(57)【要約】【課題】機械式ブレーキの作動機構をコンパクトに組み込むことができ、かつ、電動式ブレーキの効きが妨げられない電動式ブレーキ装置を提供することである。【解決手段】電動モータのロータと一体に形成したボールねじ機構のナット６の外周面に一方向クラッチ１１を介して歯車１２を取り付けて、歯車１２と噛み合うレバー１３を設けることにより、レバー１３を傾動操作して歯車１２を正回転させたときに、一方向クラッチ１１が入となって、ナット６が正回転方向へ供回りしてねじ軸８がブレーキパッド３ａを押圧する前方側へ直線駆動され、レバー１３を戻し傾動して歯車１２を逆回転させたときは、一方向クラッチ１１が切となって、歯車１２が空転するようにし、機械式ブレーキの作動機構をコンパクトに組み込むことができ、かつ、機械式ブレーキを効かせた状態であっても、電動式ブレーキの効きが妨げられないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転駆動力でねじ機構のナットを回転させて、ナットに螺合するねじ軸を直線駆動させ、このねじ軸の直線駆動力でブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記ナットの外周面に一方向クラッチを介して歯車を取り付けて、この歯車と噛み合う歯形を有するレバーを設け、このレバーを操作して歯車を正回転させたときに、前記一方向クラッチが入となって、前記ナットが歯車と供回りして前記ねじ軸がブレーキ部材を押圧する前方側へ直線駆動され、前記レバーを戻し操作して歯車を逆回転させるときは、前記一方向クラッチが切となって、前記歯車のみが空転するようにしたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項２】
前記ねじ機構を、前記ナットとねじ軸がボールを介して螺合するボールねじ機構とした請求項１に記載の電動式ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転駆動力をねじ機構で直線駆動力に変換して、ブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関し、特に、機械式ブレーキの作動機構を組み込んだ電動式ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができ、コンパクトに設計できる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換して、この直線駆動力でブレーキ部材を被制動部材に押圧するものであり、回転駆動力から直線駆動力への変換機構には、ナットとねじ軸が螺合するねじ機構が多く採用されている。
【０００３】
前記電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換するねじ機構には、ナットを回転駆動させてねじ軸を直線駆動するタイプと、逆に、ねじ軸を回転駆動させてナットを直線駆動するタイプとがある。また、これらのねじ機構には、ナットとねじ軸が直接螺合する普通のねじ機構を用いたものと（例えば、特許文献１参照。）、ナットとねじ軸がボールを介して螺合するボールねじ機構を用いたものとがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載されたもののように、普通のねじ機構を用いる場合は、ねじの回転摩擦抵抗が大きいので、歯車減速機構を介してナットまたはねじ軸を回転駆動するようにしたものが多い。一方、特許文献２に記載されたもののように、ボールねじ機構を用いる場合は、ねじの回転摩擦抵抗が小さいので、ナットを電動モータのロータと一体に回転させて、ねじ軸を直線駆動するようにしたものが多い。このボールねじ機構を用いたものは、重くて嵩張る歯車減速機構が不要のため、車両のばね下に取り付けられる電動式ブレーキ装置を、コンパクトで軽量に設計できる利点がある。
【０００５】
また、電動式ブレーキ装置には、駐車用等に用いられる機械式ブレーキの作動機構を組み込んだものがある（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３に記載されたものは、歯車減速機構を介して普通のねじ機構のねじ軸を回転駆動してナットを直線駆動するとともに、ボールランプ機構とクラッチ機構を介してねじ軸の軸端部に回転力を伝達する回転軸を設け、この回転軸をレバーの操作で回転させることにより、ねじ軸を回転駆動してナットを直線駆動するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３９６７号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−２１３５０５号公報（第２−４頁、第１−２図）
【特許文献３】実用新案登録公報第２５４６３４８号（第２−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献３に記載の機械式ブレーキの作動機構を組み込んだ電動式ブレーキ装置は、ねじ機構のねじ軸の軸端部にボールランプ機構とクラッチ機構を介して回転軸を直列に接続して、ねじ軸を回転駆動するようにしているので、ねじ機構のナットを回転駆動するタイプのものには適用できず、かつ、軸方向長さが長くなって、ホイールと干渉しないように車両のばね下に取り付けるのが難しい問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に記載の電動式ブレーキ装置は、ねじ軸の軸端部に歯車減速機構の歯車が取り付けられているので、機械式ブレーキを効かせるためにねじ軸をクラッチ機構で回転軸と結合した状態では、ブレーキペダルを踏み込んで電動モータを作動させても、ねじ軸がロックされて電動式ブレーキが効かなくなる問題もある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、機械式ブレーキの作動機構をコンパクトに組み込むことができ、かつ、電動式ブレーキの効きが妨げられない電動式ブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転駆動力でねじ機構のナットを回転させて、ナットに螺合するねじ軸を直線駆動させ、このねじ軸の直線駆動力でブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記ナットの外周面に一方向クラッチを介して歯車を取り付けて、この歯車と噛み合う歯形を有するレバーを設け、このレバーを操作して歯車を正回転させたときに、前記一方向クラッチが入となって、前記ナットが歯車と供回りして前記ねじ軸がブレーキ部材を押圧する前方側へ直線駆動され、前記レバーを戻し操作して歯車を逆回転させるときは、前記一方向クラッチが切となって、前記歯車のみが空転する構成を採用した。
【００１１】
すなわち、ねじ機構のナットの外周面に一方向クラッチを介して歯車を取り付けて、この歯車と噛み合う歯形を有するレバーを設け、このレバーを操作して歯車を正回転させたときに、一方向クラッチが入となって、ナットが正回転方向へ供回りしてねじ軸がブレーキ部材を押圧する前方側へ直線駆動され、レバーを戻し操作して歯車を逆回転させるときは、一方向クラッチが切となって、歯車のみが空転するようにすることにより、機械式ブレーキの作動機構をコンパクトに組み込み可能とするとともに、機械式ブレーキを効かせた状態であっても、電動モータでナットを正回転させたときは、歯車が相対的に逆回転となって一方向クラッチが切となり、電動式ブレーキの効きが妨げられずに、ねじ軸がブレーキ部材押圧側へ直線駆動されるようにした。なお、電動式ブレーキを解除する場合は、電動モータを逆転するか、電動モータを停止してねじ軸をブレーキ部材と反対側の後方へ押圧付勢することにより、歯車の回転方向がたに起因するねじ機構の軸方向がた分だけねじ軸をブレーキ部材から後方へ逃がすことができる。
【００１２】
また、この電動式ブレーキ装置は、ねじ機構のナットが逆回転しようとすると、歯車が相対的に正回転となって一方向クラッチが入となるので、ブレーキ解除時に電動モータを逆転または停止しても、レバーと係合した歯車で拘束されるナットは歯車の回転方向がた分だけしか逆回転できず、ブレーキ部材を押圧したねじ軸は、この歯車の回転方向がたに起因する軸方向がた分しか後方へ戻らない。したがって、ブレーキ部材が摩耗してその押圧位置が徐々に前方へ変化しても、ブレーキ部材押圧後のねじ軸が常に押圧位置近くに保持されるので、優れたブレーキ効きの応答性を自然に確保することができる。
【００１３】
前記ねじ機構を、前記ナットとねじ軸がボールを介して螺合するボールねじ機構とすることにより、重くて嵩張る歯車減速機構を不要として、電動式ブレーキ装置をよりコンパクトで軽量に設計することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動式ブレーキ装置は、電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換するねじ機構のナットの外周面に一方向クラッチを介して歯車を取り付けて、この歯車と噛み合う歯形を有するレバーを設け、このレバーを操作して歯車を正回転させたときに、一方向クラッチが入となって、ナットが正回転方向へ供回りしてねじ軸がブレーキ部材を押圧する前方側へ直線駆動され、レバーを戻し操作して歯車を逆回転させたときは、一方向クラッチが切となって、歯車のみが空転するようにしたので、機械式ブレーキの作動機構をコンパクトに組み込むことができ、かつ、機械式ブレーキを効かせた状態であっても、電動モータでナットを一方向クラッチが切となる方向へ自由に回転駆動させて、ねじ軸をブレーキ部材押圧側へ直線駆動でき、電動式ブレーキの効きが妨げられることもない。
【００１５】
また、この電動式ブレーキ装置は、ブレーキ解除時に電動モータを逆転または停止しても、ナットは歯車の回転方向がた分だけしか逆回転できず、ブレーキ部材を押圧したねじ軸は、この歯車の回転方向がたに起因する軸方向がた分しか後方へ戻らないので、ブレーキ部材が摩耗してその押圧位置が徐々に前方へ変化しても、ブレーキ部材押圧後のねじ軸が常に押圧位置近くに保持され、優れたブレーキ効きの応答性を自然に確保することができる。
【００１６】
前記ねじ機構を、ナットとねじ軸がボールを介して螺合するボールねじ機構とすることにより、重くて嵩張る歯車減速機構を不要として、電動式ブレーキ装置をよりコンパクトで軽量に設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電動式ブレーキ装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、キャリパ１の内部で被制動部材としてのディスクロータ２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド３ａ、３ｂを対向配置したディスクブレーキであり、キャリパ１に取り付けたモータケーシング４の内周面に電動モータのステータ５を固定して、ロータと一体に形成されたボールねじ機構のナット６をキャリパ１とモータケーシング４とに一対の軸受９で回転自在に支持し、電動モータでナット６を回転駆動することにより、ボール７を介してナット６と螺合するねじ軸８を直線駆動して、ねじ軸８の前端側でブレーキパッド３ａをディスクロータ２に押圧するとともに、この押圧の反力でキャリパ１に取り付けられたブレーキパッド３ｂもディスクロータ２に押圧するものである。なお、ねじ軸８の前端面にはブレーキパッド３ａ側の突起部と係合する回り止め用の切欠き部８ａが設けられ、モータケーシング４の内部はキャリパ１とねじ軸８間に取り付けたブーツ１０でシールされている。
【００１８】
また、前記ボールねじ機構のナット６の外周面には一方向クラッチ１１を介して歯車１２が取り付けられ、歯車１２と噛み合う歯形を有するレバー１３が、ケーシング４に取り付けた軸ボルト１４に枢着されている。これらは駐車用等に用いられる機械式ブレーキの作動機構を構成するものであり、レバー１３は、機械式ブレーキの操作端である手動レバーやスイッチで駆動されるモータ等にワイヤ１５で接続されて、傾動操作されるようになっている。また、レバー１３には、機械式ブレーキが解除されたときに傾動を戻すための引張コイルばね１６と、傾動の戻し位置を規制するストッパ１７が設けられている。
【００１９】
前記一方向クラッチ１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、係合子としての複数のニードルころ１８をばね１９で円周方向へ付勢して楔面２０に一方向へだけ係合させるものであり、図２（ａ）中に矢印で示すように、歯車１２を時計回りに正回転させたとき、またはナット６を逆回転させたときに、各ニードルころ１８が各楔面２０に係合するクラッチ入状態となり、歯車１２とナット６が供回りしようとする。また、図２（ｂ）中に矢印で示すように、歯車１２を反時計回りに逆回転させたとき、またはナット６を正回転させたときは、各ニードルころ１８が各楔面２０に係合しないクラッチ切状態となり、歯車１２またはナット６は単独で空転する。
【００２０】
以下に、上述した電動式ブレーキと機械式ブレーキの作動方法を説明する。まず、電動式ブレーキについては、電動モータがブレーキペダル（図示省略）の踏み込み信号で起動され、ねじ軸８が前方へ直線駆動されるようにナット６を正回転させる。したがって、このときは、図２（ｂ）に示したクラッチ切状態となり、ナット６は歯車１２に拘束されずに正回転して、前方へ直線駆動されたねじ軸８がブレーキパッド３ａを押圧する。また、電動モータは、ブレーキペダルの解除信号でナット６を逆回転させる。このときは、図２（ａ）に示したクラッチ入状態となり、ナット６は歯車１２に拘束されて歯車１２の回転方向がた分しか逆回転せず、ねじ軸８がボールねじ機構の軸方向がた分だけブレーキパッド３ａから離れる後方へ戻る。なお、この電動式ブレーキの解除は、ねじ軸８をばね等で戻し側の後方へ押圧付勢し、電動モータを停止するのみでねじ軸８を後方へ戻すようにしてもよい。
【００２１】
つぎに、前記機械式ブレーキの作動については、図１（ｂ）中に矢印で示すように、ワイヤ１５の引張力でレバー１３を反時計回りに傾動操作すると、歯車１２が時計回りに正回転して、図２（ａ）に示したクラッチ入状態となる。したがって、ボールねじ機構のナット６は歯車１２と正回転方向へ供回りし、ねじ軸８が前方へ直線駆動されてブレーキパッド３ａを押圧する。また、ワイヤ１５の引張力が解除されると、引張コイルばね１６で逆方向へ付勢されたレバー１３は時計回りに戻し傾動され、歯車１２が反時計回りに逆回転して、図２（ｂ）に示したクラッチ切状態となる。したがって、このときは、レバー１３がストッパ１７で規制される戻し位置に傾動されるまで歯車１２のみが空転するとともに、電動式ブレーキの解除の場合と同様に、歯車１２の回転方向がたに起因するボールねじ機構の軸方向がた分だけねじ軸８がブレーキパッド３ａから離れる後方へ戻る。
【００２２】
図３は、前記ブレーキパッド３ａ、３ｂが摩耗した状態を示す。ブレーキパッド３ａ、３ｂが摩耗すると、その押圧位置は前方へ移るように変化するが、上述したように、ブレーキパッド３ａを押圧した後のねじ軸８は、歯車１２の回転方向がたに起因するボールねじ機構の軸方向がた分だけしか後方へ戻らないので、常に押圧位置の近くに保持される。したがって、電動式ブレーキを作動させるときは勿論、機械式ブレーキを作動させるときも、僅かのねじ軸８の直線駆動量でブレーキパッド３ａを押圧することができ、優れたブレーキ効きの応答性を確保することができる。
【００２３】
つぎに、前記ブレーキパッド３ａ、３ｂが摩耗したときの交換方法を説明する。図３に示したように、ブレーキパッド３ａ、３ｂが摩耗すると、ねじ軸８はかなり前方へ移った押圧位置の近くに保持される。この状態で、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、歯車１２と噛み合うレバー１３を取り外して、電動モータでナット６を逆回転させる。このときは、図２（ａ）に示したクラッチ入状態となるが、レバー１３が取り外されているので歯車１２とナット６が自由に供回りする。したがって、ナット６の逆回転によってねじ軸８が後方へ直線駆動され、ブレーキパッド３ａとの間に交換用のスペースを開けることができる。
【００２４】
上述した実施形態では、電動モータの回転駆動力の変換機構にボールねじ機構を用いたが、本発明に係る電動式ブレーキ装置は、この変換機構に普通のねじ機構を用いたものにも適用することができる。また、機械式ブレーキの作動機構を構成する一方向クラッチに、係合子にニードルころを用いたタイプのものを採用したが、この一方向クラッチは実施形態のものに限定されることはなく、係合子にボールやスプラグ等を用いた他のタイプのものを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ａは電動式ブレーキ装置の実施形態を示す縦断面図、ｂはａのIb−Ib線に沿った断面図
【図２】ａ、ｂは、それぞれ図１の一方向クラッチの入切状態を説明する断面図
【図３】図１のブレーキパッドが摩耗した状態を示す縦断面図
【図４】ａは図３の摩耗したブレーキパッドの交換方法を説明する縦断面図、ｂはａのIVb−IVb線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  キャリパ
２  ディスクロータ
３ａ、３ｂ  ブレーキパッド
４  モータケーシング
５  ステータ
６  ナット
７  ボール
８  ねじ軸
８ａ  切欠き部
９  軸受
１０  ブーツ
１１  一方向クラッチ
１２  歯車
１３  レバー
１４  軸ボルト
１５  ワイヤ
１６  引張コイルばね
１７  ストッパ
１８  ニードルころ
１９  ばね
２０  楔面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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