JP3166401B2 - 電動ブレーキ用アクチュエータ - Google Patents
電動ブレーキ用アクチュエータInfo
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Description
レーキパッド背後に装着され,電気的に加圧制動される
電動ブレーキ用アクチュエータに関する。
装置が採用されている。この油圧ブレーキ装置600
は,図6に示すようにブレーキペダル601を踏み込む
と,その踏込力をエンジン負圧を用いたブースタ602
により倍加してマスターシリンダ603内のブレーキ液
圧607を加圧し,該ブレーキ液圧607をキャリパ6
08内に構成されたホイールシリンダ604に伝える。
また,ホイールシリンダ604にはピストン605が,
キャリパ608に固定されているピストンシール606
によりブレーキ液圧607の漏洩を防止するようにシー
ルされた状態において移動可能に挿入され,ブレーキ液
圧607によりピストン605が移動し,ブレーキパッ
ド609をブレーキディスク610に押し付けて,該ブ
レーキディスク610に接続されている車輪611を制
動するように構成されている。
ンシール606は,ピストン605のホイールシリンダ
604内における移動の際に,図7に示すように変形
し,油圧のシールと共にリターンスプリングの役目も果
たし,ブレーキ解除の際にピストンシール606により
ブレーキパッド609がブレーキディスク610に当た
った位置からピストン605を一定量戻す働きをする。
このため,ブレーキパッド609が摩耗してピストン位
置が変化しても,非制動時におけるブレーキディスク6
10とブレーキパッド609の間隔は適切に保持され
る。
エンジンのような負圧源を必要とする。このため,例え
ば,電気自動車のように負圧源の無い車両では,電動ポ
ンプにより負圧や油圧を発生させて倍化することが要求
される。ここで,電動ポンプを使用するのであれば,直
接電動によりブレーキ作用させる方が効率的である。こ
のことから,近年,車両のブレーキ装置として電動ブレ
ーキ装置が提案されている。
例えば,特開平3−57755号公報に開示されている
「車輌の電動ブレーキ装置」がある。この先行技術にあ
っては,ブレーキパッドに電動アクチュエータを連結
し,ブレーキパッドにはブレーキパッド位置検出器やブ
レーキパッド荷重検出器を設ける。そして,アクチュエ
ータ制御装置によりブレーキ操作に応じた信号と,上記
検出器からの信号を処理し,制御信号を電動アクチュエ
ータに出力して,ブレーキパッドを電気的にブレーキデ
ィスクに対して押圧または解除する技術が開示されてい
る。
行技術のものにあっては,電動アクチュエータの取り付
け,アクチュエータ制御の概略を示しているにすぎず,
アクチュエータの具体的構成は何ら開示されていない。
また,電動アクチュエータの加圧と戻りは,ブレーキパ
ッド位置やブレーキパッド荷重の信号に基づいて制御す
る構成であるため,ストロークセンサ等が必要となり,
装置自体のコストが高くなるという問題点があった。ま
た,センサが故障すると,ブレーキパッドとブレーキデ
ィスクとの間隔の不足によりブレーキの引きずりを生じ
たり,逆に,ブレーキパッドとブレーキディスクとの間
隔の過多により制動力の立上りが悪化し,装置の信頼性
の低下を招来するという問題点があった。
って,モータ駆動によりブレーキパッドを適切に加圧ま
たは解除する電動ブレーキ用アクチュエータを構成し,
さらに,ストロークセンサ等が無くてもブレーキパッド
の摩耗に関係なく適切なブレーキパッドとブレーキディ
スクとの間隔に保持し,装置の信頼性を安価に向上させ
ることを目的とする。
め、請求項1に記載の発明は、加圧部材を前進させてブ
レーキパッドを車輪のブレーキディスクに押圧接触させ
て制動し,あるいは前記加圧部材を後退させて前記制動
を解除する電動ブレーキ用アクチュエータであって、ト
ルク制御されるモータと、該モータの回転を減速するギ
ヤ手段と、該ギヤ手段の出力側に連結されるネジナット
と、該ネジナットにねじ嵌合するネジシャフトと、該ネ
ジシャフトの端部に連結される加圧部材と、前記ネジシ
ャフトの回転に伴い回転可能に支持されると共に、回転
をロックされた状態では前記ネジシャフトを軸方向に移
動可能に支持するスプラインナットと、該スプラインナ
ットに取り付けられ、前記ネジナットの加圧方向の回転
に伴って回転しようとする前記ネジシャフトの回転をロ
ックし、かつ前記ネジナットの除圧方向の回転に伴う前
記ネジシャフトの回転はフリーにするワンウェイクラッ
チとを有する電動ブレーキ用アクチュエータを提供する
ものである。
を前進させてブレーキパッドを車輪のブレーキディスク
に押圧接触させて制動し,あるいは前記加圧部材を後退
させて前記制動を解除する電動ブレーキ用アクチュエー
タであって、トルク制御されるモータと、該モータの回
転を減速するギヤ手段と、該ギヤ手段の出力側に連結さ
れるネジシャフトと、該ネジナットに連結されたスプラ
イン軸と、該スプライン軸にねじ嵌合するネジナット
と、該ネジナットの一端に連結される加圧部材と、該ス
プライン軸の回転に伴い回転可能に支持されると共に、
回転をロックされた状態では前記スプライン軸を軸方向
に移動可能に支持するスプラインナットと、該スプライ
ンナットに取り付けられ、前記ネジシャフトの加圧方向
の回転に伴って回転しようとする前記スプライン軸の回
転をロックし、かつ前記ネジシャフトの除圧方向の回転
に伴う前記スプライン軸の回転はフリーにするワンウェ
イクラッチとを有する電動ブレーキ用アクチュエータを
提供するものである。
モータの回転によりギヤ手段で減速してネジナットに伝
達し,ネジナットの加圧方向の回転によりワンウェイク
ラッチがネジシャフトの回転をロックする。 そこで,ネ
ジナットの加圧方向の回転によりネジシャフトが前進
し,加圧部材によりブレーキパッドを車輪のブレーキデ
ィスクに押圧して制動する。 ブレーキ操作の解除時は、
モータの回転によりネジナットが除圧方向に回転しはじ
めるが、このとき,加圧部材とブレーキパッドの間に大
きい摩擦力が生じてており、この摩擦力によりネジシャ
フトの回転が抑制される状態であるため、ネジナットの
除圧方向の回転によりネジシャフトが後退する。そし
て、加圧部材の摩擦力が空転する程度に低下すると,ネ
ジナットの回転に伴ってネジシャフトが回転しようとす
るが、ワンウェイクラッチによりネジシャフトがフリー
となり,加圧部材は常にブレーキパッドの直背後に停止
保持される。 また、請求項2の構成によれば、ブレーキ
操作時は、モータの回転によりギヤ手段で減速してネジ
シャフトに伝達し,ネジシャフトの加圧方向の回転によ
りワンウェイクラッチがスプライン軸の回転をロックす
る。 そこで,ネジシャフトの加圧方向の回転によりネジ
ナット、スプライン軸が前進し,加圧部材によりブレー
キパッドを車輪のブレーキディスクに押圧して制動す
る。 ブレーキ操作の解除時は、モータの回転によりネジ
シャフトが除圧方向に回転しはじめるが、このとき,加
圧部材とブレーキパッドの間に大きい摩擦力が生じてお
り,この摩擦力によりスプライン軸の回転が抑制される
状態であるため、ネジシャフトの除圧方向の回転により
スプライン軸、ネジナットが後退する。そして、加圧部
材の摩擦力が空転する程度に低下すると,ネジシャフト
の回転に伴ってネジナット、スプライン軸が回転しよう
とするが、ワンウェイクラッチによりスプライン軸がフ
リーとなり,加圧部材は常にブレーキパッドの直背後に
停止保持される。
する。図1は,電動ブレーキ用アクチュエータの概略構
成を示している。電動ブレーキ用アクチュエータ100
は,両端を略閉じた円筒状のケース101を有し,この
ケース101の内部において略中間にモータ部110が
配置され,モータ部110の左側にギヤ部130とネジ
部140が配置され,右側にスプライン部150が配置
される。
モータ111が取り付けられている。モータ111はケ
ース側に固定される永久磁石112,ケース中心に片側
をベアリング113で回転可能に支持して配設される中
空のロータ114,ロータ114の周囲に巻き付けられ
る巻線115を備えて構成され,ロータ114に取り付
けられるコミュテータ116に巻線115が電気的に接
続されている。また,コミュテータ116にはブラシ1
17が,ケース101側のブラシケース118により保
持されると共にスプリング119による一定の押圧力に
より摺接され,ブラシ117は導線120により制御装
置側に接続されている。そして,ブラシ117,コミュ
テータ116により巻線115にモータ電流を流すこと
で,モータ111のロータ114を正逆転し,さらに回
転トルクが制御される。
れるものであり,ロータ114の一端に形成されるサン
ギヤ131,ケース101に形成されるリングギヤ13
2,サンギヤ131とリングギヤ132に噛み合うピニ
オン133,該ピニオン133をベアリング134で支
持するキャリア135を備える。そして,ロータ114
によりサンギヤ131が回転すると,ピニオン133が
自転しながら公転してキャリア135をロータ114と
同一方向に所定のギヤ比で減速回転させる。
135と一体的なネジナット141,ケース101の中
心においてロータ114内部を挿通して設置されるネジ
シャフト142を備えている。ネジナット141は,ケ
ース101側のベアリング143により滑らかに回転
し,かつ,軸方向には移動しないように支持され,中心
の孔144にねじ溝145が形成されている。ネジシャ
フト142は,外周の所定の範囲にねじ溝146が形成
され,このネジシャフト142の一端がケース101外
部に突出して加圧部材147が取り付けられている。加
圧部材147には,摩擦部材147aが設けられてい
る。ここで,ネジナット141とネジシャフト142の
ねじ溝噛合部の摺動抵抗を軽減するため,両ねじ溝14
5,146がボール148を介して噛み合うように構成
されている。ギヤ部130のキャリア135と一体的に
ネジナット141が正逆転し,このとき,ネジシャフト
142が軸方向移動可能で回転ロックされる場合には,
ネジシャフト142を前進または後退移動させる。ま
た,ネジシャフト142がフリーになると,ネジナット
141とネジシャフト142とが一体的に空転する。
ネジ部140と反対側に配設され,ケース側のベアリン
グ151により回転可能に支持されるスプラインナット
152,ケース101とスプラインナット152の間に
装着されるワンウェイクラッチ160を備える。スプラ
インナット152の中心の孔153には軸方向溝154
が形成され,ネジシャフト142外周の所定の範囲に軸
方向溝155が形成され,これら軸方向溝154,15
5がボール156により摺動抵抗を軽減した状態で噛み
合う。また,スプラインナット152とネジシャフト1
42は,軸方向に相対移動し,回転方向には一体化す
る。
ようにスプラインナット152に固定されるインナーリ
ング201,ケース101に固定されるアウターリング
202,両リング201,202の間に傾いて介設され
る回転制御部材203を備える。ネジシャフト142が
図2に示した矢印のように回転する場合にあっては,回
転制御部材203が傾倒してフリーになり,逆の方向に
回転する場合は,回転制御部材203が起立して固定側
のアウターリング202によりネジシャフト142の回
転がロックされる。
装状態について説明する。車輪300のブレーキディス
ク301には,キャリパ302のブレーキパッド303
が加圧するように近接対向して配置される。そこで,キ
ャリパ302における内部の室304にアクチュエータ
100が,加圧部材147の摩擦部材147aをブレー
キパッド303の背後に近接対向した状態でボルト30
5により固定される。図4において,電動ブレーキ装置
の制御系について説明する。電動ブレーキ装置は,ブレ
ーキペダル401にペダル踏込力やストロークを検出す
るセンサ402が設けられ,このセンサ信号が制御回路
403に入力する。また,車速センサ404,車輪速セ
ンサ405(405a〜405d)からの信号もそれぞ
れ制御回路403に入力する。制御回路403は,ペダ
ル踏込力,車速,車輪速の各信号を入力して処理し,種
々の走行条件でのブレーキ操作時に4輪に必要な制動力
を演算する。DCモータ111を使用する場合は,モー
タ電流に比例したトルクを発生するので,モータ電流に
より直接モータトルクと共にブレーキパッド加圧力,す
なわち,制動力を制御できる。そこで,所定の制動力を
発生させるために必要なモータ電流を各車輪毎に演算す
る。その後,4輪FL,FR,RL,RRに装着される
アクチュエータ100(100a〜100d)に上記モ
ータ電流をそれぞれ供給する。なお,この場合にペダル
踏込力と制動力との関係を任意に設定することでブレー
キフィーリングを自由に変更することができる。
がブレーキペダル401を踏み込むと,この場合におけ
るペダル踏込力,車速,車輪速の各情報に基づいて制御
回路403により適正なモータ電流が演算され,該モー
タ電流がモータ111に流れる。このため,モータ11
1が駆動してロータ114が,例えば,図1に示した矢
印のように回転し,この回転がギヤ部130のサンギヤ
131,ピニオン133,キャリア135を介してネジ
部140のネジナット141に減速した同一方向の回転
として伝達される。このネジナット141の回転は,さ
らに,ネジシャフト142に伝達されて同一方向に回転
しようとする。ネジシャフト142の回転はスプライン
部150において,ネジシャフト142と回転方向に一
体的なスプラインナット152に伝達し,スプラインナ
ット152を図2に示した矢印と逆方向に回転させよう
とする。そこで,ワンウェイクラッチ160により,ス
プラインナット152と共にネジシャフト142の回転
が自動的にロックされる。したがって,ネジ部140に
おいては,ネジシャフト142がスプライン部150に
より軸方向移動は可能であるが,回転ロックした状態に
支持され,このため,ネジナット141の回転に伴いボ
ール148とねじ溝145,146の噛み合いでネジシ
ャフト142が左方向に円滑に移動する。そして,ネジ
シャフト142の先端に取り付けられる加圧部材147
の摩擦部材147aが前進して,ブレーキパッド303
を車輪300のブレーキディスク301に押圧接触させ
て制動力を付与する。こうして車輪300が制動され
る。
ヤ部130のギヤ比をG,ネジ部140のリードをRと
すると,加圧力Fは,以下の式で示される。すなわち, F=TM・G・2π/R である。そこで,例えば,モータ111の最大トルク1
0(kgf−cm),ギヤ部130のギヤ比が5,ネジ
部140のリードが2とすると,1571(kgf)の
加圧力を発生する。したがって,油圧ブレーキ装置の場
合における常用域を充分にカバーすることができる。
を零にすることで理論的には制動力も零になるが,ブレ
ーキパッド303やキャリパ302の変形分をキャンセ
ルする必要がある。そこで,制御回路403からモータ
電流を逆向きに流してモータ111を逆回転させる。そ
の結果,この逆回転は,ギヤ部130,ネジ部140お
よびネジシャフト142を介してスプライン部150に
伝達され,ワンウェイクラッチ160をフリーにしよう
とする。ところで,加圧部材147の摩擦部材147a
がブレーキパッド303に接している状態では,摩擦部
材147aとブレーキパッド303との摩擦力によって
ネジシャフト142の回転が抑制される。このため,モ
ータ111の逆転によりネジシャフト142は右方向に
移動し,加圧部材147(および摩擦部材147a)が
後退してブレーキパッド303の加圧力が低下する。
シャフト142を空転する程度に下がると,この時点で
ワンウェイクラッチ160によりネジシャフト142が
フリーになる。そこで,ネジナット141とネジシャフ
ト142は一体で回転し,加圧部材147はそれ以上後
退しなくなり,ブレーキパッド303の直背後に停止す
る。こうして加圧部材147が空転する程度に後退する
ことで,ブレーキパッド303やキャリパ302の変形
が解消して制動力が実質的に零になる。このときモータ
逆方向電流が比較的長い時間流れても,ワンウェイクラ
ッチ160により加圧部材147はブレーキパッド30
3の直後に停止した状態に保持される。また,ブレーキ
パッド303が徐々に摩耗して薄くなると,非制動時に
おける加圧部材147の停止位置も徐々に前方に移動す
ることになり,こうして加圧部材位置が自動的に補正さ
れ,ブレーキパッドとブレーキディスクとの間隔が常に
適正に保持される。したがって,非制動時には,ブレー
キの引きずりが確実に防止される。また,次のブレーキ
操作時にあっては,加圧部材147が無駄なストローク
移動をする必要がなくなり,加圧部材147の摩擦部材
147aは直ちにブレーキパッド303を押圧して適確
に制動する。
タの他の実施例について説明する。この実施例にあって
は,アクチュエータ100のケース101内部において
最も後方にモータ部110が配置され,モータ部110
から加圧部材側にギヤ部130,ネジ部140,スプラ
イン部150が順次配置される。モータ部110とギヤ
部130は,図1と同様に構成される。一方,ネジ部1
40では,ネジシャフト142がギヤ部130のキャリ
ア135と一体形成され,このネジシャフト142にね
じ溝145,146,ボール148によりネジナット1
41が噛み合い,ネジナット141にスプライン軸50
1が連設され,ネジシャフト142の回転によりネジナ
ット141とスプライン軸501を軸方向移動するよう
に構成されている。
150の軸方向溝154,155,ボール156を介し
てスプラインナット152が装着され,スプラインナッ
ト152にワンウェイクラッチ160等が取り付けら
れ,さらにスプライン軸501がケースの外部に突出し
て加圧部材147に連結される。なお,図1と同一の部
分では同一の符号を付して説明を省略する。
ーキ操作時にモータ部110のモータ111が駆動する
と,モータ111の回転がギヤ部130で減速し,ネジ
部140のネジシャフト142に入力され,ネジシャフ
ト142からネジナット141,スプライン軸501に
伝達する。また,ネジシャフト142の正転の場合にあ
っては,ワンウェイクラッチ160によりスプラインナ
ット152と共にスプライン軸501の回転がロックさ
れ,このため,ネジシャフト142の回転によりスプラ
イン軸501が左方向に移動し,加圧部材147の摩擦
部材147aによりブレーキパッド303を押圧して制
動動作を実行する。また,ブレーキ解除時においてモー
タ111が逆回転すると,加圧部材147の摩擦部材1
47aがブレーキパッド303に接して回転ロックされ
る状態では,ネジシャフト142の逆転によりスプライ
ン軸501と加圧部材147が後退する。その後,加圧
部材147の摩擦部材147aによる摩擦力が空転する
程度に低下すると,ワンウェイクラッチ160によりス
プラインナット152,スプライン軸501がフリーと
なり,加圧部材147はブレーキパッド303直後の位
置に停止保持される。
が,これのみに限定されない。例えば,モータはトルク
制御可能なものであれば良く,ACモータでも使用でき
る。ネジ部とスプライン部は,ボールを使用しない滑り
方式でもよい。また,スプライン部は,ボールを用いた
構造にすることもできる。
キ用アクチュエータによれば、モータ駆動によりブレー
キパッドを適切に加圧または解除する電動ブレーキ用ア
クチュエータを構成し,さらに,ストロークセンサ等が
無くてもブレーキパッドの摩耗に関係なく適切なブレー
キパッドとブレーキディスクとの間隔に保持して装置の
信頼性を安価に向上させることができる。
概略構成を示す説明図である。
ある。
る。
る。
他の実施例を示す説明図である。
す説明図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】加圧部材を前進させてブレーキパッドを車
輪のブレーキディスクに押圧接触させて制動し,あるい
は前記加圧部材を後退させて前記制動を解除する電動ブ
レーキ用アクチュエータであって、トルク制御されるモ
ータと、該モータの回転を減速するギヤ手段と、該ギヤ
手段の出力側に連結されるネジナットと、該ネジナット
にねじ嵌合するネジシャフトと、該ネジシャフトの端部
に連結される加圧部材と、前記ネジシャフトの回転に伴
い回転可能に支持されると共に、回転をロックされた状
態では前記ネジシャフトを軸方向に移動可能に支持する
スプラインナットと、該スプラインナットに取り付けら
れ、前記ネジナットの加圧方向の回転に伴って回転しよ
うとする前記ネジシャフトの回転をロックし、かつ前記
ネジナットの除圧方向の回転に伴う前記ネジシャフトの
回転はフリーにするワンウェイクラッチとを有すること
を特徴とする電動ブレーキ用アクチュエータ。 - 【請求項2】加圧部材を前進させてブレーキパッドを車
輪のブレーキディスクに押圧接触させて制動し,あるい
は前記加圧部材を後退させて前記制動を解除する電動ブ
レーキ用アクチュエータであって、トルク制御されるモ
ータと、該モータの回転を減速するギヤ手段と、該ギヤ
手段の出力側に連結されるネジシャフトと、該ネジシャ
フトにねじ嵌合するネジナットと、該ネジナットに連結
されたスプライン軸と、該スプライン軸の端部に連結さ
れる加圧部材と、前記スプライン軸の回転に伴い回転可
能に支持されると共に、回転をロックされた状態では前
記スプライン軸を軸方向に移動可能に支持するスプライ
ンナットと、該スプラインナットに取り付けられ、前記
ネジシャフトの加圧方向の回転に伴って回転しようとす
る前記スプライン軸の回転をロックし、かつ前記ネジシ
ャフトの除圧方向の回転に伴う前記スプライン軸の回転
はフリーにするワンウェイクラッチとを有することを特
徴とする電動ブレーキ用アクチュエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11434693A JP3166401B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 電動ブレーキ用アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11434693A JP3166401B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 電動ブレーキ用アクチュエータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06327190A JPH06327190A (ja) | 1994-11-25 |
JP3166401B2 true JP3166401B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14635466
Family Applications (1)
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