JP2011075051A

JP2011075051A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP2011075051A
Application number: JP2009228409A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Sakashita; 貴康坂下
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】良好な機械効率を確保することができるディスクブレーキを提供する。
【解決手段】第２減速ギヤ４３に一体に形成された、複数のラチェット歯４３Ｃと、ラチェット歯４３Ｃとの係合により第２減速ギヤ４３の回転を規制するレバー５４と、ガイド８０とを有した回転規制機構３４Ａを備え、ガイド８０（レバー部材）は、第１減速ギヤ６０（他方の回転部材）がピストン１２の推進を解放する方向に回転したときに第１の位置から第２の位置に移動されて係止解除位置とされ、第１減速ギヤ６０がピストン１２を推進する方向に回転したとき第２の位置から第１の位置に移動されて係止位置とされる。上記構成の回転規制機構３４Ａが、駐車ブレーキ機能を達成するためのブレーキ力の自己保持を行うので、従来技術が採用するウォーム減速機がブレーキ力の自己保持を担う場合に比して、機械効率を向上でき、ひいては省エネ化を図ることができる。
【選択図】図４

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関する。

ディスクブレーキでは、駐車ブレーキ機能を達成するためのブレーキ力の自己保持をウォーム減速機に持たせるように構成される場合がある（特許文献１参照）。

特開２００６−１７７５３２号公報

上記従来技術では、ブレーキ力の自己保持をウォーム減速機が担っているため、機械効率が悪いという問題がある。
本発明は、良好な機械効率を確保することができるディスクブレーキを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、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、前記一対のパッドのうち少なくとも一方をディスクに押し付けるピストンと、該ピストンが接触状態で移動可能に納められるシリンダを有して該シリンダヘの液圧供給により前記ピストンを推進するキャリパ本体と、前記キャリパ本体に設けられる電動モータと、前記キャリパ本体に設けられ、前記電動モータの回転に基づいて前記ピストンを推進し、推進した該ピストンを駐車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、前記電動モータによる回転を増力する減速機構と、該減速機構の回転を直動に変換する回転直動変換機構と、前記減速機構の前記ピストンの戻し方向の回転を規制する回転規制機構と、を有し、前記減速機構は、前記モータからの入カを受けて互いに逆方向に回転する少なくとも一対の回転部材を有して、一対の回転部材のうち他方の回転部材は、一方の回転部材の接線方向に移動可能に軸支されてなり、前記回転規制機構は、前記一方の回転部材に設けられた爪車と、該爪車に対して一端側が係止位置および係止解除位置に回転可能とされると共に、前記他方の回転部材を軸支し、該軸支位置が前記爪車の接線方向の所定範囲において第１の位置と第２の位置とに移動可能とされたレバー部材と、前記レバー部材の一端側を前記爪車から係止解除する方向に付勢する付勢手段と、を有し、前記レバー部材は、前記他方の回転部材が前記ピストンの推進を解放する方向に回転したときに前記第１の位置から前記第２の位置に移動されて係止解除位置とされ、前記他方の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき前記第２の位置から前記第１の位置に移動されて係止位置とされるように構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ディスクブレーキの機械効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを示す断面図である。図１の回転規制機構を同図右側から見た平面図である。図１の第１減速ギヤ及び第１シャフト並びにその近傍に配置された部材を示す部分断面図である。図１のディスクブレーキの作動を説明するための図であり、（１）はＰＫＢ解除状態、（２）はアプライ開始時の状態、（３）アプライ中の状態、（４）はＰＫＢ作動状態、（５）はリリース開始時の状態、（６）はリリース中の状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを図面に基づいて説明する。
図１及び図２に本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ１を示す。図１、２において、２、３は車両の回転部に取付けられたディスクロータ１Ａを挟んで両側に配置された一対のブレーキパッド、４はキャリパである。本ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型として構成されており、前記一対のブレーキパッド２、３およびキャリパ４は、車両のナックル等の非回転部に固定されたキャリア５に、ディスクロータ１Ａの軸方向へ移動可能に支特されている。

キャリパ４の主体であるキャリパ本体６は、車両内側のブレーキパッドであるインナパッド２に対向する基端側にシリンダ部７を、車両外側のブレーキパッドであるアウタパッド３に対向する先端側に爪部８をそれぞれ有している。シリンダ部７には、インナパッド２側を開口部となし、他端が底壁９により閉じられた有底のシリンダ１０が形成されており、このシリンダ１０内には、ピストンシール１１を介して摺動可能にピストン１２が内装されている。

ピストン１２は、ここではカップ形状をなし、その底部がインナパッド２に対向するようにシリンダ１０内に収められている。このピストン１２とキャリパ本体６の底壁９との間は液圧室１３として画成されており、この液圧室１３には、シリンダ部７に設けたポート（図示なし）を通じて、マスタシリンダなどの液圧源から液圧が供給されるようになっている。なお、ピストン１２は、その底面に設けた凹部１４にインナパッド２の背面に設けた凸部１５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１２の底部とキャリパ本体６との間には、シリンダ１０内への異物の進入を防ぐダストブーツ１６が介在されている。

パッド摩耗調整機構１７は、調整ナット１８（係合部材）及びプッシュロッド１９を備えている。調整ナット１８は、ピストン１２内に回転可能に嵌合され、ピストン１２側に形成されたテーパ状の摩擦面２０に摩擦係合する摩擦面２１を有しており、皿ばね２２及びスラストベアリング２３によって、摩擦面２１がピストン１２の摩擦面２０に押圧されている。また、調整ナット１８の先端部は、ピストン１２の底部に形成された室２４に摺動可能かつ気密的に嵌合されており、室２４は、通路２５及びダストブーツ１６を介して大気に解放されている。

プッシュロッド１９は、一端部が調整ナット１８に螺合し、他端部がリテーナ２６によってシリンダ１０の軸方向に移動可能に案内されて、その軸回りの回転が規制されており、コイルばね２７のばね力がシリンダ１０の底部側へ付与されることにより、回転直動変換機構としてのボール‐ランプ機構２８の回転直動プレート２９へ、スラストワッシャ３０を介し押し付けられている。
調整ナット１８とプッシュロッド１９は多条ねじによって互いに螺合しており、回転及び直線移動の変換が相互に可能となっている。そして、多条ねじには、所定のビルトインクリアランスが設けられており、相対回転することなく、ビルトインクリアランスの分だけ相互に直線移動できるようになっている。なお、コイルばね２７のばね力は、皿ばね２２のばね力よりも大きくなっている。

ボール‐ランプ機構２８は、軸方向に移動可能、かつ、軸回りに回転可能に支持された回転直動プレート２９と、シリンダ１０の底壁９によって軸方向に支持され、かつ、ピン３１によって回り止めされた固定プレート３２とを備えている。回転直動プレート２９および固定プレート３２の互いの対向面には、複数の円弧状の傾斜されたボール溝２９Ａ、３２Ａが形成されており、ボール溝２９Ａ、３２Ａ間に、それぞれボール３３(鋼球)が装入されている。そして、回転直動プレート２９を回転させると、ボール溝２９Ａ、３２Ａ間をボール３３が転動することにより、回転直動プレート２９が軸方向及び回転方向に移動する。なおボール溝は、公知の技術のように傾斜を途中で変化させても良い。

キャリパ４の液圧室１３の底部側には、駐車ブレーキ機構３４が配置されている。駐車ブレーキ機構３４のハウジング３５内には、回転規制機構３４Ａ、平歯多段減速機構３７、が配置され、かつモータ３８がハウジング３５の外部より固定されている。
ボール‐ランプ機構２８の回転直動プレート２９に連結された駆動軸３９は、液圧室１３の底部をシール４０によって気密的に貫通して、ハウジング３５内へ延ばされている。駆動軸３９の先端部には、第３減速ギヤ４１がＤ穴よって回転不能に取り付けられ、また止め輪４２によって軸方向に移動しないよう規制されている。

平歯多段減速機構３７は、モータ３８のシャフト５８に圧入されたピニオンギヤ５９、ピニオンギヤ５９に噛み合う大歯車６０Ａおよび小歯車６０Ｂが一体に形成された第１減速ギヤ６０、小歯車６０Ｂに噛み合う大歯車４３Ａおよび小歯車４３Ｂが一体に形成された第２減速ギヤ４３、小歯車４３Ｂに噛み合う歯車４１Ａが形成された第３減速ギヤ４１から構成される。本発明による減速機は歯車の部品数が少なく、また樹脂や焼結材などで製造することができるため、低コスト化が可能である。
本実施形態では、第１減速ギヤ６０が他方の回転部材を構成し、第２減速ギヤ４３が一方の回転部材を構成している。

第１減速ギヤ６０および第２減速ギヤ４３は、それぞれ第１シャフト６２、第２シャフト６３によって回転可能に支持されている。第２シャフト６３は、ハウジング３５およびカバー６１によって固定されている。第１シャフト６２はガイド８０に支持され、かつ第１シャフト６２の両端部はハウジング３５およびカバー６１に設けられた長穴３５Ａ、６１Ａにより移動可能に支持されている(図２に向かって左右方向。図1紙面表裏方向)。ガイド８０は、ハウジング３５およびカバー６１によって、第１シャフト６２の軸方向への移動を規制されている。
またハウジング３５には、長穴３５Ａの長手方向（図２に向かって左右方向。図1紙面表裏方向）にガイド溝３５Ｂが形成されており、ガイド８０を案内している。これにより、第１減速ギヤ６０、ガイド８０は、第１シャフト６２と長穴３５Ａ、６１Ａのすきま分だけ移動することができる。

なお、ピニオンギヤ５９、大歯車６０Ａ、小歯車６０Ｂ、大歯車４３Ａはそれぞれインボリュート歯形であり、長穴３５Ａ、６１Ａによって第１減速ギヤ６０が移動しても、歯車のかみ合い率は１以上、バックラッシはO以上を保つことができる。
モータ３８は、電子制御装置であるＥＣＵ７０により駆動され、またＥＣＵ７０には、駐車ブレーキ（ＰＫＢ）の作動（アプライ）及びその解除（リリース）を指示するべく操作されるPKＢスイッチ７１が接続されている。

回転規制機構３４Ａは、第２減速ギヤ４３に一体に形成された、複数のラチェット歯４３Ｃと、ラチェット歯４３Ｃとの係合により第２減速ギヤ４３の回転を規制するレバー５４と、前記ガイド８０と、から大略構成される。ここで第２減速ギヤ４３について、推力発生方向(図２において時計回り)へはレバー５４の先端に形成されたツメ５４Ａを押し上げることで回転を許容するが、推力解除方向へはツメ５４Ａがラチェット歯４３Ｃに係合し、回転が規制される。レバー５４の他端には溝５４Ｂが形成されており、溝５４Ｂにはガイド８０に固定されたピン８１が摺動可能に嵌合している。レバー５４の略中央部には支持ピン４５が回転可能に係合しており、支持ピン４５はハウジング３５に固定されている。ここで、ガイド８０を支持する第１シャフト６２が長穴３５Ａ、６１Ａの左端に位置するときは、ツメ５４Ａはラチェット歯４３Ｃと係合する位置となる(第１の位置、図４(２)参照)。同様に、長穴３５Ａ、６１Ａの右端に第１シャフト６２が位置するときは、ツメ５４Ａはラチェット歯４３Ｃから離れた位置にくるようになっている(第２の位置、図４(１)参照)。
本実施形態では、ラチェット歯４３Ｃが爪車を構成し、ガイド８０がレバー部材を構成している。

ハウジング３５にはばね案内ピン４７が固定されており、ばね案内ピン４７には、付勢手段としてのねじりばね５６がセットされている。ねじりばね５６の一端はハウジング３５の当接面３５Ｃによって支持され、もう一端はガイド８０にかけられており、ガイド８０が図２の右方向に付勢されている。したがって、リリース状態(モータ３８に通電せず、またラチェット歯４３Ｃとツメ５４Ａが係合していない状態)においては、ガイド８０はツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃが離間する第２の位置にある。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。まずディスクブレーキ１の液圧ブレーキとしての作動について説明する。
マスタシリンダ(図示せず)から液圧室１３へ液圧を供給すると、ピストン１２がピストンシール１１を撓ませながら前進して、一方のブレーキパッド２をディスクロータ１Ａに押圧し、その反力によってキャリパ４を移動させ、爪部８を介して他方のブレーキパッド３をディスクロータ１Ａに押圧する。これにより、ブレーキパッド２、３によってディスクロータ１Ａを挟みつけて制動力を発生させる。マスタシリンダからの液圧を解除すると、ピストンシール１１の弾性によってピストン１２が原位置まで後退して、制動が解除される。
また、ブレーキパッド２、３が摩耗してピストン１２の移動量が大きくなると、ピストン１２とピストンシール１１との間に滑りが生じることによって、パッド摩耗調整機構１７が機能しピストン１２の原位置を移動させて、パッドクリアランスを一定に調整する。

次に、図１〜４にて、駐車ブレーキ機構３４の作動を説明する。
図４(１)はリリース(駐車ブレーキ解除)状態を示した図である。ここではねじりばね５６の付勢により、ガイド８０は第２の位置にあるため、レバー５４のツメ５４Ａはラチェット歯４３Ｃから離間している（係止解除位置）。アプライ(制動力付与)時は、PKＢスイッチ７１の操作あるいは車両側からの指令を受けたＥＣＵ７０によりモータ３８を駆動し、平歯多段減速機構３７、ボール‐ランプ機構２８を作動させる。このとき、図４(２)のように、ピニオンギヤ５９と大歯車６０Ａ間のトルク伝達、および小歯車６０Ｂと大歯車４３Ａ間のトルク伝達により、第１減速ギヤ６０に対し、それぞれ図４に向かって略左方向の力(白抜き矢印)が発生する。この力がねじりばね５６の付勢力より大きくなると、第１減速ギヤ６０はガイド８０と共に第１の位置へ移動し、レバー５４のツメ５４Ａはラチェット歯４３Ｃと係合する位置（係止位置）にくる。

さらにモータ３８へ通電すると、図４(３)のように.レバー５４のツメ５４Ａはラチェット歯４３Ｃを乗り越えながら回転する。なお、乗り越え時には、ピニオンギヤ５９と大歯車６０Ａ間のトルク伝達、および小歯車６０Ｂと大歯車４３Ａ間のトルク伝達による力より大きな力がツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃで発生する。本実施例では、レバー５４に対する支持ピン４５の位置を略中央としたが、ツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃ間で発生する力を調整するため、位置(レバー比)を変更してもよい。

必要な推力に達した後、モータ３８への通電を減少させていくと、推力による反力が作用し、ボール‐ランプ機構２８、平歯多段減速機構３７は逆回転する。このため図４(４)のように、レバー５４のツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃが係合し、第２歯車４３の減力方向への回転が規制され、アプライ動作が完了する。
なお、パッドの熱収縮などにより、アプライ完了後に推力が低下した際は、再度モータ３８を推力発生方向へ駆動することで、リクランプ(増し締め)することができる。

次にリリースさせる時は、PKＢスイッチ７１の操作あるいは車両側からの指令を受けたＥＣＵ７０により、モータ３８を推力解除方向へ駆動する。このとき、ピニオンギヤ５９と大歯車６０Ａ間のトルク伝達により、図４に向かって略右方向への力が発生する。一方、第２減速ギヤ４３はレバー５４のツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃとの係合により回転できないので、図４(５)のように、第１減速ギヤ６０はガイド８０と共に第２の位置へ移動を開始する。さらにモータ３８へ通電すると、図４(６)のように、レバー５４のツメ５４Ａとラチェット歯４３Ｃとの係合が外れ、第２減速ギヤ４３は推力解除方向へ回転し、リリース動作が完了する。

本実施形態は、上述したように、第２減速ギヤ４３に一体に形成された、複数のラチェット歯４３Ｃと、ラチェット歯４３Ｃとの係合により第２減速ギヤ４３の回転を規制するレバー５４と、ガイド８０とを有した回転規制機構３４Ａを備え、ガイド８０（レバー部材）は、第１減速ギヤ６０（他方の回転部材）がピストン１２の推進を解放する方向（図４反時計方向）に回転したときに第１の位置から第２の位置に移動されて係止解除位置とされ〔図４（６）参照〕、第１減速ギヤ６０がピストン１２を推進する方向（図４時計方向）に回転したとき第２の位置から第１の位置に移動されて係止位置とされる〔図４（３）参照〕。上記構成の回転規制機構３４Ａが、駐車ブレーキ機能を達成するためのブレーキ力の自己保持を行うので、従来技術が採用するウォーム減速機がブレーキ力の自己保持を担う場合に比して、機械効率を向上でき、ひいては省エネ化を図ることができる。

１…ディスクブレーキ、１Ａ…ディスク（ディスクロータ）、２、３…ブレーキパッド、６…キャリパ本体、１０…シリンダ、１２…ピストン、２８…ボール‐ランプ機構（回転直動変換機構）、３４…駐車ブレーキ機構、３４Ａ…回転規制機構、３７…平歯多段減速機構（減速機構）、３８…モータ（電動モータ）、４３…第２減速ギヤ（一方の回転部材）、５６…ねじりばね（付勢手段）、６０…第１減速ギヤ（他方の回転部材）、８０…ガイド（レバー部材）、４３Ｃ…ラチェット歯（爪車）。

Claims

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、
前記一対のパッドのうち少なくとも一方をディスクに押し付けるピストンと、
該ピストンが接触状態で移動可能に納められるシリンダを有して該シリンダヘの液圧供給により前記ピストンを推進するキャリパ本体と、
前記キャリパ本体に設けられる電動モータと、前記キャリパ本体に設けられ、前記電動モータの回転に基づいて前記ピストンを推進し、推進した該ピストンを駐車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、前記電動モータによる回転を増力する減速機構と、該減速機構の回転を直動に変換する回転直動変換機構と、
前記減速機構の前記ピストンの戻し方向の回転を規制する回転規制機構と、を有し、
前記減速機構は、前記モータからの入カを受けて互いに逆方向に回転する少なくとも一対の回転部材を有して、一対の回転部材のうち他方の回転部材は、一方の回転部材の接線方向に移動可能に軸支されてなり、
前記回転規制機構は、
前記一方の回転部材に設けられた爪車と、
該爪車に対して一端側が係止位置および係止解除位置に回転可能とされると共に、前記他方の回転部材を軸支し、該軸支位置が前記爪車の接線方向の所定範囲において第１の位置と第２の位置とに移動可能とされたレバー部材と、
前記レバー部材の一端側を前記爪車から係止解除する方向に付勢する付勢手段と、を有し、
前記レバー部材は、前記他方の回転部材が前記ピストンの推進を解放する方向に回転したときに前記第１の位置から前記第２の位置に移動されて係止解除位置とされ、前記他方の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき前記第２の位置から前記第１の位置に移動されて係止位置とされるように構成したことを特徴とするディスクブレーキ。