WO2024262103A1

WO2024262103A1 - 電動ブレーキ装置

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Publication number: WO2024262103A1
Application number: PCT/JP2024/009453
Authority: WO
Inventors: 広一崎元
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
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Filing date: 2024-03-12
Publication date: 2024-12-26
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Abstract

制御性が良好であって、構造がシンプルで小型化を実現したパーキングブレーキ機構を備えた電動ブレーキ装置を提供する。ディスクブレーキに備えたパーキングブレーキ機構は，第２減速歯車の大径歯車と第１減速歯車とをその軸方向に沿って相対移動させるスイッチ機構としてのソレノイドアクチュエータを備え、ソレノイドアクチュエータの作動により、第２減速歯車の大径歯車の歯厚肉部と、第１減速歯車３４の各歯部との間の間隙の有無を生じさせる構成である。これにより、当該パーキングブレーキ機構では、制御性が良好であって、構造がシンプルで小型化を実現することができる。

Description

電動ブレーキ装置

　本発明は、車両の制動に用いられる電動ブレーキ装置に関するものである。

　例えば、特許文献１に記載されたディスクブレーキ（電動ブレーキ装置）では、パーキングブレーキが作動されると、ソレノイドアクチュエータに通電することで、ソレノイドアクチュエータのプランジャが没入し、保持部材の爪部が、圧縮コイルバネの付勢力に対抗するように、ラチェットギヤの外周面に向かって移動して、その歯車部に係合し、制動状態を保持するようにしている。このとき、ラチェットギヤの歯車部と保持部材の爪部とは、それぞれの頂部が互いに干渉して係合されない場合もあるために、互いの位置合わせのために、電動モータを制動解除方向に回転させて、ラチェットギヤの歯車部と保持部材の爪部とを確実に係合させる。

特許第７２２０２８１号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に記載されたディスクブレーキでは、パーキングブレーキを作動させる際、ラチェットギヤの歯車部と保持部材の爪部との位置合わせのために、ソレノイドアクチュエータ及び電動モータを段階的に作動させる必要があり、その制御が煩雑となり制御性に課題がある。しかも、上述した特許文献１に記載されたディスクブレーキでは、パーキングブレーキ機構として、ラチェットギヤ、保持部材、係止部材及び圧縮コイルバネ等を備える必要があり、その構造及びレイアウトが非常に複雑化して、しかも、大型化する等の問題が生じていた。

　そして、上述した問題に鑑みて、本発明は、制御性が良好であって、構造がシンプルで小型化を実現したパーキングブレーキ機構を備えた電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するための手段として、本発明に係る電動ブレーキ装置は、電動モータと、該電動モータからの回転トルクを増力する減速機構と、該減速機構からの回転を直線運動に変換して、制動部材を被制動部材に向けて押圧する押圧力を保持するパーキングブレーキ機構と、を備える電動ブレーキ装置であって、前記減速機構は、第一の歯車と、該第一の歯車に噛み合う第二の歯車と、を有し、前記第一の歯車の歯部と、前記第二の歯車の歯部との間に、回転方向に沿って間隙を有し、前記パーキングブレーキ機構は，前記第一の歯車と前記第二の歯車とをその軸方向に沿って相対移動させるスイッチ機構を備え、該スイッチ機構の作動により、前記間隙の有無を生じさせる構成であることを特徴とするものである。

　本発明の一実施形態に係る電動ブレーキ装置に備えたパーキングブレーキ機構は、制御性が良好であって、構造がシンプルで小型化を達成することができる。

本実施形態に係るディスクブレーキの一部断面図本実施形態に係るディスクブレーキの要部拡大断面図。本実施形態に係るディスクブレーキに採用されたパーキングブレーキ機構の分解斜視図。本実施形態に係るディスクブレーキに採用されたパーキングブレーキ機構の斜視図。本実施形態に係るディスクブレーキに採用された第２減速歯車にソレノイドアクチュエータのプランジャが装着された状態を示す断面図。本実施形態に係るディスクブレーキに採用された第２減速歯車の大径歯車の、歯厚肉部を含む各歯部の径方向に垂直な断面図。本実施形態に係るディスクブレーキに採用された第２減速歯車の大径歯車の、歯厚肉部を含む各歯部と、第１減速歯車の各歯部とが噛み合った状態の径方向に垂直な断面図。図７の状態から、ソレノイドアクチュエータの作動により第２減速歯車が、第１減速歯車に対して軸方向に沿って移動した状態の径方向に垂直な断面図。第２実施形態に係るスイッチ機構の断面図。第２減速歯車の大径歯車の、他の実施形態に係る歯厚肉部を含む各歯部と、第１減速歯車の各歯部とが噛み合った状態の径方向に垂直な断面図。図１０の状態から、ソレノイドアクチュエータの作動により、第２減速歯車が第１減速歯車に対して軸方向に沿って移動した状態の径方向に垂直な断面図。第２減速歯車の大径歯車の、さらに他の実施形態に係る歯厚肉部を含む各歯部と、第１減速歯車の各歯部とが噛み合った状態の径方向に垂直な断面図。図１２の状態から、ソレノイドアクチュエータの作動により、第２減速歯車が第１減速歯車に対して軸方向に沿って移動した状態の径方向に垂直な断面図。第２減速歯車の大径歯車の、さらに他の実施形態に係る歯厚肉部を含む各歯部と、第１減速歯車の各歯部とが噛み合った状態の径方向に垂直な断面図。図１４の状態から、ソレノイドアクチュエータの作動により、第２減速歯車が第１減速歯車に対して軸方向に沿って移動した状態の径方向に垂直な断面図。

　以下、本実施形態を図１～図１５に基づいて詳細に説明する。
　本実施形態に係る電動ブレーキ装置、具体的にディスクブレーキ１は、通常走行時、電動モータ２７の駆動によって制動力を発生させるものである。なお、以下の説明において、車両内側（インナ側）を一端側と称し、車両外側（アウタ側）を他端側と称して、適宜説明する。つまり、図１及び図２において、右側を一端側と称し、左側を他端側として称して、適宜説明する。

　本実施形態に係るディスクブレーキ１は、図１を参照して、車両の回転部に取り付けられたディスクロータＤを挟んで軸方向両側に配置された、一対のインナブレーキパッド２、及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４と、を備えている。本ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型として構成されている。なお、一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４とは、車両のナックル等の非回転部に固定されたブラケット５に対して、ディスクロータＤの軸方向へ移動可能に支持されている。なお、ディスクロータＤが被制動部材に相当する。一対のインナブレーキパッド２、及びアウタブレーキパッド３が制動部材に相当する。

　図１を参照して、キャリパ４は、キャリパ４の主体であるキャリパ本体８と、電動モータ２７からの回転をキャリパ本体８のシリンダ部１３内のピストン１８に伝達して、該ピストン１８に推力を付与する伝達機構９と、を備えている。キャリパ本体８は、インナブレーキパッド２に対向する基端側に配置され、該インナブレーキパッド２に対向して開口する円筒状のシリンダ部１３と、当該シリンダ部１３からディスクロータＤを跨いでアウタ側へ延び、アウタブレーキパッド３に対向して、先端側に配置される一対の爪部１４、１４と、を備えている。

　キャリパ本体８のシリンダ部１３内、すなわちシリンダ部１３のシリンダボア１６に、ピストン１８がシリンダ部１３に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動可能に収容されている。ピストン１８は、インナブレーキパッド２を押圧するものであって、有底のカップ状に形成される。該ピストン１８は、その底部がインナブレーキパッド２に対向するように、シリンダ部１３のシリンダボア１６内に収容されている。ピストン１８は、その底部とインナブレーキパッド２との間の回り止め係合によって、シリンダボア１６、ひいてはキャリパ本体８に対して相対回転不能に支持される。

　シリンダ部１３のシリンダボア１６には、その他端側内周面にシール部材（図示略）が配置されている。そして、ピストン１８は、このシール部材に接触した状態で軸方向に移動可能にシリンダボア１６に収容される。ピストン１８の底部側の外周面と、シリンダボア１６の他端側内周面との間にはダストブーツ２０が介装されている。これらシール部材及びダストブーツ２０により、シリンダ部１３のシリンダボア１６内への異物の侵入を防ぐようにしている。また、キャリパ本体８のシリンダ部１３の底壁２３側（一端側）に、ギヤハウジング２５が一体的に連結される。このギヤハウジング２５の内部に、後述する、電動モータ２７、平歯多段減速機構２９及び遊星歯車減速機構３０が配置されている。なお、ギヤハウジング２５の一端側開口は、カバー部材（図示略）により閉塞されている。当該カバー部材は、気密的にギヤハウジング２５に取り付けられている。

　電動モータ２７からの回転は、伝達機構９を介してピストン１８に伝達される。伝達機構９は、電動モータ２７からの回転トルクを増力する平歯多段減速機構２９及び遊星歯車減速機構３０と、当該遊星歯車減速機構３０からの回転を直線運動に変換して、ピストン１８に推力を付与する回転直動変換機構３１と、を備えている。電動モータ２７は、ギヤハウジング２５内に配置され、その回転軸２７Ａが一端側に向かって延びている。図２を参照して、平歯多段減速機構２９は、第１減速歯車３４と、第２減速歯車３５と、第３減速歯車３６と、を備えている。第２減速歯車３５及び第３減速歯車３６は、金属、あるいは、繊維強化樹脂等の樹脂にて構成される。なお、第１減速歯車３４が第一の歯車に相当する。

　図２～図５を参照して、第１減速歯車３４は、筒状に形成されて、電動モータ２７の回転軸２７Ａに圧入固定される。第２減速歯車３５は、段付歯車で構成されている。該第２減速歯車３５は、第１減速歯車３４に噛合する大径の大径歯車３８と、大径歯車３８から同心状に一端側に向かって軸方向に延びる小径の小径歯車３９と、を備えている。なお、第２減速歯車３５の大径歯車３８が第二の歯車に相当する。以下に、第１実施形態に係るスイッチ機構４３Ａ（ソレノイドアクチュエータ４５）を有するパーキングブレーキ機構６０の構成を説明する。図３及び図５を参照して、第２減速歯車３５の径方向中央には、取付孔４１が設けられる。該取付孔４１は、軸方向に沿って貫通している。第１実施形態に係るスイッチ機構４３Ａとしてのソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８が、第２減速歯車３５の取付孔４１に回転自在に挿通される。

　ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８には、第２減速歯車３５をその軸方向から挟み込む位置に一対の止め輪４２、４２が設けられる。これら一対の止め輪４２、４２により、プランジャ４８の第２減速歯車３５に対する軸方向に沿う移動が規制される。そして、第２減速歯車３５は、ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８に回動自在に支持される。ソレノイドアクチュエータ４５には、プランジャ４８の前進及び後退後、永久磁石によりその位置を保持できる２方向保持型が採用される。その結果、パーキングブレーキを作動後、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を解除してもパーキング状態を保持することが可能になる。図１及び図２を参照して、ソレノイドアクチュエータ４５は、その本体部４７が一端側に配置される。

　図５及び図６を参照して、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０に、歯すじ方向における一端側に弦歯厚が大きく形成される歯厚肉部５３Ａが形成される。図２も参照して、歯すじ方向における一端側は、ディスクブレーキ１の一端側と同じであり、ソレノイドアクチュエータ４５の本体部４７側となる。図５及び図６を参照して、歯厚肉部５３Ａは、その両歯面に、歯すじ方向における一端に向かってその弦歯厚が大きくなるテーパ面５５、５５がそれぞれ形成されて構成される。図８を参照して、歯厚肉部５３Ａの最大弦歯厚は、第１減速歯車３４の隣接する歯部５１、５１間の距離（歯溝の幅）よりも大きく設定される。なお、図７及び図８を参照して、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０の歯幅（歯すじ方向の長さ）は、歯厚肉部５３Ａの歯幅相当分、第１減速歯車３４の歯部５１の歯幅（歯すじ方向の長さ）よりも大きく設定される。

　そして、図７を参照して、ソレノイドアクチュエータ４５が作動されていない通常時は、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａを含む各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが互いに噛み合い、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１との間に間隙５８が生じる。その結果、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａを含む各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが互いにすべり作用を施すことができるので、互いに回転トルクを伝達することができる。

　一方、図８を参照して、パーキングブレーキの作動時には、ソレノイドアクチュエータ４５が作動され、プランジャ４８が他端側に前進（突出）するために、第２減速歯車３５が第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って前進する。すると、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ａ、詳しくは各歯厚肉部５３Ａの各テーパ面５５、５５と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが接触して前記間隙５８がなくなる。その結果、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４の回転が規制され、パーキングブレーキ状態が保持される。

　また、パーキングブレーキを解除する際には、ソレノイドアクチュエータ４５が作動され、プランジャ４８を初期状態に後退させ、第２減速歯車３５を第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って後退させる。すると、図７に示すように、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａを含む各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが、間に間隙５８が生じる初期状態に戻る。その結果、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａを含む各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが回転可能となる。

　なお、本実施形態では、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０に歯厚肉部５３Ａが形成されているが、第１減速歯車３４の各歯部５１に歯厚肉部５３Ａを形成してもよい。要するに、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０、または第１減速歯車３４の各歯部５１のいずれか一方に歯厚肉部５３Ａを設ければよい。また、本実施形態では、第２減速歯車３５にソレノイドアクチュエータ４５（スイッチ機構４３Ａ）を備え、第２減速歯車３５を第１減速歯車３４に対して前進または後退させているが、第１減速歯車３４にソレノイドアクチュエータ４５を備え、第１減速歯車３４を第２減速歯車３５に対して前進または後退させてもよい。

　さらに、歯厚肉部５３Ａを、第２減速歯車３５の大径歯車３８（第１減速歯車３４）以外の互いに噛み合う歯車のいずれか一方の歯部に形成して、ソレノイドアクチュエータ４５を一方または他方のいずれかの歯車に備えてもよい。さらにまた、本実施形態では、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０において、歯すじ方向における一端側に歯厚肉部５３Ａが形成されているが、歯すじ方向における他端側に歯厚肉部５３Ａを設けてもよい。この実施形態の場合には、パーキングブレーキの作動時には、ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８が没入方向（一端側）に移動すると共に、パーキングブレーキの解除時には、ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８が突出方向（他端側）に移動する。以上が、第１実施形態に係るスイッチ機構４３Ａ（ソレノイドアクチュエータ４５）を有するパーキングブレーキ機構６０の構成となる。

　図２を参照して、第２減速歯車３５の小径歯車３９は、第３減速歯車３６と噛合している。当該第３減速歯車３６は、第２減速歯車３５の小径歯車３９と噛合する大径の大径歯車６２と、大径歯車６２の内側で同心状に設けられる小径のサンギヤ６３と、を備えている。サンギヤ６３は、遊星歯車減速機構３０の一部として構成される。第３減速歯車３６の大径歯車６２の内周面と、サンギヤ６３の外周面との間には、環状の空間６４が形成される。大径歯車６２の一端とサンギヤ６３の一端とは円板状壁部６５により接続される。この円板状壁部６５の他端側の面でその外周部寄りに他端側に突出する環状のストッパ部６６が形成されている。

　遊星歯車減速機構３０は、第３減速歯車３６のサンギヤ６３と、複数個（本実施形態では５個）のプラネタリギヤ７０と、インターナルギヤ７１と、を備えている。各プラネタリギヤ７０は、サンギヤ６３及びインターナルギヤ７１の内歯７８に噛合する歯車７５と、後述のキャリア７２から立設されるピン９０が回転自在に挿通される孔部７６と、を有している。各プラネタリギヤ７０は、サンギヤ６３の周りに周方向に沿って等間隔に配置される。詳しくは、各プラネタリギヤ７０は、第３減速歯車３６の大径歯車６２の内周面とサンギヤ６３の外周面との間の環状の空間６４であって、後述のインターナルギヤ７１の内歯７８の内側に周方向に沿って等間隔で配置される。各プラネタリギヤ７０の歯車７５が、サンギヤ６３及びインターナルギヤ７１の内歯７８に噛合している。

　インターナルギヤ７１は、各プラネタリギヤ７０の歯車７５とそれぞれ噛合する内歯７８と、該内歯７８の一端から連続して径方向中心に延び、各プラネタリギヤ７０の軸方向の移動を規制する円環状壁部７９と、内歯７８周辺の他端面から他端側に向かって延びる円筒状壁部８０と、を備えている。インターナルギヤ７１の内歯７８の部位が、第３減速歯車３６の大径歯車６２の内周面と、各プラネタリギヤ７０との間に配置される。そして、第３減速歯車３６は、インターナルギヤ７１に対して回転自在に支持される。インターナルギヤ７１の円環状壁部７９は、各プラネタリギヤ７０と、第３減速歯車３６の円板状壁部６５との間に配置される。インターナルギヤ７１は、その円筒状壁部８０等を採用し、また、インターナルギヤ７１の一端面に第３減速歯車３６の円板状壁部６５に設けた環状のストッパ部６６が当接される形態等を採用することで、径方向及び軸方向の移動が規制されると共に、ギヤハウジング２５に対して相対回転不能に支持される。

　遊星歯車減速機構３０からの回転、すなわち各プラネタリギヤ７０からの回転がキャリア７２に伝達される。キャリア７２は、円板状に形成される。キャリア７２の外周部には、周方向に沿って間隔を置いて、各プラネタリギヤ７０と対応するように複数のピン用孔部８９が形成されている。各ピン用孔部８９にピン９０がそれぞれ圧入固定されている。各ピン９０が、各プラネタリギヤ７０の孔部７６に回転自在にそれぞれ挿通されている。キャリア７２には、スピンドル９３が相対回転不能に連結される。スピンドル９３は、キャリア７２からの回転が伝達され、その回転トルクを回転直動変換機構３１に伝達するものである。

　図１を参照して、回転直動変換機構３１は、平歯多段減速機構２９及び遊星歯車減速機構３０からの回転運動、すなわちスピンドル９３の回転運動を直線運動（以下、便宜上直動という）に変換し、その直動部材（図示略）の移動によりピストン１８に推力を付与するものである。回転直動変換機構３１は、シリンダボア１６内であって、その底面とピストン１８との間に配置される。そして、キャリア７２の回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構３１により、その直動部材が他端側に向かって前進することで、該ピストン１８が前進し、該ピストン１８によってインナブレーキパッド２をディスクロータＤに押し付けることができる。なお、回転直動変換機構は、ねじ機構やボールねじ機構、ボールアンドランプ機構等が採用される。

　図１に示す電動モータ２７は、その駆動が制御基板（図示略）からの指令により制御される。通常走行における制動時には、当該制御基板により、運転者の要求に対応した検出センサ（図示略）やブレーキが必要な様々な状況を検出する種々の検出センサ（図示略）等からの検出信号、回転角検出手段（図示略）及び推力センサ（図示略）等からの検出信号に基づき、電動モータ２７の駆動を制御する。また、この制御基板は、パーキングブレーキスイッチ（図示略）と電気的に接続されており、制御基板からの指令によりソレノイドアクチュエータ４５の作動が制御される。

　次に、本実施形態に係るディスクブレーキ１において、通常走行における制動及び制動解除の作用について説明する。
　通常走行における制動時には、制御基板からの指令により、電動モータ２７が駆動されて、その正方向、すなわち制動方向の回転が、平歯多段減速機構２９を介して遊星歯車減速機構３０のサンギヤ６３に伝達される。該遊星歯車減速機構３０のサンギヤ６３の回転により、各プラネタリギヤ７０が自身の回転軸線を中心に自転しながら、サンギヤ６３の回転軸線を中心に公転することで、キャリア７２が回転する。すなわち、電動モータ２７からの回転が、平歯多段減速機構２９及び遊星歯車減速機構３０を経由することで所定の減速比で減速、増力されてキャリア７２に伝達される。そして、キャリア７２からの回転がスピンドル９３に伝達される。

　続いて、キャリア７２の回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構３１の作用により、その直動部材が前進してピストン１８を前進させる。このピストン１８が前進することで、インナブレーキパッド２をディスクロータＤに押し付ける。そして、ピストン１８によるインナブレーキパッド２への押圧力に対する反力により、キャリパ本体８がブラケット５に対してインナ側（一端側）に移動して、各爪部１４、１４によってアウタブレーキパッド３をディスクロータＤに押し付ける。この結果、ディスクロータＤが一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて摩擦力が発生し、ひいては、車両の制動力が発生することになる。

　一方、制動解除時には、制御基板からの指令により、電動モータ２７が駆動されて、その逆方向、すなわち制動解除方向の回転が平歯多段減速機構２９、遊星歯車減速機構３０及びキャリア７２を介してスピンドル９３に伝達される。その結果、スピンドル９３の逆方向への回転に伴って、回転直動変換機構３１の作用により、その直動部材が後退して初期状態に戻り、ディスクロータＤへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

　次に、本実施形態に係るディスクブレーキ１において、パーキングブレーキの作動について説明する。
　パーキングブレーキスイッチが操作されると、通常の制動時と同様に、制御基板からの指令により、電動モータ２７が駆動されて、その正方向、すなわち制動方向の回転が、平歯多段減速機構２９及び遊星歯車減速機構３０を経由してキャリア７２に伝達される。続いて、キャリア７２からの回転に伴ってスピンドル９３が回転すると、回転直動変換機構３１の作用により、ピストン１８が前進して、ディスクロータＤが一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて制動力が発生する。

　この状態で、制御基板からの指令により、ソレノイドアクチュエータ４５に通電することで、ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８が前進する。その結果、第２減速歯車３５が第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って前進され、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ａ（各テーパ面５５、５５）と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが隙間なく、すなわち間隙５８が生じないように接触する。その結果、制動力が発生された後、ディスクロータＤと、インナ及びアウタブレーキパット２、３との間の反力として、第２減速歯車３５に制動解除方向への回転トルクが伝達されても、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４が回転されることはない。そして、電動モータ２７への通電を停止し、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３のディスクロータＤへの押圧力を確認した後、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止する。

　そして、ソレノイドアクチュエータ４５は、永久磁石によりプランジャ４８の位置を保持できる２方向保持型が採用されているので、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止しても、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ａと、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態が保持され、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４の回転が規制された状態が保持される。これにより、電動モータ２７及びソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止した状態でその制動状態を保持することができ、パーキングブレーキの作動が完了する。

　次に、パーキングブレーキを解除する場合には、制御基板からの指令により、ソレノイドアクチュエータ４５に通電することで、ソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８を初期位置まで後退させる。その結果、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａを含む各歯部５０と、第１減速歯車３４の各歯部５１との間に間隙５８が生じる初期状態に戻る。その後、制御基板からの指令により、電動モータ２７の回転軸２７Ａが逆方向、すなわち制動解除方向に回転すると共に、その逆方向の回転が平歯多段減速機構２９、遊星歯車減速機構３０及びキャリア７２を介してスピンドル９３に伝達される。その結果、回転直動変換機構３１の直動部材が後退して初期位置に戻り、ディスクロータＤへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

　なお、制御基板からの指令により、電動モータ２７及びソレノイドアクチュエータ４５の作動によりパーキングブレーキを作動させて一定時間経過後に、必要に応じて、ソレノイドアクチュエータ４５によるパーキングブレーキの作動を解除しつつ、再度前述の電動モータ２７によるパーキングブレーキを作動させる制御（リクランプ動作ともいう）を実行してもよい。これにより、制動直後の高温下においてパーキングブレーキを作動させた場合に、温度低下によるインナ及びアウタブレーキパッド２、３、及びディスクロータＤの熱収縮によって発生するパーキングブレーキの推力低下を防止することができる。

　以上説明したように、本実施形態に係るディスクブレーキ１に備えたパーキングブレーキ機構６０は、第２減速歯車３５と第１減速歯車３４とをその軸方向に沿って相対移動、詳しくは、第２減速歯車３５を第１減速歯車３４に対してその軸方向に沿って移動させるスイッチ機構４３Ａとしてソレノイドアクチュエータ４５を備え、該ソレノイドアクチュエータ４５の作動により、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａと、第１減速歯車３４の各歯部５１との間の間隙５８の有無を生じさせる構成である。

　これにより、本実施形態に係るディスクブレーキ１に備えたパーキングブレーキ機構６０では、従来（特許文献１に記載のもの）のように、ラチェットギヤの歯車部と保持部材の爪部との位置合わせのために、ソレノイドアクチュエータ及び電動モータを段階的に作動させる必要はなく、無段階でパーキングブレーキを作動させることができ、制御性が良好になる。しかも、従来のように、パーキングブレーキ機構として、ラチェットギヤ、保持部材、係止部材及び圧縮コイルバネ等を備える必要はなく、その構造及びレイアウトが非常に簡素化されて、小型化を実現することができる。

　また、従来では、クラッチ機構による摩擦力を採用したパーキングブレーキが存在するが、摩擦力は接触部の表面粗さ、変形や表面状態、また環境条件や経時劣化状態等，多くのばらつき因子を持ち，高ロバストな信頼性の確保が課題となる。これに対して，本実施形態に係るパーキングブレーキ機構６０では、ソレノイドアクチュエータ４５の作動により、第２減速歯車３５の大径歯車３８の歯厚肉部５３Ａと、第１減速歯車３４の各歯部５１とを間隙５８が生じないように接触させる構成であるので、摩擦力などの管理が難しい不確定要素に頼ることなく安全性及び確実性が向上する。

　さらに、本実施形態に係るディスクブレーキ１に備えたパーキングブレーキ機構６０は、第２減速歯車３５をその軸方向に移動させるスイッチ機構４３Ａとしてソレノイドアクチュエータ４５を備えており、当該ソレノイドアクチュエータ４５は、動作後通電を停止しても、永久磁石によりプランジャ４８の位置を保持できる２方向保持型が採用されているので、走行振動等によって、誤ってパーキングブレーキが作動する誤作動を回避することができる。

　次に、第２実施形態に係るスイッチ機構４３Ｂを図９に基づいて説明する。第２実施形態に係るスイッチ機構４３Ｂは、回転軸１００Ａを有する電動モータ１００と、回転軸１００Ａにそれぞれ螺合され、第２減速歯車３５を軸方向両側から挟み込んで位置決めする一対の第１及び第２ナット部材１０１、１０２と、を備える。詳しくは、第１ナット部材１０１は、第２減速歯車３５の小径歯車３９の一端側に配置される。一方、第２ナット部材１０２は、第２減速歯車３５の大径歯車３８の他端側に配置される。第１及び第２ナット部材１０１、１０２はその回転が規制される。

　第２減速歯車３５の径方向中央には支持孔１０５が設けられる。支持孔１０５は、第２減速歯車３５の軸方向に沿って貫通している。電動モータ１００の回転軸１００Ａは、第２減速歯車３５の支持孔１０５に回転自在に挿通される。そして、電動モータ１００を作動させて、回転軸１００Ａを正方向または逆方向に回転させると、第１及び第２ナット部材１０１、１０２それぞれが前進または後退するので、それに伴い、第２減速歯車３５が軸方向に沿って前進または後退する。なお、本実施形態では、第１及び第２ナット部材１０１、１０２と、回転軸１００Ａとはねじ機構により螺合されているが、ボールねじ機構やローラねじ機構等、他の公知の回転直動変換機構を採用してもよい。

　次に、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０に設けた、他の実施形態に係る歯厚肉部５３Ｂを図１０及び図１１に基づいて説明する。当該歯厚肉部５３Ｂは、その両歯面に、歯すじ方向における一端に向かってその弦歯厚が大きくなるテーパ面５５と、該テーパ面５５の歯すじ方向一端から連続して、歯すじ方向に沿って延びるベース面５６とがそれぞれ形成されて構成される。歯厚肉部５３Ｂの最大弦歯厚、すなわち、歯厚肉部５３Ｂの両歯面にそれぞれ設けた一対のベース面５６、５６間の距離は、第１減速歯車３４の隣接する歯部５１、５１間の距離（歯溝の幅）と略一致する。

　そして、パーキングブレーキの作動時には、図１１を参照して、ソレノイドアクチュエータ４５が作動され、第２減速歯車３５が第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って前進されることで、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｂ、詳しくは各歯厚肉部５３Ｂの一対のベース面５６、５６と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態となる。その結果、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止しても、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｂと、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態が保持され、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４の回転が規制された状態が保持される。これにより、電動モータ２７及びソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止した状態でその制動状態を保持することができる。

　なお、図６～図８に示す歯厚肉部５３Ａでは、歯厚肉部５３Ａの各テーパ面５５と、第１減速歯車３４の各歯部５１との接触部の摩耗による経時変化や変形、環境条件、経時劣化等ばらつき因子を多く含むために、パーキングブレーキを保持するためのソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８のストローク量の制御が若干煩雑になる。これに対して、図１０及び図１１に示す歯厚肉部５３Ｂでは、一対のベース面５６、５６を設けることで、上述したばらつき因子の影響が低減できるので、パーキングブレーキを保持するためのソレノイドアクチュエータ４５のプランジャ４８のストローク量の制御が簡素化される。しかも、図１０及び図１１に示す歯厚肉部５３Ｂでは、一対のベース面５６、５６を設けることで、上述したばらつき因子の影響が低減できるので、ソレノイドアクチュエータ４５に必要な推力も抑えられ小形化が可能になる。

　次に、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０に設けた、さらに他の実施形態に係る歯厚肉部５３Ｃを図１２及び図１３に基づいて説明する。当該歯厚肉部５３Ｃを含む歯部５０全体の、パーキングブレーキを作動させる際に電動モータ２７からの回転が伝達される一方の面は、歯すじ方向に沿って延びるベース面５６によって形成される。また、当該歯厚肉部５３Ｃの他方の面は、歯すじ方向における一端に向かってその弦歯厚が大きくなるテーパ面５５によって形成される。歯厚肉部５３Ｃの最大弦歯厚は、第１減速歯車３４の隣接する歯部５１、５１間の距離（歯溝の幅）よりも大きく設定される。

　そして、パーキングブレーキの作動時には、図１３を参照して、ソレノイドアクチュエータ４５が作動され、第２減速歯車３５が第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って前進されることで、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｃ、詳しくは各歯厚肉部５３Ｃのベース面５６及びテーパ面５５と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態となる。その結果、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止しても、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｃと、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態が保持され、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４の回転が規制された状態が保持される。これにより、電動モータ２７及びソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止した状態でその制動状態を保持することができる。

　次に、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯部５０に設けた、さらに他の実施形態に係る歯厚肉部５３Ｄを図１４及び図１５に基づいて説明する。当該歯厚肉部５３Ｄを含む歯部５０全体の、パーキングブレーキを作動させる際に電動モータ２７からの回転が伝達される一方の面は、歯すじ方向に沿って延びるベース面５６によって形成される。また、当該歯厚肉部５３Ｄの他方の面は、歯すじ方向における一端に向かってその弦歯厚が大きくなるテーパ面５５と、該テーパ面５５の歯すじ方向一端から連続して、歯すじ方向に沿って延びるベース面５６とによって形成される。歯厚肉部５３Ｄの最大弦歯厚、すなわち、歯厚肉部５３Ｄの両歯面にそれぞれ設けた一対のベース面５６、５６間の距離は、第１減速歯車３４の隣接する歯部５１、５１間の距離（歯溝の幅）と略一致する。

　そして、パーキングブレーキの作動時には、図１５を参照して、ソレノイドアクチュエータ４５が作動され、第２減速歯車３５が第１減速歯車３４に対して軸方向に沿って前進されることで、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｄ、詳しくは各歯厚肉部５３Ｄの一対のベース面５６、５６と、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態となる。その結果、ソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止しても、第２減速歯車３５の大径歯車３８の各歯厚肉部５３Ｄと、第１減速歯車３４の各歯部５１とが間隙５８が生じないように接触した状態が保持され、第２減速歯車３５及び第１減速歯車３４の回転が規制された状態が保持される。これにより、電動モータ２７及びソレノイドアクチュエータ４５への通電を停止した状態でその制動状態を保持することができる。

　以上説明したように、図１２及び図１３に示す歯厚肉部５３Ｃ、並びに図１４及び図１５に示す歯厚肉部５３Ｄでは、歯厚肉部５３Ｃ（５３Ｄ）を含む歯部５０（５０）全体の、パーキングブレーキを作動させる際に電動モータ２７からの回転が伝達される面が、歯すじ方向に沿って延びるベース面５６（５６）によって形成されるので、パーキングブレーキの作動時、電動モータ２７が制動方向に駆動されると、歯厚肉部５３Ｃ（５３Ｄ）を含む歯部５０（５０）全体のベース面５６と、第１減速歯車３４の歯部５１とが段差の無い直線運動ができることから、パーキングブレーキを作動させるためのソレノイドアクチュエータ４５の推力を低減することができる。また、電動モータ２７を回転させながらソレノイドアクチュエータ４５を作動させることで、更なるソレノイドアクチュエータ４５の推力の低減と、スムーズなパーキングブレーキの増力とが可能となる。

　一方、パーキングブレーキの解除時にも、歯厚肉部５３Ｃ（５３Ｄ）を含む歯部５０（５０）全体のベース面５６と、第１減速歯車３４の歯部５１とは段差の無い直線運動ができる状態であるので、パーキングブレーキを解除するためのソレノイドアクチュエータ４５の推力を低減することができる。また、電動モータ２７を回転させながらソレノイドアクチュエータ４５を作動させることで、更なるソレノイドアクチュエータ４５の推力の低減と、スムーズなパーキングブレーキの減力とが可能となる。

　なお、以上の説明では、本実施形態が、通常走行の制動時に、電動モータ２７の駆動によって制動力を発生させる、電動ブレーキ装置としてのディスクブレーキ１に採用されているが、本実施形態を、通常走行の制動時には、キャリパ本体８のシリンダボア１６内に供給されるブレーキ液圧にて、ピストン１８を前進させることで、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により制動力が発生させ、駐車時等のパーキングブレーキ時にのみ、電動モータ２７からの回転を平歯多段減速機構２９、遊星歯車減速機構３０及び回転直動変換機構３１を介してピストン１８に伝達することで該ピストン１８を前進させて、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により制動力が発生させる、電動ブレーキ装置としてのディスクブレーキに採用してもよい。

　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　本願は、２０２３年６月２２日付出願の日本国特許出願第２０２３－１０２５２１号に基づく優先権を主張する。２０２３年６月２２日付出願の日本国特許出願第２０２３－１０２５２１号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。

１　ディスクブレーキ（電動ブレーキ装置），２　インナブレーキパッド（制動部材），３　アウタブレーキパッド（制動部材），２９　平歯多段減速機構（減速機構），３４　第１減速歯車（第一の歯車），３５　第２減速歯車，３８　大径歯車（第二の歯車），４３Ａ、４３Ｂ　スイッチ機構，５０　歯部，４５　ソレノイドアクチュエータ（スイッチ機構），５１　歯部，５３Ａ～５３Ｄ　歯厚肉部，５５　テーパ面，５６　ベース面，５８　間隙，６０　パーキングブレーキ機構，Ｄ　ディスクロータ（被制動部材）

Claims

　電動ブレーキ装置であって、該電動ブレーキ装置は、
　電動モータと、
　該電動モータからの回転トルクを増力する減速機構と、
　該減速機構からの回転を直線運動に変換して、制動部材を被制動部材に向けて押圧する押圧力を保持するパーキングブレーキ機構と、
を備え、
　前記減速機構は、第一の歯車と、該第一の歯車に噛み合う第二の歯車と、を有し、
　前記第一の歯車の歯部と、前記第二の歯車の歯部との間に、回転方向に沿って間隙を有し、
　前記パーキングブレーキ機構は，前記第一の歯車と前記第二の歯車とをその軸方向に沿って相対移動させるスイッチ機構を備え、
　該スイッチ機構の作動により、前記間隙の有無を生じさせる構成であることを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項１記載の電動ブレーキ装置において、
　前記パーキングブレーキ機構では、前記第一の歯車または第二の歯車のいずれか一方の歯部には、歯すじ方向における端部に弦歯厚が大きく形成される歯厚肉部が形成されることを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項２記載の電動ブレーキ装置において、
　前記歯厚肉部は，その弦歯厚が一端に向かって次第に大きくなるテーパ面を含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項３記載の電動ブレーキ装置において、
　前記歯厚肉部は、前記テーパ面の歯すじ方向一端から連続して、歯すじ方向に沿って延びるベース面を含むことを特徴とする電動ブレーキ装置。
　請求項３または４記載の電動ブレーキ装置において、
　前記歯厚肉部を含む歯部全体の、パーキングブレーキを作動させる際に前記電動モータからの回転が伝達される面は、歯すじ方向に沿って延びるベース面によって形成されることを特徴とする電動ブレーキ装置。