CN110168334A - 载荷传感器以及电动制动装置 - Google Patents

载荷传感器以及电动制动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110168334A
CN110168334A CN201780081474.5A CN201780081474A CN110168334A CN 110168334 A CN110168334 A CN 110168334A CN 201780081474 A CN201780081474 A CN 201780081474A CN 110168334 A CN110168334 A CN 110168334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
vibrating part
bearing
mentioned
vibrating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780081474.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110168334B (zh
Inventor
山崎达也
增田唯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Publication of CN110168334A publication Critical patent/CN110168334A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110168334B publication Critical patent/CN110168334B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0028Force sensors associated with force applying means
    • G01L5/0038Force sensors associated with force applying means applying a pushing force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/225Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
    • F16D55/226Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/127Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/12Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring axial thrust in a rotary shaft, e.g. of propulsion plants
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/28Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • B60T1/065Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels employing disc
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/14Mechanical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00Type of actuator operation force
    • F16D2121/18Electric or magnetic
    • F16D2121/24Electric or magnetic using motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00Components of actuators
    • F16D2125/18Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40Screw-and-nut
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H2025/2276Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers using roller spacers, i.e. spacers separating the rollers, e.g. by forming a complete chain
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H2025/228Screw mechanisms having rollers being supported by the screw shaft and engaging the nut
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2252Planetary rollers between nut and screw
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/22Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2266Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers arranged substantially in parallel to the screw shaft axis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明构成载荷传感器、以及使用该载荷传感器的电动制动装置。载荷传感器具备:凸缘部件(33),其受到来自轴向前方的载荷而能够挠曲;支承部件(34),其能够在与上述载荷的作用部(P1)沿正交于上述轴向的径向错开的支承部(P2、P3、P4),从轴向后方支承凸缘部件(33);位移检测机构(35),其对两部件(33、34)之间的相对移动量进行检测;以及检测灵敏度可变机构(36),其使低载荷区域中的相对于载荷变化的上述相对移动量大于高载荷区域中的上述相对移动量。

Description

载荷传感器以及电动制动装置
技术领域
本发明涉及载荷传感器以及使用该载荷传感器的电动制动装置。
背景技术
作为电动制动装置,例如采用本申请的实施方式亦即图1所示的结构。该电动制动装置将电动马达10的旋转驱动力经由减速机构26传递至旋转轴11,并利用直动转换机构13将该旋转轴11的旋转转换为直动部件12的轴向的移动。然后,通过将与该直动部件12一起沿轴向移动的摩擦垫15推压至制动盘17来发挥制动力。为了将该制动力控制为所希望的大小,较多情况下,在电动制动装置的受到施加至摩擦垫15的载荷的反作用力的部分、例如直动转换机构13与钳壳体25之间,组装有对基于上述反作用力(制动力)的载荷的大小进行检测的载荷传感器16。
作为通常的载荷传感器,例如具有下述专利文献1示出的结构。该载荷传感器具有:凸缘部件;支承部件,其从轴向后方对该凸缘部件进行支承;以及位移检测机构,其对凸缘部件与支承部件之间的轴向的相对移动量进行检测。
作为该位移检测机构,例如像专利文献1的图1等所示,能够采用由固定于凸缘部件的磁靶、和固定于支承部件的磁传感器构成的磁位移检测机构。磁靶与磁传感器以在径向上对置的方式设置。磁传感器具有对由磁靶产生的磁通进行检测的功能。若基于反作用力的载荷作用于凸缘部件,则凸缘部件在该载荷的方向上位移,使得磁靶与磁传感器的相对位置发生变化。由磁传感器检测的磁通的大小与该相对位置的变化对应地发生变化。能够根据该磁通的大小的变化量来检测上述载荷的大小。
凸缘部件与支承部件之间的相对移动量由载荷与该凸缘部件的材料的杨氏模量来决定,相对于载荷变化的检测灵敏度从上述载荷的低载荷区域至高载荷区域为止大致恒定。
专利文献1:日本特开2014-16307号公报
电动制动装置大多数在低载荷区域,使由驾驶员进行的细微制动操作准确地反应为制动器制动力,需要确保良好的操作感觉,另一方面,在高载荷区域,无需制动器制动力的细微控制。
在对凸缘部件采用了杨氏模量高的材料的情况下,相对移动量变小,所以无法与需要相对于载荷变化的高检测灵敏度的低载荷区域充分对应,存在无法确保驾驶员的良好的操作感的担忧。另一方面,在对凸缘部件采用了杨氏模量低的材料的情况下,虽然在低载荷区域中能够确保相对于载荷变化的高检测灵敏度,但是在高载荷区域中,存在凸缘部件的耐久性、相对于载荷变化的响应性成为问题的担忧。这样,低载荷区域中的高检测灵敏度与高载荷区域中的耐久性和响应性相反,兼顾两者非常困难。
发明内容
因此,本发明的课题为,兼顾低载荷区域中的相对于载荷变化的高检测灵敏度、与高载荷区域中的耐久性和响应性。
为了解决该课题,在本发明中,构成一种载荷传感器,其具备:凸缘部件,其受到来自轴向前方的载荷而能够挠曲;支承部件,其能够在与上述载荷的作用部沿正交于上述轴向的径向错开的支承部,从轴向后方支承上述凸缘部件;位移检测机构,其对上述凸缘部件与上述支承部件之间的相对移动量进行检测;以及检测灵敏度可变机构,其使在上述载荷为规定载荷以下的区域亦即低载荷区域中上述载荷作用了时的相对于载荷变化的上述相对移动量大于上述载荷超过上述规定载荷的区域亦即高载荷区域中的上述相对移动量。
这样,通过使相对于载荷变化的检测灵敏度与载荷的大小对应地进行变化,能够在制动力弱的低载荷区域中提高载荷传感器的检测灵敏度而发挥准确的制动力,并且能够在高载荷区域中确保相对于反复载荷的耐久性、响应性。
在上述结构中,能够构成为:上述检测灵敏度可变机构具有弹性部件,上述弹性部件夹装设置于上述凸缘部件与上述支承部件之间,当上述载荷为上述规定载荷以下时,上述弹性部件与上述载荷的大小对应地进行伸缩,从而允许上述凸缘部件与上述支承部件的向上述伸缩的方向的相对移动。
这样,通过夹装弹性部件,能够在低载荷区域中使凸缘部件与支承部件不依赖于凸缘部件的弹性变形地进行相对移动,能够确保该低载荷区域中的载荷传感器的高检测灵敏度。
或者,也能够构成为:上述检测灵敏度可变机构具有:第一支承部,其在上述载荷为上述规定载荷以下时,供上述凸缘部件与上述支承部件抵接;和第二支承部,其在上述载荷大于上述规定载荷时,供上述凸缘部件与上述支承部件抵接。
这样,能够使凸缘部件相对于相同载荷变化的位移量的大小在低载荷区域时比在高载荷区域时大。因此,能够确保该低载荷区域中的载荷传感器的高检测灵敏度。
在上述各结构中,优选构成为:上述位移检测机构具有:磁靶,其设置于上述凸缘部件或者上述支承部件的一方,并产生磁通;和磁传感器,其设置于上述凸缘部件或者上述支承部件的设置有上述磁靶的另一方,并对由上述磁靶产生的磁通进行检测。
这样,通过将凸缘部件与支承部件之间的相对移动量的检测形成为磁检测,能够以简便的结构高精度地进行该检测。
上述各结构所涉及的载荷传感器能够用于一种电动制动装置,该电动制动装置具备:电动马达;旋转轴,其利用上述电动马达的旋转驱动力绕轴旋转;直动部件,其设置为能够沿上述旋转轴的轴向移动;直动转换机构,其将上述旋转轴的旋转转换为上述直动部件的轴向的移动;摩擦垫,其设置于上述直动部件的轴向的一侧,并与上述直动部件的向轴向的移动一起沿轴向移动;以及载荷传感器,其对由来自上述摩擦垫的反作用力产生的载荷进行检测。
本发明所涉及的载荷传感器具备检测灵敏度可变机构,上述检测灵敏度可变机构使在载荷为规定载荷以下的区域亦即低载荷区域中载荷作用了时的相对于载荷变化的相对移动量大于上述载荷超过上述规定载荷的区域亦即高载荷区域中的上述相对移动量,因而能够在制动力弱的低载荷区域中提高载荷传感器的检测灵敏度而发挥准确的制动力,并且能够在高载荷区域中确保相对于反复载荷的耐久性、响应性。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的电动制动装置的从侧面观察的剖视图。
图2是图1的主要部分的剖视图。
图3是沿着图1中的III-III线的剖视图。
图4是沿着图1中的IV-IV线的剖视图。
图5表示本发明所涉及的载荷传感器的第一实施方式,(a)为主视图,(b)为从侧面观察的剖视图。
图6是从侧面观察图5所示的载荷传感器的剖视图,(a)是低载荷区域,(b)是高载荷区域。
图7是表示作用于凸缘部件的载荷与磁传感器输出的关系的图。
图8是表示本发明所涉及的载荷传感器的第二实施方式的主要部分的从侧面观察的剖视图,(a)是低载荷区域,(b)是高载荷区域。
图9是表示本发明所涉及的载荷传感器的第三实施方式的主要部分的从侧面观察的剖视图,(a)是低载荷区域,(b)是高载荷区域。
具体实施方式
图1~图4示出本发明所涉及的电动制动装置的实施方式。该电动制动装置以如下部件作为主要的构成要素:旋转轴11,其利用电动马达10的旋转驱动力绕轴旋转;直动部件12,其设置为能够沿旋转轴11的轴向移动;直动转换机构13,其将旋转轴11的旋转转换为直动部件12的轴向的移动;摩擦垫14、15,其设置于直动部件12的轴向的一侧,并与直动部件12的向轴向的移动一起沿轴向移动;以及载荷传感器16,其对由来自摩擦垫15的反作用力产生的载荷进行检测。以下,将轴向的一侧称为前方,将与该一方向相反的另一侧称为后方。
该电动制动装置具有与车轮(未图示)一体旋转的制动盘17、以及隔着制动盘17在轴向上对置的一对摩擦垫14、15,通过利用从电动马达10传递的动力将摩擦垫14、15推压到制动盘17,而产生制动力。
该电动制动装置具有钳主体21,钳主体21利用位于制动盘17的外径侧的桥20将隔着制动盘17在轴向上对置的一对对置部18、19连结。在钳主体21的一个对置部18与制动盘17之间配置有摩擦垫14,在另一个对置部19与制动盘17之间配置有摩擦垫15。各摩擦垫14、15被安装于钳主体21的垫销(未图示)、设置在钳托架22的滑动部(未图示)沿制动盘17的轴向引导。
钳主体21被安装于钳托架22的滑动销24(参照图3)支承为能够在制动盘17的轴向上移动。另外,钳托架22被螺栓23固定于支承车轮的转向节(未图示)。由此,当摩擦垫15向轴向前方移动而推压于制动盘17时,钳主体21利用从制动盘17受到的反作用力向轴向后方移动,相反侧的摩擦垫14也通过该钳主体21的移动推压于制动盘17。
如图1所示,钳主体21的一个对置部19成为轴向的前后两端开口的圆筒状的钳壳体25。在钳壳体25组装有:旋转轴11;外圈部件(以下,标注与直动部件12相同的附图标记。),其作为以包围旋转轴11的方式配置的直动部件12发挥作用;以及行星滚柱丝杠机构(以下,标注与直动转换机构13相同的附图标记。),其作为将旋转轴11的旋转转换为外圈部件12的轴向移动的直动转换机构13发挥作用。在外圈部件12的轴向前方配置有摩擦垫15。
在钳壳体25并设有电动马达10。在电动马达10与旋转轴11之间设置有将电动马达10的旋转减速并传递至旋转轴11的减速机构26。减速机构26收容于罩27内,罩27设置为覆盖钳壳体25的在轴向后方的端部开口。
如图4所示,行星滚柱丝杠机构13具有:多个行星滚柱13A,它们在与旋转轴11外接的同时与外圈部件12内接;支架13B,其将这些行星滚柱13A支承为能够自转并且能够公转;螺旋凸条13C,其设置于外圈部件12的内周;以及圆周槽13D,其以与螺旋凸条13C卡合的方式设置于行星滚柱13A的外周。
多个行星滚柱13A在周向上等间隔地配置。各行星滚柱13A分别与旋转轴11的外周以及外圈部件12的内周滚动接触。旋转轴11的相对于行星滚柱13A的接触部分为圆筒面。而且,当旋转轴11旋转时,行星滚柱13A一边以滚柱轴13B4为中心进行自转,一边以旋转轴11为中心进行公转。即,行星滚柱13A利用从旋转轴11的外周受到的旋转力进行自转,伴随于此,行星滚柱13A在外圈部件12的内周滚动而进行公转。
外圈部件12的内周的螺旋凸条13C是相对于圆周方向倾斜延伸的螺旋状的凸条。另一方面,行星滚柱13A的外周的圆周槽13D是相对于圆周方向平行延伸的槽。在本实施方式中,在行星滚柱13A的外周设置有导程角为0度的圆周槽13D,但也可以取代圆周槽13D而设置具有与螺旋凸条13C不同的导程角的螺旋槽。
外圈部件12被钳壳体25的内表面支承为能够在轴向上移动。钳壳体25的内表面的相对于外圈部件12的接触部分为圆筒面。外圈部件12具有与在摩擦垫15的背面形成的凸部28卡合的凹部29,外圈部件12由于该凸部28与凹部29的卡合而相对于钳壳体25止转。
支架13B具有:一对支架板13B1、13B2,它们隔着行星滚柱13A在轴向上对置;连结部13B3,其在周向上相邻的行星滚柱13A之间沿轴向延伸并将支架板13B1、13B2彼此连结;以及滚柱轴13B4,其将各行星滚柱13A支承为能够自转。各支架板13B1、13B2形成为使旋转轴11贯通的环状,在它们内周分别安装有与旋转轴11的外周滑动接触的滑动轴承30。
各滚柱轴13B4的两端部被分别形成于一对支架板13B1、13B2的长孔31支承为能够在外圈部件12的径向上移动。并且,在各滚柱轴13B4的两端部,以与在周向上隔开间隔配置的所有行星滚柱13A的滚柱轴13B4外接的方式架设有弹性环32。该弹性环32通过将各行星滚柱13A推压至旋转轴11的外周,防止行星滚柱13A与旋转轴11之间的滑动。
在外圈部件12的轴向后方设置有如图5的(a)、(b)所示的、本发明的第一实施方式所涉及的载荷传感器16。该载荷传感器16具有如下功能:从直动转换机构(行星滚柱丝杠机构)13侧受到由来自摩擦垫15的反作用力产生的载荷,并对该载荷(制动器的制动力)的大小进行检测。该载荷传感器16具备:凸缘部件33,其受到来自轴向前方的载荷而能够挠曲;支承部件34,其在与向凸缘部件33作用载荷的载荷的作用部P1沿径向错开的支承部P2(参照图6的(b)),能够从轴向后方支承凸缘部件33;位移检测机构35,其对凸缘部件33与支承部件34之间的相对移动量进行检测;以及检测灵敏度可变机构36,其相对于载荷较大时,在该载荷较小时,增大该载荷作用于凸缘部件33时的相对于载荷变化的检测灵敏度。
位移检测机构35由如下部件构成:磁靶35A,其设置于凸缘部件33,并产生磁通;和磁传感器35B,其与磁靶35A对置地设置于支承部件34,并对磁靶35A产生的磁通进行检测。
凸缘部件33是由铁等金属形成的圆环板状的部件。支承部件34由铁等金属形成,并以通过向轴向的滑动而能够相对移动的方式插入于凸缘部件33的外周缘。在凸缘部件33的外周缘形成有阶梯部33A,并且在支承部件34的外周缘的内表面侧形成有突部34A。若凸缘部件33相对于支承部件34相对移动,而阶梯部33A与突部34A抵接,则凸缘部件33的相对移动被限制(参照图6的(b))。
支承部件34的外周缘被钳壳体25的内表面支承为不能移动。在该支承部件34的内周侧,以与凸缘部件33的内径侧对置的方式连接设置有圆筒部34B。在圆筒部34B的内周,在轴向上隔开间隔地安装有多个轴承37,旋转轴11与载荷传感器16能够绕轴相对旋转。磁靶35A固定于凸缘部件33的内周。磁传感器35B固定于支承部件34的圆筒部34B的外周。
检测灵敏度可变机构36由夹设于凸缘部件33与支承部件34之间的弹性部件36A构成。该弹性部件36A具有如下功能:在作用于凸缘部件33的载荷为规定载荷以下的低载荷区域时,与该载荷的大小对应地进行伸缩,而允许凸缘部件33与支承部件34的向该伸缩的方向进行的滑动引起的相对移动。如图6的(a)所示,在低载荷区域中,凸缘部件33与支承部件34由于弹性部件36A的作用力而在轴向上分离。
作为弹性部件36A,例如能够采用弹簧等弹性构造体、橡胶等具有弹性的材料。以该弹性部件36A的刚性低于凸缘部件33的刚性的方式决定其构造、材料。因此,在低载荷区域中,凸缘部件33几乎不挠曲,凸缘部件33由于仅弹性部件36A收缩而相对于支承部件34相对移动。在该实施方式中,将弹性部件36A构成为独立的部件,但也能够形成为与凸缘部件33或者支承部件34一体的构造体。这样,可能能够减小部件件数,能够减少制造成本。
在各行星滚柱13A与其轴向后方的支架板13B2之间,组装有将行星滚柱13A支承为能够自转的推力轴承38。另外,在行星滚柱13A的轴向后方的支架板13B2与载荷传感器16(凸缘部件33)之间,组装有与支架板13B2一体公转的推力板39、以及将推力板39支承为能够公转的推力轴承40。
载荷传感器16经由推力板39、推力轴承40而在轴向上支承支架板13B2,从而对支架13B向轴向后方的移动进行限制。另外,轴向前方的支架板13B1被安装在旋转轴11的轴向前端的止动圈41限制向轴向前方进行的移动。因此,支架13B的轴向前方和轴向后方的移动均被限制,保持于支架13B的行星滚柱13A也处于轴向移动被限制的状态。
在外圈部件12的轴向前方的端部安装有将外圈部件12的轴向前端的开口封闭的密封罩42。该密封罩42防止异物侵入外圈部件12的内部。另外,形成为能够沿轴向伸缩的筒状的波纹管43的一端固定于外圈部件12的轴向前方的端部,波纹管43的另一端固定于钳壳体25的轴向前方的开口缘部。波纹管43防止异物侵入外圈部件12与钳壳体25的滑动面间。
对于该行星滚柱丝杠机构13而言,若使电动马达10旋转,则电动马达10的旋转经由减速机构26而输入至旋转轴11,使得行星滚柱13A一边自转一边公转(参照图4)。此时,外圈部件12与行星滚柱13A由于螺旋凸条13C与圆周槽13D的导程角的差而沿轴向相对移动,但行星滚柱13A与支架13B一起轴向的移动被限制,因而行星滚柱13A不沿轴向移动,外圈部件12沿轴向移动。这里,当外圈部件12向轴向前方(制动盘17侧)移动的方向的旋转从电动马达10输入至旋转轴11时,外圈部件12对摩擦垫15进行按压,由此图1所示的摩擦垫14、15推压于制动盘17,制动力加载于与制动盘17一体旋转的车轮。另外,当外圈部件12向轴向后方(电动马达10侧)移动的方向的旋转从电动马达10输入至旋转轴12时,图1所示的摩擦垫14、15与制动盘17背离,从而解除相对于车轮的制动力。
若外圈部件12向轴向前方移动,制动盘17被摩擦垫14、15推压,则由朝向轴向后方的反作用力引起的载荷经由支架板13B2、推力轴承40而作用于载荷传感器16的凸缘部件33(参照图6的(a)中的箭头)。而且,夹装在凸缘部件33与支承部件34之间的弹性部件36A与该载荷的大小对应地收缩,凸缘部件33与支承部件34(磁靶35A与磁传感器35B)通过滑动沿轴向相对移动。若相对移动量随着载荷增加而变大,则形成于凸缘部件33的阶梯部33A与形成于支承部件34的突部34A在支承部P2抵接(参照图6的(b)),对由凸缘部件33的滑动引起的相对移动进行限制。
若为作用于凸缘部件33的载荷大于规定载荷的高载荷区域,则凸缘部件33以支承部P2为支点开始沿轴向挠曲,凸缘部件33与支承部件34进一步相对移动。磁传感器35B的输出信号与低载荷区域中的由滑动引起的相对移动量和高载荷区域中的由挠曲引起的相对移动量对应地进行变化。通过预先掌握该输出信号的大小与输入至凸缘部件33的载荷的大小的关系,能够基于磁传感器35B的输出信号对施加于凸缘部件33的轴向载荷的大小进行检测。
图7示出作用于凸缘部件33的载荷与磁传感器35B的输出的关系的一个例子。如图7所示,对于本实施方式所涉及的磁传感器35而言,若作用于凸缘部件33的载荷超过某个值(规定载荷)(刚性变化点),则载荷与磁传感器输出的关系发生变化。
即,如本实施方式所示,通过使刚性低于凸缘部件33的弹性部件36A夹装在凸缘部件33与支承部件34之间,能够使低载荷区域中的图表的斜率大于高载荷区域中的图表的斜率。换言之,通过形成为这种结构,能够使载荷为规定载荷以下的区域亦即低载荷区域中的相对于载荷变化的相对移动量大于载荷超过规定载荷的区域亦即高载荷区域中的相对于载荷变化的相对移动量。
由此,与高载荷区域相比,能够在低载荷区域中更高灵敏度地检测载荷变化。因此,在制动力弱的低载荷区域中,能够与驾驶员的制动操作对应地发挥准确的制动力。并且,在高载荷区域中,能够利用凸缘部件33的刚性来确保相对于反复载荷的耐久性、响应性。此外,本图只不过是例示,能够通过改变弹性部件36A以及凸缘部件33的刚性使图表的斜率适当地变化。
图8的(a)、(b)示出本发明所涉及的载荷传感器16的第二实施方式。该载荷传感器16在具有凸缘部件33、支承部件34、磁靶35A、以及磁传感器35B这一方面与第一实施方式所涉及的载荷传感器16共同,但检测灵敏度可变机构36的结构是不同的。
即,第二实施方式所涉及的检测灵敏度可变机构36具有:第一支承部P3,其能够在形成于凸缘部件33的阶梯部33A的轴向面、与形成于支承部件34的第一突部34C的轴向面之间抵接;以及第二支承部P4,其能够在凸缘部件33的轴向面、与形成于支承部件34的第二突部34D的轴向面之间抵接。
第一支承部P3为如下部位:当处于作用于凸缘部件33的载荷为规定载荷以下的低载荷区域时,供凸缘部件33与支承部件34抵接。第二支承部P4为如下部位:当处于作用于凸缘部件33的载荷大于上述规定载荷的高载荷区域时,供凸缘部件33与支承部件34抵接。
当作用于凸缘部件33的载荷处于低载荷区域时,凸缘部件33与支承部件34在第一支承部P3抵接。然后,该凸缘部件33利用作用于凸缘部件33的载荷而以该第一支承部P3为支点挠曲,从而凸缘部件33与支承部件34(磁靶35A与磁传感器35B)相对移动。若为该载荷大于规定载荷的高载荷区域,则凸缘部件33与支承部件34在第二支承部P4抵接。然后,该凸缘部件33利用作用于凸缘部件33的载荷而以该第二支承部P4为支点进一步挠曲,从而凸缘部件33与支承部件34进一步相对移动。
凸缘部件33的刚性随着支点亦即支承部进行变化,因而以第二支承部P4为支点的挠曲与以第一支承部P3为支点的挠曲相比,相对于载荷的变化的相对位移量变小。因此,如图7所示,低载荷区域中的图表的斜率大于高载荷区域中的图表的斜率。由此,与高载荷区域相比,能够在低载荷区域中更高灵敏度地检测载荷变化。因此,在制动力弱的低载荷区域中,能够与驾驶员的制动操作对应地发挥准确的制动力。并且,在高载荷区域中,能够利用凸缘部件33的刚性来确保相对于反复载荷的耐久性、响应性。
图9的(a)、(b)示出本发明所涉及的载荷传感器16的第三实施方式。该载荷传感器16与第二实施方式所涉及的载荷传感器16的基本结构共同,但检测灵敏度可变机构36的结构少许不同。
即,第三实施方式所涉及的检测灵敏度可变机构36具有:第一支承部P3,其能够在形成于凸缘部件33的阶梯部33A的轴向面、与形成于支承部件34的突部34A的轴向面之间抵接;以及第二支承部P4,其能够在阶梯部33A的径向面、与突部34A的径向面之间抵接。
第一支承部P3为如下部位:当处于作用于凸缘部件33的载荷为规定载荷以下的低载荷区域时,供凸缘部件33与支承部件34抵接。第二支承部P4为如下部位:当处于作用于凸缘部件33的载荷大于上述规定载荷的高载荷区域时,供凸缘部件33与支承部件34抵接。
与第二实施方式所涉及的载荷传感器16相同,在第三实施方式所涉及的载荷传感器16中,与高载荷区域相比,也能够在低载荷区域中更高灵敏度地检测载荷变化。因此,在制动力弱的低载荷区域中,能够与驾驶员的制动操作对应地发挥准确的制动力。并且,在高载荷区域中,能够利用凸缘部件33的刚性来确保相对于反复载荷的耐久性、响应性。
在上述的各实施方式中,采用磁载荷传感器作为载荷传感器16,但载荷传感器16并不限定于此。例如,作为载荷传感器16,也能够采用应变片式等其他方式的载荷传感器。
另外,上述的各实施方式所涉及的电动制动装置以及载荷传感器16只不过是例示,只要能解决兼顾低载荷区域中的相对于载荷变化的高检测灵敏度与高载荷区域中的耐久性以及响应性这一本发明的课题,也能够对载荷传感器16以及构成电动制动装置的各部件的形状、数量、配置、材料等适当地变更。
例如,在上述的各实施方式中,以使载荷传感器的检测灵敏度在低载荷区域和高载荷区域这2个区域变化的方式构成检测灵敏度可变机构36,但也能够以进一步区分为多级载荷区域、并使检测灵敏度多级或者连续地变化的方式构成检测灵敏度可变机构36。例如,能够在第一实施方式所涉及的载荷传感器16形成第二实施方式所涉及的载荷传感器16的第二突部34D,从而使检测灵敏度按照3个阶段进行变化。
附图标记说明:
10…电动马达;11…旋转轴;12…直动部件(外圈部件);13…直动转换机构(行星滚柱丝杠机构);15…摩擦垫;16…载荷传感器;33…凸缘部件;34…支承部件;35…位移检测机构;35A…磁靶;35B…磁传感器;36…检测灵敏度可变机构;36A…弹性部件;P1…作用部;P2…支承部;P3…第一支承部;P4…第二支承部。

Claims (5)

1.一种载荷传感器,其中,具备:
凸缘部件(33),其受到来自轴向前方的载荷而能够挠曲;
支承部件(34),其能够在与所述载荷的作用部(P1)沿正交于所述轴向的径向错开的支承部(P2、P3、P4),从轴向后方支承所述凸缘部件(33);
位移检测机构(35),其对所述凸缘部件(33)与所述支承部件(34)之间的相对移动量进行检测;以及
检测灵敏度可变机构(36),其使在所述载荷为规定载荷以下的区域亦即低载荷区域中所述载荷作用了时的相对于载荷变化的所述相对移动量大于所述载荷超过所述规定载荷的区域亦即高载荷区域中的所述相对移动量。
2.根据权利要求1所述的载荷传感器,其中,
所述检测灵敏度可变机构(36)具有弹性部件(36A),所述弹性部件(36A)夹装设置于所述凸缘部件(33)与所述支承部件(34)之间,当所述载荷为所述规定载荷以下时,所述弹性部件(36A)与所述载荷的大小对应地进行伸缩,从而允许所述凸缘部件(33)与所述支承部件(34)的向所述伸缩的方向的相对移动。
3.根据权利要求1所述的载荷传感器,其中,
所述检测灵敏度可变机构(36)具有:
第一支承部(P3),其在所述载荷为所述规定载荷以下时,供所述凸缘部件(33)与所述支承部件抵接;和
第二支承部(P4),其在所述载荷大于所述规定载荷时,供所述凸缘部件(33)与所述支承部件(34)抵接。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的载荷传感器,其中,
所述位移检测机构(35)具有:
磁靶(35A),其设置于所述凸缘部件(33)或者所述支承部件(34)的一方,并产生磁通;和
磁传感器(35B),其设置于所述凸缘部件(33)或者所述支承部件(34)的设置有所述磁靶(35A)的另一方,并对由所述磁靶(35A)产生的磁通进行检测。
5.一种电动制动装置,其中,具备:
电动马达(10);
旋转轴(11),其利用所述电动马达(10)的旋转驱动力绕轴旋转;
直动部件(12),其设置为能够沿所述旋转轴(11)的轴向移动;
直动转换机构(13),其将所述旋转轴(11)的旋转转换为所述直动部件(12)的轴向的移动;
摩擦垫(15),其设置于所述直动部件(12)的轴向的一侧,并与所述直动部件(12)的向轴向的移动一起沿轴向移动;以及
权利要求1~4中任一项所述的载荷传感器(16),其对由来自所述摩擦垫(15)的反作用力产生的载荷进行检测。
CN201780081474.5A 2016-12-28 2017-12-26 载荷传感器以及电动制动装置 Active CN110168334B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254881A JP2018105806A (ja) 2016-12-28 2016-12-28 荷重センサおよび電動ブレーキ装置
JP2016-254881 2016-12-28
PCT/JP2017/046606 WO2018124059A1 (ja) 2016-12-28 2017-12-26 荷重センサおよび電動ブレーキ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110168334A true CN110168334A (zh) 2019-08-23
CN110168334B CN110168334B (zh) 2022-06-07

Family

ID=62709450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780081474.5A Active CN110168334B (zh) 2016-12-28 2017-12-26 载荷传感器以及电动制动装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11118985B2 (zh)
EP (1) EP3564640B1 (zh)
JP (1) JP2018105806A (zh)
CN (1) CN110168334B (zh)
WO (1) WO2018124059A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261089A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-18 Dellner Bubenzer AB Brake system for a rail vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112016196B (zh) * 2020-08-11 2022-08-30 西北工业大学 一种基于弹性形变的双螺母行星滚柱丝杠动力学研究方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005106487A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Hitachi Ltd 力学センサおよび電動ブレーキ装置
WO2014010582A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 Ntn株式会社 磁気式荷重センサおよび電動ブレーキ装置
CN105228840A (zh) * 2013-03-22 2016-01-06 穆格公司 用于撑杆应用的高灵敏性,负载减缓负载传感器
JP5865184B2 (ja) * 2012-06-13 2016-02-17 Ntn株式会社 磁気式荷重センサおよび電動ブレーキ装置
WO2016035610A1 (ja) * 2014-09-02 2016-03-10 Ntn株式会社 荷重センサ、電動式直動アクチュエータおよび電動ブレーキ装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS646836A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Japan Res Dev Corp Optical force sensor
JP3317084B2 (ja) 1995-03-31 2002-08-19 株式会社豊田中央研究所 力検知素子およびその製造方法
JPH11278250A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Toyota Motor Corp 電動式パーキングブレーキ装置
DE10142644A1 (de) 2001-08-31 2003-04-03 Lucas Automotive Gmbh Motorbetätigbare Scheibenbremse
JP5547547B2 (ja) * 2010-05-14 2014-07-16 Ntn株式会社 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
CN102933866B (zh) * 2010-06-08 2014-12-24 丰田自动车株式会社 车辆的电动式制动装置
JP6182314B2 (ja) * 2013-01-08 2017-08-16 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置
JP6300635B2 (ja) * 2014-05-21 2018-03-28 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005106487A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Hitachi Ltd 力学センサおよび電動ブレーキ装置
JP5865184B2 (ja) * 2012-06-13 2016-02-17 Ntn株式会社 磁気式荷重センサおよび電動ブレーキ装置
WO2014010582A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 Ntn株式会社 磁気式荷重センサおよび電動ブレーキ装置
CN105228840A (zh) * 2013-03-22 2016-01-06 穆格公司 用于撑杆应用的高灵敏性,负载减缓负载传感器
WO2016035610A1 (ja) * 2014-09-02 2016-03-10 Ntn株式会社 荷重センサ、電動式直動アクチュエータおよび電動ブレーキ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4261089A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-18 Dellner Bubenzer AB Brake system for a rail vehicle
WO2023198416A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-19 Dellner Bubenzer Ab Brake system for a rail vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
CN110168334B (zh) 2022-06-07
WO2018124059A1 (ja) 2018-07-05
US11118985B2 (en) 2021-09-14
US20190339139A1 (en) 2019-11-07
EP3564640A4 (en) 2020-01-22
EP3564640B1 (en) 2023-04-05
EP3564640A1 (en) 2019-11-06
JP2018105806A (ja) 2018-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6943759B2 (ja) シフト装置
US8601891B2 (en) Driving device
CN104428646B (zh) 磁式负载传感器以及电动制动装置
US11041557B2 (en) Speed reducer with electric motor
CN103314234A (zh) 电动制动装置
US8646356B2 (en) Spring damper and acceleration device using the same
CN110168334A (zh) 载荷传感器以及电动制动装置
WO2016035610A1 (ja) 荷重センサ、電動式直動アクチュエータおよび電動ブレーキ装置
JP5641372B2 (ja) アクセル装置
CN101283201B (zh) 行星滚轮变速装置以及具备该装置的车辆
JP5672509B2 (ja) アクセル装置
CN104029597A (zh) 加速装置
JP4633746B2 (ja) 可動部材の検出装置
TWI708930B (zh) 具有轉矩測量構件的用於小型和微型驅動裝置的傳動裝置
JP2010160104A (ja) シフト位置検出装置
JP6055125B2 (ja) 直動アクチュエータ
WO2023248764A1 (ja) 回転機器および検出装置
JP5458498B2 (ja) 転がり軸受ユニットの状態量測定装置
JP2609201B2 (ja) 軸受型センサ装置
JP6519327B2 (ja) トロイダル型無段変速機
JP2019078671A (ja) トルク伝達装置
JP2013127390A (ja) 物理量測定機能を備えた回転機械

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant