JPH0617855A - 車両のための摩擦ブレーキ並びに車両を制動するための方法 - Google Patents

車両のための摩擦ブレーキ並びに車両を制動するための方法

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JPH0617855A
JPH0617855A JP5047815A JP4781593A JPH0617855A JP H0617855 A JPH0617855 A JP H0617855A JP 5047815 A JP5047815 A JP 5047815A JP 4781593 A JP4781593 A JP 4781593A JP H0617855 A JPH0617855 A JP H0617855A
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friction
brake
clutch
piston
tightening device
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JP5047815A
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Eberhard Holl
ホル エーバーハルト
Frieder Keller
ケラー フリーダー
Steffen Kaehler
ケーラー シュテフェン
Klaus Kramer
クラーマー クラウス
Hermann Dr Winner
ヴィンナー ヘルマン
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術の欠点を持たない、車両のための摩
擦ブレーキを提供する。 【構成】 締付け装置２０のための駆動源が回転する車
輪であり、クラッチが摩擦部材１３に同軸的に配置され
た電磁摩擦クラッチ３２であり、このクラッチの一方の
半部３３が固定的に配置され、かつ他方の半部３５が車
輪とは無関係に回転可能に支承されていてしかも摩擦部
材１３との制御可能な摩擦接続を行うことが可能であ
り、摩擦クラッチ３２の他方の半部３５が締付け装置２
０のピストン２３と形状接続による回転係合しており、
かつピストン２３が回転方向に依存しないくさび駆動装
置２５によって軸方向に調節移動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１の種類による摩
擦ブレーキから出発する。その上に本発明は請求項６の
種類による、少なくとも１つの摩擦ブレーキを備えた車
両を制動するための方法に関する。
【０００２】
【従来技術】上記のようなディスクブレーキの形の摩擦
ブレーキは既に知られており（ＤＥ４０２１５７２Ａ
１）、締付け装置の駆動源として電動機が用いられる。
その電動機軸は切換え可能ではないカップリングによっ
てウオーム伝動装置のウオームと結合されており、その
ウオームギヤはボール循環式スピンドルに配置されてお
り、ボール循環式スピンドルは間接的に締付け装置のピ
ストンに作用する。したがってこの摩擦ブレーキのため
の締付け力は単に電動機によって適用されなければなら
ない。車輪のリムにはそのためのスペースが少ししかな
いので、比較的小さな電動機しか使用することができな
い。限られた出力のモータによって必要な締付け力を発
生するためには、ウオーム伝動装置は大きな変速比を持
たなければならない。この結果ブレーキは制動信号に対
して比較的鈍く反応する。摩擦ブレーキの運動性は電動
機により高い負荷をすることによって増大させることが
できるが、しかしこのことは車両の車内給電網に対する
不都合な遡及作用をもたらすことがある。その上にウオ
ーム伝動装置の自縛性が著しく不利であり、したがって
ブレーキの解除に同様に電動機を必要とする。しかし自
動解除しないブレーキは著しい危険性を持っている。
【０００３】更に車両で運転者によって制御可能な油圧
式減速装置を運転ブレーキとして設けることが公知であ
る（ＥＰ０１７７７６７Ａ１）。ここでは車輪ハブ内に
配置された押しのけ式ポンプが利用され、押しのけ式ポ
ンプには吐出側に背圧を発生するための機構および冷却
機構が後接続されている。ポンプは調節可能な吐出容積
でもって送出することができ、かつサーボモータによっ
て制御可能であってよい。かかるブレーキは運動性に制
限がある。その上に油圧式減速機構は非制動状態でも損
失出力を伴う。更には冷却機構は著しい取付けスペース
を必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
従来技術の欠点を除くことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
特徴を備えた、本発明による摩擦クラッチによって解決
される。
【０００６】
【発明の効果】本発明による摩擦クラッチは、きわめて
少ない出力で制御可能であるという利点を有する。それ
というのも締付け装置の締付け力の用意に必要なエネル
ギーが制御すべき車輪から取出されるからである。締付
け力はきわめて高い運動性でもって調節可能である。そ
の形成に車輪の１回転の数分の１を必要とするにすぎな
い。しかし簡単な形式で達成可能である、摩擦クラッチ
と締付け装置のピストンとの間の非自縛式構成の機械式
伝達手段が特に有利である。したがって制動の解除のた
めには電気的な制御エネルギーは不要である。本発明に
よる摩擦ブレーキが、締付け装置のピストンが両回転方
向においてブレーキパッドに対して接近運動を行うので
後退走行にも使用可能であることはきわめて有利であ
る。非制動時ではこの摩擦ブレーキは損失出力無しであ
る。
【０００７】従属項に挙げられた手段によって主請求項
に記載の摩擦ブレーキの有利な構成と改良が可能であ
る。
【０００８】請求項６に示された本発明による方法は、
制動中に摩擦クラッチを制御するためのエネルギー源が
僅かな程度でしか負荷されず、しかしその他の非制動時
は車両は制動によって惹起される損失出力を受けること
がないことに優れている。
【０００９】
【実施例】図１から図３に示された実施例は図示されて
いない車両、例えば自動車のための摩擦ブレーキとして
のディスクブレーキ１０を対象としている。車両は車軸
１１を有し、車軸には車輪ハブ１２が相対回動不能にに
配置されている（図１）。車輪ハブ１２は図示されてい
ない車両の車輪のリムを受容するためのものである。車
輪ハブ１２には車軸１１と同軸的にディスクブレーキ１
０の摩擦部材としてのブレーキディスク１３が相対回動
不能ににねじ結合されている。車軸１１と車輪ハブ１２
（車両車輪と一緒に）とブレーキディスク１３とが車輪
軸受１４を用いて一部しか図示されていない車両のフラ
ンジ付きスリーブ１５内に支承されている。ブレーキ支
持体１６がフランジ付きスリーブ１５とねじ結合されて
いる。ブレーキ支持体内にブレーキディスク１３をやっ
とこ状につかんだ浮動キャリパ１７が車軸１１に平行に
移動可能に支承されている。浮動キャリパ１７内のブレ
ーキディスク１３の両側にブレーキパッド１８．１およ
び１８．２がすきま板１９．１並びに１９．２とともに
受容されている。その上に浮動キャリパ１７はブレーキ
パッド１８．１，１８．２をブレーキディスク１３へ押
圧するために締付け装置２０を備えている。そのために
は締付け装置２０は浮動キャリパ１７のシリンダ２２の
ブシュ形の滑り支承部２１内に小さな摩擦で受容された
ピストン２３を備えている。
【００１０】車軸１１に平行に軸方向に移動可能並びに
自軸線を中心にして回転可能な締付け装置２０のピスト
ン２３はみぞ付き転がり軸受２４を用いて配属のブレー
キパッド１８．２のすきま板１９．２へ作用する。締付
け装置２０はブレーキパッドとは反対の側にピストン２
３の軸方向調節移動のための回転方向に無関係のくさび
駆動装置２５を備えている。くさび駆動装置２５はピス
トン底部２６とシリンダ底部２７との間にピストン２３
に同軸的に延びた円に沿って均一に分配されて配置され
たボール２８を転動体として有しており、ボールは乗上
げランプを形成するピストン底部２６とシリンダ底部２
７の転動面２９に支持されている。両回転方向にボール
２８の図示の休止位置から出発した転動面２９は上記の
円に沿って両回転方向にピストン底部２６およびシリン
ダ底部２７の平面に対して等しい傾斜でもって延びてい
る（図２）。
【００１１】ディスクブレーキ１０は締付け装置２０を
駆動源と結合するための電磁摩擦クラッチ３２を備えて
いる。車軸１１に同軸的に配置された摩擦クラッチ３２
はフランジ付きスリーブ１５と結合された定置のクラッ
チ半部３３を備え、このクラッチ半部内に磁界を発生す
るための電気的なコイル３４が受容されている。摩擦ク
ラッチ３２の他方のクラッチ半部３５は一方のクラッチ
半部３３とブレーキディスク３２との間に配置されてい
る。クラッチ半部３５はクラッチ軸受３６によって回転
可能かつ軸方向に移動可能にフランジ付きスリーブ１５
に支承されていて、ブレーキディスク１３の側に摩擦パ
ッド３７を支持している。一方のクラッチ半部３３を周
方向に覆った他方のクラッチ半部３５は浮動キャリパ１
７に隣接した周領域にギヤセグメント３８を備えてい
る。ブレーキパッド側に周部分に沿ってやはりギヤセグ
メント３９を備えたピストン２３が上記のギヤセグメン
ト３８と形状接続的に回転係合している（図３）。摩擦
クラッチ３２と締付け装置２０との間のこのような構成
のギヤ伝動装置４０は図面ではディスクブレーキ１０が
作用しない位置にある。
【００１２】作用形式 車輪ハブ１２と結合された車輪、ないしは車両を減速す
るためにはディスクブレーキ１０のブレーキパッド１
８．１と１８．２が公知の形式で車輪と相対回動不能に
同軸的に結合されたブレーキディスク１３に対して締付
け装置２０を用いて圧着可能である。そのためにエネル
ギーが回転する車輪で無段式に制御可能な摩擦クラッチ
３２を用いて取出され、かつ機械式の伝達手段であるギ
ヤ伝動装置４０および締付け装置２０のくさび駆動装置
２５を用いて以下のように配分される：制動の導入のた
めにはフランジ付きスリーブ１５に固定的に配置された
クラッチ半部３４のコイル３４内に磁界が発生され、こ
れでもってフランジ付きスリーブ１５に回転可能に支承
された他方のクラッチ半部３５はブレーキディスク１３
と摩擦接続せしめられる。ブレーキディスク１３からク
ラッチ半部３５へ伝達されたトルクは１回転の数分の１
になるこのクラッチ半部の回転運動を行う。クラッチ半
部３５の回転運動はギヤ伝動装置４０によって締付け装
置２０のピストン２３へ伝達される。ピストン２３の回
転時にボール２８が転動面２９上を転動し、その結果ボ
ールは切込み深さのより小さな転動面に至りかつピスト
ン２３を軸方向移動させる。ピストン２３はこの軸方向
行程を一方ではみぞ付き転がりスラスト軸受２４を介し
てブレーキパッド１８．２に、かつ他方ではくさび駆動
装置２５と浮動キャリパ１７を介してブレーキパッド１
８．１へ伝える。ブレーキパッド１８．１と１８．２と
の間で回転しているブレーキディスク１３は締付け力に
依存して減速する。したがってディスクブレーキ１０を
備えた車輪も減速される。
【００１３】摩擦クラッチ３２によって伝達されるモー
メントひいてはブレーキパッド１８．１，１８．２の締
付け力はコイル３４内の励磁電流によって調節可能であ
る。クラッチモーメントは一定の範囲内ではクラッチ半
部３５とブレーキディスク１３との間の回転数差とは無
関係に、したがってディスクブレーキ１０を備えた車輪
の回転速度とは無関係である。このようなディスクブレ
ーキ１０を備えた車両では制動に際して望ましい減速が
直接摩擦クラッチ３２の制御のための電流を用いて調節
可能である。
【００１４】摩擦クラッチ３２と締付け装置２０との間
の機械式の伝達手段のギヤ伝動装置とくさび駆動装置２
５の伝達比は、ブレーキパッド１８．１，１８．２の締
付けに必要な車輪の転動距離、ひいては制動操作の導入
と制動作用の発生との間の反応時間がきわめて小さいよ
うに選択される。更にはクラッチ半部３５並びにピスト
ン２３、ギヤ伝達装置４０およびくさび駆動装置２５並
びにみぞ付き転がりスラスト軸受２４の軸受は摩擦が小
さいように構成されており、したがって制動解除時、す
なわちクラッチ半部３５とブレーキディスク１３との間
の摩擦接続の低下または終了時にはディスクブレーキ１
０の上記の部材は自動的に休止位置へ戻り、ブレーキパ
ッド１８．１，１８．２はブレーキディスク１３を解放
することができる。
【００１５】制動された車輪は、摩擦クラッチ３２の磁
界が維持されることによってディスクブレーキ１０でも
って静止状態で保持可能であり、したがってクラッチ半
部３５はブレーキディスク１３との摩擦接続状態にとど
まり、かつ締付け装置２０を作動させている。車輪の両
回転方向に有効なギヤ伝動装置４０並びに回転方向に無
関係のくさび駆動装置２５によってディスクブレーキ１
０は車輪の後退走行時にも使用可能である。
【００１６】制動中はクラッチ半部３５の摩擦パッド３
７とブレーキディスク１３との間の摩擦スリップに基い
て損失熱が生じ、この熱は空気に洗われるブレーキディ
スクによって排出される。それに対して非制動位置では
クラッチ３２とブレーキディスク１３との間の摩擦接続
は解消される。
【００１７】摩耗したブレーキパッド１８．１と１８．
２においてもディスクブレーキ１０の作用を維持するた
めにはディスクブレーキ１０に摩耗補償機構を備える必
要がある。図示されていない補償機構は有利には締付け
装置２０の領域内に配置すべきである。補償装置は例え
ばブレーキパッド摩耗に依存して延びるピストン２３に
よって形成されていてよい。
【００１８】図４に示された例示した乗用者用のブレー
キ装置４４は上記の形式のディスクブレーキ４つ１０．
１〜１０．４を備えている。ブレーキ装置４４はブレー
キペダル４５で作動可能であり、ブレーキぺダルは圧力
発信器４６に作用する。圧力発信器４６の代わりに距離
ないしは力シミュレータ４７がブレーキペダル４５と関
係していてもよい。圧力発信器４６ないしはシミュレー
タ４７はブレーキ装置４４のマスタコンピュータを備え
た電子制御装置４８に結合されている。ディスクブレー
キ１０．１〜１０．４には各１つの電子式の車輪モジュ
ール４９．１〜４９．４が配属されており、車輪モジュ
ールは制御部５０および出力部５１に区分される。制御
部５０はデータバス５２でもって制御装置４８と結合さ
れている。制御装置４８と車輪モジュール４９．１〜４
９．４は線路５３でもって給電用のバッテリ５４へ接続
されている。各出力部５１からは電気的な制御線路５５
が対応するディスクブレーキ１０．１〜１０．４の摩擦
クラッチ３２へ通じている。各制御部５０からは信号線
路５６が対応するディスクブレーキ１０．１〜１０．４
に配属された車輪の回転挙動を監視する回転数センサ５
７へ通じている。
【００１９】ブレーキペダル４５を操作すると電子制御
装置４８が車輪モジュール４９．１〜４９．４を制御
し、車輪モジュールは所望の減速に必要な、摩擦クラッ
チ３２に対する励磁電流を分配する。回転数センサ５７
を用いての車輪回転挙動の車輪個別の監視により各ディ
スクブレーキ１０．１〜１０．４への制動力は必要によ
り調節することができる。例えば走行安定性またはアン
チブロック作用または駆動スリップ制御を高めるために
車輪個別の制御が可能である。
【００２０】本発明による摩擦ブレーキ並びに本発明に
よる方法はドラムブレーキでも実施ないしは使用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブレーキパッドに作用する、締付け装置を作動
するための摩擦クラッチの半部の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った締付け装置の断面
図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、摩耗ブレー
キの断面図である。
【図４】摩擦ブレーキを備えた車両のブレーキ装置の略
示図である。
【符号の説明】 １０，１０．１，１０．２，１０．３，１０．４ デ
ィスクブレーキ １１ 車軸 １２ 車輪ハブ １３ ブレーキディスク １４ 車輪軸受 １５ フランジ付きスリーブ １６ ブレーキ支持体 １７ 浮動キャリパ １８．１，１８．２ ブレーキパッド １９．１，１９．２ すきま板 ２０ 締付け装置 ２１ 滑り支承部 ２２ シリンダ ２３ ピストン ２４ みぞ付き転がりスラスト軸受 ２５ くさび駆動装置 ２６，２７ ピストン底部 ２８ ボール ２９ 転動面 ３２ 摩擦クラッチ ３３，３５ クラッチ半部 ３４ コイル ３６ クラッチ軸受 ３８，３９ ギヤセグメント ４０ ギヤ伝動装置 ４４ ブレーキ装置 ４５ ブレーキペダル ４６ 圧力発信器 ４７ シミュレータ ４８ 制御装置 ４９．１〜４９．４ 車輪モジュール ５０ 制御部材 ５１ 出力部 ５２ データバス ５３ 線路 ５４ バッテリ ５５ 制御線路 ５６ 信号線路 ５７ 回転数センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリーダー ケラー ドイツ連邦共和国 ブレッテン オットー −ハーン−シュトラーセ 25−３ (72)発明者 シュテフェン ケーラー ドイツ連邦共和国 コルンヴェストハイム ツォラーンシュトラーセ 12 (72)発明者 クラウス クラーマー ドイツ連邦共和国 ベジッヒハイム ニュ ートン−アボット−シュトラーセ 26 (72)発明者 ヘルマン ヴィンナー ドイツ連邦共和国 カールスルーエ 41 イム メール ３

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のための摩擦ブレーキであって、相
    対回動不能に車輪と同軸的に結合された摩擦部材（ブレ
    ーキディスク１３）が設けられており、摩擦部材（１
    ３）に配属されたブレーキパッド（１８．１，１８．
    ２）が少なくとも１つ設けられており、ブレーキパッド
    （１８．１，１８．２）を摩擦部材（１３）に圧着する
    ための、ピストン（２３）を備えた締付け装置（２０）
    が設けられており、かつ締付け装置（２０）を駆動源と
    接続するためのクラッチ（３２）が設けられた形式のも
    のにおいて、締付け装置（２０）のための駆動源が回転
    する車輪であり、クラッチが摩擦部材（１３）に同軸的
    に配置された電磁摩擦クラッチ（３２）であり、このク
    ラッチの一方の半部（３３）が固定的に配置され、かつ
    他方の半部（３５）が車輪とは無関係に回転可能に支承
    されていてしかも摩擦部材（１３）との制御可能な摩擦
    接続を行うことが可能であり、摩擦クラッチ（３２）の
    他方の半部（３５）が締付け装置（２０）のピストン
    （２３）と形状接続による回転係合しており、かつピス
    トン（２３）が回転方向に依存しないくさび駆動装置
    （２５）によって軸方向に調節移動可能であることを特
    徴とする、車両のための摩擦ブレーキ。
  2. 【請求項２】 摩擦クラッチ（３２）に平行な軸を中心
    にして回転可能に支承された、締付け装置（２０）のピ
    ストン（２３）および摩擦クラッチ（３２）の他方の半
    部（３５）が設けられた歯形部（ギヤセグメント３８，
    ３９）の少なくとも周部分に沿って噛合っている、請求
    項１記載の摩擦ブレーキ。
  3. 【請求項３】 締付け装置（２０）のピストン（２３）
    がみぞ付き転がりスラスト軸受（２４）でもって少なく
    とも間接的にブレーキパッド（１８．２）に作用するよ
    うになっている、請求項１または２記載の摩擦ブレー
    キ。
  4. 【請求項４】 ピストン（２３）が周側で滑り支承部
    （２１）内で案内されている、請求項１記載の摩擦ブレ
    ーキ。
  5. 【請求項５】 ピストン（２３）がブレーキパッド（１
    ８．２）とは反対の側の端面において転動体（ボール２
    ８）でもって乗上げランプを形成した転動面（２９）に
    支持されており、転動面が転動体（ボール２８）の休止
    位置を基点としてピストン（２３）の両回転方向に傾斜
    を有している、請求項１または２記載の摩擦クラッチ。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つのブレーキパッド（１
    ８．１，１８．２）が締付け装置（２０）を用いて摩擦
    部材（ブレーキディスク１３）に対して圧着可能であ
    る、少なくとも１つの摩擦ブレーキ（ディスクブレーキ
    １０）を備えた車両を制動するための方法において、エ
    ネルギーを無段制御可能な摩擦クラッチ（３２）を用い
    て回転する車輪で取出し、かつ締付け装置（２０）の機
    械式の伝達手段（ギヤ伝動装置４０、くさび駆動装置２
    ５）を用いて分配されることを特徴とする、車両を制御
    するための方法。
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