JP2012077809A

JP2012077809A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP2012077809A
Application number: JP2010222010A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Sakashita; 貴康坂下; Jun Watanabe; 潤渡辺
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP5633797B2

Abstract

【課題】良好な作動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】本ディスクブレーキ１では、ピストン保持機構３４として、減速機構３６、３７から回転出力が付与されると、ねじ機構５２の直動によりピストン１２にディスク方向への推力を発生させて、ボールアンドランプ機構２８の直動によりピストン１２にディスク方向への推力を蓄積して、減速機構３６、３７からの回転出力が停止したとき、ボールアンドランプ機構２８で蓄積した推力がピストン１２に付与される。これにより、良好な作動効率を確保することができる。
【選択図】図１

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ものである。

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

特許文献１のディスクブレーキでは、ピストンの推力保持のためにはウォーム減速機の機械効率をなるべく低く（換言すれば、機械損失を大きく）設定する必要がある。しかしながら、ウォーム減速機の機械効率を低く設定すると、駐車ブレーキ機能を達成するための機構の作動効率が下がってしまい、下がった作動効率を補ってピストンに所望の推力を発生させるためにモータを大型化しなければならない、という問題が発生する。

本発明は、良好な作動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。

上記課題を解決するための手段として、本発明は、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、該一対のパッドのうち一方をディスクに押し付ける一つのピストンと、該ピストンが移動可能に納められるシリンダを有するキャリパ本体と、該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、前記ピストンを制動位置に保持させるピストン保持機構と、を備え、前記ピストン保持機構は、前記電動モータにより回転を増力する減速機構と、回転を直動に変換可能であると共に直動を回転に変換不能な第１回転直動変換機構と、回転を直動に、また直動を回転に変換可能な第２回転直動変換機構と、を有し、前記減速機構は、前記電動モータの入力を増力した回転出力を、第１または第２回転直動変換機構のいずれか一方に伝達し、前記回転出力の反力を第１または第２回転直動変換機構のいずれか他方に伝達して、前記減速機構から回転出力を付与して、前記第１回転直動変換機構の直動により前記ピストンに前記ディスク方向への推力を発生させて、前記第２回転直動変換機構の直動により前記ディスク方向への推力を蓄積して、前記減速機構からの回転出力が停止したとき、前記第２回転直動変換機構で蓄積した推力が前記ピストンに付与されることを特徴とする。

本発明のディスクブレーキによれば、良好な作動効率を確保することができる。

本実施形態に係るディスクブレーキで、駐車ブレーキが解除された状態を示す断面図である。図１の要部拡大図である。本実施形態に係るディスクブレーキで、駐車ブレーキの作動時にねじ機構だけが作動した状態を示す部分断面図である。本実施形態に係るディスクブレーキで、駐車ブレーキの作動時にねじ機構に加えてボールアンドランプ機構も作動した状態を示す部分断面図である。本実施形態に係るディスクブレーキで、駐車ブレーキの作動が完了した状態を示す部分断面図である。本実施形態に係るディスクブレーキで、駐車ブレーキの解除時にねじ機構とボールアンドランプ機構とが作動した状態を示す部分断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に本実施形態に係るディスクブレーキ１を示す。図１に示すように、ディスクブレーキ１には、車両の回転部に取り付けられたディスクロータ１５０を挟んで両側に配置された一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４とが設けられている。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いる。上記一対のインナブレーキパッド２、アウタブレーキパッド３、及びキャリパ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１５０の軸方向へ移動可能に支持されている。

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ブレーキパッド２に対向する基端側に配置されるシリンダ部７と、車両外側のブレーキパッドであるアウタブレーキパッド３に対向する先端側に配置される爪部８とを有している。シリンダ部７には、インナブレーキパッド２側を開口部７Ａ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が形成されている。このシリンダ１０内には、ピストンシール１１を介して軸方向に移動可能にピストン１２が内装されている。

ピストン１２は、円筒部１２Ｂと底部１２Ａとからなるカップ形状を呈し、その底部１２Ａがインナブレーキパッド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とシリンダ１０の底壁９との間は液圧室１３として画成されている。この液圧室１３には、シリンダ部７に設けた図示しないポートを通じて、マスタシリンダなどの図示しない液圧源から液圧が供給されるようになっている。ピストン１２は、その底部１２Ａに設けた凹部１４にインナブレーキパッド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１２Ａとシリンダ１０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が介装されている。

キャリパ本体６のシリンダ１０の底壁９側には気密的にハウジング３５が取り付けられる。該ハウジング３５の一端開口には気密的にカバー３９が取り付けられる。なお、ハウジング３５とシリンダ１０とは、シール５１によって気密性が保持されている。また、ハウジング３５とカバー３９とは、シール４０によって気密性が保持されている。キャリパ本体６のハウジング３５には、電動モータの一例であるモータ３８がシール５０を介して密閉的に取り付けられている。なお、本実施形態では、モータ３８をハウジング３５の外側に配置したが、モータ３８を覆うようにハウジング３５を形成し、ハウジング３５内にモータ３８を収容するようにしてもよい。この場合、シール５０は不要となる。

また、キャリパ本体６には、ピストン１２を制動位置に保持させるピストン保持機構３４が備えられる。該ピストン保持機構３４は、モータ３８による回転を増力する減速機構としての平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６と、該平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６からの回転運動を直線方向の運動（以下、便宜上直動という。）に変換して推力としてピストン１２に付与してピストン１２を移動させる第１回転直動変換機構としてのねじ機構５２と、平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６からの回転運動を直動に変換して付勢部材としての皿ばね８０を圧縮させて、ピストン１２にディスクロータ１５０方向への推力を蓄積する第２回転直動変換機構としてのボールアンドランプ機構２８とを有している。平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６は、ハウジング３５内に収納され、ねじ機構５２及びボールアンドランプ機構２８は、キャリパ本体６のシリンダ１０内に収納されている。

［減速機構］平歯多段減速機構３７は、ピニオンギヤ４２と、第１減速歯車４３と、第２減速歯車４４とを有している。ピニオンギヤ４２は、筒状に形成され、モータ３８のシャフト４１に圧入固定される穴部４２Ａと、外周に形成される歯車４２Ｂとを有している。第１減速歯車４３は、ピニオンギヤ４２の歯車４２Ｂに噛合する大径の大歯車４３Ａと、大歯車４３Ａから軸方向に延出して形成される小径の小歯車４３Ｂとが一体形成されている。この第１減速歯車４３は、一端がハウジング３５に支持されると共に他端がカバー３９に支持されたシャフト６２により回転可能に支持される。第２減速歯車４４は、第１減速歯車４３の小歯車４３Ｂに噛合する大径の大歯車４４Ａと、大歯車４４Ａから軸方向に延出して形成される小径のサンギヤ４４Ｂとが一体形成されている。サンギヤ４４Ｂは後述する遊星歯車減速機構３６の一部を構成している。この第２減速歯車４４は、カバー３９に支持されたシャフト６３により回転可能に支持される。

［減速機構（遊星歯車減速機構）］遊星歯車減速機構３６は、上記のサンギヤ４４Ｂと、複数個（本実施の形態では３個）のプラネタリギヤ４５と、インターナルギヤ４６と、キャリア４８とを有する。図２も参照して、プラネタリギヤ４５は、第２減速歯車４４に形成されたサンギヤ４４Ｂに噛合される歯車４５Ａと、キャリア４８から立設されるピン４７を挿通する穴部４５Ｂとを有している。３個のプラネタリギヤ４５は、キャリア４８の円周上に等間隔に配置される。

キャリア４８は、円盤状に形成され、その中心にスプライン溝を有する穴部４８Ａが形成されている。穴部４８Ａは、ねじ機構５２のロッド５５の後端側（図１中右端）の嵌合部５５Ａとスプライン係合することで、キャリア４８とロッド５５とで互いに回転トルクを伝達できるようになっている。キャリア４８の外周側には、上記各プラネタリギヤ４５をそれぞれ回転可能に支持する複数のピン４７を圧入固定するためのピン孔部４８Ｂが形成されている。キャリア４８は、穴部４８Ａを挿通したロッド５５の嵌合部５５Ａの後端に固着されるクリップ６４によってロッド５５に対する軸方向への移動が規制されるようになっている。また、各ピン４７は、一端側がキャリア４８のピン孔部４８Ｂにそれぞれ圧入固定されると共に、他端側が各プラネタリギヤ４５の穴部４５Ｂをそれぞれ挿通し、他端部にワッシャ６５を介してクリップ６６がそれぞれ固着される。その結果、各ピン４７の他端側に固着されるクリップ６６によって、各ピン４７がそれぞれ挿通されるワッシャ６５とともに各プラネタリギヤ４５の軸方向への各ピン４７に対する移動が規制される。

図２に示すように、インターナルギヤ４６は、各プラネタリギヤ４５の歯車４５Ａがそれぞれ噛合する内歯４６Ａと、この内歯４６Ａから軸方向に延出する大径筒部４６Ｂと、この大径筒部４６Ｂの内歯４５Ａと反対側の端部に形成される環状部４６Ｃと、この環状部４６Ｃの中心部から軸方向に延出する小径筒部４６Ｄと、この小径筒部４６Ｄの内周面にスプライン溝が形成された穴部４６Ｅとを有している。インターナルギヤ４６は、その小径筒部４６Ｄの外周面４６Ｆがハウジング３５の開口３５Ａに回転可能に支持されている。インターナルギヤ４６は、環状部４６Ｃの小径筒部４６Ｄ付近に環状の当接部４６Ｇが形成されており、ハウジング３５の開口３５Ａ周辺でハウジング３５と軸方向においても当接可能になっている。これにより、インターナルギヤ４６は、キャリア４８に設けられたワッシャ６５と、上記当接部４６Ｇが当接するハウジング３５とによってハウジング３５に対する軸方向への移動が規制される。また、インターナルギヤ４６の穴部４６Ｅは、上記ボールアンドランプ機構２８の回動直動プレート３１の外周面３１Ｂにスプライン係合しており、互いに回転トルクを伝達できるようになっている。

［第１回転直動変換機構（ねじ機構）］第１回転直動変換機構としてのねじ機構５２は、プッシュロッド５３と、該プッシュロッド５３と螺合するロッド５５とを備えている。ロッド５５は、後端側（図１中右端側）にスプライン溝を有する嵌合部５５Ａが形成され、上述したように嵌合部５５Ａがキャリア４８の穴部４８Ａとスプライン係合することで、キャリア４８とロッド５５とで互いに回転トルクを伝達できるようになっている。ロッド５５の先端側（図１中左端側）には、めねじ部５５Ｂが形成されており、このめねじ部５５Ｂに、直動部材としてのプッシュロッド５３が螺合している。ロッド５５のめねじ部５５Ｂの外周側には、鍔部５５Ｃが径方向に突設されている。該鍔部５５Ｃとシリンダ１０の底部９に設けたピストン側凹部９Ｂとの間には、鍔部５５Ｃ側からスラストベアリング５６、スラストワッシャ５７、皿ばね８０及びスラストワッシャ８１が順次配置されている。シリンダ１０の底壁９の穴部９Ａとロッド５５との間には、シール部材６１が設けられており、液圧室１３の液密性が保持されている。

プッシュロッド５３の先端側には、フランジ５４が一体に形成される。該フランジ５４の外周端には、複数の凸部５４Ａが形成される。これら各凸部５４Ａは、ピストン１２の円筒部１２Ｂの内周面に軸方向に延び周方向に間隔を置いて複数された溝部１２Ｃに係合するようになっている。この結果、プッシュロッド５３は、ピストン１２に対して軸方向には移動可能であるが、回転方向への移動は規制される。また、フランジ５４の外周面には、傾斜面５４Ｂが形成される。この傾斜面５４Ｂは、ピストン１２の底部１２Ａの内側に形成された傾斜面１２Ｄと当接可能になっている。フランジ５４の傾斜面５４Ｂがピストン１２の傾斜面１２Ｄに当接することで、モータ３８による回転力が、ねじ機構５２であるロッド５５及びプッシュロッド５３のフランジ５４を介して伝達され、ピストン１２を制動位置まで推進するとともに、制動位置に保持することができる。なお、フランジ５４の傾斜面５４Ｂ、若しくは、ピストン１２の傾斜面１２Ｄには、図示せぬ軸方向溝が複数形成されており、この軸方向溝によりピストン１２の底部１２Ａとフランジ５４とで形成される空間がピストン１２の円筒部１２Ｂの内部と連通することになり、ブレーキ液の流通が可能となって、前記空間のエア抜き性が確保されるようになっている。

本実施形態においては、ねじ機構５２により、第１回転直動変換機構、特に伝達力の付与が停止されたときに停止状態を維持する回転直動変換機構が構成される。また、本実施形態においては、ロッド５５が回転部材として、また、プッシュロッド５３及びフランジ５４が直動部材として構成される。

［第２回転直動変換機構（ボールアンドランプ機構）］第２回転直動変換機構としてのボールアンドランプ機構２８は、ベースプレート２９と、回転直動プレート３１と、該ベースプレート２９と回転直動プレート３１との間に介装された複数のボール３２と、ウェーブワッシャ２７とを備えている。

ベースプレート２９は円環状に形成され、シリンダ１０の底壁９に設けたキャリア側凹部９Ｃの底部に圧入固定されたピン３３と嵌合する凹部２９Ａと、回転直動プレート３１との対向面に周方向に沿って所定角度で円弧状に延び径方向断面が円弧状に形成される複数のボール溝２９Ｂと、中心部に設けたロッド５５が挿通する挿通孔２９Ｃとを備えている。

回転直動プレート３１は、円環状に形成され、ベースプレート２９との対向面に周方向に沿って所定角度で円弧状に延び径方向断面が円弧状に形成される複数のボール溝３１Ａと、インターナルギヤ４６の穴部４６Ｅにスプライン係合される外周面３１Ｂと、中心部に設けたロッド５５が挿通する挿通孔３１Ｃとを備えている。なお、該回転直動プレート３１はキャリア４８に対してスラストベアリング３０を介して回転可能に支持されている。本実施形態においては、この回転直動プレート３１がボールアンドランプ機構の回転部材として構成されている。

ボール３２は、転動部材としての鋼球からなり、上記ベースプレート２９の複数のボール溝２９Ｂと回転直動プレート３１の複数のボール溝３１Ａとの間にそれぞれ介装されている。そして、回転直動プレート３１が回転されると、ボール溝２９Ｂと３１Ａの間をボール３２が転動する。この結果、ベースプレート２９は、ピン３３によりシリンダ１０に対して回り止めされているため、回転直動プレート３１が回転しながら軸方向（キャリア４８側）に移動する。なお、ボール溝２９Ｂ、３１Ａは、周方向に沿った傾斜の途中に窪みを付けたり、傾斜を途中で変化させて構成するようにしても良い。

ウェーブワッシャ２７は、シリンダ１０の底壁９とボールアンドランプ機構２８のベースプレート２９との間に介装されており、該ベースプレート２９を回動直動プレート３１側に付勢している。
なお、皿ばね８０は、所定のセット荷重にて組み付けられているため、ロッド５５がディスクロータ１５０側（図中左側）に付勢され、結果として、クリップ６４により、キャリア４８及びスラストベアリング３０を介して回転直動プレート３１がベースプレート２９側に付勢される。ここで、皿ばね８０のセット荷重はウェーブワッシャ２７のセット荷重よりも大きくなるようにセットするために、ベースプレート２９はシリンダ１０の底壁９のキャリア側凹部９Ｃに保持される。これにより、ボール３２をベースプレート２９のボール溝２９Ａと、回転直動プレート３１のボール溝３１Ａとの間で保持することが可能になる。

本実施形態において、第２回転直動変換機構であるボールアンドランプ機構２８は、ピストン保持機構３４の作動時にピストン１２を制動位置に保持する必要がなく、また後述するように皿ばね８０の付勢力により逆作動する必要があるため、ねじ機構５２の機械効率よりも高い機械効率（例えば、機械効率ηが８０〜９０程度）が設定されている。したがって、本実施形態のように、機械効率が低いねじ機構５２と機械効率の高いボールアンドランプ機構２８とを組み合わせたピストン保持機構３４の全体の機械効率が比較的高い（例えば、機械効率ηが２０〜３０程度）ものとなり、ディスクブレーキ１のピストン保持機構３４の良好な作動効率を確保することができる。

モータ３８には、該モータ３８を駆動制御する制御手段である電子制御装置からなるＥＣＵ７０が接続されている。また、ＥＣＵ７０には駐車ブレーキの作動、解除を指示するべく操作されるパーキングスイッチ７１が接続されている

次に、本実施形態に係るディスクブレーキ１の作用を説明する。まず、ブレーキペダルの操作による通常の液圧ブレーキとしてのディスクブレーキ１の制動時における作用を説明する。運転者によりブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキペダルの踏力に応じた液圧がマスタシリンダ（図示しない）から液圧回路を経てキャリパ４内の液圧室１３に供給される。これにより、ピストン１２がピストンシール１１を撓ませながら前進（図１の左方向に移動）してインナブレーキパッド２がディスクロータ１５０に押し付けられる。その反力によりキャリパ４がキャリア５に対して図１における右方向に移動して、爪部８に押し付けられたアウタブレーキパッド３がディスクロータ１５０に押し付けられる。この結果、ディスクロータ１５０が一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて車両の制動力が発生する。

そして、運転者がブレーキペダルを解放すると、マスタシリンダからの液圧の供給が途絶えて液圧室１３内の液圧が低下する。これにより、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力が解除される。ちなみに、インナ及びアウタブレーキパッド２、３の摩耗に伴いピストン１２の移動量が増大すると、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、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ようになっている。

次に、車両の停止状態を維持するための作用の一例である、駐車ブレーキとしての作用を説明する。図１は、駐車ブレーキが解除されている状態を示している。この状態からパーキングスイッチ７１が操作されてその作動信号に基づき、ＥＣＵ７０によってモータ３８が駆動されると、平歯多段減速機構３７を介して遊星歯車減速機構３６のサンギヤ４４Ｂが回転する。このとき、遊星歯車減速機構３６のキャリア４８とインターナルギヤ４６とには、所定の比率（減速比）で互いに逆方向へ回転するように回転トルクが付与される。

ここで、ボールアンドランプ機構２８は皿ばね８０による付勢力が付与されているため、回転直動プレート３１をキャリア４８側に移動（図１中左方向へ移動）させるためにはある一定以上のトルクが必要となっている。これに対して、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３からディスクロータ１５０への制動力（押圧力）が発生していない状態では、ロッド５５を回転させるためのトルクは十分小さくなっている。このため、図３に示すように、遊星歯車減速機構３６のサンギヤ４４Ｂからの回転力は、各プラネタリギヤ４５を介してキャリア４８に伝達されてねじ機構５２が作動し始める。
そして、ねじ機構５２では、キャリア４８からの回転力によりロッド５５が回転することでプッシュロッド５３のフランジ５４が前進（図１中左方向へ移動）し、フランジ５４の傾斜面５４Ｂがピストン１２の傾斜面１２Ｄに当接して押圧しピストン１２が前進することになる。

なお、本実施形態では、最初にねじ機構５２によりプッシュロッド５３が前進することでピストン１２を前進させてディスクロータ１５０への制動力を得るので、ねじ機構５２の作動により一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３の経時的な摩耗を補償することができる。

次に、さらにモータ３８を回転させて、ねじ機構５２の作用によりディスクロータ１５０への制動力が発生し始めると、今度は、図４に示すように、ロッド５５を回転させるための回転トルクが増大して、ボールアンドランプ機構２８を作動させるための回転トルクより大きくなる。この結果、遊星歯車減速機構３６のサンギヤ４４Ｂからの回転力は各プラネタリギヤ４５を介してインターナルギヤ４６に伝達され、ボールアンドランプ機構２８が作動し始める。

そして、該ボールアンドランプ機構２８では、インターナルギヤ４６からの回転力により回転直動プレート３１が回転しながらキャリア４８側に移動すると共にロッド５５がディスクロータ１５０と離間する方向に移動する。この結果、皿ばね８０が圧縮され、該皿ばね８０にロッド５５をディスクロータ１５０側へ推進させるための推力が蓄積される。

次に、ボールアンドランプ機構２８によって皿ばね８０に蓄積された力が大きくなり、回転直動プレート３１を回転させるためのトルクが大きくなると、今度は、遊星歯車減速機構３６のサンギヤ４４Ｂからの回転力が各プラネタリギヤ４５を介してキャリア４８に伝達される。これにより、キャリア４８からの回転力によりねじ機構５２が作動、すなわち、ロッド５５が回転してプッシュロッド５３のフランジ５４が前進されることでディスクロータ１５０への制動力がさらに増大する。ここで、ねじ機構５２による押圧力の反力は皿ばね８０に付与されるので、皿ばね８０には、ボールアンドランプ機構２８及びねじ機構５２の両方から皿ばね８０を圧縮する方向の力が付与されることになる。このように、所定の比率を保持しながら、ねじ機構５２によりピストン１２を前進させつつ、ねじ機構５２及びボールアンドランプ機構２８の両方にて、皿ばね８０にロッド５５をディスクロータ１５０側へ推進させるための推力を蓄積する、すなわち蓄力することができる。

次に、ディスクロータ１５０への押圧力が所定値に到達すると、ＥＣＵ７０は、モータ３８への通電を停止する。この結果、皿ばね８０に蓄積された付勢力により、機械効率の高いボールアンドランプ機構２８は入力時と逆方向に作動するが、図５に示すように、ロッド５５がディスクロータ１５０側へ推進するので結果的にディスクロータ１５０への制動力が増大する。ここで、機械効率が低く逆作動性のないねじ機構５２はディスクロータ１５０への押圧力の反力では作動しない。よって、皿ばね８０の推力の蓄積作用によりディスクロータ１５０への押圧力はさらに増大して、駐車ブレーキの作動が完了する。

以上のように、本実施形態に係るディスクブレーキ１では、駐車ブレーキ作動時、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３からディスクロータ１５０へ制動力を付与するのに際して、機械効率が低いねじ機構５２と機械効率の高いボールアンドランプ機構２８とを組み合わせたピストン保持機構３４の全体の機械効率が比較的高い（例えば、機械効率ηが２０〜３０程度）ものとなり、本ディスクブレーキ１のピストン保持機構３４の良好な作動効率を確保することができる。

また、ピストン１２には、ねじ機構５２からの押圧力だけでなく、ボールアンドランプ機構２８からの押圧力も付与して蓄積した皿ばね８０の付勢力も作用するため、モータ３８を小型化しても所望の制動力を得ることができる。さらに、モータ３８を小型化（低トルク化）することで、平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６に付与されるトルクも低く抑えることができるので、作動音や寿命の点で有利となる。加えて、皿ばね８０は荷重に対する変形量が比較的大きいため、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３が駐車ブレーキ作動時に熱膨張していたとしても、その後の熱収縮による押圧力の低下を小さくすることができる。このため、従来のディスクブレーキにおいて、ブレーキパッドの熱収縮分の押圧力の低下を抑制するために一定時間毎に行なっている、いわゆるリクランプ制御を不要とすることができる。

なお、平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６を逆方向に動作させるためのトルクが大きく、皿ばね８０の付勢力だけではボールアンドランプ機構２８が逆方向に十分動作しない場合には、モータ３８の駆動停止後にモータ３８へピストン１２を戻す方向へ通電するようにしてもよい。この場合、図６に示すように、ボールアンドランプ機構２８が初期位置まで戻った時点でねじ機構５２が作動するが、このときには、比較的大きなトルクが必要であるためモータ３８の電流値が急増するようになる。このため、ボールアンドランプ機構２８が初期位置に戻ったか否かは電流値の急激な変化を検知することで認知して、それに基づいてモータ３８への通電を停止すればよい。

次に、駐車ブレーキを解除する際には、パーキングスイッチ７１のパーキング解除操作に基づいて、ＥＣＵ７０によってモータ３８がピストン１２を戻す方向へ作動し、平歯多段減速機構３７及び遊星歯車減速機構３６がピストン１２を戻す方向へ作動する。ここで、ボールアンドランプ機構２８は、既に駐車ブレーキの作動が完了した時点である程度の位置まで戻っているため、遊星歯車減速機構３６のインターナルギヤ４６は駐車ブレーキ作動時よりも少ない回転量で初期位置まで戻ることができる（図６参照）。したがって、ピストン１２を前進させるときに比べてモータ３８の回転量は少なくなるため、ピストン１２を早く戻すことができる。また、ねじ機構５２は増力方向より減力方向のほうが小さなトルクで作動させることができる（ねじを締めるときよりも緩めるときの方が必要な力が少ない）ため、ボールアンドランプ機構２８によって再度皿ばね８０が圧縮させなくてもピストン１２を戻す方向に回転させて、一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３からディスクロータ１５０への制動力を解除することができる。このように、駐車ブレーキの解除時は、モータ３８の総回転量を減少させることができ、本ディスクブレーキ１のピストン保持機構３４の応答性や作動効率が向上する。

また、駐車ブレーキ解除時、ピストン１２に押圧力が作用した状態では、皿ばね８０はまだ圧縮した状態である。このため、ボールアンドランプ機構２８を初期位置まで戻しても、回転直動プレート３１はキャリア４８側へ付勢される。しかしながら、ベースプレート２９は、図６に示すように、ウェーブワッシャ２７により付勢され、シリンダ１０の底壁９に設けたキャリア側凹部９Ｃの底部から離間するために、ボール３２がベースプレート２９のボール溝２９Ａと、回転直動プレート３１のボール溝３１Ａとの間で離間せずに保持される。

なお、本実施形態では、ねじ機構５２及びボールアンドランプ機構２８を作動させる減速機構として遊星歯車減速機構３６を採用したが、サイクロイド減速機や波動減速機等、同軸３軸で構成される他の公知な減速機を採用してもよい。また、第２回転直動変換機構としてボールアンドランプ機構２８を採用したが、ボールねじ機構等、機械効率の良好な他の回転直動変換機構を採用してもよい。

さらに、本実施形態では、車両の停止状態を維持するための作用の一例である、駐車ブレーキを例に、ピストン保持機構３４の作動を説明したが、駐車ブレーキ以外の場合、例えば、坂道での車両の発進を補助するためのヒルスタートアシストやヒルダウンアシスト、アクセルオフが一定時間継続したときのオートストップ時等の場合にピストン保持機構３４を作動させるようにしてもよい。

上記実施形態のディスクブレーキは、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、該一対のパッドのうち一方をディスクに押し付ける一つのピストンと、該ピストンが移動可能に納められるシリンダを有するキャリパ本体と、該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、前記ピストンを制動位置に保持させるピストン保持機構と、を備え、前記ピストン保持機構は、前記電動モータにより回転を増力する減速機構と、回転を直動に変換可能であると共に直動を回転に変換不能な第１回転直動変換機構と、回転を直動に、また直動を回転に変換可能な第２回転直動変換機構と、を有し、前記減速機構は、前記電動モータの入力を増力した回転出力を、第１または第２回転直動変換機構のいずれか一方に伝達し、前記回転出力の反力を第１または第２回転直動変換機構のいずれか他方に伝達して、前記減速機構から回転出力を付与して、前記第１回転直動変換機構の直動により前記ピストンに前記ディスク方向への推力を発生させて、前記第２回転直動変換機構の直動により前記ディスク方向への推力を蓄積して、前記減速機構からの回転出力が停止したとき、前記第２回転直動変換機構で蓄積した推力が前記ピストンに付与されるようになっている。このようなディスクブレーキによれば、ピストン保持機構の良好な作動効率を確保することができる。

上記実施形態のディスクブレーキは、前記第１回転直動変換機構が、前記電動モータからの伝達力の付与が停止されたときに停止状態を維持して、前記第２回転直動変換機構が、前記第１回転直動変換機構の回転部材を前記ディスクから離間する方向に移動させると共に、前記第１回転直動変換機構の回転部材とキャリパ本体との間に設けられ、該回転部材を前記ディスクへ近づく方向に付勢する付勢部材を圧縮させて前記ディスク方向への推力を蓄積するようになっている。このようなディスクブレーキによれば、ピストン保持機構の良好な作動効率を確保することができる。

上記実施形態のディスクブレーキは、前記第２回転直動変換機構が、前記電動モータからの伝達力の付与が停止されたときに、前記付勢部材への推力の蓄積作用を解消して、前記付勢部材の付勢力により第１回転直動変換機構を前記ディスク方向に付勢するようになっている。このようなディスクブレーキによれば、ピストン保持機構の良好な作動効率を確保することができる。

上記実施形態のディスクブレーキは、前記第１回転直動変換機構が、ねじ機構となっている。このようなディスクブレーキによれば、比較的簡易な機構であるねじ機構によってピストン位置の保持が可能となるため、ディスクブレーキの構造が簡易になり、制動効率が向上する。

上記実施形態のディスクブレーキは、前記第２回転直動変換機構が、ボールアンドランプ機構となっている。このようなディスクブレーキによれば、ボールアンドランプ機構を用いることで比較的軸方向寸法を抑制してディスクブレーキを構成できるため、ディスクブレーキの小型化を図ることができる。

１ディスクブレーキ，２インナブレーキパッド，３アウタブレーキパッド，４キャリパ，６キャリパ本体，９底壁，１０シリンダ，１２ピストン，２８ボールアンドランプ機構（第２回転直動変換機構），２９ベースプレート，２９Ａ、３１Ａボール溝，３１回転直動プレート（回転部材），３２ボール（転動部材），３４ピストン保持機構，３６遊星歯車減速機構，３７平歯多段減速機構，３８モータ（電動モータ），４４Ｂサンギヤ，４６インターナルギヤ，４８キャリア，５２ねじ機構（第１回転直動変換機構），５３プッシュロッド（直動部材），５４フランジ（直動部材），５５ロッド，８０皿ばね（付勢部材）１５０ディスクロータ

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、
該一対のパッドのうち一方をディスクに押し付ける一つのピストンと、
該ピストンが移動可能に納められるシリンダを有するキャリパ本体と、
該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、前記ピストンを制動位置に保持させるピストン保持機構と、を備え、
前記ピストン保持機構は、
前記電動モータにより回転を増力する減速機構と、
回転を直動に変換可能であると共に直動を回転に変換不能な第１回転直動変換機構と、
回転を直動に、また直動を回転に変換可能な第２回転直動変換機構と、を有し、
前記減速機構は、前記電動モータの入力を増力した回転出力を、第１または第２回転直動変換機構のいずれか一方に伝達し、前記回転出力の反力を第１または第２回転直動変換機構のいずれか他方に伝達して、
前記減速機構から回転出力を付与して、前記第１回転直動変換機構の直動により前記ピストンに前記ディスク方向への推力を発生させて、前記第２回転直動変換機構の直動により前記ディスク方向への推力を蓄積して、前記減速機構からの回転出力が停止したとき、前記第２回転直動変換機構で蓄積した推力が前記ピストンに付与されることを特徴とするディスクブレーキ。
前記第１回転直動変換機構は、前記電動モータからの伝達力の付与が停止されたときに停止状態を維持して、
前記第２回転直動変換機構は、前記第１回転直動変換機構の回転部材を前記ディスクから離間する方向に移動させると共に、前記第１回転直動変換機構の回転部材とキャリパ本体との間に設けられ、該回転部材を前記ディスクへ近づく方向に付勢する付勢部材を圧縮させて前記ディスク方向への推力を蓄積することを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
前記第２回転直動変換機構は、前記電動モータからの伝達力の付与が停止されたときに、前記付勢部材への推力の蓄積作用を解消して、前記付勢部材の付勢力により第１回転直動変換機構を前記ディスク方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ。
前記第１回転直動変換機構は、ねじ機構であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスクブレーキ。
前記第２回転直動変換機構は、ボールアンドランプ機構であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスクブレーキ。