JP5499930B2

JP5499930B2 - 電動ブレーキ装置

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Publication number: JP5499930B2
Application number: JP2010139635A
Authority: JP
Inventors: 彰仁草野
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002316A

Description

本発明は、電動モータにより駆動されて、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置に関する。

車輪に取り付けられ、電動モータを作動させることにより車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置に関する従来技術があった（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。特許文献１および特許文献２に開示された電動ブレーキ装置は、電動モータの駆動力を減速機を介して回動部材に伝達し、回動部材の回転を直進移動に変換した後、移動部材を介してピストンをディスクロータの回転軸方向に直進させ、一側のブレーキパッドをディスクロータに押圧させている。

また、ディスクロータへの押圧により、一側のブレーキパッドからの反力が回動部材を介してキャリパへと伝わり、キャリパが回転軸方向に移動することにより、反対側のブレーキパッドをディスクロータに押圧させている。これにより、一対のブレーキパッドによってディスクロータを挟圧し、車輪に制動力を印加している。

これまでの従来技術による電動ブレーキ装置においては、ブレーキパッドを押圧するピストンが、ピストンを軸方向に付勢する部材に対して揺動可能に形成されている場合がある。これは、ピストンの首振り動作を可能とするための構成であり、制動時におけるキャリパの撓みや、ブレーキパッドの偏摩耗に追従してブレーキパッドをディスクロータに均一に押し付けるために設けられている構成である。
上述した特許文献１および特許文献２に開示された電動ブレーキ装置においても、移動部材のピストンとの当接部位に球状の面を形成し、ピストンが当該球状面と係合することにより、ピストンが移動部材に対して揺動可能に形成されている。

特開２００４−１７６７７３号公報特開２００４−２１８７１４号公報

ところで、揺動可能なピストンと移動部材との間の係合部には、双方の間の滑らかな摺動を維持するため、潤滑剤としてのグリスが封入されている場合が多い。ところが、特許文献１および特許文献２に開示された電動ブレーキ装置においては、弾性部材により、移動部材がピストンに対して付勢され、常時、双方が互いに係合している。したがって、制動時に発生するピストンの揺動動作の繰り返しにより、双方の間のグリスが徐々に外部に排出されて枯渇する。これにより、ピストンと移動部材との間の係合部において摺動抵抗が増大して、ピストンの円滑な揺動動作が妨げられる恐れがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制動時におけるピストンの揺動動作を円滑に行うことのできる電動ブレーキ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る電動ブレーキ装置の発明の構成上の特徴は、車体に取り付けられたハウジングと、ハウジングに対し移動可能に取り付けられたピストンと、車輪とともに回転するディスクとピストンとの間に介装されたブレーキパッドと、ハウジングに取り付けられた電動モータと、ハウジング内においてピストンの軸方向に延び、電動モータの駆動力により回転される回動部材と、回動部材の回転によりピストンの軸方向に移動してピストンと当接し、ピストンをディスクに向けて付勢する直進構造体と、を備え、直進構造体およびピストンが互いに当接する部位のうち、一方側に球面部が形成され、他方側に球面部と当接する当接部が形成され、球面部と当接部との間には潤滑剤が塗布されており、ピストンは、球面部と当接部とが離間することが可能なように直進構造体を係止し、かつ、球面部と当接部とが互いに摺動して、回動部材の軸心に対して揺動可能なように形成され、電動モータを正回転させることにより、直進構造体により付勢されたピストンが、ブレーキパッドをディスクに向けて付勢することにより車輪に制動力を付与し、車輪に制動力を付与していない時に、電動モータを逆回転させて直進構造体をピストンから離れる方向に移動させ、球面部と当接部との間を離間させることである。
本発明における球面部には、完全な球体の表面形状の一部を使用したもののみではなく、ピストンが直進構造体に対して揺動可能に係合するような形状であれば、厳密な意味での球体以外の表面形状をも含むものである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の電動ブレーキ装置において、当接部をピストンまたは直進構造体の軸心を中心とした円錐面としたことである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の電動ブレーキ装置において、直進構造体をピストンの半径方向の内部に配置するとともに、直進構造体に球面部が形成され、ピストンに当接部が形成されたことである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のうちのいずれかの電動ブレーキ装置において、直進構造体は、回動部材に螺合するとともにハウジングに対して回転不能なナット部材と、ピストンの軸方向のナット部材とピストンとの間において、ピストンの軸方向に移動可能に介装され、ピストンとの対向部位に、球面部および当接部のうちの一方が形成された押圧部材と、により形成され、電動モータを正回転させることにより、ナット部材がピストンの軸方向に移動し、押圧部材を介して、ピストンをディスクに向けて付勢し、車輪に制動力を付与していない時に、電動モータを逆回転させてナット部材をピストンから離れる方向に移動させ、ピストンとナット部材との間で、押圧部材を自由状態にすることである。

請求項１に係る電動ブレーキ装置によれば、車輪に制動力を付与していない時に、電動モータを逆回転させて直進構造体をピストンから離れる方向に移動させ、球面部と当接部との間を離間させることにより、球面部と当接部との間に隙間ができて負圧が発生し、ピストンの揺動動作により排出された潤滑剤が、再び球面部と当接部との間に入り込む。したがって、球面部と当接部との間の円滑な摺動性を維持することができ、ピストンの揺動動作を継続させることができる。

請求項２に係る電動ブレーキ装置によれば、球面部と係合する当接部をピストンまたは直進構造体の軸心を中心とした円錐面としたことにより、球面部と当接部とを円周状に線接触させることができ、ピストンを安定して支持することができるとともに、双方の間の摺動抵抗を低減させることができる。

請求項３に係る電動ブレーキ装置によれば、直進構造体をピストンの半径方向の内部に配置するとともに、直進構造体に球面部が形成され、ピストンに当接部が形成されたことにより、ピストンおよび直進構造体の外形を容易に形成することができ、低コストの電動ブレーキ装置にすることができる。

請求項４に係る電動ブレーキ装置によれば、直進構造体を、回動部材に螺合するナット部材と、ナット部材とピストンとの間に介装された押圧部材とにより形成し、車輪に制動力を付与していない時に、電動モータを逆回転させてナット部材をピストンから離れる方向に移動させ、ピストンとナット部材との間で押圧部材を自由状態にする。

これにより、自由状態になった押圧部材が自重によって下方に移動するため、ピストンと押圧部材との間において隙間が形成され、双方の間の係合部に潤滑剤が進入できる。
また、ナット部材とピストンとに軸ずれがあっても、球面部と当接部とを適切に接触させることができ、信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による電動ブレーキ装置が、ディスクロータと係合した状態の外観斜視図図１に示した電動ブレーキ装置を、ディスクロータの回転軸方向にカットした場合の断面図図２に示した電動ブレーキ装置の作動時の状態を表した断面図電動モータの作動を制御するフローチャートを示した図図２に示した電動ブレーキ装置のクリアランス設定を行う時の状態を表した断面図

図１乃至図５に基づき、本発明の一実施形態による電動ブレーキ装置１について説明する。尚、図２において、破線は各構成間の電気的な接続を意味している。また、図２における左右方向が、図１に示したディスクロータ４の回転軸φ方向に該当する。本発明の構成外であるディスクロータ４（ディスクに該当する）は、その回転中心において車両外方へと突出したハット部４１と、ハット部４１の周囲に形成され、後述するように、第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂによって挟圧されるプレート部４２とを有している。

図１に示すように、ハット部４１の端面からは、複数のスタッドボルト４３が突出している。ディスクロータ４は、これらのスタッドボルト４３を用いて、図示しない車輪のディスクホイールに取り付けられており、これにより車輪と一体回転可能とされている。
電動ブレーキ装置１のマウンティング１１は、図示しない車両のナックルアーム（車体に該当する）に取り付けられて固定されている。マウンティング１１には、第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂが保持されている（図１において、第２ブレーキパッド２１ｂのみ示す）。

マウンティング１１には、一対のスライドピン１２を介して、ブレーキハウジング１３（本発明のハウジングに該当する）がディスクロータ４の回転軸φ方向（以下、回転軸方向という）に移動可能に取り付けられている。ブレーキハウジング１３を形成するキャリパ１３１は、ディスクロータ４のプレート部４２を跨ぐように、その断面形状が略コの字状に形成されている（図１および図２示）。また、キャリパ１３１には、第２ブレーキパッド２１ｂを押圧するための一対の爪部１３１ｆが形成されている。

図２に示すように、キャリパ１３１の端面には、ブレーキハウジング１３を形成するハウジングプレート１３２が複数の締付ボルト１３３により固定されている。ハウジングプレート１３２には、キャリパ１３１と並ぶように電動モータ１４が取り付けられている。電動モータ１４は、ディスクロータ４の回転軸とほぼ平行に配置された出力シャフト１４１を有している。
ハウジングプレート１３２には、ブレーキハウジング１３を形成するハウジングカバー１３４が対向した状態で固定されており、双方の間には減速機構１５が収容される空間が形成されている。減速機構１５は、第１ギヤ部材１５１、第２ギヤ部材１５２および第３ギヤ部材１５３により形成され、電動モータ１４の駆動力を伝達している。

第１ギヤ部材１５１は、回転軸方向に延びる第１ギヤシャフト１５１ａと、第１ギヤシャフト１５１ａに対して一体回転可能に取り付けられたラッチ歯車１５１ｂとにより形成されている。第１ギヤシャフト１５１ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し、回転可能に取り付けられている。第１ギヤシャフト１５１ａの外周面には、斜歯である第１小径ギヤ歯１５１ａ１が形成されている。ラッチ歯車１５１ｂは、駐車ブレーキ時など電動モータ１４の非通電時において図示しないポール部材と噛合させることにより、ディスクロータ４への制動力の保持を可能としている。

第１ギヤ部材１５１は、スリーブ部材１４２により出力シャフト１４１と接続されており、これにより、電動モータ１４の駆動力が入力されている。第１ギヤ部材１５１と出力シャフト１４１との間においては、後述する第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との接続箇所と同様に、オルダムカップリングが形成されている。

第２ギヤ部材１５２は、回転軸方向に延びる第２ギヤシャフト１５２ａと、第２ギヤシャフト１５２ａに対して一体回転可能に取り付けられた大径歯車１５２ｂとにより形成されている。第２ギヤシャフト１５２ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し、回転可能に取り付けられている。第２ギヤシャフト１５２ａの外周面には、斜歯である第２小径ギヤ歯１５２ａ１が形成されている。

大径歯車１５２ｂの外周面には斜歯が形成されており、前述した第１ギヤ部材１５１の第１小径ギヤ歯１５１ａ１と噛合している。大径歯車１５２ｂは第１ギヤシャフト１５１ａに対して大径で、その歯数も第１小径ギヤ歯１５１ａ１に対し多く形成されている。これにより、第１ギヤ部材１５１と第２ギヤ部材１５２との間で、電動モータ１４の回転が減速される。

第３ギヤ部材１５３の軸部１５３ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し回転可能に取り付けられている、軸部１５３ａには、半径方向外方へと延びるギヤ部１５３ｂが一体に形成されている。ギヤ部１５３ｂの外周面には斜歯が形成されており、前述した第２ギヤ部材１５２の第２小径ギヤ歯１５２ａ１と噛合している。ギヤ部１５３ｂは第２ギヤシャフト１５２ａに対して大径で、その歯数も第２小径ギヤ歯１５２ａ１に対し多く形成されている。これにより、第２ギヤ部材１５２と第３ギヤ部材１５３との間で、電動モータ１４の回転がさらに減速される。

上述したキャリパ１３１内には、センサホルダ１６が、設けられている。センサホルダ１６の外周面には、キー部材１６１が取り付けられており、キー部材１６１は、キャリパ１３１の内周面において回転軸方向に延在するキー溝１３１ａと係合している。これにより、センサホルダ１６は、キャリパ１３１に対して回転軸方向に移動可能であるとともに、回転不能に取り付けられている。

センサホルダ１６には荷重センサ１７が取り付けられており、荷重センサ１７は、ハウジングプレート１３２の壁面と対向している。荷重センサ１７には、ストレインゲージ式、静電容量式といったあらゆる方式のものが適用可能である。
また、荷重センサ１７はセンサホルダ１６の円周上において、互いが１２０°間隔となるように３箇所に配置されている。

回転直進変換機構１８を形成するスクリュー１８１（本発明の回動部材に該当する）は、センサホルダ１６に対して回転可能に取り付けられている。スクリュー１８１は、回転軸方向に延びるとともに、センサホルダ１６内に挿入された入力部１８１ａと、入力部１８１ａから半径方向外方へと延びた保持部１８１ｂと、保持部１８１ｂから後述するピストン２０へ向かって、回転軸方向に延在した回転部１８１ｃとにより形成されている。

入力部１８１ａは、スリーブ部材１９を介して第３ギヤ部材１５３の軸部１５３ａと接続されている。これにより、入力部１８１ａと軸部１５３ａとの間には、オルダムカップリングが形成され、第３ギヤ部材１５３の回転力がスクリュー１８１に伝達されるように形成されているとともに、第３ギヤ部材１５３からの回転軸方向の荷重がスクリュー１８１に伝達されないように、第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間には、回転軸方向に隙間が設けられている。

スクリュー１８１の保持部１８１ｂの外周面は、ボールベアリング１８２を介して、センサホルダ１６に取り付けられている。また、回転軸方向における保持部１８１ｂとセンサホルダ１６との間には、スラストベアリング１８３が介装されている。これにより、スクリュー１８１は、センサホルダ１６に対して相対回転可能に形成されている。
さらに、回転軸方向において、ボールベアリング１８２のアウタレース１８２ａとキャリパ１３１の段部１３１ｂとの間には、ウェイブワッシャ１８４が設けられており、キャリパ１３１に対してアウタレース１８２ａを、第３ギヤ部材１５３に向けて回転軸方向に付勢している。

これにより、センサホルダ１６およびスクリュー１８１は、ボールベアリング１８２を介して、ともに第３ギヤ部材１５３に向けて（図２における右方であり、後述する反力方向に）付勢されており、荷重センサ１７は、常時、ハウジングプレート１３２に当接している。荷重センサ１７が、ハウジングプレート１３２に当接することにより、センサホルダ１６、荷重センサ１７、ボールベアリング１８２、スラストベアリング１８３およびスクリュー１８１の回転軸方向における位置決めが行われている。尚、ウェイブワッシャ１８４は、金属製のリング状の薄板を波打たせた形状に形成されている。

スクリュー１８１の回転部１８１ｃの外周面には、ネジ部１８１ｃ１が形成されており、ネジ部１８１ｃ１には、ナット１８５（本発明のナット部材に該当する）が螺合している。ナット１８５は後述するピストン２０の半径方向の内部に配置され、スクリュー１８１とともに回転直進変換機構１８を形成している。ナット１８５は略ドーナツ状に形成されており、その内周面には、ネジ部１８１ｃ１と噛み合う内周ネジ１８５ａが形成されている。また、ナット１８５の外周面からは、ナットキー１８５ｂが突出している。

一方、キャリパ１３１には、回転軸方向に延びるシリンダ孔１３１ｃが形成されている。シリンダ孔１３１ｃにはピストン２０が嵌合しており、ピストン２０は第１ブレーキパッド２１ａを介してディスクロータ４の側面と対向している。ピストン２０の軸心は、ディスクロータ４の回転軸と平行となっている。ピストン２０の外周面には、ピストンキー２０１が取り付けられている。ピストンキー２０１は、シリンダ孔１３１ｃに形成されたピストンキー溝１３１ｄと係合している。これにより、ピストン２０は、キャリパ１３１に対して回転軸方向に移動可能、かつ、回転不能に取り付けられている。

また、ピストン２０のディスクロータ４よりの外周面には、ベローズ状のピストンブーツ２０２の一端部が装着されている。ピストンブーツ２０２の他端部は、シリンダ孔１３１ｃを塞ぐようにキャリパ１３１に取り付けられており、シリンダ孔１３１ｃ内への水の浸入を防止している。また、シリンダ孔１３１ｃには、リング状のダンパゴム１３１ｅが装着されており、ダンパゴム１３１ｅはピストン２０と係合することにより、ピストン２０が振動により移動することを防止している。

ピストン２０の半径方向の内部には収容空間２０３が形成されており、収容空間２０３には互いに螺合したスクリュー１８１とナット１８５が収容されている。収容空間２０３の内周面には、回転軸方向に延在したナットキー溝２０４が形成されており、ナットキー溝２０４には前述したナットキー１８５ｂが係合している。したがって、ナット１８５は、ピストン２０に対して回転軸方向に移動可能、かつ、回転不能に取り付けられている。
ピストン２０には、ナット１８５と回転軸方向に対向するように当接部２０５が形成されている。当接部２０５は、ナット１８５に対してディスクロータ４よりに位置し、ピストン２０の軸心を中心としたテーパ（円錐面）状を呈している。

回転軸方向におけるナット１８５と当接部２０５との間には、押圧部材１８６（前述したナット１８５とともに、本発明の直進構造体に該当する）が介装されている。押圧部材１８６は略ディスク状を呈するとともに、回転軸方向に移動可能に形成され、その内周側にはスクリュー１８１の回転部１８１ｃが挿入されている。また、押圧部材１８６のナット１８５と対向した面は平坦に形成されており、当接部２０５と対向した側には球状面１８６ａ（本発明の球面部に該当する）が形成されている。球状面１８６ａは、押圧部材１８６の軸心上にある点を中心とした球体の表面形状により形成されている。通常、押圧部材１８６の球状面１８６ａとピストン２０の当接部２０５は互いに係合しており、双方の間には潤滑剤であるグリスが充填されている。
球状面１８６ａが、前述したピストン２０の当接部２０５と係合することにより、球状面１８６ａと当接部２０５とが互いに摺動して、ピストン２０は、スクリュー１８１の軸心に対して揺動可能なように形成されている。すなわち、ピストン２０は、ナット１８５および押圧部材１８６に対して揺動する。

ピストン２０の第３ギヤ部材１５３よりの位置には、スナップリング２０６が装着されている。スナップリング２０６の内径はナット１８５の外径よりも小さく、収容空間２０３の開口付近に取り付けられることにより、収容空間２０３からナット１８５が抜け出ることを防止している。ピストン２０においてスナップリング２０６は、ナット１８５の図２における右端がスナップリング２０６に当接した場合に、押圧部材１８６の球状面１８６ａとピストン２０の当接部２０５との間に隙間ができる位置に設けられている。

ディスクロータ４のプレート部４２の一方の側面と、ピストン２０との間には前述した第１ブレーキパッド２１ａが配置されている。また、前述したようにキャリパ１３１は、プレート部４２の反対側の側面と対向するように爪部１３１ｆを有しており、爪部１３１ｆとプレート部４２との間には第２ブレーキパッド２１ｂが配置されている。
第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂは、それぞれ裏板２１１ａ，２１１ｂ、裏板２１１ａ，２１１ｂに接合されたライニング２１２ａ，２１２ｂおよび裏板２１１ａ，２１１ｂに装着されたシム２１３ａ，２１３ｂを備え、前述したマウンティング１１に支持されている。

上述した構成において、電動モータ１４が駆動され、減速された回転力が第３ギヤ部材１５３に出力されると、スクリュー１８１が第３ギヤ部材１５３により回転される。スクリュー１８１の回転部１８１ｃと螺合したナット１８５は回転不能であるため、収容空間２０３内をディスクホイール４に向けて回転軸方向に移動する。ナット１８５は、球状面１８６ａが当接部２０５と係合した押圧部材１８６を介してピストン２０を押圧し、第１ブレーキパッド２１ａをディスクロータ４に向けて（図２における左方へ）付勢する。

一方、第１ブレーキパッド２１ａに発生する反力は、ピストン２０、押圧部材１８６、ナット１８５、スクリュー１８１、スラストベアリング１８３、センサホルダ１６および荷重センサ１７を介してハウジングプレート１３２へと働き、ブレーキハウジング１３をピストン２０と反対方向（ディスクロータ４から離れる向きであって、図２において右方）へと付勢する。これにより、ブレーキハウジング１３が回転軸方向に移動し、キャリパ１３１の爪部１３１ｆが、第２ブレーキパッド２１ｂをディスクロータ４に向けて付勢する。したがって、ディスクロータ４は第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂによって挟圧され、車輪に制動力が付与される（図３示）。

電動モータ１４へ供給される電流が低減されると、ピストン２０が第１ブレーキパッド２１ａを押圧する荷重が低下する。また、それにともない、第１ブレーキパッド２１ａからブレーキハウジング１３に働く反力も低下するため、キャリパ１３１の爪部１３１ｆが第２ブレーキパッド２１ｂを押圧する荷重も減少し、車輪に付与される制動力が低下する（図２示）。

図２に示すように、センサホルダ１６は、ブレーキハウジング１３内の回転軸方向において、スクリュー１８１に対しピストン２０とは反対側に位置している。また、荷重センサ１７は、センサホルダ１６において、スクリュー１８１との対向面とは反対側に取り付けられている。したがって、第１ブレーキパッド２１ａからの反力によりスクリュー１８１が、回転軸方向であって、ディスクロータ４から離れる向きにセンサホルダ１６を付勢し、荷重センサ１７がハウジングプレート１３２の壁面との間で押圧される。これにより、車輪に付与される制動力に対応する荷重として、荷重センサ１７が第１ブレーキパッド２１ａからの反力を検出する。

図２に示すように、ブレーキの操作量を検出するため、車両のブレーキペダル５には踏力センサ６が取り付けられている。また、ブレーキペダル５にはブレーキ操作が行われたことを検出するために、ブレーキペダルスイッチ７が取り付けられている。さらに、ブレーキペダル５の操作時の運転者の違和感をなくすために、ブレーキペダル５にはブレーキシミュレータ８が接続されている。
踏力センサ６およびブレーキペダルスイッチ７は、コントローラ２２に対し電気的に接続されている。さらに、コントローラ２２は、上述した荷重センサ１７、電動モータ１４において回転磁界を発生させるためのコイル（図示せず）および電動モータ１４に設けられた回転角度センサ１４３に対し電気的に接続されている。

以下、上述した構成による電動ブレーキ装置１における作動制御方法について、図３乃至図５に基づいて説明する。運転者がブレーキペダル５を操作すると、ブレーキペダルスイッチ７がオンして、コントローラ２２は本制御を開始する（図４におけるステップＳ４０１）。コントローラ２２は、踏力センサ６からの踏力信号の取り込みを開始するとともに（ステップＳ４０２）、荷重センサ１７からの荷重信号の取り込みを開始する（ステップＳ４０３）。

コントローラ２２は、検出された踏力および荷重（第１ブレーキパッド２１ａからの反力）に基づいて推力制御を行う（ステップＳ４０４）。推力制御においてはフィードバック制御を行い、荷重センサ１７により検出された第１ブレーキパッド２１ａからの反力（ピストン２０から第１ブレーキパッド２１ａに印加される押圧力と同等となる）が、ブレーキペダル５の踏力に応じた値となるように、電動モータ１４の作動を制御する（図３示）。具体的には、電動モータ１４への駆動信号により、正回転させた電動モータ１４のコイルへ供給する電流値を調整する。

次に、ブレーキペダルスイッチ７によって、ブレーキペダル５が戻されたか否かが判定され（ステップＳ４０５）、ブレーキペダル５が操作されたままである場合、推力制御が継続される。ブレーキペダル５が戻されると、再び、荷重信号の取り込みを開始し（ステップＳ４０６）、推力制御を行う（ステップＳ４０７）。この推力制御においては、荷重センサ１７により検出される荷重が０となるように、電動モータ１４の作動制御が行われる。

この場合の電動モータ１４の制御方法として、電動モータ１４への電流値を低減したり、電流値を０としたり、電動モータ１４を逆回転することが考えられる。これらにより、第１ブレーキパッド２１ａからの反力が電動モータ１４の駆動力よりも大きくなるため、当該反力がピストン２０を押し戻しながら、押圧部材１８６、ナット１８５、スクリュー１８１および減速機構１５を介して伝わり、電動モータ１４を逆回転させる。この間、第１ブレーキパッド２１ａからの反力によって、押圧部材１８６の球状面１８６ａとピストン２０の当接部２０５は互いに当接している。
この電動モータ１４の制御中、荷重センサ１７による検出荷重が０であるか否かが判定され（ステップＳ４０８）、検出荷重が０となるまで制御が継続される。検出荷重が０となると、その時のピストン２０の位置を原位置に設定する（ステップＳ４０９）。

この状態において、ディスクロータ４の振れ等によるブレーキパッド２１ａ，２１ｂの引き摺りが発生しないように、さらに、クリアランス設定（位置制御）を行って、ピストン２０をディスクロータ４から離れる方向に僅かに後退させる（ステップＳ４１０）。クリアランス設定は、回転角度センサ１４３からの回転角度信号に基づき、電動モータ１４を逆回転させて、ナット１８５をスナップリング２０６に係合させて図２において右方へと所定量だけ移動させる。これにより、ピストン２０が右方に向けて引き戻され、第１ブレーキパッド２１ａとピストン２０間にクリアランスを形成する。この時、ナット１８５がスナップリング２０６に当接するまでの移動量（バックラッシ）も考慮して、ナット１８５の戻し量を設定する。

当該クリアランス設定において、ナット１８５が、スナップリング２０６に係合するまで、ピストン２０から離れる方向（図２において右方）に移動することにより、押圧部材１８６はピストン２０およびナット１８５からの拘束が解かれ、双方の間で自由状態となる。したがって、押圧部材１８６はその自重によって下降して、球状面１８６ａと当接部２０５との間は離間し、双方の間に隙間が形成される（図５示）。よって、球状面１８６ａと当接部２０５との間に負圧が発生し、排出されたグリスが再び球状面１８６ａと当接部２０５との間に充填されることができる。
クリアランス設定が終了すると、再度、ブレーキペダル５が操作された場合の応答性の低下を防ぐことを目的として、球状面１８６ａと当接部２０５との間の隙間を詰めるため、電動モータ１４を所定量だけ正回転して、バックラッシ詰め（位置制御）が行われる（ステップＳ４１１）。

本実施形態によれば、車輪への制動力を解除した後、ブレーキパッド２１ａ，２１ｂの引き摺りを防止するため、電動モータ１４を逆回転させてナット１８５および押圧部材１８６をピストン２０から引き戻し、球状面１８６ａと当接部２０５とを離れさせることにより、球状面１８６ａと当接部２０５との間に隙間ができて負圧が発生し、ピストン２０の揺動動作により排出された潤滑剤が、再び球状面１８６ａと当接部２０５との間に入り込む。したがって、球状面１８６ａと当接部２０５との間の円滑な摺動性を維持することができ、ピストン２０の揺動動作を継続させることができる。

また、球状面１８６ａと係合する当接部２０５を、ピストン２０の軸心を中心とした円錐面としたことにより、球状面１８６ａと当接部２０５とを円周状に線接触させることができ、ピストン２０を安定して支持することができるとともに、双方の間の摺動抵抗を低減させることができる。
また、ナット１８５および押圧部材１８６をピストン２０の半径方向の内部に配置するとともに、押圧部材１８６に球状面１８６ａが形成され、ピストン２０に当接部２０５が形成されたことにより、ピストン２０および押圧部材１８６の外形を容易に形成することができ、低コストの電動ブレーキ装置１にすることができる。

すなわち、ナット１８５および押圧部材１８６をピストン２０の半径方向の内部に配置した場合に、ピストン２０に球状面を形成すると、ピストン２０を揺動可能にするためには、ナット１８５および押圧部材１８６を収容するピストン２０の凹部内に球状面を形成しなければならず、その加工が非常に困難になる。押圧部材１８６側に球状面１８６ａを形成すれば、そのような問題が発生しなくなる。

また、直進構造体として、スクリュー１８１に螺合するナット１８５と、ナット１８５とピストン２０との間に介装された押圧部材１８６とにより形成し、車輪への制動力を解除した後、電動モータ１４を逆回転させてナット１８５をピストン２０から離れる方向に移動させ、ピストン２０とナット１８５との間で押圧部材１８６を自由状態にする。
これにより、自由状態になった押圧部材１８６が自重によって下方に移動するため、ピストン２０と押圧部材１８６との間において隙間が形成され、双方の間の係合部に潤滑剤が進入できる。
また、ナット１８５とピストン２０とに軸ずれがあっても、球状面１８６ａと当接部２０５とを適切に接触させることができ、信頼性を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明における球状面１８６ａには、完全な球体の表面形状の一部を使用したもののみではなく、ピストン２０がナット１８５および押圧部材１８６に対して揺動可能に係合するような形状であれば、厳密な意味での球体以外の表面形状を適用してもよい。
また、ナット１８５と押圧部材１８６は、一体に形成してもよい。
また、ピストン２０側に球状面を形成し、押圧部材１８６に円錐面を形成してもよい。

また、本発明による電動ブレーキ装置１は、車両におけるフットブレーキのみでなく、パーキングブレーキに使用してもよい。
また、電動モータ１４には、同期機、誘導機、直流機等のあらゆるモータが使用可能である。
また、本発明は、ディスクロータ４をブレーキハウジング１３の押圧部１３１ｆとピストン２０とで挟圧する浮動型のディスクブレーキのみではなく、ディスクロータ４の双方の側面をピストンにて押圧する対向型のディスクブレーキにも適用可能である。

図面中、１は電動ブレーキ装置、４はディスクロータ（ディスク）、１３はブレーキハウジング（ハウジング）、１４は電動モータ、２０はピストン、２１ａは第１ブレーキパッド、２１ｂは第２ブレーキパッド、１８１はスクリュー（回動部材）、１８５はナット（ナット部材、直進構造体）、１８６は押圧部材（直進構造体）、１８６ａは球状面（球面部）、２０５は当接部を示している。

Claims

車体に取り付けられたハウジングと、
前記ハウジングに対し移動可能に取り付けられたピストンと、
車輪とともに回転するディスクと前記ピストンとの間に介装されたブレーキパッドと、
前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
前記ハウジング内において前記ピストンの軸方向に延び、前記電動モータの駆動力により回転される回動部材と、
前記回動部材の回転により前記ピストンの軸方向に移動して前記ピストンと当接し、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢する直進構造体と、
を備え、
前記直進構造体および前記ピストンが互いに当接する部位のうち、一方側に球面部が形成され、他方側に前記球面部と当接する当接部が形成され、
前記球面部と前記当接部との間には潤滑剤が塗布されており、
前記ピストンは、前記球面部と前記当接部とが離間することが可能なように前記直進構造体を係止し、かつ、前記球面部と前記当接部とが互いに摺動して、前記回動部材の軸心に対して揺動可能なように形成され、
前記電動モータを正回転させることにより、前記直進構造体により付勢された前記ピストンが、前記ブレーキパッドを前記ディスクに向けて付勢することにより前記車輪に制動力を付与し、
前記車輪に制動力を付与していない時に、前記電動モータを逆回転させて前記直進構造体を前記ピストンから離れる方向に移動させ、前記球面部と前記当接部との間を離間させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
前記当接部は、前記ピストンまたは前記直進構造体の軸心を中心とした円錐面であることを特徴とする請求項１記載の電動ブレーキ装置。
前記直進構造体を前記ピストンの半径方向の内部に配置するとともに、
前記直進構造体に前記球面部が形成され、
前記ピストンに前記当接部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動ブレーキ装置。
前記直進構造体は、
前記回動部材に螺合するとともに前記ハウジングに対して回転不能なナット部材と、
前記ピストンの軸方向の前記ナット部材と前記ピストンとの間において、前記ピストンの軸方向に移動可能に介装され、前記ピストンとの対向部位に、前記球面部および前記当接部のうちの一方が形成された押圧部材と、
により形成され、
前記電動モータを正回転させることにより、前記ナット部材が前記ピストンの軸方向に移動し、前記押圧部材を介して、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢し、
前記車輪に制動力を付与していない時に、前記電動モータを逆回転させて前記ナット部材を前記ピストンから離れる方向に移動させ、前記ピストンと前記ナット部材との間で、前記押圧部材を自由状態にすることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の電動ブレーキ装置。