JP2015121258A - 電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の意図通りの制動力を得ることができる電動ブレーキ装置を提供する。【解決手段】車輪と共に回転するドラム４の内側に配設され、ドラム４の内側を押圧し得る一対のシュー３７ａ、３７ｂ及び当該一対のシュー３７ａ、３７ｂをドラム４と共に回転することを防止すべく保持するアンカ３７ｃを有したブレーキ本体３７と、一対のシュー３７ａ、３７ｂを拡開させることにより、シューの外面をドラムの内面に摩擦係合させるアクチュエータ３０とを具備するものであって、アクチュエータ３０が、モータによる正逆方向の回転と一対のシュー３７ａ、３７ｂの正逆方向の姿勢変更とを正確に対応させ得る歯車式動作変換機構３１、３３、３４を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されるドラム式のブレーキ装置に関するものである。

従来、ドラム式のブレーキ装置において、ブレーキライニングを押圧するアクチュエータとしては主に液圧式のアクチュエータが用いられてきた。そして近年、ブレーキライニングを押圧するアクチュエータがモータ駆動式であるブレーキ装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

しかしながら、上記特許文献１記載の電動駆動式のアクチュエータ機構は、ボールねじのリード長さ等を考慮した開示がされていない。そのため、運転者の意図通りの制動力が十分に得られない可能性を包含する。換言すれば、入力側の意図通りの出力が必ずしも得られない可能性があり、その結果、ドライバビリティ悪化の恐れがある。

特開２００１−１９１９０３号公報

本発明は、上述したような事項に着目したものであり、運転者の意図通りの制動力を得ることができる電動ブレーキ装置を提供することを目的としている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち本発明に係る電動ブレーキ装置は、車輪と共に回転するドラムの内側に配設され、ドラムの内側を押圧し得る一対のシュー及び当該一対のシューをドラムと共に回転することを防止すべく保持するアンカを有したブレーキ本体と、一対のシューを拡開させることにより、シューの外面をドラムの内面に摩擦係合させるアクチュエータとを具備するものであって、アクチュエータが、モータによる正逆方向の回転と一対のシューの正逆方向の姿勢変更とを正確に対応させ得る歯車式動作変換機構を有していることを特徴とする。

ここで、「モータによる正逆方向の回転」とは、モータの駆動軸そのものの回転に限られることはなく、モータの駆動軸からの回転が格別の動力変換機構等によって変換された間接的な回転をも含む概念である。

このようなものであれば、歯車式動作変換機構により入力側つまり動力伝達機構側の回転の挙動が正確に一対のシューの動作に繋げることができる、その結果、減速時のドライバビリティの改善に寄与することができる。つまり本実施形態によれば、運転者の意図通りの制動力を得ることができる電動ブレーキ装置を提供することが可能となる。

本発明によれば、運転者の意図通りの制動力を得ることができる電動ブレーキ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る制動システムの説明図。 図１に係るブレーキ装置を示す要部の拡大図。 ブレーキ装置の構成説明図。 図３に係る動作説明図。 同実施形態の変形例に係る図２に対応した説明図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る電動ブレーキ装置たるブレーキ装置３を備えた制動システムは、例えば前輪駆動式の車両における非駆動輪である後輪に設けられたものである。

図１は、当該制動システムの概要を模式的に示している。この制動システムは、モータ１と、モータ１及びタイヤ６側からの動力を相互に伝達する動力伝達機構２と、動力伝達機構２を介してモータ１により駆動される電動ブレーキ装置たるブレーキ装置３とを有している。そして当該ブレーキ装置３はタイヤ６を装着したホイール５に取り付けられたドラム４に係り合う。

モータ１は、本実施形態ではブレーキ装置３を操作するための動力を出力する一方、タイヤ６からの回転が伝達される際には発電機としても機能する、所謂モータジェネレータである。当該モータ１の構成については既存の種々のものを適用し得るため、詳細な説明は省略する。そしてこのモータ１は、動力伝達機構２のキャリア２４に接続している。

動力伝達機構２は、所謂遊星歯車機構により構成される。すなわち、タイヤ６と共に回転するリングギヤ２１と、回転及び固定されるサンギヤ２２と、リングギヤ２１及びサンギヤ２２に介在するように噛合するプラネタリギヤ２３と、このプラネタリギヤ２３を回転可能に保持するとともに自身も回転するキャリア２４と、サンギヤ２２とともに回転するとともにブレーキ装置３側との断接切り替えを行うクラッチ２５と、断接切り替えによりサンギヤ２２の回転を許容又は禁止し得るクラッチ２６とを有している。

ブレーキ装置３は、図２〜図４に示すように、ブレーキ本体３７と、このブレーキ本体３７を作動させるアクチュエータ３０とを有している。ブレーキ本体３７は、タイヤ６と共に回転するドラム４の内側に配設され、ドラム４の内側を押圧する制動姿勢（Ｑ）及びドラム４から離間した非制動姿勢（Ｐ）をとり得る一対のシューたるリーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂと、これらリーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂをドラム４と共に回転することを防止すべく保持するアンカ３７ｃと、リーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂに介設されこれらリーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂを非制動姿勢（Ｐ）となるよう引き寄せるリターンスプリング３７ｄとを有している。アクチュエータ３０は、リーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂを拡開させることにより、リーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂの外面をドラム４の内面にそれぞれ摩擦係合させるためのものである。本実施形態ではアクチュエータ３０はリーディングシュー３７ａ側、トレーディングシュー３７ｂ側それぞれ一対設けられているが説明の便宜上、それぞれ同じ符号を付すとともにまとめて説明する。このアクチュエータ３０は、動力伝達機構２のサンギヤ２２にクラッチ２５を介して接続したシャフト３４と、このシャフト３４からの回転が伝達されるプラネタリギヤ３３と、プラネタリギヤ３３に対し外側から噛合するリングギヤ３１と、プラネタリギヤ３３とリーディングシュー３７ａ又はトレーディングシュー３７ｂ間に介設された棒状のコンロッド３６とを有している。そして本実施形態ではシャフト３４に、プラネタリギヤ３３の位置を正確に把握するための回転センサ３５を設けている。

ここで、本実施形態に係る制動システムは、通常の走行状態から、タイヤ６の回転をモータ１側に伝達させモータ１に発電させる回生制動と、ブレーキ装置３を利用した制動とを行うことにより、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み操作に対し違和感の無い快適な制動と燃費の向上とを両立させてなる。

以下、図１に記す制動システムにおける通常走行状態、回生制動状態及びブレーキ制動状態の挙動をそれぞれ説明する。

通常走行状態では、モータ１をＯＦＦとし、サンギヤ２２の回転を許容し且つクラッチ２５を切った状態としている。このときリングギヤ２１はタイヤ６とともに回転するがプラネタリギヤ２３及びサンギヤ２２も回転する。そしてキャリア２４はモータ１がＯＦＦとなっていることにより回転することは無く、プラネタリギヤ２３は自転のみを行う。

回生制動状態では、モータ１をＯＦＦとし、クラッチ２６をＯＮとすることでサンギヤ２２の回転を禁止する。このときリングギヤ２１の回転によってプラネタリギヤ２３は自転とともに公転する。つまりプラネタリギヤ２３の公転によりキャリア２４が回転し、このキャリア２４の回転がモータ１を駆動し、発電させる。ここで、車両の前進走行時と後退時とではキャリア２４の回転方向が異なるが、モータ１に接続している図示しない電気系統の切り替えにより何れの場合でも発電し得ることはいうまでもない。

ブレーキ制動状態では、クラッチ２６をＯＦＦとすることによりサンギヤ２２の回転を許容しクラッチ２５を締結する。そしてクラッチ２５締結中はタイヤ６とともに回転するリングギヤ２１の回転に影響されることによってサンギヤ２２も回転しリーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂを動作させないようにするために、タイヤ６とともに回転するリングギヤ２１の回転に対し、適宜キャリア２４の回転を調整し、サンギヤ２２の回転が都合０となるようモータ１の出力を制御している。そしてドライバによるブレーキペダルの踏込み量に応じてサンギヤ２２を回転させるよう、シャフト３４に取り付けた回転センサ３５によってプラネタリギヤ３３の位置を正確に把握しつつモータ１の回転数をリングギヤ２１の回転数に対し相対的に変化させることにより、サンギヤ２２を適宜回転させるようにしている。

ここで、本実施形態ではアクチュエータ３０が、モータ１による正逆方向の回転と一対のシューの正逆方向の姿勢変更とを正確に対応させ得る歯車式動作変換機構を有していることを特徴とする。本実施形態に係る歯車式動作変換機構とは、シャフト３４、プラネタリギヤ３３及びリングギヤ３１からなる。続いて、サンギヤ２２の回転によるブレーキ装置３の挙動について図２〜図４に示して説明する。

サンギヤ２２の回転がクラッチ２５及びシャフト３４を介してプラネタリギヤ３３に伝わると、プラネタリギヤ３３はリングギヤ３１に対し公転し、図３に示す位置から図４に示す位置へと移動する。これによりプラネタリギヤ３３に取り付けられたコンロッド３６が外方へ押し出され、リーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂをドラム４側へ押圧し、図４に示す制動姿勢（Ｑ）となる。当該制動姿勢（Ｑ）での制動力は、モータ１の制御によるサンギヤ２２の回転調整により精密に調節することが可能である。また、クラッチ２５を切り離すとリターンスプリング３７ｄの引っ張り力により図３に示す非制動姿勢（Ｐ）へと姿勢変更が行われる。ここで、前進走行時と後退時とでは動力伝達機構２のリングギヤ２１の回転方向が異なるが、モータ１の制御により何れの場合でもサンギヤ２２に所望の回転をさせ得ることはいうまでもない。

このように、本実施形態に係る制動システムは、一の車輪に対し単一のモータ１によって回生制動による発電とブレーキ装置３による制動とが併せて実現されている。これにより、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み操作に対し違和感の無い快適な制動と燃費の向上との両立が、低コストに繋がるような簡素な構成であっても実現される。

以上のように本実施形態に係るブレーキ装置３は、シャフト３４、プラネタリギヤ３３及びリングギヤ３１からなる歯車式動作変換機構により入力側つまり動力伝達機構２側の回転の挙動が正確にリーディングシュー３７ａ及びトレーディングシュー３７ｂの動作に繋げることができる、その結果、減速時のドライバビリティの改善に寄与せしめている。つまり本実施形態によれば、運転者の意図通りの制動力を得ることができる電動ブレーキ装置たるブレーキ装置１を提供することを実現している。

＜変形例＞
以下に本実施形態の変形例について図５に示して説明する。当該変形例について、上記実施形態の構成要素に相当するものに対しては同じ符号を付すとともに、その詳細な説明を省略するものとする。

同変形例に係る電動ブレーキ装置たるブレーキ装置３は、ブレーキ本体３７については図３及び図４に示すものと同じであるが、アクチュエータ３０に対しブレーキ用モータ１が直接駆動力を伝達するものとしている。具体的に説明すると同変形例に係るブレーキ装置３は、リーディングシュー３７ａ側のアクチュエータ３０及びトレーディングシュー３７ｂ側のアクチュエータ３０間に制動用モータ１０を介在させ、当該制動用モータの駆動力をそれぞれのシャフト３４を介し、プラネタリギヤ３３及びコンロッド３６を上記実施形態同様に作動させるようにしている。

このようなものであっても上記実施形態同様、減速時のドライバビリティの改善に寄与せしめ、運転者の意図通りの制動力を得ることができるブレーキ装置３を提供することを実現している。加えて本変形例のブレーキ装置３によれば、動力伝達機構２を介さずに適用し得るため、既存のより広汎な車両に適用し得る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では制動システム及びブレーキ装置を前輪駆動車の後輪に適用した態様を開示したが、勿論、車輪の位置に拘わらず適用し得ることはいうまでもない。またブレーキ本体やドラムの具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は車両に搭載されるドラム式のブレーキ装置として利用することができる。

１…モータ
３…電動ブレーキ装置（ブレーキ装置）
３０…アクチュエータ
３１…歯車式動作変換機構（リングギヤ）
３３…歯車式動作変換機構（プラネタリギヤ）
３４…歯車式動作変換機構（シャフト３４）
３７…ブレーキ本体
３７ａ…シュー（リーディングシュー）
３７ｂ…シュー（トレーディングシュー）
３７ｃ…アンカ
４…ドラム

Claims (1)

1. 車輪と共に回転するドラムの内側に配設され、ドラムの内側を押圧し得る一対のシュー及び当該一対のシューをドラムと共に回転することを防止すべく保持するアンカを有したブレーキ本体と、
   一対のシューを拡開させることにより、シューの外面をドラムの内面に摩擦係合させるアクチュエータとを具備するものであって、
   アクチュエータが、モータによる正逆方向の回転と一対のシューの正逆方向の姿勢変更とを正確に対応させ得る歯車式動作変換機構を有していることを特徴とする電動ブレーキ装置。

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