JP2006153074A - 電動式ブレーキ装置 - Google Patents

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山本　　憲
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達也 山崎
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Abstract

【課題】直動部材の待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキ部材の摩耗度合も把握できる電動式ブレーキ装置を提供することである。
【解決手段】直動部材としてのボールねじ機構６のねじ軸６ａの移動位置を直接検出する
差動鉄心２５ａとコイル２５ｂとからなるインダクタンス式変位センサ２５を設けることにより、ブレーキパッド３がディスクロータ２に接触するときのねじ軸６ａの絶対的な移動位置を検出可能とし、ねじ軸６ａの待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキパッド３の摩耗度合も把握できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換して、ブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関する。
車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができ、コンパクトに設計できる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換する駆動力変換機構によって直動部材に直線駆動力を伝達し、直動部材の直線運動でブレーキ部材を被制動部材に押圧するものである。
通常、電動式ブレーキ装置は車両のばね下に取り付けられるので、コンパクトな設計が可能なことが望まれる。このような設計を可能とするために、電動式ブレーキ装置の駆動力変換機構には、駆動力の変換ロスが少ないボールねじ機構やボールランプ機構が多く採用されている。
このような電動式ブレーキ装置では、ブレーキ部材の摩耗に伴って、ブレーキ部材の被制動部材への接触位置が変化するので、ブレーキ効きの応答性を確保するためには、このブレーキ部材の摩耗に伴う被制動部材への接触位置の変化に応じて、ブレーキ部材に連結された直動部材の待機位置を変化させる必要がある。このような直動部材の待機位置を適切に設定できるように、直動部材の移動位置を検出するセンサを設けたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１および２に記載されたものでは、直動部材の移動位置を検出するセンサとしてロータリエンコーダ等の回転センサを用い、電動モータのロータ側の回転を検出することにより、直動部材の移動位置を間接的に検出している。すなわち、ブレーキ部材が被制動部材に接触するときの直動部材の移動位置を基準位置とし、この基準位置からのロータ側の回転を回転センサで検出することにより、基準位置に対する相対的な直動部材の移動位置を検出するようにしている。
特開２０００−６２５９１号公報 特開２００２−６７９３２号公報
上述した従来の電動式ブレーキ装置における直動部材の移動位置を検出するセンサは、ブレーキ部材の摩耗に伴って変化する基準位置に対する相対的な直動部材の移動位置を検出しているので、直動部材の待機位置の設定には支障はないが、ブレーキ部材の摩耗度合を把握できず、その交換時期を適切に判断できない問題がある。
そこで、本発明の課題は、直動部材の待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキ部材の摩耗度合も把握できる電動式ブレーキ装置を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換する駆動力変換機構を備え、この駆動力変換機構によって直線駆動力を伝達される直動部材の直線運動で、ブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記直動部材の移動位置を直接検出する変位センサを設けた構成を採用した。
すなわち、直動部材の移動位置を直接検出する変位センサを設けることにより、ブレーキ部材が被制動部材に接触するときの直動部材の絶対的な移動位置を検出可能とし、直動部材の待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキ部材の摩耗度合も把握できるようにした。
前記変位センサとしては、インダクタンス式変位センサを用いることができる。
本発明の電動式ブレーキ装置は、直動部材の移動位置を直接検出する変位センサを設けることにより、ブレーキ部材が被制動部材に接触するときの直動部材の絶対的な移動位置を検出可能とし、直動部材の待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキ部材の摩耗度合も把握できるようにしたので、その交換時期を適切に判断することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電動式ブレーキ装置は、図１に示すように、キャリパボディ１の内部で被制動部材としてのディスクロータ２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド３を対向配置したディスクブレーキであり、キャリパボディ１の円筒部１ａに、電動モータ４、不思議遊星歯車減速機構５、および駆動力変換機構としてのボールねじ機構６が組み込まれ、そのねじ軸６ａが直動部材として、別体の押圧部材７を介してブレーキパッド３に連結されている。なお、円筒部１ａの前端側は、キャリパボディ１と押圧部材７間に取り付けられたブーツ８でシールされ、後端側は蓋９で閉塞されている。
前記電動モータ４は、ステータ４ａがボールねじ機構６の外周側でキャリパボディ１の円筒部１ａに固定され、ロータ４ｂがボールねじ機構６の回りを回転するものであり、ロータ４ｂの軸方向に延長された円筒部が不思議遊星歯車減速機構５の入力軸１０とされて、その外周側に太陽歯車１１が設けられている。ロータ４ｂは後述する間座２０に玉軸受１２で支持されるとともに、入力軸１０が後述する出力軸１７の小径部１７ｂと軸方向でラップする部分で、針状ころ軸受１３によって小径部１７ｂに支持されている。
前記不思議遊星歯車減速機構５は、ボールねじ機構６の外周側で電動モータ４と軸方向に並べて配置され、キャリヤ１４に１２０°の位相で取り付けられた３本の各軸１４ａに回転自在に支持された一対の遊星歯車１５ａ、１５ｂが太陽歯車１１と噛み合わされるとともに、遊星歯車１５ａは円筒部１ａに固定された内歯歯車１６ａと噛み合わされ、遊星歯車１５ｂは不思議遊星歯車減速機構５の出力軸１７に設けられた内歯歯車１６ｂと噛み合わされている。
前記出力軸１７は、大径部１７ａと小径部１７ｂを有する２重円筒状とされており、大径部１７ａの内周面に内歯歯車１６ｂが設けられ、小径部１７ｂの内周面には、ボールねじ機構６のナット６ｂが連結されるとともに、その軸方向後端側にカラー１８が圧入されている。また、出力軸１７は玉軸受１９でキャリパボディ１に支持されるとともに、カラー１８の外周面に圧入された間座２０に後端を突き合わされて、軸方向位置を規制されている。間座２０は玉軸受２１とスラスト軸受２２によって、蓋９のボス部９ａと内面とに回転自在に支持されている。
前記不思議遊星歯車減速機構５では、内歯歯車１６ａと内歯歯車１６ｂの歯数差によって減速比が決定され、通常の遊星歯車減速機構に比べて大きな減速比を得ることができ、太陽歯車１１が設けられた入力軸１０から、内歯歯車１６ｂが設けられた出力軸１７へ電動モータ４のロータ４ｂの回転が伝達される。
前記ボールねじ機構６は、ボール６ｃを介してねじ軸６ａにナット６ｂを螺合したものであり、前記出力軸１７に連結されて回転を伝達されるナット６ｂの回転運動を、ボルト２３で押圧部材７に連結され、キー２４で回り止めされたねじ軸６ａの直線運動に変換する。
前記ねじ軸６ａの後端には後向きに差動鉄心２５ａが取り付けられ、この差動鉄心２５ａが蓋９のボス部９ａに収納されたコイル２５ｂの中心に挿入されて、インダクタンス式変位センサ２５が形成されている。したがって、この変位センサ２５によってねじ軸６ａの移動位置が直接検出される。
図２に示すように、ブレーキパッド３が摩耗すると、ブレーキパッド３がディスクロータ２に接触するときのねじ軸６ａの移動位置はかなり前方に変化するが、このねじ軸６ａの絶対的な移動位置は変位センサ２５によって検出することができるので、この検出されたねじ軸６ａの移動位置からねじ軸６ａの待機位置を適切に設定できるのみでなく、ブレーキパッド３の摩耗度合も把握することができる。
上述した実施形態では、駆動力変換機構としてボールねじ機構を採用したが、ボールランプ機構等の他の駆動力変換機構を採用することもできる。また、電動モータの減速機構も不思議遊星歯車減速機構に限定されることはなく、減速機構を省略してボールねじ機構のナット等を電動モータのロータで直接回転駆動することもできる。
電動式ブレーキ装置の実施形態を示す縦断面図 図１のブレーキパッドが摩耗した状態を示す縦断面図
符号の説明
１ キャリパボディ
１ａ 円筒部
２ ディスクロータ
３ ブレーキパッド
４ 電動モータ
４ａ ステータ
４ｂ ロータ
５ 不思議遊星歯車減速機構
６ ボールねじ機構
６ａ ねじ軸
６ｂ ナット
６ｃ ボール
７ 押圧部材
８ ブーツ
９ 蓋
９ａ ボス部
１０ 入力軸
１１ 太陽歯車
１２ 玉軸受
１３ 針状ころ軸受
１４ キャリヤ
１４ａ 軸
１５ａ、１５ｂ 遊星歯車
１６ａ、１６ｂ 内歯歯車
１７ 出力軸
１７ａ 大径部
１７ｂ 小径部
１８ カラー
１９ 玉軸受
２０ 間座
２１ 玉軸受
２２ スラスト軸受
２３ ボルト
２４ キー
２５ 変位センサ
２５ａ 差動鉄心
２５ｂ コイル

Claims (2)

  1. 電動モータの回転駆動力を直線駆動力に変換する駆動力変換機構を備え、この駆動力変換機構によって直線駆動力を伝達される直動部材の直線運動で、ブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記直動部材の移動位置を直接検出する変位センサを設けたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
  2. 前記変位センサをインダクタンス式変位センサとした請求項１に記載の電動式ブレーキ装置。
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