特開 2023-48122 電動制動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023048122

(43)【公開日】2023-04-06

(54)【発明の名称】電動制動装置

(51)【国際特許分類】

   B60T 13/138 20060101AFI20230330BHJP

   F16D 65/28 20060101ALI20230330BHJP

   F16D 41/22 20060101ALI20230330BHJP

   F16D 41/02 20060101ALI20230330BHJP

   F16D 121/04 20120101ALN20230330BHJP

   F16D 125/34 20120101ALN20230330BHJP

   F16D 121/24 20120101ALN20230330BHJP

【ＦＩ】

B60T13/138 A

F16D65/28

F16D41/22

F16D41/02 Z

F16D121:04

F16D125:34

F16D121:24

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022145319

(22)【出願日】2022-09-13

(31)【優先権主張番号】P 2021156613

(32)【優先日】2021-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】榊原 優一

(72)【発明者】

【氏名】前野 良汰

(72)【発明者】

【氏名】高橋 淳

(72)【発明者】

【氏名】大竹 毅

(72)【発明者】

【氏名】小野田 真吾

(72)【発明者】

【氏名】荒川 晴生

【テーマコード（参考）】

3D048

3J058

【Ｆターム（参考）】

3D048BB02

3D048BB45

3D048CC54

3D048HH15

3D048HH18

3D048NN01

3D048QQ07

3J058AA41

3J058BA44

3J058CC03

3J058CC15

3J058CC33

3J058CC63

3J058CC77

3J058FA01

(57)【要約】

【課題】制動力の発生中の電気モータの動力喪失により発生する衝撃を緩和する。
【解決手段】電動制動装置１０は、電気モータ１５から直動変換機構１６への正方向の回転トルクの伝達に応じたピストン１９の直動により同ピストン１９が押圧を加えることで車輪１３に制動力を発生させる。こうした電動制動装置１０に、既定値以上の大きさの、正方向とは逆方向の回転トルクが加わったときに電気モータ１５と直動変換機構１６の間の回転トルクの伝達を切断するワンウェイクラッチ４２を設けるようにした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気モータにより発生させた回転トルクを直動変換機構に伝達し、前記直動変換機構により前記回転トルクをシリンダ内に設けられたピストンの直線方向の推進力に変換し、車両の車輪と共に回転する回転部に、前記ピストンの推進力に応じて作動する摩擦材を押し付けることで、前記車両に制動力を発生させる電動制動装置において、
前記電気モータと前記直動変換機構との間で前記回転トルクを相互に伝達するトルク伝達機構であって、前記摩擦材が前記回転部から離間する離間方向の前記回転トルクが既定値以上の大きさになると、前記回転トルクの伝達を切断するトルク伝達機構を備えている
電動制動装置。

【請求項2】

前記トルク伝達機構は、互いに噛み合う第１回転部と第２回転部とを有し、前記第１回転部には凹部が形成され、前記第２回転部に板ばねが設けられ、
前記板ばねが前記凹部に係合することにより前記回転トルクが伝達可能となり、前記離間方向の回転トルクが前記既定値以上の大きさになると前記板ばねの前記凹部への係合が解除される
請求項１に記載の電動制動装置。

【請求項3】

前記トルク伝達機構は、前記直動変換機構と同直動変換機構に前記回転トルクを直接伝える回転部品との間に設けられている請求項１に記載の電動制動装置。

【請求項4】

前記トルク伝達機構は、回転が禁止された状態となっているときに前記電気モータと前記直動変換機構との間の前記回転トルクの伝達を許容する一方で、前記離間方向の前記回転トルクが前記既定値以上の大きさになると回転が許容された状態となって前記電気モータと前記直動変換機構との間の前記回転トルクの伝達を切断する回転要素を有する請求項１に記載の電動制動装置。

【請求項5】

前記トルク伝達機構は、
互いに対向する第１クラッチ部及び第２クラッチ部と、
前記第１クラッチ部における前記第２クラッチ部に対向する部分に設けられて前記第２クラッチ部に向う方向に突出する凸部と、
前記第２クラッチ部に設けられて前記凸部と係合する凹部と、
前記第１クラッチ部及び前記第２クラッチ部の一方を他方に向けて押圧する弾性部材と、
を有しており、
前記第１クラッチ部及び前記第２クラッチ部の一方は、前記回転要素と一体に回転し、他方は前記トルク伝達機構を収容するハウジング内に回転不能に設置されたものであり、
前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、前記離間方向の回転トルクを前記弾性部材による押圧力に抗する抗力に変換する形状に成形され、
前記弾性部材の押圧により前記凹部が前記凸部と係合することにより、前記回転要素の回転が禁止され、
前記離間方向の回転トルクが前記既定値以上の大きさになると前記抗力が前記押圧力よりも大きくなって前記凸部と前記凹部との係合が解除される、
請求項４に記載の電動制動装置。

【請求項6】

前記トルク伝達機構は、前記モータと前記直動変換機構との間に同軸上に設けられる遊星歯車機構であり、前記回転要素は同遊星歯車機構のリングギアである請求項４に記載の電動制動装置。

【請求項7】

前記電気モータにより発生させる前記離間方向の回転トルクを、前記既定値未満となる範囲で制御をする制御部を備える請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の電動制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気モータの動力で制動力を発生する電動制動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気モータを動力としたシリンダ内でのピストンの直線運動により制動力を発生する電動制動装置が知られている。電動制動装置には、ブレーキ液を介してピストンの押圧を摩擦部材に伝達して制動力を発生するウェット式の電動制動装置と、ピストンの押圧を摩擦部材に直接伝達して制動力を発生するドライ式の電動制動装置と、がある。

【0003】

こうした電動制動装置では、制動力の発生中に、電力失陥等により電気モータが動力を喪失すると、ピストンが押し戻される。そして、シリンダ内での直動範囲の端にピストンが突き当たったときの衝撃で、電動制動装置の構成部品の耐久性が損なわれる可能性がある。これに対して、特許文献１には、そうした衝撃から構成部品を保護するためのクラッチ機構を備えた電動制動装置が記載されている。同文献の電動制動装置が備えるクラッチ機構は、シリンダ内でのピストンが所定の位置を超えて押し戻されたときに、電気モータと直動変換機構との間の動力伝達経路を切断するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１８２１４１８８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のようなクラッチ機構を設ければ、上記衝撃から電動制動装置の構成部品を保護することは可能ではある。しかしながら、そうしたクラッチ機構は、設置スペースや部品コストの点で、採用できない場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する電動制動装置は、電気モータにより発生させた回転トルクを直動変換機構に伝達し、直動変換機構により回転トルクをシリンダ内に設けられたピストンの直線方向の推進力に変換し、車両の車輪と共に回転する回転部に、ピストンの推進力に応じて作動する摩擦材を押し付けることで、車両に制動力を発生させる。そして、同電動制動装置は、電気モータと直動変換機構との間で回転トルクを相互に伝達するトルク伝達機構であって、摩擦材が回転部から離間する離間方向の回転トルクが既定値以上の大きさになると、回転トルクの伝達を切断するトルク伝達機構を備えている。

【0007】

上記電動制動装置では、電気モータが回転トルクを発生すると、その回転トルクが直動変換機構に伝達される。伝達された回転トルクは、直動変換機構により、ピストンを直線運動させるための推進力に変換される。そして、ピストンの推進力に応じて作動する摩擦材を、回転部に押し付けることで、車輪に制動力を発生させている。制動力の発生中のピストンには、回転部への摩擦材の押圧に釣り合う反力が加わっている。以下の説明では、摩擦材を回転部に押し付ける方向のピストンの直線運動を同ピストンの前進と記載し、摩擦材が回転部から離間する方向のピストンの直線運動を同ピストンの後退と記載する。

【0008】

制動力の発生中に、電力失陥等によって電気モータが動力を喪失すると、上記反力により、ピストンが押し下げられて後退する。このときの後退方向へのピストンの直線運動は、直動変換機構により回転運動に変換される。これにより、電気モータ、直動変換機構間のトルク伝達経路上の各回転部品が連れ回りする。

【0009】

シリンダ内での直動範囲の端に突き当たるまでピストンが押し下げられると、ピストンは動作を停止する。後退中のピストンの停止には、ピストン及びピストンに連動して運動している各部材の運動エネルギの合計分のエネルギが必要となる。よって、ピストン停止時には、上記運動エネルギの合計分のエネルギを有した衝撃が発生する。

【0010】

一方、上記電動制動装置における電気モータ、直動変換機構間のトルク伝達経路には、摩擦材が回転部から離間する離間方向の回転トルクが既定値以上の大きさになると、回転トルクの伝達を切断するトルク伝達機構が設けられている。直動範囲の端に突き当たってピストンの後退が停止しても、トルク伝達経路上の各回転部品は、回転を継続しようとする。そのため、このときのトルク伝達機構には、離間方向の回転トルクが加わる。これにより、トルク伝達機構が回転トルクの伝達を切断すると、ピストンと共に運動を停止する部材が少なくなる。そしてその分、ピストンの停止時の衝撃に変換される運動エネルギが少なくなる。したがって、上記電動制動装置によれば、制動力の発生中の電気モータの動力喪失により発生する衝撃を緩和できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電動制動装置の第１実施形態の構成を模式的に示す図である。

【図2】図１の２－２線に沿ったねじ軸及び連結部材の断面図である。

【図3】上記実施形態が備えるワンウェイクラッチの制動力発生時の状態を示す断面図である。

【図4】同ワンウェイクラッチにおける離間方向の回転トルク入力時の状態を示す断面図である。

【図5】第２実施形態の電動制動装置におけるワンウェイクラッチ及びその周辺部の断面図である。

【図6】第３実施形態の電動制動装置の構成を模式的に示す図である。

【図7】同電動制動装置が備えるワンウェイクラッチの分解斜視図である。

【図8】リングギアの逆回転方向の回転トルクが加わっているときの凸部及び凹部の状態を示す図である。

【図9】リングギアの正回転方向の回転トルクが加わっているときの凸部及び凹部の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
以下、電動制動装置の第１実施形態を、図１～図４に従って説明する。
＜電動制動装置１０の構成＞
図１に示すように、電動制動装置１０には、リザーバタンク１１及びホイールシリンダ１２に接続されている。リザーバタンク１１は、ブレーキ液を貯留するタンクである。電動制動装置１０は、ホイールシリンダ１２の液圧を発生する。ホイールシリンダ１２は、液圧の発生に応じて摩擦材１２Ａを作動させて、車輪１３と共に回転する回転部であるブレーキディスク１２Ｂに押し付けることで、車両の車輪１３に制動力を発生させる。

【0013】

電動制動装置１０は、シリンダ機構１４、電気モータ１５、直動変換機構１６、及び回転伝達機構１７を備えている。回転伝達機構１７は、電気モータ１５の回転を減速して直動変換機構１６に伝達する。直動変換機構１６は、回転伝達機構１７を通じて伝達された電気モータ１５により発生させた回転トルクを、シリンダ機構１４に内蔵されたピストン１９の直線方向の推進力に変換する。シリンダ機構１４、電気モータ１５、直動変換機構１６、及び回転伝達機構１７は、ハウジング１０Ａ内に収容されている。

【0014】

シリンダ機構１４は、ハウジング１０Ａ内に形成されたシリンダ１８と、シリンダ１８内に直動自在に配置されたピストン１９と、を有する。シリンダ１８内には、ブレーキ液が導入される液室２０がピストン１９により区画形成されている。液室２０の容積は、シリンダ１８内でのピストン１９の移動に応じて変化する。以下の説明では、液室２０の容積を縮小する方向へのピストン１９の移動を同ピストン１９の前進と記載する。また、液室２０の容積を拡大する方向へのピストン１９の移動を同ピストン１９の後退と記載する。さらに、ピストン１９の直動方向のうち、ピストン１９の前進側を前進方向Ｆ、ピストン１９の後退側を後退方向Ｒと記載する。

【0015】

シリンダ１８には、液室２０を外部に連通するポートとして、入力ポート２１及び出力ポート２２の２つのポートが形成されている。そして、液室２０は、入力ポート２１を通じてリザーバタンク１１に接続されている。また、液室２０は、出力ポート２２を通じてホイールシリンダ１２に接続されている。出力ポート２２は、シリンダ１８内でのピストン１９の移動位置に拘わらず、液室２０に連通した状態が維持されるように形成されている。一方、入力ポート２１は、ピストン１９が最後退位置から一定量以上前進すると、液室２０との連通がピストン１９により遮断される。以下の説明では、入力ポート２１が液室２０に連通した状態と同連通をピストン１９が遮断した状態とが切り替わるピストン１９の移動位置を初期位置と記載する。

【0016】

電気モータ１５は、回転子２３と固定子２４とを有している。回転子２３には、モータ軸２５が一体となって回転するように連結されている。一方、回転伝達機構１７は、モータ軸２５に固定された第１歯車２６、第１歯車２６に噛み合わされた第２歯車２７、及び第２歯車２７に噛み合わされた第３歯車２８の３つの平歯車を有している。第３歯車２８には、第１歯車２６よりも歯数の多い歯車が用いられている。直動変換機構１６には、第３歯車２８を通じて、電気モータ１５の回転が入力される。

【0017】

直動変換機構１６は、ねじ軸２９と、ねじ軸２９の回転に応じて直動するナット３０と、を有したボールねじ機構である。ナット３０は、ピストン１９に連結されている。ねじ軸２９は、連結部材３５を介して第３歯車２８に接続されている。連結部材３５は、第３歯車２８と一体となって回転するように連結されている。一方、ねじ軸２９と連結部材３５との連結部には、ワンウェイクラッチ４２が設けられている。詳細は後述するが、ワンウェイクラッチ４２は、既定値ＴＲ以上の大きさの、正方向とは逆方向の回転トルクが加わると、ねじ軸２９と連結部材３５との間の回転トルクの伝達を切断する。なお、ここでの正方向の回転トルクとは、ピストン１９を前進させる方向の回転トルクを表している。また、以下の説明では、正方向とは逆方向の回転トルクを負方向の回転トルクと記載する。

【0018】

なお、ピストン１９が前進すると、ホイールシリンダ１２の液圧が増加して、摩擦材１２Ａがブレーキディスク１２Ｂに押し付けられる。一方、ピストン１９が後退すると、ホイールシリンダ１２の液圧が低下して、摩擦材１２Ａがブレーキディスク１２Ｂから離間する。よって、上記負方向の回転トルクは、摩擦材１２Ａがブレーキディスク１２Ｂから離間する離間方向の回転トルクである。

【0019】

なお、ナット３０には、後退方向Ｒに突き出したストッパ３０Ａが形成されている。シリンダ１８内でのピストン１９の直動範囲における後退方向Ｒの端は、ナット３０のストッパ３０Ａが第３歯車２８と当接する位置となる。以下の説明では、ナット３０のストッパ３０Ａが第３歯車２８と当接するピストン１９の位置を、同ピストン１９の最後退位置と記載する。

【0020】

さらに、電動制動装置１０は、制御部３１を備えている。制御部３１は、各種制御を実行する１つ又は複数のプロセッサと、制御用のプログラムやデータを記憶したメモリと、を備える電子制御装置である。制御部３１には、ブレーキペダル３２Ａの踏込み量であるペダルストロークＳを検出するストロークセンサ３２の検出信号が入力されている。また、制御部３１には、電動制動装置１０がホイールシリンダ１２に出力する液圧である出力液圧Ｐを検出する液圧センサ３３の検出信号も入力されている。

【0021】

こうした電動制動装置１０では、電気モータ１５が正方向の回転トルクを発生すると、直動変換機構１６により、その正方向の回転トルクが、前進方向Ｆのピストン１９の推進力に変換される。こうした推進力が加わるとピストン１９がシリンダ１８内を前進して、液室２０内のブレーキ液を押圧する。電動制動装置１０は、液室２０内のブレーキ液をピストン１９が押圧してホイールシリンダ１２の液圧を発生することで、車輪１３に制動力を発生させる。制御部３１は、電気モータ１５が発生する正方向の回転トルクの調整により、車輪１３に発生する制動力を制御している。詳細には、制動力の制御に際して制御部３１はまず、ペダルストロークＳ等に基づき、出力液圧Ｐの目標値である目標液圧を決定する。続いて制御部３１は、目標液圧分の出力液圧Ｐが得られる電気モータ１５の電流値を演算して、演算した値分電流を電気モータ１５に流す。さらに制御部３１は、出力液圧Ｐの検出値と目標液圧との偏差に基づき、電気モータ１５の電流値をフィードバック調整している。

【0022】

＜ワンウェイクラッチ４２の構成＞
次に、図２～図４を併せ参照して、直動変換機構１６のねじ軸２９と連結部材３５との間に介設されたワンウェイクラッチ４２の構成について説明する。

【0023】

図２は、図１の２－２線に沿ったねじ軸２９及び連結部材３５の断面構造を示している。図２に示すように、ねじ軸２９における後退方向Ｒの端面には、円筒形状の挿入穴３４が形成されている。そして、ねじ軸２９及び連結部材３５は、連結部材３５の端部が挿入穴３４内に挿入された状態で電動制動装置１０に組付けられている。挿入穴３４の内周には、ピストン１９の直動方向に延びる、断面矩形の溝であるキー溝３７が形成されている。また、連結部材３５の外周にも、同様のキー溝３６が形成されている。なお、第３歯車２８は、キー溝３７への係合を通じて、一体となって回転するように連結部材３５に連結されている。

【0024】

連結部材３５のキー溝３６内には、板ばね３８が設置されている。板ばね３８は、Ｖ字状に折り曲げられた金属板であり、キー溝３６に固定された固定部３９と、固定部３９から折り立てられた可動部４０と、を有している。以下の説明では、ピストン１９を前進させる側へのねじ軸２９の回転方向を正回転方向とし、正回転方向とは逆のねじ軸２９の回転方向を逆回転方向とする。図２～図４の場合、図中の反時計回り方向が正回転方向となっている。板ばね３８は、固定部３９と可動部４０との折り曲げ部分がキー溝３６の逆回転方向の側壁付近に位置するように設置されている。そして、板ばね３８は、可動部４０に外力が加わっていない状態では、可動部４０の先端部がキー溝３６外に突き出すように形成されている。そのため、連結部材３５に対するねじ軸２９の相対回転位置が、両キー溝３６、３７が対向する既定の位置にあるときに、可動部４０の先端部がキー溝３７内に突出する。そして、これにより、連結部材３５のキー溝３６に設置された板ばね３８が、ねじ軸２９のキー溝３７に係合する。

【0025】

図３に、連結部材３５が正回転方向に回転しているときのワンウェイクラッチ４２の状態を示す。図３に示すように、ねじ軸２９に対して連結部材３５が正回転方向に相対回転すると、板ばね３８の可動部４０の先端部が、ねじ軸２９のキー溝３７の正回転方向の側壁に当接する。これにより、板ばね３８はキー溝３７に係合した状態となる。こうした状態では、板ばね３８を通じて、連結部材３５からねじ軸２９へと正方向の回転トルクが伝達される。

【0026】

図４に、連結部材３５が逆回転方向に回転しているときのワンウェイクラッチ４２の状態を示す。ねじ軸２９に対して連結部材３５が逆回転方向に相対回転すると、ねじ軸２９のキー溝３７の逆回転方向の側壁により、板ばね３８の可動部４０が押し下げられる。ねじ軸２９のキー溝３７内に可動部４０の一部が残っている間は、板ばね３８を通じて、連結部材３５からねじ軸２９に負方向の回転トルクが伝達される。一方、ねじ軸２９のキー溝３７から完全に離脱するまで可動部４０が押し下げられると、キー溝３７への板ばね３８の係合が解除されるため、板ばね３８を通じては回転トルクが伝達されなくなる。このようにワンウェイクラッチ４２は、既定値ＴＲ以上の負方向の回転トルクが加わると、ねじ軸２９と連結部材３５との間の、ひいては電気モータ１５と直動変換機構１６の間の回転トルクの伝達を切断する。

【0027】

＜第１実施形態の作用効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。
電動制動装置１０は、電気モータ１５から直動変換機構１６への正方向の回転トルクの伝達に応じたピストン１９の直動により、液室２０内のブレーキ液に押圧を加えることで車輪１３に制動力を発生させている。こうした制動力の発生中に、電力失陥等によって電気モータ１５が動力を喪失すると、液室２０の液圧により、ピストン１９が押し下げられて後退する。このときの後退方向Ｒへのピストン１９の直線運動は、直動変換機構１６により回転運動に変換される。電気モータ１５と直動変換機構１６のトルク伝達経路上の各回転部品が、ピストン１９の後退に応じて連れ回りする。すなわち、回転伝達機構１７の第１歯車２６、第２歯車２７及び第３歯車２８と、電気モータ１５の回転子２３及びモータ軸２５が、ピストン１９の後退動作に連動して逆回転方向に回転する。

【0028】

ピストン１９が最後退位置まで後退して、ストッパ３０Ａが第３歯車２８に突き当たると、ピストン１９は後退動作を停止する。一方、上記各回転部品は、慣性のため、逆回転方向の回転を継続しようとする。そのため、ワンウェイクラッチ４２には、負方向の回転トルクが加わる。こうした負方向の回転トルクにより、ワンウェイクラッチ４２が回転トルクの伝達を切断すると、ピストン１９とのトルク伝達が維持される回転部品は、ねじ軸２９との２つの部材のみとなる。すなわち、ピストン１９の後退運動の停止と共に運動を停止する部材は、ねじ軸２９及びピストン１９と同時に停止するナット３０のみとなる。

【0029】

一方、ピストン１９の後退運動の停止には、ピストン１９及びピストン１９に連動して運動している全ての部材の運動エネルギの合計分のエネルギが必要となる。よって、ピストン停止時には、上記運動エネルギの合計分のエネルギを有した衝撃が発生する。これに対して、本実施形態では、ワンウェイクラッチ４２が回転トルクの伝達を切断することで、ピストン１９の後退運動の停止と共に運動を停止する部材が少なくなり、運動を停止する部品の質量が減少する。そしてその分、ピストン１９の後退運動の停止時の衝撃に変換される運動エネルギが少なくなる。したがって、本実施形態の電動制動装置１０によれば、制動力の発生中の電気モータ１５の動力喪失により発生する衝撃を緩和できる。

【0030】

なお、本実施形態では、Ｖ字状に折られた板材からなる板ばね３８によりワンウェイクラッチ４２を構成している。このようにワンウェイクラッチ４２が簡易な構成なため、その設置に伴う製造コストの増加が抑えられる。

【0031】

さらに、本実施形態では、ねじ軸２９と第３歯車２８との連結部、すなわち直動変換機構１６と回転伝達機構１７との連結部にワンウェイクラッチ４２を設置している。そのため、ピストン１９の後退停止と共に回転運動を停止する部材がねじ軸２９のみとなり、衝撃の緩和効果が大きくなる。

【0032】

なお、本実施形態では、ねじ軸２９に形成されたキー溝３７が凹部に、板ばね３８が設けられた連結部材３５が第１回転部に、それぞれ対応している。また、上記凹部としてのキー溝３７が形成されたねじ軸２９が、第１回転部と互いに噛み合う第２回転部に対応している。さらに、本実施形態では、第３歯車２８が、直動変換機構１６に直接回転トルクを伝える回転部品に対応している。

【0033】

また、ワンウェイクラッチ４２は、電気モータ１５と直動変換機構１６との相互の回転トルクの伝達を担う機構である。また、ワンウェイクラッチ４２は、摩擦材１２Ａが回転部としてのブレーキディスク１２Ｂから離間する離間方向の回転トルクが既定値以上の大きさになると、回転トルクの伝達を切断する。よって、本実施形態では、こうしたワンウェイクラッチ４２がトルク伝達機構に対応している。

【0034】

（第２実施形態）
続いて、図５を併せ参照して、電動制動装置の第２実施形態を説明する。図５には、第２実施形態の電動制動装置におけるワンウェイクラッチ４２及びその周辺部の断面構造が示されている。本実施形態においても、ワンウェイクラッチ４２は、ねじ軸２９と連結部材３５との連結部に設置されている。一方、本実施形態では、ワンウェイクラッチ４２と共に、Ｏリング４１が、ねじ軸２９と連結部材３５との連結部に併設されている。

【0035】

こうした本実施形態では、ワンウェイクラッチ４２が回転トルクの伝達を切断した状態となっている場合にも、ねじ軸２９と連結部材３５との間でのＯリング４１を通じた回転トルクは維持される。そのため、Ｏリング４１の設置により、電気モータ１５、直動変換機構１６間で伝達可能な負方向の回転トルクの上限を高められる。なお、ねじ軸２９及び連結部材３５の摺動面間に設置されて両摺動面に摺動抵抗を発生する、Ｏリング４１以外の弾性体を、Ｏリング４１の代わりに設置してもよい。

【0036】

（第３実施形態）
続いて、図６～図９を併せ参照して、電動制動装置の第３実施形態を説明する。本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0037】

＜電動制動装置５０の構成＞
図６に示すように、本実施形態の電動制動装置５０は、第１実施形態の電動制動装置１０と同様に、シリンダ機構１４、電気モータ１５、及び直動変換機構１６を備えている。ただし、本実施形態の電動制動装置５０では、遊星歯車機構５１を介して、電気モータ１５、及び直動変換機構１６が連結されている。また、本実施形態の電動制動装置５０では、電気モータ１５、遊星歯車機構５１、直動変換機構１６、及びシリンダ機構１４が同軸上に配置されている。なお、電動制動装置５０は、遊星歯車機構５１、直動変換機構１６、及びシリンダ機構１４を内部に収容するとともに、電気モータ１５が取り付けられたハウジング５２を備えている。

【0038】

遊星歯車機構５１は、サンギア５３、キャリア５４、及びリングギア５５の３つの回転要素を有している。遊星歯車機構５１のサンギア５３には、電気モータ１５のモータ軸２５が一体となって回転するように連結されている。また、遊星歯車機構５１のキャリア５４には、直動変換機構１６のねじ軸２９が一体となって回転するように連結されている。なお、キャリア５４には、サンギア５３及びリングギア５５の双方に噛み合うプラネタリギア５６が、自転可能、かつキャリア５４と共に公転可能に設置されている。なお、リングギア５５は、シリンダ１８内でのピストン１９の直動方向に一定量の移動が許容された状態でハウジング５２内に設置されている。

【0039】

＜ワンウェイクラッチ５７の構成＞
遊星歯車機構５１は、リングギア５５の回転を禁止した状態と、同リングギア５５の回転を許容した状態とを切替えるワンウェイクラッチ５７を有している。遊星歯車機構５１は、ワンウェイクラッチ５７がリングギア５５の回転を禁止した状態となっているときには、電気モータ１５と直動変換機構１６との間の回転トルクの伝達を許容する。一方、遊星歯車機構５１は、ワンウェイクラッチ５７がリングギア５５の回転を許容した状態となっているときには、電気モータ１５と直動変換機構１６との間の回転トルクの伝達を切断する。

【0040】

ワンウェイクラッチ５７は、リングギア５５、クラッチプレート５８、及びウェーブワッシャ５９により構成されている。クラッチプレート５８は、ハウジング５２内におけるリングギア５５よりも後退方向Ｒの部分に、同リングギア５５に対向して配置された円環形状の部材である。ウェーブワッシャ５９は、リングギア５５をクラッチプレート５８に向けて押圧する弾性部材である。なお、クラッチプレート５８は、ハウジング５２内におけるシリンダ機構１４、直動変換機構１６、及び遊星歯車機構５１の収容部と、電気モータ１５の取付部と、を区画する仕切り壁６０に固定されている。これにより、クラッチプレート５８は、ハウジング５２内に回転不能に設置されている。

【0041】

図７に示すように、リングギア５５におけるクラッチプレート５８に対向する部分には、クラッチプレート５８に向う方向に突出する複数の凸部６１が、周方向に等間隔に並んで配置されている。一方、クラッチプレート５８におけるリングギア５５に対向する部分には、凸部６１と同数の凹部６２が周方向に等間隔に並んで配置されている。凹部６２は、凸部６１が係合可能な形状に形成されている。すなわち、凹部６２は、凸部６１をミラー反転した形状に形成されている。なお、リングギア５５及びクラッチプレート５８の周方向における凸部６１及び凹部６２の両側面のうち、ねじ軸２９の逆回転方向に位置する面は、周方向にほぼ垂直な面となっている。一方、上記両側面のうち、ねじ軸２９の正回転方向に位置する面は、周方向に対して傾斜した傾斜面となっている。

【0042】

＜第３実施形態の作用、効果＞
次に、図８及び図９を併せ参照して、本実施形態の電動制動装置５０の作用を説明する。ピストン１９が停止しているときのリングギア５５は、ウェーブワッシャ５９の押圧により後退方向Ｒに移動する。よって、図８に示すように、このときのワンウェイクラッチ５７は、リングギア５５の凸部６１とクラッチプレート５８の凹部６２とが係合して、リングギア５５の回転を禁止した状態となる。

【0043】

ここで、モータ軸２５が正回転方向に回転するように電気モータ１５を駆動すると、遊星歯車機構５１のサンギア５３が正回転方向に回転する。このとき、リングギア５５が回転しなければ、サンギア５３からキャリア５４へと回転トルクが伝達される。そして、キャリア５４と一体に回転するねじ軸２９にも正回転方向の回転トルクが伝達されて、ピストン１９が前進方向Ｆに移動する。これにより、液室２０内のブレーキ液に押圧が加えられることで、車輪１３に制動力が発生する。

【0044】

なお、このときのリングギア５５には、図８に白抜き矢印で示すような、逆回転方向の回転トルクが加わる。クラッチプレート５８は、リングギア５５に加わった逆回転方向の回転トルクを、凹部６２の逆回転方向の側面Ｐ１で受ける。上記のように、凸部６１及び凹部６２における逆回転方向の側面Ｐ１は、周方向にほぼ垂直な面となっている。よって、リングギア５５に逆回転方向の回転トルクが加わっても、凸部６１及び凹部６２の係合によりリングギア５５の回転が禁止された状態が維持される。

【0045】

こうした制動力の発生中に、電力失陥等によって電気モータ１５が動力を喪失すると、液室２０の液圧により、ピストン１９が押し下げられて後退する。このときの後退方向Ｒへのピストン１９の直線運動は、直動変換機構１６により回転運動に変換される。そして、キャリア５４がねじ軸２９と共に逆回転方向に回転する。このときのリングギア５５は回転が禁止された状態にあるため、キャリア５４からサンギア５３に回転トルクが伝達される。

【0046】

ピストン１９は、最後退位置まで後退すると、後退動作を停止する。一方、電気モータ１５、直動変換機構１６間の回転トルクの伝達経路に設けられた各回転部品は、慣性のため、回転を継続しようとする。このときの遊星歯車機構５１では、直動変換機構１６に連結されたキャリア５４は、ピストン１９の後退運動の停止に応じて逆回転方向の回転を停止しようとする。一方、電気モータ１５に連結されたサンギア５３は、逆回転方向の回転を継続しようとする。その結果、リングギア５５には、正回転方向の回転トルクが加わることになる。すなわち、リングギア５５にとって正回転方向の回転トルクは、図１に示す摩擦材１２Ａが回転部であるブレーキディスク１２Ｂから離間する離間方向の回転トルクとなる。

【0047】

図９に示すように、このときのクラッチプレート５８は、リングギア５５に加わった正回転方向の回転トルクを、凹部６２の正回転方向の側面Ｐ２で受ける。上記のように凸部６１及び凹部６２の正回転方向の側面Ｐ２は、傾斜した面となっている。そのため、リングギア５５に正回転方向の回転トルクが加わると、リングギア５５を前進方向Ｆに押圧する力が発生する。すなわち、凸部６１及び凹部６２は、リングギア５５に加わる正回転方向の回転トルクを、ウェーブワッシャ５９による押圧力に抗する抗力に変換する形状に成形されている。こうした抗力により、ウェーブワッシャ５９の押圧力に抗してリングギア５５が前進方向Ｆに移動すると、凸部６１及び凹部６２の係合が解除される。凸部６１及び凹部６２の係合が解除されると、リングギア５５の回転が許容されて、遊星歯車機構５１を通じた直動変換機構１６、電気モータ１５間のトルク伝達が切断される。よって、ピストン１９の後退運動の停止と共に運動を停止する部材は、ナット３０、ねじ軸２９、及びサンギア５３のみとなる。したがって、本実施形態の電動制動装置５０によれば、制動力の発生中の電気モータ１５の動力喪失により発生する衝撃を緩和できる。

【0048】

なお、凸部６１及び凹部６２の係合が解除されるときの正回転方向の回転トルクの大きさは、ウェーブワッシャ５９のばね力、及び傾斜面の傾斜角により調整できる。本実施形態では、電気モータ１５の動力喪失後にピストン１９の後退が最後退位置に停止したときに凸部６１及び凹部６２の係合が解除されるように、ウェーブワッシャ５９のばね力、及び傾斜面の傾斜角が設定されている。すなわち、ばね力及び径射角は、上記既定値ＴＲ以上の負方向の回転トルクが加わると、抗力がウェーブワッシャ５９よりも大きくなって、凸部６１と凹部６２との係合が解除されるように設定されている。

【0049】

こうした本実施形態では、遊星歯車機構５１がトルク伝達機構に対応する。また、遊星歯車機構５１のリングギア５５は、次の回転要素となっている。すなわち、リングギア５５は、回転が禁止された状態となっているときに電気モータ１５と直動変換機構１６との間の回転トルクの伝達を許容する。また、リングギア５５は、摩擦材が回転部から離間する離間方向の回転トルクが既定値以上の大きさになると回転が許容された状態となる。そして、リングギア５５は、回転が許容された状態となることで、電気モータ１５と直動変換機構１６との間の回転トルクの伝達を切断する。さらに本実施形態では、リングギア５５が第１クラッチ部に、クラッチプレート５８が第２クラッチ部に、それぞれ対応している。

【0050】

（他の実施形態）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0051】

＜電気モータ１５の制御について＞
上記実施形態では、電気モータ１５が発生する正方向の回転トルクを調整することで、車輪１３の制動力を制御していた。そして、制動力を減少させるときのシリンダ１８内でのピストン１９の後退動作は、液室２０の液圧を推力として行っていた。これに対して、上記のようなワンウェイクラッチ４２が設けられた電動制動装置１０では、下記の態様で電気モータ１５を制御すれば、電気モータ１５の動力を用いてピストン１９の後退動作を行うことが可能となる。

【0052】

電気モータ１５から直動変換機構１６に負方向の回転トルクを伝達すると、直動変換機構１６によりその負方向の回転トルクが後退方向Ｒの直動運動に変換される。ただし、電動制動装置１０には、既定値ＴＲ以上の負方向の回転トルクが加わると、回転トルクの伝達を切断するワンウェイクラッチ４２が設けられている。こうしたワンウェイクラッチ４２が設けられた電動制動装置１０では、ワンウェイクラッチ４２に加わる負方向の回転トルクが既定値ＴＲ未満となる範囲で電気モータ１５を制御すれば、電気モータ１５の動力を用いたピストン１９の後退動作を行える。なお、電気モータ１５の動力によるピストン１９の後退動作は、初期位置と最後退位置との間でピストン１９を移動させる場合や、ピストン１９を急速に後退させる場合に実施するとよい。

【0053】

＜直動変換機構１６の構成について＞
直動変換機構１６を、ナット３０の回転に応じてねじ軸２９が直動するように構成してもよい。その場合、ナット３０が、一体となって回転するように第３歯車２８に連結されるとともに、ねじ軸２９が、一体となって直動するようにピストン１９に連結される。こうした場合にも、電気モータ１５の動力喪失により発生する衝撃を緩和する上では、ナット３０と第３歯車２８との連結部に、ワンウェイクラッチを設置することが望ましい。

【0054】

＜回転伝達機構１７の構成について＞
電気モータ１５の回転運動を直動変換機構１６に伝達する回転伝達機構１７の構成を変更してもよい。上記以外の回転伝達機構１７には、例えば傘場歯車機構、遊星歯車機構、巻き掛け伝動機構などがある。また、回転伝達機構１７を省略して、モータ軸２５を直動変換機構１６に直結するようにしてもよい。

【0055】

＜第１及び第２実施形態のワンウェイクラッチの構成について＞
スプラグ式、カム式等の上記以外の方式のワンウェイクラッチを採用してもよい。また、電気モータ１５と直動変換機構１６との回転トルクの伝達経路における上記以外の部分にワンウェイクラッチを設けるようにしてもよい。例えば、モータ軸２５と第１歯車２６との連結部や、モータ軸２５と回転子２３との連結部に、ワンウェイクラッチを設けるようにしてもよい。

【0056】

＜第３実施形態のワンウェイクラッチ５７の構成について＞
・凸部６１及び凹部６２の数は、１以上であればよい。また、凸部６１及び凹部６２の数を、異なる数としてもよい。

【0057】

・リングギア５５をシリンダ１８内でのピストン１９の直動方向に移動可能に設置せずに、クラッチプレート５８を同直動方向に移動可能に設置するようにしてもよい。その場合のウェーブワッシャ５９は、クラッチプレート５８を前進方向Ｆに押圧するように設置するとよい。

【0058】

・凸部６１が設けられた第１クラッチ部を、リングギア５５とは別体の部品として構成してもよい。
・凸部６１及び凹部６２の形状は、適宜に変更してもよい。

【0059】

・クラッチプレート５８におけるリングギア５５に対向する部分に、リングギア５５に向かう方向に突出する凸部を設け、リングギア５５におけるクラッチプレート５８に対向する部分には、凸部が係合される凹部を設けてもよい。この場合、クラッチプレート５８が第１クラッチ部に、リングギア５５が第２クラッチ部に、それぞれ対応することになる。

【0060】

・ウェーブワッシャ５９の代わりに、コイルばね等の弾性部材を設けるようにしてもよい。
＜遊星歯車機構５１の構成について＞
・遊星歯車機構５１において、電気モータ１５に連結される回転要素、直動変換機構１６に連結される回転要素、ワンウェイクラッチ５７により回転が禁止・許容される回転要素の組合せは任意に変更してもよい。

【0061】

＜制御部３１の構成について＞
制御部３１は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェアなどの１つ以上の専用のハードウェア回路又はこれらの組み合わせを含む回路として構成し得る。専用のハードウェアとしては、例えば、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣを挙げることができる。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわち記憶媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

【符号の説明】

【0062】

１０，５０…電動制動装置
１０Ａ，５２…ハウジング
１１…リザーバタンク
１２…ホイールシリンダ
１２Ａ…摩擦材
１２Ｂ…ブレーキディスク
１３…車輪
１４…シリンダ機構
１５…電気モータ
１６…直動変換機構
１７…回転伝達機構
１８…シリンダ
１９…ピストン
２０…液室
２１…入力ポート
２２…出力ポート
２３…回転子
２４…固定子
２５…モータ軸
２６…第１歯車
２７…第２歯車
２８…第３歯車
２９…ねじ軸
３０…ナット
３１…制御部
３２…ストロークセンサ
３３…液圧センサ
３４…挿入穴
３５…連結部材
３６…キー溝
３７…キー溝
３８…板ばね
３９…固定部
４０…可動部
４１…Ｏリング
４２，５７…ワンウェイクラッチ
５１…遊星歯車機構
５３…サンギア
５４…キャリア
５５…リングギア
５６…プラネタリギア
５８…クラッチプレート
５９…ウェーブワッシャ
６０…仕切り壁
６１…凸部
６２…凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】