JP2003307240A

JP2003307240A - 電動ブレーキ

Info

Publication number: JP2003307240A
Application number: JP2002111610A
Authority: JP
Inventors: Kimio Takahashi; 公夫高橋
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキ作動に供与する電気モ−タへの電流が
遮断された場合、ブレ−キが解除されるのを防止し、駐
車時の制動力を確実に保持することのできる電動ブレー
キを提供する。【解決手段】電動モータＭと、電動モータの駆動力を受
けて回転するとともに第１のネジ部を備えた作動軸８
と、第１のネジ部と嵌め合い作動軸８の回転力をロータ
の軸方向の力に変換する力伝達変換機構と、制動力保持
機構とを備える電動ブレーキ装置において、前記制動力
保持機構は、電動モータの非作動時には作動軸８の制動
力回転方向の回転を阻止する共に、電動モータの制動力
開放方向への回転時には、その回転力によって一方の部
材２０をロータ軸方向へ移動して作動軸８の制動力開放
方向の回転を許容する凹凸係合部を有することを特徴と
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摩擦部材を被制動部材に押し付けて
ブレーキ力を発生することができる電動ブレーキに関す
るものであり、特に、電動モータが停止しても、ブレ−
キ力を保持し車両の安全性を確保できるようにした制動
力保持機構を有する電動ブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、様々な電動ブレーキが提案さ
れている。多くの電動ブレーキでは、電動モータの回転
トルクをパッド押圧力に変換する機構として、ねじ、ボ
ールねじ、ローラねじ、ボールランプ等からなるさまざ
まな形式の回転−直線変換機構（以下、力伝達変換機構
という）が採用されている。しかし、こうした機構を採
用する場合、駐車時の制動力を保持するための制動力保
持機構が必要となってくる。

【０００３】例えば、制動力保持機構として、特表２０
００−５１４５４０号公報等に記載されているような電
動ブレーキが提案されている。前記公報に記載されてい
る電動ブレーキは、ブレーキキャリパと、このブレ−キ
キャリパに設けられた作動装置と、ブレーキディスクの
各１側と共に一体に作動し制限された移動が可能なよう
にブレーキキャリパに設けられた二つのフリクションラ
イニングとを有する自動車用の電気機械的に操作される
ディスクブレ−キであって、フリクションライニングの
一方が作動部材によって作動装置を介してブレーキディ
スクに直接係合されていて、他方のフリクションライニ
ングがブレーキキャリパによって反力の効果を介してブ
レーキディスクと係合されている。作動装置が電動モー
タと作動部材との間に設けられた減速ギヤと同様に作動
部材と同軸的に設けられた電動モータを提示し、制動力
保持機構は電動モータが付勢された後、電動モータに供
給される電流が遮断された場合に、電動モータのロータ
の逆回転を阻止する電磁石から構成されていることを特
徴としている。そして、前記制動力保持機構は、ブレー
キを働かせるために電動モ−タが付勢された後、電動モ
−タに供給された電流が遮断されると、電磁石の作用に
より電動モ−タのロ−タの逆転を防止できるようになっ
ている。

【０００４】しかしながら、前記公報に記載されている
ような制動力保持機構では、保持機構駆動用としての専
用のアクチェ−タ（電磁石等）が必要となり、このた
め、構造が複雑になる上に、コストの上昇を招く等の問
題が発生してくる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、効
率よく、且つ単一のアクチェ−タのみで駆動でき、更
に、ブレ−キ作動に供与する電動モ−タへの電流が遮断
された場合、ブレ−キが解除されるのを防止し、駐車時
のクランプ力を確実に保持することができる電動ブレー
キを提供し、上記問題点を解決することを目的とする。

【０００６】

【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、電動モータと、摩擦部材をロータ
に押圧するピストンとの間に、電動モータの駆動力を受
けて回転するとともに第１のネジ部を備えた作動軸と、
前記第１のネジ部と嵌め合い作動軸の回転力をロータの
軸方向の力に変換する第２のネジ部とによって摩擦部材
のロータへの押圧及び押圧を開放する力伝達変換機構
と、制動状態を保持する制動力保持機構とを備える電動
ブレーキ装置において、前記制動力保持機構は、電動モ
ータの非作動時には作動軸の制動力回転方向の回転を阻
止する共に、電動モータの制動力開放方向への回転時に
は、その回転力によって一方の部材をロータ軸方向へ移
動して作動軸の制動力開放方向の回転を許容する凹凸係
合部を有することを特徴とする電動ブレーキ装置であ
る。前記制動力保持機構は、電動モータの駆動力を伝え
る軸に対して回転可能な可動歯車と、該可動歯車に対向
し同軸に対して回転不能且つ摺動自在な従動板と、前記
可動歯車と従動板とを連結するピンと、該従動板に対向
し回転不能に配置した固定板とからなり、更に、従動板
と固定板の対向する面に互いに係合・離脱する前記凹凸
係合部が設けられ、電動モータが停止時には、前記凹凸
係合部が係合したことを特徴とする電動ブレーキであ
る。また、前記可動歯車の円周方向には、数個の円弧状
孔を設け、その円弧状孔の周辺部に円周方向に向かって
漸次深さが異なるように傾斜した溝部を形成し、また、
前記可動歯車に対向して配置された従動板は、同軸に対
して回転不能且つ摺動自在に嵌合し、また、従動板に対
向して固定板を配置し、さらに、前記可動歯車の円弧状
孔を貫通して拡頭付ピンを配置し、その拡頭部分を前記
溝部に配置する共に、その脚部を従動板に固定し、ま
た、可動歯車と従動板間にバネを介在させて、従動板を
前記固定板に向けて付勢したことを特徴とする電動ブレ
ーキである。また、前記可動歯車側面の前記円弧状孔の
周辺部に、円周方向にしたがい漸次高さが高くなるよう
に縁部を形成し、また、前記凹凸係合部の一方を円周方
向にしたがい漸次高さが高くなるように形成したラチェ
ット爪としたことを特徴とする電動ブレーキである。

【０００７】

【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は制動力保持機構を液圧式ブレー
キ装置に組み込んだ本実施形態に係わる電動ブレーキの
断面図である。

【０００８】図１において、キャリパ１は液圧式ブレー
キ装置を備えており、ロータに対向して摩擦部材として
の一対のブレーキパッドが設けられている。これらブレ
ーキパッドが油圧の作用によってロータに近づく方向に
移動することによって被制動部材としてのロータを挟持
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。キャリパ１内に形成したシリンダ３内にはブレーキ
ピストン２が摺動自在に配置されており、ブレーキピス
トン２とシリンダ３の間にはダストシール４および液圧
シール５が配置されており、液圧シール５は液圧ブレー
キ開放時にブレーキピストン２を初期状態へ復帰させる
ための復帰用スプリングを兼ねている。ブレーキピスト
ン２には中心部に液圧室６が形成されており、この液圧
室６はキャリパ１に形成した孔３０を介してマスタシリ
ンダに接続されている。上記ブレーキ装置の基本構成は
従来のブレーキ装置と同様である。

【０００９】さらに電動ブレーキとしてブレーキピスト
ン２の液圧室内６には力伝達変換機構Ｒを構成する円筒
形状をしたランプボディ７が配置され、このランプボテ
ィ７は周囲に突部７ａを有しており、この突部７ａがブ
レーキピストン２の内面軸方向に形成したロータ軸方向
に延びる溝部２ａと嵌合することによりランプボディ７
は非回転でかつブレーキピストン２内でロータ軸方向へ
摺動自在な構成となっている。なお、ランプボディ７と
ブレーキピストン２との非回転、摺動自在な組み付け構
造は同様な機能を達成できる他の構造（たとえばランプ
ボディ削り出し加工等）を採用することができる。

【００１０】前記ランプボディ７の中心には作動軸８が
回転自在、摺動自在に嵌合されており、さらにランプボ
ディ７内には作動軸８に螺合しているナット９が配置さ
れ、ランプボディ７とナット９との間にはボールランプ
機構を形成する回転体（ボール）１０が配置されてい
る。これらランプボディ７とナット９とボール１０とに
よって力伝達変換機構Ｒを構成している。ボールランプ
機構内のナット９はコイルスプリング１１により常時図
中左方に付勢されてランプボディ７との間に回転体１０
を挟持している。なお、コイルスプリング１１はその両
端がランプボディ７端部とナット９とに挿入されて、そ
れらが互いに近づく方向の捩り力を有する。

【００１１】作動軸８はキャリパ１に対してベアリング
１２で軸支されており、さらにキャリパ１外側に突出し
た部分には第１歯車１３が固定されている。この第１歯
車１３には後述する歯車列からなる減速機構を介して電
動モータが接続されており、電動モータの作動によって
第１歯車１３を回転することができるようになってい
る。

【００１２】図２、３を用いて電動モ−タＭの回転が、
歯車群からなる減速機構等を介して前記作動軸８に装着
された第１歯車１３に伝達する構成を説明する。図２
は、図１の一部断面とした上面図、図３は、図２の要部
拡大図で、前記キャリパ１のハウジングＨに支持された
前記電動モータＭの回転軸１４には第２歯車１５が装着
され、該第２歯車１５は、第３歯車（可動歯車）１６と
噛合っている。前記第３歯車はハウジングＨとモータ支
持プレート３１とによって軸支されている第１軸Ｓ１に
対して回転自在に保持されており、さらに第１軸Ｓ１に
は、第４歯車１７が回転不能に装着されている。また第
１軸Ｓ１には第３歯車と協働して制動力保持機構（詳細
は後述する）を構成する従動板２０が回転不能に装着さ
れている。

【００１３】第４歯車１７はキャリパ内の適宜部材に軸
支されている第２軸Ｓ２に回転不能に装着された第５歯
車１８に噛合っており、さらに第２軸Ｓ２には第６歯車
１９が回転不能に装着されている。そしてこの第６歯車
１９が、前記作動軸８に支持された第１歯車１３に噛合
っている。上記歯車群の構成によって、電動モータＭの
回転は、第２歯車１５、第３歯車１６及び従動板２０と
からなる制動力保持機構（制動力保持機構の作動は後述
する）、第４歯車１７、第５歯車１８、第６歯車１９と
順次伝達し、最終的に第１歯車１３に伝わる。そして、
この第１歯車１３が回転することによって、作動軸８も
回転し、この作動軸８の回転によって、図１に示されて
いるように、作動軸８のネジ部に螺合しているナット９
が左方に移動し、力伝達変換機構Ｒを介してブレーキピ
ストン２も左方に移動し、前述したようにブレーキピス
トン２に付設したブレーキパッドによって、ブレーキを
働かせることができる。ブレーキの解除は、電動モ−タ
Ｍの回転を前記回転と逆にすると、前記歯車群の回転に
より作動軸８が逆回転し、ブレ−キピストンを後退さ
せ、さらに、液圧シ−ル５の作用によってブレ−キピス
トン２を初期状態へ復帰させブレーキの解除を行なう。

【００１４】ところで、ブレーキ作動後、電動モータＭ
への通電を停止した場合、ブレーキパッドからの反力に
より、作動軸８に作動時とは逆方向の回転力が伝わり、
クランプ力の低下が懸念されるが、本装置では制動力保
持機構により確実に制動力を保持し続けることができ
る。以下この制動力保持機構の詳細について説明する。
図３に示されているように、第１軸Ｓ1 には、第３歯車
１６が回転自在に軸支されており、この第３歯車に対向
して從動板２０が摺動自在、且つ回転不能に嵌合されて
いる。第３歯車１６と從動板２０間にはバネ２１が配置
され、このバネ２１によって、第３歯車１６と從動板２
０が互いに離れる方向に付勢されている。

【００１５】第３歯車１６には図４に示すように、円周
方向数カ所（実施例では３カ所）に円弧状孔２３を形成
し、更に、その円弧状孔２３の周辺部には、図４（Ｂ−
Ｂ）断面に示すように深さが円周方向に向かうに従い漸
次浅くなるような傾斜した溝部２５を形成する。この傾
斜溝の最深部の深さは、最深部に拡頭付ピンが位置する
場合には後述する係合体（以下ラチェット爪という）が
かみ合う深さとして、また傾斜溝の最浅部の深さは、最
浅部に拡頭付ピンがある場合には、後述するラチェット
爪のかみ合いが回避される深さとして形成されており、
溝部２５の両端部は後述する拡頭付ピン２４の形状に合
わせた曲面２５ａとして形成する。また、第３歯車１６
に対向して配置する従動板２０には、図５に示すように
拡頭付ピン２４の端部を固定する円孔２６が形成されて
おり、また、第３歯車１６と反対側の従動板２０の面に
は、図５に示すようにラチェット爪２７が形成されてい
る。前記円孔２６は、從動板２０の側面を、必ずしも貫
通させる必要はなく、拡頭付ピン２４の端部を固定する
ことができれば他の構成を採用することができる。さら
に前記ラチェット爪に対向する固定板（ハウジング面）
２２には、図６に示すようにラチェット爪２７にかみ合
うラチェット爪２８が形成されている。

【００１６】制動力保持機構の組付状態は、図７（ｂ）
に示すように前記第３歯車１６に形成した円弧状孔２３
を貫通して配置した拡頭付ピン２４の端部が従動板２０
の円孔２６に適宜手段で固定され、第３歯車１６と從動
板２０の間に配置したバネ２１によって、第３歯車１６
と從動板２０が互いに離れる方向（ラチェット爪２７、
２８がかみ合う方向）に付勢されている。この制動力保
持機構では、円弧状孔２３に挿入された前記拡頭付ピン
２４の拡大頭部分が、前記溝部２５の部分に当接してお
り、可動歯車が回転することにより前記拡頭付ピン２４
が溝部２５内を円周方向に移動する。この移動に伴い拡
大頭部分も前記溝部２５に沿って移動することになり、
それによって、拡頭付ピン２４の先端の位置が変わり、
後述するように、この位置の変動によって、第３歯車１
６と從動板２０間の距離が広がったり、縮まったりし、
ラチェット爪２７、２８がかみ合ったり、かみ合いが回
避されたりする状態を得る。

【００１７】以上の構成からなる電動ブレーキの作動を
図１、図３、図７に基づいて説明する。液圧ブレーキ（サービスブレーキ）作動時液圧ブレーキ作動時において、ブレーキペダルの踏み込
み作動によって図示せぬマスタシリンダで発生した液圧
はキャリパ１の孔３０を介してブレーキピストン２内に
形成した液圧室６内に流入し、その液圧によってブレー
キピストン２がシール部材５を撓めながら図中左方に移
動し摩擦部材（ブレーキパッド）を被制動部材（ロー
タ）に押しつけてブレーキを働かせる。また、ブレーキ
開放時にはブレーキピストン２はシール部材５の弾性力
により初期状態に復帰する。

【００１８】パーキングブレーキ作動時パーキングブレーキ作動のために、パーキングスイッチ
を作動すると電動モータＭが回転する。電動モータＭの
回転により第２歯車１５が回転し、その回転は第３歯車
１６に伝逹し、第３歯車１６は、図７に示すようにＡ方
向に回転し、この回転により従動板２０に固着された拡
頭付ピン２４が溝部２５の最深端部に移動する。第３歯
車１６がさらに回転すると拡頭付ピン２４と共に従動板
２０もＡ方向に移動する。この移動はバネ２１を撓めな
がら、ラチェット爪２７がラチェット爪２８を乗り越え
て行われる。そして、従動板２０の回転は第１軸Ｓ１を
介して第３歯車１６と同軸の第４歯車１７に伝達し、更
に、第５歯車１８、第６歯車１９、第１歯車１３と順次
伝達する。そして、第１歯車１３の回転によって、作動
軸８が回転し、作動軸８の回転によって前記したように
ブレ−キ作動するものである。ここで電動モータＭを停
止しても、拡頭付ピン２４は、溝部２５の一番深い位置
にあるので、従動板２０のラチェット爪２７と固定板２
２のラチェット爪２８とはかみ合い状態となり、この結
果、従動板２０、これと連動している作動軸８は逆転せ
ずブレ−キ状態を保持する。こうして制動力保持状態が
維持される。

【００１９】パーキングブレーキ解除時パーキングブレーキ解除のために、パーキングスイッチ
を作動すると電動モータＭが逆回転する。この逆回転に
より、前記のように第２歯車１５が回転し、その回転は
第３歯車１６に伝逹し、第３歯車１６は、図７に示すＢ
方向に回転する。この回転により拡頭付きピン２４は、
溝部２５の浅い方向に移動し、バネ２１を撓めながら従
動板２０を第３歯車１ｂ側に移動する。これにともない
従動板２０のラチェット爪２７と固定板２２のラチェッ
ト爪２８のかみ合いが外れ、従動板２０がＢ方向に回転
する。この回転は、第３歯車１６と同軸の第４歯車１７
に伝達し、更に、第５歯車１８、第６歯車１９、第１歯
車１３と順次伝達し、第１歯車１３の逆回転によって、
作動軸８が逆回転し、ブレ−キ状態を解除する。

【００２０】以上、本発明に係る実施形態を説明した
が、傾斜溝は、上記実施形態と同様の作用を達成できれ
ば、第３歯車のどの部位に形成してもよい。また、拡頭
付ピンの形状、拡頭付ピンの固定方法等も適宜選択する
ことができる。また、第３歯車と従動板２０との間に配
置するバネ２１も上記実施形態に限定することなく、同
様の作用を達成できるものであれば、種々のバネを選択
使用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に述べた如く本発明によれば、
ねじとボ−ルランプを組み合わせることで、電動モ−タ
の回転力を効率よく制動力に変換できる。また、制動力
保持機構は、専用のアクチェ−タを必要とせず、前記モ
−タで保持・解除を行なうことができ、更に、前記保持
機構の一部を減速機のギヤと組み合わせることで、部品
点数を大幅に削減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式パーキングブ
レーキの断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係わる電動式パーキングブ
レーキの一部破断平面図。

【図３】図２の要部拡大断面図である。

【図４】本発明の実施形態に係わる、第３歯車の正面
図、側断面、溝部断面図である。

【図５】本発明の実施形態に係わる、從動板の側面図及
び断面図である。

【図６】本発明の実施形態に係わる、固定板の側面図及
び断面図である。

【図７】本発明の実施形態に係わる、制動力保持機構の
作動説明図である。

【符号の説明】

１キャリパ２ブレーキピストン３シリンダ４ダストシール５液圧シール６液圧室７ランプボディ７ａ突部８作動軸９ナット１０回転体（ボール）１１コイルスプリング１２ベアリング１３第１歯車１４回転軸１５第２歯車１６第３歯車１７第４歯車１８第５歯車１９第６歯車２０従動板２１バネ２２固定板２３円弧状孔２４拡頭付ピン２５溝部２６円孔２７ラチェット爪２８ラチェット爪３０孔３１モータ支持プレート３１Ｓ１第１軸Ｓ２第２軸ＨハウジングＭ電動モ−タ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータと、摩擦部材をロータに押圧す
るピストンとの間に、電動モータの駆動力を受けて回転
すると共に第１のネジ部を備えた作動軸と、前記第１の
ネジ部と嵌め合い作動軸の回転力をロータの軸方向の力
に変換する第２のネジ部とによって摩擦部材のロータへ
の押圧及び押圧を開放する力伝達変換機構と、制動状態
を保持する制動力保持機構とを備える電動ブレーキ装置
において、前記制動力保持機構は、電動モータの非作動時には作動
軸の制動力回転方向の回転を阻止する共に、電動モータ
の制動力開放方向への回転時には、その回転力によって
一方の部材をロータ軸方向へ移動して作動軸の制動力開
放方向の回転を許容する凹凸係合部を有することを特徴
とする電動ブレーキ装置。
【請求項２】前記制動力保持機構は、電動モータの駆動
力を伝える軸に対して回転可能な可動歯車と、該可動歯
車に対向し同軸に対して回転不能且つ摺動自在な従動板
と、前記可動歯車と従動板とを連結するピンと、該従動
板に対向し回転不能に配置した固定板とからなり、更
に、従動板と固定板の対向する面に互いに係合・離脱す
る前記凹凸係合部が設けられ、電動モータの停止時に
は、前記凹凸係合部が係合することを特徴とする請求項
１記載の電動ブレーキ。
【請求項３】前記可動歯車の円周方向には、数個の円弧
状孔を設け、その円弧状孔の周辺部に円周方向に向かっ
て漸次深さが異なるように傾斜した溝部を形成し、ま
た、前記可動歯車に対向して配置された従動板は、同軸
に対して回転不能且つ摺動自在に嵌合し、また、従動板
に対向して固定板を配置し、さらに、前記可動歯車の円
弧状孔を貫通して拡頭付ピンを配置し、その拡頭部分を
前記溝部に配置する共に、その脚部を従動板に固定し、
また、可動歯車と従動板間にバネを介在させて、従動板
を前記固定板に向けて付勢したことを特徴とする請求項
２に記載の電動ブレーキ。
【請求項４】前記可動歯車側面の前記円弧状孔の周辺部
に、円周方向にしたがい漸次高さが高くなるように縁部
を形成し、また、前記凹凸係合部の一方を円周方向にし
たがい漸次高さが高くなるように形成したラチェット爪
としたことを特徴とする請求項３に記載の電動ブレー
キ。