KR20190110468A - 전동 브레이크 액추에이터 - Google Patents

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KR20190110468A
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마사키 나나하라
나오키 야부사키
유타 모리카와
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

[과제] 실용성이 높은 전동 브레이크 액추에이터를 제공한다.
[해결 수단] 전동 모터(44)에 의해 입력축(56)을 회전시킴으로써 동작 변환 기구(64)를 개재하여 피스톤(42)을 전진시키고, 디스크 로터에 브레이크 패드를 누르는 전동 브레이크 액추에이터(10)에 있어서, 비틀림 스프링(86)을 가지고 그 비틀림 스프링이 발생시키는 탄성 토크에 의거하여, 피스톤이 후퇴하는 방향의 토크를 입력축에 부여하는 토크 부여 장치(80)를 구비시키고, 그 토크 부여 장치에, 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 상한 토크를 초과하는 경우에 그 탄성 토크를 감소시키는 제 1 기구와, 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 하한 토크 미만이 되는 것을 금지하는 제 2 기구를 마련한다. 제 2 기구의 작용에 의해, 제동력을 발생시키고 있는 상태에 있어서 제 1 기구가 작용했다고 해도, 안정적으로, 피스톤을 후퇴시키는 방향의 토크를 입력축에 부여하는 것이 가능하다.

Description

전동 브레이크 액추에이터{ELECTRIC BRAKE ACTUATOR}
본 발명은, 전동 모터의 힘에 의해 차륜에 제동력을 부여하기 위한 전동 브레이크 액추에이터에 관한 것이다.
차륜에 제동력을 부여하기 위하여, 차륜과 함께 회전하는 회전체에 마찰 부재를 누르는 전동 브레이크 액추에이터(이하, 간단히 「액추에이터」라고 하는 경우가 있음)가 개발되어 있고, 그 액추에이터는, 일반적으로는, 피스톤과, 전동 모터와, 그 전동 모터에 의해 회전시켜지는 입력축을 가지고 그 전동 모터의 회전 동작을 피스톤의 진퇴 동작으로 변환하는 동작 변환 기구를 포함하여 구성되어 있다. 그와 같은 구성의 액추에이터에서는, 피스톤이 전진하여 제동력을 발생하고 있는 상태에 있어서 전동 모터가 힘을 발생시킬 수 없는 실함(失陷)이 생긴 경우, 피스톤을 후퇴시킬 수 없어, 제동력을 해소시킬 수 없게 된다. 그래서, 예를 들면, 하기 특허문헌에 기재되어 있는 바와 같이, 비틀림 스프링의 탄성력에 의거하여, 피스톤을 후퇴시키는 방향의 토크를 입력축에 부여하는 토크 부여 장치를, 액추에이터에 장비하는 것도 검토되고 있다. 이 액추에이터에서는, 비틀림 스프링이 비틀어져 그 비틀림 스프링의 탄성 토크가 상한 토크를 초과하는 경우에, 그 탄성 토크를 감소시키기 위해, 비틀림 스프링의 일단부의 계지(係止) 위치를 변경하는 계지 위치 변경 허용 기구가, 토크 부여 장치에 마련되어 있다.
일본공개특허 특개2013-024389호 공보
상기 특허문헌에 기재되어 있는 액추에이터에서는, 피스톤이 대기 위치로부터 전진하여 제동력이 한창 발생시켜지고 있는 중에 상술의 계지 위치 변경 허용 기구가 작용한 후에, 제동력을 해제하기 위해 피스톤을 대기 위치에 후퇴시킨 경우, 어떤 크기의 세트 토크(피스톤이 대기 위치에 위치하고 있는 경우에 있어서 입력축에 부여되는 토크)가 입력축에 부여되는지가 확실하지 않다. 경우에 따라서는, 세트 토크로서 상당히 작은 토크밖에 부여되어 있지 않은 상태에서 피스톤이 대기 위치에 위치하는 것이 상정된다. 그것은, 토크 부여 장치가 충분하게는 기능을 발휘할 수 없는 것에 연결되고, 그와 같은 토크 부여 장치를 액추에이터가 구비했다고 해고, 그 액추에이터가 높은 실용성을 가진다고는 말하기 어렵다. 반면에, 그 액추에이터에 다양한 개량을 실시함으로써, 그 액추에이터의 실용성을 높이는 것이 가능하다. 본 발명은, 그와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 실용성이 높은 액추에이터를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전동 브레이크 액추에이터는, 토크 부여 장치에, 상술의 계지 위치 변경 허용 기구에 더하여, 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 하한 토크 미만이 되는 것을 금지하기 위한 하한 토크 확보 기구가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전동 브레이크 액추에이터에 의하면, 상기 하한 토크 확보 기구가 마련되어 있기 때문에, 제동력을 발생시키고 있는 상태에 있어서 상기 계지 위치 변경 허용 기구가 작용했다고 해도, 안정적으로, 피스톤을 후퇴시키는 방향의 토크를, 입력축에 부여하는 것이 가능하다. 따라서, 본 전동 브레이크 액추에이터는 실용적인 액추에이터가 된다.
[발명의 양태]
이하에, 본원에 있어서 특허 청구가 가능하다고 인식되어 있는 발명(이하, 「청구 가능 발명」이라고 하는 경우가 있음)의 양태를 몇 가지 예시하고, 그들에 대하여 설명한다. 각 양태는 청구항과 마찬가지로, 항으로 구분하고, 각 항에 번호를 부여하고, 필요에 따라 다른 항의 번호를 인용하는 형식으로 기재한다. 이것은 어디까지나 청구 가능 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서이며, 그러한 발명을 구성하는 구성 요소의 조합을 이하의 각 항에 기재된 것으로 한정하는 취지는 아니다. 즉, 청구 가능 발명은, 각 항에 부수되는 기재, 실시예의 기재 등을 참작하여 해석되어야 하고, 그 해석을 따르는 한에 있어서, 각 항의 양태에 또 다른 구성 요소를 부가한 양태도, 또한, 각 항의 양태로부터 어떤 구성 요소를 삭제한 양태도, 청구 가능 발명의 일 양태가 될 수 있는 것이다.
(1) 차륜과 함께 회전하는 회전체에 마찰 부재를 누르기 위한 전동 브레이크 액추에이터로서,
본체와,
그 본체에 진퇴 가능하게 보지(保持)되고, 전진함으로써 상기 마찰 부재를 상기 회전체를 향하여 누르는 피스톤과,
전동 모터와,
그 전동 모터에 의해 회전시켜지는 입력축을 가지고, 그 전동 모터의 회전 동작을 상기 피스톤의 진퇴 동작으로 변환하는 동작 변환 기구와,
비틀림 스프링을 가지고, 그 비틀림 스프링이 발생시키는 탄성 토크에 의거하여, 상기 피스톤이 후퇴하는 방향의 토크를 상기 입력축에 부여하는 토크 부여 장치
를 구비하고,
그 토크 부여 장치가,
상기 본체에 대하여 고정적으로 마련되고, 상기 비틀림 스프링의 일단부에 마련된 제 1 피계지부를, 자신에게 마련된 복수의 제 1 계지부 중 하나에 있어서 계지하는 스테이터와,
상기 비틀림 스프링의 타단부를 계지함과 함께, 상기 피스톤이 상기 마찰 부재를 상기 회전체에 누르는 힘의 반력을 상기 입력축이 받는 상태에 있어서 그 입력축과 함께 상기 스테이터에 대해 회전하여 상기 비틀림 스프링을 비틀고, 그 반력을 상기 입력축이 받고 있지 않은 상태에 있어서 그 입력축과의 상대 회전이 허용되도록 된 로터와,
상기 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 상한 토크를 초과하는 경우에, 그 탄성 토크를 감소시키기 위해, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 마련된 상기 제 1 피계지부가, 상기 스테이터에 마련된 상기 복수의 제 1 계지부 중 다른 하나에 계지되는 것을 허용하는 계지 위치 변경 허용 기구와,
상기 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 하한 토크 미만이 되는 것을 금지하기 위해, 상기 로터에 마련된 제 2 피계지부를, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 마련된 제 2 계지부에 계지시키는 하한 토크 확보 기구
를 가지는 전동 브레이크 액추에이터.
본 양태는, 청구 가능 발명의 전동 브레이크 액추에이터(이하, 간단히 「액추에이터」라고 하는 경우가 있음)의 기본적인 양태이다. 본 양태의 액추에이터는, 동작 변환 기구의 입력축이, 당해 액추에이터가 제동력을 발생시키고 있을 때에, 상기 마찰 부재의 상기 회전체로의 가압력의 반력을 받도록 되고, 단적으로 말하면, 그 반력의 유무에 따라, 로터와 입력축을 일체적으로 회전시키거나 또는 그들의 상대 회전을 허용하기 위한 클러치 기구를 가지고 있다고 생각할 수 있다.
상기 클러치 기구의 작용에 의해, 제동력이 발생시켜지고 있지 않은 상태에서는, 로터의 상기 제 2 피계지부가, 비틀림 스프링의 탄성 반력에 의해, 비틀림 스프링의 일단부에 마련된 제 2 계지부에 의해 계지된다. 그 상태에서는, 비틀림 스프링은 자연 상태보다 어느 정도 비틀어진 상태로 되어 있고, 그 상태에서의 비틀림 스프링의 탄성 토크는, 상기 설정 하한 토크로 되어 있다.
1회의 브레이크 조작에 있어서의 상기 토크 부여 장치의 기본적인 동작에 대하여 설명하면, 제동력이 발생시켜지면, 클러치 기구의 작용에 의해, 로터는, 그 제동력의 증가에 수반되어, 정회전 방향(피스톤이 전진할 때의 입력축의 회전 방향과 동일한 방향)으로 입력축과 함께 회전하고, 비틀림 스프링이 비틀어져, 비틀림 스프링의 탄성 토크는 증가한다. 마찰 부재의 마모를 고려하지 않으면, 제동력의 감소에 수반되어, 로터는 역회전 방향(피스톤이 후퇴할 때의 입력축의 회전 방향과 동일한 방향)으로 회전하고, 제동력이 없어졌을 때에, 상기 로터의 상기 제 2 피계지부가, 비틀림 스프링의 탄성 반력에 의해, 비틀림 스프링의 일단부에 마련된 제 2 계지부에 의해 계지된 상태로 되돌아간다. 따라서, 하한 토크 확보 기구는, 제동력의 발생이 개시할 때에, 환원하면, 제동력이 발생시켜지지 않게 되는 시점에 있어서도, 토크 부여 장치가, 상기 설정 하한 토크가 되는 비틀림 스프링의 탄성 토크에 상당하는 토크를, 부여 토크로서, 입력축에 부여하는 역할을 하고 있고, 소위 세트 토크(프리토크(pre-torque))를 실현시키기 위한 기구로 되어 있는 것이다.
반면에, 마찰 부재가 1회의 브레이크 조작에 있어서 비교적 크게 마모되는 것도 예상된다. 이 경우, 피스톤은, 그 마모되는 만큼, 비교적 크게 전진하고, 그 전진에 수반되어, 입력축과 함께 로터는 비교적 큰 양의 정회전 동작을 행한다. 그 정회전 동작에 의해, 비틀림 스프링이 비교적 크게 비틀어지고, 비틀림 스프링의 탄성 토크도 상당히 커진다. 이와 같은 큰 탄성 토크는, 토크 부여 장치에 대한 과대한 부하가 될 뿐만 아니라, 그 큰 탄성 토크에 상당하는 과대한 부여 토크가 입력축에 부여되게 됨으로써, 제동력을 증가 또는 유지시킬 때에는, 그 과대한 부여 토크에 저항하여 피스톤을 전진 또는 전진한 위치를 유지시키지 않으면 안된다. 그와 같은 사태를 피하기 위해, 상기 계지 위치 변경 허용 기구는 기능한다. 계지 위치 변경 허용 기구에 의하면, 상기 제 1 피계지부의 계지 개소가 변경됨으로써, 비틀림 스프링이 상기 설정 상한 토크를 초과하는 탄성 토크를 발생시키는 경우가 없어, 상술한 과대한 부여 토크의 발생을 회피할 수 있는 것이다.
본 양태의 액추에이터는, 상기 계지 위치 변경 허용 기구에 더하여, 상기 하한 토크 확보 기구를 구비하고 있음으로써, 계지 위치 변경 허용 기구가 작용한 경우라도, 하한 토크 확보 기구에 의해, 전동 모터의 힘에 의하지 않고 피스톤을 후퇴시키기 위하여, 안정적인 부여 토크가 입력축에 부여되게 된다. 즉, 본 양태에 의하면, 계지 위치 변경 허용 기구, 하한 토크 확보 기구, 나아가서는, 상술의 클러치 기구의 각각의 기능이 어울려, 실용적인 액추에이터를 구축할 수 있는 것이다.
(2) 상기 비틀림 스프링이, 선재(線材)가 복수회 권회(卷回)되어 이루어지는 비틀림 코일 스프링인 (1)항에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
토크 부여 장치에 있어서, 비틀림 스프링으로서, 나사선형 스프링, 비틀림 코일 스프링 등, 다양한 형식의 스프링을 채용할 수 있지만, 본 양태와 같이 비틀림 코일 스프링을 채용함으로써, 예를 들면 나사선형 스프링을 채용하는 경우와 비교하여, 토크 부여 장치의 직경 방향의 치수, 나아가서는, 액추에이터의 직경 방향의 치수를 작게 하는 것이 가능해진다.
(3) 상기 비틀림 코일 스프링이, 단면이 사각형을 이루는 선재가 복수회 권회되어 이루어지는 것인 (2)항에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
토크 부여 장치에 비틀림 코일 스프링을 채용하는 경우, 본 양태와 같이, 단면이 사각형을 이루는 선재를 권회한 것을 채용하면, 당해 비틀림 코일 스프링의 외형 크기가 동일하더라도, 단면이 원형의 선재를 권회한 것을 채용하는 것과 비교하여, 당해 비틀림 코일 스프링의 용수철 상수를 크게 할 수 있다. 반대로 말하면, 동일한 탄성 토크를 발생시키기 위하여 사이즈가 보다 작은 비틀림 코일 스프링을 채용하면 해결되는 점에서, 본 양태에 의하면, 토크 부여 장치, 나아가서는, 당해 액추에이터를 콤팩트한 것으로 하는 것이 가능해진다.
(4) 상기 제 1 피계지부가, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 있어서 선재가 굴곡져 형성되고, 상기 복수의 제 1 계지부의 각각이, 그 제 1 피계지부를 계지 가능한 오목부로서 상기 스테이터에 형성된 (2)항 또는 (3)항에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
본 양태와 같은 제 1 계지부, 제 1 피계지부를 채용하면, 그들 제 1 계지부, 제 1 피계지부를 비교적 용이하게 형성하는 것이 가능하다.
(5) 상기 계지 위치 변경 허용 기구가, 상기 비틀림 스프링의 탄성 토크의 증대에 수반되는 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부의 탄성 변형에 의해, 그 일단부에 마련된 상기 제 1 피계지부가 변위함으로써, 그 제 1 피계지부의 상기 복수의 제 1 계지부의 상기 하나에 의한 계지로부터, 상기 다른 하나에 의한 계지로 이행시키도록 구성된 (1)항 내지 (4)항 중 어느 하나에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
본 양태에 의하면, 비틀림 스프링의 탄성 변형을 이용하여, 제 1 피계지부의 계지 개소가 변경되기 때문에, 간편한 구조의 계지 위치 변경 허용 기구, 나아가서는, 간편한 구조의 토크 부여 장치를 구축할 수 있다.
(6) 상기 스테이터에, 상기 복수의 제 1 계지부가 1원주 상에 배치되고, 또한, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에, 각각이 상기 제 1 피계지부가 되는 복수의 제 1 피계지부가 1원주 상에 배치된 (1)항 내지 (5)항 중 어느 하나에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
(7) 상기 복수의 제 1 피계지부의 각각이, 상기 복수의 제 1 계지부 중 하나에 의해 계지되는 개소를 계지 개소라고 정의하면, 당해 전동 브레이크 액추에이터에 있어서, 복수의 계지 개소가 존재하고 있고,
그러한 복수의 계지 개소 중의 2개 이상의 것이, 등각도 피치로 배치된 (6)항에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
상기 2개의 양태에 의하면, 복수의 개소에 있어서, 비틀림 스프링의 일단부가 스테이터에 계지되기 때문에, 비틀림 스프링의 안정적인 계지가 가능해진다. 특히, 상기 2개의 양태 중의 후자에 의하면, 탄성 토크의 증가에 수반되는 비틀림 스프링의 경사, 편심이 효과적으로 억제되기 때문에, 보다 안정적인 부여 토크를, 입력축에 부여하는 것이 가능해진다.
(8) 상기 로터가, 제 3 계지부로서의 컷아웃부를 가지고, 그 컷아웃부가, 상기 비틀림 스프링의 상기 타단부를, 그 타단부에 마련된 제 3 피계지부를 삽입시켜 계지하도록 구성됨과 함께, 그 컷아웃부의 둘레 방향의 치수가, 그 제 3 피계지부의 둘레 방향의 치수보다 크게 된 (1)항 내지 (7)항 중 어느 하나에 기재된 전동 브레이크 액추에이터.
본 양태에 의하면, 제 3 계지부로서의 로터의 컷아웃부와, 비틀림 스프링의 타단부에 마련된 제 3 피계지부와의 사이에, 둘레 방향에 있어서 클리어런스가 마련되기 때문에, 로터에 대한 비틀림 스프링의 설치, 나아가서는, 스테이터에 대한 로터 및 비틀림 스프링의 설치를, 비교적 용이하게 행할 수 있다. 또한, 컷아웃부는, 컷아웃, 홈 등, 다양한 형태의 것으로서 형성하는 것이 가능하다.
도 1은, 실시예의 전동 브레이크 액추에이터가 채용된 전동 브레이크 장치를 나타내는 도이다.
도 2는, 실시예의 전동 브레이크 액추에이터를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 실시예의 전동 브레이크 액추에이터가 구비하는 토크 부여 장치를 설명하기 위한 도이다.
도 4는, 토크 부여 장치를 구성하는 스테이터, 로터, 리턴 스프링과, 그들의 설치를 설명하기 위한 도이다.
도 5는, 토크 부여 장치의 기본적인 동작을 설명하기 위한 도 및 그래프이다.
도 6은, 토크 부여 장치가 가지는 계지 위치 변경 허용 기구의 작용을 설명하기 위한 도이다.
도 7은, 계지 위치 변경 허용 기구가 작용하는 경우의, 당해 전동 브레이크 액추에이터의 피스톤의 전진량과 토크 부여 장치가 부여하는 토크와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 변형례의 전동 브레이크 액추에이터에 있어서 채용되는 토크 부여 장치, 및, 그 토크 부여 장치와 실시예의 전동 브레이크 액추에이터에 있어서 채용되는 토크 부여 장치와의 차이를 설명하기 위한 도이다.
이하, 청구 가능 발명을 실시하기 위한 형태로서, 청구 가능 발명의 실시예인 전동 브레이크 액추에이터 및 그것의 변형례를, 도면을 참조하면서 자세하게 설명한다. 또한, 청구 가능 발명은, 하기 실시예, 변형례 외에, 상기〔발명의 양태〕의 항에 기재된 형태를 비롯하여, 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경, 개량을 실시한 다양한 형태로 실시할 수 있다.
[실시예]
[A] 전동 브레이크 장치의 구성
도 1에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 실시예의 전동 브레이크 액추에이터(10)(이하, 간단히, 「액추에이터(10)」라고 하는 경우가 있음)는, 전동 브레이크 장치(20)에 채용된다. 전동 브레이크 장치(20)는, 도시를 생략하는 차륜과 함께 회전하는 회전체인 디스크 로터(22)와, 차륜을 회전 가능하게 보지하는 캐리어(도시를 생략)에 보지된 브레이크 캘리퍼(24)와, 각각이 백업 플레이트(26)에 의해 지지된 마찰 부재인 1쌍의 브레이크 패드(28)를 포함하여 구성되어 있다.
브레이크 캘리퍼(24)는, 캐리어에 마련된 마운트에, 디스크 로터(22)에 걸치도록 하여, 축선 방향(도면의 좌우 방향)으로 이동 가능하게 보지되어 있다. 1쌍의 브레이크 패드(28)는, 디스크 로터(22)를 사이에 두도록 하여, 축선 방향의 이동이 허용된 상태에서 백업 플레이트(26)를 개재하여 마운트에 보지되어 있다.
편의적으로, 도면에 있어서의 좌측 방향을 전방으로, 우측 방향을 후방으로 하여 설명하면, 전방측의 브레이크 패드(28)는, 브레이크 캘리퍼(24)의 본체인 캘리퍼 본체(30)의 전단부인 클로부(32)에 지지되어 있다. 액추에이터(10)는, 캘리퍼 본체(30)의 후방측의 부분에, 당해 액추에이터(10)의 하우징(40)이 고정되도록 하여 보지되어 있다. 액추에이터(10)는, 하우징(40)에 대하여 진퇴하는 피스톤(42)을 가지고, 그 피스톤(42)은, 전진함으로써, 전단이 후방측의 브레이크 패드(28), 자세하게는, 브레이크 패드(28)를 지지하는 백업 플레이트(26)와 계합(係合)한다. 그리고, 피스톤(42)이, 더 전진함으로써, 1쌍의 브레이크 패드(28)는, 디스크 로터(22)를 사이에 끼운다. 환원하면, 각 브레이크 패드(28)가 디스크 로터(22)에 눌린다. 이 가압에 의해, 차륜의 회전에 대하여, 디스크 로터(22)와 그들 브레이크 패드(28)의 사이의 마찰력에 의존하는 제동력이 발생시켜진다. 즉, 차량을 감속, 정지시키기 위한 제동력이 발생시켜지는 것이다.
[B] 전동 브레이크 액추에이터의 구성
간단하게 설명하면, 액추에이터(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 당해 액추에이터(10)의 본체로서의 하우징(40)에 내장된 전동 모터(44)를 가지고 있다. 전동 모터(44)는, 하우징(40)의 내주에 있어서 1원주 상에 고정된 코일(46)과, 하우징(40)에 회전 가능하게 보지된 대략 통 형상의 모터축(48)과, 모터축(48)의 외주에 코일(46)과 마주보도록 고정된 자석(50)을 포함하여 구성되는 DC 브러시리스 모터이다. 덧붙여 말하면, 전동 모터(44)의 축선은, 당해 액추에이터(10)의 축선(L)과 일치하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 전동 브레이크 장치(20)와 마찬가지로, 도 2에 있어서의 좌측 방향을 전방으로, 우측 방향을 후방으로, 각각 부르기로 한다.
피스톤(42)은, 대략 원통 형상의 통체(52)와, 통체(52)의 전단을 막는 덮개체(54)가 일체화 되어 이루어지고, 통체(52)가 전동 모터(44)의 모터축(48)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 통체(52)의 내부에는, 외주에 수나사가 형성된 입력축(56)이 모터축(48), 롤러(58)를 개재하여, 모터축(48), 하우징(40)에 대하여 회전 가능하게 또한 축선 방향으로 이동 불능으로 배치되어 있고, 반면에, 통체(52)의 후단부에는, 입력축(56)에 형성된 수나사와 나사 결합하는 암나사가 형성된 너트(60)가, 하우징(40)에 대하여 회전 불능으로 고정되어 있다. 입력축(56)의 회전에 의해, 피스톤(42)은 하우징(40)에 대하여 진퇴시켜진다. 덧붙여 말하면, 피스톤(42), 입력축(56)의 축선도 축선(L)과 일치시켜져 있다.
전동 모터(44)의 모터축(48)과 입력축(56)은, 감속 기구(62)를 개재하여 연결되어 있다. 자세한 설명은 생략하지만, 감속 기구(62)는, 소위 사이클로이드 감속 기구이며, 큰 감속비를 가지고, 모터축(48)의 회전 속도에 대하여, 입력축(56)의 회전 속도는 상당히 작게 된다. 입력축(56) 및 너트(60)는, 전동 모터(44)의 회전 동작을 피스톤(42)의 진퇴 동작으로 변환하는 동작 변환 기구(64)를 구성하고 있고, 모터축(48)의 회전, 즉, 전동 모터(44)의 회전에 의해, 피스톤(42)이 진퇴시켜진다.
상기와 같은 구조를 감안하여, 이하의 설명에 있어서, 피스톤(42)이 전진하는 방향의 전동 모터(44) 및 입력축(56)의 회전을 정전(正轉)으로, 피스톤(42)이 후퇴하는 방향의 전동 모터(44) 및 입력축(56)의 회전을 역전(逆轉)으로, 각각 부르기로 한다.
전동 브레이크 장치(20)가 제동력을 발생시키기 위한 당해 액추에이터(10)의 제어, 즉, 전동 모터(44)의 제어에 대하여, 이하에 간단하게 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제동력은, 피스톤(42)이 브레이크 패드(28)를 디스크 로터(22)에 누르는 힘에 비례한다. 그 힘의 반력은, 입력축(56)을 개재하여 하우징(40)이 받아낸다. 도시를 생략하지만, 액추에이터(10)는 그 반력을 검출하기 위한 반력 센서(로드셀)를 가지고 있고, 그 반력 센서에 의해 검출된 반력이, 제동력의 목표값인 목표 제동력에 따른 값이 되도록, 전동 모터(44)에 공급되는 전류를 제어함으로써, 제동력이 제어된다.
간단히 말하면, 전동 모터(44)를 정전시켜 피스톤(42)을 전진시키면, 브레이크 패드(28)가 디스크 로터(22)에 접촉하고, 그 접촉의 시점부터, 제동력 즉 상기 반력이 발생한다. 그 시점부터 추가로 피스톤(42)을 전진시키면, 브레이크 패드(28)의 탄성 변형을 수반하여, 그 전진의 양에 비례한 제동력이 얻어지게 된다. 반대로, 제동력이 발생하고 있는 상태에 있어서, 전동 모터(44)를 역전시켜 피스톤(42)을 후퇴시키면, 제동력이 감소하고, 브레이크 패드(28)가 디스크 로터(22)로부터 멀어졌을 때에, 제동력은 발생시켜지지 않게 된다.
[C] 토크 부여 장치
예를 들면, 전동 모터(44)의 실함, 전동 모터(44)를 제어하는 컨트롤러 등의 실함 등, 환원하면, 전동 모터(44)에 의해서는 피스톤(42)을 진퇴시킬 수 없는 실함의 발생을 생각한다. 예를 들면, 전동 브레이크 장치(20)가 제동력을 발생시키고 있는 상태에 있어서, 그와 같은 실함이 생긴 경우, 전동 모터(44)에 의해서는, 피스톤(42)을 후퇴시킬 수 없고, 또한, 동작 변환 기구(64)의 역효율이 비교적 작은 점에서, 제동력이 발생하고 있는 상태가 유지되게 된다. 소위 드래그 상태가 계속되게 된다. 그와 같은 사태에 배려하여, 본 액추에이터(10)에는, 전동 모터(44)에 의하지 않고 피스톤(42)을 후퇴시키기 때문에, 입력축(56)에 역회전 방향의 토크를 부여하는 토크 부여 장치(80)가 마련되어 있다.
i) 토크 부여 장치의 구성
토크 부여 장치(80)가 배치되어 있는 액추에이터(10)의 일부분을 확대하여 나타내는 도 3의 (a), 토크 부여 장치(80)를 분해하여 나타내는 도 3의 (b)를 참조하여 설명하면, 토크 부여 장치(80)는, 대략적으로는, 하우징(40)에 고정된 대략 원통 형상의 스테이터(82)와, 스테이터(82)에 내장된 로터(84) 및 리턴 스프링(86)(이하, 간단히 「스프링(86)」이라고 하는 경우가 있음)을 포함하여 구성되고, 당해 토크 부여 장치(80)의 축선도, 즉, 스테이터(82)의 축선도 액추에이터(10)의 축선(L)과 일치하고 있다. 또한, 스테이터(82)는 하우징(40)에 고정되어 있지만, 하우징(40)의 일부라고 생각할 수도 있다. 즉, 스테이터(82)는, 본체인 하우징(40)에 대하여 고정적으로 마련된 것이다.
또한, 스테이터(82)는, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실제로는, 본체부(88)와, 그 본체부(88)로부터 전방으로 연장되는 연장부(90)로 구분할 수 있지만, 도 3의 (b)에서는(뒤에 나오는 도면도 마찬가지임), 이해 용이성을 감안하여, 본체부(88)만을 도시하고 있다. 이하, 이 본체부(88)만을 도시한 것도 스테이터(82)라고 부르는 경우가 있는 것으로 하고, 또한, 스테이터(82)(본체부(88)만이 나타태어져 있음), 로터(84), 스프링(86)의 각각의 단품도인 도 4의 (c), 도 4의 (b), 도 4의 (a), 토크 부여 장치(80)를 분해한 상태를 다른 시점으로부터 나타내는 도 4의 (d), 스테이터(82), 로터(84), 스프링(86)을 설치한 상태를 나타내는 도 4의 (e)도 참조하면서 설명한다.
스테이터(82)는, 대략 원통 형상을 이루고, 후방의 부분에 있어서, 원판 형상의 지지판(92)을 보지하고 있다. 지지판(92)에는, 플랜지가 있는 원통축(94)이 부설되어 있다. 로터(84)는, 단차가 있는 해트 형상을 가지고 있고, 전단부의 중앙에 원형 구멍(96)이 마련되어 있다. 로터(84)는, 원형 구멍(96)에 플랜지가 있는 원통축(94)을 삽입 통과시키는 상태에서, 스테이터(82) 내에 있어서, 스러스트 베어링(98)을 개재하여, 지지판(92)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 플랜지가 있는 원통축(94)의 외주와 스러스트 베어링(98)의 내주와의 사이에는 칼라(100)가 개재시켜져 있다. 또한, 도 3의 (b), 도 4의 (d), 도 4의 (e)에서는, 플랜지가 있는 원통축(94), 스러스트 베어링(98), 칼라(100)는 생략되어 있고, 도 3의 (b)에서는, 추가로 지지판(92)도 생략되어 있다.
스프링(86)은, 단면이 사각형을 이루는 선재가 복수회 권회된 비틀림 코일 스프링(「비틀림 스프링」의 일종)이다. 전단측에 위치하는 일단부(102)(도 4의 (a)에 있어서 파선으로 나타내는 영역의 부분)는, 복수 개소(5개소)에 있어서 굴곡지게 되어, 대략 정육각형의 윤곽을 따른 형상으로 되어 있다. 즉, 60° 피치로 1원주 상에 배치된 복수의 굴곡부(104), 자세하게는, 5개의 굴곡부(104)를 가지고 있다. 스프링(86)의 일단부보다 후방측에 위치하는 부분은, 선재가 원형으로 감겨 있고, 짧은 원통으로서, 즉, 원통부로서 형성되어 있다. 5개의 굴곡부(104)의 각각은, 그 원통의 외주보다 외측으로 돌출하고 있다.
반면에, 스테이터(82)의 전방측의 부분은, 각이 없어진 정육각 형상의 개구(106)가 형성되어 있다. 즉, 개구(106)에는, 각각이 직경 방향으로 패인 6개의 오목부(108)가 60° 피치로 배치되어 있다. 스프링(86)은, 상기 일단부(102)가, 그 개구(106)에 감입되도록 하여, 스테이터(82) 내에 수용된다. 스테이터(82)에 수용된 상태에서는, 도 4의 (e)에 나타내는 바와 같이, 스프링(86)은, 일단부(102)에 마련된 5개의 굴곡부(104)가 스테이터(82)의 6개의 오목부(108) 중의 5개에 계지되고, 스테이터(82)에 대한 축선(L)의 둘레의 회전이 제한된다. 즉, 스테이터(82)의 6개의 오목부(108)의 각각은, 제 1 계지부로서 기능하고, 스프링(86)의 5개의 굴곡부(104)의 각각은, 제 1 계지부에 의해 계지되는 제 1 피계지부로서 기능한다.
스프링(86)은, 원통부가 스테이터(82)의 내주벽과 로터(84)의 외주벽에 끼워지도록 하여 배치된다. 스프링(86)의 후단부인 타단부는, 선단에, 내측을 향하여 후크 형상으로 구부려진 제 1 후크부(110)를 가지고 있다. 로터(84)에는, 둘레벽의 일부가 컷아웃됨으로써, 컷아웃부로서의 컷아웃(112)이 형성되어 있다. 스프링(86)의 제 1 후크부(110)는 이 컷아웃(112)에 계지된다. 스프링(86), 및, 로터(84)의 축선(L)의 둘레의 회전의 방향에 관하여, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(42)을 전진시키기 위한 상기 입력축(56)의 회전 방향과 동일한 방향의 회전을 정회전이라고, 반대의 방향의 회전을 역회전이라고 부르면, 제 1 후크부(110)가 컷아웃(112)에 계지된 상태에서는, 로터(84)에 대한 스프링(86)의 타단부의 역회전이 금지된다. 환원하면, 스프링(86)의 타단부에 대한 로터(84)의 정회전이 금지된다.
또한, 스프링(86)의 일단부(102)의 선단도 내측에 후크 형상으로 구부려져 있다. 즉, 일단부(102)에는, 선단에 제 2 후크부(114)가 마련되어 있다. 반면에, 로터(84)의 외주의 전방 부분에는, 둘레 방향에 있어서의 소정의 개소로부터 직경 방향으로 돌출하는 돌출부(116)가 고정적으로 마련되어 있다. 이 돌출부(116)가 제 2 후크부(114)에 의해 계지됨으로써, 스프링(86)의 일단부(102)에 대한 로터(84)의 역회전이 금지된다. 환원하면, 로터(84)에 대한 스프링(86)의 일단부(102)의 정회전이 금지된다. 즉, 제 2 후크부(114)는, 제 2 계지부로서 기능하고, 로터(84)의 돌출부(116)는, 제 2 계지부에 의해 계지되는 제 2 피계지부로서 기능한다.
도 4의 (e)에 나타내는 상태, 즉, 스테이터(82)에 로터(84), 스프링(86)이 설치된 상태(이하, 「설치 상태」라고 하는 경우가 있음)에서는, 제 1 후크부(110)가 컷아웃(112)에 의해 계지되고, 돌출부(116)가 제 2 후크부(114)에 의해 계지되어 있다. 이 상태에 있어서, 스프링(86)은, 무부하 상태(자연 상태), 즉, 당해 스프링(86)에 대하여 아무런 외력도 작용하고 있지 않는 상태로부터, 어느 정도 비틀어진 상태로 되어 있다. 즉, 스프링(86)은, 로터(84)에 대하여, 로터(84)를 역회전시키는 방향의 탄성 토크를 부여하는 상태로 되어 있다. 추가로 말하면, 스프링(86)은, 일단부(102)에 있어서 스테이터(82)에 계지되어 있기 때문에, 스프링(86)은, 스테이터(82)에 대하여 로터(84)를 역회전시키는 방향의 탄성 토크를 발생시키고 있는 것이다. 또한, 그 상태에서는, 스프링(86)의 일단부(102)에 대한 로터(84)의 역회전이 금지되어 있기 때문에, 그 탄성 토크는, 소위 세트 토크(프리토크)라고 부를 수 있는 것으로 되어 있고, 스프링(86)이 발생시켜야 하는 탄성 토크의 하한의 토크로서 설정되어 있다. 따라서, 로터(84)에 마련된 돌출부(116), 및, 스프링(86)의 일단부(102)에 마련된 제 2 후크부(114)는, 스프링(86)의 탄성 토크가 설정 하한 토크 미만이 되는 것을 금지하는 하한 토크 확보 기구를 구성하는 것으로 되어 있는 것이다.
또한, 스프링(86)의 타단부의 상기 제 1 후크부(110)는, 제 3 피계지부로서 기능하고, 로터(84)의 컷아웃부인 상기 컷아웃(112)은, 그 제 3 피계지부를 계지하는 제 3 계지부로서 기능한다고 생각할 수도 있다. 컷아웃(112)의 둘레 방향의 치수는, 제 1 후크부(110)의 둘레 방향의 치수보다 크게 되어 있다. 스테이터(82)에 로터(84), 스프링(86)을 설치하는 경우, 스테이터(82) 내에 먼저 로터(84)를 수납하고, 비틀어진 스프링(86)의 제 1 후크부(110)를 컷아웃(112) 내에 전방으로부터 삽입하면서, 굴곡부(104)가 마련된 일단부(102)를 스테이터(82)에 계지시킨다. 그 후, 그 스프링(86)의 비틀어짐을 해제하면, 스프링(86)의 탄성 반력에 의해 로터(84)가 역회전 방향으로 회전하여, 스프링(86)의 일단부(102)에 마련된 제 2 후크부(114)에 의해, 로터(84)에 마련된 돌출부(116)가 계지된다. 이와 같이 하여, 설정 하한 토크가 되는 탄성 토크가 유지된 상태에서, 스테이터(82)에 로터(84), 스프링(86)을 용이하게 설치할 수 있다.
당해 토크 부여 장치(80)가 액추에이터(10)에 배치되어 구비된 상태에서는, 도 3의 (a)에서는 명확하게는 나타내어져 있지 않지만, 입력축(56)의 후단면(120)과 로터(84)의 전단면(122)의 사이에는, 극히 약간의 클리어런스가 존재하고 있다. 환원하면, 입력축(56)의 후단면(120)과 로터(84)의 전단면(122)이, 막 서로 접하려고 하는 상태로 되어 있다.
ii) 토크 부여 장치의 기본적인 동작
앞서 설명한 바와 같이, 전동 모터(44)에 의해 입력축(56)을 정회전시킴으로써, 피스톤(42)은 전진하고, 브레이크 패드(28)는 디스크 로터(22)에 눌려 제동력이 발생시켜진다. 제동력이 발생하고 있는 상태에서는, 도 3의 (a)의 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 브레이크 패드(28)를 디스크 로터(22)에 누르는 힘(이하, 「가압력」이라고 하는 경우가 있음)의 반력을 입력축(56)이 받게 된다. 이 반력(이하, 「가압 반력」이라고 하는 경우가 있음)의 작용에 의해, 입력축(56)의 후단면(120)과 로터(84)의 전단면(122)은 서로 밀도록 하여 접촉하고, 그들 후단면(120)과 전단면(122)의 사이에 마찰력이 발생하게 된다. 단적으로 말하면, 이 마찰력에 의해, 제동력이 발생시켜지고 있는 동안은, 입력축(56)과 로터(84)는 일체적으로 회전하게 된다. 즉, 본 토크 부여 장치(80)에서는, 로터(84)의 전단면(122)과 입력축(56)의 후단면(120)을 포함하여, 마찰을 이용한 클러치 기구가 마련되어 있는 것이다.
전동 모터(44)를 정회전시켜, 제동력을 발생시키기 위해 피스톤(42)을 전진시키면, 토크 부여 장치(80)는, 도 5의 (a)에 나타내는 제동력 발생의 개시 시점의 상태로부터, 도 5의 (b)에 나타내는 상태로 이행한다. 구체적으로 말하면, 로터(84)가 정회전을 개시하면, 스프링(86)의 제 2 후크부(114)에 의한 로터(84)의 돌출부(116)의 계지가 해제되고, 그 후, 로터(84)가 추가로 정회전하면, 로터(84)의 컷아웃(112)에 의한 스프링(86)의 제 1 후크부(110)의 계지를 유지한 채, 그 정회전의 양(이하, 「로터 정회전량」이라고 하는 경우가 있음)에 따른 양만큼, 스프링(86)이 비틀어지게 된다. 즉, 로터 정회전량에 따른 크기만큼, 스프링(86)의 탄성 토크가 증가한다. 이 탄성 토크는, 피스톤(42)이 후퇴하는 방향의 토크, 즉, 역회전 방향의 토크로서, 입력축(56)에 작용한다. 그 입력축(56)에 작용하는 토크를 부여 토크라고 부르면, 제동력이 발생한 후에는, 그 부여 토크에 저항하여, 피스톤(42)은 전진시켜진다.
상기 로터(84)의 정회전량과 피스톤(42)의 전진의 양(이하, 「피스톤 전진량」이라고 부르는 경우가 있음)은 비례하고 있고, 피스톤 전진량과 부여 토크는, 도 5의 (c)의 그래프에 나타내는 관계가 된다. 피스톤 전진량(X)이 증가하고, 제동력의 발생이 개시되는 시점의 피스톤(42)의 전진량인 발생 개시 전진량(X0)이 된 시점에서, 제동력의 발생을 개시하고, 그 후, 피스톤 전진량(X)의 증가에 따라, 제동력은 증가한다. 상술한 바와 같이, 하한 토크 확보 기구에 의해 스프링(86)은 상술의 설정 하한 토크를 발휘하고 있기 때문에, 피스톤 전진량(X)이 발생 개시 전진량(X0)을 초과한 시점에서, 그 토크에 상당하는 부여 토크(Tq)인 하한 부여 토크(Tq0)가, 입력축(56)에 부여된다. 그리고, 그 시점으로부터 뒤에는, 피스톤 전진량(X)에 비례하여, 부여 토크(Tq)가 증대하여 가는 것이다. 또한, 발생시켜지고 있는 제동력의 크기는, 브레이크 패드(28)의 탄성 변형량에 의존하기 때문에, 브레이크 패드(28)의 마모를 무시하면, 발생 개시 전진량(X0)으로부터의 피스톤 전진량(X)에 대략 비례한다.
발생시켜지고 있는 제동력을 감소시키기 위해, 전동 모터(44)를 역회전시키면, 입력축(56)도 역회전하고, 그 역회전에 따라, 부여 토크(Tq)는, 스프링(86)의 제 2 후크부(114)에 의해 로터(84)의 돌출부(116)가 계지되는 시점, 즉, 하한 부여 토크(Tq0)에 이르는 시점까지 감소한다. 그 시점의 토크 부여 장치(80)의 상태가 도 5의 (a)에 나타내는 상태이다. 또한, 브레이크 패드(28)의 마모 등을 무시하여 생각하면, 이론적으로는, 그 시점에서 제동력이 발생시켜지지 않게 되지만, 그 시점 전에, 제동력이 없어진 경우에는, 상기 가압 반력이 없어지기 때문에, 입력축(56)과 로터(84)의 상대 회전이 허용되고, 스프링(86)의 탄성 토크에 의해 도 5의 (a)에 나타내는 상태로 복귀한다.
여기서, 제동력을 발생시키고 있는 상태에서 전동 모터(44)가 실함한 경우, 자세하게 말하면, 전동 모터(44)가 힘을 발휘할 수 없는 실함이 생긴 경우를 생각한다. 만약, 액추에이터(10)에 토크 부여 장치(80)가 장비되어 있지 않다고 가정하면, 수나사가 형성된 입력축(56)과 너트(60)에 의해 구성되는 동작 변환 기구(64)의 역효율이 비교적 작은 점에서, 전동 모터(44)가 역회전 방향의 힘을 발생시킬 수 없는 상황하에서는, 피스톤(42)은 용이하게는 후퇴할 수 없다. 따라서, 극단적으로 말하면, 브레이크 패드(28)가 디스크 로터(22)에 눌려진 채이고, 발생시켜지고 있는 제동력을 감소시킬 수 없게 된다.
상기 전동 모터(44)가 역회전 방향의 힘을 발생할 수 없는 상황에 있어서, 상기 토크 부여 장치(80)는 효과를 발휘한다. 자세하게 말하면, 제동력이 발생시켜지고 있는 한, 즉, 로터(84)와 입력축(56)이 일체적으로 회전 가능한 한, 스프링(86)의 탄성 토크에 의거하는 역회전 방향의 부여 토크(Tq)가 입력축(56)에 작용하고 있고, 전동 모터(44)가 역회전 방향의 힘을 발휘할 수 없어도, 그 부여 토크(Tq)에 의해, 피스톤(42)을 후퇴시켜, 제동력을 해소하는 것이 가능해지는 것이다. 즉, 제동력을 발생시킨 채 차량이 주행하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 본 토크 부여 장치(80)에서는, 제동력이 발생하고 있는 상태에 있어서, 상시, 상술한 하한 부여 토크(Tq0) 이상의 부여 토크(Tq)가 입력축(56)에 부여되고 있기 때문에, 전동 모터(44)의 힘에 의하지 않아도, 피스톤(42)을, 제동력이 발생하지 않게 되는 위치까지 원활하게 후퇴시키는 것이 가능하게 되어 있는 것이다. 환원하면, 안정적인 하한 부여 토크(Tq0)가 확보되어 있음으로써, 제동력을 발생시키고 있는 상태에 있어서 전동 모터(44)가 실함한 경우라도, 확실한 피스톤(42)의 후퇴가 담보되어 있는 것이다. 또한, 본 토크 부여 장치(80)에서는, 단면이 각형인 스프링(86)이 채용되어 있고, 그 스프링(86)의 단면적은, 단면이 원형인 스프링과 비교하여 크게 되어 있다. 따라서, 스프링(86)은, 비교적 큰 탄성 토크를 발생시킬 수 있는 점에서, 단면이 원형인 스프링을 채용하는 토크 부여 장치와 비교하여, 본 토크 부여 장치(80)는 소형화가 가능해진다.
iii) 계지 위치 변경 허용 기구
통상의 브레이크 조작에 있어서 발생시켜질 것이라고 추측되는 제동력을 최대 제동력으로 상정한 경우에, 제동력은 브레이크 패드(28)의 탄성 변형량에 비례하기 때문에, 통상의 브레이크 조작에서는, 도 5의 (c)의 그래프에 나타내는 통상 이동 거리(ΔX)의 영역에 있어서 피스톤(42)가 이동시켜진다고 생각할 수 있다. 그 영역에 있어서 부여 토크(Tq)가 필요 충분한 값이 되도록 토크 부여 장치(80)의 설정이 이루어져 있다. 그런데, 예를 들면, 긴 내리막길을 차량이 주행하고 있는 경우 등에 있어서, 1회의 브레이크 조작이 길게 계속되는 사태도 상정된다. 즉, 예를 들면, 운전자가 브레이크 페달을 계속 밟고 있는 사태이다. 그와 같은 사태에 있어서는, 브레이크 패드(28)의 큰 마모가 발생한다.
예를 들면, 1회의 브레이크 조작의 동안에 브레이크 패드(28)가 크게 마모한 경우, 피스톤 전진량(X)이, 상기 통상 이동 거리(ΔX)를 초과하여 상당히 증대할 것이 예측된다. 그 피스톤 전진량(X)의 증대는, 토크 부여 장치(80)에 의한 부여 토크(Tq)의 증대를 야기한다. 즉, 토크 부여 장치(80)의 스프링(86)이, 상당히 크게 비틀어지게 되고, 당해 토크 부여 장치(80)의 부담이 과대해진다. 관점을 바꾸면, 스프링(86)이 비틀림 코일 스프링이기 때문에, 스프링(86)이, 구조 상의 한계를 넘어 비틀어지는 것에도 연결될지도 모른다. 또한, 과대한 부여 토크(Tq)에 저항하여 피스톤(42)을 전진시키지 않으면 안 되기 때문에, 전동 모터(44)로의 부하도 과대해질 가능성도 있다. 브레이크 패드(28)의 큰 마모에 한하지 않고, 부여 토크(Tq)의 증대, 스프링(86)의 과대한 탄성 변형은, 당해 토크 부여 장치(80), 나아가서는, 당해 액추에이터(10)에 다양한 문제를 생기게 할 수 있다.
그와 같은 문제에 대처하기 위하여, 본 토크 부여 장치(80)에는, 계지 위치 변경 허용 기구가 마련되어 있다. 자세하게 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이, 본 토크 부여 장치(80)에서는, 스프링(86)은, 자신의 일단부(102)에 마련된 5개의 굴곡부(104)가, 스테이터(82)의 6개의 오목부(108) 중의 5개에 각각 계지되어 있지만, 탄성 토크가 어떤 값, 즉, 설정 상한 토크를 초과하는 경우에, 그들 5개의 굴곡부(104)의 각각이, 계지되어 있던 오목부(108)와는 다른 오목부(108)에 의해 계지되도록 되어 있다. 전형화하여 설명하면, 도 6의 (a)에 나타내는 상태로까지 스프링(86)이 비틀어진 상태에서는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 스프링(86)의 일단부(102)가 축경(縮徑)하면서 탄성 변형된다. 즉, 일단부(102)가, 각 굴곡부(104)가 축선(L)에 접근하도록 탄성 변위하는 것이다. 그와 같은 탄성 변형에 수반되어, 스프링(86)의 탄성 토크에 의해, 각 굴곡부(104)가, 스테이터(82)의 개구(106)의 내주면을 미끄러지도록 하여, 계지되어 있던 오목부(108)에 의한 계지가 풀리고, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 그 오목부(108)의 정회전 방향에 있어서의 이웃의 오목부(108)에 의해 계지되게 된다. 즉, 계지 위치 변경 허용 기구는, 각각이 제 1 피계지부인 굴곡부(104)와, 각각이 제 1 계지부인 오목부(108)를 포함하여 구성되고, 각 굴곡부(104)가, 그때까지 계지되어 있던 오목부(108)와는 다른 오목부(108)에 의해 계지되는 것을 허용하도록 구성되어 있는 것이다. 간단히 말하면, 제 1 피계지부의 계지 위치의 변경을 허용하도록 구성되어 있는 것이다.
상술한 계지 위치 변경 허용 기구에 의해 각 굴곡부(104)가 다른 오목부(108)에 의해 계지됨으로써, 계지되는 위치가 변경된 분만큼, 스프링(86)은 비틀어져 되돌려지고, 탄성 토크는 감소한다. 그 탄성 토크의 감소에 수반되어, 상기 부여 토크(Tq)도 감소시켜진다. 구체적으로는, 부여 토크(Tq)는, 피스톤 전진량(X)의 증가에 수반되어, 도 7의 그래프에 나타내는 바와 같이 변화한다. 덧붙여 말하면, 극단적이지만, 그래프는, 탄성 토크가, 3회, 설정 상한 토크(그래프의 상한 부여 토크(Tq1)에 상당하는 토크임)를 초과하고, 계지 위치 변경 허용 기구가 3회 작용한 경우를 나타내고 있다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 계지 위치 변경 허용 기구의 작용에 의해, 피스톤 전진량(X)이 크게 증가해도, 부여 토크(Tq)는, 어떤 상한을 초과화여 증가하는 경우가 없고, 스프링(86)의 과대한 탄성 변형도 방지되게 된다.
1회의 브레이크 조작의 동안에, 도 7의 그래프에 나타내는 바와 같이 계지 위치 변경 허용 기구가 작용했다고 해도, 그 브레이크 조작이 종료했을 때에는, 제동력의 감소 과정으로 이행하기 전에 당해 전동 브레이크 장치(20)가 발생시키고 있던 제동력에 따른 양만큼 피스톤(42)이 후퇴시켜진 후에, 제동력은 발생시켜지지 않게 된다. 그래프에 있어서 X표시로 나타내는 위치까지 피스톤(42)이 전진하여 브레이크 조작이 종료했다고 가정하면, 그래프에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이, 제동력의 감소 과정에 있어서 피스톤(42)이 후퇴시켜진 양에 따른 양만큼, 입력축(56)과 함께 로터(84)가 역회전 방향으로 회전한 후, 입력축(56)과 로터(84)와의 상대 회전이 허용된다. 그래프에서는, 그 상대 회전이 허용된 후, 감소시켜진 탄성 토크에 의해, 로터(84)가 회전시켜져, 로터(84)의 돌출부(116)가, 스프링(86)의 제 2 후크부(114)에 계지되어, 탄성 토크가 상기 설정 하한 토크가 된다. 즉, 부여 토크(Tq)가, 상술의 하한 부여 토크(Tq0)가 된다. 그래프에서는, 돌출부(116)가 제 2 후크부(114)에 계지되기 전에, 제동력이 0이 된 경우를 나타내고 있다. 또한, 자세한 설명을 생략하지만, 제동력이 0이 되기 전에 돌출부(116)가 제 2 후크부(114)에 계지되는 것도 생각할 수 있다. 그 경우는, 하한 부여 토크를 유지하면서, 역회전 방향으로 회전하는 입력축(56)의 힘에 의해, 각 굴곡부(104)가 역회전 방향에 있어서의 이웃의 오목부(108)에 의해 계지되는 스프링(86)의 일단부(102)의 역회전 방향의 회전이 허용된다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 어떤 브레이크 조작에 있어서 계지 위치 변경 허용 기구가 작용했다고 해도, 상술의 하한 토크 확보 기구에 의해, 그 브레이크 조작 이후의 브레이크 조작에 있어서, 상술의 하한 부여 토크(Tq0) 이상의 부여 토크(Tq)가, 안정적으로, 입력축(56)에 부여된다. 그 때문에, 이후의 브레이크 조작에 있어서, 전동 모터(44)가 실함했다고 해도, 확실한 피스톤(42)의 후퇴가 담보되게 된다.
iv) 계지 위치 변경 허용 기구에 관한 변형례
상기 계지 위치 변경 허용 기구는, 각각이 제 1 피계지부인 5개의 굴곡부(104)가 스프링(86)의 일단부(102)에 마련되고, 각각이 제 1 계지부인 6개의 오목부(108)가 1원주 상에 배치되도록 하여 스테이터(82)에 마련되어 있었다. 즉, 실시예의 액추에이터(10)는, 복수의 제 1 피계지부와 복수의 제 1 계지부를 가지는 양태의 계지 위치 변경 허용 기구가 채용되어 있었다. 그와 같은 계지 위치 변경 허용 기구 대신에, 제 1 피계지부가 하나밖에 마련되어 있지 않은 계지 위치 변경 허용 기구를 채용하여, 변형례로서의 액추에이터를 구성해도 된다.
구체적으로는, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 앞서 설명한 계지 위치 변경 허용 기구와 마찬가지로 각각이 제 1 계지부인 6개의 오목부(108)가 스테이터(82)에 마련되는 반면에, 스프링(86')의 일단부(102')에는, 제 1 피계지부로서 하나의 굴곡부(104')밖에 마련되어 있지 않은 계지 위치 변경 허용 기구를 채용하는 것도 가능하다. 이와 같은 계지 위치 변경 허용 기구를 채용한 토크 부여 장치(80')에 의해서도, 탄성 토크가 설정 상한 토크를 초과하는 것을 방지하면서, 하한 토크 확보 기구에 의해 부여 토크를 입력축(56)으로 부여하는 것이 가능하다.
그러나, 비틀림 코일 스프링인 스프링(86')은, 탄성 토크의 증대에 수반되어, 즉, 비틀어진 양이 커짐에 따라, 외경이 작아진다. 따라서, 도 8의 (a)에 나타내는 계지 위치 변경 허용 기구를 채용하는 경우, 굴곡부(104')의 계지 위치가 하나의 오목부(108)로부터 다른 오목부(108)로 변경될 정도로 비틀어진 경우에는, 하나의 굴곡부(104')밖에 계지되어 있지 않기 때문에, 스프링(86')의 축선이, 당해 액추에이터(10)의 축선(L)에 대하여 기울거나, 축선(L)에 대하여 직경 방향으로 시프트, 즉, 편심되어 버리는 사상(事象)이 예상된다. 특히, 일단부(102')의 선단에 하나만 굴곡부(104')가 마련되어 있기 때문에, 예를 들면, 스프링(86')의 전방측의 부분이, 도면에 나타내는 흰색 화살표의 방향으로 크게 치우친다. 그 때문에, 제 1 피계지부인 굴곡부(104')의 안정적인 계지를 할 수 없게 되는 것이 예상된다. 환원하면, 굴곡부(104')가, 제 1 계지부인 오목부(108)로부터 용이하게 미끄러져 나오는 것이 예상된다.
그와 같은 사상을 고려하면, 실시예의 액추에이터(10)가 채용하는 계지 위치 변경 허용 기구에서는, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 스프링(86)의 일단부(102)의 1원주 상에 5개의 굴곡부(104)가 배치되어 있기 때문에, 환원하면, 복수의 제 1 피계지부가, 복수의 제 1 계지부에 의해 각각 계지되어 있기 때문에, 상기 사상의 발생이 억제되어 있다. 또한, 자세하게 말하면, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 복수의 굴곡부(104)의 각각이 계지되는 개소를 계지 개소(124a∼124e)라고 부르면, 실시예의 액추에이터(10)가 채용하는 계지 위치 변경 허용 기구에서는, 그들 계지 개소(124a∼124e)는, 1원주 상에 있어서, 서로 등각도 피치로 배치된 계지 개소 세트를 포함하고 있다. 구체적으로는, 120° 피치로 배치된 하나의 계지 개소 세트(계지 개소(124a, 124c, 124e)), 180° 피치로 배치된 2개의 계지 개소 세트(계지 개소(124a, 124d), 계지 개소(124b, 124e))를 포함하고 있는 점에서, 상기 사상의 발생이 효과적으로 억제되어 있는 것이다.
10 : 전동 브레이크 액추에이터
20 : 전동 브레이크 장치
22 : 디스크 로터〔회전체〕
24 : 브레이크 캘리퍼
28 : 브레이크 패드〔마찰 부재〕
40 : 하우징〔본체〕
42 : 피스톤
44 : 전동 모터
56 : 입력축
64 : 동작 변환 기구
80, 80' : 토크 부여 장치
82 : 스테이터
84 : 로터
86, 86' : 리턴 스프링〔비틀림 코일 스프링〕
102, 102' : 리턴 스프링의 일단부
104 : 굴곡부〔제 1 피계지부〕
108 : 스테이터의 오목부〔제 1 계지부〕
110 : 리턴 스프링의 제 1 후크부〔제 3 피계지부〕
112 : 로터의 컷아웃〔컷아웃부, 제 3 계지부〕
114 : 리턴 스프링의 제 2 후크부〔제 2 계지부〕
116 : 로터의 돌출부〔제 2 피계지부〕
120 : 입력축의 후단면〔클러치 기구〕
122 : 로터의 전단면〔클러치 기구〕
124a∼124e : 계지 개소

Claims (8)

  1. 차륜과 함께 회전하는 회전체에 마찰 부재를 누르기 위한 전동 브레이크 액추에이터로서,
    본체와,
    그 본체에 진퇴 가능하게 보지되고, 전진함으로써 상기 마찰 부재를 상기 회전체를 향하여 누르는 피스톤과,
    전동 모터와,
    그 전동 모터에 의해 회전시켜지는 입력축을 가지고, 그 전동 모터의 회전 동작을 상기 피스톤의 진퇴 동작으로 변환하는 동작 변환 기구와,
    비틀림 스프링을 가지고, 그 비틀림 스프링이 발생시키는 탄성 토크에 의거하여, 상기 피스톤이 후퇴하는 방향의 토크를 상기 입력축에 부여하는 토크 부여 장치를 구비하고,
    그 토크 부여 장치가,
    상기 본체에 대하여 고정적으로 마련되고, 상기 비틀림 스프링의 일단부에 마련된 제 1 피계지부를, 자신에게 마련된 복수의 제 1 계지부 중 하나에 있어서 계지하는 스테이터와,
    상기 비틀림 스프링의 타단부를 계지함과 함께, 상기 피스톤이 상기 마찰 부재를 상기 회전체에 누르는 힘의 반력을 상기 입력축이 받는 상태에 있어서 그 입력축과 함께 상기 스테이터에 대해 회전하여 상기 비틀림 스프링을 비틀고, 그 반력을 상기 입력축이 받고 있지 않은 상태에 있어서 그 입력축과의 상대 회전이 허용되도록 된 로터와,
    상기 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 상한 토크를 초과하는 경우에, 그 탄성 토크를 감소시키기 위해, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 마련된 상기 제 1 피계지부가, 상기 스테이터에 마련된 상기 복수의 제 1 계지부 중 다른 하나에 계지되는 것을 허용하는 계지 위치 변경 허용 기구와,
    상기 비틀림 스프링의 탄성 토크가 설정 하한 토크 미만이 되는 것을 금지하기 위해, 상기 로터에 마련된 제 2 피계지부를, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 마련된 제 2 계지부에 계지시키는 하한 토크 확보 기구를 가지는 전동 브레이크 액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비틀림 스프링이, 선재가 복수회 권회되어 이루어지는 비틀림 코일 스프링인 전동 브레이크 액추에이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비틀림 코일 스프링이, 단면이 사각형을 이루는 선재가 복수회 권회되어 이루어지는 것인 전동 브레이크 액추에이터.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 피계지부가, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에 있어서 선재가 굴곡져 형성되고, 상기 복수의 제 1 계지부의 각각이, 그 제 1 피계지부를 계지 가능한 오목부로서 상기 스테이터에 형성된 전동 브레이크 액추에이터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계지 위치 변경 허용 기구가, 상기 비틀림 스프링의 탄성 토크의 증대에 수반되는 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부의 탄성 변형에 의해, 그 일단부에 마련된 상기 제 1 피계지부가 변위함으로써, 그 제 1 피계지부의 상기 복수의 제 1 계지부 중 상기 하나에 의한 계지로부터, 상기 다른 하나에 의한 계지로 이행시키도록 구성된 전동 브레이크 액추에이터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이터에, 상기 복수의 제 1 계지부가 1원주 상에 배치되고, 또한, 상기 비틀림 스프링의 상기 일단부에, 각각이 상기 제 1 피계지부가 되는 복수의 제 1 피계지부가 1원주 상에 배치된 전동 브레이크 액추에이터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 피계지부의 각각이, 상기 복수의 제 1 계지부 중 하나에 의해 계지되는 개소를 계지 개소라고 정의하면, 당해 전동 브레이크 액추에이터에 있어서, 복수의 계지 개소가 존재하고 있고,
    그러한 복수의 계지 개소 중의 2개 이상의 것이, 등각도 피치로 배치된 전동 브레이크 액추에이터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터가, 제 3 계지부로서의 컷아웃부를 가지고, 그 컷아웃부가, 상기 비틀림 스프링의 상기 타단부를, 그 타단부에 마련된 제 3 피계지부를 삽입시켜 계지하도록 구성됨과 함께, 그 컷아웃부의 둘레 방향의 치수가, 그 제 3 피계지부의 둘레 방향의 치수보다 크게 된 전동 브레이크 액추에이터.
KR1020190031158A 2018-03-20 2019-03-19 전동 브레이크 액추에이터 KR102202552B1 (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102477442B1 (ko) * 2021-08-19 2022-12-13 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 상시 폐쇄식 제동 장치 및 이를 사용하는 로터리 테이블

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7131329B2 (ja) * 2018-11-21 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 ブレーキアクチュエータ
JP7047788B2 (ja) * 2019-01-28 2022-04-05 トヨタ自動車株式会社 電動ブレーキアクチュエータ
US11745714B2 (en) * 2021-04-09 2023-09-05 GM Global Technology Operations LLC System for electronic parking brake actuation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327541A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Advics:Kk 電動パーキングブレーキ装置
JP2013024389A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Advics Co Ltd 車両用電動ブレーキ装置
US20130264153A1 (en) * 2010-12-17 2013-10-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Electromechanically Actuatable Brake and Method for Operating an Electromechanically Actuatable Brake
KR20170068799A (ko) * 2015-12-10 2017-06-20 현대자동차주식회사 코깅 토크 저감장치를 가진 전동식 브레이크
KR101786337B1 (ko) * 2016-04-29 2017-10-17 현대자동차주식회사 전동식 브레이크

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767016A (en) * 1972-10-30 1973-10-23 Gen Motors Corp Brake actuator and adjuster mechanism
GB2074670B (en) * 1980-04-22 1983-08-17 Lucas Industries Ltd Actuator mechanism for vehicle brakes
DE19511287B4 (de) * 1994-07-21 2004-05-06 Continental Teves Ag & Co. Ohg Elektromechanische betätigbare Scheibenbremse
DE102005046804A1 (de) * 2005-01-18 2006-08-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Teilbelag-Scheibenbremse
US9732813B2 (en) * 2006-12-29 2017-08-15 Haldex Brake Products Ab Park lock and pad wear adjusting arrangement for electrically actuated brake
DE102007046953A1 (de) * 2007-10-01 2009-04-02 Lucas Automotive Gmbh Kugelgewindetrieb für eine Kraftfahrzeugbremse und Kraftfahrzeugbremse
DE102009006290A1 (de) * 2009-01-27 2010-07-29 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verbindung eines Bremsbelages mit einem Belaghalter
CN101571169B (zh) * 2009-06-03 2011-02-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种盘式制动器
KR101317152B1 (ko) * 2009-11-30 2013-10-11 주식회사 만도 디스크 브레이크
CN102011816B (zh) * 2010-12-01 2012-08-29 东风汽车有限公司 一种具有摩擦块回位结构的盘式制动器
KR101331783B1 (ko) * 2012-09-10 2013-11-21 주식회사 만도 주차기능을 갖는 전자식 캘리퍼 브레이크
KR102228030B1 (ko) * 2014-07-31 2021-03-15 히다치 아스테모 가부시키가이샤 디스크 브레이크
US9527584B2 (en) * 2015-01-16 2016-12-27 Goodrich Corporation Electromechanically actuated brake with supplemental back drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327541A (ja) * 2006-06-07 2007-12-20 Advics:Kk 電動パーキングブレーキ装置
US20130264153A1 (en) * 2010-12-17 2013-10-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Electromechanically Actuatable Brake and Method for Operating an Electromechanically Actuatable Brake
JP2013024389A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Advics Co Ltd 車両用電動ブレーキ装置
KR20170068799A (ko) * 2015-12-10 2017-06-20 현대자동차주식회사 코깅 토크 저감장치를 가진 전동식 브레이크
KR101786337B1 (ko) * 2016-04-29 2017-10-17 현대자동차주식회사 전동식 브레이크

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102477442B1 (ko) * 2021-08-19 2022-12-13 하이윈 테크놀로지스 코포레이션 상시 폐쇄식 제동 장치 및 이를 사용하는 로터리 테이블

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