JP2019116965A - ブレーキ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】例えば、より小型化することが可能となるなど、より不都合の少ない新規な構成のブレーキ装置を得る。【解決手段】ブレーキ装置の電動アクチュエータは、運動変換機構がバッキングプレートにおける制動部材とは反対側の面から突出した状態でバッキングプレートに取り付けられ、回転部材は、当該回転部材の外周に設けられ出力シャフトと連動して回転するリングギヤを介して、回転駆動される。【選択図】図5

Description

本発明は、ブレーキ装置に関する。
従来、モータの出力シャフトと連動して回転する回転部材と、当該回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、を有した運動変換機構を備え、当該直動部材によってケーブルを引くことによりブレーキシューを動かして制動するブレーキ装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2)。特許文献1では、雄ねじを有した直動部材が、雌ねじを有した回転部材の回転に応じて直動している。特許文献2では、回転部材のブレーキシューから遠い側の軸端面に、モータの出力シャフトの回転を伝達する部材が接続されている。
特表2014−504711号公報 独国DE102007002907A1号公報
特許文献1のような、雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動するブレーキ装置では、回転部材を支持するベアリングの直径が大きくなりやすく、これにより、ブレーキ装置が大型化する場合があった。
また、特許文献2のような、モータの出力シャフトまたは当該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結されたブレーキ装置では、ブレーキ装置が軸方向に大型化する場合があった。
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より小型化することが可能となるなど、より不都合の少ない新規な構成のブレーキ装置を得ることである。
本発明のブレーキ装置は、例えば、ホイールと一体に回転するドラムロータに押圧されることにより該ドラムロータを制動する制動部材と、当該制動部材を支持するバッキングプレートと、当該バッキングプレートに設けられ上記制動部材を作動させる電動アクチュエータと、を備えたブレーキ装置であって、上記電動アクチュエータは、回転する出力シャフトを有したモータと、雄ねじを有し上記出力シャフトと連動して上記雄ねじの軸心回りに回転する回転部材と、上記雄ねじと噛み合う雌ねじを有し上記回転部材の回転に伴って直動する直動部材と、を含む運動変換機構と、上記直動部材から上記制動部材を作動させる力を受ける作動部材と、を有し、上記電動アクチュエータは、上記運動変換機構が上記バッキングプレートにおける上記制動部材とは反対側の面から突出した状態で上記バッキングプレートに取り付けられ、上記回転部材は、当該回転部材の外周に設けられ上記出力シャフトと連動して回転するリングギヤを介して、回転駆動される。
このような構成によれば、例えば、特許文献1のような雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動する態様と比較して、回転部材を支持するベアリングの直径が小さくなりやすいため電動アクチュエータを径方向により小型化することが可能になるとともに、ベアリングの直径がより小さくなることにより、同じ回転速度におけるベアリングの摺動速度がより低くなるため、耐摩耗性などの耐久性が向上しやすいという利点がある。また、上記構成によれば、例えば、特許文献2のようなモータの出力シャフトまたは該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結された態様と比較して、電動アクチュエータの全長がより短くなりやすいという利点がある。したがって、上記構成によれば、例えば、電動アクチュエータがバッキングプレートにおける制動部材とは反対側の面から突出した状態でバッキングプレートに取り付けられたブレーキ装置において、上記のような電動アクチュエータの小型化により車載スペースを確保しやすいという利点や、耐久性の向上を図ることができるという利点が得られる。
また、上記ブレーキ装置は、例えば、上記雄ねじと上記雌ねじとは、上記リングギヤの上記制動部材とは反対側で互いに噛み合い、上記作動部材の一端が上記直動部材から上記制動部材を作動させる力を受け、上記作動部材の他端が上記制動部材を作動させるよう構成される。このような構成によれば、例えば、雄ねじと雌ねじとがリングギヤよりも制動部材側で互いに噛み合う態様と比較して、直動部材における作動部材との間の力の伝達位置を、直動部材において制動部材からより遠ざけることができる。よって、例えば、ブレーキ装置の制動部材に近い側に比較的大きなボディやケースを設けずに済むため、ブレーキ装置をより小型に構成することができたり、ブレーキ装置が振動した際の振動エネルギをより小さくできたりといった利点が得られる。
また、上記ブレーキ装置は、例えば、上記回転部材には、上記軸心に沿った貫通孔が設けられ、上記作動部材は、上記貫通孔を貫通し、上記一端は、上記貫通孔の上記制動部材とは反対側に位置される。このような構成によれば、例えば、作動部材がリングギヤの径方向外側を迂回するように配置された態様と比較して、作動部材をより回転部材の軸心の近くで直線的に延びた状態に配置することができるため、制動部材の作動にかかる反力が軸心と交差する方向に作用するのを抑制することができる。よって、例えば、回転部材を倒そうとする力を抑制することができ、回転部材の支持構造の小型化や耐久性向上に資する。また、例えば、リングギヤの径方向外側を迂回するように作動部材が配置された態様と比較して、電動アクチュエータが径方向に大型化するのが抑制されうる。
また、上記ブレーキ装置は、例えば、上記作動部材に固定され上記直動部材とは上記軸心の軸方向に離間可能に構成され上記直動部材から上記制動部材を作動させる力を上記作動部材に伝達する伝達部材を備える。このような構成によれば、例えば、直動部材を作動部材とは独立して移動させることができる。より具体的な例では、作動部材ひいては制動部材を移動させずに直動部材のオーバーランを許容できるようになる。よって、直動部材の移動量を制御する場合の制御精度を緩和できるようになる。
また、上記ブレーキ装置は、例えば、上記制動部材による制動が解除されるリリース方向への上記伝達部材の移動を制限する移動制限部材を備える。このような構成によれば、伝達部材が回転部材に当接することにより回転部材の回転が伝達部材に伝わるのを、抑制することができるため、例えば、回転部材と伝達部材とが互いに摺動して摩耗するような不都合な事態が生じるのが抑制されうる。
また、上記ブレーキ装置は、例えば、上記モータを制御する制御部を備え、上記制御部は、上記作動部材が制動状態における制動位置から上記リリース方向に動くよう上記モータを作動させる場合に、上記リリース方向への上記伝達部材の移動が上記移動制限部材によって制限された後に回転が停止するよう、上記モータを制御する。このような構成によれば、例えば、作動部材の制動位置からリリース位置への移動に要するモータの駆動時間や回転量(回転回数、回転角度)に基づき、作動部材をより確実にリリース位置に到達させた状態でモータを作動あるいは停止させることが可能となる。よって、例えば、モータの作動を停止させるにあたって作動部材や直動部材の位置を検出するセンサ等を特段設ける必要が無いという利点が得られる。
また、上記ブレーキ装置では、例えば、上記移動制限部材は、上記直動部材の回転を制限しながら上記直動部材を上記軸心の軸方向に案内するガイド部を有する。このような構成によれば、例えば、回り止め部材と移動制限部材とがそれぞれ別個に設けられた構成に比べて、ブレーキ装置がより簡素な構成として実現されうる。
図1は、実施形態のブレーキ装置の車両後方からの例示的かつ模式的な背面図である。 図2は、実施形態のブレーキ装置の車幅方向外方からの例示的かつ模式的な側面図である。 図3は、実施形態のブレーキ装置の移動機構による制動部材の動作の例示的かつ模式的な側面図であって、非制動状態での図である。 図4は、実施形態のブレーキ装置の移動機構による制動部材の動作の例示的かつ模式的な側面図であって、制動状態での図である。 図5は、実施形態の電動アクチュエータの例示的かつ模式的な断面図であって、非制動状態での図である。 図6は、実施形態の電動アクチュエータの一部の例示的かつ模式的な断面図であって、作動部材が制動位置にある状態での図である。 図7は、実施形態の電動アクチュエータの一部の例示的かつ模式的な断面図であって、作動部材が制動位置からリリース位置に到達した時点での状態を示す図である。 図8は、実施形態の電動アクチュエータの一部の例示的かつ模式的な断面図であって、作動部材がリリース位置に到達しモータの回転が停止された状態での図である。 図9は、実施形態の電動アクチュエータに含まれる移動制限部材の例示的かつ模式的な斜視図である。 図10は、実施形態の電動アクチュエータに含まれる直動部材の例示的かつ模式的な斜視図である。 図11は、実施形態の電動アクチュエータに含まれる運動変換機構の一部の例示的かつ模式的な斜視図である。 図12は、第1変形例の電動アクチュエータの一部の例示的かつ模式的な断面図であって、非制動状態での図である。 図13は、第2変形例の電動アクチュエータの一部の例示的かつ模式的な断面図であって、非制動状態での図である。 図14は、第3変形例の電動アクチュエータに含まれる移動制限部材の例示的かつ模式的な斜視図である。
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および変形例の構成、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、以下の実施形態および変形例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。
以下の実施形態および変形例には、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、各図中、第三回転中心Ax3の軸方向であってケーブル150の端部150a(一端)が制動部材から離れる方向が矢印D1で示され、第三回転中心Ax3の軸方向であって当該端部150aが制動部材に近付く方向が矢印D2で示されている。また、以下では、特に言い換えない限り、第三回転中心Ax3の軸方向が単に軸方向と称され、第三回転中心Ax3の径方向が単に径方向と称され、第三回転中心Ax3の周方向が単に周方向と称される。
[実施形態]
[ブレーキ装置の構成]
図1は、車両用のブレーキ装置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、円筒状のドラムロータ4の内周面4aに沿って円弧状に伸びている。ドラムロータ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、円筒状のドラムロータ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とドラムロータ4との摩擦によって、ドラムロータ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、円盤状のバッキングプレート6を備えている。バッキングプレート6は、回転中心Cと交差した姿勢で設けられる。すなわち、バッキングプレート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、バッキングプレート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。バッキングプレート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、バッキングプレート6は、支持部材の一例である。また、バッキングプレート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に示されるバッキングプレート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に示されるバッキングプレート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、バッキングプレート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、バッキングプレート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、バッキングプレート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、バッキングプレート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とドラムロータ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、ドラムロータ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、ドラムロータ4の内周面4aと接触する位置(制動位置Psb、図4参照)からドラムロータ4の内周面4aと接触しない位置(非制動位置Psn、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、ドラムロータ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を含む電動アクチュエータ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Psn(図3)から制動位置Psb(図4)に移動させる。移動機構8は、バッキングプレート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150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、バッキングプレート6との間で、当該ブレーキシュー3Lおよびバッキングプレート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150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150は、バッキングプレート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150の端部150b(他端)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150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150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Psn(図3)から回転中心C11回りに回転し(図4の矢印c)、ドラムロータ4の内周面4aと接触する制動位置Psb(図4)へ動く。この状態では、ケーブル150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Psn(図3)から回転中心C11回りに回転し、ドラムロータ4の内周面4aと接触する制動位置Psb(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Psn(図3)から制動位置Psb(図4)へ動く。なお、ブレーキシュー3Rがドラムロータ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。
[電動アクチュエータ]
図1に示されるように、電動アクチュエータ100は、バッキングプレート6の車幅方向の内側の面6aからブレーキシュー3とは反対側に突出した状態で、当該バッキングプレート6に固定されている。
図5は、電動アクチュエータ100の非制動状態での断面図である。電動アクチュエータ100は、ケーブル150を介して、ブレーキシュー3(制動部材)を引き、当該ブレーキシュー3を非制動位置から制動位置に動かす。ケーブル150は、バッキングプレート6に設けられた貫通孔6dを貫通している。ケーブル150は、作動部材の一例である。
図5に示されるように、電動アクチュエータ100は、ハウジング110、モータ120、減速機構130、運動変換機構140、ケーブル150、および制御装置200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、ボディ112(ベース)、ロアケース113、インナカバー114、およびアッパケース115を備えている。これらは、例えばねじ等の不図示の結合具やインサート成形等によって、一体化されている。ハウジング110内には、当該ハウジング110の壁部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、それぞれ収容室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。
ボディ112は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料で構成されうる。この場合、ボディ112は、例えば、ダイキャストによって製造されうる。ロアケース113、インナカバー114、およびアッパケース115は、例えば、合成樹脂材料によって構成されうる。
モータ120は、アクチュエータの一例であって、ケース121と、当該ケース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、出力シャフト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。出力シャフト122は、ケース121から、モータ120の第一回転中心Ax1に沿った方向D2(図5の右方)に突出している。モータ120は、例えばECU(electronic control unit)のような制御装置によって制御され、出力シャフト122を回転させる。
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の出力シャフト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、第一回転中心Ax1と平行な第二回転中心Ax2回りに回転する。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に対して方向D1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、第一回転中心Ax1と平行な第三回転中心Ax3回りに回転する。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。第三ギヤ133は、リングギヤの一例である。ここで、リングギヤとは、環状のギヤであり、このケースでは外歯である。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。図6は、運動変換機構140が拡大された断面図である。なお、図5と図6とでは、ケーブル150の位置が異なっている。
図6に示されるように、回転部材141は、周壁141aと、フランジ141bと、を有している。周壁141aの形状は、第三回転中心Ax3を中心とした円筒状である。周壁141aの内部には、軸方向に沿った貫通孔141cが設けられている。
フランジ141bの形状は、円環状かつ板状である。フランジ141bは、周壁141aから径方向外方に張り出している。フランジ141bの外周には、第三ギヤ133が設けられている。すなわち、回転部材141およびフランジ141bは、被駆動部や、第三ギヤとも称されうる。
周壁141aは、フランジ141bから方向D1に延びる第一延部141a1と、フランジ141bから方向D2に延びる第二延部141a2と、を有している。第一延部141a1の長さは、第二延部141a2の長さよりも長い。
第一延部141a1の外周には、雄ねじ141dが設けられている。雄ねじ141dの中心は、第三回転中心Ax3である。第三回転中心Ax3は、軸心の一例である。
第二延部141a2の外周と、ボディ112の貫通孔112aの内周との間には、例えばスライドブッシュやころ軸受けのようなラジアルベアリング161が設けられている。また、フランジ141bの方向D2の端面141b1とボディ112の方向D1の端面112bとの間には、例えばころ軸受けのようなスラストベアリング162が設けられている。回転部材141は、これらラジアルベアリング161およびスラストベアリング162を介して、ボディ112に、第三回転中心Ax3回りに回転可能に支持されている。回転部材141は、第二ギヤ132と第三ギヤ133との噛み合いにより、第二ギヤ132によって回転駆動される。
第三ギヤ133は、例えば合成樹脂材料で構成され、周壁141aおよびフランジ141bのうち第三ギヤ133を除くディスク141b2は、例えば鉄やアルミニウム合金のような金属材料で構成されうる。本実施形態では、一例として、鉄が用いられている。この場合、回転部材141は、例えばインサート成形によって構成されうる。なお、回転部材141は、第三ギヤ133も含めて、金属材料によって一体に構成されてもよい。
直動部材142は、側壁142aと、フランジ142bと、を有している。側壁142aは、回転部材141に対して径方向外方に位置され、軸方向に延びている。側壁142aは、第三回転中心Ax3および回転部材141を取り囲んでおり、側壁142aの形状は、第三回転中心Ax3を中心とした円筒状である。側壁142aは、周壁とも称されうる。側壁142aの内部には、軸方向に沿った貫通孔142cが設けられている。回転部材141は、貫通孔142c内を軸方向に貫通している。
フランジ142bの形状は、多角形状かつ板状である。フランジ142bは、側壁142aから径方向外方に張り出している。
側壁142aは、フランジ142bから方向D1に延びる第一延部142a1と、フランジ142bから方向D2に延びる第二延部142a2と、を有している。第一延部142a1の長さは、第二延部142a2の長さよりも長い。
貫通孔142cの内面には、回転部材141の雄ねじ141dと噛み合う雌ねじ142dが設けられている。雌ねじ142dは、貫通孔142cの方向D2の端部に隣接して設けられている。雌ねじ142dは、貫通孔142cの方向D2の端部からフランジ142bと径方向に並ぶ位置に至るまでの区間に設けられており、貫通孔142cの方向D1の端部には設けられていない。また、フランジ142bは、軸方向に延びる回り止め部材143によって囲まれている。
回り止め部材143は、側壁143aを有している。側壁143aは、フランジ142bに対して径方向外方に位置され、軸方向に延びている。側壁143aは、第三回転中心Ax3および回転部材141の周囲を取り囲んでおり、側壁143aの形状は、管状である。側壁143aは、周壁とも称されうる。
回り止め部材143は、例えばボディ112やアッパケース115のようなハウジング110に固定されている。また、フランジ142bの外面142b1と側壁143aの内面143a1との間には、互いに平行な状態において微小な隙間が設けられており、外面142b1および内面143a1ともに、周方向と交差した方向に延びている。
したがって、外面142b1の第三回転中心Ax3回りの回転が内面143a1によって制限され、これにより、直動部材142の回転が回り止め部材143によって制限される。他方、外面142b1および内面143a1ともに、軸方向に延びているため、内面143a1は外面142b1の軸方向への移動に対する障害にはならない。すなわち、回り止め部材143は、直動部材142の第三回転中心Ax3回りの回転を禁止しながら、直動部材142を軸方向に沿って案内することができる。内面143a1は、ガイド部の一例である。
回り止め部材143の方向D1の端部には、側壁143aから径方向内方に突出した複数の突起143bが設けられている。突起143bの内端は、直動部材142の側壁142aよりも、径方向外方に位置されている。なお、複数の突起143bに替えて周方向に沿った一つの環状の突起(内向きフランジ)が設けられてもよい。
ケーブル150は、回転部材141の貫通孔141cを貫通し、軸方向に延びている。軸方向の一端(図6では右端)は、ブレーキシュー3を作動させる可動部材と結合されている。また、軸方向の他端としての端部150a(図6では左端)には、ケーブルエンド144が結合されている。ケーブルエンド144は、筒状部144aとフランジ144bとを有している。筒状部144aが外側から加締められることにより、ケーブル150とケーブルエンド144とが結合されている。フランジ144bは、直動部材142の側壁142aおよび回り止め部材143の突起143bの内端よりも、径方向外方に張り出している。
ケーブルエンド144と直動部材142とは、一体化されておらず、軸方向に離間可能に構成されている。ここで、ケーブル150は、不図示のばね等の弾性部材(付勢部材)によって、制動部材が制動状態となる方向(方向D2)に引かれている。よって、ケーブルエンド144は、直動部材142に方向D2に押し付けられる。電動アクチュエータ100は、ケーブル150の移動範囲(ブレーキの使用範囲)において、弾性部材による付勢力がケーブル150に常時作用するよう、構成されている。また、制動状態では、ケーブル150には、ブレーキ装置の剛性に応じた張力が生じる。このような構成において、直動部材142とケーブル150との間では、ケーブルエンド144を介して力が伝達される。ケーブルエンド144は、伝達部材の一例である。
制御装置200は、モータ120を制御する。制御装置200の一部は、ソフトウエアを実行するcentral processing unit(CPU)やコントローラのようなハードウエアによって構成されてもよいし、制御装置200は、全体的にハードウエアによって構成されてもよい。制御装置200は、制御部の一例である。
このような構成において、モータ120の出力シャフト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の雄ねじ141dと直動部材142の雌ねじ142dとの噛み合い、および回り止め部材143の内面143a1による直動部材142の外面142b1の回転の制限により、直動部材142が軸方向に移動する。よって、ケーブル150は、直動部材142の移動に伴い、軸方向に沿って制動位置Pbとリリース位置Prとの間で移動する。
図6は、ケーブル150が制動位置Pbにある状態での運動変換機構140の断面図であり、図7は、ケーブル150が制動位置Pbからリリース位置Prに到達した時点での運動変換機構140の断面図であり、図8は、ケーブル150がリリース位置Prに到達しモータ120の回転が停止された状態の運動変換機構140の断面図である。
制御装置200によって制御されたモータ120の出力シャフト122の一方向(以下、制動回転方向と称する)への回転により、ケーブル150は方向D1へ移動し、制動部材が制動状態となると、ケーブル150の張力が増大し、これにより、モータ120の回転負荷が増大し、ひいては、モータ120の駆動電流が増大する。そこで、制御装置200は、例えば、モータ120の駆動電流が閾値を超えたことにより、ケーブル150が制動位置Pbに到達したことを検出し、その時点で駆動電流のモータ120への供給を停止する。これにより、出力シャフト122の回転が停止し、ケーブル150は制動位置Pbに位置する(図6)。
制御装置200によって制御されたモータ120の出力シャフト122の他方向(以下、リリース回転方向と称する)への回転により、ケーブル150は制動位置Pb(図6)から方向D2へ移動し、ケーブルエンド144が回り止め部材143の突起143bと当接するリリース位置Prまで移動する(図7)。この状態では、制動部材は、回転部材(不図示、例えばブレーキドラム)から離間し、電動アクチュエータ100による電気的な制動状態は解除されている。突起143bは、ケーブルエンド144の突起143bと当接した位置を超えた方向D2への移動を制限する。すなわち、突起143bは、ケーブル150をリリース位置Prに位置決めする位置決め部の一例であり、回り止め部材143は、移動制限部材の一例である。
なお、ケーブル150がリリース位置Prに位置されている状態で、回転部材141とケーブルエンド144との間には、軸方向に隙間gが設けられている。なお、上述の突起143bとケーブルエンド144との当接によるケーブル150のリリース位置Prへの位置決めは必須ではない。例えば、レバー81と他の部材との当接などによりリリース位置Prが定まるようにしてもよく、この場合、突起143bとケーブルエンド144とは当接していなくてもよい。
上述したように、本実施形態では、ケーブルエンド144と直動部材142とは一体化されておらず、軸方向に離間可能である。このため、ケーブル150がリリース位置Prに位置された状態からモータ120の出力シャフト122がリリース回転方向へさらに回転すると、雄ねじ141dと雌ねじ142dとの噛み合いおよび回り止め部材143による直動部材142の回り止めにより、直動部材142はケーブルエンド144から方向D2へ離間する(図8)。
制御装置200は、ケーブル150が制動位置Pbにある状態からモータ120を回転させた時間(回転時間)や、出力シャフト122の回転回数を計測することにより、直動部材142はケーブルエンド144から方向D2に離間した図8の状態となる位置でモータ120の作動を停止する。この際、回転時間や回転回数は、停止した直動部材142と当該直動部材142から方向D2に離れた他の部材(例えば、第二ギヤ132や回転部材141のフランジ141b等)との間により確実に隙間があくよう、言い換えると他の部材と接触したり干渉したりしないよう、設定される。
図9は、回り止め部材143の斜視図であり、図10は、直動部材142の斜視図であり、図11は、ケーブル150、ケーブルエンド144、回り止め部材143、および直動部材142の、ケーブル150がリリース位置Prに位置された状態での斜視図である。
図9に示されるように、回り止め部材143は、鉄系材料のような金属材料の板材をプレス成形したり折り曲げ成形したりすることによって構成されうる。側壁143aは、六角形の筒状に構成されている。側壁143aの六つの内面143a1は、それぞれ、径方向と直交しかつ軸方向に延びた平面状である。突起143bの方向D1の端面143b1は、軸方向と略直交している。
また、側壁143aの方向D1の端部から軸方向に突出した突起が径方向内方に折り曲げられることにより、突起143bが構成されている。回り止め部材143は三つの突起143bを有するが、二つの突起143bを有してもよいし、四つ以上の突起143bを有してもよい。
図10に示されるように、直動部材142に設けられるフランジ142bの形状は、六角形状の板状である。フランジ142bの六つの外面142b1は、それぞれ、径方向と直交しかつ軸方向に延びた平面状である。回り止め部材143の六つの内面143a1とフランジ142bの六つの外面142b1とが互いに面することにより、直動部材142は、第三回転中心Ax3回りの回転が制限されながら、軸方向に移動する。直動部材142は、例えば、アルミニウム合金のような金属材料の鍛造によって構成されうる。
図9,7に示されるように、三つの突起143bの端面143b1にケーブルエンド144フランジ144bが当接することにより、ケーブル150がリリース位置Prに位置決めされる。ケーブルエンド144は三つの突起143bによって、より安定的に支持されうる。
以上説明したように、本実施形態では、運動変換機構140は、雄ねじ141dを有し出力シャフト122と連動して第三回転中心Ax3(雄ねじ141dの軸心)回りに回転する回転部材141と、雄ねじ141dと噛み合う雌ねじ142dを有し回転部材141の回転に伴って直動する直動部材142と、を含む。また、電動アクチュエータ100は、運動変換機構140がバッキングプレート6におけるブレーキシュー3(制動部材)とは反対側の面6aから突出した状態でバッキングプレート6に取り付けられ、回転部材141は、当該回転部材141の外周に設けられ出力シャフト122と連動して回転する第三ギヤ133(リングギヤ)を介して、回転駆動される。
このような構成によれば、例えば、特許文献1のような雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動する態様と比較して、回転部材141を支持するラジアルベアリング161やスラストベアリング162の直径が小さくなりやすいため回転部材141の支持構造をより小型化することが可能になるとともに、ラジアルベアリング161やスラストベアリング162の直径がより小さくなることにより、同じ回転速度におけるラジアルベアリング161やスラストベアリング162の摺動速度がより低くなるため、耐摩耗性などの耐久性が向上しやすいという利点がある。また、上記構成によれば、例えば、特許文献2のようなモータの出力シャフトまたは当該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結された態様と比較して、電動アクチュエータ100の全長がより短くなりやすいという利点がある。したがって、上記構成によれば、例えば、電動アクチュエータ100がバッキングプレート6におけるブレーキシュー3とは反対側の面6aから突出した状態でバッキングプレート6に取り付けられたブレーキ装置2において、上述したような電動アクチュエータ100の小型化により車載スペースを確保しやすいという利点や、耐久性の向上を図ることができるという利点が得られる。
また、本実施形態では、雄ねじ141dと雌ねじ142dとは、第三ギヤ133のブレーキシュー3とは反対側で互いに噛み合い、ケーブル150(作動部材)の端部150a(一端)が直動部材142からブレーキシュー3を作動させる力を受け、ケーブル150の他端がブレーキシュー3を作動させるよう構成される。このような構成によれば、例えば、雄ねじと雌ねじとがリングギヤよりも制動部材側で互いに噛み合う態様と比較して、直動部材142におけるケーブル150との接続部分を、制動部材からより遠ざけることができるので、直動部材142においてケーブル150との接続部分が、制動部材により近い位置に設けられた場合に比べて、ボディ112をより軸方向に短く構成することができる。ボディ112は、制動状態でケーブル150から作用する張力を受ける部位であるため、剛性が比較的高く設定される。よって、ボディ112の軸方向の長さが長いほど、ハウジング110ひいては電動アクチュエータ100がより重くなりやすい。また、ボディ112は、電動アクチュエータ100の取付部位となるため、ボディ112の軸方向の長さが長いほど、電動アクチュエータ100の重心が被取付部材(例えばバッキングプレート)から離間するため、電動アクチュエータ100が振動した際の振動エネルギがより大きくなりやすい。この点、上記構成によれば、ボディ112をより短く構成することができるため、例えば、電動アクチュエータ100をより小型にあるいはより軽量に構成することができたり、電動アクチュエータ100が振動した際の振動エネルギをより小さくできたりといった、利点が得られる。
また、本実施形態では、例えば、ケーブル150は、直動部材142に設けられた貫通孔142cを貫通し、当該貫通孔142cに対してブレーキシュー3とは反対側の端部150a(一端)が、直動部材142からブレーキシュー3を作動させる力を受ける。このような構成によれば、例えば、作動部材がリングギヤの径方向外側を迂回するように配置された態様と比較して、ケーブル150をより第三回転中心Ax3(回転部材141の軸心)の近くで直線的に延びた状態に配置することができるため、ブレーキシュー3の作動にかかる反力が第三回転中心Ax3と交差する方向に作用するのを抑制することができる。よって、例えば、回転部材141を倒そうとする力を抑制することができ、回転部材141の支持構造の小型化や耐久性向上に資する。また、例えば、リングギヤの径方向外側を迂回するように作動部材が配置された態様と比較して、電動アクチュエータ100が径方向に大型化するのが抑制されうる。
また、本実施形態では、ケーブル150に固定されたケーブルエンド144(伝達部材)は、直動部材142と軸方向に離間可能に構成されている。このような構成によれば、直動部材142をケーブル150とは独立して移動させることができる。より具体的な例では、ケーブル150ひいてはブレーキシュー3を移動させずに直動部材142のオーバーランを許容できるようになる。よって、直動部材142の移動量を制御する場合の制御精度を緩和できるようになる。
また、本実施形態では、回り止め部材143(移動制限部材)の突起143bは、ケーブルエンド144の方向D2への移動を制限する。このような構成によれば、例えば、ケーブルエンド144を、ケーブル150と直動部材142との間での力の伝達に加えて、ケーブル150の移動制限にも利用することができる。よって、例えば、ケーブルエンド144が回転部材141に当接することにより回転部材141の回転がケーブルエンド144に伝わるのを、抑制することができるため、例えば、回転部材141とケーブルエンド144とが互いに摺動して摩耗するような不都合な事態が生じるのが抑制されうる。
また、本実施形態では、制御装置200は、方向D2(リリース方向)へのケーブルエンド144の移動が回り止め部材143(移動制限部材)によって制限された後に回転が停止するよう、モータ120を制御する。このような構成によれば、例えば、ケーブル150の制動位置Pbからリリース位置Prへの移動に要するモータ120の駆動時間や回転量(回転回数、回転角度)に基づき、ケーブル150をより確実にリリース位置Prに到達させた状態でモータ120を作動あるいは停止させることが可能となる。よって、例えば、モータ120の作動を停止させるにあたってケーブル150や直動部材142の位置を検出するセンサ等を特段設ける必要が無いという利点が得られる。
また、本実施形態では、回り止め部材143は、直動部材142の回転を制限しながら直動部材142を軸方向に案内する内面143a1(ガイド部)を有する。このような構成によれば、例えば、回り止め部材143と移動制限部材とがそれぞれ別個に設けられた構成に比べて、電動アクチュエータ100がより簡素な構成として実現されうる。
また、本実施形態では、回転部材141には雄ねじ141dが設けられ、直動部材142には雌ねじ142dが設けられている。このような構成によれば、一例として、雄ねじ141dを有した回転部材141と雌ねじ142dを有した直動部材142とによって、運動変換機構140ひいては電動アクチュエータ100を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
また、本実施形態では、ケーブル150がリリース位置Prに位置されている状態で、回転部材141とケーブルエンド144との間に、軸方向に隙間が設けられている。このような構成によれば、例えば、回転部材141の回転がケーブルエンド144を介してケーブル150に伝達するのが抑制される。なお、ケーブルエンド144と回り止め部材143との間に、凹凸等の引っ掛かりによって周方向の相対回転を制限する回り止め構造が設けられた場合にあっても、同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、回り止め部材143は、金属材料のプレス成形あるいは折り曲げ成形によって構成されうる。このような構成によれば、例えば、回り止め部材143を比較的容易にあるいはより安価に構成することができる。
[第1変形例]
図12は、本変形例の電動アクチュエータ100Aの一部の断面図である。図12に示される構成は、上記実施形態の電動アクチュエータ100の対応箇所と入れ替えることができる。本変形例の運動変換機構140Aでは、ケーブルエンド144Aと回り止め部材143Aとの間、ならびにケーブルエンド144Aと直動部材142Aとの間に、ケーブルエンド144Aひいてはケーブル150の中心が、第三回転中心Ax3に位置するように径方向に位置決めするガイド機構145が設けられている。ガイド機構145は、ケーブルエンド144Aのフランジ144bから方向D2に突出した突起144cの外面144c1と、回り止め部材143Aの突起143bの内面143b2(凹部、開口部)と、直動部材142Aの方向D1側の先端に設けられた内面142c1と、によって構成されている。外面144c1は、方向D2に向かうにつれて直径が小さくなる円錐外面であり、内面143b2および内面142c1は、方向D2に向かうにつれて直径が小さくなる円錐内面である。外面144c1および内面143b2は、フランジ144bが突起143bの端面143b1と当接した状態で、外面144c1と内面143b2との間に微小な隙間があくよう、構成されている。また、外面144c1および内面142c1は、フランジ144bが直動部材142Aの方向D1側の先端と当接した状態で、外面144c1と内面142c1との間に微小な隙間があくよう、構成されている。このような構成によれば、例えば、ケーブル150の傾きや偏りによってケーブル150の張力が回り止め部材143Aや直動部材142Aに偏って作用するのを抑制することができる。なお、突起(外面)が回り止め部材や直動部材に設けられ、凹部(開口、内面)が伝達部材に設けられてもよい。また、上述のようにガイド機構145は、回り止め部材143Aおよび直動部材142Aの両方を含む必要はなく、例えば、回り止め部材143Aおよび直動部材142Aのうちの一方を含んでもよい。
[第2変形例]
図13は、本変形例の電動アクチュエータ100Bの一部の断面図である。図13に示される構成は、上記実施形態の電動アクチュエータ100の対応箇所と入れ替えることができる。本変形例では、運動変換機構140Bは、ケーブルエンド144Bが一体化された直動部材142Bを有している。そして、ケーブルエンド144Bのフランジ144bと回り止め部材143との間に、軸方向に反発力を生じる圧縮ばねとして、皿ばね146が設けられている。この場合、ケーブル150がリリース位置Prに近付くにつれて皿ばね146による軸方向の反力が増大し、これに伴ってモータ120のトルクが増大する。よって、制御装置200は、例えば、モータ120の駆動電流が閾値を超えたことにより、ケーブル150がリリース位置Prに到達したことを検出し、その時点で駆動電流のモータ120への供給を停止することができる。
[第3変形例]
図14は、本変形例の電動アクチュエータ100Cの一部の斜視図である。図14に示される構成は、上記実施形態の電動アクチュエータ100の対応箇所と入れ替えることができる。本変形例では、回り止め部材143Cの突起143bが、軸方向に反発力を生じる板ばね(圧縮ばね)として機能する。この場合、ケーブル150がリリース位置Prに近付くにつれて突起143bの曲がりが大きくなるよう当該突起143bが弾性変形し、これにより突起143bによる軸方向の反力が増大し、モータ120のトルクが増大する。よって、本変形例でも、制御装置200は、例えば、モータ120の駆動電流が閾値を超えたことにより、ケーブル150がリリース位置Prに到達したことを検出し、その時点で駆動電流のモータ120への供給を停止することができる。反発力(弾性力、付勢力)や、ばね定数は、突起143bのスペック(数、形状、大きさ、厚さ、数等)によって調整されうる。図14の例では、一例として、突起143bの先端部分の厚さが根元部分の厚さよりも薄く構成されている。
ケーブル150の移動に伴って軸方向に反発力を生じる圧縮ばね(付勢部材、弾性部材)は、皿ばねや板ばねには限定されず、例えば、コイルスプリングや、エラストマ等であってもよい。また、圧縮ばねは、直動部材142のフランジ142bと回転部材141のフランジ141bとの間や、直動部材142のフランジ142bとボディ112との間など、種々の場所に介在しうる。また、本明細書で例示された種々の圧縮ばねは、上記実施形態のように、ケーブルエンド144と直動部材142とが軸方向に離間可能な電動アクチュエータ100に設けられてもよい。この場合、圧縮ばねにより、例えば、雄ねじ141dと雌ねじ142dとの噛み込みによる固着が抑制されうる。
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、形式、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、作動部材は、ケーブルのような引張部材には限定されず、ロッドのような押圧部材であってもよい。
また、例えば、作動部材は回転部材の貫通孔を貫通しなくてもよい。この場合、作動部材は、リングギヤの径方向外方を迂回すればよい。回転部材には、貫通孔が設けられなくてもよい。また、雄ねじと雌ねじとは、リングギヤよりも制動部材側で互いに噛み合ってもよい。
1…ホイール、2…ブレーキ装置、3…ブレーキシュー(制動部材)、4…ドラムロータ、6…バッキングプレート、6a…面、100,100A,100B,100C…電動アクチュエータ、120…モータ、122…出力シャフト、133…第三ギヤ(リングギヤ)、140,140B…運動変換機構、141…回転部材、141c…貫通孔、141d…雄ねじ、142,142B…直動部材、142d…雌ねじ、143,143A,143C…回り止め部材(移動制限部材)、143a1…内面(ガイド部)、144,144A…ケーブルエンド(伝達部材)、150…ケーブル(作動部材)、150a…端部(一端)、150b…端部(他端)、200…制御装置(制御部)、Ax3…第三回転中心(軸心)、D2…方向(リリース方向)、Pb…制動位置、Pr…リリース位置。

Claims (7)

  1. ホイールと一体に回転するドラムロータに押圧されることにより該ドラムロータを制動する制動部材と、当該制動部材を支持するバッキングプレートと、当該バッキングプレートに設けられ前記制動部材を作動させる電動アクチュエータと、を備えたブレーキ装置であって、
    前記電動アクチュエータは、
    回転する出力シャフトを有したモータと、
    雄ねじを有し前記出力シャフトと連動して前記雄ねじの軸心回りに回転する回転部材と、前記雄ねじと噛み合う雌ねじを有し前記回転部材の回転に伴って直動する直動部材と、を含む運動変換機構と、
    前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受ける作動部材と、
    を有し、
    前記電動アクチュエータは、前記運動変換機構が前記バッキングプレートにおける前記制動部材とは反対側の面から突出した状態で前記バッキングプレートに取り付けられ、
    前記回転部材は、当該回転部材の外周に設けられ前記出力シャフトと連動して回転するリングギヤを介して、回転駆動される、
    ブレーキ装置。
  2. 前記雄ねじと前記雌ねじとは、前記リングギヤの前記制動部材とは反対側で互いに噛み合い、
    前記作動部材の一端が前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受け、前記作動部材の他端が前記制動部材を作動させるよう構成された、請求項1に記載のブレーキ装置。
  3. 前記回転部材には、前記軸心に沿った貫通孔が設けられ、
    前記作動部材は、前記貫通孔を貫通し、
    前記一端は、前記貫通孔の前記制動部材とは反対側に位置された、請求項2に記載のブレーキ装置。
  4. 前記作動部材に固定され前記直動部材とは前記軸心の軸方向に離間可能に構成され前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を前記作動部材に伝達する伝達部材を備えた、請求項1〜3のうちいずれか一つに記載のブレーキ装置。
  5. 前記制動部材による制動が解除されるリリース方向への前記伝達部材の移動を制限する移動制限部材を備えた、請求項4に記載のブレーキ装置。
  6. 前記モータを制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記作動部材が制動状態における制動位置から前記リリース方向に動くよう前記モータを作動させる場合に、前記リリース方向への前記伝達部材の移動が前記移動制限部材によって制限された後に回転が停止するよう、前記モータを制御する、請求項5に記載のブレーキ装置。
  7. 前記移動制限部材は、前記直動部材の回転を制限しながら前記直動部材を前記軸心の軸方向に案内するガイド部を有した、請求項5または6に記載のブレーキ装置。
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