(57)【要約】  本発明は、自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキを備えた車両ブレーキ装置に関する。本発明によれば、車両ホイールの１つの回転方向でのみ、従って１つの走行方向でのみ有効な自己倍力装置を有するホイールブレーキを使用することが提案されている。前車軸（４２）に設けられたホイールブレーキの自己倍力装置はこの場合、前進走行方向で有効であって、後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキの自己倍力装置は例えばバック走行時で有効である。
2007506908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキを有する車両ブレーキ装置において、前車軸（４２）に設けられたホイールブレーキが、前進走行方向でのみ有効である自己倍力作用を有していることを特徴とする、自己倍力式の電気機械的な車両ブレーキ装置。
【請求項２】
後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキが、バック走行方向でのみ有効である自己倍力作用を有している、請求項１記載の車両ブレーキ装置。
【請求項３】
後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキが、前進走行方向でのみ有効である自己倍力作用を有している、請求項１記載の車両ブレーキ装置。
【請求項４】
後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキが、両走行方向で有効である自己倍力作用を有している、請求項１記載の車両ブレーキ装置。
【請求項５】
後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキが、自己倍力作用を有していない、請求項１記載の車両ブレーキ装置。
【請求項６】
ホイールブレーキ（１０）が、機械的な自己倍力装置（２６，２８）を有している、請求項１記載の車両ブレーキ装置。
【請求項７】
前記自己倍力装置（２６，２８）が楔機構を有している、請求項６記載の車両ブレーキ装置。
【請求項８】
自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキを有した車両ブレーキ装置において、前車軸（４２）に設けられたホイールブレーキが、両走行方向で有効な自己倍力作用を有しており、後車軸（４４）に設けられたホイールブレーキが、一方の走行方向でのみ有効な自己倍力作用を有していることを特徴とする、自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキを有した車両ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の特徴を有する車両ブレーキ装置に関する。この車両ブレーキ装置は、特に乗用車およびトラックのような自動車および二輪車のために設けられている。
【０００２】
自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキが公知である。例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１５１９５０号明細書にこのような形式のブレーキが開示されていて、このブレーキはディスクブレーキとして形成されている。摩擦ブレーキパッドを押し付けるために、公知のホイールブレーキは、電動モータと、回転・並進運動変換伝動装置としてのスピンドル駆動装置を備えた電気機械的な操作装置を有しており、この操作装置により摩擦ブレーキパッドは摺動可能であって、これによりブレーキディスクに押し付け可能である。摩擦ブレーキパッドはブレーキキャリパ内に挿入されている。このブレーキキャリパは公知のようにいわゆる浮動キャリパとして形成されている。即ち、このブレーキキャリパは、ブレーキディスクに対して横方向に摺動可能である。ブレーキディスクの反対側に、一方の摩擦ブレーキパッドと同様にブレーキキャリパ内に挿入された第２の摩擦ブレーキパッドは摩擦ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける際に、公知のようにブレーキキャリパの横方向の摺動によりブレーキディスクの他方の面に押し付けられる。電気機械的な操作装置の別の構成も公知である。
【０００３】
公知のホイールブレーキは、自己倍力作用のために一方の摩擦ブレーキパッドの、ブレーキディスクに面した背面に配置された楔を備えた楔機構を有している。この楔機構は、ブレーキキャリパ内で、楔角度に相応する角度をもってブレーキディスクに対して傾斜して延びる傾斜面に支持されている。ブレーキを操作するために、電気機械的な操作装置は摩擦ブレーキパッドを、傾斜面とブレーキキャリパとの間の楔ギャップが狭くなる方向で回転するブレーキディスクの回転方向で摺動させる。摩擦ブレーキパッドは楔角度で傾斜してブレーキディスクに向かって接近運動し、ブレーキディスクに押し付けられる。回転するブレーキディスクから摩擦ブレーキパッドに加えられる摩擦力は摩擦ブレーキパッドを、ブレーキキャリパの傾斜面とブレーキディスクとの間の楔面が狭くなる方向で負荷する。楔を介して摩擦ブレーキパッドを傾斜面に支持することにより、傾斜面はいわゆる楔原理に応じて、ブレーキディスクに対して横方向の力成分を有する支持力を楔に加える。このようなブレーキディスクに対して横方向の力成分は、摩擦ブレーキパッドを、操作装置によって付与される力に加えて付加的にブレーキディスクに押し付け、これにより制動力を高める押圧力をなす。即ち、制動のために必要な押圧力の一部だけが操作装置によって付与され、その他の押圧力は自己倍力装置によってもたらされる。
【０００４】
楔機構の代わりに例えば１つのレバーを備えたレバー機構が設けられていても良い。このレバー機構は摩擦ブレーキパッドを制動時に、ブレーキディスクに対して傾斜した角度をなして支持している。レバーの支持角度はこの場合、楔機構の楔角度に相当する。機械的な自己倍力装置の他に例えば液圧的な自己倍力装置も公知である。本発明は、ホイールブレーキとしてのディスクブレーキに限定されるものではなく、別の形式のブレーキでも使用可能である。
【０００５】
自己倍力係数は、楔機構のもとで、摩擦係数が一定であると仮定すると一定である。楔の代わりに傾斜角度がその延びにわたって変化するランプ（傾斜路）を使用することにより、摩擦ブレーキパッドの摺動距離に応じて、ひいては操作力、押し付け力、制動力に応じて自己倍力作用が変化する。例えばランプの出発点では大きな傾斜角度であることにより、ホイールブレーキの操作の開始時に迅速な接近が得られ、傾斜の終端点では小さなランプ角度により、大きな押圧力および制動力のもとでの高い自己倍力作用が得られる。
【０００６】
別の自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキがＥＰ９５３７８５Ａ２号特許明細書により公知である。前述したホイールブレーキは部分的なパッドを備えたディスクブレーキとして形成されているが、このＥＰ９５３７８５Ａ２号特許明細書には、ブレーキディスクに対して同心的にブレーキディスクの一方の側に配置された、摩擦ブレーキパッドを、ブレーキディスクに面した側に支持するパッド支持リングを有する、全体的なパッドを備えたディスクブレーキが開示されている。パッド支持リングは、ブレーキディスクとは反対側では楔部材を有していて、この楔部材は、回転可能にかつ定置に支承されたローラに支持されている。パッド支持リングの回転により楔部材はローラに当接し、これによりパッド支持リングはブレーキディスクの方向で運動し、摩擦ブレーキパッドをブレーキディスクへと押し付ける。この場合も上述した楔原理による自己倍力作用が生じる。楔部材は互いに反対方向で傾斜した楔面を有し、これによりブレーキディスクの逆の回転方向では、パッド支持リングのブレーキディスクも同様に逆方向で、即ちブレーキディスクの回転方向で回転される。
【０００７】
実際に使用されている自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキは、前進走行およびバック走行のための自己倍力作用を有するために、１つの回転方向のために常に１つの自己倍力装置を、逆の回転方向のために別の１つの自己倍力装置を、即ち例えば、互いに逆方向に傾斜した２つの楔部材を有している。楔角度、ひいては自己倍力作用は前進走行およびバック走行のために同じまたは異なっていて良い。両回転方向のための複数の自己倍力装置は、摩擦ブレーキの構成に手間がかかりひいてはコストが高くなるという欠点を有している。さらなる欠点は、ホイールブレーキを操作するための摩擦ブレーキパッドは、自己倍力作用を得るために常に回転方向で摺動しなければならないことにある。ブレーキディスクの回転方向とは反対に摩擦ブレーキパッドが摺動する際には、第２の自己倍力装置がなければ、押圧力および制動力の自己減力が生じ、即ち操作装置は、摩擦ブレーキパッドの所定の押圧力を得るために、自己倍力装置が設けられていない場合よりも高い操作力をブレーキディスクに対して付与しなければならない。このことが、自動車における実際の使用には専ら、ブレーキディスクの両回転方向で自己倍力作用をもつホイールブレーキが使用される理由である。
【０００８】
発明の効果
請求項１の特徴を備えた本発明による車両ブレーキ装置は、車両ホイールに設けられた自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキを有している。この場合、本発明によれば、全てのまたは少なくとも一部のホイールブレーキが、走行方向のみで自己倍力作用を有しているようになっている。基本的に車両ブレーキ装置はいわゆるハイブリッドブレーキ装置として形成することができ、これらのホイールブレーキのうち一部だけが電気機械的であって他のホイールブレーキは液圧的またはその他の非電気機械的な形式で操作される。
【０００９】
本発明の利点は、少なくともホイールブレーキの一部のために１つの回転方向でのみ自己倍力作用を有する電気機械的なホイールブレーキを使用することにより、構造的に簡単で、従って安価に製造可能なホイールブレーキを使用することができる。車両ブレーキ装置はこれによりさらに安価になる。本発明のさらなる利点は、１つの回転方向でのみ自己倍力作用を有するホイールブレーキには、ブレーキを操作するために回転方向検知または走行方向検知が不要であることにある。何故ならば、摩擦ブレーキパッドは常に同じ方向で操作するために摺動されるからである。本発明の付加的な利点は、摩耗調節の簡単な可能性にある。ホイールブレーキを解除する場合、摩擦ブレーキパッドは、所望の空隙、即ち摩擦ブレーキパッドとブレーキディスクとの間の所望のギャップが得られるまで戻される。摩擦ブレーキパッドが摩耗した場合は、摩擦ブレーキパッドは摩耗していない摩擦ブレーキパッドのもとでの、当初の出発位置までは戻されない。空隙を埋めるための操作距離はこれにより、摩擦ブレーキパッドの摩耗とは無関係に常に一定である。逆の回転方向のもとでの自己減力が、本発明による車両ブレーキ装置では行われる。このことは例えば、バック走行時には前車軸における動力学的な軸荷重の移動により、比較的僅かな制動力で十分であるので容認できる。この場合、ホイールブレーキは、前進走行時の高速のために設計されなければならないのであって、前進走行時の高速のほんの一部の速度でしか行われないバック走行のためには極めて小さな制動力で十分である。
【００１０】
請求項１は、車両の前車軸に設けられたホイールブレーキが、前進走行方向でのみ有効な自己倍力作用を有しているようになっている。即ち、いずれにせよ乗用車において最大の制動力を付与しなければならないホイールブレーキは、前進走行方向でのみ自己倍力作用を有している。
【００１１】
バック走行のために同様に自己倍力作用を得るために、請求項２によれば、後車軸に設けられたホイールブレーキが、バック走行方向でのみ有効な自己倍力作用を有している。
【００１２】
請求項３によれば、後車軸に設けられたホイールブレーキは、前車軸に設けられたホイールブレーキと同様に、前進走行方向でのみ有効な自己倍力作用を有している。本発明のこのような実施例では、両車軸において前進走行方向での高い制動力が重視されている。何故ならば、前進走行時に最大の制動力が必要であるからである。バック走行時にはホイールブレーキにおける自己減力にもかかわらず、バック走行のためのブレーキ力は十分である。
【００１３】
請求項４によれば、後車軸に設けられたホイールブレーキが両走行方向で有効な自己倍力装置を有している。即ち本発明のこのような構成では、後車軸のためには、実際に通常の、両走行方向で自己倍力作用を有するホイールブレーキが使用される。これにより少なくとも一方の軸のホイールブレーキはバック走行時にも自己倍力作用を有している。しかしながら構造的に手間がかかりコストが高いホイールブレーキとなってしまう。
【００１４】
請求項５の構成では、後車軸に設けられたホイールブレーキが自己倍力作用を有していない。即ちこの場合、後車軸のホイールブレーキの制動力は車両の走行方向とは無関係である。このようなホイールブレーキは、自己倍力装置を有していないため構造的に簡単であり、ひいては安価である。
【００１５】
従属請求項８によれば、前車軸に設けられた電気機械的なホイールブレーキが、両走行方向で有効な自己倍力作用を有していて、後車軸に設けられたホイールブレーキが一方の走行方向でのみ有効な自己倍力作用を有している。本発明のこのような構成でも、バック走行時に一方の車軸、この場合前車軸において自己倍力作用が得られる。後車軸には構造的に簡単かつ安価なホイールブレーキが使用される。場合によっては、後車軸に設けられたホイールブレーキは、自己倍力装置なしで形成されても良い。
【００１６】
実施例の説明
図１に示した本発明によるホイールブレーキはディスクブレーキ１０として形成されている。このディスクブレーキ１０は浮動キャリパ１２を有しており、このキャリパはブレーキディスク１４に対して横方向に摺動可能である。ブレーキディスク１４は相対回動不能に車両ホイール１５に結合されている。ブレーキキャリパ１２内には、ブレーキディスク１４の両側に２つの摩擦ブレーキパッド１６，１８が挿入されている。これらのうち一方の摩擦ブレーキパッド１６は、電気機械的な操作装置２０によってブレーキをかけるために、ブレーキディスク１４の周方向又は回転方向で摺動可能に配置されていて、他方の摩擦ブレーキパッド１８は摺動不能にブレーキキャリパ１２内に配置されている。操作装置２０は電動モータ２２を有しており、この電動モータ２２によってスピンドル駆動装置２４を介して摩擦ブレーキパッド１６が摺動可能である。摩擦ブレーキパッド１６は楔２６を介してブレーキキャリパ１２の傾斜面２８に支持されていて、操作装置２０によって傾斜面２８に沿って摺動可能である。
【００１７】
ブレーキをかけるために、摩擦ブレーキパッド１６は操作装置２０によって傾斜面２８に沿って、傾斜面２８とブレーキディスク１４との間の楔ギャップが狭くなる方向で摺動される。摩擦ブレーキパッド１６はこれによりブレーキディスク１４に対して接近し、ブレーキディスク１４を押圧する。この場合、ブレーキキャリパ１２は公知のように、ブレーキディスク１４に対して横方向に摺動し、他方の摩擦ブレーキパッド１８をブレーキディスク１４の他方の面に押し付け、ブレーキディスク１４はこれにより制動される。ブレーキディスク１４は両方の摩擦ブレーキパッド１６，１８に、ブレーキディスク１４の回転方向に向けられている摩擦力を負荷する。ブレーキディスク１４が、傾斜面２８とブレーキディスク１４との間の楔ギャップが狭くなる方向で回転すると、回転するブレーキディスク１４から、このブレーキディスク１４に押し付けられる摺動可能な摩擦ブレーキパッド１６へと加えられる摩擦力により、傾斜面２８での支持により、いわゆる楔原理でブレーキディスク１４に対して横方向の成分をもった力を生ぜしめられる。この力は、摩擦ブレーキパッド１６を、操作装置２０に加えて付加的にブレーキディスク１４に対して押し付け、両摩擦ブレーキパッド１６，１８の押圧力を、ひいてはブレーキ力を高める。このような効果は自己倍力と言われる。ディスクブレーキ１０は、ブレーキキャリパ１２の傾斜面２８に支持された楔２６によって、楔機構を備えた機械的な自己倍力装置を有している。ブレーキディスク１４が逆方向に回転すると、楔機構は自己減力を生ぜしめる。即ち、ブレーキディスク１４への摩擦ブレーキパッド１６，１８の押圧力、ひいてはディスクブレーキ１０の制動力が、楔機構が設けられていないものよりも小さくなる。
【００１８】
図２〜図６には、図１に示したような自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキ１０を、自動車、特に乗用車（図示せず）のホイール３０，３２，３４，３６に配置する際の種々様々な可能な配置形式が示されている。乗用車のホイールブレーキは必ずしも図１に概略的に簡略化して示した構造を有していなくて良い。別のブレーキの構造も公知であり可能である。自動車の車両ブレーキ装置はハイブリッドブレーキ装置として形成されていても良い。即ちハイブリッドブレーキ装置は例えば、２つの電気機械的な、図１に示したようなホイールブレーキ１０を一方の車軸に有しており、例えば従来の液圧的なホイールブレーキを他方の車軸に有していても良い。自動車の進行方向は図２〜図６では左方向とし、矢印３８で示されている。ホイール３０，３２，３４，３６のホイールブレーキの自己倍力方向はそれぞれ三角形４０で示されている。ホイールブレーキ自体は図２〜図６には示されていない。
【００１９】
図２に示した車両ブレーキ装置では、前車軸４２に配置されたホイールブレーキが進行方向で自己倍力作用を有し、後車軸４４に配置されたホイールブレーキがバック走行方向で自己倍力作用を有する。即ち前車軸４２のホイールブレーキは、進行方向での走行中に制動する際に、自動車の重量配分ならびに制動時の重量再配置に基づき最大の制動力を生ぜしめなければならず、前進走行時に自己倍力作用を有する。後車軸４４に配置されたホイールブレーキは前進走行時に自己減力作用を有するがその制動力は十分である。何故ならば、後車軸４４のホイール３４，３６のホイールブレーキは制動時に極めて小さい制動力をかければよいからである。バック走行時には、一方では、前進走行時よりも速度が低くなり、他方では動力学的な軸荷重配分が逆になるので、バック走行時に自己減力作用する前車軸のホイール３０，３２のホイールブレーキの制動力は十分である。
【００２０】
図３に示した車両ブレーキ装置では、前進走行時に４つ全てのホイールブレーキが自己倍力作用を有する。これにより前進走行時、４つ全ての車両ホイール３０，３２，３４，３６において高いブレーキ力が得られる。バック走行時には走行速度が低く、さらに僅かな制動力で十分であるので、バック走行時に自己減力作用する４つのホイールブレーキによって自動車の十分な制動はまだ十分である。
【００２１】
図４に示した車両ブレーキ装置では、前車軸４２に設けられたホイールブレーキが前進走行時に自己倍力作用を有する。後車軸４４に設けられたホイールブレーキは、車両ホイール３４，３６の両回転方向のために、つまり自動車の両走行方向のために自己倍力装置を有している。両走行方向で自己倍力作用を有する、後車軸４４に配置されたホイールブレーキは図４では、互いに逆方向に向けられた、その底辺で接している２つの三角形４６によって示されている。本発明の車両ブレーキ装置のこのような構成は、最大のブレーキ力が必要である前進走行時に４つ全てのホイールブレーキが自己倍力作用するという利点を有している。バック走行時には後車軸４４に設けられたホイールブレーキが自己倍力作用を有する。欠点は、両回転方向のための自己倍力装置を有するホイールブレーキは比較的大きな手間がかかることにある。このために図１に示したホイールブレーキ１０では第２の楔２６と第２の傾斜面２８が必要である。これらの第２の楔及び傾斜面の傾斜は、図示した楔２６の傾斜および傾斜面２８の傾斜の逆方向に向けられている。
【００２２】
図５に示した車両ブレーキ装置は、前車軸４２に配置されたホイールブレーキだけが、前進走行時に作用する自己倍力装置を有している。後車軸４４に配置されたホイールブレーキには自己倍力作用はない。後車軸４４のホイールブレーキは電気機械的にまたは例えば液圧的またはニューマチック式にも操作可能である。
【００２３】
図６に示した車両ブレーキ装置では、前車軸４２に配置されたホイールブレーキが、両回転方向および両走行方向のために自己倍力装置を有している。後車軸４４に配置されたホイールブレーキは、一方の回転方向および走行方向のためだけの自己倍力装置を有していて、図示した例では前進走行方向での自己倍力作用である。しかしながら、後車軸４４に配置されたホイールブレーキは逆にバック走行時にのみ作用する自己倍力装置を有しているか、または全く自己倍力装置を有していなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】自己倍力式の電気機械的なディスクブレーキを示した図である。
【図２】本発明による自己倍力式の電気機械的なホイールブレーキの、自動車の前車軸および後車軸における１つの可能な配置形式を示した図である。
【図３】別の可能な配置形式を示した図である。
【図４】さらに別の可能な配置形式を示した図である。
【図５】さらに別の可能な配置形式を示した図である。
【図６】さらに別の可能な配置形式を示した図である。
【図１】
2007506908.tif 000003
【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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【国際調査報告】
2007506908.tif 000009
2007506908.tif 000010
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