(57)【要約】  本発明は、電気機械式のブレーキブースタ（１）であって、電動モータ（５）とねじ伝動装置（６）とが設けられており、ブレーキブースタ（１）が、連行部（１４）を介して補助力をピストンロッド（２）に入力するようになっている形式のものに関する。本発明は、ねじ伝動装置（６）のスピンドル（１２）をばねエレメント（１５）を介してピストンロッド（２）に弾性的に結合することを提案しており、これによって、素早い制動操作時にねじ伝動装置（６）と電動モータ（５）のロータ（７）とが完全に人力によって加速させられる必要がなくなる。これによって、制動操作のために必要となる人力が、素早い制動操作時に減少させられている。
2011518719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械式のブレーキブースタであって、ブレーキペダル（３）からマスタブレーキシリンダのピストンに操作力を伝達するためのピストンロッド（２）と、電気機械式の補助力発生器（４）とが設けられており、該補助力発生器（４）によって、前記操作力を増幅させるための補助力が発生可能である形式のものにおいて、補助力発生器（４）の出力エレメント（１２）が、ピストンロッド（２）に弾性的に結合されていることを特徴とする、電気機械式のブレーキブースタ。
【請求項２】
補助力発生器（４）の出力エレメント（１２）が、ばねエレメント（１５）を介してピストンロッド（２）に弾性的に結合されている、請求項１記載の電気機械式のブレーキブースタ。
【請求項３】
ブレーキブースタ（１）が、補助力発生器（４）の前記補助力を弾性なしにピストンロッド（２）に伝達する連行部（１４）を有している、請求項１記載の電気機械式のブレーキブースタ。
【請求項４】
ブレーキブースタ（１）が、連行部（１４）への衝突時の補助力発生器（４）の運動を減衰するダンパ（１６）を有している、請求項３記載の電気機械式のブレーキブースタ。
【請求項５】
補助力発生器（４）が、電動モータ（５）と回転・並進変換伝動装置（６）とを有している、請求項１記載の電気機械式のブレーキブースタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、電気機械式のブレーキブースタであって、ブレーキペダルからマスタブレーキシリンダのピストンに操作力を伝達するためのピストンロッドと、電気機械式の補助力発生器とが設けられており、該補助力発生器によって、前記操作力を増幅させるための補助力が発生可能である形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の電気機械式のブレーキブースタは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３２７５５３号明細書に基づき公知である。この公知のブレーキブースタはピストンロッドを有している。このピストンロッドはブレーキペダルをマスタブレーキシリンダのピストンに機械的に結合している。本発明の意味でのピストンロッドとは、一般的に、その形状に関係なく、すなわち、その形状がロッドを想起させない場合でも、ブレーキペダルをマスタブレーキシリンダのピストンに機械的に結合する結合エレメントを意味している。ブレーキペダルの代わりに、車両制動装置を人力により操作するための別の操作エレメント、たとえばハンドブレーキレバーが設けられていてもよい。「ブレーキペダル」という概念は、一般的に、このような操作エレメントの意味で解釈される。公知のブレーキブースタのピストンロッドは連行部を有している。この連行部はねじ伝動装置のスピンドルと協働する。このスピンドルは中空スピンドルであり、ピストンロッドを同心的に取り囲んでいる。スピンドル伝動装置のナットは同時に電気機械式のブレーキブースタの電動モータのロータである。スピンドル伝動装置を備えた電動モータは電気機械式の補助力発生器として理解することができる。この補助力発生器は通電時に連行部を介して、人力により加えられた操作力を増加させる補助力をピストンロッドに加える。ブレーキペダルが、たとえば緊急制動時に素早く踏まれると、ピストンロッドがねじスピンドルに先行するようになっており、その後、車両制動装置が専ら人力により操作される。車両運転者が、スピンドルと、同時に電動モータのロータであるスピンドルナットとを一緒に加速させる必要はない。
【０００３】
発明の開示
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタによれば、補助力発生器の出力エレメントが、ピストンロッドに弾性的に結合されている。
【０００４】
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタの有利な態様によれば、補助力発生器の出力エレメントが、ばねエレメントを介してピストンロッドに弾性的に結合されている。
【０００５】
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタの有利な態様によれば、ブレーキブースタが、補助力発生器の前記補助力を弾性なしにピストンロッドに伝達する連行部を有している。
【０００６】
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタの有利な態様によれば、ブレーキブースタが、連行部への衝突時の補助力発生器の運動を減衰するダンパを有している。
【０００７】
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタの有利な態様によれば、補助力発生器が、電動モータと回転・並進変換伝動装置とを有している。
【０００８】
請求項１の特徴を備えた本発明に係る電気機械式のブレーキブースタは、ピストンロッドと電気機械式の補助力発生器とを有している。この補助力発生器は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３２７５５３号明細書に基づき公知の電気機械式のブレーキブースタと同様に電動モータであってよい。この電動モータは、スピンドル伝動装置または、一般的に、電動モータの回転駆動運動をピストンロッドの移動のための並進運動に変換する回転・並進変換伝動装置を備えている。電動モータと回転・並進変換伝動装置との間には、変速伝動装置が介在させられていてよい。電気機械式の補助力発生器に対する別の可能性は、リニアモータ、電磁石または場合により圧電素子、すなわち、一般的に、電気的なエネルギを機械的なエネルギに変換する装置であってよい。本発明によれば、補助力発生器の出力エレメントが、弾性的に、たとえばばねエレメントによってピストンロッドに結合されている。出力エレメントは補助力発生器の並進運動エレメント、すなわち、スピンドル伝動装置を備えた電動モータの事例では、ねじスピンドルであり、スピンドルが回転駆動され、ナットが相対回動不能にかつ軸方向に移動可能である事例では、ナットであり、リニアモータまたは電磁石の事例では、リニアモータの可動子または電磁石のプランジャである。弾性的な結合は直接ピストンロッドで行われる必要はなく、たとえばブレーキペダルまたはマスタブレーキシリンダのピストンを介して間接的に行われてもよい。
【０００９】
本発明は、素早い制動操作時、たとえば緊急制動時にピストンロッドが補助力発生器の出力エレメントに先行するようになっており、ピストンロッドから補助力発生器の出力エレメントへの力伝達が、出力エレメントに剛性的に結合されたピストンロッドに比べて減少させられており、これにより、同じく車両運転者によって素早い制動操作時に加えられる人力が減少させられるという利点を有している。なぜならば、車両運転者が、弾性的な結合のため、補助力発生器の可動の部材をほとんど強く加速させる必要がないからである。それにもかかわらず、車両運転者は補助力発生器の可動の部材を弾性的な結合を介して加速させ、これによって、補助力発生器が一層素早く加速する、たとえば補助力発生器の電動モータが一層素早く始動する。
【００１０】
本発明に係る電気機械式のブレーキブースタを、外力により、すなわち、車両運転者の人力なしに車両制動装置を操作するための外力発生器として使用することが可能である。補助力発生器または補助力発生器の給電装置または制御・調整装置の故障時の補助制動は常に可能である。この補助制動は、前述したように、補助力発生器の故障時の緊急制動であり、制動操作のために車両運転者の人力による操作力の部分と補助力発生器の操作力の部分とが加えられる補助力制動と混同してはならない。この補助力制動は、設定された制動操作である。
【００１１】
従属請求項には、請求項１に記載した本発明の対象の有利な態様および改良態様が記載してある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電気機械式のブレーキブースタの軸方向断面図である。
【００１３】
発明の実施の形態
以下に、本発明を、図面に示した実施の形態につき詳しく説明する。
【００１４】
図面に示した本発明に係る電気機械式のブレーキブースタ１はピストンロッド２を有している。このピストンロッド２はブレーキペダル３をマスタブレーキシリンダのピストン（図示せず）に機械的に結合していて、ブレーキペダル３に加えられた人力をマスタブレーキシリンダのピストンに伝達する。人力の導入は、ブレーキペダル３の代わりに、ハンドブレーキレバーによって行われてもよいし、その他の操作エレメントによって行われてもよい（図示せず）。
【００１５】
ブレーキブースタ１は電気機械式の補助力発生器４を有している。この補助力発生器４は電動モータ５とねじ伝動装置６とを有している。電動モータ５は中空軸モータとして形成されていて、ピストンロッド２を同心的に取り囲んでいる。電動モータ５のロータ７は、前述したように、中空軸として形成されていて、ロータ巻線８を支持していて、ピストンロッド２を同心的に取り囲んでいる。ロータ７は、ステータ巻線１０を備えたステータ９によって同心的に取り囲まれている。ロータ７は玉軸受け１１によってステータ９内に回転可能に支承されている。図説した電動モータ５の構造は、本発明において限定的なものではない。
【００１６】
中空軸として形成されたロータ７は同時にねじ伝動装置６のナットを成している。すなわち、ロータ７は雌ねじ山を有している。ねじ伝動装置６は電動モータ５の回転駆動運動をピストンロッド２の移動のための並進運動に変換する。図説した本発明の実施の形態では、ねじ伝動装置６がスピンドル伝動装置、しかも、ボールねじ伝動装置として形成されている。このねじ伝動装置６も本発明において限定的なものではない。ねじ伝動装置６は中空スピンドル１２を有している。この中空スピンドル１２はロータ７内に同心的に配置されていて、ピストンロッド２を同心的に取り囲んでいる。スピンドル１２はねじ山を有している。このねじ山はボール１３を介してロータ７の雌ねじ山に係合している。ロータ７のねじ山とスピンドル１２のねじ山とは螺旋状のボール軌道である。
【００１７】
ピストンロッド２は連行部１４を有している。この連行部１４はスピンドル１２と協働する。図示の本発明の実施の形態では、連行部１４が、マスタブレーキシリンダのピストン（図示せず）に近い方の側に設けられた環状段部である。この環状段部はブレーキペダル３に向けられていて、スピンドル１２の、マスタブレーキシリンダのピストン（図示せず）に向けられた端面端部と協働する。ピストンロッド２の、連行部１４を形成する環状段部と、スピンドル１２の端面端部との間には、ピストンロッド２にダンパ１６が配置されている。このダンパ１６はゴムクッションであり、長方形横断面を備えたゴムリングの形を有している。ブレーキペダル３の踏込みによる制動操作時には、補助力発生器４の電動モータ５が通電され、これによって、ナットを成すロータ７が回転駆動され、スピンドル１２が操作方向、すなわちマスタブレーキシリンダのピストン（図示せず）の方向に移動させられる。こうして、補助力発生器４がダンパ１６と連行部１４とを介して、ブレーキペダル３によって加えられた人力を増加させる補助力をピストンロッド２に加える。補助力発生器４の制御装置または調整装置は図示していない。補助力発生器４によって、人力操作なしの外力制動も可能となる。この外力制動では、車両制動装置を操作するための力が専ら補助力発生器によって発生させられる。
【００１８】
ばねエレメント１５がピストンロッド２をスピンドル１２に弾性的に結合している。図示の本発明の実施の形態では、ばねエレメント１５が引張りコイルばねである。この引張りコイルばねの一方の端巻条はピストンロッド２に結合されていて、他方の端巻条はスピンドル１２に結合されている。引張りコイルばねをばねエレメント１５として使用することは限定的なことではなく、圧縮コイルばねが使用されてもよいし、その他の弾性的なエレメントが使用されてもよい（図示せず）。たとえば緊急制動時のまたはスポーツ走行モードでの素早い制動操作のために、ブレーキペダル３が素早く踏み込まれると、環状段部として形成された連行部１４がスピンドル１２の端面端部から引き離され、ピストンロッド２がスピンドル１２に先行するようになっている。すなわち、ピストンロッド２が操作方向にスピンドル１２よりも素早く運動させられるようになっている。これによって、車両運転者が素早い制動操作時に補助力発生器４の可動の部材、すなわち、スピンドル１２と、ナットを成すロータ７とを全く一緒に加速させる必要がなくなり、電動モータ５が、ピストンロッド２の運動に相当する速さよりもゆっくりと始動することができる。これによって、素早い制動操作のために必要となる人力が減少させられている。それにもかかわらず、ばねエレメント１５を介したピストンロッド２とスピンドル１２との弾性的な結合によって、車両運転者がスピンドル１２を加速させ、これによって、電動モータ５の始動を容易にすると共に加速させる。
【００１９】
補助力発生器４の故障時には、ブレーキペダル３の踏込みによる人力での制動操作が常に可能である。
【００２０】
ねじ伝動装置６は回転・並進変換伝動装置を成している。この回転・並進変換伝動装置は電動モータ５の回転駆動運動を制動操作のための並進運動に変換する。スピンドル１２は補助力発生器４の出力エレメントを成している。電動モータ５の始動時の加速度を上回らない操作速度の場合には、スピンドル１２が補助力発生器４の補助力をばねエレメント１５の弾性なしに、ピストンロッド２の、連行部１４を成す環状段部に伝達する。
【００２１】
ダンパ１６は、素早い制動操作後にスピンドル１２が、ピストンロッド２の「先行」した連行部１４に「追いついた」場合に、この連行部１４に対するスピンドル１２の衝突を減衰する。これによって、スピンドル１２が連行部１４に衝突した場合に、加速させられた補助力発生器４による過剰制動力増幅および過剰制動圧が減少させられる。ダンパ１６の代わりに、ブレーキブースタ１の解除された基本位置において、スピンドル１２の端面端部と連行部１４との間に所定の間隔が存在していてよい。この場合、減衰は、スピンドル１２が連行部１４に衝突する前に、ばねエレメント１５の押合せ、すなわち、ばねエレメント１５の圧縮応力によって行われる。減衰は省略されてもよい。この事例では、ダンパ１６が省略され、スピンドル１２が、ブレーキブースタ１の解除された基本位置で連行部１４に接触している。これによって、ばねエレメント１５にプリロードをかける、つまり、予備荷重を加えることが可能となり、補助力発生器４からピストンロッド２への補助力伝達が弾性なしに行われる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ブレーキブースタ
２  ピストンロッド
３  ブレーキペダル
４  補助力発生器
５  電動モータ
６  ねじ伝動装置
７  ロータ
８  ロータ巻線
９  ステータ
１０  ステータ巻線
１１  玉軸受け
１２  中空スピンドル
１３  ボール
１４  連行部
１５  ばねエレメント
１６  ダンパ
【図１】
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【国際調査報告】
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