JP2001508524A - 電気式ディスクブレーキ作動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は電気式ディスクブレーキ作動機構を提供する。ディスクブレーキ・アセンブリ１０に使うようにした電気式作動機構は、デイスクブレーキ・アセンブリ１０のキャリパ１１の内側脚１２に固定するようにした電気式作動機構４０である。この電気式作動機構４０は、ハウジング４１と、このハウジング４１内に配置した電動機４２と、ハウジング４１内に配置したスピンドル４３とを備えている。このスピンドル４３は、電動機４２により生ずる回転運動を軸線方向運動に変換するように作用する変換ギヤ・アセンブリ４８、４４、４３により電動機４２に作動的に結合してある。減衰構造６３は、エラストマー質材料６７、又はピストン７１及び軸７２の間に形成した流体充てん室により構成できる。この減衰構造６３は、軸７２に伝わることによりピストン７１に作用する半径方向荷重を減らす。電気式作動機構４０は又、ピストン７１の軸線方向位置を感知するセンサ９９と、電動機４２を変換ギヤ・アセンブリ４８、４４、４３に対し結合し又結合をはずすクラッチと、電動機４２の逆転駆動運動を防ぐ機構１００とを設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 電気式ディスクブレーキ作動機構 関連出願 本願は１９９６年２月１５日付米国特許願６０／０１１，６７９号明細書を参 照する。 技術分野 本発明は、一般にアクチュエータ機構、ことに車両ディスクブレーキ・アセン ブリに使うようにした改良された電気式作動機構に関する。 背景技術 電動機は電力を運動に変換する普通のよく知られた装置である。電動機により 生ずる回転運動は、若干の場合に一層有用な直線運動にいくつかの方式で変換す ることができる。回転運動を直線運動に変換するよく知られたアクチュエータ装 置の例にはディートリック(Ｄｉｅｔｒｉｃｈ)等を発明者とする米国特許第４， ９２６，７０８号明細書に記載してあるスピンドルギヤ機構がある。この特許明 細書の記述は本説明に参照してある。 多くの車両は車両の運動を、制御した方式で遅らせ又は停止させるブレーキ・ システムを設けてある。乗用車又は軽トラック用の典型的なブレーキ・システム は、各前車輪用のディスクブレーキ・アセンブリと、各後車輪用のドラムブレー キ・アセンブリ又はディスクブレーキ・アセンブリとを備える。各ブレーキ・ア センブリは、車両の操縦者がブレーキ・ペダルを押すと流体圧、空気圧又は電気 式の機構により作動する。 典型的なディスクブレーキ・アセンブリは、車両の車輪に一緒に回転するよう に固定したロータを備える。キャリパ・アセンブリは、アンカ板に固定したピン により滑動できるように支えてある。アンカ板は、車両の非回転部品たとえば前 輪駆動車のステアリングナックルに固定してある。キャリパ・アセンブリは、ロ ータの互いに対向する側に配置した１対のブレーキ・シューを備える。これ等の ブレーキ・シューは、これ等のブレーキ・シューがロータの互いに対向する軸線 方向側部又は制動面から間隔を隔てる非制動位置とこれ等のブレーキ・シューを ロータの互いに対向する制御面に摩擦を伴って係合する状態に移動させた制動位 置との間で移動するように、流体圧式空気圧式又は電気式で作動する１個又は複 数個のピストンに作動的に連結してある。車両の操縦者がブレーキ・ペダルを押 すときは、ピストンはブレーキ・シューを非制動位置から制動位置に付勢しロー タの対向制動面に摩擦を伴って係合することにより車両の協働する車輪の回転を 遅らせ又は停止させる。 発明の開示 本発明は、ディスクブレーキ・アセンブリに使うようにした電気式作動機構の 新規な構造に係わる。この電気式作動機構は、ディスクブレーキ・アセンブリの キャリパの内側脚に固着するようにし、ハウジングとこのハウジング内に配置し た電動機とこのハウジング内に配置したスピンドルとを備える。このスピンドル は、モータにより生ずる回転運動をスピンドルの軸線方向運動に変換するように 作用する変換ギヤ・アセンブリにより電動機に作動的に結合してある。このスピ ンドルは、回転ロータに衝合する摩擦パッドに作動的に連結することにより協働 する車輪を制御する。変換ギヤ・アセンブリは、電動機の回転運動をスピンドル のまわりに複数個の遊星ロータを回転するスピンドル・ナットに加えることによ り軸線方向運動を生じさせる遊星ローラ装置を備えるのがよい。 電気式作動機構は、加えられるブレーキ圧力を測定するのに使うことのできる 、ピストンの軸線方向位置を感知するセンサを備えることができる。電気式作動 機構は、高速への電気モータの急速な加速ができるように変換ギヤ・アセンブリ に対しこの電動機の出力側を結合し又結合をはずすクラッチを備える。このモー タが高い速度で作動していると、このクラッチは係合して変換ギヤ・アセンブリ を作動し車両ブレーキを急速にかけ比較的迅速な全応答が得られる。電気式作動 機構は又、電気モータがギヤ機構を駆動していないときにギヤ機構の逆回転−駆 動運動を防ぐブレーキ機構を備える。 本発明の１実施例では電気式作動機構は、ピストンを持ち、摩擦パッドに作動 的に連結したスピンドルと、変換ギヤ・アセンブリに作動的に連結した軸とを備 える。これ等のピストン及び軸は、減衰アセンブリにより互いに結合してある。 この減衰アセンブリは、軸に伝えられることによりピストンに作用する半径方向 荷重を減らす。減衰アセンブリは、エラストマー質材料で構成され、又はピスト ン及び軸の間に形成された流体充てん室構造でもよい。 本発明の種種の目的及び利点は添付図面による好適な実施例の以下の詳細な説 明から明らかである。 図面の簡単な説明 第１図は本発明による改良された電気式作動機構を備えた車両ディスクブレー キ・アセンブリの一部の斜視図である。 第２図は第１図に例示した車両ディスクブレーキ・アセンブリの一部の展開斜 視図である。 第３図は第１図に例示した車両ディスクブレーキ・アセンブリの一部の縦断面 図である。 第４図は第３図の４−４線に沿う断面図である。 第５図は第４図の５−５線に沿う断面図である。 第６図は第１図ないし第３図に示したのと同様であるが電気クラッチを備えた 実施例による車両ディスクブレーキ・アセンブリ及び電気式作動機構のブロック 図である。 第７図は本発明の車両ディスクブレーキ・アセンブリに組付けることのできる ばねラップブレーキ(ｓｐｒｉｎｇ ｗｒａｐ ｂｒａｋｅ)の横断面図である。 第８図は本発明の他の実施例による車両ディスクブレーキ・アセンブリ及び電 気式作動機構を示す、第３図と同様な縦断面図である。 第９図は本発明の他の実施例による電気式作動機構の縦断面図である。 第１０図は本発明の他の実施例による電気式作動機構の縦断面図である。 第１１図は本発明の他の実施例による電気式作動機構に使うスピンドルの縦断 面図である。 第１２図は本発明の別の実施例による電気式作動機構に使うスピンドルの縦断 面図である。 第１３図は本発明のなお別の実施例による電気式作動機構に使うスピンドルの 縦断面図である。 実施例 添付図面で第１図ないし第３図には本発明による電気作動式車両ディスクブレ ーキ・アセンブリ１０の一部を例示してある。ディスクブレーキ・アセンブリ１ ０の全体構造及び作用は当業界には普通のものである。従って本発明の説明に必 要なディスクブレーキ・アセンブリ１０の部分だけを述べる。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０は大体においてＣ字形のキャリパ（ｃａｌ ｉｐｅｒ）１１を備える。キャリパ１１は、中間の橋架部分１４により相互に連 結した内側脚部分１２及び外側脚部分１３を備える。キャリパ１１は、アンカ板 １６に固定した１対のピン１５に滑動できるように支えてある。各ピン１５は、 キャリパ１１の内側脚１３を貫いて形成したねじなし穴１３ａを貫いて延びる。 各ピン１５は、アンカ板１６に形成しためねじ穴１６ａに受入れるおねじ付き端 部１５ａを持つ。各ピン１５によりキャリパ１１は外側方向（第３図の左方）に 又内側方向（第３図の右方）に滑動することができる。キャリパ１１のこのよう な滑動は、後述のようにディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動すると生ずる 。アンカ板１６を貫いて形成したねじなし穴１６ｂを貫いて１対のボルト（図示 してない）が延びアンカ板１６を前輸駆動車のステアリングナックル（図示して ない）のような車両非回転部品に固定する。 第２図に示すように例示したアンカ板１６は、内部タイバー１９により相互に 連結した１対の外方に延びるアーム１７、１８を備える。各アーム１７、１８に はそれぞれ直立の案内レール１７ａ、１８ａを形成してある。各案内レール１７ ａ、１８ａは、アーム１７、１８に交差して相互に平行に延びている。各案内レ ール１７ａ、１８ａは、内側ブレーキ・シュー２０と外側ブレーキ・シュー２１ を滑動できるように支えるために設けてある。 内側ブレーキ・シュー２０は受け板２２及び摩擦パッド２３を備える。内側受 け板２２の互いに対向する端部に、内側ブレーキ・シュー２０をアンカ板１６の 案内レール１７ａ、１８ａに支えるように切欠き２２ａ、２２ｂを形成してある 。外側ブレーキ・シュー２１は受け板２４及び摩擦パッド２５を備える。外側受 け板２４の互いに対向する端部は、アンカ板１６の案内レール１７ａ、１８ａに 外側ブレーキ・シュー２１を支えるように切欠き２４ａ、２４ｂを形成してある 。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０はさらに、車両の車輪（図示してない）に この車輪と一緒に回転するように連結したロータ２６を備える。図示のロータ２ ６は、通気され、公知の方式で複数の中間リブ又は中間柱２９により相互に間隔 を隔てた１対の互いに対向する摩擦板２７、２８を備える。ロータ２６は、内側 摩擦パッド２３及び外側摩擦パッド２５の間で半径方向外方に延びている。摩擦 板２８は、円周方向に延びる壁３０により内部取付けフランジ部分３１に連結し てある。内側取付けフランジ部分３１は、ロータ２６に対する回転軸線を定める 中央に位置するパイロット孔３１ａを備える。複数個の耳付きボルト受入れ穴３ １ｂ(このような耳付きボルト受入れ穴３１ｂの５個を第１図に示してある)は、 パイロット孔３１ａのまわりにロータ２６で円周方向に互いに等しい間隔を隔て ている。耳付きボルト３２は、ロータ２６を車両車輪に取付けて固定するように 各耳付きボルト受入れ孔３１ｂを貫いて延びる。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０はさらに、正常な作動条件のもとでディス クブレーキ・アセンブリ１０を作動するように第１図及び第３図に示した電気式 作動機構４０を備えている。電気式作動機構４０はシールド・フォア・ライフ( Ｓｅａｌｅｄ−ｆｏｒ−ｌｉｆｅ)アセンブリである。第３図に示した電気式作 動機構４０は、第２図に示すようにキャリパ１１の内側脚１２に形成した環状穴 １２ａ内に部分的に受入れたハウジング４１を備える。電気式作動機構４０はさ らに、ハウジング４１内に配置した電動機（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｏｔｏｒ ）４２と、電動機４２にモータ出力軸４４により作動的に結合したスピンドル４ ３とを備える。ハウジング４１は、任意適当な手段によりたとえばねじファスナ (図示してない)を使うことによりキャリパ１１に固定することができる。 例示した電気モータ４２は、ブラシレスＤＣモータであり、コイル４２ａ、ス テータ４２ｂ及び磁石４２ｃを備えている。スピンドル４３は外側部分４３ａと 直径を細くした内側部分４３ｂとを備える。詳しく後述するようにスピンドル４ ３の内側部分４３ｂは電動機４２に作動的に結合され、電動機４２を作動したと きにハウジング４１内で軸線方向に動くようにしてある。外側部分４３ａは、電 気式作動機構４０のピストンを形成しブレーキ・シュー２０の内側受け板２２に 係合するようにしてある。出力軸４４は、１対の軸受４５、４６によりハウジン グ４１内に支える。出力軸４４は、適当な手段によりたとえば接着剤又は結合バ ンドにより磁石４２ｃに結合した内側部分４４ａを備えることにより、電動機４ ２を作動すると出力軸４４を回転運動するように電動機４２に有効に結合する。 出力軸４４は又、スピンドル・ナットを形成しめねじ４７を設けた外側部分４４ ｂを備える。 複数個の遊星ローラ４８は、出力軸４４のスピンドル・ナット４４ｂとスピン ドル４３との間に挿入してある。１対のローラガイド４９、５０は、スピンドル ・ナット４４ｂ内で遊星ローラ４８の互いに対向する端部の間に配置してある。 遊星ローラ４８はスピンドル４３の内側部分４３ｂのまわりでこの内側部分に平 行に間隔を隔てている。 環状穴５１ａを形成したワッシャ５１を設けてある。ワッシャ５１の穴５１ａ は、スピンドル４３の直径を細くした部分４３ｂにより形成した外径よりわずか に大きくてスピンドル部分４３ａをワッシャ穴５１ａを貫いて延ばすことができ る。ワッシャ５１は、出力軸４４の外側端部４４ｃに隣接して形成した環状のく ぼみ５２内に配置したとえばねじのような適当な手段により保持してある。 第３図に例示した実施例では複数の各遊星ローラ４８は、第３図に５個の区分 ４８ａないし４８ｅとして示した複数個の区分に分割する。遊星ローラ４８の外 面には、互いに隣接するローラ区分４８ａないし４８ｅ間に形成した互いに平行 に間隔を置いた第１の外部みぞ５３を設けてある。複数の遊星ローラ４８の外面 にはさらに、遊星ローラ４８の各区分４８ａないし４８ｅの外面に沿って形成し た複数の互いに平行に間隔を置いた第２の外部みぞ５４を設けてある。互いに隣 接する第１の各外部みぞ５３の間の距離すなわちピッチは互いに隣接する第２の 各外部みぞ５４間のピッチより大きい。従って第１の外部みぞ５３のピッチは、 比較的細かい第２の外部みぞ５４のピッチに比べて比較的粗い。各ロータ４８の 第１の外部みぞ５３は出力軸４４のスピンドルナット４４ｂの比較的粗いめねじ ４７に作動的に係合するように作用し、又各ロータ４８の第２の外部みぞ５４は スピンドル４３の細くした直径部分４３ｂの外面に設けた比較的細かいおねじ５ ５に作動的に係合するように作用する。従って複数の遊星ローラ４８はモータ出 力軸４４をスピンドル４３に作動的に結合することにより電動機４２の出力軸４ ４の回転運動をスピンドル４３の軸線方向運動に変換する。スピンドル４３，遊 星ローラ４８及びスピンドル・ナット４４ｂは、ディートリック等を発明者とす る米国特許第４，９２６，７０８号明細書に記載してあるナット転動スピンドル ・アセンブリと同様に回転運動を直線運動に変換する機構を形成する。電気式作 動機構４０の出力軸４４の各ねじ及びみぞと遊星ローラ４８とスピンドル・ナッ ト４４ｂとの輪部は米国特許第４，９２６，７０８号明細書に記載してあるナッ ト転動スピンドル・アセンブリの場合と同様にするのが適当である。 電気式作動機構４０はさらに、ねじ５６、前部カバー５７、後部カバー５８及 びダスト・ブーツ・シール（ｄｕｓｔ ｂｏｏｔ ｓｅａｌ）５９を備える。ね じ５６は、出力軸４４の内側端部４４ｄに形成した穴内に配置され軸受４６を位 置決めするのに使う。前部カバー５７は、ハウジング４１の外側端部４１ａに隣 接して配置され適当な手段により、たとえば予荷重ねじを持つ又は持たないスナ ップリングにより端部４１ａに保持してある。後部カバー５８は、ハウジング４ １の内側端部４１ｂに隣接して配置され適当な手段によりたとえばねじ又は接着 剤により端部４１ｂに保持してある。ダスト・ブーツ・シール５９は、たわみ性 材料で形成するのが好適で、カバー５７に設けた環状のくぼみ５７ａ内に配置し た第１の端部５９ａと、スピンドル４３の外側部分４３ａに設けた環状のくぼみ ６０内に配置した第２の端部５９ｂとを持つ。ダスト・ブーツ・シール５９には その第１及び第２の端部の間に複数のたわみ性巻輪（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｃｏｎ ｖｏｌｕｔｉｏｎ）を設ける。ダスト・ブーツ・シール５９は、水、じんあい及 びその他の汚染物が電気式作動機構４０内に入らないようにするために設ける。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０は、スピンドル４３がローラ４８と一緒に 回転しないで、スピンドル４３を各ローラ４８の回転により直線運動させるよう に回転しないで確実に固定する構造部材を備える。この作用のできる適当な構造 の１例を第３図、第４図及び第５図に示してある。これ等の図に示すように内側 受け板２２にはボス２２ｃの形の突起を設け、又スピンドル４３の外側ピストン 部分４３ａに複数のくぼみ１０２を設けてある。受け板２２のボス２２ｃはスピ ンドル４３のピストン部分４３ａのくぼみ１０２の１つに係合し、スピンドル４ ３を受け板２２に積極的に結合し、スピンドル４３の回転を防ぐ。所望により多 数のボス２２ｃを受け板２２に形成しピストン部分４３ａに形成した協働するく ぼみ１０２に係合するようにしてもよい。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動するときは、ボス２２ｃ及びくぼみ １０２を利用して、スピンドル４３を外側方向に（第３図の左方に向かい）軸線 方向に移動させる方向にスビンドル４３を回転しボス２２ｃを十分に位置決めし たくぼみ１０２は整合させることにより摩擦パッド２３、２５の摩耗を調整する のに利用することができる。従ってスピンドル４３は摩擦パッド２３、２５の減 小する幅に対応する任意の軸線方向位置に動かすことができる。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動しロータ２６とこのロータに協働す る車両車輪との回転を遅くし又は停止させようとするときは、車両の操縦者はブ レーキ・ペダル（図示してない）を押す。ブレーキ・ペダルを押すことにより、 ディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動するように作用する電気信号を生ずる 。とくにこの信号は、出力軸４４を回転しローラ４８を回転運動させる電動機４ ２を作動する。ローラ４８の回転運動によりスピンドル４３を軸線方向に（第３ 図の左方に向かい）軸線方向に動かす。スピンドル４３の軸線方向の運動により ピストン４３ａを内側ブレーキ・シュー２０の受け板２２に係合させる。従って 内側ブレーキ・シュー２０の摩擦パッド２３が動かされロータ２６の内側摩擦板 ２７に摩擦を伴って衝合する。これと同時にキャリパ１１はピン１５に沿って内 側方向に（第３図の右方に向かい）滑動しその外側脚１３が外側ブレーキ・シュ ー２１の摩擦パッド２５を移動させロータ２６の外側摩擦板２８に摩擦を伴って 係合させる。従ってロータ２６の互いに対向する摩擦板２７、２８に各摩擦パッ ド２３、２５により摩擦を伴って衝合させる。 複数のローラ４８、出力軸４４及びスピンドル４３（ディートリック等を発明 者とする米国特許第４，９６２，７０８号明細書に記載したナット転動スピンド ルアセンブリと同様に）を利用することにより、最小０．１ｍｍまでの比較的小 さいピッチを生ずることができる。従って、普通の電気式ブレーキ・アクチュエ ータに使われる従来の低速高トルク・モータと同じ時間応答を得るのに高速低ト ルク・モータを使うことができる。高速低トルク・モータは低速高トルク・モー タより小さく安価なことが多い。 ブレーキ力を解放するのに電気信号を送りモータ４２を逆方向に作動すること により摩擦パッド２３、２５をそれぞれ摩擦板２７、２８から引離す。この電気 信号は、ブレーキ・ペダルの解放を検知することによりトリガし、又はたとえば アンチロック・ブレーキ・システム（ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ ｂｒａｋｅ ｓｙｓ ｔｅｍ）に使われる制御論理モジュールにより送ることができる。 電気式作動機構４０を二重みぞ付き遊星ローラ４８、めねじ付き出力軸４４及 びおねじ付きスピンドル４３を備えた変換ギヤ・アセンブリを持つものとして例 示し述べたが、電気式作動機構４０は、モータの回転運動をディスクブレーキ・ アセンブリ１００の有効な作動のために軸線方向運動に変換する任意適当な変換 ギヤ・アセンブリを備えることができる。 電気式作動機構４０は、モータ出力軸４４及び磁石４２ｃの回転角を計測する 複数個のセンサ９９を備えるのがよい。各センサ９９は、軸受４６に隣接するハ ウシング４１の部分４１ｃに位置させることができる。モータ出力軸４４の回転 を検出することによりスピンドル４３の軸線方向位置を定めることができる。ブ レーキ圧力はスピンドルの軸線方向位置の既知関数である。従ってセンサ９９は 、加えられるブレーキ圧力を測定するのに適当な制御論理装置と共に使うことが できる。モータ４２を作動する電気信号は次いでモータ４２の出力を変えるよう に変更してブレーキ圧力を所望に応じ変えることができる。電気式作動機構４０ は、その他の任意適当な形式のセンサ構造に使うことができるのはもちろんであ る。たとえば電子整流モータの励起パルスの計数によりスピンドル４３の相対的 軸線方向位置を指示できる。 第６図は電気付勢クラッチ１０４を持つ電気式作動機構４０のブロック図であ る。若干のブレーキ用では後述の理由でクラッチ１０４を協働させることが望ま しい。 クラッチ１０４は電動機４２及び出力軸４４の間に連結してある。付勢すると きは、クラッチ１０４は、当業界にはよく知られている摩擦手段により電動機４ ２を出力軸４４に結合する。電動機４２を初めに回転するときに、係合される全 部の回転部材（たとえば出力軸４４、磁石４２ｃ、遊星ローラ４８及び軸受４５ 、４６）の慣性が電動機４２の始動速度を遅らせる。電動機４２の各回転部品の 慣性により電動機４２の回転の始動中及び停止中に又電動機４２の前進回転及び 即 時後進回転の間に遅延時間を生ずる。クラッチ１０４の使用は、詳しく後述する ように、初めに質量の慣性を減らして電動機４２の始動時間を増し遅延時間を短 縮するから有利である。遅延時間の減小は、車両を適当に減速させ続ける間に車 輪の滑りを制限するようにブレーキ圧力を急速に周期的に加え又解放するアンチ ロック・ブレーキ・システムの場合にディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動 するのに望ましい。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動するには、車両の操縦者はブレーキ ペダルを押し前記したのと同じように電気信号を生ずる。この電気信号は電動機 ４２を作動し、電動機４２を作動速度に持来す。次いでクラッチ１０４を係合さ せ電動機４２を出力軸４４に作動的に結合しスピンドル４３を軸線方向に移動さ せる。スピンドル４３の軸線方向の運動により摩擦パッド２３、２５をそれぞれ 摩擦板２７、２８に衝合させる。摩擦パッド２３、２５を摩擦板２７、２８から 離すには、クラッチ１０４の係合を離脱し、電動機４２を出力軸４４から切離す 。電動機４２はなお回転しているが、クラッチ１０４の係合がはずれている間は もはやブレーキ力は加わらない。クラッチ１０４を次いでふたたび係合させると 、モータ４２の回転運動がスピンドル４３に軸線方向運動として加えられ、そし て各摩擦パッド２３、２５はさらに一層大きく移動してロータ２６の摩擦板２７ 、２８に摩擦を伴って接触する。 若干の応用例では、電動機４２の反対の回転方向の回転を防ぎ、以下電動機４ ２の逆回転駆動運動と称するようにスピンドル４３をロータ２６に向かい前進さ せる機構を備えることが望ましい。電動機４２の逆回転駆動運動は、スピンドル ４３に内側方向に（第３図の右方に向かい）作用する軸線方向の反作用力により 生ずることができる。電動機４２の逆回転駆動運動を防ぐのに任意適当な機構た とえば第７図に線図的に示したばねラップ・ブレーキ１０６を使うことができる 。ばねラップ・ブレーキ１０６は、各ばねワイヤ端部を曲げることにより形成し た２つのタング１１０，１１２を持つつる巻コイルばね１０８を備える。ばね１ ０８がその弛緩状態にあるときは、ばね１０８はハウジング４１の部分のような 円筒面１１４に外方に膨張して摩擦を伴って接触する。ばねラップ・ブレーキ１ ０６はさらに、出力軸４４に対し取付けられ又は協働させることのできる出力 部材１１６を備え出力軸４４の回転により出力部材１１６を回転するようにでき る。ばねラップ・ブレーキ１０６は又、電動機４２の駆動軸（図示してない）に 対し取付けられ又は協働させる出力部材１１８を備え、電動機４２の作動により 入力部材１１８を回転するようにできる。ばねラップ・ブレーキ１０６をディス クブレーキ・アセンブリ１０に協働させるのに出力軸４４は、電動機４２が出力 軸４４に直接には結合されないように変更しなければならないわけである。 ばねラップ・ブレーキ１０６を協働させるディスクブレーキ・アセンプリ１０ を作動するには、電動機４２を作動することにより入力部材１１８を回転させる 。入力部材１１８は、この入力部材が回転方向に従ってタング１１０又はタング １１２に接触して押すまで回転することによりばね１０８のコイルの収縮を生ず る。ばね１０８及び円筒面１１４の間の摩擦を伴う接触がこのようにして弱まる 。わずかな回転後にタング１１０又はタング１１２が出力部材１１６に接触する 。入力部材１１８はタング１１０又はタング１１２を出力部材１１６に押付け出 力軸４４を回転させることによりディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動する 。電動機４２への通電を止めると、入力部材１１８の回転が止められタング１１ ０又はタング１１２に加わる力を除く。ばね１０８のコイルは外方に膨満して円 筒面１１４に摩擦を伴って接触する。スピンドル４３に作用する軸線方向の反作 用力により出力軸４４を回転させる。出力軸４４は、出力部材１１６がタング１ １０又はタング１１２に接触してこれを押すまでわずかだけ回転する。タング１ １０又はタング１１２を押すことによりばね１０８のコイルを付勢し外方に膨張 させることにより円筒面１１４及びばね１０８の摩擦を伴う接触を強める。この 摩擦を伴う接触によりタング１１０又はタング１１２が入力部材１１８に向かっ ては動かないようにすることにより電動機４２の逆回転駆動運動が生じないよう にする。 第８図は第１図ないし第３図のディスクブレーキ・アセンブリ１０と同様な本 発明の他の実施例によるディスクブレーキ・アセンブリ１０’を示す。ディスク ブレーキ・アセンブリ１０’はキャリパ１１’及び電気式作動機構４０’を備え る。キャリパ１１’は、軸受４５’を支える一体に形成した部分１４ａ’を持つ 橋架部分１４’を備える。橋架部分１４’によって電気式作動機構４０’は、第 ３図の電気式作動機構４０のハウジング４１と比べて一層小さいハウジング４１ ’を持つことができる。キャリパ橋架郭分１４’は軸受４５’を支えるから、制 動作用中に生ずる強い軸線方向のブレーキ力はキャリパ１１’に伝わるが、ハウ ジング４１を電気式作動機構４０のキャリパ１１に固定するのに使うファスナに は伝わらない。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０’は又、軸線方向に延びる穴４３ｃ’を形 成したスピンドル４３’を備える。穴４３ｃ’により第３図のスピンドル４３に 比べてスピンドル４３’の重量が減ることによりディスクブレーキ・アセンブリ １０’の重量を減らす。 第９図は第３図の電気式作動機構４０と同様な本発明の他の実施例による電気 式作動機構４０''を示す。電気式作動機構、４０''は、複数の遊星ローラ４８'' からわずかに間隔を隔てた電動機４２''を備え電動機４２''の内径を第３図の電 動機４２に比べて一層小さい寸法にできるようにしてある。一層小さい電動機４ ２''の利点はディスクブレーキ・システム４０''の重量の軽減である。 第１０図は第３図の電気式作動機構４０と同様な本発明の他の実施例による電 気式作動機構４０'''を示す。電気式作動機構４０'''は、拡大した外側端部４１ ａ'''を持つハウジング４１'''を備える。ハウジング４１'''の外側端部４１ａ' ''は、ハウジング４１'''に形成した複数個のねじ穴１００（２個のねじ穴１０ ０だけを示してある）を持ちハウジング４１'''をキャリパ（図示してない）に 締付けるねじファスナ（図示してない）を受入れるようにしてある。電気式作動 機構４０'''は又、外側端部におねじ部分１０１を持つ出力軸４４'''を備える。 おねじ部分１０１はナット１０３のめねじ穴１０２内に受入れ、第３図のディス クブレーキ・アセンブリ４０のねじ５６と同じ機能を果たす。電気式作動機構４ ０''はステータ４２ｂ'''を持つモータ４２'''を備える。この場合ステータ４２ ｂ'''の軸線方向長さは第３図の電気式作動機構４０のステータ４２ｂの軸線方 向長さより長い。ステータ４２ｂ又はステータ４２ｂ'''は電動機４２又は電動 機４２'''の所望のトルク出力を生ずるのに任意適当な寸法にすることができる 。 第１１図は本発明の電気式作動機構４０、４０'、４０''及び４０'''に使 うようにした他の実施例によるスピンドル６０を示す。スピンドル６０は、減衰 アセンブリ６３により軸６２に作動的に結合したピストン６１を備えディスクブ レーキ・アセンブリ１０を作動したときに軸６２により軸線方向に移動するよう にしてある。部分６１は、その外側端面６１ａに形成した環状くぼみ６１ｄと側 面６１ｂに設けた環状くぼみ６４とを備える。ピストン６１はさらに、その内側 端面６１ｃに対して内方に延びる軸線方向に延びる突起６５を備える。突起６５ は一般に扁平な内側端面６５ａを設けてある。 軸６２は、外側端面６２ａ、側面６２ｂ及び内側端面６２ｃを備える。くぼみ ６６は、軸６２の外側端面６２ａに形成され軸６２の内側端面６２ｃに向かい内 方に延びる。図示の実施例ではくぼみ６６はその内壁６６ｃに形成した互に間隔 を置いた１対の環状のみぞ６６ａ、６６ｂを備える。減衰アセンブリ６３は、ス ピンドル６０の軸６２に対してピストン６１を半径方向に弾性的に支える任意適 当な構造でよい。たとえば減衰アセンブリ６３は、軸６２の各環状みぞ６６ａ、 ６６ｂ内に配置されピストン６１の突起６５の外側壁に接触するエラストマー質 部材６７を備える。第１１図には２個のエラストマー質部材６７を例示してある が、単一の又は任意の複数のエラストマー質部材を設けても本発明の範囲内であ るのはもちろんである。 突起６５の内側端面６５ａはくぼみ６６の内端壁６６ｄに係合する。ピストン ６１の内側端面６１ｃは軸６２の隣接外端面６２ａから間隔を置いている。ディ スクブレーキ・アセンブリ１０を作動してスピンドル６０の軸６２を第１１図の 左方に前進させるときは、軸６２の軸線方向運動からの軸線方向制動力が突起６ ５の端面６５ａと軸６２のくぼみ６６の内端壁６６ｄとの間の接触を介しピスト ン６１に直接伝わる。制動力の大部分は軸線方向に伝わるが、ディスクブレーキ ・アセンブリ１０の各部品に半径方向の力が作用することができる。ディスクブ レーキ・アセンブリ１０を作動するときは摩擦を伴って係合するブレーキ・シュ ー２０に作用するロータ２６の回転運動により半径方向の力を生ずる。ブレーキ ・シュー２０は一般に、それぞれアンカ板１６の案内レール１７ａ、１８ａに対 し受け板２２に形成した切欠き２２ａ、２２ｂがはまることによりキャリパ１１ に対して固定される。しかし案内レール１７ａ、１７ｂ及び切欠き２２ａ、２２ ｂ間のわずかなすきまでも半径方向の力が伝わることができる。スピンドルが電 気式作動機構４０のスピンドル４３のようにワンピース構造である場合には、ス ピンドル４３に伝わる半径方向の振動又は力の大部分は遊星ローラ４８に直接伝 えることができる。伝えられた半径方向の力により、スピンドル４３の外面に形 成したおねじ５５、遊星ローラ４８の外面に形成した第１及び第２のみぞ５３、 ５４、及び／又は、スピンドルナット４４ｂに形成しためねじ４７に損傷を生ず ることにより、電気式作動機構４０の寿命が低下する。スピンドル６０のピスト ン６１は減衰アセンブリ６３により軸６２に結合してあるから、ピストン６１は 半径方向の力により作用を受けたときにエラストマー質部材５７の圧縮により軸 ６２に対して移動することができる。すなわちエラストマー質部材５７は、ピス トン６１からスピンドル６０の軸６２への潜在的に有害な半径方向の力を減らす 。ピストン６１及びスピンドル６０の間の潜在的相対運動と従ってエラストマー 質部材５７の圧縮とは、案内レール１７ａ、１７ｂ及び切欠き２２ａ、２２ｂ間 の比較的小さいすきまにより一般に小さい。 ピストン６１の外側端面６１ａに形成したくぼみ６１ｄは、ピストン６１の外 側端面６１ａの円周方向外端縁に集中した圧力分布区域を生ずる。くぼみ６１ｄ の存在は、内側ブレーキ・シュー２０（第３図）の受け板２２に加わる軸線方向 のブレーキ力を摩擦パッド２３の大きい面積にわたり均等に配分するのに役立ち 、従って摩擦パッド２３はロータ２６に接触すると均等に摩耗する。 第１１図に示した実施例によるスピンドル６０では、ピストン６１及び軸６２ は同じ材料たとえば鋼から形成する。しかしピストン６１及び軸６２は互いに異 なる材料から形成してもよい,。たとえば軸６２は鋼から形成し又ピストン６１ はフェノール樹脂又はプラスチック材料で形成することができる。非金属材料か ら形成したピストン６１は、軸受４５、遊星ローラ４８、スピンドル４３、出力 軸４４及びその他のディスクブレーキ・アセンブリ部品を、とくにデイスクブレ ーキ・アセンブリ１０が長期にわたり高温にさらされることによって劣化する潤 滑材を満たした恒久的に密封した構造である場合に、摩擦パッド２３、２５及び ロータ２６の摩耗を伴う接触により生ずる高温から隔離するのに役立ち有利であ る。 第１２図は他の実施例によるスピンドル７０を示し第１１図のスピンドル６０ と同様である。スピンドル７０はピストン７１を備える。ピストン７１は減衰ア センブリ７３により軸７２に作動的に結合してある。減衰アセンブリ７３は、ス ピンドル６０の場合と同様に１対のエラストマー質部材７７を備える。エラスト マー質部材７７は、ピストン７１から軸７２への半径方向力の伝達を制限する減 衰構造として作用する。軸７２はその軸線方向外面にくぼみ７６を形成してある 。くぼみ７６は大体扁平な内壁７６ｄを持つ。ピストン７１は、軸７２のくぼみ ７６内に内方に延びる軸線方向に延びる突起７５を備える。突起７５は丸みを付 けた内側端面７５ａを設けてある。端面７１ａはピストン７１及び軸７２の間の 軸線方向の不整合に関係なくくぼみ７６の内端部壁７６ｄに丸みつき接触部で接 触する。 第１３図は本発明の電気式作動機構４０、４０'、４０''及び４０'''に使うよ うにした他の実施例のスピンドル８０を示す。スピンドル８０は、軸８２に作動 的に結合したピストン８１を備える。ピストン８１は、その側面８１ｂに設けた 環状のくぼみ８４と、内側端面８１ｃに対して内方に延びる軸線方向に延びる突 起８５とを備える。 軸８２は、外側端面８２ａ、側面８２ｂ及び内側端面８２ｃを備える。くぼみ ８６は、軸８２の外側端面８２ｃに形成され軸８２の内側端面８２ｃに向かい内 方に延びる。例示した実施例ではくぼみ８６には環状みぞ８６ａを形成してある 。エラストマー質のシール又は部材８７は軸８２の環状のみぞ８６ａ内に配置さ れピストン８１の突起８５の外側壁に密封状態に接触する。くぼみ８６、エラス トマー質部材８７及び突起８５は流体（図示してない）を受入れる密封流体室８ ８を形成する。たとえば作動ブレーキ流体、シリコン又はゲルのような任意適当 な流体を使うことができる。第１３図に示すように突起８５の内側端面８５ａは くぼみ８６の内端壁８６ｄから距離Ｘ１だけ間隔を置き、又ピストン８１の内側 端面８１ｃは軸８２の隣接する外端面８２ａから距離Ｘ２だけ間隔を置く。距離 Ｘ２は距離Ｘ１に対し大きいか又は等しいのがよい。軸８２はさらに室８８を大 気に連通させるように形成した通路８９を備える。弁９０は、通路８９内に配置 され室８８から大気に流体が流出しないようにする。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０を作動しスピンドル８０の軸８２を第１図 の左方に前進させると、軸８２の軸線方向の運動から軸線方向制動力が室８８内 の流体を介しピストン６１に直接伝わる。室８８内の流体の体積は、スピンドル ８０を備えたディスクブレーキ・アセンブリ１０の作動中に比較的一定に保たれ る。ピストン８１は密封室８８内の流体を介し軸８２に結合され又ピストン８１ は軸８２に無関係に動くことができるから室８８内の流体はピストン８１に作用 する半径方向の力の伝達を減らす。 ディスクブレーキ・アセンブリ１０をかかり位置から解放するのに動力が利用 できない場合には弁９０を作動し流体を室８８から流出させることによりピスト ン８１を第１３図の軸線方向右方に距離Ｘ１だけ移動させる。距離Ｘ１は、摩擦 パッド２３、２５をそれぞれロータ２６の対向する摩擦板２７、２８との接触状 態から移行させるのに十分であるのがよい。所望によりポンプ９２及び溜め９４ のような流体源を通路８９に連通させ、たとえば動力が回復したときに流体を弁 ９０を経て室８８内に戻すことができるようにしてもよい。さらに室８８への流 体の送給は使用中に摩擦パッド２３、２５の摩耗を補償することにより、スピン ドル８０を後退させたときに摩擦パッド２３、２５をロータ２６から一定の距離 に保持することができる。スピンドル後退時に摩擦パッド２３、２５をロータ２ ６から一定の距離に保つことは、ブレーキ作動の応答時間が摩擦パッド２３、２ ５の摩耗によって増さないことを意味する。 室８８内の流体は又、摩擦パッド２３、２５及びロータ２６の摩擦を伴う接触 により生ずる高い温度に対する熱伝達障壁になる。 以上本発明を滑動キャリパ付きディスクブレーキ・アセンブリ１０について述 べたが本発明が他の形式のブレーキ・アセンブリにも使用できるのは明らかであ る。たとえば本発明は、固定キャリパ付きディスクブレーキ・アセンブリに又ド ラムブレーキ・アセンブリに使うこともできる。 本発明によるその作動の原理及びモードを好適な実施例に付いて述べた。しか し本発明はその精神を逸脱しないで種の変化変型を行うことができるのはもちろ んである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 オリベリ，サルバトーレ ドイツ国デー・56341・フィルゼン、マル クト・シュトラッセ 11番 (72)発明者 トライブ，レナド イギリス国デヴォン・イーエクス10・８ジ ェイアー、シドムンス、サルコウム・ヒ ル・ロウド、セイント・キルダ・ハウス (72)発明者 リンクナ，ハバト、エル アメリカ合衆国ミシガン州48130、デクス タ、ノース・ズィーヴ・ロウド 7700番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転運動を与えるモータと、 軸と、 この軸に前記モータを作動的に連結し、このモータの回転運動を前記軸の軸線 方向運動に変換する変換ギヤ・アセンブリと、 ピストンと、 前記ピストンが前記軸に対し移動することができるように、前記ピストンを前 記軸に作動的に結合し、前記ピストンに作用して前記軸に伝えられる半径方向の 力を減衰させるのに適する減衰アセンブリと を包含する装置。 ２．前記減衰アセンブリに、前記軸と、前記ピストンとに係合する第１のエラ ストマー質部材を設け、この第１のエラストマー質部材の圧縮により、前記ピス トンに作用し前記軸に伝えられる半径方向の力を減衰させるようにした請求の範 囲第１項記載の装置。 ３．前記ピストンに、このピストンに形成したくぼみ内にすえつけた前記第１ のエラストマー質部材を設けた請求の範囲第２項記載の装置。 ４．前記軸に、内壁を形成するくぼみを設け、前記ピストンに前記軸の前記く ぼみ内に配置した突起を設け、前記第１のエラストマー質部材が、前記突起と、 前記軸の前記くぼみの前記内壁とに係合するようにした請求の範囲第２項記載の 装置。 ５．前記軸の前記くぼみに、前記内壁に形成した環状のみぞを設け、前記第１ のエラストマー質部材を前記環状のみぞ内にすえつけた請求の範囲第４項記載の 装置。 ６．前記突起に、前記軸の前記くぼみの端部壁に接触する端面を設けた請求の 範囲第４項記載の装置。 ７．前記突起の前記端面と前記くぼみの前記端部壁とを、大体において扁平に した請求の範囲第６項記載の装置。 ８．前記くぼみの前記端部壁を大体において扁平にし、前記突起の前記端面に 丸みつけた表面を設けた請求の範囲第６項記載の装置。 ９．前記減衰アセンブリに、前記軸と前記ピストンとに係合する第２のエラス トマー質部材を設け、前記の第１又は第２のエラストマー質部材の圧縮により前 記ピストンに作用し前記軸に伝えられる半径方向力を減衰させるようにした請求 の範囲第２項記載の装置。 １０．前記変換ギヤ・アセンブリに、 ねめじを持ち、前記モータに作動的に連結したスピンドル・ナットと、 互いに平行な第１及び第２のみぞを外面に形成した複数個の遊星ローラであっ て、前記第１のみぞが前記第２のみぞのピッチより大きいピッチを持ち、前記第 １のみぞが前記スピンドル・ナットの前記ねめじに係合し、前記第２のみぞが前 記軸に形成した外部みぞに係合するようにして成る複数個の遊星ローラと を設けた請求の範囲第１項記載の装置。 １１．車両車輪に、この車両車輪と一緒に回転するように連結されるのに適す るロータと、 内側脚、外側脚及び中間の橋架部分を備えたキャリパと、 前記ピストンに作動的に連結した摩擦パッドと、 を備え、ディスクブレーキ・アセンブリ内に結合した請求の範囲第１項記載の装 置。 １２．回転運動を与えるモータと、 軸と、 この軸に前記モータを作動的に連結し、このモータの回転運動を前記軸の軸線 方向運動に変換する変換ギヤ・アセンブリと、 ピストンと、 前記軸と前記ピストンとに密封状態で係合したシールであって、前記軸と、前 記ピストンと、前記シールとが、一定の体積の流体を入れることのできる流体室 を形成することにより、前記ピストンが前記軸に対して移動できるように、前記 ピストンを前記軸に結合して成るシールと、 を包含する装置。 １３．前記流体室から流体が逃げないようにする弁をさらに備えた請求の範囲 第１２項記載の装置。 １４．前記弁を経て前記流体室に対し流体が出入できるように、この流体室に 流体が連通する流体源をさらに備えた請求の範囲第１３項記載の装置。 １５．前記軸にくぼみを形成し、前記ピストンに前記軸のくぼみ内に配置した 突起を設け、前記くぼみ、前記突起及び前記シールにより前記流体室を形成した 請求の範囲第１２項記載の装置。 １６．前記変換ギヤ・アセンブリに、 ねめじを持ち、前記モータに作動的に連結したスピンドル・ナットと、 互いに平行な第１及び第２のみぞを外面に形成した複数個の遊星ローラであっ て、前記第１のみぞは、前記第２のみぞのピッチより大きいピッチを持ち、前記 第１のみぞは前記スピンドル・ナットの前記ねめじに係合し、前記第２のみぞは 前記軸に形成した外部みぞに係合するようにして成る複数個の遊星ローラと を設けた請求の範囲第１２項記載の装置。 １７．車両車輪に、この車両車輪と一緒に回転するように連結されるのに適す るロータと、 内側脚、外側脚及び中間橋架部分を備えたキャリパと、 前記ピストンに作動的に連結した摩擦パッドとを備え、 ディスクブレーキ・アセンブリ内に結合した請求の範囲第１２項記載の装置。 １８．車両車輪に、この車両車輪と一緒に回転するように連結されるのに適す るロータと、 内側脚、外側脚及び中間の橋架部分を備えたキャリパと、 ハウジングと、このハウジング内に配置した電気モータと、前記ハウジング内 に配置され、前記電気モータにより生ずる回転運動を前記スピンドルの軸線方向 運動に変換するのに有効な変換ギヤ・アセンブリにより前記電気モータに作動的 に結合したスピンとを備え、前記キャリパの前記内側脚に固定した電気式作動機 構と、 前記電気モータの回転を感知するセンサと、 前記電気モータを前記スピンドルに対し結合し、又このスピンドルから結合を はずすのに適するクラッチ機構と、 前記電気モータの回転運動を選択的に防止ずるばねラップ・ブレーキと、 を包含するディスクブレーキ・アセンブリ。