JP7377252B2 - 電気機械式ブレーキ及びその電動アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、車両用の電気機械式ブレーキに関し、詳細には電気機械式ブレーキのための電動アクチュエータに関する。

一般的に電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ）は、車両を減速もしくは停止させるか、または車両を停止状態に保つために、ブレーキキャリパに収納された機械式ブレーキ機構を備える。ＥＭＢにおいて、一般的に機械式ブレーキ機構は電動アクチュエータに接続され、この電動アクチュエータは、機械式ブレーキ機構に伝達される制動力またはトルクを生成して出力するよう構成された、電気モータを含む。

ＥＭＢはさらに、モータの制御を提供する制御モジュールを一般的に備える。例えば制御モジュールは、モータの回転を制御し、及び／または、ケーブルもしくはバスバーなどの様々な電気接続を介して、モータのためのパワーを管理し得る。例えば温度、回転スピードなど、モータのためにセンサから検出した信号は、モータの動作を調整するために制御モジュールに伝達され得る。

図１は、電動アクチュエータを伴う従来のＥＭＢの機能ブロック図を示す。図１に示されるＥＭＢにおいて、ブレーキは、モータハウジング１１によって保護され、かつキャリパ２０のハウジング２１に装着された、モータ１１０を備える。図１の例で判るように、機械式ブレーキ機構２２、トランスミッションユニット２３、及びクランプ２４は、キャリパ２０に含まれる。クランプ２４のブレーキパッドに接続され得る、機械式ブレーキ機構２２は、ハウジング２１に収容される。このハウジング２１は、トランスミッションユニット２３も収納する。モータ１１０によって生成された制動力またはトルクは、トランスミッションユニット２３を介して機械式ブレーキ機構２２に伝達され得る。トランスミッションユニット２３は、制動力またはトルクを機械式ブレーキ機構２２まで伝達し、それによって車両の制動を実現するために、例えば多段遊星ギアシステム、または単段遊星ギアシステムなどの、様々な力伝達構造を有し得る。

図１に示されるＥＭＢにおいて、制御モジュール１２０は、ブレーキから分離され、かつキャリパ２０及びモータハウジング１１から離された、制御モジュールハウジング３１の中に設けられる。分離された制御モジュールハウジング３１は、図１に示されるように、車両のシャーシに固定され得る。制御モジュール１２０はブレーキから離して配置され、制御モジュール１２０は、間にケーブル４１を介してモータ１１０に接続される。

図１の構成は、様々な短所を有する。例えば制御モジュール１２０は、追加の空間及びハウジングを必要とする。制御モジュールハウジング３１は、車両のシャーシに設けられ、かつブレーキから離して配置されるため、モータ１１０と制御モジュール１２０との間の長くて複雑なケーブル接続４１を必要とし、かつブレーキ全体のサイズ及び重量が大きい。さらに、ブレーキの構造及び構成は、より複雑になり、車両の実装レイアウトの態様において問題がある。上記の全ては、コストも増加させる。

図２は、電動アクチュエータを伴う従来の電気機械式ブレーキの、別の例の機能ブロック図を示す。この例において、図１のように、モータ１１０はモータハウジング１１によって保護され、かつトランスミッションユニット２３及び機械式ブレーキ機構２２を収容するハウジング２１に装着される。制御モジュール１２０は制御モジュールハウジング３１に設けられるが、図１のＥＭＢとは異なる。制御モジュールハウジング３１はモータハウジング１１に装着され、これによってモータ１１０と制御モジュール１２０との間の接続は短縮される。

しかし図２の構成に関して、制御モジュールハウジング３１が車両に取り付けられるときに、車両のシャーシの一部と干渉し得るという点で、やはり短所が存在する。さらに、制御モジュール１２０のための追加のハウジング及び空間は、ブレーキのサイズ及び重量を増加させ、かつコストを増加させる。

図３は、米国特許出願公開２００７／０２２８８２４号明細書による、別のＥＭＢの機能ブロック図を示す。図３の例において、モータハウジングは取り除かれ、モータ１１０はキャリパ２０の中に移動される。より具体的には、モータ１１０は、ハウジング２１の凹部の内側に配置され、ハウジング２１は、トランスミッションユニット２３及び機械式ブレーキ機構２２も収容する。その一方で、制御モジュール１２０は、ハウジング２１に装着された別個の制御モジュールハウジングに設けられる。この場合、制御モジュール１２０は、米国特許出願公開２００７／２２８８２４号明細書で開示されたように、制御モジュールハウジング３１のインターフェースモジュールに設けられたケーブル接続４１を介して、モータ１１０に接続させなければならない。

図３の構成に関し、取り除かれたモータハウジングは、ブレーキデバイスに使用される構成要素の数を減少させ、モータ１１０と制御モジュール１２０との間の接続を短縮させ得る。しかし、制御モジュール１２０は別個の制御モジュールハウジング３１にあり、車両の実装レイアウトにおいて、制御モジュールハウジング３１と車両のシャーシとの間で干渉するという短所が、やはり存在する。

全ての従来のＥＭＢにおいて、制御モジュールのための別個のハウジングが必要である。その結果、ＥＭＢは、制御モジュールハウジングのための、追加の空間及び接続を必要とし、そのため構造構成が複雑化し、車両のシャーシの部品と干渉し、かつサイズ、重量、及びコストが増加するという欠点が存在する。

米国特許出願公開２００７／０２２８８２４号明細書

本発明の目的は、現行のＥＭＢの短所を克服する、改善されたＥＭＢを提供することである。さらに本発明の目的は、ＥＭＢのための、改善された電動アクチュエータを提供することである。

本発明によると、本発明の目的は、独立請求項の特徴によって解決される。本発明による、さらなる好ましい実施形態は、従属請求項で確認される。

従来のＥＭＢの短所を克服するために、本発明は、電動アクチュエータを伴う改善されたＥＭＢを提供する。電動アクチュエータは、縮小されたサイズ、及び単純化された構造構成をもたらす。

本発明の１つの態様によると、ＥＭＢのための電動アクチュエータが開示される。電動アクチュエータは、モータハウジング、モータハウジングの内側に設けられたモータ、及びモータを制御するための制御モジュールを備える。制御モジュールはモータハウジングの内側にある。

１つの態様において、制御モジュールは、モータハウジングに装着され得る。

１つの態様において、制御モジュールは、モータを制御するための制御回路が設けられた、少なくとも１つの第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み得る。少なくとも１つの第１のＰＣＢは、モータへのパワーを管理するためのパワー管理回路を、さらに備え得る。制御モジュールは、少なくとも１つの第１のＰＣＢを保持するための支持要素を、さらに備え得る。フランジなどの支持要素は、モータハウジングと一体化され得るか、または別個の要素となり得る。

別の態様において、制御モジュールは、モータのためのパワー供給を管理するよう構成された、少なくとも１つの第２のＰＣＢを備え得る。少なくとも１つの第１及び少なくとも１つの第２のＰＣＢは、第１及び第２のＰＣＢを保持するための支持要素の一方の側に重ねられ、かつ固定され得るか、またはこの支持要素の両側に固定され得る。フランジなどの支持要素は、モータハウジングと一体化され得るか、または別個の要素となり得る。

上記の構成のいずれかによる態様において、各ＰＣＢ及び支持要素は、モータの駆動シャフトが延び得る中央の貫通穴を伴う、環形状を有し得る。支持要素は、軸受を中に保持し、かつ固定するための中央の貫通穴から突出した、環状の突出部を有し得る。支持要素は、プリント回路基板の構成要素を冷却するよう構成され得る。例えば、支持要素は熱伝導性金属から作られてよい。

上記の構成のいずれかによる態様において、制御モジュールは、少なくとも１つのＰＣＢに接続された、少なくとも１つのコンデンサをさらに備え得る。少なくとも１つのコンデンサは、モータハウジングの側部を覆うサイドカバーに装着され得る。及び／または、少なくとも１つのＰＣＢに装着された別個のアセンブリとして構成され得る。

制御モジュールが、少なくとも１つの第１及び少なくとも１つの第２のＰＣＢを備えた構成において、少なくとも１つの第１のＰＣＢは、基板対基板コネクタまたはケーブルのうちの１つを介して、少なくとも１つの第２のＰＣＢに電気的に接続され得る。

上記の構成のいずれかによる態様において、電動アクチュエータは、支持要素に固定された永久磁石ブレーキをさらに備える。

上記の構成のいずれかによる態様において、電動アクチュエータは、モータハウジングの側部を覆うためのサイドカバーをさらに備える。このサイドカバーは、モータの駆動シャフトを誘導するための、環状の突出部を有し得る。モータハウジングは、その上に少なくとも１つのケーブルチャネルを含み得る。サイドカバーは、ケーブルを通し得る少なくとも１つの穴を含み得る。

上記の構成のいずれかに対する態様において、モータハウジングは、中空の円筒形状を有し得る。モータハウジングは、熱伝導性金属から作られ得る。モータハウジングには、その外面にフィン、フランジ、または表面拡大部が設けられ得る。

本発明の別の態様によると、上記の任意の構成による電動アクチュエータを備えたＥＭＢが提供される。ＥＭＢは、電動アクチュエータのモータによって直接的または間接的に駆動される、機械式ブレーキ機構をさらに備える。機械式ブレーキ機構は、摺動キャリパディスクブレーキまたは固定キャリパディスクブレーキなど、ディスクブレーキのキャリパ内に配置され得る。機械式ブレーキ機構は、ドラムブレーキ内に配置され得る。ＥＭＢは、遊星ギアなどのギアを備え、かつ機械式ブレーキ機構と電動アクチュエとの間に設けられた、トランスミッションユニットをさらに備え得る。機械式ブレーキ機構は、トランスミッションユニットによって駆動され得る。

本発明の有利な発展は、特許請求の範囲、明細書、及び図面からもたらされる。明細書の初めに記載された特徴、及び複数の特徴の組み合わせの利点は、例としてのみ役立ち、これらの利点を実現すべき本発明による実施形態の必要なく、代替として、または累進的に使用され得る。包含されている特許請求の範囲によって定義されるような、保護の範囲を変えることなく、以下を元の出願の開示及び特許に対して適用する。別の特徴が、図から、詳細には図示した設計、及び複数の構成要素の互いに対する寸法から、ならびにそれらの相対的配置及びそれらの動作接続から、得られる。本発明の異なる実施形態の特徴の組み合わせ、または特許請求の範囲において選択された参照から独立した、異なる請求項の特徴の組み合わせも可能であり、ここで動機付けされる。これは、それぞれの図面に図示された特徴、またはそれらを説明するときに言及された特徴にも関する。これらの特徴は、異なる請求項の特徴と組み合わせられ得る。さらに、本発明の別の実施形態は、特許請求項で言及された特徴を有さないことも可能である。

特許請求の範囲及び明細書で言及した特徴の数は、副詞の「少なくとも」を明示的に使用する必要なく、この正確な数及び言及した数よりも多い数を網羅することを理解されたい。例えば、要素が言及される場合、正確に１つの要素が存在すること、または２つの要素もしくはそれより多い要素が存在することを、理解されたい。追加の特徴は、これらの特徴に加えられてもよく、またはそれらの特徴が、それぞれの製品の唯一の特徴であってもよい。

特許請求項に含まれる参照記号は、特許請求の範囲によって保護される範囲を限定しない。それらの単独の機能は、特許請求の範囲を容易に理解させるためのものである。

本発明は例として示され、限定ではない。添付の図の数字及びその中の同様の参照番号は、類似の要素を指す。

先行技術による電動アクチュエータを伴う、従来の電気機械式ブレーキの例の、機能ブロック図である。 先行技術による電動アクチュエータを伴う、従来の電気機械式ブレーキの別の例の、機能ブロック図である。 先行技術による電気機械式ブレーキの例の、機能ブロック図である。 本発明によって改善された電気機械式ブレーキの、機能ブロック図である。 電動アクチュエータを伴う電気機械式ブレーキの断面図である。 図５の電動アクチュエータの拡大断面図である。 図６の電動アクチュエータの分解組立図である。 電動アクチュエータにおける制御モジュールの拡大断面図である。 図８ａの制御モジュールの分解組立図である。 モータハウジング上またはモータハウジング内に設けられたケーブルチャネルの例の、拡大図である。 支持要素の同じ側に配置されたプリント回路基板を伴う、制御モジュールの例の図である。

次に本発明を、添付の図で示すような、いくつかの好ましい実施形態を参照して詳細に説明する。以下の説明において、多くの具体的な詳細は、本発明の完全な理解を提供するために記載される。しかし本発明は、具体的な詳細のいくつか、または全てがなくても実施され得ることは、当業者には明白となろう。他の例において、本発明を不必要に曖昧にしないよう、公知の処理ステップ及び／または構造は説明しない。

図４は、本発明によって改善されたＥＭＢの機能ブロック図である。図４に示されるように、ＥＭＢは、モータハウジング１１に保護されたモータ１１０を含んだ、電動アクチュエータ２を備える。制御モジュール１２０は、モータハウジング１１の内側に設けられる。モータハウジング１１は、ハウジング２１に装着される。ハウジング２１は、トランスミッションユニット２３及び機械式ブレーキ機構２２を収容し得る。制御モジュール１２０は、モータハウジング１１の内側に一体化され、かつモータ１１０の近くに配置されるので、モータ１１０と制御モジュール１２０との間の接続４１は短縮され、ブレーキ全体の構造は単純化される。

図５は、本発明の１つまたは複数の態様による電動アクチュエータ２を伴う、ＥＭＢ１の例を示す。

図５に示される例において、ＥＭＢ１は、モータ１１０及び制御モジュール１２０が設けられた電動アクチュエータ２を含む。モータ１１０及び制御モジュール１２０の両方は、モータハウジング１１０の内側にある。

図６は、図５のボックス１０の内側における、図５の部分の拡大断面を示す。

図７は、サイドカバー１３０をさらに含んだ、図６に示される電動アクチュエータの分解組立図である。

図８ａは、本発明による電動アクチュエータにおける、制御モジュール１２０の拡大断面図である。

図８ｂは、図８ａの制御モジュール１２０の分解組立図である。

図５、図６、図７、図８ａ、及び図８ｂを参照すると、本発明の制御モジュール１２０は、モータから分離された別個のハウジングには設けられていない。その代わりに、本発明の制御モジュール１２０は、モータ１１０と共にモータハウジング１１の内側に配置される。制御モジュールのために別個のハウジングを除外すること、及び制御モジュール１２０をモータハウジング１１の中に一体化することによって、本発明のＥＭＢは単純化された構造を有し、かつブレーキ全体のサイズはさらに減少され得る。

以下では、本発明による、モータハウジング１１の内側に一体化された制御モジュール１２０の実施形態を、図８ａ及び図８ｂを参照して説明する。

図８ａ及び図８ｂに示されるように、制御モジュール１２０は、モータを制御するための制御回路が設けられた、少なくとも１つの第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）１２１を含み得る。第１のＰＣＢは、「制御ＰＣＢ」とも称され得る。図８ｂでは、１つのみの制御ＰＣＢ１２１が示されるが、制御モジュール１２０は２つ以上の制御ＰＣＢを有し得る。

少なくとも１つの第１のＰＣＢ１２１には、モータ１１０へのパワーを管理するためのパワー管理回路が、さらに設けられ得る。代替または追加として、制御モジュール１２０は、モータ１１０へのパワーを管理するためのパワー管理回路が設けられた、少なくとも１つの第２のＰＣＢ１２２を備え得る。第２のＰＣＢ１２２は、「パワーＰＣＢ」とも称され得る。図８ｂでは、１つのみのパワーＰＣＢ１２２が示されるが、制御モジュール１２０は、２つ以上のパワーＰＣＢ１２２を有し得る。

図８ｂの例示は、第１のＰＣＢ１２１及び第２のＰＣＢ１２２の両方を示すが、例における制御モジュール１２０は、制御回路及びパワー管理回路の両方が設けられ得る、例えば第１のＰＣＢ１２１などの１つのみのＰＣＢを有し得る。この場合において、例えば第２のＰＣＢ１２２など、追加のＰＣＢは存在しない。これは、制御モジュール１２０の構造を可能な限り単純化するのを可能にし、追加の空間を回避する。

本明細書の任意の実施形態で説明した制御モジュール１２０は、支持要素１２３をさらに含み得る。少なくとも１つの第１のＰＣＢ１２１は、支持要素１２３に装着され得る。例えば、図８ｂに示されるように、支持要素１２３が設けられ、第１のＰＣＢ１２１及び第２のＰＣＢ１２２は、例えばねじまたは他の締結手段によって、支持要素１２３に装着され得る。制御モジュール１２０が、例えば第１のＰＣＢ１２１など１つだけのＰＣＢを含む場合、第１のＰＣＢ１２１は、支持要素１２３のいずれかの側に装着され得る。

好ましくは、各ＰＣＢ及び支持要素１２３は、モータ１１０の駆動シャフト１１１が延び得る中央の貫通穴１３８ａを伴う、環形状を有し得る。環状のＰＣＢすなわちＰＣＢ１２１、１２２、及び環状の支持要素１２３は、モータハウジング１１の内側における空間を最大限に利用する可能性を提供し、それによって電動アクチュエータ全体のサイズ及び重量は減少され得る。

１つの態様において、モータハウジング１１の内側において単純化された構造構成は、電気機械式ブレーキ１全体のコストを最小限に抑え得る。別の態様において、モータハウジング１１の内側における、１つまたは複数のＰＣＢ１２１、１２２、及び支持要素１２３は、制御モジュール１２０とモータ１１０との間の接続を短縮し、それによって車両の他の部品と干渉するリスクを排除し得る。

さらに、１つまたは複数のＰＣＢ１２１、１２２、及び支持要素１２３の環形状によって、制御モジュール１２０を、駆動シャフト１１１またはモータシャフトに、様々な方法で一体化して設定することができる。それについては以下で説明する。

例えば、図８ａ及び図８ｂの実施形態に示されるように、少なくとも１つの第１のＰＣＢ１２１及び少なくとも１つの第２のＰＣＢ１２２は、モータシャフトまたは駆動シャフト１１１の延長に沿った方向に、支持要素１２３の両側に配置され得る。この場合、第１のＰＣＢ１２１または第２のＰＣＢ１２２のうちいずれか一方は、モータ１１０に面した支持要素１２３の側に固定され得る。第１のＰＣＢまたは第２のＰＣＢのうちの他方は、支持要素１２３の反対側に固定される。

他の例において、少なくとも１つの第１のＰＣＢ１２１及び少なくとも１つの第２のＰＣＢ１２２は、支持要素１２３の一方の側に重ねられ、かつ固定され得る。図１０は、第１のＰＣＢ１２１及び第２のＰＣＢ１２２が、ねじまたは他の好適な締結手段を介して、支持要素１２３の一方の側に重ねられ、かつ固定され得る実施形態の例を示す。少なくとも１つの第１のＰＣＢ１２１及び少なくとも１つの第２のＰＣＢ１２２が、支持要素１２３の一方の側に重ねられ、かつ固定される実装形態において、ＰＣＢ１２１、１２２は、モータ１１０に面した支持要素１２３の側か、またはモータ１１０から離れた支持要素１２３の側に、固定され得る。

制御モジュール１２０が２つ以上のＰＣＢ１２１、１２２を備える実装形態において、ＰＣＢ１２１、１２２は、例えば図８ｂに示された少なくとも１つの基板対基板コネクタ１２４、及び／または少なくとも１本のケーブルを介して、電気的に接続され得る。基板対基板コネクタ１２４は、ＰＣＢ１２１、１２２間の電気接続を短縮し、それによって、ケーブルまたは他のコネクタのための追加の空間を排除して、構造の安定性を促進させ得る。

基板対基板コネクタまたはケーブルの代わりの、代替の実施形態では、２つ以上のＰＣＢ１２１、１２２の場合に、少なくとも１つのバスバーが、ＰＣＢ１２１、１２２を電気接続するために使用される。バスバーは、例えば銅シート、銅合金シートなど、シートまたはバー形状の金属体として形成され得る。当然ながら、上記の導電性体の金属に限定されない。バスバーは、例えば導電性層を伴って装着された非導電性基板によっても形成され得る。例えば、非導電性基板は、導電性銀ペースト、導電性プリントインクなどを伴って装着される。

本明細書で説明する任意の実施形態において、支持要素１２３は、軸受を保持し、かつ固定するための、中央の貫通穴から突出した環状の突出部を有し得る。例えば図８ｂに示されるように、支持要素１２３は、軸受１１５を中に保持し、かつ固定するための、中央の貫通穴１３８ａを含み得る。図８ｂに示された例示において、軸受１１５はニードル軸受であり得る。軸受１１５は、駆動シャフト１１１を支持及び誘導するために構成され得る。

本明細書で説明する本発明の実施形態において、モータハウジング１１は金属から作られ得る。好ましくは、モータハウジング１１は、熱伝導性材料から作られ得る。例えば、モータハウジング１１はアルミニウムから作られ得る。なぜなら、アルミニウムは良好な熱伝導をもたらし、それはモータ１１０の放熱に望ましいからである。他の実施形態において、モータハウジング１１は、スチールまたはマグネシウムなど、他の好適な熱伝導性材料から作られ得る。

好ましくは、モニタハウジング１１は、放熱特性を改善するためにも構成され得る。例えば、モータハウジング１１には、その外面にフィン、フランジ、または表面拡大部が設けられ得る。このような構造を提供することによって、大気に熱を放出するよう、周囲空気に露出されるモータハウジング１１の外面を増加させることが可能である。

本明細書で説明する、本発明の任意の実施形態による電動アクチュエータ２は、図６に示されるように、モータハウジング１１の側部を覆うためのサイドカバー１３０をさらに備え得る。サイドカバー１３０は、モータハウジング１１の側部を封止するために構成され得る。サイドカバー１３０は、図７に示される貫通穴１３５など、例えばねじまたは他の締結手段を介して、モータハウジング１１に固定され得る。

サイドカバー１３０が含まれる場合、サイドカバー１３０は、モータの駆動シャフト１１１を誘導するために、好ましくは環状の突出部を含み得る。例えば実施形態の例において、サイドカバー１３０は、例えばシャフト封止部（図示せず）を保持及び固定するために、サイドカバー１３０の中央の貫通穴１３８ｂを画定し、サイドカバー１３０の中央貫通穴１３８ｂから突出した、環状の突出部１３６を含み得る。シャフト封止部は、サイドカバー１３０において、モータ１１０の駆動シャフト１１１の端部を封止するために使用される。この実施形態において、サイドカバー１３０の環状の突出部１３６は、段が付いた内面を有し、それによってシャフト封止部は、中央の貫通穴１３８ｂにおいて、環状の突出部１３６の段が付いた内面に接触して配置され得る。環状の突出部１３６は、取り付けられるキャップが、サイドカバー１３０の中央の貫通穴１３８ｂを囲むのを、さらに可能にし得る。

モータハウジング１１は任意の形状であってよく、モータ１１０の駆動シャフト１１１を誘導するための中央凹部を有し得る。好ましい実施形態において、モータハウジング１１は、中空の円筒形状を有し得る。

本発明の１つの態様において、制御モジュール１２０は、モータハウジング１１の内壁に装着され得る。例えば、モータハウジング１１の内面には環状フランジが設けられ、制御モジュール１２０の支持部材１２３は、このフランジに装着され、次にそれはモータハウジング１１に接続されるか、または一体化され得る。

好ましい実施形態において、モータハウジング１１は、制御モジュール１２０の支持要素１２３を取り付けるための特徴部を含む。例えば図６に示されるように、モータハウジング１１は段が付いた内壁Ａを有し、それによって支持要素１２３は、段が付いた内壁Ａに対して押圧されることによって、モータハウジング１１の内側に取り付けられ得る。この実施形態において、制御モジュール１２０は、まずモータハウジング１１の内側に取り付けられ、設定または組立の間に、サイドカバー１３０によって押圧され得る。このように、制御モジュール１２０を、モータハウジング１１の内側に位置付けて、サイドカバー１３０によって固定することができる。

好ましい実施形態において、サイドカバー１３０は、制御モジュール１２０を冷却するよう構成され得る。例えば、サイドカバー１３０は、アルミニウム、スチール、マグネシウム、または他の熱伝導性金属など、熱伝導性材料で作られてよく、及び／または、サイドカバー１３０には、その外面にフィン、フランジ、または表面拡大部が設けられ得る。

本明細書の任意の実施形態で説明した制御モジュール１２０は、少なくとも１つのコンデンサ１２５をさらに備え得る。少なくとも１つのコンデンサ１２５は、制御モジュール１２０の少なくとも１つのＰＣＢ１２１、１２２に接続され得る。例えば、例示のみで限定ではないが、図６は、制御モジュール１２０の少なくとも１つのＰＣＢに接続された、少なくとも１つのコンデンサ１２５を示す。コンデンサ１２５は、例えば動作中の騒音軽減のために構成され、パワー供給の安定性を向上させ得る。

サイドカバー１３０を含む実施形態のいずれにおいても、制御モジュール１２０の少なくとも１つのコンデンサ１２５は、サイドカバー１３０に装着され得る。例えば、例示のみで限定ではないが、図６は、サイドカバー１３０に装着された少なくとも１つのコンデンサ１２５を示す。代替または追加として、少なくとも１つのコンデンサ１２５は、少なくとも１つのＰＣＢに装着された別個のアセンブリとして構成され得る。

支持要素１２３を有する、本明細書で説明する任意の実施形態において、支持要素１２３は、実質的に平坦で環状のプレートとして構成され得る。支持要素１２３を有する、本明細書で説明する任意の実施形態において、支持要素１２３はモータハウジング１１と一体化されるか、または別個の要素であり得る。いくつかの例において、支持要素１２３は、モータ１１０を支持するためのフランジであり得る。他の例において、支持要素１２３は、モータハウジング１１に固定された別個の要素であり得る。

支持要素１２３を有する、本明細書で説明する任意の実施形態において、支持要素１２３は、ＰＣＢ１２１、１２２のうちの１つまたは複数における構成要素を冷却するために構成され得る。いくつかの例において、支持要素１２３は、アルミニウム、スチール、マグネシウム、または他の熱伝導性材料などの、金属から作られ得る。支持要素１２３に装着された少なくとも１つのＰＣＢ１２１、１２２を有する、本明細書で説明する任意の実施形態において、ＰＣＢ１２１、１２２の電子部品は、電子部品と支持要素１２３との間の熱伝導性材料によって冷却され得る。

例えば図８ａは、ＰＣＢの電子部品１２７を示し、それは、動作中に熱をＰＣＢ１２１、１２２に導入し得る。この場合において、熱伝導性材料から作られた熱伝導性ガスケット１２８は、電子部品１２７と支持要素１２３との間に挿入され、それによって電子部品１２７によって導入された熱は、ガスケット１２８を介して支持要素１２３に伝導され得る。

熱伝導性ガスケット１２８は、シリコーン、ポリウレタン、及びアクリル樹脂など、任意の好適な熱伝導性材料から作られ得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の熱伝導性ガスケット１２８は、放熱特性を向上させるために、モータハウジング１１の内面にも配置され得る。

好ましくは、熱伝導性ガスケット１２８は強固な接着特性を有し、それによってガスケット１２８は、構成要素の表面にしっかりと接着され得る。支持要素１２３が、制御モジュール１２０のＰＣＢ１２１、１２２、及び／または他の構成要素を支持するために構成され得る、いくつかの実施形態において、支持要素１２３は、好ましくはアルミニウム合金などの、向上した支持強度及び良好な熱伝導特性をもたらし得る材料から、作られ得る。

本明細書で説明する任意の実施形態において、本発明による電動アクチュエータ２は、支持要素１２３に固定され得る電磁ブレーキを備え得る。電磁ブレーキは、永久磁石ブレーキまたは非永久磁石ブレーキとして構成され得る。

例えば図６及び図８ｂは、支持要素１２３に固定された永久磁石ブレーキ１４０を示す。いくつかの実施形態において、永久磁石ブレーキ１４０は、図６に示されるようにねじを介して支持要素１２３に固定され得る固定子１４１、及び回転子１４２を備え得る。永久磁石ブレーキ１４０は、駆動シャフト１１１のためのブレーキトルクをもたらし得る。制御モジュール１２０は、接続を介して永久磁石ブレーキ１４０に接続され、永久磁石ブレーキ１４０の動作モードを制御するよう構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、制御モジュール１２０は、永久磁石ブレーキ１４０に供給されるパワーを制御し得る。例えば、永久磁石ブレーキ１４０のパワーがオフにされたとき、永久磁石ブレーキ１４０は、ブレーキトルクを生成して、駆動シャフト１１１の回転を制止し得る。永久磁石ブレーキ１４０のパワーがオンにされたとき、駆動シャフト１１１のブレーキは解放され得る。このように動作する電磁ブレーキは、「パワーオフブレーキ」としても知られている。代替として、本明細書で説明する任意の実施形態におけるブレーキ１４０は、非永久磁石ブレーキとして構成され得る。非永久磁石ブレーキは、「パワーオフブレーキ」として動作するか、または他の好適な方法で動作し得る。

１つの態様において、図５～図７に示されるように、モータ１１０は、駆動シャフト１１１、モータ固定子１１２、及びモータ回転子１１３を含み得る。駆動シャフト１１１はモータ回転子１１３に接続され、モータ固定子１１２はモータハウジング１１に装着され得る。例えば図６に示されるように、モータ固定子１１２は、モータハウジング１１の段が付いた内面Ｂに取り付けられ得る。

駆動シャフト１１１の出力端部は、機械式ブレーキ機構２２を駆動するために、力またはトルクを出力するよう、モータハウジング１１の一方の側を貫通して延び得る。永久磁石ブレーキ１４０が含まれた実施形態において、図６に示されるように、駆動シャフト１１１は永久磁石ブレーキ１４０を貫通して延び得る。この場合において、駆動シャフト１１１は、永久磁石ブレーキ１４０の回転子１４２に接続され得る。

好ましくは、駆動シャフト１１１は、図７に示されるように、軸受１１５及び１１７など２つの軸受を伴って取り付けられ得る。軸受１１５、１１７は、駆動シャフト１１１を誘導するための、ニードル軸受など任意の好適なタイプの軸受であり得る。軸受１１７は、図６及び図７に示されるように、モータハウジング１１の一方の側において、駆動シャフト１１１の出力端部の近くに配置され得る。

好ましくは、駆動シャフト１１１の入力端部は、図７に示されるように、六角形状を有し得る。この場合において、保守期間中または緊急ブレーキ状態において、モータハウジング１１の内側の構成要素を取り外すことなく、サイドカバーの中央の貫通穴１３８ｂから、ユーザが、万能六角レンチを駆動シャフト１１１に使用することができる。

駆動シャフト１１１は、図５において機械式ブレーキ機構２２に伝達されることになる制動力を生成するために、回転され得る。制御モジュール１２０は、パワー接続を介して、モータ１１０に供給されるパワーを管理し得る。

本明細書で説明する任意の実施形態における１つの態様において、本発明による電動アクチュエータ２は、モータ１１０の動作状態を感知するための感知モジュール（図示せず）を備え得る。感知モジュールは、少なくとも１つのセンサを備え得る。この場合において、制御モジュール１２０の制御回路は、感知モジュールから、モータ１１０の動作状態を示す信号を受信し、検出された信号に対応して、モータ１１０の動作状態を調整し得る。これらの信号は、モータ１１０の温度、角度、トルク、またはスピードを含み得る。制御モジュール１２０は、モータのパワー状態を示す入力も受信し得る。これらのパワー状態の入力に応じて、制御モジュール１２０は、モータ１１０のパワー状態を所望の状態に調整し得る。

いくつかの例において、１つまたは複数のセンサが、モータ１１０の近くまたはモータ１１０に配置され得る。センサによって検出された信号は、制御モジュール１２０に送信され、検出した信号に応じてモータ１１０の動作方法を調整し得る。センサは、動作中のモータ１１０の温度、角度、トルク、スピードなどを検出するために使用され得る。

本明細書で説明する任意の実施形態において、図９に示されるように、モータハウジング１１は、その上に設けられた少なくとも１つのケーブルチャネル１１８を含み得る。ケーブルは、モータハウジング１１の上に設けられたケーブルチャネル１１８を介して固定され、延ばされ得る。任意選択または代替として、図６及び図７に示されるように、サイドカバー１３０は少なくとも１つの穴１３２を含み、これを介して、モータハウジング１１の外部のパワー及び信号入力は、モータハウジング１１の内側の中に渡され得る。

本発明による、一体化された電動アクチュエータ２は、機械式ブレーキ機構２２及び／またはトランスミッションユニット２３と接続して取り付けられ得る。機械式ブレーキ機構２２は、一体化された電動アクチュエータ２のモータ１０によって、直接的または間接的に駆動され得る。

任意選択として、いくつかの実施形態において、図５に示されるように、電気機械式ブレーキ１は、機械式ブレーキ機構２２と電動アクチュエータ２との間に設けられた、トランスミッションユニット２３を備え得る。図５の実施形態において、動作中に、トランスミッションユニット２３は、制動力を機械式ブレーキ機構２２に伝達するよう、モータ１１０の出力によって直接的に駆動され、それによって機械式ブレーキ機構２２は、モータ１１０によって間接的に駆動され得る。

トランスミッションユニット２３は、モータハウジング１１に装着され、駆動シャフトの制動力またはトルク出力を受け取り、機械式ブレーキ機構２２に伝達し得る。例えば、トランスミッションユニット２３は、図５に示されるように、機械式ブレーキ機構２２と共に、ハウジング２１の内側に収納され得る。電動アクチュエータ２はハウジング２１に装着され、それによってトランスミッションユニット２３に接続され得る。

図５は、遊星ギアを使用した２段ギアのトランスミッション構造として構成された、トランスミッションユニット２３の例を示すが、他の実施形態において、トランスミッションユニット２３は、単段ギアのトランスミッション構造、サイクロイドギアのトランスミッション、ウォームギアセットなど、任意の他の好適なトランスミッション構造を有するよう構成され得る。

任意選択として、いくつかの実施形態において、本発明による、一体化された電動アクチュエータ２は、間にトランスミッションユニットなしで、機械式ブレーキ機構２２と接続して取り付けられ得る。それによって機械式ブレーキ機構２２は、モータによって直接的に駆動され得る。

特定の摺動ディスクブレーキキャリパが図５に示されるが、当然ながら本明細書の任意の実施形態において説明されたＥＭＢ１は、他のタイプのブレーキキャリパ、例えば固定ディスクブレーキキャリパまたはドラムブレーキでも実装され得る。

前述の説明は、本質的に単なる例示に過ぎず、本開示、その用途または使用を限定するようには意図されない。本開示の広義の教示は、様々な形態で実装することができる。したがって、本開示は特定の例を含むが、本開示の実際の範囲を限定するべきではない。なぜなら他の変更が、図、明細書、及び以下の特許請求の範囲を検討すると明確になるからである。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するように上記で説明されるが、本開示の任意の実施形態に関して説明した、それらの特徴のうちの任意の１つまたは複数は、他の実施形態の任意の特徴において、及び／または、明確に説明されなくとも、他の実施形態におけるいずれの特徴を組み合わせても実装することができる。換言すると、説明した実施形態は互いに排他的ではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えたものは、本開示の範囲内にとどまる。

１ 電気機械式ブレーキ（ＥＭＢ）
２ 電動アクチュエータ
１０ ボックス
１１ モータハウジング
２０ キャリパ
２１ ハウジング
２２ 機械式ブレーキ機構
２３ トランスミッションユニット
２４ クランプ
３１ 制御モジュールハウジング
４１ ケーブル
１１０ モータ
１１１ 駆動シャフト
１１２ モータ固定子
１１３ モータ回転子
１１５ 軸受
１１７ 軸受
１１８ ケーブルチャネル
１２０ 制御モジュール
１２１ 第１のプリント回路基板（ＰＣＢ）
１２２ 第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）
１２３ 支持要素
１２４ 基板対基板コネクタ
１２５ コンデンサ
１２７ 電子部品
１２８ 熱伝導性ガスケット
１３０ サイドカバー
１３２ 穴
１３５ 貫通穴
１３６ 環状の突出部
１３８ 中央の貫通穴
１４０ 永久磁石ブレーキ
１４１ 固定子
１４２ 回転子
Ａ 段が付いた内面
Ｂ 段が付いた内面

Claims (34)

1. 電気機械式ブレーキ（１）のための電動アクチュエータ（２）であって、
   モータハウジング（１１）と、
   前記モータハウジング（１１）の内側に設けられたモータ（１１０）と、
   前記モータ（１１０）を制御するための制御モジュール（１２０）と
   を備え、
   前記制御モジュール（１２０）は、前記モータハウジング（１１）の内側にあり、
   前記制御モジュール（１２０）が、
   支持要素（１２３）と、
   永久磁石ブレーキとして構成された電磁ブレーキと、
   を備え、前記電磁ブレーキが、前記支持要素（１２３）に固定されている固定子（１４１）と、前記モータ（１１０）の駆動シャフト（１１１）に接続されている回転子（１４２）とを備える、電動アクチュエータ（２）。
2. 前記制御モジュール（１２０）は、前記モータハウジング（１１）に装着されている、請求項１に記載の電動アクチュエータ（２）。
3. 前記制御モジュール（１２０）は、
   前記モータ（１１０）を制御するための制御回路が設けられた、少なくとも１つの第１のプリント回路基板（１２１）を備える、請求項１に記載の電動アクチュエータ（２）。
4. 少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板（１２１）は、前記モータ（１１０）へのパワーを管理するためのパワー管理回路をさらに備える、請求項３に記載の電動アクチュエータ（２）。
5. 前記支持要素（１２３）は少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板（１２１）を保持し、少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板（１２１）は、前記支持要素の一方の側に固定されている、請求項４に記載の電動アクチュエータ（２）。
6. 前記制御モジュール（１２０）は、前記モータ（１１０）のためのパワー供給を管理するために構成された、少なくとも１つの第２のプリント回路基板（１２２）をさらに備え、前記支持要素（１２３）は、少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板及び少なくとも１つの前記第２のプリント回路基板（１２１、１２２）を保持する、請求項３に記載の電動アクチュエータ（２）。
7. 少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板及び少なくとも１つの前記第２のプリント回路基板（１２１、１２２）は、前記支持要素（１２３）の一方の側に重ねられていて、かつ固定されている、請求項６に記載の電動アクチュエータ（２）。
8. 少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板及び少なくとも１つの前記第２のプリント回路基板（１２１、１２２）は、前記支持要素（１２３）の両側に固定されている、請求項６に記載の電動アクチュエータ（２）。
9. 各プリント回路基板（１２１、１２２）は、前記モータ（１１０）の駆動シャフト（１１１）が延び得る中央の貫通穴を伴う環形状を有する、請求項３又は４に記載の電動アクチュエータ（２）。
10. 各プリント回路基板（１２１、１２２）及び前記支持要素（１２３）は、前記モータ（１１０）の駆動シャフト（１１１）が延び得る中央の貫通穴を伴う環形状を有する、請求項５から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
11. 前記支持要素（１２３）は平坦なプレートである、請求項１０に記載の電動アクチュエータ（２）。
12. 前記支持要素（１２３）は、軸受を中で保持し、かつ固定するための中央の貫通穴（１３８）から突出した、環状の突出部（１３６）を有する、請求項１０に記載の電動アクチュエータ（２）。
13. 前記制御モジュール（１２０）は、少なくとも１つのプリント回路基板（１２１、１２２）に接続された、少なくとも１つのコンデンサ（１２５）をさらに備える、請求項３から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
14. 前記モータハウジング（１１）の側部を覆うためのサイドカバー（１３０）をさらに備える、請求項１３に記載の電動アクチュエータ（２）。
15. 少なくとも１つの前記コンデンサ（１２５）は、前記サイドカバー（１３０）に装着されている、請求項１４に記載の電動アクチュエータ（２）。
16. 少なくとも１つの前記コンデンサ（１２５）は、少なくとも１つのプリント回路基板（１２１、１２２）に装着された別個のアセンブリとして構成されている、請求項１３に記載の電動アクチュエータ（２）。
17. 前記第１のプリント回路基板（１２１）は、基板対基板コネクタ、ケーブル、又はバスバーを介して、第２のプリント回路基板（１２２）に電気的に接続されている、請求項５から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
18. 前記支持要素（１２３）は、前記モータハウジング（１１）と一体化されている、請求項５から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
19. 前記支持要素（１２３）はフランジである、請求項１８に記載の電動アクチュエータ（２）。
20. 前記支持要素（１２３）は、前記モータハウジング（１１）に固定された別個の要素である、請求項５から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
21. 前記支持要素（１２３）は、プリント回路基板の部品を冷却するよう構成されている、請求項５から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
22. 前記支持要素（１２３）は熱伝導性金属から作られている、請求項２１に記載の電動アクチュエータ（２）。
23. 前記サイドカバー（１３０）は、前記モータ（１１０）の駆動シャフト（１１１）を誘導する環状の突出部（１３６）を有する、請求項１４に記載の電動アクチュエータ（２）。
24. 前記モータハウジング（１１）は中空の円筒形状を有する、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
25. 前記モータハウジング（１１）は熱伝導性金属から作られている、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
26. 前記モータハウジング（１１）には、その外面にフィン、フランジ、又は表面拡大部が設けられている、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
27. 前記モータハウジング（１１）は、その上に少なくとも１つのケーブルチャネル（１１８）を備える、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）。
28. 前記サイドカバー（１３０）は、少なくとも１つの穴（１３２）を備える、請求項１４に記載の電動アクチュエータ（２）。
29. 電気機械式ブレーキ（１）であって、
    請求項１から２８のうちいずれか一項に記載の電動アクチュエータ（２）と、
    前記モータ（１１０）によって直接的又は間接的に駆動される、機械式ブレーキ機構（２２）と
    を備える、電気機械式ブレーキ（１）。
30. 前記機械式ブレーキ機構（２２）は、ドラムブレーキ内に配置されている、請求項２９に記載の電気機械式ブレーキ（１）。
31. 前記機械式ブレーキ機構（２２）は、ディスクブレーキキャリパ内に配置されている、請求項２９に記載の電気機械式ブレーキ（１）。
32. 前記機械式ブレーキ機構（２２）と前記電動アクチュエータ（２）との間に設けられた、トランスミッションユニット（２３）をさらに備え、前記機械式ブレーキ機構（２２）は、前記トランスミッションユニット（２３）によって駆動される、請求項２９から３１のうちいずれか一項に記載の電気機械式ブレーキ（１）。
33. 前記トランスミッションユニット（２３）はギアを備える、請求項３２に記載の電気機械式ブレーキ（１）。
34. 前記ギアは遊星ギアである、請求項３３に記載の電気機械式ブレーキ（１）。

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