CN104787021B - 具有电动致动器的车辆用制动装置及车辆制动系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动致动器，其包括轴构件、螺母构件、动力传递构件、以及导向部。螺旋凹槽形成在所述轴构件的外周上。所述螺母构件装配到所述轴构件上。动力传递构件设置在所述螺母构件的内周和所述凹槽之间。所述导向部配置成引导所述轴构件的线性运动。通过电动马达的旋转驱动力使所述螺母构件绕着所述轴构件的旋转导致轴构件的线性运动。所述导向部包括旋转机构部，其配置成在所述轴构件做线性运动时使所述轴构件绕轴线旋转。

Description

具有电动致动器的车辆用制动装置及车辆制动系统
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种电动致动器以及一种包括该电动致动器的车辆制动系统。
背景技术
JP 2012-214118 A中所描述的电动制动系统(车辆制动系统)包括马达缸装置(液压发生装置)，其通过电动马达的驱动力产生制动液压。该马达缸装置配置成通过滚珠丝杠结构(电动致动器)将电动马达的旋转驱动转换成从动活塞的线性运动来产生制动液压，从而通过从动活塞压缩制动流体。
发明内容
在JP 2012-214118 A中所描述的滚珠丝杠结构中，由电动马达输出的旋转驱动力促使滚珠丝杠轴(轴构件)线性运动。另外，在马达缸装置中，线性运动的滚珠丝杠轴移动从动活塞，从而产生制动液压。因此，滚珠丝杠轴线性运动的速度低，例如，直到电动马达在其已经起动之后(在马达起动的初始阶段)达到预定的旋转速度，这减慢了移动从动活塞的速度。因此，制动液压不能迅速在马达缸装置中产生，这减慢了在马达缸装置中所产生的制动液压的上升。
为了使制动液压在马达缸装置中迅速上升，可以使用具有大输出的电动马达，或者可以增加由电动马达输出的旋转驱动力被传递到滚珠丝杠结构的齿轮比。然而，这些措施将大大增加产品的成本。
然后，本发明示例性实施例的目的是提供一种可以抑制制动液压缓慢上升的车辆制动系统和电致动器。
(1)根据一示例性实施例，一种具有电动致动器的车辆用制动装置，该电动致动器包括轴构件、螺母构件、动力传递构件、以及导向部。螺旋凹槽形成在所述轴构件的外周上。所述螺母构件装配到所述轴构件上。动力传递构件设置在所述螺母构件的内周和所述凹槽之间。所述导向部配置成引导所述轴构件的线性运动。通过电动马达的旋转驱动力使所述螺母构件绕着所述轴构件的旋转导致轴构件的线性运动。所述导向部包括旋转机构部，其配置成在所述轴构件做线性运动时使所述轴构件绕轴线旋转。在从未产生起动初始阶段的制动液压的状态作用小于规定的液压的区域，使所述螺母构件的旋转方向反向旋转的区域、在产生规定以上的液压的通常区域，阻止所述螺母构件旋转的区域、在产生高压液压的高压区域，使所述螺母构件正向旋转的区域，在导向凹槽连续地串联设定。
采用这种配置，通过螺母构件的旋转而直线前进的轴构件可以被促使处于线性运动，同时绕轴线旋转。因此，所述螺母构件相对于轴构件的旋转速度的相对旋转速度是可变的，从而使得可以得到的效果等效于通过改变螺母构件的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比(螺母构件的旋转对轴构件的旋转的比)而获得的效果。由此，该效果等同于通过改变由电动马达输出的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比而获得的效果。另外，可以在将由电动马达输出的旋转驱动力传递至螺母构件的机构没有变化的情况下改变电动马达和轴构件之间的齿轮比。由此，可以改变由电动马达输出的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比，从而实现了在不涉及制造成本大量增加的情况下改变齿轮比的配置。
(2)在(1)所述的电动致动器中，突起部可以从所述轴构件的外周突出。所述导向部可以设置有导向凹槽，其配置成与所述突起部接合，以便引导所述轴构件的线性运动。所述导向凹槽可以构成所述旋转机构部。所述旋转机构部可以包括相对于轴线的方向倾斜的倾斜部。
采用这种结构，做线性运动的轴构件可以仅通过在引导轴构件线性运动的导向部中形成具有相对于轴线的方向倾斜的倾斜部的导向凹槽而绕轴线旋转。
(3)在(1)至(2)中任一项所述的电动致动器中，所述动力传递构件可以包括滚珠，其配置成随着螺母构件旋转而在凹槽中滚动。
采用这种配置，可以将电动致动器制作成滚珠丝杠结构，其采用滚珠将所述螺母构件的旋转驱动力传递至轴构件。
(4)在(1)至(3)中任一项所述的电动致动器中，所述导向部可以由容纳所述轴构件的基体形成为单独构件。
采用这种配置，由于导向部可以单独地制造和加工，所以生产率和可加工性得到改善。通过采用其他导向部来更换该导向部，可以很容易地改变电动致动器的特性，比如轴构件的旋转对线性运动的比。
(5)在(1)至(4)中任一项所述的电动致动器中，所述导向部可以包括反向旋转部，其配置成使做线性运动的轴构件在与所述螺母构件的旋转方向相反的方向上旋转。
采用这种配置，所述反向旋转部设置在使轴构件在与螺母构件的旋转方向相反的方向上旋转的导向部中。所述螺母构件的旋转速度可以通过反向旋转部而相对地增加，从而使得能够增加轴构件的位移速度。
(6)在(1)至(5)中任一项所述的电动致动器中，所述导向部可以包括正向旋转部，其配置成使做线性运动的轴构件在与所述螺母构件的旋转方向相同的方向上旋转。
采用这种配置，所述正向旋转部设置在使轴构件在与螺母构件的旋转方向相同的方向上旋转的导向部中。螺母构件的旋转速度可以通过正向旋转部而相对地减小。这可以得到的效果等同于通过增加螺母构件与轴构件之间的齿轮比而获得的效果。这又可以获得的效果等同于通过增加由电动马达输出的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比而获得的效果。因此，可以在轴构件通过由电动马达输出的旋转驱动力而发生位移时增加推进力。
(7)在(5)至(6)中任一项所述的电动致动器中，所述导向部可以具有直线部，其配置成使所述轴构件做线性运动，而没有任何旋转。
采用这种配置，可以设置轴构件在其中直线前进而没有任何旋转的区域。由于螺母构件的旋转运动可以在轴构件不旋转的情况下以良好的效率被转换成轴构件的线性运动，所以轴构件可以以良好的效率发生位移。
(8)一种车辆制动系统包括含有(1)至(7)中任一项所述的电动致动器的液压发生装置。所述液压发生装置可以配置成通过以下过程来产生制动液压：根据制动控制器的操作量驱动所述电动马达，以便使所述轴构件发生位移；以及通过随着所述轴构件发生位移而在缸主体内发生位移的从动活塞压缩制动流体。
采用这种配置，所述车辆制动系统可以设置成其中制动液压还可以由电动致动器产生。电动致动器包括产生制动液压的轴构件。该轴构件通过由电动马达输出的旋转驱动力而旋转的螺母构件被促使处于线性运动。该轴构件处于线性运动同时自身旋转，并且根据需要改变螺母构件相对于轴构件的旋转速度。通过改变相对的旋转速度，可以得到的效果是等同于通过改变由电动马达输出的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比而获得的效果。然后，轴构件直线前进的速度可以通过降低电动马达和轴构件之间的齿轮比而得到增加。由此，液压发生装置的从动活塞在缸主体内移动的位移速度可以得到增加，从而制动液压的上升延迟可以得到限制。
(9)在(8)所述的车辆制动系统中，所述从动活塞相对于所述螺母构件的旋转速度的位移速度是可变的。
采用这种配置，可以在不改变螺母构件的旋转速度的情况下改变从动活塞的位移速度。也就是说，即使螺母构件配置成以恒定的旋转速度旋转，仍可以很容易地改变所述从动活塞的位移速度。
(10)在(9)所述的车辆制动系统中，所述导向部可以形成为：使所述轴构件在所述电动马达在这样的状态即在所述液压发生装置中不产生任何制动液压的状态下被起动时在与所述螺母构件的旋转方向相反的方向上旋转；以及此后在所述轴构件进一步发生位移时使所述轴构件在与所述螺母构件的旋转方向相同的方向上旋转。
采用这种配置，当电动马达在这样的状态即在液压发生装置中不产生任何制动液压的状态下被起动时，轴构件在与螺母构件旋转的方向相反的方向上旋转。因此，螺母构件相对于轴构件的相对速度增大，并且因此，轴构件的位移速度可以增加，从而从动活塞的位移速度可以增加。这使得液压发生装置能够允许制动液压迅速上升。此外，轴构件被允许在轴构件在与螺母构件旋转的方向相反的方向上旋转的状态之后做线性运动而没有任何旋转。如果轴构件不旋转，则可以以良好的效率将螺母构件的旋转运动转换成轴构件的线性运动。然后，当轴构件进一步发生位移时，轴构件在与螺母构件旋转的方向相同的方向上旋转。因此，可以获得的效果等同于通过增加由电动马达输出的旋转驱动力被传递到轴构件的齿轮比而获得的效果，从而能够在轴构件发生位移时增加推进力。
(11)根据另一示例性实施例，一种车辆制动系统包括液压发生装置，其配置成根据制动控制器的操作量来驱动电动马达。所述液压发生装置包括电动致动器和从动活塞。电动致动器配置成将通过所述电动马达的旋转驱动力而旋转的螺母构件的旋转运动转换成轴构件的线性运动。从动活塞随着做线性运动的轴构件发生位移而在缸主体内发生位移，以便压缩制动流体，从而产生制动液压。所述从动活塞相对于所述螺母构件的旋转速度的位移速度是可变的。
采用这种配置，所述车辆制动系统包括将螺母构件的旋转运动转换成轴构件的线性运动的液压发生装置。制动液压由与轴构件的位移相关联而发生位移的从动活塞产生。采用此液压发生装置，可以在不改变螺母构件的旋转速度的情况下改变从动活塞的位移速度。因此，采用此液压发生装置，可以很容易地改变从动活塞的位移速度。从动活塞在缸主体内移动的位移速度可以得到增加，从而制动液压的上升延迟得到限制。
根据上述示例性实施例，可以提供的车辆制动系统和电动致动器能够抑制制动液压的缓慢上升。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的车辆制动系统的示意性框图；
图2是表示马达缸装置的配置的图；
图3是表示装配到滚珠丝杠轴上的端盖的透视图；
图4是表示形成在端盖中的狭缝的形状的图；
图5是表示从电动马达的初始操作阶段在马达缸装置中所产生的制动液压随时间变化的曲线图；以及
图6是根据第二实施例的端盖的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的示例性实施例进行详细地说明。
《第一实施例》
图1中所示的车辆制动系统A配置成使得制动线控(by-wire)式制动系统和液压制动系统都起作用。制动线控式制动系统配置成在原动机(发动机或电动机)起动时运转。液压制动系统配置成在原动机停止时运转。该车辆制动系统A包括主缸1、行程模拟器2、液压发生装置(马达缸装置20)、以及车辆稳定性辅助装置30(在下文中被称为“液压控制装置30”)。然后，主缸1、行程模拟器2、马达缸装置20以及液压控制装置30经由外部管道而彼此连通。
一对主液压线9a、9b连接到主缸1。主液压线9a、9b分别包括常开截止阀(电磁阀)4、5和压力传感器7、8。连通液压线9c和分支液压线9e从主液压线9a分出。连通液压线9d从主液压线9b分出。
主缸1是串联型主缸，具有两个主活塞(第一主活塞1a和第二主活塞1b)。这两个活塞容纳在缸主体(第一缸孔11a)中，并且串联设置。
在这两个主活塞中，第二主活塞1b连接到推杆R，推杆R又连接到制动操作件(制动踏板P)。另外，第一主活塞1a经由第二回位弹簧1d连接到第二主活塞1b。此外，第一复位弹簧1c布置在第一缸孔11a的底部和第一主活塞1a之间。
另外，在第一缸孔11a中，第一压力室1e形成在所述底部和第一主活塞1a之间。在第一缸孔11a中，第二压力室1f形成在第一主活塞1a和第二主活塞1b之间。
施加到制动踏板P的踏板作用力经由推杆R被输入到第二主缸1b。然后，当制动踏板P被按下时，第二主销1b发生位移。此外，输入到第二主活塞1b的踏板作用力被输入到第一主活塞1a，从而第一主活塞1a也发生位移。
然后，制动流体分别通过第一主活塞1a的位移和第二主活塞1b的位移在第一压力室1e和第二压力室1f中被加压。由此，在制动流体中产生制动液压。
在第一压力室1e中所产生的制动液压从主液压线9a被输出。另外，在第二压力室1f中所产生的制动液压从主液压线9b被输出。
因此，根据制动踏板P的下压量，主缸1用作通过这两个主活塞(第一主活塞1a和第二主活塞1b)的位移来产生制动液压的装置。
行程模拟器2用作在制动踏板P(其被按下)中产生伪操作反作用力的装置。行程模拟器2包括活塞2a和两个复位弹簧(第一模拟器弹簧2b和第二模拟器弹簧2c)。活塞2a在缸主体(第二缸孔11b)中滑动。第一模拟器弹簧2b和第二模拟器弹簧2c偏压活塞2a。
第一模拟器弹簧2b在弹簧常数、线圈直径(构成第一模拟器弹簧2b的螺旋弹簧的直径)和线径(构成螺旋弹簧的线材的直径)方面比第二模拟器弹簧2c更大。在行程模拟器2中，活塞2a、第二模拟器弹簧2c和第一模拟器弹簧2b按此顺序依次布置。
另外，行程模拟器2的第二缸孔11b通过主液压线9a和分支液压线9e与第一压力室1e连通。行程模拟器2基于在第一压力室1e中所产生的制动液压进行操作。
活塞2a在主缸1的第一压力室1e中所产生的制动液压被输入到行程模拟器2的第二缸孔11b时发生位移。随着这个发生，第二模拟器弹簧2c和第一模拟器弹簧2b根据制动液压的大小按此顺序被依次压缩，从而在活塞2a中产生反作用力。然后，在活塞2a中所产生的反作用力经由分支液压线9e和主液压线9a被输入到主缸1。输入到主缸1的反作用力被赋予制动踏板P，然后构成操作反作用力。
主缸1包括容器3。储存器3是储存制动流体的容器，并且包括流体填充口3a、3b和管道连接口3c。流体填充口3a、3b连接到主缸1。从主储存器(未示出)延伸的软管连接到管道连接口3c。
常开截止阀4、5分别打开和关闭主液压线9a、9b。每个常开截止阀4、5包括常开电磁阀。截止阀4在分支液压线9e从主液压线9a分出的分支点和连通液压线9c从主液压线9a分出的分支点之间的部分打开和关闭主液压线9a。常开截止阀5在连通液压线9d从主液压线9b分出的分支点的上游侧上的位置处打开和关闭主液压线9b。
常闭截止阀6打开和关闭分支液压线9e。常闭截止阀6包括常闭电磁阀。
压力传感器7、8是检测在主缸1中所产生的液压的传感器。压力传感器7、8设置在与主液压线9a、9b连通的传感器安装孔(未示出)中。压力传感器7设置在常开截止阀4的下游侧上。传感器7配置成能够在常开截止阀4关闭时(＝在对主液压线9a的供给被关闭时)检测在马达缸装置20中的制动流体中所产生的制动液压。压力传感器8设置在常开截止阀5的上游侧上。压力传感器8在常开截止阀5关闭时(＝在对主液压线9b的供给被关闭时)检测在主缸1中所产生的制动液压。由压力传感器7、8检测到的液压被转换成检测信号，所得到的检测信号被输入到电子控制单元(ECU；未示出)。
主液压线9a、9b是源于主缸1的液压线。主液压线9a连接到第一压力室1e。主液压线9b连接到第二压力室1f。此外，主液压线9a、9b分别连接到液压控制装置30。连通液压线9c、9d是分别从主液压线9a、9b分出的液压线，并且分别连接到马达缸装置20。
分支液压线9e是从主液压线9a分出并到达行程模拟器2的液压线。
主缸1经由主液压线9a、9b与液压控制装置30连通。在主缸1中所产生的制动液压在常开截止阀4、5打开时经由主液压线9a、9b被输入到液压控制装置30。
如图2所示，马达缸装置20包括由限制销202而连接在一起的两个从动活塞(第一从动活塞201a和第二从动活塞201b)。第一从动活塞201a和第二从动活塞201b串联布置在缸主体200(其是基体)的内部中。然后，限制销202限制第一从动活塞201a和第二从动活塞201b的最大位移。
第二复位弹簧203b设置在第一从动活塞201a和第二从动活塞201b之间。此外，第一复位弹簧203a设置在缸主体200的底部200a和第一从动活塞201a之间。
第二液压室207b形成在第一从动活塞201a和第二从动活塞201b之间。另外，第一液压室207a形成在缸主体200的底部200a和第一从动活塞201a之间。
马达缸装置20包括止动销210，其限制了第一从动活塞201a可在其中移动的范围。平通孔210a形成在第一从动活塞201a中。止动销210布置成穿过所述通孔210a并且被固定到缸主体200。然后，面向所述底部200a的通孔210a的端部构成第一从动活塞201a的撤回限制。面向第二从动活塞201b的通孔210a的端部构成第一从动活塞201a的前进限制。
缸主体200包括在其内部的滚珠丝杠结构205。滚珠丝杠结构205是电动致动器。滚珠丝杠结构205将电动马达(电动马达204)的旋转轴204a的旋转运动转换成线性运动。
滚珠丝杠结构205包括轴构件(滚珠丝杠轴205a)、螺母构件(滚珠丝杠螺母205b)、多个动力传递构件(滚珠205c)、以及端盖205d。
滚珠丝杠轴205a是连接到第二从动活塞201b的轴构件。在第一实施例中，滚珠丝杠轴205a的端部抵接着第二从动活塞201b的端面。螺旋槽25形成在滚珠丝杠轴205a的外周上。当滚珠丝杠轴205a在轴向方向(沿着中心线CL的方向)上做线性运动(位移)时，滚珠丝杠轴205a在缸主体200的轴向方向上使第二从动活塞201b位移。
滚珠丝杠螺母205b是装配到滚珠丝杠轴205a上并且围绕滚珠丝杠轴205a(的外周)旋转的螺母构件。齿轮齿形成在滚珠丝杠轴205b的外周上，以便与传动齿轮206啮合。电动马达204的旋转轴204a的旋转通过传动齿轮206被传递到滚珠丝杠螺母205b。
另外，滚珠205c布置在滚珠丝杠轴205a的凹槽25和设置在滚珠丝杠螺母205b的内周上的凸螺纹之间。滚珠205c随着滚珠丝杠螺母205b旋转在凹槽25中滚动，以便围绕滚珠丝杠轴205a的外周移动。然后，以这样的方式围绕移动同时滚动的滚珠205c进给出螺旋槽25，从而滚珠丝杠轴205a沿轴向方向做线性运动并且发生位移。
这样，在滚珠丝杠结构205中，电动马达204的旋转驱动力使滚珠丝杠螺母205b旋转，从而滚珠丝杠轴205a做线性运动。做线性运动并发生位移的滚珠丝杠轴205a使第二从动活塞201b做线性运动(发生位移)。也就是说，滚珠丝杠结构205具有将通过电动马达204的旋转驱动力而旋转的滚珠丝杠螺母205b的旋转运动转换成滚珠丝杠轴205a和第二从动活塞201b的线性运动的功能。
另外，减速齿轮机构包括多个传动齿轮206。电动马达204的旋转轴204a的旋转速度根据需要由减速齿轮机构减小，并且被传递到滚珠丝杠螺母205b。包括多个传动齿轮206的减速齿轮机构的齿轮比(减速比)基于电动马达204的性能和/或对马达缸装置20所需的性能被适当地设定。
另外，端盖205d(第一实施例的导向部)覆盖滚珠丝杠轴205a的端部(第二从动活塞201b未连接到的端部)。此端盖205d被固定至缸主体200，使得端盖205d不能转动。导向凹槽(狭缝251)形成在所述端盖205d中，以在轴向方向上延伸。从滚珠丝杠轴205a的外周伸出的突起部(导向销252)与狭缝251接合。
将导向销252装配到狭缝251中限制滚珠丝杠轴205a围绕轴向方向旋转(围绕中心线CL旋转)。此外，当滚珠丝杠轴205a在轴向方向上发生位移时，与滚珠丝杠轴205a一起发生位移的导向销252被狭缝251引导。
缸主体200包括储存器208，以储存被供给到缸主体200的制动流体。
电动马达204基于从电子控制单元(未示出)输入的控制信号而被驱动，以便使旋转轴204a旋转。旋转轴204a的旋转经由多个传动齿轮206被传递到滚珠丝杠螺母205b，这将导致滚珠丝杠螺母205b围绕滚珠丝杠轴205a的外周旋转(移动)。当滚珠丝杠螺母205b围绕滚珠丝杠轴205a的周边旋转时，滚珠205c滚动。滚珠205c沿着螺旋地形成在滚珠丝杠轴205a的外周上的凹槽25循环，同时滚动以围绕滚珠丝杠轴205a移动。由此，滚珠丝杠轴205a在轴向方向上发生位移。
这样，滚珠丝杠结构205的滚珠丝杠轴205a通过由电动马达204输出的旋转驱动力做线性运动。
当滚珠丝杠轴205a在缸主体200的底部200a的方向上发生位移时，第二从动活塞201b在底部200a的方向上发生位移，且第二回位弹簧203b被压缩。此外，第一从动活塞201a通过被压缩的第二回位弹簧203b的反作用力在底部200a的方向上发生位移。
然后，制动流体通过第一从动活塞201a和第二从动活塞201b的位移在第一液压室207a和第二液压室207b中被压缩，从而产生制动液压。在第一液压室207a中所产生的制动液压从第一输出端口209a被输出到连通液压线9c。在第二液压室207b中所产生的制动液压从第二输出端口209b被输出到连通液压线9d。
在马达缸装置20的第一液压腔207a和第二液压腔207b中所产生的制动液压经由连通液压线9c、9d和主液压线9a、9b被输入到液压控制装置30，如图1所示。从储存器3(参见图1)延伸的软管(未示出)被连接到储存器208。
马达缸装置20(如配置成图2所示)通过电动马达204的驱动根据制动踏板P(参见图1)的下压量产生制动液压。另外，设置在马达缸装置20中的滚珠丝杠结构205a促使滚珠丝杠轴205通过由电动马达204输出的旋转驱动力在轴向方向上做线性运动。
图1所示的液压控制装置30配置成执行控制车轮滑移的防抱死制动控制(ABS控制)以及稳定车辆行为的防滑控制和牵引控制。液压控制装置30通过管连接到轮缸W、W、…..。尽管未示出，但是液压控制装置30包括其中设置有电磁阀、泵等的液压单元、驱动该泵的电机、控制该电磁阀和电机的电子控制单元等。
图3是表示装配到滚珠丝杠轴205a上的端盖205d的透视图。
端盖205d是具有底部表面和在其一端具有开口的筒状构件。具体地，端盖205d包括设置在其中开口端的开口部和设置在其中封闭端的封闭部250b。滚珠丝杠轴205a的端部(第二从动活塞201b未连接到的端部)容纳在端盖205d内。狭缝251(导向凹槽)形成在端盖205d的周壁中，以便穿过端盖205d。
狭缝251与从滚珠丝杠轴205a的外周伸出的导向销252(突起部)接合。然后，狭缝251在滚珠丝杠轴205a发生位移时引导导向销252的移动。由此，当滚珠丝杠轴205a发生位移时，导向销252移动，以遵从狭缝251的形状。
另外，端盖205d被固定到缸主体200(参照见图2)。采用这种结构，与端盖205d的狭缝251接合的导向销252限制滚珠丝杠轴205a绕其轴线旋转。
此外，当端盖205d的狭缝251引导导向销252时，滚珠丝杠轴205a的线性运动由狭缝251引导。这样，端盖205d用作引导滚珠丝杠轴205a线性运动的导向部。
两个狭缝251在端盖205d的外周上彼此径向相对的位置(即，相对于中心线CL偏移180度的位置)形成在端盖205d中。设置有一对导向销252，以便分别与这两个狭缝251接合。这些导向销252、252通过促使穿过滚珠丝杠轴205a的销构件的两个端部从滚珠丝杠轴205a的外周伸出而形成。
然后，当滚珠丝杠轴205a在滚珠丝杠轴205a移向缸主体200的底部200a(参见图2)的方向上发生位移时，滚珠丝杠轴205a从端盖205d撤回。此外，当滚珠丝杠轴205a在滚珠丝杠轴205a移动远离底部200a的方向上发生位移时，滚珠丝杠轴205a容纳在端盖205d中。当滚珠丝杠轴205a在滚珠丝杠轴205a从端盖205d撤回的方向上(在滚珠丝杠轴205a移向缸主体200的底部200a的方向上)发生位移时滚珠丝杠轴205a前进(发生位移)的方向被称为“正向FW”。此外，当滚珠丝杠轴205a在滚珠丝杠轴205a容纳在端盖205d中的方向上(在滚珠丝杠轴205a移动远离缸主体200的底部200a的方向上)发生位移时滚珠丝杠轴205a前进(发生位移)的方向被称为“反向REV”。
也就是说，马达缸装置20(参见图2)配置成使得当滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移时，第二从动活塞201b和第一从动活塞201a(参见图2)发生位移，从而产生制动液压。
此外，当滚珠丝杠轴205a在正向FW或反向REV上发生位移时，导向销252移动同时由狭缝251引导。因此，滚珠丝杠轴205a的线性运动由狭缝251引导。
另外，滚珠丝杠轴205a发生位移的方向(正向FW和反向REV)随着滚珠丝杠螺母205b的旋转方向被切换而被切换。例如，如图3所示，当滚珠丝杠螺母205b在如从端盖205d侧所观察的向左方向(Rot1)上旋转时，滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移。此外，当滚珠丝杠螺母205b在向右方向(Rot2)上旋转时，滚珠丝杠轴205a在相反的REV方向上发生位移。
下文中，当滚珠丝杠螺母205b的旋转方向被提及时，滚珠丝杠螺母205b的旋转方向应该是从端盖205d侧观察滚珠丝杠螺母205b的方向。
图4是示出了形成在端盖205d中的狭缝251的形状的图。
如图4所示，狭缝251形成在第一实施例的端盖205d中，以便从其中设置有封闭端部250b的封闭端延伸至其中设置有开口部250a的开口端。
然后，第一实施例的每个狭缝251被分成在开口部250a侧上的第一倾斜部R1和在封闭部250b侧上的第二倾斜部R2。在该第一倾斜部R1中，狭缝251相对于轴向方向是倾斜的。在第二倾斜部R2中，狭缝251相对于轴向方向朝向封闭部250b倾斜。另外，线性直线部L1形成在第一倾斜部R1和第二倾斜部R2之间。在直线部L1中，狭缝251平行于滚珠丝杠轴205a的轴向方向。
第二倾斜部R2从位于封闭部250b侧上的预定开始点P1形成至位于在开口部250a侧上的终止点P2。此外，直线部L1从开始点(其是第二倾斜部R2的终止点P2)形成至终止点P3(其位于开始点(终止点P2)的开口部250a侧上)。第一倾斜部R1从开始点(其是直线部L1的终止点P3)形成至终止点P4(其位于开口部250a)。
第二倾斜部R2的终止部P2位于通过围绕中心线CL旋转开始点P1所得到的位置。也就是说，当从封闭部250b侧观察时，第二倾斜部R2的终止点P2位于围绕中心线CL旋转开始点P1达预定的角度所得到的位置。
另外，第一倾斜部R1的终止点P4位于通过围绕中心线CL旋转开始点P3所得到的位置。也就是说，当从封闭部250b侧观察时，第一倾斜部R1的终止点P4位于围绕中心线CL旋转开始点P3达预定的角度所得到的位置。
从开始点P1到第二倾斜部R2的终止点P2的旋转方向与从开始点P3到第一倾斜部R1的终止点P4的旋转方向是相反的。这样，相对于滚珠丝杠轴205a的轴向方向盘旋以呈现倾斜形状的狭缝251形成在第一实施例的端盖205d中。
第二倾斜部R2形成为使得当滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移时从封闭部250b侧观察，导向销252绕中心线CL向右旋转。另外，第一倾斜部R1形成为使得当滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移时从封闭部250b侧观察，导向销252向左旋转。采用这种配置，当滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移时(其中导向销252由第二倾斜部R2引导)，从端盖205d侧观察，滚珠丝杠轴205a绕轴线向右旋转。当导向销252由第一倾斜部R1引导时，从端盖205d侧观察，滚珠丝杠轴205a向左旋转。下文中，滚珠丝杠轴205a绕轴线的旋转方向是从端盖205d侧观察的旋转方向。
也就是说，第一实施例的狭缝251具有第一倾斜部R1和第二倾斜部R2。所述第一倾斜部R1和第二倾斜部R2构成了旋转机构部，其当滚珠丝杠轴205a做线性运动时(当滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移时)使滚珠丝杠轴205a绕轴线旋转。换句话说，使做线性运动的滚珠丝杠轴205a绕轴线旋转的旋转机构部包括狭缝251。
当狭缝251如图4所示形成时，随着滚珠丝杠螺母205b(参见图3)在向左方向Rot1上旋转(向左旋转)在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a如下面的(1)至(3)旋转。
(1)当导向销252由第二倾斜部R2引导时，滚珠丝杠轴205a向右旋转，滚珠丝杠螺母205b和滚珠丝杠轴205a在相反的方向上旋转。
(2)当导向销252由直线部L1引导时，滚珠丝杠轴205a不旋转。
(3)当导向销252由第一倾斜部R1引导时，滚珠丝杠轴205a向左旋转，滚珠丝杠螺母205b和滚珠丝杠轴205d在相同的方向上旋转。
此外，滚珠丝杠螺母205b的旋转速度比滚珠丝杠轴205a的旋转速度更快。也就是说，即使滚珠丝杠螺母205b已经完成了一次旋转，滚珠丝杠轴205a尚未完成一次旋转。
第二倾斜部R2构成反向旋转部，其使在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)旋转的方向相反的方向上旋转。此外，第一倾斜部R1构成正向旋转部，其使在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a在与滚珠丝杠螺母205b旋转的方向相同的方向上旋转。
这样，端盖205d(狭缝251)使做线性运动的滚珠丝杠轴205a绕轴线旋转。
马达缸装置20(参见图2)在滚珠丝杠轴205a(参见图3)在反向REV上位移至终止位置的状态下(该状态被称为“初始状态”)不产生任何制动液压。因此，初始状态是指滚珠丝杠轴205a未发生位移且没有任何制动液压在马达缸装置20中产生的状态。此外，当马达缸装置20处于初始状态时，滚珠丝杠轴205a的导向销252(参见图3)位于狭缝251的第二倾斜部R2(参见图4)。
马达缸装置20在电动马达204(参见图2)被驱动以在正向FW上使滚珠丝杠轴205a发生位移时产生制动液压。
当马达缸装置20(参见图2)处于初始状态时，导向销252(参见图3)位于狭缝251的第二倾斜部R2(参见图4)。因此，导向销252(参见图3)在电动马达204(参见图2)被起动时的点由第二倾斜部R2引导，其中马达缸装置20处于初始状态，以促使滚珠丝杠轴205a(参见图3)在正向FW上开始发生位移。因此，在向左方向Rot1上旋转的滚珠丝杠螺母205b(参见图3)的旋转方向不同于在电动马达204的起动的初始阶段(马达起动的初始阶段)的滚珠丝杠轴205a的旋转方向(向右旋转)。也就是说，滚珠丝杠轴205a在与滚珠丝杠螺母205B在电动马达204的起动的初始阶段旋转的方向相反的方向上旋转。
第二倾斜部R2继续引导导向销252(参见图3)，直到滚珠丝杠轴205a从其初始状态位移达预定的量。在第一实施例中，第二倾斜部R2在其中形成的范围(直到滚珠丝杠轴205a从其初始状态位移达预定的量)被称作“初始位移。”优选的是，基于马达缸装置20(参见图2)等所需的性能来适当地设定初始位移的长度(即，从初始状态的预定位移量)。
当滚珠丝杠轴205a(参见图3)在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)旋转的方向相反的方向上旋转时，滚珠丝杠轴205a相对于滚珠丝杠螺母205b的旋转速度变得比滚珠丝杠轴205a不旋转时更高。这提供的效果等效于在滚珠丝杠螺母205b的旋转速度增加的情况下的效果。
因此，滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a的位移速度变得比在滚珠丝杠轴205a不旋转的情况下更高。然后，第二从动活塞201b和第一从动活塞201a(参见图2)的位移速度增加。
也就是说，滚珠丝杠轴205a(参见图3)在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)在初始位移期间从初始状态旋转的方向相反的方向上旋转，这增加了滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a的位移速度。
滚珠丝杠轴205a相对于滚珠丝杠螺母205b的相对旋转速度的增加等同于滚珠丝杠螺母205b和滚珠丝杠轴205a之间齿轮比的降低。换言之，相对旋转速度的增加产生的效果等效于通过减少由电动马达(参见图2)输出的旋转驱动力被传递至滚珠丝杠轴205a的齿轮比所获得的效果。
当滚珠丝杠轴205a(参见图3)在正向FW上发生位移时，其中导向销252(参见图3)由狭缝251的第一倾斜部R1(参见图4)引导，滚珠丝杠轴205a向左旋转。因此，滚珠丝杠螺母205b(其在向左方向Rot1上旋转)的旋转方向与滚珠丝杠轴205a(向左旋转)的旋转方向相一致。也就是说，滚珠丝杠轴205a在与滚珠丝杠螺母205b旋转的方向相同的方向上旋转。
这降低了滚珠丝杠轴205a在正向FW上发生位移的位移速度，使其比在滚珠丝杠轴205a不旋转的情况下更低。也就是说，第二从动活塞201b和第一从动活塞201a的位移速度降低了。
优选的是，端盖205d中的第一倾斜部R1(参见图4)设置在滚珠丝杠轴205a在正向FW上在其中发生位移大于预先设定的预定基准量的范围内。此外，优选的是，基于马达缸装置20(参见图2)等所需的性能来适当地设定限定第一倾斜部R1的滚珠丝杠轴205a的位移的基准量。
当滚珠丝杠轴205a(参见图3)在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)旋转的方向相同的方向上旋转时，滚珠丝杠轴205a相对于滚珠丝杠螺母205b的相对旋转速度变得比在滚珠丝杠轴205a不旋转的情况下更低。这产生的效果等同于滚珠丝杠螺母205b和滚珠丝杠轴205a之间齿轮比的增加所获得的效果。换言之，相对旋转速度的减少产生的效果等效于通过增加由电动马达(参见图2)输出的旋转驱动力被传递至滚珠丝杠轴205a的齿轮比所获得的效果。
如果滚珠丝杠螺母205b和滚珠丝杠轴205a之间的齿轮比增加时，虽然滚珠丝杠轴205a的位移速度降低了，但是从滚珠丝杠螺母205b传递至滚珠丝杠轴205a的转矩增加了。由此，在正向FW上使滚珠丝杠轴205a发生位移的推进力增加了。因此，尽管第二从动活塞201b和第一从动活塞201a(参见图2)的位移速度降低了，但是使第二从动活塞201b和第一从动活塞201a发生位移的推进力增加了。
这样，图1所示的第一实施例的车辆制动系统A(马达缸装置20)配置成改变从动活塞(第一从动活塞201a和第二从动活塞201b)相对于图2所示的滚珠丝杠螺母205b的旋转速度的位移速度。
下面，对图1所示的车辆制动系统A的操作进行简要地描述。
当驾驶员在车辆制动系统A处于车辆制动系统A正常工作的正常状态的同时踩下制动踏板P时，常开截止阀4、5被关闭且常闭截止阀6被打开。然后，在主缸1中所产生的制动液压不是被传递到轮缸W而是被传递到行程模拟器2，且活塞2a发生位移。由此，制动踏板P的行程是允许的，伪操作反作用力被施加到制动踏板P。
当制动踏板P的按下由行程传感器(未示出)等检测到时，马达缸装置20的电动马达204(参见图2)被驱动，并且在缸主体200(参见图2)内产生制动液压。
电子控制单元(未示出)根据制动踏板P的下压量计算出适当的制动液压(目标液压)。然后，电子控制单元控制马达缸装置20(电动马达204)，使得从马达缸装置20输出的制动液压(由压力传感器7检测出的制动液压)成为所计算出的目标液压。
在马达缸装置20中所产生的制动液压经由液压控制装置30被传递至各个轮缸W、W、...，从而激活各个轮缸W。由此，制动力被施加到每个车轮。
在马达缸装置20未工作(例如，由于没有电力供应或紧急情况)的情况下，常开截止阀4、5被打开且常闭截止阀6被关闭。因而，在主缸1中所产生的制动液压被传递到轮缸W、W、...。
图5是表示从电动马达起动的初始阶段在马达缸装置中所产生的制动液压随时间变化的曲线图。在图5所示的曲线图中，横坐标表示时间，纵坐标表示液压。
在相关技术中，不使滚珠丝杠轴205a(参见图4)绕着轴线(绕着中心线CL)旋转。因此，可能存在的情况是，如果电动马达204的旋转轴204a(参见图2)的旋转速度在电动马达204(参见图2)的起动的初始阶段缓慢，则由第一从动活塞201a和第二从动活塞201b(参见图2)的操作所产生的制动液压传递至轮缸W(参见图1)因制动流体压力的损失而被延迟。此外，当被传递到轮缸W的制动液压很高时，马达负载增加至超过所产生的转矩，从而延迟第一从动活塞201a和第二从动活塞201b的位移速度。
因此，在相关技术中，制动液压的上升在电动马达204(参见图2)的起动的初始阶段(t0到t1)被延迟。当制动液压很高时，制动液压的上升速度变慢。
为了应对这种情况，第一实施例的滚珠丝杠轴205a(参见图3)在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)在电动马达204的起动的初始阶段(电动马达起动；参见图2)旋转的方向相反的方向上旋转(产生与低齿轮比提供的相同状态)。因此，即使电动马达204的旋转轴204a(参见图2)的旋转速度很低，滚珠丝杠轴205a仍在正向FW上迅速地位移。另外，与此相关的是，第一从动活塞201a和第二从动活塞201b(参见图2)迅速地位移。这使得在马达缸装置20中所产生的制动液压能够迅速地增加，从而使得制动液压有可能急剧上升(t0到t1)。从时刻t0到时刻t1的时间段构成了初始位移。
此后，当电动马达204以预定的旋转速度被驱动时，在马达缸装置20(参见图2)中所产生的制动液压按规定增加(t1至t2)。
此外，当滚珠丝杠轴205a(参见图3)在正向FW上发生位移且导向销252(参见图3)由第一倾斜部R1引导时，滚珠丝杠轴205a在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)旋转的方向相同的方向上旋转(产生与高齿轮比提供的相同状态)。这增加了从滚珠丝杠螺母205b传递到滚珠丝杠轴205a的转矩，从而增加了在正向FW上使滚珠丝杠轴205a发生位移的推进力。
然后，推进力在第一从动活塞201a和第二从动活塞201b(参见图2)发生位移时变高。因此，即使缸主体200(参见图2)中的制动液压很高，第一从动活塞201a和第二从动活塞201b仍迅速地位移。其结果是，制动液压的迅速上升继续(t2到t3)。
这样，由于采用了第一实施例的马达缸装置20(参见图2)，制动液压在电动马达204(参见图2)的起动的初始阶段(t0到t1)迅速地上升。此外，即使制动液压很高，制动液压的迅速上升也将继续(t2到t3)。
《第二实施例》
图6是根据第二实施例的端盖的剖视图。
第二实施例不同于第一实施例，因为第二实施例的端盖205d的形状不同于第一实施例的端盖205d(参见图3)的形状。
例如，如图6所示，在第二实施例的端盖205d中，第一螺旋部R10、连接部L10和第二螺旋部R20按此顺序从设置有开口部250a的端部依次形成。第一螺旋部R10和第二螺旋部R20分别由凹槽251a形成，该凹槽形成为围绕端盖205d的内壁螺旋状延伸。在第一螺旋部R10和第二螺旋部R20中，凹槽251a沿相反的方向行进。例如，如果从封闭部250b侧观察时第一螺旋部R10中的凹槽251a从开口部250a侧向左延伸到封闭部250b侧，则从封闭部250b侧观察时第二螺旋部R20中的凹槽251a从开口部250a侧向右方向延伸到封闭部250b侧。连接部L10由直线凹槽251a形成，该直线凹槽形成在端盖205d的内壁上，以便沿中心线CL延伸。此外，第一螺旋部R10和第二螺旋部R20通过连接部L10相连。然后，滚珠丝杠轴205a的导向销252(参见图3)由第一螺旋部R10、连接部L10和第二螺旋部R20引导。
在端盖205d的第一螺旋部R10中，凹槽251a的节距从设置有开口部250a的端部逐渐增大(节距从设置有开口部250a的端部逐渐扩大)。
第二螺旋部R20由从封闭部250b侧观察时使在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a(参见图3)围绕其中的轴线向右旋转的凹槽251a形成。第一螺旋部R10由从封闭部250b侧观察时使在正向FW上发生位移的滚珠丝杠轴205a围绕轴线向左旋转的凹槽251a形成。
即使采用具有上述形状的端盖205d，滚珠丝杠轴205a(参见图3)可以在与滚珠丝杠螺母205b(参见图3)在电动马达204的起动的初始阶段(电动马达起动；参见图2)旋转的方向相反的方向上旋转。此外，由于具有制动液压很高，滚珠丝杠轴205a可以在与滚珠丝杠螺母205b旋转的方向相同的方向上旋转。
本发明并不局限于上述的示例性实施例，而是可以在不脱离其精神和范围的情况下根据需要对设计进行修改。
例如，可以使图4所示的狭缝251穿过端盖205d的周壁。然而，这样的配置可以采用的是，具有与狭缝251相同形状的内部凹槽(未示出)形成在端盖205d的内壁上，从而使滚珠丝杠轴205a的导向销252由该内部凹槽引导。
这样的配置还可以采用的是，引导导向销252的内部凹槽(未示出)形成在其中容纳有滚珠丝杠轴205a(参见图2)的端部的缸主体200(参见图2)的一部分中。另外，该内部凹槽可以具有与图4所示的狭缝251相同的形状。通过采用该配置，使图3所示的端盖205d不是必要的。因此，包括在马达缸装置20(参见图2)中的部件的数量可以得到减少。
在根据第一和第二实施例的电动致动器中，设置有滚珠丝杠结构205(参见图2)，并且用作动力传递构件的滚珠205c设置在滚珠丝杠螺母205b(参见图2)与滚珠丝杠轴205a(参见图2)之间。动力传递构件不限于滚珠205c。例如，这样的配置可以采用的是，响应于滚珠丝杠螺母205b的旋转而滚动的滚子构件(未示出)被用作动力传递构件。

Claims (10)

1.一种具有电动致动器的车辆用制动装置，该电动致动器(205)包括：
轴构件(205a)，其外周上形成有螺旋凹槽(25)；
螺母构件(205b)，其装配到所述轴构件(205a)上；
动力传递构件(205c)，其设置在所述螺母构件(205b)的内周和所述凹槽(25)之间；以及
导向部(205d)，其配置成引导所述轴构件(205a)的线性运动，其中，
通过电动马达(204)的旋转驱动力使所述螺母构件(205b)绕着所述轴构件(205a)的旋转导致轴构件(205a)的线性运动，并且
所述导向部(205d)包括旋转机构部(R1、R2)，其配置成在所述轴构件(205a)做线性运动时使所述轴构件(205a)绕轴线(CL)旋转，
其中，所述导向部(205d)具有直线部(L1)，其配置成使所述轴构件(205a)做线性运动，而没有任何旋转，
所述导向部(205d)设置有导向凹槽，该导向凹槽引导所述轴构件(205a)的线性运动并且构成所述旋转机构部(R1、R2)，
液压发生装置(20)包括所述电动致动器(205)，
其中所述液压发生装置(20)配置成通过以下过程来产生制动液压：
根据制动控制器(P)的操作量，驱动所述电动马达(204)，以便使所述轴构件(205a)发生位移，以及
通过随着所述轴构件(205a)发生位移而在缸主体(200)内发生位移的从动活塞(201a、201b)压缩制动流体，其中所述从动活塞(201a、201b)相对于所述螺母构件(205b)的旋转速度的位移速度是可变的，
在从未产生起动初始阶段的制动液压的状态作用小于规定的液压的区域，使所述螺母构件(205b)和所述轴构件(205a)在相反的方向上旋转的区域、
在产生规定以上的液压的通常区域，阻止所述轴构件(205a)旋转的区域、
在产生高压液压的高压区域，使所述螺母构件(205b)和所述轴构件(205a)在相同的方向上旋转的区域，
在导向凹槽连续地串联设定。
2.根据权利要求1所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，
突起部(252)从所述轴构件(205a)的外周突出，
所述导向部(205d)的导向凹槽(251)与所述突起部(252)接合，构成所述旋转机构部(R1、R2)，以及
所述旋转机构部(R1、R2)包括相对于轴线(CL)的方向倾斜的倾斜部(R1、R2)。
3.根据权利要求1所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，所述动力传递构件(205c)包括滚珠(205c)，其配置成随着所述螺母构件(205b)旋转而在所述凹槽(25)中滚动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，所述导向部(205d)由容纳所述轴构件(205a)的基体(200)形成为单独构件。
5.根据权利要求1所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，所述导向部(205d)包括反向旋转部(R2)，其配置成使做线性运动的轴构件(205a)在与所述螺母构件(205b)的旋转方向相反的方向上旋转。
6.根据权利要求1所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，所述导向部(205d)包括正向旋转部(R1)，其配置成使做线性运动的轴构件(205a)在与所述螺母构件(205b)的旋转方向相同的方向上旋转。
7.根据权利要求5所述的具有电动致动器的车辆用制动装置，其中，所述导向部(205d)包括正向旋转部(R1)，其配置成使做线性运动的轴构件(205a)在与所述螺母构件(205b)的旋转方向相同的方向上旋转。
8.一种车辆制动系统，包括：
液压发生装置(20)，其包括根据权利要求1所述的具有电动致动器的车辆用制动装置中的电动致动器(205)，其中，
所述液压发生装置(20)配置成通过以下过程来产生制动液压：
根据制动控制器(P)的操作量，驱动所述电动马达(204)，以便使所述轴构件(205a)发生位移，以及
通过随着所述轴构件(205a)发生位移而在缸主体(200)内发生位移的从动活塞(201a、201b)压缩制动流体。
9.根据权利要求8所述的车辆制动系统，其中，所述从动活塞(201a、201b)相对于所述螺母构件(205b)的旋转速度的位移速度是可变的。
10.根据权利要求9所述的车辆制动系统，其中，
所述导向部(205d)形成为：
使所述轴构件(205a)在所述电动马达(204)在这样的状态即在所述液压发生装置(20)中不产生任何制动液压的状态下被起动时在与所述螺母构件(205b)的旋转方向相反的方向上旋转，以及
此后在所述轴构件(205a)进一步发生位移时使所述轴构件(205a)在与所述螺母构件(205b)的旋转方向相同的方向上旋转。
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