JP6353606B2 - 油圧式の車両ブレーキ装置のための圧力発生器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の特徴を有する油圧式の車両ブレーキ装置のための圧力発生器に関する。圧力発生器は、特に外力ブレーキ装置において設けられるが、例えばスリップ制御装置において使用することもできる。

ねじ伝動装置は既知である。ねじ伝動装置は、例えばスピンドルおよびスピンドルナットを備え、スピンドルナットの雌ねじ山はスピンドルのねじ山に係合する。スピンドルナットまたはスピンドルのいずれか一方の回転駆動により、他方の部分、すなわちスピンドルまたはスピンドルナットが軸線方向に移動される。滑動するねじを備えるねじ装置の他に、転動体を備えるねじ装置、例えばボールねじ装置またはローラねじ装置がある。一般に、スピンドルナットまたはスピンドルのいずれか一方は、回動可能であり、軸線方向に固定されており、ねじ山を備えるねじ伝動装置の構成部材であってもよい。他方の部分、すなわち、スピンドルまたはスピンドルナットは、軸線方向に移動可能であり、回動不能であり、対向ねじ山を備えるねじ伝動装置の構成部材とみなすことができる。ねじ山と対向ねじ山とは、直接または間接的に、例えば転動体を介して係合し、ねじ伝動装置の回動可能な構成部材の回転駆動により、軸線方向に移動可能な構成部材が軸線方向に移動される。

同様に、太陽歯車と、太陽歯車と噛み合い、太陽歯車を中心とした回転駆動時に回転する遊星歯車と、太陽歯車を同心的に取り囲む内歯車とを備える遊星歯車装置が既知である。遊星歯車は同様に内歯車と噛み合い、回転駆動時には内歯車内で回転する。遊星歯車は、太陽歯車および内歯車に対して同軸的に配置された遊星キャリアに、偏心的および回動可能に配置されている。

請求項１に記載の特徴を有する本発明による圧力発生器は、シリンダと、シリンダ内で移動可能なピストンとを有するピストン‐シリンダユニットを備える。シリンダ内へピストンをシリンダに対して移動することにより、油圧を形成し、ブレーキ液を排除もしくは圧送することができる。本発明による圧力発生器では、ピストンまたはシリンダはねじ伝動装置の軸線方向に移動可能な構成部材に結合されており、ねじ伝動装置の回動可能な構成部材の回転駆動により、ねじ伝動装置の軸線方向に移動可能な構成部材が軸線方向に移動され、軸線方向に移動可能な構成部材を介してピストン‐シリンダユニットのピストンがシリンダに対して移動される。このようにして、油圧を生成する、すなわちブレーキ液を排除もしくは圧送することができる。

ねじ伝動装置の回動可能な構成部材を回転駆動させるために、本発明による圧力発生器は遊星歯車を備え、本発明によれば、ねじ伝動装置の回動可能な構成部材は、遊星歯車装置の遊星キャリアを形成している。特にスピンドルナット、または一般に雌ねじ山を備えるねじ伝動装置の中空部分は遊星キャリアとして、遊星歯車装置の遊星歯車を、回転軸線から等しい間隔をおいて回動可能に、偏心的に固定するために適している。

従属請求項は、請求項１に記載の発明の有利な構成および実施形態を対象としている。

請求項２では、中空の、例えば管状の結合部材を設けており、結合部材には、ねじ伝動装置、ねじ伝動装置の長さの少なくとも一部、および必要に応じて付加的に遊星歯車装置が省スペースで収容されており、結合部材はねじ伝動装置をピストン‐シリンダユニットに結合する。ねじ伝動装置の回動可能な構成部材は、軸線方向に固定されて結合部材に結合されており、ピストン‐シリンダユニットのシリンダまたはピストンは、直接または間接的に１つ以上の構成部材を介して結合部材に結合されている。これは、ねじ伝動装置の軸線方向に移動可能な構成部材に結合されていないピストン‐シリンダユニットの部分である。ピストン‐シリンダユニットのピストンが、シリンダの内部へシリンダに対して移動されることにより油圧を生成した場合、これにより、ねじ伝動装置の軸線方向に移動可能な構成部材に対して押圧力が引き起こされ、反力として結合部材が、結合部材に軸線方向に固定されているねじ伝動装置の回動可能な構成部材に伝達する引っ張り力が結合部材の内部に引き起こされる。圧力生成のために加えられる必要がある、または反力として作用する引っ張り力および押圧力は、このようにして内部の力としてねじ伝動装置内に閉じ込められ、ピストン‐シリンダユニットに伝達され、したがって、これらの力が外部に向かって作用することはない。

圧力生成器を小型に構成するために、請求項４では、ピストン‐シリンダユニットのピストンが中空ピストンとして形成され、中空ピストン内にはねじ伝動装置の軸線方向に移動可能な構成部材が同軸的に配置されている。ねじ伝動装置は、少なくとも部分的に、中空ピストン内に配置されていてもよい。

同様に圧力発生器を小型に構成するために、請求項６では、遊星歯車装置を駆動可能な電子式中空シャフトモータが設けられ、電子式中空シャフトモータ内には、ねじ伝動装置および／または遊星歯車装置が少なくとも部分的に収容されている。「部分的に」とは、特にねじ伝動装置に関して、ねじ伝動装置の長さの一部が中空シャフトモータ内に収容されており、ねじ伝動装置が中空シャフトモータから突出していることを意味する。

本発明のさらなる特徴が、請求項および図面に関連した本発明の実施形態の次の説明により明らかになる。個々の特徴は、本発明の実施形態においてそれぞれ単独で実現されていてもよいし、また任意に組み合わせて実現されていてもよい。唯一の図面は、本発明による圧力発生器の軸線方向断面図を示す。

本発明による圧力発生器の軸線方向断面図である。

図１に示す本発明による圧力発生器１は、油圧式の外力ブレーキ装置において圧力生成のために用いられる。スリップ制御のために使用することも可能である。圧力発生器１は、ピストン３およびシリンダ４を有するピストン‐シリンダユニット２を備え、シリンダ４は、図示しない車両ブレーキ装置の油圧ブロック５の円筒状凹部として構成されている。油圧ブロック５は、車両ブレーキ装置のスリップ制御部の油圧構成要素、例えば電磁弁、逆止弁、油圧蓄積器、およびピストン‐シリンダユニット２などを機械的に保持し、油圧回路を形成する役割を果たす。スリップ制御される車両ブレーキのためのこのような油圧ブロック５は既知であり、ここでは詳細に説明しない。外力ブレーキ装置では、ピストン‐シリンダユニット２は、足または手により操作されるマスタシリンダの代わりに圧力を生成する役割を果たす。マスタシリンダは、外力ブレーキのためにブレーキ力目標値発生器としての役割を果たし、外力ブレーキが停止した場合に補助ブレーキのためのブレーキ圧を生成することができる。

ピストン‐シリンダユニット２のピストン３は中空ピストンとして構成されており、中空ピストン内に同軸的に配置され、堅固に結合されたスピンドル６を備える。スピンドル６は、中空に形成されたピストン３に突入するスピンドルナット７の内部に同軸的に配置されている。回動可能であり、軸線方向に固定されたスピンドルナット７を回転駆動することにより、スピンドル６およびスピンドル６と共にピストン３が軸線方向に移動され、ピストン３はシリンダ４内に油圧を生成する。スピンドル６およびスピンドルナット７は共にねじ伝動装置を形成している。図示の実施形態では、ねじ伝動装置はボールねじ駆動装置として構成されており、ボールねじ駆動装置は、ねじ山および対向ねじ山としてスピンドル６およびスピンドルナット７に形成されたらせん状の溝内で転動する転動体としてボール９を備える。一般に、スピンドル６およびスピンドルナット７は、ねじ伝動装置８の構成部材とみなすことができ、スピンドルナット７は、回動可能であり、軸線方向に固定されており、ねじ山を備えるねじ伝動装置８の構成部材を形成しており、スピンドル６は、軸線方向に移動可能であり、回動不能であり、対向ねじ山を有するねじ伝動装置８の構成部材を形成している。ボールねじとしての実施形態では、スピンドルナット７のねじ山およびスピンドル６の対向ねじ山はボール９を介して間接的に係合しており、上述のように、スピンドルナット７の回転駆動により、スピンドル６はピストン３と共に軸線方向に移動される。本発明の実施形態では、逆の場合、すなわち、回動可能であり、軸線方向に固定されたスピンドル、および回動不能であり、軸線方向に移動可能なスピンドルナットとすることも可能であり（図示しない）、この場合には、スピンドルナットは、ピストン３と結合されている、例えば一体的であり、スピンドルの回転駆動時にはピストン３を移動させる。

スピンドルナット７は、回転軸受１０によって回動可能に支承されており、軸線方向に固定して保持されている。この実施形態では、回転軸受１０は、ピストン３に向いていない方のスピンドルナット７の端部に配置されており、４点軸受として構成されている。４点軸受として構成されたスピンドルナット７の回転軸受１０の軸受リング１１は、管状のアーマチャ１２の軸受収容部に配置されており、２つの軸受リング１１のいずれか一方は、アーマチャ１２の内部でカラー１３によって軸線方向に支持される。カラー１３は、スピンドルナット７の回転軸受１０のための軸線方向のスラスト軸受とみなすこともできる。管状の固定装置１２は、フランジ部分１５の管状のカラー１４に堅固に結合されており、フランジ部分１５は、油圧ブロック５の凹部に固定されたフランジ１６を備える。フランジ部分１５は、シリンダ４、ピストン３、スピンドル６、およびスピンドルナット７と同軸的であり、フランジ部分１５のカラー１４は、ピストン３を軸線方向に移動可能に案内する。この実施形態では、管状の固定装置１２はカラー１４に圧入されることにより、カラー１４もしくはフランジ部分１５に堅固に結合されている。他の結合形式も可能である。ピストン３が圧力生成のためにシリンダ４に押し込まれた場合には、押圧力がスピンドル６およびスピンドルナット７に作用し、スピンドルナット７は、回転軸受１０を介して固定装置１２の内部でカラー１３により軸線方向に支持される。固定装置１２はフランジ部分１５に堅固に結合されており、フランジ部分１５は油圧ブロック５に結合されており、押圧力に対する反力としてスピンドル６およびスピンドルナット７に生じる引っ張り力は、固定装置１２、カラー１４、およびフランジ部分１５のフランジ１６を介して直接経路で、シリンダ４を備える油圧ブロック５に取り込まれる。圧力生成時に生じる押圧力および引っ張り力は、このようにして短い経路で閉ループ内部の力として案内されるので、支持される必要のある力が外部に向かって作用することはない。

スピンドルナット７は、ピストン３に向いていない方の端部に、ピン１８と共に回動可能にスピンドルナット７に配置された３つの遊星歯車１７を備える。このようにして、スピンドルナット７は、遊星歯車１７のための遊星キャリア１９を形成している。遊星歯車１７は、同軸的に配置された太陽歯車２０、および遊星歯車１７を包囲する同様に同軸的な内歯車２１と噛み合う。内歯車２１は、カラー１３の、スピンドルナット７の回転軸受１０に向いていな側で、管状の固定装置１２に圧入されており、したがって、内歯車２１は回動不能である。遊星歯車１７、太陽歯車２０、および内歯車２１は、本発明による圧力発生器１においてスピンドルナット７を回転駆動させる役割を果たす遊星歯車装置２２を形成している。

太陽歯車２０はシャフト２３に対して回動不能であり、シャフト２３は、電子式中空シャフトモータ２７の鉢状の中空シャフト２６の端壁２５に設けられたカラー２４に回動不能に圧入されている。中空シャフト２６は、外側に磁極または永久磁石２８を備え、電子式中空シャフトモータ２７のロータとみなすこともできる。中空シャフト２６は、遊星歯車装置２２、ねじ伝動装置８、固定装置１２、およびフランジ部分１５のカラー１４を同心的に取り囲んでいる。中空シャフト２６は、フランジ１６の近傍で、回転軸受２９である玉軸受によって回動可能に支承されている。

電子式中空シャフトモータ２７は、直径が段状に変化する同様に鉢状のモータケーシング３０を備え、モータケーシング３０の開かれた端部は、フランジ部分１５のフランジ１６で固定されている。モータケーシング３０は内側にステータ磁石３１として電磁石を備える。ステータ磁石３１を備えるモータケーシング３０は、電子式中空シャフトモータ２７のステータとみなすこともできる。フランジ１６に向いていないモータケーシング３０の閉じられた端部には、中空シリンダ状の軸受収容部３２が形成されており、この軸受収容部３２には、回転軸受３３として玉軸受が配置されている。シャフト２３は回転軸受３３によって回動可能に支承されており、遊星歯車装置２２の太陽歯車２０はシャフト２３に対して回動不能であり、シャフト２３は、中空シャフト２６のカラー２４に圧入されていることにより、中空シャフト２６に対して回動不能である。したがって、回転軸受３３は、電子式中空シャフトモータ２７の中空シャフト２６を、フランジ１６から遠く離れた端部で回動可能に支承しており、同時に遊星歯車装置２２の太陽歯車２０を回動可能に支承している。電子式中空シャフトモータ２７の中空シャフト２６が回転駆動された場合には、中空シャフト２６に対しては回動不能な遊星歯車装置２２の太陽歯車２０が回転駆動され、遊星歯車１７を回転運動させ、遊星歯車１７は、上述のように、同時に遊星歯車装置２２の遊星キャリア１９を形成するスピンドルナット７の回転駆動を引き起こす。

回動を防止するために、ピストン３およびスピンドル６は、六角横断面を有する軸線方向の止まり穴３４を備え、この止まり穴３４には六角ロッド３５が突入し、六角ロッド３５は、シリンダ４の底部で油圧ブロック５に回動不能にねじ込まれている。

１ 圧力発生器
２ ピストン‐シリンダユニット
３ ピストン
４ シリンダ
５ 油圧ブロック
６ スピンドル
７ スピンドルナット
８ ねじ伝動装置
９ ボール
１０ 回転軸受
１１ 軸受リング
１２ 固定装置
１３ カラー
１４ カラー
１５ フランジ部分
１６ フランジ
１７ 遊星歯車
１８ ピン
１９ 遊星キャリア
２０ 太陽歯車
２１ 内歯車
２２ 遊星歯車装置
２３ シャフト
２４ カラー
２５ 側壁
２６ 中空シャフト
２７ 電子式中空シャフトモータ
２８ 永久磁石
２９ 回転軸受
３０ モータケーシング
３１ ステータ磁石
３２ 軸受収容部
３３ 回転軸受
３４ 穴
３５ 六角ロッド

Claims (7)

1. 油圧式の車両ブレーキ装置のための圧力発生器であって、
   該圧力発生器が、
   ねじ伝動装置（８）であって、回動可能で軸線方向に固定された、ねじ山を備える構成部材（７）、および軸線方向に移動可能で回動不能である、対向ねじ山を備える構成部材（６）を備え、構成部材（６）の対向ねじ山が回動可能な構成部材（７）のねじ山に係合しており、回動可能な構成部材（７）の回転駆動により、軸線方向に移動可能な構成部材（６）が軸線方向に移動されるねじ伝動装置（８）と、
   ねじ伝動装置（８）の回動可能な構成部材（７）を回転駆動させるための遊星歯車装置（２２）とを備える圧力発生器であって、
   圧力発生器（１）が、シリンダ（４）と、該シリンダ（４）内で移動可能なピストン（３）とを有するピストン‐シリンダユニット（２）を備え、
   ピストン（３）またはシリンダ（４）が、ねじ伝動装置（８）の軸線方向に移動可能な構成部材（６）に結合されており、ねじ伝動装置（８）の回動可能な構成部材（７）の回転駆動により、ねじ伝動装置（８）の軸線方向に移動可能な構成部材（６）を介してピストン‐シリンダユニット（２）のピストン（３）がシリンダ（４）に対して移動され、
   ねじ伝動装置（８）の回動可能な構成部材（７）が遊星歯車装置（２２）の遊星キャリア（１９）を形成していることを特徴とする油圧式の車両ブレーキ装置のための圧力発生器において、
   前記ピストン‐シリンダユニット（２）の前記ピストン（３）が中空ピストンであり、前記ねじ伝動装置（８）の軸線方向に移動可能な前記構成部材（６）が、前記ピストン（３）の内部に同軸的に配置されている圧力発生器。
2. 請求項１に記載の圧力発生器において、
   前記圧力発生器（１）が中空の結合部材（１２）を備え、結合部材（１２）の内部にねじ伝動装置（８）が収容されており、結合部材（１２）には、ねじ伝動装置（８）の回動可能な構成部材（７）が軸線方向に固定して結合されている圧力発生器。
3. 請求項２に記載の圧力発生器において、
   遊星歯車装置（２２）の内歯車（２１）が前記結合部材（１２）内に回動不能に配置されている圧力発生器。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧力発生器において、
   前記ピストン‐シリンダユニット（２）の前記ピストン（３）が、ピストン‐シリンダユニット（２）の前記シリンダ（４）内で軸線方向に移動可能に案内され、および／またはピストン‐シリンダユニット（２）のシリンダ（４）に配置された部分（１４，１５）に沿って案内されている圧力発生器。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力発生器において、
   前記圧力発生器（１）が、前記遊星歯車装置（２２）を回転駆動するための電子式中空シャフトモータ（２７）を備え、該電子式中空シャフトモータ（２７）の内部に、前記ねじ伝動装置（８）および／または前記遊星歯車装置（２２）が少なくとも部分的に収容されている圧力発生器。
6. 請求項５に記載の圧力発生器において、
   前記遊星歯車装置（２２）の太陽歯車（２０）が電子式中空シャフトモータ（２７）の中空シャフト（２６）に対して回動不能である圧力発生器。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧力発生器において、
   電子式中空シャフトモータ（２７）が鉢状の中空シャフト（２６）を備え、該中空シャフト（２６）が、端壁（２５）の外側に回転軸受（３３）を備える圧力発生器。

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