(57)【要約】【課題】  複雑な機構を介さず単純且つ容易な構造で、電気エネルギーを有効に変換してディスクの回転を制動することができるディスクブレーキを提供する。【解決手段】  ディスク１２の両側に配置される一対のブレーキパッド１３，１４を有し、これらブレーキパッド１３，１４の前記ディスク１２への接触で制動力を発生させるディスクブレーキ１０において、前記ディスク１２の径方向外側を越えて前記一対のブレーキパッド１３，１４の両側に対向部を配置したキャリパ１９にコイル３１を設け、該コイル３１により生じる磁力で前記ブレーキパッド１３，１４と前記ディスク１２との間に吸着力を発生させてディスク１２の回転を制動する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドを有し、これらブレーキパッドの前記ディスクへの接触で制動力を発生させるディスクブレーキにおいて、
前記ディスク及び一対のブレーキパッドは磁性を有しており、
前記ディスクの径方向外側を越えて前記一対のブレーキパッドのディスク非接触面の両側に対向部を配置したキャリパにコイルを設け、該コイルに電流を供給することによって生じる磁力で前記ブレーキパッドと前記ディスクとの間に吸着力を発生させることを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記対向部は、前記キャリパに形成されるシリンダ部内に摺動可能に設けられ一のブレーキパッドのディスク非接触面側に対向する鉄芯と、前記シリンダ部から前記ディスクの径方向外側を越えて延出されて他のブレーキパッドに対向する爪部とからなることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
前記シリンダ部には、前記鉄芯を前記ディスクから遠ざける方向に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項２記載のディスクブレーキ。
【請求項４】
前記鉄芯における一のブレーキパッドとの対向面と反対側面には、前記鉄芯の戻り量を一定にするための戻り位置規制機構が設けられていることを特徴とする請求項２及び３記載のディスクブレーキ。
【請求項５】
前記コイルには、磁力の極性を所定時間ごとに反転するように電流が供給されることを特徴とする請求項１乃至４記載のディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に用いられるディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等の制動用に用いられるディスクブレーキにおいては、油圧式のものに代わって、電動モータのロータの回転を歯車で構成される差動減速機構によって減速し、この回転でボールランプ機構を介してピストンを摺動させることにより、ブレーキパッドがディスクロータを押圧して制動力を発生させる電動式のディスクブレーキが知られている。
【０００３】
このような電動式のディスクブレーキにおいては、電動モータに電流を供給することで制動力を発生するようになっている。詳細には、上記した差動減速機構が、偏芯軸、入力側歯車、出力側歯車を有する外歯車部材、固定リングギア及びリングギアを備えており、これらリングギアと電動モータのロータとの間に生じる差動によってロータの回転を減速する。作動減速機構のリングギヤによってボールランプ機構の回転ディスクが回動し、この回転により直動ディスクが直動する。このことで、結果的にロータの回転力が直進運動に変換されてピストンがディスクロータ側に移動する。そして、このピストンの移動によって前進するブレーキパッドがディスクロータを押圧して、ディスクを制動することになる。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２９４０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、電動モータの回転を減速して直進運動に変換するものでは、ディスクを制動するまでに複数の機構を介すことになり、摺動抵抗等のロスにより電気エネルギーを有効に制動力に変換することができなかった。また、構成が複雑となるため、製造が煩雑になるといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、複雑な機構を介さず単純且つ容易な構造で、電気エネルギーを有効に変換してディスクの回転を制動することができるディスク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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ディスクの両側に配置される一対のブレーキパッドを有し、これらブレーキパッドの前記ディスクへの接触で制動力を発生させるディスクブレーキにおいて、前記ディスク及び一対のブレーキパッドは磁性を有しており、前記ディスクの径方向外側を越えて前記一対のブレーキパッドのディスク非接触面の両側に対向部を配置したキャリパにコイルを設け、該コイルに電流を供給することによって生じる磁力で前記ブレーキパッドと前記ディスクとの間に吸着力を発生させることを特徴としている。
請求項２にかかる発明は、前記対向部は、前記キャリパに形成されるシリンダ部内に摺動可能に設けられ一のブレーキパッドのディスク非接触面側に対向する鉄芯と、前記シリンダ部から前記ディスクの径方向外側を越えて延出されて他のブレーキパッドに対向する爪部とからなることを特徴としている。
請求項３にかかる発明は、前記シリンダ部には、前記鉄芯を前記ディスクから遠ざける方向に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴としている。
請求項４にかかる発明は、前記鉄芯における一のブレーキパッドとの対向面と反対側面には、前記鉄芯の戻り量を一定にするための戻り位置規制機構が設けられていることを特徴としている。
請求項５にかかる発明は、前記コイルには、磁力の極性を所定時間ごとに反転するように電流が供給されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１及び請求項２に係る発明によれば、コイルの発生する磁力によってディスクとブレーキパッドとの間に吸着力が発生し、ブレーキパッドがディスクに両側から吸着することで接触し、ディスクの回転を制動する。このように、コイルの磁力でブレーキパッドをディスクに接触させるため、複雑な構成を介さず単純且つ容易な構造で、電気エネルギーを有効に変換して制動力を発生させることができる。したがって、ディスクとブレーキパッドとの間に発生した吸着力がそのままディスクのクランプ力となるため制動効率が良く、ディスクを効果的に制動することができる。また、構造が簡素になるため、製造の効率化を図ることが可能となる。
請求項３に係る発明によれば、付勢手段により制動後に鉄芯をディスクから離間させ、ブレーキパッドをディスクから離間させることが可能となる。
請求項４に係る発明によれば、制動の繰り返しによりブレーキパッドが磨耗したときにも、ブレーキパッドとディスクとの間に一定のクリアランスを保つことができ、制動時の応答性を安定させることができる。
請求項５に係る発明によれば、ディスク及びブレーキパッドが帯磁してしまうことがなく、帯磁によって砂鉄等が付着してブレーキパッドの移動性が損なわれてしまうようなことが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、このディスクブレーキ１０は、車両の非回転部に固定され、車輪とともに回転するディスク１２を跨いで形成されるキャリア１１を有している。
【０００９】
キャリア１１には、ディスク１２の両側、すなわちディスク１２に対して車両のインナ側（図１における右側）にブレーキパッド１３が、また、アウタ側（図１における左側）にブレーキパッド１４が配置されている。キャリア１１はこれらブレーキパッド１３，１４をディスク１２の軸方向に沿って摺動可能に支持している。両ブレーキパッド１３，１４は、ディスク１２に対向するライニング１７とディスク１２に対し反対側の制振鋼板からなる裏金１６とで構成され、裏金１６においてキャリア１１に支持されている。なお、ライニング１７は磁性を有する焼結合金を含有した摩擦材からなっている。
【００１０】
キャリパ１９は、車体のインナ側に配置されるシリンダ部２０と、車輪とともに回転するディスク１２を跨いでシリンダ部２０とは反対側（アウタ側）に配置されアウタ側のブレーキパッド１４の裏金１６に対向して接触する爪部２１（対向部）と、ディスク１２の径方向外側に位置してこれらシリンダ部２０と爪部２１とを連結させる連結部２２とを有するキャリパ本体２３を備えている。ここで少なくとも、ディスク１２、ブレーキパッド１３，１４及びキャリパ１９は、磁性材料である金属で形成されている。また、図１に示すように、シリンダ部２０のディスク回転方向両側には相反方向に延出するように延出部２４がそれぞれ形成されており、この延出部２４にディスク軸方向に延びるスライドピン２４ａが接続され、このスライドピン２４ａがキャリア１１の図示せぬピン孔に挿通されている。これにより、キャリパ１９はキャリア１１に対してディスク軸方向に移動可能に配置される。
シリンダ部２０の軸中心位置には、インナ側に向けて開口し底部材２５を嵌合させる嵌合穴部２６と、この嵌合穴部２６より小径で嵌合穴部２６のディスク１２側に配設される中間穴部２７と、この中間穴部２７より小径で中間穴部２７のディスク１２側に配置される案内穴部２８と、最もディスク１２側に配設される埋設穴部２９とが形成されている。
【００１１】
シリンダ部２０のディスク１２側の埋設穴部２９の位置には、その胴体部分にコイル３１がリング状に巻回されたコイルボビン３０が埋設されている。このコイルボビン３０の内周面と案内穴部２８の内周面とは略面一となるように設けられる。
これらコイルボビン３０と案内穴部２８との内側に、全体として略円柱状を成すキャリパ１９の鉄芯３２が軸線方向に沿って摺動自在に挿入されている。この鉄芯３２は、先端側（ディスク１２側）に行くにしたがって半径方向に広がりを成してインナ側のブレーキパッド１３の裏金１６に対向する押圧部３３（対向部）を有しており、シリンダ部２０からディスク１２側に突出した状態で設けられ、インナ側のブレーキパッド１３の裏金１６に接触可能となっている。また、鉄芯３２は円周方向への周り止め機構（図示しない）を有しており、シリンダ部２０に対して回転が規制されるようになっている。
【００１２】
一方、鉄芯３２は、その基端側に、鉄芯３２の外周面に設けられて鉄芯３２をディスク１２から遠ざける戻し機構３４と、その戻り位置を規制する戻り位置規制機構３５とを有している。
戻し機構３４は、中間穴部２７内に位置するように、鉄芯３２の周側面に半径方向外側に突出して設けられる環状のスプリング受け部３６と、鉄芯３２の外周を取り囲んで配設されるコイル状の鉄芯付勢スプリング３８（付勢手段）とから構成されている。この鉄芯付勢スプリング３８は、中間穴部２７及び案内穴部２８の間の段部３７と上記スプリング受け部３６との間に介装され、ディスク１２側へ移動した鉄芯３２をディスク１２から遠ざけるように付勢する。
【００１３】
戻り位置規制機構３５は、ボルト付勢スプリング３９、アジャスタボルト４０及び底部材２５から構成され、鉄芯３２の基端側の軸中心部分に設けられている。
ここで、鉄芯３２には、アジャスタボルト４０を螺合させるための雌ネジ穴部４１が軸方向に沿って形成されるとともに、この雌ネジ穴部４１の底の奥に連通して、雌ネジ穴部４１よりも小径のスプリング穴４２が形成されている。
【００１４】
このスプリング穴４２には、アジャスタボルト４０を鉄芯３２より押し出す方向（図中右方向）に付勢する上記したボルト付勢スプリング３９が設けられ、雌ネジ穴部４１にはアジャスタボルト４０が螺合される。アジャスタボルト４０には、頭部４３にテーパ形状のクラッチ面４４を有している。
ここで、アジャスタボルト４０が有する雄ネジのネジ山の最大径は、雌ネジ穴部４１の有する雌ネジの谷径よりも小径且つ内径よりも大径となるように形成されている。このようなネジの寸法関係により、鉄芯３２とアジャスタボルト４０との間に、所定量軸方向に移動可能なクリアランスが設けられることになる。
そして、アジャスタボルト４０のクラッチ面４４は、底部材２５に形成された同形状のクラッチ面４５と接触状態で係合可能となっている。
上記したアジャスタボルト４０及び底部材２５は、非磁性材料のステンレス材やアルミ材で形成されている。
【００１５】
本実施の形態におけるディスクブレーキは以上のような構成を有しており、その作動を以下に示す。コイル３１に図示せぬ制御回路から電流を流して通電すると、図２中の二点鎖線で示すように、キャリパ本体２３と、アウタ側のブレーキパッド１４と、ディスク１２と、インナ側のブレーキパッド１３と、鉄芯３２とをこの順に結ぶ閉じられた磁路が形成されることになる。
【００１６】
これにより、各部品間で吸着力が生じて瞬時に各部品同士が密着する。つまり、鉄芯３２がキャリパ本体２３に対しディスク１２側に摺動することで、鉄芯３２の押圧部３３がインナ側のブレーキパッド１３に、インナ側のブレーキパッド１３がディスク１２に、キャリパ本体２３の爪部２１がアウタ側のブレーキパッド１４に、アウタ側のブレーキパッド１４がディスク１２に、それぞれ密着する。これにより、ブレーキパッド１３，１４がディスク１２に接触することになって、ディスク１２及び両ブレーキパッド１３，１４間で制動力が生じ、ディスク１２の回転を制動する。
ここで、ディスク１２の制動時のコイル３１への通電においては、極性を所定時間ごとに反転するようにし、磁路を構成する部品の帯磁を防止する。これは、ブレーキパッド１３，１４が帯磁すると道路上の砂鉄等がブレーキパッド１３，１４に付着してしまい、キャリア１１に対するブレーキパッド１３，１４の摺動性が低下し、制動の旺盛が悪化することを防止するためである。コイル３１への通電極性を所定時間ごとに反転するためには、図示せぬ制御回路によりコイル３１へ供給する電流を、極性を考慮した電流値と通電時間を基本パラメータとする積分値の総和が常に０付近となるように制御すればよい。或いは、通電時の応答性を確保するために、通電開始時の磁気抵抗が大になる方向に電流を流すように制御するようにしてもよい。
【００１７】
上記のように、ディスク１２への制動力が生じている場合には、鉄芯３２がシリンダ部２０より前進した状態にある。つまり、インナ側のブレーキパッド１３に押圧部３３が密着することによって、鉄芯付勢スプリング３８を押し縮めながら図中左方向へと移動する。
ここで、ブレーキパッド１３，１４のライニング１７が磨耗していると、鉄芯３２がアジャスタボルト４０と雌ネジ穴部４１とによるクリアランス以上に前進してしまう。この場合、係合しているアジャスタボルト４０のクラッチ面４４と底部材２５のクラッチ面４５との間に隙間が生じようとする。すると、アジャスタボルト４０の螺合によって押し縮められたボルト付勢スプリング３９の付勢力により、アジャスタボルト４０は回転しながら鉄芯３２から図中右方向に押し出されるので、底部材２５との係合状態が常に保たれるとともに、底部材２５に係合することによって必要以上の回転が規制されることになる。これにより、鉄芯３２の位置がブレーキパッド１３，１４の磨耗に追従する。
【００１８】
次に、コイル３１への電流の供給を停止すると、鉄芯３２は、その移動に伴って押し縮められた鉄芯付勢スプリング３８の付勢力によって、図中右方向へと引き戻される。このときの鉄芯３２のストロークは、鉄芯３２側の雌ネジと、これに係合するアジャスタボルト４０の雄ネジとのクリアランス量によって制限される。すなわち、雌ネジと雄ネジとの径が異なっているため、間に僅かな隙間が生じてアジャスタボルト４０が軸方向に移動可能になるとともに、互いのネジ山の干渉によりその移動が制限されるので、鉄芯３２のストロークも制限されることになり、鉄芯３２の戻り位置が決定される。すなわち、制動の繰り返しによりブレーキパッド１３，１４が磨耗したときにも、ブレーキパッド１３，１４とディスク１２との間に一定のクリアランスを保つことができ、制動時の応答性を安定させることができる。
そして、図示せぬパッドスプリングの戻しバネによって、ディスク１２に接触していた両側のブレーキパッド１３，１４がディスク１２から離脱される。
【００１９】
以上に述べた本実施形態のディスクブレーキ１０によれば、キャリパ１９にコイル３１を設け、このコイル３１の生じる磁力によってディスク１２にブレーキパッド１３，１４を吸着させることができるので、複雑な機構を介さずにディスク１２を制動させることができる。
また、戻り位置規制機構３５で、鉄芯３２のストロークが制限されることにより、ブレーキパッド１３，１４の磨耗に追従して鉄芯３２の戻り位置を規制することができる。
したがって、ディスク１２とブレーキパッド１３，１４との間に発生した吸着力がそのままディスク１２のクランプ力となるため制動効率が良く、ディスク１２を効果的に制動することができる。また、構成を簡素化できるとともに部品点数を削減することができ、製造の効率化を図ることが可能となる。
【００２０】
なお、上記実施形態に限らず、アジャスタボルト４０のテーパ形状のクラッチ面４４をシリンダ部２０に対して摺動自在な部品に設け、この摺動自在な部品を図示しない機械的機構でディスク１２側へ押し込み可能としても良い。こうすることで、コイル３１に通電しない場合でも、ディスク１２にブレーキパッド１３，１４を押し付けて制動力を発生させることが可能となり、駐車ブレーキとして利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における一実施形態のディスクブレーキを示す平断面図である。
【図２】本発明における一実施形態のディスクブレーキを示す側断面図であって、コイル３１に電流が一方向に流れている状態の磁路を二点鎖線で示すものである。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ディスクブレーキ
１２  ディスク
１３，１４  ブレーキパッド
１９  キャリパ
２１  爪部（対向部）
３２  鉄芯
３３  押圧部（対向部）
３８  鉄芯付勢スプリング（付勢手段）
３５  戻り位置規制機構
３１  コイル
【図１】
2006097845.tif 000003
【図２】
2006097845.tif 000004