JP4886780B2 - 電気機械式のブレーキ - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、特に自動車のための車両ブレーキとして予定されている、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備えた電気機械式のブレーキ、すなわち電気機械式のブレーキであって、電動モータと、回転／並進変換伝動装置と、摩擦ブレーキライニングとが設けられており、該摩擦ブレーキライニングが、ブレーキの操作のために、電動モータにより回転／並進変換伝動装置を介して制動体に押し付けられることができ、電動モータがハウジングに格納され、該ハウジングの一方の端面にカバーが取り付けられており、さらに、切換可能なフリーホイールが設けられていて、該フリーホイールが、オンに切り換えられた位置で、電動モータのモータ軸をブレーキの緩解方向での回動に抗してロックする形式のものに関する。

この種のブレーキは自体公知である。その操作のために、すなわち摩擦ブレーキライニングを、回転可能な、制動したい制動体に押し付けるために、ブレーキは、電動モータと回転／並進変換伝動装置とを備えた電気機械式の操作装置を有している。回転／並進変換伝動装置を介して、電動モータにより、摩擦ブレーキライニングは制動体に押し付けられることができる。電動モータおよび回転／並進変換伝動装置には、多数の減速伝動装置が介在している。回転／並進変換伝動装置として、ねじ伝動装置が慣用されているが、別の伝動装置、例えばラック伝動装置、または電動モータにより減速伝動装置を介して旋回可能な、摩擦ブレーキライニングを制動体に押し付けるカムが、電動モータの回転駆動運動を、摩擦ブレーキライニングを制動体に押し付けるための並進運動、つまり直動に変換するために顧慮されてもよい。電動モータの代わりとしての電磁石も考えられる。制動体はディスクブレーキの場合はブレーキディスクであり、ドラムブレーキの場合はブレーキドラムである。

この種の電気機械式のブレーキの一例は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２５５１９２号明細書に開示されている。駐車ブレーキ（パーキングブレーキ）としての構成のために、公知のブレーキは、切換可能なフリーホイールを有している。フリーホイールは、オンに切り換えられた位置で、電動モータのモータ軸がブレーキの緩解方向で回動しないようにこれをロックする。ロックは直接モータ軸において行われるか、または間接的に例えば伝動装置軸において行われることができる。ブレーキの操作方向または緊締方向で、モータ軸は、フリーホイールがオンに切り換えられているときでも回転可能である。その結果、ブレーキは操作されるものの、緩解はされない。フリーホイールがオフに切り換えられているとき、モータ軸は両回転方向で回転可能であり、ブレーキは常用ブレーキとして操作可能かつ緩解可能である。公知のブレーキでは、フリーホイールは同軸的に、電動モータおよび／または回転／並進変換伝動装置が格納されているハウジングにフランジ固定されている。

発明の説明および利点
本発明による、請求項１の特徴部に記載した特徴を備えたブレーキは、電動モータが格納されているハウジングを有している。場合によっては存在する減速伝動装置および／または回転／並進変換伝動装置は、やはりこのハウジング内に格納されていることができる。ハウジングの一方の端面にはカバーが取り付けられており、カバーは本発明により、電動モータのモータ軸のための軸受を備えた軸受シールドを形成する。さらに、本発明によるブレーキのフリーホイールはカバーに接してもしくはカバー内に収められている。電動モータのためのハウジングのカバーの、この統合された構造形式により、個別部品の個数は減少し、同時に本発明によるブレーキの組立手間は減少する。モータ軸に関するフリーホイールの位置精度は向上する。それというのも、モータ軸のための軸受がカバー内に配置されており、このカバーに接してもしくはカバー内にフリーホイールも収められているからである。フリーホイールに関するモータ軸の軸方向の位置の高い精度は遵守される。高い軸方向精度は、フリーホイールの確実な切換を保証し、フリーホイールの意図しない切換を回避するために重要である。さらに本発明は、フリーホイールの組付角の正確な遵守を保証する。本発明は、ブレーキのコンパクトな構造を可能にする。

本発明によるブレーキは、自己倍力装置を備えていることができる。自己倍力装置は、制動時に、回転する制動体によって、制動体に押し付けられる摩擦ブレーキライニングに及ぼされる摩擦力を、圧着力に変換する。この圧着力は摩擦ブレーキライニングを、操作装置により加えられる圧着力に対して付加的に、制動体に押し付け、これにより制動力を高める。機械式の自己倍力装置として、例えばウェッジ機構またはランプ機構またはレバー機構が顧慮される。別の、例えば液圧式の自己倍力装置も考えられる。

本発明による電気機械式のブレーキのための構造形式として、ディスクブレーキ、ドラムブレーキまたはその他のブレーキ構造形式が顧慮される。

従属請求項は、請求項１に係る発明の有利な構成および変形を対象としている。本発明の有利な構成では、前記カバーが、前記モータ軸の軸受のための軸受レースを形成する。本発明の別の有利な構成では、前記モータ軸の軸受の軸受レースの少なくとも一部分が、モータ軸のワンピースな構成部分であり、軸受レースのこの部分がモータ軸を軸方向で固定する。本発明のさらに別の有利な構成では、前記カバーが、前記フリーホイールのロックの一部である。本発明のさらに別の有利な構成では、前記カバーが、前記電動モータおよび前記フリーホイールのすべての電気的な接続を有する。本発明のさらに別の有利な構成では、当該ブレーキがディスクブレーキであり、前記ハウジングが当該ブレーキのブレーキキャリパの一部である。本発明のさらに別の有利な構成では、前記カバーが、前記フリーホイールのためのハウジングを形成する。

図面
本発明について以下に、図面に示した実施例を参照しながら詳細に説明する。
図１：本発明による電気機械式のブレーキの断面図である。
図２：図１に示したブレーキのハウジングのカバーの横断面図である。

実施例の説明
図面に示し、全体として符号１を付した本発明によるブレーキは、ディスクブレーキである。ブレーキ１は、電動モータ３と、後述する他段の歯車減速伝動装置と、ラック伝動装置またはその他の回転／並進変換伝動装置とを備えた電気機械式の操作装置２を有する。電動モータ３、減速伝動装置および回転／並進変換伝動装置は、ブレーキ１の電気機械式の操作装置を形成する。電動モータ３は、ステータ巻線６を備えたステータ５ならびにモータ軸８上のロータ７を有する。電動モータ３は、電子的に整流される直流モータ（ブラシレスＢＬＤＣモータ）である。このことはしかし、本発明にとって必須ではない。電動モータ３はハウジング９内に格納されている。ハウジング９内にはステータ５が圧入またはその他の形式で固定されている。モータ軸８は一端で自由側軸受１０により、すなわち軸方向遊びを有してハウジング９内に回転可能に支承されている。図示し、説明する実施例では、ころ軸受が自由側軸受１０として使用される。

他方の端面でハウジング９はカバー１１により閉鎖されている。カバー１１は例えば鋼または比較可能な強度の材料から製作されている。カバー１１は電動モータ３の固定側軸受１２の軸受シールドを形成する。固定側軸受１２として、本発明の、図示し、説明する実施例では、玉１３を備えた玉軸受が選択されている。玉１３は玉保持器１４内に回転可能に保持されている。カバー１１内の貫通した軸方向孔内に研削され、円形の横断面を備えた環状の溝は、固定側軸受１２の外側の軸受レース１５を形成する。固定側軸受１２の内側の軸受レースは、モータ軸８に関する半径方向平面内で２分割されている。内側の軸受レースの半分は、モータ軸８のリング段に研削され、円形の横断面を備えた転動面１６により形成される。やはり円形の横断面を備えた第２の転動面１７は、モータ軸８に螺合されているナット１８に形成されている。モータ軸８の転動面１６とナット１８の転動面１７とは、補完し合って、円形の横断面を備えた環状の溝および固定側軸受１２の内側の軸受レース１６，１７を形成する。モータ軸８上でナット１８を回転させることにより、軸受遊びは調節され得る。ナット１８は例えばねじ止め剤（Ｓｃｈｒａｕｂｅｎｓｉｃｈｅｒｕｎｇｓｌａｃｋ）により回動に抗してモータ軸８に固定されている。

固定軸受１２の前記軸受構造の代わりに、軸受シールドを形成するカバー１１内の、モータ軸８の別の回転支承部が顧慮されてもよい。例えば、ころがり軸受がモータ軸８上に被せ嵌められ、カバー１１内の軸方向孔内のリング段に嵌め込まれ、そこで保持リングにより固定されていることができる（図示せず）。

モータ軸８に相対回動不能な、例えば研削により製作される小歯車１９は、相対回動不能に第１の伝動装置軸２１上にある大歯車２０と噛み合う。伝動装置軸２１には、別の伝動装置段と、ホイールブレーキのための、任意の形式で操作される締付け機構とが続く。

電動モータ３が格納されているハウジング９は、ディスクブレーキとして形成されたブレーキ１の、その他の部分は図示しないブレーキキャリパの一部である。ハウジング９はブレーキキャリパに取り付けられていてもよい。ハウジング９内には、電動モータ３だけでなく、図示しない締付け機構を含めたすべての操作装置が格納されている。その一部、つまりハウジング９だけが示されているブレーキキャリパは、自体公知の形式で、浮動キャリパとして形成されている。すなわち、このブレーキキャリパは、図示しないブレーキディスクに対して横方向で移動可能に案内されている。これにより、自体公知の形式で、摩擦ブレーキライニングもしくは摩擦ブレーキパッドをブレーキディスクの一方の面に押し付けると、ブレーキディスクの反対側でブレーキキャリパ内に配置されている第２の摩擦ブレーキライニングが、ブレーキディスクの他方の面に押し付けられ、その結果、ブレーキディスクが両側で制動される。

図２に見て取れるように、カバー１１に接してもしくはカバー１１内に、切換可能なフリーホイールもしくはワンウェイクラッチ３１が格納されている。フリーホイール３１は、クランプエレメントまたはロックエレメントとしてのころ３２を備えたクランプころ式フリーホイール（Ｋｌｅｍｍｒｏｌｌｅｎｆｒｅｉｌａｕｆ）として形成されている。フリーホイール３１の別の構造形式も可能である。ころ３２は電動モータ３のモータ軸８の周りに分配配置されている。ころ３２は、モータ軸８とカバー１１との間のリング状の中間室内に配置されているころ保持器３３の切欠き内に収容されている。やはりころ保持器３３の切欠き内に配置されているばねエレメント３４は、ころ３２を周方向で負荷する。その結果、ころ３２はモータ軸８から持ち上げられている。ころ３２は、カバー１１の軸方向孔内に設けられたポケット３５内を転動する。その際、ポケット３５の基面はころ３２のための転動面を形成する。ポケット３５の、転動面を形成する基面は、モータ軸８に対してスパイラル状、つまり渦巻状に延びる。モータ軸８を中心としたころ保持器３３の回動により、フリーホイール３１のころ３２はポケット３５内を転動し、渦巻状にモータ軸８に向かって運動する。ころ３２がポケット３５およびモータ軸８と当接すると、ころ３２は、ポケット３５の渦巻状の経過に基づいて、一方の回転方向でのモータ軸８の回転をロックする。この回転方向はブレーキ１の開放方向である。緊締方向でのモータ軸８の回転は可能である。ころ保持器３３の、説明した回動した位置は、フリーホイール３１の、オンに切り換えられたロック位置であり、このロック位置で、フリーホイール３１は、緩解方向でのモータ軸８の回転をロックし、かつブレーキ１の操作を許可する。

ころ保持器３３がその出発位置に戻り回動し、ころ３２がばねエレメント３４によりモータ軸８から離間されると、フリーホイール３１はオフに切り換えられており、モータ軸８は両回転方向で自由に回転可能である。

ころ保持器３３を回動させるために、ひいてはフリーホイール３１をオンに切り換えるために、フリーホイール３１は、巻線３７と可動子３８とを備えた電磁石３６を有している。電磁石３６のハウジング３９は、電動モータ３のハウジング９のカバー１１とワンピース、つまり一体的である。電磁石３６のハウジング３９を閉鎖するカバー４０は、電磁石３６の、磁束を閉じるヨークを形成する。電磁石３６はフリーホイール３１を、フリーホイール３１のころ保持器３３に対して接線方向で配置されているタペット４１を介して切り換える。タペット４１は、半径方向外側に向かってころ保持器３３から突出したカム４２に作用する。カム４２の、対向して位置する面には、圧縮コイルばねの形式のばねエレメント４３が押し付けられている。このばねエレメント４３はカバー１１のポケット内にころ保持器３３の外側で格納されており、カバー１１内に支持されている。電磁石３６のコイル３７の通電により、可動子３８は吸引され、タペット４１を介してフリーホイール３１のころ保持器３３のカム４２を押圧する。ころ保持器３３はこれにより、上で説明したように、オンに切り換えられた位置へと回動される。ブレーキ１は、フリーホイール３１がオンに切り換えられた位置で、さらに緊締されることはできるが、緩解はされ得ない。ブレーキ１が、フリーホイール３１がオンに切り換えられているときに操作されているまたは操作されると、これにより、仮に電磁石３６がもはや通電されなくても、モータ軸８とカバー１１との間にフリーホイール３１のころ３２を噛み込んで保持する機械的な張力が形成される。ブレーキ１はこれにより電流なしに、操作された位置に保持され、これにより駐車ブレーキとして使用され得る。緩解するためには、操作されたブレーキ１が電動モータ３により緊締される。これにより、機械的な予荷重は解除される。その結果、ばねエレメント４３はフリーホイール３１のころ保持器３３を、オフに切り換えられた位置へと戻し回動する。モータ軸８は今や自由に回転可能であり、ブレーキ１は緩解され、常用ブレーキとして使用され得る。ころ３２と協働し、フリーホイール３１がオンに切り換えられたときにころ３２と相俟ってモータ軸８をブレーキ１の緩解方向での回転に抗してロックする、ころ３２のためのポケット３５を備えたカバー１１は、フリーホイール３１のロックの一部を形成する。

ハウジング９のカバー１１は、電動モータ３ならびに電磁石３６のすべての電気的な線路を包含する。電気的な線路は、単数または複数の、図面には不可視の電気的なコネクタ内に集合されている。このことは、本発明によるブレーキ１の電気的な構成部品の簡単な電気的な接続の利点を有する。

本発明による電気機械式のブレーキの断面図である。 図１に示したブレーキのハウジングのカバーの横断面図である。

Claims (7)

1. 電気機械式のブレーキであって、電動モータ（３）と、回転／並進変換伝動装置と、摩擦ブレーキライニングと、切換可能なフリーホイール（３１）とを備え、前記電動モータ（３）がハウジング（９）を備え、該ハウジング（９）内に、ロータ（７）を支持するモータ軸（８）が回転可能に支承され、該ハウジング（９）の一端に、カバー（１１）が取り付けられており、前記摩擦ブレーキライニングが、ブレーキ（１）の操作のために、前記電動モータ（３）により前記回転／並進変換伝動装置を介して制動体に押し付け可能であり、前記フリーホイール（３１）がクランプエレメントまたはロックエレメント（３２）を備え、該クランプエレメントまたはロックエレメント（３２）は、前記モータ軸（８）と前記カバー（１１）との間のリング状の中間室内に前記モータ軸（８）周りに、前記フリーホイール（３１）が、オンに切り換えられた位置で、前記ブレーキ（１）の緊締方向での前記電動モータ（３）の前記モータ軸（８）の回転を許可するとともに、前記ブレーキ（１）の緩解方向での回転をロックするように分配配置されており、前記カバー（１１）が前記電動モータ（３）の前記モータ軸（８）のための軸受シールドを形成し、かつ前記フリーホイール（３１）が前記カバー（１１）に接してまたは前記カバー（１１）内に収められていることを特徴とする、電気機械式のブレーキ。
2. 前記カバー（１１）が、前記モータ軸（８）の軸受（１２）のための軸受レース（１５）を形成する、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。
3. 前記モータ軸（８）の軸受（１２）の軸受レース（１６，１７）の少なくとも一部分（１６）が、モータ軸（８）のワンピースな構成部分であり、軸受レース（１６，１７）のこの部分（１６）がモータ軸（８）を軸方向で固定する、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。
4. 前記カバー（１１）が、前記フリーホイール（３１）のロックの一部である、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。
5. 前記カバー（１１）が、前記電動モータ（３）および前記フリーホイール（３１）のすべての電気的な接続を有する、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。
6. 当該ブレーキ（１）がディスクブレーキであり、前記ハウジング（９）が当該ブレーキ（１）のブレーキキャリパの一部である、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。
7. 前記カバー（１１）が、前記フリーホイール（３１）のためのハウジング（３９）を形成する、請求項１記載の電気機械式のブレーキ。

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