JP4496515B2 - 電動ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのトルクによって制動力を発生する電動ブレーキ装置に係り、特に特に駐車ブレーキとしての機能を付加した電動ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置としては、ピストンと、モータと該モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記モータのロータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生するものがある。そして、このような電動ブレーキ装置では、通常、運転者によるブレーキペダルの踏力やストロークをセンサによって検出し、この検出値に応じて電動モータの回転（回転角）を制御することにより所望の制動力を得るようにしている。
【０００３】
ところで最近、この種の電動ブレーキ装置にパーキングブレーキの機能を付加して、利用価値を高めることが種々検討されており、例えば、実用新案登録第２５４６３４８号公報には、上記した回転−直動変換機構の回動部材にクラッチ機構とボールランプ機構とを介して回転軸を接続し、この回転軸に、例えばレバー操作で外部から回転力を加えて、前記ボールランプ機構を介してクラッチ機構をつないで前記回転−直動変換機構を作動させ、制動力を発生する機械式ブレーキ作動機構が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の機械式ブレーキ作動機構によれば、外部操作により駐車ブレーキを効かせた状態でブレーキペダルを踏込むと、回転−直動変換機構がクラッチ機構を介して外部の操作部と作動連結されているため、電動ブレーキが効かない状態となる、という問題があった。また、回転−直動変換機構の回動部材にクラッチ機構とボールランプ機構とを介して回転軸を直列に接続するため、キャリパの軸方向長さが拡大し、ホイールと干渉する虞があって車両への搭載性が悪化するという問題もあった。
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、電動ブレーキとしての本来的な機能を損なうことなく駐車ブレーキとしての機能を十分に発揮させることができ、しかも車両への搭載性も良好な電動ブレーキ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ピストンと、モータと該モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記モータのロータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキ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において、前記ロータの周りに、前記モータへの通電が遮断されているときには前記ロータの、制動解除方向への回転を規制し、かつ前記モータへの通電に応じて前記規制を解除する駐車ブレーキロック機構を配設し、駐車ブレーキロック機構が、モータのロータに設けられたつめ車と、該つめ車の周りに配置したアームと、該アームに軸着された係合つめと、常時は該係合つめを前記つめ車に係合する方向へ前記アームを付勢する第１付勢手段と、前記アームに対して前記係合つめを前記つめ車の歯部に係合する方向へ付勢する第２付勢手段とからなり、該第２付勢手段は前記ロータの制動解除方向への回転力が所定量以上のときに前記係合つめの前記つめ車の歯部との係合を解除する付勢力となっていることを特徴とする。
このように構成した電動ブレーキ装置においては、モータのロータの回転に応じて制動力が発生した段階でモータへの通電を遮断すると、駐車ブレーキロック機構がロータの回転を規制するように作動し、制動力がそのまま維持されて駐車ブレーキが確立する。一方、この状態からモータへ通電すると、そのロータの回転により駐車ブレーキロック機構がアンロック動作し、駐車ブレーキが自動的に解除される。また、駐車ブレーキロック機構は、ロータの周りに配設されるので、キャリパの軸方向長さが拡大することはない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
図１〜３は、本発明の第１の実施の形態としての電動ブレーキ装置を示したものである。これらの図において、１は、ディスクロータＤより車両内側に位置する車両の非回転部（ナックル等）に固定されたキャリア、２は、キャリア１にディスクロータＤの軸方向へ浮動可能に支持されたキャリパ、３，４は、ディスクロータＤの両側に配置された一対のブレーキパッドであり、ブレーキパッド３，４はディスクロータＤの軸方向に移動可能にキャリア１に支持されている。キャリパ２は、先端側に爪部５ａを有する爪部材５と、この爪部材５の基端側にボルト（図示略）により結合された環状の基体６と、この基体６にボルト７により共に結合されたリング状支持板８およびモータケース９とからなる組立型のキャリパ本体１０を備えており、前記爪部材５の爪部５ａが車両外側のブレーキパッド４の背面に近接して配置されている。
【０００８】
本実施の形態において上記キャリパ２内には、車両内側のブレーキパッド３の背面に当接可能なピストン１１と、モータ１２と、このモータ１２の回転を直線運動に変換して前記ピストン１１に伝えるボールランプ機構（回転−直動変換機構）１３と、モータ１２の回転を減速して前記ボールランプ機構１３に伝える差動減速機構１４と、ブレーキパッド３，４の摩耗に応じてピストン１１の位置を変更してパッド摩耗を補償するパッド摩耗補償機構１５（図２）と、駐車ブレーキを確立する駐車ブレーキロック機構１６（図１、３）とが配設されている。
【０００９】
上記ピストン１１は、図２に示すように大径の本体部２０と小径の軸部２１とを連設してなっており、その本体部２０が車両内側のブレーキパッド３に近接して配置されている。ピストン１１の軸部２１には角形断面の軸穴２１ａが設けられており、ピストン１１は、その軸穴２１ａに前記モータケース９の端板２２から延ばした支持ロッド２３の先端部を挿入させることにより、該支持ロッド２３に摺動可能にかつ回転不能に支持されている。なお、ピストン１１の本体部２０とキャリパ本体１０との間には、キャリパ本体１０内を外部から閉塞するゴム製のカバー２４が張設されている。
【００１０】
上記モータ１２は、モータケース９に嵌合固定されたステータ２５と、ステータ２５内に配置された中空ロータ２６とを備え、ロータ２６は、モータケース９および前記支持板８に軸受２７、２８によって回動可能に支持されている。モータ１２は、コントローラ（図示せず）からの指令でロータ２６を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動し、そのロータ２６の回転角は、該ロータ２６の内部に配置された図示を略す回転検出器により検出されるようになっている。なお、キャリパ本体１０には、ステータ２５および前記回転検出器と前記コントローラとを接続する信号線を取り回すためのコネクタ２９が取付けられている。
【００１１】
上記ボールランプ機構１３は、キャリパ本体１０の環状基体６の内周部にクロスローラ軸受３０を介して回動可能に支持されたリング状第１ディスク（回動部材）３１とピストン１１の軸部２１にねじ部Ｓを介して結合されたリング状第２ディスク（直動部材）３２と、両ディスク３１と３２との間に介装されたボール３３とを備えている。第２ディスク３２は、ピストン１１の本体部２０の背面に当接する状態で配置され、常時は、これとキャリパ本体１０との間に介装したウェーブワッシャ３４の摩擦力により回転が規制されている。
【００１２】
上記ボール３３は、第１ディスク３１および第２ディスク３２の対向面に、それぞれ円周方向に沿って円弧状に形成された３つのボール溝３５と３６との間に装入されている。ボール溝３５，３６は、それぞれ同方向に傾斜して、等しい中心角（例えば90°）の範囲で等間隔に配置されており、いま、第１ディスク３１が、図１、２の右方向から見て反時計回りに回転するとき、第２ディスク３２が同図の左方向への押圧力を受ける。この時、第２ディスク３２はウェーブワッシャ３４によりその回転が規制されているので、第２ディスク３２は回転しないで直動（前進）し、これに応じてピストン１１が前進（推進）して、車両内側のブレーキパッド３をディスクロータＤに対して押付ける。
【００１３】
一方、第２ディスク３２の、ピストン１１の軸部２１に螺合された部分（ねじ部Ｓ）にはモータケース９の端板２２側へ大きく延長する延長筒部３７が連設されており、この延長筒部３７内には、前記支持ロッド２３に一端が係止され、該延長筒部３７を介して常時は第２ディスク３２を第１ディスク３１側へ付勢する皿ばね３８が配設されている。これにより、ボールランプ機構１３のボール３３は２つのディスク３１と３２との間に強圧され、第１ディスク３１が、図１、２の右方向から見て時計回りに回転するとき、第２ディスク３２が同図の右方向へ後退し、ピストン１１がブレーキパッド３から離間するようになる。
【００１４】
上記差動減速機構１４は、図２によく示されるように、モータ１２のロータ２６の、ディスクロータＤ側への延長端部に形成された偏心軸３９、この偏心軸３９に軸受４０を介して回動可能に嵌装された偏心板４１、この偏心板４１と前記キャリパ本体１０の支持板８との間に介装されたオルダム機構４２および偏心板４１と前記ボールランプ機構１３の第１ディスク３１との間に介装されたサイクロイドボール減速機構４３からなっている。偏心板４１は、前記オルダム機構４２の作動により偏心軸３９の回転に応じて自転せずに公転運動をし、一方、この偏心板４１の公転運動に応じてサイクロイドボール減速機構４３が作動して、第１ディスク３１がロータ２６と一定の回転比で該ロータ２６と逆方向に回転するようになる。なお、図１中、Ｏ1 はロータ２６の回転中心を、Ｏ2 は偏心軸３９の回転中心を、δは両者の偏心量をそれぞれ表している。
【００１５】
ここで、上記サイクロイドボール減速機構４３における、偏心板４１側のサイクロイド溝の基準円の直径をｄ、第１ディスク３１側のサイクロイド溝の基準円の直径をＤとすると、前記ロータ２６に対する第１ディスク３１の回転比Ｎは、Ｎ＝（Ｄ−ｄ）/Ｄとなる。この場合、第１ディスク３１が一回転するときのロータ２６の回転数が減速比α(＝１/Ｎ)となる。そして、ロータ２６が、ある角度θだけ回転すると、第１ディスク３１の回転角θA はθ/αとなり、ボールランプ機構１３のボール溝３５、３６の傾斜（リード）をＬとすると、第２ディスク３２はＳ＝(Ｌ/360)×(θ/α)だけ前進することになる。
【００１６】
上記パッド摩耗補償機構１５は、図２によく示されるように、上記ボールランプ機構１３の第２ディスク３２の延長筒部３７に回動可能に嵌合されかつ第１ディスク３１に回転方向に対して遊びを持って作動連結されたリミッタ４４と、前記第２ディスク３２の延長筒部３７に嵌合され、ピン４５により第２ディスク３２に対して位置固定されたスプリングホルダ４６と、このスプリングホルダ４６の周りに配置され、一端が前記リミッタ４４に、他端が前記スプリングホルダ４６にそれぞれ連結されたコイルスプリング４７とから構成されている。
【００１７】
このパッド摩耗補償機構１５は、ブレーキパッド３、４に摩耗があると、ボールランプ機構１３の第１ディスク３１の回転に応じてリミッタ４４が回転し、その回転がコイルプリング４７、スプリングホルダ４６、ピン４５を介して第２ディスク３２に伝達され、支持ピン２３により回り止めされているピストン１１が、該支持ピン２３に沿ってブレーキパッド３をディスクロータＤに押付けるまですなわち制動力が発生するまで前進し、パッド摩耗分の隙間を解消するように作動する。一方、制動力が発生した以降は、ピストン１１と第２ディスク３２とのねじ部Ｓに発生する大きな摩擦抵抗により第２ディスク３２の回転が阻止されるので、この第２ディスク３２と第１ディスク３１との回転ずれ、すなわちスプリングホルダ４６とリミッタ４４との回転ずれはコイルスプリング４７のねじり変形により吸収される。
【００１８】
上記駐車ブレーキロック機構１６は、図３によく示されるように、モータ１２のロータ２６の外周面に一体に形成されたつめ車５０と、このつめ車５０の周りに配置され、キャリパ本体１０にピン５１を用いて基端部が軸着された揺動アーム５２と、この揺動アーム５２の長手方向中間部位にピン５３を用いて基端部が軸着された係合つめ５４と、揺動アーム５２の先端部とキャリパ本体１０との間に介装され、揺動アーム５２を常時はつめ車５０に接近する方向へ付勢する引張ばね（第１付勢手段）５５と、キャリパ本体１０に設けられ、前記引張ばね５５により付勢された揺動アーム５２の側面に当接して、該揺動アーム５２をロータ２６の中心線に略直交するように起立させるストッパ部５６とを備えている。
【００１９】
上記つめ車５０の各歯部５７は、制動解除時におけるロータ２６の回転方向（図１の右方からみて反時計方向）Ｌの前側に歯面５７ａを、制動時におけるロータ２６の回転方向（図１の右方からみて時計方向）Ｒの前側に傾斜逃げ面５７ｂをそれぞれ向けるように歯形状が設定されている。また、揺動アーム５２には、常時は図３に見て反時計方向へ係合つめ５４を付勢するねじりばね（第２付勢手段）５８と、前記係合つめ５４の反時計方向への回転を規制して、該係合つめ５４を揺動アーム５２に略直交する方向へ突出させる突起５９とが設けられている。すなわち、係合つめ５４は、常時は引張ばね５５による揺動アーム５２の姿勢制御とねじりばね５８による自体の姿勢制御との協働により、その先端部をつめ車５０の歯部５７に対する係合位置に位置決めされるようになっている。
【００２０】
以下、上記第１の実施の形態としての電動ブレーキ装置の作用について、図４、５も参照しながら説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力によりモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転する。すると、このロータ２６と一体の偏心軸３９に軸受４０を介して取付けられている偏心板４１が、オルダム機構４２により自転せずに公転運動をし、この偏心板４１の公転運動により、サイクロイドボール減速機構４３が作動して、ボールランプ機構１３の第１ディスク３１が、前記したようにロータ２６と一定の回転比Ｎをもってこれと逆方向（反時計方向）へ回転する。一方、ボールランプ機構１３の第２ディスク３２は、ウェーブワッシャ３４の抵抗力により回転が規制されているので、前記第１ディスク３１の回転に応じてディスクロータＤ側へ前進し、これによりピストン１１が推進して、車両内側のブレーキパッド３をディスクロータＤに対して押付ける。すると、その反力によってキャリパ２がキャリア１に対して移動し、その爪部材５の爪部５ａが車両外側のブレーキパッド４をディスクロータＤの外側面に押付け、これによりモータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。この時、ブレーキパッド３、４に摩耗がある場合は、パッド摩耗補償機構１５が作動してパッド摩耗分の隙間が解消されることは、前記したとおりである。
しかして、上記電動ブレーキ作動時には、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０がロータ２６と一体に時計方向Ｒへ回転するので、係合つめ５４が、突起５９に当接したまま各歯部５７の傾斜逃げ面５７ｂ上を滑動する。この時、ロータ２６の回転トルクは、揺動アーム５２をつめ車５０側へ付勢する引張ばね５５の付勢力よりも十分大きいので、図４に示すように、揺動アーム５２がピン５１を支点に引張ばね５５の付勢力に抗して反時計方向へ揺動し、これにより係合つめ５４がつめ車５０の各歯部５７を円滑に乗り越える。すなわち、ロータ２６が円滑に時計方向（制動方向）Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。
【００２１】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、これに応じて皿ばね３８の付勢力により第２ディスク３２とピストン１１とが一体的に後退し、ディスクロータＤへの押付け力が解放され、制動が解除される。
この時、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０がロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ回転し、図５に示すように、係合つめ５４が、各歯部５７の歯面５７ａによりねじりばね５８に抗して押下げられる。この結果、ロータ２６が円滑に反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転し、電動ブレーキの解除が保証される。すなわち、駐車ブレーキロック機構１６は、モータ１２への通電に応じて発生する回転トルクにより自動的にアンロック動作する（外れる）ので、モータ１２の回転を複雑に制御する必要はない。
【００２２】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号により、モータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、上記した通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本第１の実施の形態においては、この制動力発生と同時にモータ１２への通電を遮断するように制御が行われる。この場合、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転トルクが発生し、この回転トルクにより駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働く。しかし、前記ロータ２６の回転トルクは、電動モータ作動時と比較して著しく小さいので、前記図３示したように係合つめ５４はねじりばね５８の付勢力で突起５９に当接する突出姿勢を維持し、この結果、係合つめ５４とつめ車５０との係合によりロータ２６の反時計方向Ｌへの回転が規制され、駐車ブレーキが確立する。
【００２３】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作によりモータ１２への通電がなされ、電動ブレーキの解除時と同様にロータ２６が反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０もロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ回転する。この時のロータ２６の回転トルクは係合つめ５４を突出姿勢に維持するねじりばね５８の付勢力よりもかなり大きいので、図５に示したように、係合つめ５４が、つめ車５０の各歯部５７の歯面５７ａによって押下げられる。すなわち、ロータ２６は、制動解除方向への回転が自由となり、この回転に応じてピストン１１が後退し、ディスクロータＤへの押付け力が解放され、駐車ブレーキとしての制動が解除される。
【００２４】
図６〜８は、本発明の第２の実施の形態としての電動ブレーキ装置を示したものである。なお、電動ブレーキ装置の全体的な構造は、前記図１、２に示したものと同じであるので、ここでは図示を省略する。また、駐車ブレーキロック機構１６の基本構造も、上記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは、同一部分に同一符号を付し重複する説明は省略する。本第２の実施の形態の特徴とするところは、上記駐車ブレーキロック機構１６における引張ばね５５に代えて、ソレノイド機構６０を設けた点にある。このソレノイド機構６０は、キャリパ本体１０に固設され、プランジャ６１の先端部を前記揺動アーム５２に軸着させたソレノイド（アクチュエータ）６２と、このソレノイド６２のプランジャ６１を常時は後退方向へ付勢する圧縮ばね（付勢手段）６３とからなっており、揺動アーム５２は、前記圧縮ばね６３により常時はストッパ部５６に当接する起立姿勢を維持するようになっている（図６）。ソレノイド６２は、通電に応じてそのプランジャ６１を伸長させるように作動し、このプランジャ６１の伸長により、揺動アーム５２はつめ車５０から離間する方向へ傾倒する状態を維持する（図７）。
【００２５】
以下、上記第２の実施の形態としての電動ブレーキ装置の作用について説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力によりモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転し、第１の実施の形態におけると同様にピストン１１が推進して、モータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。しかして、この電動ブレーキ作動時には、モータ１２への通電と同時にブレーキロック機構１６のソレノイド６２に対しても通電がなされ、これによりソレノイド６２のプランジャ６１が伸長して、図７に示すように、揺動アーム５２はつめ車５０から離間する方向へ傾倒する状態を維持する。そして、この揺動アーム５２の傾倒により係合つめ５４はつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態に位置決めされ、この結果、ロータ２６が円滑に時計方向（制動方向）Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。この場合、係合つめ５４とつめ車５０とが非接触状態でロータ２６が回転するので、両者の接触による騒音の発生が防止されるばかりか摩耗の進行も抑制され、その上、両者の接触抵抗もなくなってモータ１２の効率が向上する。
【００２６】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、ピストン１１が後退して制動が解除されるが、この時、ブレーキロック機構１６のソレノイド６２への通電が継続されているので、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４は、同じく図７に示すようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向（制動解除方向）Ｌへ円滑に回転し、これにより電動ブレーキの解除が保証される。
【００２７】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号に応じてモータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本第２の実施の形態においては、この制動力発生と同時に駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド６２およびモータ１２への通電を遮断する制御が行われる。そして、ソレノイド６２への通電遮断により、図６に示すようにプランジャ６１が後退し、圧縮ばね６３の付勢力により揺動アーム５２が初期の起立状態に位置決めされ、係合つめ５４がつめ車５０に対する係合位置に位置決めされる。また、モータ１２への通電遮断により、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転トルクが発生し、この回転トルクにより駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働く。しかし、前記ロータ２６の回転トルクは、電動モータ作動時と比較して著しく小さいので、前記図６示したように係合つめ５４はねじりばね５８の付勢力で突起５９に当接する突出姿勢を維持し、係合つめ５４とつめ車５０との係合によりロータ２６の反時計方向（制動解除方向）Ｌへの回転が規制され、この結果、駐車ブレーキが確立する。
【００２８】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作に応じて駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド６２に通電がなされ、これによりソレノイド６２のプランジャ６１が伸長して、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４は、図７に示したようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持する。一方、ソレノイド６２への通電と同時にモータ１２への通電もなされ、これにより電動ブレーキの解除時と同様にロータ２６が反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転する。この時、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し（図７）、これにより駐車ブレーキが解除される。
【００２９】
なお、上記第２の実施の形態においては、万一、ソレノイド６２が失陥すると、図８に示すようプランジャ６２が後退した状態を維持するが、この場合は、プランジャ６２を後退方向へ付勢する圧縮ばね６３が、上記第１の実施の形態における引張ばね５５（図３〜５）と同様に機能するので、駐車ブレーキを作動させることができる。
【００３０】
図９および１０は、参考技術としての電動ブレーキ装置を示したものである。なお、電動ブレーキ装置の全体的な構造は、前記図１、２に示したものと同じであるので、ここでは図示を省略する。本参考技術の特徴とするところは、上記第１、第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構１６の構成要素の中から揺動アーム５２を省略し、つめ車５０に係合する係合つめとして比較的大型で長尺な係合つめ５４´を用い、この係合つめ５４´の長手方向中間部位をピン７０を用いてキャリパ本体１０に軸着し、さらにキャリパ本体１０に、前記係合つめ５４´をつめ車５０から離脱する方向へ付勢する引張ばね（付勢手段）７１と係合つめ５４´をつめ車５０に対する係合位置へ揺動させるソレノイド７２とを設けた点にある。なお、ソレノイド７２は、通電に応じてそのプランジャ７３を伸長させるように作動する。
【００３１】
以下、上記参考技術としての電動ブレーキ装置の作用について説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転し、第１、第２の実施の形態におけると同様にピストン１１が推進し、モータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。しかして、この電動ブレーキ作動時には、ブレーキロック機構１６のソレノイド６２に対する通電は遮断されており、これにより係合つめ５４´は、図９に示すように引張ばね７１の付勢力によりつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態に位置決めされる。この結果、ロータ２６は円滑に時計方向Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。この場合、係合つめ５４´がつめ車５０から係合離脱する状態でロータ２６が回転するので、第２の実施の形態と同様に騒音の発生が防止されるばかりか摩耗の進行も抑制され、その上、モータ１２の効率も向上する。
【００３２】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、ピストン１１が後退して制動が解除されるが、この時、駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド７２への通電の遮断が継続されているので、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４´は、同じく図９に示すようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４´と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し、これにより電動ブレーキの解除が保証される。
【００３３】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号により、モータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本本第３の実施の形態においては、この制動力発生と同時にブレーキロック機構１６のソレノイド７２に通電する一方で、モータ１２への通電を遮断するように制御が行われる。そして、ソレノイド６２への通電により、図１０に示すようにプランジャ７３が伸長し、引張ばね７１の付勢力に抗して係合つめ５４´がつめ車５０に対する係合位置に位置決めされる。また、モータ１２への通電遮断により、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転力が発生し、この回転力により駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働き、ロータ２６の反時計方向Ｌへの回転が規制され、この結果、駐車ブレーキが確立する。この場合、引張ばね７１として、前記ロータ２６の回転力よりも小さい付勢力を有するものを選択することにより、つめ車５０による係合つめ５４´の押え力が引張ばね７１の付勢力に打勝つので、適当段階でソレノイド７２に対する通電を遮断してもよい。
【００３４】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作に応じてモータ１２に通電してそのロータ２６をわずか時計方向（制動方向）Ｒへ回転させる。すると、引張ばね７１の付勢力により係合つめ５４´が反時計方向へ揺動し、つめ車５０の歯部５７から係合離脱する。したがって、その後、適宜タイミングでモータ１２のロータ２６を反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転させれば、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し（図９）、これにより駐車ブレーキが解除される。
【００３５】
本参考技術においては、駐車ブレーキ作動時に一時的にソレノイド７２に通電するだけなので、ソレノイド７２の発熱が抑制される。
ただし、本第３の実施の形態によれば、ソレノイド７２が万一失陥した場合には、駐車ブレーキの作動は不能となるので、例えば、オートマチック車におけるＰレンジ、マニュアル車における１速などのミッションを活用して駐車ブレーキを作動させるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る電動ブレーキ装置によれば、モータの回転を利用して駐車ブレーキを作動させるので、電動ブレーキとしての本来的な機能を損なうことなく駐車ブレーキとしての機能を十分に発揮させることができ、装置に対する信頼性が著しく向上する。
また、駐車ブレーキロック機構は、ロータの周りに配設されるので、キャリパの軸方向長さが拡大することはなく、車両への搭載性も良好となる。特に駐車ブレーキロック機構をキャリパ内に配設した場合は、車両への搭載性がより一層向上する。
さらに、駐車ブレーキロック機構を、モータへの通電に応じて発生する回転トルクにより規制を解除する構成とした場合は、制動解除方向へロータを回転させるだけで駐車ブレーキロック機構がアンロック動作し、モータの制御は簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動ブレーキ装置の全体構造を示す断面図である。
【図２】本電動ブレーキ装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図４】第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図５】第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図７】第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図８】第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図９】 参考技術における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図１０】 参考技術における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ キャリア
２ キャリパ
３、４ ブレーキパッド
１０ キャリパ本体
１１ ピストン
１２ モータ
１３ ボールランプ機構（回転−直動変換機構）
１４ 差動減速機構
１５ パッド摩耗補償機構
１６ 駐車ブレーキロック機構
２５ モータのステータ
２６ モータのロータ
５０ つめ車
５２ 揺動アーム（アーム）
５４、５４´ 係合つめ
５５ 引張ばね（第１付勢手段）
５８ ねじりばね（第２付勢手段）
６２、７２ ソレノイド（アクチュエータ）
６３ 圧縮ばね（第１付勢手段）
７１ 引張ばね
Ｄ ディスクロータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのトルクによって制動力を発生する電動ブレーキ装置に係り、特に特に駐車ブレーキとしての機能を付加した電動ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動ブレーキ装置としては、ピストンと、モータと該モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記モータのロータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生するものがある。そして、このような電動ブレーキ装置では、通常、運転者によるブレーキペダルの踏力やストロークをセンサによって検出し、この検出値に応じて電動モータの回転（回転角）を制御することにより所望の制動力を得るようにしている。
【０００３】
ところで最近、この種の電動ブレーキ装置にパーキングブレーキの機能を付加して、利用価値を高めることが種々検討されており、例えば、実用新案登録第２５４６３４８号公報には、上記した回転−直動変換機構の回動部材にクラッチ機構とボールランプ機構とを介して回転軸を接続し、この回転軸に、例えばレバー操作で外部から回転力を加えて、前記ボールランプ機構を介してクラッチ機構をつないで前記回転−直動変換機構を作動させ、制動力を発生する機械式ブレーキ作動機構が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の機械式ブレーキ作動機構によれば、外部操作により駐車ブレーキを効かせた状態でブレーキペダルを踏込むと、回転−直動変換機構がクラッチ機構を介して外部の操作部と作動連結されているため、電動ブレーキが効かない状態となる、という問題があった。また、回転−直動変換機構の回動部材にクラッチ機構とボールランプ機構とを介して回転軸を直列に接続するため、キャリパの軸方向長さが拡大し、ホイールと干渉する虞があって車両への搭載性が悪化するという問題もあった。
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、電動ブレーキとしての本来的な機能を損なうことなく駐車ブレーキとしての機能を十分に発揮させることができ、しかも車両への搭載性も良好な電動ブレーキ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ピストンと、モータと該モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記モータのロータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキ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において、前記ロータの周りに、前記モータへの通電が遮断されているときには前記ロータの、制動解除方向への回転を規制し、かつ前記モータへの通電に応じて前記規制を解除する駐車ブレーキロック機構を配設し、駐車ブレーキロック機構が、モータのロータに設けられたつめ車と、該つめ車の周りに配置したアームと、該アームに軸着された係合つめと、常時は該係合つめを前記つめ車に係合する方向へ前記アームを付勢する第１付勢手段と、前記アームに対して前記係合つめを前記つめ車の歯部に係合する方向へ付勢する第２付勢手段とからなり、該第２付勢手段は前記ロータの制動解除方向への回転力が所定量以上のときに前記係合つめの前記つめ車の歯部との係合を解除する付勢力となっていることを特徴とする。
このように構成した電動ブレーキ装置においては、モータのロータの回転に応じて制動力が発生した段階でモータへの通電を遮断すると、駐車ブレーキロック機構がロータの回転を規制するように作動し、制動力がそのまま維持されて駐車ブレーキが確立する。一方、この状態からモータへ通電すると、そのロータの回転により駐車ブレーキロック機構がアンロック動作し、駐車ブレーキが自動的に解除される。また、駐車ブレーキロック機構は、ロータの周りに配設されるので、キャリパの軸方向長さが拡大することはない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
図１〜３は、本発明の第１の実施の形態としての電動ブレーキ装置を示したものである。これらの図において、１は、ディスクロータＤより車両内側に位置する車両の非回転部（ナックル等）に固定されたキャリア、２は、キャリア１にディスクロータＤの軸方向へ浮動可能に支持されたキャリパ、３，４は、ディスクロータＤの両側に配置された一対のブレーキパッドであり、ブレーキパッド３，４はディスクロータＤの軸方向に移動可能にキャリア１に支持されている。キャリパ２は、先端側に爪部５ａを有する爪部材５と、この爪部材５の基端側にボルト（図示略）により結合された環状の基体６と、この基体６にボルト７により共に結合されたリング状支持板８およびモータケース９とからなる組立型のキャリパ本体１０を備えており、前記爪部材５の爪部５ａが車両外側のブレーキパッド４の背面に近接して配置されている。
【０００８】
本実施の形態において上記キャリパ２内には、車両内側のブレーキパッド３の背面に当接可能なピストン１１と、モータ１２と、このモータ１２の回転を直線運動に変換して前記ピストン１１に伝えるボールランプ機構（回転−直動変換機構）１３と、モータ１２の回転を減速して前記ボールランプ機構１３に伝える差動減速機構１４と、ブレーキパッド３，４の摩耗に応じてピストン１１の位置を変更してパッド摩耗を補償するパッド摩耗補償機構１５（図２）と、駐車ブレーキを確立する駐車ブレーキロック機構１６（図１、３）とが配設されている。
【０００９】
上記ピストン１１は、図２に示すように大径の本体部２０と小径の軸部２１とを連設してなっており、その本体部２０が車両内側のブレーキパッド３に近接して配置されている。ピストン１１の軸部２１には角形断面の軸穴２１ａが設けられており、ピストン１１は、その軸穴２１ａに前記モータケース９の端板２２から延ばした支持ロッド２３の先端部を挿入させることにより、該支持ロッド２３に摺動可能にかつ回転不能に支持されている。なお、ピストン１１の本体部２０とキャリパ本体１０との間には、キャリパ本体１０内を外部から閉塞するゴム製のカバー２４が張設されている。
【００１０】
上記モータ１２は、モータケース９に嵌合固定されたステータ２５と、ステータ２５内に配置された中空ロータ２６とを備え、ロータ２６は、モータケース９および前記支持板８に軸受２７、２８によって回動可能に支持されている。モータ１２は、コントローラ（図示せず）からの指令でロータ２６を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動し、そのロータ２６の回転角は、該ロータ２６の内部に配置された図示を略す回転検出器により検出されるようになっている。なお、キャリパ本体１０には、ステータ２５および前記回転検出器と前記コントローラとを接続する信号線を取り回すためのコネクタ２９が取付けられている。
【００１１】
上記ボールランプ機構１３は、キャリパ本体１０の環状基体６の内周部にクロスローラ軸受３０を介して回動可能に支持されたリング状第１ディスク（回動部材）３１とピストン１１の軸部２１にねじ部Ｓを介して結合されたリング状第２ディスク（直動部材）３２と、両ディスク３１と３２との間に介装されたボール３３とを備えている。第２ディスク３２は、ピストン１１の本体部２０の背面に当接する状態で配置され、常時は、これとキャリパ本体１０との間に介装したウェーブワッシャ３４の摩擦力により回転が規制されている。
【００１２】
上記ボール３３は、第１ディスク３１および第２ディスク３２の対向面に、それぞれ円周方向に沿って円弧状に形成された３つのボール溝３５と３６との間に装入されている。ボール溝３５，３６は、それぞれ同方向に傾斜して、等しい中心角（例えば90°）の範囲で等間隔に配置されており、いま、第１ディスク３１が、図１、２の右方向から見て反時計回りに回転するとき、第２ディスク３２が同図の左方向への押圧力を受ける。この時、第２ディスク３２はウェーブワッシャ３４によりその回転が規制されているので、第２ディスク３２は回転しないで直動（前進）し、これに応じてピストン１１が前進（推進）して、車両内側のブレーキパッド３をディスクロータＤに対して押付ける。
【００１３】
一方、第２ディスク３２の、ピストン１１の軸部２１に螺合された部分（ねじ部Ｓ）にはモータケース９の端板２２側へ大きく延長する延長筒部３７が連設されており、この延長筒部３７内には、前記支持ロッド２３に一端が係止され、該延長筒部３７を介して常時は第２ディスク３２を第１ディスク３１側へ付勢する皿ばね３８が配設されている。これにより、ボールランプ機構１３のボール３３は２つのディスク３１と３２との間に強圧され、第１ディスク３１が、図１、２の右方向から見て時計回りに回転するとき、第２ディスク３２が同図の右方向へ後退し、ピストン１１がブレーキパッド３から離間するようになる。
【００１４】
上記差動減速機構１４は、図２によく示されるように、モータ１２のロータ２６の、ディスクロータＤ側への延長端部に形成された偏心軸３９、この偏心軸３９に軸受４０を介して回動可能に嵌装された偏心板４１、この偏心板４１と前記キャリパ本体１０の支持板８との間に介装されたオルダム機構４２および偏心板４１と前記ボールランプ機構１３の第１ディスク３１との間に介装されたサイクロイドボール減速機構４３からなっている。偏心板４１は、前記オルダム機構４２の作動により偏心軸３９の回転に応じて自転せずに公転運動をし、一方、この偏心板４１の公転運動に応じてサイクロイドボール減速機構４３が作動して、第１ディスク３１がロータ２６と一定の回転比で該ロータ２６と逆方向に回転するようになる。なお、図１中、Ｏ1 はロータ２６の回転中心を、Ｏ2 は偏心軸３９の回転中心を、δは両者の偏心量をそれぞれ表している。
【００１５】
ここで、上記サイクロイドボール減速機構４３における、偏心板４１側のサイクロイド溝の基準円の直径をｄ、第１ディスク３１側のサイクロイド溝の基準円の直径をＤとすると、前記ロータ２６に対する第１ディスク３１の回転比Ｎは、Ｎ＝（Ｄ−ｄ）/Ｄとなる。この場合、第１ディスク３１が一回転するときのロータ２６の回転数が減速比α(＝１/Ｎ)となる。そして、ロータ２６が、ある角度θだけ回転すると、第１ディスク３１の回転角θA はθ/αとなり、ボールランプ機構１３のボール溝３５、３６の傾斜（リード）をＬとすると、第２ディスク３２はＳ＝(Ｌ/360)×(θ/α)だけ前進することになる。
【００１６】
上記パッド摩耗補償機構１５は、図２によく示されるように、上記ボールランプ機構１３の第２ディスク３２の延長筒部３７に回動可能に嵌合されかつ第１ディスク３１に回転方向に対して遊びを持って作動連結されたリミッタ４４と、前記第２ディスク３２の延長筒部３７に嵌合され、ピン４５により第２ディスク３２に対して位置固定されたスプリングホルダ４６と、このスプリングホルダ４６の周りに配置され、一端が前記リミッタ４４に、他端が前記スプリングホルダ４６にそれぞれ連結されたコイルスプリング４７とから構成されている。
【００１７】
このパッド摩耗補償機構１５は、ブレーキパッド３、４に摩耗があると、ボールランプ機構１３の第１ディスク３１の回転に応じてリミッタ４４が回転し、その回転がコイルプリング４７、スプリングホルダ４６、ピン４５を介して第２ディスク３２に伝達され、支持ピン２３により回り止めされているピストン１１が、該支持ピン２３に沿ってブレーキパッド３をディスクロータＤに押付けるまですなわち制動力が発生するまで前進し、パッド摩耗分の隙間を解消するように作動する。一方、制動力が発生した以降は、ピストン１１と第２ディスク３２とのねじ部Ｓに発生する大きな摩擦抵抗により第２ディスク３２の回転が阻止されるので、この第２ディスク３２と第１ディスク３１との回転ずれ、すなわちスプリングホルダ４６とリミッタ４４との回転ずれはコイルスプリング４７のねじり変形により吸収される。
【００１８】
上記駐車ブレーキロック機構１６は、図３によく示されるように、モータ１２のロータ２６の外周面に一体に形成されたつめ車５０と、このつめ車５０の周りに配置され、キャリパ本体１０にピン５１を用いて基端部が軸着された揺動アーム５２と、この揺動アーム５２の長手方向中間部位にピン５３を用いて基端部が軸着された係合つめ５４と、揺動アーム５２の先端部とキャリパ本体１０との間に介装され、揺動アーム５２を常時はつめ車５０に接近する方向へ付勢する引張ばね（第１付勢手段）５５と、キャリパ本体１０に設けられ、前記引張ばね５５により付勢された揺動アーム５２の側面に当接して、該揺動アーム５２をロータ２６の中心線に略直交するように起立させるストッパ部５６とを備えている。
【００１９】
上記つめ車５０の各歯部５７は、制動解除時におけるロータ２６の回転方向（図１の右方からみて反時計方向）Ｌの前側に歯面５７ａを、制動時におけるロータ２６の回転方向（図１の右方からみて時計方向）Ｒの前側に傾斜逃げ面５７ｂをそれぞれ向けるように歯形状が設定されている。また、揺動アーム５２には、常時は図３に見て反時計方向へ係合つめ５４を付勢するねじりばね（第２付勢手段）５８と、前記係合つめ５４の反時計方向への回転を規制して、該係合つめ５４を揺動アーム５２に略直交する方向へ突出させる突起５９とが設けられている。すなわち、係合つめ５４は、常時は引張ばね５５による揺動アーム５２の姿勢制御とねじりばね５８による自体の姿勢制御との協働により、その先端部をつめ車５０の歯部５７に対する係合位置に位置決めされるようになっている。
【００２０】
以下、上記第１の実施の形態としての電動ブレーキ装置の作用について、図４、５も参照しながら説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力によりモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転する。すると、このロータ２６と一体の偏心軸３９に軸受４０を介して取付けられている偏心板４１が、オルダム機構４２により自転せずに公転運動をし、この偏心板４１の公転運動により、サイクロイドボール減速機構４３が作動して、ボールランプ機構１３の第１ディスク３１が、前記したようにロータ２６と一定の回転比Ｎをもってこれと逆方向（反時計方向）へ回転する。一方、ボールランプ機構１３の第２ディスク３２は、ウェーブワッシャ３４の抵抗力により回転が規制されているので、前記第１ディスク３１の回転に応じてディスクロータＤ側へ前進し、これによりピストン１１が推進して、車両内側のブレーキパッド３をディスクロータＤに対して押付ける。すると、その反力によってキャリパ２がキャリア１に対して移動し、その爪部材５の爪部５ａが車両外側のブレーキパッド４をディスクロータＤの外側面に押付け、これによりモータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。この時、ブレーキパッド３、４に摩耗がある場合は、パッド摩耗補償機構１５が作動してパッド摩耗分の隙間が解消されることは、前記したとおりである。
しかして、上記電動ブレーキ作動時には、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０がロータ２６と一体に時計方向Ｒへ回転するので、係合つめ５４が、突起５９に当接したまま各歯部５７の傾斜逃げ面５７ｂ上を滑動する。この時、ロータ２６の回転トルクは、揺動アーム５２をつめ車５０側へ付勢する引張ばね５５の付勢力よりも十分大きいので、図４に示すように、揺動アーム５２がピン５１を支点に引張ばね５５の付勢力に抗して反時計方向へ揺動し、これにより係合つめ５４がつめ車５０の各歯部５７を円滑に乗り越える。すなわち、ロータ２６が円滑に時計方向（制動方向）Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。
【００２１】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、これに応じて皿ばね３８の付勢力により第２ディスク３２とピストン１１とが一体的に後退し、ディスクロータＤへの押付け力が解放され、制動が解除される。
この時、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０がロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ回転し、図５に示すように、係合つめ５４が、各歯部５７の歯面５７ａによりねじりばね５８に抗して押下げられる。この結果、ロータ２６が円滑に反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転し、電動ブレーキの解除が保証される。すなわち、駐車ブレーキロック機構１６は、モータ１２への通電に応じて発生する回転トルクにより自動的にアンロック動作する（外れる）ので、モータ１２の回転を複雑に制御する必要はない。
【００２２】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号により、モータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、上記した通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本第１の実施の形態においては、この制動力発生と同時にモータ１２への通電を遮断するように制御が行われる。この場合、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転トルクが発生し、この回転トルクにより駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働く。しかし、前記ロータ２６の回転トルクは、電動モータ作動時と比較して著しく小さいので、前記図３示したように係合つめ５４はねじりばね５８の付勢力で突起５９に当接する突出姿勢を維持し、この結果、係合つめ５４とつめ車５０との係合によりロータ２６の反時計方向Ｌへの回転が規制され、駐車ブレーキが確立する。
【００２３】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作によりモータ１２への通電がなされ、電動ブレーキの解除時と同様にロータ２６が反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０もロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ回転する。この時のロータ２６の回転トルクは係合つめ５４を突出姿勢に維持するねじりばね５８の付勢力よりもかなり大きいので、図５に示したように、係合つめ５４が、つめ車５０の各歯部５７の歯面５７ａによって押下げられる。すなわち、ロータ２６は、制動解除方向への回転が自由となり、この回転に応じてピストン１１が後退し、ディスクロータＤへの押付け力が解放され、駐車ブレーキとしての制動が解除される。
【００２４】
図６〜８は、本発明の第２の実施の形態としての電動ブレーキ装置を示したものである。なお、電動ブレーキ装置の全体的な構造は、前記図１、２に示したものと同じであるので、ここでは図示を省略する。また、駐車ブレーキロック機構１６の基本構造も、上記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは、同一部分に同一符号を付し重複する説明は省略する。本第２の実施の形態の特徴とするところは、上記駐車ブレーキロック機構１６における引張ばね５５に代えて、ソレノイド機構６０を設けた点にある。このソレノイド機構６０は、キャリパ本体１０に固設され、プランジャ６１の先端部を前記揺動アーム５２に軸着させたソレノイド（アクチュエータ）６２と、このソレノイド６２のプランジャ６１を常時は後退方向へ付勢する圧縮ばね（付勢手段）６３とからなっており、揺動アーム５２は、前記圧縮ばね６３により常時はストッパ部５６に当接する起立姿勢を維持するようになっている（図６）。ソレノイド６２は、通電に応じてそのプランジャ６１を伸長させるように作動し、このプランジャ６１の伸長により、揺動アーム５２はつめ車５０から離間する方向へ傾倒する状態を維持する（図７）。
【００２５】
以下、上記第２の実施の形態としての電動ブレーキ装置の作用について説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力によりモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転し、第１の実施の形態におけると同様にピストン１１が推進して、モータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。しかして、この電動ブレーキ作動時には、モータ１２への通電と同時にブレーキロック機構１６のソレノイド６２に対しても通電がなされ、これによりソレノイド６２のプランジャ６１が伸長して、図７に示すように、揺動アーム５２はつめ車５０から離間する方向へ傾倒する状態を維持する。そして、この揺動アーム５２の傾倒により係合つめ５４はつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態に位置決めされ、この結果、ロータ２６が円滑に時計方向（制動方向）Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。この場合、係合つめ５４とつめ車５０とが非接触状態でロータ２６が回転するので、両者の接触による騒音の発生が防止されるばかりか摩耗の進行も抑制され、その上、両者の接触抵抗もなくなってモータ１２の効率が向上する。
【００２６】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、ピストン１１が後退して制動が解除されるが、この時、ブレーキロック機構１６のソレノイド６２への通電が継続されているので、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４は、同じく図７に示すようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向（制動解除方向）Ｌへ円滑に回転し、これにより電動ブレーキの解除が保証される。
【００２７】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号に応じてモータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本第２の実施の形態においては、この制動力発生と同時に駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド６２およびモータ１２への通電を遮断する制御が行われる。そして、ソレノイド６２への通電遮断により、図６に示すようにプランジャ６１が後退し、圧縮ばね６３の付勢力により揺動アーム５２が初期の起立状態に位置決めされ、係合つめ５４がつめ車５０に対する係合位置に位置決めされる。また、モータ１２への通電遮断により、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転トルクが発生し、この回転トルクにより駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働く。しかし、前記ロータ２６の回転トルクは、電動モータ作動時と比較して著しく小さいので、前記図６示したように係合つめ５４はねじりばね５８の付勢力で突起５９に当接する突出姿勢を維持し、係合つめ５４とつめ車５０との係合によりロータ２６の反時計方向（制動解除方向）Ｌへの回転が規制され、この結果、駐車ブレーキが確立する。
【００２８】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作に応じて駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド６２に通電がなされ、これによりソレノイド６２のプランジャ６１が伸長して、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４は、図７に示したようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持する。一方、ソレノイド６２への通電と同時にモータ１２への通電もなされ、これにより電動ブレーキの解除時と同様にロータ２６が反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転する。この時、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し（図７）、これにより駐車ブレーキが解除される。
【００２９】
なお、上記第２の実施の形態においては、万一、ソレノイド６２が失陥すると、図８に示すようプランジャ６２が後退した状態を維持するが、この場合は、プランジャ６２を後退方向へ付勢する圧縮ばね６３が、上記第１の実施の形態における引張ばね５５（図３〜５）と同様に機能するので、駐車ブレーキを作動させることができる。
【００３０】
図９および１０は、参考技術としての電動ブレーキ装置を示したものである。なお、電動ブレーキ装置の全体的な構造は、前記図１、２に示したものと同じであるので、ここでは図示を省略する。本参考技術の特徴とするところは、上記第１、第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構１６の構成要素の中から揺動アーム５２を省略し、つめ車５０に係合する係合つめとして比較的大型で長尺な係合つめ５４´を用い、この係合つめ５４´の長手方向中間部位をピン７０を用いてキャリパ本体１０に軸着し、さらにキャリパ本体１０に、前記係合つめ５４´をつめ車５０から離脱する方向へ付勢する引張ばね（付勢手段）７１と係合つめ５４´をつめ車５０に対する係合位置へ揺動させるソレノイド７２とを設けた点にある。なお、ソレノイド７２は、通電に応じてそのプランジャ７３を伸長させるように作動する。
【００３１】
以下、上記参考技術としての電動ブレーキ装置の作用について説明する。
[電動ブレーキ作動時]
通常の電動ブレーキとして作動する場合は、運転者のブレーキ操作信号の入力に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て時計方向に回転し、第１、第２の実施の形態におけると同様にピストン１１が推進し、モータ１２のトルクに応じた制動力が発生する。しかして、この電動ブレーキ作動時には、ブレーキロック機構１６のソレノイド６２に対する通電は遮断されており、これにより係合つめ５４´は、図９に示すように引張ばね７１の付勢力によりつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態に位置決めされる。この結果、ロータ２６は円滑に時計方向Ｒへ回転し、電動ブレーキとしての機能が保証される。この場合、係合つめ５４´がつめ車５０から係合離脱する状態でロータ２６が回転するので、第２の実施の形態と同様に騒音の発生が防止されるばかりか摩耗の進行も抑制され、その上、モータ１２の効率も向上する。
【００３２】
[電動ブレーキ解除時]
電動ブレーキの解除時には、運転者の解除操作に応じてモータ１２のロータ２６が図１、２に見て反時計方向に回転し、ピストン１１が後退して制動が解除されるが、この時、駐車ブレーキロック機構１６のソレノイド７２への通電の遮断が継続されているので、ブレーキロック機構１６の係合つめ５４´は、同じく図９に示すようにつめ車５０の歯部５７とわずか係合離脱する状態を維持し、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４´と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し、これにより電動ブレーキの解除が保証される。
【００３３】
[駐車ブレーキ作動時]
駐車ブレーキを作動させる場合は、運転者の駐車ブレーキ操作信号により、モータ１２のロータ２６が時計方向Ｒに回転し、通常の電動ブレーキ作動時と同様にピストン１１が推進して制動力が発生する。しかして、本本第３の実施の形態においては、この制動力発生と同時にブレーキロック機構１６のソレノイド７２に通電する一方で、モータ１２への通電を遮断するように制御が行われる。そして、ソレノイド６２への通電により、図１０に示すようにプランジャ７３が伸長し、引張ばね７１の付勢力に抗して係合つめ５４´がつめ車５０に対する係合位置に位置決めされる。また、モータ１２への通電遮断により、キャリパ剛性の影響等によりモータ１２のロータ２６に反時計方向Ｌへの回転力が発生し、この回転力により駐車ブレーキロック機構１６の係合つめ５４に押下げ力が働き、ロータ２６の反時計方向Ｌへの回転が規制され、この結果、駐車ブレーキが確立する。この場合、引張ばね７１として、前記ロータ２６の回転力よりも小さい付勢力を有するものを選択することにより、つめ車５０による係合つめ５４´の押え力が引張ばね７１の付勢力に打勝つので、適当段階でソレノイド７２に対する通電を遮断してもよい。
【００３４】
[駐車ブレーキ解除時]
上記駐車ブレーキを解除する場合は、運転者の駐車ブレーキ解除操作に応じてモータ１２に通電してそのロータ２６をわずか時計方向（制動方向）Ｒへ回転させる。すると、引張ばね７１の付勢力により係合つめ５４´が反時計方向へ揺動し、つめ車５０の歯部５７から係合離脱する。したがって、その後、適宜タイミングでモータ１２のロータ２６を反時計方向（制動解除方向）Ｌへ回転させれば、駐車ブレーキロック機構１６のつめ車５０は係合つめ５４と接触することなくロータ２６と一体に反時計方向Ｌへ円滑に回転し（図９）、これにより駐車ブレーキが解除される。
【００３５】
本参考技術においては、駐車ブレーキ作動時に一時的にソレノイド７２に通電するだけなので、ソレノイド７２の発熱が抑制される。
ただし、本第３の実施の形態によれば、ソレノイド７２が万一失陥した場合には、駐車ブレーキの作動は不能となるので、例えば、オートマチック車におけるＰレンジ、マニュアル車における１速などのミッションを活用して駐車ブレーキを作動させるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る電動ブレーキ装置によれば、モータの回転を利用して駐車ブレーキを作動させるので、電動ブレーキとしての本来的な機能を損なうことなく駐車ブレーキとしての機能を十分に発揮させることができ、装置に対する信頼性が著しく向上する。
また、駐車ブレーキロック機構は、ロータの周りに配設されるので、キャリパの軸方向長さが拡大することはなく、車両への搭載性も良好となる。特に駐車ブレーキロック機構をキャリパ内に配設した場合は、車両への搭載性がより一層向上する。
さらに、駐車ブレーキロック機構を、モータへの通電に応じて発生する回転トルクにより規制を解除する構成とした場合は、制動解除方向へロータを回転させるだけで駐車ブレーキロック機構がアンロック動作し、モータの制御は簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動ブレーキ装置の全体構造を示す断面図である。
【図２】本電動ブレーキ装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図４】第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図５】第１の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図７】第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図８】第２の実施の形態における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【図９】 参考技術における駐車ブレーキロック機構の構造を示す模式図である。
【図１０】 参考技術における駐車ブレーキロック機構の作動状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ キャリア
２ キャリパ
３、４ ブレーキパッド
１０ キャリパ本体
１１ ピストン
１２ モータ
１３ ボールランプ機構（回転−直動変換機構）
１４ 差動減速機構
１５ パッド摩耗補償機構
１６ 駐車ブレーキロック機構
２５ モータのステータ
２６ モータのロータ
５０ つめ車
５２ 揺動アーム（アーム）
５４、５４´ 係合つめ
５５ 引張ばね（第１付勢手段）
５８ ねじりばね（第２付勢手段）
６２、７２ ソレノイド（アクチュエータ）
６３ 圧縮ばね（第１付勢手段）
７１ 引張ばね
Ｄ ディスクロータ
Claims (1)
- ピストンと、モータと該モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記モータのロータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキ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において、前記ロータの周りに、前記モータへの通電が遮断されているときには前記ロータの、制動解除方向への回転を規制し、かつ前記モータへの通電に応じて前記規制を解除する駐車ブレーキロック機構を配設し、駐車ブレーキロック機構が、モータのロータに設けられたつめ車と、該つめ車の周りに配置したアームと、該アームに軸着された係合つめと、常時は該係合つめを前記つめ車に係合する方向へ前記アームを付勢する第１付勢手段と、前記アームに対して前記係合つめを前記つめ車の歯部に係合する方向へ付勢する第２付勢手段とからなり、該第２付勢手段は前記ロータの制動解除方向への回転力が所定量以上のときに前記係合つめの前記つめ車の歯部との係合を解除する付勢力となっていることを特徴とする電動ブレーキ装置。
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