JP2004511393A - 自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ペダルブラケット（１）と、該ペダルブラケット（１）に旋回可能に取り付けられたブレーキペダル（１０）と、ハウジング底部分（６）とベル形ハウジングカバー（５）とを有するハウジングを備えたブレーキ倍力装置（２）と、該ブレーキ倍力装置（２）に結合された、自動車の個々のホイールブレーキをハイドロリック的に力負荷するためのマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とを備えた、自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置に関する。この場合、ペダルブラケット（１）とハウジング底部分（６）とが、プラスチックから一体に成形されており、ベル形ハウジングカバー（５）と、リザーバタンク底部（４ａ）を備えたリザーバタンク（４）とピストンユニット（１４）とを有するマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とが、一体のプラスチック部品として成形されている。さらに、ピストンユニット（１４）の内部に、前記プラスチック部品により被覆された、個々のブレーキピストン（１７）を収容するためのハイドロリック管（１５）が配置されている。
本発明のこのような構成により、特にコンパクトに形成された操作装置を提供することができる。このような操作装置では、重量低減ならびに使用される個別構成部品点数の低減が達成される。さらに、本発明の対象の特別な構成により、公知先行技術においてこれまで知られていた単段式ブレーキ倍力装置の代わりにタンデム型ブレーキ倍力装置を使用することが可能となる。

Description

【０００１】
本発明は、自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置であって、ペダルブロックもしくはペダルブラケットと、該ペダルブラケットに旋回可能に取り付けられたブレーキペダルと、２分割されたハウジングを備えたブレーキ倍力装置と、該ブレーキ倍力装置に結合された、自動車の個々のホイールブレーキを液圧的もしくはハイドロリック的に力負荷するための組立ユニット式のマスタブレーキシリンダアッセンブリとが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の操作装置は、公知先行技術において種々様々な構成で知られており、原理的にはあらゆる自動車において使用される。操作装置の個々のコンポーネントの構成は、大きさおよび形状ならびに付加的な取付け部品に関して種々異なっているが、しかし個々のコンポーネントにおいて基本的な合致も存在している。すなわち、ブレーキ倍力装置ハウジングは強度の理由から鋼薄板から製作され、操作装置の組立て時では、たいていは同じく金属から製作されているペダルブラケットにフランジ締結される。ブレーキ倍力装置の、ペダルブラケットとは反対の、前方の側には、マスタブレーキシリンダアッセンブリがねじ締結される。このマスタブレーキシリンダアッセンブリは、内部構成部分を備えたマスタブレーキシリンダハウジングと、ブレーキハイドロリック液のためのリザーバタンクとから成っている。マスタブレーキシリンダハウジングは、一般に切削加工された金属鋳造構成部品である。操作装置全体を作動させるために補填的に必要となる取付け部品、たとえばリミットスイッチ、操作ケーブル、戻しばねまたは支承構成部分は、個々にアッセンブリ全体に組み付けられる。
【０００３】
個々のアッセンブリのこのような材料選択も設計も、またブレーキ下請け業者およびたとえばペダル列の製造業者による部品供給が汎用的に別個に行われることも、高い製造・組立て手間を招き、ひいては高いコストを招いてしまう。この場合、さらに、現在しばしば自動車産業において目標とされている、個々の自動車アッセンブリのための製作深さの（Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｔｉｅｆｅ）の低減を実現することは極めて困難となる。
【０００４】
英国特許第２２３５０２６号明細書には、ブレーキ倍力装置とブレーキペダルとから成る、組み立てられたモジュールが開示されている。この場合、ブレーキ倍力装置の後壁と、ブレーキペダルのための保持手段とが、プラスチックから一体に成形されている。マスタブレーキシリンダはブレーキ倍力装置に配置されており、この場合、ブレーキシステムを操作するための押圧ロッドがブレーキペダルに位置固定されている。ブレーキペダルと共に、クラッチペダルとアクセルペダルも保持手段に位置固定されていてよい。
【０００５】
英国特許第２２３５２６３号明細書には、ブレーキ倍力装置とブレーキペダルとから成る、組み立てられたモジュールが開示されている。この場合、ブレーキ倍力装置の後壁と、ブレーキペダルのための保持手段とが、プラスチックから一体に成形されている。マスタブレーキシリンダはブレーキ倍力装置に配置されており、この場合、ブレーキシステムを操作するための押圧ロッドがブレーキペダルに位置固定されている。ブレーキ倍力装置とブレーキペダルとは、自動車内への取付けの前に唯一つのユニットにまとめられる。ブレーキペダルと共に、クラッチペダルとアクセルペダルも保持手段に位置固定されていてよい。
【０００６】
ドイツ連邦共和国実用新案第９３１５５０２号明細書に開示されているペダルは、有利には車両クラッチを操作するために、マスタシリンダ内に摺動可能に案内されたピストンと組み合わされている。このペダルはペダルブラケットに旋回可能に支承されていて、ピストンのピストンロッドに結合されている。十分にプラスチックから製作されたマスタシリンダは旋回可能となり、この場合、ピストンロッドと、このピストンロッドを案内するハウジングとが、旋回可能な支承部を有している。
【０００７】
したがって、本発明に課せられた技術的な問題は、生産コストも組込み寸法も減じられ得るような、自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置を提供することである。さらに、モジュール構造に関する最近の自動車製作の要求を充足するためには、当該操作装置が、製作深さの著しい低減を可能にすることが望まれる。
【０００８】
このような問題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する、自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置により解決される。本発明の有利な改良形は請求項２以下に記載されている。
【０００９】
自動車のブレーキ装置に用いられる本発明による操作装置は、ペダルブラケットと、該ペダルブラケットに旋回可能に取り付けられたブレーキペダルと、ハウジング底部分とベル形ハウジングカバーとを有するハウジングを備えたブレーキ倍力装置と、該ブレーキ倍力装置に結合された、自動車の個々のホイールブレーキをハイドロリック的に力負荷するためのマスタブレーキシリンダアッセンブリとを有している。この場合、ペダルブラケットとハウジング底部分とは、プラスチックから一体に成形されている。さらに、ベル形ハウジングカバーと、リザーバタンク底部を備えたリザーバタンクとピストンユニットとを有するマスタブレーキシリンダアッセンブリとが、一体のプラスチック部品として成形されており、ピストンユニットの内部に、前記プラスチック部品により被覆された、個々のブレーキピストンを収容するためのハイドロリック管が配置されている。
【００１０】
本発明による操作装置では、ペダルブラケットと、ペダルブラケットに面したブレーキ倍力装置ハウジング底部分とがプラスチックから一体に成形されている。さらに、リザーバタンクとピストンユニットとを備えた、接続されたマスタブレーキシリンダアッセンブリがプラスチック部品に組み込まれている。
【００１１】
ブレーキ倍力装置ハウジングとペダルブラケットとを合体させたことは、従来の公知先行技術に比べて、幾多の点で決定的な利点を提供する。第１に、プラスチック材料に基づき、これまで採用されていた金属薄板構造よりも大規模に、補填的に必要となる構成部分およびその収容部を極めて簡単にかつ廉価にペダルブラケット・ブレーキ倍力装置ハウジングモジュールに組み込むことができる。全体的に極めてコンパクトな構成ユニットが得られる。このような構成ユニットは付加的に、ハウジング底部分とペダルブラケットとから形成された部分も、ベル形ハウジングカバーとマスタブレーキシリンダアッセンブリとから形成された部分も、プラスチック射出成形部品として形成されることにより補足され得る。このような構成により、完全に前組立て可能なアッセンブリが得られ、このようなアッセンブリは個別部品点数の低減やコスト低減をもたらすと共に、高いプラスチック材料使用量に基づき、著しい重量低減をももたらす。さらに、アッセンブリ全体を車両とは別個に独立して前組立し、かつ検査することができるので、自動車の実際の最終組立て時では、操作装置全体を、対応する自動車のファイヤウォールもしくはバルクヘッドに固定し、かつ自動車の個々のホイールブレーキに通じたブレーキ管路を接続するだけで済む。
【００１２】
本発明によれば、マスタブレーキシリンダアッセンブリのピストンユニットの内部に、前記プラスチック部品により被覆された、マスタブレーキシリンダピストンを収容するためのハイドロリック管が配置されていることが特に有利であることが判った。このような構成は、マスタブレーキシリンダの信頼性の良い機能ならびに相応して長い寿命を確保する。前記プラスチック部品がさらにプラスチック射出成形部品として形成されていると、本発明による操作装置のプラスチック部品の射出成形時にこのプラスチック部品内にハイドロリック管を埋め込むことができるので、極めて廉価な製造が可能となる。さらに、ペダルブラケットにブレーキペダルと付加的なクラッチペダルおよび／またはアクセルペダルとを同時に支承するための１つの共通の支承エレメントが設けられていると、本発明による操作装置を一層廉価に構成することができる。このような手段により、公知先行技術において汎用されていた個別部材を備えた個別支承装置も、個々のペダル列を組み付けるために必要となるコストも不要となる。
【００１３】
さらに、ペダルブラケットが、ブレーキペダルおよび付加的なクラッチペダルまたはアクセルペダルの角度位置を信号検出するための非接触式のセンサ、たとえばホールセンサまたは誘導型のセンサを有しており、後置接続された、自動車電子装置に設けられた評価アッセンブリへの信号伝送が、中央のコネクタアッセンブリにより行われるようになっていると有利であることが判った。非接触式の（ホール）センサは、衝突や摩耗なしに作動し、電子的に調節可能であり、しかも操作装置全体の一層の機能統合をもたらす。この場合、全モジュールの最終検査が一層簡単になる。
【００１４】
さらに、ペダルブラケットが、１つまたは複数のカム曲線を有しており、該カム曲線に沿って、ブレーキペダルおよび／またはクラッチペダルおよびアクセルペダルに固く結合された、ばね負荷されたローラが、ペダルの旋回時に転動するようになっていることにより、個々のペダルを旋回させるための操作感覚を改善することができる。
【００１５】
さらに、ブレーキ倍力装置ハウジングをプラスチックから製造することにより、ブレーキ倍力装置ハウジングのハウジング壁に、ブレーキ倍力装置ハウジング内室を負圧または周辺圧で負荷するための複数の供給管路を組み込むことが可能となる。このような手段は特に２段式のブレーキ倍力装置（タンデム型ブレーキ倍力装置）において、組付け手間の一層の低減をもたらす。
【００１６】
以下に、本発明の対象の２つの実施例を添付図面につき詳しく説明する。
【００１７】
自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置は、ペダルブラケット１と、ブレーキ倍力装置２と、リザーバタンク４を備えた、組立てユニットを成すマスタブレーキシリンダアッセンブリ３とを有している。マスタブレーキシリンダアッセンブリ３には、個々のホイールブレーキをハイドロリック的もしくは液圧的に力負荷するための複数のブレーキ管路が接続されている。図面を見易くするという理由から、これらのブレーキ管路は図示されていない。
【００１８】
ブレーキ倍力装置２は、主としてベル（鐘）形ハウジングカバー５とハウジング底部分６とから成っており、ベル形ハウジングカバー５とハウジング底部分６とは、この実施例では一緒になって、ピストン７により２つの部分範囲に分割された内室を仕切っている。
【００１９】
ペダルブラケット１には、突出した保持部８が配置されている。この保持部８は、ブレーキペダル１０とクラッチペダル１１とを旋回可能に支承するための１つの共通の支承エレメント９を収容している。ペダルブラケット１自体は、複数の貫通孔１３を通って差通し可能な複数のねじを用いて、自動車のファイヤウォールもしくはバルクヘッド（図示しない）に固定可能である。ペダルブラケット１とハウジング底部分６とベル形ハウジングカバー５とは、プラスチック射出成形部品として形成されており、この場合、ペダルブラケット１とハウジング底部分６とは、１つの共通の構成ユニットを形成している。
【００２０】
このような特別な構成に基づき、操作装置全体は極めてコンパクトな構造を得る。このようなコンパクトな構造に基づき、マスタブレーキシリンダアッセンブリ３からブレーキペダルに到るまでの全モジュールの長さは、公知先行技術に基づき公知の操作装置に比べて約１５％だけ短縮されるか、または絶対的に見て約６０ｍｍだけ短縮される。
【００２１】
ブレーキ倍力装置２のハウジングであるベル形ハウジングカバー５とハウジング底部分６と、ペダルブラケット１とのこのような構成に対して付加的に、マスタブレーキシリンダアッセンブリ３に所属するピストンユニット１４も、ベル形ハウジングカバー５と共に一体のプラスチック射出成形部品として形成されている。この場合、ピストンユニット１４のプラスチック射出成形部品はマスタブレーキシリンダアッセンブリ３のリザーバタンク４をも取り囲んでいる。
【００２２】
ピストンユニット１４の内部では、前記プラスチック射出成形部品にハイドロリック管１５が組み込まれている。このハイドロリック管１５は内側に位置する貫通孔１６内に、個々のホイールブレーキをハイドロリック的に力負荷するためのブレーキピストン１７，１８を収容している。マスタブレーキシリンダアッセンブリ３と、ブレーキ倍力装置２と、旋回可能なブレーキペダル１０との間の結合は、押圧ロッド１９により行われる。この押圧ロッド１９はブレーキペダル１０にピン２０によって結合されており、このピン２０はブレーキペダル１０に設けられた長孔２１内に摺動可能に収容されている。押圧ロッド１９とブレーキペダル１０との間のこのような特別な結合により、押圧ロッド１９の直動案内機構２２が可能となり、このことは操作装置の全構成長さをもう一度減少させることにつながる。
【００２３】
構成長さの減少に基づき、同じ全構成スペースを利用して、慣用の単段式のブレーキ力倍力装置の代わりに、図３に示したようなタンデム型ブレーキ倍力装置を使用することが可能となる。このことは、ブレーキペダルの操作時におけるサポート力を増大させ、ブレーキ装置の操作を使用者にとって容易にする。
【００２４】
図１からさらに判るように、ブレーキペダル１０の上端部では、支承エレメントに隣接して、ブレーキペダル１０に固く結合されたピンエレメント２６がブレーキペダル１０に一体に成形されている。ピンエレメント２６はフィンガ形に形成されており、ピンエレメント２６の、ブレーキペダル１０とは反対の側の前方の自由端部は、少なくとも１つの従動ローラ２７を有している。この従動ローラ２７は圧縮ばね（図示しない）によって、ペダルブラケット１に設けられた制御カム２８に押圧される。ブレーキペダル１０の旋回により、従動ローラ２７は制御カム２８に沿って転動し、その結果、旋回角度に応じて種々異なる戻しモーメントが生ぜしめられ、ひいてはブレーキペダル１０のための種々異なる操作感覚が得られる。
【００２５】
制御カム２８の形状と、従動ローラ２７の転動効果との協働により、ブレーキペダル操作の構造的な適合と、操作感覚の最適化とが可能となる。
【００２６】
図２から判るように、クラッチペダル１１とブレーキペダル１０とは、１つの共通の支承軸２５に旋回可能に配置されており、このことは、ペダル毎に個別に設けられた慣用の個別支承装置に比べて、個別部品点数の削減および組立て手間の低減のために寄与する。
【００２７】
本発明の対象の別の有利な構成では、ペダルブラケット１に、ブレーキペダル１０の角度位置を非接触式に信号検出するための少なくとも１つのホールセンサまたは誘導式のセンサ３０が配置されている。このようなセンサ３０は当然ながら、アクセルペダル１２の目下の位置を非接触式にデータ伝送するために使用することもできる（図２参照）。
【００２８】
検出された信号の伝送は、中央のコネクタアッセンブリ３１によって行われる。このコネクタアッセンブリ３１は評価アッセンブリ３２を介して信号を自動車電子装置へ伝送する。評価アッセンブリ３２は本発明によればペダルブラケット１に組み込まれていてよく（図２参照）、検出された信号を、ＣＡＮバスまたは相応するプロセッサを介して、自動車電子装置内部で引き続き利用するために変換する。
【００２９】
使用されるホールセンサまたは誘導式のセンサ３０は、本発明によれば、当該センサが、公知先行技術において汎用的に使用される、テールライト用のスイッチ、シフトロック用のスイッチ、場合によっては存在するブレーキアシスト装置のためのスイッチおよび類似の補足的なセンサ素子のためのスイッチの代わりを成すように設計されている。
【００３０】
さらに、ブレーキ倍力装置ハウジングがプラスチックから製造されることにより、ブレーキ倍力装置ハウジングのハウジング壁に、ブレーキ倍力装置ハウジング内室を負圧または周辺圧で負荷するための複数の供給管路３３を組み込むことが可能となる。図３には、本発明の変化実施例が図示されている。この場合、２段式のブレーキ倍力装置（タンデム型ブレーキ倍力装置）を有する本発明の変化実施例が図示されている。この変化実施例では、ハウジングに複数の供給管路が組み込まれている。このような手段は、特に２段式のブレーキ倍力装置において、組立てにかかる手間を一層低減させる。
【００３１】
したがって、添付図面から明らかであるように、本発明による構成は自動車のブレーキ装置に用いられるコンパクトな操作装置を提供する。この操作装置では、公知先行技術に比べて使用される個別部品の点数が著しく減じられている。また、この操作装置は、最終チェックを含めて構成ユニット全体の前組立てを可能にする。操作装置全体は完全な形で自動車最終組立てベルトに供給することができる。その場合、操作装置全体は、貫通孔１３を通って貫通案内されたねじ締結部を用いてのみ自動車のボディに固定される。さらに、マスタブレーキシリンダアッセンブリ３にブレーキ管路を接続し、かつコネクタアッセンブリ３１を、ボディの側に配置された対応する受容部に被せ嵌めることしか必要とならない。
【００３２】
コンパクトな構造に基づき、これまで、エンジンルーム内での制限された組込み事情に基づいてこのような２段式のブレーキ倍力装置のためにスペースが提供されていなかったようなあらゆる場所で、タンデム型ブレーキ倍力装置を使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
自動車のブレーキ装置に用いられる本発明による操作装置の第１実施例を示す側方から見た断面図である。
【図２】
図１に示した操作装置を、車室に面した側から見た平面図である。
【図３】
本発明の対象の第２実施例を示す側方から見た断面図である。
【符号の説明】
１　ペダルブラケット、　２　ブレーキ倍力装置、　３　マスタブレーキシリンダアッセンブリ、　４　リザーバタンク、　５　ベル形ハウジングカバー、　６　ハウジング底部分、　７　ピストン、　８　保持部、　９　支承エレメント、　１０　ブレーキペダル、　１１　クラッチペダル、　１２　アクセルペダル、　１３　貫通孔、　１４　ピストンユニット、　１５　ハイドロリック管、　１６　貫通孔、　１７，１８　ブレーキピストン、　１９　押圧ロッド、　２０　ピン、　２１　長孔、　２２　直動案内機構、　２５　支承軸、　２６　ピンエレメント、　２７　従動ローラ、　２８　制御カム、　３０　センサ、　３１　コネクタアッセンブリ、　３２　評価アッセンブリ、　３３　供給管路

Claims (8)

1. 自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置であって、ペダルブラケット（１）と、該ペダルブラケット（１）に旋回可能に取り付けられたブレーキペダル（１０）と、ハウジング底部分（６）とベル形ハウジングカバー（５）とを有するハウジングを備えたブレーキ倍力装置（２）と、該ブレーキ倍力装置（２）に結合された、自動車の個々のホイールブレーキをハイドロリック的に力負荷するためのマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とが設けられており、ペダルブラケット（１）とハウジング底部分（６）とが、プラスチックから一体に成形されている形式のものにおいて、ベル形ハウジングカバー（５）と、リザーバタンク底部（４ａ）を備えたリザーバタンク（４）とピストンユニット（１４）とを有するマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とが、一体のプラスチック部品として成形されており、ピストンユニット（１４）の内部に、前記プラスチック部品により被覆された、個々のブレーキピストン（１７）を収容するためのハイドロリック管（１５）が配置されていることを特徴とする、自動車のブレーキ装置に用いられる操作装置。
2. ハウジング底部分（６）とペダルブラケット（１）とから形成された部分と、ベル形ハウジングカバー（５）とマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とから形成された部分とが、それぞれプラスチック射出成形部品として形成されている、請求項１記載の操作装置。
3. ペダルブラケット（１）が、ブレーキペダル（１０）と、付加的なクラッチペダル（１１）とを支承するための共通の支承エレメント（９）を有している、請求項１または２記載の操作装置。
4. ペダルブラケット（１）が、ブレーキペダル（１０）および付加的なアクセルペダル（１２）の角度位置を信号検出するための非接触式のセンサ、有利にはホールセンサを有しており、後置接続された、自動車電子装置に設けられた評価アッセンブリへの信号伝送が、中央のコネクタアッセンブリ（３１）により行われるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の操作装置。
5. 前記評価アッセンブリ（３２）が、データ変換のためのＣＡＮ−バスを有していて、ペダルブラケット（１）に組み込まれている、請求項４記載の操作装置。
6. ペダルブラケット（１）が、少なくとも１つのカム曲線（２８）を有しており、該カム曲線（２８）に沿って、ブレーキペダル（１０）に固く結合された、ばね負荷された従動ローラ（２７）が、ブレーキペダル（１０）の旋回時に転動するようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の操作装置。
7. ブレーキ倍力装置（２）とマスタブレーキシリンダアッセンブリ（３）とが、１つの共通の押圧ロッド（１９）を介して操作可能であり、該押圧ロッド（１９）が、ペダルブラケット（１）内で直動案内機構（２２）によって支承されていて、ブレーキペダル（１０）に長孔（２１）内で摺動可能に取り付けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の操作装置。
8. プラスチックから成るブレーキ倍力装置ハウジング（５，６）のハウジング壁に、ブレーキ倍力装置ハウジング内室を負圧または周辺圧で負荷するための複数の供給管路（３３）が組み込まれている、請求項１から７までのいずれか１項記載の操作装置。