JP2003205836A - 油圧ブレーキ用アクチュエータ及び電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で軽量な油圧ブレーキ用アクチュエータを
提供すること。 【解決手段】油圧ブレーキ用アクチュエータ６は、電動
モータ７の出力軸１５の回転に基づいてピストン１８を
作動させ、マスターシリンダ１３に油圧を生じさせる。
電動モータ７の出力軸１５には板カム１６が一体回転す
るように固着され、該板カム１６にはマスターシリンダ
１３のピストン１８が当接されている。油圧ブレーキ用
アクチュエータ６は、該板カム１６の形状に基づいて、
ピストン１８のストローク量を調整し、低油圧の時には
ストローク量を多くし、高油圧になるに従って、ストロ
ーク量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ブレーキ用ア
クチュエータ及び電動ブレーキ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両用ブレーキ装置として、
油圧介在式電動ブレーキ装置が知られている。この種の
電動ブレーキ装置は、油圧源たるマスターシリンダを電
動モータで押圧し、それによって生じる油圧力によって
例えば車軸とともに回転する円盤状のブレーキディスク
をブレーキパッドで挟持し、制動力を発生させる。電動
モータはボールスクリュウ機構を内蔵し、モータの回転
トルクをボールスクリュウ機構にて直線力に変換する。
その直線力にてピストンを作動させ、マスターシリンダ
を押圧する。尚、電動モータの出力軸にピニオンを備
え、該ピニオンをピストンに構成されたラックと歯合さ
せた機構を用いたものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピストンの
初期作動時、つまり、油圧が低圧であるためにピストン
にかかる負荷が無負荷、または軽負荷状態の時、電動ブ
レーキ装置は高い初期応答性を確保するため、ピストン
のストローク量を多くする必要があった。また、油圧が
高圧になりピストンにかかる負荷が重負荷状態の時に
は、高い応答性は必要としないものの、重負荷に対応す
るために出力軸からピストンに伝える推力を高くする必
要があった。

【０００４】ところが、従来の機構では、電動モータの
出力軸の回転運動に対して、ピストンを等しい推力で、
等速に作動させていたので、高い初期応答性と高い推力
を確保するため、高回転数、高出力の電動モータを使用
していた。そのため、大きくて重い電動モータが油圧ブ
レーキ用アクチュエータには必要だった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、小型で軽量な油圧ブレ
ーキ用アクチュエータ及び電動ブレーキ装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、電動モータの作用に基づ
いてピストンを作動させ、油圧源に油圧を生じさせる油
圧ブレーキ用アクチュエータにおいて、前記電動モータ
の出力軸の回転角度に応じたストローク量にて前記ピス
トンを作動させる動力伝達手段を備えた。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記動力伝達手
段は、油圧の低圧時に前記ピストンのストローク量を多
くし、高圧になるに従って前記ピストンのストローク量
を減少させるように構成された。

【０００８】請求項３に記載の発明は、前記動力伝達手
段は、油圧が高圧になるに従って、前記ピストンに対す
る推力を高めるように構成された。請求項４に記載の発
明は、前記動力伝達手段は、油圧の低圧時に電動モータ
の出力軸の回転に対して、前記ピストンのストローク量
を多くし、高圧になるに従って、出力軸の回転に対して
ストローク量を少なくする形状をしたカムからなる。

【０００９】請求項５に記載の発明は、前記動力伝達手
段は、前記電動モータの出力軸と一体的に回転するアー
ムと、一端が前記アームと回転可能に接続され、他端が
ピストンと回動可能に接続されているリンク部材と、か
らなる。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一項に記載の油圧ブレーキ用アクチュエータに
より、油圧源に油圧力を生じさせ、該油圧力により摩擦
部材を接触・非接触状態の間で変位させて、所望の制動
力を発生させる電動ブレーキ装置である。

【００１１】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
出力軸の回転数を変えなくてもピストンのストローク量
を増減できる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、低回転数
の電動モータを使用しても、ピストンにかかる負荷が無
負荷または軽負荷状態において、高い応答性を得ること
ができる。

【００１３】請求項３の発明によれば、低出力の電動モ
ータを使用しても、ピストンにかかる負荷が重負荷状態
において、ピストンは重負荷に対応する高い推力を得る
ことができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、カムの形
状を変えることにより、ピストンのストローク量と推力
を自在に設定することができる。請求項５に記載の発明
によれば、当接による磨耗が少なくなり長期間の使用に
耐えることができる。

【００１５】請求項６に記載の発明によれば、小型で軽
量な電動ブレーキ装置を提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１に示すように、電動
ブレーキ装置１のブレーキ部２は、ブレーキキャリパ３
を備えている。ブレーキキャリパ３には図示しないブレ
ーキパッドが設けられ、このブレーキパッドは車軸４に
固定される円板状のブレーキディスク５のアウタ側側面
及びインナ側側面にそれぞれ接離可能に対向配置されて
いる。

【００１７】ブレーキキャリパ３は、油圧ブレーキ用ア
クチュエータ６が油圧源たるマスターシリンダ１３を押
圧することにより生じる油圧力により、車軸４の軸方向
に沿って移動可能となっている。そして、油圧力によ
り、インナ側のブレーキパッドがブレーキディスク５に
圧接すると、そのときに発生する反力によりブレーキキ
ャリパ３が軸方向に沿ってインナ側に移動することで、
アウタ側ブレーキパッドもブレーキディスク５を圧接す
る。これにより、ブレーキ部２に制動力が発生するよう
になっている。

【００１８】油圧ブレーキ用アクチュエータ６には電動
モータ７が備えられており、電動モータ７は制御部８に
接続されている。この制御部８によって回転量が指示さ
れ、その指示に従い、作動している。制御部８は検出器
９を介してブレーキペダル１０と接続されている。この
検出器９はブレーキペダル１０の踏力を検出し、それを
制御部８に出力し、制御部８はその踏力に応じて電動モ
ータ７の回転量を決定し、回転量指示信号を出力する。
尚、検出器９はブレーキペダル１０のストローク量を検
出してもよい。

【００１９】次に、油圧ブレーキ用アクチュエータ６に
ついて説明する。図２（ａ）は油圧ブレーキ用アクチュ
エータ６の平断面図であり、図２（ｂ）は油圧ブレーキ
用アクチュエータ６の側断面図である。

【００２０】油圧ブレーキ用アクチュエータ６はハウジ
ングケース１１を備え、ハウジングケース１１の側壁に
は嵌合孔１２が形成されている。該嵌合孔１２には軸受
け１９が嵌合されている。また、内部にシリンダー室１
３ａが形成されているマスターシリンダ１３は、ハウジ
ングケースの嵌合孔１２のある側壁に、該軸受け１９を
介してシリンダー室１３ａとハウジングケース１１が連
通するように取り付けられている。

【００２１】また、ハウジングケース１１の底部の内壁
に電動モータ７を嵌合するための凹部１４が備えられて
いる。電動モータ７は出力軸１５をハウジングケース１
１の内側に向けて、つまり、出力軸１５が図において水
平方向に回転するように凹部１４に嵌合されている。ま
た、前記出力軸１５には板カム１６が出力軸１５と一体
的に水平方向に回転するように固着されている。

【００２２】板カム１６は略円盤状に形成されており、
出力軸１５は板カム１６の中心から径方向に所定距離ず
れた位置に固着されている。板カム１６のカム面１７に
はピストン１８が当接されている。ピストン１８は棒状
に形成されており、前記ピストン１８は軸受け１９を介
してシリンダー室１３ａの中心軸に沿って移動可能に嵌
挿されている。また、ピストン１８の先端にはカムフォ
ロアとしてローラー２０が設けられ、そのローラー２０
は板カム１６のカム面１７に当接されている。ローラー
２０は板カム１６と同一平面に沿って（図では水平方
向）回転可能に形成されている。

【００２３】板カム１６は、回転の中心（出力軸１５）
からカム面１７までの距離（即ち外形形状）が一定でな
いように形成されている。詳述すると、カム面１７と出
力軸１５との距離が最短であるところから、出力軸１５
を中心として１８０度回転したところがカム面１７と出
力軸１５との距離が最長であるように形成されている。

【００２４】また、カム面１７と出力軸１５との距離が
最短であるところから出力軸１５を中心として一定角度
まで、カム面１７と出力軸１５との距離は大幅に離れて
いくように形成されている。一定角度を過ぎると、カム
面１７と出力軸１５との距離は小幅に離れていくように
形成されている。

【００２５】また、シリンダー室１３ａ内にあるピスト
ン１８の基端はシリンダー室１３ａの内径よりわずかに
小さい外径を有している板状の押圧部２１が形成されて
いる。この押圧部２１がシリンダー室１３ａ内に充填さ
れているブレーキ液を圧縮することにより油圧力が発生
する。

【００２６】マスターシリンダ１３は、シリンダー室１
３ａ内に図示しない戻しスプリングを備え、ピストン１
８はこの戻しスプリングの弾性力とシリンダー室１３ａ
内に生じる油圧の戻し力により元に戻ろうとする力を受
けている。このため、ピストン１８と板カム１６は常に
当接している。

【００２７】次に、ピストン１８の動きについて説明す
る。まず、電動モータ７が制御部８の指示を受け、出力
軸１５が回転すると、出力軸１５に固着されている板カ
ム１６が出力軸１５と一体的に回転運動を行う。出力軸
１５からカム面１７までの距離は一定でないので、板カ
ム１６が回転するに従って、ピストン１８が当接してい
るカム面１７の位置はシリンダー室１３ａの中心軸方向
に沿って移動往復運動をする。このため、ピストン１８
も当接しているカム面１７の位置と連動して、移動往復
運動を行う。

【００２８】ピストン１８と当接しているカム面１７と
出力軸１５の距離が最短であるとき、シリンダー室１３
ａ内の容積が最大のときである。このとき、油圧が低圧
であり、ピストン１８にかかる負荷は無負荷又は軽負荷
状態である。

【００２９】この無負荷又は軽負荷状態において、回転
する板カム１６は、その形状により、ピストン１８とカ
ム面１７の当接位置と出力軸１５との距離が大きくなる
からピストン１８と出力軸１５は大きく離れていく。こ
の動きに連動して、ピストン１８のストローク量は多く
なり、ピストン１８はマスターシリンダ１３内へ素早く
押し込まれ、充填されているブレーキ液を押圧部２１に
より押圧する。

【００３０】このため、低回転数の電動モータ７でも、
ピストン１８が素早く押し込まれ、油圧ブレーキ用アク
チュエータ６の初期応答性が高い。出力軸１５が一定角
度回転し、ピストン１８がシリンダー室１３ａ内にある
程度押し込まれると、油圧が高まり、ピストン１８にか
かる負荷が重負荷状態になる。

【００３１】この重負荷状態において、回転する板カム
１６の形状により、一定角度回転したので、ピストン１
８と当接するカム面１７の位置が、出力軸１５から無負
荷または軽負荷状態におけるカム面１７の動きと比較し
て、小さく離れていく。

【００３２】このため、このピストン１８と当接するカ
ム面１７の位置の動きに連動して、ピストン１８のスト
ローク量は無負荷又は軽負荷状態におけるストローク量
と比較して少なくなる。そして、ストローク量を少なく
したことにより、出力軸１５のトルクをピストン１８が
十分受けるので、無負荷又は軽負荷状態におけるピスト
ン１８の推力と比較して高い推力を得ることができる。
このため、低出力の電動モータ７でも、ピストン１８に
かかる負荷に対応できる十分な推力を得ることができ
る。

【００３３】以上詳述したように本実施の形態は、以下
の特徴を有する。 （１）ピストン１８の初期作動時、つまり、油圧が低圧
でピストン１８にかかる負荷が少ないとき、板カム１６
の形状によりピストン１８のストローク量を多くしてい
る。このため、電動モータ７にかかる負荷が無負荷状態
あるいは軽負荷状態において高回数の電動モータ７でな
くても、油圧ブレーキ用アクチュエータ６は高い初期応
答性を確保できる。

【００３４】また、ピストン１８に負荷が増加するに従
って、つまり油圧が高圧になるに従って、ピストン１８
のストローク量を減少させていき、出力軸１５のトルク
をピストン１８が大きく受けることにより高推力を確保
できる。このため、高出力の電動モータ７でなくても、
重負荷状態においてピストン１８は十分な推力を得るこ
とができる。

【００３５】これらの理由から、低回転数で低出力の電
動モータ７で十分な制動力を得られるため、小型で軽量
の電動モータ７を使用することにより、小型で軽量な油
圧ブレーキ用アクチュエータ６を提供できる。また、こ
の油圧ブレーキ用アクチュエータ６を使用することによ
り、小型で軽量な電動ブレーキ装置１を提供できる。

【００３６】（２）板カム１６のカム面１７の形状を変
えることにより、カム面１７と出力軸１５との距離の変
化量を調整することができる。これにより、カム面１７
の形状と連動して作動しているピストン１８のストロー
ク量を調整することができる。このため、ピストン１８
のストローク量を多くすることによって、電動モータ７
の回転数を多くしなくても応答性を高めることができ
る。また、ストローク量を少なくすることによって、電
動モータ７の出力を高めなくても、ピストン１８の推力
を高めることができる。

【００３７】これらの理由により、低回転数、低出力の
小型で軽量の電動モータ７でも、板カム１６の形状を変
えることにより、ピストン１８のストローク量と推力を
自在に設定することができる油圧ブレーキ用アクチュエ
ータ６を提供することができる。

【００３８】（３）板カム１６が当接しているピストン
１８の先端にはローラー２０が備えられているので、ピ
ストン１８を直接接触させるよりも、磨耗が少なくな
る。このため、油圧ブレーキ用アクチュエータ６が長期
間の使用に耐えることができる。

【００３９】なお、上記以外に次の形態にて具体化でき
る。 ○上記実施形態では、板カム１６を使用してピストン１
８のストローク量を調整したが、図３に示すようなリン
ク機構を使用してもよい。

【００４０】図３（ａ）はリンク機構を使用した油圧ブ
レーキ用アクチュエータの平断面図で、図３（ｂ）は側
断面図である。図３に示すように、出力軸３１には出力
軸３１と一体的に回転する棒状のアーム３２が固着され
ており、該アーム３２の一端にはリンク部材３３が回転
可能に接続されている。リンク部材３３は棒状に形成さ
れており、アーム３２と接続している反対側の端部には
ピストン３４と回動可能に接続されている。

【００４１】このため、出力軸３１の回転運動が直線運
動に変換され、ピストン３４が往復運動する。また、ア
ーム３２とリンク部材３３の長さを変えることにより、
ピストン３４のストローク量を調節することができる。
このため、油圧の低圧時にはストローク量を多くし、次
第にストローク量を減少させていくようにできる。

【００４２】この場合、上記実施形態の効果に加え、リ
ンク機構を使用するので、ピストンとの当接による磨耗
がないので長期間の使用に耐えることができる。 ○上記実施形態では、板カム１６を使用したが、円筒カ
ムなど他の形状をしているカムでもよい。

【００４３】○上記実施形態では、ブレーキ部２はディ
スクブレーキにて構成されていたが、これに限定されな
い。 ○上記実施形態では、板カム１６にローラー２０を介し
てピストン１８を当接させていたが、ローラー２０はな
くして、直接ピストンを板カム１６に当接させてもよ
い。

【００４４】○上記実施形態では、板カム１６の形状は
円状をしていたが、ストローク量を調節できるなら、楕
円形のカム、三角形のカムなど他の形状をしていてもよ
い。 ○上記実施形態では、ピストン１８はマスターシリンダ
１３からの負荷により、板カム１６に当接させていた
が、板カム１６と接続させてもよい。この場合、板カム
１６に溝を、ピストンに溝にはめ込むための突起を形成
し、板カム１６にピストン１８を接続する。このように
すれば、ピストン１８と板カム１６とが離れることがな
く、運動の伝わり方が確実になる。

【００４５】上記の実施形態及び別例から把握できる技
術的思想を以下に記載する。 （イ）前記ピストンの先端に、前記カムのカム面に当接
するローラーを備えたことを特徴とする請求項４に記載
の油圧ブレーキ用アクチュエータ。これにより、ピスト
ンと直接当接することによる磨耗が減少するので、長期
間の使用に耐えられる油圧ブレーキ用アクチュエータを
提供できる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、小型で軽量な油圧ブレーキ用アクチ
ュエータを提供できる。

【００４７】請求項４に記載の発明によれば、電動モー
タの性能を変えなくても、ピストンのストローク量や推
力を変えることができる油圧ブレーキ用アクチュエータ
を提供できる。

【００４８】請求項５に記載の発明によれば、長期間の
使用に耐えることができる小型で軽量な油圧ブレーキ用
アクチュエータを提供できる。請求項６に記載の発明に
よれば、小型で軽量な電動ブレーキ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電動ブレーキ装置の概略構成図。

【図２】 （ａ）は油圧ブレーキ用アクチュエータの平
断面図、（ｂ）は側断面図。

【図３】 （ａ）は別例の油圧ブレーキ用アクチュエー
タの平断面図、（ｂ）は側断面図。

【符号の説明】

１…電動ブレーキ装置、５…ブレーキディスク、６…油
圧ブレーキ用アクチュエータ、７…電動モータ、１３…
マスターシリンダ、１５、３１…出力軸、１６…板カ
ム、１７…カム面、１８、３４…ピストン、２０…ロー
ラー、３２…アーム、３３…リンク部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータ（７）の作用に基づいてピス
   トン（１８、３４）を作動させ、油圧源（１３）に油圧
   を生じさせる油圧ブレーキ用アクチュエータにおいて、 前記電動モータ（７）の出力軸（１５、３１）の回転角
   度に応じたストローク量にて前記ピストン（１８、３
   ４）を作動させる動力伝達手段（１６、１７、３２、３
   ３）を備えたことを特徴とする油圧ブレーキ用アクチュ
   エータ。
2. 【請求項２】 前記動力伝達手段（１６、１７、３２、
   ３３）は、油圧の低圧時に前記ピストン（１８、３４）
   のストローク量を多くし、高圧になるに従って前記ピス
   トン（１８、３４）のストローク量を減少させるように
   構成されたことを特徴とする請求項１に記載の油圧ブレ
   ーキ用アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記動力伝達手段（１６、１７、３２、
   ３３）は、油圧が高圧になるに従って、前記ピストン
   （１８、３４）に対する推力を高めるように構成された
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧ブレー
   キ用アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記動力伝達手段は、油圧の低圧時に電
   動モータ（７）の出力軸（１５）の回転に対して、前記
   ピストン（１８）のストローク量を多くし、高圧になる
   に従って、出力軸（１５）の回転に対してストローク量
   を少なくする形状をしたカム（１６、１７）からなるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の油
   圧ブレーキ用アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記動力伝達手段は、前記電動モータ
   （７）の出力軸（３１）と一体的に回転するアーム（３
   ２）と、一端が前記アーム（３２）と回転可能に接続さ
   れ、他端がピストン（３４）と回動可能に接続されてい
   るリンク部材（３３）と、からなることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれか一項に記載の油圧ブレーキ用アク
   チュエータ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載の油
   圧ブレーキ用アクチュエータにより、油圧源（１３）に
   油圧力を生じさせ、該油圧力により摩擦部材（５）を接
   触・非接触状態の間で変位させて、所望の制動力を発生
   させる電動ブレーキ装置。