JP2000233742A - ブレーキ装置 - Google Patents

ブレーキ装置

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JP2000233742A
JP2000233742A JP11037624A JP3762499A JP2000233742A JP 2000233742 A JP2000233742 A JP 2000233742A JP 11037624 A JP11037624 A JP 11037624A JP 3762499 A JP3762499 A JP 3762499A JP 2000233742 A JP2000233742 A JP 2000233742A
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thrust
shaft
outer cylinder
rotation
linear
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JP11037624A
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Eiji Yagi
英治 八木
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電動機の回転エネルギーを直線方向推力に変換
するボールねじ機構を備えたブレーキ装置において、ブ
レーキング時における動的な追従性を向上させ、これに
より、意図に応じた滑らかなブレーキ作動を行うことが
できるブレーキ装置の提供。 【解決手段】電動機26の回転による外筒40の回転つ
れ回りを規制する回り止め手段を、規制板42に形成さ
れた切欠部42aと、ボール45と、外筒40に形成さ
れた摺動溝40cにより構成し、外筒40の回転連れ回
りをボール45で受け止めて規制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキ装置に関
し、特に、電動機の回転エネルギーを直線方向推力に変
換するボールねじ機構を備え、この変換された直線方向
推力をブレーキ液圧制御機構に作用させるようにしたブ
レーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述のようなボールねじ機構を備
えたブレーキ装置としては、例えば、特開平10−53
122号公報に記載の「電動式ブレーキ倍力装置」が知
られている。この従来装置は、一端部がブレーキペダル
に連係したピストン推力伝達機構と、該ピストン推力伝
達機構の他端部に連係されたブレーキ液圧制御機構と、
前記ピストン推力伝達機構に加えられた推力をボールね
じ機構を介してアシストする電動機とを備え、前記ピス
トン推力伝達機構におけるピストン軸の外周に、外筒部
を軸方向へ摺動自在に設けると共に、該外筒部を前記電
動機のロータの回転力によりボールねじ機構を介して軸
方向へ摺動させ、かつ、前記ピストン軸と外筒部との間
に、該外筒部のアシスト方向の所定のストローク位置で
ピストン軸にアシスト力を伝達する伝達機構を備え、前
記外筒部はその外周面に軸方向にセレーションが形成さ
れた歯車状に形成される一方で、ボディ側には外筒部の
セレーションに嵌合して外筒部の回転つれ回りを規制し
つつ軸方向の摺動を案内する内歯車状の規制部材が設け
られた構成としたものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置では、上述のように、規制部材のセレーションに対し
外筒部のセレーションが嵌合した状態で摺動することに
より、外筒部の回転つれ回りが規制されるが、該嵌合部
における摺動抵抗が大きいため、ブレーキング時の動的
な応答性が悪くなり、意図に応じた滑らかなブレーキ作
動が行えなくなるという問題点があった。
【0004】即ち、典型的な動特性として、電動機の入
力信号(駆動電流)に対する出力信号(外筒部の軸推進
力)の周波数応答特性を見ると、図6に示すように、出
力信号(外筒部の軸推進力)の波形に歪みが発生し、こ
れにより、滑らかなブレーキング作動が害されると共
に、出力信号の周波数特性としてゲイン不足が生じてお
り、また、位相遅れが大きく、このため、作動時に違和
感を生じさせ、従って、特にポンピングブレーキ操作時
等におけるような連続したブレーキングでの操作性が悪
化し、意図に応じた滑らかなブレーキ作動が行えなくな
る。なお、従来例における上述の問題点の解消策とし
て、嵌合部に摩擦係数の小さなメッキを施すことが考え
られるが、コストが高くつくという問題点がある。
【0005】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、ブレーキング時における動的な追従性
を向上させ、これにより、意図に応じた滑らかなブレー
キ作動を行うことができるブレーキ装置を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明請求項1記載のブレーキ装置は、ボディに
固定された電動機と、該電動機の回転エネルギーを直線
方向推力に変換伝達するボールねじ機構と、該ボールね
じ機構における直線方向推力が伝達されて前記ボディに
対し直線方向に移動する推力軸と、該推力軸の一端に連
係されていて推力軸から受ける推力に応じたブレーキ液
圧を発生させるブレーキ液圧制御機構と、前記ボディ側
と前記推力軸との間に設けられていて前記推力軸に対し
てその直線方向移動を案内すると共にその回転を阻止す
る方向に摺接する部材を有する回り止め手段とを備え、
前記回り止め手段における推力軸に対して摺接する部材
が、推力軸の直線方向移動に対して摺動抵抗の小さな部
材で構成されている手段とした。
【0007】本発明請求項2記載のブレーキ装置は、請
求項1記載のブレーキ装置において、前記回り止め手段
における推力軸に摺接する部材が、推力軸の外周に軸方
向に形成された摺動溝に対して摺接するボールで構成さ
れている手段とした。
【0008】本発明請求項3記載のブレーキ装置は、ボ
ディに固定された電動機と、該電動機の回転エネルギを
直線方向推力に変換伝達するボールねじ機構と、該ボー
ルねじ機構における直線方向推力が伝達されて前記ボデ
ィに対し直線方向に移動する推力軸と、該推力軸の一端
に連係されていて推力軸から受ける推力に応じたブレー
キ液圧を発生させるブレーキ液圧制御機構と、前記ボデ
ィ側と前記推力軸との間に設けられていて前記推力軸の
直線方向移動を許容すると共にその回転を阻止する回り
止め手段とを備え、前記回り止め手段が、推力軸の直線
方向移動に対して摺動抵抗を有しない部材で構成されて
いる手段とした。
【0009】本発明請求項4記載のブレーキ装置は、請
求項3記載のブレーキ装置において、前記回り止め手段
が、前記推力軸の外周側でその直線方向に伸縮可能に設
けられていて一方端がボディ側に固定されもう一方端が
推進軸側に固定された金属ベローズで構成されている手
段とした。
【0010】
【作用】本発明請求項1記載のブレーキ装置では、電動
機を駆動させると、該電動機の回転エネルギーがボール
ねじ機構により直線方向推力に変換された形で推力軸に
伝達され、この推力軸に連係されたブレーキ液圧制御機
構では、推力軸の直線方向推力に応じたブレーキ液圧を
発生させる。
【0011】また、前記電動機により付与される回転エ
ネルギーがボールねじ機構を介して推力軸の直線方向推
力に変換伝達される際に、回り止め手段において推力軸
に対しその回転を阻止する方向に摺接する部材により、
推力軸の回転つれ回りが規制されるが、該摺接する部材
は、推力軸の直線方向移動に対して摺動抵抗が小さいか
ら、推力軸の直線方向移動がスムーズに行われる。
【0012】本発明請求項2記載のブレーキ装置では、
請求項1記載のブレーキ装置において、推力軸の外周に
軸方向に形成された摺動溝に対してボールが摺接するこ
とによって推力軸のつれ回りが規制される一方で、ボー
ルは推力軸の摺動溝に対しては点接触状態であるため、
推力軸の直線方向移動に対する摺動抵抗が最小限に抑え
られる。
【0013】本発明請求項3記載のブレーキ装置では、
前記電動機により付与される回転エネルギーがボールね
じ機構を介して推力軸の直線方向推力に変換伝達される
際に、回り止め手段により推力軸の回転つれ回りが規制
されるが、回り止め手段は推力軸の直線方向移動に対し
て摺動抵抗を有しないため、推力軸の直線方向移動がス
ムーズに行われる。
【0014】本発明請求項4記載のブレーキ装置では、
請求項3記載のブレーキ装置において、金属ベローズが
有する円周方向ねじり剛性により、推力軸の回転つれ回
りが規制される一方で、金属ベローズはそれ自体が伸縮
するのみで推力軸の直線方向移動に対しては摺動抵抗を
有しないため、推力軸の直線方向移動がスムーズに行わ
れる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 (発明の実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1
のブレーキ装置の全体図であり、この図に示すように、
ブレーキ装置は、図外のブレーキペダルに連結されたプ
ッシュロッド23の基端部23aに入力された操作力を
伝達する操作力伝達機構22と、この操作力伝達機構2
2が伝達する操作入力に推力を付加する電動機26と、
この電動機26による推力と操作入力とに応じた制御液
圧を形成し、その制御液圧を図外の各ブレーキ回路に出
力するブレーキ液圧制御機構24を備えている。
【0016】前記操作力伝達機構22は、カップ状のケ
ース21に図中左右方向である軸方向に摺動自在に設け
られて前記プッシュロッド23の先端部23bに連結さ
れたピストン軸39と、このピストン軸39の先端部に
一体に形成されたピストン弁29とから構成されてい
る。
【0017】前記ブレーキ液圧制御機構24は、筒状の
ボディ27と、このボディ27の一端部に設けられたリ
ザーバタンク28と、前記ボディ27に形成されたシリ
ンダ穴27a内を2つの出力室に画成して前記ピストン
弁29の前方に配置されたフリーピストン30と、この
フリーピストン30を中立位置に付勢するスプリング3
1a,31bとを備えている。そして、ブレーキ液圧制
御機構24は、前記ピストン軸39の摺動位置に応じて
前記ピストン弁29とフリーピストン30とが油路を開
閉制御することにより、リザーバタンク28から図外の
ホイールシリンダに給排されるブレーキ液圧を制御する
ように構成されている。
【0018】前記電動機26は、前記ケース21の内周
面に固定された円筒状のステータ32と、このステータ
32の内周側に回転自在に設けられたロータ33とを備
えている。このロータ33は、内周に円筒状のボールね
じケース34を有した肉厚の円板形状に形成され、ボー
ルねじケース34を介して前後のベアリング35a,3
5bにより回転自在に支持されている。
【0019】前記ボールねじケース34の内周に、ボー
ルねじ機構25が設けられている。このボールねじ機構
25は、前記ボールねじケース34の内周面に螺旋状に
形成されたボール雌ねじ溝38と、ピストン軸39の外
周に軸方向移動自在に設けられた外筒(推力軸)40の
外周にボール雌ねじ溝38と対向して形成されたボール
雄ねじ溝41と、両ねじ溝38,41の間に転動自在に
介装された鋼鉄製のボール44とから構成されている。
なお、前記外筒40は、ボール雄ねじ溝が形成された大
径部40bの図面左側に小径部40aが一体に形成され
ている。
【0020】さらに、前記ボールねじケース34の後端
部の外周面には、筒状のコンミュテータ36が装着され
ている。このコンミュテータ36は、ロータ33の外周
に巻装されたコイル50に接続されている一方、その外
周面には、図外のコントロールユニットに接続された導
通スプリング37a,37bを介して導通された給電接
触子としてのブラシ36a,36bが弾接されている。
即ち、図外のコントロールユニットからの制御電流が導
通スプリング37a,37b、ブラシ36a,36b、
および、コンミュテータ36を介してコイル50に入力
されるようになっている。
【0021】前記ピストン軸39は、後端部39b内に
プッシュロッド23の先端部23bが連結され、先端部
39aには前記ピストン弁29が一体に形成されてい
て、ピストン軸39には、前記外筒40における小径部
40aの先端縁40dが突き当たる段部43が形成され
ている。
【0022】前記ケース21とボディ27のフランジ部
27bとの間には、規制板42が挟持状態で介装されて
いる。この規制板42は、図2に示すように、円環状に
形成され、その内周面には、周方向所定間隔のもとに略
半円弧状の切欠部42aが多数形成されていて、該各切
欠部42aの両開口面は、フランジ部27bの内周縁部
側面と円環状の閉塞板42bによって閉塞された状態と
なっており、このように閉塞された各切欠部42a内に
はそれぞれ鋼鉄製のボール45の一端が回転自在に収容
される一方、各ボール45の他端側が外筒40における
小径部40aの外周面にそれぞれ軸方向に形成された断
面略半円弧状の摺動溝40c内に回転自在に装着される
ことにより、各ボール45の介装によって外筒40の回
転を規制しつつ、外筒40の軸方向摺動を案内するよう
になっている。即ち、前記規制板42に形成された切欠
部42aと、ボール45と、外筒40に形成された摺動
溝40cにより、請求の範囲の回り止め手段を構成して
いる。
【0023】次に、本発明の実施の形態1のブレーキ装
置の作動を説明する。運転者が図外のブレーキペダルを
踏むと、プッシュロッド23がその入力される操作入力
により図中左にスライドし、これに連動してピストン軸
39も図中左にスライドする。これと同時に図外の入力
センサにおいて操作入力が検出され、この検出値に応じ
て図外のコントロールユニットから電動機26に制御電
流が出力される。これによって、電動機26では、ロー
タ33とボールねじケース34とが一体に回転し、この
回転が各ボール44を介して外筒40に伝達されて、外
筒40はピストン軸39の外周上を図中左方向へスライ
ドし、その先端縁40dが段差面43に突き当たった時
点でピストン軸39に電動機26からのアシスト推力が
付与される。
【0024】従って、ピストン軸39およびこれと一体
のピストン弁29は、操作力とアシスト推力との合力に
より図中左にスライドすると共に、これに連動してフリ
ーピストン30が、軸方向にスライドして両出力室の容
積が圧縮され、この容積変化分のブレーキ液(制御圧
力)が図外のホイルシリンダに供給されて大きな制動力
が発生する。
【0025】また、電動機26からのアシスト推力によ
り外筒40が軸方向移動する際に、多数のボール45に
よってその軸方向移動が案内されると共に、各ボール4
5により外筒40の回転が規制される。そして、外筒4
0が軸方向に移動する時に該外筒40の回転を規制する
各ボール45が回転するため、外筒40の軸方向移動に
対する摺動抵抗が極めて小さく、従って、外筒40の軸
方向移動がスムーズに行われる。
【0026】なお、図3は、この発明の実施の形態1の
ブレーキ装置における電動機26の入力信号(駆動電
流)に対する出力信号(外筒40の軸推進力)の周波数
応答特性を示す図であり、この図に示すように、従来例
(図6参照)に比べ、入力信号に対する出力信号のゲイ
ン不足、および、位相遅れが改善されると共に、出力信
号(外筒40の軸推進力)の波形の歪みがほとんどなく
なっており、このため、作動時に違和感を生じさせるこ
とがなくなり、従って、特にポンピングブレーキ操作時
等におけるような連続したブレーキングでの操作性が向
上し、意図に応じた滑らかなブレーキ作動が行えること
になる。
【0027】以上説明したように本発明の実施の形態1
のブレーキ装置にあっては、上述のように、電動機26
の回転による外筒40の回転つれ回りを規制する回り止
め手段を、規制板42に形成された切欠部42aと、ボ
ール45と、外筒40に形成された摺動溝40cにより
構成し、外筒40の回転連れ回りをボール45で受け止
めて規制するようにしたことで、ボール45の回転によ
る摺動抵抗低減作用によって外筒40の軸方向移動に対
する摺動抵抗が極めて小さくなり、これにより、ブレー
キング時における動的な追従性を向上させ、意図に応じ
た滑らかなブレーキ作動を行うことができるようになる
という効果が得られる。
【0028】(発明の実施の形態2)図4は発明の実施
の形態2のブレーキ装置を示縦断面図、図5は図4のB
−B線における拡大断面図である。この発明の実施の形
態2のブレーキ装置は、回り止め手段の構成のみが、前
記発明の実施の形態1のブレーキ装置とは異なるもので
あり、従って、相違点についてのみ説明し、その他の同
様の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【0029】即ち、本発明の実施の形態2のブレーキ装
置は、前記発明の実施の形態1のブレーキ装置における
外筒40の回り止め手段を、規制板42に形成された切
欠部42aと、ボール45と、外筒40に形成された摺
動溝40cに代えて、金属ベローズ60で構成するよう
にしたものである。
【0030】この金属ベローズ60は、外筒40とボー
ルねじケース34との間に形成される環状空間内に収容
され、その一方の端部(図面右側端)が外筒40に固定
され、もう一方の端部(図面左側端)が規制板42とフ
ランジ部27bとの間に挟持固定することによってボデ
ィ27側に固定された状態で設けられている。
【0031】この発明の実施の形態2のブレーキ装置で
は、上述のように構成されるため、電動機26からのア
シスト推力により外筒40が軸方向移動する際に、ボデ
ィ27と外筒40との間に伸縮自在に介装された金属ベ
ローズ60によって、外筒40の回転が規制されると共
に、金属ベローズ60が軸方向に自在に伸縮することに
より、外筒40が軸方向移動がスムーズに行われる。
【0032】以上説明したように本発明の実施の形態2
のブレーキ装置にあっては、上述のように、電動機26
の回転による外筒40の回転つれ回りを規制する回り止
め手段を、摺動部を有しない金属ベローズ60で構成し
たことで、外筒40の軸方向移動に対する摺動抵抗がな
くなり、これにより、ブレーキング時における動的な追
従性を向上させ、意図に応じた滑らかなブレーキ作動を
行うことができるようになるという効果が得られる。
【0033】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成は、この発明の実施の形態
に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0034】例えば、発明の実施の形態においては、電
動機26の駆動力をブレーキ液圧制御機構24に対し、
ブレーキペダルに連結されたプッシュロッド23の推力
をアシストする推力として作用させる場合を例にとった
が、電動機の駆動力のみでブレーキ液圧制御機構を駆動
させる構造のものにも、本願発明を適用することができ
る。
【0035】また、発明の実施の形態においては、外筒
40をピストン弁29の外周に設けた例を示したが、外
筒40をピストン弁29の内周に設けるようにしてもよ
い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明全請求項記
載のブレーキ装置では、ボディに固定された電動機と、
該電動機の回転エネルギーを直線方向推力に変換伝達す
るボールねじ機構と、該ボールねじ機構における直線方
向推力が伝達されて前記ボディに対し直線方向に移動す
る推力軸と、該推力軸の一端に連係されていて推力軸か
ら受ける推力に応じたブレーキ液圧を発生させるブレー
キ液圧制御機構と、前記ボディ側と前記推力軸との間に
設けられていて前記推力軸に対してその直線方向移動を
案内すると共にその回転を阻止する方向に摺接する部材
を有する回り止め手段とを備え、前記回り止め手段にお
ける推力軸に対して摺接する部材が、推力軸の直線方向
移動に対して摺動抵抗の小さな部材で構成されている手
段としたことで、ブレーキング時における動的な追従性
を向上させ、これにより、意図に応じた滑らかなブレー
キ作動を行うことができるようになるという効果が得ら
れる。
【0037】本発明請求項2記載のブレーキ装置は、請
求項1記載のブレーキ装置において、前記回り止め手段
における推力軸に摺接する部材が、推力軸の外周に軸方
向に形成された摺動溝に対して摺接するボールで構成さ
れている手段としたことで、推力軸の摺動溝に対しては
点接触状態となり、従って、推力軸の直線方向移動に対
する摺動抵抗が最小限に抑えられるため、ブレーキング
時における動的な追従性をさらに向上させることができ
る。
【0038】本発明請求項3記載のブレーキ装置は、ボ
ディに固定された電動機と、該電動機の回転エネルギを
直線方向推力に変換伝達するボールねじ機構と、該ボー
ルねじ機構における直線方向推力が伝達されて前記ボデ
ィに対し直線方向に移動する推力軸と、該推力軸の一端
に連係されていて推力軸から受ける推力に応じたブレー
キ液圧を発生させるブレーキ液圧制御機構と、前記ボデ
ィ側と前記推力軸との間に設けられていて前記推力軸の
直線方向移動を許容すると共にその回転を阻止する回り
止め手段とを備え、前記回り止め手段が、推力軸の直線
方向移動に対して摺動抵抗を有しない部材で構成されて
いる手段としたことで、ブレーキング時における動的な
追従性を最大限に向上させ、これにより、意図に応じた
滑らかなブレーキ作動を行うことができるようになると
いう効果が得られる。
【0039】本発明請求項4記載のブレーキ装置は、請
求項3記載のブレーキ装置において、前記回り止め手段
が、前記推力軸の外周側でその直線方向に伸縮可能に設
けられていて一方端がボディ側に固定されもう一方端が
推進軸側に固定された金属ベローズで構成されている手
段としたことで、推力軸の直線方向移動に対する摺動抵
抗をなくすことができるため、ブレーキング時における
動的な追従性をさらに向上させることができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形成1のブレーキ装置を示す縦
断面図である。
【図2】図1のA−A線における拡大縦断面図である。
【図3】発明の実施の形態1のブレーキ装置における入
力信号に対する出力信号の周波数応答特性図である。
【図4】本発明の実施の形成2のブレーキ装置を示す縦
断面図である。
【図5】図4のB−B線における拡大縦断面図である。
【図6】従来装置における入力信号に対する出力信号の
周波数応答特性図である。
【符号の説明】
21 ケース 22 操作力伝達機構 23 プッシュロッド 23a 基端部 23b 先端部 24 ブレーキ液圧制御機構 25 ボールねじ機構 26 電動機 27 ボディ 27a シリンダ穴 27b フランジ部 28 リザーバタンク 29 ピストン弁 30 フリーピストン 31a,31b スプリング 32 ステータ 33 ロータ 34 ボールねじケース 35a,35b ベアリング 36 コンミュテータ 36a,36b ブラシ 37a,37b 導通スプリング 38 ボール雌ねじ溝 39 ピストン軸 39a 先端部 39b 後端部 40 外筒 40a 小径部 40b 大径部 40c 摺動溝(回り止め手段) 40d 先端縁 41 ボール雄ねじ溝 42 規制板 42a 切欠部(回り止め手段) 42b 閉塞板 43 段部 44 ボール 45 ボール(回り止め手段) 50 コイル 60 金属ベローズ(回り止め手段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボディに固定された電動機と、該電動機の
    回転エネルギーを直線方向推力に変換伝達するボールね
    じ機構と、該ボールねじ機構における直線方向推力が伝
    達されて前記ボディに対し直線方向に移動する推力軸
    と、該推力軸の一端に連係されていて推力軸から受ける
    推力に応じたブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧制
    御機構と、前記ボディ側と前記推力軸との間に設けられ
    ていて前記推力軸に対してその直線方向移動を案内する
    と共にその回転を阻止する方向に摺接する部材を有する
    回り止め手段とを備え、 前記回り止め手段における推力軸に対して摺接する部材
    が、推力軸の直線方向移動に対して摺動抵抗の小さな部
    材で構成されていることを特徴とするブレーキ装置。
  2. 【請求項2】 前記回り止め手段における推力軸に摺接
    する部材が、推力軸の外周に軸方向に形成された摺動溝
    に対して摺接するボールで構成されていることを特徴と
    する請求項1記載のブレーキ装置。
  3. 【請求項3】ボディに固定された電動機と、該電動機の
    回転エネルギを直線方向推力に変換伝達するボールねじ
    機構と、該ボールねじ機構における直線方向推力が伝達
    されて前記ボディに対し直線方向に移動する推力軸と、
    該推力軸の一端に連係されていて推力軸から受ける推力
    に応じたブレーキ液圧を発生させるブレーキ液圧制御機
    構と、前記ボディ側と前記推力軸との間に設けられてい
    て前記推力軸の直線方向移動を許容すると共にその回転
    を阻止する回り止め手段とを備え、 前記回り止め手段が、推力軸の直線方向移動に対して摺
    動抵抗を有しない部材で構成されていることを特徴とす
    るブレーキ装置。
  4. 【請求項4】 前記回り止め手段が、前記推力軸の外周
    側でその直線方向に伸縮可能に設けられていて一方端が
    ボディ側に固定されもう一方端が推進軸側に固定された
    金属ベローズで構成されていることを特徴とする請求項
    3記載のブレーキ装置。
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