JP2007107719A - 車両用のコンパクトなパーキングブレーキ - Google Patents

Abstract

【解決手段】車両用のパーキングブレーキにおいて、レバー２によって操作可能かつ解除可能であるブレーキユニット３，４，５と、駆動装置８及び操作装置９を備えたアクチュエータ６とを有しており、前記操作装置９がスピンドル装置１７を介して前記駆動装置８に接続されており、前記アクチュエータ６がブレーキユニットに直接配置されており、前記操作装置９がレバー２に作用するようになっていて、熱的な長さ変化及び／又は角度変化のための補償装置１０ａ，１１，１２を有している。
【効果】特にコンパクトで頑丈な構成が得られ、またパーキングブレーキの構成部分の熱的な長さ変化及び角度変化の補償が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にコンパクトで頑丈な構造を有する、車両のためのパーキングブレーキに関する。

車両のためのパーキングブレーキは、種々異なる構造のものが従来技術により公知である。最近では、ボーデンケーブルを介して車両の車輪に設けられたブレーキユニットを操作する公知のハンドブレーキの代わりに、より増強されたいわゆるケーブルプラー（Cable-Puller）が用いられている。このケーブルプラーにおいては、機械式のハンドブレーキレバーの代わりに、電気式又は液圧式の駆動装置によって必要な引張力がボーデンケーブルにもたらされるようになっている。この場合、駆動装置は、運転者によって、車両内部のスイッチ又はボタンによって操作される。しかしながらこのような形式のパーキングブレーキは、いまだにボーデンケーブルの残りを有しているが、特に自動車製造業者においては、パーキングブレーキのための必要な構造スペース及び必要な重量をさらに減少させることが望まれている。さらにまた、公知のパーキングブレーキにおいては、温度に基づいてブレーキの長さ変化が生じた時にパーキングブレーキ力が変化する、という問題がある。

そこで本発明の課題は、以上のような従来技術における問題を解決することである。

この課題を解決した本発明によれば、レバーによって操作可能かつ解除可能であるブレーキユニットと、駆動装置及び操作装置を備えたアクチュエータとを有しており、前記操作装置がスピンドル装置を介して前記駆動装置に接続されており、前記アクチュエータがブレーキユニットに直接配置されており、前記操作装置がレバーに作用するようになっていて、熱的な長さ変化及び／又は角度変化のための補償装置を有している。

従来技術のものに対して、請求項１に記載した本発明による車両用のパーキングブレーキは、特にコンパクトで頑丈な構成が得られた、という利点を有している。さらにまた、本発明によるパーキングブレーキは、パーキングブレーキの構成部分の熱的な長さ変化及び角度変化の補償が可能である、という利点を有している。これは本発明によれば、パーキングブレーキがアクチュエータを有しており、このアクチュエータがブレーキユニットに直接配置されていることによって得られる。アクチュエータは、駆動装置と操作装置とを有しており、この場合、アクチュエータは完全にブレーキユニット（例えばドラムブレーキ）内に配置されているか、又は駆動装置はブレーキユニットのケーシング壁に直接配置されていて、操作装置がブレーキユニットのケーシング内に配置されている。この場合、操作装置は、パーキングブレーキのレバーに作用し、熱的な長さ変化及び／又は角度変化のための補償装置を有している。従って本発明によれば、パーキングブレーキにおける長さ変化及び角度変化を補整することができるので、構成部分にかかる応力がアクチュエータ若しくはブレーキユニットに導入されることは避けられる。アクチュエータをブレーキに直接配置したことによって、パーキングブレーキのための付加的なボーデンケーブルは省くことができる。

従属請求項には、本発明の有利な実施態様が記載されている。

有利な形式で、アクチュエータの操作装置は抗張ロッドを有しており、この抗張ロッドは、スピンドル装置に接続されている。補償装置は、弾性的なエレメントと接続エレメントとを有していて、該接続エレメントは前記抗張ロッドに対して相対的に旋回可能に配置されている。これによって、抗張ロッドに対して相対的な接続エレメントの位置を変えることができ、ひいては角度変化の補償が可能である。弾性的なエレメントは、熱による長さ変化を補償するために使用される。

特に有利には、弾性的なエレメントが板ばねであって、抗張ロッドにおける接続エレメントが、抗張ロッドの貫通孔内に所定の遊びを保って配置されている。接続エレメントと抗張ロッドとの間の遊びは、角度変化を補償するために、抗張ロッドに対する接続エレメントの旋回が所定の範囲内で可能であるように、選択されている。熱による長さ変化を補償するために及び角度変化を可能にするために、選択的に、抗張ロッド及び／又は接続エレメントが弾性的な材料より製作されていてもよい。

有利な形式で、抗張ロッドがスピンドル装置のナットに接続されており、この場合、ナットは回動を防止する。従って、スピンドル装置のスピンドルが駆動装置によって駆動されると、パーキングブレーキを作動させるか若しくは作動解除させるために、ナットがスピンドルに沿って長手方向にしゅう動し、それによってスピンドルの回転方向に応じて、操作装置が移動せしめられる。

操作装置の固着を避けるために、有利な形式で、操作装置の行程を制限するためのストッパ装置が設けられている。この場合、このストッパ装置は、パーキングブレーキが解除される際に、レバーが過大に変位するのを阻止する。これによって、パーキングブレーキが解除された時に、過大な力がブレーキユニットのレバーに作用するのを阻止する。

ストッパ装置は有利な形式で、ナットにおける第１の半径方向ストッパと、スピンドル装置のスピンドルにおける第２の半径方向ストッパとを有している。この場合、第２の半径方向ストッパは、有利な形式でスピンドルのヘッドに配置されている。スピンドルの回転に基づいて第２の半径方向ストッパがナットに当接すると、スピンドルのそれ以上の回転が阻止されるので、スピンドル装置のパーキングブレーキの解除された状態で一方の終端位置が得られるようになっている。

この場合、有利な形式で、２つの半径方向ストッパが接触し合う際に発生する雑音を避けるために、半径方向ストッパは緩衝エレメントを有している。

特にコンパクトな構成を可能にするために、駆動装置の出力軸がスピンドル装置のスピンドルに対して、有利な形式で平行に配置されている。これによって、駆動装置と操作装置とは互いに直接的に隣接して配置されている。

有利な形式で、駆動装置とスピンドル装置との間に伝動装置及び／又はクラッチが配置されている。クラッチは有利な形式で、回転斜板形伝動装置、又は遊星歯車伝動装置、又はハーモニックドライブ伝動装置、又は歯付きベルト伝動装置であってよい。

有利な形式で、スピンドル装置は軸方向でややプリロード（予備荷重）をかけられている。これによって付加的に熱的な長さ補償の可能性が得られ、また構成部材の公差が補償される。

以下に本発明の有利な実施例を図面に示した実施例を用いて具体的に説明する。

実施例の説明
以下に、図１乃至図５を用いて、本発明の実施例によるパーキングブレーキ１について説明する。

パーキングブレーキ１はブレーキドラム３を有しており、このブレーキドラム３に、第１のブレーキシュー４と第２のブレーキシュー５とが配置されている。これらのブレーキシュー４及び５は、レバー２を介してブレーキドラム３の内側に押し付けられる。矢印Ａによって示されているように、回転中心Ｄを中心にしてレバーを旋回させ、かつブレーキシュー４，５を中心にしてブレーキドラム３に当接させるために、レバー２にアクチュエータ６が設けられている。

図２には、アクチュエータ６の詳細が示されている。アクチュエータ６は、電動機８と操作装置９とを有している。図２に示されているように、操作装置９はブレーキドラム内に配置されていて、電動機８はブレーキドラムの外側に配置されている。この場合、符号７でブレーキドラム３のケーシングが示されている。

図２に示されているように、電動機８の被駆動軸２８の回転は伝動装置１３を介して変えられるようになっている。この場合、伝動装置１３は、歯付きベルト伝動装置１４と減速伝動装置１５とを有している。この場合、減速伝動装置１５は遊星歯車伝動装置によって形成されており、この遊星歯車伝動装置のケーシングはロックエレメント１６によって相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）保持されている。この場合、ロックエレメント１６は、伝動装置ケーシング２１の開口３４内に配置されている。

さらに図２に示されているように、伝動装置１３の後ろにスピンドル装置１７が接続されている。このスピンドル装置１７は、スピンドル１８とナット１９とを有している。ナット１９は、伝動装置ケーシング２１の長孔２２内に配置されたガイドエレメント２０を介して相対回動不能に保持されており、それによってスピンドル１８の回転運動を並進（平行移動）運動に変換することができる。換言すれば、ナット１９はスピンドル１８の回転方向に関連してスピンドル１８の軸線方向Ｘ−Ｘに移動する（図２参照）。

図５は、ナット１９のガイドエレメント２０の概略的な側面図を示している。図５に示されているように、ガイドエレメント２０はばね３３によってプリロード（予備荷重）がかけられており、これによって特に伝動装置ケーシング２１内に簡単に組み込むことができる。

図３には、操作装置９の詳細が示されている。この操作装置９は、抗張ロッド１０と、板ばねとして構成された弾性的なエレメント１１と接続エレメント１２とを有している。接続エレメント１２はレバー２に接続されている。図３に示されているように、ナット１９は、第１の接続ピン２３及び第２の接続ピン２４を介して抗張ロッド１０に接続されている。この場合、接続エレメント１２は、抗張ロッド１０の貫通孔１０ａ内に配置されていて、遊びを保って貫通孔１０ａ内に位置決めされている。これによって、接続エレメント１２は貫通孔１０ａ内において所定の範囲内で旋回可能である。これは、２重の矢印Ｓによって示されている（図３参照）。この場合、接続エレメント１２は半径方向ですべての方向に旋回可能であって、これによってレバー２の角度変化を補償することができる。これによって、これらの構成部材が互いに緊締されることは避けられる。

図４には、ペンチ状に構成された抗張ロッド（Zuganker）１０の側面図が示されている。この場合、抗張ロッド１０は伝動装置ケーシング２１の側面を把持していて、ナット１９と一緒に移動せしめられる。

図２に示されているように、伝動装置１３のプリロード（予備荷重）は、伝動装置ケーシング２１に支えられたプリロードエレメント２９によって加えられている。この場合、伝動装置軸はラジアル軸受２５に支承されている。図２に示されているように、スピンドル８はその、伝動装置とは反対側の端部においてラジアル軸受（半径方向軸受）２６に支承されている。ラジアル軸受２６に隣接してアキシャル軸受（軸方向軸受）２７が配置されており、これによって、伝動装置１３を介してスピンドル装置１７に伝達される、プリロードエレメント２９によって加えられた軸方向力を受容する。

さらに図２に示されているように、スピンドル１８はヘッド３２を備えている。ヘッド３２は、一方ではアキシャル軸受２７においてスピンドル１８を支えるために用いられ、また他方ではヘッド３２にストッパの一部が配置されている。正確には、ナット１９に第１の半径方向ストッパ３０が配置され、ヘッド３２に第２の半径方向ストッパ３１が配置されている。この場合、ストッパはスピンドルの解除方向（パーキングブレーキを解除するための回転方向）に設けられていて、レバー２がパーキングブレーキの解除過程中に、過大に戻されないようになっている。これによって半径方向ストッパ３０，３１は、パーキングブレーキの解除方向のための一方の終端ストッパを形成する。さらにまた、半径方向ストッパ３０，３１によって、ナット１９がスピンドル１８のヘッド３２に固着することは阻止される。半径方向ストッパ３０，３１のその他の利点は、パーキングブレーキの全耐用年数に亘って初期条件が一定であるという点にある。何故ならば、初期位置は半径方向ストッパ３０，３１によって予め与えられているからである。

以下に本発明によるパーキングブレーキ１の機能について説明する。車両を停止させたい場合には、運転者が車両内部に設けられたボタン又はスイッチを操作し、このボタン又はスイッチは相応の信号を図示していない制御装置に送る。制御装置は電動機８を駆動し、この場合、電動機の被駆動軸２８における出力回転数が歯付きベルト駆動装置１４及び減速ギヤ装置１５を介してスピンドル１８に伝達される。パーキングブレーキの初期状態、つまり解除された状態で、ナット１９はヘッド３２の近傍にあり、この場合、ナット１９の第１の半径方向ストッパ３０が、ヘッド３２の第２の半径方向ストッパ３１と接触している。この位置から出発して、スピンドル１８が回転せしめられると、ナット１９は伝動装置１３に向かって移動する。

図２及び図３には、パーキングブレーキの噛み合い状態が示されている。ナット１９と一緒に、操作装置９は同様に、伝動装置１３に向かって移動せしめられるので、接続エレメント１２を介して抗張ロッド１０に接続されたレバー２が操作され、それによってブレーキシュー４，５がブレーキドラム３に当接する。接続エレメント１２を比較的大きい遊びを保って受容する貫通孔１０ａの構成によって、角度変化は接続エレメント１２によって補償される。これによって、構成部分の固着が阻止されるので、構成部分のわずかな負荷が発生し、さらに改善された効率が得られる。熱的な長さ変化も補償するために、弾性的なエレメント１１が抗張ロッド１０と接続エレメント１２との間に設けられている。この場合、弾性的なエレメント１１は、ほぼ完全なブレーキ力が抗張ロッド１０を介してパーキングブレーキに供給されるとはじめて圧縮されるように、設計されている。この場合、理想的には、弾性的なエレメント１１の最大ばねストロークが完全に利用されないようになっている。熱的な長さ変化が例えばブレーキドラム３の冷却によって発生すると、パーキングブレーキ力が高められる。しかしながら本発明によれば、構成部分の熱的な長さ変化は、弾性的なエレメント１１の弾性によって補償される。これによって、構成部分の負荷が低減され、パーキングブレーキの使用可能性が改善される。弾性的なエレメント１１は、パーキングブレーキ力が一時的に弱められた場合に、補償機能も有している。これによって、高価な後緊張装置を省くことができる。

また、スピンドル１８とナット１９との間のねじ山は、セルフロッキング式に構成されているので、パーキングブレーキの噛み合い状態又は解除状態をロックするためのロック装置も必要ない。

図２及び図３に示したパーキングブレーキ位置から出発して、パーキングブレーキ１を再び解除したい場合には、電動機８が逆方向に駆動され、それによって、スピンドル１８が同様に逆方向で回転せしめられる。これによって、ナット１９の第１の半径方向ストッパ３０がスピンドル１８のヘッド３２における第２の半径方向ストッパ３０と接触するまで、ナット１９は矢印方向Ｒ（図３参照）でセットバックされる。この場合、パーキングブレーキ１は再び解除され、その初期状態に戻される。この位置は、電動機８の高い充電率に基づいて確認され、電動機８は停止される。

アクチュエータ６をブレーキドラム３の直近に配置したことによって、特別にコンパクトな構成が得られる。この場合、ブレーキドラム３の外側には電気駆動装置だけが配置されていて、伝動装置並びにスピンドル装置１７及び操作装置９は、ブレーキドラム３の内側に配置されている。これによって、特にスペースの節約された構造が得られる。さらにまた本発明によれば、角度変化及び熱的な長さ変化のための補償装置、並びに半径方向ストッパ３０，３１が組み込まれている。

以下に、図６を用いて、本発明の第２実施例によるパーキングブレーキについて説明する。第１実施例のパーキングブレーキとは異なり、第２の実施例のパーキングブレーキは、電動機８と伝動装置１３とがパーキングブレーキ１のブレーキドラムの外側に配置されている。さらにまた、電動機８と伝動装置１３との接続を形成するか、若しくは中断するために、電動機８と伝動装置１３との間にクラッチ３５が配置されている。この場合、電動機８と伝動装置１３とは、ブレーキドラム３のケーシング７に直接配置されている。クラッチを使用することによって、電動機８を伝動装置１３に対して所定の角度で配置することができ、この場合、アクチュエータ全体は、ブレーキドラムの最大直径内に配置されている。

本発明の１実施例によるパーキングブレーキの概略的な側面図である。 図示の実施例によるアクチュエータの概略的な断面図である。 第１実施例の操作装置の、一部断面した概略的な平面図である。 図３に示した操作装置の側面図である。 ナットにおける連行ピンの側面図である。 本発明の第２実施例によるパーキングブレーキの概略図である。

符号の説明

１ パーキングブレーキ、 ２ レバー、 ３ ブレーキドラム、 ４，５ ブレーキシュー、 ６ アクチュエータ、 ７ ケーシング、 ８ 電動機、 ９ 操作装置、 １０ 抗張ロッド、 １０ａ 貫通孔、 １１ 弾性的なエレメント、 １２ 接続エレメント、 １３ 伝動装置、 １４ 歯付きベルト伝動装置、 １５ 減速ギヤ装置、 １６ ロックエレメント、 １７ スピンドル装置、 １８ スピンドル、 １９ ナット、 ２０ ガイドエレメント、 ２１ 伝動装置ケーシング、 ２２ 長孔、 ２３ 接続ピン、 ２５，２６ ラジアル軸受、 ２７ アキシャル軸受、 ２８ 被駆動軸、 ２９ プリロードエレメント３０，３１ 半径方向ストッパ、 ３２ ヘッド、 ３３ ばね、 ３４ 開口、 ３５ クラッチ、 Ａ 矢印、 Ｄ 回転中心、 Ｓ ２重矢印

Claims (12)

1. 車両用のパーキングブレーキにおいて、レバー（２）によって操作可能かつ解除可能であるブレーキユニット（３，４，５）と、駆動装置（８）及び操作装置（９）を備えたアクチュエータ（６）とを有しており、前記操作装置（９）がスピンドル装置（１７）を介して前記駆動装置（８）に接続されており、前記アクチュエータ（６）がブレーキユニットに直接配置されており、前記操作装置（９）がレバー（２）に作用するようになっていて、熱的な長さ変化及び／又は角度変化のための補償装置（１０ａ，１１，１２）を有していることを特徴とする、車両用のパーキングブレーキ。
2. 前記操作装置（９）が抗張ロッド（１０）を有していて、該抗張ロッド（１０）がスピンドル装置（１７）に接続されており、前記補償装置が弾性的なエレメント（１１）と接続エレメント（１２）とを有していて、該接続エレメント（１２）が前記抗張ロッド（１０）に対して相対的に旋回可能に配置されており、接続エレメント（１２）が弾性的なエレメント（１１）によってプリロードをかけられている、請求項１記載のパーキングブレーキ。
3. 弾性的なエレメント（１１）が板ばねであって、抗張ロッドにおける接続エレメント（１２）が、抗張ロッド（１０）の貫通孔（１０ａ）内に所定の遊びを保って配置されている、請求項２記載のパーキングブレーキ。
4. 抗張ロッド（１０）がスピンドル装置（１７）のナット（１９）に接続されており、該ナット（１９）が回転防止部材（２０）を有している、請求項２又は３記載のパーキングブレーキ。
5. レバー（２）が解除方向で過大に変位するのを阻止するために、操作装置（９）の行程制限のためのストッパ装置が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のパーキングブレーキ。
6. 前記ストッパ装置が、ナット（１９）における第１の半径方向ストッパ（３０）と、スピンドル装置（１７）のスピンドル（１８）における第２の半径方向ストッパ（３１）とを有している、請求項５記載のパーキングブレーキ。
7. 第２の半径方向ストッパ（３１）がスピンドル（１８）のヘッド（３２）に配置されている、請求項６記載のパーキングブレーキ。
8. ストッパ装置が緩衝エレメントを有している、請求項６又は７記載のパーキングブレーキ。
9. 駆動装置（８）の出力軸（２８）がスピンドル装置（１７）のスピンドル（１８）に対して平行に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のパーキングブレーキ。
10. 駆動装置（８）とスピンドル装置（１７）との間に、駆動装置（８）をスピンドル装置（１７）から分離するためのクラッチ（３４）及び／又は伝動装置（１３）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のパーキングブレーキ。
11. 車両のためのパーキングブレーキにおいて、スピンドル装置（１７）及び／又は伝動装置（１３）がその軸方向（Ｘ−Ｘ）でプリロードエレメント（２９）によってプリロードをかけられていることを特徴とする、車両のためのパーキングブレーキ。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載のパーキングブレーキを備えていることを特徴とする、車両のためのブレーキ装置。

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