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KR102281170B1 - 전동 브레이크 장치 - Google Patents

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KR102281170B1
KR102281170B1 KR1020197028321A KR20197028321A KR102281170B1 KR 102281170 B1 KR102281170 B1 KR 102281170B1 KR 1020197028321 A KR1020197028321 A KR 1020197028321A KR 20197028321 A KR20197028321 A KR 20197028321A KR 102281170 B1 KR102281170 B1 KR 102281170B1
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caliper
clutch
brake device
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아츠시 오다이라
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히다치 아스테모 가부시키가이샤
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Abstract

전동 브레이크 장치는, 전동 모터의 회전력을 전달하는 감속 기구와, 이들 감속 기구의 회전력을 추력으로 변환하는 볼나사 기구와, 이 볼나사 기구에 의해서 추진되는 피스톤과, 이 피스톤을 이동 가능하게 지지하는 캘리퍼를 구비하고, 볼나사 기구는, 베이스 너트가 캘리퍼에 대하여 회전 불가능하게 지지되어, 감속 기구로부터의 회전력을 받는 푸시 로드가, 베이스 너트에 대하여 푸시 로드의 축 방향으로 상대 이동 가능하도록, 이루어진다. 그 결과, 캘리퍼 본체의 실린더부의 축 방향의 길이를 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다. 이로써, 전동 브레이크 장치(1)의 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

Description

전동 브레이크 장치
본 발명은 차량의 제동에 이용되는 전동 브레이크 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 차량 내측의 브레이크 패드의 배면에 맞닿을 수 있는 피스톤과, 모터와, 모터의 회전을 직선 운동으로 변환하여 피스톤에 전하는 볼 램프 기구와, 모터의 회전을 감속하여 볼 램프 기구에 전하는 감속 기구와, 피스톤에서 브레이크 패드로의 추력에 대한 반력을 검출하는 추력 검출 센서와, 브레이크 패드의 마모에 따라서 피스톤을 전진시키는 패드 마모 추종 기구와, 제동 중에 모터가 고장났을 때, 피스톤을 초기 위치로 자동적으로 되돌려 브레이크를 해제하는 브레이크 해제 기구를 구비하는, 전동 브레이크 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개2006-105170호 공보
상술한 특허문헌 1에 따른 전동 브레이크 장치에서는, 통상의 브레이크 시에 작동하는 볼 램프 기구와, 패드 마모 시에 작동하는 패드 마모 추종 기구와, 브레이크 패드에의 추력에 대한 반력을 검출하는 추력 검출 센서가, 축 방향을 따라 배치되어 있기 때문에, 축 방향으로 대형화될 우려가 있어, 차량에의 탑재성이 바람직하지 못하여 개선할 필요가 있었다.
본 발명은, 대형화를 억제하여, 차량에의 탑재성을 향상시키는 전동 브레이크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치는, 전동 모터의 회전력을 전달하는 전달 기구와, 상기 전달 기구의 회전력을 추력으로 변환하는 나사 기구와, 상기 나사 기구에 의해서 추진되는 압박 부재와, 이 압박 부재를 이동 가능하게 지지하는 캘리퍼를 구비하고, 상기 나사 기구는, 상기 캘리퍼에 대하여 회전 불가능하게 지지되는 너트 부재와, 상기 전달 기구로부터의 회전력을 받는 축 부재를 구비하며, 상기 축 부재는, 상기 너트 부재에 대하여 상기 축 부재의 축 방향으로 상대 이동 가능하도록 이루어진다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치에 의하면, 대형화를 억제하여, 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치의 사시도이다.
도 2는 본 전동 브레이크 장치의 커버 부재를 제외한 상태의 사시도이다.
도 3본 전동 브레이크 장치의 단면도이다.
도 4는 본 전동 브레이크 장치의 모터 기어 어셈블리 주변의 확대 단면도이다.
도 5는 본 전동 브레이크 장치의 실린더 내의 확대 단면도이다.
도 6은 본 전동 브레이크 장치의 커버 부재 및 지지 플레이트를 제외한 상태의 평면도이다.
이하, 본 실시형태를 도 1 내지 도 6에 기초하여 상세히 설명한다.
도 1∼도 3에 도시하는 것과 같이, 본 전동 브레이크 장치(1)에는, 차량의 회전부에 부착되는 디스크 로터(D)를 사이에 두고 축 방향 양측에 배치되는 한 쌍의 내측 브레이크 패드(2) 및 외측 브레이크 패드(3)와 캘리퍼(4)가 마련된다. 본 전동 브레이크 장치(1)는, 캘리퍼 부동형(浮動型)으로서 구성된다. 또한, 한 쌍의 내측 브레이크 패드(2) 및 외측 브레이크 패드(3)와 캘리퍼(4)는, 차량의 너클 등의 비회전부에 고정되는 브래킷(5)에 디스크 로터(D)의 축 방향으로 이동 가능하게 지지된다.
도 1 및 도 2에 도시하는 것과 같이, 브래킷(5)은, 슬라이드 핀(10, 10)이 각각 삽입 관통되는 한 쌍의 핀 삽입부(12, 12)와, 한 쌍의 핀 삽입부(12, 12)에 일체적으로 접속되어, 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)를 각각 독립적으로 지지하는 내측 및 외측 지지부(14, 15)를 구비한다. 한 쌍의 핀 삽입부(12, 12)는, 디스크 로터(D)의 회전 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 함께 디스크 로터(D)의 축 방향을 따라 각각 연장된다. 각 핀 삽입부(12)는, 바닥이 있는 원통형으로 형성된다. 각 핀 삽입부(12)의 내부에 슬라이드 핀(10)이 삽입 관통된다. 각 핀 삽입부(12)는, 그 개구 측이 내측을 지향하고, 그 바닥부 측이 외측으로 지향한다. 각 핀 삽입부(12)의 내측 단부에는, 원통형의 핀 구멍 보스부(16)가 형성된다. 각 핀 삽입부(12)의 외측에 외측 지지부(15)가 일체적으로 접속된다. 각 핀 삽입부(12)의, 외측 지지부(15)로부터 디스크 로터(D)의 축 방향을 따라 내측으로 간격을 두고 내측 지지부(14)가 접속된다.
내측 지지부(14)는, 각 핀 삽입부(12, 12)로부터 대략 직교하는 방향으로 각각 연장되는 한 쌍의 내측 아암부(20, 20)와, 이 한 쌍의 내측 아암부(20, 20)의 단부를 연결하는 내측 빔부(21)로 구성된다. 내측 브레이크 패드(2)는, 한 쌍의 내측 아암부(20, 20)의 내측에 디스크 로터(D)의 축 방향을 따라 이동 가능하게 지지된다. 내측 빔부(21)의 디스크 로터(D)의 회전 방향 양단에는, 디스크 로터(D)의 축 방향을 따라 관통하는 관통 구멍(23, 23)이 각각 형성된다. 브래킷(5)은, 내측 지지부(14)(내측 빔부(21))에 형성한 각 관통 구멍(23, 23)을 통해 차량의 비회전 부분에 부착된다. 외측 지지부(15)는, 각 핀 삽입부(12, 12)로부터 대략 직교하는 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 아암부(25, 25)와, 이 한 쌍의 외측 아암부(25, 25)의 단부를 연결하는 외측 빔부(26)로 구성된다. 외측 브레이크 패드(3)는, 한 쌍의 외측 아암부(25, 25)의 내측에 디스크 로터(D)의 축 방향을 따라 이동 가능하게 지지된다.
도 1∼도 3에 도시하는 것과 같이, 캘리퍼(4)는, 캘리퍼(4)의 주체인 캘리퍼 본체(30)와, 캘리퍼 본체(30)와 나란하게 배치되는 전동 모터(31)를 구비한다. 캘리퍼 본체(30)에는, 차량 내측의 내측 브레이크 패드(2)에 대향하는 기단 측에 배치되며, 이 내측 브레이크 패드(2)에 대향하여 개구되는 원통형의 실린더부(34)와, 실린더부(34)로부터 디스크 로터(D)를 걸쳐서 외측으로 연장되며, 차량 외측의 외측 브레이크 패드(3)에 대향하는 선단 측에 배치되는 갈고리부(35)와, 실린더부(34)로부터 바깥쪽으로 연장되는 한 쌍의 캘리퍼 아암부(36, 36)가 일체적으로 형성된다. 한 쌍의 캘리퍼 아암부(36, 36)에는, 슬라이드 핀(10, 10)이 각각 각 고정 너트(38, 38)에 의해 고정된다. 캘리퍼 본체(30)의 각 캘리퍼 아암부(36, 36)와 브래킷(5)의 각 핀 삽입부(12, 12)의 사이에는, 슬라이드 핀(10, 10)을 덮는 신축이 자유로운 주름상자부를 갖는 고무제의 핀 부트(40, 40)가 마련된다.
또한 이하의 설명에 있어서, 설명의 편의상, 커버 부재(100) 측을 일단 측으로 하고, 디스크 로터(D) 측을 타단 측으로 하여 적절하게 설명한다.
도 3∼도 5에 도시하는 것과 같이, 실린더부(34)에는, 내측 브레이크 패드(2) 측이 개구되는 대직경 개구부(43)를 구비하고, 그 반대 측이 삽입 관통 구멍(47)을 갖는 바닥벽(46)에 의해 닫힌, 바닥을 가진 실린더 보어(50)가 형성된다. 이 실린더 보어(50) 내의 바닥벽(46) 측에는, 대직경 개구부(43)와 연속 형성되며 상기 대직경 개구부(43)보다도 소직경으로 이루어지는, 소직경 개구부(44)가 형성된다.
피스톤(53)은, 내측 브레이크 패드(2)를 압박하는 것이며, 바닥부(54)와 원통부(55)로 이루어지는 바닥을 가진 컵 형상으로 형성된다. 피스톤(53)이 압박 부재에 상당한다. 원통부(55)의 내주면에서 그 일단 부근에는, 둘레 방향을 따라 간격을 두고 복수의 회전 규제용 오목부(58)가 형성된다. 원통부(55)의 내주면에서, 회전 규제용 오목부(58)가 형성되는 축 방향의 범위에서, 타단 부근에 환상으로 연장되는 환상 홈부(59)가 형성된다. 이 환상 홈부(59)에 원환형 플레이트(245)가 삽입된다. 피스톤(53)의 바닥부(54)의 내면에는, 일단 측으로 돌출 형성되는 받음부(60)가 형성된다. 이 받음부(60)의 일단면이, 후술하는 푸시 부재(280)의 타단면에 형성한 볼록형 구면(球面)(284)이 맞닿는, 오목형 구면(61)으로 형성된다.
피스톤(53)은, 그 바닥부(54)가 내측 브레이크 패드(2)에 대향하도록 실린더 보어(50) 내에 수용된다. 피스톤(53)의 바닥부(54)의, 내측 브레이크 패드(2)에 대향하는 타단면의 외주 측에 오목부(64)가 형성된다. 이 오목부(64)에는, 내측 브레이크 패드(2)의 배면에 형성되는 볼록부(도시 생략)가 계합된다. 이 계합에 의해서 피스톤(53)은, 실린더 보어(50), 나아가서는 캘리퍼 본체(30)에 대하여 상대 회전 불가능하게 된다. 실린더 보어(50)에는, 그 대직경 개구부(43)의 타단 측의 내주면에 시일 부재(67)가 배치된다. 피스톤(53)은, 이 시일 부재(67)에 접촉한 상태에서 축 방향으로 이동 가능하게 실린더 보어(50)의 대직경 개구부(43)에 내장된다. 피스톤(53)의 바닥부(54) 측의 외주면과, 실린더 보어(50)의 대직경 개구부(43)의 타단 측의 내주면의 사이에는, 더스트 부트(68)가 개재 장착된다. 이들 시일 부재(67) 및 더스트 부트(68)에 의해, 실린더 보어(50) 내에 이물이 침입하는 것을 막도록 하고 있다.
캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 바닥벽(46) 측에는 기어 하우징(70)이 배치된다. 이 기어 하우징(70)의 내부에 모터 기어 어셈블리(73) 및 제어 기판(74)이 수용된다. 이 기어 하우징(70)은, 타단 측, 즉 실린더 보어(50) 측에 위치하는 바닥벽부(76)와, 이 바닥벽부(76)의 외주부에서 일단 측으로 일체적으로 연장되는 측벽부(77)로 구성된다. 기어 하우징(70)의 바닥벽부(76)의 타단 측의 면에는, 실린더부(34)(실린더 보어(50))의 바닥벽(46)이 지지되는 지지 오목부(78)가 형성된다. 실린더부(34)(실린더 보어(50))의 바닥벽(46)은, 시일 부재(79)에 의해 기밀하게 지지 오목부(78)에 지지된다. 이 지지 오목부(78)의 바닥벽부에는, 후술하는 푸시 로드(190)를 포함하는 캐리어(145)의 소직경 원통부(153)가 삽입 관통되는 제1 개구부(81)가 형성된다. 기어 하우징(70)의 바닥벽부(76)에는, 전동 모터(31)의 본체부가 삽입 관통되어 고정되는 제2 개구부(82)가 형성된다.
기어 하우징(70)의 바닥벽부(76)에는, 지지 오목부(78)와 대략 동일한 위치에서 일단 측으로 향하여 원통형 구속부(84)가 돌출 형성된다. 원통형 구속부(84)는 둘레 방향을 따라 불연속인 부위가 있다. 기어 하우징(70)의, 전동 모터(31)에 근접하는 측벽부(77)에, 제어 기판(74)과 전기적으로 접속되는 커넥터(91, 91)가 지지된다. 기어 하우징(70)에는, 기어 하우징(70) 내부를, 모터 기어 어셈블리(73)를 수용하는 스페이스와 제어 기판(74)을 수용하는 스페이스로 구획하면서, 제어 기판(74)을 지지하는 지지 플레이트(94)가 배치된다. 지지 플레이트(94)는 기어 하우징(70)에 고정된다.
기어 하우징(70) 내에서, 지지 플레이트(94)로부터 타단 측에 모터 기어 어셈블리(73)가 배치된다. 지지 플레이트(94)의 일단 측의 면에 제어 기판(74)이 고정된다. 지지 플레이트(94)에는, 전동 모터(31)의 회전축(32)과 대향하는 부위에, 후술하는 회전각 검출부(119)의 링 형상의 자석 부재(184)를 받아들이는 개구부(96)가 형성된다. 지지 플레이트(94)에는, 후술하는 푸시 로드(190)의 일단을 수용하도록 원통형 지지부(97)가, 타단 측, 즉 모터 기어 어셈블리(73) 측에, 돌출 형성된다. 지지 플레이트(94)의, 원통형 지지부(97)에 근접하는 외주부에는, 일단 측으로 향하여 대략 직방체형의 돌출부(98)가 돌출 형성된다. 기어 하우징(70)의 일단 측의 개구에는, 제어 기판(74)을 덮도록 커버 부재(100)가 시일 부재(101)를 통해 기밀하게 부착된다.
제어 기판(74)의, 지지 플레이트(94)의 원통형 지지부(97)에 근접하는 단부에는, 푸시 로드(190)와의 간섭을 막는 절결부(104)(도 2도 참조)가 형성된다. 이 절결부(104)는, 원호형으로 오목하게 형성된다. 이 절결부(104)에 의해, 후술하는 푸시 로드(190)의 일단 측으로의 이동 범위를, 제어 기판(74)이 배치되는 부위, 즉, 지지 플레이트(94)에서부터 일단 측의 스페이스까지, 확대할 수 있다. 또한 본 실시형태에서는, 제어 기판(74)의 단부에 푸시 로드(190)와의 간섭을 막는 절결부(104)가 형성되지만, 구멍 등을 형성하여도 좋다. 커버 부재(100)에는, 푸시 로드(190)의 일단과 대향하는 위치에 제1 관통 구멍(106)이 형성된다. 이 제1 관통 구멍(106)은, 캡(109)으로 시일 부재(110)를 통해 기밀하게 폐색된다. 커버 부재(100)에는, 제1 관통 구멍(106)과 근접하는 위치에 대략 직사각형의 제2 관통 구멍(107)이 형성된다. 이 제2 관통 구멍(107)에는, 지지 플레이트(94)의 돌출부(98)가, 시일 부재(111)를 통해 기밀하게 삽입된다.
캘리퍼 본체(30)에는, 전동 모터(31)와, 전동 모터(31)로부터의 회전 토크를 증력(增力)하는 전달 기구인, 모터 기어 어셈블리(73)로서의 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)와, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)로부터의 회전이 전달되어 피스톤(53)에 추력을 부여하는 볼나사 기구(116)와, 피스톤(53)으로부터 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에의 추력(압박력)에 대한 반력을 검출하는 추력 검출부인 추력 센서(117)와, 볼나사 기구(116)의 푸시 로드(190)가 피스톤(53)을 추진할 때, 푸시 로드(190)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 복귀 기구(118)와, 전동 모터(31)의 회전축(32)의 회전각을 검출하는 회전각 검출부(119)와, 제동 시에, 피스톤(53)에서 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)로의 추력을 유지하는 추력 유지부(120)가 구비된다.
전동 모터(31)는, 실린더부(34)와 대략 평행하게 배치된다. 전동 모터(31)는, 그 본체부가 기어 하우징(70)의 제2 개구부(82)에 삽입 관통되어 고정된다. 전동 모터(31)의 회전축(32)은, 기어 하우징(70) 내로 연장된다. 도 4를 주로 참조하면, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114)는, 피니언기어(124), 제1 감속 톱니바퀴(125) 및 제2 감속 톱니바퀴(126)를 갖는다. 제1 감속 톱니바퀴(125) 및 제2 감속 톱니바퀴(126)는, 금속 혹은 섬유 강화 수지 등의 수지이다. 피니언기어(124)는, 통형으로 형성되어 전동 모터(31)의 회전축(32)에 압입 고정되는 구멍부(128)와, 외주에 형성되는 톱니바퀴(129)를 갖는다. 제1 감속 톱니바퀴(125)는, 피니언기어(124)의 톱니바퀴(129)에 맞물리는 대직경의 대형 톱니바퀴(131)와, 대형 톱니바퀴(131)로부터 동심형으로 일단 측으로 향하여 축 방향으로 연장되는 소직경의 소형 톱니바퀴(132)를 구비한다. 제1 감속 톱니바퀴(125)는 기어 하우징(70)에 회전이 자유롭게 지지된다.
제1 감속 톱니바퀴(125)의 소형 톱니바퀴(132)는, 제2 감속 톱니바퀴(126)와 맞물린다. 제2 감속 톱니바퀴(126)는, 제1 감속 톱니바퀴(125)의 소형 톱니바퀴(132)에 맞물리는 대직경의 대형 톱니바퀴(134)와, 대형 톱니바퀴(134)로부터 동심형으로 타단 측으로 향하여 축 방향으로 연장되는 소직경의 선기어(135)를 구비한다. 선기어(135)는 후술하는 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 일부로서 구성된다. 제2 감속 톱니바퀴(126)의 대형 톱니바퀴(134)와 선기어(135)는, 일단 측에서 환상의 원환형 벽부(136)에 의해 일체적으로 연결된다. 제2 감속 톱니바퀴(126)에는, 그 직경 방향 중심에 구멍부(138)가 형성된다. 이 구멍부(138)에는, 기어 하우징(70) 내에 배치되는 지지 플레이트(94)에서 타단 측으로 돌출 형성되는 원통형 지지부(97)가 삽입 관통된다. 이에 따라, 제2 감속 톱니바퀴(126)는 기어 하우징(70)에 대하여 회전이 자유롭게 지지된다. 제2 감속 톱니바퀴(126)의 원환형 벽부(136)에는, 유성톱니바퀴 감속 기구(115) 측으로 돌출되는 환상의 스토퍼부(140)가 형성된다.
유성톱니바퀴 감속 기구(115)는, 제2 감속 톱니바퀴(126)의 선기어(135)와, 복수개(본 실시형태에서는 4개)의 유성기어(143)와 인터널기어(144)와 캐리어(145)를 갖는다. 각 유성기어(143)는, 제2 감속 톱니바퀴(126)의 선기어(135)에 맞물리는 톱니바퀴(147)와, 캐리어(145)로부터 세워 마련되는 핀(148)이 회전이 자유롭게 삽입 관통되는 구멍부(150)를 갖는다. 각 유성기어(143)는, 캐리어(145)의 일단 측에서 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치된다.
캐리어(145)는, 그 직경 방향 대략 중앙에 다각형 구멍부(146)가 축 방향으로 관통하도록 형성된다. 다각형 구멍부(146)의 내주면은 예컨대 육각형상으로 형성된다. 캐리어(145)는, 대직경 원환 판형부(152)와, 대직경 원환 판형부(152)로부터 동심형으로 타단 측으로 돌출 형성되는 소직경 원통형부(153)로 구성된다. 캐리어(145)의 소직경 원통형부(153)는, 기어 하우징(70)의 제1 개구부(81)에 삽입 관통된다. 상기 캐리어(145)의 대직경 원환 판형부(152)는, 그 외경이 각 유성기어(143)의 공전 궤적의 외경보다도 작게 형성된다. 캐리어(145)의 대직경 원환 판형부(152)의 외주 측에는, 둘레 방향을 따라 간격을 두고서 유성기어(143)와 대응하도록 복수의 핀용 구멍부(155)가 형성된다.
캐리어(145)의 각 핀용 구멍부(155)에 핀(148)이 각각 압입 고정된다. 각 핀(148)이 각 유성기어(143)의 구멍부(150)에 회전이 자유롭게 각각 삽입 관통된다. 그리고, 캐리어(145)의 다각형 구멍부(146)와, 후술하는 볼나사 기구(116)의 푸시 로드(190)의 다각형 로드부(193)가 감합함으로써, 캐리어(145)와 푸시 로드(190)의 사이에서 상호 회전 토크를 전달할 수 있게 된다.
인터널기어(144)는, 제2 감속 톱니바퀴(126)의 대형 톱니바퀴(134)의 내측에 배치된다. 인터널기어(144)는, 각 유성기어(143)의 톱니바퀴(147)가 각각 맞물리는 내치(內齒)(161)와, 이 내치(161)의 일단으로부터 연속하여 직경 방향으로 연장되어, 각 유성기어(143)의 축 방향의 이동을 규제하는 환상 벽부(162)와, 내치(161)로부터 타단 측으로 향하여 연장되는 원통형 벽부(163)를 구비한다. 원통형 벽부(163)의 내주면이, 기어 하우징(70)에 형성한 원통형 구속부(84)의 외주면에 맞닿아 있어, 인터널기어(144)의 직경 방향을 따르는 이동이 규제된다. 인터널기어(144)는, 기어 하우징(70)에 상대 회전 불가능하게 지지된다. 인터널기어(144)는, 그 원통형 벽부(163)의 타단이 기어 하우징(70)의 내면에 맞닿고, 그 환상 벽부(162)의 일단면에, 제2 감속 톱니바퀴(126)의 원환형 벽부(136)에 마련된 환상의 스토퍼부(140)가 맞닿아 있기 때문에, 축 방향으로 이동이 규제되도록 기어 하우징(70)에 지지된다.
각 유성기어(143)의 타단면과 캐리어(145)(대직경 원환 판형부(152))의 일단면의 사이에는, 원환형 플레이트(168)가 배치된다. 이 원환형 플레이트(168)는, 인터널기어(144)의 내치(161)의 단부면과 기어 하우징(70)의 원통형 구속부(84)의 일단면의 사이에 끼워짐으로써, 각 유성기어(143)의 축 방향으로의 이동이 규제된다. 원환형 플레이트(168)의 내부에, 복수의 핀(148)이 삽입 관통된다. 또한 본 실시형태에서는, 피스톤(53)을 추진하는 회전력을 얻기 위해서, 전동 모터(31)에 의한 구동력을 증강하는 감속 기구로서의 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)를 채용했지만, 유성톱니바퀴 감속 기구(115)만으로 구성하여도 좋다. 또한, 사이클로이드 감속 기구나 파동 감속기 등, 다른 공지된 기술에 의한 감속기를 유성톱니바퀴 감속 기구(115)와 조합하여도 좋다.
피니언기어(124)로부터 일단 측에, 추력 유지부(120)가 배치된다. 전동 모터(31)의 회전축(32)은, 피니언기어(124)로부터 일단 측으로 돌출된다. 추력 유지부(120)는, 전동 모터(31)의 회전축(32)의 일단에 압입 고정되는 래칫기어(170)와, 이 래칫기어(170)의 기어부(174)에 계합되는 레버 부재(171)(도 6 참조)를 구비한다. 래칫기어(170)는 원통 형상으로 형성된다. 이 래칫기어(170)는, 제1 구멍부(173)를 가지며, 외주면에 기어부(174)가 형성되는 기어 본체부(175)와, 이 기어 본체부(175)로부터 일단 측으로 일체적으로 돌출 형성되며, 제2 구멍부(177)를 갖는 원통형 지지부(178)로 구성된다. 기어 본체부(175)의 제1 구멍부(173)에 전동 모터(31)의 회전축(32)의 일단이 압입 고정된다. 도 6도 참조하면, 레버 부재(171)는, 솔레노이드 액추에이터(181)에 의해, 래칫기어(170)(기어 본체부(175))의 기어부(174)에 계합 또는 이격하도록 왕복 운동한다. 상기 솔레노이드 액추에이터(181)는, 제어 기판(74)에 전기적으로 접속된다.
도 3 및 도 4를 주로 참조하면, 래칫기어(170)의 일단 측에 회전각 검출부(119)가 배치된다. 회전각 검출부(119)는, 전동 모터(31)의 회전축(32)의 회전 각도를 검출하는 것이며, 자석 부재(184)와 자기 검출 IC 칩(185)을 구비한다. 래칫기어(170)의 원통형 지지부(178)의 제2 구멍부(177)에 지지 로드(187)가 압입 고정된다. 원통형 지지부(178)의 일단면에서 일단 측으로 돌출되는 지지 로드(187)에, 컵 형상의 지지 부재(188) 내에 배치되는 링 형상의 자석 부재(184)가 지지된다. 지지 부재(188)를 포함하는 자석 부재(184)는, 지지 플레이트(94)의 개구부(96) 내에 배치된다. 상기 자석 부재(184)의 일단 측에 대향하도록 자기 검출 IC 칩(185)이 배치된다. 자기 검출 IC 칩(185)은, 자석 부재(184)로부터 발생하는 자계의 변화를 검출하는 것이다. 이 자기 검출 IC 칩(185)은, 제어 기판(74)의 타단면에 부착된다. 그리고, 회전하는 자석 부재(184)로부터의 자속의 변화를 자기 검출 IC 칩(185)에 의해 검출함으로써, 제어 기판(74)에 의해, 전동 모터(31)의 회전축(32)의 회전 각도를 연산하여 검출할 수 있다.
도 3 및 도 5를 주로 참조하면, 볼나사 기구(116)는, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)로부터의 회전 운동, 즉 전동 모터(31)의 회전 운동을 직선 운동(이하, 편의상 직동(直動)이라고 한다)으로 변환하여, 피스톤(53)에 추력을 부여하는 것이다. 볼나사 기구(116)는, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)로부터의 회전 운동이 전달되는, 축 부재로서의 푸시 로드(190)와, 이 푸시 로드(190)의 외주면에 나사식 계합되는, 너트 부재로서의 베이스 너트(191)로 구성된다.
푸시 로드(190)는, 실린더부(34)의 바닥벽(46)에 형성한 삽입 관통 구멍(47)으로부터 지지 플레이트(94)의 원통형 지지부(97) 내의 축 방향 대략 전역에 이르는 범위에 형성되는 다각형 로드부(193)와, 이 다각형 로드부(193)의 타단에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 연장되는 대직경 로드부(194)와, 이 대직경 로드부(194)의 타단에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 연장되는 중간 직경 로드부(195)와, 이 중간 직경 로드부(195)의 타단에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 연장되는 소직경 로드부(196)를 구비한다.
다각형 로드부(193)는 대직경 로드부(194)보다도 소직경으로 형성된다. 다각형 로드부(193)는, 그 외주면이 다각 형상, 예컨대 육각 형상으로 형성된다. 다각형 로드부(193)가, 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 캐리어(145)의 다각형 구멍부(146)에 감합된다. 대직경 로드부(194)의 외주면에는, 직경 방향 중심선을 따라 나선형 홈부(199)가 형성된다. 대직경 로드부(194)는, 실린더부(34)의 바닥벽(46)에서부터 후술하는 베이스 너트(191)의 타단면에 이르는 범위에 형성된다. 중간 직경 로드부(195)의 외주면에는, 축 방향으로 연장되는 키 홈부(도시 생략)가 형성된다. 중간 직경 로드부(195)는, 후술하는 제1 클러치 부재(225)의 삽입 관통 구멍(233)에서부터 제2 클러치 부재(226) 내부를 지나 제3 클러치 부재(228)의 제1 삽입 관통 구멍(251)에 삽입 관통된다. 소직경 로드부(196)는, 후술하는 제3 클러치 부재(228)의 제2 삽입 관통 구멍(252)에 삽입 관통된다. 대직경 로드부(194)와 중간 직경 로드부(195)의 사이에, 환상 단차면(198)이 형성된다.
푸시 로드(190)의 대직경 로드부(194)의 직경 방향 바깥쪽에는, 베이스 너트(191)가 배치된다. 베이스 너트(191)는 원통형으로 형성된다. 베이스 너트(191)의 내주면에는, 직경 방향 중심선을 따라 나선형 홈부(201)가 형성된다. 베이스 너트(191)의 외주면에는, 축 방향으로 연장되는 키 홈부(도시 생략)가 형성된다. 푸시 로드(190)의 나선형 홈부(199)와 베이스 너트(191)의 나선형 홈부(201)의 사이에, 복수의 볼(203)이 배치된다. 베이스 너트(191)의 일단면과 실린더 보어(50)의 바닥벽(46)의 사이에는, 원통형의 추력 센서(117)가 서로 맞닿도록 배치된다. 추력 센서(117)는 원통형의 로드 셀로 구성된다. 추력 센서(117)는, 피스톤(53)에서 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)로의 추력에 대한 반력을 검출하는 것이다. 추력 센서(117)의 일단 측의 외주면은, 실린더 보어(50)의 소직경 개구부(44)의 내주면에 맞닿아 있다.
베이스 너트(191) 및 추력 센서(117)의 메인 부분(일단 측 이외의 메인 부분)과 실린더 보어(50)의 대직경 개구부(43)의 내벽면의 사이에 스토퍼 부재(205)가 배치된다. 스토퍼 부재(205)는, 전체적으로 바닥을 가진 원통형으로 형성된다. 스토퍼 부재(205)는, 일단 측에 위치하는 대직경 박육부(208)와, 이 대직경 박육부(208)의 타단에서 타단 측으로 일체적으로 연장되는 대직경 후육부(209)와, 대직경 후육부(209)의 타단에서 타단 측으로 일체적으로 연장되는 소직경 박육부(210)와, 소직경 박육부(210)의 타단에서 안쪽으로 향하여 돌출 형성되며, 직경 방향 중앙에 삽입 관통 구멍(212)을 갖는 바닥벽부(211)를 구비한다.
대직경 박육부(208)는, 그 외주면이 실린더 보어(50)의 대직경 개구부(43)의 내주면에 맞닿고, 그 내주면이 추력 센서(117)의 외주면에 맞닿는다. 대직경 후육부(209)의 내주면에는, 축 방향으로 연장되는 키 홈부(도시 생략)가 형성된다. 대직경 후육부(209)는, 그 외주면이 실린더 보어(50)의 대직경 개구부(43)의 내주면에 맞닿고, 그 내주면이 베이스 너트(191)의 외주면에 맞닿는다. 대직경 후육부(209)의 타단의 외주면에는, 계합 오목부(도시 생략)가 형성된다. 소직경 박육부(210)는, 그 내주면이 베이스 너트(191)의 외주면에 맞닿고, 그 타단 측이 피스톤(53)의 내부에 배치된다. 스토퍼 부재(205)의 바닥벽부(211)에 형성한 삽입 관통 구멍(212)에는, 후술하는 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 소직경부(239)가 삽입 관통된다.
스토퍼 부재(205)는, 실린더부(34)의 주벽부를 직경 방향 바깥쪽으로부터 삽입 관통되는 회전 규제용의 샤프트(도시 생략)의 선단을, 대직경 후육부(209)에 형성한 계합 오목부(도시 생략)에 배치함으로써, 실린더부(34)에 대하여 상대 회전 불가능하게 지지되어, 타단 측으로의 이동이 규제된다. 스토퍼 부재(205)의 대직경 후육부(209)의 내주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)와, 베이스 너트(191)의 외주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)의 사이에는, 세로로 긴 제1 키 부재(도시 생략)가 배치된다. 이 제1 키 부재에 의해, 스토퍼 부재(205)와 베이스 너트(191)는 상호 상대 회전 불가능하게 된다. 베이스 너트(191)의 타단면과 스토퍼 부재(205)의 바닥벽부(211)의 사이에는, 제1 웨이브 와셔(220, 220)가 2장 겹치도록 배치된다. 이 제1 웨이브 와셔(220, 220)에 의해, 베이스 너트(191)를 스토퍼 부재(205)에 대하여 일단 측(추력 센서(117) 측)으로 밀어붙이게 하고 있다.
복귀 기구(118)는, 페일 오픈 기구라고 부르는 경우도 있으며, 제동 중에, 전동 모터(31)나 제어 기판(74) 등이 실함(失陷)한 경우에, 피스톤(53)에 의한 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에서 디스크 로터(D)로의 제동력을 개방하는 것이다. 즉, 복귀 기구(118)는, 푸시 로드(190)가 피스톤(53)을 추진할 때, 피스톤(53)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 것이며, 추력에 대한 반력이 설정된 반력 이상인 경우, 푸시 로드(190)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 것이다. 상기 복귀 기구(118)는, 제1 클러치 부재(225)와 제2 클러치 부재(226)와 리턴 스프링(227)과 제3 클러치 부재(228)와 스프링 홀더(229)를 구비한다.
제1 클러치 부재(225)는, 내부에 중간 직경 로드부(195)가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(233)을 갖는 원통형으로 형성된다. 제1 클러치 부재(225)의 삽입 관통 구멍(233)의 내주면에는, 축 방향으로 연장되는 키 홈부(도시 생략)가 형성된다. 중간 직경 로드부(195)의 외주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)와 제1 클러치 부재(225)의 삽입 관통 구멍(233)의 내주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)의 사이에는, 세로로 긴 제2 키 부재(도시 생략)가 배치된다. 이 제2 키 부재에 의해, 제1 클러치 부재(225)와 푸시 로드(190)는 상호 상대 회전 불가능하게 된다. 제1 클러치 부재(225)는, 일단 측에 위치하는 제1 클러치 소직경부(239)와, 이 제1 클러치 소직경부(239)의 타단에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 형성되는 제1 클러치 대직경부(240)를 구비한다.
푸시 로드(190)의 대직경 로드부(194)와 중간 직경 로드부(195) 사이의 환상 단차면(198)이, 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 소직경부(239)의 일단면에 맞닿을 수 있게 된다. 제1 클러치 대직경부(240)의 타단면인 환상면(243)에 클러치용 마찰재(페이싱)가 마련된다. 스토퍼 부재(205)의 바닥벽부(211)보다도 타단 측에서, 제1 클러치 소직경부(239)의 둘레에는 원환형 플레이트(245)가 배치된다. 원환형 플레이트(245)의 외주부는, 피스톤(53)의 내주면에 형성한 환상 홈부(59)에 계합된다.
또한, 이 원환형 플레이트(245)는, 피스톤(53) 내에 삽입할 때는 외경이 축소되고, 환상 홈부(59)에 이르면 외경이 확대되어, 그 외주부가 환상 홈부(59)에 계합된다. 원환형 플레이트(245)의 삽입 관통 구멍(246)에 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 소직경부(239)가 삽입 관통된다. 이 삽입 관통 구멍(246)은, 스토퍼 부재(205)의 바닥벽부(211)에 형성한 삽입 관통 구멍(212)보다도 대직경으로 형성된다. 원환형 플레이트(245)의 타단 측에는, 원환형 플레이트(248)가 맞닿게 배치된다. 원환형 플레이트(248)의 삽입 관통 구멍(249)에, 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 소직경부(239)가 삽입 관통된다. 원환형 플레이트(248)의 외경은, 원환형 플레이트(245)의 외경보다 소직경이며, 피스톤(53)의 내부에 배치된다. 원환형 플레이트(248)의 타단 측에, 제2 웨이브 와셔(250)가 맞닿게 배치된다. 제1 클러치 부재(225)의 타단 측에는, 제2 클러치 부재(226)를 통해 제3 클러치 부재(228)가 배치된다. 우선, 제3 클러치 부재(228)를 이하에 설명한다.
제3 클러치 부재(228)는, 그 내부에 푸시 로드(190)의 중간 직경 로드부(195) 및 소직경 로드부(196)가 삽입 관통되는 제1 삽입 관통 구멍(251)과, 이 제1 삽입 관통 구멍(251)의 타단 측에 형성되며 소직경 로드부(196)가 삽입 관통되는 제2 삽입 관통 구멍(252)을 갖는, 원통형으로 형성된다. 제3 클러치 부재(228)의 제1 삽입 관통 구멍(251)과 제1 클러치 부재(225)의 삽입 관통 구멍(233)은, 동일한 내경을 갖는다. 제1 삽입 관통 구멍(251)의 내주면에는 축 방향을 따르는 키 홈부(도시 생략)가 형성된다. 그리고, 푸시 로드(190)의 중간 직경 로드부(195)의 외주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)와 제3 클러치 부재(228)의 제1 삽입 관통 구멍(251)의 내주면에 형성한 키 홈부(도시 생략)의 사이에, 제1 클러치 부재(225)와 공통의 세로로 긴 제2 키 부재(도시 생략)가 배치된다. 이 제2 키 부재에 의해, 제1 및 제3 클러치 부재(225, 228)와 푸시 로드(190)는, 상호 상대 회전 불가능하게 된다.
제3 클러치 부재(228)는, 일단 측에 위치하는 제3 클러치 소직경부(257)와, 이 제3 클러치 소직경부(257)의 타단에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 돌출 형성되는 제3 클러치 대직경부(258)를 구비한다. 제3 클러치 소직경부(257)의 일단면인 환상면(260)에, 클러치용 마찰재(페이싱)가 마련된다. 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 소직경부(257)의 외경과 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 대직경부(240)의 외경은, 대략 일치한다. 제3 클러치 대직경부(258)의 타단면에는, 직경 방향 대략 중앙에 원형형 오목부(262)가 형성된다. 제3 클러치 대직경부(258)의 타단면에는, 원형형 오목부(262)의 둘레에, 바닥면이 단면 원호면으로 형성되는 환상 홈부(264)가 형성된다.
푸시 로드(190)의 소직경 로드부(196)는, 제3 클러치 부재(228)의 제2 삽입 관통 구멍(252)에 삽입 관통된 후, 푸시 로드(190)의 소직경 로드부(196)의 선단에, 빠짐 방지를 위한 C-자형의 멈춤 고리(266)가 장착된다. 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 대직경부(240)와 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 소직경부(257)의 사이에서부터 제3 클러치 부재(228)의 직경 방향 바깥쪽에 이르는 범위에, 제2 클러치 부재(226)가 배치된다.
제2 클러치 부재(226)는, 디스크형 클러치부(268)와, 이 디스크형 클러치부(268)의 외주에서 타단 측으로 향하여 일체적으로 연장되는 스커트부(269)와, 이 스커트부(269)의 타단에서 직경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부(270)를 구비한다. 디스크형 클러치부(268)와 스커트부(269)와 플랜지부(270)는, 동일한 얇은 두께로 형성된다. 디스크형 클러치부(268)에는, 직경 방향 중앙에 푸시 로드(190)의 중간 직경 로드부(195)가 삽입 관통되는 삽입 관통 구멍(272)이 형성된다. 디스크형 클러치부(268)는, 제1 클러치 부재(225)의 제1 클러치 대직경부(240)와 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 소직경부(257)의 사이에 배치된다. 디스크형 클러치부(268)에는, 그 양면에 클러치용 마찰재가 마련된다.
스커트부(269)는, 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 소직경부(257)의 외주면을 따르는 스커트 소직경부(274)와, 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 대직경부(258)의 외주면을 따르는 스커트 대직경부(275)를 구비한다. 스커트 소직경부(274)와 스커트 대직경부(275)는, 환상 벽부(276)에 의해 일체적으로 접속된다. 제2 클러치 부재(226)의 플랜지부(270)에는, 리턴 스프링(227)의 타단이 접속된다. 리턴 스프링(227)의 일단은, 되접어 꺾는 식으로 굴곡되고, 그 굴곡 부분을, 후술하는 스프링 홀더(229)의 플랜지부(297)에 형성한 계합 홈부(도시 생략)에 거는 식으로 하여 접속된다.
리턴 스프링(227)은, 코일 스프링으로 구성된다. 리턴 스프링(227)은, 푸시 로드(190)에 대하여 후퇴 방향의 회전력을 축적할 수 있다. 리턴 스프링(227)은, 제3 클러치 부재(228)의 스커트부(269)의 직경 방향 바깥쪽에 배치된다. 또한 리턴 스프링(227)에는, 회전 방향을 따르는 소정의 셋트 토크가 부여된다. 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 대직경부(258)와 대향하도록 푸시 부재(280)가 배치된다. 푸시 부재(280)는 원통형으로 형성된다. 푸시 부재(280)의 축 방향으로 연장되는 관통 구멍(281)의 외경은, 제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 대직경부(258)에 형성한 원형 오목부(262)의 외경과 대략 같다. 푸시 부재(280)의 타단면은, 볼록형 구면(284)으로 형성된다. 푸시 부재(280)의 일단면에서, 관통 구멍(281)의 둘레에는, 바닥면이 단면 원호면으로 형성되는 환상 홈부(285)가 형성된다.
제3 클러치 부재(228)의 제3 클러치 대직경부(258)에 형성한 환상 홈부(264)와, 푸시 부재(280)에 형성한 환상 홈부(285)의 사이에는, 스러스트 베어링(288)이 배치된다. 스러스트 베어링(288)은, 원환형으로 연장되는 판형부에 지지 구멍이 둘레 방향을 따라 간격을 두고서 복수 형성되는 리테이너(292)와, 이 리테이너(292)의 각 지지 구멍 각각에 회전이 자유롭게 유지되는 볼(293)로 구성된다. 제2 클러치 부재(226)의 디스크형 클러치부(268) 및 스커트부(269)의 스커트 소직경부(274)의 직경 방향 바깥쪽에, 스프링 홀더(229)가 배치된다.
스프링 홀더(229)는, 제2 클러치 부재(226)의 스커트 소직경부(274)의 둘레를 둘러싸도록 형성되는 스커트부(296)와, 이 스커트부(296)의 일단에서 직경 방향 바깥쪽으로 연장되는 플랜지부(297)로 구성된다. 스커트부(296)와 플랜지부(297)는, 동일한 얇은 두께로 형성된다. 스커트부(296)의 타단면은, 제2 클러치 부재(226)의 환상 벽부(276)에 맞닿을 수 있게 배치된다. 플랜지부(297)는, 제2 클러치 부재(226)의 디스크형 클러치부(268)의 직경 방향 바깥쪽에 위치한다. 플랜지부(297)의 외주면에는, 리턴 스프링(227)의 일단의 굴곡 부분이 계합하는 계합 홈부(도시 생략)가 형성된다. 플랜지부(297)의 외주면에서, 그 둘레 방향의 일부에서 일단 측으로 돌출 형성되는, 스토퍼부(도시 생략)가 형성된다. 스프링 홀더(229)는, 이 스토퍼부를 피스톤(53)의 내주면에 형성한 회전 규제용 오목부(58)에 계합시킴으로써, 피스톤(53)에 대하여 상대 회전 불가능하게 지지된다. 스프링 홀더(229)의 플랜지부(297)와 원환형 플레이트(248)의 사이에는, 제2 웨이브 와셔(250)가 배치된다. 이 제2 웨이브 와셔(250)에 의해, 스프링 홀더(229)의 플랜지부(297)에 대하여, 원환형 플레이트(248) 및 원환형 플레이트(245)를 일단 측으로 밀어붙인다.
제어 기판(74)으로부터의 지령에 의해 전동 모터(31)의 구동을 제어한다. 이 제어 기판(74)은, 상술한 것과 같이, 기어 하우징(70) 내부를 2개의 스페이스로 구획하는 지지 플레이트(94)의 일단 측의 면에 고정된다. 제어 기판(74)은, 회전각 검출부(119)의 자기 검출 IC 칩(185)과 전기적으로 접속된다. 제어 기판(74)은, 추력 센서(117)와 전기적으로 접속된다. 또한 제어 기판(74)에는, 도시하지 않는 브레이크 페달에 부착되는 스트로크 센서 등의 운전자의 요구를 검출하는 검출 센서나, 운전자가 요구하는 일 없이 브레이크가 필요한 여러 가지 상황을 검출하는 여러 가지 검출 센서가, 전기적으로 접속된다. 제어 기판(74)에는, 차량의 정지 상태를 유지하기 위한 작용의 일례인 주차 브레이크의 작동·해제를 지시하도록 조작되는, 파킹 스위치(도시 생략)와 전기적으로 접속된다. 제어 기판(74)은, 추력 유지부(120)의 레버 부재(171)를 작동시키기 위한 솔레노이드 액추에이터(181)와 전기적으로 접속된다.
그리고, 통상 주행에 있어서의 제동 시에는, 상기 제어 기판(74)에 의해, 운전자의 요구에 대응한 검출 센서, 브레이크가 필요한 여러 가지 상황을 검출하는 여러 가지 검출 센서로부터의 검출 신호, 회전각 검출부(119)의 자기 검출 IC 칩(185)으로부터의 검출 신호, 및 추력 센서(117)로부터의 검출 신호 등에 기초하여, 전동 모터(31)의 구동을 제어한다. 또한, 제어 기판(74)에 의해, 파킹 스위치로부터의 조작 신호에 기초하여, 솔레노이드 액추에이터(181)의 구동을 제어하면서, 추력 유지부(120)의 레버 부재(171)의 구동을 제어한다.
이어서, 상술한 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에 있어서, 통상 주행에 있어서의 제동 및 제동 해제의 작용에 관해서 설명한다.
통상 주행에 있어서의 제동 시에는, 제어 기판(74)으로부터의 지령에 의해 전동 모터(31)가 구동되어, 그 정방향, 즉 제동 방향의 회전이, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114)를 통해 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 선기어(135)에 전달된다. 이 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 선기어(135)의 회전에 의해, 각 유성기어(143)가 자신의 회전 축선을 중심으로 자전하면서, 선기어(135)의 회전 축선을 중심으로 공전함으로써, 캐리어(145)가 회전한다. 즉, 전동 모터(31)로부터의 회전이, 평톱니바퀴 다단 감속 기구(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)를 경유함으로써, 소정의 감속비로 감속, 증강되어, 캐리어(145)에 전달된다. 그리고, 캐리어(145)로부터의 회전이, 볼나사 기구(116)의 푸시 로드(190)에 전달된다.
이어서, 캐리어(145)의 회전에 따라 푸시 로드(190)가 회전하기 시작하면, 베이스 너트(191)는 피스톤(53)에 대하여 상대 회전 불가능하게 지지되기 때문에, 푸시 로드(190)의 나선형 홈부(199)와 베이스 너트(191)의 나선형 홈부(201) 사이의 각 볼(203)이 굴러 움직임과 더불어, 푸시 로드(190)가 베이스 너트(191)에 대하여 상대 회전하면서 전진하게 된다. 이때, 푸시 로드(190)가 회전함으로써, 제1 클러치 부재(225) 및 제3 클러치 부재(228)가, 동기하여 회전하게 된다.
이어서, 푸시 로드(190)가 상대 회전하면서 전진함으로써, 푸시 로드(190)의 환상 단차면(198)이 제1 클러치 부재(225)를 누르도록 전진하고, 제1 클러치 부재(225) 및 제3 클러치 부재(228)가 상대 회전하는 한편 제2 클러치 부재(226)는 상대 회전하지 않는 가운데 이들이 일체가 되어 전진하고, 스러스트 베어링(288)을 통해 푸시 부재(280)가 전진한다.
즉, 이때 제1 클러치 부재(225)의 회전 토크가 제2 클러치 부재(226)를 통해 리턴 스프링(227)에 전달되는데, 이 회전 토크는, 아직 리턴 스프링(227)의 소정의 셋트 토크보다도 작기 때문에, 제2 클러치 부재(226)는 상대 회전하는 일 없이 전진하게 된다. 또한 이때, 제1 클러치 부재(225) 및 제3 클러치 부재(228)는 상대 회전하면서 전진하지만, 원환형 플레이트(245), 원환형 플레이트(248) 및 스프링 홀더(229)는, 회전 방향 및 축 방향을 따라 상대 이동하는 일은 없다.
이어서, 푸시 로드(190)가 베이스 너트(191)에 대하여 상대 회전하면서 전진하면, 제1 클러치 부재(225) 및 제3 클러치 부재(228)가 상대 회전하면서 일체가 되어 계속해서 전진하고, 푸시 부재(280)의 볼록형 구면(284)이 피스톤(53)의 오목형 구면(61)을 누름으로써, 상기 피스톤(53)이 전진하여, 이 피스톤(53)에 의해 내측 브레이크 패드(2)를 디스크 로터(D)에 꽉 누른다. 그리고, 피스톤(53)에 의한 내측 브레이크 패드(2)에의 압박력에 대한 반력에 의해, 캘리퍼 본체(30)가 브래킷(5)에 대하여 도 3에 있어서의 우측 방향으로 이동하여, 갈고리부(35)에 부착된 외측 브레이크 패드(3)를 디스크 로터(D)에 꽉 누른다. 이 결과, 디스크 로터(D)가 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에 의해 사이에 끼워져 마찰력이 발생하고, 나아가서는 차량의 제동력이 발생하게 된다.
이어서, 디스크 로터(D)가 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에 의해 사이에 끼워져 제동력이 발생하기 시작하면, 그 반력이, 푸시 부재(280), 제3 클러치 부재(228), 제2 클러치 부재(226), 제1 클러치 부재(225), 푸시 로드(190) 및 베이스 너트(191)를 경유하여, 추력 센서(117)에 부여된다. 그리고, 추력 센서(117)에 의해, 피스톤(53)의 전진에 의한 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에서 디스크 로터(D)로의 추력이 검출된다. 또한 이때, 피스톤(53)이 전진하기 시작하면, 원환형 플레이트(245), 원환형 플레이트(248) 및 스프링 홀더(229)가, 피스톤(53)과 함께 전진하기 시작한다.
그리고, 이 이후 푸시 로드(190)의 회전이 계속되면, 푸시 로드(190)의 상대 회전에 의해, 제1 클러치 부재(225)를 통해 제2 클러치 부재(226)가 상대 회전함으로써, 제1 클러치 부재(225), 제2 클러치 부재(226) 및 제3 클러치 부재(228)가, 상대 회전하면서 일체가 되어 전진하여, 피스톤(53)을 전진시킨다. 그리고, 제2 클러치 부재(226)가 회전함으로써, 리턴 스프링(227)에 푸시 로드(190)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력이 축적된다. 그 후, 회전각 검출부(119) 및 추력 센서(117) 등으로부터의 검출 신호에 의해 전동 모터(31)의 구동이 제어되어, 제동 상태가 확립된다.
한편, 제동 해제 시에는, 제어 기판(74)으로부터의 지령에 의해, 전동 모터(31)의 회전축(32)이, 역방향, 즉 제동 해제 방향으로 회전함과 더불어, 그 역방향의 회전이, 평톱니바퀴 다단 감속기(114) 및 유성톱니바퀴 감속 기구(115)를 통해 푸시 로드(190)에 전달된다. 그 결과, 푸시 로드(190)가 역방향으로 상대 회전하면서 후퇴함으로써, 리턴 스프링(227)이 초기 상태로 되돌아가, 디스크 로터(D)에의 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에 의한 제동력이 해제된다.
그래서, 제동 중, 전동 모터(31)나 제어 기판(74)이 실함한 경우에는, 제동 도중에 리턴 스프링(227)에 축적된 밀어붙이는 힘에 의해, 제2 클러치 부재(226)가 역방향(후퇴 방향)으로 회전함과 더불어 제1 클러치 부재(225)가 역방향으로 회전함으로써, 푸시 로드(190)가 역방향으로 상대 회전하면서 후퇴하여, 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에서 디스크 로터(D)로의 제동력이 개방된다.
또한, 상술한 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에 있어서, 예컨대 주차 브레이크를 작동시킬 때는, 파킹 브레이크 스위치가 조작되면, 제어 기판(74)의 지령에 의해, 상술한 것과 같이, 피스톤(53)에 의한 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에서 디스크 로터(D)로의 제동력을 발생시킴과 더불어, 솔레노이드 액추에이터(181)가 작동되어, 레버 부재(171)가, 전동 모터(31)의 회전축(32)에 압입 고정된 래칫기어(170)(기어 본체부(175))의 기어부(174)에 계합된다. 그 결과, 전동 모터(31)의 회전축(32)은, 제동력을 발생시키는 정방향으로의 회전은 허용되지만, 제동력이 해제되는 역방향으로의 회전은 규제된다.
이에 따라, 피스톤(53)에 의한 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)에서 디스크 로터(D)로의 제동력이 유지되어, 주차 브레이크가 완료된다. 한편, 주차 브레이크를 해제할 때는, 파킹 브레이크 스위치가 조작되면, 제어 기판(74)의 지령에 의해, 솔레노이드 액추에이터(181)가 작동되어, 레버 부재(171)가, 전동 모터(31)의 회전축(32)에 압입 고정된 래칫기어(170)(기어 본체부(175))의 기어부(174)로부터 이격된다. 그 후, 상술한 동작이 이루어져, 내측 브레이크 패드(2) 및 외측 브레이크 패드에 의한 디스크 로터(D)로의 제동력이 해제되어, 주차 브레이크가 해제된다.
이상 설명한 것과 같이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 한 쌍의 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3) 중 내측 브레이크 패드(2)를 디스크 로터(D)에 꽉 누르는 피스톤(53)과, 전동 모터(31)의 회전에 의해 피스톤(53)에 추력을 부여하는 볼나사 기구(116)를 구비하고, 볼나사 기구(116)는, 베이스 너트(191)와 이 베이스 너트(191) 내에 나사식 계합되는 푸시 로드(190)를 가지며, 이들은 상호 축 방향을 따라 상대 이동 가능하다. 그 결과, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다. 이에 따라, 전동 브레이크 장치(1)의 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 베이스 너트(191)가 캘리퍼 본체(30)에 대하여 상대 회전 불가능하게 지지되고, 푸시 로드(190)에 전동 모터(31)로부터의 회전이 전달됨으로써, 푸시 로드(190)가, 베이스 너트(191)에 대하여 상대 회전하면서 축 방향을 따라 상대 이동하여 피스톤(53)을 추진시키기 때문에, 베이스 너트(191)가 직동하는 스페이스를 확보할 필요가 없다. 이에 따라, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 캐리어(145)와 푸시 로드(190)는, 상대 회전 불가능하게 그리고 또한 축 방향을 따라 상대 이동 가능하게 연결되기 때문에, 푸시 로드(190)의 축 방향으로의 이동 범위를, 유성톱니바퀴 감속 기구(115)의 내부까지 확대시킬 수 있고, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 추력 센서(117)는, 베이스 너트(191)의 일단면에 맞닿아, 상기 베이스 너트(191)에 전달되는, 피스톤(53)에서 내측 및 외측 브레이크 패드(2, 3)로의 추력에 대한 반력을 검출하기 때문에, 실린더 보어(50) 내의 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 추력 센서(117)는 원통형으로 형성되고, 베이스 너트(191)의 유성톱니바퀴 감속 기구(115) 측의 면에 맞닿아, 푸시 로드(190)의 직경 방향 바깥쪽에 배치되기 때문에, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 푸시 로드(190)가 피스톤(53)을 추진할 때, 푸시 로드(190)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 복귀 기구(118)를 구비하고, 이 복귀 기구(118)는 푸시 로드(190)의 직경 방향 바깥쪽에 배치되기 때문에, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 복귀 기구(118)는, 푸시 로드(190)에 회전 방향으로 밀어붙이는 힘을 부여하는 리턴 스프링(227)과, 이 리턴 스프링(227)과 푸시 로드(190)의 사이에서 서로의 회전력을 전달하거나 또는 차단하는 제1∼제3 클러치 부재(225, 226, 228)를 구비한다. 이에 따라, 복귀 기구(118)를 간소한 구조로 구성할 수 있어, 대형화를 억제할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 따른 전동 브레이크 장치(1)에서는, 제어 기판(74)에는, 푸시 로드(190)와의 간섭을 피하는 절결부(104)가 형성되기 때문에, 푸시 로드(190)의 축 방향으로의 이동 범위를 제어 기판(74)이 배치되는 공간까지 확대할 수 있고, 캘리퍼 본체(30)의 실린더부(34)의 축 방향의 길이를 더욱 단축시킬 수 있어, 소형화를 달성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제어 기판(74)의 단부에 푸시 로드(190)와의 간섭을 막는 절결부(104)가 형성되어 있지만, 구멍 등을 형성하여도 좋다.
이상 설명한 실시형태에 기초한 전동 브레이크 장치(1)로서, 예컨대 이하에 기재하는 양태의 것을 생각할 수 있다.
제1 양태에 따른 전동 브레이크 장치는,
전동 모터(31)의 회전력을 전달하는 전달 기구(114, 115)와,
상기 전달 기구(114, 115)의 회전력을 추력으로 변환하는 나사 기구(116)와,
상기 나사 기구(116)에 의해서 추진되는 압박 부재(53)와,
상기 압박 부재(53)를 이동 가능하게 지지하는 캘리퍼(4)를 구비하고,
상기 나사 기구(116)는,
상기 캘리퍼(4)에 대하여 회전 불가능하게 지지되는 너트 부재(191)와,
상기 전달 기구(114, 115)로부터의 회전력을 받는 축 부재(190)를 구비하고,
상기 축 부재(190)는, 상기 너트 부재(191)에 대하여 상기 축 부재(190)의 축 방향으로 상대 이동 가능하게 이루어진다.
제2 양태에서는, 제1 양태에 있어서, 상기 나사 기구(116)에 있어서, 상기 축 부재(190)가 상기 압박 부재(63)를 추진한다.
제3 양태에서는, 제1 양태 또는 제2 양태에 있어서, 상기 전달 기구(114, 115)는 상기 캘리퍼(4)에 지지되고, 상기 축 부재(190)는 상기 전달 기구(114, 115)에 대하여 축 방향으로 상대 이동 가능하게 이루어진다.
제4 양태는, 제1 양태 내지 제3 양태 중의 어느 한 양태에 있어서, 상기 캘리퍼(4)는, 상기 압박 부재(53)의 추력에 대한 반력을 검출하기 위한 추력 검출부(117)를 구비하고, 상기 추력 검출부(117)는, 상기 너트 부재(191)에 맞닿아, 상기 너트 부재(191)로부터 전달되는 상기 반력의 크기를 검출한다.
제5 양태에서는, 제4 양태에 있어서, 상기 캘리퍼(4)에는, 상기 나사 기구(116) 및 상기 압박 부재(53)가 배치되는 바닥을 가진 실린더 보어(50)가 형성되고, 상기 추력 검출부(117)는, 상기 너트 부재(191)와 상기 실린더 보어(50)의 바닥부(46)의 사이에서, 상기 축 부재(190)의 직경 방향 바깥쪽에 배치된다.
제6 양태에서는, 제1 양태 내지 제5 양태 중의 어느 한 양태에 있어서, 상기 축 부재(190)와 상기 압박 부재(53)의 사이에는, 상기 압박 부재(53)를 추진할 때에 상기 축 부재(190)에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 복귀 기구(118)가 마련되고, 이 복귀 기구(118)는 상기 축 부재(190)의 직경 방향 바깥쪽에 배치된다.
제7 양태에서는, 제1 양태 내지 제6 양태 중의 어느 한 양태에 있어서, 상기 축 부재(190)는, 상기 전동 모터(31)의 구동을 제어하는 제어 기판(74)이 수납되는 하우징(70) 내에 이동 가능하게 구성되고, 상기 제어 기판(74)에는, 상기 축 부재(190)와의 간섭을 피하는 절결부(104) 또는 구멍부가 형성된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다. 예컨대 상기한 실시형태는, 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시형태의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시형태의 구성의 일부에 관해서 다른 구성의 추가·삭제·치환을 할 수 있다.
본원은 2017년 10월 13일자 출원의 일본 특허출원 제2017-199492호에 기초한 우선권을 주장한다. 2017년 10월 13일자 출원의 일본 특허출원 제2017-199492호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 전체 개시 내용은 참조에 의해 본원에 전체적으로 들어간다.
1: 전동 브레이크 장치, 2: 내측 브레이크 패드, 3: 외측 브레이크 패드, 4: 캘리퍼, 30: 캘리퍼 본체, 31: 전동 모터, 34: 실린더부, 50: 실린더 보어, 53: 피스톤(압박 부재), 70: 기어 하우징(하우징), 74: 제어 기판, 104: 절결부, 114: 평톱니바퀴 다단 감속 기구(전달 기구), 115: 유성톱니바퀴 감속 기구(전달 기구), 116: 볼나사 기구(나사 기구), 117: 추력 센서(추력 검출부), 118: 복귀 기구, 190: 푸시 로드(축 부재), 191: 베이스 너트(너트 부재), 199: 나선형 홈부, 201: 나선형 홈부, 225: 제1 클러치 부재, 226: 제2 클러치 부재, 227: 리턴 스프링, 228: 제3 클러치 부재, D: 디스크 로터

Claims (7)

  1. 전동 브레이크 장치로서, 상기 전동 브레이크 장치는,
    전동 모터의 회전력을 전달하는 전달 기구와,
    상기 전달 기구의 회전력을 추력으로 변환하는 나사 기구와,
    상기 나사 기구에 의해서 추진되는 압박 부재와,
    상기 압박 부재를 이동 가능하게 지지하는 캘리퍼를 가지며,
    상기 나사 기구는,
    상기 캘리퍼에 대하여 회전 불가능하게 지지되는 너트 부재와,
    상기 전달 기구로부터의 회전력을 받는 축 부재를 구비하고,
    상기 축 부재는, 상기 너트 부재에 대하여 상기 축 부재의 축 방향으로 상대 이동 가능하게 이루어지고,
    상기 캘리퍼는, 상기 압박 부재의 추력에 대한 반력을 검출하기 위한 추력 검출부를 구비하고,
    상기 추력 검출부는, 상기 너트 부재에 맞닿아, 상기 너트 부재로부터 전달되는 상기 반력의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 나사 기구에 있어서, 상기 축 부재가 상기 압박 부재를 추진하는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전달 기구는 상기 캘리퍼에 지지되고,
    상기 축 부재는, 상기 전달 기구에 대하여 축 방향으로 상대 이동 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 캘리퍼에는, 상기 나사 기구 및 상기 압박 부재가 배치되는, 바닥이 있는 실린더 보어가 형성되고,
    상기 추력 검출부는, 상기 너트 부재와 상기 실린더 보어의 바닥부의 사이에서, 상기 축 부재의 직경 방향 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 축 부재와 상기 압박 부재의 사이에는, 상기 압박 부재를 추진할 때에 상기 축 부재에 대한 후퇴 방향으로의 회전력을 축적하는 복귀 기구가 마련되고,
    상기 복귀 기구는, 상기 축 부재의 직경 방향 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 축 부재는, 상기 전동 모터의 구동을 제어하는 제어 기판이 수납되는 하우징 내에 이동 가능하게 구성되고,
    상기 제어 기판에는, 상기 축 부재와의 간섭을 피하는 절결부 또는 구멍부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 장치.
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