JP4379321B2

JP4379321B2 - 車両の電動ブレーキ装置

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Publication number: JP4379321B2
Application number: JP2004354040A
Authority: JP
Inventors: 荒川　　晴生; 横山　　隆久; 竹下　　隆之; 千裕新田
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: JP2006161953A; US20060118368A1; DE102005058042A1; US7537096B2; DE102005058042B4

Description

本発明は、車両の電動ブレーキ装置に関し、特に、電動モータによって摩擦部材を制動部材に押圧して車輪の回転を抑制するように構成された電動ブレーキ装置に係る。

車両の電動ブレーキ装置に関し、電動モータによって摩擦部材を制動部材に押圧して車輪の回転を抑制することが提案されている。例えば、特許文献１には、電動モータの回転を直進運動に変換してピストンを推進し、摩擦パッドをディスクロータに押圧して制動力を発生する電動ブレーキ装置が開示されている。同特許文献では、電動モータを制御するためのコントローラをディスクブレーキに一体に取付け、車輪速センサのワイヤハーネスをそのコントローラに接続することが提案されている。

特開２００３−２８７０６９号公報

前掲の特許文献１に記載の装置によれば、車輪速センサのワイヤハーネスをバネ下からバネ上のコントローラまで配策する必要がなくなるが、車輪速センサとコントローラを結ぶワイヤハーネス及びその組付は依然として必要である。また、電動モータや減速機が装着されて大型となり重くなったブレーキ本体に対し、コントローラの一体化によって、更にディスクブレーキ本体の容積が大型化するので、一般的な車両に搭載することは極めて困難である。更に、コントローラは電動モータ等に発生する熱の影響を受け易くなるので、何らかの対策を講ずる必要がある。

そこで、本発明は、電動モータによって摩擦部材を制動部材に押圧して車輪の回転を抑制するように構成された車両の電動ブレーキ装置において、電動モータへの配線を容易且つ確実に行うことができると共に、簡単な構造で信頼性が高い車両の電動ブレーキ装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両に対し車輪と一体的に回転する制動部材と、該制動部材に対し当接可能に前記車両に支持した摩擦部材と、該摩擦部材を前記制動部材に当接する方向に駆動する電動モータを具備し、該電動モータによって前記摩擦部材を前記制動部材に押圧して前記車輪の回転を抑制する車両の電動ブレーキ装置において、前記車輪を回転可能に支持する軸部と、該軸部と一体的に形成された本体部を有し、該本体部に、前記車輪の回転軸と略平行で少なくとも前記車両側に開口する開口部を形成して成り、当該本体部を前記車両に支持するナックルと、該ナックルの前記開口部内に収容し、前記電動モータの回転力を前記摩擦部材の前記制動部材への押圧力に変換する運動変換機構とを備え、該運動変換機構を、前記ナックルに対し前記車両側で前記電動モータに連結し、前記電動モータを前記ナックルに支持するように構成すると共に、前記車輪の回転軸近傍まで延出するように前記運動変換機構と前記電動モータとの間に介装し前記電動モータを直接電気的に接続する回路基板と、前記車輪の回転軸に支持し前記車輪と一体的に回転するセンサロータと、該センサロータに対向する位置で前記回路基板に支持して直接電気的に接続し、前記車輪の回転速度を検出する車輪速度センサと、前記ナックルに支持し、前記回路基板を介して前記電動モータと電気的に接続し、前記電動モータを駆動制御するコントローラとを備えることとしたものである。

上記電動ブレーキ装置において、請求項２に記載のように、前記コントローラは、前記ナックルと前記回路基板との間に介装し、前記車輪速度センサ及び前記電動モータと電気的に接続すると共に、リード線に接続するように構成するとよい。

更に、請求項３に記載のように、前記回路基板に対して、一方側の面に前記電動モータを配設し、他方側の面に前記コントローラを配設したものとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の電動ブレーキ装置においては、運動変換機構がナックルの開口部内に収容されると共に、ナックルに対し車両側で電動モータに連結され、電動モータがナックルに支持されるように構成されているので、電動ブレーキ装置の重量及び容量を大幅に低減することができる。しかも、回路基板に対し電動モータが直接電気的に接続されており、ワイヤハーネスを必要としないので、車両への組付性や信頼性を向上することができると共に、車輪速度センサに接続されるワイヤハーネスをも排除することができ、車両への組付性等に関する信頼性が向上する。

そして、請求項２に記載のように構成すれば、車輪速度センサ及び電動モータ及びコントローラの制御信号をリード線のみを介して通信することができる。

更に、請求項３に記載のように構成すれば、電動モータ等の熱によって影響されるおそれが小さい適切な位置に、コントローラを配設することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の電動ブレーキ装置は、図１にその一部を示すように、車両のホイール１内に設けられるディスクブレーキ装置に係るもので、車両のサスペンションを構成するナックル２に、ホイール１を回転可能に支持する円筒状の軸部２ａと、この軸部２ａと一体的に本体部２ｂが形成されている。本体部２ｂには、ホイール１の回転軸と略平行で少なくとも車両側（図１の右側）に開口する開口部２ｃが形成されている。尚、本実施形態では図１の左側にも開口しており、貫通孔となっている。

ナックル２の軸部２ａ内には、ベアリング３を介して回転可能にハブ４が支持されている。このハブ４はディスクロータ１０を介してボルト・ナット１１によってホイール１に固定されており、ホイール１とナックル２との間の空間にディスクロータ１０が介装された形態となっている。ディスクロータ１０は本発明の制動部材を構成するもので、筒体部を有し、その外周面に、ホイール１の回転軸と平行に摺動ピン１２が固定されており、この摺動ピン１２に対し、二枚の環状部材１３及び１４がホイール１の回転軸と平行に摺動自在に支持されている。而して、ハブ４、ディスクロータ１０及びホイール１は一体となって、ナックル２ひいては車両本体に対し、車両の速度に応じた回転速度で、回転運動を行うように構成されている。

ハブ４に関し、ホイール１と反対側の端部４ａの外周面には螺子溝が形成されており、ナックル２の軸部２ａの内孔にベアリング３が装着された後、ベアリング３の内側に筒体部４ｂが嵌合するようにハブ４が挿入されると、ハブ４の端部４ａはベアリング３から延出する。このハブ４の端部４ａに環状のセンサロータ２０が装着された後に、ナット５が螺子溝に螺合されて固定される。センサロータ２０は後述する車輪速度センサ２２と共に車輪速度検出手段を構成するもので、その端面には歯部２１が形成されている。

一方、ナックル２の開口部２ｃ内には、電動モータ６の回転力を摩擦部材（後述する９１等）の制動部材（ディスクロータ１０）への押圧力に変換する運動変換機構７が収容されている。この運動変換機構７は、ナックル２に対し車両側で電動モータ６に連結され、電動モータ６はナックル２に支持されている。電動モータ６と運動変換機構７との間には回路基板５０が介装され、この回路基板５０に電動モータ６のステータ６２が固定され、直接電気的に接続されている。また、回路基板５０はハブ４の端部４ａ、即ち車輪の回転軸近傍まで延出しており、回路基板５０の延出端部に、センサロータ２０の歯部２１に対向するように車輪速度センサ２２が支持され、電気的に接続されている。

更に、電動モータ６を駆動制御するコントローラ１００が、ナックル２に対し車両側で回路基板５０とナックル２の本体部２ｂとの間に介装され、車輪速度センサ２２及び電動モータ６に電気的に接続されている。尚、コントローラ１００にはリード線１０１が接続されている。

電動モータ６はその出力軸６１が運動変換機構７に連結されており、その回転運動がピストン部材８０の直線運動に変換され、ひいては摩擦部材（後述する９１等）の制動部材（ディスクロータ１０）への押圧力に変換される。運動変換機構７は、減速機構７０とピストン部材８０から成り、減速機構７０としては種々の態様があるが、本実施形態では一般的なものでよいので、構造の説明は省略する。ピストン部材８０は、有底筒体８１及び８２の開口部が対向するように重合して成り、両者間に圧縮スプリング８３が介装され、有底筒体８１及び８２が相互に離隔する方向に付勢されている。有底筒体８１の内面は開口端方向に拡径されたテーパ面が形成されており、このテーパ面と有底筒体８２の外周面との間にボール８４及び圧縮スプリング８５が収容され、有底筒体８１の開口端にストッパ８６が固定されている。これにより、有底筒体８１及び８２は一体となって前進（図１の左方向に移動）すると共に、有底筒体８２が有底筒体８１に対して相対的に前進し得るように構成されている。

而して、電動モータ６の回転が減速機構７０で減速されると共に、ピストン部材８０の直線運動に変換され、第１の摩擦部材９１が車輪の回転軸と平行に外側（ホイール１側）に押圧されるように構成されている。本実施形態の摩擦部材は、夫々裏板９１ｐ、９２ｐ及び９３ｐに固着された第１の摩擦部材９１、第２の摩擦部材９２及び第３の摩擦部材９３で構成されており、これらの裏板９１ｐ、９２ｐ及び９３ｐを貫通する支持ピン９５によって摺動自在に支持されると共に、この支持ピン９５によってアーム部材９４がナックル２に固定されている。而して、第１の摩擦部材９１に対する推進力は、環状部材１３、第２の摩擦部材９２、環状部材１４、第３の摩擦部材９３、そしてアーム部材９４の順に伝達される。このとき、環状部材１３及び１４は、ディスクロータ１０に対し車輪の回転軸と平行に摺動可能に支持されており、所謂フローティング方式が構成されているので、第１乃至第３の摩擦部材９１、９２及び９３によって均等な力で押圧される。また、第１乃至第３の摩擦部材９１、９２及び９３が磨耗すると、そのままでは各々と環状部材１３及び１４との間隙が大きくなることになるが、本実施形態では、ピストン部材８０が前述のように構成されており、摩擦部材が磨耗して薄くなるに従い、有底筒体８２が有底筒体８１に対して相対的に前進するので、各部材が密着した状態に維持される。

次に、上記の構成になる電動ブレーキ装置の作動を説明すると、ホイール１の回転に応じてセンサロータ２０が回転すると、車輪速度センサ２２にてホイール１の回転数に比例した電気信号が発生し、コントローラ１００に供給される。コントローラ１００においては、リード線１０１を介して供給される電気信号と共に、電動モータ６に対する制御指示値が演算され、これに応じてコントローラ１００から出力される制御信号によって電動モータ６が回転駆動される。この回転運動は減速機構７０で減速されると共に、ピストン部材８０の前進作動に変換されて第１乃至第３の摩擦部材９１、９２及び９３が押圧され、ディスクロータ１０に制動力が付与される。

以上のように、上記の構成になる電動ブレーキ装置によれば、従来装置のシリンダに相当するハウジング部を、本来ブレーキとは無関係のナックル２と共用することができるため、重量及び容量を大幅に低減しつつ十分な強度を確保することが可能になる。更に、取付精度に関しても、従来のナックルとマウンティング及びシリンダとの間に発生する傾き誤差を解消することができるため、それに起因する運動変換機構の機能低下を抑制することができる。もっとも、作動時に特別な負荷がかからず、特に高精度であることが要求されない電動モータ６については、ナックル２内に収容することは無意味であるどころか、不必要にナックル２の厚さや幅が大となり、反って重量や容量の増加を招くことになるので、図１に示すようにナックル２の外側に配置することが望ましい。

また、コントローラ１００は、電動モータ６との間で電力の供給や制御信号の通信用として、多くのワイヤハーネスを必要とするため、前掲の特許文献１で示されているように、コントローラとモータ部を一体化すればワイヤハーネスを除去することができるが、単純にコントローラ１００を電動モータ６あるいはディスクブレーキ本体と一本化したのでは、取付けスペースの大幅な増大を招いてしまう。特に電動モータの構成上、特許文献１に図示されているように、制御装置（コントローラ）はモータの車両内側端部に取付けられることになり、ディスクブレーキの軸長が著しく長いものになり、車両に搭載することが極めて困難となる。

これに対し、上記の構成になる電動ブレーキ装置によれば、ディスクブレーキ本体の軸長は殆ど延長する必要はなく、ワイヤハーネスを除去しつつ、コントローラ１００をスペースに余裕のある位置に配設することが可能になる。特に、電動モータ６をはじめディスクブレーキ本体に発生する熱によって影響されるおそれが小さい適切な位置に、コントローラ１００を配設することができる。また、車輪速度センサ２２に接続されるワイヤハーネスをも排除することができ、車両への組付性等に関する信頼性が向上する。

本発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置を示す断面図である。

符号の説明

１ホイール
２ナックル
４ハブ
６電動モータ
７運動変換機構
１０ディスクロータ
２０センサロータ
２２車輪速度センサ
５０回路基板
７０減速機構
８０ピストン部材
９１第１の摩擦部材
９２第２の摩擦部材
９３第３の摩擦部材
１００コントローラ

Claims

車両に対し車輪と一体的に回転する制動部材と、該制動部材に対し当接可能に前記車両に支持した摩擦部材と、該摩擦部材を前記制動部材に当接する方向に駆動する電動モータを具備し、該電動モータによって前記摩擦部材を前記制動部材に押圧して前記車輪の回転を抑制する車両の電動ブレーキ装置において、前記車輪を回転可能に支持する軸部と、該軸部と一体的に形成された本体部を有し、該本体部に、前記車輪の回転軸と略平行で少なくとも前記車両側に開口する開口部を形成して成り、当該本体部を前記車両に支持するナックルと、該ナックルの前記開口部内に収容し、前記電動モータの回転力を前記摩擦部材の前記制動部材への押圧力に変換する運動変換機構とを備え、該運動変換機構を、前記ナックルに対し前記車両側で前記電動モータに連結し、前記電動モータを前記ナックルに支持するように構成すると共に、前記車輪の回転軸近傍まで延出するように前記運動変換機構と前記電動モータとの間に介装し前記電動モータを直接電気的に接続する回路基板と、前記車輪の回転軸に支持し前記車輪と一体的に回転するセンサロータと、該センサロータに対向する位置で前記回路基板に支持して直接電気的に接続し、前記車輪の回転速度を検出する車輪速度センサと、前記ナックルに支持し、前記回路基板を介して前記電動モータと電気的に接続し、前記電動モータを駆動制御するコントローラとを備えたことを特徴とする車両の電動ブレーキ装置。
前記コントローラは、前記ナックルと前記回路基板との間に介装し、前記車輪速度センサ及び前記電動モータと電気的に接続すると共に、リード線に接続したことを特徴とする請求項１記載の車両の電動ブレーキ装置。
前記回路基板に対して、一方側の面に前記電動モータを配設し、他方側の面に前記コントローラを配設したことを特徴とする請求項２記載の車両の電動ブレーキ装置。