(57)【要約】【課題】  電動ブレーキ装置の電動モータが発生する回生電力を有効に利用する。【解決手段】  電動モータＭで前進するブレーキパッドを車輪と共に回転するブレーキディスクに圧接して制動力を発生させるブレーキ作動時には、スイッチＳ１をオンしてメイン電源Ｅからの電力で電動モータＭを駆動し、またブレーキパッドがブレーキディスクから受ける反力で電動モータＭが逆回転するブレーキ解除時には、スイッチＳ２，Ｓ４をオンして電動モータＭが発生する回生電力でコンデンサＣを充電するので、電動ブレーキ装置の消費電力を節減することができる。スイッチＳ２，Ｓ３をオンして主電源ＥおよびコンデンサＣを直列に接続すれば、主電源Ｅの電圧をコンデンサＣの電圧で昇圧して電動モータＭの起動性能を高めることができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（Ｍ）で進退する摩擦部材（１４ａ，１４ｂ）を車輪と共に回転する回転部材（１３）に圧接して制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、
ブレーキ作動時には主電源（Ｅ）からの電力で電動モータ（Ｍ）を駆動し、ブレーキ解除時には電動モータ（Ｍ）の回生電力で補助電源（Ｃ）を充電することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】
主電源（Ｅ）および補助電源（Ｃ）が直列に接続可能であることを特徴とする、請求項１に記載の電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータで進退する摩擦部材を車輪と共に回転する回転部材に圧接して制動力を発生させる電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライバーがブレーキペダルを踏んだ踏力を踏力センサで電気信号に変換し、この電気信号で駆動されるモータのような電動アクチュエータの回転をボールねじ機構で推力に変換し、ボールねじ機構に接続されたパッドをディスクロータに押し付けることで車輪を制動する、いわゆるＢＢＷ（ブレーキ・バイ・ワイヤ）式のブレーキ装置が、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２０００−１８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところでディスクブレーキ装置のパッドを電動アクチュエータが発生する推力でディスクロータに押し付けて制動力を発生させた後、電動アクチュエータの推力を解除すると、パッドがディスクロータから受ける反力で押し戻されるため、電動アクチュエータが逆方向に駆動されて回生電力を発生することになる。しかしながら上記従来のものは、この回生電力を有効に利用せずに無駄に捨てていた。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電動ブレーキ装置の電動モータが発生する回生電力を有効に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、電動モータで進退する摩擦部材を車輪と共に回転する回転部材に圧接して制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、ブレーキ作動時には主電源からの電力で電動モータを駆動し、ブレーキ解除時には電動モータの回生電力で補助電源を充電することを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、主電源および補助電源が直列に接続可能であることを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
が提案される。
【０００７】
尚、実施例のブレーキパッド１４ａ，１４ｂは本発明の摩擦部材に対応し、実施例のブレーキディスク１３は本発明の回転部材に対応し、実施例のコンデンサＣは本発明の補助電源に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、電動モータで前進する摩擦部材を車輪と共に回転する回転部材に圧接して制動力を発生させるブレーキ作動時には、主電源からの電力で電動モータを駆動し、摩擦部材が回転部材から受ける反力で電動モータを逆回転させるブレーキ解除時には、電動モータが発生する回生電力で補助電源を充電するので、前記回生電力を有効に利用して電動ブレーキ装置の消費電力を節減することができる。
【０００９】
請求項２の構成によれば、主電源および補助電源が直列に接続可能であるので、主電源の電圧を補助電源の電圧で昇圧して電動モータの起動性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は電動停車ブレーキの機能を備えた電動ブレーキの横断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は電動停車ブレーキの作動時の作用説明図、図５は電動停車ブレーキの強制作動解除時の作用説明図、図６は電動モータの駆動回路図である。
【００１２】
図１〜図３に示すように、電動停車ブレーキとしても使用可能な電動ブレーキは、ナックル等に図１の左右方向に移動自在に支持されたブレーキキャリパ１１を備えており、ブレーキキャリパ１１に図示せぬガイド手段で相互に接近・離反可能に支持された一対のバックプレート１２ａ，１２ｂの対向面に、車輪に固定されたブレーキディスク１３の両側面に当接可能なブレーキパッド１４ａ，１４ｂが設けられる。ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａにはブレーキピストン１５が進退自在に支持されており、ブレーキピストン１５で一方のバックプレート１２ａの背面を押圧することで、その反力でブレーキキャリパ１１が図１の右方向に移動し、ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに架橋部１１ｂを介して接続された腕部１１ｃが他方のバックプレート１２ｂの背面を押圧することで、両ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３の両側面に当接して制動力を発生する。ブレーキピストン１５とブレーキキャリパ１１との間に防塵ブーツ１６が装着される。
【００１３】
ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに収納される電動モータＭは、本体部１１ａの内面に固定された複数のステータコイル１７…と、ステータコイル１７…の内部に軸線Ｌまわりに回転可能にボールベアリング１８で支持された円筒状のモータ出力軸１９と、モータ出力軸１９の外周面にステータコイル１７…の内周面に対向するように固定された複数の永久磁石２０…とを備える。モータ出力軸１９の内部に円筒状の雌ねじ部材２１が一対のボールベアリング２２，２３で相対回転自在に支持されており、ブレーキピストン１５の背面から軸線Ｌ上に一体に延びる雄ねじ部材２４との間に複数のボール２５…が配置される。これらの雌ねじ部材２１、雄ねじ部材２４およびボール２５…はボールねじ機構Ｓを構成する。
【００１４】
ブレーキキャリパ１１の本体部１１ａの内部に、電動モータＭおよびボールねじ機構Ｓを接続するようにプラネタリギヤ機構Ｐが配置される。軸線Ｌ上に配置されたプラネタリギヤ機構Ｐは、モータ出力軸１９に固定されたサンギヤ３１と、ボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に固定されたラチェットホイールを兼ねるプラネタリキャリヤ３２と、プラネタリキャリヤ３２の外周を囲むリングギヤ３３と、プラネタリキャリヤ３２にピニオンシャフト３４…を介して支持され、サンギヤ３１およびリングギヤ３３に同時に噛合する複数のピニオン３５…とを備える。プラネタリキャリヤ３２と本体部１１ａの内面との間には、ブレーキピストン１５がブレーキディスク１３から受ける制動反力を支持するためのスラストベアリング３６が配置される。
【００１５】
プラネタリギヤ機構Ｐはサンギヤ３１、プラネタリキャリヤ３２（ラチェットホイール）およびリングギヤ３３の三つの要素を備えており、その入力要素を構成するサンギヤ３１がモータ出力軸１９に固定され、その出力要素を構成するプラネタリキャリヤ３２が連結軸３７を介してボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に固定され、その固定要素を構成するリングギヤ３３がブレーキキャリパ１１の本体部１１ａに固定される。このとき、サンギヤ３１は軸線Ｌ上に配置された連結軸３７の外周に相対回転自在に支持される。
【００１６】
電動ブレーキは、それを電動停車ブレーキとして機能させるためのラチェット機構Ｒを備える。ラチェット機構Ｒは前記プラネタリキャリヤ３２（ラチェットホイール）と、中央部を支点ピン４１で揺動自在に枢支され、プラネタリキャリヤ３２のラチェット歯３２ａ…に係合可能なラチェット爪４２ａを一端部に有するラチェットポール４２と、ラチェット爪４２ａがラチェット歯３２ａ…から離脱する方向にラチェットポール４２を付勢する捩じりコイルばね４３と、ラチェットポール４２の一端側を押圧してラチェット爪４２ａをラチェット歯３２ａ…に係合させるソレノイド４４と、ラチェットポール４２の他端側を押圧可能なボルト４５とを備える。
【００１７】
図６に示すように、電動モータＭを駆動する主電源Ｅのマイナス端子はラインａを介して接地部Ｇに接続され、プラス端子はラインｂを介して電動モータＭの一方の端子に接続され、電動モータＭの他方の端子はラインｃを介して接地部Ｇに接続される。ラインｂには、主電源Ｅからの電力で電動モータＭを駆動・停止するための第１スイッチＳ１が配置される。
【００１８】
第１スイッチＳ１よりも電動モータＭ側のラインｂと接地部Ｇとの間のラインｄに、第２スイッチＳ２と、補助電源としてのコンデンサＣと、第４スイッチＳ４とが直列に配置される。そして主電源および第１スイッチＳ１間のラインｂと、コンデンサＣおよび第４スイッチＳ４間のラインｄとを接続するラインｅに、第３スイッチＳ３が配置される。
【００１９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２０】
電動ブレーキをサービスブレーキとして使用するときには、ドライバーのブレーキ操作に応じて電動モータＭを正転駆動すると、ロータ出力軸１９の回転がプラネタリギヤ機構Ｐのサンギヤ３１に入力され、リングギヤ３３が回転不能に固定されていることから、サンギヤ３１の回転がピニオン３５…、プラネタリキャリヤ３２および連結軸３７を介してボールねじ機構Ｓの雌ねじ部材２１に伝達される。雌ねじ部材２１が回転すると、それにボール２５…を介して係合する雄ねじ部材２１がブレーキピストン１５と共に前進し、ブレーキピストン１５がブレーキパッド１４ａ，１４ｂをブレーキディスク１３に当接させて制動力を発生する。また電動モータＭを逆転駆動するとブレーキピストン１５が後退し、ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３から離間して制動力が解除される。
【００２１】
電動ブレーキを電動停車ブレーキとして使用するときには、ドライバーがパーキングスイッチをＯＮすると、電動モータＭが正転してブレーキピストン１５が前進することで、前述したサービスブレーキの場合と同様の作用で制動力を発生する。所定の制動力が発生するとソレノイド４４が通電され、図４に示すように、ソレノイド４４に押圧されたラチェットポール４２が捩じりコイルばね４３の弾発力に抗して支点ピン４１まわりに反時計方向に揺動することで、ラチェットポール４２のラチェット爪４２ａがプラネタリキャリヤ３２のラチェット歯３２ａ…に係合する。
【００２２】
この状態で電動モータＭへの通電を停止すると、ブレーキディスク１３から受ける反力でブレーキパッド１４ａ，１４ｂが後退し、プラネタリキャリヤ３２が制動解除方向に回転しようとすることで、ラチェットポール４２のラチェット爪４２ａがプラネタリキャリヤ３２のラチェット歯３２ａ…に強く噛み合い、ソレノイド４４への通電を解除しても電動停車ブレーキは作動状態に保持される。
【００２３】
ドライバーがパーキングスイッチをＯＦＦすると、電動モータＭが一瞬だけ正転方向に駆動され、プラネタリキャリヤ３２が制動方向に僅かに回転する。その結果、ラチェットポール４２のラチェット爪４２ａがプラネタリキャリヤ３２のラチェット歯３２ａ…から離脱し、捩じりコイルばね４３の弾発力でラチェットポール４２が図３の位置へと時計方向に回転することで、プラネタリキャリヤ３２の拘束が解除される。すると、ブレーキディスク１３から受ける反力でブレーキパッド１４ａ，１４ｂが自動的に後退し、電動停車ブレーキの作動が解除される。このとき、ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３から受ける反力を補助するために、電動モータＭを逆転させても良い。
【００２４】
さて、電動停車ブレーキの作動中に電動モータＭがフェイルすると、ラチェット機構Ｒを係合解除できなくなって電動停車ブレーキが作動したままとなり、車両が走行できなくなる事態が発生する。このような場合に、図５に示すように、手動でボルト４５を回転させることでラチェットポール４２を押圧して支点ピン４１まわりに時計方向に揺動させ、ラチェットポール４２のラチェット爪４２ａをプラネタリキャリヤ３２のラチェット歯３２ａ…から強制的に離脱させることができる。これにより、電源の失陥を含む電動モータＭの作動不能時に、電動停車ブレーキの作動を解除できなくなる事態を回避することができる。
【００２５】
次に、図６に基づいて、電動モータＭの駆動制御および回生制御について説明する。
【００２６】
電動ブレーキを作動させる通常時に第１スイッチＳ１をオンすると、主電源Ｅから供給される電力で電動モータＭが正転駆動される。
【００２７】
電動ブレーキ装置を解除する回生時に第２スイッチＳ２および第４スイッチＳ４をオンすると、ブレーキパッド１４ａ，１４ｂがブレーキディスク１３から受ける反力で電動モータＭが逆転駆動されてジェネレータとして機能し、発生した回生電力でコンデンサＣが充電される。
【００２８】
このようにしてコンデンサＣが充電された状態で、電動モータＭを低電圧で駆動する補助時に第２スイッチＳ２および第４スイッチＳ４をオンすると、コンデンサＣが放電する電力で電動モータＭが正転駆動されて電動ブレーキが通常時よりも小さい制動力を発生する。
【００２９】
またコンデンサＣが充電された状態で、電動モータの高電圧で駆動する昇圧時に第２スイッチＳ２および第３スイッチＳ３をオンすると、主電源Ｅの電圧およびコンデンサＣの電圧を加算した電圧で電動モータＭが正転駆動され、電動ブレーキの応答性が通常時よりも良くなる。
【００３０】
以上のように、電動ブレーキを解除する際に電動モータＭが発生する回生電力をコンデンサＣの充電して種々の態様で再利用するので、電動ブレーキの消費電力を削減したり制動力の大きさを調整することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、実施例の電動ブレーキはサービスブレーキを駐車ブレーキに兼用しているが、本発明は専用のサービスブレーキに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】電動停車ブレーキの機能を備えた電動ブレーキの横断面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】電動停車ブレーキの作動時の作用説明図
【図５】電動停車ブレーキの強制作動解除時の作用説明図
【図６】電動モータの駆動回路図
【符号の説明】
【００３４】
Ｃ          コンデンサ（補助電源）
Ｅ          主電源
Ｍ          電動モータ
１３        ブレーキディスク（回転部材）
１４ａ      ブレーキパッド（摩擦部材）
１４ｂ      ブレーキパッド（摩擦部材）
【図１】
2006250164.tif 000003
【図２】
2006250164.tif 000004
【図３】
2006250164.tif 000005
【図４】
2006250164.tif 000006
【図５】
2006250164.tif 000007
【図６】
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