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JP7087565B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

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JP7087565B2 JP2018065962A JP2018065962A JP7087565B2 JP 7087565 B2 JP7087565 B2 JP 7087565B2 JP 2018065962 A JP2018065962 A JP 2018065962A JP 2018065962 A JP2018065962 A JP 2018065962A JP 7087565 B2 JP7087565 B2 JP 7087565B2
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Description

本発明は、ブレーキ装置に関する。
従来、モータの出力シャフトと連動して回転する回転部材と、当該回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、を有した運動変換機構を備え、当該直動部材によってケーブルを引くことによりブレーキシューを動かして制動するブレーキ装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2)。特許文献1では、雄ねじを有した直動部材が、雌ねじを有した回転部材の回転に応じて直動している。特許文献2では、回転部材のブレーキシューから遠い側の軸端面に、モータの出力シャフトの回転を伝達する部材が接続されている。
特表2014-504711号公報 独国DE102007002907A1号公報
特許文献1のような、雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動するブレーキ装置では、回転部材を支持するベアリングの直径が大きくなりやすく、これにより、ブレーキ装置が大型化する場合があった。
また、特許文献2のような、モータの出力シャフトまたは当該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結されたブレーキ装置では、ブレーキ装置が軸方向に大型化する場合があった。
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より小型化することが可能となるなど、より不都合の少ない新規な構成のブレーキ装置を得ることである。
本発明のブレーキ装置は、例えば、ホイールと一体に回転するドラムロータに押圧されることにより該ドラムロータを制動する制動部材と、当該制動部材を支持するバッキングプレートと、当該バッキングプレートに設けられ前記制動部材を作動させる電動アクチュエータと、を備えたブレーキ装置であって、前記電動アクチュエータは、回転する出力シャフトを有したモータと、雄ねじを有し前記出力シャフトと連動して前記雄ねじの軸心回りに回転する回転部材と、前記雄ねじと噛み合う雌ねじを有し前記回転部材の回転に伴って直動する直動部材と、を含む運動変換機構と、前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受ける作動部材と、前記作動部材を案内するガイド部材と、を有し、前記回転部材は、当該回転部材の外周に設けられ前記出力シャフトと連動して回転する被駆動部を介して回転駆動され、前記雄ねじと前記雌ねじとは、前記被駆動部の前記制動部材とは反対側で互いに噛み合い、前記作動部材は、一端が前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受け、他端が前記制動部材を作動させるように構成され、前記回転部材には、前記軸心の軸方向に沿った貫通孔が設けられ、前記作動部材は、前記貫通孔を貫通し、前記作動部材の前記一端は、前記貫通孔の前記制動部材とは反対側に位置され、前記ガイド部材は、前記回転部材とは異なる材料で構成され前記作動部材を前記軸方向に摺動可能に案内する。
このような構成によれば、例えば、特許文献1のような雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動する態様と比較して、回転部材を支持するベアリングの直径が小さくなりやすいため電動アクチュエータを径方向により小型化することが可能になるとともに、ベアリングの直径がより小さくなることにより、同じ回転速度におけるベアリングの摺動速度がより低くなるため、耐摩耗性などの耐久性が向上しやすいという利点がある。また、例えば、特許文献2のようなモータの出力シャフトまたは該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結された態様と比較して、電動アクチュエータの全長がより短くなりやすいという利点がある。したがって、前記のような電動アクチュエータの小型化により車載スペースを確保しやすいという利点や、耐久性の向上を図ることができるという利点が得られる。また、例えば、雄ねじと雌ねじとが被駆動部よりも制動部材側で互いに噛み合う態様と比較して、被駆動部をより制動部材の近くに配置することができる。よって、例えば、ブレーキ装置の制動部材から遠い側にボディやケースの被駆動部を収容する比較的大きな部分を設けずに済むため、ブレーキ装置をより小型に構成することができたり、ブレーキ装置が振動した際の振動エネルギをより小さくできたりといった利点が得られる。そして、例えば、作動部材が径方向外側を迂回するように配置された態様と比較して、作動部材をより回転部材の軸心の近くで直線的に延びた状態に配置することができるため、制動部材の作動にかかる反力が軸心と交差する方向に作用するのを抑制することができる。さらに、電動アクチュエータは、作動部材を軸方向に摺動可能に案内するガイド部材を有したため、作動部材の移動に伴う摺動抵抗をより小さくすることができる。また、ガイド部材が無い構成と比較して、作動部材と回転部材の貫通孔の内周面とが直接的に摺動し難くなり、ひいては、摺動抵抗がより小さくなったり、作動部材や内周面が摩耗し難くなったりといった効果が得られる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記作動部材は、可撓性を有するケーブルを含む。
このような構成によれば、例えば、作動部材が可撓性を有したケーブルである場合であっても、前記ガイド部材を設けたことによる、前述の効果が得られる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記作動部材は、前記直動部材と前記軸方向に離間可能に構成され前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を前記作動部材に伝達する伝達部材を有し、前記ガイド部材は複数のガイド部材を有し、当該複数のガイド部材の少なくとも一つが前記貫通孔内に位置した。
このような構成によれば、例えば、複数のガイド部材によって作動部材の姿勢変化が抑制されやすくなるとともに、少なくとも一つのガイド部材が貫通孔内に位置しているため、作動部材と回転部材の貫通孔の内周面とがより直接的に摺動し難くなる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記ガイド部材は、前記貫通孔内の前記制動部材とは反対側の端部に設けられた。
このような構成によれば、例えば、作動部材と貫通孔の内周面の伝達部材に近い側の端部とが直接的に摺動し難くなる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記ガイド部材は、前記貫通孔内の前記制動部材側の端部に設けられた。
このような構成によれば、例えば、作動部材と貫通孔の内周面の制動部材側の端部とが直接的に摺動し難くなる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記ガイド部材は、前記回転部材を前記軸方向の前記制動部材側で回転可能に支持する支持部材に設けられた。
このような構成によれば、例えば、ガイド部材が回転しない支持部材に支持されるため、例えば、ガイド部材が回転部材に支持された場合に比べて、ガイド部材と作動部材との摺動速度を小さくすることができ、ひいては、作動部材やガイド部材の摩耗が抑制されやすい。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記ガイド部材は、前記貫通孔における径が最も小さい最小内径部よりも小さい径のガイド孔が貫通して設けられるとともに前記最小内径部とは異なる位置に設けられた筒状部材である。
このような構成によれば、例えば、最小内径部に設けられるガイド部材と比較して、ガイド部材の厚さをより大きく設定することができるため、例えばガイド部材に弾性を持たせることにより摩耗を減らすなど、ガイド部材の耐久性の向上を図ることができる。
また、前記ブレーキ装置において、例えば、前記ガイド部材は、前記貫通孔における径が最も小さい最小内径部よりも小さい径のガイド孔が貫通して設けられるとともに前記最小内径部に設けられた筒状部材である。
貫通孔の最小内径部は、作動部材と貫通孔とが直接的に摺動しやすい部位である。よって、このような構成によれば、例えば、作動部材と回転部材の貫通孔の内周面とがより一層直接的に摺動し難くなる。
図1は、第1実施形態のブレーキ装置の車両後方からの例示的かつ模式的な背面図である。 図2は、第1実施形態のブレーキ装置の車幅方向外方からの例示的かつ模式的な側面図である。 図3は、第1実施形態のブレーキ装置の移動機構による制動部材の動作の例示的かつ模式的な側面図であって、非制動状態での図である。 図4は、第1実施形態のブレーキ装置の移動機構による制動部材の動作の例示的かつ模式的な側面図であって、制動状態での図である。 図5は、第1実施形態の電動アクチュエータの例示的かつ模式的な断面図であって、制動状態での図である。 図6は、図5の運動変換機構の一部を拡大した例示的かつ模式的な断面図であって、制動状態での図である。 図7は、第1実施形態の直動部材の例示的かつ模式的な斜視図である。 図8は、第1実施形態の回り止め部材の例示的かつ模式的な斜視図である。 図9は、図5の運動変換機構の一部を拡大した例示的かつ模式的な断面図であって、非制動状態での図である。 図10は、図9の一部を省略して拡大した例示的かつ模式的な断面図である。 図11は、第1実施形態の変形例による第三ガイド部材の例示的かつ模式的な断面図である。 図12は、第2実施形態による運動変換機構の一部を拡大した例示的かつ模式的な断面図であって、制動状態での図である。 図13は、第2実施形態の変形例による第五ガイド部材の例示的かつ模式的な断面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
以下の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。
また、各図中、第三回転中心Ax3の軸方向であって伝達部材210(作動部材200の一端)がブレーキシュー3(制動部材)から離れて制動状態となる方向が矢印D1で示され、第三回転中心Ax3の軸方向であって当該端部150aがブレーキシュー3(制動部材)に近付いて非制動状態となる方向が矢印D2で示されている。また、以下では、特に言い換えない限り、第三回転中心Ax3の軸方向が単に軸方向と称され、第三回転中心Ax3の径方向が単に径方向と称され、第三回転中心Ax3の周方向が単に周方向と称される。
[第1実施形態]
[ブレーキ装置の構成]
図1は、本実施形態による車両用のブレーキ装置2の車両後方からの背面図である。図2は、ブレーキ装置2の車幅方向外方からの側面図である。図3は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3(制動部材)の動作を示す側面図であって、非制動状態での図である。図4は、ブレーキ装置2の移動機構8によるブレーキシュー3の動作を示す側面図であって、制動状態での図である。
図1に示されるように、ブレーキ装置2は、円筒状のホイール1の周壁1aの内側に収容されている。ブレーキ装置2は、所謂ドラムブレーキである。図2に示されるように、ブレーキ装置2は、前後に離間した二つのブレーキシュー3を備えている。二つのブレーキシュー3は、図3,4に示されるように、円筒状のドラムロータ4の内周面4aに沿って円弧状に延びている。ドラムロータ4は、車幅方向(Y方向)に延びる回転中心C回りに、ホイール1と一体に回転する。二つのブレーキシュー3は、円筒状のドラムロータ4の内周面4aに接触するように移動する。これにより、ブレーキシュー3とドラムロータ4との摩擦によって、ドラムロータ4ひいてはホイール1が制動される。ブレーキシュー3は、制動部材の一例である。
ブレーキ装置2は、ブレーキシュー3を動かすアクチュエータとして、油圧によって動作するホイールシリンダ51(図2参照)と、通電によって作動するモータ120と、を備えている。ホイールシリンダ51およびモータ120は、それぞれ、二つのブレーキシュー3を動かすことができる。ホイールシリンダ51は、例えば、走行中の制動に用いられ、モータ120は、例えば、駐車時の制動に用いられる。すなわち、ブレーキ装置2は、電動パーキングブレーキの一例である。なお、モータ120は、走行中の制動に用いられてもよい。
ブレーキ装置2は、図1,2に示されるように、円盤状のバッキングプレート6を備えている。バッキングプレート6は、回転中心Cと交差した姿勢で設けられる。すなわち、バッキングプレート6は、回転中心Cと交差する方向に略沿って、具体的には回転中心Cと直交する方向に略沿って、広がっている。図1に示されるように、ブレーキ装置2の構成部品は、バッキングプレート6の車幅方向の外側および内側の双方に設けられている。バッキングプレート6は、ブレーキ装置2の各構成部品を直接的または間接的に支持する。また、バッキングプレート6は、車体との不図示の接続部材と接続される。接続部材は、例えば、サスペンションの一部(例えば、アーム、リンク、取付部材等)である。図2に示されるバッキングプレート6に設けられた開口部6bは、接続部材との結合に用いられる。なお、ブレーキ装置2は、駆動輪および非駆動輪のいずれにも用いることができる。なお、ブレーキ装置2が駆動輪に用いられる場合、図2に示されるバッキングプレート6に設けられた開口部6cを不図示の車軸が貫通する。
[ホイールシリンダによるブレーキシューの作動]
図2に示されるホイールシリンダ51およびブレーキシュー3等は、バッキングプレート6の車幅方向外方に配置されている。ブレーキシュー3は、バッキングプレート6に移動可能に支持されている。具体的には、図3に示されるように、ブレーキシュー3の下端部3aが、回転中心C11回りに回転可能な状態でバッキングプレート6(図2参照)に支持されている。回転中心C11は、ホイール1の回転中心Cと略平行に延びている。また、図2に示されるように、ホイールシリンダ51は、バッキングプレート6の上端部に支持されている。ホイールシリンダ51は、車両前後方向(図2の左右方向)に突出可能な二つの不図示の可動部(ピストン)を有する。すなわち、ホイールシリンダ51は、加圧に応じて、二つの可動部を突出させる。突出した二つの可動部は、それぞれ、ブレーキシュー3の上端部3bを押す。二つの可動部の突出により、二つのブレーキシュー3は、それぞれ、回転中心C11(図3,4参照)回りに回転し、上端部3b同士が車両前後方向に互いに遠ざかるように移動する。これにより、二つのブレーキシュー3は、ホイール1の回転中心Cの径方向外方に移動する。各ブレーキシュー3の外周部には、円筒面に沿う帯状のライニング31が設けられている。よって、二つのブレーキシュー3の、回転中心Cの径方向外方への移動により、図4に示されるように、ライニング31とドラムロータ4の内周面4aとが接触する。ライニング31と内周面4aとの摩擦によって、ドラムロータ4ひいてはホイール1(図1参照)が制動される。また、図2に示されるように、ブレーキ装置2は、復帰部材32を備えている。復帰部材32は、ホイールシリンダ51によるブレーキシュー3を押す動作が解除された場合に、二つのブレーキシュー3を、ドラムロータ4の内周面4aと接触する位置(制動位置Psb、図4参照)からドラムロータ4の内周面4aと接触しない位置(非制動位置Psn、初期位置、図3参照)へ動かす。復帰部材32は、例えば、コイルスプリング等の弾性部材である。復帰部材32は、二つのブレーキシュー3の一方に、他方のブレーキシュー3に近付く方向の力、すなわち、ドラムロータ4の内周面4aから離れる方向の力を与える。
[移動機構の構成および移動機構によるブレーキシューの作動]
また、ブレーキ装置2は、図3,4に示される移動機構8を備えている。移動機構8は、モータ120を含む電動アクチュエータ100(図5参照)の作動に基づいて、二つのブレーキシュー3を非制動位置Psn(図3)から制動位置Psb(図4)に移動させる。移動機構8は、バッキングプレート6の車幅方向外方に設けられている。移動機構8は、レバー81と、ケーブル150と、ストラット83と、を有する。レバー81は、二つのブレーキシュー3のうち一方、例えば図3,4では左側のブレーキシュー3Lと、バッキングプレート6との間で、当該ブレーキシュー3Lおよびバッキングプレート6にホイール1の回転中心Cの軸方向に重なるように設けられている。また、レバー81は、ブレーキシュー3Lに、回転中心C12回りに回転可能に支持されている。回転中心C12は、ブレーキシュー3Lの、回転中心C11から離れた側(図3,4では上側)の端部に位置され、回転中心C11と略平行である。ケーブル150は、レバー81における回転中心C12から遠い側の下端部81aを、図3,4に示される右側のブレーキシュー3Rに近付く方向に動かす(図4の矢印参照)。ケーブル150は、バッキングプレート6に略沿って移動する。また、ストラット83は、レバー81と当該レバー81が支持されるブレーキシュー3Lとは別のブレーキシュー3Rとの間に介在し、レバー81と当該別のブレーキシュー3Rとの間で突っ張る。また、レバー81とストラット83との接続位置P1は、回転中心C12と、ケーブル150の端部150b(作動部材200の他端)とレバー81との接続位置P2と、の間に設定されている。なお、ケーブル150は、例えば鉄やアルミニウム合金のような金属材料で構成されうる。
このような移動機構8において、ケーブル150が引かれて図4の右方へ動くことにより、レバー81が、ブレーキシュー3Rに向けて動くと(矢印a)、レバー81はストラット83を介してブレーキシュー3Rを図4の右方へ押す(矢印b)。これにより、ブレーキシュー3Rは、非制動位置Psn(図3)から回転中心C11回りに回転し(図4の矢印c)、ドラムロータ4の内周面4aと接触する制動位置Psb(図4)へ動く。この状態では、ケーブル150とレバー81との接続位置P2は力点、回転中心C12は支点、レバー81とストラット83との接続位置P1は作用点に相当する。さらに、ブレーキシュー3Rが内周面4aに接触した状態で、レバー81が図4の右方、すなわち、ストラット83がブレーキシュー3Rを押す方向へ動くと(矢印b)、ストラット83が突っ張ることにより、レバー81はストラット83との接続位置P1を支点として、レバー81の動く方向とは逆方向、すなわち、図3,4での反時計回りに回転する(矢印d)。これにより、ブレーキシュー3Lは、非制動位置Psn(図3)から回転中心C11回りに回転し、ドラムロータ4の内周面4aと接触する制動位置Psb(図4)へ動く。このようにして、移動機構8の作動により、ブレーキシュー3L,3Rは、いずれも非制動位置Psn(図3)から制動位置Psb(図4)へ動く。なお、ブレーキシュー3Rがドラムロータ4の内周面4aに接触した以降の状態では、レバー81とストラット83との接続位置P1が支点となる。なお、ブレーキシュー3L,3Rの移動量は微少であって、例えば、1mm以下である。
[電動アクチュエータ]
図1に示されるように、電動アクチュエータ100は、バッキングプレート6の車幅方向の内側の面6aからブレーキシュー3とは反対側に突出した状態で、当該バッキングプレート6に固定されている。
図5は、本実施形態の電動アクチュエータ100の断面図であって、制動状態での図である。電動アクチュエータ100は、図4を参照して説明したようにケーブル150を介してブレーキシュー3(制動部材)を引き、当該ブレーキシュー3を非制動位置から制動位置に動かす。
図5に示されるように、電動アクチュエータ100は、ハウジング110、モータ120、減速機構130、運動変換機構140、作動部材200、およびガイド部材300を有する。
ハウジング110は、モータ120、減速機構130、および運動変換機構140を支持している。ハウジング110は、ボディ112(支持部材)、ロアケース113、インナカバー114、およびアッパケース115を備えている。これらは、例えばねじ等の不図示の結合具やインサート成形等によって、一体化されている。ハウジング110内には、当該ハウジング110の壁部111によって囲まれた収容室Rが設けられている。モータ120、減速機構130、および運動変換機構140は、それぞれ収容室R内に収容され、壁部111によって覆われている。ハウジング110は、ベースやケーシング等と称されうる。なお、ハウジング110の構成は、ここで例示されたものには限定されない。
ボディ112(支持部材)は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料で構成されうる。この場合、ボディ112は、例えば、ダイキャストによって製造されうる。ロアケース113、インナカバー114、およびアッパケース115は、例えば、合成樹脂材料によって構成されうる。ボディ112は、支持部材の一例である。
モータ120は、アクチュエータの一例である。モータ120は、例えば、出力シャフト122の他、図示しないステータ、ロータ、コイル、および磁石等の収容部品を有する。出力シャフト122は、モータ120の第一回転中心Ax1に沿った方向であって図5の右方であるD2方向に突出している。
減速機構130は、ハウジング110に回転可能に支持された複数のギヤを含む。複数のギヤは、例えば、第一ギヤ131、第二ギヤ132、および第三ギヤ133である。減速機構130は、回転伝達機構と称されうる。
第一ギヤ131は、モータ120の出力シャフト122と一体に回転する。第一ギヤ131は、ドライブギヤと称されうる。
第二ギヤ132は、第一回転中心Ax1と平行な第二回転中心Ax2回りに回転する。第二ギヤ132は、入力ギヤ132aと出力ギヤ132bとを含む。入力ギヤ132aは、第一ギヤ131と噛み合っている。入力ギヤ132aの歯数は、第一ギヤ131の歯数よりも多い。よって、第二ギヤ132は、第一ギヤ131よりも低い回転速度に減速される。出力ギヤ132bは、入力ギヤ132aよりもバッキングプレート6側(図5の右方)に位置されている。第二ギヤ132は、アイドラギヤと称されうる。
第三ギヤ133は、第一回転中心Ax1と平行な第三回転中心Ax3回りに回転する。第三ギヤ133は、第二ギヤ132の出力ギヤ132bと噛み合っている。第三ギヤ133の歯数は、出力ギヤ132bの歯数よりも多い。よって、第三ギヤ133は、第二ギヤ132よりも低い回転速度に減速される。第三ギヤ133は、ドリブンギヤまたはリングギヤと称されうる。第三ギヤ133は、被駆動部の一例である。ここで、リングギヤとは、環状のギヤであり、本実施形態では外歯である。なお、減速機構130の構成は、ここで例示されたものには限定されない。減速機構130は、例えば、ベルトやプーリ等を用いた回転伝達機構のような、ギヤ機構以外の回転伝達機構であってもよい。
図6は、図5の運動変換機構140の一部を拡大した断面図であって、制動状態での図である。図6に示されるように、運動変換機構140は、回転部材141と、直動部材142とを有している。
回転部材141は、周壁141aと、フランジ141bと、を有している。周壁141aの形状は、第三回転中心Ax3を中心とした円筒状である。周壁141aの内部には、軸方向に沿った貫通孔141cが設けられている。
フランジ141bの形状は、円環状かつ板状である。フランジ141bは、周壁141aから径方向外方に張り出している。フランジ141bの外周には、第三ギヤ133が設けられている。
周壁141aは、フランジ141bから方向D1に延びる第一延部141a1と、フランジ141bから方向D2に延びる第二延部141a2と、を有している。第一延部141a1の長さは、第二延部141a2の長さよりも長い。
第一延部141a1の外周には、雄ねじ141dが設けられている。雄ねじ141dの径方向の中心は、第三回転中心Ax3である。第三回転中心Ax3は、軸心の一例である。
第二延部141a2の外周と、ボディ112の貫通孔112aの内周面との間には、例えばスライドブッシュやころ軸受けのようなラジアルベアリング161が設けられている。また、フランジ141bの方向D2の端面141b1とボディ112の方向D1の端面112bとの間には、例えば、ころ軸受けのようなスラストベアリング162が設けられている。回転部材141は、これらラジアルベアリング161およびスラストベアリング162を介して、ボディ112に、第三回転中心Ax3回りに回転可能に支持されている。回転部材141は、第二ギヤ132と第三ギヤ133との噛み合いにより、第二ギヤ132によって回転駆動される。
第三ギヤ133は、例えば合成樹脂材料で構成され、周壁141aおよびフランジ141bのうち第三ギヤ133を除くディスク141b2は、例えば鉄やアルミニウム合金のような金属材料で構成されうる。本実施形態では、一例として、鉄が用いられている。この場合、回転部材141は、例えばインサート成形によって構成されうる。なお、回転部材141は、第三ギヤ133も含めて、金属材料によって一体に構成されてもよい。
直動部材142は、側壁142aと、フランジ142bと、を有している。側壁142aは、回転部材141に対して径方向外方に位置され、軸方向に延びている。側壁142aは、第三回転中心Ax3および回転部材141を取り囲んでいる。回転部材141の方向D1の端部は、貫通孔142c内に位置している。側壁142aは、フランジ142bから方向D1に延びる第一延部142a1と、フランジ142bから方向D2に延びる第二延部142a2と、を有している。第一延部142a1の長さは、第二延部142a2の長さよりも長い。
貫通孔142cの内面には、回転部材141の雄ねじ141dと噛み合う雌ねじ142dが設けられている。雌ねじ142dは、貫通孔142cの方向D2の端部からフランジ142bと径方向に並ぶ位置に至るまでの区間に設けられており、貫通孔142cの方向D1の端部には設けられていない。また、フランジ142bは、軸方向に延びる回り止め部材143によって囲まれている。
回り止め部材143は、側壁143aを有している。側壁143aは、フランジ142bに対して径方向外方に位置され、軸方向に延びている。側壁143aは、第三回転中心Ax3および回転部材141の周囲を取り囲んでおり、側壁143aの形状は、管状または筒状である。側壁143aは、周壁とも称されうる。
作動部材200は、伝達部材210と、伝達部材210に結合されたケーブル150と、を有する。伝達部材210は、円筒部211と、円筒部211と一体に構成されたフランジ部212と、を有する。円筒部211の内方には、軸方向に延びる凹部211aが設けられている。ケーブル150は、可撓性を有する。ケーブル150の端部150aは、凹部211aに挿入されて加締められることにより、伝達部材210に結合されている。ケーブル150は、回転部材141の貫通孔141cを貫通し、軸方向に延びている。フランジ部212は、円筒部211の方向D2の端部から径方向外側に向けて円盤状に広がっている。フランジ部212における方向D2側(図6の右方)の側面212aは、直動部材142の端面142eから方向D1(図6の左方)へ向けて押圧される。これによって、作動部材200は、直動部材142からブレーキシュー3(制動部材、図4参照)を作動させる力を受ける。すなわち、作動部材200は、一端(伝達部材210)が直動部材142からブレーキシュー3を作動させる力を受け、他端(ケーブル150の端部150b)がブレーキシュー3を作動させるように構成されている。
なお、ボディ112には第一ガイド部材310が設けられ、貫通孔141c内にはCリング301および第二ガイド部材320が設けられているが、これらについては、後述する。
図7は、本実施形態の直動部材142の斜視図である。図7に示されるように、直動部材142の側壁142aの形状は、第三回転中心Ax3を中心とした円筒形状である。側壁142aは、周壁とも称されうる。側壁142aの内部には、軸方向に沿った貫通孔142cが設けられている。直動部材142に設けられるフランジ142bの形状は、六角形状の板状である。フランジ142bの六つの外面142b1は、それぞれ、軸方向に延びた平面状である。直動部材142は、例えば、アルミニウム合金のような金属材料の鍛造によって構成されうる。
図8は、本実施形態の回り止め部材143の斜視図である。図8に示されるように、回り止め部材143は、鉄系材料のような金属材料の板材をプレス成形したり折り曲げ成形したりすることによって構成されうる。側壁143aは、六角形の筒状に構成されている。側壁143aの六つの内面143a1は、それぞれ、軸方向に延びた平面である。
また、側壁143aの方向D1の端部からL字状に屈曲した突起143bが6つ設けられている。突起143bは、側壁143aから軸方向に延びるベース部143b1と、ベース部143b1の先端から径方向中心に向けて屈曲した屈曲部143b2と、を有する。図6,8に示されるように、屈曲部143b2における方向D1の端面143b3は、平面状に構成されている。なお、本実施形態では、回り止め部材143は6つの突起143bを有するが、2つの突起143bを有してもよいし、6つ以上の突起143bを有してもよい。
回り止め部材143は、例えばボディ112やアッパケース115のようなハウジング110に固定されている。図6に示されるように、また、フランジ142bの外面142b1と側壁143aの内面143a1との間には、互いに平行な状態において微小な隙間が設けられており、外面142b1および内面143a1ともに、周方向と交差した方向に延びている。
したがって、外面142b1の第三回転中心Ax3回りの回転が内面143a1によって制限され、これにより、直動部材142の回転が回り止め部材143によって制限される。他方、外面142b1および内面143a1ともに、軸方向に延びているため、内面143a1は外面142b1の軸方向への移動に対する障害にはならない。すなわち、回り止め部材143は、直動部材142の第三回転中心Ax3回りの回転を制限しながら、直動部材142を軸方向に沿って案内することができる。内面143a1は、ガイド部の一例である。
以下に、ブレーキ装置が作動する手順を簡単に説明する。図9は、図5の運動変換機構140の一部を拡大した断面図であって、非制動状態での図である。
モータ120の出力シャフト122の回転は、減速機構130を介して回転部材141に伝達される。図9に示す非制動状態において、回転部材141が回転すると、回転部材141の雄ねじ141dと直動部材142の雌ねじ142dとの噛み合い、および回り止め部材143の内面143a1による直動部材142の外面142b1の回転の制限により、直動部材142が図9の位置Pn1から方向D1へ向けて移動する。
位置Pn2において、直動部材142の端面142eは、フランジ部212の側面212aを押圧し、伝達部材210を方向D1へ向けて押す。すると、伝達部材210およびケーブル150が方向D1へ向けて移動し、図4に示されるようにケーブル150の端部150bが図4の右方へ動くことによりレバー81が矢印aに向けて動き、ブレーキ装置2が制動される。なお、図9においては、側面212aが端面143b3に当接することにより、伝達部材210の方向D2への移動が制限される。換言すれば、端面143b3が作動部材200のストッパーの作用を有し、図9の状態が作動部材200の初期位置となる。
図10は、図9の一部を省略して拡大した断面図である。図10に示されるように、本実施形態では、ガイド部材300として、第一ガイド部材310および第二ガイド部材320が設けられている。なお、ガイド部材の数は2つに限定されず、1つでもよく、3つ以上でもよい。
ボディ112には、第三回転中心Ax3(軸方向)に沿って貫通孔112aが設けられ、貫通孔112a内には、第一ガイド部材310が収容されている。第一ガイド部材310は、軸方向に延びる円筒状の部材であり、外周面311、端面312、凸部313、第一内周面314、および第二内周面315を有している。外周面311は、円筒状であり、貫通孔112aの内面に嵌められている。端面312は、外周面311の方向D2の端縁から径方向に沿って延びている。凸部313は、円環状であり、端面312から、方向D2側(図10の右方)に向けて突出している。凸部313の径方向中心部には、軸方向に沿って貫通するガイド孔316が設けられている。ガイド孔316は、第一ガイド部材310を軸方向に貫通している。第一ガイド部材310は、ガイド孔316を構成する内周面として、方向D2側(図10の右方)の第一内周面314と、方向D1側(図10の左方)の第二内周面315と、を有する。第一内周面314は、方向D2へ向かうにつれて内径が大きくなるように湾曲しながら延びている。第二内周面315は、軸方向に沿って一定の内径DM1を有する円筒面である。内径DM1は、ケーブル150の外径DM150よりもわずかに大きい。このため、ケーブル150が軸方向に移動すると、第二内周面315によってケーブル150が摺動可能に案内される。
また、回転部材141の貫通孔141cは、小径部141c1と、大径部141c2と、を有する。小径部141c1は、回転部材141の方向D1の端縁から方向D1に向けて、スラストベアリング162と径方向に並ぶ位置まで延びる第一区間S1に設けられている。大径部141c2は、ラジアルベアリング161の方向D1の端部と径方向に並ぶ位置から回転部材141の方向D2の端縁まで延びる第二区間S2に設けられている。小径部141c1の内径はDM10であり、大径部141c2の内径はDM20である。内径DM20は、内径DM10よりも大きく設定されている。小径部141c1は、回転部材141の貫通孔141cにおいて径が最も小さい最小内径部の一例である。小径部141c1の内周面には、径方向の外方に向けて凹む第一凹溝303が設けられている。第一凹溝303には、筒状部材である第二ガイド部材320が収容されている。具体的には、第二ガイド部材320の外周部321が第一凹溝303に嵌め込まれている。また、第一凹溝303の方向D1に隣接して第二凹溝302が設けられ、第二凹溝302にCリング301が嵌め込まれている。Cリング301によって第二ガイド部材320の軸方向の動きを止めている。第二ガイド部材320には、ガイド孔322が設けられ、ガイド孔322の内径は軸方向に沿って一定の内径DM2に設定されている。内径DM2は、内径DM1と略同一であり、ケーブル150の外径DM150よりもわずかに大きい。このため、ケーブル150が軸方向に移動すると、ガイド孔322によってケーブル150が摺動可能に案内される。
ここで、第一ガイド部材310は、小径部141c1とは異なる位置であるボディ112の貫通孔112aに設けられている。第二ガイド部材320は、小径部141c1に設けられている。また、内径DM1および内径DM2は、DM10よりも小さい径に設定されている。なお、第一ガイド部材310および第二ガイド部材320は、回転部材141を構成する金属材料とは異なる材料、例えば、作動部材200との摺動を考慮した場合に、回転部材141を構成する金属材料よりも摺動性が高く(摩擦係数が低く)あるいは摩耗し難い合成樹脂材料により構成されうる。そのような合成樹脂材料としては、例えば、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE;ふっ素樹脂)等がある。
以上説明したように、本実施形態において、ブレーキ装置2は、ブレーキシュー3(制動部材)と、電動アクチュエータ100と、を備えている。電動アクチュエータ100は、モータ120と雄ねじ141dを有した回転部材141および雌ねじ142dを有した直動部材142とを含む運動変換機構140と、作動部材200と、作動部材200を案内するガイド部材300と、を有した。回転部材141は、第三ギヤ133(被駆動部)を介して回転駆動され、雄ねじ141dと雌ねじ142dとは、第三ギヤ133のブレーキシュー3とは反対側で互いに噛み合い、伝達部材210(作動部材200の一端)が直動部材142からブレーキシュー3を作動させる力を受け、ケーブル150の端部150b(作動部材200の他端)がブレーキシュー3を作動させるように構成された。回転部材141には、軸方向に沿った貫通孔141cが設けられ、伝達部材210は、貫通孔141cのブレーキシュー3とは反対側に位置された。ガイド部材300は、回転部材141とは異なる材料で構成され作動部材200を軸方向に摺動可能に案内する。
このような構成によれば、例えば、特許文献1のような雌ねじを有した回転部材の回転に応じて雄ねじを有した直動部材が直動する態様と比較して、回転部材141を支持するベアリングの直径が小さくなりやすいため電動アクチュエータ100を径方向により小型化することが可能になるとともに、ベアリングの直径がより小さくなることにより、同じ回転速度におけるベアリングの摺動速度がより低くなるため、耐摩耗性などの耐久性が向上しやすいという利点がある。また、例えば、特許文献2のようなモータの出力シャフトまたは該出力シャフトと連動して回転する部材が運動変換機構の回転部材の軸方向の端面に連結された態様と比較して、電動アクチュエータ100の全長がより短くなりやすいという利点がある。したがって、前記のような電動アクチュエータ100の小型化により車載スペースを確保しやすいという利点や、耐久性の向上を図ることができるという利点が得られる。また、例えば、雄ねじ141dと雌ねじ142dとが第三ギヤ133(被駆動部)よりもブレーキシュー3側(制動部材側)で互いに噛み合う態様と比較して、第三ギヤ133をよりブレーキシュー3の近くに配置することができる。よって、例えば、ブレーキ装置2のブレーキシュー3から遠い側にボディ112の第三ギヤ133を収容する比較的大きな部分を設けずに済むため、ブレーキ装置2をより小型に構成することができたり、ブレーキ装置2が振動した際の振動エネルギをより小さくできたりといった利点が得られる。そして、例えば、作動部材200が第三ギヤ133の径方向外側を迂回するように配置された態様と比較して、作動部材200をより回転部材の軸心の近くで直線的に延びた状態に配置することができるため、ブレーキシュー3の作動にかかる反力が軸心と交差する方向に作用するのを抑制することができる。さらに、電動アクチュエータ100は、作動部材200を軸方向に摺動可能に案内するガイド部材300を有したため、作動部材200の移動に伴う摺動抵抗をより小さくすることができる。また、ガイド部材300が無い構成と比較して、作動部材200と回転部材141の貫通孔141cの内周面とが直接的に摺動し難くなり、ひいては、摺動抵抗がより小さくなったり、作動部材200や内周面が摩耗し難くなったりといった効果が得られる。
また、本実施形態では、作動部材200は、可撓性を有するケーブル150を含む。このような構成によれば、例えば、作動部材200が可撓性を有したケーブル150を含む場合であっても、ガイド部材300を設けたことによる、前述の効果が得られる。
また、本実施形態では、作動部材200は、直動部材142と離間可能に構成され、ガイド部材300は二つ(複数)の第一ガイド部材310および第二ガイド部材320を有し、第二ガイド部材320が貫通孔141c内に位置した。このような構成によれば、例えば、二つ(複数)の第一ガイド部材310および第二ガイド部材320によって作動部材200の姿勢変化が抑制されやすくなるとともに、第二ガイド部材320(一つのガイド部材)が貫通孔141c内に位置しているため、作動部材200と回転部材141の貫通孔141cの内周面とがより直接的に摺動し難くなる。また、本実施形態のように、作動部材200が直動部材142と離間可能な伝達部材210を介して駆動される構成にあっては、伝達部材210が貫通孔141cの中心に対して径方向にずれた場合においても、ケーブル150と貫通孔141cの内周面との直接的な摺動を抑制することができ、ひいては回転部材141の摩耗やトルク損失が抑制されるという効果が得られる。
また、本実施形態では、第二ガイド部材320(ガイド部材)は、貫通孔141c内のブレーキシュー3とは反対側の端部に設けられた。このような構成によれば、例えば、作動部材200と貫通孔141cの内周面の伝達部材210に近い側の端部とが直接的に摺動し難くなる。
また、本実施形態では、第一ガイド部材310(ガイド部材)は、回転部材141を軸方向のブレーキシュー3側で回転可能に支持するボディ112(支持部材)に設けられた。このような構成によれば、例えば、ガイド部材が回転しないボディ112に支持されることにより、第一ガイド部材310の回転が抑制されるため、ガイド部材が回転部材141に支持された場合に比べて、第一ガイド部材310と作動部材200との摺動速度を小さくすることができ、ひいては、作動部材200や第一ガイド部材310の摩耗が抑制されやすい。
また、本実施形態では、第一ガイド部材310(ガイド部材300)は、貫通孔141cにおける径が最も小さい小径部141c1(最小内径部)よりも小さい径のガイド孔316が貫通して設けられるとともにボディ112(小径部141c1とは異なる位置)に設けられた筒状部材である。このような構成によれば、例えば、小径部141c1に設けられるガイド部材と比較して、第一ガイド部材310の厚さをより大きく設定することができるため、例えば第一ガイド部材310に弾性を持たせることにより摩耗を減らすなど、第一ガイド部材310の耐久性の向上を図ることができる。
また、本実施形態では、第二ガイド部材320(ガイド部材300)は、貫通孔141cにおける径が最も小さい小径部141c1(最小内径部)よりも小さい径のガイド孔322が貫通して設けられるとともに小径部141c1に設けられた筒状部材である。貫通孔141cの小径部141c1は、ケーブル150と貫通孔141cとが直接的に摺動しやすい部位である。よって、このような構成によれば、例えば、ケーブル150と回転部材141の貫通孔141cの内周面とがより一層直接的に摺動し難くなる。
[第1実施形態の変形例]
図11は、第1実施形態の変形例による第三ガイド部材330の断面図である。第三ガイド部材330は、合成樹脂製の第一筒状部331と、金属製の第二筒状部334と、を有する。第一筒状部331は、内周面がガイド孔332であり、内径がDM3に設定されている。第一筒状部331の外周側に第二筒状部334がインサート成形されることで、第一筒状部331の外周面333と第二筒状部334とが結合された一体部品として構成されている。なお、第一筒状部331は、回転部材141とは異なる材料、例えば第一ガイド部材310および第二ガイド部材320と同様材料で構成される。本変形例によっても上記第1実施形態と同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、例えば、剛性が高い金属製の第二筒状部334によって第三ガイド部材330の回転部材141への保持強度が向上するという効果が得られる。
[第2実施形態]
図12は、第2実施形態による運動変換機構140Aの一部を拡大した断面図であって、制動状態での図である。本実施形態では、図12に示すように、最小内径部である小径部141c1(図10参照)の全長に亘って第四ガイド部材340(ガイド部材)が設けられている。第四ガイド部材340は、方向D1の端部341と、方向D2の端部342とを有し、端部341,342の間で軸方向に細長く延びる円筒部材である。端部341の径は方向D1へ向かうにつれて拡大し、端部342の径は方向D2へ向かうにつれて拡大している。端部341,342は、拡径部と称されうる。第四ガイド部材340には、軸方向に貫通するガイド孔343が設けられている。ガイド孔343の内径DM4は、軸方向に沿って一定であり、ケーブル150の外径DM150(図10参照)よりもわずかに大きい。このため、ケーブル150が軸方向に移動すると、ガイド孔343によってケーブル150が摺動可能に案内される。なお、第四ガイド部材340は、回転部材141とは異なる材料、例えば第一ガイド部材310および第二ガイド部材320と同様材料で構成される。
以上説明したように、本実施形態において、第四ガイド部材340および第五ガイド部材350(ガイド部材300)は、最小内径部よりも小さい径のガイド孔343,354が貫通して設けられるとともに小径部141c1(最小内径部)に設けられた筒状部材である。このような構成によれば、例えば、貫通孔141cの軸方向において最もケーブル150と直接的に摺動しやすい部位である小径部141c1(最小内径部)に第四ガイド部材340を設けたため、ケーブル150と貫通孔141cの内周面との直接的な摺動をより抑制することができ、ひいては回転部材141の摩耗やトルク損失が抑制されるという効果が得られる。
[第2実施形態の変形例]
また、図13は、第2実施形態の変形例による第五ガイド部材350の断面図である。図13に示すように、貫通孔141cの方向D1の端部には、径方向内側へ凸の突起部141c3が、第三回転中心Ax3の軸回り方向に沿って環状に設けられている。突起部141c3の内周面が小径部141c1(最小内径部)であり、当該内周面には、第五ガイド部材350(ガイド部材)が設けられている。第五ガイド部材350は、方向D1の端部353と、方向D2の端部352とを有し、端部352,353の間で軸方向に細長く延びる円筒部材である。軸方向の中央は軸方向に沿った径の大きさが一定の円筒部351に構成されている。端部353の径は方向D1へ向かうにつれて拡大し、端部352の径は方向D2へ向かうにつれて拡大している。端部352,353は、拡径部と称されうる。第五ガイド部材350には、軸方向に貫通するガイド孔354が設けられている。ガイド孔354の内径DM5は、ケーブル150の外径DM150(図10参照)よりもわずかに大きい。このため、ケーブル150が軸方向に移動すると、ガイド孔354によってケーブル150が摺動可能に案内される。なお、第五ガイド部材350は、回転部材141とは異なる材料、例えば第一ガイド部材310および第二ガイド部材320と同様材料で構成される。本変形例によっても上記第2実施形態と同様の効果が得られる。また、本変形例によれば、例えば、回転部材141の突起部141c3に第五ガイド部材350を設けたため、例えば第二ガイド部材320(図10参照)よりも径方向の厚さを薄く設定することができるという効果が得られる。
以上、本発明の実施形態が例示されたが、前記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。前記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。
例えば、ガイド部材300は、貫通孔141c内のブレーキシュー3(制動部材)側の端部に設けられてもよい。このような構成によれば、例えば、作動部材200と貫通孔141cの内周面のブレーキシュー3側の端部とが直接的に摺動し難くなる。なお、作動部材200は、直動部材142と結合されてもよい。
1…ホイール、2…ブレーキ装置、3…ブレーキシュー(制動部材)、4…ドラムロータ、6…バッキングプレート、100…電動アクチュエータ、112…ボディ(支持部材)、120…モータ、133…第三ギヤ(被駆動部)、140…運動変換機構、141…回転部材、141c…貫通孔、141c1…小径部(最小内径部)、142…直動部材、150…ケーブル、150b…端部(他端)、200…作動部材、210…伝達部材(一端)、300…ガイド部材、310…第一ガイド部材(ガイド部材)、316,322,332…ガイド孔、320…第二ガイド部材(ガイド部材)、330…第三ガイド部材(ガイド部材)、340…第四ガイド部材(ガイド部材)、350…第五ガイド部材(ガイド部材)、Ax3…第三回転中心(軸心)。

Claims (8)

  1. ホイールと一体に回転するドラムロータに押圧されることにより該ドラムロータを制動する制動部材と、当該制動部材を支持するバッキングプレートと、当該バッキングプレートに設けられ前記制動部材を作動させる電動アクチュエータと、を備えたブレーキ装置であって、
    前記電動アクチュエータは、
    回転する出力シャフトを有したモータと、
    雄ねじを有し前記出力シャフトと連動して前記雄ねじの軸心回りに回転する回転部材と、前記雄ねじと噛み合う雌ねじを有し前記回転部材の回転に伴って直動する直動部材と、を含む運動変換機構と、
    前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受ける作動部材と、
    前記作動部材を案内するガイド部材と、
    を有し、
    前記回転部材は、当該回転部材の外周に設けられ前記出力シャフトと連動して回転する被駆動部を介して回転駆動され、
    前記雄ねじと前記雌ねじとは、前記被駆動部の前記制動部材とは反対側で互いに噛み合い、
    前記作動部材は、一端が前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を受け、他端が前記制動部材を作動させるように構成され、
    前記回転部材には、前記軸心の軸方向に沿った貫通孔が設けられ、
    前記作動部材は、前記貫通孔を貫通し、
    前記作動部材の前記一端は、前記貫通孔の前記制動部材とは反対側に配置され、
    前記ガイド部材は、前記回転部材とは異なる材料で構成され前記作動部材を前記軸方向に摺動可能に案内する、
    ブレーキ装置。
  2. 前記作動部材は、可撓性を有するケーブルを含む、請求項1に記載のブレーキ装置。
  3. 前記作動部材は、前記直動部材と前記軸方向に離間可能に構成され前記直動部材から前記制動部材を作動させる力を前記作動部材に伝達する伝達部材を有し、
    前記ガイド部材は複数設けられ、当該複数のガイド部材の少なくとも一つが前記貫通孔内に配置された、請求項1または2に記載のブレーキ装置。
  4. 前記ガイド部材は、前記貫通孔内の前記制動部材とは反対側の端部に設けられた、請求項1から3のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  5. 前記ガイド部材は、前記貫通孔内の前記制動部材側の端部に設けられた、請求項1から3のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  6. 前記ガイド部材は、前記回転部材を前記軸方向の前記制動部材側で回転可能に支持する支持部材に設けられた、請求項1から5のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  7. 前記ガイド部材は、前記貫通孔における径が最も小さい最小内径部よりも小さい径のガイド孔が貫通して設けられるとともに前記最小内径部とは異なる位置に設けられた筒状部材である、請求項1から6のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
  8. 前記ガイド部材は、前記貫通孔における径が最も小さい最小内径部よりも小さい径のガイド孔が貫通して設けられるとともに前記最小内径部に設けられた筒状部材である、請求項1から6のいずれか1項に記載のブレーキ装置。
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