(57)【要約】【課題】電動モータの駆動力によりボールがボール溝を乗り越えること、ピストンヘッドがランププレートから脱落すること、を防止し、組付けを容易にする電動ディスクブレーキを提供する。【解決手段】キャリパボデー１のシリンダ５内には、力伝達変換機構を構成するボールランプ機構が内挿され、その相対回転角は所定の範囲に規制されている。また、ピストンヘッド４、ボールランプ機構を構成するランププレート１０とボール１１とスクリュウシャフト部材９、コイルスプリング２３、エンドプレート２２の順に組みつけられ、エンドプレート２２はコイルスプリング２３を撓ませた状態でピストンケース６のスリットＳに引っ掛けることで、各々の部品がそのスプリングにより弾性的に連結され組み付けられる【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの駆動により、ボールランプ機構を介してパッドをロータに押圧するピストンを備えた電動ディスクブレーキにおいて、前記ボ−ルランプ機構は、球体と、漸次深さが変わる円弧状溝内で前記球体を挟む共に相対回転可能な  ２つの挟圧部材とによって構成し、前記挟圧部材間に相対回転角を所定範囲に規制する過回転防止機構を備えたことを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記過回転防止機構は、前記挟圧部材の一方の部材に形成した第１の突起部を他方の部材に第２突起部を設けて衝合可能とした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】
前記第１の突起部は前記一方の部材の中央開口に形成し、前記第２突起部は前記中央開口に挿入されることを特徴とする請求項２に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記ピストンは、ピストンヘッドと円筒体とからなり、前記ピストンヘッドは脱落防止機構により前記ボールランプ機構から脱落するのを防止されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項５】
前記脱落防止機構は、電動ディスクブレーキのキャリパに形成されたシリンダ内にロータ軸方向へ摺動可能に配置された前記円筒体にロータ側への移動を規制して係合された前記ピストンヘッド、前記ボールランプ機構、コイルスプリング、プレートの順に、前記円筒体内に一体的に組み付けられたものであることを特徴とする請求項４に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項６】
前記ピストンヘッドは前記ボールランプ機構に対し傾動可能とされていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電動ディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、産業機械等に搭載した、モータを駆動源とする電動ディスクブレーキに関するものであり、特に、ピストンケース内に回転・直動変換機構としてのボールランプ機構を一体的に組み付けた電動ディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車、産業機械等の車両の制動装置として、ブレーキ液を使用せず、電動モータの出力によって制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキ装置は知られている。この電動ディスクブレーキ装置は、電動モータによって駆動される駆動部材と、その駆動部材とパッドとの間において駆動部材から作動力を受けてパッドをロータに押圧する押圧部材と、それら駆動部材と押圧部材とを連結する回転・直動変換機構（ボールランプ機構）等から構成されている。これらは、電動モータの回転運動をボールねじ機構によってピストンの進退動に変換し、ピストンによってパッドをロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようになっている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３２２６６号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６１０９号公報
【０００４】
特許文献１に記載された電動ディスクブレーキ装置は、該装置のパッドの押力部において、おねじ部材と押圧部材間を球形接触で弾性結合された例であるが、この例の場合は、外部より力を加えるとおねじ部材が押圧部材から脱落する可能性がある。
また、特許文献２に記載された電動ディスクブレーキ装置は、ボールランプ機構を用いた例であるが、この例の場合は、ボールが所定回転以上の回転を規制する手段が設けられていないために、電動モータが過回転することでボールがボール溝を乗り越えるといった不具合が考えられる。
【０００５】
モータが過回転することによりボールのランプ面からの乗り上げを起こさないようにするには、図５に示すようにランプ溝を深く設定する必要があるため、ランプの作動回転角を大きく取れない、という不都合があった。
また、図５に示す問題点を解決するために図６に示すように作動回転角を大きく取ろうとすると、ボールランプの作動有効径を大きくとる必要があり、この結果、ボールランプ機構の直径が大きくなりボ−ルランプ機構の大型化および効率の低下を招く不都合があった。
また、上記の電動ディスクブレーキ装置は、機能が複雑であり、且つ、組付け構造も複雑で、その作業効率が悪いという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ボールランプ機構のランププレートが所定回転以上の回転を規制する過回転防止機構を設け、この過回転防止機構によって電動モータの駆動力によりボールがボール溝を乗り越えるといった不具合を防止するとともに、ピストンヘッドがボールランプ機構から脱落するのを防止できる電動ディスクブレーキを提供し、上記問題点を解決することを目的とする。
また、電動ディスクブレーキにおけるピストンアッシの機能向上を図り、組付けを容易にすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
電動モータの駆動により、ボールランプ機構を介してパッドをロータに押圧するピストンを備えた電動ディスクブレーキにおいて、前記ボ−ルランプ機構は、球体と、漸次深さが変わる円弧状溝内で前記球体を挟む共に相対回転可能な  ２つの挟圧部材とによって構成し、前記挟圧部材間に相対回転角を所定範囲に規制する過回転防止機構を備えたことを特徴とする電動ディスクブレーキである。
また、前記過回転防止機構は、前記挟圧部材の一方の部材に形成した第１の突起部を他方の部材に第２突起部を設けて衝合可能としたことを特徴とする電動ディスクブレーキである。
また、前記第１の突起部は前記一方の部材の中央開口に形成し、前記第２突起部は前記中央開口に挿入されることを特徴とする電動ディスクブレーキである。
また、前記ピストンは、ピストンヘッドと円筒体とからなり、前記ピストンヘッドは脱落防止機構により前記ボールランプ機構から脱落するのを防止されていることを特徴とする電動ディスクブレーキである。
また、前記脱落防止機構は、電動ディスクブレーキのキャリパに形成されたシリンダ内にロータ軸方向へ摺動可能に配置された円筒体にロータ側への移動を規制して係合された前記ピストンヘッド、前記ボールランプ機構、コイルスプリング、プレートの順に、前記円筒体内に一体的に組み付けられたものであることを特徴とする電動ディスクブレーキである。
また、前記ピストンヘッドは前記ボールランプ機構に対し傾動可能とされていることを特徴とする電動ディスクブレーキである。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明に係わる電動ディスクブレーキを示す縦断面図、図２は一体化されたボールランプ機構の拡大断面図、図３は図１中のＡ−Ａ断面図、図４（ａ）は図１中のＢ−Ｂ断面図、図４（ｂ）は本発明のボ−ルランプ機構のボールランプの回転許容範囲を示す説明図である。
【０００９】
図１において、電動ディスクブレーキのキャリパは、キャリパボデー１と、キャリパボデー１に装着されたハウジング２を備え、キャリパボデー１とハウジング２には、力伝達変換機構を構成するボールランプ機構、電動モータ等が内蔵されている。前記キャリパボデー１の先端部には、被制動部材であるロータＲを跨いで反対側まで延びる爪部３が設けられている。前記爪部３と後述のピストンヘッド４との間には被制動部材であるロータＲに対向する摩擦材としてのパッドＰが設けられ、これらパッドＰがピストン端部のピストンヘッド４により、軸方向に移動することによって被制動部材としてのロータＲを押圧し、ブレーキ力を働かせることができる構成となっている。キャリパボデー１に形成したシリンダ５内には、ピストンの摺動部を形成するピストンケ−ス６が配置され、このピストンケ−ス６には図３に示すように、周囲の適宜の箇所に凸部７を設け、この凸部７がキャリパボデー１の内面軸方向に形成した凹部８と嵌合わされている。これによりピストンケース６はキャリパボデー１に対して回転不能且つロータ軸方向へ摺動自在に構成されている。また、ピストンケ−ス６内には、力伝達変換機構を構成するボールランプ機構が内挿されている。このボールランプ機構は、スクリュウーシャフト部材９とスクリュウーシャフト部材９の一端面に形成されたディスク体に対向するように設けられたランププレート１０と、これらの間に介装された球体（ボール）１１とから構成されている。
【００１０】
次に、スクリュウシャフト部材９とランププレート１０の関連構成を、図１、２、４（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
前記スクリュウシャフト部材９は、一方側の挟圧部材を構成するディスク体１２と、該ディスク体１２の中心から延出したねじ部１３からなり、該ディスク体１２の円周方向には、円弧状に延びる３つの溝（ボール溝）１４が形成され、更に、ディスク体１２の中心よりややずれた位置には、図１の左方に向かって突出した突起体１５を形成する。
前記ディスク体１２に対向する他方側の挟圧部材を構成するランププレート１０の対向面には、円周方向に沿って円弧状に延びる３つ溝（ボール溝）１６を設け、また、中心部には貫通孔１７を設け、更に、貫通孔１７の内壁にはキ−１８を埋め込んである。
これらディスク体１２の３つのボール溝１４とランププレート１０の３つのボール溝１６は、それぞれ等しい中心角の範囲で延ばされて等間隔に配置され、図４（ｂ）に示すように、各ボール溝１４、１６は、一端部の最深部ａから他端部の最浅部ｂまでｈの高低差をもって傾斜されており、さらに互いの溝内でボール１１が（ｂ）に示すように回転角９０°の範囲で各々の挟圧部材に対して移動できるように構成されいる（このため、本例ではディスク体１２とランププレート１０とは相対的に１８０°回転可能となっている）。また、スクリュウシャフト部材９のディスク体１２の各ボール溝１４とランププレート１０の各ボール溝１６とは、原位置において、それぞれ最深部ａ同士が対向するように配置され、これらの最深部ａの間のそれぞれにボール１１が装入されている。これにより、スクリュウシャフト部材９がランププレート１０に対して回転すると、ボール１１がボール溝１４，１６内を最浅部ｂ側へ向かって転動して、回転角度に応じてランププレート１０がスクリュウシャフト部材９から離間する方向へ軸方向に沿って移動し、前記ピストンヘッド４を押圧するようになっている。そして、この時ボールランプ機構内には、後述するボールランプ過回転防止機構が設けられているため、夫々のランプ溝がラップするところまでボールランプの作動回転角を取ることができ、即ち、ランププレート１０に対するディスク体１２の過回転によるボールの乗り越えを防止できるため、ボールランプ機構の作動有効径を小さくでき、ボールランプ機構の小型効率を実現することができる。
【００１１】
また、前記したようにスクリュウシャフト部材９のディスク体１２には第２突起部としての突起体１５を設けてあり、該突起体１５は、ランププレート１０の貫通孔１７に挿入される。そして、スクリュウシャフト部材９の突起体１５が第１突起部としてのキー１８に当たる間（角度１８０°）は回転可能で、それ以上回そうとするとキー１８により回転規制され、これらによってボールランプ過回転防止機構を構成している  （図３）。
すなわち、スクリュウシャフト部材９の突起体１５（第２突起部）と、ランププレート１０のキー１８（第１突起部）との衝合により、スクリュウシャフト部材９の回転は規制されており、スクリュウシャフト部材９はそれ以上の回転はできない。
【００１２】
次に、ピストンヘッド４とランププレート１０の関連構成を、図１、２に基づいて説明する。
前記ランププレート１０の表面は球形状に形成されており、この球形面に前記ピストンヘッド４の球形面が接合されており、ピストンヘッド４がボールランプ機構に対して軸方向に対して傾斜可能に取り付けられている。具体的にはピストンヘッド４がランププレート１０に対して、微小角可動可能とし、キャリパボデーの変形によるパッドＰの偏磨耗を防止するとともに一部のボールへの過大な荷重が作用することを防ぐことができる。
【００１３】
ピストンヘッド４は、円筒部１９と、円筒部１９の先端に形成した鍔部２０を有している。またピストンヘッド４のランププレート１０と対向する円筒部１９の一端面は、前記したようにランププレート１０に接合するために球形状に形成されている。また、円筒部１９の外周面は、ダストシールを装着するための座となるように凹状が形成されている。更に、円筒部１９の先端の鍔部２０は、ピストンケース６の先端に形成された係合部２１と係合し、図  １における左方へのピストンヘッド４の動きを規制している。また、前記ディスク体１２とエンドプレート（プレート）２２間には、コイルスプリング２３が介在されている。
このため、図２に示すように、このコイルスプリング２３によって、前記スクリュウシャフト部材９は常時左方に付勢され、この付勢力によって、ディスク体１２、ボール１１、ランププレート１０、ピストンヘッド４は、一体結合の状態となり、これらによってピストンヘッド脱落防止機構が構成されている。
【００１４】
次に、スクリュウシャフト部材９が軸方向に摺動する構成を図１に基づいて説明する。
前記スクリュウシャフト部材９のディスク体１２の中心から延出したねじ部１３にはナット２４が螺合され、このナット２４はスラストベアリング２５によって回転可能に軸支され且つ部材２４ａによって軸方向に移動不能になっている。また、前記ナット２４にはピニオンギヤ２６が噛合っており、ピニオンギヤ２６は前記ハウジング２に内に設けられた電動モータ２７の回転軸２８に固定され所望トルクで回転する回転駆動機構を構成する。
【００１５】
次に組み付けについて説明する。
ピストンアッシは図２に示すようにピストンケース６の係合部２１に、ピストンヘッド４がその鍔部２０が当たるまで右側より挿入される。その後順次ランププレート１０、ボール１１、スクリュウシャフト部材９、コイルスプリング２３と、組みつけ、コイルスプリング２３の付勢力に抗してエンドプレート２２を、ピストンケース６に軸方向から円周方向に形成したスリットＳに嵌合し組みつけを行うものである。このようにエンドプレート２２は、コイルスプリング２３を撓ませた状態でピストンケース６の形成したスリットＳに引っ掛けることで、各々の部品がそのスプリングにより弾性的に連結され一体的に組み付けられるものである。また、このコイルスプリングの作用により、挟圧部材は互いに近づく方向への押圧と回転とを強いられ、またコイルスプリングの戻り力によってピストン内にこれらの位置を規制するエンドプレート２２をその係合方向に回転させることになり、前記スリットＳとの係合が確実になる。
上記のように組み付けているので、ピストンヘッド４は、図１左側より引張ったとしても、ピストンケース６の係合部２１により規制されているためピストンヘッド４のが脱落は起こらない。
【００１６】
以上のように組み付けられて構成した電動ディスクブレーキの作用について説明する。
制動時には、電動モータ２７が回転すると、その回転は、回転軸２８、ピニオンギヤ２６、ナット２４と順次回転する。ナット２４は回転可能且つ軸方向に移動不能になっているので、ナット２４に噛合っているスクリュウシャフト部材９のねじ部１３は、ボルト、ナットの関係から図１の軸方向の左方に移動する。スクリュウシャフト部材９はナットとの噛合部の摩擦力が所定以上大きくなるとナットとともに回転する。このスクリュウシャフト部材９の回転は、ボールランプ機構のボール１１をそれぞれボール溝１３、１４に沿って転動させる。そして、ランププレート１０を軸方向に関して相反する方向（スクリュウシャフト部材９から離間する方向）へ移動させ、パッドをロータへ押圧させて制動力を発生させるものである。
また、制動作動時にボール１１がボール溝１６を乗り越えないのは、スクリュウシャフト部材９の突起体１５とランププレ−ト１０のキー１８との位置関係による回転可能角度と、ランププレート１０のボール溝で決定されるランププレートの回転角を一致させることで、キー１８によってスクリュウシャフト部材９が回転規制されることにより、ボールランプ機構が所定回転角以上の回転することが規制されるためである。
【００１７】
本発明のように、ボールランプ機構の過回転防止機構を設けることにより、スクリュウシャフト部材の過回転によるボ−ルの乗り上げが確実に規制されるため、同一円状に複数のランプ面を構成する場合、夫々のランプ溝がラップするところまでボールの作動回転角を取れ、且つ作動有効径を小さくできる。このため、ボールランプ機構の小型化を実現することができる  （図３参照）。
【００１８】
また、本発明では、一つのコイルスプリング２３で以下の内容を全て兼ねることができ、一つの部品で多機能を果たすことができ部品点数を大幅に削減することができる。
▲１▼ピストンヘッド４およびランププレート１０を弾性的に結合（ピストンヘッド４のランププレート１０に対する可動を許容する）することができる。
▲２▼ランププレート１０とボール１１とスクリュウシャフト部材９に対して軸方向への荷重付与ができ、振動によって各部材がばたつくのを防止できる。
▲３▼ボール１１への戻しトルクの付与ができる（ボール１１の初期位置決定およびランプ作動軸力を決定することができる）。
▲４▼エンドプレート２２とピストンケース６とを係止する際、エンドプレート２２がピストンケース６に対するコイルスプリング２３の回転トルクを利用し係止できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に述べた如く本発明によれば、ランププレートとデスク体のうちの一方の部材には第１の突起部、他方の部材には第２の突起部を設けて衝合可能としたボ−ルランプ過回転防止機構を設けたので、これらの部材を所定角以上に電動モータが回転させようとしても機械的に回転が規制されるのでボールのボール溝の乗り越えを防止できる。更に、ランプの有効径を小さく且つ所定回転角を大きく取ることができ、ボールランプ機構のコンパクト化を図ることができる。また、ピストンヘッドを略円筒状とし、その先端を外方に屈曲させフランジ状に形成し突起体とし、また、円筒状のピストンケ−スの先端を内方に屈曲させ係合体とし、これら突起体と係合体を係合させ、また、コイルスプリングを、スクリュウシャフト部材のデスク体とエンドプレ−ト間に配置し、ピストンヘッドとボ−ルランプ機構をピストンケ−スとコイルスプリングとエンドプレ−トでもって一体的に組付けユニット化したことによって、ピストンヘッドがボ−ルランプ機構から脱落することはない。また、一つのコイルスプリングによりピストンヘッドおよびランププレートを弾性的に結合し、ランププレートとボールとスクリュウシャフト部材への軸方向への荷重を付与したことにより振動により各部材がばたつくのを防止できる。さらに、コイルスプリングによりボールへの戻しトルクを付与（ボール１１の初期位置決定およびランプ作動軸力を決定）でき、エンドプレートのピストンケースへの係止（エンドプレートがピストンケースに対しコイルスプリングの回転トルクを利用し係止できる）が容易にできる、さらに一つの部品で多機能を果たすので部品点数を削減することができる、等の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電動ディスクブレーキ装置を示す縦断面図である。
【図２】一体化されたボールランプ機構の拡大断面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は図１中のＢ−Ｂ断面図で、図３（ｂ）ボールの回転許容範囲を示す説明図である。
【図５】従来装置の、ボールの回転許容範囲を示す説明図で、前記図３（ｂ）に相当する図である。
【図６】他の従来装置の、ボールの回転許容範囲を示す説明図で、前記図３（ｂ）に相当する図である。
【符号の説明】
１        キャリパボデ−
２        ハウジング
３        爪部
４        ピストンヘッド
５        シリンダ
６        ピストンケ−ス（円筒体）
７        凸部
８        凹部
９        スクリュウシャフト部材
１０        ランププレ−ト（挟圧部材）
１１        ボ−ル（球体）
１２        ディスク体（挟圧部材）
１３        ねじ部
１４        ボ−ル溝
１５        突起体
１６        ボ−ル溝
１７        貫通孔
１８        キ−
１９        円筒部
２０        鍔部
２１        係合部
２２        プレ−ト
２３        コイルスプリング
２４        ナット
２５        スラストベアリング
２６        ピニオンギヤ
２７        電動モータ
２８        回転軸
ａ        最深部
ｂ        最浅部
ｈ        高低差
Ｒ        ロ−タ
Ｐ        パッド
【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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