JP2003042198A - 電動ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の空気圧変化に起因してブーツに生じる
破損を防止することができる電動ディスクブレーキの提
供。 【解決手段】 キャリパ本体１００と、キャリパ本体１
００内に設けられる電動モータ１９と、キャリパ本体１
００内に設けられて電動モータ１９の回転運動を直線運
動に変換する変換機構部２１と、キャリパ本体１００に
移動可能に設けられ変換機構部２１により直線運動させ
られるピストン４０と、ピストン４０とキャリパ本体１
００との間の開口部を塞ぐ伸縮自在のブーツ９９とを有
し、キャリパ本体１００、ピストン４０およびブーツ９
９で囲まれて電動モータ１９および変換機構部２１が収
納される内部空間１１４を大気に連通させる大気連通手
段１１２を有する。

Description

【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
運動をピストンの直線運動に変換し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】電動モータの回転運動をピストンの直線
運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレー
キは、通常、キャリパ本体と、このキャリパ本体内に設
けられる電動モータと、キャリパ本体内に設けられて電
動モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構部
と、キャリパ本体に移動可能に設けられ変換機構部によ
り直線運動させられるピストンと、ピストンとキャリパ
本体との間の開口部を塞ぐ伸縮自在のブーツとを有し、
電動モータに電流を供給することで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て制動力を発
生させるものとなっている。この種の電動ディスクブレ
ーキは、電動モータを用いるものであるため、特に内部
への水の浸入は避けなければならず、密閉構造になって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように内部が密閉構造になっていると、電動モータの発
熱による内部温度の変化や、標高の高低差、さらにはパ
ッド摩耗時のピストンの前後進により、内部に空気圧の
変化が生じることになる。このような内部の空気圧変化
によって、伸縮自在のブーツが膨張したり、収縮したり
する。ブーツが膨張した場合には、ディスクロータから
の熱による影響や、石はね等の影響で破損を生じる可能
性があり、また、ブーツが収縮した場合には、内部の回
転部と接触して破損を生じる可能性がある。このよう
に、ブーツに破損を生じると、電動ディスクブレーキの
内部に水が浸入し、錆や腐食を生じる可能性がある。

【０００４】したがって、本発明は、内部の空気圧変化
に起因してブーツに生じる破損を防止することができる
電動ディスクブレーキの提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の電動ディスクブレーキは、
キャリパ本体と、該キャリパ本体内に設けられる電動モ
ータと、前記キャリパ本体内に設けられて前記電動モー
タの回転運動を直線運動に変換する変換機構部と、前記
キャリパ本体に移動可能に設けられ前記変換機構部によ
り直線運動させられるピストンと、該ピストンと前記キ
ャリパ本体との間の開口部を塞ぐ密封手段とを有し、前
記電動モータに電流を供給することでピストンによって
ブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力を
発生させるものであって、前記キャリパ本体、ピストン
および密封手段で囲まれて前記電動モータおよび変換機
構部が収納される内部空間を大気に連通させる大気連通
手段を有することを特徴としている。

【０００６】このように、キャリパ本体、ピストンおよ
び密封手段で囲まれて電動モータおよび変換機構部が収
納される内部空間を大気連通手段が大気に連通させるた
め、この内部空間は常に大気圧とされ、空気圧の変化に
起因して密封手段が膨張したり収縮したりすることがな
い。

【０００７】本発明の請求項２記載の電動ディスクブレ
ーキは、請求項１記載のものに関して、前記大気連通手
段は、前記電動モータに連結されるとともに前記キャリ
パ本体外に導かれる電気配線部に確保された空道である
ことを特徴としている。

【０００８】このように、電動モータに連結されるとと
もにキャリパ本体外に導かれる電気配線部に確保された
空道で大気連通手段が構成されるため、大気連通手段の
ための空気経路を別途の配管等で設ける必要がなくな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の電動ディス
クブレーキを図面を参照しつつ以下に説明する。

【００１０】図１に示すように、本実施形態の電動ディ
スクブレーキ１０は、図示せぬ車輪とともに回転するデ
ィスクロータ１１の一側（通常は車体に対して内側）に
本体部１２が配置されており、この本体部１２には、略
Ｃ字形に形成されてディスクロータ１１を跨いで反対側
へ延びる爪部１３が一体的に結合されている。ディスク
ロータ１１の両側、すなわち、ディスクロータ１１と本
体部１２との間および爪部１３の先端部との間に、それ
ぞれブレーキパッド１４，１５が設けられている。ブレ
ーキパッド１４，１５は、車体側に固定されるキャリア
１６によってディスクロータ１１の軸方向に沿って移動
可能に支持されて、制動トルクをキャリア１６で受ける
ようになっており、また、本体部１２は、キャリア１６
に取付けられた図示せぬスライドピンによってディスク
ロータ１１の軸方向に沿って摺動可能に案内されてい
る。

【００１１】本体部１２には、ボルト１７によって略円
筒伏のケース１８が結合され、このケース１８内には、
電動モータ１９および回転検出器２０が設けられてい
る。一方、本体部１２内には、ボールランプ機構２１及
び減速機構２２が挿入されている。ケース１８の後端部
には、カバー２３がボルト２４によって取付けられてい
る。なお、本体部１２と爪部１３とボルト１７とケース
１８とカバー２３とボルト２４とでキャリパ本体１００
が構成されており、電動モータ１９および回転検出器２
０は、このキャリパ本体１００内に設けられている。

【００１２】電動モータ１９は、ケース１８の内周部に
固定されたステータ２５と、ステータ２５に挿入されて
軸受２６，２７によってケース１８に回転可能に支持さ
れたロータ２８とを備えている。回転検出器２０は、ケ
ース１８側に固定されたレゾルバステータ２９及びロー
タ２８に取付けられたレゾルバロータ３０からなり、こ
れらの相対回転に基づいてロータ２８の回転位置を検出
するものである。そして、電動モータ１９及び回転検出
器２０には、ケース１８に螺合されるケーブルグランド
３１Ａおよびケース１８外に導かれるハーネス（電気配
線部）３１Ｂを介して図示せぬコントローラが接続さ
れ、このコントローラは、回転検出器２０の検出結果に
基づいて制御信号を出力し、電動モータ１９のロータ２
８を所望のトルクで所望の角度だけ回転するように制御
する。

【００１３】ボールランプ機構２１は、環状の第１及び
第２ディスク３２，３３と、これらの間に介装された複
数のボール（鋼球）３４とから構成されている。第１デ
ィスク３２は、軸受３５によって本体部１２に回転可能
に支持され、ロータ２８内に挿入される円筒部３６が一
体的に形成されている。第２ディスク３３には、円筒部
３６よりも小径の円筒状のスリーブ３７が一体的に形成
され、このスリーブ３７が円筒部３６内に挿通されてい
る。

【００１４】ボールランプ機構２１の第１ディスク３２
及び第２ディスク３３の対向面には、それぞれ円周方向
に沿って延びる円弧状の例えば３つのボール溝３８，３
９が形成されている。これらのボール溝３８，３９は、
等しい中心角（例えば９０゜）の範囲に延ばされて、同
じ方向に傾斜されている。そして、第１及び第２ディス
ク３２，３３に形成されたボール溝３８，３９間にボー
ル３４が装入され、第１、第２ディスク３２，３３の相
対回転によって、ボール溝３８，３９内をボール３４が
転動することにより、第１ディスク３２と第２ディスク
３３とが軸方向に相対変位するようになっている。この
とき、第１ディスク３２が第２ディスク３３に対して反
時計回りに回転したとき、これらが離間する方向に変位
する。

【００１５】第２ディスク３３とブレーキパッド１４と
の間には、ピストン４０が設けられている。ピストン４
０は、キャリパ本体１００に移動可能に設けられるもの
で、ブレーキバッド１４を押圧する押圧板部４２ａと、
外周にネジ部４１を形成した円筒部４２とを有してい
る。円筒部４２は、第２ディスク３３のスリーブ３７内
に挿入され、その内周に形成されたネジ部４３に螺合さ
れている。円筒部４２内には、ケース１８にブラケット
４４を介して取付けられた軸４５の二面取部４６が嵌合
されて、ピストン４０が回転しないように支持してい
る。ネジ部４１とネジ部４３とで不可逆ねじを形成して
おり、ピストン４０は、その軸方向に力が作用しても移
動することはないが、第２ディスク３３を反時計回りに
回転させることにより、ディスクロータ１１側へ移動す
るようになっている。

【００１６】軸４５の外周部及び第２ディスク３３のス
リーブ３７の内周部にそれぞれ形成されたバネ受４７，
４８間に複数の皿バネ（圧縮ばね）４９が介装され、そ
のばね力によって第２ディスク３３がボール３４を第１
ディスク３２との間で挟みつけるように付勢されてい
る。軸４５は、調整ネジ５０およびロックナット５１に
よってブラケット４４に取付けられている。

【００１７】そして、第２ディスク３３には、最もディ
スクロータ１１側の外径部にリング部材５２が固定され
ている。一方、爪部１３の本体部１２側には、その内側
に円筒部材５３が位置固定で設けられており、この円筒
部材５３の内側には、第１ディスク３２および第２ディ
スク３３の相互対向側が配置されている。この円筒部材
５３の内側には、上記リング部材５２と対向するように
リング部材５４が固定されている。そして、リング部材
５２とリング部材５４との間には、ウエーブワッシャ５
５が介装されている。

【００１８】ここで、第２ディスク３３が回転するとき
には、この第２ディスク３３に固定されたリング部材５
２と爪部１３に円筒部材５３を介して固定配置されたリ
ング部材５４とが相対回転することになり、これらの間
に介装されたウエーブワッシャ５５は、第２ディスク３
３の回転に対して適度な抵抗力を付与する。

【００１９】次に、減速機構２２について説明する。電
動モータ１９の口ータ５８の一端部に偏心軸５７が形成
され、偏心軸５７の外周部には、軸受５８を介して偏心
板５９が回転可能に取り付けられている。本体部１２に
は、偏心板５９に対向させて固定板６０が固定されてい
る。偏心板５９及び固定板６０の対向面には、それぞれ
周方向に沿って複数の穴（凹所）６１，６２が形成され
ており、これらの穴６１，６２間にボール（鋼球）６３
が介装してオルダム機構を構成して、公転運動する偏心
板５９を支持している。偏心板５９の一端面は、第１デ
ィスク３２に対向されており、これらの対向面には、そ
れぞれサイクロイド溝６４，６５が形成され、サイクロ
イド溝６４，６５間にボール（鋼球）６６が挿入されて
いる。

【００２０】第２ディスク３３のスリーブ３７の先端外
周部には、円筒状のスプリングホルダ６７がピン６８に
よって回転しないように取付けられている。スプリング
ホルダ６７の一端部が、第１ディスク３２の円筒部３６
の先端部に係合して、これらの相対回転を一定範囲に制
限している。スプリングホルダ６７の周りには、コイル
スプリング６９が巻装され、コイルスプリング６９は、
所定のセット荷重をもって捻られて、その一端部がスプ
リングホルダ６７に結合され、他端部が第１ディスク３
２の円筒部３６に結合されている。

【００２１】ここで、ピストン４０の押圧板部４２ａの
外周部とキャリパ本体１００の爪部１３の基端側との間
には、ピストン４０の位置にかかわらず常にこれらピス
トン４０とキャリパ本体１００との間の開口部を塞ぐ伸
縮自在のブーツ９９が設けられている。このブーツ９９
は、ゴム等の弾性材料からなるもので蛇腹形状をなして
いる。

【００２２】そして、本実施形態においては、電動モー
タ１９として３相ＤＣブラシレスモータが用いられてお
り、その結果、ステータ２５のコイル２５ａから三本の
リード線１０１，１０２，１０３が延出し、これらリー
ド線１０１，１０２，１０３は、ケーブルグランド３１
Ａの内側においてハーネス３１Ｂ側のリード線１０４，
１０５，１０６に絶縁材からなるカシメ部材１０７を介
して連結されている。

【００２３】ハーネス３１Ｂは、図２も示すように、外
装チューブ１１１を有しており、この外装チューブ１１
１内に、上記リード線１０４，１０５，１０６が挿入さ
れている。

【００２４】そして、外装チューブ１１１内には、さら
に、中空の大気チューブ（大気連通手段）１１２が挿入
されている。この大気チューブ１１２は、キャリパ本体
１００、ピストン４０およびブーツ９９で囲まれて、電
動モータ１９、ボールランプ機構２１、ネジ部４１およ
びネジ部４３等が収納される内部空間１１４に、一端開
口部１１２ａが開口しており、図示せぬ他端開口部が大
気に開口している。これにより、大気チューブ１１２
は、内側の空道１１２ｂを介して内部空間１１４を常に
大気に連通させる。言い換えれば、大気チューブ１１２
は、電動モータ１９のリード線１０１〜１０３にリード
線１０４〜１０６に連結させてキャリパ本体１００外に
導くハーネス３１Ｂに、内部空間１１４を常に大気に連
通させるための空道１１２ｂを確保する。なお、大気チ
ューブ１１２の他端開口部は、雨水等の水分の浸入が不
可能な位置に配置されており、例えば、車両の車室内等
に配置されている。

【００２５】以上のように構成した本実施形態の電動デ
ィスクブレーキの基本作動について次に説明する。

【００２６】非制動状態では、ボールランプ機構２１の
ボール３４がボール溝３８，３９の最も深い端部にあ
り、第１ディスク３２と第２ディスク３３とが最も近い
位置にある。制動時に、電動モータ１９のロータ２８を
時計回りに回転させると、偏心板５９が公転し、サイク
ロイド溝６４，６５及びボール６６の作用によって第１
ディスク３２がロータ２８に対して、次式で示される一
定の回転比Ｎで反時計回りに回転する。 Ｎ＝（ｄ−Ｄ）／Ｄ ここで、 ｄ：サイクロイド溝６４の基準円直径 Ｄ：サイクロイド溝６５の基準円直径 すなわち、第１ディスク３２は、ロータ２８に対して一
定の減速比α（＝１／Ｎ）で減速されて反時計回りに回
転し、その分、トルクが増幅される。

【００２７】第１ディスク３２の回転力は、コイルスプ
リング６９を介して第２ディスク３３に伝達される。ピ
ストン４０がブレーキパッド１４，１５を押圧する前
は、ピストン４０に軸方向の荷重が殆ど作用せず、ピス
トン４０と第２ディスク３３との間のネジ部４１，４３
に生じる抵抗が小さいので、コイルスプリング６９のセ
ット荷重によって第２ディスク３３が第１ディスク３２
と一体に回転し、第２ディスク３３とピストン４０との
間に相対回転が生じて、ネジ部４１，４３の作用によっ
てピストン４０がディスクロータ１１側ヘ前進する。な
お、これにより、ネジ部４１，４３は電動モータ１９の
回転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構
部を構成している。

【００２８】そして、ピストン４０が一方のブレーキパ
ッド１４をディスクロータ１１ヘ押圧し、その反力によ
って本体部１２がキャリア１６のスライドピンに沿って
移動して、爪部１３が他方のブレーキパッド１５をディ
スクロータ１１に押圧する。

【００２９】両ブレーキパッド１４，１５がディスクロ
ータ１１に押圧された後は、その反力によってピストン
４０に軸方向の大きな荷重が作用するため、ネジ部４
１，４３の抵抗が増大してコイルスプリング６９のセッ
ト荷重を超えて、第２ディスク３３が回転を停止させる
ことになり、その結果、コイルスプリング６９が撓んで
ボールランプ機構２１の第１ディスク３２および第２デ
ィスク３３間に相対回転が生じる。これにより、ボール
３４がボール溝３８，３９内を転動して第２ディスク３
３およびピストン４０を一体に前進（すなわち直線運
動）させ、ピストン４０によってブレーキパッド１４，
１５をディスクロータ１１にさらに押付ける。なお、こ
れにより、ボールランプ機構２１も電動モータ１９の回
転運動をピストン４０の直線運動に変換する変換機構部
を構成している。また、回転検出器２０は、電動モータ
１９のロータ２８の回転位置を検出しており、ロータ２
８の回転位置に対応して前進するピストン４０のストロ
ーク位置すなわちこのピストン４０で進退させられるブ
レーキパッド１４，１５のストローク位置を検出する位
置検出手段を構成している。ここで、変換機構部を構成
するネジ部４１，４３およびボールランプ機構２１も、
キャリパ本体１００内に設けられている。

【００３０】制動解除時には、電動モータ１９のロータ
２８を反時計回りに回転させることによって、減速機構
２２を介して第１ディスク３２が時計回りに回転し、ブ
レーキパッド１４，１５がディスクロータ１１に押圧さ
れている間は、第１、第２ディスク３２，３３が相対回
転して第２ディスク３３が後退し、ブレーキパッド１
４，１５がディスクロータ１１から離間した後は、第
１、第２ディスク３２，３３が一体回転して、ネジ部４
１，４３の作用によってピストン４０がさらに後退す
る。

【００３１】以上に述べた本実施形態の電動ディスクブ
レーキ１０によれば、キャリパ本体１００、ピストン４
０およびブーツ９９で囲まれて電動モータ１９およびボ
ールランプ機構２１等が収納される内部空間１１４を、
大気チューブ１１２が大気に常に連通させるため、この
内部空間１１４内は常に大気圧とされ、内部空間１１４
の空気圧によってブーツ９９が膨張したり収縮したりす
ることがない。したがって、内部空間１１４内の空気圧
変化に起因してブーツ９９に生じる破損を防止すること
ができる。

【００３２】しかも、電動モータ１９のリード線１０１
〜１０３をリード線１０４〜１０６に連結させてキャリ
パ本体１００外に導くハーネス３１Ｂに、内部空間１１
４を常に大気に連通させるための空道１１２ｂを大気チ
ューブ１１２によって確保する構造であるため、内部空
間１１４を大気に常に連通させる空気経路を別途の配管
等で設ける必要がなくなる。したがって、配管を増やす
ことがなく、配線・配管系を簡素にできる。なお、前述
した実施の形態では、大気連通手段として大気チューブ
１１２を使用したが、この大気チューブ１１２が無くて
も外装チューブ１１１内のリード線１０１，１０２，１
０３のすきま１２０を大気連通手段として使用しても良
い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の電動ディスクブレーキによれば、キャリパ本体、
ピストンおよびブーツで囲まれて電動モータおよび変換
機構部が収納される内部空間を大気連通手段が大気に連
通させるため、この内部空間は常に大気圧とされ、空気
圧の変化に起因してブーツが膨張したり収縮したりする
ことがない。したがって、内部の空気圧変化に起因して
ブーツに生じる破損を防止することができる。

【００３４】本発明の請求項２記載の電動ディスクブレ
ーキによれば、電動モータに連結されるとともにキャリ
パ本体外に導かれる電気配線部に確保された空道で大気
連通手段が構成されるため、大気連通手段のための空気
経路を別途の配管等で設ける必要がなくなる。したがっ
て、配管を増やす必要がなく、配線・配管系を簡素にで
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
を示す断面図である。

【図２】 本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ
のハーネスを示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 電動ディスクブレーキ １１ ディスクロータ １４，１５ ブレーキパッド １９ 電動モータ ２１ ボールランプ機構（変換機構部） ３１Ｂ ハーネス（電気配線部） ４０ ピストン ４１，４３ ネジ部（変換機構部） ９９ ブーツ（密封手段） １００ キャリパ本体 １１２ 大気チューブ（大気連通手段） １１２ｂ 空道

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリパ本体と、 該キャリパ本体内に設けられる電動モータと、 前記キャリパ本体内に設けられて前記電動モータの回転
   運動を直線運動に変換する変換機構部と、 前記キャリパ本体に移動可能に設けられ前記変換機構部
   により直線運動させられるピストンと、 該ピストンと前記キャリパ本体との間の開口部を塞ぐ密
   封手段とを有し、 前記電動モータに電流を供給することでピストンによっ
   てブレーキパッドをディスクロータに押圧させて制動力
   を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、 前記キャリパ本体、ピストンおよび密封手段で囲まれて
   前記電動モータおよび変換機構部が収納される内部空間
   を大気に連通させる大気連通手段を有することを特徴と
   する電動ディスクブレーキ。
2. 【請求項２】 前記大気連通手段は、前記電動モータに
   連結されるとともに前記キャリパ本体外に導かれる電気
   配線部に確保された空道であることを特徴とする請求項
   １記載の電動ディスクブレーキ。