电动制动促动器的制作方法

文档序号:18816938发布日期:2019-10-09 00:02阅读:109来源:国知局
电动制动促动器的制作方法

本发明涉及用于利用电动马达的力来向车轮施加制动力的电动制动促动器。



背景技术:

为了向车轮施加制动力,开发出了将摩擦部件向与车轮一起旋转的旋转体按压的电动制动促动器(以下,有时简称作“促动器”),该促动器一般构成为包含活塞、电动马达及具有通过该电动马达而旋转的输入轴且将该电动马达的旋转动作转换为活塞的进退动作的动作转换机构。在这样的结构的促动器中,在活塞前进而产生有制动力的状态下在发生了电动马达无法产生力那样的故障的情况下,无法使活塞后退,无法消除制动力。因此,例如如下述专利文献所记载那样,也研究了将依据扭转弹簧的弹性力而向输入轴施加使活塞后退的方向的转矩的转矩施加装置装备于促动器。在该促动器中设有卡止位置变更允许机构,该卡止位置变更允许机构在扭转弹簧的扭转增加而该扭转弹簧的弹性转矩超过了上限转矩的情况下变更扭转弹簧的一端部的卡止位置,以减小该弹性转矩。

现有技术文献

专利文献1:日本特开2013-024389号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在上述专利文献所记载的促动器中,在活塞从待机位置前进而产生有制动力的过程中上述卡止位置变更允许机构工作之后,在为了解除制动力而使活塞后退到待机位置的情况下,不确定向输入轴施加多大的设定转矩(在活塞位于待机位置的情况下向输入轴施加的转矩)。在有的情况下,可设想在作为设定转矩而仅施加了相当小的转矩的状态下活塞位于待机位置。这会导致转矩施加装置无法充分地发挥功能,即使促动器具备这样的转矩施加装置,也难以说该促动器具有高实用性。另一方面,能够通过对该促动器实施各种改良来提高该促动器的实用性。本发明鉴于这样的实际情况而作出,其课题在于提供一种实用性高的促动器。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题,本发明的电动制动促动器的特征在于,在转矩施加装置在除了上述卡止位置变更允许机构以外还设有用于禁止扭转弹簧的弹性转矩低于设定下限转矩的下限转矩确保机构。

发明效果

根据本发明的电动制动促动器,由于设有上述下限转矩确保机构,所以即使在产生有制动力的状态下上述卡止位置变更允许机构进行了工作,也能够稳定地向输入轴施加使活塞后退的方向的转矩。因此,本电动制动促动器成为实用的促动器。

发明的方案

以下,例示几个在本申请中被认为能够申请专利的发明(以下,有时称作“能够请求保护的发明”)的方案,并对它们进行说明。各方案与权利要求相同地以区分为项且对各项标注编号并根据需要而引用其他项的编号的形式记载。这只是为了使能够请求保护的发明容易理解,并非旨在将构成这些发明的构成要素的组合限定于以下的各项所记载的内容。也就是说,能够请求保护的发明应该参照各项随带的记载、实施例的记载等来解释,只要符合该解释,则对各项的方案进一步附加其他构成要素而得到的方案及从各项的方案删除某些构成要素而得到的方案也可成为能够请求保护的发明的一方案。

(1)一种电动制动促动器,用于向与车轮一起旋转的旋转体按压摩擦部件,上述电动制动促动器具备:

主体;

活塞,以能够进行进退的方式保持于该主体,通过前进而将上述摩擦部件向上述旋转体按压;

电动马达;

动作转换机构,具有通过该电动马达而旋转的输入轴,将该电动马达的旋转动作转换为上述活塞的进退动作;及

转矩施加装置,具有扭转弹簧,依据该扭转弹簧产生的弹性转矩而向上述输入轴施加使上述活塞后退的方向的转矩,

该转矩施加装置具有:

定子,相对于上述主体而固定地设置,在设于上述定子自身的多个第一卡止部中的一个第一卡止部处将设于上述扭转弹簧的一端部的第一被卡止部卡止;

转子,将上述扭转弹簧的另一端部卡止,并且在上述输入轴受到上述活塞将上述摩擦部件向上述旋转体按压的力的反作用力的状态下,与该输入轴一起相对于上述定子旋转而扭转上述扭转弹簧,在上述输入轴未受到上述反作用力的状态下,上述转子与该输入轴的相对旋转被允许;

卡止位置变更允许机构,在上述扭转弹簧的弹性转矩超过了设定上限转矩的情况下,允许设于上述扭转弹簧的上述一端部的上述第一被卡止部与设于上述定子的上述多个第一卡止部中的另一个第一卡止部卡止,以减小该弹性转矩;及

下限转矩确保机构,使设于上述转子的第二被卡止部与设于上述扭转弹簧的上述一端部的第二卡止部卡止,以禁止上述扭转弹簧的弹性转矩低于设定下限转矩。

本方案是能够请求保护的发明的电动制动促动器(以下,有时简称作“促动器”)的基本的方案。在本方案的促动器中,动作转换机构的输入轴在该促动器产生有制动力时受到上述摩擦部件向上述旋转体的按压力的反作用力,简言之,可认为具有用于根据有无该反作用力而使转子与输入轴一体地旋转或者允许它们的相对旋转的离合器机构。

通过上述离合器机构的作用,在未产生制动力的状态下,转子的上述第二被卡止部通过扭转弹簧的弹性反作用力而由设于扭转弹簧的一端部的第二卡止部卡止。在该状态下,扭转弹簧成为与自然状态相比扭转了一定程度的状态,该状态下的扭转弹簧的弹性转矩成为上述设定下限转矩。

若对一次制动操作中的上述转矩施加装置的基本的动作进行说明,则当产生了制动力时,通过离合器机构的作用,转子伴随着该制动力的增加而向正转方向(与活塞前进时的输入轴的旋转方向相同的方向)与输入轴一起旋转,扭转弹簧的扭转增加,扭转弹簧的弹性转矩增加。若不考虑摩擦部件的磨损,则伴随着制动力的减小,转子向反转方向(与活塞后退时的输入轴的旋转方向相同的方向)旋转,在制动力消失时,上述转子的上述第二被卡止部通过扭转弹簧的弹性反作用力而恢复成由设于扭转弹簧的一端部的第二卡止部卡止的状态。因此,下限转矩确保机构起到了在开始产生制动力时换言之在不产生制动力的时间点下,转矩施加装置也将与成为上述设定下限转矩的扭转弹簧的弹性转矩相当的转矩作为施加转矩而向输入轴施加的作用,成为了用于实现所谓的设定转矩(预转矩)的机构。

另一方面,也可预想摩擦部件在一次制动操作中比较大幅地磨损。在该情况下,活塞与其磨损量对应地比较大幅地前进,伴随着该前进而转子与输入轴一起进行比较大的量的正转动作。通过该正转动作,扭转弹簧的扭转比较大幅地增加,扭转弹簧的弹性转矩也变得相当大。这样的大的弹性转矩不仅会成为对于转矩施加装置的过大的负荷,而且由于向输入轴施加与该大的弹性转矩相当的过大的施加转矩,而在增加或维持制动力时,不得不克服该过大的施加转矩地使活塞前进或维持前进后的位置。为了避免这样的事态,上述卡止位置变更允许机构发挥功能。根据卡止位置变更允许机构,通过变更上述第一被卡止部的卡止部位,而扭转弹簧不产生超过上述设定上限转矩的弹性转矩,能够避免产生上述过大的施加转矩。

本方案的促动器通过除了上述卡止位置变更允许机构之外还具备上述下限转矩确保机构,即使在卡止位置变更允许机构进行了工作的情况下,也通过下限转矩确保机构而以不依赖于电动马达的力的方式使活塞后退,因此向输入轴施加稳定的施加转矩。也就是说,根据本方案,卡止位置变更允许机构、下限转矩确保机构及上述离合器机构各自的功能能够相辅相成地构建实用的促动器。

(2)根据(1)项所述的电动制动促动器,上述扭转弹簧是多次卷绕线材而成的扭转螺旋弹簧。

在转矩施加装置中,作为扭转弹簧,能够采用发条弹簧、扭转螺旋弹簧等各种形式的弹簧,但通过如本方案那样采用扭转螺旋弹簧,与例如采用发条弹簧的情况相比,能够减小转矩施加装置的径向尺寸进而减小促动器的径向尺寸。

(3)根据(2)项所述的电动制动促动器,上述扭转螺旋弹簧通过多次卷绕截面呈四边形的线材而形成。

在对转矩施加装置采用扭转螺旋弹簧的情况下,若如本方案那样采用卷绕截面呈四边形的线材而成的扭转螺旋弹簧,则即使该扭转螺旋弹簧的外形尺寸相同,与采用截面为圆形的线材而成的扭转螺旋弹簧相比,也能够增大该扭转螺旋弹簧的弹簧常数。反过来说,为了产生相同的弹性转矩而采用尺寸更小的扭转螺旋弹簧就行,因此,根据本方案,能够使转矩施加装置及该促动器紧凑。

(4)根据(2)项或(3)项所述的电动制动促动器,上述第一被卡止部通过在上述扭转弹簧的上述一端部处弯折线材而形成,上述多个第一卡止部各自作为能够将该第一被卡止部卡止的凹处而形成于上述定子。

若采用本方案这样的第一卡止部、第一被卡止部,则能够比较容易地形成上述第一卡止部、第一被卡止部。

(5)根据(1)项~(4)项中任一项所述的电动制动促动器,上述卡止位置变更允许机构构成为,利用与上述扭转弹簧的弹性转矩的增大相伴的上述扭转弹簧的上述一端部的弹性变形而设于该一端部的上述第一被卡止部发生位移,从而从由上述多个第一卡止部中的上述一个第一卡止部对该第一被卡止部进行卡止移向由上述另一个第一卡止部进行卡止。

根据本方案,利用扭转弹簧的弹性变形来变更第一被卡止部的卡止部位,因此能够构建简便的构造的卡止位置变更允许机构进而构建简便的构造的转矩施加装置。

(6)根据(1)项~(5)项中任一项所述的电动制动促动器,在上述定子上,上述多个第一卡止部配置于一个圆周上,并且,在上述扭转弹簧的上述一端部上,分别成为上述第一被卡止部的多个第一被卡止部配置于一个圆周上。

(7)根据(6)项所述的电动制动促动器,若将上述多个第一被卡止部各自由上述多个第一卡止部中的一个第一卡止部卡止的部位定义为卡止部位,则在该电动制动促动器中存在多个卡止部位,

上述多个卡止部位中的两个以上的卡止部位以等角度间距配置。

根据上述两个方案,由于在多个部位处扭转弹簧的一端部卡止于定子,所以能够实现扭转弹簧的稳定的卡止。尤其是,根据上述两个方案中的后者,可有效地抑制与弹性转矩的增加相伴的扭转弹簧的倾斜、偏心,因此能够向输入轴施加更稳定的施加转矩。

(8)根据(1)项~(7)项中任一项所述的电动制动促动器,上述转子具有作为第三卡止部的缺壁部,该缺壁部构成为使设于上述扭转弹簧的上述另一端部的第三被卡止部插入于该缺壁部而将该另一端部卡止,并且该缺壁部的周向上的尺寸大于该第三被卡止部的周向上的尺寸。

根据本方案,由于在作为第三卡止部的转子的缺壁部与设于扭转弹簧的另一端部的第三被卡止部之间在周向上设有间隙,因此能够比较容易地进行扭转弹簧向转子的组装及转子及扭转弹簧相对于定子的组装。另外,缺壁部能够形成为缺口、槽等各种形态。

附图说明

图1是示出采用了实施例的电动制动促动器的电动制动装置的图。

图2是示出实施例的电动制动促动器的剖视图。

图3是用于说明实施例的电动制动促动器所具备的转矩施加装置的图。

图4是用于说明构成转矩施加装置的定子、转子、复位弹簧及它们的组装的图。

图5是用于说明转矩施加装置的基本的动作的图及曲线图。

图6是用于说明转矩施加装置所具有的卡止位置变更允许机构的作用的图。

图7是示出卡止位置变更允许机构工作时的该电动制动促动器的活塞的前进量与转矩施加装置施加的转矩之间的关系的曲线图。

图8是用于说明在变形例的电动制动促动器中采用的转矩施加装置及该转矩施加装置与在实施例的电动制动促动器中采用的转矩施加装置之间的差异的图。

具体实施方式

以下,作为用于实施能够请求保护的发明的方式,参照附图对能够请求保护的发明的实施例即电动制动促动器及其变形例详细地进行说明。另外,能够请求保护的发明除了下述实施例、变形例之外,能够以上述〔发明的方案〕部分所记载的方式为基础而以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良后的各种方式实施。

【实施例】

[a]电动制动装置的结构

如图1示意性所示,电动制动装置20采用实施例的电动制动促动器10(以下,有时简称作“促动器10”)。电动制动装置20构成为包括与省略图示的车轮一起旋转的旋转体即圆盘转子22、保持于对车轮以能够旋转进行保持的托架(省略图示)的制动钳24及分别由背撑板26支撑的摩擦部件即一对制动块28。

制动钳24跨过圆盘转子22而以能够沿着轴线方向(图中的左右方向)移动的方式保持于设于托架的支座。一对制动块28隔着圆盘转子22而以被允许轴线方向的移动的状态经由背撑板26而保持于支座。

若为了方便起见而将图中的左方作为前方并将右方作为后方来说明,则前方侧的制动块28支撑于作为制动钳24的主体的钳主体30的前端部即爪部32。促动器10以该促动器10的壳体40被固定的方式保持于钳主体30的后方侧的部分。促动器10具有相对于壳体40进行进退的活塞42,该活塞42通过前进而前端与后方侧的制动块28,详细而言支撑制动块28的背撑板26卡合。并且,通过活塞42进一步前进,而一对制动块28夹住圆盘转子22。换言之,各制动块28被按压于圆盘转子22。通过该按压,相对于车轮的旋转产生依赖于圆盘转子22与这些制动块28之间的摩擦力的制动力。也就是说,产生用于使车辆减速、停止的制动力。

[b]电动制动促动器的结构

若简单进行说明,则如图2所示,促动器10具有内置于作为该促动器10的主体的壳体40中的电动马达44。电动马达44是构成为包括在壳体40的内周固定于一个圆周上的线圈46、以能够旋转的方式保持于壳体40的大概筒状的马达轴48及以与线圈46面对的方式固定于马达轴48的外周的磁铁50的dc无刷马达。顺带一提,电动马达44的轴线与该促动器10的轴线l一致。另外,在以下的说明中,与电动制动装置20相同地,将图2中的左方称作前方,将右方称作后方。

活塞42通过将大概圆筒状的筒体52与堵住筒体52的前端的盖体54一体化而成,筒体52配置于电动马达44的马达轴48的内部。此外,在筒体52的内部,经由马达轴48、滚子58而以能够相对于马达轴48、壳体40旋转且不能沿着轴线方向移动的方式配置有在外周形成有外螺纹的输入轴56,另一方面,在筒体52的后端部,以相对于壳体40不能旋转的方式固定有形成有与形成于输入轴56的外螺纹螺合的内螺纹的螺母60。通过输入轴56的旋转,活塞42相对于壳体40进行进退。顺带一提,活塞42、输入轴56的轴线也与轴线l一致。

电动马达44的马达轴48与输入轴56经由减速机构62而连接。虽然省略详细的说明,但减速机构62是所谓的摆线减速机构,具有较大的减速比,相对于马达轴48的转速,输入轴56的转速被减小成相当小。输入轴56及螺母60构成将电动马达44的旋转动作转换为活塞42的进退动作的动作转换机构64,通过马达轴48的旋转也就是电动马达44的旋转使活塞42进行进退。

鉴于如上所述的构造,在以下的说明中,将活塞42前进的方向的电动马达44及输入轴56的旋转称作正转,将活塞42后退的方向的电动马达44及输入轴56的旋转称作反转。

以下,对用于使电动制动装置20产生制动力的该促动器10的控制也就是电动马达44的控制简单地进行说明。如先前说明的那样,制动力与活塞42将制动块28向圆盘转子22按压的力成正比。该力的反作用力经由输入轴56而由壳体40承受。虽然省略图示,但促动器10具有用于检测该反作用力的反作用力传感器(负载传感器),通过以使由该反作用力传感器检测出的反作用力成为与制动力的目标值即目标制动力对应的值的方式控制向电动马达44供给的电流,来控制制动力。

简单来说,当使电动马达44正转而使活塞42前进时,制动块28与圆盘转子22接触,从该接触的时间点起产生制动力即上述反作用力。若从该时间点起进一步使活塞42前进,则会伴随着制动块28的弹性变形而得到与前进的量成正比的制动力。相反,在产生有制动力的状态下,若使电动马达44反转而使活塞42后退,则制动力减小,在制动块28离开圆盘转子22时,不再产生制动力。

[c]转矩施加装置

例如,考虑产生了电动马达44的故障、控制电动马达44的控制器等的故障等,换言之通过电动马达44无法使活塞42进行进退那样的故障。例如,在电动制动装置20产生有制动力的状态下发生了这样的故障的情况下,通过电动马达44无法使活塞42后退,另外,动作转换机构64的逆效率比较小,因此会维持产生有制动力的状态。会导致所谓的拖曳状态持续。考虑这样的事态,在本促动器10中,为了以不依赖于电动马达44的方式使活塞42后退而设有向输入轴56施加反转方向的转矩的转矩施加装置80。

i)转矩施加装置的结构

若也参照将配置有转矩施加装置80的促动器10的一部分放大示出的图3(a)、将转矩施加装置80分解示出的图3(b)来进行说明,则转矩施加装置80大体构成为包括固定于壳体40的大概圆筒状的定子82和内置于定子82的转子84及复位弹簧86(以下,有时简称作“弹簧86”),该转矩施加装置80的轴线即定子82的轴线也与促动器10的轴线l一致。另外,定子82固定于壳体40,但也可以认为定子82是壳体40的一部分。即,定子82相对于作为主体的壳体40而固定地设置。

另外,由图2可知,定子82实际上能够划分为主体部88和从该主体部88向前方延伸出的延出部90,但在图3(b)中(关于后面出现的图也是相同),为了容易理解而仅图示出了主体部88。以下,有时将仅图示出该主体部88的部分也称作定子82,此外也参照作为定子82(仅示出了主体部88)、转子84、弹簧86各自的单体图的图4(c)、图4(b)、图4(a)、从其他视角示出分解了转矩施加装置80的状态的图4(d)、示出组装了定子82、转子84、弹簧86的状态的图4(e)来进行说明。

定子82呈大概圆筒状,在后方的部分保持有圆板状的支撑板92。在支撑板92上附设有带凸缘圆筒轴94。转子84具有带台阶的礼帽形状,在前端部的中央设有圆形孔96。转子84以使带凸缘圆筒轴94插通于圆形孔96的状态在定子82内经由推力轴承98而以能够旋转方式支撑于支撑板92。在带凸缘圆筒轴94的外周与推力轴承98的内周之间夹设有轴套100。另外,在图3(b)、图4(d)、图4(e)中,省略了带凸缘圆筒轴94、推力轴承98、轴套100,在图3(b)中,进一步还省略了支撑板92。

弹簧86是截面呈四边形的线材卷绕多次而成的扭转螺旋弹簧(“扭转弹簧”的一种)。位于前端侧的一端部102(在图4(a)中由虚线表示的区域的部分)在多个部位(五个部位)处折弯,成为沿着大概正六边形的轮廓的形状。也就是说,具有多个以60°间距配置于一个圆周上的弯折部104,详细而言具有五个弯折部104。弹簧86的位于比一端部靠后方侧的位置的部分的线材呈圆形地卷绕,作为较短的圆筒而形成为圆筒部。五个弯折部104分别比该圆筒的外周向外侧突出。

另一方面,定子82的前方侧的部分形成有去角的正六边形状的开口106。也就是说,在开口106以60°间距配置有分别在径向上凹陷的六个凹处108。弹簧86以上述一端部102嵌入该开口106的方式收纳于定子82内。在收纳于定子82的状态下,如图4(e)所示,弹簧86的设于一端部102的五个弯折部104卡止于定子82的六个凹处108中的五个凹处,弹簧86相对于定子82绕轴线l的旋转受到限制。也就是说,定子82的六个凹处108分别作为第一卡止部发挥功能,弹簧86的五个弯折部104各自作为由第一卡止部卡止的第一被卡止部发挥功能。

弹簧86以圆筒部由定子82的内周壁和转子84的外周壁夹着的方式配置。弹簧86的后端部即另一端部在前端具有朝着内侧呈钩状地弯曲的第一钩部110。在转子84上通过切除周壁的一部分而形成有作为缺壁部的切口112。弹簧86的第一钩部110与该切口112卡止。关于弹簧86及转子84绕轴线l的旋转方向,如图3(b)所示,将与用于使活塞42前进的上述输入轴56的旋转方向相同的方向的旋转称作正转,将相反的方向的旋转称作反转,在第一钩部110卡止于切口112的状态下,弹簧86的另一端部相对于转子84的反转被禁止。换言之,转子84相对于弹簧86的另一端部的正转被禁止。

此外,弹簧86的一端部102的前端也向内侧呈钩状地弯曲。也就是说,在一端部102的前端设有第二钩部114。另一方面,在转子84的外周的前方部分固定地设有从周向上的预定部位沿着径向突出的突出部116。通过该突出部116由第二钩部114卡止,而转子84相对于弹簧86的一端部102的反转被禁止。换言之,弹簧86的一端部102相对于转子84的正转被禁止。也就是说,第二钩部114作为第二卡止部发挥功能,转子84的突出部116作为由第二卡止部卡止的第二被卡止部发挥功能。

在图4(e)所示的状态即转子84、弹簧86组装于定子82的状态(以下,有时称作“组装状态”)下,第一钩部110由切口112卡止,突出部116由第二钩部114卡止。在该状态下,弹簧86从无负荷状态(自然状态)即对该弹簧86未作用任何外力的状态变成增加了一定程度扭转的状态。也就是说,弹簧86成为了对转子84施加使转子84反转的方向的弹性转矩的状态。进一步说,弹簧86在一端部102处卡止于定子82,因此弹簧86产生有使转子84相对于定子82反转的方向的弹性转矩。另外,在该状态下,由于转子84相对于弹簧86的一端部102的反转被禁止,因此该弹性转矩可以称作所谓的设定转矩(预转矩),被设定为弹簧86应该产生的弹性转矩的下限转矩。因此,设于转子84的突出部116及设于弹簧86的一端部102的第二钩部114构成禁止弹簧86的弹性转矩小于设定下限转矩的下限转矩确保机构。

另外,也可认为弹簧86的另一端部的上述第一钩部110作为第三被卡止部发挥功能,转子84的缺壁部即上述切口112作为卡止该第三被卡止部的第三卡止部发挥功能。使切口112的周向上的尺寸大于第一钩部110的周向上的尺寸。在向定子82组装转子84、弹簧86的情况下,首先将转子84收纳于定子82内,将扭转增加了的弹簧86的第一钩部110从前方向切口112内插入,并使设有弯折部104的一端部102与定子82卡止。然后,若解除该弹簧86的扭转增加,则转子84因弹簧86的弹性反作用力而向反转方向旋转,由设于弹簧86的一端部102的第二钩部114将设于转子84的突出部116卡止。这样,能够在维持成为设定下限转矩的弹性转矩的状态下,向定子82容易地组装转子84、弹簧86。

在该转矩施加装置80配备于促动器10的状态下,虽然在图3(a)中未明确示出,但在输入轴56的后端面120与转子84的前端面122之间存在一点点间隙。换言之,输入轴56的后端面120与转子84的前端面122成为了将要互相接触的状态。

ii)转矩施加装置的基本的动作

如先前说明的那样,利用电动马达44使输入轴56进行正转,从而活塞42前进,制动块28被按压于圆盘转子22而产生制动力。在产生有制动力的状态下,如图3(a)的中空箭头所示,输入轴56受到将制动块28向圆盘转子22按压的力(以下,有时称作“按压力”)的反作用力。通过该反作用力(以下,有时称作“按压反作用力”)的作用,输入轴56的后端面120与转子84的前端面122以互相按压的方式接触,在该后端面120与前端面122之间产生摩擦力。简言之,通过该摩擦力,在产生有制动力的期间,输入轴56与转子84会一体地旋转。也就是说,在本转矩施加装置80中,包括转子84的前端面122和输入轴56的后端面120地设有利用了摩擦的离合器机构。

若使电动马达44正转而以产生制动力的方式使活塞42前进,则转矩施加装置80从图5(a)所示的制动力产生的开始时间点的状态移向图5(b)所示的状态。具体而言,当转子84开始进行正转时,弹簧86的第二钩部114对转子84的突出部116的卡止被解除,然后,当转子84进一步正转时,在维持转子84的切口112对弹簧86的第一钩部110的卡止的状态下,弹簧86增加扭转与该正转的量(以下,有时称作“转子正转量”)对应的量。也就是说,弹簧86的弹性转矩增加与转子正转量对应的大小。该弹性转矩作为活塞42后退的方向的转矩也就是反转方向的转矩而作用于输入轴56。若将作用于该输入轴56的转矩称作施加转矩,则在产生制动力之后,活塞42克服该施加转矩地前进。

上述转子84的正转量与活塞42的前进的量(以下,有时称作“活塞前进量”)成正比,活塞前进量与施加转矩成为如图5(c)的曲线图所示的关系。在活塞前进量x增加而成为了开始产生制动力的时间点的活塞42的前进量即产生开始前进量x0的时间点下,开始产生制动力,然后,制动力根据活塞前进量x的增加而增加。如上所述,通过下限转矩确保机构,而弹簧86施加有上述设定下限转矩,因此在活塞前进量x超过产生开始前进量x0的时间点下,向输入轴56施加与该转矩相当的施加转矩tq即下限施加转矩tq0。并且,在该时间点之后,施加转矩tq与活塞前进量x成正比地增大。另外,产生的制动力的大小依赖于制动块28的弹性变形量,因此若忽视制动块28的磨损,则与从产生开始前进量x0起的活塞前进量x大概成正比。

若为了减小产生的制动力而使电动马达44反转,则输入轴56也反转,根据该反转,施加转矩tq减小直至由弹簧86的第二钩部114将转子84的突出部116卡止的时间点,即到达下限施加转矩tq0的时间点为止。该时间点下的转矩施加装置80的状态是图5(a)所示的状态。另外,若忽视制动块28的磨损等来考虑,则理论上在该时间点下不再产生制动力,但在该时间点之前制动力已消失的情况下,上述按压反作用力会消失,因此允许输入轴56与转子84之间的相对旋转,通过弹簧86的弹性转矩而恢复成图5(a)所示的状态。

在此,考虑在产生有制动力的状态下电动马达44发生了故障的情况,详细而言是发生了电动马达44无法施加力这样的故障的情况。若假定为在促动器10上未装备转矩施加装置80,则因此由形成有外螺纹的输入轴56和螺母60构成的动作转换机构64的逆效率比较小,所以在电动马达44无法产生反转方向的力的状况下,活塞42无法容易地进行后退。因此,简言之,制动块28保持被按压于圆盘转子22的状态,无法减小产生的制动力。

在上述电动马达44无法产生反转方向的力的状况下,上述转矩施加装置80发挥效果。详细而言,只要产生有制动力,也就是说,只要转子84与输入轴56能够一体地旋转,就有依据弹簧86的弹性转矩的反转方向的施加转矩tq作用于输入轴56,即使电动马达44无法发挥反转方向的力,也能够利用该施加转矩tq使活塞42后退而消除制动力。也就是说,能够防止在保持产生有制动力的状态下车辆行驶。

另外,在本转矩施加装置80中,在产生有制动力的状态下,始终向输入轴56施加上述下限施加转矩tq0以上的施加转矩tq,因此即使不依靠电动马达44的力,也能够使活塞42顺利地后退至不再产生制动力的位置。换言之,通过确保稳定的下限施加转矩tq0,即使在产生有制动力的状态下电动马达44发生了故障的情况下,也能担保可靠的活塞42的后退。另外,在本转矩施加装置80中,采用了截面为方形的弹簧86,该弹簧86的截面积大于截面为圆形的弹簧。因此,弹簧86能够产生比较大的弹性转矩,因此与采用截面为圆形的弹簧的转矩施加装置相比,能够使本转矩施加装置80小型化。

iii)卡止位置变更允许机构

在将推测为在通常的制动操作中应会产生的制动力设想为最大制动力的情况下,由于制动力与制动块28的弹性变形量成正比,因此在通常的制动操作中,可认为活塞42在图5(c)的曲线图所示的通常移动距离δx的区域中移动。以在该区域中施加转矩tq成为所需足够的值的方式进行了转矩施加装置80的设定。但是,例如也可设想在车辆在较长的下坡路上行驶的情况等下,一次制动操作会长时间持续这样的事态。也就是说,例如是驾驶员持续踩下制动器踏板这样的事态。在这样的事态中,会产生制动块28的较大的磨损。

例如,在一次制动操作的期间制动块28大幅磨损的情况下,可预测活塞前进量x会超过上述通常移动距离δx而增大很多。该活塞前进量x的增大会引起基于转矩施加装置80的施加转矩tq的增大。也就是说,转矩施加装置80的弹簧86的扭转增加相当多,该转矩施加装置80的负担会过大。若换一种看法,则由于弹簧86是扭转螺旋弹簧,所以也有可能导致弹簧86超过构造上的限度地增加扭转。另外,由于不得不以克服过大的施加转矩tq的方式使活塞42前进,所以也有可能向电动马达44施加的负荷过大。不限于制动块28的大的磨损,施加转矩tq的增大、弹簧86的过大的弹性变形有可能使该转矩施加装置80甚至该促动器10产生各种问题。

为了应对这样的问题,在本转矩施加装置80中设有卡止位置变更允许机构。详细来说,如先前说明那样,在本转矩施加装置80中,弹簧86的设于自身的一端部102的五个弯折部104分别卡止于定子82的六个凹处108中的五个凹处,但在弹性转矩超过一定值即设定上限转矩的情况下,这五个弯折部104各自会由与卡止着的凹处108不同的凹处108卡止。若典型化的来说明,则在到图6(a)所示的状态位置弹簧86增加扭转的状态下,如图6(b)所示,弹簧86的一端部102进行缩径并弹性变形。也就是说,一端部102以各弯折部104向轴线l接近的方式产生弹性位移。伴随着这样的弹性变形,各弯折部104由于弹簧86的弹性转矩而在定子82的开口106的内周面上滑动,基于卡止着的凹处108的卡止被解除,如图6(c)所示,由该凹处108的正转方向上的相邻的凹处108卡止。也就是说,卡止位置变更允许机构构成为包括分别是第一被卡止部的弯折部104和分别是第一卡止部的凹处108,构成为允许各弯折部104由与此前卡止着的凹处108不同的凹处108卡止。简单来说,构成为允许第一被卡止部的卡止位置的变更。

通过上述卡止位置变更允许机构而各弯折部104由别的凹处108卡止,从而弹簧86扭转回来与卡止的位置的变更量对应的量,弹性转矩减小。伴随着该弹性转矩的减小,上述施加转矩tq也减小。具体而言,施加转矩tq伴随着活塞前进量x的增加而如图7的曲线图所示那样变化。顺带一提,虽然比较极端,但曲线图示出了弹性转矩三次超过设定上限转矩(是曲线图的相当于上限施加转矩tq1的转矩)且卡止位置变更允许机构工作了三次的情况。由曲线图可知,通过卡止位置变更允许机构的作用,即使活塞前进量x大幅增加,施加转矩tq也不会超过某个上限地增加,也能够防止弹簧86的过大的弹性变形。

即使在一次制动操作的期间卡止位置变更允许机构如图7的曲线图所示那样进行了工作,在该制动操作结束时,也会在使活塞42后退了与在移向制动力的减小过程之前该电动制动装置20产生的制动力对应的量之后,不再产生制动力。若假定为活塞42前进至曲线图中的×记号所示的位置而制动操作结束,则如曲线图中的虚线所示那样,在转子84与输入轴56一起向反转方向旋转了与在制动力的减小过程中活塞42后退的量对应的量之后,允许输入轴56与转子84之间的相对旋转。在曲线图中,在允许了该相对旋转之后,转子84通过减小后的弹性转矩而旋转,转子84的突出部116卡止于弹簧86的第二钩部114,弹性转矩成为上述设定下限转矩。即,施加转矩tq成为上述下限施加转矩tq0。在曲线图中,示出了在突出部116卡止于第二钩部114之前制动力成为了0的情况。另外,虽然省略详细的说明,但也可想到在制动力成为0之前突出部116卡止于第二钩部114的情况。在该情况下,维持下限施加转矩,并通过向反转方向旋转的输入轴56的力,而允许各弯折部104由反转方向上的相邻的凹处108卡止这样的弹簧86的一端部102的反转方向的旋转。

根据以上的说明可知,即使在某个制动操作中卡止位置变更允许机构进行了工作,也能够通过上述下限转矩确保机构,在该制动操作以后的制动操作中,稳定地向输入轴56施加上述下限施加转矩tq0以上的施加转矩tq。因此,在以后的制动操作中,即使电动马达44发生了故障,也能担保可靠的活塞42的后退。

iv)与卡止位置变更允许机构相关的变形例

上述卡止位置变更允许机构以分别是第一被卡止部的五个弯折部104设于弹簧86的一端部102且分别是第一卡止部的六个凹处108配置于一个圆周上的方式设于定子82。也就是说,实施例的促动器10采用了具有多个第一被卡止部和多个第一卡止部的方案的卡止位置变更允许机构。也可以取代这样的卡止位置变更允许机构,而采用仅设有一个第一被卡止部的卡止位置变更允许机构来构成作为变形例的促动器。

具体而言,如图8(a)所示,也可以采用如下的卡止位置变更允许机构:与先前说明的卡止位置变更允许机构相同地分别是第一卡止部的六个凹处108设于定子82,另一方面,在弹簧86’的一端部102’上作为第一被卡止部而仅设有一个弯折部104’。通过采用了这样的卡止位置变更允许机构的转矩施加装置80’,也能够防止弹性转矩超过设定上限转矩,并利用下限转矩确保机构向输入轴56施加施加转矩。

然而,作为扭转螺旋弹簧的弹簧86’伴随着弹性转矩的增大即随着扭转增加量变大而外径变小。因此,在采用图8(a)所示的卡止位置变更允许机构的情况下,在扭转增加到弯折部104’的卡止位置会从一个凹处108转换为别的凹处108的程度的情况下,由于仅卡止一个弯折部104’,所以可预想弹簧86’的轴线会相对于该促动器10的轴线l倾斜或相对于轴线l在径向上偏离即偏心的现象。尤其是,由于在一端部102’的前端仅设有一个弯折部104’,所以例如弹簧86’的前方侧的部分向图示的中空箭头的方向大幅偏置。因而,可预想无法实现作为第一被卡止部的弯折部104’的稳定的卡止。换言之,可预想弯折部104’会从作为第一卡止部的凹处108容易地滑出。

若考虑这样的现象,则在实施例的促动器10所采用的卡止位置变更允许机构中,如图8(b)所示,由于在弹簧86的一端部102的一个圆周上配置有五个弯折部104,换言之,由于多个第一被卡止部由多个第一卡止部分别卡止,所以抑制了上述现象的发生。此外,详细而言,如图8(b)所示,若将供多个弯折部104分别卡止的部位称作卡止部位124a~124e,则在实施例的促动器10所采用的卡止位置变更允许机构中,这些卡止部位124a~124e包括在一个圆周上互相以等间距配置的卡止部位组。具体而言,由于包括以120°间距配置的一个卡止部位组(卡止部位124a、124c、124e)、以180°间距配置的两个卡止部位组(卡止部位124a、124d)、(卡止部位124b、124e),所以有效地抑制了上述现象的发生。

附图标记说明

10:电动制动促动器20:电动制动装置22:圆盘转子〔旋转体〕24:制动钳28:制动块〔摩擦部件〕40:壳体〔主体〕42:活塞44:电动马达56:输入轴64:动作转换机构80、80’:转矩施加装置82:定子84:转子86、86’:复位弹簧〔扭转螺旋弹簧〕102、102’:复位弹簧的一端部104:弯折部〔第一被卡止部〕108:定子的凹处〔第一卡止部〕110:复位弹簧的第一钩部〔第三被卡止部〕112:转子的切口〔缺壁部、第三卡止部〕114:复位弹簧的第二钩部〔第二卡止部〕116:转子的突出部〔第二被卡止部〕120:输入轴的后端面〔离合器机构〕122:转子的前端面〔离合器机构〕124a~124e:卡止部位。

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