車両用電動ブレーキ装置
【課題】電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供する。
【解決手段】車両用電動ブレーキ装置Ｂ１は、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９のケース９３に支承された回転軸９１を備えており、回転軸９１の正回転によりエネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９１の逆回転時には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【解決手段】車両用電動ブレーキ装置Ｂ１は、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９のケース９３に支承された回転軸９１を備えており、回転軸９１の正回転によりエネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９１の逆回転時には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制動時に、電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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車両用電動ブレーキ装置（いわゆるバイワイヤ方式）の開発が進められている。例えば、特許文献１には、車輪に取り付けられ、ブレーキ操作量に応じて電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置が開示されている。
【０００３】
図１５に示すように、特許文献１に開示された車両用電動ブレーキ装置２００は、運転者がブレーキペダルＢＰを踏むと、踏力スイッチＳ１からの信号により電子制御装置ＥＣＵが作動し、電動モータ２１５が駆動される。電動モータ２１５の正回転によって回転部材２１４が正回転し、プライマリピストン２０８と回転部材２１４との間に偏心して取り付けられているロッド２１２を介してプライマリピストン２０８を図１５中左方に押す。プライマリピストン２０８の移動により液室２０７内の液体を介してピストン２０４が図１５中左方に移動しブレーキ作動を行う。
【０００４】
ブレーキ作動中には、プライマリピストン２０８の外周に設置されたリターンスプリング２０９が圧縮されてリターンスプリング２０９に弾性エネルギーが蓄積された状態となっている。ブレーキペダルＢＰを開放すると、電動モータ２１５が逆回転し、ロッド２１２が推力を緩める方向に移動し、プライマリピストン２０８はリターンスプリング２０９の弾発力により初期位置に復帰し、ブレーキが開放される。これにより、ブレーキの引き摺りあるいはロックを防止し、運転者の予期せぬブレーキ作動を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている車両用電動ブレーキ装置２００において、電源失陥などにより電動モータ２１５の逆回転駆動が不可能となった場合、リターンスプリング２０９の弾発力によりプライマリピストン２０８を初期位置に復帰させると共に、リターンスプリング２０９の弾発力によりロッド２１２を介して電動モータ２１５を逆回転させる必要がある。
【０００７】
したがって、このような状況に対応するためには、ストロークが長くより大きな弾発力が得られるリターンスプリング２０９を用いる必要がある。これにより、リターンスプリング２０９が大型化して、車両用電動ブレーキ装置２００が大型化するという課題がある。また、リターンスプリング２０９の弾発力がより大きくなったことにより、ブレーキ作動時の出力ロスが大きくなるという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る車両用電動ブレーキ装置の構成上の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、を備えることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えていることである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えていることである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えていることである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えていることである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えていることである。
【００１５】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネであることである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置は、減速機構により電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達し、回転直動変換機構により回転部材の回転運動を直進運動に変換してピストンを進退させる。そして、電動モータの正回転時にピストンを前進させて制動部材を被制動部材に押圧して制動力を得る。また、電動モータの逆回転時にピストンを後退させて制動部材を被制動部材から解放する。
【００１７】
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置は、電動モータの出力軸、又は減速機構に設けられ電動モータの出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能にハウジングに支承された回転軸を備えており、回転軸の正回転によりエネルギー蓄積機構内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸の逆回転時には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【００１８】
したがって、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。
【００１９】
電動モータの回転力は、減速機構により段階的に増幅され、また、減速機構や回転直動変換機構によるエネルギーロスを伴いながらピストンに伝達される。このため、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するほど、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。
【００２０】
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、エネルギー蓄積機構により電動モータの出力軸又は減速機構の中間軸を逆回転させている。よって、従来の車両用電動ブレーキ装置２００のように、ピストン２０４に近い側（電動モータ２１５から遠い側）に配置されたリターンスプリング２０９（弾性体）により電動モータ２１５を逆回転させる場合に比べて、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の弾性体により電動モータを逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
【００２１】
また、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するため、従来の車両用電動ブレーキ装置２００に配置されたリターンスプリング２０９（弾性体）を圧縮する場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００２３】
また、請求項３に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００２４】
したがって、請求項２及び３に係る発明によれば、第１トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第１所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、弾性体に電動モータを逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに弾性体に作用している正回転の回転トルクを第１所定値とすることができる。この場合、弾性体の巻き過ぎによって弾性体を必要以上に弾性変形させることがないため、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００２６】
また、請求項５に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００２７】
したがって、請求項４及び５に係る発明によれば、第２トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第２所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータの逆回転駆動が不可能となっていない場合には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータがさらに逆回転を続けると、弾性体の巻き戻し過ぎとなる。そして、弾性体の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータの逆回転を阻害する方向に作用する。弾性体の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸の逆回転の回転トルクを第２所定値とすることによって、電動モータを逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、回転軸と一端部がハウジングに保持された弾性体の他端部との間に断接機構を備えている。そして、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により回転軸と弾性体の他端部とが連結される。また、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により弾性体の他端部が回転軸から切離されてハウジングに連結される。そして、電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結される。
【００２９】
したがって、一旦弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータが正常に駆動する限り、電動モータが正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が回転軸を介して弾性体に伝達されることはない。よって、電動モータが弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００３０】
また、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結されるため、弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。
【００３１】
請求項７に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構内の弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネである。渦巻きバネやねじりバネは、回転軸の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができる。したがって、渦巻きバネやねじりバネを用いることによって、エネルギー蓄積機構が回転軸の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
【００３２】
なお、一般に、弾性体に一定量の弾性エネルギーを蓄積する際に、渦巻きバネはねじりバネよりも多く回転軸を回転させる必要がある。したがって、回転軸が電動モータの出力軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体として渦巻きバネを使用することが好ましく、また、回転軸が減速機構の中間軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体としてねじりバネを使用することが好ましい。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態１による車両用電動ブレーキ装置がディスクロータと係合した状態を説明する外観斜視図である。
【図２】図１に示した車両用電動ブレーキ装置をディスクロータの回転軸方向に切断した状態を模式的に説明する断面図である。
【図３】図２に示した車両用電動ブレーキ装置の減速機構、エネルギー蓄積機構及びその周辺を模式的に説明する部分断面図である。
【図４】図３に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図５】図３に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図６】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態１を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図７】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態２を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図８】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態３を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図９】本発明の実施形態２による車両用電動ブレーキ装置の減速機構、エネルギー蓄積機構及びその周辺を模式的に説明する部分断面図である。
【図１０】図９に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＢ−Ｂ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図１１】図９に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＢ−Ｂ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図１２】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構を模式的に説明する部分断面図であって、渦巻きバネを第１回転軸に連結した状態を示している。
【図１３】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構を模式的に説明する部分断面図であって、渦巻きバネを第１回転軸から切離した状態を示している。
【図１４】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１５】従来技術による車両用電動ブレーキ装置をディスクロータの回転軸方向に切断した状態を模式的に説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜実施形態１＞
図１乃至図５に基づき、本発明の実施形態１による車両用電動ブレーキ装置Ｂ１について説明する。なお、図２及び３における左右方向が、ディスクロータ１００の回転軸φ方向に該当する。また、図２及び３は、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１の模式的な断面図であり、実際の断面形状を正確に表したものではない。
【００３６】
ディスクロータ１００は、その回転中心において車両外方へと突出したハット部１０１と、ハット部１０１の周囲に形成され、後述するように、第１ブレーキパッド２ａ（制動部材）及び第２ブレーキパッド２ｂによって挟圧されるプレート部１０２（被制動部材）とを有している。
【００３７】
図１に示すように、ハット部１０１の端面からは、複数のスタッドボルト１０３が突出している。ディスクロータ１００は、これらのスタッドボルト１０３を用いて、図示しない車輪のディスクホイールに取り付けられており、これにより車輪と一体回転可能とされている。
【００３８】
車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のマウンティング１１は、図示しない車両のナックルアームに取り付けられて固定されている。マウンティング１１には、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂが保持されている（図１において、第２ブレーキパッド２ｂのみ示す）。第１ブレーキパッド２ａは、ディスクロータ１００のプレート部１０２と後述するピストン８との間に配置されている。
【００３９】
マウンティング１１には、一対のスライドピン１２を介して、金属製のブレーキハウジング１がディスクロータ１００の回転軸φ方向に移動可能に取り付けられている。ブレーキハウジング１は、ディスクロータ１００のプレート部１０２を跨ぐように、その断面形状が略コの字状に形成されている（図１及び２示）。また、ブレーキハウジング１には、第２ブレーキパッド２ｂを押圧するための一対の爪部１ａが形成されている。
【００４０】
ブレーキハウジング１の図２中右方には、後述する減速機構４のギヤボデー４１が取り付けられている。ギヤボデー４１の図２中左方には、後述する電動モータ３が取り付けられている。ギヤボデー４１の図２中右方には、後述するエネルギー蓄積機構９のケース９３が取り付けられている。ブレーキハウジング１、ギヤボデー４１及びケース９３は本発明のハウジングに該当する。
【００４１】
ブレーキハウジング１の内部には、両端が開口した円筒状のシリンダ部１ｂが形成されている。シリンダ部１ｂの図２中左方の端部開口付近には、後述するゴム製のダストブーツ８ｆを取り付けるための環状の取付溝１ｃが形成されている。シリンダ部１ｂの図２中右方の端部開口付近には、雌ネジ部１ｄが形成されており、この端部開口が中心孔６８ａを有し外周面に雄ネジ部６８ｂが形成された円板状の反力板６８によって塞がれている（図３示）。
【００４２】
シリンダ部１ｂの回転軸Φ方向の中間部には、スリット１ｅが回転軸Φ方向に延びるように形成されている。シリンダ部１ｂの回転軸Φ方向の中間部には、後述するＣリング６１を取り付けるための環状の取付溝１ｆが形成されている。
【００４３】
シリンダ部１ｂ内には、回転軸Φ方向に延びる円柱状のスクリュー部材６（回転部材）が配置されている。スクリュー部材６の図２中左方の外周面には、雄ネジ部６ａが形成されている。スクリュー部材６の図２中右方の端部には、回転軸Φ方向から見て断面矩形の突起部６ｂが形成されている。スクリュー部材６の回転軸Φ方向の中間部には、円板状の鍔部６ｃが形成されている。
【００４４】
スクリュー部材６は、カップリング５を介して後述する減速機構４の最終軸４４と一体的に回転可能に連結されている。カップリング５は、略円筒状を呈し、反力板６８の中心孔６８ａを挿通するように配置されている。カップリング５の内面には、互いに直交して十字孔状を呈する二条の溝が、図２中の左右方向（回転軸Φ方向）に貫通して形成されている。
【００４５】
後述する減速機構４の最終軸４４の図２中左方の端部には、スクリュー部材６の突起部６ｂと同形状の断面矩形の突起部が形成されている。カップリング５の十字孔状の溝の二条のうちの一方には、図２中左方からスクリュー部材６の突起部６ｂが挿入されており、二条のうちの他方には、図２中右方から減速機構４の最終軸４４の突起部が挿入されている。したがって、図２に示すように、スクリュー部材６の突起部６ｂの面方向と、減速機構４の最終軸４４の突起部の面方向とは、回転軸Φ方向から見て互いに直交しており、スクリュー部材６と、減速機構４の最終軸４４とは、偏心の吸収が可能なオルダムカップリングにて接続されている。
【００４６】
シリンダ部１ｂの取付溝１ｆには、Ｃリング６１が嵌め込まれている。このＣリング６１にハット状部材６２が凸部を図２中左方に向けて取り付けられている。ハット状部材６２には、有底筒状の底部にスクリュー部材６が挿通される中心孔と、有底筒状の開口部の外周にＣリング６１と当接するフランジ部とが形成されている。ハット状部材６２の凹部内には、スクリュー部材６の鍔部６ｃが収納されており、ハット状部材６２の有底筒状の底部とスクリュー部材６の鍔部６ｃとの間にウェーブワッシャ６３が挟まれている。
【００４７】
スクリュー部材６の鍔部６ｃの図２中右方には、ニードルベアリング６４（スラストベアリング）、球面受け部材６５（球面座）、センターホール型の荷重センサ６６及び反力板６８がこの順番で配置されており、ブレーキ作動による回転軸Φ方向の全ての荷重が反力板６８に伝わるようになっている。球面受け部材６５は、荷重センサ６６に伝わる荷重の偏りをなくするために使用されている。荷重センサ６６は、外周面に雄ネジ部が形成された円筒状の取付ナット６７によってシリンダ部１ｂに固定されている。
【００４８】
後述するピストン８を後退させる際には、スクリュー部材６が図２中左方に引っ張られる。この荷重は、スクリュー部材６の鍔部６ｃから、ウェーブワッシャ６３、ハット状部材６２、Ｃリング６１、シリンダ部１ｂの取付溝１ｆという順番で伝達される。ピストン８を後退させる際に、荷重センサ６６等が浮かないようにウェーブワッシャ６３には、セット荷重が付与されている。
【００４９】
スクリュー部材６の図２中左方の雄ネジ部６ａには、ナット部材７が螺合されている。ナット部材７は、略円筒状を呈しており、図２中右方の外周にフランジ部７ａが形成されている。ナット部材７の外周面には、雄ネジ部７ｂが形成されている。また、ナット部材７の内周面には、スクリュー部材６の雄ネジ部６ａと螺合する雌ネジ部７ｃが形成されている。ナット部材７は、スクリュー部材６の回転により回転軸Φ方向に移動する部材であり、スクリュー部材６とナット部材７とにより本発明の回転直動変換機構が構成されている。
【００５０】
シリンダ部１ｂには、ピストン８が回転軸Φ方向に移動可能に嵌合している。ピストン８は、図２中左方の一端が端部壁８ａにより閉じられた略円筒状に形成され、端部壁８ａによって第１ブレーキパッド２ａと当接可能になっている。ピストン８の図２中左方の端部付近の外周面には、環状の取付溝８ｂが形成されている。この取付溝８ｂとシリンダ部１ｂの取付溝１ｃとを繋ぐように取り付けられたゴム製のダストブーツ８ｆによって、シリンダ部１ｂ内への砂、埃等の侵入を防止している。
【００５１】
ピストン８の図２中右方の外周面には、キー８ｃが取り付けられている。このキー８ｃは、シリンダ部１ｂのスリット１ｅと係合しており、これによって、ピストン８はシリンダ部１ｂに対して回転不能に保持されている。ピストン８の内周面は、図２中左方の小径部と、図２中右方の大径部と、小径部と大径部との間の段差部８ｄとにより構成されている。小径部には、雌ネジ部８ｅが形成されている。この雌ネジ部８ｅに前述したナット部材７の雄ネジ部７ｂを螺合して締め付け、段差部８ｄにナット部材７のフランジ部７ａを当接させて、ピストン８とナット部材７とが一体化されている。したがって、ピストン８は、スクリュー部材６の回転によりナット部材７と一体的に回転軸Φ方向に移動する。
【００５２】
スクリュー部材６は、後述する減速機構４を介して電動モータ３によって回転可能に形成されている。運転者によるブレーキ操作量（ブレーキペダルの踏み込み量）に応じて電動モータ３を正回転させると、スクリュー部材６が正回転する。そして、ナット部材７とピストン８とが一体的に回転軸Φ方向に前進して（図２中左方へ移動して）、ピストン８の端部壁８ａが、第１ブレーキパッド２ａをディスクロータ１００のプレート部１０２に向けて付勢する。
【００５３】
一方、第１ブレーキパッド２ａに発生する全ての反力は、シリンダ部１ｂに固定されている反力板６８を介してブレーキハウジング１へと働き、ブレーキハウジング１をピストン８と反対方向（図２中右方）へと付勢する。これにより、ブレーキハウジング１が回転軸Φ方向に移動し、爪部１ａが第２ブレーキパッド２ｂをディスクロータ１００のプレート部１０２に向けて付勢する。したがって、ディスクロータ１００のプレート部１０２は、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂによって挟圧され、車輪に制動力が付与される。
【００５４】
また、ディスクロータ１００に対する制動力の解除時には、電動モータ３を逆回転させ、スクリュー部材６を逆回転させる。そして、ナット部材７とピストン８とが一体的に回転軸Φ方向に後退して（図２中右方へ移動して）、ピストン８による第１ブレーキパッド２ａへの押圧を停止する。これにより、第１ブレーキパッド２ａに発生する反力も消滅するため、ブレーキハウジング１の爪部１ａによる、第２ブレーキパッド２ｂへの押圧も解消し、車輪への制動力が解除される。
【００５５】
以上のブレーキ作動において、第１ブレーキパッド２ａに発生する全ての反力は、荷重センサ６６によって検出される。荷重センサ６６による荷重検出結果は、図示しない電子制御装置に送られ、車輪に適切な制動力が付与されるように、電動モータ３の正回転角度が制御される。また、車輪から適切に制動力が解除されるように、電動モータ３の逆回転角度が制御される。なお、電動モータ３の回転角度は、電動モータ３の出力軸３ａに取り付けられている回転角センサ３１によって常時検出されている。
【００５６】
減速機構４のギヤボデー４１（ハウジング）は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー４１１及びアッパボデー４１２が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー４１１の図２中左方に、前述したブレーキハウジング１及び電動モータ３が固定されている。また、アッパボデー４１２の図２中右方に、後述するエネルギー蓄積機構９のケース９３が固定されている。
【００５７】
図３に示すように、ロアボデー４１１には、後述する電動モータ３の出力軸３ａの軸受けとなる軸受け孔４１１ａと、後述する中間ギヤ４３の中間軸４２の軸受けとなる軸受け凹部４１１ｂと、後述する最終ギヤ４５の最終軸４４の軸受けとなる軸受け孔４１１ｃとが形成されている。軸受け孔４１１ａ、軸受け凹部４１１ｂ及び軸受け孔４１１ｃの各内周面には、円筒状を呈し図３中右方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材４６ａ、４７ａ及び４８ａが取り付けられている。軸受け部材４６ａ、４７ａ及び４８ａは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりロアボデー４１１に固定されている。
【００５８】
図３に示すように、アッパボデー４１２には、後述する電動モータ３の出力軸３ａの軸受けとなる軸受け孔４１２ａと、後述する中間ギヤ４３の中間軸４２の軸受けとなる軸受け凹部４１２ｂと、後述する最終ギヤ４５の最終軸４４の軸受けとなる軸受け凹部４１２ｃとが形成されている。軸受け孔４１２ａ、軸受け凹部４１２ｂ及び軸受け凹部４１２ｃの各内周面には、円筒状を呈し図３中左方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材４６ｂ、４７ｂ及び４８ｂが取り付けられている。軸受け部材４６ｂ、４７ｂ及び４８ｂは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりアッパボデー４１２に固定されている。
【００５９】
電動モータ３は、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置された金属製の出力軸３ａを有している。出力軸３ａの両端は、軸受け部材４６ａ及び４６ｂを介してロアボデー４１１の軸受け孔４１１ａ及びアッパボデー４１２の軸受け孔４１２ａに回転可能に支持されている。また、出力軸３ａの先端部は、軸受け孔４１２ａを貫通して、ギヤボデー４１の外部まで突出している。出力軸３ａの基端部側には、出力軸３ａの回転角度を検出する回転角センサ３１が取り付けられている。出力軸３ａの中間部には、外周面に斜歯を有するピニオンギヤ３ｂが一体に形成されている。
【００６０】
また、電動モータ３の出力軸３ａの中間部には、インサート成形によって合成樹脂製のＥＰＢ（電動パーキングブレーキ）用ギヤ３２が出力軸３ａに対して回転不能に固着されている。ギヤボデー４１内には、ＥＰＢ用ギヤ３２をロックすることにより出力軸３ａの逆回転を規制する棒状のロック部材３３が配設されている。ロック部材３３の中間部は、ロアボデー４１１の内面に固定された保持部材３４に摺動可能に保持されている。ギヤボデー４１の外部に取り付けられたロック駆動用ソレノイド３５によりロック部材３３の先端部がＥＰＢ用ギヤ３２の歯部に離接するように駆動される。
【００６１】
図３は、ＥＰＢが作動していない状況を示しており、ロック部材３３は、バネによりＥＰＢ用ギヤ３２から切離する方向に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド３５が駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材３３がＥＰＢ用ギヤ３２に向けて前進し、ロック部材３３の先端部がＥＰＢ用ギヤ３２の歯部に当接して出力軸３ａの逆回転が規制される。このとき、ロック駆動用ソレノイド３５の通電を切っても、ＥＰＢ用ギヤ３２からロック部材３３に向けて回転力が作用しているため、ロック部材３３は後退することなく前進位置に保持される。その後、出力軸３ａの正回転に伴いＥＰＢ用ギヤ３２が正回転すると、バネの付勢力によってロック部材３３が図３に示す位置に復帰する。
【００６２】
中間軸４２は金属製であり、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置されている。中間軸４２の両端は、軸受け部材４７ａ及び４７ｂを介してロアボデー４１１の軸受け凹部４１１ｂ及びアッパボデー４１２の軸受け凹部４１２ｂに回転可能に支持されている。中間軸４２の図３中右方には、インサート成形によって合成樹脂製の中間ギヤ４３が中間軸４２に対して回転不能に固着されている。また、中間軸４２の図３中左方には、外周面に斜歯を有する伝達ギヤ４２ａが一体に形成されている。
【００６３】
中間ギヤ４３は、外周面に斜歯４３ａが設けられたヘリカルギヤである。中間ギヤ４３の斜歯４３ａは、前述した電動モータ３の出力軸３ａのピニオンギヤ３ｂの斜歯と噛合している。中間ギヤ４３は、ピニオンギヤ３ｂよりも大径に形成され、中間ギヤ４３の斜歯４３ａの歯数は、ピニオンギヤ３ｂの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
【００６４】
最終軸４４は合成樹脂製であり、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置されている。最終軸４４の両端は、軸受け部材４８ａ及び４８ｂを介してロアボデー４１１の軸受け孔４１１ｃ及びアッパボデー４１２の軸受け凹部４１２ｃに回転可能に支持されている。最終軸４４の中間部には、合成樹脂製の最終ギヤ４５が最終軸４４と一体に形成されている。前述したように、最終軸４４の図３中左方の端部には、断面矩形の突起部が形成されており、最終軸４４は、カップリング５とオルダムカップリングにて接続されている。
【００６５】
最終ギヤ４５は、外周面に斜歯４５ａが設けられたヘリカルギヤである。最終ギヤ４５の斜歯４５ａは、前述した中間軸４２の伝達ギヤ４２ａの斜歯と噛合している。最終ギヤ４５は、伝達ギヤ４２ａよりも大径に形成され、最終ギヤ４５の斜歯４５ａの歯数は、伝達ギヤ４２ａの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
【００６６】
電動モータ３の正回転及び逆回転の回転速度は、最初に、ピニオンギヤ３ｂと中間ギヤ４３との噛み合いによって減速（１段目の減速）される。その後、伝達ギヤ４２ａと最終ギヤ４５との噛み合いによって減速（２段目の減速）された後、スクリュー部材６へと伝達される。
【００６７】
図３に示すように、エネルギー蓄積機構９は、回転軸９１と、渦巻きバネ９２（弾性体）と、これらを収納する有底筒状を呈するケース９３（ハウジング）とを有している。ケース９３は合成樹脂製であり、凹部を図３中左方に向けてアッパボデー４１２の外部に取り付けられる。ケース９３の有底筒状の底部には、回転軸９１の軸受けとなる軸受け凹部９３ａが形成されている。回転軸９１は合成樹脂製であり、電動モータ３の出力軸３ａの先端部と係合して、出力軸３ａと一体的に回転可能とされている。
【００６８】
図４は、図３に示したエネルギー蓄積機構９のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。また、図５は、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを解放した状態を示している。図４に示すように、回転軸９１は、円形の一部がＶ字状に切り込まれた断面形状を呈している。このＶ字状の切り込みの一方の面は、渦巻きバネ９２を係止する係止面９１ａであり、係止面９１ａと回転軸９１の外周面とのなす角度は、約９０度となっている。また、このＶ字状の切り込みの他方の面は、渦巻きバネ９２の係止を解除する逃がし面９１ｂであり、逃がし面９１ｂと回転軸９１の外周面とのなす角度は、鈍角となっている。
【００６９】
渦巻きバネ９２の外周側の一端部には、円弧状に折り返された折返し部９２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９２の中心に向かって約９０度に折り曲げられた折曲げ部９２ｂが形成されている。図４に示すように、この折曲げ部９２ｂは、前述の回転軸９１の係止面９１ａに引っ掛けられて係止される。
【００７０】
ケース９３の内周面には、８個の円弧状の凹部９３ｂが周方向に等間隔で形成されている。この凹部９３ｂは、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａに嵌り合う曲面形状とされていおり、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａは、８個の凹部９３ｂのうちのいずれか一つに嵌合している。
【００７１】
エネルギー蓄積機構９の動作は、次のとおりである。ディスクロータ１００に対する制動力を付与するために電動モータ３を正回転させると、図４に示すように、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転軸９１が正回転（図４における左回転）する。これにより、渦巻きバネ９２が回転軸９１に巻き取られて、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。そして、エネルギー蓄積機構９に一定量の弾性エネルギーが蓄積されたときに、回転軸９１の正回転の回転トルクは第１所定値に達する。
【００７２】
回転軸９１の正回転の回転トルクが第１所定値未満のときには、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａとケース９３の凹部９３ｂとの嵌合により渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構９に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。そして、回転軸９１の正回転の回転トルクが第１所定値以上となったときには、渦巻きバネ９２の外周側の一端部が弾性変形することによって折返し部９２ａと凹部９３ｂとの嵌合が外れて、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転が許容される。そして、回転軸９１の正回転が継続されると、折返し部９２ａは、ケース９３の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部９３ｂに再び嵌合する。
【００７３】
したがって、回転軸９１が第１所定値以上の回転トルクで正回転を継続している間、渦巻きバネ９２が緩むことはなく、エネルギー蓄積機構９に弾性エネルギーが蓄積された状態を維持することが可能となっている。このような、渦巻きバネ９２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第１トルクリミッタに該当する。
【００７４】
一方、ディスクロータ１００に対する制動力を解除するために電動モータ３を逆回転させると、図５に示すように、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転軸９１が逆回転（図５における右回転）する。これにより、渦巻きバネ９２が緩んで、エネルギー蓄積機構９に蓄積された弾性エネルギーが解放される。渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが解放される間、回転軸９１には、渦巻きバネ９２からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、電動モータ３の出力軸３ａの逆回転力が補助される。
【００７５】
そして、渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ３の逆回転駆動により回転軸９１がさらに逆回転すると、回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値に達する。回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値未満のときには、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転が規制されている。回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上になったときには、渦巻きバネ９２の他端部の折曲げ部９２ｂが回転軸９１の係止面９１ａから離れて、折曲げ部９２ｂの先端部が逃がし面９１ｂを摺動する。
【００７６】
その後、回転軸９１の逆回転がさらに進むと、折曲げ部９２ｂの先端部が逃がし面９１ｂから外れて、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転が許容される。このような、渦巻きバネ９２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第２トルクリミッタに該当する。
【００７７】
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ３の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構９の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
【００７８】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１は、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９のケース９３に支承された回転軸９１を備えており、回転軸９１の正回転によりエネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９１の逆回転時には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【００７９】
したがって、電源失陥などにより電動モータ３の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【００８０】
また、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９１に付与される逆回転の回転トルクは、ほとんどエネルギーをロスすることなく、電動モータ３の出力軸３ａに逆回転の回転トルクとして伝達されるため、最も小さなエネルギーで電動モータ３を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の渦巻きバネ９２により電動モータ３を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１が大型化することを防止することができる。
【００８１】
また、渦巻きバネ９２は、回転軸９１の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構９が回転軸９１の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１が大型化することを防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ１においては、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能な回転軸９１の正回転により渦巻きバネ９２（弾性体）を弾性変形させるため、電動モータ３の出力軸３ａから離れた位置にある弾性体を出力軸３ａの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のエネルギー蓄積機構９は、渦巻きバネ９２の一端部とケース９３との間に設けられ、回転軸９１が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００８４】
したがって、第１トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に第１所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、渦巻きバネ９２に電動モータ３を逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに渦巻きバネ９２に作用している正回転の回転トルクを第１所定値とすることができる。この場合、渦巻きバネ９２の巻き過ぎによって渦巻きバネ９２を必要以上に弾性変形させることがないため、渦巻きバネ９２を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００８５】
また、エネルギー蓄積機構９が第１トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂが摩耗したときには、その分、電動モータ３の出力軸３ａを正回転させて、ピストン８の初期位置を前進させる必要がある。このとき、出力軸３ａと一体的に回転する回転軸９１も第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前の位置よりも正回転した位置が初期位置となる。
【００８６】
第１トルクリミッタを備えていない場合、この回転軸９１の初期位置から、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前と同じ回転数で回転軸９１を正回転させると、渦巻きバネ９２には、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前の回転トルクよりも大きな回転トルクが加わる。しかし、第１トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ９２がケース９３に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ９２の巻き過ぎが調整され、渦巻きバネ９２に付与される正回転の回転トルクの上限を第１所定値に保つことが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のエネルギー蓄積機構９は、渦巻きバネ９２の他端部と回転軸９１との間に設けられ、回転軸９１が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００８８】
したがって、第２トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータ３の逆回転駆動が不可能となっていない場合には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータ３がさらに逆回転を続けると、渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎとなる。そして、渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータ３の逆回転を阻害する方向に作用する。渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸９１の逆回転の回転トルクを第２所定値とすることによって、電動モータ３を逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。
【００８９】
また、エネルギー蓄積機構９が第２トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂを新品に交換したときには、その分、電動モータ３の出力軸３ａを逆回転させて、ピストン８の初期位置を後退させる必要がある。このとき、出力軸３ａと一体的に回転する回転軸９１も第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換する前の位置よりも逆回転した位置が初期位置となる。
【００９０】
第２トルクリミッタを備えていない場合、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換する前の状態において、電動モータ３の出力軸３ａの初期位置で渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが完全に解放された状態に調整されている場合には、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換した後には、電動モータ３の出力軸３ａを逆回転させた位置を新たな初期位置としたことによって、渦巻きバネ９２は巻き戻し過ぎの状態になる。しかし、第２トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ９２が回転軸９１に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎが調整され、渦巻きバネ９２に付与される逆回転の回転トルクの上限を第２所定値に保つことが可能となる。
【００９１】
＜変形形態１＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９１０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９１０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９２】
図６に、エネルギー蓄積機構９１０が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９１０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９１１の形状、及び渦巻きバネ９１２の内周側の他端部の形状のみが異なっている。ケース９３の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９３】
図６に示すように、回転軸９１１は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。渦巻きバネ９１２の外周側の一端部には、実施形態１と同様に、円弧状に折り返された折返し部９１２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９１２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９１２と同一の巻き方向のコイル状を呈する締付部９１２ｂが形成されている。回転軸９１１の外周面は、この締付部９１２ｂにより、所定の予圧で締め付けられている。
【００９４】
エネルギー蓄積機構９１０は、回転軸９１１の正回転（図６における左回転）時に、渦巻きバネ９１２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１と同様の第１トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構９１０は、回転軸９１１の逆回転（図６における右回転）時に、渦巻きバネ９１２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第２トルクリミッタを備えている。
【００９５】
エネルギー蓄積機構９１０の第２トルクリミッタの構成は次のとおりである。回転軸９１１の外周面が、渦巻きバネ９１２の締付部９１２ｂにより、所定の予圧で締め付けられている。このため、回転軸９１１の正回転時には、締付部９１２ｂによる回転軸９１１の締め付けが強くなるため、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が規制されている。
【００９６】
一方、図６に示すように、渦巻きバネ９１２の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ３の逆回転駆動により回転軸９１１がさらに逆回転すると、回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値に達する。回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値未満のときには、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が規制されている。回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上になったときには、締付部９１２ｂによる回転軸９１１の締め付けが弱くなることにより、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が許容される。
【００９７】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９８】
＜変形形態２＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９２０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９２０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９９】
図７に、エネルギー蓄積機構９２０が弾性エネルギーを蓄積した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９２０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９２１の形状、及び渦巻きバネ９２２の形状のみが異なっていると共に、新たな構成として内ケース９２４及び板バネ９２５が追加されている。ケース９３の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１００】
図７に示すように、回転軸９２１は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。また、回転軸９２１には、渦巻きバネ９２２の内周側の他端部を挿入して固定するための挿入溝９２１ａが回転軸９２１の外周面から中心部に向かって形成されている。
【０１０１】
渦巻きバネ９２２の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部９２２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９２２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９２２の中心に向かって約９０度に折り曲げられた折曲げ部９２２ｂが形成されている。図７に示すように、この折曲げ部９２２ｂは、前述の回転軸９２１の挿入溝９２１ａに挿入されて固定される。
【０１０２】
内ケース９２４は合成樹脂製であり、ケース９３の内径よりも外径が小さい円筒状を呈している。内ケース９２４の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、内ケース９２４の中心軸と平行に延びる被係止柱９２４ａが形成されている。この被係止柱９２４ａに、前述の渦巻きバネ９２２の折返し部９２２ａが引っ掛けられて、渦巻きバネ９２２の内ケース９２４に対する相対回転が規制されている。
【０１０３】
板バネ９２５は金属製であり、ケース９３の内周面に形成された円弧状の凹部９３ｂに嵌り合う曲面形状の凸部９２５ａと、凸部９２５ａの両端から内ケース９２４の外周面と略平行に延びる２本の脚部９２５ｂとを有している。２本の脚部９２５ｂの先端は、それぞれ内ケース９２４の外周面に固定されており、凸部９２５ａを内ケース９２４の外周面に向かって押圧すると、板バネ９２５は弾性的に変形する。４個の板バネ９２５が内ケース９２４の外周面に周方向に等間隔で配置されている。
【０１０４】
エネルギー蓄積機構９２０は、回転軸９２１の正回転（図７における左回転）時に、渦巻きバネ９２２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第１トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構９２０は、回転軸９２１の逆回転（図７における右回転）時に、渦巻きバネ９２２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第２トルクリミッタを備えている。
【０１０５】
渦巻きバネ９２２は、回転軸９２１及び内ケース９２４の両方に対して相対回転が規制されている。本変形形態のエネルギー蓄積機構９２０においては、ケース９３と内ケース９２４との相対回転のみが許容されている。回転軸９２１の正回転時に、ケース９３と内ケース９２４とが相対回転することにより、本発明の第１トルクリミッタが構成されている。また、回転軸９２１の逆回転時に、ケース９３と内ケース９２４とが相対回転することにより、本発明の第２トルクリミッタが構成されている。
【０１０６】
本変形形態の第１トルクリミッタの作動は、実施形態１の第１トルクリミッタに類似している。回転軸９２１の正回転の回転トルクが第１所定値未満のときには、板バネ９２５の凸部９２５ａとケース９３の凹部９３ｂとの嵌合により内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構９２０の渦巻きバネ９２２に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。
【０１０７】
そして、回転軸９２１の正回転の回転トルクが第１所定値以上となったときには、板バネ９２５の凸部９２５ａが内ケース９２４の外周面に向かって弾性的に押圧される。これにより、凸部９２５ａと凹部９３ｂとの嵌合が外れて、内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が許容される。そして、回転軸９２１の正回転が継続されると、凸部９２５ａは、ケース９３の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部９３ｂに再び嵌合する。
【０１０８】
本変形形態の第２トルクリミッタの作動は、上述した第１トルクリミッタの作動と内ケース９２４の回転方向が異なっている。また、回転軸９２１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上となったときに、内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が許容される。第２トルクリミッタの作動の詳細については、上述した第１トルクリミッタの作動と類似しているため説明を省略する。
【０１０９】
なお、板バネ９２５の形状を凸部９２５ａの中心を境にして対称形状とすることにより、回転軸９２１の正回転の回転トルクの第１所定値と、回転軸９２１の逆回転の回転トルクの第２所定値とを等しい値とすることができる。また、板バネ９２５の形状を凸部９２５ａの中心を境にして非対象形状とすることにより、第１所定値と第２所定値とを異なる値とすることができる。
【０１１０】
例えば、凸部９２５ａの曲面形状を凸部９２５ａの中心を境に非対象な曲率よりなるカム状としたり、２本の脚部９２５ｂの長さを互いに異なる長さとしたりすることによって、回転軸９２１の正回転時よりも逆回転時の方が凸部９２５ａと凹部９３ｂとの嵌合を外れやすくすることができる。これにより、第１所定値よりも第２所定値の方が小さい値とすることができる。
【０１１１】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１２】
＜変形形態３＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９３０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９３０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１３】
図８に、エネルギー蓄積機構９３０が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９３０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９３１、渦巻きバネ９３２及びケース９３３の形状（構成）が全て異なっている。
【０１１４】
図８に示すように、回転軸９３１は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。したがって、回転軸９３１は、本発明における第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタに該当する。この種のトルクリミッタとしては、正逆両方向の回転に対してそれぞれ異なった大きさの回転トルクを設定することができるものもある。
【０１１５】
渦巻きバネ９３２の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部９３２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９３２の内周側の他端部は、回転軸９３１の外周面に固定される固定端９３２ｂとなっている。
【０１１６】
ケース９３３は合成樹脂製であり、実施形態１のケース９３と同様の内外径よりなる。ケース９３３の内周側には、実施形態１のケース９３の内周面に形成されていた凹部９３ｂが形成されていない。ケース９３３の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、ケース９３３の中心軸と平行に延びる被係止柱９３３ａが形成されている。この被係止柱９３３ａに、前述の渦巻きバネ９３２の折返し部９３２ａが引っ掛けられて、渦巻きバネ９３２のケース９３３に対する相対回転が規制されている。
【０１１７】
エネルギー蓄積機構９３０は、回転軸９３１として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸９３１の正回転（図８における左回転）時に、渦巻きバネ９３２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸９３１の逆回転（図８における右回転）時に、渦巻きバネ９３２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
【０１１８】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１９】
＜実施形態２＞
図９に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ２におけるエネルギー蓄積機構９４０は、減速機構４００の中間軸４２０の正回転及び逆回転によって弾性エネルギーを蓄積及び解放する点で、実施形態１のエネルギー蓄積機構９と構成が異なっている。したがって、減速機構４００及びエネルギー蓄積機構９４０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２０】
減速機構４００のギヤボデー４１０（ハウジング）は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー４１１及びアッパボデー４１３が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー４１１の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２１】
図９に示すように、本実施形態のアッパボデー４１３は、実施形態１のアッパボデー４１２における軸受け孔４１２ａが軸受け凹部４１３ａに、実施形態１のアッパボデー４１２における軸受け凹部４１２ｂが軸受け孔４１３ｂに、それぞれ変更されたこと以外は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態における減速機構４００と、実施形態１における減速機構４とを対比すると、本実施形態においては、電動モータ３０の出力軸３０ａの先端部が軸受け凹部４１３ａを貫通していない点で異なっている。また、本実施形態においては、中間軸４２０の一端が軸受け孔４１３ｂを貫通している点で異なっている。減速機構４００におけるこれ以外の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２３】
図１０及び１１は、図９に示した車両用電動ブレーキ装置Ｂ２のエネルギー蓄積機構９４０のＢ−Ｂ断面図を示している。図１０は、エネルギー蓄積機構９４０が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。図１１は、エネルギー蓄積機構９４０が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【０１２４】
図１０及び１１に示すように、エネルギー蓄積機構９４０は、回転軸９４１（本発明における第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタに該当する）と、ねじりバネ９４２（弾性体）と、これらを収納する有底筒状を呈するケース９４３（ハウジング）と、回転板９４４とを有している。
【０１２５】
回転軸９４１は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。図９に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０の一端と係合して、中間軸４２０と一体的に回転可能とされており、一定の大きさ以上の回転トルクが中間軸４２０の外周面に伝達しないようになっている。図１１に示すように、ねじりバネ９４２の両端は、直線状を呈する固定端９４２ａ、９４２ｂとなっている。
【０１２６】
ケース９４３は合成樹脂製であり、凹部を図９中左方に向けてアッパボデー４１３の外部に取り付けられる。図１１に示すように、ケース９４３には、ねじりバネ９４２の一端の固定端９４２ａを挟持して固定する一対の固定壁９４３ａが形成されている。
【０１２７】
図１１に示すように、回転板９４４は、ケース９４３の内径よりも若干小さい外径よりなる板部材であり、回転軸９４１の外周面に一体的に固定されている。回転板９４４には、ねじりバネ９４２の他端の固定端９４２ｂを挟持して固定する一対の固定壁９４４ａが形成されている。
【０１２８】
エネルギー蓄積機構９４０の動作は、次のとおりである。ディスクロータ１００に対する制動力を付与するために電動モータ３０を正回転させると、図１０に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０と一体的に正回転（図１０における右回転）する。このとき、中間軸４２０は、０．９回転程度正回転して、ディスクロータ１００に適切な制動力が付与される。これにより、図１０に示すように、ねじりバネ９４２が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。
【０１２９】
一方、ディスクロータ１００に対する制動力を解除するために電動モータ３０を逆回転させると、図１１に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０と一体的に逆回転（図１１における左回転）する。これにより、エネルギー蓄積機構９４０に蓄積された弾性エネルギーが解放される。ねじりバネ９４２の弾性エネルギーが解放される間、回転軸９４１には、ねじりバネ９４２からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、中間軸４２０を介して電動モータ３０の出力軸３０ａの逆回転力が補助される。
【０１３０】
エネルギー蓄積機構９４０は、回転軸９４１として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸９４１の正回転（図１０における右回転）時に、ねじりバネ９４２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸９４１の逆回転（図１１における左回転）時に、ねじりバネ９４２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
【０１３１】
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ３０の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構９４０の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
【０１３２】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２は、電動モータ３０の出力軸３０ａの回転を減速した回転数で回転する中間軸４２０と一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９４０のケース９４３に支承された回転軸９４１を備えており、回転軸９４１の正回転によりエネルギー蓄積機構９４０内部のねじりバネ９４２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９４１の逆回転時には、ねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９４１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【０１３３】
したがって、電源失陥などにより電動モータ３０の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構９４０内部のねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９４１に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【０１３４】
また、ねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９４１に付与される逆回転の回転トルクは、中間軸４２０から電動モータ３０の出力軸３０ａに伝達される過程で若干のエネルギーロスを伴うものの、中間軸４２０と出力軸３０ａとが隣接しているためエネルギーロスは小さい。したがって、小さなエネルギーで電動モータ３０を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型のねじりバネ９４２により電動モータ３０を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２が大型化することを防止することができる。
【０１３５】
また、ねじりバネ９４２は、回転軸９４１の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構９４０が回転軸９４１の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２が大型化することを防止することができる。
【０１３６】
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ２においては、電動モータ３０の出力軸３０ａに隣接している中間軸４２０と一体的に回転可能な回転軸９４１の正回転によりねじりバネ９４２（弾性体）を弾性変形させるため、電動モータ３０の出力軸３０ａから離れた位置にある弾性体を出力軸３０ａの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【０１３７】
本実施形態における、第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタとしての回転軸９４１の作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１３８】
＜実施形態３＞
図１２及び１３に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ３におけるエネルギー蓄積機構９５０は、クラッチ機構９５１及び回転保持機構９５４を備えている点で、実施形態１のエネルギー蓄積機構９と構成が異なっている。クラッチ機構９５１及びロック機構９５４は、本発明の断接機構に該当する。
【０１３９】
図１２は、エネルギー蓄積機構９５０の渦巻きバネ９５２を第１回転軸９５１ａに連結した状態を示している。図１３は、渦巻きバネ９５２を第１回転軸９５１ａから切離した状態を示している。
【０１４０】
図１２及び１３に示すように、エネルギー蓄積機構９５０は、第１回転軸９５１ａ（回転軸）と、第２回転軸９５１ｂと、渦巻きバネ９５２（弾性体）と、ロック部材９５４ａと、これらを収納する有底筒状を呈するケース９５３（ハウジング）と、ケース９５３の外側に取り付けられたクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃと、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂとを有している。
【０１４１】
クラッチ機構９５１は、第１回転軸９５１ａ、第２回転軸９５１ｂ及びクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃによって構成されている。ロック機構９５４は、ロック部材９５４ａ及びロック駆動用ソレノイド９５４ｂによって構成されている。
【０１４２】
第１回転軸９５１ａは、電動モータ３の出力軸３ａの先端部と係合して、出力軸３ａと一体的に回転可能とされている。第２回転軸９５１ｂは、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第１回転軸９５１ａに対して離接可能とされている。第２回転軸９５１ｂは、第１回転軸９５１ａに当接している状態において、第１回転軸９５１ａと一体的に回転可能とされている。また、第２回転軸９５１ｂは、第１回転軸９５１ａから切離している状態において、第１回転軸９５１ａの回転が第２回転軸９５１ｂに伝達しないようになっている。第２回転軸９５１ｂの断面形状は、実施形態１の回転軸９１と同様となっている。
【０１４３】
図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃが駆動していない（通電していない）状態において、第２回転軸９５１ｂは、バネにより第１回転軸９５１ａに当接する前進位置に付勢されている。この状態からクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃが駆動すると、バネの付勢力に抗して第２回転軸９５１ｂが後退して、図１３に示すように、第２回転軸９５１ｂが第１回転軸９５１ａから切離する。
【０１４４】
渦巻きバネ９５２の形状は、実施形態１の渦巻きバネ９２と同様である。渦巻きバネ９５２の外周側の一端部をケース９５３の内周面に保持させる構造、及び渦巻きバネ９５２の内周側の他端部を第２回転軸９５１ｂに保持させる構造についても、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１４５】
ケース９５３は、実施形態１のケース９３よりも、第１回転軸９５１ａ及び第２回転軸９５１ｂの軸方向に長い有底筒状を呈している。ケース９５３の有底筒状の底部には、第２回転軸９５１ｂが挿通する挿通孔が形成されている。また、ケース９５３の有底筒状の側部には、ロック部材９５４ａが挿通する挿通孔が形成されている。
【０１４６】
ロック部材９５４ａは、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、第２回転軸９５１ｂの外周面に対して離接可能とされている。ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂに当接している状態において、第２回転軸９５１ｂの回転が規制されている。また、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂから切離している状態において、第２回転軸９５１ｂの回転が許容されている。
【０１４７】
図１２に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂが駆動していない（通電していない）状態において、ロック部材９５４ａは、バネにより第２回転軸９５１ｂの外周面から切離した後退位置に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド９５４ｂが駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材９５４ａが前進して、図１３に示すように、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂの外周面に当接する。
【０１４８】
エネルギー蓄積機構９５０の動作について、図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図１４に示すフローチャートは、図示しない電子制御装置内の制御部によって実行が制御される。
【０１４９】
車両のイグニッションスイッチがＯＮとなると、ステップＳ１において、ブレーキ操作に伴う電動モータ３の出力軸３ａの正回転により、エネルギー蓄積機構９５０内部の渦巻きバネ９５２の巻き締めが開始される。このとき、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第１回転軸９５１ａと第２回転軸９５１ｂとが当接している状態となっている。また、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂから切離している状態となっている。
【０１５０】
ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められたか否かの確認を行う。ここで、規定回転数とは、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーのみによって電動モータ３の出力軸３ａに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能な回転数である。渦巻きバネ９５２の回転数は、電動モータ３の出力軸３ａに取り付けられている回転角センサ３１によって検出される。
【０１５１】
ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められている場合には、ステップＳ３に進んで、渦巻きバネ９５２の巻き締めを終了した後、ステップＳ４に進む。ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められていない場合には、ステップＳ２を繰り返し実行する。
【０１５２】
ステップＳ４において、図１３に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａを第２回転軸９５１ｂに当接して、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを保持する。また、ステップＳ５において、図１３に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第２回転軸９５１ｂを第１回転軸９５１ａから切離して、第１回転軸９５１ａの回転が第２回転軸９５１ｂに伝達しないようにする。ステップＳ４及びＳ５は、ほぼ同時に実行される。
【０１５３】
ステップＳ６において、電動モータ３の逆回転駆動が不可能か可能かの確認を行う。電動モータ３の逆回転駆動が不可能な場合には、電動モータ３によってピストン８を初期位置に復帰させることが不可能であるため、ステップＳ７へ進む。電動モータ３の逆回転駆動が可能な場合には、電動モータ３によってピストン８を初期位置に復帰させることが可能であるため、ステップＳ６を繰り返し実行して、電動モータ３の逆回転駆動状況の監視を続ける。
【０１５４】
ここで、電動モータ３の逆回転駆動が不可能な状態とは、電源失陥などにより電動モータ３が逆回転できない状態を想定しており、電動モータ３の焼き付きなどのように出力軸３ａを回転させることが不可能となった状態は想定していない。電動モータ３の逆回転駆動の異常の検出には、例えば、図示しないモータ駆動回路の異常検出回路の信号を検出することによって行う。
【０１５５】
ステップＳ７において、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第２回転軸９５１ｂを第１回転軸９５１ａに当接して、第２回転軸９５１ｂの回転が第１回転軸９５１ａに伝達するようにする。また、ステップＳ８において、図１２に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａを第２回転軸９５１ｂから離切して、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを開放する。ステップＳ７及びＳ８は、ほぼ同時に実行される。
【０１５６】
ステップＳ８において、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーが解放されると、第２回転軸９５１ｂに対して逆回転の回転トルクが付与され、この逆回転の回転トルクが第１回転軸９５１ａを介して電動モータ３の出力軸３ａに伝わり、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能となる。
【０１５７】
ステップＳ９において、電動モータ３の逆回転駆動に異常があったことを、運転者に報知する。この異常報知は、例えば、インストルメントパネルに配置された警告ランプの点灯などによって行うことができる。ステップＳ９の完了によりフローを終了する。フロー終了後には、電動モータ３の逆回転駆動の異常を修理した後、イグニッションスイッチのＯＮにより再びフローが開始される。
【０１５８】
なお、多くの場合、ステップＳ６において、電動モータ３の逆回転駆動が可能と判定される。この場合、ステップＳ６が繰り返し実行されている途中で車両の走行が終了して、イグニッションスイッチがＯＦＦとなる。このとき、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃ及びロック駆動用ソレノイド９５４ｂの通電を切って、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを解放する。そして、再度、イグニッションスイッチがＯＮとなったときには、ステップＳ１からフローを再開する。これにより、イグニッションスイッチがＯＮとなる度に、渦巻きバネ９５２に新たな弾性エネルギーを蓄積することとなり、確実に弾性エネルギーを蓄積することができる。
【０１５９】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ３のエネルギー蓄積機構９５０は、第１回転軸９５１ａと渦巻きバネ９５２の他端部との間に、クラッチ機構９５１及びロック機構９５４よりなる断接機構を備えている。そして、渦巻きバネ９５２に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により第１回転軸９５１ａと渦巻きバネ９５２の他端部とが第２回転軸９５１ｂを介して連結されている。
【０１６０】
また、渦巻きバネ９５２に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部が第１回転軸９５１ａから切離されてケース９５３に連結される。そして、電動モータ３の逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部がケース９５３から切離されて第２回転軸９５１ｂを介して第１回転軸９５１ａに連結される。
【０１６１】
したがって、一旦弾性体に渦巻きバネ９５２の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータ３が正常に駆動する限り、電動モータ３が正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が第１回転軸９５１ａ及び第２回転軸９５１ｂを介して渦巻きバネ９５２に伝達されることはない。よって、電動モータ３が渦巻きバネ９５２を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【０１６２】
また、電動モータ３の逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部がケース９５３から切離されて第２回転軸９５１ｂを介して第１回転軸９５１ａに連結されるため、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーにより第１回転軸９５１ａに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【０１６３】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形又は拡張することができる。
【０１６４】
例えば、実施形態１及び３においては、弾性体として渦巻きバネ９２及び９５２を用いている。また、実施例２においては、弾性体としてねじりバネ９４２を用いている。しかし、弾性変形により弾性エネルギーを蓄積し得る弾性体であれば、弾性体の材質や構造は限定されない。例えば、弾性体として、ゴム、板バネ、コイルバネなどを用いることもできる。
【０１６５】
また、実施形態１〜３において、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１〜Ｂ３に備わる各部品は、金属材料又は合成樹脂材料により形成されている。しかし、車両用電動ブレーキ装置を構成する各部品の材質は限定されず、実施形態１〜３における金属製部品を合成樹脂製部品に変更したり、合成樹脂製部品を金属製部品に変更したりすることができる。
【０１６６】
また、実施形態１〜３における減速機構４及び４００の構造も実施形態に限定されるものではなく、電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構であれば、様々な構造の減速機構を用いることができる。
【０１６７】
また、実施形態１〜３においては、減速機構４、４００のギヤボデー４１、４１０のアッパボデー４１２、４１３と、エネルギー蓄積機構９、９４０、９５０のケース９３、９４３、９５３とを別体成形しているが、減速機構のアッパボデーとエネルギー蓄積機構のケースとを一体成形することもできる。
【０１６８】
また、実施形態１〜３においては、ディスクロータ１００のプレート部１０２をブレーキハウジング１の爪部１ａとピストン８とで挟圧する浮動型のディスクブレーキを用いているが、これに限らず、ディスクロータ１００のプレート部１０２の双方の側面をピストンにて押圧する対向型のディスクブレーキを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１６９】
１ … ブレーキハウジング（ハウジング）
２ａ … 第１ブレーキパッド（制動部材）
３ … 電動モータ ３０ … 電動モータ
３ａ … 出力軸 ３０ａ … 出力軸
４ … 減速機構 ４００ … 減速機構
４１ … ギヤボデー（ハウジング） ４１０ … ギヤボデー（ハウジング）
４２ … 中間軸 ４２０ … 中間軸
６ … スクリュー部材（回転部材、回転直動変換機構）
７ … ナット部材（回転直動変換機構）
８ … ピストン
９ … エネルギー蓄積機構 ９１ … 回転軸
９２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９２ａ … 折返し部（一端部）
９２ｂ … 折曲げ部（他端部） ９３ … ケース（ハウジング）
９１０ … エネルギー蓄積機構 ９１１ … 回転軸
９１２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９１２ａ… 折返し部（一端部）
９１２ｂ… 締付部（他端部）
９２０ … エネルギー蓄積機構 ９２１ … 回転軸
９２２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９２２ａ… 折返し部（一端部）
９２２ｂ… 折曲げ部（他端部）
９３０ … エネルギー蓄積機構 ９３１ … 回転軸
９３２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９３２ａ… 折返し部（一端部）
９３２ｂ… 固定端（他端部） ９３３ … ケース（ハウジング）
９４０ … エネルギー蓄積機構 ９４１ … 回転軸
９４２ … ねじりバネ（弾性体） ９４２ａ… 固定端（一端部）
９４２ｂ… 固定端（他端部） ９４３ … ケース（ハウジング）
９５０ … エネルギー蓄積機構 ９５１ … クラッチ機構（断接機構）
９５１ａ… 第１回転軸（回転軸） ９５２ … 渦巻きバネ（弾性体）
９５３ … ケース（ハウジング） ９５４ … ロック機構（断接機構）
１０２ … プレート部（被制動部材）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３… 車両用電動ブレーキ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制動時に、電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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車両用電動ブレーキ装置（いわゆるバイワイヤ方式）の開発が進められている。例えば、特許文献１には、車輪に取り付けられ、ブレーキ操作量に応じて電動モータを駆動して車輪に制動力を付与する車両用電動ブレーキ装置が開示されている。
【０００３】
図１５に示すように、特許文献１に開示された車両用電動ブレーキ装置２００は、運転者がブレーキペダルＢＰを踏むと、踏力スイッチＳ１からの信号により電子制御装置ＥＣＵが作動し、電動モータ２１５が駆動される。電動モータ２１５の正回転によって回転部材２１４が正回転し、プライマリピストン２０８と回転部材２１４との間に偏心して取り付けられているロッド２１２を介してプライマリピストン２０８を図１５中左方に押す。プライマリピストン２０８の移動により液室２０７内の液体を介してピストン２０４が図１５中左方に移動しブレーキ作動を行う。
【０００４】
ブレーキ作動中には、プライマリピストン２０８の外周に設置されたリターンスプリング２０９が圧縮されてリターンスプリング２０９に弾性エネルギーが蓄積された状態となっている。ブレーキペダルＢＰを開放すると、電動モータ２１５が逆回転し、ロッド２１２が推力を緩める方向に移動し、プライマリピストン２０８はリターンスプリング２０９の弾発力により初期位置に復帰し、ブレーキが開放される。これにより、ブレーキの引き摺りあるいはロックを防止し、運転者の予期せぬブレーキ作動を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている車両用電動ブレーキ装置２００において、電源失陥などにより電動モータ２１５の逆回転駆動が不可能となった場合、リターンスプリング２０９の弾発力によりプライマリピストン２０８を初期位置に復帰させると共に、リターンスプリング２０９の弾発力によりロッド２１２を介して電動モータ２１５を逆回転させる必要がある。
【０００７】
したがって、このような状況に対応するためには、ストロークが長くより大きな弾発力が得られるリターンスプリング２０９を用いる必要がある。これにより、リターンスプリング２０９が大型化して、車両用電動ブレーキ装置２００が大型化するという課題がある。また、リターンスプリング２０９の弾発力がより大きくなったことにより、ブレーキ作動時の出力ロスが大きくなるという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る車両用電動ブレーキ装置の構成上の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、を備えることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えていることである。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えていることである。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えていることである。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えていることである。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記エネルギー蓄積機構は、前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えていることである。
【００１５】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置において、前記弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネであることである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置は、減速機構により電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達し、回転直動変換機構により回転部材の回転運動を直進運動に変換してピストンを進退させる。そして、電動モータの正回転時にピストンを前進させて制動部材を被制動部材に押圧して制動力を得る。また、電動モータの逆回転時にピストンを後退させて制動部材を被制動部材から解放する。
【００１７】
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置は、電動モータの出力軸、又は減速機構に設けられ電動モータの出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能にハウジングに支承された回転軸を備えており、回転軸の正回転によりエネルギー蓄積機構内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸の逆回転時には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【００１８】
したがって、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。
【００１９】
電動モータの回転力は、減速機構により段階的に増幅され、また、減速機構や回転直動変換機構によるエネルギーロスを伴いながらピストンに伝達される。このため、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するほど、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。
【００２０】
ここで、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、エネルギー蓄積機構により電動モータの出力軸又は減速機構の中間軸を逆回転させている。よって、従来の車両用電動ブレーキ装置２００のように、ピストン２０４に近い側（電動モータ２１５から遠い側）に配置されたリターンスプリング２０９（弾性体）により電動モータ２１５を逆回転させる場合に比べて、より小さなエネルギーで電動モータを逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の弾性体により電動モータを逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
【００２１】
また、本発明の車両用電動ブレーキ装置においては、電動モータに極力近い軸に逆回転の回転トルクを付与するため、従来の車両用電動ブレーキ装置２００に配置されたリターンスプリング２０９（弾性体）を圧縮する場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００２３】
また、請求項３に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００２４】
したがって、請求項２及び３に係る発明によれば、第１トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第１所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、弾性体に電動モータを逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに弾性体に作用している正回転の回転トルクを第１所定値とすることができる。この場合、弾性体の巻き過ぎによって弾性体を必要以上に弾性変形させることがないため、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の一端部とハウジングとの間に設けられ、回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体のハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００２６】
また、請求項５に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、弾性体の他端部と回転軸との間に設けられ、回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、弾性体の回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００２７】
したがって、請求項４及び５に係る発明によれば、第２トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構内部の弾性体に第２所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータの逆回転駆動が不可能となっていない場合には、弾性体に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータがさらに逆回転を続けると、弾性体の巻き戻し過ぎとなる。そして、弾性体の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータの逆回転を阻害する方向に作用する。弾性体の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸の逆回転の回転トルクを第２所定値とすることによって、電動モータを逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構は、回転軸と一端部がハウジングに保持された弾性体の他端部との間に断接機構を備えている。そして、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により回転軸と弾性体の他端部とが連結される。また、弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により弾性体の他端部が回転軸から切離されてハウジングに連結される。そして、電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結される。
【００２９】
したがって、一旦弾性体に一定量の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータが正常に駆動する限り、電動モータが正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が回転軸を介して弾性体に伝達されることはない。よって、電動モータが弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００３０】
また、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により弾性体の他端部がハウジングから切離されて回転軸に連結されるため、弾性体に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストンを初期位置に復帰させることが可能である。
【００３１】
請求項７に係る発明によれば、車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構内の弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネである。渦巻きバネやねじりバネは、回転軸の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができる。したがって、渦巻きバネやねじりバネを用いることによって、エネルギー蓄積機構が回転軸の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置が大型化することを防止することができる。
【００３２】
なお、一般に、弾性体に一定量の弾性エネルギーを蓄積する際に、渦巻きバネはねじりバネよりも多く回転軸を回転させる必要がある。したがって、回転軸が電動モータの出力軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体として渦巻きバネを使用することが好ましく、また、回転軸が減速機構の中間軸と一体的に回転可能とされているときには、弾性体としてねじりバネを使用することが好ましい。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、電動モータの逆回転駆動が不可能となった場合であっても、ピストンを初期位置に復帰させることが可能であると共に、小型かつ出力ロスの小さい車両用電動ブレーキ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態１による車両用電動ブレーキ装置がディスクロータと係合した状態を説明する外観斜視図である。
【図２】図１に示した車両用電動ブレーキ装置をディスクロータの回転軸方向に切断した状態を模式的に説明する断面図である。
【図３】図２に示した車両用電動ブレーキ装置の減速機構、エネルギー蓄積機構及びその周辺を模式的に説明する部分断面図である。
【図４】図３に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図５】図３に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図６】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態１を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図７】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態２を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図８】図４及び５に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の変形形態３を説明する断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図９】本発明の実施形態２による車両用電動ブレーキ装置の減速機構、エネルギー蓄積機構及びその周辺を模式的に説明する部分断面図である。
【図１０】図９に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＢ−Ｂ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。
【図１１】図９に示した車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構のＢ−Ｂ断面図であって、エネルギー蓄積機構が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【図１２】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構を模式的に説明する部分断面図であって、渦巻きバネを第１回転軸に連結した状態を示している。
【図１３】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構を模式的に説明する部分断面図であって、渦巻きバネを第１回転軸から切離した状態を示している。
【図１４】本発明の実施形態３による車両用電動ブレーキ装置のエネルギー蓄積機構の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１５】従来技術による車両用電動ブレーキ装置をディスクロータの回転軸方向に切断した状態を模式的に説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜実施形態１＞
図１乃至図５に基づき、本発明の実施形態１による車両用電動ブレーキ装置Ｂ１について説明する。なお、図２及び３における左右方向が、ディスクロータ１００の回転軸φ方向に該当する。また、図２及び３は、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１の模式的な断面図であり、実際の断面形状を正確に表したものではない。
【００３６】
ディスクロータ１００は、その回転中心において車両外方へと突出したハット部１０１と、ハット部１０１の周囲に形成され、後述するように、第１ブレーキパッド２ａ（制動部材）及び第２ブレーキパッド２ｂによって挟圧されるプレート部１０２（被制動部材）とを有している。
【００３７】
図１に示すように、ハット部１０１の端面からは、複数のスタッドボルト１０３が突出している。ディスクロータ１００は、これらのスタッドボルト１０３を用いて、図示しない車輪のディスクホイールに取り付けられており、これにより車輪と一体回転可能とされている。
【００３８】
車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のマウンティング１１は、図示しない車両のナックルアームに取り付けられて固定されている。マウンティング１１には、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂが保持されている（図１において、第２ブレーキパッド２ｂのみ示す）。第１ブレーキパッド２ａは、ディスクロータ１００のプレート部１０２と後述するピストン８との間に配置されている。
【００３９】
マウンティング１１には、一対のスライドピン１２を介して、金属製のブレーキハウジング１がディスクロータ１００の回転軸φ方向に移動可能に取り付けられている。ブレーキハウジング１は、ディスクロータ１００のプレート部１０２を跨ぐように、その断面形状が略コの字状に形成されている（図１及び２示）。また、ブレーキハウジング１には、第２ブレーキパッド２ｂを押圧するための一対の爪部１ａが形成されている。
【００４０】
ブレーキハウジング１の図２中右方には、後述する減速機構４のギヤボデー４１が取り付けられている。ギヤボデー４１の図２中左方には、後述する電動モータ３が取り付けられている。ギヤボデー４１の図２中右方には、後述するエネルギー蓄積機構９のケース９３が取り付けられている。ブレーキハウジング１、ギヤボデー４１及びケース９３は本発明のハウジングに該当する。
【００４１】
ブレーキハウジング１の内部には、両端が開口した円筒状のシリンダ部１ｂが形成されている。シリンダ部１ｂの図２中左方の端部開口付近には、後述するゴム製のダストブーツ８ｆを取り付けるための環状の取付溝１ｃが形成されている。シリンダ部１ｂの図２中右方の端部開口付近には、雌ネジ部１ｄが形成されており、この端部開口が中心孔６８ａを有し外周面に雄ネジ部６８ｂが形成された円板状の反力板６８によって塞がれている（図３示）。
【００４２】
シリンダ部１ｂの回転軸Φ方向の中間部には、スリット１ｅが回転軸Φ方向に延びるように形成されている。シリンダ部１ｂの回転軸Φ方向の中間部には、後述するＣリング６１を取り付けるための環状の取付溝１ｆが形成されている。
【００４３】
シリンダ部１ｂ内には、回転軸Φ方向に延びる円柱状のスクリュー部材６（回転部材）が配置されている。スクリュー部材６の図２中左方の外周面には、雄ネジ部６ａが形成されている。スクリュー部材６の図２中右方の端部には、回転軸Φ方向から見て断面矩形の突起部６ｂが形成されている。スクリュー部材６の回転軸Φ方向の中間部には、円板状の鍔部６ｃが形成されている。
【００４４】
スクリュー部材６は、カップリング５を介して後述する減速機構４の最終軸４４と一体的に回転可能に連結されている。カップリング５は、略円筒状を呈し、反力板６８の中心孔６８ａを挿通するように配置されている。カップリング５の内面には、互いに直交して十字孔状を呈する二条の溝が、図２中の左右方向（回転軸Φ方向）に貫通して形成されている。
【００４５】
後述する減速機構４の最終軸４４の図２中左方の端部には、スクリュー部材６の突起部６ｂと同形状の断面矩形の突起部が形成されている。カップリング５の十字孔状の溝の二条のうちの一方には、図２中左方からスクリュー部材６の突起部６ｂが挿入されており、二条のうちの他方には、図２中右方から減速機構４の最終軸４４の突起部が挿入されている。したがって、図２に示すように、スクリュー部材６の突起部６ｂの面方向と、減速機構４の最終軸４４の突起部の面方向とは、回転軸Φ方向から見て互いに直交しており、スクリュー部材６と、減速機構４の最終軸４４とは、偏心の吸収が可能なオルダムカップリングにて接続されている。
【００４６】
シリンダ部１ｂの取付溝１ｆには、Ｃリング６１が嵌め込まれている。このＣリング６１にハット状部材６２が凸部を図２中左方に向けて取り付けられている。ハット状部材６２には、有底筒状の底部にスクリュー部材６が挿通される中心孔と、有底筒状の開口部の外周にＣリング６１と当接するフランジ部とが形成されている。ハット状部材６２の凹部内には、スクリュー部材６の鍔部６ｃが収納されており、ハット状部材６２の有底筒状の底部とスクリュー部材６の鍔部６ｃとの間にウェーブワッシャ６３が挟まれている。
【００４７】
スクリュー部材６の鍔部６ｃの図２中右方には、ニードルベアリング６４（スラストベアリング）、球面受け部材６５（球面座）、センターホール型の荷重センサ６６及び反力板６８がこの順番で配置されており、ブレーキ作動による回転軸Φ方向の全ての荷重が反力板６８に伝わるようになっている。球面受け部材６５は、荷重センサ６６に伝わる荷重の偏りをなくするために使用されている。荷重センサ６６は、外周面に雄ネジ部が形成された円筒状の取付ナット６７によってシリンダ部１ｂに固定されている。
【００４８】
後述するピストン８を後退させる際には、スクリュー部材６が図２中左方に引っ張られる。この荷重は、スクリュー部材６の鍔部６ｃから、ウェーブワッシャ６３、ハット状部材６２、Ｃリング６１、シリンダ部１ｂの取付溝１ｆという順番で伝達される。ピストン８を後退させる際に、荷重センサ６６等が浮かないようにウェーブワッシャ６３には、セット荷重が付与されている。
【００４９】
スクリュー部材６の図２中左方の雄ネジ部６ａには、ナット部材７が螺合されている。ナット部材７は、略円筒状を呈しており、図２中右方の外周にフランジ部７ａが形成されている。ナット部材７の外周面には、雄ネジ部７ｂが形成されている。また、ナット部材７の内周面には、スクリュー部材６の雄ネジ部６ａと螺合する雌ネジ部７ｃが形成されている。ナット部材７は、スクリュー部材６の回転により回転軸Φ方向に移動する部材であり、スクリュー部材６とナット部材７とにより本発明の回転直動変換機構が構成されている。
【００５０】
シリンダ部１ｂには、ピストン８が回転軸Φ方向に移動可能に嵌合している。ピストン８は、図２中左方の一端が端部壁８ａにより閉じられた略円筒状に形成され、端部壁８ａによって第１ブレーキパッド２ａと当接可能になっている。ピストン８の図２中左方の端部付近の外周面には、環状の取付溝８ｂが形成されている。この取付溝８ｂとシリンダ部１ｂの取付溝１ｃとを繋ぐように取り付けられたゴム製のダストブーツ８ｆによって、シリンダ部１ｂ内への砂、埃等の侵入を防止している。
【００５１】
ピストン８の図２中右方の外周面には、キー８ｃが取り付けられている。このキー８ｃは、シリンダ部１ｂのスリット１ｅと係合しており、これによって、ピストン８はシリンダ部１ｂに対して回転不能に保持されている。ピストン８の内周面は、図２中左方の小径部と、図２中右方の大径部と、小径部と大径部との間の段差部８ｄとにより構成されている。小径部には、雌ネジ部８ｅが形成されている。この雌ネジ部８ｅに前述したナット部材７の雄ネジ部７ｂを螺合して締め付け、段差部８ｄにナット部材７のフランジ部７ａを当接させて、ピストン８とナット部材７とが一体化されている。したがって、ピストン８は、スクリュー部材６の回転によりナット部材７と一体的に回転軸Φ方向に移動する。
【００５２】
スクリュー部材６は、後述する減速機構４を介して電動モータ３によって回転可能に形成されている。運転者によるブレーキ操作量（ブレーキペダルの踏み込み量）に応じて電動モータ３を正回転させると、スクリュー部材６が正回転する。そして、ナット部材７とピストン８とが一体的に回転軸Φ方向に前進して（図２中左方へ移動して）、ピストン８の端部壁８ａが、第１ブレーキパッド２ａをディスクロータ１００のプレート部１０２に向けて付勢する。
【００５３】
一方、第１ブレーキパッド２ａに発生する全ての反力は、シリンダ部１ｂに固定されている反力板６８を介してブレーキハウジング１へと働き、ブレーキハウジング１をピストン８と反対方向（図２中右方）へと付勢する。これにより、ブレーキハウジング１が回転軸Φ方向に移動し、爪部１ａが第２ブレーキパッド２ｂをディスクロータ１００のプレート部１０２に向けて付勢する。したがって、ディスクロータ１００のプレート部１０２は、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂによって挟圧され、車輪に制動力が付与される。
【００５４】
また、ディスクロータ１００に対する制動力の解除時には、電動モータ３を逆回転させ、スクリュー部材６を逆回転させる。そして、ナット部材７とピストン８とが一体的に回転軸Φ方向に後退して（図２中右方へ移動して）、ピストン８による第１ブレーキパッド２ａへの押圧を停止する。これにより、第１ブレーキパッド２ａに発生する反力も消滅するため、ブレーキハウジング１の爪部１ａによる、第２ブレーキパッド２ｂへの押圧も解消し、車輪への制動力が解除される。
【００５５】
以上のブレーキ作動において、第１ブレーキパッド２ａに発生する全ての反力は、荷重センサ６６によって検出される。荷重センサ６６による荷重検出結果は、図示しない電子制御装置に送られ、車輪に適切な制動力が付与されるように、電動モータ３の正回転角度が制御される。また、車輪から適切に制動力が解除されるように、電動モータ３の逆回転角度が制御される。なお、電動モータ３の回転角度は、電動モータ３の出力軸３ａに取り付けられている回転角センサ３１によって常時検出されている。
【００５６】
減速機構４のギヤボデー４１（ハウジング）は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー４１１及びアッパボデー４１２が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー４１１の図２中左方に、前述したブレーキハウジング１及び電動モータ３が固定されている。また、アッパボデー４１２の図２中右方に、後述するエネルギー蓄積機構９のケース９３が固定されている。
【００５７】
図３に示すように、ロアボデー４１１には、後述する電動モータ３の出力軸３ａの軸受けとなる軸受け孔４１１ａと、後述する中間ギヤ４３の中間軸４２の軸受けとなる軸受け凹部４１１ｂと、後述する最終ギヤ４５の最終軸４４の軸受けとなる軸受け孔４１１ｃとが形成されている。軸受け孔４１１ａ、軸受け凹部４１１ｂ及び軸受け孔４１１ｃの各内周面には、円筒状を呈し図３中右方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材４６ａ、４７ａ及び４８ａが取り付けられている。軸受け部材４６ａ、４７ａ及び４８ａは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりロアボデー４１１に固定されている。
【００５８】
図３に示すように、アッパボデー４１２には、後述する電動モータ３の出力軸３ａの軸受けとなる軸受け孔４１２ａと、後述する中間ギヤ４３の中間軸４２の軸受けとなる軸受け凹部４１２ｂと、後述する最終ギヤ４５の最終軸４４の軸受けとなる軸受け凹部４１２ｃとが形成されている。軸受け孔４１２ａ、軸受け凹部４１２ｂ及び軸受け凹部４１２ｃの各内周面には、円筒状を呈し図３中左方にフランジ部が形成された金属製の軸受け部材４６ｂ、４７ｂ及び４８ｂが取り付けられている。軸受け部材４６ｂ、４７ｂ及び４８ｂは、いずれもインサート成形又は誘導加熱溶着等によりアッパボデー４１２に固定されている。
【００５９】
電動モータ３は、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置された金属製の出力軸３ａを有している。出力軸３ａの両端は、軸受け部材４６ａ及び４６ｂを介してロアボデー４１１の軸受け孔４１１ａ及びアッパボデー４１２の軸受け孔４１２ａに回転可能に支持されている。また、出力軸３ａの先端部は、軸受け孔４１２ａを貫通して、ギヤボデー４１の外部まで突出している。出力軸３ａの基端部側には、出力軸３ａの回転角度を検出する回転角センサ３１が取り付けられている。出力軸３ａの中間部には、外周面に斜歯を有するピニオンギヤ３ｂが一体に形成されている。
【００６０】
また、電動モータ３の出力軸３ａの中間部には、インサート成形によって合成樹脂製のＥＰＢ（電動パーキングブレーキ）用ギヤ３２が出力軸３ａに対して回転不能に固着されている。ギヤボデー４１内には、ＥＰＢ用ギヤ３２をロックすることにより出力軸３ａの逆回転を規制する棒状のロック部材３３が配設されている。ロック部材３３の中間部は、ロアボデー４１１の内面に固定された保持部材３４に摺動可能に保持されている。ギヤボデー４１の外部に取り付けられたロック駆動用ソレノイド３５によりロック部材３３の先端部がＥＰＢ用ギヤ３２の歯部に離接するように駆動される。
【００６１】
図３は、ＥＰＢが作動していない状況を示しており、ロック部材３３は、バネによりＥＰＢ用ギヤ３２から切離する方向に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド３５が駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材３３がＥＰＢ用ギヤ３２に向けて前進し、ロック部材３３の先端部がＥＰＢ用ギヤ３２の歯部に当接して出力軸３ａの逆回転が規制される。このとき、ロック駆動用ソレノイド３５の通電を切っても、ＥＰＢ用ギヤ３２からロック部材３３に向けて回転力が作用しているため、ロック部材３３は後退することなく前進位置に保持される。その後、出力軸３ａの正回転に伴いＥＰＢ用ギヤ３２が正回転すると、バネの付勢力によってロック部材３３が図３に示す位置に復帰する。
【００６２】
中間軸４２は金属製であり、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置されている。中間軸４２の両端は、軸受け部材４７ａ及び４７ｂを介してロアボデー４１１の軸受け凹部４１１ｂ及びアッパボデー４１２の軸受け凹部４１２ｂに回転可能に支持されている。中間軸４２の図３中右方には、インサート成形によって合成樹脂製の中間ギヤ４３が中間軸４２に対して回転不能に固着されている。また、中間軸４２の図３中左方には、外周面に斜歯を有する伝達ギヤ４２ａが一体に形成されている。
【００６３】
中間ギヤ４３は、外周面に斜歯４３ａが設けられたヘリカルギヤである。中間ギヤ４３の斜歯４３ａは、前述した電動モータ３の出力軸３ａのピニオンギヤ３ｂの斜歯と噛合している。中間ギヤ４３は、ピニオンギヤ３ｂよりも大径に形成され、中間ギヤ４３の斜歯４３ａの歯数は、ピニオンギヤ３ｂの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
【００６４】
最終軸４４は合成樹脂製であり、ディスクロータ１００の回転軸φと平行に配置されている。最終軸４４の両端は、軸受け部材４８ａ及び４８ｂを介してロアボデー４１１の軸受け孔４１１ｃ及びアッパボデー４１２の軸受け凹部４１２ｃに回転可能に支持されている。最終軸４４の中間部には、合成樹脂製の最終ギヤ４５が最終軸４４と一体に形成されている。前述したように、最終軸４４の図３中左方の端部には、断面矩形の突起部が形成されており、最終軸４４は、カップリング５とオルダムカップリングにて接続されている。
【００６５】
最終ギヤ４５は、外周面に斜歯４５ａが設けられたヘリカルギヤである。最終ギヤ４５の斜歯４５ａは、前述した中間軸４２の伝達ギヤ４２ａの斜歯と噛合している。最終ギヤ４５は、伝達ギヤ４２ａよりも大径に形成され、最終ギヤ４５の斜歯４５ａの歯数は、伝達ギヤ４２ａの斜歯の歯数よりも多く形成されている。
【００６６】
電動モータ３の正回転及び逆回転の回転速度は、最初に、ピニオンギヤ３ｂと中間ギヤ４３との噛み合いによって減速（１段目の減速）される。その後、伝達ギヤ４２ａと最終ギヤ４５との噛み合いによって減速（２段目の減速）された後、スクリュー部材６へと伝達される。
【００６７】
図３に示すように、エネルギー蓄積機構９は、回転軸９１と、渦巻きバネ９２（弾性体）と、これらを収納する有底筒状を呈するケース９３（ハウジング）とを有している。ケース９３は合成樹脂製であり、凹部を図３中左方に向けてアッパボデー４１２の外部に取り付けられる。ケース９３の有底筒状の底部には、回転軸９１の軸受けとなる軸受け凹部９３ａが形成されている。回転軸９１は合成樹脂製であり、電動モータ３の出力軸３ａの先端部と係合して、出力軸３ａと一体的に回転可能とされている。
【００６８】
図４は、図３に示したエネルギー蓄積機構９のＡ−Ａ断面図であって、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。また、図５は、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを解放した状態を示している。図４に示すように、回転軸９１は、円形の一部がＶ字状に切り込まれた断面形状を呈している。このＶ字状の切り込みの一方の面は、渦巻きバネ９２を係止する係止面９１ａであり、係止面９１ａと回転軸９１の外周面とのなす角度は、約９０度となっている。また、このＶ字状の切り込みの他方の面は、渦巻きバネ９２の係止を解除する逃がし面９１ｂであり、逃がし面９１ｂと回転軸９１の外周面とのなす角度は、鈍角となっている。
【００６９】
渦巻きバネ９２の外周側の一端部には、円弧状に折り返された折返し部９２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９２の中心に向かって約９０度に折り曲げられた折曲げ部９２ｂが形成されている。図４に示すように、この折曲げ部９２ｂは、前述の回転軸９１の係止面９１ａに引っ掛けられて係止される。
【００７０】
ケース９３の内周面には、８個の円弧状の凹部９３ｂが周方向に等間隔で形成されている。この凹部９３ｂは、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａに嵌り合う曲面形状とされていおり、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａは、８個の凹部９３ｂのうちのいずれか一つに嵌合している。
【００７１】
エネルギー蓄積機構９の動作は、次のとおりである。ディスクロータ１００に対する制動力を付与するために電動モータ３を正回転させると、図４に示すように、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転軸９１が正回転（図４における左回転）する。これにより、渦巻きバネ９２が回転軸９１に巻き取られて、エネルギー蓄積機構９が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。そして、エネルギー蓄積機構９に一定量の弾性エネルギーが蓄積されたときに、回転軸９１の正回転の回転トルクは第１所定値に達する。
【００７２】
回転軸９１の正回転の回転トルクが第１所定値未満のときには、渦巻きバネ９２の折返し部９２ａとケース９３の凹部９３ｂとの嵌合により渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構９に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。そして、回転軸９１の正回転の回転トルクが第１所定値以上となったときには、渦巻きバネ９２の外周側の一端部が弾性変形することによって折返し部９２ａと凹部９３ｂとの嵌合が外れて、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転が許容される。そして、回転軸９１の正回転が継続されると、折返し部９２ａは、ケース９３の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部９３ｂに再び嵌合する。
【００７３】
したがって、回転軸９１が第１所定値以上の回転トルクで正回転を継続している間、渦巻きバネ９２が緩むことはなく、エネルギー蓄積機構９に弾性エネルギーが蓄積された状態を維持することが可能となっている。このような、渦巻きバネ９２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第１トルクリミッタに該当する。
【００７４】
一方、ディスクロータ１００に対する制動力を解除するために電動モータ３を逆回転させると、図５に示すように、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転軸９１が逆回転（図５における右回転）する。これにより、渦巻きバネ９２が緩んで、エネルギー蓄積機構９に蓄積された弾性エネルギーが解放される。渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが解放される間、回転軸９１には、渦巻きバネ９２からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、電動モータ３の出力軸３ａの逆回転力が補助される。
【００７５】
そして、渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ３の逆回転駆動により回転軸９１がさらに逆回転すると、回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値に達する。回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値未満のときには、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転が規制されている。回転軸９１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上になったときには、渦巻きバネ９２の他端部の折曲げ部９２ｂが回転軸９１の係止面９１ａから離れて、折曲げ部９２ｂの先端部が逃がし面９１ｂを摺動する。
【００７６】
その後、回転軸９１の逆回転がさらに進むと、折曲げ部９２ｂの先端部が逃がし面９１ｂから外れて、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転が許容される。このような、渦巻きバネ９２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させない構成は、本発明の第２トルクリミッタに該当する。
【００７７】
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ３の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構９の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
【００７８】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１は、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９のケース９３に支承された回転軸９１を備えており、回転軸９１の正回転によりエネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９１の逆回転時には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【００７９】
したがって、電源失陥などにより電動モータ３の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９１に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【００８０】
また、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９１に付与される逆回転の回転トルクは、ほとんどエネルギーをロスすることなく、電動モータ３の出力軸３ａに逆回転の回転トルクとして伝達されるため、最も小さなエネルギーで電動モータ３を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型の渦巻きバネ９２により電動モータ３を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１が大型化することを防止することができる。
【００８１】
また、渦巻きバネ９２は、回転軸９１の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構９が回転軸９１の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１が大型化することを防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ１においては、電動モータ３の出力軸３ａと一体的に回転可能な回転軸９１の正回転により渦巻きバネ９２（弾性体）を弾性変形させるため、電動モータ３の出力軸３ａから離れた位置にある弾性体を出力軸３ａの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のエネルギー蓄積機構９は、渦巻きバネ９２の一端部とケース９３との間に設けられ、回転軸９１が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転を規制し、第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、渦巻きバネ９２のケース９３に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている。
【００８４】
したがって、第１トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に第１所定値以上の正回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、渦巻きバネ９２に電動モータ３を逆回転させるのに必要な弾性エネルギーが蓄積されたときに渦巻きバネ９２に作用している正回転の回転トルクを第１所定値とすることができる。この場合、渦巻きバネ９２の巻き過ぎによって渦巻きバネ９２を必要以上に弾性変形させることがないため、渦巻きバネ９２を弾性変形させる際のエネルギーロスを抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【００８５】
また、エネルギー蓄積機構９が第１トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂが摩耗したときには、その分、電動モータ３の出力軸３ａを正回転させて、ピストン８の初期位置を前進させる必要がある。このとき、出力軸３ａと一体的に回転する回転軸９１も第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前の位置よりも正回転した位置が初期位置となる。
【００８６】
第１トルクリミッタを備えていない場合、この回転軸９１の初期位置から、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前と同じ回転数で回転軸９１を正回転させると、渦巻きバネ９２には、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂが摩耗する前の回転トルクよりも大きな回転トルクが加わる。しかし、第１トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ９２がケース９３に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ９２の巻き過ぎが調整され、渦巻きバネ９２に付与される正回転の回転トルクの上限を第１所定値に保つことが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１のエネルギー蓄積機構９は、渦巻きバネ９２の他端部と回転軸９１との間に設けられ、回転軸９１が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転を規制し、第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、渦巻きバネ９２の回転軸９１に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている。
【００８８】
したがって、第２トルクリミッタにより、エネルギー蓄積機構９内部の渦巻きバネ９２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクが作用することを防止することができる。例えば、電動モータ３の逆回転駆動が不可能となっていない場合には、渦巻きバネ９２に蓄積された弾性エネルギーが完全に解放した後、電動モータ３がさらに逆回転を続けると、渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎとなる。そして、渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎによる弾発力が電動モータ３の逆回転を阻害する方向に作用する。渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎを防止し得る回転軸９１の逆回転の回転トルクを第２所定値とすることによって、電動モータ３を逆回転する際のエネルギーロスを抑えることができる。
【００８９】
また、エネルギー蓄積機構９が第２トルクリミッタを備えていることにより、次のような効果を奏する。例えば、第１ブレーキパッド２ａ及び第２ブレーキパッド２ｂを新品に交換したときには、その分、電動モータ３の出力軸３ａを逆回転させて、ピストン８の初期位置を後退させる必要がある。このとき、出力軸３ａと一体的に回転する回転軸９１も第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換する前の位置よりも逆回転した位置が初期位置となる。
【００９０】
第２トルクリミッタを備えていない場合、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換する前の状態において、電動モータ３の出力軸３ａの初期位置で渦巻きバネ９２の弾性エネルギーが完全に解放された状態に調整されている場合には、第１及び第２ブレーキパッド２ａ、２ｂを交換した後には、電動モータ３の出力軸３ａを逆回転させた位置を新たな初期位置としたことによって、渦巻きバネ９２は巻き戻し過ぎの状態になる。しかし、第２トルクリミッタを備えていることによって、渦巻きバネ９２が回転軸９１に対して相対回転して、自動的に渦巻きバネ９２の巻き戻し過ぎが調整され、渦巻きバネ９２に付与される逆回転の回転トルクの上限を第２所定値に保つことが可能となる。
【００９１】
＜変形形態１＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９１０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９１０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９２】
図６に、エネルギー蓄積機構９１０が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９１０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９１１の形状、及び渦巻きバネ９１２の内周側の他端部の形状のみが異なっている。ケース９３の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９３】
図６に示すように、回転軸９１１は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。渦巻きバネ９１２の外周側の一端部には、実施形態１と同様に、円弧状に折り返された折返し部９１２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９１２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９１２と同一の巻き方向のコイル状を呈する締付部９１２ｂが形成されている。回転軸９１１の外周面は、この締付部９１２ｂにより、所定の予圧で締め付けられている。
【００９４】
エネルギー蓄積機構９１０は、回転軸９１１の正回転（図６における左回転）時に、渦巻きバネ９１２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１と同様の第１トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構９１０は、回転軸９１１の逆回転（図６における右回転）時に、渦巻きバネ９１２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第２トルクリミッタを備えている。
【００９５】
エネルギー蓄積機構９１０の第２トルクリミッタの構成は次のとおりである。回転軸９１１の外周面が、渦巻きバネ９１２の締付部９１２ｂにより、所定の予圧で締め付けられている。このため、回転軸９１１の正回転時には、締付部９１２ｂによる回転軸９１１の締め付けが強くなるため、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が規制されている。
【００９６】
一方、図６に示すように、渦巻きバネ９１２の弾性エネルギーが完全に解放された後、電動モータ３の逆回転駆動により回転軸９１１がさらに逆回転すると、回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値に達する。回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値未満のときには、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が規制されている。回転軸９１１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上になったときには、締付部９１２ｂによる回転軸９１１の締め付けが弱くなることにより、渦巻きバネ９１２の回転軸９１１に対する相対回転が許容される。
【００９７】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９８】
＜変形形態２＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９２０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９２０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９９】
図７に、エネルギー蓄積機構９２０が弾性エネルギーを蓄積した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９２０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９２１の形状、及び渦巻きバネ９２２の形状のみが異なっていると共に、新たな構成として内ケース９２４及び板バネ９２５が追加されている。ケース９３の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１００】
図７に示すように、回転軸９２１は合成樹脂製であり、円形の断面形状を呈している。また、回転軸９２１には、渦巻きバネ９２２の内周側の他端部を挿入して固定するための挿入溝９２１ａが回転軸９２１の外周面から中心部に向かって形成されている。
【０１０１】
渦巻きバネ９２２の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部９２２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９２２の内周側の他端部には、渦巻きバネ９２２の中心に向かって約９０度に折り曲げられた折曲げ部９２２ｂが形成されている。図７に示すように、この折曲げ部９２２ｂは、前述の回転軸９２１の挿入溝９２１ａに挿入されて固定される。
【０１０２】
内ケース９２４は合成樹脂製であり、ケース９３の内径よりも外径が小さい円筒状を呈している。内ケース９２４の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、内ケース９２４の中心軸と平行に延びる被係止柱９２４ａが形成されている。この被係止柱９２４ａに、前述の渦巻きバネ９２２の折返し部９２２ａが引っ掛けられて、渦巻きバネ９２２の内ケース９２４に対する相対回転が規制されている。
【０１０３】
板バネ９２５は金属製であり、ケース９３の内周面に形成された円弧状の凹部９３ｂに嵌り合う曲面形状の凸部９２５ａと、凸部９２５ａの両端から内ケース９２４の外周面と略平行に延びる２本の脚部９２５ｂとを有している。２本の脚部９２５ｂの先端は、それぞれ内ケース９２４の外周面に固定されており、凸部９２５ａを内ケース９２４の外周面に向かって押圧すると、板バネ９２５は弾性的に変形する。４個の板バネ９２５が内ケース９２４の外周面に周方向に等間隔で配置されている。
【０１０４】
エネルギー蓄積機構９２０は、回転軸９２１の正回転（図７における左回転）時に、渦巻きバネ９２２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第１トルクリミッタを備えている。また、エネルギー蓄積機構９２０は、回転軸９２１の逆回転（図７における右回転）時に、渦巻きバネ９２２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する実施形態１とは異なる構成の第２トルクリミッタを備えている。
【０１０５】
渦巻きバネ９２２は、回転軸９２１及び内ケース９２４の両方に対して相対回転が規制されている。本変形形態のエネルギー蓄積機構９２０においては、ケース９３と内ケース９２４との相対回転のみが許容されている。回転軸９２１の正回転時に、ケース９３と内ケース９２４とが相対回転することにより、本発明の第１トルクリミッタが構成されている。また、回転軸９２１の逆回転時に、ケース９３と内ケース９２４とが相対回転することにより、本発明の第２トルクリミッタが構成されている。
【０１０６】
本変形形態の第１トルクリミッタの作動は、実施形態１の第１トルクリミッタに類似している。回転軸９２１の正回転の回転トルクが第１所定値未満のときには、板バネ９２５の凸部９２５ａとケース９３の凹部９３ｂとの嵌合により内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が規制されており、エネルギー蓄積機構９２０の渦巻きバネ９２２に弾性エネルギーを蓄積することが可能となっている。
【０１０７】
そして、回転軸９２１の正回転の回転トルクが第１所定値以上となったときには、板バネ９２５の凸部９２５ａが内ケース９２４の外周面に向かって弾性的に押圧される。これにより、凸部９２５ａと凹部９３ｂとの嵌合が外れて、内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が許容される。そして、回転軸９２１の正回転が継続されると、凸部９２５ａは、ケース９３の内周面を摺動して、回転方向前方側の凹部９３ｂに再び嵌合する。
【０１０８】
本変形形態の第２トルクリミッタの作動は、上述した第１トルクリミッタの作動と内ケース９２４の回転方向が異なっている。また、回転軸９２１の逆回転の回転トルクが第２所定値以上となったときに、内ケース９２４のケース９３に対する相対回転が許容される。第２トルクリミッタの作動の詳細については、上述した第１トルクリミッタの作動と類似しているため説明を省略する。
【０１０９】
なお、板バネ９２５の形状を凸部９２５ａの中心を境にして対称形状とすることにより、回転軸９２１の正回転の回転トルクの第１所定値と、回転軸９２１の逆回転の回転トルクの第２所定値とを等しい値とすることができる。また、板バネ９２５の形状を凸部９２５ａの中心を境にして非対象形状とすることにより、第１所定値と第２所定値とを異なる値とすることができる。
【０１１０】
例えば、凸部９２５ａの曲面形状を凸部９２５ａの中心を境に非対象な曲率よりなるカム状としたり、２本の脚部９２５ｂの長さを互いに異なる長さとしたりすることによって、回転軸９２１の正回転時よりも逆回転時の方が凸部９２５ａと凹部９３ｂとの嵌合を外れやすくすることができる。これにより、第１所定値よりも第２所定値の方が小さい値とすることができる。
【０１１１】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１２】
＜変形形態３＞
本変形形態は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９をエネルギー蓄積機構９３０に変更した実施形態である。エネルギー蓄積機構９３０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１３】
図８に、エネルギー蓄積機構９３０が弾性エネルギーを解放した状態を説明する断面図を示す。エネルギー蓄積機構９３０は、実施形態１のエネルギー蓄積機構９に対して、回転軸９３１、渦巻きバネ９３２及びケース９３３の形状（構成）が全て異なっている。
【０１１４】
図８に示すように、回転軸９３１は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。したがって、回転軸９３１は、本発明における第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタに該当する。この種のトルクリミッタとしては、正逆両方向の回転に対してそれぞれ異なった大きさの回転トルクを設定することができるものもある。
【０１１５】
渦巻きバネ９３２の外周側の一端部には、コ字状に折り返された折返し部９３２ａが形成されている。また、渦巻きバネ９３２の内周側の他端部は、回転軸９３１の外周面に固定される固定端９３２ｂとなっている。
【０１１６】
ケース９３３は合成樹脂製であり、実施形態１のケース９３と同様の内外径よりなる。ケース９３３の内周側には、実施形態１のケース９３の内周面に形成されていた凹部９３ｂが形成されていない。ケース９３３の内周側には、矩形状の断面形状を呈し、ケース９３３の中心軸と平行に延びる被係止柱９３３ａが形成されている。この被係止柱９３３ａに、前述の渦巻きバネ９３２の折返し部９３２ａが引っ掛けられて、渦巻きバネ９３２のケース９３３に対する相対回転が規制されている。
【０１１７】
エネルギー蓄積機構９３０は、回転軸９３１として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸９３１の正回転（図８における左回転）時に、渦巻きバネ９３２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸９３１の逆回転（図８における右回転）時に、渦巻きバネ９３２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
【０１１８】
本変形形態による作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１１９】
＜実施形態２＞
図９に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ２におけるエネルギー蓄積機構９４０は、減速機構４００の中間軸４２０の正回転及び逆回転によって弾性エネルギーを蓄積及び解放する点で、実施形態１のエネルギー蓄積機構９と構成が異なっている。したがって、減速機構４００及びエネルギー蓄積機構９４０以外の各構成及び動作については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２０】
減速機構４００のギヤボデー４１０（ハウジング）は、それぞれ合成樹脂材料にて一体的に形成されたロアボデー４１１及びアッパボデー４１３が、内部に所定容量の空間を有するように互いに接合することにより形成されている。ロアボデー４１１の形状は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２１】
図９に示すように、本実施形態のアッパボデー４１３は、実施形態１のアッパボデー４１２における軸受け孔４１２ａが軸受け凹部４１３ａに、実施形態１のアッパボデー４１２における軸受け凹部４１２ｂが軸受け孔４１３ｂに、それぞれ変更されたこと以外は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態における減速機構４００と、実施形態１における減速機構４とを対比すると、本実施形態においては、電動モータ３０の出力軸３０ａの先端部が軸受け凹部４１３ａを貫通していない点で異なっている。また、本実施形態においては、中間軸４２０の一端が軸受け孔４１３ｂを貫通している点で異なっている。減速機構４００におけるこれ以外の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１２３】
図１０及び１１は、図９に示した車両用電動ブレーキ装置Ｂ２のエネルギー蓄積機構９４０のＢ−Ｂ断面図を示している。図１０は、エネルギー蓄積機構９４０が弾性エネルギーを蓄積した状態を示している。図１１は、エネルギー蓄積機構９４０が弾性エネルギーを解放した状態を示している。
【０１２４】
図１０及び１１に示すように、エネルギー蓄積機構９４０は、回転軸９４１（本発明における第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタに該当する）と、ねじりバネ９４２（弾性体）と、これらを収納する有底筒状を呈するケース９４３（ハウジング）と、回転板９４４とを有している。
【０１２５】
回転軸９４１は正逆両方向の回転に使用可能な市販のトルクリミッタである。図９に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０の一端と係合して、中間軸４２０と一体的に回転可能とされており、一定の大きさ以上の回転トルクが中間軸４２０の外周面に伝達しないようになっている。図１１に示すように、ねじりバネ９４２の両端は、直線状を呈する固定端９４２ａ、９４２ｂとなっている。
【０１２６】
ケース９４３は合成樹脂製であり、凹部を図９中左方に向けてアッパボデー４１３の外部に取り付けられる。図１１に示すように、ケース９４３には、ねじりバネ９４２の一端の固定端９４２ａを挟持して固定する一対の固定壁９４３ａが形成されている。
【０１２７】
図１１に示すように、回転板９４４は、ケース９４３の内径よりも若干小さい外径よりなる板部材であり、回転軸９４１の外周面に一体的に固定されている。回転板９４４には、ねじりバネ９４２の他端の固定端９４２ｂを挟持して固定する一対の固定壁９４４ａが形成されている。
【０１２８】
エネルギー蓄積機構９４０の動作は、次のとおりである。ディスクロータ１００に対する制動力を付与するために電動モータ３０を正回転させると、図１０に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０と一体的に正回転（図１０における右回転）する。このとき、中間軸４２０は、０．９回転程度正回転して、ディスクロータ１００に適切な制動力が付与される。これにより、図１０に示すように、ねじりバネ９４２が弾性エネルギーを蓄積した状態となる。
【０１２９】
一方、ディスクロータ１００に対する制動力を解除するために電動モータ３０を逆回転させると、図１１に示すように、回転軸９４１は、中間軸４２０と一体的に逆回転（図１１における左回転）する。これにより、エネルギー蓄積機構９４０に蓄積された弾性エネルギーが解放される。ねじりバネ９４２の弾性エネルギーが解放される間、回転軸９４１には、ねじりバネ９４２からの逆回転の回転トルクが付与され、これにより、中間軸４２０を介して電動モータ３０の出力軸３０ａの逆回転力が補助される。
【０１３０】
エネルギー蓄積機構９４０は、回転軸９４１として正逆両方向の回転に使用可能なトルクリミッタを使用しているため、回転軸９４１の正回転（図１０における右回転）時に、ねじりバネ９４２に第１所定値以上の正回転の回転トルクを作用させないように作動する。また、回転軸９４１の逆回転（図１１における左回転）時に、ねじりバネ９４２に第２所定値以上の逆回転の回転トルクを作用させないように作動する。
【０１３１】
以上のように、ブレーキ作動中に、電動モータ３０の正回転及び逆回転により、エネルギー蓄積機構９４０の弾性エネルギーの蓄積と解放が繰り返される。
【０１３２】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２は、電動モータ３０の出力軸３０ａの回転を減速した回転数で回転する中間軸４２０と一体的に回転可能にエネルギー蓄積機構９４０のケース９４３に支承された回転軸９４１を備えており、回転軸９４１の正回転によりエネルギー蓄積機構９４０内部のねじりバネ９４２を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、回転軸９４１の逆回転時には、ねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーを解放して回転軸９４１に対して逆回転の回転トルクを付与する。
【０１３３】
したがって、電源失陥などにより電動モータ３０の逆回転駆動が不可能となった場合であっても、エネルギー蓄積機構９４０内部のねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９４１に対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【０１３４】
また、ねじりバネ９４２に蓄積された弾性エネルギーにより回転軸９４１に付与される逆回転の回転トルクは、中間軸４２０から電動モータ３０の出力軸３０ａに伝達される過程で若干のエネルギーロスを伴うものの、中間軸４２０と出力軸３０ａとが隣接しているためエネルギーロスは小さい。したがって、小さなエネルギーで電動モータ３０を逆回転させることができる。これにより、弾発力が小さい小型のねじりバネ９４２により電動モータ３０を逆回転させることが可能であり、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２が大型化することを防止することができる。
【０１３５】
また、ねじりバネ９４２は、回転軸９４１の軸方向に伸張することなく、弾性エネルギーを蓄積することができるため、エネルギー蓄積機構９４０が回転軸９４１の軸方向に大型化されることがなく、車両用電動ブレーキ装置Ｂ２が大型化することを防止することができる。
【０１３６】
また、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ２においては、電動モータ３０の出力軸３０ａに隣接している中間軸４２０と一体的に回転可能な回転軸９４１の正回転によりねじりバネ９４２（弾性体）を弾性変形させるため、電動モータ３０の出力軸３０ａから離れた位置にある弾性体を出力軸３０ａの回転により弾性変形させる場合に比べて、弾性体を弾性変形させる際のエネルギーロスが小さい。これにより、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【０１３７】
本実施形態における、第１トルクリミッタ及び第２トルクリミッタとしての回転軸９４１の作用効果は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１３８】
＜実施形態３＞
図１２及び１３に示すように、本実施形態の車両用電動ブレーキ装置Ｂ３におけるエネルギー蓄積機構９５０は、クラッチ機構９５１及び回転保持機構９５４を備えている点で、実施形態１のエネルギー蓄積機構９と構成が異なっている。クラッチ機構９５１及びロック機構９５４は、本発明の断接機構に該当する。
【０１３９】
図１２は、エネルギー蓄積機構９５０の渦巻きバネ９５２を第１回転軸９５１ａに連結した状態を示している。図１３は、渦巻きバネ９５２を第１回転軸９５１ａから切離した状態を示している。
【０１４０】
図１２及び１３に示すように、エネルギー蓄積機構９５０は、第１回転軸９５１ａ（回転軸）と、第２回転軸９５１ｂと、渦巻きバネ９５２（弾性体）と、ロック部材９５４ａと、これらを収納する有底筒状を呈するケース９５３（ハウジング）と、ケース９５３の外側に取り付けられたクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃと、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂとを有している。
【０１４１】
クラッチ機構９５１は、第１回転軸９５１ａ、第２回転軸９５１ｂ及びクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃによって構成されている。ロック機構９５４は、ロック部材９５４ａ及びロック駆動用ソレノイド９５４ｂによって構成されている。
【０１４２】
第１回転軸９５１ａは、電動モータ３の出力軸３ａの先端部と係合して、出力軸３ａと一体的に回転可能とされている。第２回転軸９５１ｂは、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第１回転軸９５１ａに対して離接可能とされている。第２回転軸９５１ｂは、第１回転軸９５１ａに当接している状態において、第１回転軸９５１ａと一体的に回転可能とされている。また、第２回転軸９５１ｂは、第１回転軸９５１ａから切離している状態において、第１回転軸９５１ａの回転が第２回転軸９５１ｂに伝達しないようになっている。第２回転軸９５１ｂの断面形状は、実施形態１の回転軸９１と同様となっている。
【０１４３】
図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃが駆動していない（通電していない）状態において、第２回転軸９５１ｂは、バネにより第１回転軸９５１ａに当接する前進位置に付勢されている。この状態からクラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃが駆動すると、バネの付勢力に抗して第２回転軸９５１ｂが後退して、図１３に示すように、第２回転軸９５１ｂが第１回転軸９５１ａから切離する。
【０１４４】
渦巻きバネ９５２の形状は、実施形態１の渦巻きバネ９２と同様である。渦巻きバネ９５２の外周側の一端部をケース９５３の内周面に保持させる構造、及び渦巻きバネ９５２の内周側の他端部を第２回転軸９５１ｂに保持させる構造についても、実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１４５】
ケース９５３は、実施形態１のケース９３よりも、第１回転軸９５１ａ及び第２回転軸９５１ｂの軸方向に長い有底筒状を呈している。ケース９５３の有底筒状の底部には、第２回転軸９５１ｂが挿通する挿通孔が形成されている。また、ケース９５３の有底筒状の側部には、ロック部材９５４ａが挿通する挿通孔が形成されている。
【０１４６】
ロック部材９５４ａは、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、第２回転軸９５１ｂの外周面に対して離接可能とされている。ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂに当接している状態において、第２回転軸９５１ｂの回転が規制されている。また、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂから切離している状態において、第２回転軸９５１ｂの回転が許容されている。
【０１４７】
図１２に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂが駆動していない（通電していない）状態において、ロック部材９５４ａは、バネにより第２回転軸９５１ｂの外周面から切離した後退位置に付勢されている。この状態からロック駆動用ソレノイド９５４ｂが駆動すると、バネの付勢力に抗してロック部材９５４ａが前進して、図１３に示すように、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂの外周面に当接する。
【０１４８】
エネルギー蓄積機構９５０の動作について、図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図１４に示すフローチャートは、図示しない電子制御装置内の制御部によって実行が制御される。
【０１４９】
車両のイグニッションスイッチがＯＮとなると、ステップＳ１において、ブレーキ操作に伴う電動モータ３の出力軸３ａの正回転により、エネルギー蓄積機構９５０内部の渦巻きバネ９５２の巻き締めが開始される。このとき、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第１回転軸９５１ａと第２回転軸９５１ｂとが当接している状態となっている。また、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａが第２回転軸９５１ｂから切離している状態となっている。
【０１５０】
ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められたか否かの確認を行う。ここで、規定回転数とは、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーのみによって電動モータ３の出力軸３ａに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能な回転数である。渦巻きバネ９５２の回転数は、電動モータ３の出力軸３ａに取り付けられている回転角センサ３１によって検出される。
【０１５１】
ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められている場合には、ステップＳ３に進んで、渦巻きバネ９５２の巻き締めを終了した後、ステップＳ４に進む。ステップＳ２において、渦巻きバネ９５２が規定回転数まで巻き締められていない場合には、ステップＳ２を繰り返し実行する。
【０１５２】
ステップＳ４において、図１３に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａを第２回転軸９５１ｂに当接して、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを保持する。また、ステップＳ５において、図１３に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第２回転軸９５１ｂを第１回転軸９５１ａから切離して、第１回転軸９５１ａの回転が第２回転軸９５１ｂに伝達しないようにする。ステップＳ４及びＳ５は、ほぼ同時に実行される。
【０１５３】
ステップＳ６において、電動モータ３の逆回転駆動が不可能か可能かの確認を行う。電動モータ３の逆回転駆動が不可能な場合には、電動モータ３によってピストン８を初期位置に復帰させることが不可能であるため、ステップＳ７へ進む。電動モータ３の逆回転駆動が可能な場合には、電動モータ３によってピストン８を初期位置に復帰させることが可能であるため、ステップＳ６を繰り返し実行して、電動モータ３の逆回転駆動状況の監視を続ける。
【０１５４】
ここで、電動モータ３の逆回転駆動が不可能な状態とは、電源失陥などにより電動モータ３が逆回転できない状態を想定しており、電動モータ３の焼き付きなどのように出力軸３ａを回転させることが不可能となった状態は想定していない。電動モータ３の逆回転駆動の異常の検出には、例えば、図示しないモータ駆動回路の異常検出回路の信号を検出することによって行う。
【０１５５】
ステップＳ７において、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃの駆動により、第２回転軸９５１ｂを第１回転軸９５１ａに当接して、第２回転軸９５１ｂの回転が第１回転軸９５１ａに伝達するようにする。また、ステップＳ８において、図１２に示すように、ロック駆動用ソレノイド９５４ｂの駆動により、ロック部材９５４ａを第２回転軸９５１ｂから離切して、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを開放する。ステップＳ７及びＳ８は、ほぼ同時に実行される。
【０１５６】
ステップＳ８において、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーが解放されると、第２回転軸９５１ｂに対して逆回転の回転トルクが付与され、この逆回転の回転トルクが第１回転軸９５１ａを介して電動モータ３の出力軸３ａに伝わり、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能となる。
【０１５７】
ステップＳ９において、電動モータ３の逆回転駆動に異常があったことを、運転者に報知する。この異常報知は、例えば、インストルメントパネルに配置された警告ランプの点灯などによって行うことができる。ステップＳ９の完了によりフローを終了する。フロー終了後には、電動モータ３の逆回転駆動の異常を修理した後、イグニッションスイッチのＯＮにより再びフローが開始される。
【０１５８】
なお、多くの場合、ステップＳ６において、電動モータ３の逆回転駆動が可能と判定される。この場合、ステップＳ６が繰り返し実行されている途中で車両の走行が終了して、イグニッションスイッチがＯＦＦとなる。このとき、図１２に示すように、クラッチ駆動用ソレノイド９５１ｃ及びロック駆動用ソレノイド９５４ｂの通電を切って、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーを解放する。そして、再度、イグニッションスイッチがＯＮとなったときには、ステップＳ１からフローを再開する。これにより、イグニッションスイッチがＯＮとなる度に、渦巻きバネ９５２に新たな弾性エネルギーを蓄積することとなり、確実に弾性エネルギーを蓄積することができる。
【０１５９】
本実施形態によれば、車両用電動ブレーキ装置Ｂ３のエネルギー蓄積機構９５０は、第１回転軸９５１ａと渦巻きバネ９５２の他端部との間に、クラッチ機構９５１及びロック機構９５４よりなる断接機構を備えている。そして、渦巻きバネ９５２に一定量の弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は、断接機構により第１回転軸９５１ａと渦巻きバネ９５２の他端部とが第２回転軸９５１ｂを介して連結されている。
【０１６０】
また、渦巻きバネ９５２に一定量の弾性エネルギーが蓄積されると、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部が第１回転軸９５１ａから切離されてケース９５３に連結される。そして、電動モータ３の逆回転駆動が不可能であることを検出すると、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部がケース９５３から切離されて第２回転軸９５１ｂを介して第１回転軸９５１ａに連結される。
【０１６１】
したがって、一旦弾性体に渦巻きバネ９５２の弾性エネルギーが蓄積されれば、それ以降、電動モータ３が正常に駆動する限り、電動モータ３が正回転及び逆回転を繰り返しても、この回転が第１回転軸９５１ａ及び第２回転軸９５１ｂを介して渦巻きバネ９５２に伝達されることはない。よって、電動モータ３が渦巻きバネ９５２を弾性変形させる際のエネルギーロスを最小限に抑えて、ブレーキ作動時の出力ロスを極力小さくすることができる。
【０１６２】
また、電動モータ３の逆回転駆動が不可能となった場合には、断接機構により渦巻きバネ９５２の他端部がケース９５３から切離されて第２回転軸９５１ｂを介して第１回転軸９５１ａに連結されるため、渦巻きバネ９５２に蓄積された弾性エネルギーにより第１回転軸９５１ａに対して逆回転の回転トルクを付与して、ピストン８を初期位置に復帰させることが可能である。
【０１６３】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形又は拡張することができる。
【０１６４】
例えば、実施形態１及び３においては、弾性体として渦巻きバネ９２及び９５２を用いている。また、実施例２においては、弾性体としてねじりバネ９４２を用いている。しかし、弾性変形により弾性エネルギーを蓄積し得る弾性体であれば、弾性体の材質や構造は限定されない。例えば、弾性体として、ゴム、板バネ、コイルバネなどを用いることもできる。
【０１６５】
また、実施形態１〜３において、車両用電動ブレーキ装置Ｂ１〜Ｂ３に備わる各部品は、金属材料又は合成樹脂材料により形成されている。しかし、車両用電動ブレーキ装置を構成する各部品の材質は限定されず、実施形態１〜３における金属製部品を合成樹脂製部品に変更したり、合成樹脂製部品を金属製部品に変更したりすることができる。
【０１６６】
また、実施形態１〜３における減速機構４及び４００の構造も実施形態に限定されるものではなく、電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構であれば、様々な構造の減速機構を用いることができる。
【０１６７】
また、実施形態１〜３においては、減速機構４、４００のギヤボデー４１、４１０のアッパボデー４１２、４１３と、エネルギー蓄積機構９、９４０、９５０のケース９３、９４３、９５３とを別体成形しているが、減速機構のアッパボデーとエネルギー蓄積機構のケースとを一体成形することもできる。
【０１６８】
また、実施形態１〜３においては、ディスクロータ１００のプレート部１０２をブレーキハウジング１の爪部１ａとピストン８とで挟圧する浮動型のディスクブレーキを用いているが、これに限らず、ディスクロータ１００のプレート部１０２の双方の側面をピストンにて押圧する対向型のディスクブレーキを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１６９】
１ … ブレーキハウジング（ハウジング）
２ａ … 第１ブレーキパッド（制動部材）
３ … 電動モータ ３０ … 電動モータ
３ａ … 出力軸 ３０ａ … 出力軸
４ … 減速機構 ４００ … 減速機構
４１ … ギヤボデー（ハウジング） ４１０ … ギヤボデー（ハウジング）
４２ … 中間軸 ４２０ … 中間軸
６ … スクリュー部材（回転部材、回転直動変換機構）
７ … ナット部材（回転直動変換機構）
８ … ピストン
９ … エネルギー蓄積機構 ９１ … 回転軸
９２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９２ａ … 折返し部（一端部）
９２ｂ … 折曲げ部（他端部） ９３ … ケース（ハウジング）
９１０ … エネルギー蓄積機構 ９１１ … 回転軸
９１２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９１２ａ… 折返し部（一端部）
９１２ｂ… 締付部（他端部）
９２０ … エネルギー蓄積機構 ９２１ … 回転軸
９２２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９２２ａ… 折返し部（一端部）
９２２ｂ… 折曲げ部（他端部）
９３０ … エネルギー蓄積機構 ９３１ … 回転軸
９３２ … 渦巻きバネ（弾性体） ９３２ａ… 折返し部（一端部）
９３２ｂ… 固定端（他端部） ９３３ … ケース（ハウジング）
９４０ … エネルギー蓄積機構 ９４１ … 回転軸
９４２ … ねじりバネ（弾性体） ９４２ａ… 固定端（一端部）
９４２ｂ… 固定端（他端部） ９４３ … ケース（ハウジング）
９５０ … エネルギー蓄積機構 ９５１ … クラッチ機構（断接機構）
９５１ａ… 第１回転軸（回転軸） ９５２ … 渦巻きバネ（弾性体）
９５３ … ケース（ハウジング） ９５４ … ロック機構（断接機構）
１０２ … プレート部（被制動部材）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３… 車両用電動ブレーキ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、
前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、
前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、
前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、
前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、
前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、
を備えることを特徴とする車両用電動ブレーキ装置。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項３】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項６】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えている請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項７】
前記弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネである請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに固定されブレーキ操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータの回転速度を減速して回転部材に伝達する減速機構と、
前記回転部材の回転運動を直進運動に変換する回転直動変換機構と、
前記ハウジングに回転を規制されつつ摺動可能に嵌合され前記回転直動変換機構により前記電動モータの正回転時に前進し該電動モータの逆回転時に後退するピストンと、
前記ハウジングに装架され前記ピストンの前進により、車輪と一体に回転する被制動部材に対して押圧される制動部材と、
前記電動モータの出力軸、又は前記減速機構に設けられ該電動モータの該出力軸の回転を減速した回転数で回転する中間軸と一体的に回転可能に前記ハウジングに支承された回転軸と、
前記回転軸の正回転により内部の弾性体を弾性変形させて弾性エネルギーを蓄積し、該回転軸の逆回転時には、該弾性体に蓄積された該弾性エネルギーを解放して該回転軸に対して逆回転の回転トルクを付与するエネルギー蓄積機構と、
を備えることを特徴とする車両用電動ブレーキ装置。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項３】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第１所定値未満のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第１所定値以上のトルクで正回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第１トルクリミッタを備えている請求項１に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の一端部と前記ハウジングとの間に設けられ、前記回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該ハウジングに対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記弾性体の他端部と前記回転軸との間に設けられ、該回転軸が第２所定値未満のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を規制し、該第２所定値以上のトルクで逆回転されるとき、該弾性体の該回転軸に対する相対回転を許容する第２トルクリミッタを備えている請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項６】
前記エネルギー蓄積機構は、
前記回転軸と一端部が前記ハウジングに保持された前記弾性体の他端部との間に設けられ、前記回転軸の正回転によって前記弾性体に一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されるまでの間は該回転軸と該弾性体の他端部とを連結し、前記弾性体に前記一定量の前記弾性エネルギーが蓄積されると該弾性体の他端部を前記回転軸から切離して前記ハウジングに連結し、前記電動モータの逆回転駆動が不可能であることを検出すると前記弾性体の他端部を前記ハウジングから切離して前記回転軸に連結する断接機構を備えている請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【請求項７】
前記弾性体が渦巻きバネ又はねじりバネである請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の車両用電動ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２４３８９（Ｐ２０１３−２４３８９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２６４８（Ｐ２０１１−１６２６４８）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（３０１０６５８９２）株式会社アドヴィックス (1,291)
【Ｆターム（参考）】
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