(57)【要約】【課題】車輪支持部に組み込み可能な現実的な大きさに抑えつつ、大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる構造を実現する。【解決手段】駆動源としての電動モータ９ａ側である前段側に、ボールランプ式の第一増力機構２０を設ける。又、インナパッド２ａを押圧するピストン状構造体２３側である後段側に、カム・ローラ式の第二増力機構２２を設ける。これら両増力機構２０、２２の増力比の積で前記ピストン状構造体２３を押圧する為、大きな制動力を得られる。又、前記第一増力機構２０に加わるスラスト荷重は、前記第二増力機構２２の増力比分小さくなるので、この第一増力機構２０の耐久性を確保できる。【選択図】図６
2010266006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するロータと、このロータに隣接する状態で車体に支持されるサポートと、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能にこのサポートに支持された、インナ、アウタ両パッドと、このサポートに対し軸方向の変位を可能に支持されたキャリパとを備え、このキャリパのアウタ側端部に設けられたキャリパ爪を前記アウタパッドに対向させて、このアウタパッドを前記ロータのアウタ側面に押し付け可能とすると共に、前記キャリパのインナ側部分に設けられた、電動モータ及び増力装置を備えた電動式アクチュエータにより、前記インナパッドを前記ロータのインナ側面に押し付け可能とした電動式ディスクブレーキに於いて、
前記増力装置は、ボール・ランプ式の第一増力機構と、カム・ローラ式の第二増力機構とを、前記インナパッドの押し付け方向に関して直列に組み合わせて成るものであり、
このうちの第一増力機構は、前記インナパッドに対向する駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する複数の駆動側ランプ溝を形成し、前記電動モータにより回転駆動される駆動側ロータと、前記駆動側面に軸方向に対向する被駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して、前記駆動側ランプ溝と逆方向に漸次変化する複数の被駆動側ランプ溝を形成した被駆動側ステータと、この被駆動側ランプ溝と前記駆動側ランプ溝との間に転動可能に挟持された複数個のボールとを備えたものであり、
前記第二増力機構は、前記ロータの軸方向に対し直角方向に配置されて自身の中心軸回りの回転を可能とされたカム軸と、このカム軸の両端部外周面に設けられた、このカム軸の径方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する外周面側カム溝と、このカム軸の外周面に対向する面に、このカム軸の径方向に関する深さが円周方向に関して、前記外周面側カム溝と逆方向に漸次変化する対向面側カム溝を形成したカムブロックと、この対向面側カム溝と前記外周面側カム溝との間に転動可能に挟持されたローラと、前記カム軸の中間部にその基端部を結合固定した入力腕とを備えたものであり、
この入力腕の先端部と前記第一増力機構の被駆動側ステータとを、力の伝達を可能に連結した事を特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記第二増力機構を構成するカム軸を前記キャリパの内部に、回転及び前記ロータの軸方向の変位を可能に配置すると共に、
前記カム軸の両端部の直径方向反対側２箇所位置ずつの合計４箇所位置に、それぞれ前記外周面側カム溝を形成しており、前記カム軸の両端部を挟んで、この両端部毎に２個ずつ合計４個のカムブロックを、それぞれのカム軸と反対側の面を、前記キャリパに固定の部分と前記インナパッドの裏面に突き当たる部分とに突き当てた状態で設け、前記各カムブロックに設けた対向側カム溝と前記各外周面側カム溝との間に、それぞれローラを挟持している、
請求項１に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
【請求項３】
前記第一増力機構を構成する駆動側ロータは、外周面に雄ねじ部を設けたアジャスタプラグの内径側に、インナ側に向いたスラスト荷重を支承しつつ回転可能に支持されており、このアジャスタプラグは、前記キャリパのインナ側部分に保持された、内周面に雌ねじ部を設けたランプケースの内径側に、この雌ねじ部と前記雄ねじ部との螺合に基づいて保持されており、前記被駆動側ステータは前記ランプケースに対して、このランプケースと同期した回転及びこのランプケースに対する軸方向の変位を可能に支持されており、前記アジャスタプラグと前記駆動側ロータとの間に、この駆動側ロータと前記被駆動側ステータとの軸方向距離を縮めるベく前記各ボールを転動させる方向に、前記駆動側ロータを回転させるばねを設けている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記キャリパのインナ側部分に設けられたシリンダ空間に軸方向の変位を可能に内嵌したピストン状構造体の内部に前記カム軸を支持している、請求項３に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項５】
前記カム軸と前記ピストン状構造体との間に、前記ローラを、前記外周面側カム溝及び前記対向面側カム溝の深い側に転動させるべく、前記カム軸を回転させるばねを設けている、請求項４に記載した電動式ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源として自動車の制動を行う、電動式ディスクブレーキの改良に関する。具体的には、実用的寸法を有する空間内に組み付け可能で、しかも大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする電動式ディスクブレーキは、従来から広く実施されている油圧式のディスクブレーキに比べて、配管が不要になり、製造の容易化、低コスト化を図れるだけでなく、用済のブレーキ液が生じず環境負荷が少ない、ブレーキ液の移動がない分応答性の向上を図れる等、多くの利点がある為、研究が進められている。この様な電動式ディスクブレーキでは、電動モータの回転運動を増力しつつ直線運動に変換し、一対のパッドをロータの両側面に強く押し付ける必要がある。この様な事情に鑑みて従来から、歯車式等の減速機と、ボール・ランプ式或いはカムローラ式の増力機構とを組み合わせた電動式ディスクブレーキが、例えば特許文献１〜７に記載される等により、従来から各種提案されている。尚、このうちの特許文献４、５、７に記載された構造は、走行時の制動を油圧式に、駐車時の制動を電動式に、それぞれ行うものである。
【０００３】
図２０は、このうちの特許文献６に記載された、従来構造の１例を示している。この電動式ディスクブレーキは、一般的な油圧式のディスクブレーキと同様に、車輪と共に回転するロータ１を挟んでインナパッド２及びアウタパッド３を、このロータ１の軸方向の変位を可能に設置している。この為に、このロータ１に隣接する状態でサポート４（本発明の実施の形態の１例を示す図１等参照）を、車体に支持（懸架装置を構成するナックルに固定）している。前記インナ、アウタ両パッド２、３は、前記ロータ１を軸方向両側から挟む状態で、軸方向（アウタ側とは、車体への組み付け状態でこの車体の幅方向外側を、インナ側とは、同じく中央側を、それぞれ言う。又、軸方向とは、特に断らない限り、ロータ１の軸方向を言う。何れも、本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）の変位を可能に、前記サポート４に支持している。
【０００４】
又、このサポート４にキャリパ５を、軸方向の変位を可能に組み付けている。このキャリパ５は、アウタ側端部にキャリパ爪６を、インナ側部分の内部にシリンダ空間７を、それぞれ設けている。そして、このキャリパ爪６を、前記アウタパッド３のアウタ側面に対向させると共に、前記シリンダ空間７内に設けた推力発生機構８により、前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に向け押圧する様にしている。制動時には、前記推力発生機構８により前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に押し付けると、前記キャリパ５がインナ側に変位し、前記キャリパ爪６が前記アウタパッド３を前記ロータ１のアウタ側面に押し付ける。この結果、このロータ１が軸方向両側から強く挟持されて、制動が行われる。以上の構成及び作用は、広く実施されている油圧式のディスクブレーキと同様である。
【０００５】
電動式ディスクブレーキの場合には、電動モータ９を駆動源として、前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に押し付ける為に、この電動モータ９の出力軸１０と前記インナパッド２のインナ側面との間に、歯車式の減速機１１と、前記推力発生機構８と、ピストン部材１２とを設けている。この減速機１１で減速されると共にトルクを増大された回転力は、送りねじ係合部１３を介して、ボール・ランプ式の増力機構を構成する駆動側ロータ１４に伝達され、この駆動側ロータ１４を回転させる。尚、この駆動側ロータ１４は、前記インナ、アウタ両パッド２、３と前記ロータ１の側面との間の隙間が解消される迄の間は、前記送りねじ係合部１３の機能により、アウタ側に平行移動する。これに対して、前記隙間が解消し、この送りねじ係合部１３の機能が停止した後は回転する。すると、前記駆動側ロータ１４のアウタ側面に設けた複数の駆動側ランプ溝１５、１５と、前記ピストン部材１２のインナ側面に添設した被駆動側ステータ１６のインナ側面に設けた、複数の被駆動側ランプ溝１７、１７と、これら両ランプ溝１５、１７同士の間に挟持した複数個のボール１８との係合（転がり接触）に基づいて、前記駆動側ロータ１４と前記被駆動側ステータ１６との間隔を、大きな力で拡げる。この結果、前記ピストン部材１１のアウタ側面が、前記インナパッド２のインナ側面に強く押し付けられる。
【０００６】
上述の様なボール・ランプ式の推力発生機構８を備えた電動式ディスクブレーキは、回転力を軸方向の力である推力に変換する効率が高い為、比較的小型の電動モータ９により、大きな制動力を得易い。但し、前記各ボール１８の転動面と、前記両ランプ溝１５、１７との転がり接触部の接触状態が点接触に近い（転がり接触部に存在する接触楕円の面積が狭い）為、転がり接触部の面圧が高くなる。この為、大きな制動力を得るべく、前記推力発生機構８により発生する（前記インナパッド２を押圧する）推力を大きくすると、前記各転がり接触部、特に、前記各ランプ溝１５、１７の底部に、大きな応力が発生する。この結果、これら各ランプ溝１５、１７の転がり疲れ寿命が低下したり、著しい場合には、これら各ランプ溝１５、１７の底部に圧痕等の損傷が発生する。
【０００７】
この様な寿命の低下や損傷の発生を防止する為には、前記各ランプ溝１５、１７の断面形状及び前記各ボール１８の直径を大きくすれば良いが、十分な効果を得る為には、これらの断面形状及び直径を相当に大きくしなければならない。従って、例え或る程度の大型化を許容できたとしても、推力発生機構８部分を現実的な形状及び大きさに抑える場合には、効果が限られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９１７０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１７３６９１号公報
【特許文献３】特開２００１−３１１４４３号公報
【特許文献４】特開２００３−１４０１５号公報
【特許文献５】特開２００３−６５３６６号公報
【特許文献６】特開２００４−１６９７２９号公報
【特許文献７】特開２００８−４５７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車輪支持部に組み込み可能な現実的な形状及び大きさに抑えつつ、大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる電動式ディスクブレーキの構造の実現を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電動式ディスクブレーキは、従来から知られているディスクブレーキと同様に、ロータと、サポートと、インナ、アウタ両パッドと、キャリパとを備える。
このうちのロータは、車輪と共に回転する。
又、前記サポートは、前記ロータに隣接する状態で、車体に支持される。
又、前記アウタ、インナ両パッドは前記サポートに、前記ロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能に支持されている。
更に、前記キャリパは前記サポートに対し、軸方向の変位を可能に支持されている。
そして、このキャリパのアウタ側端部に設けられたキャリパ爪を前記アウタパッドに対向させて、このアウタパッドを前記ロータのアウタ側面に押し付け可能としている。又、前記キャリパのインナ側部分に設けられた、電動モータ及び増力装置を備えた電動式アクチュエータにより、前記インナパッドを前記ロータのインナ側面に押し付け可能としている。
【００１１】
特に、本発明の電動式ディスクブレーキに於いては、前記増力装置は、ボール・ランプ式の第一増力機構と、カム・ローラ式の第二増力機構とを、前記インナパッドの押し付け方向に関して直列に組み合わせて成るものである。
そして、前記第一増力機構は、駆動側ロータと、被駆動側ステータと、複数個のボールとを備える。
このうちの駆動側ロータは、前記インナパッドに対向する駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する、複数の駆動側ランプ溝を形成したもので、前記電動モータにより回転駆動される。
又、前記被駆動側ステータは、前記駆動側面に軸方向に対向する被駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して、前記駆動側ランプ溝と逆方向に漸次変化する、複数の被駆動側ランプ溝を形成している。
更に、前記各ボールは、この被駆動側ランプ溝と前記駆動側ランプ溝との間に、転動可能に挟持されている。
【００１２】
又、前記第二増力機構は、カム軸と、外周面側カム溝と、カムブロックと、ローラと、入力腕とを備える。
このうちのカム軸は、前記ロータの軸方向に対し直角方向に配置されて、自身の中心軸回りの回転を可能とされている。
又、前記外周面側カム溝は、前記カム軸の両端部外周面に設けられたもので、このカム軸の径方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する。
又、前記カムブロックは、前記カム軸の外周面に対向する面に、このカム軸の径方向に関する深さが円周方向に関して、前記外周面側カム溝と逆方向に漸次変化する対向面側カム溝を形成している。
又、前記ローラは、前記対向面側カム溝と前記外周面側カム溝との間に、転動可能に挟持されている。
更に、前記入力腕は、前記カム軸の中間部にその基端部を結合固定されている。
そして、この入力腕の先端部と前記第一増力機構の被駆動側ステータとを、力の伝達を可能に連結している。
【００１３】
上述の様な本発明の電動式ディスクブレーキ装置を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記第二増力機構を構成するカム軸を前記キャリパの内部に、回転及び前記ロータの軸方向の変位を可能に配置する。
又、前記カム軸の両端部の直径方向反対側２箇所位置ずつの、合計４箇所位置に、それぞれ外周面側カム溝を形成する。更に、前記カム軸の両端部を挟んで、この両端部毎に２個ずつ合計４個のカムブロックを、それぞれのカム軸と反対側の面を、前記キャリパに固定の部分と前記インナパッドの裏面に突き当たる部分とに突き当てた状態で設ける。そして、前記各カムブロックに設けた対向側カム溝と前記各外周面側カム溝との間に、それぞれローラを挟持する。
【００１４】
更には、請求項３に記載した発明の様に、前記第一増力機構を構成する駆動側ロータを、外周面に雄ねじ部を設けたアジャスタプラグの内径側に、インナ側に向いたスラスト荷重を支承しつつ回転可能に支持する。又、このアジャスタプラグを、前記キャリパのインナ側部分に保持された、内周面に雌ねじ部を設けたランプケースの内径側に、この雌ねじ部と前記雄ねじ部との螺合に基づいて保持する。又、前記被駆動側ステータを前記ランプケースに対して、このランプケースと同期した回転及びこのランプケースに対する軸方向の変位を可能に支持する。更に、前記アジャスタプラグと前記駆動側ロータとの間に、この駆動側ロータを回転させるばねを設ける。このばねの弾力の作用方向は、この駆動側ロータと前記被駆動側ステータとの軸方向距離を縮めるベく、前記各ボールを転動させる方向とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様に構成する本発明によれば、車輪支持部に組み込み可能な現実的な形状及び大きさに抑えつつ、大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
即ち、本発明の構造によれば、電動モータの回転駆動力を、ボール・ランプ式の第一増力機構と、カム・ローラ式の第二増力機構との２段階で、増力しつつ直線運動に変換する。この為、小型の電動モータを使用した場合でも、インナパッドをロータのインナ側面に押し付ける力（総推力）を、十分に大きくできる。又、推力発生機構全体としての増力比（出力／入力）は、前記第一、第二両増力機構のそれぞれの増力比の積になる。従って、これら第一、第二両増力機構のそれぞれの増力比に就いては、特に大きな値にしなくても、前記推力発生機構全体としての増力比を十分に確保できる。この為、前記第一、第二両増力機構を特に大型化する必要がなく、これら両増力機構を、実用的な大きさに収められる。
更に、前段側（前記電動モータからの入力側）に設ける、前記ボール・ランプ式の第一増力機構が発生する推力、言い換えれば、この第一増力機構に加わるスラスト荷重は、前記総推力よりも、前記第二増力機構の増力比分だけ小さく（「総推力／第二増力機構の増力比」に）なる。この為、前記第一増力機構を構成する駆動側、被駆動側各ランプ溝の断面形状やボールの直径を特に大きくしなくても、これら各ランプ溝の転がり疲れ寿命の確保及び損傷の発生防止を図れる。
【００１６】
又、請求項２に記載した発明の構造によれば、各外周面側カム溝及び各対向側カム溝の傾斜角度を小さく抑えつつ、第二増力機構のストロークを確保できる。この為、この第二増力機構を構成する各ローラの転動面と前記各外周面側カム溝及び前記各対向側カム溝との転がり接触部が滑る事を防止して、前記第二増力機構の作動を安定化できる。
【００１７】
更に、請求項３に記載した発明の構造によれば、前記インナパッドをロータのインナ側面に押し付ける以前、即ち、これらインナパッドとロータのインナ側面との間の隙間を解消すべく、このインナパッドをこのインナ側面に近づける迄は、少なくとも前記第一増力機構を作動させずに済む。この為、この第一増力機構の増力比を大きくする代わりに、この第一増力機構のストロークが小さくなっても、前記インナパッドをロータのインナ側面に、確実に、且つ、十分に大きな力で押し付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、アウタ側且つ外径側から見た状態で示す斜視図。
【図２】アウタ側から見た正投影図。
【図３】インナ側から見た正投影図。
【図４】外径側から見た正投影図。
【図５】図２の右方から見た正投影図。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図。
【図７】図６のＢ部拡大図。
【図８】図３のＣ−Ｃ断面図。
【図９】一部を省略して示す、図３のＤ−Ｄ断面図。
【図１０】第一増力ユニットをアウタ側から見た状態で示す斜視図。
【図１１】同断面図。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ断面に相当する図。
【図１３】同Ｆ−Ｆ断面に相当する図。
【図１４】第二増力機構の斜視図。
【図１５】この第二増力機構に一対のピストン素子から成るピストン状構造体を組み付けた状態で示す斜視図。
【図１６】更に、前記第二増力機構をキャリパに支持する為の、スリーブを含むサポートブラケットを装着した状態で示す斜視図。
【図１７】キャリパをインナ側且つ内径側から見た状態で示す斜視図。
【図１８】駆動ユニットをアウタ側から見た状態で示す斜視図。
【図１９】同じくインナ側から見た状態で示す斜視図。
【図２０】従来構造の１例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜１９は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、推力発生機構８ａ以外の部分、即ち、車体（懸架装置を構成するナックル）に対し支持したサポート４にインナ、アウタ両パッド２ａ、３ａ及びキャリパ５ａを、軸方向の変位を可能に支持する部分の構造等は、従来から広く知られている油圧式のディスクブレーキと同様であるから、当該部分の構造に関しては、図示のみで詳しい説明は省略し、以下、本例の特徴である、前記推力発生機構８ａ部分の構造及び作用を中心に説明する。
【００２０】
この推力発生機構８ａは、前記キャリパ５ａのインナ側部分の内部に設けられたシリンダ空間７ａ内に収納されている。この為にこのキャリパ５ａは、アウタ側端部にキャリパ爪６ａを設けると共に、インナ側部分の内部に前記シリンダ空間７ａを、前記インナパッド２ａに対向するアウタ側を開口させた状態で設けている。そして、このシリンダ空間７ａ内に設けた、前記推力発生機構８ａにより、前記インナパッド２ａをロータ１（図２０参照）のインナ側面に向け押圧可能としている。
【００２１】
前記推力発生機構８ａを作動させる為の、電動モータ９ａと歯車式の減速機１１ａとは、図１８〜１９に示す様な駆動ユニット１９を構成して、前記キャリパ５ａのインナ側端部にねじ止め固定している。前記推力発生機構８ａは、この様な駆動ユニット１９の出力部材５６（図６〜７参照）、即ち、最終減速機構に遊星歯車機構を組み込んだ、前記減速機１１ａを構成するキャリアである出力部材５６から伝達される回転駆動力を軸方向の推力に変換して、前記インナパッド２ａに伝達するものである。この為に、前記出力部材５６の側から順に、ボール・ランプ式の第一増力機構２０と、それぞれがカム・ローラ式である、一対の増力ユニット２１、２１を組み合わせて成る第二増力機構２２と、ピストン状構造体２３とを、力の伝達方向に関して、互いに直列に設けている。そして、前記出力部材５６のアウタ側部分と、前記第一増力機構２０の入力軸２４の基端部（インナ側端部）とを、ピン５７によりトルクの伝達自在に連結固定している。尚、前記ピストン状構造体２３は、図１５〜１６に示す様に、ぞれぞれが有底の欠円筒状である、一対のピストン状分割素子５４、５４から成る。
【００２２】
前記第一増力機構２０は、ランプケース２５の内径側に組み込まれて、図１０〜１１に示す様な第一増力ユニット２６としている。このランプケース２５は、前記シリンダ空間７ａのインナ側端部に固定した保持板２７の幅方向（ロータ１の周方向）中央部に配置され、その外周面に設けた外側雄ねじ部５８を、前記キャリパ５ａのインナ側端部内周面に設けた外側雌ねじ部５９に螺合している。従って前記ランプケース２５は、このシリンダ空間７ａ内に、回転を阻止された状態で固定されている。この様なランプケース２５の内周面には、雌ねじ部２８を設けている。又、このランプケース２５の内側にアジャスタプラグ２９を組み付けている。このアジャスタプラグ２９は、外周面に雄ねじ部３０を形成したもので、この雄ねじ部３０と前記雌ねじ部２８とを螺合させる事により前記ランプケース２５の内径側に、回転に伴ってこのランプケース２５の軸方向に変位する様に設置している。又、前記ピストン状構造体２３は、前記シリンダ空間７ａの開口側（アウタ側）部分に、軸方向の変位を可能に内嵌している。そして、前記アジャスタプラグ２９と前記ピストン状構造体２３との間に前記第一、第二両増力機構２０、２２を、推力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。
【００２３】
このうち、前記アジャスタプラグ２９側に設けた、ボール・ランプ式の第一増力機構２０は、駆動側ロータ１４ａと、被駆動側ステータ１６ａと、複数個のボール１８ａとにより構成している。このうち、前記第一増力機構２０の入力部材である、前記駆動側ロータ４ａは、前記入力軸２４に、トルク伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。この為に本例の場合には、前記入力軸２４の先端部（アウタ側端部）に直径方向に組み付けた係合ピン３１の両端部でこの入力軸２４の外周面から突出した部分を、前記駆動側ロータ１４ａの中心部に設けた被駆動筒部３２の内周面の直径方向反対側２箇所位置に形成した係合溝（図示省略）に、軸方向の変位を可能に係合させている。これら両係合溝の断面形状は円弧形とし、前記係合ピン３１の両端部は半球状としている。又、前記アジャスタプラグ２９のインナ側端部に内向鍔部３３を形成し、この内向鍔部３３のアウタ側面と、前記駆動側ロータ１４ａのインナ側面との間に、スラスト転がり軸受３４を設けている。この構成により、前記入力軸２４で前記駆動側ロータ１４ａを、この駆動側ロータ１４ａに加わるスラスト荷重を支承しつつ回転駆動し、且つ、前記アジャスタプラグ２９の回転に伴う、この駆動側ロータ１４ａの軸方向の変位を許容する様にしている。尚、前記入力軸２４と前記被駆動筒部３２とは、一般的なスプライン係合で組み合わせても良い。
【００２４】
又、前記駆動側ロータ１４ａの、前記ピストン状構造体２３に対向する駆動側面（アウタ側面）に、複数（一般的には３〜４本）の駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａを形成している。これら各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａは、軸方向から見た形状が、前記駆動側ロータ１４ａの中心をその中心とする単一円弧上に存在する部分円弧形で、断面形状に関しても部分円弧形である。そして、軸方向に関する深さが、円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する。この様な駆動側ロータ１４ａは、次述する被駆動側ステータ１６ａ及びボール１８ａと組み合わされて、前記第一増力機構２０を構成する。
【００２５】
前記被駆動側ステータ１６ａは、前記アジャスタプラグ２９に対し、相対回転を阻止した状態で（このアジャスタプラグ２９と共に回転する様にして）、且つ、このアジャスタプラグ２９に対する軸方向変位を可能に組み付けている。この為に本例の場合には、このアジャスタプラグ２９に対して前記被駆動側ステータ１６ａを、プラグ３５を介して組み付けている。この為に、前記アジャスタプラグ２９の先端縁（アウタ側端縁）の円周方向複数個所と、前記プラグ３５の基端縁（インナ側端縁）の円周方向複数個所とに、図１２に示す様な、係合凹部３６と係合凸部３７とによる凹凸係合部を設け、前記アジャスタプラグ２９と前記プラグ３５とが同期して回転する様にしている。更に、このプラグ３５の内周面の円周方向複数個所に形成した係合凹溝３８と、前記被駆動側ステータ１６ａの外周縁の円周方向複数個所に突設した係合突片３９とを係合させて、この被駆動側ステータ１６ａが、前記プラグ３５と同期して回転する様にしている。前記各係合凹溝３８の軸方向長さは、前記被駆動側ステータ１６ａの前記プラグ３５に対する軸方向変位を可能にすべく、十分に確保する。
【００２６】
この様にして、前記アジャスタプラグ２９に、相対回転を不能に、軸方向変位を可能に組み付けた、前記被駆動側ステータ１６ａのインナ側端面である被駆動側面に、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａと同数の被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａを、これら各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａに対し軸方向に対向する状態で形成している。前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａも、軸方向から見た形状が部分円弧形で、断面形状も部分円弧形である。そして、軸方向に関する深さが、前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａ同士の間で円周方向に関して互いに同方向に、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａとは逆方向に、漸次変化する。この様な被駆動側ステータ１６ａは、前記駆動側ロータ１４ａ及び前記複数個のボール１８ａと組み合わせて、前記第一増力機構２０を構成する。即ち、互いに対向する前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａと前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａとの間に前記各ボール１８ａを１個ずつ、これら各ランプ溝１５ａ、１７ａに沿った転動可能に挟持する。
【００２７】
以上の構成により、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの相対回転に伴う、各ランプ溝１５ａ、１７ａに沿った前記各ボール１８ａの転動に基づき、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの軸方向距離を拡縮する、前記第一増力機構２０を構成している。尚、前記駆動側ロータ１４ａと前記アジャスタプラグ２９との間に、捩りコイルばね４０を設けて、この駆動側ロータ１４ａに、回転方向の弾力を付与している。この捩りコイルばね４０による弾力の方向は、この駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの軸方向距離を縮める（前記第一増力機構２０による推力を喪失させる）べく、前記各ボール１８ａを転動させる方向とする。
【００２８】
又、前記第二増力機構２２は、前記第一増力機構２０から送り込まれる推力を拡大してから前記ピストン状構造体２３に伝達するもので、前述した様に、それぞれがカムローラ式である、一対の増力ユニット２１、２１を組み合わせて成る。個々の増力ユニット２１、２１の構造及び作用に関しては、基本的には、特許文献７に記載されたカム・ローラ式の増力機構と同じである。特に、本例の構造の場合には、前記両増力ユニット２１、２１は、同心のカム軸４１をそれぞれの入力部材として共用するもので、このカム軸４１の両端部に設けられている。このカム軸４１は、前記ロータ１の軸方向に対し直角方向に配置された状態で、前記ピストン状構造体２３の内側の軸方向中間部に、自身の中心軸を中心とする回転、及び、軸方向（インナ⇔アウタ方向）の変位を可能に支持されている。
【００２９】
この様なカム軸４１の中央部に、入力腕４３の基端部を外嵌固定している。この入力腕４３の先端部インナ側面に、球状凹面である、被駆動側係合凹部４４を設けている。一方、前記第一増力機構２０を構成する前記被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面中央部に、球状凹面である、駆動側係合凹部４５を設けている。そして、この駆動側係合凹部４５と前記被駆動側係合凹部４４の間に、リンクロッド４６を設けている。このリンクロッド４６の両端部は、それぞれ半球状の凸面として、姿勢変化に拘らず、前記両係合凹部４４、４５との当接状態を適正に維持できる様にしている。
【００３０】
又、前記カム軸４１の両端部のそれぞれ直径方向反対側２箇所ずつ、合計４箇所に、それぞれ外周面側カム溝４７ａ、４７ｂを形成している。これら各外周面側カム溝４７ａ、４７ｂは、前記カム軸４１の径方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する。変化する方向は、前記各外周面側カム溝４７ａ、４７ｂ同士で互いに同じとしている。本例の場合には、図８に示す様にこれら各外周面側カム溝４７ａ、４７ｂが、同図で時計方向に向かう程深くなる様にしている。
【００３１】
又、前記カム軸４１の両端部をアウタ側とインナ側とから挟む状態で、前記両増力ユニット２１、２１毎に一対ずつ、合計４個のカムブロック４８ａ、４８ｂを設置している。これら各カムブロック４８ａ、４８ｂのうち、アウタ側の各カムブロック４８ａ、４８ａは、図８〜９に示す様に、前記ピストン状構造体２３の内部奥端部（アウタ側端部）突き当て固定している。これに対して、インナ側の各カムブロック４８ｂ、４８ｂは、図６〜９、１６に示す様に、スペーサブロック４９を介して、前記ランプケース２５に支持されている。このスペーサブロック４９は、中間部に固設した円筒状のスリーブ５５、並びに、このスリーブ５５をアウタ側半部に外嵌した前記ランプケース２５を介して前記各カムブロック４８ｂ、４８ｂに加わるスラスト荷重を支承する為のものである。又、前記各カムブロック４８ａ、４８ｂのうち、前記カム軸４１の端部外周面に対向する面に、このカム軸４１の径方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化する、対向面側カム溝５０ａ、５０ｂを形成している。これら各対向面側カム溝５０ａ、５０ｂの傾斜方向は、前記各外周面側カム溝４７ａ、４７ｂと逆方向としている。本例の場合には、図８に示す様に前記各対向面側カム溝５０ａ、５０ｂが、同図で反時計方向に向かう程深くなる様にしている。
【００３２】
それぞれが上述の様な部分に、上述の様な傾斜方向で形成された、前記各外周面側カム溝４７ａ、４７ｂと前記各対向面側カム溝５０ａ、５０ｂとの間に、それぞれローラ５１、５１を、転動自在に設けている。これら各ローラ５１、５１の中心軸の方向は、前記ロータ１の中心軸の方向に対して直角方向としている。尚、前記両増力ユニット２１、２１には、それぞれで対となるカムブロック４８ａ、４８ｂ同士の間隔を縮める方向の弾力を付与する事が好ましい。この弾力は、非制動時に前記両増力ユニット２１、２１の構成部材ががたつくのを防止すると共に、制動解除時にこれら両増力ユニット２１、２１の軸方向寸法が円滑に縮まる様にする為に設定する。又、前記カム軸４１は、実質的に１本であれば良く、複数本を同軸に結合して構成する事もできる。本例の場合には、図９に示す様に、２本の軸素子５２、５２の端部同士を結合筒５３を介して同軸に結合固定している。これら両軸素子５２、５２と結合筒５３とは、セレーション係合等により、同期した回転を自在に嵌合させている。尚、この結合筒５３に前記入力腕４３を固設している。
【００３３】
上述の様に構成する本例の電動式ディスクブレーキは、次の様にして制動力を発揮させる。
制動時には、前記電動モータ９ａにより前記入力軸２４を介して前記駆動側ロータ１４ａを回転駆動する。制動開始直後の初期段階では、前記インナ、アウタ両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間には隙間が存在し、これら両パッド２ａ、３ａをこのロータ１に向けて移動させる為に要する力は小さくて済む。この為、前記初期段階では、前記駆動側ロータ１４ａの回転に伴って前記アジャスタプラグ２９も、更には、前記プラグ３５及び前記被駆動側ステータ１６ａも、前記駆動側ロータ４ａと同期して回転する。そして、前記雄ねじ部３０と前記雌ねじ部２８との係合に基づいて、前記アジャスタプラグ２９が、前記ロータ１に向けてアウタ側に変位する。そして、前記リンクロッド４６により前記入力腕４３を介して前記カム軸４１を回動させ、前記両増力ユニット２１、２１を作動させて、前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間の隙間を解消する。この際、前記入力軸２４及び前記駆動側ロータ１４ａの回転は、前記スラスト転がり軸受３４の存在に基づき、軽い力でも安定して行える。前記隙間を解消する為に前記両増力ユニット２１、２１のストロークを或る程度消費する。但し、これら前記両増力ユニット２１、２１は、増力比を小さく（例えば２〜４程度）抑える代わりに、ストロークを確保している為、特に問題とはならない。
【００３４】
この様にして前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間の隙間が解消されると、前記アジャスタプラグ２９をロータ１に向けて移動させる為に要する力（このアジャスタプラグ２９の回転抵抗）が、前記捩りコイルばね４０によりこのアジャスタプラグ２９に付与されている弾力よりも大きくなる。この結果、このアジャスタプラグ２９がそれ以上回転しなくなり、このアジャスタプラグ２９が停止する。同時に、前記プラグ３５及び前記被駆動側ステータ１６ａの回転も停止する。この状態から更に前記駆動側ロータ１４ａを、前記捩りコイルばね４０の弾力に抗して回転させると、前記各ボール１８ａが、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａ及び前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａの浅い側に向けて転動する。この結果、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの間隔が拡がり、この被駆動側ステータ１６ａが前記ロータ１に向け、アウタ側に変位する。
【００３５】
この様な被駆動側ステータ１６ａの変位に基づいて、前記カム軸４１が（前記隙間を解消する行程よりも）大きなトルクで回転駆動されて、前記ピストン状構造体２３を前記ロータ１に向け、大きな力で押し付ける。この結果、前記両パッド２ａ、３ａがこのロータ１の両側面に強く押し付けられて、制動が行われる。本例の場合、前記隙間を解消する過程では、大きな増力比を得られる代わりにストロークが小さい、前記第一増力機構２０が作動する必要はなく、この隙間解消の為にこの第一増力機構２０のストロークが消費される事はない。従って、前記第一増力機構２０として、ストロークが短い代わりに増力比が大きな構造を採用できて、前記ピストン状構造体２３を前記ロータ１に向けて押し付ける力を、特に大きくできる。前記第二増力機構２２は、増力比が小さい代わりにストロークが大きい為、上記隙間を解消しても、未だストロークに余裕を持たせる事ができる。
【００３６】
制動解除の際には、従来から提案されている電動式ディスクブレーキと同様に、前記電動モータ９ａを、逆方向に回転させて、前記ピストン状構造体２３を前記ロータ１から退避させる。この際、前記両パッド２ａ、３ａが前記ロータ１の両側面から離隔する瞬間の後、前記電動モータ９ａを所定角度だけ逆方向に回転させ続けて、前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間に適正厚さの隙間を確保する。本例の場合には、前記アジャスタプラグ２９を設ける事により、前記両パッド２ａ、３ａの摩耗に拘らず、前記隙間を常に適正厚さに保てる様にしている。
【００３７】
以上の様に本例の電動式ディスクブレーキは、前記電動モータ９ａの回転駆動力を、前記ボール・ランプ式の第一増力機構２０と、カム・ローラ式の第二増力機構２２との２段階で増力する為、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比を大きくできる。この為、前記電動モータ９ａとして小型のものを使用した場合でも、前記インナパッド２ａを前記ロータ１のインナ側面に押し付ける力（総推力）を十分に大きくして、十分に大きな制動力を得られる。又、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比（出力／入力）は、前記第一、第二両増力機構２０、２２のそれぞれの増力比の積になる。従って、これら第一、第二両増力機構２０、２２のそれぞれの増力比に就いては、特に大きな値にしなくても、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比を十分に確保できる。この為、前記第一、第二両増力機構２０、２２を実用的な大きさとして、これら両増力機構２０、２２を、前記キャリパ５ａのシリンダ空間７ａ内に設置できる。
【００３８】
更に、前記電動モータ９ａに近い前段側に設ける、前記ボール・ランプ式の第一増力機構２０が発生する推力であって、この第一増力機構２０に加わるスラスト荷重でもある力は、前記総推力よりも、前記第二増力機構２２の増力比分だけ小さくなる。この為、前記第一増力機構２０を構成する、前記駆動側、被駆動側各ランプ溝１５ａ、１７ａの断面形状や前記各ボール１８ａの直径を特に大きくしなくても、これら各ランプ溝１５ａ、１７ａの転がり疲れ寿命の確保及び損傷の発生防止を図れる。
【符号の説明】
【００３９】
１    ロータ
２、２ａ  インナパッド
３、３ａ  アウタパッド
４    サポート
５、５ａ  キャリパ
６、６ａ  キャリパ爪
７、７ａ  シリンダ空間
８、８ａ  推力発生機構
９、９ａ  電動モータ
１０    出力軸
１１、１１ａ  減速機
１２    ピストン部材
１３    送りねじ係合部
１４、１４ａ  駆動側ロータ
１５、１５ａ  駆動側ランプ溝
１６、１６ａ  被駆動側ステータ
１７、１７ａ  被駆動側ランプ溝
１８、１８ａ  ボール
１９    駆動ユニット
２０    第一増力機構
２１    増力ユニット
２２    第二増力機構
２３    ピストン状構造体
２４    入力軸
２５    ランプケース
２６    第一増力ユニット
２７    保持板
２８    雌ねじ部
２９    アジャスタプラグ
３０    雄ねじ部
３１    係合ピン
３２    被駆動筒部
３３    内向鍔部
３４    スラスト転がり軸受
３５    プラグ
３６    係合凹部
３７    係合凸部
３８    係合凹溝
３９    係合突片
４０    捩りコイルばね
４１    カム軸
４３    入力腕
４４    被駆動側係合凹部
４５    駆動側係合凹部
４６    リンクロッド
４７ａ、４７ｂ  外周面側カム溝
４８ａ、４８ｂ  カムブロック
４９    スペーサブロック
５０ａ、５０ｂ  対向側カム溝
５１    ローラ
５２    軸素子
５３    結合筒
５４    ピストン状分割素子
５５    スリーブ
５６    出力部材
５７    ピン
５８    外側雄ねじ部
５９    外側雌ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2010266006.tif 000016
【図１５】
2010266006.tif 000017
【図１６】
2010266006.tif 000018
【図１７】
2010266006.tif 000019
【図１８】
2010266006.tif 000020
【図１９】
2010266006.tif 000021
【図２０】
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