(57)【要約】スプリングブレーキアクチュエータは、その軸（１１）が常用ブレーキアクチュエータの回転動作軸に結合される状態で装着されている。スプリングブレーキアクチュエータは、アクチュエータ軸がブレーキを解除する方向に回転するときに機械的に装荷される時計ばね（１４）を有する。スプリングブレーキアクチュエータは、電気的に励磁されたときに時計ばねを装荷状態に保持する電気コイル（１５）を更に有する。更に、スプリングブレーキアクチュエータは、電気コイルが励磁されたときに時計ばねの回転エネルギーを、アクチュエータ軸に対してブレーキをかける方向に伝達するが、電気コイルが励磁されたときには、軸をいずれかの方向へ自在に回転させる手段（１２、２４、１８〜２２）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常用ブレーキのアクチュエータ軸（３'）に回転を伝達する関係のアクチュエータ軸（１１；１１Ａ）を有し、前記アクチュエータ軸（３'）を有する常用ブレーキアクチュエータ（３）と関連して使用されるスプリングブレーキアクチュエータ（６）において、
外側端部でスプリングブレーキのアクチュエータハウジング（１０；１０Ａ）に装着され、かつアクチュエータ軸（１１；１１Ａ）がブレーキを解除する方向に回転するときに機械的に装荷される時計ばね又は渦巻きばね（１４；１４Ａ）と、
電気的に励磁されたときに、前記時計ばね又は渦巻きばねを装荷状態に保持する電気コイル（１５；１５Ａ）と、
前記電気コイルの励磁が停止されたときには、前記時計ばね又は渦巻きばねの回転エネルギーを、前記アクチュエータ軸に対してブレーキをかける方向に伝達する一方、前記電気コイルが励磁されたときには、前記アクチュエータ軸をいずれかの方向へ自在に回転させる伝達手段（１２、２４、１８〜２２；１２Ａ、１８Ａ、３０）と、を具備することを特徴とするスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項２】
前記伝達手段は、
前記アクチュエータ軸（１１）に関して回転自在に配置され、かつ前記時計ばね又は渦巻きばね（１４）の内側端部が装着されている円筒形のハブ（１２）と、
前記ハブ（１２）を前記アクチュエータ軸（１１）と結合する止めばね（２４）と、
前記電気コイル（１５）によって前記ハブに対する前記止めばねの動作状態を制御する制御手段（１８〜２２）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項３】
前記制御手段（１８〜２２）は、軸方向に順に、
前記電気コイル（１５）に近接し、かつ前記ハブ（１２）と（１９において）スプライン係合しているブレーキディスク（１８）と、
前記アクチュエータハウジング（１０）に装着されたプレート（２０）と、
前記止めばね（２４）と内側で係合している制御ディスク（２２）と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項４】
前記止めばね（２４）は、前記ハブ（１２）に対して一定の周囲遊隙を有するスリーブ（２３）によって前記ハブに結合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項５】
前記スリーブ（２３）は、前記ハブ（１２）に形成された周囲溝に係合するピン（２３'）を有することを特徴とする請求項４に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項６】
前記伝達手段は、
前記アクチュエータ軸（１１Ａ）に対して回転自在に配置され、かつ前記時計ばね又は渦巻きばね（１４Ａ）の内側端部が装着されている円筒形のハブ（１２Ａ）と、
前記ハブ（１２Ａ）とスプライン係合している軸方向に移動自在のブレーキディスク（１８Ａ）と、
前記アクチュエータ軸（１１Ａ）と前記ブレーキディスクとの間にあり、前記電気コイル（１５Ａ）が励磁されないときに係合するツースクラッチ（３０）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【請求項７】
前記ツースクラッチ（３０）は、ばねにより係合状態となるように偏向されていることを特徴とする請求項６に記載のスプリングブレーキアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常用ブレーキアクチュエータ軸と回転伝達関係にあるアクチュエータ軸を有し、回転動作軸を有する常用ブレーキアクチュエータと関連して使用するためのスプリングブレーキアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
励起手段として電気モータを有する常用ブレーキアクチュエータは知られている。モータ軸の回転運動は、道路走行用車両又はレール走行用車両などの車両のブレーキディスク又はブレーキドラムと協働するブレーキライニングなどの直線的な、ブレーキをかける運動に変換される。
【０００３】
そのような常用ブレーキアクチュエータの場合、車両が駐車され、常用ブレーキアクチュエータが電気的に励起されていないときに駐車ブレーキ状態を実現することが重要である。また、常用ブレーキアクチュエータへの電気の供給に障害が起こった場合にブレーキをかけられることも重要であろう。
【０００４】
駐車ブレーキ及び非常ブレーキをかけるという目的のためにスプリングブレーキアクチュエータで強力なばねを利用することは当該技術において良く知られている。常用ブレーキアクチュエータの回転動作軸と組み合わせた場合、スプリングブレーキアクチュエータ軸を常用ブレーキ軸に結合させること、又は常用ブレーキ軸と回転伝達関係に置くことが適切であるのは自明である。
＜発明＞
常用ブレーキアクチュエータにより機械的に装荷することができ、必要に応じて又は電圧供給が中断したときにブレーキをかける力を提供するスプリングブレーキアクチュエータの提供を目的とする。
【０００５】
本発明によれば、以下の構成を備える。
【０００６】
外側端部でスプリングブレーキアクチュエータハウジングに装着され且つアクチュエータ軸がブレーキを解除する方向に回転するときに機械的に装荷される時計ばね又は渦巻きばねと、
電気的に励磁されたときに、時計ばねを装荷状態に保持する電気コイルと、
コイルの励磁が停止されたときに時計ばねの回転エネルギーをアクチュエータ軸にブレーキをかける方向に伝達するが、コイルが励磁されたときには軸をいずれかの方向へ自在に回転させる伝達手段とを特徴としている。
【０００７】
好ましくは、伝達手段は、
軸に関して回転自在に配置され、かつ時計ばねの内側端部が装着されている円筒形ハブと、
ハブを軸と結合する止めばねと、
コイルによってハブに対する止めばねの動作状態を制御する制御手段とを含む。
【０００８】
実際の実施例においては、制御手段は、軸方向に順に、
コイルに近接し且つハブとスプライン係合しているブレーキディスクと、
アクチュエータハウジングに装着されたプレートと、
止めばねと内側で係合している制御ディスクとを含む。
【０００９】
この場合、止めばねはハブに対して一定の周囲遊隙を有するスリーブによってハブに結合されていても良い。この周囲遊隙は、スリーブがハブにある周囲溝と係合するピンを有することにより得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００１１】
自動車のディスクブレーキ構造を図１に示す。ディスクブレーキキャリパ１は車両の台枠（図示せず）に車軸（図示せず）上のブレーキディスク２にまたがるように装着されている。回転駆動軸３'を有する電気モータ３はキャリパ１に装着されている。ここでは詳細には説明しないが、キャリパ１には、駆動軸３'の回転運動をブレーキディスク２と制動係合するための第１のブレーキライニング４の直線的な、ブレーキ（制動）をかける運動に変換する手段が設けられている。第２のブレーキライニング５はキャリパ１に装着されている。
【００１２】
従って、ディスクブレーキは電気モータ３が一方向に回転したときにブレーキをかけられ、電気モータ３が逆方向に回転したときに解除される。すなわち、電気モータ３は通常の常用ブレーキアクチュエータとして動作する。
【００１３】
本発明は、図１に示すように、電気モータ３に装着するのが好ましいスプリングブレーキアクチュエータ６に関する。このアクチュエータ６は主に駐車ブレーキアクチュエータとして使用可能であるが、非常ブレーキアクチュエータとして使用されても良い。また、アクチュエータ６は常用ブレーキをかけるときに制動力を追加する目的でも使用できることとなる。
【００１４】
スプリングブレーキアクチュエータ６を図２（及び図３の端面図）に示す。
【００１５】
アクチュエータ６は、電気モータ３の端部に適切な方法により装着されるべきハウジング１０を有する。アクチュエータ軸１１は電気モータ３の駆動軸３'に結合されることになり、従って、駆動軸３'と共に回転する。
【００１６】
ほぼ円筒形のハブ１２はブシュ１３によって軸１１に回転自在に配置されている。強力な時計ばね又は渦巻きばね１４は、ハウジング１０に軸１１と同軸に配置され、その端部のうちの一方はハウジング１０に装着され、他方の端部はハブ１２に装着されている。
【００１７】
ハウジング１０に装着されたリング形コイルハウジング１６の内部に電気コイル１５が配置されている。コイル１５は必要に応じて外部から電流により励磁されても良い。ハブ１２は軸受１７によってコイルハウジング１６に軸支されている。
【００１８】
ハウジング１０の軸方向外側に、コイル１５に隣接して配置されたブレーキディスク１８は、図中符号１９で示す箇所でハブ１２とスプライン係合しているため、ブレーキディスク１８はハブ１２と共に回転するが、ハブ１２に対して軸方向に移動することが可能である。
【００１９】
プレート２０はブレーキディスク１８の外側に配置され、ねじ２１によってハウジング１０に装着されている。制御ディスク２２はプレート２０の外側に配置されている。
【００２０】
スリーブ２３のピン２３'はハブ１２にある周囲溝と係合しており、それにより、ハブ１２とスリーブ２３との間で、例えば、１５°までの一定の相対的回転が許容される。
【００２１】
止めばね２４は、その中間部分が軸１１と内側で係合し、図２の右側の部分はスリーブ２３と内側で係合し且つ図２の左側の部分は制御ディスク２２と外側で係合するように配置されている。
【００２２】
図示し、以上説明した装置の機能は次の通りである。
【００２３】
＜時計ばね１４の装荷＞
当初、時計ばね１４は弛緩状態にあると仮定する。コイル１５は励磁されていない。
【００２４】
スプリングブレーキアクチュエータ６が装着されているディスクブレーキ構造が解除されると、軸１１は解放方向へ回転される。止めばね２４はこの回転をハブ１２へ伝達し、そこからスリーブ２３及びピン２３'を介して、ハブ１２に装着された時計ばね１４の内側端部へ伝達する。制御ディスク２２もこの回転に追随する。
【００２５】
時計ばね１４に所望のトルクが蓄積されると、コイル１５が励磁される。これにより、磁束が形成されて、ブレーキディスク１８をコイルハウジング１６の端面１６'及び１６"に引き付けるので、ブレーキディスク１８の回転は摩擦によって終了する。これは、ハブ１２が停止されることを意味している。
【００２６】
ブレーキディスク１８にある適切な複数の穴１８'により、磁束はプレート２０及び制御ディスク２２へも送り出され、その結果、これらも同様に引き付けられる。すなわち、制御ディスク２２の回転も係止される。
【００２７】
これにより、時計ばね１４は、後に起こるべき軸１１の逆の回転方向への制御下における回転エネルギーの供給、言い換えれば、ディスクブレーキのブレーキをかける動作に備えて巻き上げられる。すなわち、装荷される。
【００２８】
軸１１が最初にブレーキをかける方向に回転運動するとき、止めばね２４はスリーブ２３を回転させ、それにより、ピン２３'はハブ１２に対して他の位置をとる。
【００２９】
＜スプリングブレーキアクチュエータ６のブレーキかけ動作を伴わずに軸１１を回転させる場合＞
軸１１がディスクブレーキの常用ブレーキをかける動作のために、コイル１５が励磁された状態で電気モータ３により回転されると、止めばね２４は軸１１に追随して動き、内側ではスリーブ２３に沿って、外側では制御ディスク２２においてスライドする。
【００３０】
これに対して、常用ブレーキ解除のために軸１１が逆方向に回転された場合には、止めばね２３は制御ディスク２２で係止されるため、止めばね２４は内側でその中間部分において軸１１に対してスライドしなければならない。
【００３１】
従って、コイル１５が励磁されている間は、常用ブレーキモータ３による通常の常用ブレーキの作動と解除は可能である。
【００３２】
＜スプリングブレーキアクチュエータ６でブレーキをかける場合＞
駐車ブレーキ又は常用ブレーキをかけるとき、あるいは電圧供給の中断があったときに非常ブレーキをかけるときのいずれかで起こるようにコイル１５の励磁が停止されると、１６'及び１６"の箇所における摩擦係合が消滅するので、ブレーキディスク１８とハブ１２は時計ばね１４の作用を受けてブレーキをかける方向に回転し始める。ピン２３'が再びハブ１２に対して位置を移動すると、直ちにスリーブ２３及びアクチュエータ軸１１も止めばね２４によってその回転に追随する。
【００３３】
スプリングブレーキのブレーキをかける動作の後、軸１１の解放方向への回転により、コイル１５が励磁されていない状態で時計ばね１４を装荷する上述の動作が繰り返されなければならない。
【００３４】
＜変形例＞
以上説明し、かつ図面に示した好ましい実施例においては、スプリングブレーキアクチュエータ６は、その軸１１が電気モータ３の駆動軸３'と共に回転するように駆動軸３'に結合された状態で電気モータ３に装着されている。図１に示す構造の自明な変形の１つでは、スプリングブレーキアクチュエータをキャリパ１と電気モータ３との間に配置する。もう１つの可能な変形として、スプリングブレーキアクチュエータの軸をディスクブレーキキャリパの別の回転部分に結合しても良く、その場合、回転速度を幾分落とすのが好ましい。
【００３５】
ピン２３'を有するスリーブ２３を設ける構造は、軸１１とハブ１２の回転結合のために止めばね２４が存在するにもかかわらず軸１１をハブ１２に対して自在に回転させるという所望の機能を得るための方法の一例であるにすぎない。実際に使用できると思われる別の例によれば、ピンを有する前記スリーブを設けず、ハブ１２をわずかに直径の小さい部分によって止めばね２４の領域に配置する。
【００３６】
図示し、かつ説明した実施例は、例えば、様々な回転部分の軸支に関してなど、構成の詳細について変更されても差し支えないことを指摘しておかなければならない。また、制御ディスク２２は互いにスプライン係合する２つの部分に分割されても良い。
【００３７】
主に駐車ブレーキアクチュエータ及び非常ブレーキアクチュエータとして使用するものとして、スプリングブレーキアクチュエータを説明した。しかし、スプリングブレーキアクチュエータは補助常用ブレーキアクチュエータとして使用されても良い。この場合、通常の常用ブレーキアクチュエータの大きさを通常のブレーキをかけるための動力を提供する程度に定め、より大きな動力が必要とされる場合には、スプリングブレーキアクチュエータからの動力を追加すれば良い。これにより、常用ブレーキアクチュエータを小型化することが可能であろう。
＜第２の実施例＞
第２の実施例を、図４及び図５に示す。図１から図３の実施例の対応する部分に類似する部分は、同じ図中符号の後に「Ａ」を追加した図中符号により指示されている。明瞭にするため、図４にのみ図中符号を付した。
【００３８】
従って、図４には、アクチュエータハウジング１０Ａ、アクチュエータ軸１１Ａ、ハブ１２Ａ、時計ばね又は渦巻きばね１４Ａ（ハウジング及びハブに結合されている）、電気コイル１５Ａ、コイルハウジング１６Ａ（ハウジング１０Ａに装着されている）、及び１９Ａで示す箇所でハブとスプライン係合するブレーキディスク１８Ａが示されている。
【００３９】
アクチュエータ軸１１Ａには、ツースクラッチ３０によってブレーキディスク１８Ａと係合可能である端部フランジ１１Ａ'が設けられている。ブレーキディスク１８Ａは、軸方向軸受３２を介してコイルハウジング１６Ａに支えられた圧縮ばね３１により図中左側へ偏向されている。
【００４０】
図４は、コイル１５Ａが励磁され且つツースクラッチ３０の係合が解除されている位置を示し、図５は、コイル１５Ａの励磁が停止され且つツースクラッチが係合している位置を示す。
【００４１】
ばね１４Ａが弛緩し且つコイル１５Ａの励磁が停止されている状況（図５）から始まり、アクチュエータ軸１１Ａのブレーキ解除回転は、ツースクラッチ３０、ブレーキディスク１８Ａ、スプライン１９Ａ及びハブ１２Ａを介してばね１４Ａを巻き上げる、すなわち、装荷することができる。
【００４２】
ばね１４Ａに所望のトルクが蓄積されると（図４）、コイル１５Ａは励磁される。これは、ツースクラッチ３０の係合が解除されて、アクチュエータ軸１１Ａはいずれかの方向へ自在に回転できるようになること、及びブレーキディスク１８Ａ（従って、ハブ１２Ａ）が回転しないように摩擦により保持されることを意味している。
【００４３】
コイル１５Ａの励磁が再び停止されると（図５）、ブレーキディスク１８Ａは偏向されてツースクラッチ３０を介してアクチュエータ軸のフランジ１１Ａ'と係合するので、アクチュエータ軸１１Ａはブレーキをかける方向に回転される。
【００４４】
このように、第２の実施例も第１の実施例と同様に利用できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を具現化した自動車のディスクブレーキ構造の概略図である。
【図２】図１のブレーキ構造におけるスプリングブレーキアクチュエータの断面図である。
【図３】図２のアクチュエータを図２の左側から見た縮小端面図である。
【図４】、
【図５】２つの動作位置にある本発明によるスプリングブレーキアクチュエータの第２の実施例の概略図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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2004520547.tif 000009
2004520547.tif 000010
2004520547.tif 000011
2004520547.tif 000012
2004520547.tif 000013
2004520547.tif 000014
2004520547.tif 000015
2004520547.tif 000016
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2004520547.tif 000018
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2004520547.tif 000020
【国際調査報告】
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