JP2000510932A - 電動モータ式のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は電動・運転モータ（２２）を備えたブレーキ装置（１０）に関連しており、電動・運転モータが操作装置（２０）を介したブレーキ（１２）の操作のために役立つ。空隙遊びを調節するために、本発明は後調節装置（２８）を提案する。空隙遊びの調節のために、ブレーキ（１２）が後調節装置（２８）で操作されて、次いで規定された距離だけ戻される。駐車ブレーキ機能を実現するために、本発明は解除位置からブレーキ位置へ磁気的に切換可能な駐車ブレーキ（４４）を提案して、該駐車ブレーキが操作装置（２０）に作用するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 電動モータ式のブレーキ装置 本発明は、車両のための、請求項１の上位概念に記載の形式のブレーキ装置に 関する。 前記形式のブレーキ装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第４２２９０４２Ａ １号公報により公知である。該ブレーキ装置は電動モータを有しており、電動モ ータが歯車伝動装置を介してスピンドル伝動装置のスピンドルを回転駆動して、 スピンドル伝動装置が回転駆動運動を、ブレーキ本体としてのブレーキディスク へのブレーキパッドの圧着のための直線運動に変換する。さらに公知のブレーキ 装置は非常操作装置を有しており、該非常操作装置を用いてブレーキ装置が電動 モータの故障に際して操作される。該公知のブレーキ装置においては欠点として 、ブレーキパッドの摩滅の増大に際してブレーキパッドとブレーキディスクとの 間の空隙遊びの後調節が不可能である。従って操作距離、ひいては操作開始から ブレーキ作用までに費やされる時間が、ブレーキパッドの摩滅の増大に伴って増 大する。公知のブレーキ装置は別の欠点として非常操作装置の構造に基づき、電 動モータ若しくは電動モータの給電装置がブレーキの操作に際して故障した場合 に、ブレーキ解除できない。 ヨーロッパ特許０２４６７７０Ａ３号公報から、鉄道車両ブレーキのためのブ レーキ操作装置が公知である。該ブレーキ操作装置は第１の電動モータを有して おり、該電動モータが第１のスピンドル伝動装置を駆動するようになっており、 該スピンドル伝動装置のスピンドルが鉄道車両車輪へのブレーキシューの圧着の ために設けられている。第１のスピンドル伝動装置を備えた電動モータは空隙遊 びを克服するために用いられる。公知のブレーキ操作装置は第２のスピンドル伝 動装置の駆動のための第２の電動モータを有しており、該スピンドル伝動装置の スピンドルナットが長いてこ腕で単腕のレバーに作用しており、レバーがフレー ムに支えられている。レバーは短いてこ腕で第１のスピンドル伝動装置に作用し ており、従って、第１のスピンドル伝動装置全体がレバーを介して大きな力で移 動させられる。該移動運動がブレーキ力を生ぜしめるために役立っている。 前記公知のブレーキ操作装置は欠点として空隙遊びの後調節のためには構成さ れていない。該ブレーキ操作装置の別の欠点として、第１の電動モータの故障に 際して空隙遊びがもはや克服されず、ひいてはブレーキ作用が得られない。さら に別の欠点として、第２の電動モータの故障に際して第１の電動モータを用いて 最小のブレーキ力しか生ぜしめられず、ブレーキ操作装置は第１の電動モータを 十分に大きく構成した場合 にしか該第１の電動モータによって解除され得ない。 本発明の利点 請求項１に記載の特徴を有する本発明に基づくブレーキ装置は、電動・後調節 モータを備えた後調節装置を有しており、該後調節装置によってブレーキパッド とブレーキ本体との間の所定の空隙遊びがブレーキ装置を解除した状態で調節で きる。これによって、ブレーキパッドの摩滅に左右されない一様な空隙遊び、ひ いてはブレーキ装置の一様な操作距離が保証される。本発明に基づくブレーキ装 置は別の利点として、ブレーキ装置の操作装置の故障に際して後調節装置を用い て解除される。故障は、操作モータ若しくは該操作モータの給電装置の故障、若 しくは操作装置をロックしてしまうような機械的な故障である。本発明において は付加的な利点として、操作装置の故障に際して後調節モータ及び後調節装置を 用いてブレーキ力を生ぜしめることができ、該ブレーキ力が後調節モータ及び後 調節装置の構成寸法に関連して、操作装置で得られる最大ブレーキ力よりも小さ い場合でも、車両が制動される。 従属項に、請求項１に記載の本発明の有利な構成が記載してある。 次ぎに本発明を図面に示す１つの実施例に基づき詳細に説明する。唯一の図面 は、本発明に基づくブレーキ装置の概略図である。 実施例の説明 図面に示す本発明に基づくブレーキ装置１０は、ディスクブレーキ１２を有し ており、ディスクブレーキが、図面に破断して周囲区分のみを示されたブレーキ 本体（Bremskoerper）としてのブレーキディスク１４及び、ブレーキパッド付き の２つのブレーキシュー（Bremsbacken）１６を備えている。ブレーキシュー１ ６は公知の形式で浮動キャリパ(Schwimmsattel)１８内に受容されている。 ブレーキ装置１０は操作装置２０を有しており、操作装置が電動・運転モータ （Elektro-Betriebsmotor）２２によって駆動可能である：運転モータ２２の駆 動軸２４に小歯車２６が相対回動不能に配置されている。小歯車は歯車セグメン ト(Zahnradsegment)２８，即ち限定された角度区分にわたってしか延びていない 歯環(Zahnkranz)と噛み合っている。歯車セグメント２８は、転動体傾斜路機構( Waelzkoerper-rampenmechanismus)３２の第１の傾斜路プレート３０の周囲に堅 く配置されている。転動体傾斜路機構３２は、互いに所定の間隔を置いて同軸的 に平行に配置された円形の２つの傾斜路プレート(Rampenscheibe)３０,３４を有 している。傾斜路プレートは、互いに向き合った端面に溝の形の傾斜路軌道(Ram penbahn)３６を有しており、傾斜路軌道は傾斜路プレートの周囲区分で周方向に 限定された円周角にわたって延びている。傾斜路軌道３６ はリードを有しており、即ち、傾斜路軌道の深さが前記円周角にわたって連続的 に変化している。従って、傾斜路軌道３６は短い区間の螺旋軌道を形成している 。傾斜路軌道３６内に球体３８若しくは転動体を受容してあり、球体が傾斜路プ レート３０，３４を互いに所定の間隔に保っている。両方の傾斜路プレート３０ ，３４の相対的な回動によって、傾斜路プレート間の間隔が互いに変化させられ る。転動体傾斜路機構３０(図示の実施例では球体傾斜路機構[Kugelrampen-mech anismus])の構造は、スラスト玉軸受に類似しており、異なる点として、転動体 のための傾斜路軌道はリードを有していて、かつ限定された円周角にわたってし か延びていない。転動体は例えば円錐形であってもよい。傾斜路軌道の横断面は 転動体に対して相補的に形成されている。 第２の傾斜路プレート３４は半径方向に突出する突起４６を有しており、突起 がケーシング４２に係合して、第１の傾斜路プレート３０による第２の傾斜路プ レート３４の連行回動(Mitdrehen)を阻止している。 球体傾斜路機構３２は利点として、傾斜路プレート３０，３４間での球体３８ の転動に基づき極めて容易に運動でき、即ち、高い効率で作動する。第１の傾斜 路プレート３０はスラスト玉軸受４０を介して、浮動キャリパ１８に堅く取り付 けられたケーシング４２に支えられている。運転モータ２２を用いて第１の傾斜 路プレート３０を回転駆動することによって、両方の傾斜プレート３０，３４間 の間隔が増大され、即ち、第２の傾斜路プレート３４が第１の傾斜路プレート３ ０から押し離され、球体傾斜路機構３２が回転駆動運動を直線運動に変換する。 第２の傾斜路プレート３４が、図面で右側に示すブレーキシュー１６をブレーキ ディスク１４に向けて押圧して、反力に基づき浮動キャリパ１８がそれ自体周知 の形式で、別のブレーキシュー１６をブレーキディスク１４の逆の側に向けて押 圧し、その結果、ブレーキ力が形成される。ディスクブレーキ１２の解除のため には、運転モータ２２が逆の回転方向に運転される。 形成されたブレーキ力を運転モータ２２への給電なしにも維持するために、運 転モータ２２の駆動軸２４に、電磁的に操作可能なブレーキ４２を取り付けてあ り、このようなブレーキ自体は当業者には多種多様に周知である。ブレーキ４２ は解除位置にもブレーキ位置にもセルフロック（双安定）されてよく、もっぱら 磁気的に両方の位置に切り換えられるだけである。該ブレーキによって駆動軸２ ４を介して操作装置２０がロックされ、従って、形成されたブレーキ力が維持さ れたままになる。これによって、本発明に基づくブレーキ装置１０は、ブレーキ 力の維持のために電流を必要とすることなしに、駐車ブレーキ(Feststellbremse )として使用可能である（双安定形の変化例の場合）。 走行中の通常の制動に際しても、即ち、本発明に基づくブレーキ装置１０を運 転ブレーキ(Betriebsbremese)として使用する場合にも、ブレーキ４２がブレー キ位置へ切り換えられてよく、これによって、形成されたブレーキ力が維持され たままにされ、運転モータ２２は制動をコンスタントなブレーキ力で行う場合及 びその間、遮断されてよい。これによって利点として、本発明に基づくブレーキ 装置１０を備えた車両の給電網並びにブレーキ装置１０の運転モータ２２が、後 者は特に熱的に、負荷軽減される。電磁的に操作可能なブレーキ４２の切換及び 運転モータ２２の遮断は、有利には、ブレーキ力変化が所定の時間区間内で所定 の範囲に位置している場合に行われる。該範囲は、ブレーキ力が一定として見な されるように選ばれている。 ブレーキ力が所定の範囲を上回り若しくは下回ると、ブレーキ４２が解除位置 へ切り換えられ、ブレーキ装置１０が運転モータ２２で強める方向に若しくは弱 める方向に操作される。１つの時間区間にわたる一定のブレーキ力は、例えばパ ンキック制動(Pankikbremsung)に際して、若しくはアンチロック制御、駆動スリ ップ制御若しくは走行運転制御中に生じる。 空隙遊び(Lueftspiel)、即ち、ブレーキシュー１６とブレーキディスク１４と の間の全間隙の調節のために、本発明に基づくブレーキ装置１０は後調節装置(N achstelleinrichtung)４８を有しており、後調節装置 は後調節モータ５０を用いて駆動可能である。後調節モータ５０は、運転モータ ２２の給電装置から独立した給電装置に接続されている。後調節モータによって 歯車伝動装置５２を介してスピンドル伝動装置５８のスピンドル５６が回転可能 である。これによって、スピンドルナット６０が軸線方向にスピンドル５６上を 移動する。スピンドル５６はスラスト軸受６２を介して第２の傾斜路プレート３ ４に支持されており、スピンドルナット６０が図面に右側に示すブレーキシュー １６を押圧する。従って、球体傾斜路機構３２がスピンドル伝動装置５８を介し てブレーキシュー１６をブレーキディスク１２に向けて押圧する。第２の傾斜路 プレート３４とブレーキシュー１６との間の間隔、ひいては空隙遊びがスピンド ル伝動装置５８の作動によって調節される。 空隙遊びの調節(Einstellen)のため、及びブレーキパッド摩滅の際の空隙の後 調節(Nachstellen)のために、両方のブレーキシュー１６が操作装置２０を戻し た状態で後調節装置４８を用いてブレーキディスク１４に接触される。このこと は、後調節モータ５０の著しく増大する電流受容に基づき確認可能であり、ブレ ーキシュー１６がブレーキディスク１４に接触すると直ちに、引き続く移動にと って飛躍的な力増大が必要とされる。ブレーキシュー１６は、ブレーキディスク １４への接触の後に後調節装置５８を用いて所定の距 離、即ち、空隙遊びだけ戻される。このことは、後調節モータ５０を戻し方向に 所定の時間にわたって運転することによって行われる。 さらに、ブレーキ装置１０はエラーに際して、即ち、運転モータ２２若しくは 運転モータ２２の給電装置が故障した場合、操作部材２０が例えば機械的な故障 に基づきロックしている場合、若しくは駐車ブレーキ４４が解除され得ない場合 に、後調節装置４８を用いて解除され得る。さらに、エラーに際して後調節装置 ４８を用いてブレーキ力がディスクブレーキ１２に生ぜしめられ、その結果、ブ レーキ装置１０があらゆる場合に、低下した最大ブレーキ力ではあるものの、作 動可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年３月１９日（１９９８．３．１９） 【補正内容】 ヨーロッパ特許０２４６７７０Ａ３号公報から、鉄道車両ブレーキのためのブ レーキ操作装置が公知である。該ブレーキ操作装置は第１の電動モータを有して おり、該電動モータが第１のスピンドル伝動装置を駆動するようになっており、 該スピンドル伝動装置のスピンドルが鉄道車両車輪へのブレーキシューの圧着の ために設けられている。第１のスピンドル伝動装置を備えた電動モータは空隙遊 びを克服するために用いられる。公知のブレーキ操作装置は第２のスピンドル伝 動装置の駆動のための第２の電動モータを有しており、該スピンドル伝動装置の スピンドルナットが長いてこ腕で単腕のレバーに作用しており、レバーがフレー ムに支えられている。レバーは短いてこ腕で第１のスピンドル伝動装置に作用し ており、従って、第１のスピンドル伝動装置全体がレバーを介して大きな力で移 動させられる。該移動運動がブレーキ力を生ぜしめるために役立っている。 前記公知のブレーキ操作装置は欠点として空隙遊びの後調節のためには構成さ れていない。該ブレーキ操作装置の別の欠点として、第１の電動モータの故障に 際して空隙遊びがもはや克服されず、ひいてはブレーキ作用が得られない。さら に別の欠点として、第２の電動モータの故障に際して第１の電動モータを用いて 最小のブレーキ力しか生ぜしめられず、ブレーキ操作装置は第１の電動モータを 十分に大きく構成した場合 にしか該第１の電動モータによって解除され得ない。 米国特許第４５４６２９７Ａ号明細書により、ブレーキ操作のための２つのモ ータを備えたブレーキ装置が公知であり：空隙遊びを克服するための１つのモー タ、及びブレーキパッドをブレーキ本体に圧着するための１つのモータ。この場 合、後者のモータはブレーキ力を生ぜしめるものではなく、むしろ該モータは、 ブレーキ装置の操作装置を駆動するための予負荷のかけられた圧縮ばねを解放す るものである。 両方のモータの作動は相互の関連で行われ：ブレーキ操作に際して空隙遊びが 前者のモータを用いて克服された場合にはじめて、後者のモータを接続して、該 モータがブレーキ本体へのブレーキパッドの圧着のために圧縮ばねを解放する。 このような作動段階はブレーキ解除の場合には逆の順序で行われる。従って、該 公知のブレーキ装置の制御は、煩雑で故障しやすい。 本発明の利点 請求項１に記載の特徴を有する本発明に基づくブレーキ装置は、電動・後調節 モータを備えた後調節装置を有しており、該後調節装置によってブレーキパッド とブレーキ本体との間の所定の空隙遊びがブレーキ装置を解除した状態で調節で きる。これによって、ブレーキパッドの摩滅に左右されない一様な空隙遊び、ひ いてはブレーキ装置の一様な操作距離が保証される。空隙遊びを含む操作距離が 操作装置を用いて該操作装 置の電動・運転モータの接続によって克服される。ブレーキ操作のためにもっぱ ら１つのモータだけしか作動させないので、ブレーキ装置の制御が簡単になり、 ブレーキ装置の機能確実性が高められる。本発明に基づくブレーキ装置は別の利 点として、ブレーキ装置の操作装置の故障に際して後調節装置を用いて解除され る。故障は、操作モータ若しくは該操作モータの給電装置の故障、若しくは操作 装置をロックしてしまうような機械的な故障である。本発明においては付加的な 利点として、操作装置の故障に際して後調節モータ及び後調節装置を用いてブレ ーキ力を生ぜしめることができ、該ブレーキ力が後調節モータ及び後調節装置の 構成寸法に関連して、操作装置で得られる最大ブレーキ力よりも小さい場合でも 、車両が制動される。 請求の範囲 1. 車両のためのブレーキ装置（１０）であって、操作装置（２０）を備えて おり、操作装置が電動・運転モータ（２２）を有しており、操作装置によってブ レーキパッド（１６）がブレーキ本体に圧着可能であり、さらに後調節装置（４ ８）を有しており、後調節装置が電動・後調節モータ（５０）によって駆動可能なスピンドル伝動装置（５８）を有しており、 後調節装置によってブレーキパッ ド（１６）とブレーキ本体（１４）との間の空隙遊びが調節可能である形式のも のにおいて、操作装置（２０）が転動体傾斜路機構３２）を有しており、転動体 傾斜路機構が電動・運転モータ（２２）によって駆動可能であり、制限された回 転運動をブレーキ本体（１４）へのブレーキパッド（１６）の圧着のための直線 運動に変換するようになっており、電動・後調節モータ（５０）を用いて、転動 体傾斜路機構（３２）とブレーキパッド（１６）との間に配置されたスピンドル 伝動装置（５８）のスピンドル（５６）が空隙遊びの調節のために駆動可能であ る ことを特徴とする、電動モータ式のブレーキ装置。 2. 操作装置（２０）が駐車ブレーキ装置によってロック可能である請求項１ 記載のブレーキ装置。 3. 駐車ブレーキ（４４）が解除位置でも制動位置 でもセルフロックされていて、磁気的に解除位置から制動位置へ、及び逆に切換 可能である請求項２記載のブレーキ装置。 4. 請求項１に記載のブレーキ装置の空隙遊びを調節するための方法において 、ブレーキ装置（１０）の解除された状態で後調節モータ（５０）を接続し、後 調節装置（４８）を駆動して、ブレーキパッド（１６）をブレーキ本体（１４） に接触させ、次いで後調節モータ（５０）に規定された戻し回転運動を生ぜしめ ることを特徴とする、ブレーキ装置の空隙遊びを調節するための方法。 5. 請求項２又は３に記載のブレーキ装置を運転するための方法において、運 転モータ（２２）によって形成された一定なブレーキ力を維持するために、駐車 ブレーキ（４４）を該駐車ブレーキの制動位置へ切換て、運転モータ（２２）を 遮断することを特徴とする、ブレーキ装置を運転するための方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 車両のためのブレーキ装置であって、操作装置を備えており、操作装置が 電動・運転モータによって駆動可能であり、操作装置によってブレーキパッドが ブレーキ本体に圧着可能である形式のものにおいて、ブレーキ装置（１０）が後 調節装置（４８）を有しており、後調節装置が電動・後調節モータ（５０）によ って駆動可能であり、後調節装置によってブレーキパッド（１６）とブレーキ本 体（１４）との間の空隙遊びが調節可能であることを特徴とする、電動モータ式 のブレーキ装置。 2. 操作装置（２０）が転動体傾斜路機構（３２）を有しており、転動体傾斜 路機構が制限された回転運動をブレーキ本体（１４）へのブレーキパッド（１６ ）の圧着のための直線運動に変換するようになっている請求項１記載のブレーキ 装置。 3. ブレーキ装置が駐車ブレーキ装置（４４）を有しており、駐車ブレーキ装 置によって操作装置（２０）がロック可能である請求項１又は２記載のブレーキ 装置。 4. 駐車ブレーキ（４４）が解除位置でも制動位置でもセルフロックされてい て、磁気的に解除位置から制動位置へ、及び逆に切換可能である請求項３記載の ブレーキ装置。 5. 後調節装置（４８）がロック伝動装置（５）を有しており、ロック伝動装 置が回転駆動運動を空隙遊びの調節のための直線運動に変換するようになってい る請求項１記載のブレーキ装置。 6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のブレーキ装置の空隙遊びを調節す るための方法において、ブレーキ装置（１０）の解除された状態で後調節モータ （５０）を接続し、後調節装置を駆動して、ブレーキパッド（１６）をブレーキ 本体（１４）に接触させ、次いで後調節モータ（５０）に規定された戻し回転運 動を生ぜしめることを特徴とする、ブレーキ装置の空隙遊びを調節するための方 法。 7. 請求項３又は４に記載のブレーキ装置を運転するための方法において、運 転モータ（２２）によって形成された一定なブレーキ力を維持するために、駐車 ブレーキ（４４）を該駐車ブレーキの制動位置へ切換て、運転モータ（２２）を 遮断することを特徴とする、ブレーキ装置を運転するための方法。