JP6352202B2 - ブレーキ用アクチュエータおよびブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ブレーキ装置に設けられ、パッドを押圧するピストンを駆動するブレーキ用アクチュエータに関する。
自動車等の車両には、車輪に対応してそれぞれブレーキ装置が設けられている。ブレーキ装置として広く採用されているディスクブレーキは、車軸とともに回転するロータ(ディスク)と、ロータを挟んで対向配置された一対のパッド(摩擦材)と、一方のパッドをロータに向けて押圧する爪部および他方のパッドをロータに向けて押圧するピストンを有している。そして、運転者のブレーキペダル操作により、キャリパにブレーキ液が供給されてピストンがロータに向けて移動する。これにより、一対のパッドがロータを挟み込むようにそれぞれ押し付けられて制動力が発生する。
ところで、自動車技術の進歩に伴い、上述のようなブレーキ液の液圧により作動する機械的なブレーキ装置の開発に換えて、電気信号により制御されるアクチュエータを備えた電動式のブレーキ装置の開発が進んでいる。このブレーキ装置は、マスタシリンダ,液圧配管,倍力装置等を不要にして装置全体の小型軽量化を図ることができ、かつ高精度で制動力を制御することができる。したがって、例えば、前方を走行する他の車両の挙動に合わせて加速力や制動力を自動で制御する自動追尾機能を有する車両にも、容易に適用することができる。また、ブレーキ装置として運転者のブレーキペダル操作により制動力が得られるフットブレーキ装置の機能を兼ね備えた電動パーキングブレーキ装置の開発が進んでいる。
このような電動式のブレーキ装置は、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されたブレーキ装置は、電動パーキングブレーキ装置であって、車体に固定されるマウンティング(マウンティングブラケット)と、当該マウンティングに一対のスライドピンを介して移動自在に設けられたキャリパボディ(キャリパ)とを有している。
キャリパボディは、ディスクロータを跨ぐように断面がU字形状とされ、ディスクロータの軸方向に移動可能となっている。キャリパボディは、一方のパッドを押し付ける爪部を備え、かつ他方のパッドを押圧するピストンを有している。ピストンは、車室内等に設けられたパーキングブレーキスイッチの操作等によって作動する駆動装置(アクチュエータ)により駆動される。
駆動装置は、ピストンを移動自在に収容するシリンダ部の底部に装着され、略L字形状に形成されたギヤボディ(ケース)を備えている。そして、ギヤボディの内部には、電動モータおよび当該電動モータの回転を減速して高トルク化する減速機構が収容されている。これにより、小型の電動モータを採用可能としつつ、電動モータをシリンダ部に対して平行に配置可能となり、車両への搭載性を向上させている。
特開2014−062639号公報
しかしながら、上述の特許文献1に記載された技術においては、ギヤボディのキャリパボディに対する固定箇所が、出力部材(出力軸)を中心に対向配置された2箇所のみとなっている。
したがって、出力部材に対して、減速機構側からの大きなトルクが作用する場合や、ピストン側からの大きな反力や振動が作用する場合において、ギヤボディがキャリパボディに対して2箇所の固定箇所を結ぶ線分を軸心として振れたり、ギヤボディの電動モータを収容する側がギヤボディの出力部材がある側に対して捩れたりする虞があった。
特に、荷物を積載するトラック等の大きい車両においては車重も嵩むため、ブレーキ装置も大型のものが採用される。そして、この場合には、例えば減速比が大きい減速機構が採用されるため、要求されるトルクが大きくなって減速機構も大型となる。よって、ギヤボディも大型のものが採用されることが多い。
本発明の目的は、ケースのキャリパに対する振れやケース自身の捩れを抑制して、トラック等の要求されるトルクが大きい車両にも十分に適用できるブレーキ用アクチュエータおよびブレーキ装置を提供することにある。
本発明に係るブレーキ用アクチュエータでは、キャリパに移動自在に保持されるピストンを駆動し、前記キャリパとは別体に設けられるブレーキ用アクチュエータであって、回転軸を有するモータと、前記モータの動力を前記ピストンに伝達する出力軸と、前記回転軸と前記出力軸との間に設けられる減速機構と、前記モータおよび前記減速機構を収容し、樹脂材料により形成されるケースと、前記ケースに設けられ、前記モータを収容する収容部と、前記ケースに設けられ、前記収容部に対してその軸方向と交差する方向に並べられ、前記出力軸を支持する支持部と、を備え、前記支持部は、前記キャリパに固定される3つ以上のキャリパ固定部を有し、これらのキャリパ固定部が、前記出力軸を囲うように配置されると共に、前記3つ以上のキャリパ固定部のうちの1つが第1キャリパ固定部とされ、当該第1キャリパ固定部が、前記回転軸と前記出力軸とを結ぶ線分上に配置されている。
本発明に係るブレーキ装置では、ロータと、前記ロータに押し付けられるパッドと、前記パッドを押圧するピストンと、前記ピストンを移動自在に保持するキャリパと、前記キャリパとは別体に設けられ、前記ピストンを駆動するアクチュエータと、を有するブレーキ装置であって、前記アクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記モータの動力を前記ピストンに伝達する出力軸と、前記回転軸と前記出力軸との間に設けられる減速機構と、前記モータおよび前記減速機構を収容し、樹脂材料により形成されるケースと、前記ケースに設けられ、前記モータを収容する収容部と、前記ケースに設けられ、前記収容部に対してその軸方向と交差する方向に並べられ、前記出力軸を支持する支持部と、を備え、前記支持部は、前記キャリパに固定される3つ以上のキャリパ固定部を有し、これらのキャリパ固定部が、前記出力軸を囲うように配置されると共に、前記3つ以上のキャリパ固定部のうちの1つが第1キャリパ固定部とされ、当該第1キャリパ固定部が、前記回転軸と前記出力軸とを結ぶ線分上に配置されている。
本発明の他の態様では、前記支持部は、さらに第2キャリパ固定部および第3キャリパ固定部を備えている。
本発明の他の態様では、前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記支持部の前記収容部側に配置されている。
本発明の他の態様では、前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記収容部と前記支持部とを繋ぐ前記ケースの外周壁部寄りに配置されている。
本発明の他の態様では、前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第1線分の長さと、前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第2線分の長さと、前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第3線分の長さと、がそれぞれ等しい距離とされている。
本発明の他の態様では、前記キャリパ固定部が、前記出力軸を中心に等角度でそれぞれ配置されている。
本発明の他の態様では、前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第1線分とし、前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第2線分とし、前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第3線分とし、前記第1線分と前記第2線分とが成す角度と、前記第1線分と前記第3線分とが成す角度とが等しく、当該角度をα°としたときに、前記第2線分と前記第3線分とが成す角度β°が、前記角度α°よりも小さくなっている。
本発明の他の態様では、前記モータおよび前記減速機構を収容する前記ケースの開口部を密閉し、樹脂材料により形成されるカバーが設けられ、前記ケースおよび前記カバーが互いに溶着されている。
本発明の他の態様では、前記支持部の径方向内側に、円筒固定部が設けられ、前記円筒固定部と前記キャリパ固定部との間に、両者間の剛性を高める放射状リブが設けられている。
本発明の他の態様では、前記ブレーキ用アクチュエータおよび前記ブレーキ装置がトラック用である。
本発明によれば、支持部は、キャリパに固定される3つ以上のキャリパ固定部を有し、これらのキャリパ固定部は、出力軸を囲うように配置されているので、ケースをキャリパに対して3点以上の固定箇所で強固に固定することができる。固定箇所を3点とすれば、これらの3点を結ぶと「面」が形成される。したがって、ケースがキャリパに対して振れるのを効果的に抑制することができる。また、ケース自身の捩れを抑制することができ、トラック等の要求されるトルクが大きい車両にも十分に対応することが可能となる。
本発明に係るブレーキ装置の概要を示す斜視図である。 図1のブレーキ装置(ロータ省略)を矢印A方向から見た平面図である。 図2のB−B線に沿う部分拡大断面図である。 アクチュエータ単体を示す斜視図である。 図4のC−C線に沿う断面図である。 アクチュエータ単体を出力軸側から見た平面図である。 実施の形態2のアクチュエータ単体を示す図6に対応した図である。
以下、本発明の実施の形態1について図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係るブレーキ装置の概要を示す斜視図を、図2は図1のブレーキ装置(ロータ省略)を矢印A方向から見た平面図を、図3は図2のB−B線に沿う部分拡大断面図を、図4はアクチュエータ単体を示す斜視図を、図5は図4のC−C線に沿う断面図を、図6はアクチュエータ単体を出力軸側から見た平面図をそれぞれ示している。
ただし、図2においては、アクチュエータ20のキャリパ16への固定状態を明確にするために、アクチュエータ20に網掛けを施している。
図1ないし図3に示すように、ブレーキ装置10は、電動パーキングブレーキ装置(Electric Parking Brake)を備えたものであって、車両の車軸(図示せず)に一体回転可能に取り付けられたロータ11を備えている。ロータ11は、複数のハブボルト12(図示では4つ)を有するロータ本体11aと、当該ロータ本体11aの径方向外側に一体に設けられたディスク部11bとを備えている。ディスク部11bは、一対のパッド13a,13bによって挟まれる摩擦面を形成している。また、ロータ本体11aにはホイール(図示せず)が装着され、各ハブボルト12にはホイールナット(図示せず)がねじ結合されるようになっている。
ブレーキ装置10は、車両のナックル等の非回転部分(図示せず)に固定されるマウンティングブラケット14を備えている。このマウンティングブラケット14は、鋳造成形により所定形状に形成され、一対のスライドピン15がそれぞれ摺動自在に装着される一対のピン装着部14aが一体に設けられている。各ピン装着部14aはロータ11の軸方向に延びており、各スライドピン15はロータ11の軸方向に移動自在となっている。そして、各ピン装着部14aの間には橋渡し部14bが一体に設けられ、各ピン装着部14aは、ロータ11の周方向に所定の間隔を持って配置されている。
ブレーキ装置10は、マウンティングブラケット14に移動自在に取り付けられるキャリパ16を備えている。このキャリパ16は、マウンティングブラケット14と同様に鋳造成形により所定形状に形成され、キャリパ本体16aと、一対のピン固定部16bとを備えている。キャリパ本体16aは、ロータ11のディスク部11bを跨ぐように断面が略U字形状に形成され、爪部16c,シリンダ部16dおよび連結部16eを備えている。連結部16eは、爪部16cとシリンダ部16dとを連結している。
爪部16cは、ロータ11の軸方向に沿うハブボルト12側に配置され、シリンダ部16dは、ロータ11の軸方向に沿うハブボルト12側とは反対側に配置されている。ここで、ロータ11の軸方向に沿うハブボルト12側とは反対側には、車両の振動を減衰するショックアブソーバ(図示せず)が配置される。そのため、ブレーキ装置10は、ショックアブソーバを避けて車両に固定されている。
図3に示すように、シリンダ部16dは有底筒状に形成されており、当該シリンダ部16dの内部には、ピストン17が摺動自在に設けられている。つまり、ピストン17は、キャリパ16に移動自在に保持されており、ロータ11の軸方向に摺動するようになっている。ここで、シリンダ部16dの径方向内側は切削加工されており、ピストン17がスムーズに摺動可能となっている。
また、シリンダ部16dの内部であって、かつピストン17の背面側(図中右側)には、ブレーキペダル(図示せず)の操作によりブレーキ液(図示せず)が供給されるようになっている。つまり、運転者のブレーキペダル操作による通常の制動時には、ブレーキ液の供給により制動力が発生するようになっている。
図1に示すように、一対のピン固定部16bは、シリンダ部16dの径方向外側に、互いに対向するよう相反する方向に突出して設けられている。各ピン固定部16bの先端部にはボルト18がそれぞれ挿通され、これらのボルト18はスライドピン15にそれぞれ固定されている。これにより、キャリパ16は、マウンティングブラケット14に対して、ロータ11の軸方向に移動自在となっている。
図3に示すように、爪部16cは、ディスク部11bのハブボルト12側にある一方のパッド(アウターパッド)13aを、ディスク部11bに向けて押し付ける。また、ピストン17は、ディスク部11bのハブボルト12側とは反対側にある他方のパッド(インナーパッド)13bを、ディスク部11bに向けて押し付ける。
より具体的には、サービスブレーキ作動時、運転者のブレーキペダル操作により、ピストン17の背面側にブレーキ液が供給されると、ピストン17がシリンダ部16dの内部から外部に押し出されて、図3中左側に移動する。これにより、ピストン17はパッド13bをディスク部11bに向けて押圧する。一方、ピストン17がパッド13bを押圧する際の反力によって、キャリパ16がマウンティングブラケット14に対して、図3中右側に移動する。これにより、爪部16cはパッド13aをディスク部11bに向けて押圧する。
ピストン17は中空となっており、その内部には送りねじ機構17a(詳細図示せず)が収容されている。送りねじ機構17aは、アクチュエータ20によって正逆回転される雄ねじ部材17bを備えている。また、送りねじ機構17aは、雄ねじ部材17bがねじ結合される雌ねじ部材(図示せず)を備えている。これにより、パーキングブレーキ作動時、運転者が車室内のパーキングブレーキスイッチ(図示せず)を操作することで、アクチュエータ20によって雄ねじ部材17bが正逆方向に回転駆動される。
図1ないし図3に示すように、ブレーキ装置10は、送りねじ機構17aを駆動するアクチュエータ(ブレーキ用アクチュエータ)20を備えている。アクチュエータ20は、シリンダ部16dのロータ11側とは反対側の底部側に固定されている。以下、パーキングブレーキスイッチの操作時に作動するアクチュエータ20の構造について、図面を用いて詳細に説明する。
図4および図5に示すように、アクチュエータ20は、略L字形状に形成されたケース21を備えている。このケース21の開口部21a(図3および図5参照)は、カバー22によって密閉され、これによりケース21の内部に雨水や埃等が進入するのを防止している。ケース21およびカバー22は、いずれも樹脂材料を射出成形することで所定形状に形成されている。
ここで、ケース21は、アクチュエータ20の外郭の大部分を占めており、かつ車両の足回りの周辺の劣悪環境に曝される。そのため、ケース21は、耐候性に優れたポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)によって形成されている。PBT樹脂の特性としては、熱安定性,寸法安定性,耐薬品性等に優れていることが挙げられる。熱安定性とは、長時間高温環境に曝しても熱変形し難い特性のことである。寸法安定性とは、多湿環境に曝しても吸水率が低いため寸法が変化し難い特性のことである。耐薬品性とは、有機溶剤,ガソリン,油等に対して変質し難い特性のことである。
なお、ケース21の材質としてはPBT樹脂に限らず、上述のような耐候性に優れた材質であれば、例えば、ポリフェニレンスルファイド樹脂(PPS樹脂)等の他の材料としても良い。また、カバー22においても、ケース21と同じ劣悪環境に曝されるため、ケース21と同じPBT樹脂で形成しても良いし、耐候性に優れた他の材料(PPS樹脂等)であっても良い。また、上述のような劣悪環境に曝されることから、ケース21とカバー22とは、互いの樹脂材料を溶融させて固着させる適宜の溶着手段によって固定させる。
ここで、ケース21の内部には、電動モータ(モータ)30および減速機構50が収容されており、以下、ケース21の詳細構造を説明する前に、電動モータ30および減速機構50の構造について説明する。
図5に示すように、電動モータ30はモータケース31を備えている。モータケース31は、鋼板(磁性材料)をプレス加工等することで有底の略円筒形状に形成されている。モータケース31の内側には、断面が略円弧形状に形成された複数のマグネット32(図示では2つのみ示す)が固定されている。そして、これらのマグネット32の内側には、コイル33が巻装されたアーマチュア34が、所定の隙間(エアギャップ)を介して回転自在に収容されている。
アーマチュア34の回転中心には、アーマチュア軸(回転軸)35の基端側が固定されている。アーマチュア軸35の先端側はモータケース31の外部にまで延ばされており、アーマチュア軸35の先端部にはピニオンギヤ36が固定されている。アーマチュア軸35の軸方向に沿うアーマチュア34とピニオンギヤ36との間には、コイル33の端部が電気的に接続されたコンミテータ37が固定されている。コンミテータ37の外周部分には、一対のブラシ38が摺接するようになっている。なお、コンミテータ37および各ブラシ38についても、モータケース31の内部にそれぞれ収容されている。
そして、車両の停車時にパーキングブレーキスイッチを操作することで、各ブラシ38に駆動電流が供給される。すると、各ブラシ38およびコンミテータ37を介してコイル33に駆動電流が供給され、これによりアーマチュア34に電磁力が発生する。よって、アーマチュア軸35(ピニオンギヤ36)が所定の回転数で所定の方向に回転駆動される。ここで、各ブラシ38に供給される駆動電流は、ケース21に設けたコネクタ接続部25に接続される車両側コネクタ(図示せず)から供給される。
図5に示すように、ケース21には、雄ねじ部材17b(図3参照)に一体回転可能に連結され、電動モータ30の動力をピストン17に伝達する出力軸39が、回転自在に設けられている。この出力軸39は、減速機構50を形成する遊星キャリヤ56に一体に設けられており、高トルク化された回転力を雄ねじ部材17bに伝達するようになっている。そして、アーマチュア軸35と出力軸39とは、それぞれ平行に並んでケース21に設けられており、アーマチュア軸35と出力軸39との間に、減速機構50が設けられている。
また、減速機構50とピニオンギヤ36との間には、アーマチュア軸35と平行に並べられた出力軸39に動力を伝達するための入力側二段ギヤ40が設けられている。この入力側二段ギヤ40は、ピニオンギヤ36に噛み合わされる大径ギヤ41と、減速機構50を形成する出力側二段ギヤ51の大径ギヤ52に噛み合わされる小径ギヤ42とを備えている。
減速機構50は遊星歯車減速機構であって、出力側二段ギヤ51を有している。この出力側二段ギヤ51は、入力側二段ギヤ40の小径ギヤ42に噛み合わされる大径ギヤ52と、サンギヤ(太陽歯車)として機能する小径ギヤ53とを備えている。また、減速機構50は、3つのプラネタリギヤ(遊星歯車)54(図示では2つのみ示す)を備えており、これらのプラネタリギヤ54は、それぞれ小径ギヤ53および内歯車(インターナルギヤ)55の双方に噛み合わされている。
各プラネタリギヤ54は、遊星キャリヤ56に支持ピン57を介してそれぞれ回転自在に支持されている。内歯車55は、ケース21にインサート成形により固定され、遊星キャリヤ56は内歯車55に対して相対回転可能となっている。これにより、アーマチュア軸35の回転が、入力側二段ギヤ40および出力側二段ギヤ51を介して減速機構50に伝達され、減速機構50により減速される。その後、減速機構50により減速されて高トルク化された回転力は、出力軸39から雄ねじ部材17b(図3参照)に伝達されて、ピストン17が大きな力で移動される。よって、小型の電動モータ30を用いて電動パーキングブレーキ装置を構築することができる。
ここで、内歯車55は、ケース21およびカバー22によって密閉された空間内に設けられるため、ケース21やカバー22のように耐候性の要件はない。その一方で、内歯車55は、減速機構50を形成する動力伝達要素となっているため、機械的強度や耐久性の要件がある。よって、本実施の形態においては、ポリアミド系樹脂であるPA66樹脂(ポリアミド66)により内歯車55を形成している。これにより、内歯車55の軽量化を実現しつつ十分な強度を得ている。ここで、ポリアミド系樹脂は、機械的強度において優れた特性を有し、かつ上述のような耐薬品性にも優れた特性を有している。
ただし、内歯車55の材質としてはPA66樹脂に限らず、動力伝達要素に適した強度が得られる材質であれば、より高強度であるアルミ材料等の金属材料を用いても良い。このように、本実施の形態では、ケース21の材質と内歯車55の材質とを異ならせて、それぞれを最適な材料で形成することで、故障し難く信頼性の高いアクチュエータ20を実現している。
図4ないし図6に示すように、ケース21は、キャリパ16のシリンダ部16d(図3参照)に固定される固定部23と、電動モータ30(図5参照)を収容する収容部24とを備えている。固定部23は、収容部24に対してその軸方向と交差する方向に並べられている。固定部23は、ケース21の出力軸39が配置される部分に設けられ、出力軸39および減速機構50と同軸上に配置されている。固定部23は、内歯車55を介して出力軸39を回転自在に支持するようになっている。つまり、固定部23は、本発明における支持部を構成している。
固定部23の径方向内側には、円筒固定部23aが設けられ、当該円筒固定部23aの軸方向先端側には、シリンダ部16dの底部側が嵌合して固定されている。また、固定部23の径方向外側には、ケース21の外郭の一部を形成する外周壁部23bが設けられている。
一方、収容部24は、ケース21の電動モータ30が配置される部分に設けられ、アーマチュア軸35と同軸上に配置されている(図5参照)。収容部24は、アーマチュア軸35の軸方向に延びる円筒本体部24aと、この円筒本体部24aの軸方向に沿うカバー22側とは反対側にある段付き形状の底壁部24bとを備えている。そして、電動モータ30は、収容部24に挿入され、かつ収容部24に対して相対回転不能となるように、締結手段(図示せず)によって強固に固定されている。
図4に示すように、収容部24の軸方向長さL1は、固定部23の軸方向長さL2よりも長い寸法となっている(L1>L2)。ここで、収容部24の軸方向長さL1は、ケース21の開口部21a(図5参照)から収容部24の底壁部24bまでの長さ寸法であり、固定部23の軸方向長さL2は、ケース21の開口部21aから固定部23の円筒固定部23aの先端部分までの長さ寸法である。また、軸方向長さL1は、軸方向長さL2の略2倍となっている。
これにより、アクチュエータ20をキャリパ16に固定した際に、アーマチュア軸35および出力軸39が互いに平行となるよう、図2に示すように、シリンダ部16dの真横に電動モータ30を配置することができる。よって、シリンダ部16dの軸方向寸法が増大するのを抑制して、ブレーキ装置10がショックアブソーバ等に接触されるのを回避することができる。
ここで、図5に示すように、ケース21の長手方向(図中左右方向)に沿う収容部24を挟む固定部23側とは反対側には、車両側コネクタが電気的に接続されるコネクタ接続部25が一体に設けられている。このコネクタ接続部25の内部には、車両側コネクタからの駆動電流を各ブラシ38に供給するための給電端子(図示せず)が設けられている。
また、図2に示すように、コネクタ接続部25は、アクチュエータ20をキャリパ16に固定した状態のもとで、シリンダ部16d側とは反対側に向けられている。これにより、ブレーキ装置10を車両に取り付けた状態のもとで、車両側コネクタを容易かつ確実にコネクタ接続部25に接続することができる。
図4ないし図6に示すように、固定部23は、円筒固定部23aと外周壁部23bとを備えている。外周壁部23bは、ケース21の全周に亘って設けられ、外周壁部23bには、径方向外側に部分的に突出するようにして、第1突出部23c1,第2突出部23c2および第3突出部23c3(合計3つ)が一体的に設けられている。そして、各突出部23c1,23c2,23c3のそれぞれには、出力軸39の軸方向に貫通された第1ねじ挿通部23d1,第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3(合計3つ)が設けられている。
ここで、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3は、本発明におけるキャリパ固定部を構成しており、これらのねじ挿通部23d1,23d2,23d3は、固定部23の径方向外側に配置されている。なお、第1ねじ挿通部23d1は本発明における第1キャリパ固定部を構成し、第2ねじ挿通部23d2は本発明における第2キャリパ固定部を構成し、第3ねじ挿通部23d3は本発明における第3キャリパ固定部を構成している。
そして、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3には、アクチュエータ20をキャリパ16に固定するための固定ねじS(図1および図2参照)がそれぞれ挿通されるようになっている。これにより、ケース21の各突出部23c1,23c2,23c3(各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3)は、キャリパ16に強固に固定される。
各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3は、出力軸39の径方向外側において、出力軸39の周囲を囲うように配置されている。より具体的には、図6に示すように、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3は、いずれも出力軸39を中心とした仮想円VC上に配置されている。つまり、第1ねじ挿通部23d1の中心と出力軸39の中心とを結んだ第1線分LN1の長さS1と、第2ねじ挿通部23d2の中心と出力軸39の中心とを結んだ第2線分LN2の長さS2と、第3ねじ挿通部23d3の中心と出力軸39の中心とを結んだ第3線分LN3の長さS3とが、それぞれ等しい距離とされている(S1=S2=S3)。
各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3のうちの、第1ねじ挿通部23d1は、図6に示すように、アーマチュア軸35の軸心と出力軸39の軸心とを結んで形成される中央線分CL上に配置されている。そして、ケース21は、中央線分CLを境界として鏡像対称となっている。したがって、中央線分CL上に配置された第1ねじ挿通部23d1と、鏡像対称で配置された第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3とは、ケース21の中央線分CLを軸心としたキャリパ16(図3参照)に対する捩れを効果的に抑制する。より具体的には、図4に示すように、破線矢印R1,R2の方向に沿うケース21の捩れが効果的に抑制される。
さらに、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3のうちの、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3は、アーマチュア軸35と出力軸39との間でかつ固定部23の収容部24側、つまり図6に示すように軸間領域ARの範囲内に配置されている。これにより、図4に示すように、破線矢印R3の方向に沿うケース21の歪み(傾斜や倒れ)が効果的に抑制される。
また、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3は、収容部24と固定部23とを繋ぐケース21の外周壁部23b寄りの部分に配置されている。これにより、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3を、それぞれケース21の外周壁部23bに近接させて配置することができ、アクチュエータ20の短手方向に沿う幅寸法W1が大きくなるのを抑制している。
ここで、第1線分LN1と第2線分LN2との成す角度は120°よりも若干大きい角度のα°となっている。また、ケース21は中央線分CLを境界として鏡像対称となっているので、第1線分LN1と第3線分LN3との成す角度についても120°よりも若干大きい角度のα°となっている。これに対し、第2線分LN2と第3線分LN3との成す角度は120°よりも若干小さい角度のβ°となっている(α°>β°)。
このように、出力軸39の周囲に3つのねじ挿通部23d1,23d2,23d3を略等角度で設けることで、出力軸39の軸心がピストン17の軸心に対してずれないように、アクチュエータ20をキャリパ16に対して均等な固定力で固定することができる。
図2および図4に示すように、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3と外周壁部23bとの間には、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3の外周壁部23bに対する固定強度を高めるための固定部用補強リブ23eが一体に設けられている。これにより、アクチュエータ20の作動時において、ケース21がキャリパ16に対してがたつくことが抑制される。
また、収容部24の径方向外側には、3つの補強リブ24c1,24c2,24c3が一体に設けられている。これらの補強リブ24c1,24c2,24c3は、図4に示すように、軸方向長さがL1の収容部24が、軸方向長さがL2の固定部23に対して傾斜(倒れ)したり捩れたりするのを抑制するために設けたものである。
さらに、ケース21は樹脂材料(PBT樹脂)を射出成形することで形成されるため、その硬化時には樹脂が収縮してヒケが発生する。各補強リブ24c1,24c2,24c3は、ケース21の硬化時において、ヒケの発生に起因する収容部24の固定部23に対する傾斜や歪みも抑制する。
3つの補強リブ24c1,24c2,24c3のうちの固定部23側にある2つの補強リブ24c2,24c3は、その突出方向が、収容部24をその軸方向から見たときに、固定部23の外周壁部23bにそれぞれ向けられている。これにより、ケース21のデッドスペースDSに各補強リブ24c2,24c3が配置される。よって、各補強リブ24c2,24c3を比較的大きく形成して、各補強リブ24c2,24c3自身の剛性を高めることができる。
また、ケース21のデッドスペースDSに各補強リブ24c2,24c3を配置することで、収容部24の固定部23側へ傾斜を抑制しつつ、シリンダ部16dと収容部24とが干渉しない範囲、つまりシリンダ部16dを避けた位置で互いに近接させて配置可能となっている。つまり、各補強リブ24c2,24c3の配置箇所は、ブレーキ装置10の小型軽量化に有利な配置箇所となっている。
さらに、各補強リブ24c2,24c3に負荷される応力は、それぞれ外周壁部23bに逃がされる。よって、収容部24の固定部23に対する傾斜や捩れがより確実に抑制される。ここで、出力軸39の軸方向に沿う外周壁部23bの肉厚は厚く、出力軸39の軸方向に沿う外周壁部23bの剛性は高くなっている。また、外周壁部23bは、固定部用補強リブ23eを介して第2突出部23c2および第3突出部23c3と連結されている。したがって、各補強リブ24c2,24c3から負荷される応力により、外周壁部23bが変形することが抑制される。
図4に示すように、固定部23には、複数の肉盗み部23fが設けられている。これらの肉盗み部23fは、固定部23のシリンダ部16d側(図中上側)で、かつ円筒固定部23aの周囲に設けられている。各肉盗み部23fは、円筒固定部23aと外周壁部23bとの間に配置され、円筒固定部23aの周方向に並んで配置されている。各肉盗み部23fは、固定部23のヒケに起因した変形を防止し、かつケース21を軽量化するために設けたものであり、出力軸39の軸方向に窪んで設けられている。
各肉盗み部23fは、出力軸39を中心に放射状に設けられた複数の放射状リブ23g1,23g2,23g3によって互いに仕切られている。これらの放射状リブ23g1,23g2,23g3のうち、放射状リブ23g1は円筒固定部23aと外周壁部23bとの間に設けられ、放射状リブ23g2は円筒固定部23aと各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3との間に設けられ、放射状リブ23g3は円筒固定部23aと収容部24との間に設けられている。
そして、円筒固定部23aと各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3との間にある放射状リブ23g2は、両者間の剛性を高めてケース21のキャリパ16に対する捩れやがたつきも抑制する。また、円筒固定部23aと収容部24との間にある放射状リブ23g3は、収容部24の固定部23に対する傾斜や歪みも抑制する。
ここで、各補強リブ24c2,24c3は、収容部24を軸方向から見たときに、各肉盗み部23fと重ならない位置で、かつ外周壁部23bと連結されている。これにより、ケース21を射出成形する際に用いる各金型(図示せず)の形状を簡素化することができるとともに、各補強リブ24c2,24c3から負荷される応力が、ケース21の薄肉となった肉盗み部23fに負荷されるのを防止している。
また、図4および図6に示すように、ケース21の開口部21a側とは反対側で、かつ収容部24とコネクタ接続部25との間にも、一対の肉盗み部23hが設けられている。さらに、各肉盗み部23hの間には、補強リブ24c1に連結された補強リブ23kが設けられている。各肉盗み部23hは、収容部24のヒケに起因した変形を防止し、かつケース21を軽量化するために設けたものである。補強リブ23kは、補強リブ24c1と協働して、収容部24が固定部23に対して、傾斜(倒れ)したり捩れたりするのを抑制する。
以上詳述したように、本実施の形態によれば、固定部23は、キャリパ16に固定される3つのねじ挿通部23d1,23d2,23d3を有し、これらのねじ挿通部23d1,23d2,23d3は、出力軸39を囲うように配置されている。これにより、ケース21をキャリパ16に対して3点の固定箇所で強固に固定することができる。また、3点の固定箇所を結ぶと「面」が形成される。そのため、ケース21がキャリパ16に対して振れるのを効果的に抑制することができる。さらには、ケース21自身の捩れを抑制することができ、トラック等の要求されるトルクが大きい車両にも十分に対応することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、第1ねじ挿通部23d1が、アーマチュア軸35と出力軸39とを結ぶ中央線分CL上に配置されている。これにより、ケース21の中央線分CLを軸心とした捩れを効果的に抑制することができる。
さらに、本実施の形態によれば、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3が、固定部23の収容部24側に配置されている。これにより、ケース21における収容部24と固定部23との間の捩れや撓みを効果的に抑制することができる。
ここで、ケース21の中でも、重量が嵩む電動モータ30を収容する収容部24と、高トルク化された回転力を出力する出力軸39がある固定部23との間は、キャリパ16に対して最も強固に固定すべき部分となっている。よって、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3(2点)を、固定部23の収容部24側に配置することは、ブレーキ装置10の大型化への対応やブレーキ装置の剛性向上等のために、有効な構成となっている。
また、本実施の形態によれば、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3が、収容部24と固定部23とを繋ぐケース21の外周壁部23b寄りに配置されている。これにより、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3を、それぞれケース21の外周壁部23bに近接させて、図6に示すように、アクチュエータ20の短手方向に沿う幅寸法W1が増大するのを抑えることができる。
さらに、本実施の形態によれば、第1ねじ挿通部23d1と出力軸39とを結んだ第1線分LN1の長さS1と、第2ねじ挿通部23d2と出力軸39とを結んだ第2線分LN2の長さS2と、第3ねじ挿通部23d3と出力軸39とを結んだ第3線分LN3の長さS3と、がそれぞれ等しい距離とされている。これにより、ケース21のキャリパ16に対する出力軸39を中心とした固定バランスを良好にして、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3に略均等にケース21の捩れ力(応力)を逃がすことができる。したがって、アクチュエータ20の作動時におけるキャリパ16に対するがたつきを抑えて、アクチュエータ20からの異音の発生をより効果的に抑えることができる。
次に、本発明の実施の形態2について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態1と同様の機能を有する部分には同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
図7は実施の形態2のアクチュエータ単体を示す図6に対応した図を示している。
実施の形態2に係るアクチュエータ(ブレーキ用アクチュエータ)60は、ケース61の構造のみが異なっている。より具体的には、ケース61に設けられる第2突出部62および第3突出部63の外周壁部23bからの突出量が、実施の形態1(図6参照)に比して大きくなっている。また、これに伴って、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3の位置が、実施の形態1に比して異なっている。
実施の形態2においては、図7に示すように、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3のそれぞれが、出力軸39を中心に等角度γ°(=120°)で配置されている。つまり、第1線分LN1と第2線分LN2とのなす角度と、第1線分LN1と第3線分LN3とのなす角度と、第2線分LN2と第3線分LN3とのなす角度とが、それぞれ完全に一致したγ°となっている。これにより、アクチュエータ60の短手方向に沿う幅寸法W2は、実施の形態1に比して若干大きくなるが(W2>W1)、後述するように固定バランスに優れるという効果がある。
以上のように形成した実施の形態2においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態2においては、各ねじ挿通部23d1,23d2,23d3を、出力軸39を中心に等角度γ°(=120°)でそれぞれ配置したので、ケース61のキャリパ16に対する出力軸39を中心とした固定バランスを、より良好にすることができる。
本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、図6および図7に示すように、第1ねじ挿通部23d1,第2ねじ挿通部23d2,第3ねじ挿通部23d3を3つとして、これらの全てが仮想円VC上に配置されたものを示したが、本発明はこれに限らない。
例えば、図7において、第1ねじ挿通部23d1に換えて、破線円(1),(2)の部分(中央線分CLを境界とした鏡像対称の部分)にねじ挿通部をそれぞれ設けても良い。また、図7において、第2ねじ挿通部23d2および第3ねじ挿通部23d3に換えて、破線円(3),(4)の部分(中央線分CLを境界とした鏡像対称の部分)にねじ挿通部をそれぞれ設けても良い。要は、ケース21,61の中央線分CLを境界として鏡像対称であれば、必要とされる固定バランス等に応じて、ねじ挿通部(キャリパ固定部)を仮想円VC上から外れた位置に設けても良く、その個数も4つや5つ等3つ以上であれば良い。
また、上記各実施の形態においては、ブレーキ装置10を電動パーキングブレーキ装置としたものを示したが、本発明はこれに限らず、運転者のブレーキペダル操作により作動するアクチュエータを備え、電気配線のみで繋がったバイワイヤ方式のブレーキ装置(Brake by wire)にも適用することができる。
さらに、上記各実施の形態においては、図5に示すように、電動モータ30をブラシ付きのモータとしたものを示したが、本発明はこれに限らず、ブラシレスのモータを採用することもできる。この場合、モータからのノイズの発生を抑えて、他の車載機器への悪影響をより効果的に低減することができる。
また、本発明は、上記種々の形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質,形状,寸法,数,配置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であって、上述のものに限定されない。
10 ブレーキ装置
11 ロータ
11a ロータ本体
11b ディスク部
12 ハブボルト
13a,13b パッド
14 マウンティングブラケット
14a ピン装着部
14b 橋渡し部
15 スライドピン
16 キャリパ
16a キャリパ本体
16b ピン固定部
16c 爪部
16d シリンダ部
16e 連結部
17 ピストン
17a 送りねじ機構
17b 雄ねじ部材
18 ボルト
20 アクチュエータ(ブレーキ用アクチュエータ)
21 ケース
21a 開口部
22 カバー
23 固定部(支持部)
23a 円筒固定部
23b 外周壁部
23c1 第1突出部
23c2 第2突出部
23c3 第3突出部
23d1 第1ねじ挿通部(第1キャリパ固定部)
23d2 第2ねじ挿通部(第2キャリパ固定部)
23d3 第3ねじ挿通部(第3キャリパ固定部)
23e 固定部用補強リブ
23f 肉盗み部
23g1,23g2,23g3 放射状リブ
23h 肉盗み部
23k 補強リブ
24 収容部
24a 円筒本体部
24b 底壁部
24c1,24c2,24c3 補強リブ
25 コネクタ接続部
30 電動モータ(モータ)
31 モータケース
32 マグネット
33 コイル
34 アーマチュア
35 アーマチュア軸(回転軸)
36 ピニオンギヤ
37 コンミテータ
38 ブラシ
39 出力軸
40 入力側二段ギヤ
41 大径ギヤ
42 小径ギヤ
50 減速機構
51 出力側二段ギヤ
52 大径ギヤ
53 小径ギヤ
54 プラネタリギヤ
55 内歯車
56 遊星キャリヤ
57 支持ピン
60 アクチュエータ(ブレーキ用アクチュエータ)
61 ケース
62 第2突出部
63 第3突出部
S 固定ねじ
AR 軸間領域
CL 中央線分
DS デッドスペース
LN1 第1線分
LN2 第2線分
LN3 第3線分
VC 仮想円

Claims (20)

  1. キャリパに移動自在に保持されるピストンを駆動し、前記キャリパとは別体に設けられるブレーキ用アクチュエータであって、
    回転軸を有するモータと、
    前記モータの動力を前記ピストンに伝達する出力軸と、
    前記回転軸と前記出力軸との間に設けられる減速機構と、
    前記モータおよび前記減速機構を収容し、樹脂材料により形成されるケースと、
    前記ケースに設けられ、前記モータを収容する収容部と、
    前記ケースに設けられ、前記収容部に対してその軸方向と交差する方向に並べられ、前記出力軸を支持する支持部と、
    を備え、
    前記支持部は、前記キャリパに固定される3つ以上のキャリパ固定部を有し、これらのキャリパ固定部が、前記出力軸を囲うように配置されると共に、前記3つ以上のキャリパ固定部のうちの1つが第1キャリパ固定部とされ、当該第1キャリパ固定部が、前記回転軸と前記出力軸とを結ぶ線分上に配置されている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  2. 請求項1記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記支持部は、さらに第2キャリパ固定部および第3キャリパ固定部を備えている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  3. 請求項2記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記支持部の前記収容部側に配置されている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  4. 請求項3記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記収容部と前記支持部とを繋ぐ前記ケースの外周壁部寄りに配置されている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  5. 請求項2〜4のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第1線分の長さと、
    前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第2線分の長さと、
    前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第3線分の長さと、
    がそれぞれ等しい距離とされている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記キャリパ固定部が、前記出力軸を中心に等角度でそれぞれ配置されている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  7. 請求項2〜5のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第1線分とし、
    前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第2線分とし、
    前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第3線分とし、
    前記第1線分と前記第2線分とが成す角度と、前記第1線分と前記第3線分とが成す角度とが等しく、当該角度をα°としたときに、
    前記第2線分と前記第3線分とが成す角度β°が、前記角度α°よりも小さくなっている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記モータおよび前記減速機構を収容する前記ケースの開口部を密閉し、樹脂材料により形成されるカバーが設けられ、
    前記ケースおよび前記カバーが互いに溶着されている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記支持部の径方向内側に、円筒固定部が設けられ、
    前記円筒固定部と前記キャリパ固定部との間に、両者間の剛性を高める放射状リブが設けられている、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のブレーキ用アクチュエータにおいて、
    前記ブレーキ用アクチュエータがトラックのブレーキ装置に用いられる、
    ブレーキ用アクチュエータ。
  11. ロータと、
    前記ロータに押し付けられるパッドと、
    前記パッドを押圧するピストンと、
    前記ピストンを移動自在に保持するキャリパと、
    前記キャリパとは別体に設けられ、前記ピストンを駆動するアクチュエータと、
    を有するブレーキ装置であって、
    前記アクチュエータは、
    回転軸を有するモータと、
    前記モータの動力を前記ピストンに伝達する出力軸と、
    前記回転軸と前記出力軸との間に設けられる減速機構と、
    前記モータおよび前記減速機構を収容し、樹脂材料により形成されるケースと、
    前記ケースに設けられ、前記モータを収容する収容部と、
    前記ケースに設けられ、前記収容部に対してその軸方向と交差する方向に並べられ、前記出力軸を支持する支持部と、
    を備え、
    前記支持部は、前記キャリパに固定される3つ以上のキャリパ固定部を有し、これらのキャリパ固定部が、前記出力軸を囲うように配置されると共に、前記3つ以上のキャリパ固定部のうちの1つが第1キャリパ固定部とされ、当該第1キャリパ固定部が、前記回転軸と前記出力軸とを結ぶ線分上に配置されている、
    ブレーキ装置。
  12. 請求項11記載のブレーキ装置において、
    前記支持部は、さらに第2キャリパ固定部および第3キャリパ固定部を備えている、
    ブレーキ装置。
  13. 請求項12記載のブレーキ装置において、
    前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記支持部の前記収容部側に配置されている、
    ブレーキ装置。
  14. 請求項13記載のブレーキ装置において、
    前記第2キャリパ固定部および前記第3キャリパ固定部が、前記収容部と前記支持部とを繋ぐ前記ケースの外周壁部寄りに配置されている、
    ブレーキ装置。
  15. 請求項1214のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第1線分の長さと、
    前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第2線分の長さと、
    前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ第3線分の長さと、
    がそれぞれ等しい距離とされている、
    ブレーキ装置。
  16. 請求項1115のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記キャリパ固定部が、前記出力軸を中心に等角度でそれぞれ配置されている、
    ブレーキ装置。
  17. 請求項12〜15のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記第1キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第1線分とし、
    前記第2キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第2線分とし、
    前記第3キャリパ固定部と前記出力軸とを結んだ線分を第3線分とし、
    前記第1線分と前記第2線分とが成す角度と、前記第1線分と前記第3線分とが成す角度とが等しく、当該角度をα°としたときに、
    前記第2線分と前記第3線分とが成す角度β°が、前記角度α°よりも小さくなっている、
    ブレーキ装置。
  18. 請求項11〜17のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記モータおよび前記減速機構を収容する前記ケースの開口部を密閉し、樹脂材料により形成されるカバーが設けられ、
    前記ケースおよび前記カバーが互いに溶着されている、
    ブレーキ装置。
  19. 請求項11〜18のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記支持部の径方向内側に、円筒固定部が設けられ、
    前記円筒固定部と前記キャリパ固定部との間に、両者間の剛性を高める放射状リブが設けられている、
    ブレーキ装置。
  20. 請求項11〜19のいずれか1項に記載のブレーキ装置において、
    前記ブレーキ装置がトラックに用いられる、
    ブレーキ装置。
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