JP6834924B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転部材および固定部材の間に係合力を生じさせるブレーキ装置に関するものである。

従来、回転部材および固定部材の間に摩擦を生じさせることにより駆動軸に制動力を発生させる摩擦ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の装置は、ブレーキロータ（回転部材）、ブレーキパッド（固定部材）、回転トルク伝達装置、押圧装置および回転トルク−押圧力変換機構を有する。

ブレーキロータは、回転軸線の周りに回転する。ブレーキパッドは、回転軸線に平行な自転軸線の周りに回転可能になっている。回転トルク伝達装置は、ブレーキロータおよびブレーキパッドの間にてトルクを相互に伝達する。押圧装置は、押圧部材をブレーキパッドに対し押圧してブレーキパッドをブレーキロータに対し押圧する。回転トルク−押圧力変換機構は、ブレーキパッドのトルクを押圧部材に伝達し、押圧部材に伝達されるトルクを、押圧部材がブレーキパッドを押圧する押圧力（回転軸線に平行な方向に沿う推力）に変換する。

特開２０１５−３１３８７号公報

しかしながら、上記のような摩擦ブレーキ装置では、長期的に使用することでブレーキロータとブレーキパッドとの間の摩擦材が摩耗して、ブレーキロータとブレーキパッドとの間の隙間が変化する。このため、特許文献１に記載の装置では、前述した隙間の変化により、例えばトルクを押圧力に変換する回転トルク−押圧力変換機構にガタが発生したり、そのガタの発生により制動時にトルクショックが発生したりして、所定の押圧力でブレーキパッドを押圧しても制動力が安定しないことがあった。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、長期的に使用しても安定した制動力を維持することができるブレーキ装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、駆動力源から伝達されるトルクにより回転する回転部材と、前記回転部材に対向して配置された固定部材と、前記回転部材の回転軸の軸線方向に押圧されることにより前記回転部材および前記固定部材の間に係合力を発生させる押圧部材と、前記押圧部材の押圧に抗する弾性力を前記押圧部材に付与する弾性部材と、前記係合力を前記押圧部材に付与する係合力付与機構とを備えたブレーキ装置において、前記回転部材の回転方向に沿った遊びを前記固定部材に持たせて前記回転部材から伝達されるトルクを前記固定部材に伝達するトルク伝達部材と、前記軸線を中心とする周方向への回転が阻止されており、前記トルク伝達部材から伝達されるトルクを受けるトルク受け部材と、前記トルク受け部材が受けた前記トルクを前記軸線方向の推力に変換し、変換された前記推力を前記係合力に付与する変換機構と、回転運動を直線運動に変換された推力を前記トルク受け部材に発生させて、前記トルク受け部材を前記軸線方向に移動させるとともに、前記係合力に対する反力に基づいて前記トルク受け部材の前記軸線方向に沿う位置を調整するアクチュエータとを備えたものである。

本発明では、前記アクチュエータは、前記トルク受け部材を前記軸線方向に沿う位置のうちの前記係合力が発生する制動位置と前記係合力が解除される初期位置とにそれぞれ保持するとともに、パーキングブレーキを作動させる際に前記トルク受け部材を前記制動位置に保持するように構成されてよい。

本発明では、前記アクチュエータは、前記回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された前記軸線方向の軸力を判定する検出部を有し、前記パーキングブレーキを解除する際に、前記検出部が判定した前記トルクまたは前記軸力に基づいて前記トルク受け部材の前記初期位置を調整するように構成されてよい。

本発明では、前記係合力付与機構は、油圧を供給することで前記係合力を発生させる油圧ブレーキ機構を備えてもよい。

本発明では、前記押圧部材は、アーマチュアを有し、前記係合力付与機構は、コイルを有し、前記コイルへの通電により発生する磁気吸着力により前記アーマチュアを前記軸線方向に移動して前記係合力を発生させるように構成してもよい。

本発明によれば、回転部材および固定部材の間に生じる係合力に対する反力に基づいてトルク受け部材の位置を調整するアクチュエータを備えている。トルク受け部材の位置を調整することで回転部材と固定部材との間のクリアランスを詰めることができる。よって、そのクリアランスが変化しても変換機構に生じるガタを抑制または防止することができる。これにより、長期的に使用しても安定した制動力を維持することができる。

本発明の実施形態に係るブレーキ装置の一例を採用した駆動装置の一例を示す断面図である。 図１に示した摩擦ブレーキ装置の要部を示す拡大断面図である。 図２に示した変換機構の一例を示す断面図である。 図２に示した案内ピンの一例を示す要部斜視図である。 係合力付与機構の別の実施形態を示す断面図である。

図１は、本発明の実施形態に係るブレーキ装置の一例を採用した駆動装置を示す断面図である。図１に示すように駆動装置１０は、車両に搭載されるものであり、車幅方向の右側に配置された第１駆動輪１１、左側に配置された第２駆動輪１２、第１駆動輪１１用の第１モータ１３、第２駆動輪１２用の第２モータ１４、第１駆動輪１１用の第１動力伝達機構１５、第２駆動輪１２用の第２動力伝達機構１６、差動機構１７、第１駆動輪１１用の第１ブレーキ機構１８、および第２駆動輪１２用の第２ブレーキ機構１９を備える。なお、図１に示した車幅方向の右方および左方は、例えば図１にて車両を背面（後方）から視た図とした場合の左右方向であり、車両を正面（前方）から視た図を図１とする場合には左右方向が逆になる。

また、第１駆動輪１１、第１モータ１３、第１動力伝達機構１５、第１ブレーキ機構１８、第２駆動輪１２、第２モータ１４、第２動力伝達機構１６、および第２ブレーキ機構１９は、車幅方向における中央を挟んだ両側に略対称に配置されている。したがって、以下の説明では、車幅方向の右側に配置された第１駆動輪１１、第１モータ１３、第１動力伝達機構１５、および第１ブレーキ機構１８について説明する。左側に配置された機構については、右側に配置された機構と同じまたは同様な構成であるため、同じ部材に同番号および末尾に「Ｌ」を付与してここでの詳しい説明を省略する。第１モータ１３および第２モータ１４は、本発明の実施形態における駆動力源の一例である。

第１モータ１３は、第１駆動輪１１に伝達する走行用の駆動力を発生するモータ、かつ発電機能を有するモータであって、その一例として永久磁石形の同期モータで構成されている。具体的には、ドラム状に形成されたモータハウジング２１の内部に環状のステータ２２が取り付けられ、そのステータ２２の内部にロータ２３が設けられている。ロータ２３は、出力軸２４に一体的に連結されており、出力軸２４は、第１モータ１３の駆動により回転軸Ｌ１を中心に回転する。出力軸２４は、モータハウジング２１の両側の隔壁２５，２６に設けられたベアリング２７，２８を介して回転自在に支持されている。

第１動力伝達機構１５は、出力ギヤ３０、カウンタシャフト３１、カウンタドリブンギヤ３２、ピニオンギヤ３３、および終減速ギヤ３４を備え、第１モータ１３から出力される駆動力を第１駆動輪１１に伝達する。

出力ギヤ３０は、出力軸２４における車幅方向の左方の端部に連結されている。カウンタシャフト３１は、出力軸２４と平行に配置されている。カウンタシャフト３１には、ピニオンギヤ３３とカウンタドリブンギヤ３２とを同軸上に一体的に取り付けた二段ギヤが連結されている。カウンタドリブンギヤ３２は、出力ギヤ３０に噛み合っている。ピニオンギヤ３３は、カウンタドリブンギヤ３２よりも小径に形成されている。ピニオンギヤ３３には、ピニオンギヤ３３よりも大径の終減速ギヤ３４が噛み合っている。

終減速ギヤ３４は、カウンタシャフト３１と平行に配置された副軸３５に連結されている。副軸３５は、スプライン結合によりドライブシャフト３６の一端に連結されている。ドライブシャフト３６は、従来知られているドライブシャフトと同様に、両端の回転軸線を車両の高さ方向に変更するための等速ジョイントなどの図示しない連結機構を有している。そのドライブシャフト３６の他端には、第１駆動輪１１が連結されている。なお、ドライブシャフト３６は、副軸３５と同軸上に配置されている。

本実施形態における第１動力伝達機構１５は、出力ギヤ３０とカウンタドリブンギヤ３２とのギヤ比、およびピニオンギヤ３３と終減速ギヤ３４とのギヤ比に応じて出力ギヤ３０のトルクを増大してドライブシャフト３６に伝達する減速機構により構成されていてよい。

なお、第１動力伝達機構１５は、センターハウジング３７の内部に収容されている。センターハウジング３７には、車幅方向における右方に前述したモータハウジング２１が取り付けられている。また、カウンタシャフト３１や副軸３５は、センターハウジング３７に取り付けられた隔壁によりベアリングを介して回転自在に支持されている。

また、第１モータ１３の出力軸２４は、第２モータ１４の出力軸２４Ｌと同軸上に配置されており、かつ第１動力伝達機構１５のドライブシャフト３６は、第２動力伝達機構１６のドライブシャフト３６Ｌと同軸上に配置されている。また、第１動力伝達機構１５のカウンタシャフト３１は、第２動力伝達機構１６のカウンタシャフト３１Ｌと同軸上に、かつ第１動力伝達機構１５の副軸３５は、第２動力伝達機構１６の副軸３５Ｌと同軸上に配置されている。

差動機構１７は、第１動力伝達機構１５の出力軸２４と第２動力伝達機構１６の出力軸２４Ｌとに伝達される相互のトルクを異ならせることができる機構である。その差動機構１７は、連結軸３９、フランジ部４０、締結プレート４１、延長軸４２、収容部４３、スナップリング４４、ヨーク４５、押圧板４６、円筒部４７、コイルバネ４８、およびコイル４９などで構成されている。

連結軸３９は、出力軸２４の一端にスプライン結合により連結されている。フランジ部４０は、回転軸Ｌ１と同軸線上でかつ連結軸３９に形成されている。フランジ部４０の外周面には、スプライン歯４０ａが形成されている。また、フランジ部４０と同心円上に環状の締結プレート４１が配置されている。締結プレート４１の内周面には、スプライン歯４１ａが形成されている。フランジ部４０と締結プレート４１とは、スプライン歯４０ａ，４１ａの係合により回転軸Ｌ１の軸線方向に移動可能になっている。

第２モータ１４の出力軸２４Ｌの一端には、延長軸４２がスプライン結合により連結されている。延長軸４２には、連結軸３９との間に収容部４３が一体的に形成されている。収容部４３は、開放側を出力軸２４に向けた断面略Ｃ字状に形成された凹部３８を有する。凹部３８には、前述した締結プレート４１が回転可能に取り付けられている。また、凹部３８の開放側には、締結プレート４１が凹部３８から抜け出ることを防止するためのスナップリング４４が取り付けられている。

凹部３８には、環状のヨーク４５が一体的に取り付けられており、そのヨーク４５と締結プレート４１との間に環状の押圧板４６が配置されている。押圧板４６および凹部３８は、スプライン結合している。つまり、押圧板４６は、凹部３８と一体的に回転するとともに、凹部３８内で軸方向に移動することができる。

押圧板４６は、磁性材料により構成されており、その内径部には、軸方向における凹部３８の底面側に延出した円筒部４７が形成されている。コイルバネ４８は、円筒部４７の外周に、かつ凹部３８の底面と押圧板４６との間に圧縮されるように配置され、押圧板４６を軸方向における締結プレート４１に向けて付勢する。さらに、収容部４３の外周には、コイル４９が配置されている。

コイル４９は、通電されることによりコイルバネ４８の弾性力に抗した磁力を発生させる。磁力は、締結プレート４１から軸方向に沿って離れるように押圧板４６に作用する。一方、コイル４９が通電されていない場合には、押圧板４６がコイルバネ４８の弾性力により締結プレート４１に押圧される。押圧板４６と締結プレート４１との間には、コイルバネ４８の弾性力に応じた摩擦力が生じる。摩擦力は、直進走行や旋回半径が比較的大きい走行路を走行する場合における左右の出力軸２４に作用するトルク差、あるいは回転速度差によって、押圧板４６と締結プレート４１とが相対回転しない程度に定められている。差動機構１７は、コイル４９を電磁アクチュエータとした摩擦クラッチを構成している。

第１ブレーキ機構１８は、サービスブレーキ機構５１、およびパーキングブレーキ機構５２を備える。パーキングブレーキ機構５２は、駐車時、あるいは停車時に作動させて制動力を保持する。サービスブレーキ機構５１は、油圧ブレーキ機構５３を備える。

油圧ブレーキ機構５３は、マスタシリンダユニット５５、動力液圧源５６、液圧アクチュエータ５７、およびそれらをつなぐ液圧回路５８などを備える。

動力液圧源５６は、アキュムレータ、圧力センサ、モータ、およびポンプ（いずれも図示なし）などを有し、アキュムレータに所定圧力範囲のブレーキ液圧を蓄圧することで、マスタシリンダユニット５５に加えるブレーキ液圧を発生させる。アキュムレータに蓄えられたブレーキ液圧（アキュムレータ圧）は、所定圧力範囲となるように圧力センサにより圧力検出を行い、アキュムレータ圧が低いと、モータを駆動することでポンプによるブレーキフルードの吸入吐出動作を行わせる。

マスタシリンダユニット５５は、一例として液圧ブースタ付きマスタシリンダとしてもよい。液圧ブースタ付きマスタシリンダは、液圧ブースタ６０、マスタシリンダ６１、レギュレータ６２、およびリザーバ６３を含む。ブレーキペダル６４の踏み込みによりマスタシリンダ６１のブレーキフルードが加圧される。液圧ブースタ６０は、ブレーキペダル６４に連結されており、ブレーキペダル６４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ６１に伝達する。動力液圧源５６からレギュレータ６２を介して液圧ブースタ６０にブレーキフルードが供給されることにより、ブレーキペダル６４の踏力（ペダル踏力）が増幅される。マスタシリンダ６１は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

マスタシリンダ６１は、ブレーキペダル６４への踏み込みが解除されている際にリザーバ６３と連通する。一方、レギュレータ６２は、リザーバ６３と動力液圧源５６のアキュムレータとの双方と連通しており、リザーバ６３を低圧源とするとともに、アキュムレータを高圧源とし、マスタシリンダ圧と略等しい液圧（レギュレータ圧）を発生する。

液圧アクチュエータ５７は、動力液圧源５６またはマスタシリンダユニット５５から供給されるブレーキフルードの液圧を適宜調整してホイールシリンダに伝達する。ホイールシリンダは、詳しくは後述するサービスブレーキ機構５１，５１Ｌにそれぞれ設けられている。なお、本実施形態では、油圧ブレーキ機構５３を使用しているが、本発明ではこれに限らず、例えば空圧式ブレーキ機構を使用してもよい。油圧ブレーキ機構５３は、本発明の実施形態における係合力付与機構の一例である。

図２は、図１に示した駆動装置の要部を示す拡大断面図である。図２に示すようにサービスブレーキ機構５１は、摩擦プレート６６、押圧部材６７、トルク受け部材６８、変換機構７６、およびネジ軸６９などを備えている。

摩擦プレート６６は、表面を摩擦材で形成したものであり、環状の回転プレート６６ａ（６６ａ−１，６６ａ−２）、および環状の固定プレート６６ｂ（６６ｂ−１，６６ｂ−２，６６ｂ−３）から構成されている。この実施形態では、回転プレート６６ａは第１回転プレート６６ａ−１と第２回転プレート６６ａ−２とで構成され、また、固定プレート６６ｂは第１固定プレート６６ｂ−１、第２固定プレート６６ｂ−２、および第３固定プレート６６ｂ−３で構成されている。回転プレート６６ａは、３枚の固定プレート６６ｂの間に１枚ずつ配置されている。なお、摩擦プレート６６の数および配置順については前述した実施形態に限定されない。

回転プレート６６ａは、ボス部材７０に固定されている。ボス部材７０は、スプライン結合により出力軸２４に連結されており、出力軸２４と一緒に回転する。固定プレート６６ｂの外径側には、可動環７１が配置されている。可動環７１は、固定プレート６６ｂをスプライン結合により連結する結合部７１ａを内径側に有する。結合部７１ａは、固定プレート６６ｂを回転軸Ｌ１の軸線方向に移動可能に支持する。

回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとが軸方向に交互に配置されることで、多板の摩擦プレートが構成されている。この実施形態では、押圧部材６７側に配置された押圧プレート６７ａが車幅方向の左方に向けて押圧されることで回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとの間に摩擦による係合力を発生させ、その係合力により出力軸２４に制動力を発生させる。なお、逆に回転プレート６６ａを固定プレート６６ｂに向けて移動させて摩擦により係合力を発生させる構造であってもよい。また、回転プレート６６ａを一対の固定部材で挟み込むことで摩擦により係合力を発生させる構成であってもよい。回転プレート６６ａは、本発明の実施形態における回転部材の一例である。固定プレート６６ｂは、本発明の実施形態における固定部材の一例である。

可動環７１の外径側には、環状の固定環７２が配置されている。固定環７２は、モータハウジング２１に固定されている。固定環７２には、開放側を車幅方向における右方に向けた断面略Ｃ字状の凹部７２ａが形成されている。凹部７２ａは、摩擦プレート６６および可動環７１を内部に収容している。また、凹部７２ａは、出力軸２４を挿通する開口７２ｂ、および受け止め部７２ｃを有する。受け止め部７２ｃは、摩擦プレート６６を挟んで押圧プレート６７ａに対向する凹部７２ａの左端部になっており、押圧プレート６７ａから伝達される押圧力を受け止める。開口７２ｂは、受け止め部７２ｃの径方向における中央に形成されている。

可動環７１の外周部７１ｂと固定環７２の内周部７２ｄとの間には、直進溝９４が形成されている。直進溝９４は、回転軸Ｌ１の軸線方向に延びた溝である。直進溝９４には、案内ピン７３が挿入されている。案内ピン７３は、周面が軸線方向に平行なピンになっている。直進溝９４は、案内ピン７３に対して軸線を中心とする周方向に僅かな遊びを有し、その遊びを超えた可動環７１の回転を止め、かつ固定環７２に対して可動環７１が軸線方向に移動するのを許容する。

案内ピン７３を挟んで軸線方向の両側には、一対のリターンスプリング７４，７５がそれぞれ配置されている。一方のリターンスプリング７４は、案内ピン７３と受け止め部７２ｃとの間に配置され、また、他方のリターンスプリング７５は、案内ピン７３と押圧プレート６７ａとの間に配置される。一対のリターンスプリング７４，７５は、押圧部材６７から伝達される押圧力に抗する弾性力を押圧部材６７に付勢する。なお、リターンスプリング７４，７５の代わりに、軸方向に弾性変形可能な弾性部材を使用してもよい。リターンスプリング７４，７５は、本発明の実施形態における弾性部材の一例である。

押圧部材６７は、押圧プレート６７ａ、およびシリンダ部６７ｂを有する。押圧プレート６７ａは、フランジ状に形成されており、摩擦プレート６６を挟んで受け止め部７２ｃに対向する位置に配置される。押圧プレート６７ａは、前述したように第１固定プレート６６ｂ−１およびリターンスプリング７５を車幅方向の左方に向けて押圧する。シリンダ部６７ｂは、開放側を車幅方向の右方に向けた断面略Ｃ字状に形成されている。押圧プレート６７ａは、シリンダ部６７ｂの外周かつ車幅方向の左方寄りに固定されている。シリンダ部６７ｂの内部には、詳しくは後述するトルク受け部材６８のナット部６７ｃ、およびネジ軸６９が配置される。

トルク受け部材６８は、回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向への回転が止められ、かつ回転軸Ｌ１の軸線方向への移動が可能なようにブレーキハウジング７９の内部に組み込まれている。ブレーキハウジング７９は、モータハウジング２１に固定されている。トルク受け部材６８は、トルク受けプレート６８ａ、受け圧ピストン部６８ｂ、およびナット部６８ｃを有する。なお、トルク受け部材６８の回転止めは、ブレーキハウジング７９の内壁との間に設けられたスプライン結合部６８ｈにより行ってもよい。

トルク受けプレート６８ａは、押圧プレート６７ａに対して車幅方向の右側に、かつ押圧プレート６７ａに対向するように配置される。変換機構７６は、トルク受けプレート６８ａと押圧プレート６７ａとの間に設けられている。変換機構７６は、回転プレート６６ａから伝達されるトルクを受けることによりそのトルクを回転軸Ｌ１の軸線方向に沿う推力に変換し、かつその推力を増力する。つまり、可動環７１は、案内ピン７３との間に回転軸Ｌ１の軸線を中心とする周方向に遊びを有している。また、詳しくは後述する送りネジ機構によりトルク受け部材６８は、軸線に対する周方向への回転、および軸線方向への移動が止められている。このため、回転プレート６６ａから伝達されるトルクが第１固定プレート６６ｂ−１を介して押圧部材６７に伝達されると、変換機構７６は、押圧部材６７に伝達されたトルクを車幅方向における左方に向けた押圧力に変換し、その押圧力を増力する。

受け圧ピストン部６８ｂは、シリンダ部６７ｂの外周に摺動する筒部６８ｄと、シリンダ部６７ｂの内部を密閉する隔壁６８ｅとを有し、シリンダ部６７ｂと隔壁６８ｅとの間でホイールシリンダ７７を形成する。また、受け圧ピストン部６８ｂを含むトルク受け部材６８は、詳しくは後述するナット部６８ｃがネジ軸６９に螺合していることにより回転軸Ｌ１の軸線方向への移動が止められている。スプライン結合部６８ｈ、ナット部６８ｃ、およびネジ軸６９は、ロータ軸８０ａから伝達される回転運動を直線運動に変換してその直線運動をトルク受け部材６８に伝達する送りネジ機構を構成する。

トルク受け部材６８には、油通路６８ｆが形成されている。ブレーキハウジング７９には、油通路６８ｆに通じる油通路７８が形成されている。トルク受け部材６８は、送りネジ機構により回転軸Ｌ１の軸線方向に移動されるため、その分を考慮して油通路６８ｆが油通路７８よりも大径に形成されている。

ホイールシリンダ７７には、油通路７８および油通路６８ｆを介して油圧ブレーキ機構５３の液圧アクチュエータ５７から圧油が供給される。油通路６８ｆ，７８を通してホイールシリンダ７７に圧油が供給されると、隔壁６８ｅが固定壁として作用するためシリンダ部６７ｂが車幅方向の左方に向けて押圧される。これにより、トルク受け部材６８に対して押圧プレート６７ａが車幅方向の左方に向けて押圧されて回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとの間に係合力を発生させる。

押圧部材６７は、圧油の供給により変換機構７６を介してトルク受け部材６８に当接する位置から回転プレート６６ａおよび固定プレート６６ｂの間に係合力を発生させる制動位置（車幅方向の左方に寄った位置）に向けて移動される。変換機構７６を介してトルク受け部材６８に当接する位置は、制動力を解除する解除位置である。なお、制動位置は、要求される制動力により適宜変更される。

ナット部６８ｃは、内周に雌ネジ６８ｇを有し、雌ネジ６８ｇがネジ軸６９の外周に形成された雄ネジ６９ａに噛み合う。ネジ軸６９は、パーキング用モータ８０のロータ軸８０ａに連結されている。その連結は、スプライン結合により行われている。つまり、ネジ軸６９は、ロータ軸８０ａに対して回転軸Ｌ１の軸線方向に移動自在で、かつ回転軸Ｌ１の軸線を中心とする回転方向にトルクを伝達可能に連結されている。

ネジ軸６９は、パーキング用モータ８０の駆動によりトルク受け部材６８を軸線方向に沿って移動させる。トルク受け部材６８の移動は、押圧部材６７が回転プレート６６ａを固定プレート６６ｂに向けて押圧する制動位置とその押圧を解除する解除位置との間で行われる。なお、この際の制動位置は、サービスブレーキ機構５１の制動位置のうち、車両の停止状態を維持させるのに必要な係合力が得られる位置である。解除位置は、詳しくは後述する初期位置に対応し、その初期位置は詳しくは後述する調整制御より適宜変更される。

ネジ軸６９の後端６９ｂは、外周がブレーキハウジング７９の開口７９ａに嵌合している。その嵌合は、出力軸２４の軸方向に移動可能に、かつ出力軸２４を中心とする周方向に回転可能に、かつオイルシールなどにより液密状態が確保可能な嵌合になっている。パーキング用モータ８０、ネジ軸６９、およびトルク受け部材６８などは、パーキングブレーキ機構５２を構成する。

パーキングブレーキ機構５２は、車両の電源がオフされた状態であっても回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとの摩擦係合を維持するように構成されている。具体的には、パーキングブレーキ機構５２は、パーキング用モータ８０を、例えば正転させることによりトルク受け部材６８を制動位置に向けて移動させる。

ネジ軸６９は、外周にフランジ部６９ｃを有し、フランジ部６９ｃには、例えばスラストベアリング８１が設けられている。スラストベアリング８１は、フランジ部６９ｃとそのフランジ部６９ｃに対して車幅方向で対向するブレーキハウジング７９の対向部７９ｂとの間に配置されており、出力軸２４の軸線方向に働く力（スラスト、推力）を受け止める。対向部７９ｂには、ネジ軸６９から軸方向に沿って伝達される軸力を検出するための検出部８２が取り付けられている。

検出部８２は、例えば車幅方向に対峙するように配置された一対の押圧板、および歪ゲージ（いずれも図示なし）を備え、歪ゲージを一対の押圧板で挟んで構成されている。一方の押圧板にはスラストベアリング８１が、他方の押圧板には対向部７９ｂがそれぞれ当接している。フランジ部６９ｃは、ネジ軸６９に軸線方向の軸力(荷重)が加わった際に外径側が内径側によりも車幅方向の右方に向けて撓む。スラストベアリング８１は、フランジ部６９ｃの撓みに伴う変形を軸力として受け止める。一対の押圧板、および歪ゲージは、この実施形態ではネジ軸６９の後端６９ｂを貫通させるための開口を有するリング状に形成されている。歪みゲージは、軸線を中心とする周を等分割した位置に複数設けられていてよい。

検出部８２は、ネジ軸６９に軸線方向の軸力が加わった際に生じるスラストベアリング８１の軸線方向への変位量を検出し、検出した変位量の情報を制御部８３に送る。制御部８３は判定部８３ａを有し、判定部８３ａは変位量に基づいて軸力を判定する。なお、検出部８２は、ネジ軸６９の軸線方向の変形を検出することに限らず、例えば押圧プレート６７ａのうちの車幅方向における右側の側面に設けて、押圧プレート６７ａの捩り方向の変形量を検出してもよい。また、検出部８２としては、歪みゲージに限らず、例えば圧電素子や感圧素子を用いた検出部を使用してもよい。

制御部８３は、シフトレバー８６がパーキングポジションに切り替えられた場合などパーキングロックする必要がある場合に、判定部８３ａで判定される軸力を監視しながらパーキング用モータ８０を正転させるようにモータドライバ８７に通電を行う。これにより、トルク受け部材６８が軸方向に沿い、かつ制動位置に向けて移動する。つまり、パーキング用モータ８０は、軸方向に沿う推力を発生させるためのトルクをトルク受け部材６８に付与する。これにより、摩擦プレート６６に摩擦による係合力が発生する。

パーキング用モータ８０の駆動に伴う推力を増力させると、摩擦プレート６６に発生する係合力が増力される。その係合力に抗する反力は、ネジ軸６９を軸方向に変形させる。その変形量がパーキングロックできる程度の変形量になると、その変形量に応じた軸力を判定部８３ａが判定してモータドライバ８７への通電を制御部８３が停止させる。これにより、パーキング用モータ８０の駆動が停止する。その結果、回転プレート６６ａと固定プレート６６ｂとが圧着された状態に維持される。このため、車両の電源がオフされた場合であっても、制動力を維持することができる。

また、制御部８３は、パーキングブレーキが解除された際に、判定部８３ａで判定される軸力を監視しながらモータドライバ８７に、例えばパーキング用モータ８０を逆転させるように通電してトルク受け部材６８を解除位置に向けて移動させる。その後、パーキングロックが解除できる程度の変形量（軸力）を判定部８３ａが判定した際にモータドライバ８７への通電を停止する。

パーキング用モータ８０は、ロータ軸８０ａの回転角を検出する回転角検出部８４を有する。回転角検出部８４は、検出した回転角の情報を制御部８３に送る。制御部８３は、記憶部８３ｂを有し、パーキングロックを解除するごとに、パーキングロックが解除できる程度の軸力を得た時点の回転角の情報を初期位置として記憶部８３ｂに記憶する。つまり、制御部８３は、ロータ軸８０ａの回転角に基づいて送りねじ機構を構成するナット部６８ｃ、つまりトルク受け部材６８の軸線方向における初期位置、つまり摩擦プレート６６の摩耗の度合いに基づいた係合力の解除位置を調整する。

このため、長期的に使用することで摩擦プレート６６の摩擦面の隙間が変化することにより生じる変換機構７６のガタを抑制または防止することができる。つまり、摩擦プレート６６の摩擦面のクリアランスが広くなるにつれて、初期位置の調整によりトルク受け部材６８が制動位置に向けて近づくように初期位置が調整される。また、サービスブレーキ機構５１の作動は、摩擦プレート６６の摩擦面のクリアランスに応じて調整されたトルク受け部材６８の初期位置を基準として押圧部材６７が係合力付与機構により押圧されるので、通常ブレーキの制動力を常に同じ制動力に維持することができる。なお、送りネジ機構やパーキング用モータ８０の代わりに、電動シリンダなどのアクチュエータを使用してもよい。送りネジ機構、パーキング用モータ８０、検出部８２および制御部８３などは、本発明の実施形態におけるアクチュエータの一例である。

図３は、図２に示した変換機構の一例を示す断面図である。図３に示すように変換機構７６は、トルク受けプレート６８ａと押圧プレート６７ａとの間に設けられている。また、変換機構７６は、回転軸Ｌ１を中心とする周方向に所定間隔を離して複数設けられている。変換機構７６は、押圧プレート６７ａに設けられた第１溝８９、トルク受けプレート６８ａに設けられた第２溝９０、および第１溝８９と第２溝９０との間に挿入される球体９１を備える。第１溝８９、および第２溝９０は、断面がそれぞれ略Ｌ字状に形成されている。球体９１は、実質的に剛固な金属などの材料にて形成されている。

第１溝８９は、第１カム面８９ａおよび第１カム面８９ａに繋がる第２カム面８９ｂを有する。第２溝９０は、第３カム面９０ａおよび第３カム面９０ａに繋がる第４カム面９０ｂを有する。球体９１は、第１カム面８９ａ、第２カム面８９ｂ、第３カム面９０ａ、および第４カム面９０ｂにそれぞれ点接触するように第１溝８９および第２溝９０の間に挿入されている。これら球体９１、第１溝８９および第２溝９０は、球体９１が挿入された際に、押圧プレート６７ａとトルク受けプレート６８ａとの間に僅かな隙間７６ａが生じるように断面Ｌ字状のサイズや角度などが予め設定されている。

第１カム面８９ａおよび第４カム面９０ｂは、周方向に向けたトルクが押圧プレート６７ａに発生した際に、第１カム面８９ａおよび第４カム面９０ｂのうちのいずれか一方が他方に向けて近づくように傾斜した面になっている。第２カム面８９ｂおよび第３カム面９０ａは、周方向に向けたトルクが押圧プレート６７ａに発生した際に、第２カム面８９ｂおよび第３カム面９０ａのうちのいずれか一方が他方に向けて近づくように傾斜した面になっている。具体的には、第１カム面８９ａおよび第４カム面９０ｂは、平行になっていてよい。また、第２カム面８９ｂおよび第３カム面９０ａは、平行になっていてよい。第１カム面８９ａと第３カム面９０ａとは、周方向に沿う基準面に対して傾斜角が同じになっていてよい。第１カム面８９ａ、第２カム面８９ｂ、第３カム面９０ａおよび第４カム面９０ｂは、正面カムを構成する。

押圧プレート６７ａには、制動時に回転プレート６６ａから伝達されるトルクが周方向に付与される。トルク受けプレート６８ａは、制動時に油圧ブレーキ機構５３から得られる油圧による押圧力（推力）が車幅方向の左方に向けて付与される。変換機構７６は、制動時に回転プレート６６ａから伝達されるトルクを受けると、そのトルクを車幅方向の左方に向けた推力に変換し、かつその推力を押圧力に加えて押圧力を増力する。

図４は、図２に示した案内ピンの一例を示す要部斜視図である。図４に示すように直進溝９４は、例えば軸線を中心とする周を等分した位置に複数設けられている。直進溝９４は、例えば内周溝９２と外周溝９３とで構成されている。内周溝９２は、固定環７２の内周部７２ｄに形成されている。外周溝９３は、可動環７１の外周部７１ｂに形成されている。

内周溝９２および外周溝９３は、合わさることで回転軸Ｌ１の軸線方向に平行な直進溝９４を構成する。直進溝９４は、案内ピン７３に対して軸線を中心とする周方向に僅かな遊びを有し、その遊び超えた可動環７１の周方向への回転を阻止し、かつ固定環７２に対して可動環７１が軸線方向に移動することを許容する。なお、案内ピン７３としては、本実施形態では断面円形の平行ピンとしているが、これに限らず、例えば断面矩形の平行ピンであってもよい。この場合には、内周溝９２および外周溝９３は、案内ピン７３の断面形状に嵌合する断面形状であればよい。また、案内ピン７３の代わりに、球体でもよい。球体は、直進溝９４ごとに複数使用してもよい。直進溝９４および案内ピン７３などは、本発明の実施形態におけるトルク伝達部材の一例である。

直進溝９４には、案内ピン７３の両側にリターンスプリング７４，７５がそれぞれ挿入されている。リターンスプリング７４，７５は、案内ピン７３の軸線方向への移動を阻止し、かつ押圧部材６７の移動に抗する弾性力を押圧部材６７に付与する。例えばリターンスプリング７４の車幅方向の右端７４ａは、案内ピン７３の車幅方向の左端に当接している。リターンスプリング７４の車幅方向の左端７４ｂは、固定環７２の受け止め部７２ｃ（図２参照）に当接している。リターンスプリング７５の車幅方向の左端７５ａは、案内ピン７３の車幅方向の右端に当接している。リターンスプリング７５の車幅方向の右端７５ｂは、押圧プレート６７ａに当接している。なお、リターンスプリング７４，７５の直径は、案内ピン７３の直径と同じ径またはそれよりも小径であってよい。リターンスプリング７４，７５は、圧縮バネであり、同じサイズおよび弾性力を有したものを使用してもよい。

一対のリターンスプリング７４，７５は、摩擦プレート６６に向けた押圧力を伝達する経路に生じるガタを詰める作用をする。なお、一対のリターンスプリング７４，７５は、案内ピン７３を挟んで軸線方向の両側に配置されているが、これに限らず、固定環７２と可動環７１との合わせ目であれば、回転軸Ｌ１を中心とする周方向のいずれの位置に配置されてもよい。この場合には、案内ピン７３の抜け止め用のストッパを内周溝９２および外周溝９３に設ければよい。ストッパは、内周溝９２が外周溝９３に対して軸線方向に移動するように軸線方向に遊びを有して設けられていればよい。

図５は、係合力付与機構の別の実施形態を示す断面図である。図５に示す第１ブレーキ機構１００は、電磁式の摩擦ブレーキ機構である。第１ブレーキ機構１００は、アーマチュア９８、およびコイル９９を備えている。アーマチュア９８は、磁性体により円環状に形成され、かつモータハウジング２１の内部に回転軸Ｌ１の軸線方向に移動自在に設けられている。アーマチュア９８には、第１固定プレート９８ａ、押圧プレート９８ｂ、外周部９８ｃ、および結合部９８ｄを有する。第１固定プレート９８ａは、第１回転プレート６６ａ−１を押圧する。押圧プレート９８ｂは、トルク受けプレート６８ａに対して車幅方向の左側にトルク受けプレート６８ａに対向するように配置されている。押圧プレート６７ａとトルク受けプレート６８ａとの間には、図３で説明したと同じ構成の変換機構７６が設けられている。

アーマチュア９８の外周部９８ｃには、例えば断面円形の直進溝９４が形成されている。直進溝９４は、軸線方向に沿って直進的に延ばして設けられている。また、直進溝９４は、軸線を中心とする周を等分する位置に複数設けられている。各直進溝９４は、外径側に配置される固定環７２により、車幅方向の右方がアーマチュア９８の壁９８ｅ、車幅方向の左方が固定環７２の壁７２ｅ、外径側が固定環７２の内周部７２ｄ、および内径側がアーマチュア９８の外周部９８ｃで囲まれている。

各直進溝９４には、案内ピン７３が嵌合している。直進溝９４および案内ピン７３は、図２で説明したものと同じ作用をする。つまり、直進溝９４は、案内ピン７３に対して軸線を中心とする周方向に僅かな遊びを有する。案内ピン７３および直進溝９４は、その遊びを超えた周方向へのアーマチュア９８の回転を阻止し、かつ固定環７２に対してアーマチュア９８の軸方向への移動を許容する。結合部９８ｄは、スプライン結合により第２固定プレート６６ｂ−２および第３固定プレート６６ｂ−３を軸方向に移動可能に支持する。

直進溝９４には、案内ピン７３の両側にリターンスプリング７４，７５がそれぞれ挿入されている。リターンスプリング７４，７５は、案内ピン７３の軸線方向への移動を阻止し、かつアーマチュア９８の移動に抗する弾性力をアーマチュア９８に付与する。例えばリターンスプリング７４の車幅方向の右端は、案内ピン７３の車幅方向の左端に当接している。リターンスプリング７４の車幅方向の左端は、凹部７２ａの受け止め部７２ｃに当接している。リターンスプリング７５の車幅方向の左端は、案内ピン７３の車幅方向の右端に当接している。リターンスプリング７５の車幅方向の右端は、アーマチュア９８の壁９８ｅに当接している。なお、案内ピン７３の代わりに球体を使用してもよい。球体は、直進溝９４ごとに複数個使用してもよい。

コイル９９は、固定環７２の内部に、かつアーマチュア９８の外周側に設けられており、通電することでアーマチュア９８を磁気吸着する。アーマチュア９８の吸着方向は、第１固定プレート９８ａが第１回転プレート６６ａ−１を軸線方向に向けて押圧する方向（車幅方向の左方）になっている。また、アーマチュア９８の磁気吸着力は、リターンスプリング７４，７５の付勢力よりも大きい力となっている。第１モータ１３の出力軸２４は、アーマチュア９８が車幅方向の左方に移動することにより回転プレート６６ａおよび固定プレート６６ｂ，９８ａの間に摩擦による係合力が発生して出力軸２４が制動される。アーマチュア９８は、押圧部材６７と略同じ作用をするものであり、本発明の実施形態における押圧部材の一例である。なお、コイル９９を固定環７２のうちのアーマチュア９８の外径側に配置しているが、アーマチュア９８と隔壁２６との間に配置してもよい。

一対のリターンスプリング７４，７５は、コイル９９への通電が解除された際に、車幅方向の右方に向けて、つまり摩擦係合が解除される方向に向けてアーマチュア９８を付勢する。トルク受け部材６８は、ナット部６８ｃを有する。ナット部６８ｃは、ネジ軸６９に設けられた雄ネジ６９ａに噛み合っている。トルク受け部材６８は、前述したように回転止めがなされており、パーキング用モータ８０の駆動により制動位置と初期位置との間で移動される。トルク受け部材６８の初期位置は、図２で説明した検出部８２や制御部８３などで構成されるアクチュエータによりパーキングロック解除の際に調整される。なお、図５では、図２で説明したと同じ部材に同符号を付与してここでの詳しい説明を省略する。

以上、本発明は、上述した実施形態で示した構成に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば回転プレート６６ａは、第１モータ１３から伝達されるトルクにより回転する構成として説明しているが、代わりにエンジンから伝達されるトルクにより回転する構成としてもよい。また、トルク受け部材６８の初期位置の調整は、パーキングロック解除の際に限らず、例えば車両の停止時に行ってもよい。この場合には、パーキングロックおよびその解除を自動的にかつ迅速に行えばよい。さらに、上述した各実施形態では、サービスブレーキ機構５１とパーキングブレーキ機構５２とを組み合わせた摩擦ブレーキ装置として説明しているが、本発明ではこれに限らず、パーキングブレーキ機構５２を省略し、サービスブレーキ機構５１のみとしてもよい。この場合には、制御部は、前述したようにトルク受け部材６８の初期位置の調整を車両の停止時に行ってもよい。

１０…駆動装置、 １１…第１駆動輪、 １２…第２駆動輪、 １３…第１モータ、 １４…第２モータ、 １５…第１動力伝達機構、 １６…第２動力伝達機構、 １７…差動機構、 １８，１００…第１ブレーキ機構、 １９…第２ブレーキ機構、 ５１…サービスブレーキ機構、 ５２…パーキングブレーキ機構、 ６６…摩擦プレート、 ６７…押圧部材、 ６８…トルク受け部材、 ６９…ネジ軸、 ７１…可動環、 ７２…固定環、 ７３… 案内ピン、 ７４，７５…リターンスプリング、 ７６…変換機構、 ８０…パーキング用モータ、 ８２…検出部、 ８３…制御部、 ９４…直進溝。

Claims (5)

1. 駆動力源から伝達されるトルクにより回転する回転部材と、前記回転部材に対向して配置された固定部材と、前記回転部材の回転軸の軸線方向に押圧されることにより前記回転部材および前記固定部材の間に係合力を発生させる押圧部材と、前記押圧部材の押圧に抗する弾性力を前記押圧部材に付与する弾性部材と、前記係合力を前記押圧部材に付与する係合力付与機構とを備えたブレーキ装置において、
   前記回転部材の回転方向に沿った遊びを前記固定部材に持たせて前記回転部材から伝達されるトルクを前記固定部材に伝達するトルク伝達部材と、
   前記軸線を中心とする周方向への回転が阻止されており、前記トルク伝達部材から伝達されるトルクを受けるトルク受け部材と、
   前記トルク受け部材が受けた前記トルクを前記軸線方向の推力に変換し、変換された前記推力を前記係合力に付与する変換機構と、
   回転運動を直線運動に変換された推力を前記トルク受け部材に発生させて、前記トルク受け部材を前記軸線方向に移動させるとともに、前記係合力に対する反力に基づいて前記トルク受け部材の前記軸線方向に沿う位置を調整するアクチュエータとを備えた
   ことを特徴とするブレーキ装置。
2. 請求項１に記載のブレーキ装置において、
   前記アクチュエータは、前記トルク受け部材を前記軸線方向に沿う位置のうちの前記係合力が発生する制動位置と前記係合力が解除される初期位置とにそれぞれ保持するとともに、パーキングブレーキを作動させる際に前記トルク受け部材を前記制動位置に保持する
   ことを特徴とするブレーキ装置。
3. 請求項２に記載のブレーキ機構において、
   前記アクチュエータは、前記回転部材から伝達されるトルク、またはそのトルクが変換された前記軸線方向の軸力を判定する検出部を有し、前記パーキングブレーキを解除する際に、前記検出部が判定した前記トルクまたは前記軸力に基づいて前記トルク受け部材の前記初期位置を調整する
   ことを特徴とするブレーキ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
   前記係合力付与機構は、油圧を供給することで前記係合力を発生させる油圧ブレーキ機構を備えている
   ことを特徴とするブレーキ装置。
5. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のブレーキ装置において、
   前記押圧部材は、アーマチュアを有し、
   前記係合力付与機構は、コイルを有し、前記コイルへの通電により発生する磁気吸着力により前記アーマチュアを前記軸線方向に移動して前記係合力を発生させる
   ことを特徴とするブレーキ装置。

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