JP4940140B2 - 駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は車両、複数の車輪を備えた車両のための駐車ブレーキ装置、殊に実用車若しくは商用車のための駐車ブレーキ装置に関する。

許容積載量の大きな実用車は、たいていは圧縮空気で操作可能な運転ブレーキを備えている。この種の実用車は、セミトレーラとして使用され、及び／又は牽引車駆動部として用いられる。

圧縮空気操作式の運転ブレーキは、個別の車輪に対応して配置された複数のブレーキ装置から成っており、ブレーキ装置はばね蓄力器・ブレーキシリンダーを備えている。止められた車両をロックするために、ブレーキシリンダーのばね蓄力器部分のばねはブレーキ部材、例えばブレーキディスク若しくはブレーキシューに作用するようになっている。さらに各ブレーキ装置は、圧縮空気供給部内の故障に際してブレーキ位置へ確実に移されるようになっている。このために実用車の停止状態での各ブレーキ装置の保持力若しくはロック力は、機械的に形成される。

ばね蓄力式ブレーキシリンダーを車両の走行中に、若しくは信号待ちなどの走行停止時に作用しないようにするために、ブレーキシリンダーは、ばね蓄力式ブレーキシリンダーのばねの力をブレーキ装置の操作機構に作用させず、その結果車両車輪を自由に回転させることができるように、圧縮空気負荷可能なピストンによって初期荷重を掛けられるようになっている。

ばね蓄力器式ブレーキシリンダーを備えたブレーキは以前より使用されている。このようなブレーキの利点は、既存のブレーキを運転ブレーキ並びにパーキングブレーキとして用いることができ、かつ該ブレーキを信頼性の高い極めて頑丈なものとして形成することができることにある。しかしながら欠点として構成所要スペース並びにばね蓄力器式ブレーキシリンダーの重量は大きいものである。さらに各ばね蓄力器式ブレーキシリンダーは車両の走行可能な状態では常に圧縮空気で負荷されていなければならず、したがって消費量も相応に高くなっている。さらにばね蓄力器式ブレーキシリンダーのために固有の圧縮空気供給回路を形成しなければならない。

前述の理由から駐車ブレーキ装置のための別の手段もすでに講じられている。セルフロック式若しくは自縛式のブレーキ装置においては締め付け力若しくは形状結合部（形状による束縛を生ぜしめる部分）によってブレーキ作用を生ぜしめるようになっている。このような装置の操作のために必要なエネルギーは、ばね蓄力器式ブレーキシリンダーに比べて著しく少なくなっている。しかしながら該装置も欠点を有している。形状結合式の装置においてはパーキング位置は無段階になっておらず、つまり車両をロックするために、わずかな回転角度にわたって回動させながら形状結合位置を探すようになっている。この種の装置においてはさらに欠点として形状結合部の係合を慎重に行わねばならず、それというのは形状結合部を形成する構成部分は、実用車の車輪をわずかに回動させながらパーキング位置を探して形状結合部を係合させる際に回動する車輪のエネルギーを受け、このことはしばしば破損につながることになる。

さらに別個に配置すべき駐車ブレーキ装置も公知であり、該駐車ブレーキ装置は自縛作用若しくはロック作用を用いるようになっている。このような駐車ブレーキ装置は、運転ブレーキのほかに付加的なブレーキ装置を設けるという構成的な欠点を有しており、付加的なブレーキ装置は付加的な構成スペースを必要とするものである。

前記技術背景から、本発明の課題は、駐車ブレーキ装置を提供し、該駐車ブレーキ装置の構成スペース及び作動エネルギーの消費量を小さくすることである。

前記課題は、有利には少なくとも１つの車輪ハブ若しくは複数の車輪ハブ内に組み込まれた、若しくは車輪ハブの領域に配置された一方向ロック装置を設けるによって解決される。一方向ロック装置若しくはフリーホイール装置は車輪ボスにコンパクトに配置され、小スペースでかつ経済的に形成されるものである。

有利には、一方向ロック装置は、車輪ハブに設けられた内周リング及び外周リングを備えており、該内周リング及び外周リングの互いに向き合わされた周面は、互いに逆向きの円錐面として形成されていて、該周面間に１つの環状間隙（リング間隙）を画成しており、前記周面間に、円錐ロールとして成形された複数の制動体を配置してあり、該制動体は、該制動体に対応して配置された作動部材を用いて制動解除位置へ若しくは制動位置へ移動させられるようになっている。

車両車輪のための駐車ブレーキ装置の主要機能構成部材は、内周リング及び外周リング、並びに複数の円錐ロールである。このような構成部材（構成部品）は、簡単に製作されるだけではなく、構成ユニットとして極めて頑丈に形成され、駐車ブレーキ装置を運転ブレーキから独立して作動させるようになっているものの、極めてわずかな構成スペースしか必要としていない。

円錐ロールを制動解除位置へ移すために、極めてわずかな移動距離しか必要とせず、それというのは円錐ロールの外周面は、わずかな移動距離で内周リング及び外周リングの円錐面から離されるからである。さらに制動解除力も小さい。

有利な実施態様では、作動部材は同じく空気力で操作されるようになっており、この場合に必要なエネルギーは、ばね蓄力器式ブレーキシリンダーを備えた運転ブレーキのエネルギーよりも著しく小さくなっている。さらに圧縮空気供給部の故障に際して、駐車ブレーキ装置は自動的に確実に作動させられるようになっている。作動部材は、制動体を制動解除位置若しくは制動位置へ移すために、内周リング及び外周リングを移動させるようになっていてもよい。構造的に有利な実施態様では、円錐ロールを該円錐ロールの軸線に沿って移動させるようになっており、内周リング及び外周リングを軸線方向で移動しないように位置固定してある。別の実施態様では、各円錐ロールは少なくとも１つの圧縮ばねによって制動位置へ移動させられるようになっている。制動解除位置への円錐ロールの移動は、圧縮ばねの作用に抗して行われる。このために、各作動部材は、空気力作動式の作動部材として形成され、つまり車両の通常の走行状態では端面を圧縮空気で負荷されるようになっている。

さらに有利には、各車輪のための駐車ブレーキ装置は該車輪の車輪ハブ内に統合され、若しくは組み込まれている。内周リング及び外周リング、並びに円錐ロールの円錐形状に基づき、すでに十分な制動作用は得られるものの、さらに有利な実施態様では、内周リング及び／又は外周リングは、円錐ロールのための締め付け傾斜部を備えており、これによってブレーキ作用はさらに高められる。締め付け傾斜部は有利には外周リングの円錐状の内周面に設けられていて、所定の領域で環状間隙の周方向先細り部を形成している。この場合に締め付け傾斜部は、片側若しくは両側で作用するように成形されていてよい。これによって車輪の両方の回転方向で車輪のロック若しくは楔作用を達成することができる。

一般的に周知であるように、内周リング及び外周リングと円錐ロールとを互いに協働させることによるブレーキ作用は、円錐角と逆比例しており、つまり、円錐角が小さければ小さい程に、駐車ブレーキ装置を制動解除位置へ移すために生ぜしめられるべき力は大きくなっている。したがって円錐角は、一面で実用車を止めた場合に十分なブレーキ作用を形成し、かつ他面で制動解除位置への駐車ブレーキ装置の移動のための必要な力を所定の限度内に保てるように選ばれる。駐車ブレーキ装置を制動解除位置へ移動させるために必要な力は、円錐角の三角関数のタンジェント値を円錐ロールと内周リング及び外周リングの周面との間の摩擦値と等しくすることによってゼロに近づけられる。しかしながらこの場合には十分な摩擦作用は生ぜしめられない。したがって円錐角は、摩擦値のばらつきを考慮してタンジェント値によって求められた限界値若しくは最大値よりも所定の値だけ小さくされている。これによって最小の摩擦値で十分なブレーキ作用を達成できるようになっている。制動解除位置への駐車ブレーキ装置の移動のための必要な力を決定するために、最大の摩擦値で達成される締め付け力を決定するようになっている。

制動解除位置への駐車ブレーキ装置の移動のためのできるだけ小さい力で確実なブレーキ作用を達成するためには、駐車ブレーキ装置の転動体の摩擦値を狭い限界値内に保たなければならない。したがって、駐車ブレーキ装置は実質的に閉じられたケーシング内に配置されており、これによって気密に保護できるようになっている。さらに駐車ブレーキ装置と各車輪の車輪軸受とを１つの構成ユニットとして形成することもでき、該構成ユニットは実質的に閉じられたケーシング内に配置されるようになっている。

次に図示の実施例に基づき本発明を詳細に説明する。図面において、
図１は、内周リングと外周リングとの間の環状間隙内に配置された１つの円錐ロールを制動位置で示す図であり、
図２は、図１に示す装置を制動解除位置で示す図であり、
図３は、本発明に基づく駐車ブレーキ装置を概略的に示す部分平面図である。

本発明に基づく駐車ブレーキ装置１０は、内周リング１３、外周リング１４並びに、互いに等角度間隔で環状間隙１１内に配置された複数の円錐ロール（円錐ころ）を備えている。内周リング１３と外周リング１４との互いに向き合わされた周面は、円錐ロール１２の円錐角に適合させて円錐に形成されている。駐車ブレーキ装置１０はさらに、空気力作動式の作動部材１５を備えており、該作動部材は各円錐ロール１２の小さい方の端面に作用するようになっている。作動部材によって円錐ロール１２は、図１に示す制動位置から図２に示す解除位置へ移動させられるようになっている。移動は圧縮ばね１６の作用に抗して行われ、圧縮ばねは各円錐ロール１２の大きい方の端面に作用している。図１及び図２から明らかなように、作動部材１５に作用している圧力の消滅の場合には、円錐ロール１２は圧縮ばね１６の作用によって制動位置へ移動させられる。

円錐ロール１２の制動作用をさらに高めるために、図３に示す実施例では各円錐ロール１２の片側で外周リング１４の円錐面（周面）に締め付け傾斜部１７を設けてある。図３から明らかなように、内周リング１３は逆時計回り方向に回転させられるのに対して、逆の方向の回転では締め付け傾斜部１７が有効になり、つまり作用して、円錐ロール１２の締め付けを生ぜしめる。内周リング１３、外周リング１４及び円錐ロール１２から成るユニットは、一方向ロック（ラチェット若しくはフリーホイール）とも称され得るものである。

本発明は図示の実施例に限定されるものではない。重要なことは、車両用車輪の車輪ハブ内に駐車ブレーキ装置１０を組み込むことにあり、該駐車ブレーキ装置は、空気力作動式の運転ブレーキの構成部分ではない固有のブレーキエレメント１２，１３，１４から成っていて、車両の運転開始に際して制動解除位置へ移されるようになっている。

内周リングと外周リングとの間の環状間隙内に配置された１つの円錐ロールを制動位置で示す図 図１の円錐ロールを制動解除位置で示す図 本発明に基づく駐車ブレーキ装置を概略的に示す部分平面図

符号の説明

１０ 駐車ブレーキ装置、 １２ 円錐ロール、 １３ 内周リング、 １４ 外周リング、 １５ 作動部材、 １６ 圧縮ばね、 １７ 締め付け傾斜部

Claims (9)

1. 複数の車輪を備えた車両のための駐車ブレーキ装置（１０）において、ブレーキ装置は、少なくとも１つ若しくは複数の車輪の車輪ハブ内に組み込まれた一方向ロック装置によって形成されており、一方向ロック装置は、車輪ハブに設けられた内周リング（１３）と外周リング（１４）との間に配置されかつ円錐ロール（１２）として成形された複数の制動体を有しており、該制動体としての各円錐ロール（１２）の円錐角は、円錐ロール（１２）と内周リング（１３）及び外周リング（１４）の円錐形の周面との間の摩擦角を考慮してタンジェント値で求められた最大円錐角よりも所定の量だけ小さくされていることを特徴とする駐車ブレーキ装置。
2. 内周リング（１３）及び外周リング（１４）の互いに向き合わされた周面は、互いに逆向きの円錐面として形成されていて、該周面間に１つの環状間隙（１１）を画成しており、前記周面間に、円錐ロール（１２）として成形された複数の制動体を配置してあり、該制動体は、該制動体に対応して配置された作動部材（１５）を用いて制動解除位置及び制動位置へ移動させられるようになっている請求項１に記載の駐車ブレーキ装置。
3. 円錐ロール（１２）は該円錐ロールの軸線方向で移動自在になっており、内周リング（１３）及び外周リング（１４）は軸線方向の移動を防止されている請求項１又は２に記載の駐車ブレーキ装置。
4. 各円錐ロール（１２）は、少なくとも１つの圧縮ばね（１６）によって制動位置へ移動させられるようになっている請求項３に記載の駐車ブレーキ装置。
5. 各作動部材（１５）は、空気力作動式の作動部材として形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ装置。
6. 内周リング（１３）及び／又は外周リング（１４）は、円錐ロール（１２）のための締め付け傾斜部（１７）を有している請求項１から５のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ装置。
7. 締め付け傾斜部（１７）は、片側で作用するように成形され、若しくは両側で作用するように成形されている請求項６に記載の駐車ブレーキ装置。
8. 各駐車ブレーキ装置（１０）は実質的に閉じられた各ケーシング内に配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ装置。
9. 駐車ブレーキ装置（１０）は、各車輪の車輪軸受と一緒に１つの構成ユニットを形成している請求項８に記載の駐車ブレーキ装置。

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