JP2006097821A - 電動式ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキピストンの前端が、両ディスクパッドの一方の裏金に当接され、ブレーキピストンに相対回転不能に係合されるナットに螺合するねじ軸に、減速機構を介して電動モータが連結される電動式ディスクブレーキにおいて、電動モータによる作動時にブレーキピストンが回転することを阻止し、ブレーキピストンをシリンダ孔の軸線に調心して円滑な作動を保証する。
【解決手段】ブレーキピストン１７の前端面に、該ブレーキピストン１７の中心Ｃに関して点対称となる少なくとも一対の係合溝４１が、ブレーキピストン１７の半径方向内方に向かうにつれて幅広となる形状を有して設けられ、裏金には、対をなす両係合溝４１に挿入、係合される一対の係合ピン４３が、シリンダ孔およびブレーキピストン１７の軸線が同軸上にある状態ではブレーキピストン１７の中心Ｃからの距離を同一とした位置で突設される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ディスクロータの軸線に沿う方向でのスライド動作を可能としたブレーキキャリパに、前記ディスクロータの両側に配置される一対のディスクパッドが支承されるとともに、前記ディスクロータの軸線と平行なシリンダ孔が設けられ、前記ブレーキキャリパとの間に環状のピストンシールを介在させて前記シリンダ孔にスライド可能に収容されるブレーキピストンの前端が前記両ディスクパッドの一方の裏金に当接され、前記ブレーキピストンに相対回転不能に係合されるナットに螺合して前記シリンダ孔と同軸に配置されるねじ軸に、減速機構を介して電動モータが連結される電動式ディスクブレーキに関する。

ディスクロータの両側に配置される一対のディスクパッドの一方を、液圧の作用によるブレーキピストンの前進作用によって押圧することで車輪を制動するとともに、パーキングブレーキ状態を得るために、ブレーキピストンに相対回転不能に係合されるナットに螺合するねじ軸に減速機構を介して電動モータが連結されるようにしたディスクブレーキが、たとえば特許文献１で既に知られている。
特表２００１−５１０７６０号公報

ところで、上記特許文献１で開示されたものでは、電動モータを作動せしめてパーキングブレーキ状態を得るときには、ディスクロータの両側に配置される一対のディスクパッドの一方の裏金と、ブレーキピストンの前端との間の摩擦力によってブレーキピストンの回転を抑えるようにしている。しかるにパーキングブレーキ状態を解除する際に、ブレーキピストンによる前記裏金への押しつけ力が低下すると、ブレーキピストンに相対回転不能に係合したナットの回転を抑える力が減少し、ナットおよびブレーキピストンが回転してしまう可能性がある。

またブレーキピストンの軸線と、シリンダ孔の軸線との同軸性はブレーキキャリパおよびブレーキピストン間に介装される環状のピストンシールで保持されているので、ディスクパッドの摩耗が進んでブレーキピストンが過大に前進した状態では、ブレーキピストンの前端部が自重によって垂れ下がる可能性があり、そのような状態が生じると、ねじ軸およびナット間で偏荷重が生じ、円滑な作動が困難となる可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電動モータによる作動時にブレーキピストンが回転することを阻止するとともに、ブレーキピストンの過大な前進が生じてもブレーキピストンをシリンダ孔の軸線に調心して円滑な作動を保証し得るようにした電動式ディスクブレーキを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ディスクロータの軸線に沿う方向でのスライド動作を可能としたブレーキキャリパに、前記ディスクロータの両側に配置される一対のディスクパッドが支承されるとともに、前記ディスクロータの軸線と平行なシリンダ孔が設けられ、前記ブレーキキャリパとの間に環状のピストンシールを介在させて前記シリンダ孔にスライド可能に収容されるブレーキピストンの前端が前記両ディスクパッドの一方の裏金に当接され、前記ブレーキピストンに相対回転不能に係合されるナットに螺合して前記シリンダ孔と同軸に配置されるねじ軸に、減速機構を介して電動モータが連結される電動式ディスクブレーキにおいて、前記ブレーキピストンの前端面に、該ブレーキピストンの中心に関して点対称となる少なくとも一対の係合溝が、前記ブレーキピストンの半径方向内方に向かうにつれて幅広となる形状を有して設けられ、前記ブレーキピストンの前端を当接させる前記裏金に、前記係合溝の深さよりも短い突出量で突出して対をなす前記両係合溝に挿入、係合される一対の係合ピンが、前記シリンダ孔および前記ブレーキピストンの軸線が同軸上にある状態では前記ブレーキピストンの中心からの距離を同一とした位置で突設されることを特徴とする。

本発明によれば、ブレーキピストンの前端面に設けられる少なくとも一対の係合溝に、ブレーキピストンの前端を当接せしめる裏金に突設された一対の係合ピンが係合することにより、ブレーキピストンによる前記裏金への押しつけ力が低下してもブレーキピストンおよびナットの回転を防止することができる。またねじ軸からナットを介してブレーキピストンに作用している回転力に応じた回転モーメントが係合溝の一側面から係合ピンに作用するのであるが、係合溝がブレーキピストンの半径方向内方に向かうにつれて幅広となるように傾斜していることにより、前記回転モーメントの反力によってブレーキピストンには、その半径方向外方に向かう分力が作用することになる。しかもブレーキピストンの軸線がシリンダ孔の軸線に対して傾斜したときには、両係合ピンの両係合溝への係合点と、ブレーキピストンの中心との間の距離が相互に異なるので前記両係合ピンから両係合溝への係合点に作用する回転モーメントに差が生じ、その回転モーメントに起因してブレーキピストンの外方に沿う分力にも差が生じるので、ブレーキピストンがその軸線をシリンダ孔の軸線に一致させるように調心されることになり、ブレーキピストンの過大な前進が生じてもブレーキピストンをシリンダ孔の軸線に調心して円滑な作動を保証することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１は電動式ディスクブレーキの縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は駆動手段の構成を示す図、図４は図１の４ー４線断面図、図５はブレーキピストンに作用する反力を説明するための図である。

先ず図１において、この電動式ディスクブレーキは、たとえばパーキングブレーキ状態を得るためのものであり、図示しない車輪のホイールとともに回転する回転するディスクロータ５と、該ディスクロータ５の上部を左右から跨ぐとともに図示しない車体側の支持部で前記ディスクロータ５の軸線に沿う方向に摺動可能に支持されるブレーキキャリパ６と、ディスクロータ５の両側およびブレーキキャリパ６間に配置される左右一対のディスクパッド７，８とを備える。

前記両ディスクパッド７，８は、ブレーキキャリパ６側に配置される裏金９，１０に、ディスクロータ５に摺接して摩擦力を発揮し得るライニング１１，１２が設けられて成るものであり、一方のディスクパッド７に対応する部分でブレーキキャリパ６には、一端を前記ディスクパッド７側に開放したシリンダ孔１３と、該シリンダ孔１３の他端との間に環状の段部１５を形成してシリンダ孔１３よりも小径に形成される貫通孔１４とがディスクロータ５と平行な軸線を有して同軸に設けられる。

シリンダ孔１３には、前記段部１５との間に開放室１６を形成するとともに前端を閉塞した有底円筒状のブレーキピストン１７が、その前端を前記一方のディスクパッド７の裏金９に当接させるようにして軸方向スライド可能に収容され、シリンダ孔１３の内面には、ブレーキキャリパ６およびブレーキピストン１７間に介装される環状のピストンシール１８が装着され、シリンダ孔１３の開口端部およびブレーキピストン１７間には環状のダストブーツ１９が設けられ、ブレーキキャリパ６には前記開放室１６を外部に通じさせるブリーダ孔２０が設けられる。

前記貫通孔１４を回転自在に貫通するスピンドル２１およびブレーキキャリパ６間にはＯリング２４が介装され、該スピンドル２１にはねじ軸２２が同軸にかつ一体に連設される。しかもスピンドル２１およびねじ軸２２の連設部には半径方向外方に張り出す鍔部２３が一体に設けられており、この鍔部２３と、前記段部１５の中央部に形成される環状の受け座１５ａとの間にはスラスト軸受２５が介装される。

図２を併せて参照して、ねじ軸２２は、前記ブレーキピストン１７内で該ねじ軸２２を囲繞する円筒状のナット２６に螺合されるものであり、該ナット２６の前端はブレーキピストン１７の前端内面に当接する。しかもナット２６の前端部から側方に張り出す複数の係合突部２６ａ…が、ブレーキピストン１７の前端寄り内面に設けられる複数の係止部１７ａ…に係合されており、ナット２６は相対回転を不能としてブレーキピストン１７に係合される。

前記ディスクロータ５とは反対側でブレーキキャリパ６には、駆動手段２８のケーシング２９が結合されており、前記スピンドル２１は駆動手段２８により回転駆動される。

図３において、駆動手段２８は、電動モータ３０と、該電動モータ３０およびスピンドル２１間に介設される減速機構である２段遊星歯車３１とで構成されてケーシング２９に収納されており、電動モータ３０および２段遊星歯車３１はスピンドル２１と同軸に配置される。

２段遊星歯車３１は、電動モータ３０の出力軸３２に同軸に連結される入力側サンギヤ３３と、ケーシング２９に固定された入力側遊星ギヤキャリア３４に回転自在に支承されて入力側サンギヤ３３に噛合する複数の入力側遊星ギヤ３５…と、該入力側遊星ギヤ３５…に噛合する入力側インターナルギヤ３６と、前記入力側サンギヤ３３と一体に回転する出力側サンギヤ３７と、スピンドル２１に同軸に連結される出力側遊星ギヤキャリア３８に回転自在に支承されて出力側サンギヤ３７に噛合する複数の出力側遊星ギヤ３９…と、該出力側遊星ギヤ３９…に噛合されて前記入力側インターナルギヤ３６と一体に回転する出力側インターナルギヤ４０とを備える。

このような２段遊星歯車３１では、入力側サンギヤ３３の歯数をＺＡ、入力側遊星ギヤ３５の歯数をＺＢ、入力側インターナルギヤ３６の歯数をＺＣ、出力側サンギヤ３７の歯数をＺＤ、出力側遊星ギヤ３９の歯数をＺＥ、出力側インターナルギヤ４０の歯数をＺＦとしたときに、次式によって減速比Ｕが得られる。

Ｕ＝｛ＺＡ・ＺＦ−ＺＤ・ＺＣ｝／｛ＺＣ・（ＺＤ＋ＺＦ）｝
而して電動モータ３０の出力を２段遊星歯車３１で減速してスピンドル２１に伝達することにより、ねじ軸２２が回転し、ブレーキピストン１７およびナット２６の回転が阻止された状態でブレーキピストン１７が軸方向にスライドすることによる作用および反作用によってディスクロータ５がブレーキパッド７，８で両側から挟圧され、それにより制動力が得られることになる。

図４において、ブレーキピストン１７の前端面には、該ブレーキピストン１７の中心Ｃに関して点対称となる少なくとも一対、この実施例では一対ずつ２組の係合溝４１，４１…が設けられるものであり、この実施例では、４つの当接突部４２，４２…が、一方のブレーキパッド７の裏金９に当接するようにして周方向に等間隔をあけて突設されており、各当接突部４２，４２…間に、ブレーキピストン１７の中心Ｃに関して点対称となる一対ずつ２組の係合溝４１，４１…が形成される。しかも各係合溝４１，４１…は、ブレーキピストン１７の半径方向内方に向かうにつれて幅広となる形状を有するものである。

一方、前記ブレーキピストン１７の前端を当接させる前記裏金９には、前記係合溝４１，４１…の深さよりも短い突出量で突出して対をなす両係合溝４１，４１に挿入、係合される一対の係合ピン４３，４３が、前記シリンダ孔１３および前記ブレーキピストン１７の軸線が同軸上にある状態では前記ブレーキピストン１７の中心Ｃからの距離を同一として突設されており、この実施例では、前記両係合ピン４３，４３が上下に離隔して配置される。

次にこの実施例の作用について説明すると、ブレーキピストン１７の前端面には、ブレーキピストン１７の中心Ｃに関して点対称となる少なくとも一対、この実施例では一対ずつ２組の係合溝４１，４１…が設けられており、ブレーキピストン１７の前端を当接せしめる裏金９には、対をなす係合溝４１，４１に挿入、係合される一対の係合ピン４３，４３が突設されている。このため対をなす係合溝４１，４１に一対の係合ピン４３，４３が係合することにより、ブレーキピストン１７による前記裏金９への押しつけ力が低下しても、ブレーキピストン１７の回転を阻止することができ、それによりナット２６の回転も阻止することができる。

また図５で示すように、ねじ軸２２からナット２６を介してブレーキピストン１７に作用している回転力に応じた回転モーメントＭが係合溝４１…の一側面から両係合ピン４３…に作用するが、係合溝４１…がブレーキピストン１７の半径方向内方に向かうにつれて幅広となるように傾斜していることにより、前記回転モーメントＭの反力によってブレーキピストン１７には、係合溝４１…の側面に沿って外方に向かう分力Ｆが作用することになる。

ところで、ブレーキピストン１７の軸線がシリンダ孔１３の軸線に対して傾斜したとき、たとえばブレーキピストン１７の中心Ｃがシリンダ孔１３の軸線から下方に移動するようにブレーキピストン１７の軸線が傾斜したときには、ブレーキピストン１７の回転中心であるブレーキピストン１７の中心Ｃと対をなす係合溝４１，４１の一方への上方の係合ピン４３の係合点との間の距離が、前記ブレーキピストン１７の中心Ｃと対をなす係合溝４１，４１の他方への下方の係合ピン４３の係合点との間の距離よりも大きくなり、上方の係合ピン４３が一方の係合溝４１に係合する部分に作用する回転モーメントは下方の係合ピン４３が他方の係合溝４１に係合する部分に作用する回転モーメントよりも大きくなる。このため、上下で対をなす両係合溝４１，４１の側面に沿う上下方向でブレーキピストン１７に作用する前記反力の分力にも差が生じ、上方に向かう前記分力の方が下方に向かう前記分力よりも大きくなる。これによりブレーキピストン１７がその軸線をシリンダ孔１３の軸線に一致させるように調心されることになり、ブレーキピストン１７の過大な前進が生じてもブレーキピストン１７をシリンダ孔１３の軸線に調心して円滑な作動を保証することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では、ディスクブレーキを駆動手段２８でだけブレーキピストン１７が駆動される形式のものとして説明したが、ブレーキピストン１７がその背面を臨ませる室（上記実施例では開放室１６）を液圧室とし、液圧の作用によってもブレーキピストン１７を軸方向に駆動し得るようにしたディスクブレーキにも本発明を適用することができる。また上記実施例では、係合ピン４３，４３が上下に配置されて裏金９に設けられるようにしたが、そのような配置に限定されるものではない。

電動式ディスクブレーキの縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。 図１の２−２線断面図である。 駆動手段の構成を示す図である。 図１の４ー４線断面図である。 ブレーキピストンに作用する反力を説明するための図である。

符号の説明

５・・・ディスクロータ
６・・・ブレーキキャリパ
７，８・・・ディスクパッド
９・・・裏金
１３・・・シリンダ孔
１７・・・ブレーキピストン
１８・・・ピストンシール
２２・・・ねじ軸
２６・・・ナット
３０・・・電動モータ
３１・・・減速機構である２段遊星歯車
４１・・・係合溝
４３・・・係合ピン
Ｃ・・・ブレーキピストンの中心

Claims (1)

1. ディスクロータ（５）の軸線に沿う方向でのスライド動作を可能としたブレーキキャリパ（６）に、前記ディスクロータ（５）の両側に配置される一対のディスクパッド（７，８）が支承されるとともに、前記ディスクロータ（５）の軸線と平行なシリンダ孔（１３）が設けられ、前記ブレーキキャリパ（６）との間に環状のピストンシール（１８）を介在させて前記シリンダ孔（１３）にスライド可能に収容されるブレーキピストン（１７）の前端が前記両ディスクパッド（７，８）の一方（７）の裏金（９）に当接され、前記ブレーキピストン（１７）に相対回転不能に係合されるナット（２６）に螺合して前記シリンダ孔（１３）と同軸に配置されるねじ軸（２２）に、減速機構（３１）を介して電動モータ（３０）が連結される電動式ディスクブレーキにおいて、前記ブレーキピストン（１７）の前端面に、該ブレーキピストン（１７）の中心（Ｃ）に関して点対称となる少なくとも一対の係合溝（４１）が、前記ブレーキピストン（１７）の半径方向内方に向かうにつれて幅広となる形状を有して設けられ、前記ブレーキピストン（１７）の前端を当接させる前記裏金（９）に、前記係合溝（４１）の深さよりも短い突出量で突出して対をなす前記両係合溝（４１）に挿入、係合されるする一対の係合ピン（４３）が、前記シリンダ孔（１３）および前記ブレーキピストン（１７）の軸線が同軸上にある状態では前記ブレーキピストン（１７）の中心（Ｃ）からの距離を同一とした位置で突設されることを特徴とする電動式ディスクブレーキ。

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