WO2012124812A1 - パーキング機構付電動式ブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) パーキング機構付電動式ブレーキ装置は、制動用回転体と、支持部材と、制動用摩擦部材と、電動式押圧装置と、パーキング用ロック装置とを備える。
前記制動用回転体は、車輪と共に回転するもので、ディスクブレーキ装置を構成するブレーキロータ、又は、ドラムブレーキ装置を構成するドラムが相当する。
又、前記支持部材は、前記制動用回転体に隣接した状態で、回転しない部分に支持されたもので、ディスクブレーキ装置を構成するサポート(フローティングキャリパ型ディスクブレーキ装置の場合)或はキャリパ(対向ピストン型ディスクブレーキ装置の場合)、又は、ドラムブレーキ装置を構成するバックプレートが相当する。
又、前記制動用摩擦部材は、前記支持部材の一部に、前記制動用回転体の一部(ブレーキロータの軸方向両側面、ドラムの内周面)に対向した状態で、前記制動用回転体に対する遠近動を可能に支持されている。
又、前記電動式押圧装置は、電動モータを駆動源とし、減速機構を介して前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に近づく方向に移動させる。
又、前記パーキング用ロック装置は、前記電動モータへの通電停止後にも、前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に押し付けたままの状態に維持する。
前記回転側係合部材は、前記電動モータへの通電に伴って回転する回転軸の一部に固定されたもので、前記回転軸と同心の回転側係合面を有する。又、前記回転側係合部材には、前記電動式押圧装置により前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に押し付けて制動力を生じさせた状態で、前記制動力の反作用に基づいて所定方向に回転しようとするトルクが付与される。
又、前記抑止側係合部材は、前記支持部材に直接又は他の部材を介して、前記回転側係合面に対し遠近動する方向の変位を可能、且つ、前記回転軸を中心とする回転を阻止された状態で支持されたもので、先端部が前記回転側係合面と係脱可能な形状とされている。そして、前記回転側係合面の円周方向複数箇所に回転側係合突起が形成されており、これら各回転側係合突起の円周方向片側面が、前記抑止側係合部材の変位方向に対し傾斜した傾斜辺とされている。更に、前記傾斜辺が、前記弾性部材の弾力(弾性付勢力)に基づく前記抑止側係合部材の移動方向に関して前方に向かう程、前記抑止側係合部材の先端部との係り代が大きくなる方向に傾斜させられている。
又、前記弾性部材は、前記抑止側係合部材に対して、前記回転側係合部材から遠ざける方向の弾力を付与する。
更に、前記電動式のアクチュエータは、通電に基づき前記抑止側係合部材に対して、前記弾性部材の弾力に抗して前記回転側係合部材に近づく方向の力を付与する為のもので、例えば、直動式のソレノイド等を利用できる。
又、上記(1)又は(2)の構成の様なパーキング機構付電動式ブレーキ装置を実施する場合の具体的構造として、例えば下記(3)~(5)の構成の様な構造を採用できる。
又、前記抑止側係合部材が前記回転側係合部材と同心に配置されて、前記抑止側係合部材の軸方向先端面に、それぞれが前記先端部である前記回転側係合突起と同数の抑止側係合突起が、円周方向に関して等間隔に形成される。そして、これら各抑止側突起の円周方向片側面で前記回転側係合部材及び抑止側係合部材が互いに近づいた状態で前記各傾斜辺と当接する面が、これら各傾斜辺と同方向に傾斜した第二の傾斜辺とされる。
又、前記抑止側係合部材が、前記回転側係合部材の周囲に配置されると共に、前記回転側係合部材の径方向に変位可能とされる。そして、前記回転側係合部材の径方向に関して内端側に存在する前記抑止側係合部材が前記径方向に関して最も内端側に変位させられた状態で、前記抑止側係合部材の先端部と前記各回転側係合突起のうちの何れかの回転側係合突起の円周方向片側面とが係合させられる。この為に、前記抑止側係合部材の先端部の円周方向片側面で前記各回転側係合突起の円周方向片側面と係合する面が、これら各回転側係合突起の円周方向片側面と同方向に傾斜させられる。
又、前記抑止側係合部材が、前記回転側係合部材の外径寄り部分に配置されて、前記回転側係合部材の軸方向に変位可能とされる。そして、前記抑止側係合部材の先端部が前記回転側係合部材の周囲に進入させられた状態で、前記抑止側係合部材の先端部と前記各回転側係合突起のうちの何れかの回転側係合突起の円周方向片側面とが係合させられる。
制動時には、電動式押圧装置を構成する電動モータに通電する事により、ブレーキパッド、ブレーキシュー等の制動用摩擦部材が、ブレーキロータ、ブレーキドラム等の制動用回転体に押し付けられて、前記制動用回転体と共に回転する車輪に対して制動力が加えられる。走行している車両を減速したり、更に停止させたりするサービスブレーキ装置の作動時には、前記電動モータへの通電量を適切に規制して、前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に押し付ける力を調節する。この様なサービスブレーキ装置の作動時には、電動式のアクチュエータには通電せず、弾性部材の弾力に基づいて抑止側係合部材の先端部を回転側係合部材から退避させておく。従って、前記抑止側係合部材が、前記電動式押圧装置の作動に影響を及ぼす事はない。
又、仮に前記アクチュエータに断線等の故障が発生した場合には、前記抑止側係合部材が、前記弾性部材の弾力により前記回転側係合部材から退避する方向に変位し、前記抑止側係合部材の先端部と前記回転側係合部材の回転側係合突起とが係合する事がなくなる。この為、前記アクチュエータの故障により、前記電動式押圧装置の作動が損なわれる事はない。言い換えれば、パーキングブレーキ用の部品である前記アクチュエータの故障により、サービスブレーキ装置の作動が損なわれる事はない。
本発明は、前述の様に構成し、上述の様に作用する為、故障時に不用意にパーキング用ロック装置が作動する事がなく、しかも、比較的簡単に構成できて、小型且つ低コストなパーキング機構付電動式ブレーキ装置を実現できる。
図1~図5(B)は、上述した(1)~(3)の構成に対応する本発明の実施の形態の第1例を示している。本実施の形態の第1例の構造は、本発明をフローティングキャリパ型ディスクブレーキ装置に適用した場合に就いて示している。
この為に本実施の形態の第1例のパーキング機構付電動式ディスクブレーキ装置(パーキング機構付電動式ブレーキ装置)は、制動用回転体であるブレーキロータ1と、支持部材であるサポート(図示省略)と、それぞれが制動用摩擦部材であるインナパッド2及びアウタパッド3と、電動式押圧装置4と、パーキング用ロック装置5とを備える。
このうちのブレーキロータ1は、図示しない車輪と同心に固定されて、この車輪と共に回転する。
又、前記サポートは、前記ブレーキロータ1の円周方向の一部を跨ぐ状態で、このブレーキロータ1に隣接して設けられ、懸架装置を構成するナックル等の回転しない部分に支持固定される。この様なフローティングキャリパ型ディスクブレーキ装置を構成するサポートの構造及び機能に就いては、従来から一般的に実施されている油圧式のディスクブレーキ装置で周知である事は勿論、電動式ディスクブレーキ装置に関しても、特許文献4等、多くの文献に記載されていて周知であるから、図示並びに説明は省略する。
又、前記インナパッド2とアウタパッド3は、前記サポートの一部で前記ブレーキロータ1の円周方向の一部を軸方向両側から挟む部分に、このブレーキロータ1の軸方向両側面に対向した状態で、このブレーキロータ1に対する遠近動を可能に、支持されている。即ち、前記インナパッド2及びアウタパッド3は、前記ブレーキロータ1の軸方向に沿って変位を可能に支持されている。
パーキングブレーキ装置の作動を解除する為には、前記電動モータ6に通電する事より前記回転側係合部材11を、制動力を高める方向に僅かに回転させる。この際、前記ソレノイド14はOFFのままとしておく。そして、前記各係合突起18、27同士の係り代が喪失する(これら各係合突起18、27の先端同士が軸方向に重畳しない状態に)まで、前記回転側係合部材11を回動させる。すると、前記抑止側係合部材12が、前記圧縮ばね13の弾力に基づいて前記回転側係合部材11から退避し、前記各係合突起18、28同士の係合が外れて、前記回転側係合部材11が回転可能となり、前記インナパッド2及びアウタパッド3を前記ブレーキロータ1の軸方向両側面に押し付けていた力が喪失する。
この為、故障時に不用意にパーキング用ロック装置が作動する事がなく、しかも、比較的簡単に構成できて、小型且つ低コストなパーキング機構付電動式ディスクブレーキ装置を実現できる。
図6~図11(B)は、上述した(1)~(3)の構成に対応するより具体化した本発明の実施の形態の第2例を示している。本実施の形態の第2例の場合も、本発明をフローティングキャリパ型ディスクブレーキ装置に適用した場合に就いて示している。
この為に本実施の形態の第2例の場合には、電動式押圧装置4aを構成する電動モータ6aと、減速機構7aと、推力発生機構8aとがキャリパ9aに組み付けられ、更にこのキャリパ9aが図示しないサポートに対し、ブレーキロータ1aの軸方向(図6の左右方向)の変位を可能に支持されている。又、本実施の形態の第2例の場合には、前記推力発生機構8aが、送りねじ機構29とボールランプ機構30との組み合わせにより構成されている。この様な推力発生機構8aの構造及び作用は、基本的には、特許文献5に記載された従来構造と同様である。但し、本発明を実施する場合、推力発生機構8aは、図示の様な送りねじ機構29とボールランプ機構30とを組み合わせた構造や、上述した実施の形態の第1例の様なボールねじ機構に限らず、カムローラ機構等、回転方向の力を増力しつつ軸力に変換する、各種機械的な増力機構を採用できる。
そして、この軸力測定ユニット52が、図6に示す様に、前記キャリパ9aのインナ側部分に設けたシリンダ空間53の奥端部(インナ側端部)に組み付けられている。このシリンダ空間53の奥端部のうちで前記コネクタ44の端部に整合する部分には、このシリンダ空間53の内径側及びアウタ側に開口する凹溝54が形成されて、前記コネクタ44の端部との干渉防止を図っている。又、前記シリンダ空間53の中間部奥端寄り部分に係止凹部55が、前記凹溝54部分を除き、ほぼ全周に亙って形成されている。
この様にして制動を行うべく、前記インナパッド2a及びアウタパッド3aを前記ブレーキロータ1aの両側面に押し付ける力の大きさの調節は、前記電動モータ6aへの通電量を調節するフィードフォワード制御により行える他、前記軸力センサ36の測定信号に基づくフィードバック制御によっても行える。
図12は、上述した(1)、(2)、(4)の構成に対応する本発明の実施の形態の第3例を示している。
本実施の形態の第3例の場合には、回転側係合部材11bを風車の如き形状とする事により、この回転側係合部材11bの外周面が回転側係合面とされている。即ち、この回転側係合部材11bの外周面には、複数の回転側係合突起18b、18bが、それぞれこの回転側係合部材11bの径方向に対し、円周方向に関して同方向に傾斜させた状態で設けられている。そして、前記各回転側係合突起18b、18bのうちで径方向内方に向いた円周方向片側面が、それぞれ傾斜辺19a、19aとされている。
回転側係合部材及び抑止側係合部材11b、12bの形状、構造の相違点以外は、前述の実施の形態の第1~2例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
図13~図14は、上述した(1)、(2)、(5)の構成に対応する本発明の実施の形態の第4例を示している。
本実施の形態の第4例の場合も、回転側係合部材11cの外周面が回転側係合面とされて、この回転側係合部材11cを風車の如き形状としている。但し、本実施の形態の第4例の場合には、この回転側係合部材11cの外周面に設けた複数の回転側係合突起18c、18cの円周方向片側面が、それぞれこの回転側係合部材11cの軸方向に対し傾斜した傾斜辺19b、19bとされている。
回転側係合部材及び抑止側係合部材11c、12cの形状、構造の相違点以外は、前述の実施の形態の第1~2例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
また、本出願は、2011年3月17日出願の日本特許出願(特願2011-058748)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
2、2a インナパッド(制動用摩擦部材)
3、3a アウタパッド(制動用摩擦部材)
4、4a 電動式押圧装置
5、5a パーキング用ロック装置
6、6a 電動モータ
7、7a 減速機構
8、8a 推力発生機構
9、9a キャリパ
10、10a キャリパ爪
11、11a、11b、11c 回転側係合部材
12、12a、12b、12c 抑止側係合部材
13、13a 圧縮ばね(弾性部材)
14、14a ソレノイド(電動式のアクチュエータ)
15、15a 出力軸
16、16a 減速小歯車
17 回転側係合面
18、18a、18b 回転側係合突起
19、19a、19b 傾斜辺
20、20a ホルダ
21、21a 取付ボルト
22、22a 頭部
23 杆部
24、24a 平坦部
25、25a 保持孔
26 平坦部
27、27a 抑止側係合突起
28、28a、28b 第二の傾斜辺
29 送りねじ機構
30 ボールランプ機構
31 ケーシング
32 駆動スピンドル
33 減速大歯車
34 鍔部
35 スラスト転がり軸受
36 軸力センサ
37 弾性部材
38 ケースユニット
39 インナ側ケース
40 アウタ側ケース
41 通孔
42 底板部
43 固定側周壁部
44 コネクタ
45 取り出し孔
46 係止孔
47 通孔
48 底板部
49 変位側周壁
50 係合片
51 係止片
52 軸力測定ユニット
53 シリンダ空間
54 凹溝
55 係止凹部
56 接続孔
57 ハーネス
58 プラグ
59 雄ねじ部
60 駆動側ロータ
61 ねじ孔
62 被駆動側ロータ
63 ボール
64 駆動側ランプ部
65 被駆動側ランプ部
66 間座
67 係合突片
68 付勢ばね
69 通孔
70 大径部
71 回り止めピン
72 円杆部
73 頭部
74 ねじ孔
75 スリーブ
Claims (5)
- 車輪と共に回転する制動用回転体と、
前記制動用回転体に隣接した状態で、回転しない部分に支持された支持部材と、
前記支持部材の一部に、前記制動用回転体の一部に対向した状態で、前記制動用回転体に対する遠近動を可能に支持された制動用摩擦部材と、
電動モータを駆動源とし、減速機構を介して前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に近づく方向に移動させる電動式押圧装置と、
前記電動モータへの通電停止後にも前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に押し付けたままの状態に維持する為のパーキング用ロック装置と、を備えたパーキング機構付電動式ブレーキ装置であって、
前記パーキング用ロック装置は、前記電動モータへの通電に伴って回転する回転軸の一部に固定され、前記回転軸と同心の回転側係合面を有する回転側係合部材と、
前記支持部材に直接又は他の部材を介して、前記回転側係合面に対し遠近動する方向の変位を可能、且つ、前記回転軸を中心とする回転を阻止された状態で支持され、先端部が前記回転側係合面と係脱可能な形状とされた抑止側係合部材と、
前記抑止側係合部材に対して、前記回転側係合部材から遠ざける方向の弾力を付与する弾性部材と、
通電に基づき前記抑止側係合部材に対して、前記弾性部材の弾力に抗して前記回転側係合部材に近づく方向の力を付与する電動式のアクチュエータと、を備えたものであり、
前記回転側係合部材は、前記電動式押圧装置により前記制動用摩擦部材を前記制動用回転体に押し付けて制動力を生じさせた状態で、前記制動力の反作用に基づいて所定方向に回転しようとするトルクが付与されるものであり、
前記回転側係合面の円周方向複数箇所に回転側係合突起が形成されており、これら各回転側係合突起の円周方向片側面は、前記抑止側係合部材の変位方向に対し傾斜した傾斜辺であって、前記傾斜辺は、前記弾性部材の弾力に基づく前記抑止側係合部材の移動方向に関して前方に向かう程、前記抑止側係合部材の先端部との係り代が大きくなる方向に傾斜しているパーキング機構付電動式ブレーキ装置。 - 前記回転側係合部材が固定される回転軸が、前記電動モータの出力軸である請求項1に記載したパーキング機構付電動式ブレーキ装置。
- 前記回転側係合面が前記回転側係合部材の軸方向先端面であって、前記軸方向先端面に複数の回転側係合突起が、円周方向に関して等間隔に形成されており、
これら各回転側係合突起の円周方向片側面がそれぞれ前記傾斜辺であり、
前記抑止側係合部材が前記回転側係合部材と同心に配置されていて、前記抑止側係合部材の軸方向先端面に、それぞれが前記先端部である前記回転側係合突起と同数の抑止側係合突起が、円周方向に関して等間隔に形成されており、
これら各抑止側突起の円周方向片側面で前記回転側係合部材及び抑止側係合部材が互いに近づいた状態で前記各傾斜辺と当接する面が、これら各傾斜辺と同方向に傾斜した第二の傾斜辺とされている請求項1又は2に記載したパーキング機構付電動式ブレーキ装置。 - 前記回転側係合面が前記回転側係合部材の外周面であって、前記外周面に複数の回転側係合突起が形成されており、
前記抑止側係合部材が前記回転側係合部材の周囲に配置されていて、前記回転側係合部材の径方向に変位可能とされており、
前記各回転側係合突起の円周方向片側面が、前記抑止側係合部材の変位方向に対し傾斜しており、
前記回転側係合部材の径方向に関して内端側に存在する前記抑止側係合部材が前記径方向に関して最も内端側に変位させられた状態で、前記抑止側係合部材の先端部と前記各回転側係合突起のうちの何れかの回転側係合突起の円周方向片側面とが係合させられる請求項1又は2に記載したパーキング機構付電動式ブレーキ装置。 - 前記回転側係合面が前記回転側係合部材の外周面であって、前記外周面に複数の回転側係合突起が形成されており、
前記抑止側係合部材が前記回転側係合部材の外径寄り部分に配置されていて、前記回転側係合部材の軸方向に変位可能とされており、
前記各回転側係合突起の円周方向片側面が、前記回転側係合部材の軸方向に対し傾斜しており、
前記抑止側係合部材の先端部が前記回転側係合部材の周囲に進入させた状態で、前記抑止側係合部材の先端部と前記各回転側係合突起のうちの何れかの回転側係合突起の円周方向片側面とが係合させられる請求項1又は2に記載したパーキング機構付電動式ブレーキ装置。
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