JP2009197958A - 電動ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】大きなスラスト力が発生し得る部位で止め輪が使用される場合であっても止め輪の外れを防止できる電動ブレーキを提供する。
【解決手段】電動モータ１４７と、電動モータ１４７の回転運動を直動運動に変換するボールネジ機構１４８と、電動モータ１４７とボールネジ機構１４８との間に介在して電動モータ１４７の回転力を減速してボールネジ機構１４８に伝動する減速機構１１９とを備えて成る電動ブレーキであって、止め輪４０の外周または内周に近接して位置されて止め輪４０の外れを防止する外れ防止部材５０が設けられている。そのため、大きなスラスト力が発生し得る部位で止め輪４０が使用される場合であっても止め輪４０の外れを防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータと、電動モータの回転運動を直動運動に変換する運動変換機構と、電動モータと運動変換機構との間に介在して電動モータの回転力を減速して運動変換機構に伝動する減速機構とを備えて成る電動ブレーキに関する。

車両用ブレーキ装置として、近年、電動モータの回転力によって制動力を発生させる電動ブレーキの開発が行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。この電動ブレーキは、運転者によるブレーキペダルの踏力を検知し、検知した踏力の力量に応じて電動モータの回転を制御し、所望の制動力を得るものである。

電動ブレーキの構成は、電動モータ、減速機構、運動変換機構を備えており、電動モータの回転数を減速機構により減速させ、運動変換機構としてのボールネジやボールランプ機構などにより、減速機構で減速された電動モータの回転運動を、例えば、回転体の回転を制動するブレーキパッドを押圧するロッドの直動運動（直線運動）に変換して制動力を発生させるようになっている。

減速機構で減速することによりトルクが大きくなるが、電動ブレーキに減速機構を用いないで電動モータの回転運動を直動運動に変換して制動力を発生させた場合に、減速機構によりトルクが増大されないので、大きなモータトルクが必要となり、大型のモータを使うことになってしまう。この場合に、電動ブレーキが大型化し、車両への搭載性が悪化するという問題が発生する。このため、電動ブレーキの開発に当たっては、減速機構を用いる傾向にある。

ここで、特許文献１に記載された電動ブレーキでは、回転運動を直線（直動）運動に変換する機構としてボールネジ機構を採用しており、ボールネジのナット部が回転部、ネジ部が直動部となっている。また、このとき、回転体であるナット部をモータのロータシャフトで支持するためにラジアル軸受を用いている。

特開２００６−１１２４７６号公報 特開２００２−４８１７０公報

ところで、回転体であるナット部をラジアル軸受を介してモータのロータシャフトに支持する前記特許文献１の構造では、ロータシャフトと軸受との嵌め合いが隙間を有するものであり、そのため、止め輪を用いて軸受の軸方向の移動を規制している。しかしながら、電動ブレーキに止め輪を使用すると、以下のような問題が生じる。

すなわち、止め輪は、通常、止め輪に大きなスラスト力が発生しないような状況で用いられるが、特許文献１では電動ブレーキの中に止め輪を使用しているため、止め輪にスラスト力が発生することが懸念される。つまり、止め輪を使用している箇所は、パッドでディスクに押付力を発生させた際に押付力の反力がネジ軸およびナット部を介して固定部材（ナット部を回転可能に支持する部材）に伝わる構造部分であることから、この反力により、ナット部に固定された軸受がモータのロータシャフトに取り付けた止め輪をスラスト方向に移動させようとし、それにより、止め輪溝から止め輪が乗り上げ、止め輪が外れてしまう可能性がある。無論、止め輪が外れる原因は他にもある。

このように止め輪が外れてしまうと、止め輪によって軸方向の移動を規制されていた軸受が軸方向に移動する可能性がある。また、軸受の軸方向の移動が規制されていることでロータシャフトも軸方向の移動が規制されていたが、規制が無くなることで軸方向に移動し、その他部品と接触する可能性がある。また、このようなことは、電動ブレーキの機能を損なう原因にもなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、大きなスラスト力が発生し得る部位で止め輪が使用される場合であっても止め輪の外れを防止できる電動ブレーキを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、電動モータと、電動モータの回転運動を直動運動に変換する運動変換機構と、前記電動モータと前記運動変換機構との間に介在して電動モータの回転力を減速して運動変換機構に伝動する減速機構とを備えて成る電動ブレーキであって、電動モータにより回転する回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する軸受と、軸受の軸方向の移動を規制するための止め輪と、前記止め輪の外周または内周に近接して位置されて止め輪の外れを防止する外れ防止部材とを備えることを特徴とする。

上記構成において、前記外れ防止部材は前記回転部材に設けられていても良い。また、前記外れ防止部材は、前記回転部材が前記軸受を介して支持される固定部材に設けられていても構わない。更に、前記運動変換機構はボールネジを備えていても良い。

本発明の電動ブレーキによれば、止め輪の外周または内周に近接して位置されて止め輪の外れを防止する外れ防止部材が設けられているので、大きなスラスト力が発生し得る部位で止め輪が使用される場合であっても止め輪の外れを防止できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は、特許文献１に関連して前述した従来の構造の不具合を示している。図１の（ａ）に示すように、この従来構造では、軸部材としての回転部材１０がラジアル軸受２０によってハウジングである固定部材３０に対して回転可能に支持されている。この場合、ラジアル軸受２０の内輪は回転部材１０に圧入されており、外輪側は固定部材３０と隙間をおいて嵌め合っている。また、このように固定部材３０と軸受２０との嵌め合いが隙間を有するものであることから、軸受２０の軸方向の移動を規制するために止め輪４０が設けられている。この例では、固定部材に設けられた止め輪溝３０ａ内に止め輪４０が係着されている。

図１の（ａ）の構造では、回転部材１０に大きなスラスト力Ｆが発生していなければ、スラスト力Ｆによって止め輪４０が外れることはない。しかしながら、回転部材１０に大きなスラスト力Ｆが発生するような場合には、軸受２０を介して止め輪４０がスラスト力を受けることになる。そのため、止め輪４０は、図１の（ｂ）〜（ｄ）に示すように止め輪溝３０ａを乗り上げ、そこから外れてしまう虞がある。

図２は本発明の実施の形態の構造を示している。図示のように、この構造では、図１と同様の構成に加えて、止め輪４０の内周に近接する作用部５０ａを有する止め輪外れ防止部材５０がボルト６０により回転部材１０に取り付けられている。この構造の場合、回転部材１０に大きなスラスト力Ｆが発生すると、前述したと同様に止め輪４０が止め輪溝３０ａを乗り上げようとするが、止め輪４０の内周に近接する位置に止め輪外れ防止部材５０が設けられているため、止め輪４０が止め輪溝３０ａを乗り上げようとしても、止め輪４０の内周が止め輪外れ防止部材５０の作用部５０ａと接触し（図３参照）、止め輪の外れが防止される。

なお、本実施形態では、軸受２０の内輪を回転部材１０に圧入しているが、回転部材１０と軸受２０との嵌め合いが隙間を有する場合には、図４に示すように、回転部材１０に形成した止め輪溝１０ａに止め輪４０を装着することも考えられる。その場合は、同図に示すように固定部材３０側に止め輪外れ防止部材５０を取り付ける。この止め輪外れ防止部材５０は、止め輪４０の外周に近接する作用部５０ａによって止め輪４０の外れを防止することができる。

ところで、以上のように止め輪外れ防止部材５０を設けても、単に作用部５０ａが止め輪４０の内周もしくは外周のみに当接するだけでは、図５に示すように、止め輪４０の変形によって止め輪４０が止め輪溝から外れてしまうことも考えられる。そのため、図６に示すように、作用部５０ａが止め輪４０の側面とも接触するような形状を成していることが好ましい。このようにすると、作用部５０ａが止め輪４０の内周（または外周）と側面とに接触するため、止め輪４０の変形による外れも併せて防止できる。

以上の構成を電動ブレーキに適用した構造が図６乃至図８に示されている。図示のように、電動ブレーキは、例えば、車両のタイヤを制動するもので、非制動部材としてのタイヤと一体に回転するディスクロータ１４１の両側にブレーキパッド１４２，１４２が配置されている。そして、電動ブレーキは、浮動式のキャリパ１４３を有し、押圧部材１４４とキャリパ１４３の先端部１４５との間にディスクロータ１４１と左右のブレーキパッド１４２，１４２が配置されている。

そして、キャリパ１４３の先端部１４５に対向して設けられる円筒状のキャリパ本体としての固定部材３０内には、その後端部の外周部に電動モータ１４７が配置され、後端部より前の前部の外周部に減速機構１１９が配置され、これら前後に並ぶ電動モータ１４７の前部および減速機構１１９の内側（中心部）にボールネジ機構１４８が配置されている。

電動モータ１４７は、その外周部分にステータ（図示せず）が配置され、ステータの内側に有底円筒状のロータ１５１がキャリパ１４３に固定された軸受１５２等により回転自在に支持されている。なお、ロータ１５１は、その前部の内側にボールネジ機構１４８の後端部を配置可能に円筒状となっている。ロータ１５１は減速機構１１９の太陽歯車に圧入固定されている。このため、ロータ１５１は太陽歯車と同期回転する。モータ１４７のステータはハウジング２００に固定されている。また、太陽歯車にはレゾルバシャフト２２０を介してレゾルバが取り付けられている。レゾルバはモータ１４７の位置制御を行なう際に必要な部品である。

そして、電動モータ１４７の前に配置される減速機構１１９は以下のようになっている。すなわち、円筒状のロータ１５１の前端部には、ロータ１５１と一体に円環状の第１の太陽歯車１２１と円環状の第２の太陽歯車１２４とが前後に並んで形成されている。なお、第１の太陽歯車１２１の前側に第２の太陽歯車１２４が形成されている。そして、これら第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４は、ロータ１５１と同軸上で一体に回転可能となっている。また、第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４の内側には、ボールネジ機構１４８が配置される。

そして、これら第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４の外周側には、キャリア１２７がキャリパ１４３に固定された軸受１５４と、止め輪外れ防止部材としての可動内歯車（リングギア）５０との間に配置された軸受１５５とにより、第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４と同軸上で回転自在に支持されている。なお、第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４と、キャリア１２７とは相対回転可能となっている。

また、キャリア１２７には、第１の遊星歯車１２２を回転自在とする回転軸１３１ａが支持されるとともに、第２の遊星歯車１２５を回転自在とする回転軸１３１ｂが支持されている。そして、回転軸１３１ａに回転自在に支持される第１の遊星歯車１２２は、第１の太陽歯車１２１に噛み合っている。

また、回転軸１３１ｂに回転自在に支持される第２の遊星歯車１２５は、第２の太陽歯車１２４に噛み合っている。また、第２の遊星歯車１２２の公転軌跡の外周側には、前記軸受１５５とキャリパ１４３（３０）に固定された軸受２０とにより、第１の太陽歯車１２１および第２の太陽歯車１２４と同軸上で回転自在に可動内歯車５０が配置され、第２の遊星歯車１２２と噛み合っている。また、可動内歯車５０は、その前部が中心側に延出して形成されて内径が縮径された状態となっている。そして、可動内歯車５０は、その内周側にボールネジ機構１４８のナットすなわち回転部材１０が一体に回転可能に接合されている。

運動変換機構としてのボールネジ機構４８は、転動体を介してネジ軸である直動部材３５０を回転部材１０に螺合した周知のものである。そして、直動部材３５０は、電動モータ１４７の前部において円筒状のロータ１５１の内側に配置されるとともに、その前側で減速機構１１９の円筒状の第１および第２の太陽歯車１２１，１２４の内側に配置され、さらに円筒状の可動内歯車５０の内側に配置されるように、キャリパ１４３の円筒状のキャリパ本体３０の中心部に配置されている。また、直動部材３５０の先端部には、ブレーキパッド１４２を押圧する押圧部材１４４が設けられ、キャリパ１４３の先端部１４５と押圧部材１４４との間に左右のブレーキパッド１４２，１４２の間にディスクロータ１４１を挟む構成となっている。

また、直動部材３５０の後部は、ロータ１５１の内側において、回転不可でかつ前後動自在に支持されている。直動部材３５０の前部は、回転部材１０に螺合した状態となっている。そして、回転部材１０は、前述したように可動内歯車５０と一体に回転可能となっており、電動モータ１４７のロータ１５１の回転が減速機構１１９の第１の太陽歯車１２１に入力され、減速機構１１９の可動内歯車５０から減速して出力されることになり、可動内歯車５０と一体に回転部材１０が回転し、回転部材１０に螺合する直動部材３５０が前進して、左右のブレーキパッド１４２，１４２の間にディスクロータ１４１を挟みこんで制動するようになっている。

なお、減速機構１１９の出力ギヤとなるリングギヤ５０，２５０と回転部材１０とがスプライン結合部２６０で結合されており、回転部材１０と同期回転を行なう。ここで、直動部材３５０がブレーキパッド１４２，１４２を介してディスク１４１を押し付けるときに発生する押し付け反力は、回転部材１０に設けたフランジ部１０ｂからスラストニードル３００を介して固定部材で受ける構造となっている。また、回転部材１０の先端には二面幅を持った突起がブレーキパッド１４２，１４２の穴部に固定されており、直動部材３５０を回転不能にしている。

そして、この構造では、回転部材１０に隙間で嵌め合った軸受２０の軸方向移動を規制する目的で、止め輪４０が設置されている。また、この止め輪４０は、前述したように止め輪外れ防止部材としての可動内歯車（リングギヤ）５０によってその外れが防止されている。すなわち、可動内歯車５０は、止め輪４０の外周側に止め輪４０に近接して延びる作用部５０ａを有しており、止め輪４０が止め輪溝を乗り上げようとしても、止め輪４０の外周が作用部５０ａと接触し、止め輪４０の外れが防止される。

以上のように、本実施形態では、止め輪４０の外周または内周に近接して位置されて止め輪４０の外れを防止する外れ防止部材５０が設けられているため、大きなスラスト力が発生し得る部位で止め輪４０が使用される場合であっても止め輪４０の外れを防止できる。

従来の回転部材の軸受−止め輪構造を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態の要部の概略断面図である。 図２の構造の作用を示す断面図である。 図２の構造の変形例を示す概略断面図である。 止め輪が変形して止め輪溝から外れた状態を示す断面図である。 図２の構造の更なる変形例を示す概略断面図である。 図４の構造を電動ブレーキに適用した要部断面図である。 図７のＢ部の拡大断面図である。

符号の説明

１０ 回転部材
２０ 軸受
３０ 固定部材
４０ 止め輪
５０ 外れ防止部材
１１９ 減速機構
１４７ 電動モータ
１４８ ボールネジ機構（運動変換機構）

Claims (4)

1. 電動モータと、電動モータの回転運動を直動運動に変換する運動変換機構と、前記電動モータと前記運動変換機構との間に介在して電動モータの回転力を減速して運動変換機構に伝動する減速機構とを備えて成る電動ブレーキであって、
   電動モータにより回転する回転部材と、前記回転部材を回転可能に支持する軸受と、軸受の軸方向の移動を規制するための止め輪と、前記止め輪の外周または内周に近接して位置されて止め輪の外れを防止する外れ防止部材とを備えることを特徴とする電動ブレーキ。
2. 前記外れ防止部材が前記回転部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ。
3. 前記外れ防止部材は、前記回転部材が前記軸受を介して支持される固定部材に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動ブレーキ。
4. 前記運動変換機構がボールネジを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電動ブレーキ。

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