JP2010266005A - 電動式ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】小型でしかも大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる構造を実現する。
【解決手段】インナ、アウタ両パッド２ａ、３ａをロータの両側面に押し付ける為、キャリパ５ａ内に組み付けた推力発生機構８ａを、推力の伝達方向に関して互いに直列に設けられた第一、第二両増力機構１９、２０により構成する。このうち、電動モータ９ａ側である前段側の第一増力機構１９はボール・ランプ式のもので、後段側の第二増力機構２０ａは梃子式である。この第二増力機構２０ａの増力比に相当する分、前記第一増力機構１９に加わるスラスト荷重を低減できて、上記課題を解決できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータを駆動源として自動車の制動を行う、電動式ディスクブレーキの改良に関する。具体的には、小型でしかも大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる構造の実現を図るものである。

電動モータを駆動源とする電動式ディスクブレーキは、従来から広く実施されている油圧式のディスクブレーキに比べて、配管が不要になり、製造の容易化、低コスト化を図れるだけでなく、用済のブレーキ液が生じず環境負荷が少ない、ブレーキ液の移動がない分応答性の向上を図れる等、多くの利点がある為、研究が進められている。この様な電動式ディスクブレーキでは、電動モータの回転運動を増力しつつ直線運動に変換し、一対のパッドをロータの両側面に強く押し付ける必要がある。この様な事情に鑑みて従来から、歯車式等の減速機とボール・ランプ式の増力機構とを組み合わせた電動式ディスクブレーキが、例えば特許文献１〜６に記載される等により、従来から各種提案されている。

図８は、このうちの特許文献６に記載された、従来構造の１例を示している。この電動式ディスクブレーキは、一般的な油圧式のディスクブレーキと同様に、車輪と共に回転するロータ１を挟んでインナパッド２及びアウタパッド３を、このロータ１の軸方向の変位を可能に設置している。この為に、このロータ１に隣接する状態でサポート４（本発明の実施の形態の１例を示す図１参照）を、車体に支持（懸架装置を構成するナックルに固定）している。前記インナ、アウタ両パッド２、３は、前記ロータ１を軸方向両側から挟む状態で、軸方向（アウタ側とは、車体への組み付け状態でこの車体の幅方向外側を、インナ側とは、同じく中央側を、それぞれ言う。又、軸方向とは、特に断らない限り、ロータ１の軸方向を言う。何れも、本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）の変位を可能に、前記サポート４に支持している。

又、このサポート４にキャリパ５を、軸方向の変位を可能に組み付けている。このキャリパ５は、アウタ側端部にキャリパ爪６を、インナ側部分の内部にシリンダ空間７を、それぞれ設けている。そして、このキャリパ爪６を、前記アウタパッド３のアウタ側面に対向させると共に、前記シリンダ空間７内に設けた推力発生機構８により、前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に向け押圧する様にしている。制動時には、前記推力発生機構８により前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に押し付けると、前記キャリパ５がインナ側に変位し、前記キャリパ爪６が前記アウタパッド３を前記ロータ１のアウタ側面に押し付ける。この結果、このロータ１が軸方向両側から強く挟持されて、制動が行われる。以上の構成及び作用は、広く実施されている油圧式のディスクブレーキと同様である。

電動式ディスクブレーキの場合には、電動モータ９を駆動源として、前記インナパッド２を前記ロータ１のインナ側面に押し付ける為に、この電動モータ９の出力軸１０と前記インナパッド２のインナ側面との間に、歯車式の減速機１１と、前記推力発生機構８と、ピストン部材１２とを設けている。この減速機１１で減速されると共にトルクを増大された回転力は、送りねじ係合部１３を介して、ボール・ランプ式の増力機構を構成する駆動側ロータ１４に伝達され、この駆動側ロータ１４を回転させる。尚、この駆動側ロータ１４は、前記インナ、アウタ両パッド２、３と前記ロータ１の側面との間の隙間が解消される迄の間は、前記送りねじ係合部１３の機能により、アウタ側に平行移動する。これに対して、前記隙間が解消し、この送りねじ係合部１３の機能が停止した後は回転する。すると、前記駆動側ロータ１４のアウタ側面に設けた複数の駆動側ランプ溝１５、１５と、前記ピストン部材１２のインナ側面に添設した被駆動側ステータ１６のインナ側面に設けた、複数の被駆動側ランプ溝１７、１７と、これら両ランプ溝１５、１７同士の間に挟持した複数個のボール１８との係合（転がり接触）に基づいて、前記駆動側ロータ１４と前記被駆動側ステータ１６との間隔を、大きな力で拡げる。この結果、前記ピストン部材１２のアウタ側面が、前記インナパッド２のインナ側面に強く押し付けられる。

上述の様なボール・ランプ式の推力発生機構８を備えた電動式ディスクブレーキは、回転力を軸方向の力である推力に変換する効率が高い為、比較的小型の電動モータ９により、大きな制動力を得易い。但し、前記各ボール１８の転動面と、前記両ランプ溝１５、１７との転がり接触部の接触状態が点接触に近い（転がり接触部に存在する接触楕円の面積が狭い）為、転がり接触部の面圧が高くなる。この為、大きな制動力を得るべく、前記推力発生機構８により発生する（前記インナパッド２を押圧する）推力を大きくすると、前記各転がり接触部、特に、前記各ランプ溝１５、１７の底部に、大きな応力が発生する。この結果、これら各ランプ溝１５、１７の転がり疲れ寿命が低下したり、著しい場合には、これら各ランプ溝１５、１７の底部に圧痕等の損傷が発生する。

この様な寿命の低下や損傷の発生を防止する為には、前記各ランプ溝１５、１７の断面形状及び前記各ボールの直径を大きくすれば良いが、十分な効果を得る為には、これらの断面形状及び直径を相当に大きくしなければならず、電動式ディスクブレーキが相当に大型化する事が避けられない。特に、推力発生機構８部分の直径が相当に大きくなる。この推力発生機構８を収納するシリンダ空間７の内径は限られている為、この推力発生機構８部分の直径が大きくなる事は、電動式ディスクブレーキを実用化する面からは非常に大きな問題となる。

特開２０００−２９１７０２号公報 特開２００１−１７３６９１号公報 特開２００１−３１１４４３号公報 特開２００３−１４０１５号公報 特開２００３−６５３６６号公報 特開２００４−１６９７２９号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、小型でしかも大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる電動式ディスクブレーキの構造の実現を図るべく発明したものである。

本発明の電動式ディスクブレーキは、例えば前述した如く、従来から知られている電動式ディスクブレーキと同様に、ロータと、サポートと、アウタ、インナ両パッドと、キャリパとを備える。
このうちのロータは、車輪と共に回転する。
又、前記サポートは、前記ロータに隣接する状態で、車体に支持される。
又、前記両パッドは、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能に、前記サポートに支持されている。
又、前記キャリパは、アウタ側端部に前記アウタパッドのアウタ側面に対向するキャリパ爪を、インナ側部分の内部にシリンダ空間を、前記インナパッドに対向する側を開口させた状態で設けている。そして、このシリンダ空間内に、このインナパッドを前記ロータのインナ側面に向け押圧する為の、推力発生機構を設けている。更に、前記キャリパは、前記サポートに対し軸方向の変位を可能に支持されている。
更に、前記推力発生機構は、電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナパッドに伝達するものである。

特に、本発明の電動式ディスクブレーキに於いては、前記推力発生機構は、前記シリンダ空間の奥部とこのシリンダ空間の開口側部分に軸方向の変位を可能に内嵌されたピストン部材との間に第一、第二両増力機構を、推力の伝達方向に関して互いに直列に設けたものである。
このうち、前記シリンダ空間の奥部側に設けられた第一増力機構は、ボール・ランプ式のものである。

この様な本発明の電動式ディスクブレーキを実施する場合、より具体的には、請求項２又は請求項３に記載した発明の様に、前記推力発生機構を、アジャスタケースと、アジャスタプラグと、ピストン部材と、第一、第二両増力機構とを備えたものとする。
このうちのアジャスタケースは、内周面に雌ねじ部を設けたものとし、前記シリンダ空間の奥部に内嵌固定する。
又、前記アジャスタプラグは、外周面に雄ねじ部を形成したもので、この雄ねじ部と前記雌ねじ部とを螺合させる事により前記アジャスタケースの内径側に、回転に伴ってこのアジャスタケースの軸方向に変位する様に設置する。
又、前記ピストン部材は、前記シリンダ空間の開口側部分に、軸方向の変位を可能に内嵌する。
更に、前記第一、第二両増力機構は、前記アジャスタプラグと前記ピストン部材との間に、推力の伝達方向に関して互いに直列に設ける。

このうち、前記アジャスタプラグ側に設けた第一増力機構は、ボール・ランプ式のものとし、駆動側ロータと、被駆動側ステータと、複数個のボールとにより構成する。
このうちの駆動側ロータの、前記ピストン部材に対向する駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する、複数の駆動側ランプ溝を形成する。この様な駆動側ロータは、インナ側に向くスラスト荷重を支承可能にして、前記アジャスタプラグの内側に、このアジャスタプラグに対する回転を可能に設置する。そして、前記電動モータにより回転駆動自在とする。
又、前記被駆動側ステータの、前記駆動側面に対し軸方向に対向する被駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して、前記駆動側ランプ溝と逆方向に漸次変化する、複数の被駆動側ランプ溝を形成する。この様な被駆動側ステータは、前記アジャスタプラグに対し軸方向の変位を可能に、且つ、このアジャスタプラグに対する相対回転を不能に設ける。
更に、前記各ボールは、前記各駆動側ランプ溝と前記各被駆動側ランプ溝との間に、これら各ランプ溝に沿った転動可能に挟持する。

一方、前記ピストン部材側に設けた第二増力機構は、請求項２に記載した発明の場合には梃子式のものとし、請求項３に記載した発明の場合にはリアクションディスク式のものとする。
このうちの梃子式の第二増力機構は、スリーブと、複数個の分配レバーとを備える。
このうちのスリーブは、前記アジャスタプラグのアウタ側端部に、このアジャスタプラグと同期した回転及びこのアジャスタプラグに対する軸方向の変位を可能に設ける。
又、前記各分配レバーは、前記スリーブ及び前記被駆動側ステータのアウタ側面と前記ピストン部材のインナ側面との間に設ける。
そして、これら各分配レバーのインナ側面の内径側部分を前記被駆動側ステータのアウタ側面に、同じくインナ側面の外径側部分を前記スリーブのアウタ側面に、同じくアウタ側面の径方向中間部を前記ピストン部材のインナ側面に、それぞれ揺動変位を可能にして突き当てる。

一方、リアクションディスク式の第二増力機構は、スリーブと、リアクションディスクとを備える。
このうちのスリーブは、前記梃子式の第二増力機構の場合と同様に、前記アジャスタプラグのアウタ側端部に、このアジャスタプラグと同期した回転及びこのアジャスタプラグに対する軸方向の変位を可能に設ける。
又、前記リアクションディスクは、ゴム、ビニルの如きエラストマー等の弾性材製、又は、この様な弾性材製の袋内に液体を密封したもので、前記スリーブ及び前記被駆動側ステータのアウタ端面と、前記ピストン部材の奥端面との間に挟持する。
そして、前記被駆動側ステータのアウタ側面を、前記リアクションディスクのインナ側面中央部に突き当てる。
更に、梃子式、リアクションディスク式、何れの第二増力機構を使用する場合も、前記駆動側ロータと前記アジャスタプラグとの間に、この駆動側ロータと前記被駆動側ステータとの軸方向距離を縮めるべく前記各ボールを転動させる方向にこの駆動側ロータを回転させる、ばねを設ける。

上述の様な請求項２〜３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記アジャスタプラグのインナ側端部に形成された内向鍔部のアウタ側面と、前記駆動側ロータのインナ側面との間に、スラスト転がり軸受を設ける。
或いは、請求項５に記載した発明の様に、前記シリンダ空間の奥部に回転自在に支持されて前記電動モータにより減速機構を介して回転駆動される駆動筒の内周面と、前記駆動側ロータのインナ側部分に設けた被駆動軸とを、トルク伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせる。

上述の様に構成する本発明によれば、小型でしかも大きな制動力を得られ、且つ、十分な耐久性を確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
即ち、本発明の構造によれば、電動モータの回転駆動力を、ボール・ランプ式の第一増力機構と、梃子式或いはリアクションディスク式の第二増力機構との２段階で、増力しつつ直線運動に変換する。この為、小型の電動モータを使用した場合でも、インナパッドをロータのインナ側面に押し付ける力（総推力）を、十分に大きくできる。又、推力発生機構全体としての増力比（出力／入力）は、前記第一、第二両増力機構のそれぞれの増力比の積になる。従って、これら第一、第二両増力機構のそれぞれの増力比に就いては、特に大きな値にしなくても、前記推力発生機構全体としての増力比を十分に確保できる。この為、前記第一、第二両増力機構を特に大型化する必要がなく、これら両増力機構を、内径が限られた、キャリパのシリンダ空間内に設置できる。
更に、前段側（前記電動モータからの入力側）に設ける、前記ボール・ランプ式の第一増力機構が発生する推力、言い換えれば、この第一増力機構に加わるスラスト荷重は、前記総推力よりも、前記第二増力機構の増力比分だけ小さく（「総推力／第二増力機構の増力比」に）なる。この為、前記第一増力機構を構成する駆動側、被駆動側各ランプ溝の断面形状やボールの直径を特に大きくしなくても、これら各ランプ溝の転がり疲れ寿命の確保及び損傷の発生防止を図れる。

又、請求項２〜３に記載した発明の構造によれば、前記インナパッドをロータのインナ側面に押し付ける以前、即ち、これらインナパッドとロータのインナ側面との間の隙間を解消すべく、このインナパッドをこのインナ側面に近づける迄は、前記第一、第二両増力機構を作動させずに済む。この為、これら両増力機構の増力比を大きくする代わりに、これら両増力機構のストロークが小さくなっても、前記インナパッドをロータのインナ側面に、確実に、且つ、十分に大きな力で押し付けられる。
更に、請求項４に記載した発明によれば、前記駆動側ロータの回転抵抗を低く抑えて効率の向上を図れ、請求項５に記載した発明によれば、アジャスタプラグの軸方向変位に拘らず、電動モータによる前記駆動側ロータの回転駆動を安定して行える。

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。 推力発生機構を取り出して示す断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 同Ｂ−Ｂ断面図。 同Ｃ−Ｃ断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１のＤ部に相当する部分断面図。 同変形例を示す、図１と同様の断面図。 従来構造の１例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜５は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、推力発生機構８ａ以外の部分、即ち、車体（懸架装置を構成するナックル）に対し支持したサポート４にインナ、アウタ両パッド２ａ、３ａ及びキャリパ５ａを、軸方向の変位を可能に支持する部分の構造等は、従来から広く知られている油圧式のディスクブレーキと同様であるから、詳しい図示並びに説明は省略し、以下、本例の特徴である、前記推力発生機構８ａ部分の構造及び作用を中心に説明する。

この推力発生機構８ａは、前記キャリパ５ａのインナ側部分の内部に設けられたシリンダ空間７ａ内に収納されている。この為にこのキャリパ５ａは、アウタ側端部にキャリパ爪６ａを設けると共に、インナ側部分の内部に前記シリンダ空間７ａを、前記インナパッド２ａに対向するアウタ側を開口させた状態で設けている。そして、このシリンダ空間７ａ内に設けた、前記推力発生機構８ａにより、前記インナパッド２ａをロータ１（図８参照）のインナ側面に向け押圧可能としている。

前記推力発生機構８ａは、前記キャリパ５ａに支持固定した電動モータ９ａの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナパッド２ａに伝達するものである。この為に、この電動モータ９ａの出力軸の側から順に、歯車式の減速機１１ａと、ボール・ランプ式の第一増力機構１９と、梃子式の第二増力機構２０と、ピストン部材１２ａとを、力の伝達方向に関して、互いに直列に設けている。前記減速機１１ａの最終段に設けた減速大歯車２１の中心部アウタ側に、中空円筒状の駆動筒２２の基端部（インナ側端部）を連結ピン２３により連結固定し、前記電動モータ９ａにより、前記駆動筒２２を回転駆動可能としている。この駆動筒２２が、前記推力発生機構８ａの入力部材となる。尚、この駆動筒２２の基端部は、次述するアジャスタケース２４の基端部（インナ側端部）に、転がり軸受２５により回転自在に支持している。

前記アジャスタケース２４は、全体を、基端側が小径で、中間部乃至先端側（アウタ側）が大径である段付円筒状とされたもので、前記シリンダ空間７ａの奥半部に内嵌固定している。従って前記アジャスタケース２４は、このシリンダ空間７ａ内で回転する事はない。この様なアジャスタケース２４の内周面の中間部乃至先端部には、雌ねじ部２６を設けている。そして、このアジャスタケース２４の内側に、アジャスタプラグ２７を組み付けている。このアジャスタプラグ２７は、外周面のインナ側部分に雄ねじ部２８を形成したもので、この雄ねじ部２８と前記雌ねじ部２６とを螺合させる事により前記アジャスタケース２４の内径側に、回転に伴ってこのアジャスタケース２４の軸方向に変位する様に設置している。又、前記ピストン部材１２ａは、前記シリンダ空間７ａの開口側（アウタ側）部分に、軸方向の変位を可能に内嵌している。そして、前記アジャスタプラグ２７と前記ピストン部材１２ａとの間に前記第一、第二両増力機構１９、２０を、推力の伝達方向に関して互いに直列に設けている。

このうち、前記アジャスタプラグ２７側に設けた、ボール・ランプ式の第一増力機構１９は、駆動側ロータ１４ａと、被駆動側ステータ１６ａと、複数個のボール１８ａとにより構成している。

このうち、前記第一増力機構１９の入力部材である、前記駆動側ロータ１４ａは、前記駆動筒２２に、トルク伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。この為に本例の場合には、図１、３に示す様に、前記駆動側ロータ１４ａのインナ側部分に設けた被駆動軸２９のインナ側端部に設けたトルク伝達ピン３０の両端部と、前記駆動筒２２の内周面の直径方向反対側２箇所位置に、それぞれ軸方向に形成したトルク伝達溝３１、３１とを、軸方向の摺動変位を可能に係合させている。これら両トルク伝達溝３１、３１の断面形状は円弧形とし、前記トルク伝達ピン３０の両端部は半球状としている。又、前記アジャスタプラグ２７のインナ側端部に内向鍔部３２を形成し、この内向鍔部３２のアウタ側面と、前記駆動側ロータ１４ａのインナ側面との間に、スラスト転がり軸受３３を設けている。この構成により、前記駆動筒２２で前記駆動側ロータ１４ａを回転駆動しつつ、前記アジャスタプラグ２７の回転に伴って、この駆動側ロータ１４ａが軸方向に変位するのを許容する様にしている。尚、前記駆動筒２２と前記被駆動軸２９とは、一般的なスプライン係合で組み合わせても良い。

又、前記駆動側ロータ１４ａの、前記ピストン部材１２ａに対向する駆動側面（アウタ側面）に、複数（一般的には３〜４本）の駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａを形成している。これら各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａは、軸方向から見た形状が、前記ピストン部材１２ａの中心をその中心とする単一円弧上に存在する部分円弧形で、断面形状に関しても部分円弧形である。そして、軸方向に関する深さが、円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する。この様な駆動側ロータ１４ａは、次述する被駆動側ステータ１６ａ及びボール１８ａと組み合わされて、前記第一増力機構１９を構成する。

前記被駆動側ステータ１６ａは、前記アジャスタプラグ２７に対し、相対回転を阻止した状態で（このアジャスタプラグ２７と共に回転する様にして）、且つ、このアジャスタプラグ２７に対する軸方向変位を可能に組み付けている。この為に本例の場合には、このアジャスタプラグ２７に対して前記被駆動側ステータ１６ａを、スリーブ３４を介して組み付けている。この為に、前記アジャスタプラグ２７の先端縁（アウタ側端縁）の円周方向複数個所と、前記スリーブ３４の基端縁（インナ側端縁）の円周方向複数個所とに、図４に示す様な、係合凹部３５と係合凹部３６とによる凹凸係合部を設け、前記アジャスタプラグ２７と前記スリーブ３４とが同期して回転する様にしている。更に、図５に示す様に、このスリーブ３４の内周面の円周方向複数個所に形成した係合凹溝３７と、前記被駆動側ステータ１６ａの外周縁の円周方向複数個所に突設した係合突片３８とを係合させて、この被駆動側ステータ１６ａが、前記スリーブ３４と同期して回転する様にしている。前記各係合凹溝３７の軸方向長さは、前記各係合突片３８の軸方向厚さよりも大きくして、前記被駆動側ステータ１６ａが前記スリーブ３４に対して、軸方向に変位できる様にしている。

この様にして、前記アジャスタプラグ２７に、相対回転を不能に、軸方向変位を可能に組み付けた、前記被駆動側ステータ１６ａのインナ側端面である被駆動側面に、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａと同数の被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａを、これら各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａに対し軸方向に対向する状態で形成している。前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａも、軸方向から見た形状が部分円弧形で、断面形状も部分円弧形である。そして、軸方向に関する深さが、前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａ同士の間で円周方向に関して互いに同方向に、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａとは逆方向に漸次変化する。この様な被駆動側ステータ１６ａは、前記駆動側ロータ１４ａ及び前記複数個のボール１８ａ、１８ａと組み合わせて、前記第一増力機構１９を構成する。即ち、互いに対向する前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａと前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａとの間に前記各ボール１８ａ、１８ａを１個ずつ、これら各ランプ溝１５ａ、１７ａに沿った転動可能に挟持する。

以上の構成により、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの相対回転に伴う、各ランプ溝１５ａ、１７ａに沿った前記各ボール１８ａ、１８ａの転動により、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの軸方向距離を拡縮する、前記第一増力機構１９を構成している。尚、前記駆動側ロータ１４ａと前記アジャスタプラグ２７との間に、捩りコイルばね３９を設けて、この駆動側ロータ１４ａに、回転方向の弾力を付与している。この捩りコイルばね３９による弾力の方向は、この駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６との軸方向距離を縮める（前記第一増力機構１９による推力を喪失させる）べく、前記各ボール１８ａを転動させる方向とする。

又、前記梃子式の第二増力機構２０は、前記スリーブ３４と、複数個（例えば３〜４個）の分配レバー４０、４０とを備える。これら各分配レバー４０、４０は、このスリーブ３４及び前記被駆動側ステータ１６ａの先端面（アウタ側面）と、前記ピストン部材１２ａの内部奥端面（インナ側面）との間に設けている。前記各分配レバー４０、４０のインナ側面のうち、前記スリーブ３４及び前記被駆動側ステータ１６ａの径方向に関して内外両端部、及び、前記各分配レバー４０、４０のアウタ側面のうち、前記ピストン部材１２ａの径方向に関して中間部は、それぞれ部分円筒状の凸曲面としている。そして、前記各分配レバー４０、４０のインナ側面の内径側部分を前記被駆動側ステータ１６ａの先端面に、同じくインナ側面の外径側部分を前記スリーブ３４の先端面に、それぞれ揺動変位を可能に突き当てている。又、前記各分配レバー４０、４０のアウタ側面の径方向中間部を、前記ピストン部材１２ａの奥端部に内嵌した円環状のプラグ部材４１のインナ側面に、それぞれ揺動変位を可能にして突き当てている。特に、このプラグ部材４１のインナ側面に関しては、それぞれが断面円弧状で、軸方向に見た形状が直線状の凹部４２、４２を形成し、これら各凹部４２、４２と前記各分配レバー４０、４０のアウタ側面の径方向中間部とを、十分な面積で当接させている。尚、これら各分配レバー４０、４０の揺動変位が円滑に且つ安定して行われる様にすべく、これら各分配レバー４０、４０を軸方向に見た形状は、円弧形ではなく直線状としている。又、前記スリーブ３４と前記被駆動側ステータ１６ａとの間には圧縮コイルばね４３を設けて、この被駆動側ステータ１６ａを前記駆動側ロータ１４ａに向け、弾性的に押圧している。そして、前記各ランプ溝１５ａ、１７ａと前記各ボール１８ａとが、常に適正な状態で転がり接触する様にしている。

上述の様に構成する本例の電動式ディスクブレーキは、次の様にして制動力を発揮させる。
制動時には、前記電動モータ９ａにより前記駆動筒２２を介して前記駆動側ロータ１４ａを回転駆動する。制動開始直後の初期段階では、前記インナ、アウタ両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間には隙間が存在し、これら両パッド２ａ、３ａをこのロータ１に向けて移動させる為に要する力は小さくて済む。この為、前記初期段階では、前記駆動側ロータ１４ａの回転に伴って前記アジャスタプラグ２７も、更には、前記スリーブ３４及び前記被駆動側ステータ１６ａも、前記捩りコイルばね３９の弾力に基づいて、前記駆動側ロータ１４ａと同期して回転する。そして、前記雄ねじ部２８と前記雌ねじ部２６との係合に基づいて、前記アジャスタプラグ２７が、前記ロータ１に向けてアウタ側に変位し、前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間の隙間を解消する。この際、前記各分配レバー４０、４０のインナ側面の径方向２箇所位置と、被駆動側ステータ１６ａ及び前記スリーブ３４の先端面との当接部が摺接するが、これら各当接部の面圧は小さい為、特に問題とはならない。又、前記駆動筒２２及び前記駆動側ロータ１４ａの回転は、前記転がり軸受２５及び前記スラスト転がり軸受３３の存在に基づき、軽い力で安定して行える。

この様にして前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間の隙間が解消されると、前記アジャスタプラグ２７をロータ１に向けて移動させる為に要する力（このアジャスタプラグ２７の回転抵抗）が、前記捩りコイルばね３９によりこのアジャスタプラグ２７に付与されている弾力よりも大きくなる。この結果、このアジャスタプラグ２７がそれ以上（この弾力によっては）回転しなくなり、このアジャスタプラグ２７が停止する。同時に、前記スリーブ３４及び前記被駆動側ステータ１６ａの回転も停止する。この状態から更に前記駆動側ロータ１４ａを、前記捩りコイルばね３９の弾力に抗して回転させると、前記各ボール１８ａが、前記各駆動側ランプ溝１５ａ、１５ａ及び前記各被駆動側ランプ溝１７ａ、１７ａの浅い側に向けて転動する。この結果、前記駆動側ロータ１４ａと前記被駆動側ステータ１６ａとの間隔が拡がり、この被駆動側ステータ１６ａが前記ロータ１に向け、アウタ側に変位する。

この様な被駆動側ステータ１６ａの変位に基づいて、前記各分配レバー４０、４０が、この被駆動側ステータ１６ａの先端面との当接部を力点とし、前記スリーブ３４との当接部を支点とし、前記プラグ部材４１との当接部を作用点として揺動変位する。このプラグ部材４１の径方向に関して、この作用点は前記力点と支点との間に存在するので、前記被駆動側ステータ１６ａを変位させる力は、（図示の例では３倍程度に）増力されて前記プラグ部材４１を押圧し、このプラグ部材４１を内嵌固定した前記ピストン部材１２ａを前記ロータ１に向け、大きな力で押し付ける。この結果、前記両パッド２ａ、３ａが前記ロータ１の両側面に強く押し付けられて、制動が行われる。本例の場合、前記隙間を解消する過程では、前記第一、第二両増力機構１９、２０が作動する必要はなく、この隙間解消の為にこれら両増力機構１９、２０のストロークが消費される事はない。従って、これら両増力機構１９、２０として、ストロークが短い代わりに増力比が大きな構造を採用できて、前記ピストン部材１２ａを前記ロータ１に向けて押し付ける力を、特に大きくできる。

制動解除の際には、従来から提案されている電動式ディスクブレーキと同様に、前記電動モータ９ａを逆方向に回転させて、前記ピストン部材１２ａを前記ロータ１から退避させる。この際、前記両パッド２ａ、３ａが前記ロータ１の両側面から離隔する瞬間の後、前記電動モータ９ａを所定角度だけ逆方向に回転させ続けて、前記両パッド２ａ、３ａと前記ロータ１の両側面との間に適正厚さの隙間を確保する。本例の場合には、前記アジャスタプラグ２７を設ける事により、前記両パッド２ａ、３ａの摩耗に拘らず、前記隙間を常に適正厚さに保てる様にしている。尚、前記電動モータ９を逆方向に回転させる場合には、前記各ランプ溝１５ａ、１７ａの最深部と前記各ボール１８ａとが係合するので、前記駆動側ローラ１４ａから前記アジャスタプラグ２７迄、十分なトルクを伝達できる。

以上の様に本例の電動式ディスクブレーキは、前記電動モータ９ａの回転駆動力を、前記ボール・ランプ式の第一増力機構１９と、梃子式の第二増力機構２０との２段階で増力する為、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比を大きくできる。この為、前記電動モータ９ａとして小型のものを使用した場合でも、前記インナパッド２ａを前記ロータ１のインナ側面に押し付ける力（総推力）を十分に大きくして、十分に大きな制動力を得られる。又、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比（出力／入力）は、前記第一、第二両増力機構１９、２０のそれぞれの増力比の積になる。従って、これら第一、第二両増力機構１９、２０のそれぞれの増力比に就いては、特に大きな値にしなくても、前記推力発生機構８ａ全体としての増力比を十分に確保できる。この為、前記第一、第二両増力機構１９、２０を特に大型化する必要がなく、これら両増力機構１９、２０を、内径が限られた、前記キャリパ５ａのシリンダ空間７ａ内に設置できる。

更に、前記電動モータ９ａに近い前段側に設ける、前記ボール・ランプ式の第一増力機構１９が発生する推力であって、この第一増力機構１９に加わるスラスト荷重でもある力は、前記総推力よりも、前記第二増力機構２０の増力比分だけ小さくなる。この為、前記第一増力機構１９を構成する、前記駆動側、被駆動側各ランプ溝１５ａ、１７ａの断面形状や前記各ボール１８ａの直径を特に大きくしなくても、これら各ランプ溝１５ａ、１７ａの転がり疲れ寿命の確保及び損傷の発生防止を図れる。

［実施の形態の第２例］
図６は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、第二増力機構２０ａとして、リアクションディスク式のものを採用している。この為に前記第二増力機構２０ａは、上述した第１例の場合と同様のスリーブ３４に加えて、リアクションディスク４４を設けている。ピストン部材１２ａの奥端部に設けるプラグ部材４１ａは、インナ側面全体が平坦な円板状としている。前記リアクションディスク４４は、ゴム、ビニルの如きエラストマー等の弾性材製、或いは、この様な弾性材製の中空袋内に液体を封入したもので、前記スリーブ３４及び被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面と、前記プラグ部材４１ａのインナ側面との間に挟持している。そして、この被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面を、前記リアクションディスク４４のインナ側面中央部に突き当てている。

制動時には、上述した実施の形態の第１例と同様の作用によって前記被駆動側ステータ１６ａがアウタ側に変位し、この被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面が前記リアクションディスク４４のインナ側面中央部を強く押圧する。この結果、このリアクションディスク４４が弾性変形する。このリアクションディスク４４は、一種の非圧縮性流体の如き挙動により、このリアクションディスク４４を囲んでいる相手面を押圧する。このリアクションディスク４４がこの相手面を押圧する単位面積当たりの圧力は、前記被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面による押圧部の単位面積当たりの圧力と同じになる。リアクションディスク４４と相手面との当接面積を軸方向に関して見た場合、前記プラグ部材４１ａとの当接面積Ｓ₁ が、前記被駆動側ステータ１６ａのアウタ側面との当接面積Ｓ₂ よりも十分に広い（Ｓ₁ ≫Ｓ₂ ）。従って、前記プラグ部材４１ａを内嵌固定した前記ピストン部材１２ａは、前記被駆動側ステータ１６ａに加えられた推力よりも、前記当接面積の比分（Ｓ₁ ／Ｓ₂ ）だけ増力されて、ロータ１（図８参照）に向け押圧される。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

尚、本例の様にリアクションディスク４４を使用する場合、図６に示した構造から前記プラグ部材４１ａを省略し、図７に示す様に、リアクションディスク４４のアウタ側面をピストン部材１２ｂの奥端面（インナ側面）に、直接突き当てる事もできる。又、前記図７に示した構造の場合には、前記ピストン部材１２ｂを、一対のピストン素子４５ａ、４５ｂを組み合わせて構成している。

１ ロータ
２、２ａ インナパッド
３、３ａ アウタパッド
４ サポート
５、５ａ キャリパ
６、６ａ キャリパ爪
７、７ａ シリンダ空間
８、８ａ 推力発生機構
９、９ａ 電動モータ
１０ 出力軸
１１、１１ａ 減速機
１２、１２ａ、１２ｂ ピストン部材
１３ 送りねじ係合部
１４、１４ａ 駆動側ロータ
１５、１５ａ 駆動側ランプ溝
１６、１６ａ 被駆動側ステータ
１７、１７ａ 被駆動側ランプ溝
１８、１８ａ ボール
１９ 第一増力機構
２０、２０ａ 第二増力機構
２１ 減速大歯車
２２ 駆動筒
２３ 連結ピン
２４ アジャスタケース
２５ 転がり軸受
２６ 雌ねじ部
２７ アジャスタプラグ
２８ 雄ねじ部
２９ 被駆動軸
３０ トルク伝達ピン
３１ トルク伝達溝
３２ 内向鍔部
３３ スラスト転がり軸受
３４ スリーブ
３５ 係合凹部
３６ 係合凸部
３７ 係合凹溝
３８ 係合突片
３９ 捩りコイルばね
４０ 分配レバー
４１、４１ａ プラグ部材
４２ 凹部
４３ 圧縮コイルばね
４４ リアクションディスク
４５ａ、４５ｂ ピストン素子

Claims (5)

1. 車輪と共に回転するロータと、このロータに隣接する状態で車体に支持されるサポートと、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能にこのサポートに支持された、アウタ、インナ両パッドと、アウタ側端部にこのアウタパッドのアウタ側面に対向するキャリパ爪を、インナ側部分の内部に前記インナパッドに対向する側を開口させた状態で設けられたシリンダ空間内に、このインナパッドを前記ロータのインナ側面に向け押圧する為の推力発生機構を、それぞれ設け、前記サポートに対し軸方向の変位を可能に支持されたキャリパとを備え、前記推力発生機構は、電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナパッドに伝達するものである電動式ディスクブレーキに於いて、
   前記推力発生機構は、前記シリンダ空間の奥部とこのシリンダ空間の開口側部分に軸方向の変位を可能に内嵌されたピストン部材との間に、推力の伝達方向に関して互いに直列に設けられた第一、第二両増力機構を備えたものであり、
   このうち、前記シリンダ空間の奥部側に設けられた第一増力機構は、ボール・ランプ式のものである事を特徴とする電動式ディスクブレーキ。
2. 前記推力発生機構は、前記シリンダ空間の奥部に内嵌固定された、内周面に雌ねじ部を設けたアジャスタケースと、このアジャスタケースの内径側に、外周面に形成した雄ねじ部と前記雌ねじ部とを螺合させる事により、回転に伴って前記アジャスタケースの軸方向に変位可能としたアジャスタプラグと、前記シリンダ空間の開口側部分に軸方向の変位を可能に内嵌されたピストン部材と、これらアジャスタプラグとピストン部材との間に設けられた第一、第二両増力機構とを備えたものであり、
   このうち、前記アジャスタプラグ側に設けられた、ボール・ランプ式の第一増力機構は、前記ピストン部材に対向する駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する複数の駆動側ランプ溝を形成すると共に、インナ側に向くスラスト荷重を支承可能にして前記アジャスタプラグの内側に設置され、前記電動モータにより回転駆動される駆動側ロータと、前記駆動側面に対し軸方向に対向する被駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して、前記駆動側ランプ溝と逆方向に漸次変化する複数の被駆動側ランプ溝を形成し、前記アジャスタプラグに対し軸方向の変位を可能に、且つ、このアジャスタプラグに対する相対回転を不能に設けられた被駆動側ステータと、前記各駆動側ランプ溝と前記各被駆動側ランプ溝との間に転動可能に挟持された複数個のボールとを備えたものであり、
   前記ピストン部材側に設けられた第二増力機構は、梃子式のものであって、前記アジャスタプラグのアウタ側端部に、このアジャスタプラグと同期した回転及びこのアジャスタプラグに対する軸方向の変位を可能に設けられたスリーブと、このスリーブ及び前記被駆動側ステータのアウタ側面と前記ピストン部材のインナ側面との間に設けられた複数個の分配レバーとを備え、これら各分配レバーのインナ側面の内径側部分を前記被駆動側ステータのアウタ側面に、同じくインナ側面の外径側部分を前記スリーブのアウタ側面に、同じくアウタ側面の径方向中間部を前記ピストン部材のインナ側面に、それぞれ揺動変位を可能にして突き当てており、
   前記駆動側ロータと前記アジャスタプラグとの間に、この駆動側ロータと前記被駆動側ステータとの軸方向距離を縮めるべく前記各ボールを転動させる方向にこの駆動側ロータを回転させるばねを設けている、請求項１に記載した電動式ディスクブレーキ。
3. 前記推力発生機構は、前記シリンダ空間の奥部に内嵌固定された、内周面に雌ねじ部を設けたアジャスタケースと、このアジャスタケースの内径側に、外周面に形成した雄ねじ部と前記雌ねじ部とを螺合させる事により、回転に伴って前記アジャスタケースの軸方向に変位可能としたアジャスタプラグと、前記シリンダ空間の開口側部分に軸方向の変位を可能に内嵌されたピストン部材と、これらアジャスタプラグとピストン部材との間に設けられた第一、第二両増力機構とを備えたものであり、
   このうち、前記アジャスタプラグ側に設けられた、ボール・ランプ式の第一増力機構は、前記ピストン部材に対向する駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する複数の駆動側ランプ溝を形成すると共に、インナ側に向くスラスト荷重を支承可能にして前記アジャスタプラグの内側に設置され、前記電動モータにより回転駆動される駆動側ロータと、前記駆動側面に対し軸方向に対向する被駆動側面に、軸方向に関する深さが円周方向に関して、前記駆動側ランプ溝と逆方向に漸次変化する複数の被駆動側ランプ溝を形成し、前記アジャスタプラグに対し軸方向の変位を可能に、且つ、このアジャスタプラグに対する相対回転を不能に設けられた被駆動側ステータと、前記各駆動側ランプ溝と前記各被駆動側ランプ溝との間に転動可能に挟持された複数個のボールとを備えたものであり、
   前記ピストン部材側に設けられた第二増力機構は、リアクションディスク式のものであって、前記アジャスタプラグのアウタ側端部に、このアジャスタプラグと同期した回転及びこのアジャスタプラグに対する軸方向の変位を可能に設けられたスリーブと、このスリーブ及び前記被駆動側ステータのアウタ端面と前記ピストン部材の奥端面との間に挟持した、弾性材製又は弾性材製の袋内に液体を封入して成るリアクションディスクとを備え、前記被駆動側ステータのアウタ側面をこのリアクションディスクのインナ側面中央部に突き当てており、
   前記駆動側ロータと前記アジャスタプラグとの間に、この駆動側ロータと前記被駆動側ステータとの軸方向距離を縮めるべく前記各ボールを転動させる方向にこの駆動側ロータを回転させるばねを設けている、請求項１に記載した電動式ディスクブレーキ。
4. 前記アジャスタプラグのインナ側端部に形成された内向鍔部のアウタ側面と、前記駆動側ロータのインナ側面との間に、スラスト転がり軸受を設けている、請求項２〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
5. 前記シリンダ空間の奥部に回転自在に支持されて前記電動モータにより減速機構を介して回転駆動される駆動筒の内周面と、前記駆動側ロータのインナ側部分に設けた被駆動軸とを、トルク伝達及び軸方向の相対変位を可能に組み合わせている、請求項２〜４のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。

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