JP4855979B2

JP4855979B2 - Electric brake

Info

Publication number: JP4855979B2
Application number: JP2007064030A
Authority: JP
Inventors: 大輔松本
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: JP2008223914A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric brake capable of reducing the number of used electric motors. <P>SOLUTION: This electric brake is equipped with: a plurality of rotating brake disks 6 rotating with a wheel; a non-rotating brake disk supported non-rotatably and displaceably toward the rotating brake disk 6; a plurality of pistons 1-4 opposing the one non-rotating brake disk 9; ball screws 15 rotatably connected to the pistons 1-4; a ball screw/nut mechanism for allowing the piston 1 to proceed/retreat with respect to the non-rotating brake disk 9 by rotation of the ball screws 15; an electric motor 11 for rotatingly driving the ball screws 15; and a motor rotation transmitting mechanism 10 for transmitting the rotation of the electric motor 11 to the plurality of ball screws 15. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車輪の制動部材を電動モータで駆動する電動ブレーキの改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement of an electric brake that drives a braking member of a wheel with an electric motor.

近年、航空機に搭載される油圧源を縮小、廃止するために、車輪を制動するブレーキを油圧ブレーキから電動ブレーキにかえる傾向がある。 In recent years, in order to reduce or eliminate the hydraulic pressure source mounted on an aircraft, there is a tendency to change a brake for braking a wheel from a hydraulic brake to an electric brake.

特許文献１には、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換して制動力を発生させる電動ブレーキが開示されている。
特開２００５−０６９３９８号公報 Patent Document 1 discloses an electric brake that generates a braking force by converting a rotary motion of an electric motor into a reciprocating motion of a piston.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-069398

しかしながら、このような従来の電動ブレーキにあっては、複数のピストンを駆動する場合、ピストンと同数の電動モータを備えるため、電動モータの使用個数が多くなり、製品の信頼性を高めることが難しく、製品のコストアップを招くという問題点があった。 However, in such a conventional electric brake, when driving a plurality of pistons, the same number of electric motors as the pistons are provided, so that the number of electric motors used is increased and it is difficult to improve the reliability of the product. There was a problem of increasing the cost of the product.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータの使用個数を減らせる電動ブレーキを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electric brake that can reduce the number of electric motors used.

本発明は、電動ブレーキにおいて、車輪と共に回転する回転ブレーキディスクと、この回転ブレーキディスクに向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスクと、非回転ブレーキディスクに対峙する複数のピストンと、この各ピストンに回転可能に連結され、その回転により各ピストンを非回転ブレーキディスクに対して進退させるボールスクリュと、ボールスクリュを回転駆動する電動モータと、この電動モータの回転を複数のボールスクリュに伝達するモータ回転伝達機構とを備え、モータ回転伝達機構として、複数のボールスクリュに連結されるドリブンギヤと、電動モータによって回転駆動されるドライブギヤと、１つのドライブギヤの回転を２つのドリブンギヤに対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構とを備えたことを特徴とするものとした。 The present invention relates to a rotating brake disc that rotates together with wheels in an electric brake, a non-rotating brake disc that is displaceable and non-rotatable toward the rotating brake disc, and a plurality of pistons that face the non-rotating brake disc. the rotatably connected to each piston, a ball screw for advancing and retracting the respective piston against the non-rotating brake disc by its rotation, the electric motor and a plurality of balls screw rotation of the electric motor for rotating the ball screw A motor rotation transmission mechanism for transmitting to the motor, and as a motor rotation transmission mechanism, a driven gear coupled to a plurality of ball screws, a drive gear driven to rotate by an electric motor, and rotation of one drive gear into two driven gears Differential transmission that allows the difference in rotation between the two And it shall be characterized in that a structure.

本発明によると、従来の電動ブレーキに対して電動モータの使用個数を削減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。 According to the present invention, the number of electric motors used is reduced with respect to a conventional electric brake, and the number of electric motor drivers and cables is reduced. Thereby, the reliability of the product can be improved and the cost of the product can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１に示す航空機用電動ブレーキは、車輪のホイールの内側に設けられる多板ディスク式のものである。 The electric brake for aircraft shown in FIG. 1 is a multi-plate disc type provided inside the wheel of the wheel.

この電動ブレーキは、車輪と共に回転する円盤状の回転ブレーキディスク６と、機体シャフト（車軸）に取り付けられる円盤状の非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙するピストン１〜４と、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように駆動する電動モータ１１、１２とを備える。 This electric brake includes a disk-shaped rotating brake disk 6 that rotates together with wheels, a disk-shaped non-rotating brake disk 9 that is attached to a body shaft (axle), and pistons 1 to 4 that face the non-rotating brake disk 9; Electric motors 11 and 12 that drive the pistons 1 to 4 to move forward and backward with respect to the non-rotating brake disk 9 are provided.

４枚の非回転ブレーキディスク９の間に３枚の回転ブレーキディスク６が挟まれるように配置されている。非回転ブレーキディスク９は図示しない機体シャフトに対してトルクチューブ８等を介して車軸方向に変位可能に支持される。回転ブレーキディスク６は図示しないホイールと一体回転するものであり、ホイールに対して車軸方向に変位可能に支持される。 The three rotary brake discs 6 are arranged so as to be sandwiched between the four non-rotary brake discs 9. The non-rotating brake disk 9 is supported so as to be displaceable in the axle direction via a torque tube 8 or the like with respect to a body shaft (not shown). The rotary brake disc 6 rotates integrally with a wheel (not shown), and is supported so as to be displaceable in the axle direction with respect to the wheel.

４つのピストン１〜４は車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置される。各ピストン１〜４の押圧力によって非回転ブレーキディスク９と回転ブレーキディスク６が互いに押し付けられると、この摺動部分で摩擦力が発生し、制動トルクが得られるように構成されている。なお、ピストン１〜４は必ずしも車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置しなくても良い。 The four pistons 1 to 4 are arranged with an equal interval in the rotational circumferential direction of the wheel. When the non-rotating brake disc 9 and the rotating brake disc 6 are pressed against each other by the pressing force of the pistons 1 to 4, a frictional force is generated at the sliding portion to obtain a braking torque. The pistons 1 to 4 do not necessarily have to be arranged with an equal interval in the rotational circumferential direction of the wheel.

ハウジング７には２つの電動モータ１１、１２と、４つのピストン１〜４と、１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達する２つのモータ回転伝達機構１０とを備える。 The housing 7 includes two electric motors 11 and 12, four pistons 1 to 4, and two motor rotation transmission mechanisms 10 that transmit the rotation of one electric motor 11 to two ball screws 15.

なお、ピストン１〜４、電動モータ１１、１２、回転ブレーキディスク６、各非回転ブレーキディスク９の個数はこれに限らず、任意に設定される。 The numbers of the pistons 1 to 4, the electric motors 11 and 12, the rotating brake disc 6, and the non-rotating brake discs 9 are not limited to this, and are arbitrarily set.

ピストン１〜４はハウジング７に摺動可能に支持される。ピストン１〜４の基端部から突出したボールスクリュ１５が設けられ、ピストン１〜４には各ボールスクリュ１５に多数のボールを介して螺合するボールナットが設けられ、これらによってボールスクリュ・ナット機構が介装される。このボールスクリュ・ナット機構はボールスクリュ１５の回転をピストン１〜４の直線運動に変換し、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように構成されている。 The pistons 1 to 4 are slidably supported by the housing 7. Ball screws 15 projecting from the base end portions of the pistons 1 to 4 are provided, and each of the pistons 1 to 4 is provided with a ball nut that is screwed into each ball screw 15 via a large number of balls. A mechanism is installed. This ball screw / nut mechanism is configured to convert the rotation of the ball screw 15 into the linear motion of the pistons 1 to 4 and to move the pistons 1 to 4 forward and backward relative to the non-rotating brake disc 9.

モータ回転伝達機構１０は１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達するように構成される。 The motor rotation transmission mechanism 10 is configured to transmit the rotation of one electric motor 11 to two ball screws 15.

電動モータ１１、１２のモータシャフト１３にはドライブギヤ１４が連結され、ボールスクリュ１５の基端部にはドリブンギヤ１６が連結され、モータ回転伝達機構１０は１つのドライブギヤ１４の回転を差動機構２１、２２を介して２つのドリブンギヤ１６に伝達する。 A drive gear 14 is connected to the motor shaft 13 of the electric motors 11 and 12, and a driven gear 16 is connected to the base end portion of the ball screw 15, and the motor rotation transmission mechanism 10 allows the rotation of one drive gear 14 to be a differential mechanism. This is transmitted to the two driven gears 16 via 21 and 22.

各差動機構２１、２２は、ドリブンギヤ１６と噛み合う中継ギヤ２３を備え、２つの中継ギヤ２３の間にディファレンシャルギヤ２４を備える。ディファレンシャルギヤ２４は各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するものである。 Each differential mechanism 21, 22 includes a relay gear 23 that meshes with the driven gear 16, and includes a differential gear 24 between the two relay gears 23. The differential gear 24 rotates each relay gear 23 while allowing a rotational difference between the two.

ドライブギヤ１４がディファレンシャルギヤ２４のケース外周に形成されたギヤに噛み合い、電動モータ１１、１２の回転がドライブギヤ１４を介してディファレンシャルギヤ２４のケースに伝えられる。 The drive gear 14 meshes with a gear formed on the outer periphery of the differential gear 24 case, and the rotation of the electric motors 11 and 12 is transmitted to the differential gear 24 case via the drive gear 14.

ディファレンシャルギヤ２４は、例えば、そのケース内に各中継ギヤ２３と同軸上に設けられる対のサイドギヤを備えるとともに、各サイドギヤに対してそれぞれ直交する方向に回転するよう噛合う複数のピニオンを備え、各サイドギヤ（各ボールスクリュ１５）の回転トルクが等しい場合にピニオンが自転することなくケースと各サイドギヤが同期して回転する一方、各サイドギヤの回転トルクが異なる場合にピニオンが自転して各サイドギヤが回転差を持って回転するように構成されている。 The differential gear 24 includes, for example, a pair of side gears provided coaxially with each relay gear 23 in the case, and a plurality of pinions that mesh with each side gear so as to rotate in a direction orthogonal to each side gear. When the rotational torque of the side gears (each ball screw 15) is equal, the case and each side gear rotate synchronously without rotating the pinion, while when the rotational torque of each side gear differs, the pinion rotates and each side gear rotates. It is configured to rotate with a difference.

航空機の上位のブレーキコントローラからのピストン押付力指令信号に応じて図示しないピストン押付コントローラは電動モータ１１、１２の駆動電流を制御する。電動モータ１１、１２が正方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９に当接して各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付け、制動トルクが得られる一方、駆動電流により電動モータ１１、１２が戻し方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９から離れ、各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付けることがなくなり、制動が解除される。 A piston pressing controller (not shown) controls the drive currents of the electric motors 11 and 12 in response to a piston pressing force command signal from a higher-level brake controller of the aircraft. As the electric motors 11 and 12 rotate in the forward direction, the pistons 1 to 4 abut against the non-rotating brake discs 9 and press the non-rotating brake discs 9 against the rotary brake discs 6 to obtain braking torque. When the electric motors 11 and 12 are rotated in the return direction by the drive current, the pistons 1 to 4 are separated from the non-rotating brake disks 9 and do not press the non-rotating brake disks 9 against the rotating brake disks 6. , Braking is released.

各部品の加工公差や組立公差によりピストン１、２の相対位置に誤差Ｘがある場合、図１に示すように、ピストン１が非回転ブレーキディスク９に接触すると、差動機構２１が各中継ギヤ２３に回転差を持たせ、ピストン１がストロークせず、ピストン２だけがストロークし、誤差Ｘが０になる。ピストン２が非回転ブレーキディスク９に接触すると、電動モータ１１で発生したトルクの半分のトルクが各ドリブンギヤ１６に伝達され、ピストン１、２の押付力が均等になる。同様にしてピストン３、４の押付力も均等になる。 When there is an error X in the relative positions of the pistons 1 and 2 due to machining tolerances and assembly tolerances of each part, as shown in FIG. 1, when the piston 1 contacts the non-rotating brake disc 9, the differential mechanism 21 is connected to each relay gear. 23 has a rotation difference, the piston 1 does not stroke, only the piston 2 strokes, and the error X becomes zero. When the piston 2 comes into contact with the non-rotating brake disk 9, half of the torque generated by the electric motor 11 is transmitted to each driven gear 16, and the pressing force of the pistons 1 and 2 becomes equal. Similarly, the pressing force of the pistons 3 and 4 becomes equal.

以上のように、車輪と共に回転する複数の回転ブレーキディスク６と、この回転ブレーキディスク６に向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙する複数のピストン１〜４と、このピストン１〜４に回転可能に連結されるボールスクリュ１５と、このボールスクリュ１５の回転によりピストン１を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュ１５を回転駆動する電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を複数のボールスクリュ１５に伝達するモータ回転伝達機構１０とを備えたため、従来装置に比べて電動モータの使用個数を半減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。 As described above, a plurality of rotating brake discs 6 that rotate together with the wheels, a non-rotating brake disc 9 that is displaceable and non-rotatable toward the rotating brake disc 6, and a plurality that faces the non-rotating brake disc 9. Pistons 1 to 4, a ball screw 15 rotatably connected to the pistons 1 to 4, and a ball screw and nut mechanism for moving the piston 1 forward and backward with respect to the non-rotating brake disk 9 by the rotation of the ball screw 15. In addition, since the electric motor 11 that rotationally drives the ball screw 15 and the motor rotation transmission mechanism 10 that transmits the rotation of the electric motor 11 to the plurality of ball screws 15 are provided, the number of electric motors used is halved compared to the conventional apparatus. In addition, the number of electric motor drivers and cables will be reduced. Thereby, the reliability of the product can be improved and the cost of the product can be reduced.

モータ回転伝達機構１０として、複数のボールスクリュ１５に連結されるドリブンギヤ１６と、電動モータ１１、１２によって回転駆動されるドライブギヤ１４と、１つのドライブギヤ１４の回転を２つのドリブンギヤ１６に対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構２１とを備えたため、各部品の加工公差や組立公差に起因するピストン１〜４のストローク差を解消し、ピストン１〜４の押付力を均等にして大きい制動トルクが得られる。 As the motor rotation transmission mechanism 10, a driven gear 16 connected to a plurality of ball screws 15, a drive gear 14 driven to rotate by the electric motors 11 and 12, and the rotation of one drive gear 14 with respect to the two driven gears 16. The differential mechanism 21 that transmits while allowing the rotational difference between the two is eliminated, so that the stroke difference of the pistons 1 to 4 due to machining tolerances and assembly tolerances of each part is eliminated, and the pressing force of the pistons 1 to 4 is equalized. Thus, a large braking torque can be obtained.

差動機構２１として、各ドリブンギヤ１６に噛み合う中継ギヤ２３と、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するディファレンシャルギヤ２４とを備えたため、ディファレンシャルギヤ２４の作動によりピストン１〜４の押付力を均等にすることができる。 Since the differential mechanism 21 includes a relay gear 23 that meshes with each driven gear 16 and a differential gear 24 that rotationally drives each relay gear 23 while allowing a rotational difference therebetween, the pistons 1 to 4 are operated by the operation of the differential gear 24. The pressing force can be made uniform.

また、差動機構２１として、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するトルクリミッタ機構を備えても良い。 Further, the differential mechanism 21 may be provided with a torque limiter mechanism that rotationally drives each relay gear 23 while allowing a rotational difference between them.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本発明の電動ブレーキは、航空機用の車輪を制動するものに限らず、他の車両等に設けられるものにも利用できる。 The electric brake of the present invention can be used not only for braking aircraft wheels but also for other vehicles.

本発明の実施の形態を示す電動ブレーキの構成図。The block diagram of the electric brake which shows embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１〜４ピストン
６回転ブレーキディスク
９非回転ブレーキディスク
１０モータ回転伝達機構
１１、１２電動モータ
１４ドライブギヤ
１５ボールスクリュ
１６ドリブンギヤ
２１差動機構
２３中継ギヤ
２４ディファレンシャルギヤ 1-4 Piston 6 Rotating brake disk 9 Non-rotating brake disk 10 Motor rotation transmission mechanism 11, 12 Electric motor 14 Drive gear 15 Ball screw 16 Driven gear 21 Differential mechanism 23 Relay gear 24 Differential gear

Claims

A rotating brake disc that rotates with the wheels,
A non-rotating brake disc that is displaceable and non-rotatable toward the rotating brake disc;
A plurality of pistons facing the non-rotating brake disc;
A ball screw that is rotatably connected to each piston, and that causes each piston to advance and retreat relative to the non-rotating brake disc by rotation thereof ;
An electric motor for rotating the ball screw,
A motor rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the electric motor to the plurality of ball screws ,
As the motor rotation transmission mechanism,
A driven gear coupled to the plurality of ball screws;
A drive gear driven to rotate by the electric motor;
An electric brake comprising: a differential mechanism that transmits rotation of one drive gear to two driven gears while allowing a difference in rotation between the two drive gears .

As the differential mechanism,
A relay gear meshing with the driven gear;
The electric brake according to claim 1, further comprising a differential gear that rotationally drives each relay gear while allowing a difference in rotation between the relay gears .