(57)【要約】  本発明は、ディスクブレーキ（１）であって、たとえば圧電素子を有する電気機械的なアクチュエータ（１９）と、ハイドロリック的な自己倍力装置とが設けられている形式のものに関する。自己倍力を制御するために、本発明は、ハイドロリック的に自己倍力装置の補助ピストン（８）とディスクブレーキ（１）のブレーキピストン（５）との間に弁（１４）を設けることを提案している。この弁（１４）によって、ブレーキピストン（５）が、ハイドロリック的に補助ピストン（８）から分離可能となる。これによって、ディスクブレーキ（１）の自己倍力が遮断可能となる。変調された弁制御および／または比例弁（１４）の使用によって、自己倍力の高さを制御または調整することができる。さらに、ロックを回避するために、本発明は、ロック防止弁（１５）を提案している。このロック防止弁（１５）によって、補助ピストン（８）またはブレーキピストン（５）が、周辺圧下にあるハイドロアキュムレータ（１６）に接続可能となる。
2010512496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクブレーキであって、摩擦ブレーキライニング（３）とブレーキピストン（５）とが設けられており、該ブレーキピストン（５）によって、摩擦ブレーキライニング（３）が、ブレーキディスク（４）に向かって押圧可能であり、摩擦ブレーキライニング（３）が、ブレーキディスク（４）に対して横方向にかつ平行に移動可能であり、周方向で補助ピストン（８）に支持されており、該補助ピストン（８）が、ブレーキディスク（４）に対して平行に移動可能であり、ブレーキピストン（５）に連通するようになっている形式のものにおいて、補助ピストン（８）とブレーキピストン（５）との間に弁（１４；２４；２８）が介在されていることを特徴とする、ディスクブレーキ。
【請求項２】
当該ディスクブレーキ（１）が、摩擦ブレーキライニング（３）を当該ディスクブレーキ（１）の操作のためにブレーキディスク（４）に当て付けることができる装置（１５，１６；２９，３０）を有している、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
当該ディスクブレーキ（１）が、セルフロック式に設計されている、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項４】
当該ディスクブレーキ（１）が、アクチュエータ（１９）を有しており、該アクチュエータ（１９）によって、摩擦ブレーキライニング（３）が、当該ディスクブレーキ（１）の操作のためにブレーキディスク（４）に向かって押圧可能である、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項５】
当該ディスクブレーキ（１）が、ハイドロポンプ（２９）を有しており、該ハイドロポンプ（２９）によって、ブレーキピストン（５）が圧力負荷可能である、請求項２記載のディスクブレーキ。
【請求項６】
ブレーキピストン（５）が、マスタブレーキシリンダ（２７）に接続されている、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項７】
補助ピストン（８）が、戻しばね（１２）を有しており、該戻しばね（１２）のばね力が、ブレーキピストン（５）を当該ディスクブレーキ（１）の操作時に補助ピストン（８）に支持する力のオーダ内にある、請求項６記載のディスクブレーキ。
【請求項８】
当該ディスクブレーキ（１）が、ブレーキピストン（５）に対する圧力センサ（１８）と、補助ピストン（８）に対する圧力センサ（１７）とを有している、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項９】
補助ピストン（８）またはブレーキピストン（５）が、弁（１５）によってハイドロアキュムレータ（１６）に連通するようになっている、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項１０】
当該ディスクブレーキ（１）が、逆方向に移動可能な２つの補助ピストン（８）を有しており、摩擦ブレーキライニング（３）が、ブレーキディスク（４）の回転方向に関連して両補助ピストン（８）の一方に支持されている、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項１１】
補助ピストン（８）が、ブレーキピストン（５）よりも小さなピストン面を有している、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項１２】
ブレーキピストン（５）が、ハイドロリック的に別個に負荷可能な２つのピストン面（２２，２３）を有しており、両ピストン面（２２，２３）が、１つまたはそれ以上の弁（２４）によって選択的に補助ピストン（８）に接続可能である、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項１３】
ブレーキピストン（５）が、段付きピストンである、請求項１２記載のディスクブレーキ。
【請求項１４】
ピストン面（２２，２３）が、それぞれ異なる大きさに形成されている、請求項１２記載のディスクブレーキ。
【請求項１５】
当該ディスクブレーキ（１）が、別のブレーキピストン（２５）を有しており、両ブレーキピストン（５，２５）が、１つまたはそれ以上の弁（２４）によって選択的に補助ピストン（８）に接続可能である、請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項１６】
ブレーキピストン（５，２５）が、それぞれ異なる大きさのピストン面を有している、請求項１５記載のディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、ディスクブレーキであって、摩擦ブレーキライニングとブレーキピストンとが設けられており、該ブレーキピストンによって、摩擦ブレーキライニングが、ブレーキディスクに向かって押圧可能であり、摩擦ブレーキライニングが、ブレーキディスクに対して横方向にかつ平行に移動可能であり、周方向で補助ピストンに支持されており、該補助ピストンが、ブレーキディスクに対して平行に移動可能であり、ブレーキピストンに連通するようになっている形式のものに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１４８０００５号明細書に基づき、ディスクブレーキが公知である。この公知のディスクブレーキは、ブレーキピストンと摩擦ブレーキライニングとを備えている。この摩擦ブレーキライニングは、ディスクブレーキを操作するために、ブレーキピストンによってブレーキディスクに向かって押圧可能である。公知のディスクブレーキのブレーキピストンはブレーキディスクに対して横方向に作用する。摩擦ブレーキライニングはブレーキディスクに対して横方向にかつ平行に移動可能である。この場合、平行とは、ブレーキディスクに対して周方向または割線方向への移動を意味している。ブレーキディスクに対して平行な移動に対して、公知のディスクブレーキの摩擦ブレーキライニングは補助ピストンに支持されている。この補助ピストンは、摩擦ブレーキライニングと同様にブレーキディスクに対して平行に移動可能である。補助ピストンはブレーキピストンに連通する。
【０００３】
摩擦ブレーキライニングが、ディスクブレーキを操作するために、回転しているブレーキディスクに向かって押圧されると、ブレーキディスクがその回転方向で摩擦力を、ブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングに加える。この摩擦ブレーキライニングは、ブレーキディスクの回転方向に移動させられ、補助ピストンに支持されている。これによって、この補助ピストンが、ブレーキキャリパに設けられたシリンダ孔内に移動させられ、ハイドロリック的な圧力を発生させる。補助ピストンはブレーキピストンに連通しているので、ハイドロリック的な圧力がブレーキピストンに伝達される。このブレーキピストンは摩擦ブレーキライニングをブレーキディスクに向かって押圧する。静的に見ると、補助ピストンとブレーキピストンとに同じ圧力が作用している。補助ピストンのピストン面積とブレーキピストンのピストン面積との比は、ハイドロリック的に負荷されるピストン面積の比の逆数に等しい。補助ピストンと、この補助ピストンに連通しているブレーキピストンとは、ハイドロリック的な自己倍力装置を形成している。この自己倍力装置は、ディスクブレーキの操作時に、回転しているブレーキディスクから、このブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングに加えられる摩擦力を補助力として使用し、これによって、摩擦ブレーキライニングがブレーキディスクに向かって押圧され、これによって、ディスクブレーキの制動力が高められる。
【０００４】
発明の開示
本発明の構成によれば、補助ピストンとブレーキピストンとの間に弁が介在されている。
【０００５】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、摩擦ブレーキライニングを当該ディスクブレーキの操作のためにブレーキディスクに当て付けることができる装置を有している。
【０００６】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、セルフロック式に設計されている。
【０００７】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、アクチュエータを有しており、該アクチュエータによって、摩擦ブレーキライニングが、当該ディスクブレーキの操作のためにブレーキディスクに向かって押圧可能である。
【０００８】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、ハイドロポンプを有しており、該ハイドロポンプによって、ブレーキピストンが圧力負荷可能である。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、ブレーキピストンが、マスタブレーキシリンダに接続されている。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、補助ピストンが、戻しばねを有しており、該戻しばねのばね力が、ブレーキピストンを当該ディスクブレーキの操作時に補助ピストンに支持する力のオーダ内にある。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、ブレーキピストンに対する圧力センサと、補助ピストンに対する圧力センサとを有している。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、補助ピストンまたはブレーキピストンが、弁によってハイドロアキュムレータに連通するようになっている。
【００１３】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、逆方向に移動可能な２つの補助ピストンを有しており、摩擦ブレーキライニングが、ブレーキディスクの回転方向に関連して両補助ピストンの一方に支持されている。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、補助ピストンが、ブレーキピストンよりも小さなピストン面を有している。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、ブレーキピストンが、ハイドロリック的に別個に負荷可能な２つのピストン面を有しており、両ピストン面が、１つまたはそれ以上の弁によって選択的に補助ピストンに接続可能である。
【００１６】
本発明の有利な構成によれば、ブレーキピストンが、段付きピストンである。
【００１７】
本発明の有利な構成によれば、ピストン面が、それぞれ異なる大きさに形成されている。
【００１８】
本発明の有利な構成によれば、当該ディスクブレーキが、別のブレーキピストンを有しており、両ブレーキピストンが、１つまたはそれ以上の弁によって選択的に補助ピストンに接続可能である。
【００１９】
本発明の有利な構成によれば、ブレーキピストンが、それぞれ異なる大きさのピストン面を有している。
【００２０】
請求項１の特徴を備えた本発明によるディスクブレーキは、公知のディスクブレーキ同様、ブレーキディスクに対して平行に移動可能な補助ピストンを備えたハイドロリック的な自己倍力装置を有している。補助ピストンはブレーキピストンに連通している。制動時には、ブレーキディスクに対して平行に移動可能な摩擦ブレーキライニングが補助ピストンに支持されている。この補助ピストンはハイドロリック的な圧力を発生させる。このハイドロリック的な圧力によって、補助ピストンがブレーキピストンを負荷し、これによって、ディスクブレーキの制動力を高める。本発明によるディスクブレーキでは、補助ピストンとブレーキピストンとの間に弁が介在されている。この弁は、有利には比例弁である。弁の閉鎖によって、ブレーキピストンがハイドロリック的に補助ピストンから分離され、これによって、ディスクブレーキが自己倍力を有していない。ブレーキピストンと補助ピストンとの間に介在された弁によって、自己倍力が切換可能となるかもしくは制御可能または調整可能となる。本発明によるディスクブレーキによって、制動操作がアクチュエータなしにまたはマスタブレーキシリンダに対する接続部なしに可能となる。制動操作のために必要となるハイドロリック的な圧力は補助ピストンによって発生させられる。この補助ピストンは、これに連通するブレーキピストンを負荷する。補助ピストンの圧力は摩擦力によって発生させられる。この摩擦力を、回転しているブレーキディスクが、このブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングに加える。この摩擦ブレーキライニングは補助ピストンに支持されていて、これによって、摩擦力を補助ピストンに伝達する。制動力の高さは、ブレーキピストンと補助ピストンとの間に介在された弁によって制御または調整される。制動操作のために必要となる補助力は、回転しているブレーキディスクから、ディスクブレーキの操作時にブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングに加えられる摩擦力である。したがって、本発明によるディスクブレーキは、補助力ブレーキとして形成可能である。アクチュエータ、マスタブレーキシリンダまたは、たとえば制動力を外部エネルギによって発生させるハイドロポンプを備えた圧力発生装置は必ずしも必要ではない。
【００２１】
本発明は高い自己倍力を可能にし、前述したように、実施態様では、補助力ブレーキとして形成することができる。この補助力ブレーキはその操作のために、回転しているブレーキディスクから摩擦ブレーキライニングに加えられる摩擦力を補助力として使用し、筋力または外力を必要としない。このことは、ディスクブレーキを操作するための筋力または外力の使用を本発明の実施態様において排除している。自己倍力は、ディスクブレーキがセルフロック範囲で作業するかまたは少なくとも所定の摩擦係数範囲の一部でセルフロック式に作業するように大きく選択することができる。セルフロックとは、ディスクブレーキのロックが構造的にまたは別の形式で排除されているかまたは阻止される場合に、緊締力と制動力とがディスクブレーキのロックにまで増加する恐れがあるほどに自己倍力が大きいことを意味している。摩擦係数は、ブレーキディスクと、このブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングとの間の摩擦力と、摩擦ブレーキライニングをブレーキディスクに向かって押圧する緊締力とから求められる商である。摩擦係数はパラメータ、たとえば湿気、汚物、温度に左右され、運転中に変化させられる。本発明によるディスクブレーキをセルフロック範囲に対して設計する可能性によって、高い自己倍力が可能となる。この自己倍力は小さな操作エネルギを結果的に招くかまたは外部のエネルギなしの操作さえ可能にする。ディスクブレーキはハイドロリック接続部を必要としない。すなわち、ディスクブレーキに対するハイドロリック管路が設けられる必要がない。バックアップとして、本発明によるディスクブレーキは難なくハイドリック的な圧力供給部に接続することができ、これによって、ディスクブレーキをそのアクチュエータの故障時に補助ブレーキとしてハイドロリック的に操作することができる。
【００２２】
本発明の更なる利点は、ハイドロリック装置が完全にディスクブレーキのブレーキキャリパに収納されるかまたは取り付けられるようになっていて、ブレーキホースを必要としないことである。これによって、拡散によるブレーキ液の損失と水の侵入とを回避することができる。ディスクブレーキのハイドロリック的なシステムを閉鎖して形成することができる。これによって、ブレーキ液損失が排除されている。ブレーキ液交換が不要となる。
【００２３】
自己倍力の高さに、補助ピストンとブレーキピストンとの間に介在された弁によって影響を与える可能性により、自己倍力を可変の摩擦係数に適合させることができ、これによって、必要となる操作エネルギひいてはアクチュエータの負荷が低く保たれる。また、弁の閉鎖によって、ディスクブレーキの緊締力をアクチュエータの作用なしにコンスタントに保持することができ、これによって、アクチュエータを負荷軽減することができる。
【００２４】
従属請求項は、請求項１に記載した本発明の対象の有利な構成および改良態様を有している。
【００２５】
制動を開始することができるようにするために、有利には、いずれにせよディスクブレーキがアクチュエータまたはこれに類するものを有していない限り、摩擦ブレーキライニングをブレーキディスクに当て付けることができる装置が設けられている。これは、請求項２の対象である。このような装置は、たとえば、ブレーキピストンおよび／または補助ピストンを圧力負荷することができるハイドロポンプ（請求項５）または弁を介してブレーキピストンおよび／または補助ピストンに接続することができるハイドロアキュムレータ（請求項９）を有していてよい。
【００２６】
専ら、回転しているブレーキディスクから、このブレーキディスクに向かって押圧される摩擦ブレーキライニングに加えられる、補助力としての摩擦力によって操作するために、本発明によるディスクブレーキは、特にセルフロック式に設計されている（請求項３）。ディスクブレーキがブレーキディスクをロックしないような制動力の制御または調整および制動力の制限は、補助ピストンとブレーキピストンとの間に介在された弁によって行われる。
【００２７】
請求項４は、本発明によるディスクブレーキを操作するために、アクチュエータを提案している。このアクチュエータによって、摩擦ブレーキライニングがディスクブレーキに向かって押圧可能となる。特に電気機械的なアクチュエータが設けられている。このアクチュエータは、たとえば圧電素子を有している。電磁石または電動モータおよび伝動装置を備えた電気機械的なアクチュエータも可能である。さらに、本発明によるディスクブレーキの機械的な操作、ニューマチック的な操作、ハイドロリック的な操作またはその他の操作も可能である。アクチュエータが設けられている場合には、摩擦ブレーキライニングをブレーキディスクに当て付けることができる別の装置が不要となる。可能な高い自己倍力またはディスクブレーキのセルフロック式でさえある設計によって、出力弱のかつひいては軽量のかつ小型構造のアクチュエータで十分となる。請求項６は、ブレーキピストンがハイドロリック的な車両制動装置のマスタブレーキシリンダに接続されていることを提案している。ブレーキピストンは、本発明のこの構成では、慣用のディスクブレーキと同様にハイドロリック的に車両制動装置に接続されているディスクブレーキのアクチュエータを形成している。別個のアクチュエータは不要となる。補助ピストンを備えたディスクブレーキはハイドロリック的な自己倍力装置を有しているので、車両制動装置のマスタブレーキシリンダに設けられるかまたは別の箇所に設けられる（負圧式）制動力倍力装置は不要となる。請求項３記載のディスクブレーキはストローク増幅式であり、力増幅式ではない。請求項６は、ハイドロアキュムレータと弁とを提案している。この弁によって、補助ピストンまたはブレーキピストンがハイドロアキュムレータに接続可能となる。弁は別個の弁であってよいかまたはハイドロアキュムレータとの接続が、補助ピストンとブレーキピストンとの間に介在された弁で行われてもよい。弁とハイドロアキュムレータとによって、ロック防止のための減圧が可能となる。
【００２８】
請求項１２は、ブレーキピストンが、ハイドロリック的に別個に負荷可能な２つのピストン面を有していることを提案している。両ピストン面は弁によって選択的に補助ピストンに接続可能である。それぞれ異なるピストン面の別個の負荷可能性のためには、ブレーキピストンを段付きピストンとして形成することができる（請求項１３）。本発明のこの構成は、ブレーキピストンの、別個に負荷可能な一方のピストン面、他方のピストン面または両ピストン面が補助ピストンに接続されることによって、それぞれ異なる高い自己倍力を可能にする。基本的には、本発明のこの構成が、ハイドロリック的に別個に負荷可能な２つよりも多くのピストン面に拡張されてもよい。
【００２９】
同一の目的のためには、請求項１５が役立つ。この請求項１５は、２つのブレーキピストンを提案している。両ブレーキピストンは選択的に弁によって補助ピストンに接続可能である。この場合、一方のブレーキピストンは環状ピストンであってよい。この環状ピストンは他方のブレーキピストンを取り囲んでいる。両ブレーキピストンは相並んで配置されていてもよいし、互いに反対の側でブレーキディスクの２つの側に配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの第１の実施形態の断面図であり、この場合、切断平面がブレーキディスクの割線平面に位置している。
【図２】半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの第２の実施形態の断面図であり、この場合、切断平面がブレーキディスクの割線平面に位置している。
【図３】半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの第３の実施形態の断面図であり、この場合、切断平面がブレーキディスクの割線平面に位置している。
【図４】半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの第４の実施形態の断面図であり、この場合、切断平面がブレーキディスクの割線平面に位置している。
【図５】半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの第５の実施形態の断面図であり、この場合、切断平面がブレーキディスクの割線平面に位置している。
【００３１】
発明の実施形態
本発明を、以下に、図面に示した実施例につき詳しく説明する。５つの図面には、半径方向外側からブレーキディスクに向かう方向で見た本発明によるディスクブレーキの５つの実施形態が断面図で示してある。この場合、切断平面はブレーキディスクの割線平面に位置している。図面は、本発明を理解しかつ詳説するための簡単なかつ概略的なものと解釈することができる。
【００３２】
図１に示した本発明によるディスクブレーキ１はブレーキキャリパ２を有している。このブレーキキャリパ２内では、摩擦ブレーキライニング３がブレーキディスク４の一方の側に配置されている。摩擦ブレーキライニング３はブレーキピストン５によってブレーキディスク４に向かって押圧可能である。摩擦ブレーキライニング３はブレーキディスク４に対して横方向にかつ平行にブレーキキャリパ２内で可動である。この場合、平行とは、ブレーキディスク４に対して割線方向を意味している。ブレーキディスク４に対して平行な移動可能性のためには、摩擦ブレーキライニング３が、転動体６としてのころによって転がり支承されている。滑り支承も同じく可能である（図示せず）。以下、摩擦ブレーキライニング３を可動の摩擦ブレーキライニング３とも呼ぶ。ブレーキディスク４の他方の側には、摩擦ブレーキライニング７が不動にブレーキキャリパ２内に配置されている。以下、摩擦ブレーキライニング７を、可動の摩擦ブレーキライニング３と区別するために、固定の摩擦ブレーキライニング７とも呼ぶ。ブレーキキャリパ２はフローティングキャリパとして形成されている。すなわち、ブレーキキャリパ２は、ブレーキディスク４に対して横方向に移動可能に案内されている。
【００３３】
可動の摩擦ブレーキライニング３の側では、２つの補助ピストン８がブレーキキャリパ２内に配置されている。両補助ピストン８は、可動の摩擦ブレーキライニング３と同じ方向に、すなわち、ブレーキディスク４に対して平行にかつ割線方向に移動可能である。それぞれ１つの補助ピストン８は、ブレーキディスク４の周方向で見て、摩擦ブレーキライニング３のそれぞれ１つの端部に配置されている。可動の摩擦ブレーキライニング３は、ライニング支持プレート９と、それぞれ１つのプランジャ１０とを介して補助ピストン８に支持されている。半径方向内向きに延びるつばが、補助ピストン８に対するストッパ１１を形成している。このストッパ１１は、摩擦ブレーキライニング３の方向への補助ピストン８の運動を制限する。それぞれ１つの戻しばね１２が補助ピストン８をストッパ１１に向かって押圧する。戻しばね１２のばね力は無視できる程度に小さく、補助ピストン８を戻すためにしか働かない。
【００３４】
補助ピストン８もしくは補助ピストン８のシリンダ孔は、ブレーキキャリパ２に設けられた孔または管路１３によって互いに連通している。さらに、以下で自己倍力弁２８とも呼ぶ弁が、補助ピストン８をハイドロリック的にブレーキピストン５に接続する。自己倍力弁２８は３ポート３位置比例電磁弁である。この３ポート３位置比例電磁弁はその無通電の基本位置で両補助ピストン８をブレーキピストン５に接続している。自己倍力弁２８の閉鎖によって、ブレーキピストン５がハイドロリック的に補助ピストン８から分離可能となる。別の切換位置では、自己倍力弁２８がブレーキピストン５と補助ピストン８とを無圧のハイドロアキュムレータ３０に接続している。
【００３５】
自己倍力弁２８には、ハイドロポンプ２９がハイドロリック的に並列に接続されている。このハイドロポンプ２９によって、ブレーキ液がハイドロアキュムレータ３０から補助ピストン８に圧送可能となる。
【００３６】
以下でロック防止弁１５と呼ぶ弁が、補助ピストン８をハイドロアキュムレータ１６（圧力アキュムレータ）に接続する。ロック防止弁１５は２ポート２位置電磁弁である。ディスクブレーキ１の前記ハイドロリック装置は気密に閉鎖されている。ディスクブレーキ１は、外部に対するハイドロリック接続部を有していない。図面においてブレーキキャリパ２の側方にシンボリックに示した弁２８，１５は、本発明の実際の構成では、ブレーキキャリパ２内に挿入されている。ハイドロアキュムレータ１６はブレーキキャリパ２内に組み込まれているかまたはブレーキキャリパ２に取り付けられている。これによって、ブレーキ液を外部に拡散させるかまたは水を内部に拡散させる恐れのある外部のブレーキ管路、特にホース管路が不要となる。
【００３７】
補助ピストン８には、圧力センサ１７が接続されており、ブレーキピストン５には、別の圧力センサ１８が接続されている。
【００３８】
ディスクブレーキ１の操作は次の形式で行われる。回転しているブレーキディスク４がその回転方向で摩擦力を、ブレーキディスク４に向かって押圧されるかまたはブレーキディスク４に接触する可動の摩擦ブレーキライニング３に加える。摩擦力は摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４の回転方向に移動させる。両プランジャ１０の一方を介して、摩擦ブレーキライニング３が、両補助ピストン８の一方をそのシリンダ孔内で移動させる。この補助ピストン８がブレーキ液にハイドロリック的な圧力を発生させる。このハイドロリック的な圧力は、開放した自己倍力弁２８を通ってブレーキピストン５に伝達される。他方の補助ピストン８はそのハイドロリック的な圧力によってストッパ１１に向かって押圧される。このストッパ１１は運動させられない。ブレーキピストン５が摩擦ブレーキライニング３に緊締力を加える。この緊締力は可動の摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４に向かって押圧する。図１に示したディスクブレーキ１はセルフロック式に設計されている。すなわち、補助ピストン８の直径がブレーキピストン５の直径に対して、補助ピストン８によって生ぜしめられる緊締力が増加するように選択されている。緊締力ひいては制動力は自己倍力弁２８によって調整される。制動力を増加させるためには、自己倍力弁２８が開放され、これによって、ブレーキピストン５がハイドロリック的に補助ピストン８に接続されている。制動力をコンスタントに保持するためには、自己倍力弁２８が閉鎖され、これによって、ブレーキピストン５のブレーキ液体積が閉じ込められる。制動力を減少させるためには、ブレーキピストン５が自己倍力弁２８によって、無圧のハイドロアキュムレータ３０にハイドロリック的に接続され、これによって、制動力が減少する。図１に示したディスクブレーキ１は、いわゆる「補助力ブレーキ」である。この補助力ブレーキはその操作のために筋力または外力を必要とせず、専ら、回転しているブレーキディスク４から、このブレーキディスク４に向かって押圧される摩擦ブレーキライニング３に加えられる摩擦力を、ディスクブレーキ１を操作するための補助力として使用する。
【００３９】
可動の摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４の一方の面に向かって押圧することによって、フローティングキャリパとして形成されたブレーキキャリパ２がブレーキディスク４に対して横方向に移動させられ、固定の摩擦ブレーキライニング７をブレーキディスク４の他方の面に向かって押圧する。これによって、このブレーキディスク４が両摩擦ブレーキライニング３，７によって制動される。
【００４０】
可動の摩擦ブレーキライニング３は、その都度、ブレーキディスク４の回転方向で見て、摩擦ブレーキライニング３の背後に配置されている補助ピストン８しか移動させない。他方の補助ピストン８はディスクブレーキ１の自己倍力をブレーキディスク４の逆回転方向において生ぜしめる。他方の補助ピストン８は、自己倍力がブレーキディスク４の一方の回転方向に対してしか所望されていない場合には省略されてよい。
【００４１】
ロック防止弁１５はディスクブレーキ１の操作の間に閉鎖されたままであり、これによって、ハイドロアキュムレータ１６がハイドロリック的にディスクブレーキ１から分離されたままとなる。ディスクブレーキ１を操作するかもしくは制動を開始するためのブレーキディスク４への摩擦ブレーキライニング３の当付けは、ハイドロポンプ２９によって行われるかまたはロック防止弁１５の開放によるハイドロアキュムレータ１６（圧力アキュムレータ）へのブレーキピストン５の接続によって行われる。制動の開始後、すでに記載したように、制動力が自己倍力弁２８によって調整される。ハイドロポンプ２９が停止され、ロック防止弁１５が閉鎖され得る。無圧のハイドロアキュムレータ３０を備えたハイドロポンプ２９と、ハイドロアキュムレータ１６（圧力アキュムレータ）を備えたロック防止弁１５とは、それぞれ摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４に当て付けかつひいては制動を開始するための固有の装置２９，３０；１５，１６を形成している。冗長性が要望されていない限り、摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４に当て付けるための装置として、ハイドロアキュムレータ３０を備えたハイドロポンプ２９またはハイドロアキュムレータ１６を備えたロック防止弁１５で十分である。
【００４２】
ハイドロアキュムレータ１６（圧力アキュムレータ）を圧力で負荷するためには、制動の間、ロック防止弁１５が開放される。
【００４３】
ハイドロポンプ２９によって、制動の間、ブレーキ液を無圧のハイドロアキュムレータ３０から補助ピストン８に圧送することができる。これによって、補助ピストン８と、ライニング支持プレート９とが摩擦ブレーキライニング３と共にその出発位置の方向に戻される。この場合、自己倍力弁２８は閉鎖されている。すなわち、ブレーキピストン５がハイドロリック的に補助ピストン８から分離されている。
【００４４】
自己倍力弁２８は、たとえば２つの二方弁を備えた弁アッセンブリによって置き換えられていてよい（図示せず）。特に図１では、自己倍力弁２８が、制動力制御弁、制動力調整弁または制動力制限弁と解釈されてもよい。
【００４５】
圧力センサ１７，１８によって、ブレーキディスク４と可動の摩擦ブレーキライニング３との間の摩擦係数μの検出が可能となる。測定のためには、ディスクブレーキ１が操作されていて、ロック防止弁１５が閉鎖されている場合に、自己倍力弁２８が（短時間）閉鎖され、補助ピストン８のハイドロリック的な圧力とブレーキピストン５のハイドロリック的な圧力とが圧力センサ１７，１８によって測定される。ブレーキピストン５と補助ピストン８とのピストン面積の比と乗算される圧力比が摩擦係数μを生ぜしめる。自己倍力弁２８による制動圧調整のためには、ブレーキピストン５の、センサ１８によって測定される制動圧を、調整したい量として測定することができる。制動力調整のためには、付加的に摩擦係数μが前述した形式で検出される。
【００４６】
図２の以下の説明では、主として、図１に対する違いを示し、補足的に図１に対する記載を参照する。図１に合致する構成部材に対して、図２には、同じ符号を使用する。
【００４７】
図１と異なり、図２に示したディスクブレーキ１はその操作のために電気機械的なアクチュエータ１９を有している。このアクチュエータ１９によって、可動の摩擦ブレーキライニング３がブレーキディスク４に向かって押圧可能となる。本発明の図示の実施形態では、アクチュエータ１９としてピエゾアクチュエータが設けられている。しかし、別の電気機械的なアクチュエータ、たとえば電磁石または電動モータおよび伝動装置を有するアクチュエータまたは電気機械的でないアクチュエータ、たとえば機械的なアクチュエータ、ニューマチック的なアクチュエータまたはハイドロリック的なアクチュエータもディスクブレーキ１の操作のために使用可能となる（図示せず）。アクチュエータの電流接続部２０、弁１４，１５に対する電気的な制御線路および圧力センサ１７，１８に対する測定線路のほかに、ディスクブレーキ１は接続部を必要としない。特にたとえばマスタブレーキシリンダまたはハイドロリック的な外部エネルギ供給部へのハイドロリック的な接続部は設けられていない。しかし、ディスクブレーキ１をそのアクチュエータ１９の故障時に補助ブレーキとしてハイドロリック的に操作可能にしたい場合には、ブレーキピストン５のハイドロック接続部が可能となる（図示せず）。
【００４８】
３ポート３位置比例電磁弁の代わりに、図２に示したディスクブレーキ１は、自己倍力弁として２ポート２位置比例電磁弁を有している。この２ポート２位置比例電磁弁はブレーキピストン５と補助ピストン８との間に介在されている。また、２ポート２位置比例電磁弁によって、ブレーキピストン５が補助ピストン８にハイドロリック的に接続可能となるかまたは補助ピストン８から分離可能となる。ハイドロアキュムレータ１６を備えたロック防止弁１５が設けられている。しかし、ハイドロアキュムレータ１６は、図１と異なり、図２では、金属ベローズアキュムレータ、すなわち、無圧のアキュムレータである。この金属ベローズアキュムレータ内には、ほぼ周辺圧が形成されている。図２では、無圧のアキュムレータ３０を備えたハイドロポンプ２９が欠落している。
【００４９】
図２に示したディスクブレーキ１はハイドロリック的な自己倍力装置を有している。この自己倍力装置は、補助ピストン８と、ブレーキピストン５と、自己倍力弁１４とを有していて、ディスクブレーキ１の制動力を増加させる。自己倍力のためには、回転しているブレーキディスク４から、このブレーキディスク４に向かって押圧される可動の摩擦ブレーキライニング３に加えられる摩擦力が、制動力を増加させるための補助力として使用される。自己倍力の高さは、ブレーキピストン５のピストン面積に対する補助ピストン８のピストン面積の比に関連している。
【００５０】
自己倍力弁１４の閉鎖によって、ブレーキピストン５をハイドロリック的に補助ピストン８から分離することができ、自己倍力を制限するかもしくは遮断することができ、比例弁として形成された自己倍力弁１４の部分的な閉鎖または変調された弁制御によって、自己倍力の高さに影響を与えることができるかまたは自己倍力の高さを制御または調整することができる。これによって、ブレーキピストン５のピストン直径に対する補助ピストン８のピストン直径の比の相応の選択により、セルフロック運転に対するディスクブレーキ１の設計が可能となる。セルフロックとは、ディスクブレーキ１の制動力が適切に制限されない場合に、この制動力がブレーキディスク４のロックにまで増加する恐れがあるほどに自己倍力が高いことを意味している。制動力の制限は、すでに述べたように、自己倍力弁１４の閉鎖によって行われる。ディスクブレーキ１の設計は、ほぼ中程度の摩擦係数μ以降、セルフロックに対する限界が上回られるように行われてもよい。自己倍力の高さの制限または制御と、これにより可能な、セルフロック範囲に対するディスクブレーキ１の設計とによって、出力弱のアクチュエータ１９の使用が可能となる。
【００５１】
ブレーキディスク４のロックを確実に阻止するためには、ロック防止弁１５が設けられている。このロック防止弁１５は、ディスクブレーキ１を操作するために閉鎖される。ロック防止弁１５の開放によって、補助ピストン８がハイドロリック的にハイドロアキュムレータ１６に接続される。同時に自己倍力弁１４も開放されると、ブレーキピストン５もハイドロリック的にハイドロアキュムレータ１６に接続される。これによって、補助ピストン８とブレーキピストン５とに作用するハイドロリック的な圧力をハイドロアキュムレータ１６内の圧力、すなわち、ほぼ周辺圧にまで減少させることができる。アクチュエータ１９もスイッチオフされると、ディスクブレーキ１は操作されておらず、解除されている。ブレーキディスク４が再び回転し始めるやいなや、ロック防止弁１５が閉鎖され得る。
【００５２】
自己倍力弁１４の閉鎖によって、ブレーキ液がブレーキピストン５のシリンダ孔内に閉じ込められる。こうして、アクチュエータ１９を通電する必要なしに、操作されるディスクブレーキ１の緊締力をコンスタントに保持することができる。
【００５３】
図３の以下の説明では、主として、図２に対する違いを示し、補足的に図２に対する記載を参照する。図２に合致する構成部材に対して、図３には、同じ符号を使用する。
【００５４】
図３に示した本発明によるディスクブレーキ１は、図２に合致して、フローティングキャリパとして形成されたブレーキキャリパ２を有している。このブレーキキャリパ２内では、可動の摩擦ブレーキライニング３がブレーキディスク４の一方の側に配置されており、固定の摩擦ブレーキライニング７がブレーキディスク４の他方の側に配置されている。さらに、ブレーキピストン５が設けられている。このブレーキピストン５によって、可動の摩擦ブレーキライニング３がブレーキディスク４の一方の面に向かって押圧可能となる。両補助ピストン８が設けられている。この両補助ピストン８は自己倍力弁１４によってブレーキピストン５に連通し、自己倍力弁１４の閉鎖によってハイドロリック的にブレーキピストン５から分離可能となる。自己倍力弁１４は、有利には、図２に示したように、比例弁として形成されている。ロック防止弁１５とハイドロアキュムレータ１６とは設けられていないものの、にもかかわらず、図３に示したディスクブレーキ１では可能である。圧力センサ１７，１８は設けられていてよいものの、設けられている必要はなく、図３には示していない。
【００５５】
図３に示したディスクブレーキ１は、その他の点で図示していない自体公知のハイドロリック的な車両制動装置のマスタブレーキシリンダ２７に接続されている。特にディスクブレーキ１はホイールブレーキとしてハイドロリック的な車両制動装置に接続されている。この車両制動装置は、アンチロックブレーキシステム、トラクションコントロールシステムおよび／またはビークルダイナミックコントロールシステムもしくはエレクトロニックスタビリティコントロールシステムを有している（ＡＢＳ、ＡＳＲ、ＦＤＲもしくはＥＳＰ）。マスタブレーキシリンダ２７の操作によって、ディスクブレーキ１のブレーキピストン５がハイドロリック的に圧力で負荷され、可動の摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４に向かって押圧する。すなわち、ディスクブレーキ１がマスタブレーキシリンダ２７の操作によって操作される。ブレーキピストン５はディスクブレーキ１のハイドロリック的なアクチュエータを形成しており、これによって、別個のアクチュエータを省略することができる（必要なし）。そのため、図２に示した電気機械的なアクチュエータ１９は図３に示していない。
【００５６】
図３に示したディスクブレーキ１では、ブレーキピストン５がマスタブレーキシリンダ２７に連通しているので、ブレーキピストン５が、マスタブレーキシリンダ２７内に発生させられたハイドロリック的な圧力によって負荷される。ブレーキピストン５が可動の摩擦ブレーキライニング３をブレーキディスク４に向かって押圧する緊締力は、マスタブレーキシリンダ２７を操作する操作力に比例している。したがって、図３に示したディスクブレーキ１はストローク増幅式であり、図２に示したディスクブレーキ１のように力増幅式ではない。図３に示したディスクブレーキ１が操作されると、回転しているブレーキディスク４が、このブレーキディスク４に向かって押圧される可動の摩擦ブレーキライニング３を回転方向に移動させる。この可動の摩擦ブレーキライニング３は両プランジャ１０の一方を介して、ブレーキディスク４の回転方向に配置された補助ピストン８を移動させる。この補助ピストン８はブレーキ液を、開放した自己倍力弁１４を通してブレーキピストン５のシリンダ孔内に押し退ける。補助ピストン８によって押し退けられたブレーキ液はブレーキピストン５をブレーキディスク４に向かって移動させ、ディスクブレーキ１を操作するためにマスタブレーキシリンダ２７によって供給したいブレーキ液体積を減少させる。したがって、マスタブレーキシリンダ２７の操作ストロークが短縮される。より小さなピストン直径を備えたマスタブレーキシリンダの選択と、ブレーキピストン５のより大きな直径とによって、図３に示したディスクブレーキ１のハイドロリック的なストローク増幅のため、マスタブレーキシリンダ２７からブレーキピストン５へのより大きなハイドロリック的な力伝達を選択することができる。したがって、制動力倍力装置なしのマスタブレーキシリンダ２７の使用が可能となる。図３に示したディスクブレーキ１の、補助ピストン８とブレーキピストン５とを有するハイドロリック的な自己倍力装置は、図示のようにストローク増幅式である。ディスクブレーキ１の操作時に、回転しているブレーキディスク４から、このブレーキディスク４に向かって押圧される可動の摩擦ブレーキライニング３に加えられる摩擦力は、自己倍力に対する補助力として使用される。
【００５７】
ディスクブレーキ１は、慣用のように、ハイドロリック的にマスタブレーキシリンダ２７に接続されているので、ディスクブレーキ１の操作時の車両運転者のペダル力感覚は、この車両運転者が慣れているペダル力感覚と同じである。自己倍力弁１４によって、操作力／ストローク特性線が摩擦係数μの変動時に所望の特性線経過に適合可能となる。
【００５８】
補助ピストン８のピストン戻しばね１２の力は、図３に示したディスクブレーキ１では無視することができず、ピストン戻しばね１２のばね力は、ディスクブレーキ１の操作時に、回転しているブレーキディスク４から、このブレーキディスク４に向かって押圧される摩擦ブレーキライニング３に加えられる摩擦力と同じ大きさであるディスクブレーキ１の制動力のオーダ内に位置している。完全に変位させられた戻しばね１２のばね力は、たとえば極めて大きいかまたは、いずれにせよ、最大の制動力のオーダ内に位置しているかまたは少なくともディスクブレーキ１の平均的な制動力のオーダ内に位置している。戻しばね１２は、この設計によって、ディスクブレーキ１のセルフロック、すなわち、ブレーキディスク４のロックを阻止する。戻しばね１２のばね力は、可動の摩擦ブレーキライニング３を補助ピストン８に支持する力に抗して作用する。したがって、補助ピストン８は、回転しているブレーキディスク４が、このブレーキディスク４に向かって押圧される可動の摩擦ブレーキライニング３に加える摩擦力と、ハイドロリック液への戻しばね１２のばね力との間の差力によって有効となる。戻しばね１２のばね力はその変位量の増加につれて増加させられるので、戻しばね１２は、補助ピストン８によって発生させられたハイドロリック圧を減少させる。したがって、図３に示したディスクブレーキ１の自己倍力は、補助ピストン８の移動量の増加につれて減少させられる。これによって、セルフロックが阻止される。
【００５９】
図４および図５の以下の説明では、主として、図２に対する違いを示し、補足的に図２に対する記載を参照する。図２に合致する構成部材に対して、図４および図５には、同じ符号を使用する。
【００６０】
図４に示した本発明によるディスクブレーキ１のブレーキピストン５は段付きピストンである。この段付きピストンは、ブレーキキャリパ２に設けられたシリンダ孔内のほかに、管状のカラー２１内に進入している。このカラー２１は、ブレーキキャリパ２に設けられたシリンダ孔内に同心的に形成されている。これによって、ブレーキピストン５が、ハイドロリック的に互いに別個に負荷可能な２つのピストン面２２，２３、つまり、円形面２２と、この円形面２２を同心的に取り囲む、軸方向にずらされた円環面２３とを有している。両ピストン面２２，２３は、それぞれ異なる大きさである。本発明の図示の実施形態では、円環面２３が円形面２２よりも大きいものの、このことは、逆に選択されてもよい。
【００６１】
自己倍力弁１４およびロック防止弁１５の代わりに、図４に示したディスクブレーキ１は、４ポート３位置電磁弁２４を有している。この４ポート３位置電磁弁２４によって、選択的に、円形面２２、円環面２３または円形面２２および円環面２３が補助ピストン８に接続可能となる。図示していないものの、弁２４の別の位置が可能となる。この位置では、段付きピストンとして形成されたブレーキピストン５の一方または両方のピストン面２２，２３がハイドロリック的に遮断されている、すなわち、コンスタントな体積を備えたブレーキ液体積が閉じ込められている。これによって、ブレーキピストン５を位置固定することができ、ブレーキディスク４に対する摩擦ブレーキライニング３の緊締力を、アクチュエータ１９が通電されていない場合に維持することができる。ブレーキピストン５の、補助ピストン８に接続されていないピストン面２２，２３は、弁２４によってハイドロアキュムレータ１６に接続される。両ピストン面２２，２３が補助ピストン８に接続されている場合には、弁２４がハイドロアキュムレータ１６をディスクブレーキ１のハイドロリック的なシステムから分離している。
【００６２】
その他の点では、図４に示したディスクブレーキ１は、図２に示したディスクブレーキ１と同様に形成されていて、原理的に同じ形式で機能する。図２に示したディスクブレーキ１と同じく、図４に示したディスクブレーキ１も、接続管路１３によって互いに連通している補助ピストン８を有している。この補助ピストン８は弁２４によってブレーキピストン５のピストン面２２，２３に接続可能であり、ブレーキピストン５と一緒にディスクブレーキ１のハイドロリック的な自己倍力装置を形成している。図４に示したディスクブレーキ１の特質は、弁２４によって、選択的に、ピストン面２２，２３の一方または両方がハイドロリック的に補助ピストン８に接続可能となることである。これによって、ディスクブレーキ１の自己倍力の高さを段階的に調整することができる。補助ピストン８が、段付きピストンとして形成されたブレーキピストン５の円形面２２に接続されている場合には、ディスクブレーキ１は小規模の自己倍力を有している。補助ピストン８が、ブレーキピストン５の、円形面２２よりも大きい円環面２３に接続されている場合には、ディスクブレーキ１は中規模の自己倍力を有している。両ピストン面２２，２３が補助ピストン８に接続されている場合には、ディスクブレーキ１は大規模の自己倍力を有している。これによって、図４に示したディスクブレーキ１の自己倍力を段階的に高摩擦係数μ、中摩擦係数μおよび低摩擦係数μに摩擦ブレーキライニング３とブレーキディスク４との間で適合させることができ、ディスクブレーキ１を常に、セルフロックなしの範囲からセルフロックありの範囲への移行点における境界の近くで運転することができる。これにより、アクチュエータ１９によって加えたい緊締力と操作エネルギとが小さくなる。図４に示したディスクブレーキ１でも、図示していないとしても、ブレーキピストン５の両ピストン面２２，２３をハイドロアキュムレータ１６に接続し、これによって、自己倍力を遮断しかつブレーキディスク４のロックを阻止することが可能となる。両ピストン面２２，２３とハイドロアキュムレータ１６との接続は、図２に示したように、別個のロック防止弁によって実現することができるかまたは弁２４の別の切換位置によって実現することができる。
【００６３】
図５に示したディスクブレーキ１は、図４に示したディスクブレーキ１に自体相当しているものの、図５では、自己倍力の段階的に調整可能な高さが、段付きピストンによって達成されておらず、２つのブレーキピストン５，２５によって達成されている。一方のブレーキピストン２５は環状ピストンである。この環状ピストンは他方のブレーキピストン５を取り囲んでいる。ブレーキキャリパ２の管状のカラー２１は、両ブレーキピストン５，２５を互いに分離している。同心的に配置された２つのブレーキピストン５，２５の代わりに、たとえば相並んでブレーキキャリパ２内に配置された２つのブレーキピストン５，２５が設けられていてもよい（図示せず）。両ブレーキピストン５，２５の一方を、摩擦ブレーキライニング３とブレーキディスク４とに面した側の前面でカバーする圧力分配プレート２６が、ブレーキピストン５，２５によって加えられる緊締力を可動の摩擦ブレーキライニング３に伝達する。
【００６４】
両ブレーキピストン５，２５は、それぞれ異なる大きさのピストン面を有している。このピストン面は、図４に示したディスクブレーキ１の、段付きピストンとして形成されたブレーキピストン５のピストン面２２，２３同様、選択的に個々にまたは両方で４ポート３位置電磁弁２４によってハイドロリック的に補助ピストン８に接続可能となる。小さい方のピストン面を備えたブレーキピストン５と補助ピストン８との接続によって、図５に示したディスクブレーキ１が、小規模の自己倍力を有していて、大きい方のピストン面を備えたブレーキピストン２５と補助ピストン８との接続によって、中規模の自己倍力を有していて、両ブレーキピストン５，２５と補助ピストン８との接続によって、大規模の自己倍力を有している。
【符号の説明】
【００６５】
１  ディスクブレーキ
２  ブレーキキャリパ
３  摩擦ブレーキライニング
４  ブレーキディスク
５  ブレーキピストン
６  転動体
７  摩擦ブレーキライニング
８  補助ピストン
９  ライニング支持プレート
１０  プランジャ
１１  ストッパ
１２  戻しばね
１３  管路
１４  自己倍力弁
１５  ロック防止弁
１６  ハイドロアキュムレータ
１７  圧力センサ
１８  圧力センサ
１９  アクチュエータ
２０  電流接続部
２１  カラー
２２  ピストン面
２３  ピストン面
２４  ４ポート３位置電磁弁
２５  ブレーキピストン
２６  圧力分配プレート
２７  マスタブレーキシリンダ
２８  自己倍力弁
２９  ハイドロポンプ
３０  ハイドロアキュムレータ
【図１】
2010512496.tif 000003
【図２】
2010512496.tif 000004
【図３】
2010512496.tif 000005
【図４】
2010512496.tif 000006
【図５】
2010512496.tif 000007
【国際調査報告】
2010512496.tif 000008
2010512496.tif 000009
2010512496.tif 000010
2010512496.tif 000011
2010512496.tif 000012
2010512496.tif 000013