JP2007522398A - 車両用油圧ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、ブレーキハウジング（１）を有する車両、特に自動車用の油圧ブレーキに関する。このブレーキハウジング（１）内では、油圧式作動圧力室（７）が、ブレーキピストン（６）によって限定されている。この場合、ブレーキピストン（６）が、弾性固定された状態でロック装置によってロック可能である。このロック装置のロックは、力伝達要素（２）の相対移動によって可能になる。この場合、ブレーキピストンに連動する作動倍力装置( １０) が設けられている。この作動倍力装置は、ロック可能な倍力圧力室（９），この倍力圧力室を限定する倍力ピストン( １１) 及びこの倍力ピストンによって支持されている弾性要素( １２) によって構成されている。パーキングブレーキの操作を実施するため、力伝達要素が、油圧の発生後に電磁式又は電気機械式のアクチュエータ（３，３３）によって拘束されることによって、ロック装置が作動される。その結果、倍力ピストンと力伝達要素との間の相対移動が可能になる。

Description

本発明は、ブレーキハウジングを有する車両、特に自動車用の油圧ブレーキに関する。このブレーキハウジング内では、油圧式作動圧力室が、ブレーキピストンによって限定されている。この場合、ブレーキピストンが、弾性固定された状態でロック装置によってロック可能である。このロック装置のロックは、力伝達要素の相対移動によって可能になる。この場合、ブレーキピストンに連動する作動倍力装置が設けられている。この作動倍力装置は、ロック可能な倍力圧力室，この倍力圧力室を限定する倍力ピストン及びこの倍力ピストンによって支持されている弾性要素によって構成されている。

このような車両用油圧ブレーキは、国際特許出願公開第 2004/027282号明細書から公知であり、そこでは特に図３ａ，３ｂに基づいて説明されている。この公知の車両用油圧ブレーキの場合、パーキングブレーキ装置が、作動圧力室内に導入された油圧によって制御可能であること、及び、作動倍力装置が、油圧によって荷重可能であることが提唱されている。図３ａ，３ｂに基づいて説明されている実施形の場合、バルブによって切替可能な倍力圧力室が設けられている。したがってこの倍力圧力室は、切替可能で油圧式に加勢可能な弾性要素を有する。この実施形の場合、雌ねじとスピンドルとの組み合わせとして構成されたロック装置のスピンドルが、パーキングブレーキの操作を実施するためにブロックされる。これによって、ブレーキピストンがロックされている。さらにステップ切替機構が設けられている。このステップ切り替え機構は、倍力ピストンに連動し、ブレーキピストンに対する異なる長さの相対移動を可能にする。倍力圧力室を切り替えるバルブの漏れ時に、常用ブレーキの操作の間のブレーキピストンの望まないロックが考えられる。このことは、割り当てられた車輪の望まないブロックを招く。このことは、ほとんど好ましくないとみなされる。
国際特許出願公開第 2004/027282号明細書

本発明の課題は、倍力圧力室を切り替えるバルブの起こりうる漏れが、パーキングブレーキの機能の望まない作動を招かず、したがって交通の安全性を向上させるように、冒頭で述べた種類のパーキングブレーキ装置を有する車両用油圧ブレーキを改良することにある。

この課題は、本発明により、力伝達要素が倍力ピストンと一緒にブレーキピストンの弾性固定方向の逆の方向に移動可能であり、電磁式アクチュエータ又は電気機械式アクチュエータによって拘束可能であり、その結果、力伝達要素と倍力ピストンとの間の相対移動が可能になることによって解決される。

本発明の好適な実施形の場合、力伝達要素を収容する段差孔が、倍力ピストン内に設けられている。

本発明の対象の好適なその他の構成は、力伝達要素が軸線方向のカラーを有することを提唱する。このカラーは、段差孔の異なる直径の移行部分によって支持されている。

本発明の特に好適な実施形の場合、ロック装置が、雌ねじスピンドル装置によって構成されている。この雌ねじスピンドル装置の雌ねじが、ブレーキピストンによって支持されているか又はブレーキピストンと一体的に構成されている。その一方でスピンドルは、第１摩擦面を有する。この第１摩擦面は、ロックされた状態で倍力ピストンに対して回転しないように配置された第２摩擦面に連動する。

この場合、力伝達要素がスピンドル用の中心軸受を形成することが提唱されている。

本発明の対象の好適なその他の構成の場合、もう１つの弾性要素が設けられている。この弾性要素は、力伝達要素のカラーを段差孔の異なる直径の移行部分に当接させる。

本発明の別の好適な構成は、電磁式アクチュエータがアンカー板に連動する点にある。このアンカー板は、力伝達要素に力を伝達するように連結している。

電磁式アクチュエータのコイルが、アンカー板の位置を検出するセンサの機能を果たす。

別の実施形の場合、電磁式アクチュエータが力伝達要素の位置を検出するセンサの機能を果たすことが提唱されている。この実施形の場合、力伝達要素が、特に自己制動ねじを介して倍力ピストンに連結されている。さらに電磁式アクチュエータは、特に自己制動ねじ及び適応性のある連結部を介してこの連結部の位置に依存しない倍力ピストンと力伝達要素との間の相対移動を実施する。

油圧式の倍力圧力室が電気式に切替可能なバルブによって閉鎖可能であることが提唱されている。

本発明の対象の特に好適な実施の形態は、作動圧力室及び油圧圧力室又は倍力圧力室内の圧力が油圧ポンプによって発生されることを提唱する。この油圧ポンプは、例えば電気油圧式のブレーキシステムの独立した圧力源として使用される。

この代わりに、作動圧力室及び倍力圧力室内の圧力が、運転者によって操作可能な圧力発生器を用いて発生される。

以下に、本発明を添付した図面に関連する２つの実施の形態に基づいて詳しく説明する。

図１中に示された本発明の車両用油圧ブレーキの構成は、ブレーキハウジング１を有する。このブレーキハウジング１は、図示しなかったブレーキディスクの外縁部及び同様に図示しなかった２つのブレーキパッドを有する。ブレーキハウジング１は、その内側にブレーキシリンダ５を有する。このブレーキシリンダ５は、ブレーキピストン６を軸線方向に摺動可能に収容する。ブレーキ液が、油圧式ポート８によってブレーキシリンダ５とブレーキピストン６との間に形成された作動圧力室７内に供給され得る。その結果、ブレーキ圧力が発生する。このブレーキ圧力は、ブレーキピストン６をブレーキディスクに向かって摺動させる。これによって、ブレーキピストン６に面したブレーキパッドが、ブレーキディスクに対して押圧される。この場合、ブレーキハウジング１が、応答として逆方向に摺動し、これによって別のブレーキパッドをブレーキディスクに対して押圧する。

作動倍力装置１０が、ブレーキハウジング１のブレーキピストン６の反対側に配置されていることが、図１から分かる。作動倍力装置１０は、主に油圧式倍力圧力室９，この倍力圧力室９を限定する倍力ピストン１１及び弾性要素１２から構成される。この弾性要素１２は、示された例では一組の皿ばねとして構成されていて倍力ピストン１１によって支持されている。作動倍力装置１０中に蓄えられたエネルギーは、以下でさらに詳しく説明するようにパーキングブレーキを操作する間にブレーキピストン６に作用する。そのため、ブレーキパッドに作用する制動力が、ブレーキハウジング１の領域内の熱による長さの変化にほとんど左右されない。

パーキングブレーキ機能を実現するために必要である保持装置が、図１中に示された構成ではスピンドル伝動装置又は雌ねじスピンドル装置１４によって形成されている。この説明した雌ねじスピンドル装置１４は、雌ねじ１５及びスピンドル１６から構成される。この雌ねじ１５とスピンドル１６とは、非自己制動ねじによって互いに連結している。この場合、雌ねじ１５は、ブレーキペダル６に固定連結されている。その一方でスピンドル１６のブレーキピストン６の反対側の端部が、特に円錐形の第１摩擦面１７を有する。この第１摩擦面１７は、倍力ピストン１１内に回転しないように配置された第２摩擦面１８に係合し離れることが可能である。そのため、力伝達要素２が設けられている。この力伝達要素２は、シリンダ状の段差孔１３から倍力ピストン１１内に収容され、この倍力ピストン１１から突出し、スピンドル１６用の中心軸受２１構成する。力伝達要素２が、倍力ピストン１１に対して相対移動した後に、以下でさらに詳しく説明するように、中心軸受２１の機能が停止され、両摩擦面１７，１８が互いに係合する。さらにブレーキハウジング１に支持されているばね１９が、スラスト軸受２０の中間接続の下でスピンドル１６を第２摩擦面１８又は中心軸受２１に加勢する。

本発明の車両用油圧シリンダの第１の構成は、図１中ではパーキングブレーキを解除した状態で示されている。パーキングブレーキをロックするため、油圧が、作動圧力室７内及び倍力圧力室９内で詳しく特定しなかった圧力発生装置によって発生される。これに対して、特にノーマルクローズ（ＮＣ型）バルブ２４として構成されている電気式に切替可能なバルブが、その開いている切替位置に移行される必要がある。作動圧力室７内の圧力の発生に対する反応として、ブレーキピストン６が、図面中で左に摺動する。その一方で倍力ピストン１１は、加勢された弾性要素１２の力の作用に逆らって図面中で右に摺動する。この過程の場合、弾性要素１２は圧縮される。この場合、力伝達要素２に接して形成されたカラー４が、段差孔１３の小さい方の直径と大きい方の直径との間の移行部分で支持されていることによって、倍力ピストン１１が、力伝達要素２と一緒に移動する。力伝達要素２に力を伝達するように連結しているアンカー板２３が、電磁式アクチュエータ３に当接するまで、倍力ピストン１１及び力伝達要素２が、同様に説明した倍力圧力室９内の圧力の発生によって図１中で右に摺動する。この過程の場合、スピンドル１６が、ばね１９の力の作用に起因して中心軸受２１に引き続き密接する。これによって、両摩擦面１７，１８が係合できない。

引き続き、電磁式アクチュエータ３が通電される。これによってアンカー板２３が、その同様に説明した停止位置で電磁式アクチュエータ３によって拘束される。引き続き作動圧力室７内及び倍力圧力室９内の圧力が減少する場合、ブレーキピストン６が、図面中で右に移動する。その一方で倍力ピストン１１は左に移動する。力伝達要素２と倍力ピストン１１との間の相対移動が、力伝達要素２の拘束によって可能になる。これによって、スピンドル１６に対する中心軸受２１の機能が停止され、両摩擦面１７，１８が互いに係合する。既に説明した加勢された弾性要素１２が、倍力ピストン１１，係合した摩擦面１７，１８に起因して阻止されたスピンドル１６，雌ねじ１５及びブレーキピストン６を図面中で左側に又は図示しなかったブレーキディスクに対して押圧する。これによって車両ブレーキが、その弾性固定された(zugespannten)状態でロックされている。引き続き、電磁アクチュエータがもはや通電されず、アンカー板２３又は力伝達要素２がもはや拘束されていない。バルブ２４が、無電力状態に切り替えられて閉じられている。すなわち油圧式車両ブレーキは、固定された状態でロックを保持するためにエネルギー及び油圧を必要としない。このことは、利点とみなされる。

ロックを解除するため、作動圧力室７内の油圧及び倍力圧力室９内の油圧が、ＮＣ型バルブ２４の適切な制御にしたがって再び発生される。油圧が、ブレーキピストン６を図１中で左に摺動させ、倍力ピストン１１を右に摺動させる。確かにパーキングブレーキのロックを解除するためには、倍力ピストン１１の負荷を軽減するだけで十分である。もう１つの弾性要素２２が、力伝達要素２をスピンドル１６の方向に押圧し、倍力ピストン１１の対応する負荷の軽減時に係合している摩擦面１７，１８を離れさせる。この弾性要素２２は、力伝達要素２を段差孔１３の小さい方の直径と大きい方の直径との間の移行部分に当接させる。引き続き力伝達要素２は、スピンドル１６用の中心軸受２１を再び構成する。

図１から分かるように、圧力が作動圧力室７だけにかかる常用ブレーキの場合に、力伝達要素２が作動圧力室７内の油圧の力の作用に対抗するもう１つの弾性要素２２によって弾性固定されているので、この力伝達要素２は摺動しないように、上述したもう１つの弾性要素２２は働く。倍増ピストン１１の作動圧力室７に面した有効直径が、ブレーキピストン６の有効直径より小さいので、倍力ピストン１１は、常用ブレーキ時に同様に摺動しない。さらに構造的に確定された加勢力を備えて構成された弾性要素１２が、作動圧力室７内の加圧に逆らって作用する。このことは、常用ブレーキの操作の間の倍力ピストン１１の摺動を阻止する。

電磁式アクチュエータ３のコイル２５が、アンカー板２３の位置を検出するセンサの機能を実現する。この位置によって、車両ブレーキのロックが可能であるかどうかが確認可能である。さらに、特に電磁式アクチュエータ３に対するアンカー板２３の衝突は、圧力室７，９内のパーキングブレーキの操作を実施するための圧力の発生を終了させる詳しく図示しなかった圧力発生器に対する信号である。アンカー板の位置を正確に算出するため、電磁式アクチュエータ３のコイル２５のアンカー板の移動によって引き起こされるインダクタンスの変化が算定される。電圧パルスがコイル２５に励起されることによって、この算定は実施される。同時に、コイル２５を流れる電流の変化が算出される。この電流の変化は、アンカー板２３の位置及び力伝達要素２の位置を推測させる。アンカー板２３の位置が変化すると、コイル２５を流れる電流の波形も変化する。コイル２５のインダクタンスの変化は、特にアンカー板２３と電磁式アクチュエータ３の鉄ヨーク２６との間のギャップの大きさに依存する。

当然に、アンカー板の位置を検出するか又は力伝達要素２の位置を算定するためのセンサ要素を使用することが同様に考えられる。このセンサ要素は、非接触式の感知を可能にするホールセンサ又は磁気抵抗センサ要素として構成され得る。

図２中に示された本発明の車両ブレーキの第２の実施の形態は、主に力伝達要素２を拘束する電磁式アクチュエータ３の代わりに電磁式アクチュエータ３３を使用することによって図１に基づいて説明した実施の形態と区別が付く。

図２から分かるように、電磁式アクチュエータ３３は、駆動軸３４を駆動させる。この駆動軸３４は、電磁式アクチュエータ３３の図示しなかった回転子に連結されている。同様に駆動軸３４は、力伝達要素２に連結されていて、この力伝達要素２を駆動させる。確かに駆動軸３４と力伝達要素２との間の連結部は、適応性のある連結部３２として構成されている。その結果、これらの説明した構成部材間の相対移動が可能である。

力伝達要素２は、自己制動ねじ３５を介して倍力ピストン１１に連結されていて、既に説明した第１の実施の形態の場合のようにスピンドル１６に対する中心軸受２１の機能を実現する。力伝達要素２が、電磁式アクチュエータ３３によって図面中で右に方向転換すると、スピンドル１６に形成された第１摩擦面１７及び倍力ピストンに回転しないように形成された第２摩擦面１８が互いに係合する。

図２中に示された実施の形態のロックは、作動圧力室７及び倍力圧力室９内の圧力の発生にしたがって同様に実施される。したがって、一方ではブレーキピストン６は、図面中で左に図示しなかったブレーキディスクの方向に摺動し、倍力ピストン１１は、図面中で右に摺動する。同様に説明した自己制動ねじ３５の形態の倍力ピストン１１と力伝達要素２との間の連結部に起因して、力伝達媒体２が、倍力ピストン１１に連動して図面中で右に摺動する。この過程の場合、駆動軸３４及び力伝達要素２が、既に説明した両構造部材の連結部３２に対する相対移動を実施する。さらに、スピンドル１６が、この過程で既に説明したばね１９の力の作用によって引き続き密接し、摩擦面１７，１８が互いに係合しない。電磁式アクチュエータ３３が適切に制御され、力伝達要素２が、駆動軸３４の回転運動によって図面中で右に移動した後に初めて、両摩擦面１７，１８が互いに係合する。

引き続き、スピンドル１６がブロックされ、圧力室７，９内に導入された圧力が低減される。すると既に説明した弾性要素１２が、倍力ピストン１１，互いに係合している摩擦面１７，１８及び雌ねじスピンドル装置１４を介してブレーキピストン６に作用する。したがってこのブレーキピストン６は、弾性固定された状態でロックされている。

ロックを解除するため、倍力ピストン１１の負荷が軽減され、電磁式アクチュエータ３３が、互いに係合している摩擦面１７，１８を力伝達要素２によって離れさせるのに十分に強くなるまで、油圧が、両圧力空間７，９内に再び発生される。

図２中に示された実施形の場合、さらに電磁式アクチュエータ３３は、力伝達要素２の位置を検出するセンサの機能を果たす。車両ブレーキがロックされているか又は解除されているかが、この情報によって確認できる。さらに、電磁式アクチュエータ３３の電力量が算出される。このことは、駆動軸３４の位置及び力伝達要素２の位置を推測させる。この代わりに、いわゆるステップ・カウンタセンサを使用してもよい。このステップ・カウンタセンサは、電磁式アクチュエータ２の回転数を算出する。同様に力伝達要素２の位置が、この情報によって算出可能である。

図示しなかった別の実施形の場合、独立した倍力圧力室９が省略される。この構成では、ブレーキピストン及び倍力ピストンが、１つの共通の圧力室内に導入された圧力によって操作される。倍力ピストンの移動が、常用ブレーキの操作の間に図１，２に基づいて説明した弾性要素１２によって阻止される。パーキングブレーキの操作を実施するため、力伝達要素が、電磁式アクチュエータによって適切に操作される。その結果、２つの摩擦面が互いに係合できる。これらの摩擦面は、ブレーキピストンに連動する雌ねじスピンドル装置の倍力ピストンと雌ねじスピンドルとに対して形成されている。パーキングブレーキを解除するため、電磁式アクチュエータが、力伝達要素を操作する。これによって、同様に説明した摩擦面が離れる。

本発明の図１，２による構成の場合、力伝達要素２と倍力ピストン１１との間の相対移動が、ロックに対して実施する必要があるので、ロックがＮＣ型バルブ２４の故障によって実施できないことが、特に好ましい。この相対移動は、電磁式アクチュエータ３又は電磁式アクチュエータ３３が力伝達要素２を拘束するか又は操作する時にだけ実現され得る。様々な特に独立して制御可能な圧力発生装置が、作動圧力室７及び倍力圧力室２２，９内で圧力を発生させるために使用される。すなわち、例えば油圧ポンプが使用され得る。この油圧ポンプは、電気油圧式ブレーキシステムの独立した圧力源として使用される。独立して制御可能なブレーキ力増幅器及びこのブレーキ力増幅器に後続接続されたマスターブレーキシリンダを有する操作ユニットも実現可能である。しかしながらこの代わりに、運転者によって操作可能な圧力発生器を使用してもよい。

解除された状態の本発明の車両用油圧ブレーキの第１の構成の軸線に沿った断面図である。 本発明の車両用油圧ブレーキの第２の構成の軸線に沿った断面図である。

符号の説明

１ ブレーキハウジング
２ 力伝達要素
３ アクチュエータ
４ カラー
５ ブレーキシリンダ
６ ブレーキピストン
７ 倍力圧力室
８ ポート
９ 倍力圧力室
１０ 作動倍力装置
１１ 倍力ピストン
１２ 弾性要素
１３ 段差孔
１４ 雌ねじスピンドル装置
１５ 雌ねじ
１６ スピンドル
１７ 第１摩擦面
１８ 第２摩擦面
１９ ばね
２０ スラスト軸受
２１ 中心軸受
２２ 弾性要素
２３ アンカー板
２４ バルブ
２５ コイル
２６ 鉄ヨーク
３２ 連結部
３３ アクチュエータ
３４ 駆動軸
３５ 自己制動ねじ

Claims (14)

1. ブレーキハウジング（１）を有する車両、特に自動車用の油圧ブレーキにあって、このブレーキハウジング（１）内では、油圧式作動圧力室（７）が、ブレーキピストン（６）によって限定されていて、この場合、ブレーキピストン（６）が、弾性固定された状態でロック装置によってロック可能であり、このロック装置のロックは、力伝達要素（２）の相対移動によって可能になり、この場合、ブレーキピストンに連動する作動倍力装置（１０) が設けられていて、この作動倍力装置は、ロック可能な倍力圧力室（９），この倍力圧力室（９）を限定する倍力ピストン（１１) 及びこの倍力ピストン（１１) によって支持されている弾性要素（１２) によって構成されている車両用油圧ブレーキにおいて、力伝達要素（２）が倍力ピストン（１１) と一緒にブレーキピストン（６）の弾性固定方向の逆の方向に移動可能であり、電磁式アクチュエータ又は電気機械式アクチュエータ（３，３３）によって拘束可能であり、その結果、力伝達要素（２）と倍力ピストン（１１) との間の相対移動が可能になることを特徴とする車両用油圧ブレーキ。
2. 力伝達要素（２）を収容する段差孔（１３) が、倍力ピストン（１１) 内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用油圧ブレーキ。
3. 力伝達要素（２）が、軸線方向のカラー（４）を有し、このカラー（４）は、段差孔（１３）の異なる直径の移行部分によって支持されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用油圧ブレーキ。
4. ロック装置が、雌ねじスピンドル装置（１４) によって構成されていて、この雌ねじスピンドル装置（１４) の雌ねじ（１５) が、ブレーキピストン（６）によって支持されているか又はブレーキピストン（６）と一体的に構成されていて、その一方でスピンドル（１６) は、第１摩擦面を有し、この第１摩擦面（１７) は、ロックされた状態で倍力ピストン（１１) に対して回転しないように配置された第２摩擦面（１８) に連動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。
5. 力伝達要素（２）は、スピンドル（１６）に対する中心軸受（２１）を形成することを特徴とする請求項４に記載の車両用油圧ブレーキ。
6. もう１つの弾性要素（２２) が設けられていて、この弾性要素（２２) は、力伝達要素（２）のカラー（４）を段差孔（１３) の異なる直径の移行部分に当接させることを特徴とする請求項３に記載の車両用油圧ブレーキ。
7. 電磁式アクチュエータ（３）が、アンカー板（２３) に連動し、このアンカー板（２３) は、力伝達要素（２）に力を伝達するように連結していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。
8. 電磁式アクチュエータ（３）のコイル（２５) が、アンカー板（２３) の位置を検出するセンサの機能を果たすことを特徴とする請求項７に記載の車両用油圧ブレーキ。
9. 電磁式アクチュエータ（３３）は、力伝達要素（２）の位置を検出するセンサの機能を果たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。
10. 力伝達要素（２）は、特に自己制動ねじ（３５) を介して倍力ピストン（１１) に連結されていることを特徴とする請求項９に記載の車両用油圧ブレーキ。
11. 電磁式アクチュエータ（３３) は、特に自己制動ねじ（３５) 及び適応性のある連結部（３２) を介してこの連結部の位置に依存しない倍力ピストン（１１) と力伝達要素（２）との間の相対移動を実施する請求項９又は１０に記載の車両用油圧ブレーキ。
12. 油圧式の倍力圧力室（９）は、電気式に切替可能なバルブ( ２４) によって閉鎖可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。
13. 作動圧力室（７）及び倍力圧力室（９）内の圧力が、油圧ポンプによって発生され、この油圧ポンプは、電気油圧式のブレーキシステムの独立した圧力源として使用されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。
14. 作動圧力室（７）及び倍力圧力室（９）内の圧力が、運転者によって操作可能な圧力発生器を用いて発生されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両用油圧ブレーキ。

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