JPH0872702A - 電気作動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気作動ブレーキ装置に機構が簡単な１ウエイ
クラッチを組み込み、電気系と機械系からの入力が同時
に作動した場合には、高入力側の操作力が選択的にブレ
ーキ装置に伝達されるようにして、如何なる状況のもと
でも確実にブレーキを作動させることができる安全の高
い電気作動ブレーキ装置を提供する。 【構成】ブレーキぺダルの踏み込み量が所定値以上にな
ると機械伝達系を介してレバー１８が回動し、ワンウエ
イクラッチ１４が接続される。その後、リテーナ１９も
同方向に回転して、さらなるレバー１８の回転が可逆ネ
ジシャフト１０に伝達され、ピストン８を移動してブレ
ーキを掛けることができる。この状態の時に、モータ側
からより高い入力があった場合には、ワンウエイクラッ
チ１４は入力方向にのみ可逆ネジシャフトの回転を許容
しているため、この高い入力を直接可逆ネジシャフトに
伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気作動ブレーキ装置に
関するものであり、さらに詳細には、電気作動ブレーキ
装置内に機械系の操作力によってもブレーキが作動する
機構を組み込み、電気系と機械系からの入力が同時に作
動した場合には、高入力側の操作力が選択的にブレーキ
装置に伝達される（この状態をセレクトハイという）よ
うにした安全性の高い小型軽量の電気作動ブレーキ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、油圧によるブレーキ作動回路とは
別に、電気信号によってブレーキを作動させる電気作動
ブレーキ装置（いわゆるバイワイヤ方式）の開発が進め
られている。この電気作動ブレーキ装置はブレーキぺダ
ルの踏力を電気信号に変換し、電子制御装置からの信号
によってブレーキ装置を作動させる。このため、従来の
油圧回路式のブレーキ装置に比較して、システム全体を
軽量小型にできる点に特徴があり、さらにブレーキ装置
の各種制御（アンチスキッド制御、トラクション制御、
自動ブレーキ制御等々）を実行する上でシステムの構築
が容易である等の利点がある。

【０００３】こうした電気作動ブレーキ装置の一例とし
ては、電動モータを駆動源として摩擦部材を被制動部材
に圧接させて制動力を得るようにしたもの（特開昭６３
−２６６２２８号公報）等が提案されている。上記特開
昭６３−２６６２２８号公報に記載されているブレーキ
装置は、ステータ側の圧電振動子によって発生させた弾
性進行波によりロータを回転駆動させる超音波モータの
回転トルクを、トルク変換手段により被制動部材に対す
る摩擦部材の圧接力に変換して前記摩擦材に伝達させる
ようにしている。そしてこのブレーキ装置は、超音波モ
ータによってブレーキ力を変化させブレーキ制御を行う
ものであるため、小型かつ軽量で、小さな消費電力によ
って必要かつ十分な制動力が得られることができ、制御
性及び応答性のよりブレーキ制御を実現できるという効
果が期待できるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
気作動ブレーキ装置では、電気系統に何らかの失陥や異
常が発生するとノーブレーキとなる恐れがある。また、
こうしたノーブレーキ状態を回避するために電気系統に
失陥が生じるとクラッチ等により機械系統のブレーキに
切り換える装置を備えているものも提案されているが、
この様な装置では、クラッチ切り換えの構造が複雑にな
り、装置の簡略化小型化を進めてゆくことが困難である
等々の問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、電気作動ブレーキ装置
に機構が簡単なワンウエイクラッチを組み込み、電気系
と機械系からの入力が同時に作動した場合には、高入力
側の操作力が選択的にブレーキ装置に伝達されるように
して、如何なる状況のもとでも確実にブレーキを作動さ
せることができる安全性の高い電気作動ブレーキ装置を
提案せんとするものである。この装置では、機械系統に
よるブレーキが非作動位置にある時には、前記ワンウエ
イクラッチがリテーナにより解放状態となっているた
め、電気系統によるブレーキ作動には何ら影響を与えな
いようになっており、仮に電気作動ブレーキ装置に失陥
等が生じた場合には、前記クラッチを介して自動的に機
械系統の伝達経路が構成されブレーキを作動させること
ができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、 ブ
レーキ装置のキャリパ４内に形成したシリンダ７と、該
シリンダ７内に配置された摺動自在のピストン８と、前
記ピストン８をディスク６に向けて往復動させる為の可
逆ネジシャフト１０と、該可逆ネジシャフト１０を作動
させるモータＭと、前記モータを制御する電子制御装置
３とからなり、前記可逆ネジシャフト１０の非ネジ部外
周面にはワンウエイクラッチを介してレバーが配置さ
れ、前記レバーにはレバーを作動させることができる機
械力伝達系が接続されており、前記ワンウエイクラッチ
は前記レバーが作動した時のみレバーと可逆ネジシャフ
トとを固着することを特徴とするものであり、これを課
題解決の手段とするものである。

【０００７】

【作用】通常状態の時には、リテーナの作用によりワン
ウエイクラッチは非接続状態となっている。このため運
転者がブレーキぺダルを踏むと、電子制御装置からの指
令でモータＭが駆動され、可逆ネジシャフトの回転によ
りピストンがリターンスプリング１１ａの付勢力に抗し
て移動し、ディスクパッド５をディスク６に押圧してブ
レーキをかける。ブレーキ力は押圧力センサーが検知
し、これに基づいて電子制御装置がブレーキ力を制御す
る。ブレーキを緩める時は、踏力信号によってモータＭ
を逆転作動させる。たとえば電気系統にフェイルが生じ
た時はハンドルレバー等の機械伝達系を介してレバー１
８が図５に示すように回動し、突起１９ａがカム溝１５
内の端部に移動する。この結果、バネ１７の作用でロー
ラ１６がカム溝１５に押し付けられ、ワンウエイクラッ
チが接続される。その後リテーナ１９もレバーと一体に
回転して、さらなるレバー１８の回転が可逆ネジシャフ
ト１０に伝達され、ピストン８を移動してブレーキを掛
けることができる。この状態の時に、モータ側からより
高い入力があった場合には、ワンウエイクラッチ１４は
入力方向にのみ可逆ネジシャフトの回転を許容している
ため、この高い入力を直接可逆ネジシャフトに伝達する
ことができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１はキャリパ内に組込んだ本発明の実施例に係
る電気作動ブレーキ装置の断面図である。図において１
はブレーキペダル、２は踏力センサ、３は電子制御装置
（ＥＣＵ）、４はブレーキキャリパ、５は２個のディス
クパッド、６は前記ディスクパッド間に配置されたディ
スクであり、個々の構成は公知のものを使用しており、
それらの詳細構成の説明は省略する。

【０００９】前記キャリパ４内にはシリンダ７が形成さ
れており、このシリンダ７内にピストン８が摺動自在に
配置されている。前記ピストン８は一端部が閉塞された
円筒状に形成されており、前記一端部の外面にはディス
クパッド５の一方が取り付けられ、さらに、このディス
クパッド５と前記ピストン８との間にはピストンの廻り
止め手段２１および押圧力センサー２０が設けられてい
る。シリンダ７の内周面には凹溝１１が形成されてお
り、この凹溝１１内には、リターンスプリング１１ａ
と、リターンスプリング１１ａのバネ座とシール部材と
を兼ねた弾性体１２が設けられている。前記弾性体１２
はピストン８の外周に所定の保持力により嵌合してお
り、通常のブレーキ作動時にはピストン８の移動ととも
に弾性体１２もピストン８と一体となって移動し、リタ
ーンスプリング１１ａを撓ませる。また、ブレーキ開放
時には前記リターンスプリング１１ａの変形によって生
じた付勢力を前記弾性体１２を介してピストン８に与え
ることができるようになっている。

【００１０】また、ディスク６とディスクパッド５との
クリアランスが磨耗等によって大きくなった場合には、
ピストン８および弾性体１２の移動によってリターンス
プリング１１ａが変形、さらにピストン８の移動により
弾性体１２がスペーサ１１ｂに当たりディスクパッド５
がディスク６に所定の押圧力で押圧されるまで、弾性体
１２は、ピストン８外周面上をディスク６とディスクパ
ッド５との間のクリアランスがなくなるまで摺動する。
即ち前記弾性体１２の保持力はリターンスプリング１１
ａのバネ力よりも大きく、ピストンの移動力よりもやや
小さい力となるよう構成され、この結果、ブレーキ解放
時にピストン８はスプリング１１ａにより一定量Ｔだけ
戻され、ディスクパッド５とディスク６とのクリアラン
スが自動的に一定量Ｔに調整されるようになっている。

【００１１】前記ピストン８内の中央には、ピストン８
の内面に形成された斜面８ａと協働してクラッチを構成
するコーンクラッチ２２が設けられ、このコーンクラッ
チ２２に固定されているナット１３にはピストン８の軸
と一致して配置され、かつモータＭの出力軸と連結され
た可逆ネジシャフト１０が螺子結合されている。前記コ
ーンクラッチ２２とピストン８との間にはバネ２４とス
ラストベアリング２３が配置されている。また前記可逆
ネジシャフト１０にはフランジ１０ａが形成され、この
フランジ１０ａの外周には、ワンウエイクラッチ１４を
介してレバー１８が回転自在に配置されている。前記レ
バー１８にはブレーキぺダルの踏み込み量が所定の量を
越えた時のみ、レバー１８を作動させることができる機
械力伝達系（たとえばワイヤ等）が接続されている。

【００１２】また前記ワンウエイクラッチ１４は図２に
示す如く前記レバー１８の内周面に形成したカム溝１５
とこのカム溝内に収容されているローラ１６とバネ１７
とより構成されており、ローラ１６がカム溝１５内の狭
い位置に移動すると、クラッチが接続されフランジ１０
ａとレバー１８とを固着し、レバー１８の回転によりフ
ランジ１０ａを介して可逆ネジシャフト１０を回転でき
るようになっている。また、前記カム溝には図３に示す
形状をしたリテーナ１９の突起部１９ａが図４に示すよ
うに挿入されており、この突起部により前記ワンウエイ
クラッチ１４は、常時解放状態となっている。即ち、通
常作動時（図２状態）にはリテーナ１９はその肩部がキ
ャリパ４と当接し、図中左方への回転は禁止されてお
り、この状態の時に突起部１９ａによりワンウエイクラ
ッチ１４を構成するローラ１６がバネ１７の付勢力に抗
して常に解放状態に維持され、この結果、可逆ネジシャ
フト１０は図２に示すようにこの状態で正逆回転が自由
に行えるようになっている。

【００１３】後述するように機械系の入力によりレバー
１８が作動した場合（電気系統がフェイルした場合も含
む）には、レバー１８が図５に示すように回転する。す
ると突起１９ａがカム溝１５内の端部に移動するため、
バネ１７の作用でローラ１６がカム溝１５に押し付けら
れ、ワンウエイクラッチが接続される。その後レバー１
８の移動につれてリテーナ１９も同方向に回転する。ワ
ンウエイクラッチの接続によりレバー１８の回転が直接
可逆ネジシャフト１０に伝達され、さらに、可逆ネジシ
ャフトを介してディスクパッド５をディスク６に向けて
移動させ、ブレーキを掛けることができる。こうして機
械系の伝達手段によっても本電気作動ブレーキを作動さ
せることができる。なお、上記機械伝達系によりブレー
キが作動中に、モータ側からのより高い入力があった場
合には、ワンウエイクラッチ図５に示す如く入力方向の
みの回転は許容するため、モータ側からの高い入力を直
接可逆ネジシャフトに伝達することができる。尚図中、
２７はストップリングであり、２８はスラストベアリン
グである。

【００１４】上記構成に係わる電気作動ブレーキ装置の
作動について説明する。通常状態の時（電気作動系統が
正常である時）には、図２に示すようにワンウエイクラ
ッチは解放状態にある。このため、運転者がブレーキぺ
ダルを踏むと、この時の踏力が踏力センサによって検知
され、電子制御装置に入力される。モータＭが電子制御
装置（ＥＣＵ）からの指令で制御駆動されると、モータ
Ｍの回転はモータからの出力軸→可逆ネジシャフト１０
→ナット１３→ナットと一体のコーンクラッチ２２に伝
達される。この時コーンクラッチ２２はピストン８の斜
面８ａと接続しナット１３を不回転としているため、ナ
ット１３は回転せずピストン８と一体となってリターン
スプリング１１ａの付勢力に抗して図中左方に移動し、
ピストン８を図中左方に押し出し、ディスクパッド５を
ディスク６に押圧してブレーキをかける。そして、ディ
スクパッド５によるディスク６への押圧力が所定値にな
るとこの値を押圧力センサー２０が検知し、電子制御装
置３に出力し、モータＭを停止するなどしてブレーキ力
を制御する。

【００１５】ブレーキを緩める時は、踏力信号によって
モータＭを逆転作動させる。すると、可逆ネジシャフト
１０が逆転し、前記リターンスプリング１１ａの付勢力
とあいまってピストン８およびナット１３が図中右方に
移動してブレーキ力を弱める。さらに、可逆ネジシャフ
ト１０が逆転を続けると、ディスクパッド５の反力が無
くなり、さらに、リターンスプリング１１ａが元に戻っ
たところで、ピストン８が停止する。この時モータ等が
慣性により更に回転した時には、コーンクラッチ２２と
ピストン８の斜面８ａとが離れる（クラッチ手段が切れ
る）ため、可逆ネジシャフト１０とナット１３とが一体
となって回転し、ナットと可逆ネジシャフトとの間の相
対回転がなくなりピストン８の戻り過ぎを防止できる。

【００１６】ブレーキぺダルの踏み込み量が所定値以上
になる（たとえば電気系統にフェイルが生じ、ブレーキ
ぺダルが強く踏み込まれた場合等を含む）と図示せぬ機
械伝達系を介してレバー１８が図５に示すように回動す
る。すると、レバー１８の移動につれてリテーナ１９も
同方向に回転しつつ、突起１９ａがカム溝１５内の端部
に移動するため、バネ１７の作用でローラ１６がカム溝
１５に押し付けられ、ワンウエイクラッチが接続され
る。その後、さらなるレバー１８の回転が可逆ネジシャ
フト１０に伝達され、ピストン８を移動してブレーキを
掛けることができる。なお、上記機械伝達系が作動中
に、モータ側からより高い入力があった場合には、ワン
ウエイクラッチ１４は入力方向にのみ可逆ネジシャフト
の回転を許容しているため、この高い入力を直接可逆ネ
ジシャフトに伝達することができる。

【００１７】なお、前記実施例中において、踏力センサ
ーはどこに設けてもよく、また、押圧力センサー２０を
使用せずにモータに掛かる負荷からディスクパッド５に
よるディスク６への押圧力を検知し、モータを上述の如
く制御することもできる。また、機械力をレバーに伝達
するための機構も、種々の形態のものを採用することが
できる。また、本発明は上記実施例に限定されることは
なく、同様の機能を奏する機構であればどのようなもの
でも適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、電気作動ブレーキ装置にワンウエイクラッチを組み
込み、電気作動ブレーキ装置に失陥等が生じた場合に
は、前記クラッチを介して自動的に機械系統の伝達経路
が構成されブレーキが作動することができる。また、電
気系と機械系からの入力が同時に作動した場合には、高
入力側の操作力が選択的にブレーキ装置に伝達されるた
め、如何なる状況のもとでも確実にブレーキを作動させ
ることができる。また、ピストンと、該ピストンを駆動
するモータとの間にクラッチ手段を設け、このクラッチ
手段によってブレーキを緩める時に生ずるモータの逆回
転のオーバランによるピストンの戻り過ぎを防止できる
とともに、可逆ネジシャフトへの過度の力が作用するこ
とを防止できる。この結果、ブレーキ開放時にモータ回
転力の慣性により、ピストンが戻りすぎることがなくな
り、ディスクパッドとディスクとの隙間を常に一定に保
つことができ、ブレーキ制御の応答性を向上させること
ができる。さらに、リターンスプリングのバネ座にオー
トアジャスタの機能をもたせたため、ディスクパッドの
磨耗にも的確に対応できる。また、電子制御装置からの
制御信号によりブレーキ力の加圧、保持、減圧をするこ
ともできるため、アンチスキッド制御やトラクション制
御を実行することもできる。等々の優れた作用効果を奏
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例としての電気作動ブレーキ
装置の概略断面図である。

【図２】図１中のＡーＡ断面の拡大図で有り、ワンウエ
イクラッチの非作動状態を示す説明図である。

【図３】本発明に係るリテーナの正面図およびＢーＢ断
面拡大図である。

【図４】図２中のＣーＣ断面の拡大図である。

【図５】図２に示す状態からワンウエイクラッチの作動
状態へ移行した説明図である。

【符号の説明】

１ ブレーキペダル ２ 踏力センサ ３ 電子制御装置 ４ キャリパ ５ ディスクパッド ６ ディスク ７ シリンダ ８ ピストン ９ 回り止め手段 １０ 可逆ネジシャフト １１ 凹溝 １１ａ リターンスプリング １２ 弾性体 １３ ナット １４ ワンウエイクラッチ １８ レバー １９ リテーナ ２０ 押圧力センサー ２１ 回り止め ２２ コーンクラッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキ装置のキャリパ４内に形成したシ
   リンダ７と、 該シリンダ７内に配置された摺動自在のピストン８と、 前記ピストン８をディスク６に向けて往復動させる為の
   可逆ネジシャフト１０と、該可逆ネジシャフト１０を作
   動させるモータＭと、前記モータを制御する電子制御装
   置３とからなり、 前記可逆ネジシャフト１０の非ネジ部外周面にはワンウ
   エイクラッチを介してレバーが配置され、前記レバーに
   はレバーを作動させることができる機械力伝達系が接続
   されており、 前記ワンウエイクラッチは前記レバーが作動した時のみ
   レバーと可逆ネジシャフトとを固着することを特徴とす
   る電気作動ブレーキ装置。
2. 【請求項２】前記ネジシャフト１０の外周面に設けられ
   たワンウエイクラッチは、レバーに形成したカム溝１５
   と、該カム溝内に配置されたローラ１６と、該ローラ１
   ６をカム溝端部に向けて付勢するスプリング１７とを有
   し、前記ローラはレバーが非作動状態の時には前記レバ
   ーと隣接して設けたリテーナにより、クラッチ開放位置
   に保持されており、レバー作動時にはリテーナによる保
   持が開放されて、ワンウエイクラッチが作動することを
   特徴とする請求項１に記載の電気作動ブレーキ装置。