JP2009074684A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ効きの応答性に優れ、摩擦材保持部材が摩耗しても応答性が低下しない電動ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ブレーキ部材１５、１６を保持したキャリパ１１と、キャリパに取付けられた電動モータ２２と、電動モータの回転が入力され入力回転を２つの出力要素３５、３６）に減速して伝達する１入力２出力の減速機構３１と、減速機構の一方の出力要素３５の回転をブレーキ部材の直動運動に変換する回転直動変換手段４３と、減速機構の他方の出力要素３６に連結され前記キャリパにねじ係合されたスラスト力支持部材２７とを備え、回転直動変換手段はスラスト力支持部材にスラスト方向に一体的に支持され、回転直動変換手段は一方の出力要素の一方向の回転を制限する回転制限手段５５を備え、スラスト力支持部材は、回転直動変換手段よりも、動作抵抗が大きくされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータの回転を減速機によって減速するとともに、回転直動変換機構により直動運動に変換して、ブレーキ部材をブレーキロータに押圧する電動ブレーキ装置に関するものである。

車両用ブレーキ装置として、電動モータの回転をボールねじ機構によって直動運動に変換し、ブレーキ部材をブレーキロータに押圧する電動ブレーキ装置は、例えば、特許文献１に記載されているように公知である。

この種の電動ブレーキ装置は、ブレーキ作動時には電動モータを正回転させて、ボールねじ機構のねじ軸をブレーキロータ側へ移動させ、ブレーキ解除時には電動モータを逆回転させて、ねじ軸をブレーキロータに対して後退する側へ移動させるようになっている。かかる特許文献１に記載されたものにおいては、ブレーキ部材の摩擦材が摩耗すると、摩擦材がブレーキロータを押圧するまでの移動距離が長くなって、ブレーキ効きの応答性が悪化する問題がある。

このような問題を解決するものとして、特許文献２に記載されているように、摩擦材の摩耗を補償する機構を備えた電動ブレーキ装置が知られている。特許文献２に記載のものは、ボールねじ機構のねじ軸に貫通孔を設け、この貫通孔に、リード角の大きな雄ねじを設けた突張シャフトを嵌挿し、突張シャフトの雄ねじを貫通孔に設けたねじ孔に螺合するとともに、突張シャフトを基端側に設けたストッパに押し付け付勢するスプリングを設けたものである。

特許文献２に記載の電動ブレーキ装置によれば、ブレーキ作動時に電動モータを回転させて、ボールねじ機構のねじ軸を前方に移動させてブレーキ部材によりブレーキロータを押圧すると、突張シャフトもねじ軸と一緒に移動するが、スプリングによって基端側へ付勢された突張シャフトは、ストッパから離れると大きなリード角のねじが緩んで回転しつつ基端側へねじ軸と相対移動し、再びストッパに当たってねじ軸が後方へ戻らないように突っ張り支持する。これにより、ブレーキ部材が摩耗するとその押圧位置は次第に前方へ移るように変化し、この押圧位置の変化に伴って、突張シャフトによるねじ軸の突っ張り支持位置も前方へ変化する。従って、ねじ軸の押圧部を常にブレーキ部材の押圧位置近くに保持でき、ブレーキ効きの応答性を確保することができる利点がある。
特開２００２−２１３５０５号公報（段落００１８、００１９、図１） 特開２００５−２３３２２４号公報（段落００２３〜００２５、図１）

しかしながら、上記した特許文献２に記載のものにおいては、摩耗補償機構がブレーキロータを押圧する押圧部に組み込まれた構成であるため、電動モータによって軸方向移動される押圧部の質量が大きくなって、ブレーキの応答性に悪影響を及ぼす恐れがある。しかも、摩耗補償機構がブレーキ部材の摩擦材（パッド）に近い位置に配設されているため、摩擦材からの振動や熱の影響を受けやすい問題があった。

本発明は上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、ブレーキ効きの応答性に優れ、ブレーキ部材が摩耗しても応答性が低下しない電動ブレーキ装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ブレーキロータを押圧するブレーキ部材と、該ブレーキ部材を保持したキャリパと、前記ブレーキ部材に結合された押圧部と、前記キャリパに取付けられた電動モータと、該電動モータの回転が入力され入力回転を２つの出力要素に減速して伝達する１入力２出力の減速機構と、該減速機構の一方の前記出力要素に連結され該一方の出力要素の回転を前記押圧部の直動運動に変換する回転直動変換手段と、前記減速機構の他方の前記出力要素に連結され前記キャリパにねじ係合されたスラスト力支持部材とを備え、前記回転直動変換手段は前記スラスト力支持部材にスラスト方向に一体的に支持され、前記回転直動変換手段は前記一方の出力要素の一方向の回転を一定の範囲で制限する回転制限手段を備え、前記スラスト力支持部材は、前記回転直動変換手段よりも、動作抵抗が大きくされていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記回転直動変換手段は、少なくとも回転方向の一端側に勾配部を、回転方向の他端側に一定高さの段差部を備えることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、前記スラスト力支持部材に動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段を備えていることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記動作抵抗付与手段は、前記スラスト力支持部材にスラスト方向あるいはラジアル方向の押圧力を付与する付勢部材を備えていることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、前記動作抵抗付与手段は、前記キャリパにねじ係合されたねじ補償部材と、該ねじ補償部材と前記スラスト力支持部材との間に介装され前記スラスト力支持部材をスラスト方向に付勢する付勢部材と、前記スラスト力支持部材と前記ねじ補償部材とを回転方向には一体的に連結し、軸方向には相対移動可能に連結する連結部とによって構成したことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、電動モータによって作動される１入力２出力の減速機構と、この減速機構によって作動される回転直動変換手段およびスラスト力支持部材を備えたことにより、ブレーキ部材の摩擦を補償することができるばかりでなく、摩耗補償機構が回転直動変換機構とブレーキ部材との間に存在していないので、ブレーキ作動時に直動運動される押圧部の質量を増加させことがなく、押圧部の質量増加による応答性の悪化を防止することができる。しかも、摩耗補償機構をブレーキ部材の摩擦材に対して離間した位置に配設できるため、振動や熱の影響を受けにくく、フェールしにくい電動ブレーキ装置を実現することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、回転直動変換手段は、少なくとも回転方向の一端側に勾配部を、回転方向の他端側に一定高さの段差部を備えているので、勾配部によって減速機構の出力要素の回転を押圧部の直動運動に確実に変換することができるとともに、非制動時にブレーキロータとブレーキ部材との間に、一定のギャップを簡単かつ確実に設けることができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、スラスト力支持部材に動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段を備えているので、ブレーキ作動時においては動作抵抗が付与されたスラスト力支持部材を静止状態に確実に保持することができ、電動モータによって作動される１入力２出力の減速機構により、回転直動変換手段を作動させることができる。これにより、スラスト力支持部材自体の動作抵抗を回転直動変換手段よりも大きくする必要がなく、簡単な構成で安定した動作を可能にすることができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、動作抵抗付与手段は、スラスト力支持部材にスラスト方向あるいはラジアル方向の押圧力を付与する付勢部材を備えているので、付勢部材によってキャリパにねじ係合されたスラスト力支持部材に容易に動作抵抗を付与することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、キャリパにねじ係合されたねじ補償部材をスラスト力支持部材と一体的に回転することができるため、スラスト力支持部材のスラスト方向の移動に係わらず、スラスト力支持部材とねじ補償部材との間隔を常に一定不変に保持することができる。これによって、スラスト力支持部材とねじ補償部材との間に介装された付勢部材によってスラスト力支持部材に付与される動作抵抗を、スラスト力支持部材のスラスト方向の移動に係わらず、常に一定不変に保持することができ、スラスト力支持部材に安定した動作抵抗を付与することができる。

以下、本発明に係る電動ブレーキ装置の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、１０は電動ブレーキ装置のブレーキロータを示し、ブレーキロータ１０は図略の車輪に一体的に取付けられている。ブレーキロータ１０の外周部には、断面形状が略コの字状のキャリパ１１が、ブレーキロータ１０を跨ぐように配置されている。キャリパ１１は、車体側に固定されたマウント１２にスライドピン１３を介して、ブレーキロータ１０の軸線方向に少量だけ移動可能に支持されている。

ブレーキロータ１０の軸線方向の両側に対向して、ブレーキ部材としての一対のブレーキパッド１５、１６が配置されている。ブレーキロータ１０の内側に配置された第１のブレーキパッド１５は、ブレーキロータ１０の軸線方向に移動可能な後述する押圧部４２に取付けられ、ブレーキロータ１０の外側に配置された第２のブレーキパッド１８は、キャリパ１１の爪部１１ａに取付けられている。押圧部４２は、回り止め部１１ｂによってキャリパ１１に対して回り止めされ、第１のブレーキパッド１５は、ブレーキロータ１０の軸線方向にのみ移動可能となっている。第１および第２のブレーキパッド１５、１６は、ブレーキロータ１０に摺接可能に摩擦係合する摩擦材１５ａ、１６ａと、摩擦材１５ａ、１６ａを保持する裏板１５ｂ、１６ｂとによって構成されている。なお、第１のブレーキパッド１５は、マウント１２に対して回り止めしてもよい。

第１および第２のブレーキパッド１５、１６は、車輪と一体に回転するブレーキロータ１０の両面に押付けられて、ブレーキロータ１０の制動作用を行うもので、上記したブレーキロータ１０と、キャリパ１１と、第１および第２のブレーキパッド１５、１６とによって、制動力発生手段を構成している。

キャリパ１１の一端には、モータハウジング２１が固定され、モータハウジング２１内にビルトイン型の電動モータ２２が設けられている。電動モータ２２は、中空状のロータ２３とステータコイル２４とから構成され、ロータ２３はモータハウジング２１に回転可能に軸承され、ステータコイル２４はモータハウジング１６の内周に固定され、ステータコイル２４への通電によってロータ２３が回転されるようになっている。ロータ２３内には入力軸２５が同心的に挿通され、入力軸２５はロータ２３に対し軸線方向にのみ移動可能にスプライン係合されている。

また、キャリパ１１には、ねじ穴２６が入力軸２５と同心的に形成され、このねじ穴２６にねじ部材２７が螺合されている。ねじ部材２７には円筒穴２７ａが入力軸２５と同心的に形成され、円筒穴２７ａ内には、円板状の回転部材２８が回転可能に収容され、回転部材２８とねじ部材２７の一端に形成したフランジ部２７ｂとの間には、スラストベアリング２９が介挿されている。

入力軸２５とねじ部材２７および回転部材２８との間には、１入力２出力の減速機構３１が配設されている。減速機構３１は、例えば、ハーモニックドライブ（（株）ハーモニック・ドライブ・システムズの登録商標）として知られる波動歯車機構によって構成されている。波動歯車機構（減速機構）３１は、ウェブジェネレータ３３と、フレクスプライン３５と、サーキュラスプライン３６とからなり、フレクスプライン３５の一端は回転部材２８に結合され、サーキュラスプライン３６はねじ部材２７のフランジ部２７ｂに結合されている。フレクスプライン３５の他端外周には外歯が形成され、サーキュラスプライン３６の内周にはフレクスプライン３５の外歯に部分的に噛合う内歯が形成され、内歯の歯数は外歯の歯数より例えば２歯多くなっている。フレクスプライン３５の一端内周には、入力軸２５が軸受３７を介して回転のみ可能に支承されている。

ウェブジェネレータ３３は、図略の楕円カムを回転可能に備え、楕円カムに入力軸２５が一体的に連結されている。楕円カムの外周には図略のボールベアリングの内輪が固定され、この内輪に弾性変形可能な外輪がボールを介して支持され、外輪にはフレクスプライン３５が取付けられている。

上記した構成の波動歯車機構３１は、入力軸２５が回転されると、ウェブジェネレータ３３の楕円カムが一体的に回転され、この楕円カムの回転によってフレクスプライン３５が楕円形に撓まされ、サーキュラスプライン３６との噛合い点が円周方向に変化する。これによって、フレクスプライン３５（サーキュラスプライン３６）に対してサーキュラスプライン３６（フレクスプライン３５）が相対回転される。このように、波動歯車機構３１は、入力軸２５に入力された電動モータ２２からの回転入力を、フレクスプライン３５およびサーキュラスプライン３６からなる２つの出力要素に回転を減速して伝達する。

ねじ部材２７の円筒穴２７ａ内には、上記した回転部材２８に対向して円板状の軸動部材４１が収容され、軸動部材４１は押圧部４２に一体的に結合されている。軸動部材４１の軸動によって押圧部４２を介して第１ブレーキパッド１５の摩擦材１５ａがブレーキロータ１０に対して接近離間される。

回転部材２８と軸動部材４１との間には、回転部材２８の回転運動を軸動部材４１および押圧部４２の直動運動に変換する回転直動変換機構４３が設けられている。回転直動変換機構４３は、回転部材２８と軸動部材４１との互いに対向する対向面２８ａ、４１ａにそれぞれ設けられた第１および第２カム部４５、４６と、これらカム部４５、４６の間に配設された転動部材としての転動ローラ５１とによって構成されている。

回転直動変換機構４３の構成を、図２、図３および図４に基づいてさらに具体的に説明すると、回転部材２８の軸動部材４１に対向する対向面２８ａには、複数（実施の形態においては４つ）の第１カム部４５が、回転部材２８の回転中心を中心とする円周方向に沿って等角度間隔に配設されている。複数の第１カム部４５は同一の形状をなすもので、回転部材２８の逆転方向（図４の時計回り）の一端には、回転部材２８の正転方向（図４の反時計回り）に沿って、軸動部材４１の対向面４１ａに徐々に接近する緩やかな円弧状の勾配を形成した第１勾配部４５ａが設けられている。また、第１カム部４５の他端（正転方向の一端）には、第１段差部４５ｂが形成され、第１段差部４５ｂは、回転部材２８の対向面２８ａより僅かな寸法Ｓ１（図３参照）だけ高くなっている。第１勾配部４５ａと第１段差部４５ｂとの境界部には、対向面２８ａに対して直角な第１ストッパ部４５ｃが形成されている。

一方、軸動部材４１の回転部材２８に対向する対向面４１ａには、第１カム部４５と同数の第２カム部４６が、回転部材２８の回転中心を中心とする円周方向に沿って等角度間隔に配設されている。複数の第２カム部４６は第１カム部４５と同一の形状をなすもので、第１カム部４５とは逆向きに配置されている。すなわち、回転部材２８の正転方向の一端には、回転部材２８の逆転方向（時計回り）に沿って、回転部材２８の対向面２８ａに徐々に接近する緩やかな円弧状の勾配を形成した第２勾配部４６ａが設けられている。また、第２カム部４６の他端には、第２段差部４６ｂが形成され、第２段差部４６ｂは、軸動部材４１の対向面４１ａより僅かな寸法Ｓ１（図３参照）だけ高くなっている。第２勾配部４６ａと第２段差部４６ｂとの境界部には、対向面４１ａに対して直角な第２ストッパ部４６ｃが形成されている。

回転円板２８および軸動部材４１の各対向面２８ａ、４１ａ間には、保持器５３（図３参照）が半径方向移動を規制されて配設され、この保持器５３に第１および第２カム部４５、４６と同数の転動ローラ５１が回転可能に保持されている。転動ローラ５１は、第１および第２カム部４５、４６の間で転動し、回転円板２８の回転運動によって軸動部材４１を軸動するように作用する。

転動ローラ５１は、通常、円周方向に隣合う第１カム部４５および第２カム部４６の各間に位置されて、回転部材２８と軸動部材４１の対向面２８ａ、４１ａに接触され、この状態が回転直動変換機構４３の初期位置（基準位置）となっている。この状態より、回転部材２８が正転方向（図４の矢印方向）に回転されると、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各勾配部４５ａ、４６ａに乗り上げ、軸動部材４１を勾配部４５ａ、４６ａの勾配に従って直動させる。反対に、回転直動変換機構４３が基準位置にある状態より、回転部材２８が逆転方向（図４の反矢印方向）に所定角度だけ回転されると、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各段差部４５ｂ、４６ｂに乗り上げ、軸動部材４１を段差部４５ｂ、４６ｂの段差分（Ｓ１×２）だけ直動させる。

なお、回転部材２８が所定角度を超えて逆転方向に回転されると、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各ストッパ部４５ｃ、４６ｃに係合し、回転部材２８のそれ以上の逆転が阻止される。

軸動部材４１とキャリパ１１との間にはスプリング５２が介挿され、このスプリング５２の付勢力によって軸動部材４１を回転円板２８に向けてスラスト方向に押圧している。これによって、軸動部材４１と回転部材２８を転動ローラ５１を介して接合状態に保持するとともに、回転部材２８をスラストベアリング２９を介してねじ部材２７のフランジ部２７ａに押圧し、回転直動変換手段４３をねじ部材２７内にスラスト方向に一体的に支持している。上記したねじ部材２７は、請求項におけるスラスト力支持部材を構成している。

上記した構成により、回転部材２８が、例えば図４の矢印方向に回転されると、転動ローラ５１が転動しながら回転部材２８の第１勾配部４５ａに乗り上げるとともに、軸動部材４１の第２勾配部４６ａに乗り上げる。これにより、軸動部材４１はスプリング５２の付勢力に抗してブレーキロータ１０に向かう方向に移動され、第１のブレーキパッド１５がブレーキロータ１０に押付けられる。

反対に、回転部材２８が、図４の反矢印方向に回転されると、転動ローラ５１が転動しながら回転部材２８の第１段差部４５ｂに乗り上げるとともに、軸動部材４１の第２段差部４６ｂに乗り上げる。これによって、回転部材２８と軸動部材４１が所定距離離間される。

上記した回転部材２８に設けられた第１カム部４５と、軸動部材４１に設けられた第２カム部４６と、第１および第２カム部４５、４６の間に設けられた転動ローラ５１等によって、回転直動変換機構４３を構成しており、また、第１および第２カム部４５、４６のストッパ部４５ｃ、４６ｃによって、回転部材２８の一方向の回転を一定の範囲で制限する回転制限手段５５を構成している。

上記したように、本実施の形態においては、波動歯車機構（減速機構）３１の２つの出力要素に（フレクスプライン３５およびサーキュラスプライン３６）に、それぞれねじ部材２７と回転直動変換機構４３が接続されている。

この場合、ねじ部材２７は径が大きいために慣性が大きく、しかも、ねじ面に作用する摩擦によって大きな抵抗が作用する。これに対して、回転直動変換機構４３には小さな抵抗しか作用しないため、入力軸２５が回転されると、通常はサーキュラスプライン３６とともに回転部材２８が回転され、フレクスプライン３５およびねじ部材２７は回転されず、停止状態に保持される。しかしながら、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各ストッパ部４５ｃ、４６ｃ（回転制限手段５５）に係合されると、フレクスプライン３５および回転部材２８の回転（逆転）が制限されるため、入力軸２５の回転によって、サーキュラスプライン３６およびねじ部材２７が回転されるようになる。

なお、電動モータ２２は、図略のＥＣＵの信号に基づいて回転制御される。ＥＣＵには、図略のブレーキペダルの踏み込み量を検出するペダル操作センサの検出信号が入力され、ＥＣＵは、ペダル操作センサの検出信号に基づいて、所定の制動力を発生するためのブレーキパッド１５、１６の押圧力、すなわち、電動モータ２２の回転量を算出するようになっている。

次に、上記した第１の実施の形態における電動ブレーキ装置の動作を、図５および図６の概略図に基づいて説明する。非制動時（初期位置）においては、図５に示すように、スプリング５２の付勢力によって軸動部材４１が回転部材２８側に押圧され、転動ローラ５１は回転部材２８の円周方向に隣合う第１カム部４５の間および軸動部材４１の円周方向に隣合う第２カム部４６の間にそれぞれ位置されて、回転部材２８と軸動部材４１との間に挟圧され、軸動部材４１と回転部材２８は最も接近した状態に保持されている。

この状態において、電動モータ２２が図略のブレーキペダルの踏み込み信号に基づいて正転駆動されると、ロータ２３とともに入力軸２５が正転方向（図６の矢印方向）に回転され、ウェブジェネレータ３３が回転される。ウェブジェネレータ３３の回転により、フレクスプライン３５とサーキュラスプライン３６が回転せんとする。

この際、サーキュラスプライン３６に結合されたねじ部材２７は径が大きいため慣性が大きく、しかも、ねじ面に作用する摩擦によって抵抗が大きいため、入力軸２５の回転によってフレクスプライン３５とともに回転部材２８のみが入力軸２５の回転方向と同方向（図６の矢印方向）に回転され、ねじ部材２７は静止状態に保持される。

回転部材２８の回転により、第１カム部４５の勾配部４５ａに転動ローラ５１が転動しながら乗り上げ、かつ転動する転動ローラ５１は軸動部材４１側の第２カム部４６の勾配部４６ａに乗り上げる。これにより、軸動部材４１は、スプリング５２の付勢力に抗して回転部材２８に対して離間する方向に移動され、押圧部４２を介して第１のブレーキパッド１５がブレーキロータ１０に接近する方向に移動され、ブレーキロータ１０の端面に押付けられる。第１のブレーキパッド１５がブレーキロータ１０の端面に押付けられると、その反力によってキャリパ１１がスライドピン１３（図１参照）に沿って移動され、図６に示すように、キャリパ１１に取付けられた第２のブレーキパッド１６もブレーキロータ１０の端面に押付けられ、制動力が発生される。

ブレーキの解除時は、ブレーキペダルの解除信号に基づいて、電動モータ２２が逆転駆動される。これにより、ロータ２３とともに入力軸２５が逆転方向（図６の反矢印方向）に回転され、ウェブジェネレータ３３が回転される。ウェブジェネレータ３３の回転により、回転部材２８が入力軸２５の回転方向と同方向に回転され、上記したと逆の動作によって、軸動部材４１とともに第１のブレーキパッド１５が後退される。そして、回転直動変換機構４３が図５に示す初期位置まで復帰されると、電動モータ２２の回転が停止される。

ところで、第１および第２のブレーキパッド１５、１６の摩擦材１５ａ、１６ａは使用につれて次第に摩耗し、これを放置すると、初期位置における第１および第２のブレーキパッド１５、１６とブレーキロータ１０とのギャップ量が大きくなり、制動時の応答性が悪化することになる。

そこで、本実施の形態においては、必要時に、例えば、毎日１回最初にエンジンを始動させた際に、摩擦材１５ａ、１６ａの摩耗補償を実行するようになっており、以下、摩耗補償動作について図７に基づいて説明する。

図５に示すように、回転直動変換機構４３が初期位置に保持されている状態において、図略のＥＣＵより摩耗補償の実行が指令されると、電動モータ２２が逆転駆動され、ロータ２３とともに入力軸２５が図７（Ａ）の矢印方向に逆転される。入力軸２５の逆転により、回転部材２８が入力軸２５と同方向に回転されるため、第１カム部４６の段差部４５ｂに転動ローラ５１が転動しながら乗り上げ、かつ転動する転動ローラ５１は軸動部材４１側の段差部４５ｂにも乗り上げる（図７（Ａ）参照）。これにより、軸動部材４１は、第１および第２段差部４５、４６の各段差分Ｓ１（図３参照）の２倍の量だけ、スプリング５２の付勢力に抗してブレーキロータ１０に向かって移動される。

電動モータ２２によって回転部材２８がさらに逆転されると、図７（Ａ）に示すように、転動ローラ５１が第１および第２ストッパ部４５ｃ、４６ｃに係合し、回転部材２８のそれ以上の回転が阻止される。従って、電動モータ２２による入力軸２５の逆転によって、ねじ部材２７に結合されたサーキュラスプライン３６が、ねじ部材２７とキャリパ１１のねじ穴２６との摩擦抵抗に打ち勝って、入力軸２５の回転方向と反対の方向、すなわち、正転方向に回転される。これにより、ねじ部材２７がねじ穴２６内を正転され、ねじ部材２７はねじのリードに従ってブレーキロータ１０に向かう方向に軸方向移動される。

かかるねじ部材２７の回転かつ軸方向移動により、ねじ部材２７の円筒穴２７ａ内に収容された回転部材２８および軸動部材４１等は、ねじ部材２７に対して相対回転しながら、すなわち、非回転状態を維持しながら、ねじ部材２７と一体的にスラスト方向に移動され、図７（Ｂ）に示すように、第１および第２のブレーキパッド１５、１６の摩擦材１５ａ、１６ｂがブレーキロータ１０に当接される。

その後、電動モータ２２を所定角度だけ正転駆動して、入力軸２５を図７（Ｂ）の矢印方向に正転させると、回転部材２８が正転方向に所定角度回転され、図７（Ｃ）に示すように、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５，４６の各段差部４５ｂ、４６ｂより離脱して、回転部材２８と軸動部材４１の対向面２８ａ、４１ａ（図５参照）に再び当接される。これにより、軸動部材４１および押圧部４２がブレーキロータ１０から離れる方向に一定量後退され、第１および第２のブレーキパッド１５、１６とブレーキロータ１０との間には、トータルで段差部４５ｂ、４６ｂの段差分Ｓ１の２倍の隙間が形成され、これが新たな初期位置となる。

このように、摩耗補償動作の実行により、ブレーキパッド１５、１６とブレーキロータ１０との間には、微小量の適正な隙間（ギャップ）が形成できるので、ブレーキパッド１５、１６の摩擦材１５ａ、１６ａの摩耗に拘らず、ブレーキ効きの応答性を常に良好に維持できるようになる。

なお、第１および第２のブレーキパッド１５、１６の摩擦材１５ａ、１６ａが所定量摩耗して寿命となった場合には、摩擦材１５ａ、１６ａを交換する必要があるが、この際、上記した回転直動変換機構４３の第１および第２カム部４５、４６の各勾配部４５ａ、４６ａの頂点に、回転部材２８の正転方向の回転を阻止するストッパ部を別個設けることにより、電動モータ２２の回転を利用して摩擦材１５ａ、１６ａの交換を可能にできる。

すなわち、まず、回転直動変換機構４３の初期位置において、摩擦材１５ａ、１６ａを取外し、その状態で、電動モータ２２を正転方向に回転すると、上記したように、波動歯車機構３１のフレクスプライン３５とともに回転部材２８が正転方向に回転される。これによって、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各勾配部４５ａ、４６ａに乗り上げ、その勾配の頂点に設けたストッパ部に当接する。転動ローラ５１がストッパ部に当接すると、回転部材２８のそれ以上の正転方向の回転が阻止されるため、今度は波動歯車機構３１のサーキュラスプライン３６とともにねじ部材２７が逆転方向に回転され、ねじ穴２６内を後退される。

ねじ部材２７が所定の後退位置まで後退された状態で、電動モータ２２を逆転方向に回転すると、回転部材２８が逆転されて転動ローラ５１が、回転部材２８および軸動部材４１の対向面２８ａ、４１ａに当接される。その状態で、ブレーキパッド１５、１６の裏板１５ｂ、１６ｂに新たな摩擦材１５ａ、１６ａを取付ける。しかる状態で、上記した摩耗補償動作を実行し、摩擦材１５ａ、１６ａとブレーキロータ１０とのギャップを一定に確保する。

図８は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、第１の実施の形態においては、キャリパ１１のねじ穴２６とねじ部材（スラスト力支持部材）２７とのねじ嵌合による摩擦抵抗によってねじ部材２７を静止状態に保持するようにしたが、第２の実施の形態においては、ねじ部材２７に動作抵抗を積極的に付与する手段を別個に設け、ねじ部材２７の静止状態の保持を確実に行えるようにしたことである。従って、以下においては、第１の実施の形態と異なる点を主に説明し、同一構成部分については同一部品に同一の参照番号を付し、説明を省略する。

図８において、キャリパ１１に形成されたねじ穴２６には、ねじ部材２７が螺合されている。また、ねじ穴２６には、ねじ部材２７のフランジ部２７ｂに対向して、動作抵抗力を一定に補償するねじ補償部材６１が螺合されている。ねじ補償部材６１とフランジ部２７ｂのいずれか一方、例えば、フランジ部２７ｂ側には、連結部としての連結部材６２が円周上複数結合され、ねじ補償部材６１とフランジ部２７ｂの他方、例えば、ねじ補償部材６１側には、連結部材６２をねじ部材２７の軸線方向に摺動可能に嵌合する連結穴６３が円周上複数形成されている。これら連結部材６２によって、ねじ部材２７とねじ補償部材６１は、回転方向には一体回転可能に、かつ軸方向には相対移動可能に連結されている。

ねじ部材２７のフランジ部２７ｂとねじ補償部材６１との間には、付勢部材としてのコイルばねからなるスプリング６４が介装され、このスプリング６４の付勢力によってねじ部材２７をねじ補償部材６１に対してロータ１０側に向けてねじ部材２７のスラスト方向に付勢している。かかるスプリング６４によるスラスト方向の付勢力によってねじ部材２７のねじ部がねじ穴２６のねじ部に押圧され、摩擦抵抗を発生させるようにしている。この場合、ねじ部材２７が回転すると、ねじ補償部材６１も連結部材６２を介して一体に回転され、ねじ部材２７とねじ補償部材６１はねじ作用によって軸方向に一体的に移動される。このため、ねじ部材２７が軸方向に移動しても、ねじ補償部材６１との間に設置したスプリング６４のたわみ量は変化せず、常に一定のばね力に補償される。従って、ねじ部材２７の軸方向移動に係わらず、ねじ部材２７のねじ部に作用する摩擦抵抗が一定となり、ねじ部材２に常に一定の摩擦抵抗を安定的に付与することができるようになる。

上記したねじ補償部材６１、連結部（連結部材）６２およびスプリング６４によって、ねじ部材２７の移動に係わらずねじ部材２７に常に一定の動作抵抗（摩擦抵抗）を付与する動作抵抗付与手段６５を構成している。なお、連結部６２は、ねじ部材２７のフランジ部２７ｂとねじ補償部材６１の対向面に、回転方向には一体回転可能に、かつ軸方向には相対移動可能に係合する係合部を設けた構成としてもよい。

このように上記した第２の実施の形態においては、動作抵抗付与手段６５によってねじ部材２７に所定の動作抵抗が付与されているため、入力軸２５が回転されると、通常はサーキュラスプライン３６とともに回転部材２８が回転され、フレクスプライン３５およびねじ部材２７は回転されず、停止状態に保持される。そして、回転部材２８の回転により、転動ローラ５１が第１および第２カム部４５、４６の各ストッパ部４５ｃ、４６ｃ（回転制限手段５５）に係合されると、フレクスプライン３５および回転部材２８の回転（逆転）が制限されるため、入力軸２５の回転によって、サーキュラスプライン３６とともにねじ部材２７が動作抵抗付与手段６５による動作抵抗に抗して回転されるようになる。

上記した第２の実施の形態によれば、動作抵抗付与手段６５によってねじ部材２７に所定の動作抵抗を付与するように構成したため、ねじ部材２７のねじ嵌合による摩擦に頼る必要がなく、キャリパ１１のねじ穴２６とねじ部材２７との嵌合精度を多少ラフに構成しても、ねじ部材２７に動作抵抗を確実に付与することができるようになる。

図９は、上記した第２の実施の形態の変形例を示すもので、スプリング６４に代えて弾性ゴム６６を、ねじ部材２７のフランジ部２７ｂとねじ補償部材６１との間に圧縮した状態で介装したものである。これによっても、スプリング６４と同様な作用効果を奏することができる。なお、弾性ゴム６６は、１つのリング状のもので構成しても、あるいは棒状の弾性ゴムを円周上複数配列する構成であってもよい。

図１０および図１１は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、上記した第２の実施の形態と異なる点は、ねじ部材２７にラジアル方向の動作抵抗を付与するようにしたことである。

図１０および図１１において、ねじ部材２７のフランジ部２７ｂには、例えば、円周上２か所に、収納凹部７１（図１１参照）が形成され、収納凹部７１はフランジ部２７ｂの外周に開口されている。各収納凹部７１には、角型の摩擦係合体７２がそれぞれ径方向に摺動のみ可能に嵌合されている。摩擦係合体７２の外面には、キャリパ１１のねじ穴２６にねじ係合するねじ部７２ａが形成されている。収納凹部７１の底部と摩擦係合体７２との間には、付勢部材としてのコイルばねからなるスプリング７３が介装され、このスプリング７３の付勢力によって摩擦係合体７２をねじ部材２７の内側からキャリパ１１のねじ穴２６に向けて押圧し、摩擦係合体７２のねじ部７２ａをキャリパ１１のねじ穴２６に摩擦係合させるようになっている。かかる摩擦係合体７２とスプリング７３によって、ねじ部材２７に常に一定の動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段６５を構成している。

上記した第３の実施の形態によれば、摩擦係合体７２がねじ部材２７と一体的に回転されるため、ねじのリードに従って摩擦係合体７２をねじ部材２７と一体的に軸方向に移動することができる。従って、第２の実施の形態におけるねじ補償部材６１を別途設けなくても、ねじ部材２７の軸方向移動に係わらず常に一定の動作抵抗を安定的に付与することができる。

図１２は、本発明の第４の実施の形態を示すもので、キャリパ１１に収納穴１７１をねじ部材２７の略径方向に貫通するように形成し、この収納穴１７１に摩擦係合体１７２を摺動のみ可能に収納したものである。摩擦係合体１７２の先端面には、ねじ部材２７のねじ部にねじ係合するねじ部１７２ａが形成されている。収納穴１７１の開口端部にはスプリング受け１７４が螺着され、スプリング受け１７４と摩擦係合体１７２との間に、摩擦係合体１７２をねじ部材２７のねじ部に向けて押圧する付勢部材としてのコイルばねからなるスプリング１７３が介装されている。かかるスプリング１７３の付勢力によって摩擦係合体１７２をねじ部材２７のねじ部に向けてラジアル方向に押圧するようになっている。上記した摩擦係合体１７２およびスプリング１７３によって、ねじ部材２７に常に一定の動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段６５を構成している。

すなわち、先に述べた第３の実施の形態においては、摩擦係合体７２をねじ部材２７の内側からキャリパ１１のねじ穴２６に向けてラジアル方向に押圧するのに対して、第４の実施の形態においては、摩擦係合体１７２をねじ部材２７の外側からねじ部材２７のねじ部に向けてラジアル方向に押圧するようにしている。第４の実施の形態によれば、摩擦係合体１７２をスプリング１７３の付勢力によって、ねじ部材２７のねじ部に押圧することによって、ねじ部材２７に常に一定の動作抵抗を付与することができる。

なお、第３の実施の形態および第４の実施の形態においても、第２の実施の形態の変形例として述べたように、スプリング７３、１７３に代えて弾性ゴム等の弾性体を用いることもできる。

図１３は、本発明の第５の実施の形態の変形例を示すもので、動作抵抗付与手段６５の付勢部材として、永久磁石２７３の磁力を利用したものである。ねじ部材２７のフランジ部２７ｂの外周には、図１１で示した収納凹部７１と同様な収納凹部が円周上２か所形成され、これら収納凹部に、図１３に示すように、角型の摩擦係合体２７２が径方向に摺動のみ可能に収納されている。摩擦係合体２７２の外面には、キャリパ１１のねじ穴２６にねじ係合するねじ部２７２ａが形成されている。収納凹部の底部と、これに対向する摩擦係合体２７２の内面には、それぞれ永久磁石２７３、２７３が互いに反発し合う極性で対向して植設されている。これら永久磁石２７３による反発力によって、摩擦係合体２７２をねじ部材２７の内側からキャリパ１１のねじ穴２６に向けて押圧し、摩擦係合体２７２のねじ部２７２ａをキャリパ１１のねじ穴２６に摩擦係合させるようになっている。かかる摩擦係合体２７２および永久磁石２７３によって、ねじ部材２７に常に一定の動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段６５を構成している。

この場合、永久磁石２７３を、第４の実施の形態と同様に、ねじ部材２７の外側からねじ部材２７のねじ部に向けてラジアル方向に押圧するように配置することもできる。あるいはまた、第２の実施の形態と同様に、ねじ部材２７をスラスト方向に押圧するように配置することもできる。

このように、動作抵抗付与手段６５としては、スプリングあるいは弾性ゴム等に限定されることなく、ねじ部材（スラスト力支持部材）２７をスラスト方向あるいはラジアル方向に押圧することによって、スラスト力支持部材２７に動作抵抗を付与できるものであればどのような構成であってもよい。

なお、スラスト力支持部材２７をスラスト方向に押圧する場合であっても、図８におけるねじ補償部材６１は、必ずしも必須の要素ではなく、スラスト力支持部材２７の軸方向移動に伴ってスプリングが撓んでも、ばね力の変化が小さなスプリングを選択すれば、ねじ補償部材６１を省略することもできる。

上記した実施の形態においては、１入力２出力の減速機構３１として、波動歯車機構を用いた例について述べたが、本発明は、波動歯車機構に限定されるものではなく、例えば、遊星歯車機構からなる減速機構を用いてもよいものである。同様に、電動モータ２２もビルトインモータに限定されるものではない。

また、上記した実施の形態においては、回転直動変換機構４３を、回転部材２８と軸動部材４１との対向面２８ａ、４１ａにそれぞれ設けられた第１および第２カム部４５、４６と、これらカム部４５、４６の間に配設された転動ローラ５１とによって構成した例について説明したが、回転直動変換機構４３は実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、曲面状の勾配部４５ａ（４６ａ）を平面状の勾配部として実施することも可能である。

また、回転直動変換機構４３を、カム部を用いて構成する場合においても、必ずしも２組のカム部（第１および第２カム部４５、４６）を対向して設ける必要はなく、少なくとも回転方向の一端側に勾配部を、回転方向の他端側に一定高さの段差部を備えた１組のカム部によっても実施可能である。

また、上記した実施の形態においては、摩擦材１５ａ、１６ａの摩耗補償動作を、毎日１回最初にエンジンを始動させた際に行う例について説明したが、摩耗補償動作の実行は、１日１回ではなく、エンジン始動時毎に行ってもよいし、一定距離あるいは一定時間走行する毎に行うようにしてもよい。要は、非制動時に、ブレーキロータ１０とブレーキパッド１５、１６の摩擦材１５ａ、１６ａとの間に、常に適正なギャップが設けられるように管理されればよい。

また、上記した実施の形態においては、非制動時のブレーキロータ１０とブレーキパッド１５、１６との間のギャップを、回転直動変換機構４３の段差部４５ｂ、４６ｂによって形成できるようにしたが、例えば、ねじ部材２７のバックラッシュを利用して、ブレーキロータ１０とブレーキパッド１５、１６との間に僅かなギャップを形成することも可能であり、段差部４５ｂ、４６ｂは必ずしも必要な要件ではない。

斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態を示す電動ブレーキ装置の外観図である。 図１の２−２線に沿って切断した断面図である。 図２に示す回転直動変換機構の分解図である。 図３の４−４に沿って矢視した矢視図である。 電動ブレーキ装置の初期位置を示す概略図である。 電動ブレーキ装置の作動状態を示す概略図である。 電動ブレーキ装置の摩耗補償動作を示す概略図である。 本発明の第２の実施の形態を示す電動ブレーキ装置の概略図である。 第２の実施の形態の変形例を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態を示す電動ブレーキ装置の概略図である。 図１０の１１−１１線に沿って切断した断面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す電動ブレーキ装置の概略図である。 本発明の第５の実施の形態を示す電動ブレーキ装置の概略図である。

符号の説明

１０…ブレーキロータ、１１…キャリパ、１５、１６…ブレーキ部材（ブレーキパッド）、２２…電動モータ、２３…ロータ、２５…入力軸、２７…ねじ部材、２８…回転部材、３１…減速機構、３５、３６…出力要素、４１…軸動部材、４２…押圧部、４３…回転直動変換機構、４５ａ、４６ａ…勾配部、４５ｂ、４６ｂ…段差部、４５ｃ、４６ｃ…ストッパ部、５５…回転制限手段、６１…ねじ補償部材、６２…連結部（連結部材）、６４、６６、７３、１７３、２７３…付勢部材、６５…動作抵抗付与手段。

Claims (5)

1. ブレーキロータ（１０）を押圧するブレーキ部材（１５、１６）と、該ブレーキ部材を保持したキャリパ（１１）と、前記ブレーキ部材に結合された押圧部（４２）と、前記キャリパに取付けられた電動モータ（２２）と、該電動モータの回転が入力され入力回転を２つの出力要素（３５、３６）に減速して伝達する１入力２出力の減速機構（３１）と、該減速機構の一方の前記出力要素（３５）に連結され該一方の出力要素の回転を前記押圧部の直動運動に変換する回転直動変換手段（４３）と、前記減速機構の他方の前記出力要素（３６）に連結され前記キャリパにねじ係合されたスラスト力支持部材（２７）とを備え、
   前記回転直動変換手段は前記スラスト力支持部材にスラスト方向に一体的に支持され、前記回転直動変換手段は前記一方の出力要素の一方向の回転を一定の範囲で制限する回転制限手段（５５）を備え、
   前記スラスト力支持部材は、前記回転直動変換手段よりも、動作抵抗が大きくされていることを特徴とする電動ブレーキ装置。
2. 請求項１において、前記回転直動変換手段（４３）は、少なくとも回転方向の一端側に勾配部（４５ａ、４６ａ）を、回転方向の他端側に一定高さの段差部（４５ｂ、４６ｂ）を備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記スラスト力支持部材に動作抵抗を付与する動作抵抗付与手段を備えていることを特徴とする電動ブレーキ装置。
4. 請求項３において、前記動作抵抗付与手段は、前記スラスト力支持部材にスラスト方向あるいはラジアル方向の押圧力を付与する付勢部材を備えていることを特徴とする電動ブレーキ装置。
5. 請求項３において、前記動作抵抗付与手段は、前記キャリパにねじ係合されたねじ補償部材と、該ねじ補償部材と前記スラスト力支持部材との間に介装され前記スラスト力支持部材をスラスト方向に付勢する付勢部材と、前記スラスト力支持部材と前記ねじ補償部材とを回転方向には一体的に連結し、軸方向には相対移動可能に連結する連結部とによって構成したことを特徴とする電動ブレーキ装置。
   

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