(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、該電動モータのロータの回転を減速する減速機構と、該減速機構の回転を直線運動に変換する変換機構とを備え、該変換機構によってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、前記減速機構は、前記モータのロータに連結された中空の偏心軸と、該偏心軸に回転可能に取付けられ、互いに一体回転する入力側外歯および出力側外歯を有する外歯車部材と、前記入力側外歯に噛合う内歯を有する固定リングギヤと、前記出力側外歯に噛合い、前記変換機構を駆動するリングギヤとを備え、前記ロータと前記偏心軸との間には、前記ロータの軸に対して偏心している前記偏心軸の中空部分の延長部が一体に設けられていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記入力側外歯の歯数と前記固定リングギヤの歯数とが等しいことを特徴とする請求項1に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記入力側外歯の歯数と前記出力側外歯車の歯数とが等しいことを特徴とする請求項1に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記出力側外歯の歯数と前記変換機構を駆動するリングギヤの歯数とが等しいことを特徴とする請求項1に記載の電動ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキパッドをディスクロータに押圧することによって制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構、ボールランプ機構等の回転−直線運動変換機構を用いてピストンの直線運動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキ装置が知られている。電動ディスクブレーキは、運転者のブレーキペダル踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コントローラによって、この検出値に基づいて電動モータの回転を制御することより、所望の制動力を得ることができる。
【０００３】
ところで、電動ディスクブレーキには、モータのトルクを増幅するために、電動モータと回転−直線運動変換機構との間に減速機構を設けたものが種々提案されている。例えば、特開2001−263395号公報には、減速機構として、遊星歯車とオルダム機構とを組合わせた差動減速機構を備えた電動ディスクブレーキが記載されている。
【０００４】
この電動ディスクブレーキでは、差動減速機構は、モータのロータに取付けられた偏心軸に偏心板を回転可能に取付け、固定したピンを偏心板の穴に挿通し、偏心板の外歯をボールランプ機構の回転ディスクの内歯に噛合わせた構造となっている。この構造により、偏心軸を回転させると、偏心板が自転することなく公転して、ボールランプ機構の回転ディスクを所定の減速比で駆動することができる。
【０００５】
また、上記公報には、差動減速機構として、サイクロイドボール機構と、環状穴およびボールを用いたオルダム機構とを組合わせることによって、上記と同様の作用、効果を奏するものが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の電動ディスクブレーキでは、次のような問題がある。オルダム機構を構成する偏心板およびピンは、高い加工精度が要求されるため、製造コストが高い。さらに、制動時の高負荷に耐えるために、高い強度が要求されるが、構造上、強度を高めることが困難である。
【０００７】
また、サイクロイドボール機構とオルダム機構を組合わせたものでは、上記と同様、高い加工精度が要求され、特に、軸方向の寸法精度の要求が厳しく、実用上問題となる。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、簡単な構造で所望の減速比および充分な強度を得ることができる減速機構を備えた電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、電動モータと、該電動モータのロータの回転を減速する減速機構と、該減速機構の回転を直線運動に変換する変換機構とを備え、該変換機構によってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、前記減速機構は、前記モータのロータに連結された中空の偏心軸と、該偏心軸に回転可能に取付けられ、互いに一体回転する入力側外歯および出力側外歯を有する外歯車部材と、前記入力側外歯に噛合う内歯を有する固定リングギヤと、前記出力側外歯に噛合い、前記変換機構を駆動するリングギヤとを備え、前記ロータと前記偏心軸との間には、前記ロータの軸に対して偏心している前記偏心軸の中空部分の延長部が一体に設けられていることを特徴とする。
このように構成したことにより、偏心軸が偏心回転すると、固定リングギヤと噛合う入力側外歯すなわち外歯車部材が自転および公転し、この自転および公転によって出力側外歯がリングギヤを駆動し、モータのロータとリングギヤとの間に差動が生じて所定の減速比を得ることができるとともに、上記延長部がロータの軸に対して偏心しているのでロータの回転バランスをとることができる。
請求項2の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項1の構成において、前記入力側外歯の歯数と前記固定リングギヤの歯数とが等しいことを特徴とする。
このように構成したことにより、入力側外歯と固定リングギヤとがオルダム機構として作動して、外歯車部材が自転せずに公転する。
また、請求項3の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項1の構成において、前記入力側外歯の歯数と前記出力側外歯車の歯数とが等しいことを特徴とする。
このように構成したことにより、外歯車部材の入力側外歯と出力側外歯を同時に一体的に加工することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1ないし図5に示すように、電動ディスクブレーキ1は、車輪（図示せず）とともに回転するディスクロータ2の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体3が配置されており、キャリパ本体3には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ2を跨いで反対側へ延びる爪部4がボルト（図示せず）によって一体的に結合されている。ディスクロータ2の両側、すなわち、ディスクロータ2とキャリパ本体3との間および爪部4の先端部との間に、それぞれブレーキパッド5,6が設けられている。ブレーキパッド5,6は、車体側に固定されるキャリヤ7によってディスクロータ2の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリヤ7で受けるようになっており、また、キャリパ本体3は、キャリパ本体3に取付けられ、キャリヤ7に摺動可能に設けられたスライドピン8(中心軸のみ図示する)によってディスクロータ2の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１１】
キャリパ本体3には、電動モータ9と、電動モータ9の回転を減速する差動減速機構10(減速機構)と、差動減速機構10によって減速された電動モータ9の回転運動を直線運動に変換して、ブレーキパッド5に当接するピストン11を進退動させるボールランプ機構12(変換機構)と、ブレーキパッド5,6の磨耗に応じてピストン11の位置を調整するパッド磨耗補償機構13とが設けられている。
【００１２】
電動モータ9は、キャリパ本体3に固定されたステータ14と、キャリパ本体3に軸受15,16によって回転可能に支持された中空のロータ17とを備え、コネクタ18を介して接続されたコントローラ(図示せず)からの駆動電圧によって回転し、ロータ17に装着されたレゾルバ19によって、その回転位置が検出され、所望の角度だけ回転させることができる。
【００１３】
次に、差動減速機構について、図6ないし図8をも参照して説明する。
電動モータ9のロータ17には、中空の偏心軸20が一体に形成され、偏心軸20の外周には、円筒状の外歯車部材21が軸受22を介して回転可能に取付けられている。ここで、偏心軸20の中空部は、断面形状が偏心軸20と同心の円形で、軸方向の深さが偏心軸20から更にlだけロータ17側へ延ばされている。外歯車部材21には、軸方向両側に入力側外歯23および出力側外歯24が形成されている。キャリパ本体3には、外歯車部材21の入力側外歯23に噛合う内歯を有する固定リングギヤ25がボルト26によって固定されている。また、出力側外歯24は、ボールランプ機構12の回転ディスク27に一体に形成されたリングギヤ28の内歯に噛合わされている。
【００１４】
ここで、外歯車部材21の入力側外歯23の歯数Z1、固定リングギヤ25の内歯の歯数Z2、出力側外歯24の歯数Z3、リングギヤ28の内歯の歯数Z4として、本実施形態では、入力側外歯23の歯数Z1と固定リングギヤ25の歯数Z2とを等しくして(Z1＝Z2)、偏心軸20の回転によって入力側外歯23が自転せずに公転するようになっている(図7においては、入力側外歯23の歯数Z1と固定リングギヤ25の歯数Z2が異なる例が示されている)。これにより、外歯歯車部材21のモーメントを小さくすることができ、その分電動モータ9の必要トルクが減少して小型のモータを使用することができる。
【００１５】
ボールランプ機構12は、キャリパ本体3に軸受29(アキシャル軸受)によって回転可能に支持されて軸方向に固定された回転ディスク27および軸方向に移動可能に支持された直動ディスク30に互いに対向するようにボール溝31,32(傾斜溝)をそれぞれ形成し、これらのボール溝31,32間に転動体であるボール33を装入したものである。そして、回転ディスク27が回転すると、ボール33が傾斜したボール溝31,32内を転動することにより、回転ディスク27の回転角度に応じて直動ディスク30が軸方向に移動する。
【００１６】
パッド摩耗補償機構13は、電動モータ9のロータ17と直動ディスク30とをこれらの相対回転を一定量に規制するリミッタ34およびこのリミッタ34と直動ディスク30の円筒部30aと一体に結合されたスプリングホルダ35との間を弾性的に結合するコイルばね36によって連結したものである。これにより、ロータ17の回転力を直動ディスク30に伝達し、ブレーキパッド5,6が磨耗してピストン11との間に隙間が生じたとき、直動ディスク30を回転させ、直動ディスク30とピストン11との間の調整ねじ37によってピストン11を前進させて、ブレーキパッド5,6の磨耗を調整する。
【００１７】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
制動時には、コントローラは、運転者のブレーキペダル踏力(または変位量)をブレーキぺダルセンサによって検出し、この検出値に基づいて、ドライバ回路によって各車輪の電動ディスクブレーキ1の電動モータ9に駆動電圧を出力して、ロータ17を所定のトルクで所定の回転角だけ回転させる。ロータ17の回転は、差動減速機構10によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構12によって直線運動に変換されて、ピストン11を前進させる。ピストン11によって、一方のブレーキパッド5がディスクロータ2に押圧され、その反力によってキャリパ本体3がキャリヤ7のスライドピン8に沿って移動して、爪部4が他方のブレーキパッド6をディスクロータ2に押圧する。これにより、運転者は、ブレーキペダル踏力に応じて制動力を調節することができる。制動解除時には、電動モータ9を逆回転させて、ピストン11を後退させ、ブレーキパッド5,6をディスクロータ2から離間させて制動解除する。
【００１８】
コントローラは、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出し、これらの検出に基づいて電動モータ9の回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を実行することができる。
【００１９】
差動減速機構10では、ロータ17の回転によって偏心軸20が外歯車部材21を偏心回転させる。外歯車部材21の入力側外歯23の歯数Z1と固定リングギヤ25の内歯の歯数Z2とが等しいので(Z1＝Z2)、これらがオルダム機構として作動して、入力側外歯23すなわち外歯車部材21は、自転せずに公転する。これにより、出力側外歯24(歯数Z3)が自転せずに公転して、リングギヤ28(歯数Z4)を回転させ、回転ディスク27を駆動する。ここで、偏心軸20の中空部がロータ側に長さｌだけ延ばされており、この延長部17aがロータ17の軸に対して偏心しているので、偏心軸20の中空部の直径φdを調整することによって、ロータ17の回転バランスをとることができる。
【００２０】
このとき、回転ディスク27のロータ17に対する回転比N1は、N1＝1−Z3／Z4
であり、差動減速機構10の減速比α1は、α1＝1／N1＝1／(1−Z3／Z4)となる。そして、ロータ17の回転角θに対する直動ディスク30の移動量Xは、ボールランプ機構12のボール溝の傾斜(リード)をLとすると、X＝(L／360)×(θ／α1)となる。
【００２１】
このようにして、出力側外歯24およびリングギヤ28の歯数によって所望の減速比を得ることができ、大きな減速比を容易に得ることができる。その結果、電動モータ9の小型化および消費電力の低減を図ることができ、ひいては電動ディスクブレーキ1を小型化して車両への搭載性を向上させることができる。また、差動減速機構10は、歯車機構のみで構成されており、上記従来例のピン、穴、ボール等を用いていないので、加工精度の要求を緩和することができ、また、必要な強度を容易に得ることができる。さらに、差動減速機構10の各歯車は、既存の加工機械によって比較的容易に機械加工することができるので、製造コストを低減することができる。なお、ここでは、Z1＝Z2としているが、Z3＝Z4となるように構成することによっても同様の作用、効果を得ることができる。
【００２２】
次に、本発明の第2実施形態として、電動ディスクブレーキ1において、外歯車部材21の入力側外歯23の歯数Z1を固定リングギヤ25の内歯の歯数Z2より少なくし（Z1＜Z2)、入力側外歯23の歯数Z1と出力側外歯24の歯数Z3とを等しくし(Z1＝Z3)、かつ、これらのモジュールを等しくした場合について説明する。
【００２３】
この場合、ロータ17の偏心軸20が偏心回転すると、外歯車部材21が自転しながら公転する。これにより、出力側外歯24(歯数Z3)が自転しながら公転して、リングギヤ28(歯数Z4)を回転させ、回転ディスク27を駆動する。
【００２４】
このとき、回転ディスク27のロータ17に対する回転比N2は、N2＝1−(Z2／Z1)×（Z3／Z4)＝1−Z2／Z4であり、差動減速機構10の減速比α2は、α2＝1／N2＝1／(1−Z2／Z4)となる。そして、ロータ17の回転角θに対する直動ディスク30の移動量Xは、ボールランプ機構12のボール溝の傾斜(リード)をLとすると、X＝(L／360)×(θ／α2)となる。
【００２５】
これにより、上記第1実施形態の作用効果に加えて、より大きな減速比を容易に得ることができる。また、外歯車部材21の入力側外歯23および出力側外歯24の歯数およびモジュールを等しくしたので、入力側外歯23および出力側外歯24を同時に歯切加工することができ、加工工程を簡素化して製造コストを低減することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、減速機構として、偏心軸、入力側外歯および出力側外歯を有する外歯車部材、固定リングギヤおよびリングギヤを設けたことにより、モータのロータとリングギヤとの間に差動が生じて所定の減速比を得ることができる。その結果、大きな減速比を容易に得ることができる。また、減速機構が歯車機構のみで構成されており、上記従来例のピン、穴、ボール等を用いていないので、加工精度の要求を緩和することができ、かつ、必要な強度を容易に得ることができる。さらに、減速機構の各歯車は、既存の加工機械によって比較的容易に機械加工することができるので、製造コストを低減することができる。また、延長部がロータの軸に対して偏心しているのでロータの回転バランスをとることができる。請求項2の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、入力側外歯の歯数と固定リングギヤの歯数とを等しくしたので、入力側外歯と固定リングギヤとがオルダム機構として作動して、外歯車部材が自転せずに公転する。これにより、外歯歯車部材のモーメントを小さくすることができ、その分電動モータの必要トルクが減少して小型のモータを使用することができるので、製造コストを低減することができる。また、請求項3の発明に係る電動ディスクブレーキは、外歯車部材の入力側外歯の歯数と出力側外歯の歯数とを等しくしたので、これらを同時に一体的に加工することが可能となり、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】図1に示す電動ディスクブレーキの正面図である。
【図３】図1に示す電動ディスクブレーキの側面図である。
【図４】図1に示す電動ディスクブレーキの平面図である。
【図５】図1に示す電動ディスクブレーキの背面図である。
【図６】図1に示す電動ディスクブレーキの減速機構の分解図である。
【図７】図1に示す電動ディスクブレーキの減速機構の入力側外歯および固定リングギヤの軸に直交する平面による断面図である。
【図８】図1に示す電動ディスクブレーキの減速機構の出力側外歯およびリングギヤの軸に直交する平面による断面図である。
【符号の説明】
1  電動ディスクブレーキ
2  ディスクロータ
5,6  ブレーキパッド
9  電動モータ
10  差動減速機構(減速機構)
12  ボールランプ機構(変換機構)
17  ロータ
20  偏心軸
21  外歯車部材
23  入力側外歯
24  出力側外歯
25  固定リングギヤ
28  リングギヤ
【図１】
0003915068.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003915068.tif 000008
【図８】
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