし、他方で、駆動システムをより均一に移動させることを可能にする。さらに、反対側の制動力や結果として生じるトルクによる（特にユーザの手動力及びテールゲートの重量による）過度の加速力によって閉じた場合に、例えば、テールゲートへの損傷を回避することができる。
【０００６】
制動力の量は、特に、材料及び／又は摩擦相手の数の選択によって、その幾何学的形状によって、及び、適切な場合には、ブレーキディスクに対して１つ又は複数のスラストワッシャを押し付けるばねのばね力の選択によって定義することができる。
【０００７】
通常、ブレーキディスクと１つ又は複数のスラストワッシャは、ブレーキ操作時に互いに対して回転する。摩擦相手用の一般的な材料としては、ブレーキディスク用の焼結鋼とスラストワッシャ用の窒化クロム鋼がある。
【０００８】
一般的なブレーキモジュールでは、制動力がブレーキモジュールの耐用年数にわたって一定ではなく、さらに温度に依存するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１６６４４７０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０１６９０８７号明細書
【発明の概要】
【００１０】
従って、本発明の目的は、駆動システムに予測可能な制動力を提供し、駆動システムの耐用年数を延ばす、駆動システム用の費用効果の高いブレーキモジュールと、その容易に実施可能な製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の主題によれば、請求項１の特徴に係る本発明の上記目的を達成する駆動システム用のブレーキモジュールが提供される。同様に、この目的は、請求項１０の特徴に係る駆動システムと、請求項１１の特徴に係る方法によって達成される。有利な実施形態は従属請求項から明らかになる。
【００１２】
本発明に係る駆動システム用、特にドア用のブレーキモジュールは、ブレーキ操作中に互いに擦れ合う少なくとも１つの摩擦面をそれぞれ有する、少なくとも１つのスラストワッシャと少なくとも１つのブレーキディスクとを備えている。
【００１３】
本発明の文脈において、「ドア」という用語は、建物、装置又は車両の開口部を少なくとも部分的に閉鎖するための構成要素を意味するものと考えられる。  特に、この「ドア」は、車両ドア、例えば、車両の乗客用のアクセスドア、モーターフード、トランクの蓋、貨物スペースドア、テールゲートであってもよい。本発明の文脈内では、「車両」とは、例えば、陸上車両、船舶又は航空機、特に自動車であってもよい。本発明に係るブレーキモジュールは、例えば、一定で予測可能な制動力が操作上の信頼性の理由から特に重要であるため、車両ドア用の駆動モジュールに特に適している。また、車両ドア用の駆動システムは、その交換が困難なように設置されることが多いため、長い耐用年数が特に重要となる。
【００１４】
摩擦面のうちの少なくとも１つは、ブレーキディスク及び／又はスラストワッシャを摩耗から保護するために摩擦層から形成してもよく、少なくとも摩擦層は繊維及び／又は炭素を含むことができる。これにより、ブレーキモジュールの耐用年数にわたって制動力をより一定にし、制動力の温度依存性を低下させ、ブレーキモジュールの耐用年数を延ばすことができる。従って、制動力を特定の用途により良く適合させることも可能となり、必要な公差補償が大幅に低減する。これにより、車両のテールゲートに使用する場合、例えば、ブレーキシステムの中程度の温度（約２０℃）に対する制動力を低下させることが可能となることで、ドアの他の端部位置の任意の開始位置からの操作、つまり、テールゲートの開閉操作を容易にすることが可能となる。この端部位置は、最大開位置と閉位置との間の任意の中間位置であればよい。同時に、機能性は、より高い温度や駆動システムの使用開始時に制限されるものではない。特に、ドアを任意の中間位置に保持可能とする最低限の制動力と、位置を変える手動力との安全性の許容範囲を小さくすることができるため、駆動システムはより信頼性が高くなり、同時に、耐用年数及び可変動作パラメータ（ブレーキモジュールの温度など）にわたって円滑化される。
【００１５】
焼結ブレーキディスクと比較してより一定でより予測可能な制動力は、部分的には、本発明に係るブレーキディスクのより均一な表面によって説明することができる。まず、焼結ブレーキディスクは、焼結プロセスを通じて丸みを帯びた縁部領域を有し、それにより有効摩擦面が減少する。しかしながら、ブレーキディスクを磨耗から保護するための本発明に係る摩擦層を有するブレーキディスクは、最初から平坦な摩擦面を有し、有効摩擦面はブレーキモジュールの操作を通して変化しない。
【００１６】
例として、ブレーキディスクの摩擦面を形成する摩擦層を参照しながら、さらなる実施例について説明する。本発明の文脈において、これらの実施例は、さらに、もしくは代替的に、スラストワッシャの摩擦面を形成する摩擦層にも応用することができる。
【００１７】
ブレーキディスクの少なくとも１つ、特に、各摩擦面は、本発明に係るそれぞれの摩擦層によって形成されることが好ましい。その結果、摩擦層の前述の効果が特に顕著に生じる。
【００１８】
ブレーキディスク全体、もしくはブレーキディスクの１つ又は複数の層などのある一部だけを摩擦層によって形成することができる。従って、ブレーキディスクの摩擦層は、例えば、ブレーキディスクの１つ又は複数の表面層（例えば、摩擦層）を形成するか、もしくは、ブレーキディスク全体を形成することができる。
【００１９】
この摩擦層は、炭素繊維、好ましくは炭素繊維メッシュを含んでいてもよい。特に、炭素繊維メッシュ中の炭素繊維は、とりわけ多数の繊維が結合してフィラメント糸を形成する場合に、非常に高い機械的負荷に低重量で耐えることができる。その結果、ブレーキモジュールの高い信頼性が軽量で達成される。
【００２０】
摩擦層は、繊維強化プラスチック、好ましくは、ガラス繊維強化プラスチック及び／又は炭素繊維強化プラスチックを含むことができる。繊維の優れた機械的性質は、繊維強化プラスチックの形状のプラスチックの簡単な加工と有利に組み合わせることができ、その結果、信頼性があり、軽量で安価なブレーキモジュールを製造することができる。
【００２１】
摩擦層は、好ましくは金属含有及び／又は水素含有の非晶質炭素層を含むことができる。この非晶質炭素層は、高い耐摩耗性を特徴とする。ａ‐Ｃ：Ｈマトリックスと金属炭化物との複合体は、水素含有非晶質炭素層（ａ‐Ｃ：Ｈ）に金属をドープすることによって形成される。この材料の層は、高い耐摩耗性と、低い摩擦係数と、層間のより良好な接着性とを有する。この材料特性は、金属含有量の変化に強く影響を受けるので、駆動システムの要件に適合させることができる。
【００２２】
ブレーキモジュールは、ばね力によってブレーキディスクを少なくとも１つのスラストワッシャに押し付けるばねを備えることができる。このばねは、ジグザグばねであることが好ましく、それによって均一なばね力が達成され、ブレーキモジュールの安定化が図られる。ばねは、ブレーキディスクと反対側のスラストワッシャの側に配置され、スラストワッシャをブレーキディスクに押し付けることができる。
【００２３】
ブレーキモジュールは、ブレーキディスクの両側にそれぞれスラストワッシャを備えることができ、ブレーキディスクは、各スラストワッシャに対向する摩擦面（本発明に係る摩擦層をそれぞれ有する）をそれぞれ備えている。ブレーキモジュールの寸法を大幅に増大させることなく、ブレーキディスクの両側に２つのスラストワッシャを用いることで、耐用年数を延ばし、制動力を向上させることができる。
【００２４】
ブレーキディスクは、同時に重量、コスト及び安定性の理由から、特にプラスチック製のキャリアと、そのキャリアに接続された少なくとも１つの摩擦層、好ましくはキャリアの反対側でキャリアに接続された２つの摩擦層とを備えていてもよい。本実施例では、ブレーキディスクは複数の層を有し、それによってブレーキディスクの全体特性の向上を達成することができる。例えば、キャリアは、（用途の仕様やブレーキディスクを用いた駆動システムの要求に応じて）完全に摩擦層からなるブレーキディスクよりも弾性が低くても高くてもよい。また、このブレーキディスクの熱膨張挙動は、２つ以上の異なる材料を使用する場合、１つ又は複数のスラストワッシャの熱膨張挙動によりよく適合させることができ、よって制動運動量の温度依存性を低減させることができる。さらに、キャリヤをプラスチックのような費用効果の高い材料から形成ことができ、それによってブレーキディスクの総コストを下げることができる。
【００２５】
少なくとも１つの摩擦層は、好ましくは部分的に弾性を有する接着剤によって、キャリアにしっかりと固定されて接着していてもよい。例えば、接着剤によって、もしくはキャリアを非晶質炭素層で被覆することによって材料と接着剤の間を接続することで、摩擦層とキャリアの接続を特に長期間安定させて確実に行うことができる。部分的に弾性を有する接着剤は、例えば、１つ又は複数の摩擦層とキャリアの異なる熱膨張係数を補償することができる。さらに、部分的に弾性を有する接着剤は、振動減衰の改善を可能にする。
【００２６】
少なくとも１つのスラストワッシャは、鋼から形成されてもよく、特に、好ましくは非窒化クロム‐５鋼から形成されてもよい。非窒化クロム‐５鋼からなるスラストワッシャは、窒化クロム‐５鋼からなるスラストワッシャよりも耐用年数が短いことがわかっているが、窒化クロム‐５鋼に対して繊維強化プラスチック製のブレーキディスクを用いることで、摩擦による振動やノイズの発生が大幅に減少する。それにもかかわらず、非窒化クロム‐５鋼からなる１つ又は複数のスラストワッシャを有する本発明に係る上記ブレーキモジュールは、従来技術のブレーキモジュールと同等又はそれ以上の耐用年数を有する。
【００２７】
ブレーキディスクは環状であってもよく、特に、中央開口部を有していてもよく、この中央開口部はほぼ円形であることが好ましく、特に、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又は７つのクリアランスによって互いに離隔した少なくとも２つの歯部を有することが好ましい。これらの歯部は、径方向内方に突出した歯を有することが好ましい。このような構成により、例えば、駆動システムの駆動軸、特に、ねじ付きスピンドルに対してブレーキディスクをより柔軟に接続することを可能にする。よって、ブレーキディスクやスピンドルナットが傾く可能性は低い。従って、駆動システムの製造工程における遅い段階でのブレーキモジュールの取付け、組立て時の振動による損傷の回避、もしくはブレーキモジュールに欠陥がある場合のその取り外しも容易に行われる。中央開口部の断面がほぼ円形であることは、例えば、径方向内方に突出する歯部を除いた断面が円形であることを意味していてもよい。上記クリアランスは、ブレーキディスクの円周方向の中央開口部の周りに、すなわち、互いに一定の角度距離で均等に分布することが好ましく、ブレーキディスクの負荷が均一化されることによりその耐用年数を延ばすことができる。
【００２８】
ブレーキディスク及び／又はスラストワッシャは、摩擦面に潤滑剤を受ける多数の窪みを有していてもよい。これらの窪みは、摩擦相手、つまり、例えばクロム‐５鋼や炭素含有摩擦層に適合した潤滑剤のリザーバとして機能してもよく、それにより、それほど大量の潤滑剤を必要とせずにブレーキモジュールの耐用年数を延ばすことができる。
【００２９】
ブレーキモジュールは、ブレーキディスク及び少なくとも１つのスラストワッシャが、好ましくは駆動システムの中心軸、特に、駆動シャフト、特にねじ付きスピンドルの縦軸の周りに同軸に導入されるハウジングを備えていてもよい。このブレーキモジュールは、ブレーキディスクと少なくとも１つのスラストワッシャとがハウジング内に保持されるように、好ましくはラッチ接続によってハウジングに接続されるカバープレートを有することが好ましい。このカバープレートは、例えば、ハウジングのラッチフックが係合することができるラッチ凹部を有していてもよい。ラッチ接続は、カバープレートを破壊することなくハウジングから分離できないように設計可能であることが好ましい。結果として、ハウジング内に配置された構成要素は操作から保護される。
【００３０】
縦軸に沿ったブレーキモジュールの構造は、ばね、スラストワッシャ、ブレーキディスク、スラストワッシャ、カバープレートとなっていることが好ましい。これらの構成要素はすべて、少なくとも部分的にハウジングに囲まれていることが好ましい。これにより、ブレーキモジュールの一部を紛失してしまう恐れもなく、ブレーキモジュールを駆動システムに容易に組み立てることができる。
【００３１】
上記ハウジングは、多数の、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又は７つのハウジングスロットを備えていてもよく、そのスロットの縦軸は駆動シャフトの縦軸と平行に整列していることが好ましい。さらに、少なくとも１つのスラストワッシャは、縦軸から径方向外側にスラストワッシャ突起を有していてもよく、この突起は、ハウジングに対するスラストワッシャの縦軸周りの回転に対して、ハウジングスロットとスラストワッシャ突起が形状が嵌合する方法で協働するよう、ハウジングスロットと相補的な形状に形成されている。これにより、ブレーキ操作中にスラストワッシャがブレーキディスクと共に回転することが防止され、それによって制動効果が低減又は排除され得る。スロットの縦軸を駆動シャフトの縦軸と平行に整列させることによって、スラストワッシャは、ブレーキモジュールの組立て時にハウジングの縦軸に沿って容易に挿入することができる。ハウジングスロットは、縦軸を中心としてハウジングの周方向に、つまり互いに一定の角度距離で均等に分布することが好ましい。その結果、ハウジングには均等に負荷がかけられ、その耐用年数が延びることになる。
【００３２】
本発明に係る目的は、前述の実施例のうちの１つに係るブレーキモジュールを備えた、特にドア用の駆動システムによっても達成される。
【００３３】
本発明に係る目的は、ブレーキ操作中に互いに擦れ合う少なくとも１つの摩擦面をそれぞれ有する、少なくとも１つのスラストワッシャと少なくとも１つのブレーキディスクとを備える、特に本発明に係るブレーキモジュールの製造方法によっても達成される。この方法は次のような工程を備えている。
ａ．特に円板状のキャリアを設ける工程。
ｂ．ブレーキディスク又はスラストワッシャを形成するために、繊維及び／又は炭素からなる摩擦層でキャリヤの少なくとも片面を被覆する工程。
【００３４】
従って、ブレーキディスク及び／又はスラストワッシャの少なくとも１つの摩擦層の材料には、制動力を時間的に一定にし、制動力の温度依存性を低下させ、ブレーキモジュールの寿命を延ばすことができる繊維又は炭素が含まれる。その結果、制動力も特定の用途によりよく適合させることができ、必要な公差補償が大幅に低減する。キャリアは、例えば、全体が摩擦層からなるブレーキディスク及び／又はスラストワッシャよりも弾性が高くても低くてもよい。また、ブレーキディスクの熱膨張挙動は、いくつかの、特に２つの異なる材料を使用する場合、１つ又は複数のスラストワッシャの熱膨張特性によりよく適合することができ、それにより制動力の温度依存性を低下させることができる。さらに、キャリアは、低コストのプラスチックから形成してもよく、それによりブレーキディスク及び／又はスラストワッシャの総コストを低減することができる。
【００３５】
好ましくは、ブレーキディスクを形成するために、キャリアの対向する両面に摩擦層が被覆されていることが好ましい。
【００３６】
キャリアを被覆する工程は、好ましくは部分的に弾性を有する接着剤層をキャリアの少なくとも片面に塗布し、その後摩擦層を接着剤層に塗布する工程を含んでいてもよい。接着剤層は、例えば、１つ又は複数の摩擦層とキャリアとの異なる熱膨張係数を補償することができる。さらに、この接着剤層により、振動減衰を向上させることができる。
【００３７】
上記接着剤は、等圧的かつバリオサーム的（variothermically）に硬化が可能である。その結果、キャリアと摩擦層との間の恒久的な接続が達成される。
【００３８】
上記製造方法は、次の工程をさらに備えていてもよい。
ａ．好ましくは鋼、特に好ましくは非窒化クロム‐５鋼からなる少なくとも１つの、好ましくはディスク形状のスラストワッシャブランクを設ける工程。
ｂ．好ましくは、スラストワッシャを形成するために、好ましくはボール研磨によってそのスラストワッシャブランクを研磨する工程。
【００３９】
方向性が少ない人工物、特に均一な摩擦面は、研磨、特にボール研磨によって達成可能であることが分かっている。これにより、スラストワッシャがブレーキ操作中に平らになり、制動力が最初に、例えば、最初の数百回の制動サイクル中に大きく変動するという影響も低減する。さらに、摩擦面が均一であることにより、ブレーキ操作時の振動が低減し、ひいてはノイズの発生が抑えられる。
【００４０】
少なくとも１つのスラストワッシャブランクは、特に、上記研磨に加えて、例えば、その研磨の前にバリ取りを行うことができる。  これにより、スラストワッシャの摩擦面をさらに均一にすることが可能になる。
【００４１】
本発明のさらなる利点、目的および特徴については、例示的なブレーキモジュールおよび製造方法が示されている以下の説明および添付の図面を参照して説明する。図において、少なくとも基本的に同一の機能を有する装置の構成要素は、この場合、同じ参照符号を付す場合があり、これらの構成要素については、すべての図で番号付けや説明を行わなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るブレーキモジュールの外観図である。
【図２】図１のブレーキモジュールの断面図である。
【図３】図１及び図２のブレーキモジュールを示す分解図である。
【図４】図１乃至図３のブレーキモジュールの一部を示すさらなる分解図である。
【図５】本発明によるブレーキディスクおよびスピンドルナットを示す図である。
【図６】制動サイクル数と温度に応じて、従来技術のブレーキモジュールの制動運動量の依存性を定性的に説明する図である。
【図７】制動サイクル数と温度に応じて、本発明に係るブレーキモジュールの制動運動量の依存性を定性的に説明する図である。
【図８】本発明に係る製造方法の概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、本発明に係るブレーキモジュール１を示す外観図である。ブレーキモジュール１は、ここでは駆動システムのスピンドル２に接続されている。ブレーキモジュール１は、円筒形状の外側ハウジング３を備えている。
【００４４】
図２は、図１のブレーキモジュール１を示す断面図である。この駆動システムは、スピンドル２に接続されたスピンドルナット４を備えている。このスピンドルナット４は、スピンドルナット４の外側のスピンドルの縦軸に対して径方向に配置されたブレーキモジュール１ａのブレーキディスク５内でブレーキ動作に係合する。ブレーキディスク５は、スラストワッシャ６に対して縦軸を中心にして相対回転することにより、ブレーキ操作中に２つのスラストワッシャ６の隣接する摩擦面と擦れ合う少なくとも２つの摩擦面を備えている。その結果、駆動システムのスピンドル２に制動力が作用する。ばね７が縦軸に沿って一方のスラストワッシャ６にばね力を作用させ、それによってブレーキディスク５とスラストワッシャ６とが圧接するように互いに押し付けられる。このばね力の強さは、制動力の大きさを設定可能なパラメータである。本実施例では、ばね７はジグザグばねである。
【００４５】
図３は、図１及び図２のブレーキモジュール１を示す分解図である。ブレーキディスク５、スラストワッシャ６及びスプリング７は全てハウジング８内に配置されており、その構造を以下に説明する。
【００４６】
図４は、図１乃至図３のブレーキモジュールの一部を示すさらなる分解図である。ブレーキモジュール１は、ハウジング８に加えてカバープレート９を備えている。ハウジング８において、ブレーキディスク５、２つのスラストワッシャ６及びばね７は、スピンドル（ここでは図示せず）の縦軸の周りに同軸に導入されている。ハウジング８は、ラッチ接続によってカバープレート９に接続され、それにより、ブレーキディスク５、２つのスラストワッシャ６及びばね７がハウジング８内に保持される。カバープレート９はラッチ凹部１０を有し、そこにハウジング８のラッチフック１１が係合可能である。縦軸に沿ったブレーキモジュールの構造は、ばね７、スラストワッシャ６、ブレーキディスク５、スラストワッシャ６、カバープレート９となっている。これらの構成要素はすべて、組立て状態でハウジング８に少なくとも部分的に囲まれている。これにより、ブレーキモジュール１の一部を紛失してしまう恐れもなく、ブレーキモジュール１を駆動システムに組み立てることが容易になる。
【００４７】
ハウジング８は、ハウジングの周方向においてスピンドル２の縦軸の周りに均等に分布した多数の、例えば５つのハウジングスロット１２をさらに備え、スロットの縦軸がその縦軸に対して平行になっている。スラストワッシャ６のスラストワッシャ突起１３は、ハウジングスロット１２内で縦軸から径方向外側に係合する。その結果、ブレーキ操作中にブレーキディスク５がスピンドル２と共に回転し、スラストワッシャ６と擦れ合う場合、ハウジング８とスラストワッシャ６との縦軸の周りの相対回転が防止される。
【００４８】
ブレーキディスク５は環状であり、中央開口部を有する。この中央開口部は、縦軸の周りにブレーキディスク５の円周方向に均等に分布した少なくとも２つ、例えば４つの歯部１４を有するほぼ円形の断面を有し、これらの歯部は、凹部１５によって互いに離隔している。これについては、以下の図５を参照してさらに詳しく説明する。
【００４９】
図５は、本発明に係るブレーキディスク５とスピンドルナット４を示す上面図である。歯部１４は、径方向内方に突出する歯１６を有する。そのような構成により、ブレーキディスク５を駆動システムのスピンドルナット４に柔軟に接続することができる。このスピンドルナット４は、クリアランス１５に係合するスピンドルナットウィング１７を有し、このスピンドルナットウィング１７と歯１６との間の接触を介してスピンドルナット４とブレーキディスク５との間にトルクが伝達される。これにより、ブレーキディスク５とスピンドルナット４が、形状嵌合接続の場合と同様に傾斜しにくくなる。よって、ブレーキモジュール１がより簡単にスピンドルナット２に配置することができるため、駆動システムの製造プロセスの遅い段階でブレーキモジュール１を取り付けること、より遅い組立て時間によって振動による損傷を回避すること、ブレーキモジュール１が故障した場合にブレーキモジュール１を交換することが容易になる。
【００５０】
図６は、制動サイクル数ＢＺと温度に応じて、従来技術のブレーキモジュールの制動運動量ＢＭを定性的に示す図である。この制動サイクルは対数的に表されており、制動力の発生は全ての関連する動作温度をカバーする３つの温度に対してプロットされている。このようなブレーキモジュールには、例えば窒化クロムジェット製のスラストワッシャと、焼結鋼製のブレーキディスクとが用いられる。最初の数百回の制動サイクルでは、ブレーキモジュールの制動力が減少し、その後再び徐々に増加することが分かる。さらに、制動力は温度と共に大きく変化することが分かり、これはブレーキシステムの許容範囲ＴＢを示す二重矢印で示されている。
【００５１】
図７は、制動サイクル数ＢＺと温度に応じて、本発明に係るブレーキモジュール１の制動運動量ＢＭを定性的に示す図である。この制動サイクルは、ここでも同様に対数的に表されており、制動力の発生は全ての関連する動作温度をカバーする３つの温度に対してプロットされている。制動力は、経過した制動サイクルに応じてほんのわずかしか変化しないことが分かる。さらに、制動力は温度によってあまり変化しないことが分かる。これは、ブレーキシステムの許容範囲ＴＢを示す二重矢印によって示されている。このように、制動力ははるかに良好に定義することができ、従来技術のように選択する必要がないので、耐用年数や温度範囲の大部分に対して著しく大きすぎる。その結果、ブレーキディスクとスラストワッシャの磨耗が平均して減少する。これは、ブレーキシステムの長寿命化にもつながる。そのようなブレーキモジュールを有する駆動システムは、ほとんどの動作状況において制動力が低くなるため、より快適に取り扱うことができ、エネルギー効率と耐久性の向上が図られる。
【００５２】
図８は、本発明に係る製造方法の概略フロー図である。本発明に係る製造方法は、ここでは、次の工程を備えている。
ａ．例えばプラスチック製の例えばディスク形状のキャリア１８を設ける工程。
ａ１．必要に応じて、キャリア１８の少なくとも片面（ここでは両面）を接着剤層１９で被覆する工程。
ｂ．ブレーキディスク５を形成するために、キャリア１８（又は、必要に応じて接着剤層１９）の少なくとも片面（ここでは両面）を繊維及び／又は炭素からなる摩擦層２０で被覆する工程。
【００５３】
例えば、キャリア１８は、全体が摩擦層２０からなるブレーキディスク５よりも弾性が低くても高くてもよい。さらに、キャリア１８は、低コストのプラスチックからなっていてもよい。
【００５４】
上記キャリア１８を被覆する工程は、キャリア１８の少なくとも片面に、好ましくは部分的に弾性を有する接着剤層１９を塗布した後に摩擦層２０を接着剤層１９に塗布する工程を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  ブレーキモジュール
２  スピンドル
３  外側ハウジング
４  スピンドルナット
５  ブレーキディスク
６  スラストワッシャ
７  ばね
８  ハウジング
９  カバープレート
１０  ラッチ凹部
１１  ラッチフック
１２  ハウジングスロット
１３  スラストワッシャ突出部
１４  歯部
１５  クリアランス
１６  歯
１７  スピンドルナットウィング
１８  キャリア
１９  接着剤層
２０  摩擦層
ＢＭ  制動運動量
ＢＺ  制動サイクル数
ＴＢ  許容範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2019190659000001.pdf