JP2004308697A - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性を向上することができる車両用ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ブレーキ装置は、運動変換機構11においてスクリューシャフト12の回転運動がナット部材13の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストン6が作動される。駐車ブレーキアクチュエータ3は、電動モータの回転を減速機構22にて減速してスクリューシャフト12に伝達し、ブレーキピストン6を作動させるべく該シャフト12を回転させる。このようなアクチュエータ3の減速機構22は、スクリューシャフト12と同軸上に駆動連結される最終段ギヤとしての第4減速ギヤ34を有しており、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線L1方向において隙間38を有して連結される。
【選択図】 図3
【解決手段】ブレーキ装置は、運動変換機構11においてスクリューシャフト12の回転運動がナット部材13の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストン6が作動される。駐車ブレーキアクチュエータ3は、電動モータの回転を減速機構22にて減速してスクリューシャフト12に伝達し、ブレーキピストン6を作動させるべく該シャフト12を回転させる。このようなアクチュエータ3の減速機構22は、スクリューシャフト12と同軸上に駆動連結される最終段ギヤとしての第4減速ギヤ34を有しており、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線L1方向において隙間38を有して連結される。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、車両用ブレーキ装置には、車輪内に設けられ制動力を発生させるブレーキ機構部が主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にて作動し、駐車ブレーキ時においては電動モータにて作動するように構成されているものが、例えば特許文献1にて開示されている。
【0003】
特許文献1のブレーキ装置は、ブレーキキャリパ内にブレーキピストンが出没可能に配設され、該ピストンの突出に伴って摩擦材をブレーキのロータに圧接させることで制動力を得るように構成されている。ブレーキピストンの反摩擦材側には液圧室が設けられ、該液圧室にはブレーキピストンを作動させる作動液が供給される。そして、主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にてブレーキピストンが作動される。
【0004】
又、液圧室内にはスピンドル及びナットが収容されており、スピンドルは該ブレーキ装置に一体に備えられる電動機により回転される。このスピンドルは外周面にネジが形成され、回転不能に設けられるナットと螺合している。つまり、電動機によるスピンドルの回転がナットの直線運動に変換され、該ナットの直線運動に伴って前記ブレーキピストンが作動するように構成されている。そして、駐車ブレーキ時においては電動機にてブレーキピストンが作動される。
【0005】
尚、駐車ブレーキ時においてはロータに対してブレーキバッドが圧接するため、該パッドには反力(ロータから離間する方向の力)が作用してブレーキピストンが没入しようとするが、スピンドルとナットとの間のセルフロッキング作用により、該ピストンが没入することが防止される。これにより、電動機への電源供給が遮断されてもブレーキピストンの作動位置が維持され、摩擦材の圧接力、即ち制動力が維持されるようになっている。
【0006】
ところで、上記したブレーキ装置では、ブレーキキャリパ、ブレーキピストン、摩擦材、スピンドル及びナット等よりなるブレーキ機構部と、電動機及び減速機構よりなるアクチュエータ(副組立体)とが個々に組み立てられ、組み立てられたブレーキ機構部とアクチュエータとが組み付けられる構成をなしている。この場合、スピンドルの一端部がアクチュエータ(減速機構)内まで突出して減速機構を構成するギヤと結合させている。
【0007】
【特許文献1】
特表2001−510760号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スピンドルは、ブレーキピストンを突出させる際にナットから反力を受け、摩擦材がロータに接触する際にも該摩擦材が受ける反力をブレーキピストン及びナットを介して受ける。この反力は、スピンドルをギヤ側に突出させる衝撃となる。これにより、スピンドルとギヤとの結合部分が破損する等して減速機構、即ちアクチュエータが故障するという問題がある。
【0009】
又、走行時にブレーキをかける際、即ち摩擦材がロータに摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン、ナット及びスピンドルを介してギヤに伝達され、アクチュエータ内の温度が上昇する。そして、過度の温度上昇は、同様にアクチュエータの故障を招く。
【0010】
そこで、これらの問題を解消し、ブレーキ装置の信頼性の低下を防止することが要求されている。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、信頼性を向上することができる車両用ブレーキ装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、ブレーキキャリパ内にブレーキピストンを出没可能に配設し、該ピストンの突出に基づいて摩擦材を車輪とともに回転される回転体に対して圧接させて制動力を得るように構成されるブレーキ機構部と、回転ネジ部材に直動ネジ部材を螺合し、該回転ネジ部材の回転運動を該直動ネジ部材の直線運動に変換し、その直線運動に基づいて前記ブレーキピストンを作動させる運動変換機構と、電動モータ及び減速機構を有し、該モータの回転を該減速機構にて減速して前記回転ネジ部材に伝達し該回転ネジ部材を回転させる電動アクチュエータと、を備えた車両用ブレーキ装置であって、前記減速機構には、前記回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、前記最終段ギヤと前記回転ネジ部材とは、回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結されていることをその要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ機構部には前記運動変換機構が備えられるとともに、該ブレーキ機構部には前記電動アクチュエータが組み付けられるものであり、その組み付け時に、前記回転ネジ部材と前記最終段ギヤとが駆動連結するように構成されていることをその要旨とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキキャリパには、前記運動変換機構が挿入されて収容されるものであり、前記回転ネジ部材には、前記ブレーキキャリパに係合して前記運動変換機構の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材が取着されていることをその要旨とする。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用ブレーキ装置において、前記最終段ギヤは連結凹部を有し、前記回転ネジ部材は該連結凹部に嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部を有していることをその要旨とする。
【0015】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、ブレーキ装置は、運動変換機構において回転ネジ部材の回転運動が直動ネジ部材の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストンが作動される。電動アクチュエータは、電動モータの回転を減速機構にて減速して回転ネジ部材に伝達し、ブレーキピストンを作動させるべく該回転ネジ部材を回転させる。このようなアクチュエータの減速機構は、回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、最終段ギヤと回転ネジ部材とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結される。ここで、回転ネジ部材は、ブレーキピストンを突出させる際に直動ネジ部材から反力を受け、摩擦材が回転体に接触する際にも該摩擦材が受ける反力をブレーキピストン及び直動ネジ部材を介して受ける。この反力は、回転ネジ部材を減速機構の最終段ギヤ側に突出させる衝撃となる。これに対し、最終段ギヤと回転ネジ部材とは軸線方向において隙間を設けているので、このような衝撃が回転ネジ部材に生じても、該回転ネジ部材から最終段ギヤに伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構、即ちアクチュエータが故障することが未然に防止される。又、走行時にブレーキをかける際、即ち摩擦材が回転体に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン、直動ネジ部材及び回転ネジ部材に伝達される。これに対し、最終段ギヤと回転ネジ部材とは軸線方向において隙間を設けているので、最終段ギヤと回転ネジ部材とが軸線方向に接触しなくなり回転方向に係合する面が接触面となるため、その接触面積が小さくなる。そのため、回転ネジ部材から最終段ギヤへの熱伝達が低減し、アクチュエータ内の温度が上昇することが極力抑えられる。これらにより、アクチュエータ、ひいてはブレーキ装置の信頼性が向上される。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、ブレーキ機構部に運動変換機構が備えられ、該ブレーキ機構部と電動アクチュエータとの組み付け時に、回転ネジ部材と最終段ギヤとが駆動連結するように構成される。そのため、回転ネジ部材と最終段ギヤとを連結する工程を特別に設ける必要がない。又、ブレーキ機構部と電動アクチュエータとを個別に組み立てる構成としているので、電動アクチュエータの構成やブレーキ機構部に対する取付位置等、アクチュエータの設計の自由度が向上される。
【0017】
請求項3に記載の発明によれば、ブレーキキャリパには運動変換機構が挿入されて収容され、回転ネジ部材にはブレーキキャリパに係止して運動変換機構の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材が取着される。つまり、ブレーキ作動時やブレーキ機構部と電動アクチュエータとの組み付け時において運動変換機構に対して反挿入側に力が作用することがあるが、このような力が運動変換機構に作用した場合であっても、該運動変換機構が反挿入側に抜け出ることが防止される。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、最終段ギヤは連結凹部を有し、回転ネジ部材は該連結凹部に嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部を有している。そのため、連結凹部と連結凸部との嵌合により、最終段ギヤと回転ネジ部材との駆動連結を容易に行うことが可能となる。又、最終段ギヤ及び回転ネジ部材の連結部分の構成を簡単とすることが可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2は、本実施形態の車両用ブレーキ装置1を示す。尚、図1は、図2のA−A断面図である。
【0020】
車両用ブレーキ装置1は、図示しない車輪(例えば、各後輪)内にそれぞれ配設されている。ブレーキ装置1は、ブレーキペダル(図示略)の操作に基づいた主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にて作動し、駐車ブレーキスイッチ(図示略)の操作に基づいた駐車ブレーキ時においては後述の電動モータ21にて作動するように構成されている。
【0021】
ブレーキ装置1は、ブレーキ機構部2と、電動アクチュエータとしての駐車ブレーキアクチュエータ3とを備えている。ブレーキ機構部2及び駐車ブレーキアクチュエータ3は、図4に示すようにそれぞれ個別に組み立てられ、その組み立て後、互いが組み付けられてブレーキ装置1が構成されている。
【0022】
ブレーキ機構部2は浮動型のブレーキキャリパ4を備え、該キャリパ4にはピストン収容部5が形成されている。ピストン収容部5には、ブレーキピストン6が回転不能かつ出没可能(軸方向に移動可能)に収容されている。ブレーキピストン6の基端部とピストン収容部5とで囲まれた空間は液圧室7となっており、該液圧室7には作動液が供給される。
【0023】
ブレーキピストン6の先端部には、摩擦材としてのブレーキパッド8が固定されている。このブレーキパッド8と対向する前記ブレーキキャリパ4の所定部位には該パッド8と対をなす摩擦材としてのブレーキパッド9が固定されている。これらブレーキパッド8,9間には、車輪(後輪)と一体回転するように設けられる回転体としてのブレーキディスク10が位置している。
【0024】
そして、ブレーキペダル(図示略)の踏み込み量が増加すると、その増加量に応じて液圧室7内の作動液圧が高くなり、その圧力増加によりブレーキピストン6が押圧されて突出する。すると、ブレーキピストン6に固定されるブレーキパッド8がブレーキディスク10の一側面に圧接するとともに、その圧接に基づいてブレーキキャリパ4が移動して他方のブレーキパッド9が該ディスク10の他側面に圧接する。これにより、ブレーキディスク10、即ち車輪(後輪)に制動力が生じるようになっている。
【0025】
一方、ブレーキペダルの踏み込み量が減少すると、その減少量に応じて液圧室7内の作動液圧が低くなり、その圧力減少によりブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に圧接することで生じる反力等によりブレーキピストン6が没入する。すると、ブレーキディスク10に対するブレーキパッド8,9の圧接力が減少し、制動力が減少する。そして、ブレーキペダルの踏み込みがなくなると、ブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9はブレーキディスク10と離間するようになっている。
【0026】
前記ブレーキキャリパ4内には、運動変換機構11が収容されている。運動変換機構11は、駐車ブレーキアクチュエータ3の出力軸部34aの回転運動を往復直線運動に変換してブレーキピストン6に伝達し、該ピストン6を作動させるものである。運動変換機構11は、回転ネジ部材としてのスクリューシャフト12と直動ネジ部材としてのナット部材13とを備えている。
【0027】
スクリューシャフト12は、基端部(反ブレーキピストン6側端部)から先端部に向かって順にシャフト部12a、フランジ部12b及びスクリュー部12cを備えている。
【0028】
シャフト部12aは、その外周面がラジアル滑り軸受14を介してブレーキキャリパ4に対し回転可能に支持されている。シャフト部12aの基端部はブレーキキャリパ4から突出し、その突出する部分には該シャフト12の軸方向に突出する連結凸部12dが形成されている。この連結凸部12dは、2面幅をなしている。即ち、連結凸部12dは、駐車ブレーキアクチュエータ3の出力軸部34aと回転方向において係合し、該出力軸部34aの回転をスクリューシャフト12に伝達するようになっている。
【0029】
フランジ部12bは、前記液圧室7内に位置しており、該液圧室7内において反ブレーキピストン6側の面がスラストボール軸受15を介してブレーキキャリパ4に対し回転可能に支持されている。
【0030】
スクリュー部12cは、外周面にネジが形成されており、そのネジの断面形状が台形形状をなす台形ネジで構成されている。スクリュー部12cは、ナット部材13と螺合される。即ち、ナット部材13の内周面に形成されるネジにおいても、その断面形状が台形形状をなす台形ネジで構成されている。尚、このスクリュー部12cとナット部材13とは、セルフロッキング作用が生じる構成となっている。
【0031】
ここで、前記ブレーキピストン6には、スクリュー部12c及びナット部材13を収容すべく基端部から先端部に向かって凹状をなす中空部6aが形成されている。中空部6aは、ナット部材13の先端側端面と軸方向において係合する段差部6bを有している。因みに、中空部6aは、前記液圧室7と連通しており、該液圧室7の一部をなしている。ナット部材13にはキー16が組み付けられており、そのキー16によりナット部材13はブレーキピストン6に対して回転不能に連結されている。又、ナット部材13は、ブレーキピストン6に対して段差部6bに当接するまで軸方向に移動可能となっている。
【0032】
そして、スクリューシャフト12が一方に回転されると(正転駆動されると)、ブレーキピストン6に対して回転不能に連結されているナット部材13は、スクリュー部12cの先端部側に向かって移動し、ブレーキピストン6の段差部6bを押圧して該ピストン6を突出させる。一方、スクリューシャフト12が他方に回転されると(逆転駆動されると)、ナット部材13はスクリュー部12cに基端部側に向かって移動する。尚、ナット部材13が同方向に移動する際、該ナット部材13とブレーキピストン6とは係合しないので、該ナット部材13は該ピストン6を作動させない。
【0033】
又、上記したように作動液によりブレーキピストン6が突出する場合、ナット部材13とブレーキピストン6とは軸方向に係合しないため、該ピストン6のみが突出するようになっている。尚、ナット部材13の所定部位には軸方向に貫通する貫通孔13aが形成されており、該貫通孔13aは液圧室7内の作動液を中空部6a内に導入するためのものである。つまり、ブレーキピストン6において液圧を受ける面積が増大するように構成されている。
【0034】
因みに、このような構成の運動変換機構11及び前記ブレーキピストン6は、ブレーキキャリパ4に設けたピストン収容部5の開口から挿入される。そして、図3及び図4に示すように、ブレーキキャリパ4の反挿入側から突出するスクリューシャフト12(シャフト部12a)の基端部に対し、ワッシャ17とCリング、Eリング等の係止リング18とからなる抜け止め部材19が取着される。抜け止め部材19は、ブレーキキャリパ4に対して反挿入方向に係止する。従って、ブレーキ機構部2に駐車ブレーキアクチュエータ3を組み付ける場合や(図4参照)、ナット部材13がブレーキピストン6に固着してしまった場合等において、スクリューシャフト12に反挿入側に抜け出す方向の力が作用することがある。このような場合、抜け止め部材19によりスクリューシャフト12、即ち運動変換機構11及びブレーキピストン6がピストン収容部5から抜け出すことが防止されている。
【0035】
そして、このようなブレーキ機構部2には、駐車ブレーキアクチュエータ3が複数の取付ボルト(図示略)により一体に組み付けられている。駐車ブレーキアクチュエータ3は、直流モータ等の電動モータ21と、該モータ21の回転を減速する減速機構22とを備えている。これら電動モータ21及び減速機構22は、収容ケース23内に設けたモータ収容部23a及び減速機構収容部23bにそれぞれ収容され、蓋部材24により閉塞される。蓋部材24は、収容ケース23に対して複数の取付ボルト25にて固定される。
【0036】
電動モータ21は、モータ収容部23aに嵌挿されて固定されている。電動モータ21は、その軸線L2が前記ブレーキピストン6(スクリューシャフト12)の軸線L1と平行をなし、かつ回転軸21aが該ピストン6とは反対側に突出するように配置されている。回転軸21aには、ピニオン30が固定されている。
【0037】
そして、電動モータ21は、駐車ブレーキを作動させるべく駐車ブレーキスイッチ(図示略)がオン操作されると、ブレーキ機構部2にて所望の制動力が生じるまで(ブレーキディスク10にブレーキパッド8,9が所望の圧接力で圧接するまで)電源が供給されて正転駆動され、その後、電源供給が遮断される。一方、駐車ブレーキの作動を解除すべく駐車ブレーキスイッチがオフ操作されると、ブレーキ機構部2にて生じていた制動力がゼロになるまで(ブレーキディスク10からブレーキパッド8,9が離間するまで)電源が供給されて逆転駆動され、その後、電源供給が遮断される。
【0038】
減速機構22は、減速機構収容部23b内に収容され、前記運動変換機構11の反ブレーキピストン6側に配置されている。減速機構22は、第1〜第4減速ギヤ31〜34を備えている。
【0039】
第1減速ギヤ31は、大径ギヤ部31aと小径ギヤ部31bとが一体回転可能に連結されており、電動モータ21の回転軸21a(スクリューシャフト12)と平行となるように収容ケース23と蓋部材24とに跨って固定される支軸35により回転可能に支持されている。この第1減速ギヤ31の大径ギヤ部31aは、ピニオン30と噛合されている。第2減速ギヤ32は、大径ギヤ部32aと小径ギヤ部32bとが一体回転可能に連結されており、後述する第4減速ギヤ34に固定される支軸37にて回転可能に支持されている。この第2減速ギヤ32の大径ギヤ部32aは、第1減速ギヤ31の小径ギヤ部31bと噛合されている。第3減速ギヤ33は、大径ギヤ部33aと小径ギヤ部33bとが一体回転可能に連結されており、前記回転軸21aと平行となるように収容ケース23と蓋部材24とに跨って固定される支軸36により回転可能に支持されている。この第3減速ギヤ33の大径ギヤ部33aは、第2減速ギヤ32の小径ギヤ部32bと噛合されている。
【0040】
第4減速ギヤ34は、減速機構22の最終段ギヤである。第4減速ギヤ34は、中心部に出力軸部34aが形成されている。出力軸部34aには、軸方向一方に突出するように支軸37が固定されている。この支軸37は、前記第2減速ギヤ32を支持するとともに、その先端が蓋部材24に対して回転可能に支持されている。又、この支軸37は、前記スクリューシャフト12と同軸となるように軸線L1上に配置されている。つまり、第4減速ギヤ34及び前記第2減速ギヤ32は、前記スクリューシャフト12と同軸となるように軸線L1上に配置されている。出力軸部34aの軸方向他端部は、収容ケース23に対して回転可能に支持されている。出力軸部34aの軸方向他端部には、連結凹部34bが形成されている。この連結凹部34bは断面2面幅をなし、該連結凹部34bには前記スクリューシャフト12の連結凸部12dが嵌挿される。つまり、この連結凹部34bは、該スクリューシャフト12の連結凸部12dと回転方向において係合して、出力軸部34aの回転を該スクリューシャフト12に伝達するようになっている。そして、この第4減速ギヤ34と出力軸部34aとスクリューシャフト12とは、前記ブレーキ機構部2と前記アクチュエータ3との組み付け時に、連結凹部34bに連結凸部12dが嵌挿され、互いが駆動連結するようになっている。
【0041】
又、本実施形態では、第4減速ギヤ34の出力軸部34aとスクリューシャフト12とが軸線L1方向において接触しないように隙間38が設けられている。ここで、スクリューシャフト12は、ブレーキピストン6を突出させる際にナット部材13から反力を受け、ブレーキパッド8がブレーキディスク10に接触する際にも該パッド8が受ける反力をブレーキピストン6及びナット部材13を介して受ける。この反力は、スクリューシャフト12を第4減速ギヤ34側に突出させる衝撃となる。これに対し、本実施形態では、上記したような隙間38を設けているので、このような衝撃がスクリューシャフト12に生じても、該シャフト12から第4減速ギヤ34の出力軸部34aに伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構22、即ちアクチュエータ3が故障することが未然に防止されている。
【0042】
又、走行時にブレーキをかける際、即ちブレーキパッド8がブレーキディスク10に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン6、ナット部材13及びスクリューシャフト12に伝達される。これに対し、本実施形態では、上記したような隙間38を設けているので、第4減速ギヤ34の出力軸部34aとスクリューシャフト12とが軸線L1方向で接触しなくなり回転方向に係合する面(連結凹部34b及び連結凸部12dの係合面)が接触面となるため、その接触面積は小さくなる。そのため、スクリューシャフト12から第4減速ギヤ34への熱伝達が低減し、アクチュエータ3内の温度が上昇することが極力抑えられている。
【0043】
前記蓋部材24には、前記ピニオン30の先端面に対向する位置に貫通孔24aが形成されている。これに対し、前記ピニオン30の先端面には、工具(図示略)と連結するための工具連結孔30aが形成されている。即ち、貫通孔24aから工具を挿入して工具連結孔30aに嵌挿して該工具とピニオン30とを連結し、該工具によりピニオン30が回転できるように構成されている。そのため、電動モータ21によりブレーキピストン6を突出させて駐車ブレーキを作動させた状態で該モータ21が作動不能に陥った場合に、工具によりピニオン30を回転させて駐車ブレーキの作動を解除すべくブレーキピストン6を没入させることが可能となっている。そして、貫通孔24aはネジ孔となっており、通常は該貫通孔24aにボルト26が螺入されて、該ボルト26にて該貫通孔24aが閉塞されている。
【0044】
このように構成されたブレーキ装置1は、ブレーキペダルの操作に基づいた主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時には液圧で作動し、駐車ブレーキスイッチの操作に基づいた駐車ブレーキ時には電動モータ21にて作動する。
【0045】
[主ブレーキ時におけるブレーキ装置1の動作]
ブレーキペダルの踏み込み量が増加すると、その増加量に応じてブレーキ機構部2の液圧室7内の作動液圧が高くなる。すると、その圧力を受けてブレーキピストン6が押圧されて突出し、ブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に圧接する。これにより、ブレーキディスク10、即ち車輪(後輪)にブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が生じる。
【0046】
一方、ブレーキペダルの踏み込み量が減少すると、その減少量に応じて液圧室7内の作動液圧が低くなる。すると、ブレーキパッド8,9が受ける反力等によりブレーキピストン6が没入し、制動力が減少する。ブレーキペダルの踏み込みがなくなると、ブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9はブレーキディスク10と離間する。即ち、制動力がゼロとなる。
【0047】
[駐車ブレーキ時におけるブレーキ装置1の動作]
駐車ブレーキを作動させるべく駐車ブレーキスイッチがオン操作されると、電動モータ21に正転のための電源が供給され該モータ21は正転駆動する。すると、電動モータ21は、減速機構22を介してスクリューシャフト12を正転駆動させる。スクリューシャフト12が正転駆動されると、ナット部材13はブレーキピストン6を突出させるように押圧し、その押圧に基づいてブレーキピストン6はブレーキパッド8,9をブレーキディスク10に圧接させて制動力を発生させる。そして、車両を駐車するのに必要な所望の制動力が生じるまで電動モータ21に電源が供給された後、該モータ21への電源供給が遮断される。
【0048】
このとき、ブレーキピストン6はブレーキディスク10に圧接するブレーキパッド8,9から反力を受けて没入しようとするが、スクリューシャフト12(スクリュー部12c)とナット部材13との間でセルフロッキング作用が生じる構成となっているため、該ピストン6が没入することが防止されている。これにより、電動モータ21への電源供給が遮断されてもブレーキピストン6の突出位置が維持され、ブレーキパッド8,9の圧接力、即ち制動力が維持される(駐車ブレーキ作動)。
【0049】
一方、駐車ブレーキの作動を解除すべく駐車ブレーキスイッチがオフ操作されると、電動モータ21に逆転のための電源が供給され該モータ21は逆転駆動する。すると、電動モータ21は、減速機構22を介してスクリューシャフト12を逆転駆動させる。スクリューシャフト12が逆転駆動されると、ナット部材13はスクリュー部12cの基端部側に向かって移動し、ブレーキピストン6はナット部材13から押圧力を受けなくなる。ブレーキピストン6がナット部材13から押圧力を受けなくなると、ブレーキパッド8,9から受ける反力等により該ピストン6が没入し、制動力が減少する。そして、電動モータ21はブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に対して所定距離だけ離間するようにナット部材13がスクリュー部12cの所定位置に配置されるまで逆転駆動され、その後、該モータ21への電源供給が停止される。これに伴ってブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9がブレーキディスク10から所定距離だけ離間し、制動力がゼロとなる(駐車ブレーキの作動解除)。
【0050】
尚、上記したように、駐車ブレーキが作動した状態で何らかの原因で電動モータ21が作動不能に陥った場合、このままの状態では駐車ブレーキが作動したまま維持されてしまい、次に車両を発進若しくは移動させる際に支障を来す場合がある。そこで、このような場合には、蓋部材24の貫通孔24aに螺着されているボルト26を抜き取り、その貫通孔24aから工具を挿入してピニオン30の先端面に設けられる工具連結孔30aに嵌挿する。そして、工具を操作してスクリューシャフト12が逆転するようにピニオン30を回転させ、ナット部材13をスクリュー部12cの基端部側に移動させる。すると、ブレーキピストン6はナット部材13から押圧力を受けなくなり、ブレーキパッド8,9から受ける反力等によりブレーキピストン6が没入する。このようにして、外部から工具によりブレーキパッド8,9をブレーキディスク10から離間させ、駐車ブレーキの作動を解除することが可能となっている。
【0051】
次に、本実施形態のブレーキ装置1の特徴的な作用効果を述べる。
(1)ブレーキ装置1は、運動変換機構11においてスクリューシャフト12の回転運動がナット部材13の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストン6が作動される。駐車ブレーキアクチュエータ3は、電動モータ21の回転を減速機構22にて減速してスクリューシャフト12に伝達し、ブレーキピストン6を作動させるべく該シャフト12を回転させる。このようなアクチュエータ3の減速機構22は、スクリューシャフト12と同軸上に駆動連結される最終段ギヤとしての第4減速ギヤ34を有しており、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線L1方向において隙間38を有して連結される。
【0052】
ここで、スクリューシャフト12は、ブレーキピストン6を突出させる際にナット部材13から反力を受け、ブレーキパッド8がブレーキディスク10に接触する際にも該パッド8が受ける反力をブレーキピストン6及びナット部材13を介して受ける。この反力は、スクリューシャフト12を第4減速ギヤ34側に突出させる衝撃となる。これに対し、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは軸線L1方向において隙間38を設けているので、このような衝撃がスクリューシャフト12に生じても、該シャフト12から第4減速ギヤ34に伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構22、即ちアクチュエータ3が故障することが未然に防止される。
【0053】
又、走行時にブレーキをかける際、即ちブレーキパッド8がブレーキディスク10に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン6、ナット部材13及びスクリューシャフト12に伝達される。これに対し、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは軸線L1方向において隙間38を設けているので、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とが軸線L1方向に接触しなくなり回転方向に係合する面が接触面となるため、その接触面積が小さくなる。そのため、スクリューシャフト12から第4減速ギヤ34への熱伝達が低減し、アクチュエータ3内の温度が上昇することが極力抑えられる。
【0054】
これらにより、アクチュエータ3、ひいてはブレーキ装置1の信頼性を向上することができる。
(2)ブレーキ機構部2に運動変換機構11が備えられ、該ブレーキ機構部2と駐車ブレーキアクチュエータ3との組み付け時に、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とが駆動連結するように構成される。そのため、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とを連結する工程を特別に設ける必要がない。又、ブレーキ機構部2とアクチュエータ3とを個別に組み立てる構成としているので、アクチュエータ3の構成やブレーキ機構部2に対する取付位置等、アクチュエータ3の設計の自由度を向上することができる。
【0055】
(3)ブレーキキャリパ4には運動変換機構11が挿入されて収容され、スクリューシャフト12にはブレーキキャリパ4に係止して運動変換機構11の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材19が取着される。つまり、ブレーキ作動時やブレーキ機構部2とアクチュエータ3との組み付け時において運動変換機構11に対して反挿入側に力が作用することがあるが、このような力が運動変換機構11に作用した場合であっても、該運動変換機構11が反挿入側に抜け出ることを防止することができる。
【0056】
(4)第4減速ギヤ34は連結凹部34bを有し、スクリューシャフト12は該連結凹部34bに嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部12dを有している。そのため、連結凹部34bと連結凸部12dとの嵌合により、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12との駆動連結を容易に行うことができる。又、第4減速ギヤ34及びスクリューシャフト12の連結部分の構成を簡単な構成とすることができる。
【0057】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とを駆動連結するために、該シャフト12に2面幅形状の連結凸部12dを設け、該ギヤ34に断面2面幅形状の連結凹部34bを設けたが、連結部分の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、連結凸部12dと連結凹部34bとの断面形状を、D字状、楕円状、多角形状としてもよい。又、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34との凹凸関係を逆としてもよい。即ち、スクリューシャフト12に連結凹部、第4減速ギヤ34に連結凸部を設けてもよい。
【0058】
○上記実施形態では、運動変換機構11の抜け止めとしてスクリューシャフト12に対し、ワッシャ17とCリング、Eリング等の係止リング18とからなる抜け止め部材19を取着するようにしたが、抜け止め部材19の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、抜け止め部材19を省略してもよい。
【0059】
○上記実施形態のブレーキ装置1は、主ブレーキ時には作動液による液圧にて作動させ、駐車ブレーキ時には電動モータ21にて作動する構成であったが、液圧による作動を省略し、主ブレーキ時及び駐車ブレーキ時の両場合においても電動モータ21にて作動するような構成であってもよい。
【0060】
○上記実施形態のブレーキ装置1の構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、ブレーキ機構部2や駐車ブレーキアクチュエータ3の構成を適宜変更してもよい。又、駐車ブレーキアクチュエータ3を構成する電動モータ21や減速機構22の構成を適宜変更してもよい。
【0061】
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ) ブレーキキャリパ内に出没可能に配設されるブレーキピストンを作動させるための作動液が供給される液圧室を有し、該液圧室内の作動液圧を高くすることで該ブレーキピストンを突出させ、その突出に基づいて摩擦材を車輪とともに回転される回転体に対して圧接させて制動力を得るように構成されるブレーキ機構部と、
回転ネジ部材に直動ネジ部材を螺合し、該回転ネジ部材の回転運動を該直動ネジ部材の直線運動に変換し、その直線運動に基づいて前記ブレーキピストンを作動させる運動変換機構と、
電動モータ及び減速機構を有し、該モータの回転を該減速機構にて減速して前記回転ネジ部材に伝達し該回転ネジ部材を回転させる電動アクチュエータと、
を備えた車両用ブレーキ装置であって、
前記減速機構には、前記回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、
前記最終段ギヤと前記回転ネジ部材とは、回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【0062】
このように構成されるブレーキ装置であっても、前記請求項1と同様の効果を得ることができる。
【0063】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、信頼性を向上することができる車両用ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の車両用ブレーキ装置の断面図。
【図2】アクチュエータの内部を説明するための図。
【図3】ブレーキ装置の要部拡大断面図。
【図4】ブレーキ機構部と駐車ブレーキアクチュエータとを組み付ける前の断面図。
【符号の説明】
2…ブレーキ機構部、3…電動アクチュエータとしての駐車ブレーキアクチュエータ、4…ブレーキキャリパ、6…ブレーキピストン、8,9…摩擦材としてのブレーキパッド、10…回転体としてのブレーキディスク、11…運動変換機構、12…回転ネジ部材としてのスクリューシャフト、12d…連結凸部、13…直動ネジ部材としてのナット部材、19…抜け止め部材、21…電動モータ、22…減速機構、34…最終段ギヤとしての第4減速ギヤ、34b…連結凹部、38…隙間、L1…軸線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、車両用ブレーキ装置には、車輪内に設けられ制動力を発生させるブレーキ機構部が主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にて作動し、駐車ブレーキ時においては電動モータにて作動するように構成されているものが、例えば特許文献1にて開示されている。
【0003】
特許文献1のブレーキ装置は、ブレーキキャリパ内にブレーキピストンが出没可能に配設され、該ピストンの突出に伴って摩擦材をブレーキのロータに圧接させることで制動力を得るように構成されている。ブレーキピストンの反摩擦材側には液圧室が設けられ、該液圧室にはブレーキピストンを作動させる作動液が供給される。そして、主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にてブレーキピストンが作動される。
【0004】
又、液圧室内にはスピンドル及びナットが収容されており、スピンドルは該ブレーキ装置に一体に備えられる電動機により回転される。このスピンドルは外周面にネジが形成され、回転不能に設けられるナットと螺合している。つまり、電動機によるスピンドルの回転がナットの直線運動に変換され、該ナットの直線運動に伴って前記ブレーキピストンが作動するように構成されている。そして、駐車ブレーキ時においては電動機にてブレーキピストンが作動される。
【0005】
尚、駐車ブレーキ時においてはロータに対してブレーキバッドが圧接するため、該パッドには反力(ロータから離間する方向の力)が作用してブレーキピストンが没入しようとするが、スピンドルとナットとの間のセルフロッキング作用により、該ピストンが没入することが防止される。これにより、電動機への電源供給が遮断されてもブレーキピストンの作動位置が維持され、摩擦材の圧接力、即ち制動力が維持されるようになっている。
【0006】
ところで、上記したブレーキ装置では、ブレーキキャリパ、ブレーキピストン、摩擦材、スピンドル及びナット等よりなるブレーキ機構部と、電動機及び減速機構よりなるアクチュエータ(副組立体)とが個々に組み立てられ、組み立てられたブレーキ機構部とアクチュエータとが組み付けられる構成をなしている。この場合、スピンドルの一端部がアクチュエータ(減速機構)内まで突出して減速機構を構成するギヤと結合させている。
【0007】
【特許文献1】
特表2001−510760号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スピンドルは、ブレーキピストンを突出させる際にナットから反力を受け、摩擦材がロータに接触する際にも該摩擦材が受ける反力をブレーキピストン及びナットを介して受ける。この反力は、スピンドルをギヤ側に突出させる衝撃となる。これにより、スピンドルとギヤとの結合部分が破損する等して減速機構、即ちアクチュエータが故障するという問題がある。
【0009】
又、走行時にブレーキをかける際、即ち摩擦材がロータに摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン、ナット及びスピンドルを介してギヤに伝達され、アクチュエータ内の温度が上昇する。そして、過度の温度上昇は、同様にアクチュエータの故障を招く。
【0010】
そこで、これらの問題を解消し、ブレーキ装置の信頼性の低下を防止することが要求されている。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、信頼性を向上することができる車両用ブレーキ装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、ブレーキキャリパ内にブレーキピストンを出没可能に配設し、該ピストンの突出に基づいて摩擦材を車輪とともに回転される回転体に対して圧接させて制動力を得るように構成されるブレーキ機構部と、回転ネジ部材に直動ネジ部材を螺合し、該回転ネジ部材の回転運動を該直動ネジ部材の直線運動に変換し、その直線運動に基づいて前記ブレーキピストンを作動させる運動変換機構と、電動モータ及び減速機構を有し、該モータの回転を該減速機構にて減速して前記回転ネジ部材に伝達し該回転ネジ部材を回転させる電動アクチュエータと、を備えた車両用ブレーキ装置であって、前記減速機構には、前記回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、前記最終段ギヤと前記回転ネジ部材とは、回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結されていることをその要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキ機構部には前記運動変換機構が備えられるとともに、該ブレーキ機構部には前記電動アクチュエータが組み付けられるものであり、その組み付け時に、前記回転ネジ部材と前記最終段ギヤとが駆動連結するように構成されていることをその要旨とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の車両用ブレーキ装置において、前記ブレーキキャリパには、前記運動変換機構が挿入されて収容されるものであり、前記回転ネジ部材には、前記ブレーキキャリパに係合して前記運動変換機構の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材が取着されていることをその要旨とする。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用ブレーキ装置において、前記最終段ギヤは連結凹部を有し、前記回転ネジ部材は該連結凹部に嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部を有していることをその要旨とする。
【0015】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、ブレーキ装置は、運動変換機構において回転ネジ部材の回転運動が直動ネジ部材の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストンが作動される。電動アクチュエータは、電動モータの回転を減速機構にて減速して回転ネジ部材に伝達し、ブレーキピストンを作動させるべく該回転ネジ部材を回転させる。このようなアクチュエータの減速機構は、回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、最終段ギヤと回転ネジ部材とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結される。ここで、回転ネジ部材は、ブレーキピストンを突出させる際に直動ネジ部材から反力を受け、摩擦材が回転体に接触する際にも該摩擦材が受ける反力をブレーキピストン及び直動ネジ部材を介して受ける。この反力は、回転ネジ部材を減速機構の最終段ギヤ側に突出させる衝撃となる。これに対し、最終段ギヤと回転ネジ部材とは軸線方向において隙間を設けているので、このような衝撃が回転ネジ部材に生じても、該回転ネジ部材から最終段ギヤに伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構、即ちアクチュエータが故障することが未然に防止される。又、走行時にブレーキをかける際、即ち摩擦材が回転体に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン、直動ネジ部材及び回転ネジ部材に伝達される。これに対し、最終段ギヤと回転ネジ部材とは軸線方向において隙間を設けているので、最終段ギヤと回転ネジ部材とが軸線方向に接触しなくなり回転方向に係合する面が接触面となるため、その接触面積が小さくなる。そのため、回転ネジ部材から最終段ギヤへの熱伝達が低減し、アクチュエータ内の温度が上昇することが極力抑えられる。これらにより、アクチュエータ、ひいてはブレーキ装置の信頼性が向上される。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、ブレーキ機構部に運動変換機構が備えられ、該ブレーキ機構部と電動アクチュエータとの組み付け時に、回転ネジ部材と最終段ギヤとが駆動連結するように構成される。そのため、回転ネジ部材と最終段ギヤとを連結する工程を特別に設ける必要がない。又、ブレーキ機構部と電動アクチュエータとを個別に組み立てる構成としているので、電動アクチュエータの構成やブレーキ機構部に対する取付位置等、アクチュエータの設計の自由度が向上される。
【0017】
請求項3に記載の発明によれば、ブレーキキャリパには運動変換機構が挿入されて収容され、回転ネジ部材にはブレーキキャリパに係止して運動変換機構の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材が取着される。つまり、ブレーキ作動時やブレーキ機構部と電動アクチュエータとの組み付け時において運動変換機構に対して反挿入側に力が作用することがあるが、このような力が運動変換機構に作用した場合であっても、該運動変換機構が反挿入側に抜け出ることが防止される。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、最終段ギヤは連結凹部を有し、回転ネジ部材は該連結凹部に嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部を有している。そのため、連結凹部と連結凸部との嵌合により、最終段ギヤと回転ネジ部材との駆動連結を容易に行うことが可能となる。又、最終段ギヤ及び回転ネジ部材の連結部分の構成を簡単とすることが可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2は、本実施形態の車両用ブレーキ装置1を示す。尚、図1は、図2のA−A断面図である。
【0020】
車両用ブレーキ装置1は、図示しない車輪(例えば、各後輪)内にそれぞれ配設されている。ブレーキ装置1は、ブレーキペダル(図示略)の操作に基づいた主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時においては液圧にて作動し、駐車ブレーキスイッチ(図示略)の操作に基づいた駐車ブレーキ時においては後述の電動モータ21にて作動するように構成されている。
【0021】
ブレーキ装置1は、ブレーキ機構部2と、電動アクチュエータとしての駐車ブレーキアクチュエータ3とを備えている。ブレーキ機構部2及び駐車ブレーキアクチュエータ3は、図4に示すようにそれぞれ個別に組み立てられ、その組み立て後、互いが組み付けられてブレーキ装置1が構成されている。
【0022】
ブレーキ機構部2は浮動型のブレーキキャリパ4を備え、該キャリパ4にはピストン収容部5が形成されている。ピストン収容部5には、ブレーキピストン6が回転不能かつ出没可能(軸方向に移動可能)に収容されている。ブレーキピストン6の基端部とピストン収容部5とで囲まれた空間は液圧室7となっており、該液圧室7には作動液が供給される。
【0023】
ブレーキピストン6の先端部には、摩擦材としてのブレーキパッド8が固定されている。このブレーキパッド8と対向する前記ブレーキキャリパ4の所定部位には該パッド8と対をなす摩擦材としてのブレーキパッド9が固定されている。これらブレーキパッド8,9間には、車輪(後輪)と一体回転するように設けられる回転体としてのブレーキディスク10が位置している。
【0024】
そして、ブレーキペダル(図示略)の踏み込み量が増加すると、その増加量に応じて液圧室7内の作動液圧が高くなり、その圧力増加によりブレーキピストン6が押圧されて突出する。すると、ブレーキピストン6に固定されるブレーキパッド8がブレーキディスク10の一側面に圧接するとともに、その圧接に基づいてブレーキキャリパ4が移動して他方のブレーキパッド9が該ディスク10の他側面に圧接する。これにより、ブレーキディスク10、即ち車輪(後輪)に制動力が生じるようになっている。
【0025】
一方、ブレーキペダルの踏み込み量が減少すると、その減少量に応じて液圧室7内の作動液圧が低くなり、その圧力減少によりブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に圧接することで生じる反力等によりブレーキピストン6が没入する。すると、ブレーキディスク10に対するブレーキパッド8,9の圧接力が減少し、制動力が減少する。そして、ブレーキペダルの踏み込みがなくなると、ブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9はブレーキディスク10と離間するようになっている。
【0026】
前記ブレーキキャリパ4内には、運動変換機構11が収容されている。運動変換機構11は、駐車ブレーキアクチュエータ3の出力軸部34aの回転運動を往復直線運動に変換してブレーキピストン6に伝達し、該ピストン6を作動させるものである。運動変換機構11は、回転ネジ部材としてのスクリューシャフト12と直動ネジ部材としてのナット部材13とを備えている。
【0027】
スクリューシャフト12は、基端部(反ブレーキピストン6側端部)から先端部に向かって順にシャフト部12a、フランジ部12b及びスクリュー部12cを備えている。
【0028】
シャフト部12aは、その外周面がラジアル滑り軸受14を介してブレーキキャリパ4に対し回転可能に支持されている。シャフト部12aの基端部はブレーキキャリパ4から突出し、その突出する部分には該シャフト12の軸方向に突出する連結凸部12dが形成されている。この連結凸部12dは、2面幅をなしている。即ち、連結凸部12dは、駐車ブレーキアクチュエータ3の出力軸部34aと回転方向において係合し、該出力軸部34aの回転をスクリューシャフト12に伝達するようになっている。
【0029】
フランジ部12bは、前記液圧室7内に位置しており、該液圧室7内において反ブレーキピストン6側の面がスラストボール軸受15を介してブレーキキャリパ4に対し回転可能に支持されている。
【0030】
スクリュー部12cは、外周面にネジが形成されており、そのネジの断面形状が台形形状をなす台形ネジで構成されている。スクリュー部12cは、ナット部材13と螺合される。即ち、ナット部材13の内周面に形成されるネジにおいても、その断面形状が台形形状をなす台形ネジで構成されている。尚、このスクリュー部12cとナット部材13とは、セルフロッキング作用が生じる構成となっている。
【0031】
ここで、前記ブレーキピストン6には、スクリュー部12c及びナット部材13を収容すべく基端部から先端部に向かって凹状をなす中空部6aが形成されている。中空部6aは、ナット部材13の先端側端面と軸方向において係合する段差部6bを有している。因みに、中空部6aは、前記液圧室7と連通しており、該液圧室7の一部をなしている。ナット部材13にはキー16が組み付けられており、そのキー16によりナット部材13はブレーキピストン6に対して回転不能に連結されている。又、ナット部材13は、ブレーキピストン6に対して段差部6bに当接するまで軸方向に移動可能となっている。
【0032】
そして、スクリューシャフト12が一方に回転されると(正転駆動されると)、ブレーキピストン6に対して回転不能に連結されているナット部材13は、スクリュー部12cの先端部側に向かって移動し、ブレーキピストン6の段差部6bを押圧して該ピストン6を突出させる。一方、スクリューシャフト12が他方に回転されると(逆転駆動されると)、ナット部材13はスクリュー部12cに基端部側に向かって移動する。尚、ナット部材13が同方向に移動する際、該ナット部材13とブレーキピストン6とは係合しないので、該ナット部材13は該ピストン6を作動させない。
【0033】
又、上記したように作動液によりブレーキピストン6が突出する場合、ナット部材13とブレーキピストン6とは軸方向に係合しないため、該ピストン6のみが突出するようになっている。尚、ナット部材13の所定部位には軸方向に貫通する貫通孔13aが形成されており、該貫通孔13aは液圧室7内の作動液を中空部6a内に導入するためのものである。つまり、ブレーキピストン6において液圧を受ける面積が増大するように構成されている。
【0034】
因みに、このような構成の運動変換機構11及び前記ブレーキピストン6は、ブレーキキャリパ4に設けたピストン収容部5の開口から挿入される。そして、図3及び図4に示すように、ブレーキキャリパ4の反挿入側から突出するスクリューシャフト12(シャフト部12a)の基端部に対し、ワッシャ17とCリング、Eリング等の係止リング18とからなる抜け止め部材19が取着される。抜け止め部材19は、ブレーキキャリパ4に対して反挿入方向に係止する。従って、ブレーキ機構部2に駐車ブレーキアクチュエータ3を組み付ける場合や(図4参照)、ナット部材13がブレーキピストン6に固着してしまった場合等において、スクリューシャフト12に反挿入側に抜け出す方向の力が作用することがある。このような場合、抜け止め部材19によりスクリューシャフト12、即ち運動変換機構11及びブレーキピストン6がピストン収容部5から抜け出すことが防止されている。
【0035】
そして、このようなブレーキ機構部2には、駐車ブレーキアクチュエータ3が複数の取付ボルト(図示略)により一体に組み付けられている。駐車ブレーキアクチュエータ3は、直流モータ等の電動モータ21と、該モータ21の回転を減速する減速機構22とを備えている。これら電動モータ21及び減速機構22は、収容ケース23内に設けたモータ収容部23a及び減速機構収容部23bにそれぞれ収容され、蓋部材24により閉塞される。蓋部材24は、収容ケース23に対して複数の取付ボルト25にて固定される。
【0036】
電動モータ21は、モータ収容部23aに嵌挿されて固定されている。電動モータ21は、その軸線L2が前記ブレーキピストン6(スクリューシャフト12)の軸線L1と平行をなし、かつ回転軸21aが該ピストン6とは反対側に突出するように配置されている。回転軸21aには、ピニオン30が固定されている。
【0037】
そして、電動モータ21は、駐車ブレーキを作動させるべく駐車ブレーキスイッチ(図示略)がオン操作されると、ブレーキ機構部2にて所望の制動力が生じるまで(ブレーキディスク10にブレーキパッド8,9が所望の圧接力で圧接するまで)電源が供給されて正転駆動され、その後、電源供給が遮断される。一方、駐車ブレーキの作動を解除すべく駐車ブレーキスイッチがオフ操作されると、ブレーキ機構部2にて生じていた制動力がゼロになるまで(ブレーキディスク10からブレーキパッド8,9が離間するまで)電源が供給されて逆転駆動され、その後、電源供給が遮断される。
【0038】
減速機構22は、減速機構収容部23b内に収容され、前記運動変換機構11の反ブレーキピストン6側に配置されている。減速機構22は、第1〜第4減速ギヤ31〜34を備えている。
【0039】
第1減速ギヤ31は、大径ギヤ部31aと小径ギヤ部31bとが一体回転可能に連結されており、電動モータ21の回転軸21a(スクリューシャフト12)と平行となるように収容ケース23と蓋部材24とに跨って固定される支軸35により回転可能に支持されている。この第1減速ギヤ31の大径ギヤ部31aは、ピニオン30と噛合されている。第2減速ギヤ32は、大径ギヤ部32aと小径ギヤ部32bとが一体回転可能に連結されており、後述する第4減速ギヤ34に固定される支軸37にて回転可能に支持されている。この第2減速ギヤ32の大径ギヤ部32aは、第1減速ギヤ31の小径ギヤ部31bと噛合されている。第3減速ギヤ33は、大径ギヤ部33aと小径ギヤ部33bとが一体回転可能に連結されており、前記回転軸21aと平行となるように収容ケース23と蓋部材24とに跨って固定される支軸36により回転可能に支持されている。この第3減速ギヤ33の大径ギヤ部33aは、第2減速ギヤ32の小径ギヤ部32bと噛合されている。
【0040】
第4減速ギヤ34は、減速機構22の最終段ギヤである。第4減速ギヤ34は、中心部に出力軸部34aが形成されている。出力軸部34aには、軸方向一方に突出するように支軸37が固定されている。この支軸37は、前記第2減速ギヤ32を支持するとともに、その先端が蓋部材24に対して回転可能に支持されている。又、この支軸37は、前記スクリューシャフト12と同軸となるように軸線L1上に配置されている。つまり、第4減速ギヤ34及び前記第2減速ギヤ32は、前記スクリューシャフト12と同軸となるように軸線L1上に配置されている。出力軸部34aの軸方向他端部は、収容ケース23に対して回転可能に支持されている。出力軸部34aの軸方向他端部には、連結凹部34bが形成されている。この連結凹部34bは断面2面幅をなし、該連結凹部34bには前記スクリューシャフト12の連結凸部12dが嵌挿される。つまり、この連結凹部34bは、該スクリューシャフト12の連結凸部12dと回転方向において係合して、出力軸部34aの回転を該スクリューシャフト12に伝達するようになっている。そして、この第4減速ギヤ34と出力軸部34aとスクリューシャフト12とは、前記ブレーキ機構部2と前記アクチュエータ3との組み付け時に、連結凹部34bに連結凸部12dが嵌挿され、互いが駆動連結するようになっている。
【0041】
又、本実施形態では、第4減速ギヤ34の出力軸部34aとスクリューシャフト12とが軸線L1方向において接触しないように隙間38が設けられている。ここで、スクリューシャフト12は、ブレーキピストン6を突出させる際にナット部材13から反力を受け、ブレーキパッド8がブレーキディスク10に接触する際にも該パッド8が受ける反力をブレーキピストン6及びナット部材13を介して受ける。この反力は、スクリューシャフト12を第4減速ギヤ34側に突出させる衝撃となる。これに対し、本実施形態では、上記したような隙間38を設けているので、このような衝撃がスクリューシャフト12に生じても、該シャフト12から第4減速ギヤ34の出力軸部34aに伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構22、即ちアクチュエータ3が故障することが未然に防止されている。
【0042】
又、走行時にブレーキをかける際、即ちブレーキパッド8がブレーキディスク10に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン6、ナット部材13及びスクリューシャフト12に伝達される。これに対し、本実施形態では、上記したような隙間38を設けているので、第4減速ギヤ34の出力軸部34aとスクリューシャフト12とが軸線L1方向で接触しなくなり回転方向に係合する面(連結凹部34b及び連結凸部12dの係合面)が接触面となるため、その接触面積は小さくなる。そのため、スクリューシャフト12から第4減速ギヤ34への熱伝達が低減し、アクチュエータ3内の温度が上昇することが極力抑えられている。
【0043】
前記蓋部材24には、前記ピニオン30の先端面に対向する位置に貫通孔24aが形成されている。これに対し、前記ピニオン30の先端面には、工具(図示略)と連結するための工具連結孔30aが形成されている。即ち、貫通孔24aから工具を挿入して工具連結孔30aに嵌挿して該工具とピニオン30とを連結し、該工具によりピニオン30が回転できるように構成されている。そのため、電動モータ21によりブレーキピストン6を突出させて駐車ブレーキを作動させた状態で該モータ21が作動不能に陥った場合に、工具によりピニオン30を回転させて駐車ブレーキの作動を解除すべくブレーキピストン6を没入させることが可能となっている。そして、貫通孔24aはネジ孔となっており、通常は該貫通孔24aにボルト26が螺入されて、該ボルト26にて該貫通孔24aが閉塞されている。
【0044】
このように構成されたブレーキ装置1は、ブレーキペダルの操作に基づいた主ブレーキ(走行時等に使用するブレーキ)時には液圧で作動し、駐車ブレーキスイッチの操作に基づいた駐車ブレーキ時には電動モータ21にて作動する。
【0045】
[主ブレーキ時におけるブレーキ装置1の動作]
ブレーキペダルの踏み込み量が増加すると、その増加量に応じてブレーキ機構部2の液圧室7内の作動液圧が高くなる。すると、その圧力を受けてブレーキピストン6が押圧されて突出し、ブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に圧接する。これにより、ブレーキディスク10、即ち車輪(後輪)にブレーキペダルの踏み込み量に応じた制動力が生じる。
【0046】
一方、ブレーキペダルの踏み込み量が減少すると、その減少量に応じて液圧室7内の作動液圧が低くなる。すると、ブレーキパッド8,9が受ける反力等によりブレーキピストン6が没入し、制動力が減少する。ブレーキペダルの踏み込みがなくなると、ブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9はブレーキディスク10と離間する。即ち、制動力がゼロとなる。
【0047】
[駐車ブレーキ時におけるブレーキ装置1の動作]
駐車ブレーキを作動させるべく駐車ブレーキスイッチがオン操作されると、電動モータ21に正転のための電源が供給され該モータ21は正転駆動する。すると、電動モータ21は、減速機構22を介してスクリューシャフト12を正転駆動させる。スクリューシャフト12が正転駆動されると、ナット部材13はブレーキピストン6を突出させるように押圧し、その押圧に基づいてブレーキピストン6はブレーキパッド8,9をブレーキディスク10に圧接させて制動力を発生させる。そして、車両を駐車するのに必要な所望の制動力が生じるまで電動モータ21に電源が供給された後、該モータ21への電源供給が遮断される。
【0048】
このとき、ブレーキピストン6はブレーキディスク10に圧接するブレーキパッド8,9から反力を受けて没入しようとするが、スクリューシャフト12(スクリュー部12c)とナット部材13との間でセルフロッキング作用が生じる構成となっているため、該ピストン6が没入することが防止されている。これにより、電動モータ21への電源供給が遮断されてもブレーキピストン6の突出位置が維持され、ブレーキパッド8,9の圧接力、即ち制動力が維持される(駐車ブレーキ作動)。
【0049】
一方、駐車ブレーキの作動を解除すべく駐車ブレーキスイッチがオフ操作されると、電動モータ21に逆転のための電源が供給され該モータ21は逆転駆動する。すると、電動モータ21は、減速機構22を介してスクリューシャフト12を逆転駆動させる。スクリューシャフト12が逆転駆動されると、ナット部材13はスクリュー部12cの基端部側に向かって移動し、ブレーキピストン6はナット部材13から押圧力を受けなくなる。ブレーキピストン6がナット部材13から押圧力を受けなくなると、ブレーキパッド8,9から受ける反力等により該ピストン6が没入し、制動力が減少する。そして、電動モータ21はブレーキパッド8,9がブレーキディスク10に対して所定距離だけ離間するようにナット部材13がスクリュー部12cの所定位置に配置されるまで逆転駆動され、その後、該モータ21への電源供給が停止される。これに伴ってブレーキピストン6が更に没入し、ブレーキパッド8,9がブレーキディスク10から所定距離だけ離間し、制動力がゼロとなる(駐車ブレーキの作動解除)。
【0050】
尚、上記したように、駐車ブレーキが作動した状態で何らかの原因で電動モータ21が作動不能に陥った場合、このままの状態では駐車ブレーキが作動したまま維持されてしまい、次に車両を発進若しくは移動させる際に支障を来す場合がある。そこで、このような場合には、蓋部材24の貫通孔24aに螺着されているボルト26を抜き取り、その貫通孔24aから工具を挿入してピニオン30の先端面に設けられる工具連結孔30aに嵌挿する。そして、工具を操作してスクリューシャフト12が逆転するようにピニオン30を回転させ、ナット部材13をスクリュー部12cの基端部側に移動させる。すると、ブレーキピストン6はナット部材13から押圧力を受けなくなり、ブレーキパッド8,9から受ける反力等によりブレーキピストン6が没入する。このようにして、外部から工具によりブレーキパッド8,9をブレーキディスク10から離間させ、駐車ブレーキの作動を解除することが可能となっている。
【0051】
次に、本実施形態のブレーキ装置1の特徴的な作用効果を述べる。
(1)ブレーキ装置1は、運動変換機構11においてスクリューシャフト12の回転運動がナット部材13の直線運動に変換され、その直線運動に基づいてブレーキピストン6が作動される。駐車ブレーキアクチュエータ3は、電動モータ21の回転を減速機構22にて減速してスクリューシャフト12に伝達し、ブレーキピストン6を作動させるべく該シャフト12を回転させる。このようなアクチュエータ3の減速機構22は、スクリューシャフト12と同軸上に駆動連結される最終段ギヤとしての第4減速ギヤ34を有しており、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは、回転力を伝達すべく回転方向において係合するとともに、軸線L1方向において隙間38を有して連結される。
【0052】
ここで、スクリューシャフト12は、ブレーキピストン6を突出させる際にナット部材13から反力を受け、ブレーキパッド8がブレーキディスク10に接触する際にも該パッド8が受ける反力をブレーキピストン6及びナット部材13を介して受ける。この反力は、スクリューシャフト12を第4減速ギヤ34側に突出させる衝撃となる。これに対し、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは軸線L1方向において隙間38を設けているので、このような衝撃がスクリューシャフト12に生じても、該シャフト12から第4減速ギヤ34に伝達することが防止される。つまり、この衝撃により減速機構22、即ちアクチュエータ3が故障することが未然に防止される。
【0053】
又、走行時にブレーキをかける際、即ちブレーキパッド8がブレーキディスク10に摺接する際には摩擦熱が生じるため、その熱がブレーキピストン6、ナット部材13及びスクリューシャフト12に伝達される。これに対し、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とは軸線L1方向において隙間38を設けているので、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12とが軸線L1方向に接触しなくなり回転方向に係合する面が接触面となるため、その接触面積が小さくなる。そのため、スクリューシャフト12から第4減速ギヤ34への熱伝達が低減し、アクチュエータ3内の温度が上昇することが極力抑えられる。
【0054】
これらにより、アクチュエータ3、ひいてはブレーキ装置1の信頼性を向上することができる。
(2)ブレーキ機構部2に運動変換機構11が備えられ、該ブレーキ機構部2と駐車ブレーキアクチュエータ3との組み付け時に、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とが駆動連結するように構成される。そのため、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とを連結する工程を特別に設ける必要がない。又、ブレーキ機構部2とアクチュエータ3とを個別に組み立てる構成としているので、アクチュエータ3の構成やブレーキ機構部2に対する取付位置等、アクチュエータ3の設計の自由度を向上することができる。
【0055】
(3)ブレーキキャリパ4には運動変換機構11が挿入されて収容され、スクリューシャフト12にはブレーキキャリパ4に係止して運動変換機構11の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材19が取着される。つまり、ブレーキ作動時やブレーキ機構部2とアクチュエータ3との組み付け時において運動変換機構11に対して反挿入側に力が作用することがあるが、このような力が運動変換機構11に作用した場合であっても、該運動変換機構11が反挿入側に抜け出ることを防止することができる。
【0056】
(4)第4減速ギヤ34は連結凹部34bを有し、スクリューシャフト12は該連結凹部34bに嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部12dを有している。そのため、連結凹部34bと連結凸部12dとの嵌合により、第4減速ギヤ34とスクリューシャフト12との駆動連結を容易に行うことができる。又、第4減速ギヤ34及びスクリューシャフト12の連結部分の構成を簡単な構成とすることができる。
【0057】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34とを駆動連結するために、該シャフト12に2面幅形状の連結凸部12dを設け、該ギヤ34に断面2面幅形状の連結凹部34bを設けたが、連結部分の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、連結凸部12dと連結凹部34bとの断面形状を、D字状、楕円状、多角形状としてもよい。又、スクリューシャフト12と第4減速ギヤ34との凹凸関係を逆としてもよい。即ち、スクリューシャフト12に連結凹部、第4減速ギヤ34に連結凸部を設けてもよい。
【0058】
○上記実施形態では、運動変換機構11の抜け止めとしてスクリューシャフト12に対し、ワッシャ17とCリング、Eリング等の係止リング18とからなる抜け止め部材19を取着するようにしたが、抜け止め部材19の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、抜け止め部材19を省略してもよい。
【0059】
○上記実施形態のブレーキ装置1は、主ブレーキ時には作動液による液圧にて作動させ、駐車ブレーキ時には電動モータ21にて作動する構成であったが、液圧による作動を省略し、主ブレーキ時及び駐車ブレーキ時の両場合においても電動モータ21にて作動するような構成であってもよい。
【0060】
○上記実施形態のブレーキ装置1の構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、ブレーキ機構部2や駐車ブレーキアクチュエータ3の構成を適宜変更してもよい。又、駐車ブレーキアクチュエータ3を構成する電動モータ21や減速機構22の構成を適宜変更してもよい。
【0061】
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(イ) ブレーキキャリパ内に出没可能に配設されるブレーキピストンを作動させるための作動液が供給される液圧室を有し、該液圧室内の作動液圧を高くすることで該ブレーキピストンを突出させ、その突出に基づいて摩擦材を車輪とともに回転される回転体に対して圧接させて制動力を得るように構成されるブレーキ機構部と、
回転ネジ部材に直動ネジ部材を螺合し、該回転ネジ部材の回転運動を該直動ネジ部材の直線運動に変換し、その直線運動に基づいて前記ブレーキピストンを作動させる運動変換機構と、
電動モータ及び減速機構を有し、該モータの回転を該減速機構にて減速して前記回転ネジ部材に伝達し該回転ネジ部材を回転させる電動アクチュエータと、
を備えた車両用ブレーキ装置であって、
前記減速機構には、前記回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、
前記最終段ギヤと前記回転ネジ部材とは、回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【0062】
このように構成されるブレーキ装置であっても、前記請求項1と同様の効果を得ることができる。
【0063】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、信頼性を向上することができる車両用ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の車両用ブレーキ装置の断面図。
【図2】アクチュエータの内部を説明するための図。
【図3】ブレーキ装置の要部拡大断面図。
【図4】ブレーキ機構部と駐車ブレーキアクチュエータとを組み付ける前の断面図。
【符号の説明】
2…ブレーキ機構部、3…電動アクチュエータとしての駐車ブレーキアクチュエータ、4…ブレーキキャリパ、6…ブレーキピストン、8,9…摩擦材としてのブレーキパッド、10…回転体としてのブレーキディスク、11…運動変換機構、12…回転ネジ部材としてのスクリューシャフト、12d…連結凸部、13…直動ネジ部材としてのナット部材、19…抜け止め部材、21…電動モータ、22…減速機構、34…最終段ギヤとしての第4減速ギヤ、34b…連結凹部、38…隙間、L1…軸線。
Claims (4)
- ブレーキキャリパ内にブレーキピストンを出没可能に配設し、該ピストンの突出に基づいて摩擦材を車輪とともに回転される回転体に対して圧接させて制動力を得るように構成されるブレーキ機構部と、
回転ネジ部材に直動ネジ部材を螺合し、該回転ネジ部材の回転運動を該直動ネジ部材の直線運動に変換し、その直線運動に基づいて前記ブレーキピストンを作動させる運動変換機構と、
電動モータ及び減速機構を有し、該モータの回転を該減速機構にて減速して前記回転ネジ部材に伝達し該回転ネジ部材を回転させる電動アクチュエータと、
を備えた車両用ブレーキ装置であって、
前記減速機構には、前記回転ネジ部材と同軸上に駆動連結される最終段ギヤを有しており、
前記最終段ギヤと前記回転ネジ部材とは、回転方向において係合するとともに、軸線方向において隙間を有して連結されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。 - 請求項1に記載の車両用ブレーキ装置において、
前記ブレーキ機構部には前記運動変換機構が備えられるとともに、該ブレーキ機構部には前記電動アクチュエータが組み付けられるものであり、その組み付け時に、前記回転ネジ部材と前記最終段ギヤとが駆動連結するように構成されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。 - 請求項1又は2に記載の車両用ブレーキ装置において、
前記ブレーキキャリパには、前記運動変換機構が挿入されて収容されるものであり、
前記回転ネジ部材には、前記ブレーキキャリパに係合して前記運動変換機構の反挿入側への抜けを防止する抜け止め部材が取着されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用ブレーキ装置において、
前記最終段ギヤは連結凹部を有し、前記回転ネジ部材は該連結凹部に嵌挿されて回転方向に係合する連結凸部を有していることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
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2003
- 2003-04-02 JP JP2003099669A patent/JP2004308697A/ja active Pending
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