JP5156213B2 - 組合せ常用及び駐車ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のための組合せ常用及び駐車ブレーキ装置に関する。

組合せ常用及び駐車ブレーキ装置が、従来技術により種々異なった構成で公知である。このようなブレーキ装置は、例えば液圧式の常用ブレーキ並びに機械的な駐車ブレーキ（パーキングブレーキ）を有している。最近では、駐車ブレーキはもはや機械的にケーブルのみを介して操作されるのではなく、ホイールブレーキに直接に配置された電動モータによって操作される。この電動モータはスピンドル装置を駆動し、このスピンドル装置はブレーキユニットを駐車ブレーキ位置に入れ、ロックする。

しかしながら、ホイールブレーキに直接にこのような電動モータが配置されている場合には構成スペース問題が生じる。なぜならば、ホイールブレーキに設けられた構成スペースは極めて小さく寸法取りされているからである。このためには、ドイツ連邦共和国特許第１９７３２１６８号明細書では、ホイールブレーキに設けられた、駐車ブレーキ装置を駆動するための電動モータを車両ブレーキケーシングに隣接して側方に配置することが提案された。この場合、電動モータの被駆動軸は側方の間隔をおいてスピンドルの軸に対して平行に延びている。この場合に、電動モータの被駆動軸とスピンドルとは、減速歯車伝動装置により結合されている。しかしながら、この装置は電動モータを配置するためにホイールブレーキの側方の構成スペースが必然的に提供されていなければならないという欠点を有している。
ドイツ連邦共和国特許第１９７３２１６８号明細書

そこで本発明の課題は、車両のための組合せ常用及び駐車ブレーキ装置において簡単かつコンパクトな構成のものを提供することである。

この課題を解決した本発明の手段によれば、電気的な駆動装置と、伝動装置とスピンドル装置とが、共通の軸線上に直列に配置されている。

請求項１の特徴を有する本発明による組合せ常用及び駐車ブレーキ装置は、特に簡単かつコンパクトな構成を提供するという利点を有している。この場合に、本発明によれば車両ブレーキケーシングの側方に構成スペースは必要不可欠ではないという利点を有している。本発明によれば、このことは電気的な駆動装置、伝動装置及びスピンドル装置が共通の軸線上に直列に配置されていることにより達成される。この場合に電気的な駆動装置と伝動装置とは、軸線方向に極めてコンパクトかつ小型に構成されているように選択されている。さらに、共通の軸線上に配置されていることにより、モータ及び／又は伝動装置の回転対称的な設計が可能である。さらに本発明によれば、車両ブレーキケーシングのケーシング構造と、電気的な駆動装置及び伝動装置スピンドル装置のためのケーシングのケーシング構造とが極めて簡単に、特に基本的には円筒状に形成されていてよい。このことは、良好にシール可能なケーシングの簡単な作製を可能にする。これにより、よりわずかな腐食発生及びよりわずかな汚れやすさが生じる。

従属請求項が本発明の有利な改良形を示している。

電動モータ、伝動装置及びスピンドル装置のための共通の軸線が同時に常用ブレーキのブレーキピストンの中心軸線である場合には、特にコンパクトな構成を実施することができる。この場合に特に有利にはブレーキピストンが基本的にポット形に形成されており、スピンドル装置が完全にこのポット形のピストンの内部に配置されている。これにより、軸線方向に特にコンパクトな構成を実施することができる。

さらに有利には電気的な駆動装置と伝動装置とが共通のアセンブリの形で形成されている。このことは、モータ・伝動装置アセンブリを組付け前にホイールブレーキに前組付けし、テストし、必要に応じて調整できることを可能にする。さらにモータ・伝動装置ユニットの素早く安価な交換が可能である。

特に有利には、スピンドル装置と伝動装置若しくはモータ・伝動装置ユニットとの間を結合するために形状接続的な継手が設けられている。この形状接続的な継手の使用は、モータ・伝動装置ユニットとブレーキケーシング若しくはブレーキキャリパとの間の許容差の補償がスピンドル装置により可能であることを可能にする。

有利には、電気的な駆動装置と伝動装置とは、基本的に円筒状の共通のケーシング内に配置されている。これにより、特に簡単かつコンパクトな構成が可能となる。ケーシングは簡単に作製し、容易にシールすることができ、さらにより腐食発生しにくいように構成されている。

本発明の択一的な有利な構成によれば、伝動装置は、ウォルフロム伝動装置の形で説明されている。

このウォルフロム伝動装置は、太陽歯車と、不動の第１の内歯歯車と、回動し、被駆動される第２の内歯歯車と、第１及び第２の遊星歯車とを有している。これらの遊星歯車は、それぞれ共通の遊星歯車軸に配置されている。この場合に電動モータは太陽歯車に結合されており、スピンドル装置は被駆動内歯歯車に結合されている。このようなウォルフロム伝動装置は、軸線方向に極めてコンパクトな構成になっており、基本的に両方の内歯歯車の幅に対応する軸線方向の長さを有している。

特に有利には伝動装置は遊星歯車伝動装置である。なぜならば、遊星歯車伝動装置は軸線方向に極めて小さい構成スペースしか取らないからである。この場合に電動モータは有利には遊星歯車伝動装置の太陽歯車に結合されており、スピンドル装置は内歯歯車又は遊星歯車に結合されている。

本発明のさらに別の１構成によれば、伝動装置はハーモニック・ドライブ伝動装置又はサイクロイド伝動装置又は回転斜板伝動装置の形で形成されている。

伝動モータは、有利には直流モータ、特にブラシレスの直流モータである。

さらに有利には、電動モータの軸線方向の長さは電動モータの外径の半分に等しいか、又はこれよりも小さい。この条件は、出力密度が十分な場合に電動モータが最小の軸線方向長さを有していることを確保する。

さらに伝動装置の軸線方向の長さは、この伝動装置の外径の半分に等しいか、又はこれよりも小さい。この条件は同様に軸線方向に特にコンパクトな伝動装置を確保する。

有利には差込み接続部がモータ・伝動装置・スピンドルユニットの側方に配置されており、これにより、軸線方向の構成スペースが減じられる／節約される。コネクタの軸線は、モータ・伝動装置ユニットの軸線Ｘ−Ｘに対して任意の角度下に配置されてよい。このことは、種々異なった車両において組合せ常用／駐車ブレーキ装置を適合させる場合に高い柔軟性を可能にする。

この場合に、有利には電動モータの差込み接続部が、電動モータ、伝動装置及びスピンドル装置の共通の軸線に対して平行に配置されている。これにより、電動モータの軸線方向の長さをさらに減じることができる。なぜならば、これにより差込み接続部は電動モータの側方に配置されているからである。差込み接続部は極わずかな幅のみを有しているので、よりわずかな側方の所要スペースのみが不可欠である。コネクタの整列は側方で別な形に、例えばモータ・伝動装置ユニットの共通の軸線に対して半径方向に選択することもできる。コネクタの位置もモータの軸線を中心とした任意の角度位置に変えることができる（３６０°の自由度）。

本発明の別の有利な構成によれば、電気的な駆動装置及び伝動装置の共通のケーシングの、電気的な駆動装置が配置された端部がカバーにより閉鎖されている。この場合にこの電気的な駆動装置の部分はカバーに、かつ／又はカバー内に配置されている。このカバー内には、例えば差込み接続部への接続導体又は電気的な駆動装置のステータのための保持装置又は電気的な駆動装置のロータのための軸受又は電気的な駆動装置のためのブラシロッカが配置されていてよい。さらに有利には、共通のケーシングが電気的な駆動装置のための極ポットの形で形成されており、これにより、電気的な駆動装置が特にコンパクトに構成され得る。基本的に円筒状のケーシングを使用した場合には、ケーシングとカバーとの間には、リングシールにより簡単なシールを行うこともできる。

さらに有利には、駐車ブレーキの位置を規定するための少なくとも１つの装置が設けられており、これにより、駐車ブレーキ位置が機械的にロックされているか、又はロックされていないことを確保することができる。位置を規定するための装置は、例えば電動モータのモータ電流及び／又はモータ電圧を検出するための装置であってよい。択一的には、電動モータの被駆動軸又はスピンドル装置のスピンドルの回転数又は角度位置を検出するためのセンサが設けられていてよい。このセンサは、例えばホールセンサであってよい。さらに光学的なセンサ及び／又はロック力を測定するための力センサが設けられていてよい。

次に本発明の実施の形態を詳しく説明する。

以下に組合せ常用及び駐車ブレーキ装置１の有利な実施例を図面につき説明する。

車両の常用ブレーキとして、液圧機構を用いた、組み合わされた常用及び駐車ブレーキ装置が作動せしめられる。この場合、圧力下にある液圧液が流体室１０に供給される。この流体室１０は基本的にポット状の作動ピストン７の中空の内部領域に接続されている。流体室１０内に圧力が構成された場合には、ブレーキピストン７が矢印Ａの方向に運動せしめられ、これにより、公知の形式でブレーキパッドがブレーキディスクに当てつけられる。

本発明による常用及び駐車ブレーキ１は駐車ブレーキ部分も有している。この駐車ブレーキ部分は主に電動モータ２，伝動装置３及びスピンドル装置４を有している。本発明による駐車ブレーキは、いわゆる「ＭｏＣタイプ（モータ・オン・キャリパ）」である。この「ＭｏＣタイプ（モータ・オン・キャリパ）」では、運転手の駐車ブレーキ要望が電気的な信号を介して制御装置に伝達される。この制御装置は電動モータを作動して駐車ブレーキを機械的に係合させる。この場合に組合せ常用／駐車ブレーキのブレーキキャリパが緊締せしめられ、機械的にロックされる。この場合に電動モータ２は直流モータの形で形成されている。

伝動装置３は、太陽歯車、不動の内歯歯車３１、回動可能な被駆動側の内歯歯車３２、第１の遊星歯車セットの遊星歯車３３及び第２の遊星歯車セットの遊星歯車３４を有するウォルフロム伝動装置（Wolfrom-Getriebe）である。この場合、第１の遊星歯車セットの遊星歯車３３は太陽歯車３０及び不動の内歯歯車３１と噛み合っている。遊星歯車３３及び３４は共通の遊星歯車担体に配置されている。第２の遊星歯車セットの遊星歯車３４は、被駆動側の内歯歯車３２と噛み合っている。

被駆動側の内歯歯車３２は、形状接続的な（formschluessig）継手８を介してスピンドル装置４に結合されている。このスピンドル装置４は雄ねじ山を備えたスピンドル５並びにナット６を有しており、このナット６はスピンドル５に配置されている。スピンドル５の回転時にはナット６は並進的に常用・駐車ブレーキの軸線方向Ｘ−Ｘに運動せしめられる。図１及び図２に示した駐車ブレーキのロックされた状態では、ナット６の端部領域６ａはブレーキピストン７の内側のピストン底部に接触しており、これにより、ブレーキピストン７は機械的にロックされている。この場合にスピンドル５とナット６との間にはセルフロック式のねじ山が形成されており、これにより、スピンドル装置４の自動的な解除が阻止される。

図１及び図２からさらに判るように、電動モータ２及び伝動装置３は基本的に円筒状の共通のケーシング９内に配置されている。このケーシング９は基本的に円筒状に形成されており、軸線方向のほぼ中央の位置に内側方向に向けられた領域９ａを有している。カバー１５が共通のケーシング９をモータ側の端部で閉鎖する。

電動モータ２は直流モータの形で形成されており、ロータ及びステータを有している。この場合に符号２１は電動モータの被駆動軸を示している。この被駆動軸２１はウォルフロム伝動装置の太陽歯車に結合しており、この太陽歯車を駆動する。図面から判るように、被駆動軸２１は、第１の軸受１１、第２の軸受１２及び第３の軸受１３で支承されている。この場合に第２の軸受１２は、同時に内側方向へ向けられた領域９ａを介して共通のケーシング９を支持するためにも働く。伝動装置３の被駆動側の内歯歯車３２は、さらに第４の軸受１４で支承されている。図面から判るように、この場合に被駆動側の内歯歯車３２は形状接続的な継手８と一体的に形成されており、これにより、部材数を減じることができる。

カバー１５にはさらに電動モータ２の部分が固定されているか、若しくは組み込まれている。さらに第１の軸受１１はカバー１５内に配置されている。これにより、電動モータ２はカバー１５に前組付けすることができ、共通の構成ユニットとして円筒状のケーシング９内へ簡単に押し込むことができる。さらにケーシング９は、対応した電磁的な特性を有する電動モータ２のための極ポットの形で形成されている。これにより、ケーシング９は同時に複数の機能を果たす。

伝動装置３は共通のケーシング９内に別の側から前組付けすることができるので、簡単に取り扱うことのできる構成ユニットが生じる。共通のケーシング９を介してこの構成ユニットはホイールブレーキのケーシング１６に固定することができる。この場合に前組付けされたモータ・伝動装置ユニットは継手８も有していてよい。

図１に示したように、電動モータ２の差込み接続部２０が、側方に、かつ常用及び駐車ブレーキ１の中心軸線Ｘ−Ｘに対して平行に配置されている。この場合に、差込み接続部２０はカバー１５と一体的に作製されていてよい。この場合に差込み接続部２０の幅は極めて小さい。

図面から判るように、本発明による常用・駐車ブレーキの構成では、電動モータ２、伝動装置３及びスピンドル装置４が共通の軸線Ｘ−Ｘ上に配置されている。この場合に電動モータ２と伝動装置３とは、特に軸線方向に小型に構成されている。この場合に、この装置では電動モータ２、伝動装置３及びスピンドル装置４が共通の軸線Ｘ−Ｘ上に直列に配置されている。この場合に共通の軸線Ｘ−Ｘは、同時にブレーキピストン７の中心軸線をもなしている。スピンドル装置４は完全にブレーキピストン７内に配置されているので、不可欠な軸線方向の構成スペースをさらに縮小することができる。さらに本発明による装置は、共通の軸線Ｘ−Ｘに対して回転対称的な設計を可能にしており、これにより、常用・駐車ブレーキの半径方向によりわずかな構成スペースが必要とされる。直接に図面から判るように、本発明による常用・駐車ブレーキ１は極めてコンパクトかつ簡単に構成されている。特に共通の円筒状のケーシング９の使用が、車両の公知のホイールブレーキへのモータ・伝動装置ユニットの問題のない前組付け及び結合を可能にする。

さらにモータ、伝動装置及びスピンドル装置の本発明による直列配置は、モジュール原理を使用することができるという利点を有している。このモジュール原理では電動モータをカバー１５と一緒に必要に応じて交換することができ、これにより、例えば常用・駐車ブレーキが例えば乗用車ではなく商用車で使用される場合に、より強い電動モータにより代替することができる。もちろん必要に応じてモータ・伝動装置構成ユニット全体を完全に別のものと交換することもできる。さらに構成部分の簡単な修理及び交換を実施することもできる。さらにコンパクトなモータ・伝動装置構成ユニットにより簡単に駐車ブレーキの、種々異なった車両メーカの要請に合わせた調整を行うことができる。

本発明の１実施例による組合せ常用／駐車ブレーキの概略的な断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 常用及び駐車ブレーキ装置、 ２ 電動モータ、 ３ 伝動装置、 ４ スピンドル装置、 ５ スピンドル、 ６ ナット、 ６ａ 端部領域、 ７ ブレーキピストン、 ８ 継手、 ９ ケーシング、 ９ａ 領域、 １０ 流体室、 １１、１２，１３、１４ 軸受、 １５ カバー、 １６ ケーシング、 ２０ 差込み接続部、 ２１ 被駆動軸、 ３０ 太陽歯車、 ３１，３２ 内歯歯車、 ３３，３４ 遊星歯車、 Ａ 矢印、 Ｘ−Ｘ 軸線

Claims (16)

1. 組合せ常用及び駐車ブレーキ装置であって、該組合せ常用及び駐車ブレーキ装置が、少なくとも１つのブレーキディスクと少なくとも１つのブレーキパッドとを有するブレーキユニットを有しており、流体圧により操作可能なブレーキピストン（７）によりブレーキパッドがブレーキディスクに当てつけ可能になっており、かつ前記組合せ常用及び駐車ブレーキ装置が、駐車ブレーキユニットを有しており、該駐車ブレーキユニットが、電気的な駆動装置（２）、伝動装置（３）、及びナット（６）とスピンドル（５）とを備えたスピンドル装置（４）を有しており、これにより、ブレーキ装置の駐車ブレーキ位置が機械的にロックされるようになっており、電気的な駆動装置（２）と伝動装置（３）とスピンドル装置（４）とが、共通の軸線（Ｘ−Ｘ）上に直列に配置されており、
   前記電気的な駆動装置（２）と前記伝動装置（３）とが、両端に開口を有するケーシング（９）内に配置されており、前記電気的な駆動装置（２）は前記ケーシング（９）の一方の開口から組み付けられ、前記伝動装置（３）は前記ケーシング（９）の他方の開口から組み付けられることを特徴とする、組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
2. 共通の軸線（Ｘ−Ｘ）が、ブレーキピストン（７）の中心軸線でもある、請求項１記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
3. 電気的な駆動装置（２）と伝動装置（３）とが、前組付け可能なアセンブリの形で形成されている、請求項１又は２記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
4. スピンドル装置（４）を有する伝動装置（３）が、形状接続的な継手（８）により結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
5. 電気的な駆動装置（２）と伝動装置（３）とが、共通の、基本的に円筒状のケーシング（９）内に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
6. 伝動装置（３）が、太陽歯車（３０）、不動の内歯歯車（３１）、回動する被駆動側の内歯歯車（３２）、第１の遊星歯車セットの遊星歯車（３３）、第２の遊星歯車セットの遊星歯車（３４）を有するウォルフロム伝動装置（Wolfrom-Getriebe）であり、電気的な駆動装置（２）が、太陽歯車に結合されており、スピンドル装置（４）が被駆動側の内歯歯車（３２）に結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
7. 伝動装置（３）が、遊星歯車伝動装置又はハーモニック・ドライブ伝動装置又はサイクロイド伝動装置又は回転斜板伝動装置である、請求項１から５までのいずれか１項記載の組み合わせ常用及び駐車ブレーキ装置。
8. 電気的な駆動装置（２）が、直流モータである、請求項１から７までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
9. 前記電気的な駆動装置（２）が、ブラシレスの直流モータである、請求項８記載の組み合わせ及び駐車ブレーキ装置。
10. 電気的な駆動装置（２）の軸線方向の長さが、該電気的な駆動装置（２）の外径の半分よりも小さいか、又は外径の半分に等しい、請求項１から９までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
11. 伝動装置（３）の軸線方向の長さが、該伝動装置（３）の外径の半分よりも小さいか、又は外径の半分に等しい、請求項１から１０までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
12. 電気的な駆動装置（２）の差込み接続部（２０）が、前記ケーシング（９）の側方に配置されている、請求項５から１１までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
13. 前記差込み接続部（２０）が、前記ケーシング（９）の側方に、共通の軸線（Ｘ−Ｘ）に対して平行に配置されている、請求項１２記載の組み合わせ常用及び駐車ブレーキ装置。
14. 電気的な駆動装置（２）及び伝動装置（３）の共通のケーシング（９）が、駆動側の端部でカバー（１５）により閉鎖されており、電気的な駆動装置（２）の部分が、前記カバー（１５）内に配置されている、請求項５から１３までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
15. 前記ケーシング（９）が、前記電気的な駆動装置（２）と前記伝動装置（３）とが組み付けられる領域を画成する、領域（９ａ）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。
16. 前記電気的な駆動装置（２）が前組付けされるカバー（１５）を備えており、該カバー（１５）が前記ケーシング（９）の一方の開口を閉鎖する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の組合せ常用及び駐車ブレーキ装置。

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