(57)【要約】  電気的に動作されるブレーキの駐車ブレーキ構成であって、電動機（３）の回転式の運動がブレーキを作動させる並進運動に変換される。係止状態と非係止状態にされる弾性スプリング（１５、１５Ａ）は、駐車制動力を供給するようにブレーキの弾性と直列に動力伝達連鎖系に配置され、係止状態になると回転方向の駐車制動力を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機（３）の回転動作が並進運動の制動動作に変換されるように電気的に動作するブレーキの駐車ブレーキ構造において、
前記ブレーキの弾性と、弾性スプリング（１５、１５Ａ）の弾性とが直列になるように動力伝達連鎖系に、前記弾性スプリングが配置され、かつ回転方向の駐車制動力を提供することを特徴とする駐車ブレーキ構造。
【請求項２】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）は、前記ブレーキの常用制動時に荷重がかけられ、続いて駐車制動動作のために解除されるまで係止されることを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項３】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）は、前記ブレーキの常用制動時に荷重の無い状態にロックされ、駐車制動動作時に前記電動機（３）により荷重がかけられ、荷重を駐車制動動作のために使用することを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項４】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）によるバイアス力で回転可能に設けられるトランスミッションスリーブ（９、９Ａ）が、前記ブレーキの回転する前記動力伝達連鎖系の内部に回転可能に配置され、常用ブレーキ動作時において前記ブレーキの非回転部分に対して保持され、駐車制動時において前記非回転部分から係合が解除されることを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項５】
前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）が、前記ブレーキのハウジング（１）内で回転可能に配置され、常用ブレーキ動作時に前記ハウジングで保持されることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項６】
前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）のために電気的に起動される係止装置（１６）を備えることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項７】
前記ハウジング（１）内に配置されるロッキングロッド（１６）であって、前記ロッキングロッド（１６）は、電磁石（１７）により前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）に係止し、圧縮ばね（１８）の手段により前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）から係止が解除されることを特徴とする請求項６に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項８】
前記弾性スプリングは、スリーブアーム（９’）の手段により前記トランスミッションスリーブ（９）に接続される圧縮スプリング（１５）であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項９】
前記弾性スプリングは、その外側の端部が前記ハウジング（１）に、その内側の端部が前記前記トランスミッションスリーブ（９Ａ）に取り付けられるように前記ハウジング（１）内に配置される時計スプリングまたは渦巻ばね（１５Ａ）であることをことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項１０】
前記構造の機能を確認するように、前記ロッキングロッド（１６）の動きをモニタする手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に作動するブレーキにおける駐車ブレーキ構造であって、電動機の回転運動がブレーキ作動のための並進運動に変換される駐車ブレーキ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のブレーキアクチュエータを作動するための手段として、電動機を用いる傾向が見られる。最近の場合は、かならずしも排他的ではないが、特にディスクブレーキを作動するようなトラック、トレーラまたはバスなどの大型車両において電動機が使用されている。このディスクブレーキは、電動機の回転運動をブレーキパッドの並進運動に変換するための手段を含んでいる。
【０００３】
常用ブレーキのみならず、駐車制動のためにも電動機を使用することができる。後者の場合には、電動機によって、駐車する所定位置で安全に車を停車できるようにする適当な力がブレーキに対して適用され、この適用された状態が維持されることになる。
【０００４】
ディスクブレーキのブレーキディスクとディスクブレーキの所定部分が、駐車ブレーキを使用する直前に常用ブレーキの使用時に、かなりの温度まで加熱される場合には問題に直面することがある。すなわち、加熱されて熱膨張した部材が徐々に冷えて元の大きさに戻ると、駐車ブレーキ力が減少される結果、安全な駐車制動状態が危険レベルに達することがある。
【０００５】
＜本発明＞
加熱された部材が冷えたときに、満足な駐車制動を保証できるという課題は、本発明におけるブレーキの弾性力に対して直列に配置される制動力の伝達連鎖系であって、回転方向の駐車制動力を供給するように配置される弾性スプリングにより達成される。
【０００６】
この弾性スプリングは、望ましくは常用ブレーキの動作により負荷（ロード）が加わり、続いて駐車ブレーキ作動のために解除されるまで固定される。
【０００７】
実用的な実施形態によれば、この弾性スプリングにより回転可能にバイアスされたトランスミッションスリーブが、ブレーキハウジング内部の回転力伝達連鎖系の内部で回転可能に配置されており、常用ブレーキ作動時においてハウジングに保持される一方で、駐車制動時に解放されることを特徴としている。
【０００８】
上記の構成により、弾性スプリングの力は、単に駐車制動のブレーキパッドに対してトランスミッションスリーブを介して伝達される。この弾性スプリングは駐車制動に適する力を供給するであろう。
【０００９】
トランスミッションスリーブとの係合と離脱とを実際に実行するために、ロッキングロッドが設けられており、このロッキングロッドは電磁石によりハウジング中でトランスミッションスリーブと係合され、圧縮ばねによってそこから離脱するようにハウジングに配置される。
【００１０】
この弾性スプリングは、スリーブアームによってトランスミッションスリーブに接続される圧縮スプリング、またはその外側の端部がハウジングに取り付けられその内側の端部がトランスミッションスリーブに取り付けられる時計スプリングあるいは渦巻状スプリングのいずれかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の実施形態である電気ディスクブレーキについて、図１にかなり模式的に図示されている。ディスクブレーキキャリパまたはハウジング１が、車両の車軸の上でブレーキディスク２に対して跨るように取り付けられている。この車両は、かならずしも排他的ではないが、望ましくはバス、トラックまたはトレーラなどの大型車両である。
【００１２】
１台の電動機３がキャリパ１に取り付けられている。この電動機に固定される駆動軸４は、電動機への通電にともない正逆のいずれかの方向に回転駆動され、この駆動軸４は電動機３への通電がないときに、カップリング軸６をブレーキ解除方向に非回転状態または制動をかけた状態に保つ種類のカップリング５に接続されている。
【００１３】
このカップリング軸６には、遊星歯車８に噛合したギヤ７が設けられており、この遊星歯車８もまた後述するトランスミッションスリーブ９に噛合している。この遊星歯車８は、中間ギヤ１０の上に配置されており、キャリパー１の内部において回転可能に配置されている。この模範的な構成によれば、中間ギヤ１０の回転速度はカップリング軸６の回転速度に対して減速される。ここで、上記の構成に限定されず、例えば１つ以上の多段式の減速構成も可能である。
【００１４】
中間ギヤ１０は、２本のスラストロッドの夫々のスラストロッドギヤ１１と噛合した関係である。これらのスラストロッド１２は、ギヤ１１から入力される回転運動をブレーキディスク２の片側に位置する第１のディスクブレーキパッド１３を線運動に変換する一般的な機能を備えている。このブレーキディスク２の反対側にはキャリパー１に接続された第２のディスクブレーキパッド１４が設けられており、本実施形態では所謂浮動タイプと呼ばれ、パッドがディスク２に対する垂直方向に所定量の移動を行うように取り付けられている。しかしながら、この キャリパーは固定タイプのものであってもよい。
【００１５】
上記のように簡単に記載した設計によれば、電動機３が制動方向に回転駆動されたときに、第１のディスクブレーキパッド１３がブレーキディスク２を制動する。また電動機が逆方向へ回転駆動されたときには、ディスクブレーキパッド１３はブレーキディスク２から引っ込むことになる。
【００１６】
トランスミッションスリーブ９はキャリパー１の内部において回転可能に設けられる一方、端部の肩部１’’を有するスロット１’を介してキャリパー１から外部に延設されるスリーブアーム９’が設けられており、図２に図示するように肩部１’’に対してスリーブアーム９’が当接するように形成されている。
【００１７】
図２において左側の固定部（不図示）に固定された弾性スプリング１５は、スリーブアーム９’を右側に移動するバイアス力を発生する。
【００１８】
キャリパー１において軸方向に移動可能に配置されるロックロッド１６は、トランスミッションスリーブ９の対応する開口部９’’と協働することで係止するように設けられている。このロッキングロッド１６は、電磁石１７への通電がなさされると開口部９’’と係合する状態になる一方、圧縮ばね１８によって復帰方向に戻される。
【００１９】
＜最初の常用ブレーキ動作＞
先ず最初に、例えば新品のブレーキパッド１３と１４の装着がされた後では、ロックロッド１６はトランスミッションスリーブ９に対する係止状態から解除され、弾性スプリング１５も解除されるのでトランスミッションスリーブは回転可能になり図２において右側にバイアスされる。
【００２０】
ディスクブレーキは、電動機３を制動する方向に回転駆動することで正常な方法で制動が行われる。この制動動作の間において電磁石１７への通電が行われることにより、ロックロッド１６がトランスミッションスリーブ９に係止する方向に付勢され続ける状態になる。
【００２１】
ブレーキ力が弾性スプリング１５のバイアス力に対応するレベルに達して、スプリングが圧縮されて、トランスミッションスリーブ９が回転して、スリーブアーム９’がスロット１の肩部１’’に当接し、ロックロッド１６がトランスミッションスリーブ９に係合する。
【００２２】
これに続き、ブレーキの解除が行われて、弾性スプリング１５のバイアス力以下になったときに、ロックロッド１６はトランスミッションスリーブ９に対して係止する位置で固定されることになるが、このことはブレーキ系の電流損失があっても図示の位置に留まることを意味している。
【００２３】
＜正常なブレーキ動作＞
通常の操作では、電磁石１７への通電が行われロックロッド１６がトランスミッションスリーブ９に係止する係止状態にあると、図１と図２に図示されるように各部品が位置することになる。また、弾性スプリング１５は圧縮された状態になっている。
【００２４】
ディスクブレーキは、電動機３を正逆のいずれかの方向に回転させることによって作動および解除される（トランスミッションスリーブ９が静止状態に保たれているので、弾性スプリング１５からの影響を一切受けないで）。
【００２５】
＜駐車ブレーキ動作＞
ディスクブレーキは、弾性スプリング１５のバイアス力よりも幾分か大きい力を発生するように電動機３の通電により動作され、そして電磁石１７への通電が解除される。
【００２６】
この状態では、圧縮ばね１８によりトランスミッションスリーブ９からロックロッド１６を引っ込めることができるようになる。
【００２７】
このとき、弾性スプリング１５のみが動力伝達連鎖系となる。もし、駐車ブレーキ力が弾性スプリング１５のみの力以下に減少した場合、弾性スプリングだけが制動力を提供することになる。
【００２８】
正しいブレーキ力に到達しかつ余剰の弾性力を認識できるように、ブレーキ系のエレクトロニクスによってロッキングロッド１６の動きをモニターすることができる。換言すれば、ロッキングロッド１６が(圧縮ばね１８のバイアス力の下で)退避または引き抜かれているかという事実を検証することは、駐車ブレーキが機能して、ブレーキ力が作用していることを意味する。
【００２９】
＜駐車ブレーキ解除＞
駐車ブレーキが解除されるときは、電磁石１７への通電が停止される。弾性スプリング１５のバイアス力よりも幾分か大きい力を発生するように制動がされ、トランスミッションスリーブ９にロックロッド１６が係止する。
【００３０】
＜図３と図４に図示された第２の実施形態＞
この第２の実施形態と上記の第１の実施形態との間における主要な相違点は、前者が圧縮ばねの代わりに時計ばねまたは渦巻状ばねの形態の弾性スプリングを備えていることである。
【００３１】
これら２つの実施形態において同様の部品には同じ参照数字が添付されている。これらはディスクブレーキキャリパ１と、ブレーキディスク２と、電動機３と、駆動軸４と、カップリング５と、カップリング軸６と、中間ギヤ１０とスラストロッドギヤ１１と、スラストロッド１２と、ディスクブレーキパッド１３および１４と、ロッキングロッド１６と、電磁石１７と、圧縮ばね１８である。
【００３２】
改良例であるトランスミッションスリーブは参照番号９Ａで示されており、変更された弾性スプリングは参照番号１５Ａで示されている。
【００３３】
この実施形態では、カップリングシャフト７に対する中間ギヤ１０の回転速度の減速は、望ましくはトランスミッションスリーブ９Ａ内のギヤボックス１９、好ましくは遊星歯車ギヤボックスにより実施される。
【００３４】
このトランスミッションスリーブ９Ａは、端部の肩部１Ａ’’を有するキャリパースロット１Ａ’の内部に延設する突起部９Ａ’と、ロッキングピン１６用の開口部９Ａ’’を有している。
【００３５】
弾性スプリング１５Ａの外側の端部は、キャリパー１に取り付けられ、内側の端部はトランスミッションスリーブ９Ａに取り付けられている。
【００３６】
この第２の実施形態によるブレーキ装置の機能は第１の実施形態の機能と同じであるので、記述は省略する。
【００３７】
＜図５と図６に図示された第３の実施形態＞
図５と図６に図示された第３の実施形態は、第１の実施形態に最も近い類似点を備えている。これらの間の主要な相違点は、この第３の実施形態では２本のスラストロッドの代わりに１本のスラストロッドが設けられることである。
【００３８】
ここでも、これらの実施形態において同様の部品には同じ参照数字が添付されている。これらは、ブレーキキャリパー１と、ブレーキディスク２と、電動機３と、駆動軸４と、カップリング５と、ギヤ７と、遊星歯車８と、ディスクブレーキパッド１３と１４と、弾性スプリング１５と、ロッキングピン１６と、電磁石１７と、圧縮ばね１８である。
【００３９】
この遊星歯車８は、単一のスラストロッド１２Ｂのスラストロッドリング１１Ｂ（キャリパー１に軸支された）の上で回転可能に配置されている。ギヤ７を有するカップリング軸６Ｂは、スラストロッド１２Ｂを収容するために筒状の形をしている。
【００４０】
この第３の実施形態の機能は、第１の実施形態の機能と同じである。
【００４１】
この構成における代替機能は、弾性スプリング１５、１５Ａが常用ブレーキの動作時において負荷のない状態に固定される点である。駐車ブレーキの動作状態では、固定状態から解除された弾性スプリングが電動機３により圧縮されて、駐車ブレーキ動作に圧縮力が費やされることになる。
【００４２】
添付の請求の範囲に規定される範囲で種々の変更が可能である。例えば、ディスクブレーキのみでなく、ドラムまたはブロックブレーキに対しても本発明の基本的動作原理を利用でき、かつ本発明は大型車両用のブレーキに制限されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明について添付の図面を参照して詳細に記載する。
【図１】は、本発明の第１実施形態の電動式ディスクブレーキの横断面図である。
【図２】は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態の電動式ディスクブレーキの横断面図である。
【図４】は、図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】は、本発明の第３実施形態の電動式ディスクブレーキの横断面図である。
【図６】は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年1月24日(2004.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキの常用制動時に、電動機（３）の回転動作が並進運動の制動動作に変換されるように電気的に動作するブレーキの駐車ブレーキ構造において、
駐車制動の機能が、その弾性が前記ブレーキの弾性と直列になるように配置された動力伝達連鎖系に配置される個別の弾性スプリング（１５、１５Ａ）の弾性により達成されるとともに、前記弾性スプリングは回転方向の駐車制動力を提供することを特徴とする駐車ブレーキ構造。
【請求項２】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）は、前記ブレーキの常用制動時に荷重がかけられ、続いて駐車制動動作のために解除されるまで係止されることを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項３】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）は、前記ブレーキの常用制動時に荷重の無い状態にロックされ、前記駐車制動時に前記電動機（３）により荷重がかけられ、荷重を駐車制動動作のために使用することを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項４】
前記弾性スプリング(１５、１５Ａ）によるバイアス力で回転可能に設けられるトランスミッションスリーブ（９、９Ａ）が、前記ブレーキの回転する前記動力伝達連鎖系の内部に回転可能に配置され、常用ブレーキ動作時において前記ブレーキの非回転部分に対して保持され、駐車制動時において前記非回転部分から係合が解除されることを特徴とする請求項１に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項５】
前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）が、前記ブレーキのハウジング（１）内で回転可能に配置され、常用ブレーキ動作時に前記ハウジングで保持されることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項６】
前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）のために電気的に起動される係止装置（１６）を備えることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項７】
前記ハウジング（１）内に配置されるロッキングロッド（１６）であって、前記ロッキングロッド（１６）は、電磁石（１７）により前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）に係止し、圧縮ばね（１８）の手段により前記トランスミッションスリーブ（９、９Ａ）から係止が解除されることを特徴とする請求項６に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項８】
前記弾性スプリングは、スリーブアーム（９’）の手段により前記トランスミッションスリーブ（９）に接続される圧縮スプリング（１５）であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項９】
前記弾性スプリングは、その外側の端部が前記ハウジング（１）に、その内側の端部が前記前記トランスミッションスリーブ（９Ａ）に取り付けられるように前記ハウジング（１）内に配置される時計スプリングまたは渦巻ばね（１５Ａ）であることをことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の駐車ブレーキ構造。
【請求項１０】
前記構造の機能を確認するように、前記ロッキングロッド（１６）の動きをモニタする手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の駐車ブレーキ構造。


【国際調査報告】
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