JP5494274B2

JP5494274B2 - 電動ブレーキ装置

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Publication number: JP5494274B2
Application number: JP2010139630A
Authority: JP
Inventors: 仁山田
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002314A

Description

本発明は、電動モータにより駆動されて、車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置に関する。

車輪に取り付けられ、電動モータを作動させることにより車輪に制動力を付与する電動ブレーキ装置に関する従来技術があった（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。特許文献１および特許文献２に開示された電動ブレーキ装置は、電動モータの駆動力を減速機を介してスクリュー部材に伝達し、スクリュー部材の回動により、ナット部材を介してピストンをディスクロータの回転軸方向に直進させ、一側のブレーキパッドをディスクロータに押圧させている。

また、ディスクロータへの押圧により、一側のブレーキパッドからの反力がスクリュー部材を介してキャリパへと伝わり、キャリパが回転軸方向に移動することにより、反対側のブレーキパッドをディスクロータに押圧させている。これにより、一対のブレーキパッドによってディスクロータを挟圧し、車輪に制動力を印加している。
上述した特許文献１に開示された電動ブレーキ装置においては、ブレーキペダルに踏力センサを設け、ブレーキペダルの操作力を検出している。また、ピストンの前端には荷重センサが取り付けられており、ディスクロータに付与した制動力に対応する荷重として、ピストンのブレーキパッドに対する押圧力を検出している。当該電動ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏力およびブレーキパッドに対する押圧力に基づいて、電動モータの作動を制御している。

特開２０００−１８２９４号公報特開２００４−３０８６９６号公報

ところで、ピストンの前端に荷重センサが設けられた場合、制動時のブレーキパッドに発生する発熱の影響を受け、荷重センサにおいて検出精度が低下するという問題がある。通常の荷重センサの場合、ブレーキパッドからの熱の影響によって、使用しているストレインゲージの検出精度が低下し、延いては、電動モータの作動制御が不正確になることがある。これを防ぐために、耐熱性の大きい荷重センサを使用する方法もあるが、荷重センサの高コスト化は免れない。

これらの問題を解消するためには、荷重センサをブレーキパッドから離れた電動ブレーキ装置の内部に配置することが考えられる。例えば、荷重センサを上述したスクリュー部材と電動ブレーキ装置内の固定部材との間に配置し、ピストンのブレーキパッドに対する押圧力を、ピストンがブレーキパッドから受けた反力として、スクリュー部材等を介して検出することが可能である。

一方、上述した特許文献１および特許文献２に開示された電動ブレーキ装置の減速機においては、複数の平歯車により電動モータの駆動力を伝達している。しかしながら、平歯車は、その作動時の静寂性の点においては斜歯歯車に対して劣後するものであり、静寂性が要求される車両ブレーキ装置としては、減速機において斜歯歯車を使用することが望ましい。

ところが、減速機において斜歯歯車を使用した場合、それぞれの歯車においてその回転軸方向にスラスト力が発生する。したがって、荷重センサを電動ブレーキ装置の内部に設けた場合、減速機の出力ギヤに発生したスラスト力が、スクリュー部材を介して上述した荷重センサへと伝わる恐れがある。このため、荷重センサがスラスト力に起因する荷重を検出してしまい、ブレーキパッドから受けた反力のみを正確に検出することができなくなり、電動モータの作動制御が不正確になる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作動制御を精度よく行うことのできる電動ブレーキ装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る電動ブレーキ装置の発明の構成上の特徴は、車体に取り付けられたハウジングと、ハウジングに対し移動可能に取り付けられたピストンと、車輪とともに回転するディスクとピストンとの間に介装されたブレーキパッドと、ハウジングに取り付けられた電動モータと、斜歯により形成された複数の歯車が互いに噛合することにより形成され、ハウジング内において、電動モータの駆動力を伝達する駆動機構と、ハウジング内においてピストンの軸方向に延び、駆動機構の出力部材により回転される回動部材と、回動部材と噛合するとともにハウジングに対して回転不能とされ、回動部材の回転によりピストンの軸方向に移動して、ピストンをディスクに向けて付勢する直進部材と、ハウジング内に設けられ、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力であって、ディスクから離れる向きの前記反力を検出する荷重センサと、を備え、荷重センサによる検出値に基づいて電動モータを作動させることにより、直進部材により付勢されたピストンが、ブレーキパッドをディスクに向けて付勢することにより車輪に制動力を付与し、駆動機構の出力部材と回動部材との間において、出力部材の回転は回動部材に伝達されるともに、出力部材から回動部材に向けて、双方の回転軸方向には荷重が伝達されないように形成されていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の電動ブレーキ装置において、ハウジング内には、ピストンの軸方向において、回動部材に対しピストンとは反対側に位置するように保持部材が設けられ、保持部材は、ハウジングに対しピストンの軸方向に移動可能に保持されるとともに、回転不能に取り付けられており、回動部材は、保持部材に対して回転可能に取り付けられ、荷重センサは、保持部材において、回動部材と対向する部位とは反対側に取り付けられていることにより、ハウジングの壁面と対向しており、ブレーキパッドからの反力により回動部材がピストンの軸方向に保持部材を付勢し、荷重センサが壁面に押圧されることにより、ブレーキパッドからの反力を検出することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の電動ブレーキ装置において、出力部材と回動部材との間においては、オルダムカップリングにより回転力が伝達されることである。

請求項１に係る電動ブレーキ装置によれば、荷重センサが、ブレーキパッドから回動部材を介して伝達されたピストンの軸方向の反力を検出していることにより、荷重センサをブレーキパッドから離れた位置に設けることができ、荷重センサがブレーキパッドから受ける熱の影響が小さく、正確に荷重を検出することができる。
また、駆動機構の出力部材と回動部材との間において、出力部材の回転は回動部材に伝達されるとともに、出力部材から回動部材に向けて、双方の回転軸方向には荷重が伝達されないように形成されている。したがって、駆動機構の斜歯により形成された歯車に発生したスラスト力が、回動部材へと伝わることがなく、ディスクへ付与した制動力に対応した荷重として、荷重センサがブレーキパッドからの反力を正確に検出することができる。これにより、電動モータの作動制御を精度よく行うことができる。

請求項２に係る電動ブレーキ装置によれば、ハウジング内に、ハウジングに対しピストンの軸方向に移動可能に保持されているとともに、回転不能な保持部材を設け、回動部材を、保持部材に対して回転可能に取り付け、荷重センサを、保持部材において、回動部材と対向する部位とは反対側に取り付け、ブレーキパッドからの反力により回動部材がピストンの軸方向に保持部材を付勢し、荷重センサが壁面に押圧されることにより、ブレーキパッドからの反力を検出するようにした。
これにより、回動部材の回転に拘わらず、荷重センサは回転することがない。したがって、壁面との間で回転方向に摺動することなく押圧されるため、摩耗が発生することがなく、荷重センサの長寿命化が実現できる。

請求項３に係る電動ブレーキ装置によれば、出力部材と回動部材との間においては、オルダムカップリングにより回転力が伝達されることにより、たとえ、出力部材と回動部材との間で軸心ずれがあっても、ロスなく回転を伝達することができる。

本発明の一実施形態による電動ブレーキ装置が、ディスクロータと係合した状態の外観斜視図図１に示した電動ブレーキ装置を、ディスクロータの回転軸方向にカットした場合の断面図図２に示した電動ブレーキ装置の作動時の状態を表した断面図図１に示したスクリューの端部形状を模式的に表した側面図（Ａ）およびスクリューの端部を軸方向に見た場合の模式図（Ｂ）図１に示した第３ギヤ部材の端部を軸方向に見た場合の模式図（Ａ）および第３ギヤ部材の端部形状を模式的に表した側面図（Ｂ）図１に示したオルダムカップリングのスリーブ部材を軸方向に見た場合の模式図（Ａ）およびそのＣ−Ｃ断面図（Ｂ）連結状態にあるオルダムカップリングを模式的に表した場合の軸方向断面図

図１乃至図７に基づき、本発明の一実施形態による電動ブレーキ装置１について説明する。尚、図２において、破線は各構成間の電気的な接続を意味している。また、図２における左右方向が、図１に示したディスクロータ４の回転軸φ方向に該当する。本発明の構成外であるディスクロータ４（ディスクに該当する）は、その回転中心において車両外方へと突出したハット部４１と、ハット部４１の周囲に形成され、後述するように、第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂによって挟圧されるプレート部４２とを有している。

図１に示すように、ハット部４１の端面からは、複数のスタッドボルト４３が突出している。ディスクロータ４は、これらのスタッドボルト４３を用いて、図示しない車輪のディスクホイールに取り付けられており、これにより車輪と一体回転可能とされている。
電動ブレーキ装置１のマウンティング１１は、図示しない車両のナックルアーム（車体に該当する）に取り付けられて固定されている。マウンティング１１には、第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂが保持されている（図１において、第２ブレーキパッド２１ｂのみ示す）。

マウンティング１１には、一対のスライドピン１２を介して、ブレーキハウジング１３（本発明のハウジングに該当する）がディスクロータ４の回転軸φ方向（以下、回転軸方向という）に移動可能に取り付けられている。ブレーキハウジング１３を形成するキャリパ１３１は、ディスクロータ４のプレート部４２を跨ぐように、その断面形状が略コの字状に形成されている（図１および図２示）。また、キャリパ１３１には、第２ブレーキパッド２１ｂを押圧するための一対の爪部１３１ｆが形成されている。

図２に示すように、キャリパ１３１の端面には、ブレーキハウジング１３を形成するハウジングプレート１３２が複数の締付ボルト１３３により固定されている。ハウジングプレート１３２には、キャリパ１３１と並ぶように電動モータ１４が取り付けられている。電動モータ１４は、ディスクロータ４の回転軸と平行に配置された出力シャフト１４１を有している。

ハウジングプレート１３２には、ブレーキハウジング１３を形成するハウジングカバー１３４が対向した状態で固定されており、双方の間には減速機構１５（本発明の駆動機構に該当する）が収容される空間が形成されている。減速機構１５は、第１ギヤ部材１５１、第２ギヤ部材１５２および第３ギヤ部材１５３により形成され、電動モータ１４の駆動力を伝達している。

第１ギヤ部材１５１は、回転軸方向に延びる第１ギヤシャフト１５１ａと、第１ギヤシャフト１５１ａに対して一体回転可能に取り付けられたラッチ歯車１５１ｂとにより形成されている。第１ギヤシャフト１５１ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し、回転可能に取り付けられている。第１ギヤシャフト１５１ａの外周面には、斜歯である第１小径ギヤ歯１５１ａ１が形成されている。ラッチ歯車１５１ｂは、駐車ブレーキ時などにおいて、電動モータ１４の非通電時に図示しないポール部材と噛合させることにより、ディスクロータ４への制動力の保持を可能としている。
第１ギヤ部材１５１は、スリーブ部材１４２により出力シャフト１４１と接続されており、これにより、電動モータ１４の駆動力が入力されている。第１ギヤ部材１５１と出力シャフト１４１との間においては、後述する第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との接続箇所と同様に、オルダムカップリングが形成されている。

第２ギヤ部材１５２は、回転軸方向に延びる第２ギヤシャフト１５２ａと、第２ギヤシャフト１５２ａに対して一体回転可能に取り付けられた大径歯車１５２ｂとにより形成されている。第２ギヤシャフト１５２ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し、回転可能に取り付けられている。第２ギヤシャフト１５２ａの外周面には、斜歯である第２小径ギヤ歯１５２ａ１が形成されている。

大径歯車１５２ｂの外周面には斜歯が形成されており、前述した第１ギヤ部材１５１の第１小径ギヤ歯１５１ａ１と噛合している。大径歯車１５２ｂは第１ギヤシャフト１５１ａに対して大径で、その歯数も第１小径ギヤ歯１５１ａ１に対し多く形成されている。これにより、第１ギヤ部材１５１と第２ギヤ部材１５２との間で、電動モータ１４の回転が減速される。

第３ギヤ部材１５３（本発明の出力部材に該当する）の軸部１５３ａは、ハウジングプレート１３２およびハウジングカバー１３４に対し回転可能に取り付けられている、軸部１５３ａには、半径方向外方へと延びるギヤ部１５３ｂが一体に形成されている。ギヤ部１５３ｂの外周面には斜歯が形成されており、前述した第２ギヤ部材１５２の第２小径ギヤ歯１５２ａ１と噛合している。ギヤ部１５３ｂは第２ギヤシャフト１５２ａに対して大径で、その歯数も第２小径ギヤ歯１５２ａ１に対し多く形成されている。これにより、第２ギヤ部材１５２と第３ギヤ部材１５３との間で、電動モータ１４の回転がさらに減速される。

上述したキャリパ１３１内には、センサホルダ１６（本発明の保持部材に該当する）が、設けられている。センサホルダ１６の外周面には、円周上にキー部材１６１が取り付けられており、キー部材１６１は、キャリパ１３１の内周面において回転軸方向に延在するキー溝１３１ａと係合している。これにより、センサホルダ１６は、キャリパ１３１に対して回転軸方向に移動可能に保持されているとともに、回転不能に取り付けられている。

センサホルダ１６には荷重センサ１７が取り付けられており、荷重センサ１７は、ハウジングプレート１３２の壁面と対向している。荷重センサ１７には、ストレインゲージ式、静電容量式といったあらゆる方式のものが適用可能である。また、荷重センサ１７は、センサホルダ１６の円周上において、互いが１２０°間隔となるように３箇所に配置されている。

回転直進変換機構１８を形成するスクリュー１８１（本発明の回動部材に該当する）は、センサホルダ１６に対して回転可能に取り付けられている。スクリュー１８１は、回転軸方向に延びるとともに、センサホルダ１６内に挿入された入力部１８１ａと、入力部１８１ａから半径方向外方へと延びた保持部１８１ｂと、保持部１８１ｂから後述するピストン２０へ向かって、回転軸方向に延在した回転部１８１ｃとにより形成されている。
入力部１８１ａは、スリーブ部材１９を介して第３ギヤ部材１５３の軸部１５３ａと接続されている。これにより、入力部１８１ａと軸部１５３ａとの間には、オルダムカップリングが形成され、第３ギヤ部材１５３の回転力がスクリュー１８１に伝達される。入力部１８１ａと軸部１５３ａとの間の連結機構については、後述する。

スクリュー１８１の保持部１８１ｂの外周面は、ボールベアリング１８２を介して、センサホルダ１６に取り付けられている。また、回転軸方向における保持部１８１ｂとセンサホルダ１６との間には、スラストベアリング１８３が介装されている。これにより、スクリュー１８１は、センサホルダ１６に対して相対回転可能に形成されている。
さらに、回転軸方向において、ボールベアリング１８２のアウタレース１８２ａとキャリパ１３１の段部１３１ｂとの間には、ウェイブワッシャ１８４が設けられており、キャリパ１３１に対してアウタレース１８２ａを、第３ギヤ部材１５３に向けて回転軸方向に付勢している。これにより、センサホルダ１６およびスクリュー１８１は、ボールベアリング１８２を介して、ともに第３ギヤ部材１５３に向けて（図２において右方に）付勢されており、荷重センサ１７は、常時、ハウジングプレート１３２に当接している。
荷重センサ１７が、ハウジングプレート１３２に当接することにより、センサホルダ１６、荷重センサ１７、ボールベアリング１８２、スラストベアリング１８３およびスクリュー１８１の回転軸方向における位置決めが行われている。尚、ウェイブワッシャ１８４は、金属製のリング状の薄板を波打たせた形状に形成されている。

スクリュー１８１の回転部１８１ｃの外周面には、ネジ部１８１ｃ１が形成されており、ネジ部１８１ｃ１には、ナット１８５（本発明の直進部材に該当する）が螺合している。ナット１８５は、スクリュー１８１とともに回転直進変換機構１８を形成している。ナット１８５は略ドーナツ状に形成されており、その内周面には、ネジ部１８１ｃ１と噛み合う内周ネジ１８５ａが形成されている。また、ナット１８５の外周面からは、ナットキー１８５ｂが突出している。

一方、キャリパ１３１には、回転軸方向に延びるシリンダ孔１３１ｃが形成されている。シリンダ孔１３１ｃにはピストン２０が嵌合しており、ピストン２０は第１ブレーキパッド２１ａを介してディスクロータ４の側面と対向している。ピストン２０の軸心は、ディスクロータ４の回転軸と平行となっている。ピストン２０の外周面には、ピストンキー２０１が円周上に取り付けられている。ピストンキー２０１は、シリンダ孔１３１ｃに形成されたピストンキー溝１３１ｄと係合している。これにより、ピストン２０は、キャリパ１３１に対して回転軸方向に移動可能、かつ、回転不能に取り付けられている。

また、ピストン２０のディスクロータ４よりの外周面には、ベローズ状のピストンブーツ２０２の一端部が装着されている。ピストンブーツ２０２の他端部は、シリンダ孔１３１ｃを塞ぐようにキャリパ１３１に取り付けられており、シリンダ孔１３１ｃ内への水の浸入を防止している。また、シリンダ孔１３１ｃには、リング状のダンパゴム１３１ｅが装着されており、ダンパゴム１３１ｅはピストン２０と係合することにより、ピストン２０が振動により移動することを防止している。

ピストン２０の内部には収容空間２０３が形成されており、収容空間２０３には互いに螺合したスクリュー１８１とナット１８５が収容されている。収容空間２０３の内周面には、回転軸方向に延在したナットキー溝２０４が形成されており、ナットキー溝２０４には前述したナットキー１８５ｂが係合している。したがって、ナット１８５は、ピストン２０に対して回転軸方向に移動可能、かつ、回転不能に取り付けられている。

ピストン２０には、ナット１８５と回転軸方向に対向するように当接部２０５が形成されている。当接部２０５は、ナット１８５に対してディスクロータ４よりに位置し、テーパ状を呈している。
ナット１８５と当接部２０５との間には、押圧部材１８６が介装されている。押圧部材１８６は略ディスク状を呈しており、その内周側にはスクリュー１８１の回転部１８１ｃが挿入されている。また、押圧部材１８６のナット１８５と対向した面は平坦に形成されており、当接部２０５と対向した側には球状面１８６ａが形成されている。
ピストン２０の第３ギヤ部材１５３よりの位置には、スナップリング２０６が装着されている。スナップリング２０６の内径はナット１８５の外径よりも小さく、収容空間２０３の開口付近に取り付けられることにより、収容空間２０３からナット１８５が抜け出ることを防止している。

ディスクロータ４のプレート部４２の一方の側面と、ピストン２０との間には前述した第１ブレーキパッド２１ａが配置されている。また、前述したようにキャリパ１３１は、プレート部４２の反対側の側面と対向するように爪部１３１ｆを有しており、爪部１３１ｆとプレート部４２との間には第２ブレーキパッド２１ｂが配置されている。
第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂは、それぞれ裏板２１１ａ，２１１ｂ、裏板２１１ａ，２１１ｂに接合されたライニング２１２ａ，２１２ｂおよび裏板２１１ａ，２１１ｂに装着されたシム２１３ａ，２１３ｂを備え、前述したマウンティング１１に支持されている。

上述した構成において、電動モータ１４が駆動され、減速された回転力が第３ギヤ部材１５３に出力されると、スクリュー１８１が第３ギヤ部材１５３により回転される。スクリュー１８１の回転部１８１ｃと螺合したナット１８５は回転不能であるため、収容空間２０３内をディスクホイール４に向けて回転軸方向に移動する。ナット１８５は押圧部材１８６を介してピストン２０を押圧し、第１ブレーキパッド２１ａをディスクロータ４に向けて（図２における左方へ）付勢する。

一方、第１ブレーキパッド２１ａに発生する反力は、ピストン２０、押圧部材１８６、ナット１８５、スクリュー１８１、スラストベアリング１８３、センサホルダ１６および荷重センサ１７を介してハウジングプレート１３２へと働き、ブレーキハウジング１３をピストン２０と反対方向（ディスクロータ４から離れる向きであって、図２において右方）へと付勢する。これにより、ブレーキハウジング１３が回転軸方向に移動し、キャリパ１３１の爪部１３１ｆが、第２ブレーキパッド２１ｂをディスクロータ４に向けて付勢する。したがって、ディスクロータ４は第１ブレーキパッド２１ａおよび第２ブレーキパッド２１ｂによって挟圧され、車輪に制動力が付与される（図３示）。

電動モータ１４へ供給される電流が低減されると、ピストン２０が第１ブレーキパッド２１ａを押圧する荷重が低下する。また、それにともない、第１ブレーキパッド２１ａからブレーキハウジング１３に働く反力も低下するため、キャリパ１３１の爪部１３１ｆが第２ブレーキパッド２１ｂを押圧する荷重も減少し、車輪に付与される制動力が低下する（図２示）。

また、ディスクロータ４に対する制動力の解除時には、ブレーキパッド２１ａ，２１ｂの引き摺りを防止するために、電動モータ１４を逆回転させ、ナット１８５をスナップリング２０６に係合させて図２において右方へと移動させ、ピストン２０をスクリュー１８１に向けて引き戻し、第１ブレーキパッド２１ａとピストン２０間のクリアランス設定を行う。

図２に示すように、センサホルダ１６は、ブレーキハウジング１３内の回転軸方向において、スクリュー１８１に対しピストン２０とは反対側に位置している。また、荷重センサ１７は、センサホルダ１６において、スクリュー１８１との対向面とは反対側に取り付けられている。したがって、第１ブレーキパッド２１ａからの反力によりスクリュー１８１が、回転軸方向であって、ディスクロータ４から離れる向きにセンサホルダ１６を付勢し、荷重センサ１７がハウジングプレート１３２の壁面との間で押圧される。これにより、車輪に付与される制動力に対応する荷重として、荷重センサ１７が第１ブレーキパッド２１ａからの反力を検出する。

図２に示すように、ブレーキの操作量を検出するため、車両のブレーキペダル５には踏力センサ６が取り付けられている。また、ブレーキペダル５にはブレーキ操作が行われたことを検出するために、ブレーキペダルスイッチ７が取り付けられている。さらに、ブレーキペダル５の操作時の運転者の違和感をなくすために、ブレーキペダル５にはブレーキシュミレータ８が接続されている。

踏力センサ６およびブレーキペダルスイッチ７は、コントローラ２２に対し電気的に接続されている。さらに、コントローラ２２は、上述した荷重センサ１７、電動モータ１４において回転磁界を発生させるためのコイル（図示せず）および電動モータ１４に設けられた回転角度センサ１４３に対し電気的に接続されている。
上述した構成において、運転者がブレーキペダル５を操作すると、コントローラ２２は、踏力センサ６の検出値に基づいて、電動モータ１４のコイルへ供給する電流を調整し、その作動を制御する。コントローラ２２は、荷重センサ１７により検出された第１ブレーキパッド２１ａからの反力が、ブレーキ踏力に見合った値となるように電動モータ１４の作動を制御する。

次に、図４乃至図７に基づき、スクリュー１８１の入力部１８１ａと、第３ギヤ部材１５３の軸部１５３ａとの間の連結機構について説明する。図４に示すように、入力部１８１ａの（第３ギヤ部材１５３側に位置する）端部からは、横係合部１８１ａ１が突出している。横係合部１８１ａ１は、入力部１８１ａの軸心を含む位置に設けられ、その先端には逃し部１８１ａ２が形成されている。逃し部１８１ａ２は、横係合部１８１ａ１の先端部を所定量だけ凹ませるように形成されている。図４（Ｂ）に示したように、横係合部１８１ａ１の長手方向の長さはｒ１に形成され、横係合部１８１ａ１の厚みはｄ１に設定されている。

一方、図５に示すように、軸部１５３ａの（スクリュー１８１側に位置する）端部からは、縦係合部１５３ａ１が突出している。縦係合部１５３ａ１は横係合部１８１ａ１と同様に、軸部１５３ａの軸心を含む位置に設けられ、その先端には逃し部１５３ａ２が形成されている。逃し部１５３ａ２は、縦係合部１５３ａ１の先端部を所定量だけ凹ませるように形成されている。

縦係合部１５３ａ１は横係合部１８１ａ１に対し、同一の形状に形成されているが、入力部１８１ａと軸部１５３ａとが連結された状態において、縦係合部１５３ａ１は横係合部１８１ａ１に対し、軸心を中心に９０度回転させた位置に設けられている。図５（Ａ）に示したように、縦係合部１５３ａ１の長手方向の長さはｒ２に形成され、縦係合部１５３ａ１の厚みはｄ２に設定されている。

図６に示すように、スリーブ部材１９は真円状の外周面を備えるとともに、内部に伝達孔１９１が貫通した略筒状に形成されている。伝達孔１９１は、断面が矩形状で横長の水平孔１９１ａと、同様に断面が矩形状で縦長の上下孔１９１ｂとが交差して形成され、十字状を呈している。図６（Ａ）に示すように、水平孔１９１ａの長手方向の長さはＲ１に形成され、水平孔１９１ａの幅はＤ１に設定されている。また、上下孔１９１ｂの長手方向の長さはＲ２に形成され、上下孔１９１ｂの幅はＤ２に設定されている。

図７に示したように、スリーブ部材１９の一側から、水平孔１９１ａ内に入力部１８１ａの横係合部１８１ａ１が挿入され、他側から、上下孔１９１ｂ内に軸部１５３ａの縦係合部１５３ａ１が挿入されることにより、オルダムカップリングが形成されている。上述した各部の寸法間には、ｒ１＜Ｒ１，ｄ１＜Ｄ１，ｒ２＜Ｒ２，ｄ２＜Ｄ２の関係があるため、横係合部１８１ａ１および縦係合部１５３ａ１は、それぞれ伝達孔１９１に対し遊嵌している。
したがって、伝達孔１９１と横係合部１８１ａ１および縦係合部１５３ａ１との間には、半径方向の隙間が形成されており、入力部１８１ａと軸部１５３ａとの間に多少の軸心のずれがあっても、スリーブ部材１９によって、ずれを吸収して双方を連結することが可能である。

入力部１８１ａと軸部１５３ａとが連結された状態において、スクリュー１８１はキャリパ１３１に対し位置決めされ、第３ギヤ部材１５３は、ハウジングプレート１３２とハウジングカバー１３４との間で位置決めされている。この状態において、逃し部１８１ａ２，１５３ａ２が形成されていることもあり、横係合部１８１ａ１と縦係合部１５３ａ１との間には、回転軸方向の隙間が形成されているため、互いに当接することはない。

また、入力部１８１ａと軸部１５３ａとが連結された状態において、横係合部１８１ａ１の入力部１８１ａに対する接合部と、縦係合部１５３ａ１の軸部１５３ａに対する接合部との間には、回転軸方向に不変の間隔Ｌ１が形成されている（図７示）。この間隔Ｌ１は、スリーブ部材１９の回転軸方向の全長Ｌ２よりも大きいため、スリーブ部材１９と入力部１８１ａおよび軸部１５３ａとの間には、回転軸方向においてそれぞれ所定の隙間が形成されている。したがって、オルダムカップリングにおいて、スリーブ部材１９は、入力部１８１ａおよび軸部１５３ａに対して回転軸方向に干渉することがなく、フローティング状態にある。

以上説明したように、スリーブ部材１９によって入力部１８１ａと軸部１５３ａとが連結された状態において、軸部１５３ａ、入力部１８１ａおよびスリーブ部材１９の間には回転軸方向の隙間が形成されており、軸部１５３ａから入力部１８１ａに向けて、回転軸方向に荷重が伝達されることはない。
スリーブ部材１９によって入力部１８１ａと軸部１５３ａとが連結された状態において、軸部１５３ａが回転すると、伝達孔１９１と縦係合部１５３ａ１および横係合部１８１ａ１とが係合するため、スリーブ部材１９を介して入力部１８１ａに回転力が伝達される。

本実施形態によれば、荷重センサ１７が、第１ブレーキパッド２１ａからスクリュー１８１を介して伝達された回転軸方向の反力を検出していることにより、荷重センサ１７を第１ブレーキパッド２１ａから離れた位置に設けることができ、荷重センサ１９が第１ブレーキパッド２１ａから受ける熱の影響が小さく、正確に荷重を検出することができる。
また、減速機構１５の第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間において、第３ギヤ部材１５３の回転はスクリュー１８１に伝達されるように形成されているとともに、第３ギヤ部材１５３からスクリュー１８１に向けて、双方の回転軸方向には荷重が伝達されないように隙間が設けられている。したがって、斜歯により形成された第３ギヤ部材１５３に発生したスラスト力が、スクリュー１８１へと伝わることがなく、ディスクロータ４へ付与した制動力に対応する荷重として、荷重センサ１７が第１ブレーキパッド２１ａからの反力を正確に検出することができる。これにより、電動モータ１４の作動制御を精度よく行うことができる。

また、ブレーキハウジング１３内に、ブレーキハウジング１３に対し回転軸方向に移動可能であるとともに、回転不能なセンサホルダ１６を設け、スクリュー１８１は、センサホルダ１６に対して回転可能に取り付けられており、荷重センサ１７を、センサホルダ１６において、スクリュー１８１と対向する部位とは反対側に取り付け、第１ブレーキパッド２１ａからの反力によりスクリュー１８１が回転軸方向にセンサホルダ１６を付勢し、荷重センサ１７がハウジングプレート１３２の壁面との間で押圧されることにより、第１ブレーキパッド２１ａからの反力を検出するようにした。
これにより、スクリュー１８１の回転に拘わらず、荷重センサ１７は回転することがない。したがって、ハウジングプレート１３２の壁面との間で回転方向に摺動することなく押圧されるため、摩耗が発生することがなく、荷重センサ１７の長寿命化が実現できる。

また、第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間においては、オルダムカップリングにより回転力が伝達されることにより、たとえ、第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間で軸心ずれがあっても、ロスなく回転を伝達することができる。
また、第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間においては、等速で回転力が伝達されるため、ディスクロータ４に付与する制動力を、容易に制御することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
第３ギヤ部材１５３とスクリュー１８１との間において、オルダムカップリングのみでなく、スプラインやキー止めを使用することにより、第３ギヤ部材１５３からスクリュー１８１への回転は伝達するが、回転軸方向の荷重は伝達しない連結機構を形成してもよい。

また、本発明による電動ブレーキ装置１は、車両におけるフットブレーキのみでなく、パーキングブレーキに使用してもよい。
また、電動モータ１４には、同期機、誘導機、直流機等のあらゆるモータが使用可能である。
また、本発明は、ディスクロータ４をブレーキハウジング１３の押圧部１３１ｆとピストン２０とで挟圧する浮動型のディスクブレーキのみではなく、ディスクロータ４の双方の側面をピストンにて押圧する対向型のディスクブレーキにも適用可能である。

図面中、１は電動ブレーキ装置、４はディスクロータ（ディスク）、１３はブレーキハウジング（ハウジング）、１４は電動モータ、１５は減速機構（駆動機構）、１６はセンサホルダ（保持部材）、１７は荷重センサ、１９はスリーブ部材、２０はピストン、２１ａは第１ブレーキパッド、２１ｂは第２ブレーキパッド、１５３は第３ギヤ部材（出力部材）、１８１はスクリュー（回動部材）、１８５はナット（直進部材）を示している。

Claims

車体に取り付けられたハウジングと、
前記ハウジングに対し移動可能に取り付けられたピストンと、
車輪とともに回転するディスクと前記ピストンとの間に介装されたブレーキパッドと、
前記ハウジングに取り付けられた電動モータと、
斜歯により形成された複数の歯車が互いに噛合することにより形成され、前記ハウジング内において、前記電動モータの駆動力を伝達する駆動機構と、
前記ハウジング内において前記ピストンの軸方向に延び、前記駆動機構の出力部材により回転される回動部材と、
前記回動部材と噛合するとともに前記ハウジングに対して回転不能とされ、前記回動部材の回転により前記ピストンの軸方向に移動して、前記ピストンを前記ディスクに向けて付勢する直進部材と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ブレーキパッドから前記回動部材を介して伝達された前記ピストンの軸方向の反力であって、前記ディスクから離れる向きの前記反力を検出する荷重センサと、
を備え、
前記荷重センサによる検出値に基づいて前記電動モータを作動させることにより、前記直進部材により付勢された前記ピストンが、前記ブレーキパッドを前記ディスクに向けて付勢することにより前記車輪に制動力を付与し、
前記駆動機構の前記出力部材と前記回動部材との間において、前記出力部材の回転は前記回動部材に伝達されるともに、前記出力部材から前記回動部材に向けて、双方の回転軸方向には荷重が伝達されないように形成されていることを特徴とする電動ブレーキ装置。
前記ハウジング内には、前記ピストンの軸方向において、前記回動部材に対し前記ピストンとは反対側に位置するように保持部材が設けられ、
前記保持部材は、
前記ハウジングに対し前記ピストンの軸方向に移動可能に保持されているとともに、回転不能に取り付けられており、
前記回動部材は、
前記保持部材に対して回転可能に取り付けられ、
前記荷重センサは、
前記保持部材において、前記回動部材と対向する部位とは反対側に取り付けられていることにより、前記ハウジングの壁面と対向しており、
前記ブレーキパッドからの前記反力により前記回動部材が前記ピストンの軸方向に前記保持部材を付勢し、前記荷重センサが前記壁面に押圧されることにより、前記ブレーキパッドからの前記反力を検出することを特徴とする請求項１記載の電動ブレーキ装置。
前記出力部材と前記回動部材との間においては、オルダムカップリングにより回転力が伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動ブレーキ装置。