JP2010505072A - 電気機械的に操作可能な駐車ブレーキを備えた組み合わせ式車両ブレーキおよび回転運動を並進運動に変換する伝動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、油圧操作可能な常用ブレーキと、電気機械的に操作可能な駐車ブレーキ装置とを備え、駐車ブレーキ装置が伝動装置１によってブレーキピストン５に作用し、伝動装置が多数の転動体４を介して互いに接触するねじ付きスピンドル２とねじ付きナット３を備えている、組み合わせ式車両ブレーキに関する。本発明はさらに、多数の転動体４を介して互いに接触するねじ付きスピンドルとねじ付きナットを備えている、回転運動を並進運動に変換するための伝動装置に関する。高い全体効率と同時に、電気的出力の低消費を達成するために、本発明によれば、転動体４が２個のストッパ２１、２２の間でねじ溝内に移動を制限されて配置され、第１ばね要素１０が転動体４とストッパ２１との間に配置され、伝動装置１が負荷されてない状態で操作されるときに、第１ばね要素が転動体４の滑りを可能にし、伝動装置１が負荷下で操作されるときに第１ばね要素が転動体４の転動を可能にする。

Description

本発明は、油圧操作可能な常用ブレーキと、電気機械的に操作可能な駐車ブレーキ装置とを備え、ブレーキハウジング内において作動油圧室がブレーキピストンによって画成され、このブレーキピストンが常用ブレーキを実施するために液圧媒体で付勢可能であり、それによってブレーキピストンが制動作用を達成するためにピストン縦軸線に沿って操作可能であり、伝動装置が電気機械式アクチュエータの回転運動を並進運動に変換し、駐車ブレーキの過程を実施するためにブレーキピストンを操作し、かつ操作した位置に保持することにより、駐車ブレーキ装置が伝動装置によってブレーキピストンに作用し、伝動装置が多数の転動体を介して互いに接触するねじ付きスピンドルとねじ付きナットを備えている、組み合わせ式車両ブレーキに関する。本発明はさらに、多数の転動体を介して互いに接触するねじ付きスピンドルとねじ付きナットを備えている、回転運動を並進運動に変換するための伝動装置に関する。

電気的に操作可能な駐車ブレーキ装置を備えたこのような油圧式車両ブレーキは例えば特許文献１によって知られている。公知の車両ブレーキの場合、駐車ブレーキ力を得るためにねじ付きナット−スピンドル−構造体の作用原理に従って電動機の回転運動をブレーキピストンの縦方向運動に変換する伝動装置が設けられている。実施形態に従い、この伝動装置ユニットはいわゆる「スピンドル−／ボール循環ブッシュ構造体」として形成されている。この構造体はボールねじ装置またはボール循環スピンドルとも呼ばれる。このボールねじ装置は多数の転動体を介して互いに接触するねじ付きスピンドルとねじ付きナットを備えている。ボールとして形成された転動体を戻すために、例えば特許文献２に開示されているようなボール通路が設けられている。このボール通路は製作コストが高くつき、従って公知のボールねじ装置の製作は比較的に高価である。

独国登録特許第１０１５０８０３Ｂ４号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０３８９５１Ａ１号明細書

そこで、本発明の根底をなす課題は、電気機械的に操作可能な駐車ブレーキの伝動装置が低コストで製作可能であると同時に、駐車ブレーキの過程を実施するための電気的な出力消費を低減するために伝動装置が高い効率を有するように、冒頭に述べた種類の組み合わせ式車両ブレーキを改良することである。本発明の根底をなす課題はさらに、このような伝動装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。その際、転動体が２個のストッパの間でねじ溝内に移動を制限されて配置され、ばね要素が転動体とストッパとの間に配置され、伝動装置が負荷されてない状態で操作されるときに、ばね要素が転動体の滑りを可能にし、伝動装置が負荷下で操作されるときにばね要素が転動体の転動を可能にする。この手段により、転動体またはボールの戻しが不要である。なぜなら、ばね要素が転動体を転動させるために「緩衝体変位」を一時的に提供するからである。負荷しないで操作する際、転動体は滑る。ブレーキパッドが摩耗している場合には、調整を行うことができる。換言すると、本発明によって、調整装置と操作装置が１つの部品にまとめられ、部品の数が比較的に少なくなる。同時に、全体効率が比較的に高い。これは電気的な出力消費を低減し、駐車ブレーキの作動時間および停止時間を短縮することになる。

本発明の他の有利な実施形は従属請求項２〜１５から明らかである。本発明対象の特に有利な発展形態では、転動体と他のストッパとの間に配置された第２ばね要素が設けられている。この第２ばね要素は駐車ブレーキを弛める際に緩衝体として作用する。この緩衝体は駐車ブレーキの操作の前に高いブレーキ油圧が油圧式常用ブレーキ内で発生したときに使用される。この場合、駐車ブレーキを弛めるときのボールの転動変位は、操作時の転動変位よりも大きい。従って、反対方向の第２の「緩衝体変位」が有利である。

有利な実施形では、ストッパがねじ付きナットに摩擦的に連結されているかあるいはねじ付きナットと一体に形成されている。

ストッパはねじ付きナットに支持されたピンによって形成されている。その際、ピンはねじ付きナットの穴に圧入され、かつねじ付きナットのねじ溝内に達している。

代替的な実施形の場合、ストッパは螺旋セグメント状の２個の閉塞要素によって形成され、取付け前のこの閉塞要素の直径はねじ溝の直径よりも大きい。取付け後に、螺旋セグメント状閉塞要素は弾性的な変形によってねじ付きナット内で摩擦連結的に位置決めされている。

本発明対象の特に有利な実施形の場合、ねじ付きスピンドルの操作時にエネルギーを蓄積可能な機械式エネルギーアキュムレータが設けられている。その際、機械式エネルギーアキュムレータはねじり棒によって形成され、このねじり棒はねじ付きスピンドルの軸方向穴に収容され、かつ駆動装置とは反対側のねじ付きスピンドルの端部のところでねじ付きスピンドルにかみ合い連結および／または摩擦連結されている。ねじり棒の横断面は円形または長方形である。

本発明対象の特に有利な発展形態では、ねじ付きスピンドルのカラーがブレーキハウジングの段付き穴に収容され、かつ第１スラストベアリングを介してブレーキハウジングに支持され、第２スラストベアリングがカラーとブレーキハウジングに連結されたポット状部材との間に配置され、かつピストン縦軸線に沿ったねじ付きスピンドルの移動を抑制する。その際、ポット状部材がブレーキハウジングの段付き穴に圧入され、かつねじ付きナットのためのストッパを形成していると有利である。

本発明対象の他の有利な発展形態では、電気機械式アクチュエータとねじ付きスピンドルとの間に、二段式減速装置が接続配置され、減速装置の一方の段がセルフロックするように形成されている。

本発明対象の有利な発展形態では、ねじ付きナットとブレーキピストンの相対運動が摩擦力を発生するように、ねじ付きナットがブレーキピストン内に嵌め込まれている。その代わりにまたはそれに追加して、シールリングがブレーキピストンとブレーキハウジングとの間に設けられ、ブレーキピストンとブレーキハウジングの相対運動時にこのシールリングが摩擦力を発生する。

本発明の根底をなす課題は請求項１６の特徴を有する伝動装置によって解決される。その際、転動体が２個のストッパの間でねじ溝内に移動を制限されて配置され、ばね要素が転動体とストッパとの間に配置され、伝動装置が負荷されてない状態で操作されるときに、ばね要素が転動体の滑りを可能にし、伝動装置が負荷下で操作されるときにばね要素が転動体の転動を可能にする。この手段により、転動体を転動させるためのころがり変位が一時的に提供され、それによって転動体の戻しを省略することができる。

他の有利な実施形は従属請求項１７〜２２から明らかである。

次に、２つの実施形態に基づいておよび添付の図に関連して本発明を詳しく説明する。

油圧操作可能な常用ブレーキと電気機械的に操作可能な駐車ブレーキを備えた本発明に係る車両ブレーキの断面図である。 図１に示した車両ブレーキの斜視図である。 図１、２に示した車両ブレーキで使用可能であり、かつばね要素のための一体化したストッパを備えている、本発明に係る伝動装置の第１実施形態を示す図である。 本発明に係る伝動装置の第２実施形態を示す図である。 図５ａ〜５ｄはばね要素用ストッパの他の実施形を示す、図３の伝動装置のいろいろな部分図である。 ばね要素用ストッパの他の実施形を示す断面図である。 図１の部分断面図である。 駐車ブレーキをかけるときと弛めるときの時間的な経過を示す図である。 駐車ブレーキをかけるときと弛めるときの電気機械式アクチュエータの締付け力と駆動モーメントを対比して示すグラフである。 図１０ａ、１０ｂは機械式エネルギーアキュムレータを統合した図３、４の伝動装置を示す図である。 図１１ａ、１１ｂは図９ｂに示した切断面に沿った横断面図である。 ブレーキピストンに嵌め込まれた図３、４の伝動装置を示す図である。 駐車ブレーキを弛めるときの電気機械式アクチュエータの電流消費の時間グラフである。

図１に示した本発明に係る車両ブレーキは一方において油圧操作可能な常用ブレーキを備え、そして他方において電気機械的に操作可能な駐車ブレーキ装置を備えている。車両ブレーキはブレーキハウジング２９を備えている。このブレーキハウジングは図示していないブレーキディスクの外側エッジと、同様に図示していない２個のブレーキパッドとを取り囲んでいる。ブレーキハウジング２９はその内側にブレーキシリンダ９を形成している。このブレーキシリンダはブレーキピストン５を軸方向に摺動可能に収容している。ブレーキシリンダ９とブレーキピストン５との間に形成された作動圧力室６内には、常用ブレーキによる制動を行うために、ブレーキ液を供給することができ、それによってブレーキピストン５をピストン縦軸線Ａに沿って軸方向にブレーキディスクの方へ摺動させるブレーキ圧力が発生する。従って、ブレーキピストン５寄りのブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられる。この場合、その反作用として、ブレーキハウジング２９は反対方向に摺動し、他のブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける。

駐車ブレーキによる制動を行うための駐車ブレーキ装置は電気機械的に操作可能であり、同様にブレーキピストン５に作用する。そのために、伝動装置１が設けられている。この伝動装置は電気機械式アクチュエータ７の回転運動を並進運動に変換し、軸線Ａに沿ってブレーキピストン５を操作する。伝動装置１は実質的に、転動体４を介して互いに連結されたねじ付きスピンドル２とねじ付きナット３によって形成されている。転動体４はボール４として形成されている。ねじ付きスピンドル２に連結された軸１７はブレーキディスクとは反対側でブレーキハウジング２９から突出し、そして図２に基づいて詳しく後述するように、二段式減速装置を介して電気機械式アクチュエータ７によって駆動される。ねじ付きスピンドル２に伝達される回転運動は、ねじ付きスピンドル２とねじ付きナット３との間のねじ溝内にあるボール４を介してねじ付きナット３に伝達され、このねじ付きナットは軸線Ａ方向に並進運動を行う。それによって、ねじ付きナット３を支持しているブレーキピストン５が操作される。同時に、ねじ付きスピンドル２がそれに連結されたカラー２７と第１スラストベアリング１８を介してブレーキハウジング２８に支持される。すなわち、伝動装置１は電気機械式アクチュエータ７の回転運動を直線運動に変換し、駐車ブレーキの制動を行うための締付け力を発生する働きをする。

負荷下での伝動装置１の操作の際に、転動体４はねじ溝内で転動する。それによって、７５〜９０％の比較的に高い効率が達成される。それに対して、負荷されていない状態で伝動装置１が操作されると、転動体４は滑動する。すなわち、ブレーキピストン５に付設されたブレーキパッドが図示していないブレーキディスクに接触するまで、ボール４は滑動する。なぜなら、この場合、ほとんど負荷されていない操作であるからである。負荷下で初めて、ボール４は転動またはころがり始める。すなわち、伝動装置１は同時に、図示していないブレーキパッドが摩耗しているときの調整装置として作用する。別個の調整装置が省略されるかまたは調整装置と操作装置が１個の部品に統合されることにより、コストが非常に安くなり、同時に装置が頑丈になる。負荷下で転動体４が転動することができ、かつ伝動装置１の負荷されていない操作の際に転動体が滑動することができるようにするために、ばね要素１０が設けられている。このばね要素は図３に基づいて詳しく後述するように、転動体を転動させるための転動変位を一時的に提供する。

本発明に係る車両ブレーキが図２に三次元的に示してある。この図から明らかなように、電気機械式アクチュエータ７と軸との間に、二段式減速装置が接続配置されている。図２に示した実施形態では、二段式減速装置は二段式ウォームギヤ１１、１２として形成されている。ウォームギヤは、転動伝動装置と異なり、運動にスライド成分が存在するねじ転動伝動装置のカテゴリーである。このようなウォームギヤはねじ状の歯を有するホイール、すなわちウォームと、それにかみ合う斜めの歯を有するホイール、すなわちウォームホイールとからなっている。第１伝動装置段、すなわち第１ウォームギヤ１１は、入力側が電気機械式アクチュエータ７の出力軸８に連結され、第２伝動装置段、すなわち第２ウォームギヤ１２は出力側が軸１７または伝動装置１に連結されている。図２に示すように、第１ウォーム１３は電気機械式アクチュエータ７の出力軸８に嵌め込まれ、第１ウォームホイール１４にかみ合っている。第２ウォーム１５は第１ウォームホイール１４の回転中心部に嵌め込まれ、この第１ウォームホイールによって回転させられる。この第２ウォーム１５は第２ウォームホイール１６にかみ合っている。この第２ウォームホイールは軸１７に相対回転しないように連結され、ねじ付きスピンドル２と共に軸１７を回転させ、既に説明したようにねじ付きナット３を並進運動させる。このようにして調整された締付け力を駐車ブレーキの過程中に維持するために、ウォームギヤはセルフロックするように形成しなければならない。本実施形態では、第１ウォームギヤ１１は７５％の効率を有し、一方、第２ウォームギヤは４０％の効率を有すると共にセルフロックするように形成されている。それによって、合計効率は約３０％である。ブレーキピストン５を操作するための伝動装置１と組み合わせた二段式減速装置１１、１２の全体の減速は３５０：１のオーダーである。同時に、車両ブレーキの軸方向長さが短くなる。

図３には、伝動装置１の第１実施形態が示してある。図３に示すように、ボール４は２個のストッパ２１、２２の間において動きを制限されてねじ付きスピンドル２とねじ付きナット３との間のねじ溝内に配置されている。第１ストッパ２１とボール４との間にはばね要素１０が設けられている。このばね要素は負荷されていない状態で伝動装置１が操作されるときにボール４の滑動を可能にし、負荷下での伝動装置１の操作の際にボール４の転動を可能にする。というのは、ばね要素１０が緩衝体として作用し、ボールの転動変位またはころがり変位を一時的に提供するからである。ストッパ２１、２２はねじ付きナットに摩擦連結されている。その代わりに、ストッパはねじ付きナット３と一体に形成可能である。

図４に示した伝動装置１の第２実施形態は第２ばね２０を備えている。この第２ばねは図示していない第２ストッパ２２と転動体４との間に配置されている。この付加的な第２ばね２０は駐車ブレーキを弛める際に緩衝体としての働きをする。駐車ブレーキの操作前に大きなブレーキ油圧が作動圧力室６内に込められたときに、この第２ばね要素２０が使用される。この場合、駐車ブレーキを弛める際のボール４の転動のための変位は、駐車ブレーキを操作する場合よりも大きく、第２ばね要素２０は緩衝体として、ボール４の転動変位を一時的に提供する。

図３、４に示した両実施形態はねじ付きスピンドル２を備えている。このねじ付きスピンドルのピッチは１回転あたり３〜５ｍｍである。ねじ付きナット３は好ましくは２〜５個のねじ溝を有する。

図５ａ〜５ｄは図３、４に示したストッパ２１、２２の実施形態を示している。図５ｂ、５ｄの両断面図から明らかなように、ストッパ２１、２２はねじ付きナット３の穴２４、２４′に圧入されたピン２３によって形成されている。ねじ付きナット３のこの穴２４、２４′はそれぞれ、ねじ付きナット３のねじ溝に接続し、穴２４、２４′に圧入されたピン２３はねじ付きナット３とスピンドル２との間のねじ溝内に達している。特に図５ｂ、５ｄに示すように、第１ばね要素１０はピン２３に支持され、ボール４とストッパ２１を形成するピン２３との間に配置されている。もちろん、同じことが第２ストッパ２２および第２ばね要素２０にも当てはまる。

図５ｂ、５ｃに示すように、ピン２３はばね要素１０、２０またはボール４のためのストッパ２１、２２として作用するだけでなく、スピンドル２上でのねじ付きナット３の直線運動の制限部材としても作用する。スピンドル２のねじ溝はカラー２７の方に、ピン２３と協働する末端面３２を有する。この末端面はねじ溝を形成する溝の連続的な縮小部である。それによって、ねじ溝内に達するピン２３が必要とするスペースが不要であり、ピン２３が末端面３２に当接する。その際、ピン２３、末端面３２およびねじ付きスピンドル２のカラー２７は、ねじ付きスピンドル２のカラー２７がねじ付きナット３の外面３４に接触しないように互いに位置決めされている。この手段により、カラー２７またはスピンドル２におけるねじ付きナット３のかみ込みが防止される。ねじ付きスピンドル２の他端、すなわちカラー２７とは反対側のねじ付きスピンドル２の端部にも同様に第２末端面が設けられているが、図５ａ〜５ｄには示していない。

図６に示した代替的な実施形態の場合、ストッパ２１、２２は２つの螺旋セグメント状の閉塞要素４１、４２によって形成されている。ねじ付きナット３とスピンドル２との間のねじ溝内に取付ける前のこの閉塞要素の直径は、ねじ溝の直径よりも大きい。螺旋セグメント状閉塞要素４１、４２は切断した円環面の形をし、弾性材料によって作られている。すなわち、閉塞要素は弾性的な変形によって圧縮可能である。閉塞要素４１、４２をねじ溝内に取付ける際に閉塞要素４１、４２は圧縮され、弾性変形の結果閉塞要素４１、４２は取付け後ねじ付きナット３内で摩擦連結的に位置決めされる。従って、閉塞要素４１、４２はその外周部がねじ付きナット３に摩擦連結的に支持され、同時にスピンドル２に対して接触個所を有していない。それによって、スピンドルは摩擦損失を生じないで回転することができる。図において右側の閉塞要素４２は更に、第１ばね要素１０のためのストッパ２１としての働きをする。場合によって設けられる第２ばね要素２０は図において左側に示した閉塞要素４１と転動体４との間に配置されている。

図７は、伝動装置１がどのように車両ブレーキへ統合されているかを示す図１の部分拡大図である。ねじ付きスピンドル２のカラー２７はブレーキハウジング２９の段付き穴３０に収容され、第１スラストベアリング１８を介してブレーキハウジング２９に支持されている。第２スラストベアリング２８はねじ付きスピンドル２のカラー２７と、ブレーキハウジング２９に連結されたポット状部材３１との間に配置されている。ブレーキハウジング２９の段付き穴３０に圧入されたこのポット状部材３１は第２スラストベアリング２８と共に、２つの機能を有する。一方では、ピストン縦軸線Ａに沿ったねじ付きスピンドル２の運動を抑制する。すなわち、スピンドル２は図７に示したその位置から引き出すことができない。他方では、詳しく後述するように、ねじ付きナット３のストッパおよびかみ込み防止部材としての働きをする。駐車ブレーキを弛める際にねじ付きナット３がスピンドル２のカラー２７の方へ戻り運動を行うや否や、ねじ付きナット３の外面３４がポット状部材３１に接触して支持される。その際、スピンドル２を介して第２スラストベアリング２８に軸方向の力が加えられる。しかし、スピンドル２は既に述べたように、段付き穴３０から引き出されることはない。同時に、ねじ付きナット３とポット状部材３１との間でかみ込みが生じることはない。というのは、第２スラストベアリング２８のころがり抵抗モーメントが小さいからである。

図８は駐車ブレーキをかける（締付ける）ときと弛めるときの時間的な経過を示す図である。作動油圧室６内に込められた油圧ｐは破線で示してあり、一方、電気機械的なアクチュエータ７と伝動装置１によって発生した締付け力Ｆは実線で示してある。従って、縦座標には油圧ｐと電気機械的な締付け力Ｆが記入されている。時点ｔ_０で液圧媒体は作動圧力室６内に供給されておらず、駐車ブレーキは操作されていない状態にある。時点ｔ_１で油圧ｐ_１が作動圧力室に加えられる。ほとんど同時に発生する締付け力Ｆ_１はボール４の負荷されない状態の滑りに相当し、締付け力の上昇ΔＦ_{Ｒｕｔｓｃｈ}は油圧の予圧から生じる。時点ｔ_２で本来の電気機械的な操作が始まる。時点ｔ_３までは転動体４が転動し、この転動は駐車ブレーキの締付け力Ｆ_２が達成されるまで行われる。その際発生する付加的な締付け力ΔＦ_Ｒｏｌｌは、転動体４の転動変位に比例する。従って、駐車ブレーキの締付け力Ｆ_２は、作動圧力室６内の油圧の予圧に相当する締付け力ΔＦ_{Ｒｕｔｓｃｈ}と、重ね合わされた電気機械的な操作ΔＦ_Ｒｏｌｌとからなっている。時点ｔ_４で作動圧力室内への油圧供給を終了した直後、油圧はｐ＝０に低下し、駐車ブレーキの締付け力は値Ｆ_３までやや低下する。駐車ブレーキは締付け力Ｆ_３で自動車を停止保持する。

時点ｔ_５で駐車ブレーキを弛めることは、負荷下での伝動装置１の操作によって行われ、これはボール４の転動と、力ΔＦ_Ｒｏｌｌだけの締付け力の低下とをもたらす。この力はボール４の転動に相当する。転動時にばね要素１０が圧縮されており、転動体４をさらに転動させるためのそれ以上の緩衝体変位は生じない。駐車ブレーキを完全に弛めるためには、さらに力ΔＦ_{Ｒｕｔｓｃｈ}だけ締付け力を低下させる必要がある。この力はボール４の滑りに相当する。この締付け力低下が低い圧力レベルで行われるので、ボール４は滑ることができる。図４に示した第２の実施形態の場合には、その代わりに、第２ばね要素２０の圧縮と、ボール４のさらなる転動が行われる。時点ｔ_６で、締付け力Ｆはゼロまで低下し、自動車は制動されないので動くことができる。

図９に示すグラフでは、締付け力Ｆが縦座標に、そして伝動装置１の合成駆動モーメントＭが横座標に記入してある。実線の曲線は、作動圧力室６内に油圧を加えない、１個または２個のばね要素１０、２０を備えた伝動装置の状態を示す。点線は、図８に基づいて説明したような、駐車ブレーキをかける前の作動圧力室６への油圧の供給時と、駐車ブレーキを弛める前の油圧低下時の、ばね要素１０を１個だけ備えた図３の伝動装置１の状態を示している。その際、駐車ブレーキを弛める際に、参照符号３３で示すマイナスのモーメントが発生することが明らかである。このマイナスのモーメント３３は駐車ブレーキを弛める際に転動体４の滑りによって発生し、しかも転動体がその前に既に転動し、ばね要素１０が圧縮されていて、そして転動体４を更に転動させるためのさらなる緩衝体変位がもはや供されないときに発生する。このマイナスのモーメント３３は図８の時点ｔ_５とｔ_６との間で発生し、破線で示すように第２ばね要素２０によって回避される。

伝動装置１の他の実施形態が図１０ａ，１０ｂに示してあり、この実施形態はねじ付きスピンドル２の操作時にエネルギーを蓄積可能な機械式エネルギーアキュムレータ１９を備えている。この機械式エネルギーアキュムレータ１９はねじ付きスピンドル２の軸方向穴に収容されたねじり棒２５によって形成されている。すなわち、ねじ付きスピンドル２はねじり棒２５を収容するために中空に形成されている。ねじり棒２５は軸とは反対側のねじ付きスピンドル２の端部において、ねじ付きスピンドルにかみ合い連結または摩擦連結されている。そのために、ねじり棒２５はこの端部に、横方向肉厚部３５を備えている。ねじり棒２５はこの横方向肉厚部によってスピンドル２内にかみ合い連結的に固定されている。他端は入力側の回転モーメントの受け入れ部３６を備え、かつピン３７によってスピンドル２の軸１７にかみ合い連結されている。ピン３７は同時に、付勢されたねじり棒２５を固定する働きをする。さらに、スピンドル２の溝の形状によって、正確に定められたねじり変位が実現される。

図１１ａ、１１ｂには、図１０ｂの横断面Ｄ−ＤとＥ−Ｅが示してある。図１１ａには、ねじり棒２５の横方向肉厚部３５をスピンドル２にかみ合い連結する構造が示してある。スピンドル２のねじり角度を正確に定めることにより、モーメントのきわめて正確で再現可能な調節が実現可能である。要求に応じて、ねじり棒２５の横断面を円形にまたは長方形にすることができる。

ねじり棒２５は調節された締付け力を維持するために設けられている。その際、ねじり棒２５はモーメントの伝達経路内に配置され、スピンドル２に作用する。ねじり棒はスピンドル２の回転時に付勢可能または負荷可能であり、そして熱的な収縮作用を相殺する。それによって、ブレーキパッドに作用する締付け力はブレーキキャリパの範囲における熱に起因する長さ変化にほとんど左右されない。

図１２に示すように、伝動装置１のねじ付きナット３とブレーキピストン５の相対運動が摩擦力を生じるように、ねじ付きナット３がブレーキピストン５内に嵌め込まれている。この摩擦力は図１２において力の矢印３８によって示してある。さらに、図１に関連して既に説明した、ブレーキピストン５とブレーキハウジング２９との間のシールリング２６は、ブレーキピストン５とブレーキハウジング２９との間の相対運動時に力の矢印３９によって示す他の摩擦力を生じるように形成されている。締付け力を得るために伝動装置１を操作する際、ねじ付きナット３はブレーキピストン５にかみ合い連結的に支持され、そしてねじ付きナットとブレーキピストン５が端面で接触するまで、ねじ付きナットはピストン縦軸線に沿って図において左側へ移動する。締付け力が上昇する。

駐車ブレーキを弛める際に、締付け力が低下した後で、ねじ付きナット３がブレーキピストン５から引き出されるかまたはブレーキピストンが図示していないブレーキハウジング２９内に引っ込められる。その際、ねじ付きナット３とブレーキピストン５との間の摩擦力に逆らってあるいはシールリング２６の摩擦力に逆らって、作業が行われる。摩擦力と反対向きのこの作業は図１３に示した消費電流において認められる。図１３に示した、駐車ブレーキを弛める際の消費電流は先ず最初に最小値を有し、その後で摩擦力に逆らう上記の作業が参照符号４０で示す新たな電流上昇を生じる。この電流上昇４０は電流遮断信号として利用される。すなわち、電流上昇４０が電気機械式アクチュエータ７を作動停止する信号である。というのは、駐車ブレーキが完全に弛められているからである。

伝動装置構造体の全体効率が高く、それに伴い電気的な出力消費が小さいことが本発明の効果として見なされる。小さな作動音はノイズ対策を施した、ラバーダンパに支承されたウォームギヤ１１、１２を使用することによって達成され、そして機械式エネルギーアキュムレータを統合することによって、熱負荷されたブレーキの、冷却中の締め直しが不要である。

１ 伝動装置
２ スピンドルまたはねじ付きスピンドル
３ ねじ付きナット
４ 転動体またはボール
５ ブレーキピストン
６ 作動油圧室
７ 電気機械式アクチュエータ
８ 出力軸
９ ブレーキシリンダ
１０ 第１ばね要素
１１ 第１ウォームギヤ
１２ 第２ウォームギヤ
１３ 第１ウォーム
１４ 第１ウォームホイール
１５ 第２ウォーム
１６ 第２ウォームホイール
１７ 軸
１８ 第１スラストベアリング
１９ エネルギーアキュムレータ
２０ 第２ばね要素
２１ 第１ストッパ
２２ 第２ストッパ
２３ ピン
２４、２４′ 穴
２５ ねじり棒
２６ シールリング
２７ カラー
２８ 第２スラストベアリング
２９ ブレーキハウジング
３０ 段付き穴
３１ ポット状部材
３２ 末端面
３３ マイナスのモーメント
３４ ねじ付きナットの外面
３５ 横方向肉厚部
３６ 収容部
３７ ピン
３８ 力の矢印
３９ 力の矢印
４０ 電流上昇
４１ 閉塞要素
４２ 閉塞要素

Claims (22)

1. 油圧操作可能な常用ブレーキと、電気機械的に操作可能な駐車ブレーキ装置とを備える組み合わせ式車両ブレーキであって、
   その際、ブレーキハウジング（２９）内において作動油圧室（６）がブレーキピストン（５）によって画成され、このブレーキピストンが常用ブレーキを実施するために液圧媒体で付勢可能であり、それによってブレーキピストン（５）が制動作用を達成するためにピストン縦軸線（Ａ）に沿って操作可能であり、
   伝動装置（１）が電気機械式アクチュエータ（７）の回転運動を並進運動に変換すること、駐車ブレーキの過程を実施するためにブレーキピストン（５）を操作すること、および操作した位置に保持することにより、駐車ブレーキ装置が伝動装置（１）によってブレーキピストン（５）に作用し、
   伝動装置（１）が多数の転動体（４）を介して互いに接触するねじ付きスピンドル（２）とねじ付きナット（３）を備えている組み合わせ式車両ブレーキにおいて、
   転動体（４）が２個のストッパ（２１、２２）の間でねじ溝内に移動を制限されて配置されており、
   ばね要素（１０）が転動体（４）とストッパ（２１）との間に配置され、伝動装置（１）が負荷されてない状態で操作されるときに、前記ばね要素が転動体（４）の滑りを可能にし、伝動装置（１）が負荷下で操作されるときに、前記ばね要素が転動体（４）の転動を可能にすることを特徴とする組み合わせ式車両ブレーキ。
2. 転動体（４）と他のストッパ（２２）との間に配置された第２ばね要素（２０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
3. ストッパ（２１、２２）がねじ付きナット（３）に摩擦的に連結されているかまたはねじ付きナット（３）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
4. ストッパ（２１、２２）がねじ付きナット（３）に支持されたピン（２３）によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
5. ピン（２３）がねじ付きナット（３）の穴（２４、２４′）に圧入され、かつねじ付きナット（３）のねじ溝内に達していることを特徴とする請求項４に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
6. ストッパ（２１、２２）が螺旋セグメント状の２個の閉塞要素（４１、４２）によって形成され、取付け前のこの閉塞要素の直径がねじ溝の直径よりも大きく、取付け後に閉塞要素が弾性的な変形によってねじ付きナット（３）内で摩擦連結的に位置決めされていることを特徴とする請求項３に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
7. ねじ付きスピンドル（２）の操作時にエネルギーを蓄積可能な機械式エネルギーアキュムレータ（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
8. 機械式エネルギーアキュムレータ（１９）がねじり棒（２５）によって形成され、このねじり棒がねじ付きスピンドル（２）の軸方向穴に収容され、かつ駆動装置とは反対側のねじ付きスピンドル（２）の端部のところでねじ付きスピンドル（２）にかみ合い連結および／または摩擦連結されていることを特徴とする請求項７に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
9. ねじり棒（２５）の横断面が円形または長方形であることを特徴とする請求項８に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
10. ねじ付きスピンドル（２）のカラー（２７）がブレーキハウジング（２９）の段付き穴（３０）に収容され、かつ第１スラストベアリング（１８）を介してブレーキハウジング（２９）に支持され、第２スラストベアリング（２８）がカラー（２７）とブレーキハウジング（２９）に連結されたポット状部材（３１）との間に配置され、かつピストン縦軸線（Ａ）に沿ったねじ付きスピンドル（２）の移動を抑制することを特徴とする請求項９に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
11. ポット状部材（３１）がブレーキハウジング（２９）の段付き穴（３０）に圧入されていることを特徴とする請求項１０に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
12. ポット状部材（３１）がねじ付きナット（３）のためのストッパを形成していることを特徴とする請求項１０または１１に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
13. 電気機械式アクチュエータ（７）とねじ付きスピンドル（２）との間に、二段式減速装置が接続配置され、減速装置の一方の段がセルフロックするように形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
14. ねじ付きナット（３）とブレーキピストン（５）の相対運動が摩擦力を発生するように、ねじ付きナット（３）がブレーキピストン（５）内に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
15. シールリング（２６）がブレーキピストン（５）とブレーキハウジング（２９）との間に設けられ、ブレーキピストン（５）とブレーキハウジング（２９）の相対運動時にこのシールリングが摩擦力を発生することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組み合わせ式車両ブレーキ。
16. 多数の転動体（４）を介して互いに接触するねじ付きスピンドル（２）とねじ付きナット（３）を備えている、回転運動を並進運動に変換するための伝動装置（１）において、
    転動体（４）が２個のストッパ（２１、２２）の間でねじ溝内に移動を制限されて配置され、ばね要素（１０）が転動体（４）とストッパ（２１）との間に配置され、伝動装置（１）が負荷されてない状態で操作されるときに、前記ばね要素が転動体（４）の滑りを可能にし、伝動装置（１）が負荷下で操作されるときに前記ばね要素が転動体（４）の転動を可能にすることを特徴とする伝動装置（１）。
17. 転動体（４）と他のストッパ（２２）との間に配置された第２ばね要素（２０）が設けられていることを特徴とする請求項１６に記載の伝動装置（１）。
18. ストッパ（２１、２２）がねじ付きナット（３）に摩擦的に連結されているかまたはねじ付きナット（３）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１６または１７に記載の伝動装置（１）。
19. ストッパ（２１、２２）がねじ付きナット（３）に支持されたピン（２３）によって形成され、ピン（２３）がねじ付きナット（３）の穴（２４、２４′）に圧入され、かつねじ付きナット（３）のねじ溝内に達していることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の伝動装置（１）。
20. ストッパ（２１、２２）が螺旋セグメント状の２個の閉塞要素（４１、４２）によって形成され、取付け前のこの閉塞要素の直径がねじ溝の直径よりも大きく、取付け後に閉塞要素が弾性的な変形によってねじ付きナット（３）内で摩擦連結的に位置決めされていることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の伝動装置（１）。
21. ねじ付きスピンドル（２）の操作時にエネルギーを蓄積可能な機械式エネルギーアキュムレータ（１９）が設けられていることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の伝動装置（１）。
22. 機械式エネルギーアキュムレータ（１９）がねじり棒（２５）によって形成され、このねじり棒がねじ付きスピンドル（２）の軸方向穴に収容され、かつ駆動装置とは反対側のねじ付きスピンドル（２）の端部のところでねじ付きスピンドル（２）にかみ合い連結および／または摩擦連結されていることを特徴とする請求項２１に記載の伝動装置（１）。

Images