(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータによるロータの回転運動をボールねじ機構を介してピストンの直線運動に変換し、該ピストンの移動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ようにした電動ディスクブレーキであって、
前記ボールねじ機構は、１ピッチ未満のねじ溝に複数のボールが装填されており、該複数のボールは、それらを所定間隔に保持する保持器に収容され、
前記ブレーキパッドの摩耗に伴って前記ボールねじ機構に対して前記ピストンを前記ブレーキパッド側へ前進させるパッド摩耗補償機構が設けられていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記保持器に収容された複数のボールは、ばね手段によって前記ねじ溝内に弾性的に支持されてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの回転力によっ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。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車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所謂「ドライブレーキ」装置が知られている。
【０００３】
ドライブレーキ装置としては、例えば国際特許公開第96／03301 号に開示されているように、電動モータの回転運動をローラねじ機構（ねじ伝動機構）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ようにした電動ディスクブレーキ装置がある。この種の電動ディスクブレーキ装置は、運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コントローラによって、この検出に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を得るようにしている。
【０００４】
また、上記のような電動ディスクブレーキ装置においては、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、車両横加速度等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて電動モータ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比較的簡単に組み込むことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電動ディスクブレーキにおいては、電動モータの省電力化および小型化が要求されている。このため、ボールねじ機構のリードを小さくして、電動モータの回転運動をピストンの直線運動に変換する際の倍力比を大きくすることにより、電動モータの負荷を小さくして、省電力化および電動モータの小型化を図ることが考えられている。
【０００６】
ところが、ボールねじ機構においては、ボールの直径によって、リードの最小値が制限されるため、小リード化には限界があり、充分な効果が得られなかった。そこで、ボールねじ機構のねじ溝を１ピッチ未満とすることにより、ボールの直径よりもリードを小さく設定できるようにして、倍力比の増大を図るようにした電動ディスクブレーキが提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のボールねじ機構のねじ溝を１ピッチ未満としてリードをボールの直径よりも小さくした電動ディスクブレーキでは、次のような問題があった。このようにした場合、ねじ溝内でボールが循環しないので、ボールねじ機構の作動を確保するためには、ねじ溝内全体にボールを充填せず、ボールが装入されていない領域を設ける必要があり、この領域によって回転範囲が規定される。ねじ溝内に完全にボールが充填されていないと、振動によってねじ溝内でボールが移動することになるが、自動車等の懸架装置のばね下に装着される電動ディスクブレーキでは、激しい振動によってボールの間隔にばらつきが生じやすく、ボールの配置に偏りが生じてボールねじ機構のストロークが減少する虞がある。また、ねじ溝およびボールが摩耗しやすくなり、耐久性が低下する。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ボールねじ機構のねじ溝内のボールの偏りを防止して作動の安定性を確保するようにした電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、電動モータによるロータの回転運動をボールねじ機構を介してピストンの直線運動に変換し、該ピストンの移動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ようにした電動ディスクブレーキであって、
前記ボールねじ機構は、１ピッチ未満のねじ溝に複数のボールが装填されており、該複数のボールは、それらを所定間隔に保持する保持器に収容され、
前記ブレーキパッドの摩耗に伴って前記ボールねじ機構に対して前記ピストンを前記ブレーキパッド側へ前進させるパッド摩耗補償機構が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成したことにより、保持器によってねじ溝内の複数のボールの間隔が一定に維持されるので、ボールが偏ることがない。
、
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１の構成に加えて、前記保持器に収容された複数のボールは、ばね手段によって前記ねじ溝内に弾性的に支持されていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成したことにより、ねじ溝内の複数のボールの振動による移動が抑制される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の電動ディスクブレーキ１は、車輪と共に回転するディスクロータ２の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体３が配置されており、キャリパ本体３には、ディスクロータ２を跨いで反対側まで延びる爪部４が設けられている。ディスクロータ２の両側、すなわち、ディスクロータ２とキャリパ本体３との間および爪部４との間にそれぞれブレーキパッド５，６が設けられている。ブレーキパッド５，６は、車体側に固定されるキャリヤ（図示せず）によってディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に支持されており、キャリパ本体３は、このキャリヤによってディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に案内されている。
【００１５】
キャリパ本体３の略円筒状のハウジング９内には、電動モータ10、第１ボールねじ機構11、第２ボールねじ機構12およびパッド摩耗補償機構13が設けられ、また、円筒状の主ロータ14（ロータ）がボールベアリング15によって回転可能に支持されている。ハウジング９の後端部には、カバー16が装着されている。
【００１６】
電動モータ10は、ハウジング９の内周部に固定されたステータ17と、ステータ17の内周部に対向させて主ロータ14の外周部に取付けられたモータロータ18とを備え、コントローラ（図示せず）からの制御信号（電気信号）に応答してモータロータ18すなわち主ロータ14を所望角度だけ回転させることができ、また、所望トルクで回転させることができるようになっている。
【００１７】
第１ボールねじ機構11は、主ロータ14と、主ロータ14内に挿入されて、スライド機構19によってハウジング９に対して軸方向に移動可能に支持され、かつ、回転方向には固定された略円筒状のインナボディ20と、インナボディ20の外周部および主ロータ14の内周部にそれぞれ形成されたねじ溝21，22の間に装填された複数のボール23（鋼球）とから構成されており、主ロータ14の回転運動をインナボディ20の軸方向の直線運動に変換するようになっている。主ロータ14およびインナボディ19のねじ溝21，22は、左ねじを形成しており、主ロータ14が時計回り（図１の右方から見て時計回り、以下同じ）に回転すると、インナボディ20が図１中の左方へ移動して、インナボディ20に装着されたピストン24（後述）を介してブレーキパッド５をディスクロータ２へ押圧させるようになっている。
【００１８】
また、第２ボールねじ機構12は、主ロータ14と、爪部４に一体的に設けられ、主ロータ14に外嵌されて、スライド機構25によってハウジング９に対して軸方向に移動可能に支持され、かつ、回転方向には固定された略円筒状のアウタボディ26と、主ロータ14の外周部およびアウタボディ26の内周部に形成されたねじ溝27，28の間に装填された複数のボール29（鋼球）とから構成されており、主ロータ14の回転運動をアウタボディ26の軸方向の直線運動に変換するようになっている。主ロータ14およびアウタボディ26のねじ溝は、右ねじを形成しており、主ロータ14が時計回りに回転すると、アウタボディ26が図１中の右方へ移動して、爪部４を介してブレーキパッド６をディスクロータ２へ押圧させるようになっている。図中、符号25A はダストシールを示す。
【００１９】
図２に示すように、第１および第２ボールねじ機構11，12のねじ溝21，22およねじ溝27，28は、それぞれ、１ピッチ未満すなわち円周上を一周しないように、中心角 135°の範囲で直径方向反対側に一対ずつ配置されている。これにより、ボール23，29の直径にかかわらず、ねじ溝21，22，27，28の円周方向に対する角度を充分浅くとることができ、第１および第２ボールねじ機構11，12は、通常のボールねじ機構ではボールの干渉によって設定不可能な程度にリードが充分小さく設定されている。
【００２０】
また、複数のボール23，29は、それぞれ、中心角90°の範囲に所定の間隔をもって整列された状態でリテーナ30，31（保持器）によって個々に回転可能に保持されている。そして、リテーナ30，31に保持されたボール23，29は、それぞれ、引張ばね32，33（ばね手段）によって主ロータ14側のねじ溝22，27の端部に結合されており、主ロータ14に対してインナボディ20およびアウタボディ26が原位置（回転角０°）にあるとき、ばね32，33が最も縮んだ状態（図２（ａ）参照）となり、最大変位したとき最も伸長された状態（図２（ｃ）参照）となるようになっている。
【００２１】
次に、パッド摩耗機構13について図１を参照して説明する。外周部におねじ34を形成したピストン24が、インナボディ20の内周部に形成されためねじ35にねじ込まれて、その一端部がブレーキパッド５に当接されている。おねじ34およびめねじ35は、左ねじを形成しており、ピストン24は、反時計回り（図１の右方から見た反時計回り、以下同じ）に回転させることによってブレーキパッド５側へ移動する。また、インナボディ20およびピストン24のおねじ34およびめねじ35は、軸方向に力を加えてもセルフロックして回転を生じないようになっている。
【００２２】
ピストン24の他端部には、スプライン部36が形成されており、スプライン部36には、一方向クラッチ37の内側部分37a が回転方向に固定されるとともに軸方向には移動可能にスプライン結合されている。一方向クラッチ37の外側部分37b は、主ロータ14に共転するように結合されている。一方向クラッチ37は、その内側部分37a に対する外側部分37b の時計回りの回転を許容し、反時計回りの回転に対して、所定の遊びをもって阻止するようになっている。したがって、所定の遊びの範囲では、内側部分37a と外側部分37b とは両方向の相対回転が可能となっている。
【００２３】
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。
【００２４】
制動時には、コントローラ（図示せず）からの制御信号を受けて電動モータ10のモータロータ18すなわち主ロータ14が時計回りに回転し、第１および第２ボールねじ機構11，12が作動して、インナボディ20およびアウタボディ26をそれぞれ図中の左方および右方へ移動させ、ピストン24および爪部４によってブレーキパッド５，６をディスクロータ２へ押圧させて制動力を発生させる。そして、ブレーキパッド５，６に作用する回転力をキャリヤ（図示せず）で支持し、また、キャリパ本体３がキャリヤに案内されて移動することにより、ディスクロータ２の両側の摺動面の振れや、制動前におけるディスクロータ２に対する各ブレーキパッド５，６の離間距離の誤差を吸収する。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態では、主ロータ14の回転範囲が90°であり、その回転角が０°のときのインナボディ20と爪部４との間隔をＬとし、主ロータ14に対するインナボディ20およびアウタボディ26の軸方向の最大変位をそれぞれΔＬとすると、主ロータ14の回転角が０°（初期位置）のとき、リテーナ30，31に保持された複数のボール23，29の両端部は、それぞれ、ねじ溝21，22およびねじ溝27，28の端部に当接し、ばね32，33が最も縮んだ状態にある（図２（ａ）参照）。主ロータ14が初期位置から45°回転すると、主ロータ14のねじ溝22，27と、インナロータ20およびアウタロータ26のねじ溝21，28とが、それぞれ全長にわたって整合された状態となり、ばね32，33が伸長されてリテーナ30，31に保持された複数のボール23，29が、ねじ溝21，22，27，28の中央に位置し、インナボディ20と爪部４がそれぞれΔＬ／２だけ前進してその間隔を狭める（図２（ｂ）参照）。主ロータ14が初期位置から90°回転すると、ばね32，33がさらに伸長され、リテーナ30，31に保持された複数のボール23，29の両端部は、ねじ溝21，22，27，28の端部に当接し、インナボディ20と爪部４がそれぞれΔＬだけ前進してその間隔をさらに狭める（図２（ｃ）参照）。
【００２６】
制動解除時には、電動モータ10を逆回転させ、主ロータ14を反時計回りに原位置まで回転させると、第１および第２ボールねじ機構11，12によってインナボディ20およびアウタボディ26とともにピストン24および爪部４が後退して、ディスクロータ２からブレーキパッド５，６が離間して制動が解除される。リテーナ30，31に保持された複数のボール23，29は、ばね32，33に引き寄せられながら原位置に復帰する。このとき、第１および第２ボールねじ機構11，12によってピストン24および爪部４を後退させるので、両側のブレーキパッド５，６をディスクロータ２から均等に離間させることができ、ブレーキパッド５，６の引きずりを軽減することができる。
【００２７】
第１および第２ボールねじ機構11，12のねじ溝21，22，27，28を１ピッチ未満として、そのリードを充分小さく設定したことにより、倍力比を大きくすることができるので、電動モータ10の出力が小さくてすみ、消費電力の低減およびモータの小型化を図ることができる。
【００２８】
複数のボール23，29は、ばね32，33の弾性力により、リテーナ30，31を介し常に引っ張られているため、モータ10に異常が生じてトルクを発生できなくなっても、ピストン24および爪部４をブレーキの解除方向に強制的に移動できるため、ブレーキがロック状態になることを避けることができる。
【００２９】
複数のボール23，29は、それぞれリテーナ30，31によって一定の間隔に保持され、ばね32，33の弾性力によって支持されているので、振動によってねじ溝21，22，27，28内を移動して偏りを生じることがなく、ボールねじ機構のストロークを一定に維持して作動を安定させることができ、また、ボールおよびねじ溝の振動による摩耗を防止することができる。
【００３０】
次に、パッド摩耗補償機構13の作動について説明する。ブレーキパッド５，６が摩耗していない場合、制動および制動解除にともなって主ロータ14が一方向クラッチ37の遊びの範囲内で両方向に回転し、一方向クラッチ37が空転することにより、ピストン24が回転せず、パッドの摩耗は調整されない。ブレーキパッド５，６が摩耗して、制動時の主ロータ14の時計回りの回転角が一方向クラッチ37の遊びの範囲を越えると、制動解除時に主ロータ14の反時計回りの回転が一方向クラッチ37を介してピストン24に伝達され、ピストン24が反時計回りに回転してインナボディ25からブレーキパッド５側へ前進し、パッドの摩耗が調整される。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明の電動ディスクブレーキによれば、保持器によってねじ溝内の複数のボールの間隔が一定に維持されるので、ボールが偏ることがなく、ボールねじ機構のストロークを一定に維持することができ、安定した作動を確保することができる。
【００３２】
また、請求項２の発明の電動ディスクブレーキによれば、保持器に収容された複数のボールをばね手段によって弾性的に支持したことにより、ねじ溝内の複数のボールの振動による移動を抑制することができ、ボールおよびねじ溝の振動による摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】図１の装置の第１および第２ボールねじ機構の作動を示す概略図である。
【符号の説明】
１  電動ディスクブレーキ
２  ディスクロータ
5,6 ブレーキパッド
14  主ロータ（ロータ）
11  第１ボールねじ機構（ボールねじ機構）
12  第２ボールねじ機構（ボールねじ機構）
21,22,27,28 ねじ溝
23,29 ボール
24  ピストン
30,31 リテーナ（保持器）
32,33 ばね（ばね手段）
【図１】
0004154634.tif 000002
【図２】
0004154634.tif 000003