JP5054273B2 - 車輪ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念の特徴を備えた車輪ブレーキ装置に関する。
【０００２】
このような車輪ブレーキ装置は自体公知である。車輪ブレーキ装置は摩擦ブレーキライニングを有しており、この摩擦ブレーキライニングは、ブレーキモーメントを生ぜしめるために、自動車車輪に対して相対回動不能なブレーキ体、例えばブレーキディスクあるいはブレーキドラムに圧着可能である。ブレーキライニングをブレーキ体に圧着することは、今日では、主として液力式に行われ、もちろん次第に、摩擦ブレーキライニングが電気機械的にブレーキ体に圧着される車輪ブレーキ装置も提案されている。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴を備えた本発明による車輪ブレーキ装置は、摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するために、旋回可能なレバーを有している。レバーを旋回させることによって、摩擦ブレーキライニングは、ブレーキモーメントを生ぜしめるためにブレーキ体に圧着可能であり、かつ車輪ブレーキ装置を弛緩させるためにレバーを逆旋回させることによってブレーキ体から引き離し可能である。更に、本発明による車輪ブレーキ装置は蓄力式ばねエレメントを有しており、この蓄力式ばねエレメントは摩擦ブレーキライニングから間隔をおいてレバーに作用し、かつレバーを、摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するように、つまり車輪ブレーキ装置を操作するように、負荷している。蓄力式ばねエレメントは例えば金属ばねあるいはその他の弾性的な材料から成るばね、例えばコイルばねであることができる。例えばガス圧力ばねを蓄力式ばねエレメントとして使用することも可能である。摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するために必要な一部分の、場合によっては全体のエネルギは、蓄力式ばねエレメントに由来し、これによって本発明による車輪ブレーキ装置を操作するための操作エネルギは減少せしめられる。
【０００４】
本発明による車輪ブレーキ装置は非直線的なしゅう動案内を有している。このしゅう動案内において、レバーは旋回可能に支持部により支えられ、この支持部自体はレバーの縦方向にしゅう動可能である。レバーは要するに３つの箇所において負荷されている。一面ではレバーは摩擦ブレーキライニングにより負荷され、若しくは逆にレバーが摩擦ブレーキライニングを車輪ブレーキ装置の操作の際に負荷する。更に、レバーは摩擦ブレーキライニングから間隔をおいて蓄力式ばねエレメントにより負荷される。車輪ブレーキ装置を操作するように、かつ摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するように、負荷される。第３として、レバーは、それが旋回可能に支えられている支持部により負荷される。支持部ひいては、レバーが旋回可能に支持されている箇所はレバーの縦方向にしゅう動可能であるので、摩擦ブレーキライニング及び蓄力式ばねエレメントがレバー内で作用する有効レバーアームは変化する。支持部の、レバーの縦方向での移動によって、摩擦ブレーキライニングが一面においてかつ蓄力式ばねエレメントが他面においてレバーに作用する有効レバーアームの比は変化する。支持部がレバーに沿ってしゅう動することによって、蓄力式ばねエレメントからレバーを介して摩擦ブレーキライニングに及ぼされる力を変化させることができる。このことは、本発明による車輪ブレーキ装置においては、その操作のために利用される。摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するために、レバーの支持部はレバーの縦方向に、それをもって蓄力式ばねエレメントがレバーに作用する有効レバーアームが増大するように、しゅう動せしめられ、かつ又はそれをもってブレーキ体がレバーに作用する有効レバーアームが短縮するように、しゅう動せしめられる。支持部をレバーの縦方向にしゅう動させることによって、蓄力式ばねエレメントがレバーを介して摩擦ブレーキライニングに及ぼす力、換言すればそれをもって蓄力式ばねエレメントがレバーを介して摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着する力が変化し、かつこれによって所望のブレーキモーメントが生ぜしめられる。車輪ブレーキ装置を弛緩させるためには、支持部は逆の方向にしゅう動せしめられる。
【０００５】
支持部をしゅう動させるために、ひいては車輪ブレーキ装置を操作するために必要な力をわずかにとどめるために、本発明によれば、レバーの非直線的なしゅう動案内の経過は次のように、すなわちしゅう動案内がその都度の支持箇所において、支持部のしゅう動方向に対して平行にあるいは少なくとも近似的に平行に延びているように、選ばれている。支持箇所とは、支持部がレバーを旋回可能に支持している箇所である。支持部のしゅう動可能性によって、支持箇所はレバーの縦方向に、それもそのしゅう動案内に沿って、可動である。レバーのしゅう動案内がその都度のしゅう動箇所において支持部のしゅう動方向に対して平行に延びている場合には、支持部により、そのしゅう動の際にレバーを旋回させるため、かつ摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するための力は加えられない。支持部をしゅう動させるため、ひいては車輪ブレーキ装置を操作するために、この場合専らしゅう動のために必要な摩擦力を克服するだけでよい。しゅう動案内がその都度の支持箇所において、支持部のしゅう動方向に対して近似的に平行である場合には、支持部によりしゅう動の際に及ぼされる力は、レバーを旋回させるため及び摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するために、わずかである。これによって、車輪ブレーキ装置を操作するために必要な力はわずかである。摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着するために必要な力は完全にあるいは部分的に蓄力式ばねエレメントにより加えられる。本発明による車輪ブレーキ装置はこれによって、出力の弱い、小型のかつ軽量な電気モータで電気機械的に操作するのに適している。本発明による車輪ブレーキ装置を備えた自動車の電気的な配線網の負荷はわずかである。更に本発明による車輪ブレーキ装置のブレーキモーメントは精密に調節可能である。
【０００６】
従属請求項は、主請求項に記載した発明の有利な構成及び展開を記載したものである。
【０００７】
本発明の１構成では、摩擦ブレーキライニングとブレーキ体との間のエアギャップを調整するための自動的な後調整装置が設けられている（請求項６）。後調整装置によって、レバーの角度位置ひいては、それをもって蓄力式ばねエレメント及び摩擦ブレーキライニングがレバーに作用するレバー比が摩擦ブレーキライニングの磨滅とは無関係であることが、達成される。蓄力式ばねエレメントがレバーを介して摩擦ブレーキライニングをブレーキ体に圧着する力は、これによって単に、レバーの支持部が支えられる支持箇所にだけ関連し、摩擦ブレーキライニングの磨滅状態とは無関係である。
【０００８】
実施例の説明
本発明は以下において図面に示した実施例によって詳細に説明する。
【０００９】
図面は概略的に簡単に示したものである。
【００１０】
図面に示した本発明による車輪ブレーキ装置１０はディスクブレーキとして構成されている。車輪ブレーキ装置１０はブレーキキャリパ１２を有しており、これはブレーキディスク１４に対して横方向に可動なフロートキャリパとして構成されている。ブレーキキャリパ１２内には固定の摩擦ブレーキライニング１６が位置しており、これはブレーキディスク１４の一方の側に配置されている。他方の摩擦ブレーキライニング１８はブレーキディスク１４の逆の側でブレーキキャリパ１２内に配置されている。この摩擦ブレーキライニング１８はブレーキシュー２０によってブレーキディスク１４に対して横方向にブレーキキャリパ１２内でしゅう動可能に案内されている。車輪ブレーキ装置１０を操作するために、しゅう動可能な摩擦ブレーキライニング１８はブレーキディスク１４の一方の側に圧着される。反動力は自体公知の形式でブレーキキャリパ１２をブレーキディスク１４に対して横方向にしゅう動させ、したがって他方の、固定の摩擦ブレーキライニング１６はブレーキディスク１４の他方の側に圧着され、ブレーキディスク１４が制動される。
【００１１】
車輪ブレーキ装置１０を操作するために、換言すれば摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着するために、本発明による車輪ブレーキ装置１０はレバー２２を有しており、このレバーはブレーキディスク１４に対してほぼ平行にブレーキキャリパ１２内に配置されている。レバー２２は、仮想のかつレバー２２の縦方向にしゅう動可能な旋回軸線を中心にして旋回可能であり、この旋回軸線は仮想の、ブレーキディスク１４を通る平面に対して平行に延びている。レバー２２の旋回軸線の、その縦方向におけるしゅう動については後述する。ブレーキシュー２０はレバー２２の一端部の近くでレバーに接触している。レバー２２の、ブレーキディスク１４の方向での旋回によって、ブレーキシュー２０がしゅう動せしめられ、摩擦ブレーキライニング１８がブレーキディスク１４に圧着される。ストッパ２４はレバー２２の逆旋回を制限する。
【００１２】
レバー２２の、他方の、ブレーキシュー２０から遠い方の端部には、蓄力式ばねエレメント２６が配置されている。蓄力式ばねエレメント２６は本発明の図示の、ここで述べている実施例では、圧縮コイルばねとして構成されていて、ブレーキキャリパ１２内で不動の対応受け２８に支えられている。圧縮コイルばねとして構成されている蓄力式ばねエレメント２６は、レバー２２の、ブレーキシュー２０と同じ側に配置されている。
【００１３】
レバー２２は湾曲した滑子軌道３０を有しており、この滑子案内内に滑子ピン３２が係合している。滑子ピン３２は支持ブラケット３４に固定して取り付けられており、この支持ブラケットはスピンドルナット３６を有しており、このスピンドルナットにより支持ブラケット３４がスピンドル３８に取り付けられている。スピンドル３８はレバー２２に対して近似的に平行に延びており、したがって支持ブラケット３４は滑子ピン３２と共にレバー２２の縦方向にしゅう動可能である。支持ブラケット３４はレバー２２の滑子軌道３０内に係合している滑子ピン３２と共に、レバー２２の支持部を形成しており、この支持部はレバー２２を旋回可能に支持している。滑子ピン３２は、仮想のかつレバー２２の縦方向でしゅう動可能な、レバー２２の旋回軸線を規定している。滑子軌道３０及び滑子ピン３２は非直線的な、レバー２２のしゅう動案内３０，３２を形成している。滑子軌道３０はブレーキディスク１４の方向から見て凸状であり、スピンドル３８の方向から見て凹状であり、その際レバー２２はブレーキディスク１４とスピンドル３８との間に配置されている。滑子軌道３０の湾曲は円弧形あるいは他の形式で弧形であり、又はその他の形式で湾曲せしめられている。滑子軌道３０の湾曲の経過については、なおより正確に後述する。
【００１４】
支持ブラケット３４のスピンドルナット３６及びスピンドル３８は本発明による車輪ブレーキ装置１０のスピンドル駆動部３６，３８を形成している。スピンドル３８を回転駆動するために、車輪ブレーキ装置１０は電気モータ４０を有しており、この電気モータはスピンドル３８を直接にあるいはまた間接に図示していない伝動装置を介して回転駆動し、かつこの形式で支持部３２，３４をレバー２２の縦方向にしゅう動させることができる。
【００１５】
車輪ブレーキ装置１０が弛緩した位置にある場合（図１）、支持部３２，３４は、蓄力式ばねエレメント２６が作用しているレバー２２の端部の範囲内にある。レバー２２はその、蓄力式ばねエレメント２６から遠い端部においてストッパ２４に接触しており、かつ摩擦ブレーキライニング１６，１８はブレーキディスク１４から引き離されている。車輪ブレーキ装置１０を操作するためには、支持部３２，３４が電気モータ４０及びスピンドル駆動部３６，３８によってブレーキシュー２０の方向にしゅう動せしめられる。図１及び図２を比較すれば分かるように、レバー２２の支持部３２，３４のこのようなしゅう動によって、それをもってレバー２２がブレーキシュー２０に作用するか、若しくはブレーキシュー２０がレバー２２に作用する有効レバーアームが短縮する。それをもってレバー２２がブレーキシュー２０にか、若しくはブレーキシュー２０がレバー２２に作用する有効レバーアームは、滑子ピン３２の、ブレーキシュー２０のレバー２２における作用点に対するレバー２２の縦方向における間隔である。それをもってレバー２２がブレーキシュー２０に作用する有効レバーアームの短縮と同時に、レバー２２の支持部３２，３４がブレーキシュー２０の方向にしゅう動することによって、それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２に作用する有効レバーアームが延長する。それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２に作用する有効レバーアームは、蓄力式ばねエレメント２６のレバー２２における作用点の、滑子ピン３２からのレバー２２の縦方向での間隔である。レバー２２の支持部３２，３４の、ブレーキシュー２０に向かうしゅう動によって、蓄力式ばねエレメント２６はレバー２２を旋回させ、かつレバー２２及びブレーキシュー２０を介して摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着し、ブレーキディスク１４が制動せしめられる。支持部３２，３４が更にブレーキシュー２０の方向にしゅう動せしめられると、それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２に作用する有効レバーアームが延長し、かつそれをもってレバー２２がブレーキシュー２０に作用する有効レバーアームが更に短縮し、したがって、それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２を介して摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着する力が増大する。それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２を介して摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着する力は、支持部３２，３４がブレーキシュー２０の方向にしゅう動することによって、変化するレバー比によって、蓄力式ばねエレメント２６の延長によって弛緩する蓄力式ばねエレメント２６のばね力を考慮しても、増大する。それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２を介して摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着する力は、したがって支持部３２，３４のレバー２２の縦方向のしゅう動によって精密に調節可能である。
【００１６】
車輪ブレーキ装置１０を弛緩させるためには、レバー２２の支持部３２，３４がレバー２２における蓄力式ばねエレメント２６の作用点に戻りしゅう動せしめられ、蓄力式ばねエレメント２６の有効レバーアームはこれによってゼロに短縮され、蓄力式ばねエレメント２６はもはやブレーキシュー２０に何らの力も及ぼさず、かつ車輪ブレーキ装置１０は弛緩せしめられている。支持部３２，３４をレバー２２における蓄力式ばねエレメント２６の作用箇所に戻りしゅう動させる場合に、前に、摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着する際に蓄力式ばねエレメントにより加えられたエネルギは蓄力式ばねエレメント２６内に戻し貯えられる。このエネルギは車輪ブレーキ装置１０を改めて操作する場合に再び役立てられる。車輪ブレーキ装置１０を有効に弛緩させるために、支持部３２，３４は蓄力式ばねエレメント２６の作用点を超えてブレーキシュー２０からしゅう動させることができる。蓄力式ばねエレメント２６はその場合レバー２２をブレーキディスク１４からストッパ２４に旋回させる。レバー２２のこの戻り旋回運動は、摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４から引き離すのに利用することができる。
【００１７】
レバー２２の支持部３２，３４のためのしゅう動案内３０，３２を形成している滑子軌道３０の湾曲若しくは経過は、次のように、すなわち、滑子軌道３０が支持部３２，３４のしゅう動の際に、支持部３２，３４がレバー２２を旋回可能に支持するその都度の支持箇所において、スピンドル３８に対して平行にあるいは少なくとも近似的に平行に延びるように、選ばれている。レバー２２は、上述のように、その支持部３２，３４のしゅう動によって旋回せしめられるので、滑子軌道３０は湾曲せしめられており、これによりレバー２２のしゅう動案内３０，３２がその都度支持部３２，３４によって形成されている支持箇所において支持部３２，３４の支持のしゅう動方向、換言すればスピンドル３８に対して平行又は近似的に平行に延びる。滑子軌道３０が各支持箇所においてスピンドル３８に対して平行に延びていると、レバー２２を旋回させるために何らの力も必要でなく、これにより摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着するためにも力が必要でない。レバー２２を旋回させるため及び摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着するための力はこの場合専ら蓄力式ばねエレメント２６により作用せしめられる。滑子軌道３０がその都度の支持箇所においてスピンドル３８に対して近似的に平行に延びている場合には、レバー２２を旋回させるためひいては摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着するために必要な力は、支持部３２，３４ひいては電気モータ４０により、及び力の残りの部分及び大部分は蓄力式ばねエレメント２６により作用せしめられる。本発明による車輪ブレーキ装置１０を操作するために、電気モータ４０により、支持部３２，３４をレバー２２の縦方向で支持部３２，３４をしゅう動させることによって、必要なトルクはしたがって低い。
【００１８】
車輪ブレーキ装置１０が弛緩した状態でエアギャップ、換言すれば摩擦ブレーキライニング１６，１８とブレーキディスク１４との間のギャップを調整するために、車輪ブレーキ装置１０は自動的な後調整装置４２，４４を有している。後調整装置４２は、横方向にしゅう動可能なブレーキシュー２０と摩擦ブレーキライニング１８との間に配置されているくさび体を有している。くさび体４２はばねエレメント４４によりブレーキシュー２０の横方向に負荷されていて、その際ばねエレメント４４は図示の、説明している本発明の実施例では引張コイルばねとして構成されており、この引張コイルばねはくさび体４２とブレーキキャリパ１２とに取り付けられている。摩擦ブレーキライニング１６，１８の磨滅が増大するにつれて、ばねエレメント４４はくさび体４２を更にブレーキシュー２０内にしゅう動させ、したがって車輪ブレーキ装置１０のエアギャップはコンスタントにとどまる。
【００１９】
自動的な後調整装置４２，４４によって、レバー２２の角度位置が摩擦ブレーキライニング１６，１８の磨滅とは無関係であることが、達成される。それをもって蓄力式ばねエレメント２６及びブレーキシュー２０がレバー２２に作用する有効レバーアームはこれによって摩擦ブレーキライニング１６，１８の磨滅状態とは無関係であり、かつ専らレバー２２の支持部３２，３４の、レバー２２の縦方向におけるしゅう動に関連している。それをもって蓄力式ばねエレメント２６がレバー２２を介して摩擦ブレーキライニング１８をブレーキディスク１４に圧着する力は、したがって摩擦ブレーキライニング１６，１８の磨滅とは無関係である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による車輪ブレーキ装置の１実施例を弛緩した状態で示す。
【図２】 図１の車輪ブレーキ装置を操作された状態で示す。
【符号の説明】
１０ 車輪ブレーキ装置、 １２ ブレーキキャリパ、 １４ ブレーキディスク、 １６ 固定の摩擦ブレーキライニング、 １８ しゅう動可能な摩擦ブレーキライニング、 ２０ ブレーキシュー、 ２２ レバー、 ２４ ストッパ、 ２６ 蓄力式ばねエレメント、 ２８ 対応受け、 ３０ 滑子軌道、 ３２ 滑子ピン、 ３４ 支持ブラケット、 ３６ スピンドルナット、 ３８ スピンドル、 ４０ 電気モータ、 ４２ 後調整装置、 ４４ ばねエレメント

Claims (7)

1. 自動車のための車輪ブレーキ装置であって、摩擦ブレーキライニングが設けられており、該摩擦ブレーキライニングが、ブレーキモーメントを生ぜしめるために、自動車車輪に対して相対回動不能なブレーキ体に圧着可能である形式のものにおいて、
   当該車輪ブレーキ装置（１０）が、旋回可能なレバー（２２）を有しており、該レバーにより、摩擦ブレーキライニング（１８）が、レバー（２２）の旋回によってブレーキ体（１４）に圧着可能であり、当該車輪ブレーキ装置（１０）が、蓄力式ばねエレメント（２６）を有しており、該蓄力式ばねエレメントが、摩擦ブレーキライニング（１８）から間隔をおいてレバー（２２）に作用し、かつ摩擦ライニング（１８）をブレーキ体（１４）に圧着するようにレバーを負荷するようになっており、レバー（２２）が、湾曲したしゅう動案内（３０）を有しており、該しゅう動案内（３０）内で、レバー（２２）の縦方向にしゅう動可能に係合している支持部（３２，３４）を介して、レバー（２２）が旋回可能に支えられており、しゅう動案内（３０）が、該しゅう動案内（３０）に亘る前記支持部（３２，３４）の支持箇所において、少なくとも近似的に支持部（３２，３４）のしゅう動方向に対して平行に延びるように形成されていることを特徴とする、車輪ブレーキ装置。
2. レバー（２２）の支持部（３２，３４）が、レバー（２２）における蓄力式ばねエレメント（２６）の作用箇所と、レバー（２２）における摩擦ブレーキライニング（１８）の作用箇所との間で、レバー（２２）の縦方向にしゅう動可能である、請求項１記載の車輪ブレーキ装置。
3. 当該車輪ブレーキ装置（１０）が、レバー（２２）の縦方向にしゅう動可能な支持部（３２，３４）をしゅう動させるためのスピンドル駆動部（３６，３８）を有している、請求項１記載の車輪ブレーキ装置。
4. 当該車輪ブレーキ装置（１０）が、スピンドル駆動部（３６，３８）を回転駆動するための電気モータ（４０）を有している、請求項３記載の車輪ブレーキ装置。
5. 当該車輪ブレーキ装置（１０）が、当該車輪ブレーキ装置（１０）の非操作状態で、摩擦ブレーキライニング（１８）とブレーキ体（１４）との間のエアギャップを調整するための後調整装置（４２，４４）を有している、請求項１記載の車輪ブレーキ装置。
6. 後調整装置（４２，４４）が、自動調整式に構成されている、請求項５記載の車輪ブレーキ装置。
7. 後調整装置（４２，４４）が、摩擦ブレーキライニング（１８）のブレーキ体（１４）への圧着方向に対して横方向にしゅう動可能なくさび体（４２）を有している、請求項６記載の車輪ブレーキ装置。

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