JP2019108916A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキトルクの検出精度を向上して安定した制動力が得られるブレーキ装置を提供する。【解決手段】押圧プレート部材６７は、回転プレートの回転軸Ｌ１の軸線方向に押圧されることにより回転プレート６６ａおよび固定プレート６６ｂを摩擦係合させる。リターンスプリング７４，７５は、押圧プレート部材６７の押圧に抗する弾性力を押圧プレート部材６７に付与する。可動環７１は、回転軸Ｌ１の軸線方向への移動を許容し、かつ軸線を中心とする周方向に有した遊びを超えた回転を阻止するように固定プレート６６ｂを支持する。トルク受け部材６８は、軸線方向への移動が許容されかつ軸線を中心とする周方向への回転が阻止されており、固定プレート６６ｂから伝達されるトルクを受ける。変換機構７６は、トルク受け部材６８が受けたトルクを押圧プレート部材６７の押圧力に変換する。検出器８２は、押圧力に対する反力を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転部材および固定部材の間に係合力を発生させるブレーキ装置に関するものである。

従来、駆動用モータおよび制動用モータを一体的に備えた電磁ブレーキ付モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の装置は、駆動用モータ、電磁ブレーキ、推力発生機構および制動用モータを備えている。駆動用モータは、ロータに一体的に取り付けられたモータ軸を回転させる。電磁ブレーキは、ドライバーのブレーキペダル操作により生じる制動要求に応じて、制動用ソレノイドに供給される電流を増減することにより電磁吸着力を変化させてブレーキロータをブレーキステータに移動させてモータ軸を制動する。

特開２０１７−１１２６７３号公報 特開２０１４−２０９０１７号公報

しかしながら、ブレーキステータとブレーキロータとの間の摩擦材の摩擦係数は、接触による摩耗により変化する。また、一般的に油圧式の摩擦ブレーキ装置では、ホイールシリンダに油圧センサを設け、その油圧センサから得られる油圧情報に基づいてブレーキトルクを推定している。このため、前述したように摩擦材の摩擦係数の変動によりブレーキトルクの判定が変動するおそれがある。これにより、制動要求に応じてブレーキロータの移動量を制御する方式よりも、制動要求に応じてブレーキステータとブレーキロータとを摩擦係合させる押圧力を制御する方式が好ましい。

例えば、特許文献２には、クラッチを押圧するカム機構の推力を精度良く調整することが可能なように、カム機構の推力に対する反力を検出する歪みセンサを備えた駆動力伝達装置が記載されている。駆動装置は、歪みセンサから得られる情報に基づいて電動機に供給する電流を制御する。歪みセンサは、リング状のダイヤフラムにおける周縁の一方の面に取り付けられている。ダイヤフラムの他方の面には、反力が伝達されるコイル状のばね部材がダイヤリングの周方向に複数取り付けられている。バネ部材は、カム機構から伝達される反力によって弾性変形されることにより生じる弾性力をダイヤフラムに伝達するとともに、カム機構から歪みセンサへの衝撃を緩和する。歪みセンサは、ばね部材を介してダイヤフラムの外周縁の変形量を検出する。しかし、ばね部材は、歪みセンサが配置された面にオーバーラップするダイヤフラム面上にて反力を均等に伝達しないことがある。よって、歪みセンサは、ばね部材を使用することで正確な反力を検出できないおそれがある。ブレーキ装置においては、制動要求に応じて制動力を精度良く制御する必要があることから、制動力を発生させるための係合力を精度良く制御する手段について改善の余地がある。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ブレーキトルクの検出精度を向上して安定した制動力を得ることができるブレーキ装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、駆動力源から伝達されるトルクにより回転する回転部材と、前記回転部材に対向して配置された固定部材と、前記回転部材の回転軸の軸線方向に移動されることにより前記回転部材および前記固定部材の間に係合力を発生させる押圧部材と、前記係合力に抗する弾性力を前記押圧部材に付与する弾性部材とを備えたブレーキ装置において、少なくとも前記回転部材の回転方向に沿った遊びを前記固定部材に持たせて前記回転部材から伝達されるトルクを前記固定部材に伝達するトルク伝達部材と、前記トルク伝達部材から伝達されるトルクを前記軸線方向の推力に変換し、変換された前記推力を前記係合力に付与する変換機構と、前記係合力に伴って生じる反力を検出することで前記回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された前記軸線方向の軸力を判定する検出部を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、回転部材から伝達されるトルクを固定部材に伝達するトルク伝達部材と、トルク伝達部材から伝達されるトルクを軸線方向の推力に変換し、変換された推力を係合力に付与する変換機構とを備えている。このため、係合力に対する反力が精度良く検出部に伝達される。これにより、検出部は、回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された軸線方向の軸力を精度良く判定することができ、よって、ブレーキトルクの検出精度を向上して安定した制動力を得ることができる。

本発明の実施形態にかかるブレーキ装置の一例を採用した駆動装置の一例を示す断面図である。 図１に示したブレーキ装置の要部を示す拡大断面図である。 図２に示した変換機構の一例を示す断面図である。 係合力付与機構の別の実施形態を示す断面図である。 検出器の位置を変更した他の実施形態を示す断面図である。 検出器の位置を変更した別の実施形態を示す断面図である。

図１は、本発明の実施形態にかかるブレーキ装置の一例を採用した駆動装置を示す断面図である。図１に示すように駆動装置１０は、車両に搭載されるものであり、車幅方向の右側に配置された第１駆動輪１１、左側に配置された第２駆動輪１２、第１駆動輪１１用の第１モータ１３、第２駆動輪１２用の第２モータ１４、第１駆動輪１１用の第１動力伝達機構１５、第２駆動輪１２用の第２動力伝達機構１６、差動機構１７、第１駆動輪１１用の第１ブレーキ機構１８、および第２駆動輪１２用の第２ブレーキ機構１９を備える。なお、図１に示した車幅方向の右方および左方は、例えば図１にて車両を背面（後方）から視た図とした場合の左右方向であり、車両を正面（前方）から視た図を図１とする場合には左右方向が逆になる。

また、第１駆動輪１１、第１モータ１３、第１動力伝達機構１５、第１ブレーキ機構１８、第２駆動輪１２、第２モータ１４、第２動力伝達機構１６、および第２ブレーキ機構１９は、車幅方向における中央を挟んだ両側に略対称に配置されている。したがって、以下の説明では、車幅方向の右側に配置された第１駆動輪１１、第１モータ１３、第１動力伝達機構１５、および第１ブレーキ機構１８について説明する。左側に配置された機構については、右側に配置された機構と同じまたは同様な構成であるため、同じ部材に同番号および末尾に「Ｌ」を付与してここでの詳しい説明を省略する。第１モータ１３および第２モータ１４は、本発明の実施形態における駆動力源の一例である。

第１モータ１３は、第１駆動輪１１に伝達する走行用の駆動力を発生するモータ、かつ発電機能を有するモータであって、その一例として永久磁石形の同期モータで構成されている。具体的には、ドラム状に形成されたモータハウジング２１の内部に環状のステータ２２が取り付けられ、そのステータ２２の内部にロータ２３が設けられている。ロータ２３は、出力軸２４に一体的に連結されており、出力軸２４は、第１モータ１３の駆動により回転軸Ｌ１を中心に回転する。出力軸２４は、モータハウジング２１の両側の隔壁２５，２６に設けられたベアリング２７，２８を介して回転自在に支持されている。

第１動力伝達機構１５は、出力ギヤ３０、カウンタシャフト３１、カウンタドリブンギヤ３２、ピニオンギヤ３３、および終減速ギヤ３４を備え、第１モータ１３から出力される駆動力を第１駆動輪１１に伝達する。

出力ギヤ３０は、出力軸２４における車幅方向の左方の端部に連結されている。カウンタシャフト３１は、出力軸２４と平行に配置されている。カウンタシャフト３１には、ピニオンギヤ３３とカウンタドリブンギヤ３２とを同軸上に一体的に取り付けた二段ギヤが連結されている。カウンタドリブンギヤ３２は、出力ギヤ３０に噛み合っている。ピニオンギヤ３３は、カウンタドリブンギヤ３２よりも小径に形成されている。ピニオンギヤ３３には、ピニオンギヤ３３よりも大径の終減速ギヤ３４が噛み合っている。

終減速ギヤ３４は、カウンタシャフト３１と平行に配置された副軸３５に連結されている。副軸３５は、スプライン結合によりドライブシャフト３６の一端に連結されている。ドライブシャフト３６は、従来知られているドライブシャフトと同様に、両端の回転軸線を車両の高さ方向に変更するための等速ジョイントなどの図示しない連結機構を有している。そのドライブシャフト３６の他端には、第１駆動輪１１が連結されている。なお、ドライブシャフト３６は、副軸３５と同軸上に配置されている。

本実施形態における第１動力伝達機構１５は、出力ギヤ３０とカウンタドリブンギヤ３２とのギヤ比、およびピニオンギヤ３３と終減速ギヤ３４とのギヤ比に応じて出力ギヤ３０のトルクを増大してドライブシャフト３６に伝達する減速機構により構成されていてよい。

なお、第１動力伝達機構１５は、センターハウジング３７の内部に収容されている。センターハウジング３７には、車幅方向における右方に前述したモータハウジング２１が取り付けられている。また、カウンタシャフト３１や副軸３５は、センターハウジング３７に取り付けられた隔壁によりベアリングを介して回転自在に支持されている。

また、第１モータ１３の出力軸２４は、第２モータ１４の出力軸２４Ｌと同軸上に配置されており、かつ第１動力伝達機構１５のドライブシャフト３６は、第２動力伝達機構１６のドライブシャフト３６Ｌと同軸上に配置されている。また、第１動力伝達機構１５のカウンタシャフト３１は、第２動力伝達機構１６のカウンタシャフト３１Ｌと同軸上に、かつ第１動力伝達機構１５の副軸３５は、第２動力伝達機構１６の副軸３５Ｌと同軸上に配置されている。

差動機構１７は、第１動力伝達機構１５の出力軸２４と第２動力伝達機構１６の出力軸２４Ｌとに伝達される相互のトルクを異ならせることができる機構である。その差動機構１７は、連結軸３９、フランジ部４０、締結プレート４１、延長軸４２、収容部４３、スナップリング４４、ヨーク４５、押圧板４６、円筒部４７、コイルバネ４８、およびコイル４９などで構成されている。

連結軸３９は、出力軸２４の一端にスプライン結合により連結されている。フランジ部４０は、回転軸Ｌ１と同軸線上でかつ連結軸３９に形成されている。フランジ部４０の外周面には、スプライン歯４０ａが形成されている。また、フランジ部４０と同心円上に環状の締結プレート４１が配置されている。締結プレート４１の内周面には、スプライン歯４１ａが形成されている。フランジ部４０と締結プレート４１とは、スプライン歯４０ａ，４１ａの係合により回転軸Ｌ１の軸線方向に移動可能になっている。

第２モータ１４の出力軸２４Ｌの一端には、延長軸４２がスプライン結合により連結されている。延長軸４２には、連結軸３９との間に収容部４３が一体的に形成されている。収容部４３は、開放側を出力軸２４に向けた断面略Ｃ字状に形成された凹部３８を有する。凹部３８には、前述した締結プレート４１が回転可能に取り付けられている。また、凹部３８の開放側には、締結プレート４１が凹部３８から抜け出ることを防止するためのスナップリング４４が取り付けられている。

凹部３８には、環状のヨーク４５が一体的に取り付けられており、そのヨーク４５と締結プレート４１との間に環状の押圧板４６が配置されている。押圧板４６および凹部３８は、スプライン結合している。つまり、押圧板４６は、凹部３８と一体的に回転するとともに、凹部３８内で軸方向に移動することができる。

押圧板４６は、磁性材料により構成されており、その内径部には、軸方向における凹部３８の底面側に延出した円筒部４７が形成されている。コイルバネ４８は、円筒部４７の外周に、かつ凹部３８の底面と押圧板４６との間に圧縮されるように配置され、押圧板４６を軸方向における締結プレート４１に向けて付勢する。さらに、収容部４３の外周には、コイル４９が配置されている。

コイル４９は、通電されることによりコイルバネ４８の弾性力に抗した磁力を発生させる。磁力は、締結プレート４１から軸方向に沿って離れるように押圧板４６に作用する。一方、コイル４９が通電されていない場合には、押圧板４６がコイルバネ４８の弾性力により締結プレート４１に押圧される。押圧板４６と締結プレート４１との間には、コイルバネ４８の弾性力に応じた摩擦力が生じる。摩擦力は、直進走行や旋回半径が比較的大きい走行路を走行する場合における左右の出力軸２４に作用するトルク差、あるいは回転速度差によって、押圧板４６と締結プレート４１とが相対回転しない程度に定められている。差動機構１７は、コイル４９を電磁アクチュエータとした摩擦クラッチを構成している。

第１ブレーキ機構１８は、サービスブレーキ機構５１、およびパーキングブレーキ機構５２を備える。パーキングブレーキ機構５２は、駐車時、あるいは停車時に作動させて制動力を保持する。サービスブレーキ機構５１は、油圧ブレーキ機構５３を備える。

油圧ブレーキ機構５３は、マスタシリンダユニット５５、動力液圧源５６、液圧アクチュエータ５７、およびそれらをつなぐ液圧回路５８などを備える。

動力液圧源５６は、アキュムレータ、圧力センサ、モータ、およびポンプ（いずれも図示なし）などを有し、アキュムレータに所定圧力範囲のブレーキ液圧を蓄圧することで、マスタシリンダユニット５５に加えるブレーキ液圧を発生させる。アキュムレータに蓄えられたブレーキ液圧（アキュムレータ圧）は、所定圧力範囲となるように圧力センサにより圧力検出を行い、アキュムレータ圧が低いと、モータを駆動することでポンプによるブレーキフルードの吸入吐出動作を行わせる。

マスタシリンダユニット５５は、一例として液圧ブースタ付きマスタシリンダとしてもよい。液圧ブースタ付きマスタシリンダは、液圧ブースタ６０、マスタシリンダ６１、レギュレータ６２、およびリザーバ６３を含む。ブレーキペダル６４の踏み込みによりマスタシリンダ６１のブレーキフルードが加圧される。液圧ブースタ６０は、ブレーキペダル６４に連結されており、ブレーキペダル６４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ６１に伝達する。動力液圧源５６からレギュレータ６２を介して液圧ブースタ６０にブレーキフルードが供給されることにより、ブレーキペダル６４の踏力（ペダル踏力）が増幅される。マスタシリンダ６１は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

マスタシリンダ６１は、ブレーキペダル６４への踏み込みが解除されている際にリザーバ６３と連通する。一方、レギュレータ６２は、リザーバ６３と動力液圧源５６のアキュムレータとの双方と連通しており、リザーバ６３を低圧源とするとともに、アキュムレータを高圧源とし、マスタシリンダ圧と略等しい液圧（レギュレータ圧）を発生する。

液圧アクチュエータ５７は、動力液圧源５６またはマスタシリンダユニット５５から供給されるブレーキフルードの液圧を適宜調整してホイールシリンダに伝達する。ホイールシリンダは、詳しくは後述するサービスブレーキ機構５１，５１Ｌにそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、油圧ブレーキ機構５３を使用しているが、本発明ではこれに限らず、例えば空圧式ブレーキ機構を使用してもよい。油圧ブレーキ機構５３は、係合力付与機構の一例である。

図２は、図１に示した駆動装置の要部を示す拡大断面図である。図２に示すようにサービスブレーキ機構５１は、摩擦プレート６６、押圧プレート部材６７、トルク受け部材６８、変換機構７６（第１変換機構７６−１，第２変換機構７６−２）、およびネジ軸６９などを備えている。

摩擦プレート６６は、表面を摩擦材で形成したものであり、環状の回転プレート６６ａ（６６ａ−１，６６ａ−２）、および環状の固定プレート６６ｂ（６６ｂ−１，６６ｂ−２，６６ｂ−３）から構成されている。この実施形態では、回転プレート６６ａは第１回転プレート６６ａ−１と第２回転プレート６６ａ−２とで構成され、また、固定プレート６６ｂは第１固定プレート６６ｂ−１、第２固定プレート６６ｂ−２、および第３固定プレート６６ｂ−３で構成されている。回転プレート６６ａは、３枚の固定プレート６６ｂの間に１枚ずつ配置されている。なお、摩擦プレート６６の数および配置順については前述した実施形態に限定されない。

回転プレート６６ａは、ボス部材７０に固定されている。ボス部材７０は、スプライン結合により出力軸２４に連結されており、出力軸２４と一緒に回転する。固定プレート６６ｂは、スプライン結合により可動環７１に支持されている。つまり、可動環７１は、固定プレート６６ｂをスプライン結合により連結する結合部７１ａを有する。結合部７１ａは、スプライン結合になっており、固定プレート６６ｂを回転軸Ｌ１の軸線方向に移動自在に支持する。

回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとが軸方向に交互に配置されることで、多板の摩擦プレートが構成されている。この実施形態では、押圧プレート部材６７に設けられたフランジ状の押圧プレート６７ａが車幅方向の左方に向けて押圧されることで回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとの間に摩擦による係合力を発生させ、その係合力により出力軸２４に制動力を発生させる構成になっている。なお、逆に回転プレート６６ａを固定プレート６６ｂに向けて移動させて摩擦により係合力を発生させる構造であってもよい。また、回転プレート６６ａを一対の固定プレート６６ｂで挟み込むことで摩擦により係合力を発生させる構成であってもよい。回転プレート６６ａは、本発明の実施形態における回転部材の一例である。固定プレート６６ｂは、本発明の実施形態における固定部材の一例である。

可動環７１の外周には、環状の固定環７２が配置されている。固定環７２は、外面がモータハウジング２１に固定されている。固定環７２には、開放側を車幅方向における右方に向けた断面略Ｃ字状の凹部７２ａが形成されている。凹部７２ａは、前述した摩擦プレート６６および可動環７１を内部に収容しており、また、出力軸２４を挿通する開口７２ｂ、および押圧プレート６７ａから伝達される押圧力を受け止める受け止め面７２ｃを有する。開口７２ｂは、凹部７２ａの底面７２ｄの中央に形成され、また、受け止め面７２ｃは、開口７２ｂを除く底面７２ｄに設けられている。

可動環７１の外周部と凹部７２ａの側面７２ｅ（固定環７２の内周部）との合わせ目には、断面半円形の内周溝９２および外周溝９３がそれぞれ設けられている。内周溝９２および外周溝９３は、重なり合うことで断面略円状でかつ軸線方向に平行に延びた直進溝９４を構成する。直進溝９４には、軸線を中心とする周方向に複数設けられている。各直進溝９４には、転動体の一例である案内ピン７３がそれぞれ設けられている。案内ピン７３は、周面が軸線方向に平行なピンになっている。直進溝９４は、案内ピン７３に対して回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向に僅かな遊びを有し、かつ遊びを超えた周方向への可動環７１の回転を止め、かつ固定環７２に対して可動環７１が回転軸Ｌ１の軸線方向に移動するのを許容する。つまり直進溝９４は、固定プレート６６ｂおよび可動環７１の前述した遊び分の回転を許容することで、回転プレート６６ａから伝達されるトルクを、第１固定プレート６６ｂ−１を介して押圧プレート部材６７に伝達する。案内ピン７３および直進溝９４は、本発明の実施形態におけるトルク伝達部材の一例である。

なお、案内ピン７３としては、本実施形態では断面円形の平行ピンとしているが、これに限らず、例えば断面矩形の平行ピンであってもよい。この場合には、内周溝９２および外周溝９３は、案内ピン７３の断面形状に嵌合する断面形状であればよい。また、案内ピン７３の代わりに、球体でもよい。球体は、直進溝９４ごとに複数個使用してもよい。

案内ピン７３の軸線方向の両側には、一対のリターンスプリング７４，７５が配置されている。一対のリターンスプリング７４，７５は、軸線方向において案内ピン７３に当接している。一方のリターンスプリング７４は、軸線方向において案内ピン７３とは逆側にある固定環７２の底面７２ｄに当接している。他方のリターンスプリング７５は、軸線方向における案内ピン７３とは逆側にある押圧プレート６７ａに当接している。なお、リターンスプリング７４，７５の直径は、案内ピン７３の直径と同じまたはそれよりも小径であってよい。リターンスプリング７４，７５は、同じサイズおよび弾性力のものを使用してよい。

一対のリターンスプリング７４，７５は、押圧プレート６７ａの押圧に抗する弾性力を押圧プレート６７ａに付与する。これにより、一対のリターンスプリング７４，７５は、押圧プレート６７ａに向けて押圧力を伝達させる経路に生じるガタを詰める作用をする。なお、リターンスプリング７４，７５の代わりに、軸線方向に弾性変形可能な弾性部材を使用してもよい。リターンスプリング７４，７５は、本発明の実施形態における弾性部材の一例である。

押圧プレート部材６７は、押圧プレート６７ａおよびシリンダ部６７ｂを有し、回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向への回転および軸線方向への移動がそれぞれ許容された状態でブレーキハウジング７９の内部に組み込まれている。押圧プレート６７ａは、フランジ状に形成されており、摩擦プレート６６を挟んで受け止め面７２ｃに対向する位置に配置される。押圧プレート６７ａは、前述したように第１固定プレート６６ｂ−１およびリターンスプリング７５を車幅方向の左方に向けて押圧する。シリンダ部６７ｂは、開放側を車幅方向の右方に向けた断面略Ｃ字状に形成された筒部になっている。押圧プレート６７ａは、シリンダ部６７ｂの外周部かつ車幅方向の左方寄りに形成されている。

トルク受け部材６８は、回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向への回転が止められ、かつ軸線方向への移動が可能なようにシリンダ部６７ｂの外周部およびブレーキハウジング７９の内部に支持されている。トルク受け部材６８は、トルク受けプレート６８ａ、受け圧ピストン部６８ｂ、およびナット部６８ｃを有している。なお、トルク受け部材６８は、回転軸Ｌ１の軸線方向に移動自在に、かつ相対回転可能なように押圧プレート部材６７に取り付けられていてもよい。

ブレーキハウジング７９は、モータハウジング２１に固定されている。トルク受け部材６８の回転止めは、ブレーキハウジング７９の内壁との間に設けられたスプライン結合部６８ｈにより行ってもよい。

トルク受けプレート６８ａは、押圧プレート６７ａに対して車幅方向の右側に、かつ押圧プレート６７ａに対向するように配置される。第１変換機構７６−１は、トルク受けプレート６８ａと押圧プレート６７ａとの間に設けられている。第１変換機構７６−１は、回転プレート６６ａから伝達されるトルクを受けることによりそのトルクを固定環７２の底面７２ｄに向けた押圧力、つまり回転軸Ｌ１の軸線方向に沿う推力に変換し、かつその推力を増力する。軸線方向に沿う推力に変換されかつ増力された推力は、押圧プレート６７ａに付与される。

つまり、可動環７１は、案内ピン７３との間に回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向に遊びを有している。また、詳しくは後述する送りネジ機構によりトルク受け部材６８は、軸線方向への移動が止められている。このため、回転プレート６６ａから伝達されるトルクが第１固定プレート６６ｂ−１を介して押圧プレート部材６７に伝達されると、変換機構７６は、押圧プレート部材６７に伝達されたトルクを車幅方向における左方に向けた押圧力に変換し、その押圧力を増力する。

第２変換機構７６−２は、第３固定プレート６６ｂ−３と固定環７２の底面７２ｄとの間に設けられている。第２変換機構９０−２は、第３固定プレート６６ｂ−３に伝達されるトルクを押圧プレート６７ａに向けた押圧力（第１変換機構７６−１が発生する推力とは逆向きの推力）に変換し、その推力を増力する。その推力は、第３固定プレート６６ｂ−３に付与される。第１変換機構７６−１と第２変換機構７６−２とが発生する推力は、回転プレート６６ａを押圧プレート６７ａおよび第３固定プレート６６ｂ−３の間で挟み込む力となる。なお、第２変換機構７６−２を省略してもよい。また、第２変換機構７６−２の代わりにスラストベアリングを使用してもよい。

受け圧ピストン部６８ｂは、シリンダ部６７ｂの外周に摺動する筒部６８ｄと、シリンダ部６７ｂの内部を密閉する隔壁６８ｅとを有し、シリンダ部６７ｂと隔壁６８ｅとの間でホイールシリンダ７７を形成する。また、受け圧ピストン部６８ｂを含むトルク受け部材６８は、詳しくは後述するナット部６８ｃがネジ軸６９に螺合していることにより回転軸Ｌ１の軸線方向への移動が止められている。ナット部６８ｃ、スプライン結合部６８ｈ、およびネジ軸６９は、ロータ軸８０ａから伝達される回転運動を直線運動に変換してその直線運動をトルク受け部材６８に伝達する送りネジ機構を構成する。

トルク受け部材６８には、油通路６８ｆが形成されている。ブレーキハウジング７９には、油通路６８ｆに通じる油通路７８が形成されている。トルク受け部材６８は、送りネジ機構により回転軸Ｌ１の軸線方向に移動されるため、その分を考慮して油通路６８ｆが油通路７８よりも大径に形成されている。

ホイールシリンダ７７には、油通路７８および油通路６８ｆを介して油圧ブレーキ機構５３の液圧アクチュエータ５７から圧油が供給される。油通路６８ｆ，７８を通してホイールシリンダ７７に圧油が供給されると、隔壁６８ｅが固定壁として作用するためシリンダ部６７ｂが車幅方向の左方に向けて押圧される。これにより、トルク受け部材６８に対して押圧プレート６７ａが車幅方向の左方に向けて押圧されて摩擦プレート６６に係合力を発生させる。

押圧プレート部材６７は、圧油が供給されることで変換機構７６を介してトルク受け部材６８に当接する位置から回転プレート６６ａおよび固定プレート６６ｂの間に係合力を生じさせる制動位置（車幅方向の左方に寄った位置）に移動される。なお、変換機構７６を介してトルク受け部材６８に当接する位置は、係合力を解除する解除位置である。なお、制動位置は、要求される制動力により適宜変更される。

ナット部６８ｃは、内周に雌ネジ６８ｇを有し、雌ネジ６８ｇがネジ軸６９の外周に形成された雄ネジ６９ａに噛み合う。ネジ軸６９は、パーキング用モータ８０のロータ軸８０ａに連結されている。その連結は、スプライン結合により行われている。つまり、ネジ軸６９は、ロータ軸８０ａに対して回転軸Ｌ１の軸線方向に移動自在で、かつ回転軸Ｌ１の軸線を中心とする回転方向にトルクを伝達可能に連結されている。

ネジ軸６９は、パーキング用モータ８０の駆動によりトルク受け部材６８を軸線方向に沿って移動させる。トルク受け部材６８の移動は、回転プレート６６ａおよび固定プレート６６ｂの間に係合力を生じさせる制動位置（車幅方向の左方に寄った位置）とその押圧を解除する解除位置（車幅方向の右方に寄った位置）との間で行われる。なお、この際の制動位置は、サービスブレーキ機構５１の制動位置のうち、車両の停止状態を維持させるのに必要な係合力が得られる位置である。解除位置は、詳しくは後述する初期位置に対応し、初期位置は詳しくは後述する調整制御より適宜変更される。

ネジ軸６９の後端６９ｂは、外周がブレーキハウジング７９の開口７９ａに嵌合している。その嵌合は、出力軸２４の軸方向に移動可能に、かつ出力軸２４を中心とする周方向に回転可能に、かつオイルシールなどにより液密状態が確保可能な嵌合になっている。パーキング用モータ８０、ネジ軸６９、およびトルク受け部材６８などは、パーキングブレーキ機構５２を構成する。

パーキングブレーキ機構５２は、車両の電源がオフされた状態であっても回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとの摩擦係合を維持するように構成されている。具体的には、パーキングブレーキ機構５２は、パーキング用モータ８０を、例えば正転させることによりトルク受け部材６８を制動位置に向けて移動させる。

ネジ軸６９は、外周にフランジ部６９ｃを有し、フランジ部６９ｃには、例えばスラストベアリング８１が設けられている。スラストベアリング８１は、フランジ部６９ｃとそのフランジ部６９ｃに対して車幅方向で対向するブレーキハウジング７９の対向部７９ｂとの間に配置されており、出力軸２４の軸線方向に働く力（スラスト、推力）を受け止める。対向部７９ｂには、ネジ軸６９から軸線方向に沿って伝達される軸力を検出するための検出器８２が取り付けられている。

検出器８２は、例えば車幅方向に対峙するように配置された一対の押圧板、および歪ゲージ（いずれも図示なし）を備え、歪ゲージを一対の押圧板で挟んで構成されていてよい。一方の押圧板にはスラストベアリング８１が、他方の押圧板には対向部７９ｂがそれぞれ当接している。フランジ部６９ｃは、ネジ軸６９に軸線方向の軸力(荷重)が加わった際に外径側が内径側によりも車幅方向の右方に向けて撓む。スラストベアリング８１は、フランジ部６９ｃの撓みに伴う変形を軸力として受け止める。一対の押圧板、および歪ゲージは、本実施形態ではネジ軸６９の後端６９ｂを貫通させるための開口を有するリング状に形成されている。歪みゲージは、回転軸Ｌ１の軸線から径方向に離れた位置で、かつ軸線を中心する周を等分した位置に複数設けられていてもよい。

検出器８２は、ネジ軸６９に軸線方向の軸力が加わった際に生じるスラストベアリング８１の軸線方向への変位量を検出し、検出した変位量の情報を制御部８３に送る。制御部８３は判定部８３ａを有し、判定部８３ａは変位量に基づいて軸力を判定する。なお、検出器８２は、ネジ軸６９の軸方向の変形を検出することに限らず、例えば押圧プレート６７ａのうちの車幅方向における右側の側面に設けて、押圧プレート６７ａの捩り方向の変形量を検出してもよい。また、検出器８２としては、歪みゲージに限らず、例えば圧電素子や感圧素子を用いた検出器を使用してもよい。検出器８２および制御部８３は、本発明の実施形態における検出部の一例である。

制御部８３は、シフトレバー８６がパーキングポジションに切り替えられた場合などパーキングロックする必要がある場合に、判定部８３ａで判定される軸力を監視しながらパーキング用モータ８０を正転させるようにモータドライバ８７に通電を行う。これにより、トルク受け部材６８が軸方向に沿い、かつ制動位置に向けて移動する。つまり、パーキング用モータ８０は、軸方向に沿う推力を発生させるためのトルクをトルク受け部材６８に付与する。これにより、摩擦プレート６６に摩擦による係合力が発生する。

推力を増力させるにつれて摩擦プレート６６に発生する係合力が増力される。その係合力に抗する反力は、ネジ軸６９を軸方向に変形させる。その変形量がパーキングロックできる程度の変形量になると、その変形量に応じた軸力を判定部８３ａが判定してモータドライバ８７への通電を制御部８３が停止させる。これにより、パーキング用モータ８０の駆動が停止する。その結果、回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとが圧着された状態に維持される。このため、車両の電源がオフされた場合であっても、制動力を維持することができる。

また、制御部８３は、パーキングブレーキが解除された際に、判定部８３ａで判定される軸力を監視しながらモータドライバ８７に、例えばパーキング用モータ８０を逆転させるように通電してトルク受け部材６８を解除位置に向けて移動させる。その後、パーキングロックが解除できる程度の変形量（軸力）を判定部８３ａが判定した際にモータドライバ８７への通電を停止する。

パーキング用モータ８０は、ロータ軸８０ａの回転角を検出する回転角検出部８４を有する。回転角検出部８４は、検出した回転角の情報を制御部８３に送る。制御部８３は、記憶部８３ｂを有し、パーキングロックを解除するごとに、パーキングロックが解除できる程度の軸力を得た時点の回転角の情報を初期位置として記憶部８３ｂに記憶する。つまり、制御部８３は、ロータ軸８０ａの回転角に基づいて送りねじ機構を構成するナット部６８ｃ、つまりトルク受け部材６８の軸方向における初期位置、つまり摩擦プレート６６の摩耗の度合いに基づいた係合力の解除位置を調整する。

このため、長期的に使用することで摩擦プレート６６の摩擦面の隙間が変化することに起因して生じる変換機構７６のガタを抑制または防止することができる。つまり、摩擦プレート６６の摩擦面のクリアランスが広くなるにつれて、初期位置の調整によりトルク受け部材６８が制動位置に向けて近づくように初期位置が調整される。また、サービスブレーキ機構５１の作動は、摩擦プレート６６の摩擦面のクリアランスに応じて調整されたトルク受け部材６８の初期位置を基準として押圧プレート部材６７が係合力付与機構により押圧されるので、通常ブレーキの制動力を常に同じ制動力に維持することができる。なお、送りネジ機構やパーキング用モータ８０の代わりに、電動シリンダなどのアクチュエータを使用してもよい。

図３は、図２に示した第１変換機構の一例を示す断面図である。図３に示すように第１変換機構７６−１は、トルク受けプレート６８ａと押圧プレート６７ａとの間に設けられている。また、変換機構７６−１は、回転軸Ｌ１を中心とする周方向に所定間隔を離して複数設けられている。変換機構７６−１は、押圧プレート６７ａに設けられた第１溝８８、トルク受けプレート６８ａに設けられた第２溝８９、および第１溝８８と第２溝８９との間に挿入される球体９１を備える。第１溝８８、および第２溝８９は、断面がそれぞれ略Ｌ字状に形成されている。球体９１は、実質的には剛固な金属などの材料にて形成されている。

第１溝８８は、第１カム面８８ａおよび第１カム面８８ａに繋がる第２カム面８８ｂを有する。第２溝８９は、第３カム面８９ａおよび第３カム面８９ａに繋がる第４カム面８９ｂを有する。球体９１は、第１カム面８８ａ、第２カム面８８ｂ、第３カム面８９ａ、および第４カム面８９ｂにそれぞれ点接触するように第１溝８８および第２溝８９の間に挿入されている。これら球体９１、第１溝８８および第２溝８９は、押圧プレート６７ａとトルク受けプレート６８ａとの間に僅かな隙間７６ａが生じるようにサイズや内面の角度などが設定されている。

第１カム面８８ａおよび第４カム面８９ｂは、周方向に向けたトルクが押圧プレート６７ａに発生した際に、第１カム面８８ａおよび第４カム面８９ｂのうちのいずれか一方が他方に向けて近づくように傾斜した面になっている。第２カム面８８ｂおよび第３カム面８９ａは、周方向に向けたトルクが押圧プレート６７ａに発生した際に、第２カム面８８ｂおよび第３カム面８９ａのうちのいずれか一方が他方に向けて近づくように傾斜した面になっている。具体的には、第１カム面８８ａおよび第４カム面８９ｂは、平行になっていてよい。第２カム面８８ｂおよび第３カム面８９ａは、平行になっていてよい。第１カム面８８ａと第３カム面８９ａとは、周方向に沿う基準面に対して傾斜角が同じになっていてよい。第１カム面８８ａ、第２カム面８８ｂ、第３カム面８９ａおよび第４カム面８９ｂは、正面カムを構成する。

押圧プレート６７ａには、制動時に回転プレート６６ａから伝達されるトルクが周方向に付与される。トルク受けプレート６８ａは、制動時に油圧ブレーキ機構５３から得られる油圧による押圧力（推力）が車幅方向の左方に向けて付与される。変換機構７６は、制動時に回転プレート６６ａから伝達されるトルクを受けると、そのトルクを車幅方向の左方に向けた推力に変換し、かつその推力を押圧力に加えて押圧力を増力する。なお、第２変換機構７６−２は、前述した第１変換機構７６−１と同様または同じ構成であるためここでの詳しい説明を省略する。

図４は、係合力付与機構の別の実施形態を示す断面図である。図５に示す第１ブレーキ機構１００は、電磁式の摩擦ブレーキ機構である。第１ブレーキ機構１００は、アーマチュア９８、およびコイル９９を備えている。アーマチュア９８は、磁性体により円環状に形成され、かつモータハウジング２１の内部に軸方向に移動自在に設けられている。アーマチュア９８には、押圧プレート９８ａ、被押圧プレート９８ｂ、外周溝９８ｃ、および結合部９８ｄを有する。押圧プレート９８ａは、第１回転プレート６６ａ−１を押圧する。被押圧プレート９８ｂは、トルク受け部材６８のトルク受けプレート６８ａに対向するように配置されており、トルク受けプレート６８ａから押圧が伝達される。トルク受け部材６８は、図２で説明したと同じまたは同様な部材である。

被押圧プレート９８ｂとトルク受けプレート６８ａとの間には、図３で説明した変換機構７６−１と同じ構成の第１変換機構９０−１が設けられている。第１変換機構９０−１は、被押圧プレート９８ｂに伝達されるトルクをトルク受けプレート６８ａの押圧力（底面７２ｄとの間で挟み込む係合力）に変換し、その押圧力を増力する。また、第２固定プレート６６ｂ−２と固定環７２の底面７２ｄとの間には、図３で説明した第２変換機構７６−２と同じ構成の第２変換機構９０−２が設けられている。第２変換機構９０−２は、第２固定プレート６６ｂ−２に伝達されるトルクを押圧プレート９８ａに向けた押圧力（押圧プレート９８ａとの間で挟み込む係合力）に変換し、その押圧力を増力する。

外周溝９８ｃは、固定環７２に設けられた内周溝９２との間に案内ピン７３が嵌合している。外周溝９８ｃは、図２で説明した外周溝９３と同じ作用をする。外周溝９３、内周溝９２、および案内ピン７３は、図２で説明したと同じに周方向に所定間隔を離して複数設けられている。内周溝９２および外周溝９８ｃにより構成される直進溝９４は、案内ピン７３に対して回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向に僅かな遊びを有する。案内ピン７３および直進溝９４は、その遊びを超えた周方向へのアーマチュア９８の回転を阻止し、かつ固定環７２に対してアーマチュア９８の軸方向への移動を許容する。アーマチュア９８は、結合部９８ｄを有する。結合部９８ｄは、スプライン結合により第２固定プレート６６ｂ−２および第３固定プレート６６ｂ−３を軸方向に移動可能に支持する。

コイル９９は、固定環７２の内部に、かつアーマチュア９８の外周に設けられており、通電することでアーマチュア９８を吸引する。アーマチュア９８の吸引方向は、押圧プレート９８ａが第１回転プレート６６ａ−１を軸方向に向けて押圧する方向（車幅方向の左方）になっている。また、アーマチュア９８の吸引力は、リターンスプリング７４，７５の付勢力よりも大きい力となっている。第１モータ１３の出力軸２４は、コイル９９が通電することによりアーマチュア９８が車幅方向の左方に移動する。これにより回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとが摩擦係合して制動される。アーマチュア９８は、押圧プレート部材６７と略同じ作用をするものであり、本発明の実施形態における押圧部材の一例である。

一対のリターンスプリング７４，７５は、コイル９９への通電が解除された際に、トルク受け部材６８に向けてアーマチュア９８を付勢する。トルク受け部材６８は、ナット部６８ｃを有する。ナット部６８ｃは、ネジ軸６９に設けられた雄ネジ６９ａに噛み合っている。トルク受け部材６８は、前述したように回転止めがなされており、パーキング用モータ８０の駆動により制動位置と初期位置との間で移動される。この実施形態では、図２で説明したと同じ位置に検出器８２が取り付けられている。トルク受け部材６８の初期位置は、パーキングロックを解除する際に、検出器８２から得られる軸力に基づいて制御部８３がパーキング用モータ８０の回転角を制御することで調整される。なお、図４では、図２で説明したと同じ部材に同符号を付与してここでの詳しい説明を省略する。また、コイル９９を固定環７２のうちのアーマチュア９８の外径側に配置しているが、アーマチュア９８と隔壁２６との間に配置してもよい。

図５は、検出器の位置を変更した他の実施形態を示す断面図である。図５に示すように検出器８２は、トルク受け部材６８に取り付けられている。具体的には、検出器８２は、トルク受けプレート６８ａの回転軸Ｌ１の軸線方向に対向する両面のうちのアーマチュア９８とは逆側の面６８ｉに取り付けられている。面６８ｉは、トルクが伝達されることで軸線を中心とする周方向に捩れるように変形する。検出器８２は、その捩れに応じた変形量を検出する。判定部８３ａは、検出器８２から得られる情報に基づいて伝達されるトルクを判定する。制御部８３は、判定されたトルクに基づいてトルク受け部材６８の初期位置を調整する。なお、図５では、図４で説明したと同じ部材に同符号を付与してここでの詳しい説明を省略する。

図６は、検出器の位置を変更した別の実施形態を示す断面図である。図６に示すように検出器８２は、駆動用モータである第１モータ１３に取り付けられている。具体的には、第１モータ１３は、ステータヨーク１０１に取り付けられるステータティース１０２を有する。ステータティース１０２には、回転軸Ｌ１の軸線方向に両端に第１支持板１０３および第２支持板１０４が対向して配置されている。第１支持板１０３および第２支持板１０４は、ステータ２２とロータ２３との間の隙間（ギャップ）を組立時に調整機構（図示なし）により調整された隙間に維持するための支持板である。

ステータティース１０２の一端と第１支持板１０３との間には、第３変換機構１０６が、また、ステータティース１０２の他端と第２支持板１０４との間に第４変換機構１０７が設けられている。第３変換機構１０６および第４変換機構１０７は、図３に示した変換機構７６と同様または同じ構成になっている。つまり、ステータティース１０２には、ロータ２３のトルクに対する反力が発生する。第３変換機構１０６および第４変換機構１０７は、ステータティース１０２に生じる反力を回転軸Ｌ１の軸線方向の推力に変換する。第２支持板１０４は、断面にて第１支持板１０３より径方向の長さが長いフランジ部１０４ａ、およびフランジ部１０４ａの内径側にモータハウジング２１の隔壁部２１ａに向けて突出して設けられた筒部１０４ｂを有する。筒部１０４ｂの先端は、モータハウジング２１の隔壁部２１ａに固定されている。検出器８２は、フランジ部１０４ａに取り付けられており、第２支持板１０４が筒部１０４ｂに対してフランジ部１０４ａが軸線方向に撓む変形量を軸線方向に沿う軸力として検出する。第１支持板１０３および第２支持板１０４は、回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向への回転が止められ、かつ軸線方向への変形（移動）が可能であるため、図２で説明したトルク受け部材６８と同様な作用をする。

なお、図６に示した実施形態は、第３変換機構１０６および第４変換機構１０７に加えて図４で説明した第１変換機構９０−１および第２変換機構９０−２を設けているが、本発明ではこれに限らず、第１変換機構９０−１および第２変換機構９０−２を省略し、第３変換機構１０６および第４変換機構１０７のみを設けた構成であってよい。図６では、図４で説明したと同じ部材には同符号を付与してここでの詳しい説明を省略する。

以上、本発明は、上述した実施形態で示した構成に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば本発明は、回転プレートを一対の固定部材で挟み込むキャリパ式プレーキ装置に使用してもよい。また、回転プレート６６ａは、第１モータ１３から伝達されるトルクにより回転する構成として説明しているが、代わりにエンジンから伝達されるトルクにより回転する構成としてもよい。さらに、トルク受け部材６８の初期位置は、パーキングロック解除の際に限らず、例えば車両の停止時にパーキングロックおよびその解除を迅速に行ってその解除に調整してもよい。

また、上記各実施形態では、検出器８２から得られる情報に基づいてパーキングロックを解除する際のトルク受け部材６８の初期位置を調整しているが、本発明ではこれに限らず、例えばサービスブレーキ機構５１のブレーキトルクを検出する検出器として検出器８２を使用してもよい。上記各実施形態では、摩擦プレートに生じるトルク、またはそのトルクを変換した軸力を検出する検出器としているが、本発明ではこれに限らず、例えば回生ブレーキ機構に生じるトルク、またはそのトルクを変換した軸力を検出する検出器を含んでもよい。

次に、上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。

（付記１）
駆動力源から伝達されるトルクにより回転する回転部材と、前記回転部材に対向して配置された固定部材と、前記回転部材の回転軸の軸線方向に押圧されることにより前記回転部材および前記固定部材との間に係合力を発生させる押圧部材と、前記係合力に抗する弾性力を前記押圧部材に付与する弾性部材とを備えたブレーキ装置において、
少なくとも前記回転部材の回転方向に沿った遊びを前記固定部材に持たせることで前記回転部材から伝達されるトルクを前記固定部材に伝達するトルク伝達部材と、
前記軸線を中心とする周方向への回転が阻止されており、前記トルク伝達部材から伝達されるトルクを受けるトルク受け部材と、
前記トルク受け部材に伝達されるトルクを前記軸線方向の推力に変換し、変換された前記推力を前記係合力に付与する変換機構と、
前記係合力に伴って生じる反力を検出することで前記回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された前記軸線方向の軸力を判定する検出部とを備えたことを特徴とするブレーキ装置。

（付記２）
付記１に記載のブレーキ装置において、
回転運動を直線運動に変換された推力を前記トルク受け部材に発生させて、前記トルク受け部材を前記軸線方向に移動させるとともに、前記検出部から得られる前記トルクまたは前記軸力に基づいて前記トルク受け部材の前記軸線方向における位置を調整するアクチュエータを備えたことを特徴とするブレーキ装置。

（付記３）
付記１または付記２に記載のブレーキ装置において、
前記変換機構は、前記押圧部材と前記トルク受け部材との間に設けられていることを特徴とするブレーキ装置。

（付記４）
付記１ないし付記３のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記変換機構は、前記固定部材と所定の固定環との間に設けられていることを特徴とするブレーキ装置。

（付記５）
付記１ないし付記４のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
前記固定環の内径側に配置されかつ前記固定部材を支持する可動環を備え、
前記トルク伝達部材は、所定の固定環の内周部および前記可動環の外周部の間で前記軸線方向に直進的に延ばして設けられた直進溝と、前記直進溝に挿入される転動体とを備え、前記直進溝は、前記転動体に対して前記軸線を中心とする周方向に遊びを有し、前記固定環に対して前記可動環を前記軸線方向に移動可能にかつ前記遊びを超えた前記可動環の前記周方向への回転を阻止することを特徴とするブレーキ装置。

（付記６）
付記５に記載のブレーキ装置において、
前記弾性部材は、前記直進溝の内部でかつ前記転動体の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とするブレーキ装置。

１０…駆動装置、 １１…第１駆動輪、 １２…第２駆動輪、 １３…第１モータ、 １４…第２モータ、 １５…第１動力伝達機構、 １６…第２動力伝達機構、 １７…差動機構、 １８，１００…第１ブレーキ機構、 １９…第２ブレーキ機構、 ５１…サービスブレーキ機構、 ５２…パーキングブレーキ機構、 ６６…摩擦プレート、 ６７…押圧プレート部材、 ６８…トルク受け部材、 ６９…ネジ軸、 ７１…可動環、 ７２…固定環、 ７３… 案内ピン、 ７４，７５…リターンスプリング、 ７６，９０…変換機構、 ８０…パーキング用モータ、 ８３…制御部、 ９４…直進溝、 １０３…第１支持板、 １０４…第２支持板、 １０６…第１変換機構、 １０７…第２変換機構。

Claims (1)

1. 駆動力源から伝達されるトルクにより回転する回転部材と、
   前記回転部材に対向して配置された固定部材と、
   前記回転部材の回転軸の軸線方向に移動されることにより前記回転部材および前記固定部材の間に係合力を発生させる押圧部材と、
   前記係合力に抗する弾性力を前記押圧部材に付与する弾性部材とを備えたブレーキ装置において、
   少なくとも前記回転部材の回転方向に沿った遊びを前記固定部材に持たせて前記回転部材から伝達されるトルクを前記固定部材に伝達するトルク伝達部材と、
   前記トルク伝達部材から伝達されるトルクを前記軸線方向の推力に変換し、変換された前記推力を前記係合力に付与する変換機構と、
   前記係合力に伴って生じる反力を検出することで前記回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された前記軸線方向の軸力を判定する検出部を備えている
   ことを特徴とするブレーキ装置。

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