JP5625527B2

JP5625527B2 - 電動ブレーキ装置

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Publication number: JP5625527B2
Application number: JP2010139632A
Authority: JP
Inventors: 山田　仁; 仁山田
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002315A

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１参照）。特許文献１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スクリュー部材に伝達し、スクリュー部材の回動により、ナット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スクリュー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。

上述した特許文献１に開示された電動ブレーキ装置においては、ブレーキペダルに踏力センサを設け、ブレーキペダルの操作力を検出している。また、ピストンの前端には荷重センサが取り付けられており、ディスクロータに付与した制動力に対応する荷重として、ピストンのブレーキパッドに対する押圧力を検出している。当該電動ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏力およびブレーキパッドに対する押圧力に基づいて、電動モータの作動を制御している。

特開２０００−１８２９４号公報

ところで、ピストンの前端に荷重センサが設けられた場合、制動時のブレーキパッドに発生する発熱の影響を受け、荷重センサにおいて検出精度が低下するという問題がある。通常の荷重センサの場合、ブレーキパッドからの熱の影響によって、使用しているストレインゲージが伸長して荷重の検出精度が低下し、延いては、電動モータの作動制御が不正確になることがある。これを防ぐために、耐熱性の大きい荷重センサを使用する方法もあるが、荷重センサの高コスト化は免れない。

これらの問題を解消するためには、荷重センサをブレーキパッドから離れた電動ブレーキ装置の内部に配置することが考えられる。例えば、荷重センサを上述したスクリュー部材と電動ブレーキ装置内の固定部材との間に配置し、ピストンのブレーキパッドに対する押圧力を、ピストンがブレーキパッドから受けた反力として、荷重センサをスクリュー部材と固定部材との間で挟圧させて検出することが可能である。

ところで、制動力解除時において、ブレーキパッドの引き摺りを防止することを目的として、ブレーキパッドとピストンとの間にクリアランスを設定する制御を行う場合がある。荷重センサを電動ブレーキ装置の内部に配置した場合に、クリアランス設定を行うためにスクリュー部材の戻し量を増大させると、ブレーキパッドからの反力が途絶えるため、荷重センサが固定部材から離間して回転軸方向に浮いた状態となる。この状態で、再度、ディスクロータに制動力が付与されると、ブレーキパッドからの反力が、いきなりスクリュー部材を介して荷重センサに対し働き、荷重センサは固定部材に衝突して衝撃荷重を検出する。このため、荷重センサがブレーキパッドから受けた反力を正確に検出することができなくなり、電動モータの作動制御が不正確になる。
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、作動制御を精度よく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、電動モータにより回転される回動部材と、回動部材と噛合するとともにハウジングに対して回転不能とされ、回動部材の回転によりピストンの軸方向に移動して、ピストンをディスクに向けて付勢する直進部材と、ハウジング内に設けられ、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力であって、ディスクから離れる向きの反力を検出する荷重センサと、少なくとも回動部材および荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、固定体と反力検出用部材との間に介装され、固定体に対して反力検出用部材を反力方向に付勢して、荷重センサを固定体に当接させる付勢部材と、を備え、荷重センサによる検出値に基づいて電動モータを作動させることにより、直進部材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、ブレーキパッドからの反力により反力検出用部材がピストンの軸方向に付勢され、荷重センサが固定体に押圧されることにより、反力を検出する電動ブレーキ装置であって、反力検出用部材は、回動部材をハウジング内において回転可能に支持するとともに、ハウジングにおいてピストンの軸方向に移動可能に保持された軸受を有しており、付勢部材は、ハウジングと軸受の非回転部材との間に介装され、ハウジングに対し、非回転部材を反力方向に付勢していることである。
尚、本発明において、「反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体」とは、付勢部材により反力検出用部材を付勢する場合の固定側部材となる構成で、例えば、ハウジングを含んだ上位概念の構成を意味している。

請求項２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、電動モータにより回転される回動部材と、回動部材と噛合するとともにハウジングに対して回転不能とされ、回動部材の回転によりピストンの軸方向に移動して、ピストンをディスクに向けて付勢する直進部材と、ハウジング内に設けられ、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力であって、ディスクから離れる向きの反力を検出する荷重センサと、少なくとも回動部材および荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、固定体と反力検出用部材との間に介装され、固定体に対して反力検出用部材を反力方向に付勢して、荷重センサを固定体に当接させる付勢部材と、を備え、荷重センサによる検出値に基づいて電動モータを作動させることにより、直進部材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、ブレーキパッドからの反力により反力検出用部材がピストンの軸方向に付勢され、荷重センサが固定体に押圧されることにより、反力を検出する電動ブレーキ装置であって、反力検出用部材は、ピストンの軸方向において、回動部材に対しピストンとは反対側に位置する保持部材を有しており、保持部材は、ハウジングにおいてピストンの軸方向に移動可能に保持されているとともに、回転不能に取り付けられており、回動部材は、保持部材に対して回転可能に取り付けられており、荷重センサは、保持部材において、回動部材と対向する部位とは反対側に取り付けられていることにより、固定体に当接しており、ブレーキパッドからの反力により回動部材が保持部材をピストンの軸方向に付勢し、荷重センサが固定体に押圧されることにより、反力を検出することである。

請求項３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、電動モータにより回転される回動部材と、回動部材と噛合するとともにハウジングに対して回転不能とされ、回動部材の回転によりピストンの軸方向に移動して、ピストンをディスクに向けて付勢する直進部材と、ハウジング内に設けられ、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力であって、ディスクから離れる向きの反力を検出する荷重センサと、少なくとも回動部材および荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、固定体と反力検出用部材との間に介装され、固定体に対して反力検出用部材を反力方向に付勢して、荷重センサを固定体に当接させる付勢部材と、を備え、荷重センサによる検出値に基づいて電動モータを作動させることにより、直進部材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、ブレーキパッドからの反力により反力検出用部材がピストンの軸方向に付勢され、荷重センサが固定体に押圧されることにより、反力を検出する電動ブレーキ装置であって、複数の歯車が互いに噛合することにより形成され、ハウジング内において、出力歯車により電動モータの駆動力を回動部材に伝達する駆動機構を備え、固定体は出力歯車を含み、付勢部材は、回動部材と出力歯車との間に介装され、出力歯車に対して反力検出用部材を反力方向に付勢して、荷重センサを固定体に当接させ、荷重センサが固定体に押圧されることにより、反力を検出することである。

請求項１に係る電動ブレーキ装置によれば、荷重センサが、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力を検出していることにより、荷重センサをブレーキパッドから離れた位置に設けることができ、荷重センサがブレーキパッドから受ける熱の影響が小さく、正確に荷重を検出することができる。
また、固定体と反力検出用部材との間に介装され、固定体に対して、荷重センサを含む反力検出用部材を反力方向に付勢して、荷重センサを固定体に当接させる付勢部材を備えたことにより、制動力解除時、特に、ブレーキパッドとピストン間のクリアランス設定時において、荷重センサがピストンの軸方向に浮いた状態となることを防止できる。

このため、再度、ディスクに制動力が付与された場合に、荷重センサが衝撃荷重を検出することがなくなり、ディスクへ付与した制動力に対応した荷重として、荷重センサがブレーキパッドからの反力を正確に検出することができる。これにより、電動モータの作動制御を精度よく行うことができる。
また、付勢部材が固定体と反力検出用部材との間に介装されたことにより、付勢部材がピストンを直接付勢する場合に比べ、その付勢力を小さくすることができる。そのため、付勢部材を小型化でき、延いては電動ブレーキ装置を小型、軽量化することができる。

また、付勢部材は、ハウジングと軸受の非回転部材との間に介装され、ハウジングに対し、非回転部材を反力方向に付勢していることにより、付勢部材の両端間において相対回転が発生せず、付勢部材の摺動による磨耗を防ぐことができる。

請求項２に係る電動ブレーキ装置によれば、反力検出用部材は、荷重センサが取り付けられ、ハウジングに対しピストンの軸方向に移動可能に保持されるとともに、回転不能な保持部材を有し、回動部材は、保持部材に対して回転可能に取り付けられており、ブレーキパッドからの反力により回動部材が保持部材をピストンの軸方向に付勢し、荷重センサが固定体に押圧されることにより、ブレーキパッドからの反力を検出するようにした。
これにより、回動部材の回転に拘わらず、荷重センサは回転することがないため、固定体との間で回転方向に摺動することなく押圧される。したがって、荷重センサに摩耗が発生することがなく、その長寿命化が実現できる。

請求項３に係る電動ブレーキ装置によれば、付勢部材は、ともに等速回転する回動部材と出力歯車との間に介装され、出力歯車に対して反力検出用部材を反力方向に付勢することにより、付勢部材の両端間において相対回転が発生せず、付勢部材の摺動による磨耗を防ぐことができる。
また、付勢部材は、ともに等速回転する出力歯車と回動部材との間に介装するのみでよいため、特別な構成を必要とせずに、部品点数を増大させることがなく、低コストの電動ブレーキ装置にすることができる。

本発明の実施形態１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実施形態２による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

＜実施形態１＞
図１乃至図３に基づき、本発明の実施形態１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（本発明の駆動機構に該当する）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。尚、ブレーキハウジング１３および減速機構１５を包括した上位概念の構成が、本発明の固定体に該当する。

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において、電動モータ１４の非通電時に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への制動力が解除することを防止している。
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（本発明の保持部材に該当する）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（本発明の軸受に該当する）のアウタレース１８２ａ（本発明の非回転部材に該当する）とキャリパ１３１の段部１３１ｂとの間には、ウェイブワッシャ１８４（本発明の付勢部材に該当する）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。また、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を包括した構成が、本発明の反力検出用部材に該当する。

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（本発明の直進部材に該当する）が螺合している。ナット１８５は、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、複数のナットキー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、テーパ状を呈している。
ナット１８５と当接部２０５との間には、押圧部材１８６が介装されている。押圧部材１８６は略ディスク状を呈しており、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が形成されている。
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。

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）。

また、ディスクロータ４に対する制動力の解除時には、ブレーキパッド２１ａ，２１ｂの引き摺りを防止するために、電動モータ１４を逆回転させ、ナット１８５をスナップリング２０６に係合させて図２において右方へと移動させ、ピストン２０をスクリュー１８１に向けて引き戻し、第１ブレーキパッド２１ａとピストン２０間のクリアランス設定を行う。

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にはブレーキシュミレータ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。

上述した構成において、運転者がブレーキペダル５を操作すると、コントローラ２２は、踏力センサ６の検出値に基づいて、電動モータ１４のコイルへ供給する電流を調整し、その作動を制御する。コントローラ２２は、荷重センサ１７により検出された第１ブレーキパッド２１ａからの反力が、ブレーキ踏力に見合った値となるように電動モータ１４の作動を制御する。

本実施形態によれば、荷重センサ１７が、第１ブレーキパッド２１ａからスクリュー１８１を介して伝達された回転軸方向の反力を検出していることにより、荷重センサ１７を第１ブレーキパッド２１ａから離れた位置に設けることができ、荷重センサ１７が第１ブレーキパッド２１ａから受ける熱の影響が小さく、正確に荷重を検出することができる。

また、キャリパ１３１とボールベアリング１８２のアウタレース１８２ａとの間に介装され、キャリパ１３１に対して、荷重センサ１７とともにスクリュー１８１を反力方向に付勢して、荷重センサ１７をハウジングプレート１３２に当接させるウェイブワッシャ１８４を備えたことにより、制動力解除時、特に、前述した第１ブレーキパッド２１ａとピストン２０間のクリアランス設定時において、荷重センサ１７が回転軸方向に浮いた状態となることを防止できる。
このため、再度、ディスクロータ４に制動力が付与された場合に、荷重センサ１７が衝撃荷重を検出することがなくなり、ディスクロータ４へ付与した制動力に対応した荷重として、荷重センサ１７が第１ブレーキパッド２１ａからの反力を正確に検出することができる。これにより、電動モータ１４の作動制御を精度よく行うことができる。

また、ウェイブワッシャ１８４がキャリパ１３１とボールベアリング１８２との間に介装されたことにより、ウェイブワッシャ１８４がピストン２０を直接付勢する場合に比べ、付勢する部品点数を低減でき、その付勢力を小さくすることができるため、ウェイブワッシャ１８４を小型化でき、延いては電動ブレーキ装置１を小型、軽量化することができる。
また、ウェイブワッシャ１８４は、ブレーキハウジング１３とボールベアリング１８２の非回転部材であるアウタレース１８２ａとの間に介装され、ブレーキハウジング１３に対しアウタレース１８２ａを反力方向に付勢していることにより、ウェイブワッシャ１８４の両端間において相対回転が発生せず、ウェイブワッシャ１８４の摺動による磨耗を防ぐことができる。

また、ブレーキハウジング１３内に、ブレーキハウジング１３に対し回転軸方向に移動可能に保持されるとともに、回転不能なセンサホルダ１６を設け、スクリュー１８１を、ボールベアリング１８２を介してセンサホルダ１６に対し回転可能に取り付け、荷重センサ１７を、センサホルダ１６において、スクリュー１８１と対向する部位とは反対側に取り付け、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とにより、第１ブレーキパッド２１ａからの反力を検出するようにした。

これにより、スクリュー１８１の回転に拘わらず、荷重センサ１７は回転することがないため、ハウジングプレート１３２の壁面との間で回転方向に摺動することなく押圧される。したがって、荷重センサ１７に摩耗が発生することがなく、その長寿命化が実現できる。
また、付勢部材としてのウェイブワッシャ１８４は薄いプレート状を呈していることにより、狭小な電動ブレーキ装置１の内部にも設けることができる。

＜実施形態２＞
図４に基づき、実施形態２による電動ブレーキ装置１Ａについて、実施形態１による電動ブレーキ装置１との相違点のみを説明する。電動ブレーキ装置１Ａの第３ギヤ部材１５４（本発明の出力歯車に該当する）は円盤状に形成されており、外周面に有する斜歯において、第２ギヤ部材１５２の第２小径ギヤ歯１５２ａ１と噛合している。
第３ギヤ部材１５４は、ハウジングプレート１３２の図４における右側の側面により回転可能に支持されており、当該側面により図４における左方への位置決めが行われる。第３ギヤ部材１５４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１５４との間で、電動モータ１４の回転が減速される。

また、電動ブレーキ装置１Ａは、スクリュー１８１Ａ（本発明の回動部材に該当する）を備えており、スクリュー１８１Ａの入力部１８１ｄは、保持部１８１ｂからピストン２０に対し反対方向へ長く延在している。入力部１８１ｄは第３ギヤ部材１５４の内孔１５４ａに嵌合しており、キー部材１５４ｂによって、第３ギヤ部材１５４に対し回転軸方向に所定量だけ移動可能、かつ、相対回転不能に取り付けられている。これにより、スクリュー１８１Ａは、第３ギヤ部材１５４とともに等速回転することができる。入力部１８１ｄの図４における右端は、ハウジングカバー１３４により半径方向に回転可能に支持されている。
入力部１８１ｄにおいて、第３ギヤ部材１５４に対するピストン２０と反対側には、略ディスク状をした係止部材１８１ｄ１が取り付けられている。係止部材１８１ｄ１は入力部１８１ｄに対し、相対回転不能、かつ、所定量だけ回転軸方向に移動可能に取り付けられており、係止部材１８１ｄ１は第３ギヤ部材１５４とともに等速回転する。

第３ギヤ部材１５４および係止部材１８１ｄ１の側面間には、実施形態１によるウェイブワッシャ１８４と同様の形状をしたウェイブワッシャ１８７（ウェイブワッシャ１８４に対して大きさは異なる）が介装されており、第３ギヤ部材１５４に対し係止部材１８１ｄ１を、回転軸方向であってピストン２０と反対側（図４における右方であり、上述した反力方向）に向けて付勢している。

さらに、入力部１８１ｄにおいて、係止部材１８１ｄ１のウェイブワッシャ１８７が設けられていない側には、スナップリング１８１ｄ２が装着されており、上述したウェイブワッシャ１８７によって付勢された係止部材１８１ｄ１を回転軸方向に受け止めている。

これにより、ウェイブワッシャ１８７からの付勢力は、係止部材１８１ｄ１およびスナップリング１８１ｄ２を介してスクリュー１８１Ａへと伝達し、センサホルダ１６およびスクリュー１８１Ａは、ともに反力方向に（図４において右方に）付勢され、荷重センサ１７は、常時、ハウジングプレート１３２の壁面に当接している。

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１８１Ａの回転軸方向における位置決めが行われている。尚、図４において、ハウジングカバー１３４と、スクリュー１８１Ａの入力部１８１ｄおよびスナップリング１８１ｄ２との間には回転軸方向の隙間が形成されている。
電動ブレーキ装置１Ａのその他の構成については、実施形態１による電動ブレーキ装置１の場合と同様であるため、これ以上の説明は省略する。

本実施形態によれば、スクリュー１８１Ａの一部である係止部材１８１ｄ１は、第３ギヤ部材１５４とともに等速回転し、ウェイブワッシャ１８７は、第３ギヤ部材１５４と係止部材１８１ｄ１との間に介装され、第３ギヤ部材１５４に対し係止部材１８１ｄ１を反力方向に付勢している。これにより、ウェイブワッシャ１８７の両端間において相対回転が発生せず、ウェイブワッシャ１８７の摺動による磨耗を防ぐことができる。
また、ウェイブワッシャ１８７は、ともに等速回転する第３ギヤ部材１５４と係止部材１８１ｄ１との間に介装するのみでよいため、特別な構成を必要とせずに、部品点数を増大させることがなく、低コストの電動ブレーキ装置１Ａにすることができる。

＜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。
電動ブレーキ装置１において、実施形態２において示したスクリュー１８１Ａと第３ギヤ部材１５４との連結構造と、実施形態１において示した、ウェイブワッシャ１８４をボールベアリング１８２のアウタレース１８２ａとキャリパ１３１との間に介装する構造とを組み合わせてもよい。
また、実施形態１において、ウェイブワッシャ１８４がスクリュー１８１またはセンサホルダ１６若しくは荷重センサ１７を直接付勢するようにしてもよい。
また、実施形態１において、第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間には、オルダムカップリングのみでなく、スプラインやキー止めを使用することにより、第３ギヤ部材１５３からスクリュー１８１への回転は伝達するが、回転軸方向の荷重は伝達しない連結機構を形成してもよい。

本発明の固定体には、ブレーキハウジング１３および減速機構１５以外の構成を含んでいてもよい。また、本発明の反力検出用部材には、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以外の構成を含んでいてもよい。
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。
また、付勢部材は、ウェイブワッシャ１８４以外にも、コイルスプリング、皿バネといったあらゆるタイプのものが適用可能である。

図面中、１，１Ａ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、固定体）、１４は電動モータ、１５は減速機構（駆動機構、固定体）、１６はセンサホルダ（保持部材、反力検出用部材）、１７は荷重センサ（反力検出用部材）、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、１５４は第３ギヤ部材（出力歯車）、１８１，１８１Ａはスクリュー（回動部材、反力検出用部材）、１８２はボールベアリング（軸受、反力検出用部材）、１８２ａはアウタレース（非回転部材）、１８４，１８７はウェイブワッシャ（付勢部材）、１８５はナット（直進部材）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、前記電動モータにより回転される回動部材と、
前記回動部材と噛合するとともに前記ハウジングに対して回転不能とされ、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、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢する直進部材と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ブレーキパッドから前記回動部材を介して伝達された前記ピストンの軸方向の反力であって、前記ディスクから離れる向きの前記反力を検出する荷重センサと、
少なくとも前記回動部材および前記荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、前記反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、前記固定体と前記反力検出用部材との間に介装され、前記固定体に対して前記反力検出用部材を前記反力方向に付勢して、前記荷重センサを前記固定体に当接させる付勢部材と、
を備え、
前記荷重センサによる検出値に基づいて前記電動モータを作動させることにより、前記直進部材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、
前記ブレーキパッドからの前記反力により前記反力検出用部材が前記ピストンの軸方向に付勢され、前記荷重センサが前記固定体に押圧されることにより、前記反力を検出する電動ブレーキ装置であって、
前記反力検出用部材は、
前記回動部材を前記ハウジング内において回転可能に支持するとともに、前記ハウジングにおいて前記ピストンの軸方向に移動可能に保持された軸受を有しており、
前記付勢部材は、
前記ハウジングと前記軸受の非回転部材との間に介装され、前記ハウジングに対し、前記非回転部材を前記反力方向に付勢していることを特徴とする電動ブレーキ装置。
車体に取り付けられたハウジングと、
前記ハウジング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、前記電動モータにより回転される回動部材と、
前記回動部材と噛合するとともに前記ハウジングに対して回転不能とされ、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、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢する直進部材と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ブレーキパッドから前記回動部材を介して伝達された前記ピストンの軸方向の反力であって、前記ディスクから離れる向きの前記反力を検出する荷重センサと、
少なくとも前記回動部材および前記荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、前記反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、前記固定体と前記反力検出用部材との間に介装され、前記固定体に対して前記反力検出用部材を前記反力方向に付勢して、前記荷重センサを前記固定体に当接させる付勢部材と、
を備え、
前記荷重センサによる検出値に基づいて前記電動モータを作動させることにより、前記直進部材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、
前記ブレーキパッドからの前記反力により前記反力検出用部材が前記ピストンの軸方向に付勢され、前記荷重センサが前記固定体に押圧されることにより、前記反力を検出する電動ブレーキ装置であって、
前記反力検出用部材は、
前記ピストンの軸方向において、前記回動部材に対し前記ピストンとは反対側に位置する保持部材を有しており、
前記保持部材は、
前記ハウジングにおいて前記ピストンの軸方向に移動可能に保持されているとともに、回転不能に取り付けられており、
前記回動部材は、
前記保持部材に対して回転可能に取り付けられており、
前記荷重センサは、
前記保持部材において、前記回動部材と対向する部位とは反対側に取り付けられていることにより、前記固定体に当接しており、
前記ブレーキパッドからの前記反力により前記回動部材が前記保持部材を前記ピストンの軸方向に付勢し、前記荷重センサが前記固定体に押圧されることにより、前記反力を検出することを特徴とする電動ブレーキ装置。
車体に取り付けられたハウジングと、
前記ハウジング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、前記電動モータにより回転される回動部材と、
前記回動部材と噛合するとともに前記ハウジングに対して回転不能とされ、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、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢する直進部材と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ブレーキパッドから前記回動部材を介して伝達された前記ピストンの軸方向の反力であって、前記ディスクから離れる向きの前記反力を検出する荷重センサと、
少なくとも前記回動部材および前記荷重センサにより反力検出用部材を形成するとともに、前記反力検出用部材を相対移動可能に保持する固定体を形成した場合に、前記固定体と前記反力検出用部材との間に介装され、前記固定体に対して前記反力検出用部材を前記反力方向に付勢して、前記荷重センサを前記固定体に当接させる付勢部材と、
を備え、
前記荷重センサによる検出値に基づいて前記電動モータを作動させることにより、前記直進部材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、
前記ブレーキパッドからの前記反力により前記反力検出用部材が前記ピストンの軸方向に付勢され、前記荷重センサが前記固定体に押圧されることにより、前記反力を検出する電動ブレーキ装置であって、
複数の歯車が互いに噛合することにより形成され、前記ハウジング内において、出力歯車により前記電動モータの駆動力を前記回動部材に伝達する駆動機構を備え、
前記固定体は前記出力歯車を含み、
前記付勢部材は、前記回動部材と前記出力歯車との間に介装され、
前記出力歯車に対して前記反力検出用部材を前記反力方向に付勢して、前記荷重センサを前記固定体に当接させ、
前記荷重センサが前記固定体に押圧されることにより、前記反力を検出することを特徴とする電動ブレーキ装置。