(57)【要約】      （修正有）【課題】駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキにおいて、大型の電動モータを使用することなく、かつ余分な液圧操作を行うことなく駐車ブレーキを解除できるようにする。【解決手段】シリンダ１３内にピストン１５を配設したキャリパ４に、シリンダ１３と一体のハウジング１８に外付けした電動モータを駆動源として作動する駐車ブレーキ機構２０を付加する。駐車ブレーキ機構２０は、電動モータの回転軸４０に固定されたウォーム４１とウォーム４１に噛合わされたウォームホイール４３とからなる非可逆の歯車機構２６および歯車機構２６の回転を直動に変換してピストン１５を推進方向へ押圧するねじ機構とを備え、前記ねじ機構は、歯車機構２６により回転されるシャフト２３の角ねじ２２とピストン１５に対して回り止めされたナット２５の角ねじ２４とを噛合わせた可逆構造とし、電動モータにより簡単にねじ部を緩めることができるようにする。【選択図】図１
2007120728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したピストンを、前記シリンダ内への液圧導入により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ外に設けられた電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを該シリンダ内の液圧解放後も機械的に制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスククブレーキにおいて、前記駐車ブレーキ機構は、前記電動モータの回転トルクを増力する減速機構と、該減速機構により増力された回転を直動に変換して前記ピストンを推進方向へ押圧する回転−直動変換機構とを備え、前記減速機構は非可逆の歯車機構からなり、前記回転−直動変換機構は可逆のねじ機構からなることを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記歯車機構は、電動モータの回転軸に固定されたウォームと該ウォームに噛合わされたウォームホイールとからなり、前記ねじ機構は、前記ウォームホイールに一端側が連結され他端側に角ねじが形成されたシャフトと、該シャフトの角ねじに噛合う角ねじを内面に有し前記ピストンに回り止めされたナットとからなることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
電動モータの回転軸の先端部が、キャリパを貫通してその外部に延出されていることを特徴とする請求項２に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、車両の制動に用いられるディスクブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキは、一般にディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したピストンを、前記シリンダ内への液圧導入により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパとを備えた構造となっているが、最近は、これにさらに駐車ブレーキ機能を付加したものが、実用化されている。
【０００３】
そして従来、駐車ブレーキ機能を付加したディスクブレーキとしては、例えば、特許文献１に記載されるものがあった。このものは、キャリパのシリンダ外に設けられた電動モータと、該電動モータの回転トルクを増力するウォーム歯車機構（減速機構）と、該ウォーム歯車機構により増力された回転を直動に変換して前記ピストンを推進方向へ押圧するねじ機構（回転−直動変換機構）とを備えており、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを該シリンダ内の液圧解放後も、前記ウォーム歯車機構と前記ねじ機構との非可逆作用（自動固着作用）によって、機械的に前記ピストンを制動位置（駐車ブレーキ位置）に保持させるように機能する。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４４５９６号公報（[００２４]、[００２５]、[００２８]、[００２９]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された駐車ブレーキ機能を有するディスクブレーキによれば、非可逆のねじ機構にピストンから大きな軸力がかかるため、電動モータの逆回転により駐車ブレーキを解除するには、前記軸力によって生じる回転トルクに打勝つ大きなモータトルクが必要となり、大型の電動モータが必要になってキャリパの大型化が避けられないようになる。
【０００６】
なお、上記問題に対処するには、一旦シリンダ内に液圧をかけ、ピストンからねじ機構に伝達される軸力を除去してから電動モータを逆回転させればよいが、この場合は、一旦液圧をかける操作が必要になるため、迅速に駐車ブレーキを解除することができない、という新たな問題が生じることになる。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、大型の電動モータを使用することなく、かつ余分な液圧操作を行うことなく駐車ブレーキを解除できるようにし、もってキャリパの小型化と駐車ブレーキ操作性の向上とに大きく寄与するディスクブレーキを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したピストンを、前記シリンダ内への液圧導入により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ外に設けられた電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを該シリンダ内の液圧解放後も機械的に制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスククブレーキにおいて、前記駐車ブレーキ機構は、前記電動モータの回転トルクを増力する減速機構と、該減速機構により増力された回転を直動に変換して前記ピストンを推進方向へ押圧する回転−直動変換機構とを備え、前記減速機構は非可逆の歯車機構からなり、前記回転−直動変換機構は可逆のねじ機構からなることを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成されたディスクブレーキにおいては、回転−直動変換機構が、ピストンから軸力を受けてもほとんど回転トルクを生じない可逆のねじ機構からなっているので、駐車ブレーキの解除に大きなモータトルクを必要とせず、かつ余分な液圧操作を必要としない。また、ねじ機構と電動モータとの間に非可逆の歯車機構が介在するので、ピストンは機械的に駐車ブレーキ位置に保持され、したがって駐車ブレーキ機能が損われることはない。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、歯車機構が、電動モータの回転軸に固定されたウォームと該ウォームに噛合わされたウォームホイールとからなり、上記ねじ機構が、前記ウォームホイールに一端側が連結され他端側に角ねじが形成されたシャフトと、該シャフトの角ねじに噛合う角ねじを内面に有し前記ピストンに回り止めされたナットとからなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、電動モータの回転軸の先端部が、キャリパを貫通してその外部に延出されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、小型の電動モータの使用が可能になるので、キャリパの小型化を達成でき、その上、余分な液圧操作が不要になるので、駐車ブレーキ操作性の向上を達成できる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１に記載の発明の効果に加え、構造簡単でコストも安い歯車機構およびねじ機構を用いるので、良好な組立性を確保できると共に、製造コストの増大を抑えることができる。
【００１４】
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記請求項２に記載の発明の効果に加え、万一、電動モータが故障しても、ハウジング外に延在するモータ回転軸の先端部を手動で回転操作して駐車ブレーキを解除できるので、装置に対する信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜４は、本発明に係るディスクブレーキの一つの実施形態を示したものである。これらの図において、１はディスクロータ、２，３はディスクロータ１を挟んでその両側に配置された一対のパッド、４は、一対のパッド２，３をディスクロータ１の両面に押圧させて制動力を発生するキャリパである。本ディスクブレーキは、キャリパ浮動型として構成されており、前記一対のパッド２，３およびキャリパ４は、車両の非回転部（例えば、ナックル等）にボルト止めされたキャリア５にディスクロータ１の軸方向へ移動可能に支持されている。より詳しくは、各パッド２，３は、その両側に設けた左右の耳部６をキャリア５の左右の支柱部５ａの内側に対向して設けたガイド溝７に嵌合させることにより、該キャリア５に摺動可能に支持されている（図２）。また、キャリパ４は、その左右のアーム部４ａにボルト８を用いて取付けたガイドピン（図示略）を前記キャリア５のブリッジ部５ｂ内に設けたガイド穴（図示略）に嵌入させることにより、該キャリア５に摺動可能に支持されている（図２、図４）。なお、図２、４中、９はキャリア５を前記車両の非回転部にボルト止めするためのねじ孔であり、キャリア５の左右二箇所に設けられている。
【００１７】
キャリパ４を構成するキャリパ本体１０は、車両内側のパッド（インナパッド）２に対向する基端側にシリンダ部１１を、車両外側のパッド（アウタパッド）３に対向する先端側に爪部１２をそれぞれ有している。シリンダ部１１には、インナパッド２側を開口部となし、他端が底壁１３ａにより閉じられた有底のシリンダ１３が形成されており、このシリンダ１３内には、ピストンシール１４を介してピストン１５が摺動可能に内装されている。ピストン１５は、ここではカップ形状をなし、その底部がインナパッド２に対向するようにシリンダ１３内に収められている。このピストン１５とシリンダ１３の底壁１３ａとの間は液圧室１６として画成されており、この液圧室１６には、シリンダ部１１に設けたポート（図示略）を通じて、図示を略す液圧源（例えば、マスタシリンダ）から液圧が供給されるようになっている。ピストン１５は、前記液圧室１６への液圧供給に応じて推進し、インナパッド２をディスクロータ１へ押圧させる。なお、ピストン１５は、その底面に設けた凹部１５ａにインナパッド２の背面に設けた凸部２ａを係合させることにより回り止めされている。また、ピストン１５の底部とキャリパ本体１０との間には、シリンダ１３内への異物の進入を防ぐダストブーツ１７が介装されている。
【００１８】
本実施形態において、上記キャリパ本体１０の後端には、ハウジング１８が複数のボルト１９により固定されており、このハウジング１８内とキャリパ本体１０のシリンダ部１１内には、シリンダ１３の底壁１３ａを挟んで駐車ブレーキ機構２０が配設されている。駐車ブレーキ機構２０は、底壁１３ａに設けた貫通孔２１を挿通してハウジング１８内に一端側が延ばされ、ピストン１５のカップ部内に位置する他端側に雄ねじ２２を有するシャフト２３と、ピストン１５のカップ部内に配置され、内面の雌ねじ２４を前記シャフト２３の雄ねじ２２に噛合わせたナット２５と、前記ハウジング１８内に配設され、前記シャフト２３を回転させる歯車機構（減速機構）２６とハウジング１８にボルト２７（図２、４）を用いて外付けされ、前記歯車機構２６を駆動する電動モータ２８とから概略構成されている。なお、底壁１３ａの貫通孔２１の内面にはシャフト２３との間をシールするシール部材２９が配設されており、これによりシリンダ１３内の液圧室１６の液密が維持される。
【００１９】
上記シャフト２３は、シリンダ１３の軸線上に配置されており、シリンダ１３内においてその中間部が底壁１３ａに配置した軸受（スラスト軸受）３０に回動可能に支持されている。シャフト２３はまた、その中間部に設けたフランジ部３１を前記軸受３０に当接させる一方で、ハウジング１８内まで延ばされた一端部に装着した止め輪３２を底壁１３ａのボス部に当接させることで、軸方向に拘束されている。一方、このシャフト２３に噛合うナット２５は、その先端側外周に放射状に設けた複数の突起３３を、ピストン１５の内面に形成した複数の軸方向溝３４に係合させることにより、回転不能にかつ軸方向移動可能に配置されている。ナット２５は、シャフト２３の回転に応じてピストン１５の軸方向溝３４を案内に直動し、その先端をピストン１５の内底に当接させて該ピストン１５に推進方向の押圧力を加える。したがって、シャフト２３およびナット２５は、歯車機構２６の回転を直動に変換し、ピストン１５を推進方向へ押圧するねじ機構（回転−直動変換機構）を構成している。なお、ナット２５の先端には球面の一部をなす凸面３５が、ピストン１５の内底には円錐面３６がそれぞれ形成されており、ナット２５は、その凸面３５を円錐面３６に当接させてピストン１５に押圧力を加えるようになっている。
【００２０】
しかして、上記シャフト２３の雄ねじ２２とナット２５の雌ねじ２４とは、図３によく示されるように、断面四角形の角ねじからなっている。このように雄ねじ２２と雌ねじ２４とを角ねじとしたのは、ピストン１５から軸力を受けてもほとんど回転トルクを生じないようにするためである。したがって、シャフト２３とナット２５とは、可逆のねじ機構を構成している。
【００２１】
一方、シャフト２３を回転させる歯車機構２６は、電動モータ２８の回転軸４０に固定されたウォーム４１と、シャフト２３の一端部にキー４２を介して回転不能に取付けられると共に、前記ウォーム４１に噛合わされたウォームホイール４３とからなっている。ウォームホイール４３は、その前・後端がハウジング１８内に配設した軸受（スラスト軸受）４４、４５により支承されており、ウォームホイール４３は、これら軸受４１、４２によって円滑な回転が保証されている。前記したウォーム４１およびウォームホイール４３の噛合いからなる歯車機構２６は非可逆となっており、したがって、制動力が発生して軸力を受けている状態で電動モータ２８を停止させても、該歯車機構２６によってシャフト２３の逆回転が阻止され、ピストン１５は機械的に駐車ブレーキ位置に保持されるようになる。
【００２２】
上記電動モータ２８は、ハウジング１８の下側に配置され、その回転軸４０は、ハウジング１８内を横断して下側から上方向へ延ばされている。前記回転軸４０の先端部は、ハウジング２８を貫通してその外部（上部）に延出されており、その延出端部４０ａは、回転治具の把持に適するように二面幅加工されている。この二面幅加工された回転軸４０の延出端部４０ａは、常時はキャップ４６により覆われている。なお、図１は、中心線の上側と下側とを異なる切り口（断面）で示している。
【００２３】
以下、上記のように構成したディスクブレーキの作用を説明する。
通常ブレーキとして作動させる場合は、図示を略すブレーキペダルの踏込みに応じて液圧源からキャリパ４内の液圧室１６に液圧が供給されると、ピストン１５が推進してインナパッド２をディスクロータ１に押圧する。一方、この時の反力でキャリパ本体１０が車両内側へ移動し、その爪部１２がアウタパッド３をディスクディスクロータ１の他面に押圧し、これによりディスクロータ１が一対のパッド２，３により挟まれ、液圧に応じた制動力が発生する。また、この状態からブレーキペダルの開放により液圧室１６の液圧が解放されると、ピストンシール１４の弾性復元力によりピストン１５が後退し、これに応じて一対のパッド２，３がディスクロータ１から離間してブレーキが解放される。
【００２４】
駐車ブレーキとして作動させる場合は、上記した液圧室１６への液圧供給により通常ブレーキを作動させた状態（制動力を発生させた状態）で、電動モータ２８を回転させる。すると、電動モータ２８の回転軸４０と一体にウォーム４０が回転し、その回転がウォームホイール４３を介してシャフト２３に伝達される。このシャフト２３の回転は、雄ねじ２２と雌ねじ２４との噛合い（ねじ部）によりナット２５の直線運動に変換され、ナット２５が直動（前進）する。これにより、ナット２５の先端の凸面３５がピストン１５の内底の円錐面３６に当接して、ピストン１５を推進方向へ押圧する。なお、制動力の発生に伴ってキャリパ本体１０に反りが発生し、シャフト２３と螺合するナット２５がピストン１５に対して若干傾くが、前記した凸面３５と円錐面３６との当接によりピストン１５に対するナット２５の傾きが吸収され、これによりナット２５の押圧力が効率よくピストン１５に伝達される。
【００２５】
その後、液圧室１６の液圧を解放すると同時に、電動モータ２８を停止させる。すると、ピストン１５から受ける軸力でシャフト２３が回転しようとするが、ウォーム４１とウォームホイール４３とからなる非可逆の歯車機構２６によってシャフト２３の回転が規制されているので、ナット２５の後退も規制され、この結果、ピストン１５はそのまま制動位置（駐車ブレーキ位置）に機械的に保持される。
【００２６】
一方、駐車ブレーキを解除するには、電動モータ２８を逆方向に回転させる。この場合、シャフト２３とナット２５とが、角ねじの雄ねじ２２と雌ねじ２４とを噛合わせた可逆のねじ機構からなっているので、ピストン１５から大きな軸力を受けてもねじ部にはほとんど回転トルクが生じず、したがった電動モータ２８の逆回転で、シャフト２３が円滑に回転し、ナット２５がピストン１５から離間する方向へ後退する。すなわち、駐車ブレーキの解除に大きなモータトルクを必要とせず、その分、小型の電動モータ２８の使用が可能になる。また、一旦液圧室１６に液圧を供給して、ピストン１５からねじ部にかかる軸力を解放する面倒な操作（液圧操作）も不要になり、迅速に駐車ブレーキの解除を行うことができる。
【００２７】
因みに、ねじを緩める式は、一般にＴ＝Ｆ×ｄ／２×ｔａｎ（ρ−β）で表わされる。ここで、Ｔは回転トルク、Ｆは軸力、ｄはねじ部の有効径、ρはねじの摩擦角、βはねじリード角であり、ρ＝βのねじを用いれば、軸力Ｆがかかっていても、回転トルクＴはゼロとなる。上記実施形態における雄ねじ２２と雌ねじ２４は角ねじからなっているので、回転トルクはほとんどゼロとなり、上記したように駐車ブレーキの解除に大きなモータトルクを必要としない。なお、前記雄ねじ２２と雌ねじ２４は、前記角ねじに代えて、たとえばボールねじとすることができ、この場合も同様の効果が得られる。
【００２８】
ここで、駐車ブレーキ中、万一電動モータ２８が故障した場合は、ハウジング１８の外部に突出している回転軸４０の延出端部４０ａに適宜の回転治具を係合させて、外部から回転軸４０を強制的に回転させる。これにより歯車機構２６を介してシャフト２３が回転し、ねじ機構を介してナット２５が直動してピストン１５から離れ、駐車ブレーキが解除される。この場合も、上記した理由によりシャフト２３の回転に特別の回転力を必要とせず、また、回転軸４０を回すことになるので、容易に手動で駐車ブレーキを解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一つの実施形態としてのディスクブレーキの全体構造を示す断面図である。
【図２】本ディスクブレーキを一部断面として示す正面図である。
【図３】本ディスクブレーキを構成するねじ機構の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本ディスクブレーキを全体構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ディスクロータ、    ２，３  パッ
４  キャリパ、      ５  キャリア
１０  キャリパ本体、    １３  シリンダ
１５  ピストン、    １９  ハウジング
２０  駐車ブレーキ機構
２２  雄ねじ（角ねじ）、    ２３  シャフト
２４  雌ねじ（角ねじ）、    ２５  ナット
２６  歯車機構
２８  電動モータ
４０  回転軸、  ４０ａ  回転軸の先端部の延出端部
４１  ウォーム、    ４３  ウォームホイール
【図１】
2007120728.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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