JP2018058386A - 車両用ブレーキ - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば、弾性部材としてエラストマを有し、直動部材やケーブルの位置の検知についてより温度依存性の低い車両用ブレーキを得る。
【解決手段】車両用ブレーキは、例えば、ホイールを制動すべく制動部材82を移動させる作動部材と、モータ120と、モータによって回転される回転部材141と、回転部材の回転に伴って直動し作動部材を移動させる直動部材142と、回転部材を収容したハウジング110と、ハウジングと回転部材との間、直動部材と回転部材との間、または直動部材とハウジングとの間で弾性的に圧縮されることにより、回転部材に抵抗トルクを与えるエラストマ151と、を備え、エラストマの受圧面、および当該受圧面を押圧する押圧面のうち少なくとも一方に、圧縮にかかるストロークの増加に伴い押圧面と受圧面との接触面積が大きくなるように他方と接触可能な段差が設けられる。
【選択図】図5
【解決手段】車両用ブレーキは、例えば、ホイールを制動すべく制動部材82を移動させる作動部材と、モータ120と、モータによって回転される回転部材141と、回転部材の回転に伴って直動し作動部材を移動させる直動部材142と、回転部材を収容したハウジング110と、ハウジングと回転部材との間、直動部材と回転部材との間、または直動部材とハウジングとの間で弾性的に圧縮されることにより、回転部材に抵抗トルクを与えるエラストマ151と、を備え、エラストマの受圧面、および当該受圧面を押圧する押圧面のうち少なくとも一方に、圧縮にかかるストロークの増加に伴い押圧面と受圧面との接触面積が大きくなるように他方と接触可能な段差が設けられる。
【選択図】図5
Description
本開示は、車両用ブレーキに関する。
従来、運動変換機構においてモータの回転をケーブルの直動に変換し、直動するケーブルによってブレーキシューを動かすことにより制動状態を得る車両用ブレーキが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1では、例えば、運動変換機構の回転部材とハウジングとの間で皿ばねが圧縮されることにより、モータの回転負荷が高まるよう構成されている。この場合、制御装置は、モータの回転負荷に応じた駆動電流により、例えば、直動部材やケーブルが、所定位置、例えば可動範囲の境界位置にあることを、検知することができる。
しかしながら、従来の皿ばねを回転部材とハウジングとの間で圧縮する構成では、例えば、皿ばねの位置によっては車両用ブレーキが大型化するなどの、不都合が生じる虞もあった。
また、皿ばねに替えてエラストマが設けられた構成にあっては、エラストマの弾性係数が温度によって変化するため、モータの駆動電流の所定値、すなわちモータの回転負荷の所定値に対応したエラストマの圧縮量が温度によって変化してしまい、直動部材やケーブルの位置の検知が難しくなる虞があった。そこで、本発明の課題の一つは、例えば、弾性部材としてエラストマを有し、直動部材やケーブルの位置の検知についてより温度依存性の低い車両用ブレーキを得ることである。
本開示の車両用ブレーキは、例えば、ホイールを制動すべく制動部材を移動させる作動部材と、モータと、前記モータによって回転される回転部材と、前記回転部材の回転に伴って直動し前記作動部材を移動させる直動部材と、前記回転部材を収容したハウジングと、前記ハウジングと前記回転部材との間、前記直動部材と前記回転部材との間、または前記直動部材と前記ハウジングとの間で弾性的に圧縮されることにより、前記回転部材に抵抗トルクを与えるエラストマと、を備え、前記エラストマの受圧面、および当該受圧面を押圧する押圧面のうち少なくとも一方に、前記圧縮にかかるストロークの増加に伴い前記押圧面と前記受圧面との接触面積が大きくなるように他方と接触可能な段差が設けられる。
上記車両用ブレーキは、段差が設けられたことにより、低温時と高温時とで、エラストマが弾性変形する領域を異ならせることができ、これにより、低温時と高温時とで、負荷トルクに対応した直動部材あるいは回転部材の移動量の差を小さくすることができる。よって、例えば、直動部材やケーブルの位置の検知に関してより温度依存性の低い車両用ブレーキを得ることができる。
また、上記車両用ブレーキでは、例えば、前記段差は、第一の温度では前記他方と接触しかつ前記第一の温度よりも低い第二の温度では他方と接触しないベース面を有する。よって、低温時に検出電流値に対応した負荷トルクが生じる状態における回転部材の移動量と、高温時に検出電流値に対応した負荷トルクが生じる状態における回転部材の移動量との差をより小さくすることができる。したがって、例えば、直動部材やケーブルの位置の検知に関してより温度依存性の低い車両用ブレーキを得ることができる。
上記車両用ブレーキでは、例えば、前記エラストマは、前記直動部材を当該直動部材の径方向外方から取り囲む。よって、例えば、エラストマを含む構成が、軸方向に長くなるのが抑制され、ひいては、ブレーキ装置が軸方向に長くなるのが抑制されうる。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
以下の実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。
また、図1〜4では、便宜上、車両前後方向の前方が矢印Xで示され、車幅方向(車軸方向)の外方が矢印Yで示され、車両上下方向の上方が矢印Zで示される。
また、以下では、車両用ブレーキの一例であるブレーキ装置2が、左側の後輪(非駆動輪)に適用された場合が例示されるが、本発明は、他の車輪にも同様に適用可能である。
(第1実施形態)
(ブレーキ装置の構成)
図1は、ブレーキ装置2の車両後方からの背面図である。図2は、ブレーキ装置2の車幅方向外方からの側面図である。図3は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3(制動部材)の動作を示す側面図であって、非制動状態での図である。図4は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3の動作を示す側面図であって、制動状態での図である。
(ブレーキ装置の構成)
図1は、ブレーキ装置2の車両後方からの背面図である。図2は、ブレーキ装置2の車幅方向外方からの側面図である。図3は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3(制動部材)の動作を示す側面図であって、非制動状態での図である。図4は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3の動作を示す側面図であって、制動状態での図である。
図1に示されるように、ブレーキ装置2は、円筒状のホイール1の周壁1aの内側に収容されている。ブレーキ装置2は、所謂ドラムブレーキである。図2に示されるように、ブレーキ装置2は、前後に離間した二つのブレーキシュー3を備えている。二つのブレーキシュー3は、図3,4に示されるように、円筒状のドラム4の内周面4aに沿って円弧状に伸びている。ドラム4は、車幅方向(Y方向)に沿う回転中心C回りに、ホイール1と一体に回転する。ブレーキ装置2は、二つのブレーキシュー3を、円筒状のドラム4の内周面4aに接触するよう移動させる。これにより、ブレーキシュー3とドラム4との摩擦によって、ドラム4ひいてはホイール1が制動される。ブレーキシュー3は、制動部材の一例である。
ブレーキ装置2は、ブレーキシュー3を動かすアクチュエータとして、油圧によって動作するホイールシリンダ51(図2参照)と、通電によって作動するモータ120(図5参照)と、を備えている。ホイールシリンダ51およびモータ120は、それぞれ、二つのブレーキシュー3を動かすことができる。ホイールシリンダ51は、例えば、走行中の制動に用いられ、モータ120は、例えば、駐車時の制動に用いられる。すなわち、ブレーキ装置2は、電動パーキングブレーキの一例である。なお、モータ120は、走行中の制動に用いられてもよい。
ブレーキ装置2は、図1,2に示されるように、円盤状のバックプレート6を備えている。バックプレート6は、回転中心Cと交差した姿勢で設けられる。すなわち、バックプレート6は、回転中心Cと交差する方向に略沿って、具体的には回転中心Cと直交する方向に略沿って、広がっている。図1に示されるように、ブレーキ装置2の構成部品は、バックプレート6の車幅方向の外側および内側の双方に設けられている。バックプレート6は、ブレーキ装置2の各構成部品を直接的または間接的に支持する。すなわち、バックプレート6は、支持部材の一例である。また、バックプレート6は、車体との不図示の接続部材と接続される。接続部材は、例えば、サスペンションの一部(例えば、アーム、リンク、取付部材等)である。図2に示されるバックプレート6に設けられた開口部6bは、接続部材との結合に用いられる。なお、ブレーキ装置2は、駆動輪および非駆動輪のいずれにも用いることができる。なお、ブレーキ装置2が駆動輪に用いられる場合、図2に示されるバックプレート6に設けられた開口部6cを不図示の車軸が貫通する。
<ホイールシリンダによるブレーキシューの作動>
図2に示されるホイールシリンダ51や、ブレーキシュー3等は、バックプレート6の車幅方向外方に配置されている。ブレーキシュー3は、バックプレート6に移動可能に支持されている。具体的には、図3に示されるように、ブレーキシュー3の下端部3aが、回転中心C11回りに回転可能に、バックプレート6(図2参照)に支持されている。回転中心C11は、ホイール1の回転中心Cと略平行である。また、図2に示されるように、ホイールシリンダ51は、バックプレート6の上端部に支持されている。ホイールシリンダ51は、車両前後方向(図2の左右方向)に突出可能な二つの不図示の可動部(ピストン)を有する。ホイールシリンダ51は、加圧に応じて、二つの可動部を突出させる。突出した二つの可動部は、それぞれ、ブレーキシュー3の上端部3bを押す。二つの可動部の突出により、二つのブレーキシュー3は、それぞれ、回転中心C11(図3,4参照)回りに回転し、上端部3b同士が車両前後方向に互いに離間するように移動する。これにより、二つのブレーキシュー3は、ホイール1の回転中心Cの径方向外方に移動する。各ブレーキシュー3の外周部には、円筒面に沿う帯状のライニング31が設けられている。よって、二つのブレーキシュー3の、回転中心Cの径方向外方への移動により、図4に示されるように、ライニング31とドラム4の内周面4aとが接触する。ライニング31と内周面4aとの摩擦によって、ドラム4ひいてはホイール1(図1参照)が制動される。また、図2に示されるように、ブレーキ装置2は、復帰部材32を備えている。復帰部材32は、ホイールシリンダ51によるブレーキシュー3を押す動作が解除された場合に、二つのブレーキシュー3を、ドラム4の内周面4aと接触する位置(制動位置Pb、図4参照)からドラム4の内周面4aと接触しない位置(非制動位置Pn、初期位置、図3参照)へ動かす。復帰部材32は、例えば、コイルスプリング等の弾性部材であり、各ブレーキシュー3に、もう一方のブレーキシュー3に近付く方向の力、すなわち、ドラム4の内周面4aから離れる方向の力を与える。
図2に示されるホイールシリンダ51や、ブレーキシュー3等は、バックプレート6の車幅方向外方に配置されている。ブレーキシュー3は、バックプレート6に移動可能に支持されている。具体的には、図3に示されるように、ブレーキシュー3の下端部3aが、回転中心C11回りに回転可能に、バックプレート6(図2参照)に支持されている。回転中心C11は、ホイール1の回転中心Cと略平行である。また、図2に示されるように、ホイールシリンダ51は、バックプレート6の上端部に支持されている。ホイールシリンダ51は、車両前後方向(図2の左右方向)に突出可能な二つの不図示の可動部(ピストン)を有する。ホイールシリンダ51は、加圧に応じて、二つの可動部を突出させる。突出した二つの可動部は、それぞれ、ブレーキシュー3の上端部3bを押す。二つの可動部の突出により、二つのブレーキシュー3は、それぞれ、回転中心C11(図3,4参照)回りに回転し、上端部3b同士が車両前後方向に互いに離間するように移動する。これにより、二つのブレーキシュー3は、ホイール1の回転中心Cの径方向外方に移動する。各ブレーキシュー3の外周部には、円筒面に沿う帯状のライニング31が設けられている。よって、二つのブレーキシュー3の、回転中心Cの径方向外方への移動により、図4に示されるように、ライニング31とドラム4の内周面4aとが接触する。ライニング31と内周面4aとの摩擦によって、ドラム4ひいてはホイール1(図1参照)が制動される。また、図2に示されるように、ブレーキ装置2は、復帰部材32を備えている。復帰部材32は、ホイールシリンダ51によるブレーキシュー3を押す動作が解除された場合に、二つのブレーキシュー3を、ドラム4の内周面4aと接触する位置(制動位置Pb、図4参照)からドラム4の内周面4aと接触しない位置(非制動位置Pn、初期位置、図3参照)へ動かす。復帰部材32は、例えば、コイルスプリング等の弾性部材であり、各ブレーキシュー3に、もう一方のブレーキシュー3に近付く方向の力、すなわち、ドラム4の内周面4aから離れる方向の力を与える。
(移動機構の構成および移動機構によるブレーキシューの作動)
また、ブレーキ装置2は、図3,4に示される移動機構8を備えている。移動機構8は、モータ120を含む駆動機構100(図5参照)の作動に基づいて、二つのブレーキシュー3を非制動位置Pnから制動位置Pbに移動させる。移動機構8は、バックプレート6の車幅方向外方に設けられている。移動機構8は、レバー81と、ケーブル82と、ストラット83と、を有する。レバー81は、二つのブレーキシュー3のうち一方、例えば図3,4では左側のブレーキシュー3Lと、バックプレート6との間で、当該ブレーキシュー3Lおよびバックプレート6にホイール1の回転中心Cの軸方向に重なるように、設けられている。また、レバー81は、ブレーキシュー3Lに、回転中心C12回りに回転可能に支持されている。回転中心C12は、ブレーキシュー3Lの、回転中心C11から離れた側(図3,4では上側)の端部に位置され、回転中心C11と略平行である。ケーブル82は、レバー81の、回転中心C12から遠い側の下端部81aを、他方、例えば図3,4では右側のブレーキシュー3Rに近付く方向に、動かす。ケーブル82は、バックプレート6に略沿って移動する。また、ストラット83は、レバー81と当該レバー81が支持されるブレーキシュー3Lとは別のブレーキシュー3Rとの間に介在し、レバー81と当該別のブレーキシュー3Rとの間で突っ張る。また、レバー81とストラット83との接続位置P1は、回転中心C12と、ケーブル82とレバー81との接続位置P2と、の間に設定されている。ケーブル82は、ブレーキシュー3を移動させる作動部材の一例である。
また、ブレーキ装置2は、図3,4に示される移動機構8を備えている。移動機構8は、モータ120を含む駆動機構100(図5参照)の作動に基づいて、二つのブレーキシュー3を非制動位置Pnから制動位置Pbに移動させる。移動機構8は、バックプレート6の車幅方向外方に設けられている。移動機構8は、レバー81と、ケーブル82と、ストラット83と、を有する。レバー81は、二つのブレーキシュー3のうち一方、例えば図3,4では左側のブレーキシュー3Lと、バックプレート6との間で、当該ブレーキシュー3Lおよびバックプレート6にホイール1の回転中心Cの軸方向に重なるように、設けられている。また、レバー81は、ブレーキシュー3Lに、回転中心C12回りに回転可能に支持されている。回転中心C12は、ブレーキシュー3Lの、回転中心C11から離れた側(図3,4では上側)の端部に位置され、回転中心C11と略平行である。ケーブル82は、レバー81の、回転中心C12から遠い側の下端部81aを、他方、例えば図3,4では右側のブレーキシュー3Rに近付く方向に、動かす。ケーブル82は、バックプレート6に略沿って移動する。また、ストラット83は、レバー81と当該レバー81が支持されるブレーキシュー3Lとは別のブレーキシュー3Rとの間に介在し、レバー81と当該別のブレーキシュー3Rとの間で突っ張る。また、レバー81とストラット83との接続位置P1は、回転中心C12と、ケーブル82とレバー81との接続位置P2と、の間に設定されている。ケーブル82は、ブレーキシュー3を移動させる作動部材の一例である。
このような移動機構8において、ケーブル82が引かれて図4の右方へ動くことにより、レバー81が、ブレーキシュー3Rに近付く方向へ動くと(矢印a)、レバー81はストラット83を介してブレーキシュー3Rを押す(矢印b)。これにより、ブレーキシュー3Rは、非制動位置Pn(図3)から回転中心C11回りに回転し(図4の矢印c)、ドラム4の内周面4aと接触する制動位置Pb(図4)へ動く。この状態では、ケーブル82とレバー81との接続位置P2は力点、回転中心C12は支点、レバー81とストラット83との接続位置P1は作用点に相当する。さらに、ブレーキシュー3Rが、内周面4aに接触した状態で、レバー81が図4の右方、すなわち、ストラット83がブレーキシュー3Rを押す方向へ動くと(矢印b)、ストラット83が突っ張ることにより、レバー81はストラット83との接続位置P1を支点として、レバー81の動く方向とは逆方向、すなわち、図3,4での反時計回りに回転する(矢印d)。これにより、ブレーキシュー3Lは、非制動位置Pn(図3)から回転中心C11回りに回転し、ドラム4の内周面4aと接触する制動位置Pb(図4)へ動く。このようにして、移動機構8の作動により、ブレーキシュー3L,3Rは、いずれも非制動位置Pn(図3)から制動位置Pb(図4)へ動く。なお、ブレーキシュー3Rがドラム4の内周面4aに接触した以降の状態では、レバー81とストラット83との接続位置P1が支点となる。なお、ブレーキシュー3L,3Rの移動量は微少であって、例えば、1mm以下である。
(駆動機構)
図5は、駆動機構100の非制動状態での断面図である。図6は、駆動機構100の制動状態での断面図である。
図5は、駆動機構100の非制動状態での断面図である。図6は、駆動機構100の制動状態での断面図である。
図1,5,6に示される駆動機構100は、上述した移動機構8を介して、二つのブレーキシュー3を、非制動位置Pnから制動位置Pbへ動かす。駆動機構100は、バックプレート6の車幅方向内方に位置され、バックプレート6に固定されている。図2〜4に示されるケーブル82は、バックプレート6に設けられた不図示の開口部を貫通している。
図5に示されるように、駆動機構100は、ハウジング110、モータ120、減速機構130、および運動変換機構140を備えている。
ハウジング110は、モータ120、減速機構130、および運動変換機構140を支持している。ハウジング110は、複数の部材を含んでいる。複数の部材は、例えばねじ等の不図示の結合具によって結合され、一体化されている。ハウジング110内には、壁部111によって囲まれた収容室Rが設けられている。モータ120、減速機構130、および運動変換機構140は、収容室R内に収容され、壁部111によって覆われている。ハウジング110は、ベースや、支持部材、ケーシング等と称されうる。なお、ハウジング110の構成は、ここで例示されたものには限定されない。
モータ120は、アクチュエータの一例であって、ケース121と、ケース121内に収容された収容部品と、を有する。収容部品には、例えば、シャフト122の他、ステータや、ロータ、コイル、磁石(不図示)等が含まれる。シャフト122は、ケース121から、モータ120の第一の回転中心Ax1に沿ったD1方向(図5の右方)に突出している。モータ120は、制御信号に基づく駆動電力によって駆動され、シャフト122を回転させる。シャフト122は、出力シャフトと称されうる。なお、以下では、説明の便宜上、図5での右方はD1方向の前方と称され、図5での左方はD1方向の後方またはD1方向の反対方向と称される。
減速機構130は、ハウジング110に回転可能に支持された複数のギヤを含む。複数のギヤは、例えば、第一ギヤ131、第二ギヤ132、および第三ギヤ133である。減速機構130は、回転伝達機構と称されうる。
第一ギヤ131は、モータ120のシャフト122と一体に回転する。第一ギヤ131は、ドライブギヤと称されうる。
第二ギヤ132は、第一の回転中心Ax1と平行な第二の回転中心Ax2周りに回転する。第二ギヤ132は、入力ギヤ132aと出力ギヤ132bとを含む。入力ギヤ132aは、第一ギヤ131と噛み合っている。入力ギヤ132aの歯数は、第一ギヤ131の歯数よりも多い。よって、第二ギヤ132は、第一ギヤ131よりも低い回転速度に減速される。出力ギヤ132bは、入力ギヤ132aに対してD1方向の後方(図5では左方)に位置されている。第二ギヤ132は、アイドラギヤと称されうる。
第三ギヤ133は、第一の回転中心Ax1と平行な第三の回転中心Ax3周りに回転する。第三ギヤ133は、第二ギヤ132の出力ギヤ132bと噛み合っている。第三ギヤ133の歯数は、出力ギヤ132bの歯数よりも多い。よって、第三ギヤ133は、第二ギヤ132よりも低い回転速度に減速される。第三ギヤ133は、ドリブンギヤと称されうる。なお、減速機構130の構成は、ここで例示されたものには限定されない。減速機構130は、例えば、ベルトやプーリ等を用いた回転伝達機構のような、ギヤ機構以外の回転伝達機構であってもよい。
運動変換機構140は、回転部材141と、直動部材142とを有している。
回転部材141は、第三の回転中心Ax3回りに回転する。回転部材141は、ハブ141aと、ハブ141aから径方向外方に張り出したフランジ141eと、フランジ141eから軸方向に延びた周壁141dと、を有する。ハブ141aは、D1方向に伸びた筒状に構成されており、当該D1方向にフランジ141eを貫通している。フランジ141eは、ハブ141aのD1方向の中央位置から、第三の回転中心Ax3の径方向に円板状に張り出している。また、周壁141dは、フランジ141eの外縁からD1方向に円筒状に延びている。
周壁141dの外周には、第三ギヤ133の歯が設けられている。すなわち、回転部材141は、第三ギヤ133でもある。第三ギヤ133を軸方向に延びた周壁141dに設けることにより、第三ギヤ133および第二ギヤ132の出力ギヤ132bの面圧を低減することができる。第三ギヤ133の歯が設けられた部位は、被駆動部の一例である。
第一ギヤ131、第二ギヤ132、および第三ギヤ133の少なくとも歯部、あるいは全部は、合成樹脂材料によって構成することができる。ただし、これには限定されず、第一ギヤ131、第二ギヤ132、および第三ギヤ133のうち少なくとも一つは、部分的あるいは全体的に金属材料で構成されてもよい。
フランジ141eのD1方向の前方の端面と、ハウジング110に設けられた筒状部112のD1方向の後方の端部112aとの間には、スラストベアリング143が位置されている。スラストベアリング143は、第三の回転中心Ax3の軸方向の荷重を受ける。スラストベアリング143は、図5の例では、スラストころ軸受であるが、これには限定されない。フランジ141eひいては回転部材141は、ハウジング110に、スラストベアリング143を介して回転可能に支持されている。
ハブ141aは、筒状部112の先端部に収容された円筒状のラジアルベアリング144に挿入されている。ハブ141aひいては回転部材141は、ハウジング110に、ラジアルベアリング144を介して回転可能に支持されている。ラジアルベアリング144は、図5の例では、メタルブッシュであるが、これには限定されない。
回転部材141には、ハブ141aおよびフランジ141eを貫通する円形断面の貫通孔141cが設けられている。貫通孔141cには、雌ねじ部145aが設けられている。
直動部材142は、第三の回転中心Ax3に沿って延び、回転部材141を貫通している。直動部材142は、棒状部142aと、連結部142bと、突起142cと、を有する。
棒状部142aは、ハウジング110の第一孔部113a、回転部材141の貫通孔141c、およびハウジング110の筒状部112に設けられた第二孔部113b内に挿入されている。第二孔部113bの断面は、略円形である。第二孔部113bは、第一孔部113aに対して方向D1の前方に位置され、第三の回転中心Ax3の軸方向に沿って延びている。棒状部142aの断面は略円形である。棒状部142aには、回転部材141の雌ねじ部145aと噛み合う雄ねじ部145bが設けられている。
また、筒状部112には、第二孔部113bに面した筒状の内面113cが設けられている。内面113cの断面は、第二孔部113bの長孔状の断面に沿った形状である。内面113cは、第三の回転中心Ax3と直交する方向に延びた平面状の二つのガイド面113ca(図5では、一方のガイド面113caだけが示されている)を有している。二つのガイド面113caは、互いに間隔を空けて位置され、二つのガイド面113caの間に、直動部材142が位置されている。他方、直動部材142の例えば棒状部142aからは、第三の回転中心Ax3の径方向の外方に向けて突起142cが突出している。突起142cの外周は、内面113cに沿った形状に形成されている。突起142cと内面113cとの間には、隙間が設けられ、当該隙間には、グリスが設けられている。突起142cとガイド面113caとが当接することにより、突起142cひいては直動部材142の第三の回転中心Ax3回りの回転が制限される。また、突起142cとガイド面113caとが当接した状態で、ガイド面113caは、突起142cひいては直動部材142を第三の回転中心Ax3の軸方向にガイドする。
このような構成において、モータ120のシャフト122の回転が、減速機構130を介して回転部材141に伝達され、回転部材141が回転すると、回転部材141の雌ねじ部145aと直動部材142の雄ねじ部145bとの噛み合い、およびガイド面113caによる直動部材142の回転の制限により、直動部材142は、第三の回転中心Ax3の軸方向に沿って非制動位置Pn(図5)と制動位置(不図示)との間で移動する。
(モータ回転負荷増大機構)
図5に示されるように、フランジ141eから方向D1の後方に離れたハウジング110の壁部111とフランジ141eとの間には、エラストマ151、押圧部材152、およびスラストベアリング153が挟まれている。
図5に示されるように、フランジ141eから方向D1の後方に離れたハウジング110の壁部111とフランジ141eとの間には、エラストマ151、押圧部材152、およびスラストベアリング153が挟まれている。
エラストマ151は、壁部111の底面111aと押圧部材152との間に挟まれている。エラストマ151は、第三の回転中心Ax3の周方向に沿って延び、直動部材142および回転部材141のハブ141aを、第三の回転中心Ax3の径方向外方から取り囲んでいる。エラストマ151の形状は、例えば、円環状である。エラストマ151の押圧部材152と接触する受圧面および壁部111の底面111aとの接触面は、いずれも第三の回転中心Ax3と交差した(直交した)平面状であり、かつ円環状である。また、エラストマ151は、弾性部材であり、例えば、合成ゴムである。
押圧部材152は、エラストマ151とスラストベアリング153との間に挟まれている。押圧部材152は、第三の回転中心Ax3の周方向に沿って延び、直動部材142および回転部材141のハブ141aを、第三の回転中心Ax3の径方向外方から取り囲んでいる。押圧部材152の形状は、例えば、円環状である。押圧部材152は、エラストマ151と隙間をあけて面したベース面152aと、ベース面152aから突出した突出部152bとを有する。図5に示されるように、ベース面152aおよび突出部152bの頂面は、いずれも第三の回転中心Ax3と交差した(直交した)平面状であり、かつ円環状である。本実施形態では、押圧部材152において、ベース面152aと突出部152bとによって、段差が構成されている。ベース面152aと突出部152bの頂面は、押圧面の一例である。また、押圧部材152の、ベース面152aおよび突出部152bの反対側の面は、第三の回転中心Ax3と交差した(直交した)平面状であり、かつ円環状である。押圧部材152は、エラストマ151よりも硬い材料、例えば、鉄系材料やアルミニウム合金等の金属材料で、構成されている。
スラストベアリング153は、例えば、ニードルベアリングであるが、これには限定されない。
方向D1の前方に移動した直動部材142の移動が、不図示のストッパ等によって制限されると、回転部材141は、方向D1の後方へ移動する。この場合、エラストマ151は、方向D1の後方に移動するフランジ141eと壁部111との間に、第三の回転中心Ax3の軸方向に挟まれる。エラストマ151の弾性反発力が増大すると、雌ねじ部145aと雄ねじ部145bとの摩擦抵抗トルクが増大し、これによりモータ120の負荷トルクが増大する。したがって、例えば、モータ120の制御装置(不図示)は、モータ120の駆動電流等によって負荷トルクを検出することにより、直動部材142の方向D1の前方への移動が制限された所定状態であることを検知することができる。すなわち、本実施形態では、主として回転部材141に軸方向に弾性的な反力を与える弾性部材としてのエラストマ151によって、モータ回転負荷増大機構が構成されている。
図7は、図5の一部の拡大図であって、高温時に押圧部材152がエラストマ151を押した状態を示す図である。押圧部材152は、温度によって硬度および弾性係数が変化する。具体的には、高温時には比較的軟らかくなるとともに弾性係数が比較的低くなり、低温時には比較的硬くなるとともに弾性係数が比較的高くなる。本実施形態では、検出対象とする負荷トルクが生じる状態において、使用状態における比較的高温の状態では、図7に示されるように、突出部152bがエラストマ151内に食い込み、押圧部材152の段差(押圧面)におけるベース面152aおよび突出部152bの頂面の双方が、エラストマ151の受圧面151aを押圧し、かつ、使用状態における比較的低温の状態では、突出部152bのみでエラストマ151の受圧面151aを押圧するように、エラストマ151および押圧部材152のスペック(各部の形状や、寸法、材質等)が設定される。
図8は、高温時と低温時の直動部材142の移動量とエラストマ151の弾性反発力に基づくモータ120の負荷トルクとの相関関係の一例を示すグラフである。本実施形態では、上述したスペックの設定により、図8に示されるように、低温時には、直動部材142の移動量に応じて負荷トルクが連続的に増大するのに対し、高温時には、直動部材142の移動によりベース面152aがエラストマ151を押し始めた時点(移動量=s2)から、負荷トルクが急激に(不連続に)増大する。そして、本実施形態では、図8に示されるように、電流の検出値を、高温時に急激に増大した値よりも大きく、かつ当該増大した値の近傍の値、すなわち、高温時においてベース面152aと受圧面151aとが接触している状態であって、ベース面152aがエラストマ151の受圧面151aを押し始めた当初の状態に対応する負荷トルク(=Td)に対応した検出電流値Idに、設定される。よって、図8に示されるように、低温時に検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが生じる状態における回転部材141の移動量s1と、高温時に検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが生じる状態における回転部材141の移動量s2との差をより小さくすることができる。ちなみに、押圧部材152の押圧面に段差が設けられず平面であった場合には、図8の一点鎖線のような特性となり、検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが生じる状態における回転部材141の移動量s3が、低温時の移動量s1と大きく乖離することが理解できよう。
以上説明したように、本実施形態では、回転部材141とハウジング110との間でエラストマ151を弾性的に圧縮することにより、回転部材141の摩擦抵抗トルク、ひいてはモータ120の負荷トルクを増大させ、当該負荷トルクの増大をモータ120の駆動電流によって検出する。そして、エラストマ151の受圧面151aを押圧する押圧部材152は、受圧面151aと接触するベース面152aを含む段差を有している。受圧面151aと面した段差は、受圧面151aと接触可能であり、かつ圧縮にかかるストロークの増加に伴って受圧面151aとの接触面積が大きくなるように構成されている。本実施形態では、ベース面152aは、通常動作の温度範囲における第一の温度では受圧面151aと接触し、通常動作の温度範囲における第一の温度よりも低い第二の温度では受圧面151aと接触しない。よって、本実施形態によれば、低温時と高温時とで、エラストマ151が弾性変形する領域を異ならせることができる。よって、低温時に検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが生じる状態における回転部材141の移動量s1と、高温時に検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが生じる状態における回転部材141の移動量s2との差をより小さくすることができる。したがって、直動部材142やケーブル82の位置の検知に関してより温度依存性の低いブレーキ装置2(車両用ブレーキ)を得ることができる。
また、本実施形態では、エラストマ151は、直動部材142および回転部材141のハブ141aを、第三の回転中心Ax3の径方向外方から取り囲んでいる。これにより、例えば、エラストマ151を含む構成が、軸方向に長くなるのが抑制され、ひいては、駆動機構100が軸方向に長くなるのが抑制されうる。
(第1実施形態の変形例)
図9〜11に示される変形例の駆動機構100A〜100Cは、第1実施形態の駆動機構100と同様の構成を備えている。よって、各変形例によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果が得られる。
図9〜11に示される変形例の駆動機構100A〜100Cは、第1実施形態の駆動機構100と同様の構成を備えている。よって、各変形例によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果が得られる。
ただし、図9の変形例では、押圧部材152においてベース面152aおよび突出部152bの位置が、上記第1実施形態と相違している。すなわち、上記第1実施形態では、突出部152bがベース面152aの径方向内方に位置されたのに対し、図9の変形例では、突出部152bがベース面152aの径方向外方に位置されている。
また、図10,11の変形例では、段差は、押圧部材152ではなく、エラストマ151に設けられている。図10の変形例では、エラストマ151の受圧面151aには、ベース面151bと、ベース面151bから押圧部材152に向けて突出した突出部151cと、が設けられている。押圧部材152のベース面152aは平面であり、突出部152bは設けられていない。図11の変形例では、エラストマ151において、ベース面151bおよび突出部151cの位置が、図10の変形例と相違している。すなわち、図10の変形例では、突出部151cがベース面152aの径方向内方に位置されたのに対し、図11の変形例では、突出部151cがベース面152aの径方向外方に位置されている。図9〜11の変形例によっても、回転部材141の移動によって、エラストマ151の弾性変形する領域が変化するため、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、図示されないが、第1実施形態およびその変形例に替えて、段差が、エラストマ151のハウジング110と面する部位、または当該ハウジング110に設けられた構成によっても、上記第1実施形態や変形例と同様の効果が得られることは、容易に理解できよう。
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態のブレーキ装置2に含まれる駆動機構100Dの一部の断面図である。図9に示される駆動機構100Dは、第1実施形態の駆動機構100と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果が得られる。
図9は、第2実施形態のブレーキ装置2に含まれる駆動機構100Dの一部の断面図である。図9に示される駆動機構100Dは、第1実施形態の駆動機構100と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の結果が得られる。
ただし、本実施形態では、エラストマ151は、回転部材141と直動部材142との間に位置されている。具体的には、直動部材142の方向D1の後方の端部には、締結具154を介して押圧部材152が固定されている。押圧部材152は、有底円筒状であり、円板状の底壁152cと、底壁152cから方向D1の前方へ延びた周壁152dと、を有する。この場合、押圧部材152は、直動部材142の一部であると言うことができる。
また、エラストマ151と回転部材141のフランジ141eとの間には、ワッシャ155が設けられている。エラストマ151は、ワッシャ155と押圧部材152との間に挟まれる。ワッシャ155には、摩擦係数を低減させる表面処理が施されうる。ワッシャ155はスラスト軸受の一例である。
段差は、エラストマ151の受圧面151aに設けられている。受圧面151aには、ベース面151bと、ベース面151bからワッシャ155に向けて突出した突出部151cと、が設けられている。この場合、ワッシャ155のエラストマ151と面した面155aが、押圧面の一例である。
本実施形態では、直動部材142の、非制動位置Pnに向けた方向D1への移動により、非制動位置Pnに到達する際あるいは直前に、エラストマ151が、押圧部材152とワッシャ155との間に挟まれる。低温時と高温時とでエラストマ151の変形態様が異なる点や、図8で示されるように検出電流値Idに対応した負荷トルクTdが設定される点は、上記第1実施形態と同様である。
なお、図示されないが、直動部材142が非制動位置Pnに到達する際あるいは直前に、エラストマ151がハウジング110の壁部111と直動部材142との間で弾性的に圧縮される構成によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られることは、容易に理解できよう。
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、ブレーキ装置2は、リーディングトレーリング式のドラムブレーキとして構成されたが、本発明は他の形式のブレーキ装置としても構成することができる。また、一のアクチュエータによるディスクブレーキと他のアクチュエータによるドラムブレーキとを有するブレーキ装置の、当該他のアクチュエータに対応した構成として、本発明を実施することが可能である。また、弾性部材による効果は、直動部材の軸方向の移動が制限される構成を前提とするものではない。
また、上記実施形態では、制動部材を移動させる作動部材がケーブル82である構成が例示されたが、作動部材は、ロッドやレバーなど、ケーブル82以外のものであってもよい。また、作動部材は、引っ張るのではなく押すことにより、制動部材を移動させてもよい。
1…ホイール、2…ブレーキ装置(車両用ブレーキ)、3…ブレーキシュー(制動部材)、82…ケーブル(作動部材)、110…ハウジング、120…モータ、141…回転部材、142…直動部材、151…エラストマ、151a…受圧面、152a…ベース面(段差、押圧面)、152b…突出部(段差)、155a…面(押圧面)。
Claims (3)
- ホイールを制動すべく制動部材を移動させる作動部材と、
モータと、
前記モータによって回転される回転部材と、
前記回転部材の回転に伴って直動し前記作動部材を移動させる直動部材と、
前記回転部材を収容したハウジングと、
前記ハウジングと前記回転部材との間、前記直動部材と前記回転部材との間、または前記直動部材と前記ハウジングとの間で弾性的に圧縮されることにより、前記回転部材に抵抗トルクを与えるエラストマと、
を備え、
前記エラストマの受圧面、および当該受圧面を押圧する押圧面のうち少なくとも一方に、前記圧縮にかかるストロークの増加に伴い前記押圧面と前記受圧面との接触面積が大きくなるように他方と接触可能な段差が設けられた、車両用ブレーキ。 - 前記段差は、第一の温度では前記他方と接触しかつ前記第一の温度よりも低い第二の温度では他方と接触しないベース面を有した、請求項1に記載の車両用ブレーキ。
- 前記エラストマは、前記直動部材を当該直動部材の径方向外方から取り囲む、請求項1または2に記載の車両用ブレーキ。
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