電動ブレーキ
【課題】電動モータの使用個数を減らせる電動ブレーキを提供する。
【解決手段】車輪と共に回転する複数の回転ブレーキディスク６と、この回転ブレーキディスク６に向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスク９と、１枚の非回転ブレーキディスク９に対峙する複数のピストン１〜４と、このピストン１〜４に回転可能に連結されるボールスクリュ１５と、このボールスクリュ１５の回転によりピストン１を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュ１５を回転駆動する電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を複数のボールスクリュ１５に伝達するモータ回転伝達機構１０とを備える。
【解決手段】車輪と共に回転する複数の回転ブレーキディスク６と、この回転ブレーキディスク６に向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスク９と、１枚の非回転ブレーキディスク９に対峙する複数のピストン１〜４と、このピストン１〜４に回転可能に連結されるボールスクリュ１５と、このボールスクリュ１５の回転によりピストン１を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュ１５を回転駆動する電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を複数のボールスクリュ１５に伝達するモータ回転伝達機構１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の制動部材を電動モータで駆動する電動ブレーキの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機に搭載される油圧源を縮小、廃止するために、車輪を制動するブレーキを油圧ブレーキから電動ブレーキにかえる傾向がある。
【０００３】
特許文献１には、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換して制動力を発生させる電動ブレーキが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−０６９３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電動ブレーキにあっては、複数のピストンを駆動する場合、ピストンと同数の電動モータを備えるため、電動モータの使用個数が多くなり、製品の信頼性を高めることが難しく、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータの使用個数を減らせる電動ブレーキ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】
【０００６】
本発明は、電動ブレーキにおいて、車輪と共に回転する回転ブレーキディスクと、この回転ブレーキディスクに向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスクと、非回転ブレーキディスクに対峙する複数のピストンと、この各ピストンに回転可能に連結されるボールスクリュと、この各ボールスクリュの回転により各ピストンを非回転ブレーキディスクに対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュを回転駆動する電動モータと、この電動モータの回転を複数のボールスクリュに伝達するモータ回転伝達機構とを備えたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来の電動ブレーキに対して電動モータの使用個数を削減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に示す航空機用電動ブレーキは、車輪のホイールの内側に設けられる多板ディスク式のものである。
【００１０】
この電動ブレーキは、車輪と共に回転する円盤状の回転ブレーキディスク６と、機体シャフト（車軸）に取り付けられる円盤状の非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙するピストン１〜４と、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように駆動する電動モータ１１、１２とを備える。
【００１１】
４枚の非回転ブレーキディスク９の間に３枚の回転ブレーキディスク６が挟まれるように配置されている。非回転ブレーキディスク９は図示しない機体シャフトに対してトルクチューブ８等を介して車軸方向に変位可能に支持される。回転ブレーキディスク６は図示しないホイールと一体回転するものであり、ホイールに対して車軸方向に変位可能に支持される。
【００１２】
４つのピストン１〜４は車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置される。各ピストン１〜４の押圧力によって非回転ブレーキディスク９と回転ブレーキディスク６が互いに押し付けられると、この摺動部分で摩擦力が発生し、制動トルクが得られるように構成されている。なお、ピストン１〜４は必ずしも車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置しなくても良い。
【００１３】
ハウジング７には２つの電動モータ１１、１２と、４つのピストン１〜４と、１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達する２つのモータ回転伝達機構１０とを備える。
【００１４】
なお、ピストン１〜４、電動モータ１１、１２、回転ブレーキディスク６、各非回転ブレーキディスク９の個数はこれに限らず、任意に設定される。
【００１５】
ピストン１〜４はハウジング７に摺動可能に支持される。ピストン１〜４の基端部から突出したボールスクリュ１５が設けられ、ピストン１〜４には各ボールスクリュ１５に多数のボールを介して螺合するボールナットが設けられ、これらによってボールスクリュ・ナット機構が介装される。このボールスクリュ・ナット機構はボールスクリュ１５の回転をピストン１〜４の直線運動に変換し、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように構成されている。
【００１６】
モータ回転伝達機構１０は１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達するように構成される。
【００１７】
電動モータ１１、１２のモータシャフト１３にはドライブギヤ１４が連結され、ボールスクリュ１５の基端部にはドリブンギヤ１６が連結され、モータ回転伝達機構１０は１つのドライブギヤ１４の回転を差動機構２１、２２を介して２つのドリブンギヤ１６に伝達する。
【００１８】
各差動機構２１、２２は、ドリブンギヤ１６と噛み合う中継ギヤ２３を備え、２つの中継ギヤ２３の間にディファレンシャルギヤ２４を備える。ディファレンシャルギヤ２４は各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するものである。
【００１９】
ドライブギヤ１４がディファレンシャルギヤ２４のケース外周に形成されたギヤに噛み合い、電動モータ１１、１２の回転がドライブギヤ１４を介してディファレンシャルギヤ２４のケースに伝えられる。
【００２０】
ディファレンシャルギヤ２４は、例えば、そのケース内に各中継ギヤ２３と同軸上に設けられる対のサイドギヤを備えるとともに、各サイドギヤに対してそれぞれ直交する方向に回転するよう噛合う複数のピニオンを備え、各サイドギヤ（各ボールスクリュ１５）の回転トルクが等しい場合にピニオンが自転することなくケースと各サイドギヤが同期して回転する一方、各サイドギヤの回転トルクが異なる場合にピニオンが自転して各サイドギヤが回転差を持って回転するように構成されている。
【００２１】
航空機の上位のブレーキコントローラからのピストン押付力指令信号に応じて図示しないピストン押付コントローラは電動モータ１１、１２の駆動電流を制御する。電動モータ１１、１２が正方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９に当接して各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付け、制動トルクが得られる一方、駆動電流により電動モータ１１、１２が戻し方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９から離れ、各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付けることがなくなり、制動が解除される。
【００２２】
各部品の加工公差や組立公差によりピストン１、２の相対位置に誤差Ｘがある場合、図１に示すように、ピストン１が非回転ブレーキディスク９に接触すると、差動機構２１が各中継ギヤ２３に回転差を持たせ、ピストン１がストロークせず、ピストン２だけがストロークし、誤差Ｘが０になる。ピストン２が非回転ブレーキディスク９に接触すると、電動モータ１１で発生したトルクの半分のトルクが各ドリブンギヤ１６に伝達され、ピストン１、２の押付力が均等になる。同様にしてピストン３、４の押付力も均等になる。
【００２３】
以上のように、車輪と共に回転する複数の回転ブレーキディスク６と、この回転ブレーキディスク６に向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙する複数のピストン１〜４と、このピストン１〜４に回転可能に連結されるボールスクリュ１５と、このボールスクリュ１５の回転によりピストン１を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュ１５を回転駆動する電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を複数のボールスクリュ１５に伝達するモータ回転伝達機構１０とを備えたため、従来装置に比べて電動モータの使用個数を半減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。
【００２４】
モータ回転伝達機構１０として、複数のボールスクリュ１５に連結されるドリブンギヤ１６と、電動モータ１１、１２によって回転駆動されるドライブギヤ１４と、１つのドライブギヤ１４の回転を２つのドリブンギヤ１６に対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構２１とを備えたため、各部品の加工公差や組立公差に起因するピストン１〜４のストローク差を解消し、ピストン１〜４の押付力を均等にして大きい制動トルクが得られる。
【００２５】
差動機構２１として、各ドリブンギヤ１６に噛み合う中継ギヤ２３と、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するディファレンシャルギヤ２４とを備えたため、ディファレンシャルギヤ２４の作動によりピストン１〜４の押付力を均等にすることができる。
【００２６】
また、差動機構２１として、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するトルクリミッタ機構を備えても良い。
【００２７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の電動ブレーキは、航空機用の車輪を制動するものに限らず、他の車両等に設けられるものにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動ブレーキの構成図。
【符号の説明】
【００３０】
１〜４ ピストン
６ 回転ブレーキディスク
９ 非回転ブレーキディスク
１０ モータ回転伝達機構
１１、１２ 電動モータ
１４ ドライブギヤ
１５ ボールスクリュ
１６ ドリブンギヤ
２１ 差動機構
２３ 中継ギヤ
２４ ディファレンシャルギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪の制動部材を電動モータで駆動する電動ブレーキの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機に搭載される油圧源を縮小、廃止するために、車輪を制動するブレーキを油圧ブレーキから電動ブレーキにかえる傾向がある。
【０００３】
特許文献１には、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換して制動力を発生させる電動ブレーキが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−０６９３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電動ブレーキにあっては、複数のピストンを駆動する場合、ピストンと同数の電動モータを備えるため、電動モータの使用個数が多くなり、製品の信頼性を高めることが難しく、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータの使用個数を減らせる電動ブレーキ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】
【０００６】
本発明は、電動ブレーキにおいて、車輪と共に回転する回転ブレーキディスクと、この回転ブレーキディスクに向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスクと、非回転ブレーキディスクに対峙する複数のピストンと、この各ピストンに回転可能に連結されるボールスクリュと、この各ボールスクリュの回転により各ピストンを非回転ブレーキディスクに対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュを回転駆動する電動モータと、この電動モータの回転を複数のボールスクリュに伝達するモータ回転伝達機構とを備えたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来の電動ブレーキに対して電動モータの使用個数を削減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に示す航空機用電動ブレーキは、車輪のホイールの内側に設けられる多板ディスク式のものである。
【００１０】
この電動ブレーキは、車輪と共に回転する円盤状の回転ブレーキディスク６と、機体シャフト（車軸）に取り付けられる円盤状の非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙するピストン１〜４と、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように駆動する電動モータ１１、１２とを備える。
【００１１】
４枚の非回転ブレーキディスク９の間に３枚の回転ブレーキディスク６が挟まれるように配置されている。非回転ブレーキディスク９は図示しない機体シャフトに対してトルクチューブ８等を介して車軸方向に変位可能に支持される。回転ブレーキディスク６は図示しないホイールと一体回転するものであり、ホイールに対して車軸方向に変位可能に支持される。
【００１２】
４つのピストン１〜４は車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置される。各ピストン１〜４の押圧力によって非回転ブレーキディスク９と回転ブレーキディスク６が互いに押し付けられると、この摺動部分で摩擦力が発生し、制動トルクが得られるように構成されている。なお、ピストン１〜４は必ずしも車輪の回転周方向について均等な間隔を持って配置しなくても良い。
【００１３】
ハウジング７には２つの電動モータ１１、１２と、４つのピストン１〜４と、１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達する２つのモータ回転伝達機構１０とを備える。
【００１４】
なお、ピストン１〜４、電動モータ１１、１２、回転ブレーキディスク６、各非回転ブレーキディスク９の個数はこれに限らず、任意に設定される。
【００１５】
ピストン１〜４はハウジング７に摺動可能に支持される。ピストン１〜４の基端部から突出したボールスクリュ１５が設けられ、ピストン１〜４には各ボールスクリュ１５に多数のボールを介して螺合するボールナットが設けられ、これらによってボールスクリュ・ナット機構が介装される。このボールスクリュ・ナット機構はボールスクリュ１５の回転をピストン１〜４の直線運動に変換し、ピストン１〜４を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるように構成されている。
【００１６】
モータ回転伝達機構１０は１つの電動モータ１１の回転を２つのボールスクリュ１５に伝達するように構成される。
【００１７】
電動モータ１１、１２のモータシャフト１３にはドライブギヤ１４が連結され、ボールスクリュ１５の基端部にはドリブンギヤ１６が連結され、モータ回転伝達機構１０は１つのドライブギヤ１４の回転を差動機構２１、２２を介して２つのドリブンギヤ１６に伝達する。
【００１８】
各差動機構２１、２２は、ドリブンギヤ１６と噛み合う中継ギヤ２３を備え、２つの中継ギヤ２３の間にディファレンシャルギヤ２４を備える。ディファレンシャルギヤ２４は各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するものである。
【００１９】
ドライブギヤ１４がディファレンシャルギヤ２４のケース外周に形成されたギヤに噛み合い、電動モータ１１、１２の回転がドライブギヤ１４を介してディファレンシャルギヤ２４のケースに伝えられる。
【００２０】
ディファレンシャルギヤ２４は、例えば、そのケース内に各中継ギヤ２３と同軸上に設けられる対のサイドギヤを備えるとともに、各サイドギヤに対してそれぞれ直交する方向に回転するよう噛合う複数のピニオンを備え、各サイドギヤ（各ボールスクリュ１５）の回転トルクが等しい場合にピニオンが自転することなくケースと各サイドギヤが同期して回転する一方、各サイドギヤの回転トルクが異なる場合にピニオンが自転して各サイドギヤが回転差を持って回転するように構成されている。
【００２１】
航空機の上位のブレーキコントローラからのピストン押付力指令信号に応じて図示しないピストン押付コントローラは電動モータ１１、１２の駆動電流を制御する。電動モータ１１、１２が正方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９に当接して各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付け、制動トルクが得られる一方、駆動電流により電動モータ１１、１２が戻し方向に回転することにより、各ピストン１〜４が非回転ブレーキディスク９から離れ、各非回転ブレーキディスク９を各回転ブレーキディスク６に押付けることがなくなり、制動が解除される。
【００２２】
各部品の加工公差や組立公差によりピストン１、２の相対位置に誤差Ｘがある場合、図１に示すように、ピストン１が非回転ブレーキディスク９に接触すると、差動機構２１が各中継ギヤ２３に回転差を持たせ、ピストン１がストロークせず、ピストン２だけがストロークし、誤差Ｘが０になる。ピストン２が非回転ブレーキディスク９に接触すると、電動モータ１１で発生したトルクの半分のトルクが各ドリブンギヤ１６に伝達され、ピストン１、２の押付力が均等になる。同様にしてピストン３、４の押付力も均等になる。
【００２３】
以上のように、車輪と共に回転する複数の回転ブレーキディスク６と、この回転ブレーキディスク６に向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスク９と、非回転ブレーキディスク９に対峙する複数のピストン１〜４と、このピストン１〜４に回転可能に連結されるボールスクリュ１５と、このボールスクリュ１５の回転によりピストン１を非回転ブレーキディスク９に対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、ボールスクリュ１５を回転駆動する電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を複数のボールスクリュ１５に伝達するモータ回転伝達機構１０とを備えたため、従来装置に比べて電動モータの使用個数を半減するとともに、電動モータのドライバ、ケーブル類の数量を削減する。これにより、製品の信頼性を高められるとともに、製品のコストダウンがはかれる。
【００２４】
モータ回転伝達機構１０として、複数のボールスクリュ１５に連結されるドリブンギヤ１６と、電動モータ１１、１２によって回転駆動されるドライブギヤ１４と、１つのドライブギヤ１４の回転を２つのドリブンギヤ１６に対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構２１とを備えたため、各部品の加工公差や組立公差に起因するピストン１〜４のストローク差を解消し、ピストン１〜４の押付力を均等にして大きい制動トルクが得られる。
【００２５】
差動機構２１として、各ドリブンギヤ１６に噛み合う中継ギヤ２３と、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するディファレンシャルギヤ２４とを備えたため、ディファレンシャルギヤ２４の作動によりピストン１〜４の押付力を均等にすることができる。
【００２６】
また、差動機構２１として、各中継ギヤ２３を両者の回転差を許容しつつ回転駆動するトルクリミッタ機構を備えても良い。
【００２７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の電動ブレーキは、航空機用の車輪を制動するものに限らず、他の車両等に設けられるものにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動ブレーキの構成図。
【符号の説明】
【００３０】
１〜４ ピストン
６ 回転ブレーキディスク
９ 非回転ブレーキディスク
１０ モータ回転伝達機構
１１、１２ 電動モータ
１４ ドライブギヤ
１５ ボールスクリュ
１６ ドリブンギヤ
２１ 差動機構
２３ 中継ギヤ
２４ ディファレンシャルギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転する回転ブレーキディスクと、
この回転ブレーキディスクに向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスクと、
この非回転ブレーキディスクに対峙する複数のピストンと、
この各ピストンに回転可能に連結されるボールスクリュと、
この各ボールスクリュの回転により前記各ピストンを前記非回転ブレーキディスクに対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、
前記ボールスクリュを回転駆動する電動モータと、
この電動モータの回転を複数の前記ボールスクリュに伝達するモータ回転伝達機構とを備えたことを特徴とする電動ブレーキ。
【請求項２】
前記モータ回転伝達機構として、
複数の前記ボールスクリュに連結されるドリブンギヤと、
前記電動モータによって回転駆動されるドライブギヤと、
１つの前記ドライブギヤの回転を２つの前記ドリブンギヤに対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ。
【請求項３】
前記差動機構として、
前記ドリブンギヤに噛み合う中継ギヤと、
前記各中継ギヤを両者の回転差を許容しつつ回転駆動するディファレンシャルギヤとを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動ブレーキ。
【請求項１】
車輪と共に回転する回転ブレーキディスクと、
この回転ブレーキディスクに向けて変位可能かつ回転不能に支持される非回転ブレーキディスクと、
この非回転ブレーキディスクに対峙する複数のピストンと、
この各ピストンに回転可能に連結されるボールスクリュと、
この各ボールスクリュの回転により前記各ピストンを前記非回転ブレーキディスクに対して進退させるボールスクリュ・ナット機構と、
前記ボールスクリュを回転駆動する電動モータと、
この電動モータの回転を複数の前記ボールスクリュに伝達するモータ回転伝達機構とを備えたことを特徴とする電動ブレーキ。
【請求項２】
前記モータ回転伝達機構として、
複数の前記ボールスクリュに連結されるドリブンギヤと、
前記電動モータによって回転駆動されるドライブギヤと、
１つの前記ドライブギヤの回転を２つの前記ドリブンギヤに対して両者の回転差を許容しつつ伝達する差動機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動ブレーキ。
【請求項３】
前記差動機構として、
前記ドリブンギヤに噛み合う中継ギヤと、
前記各中継ギヤを両者の回転差を許容しつつ回転駆動するディファレンシャルギヤとを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動ブレーキ。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２２３９１４（Ｐ２００８−２２３９１４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６４０３０（Ｐ２００７−６４０３０）
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、経済産業省、航空機用先進システム基盤技術開発電子制御小型アクチュエータの技術開発（その４）委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、経済産業省、航空機用先進システム基盤技術開発電子制御小型アクチュエータの技術開発（その４）委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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