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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene Feststellbremsvorrichtung
zum Antreiben eines Bremselements, welches ein mit Rädern drehendes
gebremstes Element über
einen elektrisch angetriebenen Motor antreibt.
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Bei
einer elektrisch angetriebenen Feststellbremsvorrichtung, welche
als dritte Ausführungsform in 9 und 10 der
japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2003-42199
offenbart ist, umfasst ein Bremsenverriegelungsmechanismus zum Halten
eines eine Bremskraft erzeugenden Kolbens in einer Bremsstellung
ein Klinkenrad und eine Eingriffsklaue. Dann, wenn die elektrisch
angetriebene Feststellbremsvorrichtung in einem Betriebszustand
gehalten ist, ist die Eingriffsklaue mit einem Solenoid in Eingriff
mit dem Klinkenrad, um die Rückstellung
des Kolbens zu verhindern. Dann, wenn der Betrieb der elektrisch
betriebenen Feststellbremsvorrichtung gelöst wird, wird die Reibkraft
zwischen der Eingriffsklaue und dem Klinkenrad gelöst, indem
das Klinkenrad vorübergehend
mit einem Motor in der Bremsrichtung dreht, und die Eingriffsklaue
wird durch die elastische Kraft einer Zugfeder derart gezogen, dass
sie außer
Eingriff von dem Klinkenrad gelangt.
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Die
in der japanischen Patentoffenlegungsschrift mit der Nummer 2003-42199 beschriebene elektrisch
betriebene Feststellbremsvorrichtung muss den Motor antreiben, um
die Wirkung der elektrisch angetriebenen Feststellbremsvorrichtung
zu lösen,
was zu einem Problem führt,
dass die Wirkung der elektrisch betriebenen Feststellbremsvorrichtung dann
nicht gelöst
werden kann, falls der Motor in dem Betriebszustand der elektrisch
betriebenen Feststellbremsvorrichtung versagt bzw. einen Fehler
aufweist.
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Abriss der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben genannten Umstände gemacht
und es ist eine Aufgabe der Erfindung, es zu ermöglichen, eine Bremswirkung
selbst dann ohne Behinderung zu lösen, wenn der Motor zum Lösen der
Wirkung der elektrisch betriebenen Feststellbremsvorrichtung versagt
bzw. einen Fehler aufweist.
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Um
die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine elektrisch
betriebene Feststellbremsvorrichtung vorgesehen, welche umfasst:
ein
Bremselement, das eine Bremskraft auf ein gebremstes Element ausübt, welches
mit Rädern
dreht,
einen elektrisch angetriebenen Motor,
einen Antriebskraftübertragungsmechanismus,
der den Motor und das Bremselement verbindet, der das Bremselement
durch einen Antrieb des Motors in eine Bremsrichtung bewegt und
der das Bremselement mit einer Reaktionskraft von dem gebremsten Element
in eine Bremslöserichtung
bewegt,
einen Bremskrafthaltemechanismus, der den Antriebskraftübertragungsmechanismus
beschränkt, um
eine Bewegung des Bremselements in der Bremslöserichtung zu beschränken, wobei
eine Wirkung des Bremskrafthaltemechanismus durch Antreiben des
Motors gelöst
wird, wenn der Bremskrafthaltemechanismus betätigt ist, um die Bewegung des Bremselements
in der Bremslöserichtung
zu beschränken,
und
einen manuellen Lösemechanismus,
der von Hand betätigt
werden kann, um die Wirkung des Bremskrafthaltemechanismus zur Zeit
eines Fehlers des Motors zu lösen.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung umfasst der Bremskrafthaltemechanismus zusätzlich zum
ersten Gesichtspunkt eine Klinkenstange, welche mit einem Klinkenrad
des Antriebskraftübertragungsmechanismus
in Eingriff bringbar ist, und der manuelle Lösemechanismus umfasst ein von Hand
bewegliches Element, welches die Klinkenstange außer Eingriff
von dem Klinkenrad nimmt.
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Eine
Bremsscheibe 13 in einer Ausführungsform entspricht dem gebremsten
Element der vorliegenden Erfindung, ein Bremskolben 15 in
der Ausführungsform
entspricht dem Bremselement der vorliegenden Erfindung, ein Bolzen 45 in
der Ausführungsform
entspricht dem von Hand beweglichen Element des manuellen Lösemechanismus
der vorliegenden Erfindung, ein Planetengetriebemechanismus P in
der Ausführungsform
entspricht dem Antriebskraftübertragungsmechanismus
der vorliegenden Erfindung und ein Klinkenmechanismus R in der Ausführungsform
entspricht dem Bremskrafthaltemechanismus der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß dem ersten
Gesichtspunkt der Erfindung kann die Bremskraft bei der elektrisch
betriebenen Feststellbremsvorrichtung, bei welcher die Bremskraft
durch Antreiben des elektrisch angetriebenen Motors gelöst wird,
um die Wirkung des Bremskrafthaltemechanismus zum Beschränken bzw.
Hemmen der Bewegung des Bremselements in der Bremslöserichtung
zu lösen,
durch Antreiben des Bremskrafthaltemechanismus von Hand durch den manuellen
Lösemechanismus
gelöst
werden, und zwar selbst dann, wenn die Bremskraft nicht gelöst werden
kann, da der elektrisch betriebene Motor einen Fehler aufweist,
was somit die Situation vermeidet, dass das Fahrzeug mit der in
Betrieb gehaltenen elektrisch betriebenen Feststellbremsvorrichtung nicht
bewegt werden kann.
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Gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der Erfindung umfasst der Bremskrafthaltemechanismus eine
mit dem Klinkenrad des Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen
der Antriebskraft des Motors zu dem Bremselement in Eingriff bringbare
Klinkenstange. Die Klinkenstange wird durch das von Hand bewegliche
Element (Bolzen) angetrieben und von dem Klinkenrad außer Eingriff gebracht,
wodurch die Wirkung der elektrisch angetriebenen Feststellbremsvorrichtung
in einfacher Weise selbst dann gelöst werden kann, wenn der elektrisch
angetriebene Motor einen Fehler aufweist.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform
in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlich
werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die ausführliche
Beschreibung eines bestimmten Beispiels, wenngleich sie die vorliegende
Ausführungsform
der Erfindung angibt, zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung gegeben
wird. Zahlreiche Änderungen
und Modifikationen können
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, ohne von deren
Grundgedanken abzuweichen. Die Erfindung umfasst alle derartigen
Modifikationen.
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1 bis 7 zeigen
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Es
stellt dar:
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1 eine
Querschnittsansicht einer elektrisch angetriebenen Bremsvorrichtung
mit einer Funktion einer elektrisch angetriebenen Feststellbremsvorrichtung;
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 1;
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4 eine
erläuternde
Ansicht eines Vorgangs zu einer Zeit eines Betriebs der elektrisch
betriebenen Feststellbremse;
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5 eine
erläuternde
Ansicht eines Betriebs zu einer Zeit eines zwangsweisen Lösens der Wirkung
der elektrisch betriebenen Feststellbremse mittels des manuellen
Lösemechanismus;
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6 ein
Zeitdiagramm zu einer Zeit eines Betriebs der elektrisch betriebenen
Feststellbremse; und
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7 ein
Zeitdiagramm zu einer Zeit des zwangsweisen Lösens der Wirkung der elektrisch
betriebenen Feststellbremse.
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Wie
in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst die elektrisch
betriebene Bremsvorrichtung, welche auch als die elektrisch betriebene
Feststellbremsvorrichtung verwendbar ist, einen Bremssattel 11,
welcher durch ein Gelenk oder dgl. in einer Richtung nach links
und nach rechts in 1 beweglich gelagert ist. Bremsbeläge 14a und 14b,
welche in der Lage sind, an entgegengesetzten Seitenflächen einer
an einem Rad befestigten Bremsscheibe 13 zur Anlage zu
gelangen, sind an gegenüberliegenden Flächen eines
Paars von Grundplatten 12a und 12b vorgesehen,
welche an dem Bremssattel 11 mit (nicht dargestellten)
Führungsmitteln
derart gelagert sind, dass die Grundplatten 12a und 12b sich
aufeinander zu und voneinander weg bewegen können. Ein Bremskolben 15 ist
an einem Körperabschnitt 11a des
Bremssattels 11 derart gelagert, dass er ausgeschoben und
zurückgezogen
werden kann. Eine Rückfläche der
einen Grundplatte 12a wird mit dem Bremskolben 15 gedrückt, der
Bremssattel 11 wird mit der Reaktionskraft in eine Richtung
nach rechts in 1 bewegt, und ein Hebelabschnitt 11c,
welcher mit dem Körperabschnitt 11a des
Bremssattels 11 über
einen Brückenabschnitt 11b verbunden
ist, drückt
eine Rückfläche der
anderen Grundplatte 12b, wodurch die beiden Bremsbeläge 14a und 14b an den
gegenüberliegenden
Seitenflächen
der Bremsscheibe 13 anliegen, um eine Bremskraft zu erzeugen.
Eine Schmutzschutzhaube 16 ist zwischen den Bremskolben 15 und
dem Bremssattel 11 montiert.
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Ein
elektrisch betriebener Motor M, welcher in dem Körperabschnitt 11a des
Bremssattels 11 aufgenommen ist, umfasst eine Mehrzahl
von Statorspulen 17, welche an einer Innenfläche des
Körperabschnitts 11a festgelegt
sind, eine zylindrische Motorausgangswelle 19, welche innerhalb
der Statorspulen 17 um eine Achslinie L drehbar durch ein
Kugellager 18 gelagert ist, sowie eine Mehrzahl von Permanentmagneten 20,
welche an einer Außenumfangsfläche der
Motorausgangswelle 19 derart festgelegt sind, dass sie
Innenumfangsflächen
der Statorspulen 17 gegenüberliegen. Ein zy lindrisches weibliches
Schraubenelement 21 ist mit einem Paar von Kugellagern 22 und 23 im
Inneren der Motorausgangswelle 19 relativ drehbar gelagert.
Eine Mehrzahl von Kugeln 25 sind zwischen dem weiblichen Schraubenelement 21 und
einem männlichen Schraubenelement 24 angeordnet,
welches von der Rückfläche des
Bremskolbens 15 aus integral längs der Achslinie L verläuft. Das
weibliche Schraubenelement 21, das männliche Schraubenelement 24 und die
Kugeln 25 bilden einen Kugel-Gewinde-Mechanismus bzw. einen
Kugelumlaufspindelmechanismus S.
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Ein
Planetengetriebemechanismus P ist im Inneren des Körperabschnitts 11a des
Bremssattels 11 derart angeordnet, dass er den elektrisch
angetriebenen Motor und den Kugel-Gewinde-Mechanismus S verbindet.
Der an der Achslinie L angeordnete Planetengetriebemechanismus P
umfasst ein an der Motorausgangswelle 19 festgelegtes Sonnenrad 31, ein
Klinkenrad 32, welches an dem weiblichen Schraubenelement 21 des
Kugel-Gewinde-Mechanismus
S festgelegt ist und auch als ein Planetenträger dient, ein Hohlrad 33,
welches einen Außenumfang
des Klinkenrads 32 umgibt, sowie eine Mehrzahl von Ritzeln 35 ..,
welche an dem Kliknkenrad 32 über Ritzelwellen 34 ...
gelagert sind und gleichzeitig mit dem Sonnenrad 31 und
dem Hohlrad 33 kämmen. Ein
Axial- bzw. Drucklager 36 zur Abstützung einer Bremsreaktionskraft,
welche der Bremskolben 15 von der Bremsscheibe 13 aufnimmt,
ist zwischen dem Klinkenrad 32 und der Innenfläche des
Körperabschnitts 11a angeordnet.
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Die
elektrisch angetriebene Bremsvorrichtung umfasst einen Klinkenmechanismus
R, um zu bewirken, dass die elektrisch angetriebene Bremsvorrichtung
als die elektrisch angetriebene Feststellbremsvorrichtung wirkt.
Der Klinkenmechanismus R umfasst: das Klinkenrad 32, eine
Klinkenstange 42, welche schwenkbar an ihrem zentralen
Abschnitt durch einen Lagerpunktzapfen 41 gelagert ist
und an ihrem einen Endabschnitt eine Klinkenklaue 42a aufweist,
die in der Lage ist, mit Klinkenzähnen 32a des Klinkenrads 32 in
Eingriff zu sein, eine Torsionsspiral- bzw. Schraubenfeder 43 zum
Vorspannen der Klinkenstange 42 in eine Richtung, in welcher
die Klinken klaue 42a von den Klinkenzähnen 32a gelöst ist, einen
Solenoid 44, welcher eine Endseite der Klinkenstange 42 derart
drückt,
dass die Klinkenklaue 42a mit den Klinkenzähnen 32a in
Eingriff gelangt, und einen Bolzen 45, welcher von Hand
bewegbar ist, um die andere Endseite der Klinkenstange 42 zu drücken, wobei
der Bolzen bzw. die Schraube 45 als ein manueller Lösemechanismus
dient.
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Als
Nächstes
wird ein Betrieb der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau beschrieben
werden.
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Wenn
die elektrisch angetriebene Bremsenvorrichtung als eine Betriebsbremse
verwendet wird, wird der elektrisch angetriebene Motor M normal
angetrieben, die Drehung der Motorausgangswelle 19 wird
in das Sonnenrad 31 des Planetengetriebemechanismus P eingegeben
und das Hohlrad 33 ist nicht drehbar festgelegt, sodass
die Drehung des Sonnenrads 31 über die Ritzel 35 und
das Klinkenrad 32 zu dem weiblichen Schraubenelement 21 des
Kugel-Gewinde-Mechanismus S übertragen
wird. Wenn sich das weibliche Schraubenelement 21 dreht,
bewegt sich das männliche
Schraubenelement 24, welches mit dem weiblichen Schraubenelement 21 über die
Kugeln 25 im Eingriff ist, gemeinsam mit dem Bremskolben 15 nach
vorne, sodass der Bremskolben 15 die Bremsbeläge 14a und 14b an
der Bremsscheibe 13 in Anlage bringt, um eine Bremskraft
zu erzeugen. Wenn der elektrisch angetriebene Motor M in umgekehrter
Richtung gedreht wird, zieht sich der Bremskolben 15 zurück und die
Bremsbeläge 14a und 14b trennen
sich von der Bremsscheibe 13, um die Bremskraft aufzuheben.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb dann, wenn die elektrisch angetriebene Bremsvorrichtung
als die elektrisch angetriebene Feststellbremse verwendet wird,
mit Bezugnahme auf die Zeitdiagramme in 6 und 7 beschrieben
werden.
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In
dem Zeitdiagramm in 6 dreht sich dann, wenn der
Fahrer den Feststell- bzw. Parkschalter einschaltet, der elektrisch
angetriebene Motor M normal und der Bremskolben 15 bewegt
sich nach vorne, wodurch die Bremskraft mit dem gleichen Vorgang
wie im Falle der zuvor genannten Betriebsbremse erzeugt wird. Wenn
eine vorbestimmte Bremskraft erzeugt ist, wird das Solenoid 44 bestromt und,
wie in 4 gezeigt ist, schwenkt die Klinkenstange 42 gedrückt durch
das Solenoid 44 im Gegenuhrzeigersinn um den Lagerpunktzapfen 41 gegen die
elastische Kraft der Torsionsspiral- oder Schraubenfeder 43,
wodurch die Klinkenklaue 42a der Klinkenstange 42 in
Eingriff mit den Klinkenzähnen 32a des
Klinkenrads 32 gelangt.
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Wenn
die Bestromung des elektrisch angetriebenen Motors M in diesem Zustand
gestoppt wird, werden die Bremsbeläge 14a und 14b durch
die Reaktionskraft zurückgezogen,
welche die Bremsbeläge 14a und 14b von
der Bremsscheibe 13 erfahren, und das Klinkenrad 32 dreht
in der Bremslöserichtung,
wodurch die Klinkenklaue 42a der Klinkenstange 42 fest
mit den Klinkenzähnen 32a des
Klinkenrads 32 kämmt.
Daher ist die elektrisch angetriebene Feststellbremse selbst dann
im Betriebszustand gehalten, wenn die Bestromung des Solenoids 44 aufgehoben
ist.
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Im
Zeitdiagramm in 7 wird dann, wenn der Fahrer
den Parkschalter AUSschaltet, der elektrisch angetriebene Motor
M lediglich für
einen Augenblick in die normale Drehrichtung angetrieben, sodass
sich das Klinkenrad 32 geringfügig in der Bremsrichtung dreht.
Als Folge wird die Klinkenklaue 42a der Klinkenstange 42 von
den Klinkenzähnen 32a ...
des Klinkenrads 32 gelöst
und die Klinkenstange 42 wird im Uhrzeigersinn durch die
elastische Kraft der Torsionsspiral- oder Schraubenfeder 43 zu der
Position in 3 gedreht, wodurch die Beschränkung des
Klinkenrads 32 aufgehoben wird. Dann werden die Bremsbeläge 14a und 14b automatisch durch
die Reaktionskraft zurückgezogen,
welche die Bremsbeläge 14a und 14b von
der Bremsscheibe 13 her erfahren, sodass die Wirkung der
elektrisch angetriebenen Feststellbremse gelöst wird. Zu dieser Zeit kann
der elektrisch angetriebene Motor M in umgekehrter Richtung gedreht
werden, um die Reaktionskraft zu unterstützen, welche die Bremsbeläge 14a und 14b von
der Bremsscheibe 13 erfahren.
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Wenn
der elektrisch angetriebene Motor M während eines Betriebs der elektrisch
angetriebenen Feststellbremse versagt bzw. einen Fehler aufweist, kann
der Eingriff des Klinkenmechanismus R nicht gelöst werden und die elektrisch
angetriebene Feststellbremse wird im Betriebszustand bzw. im Wirkungszustand
gehalten, was zu einer Situation führt, in welcher das Fahrzeug
nicht fahren kann. In einem solchen Falle kann die Schraube 45 von
Hand gedreht werden, wie in 5 gezeigt
ist, um auf die Klinkenstange 42 zu drücken und diese im Uhrzeigersinn
um den Lagerpunktzapfen 41 herum zu verschwenken. Weiterhin
kann die Klinkenklaue 42a der Klinkenstange 42 zwangsweise
von den Klinkenzähnen 32a des
Klinkenrads 32 gelöst
werden. Daher kann die Situation, in welcher die Wirkung der elektrisch
angetriebenen Feststellbremse nicht gelöst werden kann, zur Zeit eines
Betriebsfehlers des elektrisch angetriebenen Motors M vermieden
werden, wie etwa ein Fehler in der Energiezufuhr.
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Die
vorliegende Ausführungsform
der Erfindung wurde oben beschrieben, jedoch können verschiedene Änderungen
im Aufbau an der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, ohne vom Gegenstand
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise
wird die elektrisch angetriebene Bremsvorrichtung (Betriebsbremse)
in dieser Ausführungsform
auch als die elektrisch angetriebene Feststellbremsvorrichtung verwendet.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung auf eine beliebige ausschließlich elektrisch
angetriebene Feststellbremsvorrichtung anwendbar, welche nicht als
eine Betriebsbremse verwendet wird.
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Der
Bremskrafthaltemechanismus ist nicht auf den Klinkenmechanismus
R in dieser Ausführungsform
beschränkt,
sondern es kann jeder beliebige andere geeignete Mechanismus eingesetzt
werden.
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Der
manuelle Lösemechanismus
ist nicht auf den Bolzen bzw. die Schraube 45 in dieser
Ausführungsform
beschränkt,
sondern es kann jedes beliebige andere geeignete Mittel eingesetzt
werden.
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Eine
elektrisch angetriebene Feststellbremsvorrichtung umfasst einen
Klinkenmechanismus zur Begrenzung einer Bewegung in einer Bremslöserichtung
eines Kolbens, welcher durch einen elektrisch angetriebenen Motor
zur Erzeugung einer Bremskraft betätigt wird. In dem Klinkenmechanismus
wird ein Klinkenrad vorübergehend
in eine Bremsrichtung gedreht, um eine Klinkenstange von dem Klinkenrad außer Eingriff
zu bringen, wodurch die Bremskraft gelöst wird. Selbst dann, wenn
der elektrisch angetriebene Motor einen Fehler aufweist, sodass
er nicht in der Lage ist, die Bremskraft zu lösen, drückt ein von Hand betätigter Bolzen
bzw. eine von Hand betätigte Schraube
auf die Klinkenstange, um die Klinkenstange von dem Klinkenrad außer Eingriff
zu bringen, wodurch die Bremskraft gelöst wird. Somit kann eine Situation
vermieden werden, in welcher sich das Fahrzeug nicht bewegen kann,
und zwar selbst dann, wenn die elektrisch angetriebene Feststellbremsvorrichtung
aufgrund eines Motorfehlers oder dgl. in einem Wirkungs- bzw. Betriebszustand
gehalten ist.