JP2019529231A - ペダル踏力シミュレータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ペダル踏力シミュレータ装置（１）であって、ハウジング（３）内で軸方向にしゅう動可能に支承された、ブレーキペダル（４）によって操作可能な圧力ピストン（５）と、直列に接続されて配置された少なくとも２つの皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）とを有しており、前記各皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）がそれぞれ少なくとも２つの皿ばね（２１，２２，２３，２４）を有していて、前記少なくとも２つの皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）が様々なばね硬度を有しており、この場合、前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）が、前記ハウジング（３）内で前記圧力ピストン（５）の端面側（７）と前記ハウジング（３）の軸方向ストッパ（８）との間に配置されている形式のものに関する。【解決手段】前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）のうちの少なくとも１つが軸方向の受入れ切欠（１４，１５，１６，１７，１８）を有していて、前記受入れ切欠内に前記圧力ピストン（５）によって弾性的に変形可能なばね部材（１９）が配置されており、前記ばね部材（１９）が一端部で以って前記圧力ピストン（５）に支えられ、他端部で以って前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）のうちの１つに支えられている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ペダル踏力シミュレータ装置であって、ハウジング内で軸方向にしゅう動可能に支承された、ブレーキペダルによって操作可能な圧力ピストンと、直列に接続されて配置された少なくとも２つの皿ばねスタックとを有しており、各皿ばねスタックがそれぞれ少なくとも２つの皿ばねを有していて、少なくとも２つの皿ばねスタックが様々なばね硬度を有しており、この場合、皿ばねスタックが、ハウジング内で圧力ピストンの端面側とハウジングの軸方向ストッパとの間に配置されている形式のものに関する。

冒頭に述べた形式のペダル踏力シミュレータ装置は、従来技術により公知である。従来技術により公知のペダル踏力シミュレータ装置は、直列に接続されて配置された少なくとも２つの皿ばねスタックを有しており、各皿ばねスタックがそれぞれ少なくとも２つの皿ばねを有している。この場合、皿ばねスタックは、ハウジング内で、ブレーキペダルによって操作可能で軸方向にしゅう動可能な圧力ピストンの端面側と、ハウジングの軸方向ストッパとの間にプリロードをかけて配置されている。少なくとも２つの皿ばねスタックは様々なばね硬度若しくはばね特性曲線を有するように設計されている。皿ばねスタックが圧力ピストンによって圧縮力で負荷されると、皿ばねスタックはそれぞれその個別のばね力若しくはばね特性曲線に依存して変位されるか若しくは圧縮される。この場合、皿ばねスタックは、それ以上の圧縮に抗して作用する、圧力ピストンの戻し力を生ぜしめる。このような形式で、ペダル踏力シミュレータ装置は、ブレーキペダルの操作時に、ブレーキペダルに作用する戻し力を発生させる。この場合、発生された戻し力は、従来の液圧式のブレーキシステムを操作する際に運転者が感じるブレーキペダル踏力感覚をシミュレートする。

本発明によるペダル踏力シミュレータ装置は、皿ばねスタックのうちの少なくとも１つが軸方向の受入れ切欠を有していて、この受入れ切欠内に圧力ピストンによって弾性的に変形可能なばね部材が配置されており、このばね部材が一端部で以って圧力ピストンに支えられ、他端部で以って皿ばねスタックのうちの１つに支えられていることを特徴とする。請求項１の特徴を有する本発明によるペダル踏力シミュレータ装置は、皿ばねスタックの圧縮時若しくは圧力負荷時に、皿ばねスタックのばね特性曲線内の力のジャンプが最小化され、従って、車両の運転者によるブレーキペダルの操作時に、従来の液圧式のブレーキシステムのブレーキペダル踏力感覚を伝える、という利点を有している。これによって、装置全体のばね特性曲線は、それぞれの変位若しくはそれぞれのばねストロークにおいて、滑らかに若しくはばね力における力のジャンプなしに推移するように保証されている。皿ばねスタックおよびばね部材の協働作用若しくは同時の圧縮に基づいて、力のジャンプは減衰され、ひいては生ぜしめられたブレーキペダル踏力感覚が、液圧式のブレーキシステムのブレーキペダル踏力感覚に相当するブレーキペダル踏力感覚に適合される。このことは、運転者にとって自動車の運転を楽にする、ということである。皿ばねスタックが、例えばばね特性曲線の１点で、特にそれ以上の僅かな圧縮のために、力のジャンプとして感じられる力を消費しなければならない程度に変位されると、ばね部材は、特にこの時点で、ばね部材の変位によって皿ばねスタックを圧縮させるために必要なばね力が得られるまで、ばね部材が皿ばねスタックの代わりに変位されるように保証する。ばね部材は好適には、発泡材ばね、エラストマーまたは線ばねとして構成されている。

本発明の好適な実施態様によれば、ばね部材が他端部で以って、最小のばね硬度を有する皿ばねスタックに支えられるように設計されている。この場合、特に車両の運転者による小さい操作力でのブレーキペダルの操作時に、特にブレーキ操作の開始時において、ばね特性曲線は緩やかな勾配を有し、自然なブレーキペダル踏力感覚をシミュレートする。この場合、ばね部材は特に、ばね部材が支えられている少なくとも１つの皿ばねスタックの付勢力若しくはプリロードを実現する。一般的に、高いばね硬度を有する皿ばねスタック／ばね部材は、低いばね硬度を有する皿ばねスタック／ばね部材よりも急勾配のばね特性曲線を有することが分かっている。ばね硬度は、好適にはそれぞれの皿ばねスタックの個別の皿ばねの配置によって調節可能である。従って、皿ばねスタックの少なくとも１つの第１の皿ばねおよび少なくとも１つの第２の皿ばねは、互いに平行におよび／または鏡像対称的に配置可能である。この場合、例えば互いに鏡像対称的に配置された２つの皿ばねは、個別の皿ばねよりも低いばね硬度を有している。互いに平行に配置された２つの皿ばねは、個別の皿ばねよりも高いばね硬度を有している。

特に好適には、受入れ切欠は貫通開口として構成されるように設計されている。この場合、貫通開口は少なくとも１つの皿ばねスタックを完全に貫通しているので、ばね部材が少なくとも１つの皿ばねスタックを完全に貫通して延在することができる、という利点が得られる。好適には、ばね部材は皿ばねスタックの貫通開口内で皿ばねスタック自体に支えられ、および／または貫通開口の外で別の皿ばねスタックに支えられる。貫通開口は好適には、少なくとも概ね円形の貫通開口として構成されている。

好適には、直列に隣接し合う少なくとも２つの皿ばねスタックが、ばね部材のためのそれぞれ１つの貫通開口を有するように設計されている。これによって、直列に接続して配置された２つの皿ばねスタックをばね部材が少なくとも概ね貫通して延在し、ひいては２つの皿ばねスタックを架橋するように保証されている。これによって、圧力ピストンによる圧力負荷時にばね特性曲線が調整される。何故ならば、少なくとも２つの皿ばねスタックのばね硬度が協働して戻し力を生ぜしめるからである。これは、特にブレーキペダルをより強く操作するときにシミュレートされたブレーキペダル踏力感覚が、液圧式のブレーキシステムを有する車両のブレーキペダル踏力感覚により良好に相当することを保証する。好適には、ばね部材は圧力ピストンによる圧力負荷時に、まず１つの皿ばねスタックとだけ、特にばね部材が支えられている皿ばねスタックとだけ協働する。この場合、好適には、皿ばねスタックおよびばね部材は、圧力ピストンによって少なくとも概ね完全に圧縮される。圧力ピストンに作用する戻し力は、第１の皿ばねスタックおよびばね部材の圧縮が大きくなるにつれて次第に上昇する。この戻し力は、ばね部材が貫通して延在している第２の皿ばねスタックを圧縮するために必要な力に相当するので、第２の皿ばねスタックが追加的に変位される。これによって、特に、ばね特性曲線内の力のジャンプは、第２の皿ばねスタックが変位されると減衰されることが保証される。選択的に、ばね部材は圧力負荷時に２つの皿ばねスタックと同時に協働する。ばね部材の長さは、好適には、ばね部材が貫通して延在する皿ばねスタックの軸方向の大きさに少なくとも概ね相当する。好適には、第２の皿ばねスタックは、第１の皿ばねスタックよりも高いばね硬度を有している。

本発明の好適な実施態様によれば、ばね部材はコイルばねまたは渦巻きばねとして構成されるように設計されている。この場合、コイルばねまたは渦巻きばねは、コンパクトであり、ひいては受入れ切欠内若しくは貫通開口内に場所をとらずに配置可能である、という利点が得られる。これによって、簡単な方法および形式で、ばね部材を少なくとも１つの皿ばねスタックに直列に接続若しくは配置することが可能である。好適には、コイルばねまたは渦巻きばねの外径は、特に円形に構成された受入れ切欠若しくは貫通開口の直径に少なくとも概ね相当するので、コイルばねまたは渦巻きばねは受入れ切欠または貫通開口内に安定してガイドされている。好適には、コイルばねまたは渦巻きばねは、高い耐用年数を有する弾性的に変形可能な材料、例えば金属、金属合金および／またはプラスチックより製作されている。

特に好適には、各皿ばねスタックがそれぞれ１つの皿ばねスタックハウジングを有していて、この皿ばねスタックハウジング内に少なくとも２つの皿ばねが保持、特にプリロードをかけて保持されるように設計されている。この場合の利点は、皿ばねスタックが取り扱い可能な若しくはコンパクトなユニットとして提供されるという点にある。従って、皿ばねスタックは簡単な方法および形式で、ペダル踏力シミュレータ装置のハウジング内に取り付け可能および／または取り外し可能である。皿ばねがプリロードをかけて皿ばねスタックハウジング内に保持されていることによって、皿ばねはペダル踏力シミュレータ装置のハウジング内に取り付け後に直ぐに使用可能若しくは圧力で負荷可能であることが保証されている。好適な形式で、皿ばねスタックは、特にそのばね硬度に依存して、任意の順序でペダル踏力シミュレータ装置のハウジング内に配置可能である。それぞれの皿ばねスタックハウジングは、好適には、ペダル踏力シミュレータ装置のハウジングのハウジング形状に対応する形状を有している。ハウジングが例えば、中空円筒形内径を有する中空円筒として構成されていれば、皿ばねスタックハウジングは好適には、円筒形外径を有する円筒として構成されており、この場合、中空円筒形内径は好適には、円筒形外径に少なくとも概ね相当する。好適には、皿ばねスタックハウジングは貫通開口を有している。

本発明の好適な実施態様によれば、各皿ばねスタックハウジングがそれぞれ１つの第１のハウジング部材および第２のハウジング部材を有しており、これらの第１および第２のハウジング部材が皿ばねを負荷するために互いに相対的にしゅう動可能であるように設計されている。この場合の利点は、皿ばねスタックが簡単な方法および形式で、かつ損傷の危険性なしに圧縮可能である、という点にある。好適には、一方のハウジング部材は他方のハウジング部材よりも、少なくとも少しだけ大きいハウジング部材直径を有している。これによって、ハウジング部材は圧力負荷時に、その付勢力に抗して互いに入り込んでしゅう動可能である。少なくとも１つのハウジング部材は、好適には接合プロセス、例えば溶接、“Ｔｕｌｐｅｎ「チューリップ」”またははんだ付けによって、皿ばねスタックの少なくとも１つの特に外側の皿ばねに固定されている。

好適には、少なくとも１つの皿ばねスタックの第１のハウジング部材および／または第２のハウジング部材が、皿ばねの最大負荷を制限する軸方向ストッパを有するように設計されている。これによって、皿ばねスタックの機械的負荷若しくは最大変位が予め設定可能な時点までだけ行われ、それにより皿ばねスタックの材料の摩耗が減少されるという利点が得られる。これは、特に皿ばねスタックの耐用年数を高める。何故ならば、機械的な負荷が制限されているからである。しかも、最大変位の制限によって、予め設定可能な固定的な最大戻し力が最大負荷時に生ぜしめられることが保証される。これにより、皿ばねスタックのばね特性曲線は正確に調節可能である。軸方向ストッパは、例えば第１のハウジング部材に棒状の部材として形成されており、この棒状の部材は第１および／または第２のハウジング部材の予め設定可能な変位時に第２のハウジング部材に接触し、それ以上の変位を妨げる。

好適には、軸方向ストッパが、皿ばね内で軸方向に延在するスリーブとして第１のハウジング部材に構成されており、このスリーブが、皿ばねの最大負荷を制限するために第２のハウジング部材の対抗ストッパと協働するように設計されている。この場合の利点は、最大変位が皿ばねスタック自体によって予め設定されている、という点にある。これによって、皿ばねスタックは、最大変位およびひいては最大に発生可能な戻し力を有する個別のばね特性曲線を有する構成ユニットとして構成されている。スリーブは好適には、皿ばねスタックの第１のハウジング部材に、例えば接合プロセスによって固定されている。スリーブの直径は好適には受入れ切欠若しくは貫通開口の直径に相当する。好適には軸方向ストッパが同時に貫通開口を形成していることによって、軸方向ストッパは皿ばねスタック内に最適に配置される。好適には、スリーブの区分は少なくとも部分的に第１および／または第２のハウジング部材を越えて突き出している。これは、この区分上に別の皿ばねスタックを配置可能にすることを保証する。

本発明の別の実施態様によれば、第１のハウジング部材および第２のハウジング部材が、皿ばねのプリロードに抗して互いに形状締結式に保持されるように設計されている。この場合の利点は、皿ばねスタックハウジングの頑丈な形状が保証されているという点にある。この場合、プリロードは、特に、形状締結によって制限される、第１のハウジング部材と第２のハウジング部材との間の最大間隔に依存している。好適には、形状締結式の結合のために、特に第１のハウジング部材のスリーブがその軸方向ストッパの領域内に半径方向外方に向けられた突起を有している。第１のハウジング部材の半径方向外方に向けられた突起の領域内に、第２のハウジング部材が好適には半径方向内方に向けられた突起を有している。形状締結式の結合は、好適には、半径方向外方に向けられた突起の上側が半径方向内方に向けられた突起の下側に当接することによって行われ、この場合、上側と下側とは、皿ばねによって互いに逆向きに付勢されていて、それによって、互いに入り込んで係合若しくは互いに保持されている。従って、前記突起によって、ばね力に抗するハウジング部材の最大間隔が規定され、それによってそれぞれの皿ばねスタックのプリロードが調節される。

特に好適には、圧力ピストンの、皿ばねスタックに面した端面側が、圧力ピストンの操作されない状態で、皿ばねスタックに対して間隔を保って位置するように設計されている。この場合の利点は、ばね部材若しくはコイルばねだけによる圧力負荷の開始時に生ぜしめられた戻し力が、ばね部材が支えられている少なくとも１つの皿ばねスタックに作用する、という点にある。特に、圧力ピストンによる圧力負荷時に、まずばね部材が、このばね部材が支えられている少なくとも１つの皿ばねスタックと共に圧縮され、圧力ピストンが、この圧力ピストンの端面側と皿ばねスタックとの間の間隔に相当する距離だけ変位せしめられてからはじめて、その他の皿ばねスタックが圧縮される。この場合、ばね部材は、圧力ピストンがその他の皿ばねスタックを圧縮し、それにより戻し力が上昇すると、力のジャンプが避けられるように保証する。

特に好適には、圧力ピストンが、少なくとも受入れ切欠内に挿入可能な操作ピンを有しており、この操作ピンにばね部材が一端部で以って支えられるように設計されている。これによって、特に操作ピンの長さに依存して、ばね部材の付勢力が追加的に調節可能であるという利点が得られる。これによって、プリロードを、ばね部材が支えられている皿ばねスタックに依存して、またばね部材の圧縮にも依存して、操作ピンによって調節することが可能である。好適には、ばね部材の固定的に予め設定された長さにおいて、操作ピンの長さに依存して、ばね部材のプリロードが調節可能である。

好適には、圧力ピストンは液圧式に操作可能に設計されている。この場合の利点は、圧力ピストンを、簡単な方法および形式でブレーキペダルを操作することによってしゅう動させることができる、という点にある。好適には、圧力ピストンは、例えば少なくとも１つのシール部材によってハウジング内で半径方向に気密に配置されており、このシール部材は、好適には圧力ピストンとハウジングとの間に配置されていて、液圧媒体が皿ばねスタック内に達するのを阻止する。ハウジングは好適には液圧接続部を有しており、この液圧接続部を通して液圧媒体がハウジング内に導入可能であるので、圧力ピストンをしゅう動させるための液圧的な圧力を生ぜしめることができる。

１実施例によるペダル踏力シミュレータ装置の概略的な側面図である。 １実施例による皿ばねスタックの概略的な側面図である。

本発明を以下に図面を用いて詳しく説明する。

図１は、ここには図示していない車両２のペダル踏力シミュレータ装置１を示しており、このペダル踏力シミュレータ装置１は、特に中空円筒として構成されたハウジング３を有していて、このハウジング３内に、車両２の特にブレーキペダル４によって操作可能で軸方向にしゅう動可能な、操作ピン６を有する圧力ピストン５が支承されている。

圧力ピストン５の端面側７とハウジング３の軸方向ストッパ８との間に、複数の皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３が直列に接続されて若しくは相前後して一列に配置されている。

直列に隣接し合う皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３は、それぞれ１つの軸方向の受入れ切欠１４，１５，１６，１７，１８を有していて、これらの受入れ切欠１４，１５，１６，１７，１８は１つの直径を有する貫通開口として構成されている。弾性的に変形可能なばね部材１９、特に好適にはばね鋼から製作されたコイルばねまたは渦巻きばねは、この場合、受入れ切欠１４，１５，１６内に配置されている。

ばね部材１９は一端部が圧力ピストン５、特に操作ピン６に支えられていて、他端部が皿ばねスタック１２、特に好適には皿ばねスタック１２に配置され特に支持ディスク２０′として構成された支持部材２０に支えられている。ばね部材１９は、この実施例では皿ばねスタック９，１０，１１の受入れ切欠１４，１５，１６内に配置されていることに基づいて皿ばねスタック１２，１３と直列に接続されている。選択的に、ばね部材１９は、例えば形状締結式および／または摩擦締結式の固定によって、皿ばねスタック１２の受入れ切欠１７の領域内で／皿ばねスタック１２内で支えられている。

操作ピン６は、ばね部材１９が既に、圧力ピストン５の操作されていない状態で、つまり圧力ピストン５が圧縮力で負荷されないときに、既に付勢されているか若しくは少なくとも部分的に圧縮されているように保証する。これによって、付勢力、つまりばね部材１９が圧力ピストン５と皿ばねスタック１２との間でプリロードをかけられている付勢力は、再び高められる。

図示の実施例によれば、各皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３はそれぞれ４つの皿ばね２１，２２，２３，２４を有しており、これらの皿ばねは、それぞれの皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３内に同じ方法および形式で配置されている。この場合、皿ばね２２は皿ばね２１に対して鏡像対称的若しくは入れ替わり方向に配置され、皿ばね２３は皿ばね２２に対して鏡像対称的に配置され、皿ばね２４は皿ばね２３に対して鏡像対称的に配置されている。この実施例で選択された、皿ばね２１，２２，２３，２４の数および配置は、好適な実施例の説明のためだけに役立つ。基本的に、皿ばねスタック内に任意の数の皿ばねが設けられていてよく、この場合、皿ばねは任意の方法および形式で互いに配置されていてよい。

皿ばね２１，２２，２３，２４は、好適にはそれぞれ同じ外径および内径を有している。皿ばね２１，２２，２３，２４は、好適にはそれぞれ一定のおよび／または可変なばね定数を有している。皿ばね２１，２２，２３，２４の入れ替わり方向の配置から、皿ばねスタック１２の総ばね定数若しくはばね硬度が得られる。１つの皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３の個別の皿ばね２１，２２，２３，２４のばね定数は、同じかまたは互いに異なっていてよい。少なくとも２つのばね定数が同じであって、これに対してその他のばね定数がこれとは異なっていてもよい。

各皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３は、好適には固有の、その他の皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３とは異なるばね硬度を有している。この実施例によれば、皿ばねスタック１２は最小のばね硬度を有していて、従って最も柔らかい皿ばねスタック１２である。皿ばねスタック１２若しくは、この皿ばねスタック１２で支えられたばね部材１９が、圧力ピストン５によって圧縮力で負荷されると、皿ばねスタック１２は、より高いばね硬度を有するそれぞれ別の皿ばねスタック９，１０，１１，１３よりも小さい勾配を有するばね特性曲線を示す。

ばね部材１９が皿ばねスタック１２で支えられることによって、ばね部材１９は、特に皿ばねスタック１２およびその下に配置された皿ばねスタック１３のプリロードを実現する。好適には、皿ばねスタック１３は、皿ばねスタック１２よりも高いばね硬度、しかしながら皿ばねスタック９，１０，１１よりも低いばね硬度を有する。

好適には、圧力ピストン５は液圧式に操作可能である。この場合、液圧媒体例えば作動油がハウジング３内に達するのを避けるために、圧力ピストン５はハウジング壁部２６と圧力ピストン５との間に切欠２７を有しており、この切欠２７はシールリング２８によって満たされている。

好適には圧力ピストン５はフラットな、特に円板状の端面側７を有している。この場合、皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３は好適には、ハウジング３のハウジング形状に対応する形状を有している。従って、皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３は例えば円筒形に構成されているので、中空円筒形に構成されたハウジング３の内径に相当する外径をそれぞれ有している。

選択的に、圧力ピストン５の端面側７は中空円筒形に構成されている。この場合、圧力ピストン５の、中空円筒形に構成された端面側７は、好適には端面側７の外径の領域内に円筒壁２９を有していて、この円筒壁２９は、軸方向で軸方向ストッパ８の方向に延在していて、例えば少なくとも１つの皿ばねスタック９を少なくとも部分的に包囲している。この場合、皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３は、好適にはハウジング３の内径よりも小さい直径を有している。円筒壁２９は、好適にはハウジング３の内径若しくはハウジング壁２６の直径と皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３の直径との間の差Ｚに概ね相当する壁厚を有している。

圧力ピストン５を操作すると、まず皿ばねスタック１２，１３がばね部材１９により力で付勢され、それによって、より小さい勾配を有するばね特性曲線若しくはより小さい戻し力がブレーキペダル４に加えられる。好適には、圧力ピストン５の変位が大きくなるにつれて、皿ばねスタック１２，１３は終端ストッパに接近し、この終端ストッパにおいて、皿ばねスタック１２，１３はその最大変位に達し、最大戻し力を生ぜしめる。終端ストッパについては後で詳しく説明する。

好適には、皿ばねスタック１２，１３およびばね部材１９の圧縮／負荷が大きくなるにつれて、圧力ピストン５の端面側７と皿ばねスタック９の端面側２５との間の最大間隔Ｘ（“Ｊｕｍｐ−Ｉｎ−Ａｂｓｔａｎｄ「ジャンプイン間隔」”）が減少する。間隔Ｘは好適には、圧力ピストン５と最上位の皿ばねスタック９とが、圧力ピストン５の操作されない状態で互いに有する間隔に相当する。間隔Ｘは、特に皿ばねスタック１２，１３が圧縮され若しくは最大に変位されて最大戻し力が生ぜしめられると、減少する。これにより、圧力ピストン５は好適にはばね部材１９の戻し力に抗して移動する。この場合、圧力ピストン５の端面側７と皿ばねスタック９の端面側２５との間の間隔Ｘは減少する。好適には、圧力ピストン９の端面側７が皿ばねスタック９の端面側２５に接触する、間隔Ｘの移動後に、圧力ピストン９に作用する戻し力は、皿ばねスタック９，１０，１１をそのプリロードに抗して圧縮するために必要な力に相当する。

ばね特性曲線において、圧力ピストン５の端面側７が皿ばねスタック９の端面側２５に接触する時点若しくは圧力ピストン５が皿ばねスタック９，１０，１１を圧縮力で負荷する時点で、ばね特性曲線内の力のジャンプが避けられることが保証される。特に、この時点で減衰されたばね部材１９の作用によって、ばね特性曲線が連続的若しくは安定的であることが保証されている。

この場合、生ぜしめられた戻し力は、従来の液圧式のブレーキシステムを有する車両２のブレーキペダル踏力感覚に相当する、ブレーキペダル４のブレーキペダル踏力感覚をシミュレートする。

好適な形式で、このペダル踏力シミュレータ装置１によって、任意の勾配および任意の形状を有するばね特性曲線、例えば一次関数的なまたはプログレッシブなばね特性曲線を実現することができる。

操作ピン６の個別の長さによって、幾何学的な構成部分公差は、個別のばねの力の幅を変化させることなしに補正され得る。好適には、操作ピン６の長さは調節可能に設計されている。このために、操作ピン６は例えば圧力ピストンの端面側からテレスコープ式に出し入れ可能に構成されている。これによって、幾何学的な構成部分公差、特に上下方向に互いに積み重ねられた皿ばねスタックおよび／または皿ばねの構成部分公差に基づくずれを補正することができる。この場合、構成部分公差の補正は、個別の皿ばねを変えることなしに、例えば皿ばねおよび／または皿ばねスタックを交換する、手動の介入によって可能である。

図２は、皿ばね２１，２２，２３，２４を有する皿ばねスタック１２を示す。皿ばね２１，２２，２３，２４は、図１に示した実施例に従って配置されている。しかしながら、配置はこの実施例に限定されるものではない。選択的に、例えば少なくとも２つの皿ばね２１，２２，２３，２４が互いに平行に整列されているか、または別の皿ばねが皿ばねスタック１２内に配置されていてもよい。好適には、皿ばねスタック９，１０，１１，１３は皿ばねスタック１２に従って構成されている。

皿ばねスタック１２は好適には皿ばねスタックハウジング３０を有しており、この皿ばねスタックハウジング３０内に皿ばね２１，２２，２３，２４が保持、特にプリロードをかけて保持されている。好適には、皿ばね２１，２２，２３，２４は皿ばねスタックハウジング３０内に緩く配置されている。これによって、皿ばね２１，２２，２３，２４は個別に皿ばねスタックハウジング３０から取り出され、および／または個別に皿ばねスタックハウジング３０内に配置され得る。特に、皿ばねスタックハウジング３０内のプリロードによって、皿ばね２１，２２，２３，２４は、皿ばねスタックハウジング３０内で自由に動くことができないように、皿ばねスタックハウジング３０内で保持されている。これによって、例えばカタカタ騒音も避けられる。

皿ばねスタックハウジング３０は、第１のハウジング部材３１および第２のハウジング部材３１を有しており、これらのハウジング部材３１，３２は、皿ばね２１，２２，２３，２４の負荷のために互いに相対的に移動可能である。

第２のハウジング部材３１に支持部材２０，３３、特に支持ディスクが対応配設されている。支持部材２０，３３は好適には、皿ばねスタックハウジング３０に対して直列に配置可能な別個の構成要素である。選択的に、支持部材２０，３３は好適にはハウジング部材３２と一体的に接続されている。

好適には、第１のハウジング部材３１は、第２のハウジング部材３２よりも大きい直径を有しているので、２つのハウジング部材３１，３２の相対的な軸方向のしゅう動が可能であり、この軸方向のしゅう動時に、特に第１のハウジング部材３１が第２のハウジング部材３２上をしゅう動可能である。選択的に、ハウジング部材３１，３２はそれぞれ１つの同じ直径を有している。

この実施例では、第１のハウジング部材３１が軸方向ストッパ３４を有しており、この軸方向ストッパ３４は、前記終端ストッパとして、皿ばね１２の変位若しくは最大負荷を制限する。選択的にまたは追加的に、第２のハウジング部材３２が軸方向ストッパ３４を有している。

軸方向ストッパ３４は、好適には皿ばね２１，２２，２３，２４内で軸方向に延在するスリーブ３５として第１のハウジング部材３１に形成されており、このスリーブ３５はその端面側で以って、皿ばね２１，２２，２３，３４の最大負荷を制限するためにハウジング部材３２の対抗ストッパ３６と協働する。好適には、対抗ストッパ３６は、皿ばね１２の最大負荷を制限するために別個の支持部材２０，３３と協働する。選択的に、対抗ストッパ３６は、第２のハウジング部材３２と一体的に構成された支持部材２０，３３と協働する。

スリーブ３５は少なくとも概ね円形の貫通開口を有しており、この貫通開口を通してばね部材１９が皿ばねスタック１２を貫通し延在していて、皿ばねスタック１２に直列に隣接して配置された皿ばねスタック９，１０，１１，１３で支えられている。支持部材２０，３３は、スリーブ３５の円形の貫通開口の領域に、好適には円形の貫通開口と同じかまたはこれよりも小さい内径を有している。

好適には、スリーブ３５は少なくとも領域的に第１のハウジング部材３１を越えて突き出している。これによって、皿ばねスタック９，１０，１１，１３および／または支持ディスク２０，３３は皿ばねスタック１２上に配置可能であり、かつ安定して保持されることが保証される。

第１のハウジング部材３１および第２のハウジング部材３２は、好適な形式で皿ばね２１，２２，２３，２４のプリロードに抗して互いに形状締結式に保持されている。このために、スリーブ３５は対抗ストッパ３６に向いた側の端部に半径方向の突起３７を有していて、この半径方向の突起３７は第２のハウジング部材３２の半径方向の対抗突起３８に当接する。このために、第２のハウジング部材３２は、好適には軸方向の充てん材３９を有していて、この充てん材３９は、第１のハウジング部材３１の方向に延在している。形状締結式の結合は好適には、半径方向で外方に向いた突起３７の上側４０が、半径方向で内方に向いた突起３８の下側４１に当接することによって行われる。これによって、突起３７，３８は、ハウジング部材３１，３２が皿ばね２１，２２，２３，２４のばね力によって互いに外れることを阻止する。突起３７および３８は、皿ばねスタックハウジング３０の結束を確保する。さらに、これらの突起、若しくはそれぞれのハウジング部材３１，３２におけるこれらの突起の配置は、ハウジング部材３１，３２の互いの最大間隔およびひいては皿ばね２１，２２，２３，２４に加えられるプリロードを規定する。間隔若しくは突起３７，３８の位置決めは、好適な形式で、突起３７および３８が互いに当接するときに、皿ばね２１，２２，２３，２４がハウジング部材３１と３２との間でプリロードをかけられるか若しくは部分的に圧縮／弾性的に変形されるように、選択されている。突起によって、運転中にカタカタ騒音が発生することも避けられる。

オプション的に、皿ばねスタック１２は少なくとも１つの固定装置４２，４３を有しており、この固定装置は、ばね部材１９を皿ばねスタック１２に特に形状締結式に固定することを可能にする。例えば、固定装置４２，４３は、ばね部材１９のねじ込みのために役立つ。これによって、支持部材２０の代わりにまたはこれに追加して、それぞれの皿ばねスタック内に組み込まれた、ばね部材１９特にコイルばねの係止部が提供され得る。

しかしながら好適には、ばね部材１９は皿ばねスタック側で以って前記支持ディスク２０′に支えられるようになっている。この支持ディスク２０′は、特に皿ばねスタック１２と皿ばねスタック１１との間に設置されており、従って、支持ディスク２０′は一方側が皿ばねスタック１２に、他方側がばね部材１９に支えられている。これによって、ばね部材１９は、圧力ピストン５の操作ピン６と皿ばねスタック１２との間で直接に緊締可能に若しくはプリロードをかけて保持されている。

特に好適には、支持ディスク２０′は、皿ばねスタック１２上に配置された皿ばねスタック１１内に組み込まれて構成されている。このために、図１に１例として、上側の皿ばねスタック１１の下側に位置するハウジング部材３２が連続的な底部、つまり開口のない底部を有しており、この底部が、支持ディスク２０′若しくは支持部材３３を形成する。

これにより、皿ばねスタック１２は、プリロードをかけられたコンパクトで簡単に組み立て可能な形で提供される。これにより、皿ばねスタック１２は特に簡単な方法および形式でペダル踏力シミュレータ装置１のハウジング３内に配置可能であり、かつ配置後にすぐに使用可能である。

この場合、個別の皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３の、ハウジング３の軸方向ストッパ８の方向のそれぞれの終端ストッパは、軸方向ストッパ３４と支持ディスク３３または対抗ストッパ３６との間の所定の間隔Ｙに依存して個別に調節可能である。従って、皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３の最大負荷を制限するためのその他の手段は必要ない。このことは、使用された皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３およびばね部材１９による、ばね特性曲線の特に精確な実現を保証する。

図１に示した実施例とは異なり、図２の実施例による皿ばねスタック１２は、ハウジング部材３１，３２に側壁を有しており、これらの側壁はそれぞれ、皿ばねスタックハウジング３０内に閉じ込められた皿ばね２１，２２，２３，２４の周囲を包囲し、それにより、皿ばねスタックは外部の影響から保護されている。しかしながら、側壁はオプション的なものであると解釈されてよく、図１に示されているように、皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３では省略されてもよい。

これにより、このペダル踏力シミュレータ装置１は、個別の特に構造的に同じ皿ばね２１，２２，２３，２４若しくは皿ばねスタック９，１０，１１，１２，１３のばね定数に、公差に基づくばらつき若しくは差異が存在するにも拘わらず、予め設定可能なばね特性曲線が実現可能であることを保証する。従って、自動車分野からの公差要求は満たすことができる。

１ ペダル踏力シミュレータ装置
２ 車両
３ ハウジング
４ ブレーキペダル
５ 圧力ピストン
６ 操作ピン
７ 端面側
８ 軸方向ストッパ
９，１０，１１，１２，１３ 皿ばねスタック
１４，１５，１６，１７，１８ 受入れ切欠
１９ ばね部材
２０ 支持部材、支持ディスク
２０′ 支持ディスク
２１，２２，２３，２４ 皿ばね
２５ 端面側
２６ ハウジング壁部
２７ 切欠
２８ シールリング
２９ 円筒壁
３０ 皿ばねスタックハウジング
３１ 第１のハウジング部材
３２ 第２のハウジング部材
３３ 支持部材、支持ディスク
３４ 軸方向ストッパ
３５ スリーブ
３６ 対抗ストッパ
３７ 突起
３８ 対抗突起
３９ 充てん材
４０ 上側
４１ 下側
Ｘ 最大間隔
Ｙ 間隔
Ｚ 差

Claims (13)

1. ペダル踏力シミュレータ装置（１）であって、ハウジング（３）内で軸方向にしゅう動可能に支承された、ブレーキペダル（４）によって操作可能な圧力ピストン（５）と、直列に接続されて配置された少なくとも２つの皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）とを有しており、前記各皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）がそれぞれ少なくとも２つの皿ばね（２１，２２，２３，２４）を有していて、前記少なくとも２つの皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）が様々なばね硬度を有しており、この場合、前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）が、前記ハウジング（３）内で前記圧力ピストン（５）の端面側（７）と前記ハウジング（３）の軸方向ストッパ（８）との間に配置されている形式のものにおいて、
   前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）のうちの少なくとも１つが軸方向の受入れ切欠（１４，１５，１６，１７，１８）を有していて、前記受入れ切欠内に前記圧力ピストン（５）によって弾性的に変形可能なばね部材（１９）が配置されており、前記ばね部材（１９）が一端部で以って前記圧力ピストン（５）に支えられ、他端部で以って前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）のうちの１つに支えられていることを特徴とする、ペダル踏力シミュレータ装置（１）。
2. 前記ばね部材（１９）が他端部で以って、最小のばね硬度を有する前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）に支えられていることを特徴とする、請求項１記載のペダル踏力シミュレータ装置。
3. 前記受入れ切欠（１４，１５，１６，１７，１８）が貫通開口として構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載のペダル踏力シミュレータ装置。
4. 直列に隣接し合う少なくとも２つの前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）が、前記ばね部材（１９）のためのそれぞれ１つの貫通開口を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
5. 前記ばね部材（１９）がコイルばねまたは渦巻きばねとして構成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
6. 前記各皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）がそれぞれ１つの皿ばねスタックハウジング（２９）を有していて、該皿ばねスタックハウジング内に少なくとも２つの皿ばね（２１，２２，２３，２４）が保持、特にプリロードをかけて保持されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
7. 前記各皿ばねスタックハウジング（３０）がそれぞれ１つの第１のハウジング部材（３１）および第２のハウジング部材（３２）を有しており、これらの第１および第２のハウジング部材が前記皿ばね（２１，２２，２３，２４）を負荷するために互いに相対的にしゅう動可能であることを特徴とする、請求項６記載のペダル踏力シミュレータ装置。
8. 少なくとも１つの前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）の前記第１のハウジング部材（３１）および／または前記第２のハウジング部材（３２）が、前記皿ばね（２１，２２，２３，２４）の最大負荷を制限する軸方向ストッパ（３４）を有していることを特徴とする、請求項７記載のペダル踏力シミュレータ装置。
9. 前記軸方向ストッパ（３４）が、前記皿ばね（９，１０，１１，１２，１３）内で軸方向に延在するスリーブ（３５）として前記第１のハウジング部材（３１）に構成されており、前記スリーブ（３５）が、前記皿ばね（２１，２２，２３，２４）の最大負荷を制限するために前記第２のハウジング部材（３２）の対抗ストッパ（３６）と協働することを特徴とする、請求項８記載のペダル踏力シミュレータ装置。
10. 前記第１のハウジング部材（３１）および前記第２のハウジング部材（３２）が、前記皿ばね（２１，２２，２３，２４）のプリロードに抗して互いに形状締結式に保持されていることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
11. 前記圧力ピストン（５）の、前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）に面した端面側（７）が、前記圧力ピストン（５）の操作されない状態で、前記皿ばねスタック（９，１０，１１，１２，１３）に対して間隔を保って位置していることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
12. 前記圧力ピストン（５）が、少なくとも前記受入れ切欠（１４，１５，１６，１７，１８）内に挿入可能な操作ピン（６）を有しており、該操作ピン（６）に前記ばね部材（１９）が一端部で以って支えられていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。
13. 前記圧力ピストン（５）が液圧式に操作可能であることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載のペダル踏力シミュレータ装置。

Images