JP5760800B2 - Electric brake device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両制動時に、電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置に関するものである。 The present invention relates to an electric brake device for a vehicle that drives an electric motor to apply braking force to wheels during vehicle braking.
近年、油圧によるブレーキ作動回路とは別に、電気信号によってブレーキを作動させる車両用電動ブレーキ装置(いわゆるバイワイヤ方式)の開発が進められている。例えば、特許文献1には、車輪に取り付けられ、ブレーキ操作量に応じて電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置が開示されている。 In recent years, apart from a hydraulic brake operation circuit, development of an electric brake device for vehicles (so-called by-wire system) that operates a brake by an electrical signal has been underway. For example, Patent Literature 1 discloses an electric brake device for a vehicle that is attached to a wheel and drives an electric motor according to a brake operation amount to apply a braking force to the wheel.
図15に示すように、特許文献1に開示された車両用電動ブレーキ装置200は、運転者がブレーキペダルBPを踏むと、踏力スイッチS1からの信号により電子制御装置ECUが作動し、電動モータ215が駆動される。電動モータ215の正回転によって回転部材214が正回転し、プライマリピストン208と回転部材214との間に偏心して取り付けられているロッド212を介してプライマリピストン208を図15中左方に押す。プライマリピストン208の移動により液室207内の液体を介してピストン204が図15中左方に移動しブレーキ作動を行う。
As shown in FIG. 15, in the vehicle
ブレーキ作動中には、プライマリピストン208の外周に設置されたリターンスプリング209が圧縮されてリターンスプリング209に弾性エネルギーが蓄積された状態となっている。ブレーキペダルBPを開放すると、電動モータ215が逆回転し、ロッド212が推力を緩める方向に移動し、プライマリピストン208はリターンスプリング209の弾発力により初期位置に復帰し、ブレーキが開放される。これにより、ブレーキの引き摺りあるいはロックを防止し、運転者の予期せぬブレーキ作動を防ぐことができる。
During the brake operation, the
特許文献1に開示されている車両用電動ブレーキ装置200において、電源失陥などにより電動モータ215の逆回転駆動が不可能となった場合、リターンスプリング209の弾発力によりプライマリピストン208を初期位置に復帰させると共に、リターンスプリング209の弾発力によりロッド212を介して電動モータ215を逆回転させる必要がある。
In the vehicular
したがって、このような状況に対応するためには、ストロークが長くより大きな弾発力が得られるリターンスプリング209を用いる必要がある。これにより、リターンスプリング209が大型化して、車両用電動ブレーキ装置200が大型化するという課題がある。また、リターンスプリング209の弾発力がより大きくなったことにより、ブレーキ作動時の出力ロスが大きくなるという課題がある。
Therefore, in order to cope with such a situation, it is necessary to use a
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of returning the piston to the initial position even when the reverse rotation drive of the electric motor becomes impossible, and is small in size and output. An object of the present invention is to provide an electric brake device for a vehicle with a small loss.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る車両用電動ブレーキ装置の構成上の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、を備え、
前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えていることである。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural features of the electric brake device for a vehicle according to claim 1 include a housing, an electric motor fixed to the housing and driven according to a brake operation amount, and the electric motor. A speed reduction mechanism that reduces the rotational speed and transmits it to the rotation member, a rotation / linear motion conversion mechanism that converts the rotation motion of the rotation member into a rectilinear motion, and the housing is slidably fitted while being restricted in rotation. A piston that moves forward when the electric motor rotates forward by a rotation / linear motion conversion mechanism and moves backward when the electric motor rotates backward, and a braked member that is mounted on the housing and rotates integrally with the wheel by moving the piston forward. A braking member that is pressed and an output shaft of the electric motor, or an intermediate shaft that is provided in the speed reduction mechanism and rotates at a rotational speed obtained by reducing the rotation of the output shaft of the electric motor. A rotating shaft supported on the housing so as to be physically rotatable, and elastic energy is accumulated by elastically deforming an internal elastic body by forward rotation of the rotating shaft. When the rotating shaft rotates in reverse, the elastic body An energy storage mechanism that releases the stored elastic energy and applies a reverse rotation torque to the rotating shaft , and
The energy storage mechanism is provided between the other end of the elastic body and the rotating shaft, and when the rotating shaft is rotated forward with a torque less than a first predetermined value, the elastic body is rotated with respect to the rotating shaft. and restricting the relative rotation, when rotated forward by the first predetermined value or more torque is Rukoto comprise a first torque limiter to permit relative rotation with respect to the rotation axis of the elastic body.
上記の課題を解決するため、請求項2に係る車両用電動ブレーキ装置の構成上の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、を備え、
前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えていることである。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural features of the electric brake device for a vehicle according to claim 2 include a housing, an electric motor fixed to the housing and driven according to a brake operation amount, and the electric motor A speed reduction mechanism that reduces the rotational speed and transmits it to the rotation member, a rotation / linear motion conversion mechanism that converts the rotation motion of the rotation member into a rectilinear motion, and the housing is slidably fitted while being restricted in rotation. A piston that moves forward when the electric motor rotates forward by a rotation / linear motion conversion mechanism and moves backward when the electric motor rotates backward, and a braked member that is mounted on the housing and rotates integrally with the wheel by moving the piston forward. A braking member that is pressed and an output shaft of the electric motor, or an intermediate shaft that is provided in the speed reduction mechanism and rotates at a rotational speed obtained by reducing the rotation of the output shaft of the electric motor. A rotating shaft supported on the housing so as to be physically rotatable, and elastic energy is accumulated by elastically deforming an internal elastic body by forward rotation of the rotating shaft. When the rotating shaft rotates in reverse, the elastic body An energy storage mechanism that releases the stored elastic energy and applies a reverse rotation torque to the rotating shaft, and
The energy storage mechanism is provided between the other end of the elastic body and the rotating shaft, and when the rotating shaft is rotated forward with a torque less than a first predetermined value, the elastic body is rotated with respect to the rotating shaft. A first torque limiter is provided that restricts relative rotation and allows relative rotation of the elastic body with respect to the rotation shaft when the rotation is positive with a torque equal to or greater than the first predetermined value.
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に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えていることである。
The structural feature of the invention according to
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1または2に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えていることである。
The structural feature of the invention according to
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えていることである。
The structural feature of the invention according to
請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネであることである。
The structural feature of the invention according to
請求項1に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置は、減速機構により電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達し、回転直動変換機構により回転部材の回転運動を直進運動に変換してピストンを進退させる。そして、電動モータの正回転時にピストンを前進させて制動部材を被制動部材に押圧して制動力を得る。また、電動モータの逆回転時にピストンを後退させて制動部材を被制動部材から解放する。 According to the first aspect of the invention, the electric brake device for a vehicle reduces the rotational speed of the electric motor by the speed reduction mechanism and transmits it to the rotary member, and the rotary motion of the rotary member is converted to the straight motion by the rotary / linear motion conversion mechanism. Convert and move the piston back and forth. Then, when the electric motor rotates forward, the piston is advanced to press the braking member against the member to be braked to obtain a braking force. Further, when the electric motor rotates in the reverse direction, the piston is retracted to release the braking member from the braked member.
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置は、電動モータの出力軸、又は減速機構に設けられ電動モータの出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能にハウジングに支承された回転軸を備えており、回転軸の正回転によりエネルギー蓄積機構内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸の逆回転時には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与する。 Here, the electric brake device for a vehicle of the present invention is a housing that can rotate integrally with an output shaft of an electric motor or an intermediate shaft that is provided in a speed reduction mechanism and rotates at a reduced speed of rotation of the output shaft of the electric motor. The elastic body in the energy storage mechanism is elastically deformed by the forward rotation of the rotation shaft to store elastic energy, and the elastic energy stored in the elastic body during reverse rotation of the rotation shaft Is released, and a reverse rotation torque is applied to the rotation axis.
したがって、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。 Therefore, even if the reverse rotation drive of the electric motor becomes impossible, the reverse rotation torque is applied to the rotation shaft by the elastic energy stored in the elastic body inside the energy storage mechanism, and the piston Can be returned to the initial position.
電動モータの回転力は、減速機構により段階的に増幅され、また、減速機構や回転直動変換機構によるエネルギーロスを伴いながらピストンに伝達される。このため、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するほど、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。 The rotational force of the electric motor is amplified stepwise by the speed reduction mechanism, and transmitted to the piston with energy loss due to the speed reduction mechanism and the rotation / linear motion conversion mechanism. For this reason, the reverse rotation of the electric motor can be performed with smaller energy as the reverse rotation torque is applied to the shaft as close as possible to the electric motor.
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、エネルギー蓄積機構により電動モータの出力軸又は減速機構の中間軸を逆回転させている。よって、従来の車両用電動ブレーキ装置200のように、ピストン204に近い側(電動モータ215から遠い側)に配置されたリターンスプリング209(弾性体)により電動モータ215を逆回転させる場合に比べて、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の弾性体により電動モータを逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
Here, in the electric brake device for a vehicle of the present invention, the output shaft of the electric motor or the intermediate shaft of the speed reduction mechanism is reversely rotated by the energy storage mechanism. Therefore, as compared to the case where the
また、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するため、従来の車両用電動ブレーキ装置200に配置されたリターンスプリング209(弾性体)を圧縮する場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
Further, in the electric brake device for a vehicle according to the present invention, a return spring 209 (elastic body) disposed in the conventional electric brake device for a
また、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えている。 The energy storage mechanism of the electric brake device for a vehicle is provided between the one end portion of the elastic body and the housing, and when the rotation shaft is rotated forward with a torque less than a first predetermined value, A first torque limiter is provided that restricts rotation and allows relative rotation of the elastic body with respect to the housing when the rotation is positive with a torque equal to or greater than a first predetermined value.
また、請求項2に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えている。 According to the invention of claim 2 , the energy storage mechanism of the electric brake device for a vehicle is provided between the other end of the elastic body and the rotating shaft, and the rotating shaft has a torque less than a first predetermined value. A first torque limiter that restricts relative rotation of the elastic body with respect to the rotation axis when positively rotated and allows relative rotation of the elastic body with respect to the rotation axis when positively rotated with a torque equal to or greater than a first predetermined value; Yes.
したがって、請求項1及び2に係る発明によれば、第1トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第1所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、弾性体に電動モータを逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに弾性体に作用している正回転の回転トルクを第1所定値とすることができる。この場合、弾性体の巻き過ぎによって弾性体を必要以上に弾性変形させることがないため、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。 Therefore, according to the first and second aspects of the invention, the first torque limiter can prevent a positive rotational torque greater than the first predetermined value from acting on the elastic body inside the energy storage mechanism. For example, the normal rotational torque acting on the elastic body when the elastic energy necessary to reversely rotate the electric motor is stored in the elastic body can be set to the first predetermined value. In this case, since the elastic body is not elastically deformed more than necessary due to excessive winding of the elastic body, energy loss when the elastic body is elastically deformed can be suppressed, and output loss during brake operation can be minimized. .
請求項3に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えている。
According to the invention of
また、請求項4に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えている。
According to the invention of
したがって、請求項3及び4に係る発明によれば、第2トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第2所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータの逆回転駆動が不可能となっていない場合には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータがさらに逆回転を続けると、弾性体の巻き戻し過ぎとなる。そして、弾性体の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータの逆回転を阻害する方向に作用する。弾性体の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸の逆回転の回転トルクを第2所定値とすることによって、電動モータを逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。 Therefore, according to the third and fourth aspects of the invention, the second torque limiter can prevent the reverse rotation torque exceeding the second predetermined value from acting on the elastic body inside the energy storage mechanism. For example, if reverse rotation driving of the electric motor is not possible, after the elastic energy accumulated in the elastic body is completely released, if the electric motor continues to reversely rotate, the elastic body is unwound too much. It becomes. And the elastic force by the unwinding of an elastic body acts in the direction which inhibits reverse rotation of an electric motor. By making the rotational torque of the reverse rotation of the rotary shaft that can prevent the elastic body from unwinding excessively to the second predetermined value, it is possible to suppress energy loss when the electric motor is reversely rotated.
請求項5に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、回転軸と一端部がハウジングに保持された弾性体の他端部との間に断接機構を備えている。そして、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により回転軸と弾性体の他端部とが連結される。また、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により弾性体の他端部が回転軸から切離されてハウジングに連結される。そして、電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結される。
According to the invention which concerns on
したがって、一旦弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータが正常に駆動する限り、電動モータが正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が回転軸を介して弾性体に伝達されることはない。よって、電動モータが弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。 Therefore, once a certain amount of elastic energy is accumulated in the elastic body, as long as the electric motor is driven normally thereafter, even if the electric motor repeats normal rotation and reverse rotation, this rotation is transmitted via the rotating shaft. It is not transmitted to the elastic body. Therefore, the energy loss when the electric motor elastically deforms the elastic body can be minimized, and the output loss at the time of brake operation can be minimized.
また、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結されるため、弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。 When the reverse rotation drive of the electric motor becomes impossible, the other end portion of the elastic body is separated from the housing by the connecting / disconnecting mechanism and connected to the rotating shaft. It is possible to return the piston to the initial position by applying reverse rotation torque to the rotation shaft by energy.
請求項6に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構内の弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネである。渦巻きバネやねじりバネは、回転軸の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができる。したがって、渦巻きバネやねじりバネを用いることによって、エネルギー蓄積機構が回転軸の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
According to the invention which concerns on
なお、一般に、弾性体に一定量の弾性エネルギーを蓄積する際に、渦巻きバネはねじりバネよりも多く回転軸を回転させる必要がある。したがって、回転軸が電動モータの出力軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体として渦巻きバネを使用することが好ましく、また、回転軸が減速機構の中間軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体としてねじりバネを使用することが好ましい。 In general, when a certain amount of elastic energy is stored in the elastic body, the spiral spring needs to rotate the rotating shaft more than the torsion spring. Therefore, when the rotating shaft can rotate integrally with the output shaft of the electric motor, it is preferable to use a spiral spring as the elastic body, and the rotating shaft can rotate integrally with the intermediate shaft of the speed reduction mechanism. When it is said, it is preferable to use a torsion spring as an elastic body.
以上のように、本発明によれば、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the piston can be returned to the initial position even when the reverse rotation drive of the electric motor becomes impossible, and the vehicle is small and has low output loss. An electric brake device for a vehicle can be provided.
<実施形態1>
図1乃至図5に基づき、本発明の実施形態1による車両用電動ブレーキ装置B1について説明する。なお、図2及び3における左右方向が、ディスクロータ100の回転軸φ方向に該当する。また、図2及び3は、車両用電動ブレーキ装置B1の模式的な断面図であり、実際の断面形状を正確に表したものではない。
<Embodiment 1>
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 5, electric brake device B1 for vehicles by Embodiment 1 of this invention is demonstrated. 2 and 3 corresponds to the direction of the rotation axis φ of the
ディスクロータ100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101と、ハット部101の周囲に形成され、後述するように、第1ブレーキパッド2a(制動部材)及び第2ブレーキパッド2bによって挟圧されるプレート部102(被制動部材)とを有している。
The
図1に示すように、ハット部101の端面からは、複数のスタッドボルト103が突出している。ディスクロータ100は、これらのスタッドボルト103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。
As shown in FIG. 1, a plurality of
車両用電動ブレーキ装置B1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2a及び第2ブレーキパッド2bが保持されている(図1において、第2ブレーキパッド2bのみ示す)。第1ブレーキパッド2aは、ディスクロータ100のプレート部102と後述するピストン8との間に配置されている。
The mounting 11 of the vehicle electric brake device B1 is attached and fixed to a knuckle arm of a vehicle (not shown). The mounting 11 holds the
マウンティング11には、一対のスライドピン12を介して、金属製のブレーキハウジング1がディスクロータ100の回転軸φ方向に移動可能に取り付けられている。ブレーキハウジング1は、ディスクロータ100のプレート部102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及び2示)。また、ブレーキハウジング1には、第2ブレーキパッド2bを押圧するための一対の爪部1aが形成されている。
A metal brake housing 1 is attached to the mounting 11 via a pair of slide pins 12 so as to be movable in the direction of the rotational axis φ of the
ブレーキハウジング1の図2中右方には、後述する減速機構4のギヤボデー41が取り付けられている。ギヤボデー41の図2中左方には、後述する電動モータ3が取り付けられている。ギヤボデー41の図2中右方には、後述するエネルギー蓄積機構9のケース93が取り付けられている。ブレーキハウジング1、ギヤボデー41及びケース93は本発明のハウジングに該当する。
A
ブレーキハウジング1の内部には、両端が開口した円筒状のシリンダ部1bが形成されている。シリンダ部1bの図2中左方の端部開口付近には、後述するゴム製のダストブーツ8fを取り付けるための環状の取付溝1cが形成されている。シリンダ部1bの図2中右方の端部開口付近には、雌ネジ部1dが形成されており、この端部開口が中心孔68aを有し外周面に雄ネジ部68bが形成された円板状の反力板68によって塞がれている(図3示)。
Inside the brake housing 1, a
シリンダ部1bの回転軸Φ方向の中間部には、スリット1eが回転軸Φ方向に延びるように形成されている。シリンダ部1bの回転軸Φ方向の中間部には、後述するCリング61を取り付けるための環状の取付溝1fが形成されている。
A slit 1e is formed at an intermediate portion of the
シリンダ部1b内には、回転軸Φ方向に延びる円柱状のスクリュー部材6(回転部材)が配置されている。スクリュー部材6の図2中左方の外周面には、雄ネジ部6aが形成されている。スクリュー部材6の図2中右方の端部には、回転軸Φ方向から見て断面矩形の突起部6bが形成されている。スクリュー部材6の回転軸Φ方向の中間部には、円板状の鍔部6cが形成されている。
A cylindrical screw member 6 (rotating member) extending in the direction of the rotation axis Φ is disposed in the
スクリュー部材6は、カップリング5を介して後述する減速機構4の最終軸44と一体的に回転可能に連結されている。カップリング5は、略円筒状を呈し、反力板68の中心孔68aを挿通するように配置されている。カップリング5の内面には、互いに直交して十字孔状を呈する二条の溝が、図2中の左右方向(回転軸Φ方向)に貫通して形成されている。
The
後述する減速機構4の最終軸44の図2中左方の端部には、スクリュー部材6の突起部6bと同形状の断面矩形の突起部が形成されている。カップリング5の十字孔状の溝の二条のうちの一方には、図2中左方からスクリュー部材6の突起部6bが挿入されており、二条のうちの他方には、図2中右方から減速機構4の最終軸44の突起部が挿入されている。したがって、図2に示すように、スクリュー部材6の突起部6bの面方向と、減速機構4の最終軸44の突起部の面方向とは、回転軸Φ方向から見て互いに直交しており、スクリュー部材6と、減速機構4の最終軸44とは、偏心の吸収が可能なオルダムカップリングにて接続されている。
A projecting portion having a rectangular section in the same shape as the projecting
シリンダ部1bの取付溝1fには、Cリング61が嵌め込まれている。このCリング61にハット状部材62が凸部を図2中左方に向けて取り付けられている。ハット状部材62には、有底筒状の底部にスクリュー部材6が挿通される中心孔と、有底筒状の開口部の外周にCリング61と当接するフランジ部とが形成されている。ハット状部材62の凹部内には、スクリュー部材6の鍔部6cが収納されており、ハット状部材62の有底筒状の底部とスクリュー部材6の鍔部6cとの間にウェーブワッシャ63が挟まれている。
A C-ring 61 is fitted in the mounting
スクリュー部材6の鍔部6cの図2中右方には、ニードルベアリング64(スラストベアリング)、球面受け部材65(球面座)、センターホール型の荷重センサ66及び反力板68がこの順番で配置されており、ブレーキ作動による回転軸Φ方向の全ての荷重が反力板68に伝わるようになっている。球面受け部材65は、荷重センサ66に伝わる荷重の偏りをなくするために使用されている。荷重センサ66は、外周面に雄ネジ部が形成された円筒状の取付ナット67によってシリンダ部1bに固定されている。
A needle bearing 64 (thrust bearing), a spherical bearing member 65 (spherical seat), a center hole
後述するピストン8を後退させる際には、スクリュー部材6が図2中左方に引っ張られる。この荷重は、スクリュー部材6の鍔部6cから、ウェーブワッシャ63、ハット状部材62、Cリング61、シリンダ部1bの取付溝1fという順番で伝達される。ピストン8を後退させる際に、荷重センサ66等が浮かないようにウェーブワッシャ63には、セット荷重が付与されている。
When retracting a piston 8 described later, the
スクリュー部材6の図2中左方の雄ネジ部6aには、ナット部材7が螺合されている。ナット部材7は、略円筒状を呈しており、図2中右方の外周にフランジ部7aが形成されている。ナット部材7の外周面には、雄ネジ部7bが形成されている。また、ナット部材7の内周面には、スクリュー部材6の雄ネジ部6aと螺合する雌ネジ部7cが形成されている。ナット部材7は、スクリュー部材6の回転により回転軸Φ方向に移動する部材であり、スクリュー部材6とナット部材7とにより本発明の回転直動変換機構が構成されている。
A
シリンダ部1bには、ピストン8が回転軸Φ方向に移動可能に嵌合している。ピストン8は、図2中左方の一端が端部壁8aにより閉じられた略円筒状に形成され、端部壁8aによって第1ブレーキパッド2aと当接可能になっている。ピストン8の図2中左方の端部付近の外周面には、環状の取付溝8bが形成されている。この取付溝8bとシリンダ部1bの取付溝1cとを繋ぐように取り付けられたゴム製のダストブーツ8fによって、シリンダ部1b内への砂、埃等の侵入を防止している。
A piston 8 is fitted to the
ピストン8の図2中右方の外周面には、キー8cが取り付けられている。このキー8cは、シリンダ部1bのスリット1eと係合しており、これによって、ピストン8はシリンダ部1bに対して回転不能に保持されている。ピストン8の内周面は、図2中左方の小径部と、図2中右方の大径部と、小径部と大径部との間の段差部8dとにより構成されている。小径部には、雌ネジ部8eが形成されている。この雌ネジ部8eに前述したナット部材7の雄ネジ部7bを螺合して締め付け、段差部8dにナット部材7のフランジ部7aを当接させて、ピストン8とナット部材7とが一体化されている。したがって、ピストン8は、スクリュー部材6の回転によりナット部材7と一体的に回転軸Φ方向に移動する。
A key 8c is attached to the outer peripheral surface of the piston 8 on the right side in FIG. The key 8c is engaged with the slit 1e of the
スクリュー部材6は、後述する減速機構4を介して電動モータ3によって回転可能に形成されている。運転者によるブレーキ操作量(ブレーキペダルの踏み込み量)に応じて電動モータ3を正回転させると、スクリュー部材6が正回転する。そして、ナット部材7とピストン8とが一体的に回転軸Φ方向に前進して(図2中左方へ移動して)、ピストン8の端部壁8aが、第1ブレーキパッド2aをディスクロータ100のプレート部102に向けて付勢する。
The
一方、第1ブレーキパッド2aに発生する全ての反力は、シリンダ部1bに固定されている反力板68を介してブレーキハウジング1へと働き、ブレーキハウジング1をピストン8と反対方向(図2中右方)へと付勢する。これにより、ブレーキハウジング1が回転軸Φ方向に移動し、爪部1aが第2ブレーキパッド2bをディスクロータ100のプレート部102に向けて付勢する。したがって、ディスクロータ100のプレート部102は、第1ブレーキパッド2a及び第2ブレーキパッド2bによって挟圧され、車輪に制動力が付与される。
On the other hand, all reaction force generated in the
また、ディスクロータ100に対する制動力の解除時には、電動モータ3を逆回転させ、スクリュー部材6を逆回転させる。そして、ナット部材7とピストン8とが一体的に回転軸Φ方向に後退して(図2中右方へ移動して)、ピストン8による第1ブレーキパッド2aへの押圧を停止する。これにより、第1ブレーキパッド2aに発生する反力も消滅するため、ブレーキハウジング1の爪部1aによる、第2ブレーキパッド2bへの押圧も解消し、車輪への制動力が解除される。
Further, when the braking force to the
以上のブレーキ作動において、第1ブレーキパッド2aに発生する全ての反力は、荷重センサ66によって検出される。荷重センサ66による荷重検出結果は、図示しない電子制御装置に送られ、車輪に適切な制動力が付与されるように、電動モータ3の正回転角度が制御される。また、車輪から適切に制動力が解除されるように、電動モータ3の逆回転角度が制御される。なお、電動モータ3の回転角度は、電動モータ3の出力軸3aに取り付けられている回転角センサ31によって常時検出されている。
In the above brake operation, all reaction forces generated on the
減速機構4のギヤボデー41(ハウジング)は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー411及びアッパボデー412が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー411の図2中左方に、前述したブレーキハウジング1及び電動モータ3が固定されている。また、アッパボデー412の図2中右方に、後述するエネルギー蓄積機構9のケース93が固定されている。
The gear body 41 (housing) of the
図3に示すように、ロアボデー411には、後述する電動モータ3の出力軸3aの軸受けとなる軸受け孔411aと、後述する中間ギヤ43の中間軸42の軸受けとなる軸受け凹部411bと、後述する最終ギヤ45の最終軸44の軸受けとなる軸受け孔411cとが形成されている。軸受け孔411a、軸受け凹部411b及び軸受け孔411cの各内周面には、円筒状を呈し図3中右方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材46a、47a及び48aが取り付けられている。軸受け部材46a、47a及び48aは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりロアボデー411に固定されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、アッパボデー412には、後述する電動モータ3の出力軸3aの軸受けとなる軸受け孔412aと、後述する中間ギヤ43の中間軸42の軸受けとなる軸受け凹部412bと、後述する最終ギヤ45の最終軸44の軸受けとなる軸受け凹部412cとが形成されている。軸受け孔412a、軸受け凹部412b及び軸受け凹部412cの各内周面には、円筒状を呈し図3中左方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材46b、47b及び48bが取り付けられている。軸受け部材46b、47b及び48bは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりアッパボデー412に固定されている。
As shown in FIG. 3, the
電動モータ3は、ディスクロータ100の回転軸φと平行に配置された金属製の出力軸3aを有している。出力軸3aの両端は、軸受け部材46a及び46bを介してロアボデー411の軸受け孔411a及びアッパボデー412の軸受け孔412aに回転可能に支持されている。また、出力軸3aの先端部は、軸受け孔412aを貫通して、ギヤボデー41の外部まで突出している。出力軸3aの基端部側には、出力軸3aの回転角度を検出する回転角センサ31が取り付けられている。出力軸3aの中間部には、外周面に斜歯を有するピニオンギヤ3bが一体に形成されている。
The
また、電動モータ3の出力軸3aの中間部には、インサート成形によって合成樹脂製のEPB(電動パーキングブレーキ)用ギヤ32が出力軸3aに対して回転不能に固着されている。ギヤボデー41内には、EPB用ギヤ32をロックすることにより出力軸3aの逆回転を規制する棒状のロック部材33が配設されている。ロック部材33の中間部は、ロアボデー411の内面に固定された保持部材34に摺動可能に保持されている。ギヤボデー41の外部に取り付けられたロック駆動用ソレノイド35によりロック部材33の先端部がEPB用ギヤ32の歯部に離接するように駆動される。
Further, an EPB (electric parking brake)
図3は、EPBが作動していない状況を示しており、ロック部材33は、バネによりEPB用ギヤ32から切離する方向に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド35が駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材33がEPB用ギヤ32に向けて前進し、ロック部材33の先端部がEPB用ギヤ32の歯部に当接して出力軸3aの逆回転が規制される。このとき、ロック駆動用ソレノイド35の通電を切っても、EPB用ギヤ32からロック部材33に向けて回転力が作用しているため、ロック部材33は後退することなく前進位置に保持される。その後、出力軸3aの正回転に伴いEPB用ギヤ32が正回転すると、バネの付勢力によってロック部材33が図3に示す位置に復帰する。
FIG. 3 shows a situation where the EPB is not operating, and the
中間軸42は金属製であり、ディスクロータ100の回転軸φと平行に配置されている。中間軸42の両端は、軸受け部材47a及び47bを介してロアボデー411の軸受け凹部411b及びアッパボデー412の軸受け凹部412bに回転可能に支持されている。中間軸42の図3中右方には、インサート成形によって合成樹脂製の中間ギヤ43が中間軸42に対して回転不能に固着されている。また、中間軸42の図3中左方には、外周面に斜歯を有する伝達ギヤ42aが一体に形成されている。
The
中間ギヤ43は、外周面に斜歯43aが設けられたヘリカルギヤである。中間ギヤ43の斜歯43aは、前述した電動モータ3の出力軸3aのピニオンギヤ3bの斜歯と噛合している。中間ギヤ43は、ピニオンギヤ3bよりも大径に形成され、中間ギヤ43の斜歯43aの歯数は、ピニオンギヤ3bの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
The
最終軸44は合成樹脂製であり、ディスクロータ100の回転軸φと平行に配置されている。最終軸44の両端は、軸受け部材48a及び48bを介してロアボデー411の軸受け孔411c及びアッパボデー412の軸受け凹部412cに回転可能に支持されている。最終軸44の中間部には、合成樹脂製の最終ギヤ45が最終軸44と一体に形成されている。前述したように、最終軸44の図3中左方の端部には、断面矩形の突起部が形成されており、最終軸44は、カップリング5とオルダムカップリングにて接続されている。
The
最終ギヤ45は、外周面に斜歯45aが設けられたヘリカルギヤである。最終ギヤ45の斜歯45aは、前述した中間軸42の伝達ギヤ42aの斜歯と噛合している。最終ギヤ45は、伝達ギヤ42aよりも大径に形成され、最終ギヤ45の斜歯45aの歯数は、伝達ギヤ42aの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
The
電動モータ3の正回転及び逆回転の回転速度は、最初に、ピニオンギヤ3bと中間ギヤ43との噛み合いによって減速(1段目の減速)される。その後、伝達ギヤ42aと最終ギヤ45との噛み合いによって減速(2段目の減速)された後、スクリュー部材6へと伝達される。
First, the rotational speeds of the
図3に示すように、エネルギー蓄積機構9は、回転軸91と、渦巻きバネ92(弾性体)と、これらを収納する有底筒状を呈するケース93(ハウジング)とを有している。ケース93は合成樹脂製であり、凹部を図3中左方に向けてアッパボデー412の外部に取り付けられる。ケース93の有底筒状の底部には、回転軸91の軸受けとなる軸受け凹部93aが形成されている。回転軸91は合成樹脂製であり、電動モータ3の出力軸3aの先端部と係合して、出力軸3aと一体的に回転可能とされている。
As shown in FIG. 3, the
図4は、図3に示したエネルギー蓄積機構9のA−A断面図であって、エネルギー蓄積機構9が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。また、図5は、エネルギー蓄積機構9が弾性エネルギーを解放した状態を示している。図4に示すように、回転軸91は、円形の一部がV字状に切り込まれた断面形状を呈している。このV字状の切り込みの一方の面は、渦巻きバネ92を係止する係止面91aであり、係止面91aと回転軸91の外周面とのなす角度は、約90度となっている。また、このV字状の切り込みの他方の面は、渦巻きバネ92の係止を解除する逃がし面91bであり、逃がし面91bと回転軸91の外周面とのなす角度は、鈍角となっている。
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the
渦巻きバネ92の外周側の一端部には、円弧状に折り返された折返し部92aが形成されている。また、渦巻きバネ92の内周側の他端部には、渦巻きバネ92の中心に向かって約90度に折り曲げられた折曲げ部92bが形成されている。図4に示すように、この折曲げ部92bは、前述の回転軸91の係止面91aに引っ掛けられて係止される。
A folded
ケース93の内周面には、8個の円弧状の凹部93bが周方向に等間隔で形成されている。この凹部93bは、渦巻きバネ92の折返し部92aに嵌り合う曲面形状とされていおり、渦巻きバネ92の折返し部92aは、8個の凹部93bのうちのいずれか一つに嵌合している。
On the inner peripheral surface of the
エネルギー蓄積機構9の動作は、次のとおりである。ディスクロータ100に対する制動力を付与するために電動モータ3を正回転させると、図4に示すように、電動モータ3の出力軸3aと一体的に回転軸91が正回転(図4における左回転)する。これにより、渦巻きバネ92が回転軸91に巻き取られて、エネルギー蓄積機構9が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。そして、エネルギー蓄積機構9に一定量の弾性エネルギーが蓄積されたときに、回転軸91の正回転の回転トルクは第1所定値に達する。
The operation of the
回転軸91の正回転の回転トルクが第1所定値未満のときには、渦巻きバネ92の折返し部92aとケース93の凹部93bとの嵌合により渦巻きバネ92のケース93に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構9に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。そして、回転軸91の正回転の回転トルクが第1所定値以上となったときには、渦巻きバネ92の外周側の一端部が弾性変形することによって折返し部92aと凹部93bとの嵌合が外れて、渦巻きバネ92のケース93に対する相対回転が許容される。そして、回転軸91の正回転が継続されると、折返し部92aは、ケース93の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部93bに再び嵌合する。
When the rotational torque of the rotation of the
したがって、回転軸91が第1所定値以上の回転トルクで正回転を継続している間、渦巻きバネ92が緩むことはなく、エネルギー蓄積機構9に弾性エネルギーが蓄積された状態を維持することが可能となっている。このような、渦巻きバネ92に第1所定値以上の正回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第1トルクリミッタに該当する。
Therefore, the
一方、ディスクロータ100に対する制動力を解除するために電動モータ3を逆回転させると、図5に示すように、電動モータ3の出力軸3aと一体的に回転軸91が逆回転(図5における右回転)する。これにより、渦巻きバネ92が緩んで、エネルギー蓄積機構9に蓄積された弾性エネルギーが解放される。渦巻きバネ92の弾性エネルギーが解放される間、回転軸91には、渦巻きバネ92からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、電動モータ3の出力軸3aの逆回転力が補助される。
On the other hand, when the
そして、渦巻きバネ92の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ3の逆回転駆動により回転軸91がさらに逆回転すると、回転軸91の逆回転の回転トルクが第2所定値に達する。回転軸91の逆回転の回転トルクが第2所定値未満のときには、渦巻きバネ92の回転軸91に対する相対回転が規制されている。回転軸91の逆回転の回転トルクが第2所定値以上になったときには、渦巻きバネ92の他端部の折曲げ部92bが回転軸91の係止面91aから離れて、折曲げ部92bの先端部が逃がし面91bを摺動する。
Then, after the elastic energy of the
その後、回転軸91の逆回転がさらに進むと、折曲げ部92bの先端部が逃がし面91bから外れて、渦巻きバネ92の回転軸91に対する相対回転が許容される。このような、渦巻きバネ92に第2所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第2トルクリミッタに該当する。
Thereafter, when the reverse rotation of the
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ3の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構9の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
As described above, during the braking operation, the elastic energy is stored and released repeatedly by the
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置B1は、電動モータ3の出力軸3aと一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構9のケース93に支承された回転軸91を備えており、回転軸91の正回転によりエネルギー蓄積機構9内部の渦巻きバネ92を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸91の逆回転時には、渦巻きバネ92に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸91に対して逆回転の回転トルクを付与する。
According to this embodiment, the vehicle electric brake device B1 includes the
したがって、電源失陥などにより電動モータ3の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構9内部の渦巻きバネ92に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸91に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン8を初期位置に復帰させることが可能である。
Therefore, even when the
また、渦巻きバネ92に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸91に付与される逆回転の回転トルクは、ほとんどエネルギーをロスすることなく、電動モータ3の出力軸3aに逆回転の回転トルクとして伝達されるため、最も小さなエネルギーで電動モータ3を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の渦巻きバネ92により電動モータ3を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置B1が大型化することを防止することができる。
Further, the reverse rotation torque applied to the
また、渦巻きバネ92は、回転軸91の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構9が回転軸91の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置B1が大型化することを防止することができる。
Further, since the
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置B1においては、電動モータ3の出力軸3aと一体的に回転可能な回転軸91の正回転により渦巻きバネ92(弾性体)を弾性変形させるため、電動モータ3の出力軸3aから離れた位置にある弾性体を出力軸3aの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
Further, in the vehicle electric brake device B1 of the present embodiment, the spiral spring 92 (elastic body) is elastically deformed by the positive rotation of the
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置B1のエネルギー蓄積機構9は、渦巻きバネ92の一端部とケース93との間に設けられ、回転軸91が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ92のケース93に対する相対回転を規制し、第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ92のケース93に対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えている。
In addition, according to the present embodiment, the
したがって、第1トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構9内部の渦巻きバネ92に第1所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、渦巻きバネ92に電動モータ3を逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに渦巻きバネ92に作用している正回転の回転トルクを第1所定値とすることができる。この場合、渦巻きバネ92の巻き過ぎによって渦巻きバネ92を必要以上に弾性変形させることがないため、渦巻きバネ92を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
Therefore, the first torque limiter can prevent a positive rotational torque greater than the first predetermined value from acting on the
また、エネルギー蓄積機構9が第1トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第1ブレーキパッド2a及び第2ブレーキパッド2bが摩耗したときには、その分、電動モータ3の出力軸3aを正回転させて、ピストン8の初期位置を前進させる必要がある。このとき、出力軸3aと一体的に回転する回転軸91も第1及び第2ブレーキパッド2a、2bが摩耗する前の位置よりも正回転した位置が初期位置となる。
In addition, since the
第1トルクリミッタを備えていない場合、この回転軸91の初期位置から、第1及び第2ブレーキパッド2a、2bが摩耗する前と同じ回転数で回転軸91を正回転させると、渦巻きバネ92には、第1及び第2ブレーキパッド2a、2bが摩耗する前の回転トルクよりも大きな回転トルクが加わる。しかし、第1トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ92がケース93に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ92の巻き過ぎが調整され、渦巻きバネ92に付与される正回転の回転トルクの上限を第1所定値に保つことが可能となる。
When the first torque limiter is not provided, when the
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置B1のエネルギー蓄積機構9は、渦巻きバネ92の他端部と回転軸91との間に設けられ、回転軸91が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ92の回転軸91に対する相対回転を規制し、第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ92の回転軸91に対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えている。
Further, according to the present embodiment, the
したがって、第2トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構9内部の渦巻きバネ92に第2所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータ3の逆回転駆動が不可能となっていない場合には、渦巻きバネ92に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータ3がさらに逆回転を続けると、渦巻きバネ92の巻き戻し過ぎとなる。そして、渦巻きバネ92の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータ3の逆回転を阻害する方向に作用する。渦巻きバネ92の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸91の逆回転の回転トルクを第2所定値とすることによって、電動モータ3を逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。
Therefore, the second torque limiter can prevent reverse rotation torque greater than or equal to the second predetermined value from acting on the
また、エネルギー蓄積機構9が第2トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第1ブレーキパッド2a及び第2ブレーキパッド2bを新品に交換したときには、その分、電動モータ3の出力軸3aを逆回転させて、ピストン8の初期位置を後退させる必要がある。このとき、出力軸3aと一体的に回転する回転軸91も第1及び第2ブレーキパッド2a、2bを交換する前の位置よりも逆回転した位置が初期位置となる。
Further, since the
第2トルクリミッタを備えていない場合、第1及び第2ブレーキパッド2a、2bを交換する前の状態において、電動モータ3の出力軸3aの初期位置で渦巻きバネ92の弾性エネルギーが完全に解放された状態に調整されている場合には、第1及び第2ブレーキパッド2a、2bを交換した後には、電動モータ3の出力軸3aを逆回転させた位置を新たな初期位置としたことによって、渦巻きバネ92は巻き戻し過ぎの状態になる。しかし、第2トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ92が回転軸91に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ92の巻き戻し過ぎが調整され、渦巻きバネ92に付与される逆回転の回転トルクの上限を第2所定値に保つことが可能となる。
When the second torque limiter is not provided, the elastic energy of the
<変形形態1>
本変形形態は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9をエネルギー蓄積機構910に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構910以外の各構成及び動作については、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
<Modification 1>
This modification is an embodiment in which the
図6に、エネルギー蓄積機構910が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構910は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9に対して、回転軸911の形状、及び渦巻きバネ912の内周側の他端部の形状のみが異なっている。ケース93の形状は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a state where the
図6に示すように、回転軸911は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。渦巻きバネ912の外周側の一端部には、実施形態1と同様に、円弧状に折り返された折返し部912aが形成されている。また、渦巻きバネ912の内周側の他端部には、渦巻きバネ912と同一の巻き方向のコイル状を呈する締付部912bが形成されている。回転軸911の外周面は、この締付部912bにより、所定の予圧で締め付けられている。
As shown in FIG. 6, the
エネルギー蓄積機構910は、回転軸911の正回転(図6における左回転)時に、渦巻きバネ912に第1所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態1と同様の第1トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構910は、回転軸911の逆回転(図6における右回転)時に、渦巻きバネ912に第2所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態1とは異なる構成の第2トルクリミッタを備えている。
The
エネルギー蓄積機構910の第2トルクリミッタの構成は次のとおりである。回転軸911の外周面が、渦巻きバネ912の締付部912bにより、所定の予圧で締め付けられている。このため、回転軸911の正回転時には、締付部912bによる回転軸911の締め付けが強くなるため、渦巻きバネ912の回転軸911に対する相対回転が規制されている。
The configuration of the second torque limiter of the
一方、図6に示すように、渦巻きバネ912の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ3の逆回転駆動により回転軸911がさらに逆回転すると、回転軸911の逆回転の回転トルクが第2所定値に達する。回転軸911の逆回転の回転トルクが第2所定値未満のときには、渦巻きバネ912の回転軸911に対する相対回転が規制されている。回転軸911の逆回転の回転トルクが第2所定値以上になったときには、締付部912bによる回転軸911の締め付けが弱くなることにより、渦巻きバネ912の回転軸911に対する相対回転が許容される。
On the other hand, as shown in FIG. 6, after the elastic energy of the
本変形形態による作用効果は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。 Since the operational effects of this modification are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
<変形形態2>
本変形形態は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9をエネルギー蓄積機構920に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構920以外の各構成及び動作については、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
<Modification 2>
This modification is an embodiment in which the
図7に、エネルギー蓄積機構920が弾性エネルギーを蓄積した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構920は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9に対して、回転軸921の形状、及び渦巻きバネ922の形状のみが異なっていると共に、新たな構成として内ケース924及び板バネ925が追加されている。ケース93の形状は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state where the
図7に示すように、回転軸921は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。また、回転軸921には、渦巻きバネ922の内周側の他端部を挿入して固定するための挿入溝921aが回転軸921の外周面から中心部に向かって形成されている。
As shown in FIG. 7, the
渦巻きバネ922の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部922aが形成されている。また、渦巻きバネ922の内周側の他端部には、渦巻きバネ922の中心に向かって約90度に折り曲げられた折曲げ部922bが形成されている。図7に示すように、この折曲げ部922bは、前述の回転軸921の挿入溝921aに挿入されて固定される。
At one end portion on the outer peripheral side of the
内ケース924は合成樹脂製であり、ケース93の内径よりも外径が小さい円筒状を呈している。内ケース924の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、内ケース924の中心軸と平行に延びる被係止柱924aが形成されている。この被係止柱924aに、前述の渦巻きバネ922の折返し部922aが引っ掛けられて、渦巻きバネ922の内ケース924に対する相対回転が規制されている。
The
板バネ925は金属製であり、ケース93の内周面に形成された円弧状の凹部93bに嵌り合う曲面形状の凸部925aと、凸部925aの両端から内ケース924の外周面と略平行に延びる2本の脚部925bとを有している。2本の脚部925bの先端は、それぞれ内ケース924の外周面に固定されており、凸部925aを内ケース924の外周面に向かって押圧すると、板バネ925は弾性的に変形する。4個の板バネ925が内ケース924の外周面に周方向に等間隔で配置されている。
The
エネルギー蓄積機構920は、回転軸921の正回転(図7における左回転)時に、渦巻きバネ922に第1所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態1とは異なる構成の第1トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構920は、回転軸921の逆回転(図7における右回転)時に、渦巻きバネ922に第2所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態1とは異なる構成の第2トルクリミッタを備えている。
The
渦巻きバネ922は、回転軸921及び内ケース924の両方に対して相対回転が規制されている。本変形形態のエネルギー蓄積機構920においては、ケース93と内ケース924との相対回転のみが許容されている。回転軸921の正回転時に、ケース93と内ケース924とが相対回転することにより、本発明の第1トルクリミッタが構成されている。また、回転軸921の逆回転時に、ケース93と内ケース924とが相対回転することにより、本発明の第2トルクリミッタが構成されている。
The
本変形形態の第1トルクリミッタの作動は、実施形態1の第1トルクリミッタに類似している。回転軸921の正回転の回転トルクが第1所定値未満のときには、板バネ925の凸部925aとケース93の凹部93bとの嵌合により内ケース924のケース93に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構920の渦巻きバネ922に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。
The operation of the first torque limiter of the present modification is similar to the first torque limiter of the first embodiment. When the rotational torque of the rotation of the
そして、回転軸921の正回転の回転トルクが第1所定値以上となったときには、板バネ925の凸部925aが内ケース924の外周面に向かって弾性的に押圧される。これにより、凸部925aと凹部93bとの嵌合が外れて、内ケース924のケース93に対する相対回転が許容される。そして、回転軸921の正回転が継続されると、凸部925aは、ケース93の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部93bに再び嵌合する。
Then, when the rotational torque of the rotation of the
本変形形態の第2トルクリミッタの作動は、上述した第1トルクリミッタの作動と内ケース924の回転方向が異なっている。また、回転軸921の逆回転の回転トルクが第2所定値以上となったときに、内ケース924のケース93に対する相対回転が許容される。第2トルクリミッタの作動の詳細については、上述した第1トルクリミッタの作動と類似しているため説明を省略する。
The operation of the second torque limiter according to this modification is different from the operation of the first torque limiter described above in the direction of rotation of the
なお、板バネ925の形状を凸部925aの中心を境にして対称形状とすることにより、回転軸921の正回転の回転トルクの第1所定値と、回転軸921の逆回転の回転トルクの第2所定値とを等しい値とすることができる。また、板バネ925の形状を凸部925aの中心を境にして非対象形状とすることにより、第1所定値と第2所定値とを異なる値とすることができる。
In addition, by making the shape of the
例えば、凸部925aの曲面形状を凸部925aの中心を境に非対象な曲率よりなるカム状としたり、2本の脚部925bの長さを互いに異なる長さとしたりすることによって、回転軸921の正回転時よりも逆回転時の方が凸部925aと凹部93bとの嵌合を外れやすくすることができる。これにより、第1所定値よりも第2所定値の方が小さい値とすることができる。
For example, the
本変形形態による作用効果は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。 Since the operational effects of this modification are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
<変形形態3>
本変形形態は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9をエネルギー蓄積機構930に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構930以外の各構成及び動作については、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
<
This modification is an embodiment in which the
図8に、エネルギー蓄積機構930が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構930は、実施形態1のエネルギー蓄積機構9に対して、回転軸931、渦巻きバネ932及びケース933の形状(構成)が全て異なっている。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state where the
図8に示すように、回転軸931は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。したがって、回転軸931は、本発明における第1トルクリミッタ及び第2トルクリミッタに該当する。この種のトルクリミッタとしては、正逆両方向の回転に対してそれぞれ異なった大きさの回転トルクを設定することができるものもある。
As shown in FIG. 8, the
渦巻きバネ932の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部932aが形成されている。また、渦巻きバネ932の内周側の他端部は、回転軸931の外周面に固定される固定端932bとなっている。
At one end portion on the outer peripheral side of the
ケース933は合成樹脂製であり、実施形態1のケース93と同様の内外径よりなる。ケース933の内周側には、実施形態1のケース93の内周面に形成されていた凹部93bが形成されていない。ケース933の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、ケース933の中心軸と平行に延びる被係止柱933aが形成されている。この被係止柱933aに、前述の渦巻きバネ932の折返し部932aが引っ掛けられて、渦巻きバネ932のケース933に対する相対回転が規制されている。
The
エネルギー蓄積機構930は、回転軸931として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸931の正回転(図8における左回転)時に、渦巻きバネ932に第1所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸931の逆回転(図8における右回転)時に、渦巻きバネ932に第2所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
Since the
本変形形態による作用効果は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。 Since the operational effects of this modification are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
<実施形態2>
図9に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置B2におけるエネルギー蓄積機構940は、減速機構400の中間軸420の正回転及び逆回転によって弾性エネルギーを蓄積及び解放する点で、実施形態1のエネルギー蓄積機構9と構成が異なっている。したがって、減速機構400及びエネルギー蓄積機構940以外の各構成及び動作については、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
<Embodiment 2>
As shown in FIG. 9, the
減速機構400のギヤボデー410(ハウジング)は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー411及びアッパボデー413が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー411の形状は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
The gear body 410 (housing) of the
図9に示すように、本実施形態のアッパボデー413は、実施形態1のアッパボデー412における軸受け孔412aが軸受け凹部413aに、実施形態1のアッパボデー412における軸受け凹部412bが軸受け孔413bに、それぞれ変更されたこと以外は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
As shown in FIG. 9, in the
本実施形態における減速機構400と、実施形態1における減速機構4とを対比すると、本実施形態においては、電動モータ30の出力軸30aの先端部が軸受け凹部413aを貫通していない点で異なっている。また、本実施形態においては、中間軸420の一端が軸受け孔413bを貫通している点で異なっている。減速機構400におけるこれ以外の構成については、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
When the
図10及び11は、図9に示した車両用電動ブレーキ装置B2のエネルギー蓄積機構940のB−B断面図を示している。図10は、エネルギー蓄積機構940が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。図11は、エネルギー蓄積機構940が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
10 and 11 show cross-sectional views of the
図10及び11に示すように、エネルギー蓄積機構940は、回転軸941(本発明における第1トルクリミッタ及び第2トルクリミッタに該当する)と、ねじりバネ942(弾性体)と、これらを収納する有底筒状を呈するケース943(ハウジング)と、回転板944とを有している。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
回転軸941は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。図9に示すように、回転軸941は、中間軸420の一端と係合して、中間軸420と一体的に回転可能とされており、一定の大きさ以上の回転トルクが中間軸420の外周面に伝達しないようになっている。図11に示すように、ねじりバネ942の両端は、直線状を呈する固定端942a、942bとなっている。
The
ケース943は合成樹脂製であり、凹部を図9中左方に向けてアッパボデー413の外部に取り付けられる。図11に示すように、ケース943には、ねじりバネ942の一端の固定端942aを挟持して固定する一対の固定壁943aが形成されている。
The
図11に示すように、回転板944は、ケース943の内径よりも若干小さい外径よりなる板部材であり、回転軸941の外周面に一体的に固定されている。回転板944には、ねじりバネ942の他端の固定端942bを挟持して固定する一対の固定壁944aが形成されている。
As shown in FIG. 11, the
エネルギー蓄積機構940の動作は、次のとおりである。ディスクロータ100に対する制動力を付与するために電動モータ30を正回転させると、図10に示すように、回転軸941は、中間軸420と一体的に正回転(図10における右回転)する。このとき、中間軸420は、0.9回転程度正回転して、ディスクロータ100に適切な制動力が付与される。これにより、図10に示すように、ねじりバネ942が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。
The operation of the
一方、ディスクロータ100に対する制動力を解除するために電動モータ30を逆回転させると、図11に示すように、回転軸941は、中間軸420と一体的に逆回転(図11における左回転)する。これにより、エネルギー蓄積機構940に蓄積された弾性エネルギーが解放される。ねじりバネ942の弾性エネルギーが解放される間、回転軸941には、ねじりバネ942からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、中間軸420を介して電動モータ30の出力軸30aの逆回転力が補助される。
On the other hand, when the
エネルギー蓄積機構940は、回転軸941として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸941の正回転(図10における右回転)時に、ねじりバネ942に第1所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸941の逆回転(図11における左回転)時に、ねじりバネ942に第2所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
Since the
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ30の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構940の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
As described above, during the braking operation, the elastic energy is stored and released repeatedly by the
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置B2は、電動モータ30の出力軸30aの回転を減速した回転数で回転する中間軸420と一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構940のケース943に支承された回転軸941を備えており、回転軸941の正回転によりエネルギー蓄積機構940内部のねじりバネ942を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸941の逆回転時には、ねじりバネ942に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸941に対して逆回転の回転トルクを付与する。
According to the present embodiment, the vehicle electric brake device B2 is attached to the
したがって、電源失陥などにより電動モータ30の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構940内部のねじりバネ942に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸941に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン8を初期位置に復帰させることが可能である。
Therefore, even when the
また、ねじりバネ942に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸941に付与される逆回転の回転トルクは、中間軸420から電動モータ30の出力軸30aに伝達される過程で若干のエネルギーロスを伴うものの、中間軸420と出力軸30aとが隣接しているためエネルギーロスは小さい。したがって、小さなエネルギーで電動モータ30を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型のねじりバネ942により電動モータ30を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置B2が大型化することを防止することができる。
Further, the reverse rotational torque applied to the
また、ねじりバネ942は、回転軸941の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構940が回転軸941の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置B2が大型化することを防止することができる。
Further, since the
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置B2においては、電動モータ30の出力軸30aに隣接している中間軸420と一体的に回転可能な回転軸941の正回転によりねじりバネ942(弾性体)を弾性変形させるため、電動モータ30の出力軸30aから離れた位置にある弾性体を出力軸30aの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
Further, in the vehicle electric brake device B2 of the present embodiment, the torsion spring 942 (elastic body) by the positive rotation of the
本実施形態における、第1トルクリミッタ及び第2トルクリミッタとしての回転軸941の作用効果は、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
In this embodiment, since the effect of the
<実施形態3>
図12及び13に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置B3におけるエネルギー蓄積機構950は、クラッチ機構951及び回転保持機構954を備えている点で、実施形態1のエネルギー蓄積機構9と構成が異なっている。クラッチ機構951及びロック機構954は、本発明の断接機構に該当する。
<
As shown in FIGS. 12 and 13, the
図12は、エネルギー蓄積機構950の渦巻きバネ952を第1回転軸951aに連結した状態を示している。図13は、渦巻きバネ952を第1回転軸951aから切離した状態を示している。
FIG. 12 shows a state in which the
図12及び13に示すように、エネルギー蓄積機構950は、第1回転軸951a(回転軸)と、第2回転軸951bと、渦巻きバネ952(弾性体)と、ロック部材954aと、これらを収納する有底筒状を呈するケース953(ハウジング)と、ケース953の外側に取り付けられたクラッチ駆動用ソレノイド951cと、ロック駆動用ソレノイド954bとを有している。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
クラッチ機構951は、第1回転軸951a、第2回転軸951b及びクラッチ駆動用ソレノイド951cによって構成されている。ロック機構954は、ロック部材954a及びロック駆動用ソレノイド954bによって構成されている。
The
第1回転軸951aは、電動モータ3の出力軸3aの先端部と係合して、出力軸3aと一体的に回転可能とされている。第2回転軸951bは、クラッチ駆動用ソレノイド951cの駆動により、第1回転軸951aに対して離接可能とされている。第2回転軸951bは、第1回転軸951aに当接している状態において、第1回転軸951aと一体的に回転可能とされている。また、第2回転軸951bは、第1回転軸951aから切離している状態において、第1回転軸951aの回転が第2回転軸951bに伝達しないようになっている。第2回転軸951bの断面形状は、実施形態1の回転軸91と同様となっている。
The first
図12に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド951cが駆動していない(通電していない)状態において、第2回転軸951bは、バネにより第1回転軸951aに当接する前進位置に付勢されている。この状態からクラッチ駆動用ソレノイド951cが駆動すると、バネの付勢力に抗して第2回転軸951bが後退して、図13に示すように、第2回転軸951bが第1回転軸951aから切離する。
As shown in FIG. 12, in a state where the
渦巻きバネ952の形状は、実施形態1の渦巻きバネ92と同様である。渦巻きバネ952の外周側の一端部をケース953の内周面に保持させる構造、及び渦巻きバネ952の内周側の他端部を第2回転軸951bに保持させる構造についても、実施形態1と同様であるため説明を省略する。
The shape of the
ケース953は、実施形態1のケース93よりも、第1回転軸951a及び第2回転軸951bの軸方向に長い有底筒状を呈している。ケース953の有底筒状の底部には、第2回転軸951bが挿通する挿通孔が形成されている。また、ケース953の有底筒状の側部には、ロック部材954aが挿通する挿通孔が形成されている。
The
ロック部材954aは、ロック駆動用ソレノイド954bの駆動により、第2回転軸951bの外周面に対して離接可能とされている。ロック部材954aが第2回転軸951bに当接している状態において、第2回転軸951bの回転が規制されている。また、ロック部材954aが第2回転軸951bから切離している状態において、第2回転軸951bの回転が許容されている。
The
図12に示すように、ロック駆動用ソレノイド954bが駆動していない(通電していない)状態において、ロック部材954aは、バネにより第2回転軸951bの外周面から切離した後退位置に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド954bが駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材954aが前進して、図13に示すように、ロック部材954aが第2回転軸951bの外周面に当接する。
As shown in FIG. 12, when the
エネルギー蓄積機構950の動作について、図14に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図14に示すフローチャートは、図示しない電子制御装置内の制御部によって実行が制御される。
The operation of the
車両のイグニッションスイッチがONとなると、ステップS1において、ブレーキ操作に伴う電動モータ3の出力軸3aの正回転により、エネルギー蓄積機構950内部の渦巻きバネ952の巻き締めが開始される。このとき、図12に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド951cの駆動により、第1回転軸951aと第2回転軸951bとが当接している状態となっている。また、ロック駆動用ソレノイド954bの駆動により、ロック部材954aが第2回転軸951bから切離している状態となっている。
When the ignition switch of the vehicle is turned on, in step S1, the winding of the
ステップS2において、渦巻きバネ952が規定回転数まで巻き締められたか否かの確認を行う。ここで、規定回転数とは、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーのみによって電動モータ3の出力軸3aに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン8を初期位置に復帰させることが可能な回転数である。渦巻きバネ952の回転数は、電動モータ3の出力軸3aに取り付けられている回転角センサ31によって検出される。
In step S2, it is confirmed whether or not the
ステップS2において、渦巻きバネ952が規定回転数まで巻き締められている場合には、ステップS3に進んで、渦巻きバネ952の巻き締めを終了した後、ステップS4に進む。ステップS2において、渦巻きバネ952が規定回転数まで巻き締められていない場合には、ステップS2を繰り返し実行する。
In step S2, when the
ステップS4において、図13に示すように、ロック駆動用ソレノイド954bの駆動により、ロック部材954aを第2回転軸951bに当接して、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーを保持する。また、ステップS5において、図13に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド951cの駆動により、第2回転軸951bを第1回転軸951aから切離して、第1回転軸951aの回転が第2回転軸951bに伝達しないようにする。ステップS4及びS5は、ほぼ同時に実行される。
In step S4, as shown in FIG. 13, by driving the
ステップS6において、電動モータ3の逆回転駆動が不可能か可能かの確認を行う。電動モータ3の逆回転駆動が不可能な場合には、電動モータ3によってピストン8を初期位置に復帰させることが不可能であるため、ステップS7へ進む。電動モータ3の逆回転駆動が可能な場合には、電動モータ3によってピストン8を初期位置に復帰させることが可能であるため、ステップS6を繰り返し実行して、電動モータ3の逆回転駆動状況の監視を続ける。
In step S6, it is confirmed whether or not the reverse rotation drive of the
ここで、電動モータ3の逆回転駆動が不可能な状態とは、電源失陥などにより電動モータ3が逆回転できない状態を想定しており、電動モータ3の焼き付きなどのように出力軸3aを回転させることが不可能となった状態は想定していない。電動モータ3の逆回転駆動の異常の検出には、例えば、図示しないモータ駆動回路の異常検出回路の信号を検出することによって行う。
Here, the state where the reverse rotation drive of the
ステップS7において、図12に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド951cの駆動により、第2回転軸951bを第1回転軸951aに当接して、第2回転軸951bの回転が第1回転軸951aに伝達するようにする。また、ステップS8において、図12に示すように、ロック駆動用ソレノイド954bの駆動により、ロック部材954aを第2回転軸951bから離切して、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーを開放する。ステップS7及びS8は、ほぼ同時に実行される。
In step S7, as shown in FIG. 12, by driving the
ステップS8において、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーが解放されると、第2回転軸951bに対して逆回転の回転トルクが付与され、この逆回転の回転トルクが第1回転軸951aを介して電動モータ3の出力軸3aに伝わり、ピストン8を初期位置に復帰させることが可能となる。
In step S8, when the elastic energy accumulated in the
ステップS9において、電動モータ3の逆回転駆動に異常があったことを、運転者に報知する。この異常報知は、例えば、インストルメントパネルに配置された警告ランプの点灯などによって行うことができる。ステップS9の完了によりフローを終了する。フロー終了後には、電動モータ3の逆回転駆動の異常を修理した後、イグニッションスイッチのONにより再びフローが開始される。
In step S9, the driver is notified that there is an abnormality in the reverse rotation driving of the
なお、多くの場合、ステップS6において、電動モータ3の逆回転駆動が可能と判定される。この場合、ステップS6が繰り返し実行されている途中で車両の走行が終了して、イグニッションスイッチがOFFとなる。このとき、図12に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド951c及びロック駆動用ソレノイド954bの通電を切って、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーを解放する。そして、再度、イグニッションスイッチがONとなったときには、ステップS1からフローを再開する。これにより、イグニッションスイッチがONとなる度に、渦巻きバネ952に新たな弾性エネルギーを蓄積することとなり、確実に弾性エネルギーを蓄積することができる。
In many cases, it is determined in step S6 that the
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置B3のエネルギー蓄積機構950は、第1回転軸951aと渦巻きバネ952の他端部との間に、クラッチ機構951及びロック機構954よりなる断接機構を備えている。そして、渦巻きバネ952に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により第1回転軸951aと渦巻きバネ952の他端部とが第2回転軸951bを介して連結されている。
According to this embodiment, the
また、渦巻きバネ952に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により渦巻きバネ952の他端部が第1回転軸951aから切離されてケース953に連結される。そして、電動モータ3の逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により渦巻きバネ952の他端部がケース953から切離されて第2回転軸951bを介して第1回転軸951aに連結される。
When a certain amount of elastic energy is accumulated in the
したがって、一旦弾性体に渦巻きバネ952の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータ3が正常に駆動する限り、電動モータ3が正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が第1回転軸951a及び第2回転軸951bを介して渦巻きバネ952に伝達されることはない。よって、電動モータ3が渦巻きバネ952を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
Therefore, once the elastic energy of the
また、電動モータ3の逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により渦巻きバネ952の他端部がケース953から切離されて第2回転軸951bを介して第1回転軸951aに連結されるため、渦巻きバネ952に蓄積された弾性エネルギーにより第1回転軸951aに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン8を初期位置に復帰させることが可能である。
When the
<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、次のように変形又は拡張することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows.
例えば、実施形態1及び3においては、弾性体として渦巻きバネ92及び952を用いている。また、実施例2においては、弾性体としてねじりバネ942を用いている。しかし、弾性変形により弾性エネルギーを蓄積し得る弾性体であれば、弾性体の材質や構造は限定されない。例えば、弾性体として、ゴム、板バネ、コイルバネなどを用いることもできる。
For example, in the first and third embodiments, spiral springs 92 and 952 are used as elastic bodies. In the second embodiment, a
また、実施形態1〜3において、車両用電動ブレーキ装置B1〜B3に備わる各部品は、金属材料又は合成樹脂材料により形成されている。しかし、車両用電動ブレーキ装置を構成する各部品の材質は限定されず、実施形態1〜3における金属製部品を合成樹脂製部品に変更したり、合成樹脂製部品を金属製部品に変更したりすることができる。 In the first to third embodiments, each component included in the vehicle electric brake devices B1 to B3 is formed of a metal material or a synthetic resin material. However, the material of each part constituting the vehicle electric brake device is not limited, and the metal part in Embodiments 1 to 3 is changed to a synthetic resin part, or the synthetic resin part is changed to a metal part. can do.
また、実施形態1〜3における減速機構4及び400の構造も実施形態に限定されるものではなく、電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構であれば、様々な構造の減速機構を用いることができる。
Further, the structures of the
また、実施形態1〜3においては、減速機構4、400のギヤボデー41、410のアッパボデー412、413と、エネルギー蓄積機構9、940、950のケース93、943、953とを別体成形しているが、減速機構のアッパボデーとエネルギー蓄積機構のケースとを一体成形することもできる。
In the first to third embodiments, the
また、実施形態1〜3においては、ディスクロータ100のプレート部102をブレーキハウジング1の爪部1aとピストン8とで挟圧する浮動型のディスクブレーキを用いているが、これに限らず、ディスクロータ100のプレート部102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を用いることもできる。
In the first to third embodiments, a floating type disc brake is used in which the
1 … ブレーキハウジング(ハウジング)
2a … 第1ブレーキパッド(制動部材)
3 … 電動モータ 30 … 電動モータ
3a … 出力軸 30a … 出力軸
4 … 減速機構 400 … 減速機構
41 … ギヤボデー(ハウジング) 410 … ギヤボデー(ハウジング)
42 … 中間軸 420 … 中間軸
6 … スクリュー部材(回転部材、回転直動変換機構)
7 … ナット部材(回転直動変換機構)
8 … ピストン
9 … エネルギー蓄積機構 91 … 回転軸
92 … 渦巻きバネ(弾性体) 92a … 折返し部(一端部)
92b … 折曲げ部(他端部) 93 … ケース(ハウジング)
910 … エネルギー蓄積機構 911 … 回転軸
912 … 渦巻きバネ(弾性体) 912a… 折返し部(一端部)
912b… 締付部(他端部)
920 … エネルギー蓄積機構 921 … 回転軸
922 … 渦巻きバネ(弾性体) 922a… 折返し部(一端部)
922b… 折曲げ部(他端部)
930 … エネルギー蓄積機構 931 … 回転軸
932 … 渦巻きバネ(弾性体) 932a… 折返し部(一端部)
932b… 固定端(他端部) 933 … ケース(ハウジング)
940 … エネルギー蓄積機構 941 … 回転軸
942 … ねじりバネ(弾性体) 942a… 固定端(一端部)
942b… 固定端(他端部) 943 … ケース(ハウジング)
950 … エネルギー蓄積機構 951 … クラッチ機構(断接機構)
951a… 第1回転軸(回転軸) 952 … 渦巻きバネ(弾性体)
953 … ケース(ハウジング) 954 … ロック機構(断接機構)
102 … プレート部(被制動部材)
B1,B2,B3… 車両用電動ブレーキ装置
1 ... Brake housing (housing)
2a ... 1st brake pad (braking member)
DESCRIPTION OF
42 ...
7 ... Nut member (rotary linear motion conversion mechanism)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ...
92b ... bent part (other end part) 93 ... case (housing)
910 ...
912b ... Fastening part (other end part)
920 ...
922b ... bent portion (other end)
930 ...
932b ... Fixed end (other end) 933 ... Case (housing)
940 ...
942b ... Fixed end (other end) 943 ... Case (housing)
950 ...
951a ... First rotating shaft (rotating shaft) 952 ... Spiral spring (elastic body)
953 ... Case (housing) 954 ... Lock mechanism (connection / disconnection mechanism)
102 ... Plate part (braking member)
B1, B2, B3 ... Electric brake device for vehicle
Claims (6)
前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、
前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、
前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、
前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、
前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、
前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、
を備え、
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えていることを特徴とする車両用電動ブレーキ装置。 A housing;
An electric motor fixed to the housing and driven according to a brake operation amount;
A speed reduction mechanism that reduces the rotational speed of the electric motor and transmits it to the rotating member;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the rotating member into a linear motion;
A piston that is slidably fitted to the housing while being restricted in rotation, and that moves forward during the forward rotation of the electric motor by the rotation / linear motion conversion mechanism and moves backward during the reverse rotation of the electric motor;
A braking member mounted on the housing and pressed against a braked member that rotates integrally with a wheel by advancing the piston;
An output shaft of the electric motor, or a rotation shaft supported on the housing so as to be integrally rotatable with an intermediate shaft that is provided in the speed reduction mechanism and rotates at a reduced speed of rotation of the output shaft of the electric motor;
The elastic body is elastically deformed by the forward rotation of the rotating shaft to store elastic energy, and when the rotating shaft rotates in the reverse direction, the elastic energy stored in the elastic body is released to the rotating shaft. An energy storage mechanism for applying reverse rotation torque;
Equipped with a,
The energy storage mechanism is:
Provided between one end of the elastic body and the housing, and when the rotation shaft is rotated forward with a torque less than a first predetermined value, the relative rotation of the elastic body with respect to the housing is restricted; An electric brake device for a vehicle, comprising: a first torque limiter that allows relative rotation of the elastic body with respect to the housing when rotating forward with a torque equal to or greater than a predetermined value .
前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、
前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、
前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、
前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、
前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、
前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、
を備え、
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第1所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第1所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第1トルクリミッタを備えていることを特徴とする車両用電動ブレーキ装置。 A housing;
An electric motor fixed to the housing and driven according to a brake operation amount;
A speed reduction mechanism that reduces the rotational speed of the electric motor and transmits it to the rotating member;
A rotation / linear motion conversion mechanism for converting the rotational motion of the rotating member into a linear motion;
A piston that is slidably fitted to the housing while being restricted in rotation, and that moves forward during the forward rotation of the electric motor by the rotation / linear motion conversion mechanism and moves backward during the reverse rotation of the electric motor;
A braking member mounted on the housing and pressed against a braked member that rotates integrally with a wheel by advancing the piston;
An output shaft of the electric motor, or a rotation shaft supported on the housing so as to be integrally rotatable with an intermediate shaft that is provided in the speed reduction mechanism and rotates at a reduced speed of rotation of the output shaft of the electric motor;
The elastic body is elastically deformed by the forward rotation of the rotating shaft to store elastic energy, and when the rotating shaft rotates in the reverse direction, the elastic energy stored in the elastic body is released to the rotating shaft. An energy storage mechanism for applying reverse rotation torque;
Equipped with a,
The energy storage mechanism is:
Provided between the other end of the elastic body and the rotating shaft, and when the rotating shaft is rotated forward with a torque less than a first predetermined value, the relative rotation of the elastic body with respect to the rotating shaft is restricted; An electric brake device for a vehicle, comprising: a first torque limiter that allows relative rotation of the elastic body with respect to the rotation shaft when the rotation is positive with a torque equal to or greater than the first predetermined value .
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えている請求項1または2に記載の車両用電動ブレーキ装置。 The energy storage mechanism is:
Provided between one end of the elastic body and the housing, and when the rotating shaft is reversely rotated with a torque less than a second predetermined value, the relative rotation of the elastic body with respect to the housing is restricted, and the second when it is reversely rotated by a predetermined value or more torque, the vehicle electric brake apparatus according to claim 1 or 2 and a second torque limiter to permit relative rotation with respect to the housing of the elastic body.
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第2所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第2所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第2トルクリミッタを備えている請求項1または2に記載の車両用電動ブレーキ装置。 The energy storage mechanism is:
Provided between the other end of the elastic body and the rotating shaft, and when the rotating shaft is reversely rotated with a torque less than a second predetermined value, restricting relative rotation of the elastic body with respect to the rotating shaft; when it is reversely rotated at a second predetermined value or more torque, the vehicle electric brake apparatus according to claim 1 or 2 and a second torque limiter to permit relative rotation with respect to the rotation axis of the elastic body.
前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えている請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。 The energy storage mechanism is:
The rotating shaft and one end portion are provided between the other end portion of the elastic body held by the housing, and a predetermined amount of the elastic energy is accumulated in the elastic body by the positive rotation of the rotating shaft. The rotation shaft and the other end of the elastic body are connected to each other, and when the predetermined amount of the elastic energy is accumulated in the elastic body, the other end of the elastic body is separated from the rotation shaft and the housing And a connecting / disconnecting mechanism for disconnecting the other end of the elastic body from the housing and connecting the rotating shaft to the rotating shaft when detecting that the reverse rotation of the electric motor is impossible . The electric brake device for a vehicle according to any one of 4 .
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