JP2007502740A - ばね操作式の駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、駐車ブレーキ装置であって、操作ユニット（２）と、操作力（Ｆ）をブレーキ装置に伝達するための伝達ユニット（３）とを有しており、この場合にばねエレメント（６）がブレーキ装置を固定するための操作力（Ｆ）を加えるようになっている形式のものに関する。

Description

本発明は、駐車ブレーキ装置であって、操作ユニットと、この操作ユニットの操作力をブレーキ装置に伝達するための伝達ユニットとが設けられている形式のものに関する。

駐車ブレーキ装置は従来技術により公知である。例えば、操作ユニットとしてボーデンケーブルを有する、手による駐車ブレーキ装置が公知である。この場合、ボーデンケーブルの操作力が伝達装置、例えばスピンドル駆動装置を介して駐車ブレーキに作用する。さらにオートマチック式のパーキングブレーキが公知である。このパーキングブレーキは、ボーデンケーブルの代わりに自動化された操作ユニットを有しており、この操作ユニットは特に液圧機構により作動する。さらにブレーキの固定若しくは解除が電気的な駆動装置により行われる駐車ブレーキ装置が公知である。しかしながら、公知の駐車ブレーキ装置は比較的手間がかかり、製造時のコストが高く、多数の駆動装置及び制御構成部分を必要とする。

発明の利点
これに対して請求項１に記載の特徴を有する本発明による駐車ブレーキ装置は、簡単な構造を有しており、特に安価に提供することができるという利点を有している。駐車ブレーキ装置は大量生産構成部分なので、高い節約可能性を実現することができる。本発明による駐車ブレーキ装置は、駐車ブレーキを固定するために操作力としてばね力を使用する。このばね力は簡単に構成されたばねエレメント、例えば皿ばね又は渦巻きばねにより提供することができる。これにより、駐車ブレーキの操作ユニットのための手間のかかる付加構成部分は省略できる。

従属請求項は、本発明の有利な構成を示している。

操作力の確実な伝達を可能にするためには、有利にはばねエレメントと伝達ユニットとの間にばねピストンが配置されている。この場合にばねエレメントのばね力は、ばねピストンを介して伝達ユニットに作用する。

有利にはロックエレメントが設けられており、これにより、ばねピストン及び／又はばねエレメントがロックされるか、若しくは解放される。これにより、簡単に構成された運転の確実な駐車ブレーキを可能にすることができる。

特に有利には、前記ロックエレメントは電磁的又は電気的なアクチュエータにより、ばねピストンがロックされている第１の位置と、ばねピストンが解放されている第２の位置との間で調整可能である。

特に安価で簡単な構造を達成するためには、ロックエレメントは有利にはロックピストン及び係合エレメントを有している。この場合にロックピストンは係合エレメントをばねピストンに係合させる。

特に有利には、この場合にロックピストンとばねピストンとは直列に配置されており、これにより、極めてコンパクトな構成を得ることができる。これにより、ばねピストンの操作方向はロックピストンの操作方向に等しくなっている。

係合エレメントとばねピストンとの素早く確実な係合を提供するためには、ロックピストンは有利には先細りした領域を有している。ロックピストンが操作された場合には、係合エレメントが先細りした領域を介してばねピストンに係合せしめられ、ばねピストンはロックされた位置に保持される。有利には、ロックピストンには環状溝が形成されており、先細りした領域はこの環状溝の壁に配置されている。

本発明の別の有利な構成では、ばねピストンの内部に中空円筒体が配置されている。この中空円筒体は、係合エレメントを収容するための基本的に環状の切欠きを有している。有利にはこの基本的に環状の切欠きは先細りした領域を有しており、これにより、係合エレメントはばねピストンとの係合外へもたらされる。この場合にばねピストンはばね力により運動せしめられ、先細りした領域が係合エレメントを操作し、これにより、この係合エレメントはばねピストンとの係合から外れる。基本的に環状の切欠きは直接に中空のばねピストン内に設けられているか、又はばねピストンと一体的に形成された付加的な中空円筒体内に設けられていてもよいことを述べておく。

有利には、係合エレメントは多数の球又はローラである。球を係合エレメントとして使用した場合には、特に簡単かつ安価に構成された駐車ブレーキ装置を提供することができる。

本発明の有利な構成によれば、出発位置へのばねピストンの戻しが空圧力又は液圧力により得られる。この場合に特に有利には液圧力が利用され、この液圧力は車両内に既に設けられている、アクティブな圧力形成を用いたシステム、例えばＥＳＰなどにより提供される。これにより、本発明による駐車ブレーキ装置のための手間をさらに減じることができる。なぜならば、車両内に既に提供されている構成部分若しくはシステムを使用することができるからである。

ロックエレメントの特に安価な構成を達成するためには、ロックピストンは有利には戻しばねにより出発位置へ戻される。

本発明による駐車ブレーキ装置は、有利には車両、特に車両の常用ブレーキと組み合わせても使用される。

実施例の説明
次に本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。

以下に図１及び図２に関連して、本発明の実施例による駐車ブレーキ装置１を説明する。

図１に示したように、この駐車ブレーキ装置１は操作ユニット２及び伝達ユニット３を有している。この伝達ユニット３は、駐車ブレーキ（図示していない）に結合されており、操作ユニット２の操作力Ｆを駐車ブレーキに伝達し、これにより、駐車ブレーキ機能が構成される。伝達ユニット３は、例えばスピンドル駆動装置などであってよく、後調節機構を有している。

操作ユニット２は、ばねエレメント６、ばねピストン５並びにカバー７を有しており、このカバー７ではばねエレメント６が支持されている。図１に示したように、このばねエレメント６は板ばねエレメントの形で形成されており、一方ではカバー７で、かつ他方ではばねピストン５の内側で支持されている。ばねエレメント６は恒常的なばね力を矢印Ｆの方向にばねピストン５に加える。このばねピストン５は円筒状孔１４内に可動に配置されており、この円筒状孔１４はブレーキキャリパ４内に形成されている。

さらに駐車ブレーキ装置１の操作ユニット２はロックエレメントを有しており、これにより、ばねピストン５がロックされる。このロックエレメントはロックピストン８を有しており、このロックピストン８は電気的なアクチュエータ９及び戻しばね１３により、ロックピストン８の縦軸線の方向に可動になっており、さらにロックエレメントは球１２の形の係合エレメントを有している。本実施例では、係合エレメントとして２つの球１２が設けられている。しかしながら、異なった数の球、例えば３つ、４つの球が設けられていてもよいことを述べておく。

前記電気的なアクチュエータ９は永久磁石１０とコイル１１と戻しばね１３とを有している。電気的なアクチュエータ９の通電により、ロックピストン８は戻しばね１３のばね力に抗して上方へ運動せしめ、通電に終了後には戻しばね１３により再び出発位置へ戻すことができる。上側の位置ではロックピストン８は永久磁石１０により保持することができる。

図１から判るように、基本的にはばねピストン５は伝達ユニット３を操作するためのピストン面５ａを備えたポット状のばねピストンの形で形成されている。ばねピストン５の内部には中空円筒体５ｂが形成されており、この中空円筒体５ｂ内には、先細りする領域５ｄを有する基本的に環状の切欠き５ｃが形成されている。このことは図２による詳細図に明らかである。ブレーキキャリパ４内の円筒状孔１４を閉鎖するカバー７は、ストッパ７ａ、案内領域７ｂ及び２つの貫通孔７ｃを有している。案内領域７ｂはロックピストン８を案内するために働き、ばねピストン５方向に内側へ突出している。両方の貫通孔７ｃは案内領域７ｂに形成されており、球１２の直径よりも幾らか大きい直径を有している。この場合に貫通孔７ｃは互いに向かい合って配置されている。

さらにロックピストン８内には、上側の先細りした領域８ｂと下側の先細りした領域８ｃとを備えた環状の切欠き８ａが形成されている。

次に本発明による駐車ブレーキ装置１の機能形式を説明する。この場合に図１は駐車ブレーキ装置が係合外に位置する状態を示している。このためには、ばねピストン５がロックエレメントを介してロックされた状態にある。より正確にいうと、両方の球１２が中空円筒体５ｂ内に設けられた環状の切欠き５ｃ内に係合している。この場合に前記球は、図１に示したように、切欠き５ｃ内に完全に収容されているのではなく、球の一部は依然としてカバー７の案内領域７ｂ内に形成された貫通孔７ｃ内に位置している。この場合、有利には球１２のほぼ一方の半分は貫通孔７ｃ内に位置しており、ほぼ他方の半分は環状の切欠き５ｃ内に位置している。ばねエレメント６がばね力Ｆをばねピストン５に加えても、このばねピストン５は運動することができない。なぜならば、球１２がばねピストンを案内領域７ｂで保持しているからである。

駐車ブレーキが係合していない状態では電気的なアクチュエータ９は通電されておらず、これにより、戻しばね１３はロックピストン８を下方へばねピストン５に押し付ける（図１参照）。これにより、ロックピストン８内の切欠き８ａは球１２と等しい高さに位置しているのではなく、その上に位置する、ロックピストン８の円筒状の領域が球１２の高さに位置しており、これにより、球は図１に示した位置に固定されていることが確保される。

ばねピストン５のロックされた位置では、このばねピストン５はカバー７に形成されたストッパ７ａから小さい間隔をおいて位置している。

駐車ブレーキが作動されることが望ましい場合には、第１段階で、車両内に提供されたアクティブな圧力形成を用いたブレーキシステムを介して圧力Ｐが形成され、球１２が負荷加除される。この場合に圧力Ｐはばねエレメント６のばね力Ｆに対して作用し、ばねピストン５をストッパ７ａに対して押圧する。次いで圧力Ｐは提供されたアクティブな圧力形成を用いたブレーキシステムを介して騒音なしに解除される。次の段階では、電気的なアクチュエータのコイル１１が通電され、これにより、ロックピストン８が上方へ矢印Ａの方向に運動せしめられる（図２参照）。この場合にロックピストン８は、永久磁石１０に接触するまでの間、矢印方向Ａに運動せしめられる。ロックエレメント８は上側の位置で永久磁石１０の磁力により保持され、これにより、コイル１１の通電は終了することができる。この位置では、ロックピストン８の切欠き８ａは、カバー７の案内領域７ｂ内に設けられた両方の貫通孔７ｃと等しい高さに位置している。この位置は図２に示されている。

ばねエレメント６はばね力Ｆを恒常的にばねピストン５に加えるので、両方の球はばねピストン５の中空円筒体５ｂの切欠き５ｃ内の先細りした領域５ｄを介してそれぞれ内側方向へ運動する。これにより、両方の球１２はロックピストン８の環状の切欠き８ａ内へ摺動され、ばねピストン５はばね力Ｆの方向に下方へ運動することができる。このことは図２に示されている。この位置では球１２のほぼ一方の半分が環状の切欠き８ａ内に位置しており、かつ球１２の他方の半分が貫通孔７ｃ内に位置している。

これにより、ばねピストン５は図２に示したようにばね力Ｆの方向に下方へ運動することができ、ばねピストン５のピストン面５ａは伝達ユニット３のピストンに接触し、ばね力を伝達ユニット３に伝達し、この伝達ユニット３自体は駐車ブレーキ装置のブレーキシュー（図示していない）を操作する。これにより、駐車ブレーキ装置は係合している。

駐車ブレーキ装置１を再び解除するためには、ＥＳＰシステムを介して再び圧力Ｐが形成され、これにより、ばねピストン５はばねエレメント６のばね力Ｆに抗して再び上方へ、図１に示した位置へ運動せしめられる。ばねピストン５がカバー７に設けられたストッパ７ａに接触した場合には、切欠き５ｃは再びカバー７の案内領域７ｄに設けられた両方の貫通孔７ｃと等しい高さに位置している。電気的なアクチュエータ９の極性変換により、永久磁石１０は弱められ、これにより、ロックピストン８の戻しを、戻しばね１３の戻し力Ｒにより得ることができる。これにより、戻しばね１３の力によりロックピストン８は再び下方へ運動し、球１２は両方の貫通孔７ｃを介して再びばねピストン５の切欠き５ｃ内へ運動することができる。次いで圧力Ｐが、アクティブな圧力形成を用いたブレーキシステムにより再び取り除かれ、これにより、ばねピストン５は提供された許容公差により幾らか下方へ運動せしめられ、これにより、力が球１２に加えられ、ばねピストン５は切欠き７ｃ及び球１２を介して保持される。

製造に基づく理由及び安価な製造により、ロックピストン８に設けられた切欠き８ａとばねピストン５に設けられた切欠き５ｃとは環状に形成されていることを述べておく。しかしながら、それぞれ別個の切欠きがロックピストン８若しくはばねピストン５の中空円筒体５ｂに、使用された球の数に対応して形成されることも可能である。さらに２つの球の代わりに３つ又は４つの球を用いることもできることを述べておく。多数の球を用いる場合にはロックエレメントにおいて改良された力分配が得られる。

従って本発明により、ばねピストン５のロック若しくはロック解除が、ばねピストン５の運動方向に対して垂直な方向の球１２の運動によりに得られる。この場合に球１２の進んだ距離はそれぞれ球の直径のほぼ半分である。この場合に本発明によるロックエレメントは特に小さいスペースしか必要とせず、極めて安価に提供することができる。図１に示したように、ばねエレメント６は互いに上下に配置された複数の板ばねの形で形成されていてよく、又は円筒状の渦巻きばねを用いることもできる。この渦巻きばねは、ばねピストン５の外壁と内側の中空円筒体５ｂとの間の領域内に配置されている。電源故障時に電気的なアクチュエータ９が操作可能でない場合には、運転手は筋力を介したブレーキペダルの踏込みにより圧力Ｐを形成し、ばねピストン５を出発位置へもたらすことができる。外部のエネルギ源によりロックピストン８を出発位置へもたらすこともでき、この場合にはコイル１１の通電により永久磁石１０が弱められる。これにより、駐車ブレーキは解除され、緊急時のロック解除が可能となる。外部のエネルギ源による戻しが付加的な安全モーメント（Sicherheitsmoment）を提供し、これにより、例えば駐車ブレーキが車内で遊んでいる子供により誤って解除されることが阻止される。

本発明による駐車ブレーキ装置１は特に有利には車両の通常の常用ブレーキと組み合わせて使用することができる。この場合には、通常の常用ブレーキではばねピストン５がロックピストン２により基本位置（図２）に保持される。

これにより、本発明により駐車ブレーキ機能を、ばねエレメント６を介して実施することができる。これにより、車両の駐車ブレーキの操作をばね力Ｆによってのみ実施することができる。これにより、本発明により簡単で頑丈な構成がもたらされ、このような構成は、駐車ブレーキのための高い運転安全性を保証することができる。さらに安価な製造可能性を実現することができる。特に既に提供されているブレーキシステムがばねピストン５に対する対向圧力Ｐを形成するために使用される場合には、ボーデンケーブル、電動モータ、液圧式のオートマチック式パーキングブレーキ等のような公知の操作ユニットと比較して、著しいコスト利点を実現することができる。

本発明の実施例による駐車ブレーキ装置１において、駐車ブレーキ装置が係合していない状態を示す概略的な断面図である。 図１に示した駐車ブレーキ装置において、駐車ブレーキ装置の係合状態を示す、拡大した部分図である。

Claims (15)

1. 駐車ブレーキ装置であって、該駐車ブレーキ装置が、操作ユニット（２）と、操作力（Ｆ）をブレーキ装置に伝達するための伝達ユニット（３）とを有しており、ばねエレメント（６）が、ブレーキ装置を固定するための前記操作力（Ｆ）を加えることを特徴とする、駐車ブレーキ装置。
2. ばねエレメント（６）と伝達ユニット（３）との間にばねピストン（５）が配置されており、ばねエレメント（６）のばね力（Ｆ）が、ばねピストン（５）を介して伝達ユニット（３）に作用する、請求項１記載の駐車ブレーキ装置。
3. ロックエレメントが設けられており、これにより、ばねピストン（５）及び／又はばねエレメント（６）がロックされる、請求項１又は２記載の駐車ブレーキ装置。
4. ロックエレメントが、電気式又は電磁式のアクチュエータ（９）により、ばねピストン（５）がロックされている第１の位置と、ばねピストン（５）が解放されている第２の位置との間で調整可能になっている、請求項３記載の駐車ブレーキ装置。
5. ロックエレメントが、ロックピストン（８）と係合エレメント（１２）とを有しており、ロックピストン（８）が、係合エレメント（１２）をばねピストン（５）に係合させる、請求項３又は４記載の駐車ブレーキ装置。
6. ロックピストン（８）の操作方向が、ばねピストン（５）の操作方向に等しい、請求項５記載の駐車ブレーキ装置。
7. ロックピストン（８）が、先細りした領域（８ｃ）を有しており、これにより、係合エレメント（１２）がばねピストン（５）に係合せしめられる、請求項５又は６記載の駐車ブレーキ装置。
8. 先細りした領域（８ｃ）が、ロックピストン（８）の切欠き（８ａ）に配置されている、請求項７記載の駐車ブレーキ装置。
9. ばねピストン（５）の内部に中空円筒体（５ｂ）が形成されており、該中空円筒体（５ｂ）が、係合エレメント（１２）を少なくとも部分的に収容するための切欠き（５ｃ）を有している、請求項５記載の駐車ブレーキ装置。
10. ばねピストン（５）の切欠き（５ｃ）が、先細りした領域（５ｄ）を有しており、これにより、係合エレメント（１２）が、ばねピストン（５）との係合外へもたらされる、請求項９記載の駐車ブレーキ装置。
11. ばねピストンの切欠き（５ｃ）及び／又はロックピストンの切欠き（８ａ）が、基本的に環状に形成されている、請求項９又は１０記載の駐車ブレーキ装置。
12. 係合エレメント（１２）が、多数の球及び／又はローラを有している、請求項５から１１までのいずれか１項記載の駐車ブレーキ装置。
13. 出発位置へのばねピストン（５）の戻しが、空圧又は液圧の力（Ｐ）により得られる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の駐車ブレーキ装置。
14. ばねピストンを戻すための力が、ＥＳＰシステム又はＡＢＳシステムにより提供される、請求項１３記載の駐車ブレーキ装置。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載の駐車ブレーキ装置を有していることを特徴とする、車両。

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