JP2008527258A - 電気駐車ブレーキ - Google Patents

Abstract

【解決手段】ブレーキ装置が提供され、本ブレーキ装置は、貫通するボア（３３）と軸開口部（６４）とを有するハウジング（３２）と、ボア（３３）内に近接して摺動可能に収容されたピストン（３６）と、フランジ（５３）を有する駆動部材（５０）であって、該駆動部材（５０）はピストン（３６）を電気モーター（７０）に作動的に接続するため軸開口部（６４）を通って延在し、該駆動部材（５０）の回転運動はピストン（３６）の軸方向運動へと変換される、駆動部材（５０）と、該駆動部材（５０）に同軸に受け入れられ且つフランジ（５３）とハウジング（３２）の間に配置されたベアリング（１１０）であって、該ベアリング（１１０）は駆動部材（５０）のハウジング（３２）に対する回転を容易にすると共に、ハウジング（３２）に対する駆動部材（５０）の軸方向運動に抵抗する、ベアリング（１１０）と、を備える。
【選択図】図６

Description

本出願は、２００５年１月５日に出願された米国仮特許出願番号６０／６４１，４０７号から優先権を主張する。該出願の全内容はここで参照したことで本願に組み込まれる。

本発明は、電気駐車ブレーキアッセンブリに係り、より詳しくは、電気駐車ブレーキアッセンブリで使用するためのベアリング並びに電気駐車ブレーキアッセンブリ内の空気の捕捉を減少するための方法に関する。

図１で全体として２０で指し示された典型的な電気駐車ブレーキアッセンブリは、ブレーキキャリパー３０と、キャリパーハウジング３２と、トランスミッション７４と、モーター７０と、プレート８２と、を備え得る。キャリパーハウジング３２は、留め金具８６、８８によりプレート８２に接続することができ、トランスミッション７４は、留め金具７６によりプレート８２に接続することができ、モーター７０は、留め金具７２によりプレート８２に接続することができる。

キャリパーハウジング３２は、該ハウジングを通して延在する中央ボア３３を備え得る。ボールスクリューアッセンブリ３４は、ボア３３内で摺動可能に収容され、液圧流体チャンバー３８を形成することができる。ボールスクリューアッセンブリ３４は、スクリュー部材４２と、ピストン３６と、該スクリュー部材４２及びピストン３６の間に配置された鋼鉄製ボール４８と、を備える。ピストン３６は、中空であってもよく、ボールスクリューアッセンブリ３４のナット部を画定し得る。スクリュー部材４２の回転は、ピストン３６の前進運動に変換される。

ピストン３６は、略螺旋状溝付きの内側壁部４０を備え、スクリュー部材４２は、略螺旋状溝付きの外側壁部４６を備えていてもよい。ボールレースを形成するため溝付き内側壁部４０が溝付き外側壁部４６に隣接して該外側壁部に沿って配置されるように、スクリュー部材４２がピストン３６と係合することができる。鋼鉄製ボール４８は、スクリュー部材４２がピストン３６内で回転するときピストン３６とスクリュー部材４２との間の摩擦を減少させるためボールレース内に配置することができる。

駆動部材５０は、キャリパーハウジング３２を通って、及び、キャリパーハウジング３２の閉鎖端部６６内で軸開口部６４を通って、略中央に延在する。必要ならば、駆動部材５０は、プレート８２内の軸開口部（図示せず）を通って延在してもよい。駆動部材５０は、スクリュー部材４２内の軸開口部４４を通って延在すると共に該軸開口部に近接して収容される延長部５２を備えていてもよい。駆動部材５０の延長部５２は、駆動部材５０の回転がスクリュー部材４２の対応する回転運動へと変換されるように断面で概略非円形形状（例えば、矩形）とすることができる。

駆動部材５０は、延長部５２の反対側（即ち、駆動部材５０の基端部）に位置する中央ボア７８を備えていてもよい。トランスミッション７４から延在する駆動シャフト５１は、中央ボア７８内に近接して収容され、モーター７０からの回転パワーを駆動部材５０の回転運動へと変換することができるように、留め金具５６により駆動部材５０に接続されていてもよい。

例えばＯリング等の第１のシール部５８は、駆動チャンバーとキャリパーハウジング３２との間で流体チャンバー３８から液圧流体の損失を防止するため、駆動部材５０とキャリパーハウジング３２との間に配置されていてもよい。例えばＯリング等の第２のシール部６０は、キャリパーハウジング３２と中空ピストン３６との間で流体チャンバー３８から液圧流体の損失を防止するため、キャリパーハウジング３２と中空ピストン３６との間に配置されてもよい。

電気駐車ブレーキアッセンブリが、ドレンネンに付与された米国特許番号６，５５０，５９８号に更に記載されており、その全体的な内容は、ここで参照したことにより本願に組み込まれる。

以上のように、電気駐車ブレーキアッセンブリは、液圧ブレーキモード及び／又は駐車ブレーキモードで作動することができる。液圧ブレーキモードでは、マスターシリンダー又はアンチロックブレーキシステムからの液圧流体が流体チャンバー３８を充填し、ピストン３６に線形的な力を発揮し、これによってピストン３６を前進させる。駐車ブレーキモードでは、モーター７０がトランスミッション７４及び駆動部材５０を使って回転力をスクリュー部材４２に提供し、これによりピストン３６を前進させることができる。

以上のような駐車ブレーキアッセンブリは幾つかの欠点を与えている。例えば、アッセンブリ２０内に捕捉された空気は、ブレーキローター（図示せず）に印加されたクランプ力を減少させかねない。ピストン３６の溝付き内側壁部４０は、ボールレースの溝内に空気が捕捉されるようになることに起因した問題を促進しかねない。更には、そのようなアッセンブリは、上述されたような２つのベアリング５４を必要とし得る。該ベアリングは、アッセンブリの材料及び／又は製造のコストを増大させ得る。

従って、電気駐車ブレーキアッセンブリにおいて空気の捕捉を減少させるための方法が必要とされている。更には、材料及び／又は製造のコストを減少させた電気駐車ブレーキのための必要性が存在している。

本発明の一態様では、ブレーキ装置が提供され、該ブレーキ装置は、貫通するボアと軸開口部とを有するハウジングと、前記ボア内に近接して摺動可能に収容されたピストンと、フランジを有する駆動部材であって、該駆動部材は前記ピストンを電気モーターに作動的に接続するため前記軸開口部を通って延在し、該駆動部材の回転運動は前記ピストン（３６）の軸方向運動へと変換される、前記駆動部材と、前記駆動部材に同軸に受け入れられ且つ前記フランジと前記ハウジングの間に配置されたベアリングであって、該ベアリングは前記駆動部材の前記ハウジングに対する回転を容易にすると共に、前記ハウジングに対する前記駆動部材の軸方向運動に抵抗する、前記ベアリングと、を備える。

本発明の別の態様では、ブレーキ装置が提供され、該ブレーキ装置は、貫通するボアと軸開口部とを有するハウジングと、前記ボア内に配置され、少なくとも第１の位置及び第２の位置の間で移動可能であるピストンと、前記ピストンを前記電気モーターに作動的に接続するため前記軸開口部を通って延在する駆動部材であって、該駆動部材の回転は、前記第１の位置及び前記第２の位置の間の前記ピストンの移動を促進する、前記駆動部材と、前記駆動部材と前記ハウジングとの間に配置されたベアリングであって、該ベアリングは、前記駆動部材の前記ハウジングに対する回転を容易にするように構成された少なくとも１つの摩擦減少装置を備え、前記ベアリングは前記駆動部材が基端方向に所定の距離を超えて移動することを防止するため前記駆動部材と係合するように構成されている、前記ベアリングと、を備える。

本発明の別の態様では、電気駐車ブレーキアッセンブリを組み立てる方法が提供され、該電気駐車ブレーキアッセンブリは、溝を有するピストンと、溝を有するスクリュー部材とを備える。本方法は、前記ピストンの前記溝及び前記スクリュー部材の前記溝のうち少なくとも１つに粘性材料を塗布し、ボールスクリューアッセンブリを形成するため前記ピストンの前記溝を前記スクリュー部材の前記溝に係合させ、液圧流体を前記ボールスクリューアッセンブリに導入する、各工程を備える。

本発明の他の態様は、次の詳細な説明、添付図面及び添付した請求の範囲から明らかとなる。

ピストン３６及びスクリュー部材４２の組み立て前（即ちボールスクリューアッセンブリ３４の組み立て前）に、ピストン３６の内側壁４０の溝及び／又はスクリュー部材４２の外側壁４６の溝をグリース又は他の高粘度材料で充填することによって、空気の捕捉が減少し又は無くなることが発見された。

図２に示されるように、電気駐車ブレーキアッセンブリの組み立ての間に、ピストン３６が例えばグリース等の粘性材料１００で充填される。粘性材料１００は、溝付き内側壁部４０の溝３９内の空気のほとんど（全てではない場合）を置き換えることができ、これによって、液圧流体がシステムに導入されたとき捕捉された空気に関連する問題を無くすことができる。更には、粘性材料１００は、ボールスクリューアッセンブリ３４への追加の潤滑を提供することができる。

一態様では、粘性材料１００は、図２に示されるように、ピストン３６の内側空洞部１０２全体を充填することができる。代替例として、粘性材料１００は、内側空洞部１０２全体を充填することなく、ピストン３６の内側壁部４０に直接塗布されてもよい。

図３に示されるように、スクリュー部材４２の溝付き外側壁部４６も粘性材料１００で充填され、これによって空気を溝４１から追い出すことができる。従って、粘性材料１００を、ピストン３６の溝３９、スクリュー部材４２の溝４１又はそれらの両方に塗布することができる。

粘性材料１００は、電気駐車ブレーキアッセンブリ２０で使用される液圧ブレーキ流体と両立可能な任意種類のグリース又は高粘度オイルとすることができる。一態様では、粘性材料１００は、天然グリース又は石油を基に作られたグリースのいずれであってもよい。別の態様では、粘性材料１００は、合成グリースであってもよい。

従って、図４に示されるように、スクリュー部材４２がピストン３６にねじ込まれ、図１に示されたアッセンブリ２０等の電気駐車ブレーキアッセンブリに配置されるとき、粘性材料１００は、ピストン３６及びスクリュー部材４２内の溝３９、４１を充填し、これにより、液圧流体がアッセンブリ内に導入されたとき空気が溝３９、４１内に捕捉されることを防止する。

図５Ａ、図５Ｂ及び図６に示されるように、全体として１１０で示された、電気駐車ブレーキアッセンブリのためのデュアル負荷ベアリングは、ワッシャー１１２と、複数のニードルローラー１１４と、を備えることができる。ワッシャー１１２は、比較的小さい直径部分１１８に接続され、該部分と同軸に整列された比較的大きい直径部分１１６を備えていてもよい。ワッシャー１１２の大径部分１１６は、図６に示されるように、キャリパーハウジング３２の閉鎖端部６６の軸開口部６４より大きい直径を持つことができる。中央開口部１２０は、大径部分１１６及び小径部分１１８の中心を通って同軸に（即ち中央軸Ａに沿って）延在し得る。

ニードルローラー１１４は、ワッシャー１１２の周辺部の回りに、等距離又はランダムに分布し、ワッシャー１１２の中央軸Ａに関して略径方向に配置することができる。ニードルローラー１１４は、略円柱形状であってもよい。一態様では、ニードルローラー１１４は、約０．６４ｃｍ（約１／４インチ）より小さい直径を持ち得る。別の態様では、ニードルローラー１１４の長さは、ニードルローラー１１４の直径の約３倍から約１０倍であり得る。

図５Ｂに示されるように、ニードルローラー１１４は、ワッシャー１１２の大径部分１１６の基端表面１２２上に分布することができる。一態様では、基端表面１２２は凹部を備え、該凹部はニードルローラー１１４を内部に近接して収容するようにサイズが定められ、形状が定められており、これによって、ニードルローラー１１４を図５Ｂに示す位置に保持すると共に、ニードルローラー１１４がそれらの各々の長さ方向軸Ｂの回りに回転することを可能にしている。

この時点において、当業者は、摩擦減少装置がワッシャー１１２とキャリパーハウジング３２との間に配置されたときワッシャー１１２とキャリパーハウジング３２との間の摩擦を減少させることができる任意の機構又は装置でニードルローラー１１４を置き換えることができることを認めるであろう。一態様では、摩擦減少装置は、ワッシャー１１２及び／又はキャリパーハウジング３２とは独立に動くことができる。例えば、ニードルローラー１１４は、ボールベアリング、回転車若しくはドラム、又は、フローティングピン等々で置き換えることができる。

図６に示されるように、駆動部材５０のフランジ部分５３がワッシャー１１２の末端表面１２３と係合して該表面により停止されると共に、駆動部材５０の小径部分５５がワッシャー１１２の中央開口部１２０を通過することを可能にするように、ベアリング１１０が駆動部材５０の回りに同軸に受け入れられてもよい。駆動部材５０の小径部分５５は、電気駐車ブレーキアッセンブリのトランスミッション又はモーターと噛み合うか又は係合することができる。

ニードルローラー１１４は、ワッシャー１１２の基端表面１２２とキャリパーハウジング３２との間に配置され、これによって駆動部材５０が、例えば駐車ブレーキモードの間、キャリパーハウジング３２に対して容易に回転することを可能にすると共に、力が矢印Ｆの方向に駆動部材５０に印加されているとき（例えば、液圧ブレーキモードの間、又は、液圧ブレーキモード及び駐車ブレーキモードが組み合わせられている間）、駆動部材５０が基端方向（即ち矢印Ｆによって示された方向）に移動することを防止する。従って、ボールスクリューアッセンブリ３４によりピストン３６に印加された力は、ベアリング１１０によって抵抗され、これにより、ピストン３６を末端方向（即ちロータ係合方向）に押しやることができる。

従って、単一のベアリング１１０が、（１）キャリパーハウジングに対する駆動部材５０の回転から生じる摩擦を減少すること、（２）ピストンがロータ係合位置へと押し進められたとき発生する力に抵抗することの両方のために使用することができる。

様々な態様が示され、説明されたが、当業者は本明細書を読んだとき、上記例に対する変更例を想到することができる。本出願で争点となり得る特許はそのような変更例を含んでおり、本発明は請求の範囲によってのみ画定されることは、公に喚起されるべきである。

図１は、従来技術の電気駐車ブレーキアッセンブリの前断面図である。 図２は、電気駐車ブレーキアッセンブリで使用するように構成されたピストンの一態様の前断面図である。 図３は、電気駐車ブレーキアッセンブリで使用するように構成されたスクリュー部材の一態様の前断面図である。 図４は、図２のピストン及び図３のスクリュー部材を備えるボールスクリューアッセンブリの一態様の前断面図である。 図５Ａは、電気駐車ブレーキアッセンブリで使用するように構成されたベアリングの一態様の前面図である。 図５Ｂは、図５Ａのベアリングの頂部平面図である。 図６は、図５Ａのベアリングを組み込んだ電気駐車ブレーキアッセンブリの部分断面の前面図である。

Claims (20)

1. 電気モーター（７０）により作動可能であるブレーキ装置であって、
   貫通するボア（３３）と軸開口部（６４）とを有するハウジング（３２）と、
   前記ボア（３３）内に近接して摺動可能に収容されたピストン（３６）と、
   フランジ（５３）を有する駆動部材（５０）であって、該駆動部材（５０）は前記ピストン（３６）を前記電気モーター（７０）に作動的に接続するため前記軸開口部（６４）を通って延在し、該駆動部材（５０）の回転運動は前記ピストン（３６）の軸方向運動へと変換される、前記駆動部材（５０）と、
   前記駆動部材（５０）の回りに同軸に受け入れられ且つ前記フランジ（５３）と前記ハウジング（３２）との間に配置されたベアリング（１１０）であって、該ベアリング（１１０）は前記駆動部材（５０）の前記ハウジング（３２）に対する回転を容易にすると共に、前記ハウジング（３２）に対する前記駆動部材（５０）の軸方向運動に抵抗する、前記ベアリング（１１０）と、
   を備える、ブレーキ装置。
2. 前記ベアリング（１１０）は、前記ピストン（３６）から離れる方向における前記駆動部材（５０）の前記ハウジング（３２）に対する軸方向運動に抵抗する、請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記駆動部材（５０）の前記回転運動を前記ピストン（３６）の軸方向運動に変換するためのスクリュー部材（４２）を更に備える、請求項１に記載のブレーキ装置。
4. 前記ピストン（３６）及び前記ハウジング（３２）は、それらの間で流体チャンバー（３８）を画定し、前記ピストン（３６）は、前記流体チャンバー（３８）内の流体圧力に応答して軸方向に移動するように構成されている、請求項１に記載のブレーキ装置。
5. 前記ベアリング（１１０）は、前記軸開口部（６４）の回りに配置され、前記軸開口部（６４）よりも大きい、請求項１に記載のブレーキ装置。
6. 前記ベアリング（１１０）は、前記ハウジング（３２）に対する前記駆動部材（５０）の回転を容易にするため少なくとも１つの摩擦減少装置を備えている、請求項１に記載のブレーキ装置。
7. 前記摩擦減少装置は、ニードルローラー（１１４）である、請求項６に記載のブレーキ装置。
8. 前記駆動部材（５０）は、第１の部分（５５）と、第２の部分とを備え、該第１の部分は前記ベアリング（１１０）を通って延在し、前記フランジ（５３）は前記第２の部分が前記ベアリング（１１０）を通って延在することを防止する、請求項１に記載のブレーキ装置。
9. 前記ベアリング（１１０）は、複数のニードルローラー（１１４）を配置したワッシャー（１１２）を備えている、請求項１に記載のブレーキ装置。
10. 前記ニードルローラー（１１４）は、所定の直径及び所定の長さを有し、該長さは該直径の約３倍から約１０倍である、請求項９に記載のブレーキ装置。
11. 電気モーター（７０）により作動可能であるブレーキ装置であって、
    貫通するボア（３３）と軸開口部（６４）とを有するハウジング（３２）と、
    前記ボア（３３）内に配置され、少なくとも第１の位置及び第２の位置の間で移動可能であるピストン（３６）と、
    前記ピストン（３６）を前記電気モーター（７０）に作動的に接続するため前記軸開口部（６４）を通って延在する駆動部材（５０）であって、該駆動部材（５０）の回転は、前記第１の位置及び前記第２の位置の間の前記ピストン（３６）の移動を促進する、前記駆動部材（５０）と、
    前記駆動部材（５０）と前記ハウジング（３２）との間に配置されたベアリング（１１０）であって、該ベアリング（１１０）は、前記駆動部材（５０）の前記ハウジング（３２）に対する回転を容易にするように構成された少なくとも１つの摩擦減少装置を備え、前記ベアリング（１１０）は前記駆動部材（５０）が基端方向に所定の距離を超えて移動することを防止するため前記駆動部材（５０）と係合するように構成されている、前記ベアリング（１１０）と、
    を備える、ブレーキ装置。
12. 前記ピストン（３６）及び前記ハウジング（３２）は、それらの間で流体チャンバー（３８）を画定し、前記ピストン（３６）は、前記流体チャンバー（３８）内の流体圧力及び前記駆動部材（５０）の回転に応答して軸方向に移動するように構成される、請求項１１に記載のブレーキ装置。
13. 前記摩擦減少装置は、複数のニードルローラー（１１４）である、請求項１１に記載のブレーキ装置。
14. 前記ニードルローラー（１１４）は、所定の直径及び所定の長さを有し、該長さは該直径の約３倍から約１０倍である、請求項１３に記載のブレーキ装置。
15. 前記ベアリングは、ワッシャー（１１２）を備え、前記摩擦減少装置は、該ワッシャー（１１２）と前記ハウジング（３２）との間に配置されている、請求項１１に記載のブレーキ装置。
16. 電気駐車ブレーキアッセンブリを組み立てる方法であって、
    前記電気駐車ブレーキアッセンブリは、溝（３９）を有するピストン（３６）と、溝（４１）を有するスクリュー部材（４２）とを備え、
    前記方法は、
    前記ピストン（３６）の前記溝（３９）及び前記スクリュー部材（４２）の前記溝（４１）のうち少なくとも１つに粘性材料（１００）を塗布し、
    ボールスクリューアッセンブリ（３４）を形成するため前記ピストン（３６）の前記溝（３９）を前記スクリュー部材（４２）の前記溝（４１）に係合させ、
    液圧流体を前記ボールスクリューアッセンブリ（３４）に導入する、各工程を備える、方法。
17. 前記粘性材料（１００）は、前記ピストン（３６）の前記溝（３９）及び前記スクリュー部材（４２）の前記溝（４１）のうち少なくとも１つから空気を追い出す、請求項１６に記載の方法。
18. 前記塗布工程は、前記ピストン（３６）の内側空洞部を前記粘性材料（１００）で実質的に充填する工程を備える、請求項１６に記載の方法。
19. 前記粘性材料（１００）には、合成グリース、天然グリース、石油を基に作られたグリース及び高粘度オイルのうち少なくとも１つが含まれている、請求項１６に記載の方法。
20. 前記粘性材料（１００）は、前記液圧流体と両立可能である、請求項１６に記載の方法。

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