(57)【要約】ブレーキアセンブリは、取付板と、取付板に対して実質的に同一平面に配置された複数の圧力部材と、取付板に取り付けられた複数の電気式アクチュエータと、を含む。電気式アクチュエータは、（ｉ）第１のコマンドに応じて非制動位置から制動位置に、（ｉｉ）第２のコマンドに応じて制動位置から非制動位置に圧力部材を取付板に対して選択的に移動させるように構成されている。このようなブレーキアセンブリは、航空機用ブレーキ等の車両用ブレーキを含む様々な用途に適している。
2008532851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材の動作を制御するためのブレーキ装置であって、
制御装置と、
ブレーキアセンブリと、
前記制御装置と前記ブレーキアセンブリとの間の通信を伝達する通信媒体と、
を含み、
前記ブレーキアセンブリが、
前記回転部材に対して固定位置に配置されるように構成された取付板と、
前記取付板に対して実質的に同一平面に配置された複数の圧力部材と、
前記取付板に取り付けられ、（ｉ）前記制御装置から前記通信媒体を介して受信した第１のコマンドに応じて非制動位置から制動位置に、（ｉｉ）前記制御装置から前記通信媒体を介して受信した第２のコマンドに応じて前記制動位置から前記非制動位置に前記圧力部材を前記取付板に対して選択的に移動させるように構成された複数の電気式アクチュエータと、
を含むブレーキ装置。
【請求項２】
前記回転部材が平坦な制動表面を有し、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記第１のコマンドに応じて前記平坦な制動表面に向かう第１の方向に、（ｉｉ）前記第２のコマンドに応じて前記平坦な制動表面から離れる第２の方向に前記圧力部材を直線的に移動させるように構成され、前記第１及び第２の方向が前記平坦な制動表面に対して実質的に垂直である、請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記圧力部材を前記電気式アクチュエータに連結する連結部材をさらに含み、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面に向かって前記第１の方向に移動させる場合には前記取付板に向かって前記連結部材を引き寄せ、（ｉｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面から離れるように前記第２の方向に移動させる場合には前記取付板から離れるように前記連結部材を押し出すように構成されている、請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各連結部材が各電気式アクチュエータを一対の圧力部材に連結している、請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項５】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各圧力部材が一対の連結部材を介して一対の電気式アクチュエータに連結されている、請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項６】
前記電気式アクチュエータが、
１組の圧力部材を前記第１及び第２の方向に選択的に移動させるように構成された軸と、
前記平坦な制動表面を有する前記回転部材に対して前記取付板が前記固定位置にある場合に、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で選択的に遷移させるように構成され、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材の前記平坦な制動表面との間の摩擦を維持するように構成されたロックサブアセンブリと、
を含み、
前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項７】
前記第１及び第２のコマンドが前記制御装置からの電気制御信号であり、
前記取付板に接続され、前記通信媒体を介して電気センサー信号を前記制御装置に供給して前記圧力部材を前記制動位置に配置した後に前記制御装置が前記圧力部材のゼロ位置を再調整することを可能とするセンサーをさらに含む、請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項８】
取付板と、
前記取付板に対して実質的に同一平面に配置された複数の圧力部材と、
前記取付板に取り付けられ、（ｉ）第１のコマンドに応じて非制動位置から制動位置に、（ｉｉ）第２のコマンドに応じて前記制動位置から前記非制動位置に前記圧力部材を前記取付板に対して選択的に移動させるように構成された複数の電気式アクチュエータと、
を含むブレーキアセンブリ。
【請求項９】
前記取付板が、平坦な制動表面を有する回転部材に対して固定位置に配置されるように構成され、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記第１のコマンドに応じて前記平坦な制動表面に向かう第１の方向に、（ｉｉ）前記第２のコマンドに応じて前記平坦な制動表面から離れる第２の方向に前記圧力部材を直線的に移動させるように構成され、前記第１及び第２の方向が前記平坦な制動表面に対して実質的に垂直である、請求項８に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１０】
前記圧力部材を前記電気式アクチュエータに連結する連結部材をさらに含み、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面に向かって前記第１の方向に移動させる場合には前記取付板に向かって前記連結部材を引き寄せ、（ｉｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面から離れるように前記第２の方向に移動させる場合には前記取付板から離れるように前記連結部材を押し出すように構成されている、請求項９に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１１】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各連結部材が各電気式アクチュエータを一対の圧力部材に連結している、請求項９に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１２】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各圧力部材が一対の連結部材を介して一対の電気式アクチュエータに連結されている、請求項９に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１３】
前記電気式アクチュエータが、
１組の圧力部材を前記第１及び第２の方向に選択的に移動させるように構成された軸と、
前記平坦な制動表面を有する前記回転部材に対して前記取付板が前記固定位置にある場合に、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で選択的に遷移させるように構成され、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材の前記平坦な制動表面との間の摩擦を維持するように構成されたロックサブアセンブリと、
を含み、
前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項９に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１４】
前記電気式アクチュエータの前記ロックサブアセンブリが、
ラチェット表面を有し、前記軸の移動と実質的に連携して移動するように構成されたローラーと、
前記ローラーの前記ラチェット表面と噛み合い、前記軸を前記ロック状態に配置するロック位置と、前記ローラーの前記ラチェット表面から解放され、前記軸を前記非ロック状態に配置する非ロック位置との間で回動するように構成されたラチェットアームと、
を含む、請求項１３に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１５】
前記ロックサブアセンブリが、
前記ラチェットアームに付勢力を与え、前記ラチェットアームを前記ロック位置から前記非ロック位置に付勢するように構成されたばねと、
前記付勢力を克服し、前記非ロック位置から前記ロック位置に前記ラチェットアームを移動させるロック力を前記ラチェットアームに与えるように構成されたソレノイドと、
をさらに含む、請求項１４に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１６】
前記ロックサブアセンブリが、
前記ラチェットアームに取り付けられた磁気部材と、
前記ラチェットアームが前記ロック位置にある場合には前記磁気部材に隣接し、前記ラチェットアームが前記非ロック位置にある場合には前記磁気部材から離れた第１の位置に配置された第１のホールセンサーと、
前記ラチェットアームが前記ロック位置にある場合には前記磁気部材から離れ、前記ラチェットアームが前記非ロック位置にある場合には前記磁気部材に隣接した第２の位置に配置された第２のホールセンサーと、
をさらに含む、請求項１４に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１７】
各電気式アクチュエータが、軸とロックサブアセンブリとを含み、
各電気式アクチュエータにおいて、
前記軸が１組の圧力部材を前記第１及び第２の方向に選択的に移動させるように構成され、
前記ロックサブアセンブリが、前記平坦な制動表面を有する前記回転部材に対して前記取付板が前記固定位置にある場合に、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で選択的に遷移させるように構成され、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材の前記平坦な制動表面との間の摩擦を維持するように構成され、
前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項９に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項１８】
回転部材の動作を制御するための方法であって、
複数の圧力部材を前記回転部材に対して固定位置に配置された取付板に対して実質的に同一平面に配置すること、
第１のコマンドに応じて、前記圧力部材を前記取付板に対して非制動位置から制動位置に移動させるように複数の電気式アクチュエータを動作させ、前記回転部材の回転を防止すること、
第２のコマンドに応じて、前記圧力部材を前記取付板に対して前記制動位置から前記非制動位置に移動させるように前記電気式アクチュエータを動作させ、前記回転部材の回転を可能とすること、
を含む方法。
【請求項１９】
前記電気式アクチュエータが、１組の圧力部材を前記回転部材に向かうように又は前記回転部材から離れるように選択的に移動させるように構成された軸を含み、
前記方法は、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で遷移させることをさらに含み、
前記電気式アクチュエータが、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材との間の摩擦を維持するように構成され、前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記圧力部材を実質的に同一平面に配置することが、
前記圧力部材に隣接して配置された電気センサーからセンサー信号を受信すること、
前記取付板に対する前記圧力部材のゼロ位置を再調整すること、
前記圧力部材の均一な動作のために前記圧力部材を前記再調整されたゼロ位置に移動させること、
を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
離着陸に車輪を使用する航空機は、車輪の動作を制御する（すなわち、車輪の回転を停止させる）ために油圧ブレーキを通常は採用している。航空機の典型的な油圧ブレーキは、油圧流体源と、車輪に接続された油圧アクチュエータと、油圧流体源を油圧アクチュエータに接続するチューブと、を含む。
【０００２】
ブレーキをかける場合には、航空機のパイロットは油圧流体源からの油圧油の圧力を増加させる。圧力が増加すると、油圧アクチュエータは車輪を押圧するブレーキ部材に力を加える。車輪とブレーキ部材（例えば、高温耐性を有する圧力パック（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｐｕｃｋ））との間の摩擦により、車輪が回転している場合には車輪を停止させ、車輪がさらに回転することを防止する。
【０００３】
従来の油圧ブレーキは圧力損失を最小化する比較的タイトな設計を有し、パイロットは航空機の電源を切った後でもブレーキ装置内の油圧を維持し、油圧ブレーキの作用を数時間にわたって維持することができる。制動圧力を維持する能力により、パイロットは航空機が実質的に移動する（例えば、駐機位置から移動する）ことを防止するためのパーキングブレーキとして油圧ブレーキを使用することができ、駐機期間中にその他の駐機機構（例えば、車輪ブロックやタイダウン）を使用する必要性を減少させることができる。蓄積された油圧を航空機用パーキングブレーキに使用することは、ブレーキ部材を車輪に対して保持するために持続的に電流を必要とし、電気式ブレーキがオン状態の間は絶え間なく電力を消費する従来の航空機用電気式ブレーキに対して優位性を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
残念ながら、上述した従来の油圧ブレーキ装置には欠点がある。例えば、油圧ブレーキに通常使用される油圧油は可燃性が非常に高く、安全性について懸念がある。特に、ブレーキによって発生する温度は非常に高い場合があり、（例えば、チューブの破断によって）流体が油圧ブレーキ装置から意図せず漏洩した場合には容易に油圧油の着火を引き起こす場合がある。
【０００５】
また、油圧油は清掃が困難である。特に、油圧油は通常は低い粘度を有し、易溶性である。従って、油圧油が事故によって漏出すると、地面に広がる前に局所に油圧油を収容し、油圧油が地面に実質的に浸透する前に吸収材料を使用して油圧油を除去するという面倒な作業が通常は必要となる。
【０００６】
また、油圧ブレーキには通常はかなりのメンテナンスが必要である。特に、油圧油は化学的に変化し、詰まりを生じさせる。従って、航空機用ブレーキなどの重要な使用のための油圧油は定期的かつ頻繁に交換する必要がある。また、航空機用油圧ブレーキに使用されるブレーキ部材は数回使用しただけで摩滅し始め、技術者は手作業でブレーキ部材の位置を頻繁に再調整しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した油圧油を使用する従来の油圧ブレーキとは対照的に、本発明の実施形態は電気式アクチュエータを採用して電子コマンドに応じて制動を行うための方法に関する。そのようなアクチュエータを使用することにより、油圧油及び油圧ブレーキの必要性を減少させることができる。従って、電気アクチュエータを使用することにより、油圧油の使用による可燃性の問題、油圧油の漏洩に関する収容と洗浄の問題、油圧ブレーキに関連するメンテナンスの負担（例えば、油圧油を交換する必要がなく、電子コマンドを発行するように構成された制御装置はブレーキ部材の位置を再調整するように構成でき、ブレーキ部材を手動で再調整する必要性を軽減することができる）を解消することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態は、取付板と、取付板に対して実質的に同一平面に配置された複数の圧力部材（例えば、圧力パックブレーキ部材）と、取付板に取り付けられた複数の電気式アクチュエータと、を含むブレーキアセンブリに関する。電気式アクチュエータは、（ｉ）第１のコマンドに応じて非制動位置から制動位置に、（ｉｉ）第２のコマンドに応じて制動位置から非制動位置に圧力部材を取付板に対して選択的に移動させるように構成されている。このようなブレーキアセンブリは、大小の航空機の車輪ブレーキを含む様々な用途に適している。
【０００９】
本発明の上述した目的及びその他の目的、特徴、利点は、添付図面に図示した本発明の具体的な実施形態の説明からから明らかになるだろう。異なる図面では、同一の参照符号は同一の部材を意味する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、本発明の原理を説明することに重点を置いている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、電気アクチュエータを採用して電子コマンドに応じてロバストで信頼性のある制動を行うための方法に関する。そのようなアクチュエータを使用することにより、従来の油圧ブレーキ及び油圧ブレーキに使用される油圧油の必要性を減少させることができる。従って、電気アクチュエータを使用することにより、油圧油の使用による可燃性の問題、油圧油の漏洩に関する収容と洗浄の問題、油圧ブレーキに関連するメンテナンスの負担を解消することができる。
【００１１】
図１は、本発明において好適に使用されるブレーキアセンブリ２０を示す。ブレーキアセンブリ２０は、平坦な制動表面２４を形成する回転部材２２（例えば、車輪のローター）の移動を制御するように構成されている。図１に示すように、ブレーキアセンブリ２０は、取付板２６と、圧力部材２８（ａ），２８（ｂ），２８（ｃ）（以下「圧力部材２８」という）と、連結部材３０（ａ），３０（ｂ），３０（ｃ）（以下「連結部材３０」という）と、電気式アクチュエータ３２（ａ），３２（ｂ），３２（ｃ）（以下「電気式アクチュエータ３２」という）と、を含む。
【００１２】
図１に示すように、取付板２６は回転部材２２に対して固定位置に配置されるように構成されている。すなわち、取付板２６は、取付板２６と平坦な制動表面２４が実質的に平行となるように回転部材２２と並んで配置されている。また、圧力部材２８（例えば、圧力パック制動部材）は、取付板２６と実質的に同一平面に位置するように配置されている。また、電気式アクチュエータ３２は取付板２６に取り付けられ、（ｉ）第１のコマンドに応じて非制動位置から回転部材２２の平坦な制動表面２４に向かって制動位置に、（ｉｉ）第２のコマンドに応じて制動位置から非制動位置に圧力部材２８を取付板２６に対して選択的に移動させるように構成されている。圧力部材２８は取付板２６に対して均一に分散しているため、圧力部材２８は実質的に均一かつ分散して平坦な制動表面２４に作用する。
【００１３】
ブレーキアセンブリ２０は様々な商業的用途に適しており、図１では一例としてブレーキアセンブリ２０を航空機の車輪ブレーキとして示している。この場合、取付板２６は車輪支持ビーム３４に固定される。ビーム３４の端部３６は、軸３８（全体として矢印３８で示す）を含む。回転部材２２（例えば、車輪ローター）は軸３８を中心として回転し、航空機のタイヤ４０を支持するように構成されている。本発明のさらなる詳細を図２を参照して説明する。
【００１４】
図２は、図１に示すブレーキアセンブリ２０を利用することができるブレーキ装置５０のブロック図である。ブレーキ装置５０は、電子制御装置５２（例えば、プロセッサ及びメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、アナログ回路、それらの組み合わせ等）と、通信媒体５４と、ブレーキアセンブリ２０と、を含む。通信媒体は、制御装置５２とブレーキアセンブリ２０との間の通信を伝達する。
【００１５】
ブレーキアセンブリ２０のさらなる詳細を図２を参照して説明する。特に、ブレーキアセンブリ２０のさらなる構成要素を示しており、圧力部材２８を回転部材２２に押圧した場合の他の構成要素との作用関係を接続線で示している。図２に示すように、ブレーキアセンブリ２０は、絶対位置センサー５６と、通信状態センサー／温度センサー５８と、三相ブラシレスＤＣモータ６０と、電気的入力部６２と、任意の減速歯車（ｇｅａｒ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）６４と、ロック状態センサー６６と、遊星ローラねじナット６８と、ラチェットアーム（又はつめ）７０と、パーキングブレーキラチェットソレノイド７２と、電気的入力部７４と、ロック状態センサー７６と、ローラーねじ７８と、アンロックソレノイド機構８０と、電気的入力部８２と、出力軸８４と、ロッドエンド軸受８６と、をさらに含む。なお、説明を簡単にするために一部の軸受を省略している。
【００１６】
動作時には、制御装置５２は通信媒体５４を介してブレーキアセンブリ２０と通信する。特に、制御装置５２は電子コマンド８８をブレーキアセンブリ２０に送信し、ブレーキアセンブリ２０から電子センサー信号９０を受信する。そのような動作は、制御ループ・フィードバック方式で行うことができる。従って、通信媒体５４には、電気信号、光ファイバー信号、無線通信、それらの組み合わせ等を含む様々な電子通信形態が適している。ブレーキアセンブリ２０のさらなる詳細を図３を参照して説明する。
【００１７】
図３は、ブレーキアセンブリ２０の詳細な斜視図である。取付板２６（図１）に取り付けられた車輪支持ビーム３４は、本発明のその他の詳細を示すために図３では省略している。Ｘ−Ｙ平面に延びる取付板２６は、回転部材２２（図１を参照）との接続のために軸３８が（Ｚ軸に沿って）通過することができる中央開口部１００を有する。軸３８が回転部材２２と接続されると、回転部材２２の平坦な制動表面２４はＸ−Ｙ平面上に広がり、取付板２６と実質的に平行となる。このような構成により、取付板２６は、高温をもたらす制動時に電気式アクチュエータ３２を保護する熱バリア及びリンク機構（例えば、連結部材３０）として機能する。
【００１８】
図３に示すように、電気式アクチュエータ３２の出力軸８４は連結部材３０の中間部に取り付けられている。次に、連結部材３０は片持梁として動作し、連結部材３０の端部に取り付けられた圧力部材２８を移動させる。取付板２６は、（ｉ）連結部材３０が取り付けられ、回動する取付点１０２と、（ｉｉ）電気式アクチュエータ３２が取り付けられた取付点１０４を有する。このような配置により、取付板２６に対して圧力部材２８を移動させる際に、出力軸８４は連結部材３０に対して僅かな揺動又はカム動作を行うことができる。取付板２６は、（ｉ）圧力部材２８が通過し、圧力部材２８の表面１０８が回転部材２２（図１）の平坦な制動表面２４と接触することを可能とする穴１０６と、（ｉｉ）取付板２６と共にトラニオン軸受取付構造を収容する低い形状のために電気式アクチュエータ３２を取付板２６内に入り込ませることを可能とするウェル１１０をさらに有する。取付板２６は、各種信号（例えば、図２に示す電気的入力部６２，７４，８２、コマンド８８、センサー信号９０を参照）が通過する接続部１１２（例えば、電気コネクタ）をさらに有する。
【００１９】
なお、図２に示す構成要素の多くは電気式アクチュエータ３２の一部を構成する。例えば、図３に示すように、絶対位置センサー５６、通信状態センサー／温度センサー５８、三相ブラシレスＤＣモータ６０、任意の減速歯車６４、遊星ローラーねじナット６８、ローラーねじ７８は電気式アクチュエータ３２に属する。
【００２０】
ブレーキアセンブリ２０の動作時には、図２及び図３に示すように、電気式アクチュエータ３２の三相ブラシレスＤＣモータ６０は電気的入力部６２から電力を受ける。電力に対応して、制御装置５２は絶対位置センサー５６及び通信状態センサー／温度センサー５８からセンサー信号９０（図２の矢印９０を参照）を受け、三相ブラシレスＤＣモータ６０の現在の動作条件（例えば、固定子の現在の角度の向き、モーター６０の局所温度等）を判断する。
【００２１】
次に、制御装置５２はモーター６０にコマンドを送信し、モーター６０を動作させる。（任意の）減速歯車６４は、モーター６０の動作を遊星ローラーねじナット６８及びローラーねじ７８の動作に変換する。他の図面を参照して後述するように、その他の様々な構成要素が遊星ローラーねじナット６８及びローラーねじ７８と相互作用し、ブレーキアセンブリ２０を使用してパーキングブレーキ機能を提供する。ただし、ブレーキアセンブリ２０を動作させて回転部材（例えば、航空機の車輪のローター）の回転を停止させることに関連して、遊星ローラーねじナット６８はモーター６０からのギア動作をローラーねじ７８の回転に変換する。次に、ローラーねじ７８は、ローラーねじ７８の回転をＺ軸に沿った出力軸８４の直線的な動作に変換する。従って、遊星ローラーねじナット６８はローラーねじ７８及び出力軸８４の動作と実質的に連携して移動し、これはブレーキアセンブリ２０のパーキングブレーキとしての機能について説明する際に述べるようにパーキングブレーキの作動状態を制御するために有用である。
【００２２】
図２及び図３に示すように、出力軸８４の直線的な動作により、出力軸８４が負のＺ方向に駆動される場合には連結部材３０は取付板２６に向かって移動し、出力軸８４が正のＺ方向に駆動される場合には連結部材３０は取付板２６から離れるように移動する。連結部材３０が取付板２６に向かって移動すると、連結部材３０は圧力部材２８を回転部材２２（図１）の平坦な制動表面２４に対して実質的に垂直に移動させ、回転部材２２の回転を停止させる。
【００２３】
従って、ブレーキアセンブリ２０はロバストで信頼性のある制動動作を行うことができる。特に、電気式アクチュエータ３２は、制御装置５２からの制動コマンド８８に応じて連結部材３０を取付板２６に向かって選択的に引き寄せ、圧力部材２８を回転部材２２の平坦な制動表面２４に向かって制動位置に移動させるか、制御装置５２からの解放コマンド８８に応じて連結部材３０を取付板２６から離れるように押しやり、圧力部材２８を制動位置から非制動位置に移動させる。
【００２４】
ブレーキアセンブリ２０はロバストな故障耐性を有する。例えば、各連結部材３０は電気式アクチュエータ３２を一対の圧力部材２８と連結し、電気式アクチュエータ３０によって印加される力を分散させる。具体的には、連結部材３０（ａ）は電気式アクチュエータ３２（ａ）を圧力部材２８（ａ），２８（ｃ）に連結する。同様に、連結部材３０（ｂ）は電気式アクチュエータ３２（ｂ）を圧力部材２８（ａ），２８（ｂ）に連結する。また、連結部材３０（ｃ）は電気式アクチュエータ３２（ｃ）を圧力部材２８（ｂ），２８（ｃ）に連結する。
【００２５】
また、各圧力部材２８は一対の連結部材３０を介して一対の電気式アクチュエータ３２に連結され、電気式アクチュエータ３２の一方が動作しない場合でも、各圧力部材２８は回転部材２２に制動力を加える。すなわち、電気式アクチュエータ３２の一方又は連結部材３０が動作しない場合には、残りの電気式アクチュエータ３２及び連結部材３０はブレーキアセンブリ２０による完全なブレーキ性能のために全ての圧力部材２８に適切に力を加える。図３に示すように、圧力部材２８（ａ）は連結部材３０（ａ），３０（ｂ）を介して電気式アクチュエータ３２（ａ），３２（ｂ）に連結されている。同様に、圧力部材２８（ｂ）は連結部材３０（ｂ），３０（ｃ）を介して電気式アクチュエータ３２（ｂ），３２（ｃ）に連結されている。また、圧力部材２８（ｃ）は連結部材３０（ａ），３０（ｃ）を介して電気式アクチュエータ３２（ａ），３２（ｃ）に連結されている。
【００２６】
また、制御装置５２は、各制動動作後に各圧力部材２８のゼロ位置を再調整することができる。具体的には、絶対位置センサー５６は、各圧力部材２８が回転部材２２と最も接触するブレーキアセンブリ２０の完全制動位置におけるモーター６０の位置を計測することができる。従って、ブレーキアセンブリ２０が非制動位置に移動すると、制御装置５２は各圧力部材２８の回転部材２２からの距離が同一になるように調整し（すなわち、制御装置５２は各圧力部材２８に同一のオフセットを与える）、圧力部材２８は実質的に同一平面に位置し、次の制動動作時には回転部材２２に実質的に同時に接触する。本発明のさらなる詳細を図４及び図５を参照して説明する。
【００２７】
図４及び図５は、ブレーキアセンブリ２０のロックサブアセンブリ１２０の側面図である。具体的には、図４はロック状態のロックサブアセンブリ１２０を示し、図５は非ロック状態のロックサブアセンブリ１２０を示す。ロックサブアセンブリ１２０は電気式アクチュエータ３２内に位置し、通信媒体５４（図２）を介して制御装置５２と信号８８，９０をやりとりすることによってラチェット型パーキングブレーキ機能を提供するように構成されている。具体的には、ロックサブアセンブリ１２０は、電気式アクチュエータ３２が回転部材２２に向かう圧力部材２８への力を維持するロック状態と、電気式アクチュエータ３２が圧力部材２８への力を維持しない非ロック状態との間で遊星ローラーねじナット６８、ローラーねじ７８、出力軸８４（図２を参照）を選択的に遷移させるように構成されている。図２に関連して上述したように、遊星ローラーねじナット６８はローラーねじ７８及び出力軸８４の動作と実質的に連携して移動し、パーキングブレーキ動作を制御することができる。
【００２８】
図４及び図５に示すように、ロックサブアセンブリ１２０は、ロック状態センサー６６と、ラチェットアーム７０と、パーキングブレーキラチェットソレノイド７２と、電気的入力部７４と、ロック状態センサー７６と、アンロックソレノイド機構８０と、電気的入力部８２と、磁気部材１２２と、外部標示体１２４と、を含む。ロックサブアセンブリ１２０がロック状態にある場合には、ロック状態センサー６６（例えば、第１のホールセンサー（Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ））は磁気部材１２２に隣接し、ロック状態センサー７６（例えば、第２のホールセンサー）は磁気部材１２２から離れている。同様に、ロックサブアセンブリ１２０が非ロック状態にある場合には、ロック状態センサー７６は磁気部材１２２に隣接し、ロック状態センサー６６は磁気部材１２２から離れている。
【００２９】
遊星ローラーねじナット６８は、ラチェットアーム７０の端部１２８と噛み合うと共に解放されるように構成されたラチェット表面１２６を有する。遊星ローラーねじナット６８の一部のみがラチェット表面１２６を有するように示している（すなわち、図示を簡単にするために表面１２６の一部の傾斜した歯を仮想線で示している）が、ラチェット表面は遊星ローラーねじナット６８全体の周囲に完全に広がっている。制御装置５２は、ロックサブアセンブリ１２０の各種構成要素を動作させるための制御コマンド８８を送信し、正常動作を確認し、以降の動作を決定するためのフィードバックセンサー信号９０を受信する。ロックサブアセンブリ１２０の動作を図２〜図５を参照して説明する。
【００３０】
ロックサブアセンブリ１２０を噛み合わせる場合には、制御装置５２は電気式アクチュエータ３２のモーター６０にコマンド８８を送信し、電気式アクチュエータ３２（例えば、アクチュエータ３２（ｂ））によって各圧力部材２８（例えば、圧力部材２８（ａ），２８（ｂ））に一時的に力を加える。電気式アクチュエータ３２が力を加えている間に、出力軸８４を圧力部材２８に連結する連結部材３０（例えば、連結部材３０（ａ））は張力により僅かに屈曲する（すなわち、連結部材３０は片持梁として動作し、連結部材３０のアーム内の弾性によって張力を蓄積する）。この時、制御装置５２はコマンド８８（例えば、電気的入力部７４からソレノイド７２への電流をオンにする；図２を参照）をパーキングブレーキラチェットソレノイド７２に送信し、パーキングブレーキラチェットソレノイド７２のピストン１２８にラチェットアーム又はつめ７０の端部１２８を押圧させ、遊星ローラーねじナット６８のラチェット表面１２６と噛み合わせる。それに応じて、ラチェットアーム７０の端部１２８は遊星ローラーねじナット６８のラチェット表面１２６に向かって回転する。磁気部材１２２はセンサー７６から離れてセンサー６６に隣接し、ラチェットアーム７０の位置を特定する信号９０を制御装置５２に送信し、ロックサブアセンブリ１２０の正常な動作を確認する。
【００３１】
次に、制御装置５２はコマンド８８をモーター６０に送信してモーター６０による各圧力部材２８への力の印加を停止させ、別のコマンド８８をパーキングブレーキラチェットソレノイド７２に送信して（例えば、電流がソレノイド７２に到達しないように電気的入力部７４からの電流をオフにする）ピストン１３０を解放する。従って、ラチェットアーム７０は、遊星ローラーねじナット６８、ローラーねじ７８、出力軸８４をロック状態に保持する。連結部材３０内に蓄積された張力は、電流がソレノイド７２に流れなくなっても（すなわち、ブレーキアセンブリ２０の電源を切っても）圧力部材２８への力を維持する。圧力部材２８と回転部材２２との間の摩擦により、回転部材の回転が防止される。
【００３２】
好ましくは、連結部材３０は実質的に不定期間にわたって圧力部材２８に力を与え続け、連結部材３０はブレーキ操作による熱変化によって生じる構成要素の微妙な移動を防止する。すなわち、連結部材３０内に蓄積されたエネルギー及び電気式アクチュエータ３２と取付板２６の複合コンプライアンスによってブレーキに加わる力を維持する。ブレーキが冷却すると、コンプライアンスは継続的な制動のための温度補償器として作用する。
【００３３】
ロックサブアセンブリ１２０を解放する場合には、制御装置５２は電気式アクチュエータ３２のモーター６０に別のコマンド８８を送信し、電気式アクチュエータ３２（例えば、アクチュエータ３２（ｂ））によって各圧力部材２８（例えば、圧力部材２８（ａ），２８（ｂ））に再び力を加える。電気式アクチュエータ３２が力を加えている間に、制御装置５２はアンロックソレノイド機構８０（例えば、ソレノイドとばね）に別のコマンド８８を送信し、アンロックソレノイド機構８０は遊星ローラーねじナット６８のラチェット表面１２６と噛み合わなくなるようにラチェットアーム７０の端部１２８を押圧する。それに応じて、端部１２８は遊星ローラーねじナット６８のラチェット表面１２６から離れるように回転する。磁気部材１２２はセンサー６６から離れてセンサー７６に隣接し、ラチェットアーム７０の位置を特定する信号９０を制御装置５２に送信する。信号９０により、制御装置５２はロックサブアセンブリ１２０が現在は非ロック状態にあることを確認することができる。従って、ブレーキアセンブリ２０は再び通常動作を行うことができる。オペレータは、外部標示体１２４を点検することによってパーキングブレーキが「オン」又は「オフ」のいずれであるかを判断することができる。本発明のさらなる詳細を図６を参照して説明する。
【００３４】
図６は、ブレーキアセンブリ２０の具体的な動作をまとめた手順１５０のフローチャートである。工程１５２において、ブレーキアセンブリ２０は、回転部材２２に対して固定位置にある取付板２６に対して圧力部材２８を実質的に同一平面に配置する。工程１５２が最初の動作ではない場合には、制御装置５２は、ブレーキアセンブリ２０内のセンサー５６から前回の制動動作からのセンサー信号９０を受信し、新たなコマンド８８を電気式アクチュエータ３２に送信して圧力部材２８をゼロ位置に再配置し、全ての圧力部材２８が平坦な制動表面２４から実質的に同じ距離に配置される。
【００３５】
工程１５４において、制御装置５２からの制動コマンド８８に応じて、電気式アクチュエータ３２は取付板２６に対して圧力部材２８を非制動位置から制動位置へと移動させ、回転部材２２の回転を防止する。具体的には、電気式アクチュエータ３２は取付板２６に向かって連結部材３０を引き寄せ、回転部材２２に向かって圧力部材２８に力を加え、回転部材２２の回転を停止させる。
【００３６】
工程１５６において、制御装置５２からの解放コマンド８８に応じて、電気式アクチュエータ３２は取付板２６に対して圧力部材２８を制動位置から非制動位置へと移動させ、回転部材２２の回転を可能とする。具体的には、電気式アクチュエータ３２は取付板２６から離れるように連結部材３０を押圧し、回転部材２２の回転を可能とする。
【００３７】
手順１５０はロバストで信頼性のある電気的制動動作のために繰り返すことができる。自動化された再配置特性により、圧力部材２８の手動による調整はほとんど又は全く必要ではない。また、ロックアセンブリ１２０のパーキングブレーキ動作は、高い電気的制動機能を達成するために、例えば工程１５４と工程１５６との間で容易に行うことができる。
【００３８】
上述したように、本発明の実施形態は、電気式アクチュエータ３２を採用して電子コマンド８８に応じてロバストで信頼性のある制動を行うための方法に関する。そのようなアクチュエータ３２を使用することにより、従来の油圧ブレーキ及び油圧ブレーキに使用される油圧油の必要性を減少させることができる。従って、電気式アクチュエータ３２を使用することにより、油圧油の使用による可燃性の問題、油圧油の漏洩に関する収容と洗浄の問題、油圧ブレーキに関連するメンテナンスの負担（例えば、油圧油を交換する必要がなく、電子コマンドを発行するように構成された制御装置はブレーキ部材の位置を再調整するように構成でき、ブレーキ部材を手動で再調整する必要性を軽減することができる）を解消することができる。
【００３９】
以上、好適な実施形態を参照して本発明を図示及び説明したが、当業者は請求項に定義される本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて様々な詳細な変更を加えることができることを理解されるだろう。
【００４０】
例えば、ブレーキアセンブリ２０は様々な商業的用途に適しており、図１では単なる一例としてブレーキアセンブリ２０を航空機の車輪ブレーキとして示している。ブレーキアセンブリ２０は、大小の航空機の車輪ブレーキ、パーキングブレーキ、その他の動的摩擦制動部材に適用することができる。これは、固定翼及び回転翼の航空機の車輪ブレーキを含む。その他の好適な使用としては、地上車両（例えば、車輪ブレーキやパーキングブレーキ）、ヘリコプターの主回転翼ブレーキ等が挙げられる。
【００４１】
また、単なる一例として、ブレーキアセンブリ２０は３つの圧力部材２８を含むものとして説明した。他の構成では、３つ以外の複数（例えば、２，４，５，６，７等）の圧力部材２８を使用する。より多くの圧力部材２８によってよりスムーズで均一な動作を達成することができる。
【００４２】
また、ロックサブアセンブリ１２０は、上述したパーキングブレーキ動作を行うために少なくとも１つの電気式アクチュエータに含まれる。ある構成では、複雑さとコストを最小化するために、ロックサブアセンブリ１２０は各ブレーキアセンブリ２０の１つの電気式アクチュエータ３２に含まれる。別の構成では、信頼性と故障耐性を向上させるために、各ブレーキアセンブリ２０の全ての電気式アクチュエータ３２がロックサブアセンブリ１２０を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明において好適に使用されるブレーキアセンブリの斜視図である。
【図２】図２は、本発明において好適に使用されるブレーキ装置のブロック図である。
【図３】図３は、図１のブレーキアセンブリの一部の斜視図である。
【図４】図４は、ロックサブアセンブリがロック状態にある場合の図１のブレーキアセンブリのロックサブアセンブリの側面図である。
【図５】図５は、ロックサブアセンブリが非ロック状態にある場合の図４のロックサブアセンブリの側面図である。
【図６】図６は、図２のブレーキ装置によって行われる手順のフローチャートである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月22日(2007.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付板と、
前記取付板に対して実質的に同一平面に配置された複数の圧力部材と、
前記取付板に取り付けられ、（ｉ）第１のコマンドに応じて非制動位置から制動位置に、（ｉｉ）第２のコマンドに応じて前記制動位置から前記非制動位置に前記圧力部材を前記取付板に対して選択的に移動させるように構成された複数の電気式アクチュエータとを備え、
前記取付板が、平坦な制動表面を有する回転部材に対して固定位置に配置されるように構成され、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記第１のコマンドに応じて前記平坦な制動表面に向かう第１の方向に、（ｉｉ）前記第２のコマンドに応じて前記平坦な制動表面から離れる第２の方向に前記圧力部材を直線的に移動させるように構成され、前記第１及び第２の方向が前記平坦な制動表面に対して実質的に垂直であり、
前記圧力部材を前記電気式アクチュエータに連結する連結部材をさらに含み、前記電気式アクチュエータが、（ｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面に向かって前記第１の方向に移動させる場合には前記取付板に向かって前記連結部材を引き寄せ、（ｉｉ）前記圧力部材を前記平坦な制動表面から離れるように前記第２の方向に移動させる場合には前記取付板から離れるように前記連結部材を押し出すように構成されているブレーキアセンブリ。
【請求項２】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各連結部材が各電気式アクチュエータを一対の圧力部材に連結している、請求項１に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項３】
前記電気式アクチュエータを前記圧力部材に連結する連結部材をさらに含み、各圧力部材が一対の連結部材を介して一対の電気式アクチュエータに連結されている、請求項１に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項４】
前記電気式アクチュエータが、
１組の圧力部材を前記第１及び第２の方向に選択的に移動させるように構成された軸と、
前記平坦な制動表面を有する前記回転部材に対して前記取付板が前記固定位置にある場合に、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で選択的に遷移させるように構成され、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材の前記平坦な制動表面との間の摩擦を維持するように構成されたロックサブアセンブリと、を含み、
前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項１に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項５】
前記電気式アクチュエータの前記ロックサブアセンブリが、
ラチェット表面を有し、前記軸の移動と実質的に連携して移動するように構成されたローラーと、
前記ローラーの前記ラチェット表面と噛み合い、前記軸を前記ロック状態に配置するロック位置と、前記ローラーの前記ラチェット表面から解放され、前記軸を前記非ロック状態に配置する非ロック位置との間で回動するように構成されたラチェットアームと、を含む、請求項４に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項６】
前記ロックサブアセンブリが、
前記ラチェットアームに付勢力を与え、前記ラチェットアームを前記ロック位置から前記非ロック位置に付勢するように構成されたばねと、
前記付勢力を克服し、前記非ロック位置から前記ロック位置に前記ラチェットアームを移動させるロック力を前記ラチェットアームに与えるように構成されたソレノイドと、
をさらに含む、請求項５に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項７】
前記ロックサブアセンブリが、
前記ラチェットアームに取り付けられた磁気部材と、
前記ラチェットアームが前記ロック位置にある場合には前記磁気部材に隣接し、前記ラチェットアームが前記非ロック位置にある場合には前記磁気部材から離れた第１の位置に配置された第１のホールセンサーと、
前記ラチェットアームが前記ロック位置にある場合には前記磁気部材から離れ、前記ラチェットアームが前記非ロック位置にある場合には前記磁気部材に隣接した第２の位置に配置された第２のホールセンサーと、
をさらに含む、請求項５に記載のブレーキアセンブリ。
【請求項８】
各電気式アクチュエータが、軸とロックサブアセンブリとを含み、
各電気式アクチュエータにおいて、
前記軸が１組の圧力部材を前記第１及び第２の方向に選択的に移動させるように構成され、
前記ロックサブアセンブリが、前記平坦な制動表面を有する前記回転部材に対して前記取付板が前記固定位置にある場合に、前記軸をロック状態と非ロック状態との間で選択的に遷移させるように構成され、前記軸が前記ロック状態にある場合に、前記軸を前記１組の圧力部材に連結する連結部材の張力を維持し、電流が前記電気式アクチュエータに流れない場合でも前記１組の圧力部材と前記回転部材の前記平坦な制動表面との間の摩擦を維持するように構成され、
前記軸が前記非ロック状態にある場合には前記連結部材は前記張力を有さない、請求項１に記載のブレーキアセンブリ。
【国際調査報告】
2008532851.tif 000009
2008532851.tif 000010