JP2001130402A

JP2001130402A - 電動ブレーキ

Info

Publication number: JP2001130402A
Application number: JP31781899A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kawase; 和夫川瀬
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】パーキングブレーキ作動中においてパーキング
保持、解除作動専用の動力源を必要としない電動ブレー
キを提供する。【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、その力伝達変換機構は電動モータよりの回転力を
受ける第１回転体と、第１回転体により回転される第２
回転体を有する電動ブレーキにおいて、第２回転体と非
回転体との間にクラッチ機構を設け、そのクラッチ機構
は、ブレーキ作動方向の電動モータの回転力を、第１回
転体を介して第２回転体に伝達し、電動モータ停止時に
は、ブレーキ部材よりの制動反力による第２回転体の回
転を規制するが、電動モータの逆転時には、その規制を
解除するように構成されていることを特徴とする電動ブ
レーキ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーキングブレー
キを電動モータを作動して行う電動ブレーキに関するも
のであり、特にパーキングブレーキ作動中においてパー
キング保持、解除作動専用の動力源を必要としない電動
ブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動ブレーキ作動用の電動モータとは別
に、パーキング保持用の動力源を備えた電動ブレーキと
して、例えば特開平５−１８７４６７号公報に記載され
たもの等が知られている。前記公報に記載された電動ブ
レーキは、アクチュエータ（ブレーキ）を作動させるた
めのロータを有する電動モータと、回転するようにロー
タに接続した第１摩擦板と、回転しないようにして、第
１摩擦板に選択的に組み合わされた第２摩擦板と、駐車
ブレーキアクチュエータ（パーキング保持用動力源）
と、該アクチュエータにより回転作動される駐車ブレー
キシャフトと、少なくとも一方の摩擦板及び駐車ブレー
キシャフトに関連し、駐車ブレーキシャフトの回転を摩
擦板間の相対運動に変換することにより車両ブレーキを
係止したり、解除するためのカム手段とを有しており、
ブレーキ作動信号により電動モータが作動して、ブレー
キシューを拡開してブレーキを働かせ、この状態で、駐
車ブレーキアクチュエータモータ（パーキング保持用動
力源）を作動して駐車ブレーキ状態を維持できる構成と
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電動ブレーキは、ブレーキ作動用の電動モータの
他に、パーキングブレーキ用の動力源（駐車ブレーキア
クチュエータモータ）を必要とするため構造が複雑にな
る上に、ブレーキが大型化し、さらに製品コストが上昇
する等の問題がある。そこで、本発明は、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に
おいて、力伝達変換機構内に電動モータの正転時にはそ
の回転を回転・直線変換機構に伝えてブレーキを働かす
ことができ、パーキングブレーキ作動中において電動モ
ータを停止した時に力伝達変換機構内のギヤがロックさ
れてパーキングブレーキ状態を維持でき、また電動モー
タを逆転すると力伝達変換機構を介してブレーキ部材を
被制動部材から放す方向に移動し、ロックを解除できる
一方向クラッチを有する電動ブレーキを提供することに
より、上記問題点を解決することを目的とする。

【０００４】本発明は、力伝達変換機構を構成する減速
ギヤ列内に一方向クラッチを設け、パーキングブレーキ
中の電動モータ停止時にはこの一方向クラッチの作用で
ギヤ列を固定することでパーキングブレーキ状態を維持
でき、また電動モータを逆転することでギヤ列の固定を
解除することができるようにして、駐車ブレーキアクチ
ュエータモータを不要とし電動ブレーキの構成簡略化、
製造コストの低減を図る。この構成によれば、駐車ブレ
ーキ時には電動モータには通電する必要がなく、電動モ
ータにかかる負担も少なくでき消費電力を少なくでき
る。また、パーキングレバー、ブレーキを作動するワイ
ヤ等が不要となりブレーキ装置の軽量化を図ることがで
きる。

【０００５】

【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、その力伝達変換機構は電動モータよりの
回転力を受ける第１回転体と、第１回転体により回転さ
れる第２回転体を有する電動ブレーキにおいて、第２回
転体と非回転体との間にクラッチ機構を設け、そのクラ
ッチ機構は、ブレーキ作動方向の電動モータの回転力
を、第１回転体を介して第２回転体に伝達し、電動モー
タ停止時には、ブレーキ部材よりの制動反力による第２
回転体の回転を規制するが、電動モータの逆転時には、
その規制を解除するように構成されていることを特徴と
する電動ブレーキであり、前記クラッチ機構は、前記第
２回転体に形成した凹部と固定部材との間に位置し、前
記凹部と前記固定部材に対して遊嵌状態にある第１位置
と、前記凹部と前記固定部材に対して係合状態にある第
２位置とを有するローラを有し、電動モータの正転時に
は、前記ローラは前記第１位置にあって前記第１回転体
が前記第２回転体に係合することにより前記第２回転体
が回転し、電動モータ停止時には、スプリングの付勢力
で前記ローラは前記第２位置に移動して前記第２回転体
のブレーキ部材よりの反力による回転が規制され、電動
モータの逆転時には、前記第１回転体の回転により前記
ローラは前記第１位置に移動するよう構成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキである。

【０００６】

【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は第１実施形態としての電動ブレ
ーキ装置の断面図であり、図２は同電動ブレーキのギヤ
列内に配置する一方向クラッチの側断面図および正面断
面図である。図１において、１はキャリパであり、キャ
リパ１にはシリンダ２が形成され、このシリンダ２内に
に摺動自在にピストン３が配置されている。ブレーキパ
ッド４Ａ、４Ｂ間に被制動部材としてのロータＲが配置
されている。なお、ピストン３の凹部３ａにブレーキパ
ッド４Ａの突起４Ｃが係合していることによってピスト
ン３の回転が規制されている。

【０００７】キャリパ１に形成したシリンダ２内にはピ
ストン３によって区画されたサービスブレーキ用の液圧
室５が形成されており、液圧室５はシール部材６によっ
て液密状態にシールされている。シール部材６はピスト
ン３とシリンダ２との間を液密にシールする機能を有し
ているとともにブレーキ作動には所定量変形し、ブレー
キ開放時にピストン３に初期位置に復帰する力を与える
ことができる機能を有している。液圧室５はキャリパ１
に形成した通路７を介してマスターシリンダに連通して
おり、マスターシリンダで液圧が発生するとその液圧に
よってピストン３が図中左方に移動し、ブレーキパッド
４ＡがロータＲに押圧され、その反作用でキャリパ１が
右方へ移動し、ブレーキパッド４ＢがロータＲに押圧さ
れブレーキが働く。

【０００８】パーキングブレーキ作動用の電動モータ８
はキャリパ１の適宜位置に固定されており、電動モータ
８の出力軸９にはピニオン１０が取り付けられ、このピ
ニオン１０は力伝達変換機構を構成する減速ギヤ列の第
１歯車１１（第１回転体）に噛み合っている。図２
（イ）において、第１歯車１１は、固定部材１２（非回
転体）に軸支持されている軸１３上に回転自在に設けら
れているカラー１５に一体的に形成された第２歯車１４
（第２回転体）のボス１４Ａ上にストップリング１４Ｂ
によって抜け止めされた状態で回転可能に取り付けられ
ており、ボス１４Ａはカラー１５を介して軸１３上に回
転自在に設けられている。なお、図２（イ）では、カラ
ー１５上の第２歯車１４（第２回転体）のボス１４Ａ上
にストップリング１４Ｂによって第１歯車が組み付けら
れているが、この構成は図４に示すように、第２歯車、
ボス１４Ａと、カラー１５とを一体１４０とし、これに
第１歯車１１を組み付ける構成とすることも可能であ
る。第１歯車１１は図２（イ）（ロ）に示すように固定
部材１２側に突出した３個の押圧部材１１ａ、１１ｂ、
１１ｃを備えており、また、第２歯車１４のボス１４Ａ
も固定部材１２側に突出した３個の被押圧部材１４ａ、
１４ｂ、１４ｃを備えている。前述の押圧部材１１ａ、
１１ｂ、１１ｃおよび被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４
ｃは互いに等ピッチで形成され、さらに両者は固定部材
１２に形成した円筒部１２ａ内に収納配置されている。

【０００９】円筒部１２ａの内周面、押圧部材１１ａ、
１１ｂ、１１ｃ、被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、
さらに第２歯車１４のボス１４Ａの外周面によって囲ま
れた各空間内には図２（ロ）に示すようにローラ１６が
円周方向に所定距離移動できるように配置されており、
ローラ１６は被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃそれぞ
れに設けられたスプリング１７によって押圧部材１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ側に押し出されている。ローラ１６
がボス１４Ａに形成した凹部１８の右端に位置（第１位
置）する場合には、ローラ１６は凹部と固定部材１２に
対して遊嵌状態となる。一方、ローラ１６が凹部１８の
左端に位置（第２位置）する場合には、ローラ１６は凹
部１８と固定部材の円筒部１２ａ内周面に挟持されて両
者をロック状態として一体化する。そして、前述の円筒
部１２ａの内周面、押圧部材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、さらに第２歯車１
４のボス１４Ａの外周面、ローラ１６によって一方向ク
ラッチを構成している。再び、図１において第２歯車１
４は段付第３歯車１９の大径歯車１９ａと噛み合ってお
り、段付第３歯車１９の小径歯車１９ｂはスクリュウシ
ャフト２１に非回転に固定されている第４歯車２０に噛
み合っている。

【００１０】スクリュウシャフト２１はキャリパに取り
付けたケーシング２６およびキャリパ１とによって軸支
持２２、２３されており、スクリュウシャフト２１の図
中左方の端部がピストン３の内側にまで延長しており、
ピストン内部において、非弾性体からなるナット部材２
４がスクリュウシャフト２１と螺合している。ナット部
材２１はピストン３の内周面に非回転状態に、かつスク
リュウシャフトの軸方向に移動自在に取り付けられてお
り、また、ナット部材２４およびピストン３との間には
スクリュウシャフト２１の周囲を取り囲みナットがピス
トンの肩部１３ａより僅かに早く当接するようにした２
枚の皿バネ２５が配置されている。そして、スクリュウ
シャフト２１とナット部材２４とにより回転運動・直線
運動変換機構を構成しており、上記減速ギヤ列と回転運
動・直線運動変換機構とによって力伝達変換機構を構成
している。また、キャリパ１に形成したシリンダ２とピ
ストン３との間にはブーツ２７が取り付けられ、ブーツ
によって外部からのダスト侵入が防止されている。３０
はスラストベアリングである。

【００１１】上記のように構成されている電動ブレーキ
の作動を説明する。運転者が図示せぬパーキングブレー
キ操作スイッチを押すと、電動モータ８に電流が流れ、
電動モータ８が回転する。電動モータ８の回転により出
力軸９が回転するとピニオン１０が回転し、ピニオン１
０と噛み合っている第１歯車１１が回転する。第１歯車
１１の回転により第１歯車１１と一体に形成した押圧部
材１１ａ、１１ｂ、１１ｃが第２歯車１４のボス１４Ａ
に形成した被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃを押し、
第２歯車１４が図２（ロ）中、Ｂ方向に回転する。第２
歯車１４の回転により、段付第３歯車１９が回転し、さ
らに段付第２歯車１９の小径歯車１９ｂと噛み合ってい
る第４歯車２０が回転し、スクリュウシャフト２１が回
転する。

【００１２】この時、一方向クラッチを構成するローラ
１６は、ボス１４Ａに形成した凹部１８に落ち込んだ位
置（第１位置）にあり固定部材１２とボス１４Ａとを自
由状態としている。スクリュウシャフト２１の回転によ
りスクリュウシャフト２１とネジ結合しているナット部
材２４が図中左方に移動し、皿バネに当接する。その
後、ナット部材２４とピストン３とが一体となって図中
左方に移動し、ブレーキパッド４Ａを移動しロータに係
合し、さらにその時の反力によって他側のブレーキパッ
ド４Ｂを移動し、パッド４ＢもロータＲに係合する。さ
らにナット部材２４の左方への移動により皿バネ２５が
変形し、ナットがピストンに当接してブレーキ力を得る
ことができる。そしてパッド４Ａ、４ＢによるロータＲ
に対する押圧力が、図示せにセンサで検出され所定の押
圧力になると電動モータ８が停止する。電動モータ８の
停止により、ピストン３にはブレーキパッド押圧力の反
力により元に戻ろうとする力が作用し、これによってナ
ット部材２４を介してスクリュウシャフト２１、第４歯
車２０、段付第３歯車１９を介し、第２歯車１４の３個
の被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃを逆転させようと
する。この時、スプリング１７によって押し出されたボ
ス１４Ａの凹部の左端位置（第２位置）にあるローラ１
６はボス１４Ａと固定部材の円筒部１２ａ内周面に挟持
されて両者をロック状態として一体化し、その時のブレ
ーキ力を維持する。こうして電動モータ８への通電を停
止してもパーキングブレーキ状態を一方向クラッチによ
って維持できる。

【００１３】また、パーキングブレーキ作動時におい
て、皿バネ２５が変形したことによる弾性力によってピ
ストン３は常時図中左方に押圧される力が働き、この結
果、ブレーキ作動中にブレーキパッド４Ａ、４Ｂの温度
低下などによってパッドに収縮が発生したとしても、そ
の収縮によって生じるブレーキ力の減少は、皿バネ２１
の変形に基づく押圧力によって少なくすることができ、
ブレーキ力不足を回避することができる。

【００１４】パーキングブレーキ作動を解除するための
操作をすると電動モータが逆方向に回転し、押圧部材１
１ａ、１１ｂ、１１ｃによってローラ１６を図２（ロ）
中、Ｃ方向に押し、それによってローラ１６がスプリン
グ１７を押し込みながら凹部１８の右端に落ち込んで第
１位置をとりボス１４Ａと固定部材の円筒部１２ａ内周
面とのロック状態を解除し、さらにローラ１６がボス１
４Ａに形成した被押圧部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃを押
すことで、第２歯車１４が逆転し、第３歯車、第４歯車
を介して、スクリュウシャフト２１を逆転し、ナット部
材２４を後退させてパーキングブレーキを解除する。

【００１５】続いて図３（イ）、（ロ）を参照して一方
向クラッチの第２実施形態を説明する。第１実施形態
は、ローラを固定部材１２側に設けた円筒部１２ａと第
２歯車１４のボス１４Ａの外周との間に配置したが、第
２実施形態は第２歯車側に形成した円筒部５３Ｂと固定
部材５２の外周との間にローラ５６を配置した点で相違
しており、他の構成は第１実施形態と同様である。した
がって、ここでは図３を参照して一方向クラッチ部の構
成のみを説明する。

【００１６】第１歯車５１は、固定部材５２に設けられ
た軸受５２ａに回転自在に取り付けられており、この第
１歯車５１は図３（イ）に示すように第２歯車５３に形
成した円筒部５３Ｂ内に突出した３個の押圧部材５１
ａ、５１ｂ、５１ｃを備えており、また第２歯車５３に
形成した円筒部５３Ｂには円筒部中心に向かって３個の
被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃが形成されている。
前述の押圧部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよび被押圧部
材５３ａ、５３ｂ、５３ｃは互いに等ピッチで形成され
ており、さらに両者は第２歯車５３に形成した円筒部５
３Ｂ内に収納配置されている。円筒部５３Ｂの内周面、
押圧部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、被押圧部材５３ａ、
５３ｂ、５３ｃ、さらに固定部材５２の外周面によって
囲まれた空間内には図３（ロ）に示すようにローラ５６
が円周方向に所定距離移動できるように配置されてお
り、ローラ５６は三つの被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５
３ｃそれぞれに設けられたスプリング５７によって押圧
部材側に押し出されている。ローラ５６は円筒部５３Ｂ
の内周面に形成した凹部５８の右端に落ち込むことによ
り固定部材５２と円筒部５３Ｂとを自由状態とし、円筒
部５３Ｂの凹部５８から円筒部５３Ｂの内周面に乗り上
げると円筒部５３Ｂと固定部材５２の外周面に挟持され
て両者をロック状態として一体化する。そして、前述の
円筒部５３Ｂの内周面、押圧部材５１ａ、５１ｂ、５１
ｃ、被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、さらに固定部
材５２の外周面、ローラ５６によって一方向クラッチを
構成している。

【００１７】上記の第２実施形態の一方向クラッチの作
動を説明する。運転者が図示せぬパーキングブレーキ操
作スイッチを押し、電動モータ８に電流が流れ、電動モ
ータ８が回転する。電動モータ８の回転により出力軸９
が回転するとピニオン１０が回転し、ピニオン１０と噛
み合っている第１歯車５１が回転する。第１歯車５１の
回転により第１歯車５１と一体に形成した押圧部材５１
ａ、５１ｂ、５１ｃが第２歯車５３の円筒部５３Ｂ内周
に形成した被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃを押し、
第２歯車５３が図３（ロ）中、ブレーキ作動方向に回転
する。第２歯車５３の回転により、第１実施形態と同様
に段付第３歯車１９、第４歯車２０、スクリュウシャフ
ト２１が回転し、この結果スクリュウシャフト２１とネ
ジ結合しているナット部材２４が図中左方に移動し、ナ
ット部材２４と一体のピストン３が図中左方に移動し、
ブレーキパッド４Ａを移動し、さらにその時の反力によ
って他側のブレーキパッド４Ｂを移動し、パッド４Ａ、
４ＢをロータＲに係合してブレーキ力を得ることができ
る。そしてパッド４Ａ、４ＢによるロータＲに対する押
圧力が、所定の押圧力になると電動モータ８が停止す
る。

【００１８】電動モータ８停止により、ピストン３には
ブレーキ作動時の反力により基に戻ろうとする力が作用
し、これによってナット部材２４を介してスクリュウシ
ャフト２１、第４歯車２０、段付第３歯車１９を介し、
第２歯車５３の３個の被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３
ｃを逆転させようとし、スプリング５７によって押し出
されたローラ５６を円筒部５３Ｂ内周面と固定部材５２
の外周面との間に挟持してロック状態とし、その時のブ
レーキ力を維持する。こうして電動モータ８への通電を
停止してもパーキングブレーキ状態を一方向クラッチに
よって維持できる。

【００１９】また、パーキングブレーキ作動を解除する
ための操作をすると電動ブレーキが逆方向に回転し、押
圧部材５１ａ、５１ｂ、５１ｃによってローラ５６を図
３（ロ）中、時計方向に押し、それによってローラ５６
がスプリング５７を押し込みながら凹部５８内に落ち込
んでロック状態を解除し、さらにローラ５６が円筒部５
３Ｂに形成した被押圧部材５３ａ、５３ｂ、５３ｃを押
すことで、第２歯車５３が逆転し、さらに第３歯車、第
４歯車を介して、スクリュウシャフト２１を逆転し、ナ
ット部材２４を後退してパーキングブレーキを解除す
る。

【００２０】以上のように本発明では、パーキングブレ
ーキ作動中に、ギヤ列内に配置した一方向クラッチの作
用により機械的なロック手段によってブレーキ保持状態
を維持できるため、極めて簡単な構造とすることができ
るとともに、電動モータに連続通電する必要がなくな
り、省電力を実現できる。なお、上記実施形態はディス
クブレーキを例にとって説明したが、電動モータの回転
方向を直線方向に変換しブレーキ力を得る機構を採用し
ている形態のものであれば、ギヤ列内に一方向クラッチ
を配置するだけで容易にパーキングブレーキ維持機構を
構成することができる。この為、ドラムブレーキにも適
用できることは当然であり、また、電動モータとは別に
手動によるギヤ回転操作部材を設定することで、手動に
よるパーキングブレーキ解除も可能となる。さらに、所
謂バイワイヤ式の電動ブレーキにも適用できることは当
然である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
一方向クラッチが作動して一旦パーキングブレーキ力保
持状態になると、その後の保持状態は機械的手段によっ
て行うことができるためブレーキ保持状態を作動するた
めの電動モータにかかる負担が少なくでき電動モータを
小型化でき消費電力も少なくできる。ギヤ間に一方向ク
ラッチを配置する機構としため、構造を簡略化できると
ともに小型化できる。パーキングブレーキを作動するワ
イヤ等が不要となりブレーキ装置の軽量化を図ることが
できる、など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】本発明の実施の形態に係わる、電動ブレーキの
断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係わる、パーキングブ
レーキ保持機構の側断面図、およびＡーＡ断面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態に係わる、パーキングブ
レーキ保持機構の側断面図、およびＡーＡ断面図であ
る。

【図４】本発明の第３実施形態に係わる、パーキングブ
レーキ保持機構の一部断面図である。

【符号の説明】

１キャリパ２シリンダ３ピストン４Ａ、４Ｂブレーキパッド５液圧室６シール部材７通路８電動モータ９出力軸１０ピニオン１１第１歯車１２固定部材１３軸１４第２歯車１５カラー１６ローラ１７スプリング１８凹部１９段付第３歯車２０第４歯車２１スクリュウシャフト２２、２３軸支持部２４ナット部材２５皿バネ２６ケーシング

Claims

【特許請求の範囲】

【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、その力伝達変換機構は電動モータよりの回転力を
受ける第１回転体と、第１回転体により回転される第２
回転体を有する電動ブレーキにおいて、第２回転体と非
回転体との間にクラッチ機構を設け、そのクラッチ機構
は、ブレーキ作動方向の電動モータの回転力を、第１回
転体を介して第２回転体に伝達し、電動モータ停止時に
は、ブレーキ部材よりの制動反力による第２回転体の回
転を規制するが、電動モータの逆転時には、その規制を
解除するように構成されていることを特徴とする電動ブ
レーキ。
【請求項２】前記クラッチ機構は、前記第２回転体に形
成した凹部と固定部材との間に位置し、前記凹部と前記
固定部材に対して遊嵌状態にある第１位置と、前記凹部
と前記固定部材に対して係合状態にある第２位置とを有
するローラを有し、電動モータの正転時には、前記ロー
ラは前記第１位置にあって前記第１回転体が前記第２回
転体に係合することにより前記第２回転体が回転し、電
動モータ停止時には、スプリングの付勢力で前記ローラ
は前記第２位置に移動して前記第２回転体のブレーキ部
材よりの反力による回転が規制され、電動モータの逆転
時には、前記第１回転体の回転により前記ローラは前記
第１位置に移動するよう構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の電動ブレーキ。