JP2019085065A - 車両の電動制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動制動装置に適用され、渦巻きばねを採用した戻し機構において、トルクリミットが適切に作動するものを提供する。【解決手段】 電動制動装置は、車輪と一体となって回転する回転部材に摩擦部材を押し付ける電気モータと、電気モータに通電が行われない場合に、電気モータに対して、摩擦部材が回転部材から離れる方向の戻しトルクを発生する戻し機構と、を備える。戻し機構は、「一方端の部分が、電気モータによって駆動される回転シャフトに係止され、一方端とは反対側に位置する他方端の部分が折り曲げられて形成された拘束部を有する渦巻きばね」と、渦巻きばねを収納し、拘束部と接触する制止面を有するハウジングと、を含んでいる。そして、他方端は、制止面を軸線に近付くように延ばした延長面に対して、軸線とは反対側に位置するよう構成されている。【選択図】 図６

Description

本発明は、車両の電動制動装置に関する。

出願人は、特許文献１に記載されるような、「電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることを目的として、電動モータの出力軸と一体的に回転可能にエネルギ蓄積機構（戻し機構）のケースに支承された回転軸を備え、回転軸の正回転によりエネルギ蓄積機構内部の渦巻きばねを弾性変形させて弾性エネルギを蓄積し、回転軸の逆回転時には、渦巻きばねに蓄積された弾性エネルギを解放して回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するもの」を開発している。この電動制動装置の戻し機構には、渦巻きばね（弾性体）の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容するトルクリミッタが設けられている。トルクリミッタとして、簡単な構成で、且つ、戻しトルクが大きい値として設定され得るものが望まれている。

上記課題を解決するために、出願人は、特許文献２に示すような装置（戻し機構）を開発している。例えば、特許文献２の装置では、「戻し機構は、一方端の部分が、電気モータによって駆動される回転軸に係止される渦巻きばねと、渦巻きばねの半径外側方向に延ばされた制止面が形成されるハウジングとで構成される。渦巻きばねの他方端の部分が、一方端に近い順に、外周面に対して、谷折りされた第１谷折り部、第１屈曲部、及び、山折りされた第２屈曲部が形成され、電気モータが摩擦部材を回転部材に近づける方向である正転方向に回転される場合に、第１屈曲部は、制止面を押圧し、渦巻きばねは、逆転方向の戻しトルクを電気モータに付与する。ハウジングは、制止面と第１屈曲部との接触部を通り、回転軸の軸線を中心とした円弧の接線で形成される接線面に対して、渦巻きばねの半径内側方向に傾いた受圧面を有し、受圧面に、第１屈曲部と第２屈曲部との間の外周面が押し付けられる」ように構成されている。該戻し機構には、更なる改良が必要である。

特開２０１３−０２４３８９号公報 特願２０１６−２４２９６４号公報

本発明の目的は、車両の電動制動装置に適用され、渦巻きばねを採用した戻し機構において、トルクリミッタが適切に作動するものを提供することである。

本発明に係る車両の電動制動装置は、車両の車輪（ＷＨ）と一体となって回転する回転部材（ＫＴ）に摩擦部材（ＭＳ）を押し付ける電気モータ（ＭＴ）と、前記電気モータ（ＭＴ）に通電が行われない場合に、前記電気モータ（ＭＴ）に対して、前記摩擦部材（ＭＳ）が前記回転部材（ＫＴ）から離れる方向の戻しトルク（Ｔｑ）を発生する戻し機構（ＭＤ）と、を備える。

本発明に係る車両の電動制動装置では、前記戻し機構（ＭＤ）は、「一方端（Ｃｚ）の部分が、前記電気モータ（ＭＴ）によって駆動される回転シャフト（ＳＩ、ＳＯ）に係止され、前記一方端（Ｃｚ）とは反対側に位置する他方端（Ｃａ）の部分が折り曲げられて形成された拘束部（Ｐｋ）を有する渦巻きばね（ＳＵ）」と、前記渦巻きばね（ＳＵ）を収納し、前記拘束部（Ｐｋ）と接触する制止面（Ｍｋ）を有するハウジング（ＨＧ）と、を含んでいる。そして、前記他方端（Ｃａ）は、前記制止面（Ｍｋ）を前記軸線（Ｊｉ、Ｊｏ）に近付くように延ばした延長面（Ｍｚ）に対して、前記軸線（Ｊｉ、Ｊｏ）とは反対側に位置するよう構成されている。

渦巻きばねＳＵは、半径が小さくなるよう曲げられて、ハウジングＨＧに組み付けられる。このため、拘束部Ｐｋには、渦巻きばねＳＵの弾性力Ｆｓに加え、渦巻きばねＳＵの曲げによる力（曲げ力）Ｆｍが作用する。上記構成によれば、曲げ力Ｆｍは、拘束部Ｐｋに対して、半径外側方向Ｄｓに作用するため、トルクリミッタとして、戻し機構ＭＤの適正作動が確保され得る。

本発明に係る車両の電動制動装置ＤＢの全体構成図である。 戻し機構ＭＤを説明するための断面図である。 戻し機構ＭＤの作動を説明するための特性図である。 戻し機構ＭＤの制止部Ａａ（特に、制止面Ｍｋ）を説明するための断面図である。 渦巻きばねＳＵの拘束部Ｐｋを説明するための概略図である。 渦巻きばねＳＵの外端Ｃａの位置を説明するための断面図である。 作用・効果を説明するための断面図である。

＜本発明に係る車両の電動制動装置ＤＢの全体構成＞
図１の全体構成図を参照して、本発明の実施形態に係る電動制動装置ＤＢについて説明する。以下の説明において、同一の記号が付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一の機能を発揮するものである。従って、重複説明は、省略されることがある。

電動制動装置ＤＢを備える車両には、制動操作部材ＢＰ、操作量センサＢＡ、駐車ブレーキ用のスイッチＳＰ、車体側コントローラＥＣＵ、制動アクチュエータＢＲ、及び、通信線ＳＧが備えられる。更に、車両の各車輪ＷＨには、ブレーキキャリパＣＰ、回転部材ＫＴ、及び、摩擦部材ＭＳが備えられている。

制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材ＢＰが操作されることによって、車輪ＷＨに対する制動トルクが調整され、車輪ＷＨに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪ＷＨには、回転部材（例えば、ブレーキディスク）ＫＴが固定され、この回転部材ＫＴを挟み込むようにブレーキキャリパＣＰが配置される。そして、ブレーキキャリパ（単に、「キャリパ」ともいう）ＣＰでは、２つの摩擦部材（例えば、ブレーキパッド）ＭＳが、電気モータＭＴの動力によって回転部材ＫＴに押し付けられる。回転部材ＫＴと車輪ＷＨとは、一体となって回転するよう固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪ＷＨに制動トルクが付与され、結果、制動力が発生される。

運転者による制動操作部材ＢＰの操作量Ｂａを検出するよう、操作量センサＢＡが設けられる。制動操作量センサＢＡとして、マスタシリンダの圧力を検出する圧力センサ、制動操作部材ＢＰの操作力を検出する操作力センサ、及び、制動操作部材ＢＰの操作変位を検出する操作変位センサのうちの少なくとも１つが採用される。検出された制動操作量Ｂａは、車体側コントローラＥＣＵに入力される。

車両のダッシュボードの操作パネルには、駐車ブレーキ用のスイッチ（単に、「駐車スイッチ」ともいう）ＳＰが設けられる。駐車スイッチＳＰは、オン・オフ型のスイッチであり、駐車ブレーキの要否を指示する。駐車ブレーキが要求されている場合には、駐車スイッチＳＰの信号（駐車信号）Ｓｐとして、オン信号が出力される。一方、駐車ブレーキが必要とされていない場合には、駐車信号Ｓｐは、オフ信号にされる。駐車信号Ｓｐは、車体側コントローラＥＣＵに入力される。

車両の車体には、車体側コントローラ（「車体側電子制御ユニット」ともいう）ＥＣＵが設けられる。車体側コントローラＥＣＵは、目標押圧力演算ブロックＦＴ、及び、駐車押圧力演算ブロックＦＰを含んで構成される。

目標押圧力演算ブロックＦＴでは、制動操作量Ｂａに基づいて、目標押圧力Ｆｔが演算される。目標押圧力Ｆｔは、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴを押す力の目標値であり、制動操作量Ｂａ、及び、予め設定された演算マップＺｆｔに基づいて演算される。演算特性Ｚｆｔでは、目標押圧力Ｆｔは、操作量Ｂａが「０」以上、所定値ｂｏ未満の範囲では「０」に演算され、操作量Ｂａが所定値ｂｏ以上では、操作量Ｂａの増加に従って「０」から単調増加するように演算される。ここで、所定値ｂｏは、制動操作部材ＢＰの遊びに相当する、予め設定された定数である。目標押圧力Ｆｔは、通信線ＳＧを介して、車輪側コントローラＥＣＷに送信される。

駐車押圧力演算ブロックＦＰでは、駐車信号Ｓｐに基づいて、駐車押圧力Ｆｐが演算される。目標押圧力Ｆｔと同様に、駐車押圧力Ｆｐは、摩擦部材ＭＳの回転部材ＫＴに対する押圧力の目標値である。駐車押圧力Ｆｐは、駐車信号Ｓｐ、及び、予め設定された時系列の演算マップＺｆｐに基づいて演算される。演算特性Ｚｆｐでは、駐車信号Ｓｐが、オフ状態からオン状態に遷移した時点が、時間Ｔにおいて「０」とされる。即ち、「Ｔ＝０」が起点とされ、時間Ｔの経過に従って、所定の時間勾配ｄｆにて、駐車押圧力Ｆｐが、「０」から所定値ｆｐまで増加される。ここで、所定値ｆｐは予め設定された定数であり、坂路でも車両の停止状態が維持されるよう、通常の制動操作によって発生される押圧力に比べて極めて大きい値である。演算特性Ｚｆｐでは、「Ｆｐ＝ｆｐ」の状態が、所定時間ｔｐ（予め設定された所定値）に亘って維持された後、駐車押圧力Ｆｐは「０」に減少される。なお、駐車押圧力Ｆｐが「０」に向けて減少される前に、電気モータＭＴの回転運動は、ロック機構によって拘束されるため、実際の押圧力Ｆａは、所定値ｆｐに維持される。駐車押圧力Ｆｐは、通信線ＳＧを介して、車輪側コントローラＥＣＷに送信される。

制動アクチュエータＢＲ（単に、「アクチュエータ」ともいう）について説明する。
アクチュエータＢＲによって、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳが、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴに押し付けられる。このときに生じる摩擦力によって、アクチュエータＢＲは、車輪ＷＨに制動トルクを与え、制動力を発生させる。アクチュエータＢＲとして、所謂、浮動型ディスクブレーキの構成が例示される。制動アクチュエータＢＲは、キャリパＣＰ、押圧ピストンＰＮ、電気モータＭＴ、回転角センサＭＡ、減速機ＧＳ、入力シャフトＳＩ、出力シャフトＳＯ、ねじ部材ＮＪ、押圧力センサＦＡ、車輪側コントローラＥＣＷ、及び、戻し機構ＭＤにて構成される。

キャリパＣＰは、２つの摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳを介して、（ブレーキディスク）ＫＴを挟み込むように構成される。キャリパＣＰの内部にて、押圧ピストン（単に、「ピストン」ともいう）ＰＮが、回転部材ＫＴに対して移動（前進、又は、後退）される。ピストンＰＮの移動によって、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴに押し付けられて摩擦力が発生する。ピストンＰＮの移動は、電気モータＭＴの動力によって行われる。具体的には、電気モータＭＴの出力軸には、入力シャフトＳＩが固定され、その回転軸線Ｊｉを中心として、一体となって回転する。つまり、電気モータＭＴの出力（回転力）が、入力シャフトＳＩに入力される。

入力シャフトＳＩは、回転軸線Ｊｉの回りに回転する回転軸部材（回転シャフト）である。入力シャフトＳＩには、小径歯車が固定されている。この小径歯車は、大径歯車と噛み合わされ、減速機ＧＳが構成されている。大径歯車には、出力シャフトＳＯが固定されている。出力シャフトＳＯは、その回転軸線Ｊｏの回りに回転する回転軸部材（回転シャフト）である。電気モータＭＴの動力は、入力シャフトＳＩから、減速機ＧＳを介して、出力シャフトＳＯに伝達される。出力シャフトＳＯの回転動力（トルク）は、ねじ部材ＮＪによって、直線動力（回転軸線Ｊｏと同軸であるピストンＰＮの中心軸方向の推力）に変換される。この直線動力（推力）によって、ピストンＰＮは回転部材ＫＴに対して、前進又は後退するように移動される。ピストンＰＮの移動によって、摩擦部材ＭＳが、回転部材ＫＴを押す力（押圧力）が調整される。回転部材ＫＴは車輪に固定されているため、摩擦部材ＭＳと回転部材ＫＴとの間に摩擦力が発生し、車輪の制動力が調整される。

電気モータＭＴは、ピストンＰＮを移動させるための動力源である。例えば、電気モータＭＴの回転方向において、正転方向Ｒａが、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴに近付いていく方向に相当する。即ち、正転方向Ｒａは、ピストンＰＮが前進し、押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向に対応する。また、電気モータＭＴの逆転方向Ｒｂが、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴから離れていく方向に相当する。即ち、逆転方向Ｒｂは、ピストンＰＮが後退し、押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向に対応する。

例えば、電気モータＭＴとして、ブラシレスモータが採用される。電気モータＭＴのロータ（回転子）の位置（即ち、回転角）Ｍａを検出するよう、電気モータＭＴには、回転角センサＭＡが設けられる。回転角Ｍａに基づいて、ブラシレスモータＭＴが駆動される。また、ピストンＰＮが摩擦部材ＭＳを実際に押す力（実押圧力）Ｆａを検出するよう、押圧力センサＦＡが設けられる。検出された実回転角Ｍａ、実押圧力Ｆａは、車輪側コントローラＥＣＷに入力される。

車輪側コントローラＥＣＷは、電気モータＭＴを駆動する電気回路である。車輪側コントローラＥＣＷによって、目標、駐車押圧力Ｆｔ、Ｆｐ、実押圧力Ｆａ、及び、回転角Ｍａに基づいて、電気モータＭＴが駆動され、その出力（回転速度とトルク）が制御される。目標、駐車押圧力Ｆｔ、Ｆｐは、通信線ＳＧを介して、車体側コントローラＥＣＵから車輪側コントローラＥＣＷに送信される。車輪側コントローラＥＣＷ（「車輪側電子制御ユニット」ともいう）は、キャリパＣＰの内部に配置（固定）され、マイクロプロセッサＭＰ、及び、駆動回路ＤＲを含んで構成される。

マイクロプロセッサＭＰには、各種の演算処理が含まれる。駆動回路ＤＲには、複数のスイッチング素子で構成されるブリッジ回路が含まれる。コントローラＥＣＷのマイクロプロセッサＭＰでは、電気モータＭＴを駆動するための各スイッチング素子を制御する駆動信号が演算される。そして、駆動回路ＤＲのブリッジ回路にて、駆動信号に基づいて、各スイッチング素子の通電状態が切り替えられ、電気モータＭＴの出力が調整される。

具体的には、実押圧力Ｆａ（押圧力センサＦＡの検出値）が、目標、駐車押圧力Ｆｔ、Ｆｐに一致するよう、スイッチング素子が制御される。例えば、電気モータＭＴとして、ブラシレスモータが採用される。ブラシレスモータＭＴは、回転角Ｍａ（回転角センサＭＡの検出値）に基づいて駆動される。従って、電気モータＭＴは、回転角Ｍａ、及び、押圧力Ｆａに基づいて制御される。なお、車体側コントローラＥＣＵ、及び、車輪側コントローラＥＣＷ（電気モータＭＴを含む）への電力は、車両の車体側に設けられた蓄電池、及び、発電機によって、電力線を経由して供給される。

戻し機構ＭＤが、入力シャフトＳＩ（「回転シャフト」に相当）に設けられる。戻し機構ＭＤによって、電気モータＭＴへの通電が停止された場合に、摩擦部材ＭＳと回転部材ＫＴとの押圧接触が解放される（即ち、実際の押圧力Ｆａが「０」に向けて戻される）。具体的には、電気モータＭＴが正転方向Ｒａに駆動される場合に、戻し機構ＭＤに弾性エネルギが蓄えられる。この弾性エネルギによって、電気モータＭＴの非通電状態において、電気モータＭＴが逆転方向Ｒｂに回転される。結果、ピストンＰＮが後退方向に移動され、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴから離れる方向に移動される。このため、電気モータＭＴへの電力供給が行われない場合においても、摩擦部材ＭＳと回転部材ＫＴとの押圧状態が、戻し機構ＭＤによって解除される。

＜戻し機構ＭＤ＞
図２の断面図を参照して、戻し機構ＭＤについて説明する。戻し機構ＭＤによって、電気モータＭＴが逆転方向Ｒｂに回転され、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳが回転部材（ブレーキディスク）ＫＴから離れるよう、戻しトルクＴｑが発生される。この戻しトルクＴｑによって、電気モータＭＴへの通電が停止された場合に、押圧ピストンＰＮは、少なくとも初期位置にまでは戻される。ここで、ピストンＰＮの初期位置は、回転部材ＫＴと摩擦部材ＭＳとの隙間が略「０（ゼロ）」であり、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴから離れていく際に、それらの押圧状態が初めて解放される位置に相当する。従って、初期位置では、摩擦部材ＭＳの回転部材ＫＴに対する押圧力Ｆａは、「０」である。

ピストンＰＮの初期位置への戻し作動は、フェイルセーフ機能として、電動制動装置ＤＢへの電力供給が停止された場合（電力源の失陥時を含む）であっても必要となる。このため、ピストンＰＮの初期位置までの復帰は、戻し機構ＭＤの内部に蓄積された弾性エネルギによって、機械的に達成される。更に、ピストンＰＮの初期位置は、摩擦部材ＭＳの摩耗によって変化する。具体的には、摩擦部材ＭＳの摩耗量が大きくなるに従って、ピストンＰＮの初期位置は、前進方向（回転部材ＫＴに近付く方向）に、順次移動される。摩擦部材ＭＳの摩耗量に係らず、戻し機構ＭＤの蓄積弾性エネルギが概一定に維持されるよう、戻し機構ＭＤには、摩耗補償機構が必要となる。

戻し機構ＭＤは、入力シャフトＳＩ（「回転シャフト」に相当）に設けられる。入力シャフトＳＩは、電気モータＭＴの出力軸と一体的に回転するよう、電気モータＭＴに固定されている。戻し機構ＭＤは、渦巻きばね（弾性体）ＳＵ、及び、ハウジングＨＧにて構成される。渦巻きばねＳＵは、高弾性の帯状素材が渦巻状に巻かれた機械要素である。渦巻きばねＳＵでは、巻かれた状態が、元に戻ろうとする力（弾性力）が利用される。渦巻きばねは、「ぜんまいばね」とも称呼される。ハウジングＨＧは、渦巻きばねＳＵを収納する部材である。ハウジングＨＧには、渦巻きばねＳＵを収納するよう、窪み（凹部）が設けられている。また、該凹部の側面（制止面）Ｍｋにて、渦巻きばねＳＵの端部が係止されて、渦巻きばねＳＵが弾性力（ばね力）Ｆｓを発生させる。

渦巻きばねＳＵの内端（「一方端」に相当）Ｃｚには、掛止部Ｐｚが形成され、入力シャフトＳＩに固定される。例えば、渦巻きばねＳＵの渦巻き形状において、掛止部Ｐｚは、内端Ｃｚ（に近い一部分）が、渦巻き形状の内側に丸められるように折り曲げられて形成される。詳細には、掛止部Ｐｚは、一方端Ｃｚの部分が、帯状長手方向に直角に、渦巻きばねＳＵの外周面Ｍｓに対して山折りに巻かれて形作られる。入力シャフトＳＩの外周部には、渦巻きばねＳＵの掛止部Ｐｚが引っ掛けられるように、半円型断面を有する切り込み部が設けられる。渦巻きばねＳＵの掛止部Ｐｚは、入力シャフトＳＩの切り込み部に対して方向性を持って咬み合うことによって固定される。

渦巻きばねＳＵが巻き取られていない状態（即ち、「Ｔｑ＝０」の場合）では、掛止部Ｐｚは、入力シャフトＳＩの切り込み部に入り込んでいる（嵌っている）。電気モータＭＴによって入力シャフトＳＩが正転方向Ｒａに回転されると、一方端Ｃｚの掛止部Ｐｚが、入力シャフトＳＩの切り込み部に引っ掛けられる。即ち、掛止部Ｐｚは、切り込み部に、単に嵌っていた状態から、切り込み部から力を受けて固定される。このため、入力シャフトＳＩの回転に伴い、渦巻きばねＳＵは、順次、巻き取られ、その弾性エネルギは増加される。

一方、渦巻きばねＳＵが全く巻き取られていない状態で、入力シャフトＳＩが逆転方向Ｒｂに回転される場合には、掛止部Ｐｚは、入力シャフトＳＩの切り込み部から外れる。このため、入力シャフトＳＩは、掛止部Ｐｚに対して空回りする。以上の様に、渦巻きばねＳＵが巻かれていない場合には、掛止部Ｐｚと切り込み部とは、「正転方向Ｒａには係合されるが、逆転方向Ｒｂには係合されない」という、方向性を有する。

帯状の渦巻きばねＳＵの長手方向において、内端Ｃｚとは反対側に位置する外端（「他方端」に相当）Ｃａに近接した部分に拘束部Ｐｋが形成される。拘束部Ｐｋは、外端Ｃａに近い部分において、ハウジングＨＧに対する相対的な動きを拘束するための部位である。拘束部Ｐｋは、渦巻きばねＳＵの長手方向に対して直角（即ち、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉに対して平行）に、複数回、折り曲げられて形成される。即ち、渦巻きばねＳＵの渦巻き型円柱形状において、複数の屈曲部の折り線が、該円柱の母線に沿っている。具体的には、内端Ｃｚから近い順（外端Ｃａから遠い順）に、外周面Ｍｓに対して、夫々、谷折り（「第１屈曲部Ｃｌ」という）、山折り（「第２屈曲部Ｃｍ」という）、山折り（「第３屈曲部Ｃｎ」という）にされることで、拘束部Ｐｋが形作られる。ここで、渦巻きばねＳＵの断面形状において、折り曲げられた部位を頂点とする三角形Ｃｌ−Ｃｍ−Ｃｎが、「拘束三角形Ｔｋ（立体形状においては、拘束三角柱）」と称呼される。なお、渦巻きばねＳＵでは、拘束三角形Ｔｋを安定的に形成するため、第３屈曲部Ｃｎよりも外端Ｃａに近い部分が、渦巻きばねＳＵの外周面Ｍｓと、内周面Ｍｕ（外周面Ｍｓの裏側）とによって挟まれるよう構成されている。ここで、外端Ｃａと第３屈曲部Ｃｎとの間が、「折返し部Ｐｏ」と称呼される。

ハウジングＨＧは、有底凹部Ａａ、Ａｂ、Ａｐを有し、渦巻きばねＳＵを収納する部材である。ここで、凹部Ａａ、Ａｂは、拘束部Ｐｋを拘束するためのものであり、「制止部」と称呼される。また、凹部Ａｐは、渦巻きばねＳＵを収納するためのものであり、「収納部」と称呼される。ハウジングＨＧの底部（特に、収納部Ａｐの底部）には、入力シャフトＳＩのための貫通孔が設けられている。電気モータＭＴの出力軸の先端部と係合した入力シャフトＳＩが、ブッシュに支持されて、収納部Ａｐの底に設けられた貫通孔を貫いている。つまり、入力シャフトＳＩは、ハウジングＨＧに対して、回転可能な状態で取り付けられている。凹部Ａａ、Ａｂ、Ａｐは、閉塞部材によって塞がれて（蓋をされて）、渦巻きばねＳＵの収納する空間が形成される。

ハウジングＨＧの第１、第２制止部Ａａ、Ａｂは、収納部Ａｐに対して、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉを中心とした半径外側方向Ｄｓに位置し、収納部Ａｐと連続するように設けられている。渦巻きばねＳＵは、高弾性素材が渦巻状に巻かれたものであるため、外側に拡がろうとする。従って、拘束部Ｐｋ（即ち、拘束三角形Ｔｋ）は、通常、第１制止部Ａａ、又は、第２制止部Ａｂの内部に収まっている（嵌っている）。

ハウジングＨＧの第１、第２制止部Ａａ、Ａｂの内側には、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉに平行、且つ、軸線Ｊｉから離れる方向（半径外側方向）Ｄｓに延ばされた面（「制止面Ｍｋ」という）が形成されている。制止面Ｍｋは、収納部Ａｐの内周面Ｍｐ（軸線Ｊｉに平行な円筒面）に連続している。従って、第１、第２制止部Ａａ、Ａｂと収納部Ａｐとは、１つの空間を形成している。電気モータＭＴによって入力シャフトＳＩが正転方向Ｒａに回転されると、拘束部Ｐｋの第２屈曲部Ｃｍは、制止面Ｍｋに押し付けられる。これにより、拘束部Ｐｋは、第１、第２制止部（凹部）Ａａ、Ａｂに、ただ嵌っていた状態から、制止面Ｍｋから力を受けて固定（係止）される。つまり、外端Ｃａ近傍の部分である拘束部Ｐｋ（特に、第２屈曲部Ｃｍ）が、制止面Ｍｋに押し付けられて、拘束部Ｐｋの正転方向Ｒａの動きが拘束される。結果、入力シャフトＳＩの正転方向Ｒａの回転に伴い、渦巻きばねＳＵは巻き取られ、戻しトルクＴｑが増加される。

渦巻きばねＳＵが、順次、巻き締められていくと、渦巻きばねＳＵに蓄積される弾性エネルギは増大し、渦巻きばねＳＵによって、入力シャフトＳＩを逆転方向Ｒｂに回転させるよう、弾性力Ｆｓ（戻しばね力）が発生される。弾性力Ｆｓによって、入力シャフトＳＩに対して逆転方向Ｒｂの戻しトルクＴｑが付与され、電気モータＭＴに通電されない場合には、摩擦部材ＭＳは回転部材ＫＴから離れる方向（後退方向）に移動される。

制止部Ａａ、Ａｂには、制止面Ｍｋに対して、５０〜１００度の角度をなす受圧面Ｍｊが形成される。拘束部Ｐｋ（即ち、拘束三角形Ｔｋ）は、第２屈曲部Ｃｍ（点Ｐ）にて、制止面Ｍｋと接触する。つまり、渦巻きばねＳＵは、第２屈曲部Ｃｍにおいて、制止面Ｍｋから、弾性力Ｆｓの反力Ｆｒを受ける。局所的な力の集中を回避するよう、弾性力Ｆｓは、第２屈曲部Ｃｍと第３屈曲部Ｃｎとの間の外周面Ｍｓ（「押圧面Ｍｏ」という）が受圧面Ｍｊに接触する力によって支持される。即ち、受圧面Ｍｊに対して、押圧面Ｍｏが面接触するため、拘束三角形Ｔｋの形状が維持され得る。

入力シャフトＳＩが、更に、正転方向Ｒａに回転され、渦巻きばねＳＵが巻き上げられると、内周面Ｍｕと外周面Ｍｓとの隙間が減少し、徐々に、内周面Ｍｕと外周面Ｍｓとが密着していく。この巻き締めによって、渦巻きばねＳＵは、径を小さくしようとする。このため、拘束部Ｐｋは、回転軸線Ｊｉに近付く方向（半径内側方向）Ｄｕに引っ張られる。渦巻きばねＳＵの巻き締め状態が、所定状態に達すると、拘束部Ｐｋが、制止面Ｍｋ上を、半径内側方向Ｄｕに滑り始め、制止面Ｍｋから外れる。拘束部Ｐｋ（特に、第２屈曲部Ｃｍ）と制止面Ｍｋとの接触が解除される時点（瞬間）の戻しトルクＴｑが、「上限トルクｑ３」と称呼される。戻し機構ＭＤでは、トルクリミッタ機能が、渦巻きばねＳＵの半径の減少作用を利用して達成される。ここで、「トルクリミッタ」とは、過負荷の状態が生じると接続状態が解除され、トルク伝達が遮断されるものであり、「安全クラッチ」とも称呼される。

戻し機構ＭＤは、電気モータＭＴから、ピストンＰＮに至る回転シャフトのうちの何れかに設置され得る。例えば、ピストンＰＮ、及び、ねじ部材ＮＪと同軸の出力シャフトＳＯ（回転軸線Ｊｏ）に、戻し機構ＭＤが設けられ得る。或いは、入力シャフトＳＩと出力シャフトＳＯとの間に中間シャフトが設けられ、該中間シャフトに、戻し機構ＭＤが設けられる。この場合の回転軸線は、中間シャフトの回転軸線である。戻し機構ＭＤが、何れの回転シャフトに設けられても、上記同様の効果を奏する。

＜戻し機構ＭＤでの回転角とトルクとの関係＞
図３の特性図を参照して、戻し機構ＭＤの作動について説明する。この特性図は、電気モータＭＴの回転角Ｍａ（即ち、入力シャフトＳＩの回転角）と戻しトルクＴｑとの関係を表している。なお、戻しトルクＴｑは、弾性力Ｆｓによって発生されるため、戻しトルクＴｑは、弾性力Ｆｓに対応する。

摩擦部材ＭＳとピストンＰＮとは、一体となって移動するようには固定されていない。このため、ピストンＰＮの前進移動においては、ピストンＰＮは、摩擦部材ＭＳの裏板部を押し、両者は一体となって移動する。一方、ピストンＰＮの後退移動においては、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴから力を受ける初期位置までは、両者は一体となって移動する。しかし、ピストンＰＮが初期位置を超えて戻されると、ピストンＰＮと摩擦部材ＭＳとは離れる。なお、ピストンＰＮと摩擦部材ＭＳとが分離された状態では、摩擦部材ＭＳと回転部材ＫＴとが隙間は、回転部材ＫＴの振れ等によって拡げられる。

回転角Ｍａが「０」の状態で、ピストンＰＮは、回転部材ＫＴから最も離れた後端位置にある。「Ｍａ＝０」では、渦巻きばねＳＵは巻き上げられておらず、弾性力Ｆｓは生じていない（即ち、「Ｔｑ＝０」）。

摩擦部材ＭＳが新品であり、全く摩耗していない状態を、実線の特性Ｚａにて示す。特性Ｚａにおいて、「Ｍａ＝ｍ０、Ｔｑ＝０」の状態では、掛止部Ｐｚは、入力シャフトＳＩの切欠き部の中に納まっている。このとき、拘束部Ｐｋは、第１制止部Ａａ、又は、第２制止部Ａｂの中に納まっている。この状態で、電気モータＭＴが逆転方向Ｒｂに回転されると、掛止部Ｐｚは切欠き部を外れ、入力シャフトＳＩは、渦巻きばねＳＵに対して空転する。掛止部Ｐｚが切欠き部を外れている場合であっても、電気モータＭＴが正転方向Ｒａに回転されると、掛止部Ｐｚは、直ちに、切欠き部に係止される。また、拘束部Ｐｋが、制止部Ａａ、Ａｂの外にある場合、渦巻きばねＳＵは、半径内側方向Ｄｕに拡がろうとするため、電気モータＭＴの正転方向Ｒａの回転によって、拘束部Ｐｋは、制止部Ａａ、Ａｂに入り込む。

掛止部Ｐｚ、拘束部Ｐｋが共に拘束された状態で、回転角Ｍａが、正転方向Ｒａに増加されると、渦巻きばねＳＵは、戻しトルクＴｑ（回転軸線Ｊｉを中心とした逆転方向Ｒｂの回転力）を発生し始める。特性Ｚａでは、戻しトルクＴｑは、角度ｍ０にて、「０」から増加を開始する。

戻し機構ＭＤでは、少なくともピストンＰＮを初期位置（摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴを押圧しておらず、押圧力Ｆａが「０」である位置）にまで引き戻すことが必要である。このため、戻し機構ＭＤに誤差が含まれた場合であっても、確実に、ピストンＰＮの引き戻しが達成され得るよう、初期位置に対応する回転角Ｍａの所定角（初期角）ｍ１にて、所定トルク（初期トルク）ｑ１が発生するよう設定されている（点Ａを参照）。換言すれば、ピストンＰＮの初期位置では、戻し機構ＭＤによって、電気モータＭＴには、逆転方向Ｒｂの初期トルクｑ１が作用している。

回転角Ｍａが、更に増加され、渦巻きばねＳＵが、順次、巻き上げられると、これに従って、戻しトルクＴｑは増加していく。特性Ｚａは、「Ｍａ＝ｍ１」の近傍では、回転角Ｍａが変化しても、戻しトルクＴｑは僅かにしか変化しないよう、設定されている。このため、摩擦部材ＭＳが摩耗して、ピストンＰＮの初期位置が変化しても、ピストンＰＮの初期位置では、戻しトルクＴｑは略一定である。一方、回転角Ｍａが大の領域では、戻しトルクＴｑは、回転角Ｍａに対して「下に凸」の特性を有する。従って、僅かな回転角Ｍａの増加に対して、戻しトルクＴｑは大きく増加する（点Ｂ、Ｃを参照）。

摩擦部材ＭＳが新品である場合（即ち、摩耗量が「０」の場合）に、駐車ブレーキによって、駐車押圧力Ｆｐが所定値ｆｐに増加された状態が、点Ｂに対応する。摩擦部材ＭＳの摩耗量が、順次、増加していくと、「Ｆｐ＝ｆｐ」に対応した作動点は、点Ｂから、特性Ｚａに沿って、点Ｃに向けて変化する。つまり、摩擦部材ＭＳの摩耗量が大である場合には、摩擦部材ＭＳの摩耗量が小である場合に比較して、所定押圧力ｆｐを確保するための回転角Ｍａが増加し、戻しトルクＴｑが増大する。渦巻きばねＳＵに蓄積された弾性エネルギを略一定に維持するため、戻し機構ＭＤでは、トルクリミッタが作動する。該作動が、「再係止作動」と称呼される。再係止作動は、駐車ブレーキが作動される場合に実行される。

駐車ブレーキの所定押圧力ｆｐに対応した作動点が、点Ｃに到達すると、再係止作動が生じる。戻しトルクＴｑが、所定値（上限トルク）ｑ３を超過しようとすると、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋと間に滑りが生じ、拘束部Ｐｋは、制止面Ｍｋによって係止され得なくなる。再係止作動によって、駐車ブレーキ時に生じる戻しトルクＴｑは減少され、戻しトルクＴｑは上限トルクｑ３を超えては発生されない。ここで、上限トルクｑ３は、渦巻きばねＳＵの特性（ばね定数等）、形状（長さ、板厚等）、及び、凹部Ａａ、Ａｂ（特に、制止面Ｍｋ）の形状に基づいて、予め設定される。

第１制止部Ａａの制止面Ｍｋによる拘束部Ｐｋの係止状態が解除された後、拘束部Ｐｋは、再度、第２制止部Ａｂの制止面Ｍｋによって係止される。このとき、特性Ｚａは、破線で示す特性Ｚｂに変更される。即ち、戻しトルクＴｑは、「０」にまでは減少されず、点Ｃの状態から、点Ｅの状態に遷移される。値ｑ２が、「再係止トルク」と称呼される。再係止作動後の特性Ｚｂでは、戻しトルクＴｑが「０」から増加を開始する角度が、角度ｍ０から角度ｍ５に変更され、初期位置に対応する初期角が、角度ｍ１から角度ｍ６に変更される。つまり、初期角ｍ６にて、初期トルクｑ１が発生する。そして、「Ｆｐ＝ｆｐ」に対応した作動点が、点Ｂから点Ｅに変更される。更に、摩擦部材ＭＳの摩耗量が増加すると、上記同様の作動が繰り返される。つまり、駐車ブレーキの所定押圧力ｆｐに対応する作動点が、点Ｅから点Ｆに向けて増加する。そして、戻しトルクＴｑが、上限トルクｑ３に到達すると、再度、再係止作動が生じ、特性Ｚｂが新しい特性に変更される。再係止作動によって、回転角Ｍａと戻しトルクＴｑの関係が、適宜、更新され、トルクリミッタの機能が達成される。

＜戻し機構ＭＤの制止部Ａａ、Ａｂ＞
図４の断面図を参照して、戻し機構ＭＤの制止部Ａａ、Ａｂの詳細について説明する。なお、第１制止部Ａａ、及び、第２制止部Ａｂは、戻し機構ＭＤの断面において、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉに対して、点対称（軸線Ｊｉを中心に１８０度回転させたときに一致する図形）である。

入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉに垂直な断面において、各線について説明する。
拘束部Ｐｋが、制止部Ａａ内で外側に最も拡がった状態（例えば、掛止部Ｐｚが切欠き部を外れた後に、渦巻きばねＳＵが巻かれた場合）では、点Ｐにて、拘束部Ｐｋの第２屈曲部Ｃｍが、制止面Ｍｋに接触する。つまり、点Ｐは、軸線Ｊｉから最も離れた、制止面Ｍｋと拘束部Ｐｋとの接触点である。軸線Ｊｉと点Ｐとを結ぶ直線が、「法線Ｌｈ」と称呼される。

制止部Ａａ内部の各面について説明する。
制止部Ａａの内部の各面は、収納部Ａｐ内部の内周面Ｍｐ（回転軸線Ｊｉに平行な円筒面）と連続し、渦巻きばねＳＵを収納する１つの空間（室）を形成している。軸線Ｊｉ、及び、法線Ｌｈを含む平面が、「法線面Ｍｈ」と称呼される。法線面Ｍｈは、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触部（即ち、点Ｐを通り、軸線Ｊｉに平行な直線）と軸線Ｊｉを含んでいる。

渦巻きばねＳＵは、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉを中心とした円筒渦巻き形状を有している。戻し機構ＭＤに組み付けられた状態において、渦巻きばねＳＵの長手方向は、回転軸線Ｊｉと垂直（直角）である。渦巻きばねＳＵの外端（他方端）Ｃａの近傍に拘束部Ｐｋが形成されている。渦巻きばねＳＵの円型渦巻き形状において、半径外側方向Ｄｓは、回転軸線Ｊｉを中心として、ここから離れる方向である。一方、半径内側方向Ｄｕは、回転軸線Ｊｉ（中心）に近づく方向である。厳密には、半径方向は、法線Ｌｈ上の方向であるが、以下の説明では、半径方向Ｄｓ、Ｄｕは、回転軸線Ｊｉを基準とした方向を表している。

ハウジングＨＧの凹部の断面において、軸線Ｊｉを中心とした円（二点鎖線で示す）の内側が、収納部Ａｐである。収納部Ａｐは略円筒形状の内壁（円周面）Ｍｐを有する窪みであり、その内部には、渦巻きばねＳＵ（拘束部Ｐｋを除く渦巻きばねＳＵの円筒渦巻き部）が収納される。制止部Ａａは、凹部断面図において、収納部Ａｐの外側（即ち、二点鎖線の円の外側）に位置する窪みである。制止部Ａａの内側には、制止面Ｍｋ、及び、受圧面Ｍｊが形成され、渦巻きばねＳＵの拘束部Ｐｋ（拘束三角形Ｔｋの部分）が収納される。拘束部Ｐｋ（特に、第２屈曲部Ｃｍ）が、制止面Ｍｋに突き当たることによって、渦巻きばねＳＵの正転方向Ｒａの回転が止められ、外端Ｃａの部分が係止される。なお、内周面Ｍｐ、制止面Ｍｋ、及び、受圧面Ｍｊは、繋がった面であり、これらの面によって、１つの空間が形作られている。

制止部Ａａの内壁の１つである制止面Ｍｋは、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触部（点Ｐ）から、入力シャフトＳＩの軸線Ｊｉに近付くように、半径内側方向Ｄｕに延ばされている。具体的には、制止面Ｍｋは、軸線Ｊｉに近づくにつれて（即ち、半径内側方向Ｄｕに向けて）、法線面Ｍｈに対して、制止面Ｍｋ上の最も軸線Ｊｉから離れた部位（点Ｐ）を中心にして正転方向Ｒａに僅かに傾いて形成される（断面図では、法線Ｌｈが、点Ｐを中心とした時計回り方向に傾けられる）。換言すれば、制止面Ｍｋと法線面Ｍｈとは、「拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触可能で、且つ、最も軸線Ｊｉから離れた部位（点Ｐ）」にて直線で交差する。そして、点Ｐから軸線Ｊｉに近付くに従って、制止面Ｍｋと法線面Ｍｈとの距離が増加するように、制止面Ｍｋが形成される。ここで、制止面Ｍｋと法線面Ｍｈとのなす角が、「滑り角β」と称呼される。なお、制止面Ｍｋには、滑り角βが設けられるため、制止面Ｍｋを延長した面Ｍｚは、回転軸線Ｊｉとは交わらない。ここで、面Ｍｚが、「延長面（断面においては、延長線Ｌｚ）」と称呼される。

入力シャフトＳＩが、正転方向Ｒａに回転され、渦巻きばねＳＵが巻き締められると、渦巻きばねＳＵは、その径を小さくしていく。このため、拘束部Ｐｋは、軸線Ｊｉに向けた方向（半径内側方向Ｄｕ）に引っ張られる。渦巻きばねＳＵによる戻しトルクＴｑが、上限トルクｑ３に到達すると、拘束部Ｐｋが、制止面Ｍｋ上を、半径内側方向Ｄｕに滑り始め、瞬時に、制止面Ｍｋから外れる。拘束部Ｐｋの半径内側方向Ｄｕの移動は、静止摩擦力によって阻止されている。渦巻きばねＳＵが、拘束部Ｐｋを半径内側方向Ｄｕに引っ張る力が、該静止摩擦力を超えると、直ちに、拘束部Ｐｋは点Ｐから点Ｑに向けて移動される。これは、静止摩擦係数（結果、静止摩擦力）が、動摩擦係数（結果、動摩擦力）よりも大きいことに因る。なお、摩擦係数の特性上、制止面Ｍｋは、樹脂材料にて形成されることが好適である。

点Ｑは、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触点のうちで、最も、回転軸線Ｊｉに近接した点である。第２屈曲部Ｃｍが、点Ｑを超えると、拘束部Ｐｋは、制止面Ｍｋから外れ、収納部Ａｐの内周面Ｍｐ上を滑る。渦巻きばねＳＵは、半径外側方向Ｄｓに拡がろうとしているため、拘束部Ｐｋは、１８０度に亘って摺動したのちに、第２制止部Ａｂ内に収まる。そして、再度、拘束部Ｐｋ（特に、第２屈曲部Ｃｍ）と、第２制止部Ａｂの制止面Ｍｋとが接触し、拘束部Ｐｋが制止面Ｍｋに押圧されて、外端Ｃａの部分が拘束される。拘束部Ｐｋが、第１制止部Ａａの制止面Ｍｋから外れ、再度、第２制止部Ａｂの制止面Ｍｋに係止される再係止作動が実行される。再係止作動は、トルクリミッタとして機能し、戻し機構ＭＤに蓄積される最大弾性エネルギが略一定に維持される。

戻し機構ＭＤの断面において、第２屈曲部Ｃｍは、点Ｐ（軸線Ｊｉから最も離れた接触可能な点）から点Ｑ（軸線Ｊｉに最も近接した接触可能な点）までの制止面Ｍｋ上のどこかの位置で係止される。例えば、掛止部Ｐｚが切欠き部を外れた後には、拘束部Ｐｋは最も拡がった状態にされるため、点Ｐの近傍で、拘束部Ｐｋは制止面Ｍｋに係止される。一方、再係止作動が生じた場合には、それが瞬時に行われるため、点Ｐと点Ｑとの中央部付近で、拘束部Ｐｋは制止面Ｍｋに係止される。

トルクリミッタ機能が、渦巻きばねＳＵの巻き締め作用を利用して達成されるため、戻しトルクＴｑが大とされても、上限トルクｑ３が好適に設定され得る。更に、制止面Ｍｋには、滑り角β（法線面Ｍｈと延長面Ｍｚとがなす角）が設けられる。滑り角βによって、点Ｐから回転軸線Ｊｉに近づくにつれて、渦巻きばねＳＵの弾性エネルギは減少し、ばねとして安定状態に近づく。これにより、接触部Ｃｍの移動（再係止作動）が円滑に行われ得る。

＜渦巻きばねＳＵの拘束部Ｐｋ＞
図５の概略図を参照して、渦巻きばねＳＵの拘束部Ｐｋの詳細について説明する。拘束部Ｐｋは、渦巻きばねＳＵに新たな部材が追加されるのではなく、渦巻きばねＳＵの外端Ｃａの一部分を利用して成形される。リボン状の渦巻きばねＳＵの長手方向において、外端（他方の端部）Ｃａは、内端（掛止部Ｐｚが形成された一方の端部）Ｃｚとは反対側に位置する。渦巻きばねＳＵでは、拘束部Ｐｋが制止面Ｍｋに当接されることによって、外端Ｃａの部分（特に、接触部Ｃｍ）が係止される。なお、渦巻きばねＳＵは、通常、巻かれた状態にあるが、図では、外端Ｃａの部分を延ばした状態が図示されている。

渦巻きばねＳＵの外端Ｃａから、所定長さに亘る部分（外端Ｃａの近接部）が、渦巻きばねＳＵの長手方向に対して垂直に、複数回に亘って折り曲げられて、拘束部Ｐｋが形成される。具体的には、リボン状の渦巻きばねＳＵが、内端Ｃｚから近い順に、第１屈曲部Ｃｌ、第２屈曲部Ｃｍ、第３屈曲部Ｃｎが、折り目が渦巻きばねＳＵの長手方向に直角（即ち、入力シャフトＳＩの回転軸線Ｊｉに平行）になるよう、湾曲される。第１屈曲部Ｃｌは、外周面Ｍｓに対して、谷折りされる（内周面Ｍｕに対しては山折りにされ、折り曲げられた先が円筒形の外側を向く）。一方、第２屈曲部Ｃｍ、及び、第３屈曲部Ｃｎは、渦巻きばねＳＵの渦巻き状態で、外周面Ｍｓに対して、山折りされる（内周面Ｍｕに対しては谷折りにされ、折り曲げられた先が円筒形の内側を向く）。第１、第２、第３屈曲部Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｎでの曲げ成形によって、拘束部Ｐｋが成形される。戻し機構ＭＤの断面において、３つの角部（屈曲部）Ｃｌ、Ｃｍ、Ｃｎにて、拘束三角形Ｔｋが形成される。なお、立体形状においては、拘束部Ｐｋは、拘束三角形Ｔｋを回転軸線Ｊｉに垂直な断面形状とする、三角柱形状である。

拘束部Ｐｋの形状（即ち、拘束三角形Ｔｋを含む三角柱形状）が確実に維持されるよう、折返し部Ｐｏが設けられる。折返し部Ｐｏは、第３屈曲部Ｃｎよりも外端Ｃａに近い部分（外端Ｃａを含む）である。折返し部Ｐｏは、渦巻きばねＳＵの内周面Ｍｕと外周面Ｍｓとによって挟まれる。詳細には、折返し部Ｐｏは、渦巻きばねＳＵが巻かれた状態で、最も外側に位置する渦巻きばねＳＵの部分の内周面Ｍｕ（回転軸線Ｊｉから最も離れた部分の内周面Ｍｕであり、図では、真直ぐに延ばされている）と、２番目に外側に位置する渦巻きばねＳＵの部分の外周面Ｍｓ（上記内周面Ｍｕに対応する外周面Ｍｓであり、図では、半径Ｒｓにて図示されている）とによって挟まれた部分である（図２を参照）。渦巻きばねＳＵが巻き締められると、内周面Ｍｕと外周面Ｍｓとは密着され、内周面Ｍｕ、及び、外周面Ｍｓによって挟まれた折返し部Ｐｏの部分は、堅固に固定される。折返し部Ｐｏによって、拘束三角形Ｔｋの形状が確実に維持されるため、拘束部Ｐｋが、弾性力Ｆｓを受け持つ構造部として、適切に機能する。

曲げ成形による拘束部Ｐｋの断面形状として、三角形の形状に代えて、多角形のものが採用され得る。例えば、破線で示すような四角形のものが採用され得る。この場合、角部Ｃｎ、Ｃｍ、Ｃｌに加えて、渦巻きばねＳＵの長手方向に垂直、且つ、外周面Ｍｓに対して山折りにされた屈曲部Ｃｏが成形される。この場合であっても、渦巻きばねＳＵの内周面Ｍｕと外周面Ｍｓとに挟まれた、折返し部Ｐｏが形成される。折返し部Ｐｏによって、拘束部Ｐｋの多角形形状が頑丈に形成される。

図２に示された掛止部Ｐｚに代えて、渦巻きばねＳＵの内端Ｓｚの部分が、屈曲部Ｃｙにて、鋭角に折り曲げられたものが採用され得る。掛止部Ｐｚを係止するよう、入力シャフトＳＩには、Ｖ字型断面を有する切欠き部が形成される。上記同様に、渦巻きばねＳＵが巻き上げられていない場合には、掛止部Ｐｚは、単に、Ｖ字型切欠き部に嵌っている。そして、入力シャフトＳＩが、正転方向Ｒａに回転されると、掛止部Ｐｚは、切欠き部に係止され、渦巻きばねＳＵは巻き取られ、戻しトルクＴｑが増加される。

＜渦巻きばねＳＵの外端Ｃａの位置＞
図６の断面図を参照して、渦巻きばねＳＵの外端Ｃａの位置について説明する。拘束部Ｐｋが、制止面Ｍｋの中央部にて係止され、軸線Ｊｉ回りに、逆転方向Ｒｂの戻しトルクＴｑが作用している状態が図示されている。点Ｐは、第２屈曲部Ｃｍと制止面Ｍｋとが接触可能であり、且つ、軸線Ｊｉから最も離れた、制止面Ｍｋ上の部位である。点Ｑは、第２屈曲部Ｃｍと制止面Ｍｋとが接触可能であり、且つ、軸線Ｊｉに最も近い、制止面Ｍｋ上の部位である。拘束部Ｐｋ（特に、第２屈曲部Ｃｍ）は、点Ｐから点Ｑの間で、制止面Ｍｋに当接されている。

法線面Ｍｈは、軸線Ｊｉ、及び、点Ｐを含む平面である。制止面Ｍｋは、「点Ｐを含む軸線Ｊｉに平行な直線」を中心にして、法線面Ｍｈを正転方向Ｒａに、滑り角βだけ、傾けた平面である。延長面Ｍｚは、制止面Ｍｋを、軸線Ｊｉに近付ける方向に延ばした平面である。従って、延長面Ｍｚ（即ち、制止面Ｍｋ）と制止面Ｍｋとの距離は、軸線Ｊｉに近付くにつれて大きくなる。また、延長面Ｍｚは、軸線Ｊｉを含まない。つまり、軸線Ｊｉは、延長面Ｍｚ上には存在せず、延長面Ｍｚと軸線Ｊｉとは、所定距離だけ離れている。

渦巻きばねＳＵが巻き締めら、戻しトルクＴｑを発生している状態で、渦巻きばねＳＵの外端Ｃａが、延長面Ｍｚに対して、軸線Ｊｉとは反対側に位置するよう、折返し部Ｐｏの寸法（長手方向の長さ）が設定される。例えば、上記の巻き締め状態では、渦巻きばねＳＵが、ピストンＰＮの初期位置（実際の押圧力Ｆａが「０」となるピストン位置）に対応する戻しトルクＴｑ（即ち、初期トルクｑ１）を発生している（図３を参照）。渦巻きばねＳＵ（特に、折返し部Ｐｏ）は、その半径が小さくなるよう曲げられて、ハウジングＨＧに組み付けられる。従って、拘束部Ｐｋには、弾性力Ｆｓに加え、折返し部Ｐｏの曲げに起因する力（曲げ力）Ｆｍが作用する。外端Ｃａが、延長面Ｍｚに対して、軸線Ｊｉとは反対側にあるため、折返し部Ｐｏの曲げ力Ｆｍは、拘束部Ｐｋに対して、半径外側方向Ｄｓに作用する。渦巻きばねＳＵの巻き締めによって、拘束部Ｐｋは、半径内側方向Ｄｕに移動されようとするが、上記曲げ力Ｆｍが、半径外側方向Ｄｓに作用するため、トルクリミッタとして好適に作動し、再係止作動が適切に行われ得る。

外端Ｃａが、垂直面Ｍｙに対して、拘束部Ｐｋとは反対側に位置するよう、折返し部Ｐｏの寸法（長手方向の長さ）が設定される。ここで、垂直面Ｍｙは、延長面Ｍｚに垂直であり、且つ、軸線Ｊｉを含む平面である。外端Ｃａが、垂直面Ｍｙに対して、拘束部Ｐｋとは反対側にあるため、折返し部Ｐｏが可能な限り長く設定され得る。拘束部Ｐｋは、折返し部Ｐｏが外周面Ｍｓと内周面Ｍｕとに挟まれたときに生じる摩擦力によって保持される。折返し部Ｐｏが把持される距離が十分に確保されるため、拘束部Ｐｋが堅固に形成され得る。

＜作用・効果＞
図７の断面図を参照して、本発明に係る電動制動装置ＤＢの作用・効果について説明する。電動制動装置ＤＢには、車両の車輪ＷＨと一体となって回転する回転部材ＫＴに摩擦部材ＭＳを押し付ける電気モータＭＴ、及び、電気モータＭＴに通電が行われない場合に、電気モータＭＴに対して、摩擦部材ＭＳが回転部材ＫＴから離れる方向の戻しトルクＴｑを発生する戻し機構ＭＤが備えられる。戻し機構ＭＤには、渦巻きばねＳＵと、渦巻きばねＳＵを収納するハウジングＨＧが含まれる。渦巻きばねＳＵは、その一方端Ｃｚの部分で、電気モータＭＴによって駆動される回転シャフトＳＩに係止される。また、渦巻きばねＳＵは、一方端Ｃｚとは反対側に位置する他方端Ｃａの部分が折り曲げられて形成された拘束部Ｐｋを有する。そして、拘束部Ｐｋは、ハウジングＨＧの制止面Ｍｋに接触する。

図７（ａ）は、外端Ｃａが、延長面Ｍｚに対して、軸線Ｊｉと同じ側に位置する場合を示す。渦巻きばねＳＵの折返し部Ｐｏは、曲げられて、ハウジングＨＧに組み付けられる。このため、折返し部Ｐｏは、制止面Ｍｋに対する曲げ力Ｆｍを発生する。折返し部Ｐｏの曲げ力Ｆｍは、二点鎖線で示す外端Ｃａと第２屈曲部Ｃｍとを結ぶ直線（平面）に対して垂直に作用する。従って、曲げ力Ｆｍの分力Ｆｎは、制止面Ｍｋ上において、半径内側方向Ｄｕに作用する。この分力Ｆｎのため、渦巻きばねＳＵの拘束部Ｐｋは、制止面Ｍｋから外れ易くなる。つまり、戻し機構ＭＤは、トルクリミッタとして適正に作動しない場合が生じ得る。

これに対し、図７（ｂ）は、外端Ｃａが、延長面Ｍｚに対して、軸線Ｊｉとは反対側に位置する場合を示す。例えば、回転部材ＫＴに摩擦部材ＭＳを押し付ける力（押圧力）Ｆａが「０（ゼロ）」である場合（即ち、ピストンＰＮの初期位置であり、「Ｔｑ＝ｑ１」の状態）に相当する。上記と同様に、折返し部Ｐｏの曲げ力Ｆｍは、二点鎖線で示す外端Ｃａと第２屈曲部Ｃｍとを結ぶ直線（平面）に対して垂直に作用する。本発明に係る電動制動装置ＤＢでは、制止面Ｍｋを軸線Ｊｉに近付くように延ばした延長面Ｍｚに対して、他方端Ｃａが軸線Ｊｉとは反対側に位置するよう構成されている。この幾何的関係のため、曲げ力Ｆｍの分力Ｆｎは、制止面Ｍｋで半径外側方向Ｄｓに作用する。つまり、分力Ｆｎによって、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触は、解除され難くなる。結果、戻し機構ＭＤは、トルクリミッタとして適正に作動し得る。

制止面Ｍｋには、拘束部Ｐｋの解除が安定化されるよう、滑り角βが設けられている。滑り角βは、拘束部Ｐｋが解除され易くなるよう作用するため、図７（ａ）のように、外端Ｃａが軸線Ｊｉと同じ側にあると、拘束部Ｐｋの係止が十分に成されない場合が生じ得る。しかし、図７（ｂ）のように、外端Ｃａが軸線Ｊｉとは逆側にあると、折返し部Ｐｏの曲げ力Ｆｍによって、拘束部Ｐｋが解除され難くなり、拘束部Ｐｋの係止が確実に達成され得る。更に、外端Ｃａが、垂直面Ｍｙ（延長面Ｍｚに直交し、回転軸線Ｊｉを含む平面）に対して、拘束部Ｐｋとは反対側に位置するように、渦巻きばねＳＵの寸法が設定され得る。これにより、折返し部Ｐｏの長さが十分に長くされるため、拘束部Ｐｋの形成が堅固にされ得る。

＜他の実施形態＞
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態でも、上記同様の効果を奏する。
上記実施形態では、戻し機構ＭＤが、入力シャフトＳＩに設けられた。しかし、戻し機構ＭＤは、電気モータＭＴから、ピストンＰＮに至る回転部材のうちの何れかに設置される。換言すれば、戻し機構ＭＤは、電気モータＭＴによって回転駆動される回転シャフト（例えば、出力シャフトＳＯ）に設けられる。戻し機構ＭＤが、出力シャフトＳＯに設けられる場合は、「ＳＩ」が「ＳＯ」に、「Ｊｉ」が「Ｊｏ」に、夫々、読み替えられて説明される。

上記実施形態では、ハウジングＨＧには、拘束部Ｐｋを係止する部分として、第１制止部Ａａ、及び、第２制止部Ａｂの２つの部位が設けられた。しかし、制止部は、１つ以上であればよい。例えば、第２制止部Ａｂが省略された場合、再係止作動において、拘束部Ｐｋが、収納部Ａｐの内周面Ｍｐを３６０度に亘って滑った後に、第１制止部Ａａに再度、係止される。また、ハウジングＨＧに、３つの制止部が設けられる場合には、拘束部Ｐｋが、収納部Ａｐ内を１２０度だけ移動した後に、再係止される。即ち、制止部の数が多いほど、より狭い範囲で、再係止作動によってトルク制限が可能となる。上限トルクｑ３を同一とした場合、制止部の数が多いほど、再係止点（例えば、点Ｅ）は、上限トルクの点（例えば、点Ｃ）に近づいていく。このため、再係止トルクｑ２がより大きい値とされ、再係止作動された場合の、上限トルクｑ３から再係止トルクｑ２への変化が小さくされる。なお、再係止トルクｑ２に対応する角度（例えば、角度ｍ２）と、上限トルクｑ３に対応する角度（例えば、角度ｍ３）との差は、３６０度を制止部の数によって除算した値に一致する。例えば、２つの制止部にて、ハウジングＨＧが構成されている場合には、上記の角度差は１８０度になる。

上記実施形態では、制止面Ｍｋ、樹脂材料にて形成されることが例示された。しかし、閉塞部材を含むハウジングＨＧ全体が、樹脂材料にて形成され得る。樹脂材料は、適度な摩擦係数を有するため、拘束部Ｐｋと制止面Ｍｋとの接触部（即ち、第２屈曲部Ｃｍ）において、スティックスリップが発生し難い。このため、過度の戻しトルクＴｑの適切な解除が達成され得る。また、アクチュエータＢＲは、車輪に設けられるため、路面凹凸による振動の影響を受ける。該振動は、回転軸線Ｊｉ、Ｊｏの方向にも入力されるため、ハウジングＨＧの底部、及び、閉塞部は、渦巻きばねＳＵの側面と接触する。ハウジングＨＧに樹脂材料が採用されることによって、渦巻きばねＳＵ側面との接触に起因するハウジングＨＧの摩耗が抑制され得る。

ＤＢ…電動制動装置、ＢＰ…制動操作部材、ＭＳ…摩擦部材、ＫＴ…回転部材、ＭＴ…電気モータ、ＰＮ…押圧ピストン、ＭＤ…戻し機構、ＳＵ…渦巻きばね、Ｃａ…渦巻きばねの外端、Ｃｚ…渦巻きばねの内端、ＨＧ…ハウジング、Ｔｑ…戻しトルク、Ｒａ…正転方向、Ｒｂ…逆転方向、ＳＩ…入力シャフト、Ｊｉ…入力シャフトの回転軸線、ＳＯ…出力シャフト、Ｊｏ…出力シャフトの回転軸線、Ｐｚ…掛止部、Ｐｋ…拘束部、Ｍｋ…制止面、Ｍｚ…延長面、Ｍｙ…垂直面、Ｍｓ…渦巻きばねの外周面、Ｍｕ…渦巻きばねの内周面、Ｃｌ…第１屈曲部、Ｃｍ…第２屈曲部（接触部）、Ｃｌ…第３屈曲部、Ｐｏ…折返し部。

Claims (1)

1. 車両の車輪と一体となって回転する回転部材に摩擦部材を押し付ける電気モータと、
   前記電気モータに通電が行われない場合に、前記電気モータに対して、前記摩擦部材が前記回転部材から離れる方向の戻しトルクを発生する戻し機構と、
   を備える車両の電動制動装置であって、
   前記戻し機構は、
   一方端の部分が、前記電気モータによって駆動される回転シャフトに係止され、
   前記一方端とは反対側に位置する他方端の部分が折り曲げられて形成された拘束部を有する渦巻きばねと、
   前記渦巻きばねを収納し、前記拘束部と接触する制止面を有するハウジングと、
   を含み、
   前記他方端は、前記制止面を前記軸線に近付くように延ばした延長面に対して、前記軸線とは反対側に位置する、車両の電動制動装置。