(57)【要約】【課題】電動ブレーキ装置のブレーキ力を変化させる際の応答性を高める。【解決手段】電動ブレーキ装置は、ブレーキパッド１７を軸線Ｌ方向に移動させるブレーキピストン１９と、第１、第２電動モータ２９，３０とをねじ機構２７を介して接続してなる。ねじ機構２７は相互に噛み合う第１、第２ねじ部材２０，２６を備え、第１ねじ部材２０はブレーキキャリパ１１に対して回転可能かつ軸線Ｌ方向に移動不能に支持されており、第１、第２電動モータ２９，３０の回転数を個別に制御して第１ねじ部材２０に対して第２ねじ部材２６を相対回転させることで、第２ねじ部材２６をブレーキピストン１９およびブレーキパッド１７と共に応答性良く軸線Ｌ方向に移動させる。第１、第２電動モータ２９，３０は、それらの第１、第２ロータ３３，３８に対して共通のステータ３１を備えており、部品点数およびスペースの削減が図られる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキキャリパ（１１）に設けた制動部材（１７）と電動モータ（２９，３０）とをねじ機構（２７）を介して接続し、電動モータ（２９，３０）の駆動力で制動部材（１７）を軸線（Ｌ）方向に移動させて被制動部材（１４）に押し付けることでブレーキ力を発生させる電動ブレーキ装置において、
前記ねじ機構（２７）は、雌ねじ（２０ｃ）を有して第１電動モータ（２９）の第１ロータ（３３）で回転駆動される第１ねじ部材（２０）と、それに噛み合う雄ねじ（２６ｂ）を有して第２電動モータ（３０）の第２ロータ（３８）で回転駆動される第２ねじ部材（２６）とを備え、
前記第１電動モータ（２９）の第１ロータ（３３）および第２電動モータ（３０）の第２ロータ（３８）は、共通のステータ（３１）を両側から挟むように配置され、
第１、第２ねじ部材（２０，２６）の一方のねじ部材（２０）をブレーキキャリパ（１１）に対して軸線（Ｌ）方向に移動不能に支持し、一方のねじ部材（２０）およびを他方のねじ部材（２６）を相対回転させることで、他方のねじ部材（２６）を制動部材（１７）と共に軸線（Ｌ）方向に移動させることを特徴とする電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキキャリパに設けた制動部材と電動モータとをねじ機構を介して接続し、電動モータの駆動力で制動部材を軸線方向に移動させて被制動部材に押し付けることでブレーキ力を発生させる電動ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に従来のブレーキ装置は、ブレーキキャリパに設けたブレーキピストンをマスタシリンダや油圧ポンプで発生した油圧で駆動し、このブレーキピストンでブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けてブレーキ力を発生させるようになっている。
【０００３】
ブレーキピストンを油圧で駆動する代わりに、電動モータが発生する回転力を減速機およびねじ機構で推力に変換してブレーキピストンを駆動するものが、下記特許文献により公知である。このブレーキ装置によれば、電動モータの回転方向を変化させてブレーキピストンを前進、停止および後退させることで、ブレーキ力を増加、保持および減少させることができる。
【０００４】
【特許文献】
特開平１１−３２１５９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献に記載されたものは、電動モータの回転力を減速機で減速してねじ機構に伝達し、ねじ機構でピストンを駆動してブレーキ力を発生させるようになっているが、ブレーキ力を増加させるべく減速機の減速比を増加させると電動モータを駆動してからブレーキ力が立ち上がるまでの応答性が低下してしまう問題がある。またブレーキ力を短い時間間隔で増減させるアンチロックブレーキ制御を行う場合には、電動モータを慣性に抗して正転→停止→逆転→停止→正転…させる必要があり、そのために応答性が更に低下する問題がある。
【０００６】
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ブレーキ力を変化させる際の応答性を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、ブレーキキャリパに設けた制動部材と電動モータとをねじ機構を介して接続し、電動モータの駆動力で制動部材を軸線方向に移動させて被制動部材に押し付けることでブレーキ力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記ねじ機構は、雌ねじを有して第１電動モータの第１ロータで回転駆動される第１ねじ部材と、それに噛み合う雄ねじを有して第２電動モータの第２ロータで回転駆動される第２ねじ部材とを備え、前記第１電動モータの第１ロータおよび第２電動モータの第２ロータは、共通のステータを両側から挟むように配置され、前記第１、第２ねじ部材の一方のねじ部材をブレーキキャリパに対して軸線方向に移動不能に支持し、一方のねじ部材およびを他方のねじ部材を相対回転させることで、他方のねじ部材を制動部材と共に軸線方向に移動させることを特徴とする電動ブレーキ装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、第１ねじ部材の雌ねじと第２ねじ部材の雄ねじとを相互に噛み合わせ、一方のねじ部材をブレーキキャリパに対して軸線方向に移動不能に支持し、両ねじ部材を相対回転させて他方のねじ部材を制動部材と共に軸線方向に移動させることで、制動部材を被制動部材に押し付けてブレーキ力を発生させるので、両ねじ部材の回転を停止したり逆転したりすることなく、その回転数を変化させるだけで制動部材を被制動部材に対して応答性良く接近、停止および離反させてブレーキ力の増加、保持および減少を制御することができる。
【０００９】
しかも第１ねじ部材を駆動する第１電動モータの第１ロータと、第２ねじ部材を駆動する第２電動モータの第２ロータとが、共通のステータを両側から挟むように配置されるので、第１、第２電動モータの各々がステータおよびロータを備える場合に比べて部品点数を削減し、かつ第１、第２電動モータを別個に設ける場合に比べてスペースを削減することができる。
【００１０】
尚、実施例のブレーキディスク１４は本発明の被制動部材に対応し、実施例のブレーキパッド１７は本発明の制動部材に対応し、実施例の第１ねじ部材２０は本発明の一方のねじ部材に対応し、実施例の第２ねじ部材２６は本発明の他方のねじ部材に対応し、実施例の第１電動モータ２９および第２電動モータ３０は本発明の電動モータに対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は電動ブレーキ装置の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３は図１の３−３線断面図である。
【００１３】
電動ブレーキ装置のブレーキキャリパ１１は、車輪を回転自在に支持するナックル（図示せず）に支持される本体部１２と、本体部１２からブレーキディスク１４を跨いで反対側に延びる腕部１３とを備える。ブレーキキャリパ１１の腕部１３の内面にブレーキパッド１５を有するバックプレート１６が配置され、またブレーキキャリパ１１の本体部１２の内面にブレーキパッド１７を有するバックプレート１８が配置されており、両ブレーキパッド１５，１７をブレーキディスク１４の両面に当接可能に対向させた状態で、両バックプレート１６，１８が図示せぬガイドピンによって相互に接近・離反可能に支持される。
【００１４】
右側のバックプレート１８の背面（右側面）にブレーキピストン１９の円板状の押圧部１９ａが対向しており、押圧部１９ａの中心から円筒部１９ｂが軸線Ｌ上を右方向に延びている。押圧部１９ａの左側面に形成した十字状の溝１９ｃにバックプレート１８の背面から突出するピン１８ａが係合することで、右側のバックプレート１８に対してブレーキピストン１９が回り止めされる（図３参照）。
【００１５】
ブレーキキャリパ１１の本体部１２に、軸線Ｌ方向に延びる大径の凹部１２ａと小径の貫通孔１２ｂとが同軸に形成されており、貫通孔１２ｂを筒状の第１ねじ部材２０の軸部２０ａが貫通する。第１ねじ部材２０の軸部２０ａの左端に一体に形成されたフランジ２０ｂがブレーキキャリパ１１の本体部１２の凹部１２ａに配置されており、このフランジ２０ｂとブレーキキャリパ１１の本体部１２の段部１２ｃとの間にスラストベアリング２１を配置することで、第１ねじ部材２０の右方向への移動が規制される。
【００１６】
ブレーキキャリパ１１の本体部１２の凹部１２ａに環状のフリーピストン２２が配置され、その外周面に設けたシール部材２３が前記凹部１２ａの内周面に摺動可能に当接し、その内周面に設けたシール部材２４がブレーキピストン１９の円筒部１９ｂの外周面に摺動可能に当接する。フリーピストン２２の左側面はブレーキピストン１９の押圧部１９ａの右側面に対向し、フリーピストン２２の右側面はスラストワッシャ２５を介して第１ねじ部材２０のフランジ２０ｂの左側面に対向する。フリーピストン２２は、ブレーキディスク１４の摩耗粉、塵、水等がブレーキキャリパ１１の本体部１２の凹部１２ａ内に侵入するのを阻止しており、スラストワッシャ２５はフリーピストン２２が第１ねじ部材２０に対して連れ回りするのを防止している。
【００１７】
ブレーキピストン１９の円筒部１９ｂの内部に第２ねじ部材２６の軸部２６ａが配置されており、第１ねじ部材２０の内周に形成した雌ねじ２０ｃに、第２ねじ部材２６の右端部外周に形成した雄ねじ２６ｂが噛み合っている。ブレーキピストン１９の円筒部１９ｂの半球状の底部と第２ねじ部材２６の軸部２６ａの半球状の先端部とが、軸線Ｌ上のｐ点で点接触する。第１ねじ部材２０および第２ねじ部材２６は本発明のねじ機構２７を構成する。
【００１８】
ブレーキキャリパ１１の本体部１２の右側面に円筒状のモータハウジング２８が固定されており、その内部に軸線をＬを共有して第１電動モータ２９および第２電動モータ３０が収納される。即ち、第１電動モータ２９および第２電動モータ３０に共通のステータ３１がステー３２を介してモータハウジング２８に０定されており、その外周に第１電動モータ２９の第１ロータ３３が配置される。第１ロータ３３に固定された円筒状の第１出力軸３４が左方向に延びており、第１ねじ部材２０の軸部２０ａの外周に軸線Ｌ方向に摺動自在、かつ相対回転不能にセレーション結合３５される。第１ロータ３３および第１出力軸３４はボールベアリング３６，３７でモータハウジング２８に回転自在に支持される。このように、第１電動モータ２９は、ステータ３１、第１ロータ３３および第１出力軸３４で構成される。
【００１９】
また第２電動モータ３０は、第１電動モータ２９と共通のステータ３１と、その内周に配置された第２ロータ３８と、第２ロータ３８の中心に固定された第２出力軸３９とで構成される。第２ロータ３８に固定された第２出力軸３９の左端は、ブレーキピストン１９の円筒部１９ｂの内周に軸線Ｌ方向に摺動自在、かつ相対回転不能にセレーション結合４０される。第２出力軸３９はボールベアリング４１でモータハウジング２８に回転自在に支持され、ボールベアリング４２で第１出力軸３４に回転自在に支持される。
【００２０】
第１、第２電動モータ２９，３０は、その回転数やトルクを相互に独立して任意に制御することができる。即ち、第１電動モータ２９はステータ３１の外周に対向する第１ロータ３３のコイルに供給する電流を変化させることで第１出力軸３４の回転数やトルクを制御することができ、第２電動モータ３０はステータ３１の内周に対向する第２ロータ３８のコイルに供給する電流を変化させることで第２出力軸３９の回転数やトルクを制御することができる。
【００２１】
次に、上記構成を備えた第１実施例の作用を説明する。
【００２２】
第１電動モータ２９を駆動すると第１ロータ３３と一体の第１出力軸３４が回転し、第１出力軸３４にセレーション結合３５された第１ねじ部材２０が回転する。これと同時に第２電動モータ３０を駆動すると第２ロータ３８と一体の第２出力軸３９が回転し、第２出力軸３９にセレーション結合４０された第２ねじ部材２６が回転する。このとき、ねじ機構２７を構成する第１、第２ねじ部材２０，２６が同速度で同方向に回転するように第１、第２電動モータ２９，３０を制御すると、相互に噛み合う第１ねじ部材２０の雌ねじ２０ｃと第２ねじ部材２６の雄ねじ２６ｂとの間に相対回転が発生しないため、第２ねじ部材２６は第１ねじ部材２０に対して軸線Ｌ方向に移動することはない。その結果、第２ねじ部材２６はブレーキピストン１９を押すことはなく、ブレーキパッド１５，１７とブレーキディスク１４との間の面圧が解除されたままで電動ブレーキ装置は非制動状態になる。
【００２３】
この状態から第１電動モータ２９の回転数を増加させ、第２電動モータ３０の回転数を減少させると、第１ねじ部材２０の回転数＞第２ねじ部材２６の回転数となり、第１ねじ部材２０に対して第２ねじ部材２６が左方向に相対移動してブレーキピストン１９を押圧する。その結果、両ブレーキパッド１５，１７がブレーキディスク１４の両面を挟み付け、その摺動面に発生する摩擦力で車輪が制動される。電動ブレーキ装置が発生するブレーキ力は、第１ねじ部材２０に対する第２ねじ部材２６の左方向への相対移動量が増加するに応じて増加する。
【００２４】
このようにして第２ねじ部材２６がブレーキピストン１９を左方向に押圧するとき、第２ねじ部材２６にねじ結合された第１ねじ部材２０は右方向の反力を受けるが、その反力は第１ねじ部材２０のフランジ２０ｂからスラストベアリング２１を介してブレーキキャリパ１１の本体部１２の段部１２ｃに支持される。
【００２５】
所定のブレーキ力が得られたときに、第１、第２電動モータ２９，３０の回転数を元に戻して第１、第２ねじ部材２０，２６の回転数を一致させると、ブレーキピストン１９がその位置に停止してブレーキ力が保持される。また第１電動モータ２９の回転数を減少させ、第２電動モータ３０の回転数を増加させると、第１ねじ部材２０の回転数＜第２ねじ部材２６の回転数となり、第１ねじ部材２０に対して第２ねじ部材２６が右方向に相対移動する。その結果、ブレーキピストン１９の押圧力が解除され、両ブレーキパッド１５，１７がブレーキディスク１４の両面から離反してブレーキ力が減少する。
【００２６】
第１ねじ部材２０および第２ねじ部材２６が相対回転することで軸線Ｌ方向に移動するとき、第１ねじ部材２０は第１出力軸３４にセレーション結合３５されており、また第２ねじ部材２６は第２出力軸３９にセレーション結合４０されているため、それらの軸線Ｌ方向の移動に支障を来すことはない。また回転する第２ねじ部材２６の半球状の先端部と、回転しないブレーキピストン１９の半球状の底部とは軸線Ｌ上のｐ点において点接触するため、接触部の摩擦抵抗を最小限に抑えることができる。
【００２７】
以上のように、ブレーキ力の増加（ブレーキピストン１９の前進）、ブレーキ力の保持（ブレーキピストン１９の停止）およびブレーキ力の減少（ブレーキピストン１９の後退）を切り換える際に、第１、第２電動モータ２９，３０を停止あるいは逆転させる必要がなく、それらの回転数を増減するだけで良いため、ブレーキ力を応答性良く制御することができる。
【００２８】
また第１、第２ねじ部材２０，２６の回転数差を小さくすれば、第１、第２電動モータ２９，３０から第１、第２ねじ部材２０，２６への動力伝達経路の減速比を大きくしたのと同じ効果が得られ、ブレーキピストン１９を大きな荷重で前進させて大きなブレーキ力を発生させることができる。逆に、第１、第２ねじ部材２０，２６の回転数差を大きくすれば、第１、第２電動モータ２９，３０から第１、第２ねじ部材２０，２６への動力伝達経路の減速比を小さくしたのと同じ効果が得られ、ブレーキピストン１９を速い速度で進退させて応答性を更に高めることができる。
【００２９】
従って、制動初期のブレーキパッド１５，１７がブレーキディスク１４に当接する前には、第１、第２ねじ部材２０，２６の回転数差を大きくして第２ねじ部材２６を素早く前進させ、ブレーキパッド１５，１７がブレーキディスク１４に当接した後には、第１、第２ねじ部材２０，２６の回転数差を小さくして第２ねじ部材２６を大きな荷重で前進させることで、高い応答性および大きなブレーキ力を両立させることができる。
【００３０】
また第１、第２電動モータ２９，３０を軸線Ｌの周囲に同軸に配置し、かつ第１電動モータ２９の第１ロータ３３および第２電動モータ３０の第２ロータ３８を、共通のステータ３１を径方向外側および内側から挟むように配置したので、第１、第２電動モータ２９，３０に各々専用のステータを設ける場合に比べて、部品点数の削減およびスペースの削減を図ることができる。
【００３１】
次に、図４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。尚、第２実施例において、第１実施例の部材に対応する部材に第１実施例と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００３２】
上述した第１実施例では、第１、第２電動モータ２９，３０を径方向の外側および内側に配置していたが、この第２実施例では第１、第２電動モータ２９，３０を軸線Ｌ方向の左側および右側に配置している。そして第１、第２電動モータ２９，３０は共通のステータ３１を備えており、その左側に対向するように第１電動モータ２９の第１ロータ３３が配置され、その右側に対向するように第２電動モータ３０の第２ロータ３８が配置される。
【００３３】
この第２実施例によっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。更に、第２実施例では第１ロータ３３および第２ロータ３８を同寸法にすることができるので、第１、第２電動モータ２９，３０の回転数およびトルクの制御が容易になる。また第１実施例はモータハウジング２８の軸線Ｌ方向の寸法を小型化する上で有利であり、第２実施例はモータハウジング２８の径方向の寸法を小型化する上で有利である。
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。
【００３４】
例えば、実施例では第１ねじ部材２０を軸線Ｌ方向に移動不能に設け、第２ねじ部材２６を軸線Ｌ方向に移動可能に設けているが、その関係を逆にして第１ねじ部材２０でブレーキピストン１９を駆動しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、第１ねじ部材の雌ねじと第２ねじ部材の雄ねじとを相互に噛み合わせ、一方のねじ部材をブレーキキャリパに対して軸線方向に移動不能に支持し、両ねじ部材を相対回転させて他方のねじ部材を制動部材と共に軸線方向に移動させることで、制動部材を被制動部材に押し付けてブレーキ力を発生させるので、両ねじ部材の回転を停止したり逆転したりすることなく、その回転数を変化させるだけで制動部材を被制動部材に対して応答性良く接近、停止および離反させてブレーキ力の増加、保持および減少を制御することができる。
【００３６】
しかも第１ねじ部材を駆動する第１電動モータの第１ロータと、第２ねじ部材を駆動する第２電動モータの第２ロータとが、共通のステータを両側から挟むように配置されるので、第１、第２電動モータの各々がステータおよびロータを備える場合に比べて部品点数を削減し、かつ第１、第２電動モータを別個に設ける場合に比べてスペースを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る電動ブレーキ装置の縦断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】第２実施例に係る電動ブレーキ装置の縦断面図
【符号の説明】
１１        ブレーキキャリパ
１４        ブレーキディスク（被制動部材）
１７        ブレーキパッド（制動部材）
２０        第１ねじ部材（一方のねじ部材）
２０ｃ      雌ねじ
２６        第２ねじ部材（他方のねじ部材）
２６ｂ      雄ねじ
２７        ねじ機構
２９        第１電動モータ（電動モータ）
３０        第２電動モータ（電動モータ）
３１        ステータ
３３        第１ロータ
３８        第２ロータ
Ｌ          軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004278748.tif 000005
【図４】
2004278748.tif 000006