JP2007239998A - 組み込まれたパーキングブレーキを備えた車両用のディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクブレーキが改良された効率を有していて、かつ最小の構成スペースしか必要とせず、さらに本発明によるディスクブレーキが、パーキングブレーキ用の駆動装置の縮小を可能にし、駆動装置を種々異なる位置に配置することができるようにする。
【解決手段】パーキングブレーキ装置（６）が、駆動装置（１０）と、ラック（８）および歯車（９）を備えたラック伝動装置（７）とを有しており、ピストン（４）をその軸線方向（Ｘ−Ｘ）に運動させるために、ラック（８）がピストン（４）に結合しているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、組み込まれたパーキングブレーキを備えた車両用のディスクブレーキに関する。

車両用のディスクブレーキは、公知先行技術から種々異なる構成のものが公知である。この場合、ディスクブレーキを車両用のパーキングブレーキ（駐車ブレーキ）として使用することも公知である。これについて、たとえばドイツ連邦共和国特許第１９７３２１６８号明細書では、パーキングブレーキ装置を備えたハイドロリック的な車両ブレーキが提案されている。パーキングブレーキ装置はハイドロリック的な常用ブレーキのブレーキピストンを、スピンドルナット装置を介して操作し、これによりパーキングブレーキ装置機能が可能になる。さらに、ブレーキのパーキングブレーキ位置を保持するために、スピンドル装置をセルフロック式のユニットとして形成することが提案されている。しかしこのような形式のセルフロック式のスピンドル装置により、トルク伝達の効率は極めて僅かであり、その結果、パーキングブレーキ用のたとえば電動モータのような駆動装置は、極めて大きく設計されなければならない。しかし駆動装置のこの過剰寸法設定は所要スペースの拡大につながるものの、この所要スペースは車両ブレーキの領域では制限されてしか存在しない。スピンドルにより運転されるパーキングブレーキのさらなる欠点は、パーキングブレーキの構成長さが、スピンドルの長手方向軸線の方向で比較的大きいという点である。なぜならば、スピンドルのリードが比較的小さいからである。
ドイツ連邦共和国特許第１９７３２１６８号明細書

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の車両用のディスクブレーキを改良して、ディスクブレーキが改良された効率を有していて、かつ最小の構成スペースしか必要とせず、さらに本発明によるディスクブレーキが、パーキングブレーキ用の駆動装置の縮小を可能にし、駆動装置を種々異なる位置に配置することができるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、パーキングブレーキ装置が、駆動装置と、ラックおよび歯車を備えたラック伝動装置とを有しており、ピストンをその軸線方向で運動させるために、ラックがピストンに結合しているようにした。

公知先行技術と比べて、請求項１に記載した特徴を備えた本発明による車両用のディスクブレーキが有する利点は、ディスクブレーキが改良された効率を有していて、最小の構成スペースしか必要としないという点である。さらに、本発明によるディスクブレーキは、パーキングブレーキ用の駆動装置の縮小を可能にし、駆動装置を種々異なる位置に配置することができる。このことは本発明によれば、パーキングブレーキ装置が、ラックと歯車とを備えたラック伝動装置を有していることにより解決される。駆動装置が歯車を駆動して、これによりラックが直線的に運動する。ラックは、ディスクブレーキのピストンに結合しているので、ラックの運動によりピストンが協動する。これによりディスクブレーキのブレーキ作用を作動させることおよび作動させないことができる。ラック伝動装置の使用により、パーキングブレーキの操作中の摩擦損失は著しく減じることができる。たとえば、スピンドル伝動装置の場合には効率は約３０％であるが、これに対してラックの使用時には効率は約８０％である。したがって、本発明による構成により、パーキングブレーキ装置用の駆動装置を明らかに小さく設計することも可能である。駆動装置は有利には電動モータであるので、電動モータのより僅かな出力消費に基づき、パーキングブレーキの簡略化された制御を可能にすることもさらに可能である。電動モータの僅かな出力消費により、線路、中央ユニット、接続コネクタ等の設計をより廉価に提供することもできる。より小さな駆動装置により、パーキングブレーキの運転の改良された監視精度を提供することもできる。なぜならば、モータ電流とブレーキ保持力との関係が、改良されているからである。

本発明の有利な改良形が従属請求項に記載されている。

有利には、駆動装置とラック伝動装置との間には別の伝動装置が配置されている。これにより、パーキングブレーキの制御をさらに改良することができ、駆動装置の回転数変更を容易に行うことができる。

駆動装置とラック伝動装置との間の伝動装置は、有利にはウォーム伝動装置または遊星歯車伝動装置または平歯車伝動装置である。この場合、ウォーム伝動装置は最小の構成スペースを必要とするので特に有利である。さらに、ウォーム伝動装置を使用する場合、より高い自由度をパーキングブレーキの設計時に得ることができる。なぜならば、駆動装置ひいてはウォームは、ウォーム歯車に対して接線状に配置することができるからである。

パーキングブレーキ装置のパーキングブレーキ位置もしくはパーキングブレーキ装置が係合しない位置を確保するために、駆動装置とラック伝動装置との間に配置されている伝動装置は、有利にはセルフロック式に形成されている。この場合、セルフロック式の伝動装置により効率は確かにやや悪化するが、しかしセルフロック式のスピンドル装置の場合のように周方向で悪化することはないということに注意されたい。これにより特に部品数も減じることができ、その結果、特にスペースを節約したコンパクトな構成が与えられている。

パーキングブレーキの位置、すなわち係合位置または係合しない位置を機械的にロックするために、択一的にはパーキングブレーキ装置は別体のロック装置を有している。

パーキングブレーキ装置のロック装置は有利にはフリーホイールである。特に有利には、この場合フリーホイールは、電動モータの被駆動軸において伝動装置の手前に配置されている。

さらに有利には、駆動装置は電動モータであり、電動モータの被駆動軸は、ディスクブレーキのピストンの軸線に対して平行に配置されている。択一的には、電動モータの被駆動軸はピストンの軸線に対して垂直に配置されている。これにより特にブレーキディスクに対して垂直に必要な構成スペースを減じることができる。

本発明のさらに有利な構成によれば、ピストンはほぼポット状に形成されていて、パーキングブレーキ装置は、ポット状のピストンの内側に配置されている操作エレメントを有している。この場合、ラックは操作エレメントに配置されている。この場合、別体のラックが操作エレメントに位置固定されていてよく、またはラックの歯が操作エレメントに一体に設けられている。

本発明の別の有利な構成によれば、ラックはピストンに一体に形成されている。これにより、部品数および特にディスクブレーキの重量もさらに減じることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

以下に、本発明の第１の実施例による車両用のディスクブレーキ１を図１につき説明する。

図１に示してあるように、車両用のディスクブレーキ１はブレーキディスク２を有していて、このブレーキディスク２に２つのブレーキライニング３ａ，３ｂが側方で当付け可能である。さらにディスクブレーキ１は、ブレーキキャリパ１６とピストン４とを有している。このピストン４はブレーキケーシング１５内に配置されていて、流体室５に結合している。この流体室５を密閉するために、複数のシール（図示せず）が設けられている。

ディスクブレーキ１はさらにパーキングブレーキ装置６を有していて、このパーキングブレーキ装置６は、ブレーキケーシング１５において直接ディスクブレーキ１内に組み込まれている。パーキングブレーキ装置６は、ラック８と、このラック８に係合する歯車（ピニオン）９とを備えたラック伝動装置７を有している。さらにパーキングブレーキ装置６は、電動モータとして形成されている駆動装置１０を有している。この駆動装置１０の被駆動軸１０ａは、ピストン４の長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して垂直に配置されている。駆動装置１０とラック伝動装置７との間には、さらに伝動装置１１が配置されている。この伝動装置１１は、被駆動軸１０ａの回転数の回転数変更のために働く。伝動装置１１は、被駆動軸１０ａに配置されているウォーム１２とウォーム歯車１３とを有している。このウォーム歯車１３はラック伝動装置７の歯車９と共通の軸Ｙ上に位置する。駆動装置１０はモータケーシング１４内に配置されていて、このモータケーシング１４はブレーキケーシング１５に直接配置されている。

図１から分かるように、ラック伝動装置７のラック８は操作エレメント１７と一体に形成されている。この操作エレメント１７は断面図でＴ字形を有していて、ポット状に形成されたピストン４の内側に部分的に配置されている。この場合、操作エレメント１７は、ピストン４のピストン底部４ａに接触接続している。操作エレメント１７は、第１の軸受け１５ａと第２の軸受け１５ｂとに支承されている。この場合、両軸受け１５ａ，１５ｂはブレーキケーシング１５の管状の延長部１５ｃに配置されている。

図１からさらに分かるように、駆動装置１０の被駆動軸１０ａは、ピストン４の操作方向Ｘ−Ｘに対して垂直に配置されている。このことは、駆動装置１０とラック伝動装置７との間でウォーム伝動装置を使用することにより可能になる。これにより、必要な構成スペースが軸線Ｘ−Ｘの方向で減じられる。

以下に、組み込まれたパーキングブレーキ装置６を備えた本発明によるディスクブレーキ１の機能を説明する。通常運転では、車両のディスクブレーキ１は常用ブレーキとして利用される。この場合、常用ブレーキ過程のためにハイドロリック流体が流体室５に圧力下で供給されるので、ピストン４が矢印Ａの方向に運動する。この場合、ブレーキキャリパ１６は逆方向に運動するので、両ブレーキライニング３ａ，３ｂがブレーキディスク２に押し当てられ車両の運転制動が達成される。車両の運転者が運転制動を終えた後で、ピストン４とブレーキキャリパ１６とは戻しエレメント（図示せず）により再び出発位置に戻される。

今や、車両のパーキングブレーキを作動させたい場合には、運転者は、車両の内側にあるスイッチまたはボタンを介して相応なパーキングブレーキがけをしたいことを制御部（図示せず）に転送する。この制御部が駆動装置１０を作動させ、その結果、駆動装置１０のトルクが、ウォーム１２と、ウォーム歯車１３と、歯車９とを介してラック８に伝達する。これによりこのラック８がピストン４の軸線Ｘ−Ｘの方向で直線運動を実施し、その結果、操作エレメント１７はピストン４のピストン底部４ａに押し当てられる。これによりピストン４はブレーキディスク２に向かって運動する。これによりブレーキライニング３ａ，３ｂは、ブレーキディスク２に当て付けられ、車両のパーキングブレーキが作動させられる。この場合、ウォーム１２とウォーム歯車１３との間のねじ山はセルフロック式に形成されているので、パーキングブレーキの各位置の自動的なロックが達成される。この場合、セルフロック式のウォーム伝動装置の使用により、効率の減少はセルフロック式のスピンドル伝動装置の場合の効率の減少と比べて僅かでしかないということに注意されたい。

パーキングブレーキを解除するために、駆動装置１０は単に逆の方向で運転されるので、駆動装置トルクは、再び伝動装置１１とラック伝動装置７とを介して操作エレメント１７に伝達される。

操作エレメント１７は、止め輪１８によってピストン４の内側で位置固定されている。パーキングブレーキの効率は、セルフロック式のウォーム伝動装置の使用にもかかわらず極めて良好であるので、電動モータ１０は極めて小さく構成してあってよい。これにより、パーキングブレーキのために必要な所要スペースは減じられる。これにより、パーキングブレーキは容易にディスクブレーキ１に組み込むことができる。さらに、本発明により僅かな部品数しか必要にならない。なぜならば、パーキングブレーキも常用ブレーキのピストン４とブレーキライニング３ａ，３ｂとを使用しているからである。ピストン４をポット状のピストンに形成することにより、パーキングブレーキ装置６も、部分的にピストン４の内側に配置することができる。この場合、パーキングブレーキ装置６の特に軸方向の延在がさらに減じられる。また本発明により極めて小さな電動モータを駆動装置として使用することができるので、パーキングブレーキ装置６の電流消費および電動モータの出力等をより小さく設定することもできる。したがって、これによりパーキングブレーキ装置６の電流節約にもコスト削減にもなる。

以下に、本発明の第２の実施例によるディスクブレーキ１を図２につき説明する。この場合、同じもしくは機能的に同じ部材は第１の実施例と同じ符号で示してある。

第１の実施例との相違は、第２の実施例のパーキングブレーキ装置６では駆動装置１０とラック伝動装置７との間の伝動装置１１は、セルフロック式に形成されていないということである。パーキングブレーキの所定の位置でのロックを可能にするために、第２の実施例では、ロックエレメント２０が設けられている。このロックエレメント２０は、駆動装置１０と伝動装置１１との間に配置されているフリーホイールである。このフリーホイールにより、パーキングブレーキ装置６の機械的なロックが任意の各位置、特にパーキング位置および解放位置で可能になる。

ロック装置は、駆動装置１０とラック伝動装置７との間のトルク伝達経路の別の位置にも配置できることに注意されたい。たとえば、フリーホイールを歯車９用の軸Ｙに配置することもでき、または直線的に操作可能な遮断装置（Ｓｐｅｒｒｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）を一方の伝動装置歯車またはラックに設けることができる。

それ以外は、第２の実施例は第１の実施例に対応しているので、第１の実施例に記載した記述を参照することができる。

本発明の第１の実施例によるパーキングブレーキ装置のディスクブレーキの概略的な縦断面図である。 本発明の第２の実施例によるパーキングブレーキ装置を備えたディスクブレーキの概略的な縦断面図である。

符号の説明

１ ディスクブレーキ、 ２ ブレーキディスク、 ３ａ，３ｂ ブレーキライニング、 ４ ピストン、 ４ａ ピストン底部、 ５ 流体室、 ６ パーキングブレーキ装置、 ７ ラック伝動装置、 ８ ラック、 ９ 歯車、 １０ 駆動装置、 １０ａ 被駆動軸、 １１ 伝動装置、 １２ ウォーム、 １３ ウォーム歯車、 １４ モータケーシング、 １５ ブレーキケーシング、 １５ａ，１５ｂ 軸受け、 １６ ブレーキキャリパ、 １７ 操作エレメント、 １８ 止め輪、 ２０ ロック装置、 Ａ 矢印、 Ｘ−Ｘ 運動軸線、 Ｙ 軸

Claims (10)

1. 車両用のディスクブレーキであって、ブレーキディスク（２）と、少なくとも１つのブレーキライニング（３ａ，３ｂ）と、流体操作可能なピストン（４）と、ブレーキ作用のためにブレーキライニング（３ａ，３ｂ）をブレーキディスク（２）に押し当てるために、ピストン（４）に結合している流体室（５）と、パーキングブレーキ装置（６）とを有している形式のものにおいて、パーキングブレーキ装置（６）が、駆動装置（１０）と、ラック（８）および歯車（９）を備えたラック伝動装置（７）とを有しており、ピストン（４）をその軸線方向（Ｘ−Ｘ）に運動させるために、ラック（８）がピストン（４）に結合するようになっていることを特徴とする、車両用のディスクブレーキ。
2. 駆動装置（１０）とラック伝動装置（７）との間に伝動装置（１１）が配置されている、請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 伝動装置（１１）が、ウォーム伝動装置または遊星歯車伝動装置または平歯車伝動装置である、請求項２記載のディスクブレーキ。
4. 駆動装置（１０）が、電動モータであり、該電動モータの被駆動軸（１０ａ）が、ピストン（４）の運動軸線（Ｘ−Ｘ）に対して平行に配置されているか、またはピストン（４）の運動軸線（Ｘ−Ｘ）に対して垂直に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
5. 駆動装置（１０）とラック伝動装置（７）との間に配置されている伝動装置（１１）が、セルフロック式に形成されている、請求項２から４までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
6. パーキングブレーキ装置（６）が、該パーキングブレーキ装置（６）の所定の位置を機械的にロックするために、ロック装置（２０）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
7. ロック装置（２０）がフリーホイールである、請求項６記載のディスクブレーキ。
8. フリーホイールが、駆動装置（１０）の被駆動軸（１０ａ）に配置されている、請求項７記載のディスクブレーキ。
9. ピストン（４）が、ポット状に形成されており、パーキングブレーキ装置（６）が、ポット状のピストン（４）の内側に配置されている操作エレメント（１７）を有しており、ラック伝動装置（７）のラック（８）が、操作エレメント（１７）に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。
10. ラック（８）が、ピストン（４）と一体に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のディスクブレーキ。

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