(57)【要約】【課題】電動ディスクブレーキにおいて、全体の寸法を大きくすることなく、制動解除のためのスプリングのばね力及びパッド摩耗追従のための調整ねじの摩擦力を大きくする。【解決手段】電動モータ３９のロータ４８の回転を減速機構２０によって減速してボールランプ機構１９を駆動し、ブレーキパッド４、５をディスクロータに押圧して制動力を発生させる。コイルスプリング３８Ｃのばね力によって制動を解除する。また、パッド摩耗追従機構２１によってブレーキパッド４、５の摩耗に対する調整を行う。コイルスプリング３８Ｃは、ボールランプ機構１９の外周に配置されているので、径を大きくして大きなばね力を得ることができる。また、パッド摩耗追従機構２１の雄ねじ１７及び雌ねじ１８は、キャリパ本体８のシリンダ部１１の内周（モータ３９の外周）に配置されているので、径を大きくして強度及び摩擦力を大きくすることができる。【選択図】図１
2008115880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパ本体内に、電動モータと、該電動モータの回転を直線運動に変換してブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる回転−直動変換機構と、前記ブレーキパッドの摩耗に応じて前記回転−直動機構の回転部材の直動方向の位置を調整するパッド摩耗追従機構とが設けられた電動ディスクブレーキにおいて、
前記パッド摩耗追従機構は、前記キャリパ本体の内周面に形成された雌ねじと、該雌ねじに螺合して前記回転部材の直動方向の位置を調整する雄ねじを有する調整スクリュを含んでいることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記調整スクリュは、前記回転−直動変換機構が前記ブレーキパッドを押圧する反力に対して前記回転部材を支持することを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記回転−直動変換機構の外周部に前記回転部材に戻り方向のばね力を付与するばね手段が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記パッド摩耗追従機構は、前記ばね手段のばね力によって前記回転部材を回転方向に保持して前記調整スクリュを回転させることによって前記回転部材の直動方向の位置を調整することを特徴とする請求項３に記載の電動ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータによってブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動ディスクブレーキとして、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構、ボールランプ機構等の回転−直動変換機構を用いてピストンの直線運動に変換し、ブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるものが知られている。電動ディスクブレーキは、運転者のブレーキペダル踏力（又は変位量）をセンサによって検出し、制御装置によって、この検出値に基づいて電動モータの回転を制御することより、所望の制動力を発生させる。
【０００３】
回転−直動変換機構として、ボールねじ機構等に比して直動ストロークが小さいボールランプ機構を用いた電動ディスクブレーキでは、ブレーキパッドの摩耗に対して、作動ストロークが不足するため、ブレーキパッドの摩耗に対してボールランプ機構を追従させる必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載された電動ディスクブレーキでは、制動時にブレーキパッドの摩耗に対して調整ねじを回転させてボールランプ機構を前進させて摩耗に追従させるようにしている。また、特許文献１に記載された電動ディスクブレーキでは、スプリングによってボールランプ機構の回転を制動位置から一定量だけ戻すことにより、パッドクリアランスを一定に維持すると共に、断線等によるモータの故障時にも制動を解除できるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１１３８７７号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された電動ディスクブレーキでは、次のような問題がある。パッド摩耗追従機構がモータのロータの内部に配置されているため、調整ねじ及びスプリングの径が小さくなっているので、ブレーキパッドの摩耗調整及び制動解除に必要な調整ねじの摩擦力及びスプリングのばね力を得ることが困難である。また、これらの径が小さいため、大きな荷重に耐えることが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、全体の寸法を大きくすることなく、ブレーキパッドの摩耗追従及び制動解除に必要な調整ねじの摩擦力及びスプリングのばね力を得ることができ、また、大荷重に耐えることができるパッド摩耗追従機構を備えた電動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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、キャリパ本体内に、電動モータと、該電動モータの回転を直線運動に変換してブレーキパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させる回転−直動変換機構と、前記ブレーキパッドの摩耗に応じて前記回転−直動機構の回転部材の直動方向の位置を調整するパッド摩耗追従機構とが設けられた電動ディスクブレーキにおいて、
前記パッド摩耗追従機構は、前記キャリパ本体の内周面に形成された雌ねじと、該雌ねじに螺合して前記回転部材の直動方向の位置を調整する雄ねじを有する調整スクリュを含んでいることを特徴とする。
請求項２の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１の構成において、前記調整スクリュは、前記回転−直動変換機構が前記ブレーキパッドを押圧する反力に対して前記回転部材を支持することを特徴とする。
請求項３の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項１又は２の構成において、前記回転−直動変換機構の外周部に前記回転部材に戻り方向のばね力を付与するばね手段が配設されていることを特徴とする。
請求項４の発明に係る電動ディスクブレーキは、上記請求項３の構成において、前記パッド摩耗追従機構は、前記ばね手段のばね力によって前記回転部材を回転方向に保持して前記調整スクリュを回転させることによって前記回転部材の直動方向の位置を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、全体の寸法を大きくすることなく、パッド摩耗追従機構のねじ部の径を大きくして、その強度及び摩擦力を大きくすることができる。
請求項２の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、強度及び摩擦力を大きくしたねじ部によってブレーキパッドを押圧する反力を支持することができる。
請求項３の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、ばね手段のばね力によって制動を解除することができ、また、全体の寸法を大きくすることなくばね手段の径を大きくして、ばね力を大きくすることができる。
請求項４の発明に係る電動ディスクブレーキによれば、ばね手段を制動の解除及びブレーキパッドの摩耗追従に兼用することによって部品点数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型ディスクブレーキであって、車輪と共に回転するディスクロータ２と、サスペンション部材等の車体側の非回転部分（図示せず）に固定されるキャリア３と、ディスクロータ２の両側に配置されてキャリア３によって支持される一対のブレーキパッド４、５と、ディスクロータ２を跨ぐように配置されて一対のスライドピン６、６によってキャリア３に対してディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に支持された電動キャリパ７とを備えている。そして、電動キャリパ７は、キャリパ本体８と、ピストンユニット９と、モータ／制御装置ユニット１０とで構成されている。
【０００９】
キャリパ本体８には、一端がディスクロータ２の一側に対向して開口する貫通穴からなる円筒状のシリンダ部１１と、シリンダ部１１からディスクロータ２を跨いで反対側へ延びる爪部１２と、シリンダ部１１からほぼ直径方向に延びて一対のスライドピン６、６がそれぞれ取付けられる一対のボス部１３とが一体に形成されている。シリンダ部１１の内周面には、ピストンユニット９のピストン１４が摺動可能に嵌合される案内ボア１５とピストンユニット９に取付けられた調整スクリュ１６の雄ねじ１７が螺合される雌ねじ１８とが形成されている。
【００１０】
ピストンユニット９は、有底円筒状のピストン１４と、ピストン１４の内部に収容されたボールランプ機構１９（回転−直動変換機構）及び差動減速機構２０と、パッド摩耗追従機構２１とを一体化したものである。ピストン１４は、キャリパ本体８の案内ボア１５に摺動可能に嵌合されて一方のブレーキパッド５に当接し、ピン５Ａによって回り止めされている。ピストン１４と案内ボア１５との間は、ダストシール２２及びシールリング２３によってシールされている。
【００１１】
ボールランプ機構１９は、ピストン１４の底面に対して、固定された直動ディスク２４（直動部材）と、回転及び軸方向に移動可能な回転ディスク２５（回転部材）と、これらの互いの対向面に形成されたボール溝２６、２７（傾斜溝）間に装入されたボール２８（転動体）とを備えている。回転ディスク２５は、ばね２９によって直動ディスク２４側へ常時付勢されている。そして、直動ディスク２４と回転ディスク２５とを相対回転させると、傾斜されたボール溝２６、２７間でボール２８が転動することにより、直動ディスク２４と回転ディスク２５とが回転角度に応じて軸方向に相対移動する。これにより、回転運動を直線運動に変換することができる。
【００１２】
差動減速機構２０は、回転軸３０と、回転軸３０の偏心部３１にベアリング３１Ａ、３１Ｂによって回転可能に嵌合されて２つの外歯３２Ａ、３２Ｂを有するリング状の外歯車部材３２と、ボールランプ機構１９の回転ディスク２５に形成されて外歯車部材３２の一方の外歯３２Ａに噛合う内歯３３と、回転軸３０に対してベアリング３５Ａによって回転可能に支持されて外歯車部材３２の他方の外歯３２Ｂに噛合う内歯３４を有する回転部材３５とを備えている。回転軸３０の一端部には、回転ディスク２５がベアリング２５Ａによって回転可能に支持されている。回転軸３０の他端部は、モータユニット１０内へ延ばされて、その先端部に外側スプライン３６が形成されている。
【００１３】
回転部材３５は、一端部がボールスラストベアリング３７を介して回転ディスク２５の端部に当接しており、ばね２９によって回転ディスク２５に押付けられて回転ディスク２５を直動ディスク２４側へ付勢している。外歯３２Ａと内歯３３とが互いに噛合う外歯車部材３２と回転ディスク２５との中心距離及び外歯３２Ｂと内歯３４とが互いに噛合う外歯車部材３２と回転部材３５との中心距離は、１つの回転軸３０によって決定されるので、これらの位置決め精度を高めることができる。また、これらの歯車の噛合いによる反力により、回転ディスク２５及び回転部材３５に対して横力が加わるが、ばね２９の付勢力及び回転ディスク２５に伝達されるブレーキパッド５からの反力によって回転ディスク２５及び回転部材３５の倒れを防止すると共に、がたつきを解消して振動及び騒音の発生を防止することができる。
【００１４】
そして、回転軸３０を回転させて外歯車部材３２を公転させることにより、外歯車部材３２の外歯３２Ａに噛合う内歯３３を有する回転ディスク２５と外歯３２Ｂに噛合う内歯３４を有する回転部材３５とが差動回転し、これらの一方を固定することによって他方を所定の減速比で減速して回転させることができる。なお、差動減速機構２０の外歯３２Ａと外歯３２Ｂの歯数を同数にすることにより、外歯３２Ａと外歯３２Ｂとを一体として機械加工することができ、製造コストを低減することができる。
【００１５】
パッド摩耗追従機構２１は、ボールランプ機構１９の直動ディスク２４と回転ディスク２５との間に装着されたリミッタ３８と、差動減速機構２０の回転部材３５に結合された調整スクリュ１６と、回転部材３５に結合されたカップ３８Ｂと、ピストン１４とカップ３８Ｂとの間に介装されたウエーブワッシャ３８Ａとを備えている。図３に示すように、リミッタ３８は、直動ディスク２４と回転ディスク２５とを一定の範囲内で相対回転を許容し、回転ディスクが一定の遊びの分だけ回転して、回転ディスク２５に形成された突起部２５Ａが捩りばねであるコイルスプリング３８Ｃ（ばね手段）の一端に取付けられた当接部３８Ｄに当接した後は、回転ディスク２５の回転に対してコイルスプリング３８Ｃによる戻し方向のばね力が付与されるようになっている。調整スクリュ１６は、外周部に雄ねじ１７（台形ねじ）が形成され、この雄ねじ１７がキャリパ本体８のシリンダ部１１の内周部に形成された雌ねじ１８（台形ねじ）に螺合されている。これにより、差動減速機構２０を構成する回転部材３５のシリンダ部１１への連結は、パッド摩耗追従機構２１の調整スクリュ１６と兼用することができ、部品点数及び加工部の削減が可能になる。調整スクリュ１６は、回転部材３５と共にウエーブワッシャ３８Ａによって回転に対して一定の保持力をもって保持されており、この保持力に抗して回転させることにより、雄ねじ１７及び雌ねじ１８の相対回転によって軸方向に移動させることができる。また、調整スクリュ１６は、回転ディスク２５からの反力をスラストベアリング３７及び回転部材３５を介して受けて、雄ねじ１７及び雌ねじ１８を介してキャリパ本体８へ伝達する。
【００１６】
モータユニット１０は、モータ３９と、モータ３９の回転位置を検出するレゾルバ４０と、モータ３９の回転位置を保持するための駐車ブレーキ機構４１と一体化したものである。モータ３９は、キャリパ本体８の端部に結合されるベースプレート４３に取付けられてピストンユニット９の調整スクリュ１６に挿入される円筒状のモータケース４４を備え、モータケース４４の内周部にコイル等からなるモータステータ４５が固定されている。モータケース４４は、有底円筒状のモータケース本体４４Ａとその開口を閉じるモータケース蓋４４Ｂとからなり、モータケース本体４４Ａとモータケース蓋４４Ｂとに設けられた開口部に軸受４６、４７が取付けられ、これらの軸受４６、４７によって円筒状のモータロータ４８が回転可能に支持されている。モータケース４４は、キャリパ本体８のシリンダ部１１の内周に当接して径方向に支持されている。モータロータ４８の内周部には、ピストンユニット９の回転軸３０の外側スプライン３６に係合する内側スプライン４９が形成されており、モータロータ４８と回転軸３０との間で回転力を伝達するとともに、これらが軸方向に相対移動できるようになっている。
【００１７】
レゾルバ４０は、ベースプレート４３に固定されたレゾルバステータ５０と、ベースプレート４３に挿通されたモータロータ４８の先端部に取付けられてレゾルバステータ５０の内周に位置するレゾルバロータ５１とを備えており、これらの相対回転によってモータロータ４８の回転位置を表す電気信号を出力するようになっている。また、駐車ブレーキ機構４１は、電動アクチュエータによってロック機構５２を作動させてロータ４８の回転をロックするものである。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
制動時には、運転車のブレーキ操作に基づいてコントローラ（図示せず）からモータ３９へ制御電流を供給してモータロータ４８を制動方向へ回転させる。モータロータ４８の回転は、差動減速機構２０によって所定の減速比で減速され、ボールランプ機構１９によって直線運動に変換されて、ピストン１４を前進させる。ピストン１４の前進によって、一方のブレーキパッド５がディスクロータ２に押圧され、その反力によってキャリパ本体８がキャリア３のスライドピン６に沿って移動して、爪部１２が他方のブレーキパッド４をディスクロータ２に押圧して制動力を発生させる。また、制動解除時には、モータロータ４８を逆回転させることによってピストン１４を後退させて、ブレーキパッド４、５をディスクロータ２から離間させる。
【００１９】
そして、車載コントローラによって、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角および車両横加速度等の車両状態を検出し、これらの検出に基づいて電動モータ３９の回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を実行することができる。
【００２０】
次に、差動減速機構２０及びパッド摩耗追従機構２１の作用について説明する。
制動時にロータ４８によって回転軸３０が回転すると、偏心部３１の偏心回転によって外歯車部材３２が公転して、外歯車部材３２の外歯３２Ａ、３２Ｂに噛合った回転ディスク２５と回転部材３５とが差動回転する。このとき、通常は、ウエーブワッシャ３８Ａによって調整スクリュ１６と共に回転部材３５の回転が固定され、一方、回転ディスク２５は、リミッタ３８の遊びの範囲で自由に回転することができるので、回転ディスク２５のみが回転する。これにより、ボールランプ機構１９がピストン１４を前進させてブレーキパッド４、５をディスクロータ２に押圧する。ブレーキパッド４、５がディクスロータ２の押圧を開始した後は、その反力が雄ねじ１７及び雌ねじ１８に作用することにより、これらの間の摩擦力が増大して調整スクリュ１６すなわち回転部材３５の回転が確実にロックされる。したがって、回転ディスク２５はリミッタ３８のコイルスプリング３８Ｃのばね力に抗して回転することができる。
【００２１】
ブレーキパッド４、５が摩耗して、回転ディスク２５がリミッタ３８の遊びの範囲を超えてもディスクロータ２を押圧しない場合、回転ディスク２５にリミッタ３８のコイルスプリング３８Ｃのばね力が作用して、回転ディスク２５が固定され、調整スクリュ１６が回転部材３５と共にウエーブワッシャ３８Ａの保持力に抗して回転する。これにより、調整スクリュ１６が雄ねじ１７及び雌ねじ１８の相対回転によって前進してピストンユニット９を前進させる。ブレーキパッド４、５がその摩耗分だけ前進してディスクロータ２の押圧を開始すると、前述したように、その反力によって雄ねじ１７及び雌ねじ１８の摩擦力が増大して調整スクリュ１６の回転がロックされる。その後は、回転ディスク２５がリミッタ３８のコイルスプリング３８Ｃのばね力に抗して回転して、ボールランプ機構１９によってピストン１４が前進する。このようにして、ブレーキパッド４、５が摩耗した分だけ調整スクリュ１６によってピストンユニット９を前進させることができ、ブレーキパッド４、５の摩耗を補償することができる。
【００２２】
また、制動中に断線等によってモータ３９が故障した場合には、リミッタ３８のコイルスプリング３８Ｃのばね力によって回転ディスク２５が一定量だけ戻されるので、制動を解除することができる。パッド摩耗追従機構２１は、リミッタ３８のコイルスプリング３８Ｃがボールランプ機構１９の外周に配置され、雄ねじ１７及び雌ねじ１８がシリンダ部１１の内周、すなわち、モータ３９の外周に配置されているので、電動ディスクブレーキ１を大型化することなく、これらの径を大きくすることができる。これにより、コイルスプリング３８Ｃのばね力を充分大きくすることができ、モータ３９の故障時にも確実に制動を解除することができる。雄ねじ１７及び雌ねじ１８の径を大きくすることにより、充分な摩擦力を得てパッド摩耗追従機構２１を確実に作動させることができ、また、充分な強度を確保して制動時のピストン１４からの反力を確実に支持することができる。さらに、雄ねじ１７及び雌ねじ１８の径を大きくすることにより、コイルスプリング３８Ｃのばね力をさほど大きくしなくても摩擦力が大きくなる分、より小さな推力でねじの回転が止まるので、コイルスプリング３８Ｃの作動開始が早まり、ピストン１４の推力が小さい場合でも、モータ３９の故障時には確実に制動を解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキを示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図３】図１の電動ディスクブレーキのリミッタ及び回転ディスクの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電動ディスクブレーキ、２  ディスクロータ、４、５  ブレーキパッド、８  キャリパ本体、１６  調整スクリュ、１７  雄ねじ、１８  雌ねじ、１９  ボールランプ機構（回転−直動変換機構）、２１  パッド摩耗追従機構、２５  回転ディスク（回転部材）、３８Ｃ  コイルスプリング（ばね手段）、３９  モータ（電動モータ）
【図１】
2008115880.tif 000003
【図２】
2008115880.tif 000004
【図３】
2008115880.tif 000005