(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の非回転部分に固定された取付部材と、該取付部材に対してディスクの軸線方向に一対の摺動ピンにより摺動可能に支持されるキャリパと、前記ディスクを挟んで配置され、ディスクの軸線方向にディスクに対して進退自在に設けられる一対の摩擦パッドと、前記キャリパに設けられ、前記一対の摩擦パッドをディスクに対して進退させる電動アクチュエータとを備える構成の電動式ブレーキ装置において、
前記取付部材または前記キャリパのいずれか一方に設けられ、前記キャリパの摺動方向で前記キャリパと前記取付部材との間に延び、前記一対の摺動ピン間の中間部に設けられる１つのガイド部材と、
該ガイド部材上にそのガイド方向に摺動抵抗をもって取付けられる位置決め部材と、
一端側が該位置決め部材に、他端側が取付部材またはキャリパのいずれか他方にそれぞれ係合し、制動時のキャリパの取付部材に対する移動量に応じて変形され、制動解放時の前記キャリパの反作用部側の摩擦パッドのディスクに対するクリアランスを規定する弾性部材とからなり、
前記位置決め部材の摺動抵抗は、弾性部材が前記クリアランスの範囲内分だけ変形された場合の復元力よりも大きく構成され、前記位置決め部材は前記弾性部材が最大量変形した後に前記ガイド部材に対して摺動することを特徴とする電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両等に制動力を付与するのに用いられるブレーキ装置に関し、特に、電動モータによって制動力を発生させるようにした電動式ブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の非回転部分に設けられる取付部材と、該取付部材に対してディスクの軸方向に変位可能に取付けられたキャリパと、該キャリパによりディスクの両面側に押圧され、該ディスクに制動力を付与する一対の摩擦パッドとからなるディスクブレーキとしてのブレーキ装置は知られている。
【０００３】
そして、これらのブレーキ装置にあっては、キャリパ内に電動モータを設け、該電動モータの回転出力（トルク）をピストンの軸方向変位に変換することにより、一対の摩擦パッドをディスクの両面に押圧する構成とした電動式ブレーキ装置が知られている（例えば、ＷＯ９６／０３３０１号公報等）。
【０００４】
この種の従来技術による電動式ブレーキ装置では、ピストンに軸方向押圧力を発生させる手段である電動アクチュエータとして、電動モータのモータステータをキャリパ内に固定して設け、該モータステータの径方向内側にはモータロータを設けると共に、該モータロータの内周側にはモータロータの回転をピストンの軸方向変位に変換するボールねじ機構を設ける構成としている。
【０００５】
そして、従来技術の電動式ブレーキ装置は、車両の運転者がブレーキペダルを踏込み操作すると、このときの操作量に応じた回転角または回転トルクをもって前記電動モータを回転駆動し、前記ボールねじ機構で電動モータの回転をピストンの軸方向変位に変換すると共に、該ピストンの軸方向押圧力で一対の摩擦パッドをディスクの両面に押圧することにより、ディスクを介して車両に制動力を与えるものである。この場合、一対の摩擦パッドのうち作用部側（例えばインナ側）にある一方の摩擦パッドをピストンによりディスクの一側面に押圧すると、このときの押圧反力がキャリパに働くことにより、キャリパが取付部材に対してピストンの押圧方向とは逆向きに摺動変位する。これにより、キャリパに設けられた反作用部が他方の摩擦パッドをディスクの他側面に押圧し、該ディスクは当該一方の摩擦パッドと当該他方の摩擦パッド間で挟持され制動力が付与される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による電動式ブレーキ装置は、回転しているディスクに対して制動力を付与するときに、キャリパをピストンの押圧方向とは逆向きに摺動変位させることによって、インナ側の摩擦パッドとアウタ側の摩擦パッドとの間でディスクを挟持し、制動力を発生するものである。
【０００７】
しかし、制動力を解除するときには、前記電動モータを逆回転させてピストンをディスクから後退させた状態でも、キャリパが電動モータを内部に有しているため比較的重く、そのためキャリパが取付部材に対してピストンの後退方向とは逆向きに摺動変位しないことがあり、インナ側の摩擦パッドとディスクとの間にクリアランスを確保できるとしても、アウタ側の摩擦パッドとディスクとの間にクリアランスを確保するのが難しいという問題がある。
【０００８】
このため、従来技術では、制動力を解除したときにもアウタ側の摩擦パッドがディスクに接触し続け、所謂パッドの引き摺り現象が発生することがあり、アウタ側の摩擦パッドが早期に摩耗するばかりでなく、例えば車両の駆動力が摩擦パッドの引き摺りにより無駄に消費され、燃費性能を低下させるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、制動力を解除したときにパッドクリアランスを良好に確保でき、パッドの引き摺り現象を防止できると共に、摩擦パッドの摩耗を低減して寿命を向上できるようにし、また車両の燃費向上に貢献できる電動式ブレーキ装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、ブレーキ操作を繰り返すうちに摩擦パッドが徐々に摩耗した場合でも、ディスクと摩擦パッドとの間のクリアランスを自動的に調節でき、ブレーキ操作時の応答性を向上できるようにした電動式ブレーキ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、車両の非回転部分に固定された取付部材と、該取付部材に対してディスクの軸線方向に一対の摺動ピンにより摺動可能に支持されるキャリパと、前記ディスクを挟んで配置され、ディスクの軸線方向にディスクに対して進退自在に設けられる一対の摩擦パッドと、前記キャリパに設けられ、前記一対の摩擦パッドをディスクに対して進退させる電動アクチュエータとを備える構成の電動式ブレーキ装置において、前記取付部材または前記キャリパのいずれか一方に設けられ、前記キャリパの摺動方向で前記キャリパと前記取付部材との間に延び、前記一対の摺動ピン間の中間部に設けられる１つのガイド部材と、該ガイド部材上にそのガイド方向に摺動抵抗をもって取付けられる位置決め部材と、一端側が該位置決め部材に、他端側が取付部材またはキャリパのいずれか他方にそれぞれ係合し、制動時のキャリパの取付部材に対する移動量に応じて変形され、制動解放時の前記キャリパの反作用部側の摩擦パッドのディスクに対するクリアランスを規定する弾性部材とからなり、前記位置決め部材の摺動抵抗は、弾性部材が前記クリアランスの範囲内分だけ変形された場合の復元力よりも大きく構成され、前記位置決め部材は前記弾性部材が最大量変形した後に前記ガイド部材に対して摺動することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図とともに説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態の電動式ブレーキ装置の縦断面図であり、図２は該電動式ブレーキ装置を上から見た図である。
【００１４】
図中、１０は車両の非回転部分に取付けられる取付部材としてのキャリアで、該キャリア１０は、例えば車両の非回転部分（図示せず）にボルト等を介して固着され、図２に示すようにディスク７の軸方向（インナ側からアウタ側）に向けて延びる一対の腕部１０Ａ、１０Ｂを有している。
【００１５】
そして、キャリア１０の各腕部１０Ａ、１０Ｂは、車両の車輪（図示せず）と一体に回転するディスク７の外周側を跨ぎ、該ディスク７の軸方向両側で後述のインナ側摩擦パッド６とアウタ側摩擦パッド８を摺動可能に支持する構成となっている。また、キャリア１０にはディスク７のアウタ側で各腕部１０Ａ、１０Ｂ間を一体に連結するアーチ状の補強部１０Ｃが設けられ、該補強部１０Ｃはキャリア１０全体の剛性を高めるものである。
【００１６】
１１は一対の摺動ピン１２Ａ、１２Ｂを介してキャリアに固定された固定端で、該固定端１１は剛性材料により、図２に示すようにコ字形状をなす枠板として形成され、その両端側は摺動ピン１２Ａ、１２Ｂの端部に螺合等の手段で固着されている。そして、固定端１１は後述するハウジング２の背面側（図２における右側）を左右方向に延び、その中間部にはガイド部材としての戻しロッド１１Ａが一体に設けられている。
【００１７】
即ち、戻しロッド１１Ａはキャリア１０の一部をなし、その先端側は後述の挿通孔３０を介してハウジング２内へと摺動可能に挿入されている。
【００１８】
１はキャリア１０に対してディスク７の軸方向に変位可能に取付けられた電動キャリパで、該電動キャリパ１は、図１に示すように、ディスク７の一端側（インナ側）に位置するハウジング２と、ディスク７の他端側（アウタ側）に位置する反作用部としての爪部９と、ディスク７の外周側を跨いでハウジング２を爪部９に一体に連結したブリッジ部３３とから大略構成され、ハウジング２の一端側には蓋体３４が設けられている。
【００１９】
また、ハウジング２にはディスク７の周方向に離間して連結部２Ａ、２Ｂが設けられ、該連結部２Ａ、２Ｂは図２に示すように摺動ピン１２Ａ、１２Ｂの外周側に挿嵌されている。そして、電動キャリパ１は連結部２Ａ、２Ｂ（摺動ピン１２Ａ、１２Ｂ）によりキャリア１０に対してディスク７の軸方向（図２中の左右方向）に摺動変位可能に支持されるものである。
【００２０】
さらに、ハウジング２の蓋体３４には、該蓋体３４の外側（図１の右側）から同軸上に大径部分と小径部分の２段の段付き孔が穿孔されていて、大径部分は蓋体３４を貫通せず、小径部分は蓋体３４を貫通する挿通孔３０となっている。このため、大径部分が貫通せず小径部分が貫通している部分には、フランジ３４Ｂが形成されている。前記段付き孔の外側（図１の右側）には戻し機構蓋３５が設けられていて、該戻し機構蓋３５には、挿通孔３０と同軸上に挿通孔３０と略同径の戻し機構蓋孔３５Ａが穿孔されている。
【００２１】
戻し機構蓋孔３５Ａと挿通孔３０には、戻しロッド１１Ａが摺動可能に挿通されている。前記段付き孔の大径部分内には、フランジ３４Ｂに当接して弾性体としての皿ばね３１Ａが、また該皿ばね３１Ａに当接して位置決め部材としてのコイルスプリング３１Ｂがその軸線を戻しロッド１１Ａに挿通されている。ここで、何らの外力を加えない状態でのコイルスプリング３１Ｂの内径は戻しロッド１１Ａの直径よりもやや小さく設定されており、そのためコイルスプリング３１Ｂは戻しロッド１１Ａに相当量の摺動抵抗を持ちながら摺動可能に挿通されており、その摺動抵抗の値は、皿ばね３１Ａが縮むのに必要な力の値より相当量大きく設定されている。戻し機構蓋３５および戻し機構蓋孔３５Ａ、戻しロッド１１Ａ、皿ばね３１Ａ、コイルスプリング３１Ｂ、フランジ３４Ｂにより、戻し機構３１が形成されている。
【００２２】
ハウジング２内部には、モータロータ３とモータステータ４とにより、電動アクチュエータとしての電動モータが構成されており、図示しない外部の給電装置と電気的に接続されていて、給電が行われると、モータロータ３がその軸を中心として回転する。このとき、モータロータ３の回転方向は、給電時の電流を切り換えることにより正回転と逆回転とが可能である。
【００２３】
モータロータ３内には、ピストン２１Ａが摺動可能に嵌装されており、モータロータ３の内周面とピストン２１Ａの外周面との摺動部分にはボールねじ機構２１が設けられている。これにより、モータロータ３が回転すると、ボールねじ機構２１によりピストン２１Ａは軸方向に移動（進退動作）する。
【００２４】
３２はピストン２１Ａの一端（後端）側に設けられた廻り止めプレートで、該廻り止めプレート３２は蓋体３４に近接した位置でピストン２１Ａに固着され、その外周側は蓋体３４の係止溝３４Ａに摺動可能に係止している。そして、ピストン２１Ａは廻り止めプレート３４によりモータロータ３内での回転が規制され、ピストン２１Ａは回転することなく軸方向（図１の左右方向）に進退動作する。
【００２５】
ピストン２１Ａの他端側には、作用部としての押圧ヘッド５がボルト等を用いて固着されていて、該押圧ヘッド５はピストン２１Ａとともに軸方向に進退動作する。図１の左方向にピストン２１Ａが移動した場合、押圧ヘッド５は後述するインナ側摩擦パッド６をディスク７へ押圧する構成となっている。
【００２６】
６、８はディスク７の両面側に配設された一対の摩擦パッドで、該摩擦パッド６、８は、図２に示すキャリア１０の各腕部１０Ａ、１０Ｂにディスク７の軸方向に移動可能に支持されている。
【００２７】
次に、以上のように構成された本実施の形態の電動ブレーキ装置の作動について、以下に説明する。
【００２８】
ブレーキ操作により、図示しない外部の給電装置から制動のため電動モータに給電が行われると、モータロータ３が正回転して、図３に示すように、ピストン２１Ａが図３の左方向に移動し、押圧ヘッド５がインナ側摩擦パッド６をディスク７の一側面に向けて押圧する。
【００２９】
また、図４に示すように、押圧パッド５がインナ側摩擦パッド６をディスク７の一側面に向けて押圧した反力で、電動キャリパ１全体がキャリア１０に対して図４の右方向に摺動変位する。これにより、アウタ側摩擦パッド８が電動キャリパ１の爪部９と共にディスク７の他側面に向けて押圧される。
【００３０】
さらにピストン２１Ａが図３の左方向に移動すると、押圧ヘッド５がインナ側摩擦パッド６をディスク７の一側面に向けてさらに強く押圧し、この反力で電動キャリパ１全体がキャリア１０に対してさらに図４の右方向に摺動変位し、これによりにアウタ側摩擦パッド８が電動キャリパ１の爪部９と共にディスク７の他側面に向けてさらに押圧される。
【００３１】
そして、このように各摩擦パッド６、８がディスク７を両面側から強く挟持することにより、回転しているディスク７に対して制動力を与える。
【００３２】
電動キャリパ１全体がキャリア１０に対して、図４の右方向に摺動変位したとき、電動キャリパ１と一体になっているフランジ３４Ｂがキャリア１０と一体になっている固定端１１に対して図４の右方向に動くが、戻し機構３１内ではコイルスプリング３１Ｂと戻しロッド１１Ａとの摺動抵抗は皿ばね３１Ａが縮むのに必要な力より大きいため、コイルスプリング３１Ｂは図４の右方向には動かず、皿ばね３１Ａが縮められる。
【００３３】
一方、ブレーキ操作が解除されると、図示しない外部の給電装置から、制動解除のため、前述の制動時とは電流が切り換えられて電動モータに給電が行われる。すると、モータロータ３が前述の制動時とは逆に回転して、図５に示すように、ピストン２１Ａが図５の右方向、すなわち制動時とは逆の方向に移動し、インナ側摩擦パッド６のディスク７の一側面に向けての押圧が解除され、インナ側摩擦パッド６がディスク７から離間する。
【００３４】
インナ側摩擦パッド６がディスク７から離間するに従って、図６に示すように、電動キャリパ１をキャリア１０に対して図６の右方向に移動させようとする反力が解消され、該反力により制動時には縮められていた皿ばね３１Ａがもとに戻ろうとする力により、電動キャリパ１全体がキャリア１０と一体になっている固定端１１に対して図６の左方向に動き、これにより電動キャリパ１の爪部９によってディスク７に押圧されていたアウタ側摩擦パッド８がディスク７から離間する。
【００３５】
なお、このとき、それぞれ押圧ヘッド５とインナ側摩擦パッド６、爪部９とアウタ側摩擦パッド８とは互いに固着されていないが、ディスク７への押圧が解除されると、摩擦パッド６、８は、ディスク７軸方向に移動自在にキャリア１０に支持されているので、ディスク７の回転時の振れによりディスク７から離間するものである。
【００３６】
このように、本発明の実施の形態によれば、制動時に縮められた皿ばね３１Ａが元に戻ろうとする力により、確実にアウタ側摩擦パッド８をディスク７から離間させることができる。
【００３７】
これにより、非制動時のアウタ側摩擦パッド８の引き摺りを解消できるため、摩擦パッドの摩耗を低減して寿命、信頼性を向上でき、また車両の燃費向上に貢献できる。
【００３８】
なお、摩擦パッド６、８が摩耗してディスク７との隙間の距離が一定量以上大きくなると、制動時のピストン２１Ａの摺動変位量が大きくなり、またそれに伴って電動キャリパ１のキャリア１０に対する変位量も大きくなるが、本発明の電動ブレーキ装置においては、ブレーキ操作時にこの電動キャリパ１のキャリア１０に対する変位量が皿ばね３１Ａの圧縮変形可能な量を超えた場合、皿ばね３１Ａが最大量圧縮変形した後は、フランジ３４Ｂはその超えた変位量の分だけ、最大量圧縮変形している皿ばね３１Ａと摺動抵抗を持って戻しロッド１１Ａに挿通されているコイルスプリング３１Ｂを戻しロッド１１Ａに対して摺動させる。
【００３９】
そして、ブレーキ操作解除時には、コイルスプリング３１Ｂは摺動後の位置に留まるため、皿ばね３１Ａは当該摺動後の位置のコイルスプリング３１Ｂに当接した位置で電動キャリパ１を図１の左方向に押して圧縮変形状態から復元し、アウタ側摩擦パッド８はディスク７から離間する。
【００４０】
このとき、電動キャリパ１が皿ばね３１Ａによって戻される量は皿ばね３１Ａの最大圧縮変形量に略等しく、アウタ側摩擦パッド８とディスク７との隙間の距離は、皿ばね３１Ａの最大圧縮変形量と略等しい長さに調整される。
【００４１】
また、本発明の電動ブレーキ装置においては、ブレーキ操作時にインナ側摩擦パッド６がディスク７に押圧されたときのピストン２１Ａの電動キャリパ１内での位置が、給電時の電流の変化から推定でき、ブレーキ操作解除時には当該位置を基準にしてピストン２１Ａを一定量戻すよう給電が行われ、また前述のように電動キャリパ１が皿ばね３１Ａによって戻される量すなわちインナ側摩擦パッド６が皿ばね３１Ａによってディスク７に再度近づく量も一定なので、インナ側摩擦パッド６とディスク７との隙間の距離は一定に調整される。
【００４２】
このように、摩擦パッド６、８とディスク７との隙間の距離が常に一定に調整されるので、摩擦パッド６、８が摩耗した場合でも、摩擦パッドとディスクの距離が広がってブレーキ操作開始から実際に摩擦パッドがディスクに押圧されるまでの時間が変化してしまうことが防止でき、ブレーキ操作時の応答性を向上できる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、位置決め部材としてコイルスプリングを用いているが、これに限るものではなく、図７（戻し機構の部分拡大図）に示すように円筒状のケース３１Ｅ内に波型ばね３１Ｄを納めたものでもよく、また戻しロッド１１Ａとの間に相当量の摺動抵抗を生じるような他のものでもよい。
【００４５】
また、皿ばね３１Ａの最大圧縮変形量を調整するため、また皿ばね３１Ａが過度に変形してその弾力特性が変化してしまうのを防止するために、例えば図８に示すように皿ばね３１Ａとフランジ３４Ｂとの間にリング３１Ｆを設けてもよい。
【００４６】
また、弾性部材は、皿ばね３１Ａに限るものではなく、制動時に電動キャリパ１のキャリア１０に対する移動量に応じて変形され、制動解放時には復元力により電動キャリパ１をアウタ側に戻す構成であれば、他の弾性体、例えばゴムやコイルばね等を用いてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態においては、取付部材であるキャリアに対するキャリパの移動によって弾性部材が圧縮させ、その復元力でキャリパを移動させアウタ側の摩擦パッドをディスクから離間させる構成としているが、これに限るものではなく、例えば、引っ張りばねを用いて、キャリアに対するキャリパの移動によって弾性部材が伸長し、その復元力でキャリパを移動させアウタ側の摩擦パッドをディスクから離間させる構成としてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、取付部材であるキャリアにガイド部材が設けられ、当該ガイド部材上に位置決め部材が設けられ、弾性部材の一端が当該位置決め部材に、他端がキャリパにそれぞれ係合する構成となっているが、これに限るものではなく、キャリパにガイド部材が設けられ、当該ガイド部材上に位置決め部材が設けられ、弾性部材の一端が当該位置決め部材に、他端が取付部材にそれぞれ係合する構成としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、前記取付部材または前記キャリパのいずれか一方に設けられ、前記キャリパの摺動方向で前記キャリパと前記取付部材との間に延び、前記一対の摺動ピン間の中間部に設けられる１つのガイド部材と、該ガイド部材上にそのガイド方向に摺動抵抗をもって取付けられる位置決め部材と、一端側が該位置決め部材に、他端側が取付部材またはキャリパのいずれか他方にそれぞれ係合し、制動時のキャリパの取付部材に対する移動量に応じて変形され、制動解放時の前記キャリパの反作用部側の摩擦パッドのディスクに対するクリアランスを規定する弾性部材とからなり、前記位置決め部材の摺動抵抗は、弾性部材が前記クリアランスの範囲内分だけ変形された場合の復元力よりも大きく構成され、前記位置決め部材は前記弾性部材が最大量変形した後に前記ガイド部材に対して摺動することにより、制動力を解除したときにパッドクリアランスを良好に確保でき、パッドの引き摺り現象を防止できると共に、摩擦パッドの摩耗を低減して寿命を向上でき、また車両の燃費向上に貢献できるものである。また、前記位置決め部材の摺動抵抗が、弾性部材が前記クリアランスの範囲内分だけ変形された場合の復元力よりも大きく構成され、前記位置決め部材は前記弾性部材が最大量変形した後に前記ガイド部材に対して摺動することにより、ブレーキ操作を繰り返すうちに摩擦パッドが徐々に摩耗した場合でも、位置決め部材がガイド部材との摺動抵抗に抗して摩擦パッドの摩耗にしたがって移動することにより、ディスクと摩擦パッドとの間のクリアランスを自動的に調節でき、ブレーキ操作時の応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電動ブレーキ装置の１実施例の縦断面図である。
【図２】 本発明の電動ブレーキ装置の１実施例の上面図である。
【図３】 本発明の電動ブレーキ装置の動作を示す縦断面図である。
【図４】 同上
【図５】 同上
【図６】 同上
【図７】 本発明の電動ブレーキ装置の実施例の変形例である。
【図１】
0004168301.tif 000002
【図２】
0004168301.tif 000003
【図３】
0004168301.tif 000004
【図４】
0004168301.tif 000005
【図５】
0004168301.tif 000006
【図６】
0004168301.tif 000007
【図７】
0004168301.tif 000008