JPH11315865A - 電気機械式ブレーキ - Google Patents
電気機械式ブレーキInfo
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- JPH11315865A JPH11315865A JP10272403A JP27240398A JPH11315865A JP H11315865 A JPH11315865 A JP H11315865A JP 10272403 A JP10272403 A JP 10272403A JP 27240398 A JP27240398 A JP 27240398A JP H11315865 A JPH11315865 A JP H11315865A
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- B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
- B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
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- Braking Arrangements (AREA)
- Braking Systems And Boosters (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一形式の従来式ブレーキにおける作動力よ
りもかなり小さい作動力を加えればよい電気アクチュエ
ータを有する、例えば、動力車または軌道車両に好適な
電気機械式ブレーキを提供すること。 【解決手段】 特に車両用の電気機械式ブレーキであっ
て、ブレーキ作動されるブレーキの回転可能な構成要素
に対して摩擦力をもたらすために、作動力を発生させて
少なくとも１つの摩擦要素に対してその摩擦要素を加圧
するように作動力を付与する電気アクチュエータを有す
る。アクチュエータによって加えられる作動力を低く保
つために、ブレーキ作動される構成要素と電気アクチュ
エータ間にその電気アクチュエータによって生じる作動
力を自己増力させる装置が配置される。摩擦力の実値が
設定値から偏った場合に、それに応じて、発生する作動
力を増減して設定値に実値を近似させるように、設定値
を実値と比較する装置によって電気アクチュエータを制
御する。従って、摩擦係数の変動によって、悪影響を被
ることがない。
りもかなり小さい作動力を加えればよい電気アクチュエ
ータを有する、例えば、動力車または軌道車両に好適な
電気機械式ブレーキを提供すること。 【解決手段】 特に車両用の電気機械式ブレーキであっ
て、ブレーキ作動されるブレーキの回転可能な構成要素
に対して摩擦力をもたらすために、作動力を発生させて
少なくとも１つの摩擦要素に対してその摩擦要素を加圧
するように作動力を付与する電気アクチュエータを有す
る。アクチュエータによって加えられる作動力を低く保
つために、ブレーキ作動される構成要素と電気アクチュ
エータ間にその電気アクチュエータによって生じる作動
力を自己増力させる装置が配置される。摩擦力の実値が
設定値から偏った場合に、それに応じて、発生する作動
力を増減して設定値に実値を近似させるように、設定値
を実値と比較する装置によって電気アクチュエータを制
御する。従って、摩擦係数の変動によって、悪影響を被
ることがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ作動され
るブレーキの回転可能な構成要素に対して摩擦力をもた
らすために、作動力を発生させて少なくとも１つの摩擦
要素に対してその摩擦要素を加圧するように作動力を付
与する電気アクチュエータを有する特に車両用の電気機
械式ブレーキに関する。
るブレーキの回転可能な構成要素に対して摩擦力をもた
らすために、作動力を発生させて少なくとも１つの摩擦
要素に対してその摩擦要素を加圧するように作動力を付
与する電気アクチュエータを有する特に車両用の電気機
械式ブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気機械式ブレーキはそれ自体がよく知
られている。ＤＥ １９５ ４３ ０９８ Ｃ２（独国
特許明細書）は、ディスク・ブレーキとして設計され
た、電気的に作動可能な車両用ブレーキを記載してい
る。この車両用ブレーキのブレーキ・ライニングは電動
モータによってブレーキ・ディスクに加圧される。電動
モータは、その作動力を、いわゆる遊星ころがり接触式
螺子付きスピンドルを介して、ブレーキ・ライニングと
相互作用をする軸方向に変位可能に取り付けられたピス
トンに伝達する。
られている。ＤＥ １９５ ４３ ０９８ Ｃ２（独国
特許明細書）は、ディスク・ブレーキとして設計され
た、電気的に作動可能な車両用ブレーキを記載してい
る。この車両用ブレーキのブレーキ・ライニングは電動
モータによってブレーキ・ディスクに加圧される。電動
モータは、その作動力を、いわゆる遊星ころがり接触式
螺子付きスピンドルを介して、ブレーキ・ライニングと
相互作用をする軸方向に変位可能に取り付けられたピス
トンに伝達する。
【０００３】ＷＯ ９６／０３３０１（国際公開番号）
はさらに別の、ディスク・ブレーキとして設計された、
電気的に作動可能な車両用ブレーキを記載している。こ
の車両用ブレーキのブレーキ・ライニングは、アクチュ
エータとして機能する電動モータによってブレーキ・デ
ィスクに加圧される。この電動モータは、スピンドルギ
ヤ機構を備え、異なった設計が可能なスピンドル要素に
よって、ブレーキ・ライニングの変位方向において、ブ
レーキ・ライニングに作用する軸方向に変位可能なピス
トンに接続される。なお、この特許文献においては、ト
ルクと回転速度を変換するためのギヤ機構が随意に設け
られている。
はさらに別の、ディスク・ブレーキとして設計された、
電気的に作動可能な車両用ブレーキを記載している。こ
の車両用ブレーキのブレーキ・ライニングは、アクチュ
エータとして機能する電動モータによってブレーキ・デ
ィスクに加圧される。この電動モータは、スピンドルギ
ヤ機構を備え、異なった設計が可能なスピンドル要素に
よって、ブレーキ・ライニングの変位方向において、ブ
レーキ・ライニングに作用する軸方向に変位可能なピス
トンに接続される。なお、この特許文献においては、ト
ルクと回転速度を変換するためのギヤ機構が随意に設け
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気アクチュエ
ータ付きブレーキの主たる問題点は、十分なブレーキ効
果を達成するために、アクチュエータが高い作動力を加
えねばならないことにある。この高い作動力を加えるた
めに、アクチュエータは大きなパワーが必要であり、非
常に大きな駆動ユニット、通常は大きなトルクを有して
重量の嵩張る高価な電動モータを駆動源として用いる必
要がある。その結果として、電気機械式ブレーキは、今
日まで、例えば、車両用ブレーキとして広範に用いられ
てこなかった。
ータ付きブレーキの主たる問題点は、十分なブレーキ効
果を達成するために、アクチュエータが高い作動力を加
えねばならないことにある。この高い作動力を加えるた
めに、アクチュエータは大きなパワーが必要であり、非
常に大きな駆動ユニット、通常は大きなトルクを有して
重量の嵩張る高価な電動モータを駆動源として用いる必
要がある。その結果として、電気機械式ブレーキは、今
日まで、例えば、車両用ブレーキとして広範に用いられ
てこなかった。
【０００５】本発明は、同一形式の従来式ブレーキにお
ける作動力よりもかなり小さい作動力を加えればよい電
気アクチュエータを有する、例えば、動力車または軌道
車両に好適な電気機械式ブレーキを提供することを目的
とする。本発明はさらに、非常に良好な制御応答、高い
動的性能が特に重要とされる電気機械式ブレーキを提供
することを目的とする。
ける作動力よりもかなり小さい作動力を加えればよい電
気アクチュエータを有する、例えば、動力車または軌道
車両に好適な電気機械式ブレーキを提供することを目的
とする。本発明はさらに、非常に良好な制御応答、高い
動的性能が特に重要とされる電気機械式ブレーキを提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、冒頭に述べられた形式の本発明の電気機械式ブレ
ーキは、ブレーキ作動される構成要素と電気アクチュー
タ間に電気アクチュエータによって生じる作動力の自己
増力をもたらす装置を設け、さらに摩擦力の設定値と摩
擦力の実値を比較する装置を設け、前記の摩擦力を比較
する装置は、摩擦力の実値が設定値から偏った場合に、
それに対応して、電気アクチュエータを駆動してその作
動力を増減させて、摩擦力の実値を設定値に近似させ
る、ことを特徴とする。
めに、冒頭に述べられた形式の本発明の電気機械式ブレ
ーキは、ブレーキ作動される構成要素と電気アクチュー
タ間に電気アクチュエータによって生じる作動力の自己
増力をもたらす装置を設け、さらに摩擦力の設定値と摩
擦力の実値を比較する装置を設け、前記の摩擦力を比較
する装置は、摩擦力の実値が設定値から偏った場合に、
それに対応して、電気アクチュエータを駆動してその作
動力を増減させて、摩擦力の実値を設定値に近似させ
る、ことを特徴とする。
【０００７】本発明に用いられる、電気アクチュエータ
によって生じた作動力を補助力を導入することなく純粋
に機械的な方法で増加させる、自己増力装置において、
所定の摩擦力をもたらすために必要な力に対する電気ア
クチュエータによる作動力の割合が従来の電気機械式ブ
レーキにおいては１００％であってが、それが極めて軽
減される。本発明によれば、所定の摩擦力をもたらすた
めに必要な力の最も大きな部分は自己増力装置によって
加えられる。従って、通常のブレーキ操作中にアクチュ
エータによって加える作動力を容易に、例えば、従来の
値の略２％に軽減することが可能である。本発明のブレ
ーキに必要な動力もある程度にまで減少する。その結
果、著しく小さく従ってより軽量で安価な、かつ付加的
に動的性能の改善された電動モータをアクチュエータと
して用いることができる。
によって生じた作動力を補助力を導入することなく純粋
に機械的な方法で増加させる、自己増力装置において、
所定の摩擦力をもたらすために必要な力に対する電気ア
クチュエータによる作動力の割合が従来の電気機械式ブ
レーキにおいては１００％であってが、それが極めて軽
減される。本発明によれば、所定の摩擦力をもたらすた
めに必要な力の最も大きな部分は自己増力装置によって
加えられる。従って、通常のブレーキ操作中にアクチュ
エータによって加える作動力を容易に、例えば、従来の
値の略２％に軽減することが可能である。本発明のブレ
ーキに必要な動力もある程度にまで減少する。その結
果、著しく小さく従ってより軽量で安価な、かつ付加的
に動的性能の改善された電動モータをアクチュエータと
して用いることができる。
【０００８】いわゆる自己増力ブレーキは、従来から、
特に動力車のドラム・ブレーキの分野で知られている。
しかし、自己増力ブレーキは、作動力が増すと共にその
摩擦係数が不均衡に増すという欠点を有している。従来
の油圧ブレーキ・システムにおいて、個々の車輪ブレー
キ・シリンダにおけるブレーキ力の分布はブレーキライ
ンの圧力と油圧ピストンの面積によって決定されるの
で、自己増力ブレーキが用いられるとき、ブレーキの摩
擦ライニングとブレーキ作動されるブレーキ・ディスク
またはブレーキ・ドラム間に実際に存在する異なった摩
擦係数によって、車両の個々の車輪における摩擦力が非
常に異なるという現象が不可癖にもたらされる。車両の
運転者もこのような車輪ごとに摩擦力が異なるという現
象を認知させられる。なぜなら、そのような現象によっ
て、車両がブレーキ中に傾いてしまう、すなわち、車両
が不本意にその走行の方向を変えてしまうからである。
特に、滑りやすい路面においてブレーキ操作を行ったと
きに、このような車輪ごとに摩擦力が異なるという現象
によって、横すべりが生じることがある。前記の摩擦力
が異なるという現象に関連する欠点によって、自己増力
ブレーキは、かなり長い間、動力車の分野で有用なブレ
ーキとして用いられなかった。
特に動力車のドラム・ブレーキの分野で知られている。
しかし、自己増力ブレーキは、作動力が増すと共にその
摩擦係数が不均衡に増すという欠点を有している。従来
の油圧ブレーキ・システムにおいて、個々の車輪ブレー
キ・シリンダにおけるブレーキ力の分布はブレーキライ
ンの圧力と油圧ピストンの面積によって決定されるの
で、自己増力ブレーキが用いられるとき、ブレーキの摩
擦ライニングとブレーキ作動されるブレーキ・ディスク
またはブレーキ・ドラム間に実際に存在する異なった摩
擦係数によって、車両の個々の車輪における摩擦力が非
常に異なるという現象が不可癖にもたらされる。車両の
運転者もこのような車輪ごとに摩擦力が異なるという現
象を認知させられる。なぜなら、そのような現象によっ
て、車両がブレーキ中に傾いてしまう、すなわち、車両
が不本意にその走行の方向を変えてしまうからである。
特に、滑りやすい路面においてブレーキ操作を行ったと
きに、このような車輪ごとに摩擦力が異なるという現象
によって、横すべりが生じることがある。前記の摩擦力
が異なるという現象に関連する欠点によって、自己増力
ブレーキは、かなり長い間、動力車の分野で有用なブレ
ーキとして用いられなかった。
【０００９】本発明は、このような専門分野の古くから
の偏見を克服したものであり、エンジンおよび（関連す
る軸受やギヤ機構を含む）下流側の動力伝達要素からな
る多重要素によって構成される比較的複雑な駆動列を駆
動するために、電気機械式ブレーキは通常所定の分布の
ブレーキ力の発生させるための力またはトルクおよび／
または位置を測定するセンサーシステムを有している、
という事実を利用している。本発明によれば、このよう
な公知のセンサシステムが、前述の摩擦力に関する設定
値と実値の比較を実施するために、なんらの変更もせず
に用いられ、それによって、設定値と実値との間に差異
が検出されたとき、例えば、センサシステムに連結され
た電子制御ユニットによって、電気アクチュエータは摩
擦力の実値が設定値に近似するように駆動される。な
お、本明細書において、摩擦力の実値は公知の方法によ
って直接的または間接的に測定される。
の偏見を克服したものであり、エンジンおよび（関連す
る軸受やギヤ機構を含む）下流側の動力伝達要素からな
る多重要素によって構成される比較的複雑な駆動列を駆
動するために、電気機械式ブレーキは通常所定の分布の
ブレーキ力の発生させるための力またはトルクおよび／
または位置を測定するセンサーシステムを有している、
という事実を利用している。本発明によれば、このよう
な公知のセンサシステムが、前述の摩擦力に関する設定
値と実値の比較を実施するために、なんらの変更もせず
に用いられ、それによって、設定値と実値との間に差異
が検出されたとき、例えば、センサシステムに連結され
た電子制御ユニットによって、電気アクチュエータは摩
擦力の実値が設定値に近似するように駆動される。な
お、本明細書において、摩擦力の実値は公知の方法によ
って直接的または間接的に測定される。
【００１０】アクチュエータによる作動力が非常に軽減
されたことによって、本発明による電気機械式ブレーキ
は従来の電気機械式ブレーキと比較して動的性能が著し
く改善され、それによって、本発明による電気機械式ブ
レーキは、摩擦要素とブレーキ作動される構成要素間の
摩擦力の変動が速度に対して補償されて、例えば、それ
が動力車の駆動性能に悪影響をもたらすことがなくなる
ので、自己増力装置に関連する前述の欠点をなくしてそ
の利点を活かすことが可能になる。
されたことによって、本発明による電気機械式ブレーキ
は従来の電気機械式ブレーキと比較して動的性能が著し
く改善され、それによって、本発明による電気機械式ブ
レーキは、摩擦要素とブレーキ作動される構成要素間の
摩擦力の変動が速度に対して補償されて、例えば、それ
が動力車の駆動性能に悪影響をもたらすことがなくなる
ので、自己増力装置に関連する前述の欠点をなくしてそ
の利点を活かすことが可能になる。
【００１１】本発明による電気機械式ブレーキの好適な
実施態様によれば、自己増力装置は、傾斜角αを有して
関連する当接物に滑動自在にまたは転動自在に支持され
る少なくとも１つのウェッジを有している。１実施態様
によれば、電気アクチュエータによって自己増力装置に
加えられる入力が、摩擦要素とブレーキ作動される構成
要素間の摩擦係数の変化とは無関係に、ブレーキ作動さ
れる構成要素の通常の回転方向に対して常に正であるよ
うに、傾斜角αが定められる。このような入力が正とな
る傾斜角αを有するウェッジは加圧ウェッジとも呼ばれ
る。なぜなら、自己増力装置の寸法は、傾斜角αの選択
にのみ依存し、前記のように入力が正となる傾斜角αが
選択された場合は、摩擦係数μの変化とは無関係にブレ
ーキの全操作状態において圧縮力がウェッジに加えられ
て所定の摩擦力を得るような寸法に決定されるからであ
る。ここで、圧縮力は電気アクチュエータによって加え
られる。このような圧縮力が加えられるウェッジ装置を
用いることによって、本発明による電気機械式ブレーキ
に必要なエネルギーは、設計すなわち傾斜角αの選択に
依存して、通常の操作においては自己増力装置を有しな
い従来の電気機械式ブレーキに必要なエネルギーの２％
に、またフェイディングモードにおいてはその約１７％
に軽減させることができる。
実施態様によれば、自己増力装置は、傾斜角αを有して
関連する当接物に滑動自在にまたは転動自在に支持され
る少なくとも１つのウェッジを有している。１実施態様
によれば、電気アクチュエータによって自己増力装置に
加えられる入力が、摩擦要素とブレーキ作動される構成
要素間の摩擦係数の変化とは無関係に、ブレーキ作動さ
れる構成要素の通常の回転方向に対して常に正であるよ
うに、傾斜角αが定められる。このような入力が正とな
る傾斜角αを有するウェッジは加圧ウェッジとも呼ばれ
る。なぜなら、自己増力装置の寸法は、傾斜角αの選択
にのみ依存し、前記のように入力が正となる傾斜角αが
選択された場合は、摩擦係数μの変化とは無関係にブレ
ーキの全操作状態において圧縮力がウェッジに加えられ
て所定の摩擦力を得るような寸法に決定されるからであ
る。ここで、圧縮力は電気アクチュエータによって加え
られる。このような圧縮力が加えられるウェッジ装置を
用いることによって、本発明による電気機械式ブレーキ
に必要なエネルギーは、設計すなわち傾斜角αの選択に
依存して、通常の操作においては自己増力装置を有しな
い従来の電気機械式ブレーキに必要なエネルギーの２％
に、またフェイディングモードにおいてはその約１７％
に軽減させることができる。
【００１２】ここで、フェイディング操作という用語
は、極端に強いブレーキ力によって温度変化が生じ、ブ
レーキ・ライニングからガスが放出され、それによって
摩擦係数が低下するようなブレーキの作動状態を意味す
る。特に高速から繰り返しブレーキ操作が連続的に行わ
れたあとまたは山岳地帯の峠の比較的長い下路を走行す
るときに、動力車にブレーキ・フェイディングが生じ
る。
は、極端に強いブレーキ力によって温度変化が生じ、ブ
レーキ・ライニングからガスが放出され、それによって
摩擦係数が低下するようなブレーキの作動状態を意味す
る。特に高速から繰り返しブレーキ操作が連続的に行わ
れたあとまたは山岳地帯の峠の比較的長い下路を走行す
るときに、動力車にブレーキ・フェイディングが生じ
る。
【００１３】本発明による電気機械式ブレーキの他の実
施態様によれば、電気アクチュエータによって自己増力
装置に加えられる入力が、摩擦要素とブレーキ作動され
る構成要素間の摩擦係数の変化とは無関係に、ブレーキ
作動される構成要素の通常の回転方向に対して常に負で
あるように、傾斜角αが定められ、かつ電気アクチュエ
ータと自己増力装置間の全駆動列に本実施態様における
負の入力方向にプレストレスが付加される。前記の圧縮
力が加わるウェッジ装置とは逆に、この連続的に負の入
力が付加される場合は、張力が加えられるウェッジ装置
と呼ばれ、ブレーキの各操作状態において、張力がウェ
ッジに加えられる。この張力が加えられるウェッジ装置
は、圧縮力が加えられるウェッジ装置の傾斜角よりも小
さい傾斜角αを適切に選択することによって得られる。
張力が加えられるウェッジ装置の利点は、その張力が加
えられた状態においては増力効果が低いので、ブレーキ
はさらに安定に挙動し、その結果として、通常のブレー
キ操作中におけるブレーキの制御性を改善することがで
きる点にある。しかし、この利点は、通常のブレーキ操
作中において必要とされるエネルギーが圧縮力が加えら
れるウェッジ装置と比較してかなり高くなるという犠牲
を伴って達成される。
施態様によれば、電気アクチュエータによって自己増力
装置に加えられる入力が、摩擦要素とブレーキ作動され
る構成要素間の摩擦係数の変化とは無関係に、ブレーキ
作動される構成要素の通常の回転方向に対して常に負で
あるように、傾斜角αが定められ、かつ電気アクチュエ
ータと自己増力装置間の全駆動列に本実施態様における
負の入力方向にプレストレスが付加される。前記の圧縮
力が加わるウェッジ装置とは逆に、この連続的に負の入
力が付加される場合は、張力が加えられるウェッジ装置
と呼ばれ、ブレーキの各操作状態において、張力がウェ
ッジに加えられる。この張力が加えられるウェッジ装置
は、圧縮力が加えられるウェッジ装置の傾斜角よりも小
さい傾斜角αを適切に選択することによって得られる。
張力が加えられるウェッジ装置の利点は、その張力が加
えられた状態においては増力効果が低いので、ブレーキ
はさらに安定に挙動し、その結果として、通常のブレー
キ操作中におけるブレーキの制御性を改善することがで
きる点にある。しかし、この利点は、通常のブレーキ操
作中において必要とされるエネルギーが圧縮力が加えら
れるウェッジ装置と比較してかなり高くなるという犠牲
を伴って達成される。
【００１４】フェイディングモードにおいて、張力が加
えられたウェッジ装置は、摩擦係数μが減少することに
よって、加えられる張力が急激に低下し、その状態にお
いて、アクチュエータは必要な摩擦力を発生させるのに
作動力をほとんど必要としない。
えられたウェッジ装置は、摩擦係数μが減少することに
よって、加えられる張力が急激に低下し、その状態にお
いて、アクチュエータは必要な摩擦力を発生させるのに
作動力をほとんど必要としない。
【００１５】圧縮力が加えられるウェッジ装置と張力が
加えられるウェッジ装置は、ブレーキの全操作範囲にお
いて、駆動列に生じうる負荷変動の可能性が排除される
点にある。しかし、駆動列におけるいかなる負荷変動を
も避けるためには、張力が加えられるウェッジ装置の場
合、すでに述べたように、駆動列にプレストレスを付加
的に与えておく必要がある。
加えられるウェッジ装置は、ブレーキの全操作範囲にお
いて、駆動列に生じうる負荷変動の可能性が排除される
点にある。しかし、駆動列におけるいかなる負荷変動を
も避けるためには、張力が加えられるウェッジ装置の場
合、すでに述べたように、駆動列にプレストレスを付加
的に与えておく必要がある。
【００１６】本発明による好適な実施態様において、ブ
レーキ作動される構成要素はブレーキ・ディスクであ
り、自己増力装置はそのブレーキ・ディスクと間隙を置
いて平行にかつ同軸に配置されるキャリア・リングであ
る。このキャリア・リングには、そのブレーキ・ディス
クが面する側の反対側に一連のウェッジが設けられてい
る。ウェッジは、各々、傾斜角αを有して回転可能に取
り付けられたボルトに支持される第１面を有している。
レーキ作動される構成要素はブレーキ・ディスクであ
り、自己増力装置はそのブレーキ・ディスクと間隙を置
いて平行にかつ同軸に配置されるキャリア・リングであ
る。このキャリア・リングには、そのブレーキ・ディス
クが面する側の反対側に一連のウェッジが設けられてい
る。ウェッジは、各々、傾斜角αを有して回転可能に取
り付けられたボルトに支持される第１面を有している。
【００１７】このブレーキの１つの具体例によれば、す
べてのボルトは、キャリア・リングと同軸に配置された
環状ボルト・キャリア内に設けられ、すべてのボルトの
回転軸はブレーキ・ディスクの回転軸に対して直角に配
列され、キャリア・リングとボルト・キャリアはブレー
キ・ディスクの回転軸の回りを互いに回転可能である。
ボルト・キャリアとキャリア・リングが相対的に回転す
ることによって、ウェッジとボルトは互いに向き合って
相対的に走行し、キャリア・リングとボルト・キャリア
間の間隙が相対的な回転および傾斜角αの関数として増
加する。
べてのボルトは、キャリア・リングと同軸に配置された
環状ボルト・キャリア内に設けられ、すべてのボルトの
回転軸はブレーキ・ディスクの回転軸に対して直角に配
列され、キャリア・リングとボルト・キャリアはブレー
キ・ディスクの回転軸の回りを互いに回転可能である。
ボルト・キャリアとキャリア・リングが相対的に回転す
ることによって、ウェッジとボルトは互いに向き合って
相対的に走行し、キャリア・リングとボルト・キャリア
間の間隙が相対的な回転および傾斜角αの関数として増
加する。
【００１８】前述のキャリア・リングは、内周に歯部を
有する内歯として設計されるのが好ましい。電気アクチ
ュエータとこの内歯は、前述の歯部と係合して電気アク
チュエータによって駆動可能な出力ピニオンによって接
続されるのが好ましい。
有する内歯として設計されるのが好ましい。電気アクチ
ュエータとこの内歯は、前述の歯部と係合して電気アク
チュエータによって駆動可能な出力ピニオンによって接
続されるのが好ましい。
【００１９】本発明による、ディスク・ブレーキとして
設計されるこのようなブレーキの好適な実施態様におい
て、環状ボルト・キャリアは固定され、内歯として設計
されるキャリア・リングは、電気アクチュエータによっ
てブレーキ・ディスクの回転軸の回りをボルト・キャリ
アに対して回転される。しかし、変更例として、キャリ
ア・リングは固定されてボルト・キャリアが回転される
ように設計されてもよい。
設計されるこのようなブレーキの好適な実施態様におい
て、環状ボルト・キャリアは固定され、内歯として設計
されるキャリア・リングは、電気アクチュエータによっ
てブレーキ・ディスクの回転軸の回りをボルト・キャリ
アに対して回転される。しかし、変更例として、キャリ
ア・リングは固定されてボルト・キャリアが回転される
ように設計されてもよい。
【００２０】キャリア・リングを備える本発明のブレー
キにおいて、キャリア・リングのブレーキ・ディスクに
面する側に複数の摩擦要素が配列されるのが好ましい。
これらの摩擦要素は、キャリア・リングの他の側に存在
するウェッジによってブレーキ・ディスクに対して軸方
向に加圧される。熱的な影響を考慮して、複数の摩擦要
素は、キャリア・リングの周方向において互いに離間さ
れて配置されるのが好ましい。しかし、もし比較的大き
な摩擦ライニング面が必要なら、単一の連続的な環状摩
擦要素を配置することも可能である。摩擦要素は、キャ
リア・リングに例えば接着によって直接接続されてもよ
いし、別体のキャリアプレートに取り付けて簡単に離脱
可能な方法でキャリア・リングに取り付けてもよい。
キにおいて、キャリア・リングのブレーキ・ディスクに
面する側に複数の摩擦要素が配列されるのが好ましい。
これらの摩擦要素は、キャリア・リングの他の側に存在
するウェッジによってブレーキ・ディスクに対して軸方
向に加圧される。熱的な影響を考慮して、複数の摩擦要
素は、キャリア・リングの周方向において互いに離間さ
れて配置されるのが好ましい。しかし、もし比較的大き
な摩擦ライニング面が必要なら、単一の連続的な環状摩
擦要素を配置することも可能である。摩擦要素は、キャ
リア・リングに例えば接着によって直接接続されてもよ
いし、別体のキャリアプレートに取り付けて簡単に離脱
可能な方法でキャリア・リングに取り付けてもよい。
【００２１】キャリア・リングに設けられた各ウェッジ
の高さは、キャリア・リングと直交する方向において、
少なくともディスク・ブレーキの所定の調整移動量、す
なわち、摩擦要素の最大許容磨耗量に最大負荷が付与さ
れた場合に摩擦要素を支持するブレーキ構成要素の変形
量の和に相当する、のが好ましい。この調整移動量はウ
ェッジ装置によってのみ与えられる。
の高さは、キャリア・リングと直交する方向において、
少なくともディスク・ブレーキの所定の調整移動量、す
なわち、摩擦要素の最大許容磨耗量に最大負荷が付与さ
れた場合に摩擦要素を支持するブレーキ構成要素の変形
量の和に相当する、のが好ましい。この調整移動量はウ
ェッジ装置によってのみ与えられる。
【００２２】キャリア・リングを有する本発明によるブ
レーキの好適な実施態様において、各ウェッジは、その
キャリア・リングの周方向において先行するウェッジの
直後に隣接するように配置される。こうして、ウェッジ
の運動における遊びは最小化される。また、各ウェッジ
には回転可能に取り付けられたボルトに支持される第２
面が設けられるのが好ましい。この第２面は第１面と逆
方向に傾斜し、傾斜角αよりも大きい傾斜角βを有する
のが好ましい。このような自己増力装置において、傾斜
角αを有する第１面は車両が前方に走行するときに利用
され、傾斜角βで傾斜している第２面は逆方向に走行す
る車両に対するブレーキ操作に利用される。第２面の傾
斜角を傾斜角αと比較して大きな傾斜角βとすることに
よって、各ウェッジの全長を短くして空間を節約するこ
とができる。そして、そのように第２面の傾斜角を大き
くしても、逆方向に走行する場合のブレーキ操作に必要
なブレーキ力は前方に走行する場合のブレーキ操作に必
要なブレーキ力よりも通常は著しく小さいので、不都合
ではない。
レーキの好適な実施態様において、各ウェッジは、その
キャリア・リングの周方向において先行するウェッジの
直後に隣接するように配置される。こうして、ウェッジ
の運動における遊びは最小化される。また、各ウェッジ
には回転可能に取り付けられたボルトに支持される第２
面が設けられるのが好ましい。この第２面は第１面と逆
方向に傾斜し、傾斜角αよりも大きい傾斜角βを有する
のが好ましい。このような自己増力装置において、傾斜
角αを有する第１面は車両が前方に走行するときに利用
され、傾斜角βで傾斜している第２面は逆方向に走行す
る車両に対するブレーキ操作に利用される。第２面の傾
斜角を傾斜角αと比較して大きな傾斜角βとすることに
よって、各ウェッジの全長を短くして空間を節約するこ
とができる。そして、そのように第２面の傾斜角を大き
くしても、逆方向に走行する場合のブレーキ操作に必要
なブレーキ力は前方に走行する場合のブレーキ操作に必
要なブレーキ力よりも通常は著しく小さいので、不都合
ではない。
【００２３】本発明によるブレーキの好適な実施態様に
おいて、電気アクチュエータとして電動モータが用いら
れるが、他の駆動ユニットを用いることも可能である。
おいて、電気アクチュエータとして電動モータが用いら
れるが、他の駆動ユニットを用いることも可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付の概略図面を参照し
て、本発明によるディスク・ブレーキとして構成される
電気機械式ブレーキの好適な実施の形態を詳述する。
て、本発明によるディスク・ブレーキとして構成される
電気機械式ブレーキの好適な実施の形態を詳述する。
【００２５】図１は、軸Ａの回りに回転可能でかつ内部
に通気口を有するブレーキ・ディスク１２を備えるディ
スク・ブレーキ１０を三次元的に示す図である。
に通気口を有するブレーキ・ディスク１２を備えるディ
スク・ブレーキ１０を三次元的に示す図である。
【００２６】第１キャリア・リング１４は、ブレーキ・
ディスク１２から軸方向に特定距離だけ離れて前記ディ
スクと平行にかつ軸Ａと同軸に配置されている。この第
１キャリア・リング１４のブレーキ・ディスク１２に面
する側に複数の摩擦要素１６が取り付けられている。摩
擦要素１６は、以下に詳述するように、ブレーキ・ディ
スク１２をブレーキ作動するのに必要な摩擦力を発生さ
せるために、ブレーキ・ディスク１２に対して押しつけ
られる。第１キャリア・リング１４の反対側、すなわ
ち、ブレーキ・ディスク１２と面しない側に、一連のウ
ェッジ１８が固着されている。各ウェッジ１８には、傾
斜角αを有する第１面２０と傾斜角βを有する第２面２
２が形成されている。第１キャリア・リング１４を平面
から見ると、両面２０、２２は、互いに直接隣接して、
基本的に第１キャリア・リング１４の周方向に延長して
いる。変更例（図示せず）として、２つの面２０、２２
は図１に例示されるように互いに共通端２４において当
接せず、その代わりに、それらの面２０、２２間にキャ
リア・リング１４と平行に延出する部分を有している。
ディスク１２から軸方向に特定距離だけ離れて前記ディ
スクと平行にかつ軸Ａと同軸に配置されている。この第
１キャリア・リング１４のブレーキ・ディスク１２に面
する側に複数の摩擦要素１６が取り付けられている。摩
擦要素１６は、以下に詳述するように、ブレーキ・ディ
スク１２をブレーキ作動するのに必要な摩擦力を発生さ
せるために、ブレーキ・ディスク１２に対して押しつけ
られる。第１キャリア・リング１４の反対側、すなわ
ち、ブレーキ・ディスク１２と面しない側に、一連のウ
ェッジ１８が固着されている。各ウェッジ１８には、傾
斜角αを有する第１面２０と傾斜角βを有する第２面２
２が形成されている。第１キャリア・リング１４を平面
から見ると、両面２０、２２は、互いに直接隣接して、
基本的に第１キャリア・リング１４の周方向に延長して
いる。変更例（図示せず）として、２つの面２０、２２
は図１に例示されるように互いに共通端２４において当
接せず、その代わりに、それらの面２０、２２間にキャ
リア・リング１４と平行に延出する部分を有している。
【００２７】図１から明らかなように、２つの面２０、
２２は互いに逆方向に傾き、第２面２２の傾斜角βは第
１面２０の傾斜角αよりも著しく大きい。ウェッジ１８
は、より明瞭にするために、そのいくつかのみしか図１
に示されていないが、キャリア・リング１４の周方向か
ら見て、互いに直接的に繋がっている。従って、第１キ
ャリア・リング１４の軸方向の全外面はウェッジ１８に
よって覆われている。しかし、他の実施の形態として
（図示せず）、第１キャリア・リング１４の周方向にお
いて、２つの連続するウェッジ１８間にある距離を設け
てもよい。この場合、キャリア・リング１４の軸方向の
全外面はウェッジ１８によって覆われていないが、その
代わり、ウェッジ１８は、例えば、グループ化されて配
置され、第１キャリア・リング１４の周方向において互
いに続いている２つのウェッジのグループの間に比較的
大きな距離が設けられるとよい。ウェッジ１８は第１キ
ャリア・リング１４と一体化されてもよいし、別体とし
て作製されてからキャリアリング１４に固着されてもよ
い。
２２は互いに逆方向に傾き、第２面２２の傾斜角βは第
１面２０の傾斜角αよりも著しく大きい。ウェッジ１８
は、より明瞭にするために、そのいくつかのみしか図１
に示されていないが、キャリア・リング１４の周方向か
ら見て、互いに直接的に繋がっている。従って、第１キ
ャリア・リング１４の軸方向の全外面はウェッジ１８に
よって覆われている。しかし、他の実施の形態として
（図示せず）、第１キャリア・リング１４の周方向にお
いて、２つの連続するウェッジ１８間にある距離を設け
てもよい。この場合、キャリア・リング１４の軸方向の
全外面はウェッジ１８によって覆われていないが、その
代わり、ウェッジ１８は、例えば、グループ化されて配
置され、第１キャリア・リング１４の周方向において互
いに続いている２つのウェッジのグループの間に比較的
大きな距離が設けられるとよい。ウェッジ１８は第１キ
ャリア・リング１４と一体化されてもよいし、別体とし
て作製されてからキャリアリング１４に固着されてもよ
い。
【００２８】第１キャリア・リング１４の軸方向外側
に、略Ｕ字形断面の環状ボルト・キャリア２６が配置さ
れている。環状ボルト・キャリア２６は、キャリア・リ
ング１４に向かって開口される環状空洞２８を有し、そ
の環状空洞２８内にウェッジ１８が突出している。ウェ
ッジ１８と同じ数のボルト３０（図１には、二個のみが
例示されている）がこの環状空洞２８内に回転可能に取
り付けられている。ウェッジ１８と相互作用するように
設けられたボルト３０の回転軸は軸Ａに対して直交して
いる。図１に例示される好適な実施の形態において、各
ボルト３０は、ボルト・キャリア２６に固定された軸に
回転可能に取り付けられたスリーブとして具体化されて
いる。
に、略Ｕ字形断面の環状ボルト・キャリア２６が配置さ
れている。環状ボルト・キャリア２６は、キャリア・リ
ング１４に向かって開口される環状空洞２８を有し、そ
の環状空洞２８内にウェッジ１８が突出している。ウェ
ッジ１８と同じ数のボルト３０（図１には、二個のみが
例示されている）がこの環状空洞２８内に回転可能に取
り付けられている。ウェッジ１８と相互作用するように
設けられたボルト３０の回転軸は軸Ａに対して直交して
いる。図１に例示される好適な実施の形態において、各
ボルト３０は、ボルト・キャリア２６に固定された軸に
回転可能に取り付けられたスリーブとして具体化されて
いる。
【００２９】電動モータ３２は、ボルト・キャリア２６
の半径方向内側の周面に締結されている。この電動モー
タ３２は、ディスク・ブレーキ１０に作動力を付与する
電気アクチュエータとして機能し、第１キャリア・リン
グ１４の半径方向内側の周面に形成された歯部３６と係
合する出力ピニオン３４を有している。必要に応じて、
ギア機構（図示せず）が電動モータ３２と出力ピニオン
３４間に配置されてもよい。
の半径方向内側の周面に締結されている。この電動モー
タ３２は、ディスク・ブレーキ１０に作動力を付与する
電気アクチュエータとして機能し、第１キャリア・リン
グ１４の半径方向内側の周面に形成された歯部３６と係
合する出力ピニオン３４を有している。必要に応じて、
ギア機構（図示せず）が電動モータ３２と出力ピニオン
３４間に配置されてもよい。
【００３０】ブレーキ・ディスク１２の第１キャリア・
リング１４と対向する側に、第２キャリア・リング３８
がブレーキ・ディスク１２から軸方向にある距離だけ離
れてそのブレーキ・ディスク１２と平行にかつ軸Ａと同
軸に配置されている。この第２キャリア・リング３８に
は、ブレーキ・ディスク１２に面する側に摩擦要素１
６’が設けられている。これらの要素は少なくとも本質
的に摩擦要素１６と対応する点において第２キャリア・
リング３８に設けられ、ブレーキ操作中にブレーキ・デ
ィスク１２に対して押し付けられる。
リング１４と対向する側に、第２キャリア・リング３８
がブレーキ・ディスク１２から軸方向にある距離だけ離
れてそのブレーキ・ディスク１２と平行にかつ軸Ａと同
軸に配置されている。この第２キャリア・リング３８に
は、ブレーキ・ディスク１２に面する側に摩擦要素１
６’が設けられている。これらの要素は少なくとも本質
的に摩擦要素１６と対応する点において第２キャリア・
リング３８に設けられ、ブレーキ操作中にブレーキ・デ
ィスク１２に対して押し付けられる。
【００３１】ディスク・ブレーキ１０の半径方向外側の
領域に、複数のサドル４０（図１には三個のサドルが例
示されている）が配置されている。これらのサドル４０
は、ボルト・キャリア２６、第１キャリア・リング１
４、ブレーキ・ディスク１２および第２キャリア・リン
グ３８と係合し、半径方向内側に突出するアーム４２に
よって、ボルト・キャリア２６の軸方向外側の端面およ
び第２キャリア・リング３８またはそれに接続される構
成要素の軸方向外側の端面に支持される。
領域に、複数のサドル４０（図１には三個のサドルが例
示されている）が配置されている。これらのサドル４０
は、ボルト・キャリア２６、第１キャリア・リング１
４、ブレーキ・ディスク１２および第２キャリア・リン
グ３８と係合し、半径方向内側に突出するアーム４２に
よって、ボルト・キャリア２６の軸方向外側の端面およ
び第２キャリア・リング３８またはそれに接続される構
成要素の軸方向外側の端面に支持される。
【００３２】例示されるディスク・ブレーキ１０の機能
について説明する。ここで、ディスク・ブレーキ１２は
矢印ωの方向に回転すると仮定する。この回転方向は、
車両に搭載されるディスク・ブレーキ１０の前方に向か
う走行に相当する。ブレーキ操作を始動するために、電
動モータ３２が通電され、続いて、第１キャリア・リン
グ１４が固着されているボルト・キャリア２６対して回
転方向ωにおいて角度ψだけ回転するように、出力ピニ
オン３４を駆動する。その結果、ウェッジ１８の第１面
２０が対応するボルト３０を押し上げるように当接し、
第１キャリア・リング１４がブレーキ・ディスク１２に
対して軸方向に変位され、摩擦要素１６がブレーキ・デ
ィスク１２に対して押しつけられる。キャリア・リング
１４の軸方向変位の量ｓは、式 ｓ＝ψ／（２π・Ｐ）
によって決定される。但し、ψは回転角で、Ｐは傾斜角
αから得られる第１面２０の傾斜である。
について説明する。ここで、ディスク・ブレーキ１２は
矢印ωの方向に回転すると仮定する。この回転方向は、
車両に搭載されるディスク・ブレーキ１０の前方に向か
う走行に相当する。ブレーキ操作を始動するために、電
動モータ３２が通電され、続いて、第１キャリア・リン
グ１４が固着されているボルト・キャリア２６対して回
転方向ωにおいて角度ψだけ回転するように、出力ピニ
オン３４を駆動する。その結果、ウェッジ１８の第１面
２０が対応するボルト３０を押し上げるように当接し、
第１キャリア・リング１４がブレーキ・ディスク１２に
対して軸方向に変位され、摩擦要素１６がブレーキ・デ
ィスク１２に対して押しつけられる。キャリア・リング
１４の軸方向変位の量ｓは、式 ｓ＝ψ／（２π・Ｐ）
によって決定される。但し、ψは回転角で、Ｐは傾斜角
αから得られる第１面２０の傾斜である。
【００３３】摩擦要素１６がブレーキ・ディスク１２に
押しつけられると、その結果としての反力が生じて、摩
擦要素１６、第１キャリア・リング１４、ボルト・キャ
リア２６およびサドル４０を介して、ブレーキ・ディス
ク１２に対する第２キャリア・リング３８の軸方向変位
をもたらす。その結果、摩擦要素１６’が（浮動キャリ
パの原理で）事実上遅れを生じることなくブレーキ・デ
ィスク１２に押しつけられる。
押しつけられると、その結果としての反力が生じて、摩
擦要素１６、第１キャリア・リング１４、ボルト・キャ
リア２６およびサドル４０を介して、ブレーキ・ディス
ク１２に対する第２キャリア・リング３８の軸方向変位
をもたらす。その結果、摩擦要素１６’が（浮動キャリ
パの原理で）事実上遅れを生じることなくブレーキ・デ
ィスク１２に押しつけられる。
【００３４】ボルト３０と相互反応するウェッジ１８は
自己増力装置を構成する。すなわち、出力ピニオン３４
を介して電動モータ３２によってディスク・ブレーキ１
０に加えられる作動力は外部からさらに力が加わること
なく自動的に増力される。自己増力効果を、図２に概略
的に示されたウェッジ１８に作用する力の平衡状態に基
づいて説明する。図２において、Ｆinは、ウェッジ１８
に加えられる入力であり、ＦB は、ブレーキ操作中に、
ボルト３０によって反力となる支持力であり、入力Ｆin
と逆方向の力ＦByとブレーキ・ディスクと直交する圧縮
力ＦBxに分解され、ＦN は、力ＦBxと逆方向の、ブレー
キ・ディスクと直交する力であり、ＦR は、ウェッジま
たは摩擦要素に生じる摩擦力である。
自己増力装置を構成する。すなわち、出力ピニオン３４
を介して電動モータ３２によってディスク・ブレーキ１
０に加えられる作動力は外部からさらに力が加わること
なく自動的に増力される。自己増力効果を、図２に概略
的に示されたウェッジ１８に作用する力の平衡状態に基
づいて説明する。図２において、Ｆinは、ウェッジ１８
に加えられる入力であり、ＦB は、ブレーキ操作中に、
ボルト３０によって反力となる支持力であり、入力Ｆin
と逆方向の力ＦByとブレーキ・ディスクと直交する圧縮
力ＦBxに分解され、ＦN は、力ＦBxと逆方向の、ブレー
キ・ディスクと直交する力であり、ＦR は、ウェッジま
たは摩擦要素に生じる摩擦力である。
【００３５】この力の平衡によって、ブレーキ・ディス
クにおける摩擦力または摩擦トルクＦR は、 Ｆin ＝ −ＦR ・〔１−ｔａｎα／μ〕 の式から明らかなように、傾斜角α、干渉変数である摩
擦係数μ、および入力Ｆ inにのみ依存する。
クにおける摩擦力または摩擦トルクＦR は、 Ｆin ＝ −ＦR ・〔１−ｔａｎα／μ〕 の式から明らかなように、傾斜角α、干渉変数である摩
擦係数μ、および入力Ｆ inにのみ依存する。
【００３６】摩擦係数μは、ブレーキの負荷が大きくな
ると、比較的大きく変化することがある。ブレーキ操作
中に、摩擦係数がこのように変化すると、摩擦力ＦR が
変化し、その結果、ブレーキ作動されるブレーキの構成
要素、すなわち、ブレーキ・ディスク１２のブレーキ作
動による減速状態が変化する。摩擦係数のこのような好
ましくない変化を補償するために、例示されたディスク
・ブレーキ１０は摩擦力を連続的に測定することが可能
なセンサ・システム（図示せず）を設けている。この公
知のセンサ・システムは、電子制御ユニット（図示せ
ず）に接続されている。電子制御ユニットはセンサ・シ
ステムからの受信信号を評価し、詳細には、摩擦力の実
値を摩擦力の所定の設定値と比較する。この信号の評価
に基づいて、第１キャリア・リング１４を回転方向ωま
たはその逆方向に回転させることによって、摩擦力の実
値を増減させてその実値を設定値と近似させるように、
電動モータ３２が制御ユニットによって駆動される。
ると、比較的大きく変化することがある。ブレーキ操作
中に、摩擦係数がこのように変化すると、摩擦力ＦR が
変化し、その結果、ブレーキ作動されるブレーキの構成
要素、すなわち、ブレーキ・ディスク１２のブレーキ作
動による減速状態が変化する。摩擦係数のこのような好
ましくない変化を補償するために、例示されたディスク
・ブレーキ１０は摩擦力を連続的に測定することが可能
なセンサ・システム（図示せず）を設けている。この公
知のセンサ・システムは、電子制御ユニット（図示せ
ず）に接続されている。電子制御ユニットはセンサ・シ
ステムからの受信信号を評価し、詳細には、摩擦力の実
値を摩擦力の所定の設定値と比較する。この信号の評価
に基づいて、第１キャリア・リング１４を回転方向ωま
たはその逆方向に回転させることによって、摩擦力の実
値を増減させてその実値を設定値と近似させるように、
電動モータ３２が制御ユニットによって駆動される。
【００３７】システムが良好な制御能力を有するには、
特にブレーキ操作の始動時や、ブレーキ負荷が高くブレ
ーキ・ディスク１２および摩擦要素１６、１６’が熱く
なるいわゆるフェイディング・モードにブレーキの状態
が変化するときに、電動モータ３２とウェッジ１８間に
負荷変動が生じないように、ウェッジ１８の第１面２０
の傾斜Ｐが選択されることが重要である。
特にブレーキ操作の始動時や、ブレーキ負荷が高くブレ
ーキ・ディスク１２および摩擦要素１６、１６’が熱く
なるいわゆるフェイディング・モードにブレーキの状態
が変化するときに、電動モータ３２とウェッジ１８間に
負荷変動が生じないように、ウェッジ１８の第１面２０
の傾斜Ｐが選択されることが重要である。
【００３８】負荷変動の抑制は、ブレーキ操作の全範囲
にわたって張力のみかまたは圧縮力のみが入力Ｆinとし
てモータ３２とキャリア・リング１４間に加えられるよ
うに傾斜角αが選択されること、すなわち、ブレーキ操
作の全範囲にわたって入力Ｆ inが正または負のいずれか
を保つことによって実現される。実際、ある特定の傾斜
角αにおいて、入力Ｆinは摩擦係数μの変化によってそ
の正負が変化する可能性がある。その入力Ｆinの正負の
変化は駆動列内に存在する遊びの移動範囲において駆動
列に好ましくない移動をもたらし、その結果、制御する
のが困難な力が飛び跳ねるように生じる。
にわたって張力のみかまたは圧縮力のみが入力Ｆinとし
てモータ３２とキャリア・リング１４間に加えられるよ
うに傾斜角αが選択されること、すなわち、ブレーキ操
作の全範囲にわたって入力Ｆ inが正または負のいずれか
を保つことによって実現される。実際、ある特定の傾斜
角αにおいて、入力Ｆinは摩擦係数μの変化によってそ
の正負が変化する可能性がある。その入力Ｆinの正負の
変化は駆動列内に存在する遊びの移動範囲において駆動
列に好ましくない移動をもたらし、その結果、制御する
のが困難な力が飛び跳ねるように生じる。
【００３９】駆動列内の負荷変動を防ぐには、ブレーキ
操作の全範囲にわたって、以下の式が満足されることが
必要である。 １−ｔａｎα／μ＜０ この式は、入力Ｆinがブレーキ操作の全範囲にわたって
正であることを示し、このような構成のウェッジ装置を
圧縮力の加えられるウェッジ装置と呼ぶ。または、駆動
列内の負荷変動を防ぐには、ブレーキ操作の全範囲にわ
たって、以下の式が満足されることが必要である。 １−ｔａｎα／μ＞０ この式は、入力Ｆinがブレーキ操作の全範囲にわたって
負であることを示し、このような構成のウェッジ装置を
張力の加えられるウェッジ装置と呼ぶ。
操作の全範囲にわたって、以下の式が満足されることが
必要である。 １−ｔａｎα／μ＜０ この式は、入力Ｆinがブレーキ操作の全範囲にわたって
正であることを示し、このような構成のウェッジ装置を
圧縮力の加えられるウェッジ装置と呼ぶ。または、駆動
列内の負荷変動を防ぐには、ブレーキ操作の全範囲にわ
たって、以下の式が満足されることが必要である。 １−ｔａｎα／μ＞０ この式は、入力Ｆinがブレーキ操作の全範囲にわたって
負であることを示し、このような構成のウェッジ装置を
張力の加えられるウェッジ装置と呼ぶ。
【００４０】もし、入力Ｆinが常に負（張力の加えられ
るウェッジ装置、ＦBy＜ＦR ）となるように、傾斜角α
が選択されるなら、以下の結果が得られる。
るウェッジ装置、ＦBy＜ＦR ）となるように、傾斜角α
が選択されるなら、以下の結果が得られる。
【００４１】１．摩擦要素の摩擦係数μは標準的であ
り、電動モータ３２によって加えられる入力Ｆinは比較
的高く、その結果、通常のブレーキ操作中において電動
モータ３２に必要なエネルギーはかなり高い。にも関わ
らず、電動モータ３２に必要なエネルギーは、従来の電
気機械式ブレーキと比較して８０％以上まで軽減され
る。
り、電動モータ３２によって加えられる入力Ｆinは比較
的高く、その結果、通常のブレーキ操作中において電動
モータ３２に必要なエネルギーはかなり高い。にも関わ
らず、電動モータ３２に必要なエネルギーは、従来の電
気機械式ブレーキと比較して８０％以上まで軽減され
る。
【００４２】２．フェイディングモードにおいて、すな
わち、摩擦係数μが低下しているとき、電動モータ３２
によって加えられる張力は前述の関係に基づいて減少
し、従って、必要な摩擦力ＦR を発生するためのエンジ
ンパワーおよびエンジントルクはほとんど必要とされな
い。従来の装置と比較して、電動モータ３２に必要なエ
ネルギーは、選択される傾斜角αに依存して、９５％以
上まで軽減される。
わち、摩擦係数μが低下しているとき、電動モータ３２
によって加えられる張力は前述の関係に基づいて減少
し、従って、必要な摩擦力ＦR を発生するためのエンジ
ンパワーおよびエンジントルクはほとんど必要とされな
い。従来の装置と比較して、電動モータ３２に必要なエ
ネルギーは、選択される傾斜角αに依存して、９５％以
上まで軽減される。
【００４３】張力に加えられるウェッジ装置の利点は、
増力効果が小さいのでシステムの挙動がより安定し、通
常なブレーキ操作中のブレーキの制御能力が改善される
点にある。ただし、この利点は、ブレーキが通常に作動
しているときはいくらか高いエネルギーが必要である、
という犠牲を伴う。
増力効果が小さいのでシステムの挙動がより安定し、通
常なブレーキ操作中のブレーキの制御能力が改善される
点にある。ただし、この利点は、ブレーキが通常に作動
しているときはいくらか高いエネルギーが必要である、
という犠牲を伴う。
【００４４】一方、入力Ｆinが常に正（圧縮力に加えら
れるウェッジ装置、ＦBy＞ＦR ）となるように、傾斜角
αが選択されるなら、以下の結果が得られる。
れるウェッジ装置、ＦBy＞ＦR ）となるように、傾斜角
αが選択されるなら、以下の結果が得られる。
【００４５】１．摩擦要素の摩擦係数μは標準的であ
り、電動モータ３２によって加えられる圧縮力Ｆinは理
論的には望み通りの低い値に設定可能である。ただし、
実際には、制御能力（過度に高い増力効果、干渉変数の
影響など）に依存して、過度に小さい圧縮力を選択する
ことはできない。にも関わらず、通常のブレーキ操作に
おいて、電動モータ３２に必要なエネルギーは、従来の
自己増力装置を有しない電気機械式ブレーキと比較して
９０、９５％、それ以上まで軽減される。
り、電動モータ３２によって加えられる圧縮力Ｆinは理
論的には望み通りの低い値に設定可能である。ただし、
実際には、制御能力（過度に高い増力効果、干渉変数の
影響など）に依存して、過度に小さい圧縮力を選択する
ことはできない。にも関わらず、通常のブレーキ操作に
おいて、電動モータ３２に必要なエネルギーは、従来の
自己増力装置を有しない電気機械式ブレーキと比較して
９０、９５％、それ以上まで軽減される。
【００４６】２．フェーディングモードにおいて、電動
モータ３２によって加えられる圧縮力は増し、従って、
必要な摩擦力ＦR を発生するためのエンジンパワーおよ
びエンジントルクは大きくなる。
モータ３２によって加えられる圧縮力は増し、従って、
必要な摩擦力ＦR を発生するためのエンジンパワーおよ
びエンジントルクは大きくなる。
【００４７】圧縮力の加えられるウェッジ装置の利点
は、フェイディングモードにおいて比較的高い力を加え
るように設計された電動モータ３２が、通常なブレーキ
操作中ではトルクと力にかなりの余裕があるので、通常
のブレーキ操作中に良好な動的性能を発揮することがで
きる点にある。
は、フェイディングモードにおいて比較的高い力を加え
るように設計された電動モータ３２が、通常なブレーキ
操作中ではトルクと力にかなりの余裕があるので、通常
のブレーキ操作中に良好な動的性能を発揮することがで
きる点にある。
【００４８】例示されたディスク・ブレーキ１０による
前記のブレーキ操作の説明において、圧縮力が加えられ
るウェッジ装置が基本的には用いられた。すなわち、ウ
ェッジ１８は第１キャリア・リング１４の対応する回転
に基づいてボルト３０を加圧する。一方、張力が加えら
れるウェッジ装置においては、対応する傾斜角αの選択
によって予め定めることによって、電動モータ３２は反
対方向に回転する。駆動列にプレストレスを与える張力
の加えられるウェッジ装置は図１に例示されていない。
前記のブレーキ操作の説明において、圧縮力が加えられ
るウェッジ装置が基本的には用いられた。すなわち、ウ
ェッジ１８は第１キャリア・リング１４の対応する回転
に基づいてボルト３０を加圧する。一方、張力が加えら
れるウェッジ装置においては、対応する傾斜角αの選択
によって予め定めることによって、電動モータ３２は反
対方向に回転する。駆動列にプレストレスを与える張力
の加えられるウェッジ装置は図１に例示されていない。
【００４９】始動されたブレーキ操作を終了させるため
に、電動モータ３２は、出力ピニオン３４が作動中に移
動したのと反対方向に回転し、その結果、第１キャリア
・リング１４は始動位置に再び復帰し、すなわち、ウェ
ッジ１８の第１面２０がボルト３０から離れ、キャリア
・リング１４はブレーキ・ディスク１２から軸方向にお
いて離れるように移動する。
に、電動モータ３２は、出力ピニオン３４が作動中に移
動したのと反対方向に回転し、その結果、第１キャリア
・リング１４は始動位置に再び復帰し、すなわち、ウェ
ッジ１８の第１面２０がボルト３０から離れ、キャリア
・リング１４はブレーキ・ディスク１２から軸方向にお
いて離れるように移動する。
【００５０】また、逆方向に走行する車両もウェッジ１
８の傾斜角βを有する第２面２２を用いてブレーキ作動
される。この第２面２２の傾斜角βは、逆方向の走行の
ブレーキ操作には通常特に大きな摩擦力が必要とされな
いので、第１面２０の傾斜角αよりも著しく大きく選択
される。傾斜角αよりも傾斜角βが大きいので、逆方向
に走行する場合のブレーキ操作において、電動モータ３
２は大きいエネルギーが必要であるが、これは逆方向に
走行する場合のブレーキ操作は通常低いブレーキ力しか
必要としないので不都合とはならない。
８の傾斜角βを有する第２面２２を用いてブレーキ作動
される。この第２面２２の傾斜角βは、逆方向の走行の
ブレーキ操作には通常特に大きな摩擦力が必要とされな
いので、第１面２０の傾斜角αよりも著しく大きく選択
される。傾斜角αよりも傾斜角βが大きいので、逆方向
に走行する場合のブレーキ操作において、電動モータ３
２は大きいエネルギーが必要であるが、これは逆方向に
走行する場合のブレーキ操作は通常低いブレーキ力しか
必要としないので不都合とはならない。
【００５１】もしブレーキ・ディスク１２が矢印ωと逆
方向に回転すると（車両が逆方向に走行すると）、例え
ば、現在通常に用いられているＡＢＳシステムのセンサ
ーシステムによって、回転方向の変化が検出されるの
で、第２面２２がボルト３０を押し上げるように当接す
るまで第１キャリア・リング１４が電動モータ３２によ
って回転される。以後のブレーキ操作は前述の通りであ
る。
方向に回転すると（車両が逆方向に走行すると）、例え
ば、現在通常に用いられているＡＢＳシステムのセンサ
ーシステムによって、回転方向の変化が検出されるの
で、第２面２２がボルト３０を押し上げるように当接す
るまで第１キャリア・リング１４が電動モータ３２によ
って回転される。以後のブレーキ操作は前述の通りであ
る。
【００５２】変更例として、逆方向に走行する場合のブ
レーキ操作を第１面２０によって行うことも可能であ
る。ただし、そのために、電動モータ３２は（特に圧縮
力が加えられるウェッジ装置の場合、すなわち、傾斜角
αが大きい場合）十分な力および／またはトルクを必要
とする。なぜなら、ウェッジ１８とボルト３０の組み合
わせは非自己増力装置として作用するので、電動モータ
２２は必要な摩擦力を完全に付与しなければならないか
らである。
レーキ操作を第１面２０によって行うことも可能であ
る。ただし、そのために、電動モータ３２は（特に圧縮
力が加えられるウェッジ装置の場合、すなわち、傾斜角
αが大きい場合）十分な力および／またはトルクを必要
とする。なぜなら、ウェッジ１８とボルト３０の組み合
わせは非自己増力装置として作用するので、電動モータ
２２は必要な摩擦力を完全に付与しなければならないか
らである。
【００５３】実施の形態において詳細に述べられたブレ
ーキはディスク・ブレーキとして実施されているが、ド
ラム・ブレーキとして実施することも可能である。その
場合、ウェッジ１８は、例えば、ドラムブレーキのシュ
ーの半径方向内側に配置されるとよい。さらに、自己増
力効果は、ウェッジ以外に、例えば、４本の連鎖バーの
の形態によっても達成される。
ーキはディスク・ブレーキとして実施されているが、ド
ラム・ブレーキとして実施することも可能である。その
場合、ウェッジ１８は、例えば、ドラムブレーキのシュ
ーの半径方向内側に配置されるとよい。さらに、自己増
力効果は、ウェッジ以外に、例えば、４本の連鎖バーの
の形態によっても達成される。
【００５４】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、ブレー
キ作動される構成要素と電気アクチュータ間に電気アク
チュエータによって生じる作動力の自己増力をもたらす
装置を設け、さらに摩擦力の設定値と摩擦力の実値を比
較する装置を設け、摩擦力の実値が設定値から偏った場
合に、それに対応して、電気アクチュエータを駆動して
その作動力を増減させて摩擦力の実値を設定値に近似さ
せるように構成したので、電気アクチュエータによって
加える作動力を容易に、例えば、従来の値の略２％にま
で軽減することができ、その結果、著しく小さく従って
より軽量で安価な、かつ付加的に動的性能の改善された
電動モータをアクチュエータとして用いることが可能で
ある。
キ作動される構成要素と電気アクチュータ間に電気アク
チュエータによって生じる作動力の自己増力をもたらす
装置を設け、さらに摩擦力の設定値と摩擦力の実値を比
較する装置を設け、摩擦力の実値が設定値から偏った場
合に、それに対応して、電気アクチュエータを駆動して
その作動力を増減させて摩擦力の実値を設定値に近似さ
せるように構成したので、電気アクチュエータによって
加える作動力を容易に、例えば、従来の値の略２％にま
で軽減することができ、その結果、著しく小さく従って
より軽量で安価な、かつ付加的に動的性能の改善された
電動モータをアクチュエータとして用いることが可能で
ある。
【図１】本発明によるディスク・ブレーキとして構成さ
れた電気機械式ブレーキを三次元的に示す図である。
れた電気機械式ブレーキを三次元的に示す図である。
【図２】図１に例示されたブレーキのウェッジに作用す
る各力を表す図表である。
る各力を表す図表である。
１０ ディスク・ブレーキ １２ ブレーキ・ディスク １４ 第１キャリア・リング １６，１６’ 摩擦要素 １８ ウェッジ ２０ 第１面 ２２ 第２面 ２４ 共通端 ２６ 環状ボルト・キャリア ２８ 環状空洞２８ ３０ ボルト ３２ 電動モータ ３４ 出力ピニオン ３６ 歯部 ３８ 第２キャリア・リング ４０ サドル ４２ アーム α、β 傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス・グレーベンシュタイン ドイツ連邦共和国、81541 ミュンヘン、 マリアヒルフシュトラーセ 22アー
Claims (14)
- 【請求項１】 ブレーキ作動されるブレーキの回転可能
な構成要素に対して摩擦力をもたらすために、作動力を
発生させて少なくとも１つの摩擦要素に対してその摩擦
要素を加圧するように作動力を付与する電気アクチュエ
ータを有する特に車両用の電気機械式ブレーキにおい
て、 ブレーキ作動される前記構成要素と前記電気アクチュエ
ータ間に前記電気アクチュエータによって生じた作動力
を自己増力させる装置を配置し、さらに摩擦力の設定値
を摩擦力の実値と比較する装置を設け、 前記の摩擦力を比較する装置は、前記実値が前記設定値
から偏った場合に、それに応じて、発生する作動力を増
減して前記設定値に前記実値を近似させるように、前記
電動モータを駆動することを特徴とする電気機械式ブレ
ーキ。 - 【請求項２】 自己増力装置は傾斜角αのウェッジを少
なくとも１つ有し、前記ウェッジは関連する当接物に滑
動自在または転動自在に支持されることを特徴とする請
求項１に記載の電気機械式ブレーキ。 - 【請求項３】 前記傾斜角αは、前記電気アクチュエー
タによって前記自己増力装置に加えられる入力Ｆinが、
前記摩擦要素とブレーキ作動される前記構成要素間の摩
擦係数μの変化とは無関係に、ブレーキ作動される前記
構成要素の通常の回転方向に関して常に正であるよう
に、選択されることを特徴とする請求項２に記載の電気
機械式ブレーキ。 - 【請求項４】 前記傾斜角αは、前記電気アクチュエー
タによって前記自己増力装置に加えられる入力Ｆinが、
前記摩擦要素とブレーキ作動される前記構成要素間の摩
擦係数μの変化とは無関係に、ブレーキ作動される前記
構成要素の通常の回転方向に関して常に負であるよう
に、選択され、かつ前記電気アクチュエータと前記自己
増力装置間の全駆動列に対してプレストレスが負の入力
Ｆinの方向に与えられることを特徴とする請求項２に記
載の電気機械式ブレーキ。 - 【請求項５】 ブレーキ作動される前記構成要素はブレ
ーキ・ディスク（１２）であり、 前記自己増力装置は前記ブレーキ・ディスク（１２）と
平行かつ同軸に配置されたキャリア・リング（１４）を
有し、 前記キャリア・リング（１４）には前記ブレーキ・ディ
スク（１２）が面する側と反対側に一連のウェッジ（１
８）が設けられ、 各ウェッジ（１８）は傾斜角αを有する第１面（２０）
を備え、前記第１面（２０）は回転可能に取り付けられ
た１つのボルト（３０）上に支持されることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれか１つに記載のブレーキ。 - 【請求項６】 前記ボルト（３０）の全てはキャリア・
リング（１４）と同軸に配置された環状ボルト・キャリ
ア（２６）内に取り付けられ、前記ボルト（３０）の全
ての回転軸は前記ブレーキ・ディスク（１２）の回転軸
に対して直角であり、前記キャリア・リング（１４）と
ボルト・キャリア（２６）はブレーキ・ディスク（１
２）の回転軸の回りに互いに回転可能であることを特徴
とする請求項５に記載の電気機械式ブレーキ。 - 【請求項７】 前記キャリア・リング（１４）は、歯部
（３６）によって内周が構成される内歯として設計され
ていることを特徴とする請求項５または６に記載の電気
機械式ブレーキ。 - 【請求項８】 前記電気アクチュエータによって駆動さ
れる駆動ピニオン（３４）が前記歯部（３６）と係合し
ていることを特徴とする請求項７に記載の電気機械式ブ
レーキ。 - 【請求項９】 前記キャリア・リング（１４）は、前記
電気アクチュエータによって、前記ブレーキ・ディスク
（１２）の回転軸の回りを前記環状ボルト・キャリア
（２６）に対して相対的に回転可能であることを特徴と
する請求項７または８に記載の電気機械式ブレーキ。 - 【請求項１０】 複数の摩擦要素（１６）が前記キャリ
ア・リング（１４）の前記ブレーキ・ディスク（１２）
と面する側に配置されることを特徴とする請求項５ない
し９のいずれか１つに記載のブレーキ。 - 【請求項１１】 前記キャリア・リング（１４）と直交
する各ウェッジ（１８）の高さは、前記ブレーキ・ディ
スク（１２）を含むディスク・ブレーキ（１０）の所定
の調整移動量に少なくとも相当することを特徴とする請
求項５ないし１０のいずれか１つに記載の電気機械式ブ
レーキ。 - 【請求項１２】 各ウェッジ（１８）は、前記キャリア
・リング（１４）の周方向において先行するウェッジ
（１８）と直接繋がっていることを特徴とする請求項５
ないし１１のいずれか１つに記載の電気機械式ブレー
キ。 - 【請求項１３】 各ウェッジ（１８）は前記の回転可能
に取り付けられたボルト（３０）の１つに支持される第
２面（２２）を有し、前記第２面（２２）は前記第１面
（２０）と逆方向に傾斜し、前記第２面（２２）の傾斜
角βは前記傾斜角αよりも大きいことを特徴とする請求
項５ないし１２に記載の電気機械式ブレーキ。 - 【請求項１４】 前記電気アクチュエータは電動モータ
（３２）であることを特徴とする請求項１ないし１３の
いずれか１つに記載の電気機械式ブレーキ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE198195648 | 1998-04-30 | ||
| DE19819564A DE19819564C2 (de) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Elektromechanische Bremse mit Selbstverstärkung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11315865A true JPH11315865A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3902874B2 JP3902874B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=7866433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27240398A Expired - Lifetime JP3902874B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-09-28 | 電気機械式ブレーキ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6318513B1 (ja) |
| EP (1) | EP0953785B1 (ja) |
| JP (1) | JP3902874B2 (ja) |
| DE (2) | DE19819564C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004176927A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Robert Bosch Gmbh | 電気機械的なブレーキ |
| JP2007518942A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-07-12 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自己倍力式の電気機械式の摩擦ブレーキ |
| JP2010508161A (ja) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 工作機械、生産機械ないしメンテナンス機械 |
| JP2012527582A (ja) * | 2009-05-19 | 2012-11-08 | ヴィーイー・ヴィエナ・エンジニアリング・フォルシュングス−ウント・エントヴィックルングス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 摩擦ブレーキ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10046177A1 (de) * | 2000-09-19 | 2002-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Scheibenbremse |
| DE10056451A1 (de) * | 2000-11-14 | 2002-05-29 | Bosch Gmbh Robert | Scheibenbremse |
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