JP2001003967A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブレーキ力保持中に消費電力の低減を図ること
を目的として電動モータを停止した時に、その状態を摩
擦力によって維持できる電動ブレーキ装置を提供する。 【解決手段】電動モータの回転力を直線運動に変換し、
ブレーキ部材を被制動部材に押圧する力伝達変換機構を
備えている電動ブレーキ装置において、前記力伝達変換
機構は、電動モータの回転によって回転する回転部材８
と、前記回転部材の回転によって直線運動するシャフト
１１と、前記回転部材とブレーキ部材を被制動部材に押
圧した際の回転部材よりの反力を受ける非回転部材との
間に配置し前記電動モータ作動時に回転部材と非回転部
材との間の摩擦力を小さくする振動発生装置１５とを備
えていることを特徴とする電動ブレーキ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号によって
電動モータを作動しブレーキ部材を被制動部材に押し付
けてブレーキ力を発生する電動ブレーキ装置において、
ブレーキ力保持中に消費電力の低減を図ることを目的と
して電動モータを停止した時に、その状態を摩擦力によ
って維持できる電動ブレーキ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気信号によって電動モータを作動しブ
レーキ部材（ブレーキパッド）を被制動部材（ブレーキ
ロータ）に押し付けてブレーキ力を発生する電動ブレー
キ装置は公知であり、こうした電動ブレーキ装置の一例
として、特表平１０−５０４８７６号公報が知られてい
る。この電動ブレーキ装置は、電動モータの回転力を減
速装置を介して減速し、さらに回転運動を直線運動に変
換して、ブレーキロータに対向するブレーキパッドをブ
レーキロータに向けて移動してブレーキを作動させる構
成となっている。

【０００３】上記公報に記載された電動ブレーキは、電
動モータの回転力をブレーキパッドの押し付け力に変換
する力伝達変換機構として、単なるネジとナットからな
る力伝達変換機構に代えて力伝達効率のよいローラネジ
を使用している。このため、ブレーキを作動し、その後
ブレーキ力保持中に消費電力の低減を図るために電動モ
ータを停止すると、その状態を維持するために、電動モ
ータとは別に新たなブレーキ機構が必要となり、このた
め、従来装置では電動モータ内にブレーキ装置を設けた
り、電動モータと力伝達変換機構との間に機械的なブレ
ーキ機構を設ける等の手段を講じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動モ
ータ内蔵のブレーキ機構は構成が複雑になり、またコス
ト上昇を招くなど実用上で難点がある。さらに、電動モ
ータと力伝達変換機構との間に機械的なブレーキ機構を
設けたものは、ブレーキ機構が複雑になり、装置の小型
化の点で難点がある等の問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、電動モータの回転によ
って回転する回転部材（ナット）と非回転部材（キャリ
パ）との間に摩擦力制御手段としての振動発生装置を配
置し、前記電動モータ作動時には振動発生手段によって
回転部材を振動させて回転部材と非回転部材との間の摩
擦力を小さくするとともに回転部材と回転部材の回転に
よって直線運動をするシャフトとの間の摩擦力を小さく
し、電動モータ停止時には振動発生装置の作動を停止し
て回転部材と非回転部材との間の摩擦力を大きくし、こ
の摩擦力でブレーキ力保持ができる電動ブレーキ装置を
提供し、上記問題点を解決することを目的とする。

【０００６】本発明は、回転部材（ナット）と非回転部
材（キャリパ）との間に発生する摩擦力を振動発生装置
によって巧みに制御し、両者の間の摩擦力をブレーキ保
持力として利用することで、電動モータ内等に特別なブ
レーキ装置を配置したりする必要を無くし、装置構成の
簡略化、小型化等を実現できる。また振動発生手段とし
ては、市販の圧電素子や超音波モータ等を利用できる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明が採用
した技術解決手段は、電動モータの回転力を直線運動に
変換し、ブレーキ部材を被制動部材に押圧する力伝達変
換機構を備えている電動ブレーキ装置において、前記力
伝達変換機構は、電動モータの回転によって回転する回
転部材と、前記回転部材の回転によって直線運動するシ
ャフトと、前記回転部材とブレーキ部材を被制動部材に
押圧した際の回転部材よりの反力を受ける非回転部材と
の間に配置し前記電動モータ作動時に回転部材と非回転
部材との間の摩擦力を小さくする振動発生装置とを備え
ていることを特徴とする電動ブレーキ装置であり、前記
振動発生装置は、回転部材と非回転部材との間に設けた
圧電素子であることを特徴とする電動ブレーキ装置であ
り、前記振動発生装置は、回転部材と非回転部材との間
に設けた超音波モータであることを特徴とする電動ブレ
ーキ装置である。

【０００８】

【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形
態を説明すると、図１は実施形態に係わる電動ブレーキ
装置の断面図であり、図２は回転部材（ナット）と非回
転部材（キャリパ）との間に設ける摩擦力制御手段とし
ての圧電アクチュエータの正面図である。図１におい
て、電動ブレーキ装置は公知のようにキャリパ１を備え
ており、キャリパ１にはブレーキ作動用の電動モータ
２、力伝達変換機構３、押圧部材４等が設けられてい
る。

【０００９】キャリパ１と押圧部材４のそれぞれにはブ
レーキ部材を構成する一対のブレーキパッド５が設けら
れ、これらブレーキパッド５が相互の方向に移動するこ
とによって被制動部材としてのブレーキロータ６を挟持
し、ブレーキ力を働かせることができる構成となってい
る。その構成は従来公知の電動ブレーキ装置と同様とな
っているため詳細な説明は省略する。

【００１０】電動モータ２はキャリパ１に固定されてお
り、電動モータ２の出力軸２ａには力伝達手段３を構成
する第１歯車７が取り付けられ、この第１歯車７がさら
に回転部材としての第２歯車８に噛み合っている。第２
歯車８はナット９を一体に備えており、このナット９は
非回転部材としてのキャリパ１に回転自在に軸支１０さ
れている。ナット９にはスクリュウシャフト１１が螺合
しており、このスクリュウシャフト１１は、軸方向への
移動が可能でありながら図示せぬ位置で廻り止めがなさ
れており、また、スクリュウシャフト１１の先端（図中
左方端）には押圧部材４が取り付けられている。

【００１１】スクリュウシャフト１１の外周側のキャリ
パ１にはストップリング１２によってバネ座１３が取り
付けられており、このバネ座１３と第２歯車８との間に
は、第２歯車８をキャリパ１側に向けて（図中右方に向
けて）付勢するスプリング１４が配置されている。また
第２歯車８とキャリパ１との間には摩擦力制御手段とし
ての振動発生装置１５が配置されている。振動発生装置
１５としては、図２に示すように第２歯車８およびキャ
リパ１間に、従来公知の圧電素子１５をスクリュウシャ
フトの軸と同心上の円周上に等ピッチで配置して組み合
わせ、電圧を加えることで厚み方向に夫々伸縮されるこ
とによって微振動を発生する圧電アクチュエータや、超
音波アクチュエータを使用することができる。なお、圧
電素子は図２に示すように圧電素子の夫々を別々に駆動
しても良いし、幾つかのグループに別けて（図２では一
つ置きにグループ分けしている）、グループ別に交互に
駆動しても良い。

【００１２】また、超音波アクチュエータには圧電セラ
ミックス等を使用した公知の進行波型超音波モータを使
用することができる。この進行波型超音波モータは、通
電状態とすると、進行波状の超音波振動を発生して回転
運動を行い、また通電を停止すると、ロータとステータ
とが圧接されて出力軸が非回転状態で保持される構成か
らなり、この超音波モータを使用する場合には、超音波
モータの回転方向は、第２歯車８の回転方向と一致する
ように制御する必要がある。

【００１３】以上の構成からなる電動ブレーキ装置の作
動を説明する。運転者が図示せぬブレーキぺダルを踏
み、その踏力を図示せぬ踏力センサが検知すると図示せ
ぬ電子制御装置からの信号により電動モータ２に踏力に
比例した電流が流れ、電動モータ２の出力軸２ａが回転
し、出力軸２ａに設けた第１歯車７が回転する。第１歯
車７の回転により第２歯車８が回転し、これによって第
２歯車８と一体のナット９と螺合しかつ非回転状態に保
持されているスクリュウシャフト１１が図中左方に移動
する。スクリュウシャフト１１の図中左方への移動によ
り押圧部材４の内面にスクリュウシャフト１１の端部が
当接し、さらに、押圧部材４およびブレーキパッド５を
移動して同パッド５をブレーキロータに押しつけ、その
時の反力によってキャリパ１が右方に移動して他側のブ
レーキパッド５もブレーキロータ６に押圧され両ブレー
キパッドによりブレーキを働かせる。

【００１４】このとき、電動モータ２の作動に同期して
振動発生装置１５も作動し、第２歯車８とキャリパ１と
の間に微小振動を発生する。この微小振動は第２歯車８
とキャリパ１との摩擦抵抗を小さくする役目を果たし、
振動発生装置１５があっても第２歯車８の回転の支障に
はならない。また第２歯車８自身も微小振動するため、
ナット９とスリュウシャフト１１との摩擦抵抗も小さく
なり、スクリュウシャフト１１の軸方向への移動を容易
にする。

【００１５】スクリュウシャフト１１の軸方向への移動
によってブレーキ押圧力が高くなると、この状態を図示
せぬセンサが検知し、電動モータ２および振動発生装置
１５を停止する。こうしてブレーキ力保持状態の時に
は、電動モータ２への通電が停止されエネルギー消費が
無くなり、またこの状態は非作動状態にある振動発生装
置１５、即ち第２歯車８とキャリパ１との間に配置され
る振動発生装置１５内の摩擦力によって保持される。

【００１６】ブレーキペダルを開放すると、電動モータ
２が逆転し、同時に振動発生装置１５も作動するため、
第２歯車８とキャリパ１との摩擦力が低下し、第１歯車
７、第２歯車８が逆転し、スクリュウシャフト１１を初
期状態に戻してブレーキを開放する。なお、振動発生装
置１５として、進行波型超音波モータを使用している場
合には、このモータの回転方向も第２歯車８の回転方向
と同じ方向に回転するように制御する。

【００１７】本発明は以上のように制動状態において、
電動モータのエネルギー消費を無くすために電動モータ
２への通電を停止した後は、振動発生装置１５内の摩擦
力によってその時のブレーキ力を保持することができる
ようにしたため、従来のような電動モータ内蔵型ブレー
キ等を不要とすることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
電動モータの回転によって回転する回転部材と非回転部
材との間に振動発生装置を配置し、電動モータ作動時に
振動発生装置を作動して回転部材と非回転部材との間の
摩擦力を小さくするとともに回転部材とシャフトとの摩
擦力を小さくし、電動モータ停止時には振動発生装置の
作動を停止して回転部材と非回転部材との間の摩擦力を
大きくし、この摩擦力でブレーキ力保持ができるように
したため、電動モータの力伝達効率が向上するとともに
電動モータ内等に特別なブレーキ装置を配置する必要が
なくなり、装置構成の簡略化、小型化等を実現できる。
従来必要としていたスラストベアリングを廃止すること
ができる、等の優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる電動ブレーキ装置の
断面図である。

【図２】振動発生装置としての圧電アクチュエータの正
面図である。

【符号の説明】

１ キャリパ ２ 電動モータ ３ 力伝達変換機構 ４ 押圧部材 ５ ブレーキパッド ６ ブレーキロータ ７ 第１歯車 ８ 第２歯車 ９ ナット １０ 軸支 １１ スクリュウシャフト １２ ストップリング １３ バネ座 １４ スプリング １５ 振動発生装置（圧電素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータの回転力を直線運動に変換し、
   ブレーキ部材を被制動部材に押圧する力伝達変換機構を
   備えている電動ブレーキ装置において、 前記力伝達変換機構は、電動モータの回転によって回転
   する回転部材８と、前記回転部材の回転によって直線運
   動するシャフト１１と、前記回転部材とブレーキ部材を
   被制動部材に押圧した際の回転部材よりの反力を受ける
   非回転部材との間に配置し前記電動モータ作動時に回転
   部材と非回転部材との間の摩擦力を小さくする振動発生
   装置１５とを備えていることを特徴とする電動ブレーキ
   装置。
2. 【請求項２】前記振動発生装置は、回転部材と非回転部
   材との間に設けた圧電素子であることを特徴とする請求
   項１に記載の電動ブレーキ装置。
3. 【請求項３】前記振動発生装置は、回転部材と非回転部
   材との間に設けた超音波モータであることを特徴とする
   請求項１に記載の電動ブレーキ装置。