JP6538169B2 - 自動車のブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンアッセンブリに関するものである。本発明は、さらに、本発明によるピストンアッセンブリを備えた圧力生成装置に関する。また、本発明は、圧力生成装置と協働するための液圧装置に関する。本発明は、さらに、自動車用ブレーキシステムに関する。さらに本発明は、自動車のブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンアッセンブリを組み立てる方法に関する。

液圧式車両ブレーキ装置は、ブレーキ圧を生成するために従来のピストンポンプを有している。

特許文献１は、液圧式車両ブレーキ装置において特にブレーキ圧をコントロールするためにピストンポンプを開示している。このピストンポンプは、圧力媒体の流れを制御するために、バルブカバー内に収納される排出弁を有している。ピストンポンプの排流通路は、ポンプハウジングの圧力媒体通路に開口している。この圧力媒体通路は、ピストンポンプの長手軸線方向に見て、バルブカバーの、ポンプハウジングの内部にある端部の上方に配置されている。

さらに、これとは択一的に圧力を生成するため、シリンダ・ピストン装置を設けることができ、シリンダ・ピストン装置の場合、ピストンのために設けられる液圧装置の開口部内で該ピストンを軸線方向に変位させるために形成された駆動機構が設けられている。

独国特許出願公開第１０２００８００２７４０Ａ１号明細書

本発明は、自動車のブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンアッセンブリにおいて、前記ブレーキシステムの液圧装置に形成された開口部内へ少なくとも部分的に差し込み可能で、該開口部内で軸線方向に変位可能であるピストンと、前記ピストンを軸線方向に変位させるためのボールスクリュードライブとを備え、前記ボールスクリュードライブが、電動機により伝動装置を介して回転運動させることのできるナットと、スピンドルとを有し、該スピンドルが、前記ナットの回転運動と、前記ナットと前記スピンドルとの間で循環系内を周回する前記ボールスクリュードライブのボールを介して生じる動力伝達とによって軸線方向に変位可能であり、前記ピストンは、前記ボールスクリュードライブの軸線方向に変位可能な前記スピンドルと次のように結合され、すなわち該ピストンが前記ボールスクリュードライブの軸線方向に変位可能な前記スピンドルと一緒に運動し、その際に前記ピストンの第１の走入位置で該ピストンが少なくとも前記ナットの第１の部分領域を取り囲み、且つ前記ピストンの第２の走出位置で該ピストンがたかだか前記ナットの第２の部分領域を取り囲むように、結合され、前記第１の部分領域が前記第２の部分領域よりも大きいピストンアッセンブリを提供する。

本発明は、さらに、本発明によるピストンアッセンブリとフランジとを備え、該フランジが前記ブレーキシステムの前記液圧装置に固定可能であり、且つ前記フランジが、前記ピストンアッセンブリ側に、前記液圧装置の前記開口部に対し合同な中空筒状の成形部を有し、該成形部内で、前記ピストンが前記ボールスクリュードライブによって少なくとも部分的に軸線方向に変位可能である圧力生成装置を提供する。

本発明は、さらに、請求項５から８までのいずれか一つに記載の圧力生成装置と協働する液圧装置において、該液圧装置が開口部を備え、該開口部は、前記圧力生成装置の前記ピストンが前記ボールスクリュードライブによって少なくとも部分的に前記開口部内で軸線方向に変位可能であるように形成されている液圧装置を提供する。

本発明は、さらに、本発明による圧力生成装置と、該圧力生成装置と協働する本発明による液圧装置とを備えた自動車用ブレーキシステムを提供する。

本発明は、さらに、自動車のブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンアッセンブリを組み立てるための方法を提供する。この方法は、前記ピストンを、予め組み立てられたボールスクリュードライブのスピンドルと結合させるステップを含んでいる。この方法は、さらに、前記ピストンを前記ボールスクリュードライブとともに前記圧力生成装置のフランジに固定するステップであって、前記ピストンが回転不能に軸線方向に変位可能であるように、前記ピストンに形成される成形部を、前記フランジに形成される繰り抜き部内で受容可能であるような前記ステップを含んでいる。この方法は、さらに、前記ピストンおよび該ピストンと結合されている前記ボールスクリュードライブを支持するための軸受要素を設けるステップとを含んでいる。

本発明のコンセプトは、ボールスクリュードライブをピストン内で受容することである。これにより、圧力生成装置の電動機を通過して延在しているピストンを用いて液圧で圧力を生成するようにしたブレーキシステムのボックスボリュームを達成できる。

有利な実施態様および更なる構成は、従属請求項および図を参照した説明から明らかである。

有利な更なる構成によれば、ナットの長さは軸線方向に変位可能なピストンの変位軸線に沿って定義され、ナットの第１の部分領域はナットの長さの少なくとも５０％、好ましくはナットの長さの少なくとも７５％を有し、ナットの第２の部分領域はナットの長さの５０％以下、好ましくはナットの長さの２５％以下を有している。これにより、ピストンの第１の位置では、ピストンのストローク長さだけブレーキシステムのボックスボリュームの短縮が達成できるので有利である。

他の有利な更なる構成によれば、ピストンはねじ結合部および／または溶接結合部によってボールスクリュードライブのスピンドルと結合されている構成になっている。このようにして、ピストンを簡単で確実にスピンドルに相対回転不能に固定することができる。

他の有利な更なる構成によれば、ピストンは外周面に少なくとも１つの成形部を有し、該成形部は、フランジおよび／または液圧装置に形成された繰り抜き部内で、該ピストンが回転不能に軸線方向に変位可能であるように受容可能である構成になっている。このようにして、ピストンがボールスクリュードライブのナットと一緒に回転するのを阻止することができる。

他の有利な更なる構成によれば、液圧装置は、開口部に配置される少なくとも１つの繰り抜き部を有し、該繰り抜き部は、ピストンの外周面に形成された少なくとも１つの成形部を、ピストンが回転不能に軸線方向に変位可能であるように受容するために形成されている構成になっている。このようにして、ピストンがボールスクリュードライブのナットと一緒に回転するのを阻止することができる。

他の有利な更なる構成によれば、成形部はピン状要素によって形成され、該ピン状要素は、ピストンに形成された繰り抜き部と形状拘束的に結合可能である構成になっている。このようにして、ピストンがボールスクリュードライブのナットと一緒に回転するのを阻止することができる。

他の有利な更なる構成によれば、ピストンおよび該ピストンと結合されているボールスクリュードライブにプレストレスをかけるための支持要素を設け、該支持要素は、ピストンおよび該ピストンと結合されているボールスクリュードライブを支持するための軸受要素のためのスラスト面を提供している構成になっている。このようにして、自動車のブレーキシステムのためのコンパクトな圧力生成装置を設けることができる。

上述した構成および更なる構成は、互いに任意に組み合わせることができる。

本発明の他の可能な構成、更なる構成、実施態様は、明示しないが、本発明の上述した構成要件または以下で実施形態に関し説明する構成要件の組み合わせをも含んでいる。

添付の図面は、本発明の実施形態をさらに理解するためのものである。これらの図面はいくつかの実施形態をわかりやすく説明するもので、本発明の原理およびコンセプトの明確な説明と関連して用いる。

他の実施形態および上述の利点の多くは、図面を考慮して明らかになる。図面の図示した要素は、必ずしも互いに縮尺どおりに示されていない。

本発明の１つの有利な実施形態による自動車のブレーキシステムの１つの部分領域の図である。 本発明の前記有利な実施形態によるピストンアッセンブリの展開図である。 本発明の他の有利な実施形態によるピストンアッセンブリの展開図である。 本発明の前記有利な実施形態による圧力生成装置の展開図である。 本発明の前記有利な実施形態による圧力生成装置の１つの部分領域の図である。 本発明の前記有利な実施形態によるブレーキシステムの図である。 本発明の前記有利な実施形態によるブレーキシステムの図である。 本発明の前記有利な実施形態および前記他の有利な実施形態にしたがって圧力生成装置を組み立てる方法のフローチャートである。

図面の図において、反対のものが記載されていない限り、同じ参照符号は同じまたは機能が同じ要素、構成部材または構成要素を表している。

図１は、本発明の有利な１実施形態による自動車のブレーキシステムの部分領域の図である。

ブレーキシステム１は、圧力生成装置１２と液圧装置２０とを有している。ブレーキシステム１の他の構成要素は、簡単にするためにさらに説明しない。圧力生成装置１２は、該圧力生成装置を液圧装置２０に固定可能であるように形成されている。液圧装置２０は開口部１４を有し、該開口部は、圧力生成装置１２のピストン（図１には図示していない）を受容するために形成されている。圧力生成装置１２と液圧装置２０との間には、組み立て状態で、圧力生成装置１２と液圧装置２０との間の結合部を密封するための密封要素３０が配置されている。

図２は、本発明の有利な１実施形態によるピストンアッセンブリの展開図である。

ピストンアッセンブリ５はピストン１０と、ボールスクリュードライブ１６と、軸受要素２６とを有している。ピストン１０は好ましくは筒状に形成されている。これとは択一的に、ピストン１０は他の適当な形状を有していてもよい。ボールスクリュードライブ１６はスピンドル１７と、多数のボール１９と、ナット２３とを有している。ボール１９は、ボールスクリュードライブの組み立て状態で、スピンドル１７とナット２３との間に次のように配置されており、すなわち位置固定して配置されているナット２３の回転がスピンドル１７の並進運動を生じさせるように配置されている。さらに、ナット２３は転向部材２３ａを有している。転向部材はボールの転向を生じさせ、その結果ナット２３に対するスピンドル１７の軸線方向前進変位が可能になる。

軸受要素２６は、ピストン１０と、圧力生成装置１２の組み立て状態でピストン１０と結合されているスピンドル１７とを支持している。スピンドル１７は、有利な態様ではねじ結合部によってピストン１０と結合されている。このため、ピストン１０の狭い側面に、（図２には示していない）ねじ山が形成され、このねじ山にスピンドル１７が対応するねじ山によって結合されている。これとは択一的に、たとえば溶接結合部によってスピンドル１７がピストン１０と結合されていてもよい。

図３は、本発明の他の有利な実施形態によるピストンアッセンブリの展開図である。

ピストン１０の外周面には、好ましくは１つの成形部１０ｂ（本実施形態では３つの成形部１０ｂ）が形成されている。成形部１０ｂはピストン１０のカラー１０ａに配置されている。ピストン１０のカラー１０ａは、圧力が側面に作用したときの安定化のために用いる。

成形部１０ｂは、ピストン１０が軸線方向に変位した場合、（図３には示していない）フランジおよび／または（図３には示していない）液圧装置に形成した繰り抜き部で次のように受容可能であり、すなわちピストン（１０）が回転せずに軸線方向に変位可能であるように受容可能である。したがって成形部１０ｂは、圧力生成装置の電動機の回転により、および、これによって生じる圧力生成装置のナットの回転により、スピンドルおよびこれと結合されているピストンが一緒に回転するのを阻止している。

図４は、本発明の有利な１実施形態による圧力生成装置の展開図である。

ピストン１０は、図４では、その中に配置されるボールスクリュードライブとともに図示されている。フランジ１８は中空筒状の成形部２２を有し、該成形部は、ピストン１０がその中に組み込まれているボールスクリュードライブとともに成形部２２内で受容可能であるように形成されている。

さらに、複数の密封部３１と、軸受要素２６と、他の軸受要素３２と、支持要素２８とが設けられている。密封要素３１は、圧力生成装置１２の組み立て状態で、ピストン１０を取り囲んで、ピストン１０とフランジ１８の中空筒状の成形部２２との間に配置されている。軸受要素２６はフランジ１８の中空筒状の成形部２２を取り囲み、したがってフランジ１８の中空筒状の成形部２２の外周面に配置されている。他の軸受要素３２はピストン１０を支持するために用いる。支持要素２８は、ピストン１０および該ピストン１０と結合されているボールスクリュードライブのプレストレスのために用いる。その際支持要素２８は、ピストン１０および該ピストン１０と結合されているボールスクリュードライブを支持するための軸受要素２６用のスラスト面を提供する。支持要素２８は回転不能に且つ脱落不能に固定されており、その結果ピストン１０のピストン空間内の圧力によって生じるスラスト力を吸収することができる。支持要素２８はねじによってフランジ１８と結合されている。これとは択一的に、支持要素２８を溶接結合部を介して、または、他の適当な結合部を介してフランジ１８と結合させてもよい。

図５は、本発明の前記有利な実施形態による圧力生成装置の部分領域の図である。

軸受要素２６と支持要素２８とは、図５ではフランジ１８の中空筒状の成形部２２上に差し込まれている。フランジ１８の中空筒状の成形部２２は、好ましくは孔によって形成される。これとは択一的に、中空筒状の成形部２２を他の種類および態様で製造してもよい。

図６は、本発明の前記実施形態によるブレーキシステムの図である。

図６に示した図では、圧力生成装置１２はフランジ１８を用いて液圧装置２０に取り付けられている。ピストン１０は、ブレーキシステム１の液圧装置２０に形成された開口部の中に部分的に差し込まれ、この開口部内でボールスクリュードライブによって軸線方向に変位可能である。ボールスクリュードライブは、電動機によって伝動装置を介して回転運動させることのできるナット２３と、スピンドルとを有し、この場合スピンドルは、ナット２３の回転運動と、ナット２３とスピンドルとの間で循環系内を周回運動するボールスクリュードライブのボールとを介して生じる動力伝達により、軸線方向に変位可能である。

ピストン１０は、軸線方向に変位可能なボールスクリュードライブのスピンドルと次のように結合されており、すなわちピストン１０が軸線方向に変位可能なボールスクリュードライブのスピンドルとともに一緒に運動し、その際図６に示した、ピストン１０の第１の走入位置Ｐ１で、ピストン１０がナット２３の第１の部分領域Ｔ１を取り囲むように、結合されている。ナット２３の長さは、軸線方向に変位可能なピストン１０の変位軸線に沿って定義されている。好ましくは、ナット２３の第１の部分領域Ｔ１はナット２３の長さの少なくとも５０％である。これとは択一的に、ナット２３の第１の部分領域Ｔ１はナット２３の長さの少なくとも７５％を有していてもよい。

図７は、本発明の前記有利な実施形態によるブレーキシステムの図である。

図７に示した図では、ピストン１０は第２の走出位置Ｐ２に配置されており、この第２の走出位置でピストン１０はナット２３の第２の部分領域Ｔ２を取り囲んでいる。ナット２３の第１の部分領域Ｔ１は、好ましくはナット２３の第２の部分領域（Ｔ２）よりも大きい。ナット２３の長さは、軸線方向に変位可能なピストン１０の変位軸線に沿って定義されている。好ましくは、ナット２３の第２の部分領域Ｔ２はナット２３の長さの最大で５０％を有している。これとは択一的に、ナット２３の第１の部分領域Ｔ１はナット２３の長さの最大で２５％を有していてもよい。

図８は、本発明の前記有利な実施形態および前記他の有利な実施形態による圧力生成装置を組み立てるための方法のフローチャートである。

ブレーキシステムの圧力生成装置のためのピストンを組み立てる方法は、ピストンを、予め組み立てられたボールスクリュードライブのスピンドルと結合させるステップＳ１を含んでいる。この方法は、さらに、ボールスクリュードライブとともにピストンを圧力生成装置のフランジに固定するステップＳ２を含んでおり、この場合ピストンに形成されている成形部は、フランジに形成されている繰り抜き部内で次のように受容可能であり、すなわちフランジに対するピストンの角度配向が固定されるように受容可能である。この方法は、さらに、ピストンおよび該ピストンと結合されているボールスクリュードライブを支持するための軸受要素を設けるステップを含んでいる。この方法は、さらに、ピストンおよび該ピストンと結合されているボールスクリュードライブにプレストレスをかけるための支持要素を設けるステップを含み、この場合支持要素は、ピストンおよび該ピストンと結合されているボールスクリュードライブを支持するための軸受要素に対するスラスト面を提供する。

本発明をいくつかの有利な実施形態に関して上述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、多面的に修正可能である。特に本発明は、本発明の本質を逸脱しなければ多様に変更または修正することができる。

たとえば、フランジまたは該フランジに形成されている中空筒状の成形部は、有利な態様でピストンに整合されている他の適当な形状を有していてよい。さらに、ピストンのガイドは、他の種類および態様で且つ他の適当な軸受要素を備えるように設けることができる。

１ ブレーキシステム
５ ピストンアッセンブリ
１０ ピストン
１０ｂ 成形部
１２ 圧力生成装置
１４ 開口部
１６ ボールスクリュードライブ
１７ スピンドル
１８ フランジ
２０ 液圧装置
２２ 中空筒状の成形部
２３ ナット
２６ 軸受要素
２８ 支持要素
Ｐ１ ピストンの第１の走入位置
Ｐ２ ピストンの第２の走出位置
Ｔ１ ナットの第１の部分領域
Ｔ２ ナットの第２の部分領域

Claims (14)

1. 自動車のブレーキシステム（１）の圧力生成装置（１２）のためのピストンアッセンブリ（５）において、
   前記ブレーキシステム（１）の液圧装置（２０）に形成された開口部（１４）内へ少なくとも部分的に差し込み可能で、該開口部（１４）内で軸線方向に変位可能であるピストン（１０）と、
   前記ピストン（１０）を軸線方向に変位させるためのボールスクリュードライブ（１６）と、
   を備え、
   前記ボールスクリュードライブ（１６）が、電動機により伝動装置を介して回転運動させることのできるナット（２３）と、スピンドル（１７）とを有し、該スピンドル（１７）が、前記ナット（２３）の回転運動と、前記ナット（２３）と前記スピンドル（１７）との間で循環系内を周回する前記ボールスクリュードライブ（１６）のボールを介して生じる動力伝達とによって軸線方向に変位可能であり、前記ピストン（１０）は、前記ボールスクリュードライブ（１６）の軸線方向に変位可能な前記スピンドル（１７）と次のように結合され、すなわち該ピストンが前記ボールスクリュードライブ（１６）の軸線方向に変位可能な前記スピンドル（１７）と一緒に運動し、その際に前記ピストン（１０）の第１の走入位置（Ｐ１）で該ピストン（１０）が少なくとも前記ナット（２３）の第１の部分領域（Ｔ１）を取り囲み、且つ前記ピストン（１０）の第２の走出位置（Ｐ２）で該ピストン（１０）が前記ナット（２３）の第２の部分領域（Ｔ２）を取り囲むように、結合され、前記第１の部分領域（Ｔ１）が前記第２の部分領域（Ｔ２）よりも大きいピストンアッセンブリ。
2. 前記ナット（２３）の長さが軸線方向に変位可能な前記ピストン（１０）の変位軸線に沿って定義され、前記ナット（２３）の前記第１の部分領域（Ｔ１）が前記ナット（２３）の長さの少なくとも７５％を有し、前記ナット（２３）の前記第２の部分領域（Ｔ２）が前記ナット（２３）の長さの２５％以下を有していることを特徴とする、請求項１に記載のピストンアッセンブリ。
3. 前記ピストン（１０）がねじ結合部および／または溶接結合部によって前記ボールスクリュードライブ（１６）の前記スピンドル（１７）と結合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のピストンアッセンブリ。
4. 前記ピストン（１０）が外周面に少なくとも１つの成形部（１０ｂ）を有し、該成形部は、フランジ（１８）および／または前記液圧装置（２０）に形成された繰り抜き部内で、該ピストン（１０）が回転不能に軸線方向に変位可能であるように受容可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載のピストンアッセンブリ。
5. 請求項１から４までのいずれか一つに記載のピストンアッセンブリ（５）とフランジ（１８）とを備え、該フランジが前記ブレーキシステム（１）の前記液圧装置（２０）に固定可能であり、且つ前記フランジが、前記ピストンアッセンブリ（５）側に、前記液圧装置（２０）の前記開口部（１４）に対し合同な中空筒状の成形部（２２）を有し、該成形部内で、前記ピストン（１０）が前記ボールスクリュードライブ（１６）によって少なくとも部分的に軸線方向に変位可能である圧力生成装置（１２）。
6. 前記ナット（２３）の長さが軸線方向に変位可能な前記ピストン（１０）の変位軸線に沿って定義され、前記ナット（２３）の前記第１の部分領域（Ｔ１）が前記ナット（２３）の長さの少なくとも７５％を有し、前記ナット（２３）の前記第２の部分領域（Ｔ２）が前記ナット（２３）の長さの２５％以下を有していることを特徴とする、請求項５に記載の圧力生成装置。
7. 前記ピストン（１０）がねじ結合部および／または溶接結合部によって前記ボールスクリュードライブ（１６）の前記スピンドル（１７）と結合されていることを特徴とする、請求項５または６に記載の圧力生成装置。
8. 前記ピストン（１０）が外周面に少なくとも１つの成形部（１０ｂ）を有し、該成形部は、フランジ（１８）および／または前記液圧装置（２０）に形成された繰り抜き部内で、該ピストン（１０）が回転不能に軸線方向に変位可能であるように受容可能であることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか一つに記載の圧力生成装置。
9. 請求項５から８までのいずれか一つに記載の圧力生成装置（１２）と協働する液圧装置（２０）において、該液圧装置が開口部（１４）を備え、該開口部は、前記圧力生成装置（１２）の前記ピストン（１０）が前記ボールスクリュードライブ（１６）によって少なくとも部分的に前記開口部（１４）内で軸線方向に変位可能であるように形成されている液圧装置。
10. 前記液圧装置（２０）が、前記開口部（１４）に配置される少なくとも１つの繰り抜き部を有し、該繰り抜き部は、前記ピストン（１０）の外周面に形成された少なくとも１つの成形部（１０ｂ）を、前記ピストン（１０）が回転不能に軸線方向に変位可能であるように受容するために形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の液圧装置。
11. 前記成形部がピン状要素によって形成され、該ピン状要素が、前記ピストン（１０）に形成された前記繰り抜き部と形状拘束的に結合可能であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の液圧装置。
12. 請求項５から８までのいずれか一つに記載の圧力生成装置（１２）と、該圧力生成装置（１２）と協働する、請求項９から１１までのいずれか一つに記載の液圧装置（２０）とを備えた自動車用ブレーキシステム（１）。
13. 自動車のブレーキシステム（１）の圧力生成装置（１２）のためのピストンアッセンブリ（５）を組み立てるための方法において、
    ピストン（１０）を、予め組み立てられたボールスクリュードライブ（１６）のスピンドル（１７）と結合させるステップ（Ｓ１）と、
    前記ピストン（１０）を前記ボールスクリュードライブ（１６）とともに前記圧力生成装置（１２）のフランジ（１８）に固定するステップであって、前記ピストンが回転不能に軸線方向に変位可能であるように、前記ピストン（１０）に形成される成形部（１０ｂ）を、前記フランジ（１８）に形成される繰り抜き部内で受容可能であるようなステップ（Ｓ２）と、
    前記ピストン（１０）および該ピストン（１０）と結合されている前記ボールスクリュードライブ（１６）を支持するための軸受要素（２６）を設けるステップ（Ｓ３）と、
    を備えた方法。
14. 前記ピストン（１０）および該ピストン（１０）と結合されている前記ボールスクリュードライブ（１６）にプレストレスをかけるための支持要素（２８）を設け（Ｓ４）、該支持要素（２８）が、前記ピストン（１０）および該ピストン（１０）と結合されている前記ボールスクリュードライブ（１６）を支持するための前記軸受要素（２６）のためのスラスト面を提供していることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
    

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