JP2007177996A - 電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】サービスブレーキに悪影響を与えることなく駐車ブレーキ時に必要とする大きなピストン推力を得ることができる電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを提供する。
【解決手段】シリンダ２４内にピストン２６を摺動可能に配設したキャリパ１４に、ハウジング３０に外付けした電動モータを駆動源として作動する駐車ブレーキ機構３２を付加する。駐車ブレーキ機構３２は、ピストン２６にシール部材３６を介して摺動可能に嵌合され、かつピン４８とピン穴４９との係合によりピストン２６に対して回り止めされたナット部材３７とナット部材３７にねじ係合されたシャフト３５を備えた構成とし、サービスブレーキ時には液圧供給によりピストン２６のみを推進して小さなピストン推力を発生させ、駐車ブレーキ時には液圧供給に合せて電動モータを回転させ、ピストン２６とナット部材３７とを一体的に推進し、両者を合せた大きな受圧面積で大きなピストン推力を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制動に用いられるディスクブレーキに係り、より詳しくは電動式駐車ブレーキ機能を付加した電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキに関する。

車両の制動に用いられるディスクブレーキは、一般にディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したピストンを、前記シリンダ内への液圧導入により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパとを備えた構造となっているが、最近は、これにさらに電動式駐車ブレーキ機能を付加した、電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキが実用化されている。そして従来、電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキとしては、例えば、特許文献１に記載されるものがあった。このものは、上記シリンダ外に設けた電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを液圧解放後も機械的に制動位置に保持させる構造となっている。

ところで、このような電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキは、ビークルダイナミクスコントロールシステム、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム等の自動ブレーキシステムに組込んで用いられることが多く、この場合は、ディスクブレーキのシリンダに液圧を供給するための液圧源として、自動ブレーキシステム内の液圧ポンプが用いられることになる（特許文献１参照）。なお、この種の自動ブレーキシステムでは、通常、電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキが後輪側に、汎用ディスクブレーキが前輪側に設置されるようになっている。

特表平０５−５０６１９６号公報

しかるに、上記した自動ブレーキシステムで使用されている液圧ポンプは、あまり高い液圧を発生させることができず、一般的に駐車ブレーキ時に大きな液圧を必要する電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキの液圧源としては能力が不足する場合がある。このため、電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを自動ブレーキシステムに組込む場合は、ピストン推力を高めるべく、ピストン径を大きくして受圧面積を高める対策を採ることがあった。

しかし、一般的にブレーキシステムおいては、前後のブレーキ配分を適正化するため、後輪側に設置される電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキのピストン径を前輪側に設置される汎用ディスクブレーキのピストン径よりも小さくしており、このため、上記したようにピストン径を大きくする対策を採る場合は、通常のブレーキ、いわゆるサービスブレーキ時に前後の適正配分が崩れてしまい、ブレーキシステム全体に悪影響を与えることになる。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、サービスブレーキに悪影響を与えることなく駐車ブレーキ時に必要とする大きなピストン推力を得ることができるようにし、もってサービスブレーキと駐車ブレーキとが安定して両立する電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一つは、ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、ピストンを摺動可能に納めたシリンダ内への液圧供給により該ピストンを推進して、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ内への液圧供給により前記パッドをディスクに押圧するときに、電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダからの液圧解放後も機械的に前記ピストンを制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記ピストンは、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあるときには前記シリンダへの供給液圧を第１の受圧面積で受けて前記パッドを押圧し、前記電動モータが駐車ブレーキを作動させる回転位置にあるときには前記シリンダへの供給液圧を前記第１の受圧面積よりも大きい第２の受圧面積で受けて前記パッドを押圧することを特徴とする。

上記のように構成された電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキにおいては、電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあるサービスブレーキ時には、比較的受圧面積の小さな第１の受圧面積で液圧を受けてピストンが推進し、電動モータが駐車ブレーキを作動させる回転位置にある駐車ブレーキ時には、比較的受圧面積の大きな第２の受圧面積で液圧を受けてピストンが推進するので、サービスブレーキと駐車ブレーキとが安定して両立する。

上記課題を解決するため、本発明の他の一つは、ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したカップ形状のピストンを液圧源から該シリンダ内への液圧供給により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ外に設けられた電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを該シリンダ内の液圧解放後も機械的に制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記駐車ブレーキ機構は、前記電動モータの回転に応じて前記ピストン内を摺動し該ピストンを推進方向へ押圧する押圧部材を備えると共に、前記押圧部材と前記ピストンとの間をシールするシール部材を備え、前記押圧部材は、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあって前記シリンダ内への液圧供給があったときには前記ピストンの移動方向への移動が制限されることを特徴とする。

上記他の発明としての電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキにおいては、ピストンと押圧部材との間がシール部材によりシールされているので、駐車ブレーキ時に、電動モータにより押圧部材を摺動し、該押圧部材とピストンとを一体的に推進させれば、受圧面積がピストン全体の断面積と等しくなり、大きなピストン推力が得られるようになる。一方、サービスブレーキ時には、電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあって押圧部材のピストン移動方向への移動が制限されるので、ピストンのみが推進し、この時の受圧面積はピストン全体の断面積から押圧部材の断面積を減じた値となり、その分、ピストン推力は小さくなる。すなわち、駐車ブレーキ時に必要な大きなピストン推力が得られるようにピストン径を大きくしても、サービスブレーキ時のピストン推力を小さく抑えることができる。

本発明によれば、駐車ブレーキ時に必要な大きなピストン推力が得られるようにピストン径を大きくしても、サービスブレーキ時のピストン推力を小さく抑えることができるので、サービスブレーキと駐車ブレーキとを安定して両立させることができ、好適なブレーキシステムとすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る電動駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキを含むブレーキシステムを示したものである。図中、１０で示す電動駐車ブレーキ機構付きディスクブレーキ（以下、ＰＫＢ付きディスクブレーキという）は、ブレーキペダル１の操作に応じて液圧を発生するマスタシリンダ２とブレーキ液通路３を介して接続されると共に、該ブレーキ液通路３から分岐してリザーバ２ａに接続される分岐通路３ａを介してポンプ４と接続されている。ブレーキ液通路３の途中には、マスタシリンダ２側への逆流を阻止する逆止弁５が介装され、この逆止弁５をバイパスする分岐通路３ｂに常開の電磁切換弁６が介装されている。また、前記分岐通路３ａのポンプ4の吐出側には常閉の電磁切換弁７が介装されている。

本ＰＫＢ付きディスクブレーキ１０は、外付けの電動モータ４０を駆動源として作動する後述の駐車ブレーキ機構３２（図２）を内蔵しており、駐車ブレーキ時には、前記分岐通路３ａ内の電磁切換弁７の切換えによりポンプ４から所定の液圧が供給されると共に、この液圧供給に合せて電動モータ４０が起動されるようになっている。このとき、前記分岐通路３ｂ内の電磁切換弁６は閉弁切換えされてマスタシリンダ２にポンプ４の液圧が供給されないようになっている。前記電動モータ４０および２つの電磁切換弁６、７は別途設置した制御装置８によって制御されるようになっており、制御装置８には、駐車ブレーキ指示信号を出力する駐車ブレーキスイッチ（例えば、押釦等）９が接続されている。なお、ポンプ４は、ここではマスタシリンダ２のリザーバ２ａ内のブレーキ液を共用するように構成されているが、専用のオイルタンク内のブレーキ液を用いる構成としてもよいことはもちろんである。

本ＰＫＢ付きディスクブレーキ１０は、図２〜４に示されるように、ディスク１１を挟んでその両側に配置された一対のパッド１２，１３と、この一対のパッド１２，１３をディスク１１の両面に押圧させて制動力を発生するキャリパ１４とを備えている。本ＰＫＢ付きディスクブレーキ１０は、キャリパ浮動型として構成されており、前記一対のパッド１２，１３およびキャリパ１４は、車両の非回転部（例えば、ナックル等）にボルト止めされたキャリア１５にディスク１１の軸方向へ移動可能に支持されている。より詳しくは、各パッド１２，１３は、図３によく示されるように、その両側に設けた左右の耳部１６をキャリア１５の左右の支柱部１５ａの内側に対向して設けたガイド溝１７に嵌合させることにより、該キャリア１５に摺動可能に支持されている。また、キャリパ１４は、その左右のアーム部１４ａにボルト１８を用いて取付けたガイドピン（図示略）を前記キャリア１５のブリッジ部１５ｂ内に設けたガイド穴（図示略）に嵌入させることにより、該キャリア１５に摺動可能に支持されている。なお、図３中、１９はキャリア１５を前記車両の非回転部にボルト止めするためのねじ孔であり、キャリア１５の左右二箇所に設けられている。

キャリパ１４の主体であるキャリパ本体２０は、車両内側のパッド（インナパッド）１２に対向する基端側にシリンダ部２１を、車両外側のパッド（アウタパッド）１３に対向する先端側に爪部２２をそれぞれ有している。シリンダ部２１には、インナパッド１２側を開口部となし、他端が底壁２３により閉じられた有底のシリンダ２４が形成されており、このシリンダ２４内には、ピストンシール２５を介してピストン２６（第１のピストン部）が摺動可能に内装されている。ピストン２６は、ここではカップ形状をなし、その底部がインナパッド１２に対向するようにシリンダ２４内に収められている。このピストン２６と前記底壁（シリンダ底壁）２３との間は液圧室２７として画成されており、この液圧室２７には、シリンダ部２１に設けたポート２１ａを通じて、上記マスタシリンダ２またはポンプ４から液圧が供給されるようになっている。なお、ピストン２６は、その底面に設けた凹部２６ａにインナパッド１２の背面に設けた凸部１２ａを係合させることにより回り止めされている。また、ピストン２６の底部とキャリパ本体２０との間には、シリンダ２４内への異物の進入を防ぐダストブーツ２８が介装されている。

本実施形態において、上記キャリパ本体２０の後端には、ハウジング３０が複数のボルト３１を用いて固定されており、このハウジング３０内とキャリパ本体２０のシリンダ部２１内には、シリンダ底壁２３を挟んで駐車ブレーキ機構３２が配設されている。駐車ブレーキ機構３２は、シリンダ２４内からシリンダ底壁２３に設けた貫通孔３３を挿通してハウジング３０内に一端側が延ばされ、ピストン２６のカップ部内に位置する他端側に雄ねじ３４を有するシャフト３５と、ピストン２６のカップ部内に配置され、内面の雌ねじ３６を前記シャフト３５の雄ねじ３４に噛合わせたナット部材（第２のピストン部，押圧部材）３７と、ハウジング３０内に配設され、前記シャフト３５を回転させる減速機構３８とハウジング３０にボルト３９（図３）を用いて外付けされ、前記減速機構３８を駆動する電動モータ４０とから概略構成されている。なお、シリンダ底壁２３の貫通孔３３の内面にはシャフト３５との間をシールするシール部材２３ａが配設されており、これによりシリンダ２４内の液圧室２７の液密が維持される。

上記シャフト３５は、シリンダ２４の軸線上に配置されており、その中間部が、シリンダ底壁２３の両側に配置した２つの軸受（スラスト軸受）４１と４２とにより回動可能に支持されている。シャフト３５の中間部にはシリンダ２４内に配置した一方の軸受４１に当接可能なフランジ部４３が設けられると共に、ハウジング３０内まで延ばされたその一端部にはダブルナット４４を螺合可能なねじ部４５が設けられており、シャフト３５は、そのねじ部４５にダブルナット４４をねじ込むことにより２つの軸受４１と４２に対して強固に軸方向へ拘束されている。

一方、シャフト３５に噛合うナット部材３７は、ピストン２６の内面にシール部材４６を介して摺動可能に嵌合されている。ナット部材３７はまた、その後端に設けたフランジ部４７に軸方向へ延ばして植立したピン４８を、ピストン２６に設けた軸方向のピン穴４９に摺動可能に嵌入させることにより、その回転が規制され、ピストン２６と相対回転不能に回り止めされている。ナット部材３７は、シャフト３５の回転に応じて直動し、そのフランジ部４７（当接部分）をピストン２６の後端２６ｂ（当接部分）に当接させて該ピストン２６に推進方向の押圧力を加える。なお、ナット部材３７の先端開口部には蓋板５０が装着されている。また、ピストン２６には、該ピストン２６の内底と前記蓋板５０を含むナット部材３７の先端との間のエアを抜くためのエア抜孔５１が半径方向に貫設されている。なお、本形態においては、ナット部材３７のピン４８とピストン２６のピン孔４９とでナット部材３７とピストン２６との回り止めを行っているが、これに限らず、ナット部材３７はキャリパ本体２０に対して回り止めされていてもよい。

ここで、シャフト３５の雄ねじ３４とナット部材３７の雌ねじ３６とは、図５によく示されるように台形ねじからなっている。また、雄ねじ３４と雌ねじ３６とは、軸方向に所定の遊び（クリアランス）δを有するように噛合わされており、ナット部材３７にかかる液圧と制動力の発生に応じてピストン２６からナット部材３７にかかる軸力（図中、右方への力）とのバランスにより、液圧が軸力より勝っている場合、例えばサービスブレーキ時には、図５（ａ）に示されるように雄ねじ３４のねじ山の背面に雌ねじ３６のねじ山の前面が当接し、軸力が液圧より勝っている場合、例えば駐車ブレーキ時には、同図（ｂ）に示されるように雄ねじ３４のねじ山の前面が雌ねじ３６のねじ山の背面に当接する状態となる。なお、前記遊びδは、ブレーキ解除時にシリンダ２４の液圧室２７の液圧解除によるピストン２６およびナット部材３７の戻り量よりも大きな値に設定され、一例として０．８ｍｍ程度に設定されている。台形ねじは可逆ねじとなっており、前記ナット部材３７に軸力が伝達された状態では、この軸力によりシャフト３５が回転しようとするが、後述する減速機構３８が非可逆であるため、減速機構３８内で大きな摩擦力が発生し、電動モータ４０を停止させてもシャフト３５の回転が規制される。

一方、シャフト３５を回転させる減速機構３８は、電動モータ４０の回転軸５２に固定されたウォーム５３と、シャフト３５の一端部にキー５４を介して回転不能に取付けられると共に、前記ウォーム５３に噛合わされたウォームホイール５５とからなっている。ウォームホイール５５は、前後一対の軸受５６を介してハウジング３０に回動可能に支持されている。本実施形態において、電動モータ４０の回転軸５０は、ハウジング３０内を横断して下側から上方向へ延ばされている（図３）。前記回転軸５２の先端部は、ハウジング３０を貫通してその外部（上部）に延出されており、その延出端部５２ａは、回転治具の把持に適するように二面幅加工されている。この二面幅加工された回転軸５２の延出端部５２ａは、常時はキャップ５７により覆われている。なお、図２は、中心線の上側と下側とを異なる切り口（断面）で示している。

以下、上記のように構成されたＰＫＢ付きディスクブレーキ１０の作用を説明する。
本ＰＫＢ付きディスクブレーキ１０を通常ブレーキすなわちサービスブレーキとして作動させる場合は、ブレーキペダル１の踏込みに応じてマスタシリンダ２からキャリパ１４内の液圧室２７に液圧が供給される。このとき、電動モータ４０は駐車ブレーキを解除する回転位置まで戻された状態で停止しているので、この電動モータ４０の停止によりナット部材３７はピストン２６の移動方向への移動を制限されて不動となっている（図５（ａ））。したがって、ピストン２６のみが図２中左方に推進してインナパッド１２をディスク１１に押圧し、その反力でキャリパ本体２０が車両内側へ移動して、液圧に応じた制動力が発生する。この時、ピストン２６の受圧面積（第１の受圧面積）は、ピストン２６全体の断面積Ａからナット部材３７の断面積Ｂを減じた値[Ａ−Ｂ]となり、したがって、ピストン推力はそれほど高くならない。すなわち、本ＰＫＢ付きディスクブレーキ１０をリア側ブレーキとして用いても、適正なブレーキ配分が得られるようになる。なお、液圧室２７の液圧が解放されると、ピストンシール２５の弾性復元力によりピストン２６が後退し、これに応じて一対のパッド１２，１３がディスク１１から離間し、ブレーキが解放される。
なお、上記作動時にナット部材３７にかかる液圧でシャフト３５にシリンダ２４内への引込み方向（図２中、左方）の力が加わるが、シャフト３５は、ハウジング３０内に配置した軸受４２によって引込み方向への移動が規制されているので、その位置は安定する。

駐車ブレーキとして作動させる場合は、駐車ブレーキスイッチ９の操作による制御装置８からの指令で、ポンプ４が回転すると共に分岐通路３ａ内の電磁切換弁７が開弁、分岐通路３ｂ内の電磁切換弁６が閉弁し、これによってポンプ４から液圧室２７に液圧が供給される。また、この液圧供給とほぼ同時に制御装置８からの指令で電動モータ４０が起動する。この電動モータ４０の起動により、減速機構３８を介してシャフト３５が回転し、雄ねじ３４のねじ山と雌ねじ３６のねじ山との噛合部が、図５（ａ）に示す噛合い状態から、両噛合部が離間した離間状態となる。このとき、ナット部材３７には液圧がかかっているので、該液圧によってナット部材３７が前記両噛合部の離間分を詰めるように前進し、ナット部材３７のフランジ部４７がピストン２６の後端２６ｂに当接して、上記ピストン２６とナット部材３７とが共に図２中左方に推進する。なお、このとき、雄ねじ３４のねじ山の背面に雌ねじ３６のねじ山の前面が接しないか、わずかに接する（雄ねじ３４を押圧しない）ようにシャフト３５を回転させるようにすることで、シャフト３５の円滑な回転が保証される。

そして、上記ピストン２６とナット部材３７とが推進することで、通常ブレーキ時と同様に制動力が発生する。このとき、ナット部材３７を含むピストン２６の受圧面積（第２の受圧面積）は、ピストン２６全体の断面積Ａとなり、この結果、ピストン推力が高くなって、大きな制動力が得られるようになる。また、制動力が発生してからもモータ４０が回転しているため、シャフト３５は、雄ねじ３４と雌ねじ３６との噛合部が図５（ｂ）の噛合い状態となるまで回動する。この噛合い状態となったときの電動モータ４０の回転位置が駐車ブレーキを作動させる回転位置となっている。

その後、電動モータ４０のトルクが飽和した後に、制御装置８からの指令で分岐通路３ａ内の電磁切換弁７を閉じると同時に分岐通路３ｂ内の電磁切換弁６を開き、液圧室２７の液圧を解放する。また、これとほぼ同時に、電動モータ４０を停止させる。このとき、雄ねじ３４と雌ねじ３６との噛合部が、図５（ｂ）に示す噛合い状態となっているので、ピストン２６から受ける軸力で、シャフト３５が回転しようとする。しかし、減速機構３８が非可逆であるので、シャフト３５の回転は阻止され、ナット部材３７がその位置に保持される。すなわち、液圧を解放しかつ電動モータ４０を停止させてもピストン２６は制動位置に保持され、これによって駐車ブレーキが確立する。本実施形態においては特に、ウォーム５３とウォームホイール５５とからなる減速機構３８が非可逆となっているので、シャフト３５の回転が確実に規制され、駐車ブレーキが安定して維持される。また、この時、ピストン２６からシャフト３５に大きな軸力がかかるが、シャフト３５はシリンダ２４内に配置した軸受４１によってシリンダ２４からの抜け方向の移動が規制されているので、その位置は安定する。なお、上記においては、減速機構３８を非可逆として駐車ブレーキの維持を図っているが、これに代えて、シャフト３５の雄ねじ３４とナット部材３７の雌ねじ３６とを非可逆として駐車ブレーキの維持を行ってもよい

駐車ブレーキを解除するには、駐車ブレーキ作動時と同様に、駐車ブレーキスイッチ９の操作による制御装置８からの指令で、ポンプ４が回転すると共に分岐通路３ａ内の電磁切換弁７を開弁、分岐通路３ｂ内の電磁切換弁６を閉弁してポンプ４から液圧室２７に液圧が供給され、この液圧供給とほぼ同時に電動モータ４０が起動して、電動モータ４０が逆方向に回転駆動される。すると、減速機構３８を介してシャフト３５が回転し、ナット部材３７が後退しようとする。しかし、駐車ブレーキ時を超えるピストン推力が得られるような高液圧になるまでは、シャフト３５に軸力が作用しているため（図５（ｂ））、モータ４０のトルクではシャフト３５を回転させることはできない。そして、駐車ブレーキ時を超えるピストン推力が得られるまで液圧が高まると、ピストン２６からナット部材３７にかかる軸力が急減してシャフト３５が回転し、雄ねじ３４が前記遊びδ分だけ移動し、雄ねじ３４と雌ねじ３６との噛合部が、図５（ａ）に示す噛合い状態となる。これにタイミングを合せて分岐通路３ａ内の電磁切換弁７および分岐通路３ｂ内の電磁切換弁６の切換えにより液圧室２７の液圧を解放すると、ピストン２６が後退し始め、これに合せてナット部材３７も後退する。その後、ピストン２６およびナット部材３７がピストン２６の戻り量分だけ移動して初期位置に戻ると同時に電動モータ４０の回転が停止され、これにて駐車ブレーキは完全に解除される。
なお、前述のとおり、前記遊びδはピストン２６およびナット部材３７の戻り量よりも大きく設定されていることから、ピストン２６およびナット部材３７の戻り時に、ナット部材３７の雌ねじ３６のねじ山がシャフト３５の雄ねじ３４のねじ山に当接する図５（ｂ）の噛合い状態にはならない（後述の図８の状態となる）ので、ピストン２６およびナット部材３７の戻りを阻害することがない。

図６は、駐車ブレーキ作動時における液圧と電動モータ４０の電流（モータ電流）の関係を、図７は、駐車ブレーキ解除時における同様の関係をそれぞれ示したものである。両図において、（ａ）、（ｂ）で表わす区間は、図５の（ａ）、（ｂ）に示したねじ機構の噛合い状態に対応しており、両区間（ａ）と（ｂ）との間では、雄ねじ３４のねじ山と雌めじ３６のねじ山とが遊びδの範囲内で両噛合部が離間した離間状態にある。モータ電流は、前記離間状態では大きく低下し、その後にストール電流に達する。したがって、液圧が所定大きさに到達した後の電動モータ４０のストール電流を監視し、ストール電流に到達した後にモータ停止および液圧解放を行うことで、駐車ブレーキの完全確立および完全解放を実現できることになる。

ところで、上記した駐車ブレーキ解除時に、液圧室２７の液圧が解放されると、パッド１２，１３、シリンダ部２１、シール部材２５，４６等の弾性変形が解除されることによって、ナット部材３７がピストン２６と共に図２の右方向にわずか移動する。これにより、雄ねじ３４と雌ねじ３６との噛合部は、図８に示すように隙間δ’が空いた離間状態となり、このままにしておくと、サービスブレーキ時にナット部材３７が図８中の左方に前進し、ナット部材３７のフランジ部４７がピストン２６の後端に当接し、ピストン２６の受圧面積が実質拡大して、必要以上の制動力が発生する虞がある。また、フランジ部４７がピストン２６の後端２６ａに当接しない場合でも、ナット部材３７の移動分だけ液量損失が発生し、ブレーキフィーリングが悪化してしまう。

そこで、本実施形態においては、上記離間状態を解消するため、上記した駐車ブレーキ解除を行った後、電動モータ４０に所定時間電流を供給して、シャフト３５の回転によりナット部材３７を移動させ、図５（ａ）に示す噛合い状態に戻すようにしている。前出図７中、モータ電流を表す波形（点線）の後段部分Ｓは、この戻し操作が行われていることを表しており、一定電流値で隙間δ’分ナット部材３７が移動して上記離間状態が解消された後、緩やかな電流値上昇をもってナット部材３７が移動してナット部材３７のフランジ部４７とピストン２６の後端２６ｂとの当接が解除されていく。このとき、緩やかに電流値が上昇していくのは、ナット部材３７の移動に伴ってシール部材４６が弾性変形し、この弾性変形に応じてナット部材３７のピストン２６に対する摺動抵抗が増えていくためである。そして、駐車ブレーキ解除後、所定時間経過したときに電動モータ４０への電流供給を停止する。これによって、シャフト３５とナット部材３７との離間状態が解消され、かつ、ナット部材３７のフランジ部４７とピストン２６の後端２６ａとが離れた状態となって上記した不具合の発生が防止される。なお、上記においては、電動モータ４０が完全に停止する前に電球供給を行うようにしたが、これに限らず、一旦、電動モータ４０が完全に停止してから電動モータ４０へ電流を再供給するようにしてもよい。

本発明の他の実施形態として、図９に示すように上記した駐車ブレーキ解除後、電動モータ４０に電流を供給して、その供給電流が所定の電流値Ｉｓとなった時点で電流供給を停止するようにしてもよい。

図９においては、駐車ブレーキ解除時に、液圧室２７の液圧の解放とともに、一旦電動モータ４０への電流供給を一旦停止する。完全に液圧室２７の液圧が解放された後に、電動モータ４０へ電流を再供給する。電動モータ４０へ電流を再供給すると、シャフト３５とナット部材３７との隙間δ’によってシャフト３５が抵抗なく回転できるため、最初に突入電流が発生して上記隙間δ’が埋まっていく。そして、雄ねじ３４と雌ねじ３６との噛合部が、図５（ａ）に示すように噛合い状態となると、上記図７と同様に、緩やかな電流値上昇をもってナット部材３７が移動してナット部材３７のフランジ部４７とピストン２６の後端２６ｂとの当接が解除されていく。この後、電動モータ４０への供給電流が所定の電流値Ｉｓとなったときに電流供給を停止する。ここで、所定の電流値Ｉｓは、上記フランジ部４７とピストン２６の後端２６ｂとが十分に離間したときの電流値を実験的に求めて制御装置８に記憶されているものである。また、電動モータ４０への供給電流が所定の電流値Ｉｓとなったか否かを、電動モータ４０へ電流を再供給して突入電流発生時間分の所定微小時間を経過してから判定を行うこと、または、電動モータ４０への電流供給の再開後、所定の電流値Ｉｓを２度検出したことで判定を行うことにより、突入電流によって所定の電流値Ｉｓとなった場合の誤判定を防止するようにしている。したがって、このようにしても雄ねじ３４と雌ねじ３６とを確実に、図５（ａ）に示す噛合い状態とすることができ、これによって上記した不具合の発生がより確実に防止される。

なお、駐車ブレーキ中、万一電動モータ４０が故障した場合は、液圧室２７に液圧を供給した後、ハウジング３０の外部に突出して配置されている回転軸５０の延出端部５０ａに適宜の回転治具を係合させて、外部から回転軸５０を強制的に回転させる。これにより減速機構３８を介してシャフト３５が回転し、ナット部材３７が後退して駐車ブレーキが解除される。このとき、回転軸５０は減速機構３８の１次側に設けられているため、減速機構３８の２次側に設けられているシャフト３５を手動で回転させるよりも小さな力で駐車ブレーキを解除することができる。すなわち、手動で簡単に駐車ブレーキを解除することができる。

本発明に係る電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを含むブレーキシステムの一例を示す系統図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキの全体構造を示す断面図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを一部断面として示す正面図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを構成するピストン内部の構造を示す断面図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキを構成するねじ機構の噛合い状態を示す断面図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキにおける駐車ブレーキ作動時の液圧とモータ電流との関係を示すグラフである。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキにおける駐車ブレーキ解除時の液圧とモータ電流との関係を示すグラフである。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキにおける駐車ブレーキ解除時のねじ機構の両噛合部が離間した離間状態を示す断面図である。 本電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキの他の実施形態における駐車ブレーキ解除時の液圧とモータ電流との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ブレーキペダル、 ２ マスタシリンダ
４ ポンプ、 ９ 制御装置
１０ 電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ
１１ ディスク、 １２，１３ パッド
１４ キャリパ、 １５ キャリア
２３ シリンダの底壁、 ２４ シリンダ
２６ ピストン（第１のピストン部）、 ２７ 液圧室
３０ ハウジング
３２ 駐車ブレーキ機構
３４ 雄ねじ
３５ シャフト
３６ 雌ねじ
３７ ナット部材（押圧部材、第２のピストン部）
３８ 減速機構
４０ 電動モータ
４１，４２ スラスト軸受
４７ ピストンのフランジ
４８ 回り止め用ピン
４９ ピン穴

Claims (15)

1. ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、ピストンを摺動可能に納めたシリンダ内への液圧供給により該ピストンを推進して、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ内への液圧供給により前記パッドをディスクに押圧するときに、電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダからの液圧解放後も機械的に前記ピストンを制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記ピストンは、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあるときには前記シリンダへの供給液圧を第１の受圧面積で受けて前記パッドを押圧し、前記電動モータが駐車ブレーキを作動させる回転位置にあるときには前記シリンダへの供給液圧を前記第１の受圧面積よりも大きい第２の受圧面積で受けて前記パッドを押圧することを特徴とする電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
2. 前記ピストンは、前記第１の受圧面積を有する第１のピストン部と、前記第１の受圧面積と前記第２の受圧面積との差分の受圧面積を有する第２のピストン部とからなることを特徴とする請求項１に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
3. 前記第１のピストン部と前記第２のピストン部とは、相対移動に応じて当接する部分を互いに有し、前記シリンダへの液圧供給時において、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあるときには前記当接部分が離間しており、前記電動モータが駐車ブレーキを作動させる回転位置にあるときには前記当接部分が当接することを特徴とする請求項２に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
4. ディスクを挟んでその両側に配置される一対のパッドと、有底のシリンダ内に摺動可能に配設したカップ形状のピストンを液圧源から該シリンダ内への液圧供給により推進し、前記一対のパッドをディスクに押圧させて制動力を発生するキャリパと、前記シリンダ外に設けられた電動モータを駆動源として作動し、前記シリンダ内への液圧供給により推進したピストンを該シリンダ内の液圧解放後も機械的に制動位置に保持させる駐車ブレーキ機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記駐車ブレーキ機構は、前記電動モータの回転に応じて前記ピストン内を摺動し該ピストンを推進方向へ押圧する押圧部材を備えると共に、前記押圧部材と前記ピストンとの間をシールするシール部材を備え、前記押圧部材は、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にあって前記シリンダ内への液圧供給があったときには前記ピストンの移動方向への移動が制限されることを特徴とする電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
5. 前記押圧部材は、その移動方向において前記ピストンに当接可能となっており、前記押圧部材と前記ピストンとは、前記電動モータが駐車ブレーキを解除する回転位置にある時には離間しており、前記電動モータが駐車ブレーキを作動させる回転位置にある時には当接していることを特徴とする請求項４に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
6. 前記押圧部材は、その一端部に前記ピストンの端面に当接可能なフランジを有していることを特徴とする請求項５に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
7. 前記押圧部材は、前記ピストンと相対回転不能に回り止めされていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
8. 前記押圧部材は、前記フランジに設けたピンをピストンに設けたピン穴に摺動可能に挿入させて該ピストンに対して回り止めされていることを特徴とする請求項６に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
9. 前記押圧部材は、内面に雌ねじを有しピストンと相対回転不能に回り止めされたナット部材からなり、前記駐車ブレーキ機構は、シリンダ底壁を貫通してシリンダ内外へ延ばされ前記ナット部材にねじ係合するシャフトを介して該ナット部材を駆動するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
10. 前記ナット部材と前記シャフトとのねじ係合のねじ山間には、軸方向にクリアランスが設定されており、該クリアランスは、前記シリンダ内の液圧解除による前記ナット部材の戻り量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項９に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
11. 前記シャフトは、前記シリンダ底壁に対してその両側に配置した２つの軸受を介して回動可能にかつ軸方向移動不能に支持されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
12. 前記電動モータは、駆動軸を有し、該駆動軸は、前記キャリパの外部から回動操作可能に配置されていることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
13. 駐車ブレーキの解除時に、前記シリンダ内への液圧供給と同時にまたはその後に前記電動モータが回転され、前記シリンダ内が所定液圧となった後で該電動モータの電流がストール電流となったときに、前記シリンダ内の液圧が解放されることを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
14. 駐車ブレーキの解除時に、前記シリンダ内への液圧が解放された後に、前記電動モータが所定時間回転されることを特徴とする請求項１３に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。
15. 駐車ブレーキの解除時に、前記シリンダ内への液圧が解放された後に、前記電動モータの回転が開始され、該電動モータの電流値が所定電流となったときに、該電動モータの回転が停止されることを特徴とする請求項１３に記載の電動駐車ブレーキ付きディスクブレーキ。

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