JP2013047545A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に摩耗調整を行うことができるディスクブレーキを提供する。
【解決手段】ディスクブレーキは、第１リンク１３２と第２リンクとの連結点１５０への入力を増幅して出力するトグルリンク１３０と、トグルリンク１３０に連結されており、その出力を受けて軸方向に移動可能であるピストン部材１２６と、ブレーキパッドまたはディスクロータの摩耗により生じた隙間を調整するための調整機構２００と、を備える。調整機構２００は、ピストン部材１２６の軸方向まわりの回転によりピストン部材１２６の軸方向長さを拡張するよう構成されている。調整機構２００は、連結点１５０のブレーキ解除方向の移動に連動して回転するよう配設されている第１歯車２０２と、第１歯車２０２の回転をピストン部材１２６に出力するための第３歯車２２０と、を含む歯車機構を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、ディスクブレーキに関する。

ピストン駆動軸をロータ軸方向に移動させる機械式作動機構はトグル方式の構成とし、ピストンの変位を摩擦パッドの摩耗に追従させるアジャスト機構はピストン後退作動により摩擦パッドとピストンとの間にクリアランスを一定に保つ構成としたディスクブレーキ装置が知られている（例えば特許文献１）。制動操作が解除されてピストン駆動軸が後退動作をする時に、ピストン内の駒体のピストン駆動軸方向の螺進動作によってピストン駆動軸の実質的な長さが拡張される。こうして、ピストンの位置が摩擦パッドの摩耗に追従した位置に修正される。

特開平１１−６５３５号公報

上述のディスクブレーキ装置においては、ピストンの変位を摩擦パッドの摩耗に追従させるアジャスト機構がピストン駆動軸の後退動作に際して駒体に作用する力（例えばバネ力や摩擦力）のバランスによって作動する。そのため、アジャスト機構の作動は必ずしも安定しないおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より確実に摩耗調整を行うことができる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に、本発明のある態様のディスクブレーキは、互いに連結されている第１リンクと第２リンクとを含み、該第１リンクと該第２リンクとの連結点への入力を増幅して出力するトグルリンクと、前記トグルリンクに連結されており、前記トグルリンクの出力を受けて軸方向に移動可能であるピストン部材であって、ブレーキパッドに当接して該ブレーキパッドをディスクロータに前進させるためのピストンを含むピストン部材と、前記ブレーキパッドまたは前記ディスクロータの摩耗により生じた隙間を調整するための調整機構であって、前記ピストン部材の前記軸方向まわりの回転を前記ピストンの前記軸方向の変位に変換することにより前記ピストン部材の軸方向長さを拡張するよう構成されている調整機構と、を備える。前記調整機構は、前記連結点のブレーキ解除方向の移動に連動して回転するよう配設されている第１歯車と、前記第１歯車の回転を前記ピストン部材に出力するための最終歯車と、を含む歯車機構を備える。

この態様によると、ブレーキパッドまたはディスクロータの摩耗により生じた隙間を調整するための調整動作に、ブレーキ解除方向のトグルリンクの運動を利用することができる。トグルリンクの運動は歯車機構を介してピストン部材の軸方向長さの拡張へと変換される。歯車機構を介在させることにより、ディスクブレーキの摩耗調整機構をより確実に作動させることができる。

前記第１歯車は、前記トグルリンクの前記第１歯車への当接により回転させられるように、前記トグルリンクの動作面に交差して配設されていてもよい。トグルリンクの第１歯車への当接により、トグルリンクによって第１歯車を直接的に移動及び回転させることができる。

前記トグルリンクの揺動角度範囲は、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間に押付力が作用するブレーキ範囲と、前記押付力が解除される非ブレーキ範囲と、を含んでもよい。前記第１歯車は、前記非ブレーキ範囲において前記トグルリンクの揺動に連動して回転するよう配設されていてもよい。このようにすれば、ブレーキの解除から摩耗調整へと、トグルリンクにより継ぎ目なく操作することができる。

前記歯車機構は、前記第１歯車の回転を前記最終歯車に伝達するための少なくとも１つの中間歯車を備え、該少なくとも１つの中間歯車は、前記第１歯車及び前記最終歯車を囲む内歯車を含んでもよい。第１歯車及び最終歯車が中間歯車で包囲されるので、歯車機構を比較的コンパクトに実現することができる。

前記ピストン部材は、前記軸方向に延びており一端にて前記ピストンに螺合する筒状部材を備え、前記ピストンは、前記筒状部材に対する前記軸方向まわりの相対回転が規制されており、前記最終歯車は、前記筒状部材に形成されていてもよい。第１歯車の回転が最終歯車を介して筒状部材に出力される。筒状部材とピストンとが螺合しており、ピストンの回転が規制されていることにより、筒状部材の回転がピストンの並進に変換される。

ディスクブレーキは、前記第１歯車を噛み合い位置と非噛み合い位置とに切り替えるための切替機構をさらに備えてもよい。噛み合い位置においては第１歯車の回転がピストン部材へと伝達され、非噛み合い位置においては第１歯車の回転がピストン部材へと伝達されない。第１歯車を噛み合い位置と非噛み合い位置とで切り替えることにより、適時に摩耗調整をすることができる。

前記切替機構は、前記第１歯車のための位置決め部材と、該位置決め部材に隣接して配置されており、前記ピストンの前進方向に向けて前記ピストン部材に接するよう付勢されている押込部材と、を備えてもよい。前記押込部材が前記位置決め部材に当接することにより前記第１歯車を前記位置決め部材が前記非噛み合い位置から前記噛み合い位置へと変位させるように、前記押込部材及び前記位置決め部材の少なくとも一方は、前記押込部材から前記位置決め部材に作用する力を前記第１歯車の変位方向に向けるための当接面を備えてもよい。このようにすれば、押込部材と位置決め部材との当接面における当接により、第１歯車を非噛み合い位置から噛み合い位置へと切り替えることができる。

本発明によれば、ディスクブレーキの摩耗調整機構をより確実に作動させることができる。

トグルリンクを備えるディスクブレーキの側面図である。 図１に示すトグルリンクの入力と出力との関係を模式的に示した図である。 図２に示すトグルリンクのリンク角による入力と出力との関係を説明するための模式図である。 リンク角度とトグルリンク出力との関係の一例を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキの側面図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るディスクブレーキの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係る第１歯車の初期位相を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構の支持構造を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構のための切替機構を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構のための切替機構を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構は、ブレーキ解除のためのトグルリンクの運動を歯車機構を介してピストン部材の軸方向長さの拡張に変換するよう構成されている。ピストン部材が長くなることにより、ブレーキパッドまたはディスクロータの摩耗により生じた隙間が調整される。歯車機構を介在させることにより、トグルリンクの運動を確実に摩耗調整機構に伝達することができる。ブレーキ解除操作から摩耗調整動作へとスムーズに移行することもできる。

発明の理解を容易にするために、まず、図１乃至図４を参照して、ブレーキ操作のためにトグルリンクを備えるディスクブレーキ１０を説明する。ディスクブレーキ１０には、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構を適用することができる。

図１は、ディスクブレーキ１０の側面図である。図１に示すように、ディスクブレーキ１０は、回転軸Ａｘを中心とする円板状のディスクロータ１２と、車両に支持されるブレーキキャリパ１４と、ブレーキキャリパ１４が備える一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂと、一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂをリンクするトグルリンク３０と、を備える。ブレーキキャリパ１４は、前述の一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂと、一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂがディスクロータ１２に向かって移動できるようにガイドするスライドピン２０と、を有する。

リンク機構として機能するトグルリンク３０は、例えば、一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂのそれぞれに連結されている第１リンク３２及び第２リンク３４で構成されている。第１リンク３２及び第２リンク３４は、一対のブレーキパッド１６ａ，１６ｂと反対側の端部において、連結点５０にて互いに連結されている。

なお、トグルリンク３０がブレーキパッド１６ａ，１６ｂに連結されているとは、トグルリンク３０を構成するリンクが直接ブレーキパッドに連結されている場合だけでなく、例えば図６に示すように、他の部材（例えば、ピストン、キャリパ、その他のリンク等）を介して連結している場合も含まれる。また、第１リンク３２及び第２リンク３４は、必ずしも一本の棒状の部材ではなくてもよく、複数のリンク部材を連結して構成されていてもよい。

次に、トグルリンク３０について説明する。トグルリンク３０が有する特徴としては、例えば、（ｉ）入力はリンク系によって伝達される、（ｉｉ）入力によって部材が入力方向に移動する、（ｉｉｉ）リンクが一直線（図３に示す角度αｉ＝１８０ｄｅｇ）になったときには入力が除去されても、部材は反入力方向に戻らず位置が保持される、（ｉｖ）位置が保持された後、反入力方向の外力に対して大きな抗力を持つ、などが挙げられる。このようなトグルリンク３０をディスクブレーキ１０に適用することで、通常の油圧で作動するブレーキキャリパの（ａ）力を発生させる機能、（ｂ）ストロークする機能を置き換えることができる。また、前述の（ｉｉｉ）の特徴により、駐車ブレーキとしての使用にも適している。

図２は、図１に示すトグルリンク３０の入力と出力との関係を模式的に示した図である。図２に示すように、第１リンク３２と第２リンク３４との連結点５０に矢印の方向から入力Ｆｉが加わると、第１リンク３２のブレーキパッド１６ａとの連結点（出力点）２５には、矢印の方向へ出力Ｆ０が生じる。

図３は、図２に示すトグルリンク３０のリンク角による入力Ｆｉ及び出力Ｆ０の関係を説明するための模式図である。第１リンク３２と水平方向とが成す角をα０、第２リンク３４と水平方向とが成す角をαｉ、第１リンク３２と第２リンク３４とが成す角をα１とすると、以下の式（１）、式（２）が導かれる。
α０＝ｓｉｎ^−１（Ａ×ｓｉｎαｉ／Ｂ）・・・式（１）
Ｆ０＝（Ｆｉ×ｃｏｓα０／ｓｉｎ（αｉ＋α０））・・・式（２）

図４は、第２リンク３４と水平方向との成す角αｉと、トグルリンク出力との関係の一例を示すグラフである。なお、図４に示すグラフの縦軸は出力Ｆ０／入力Ｆｉ、横軸は第２リンク３４と水平方向との成す角αｉである。また、グラフに示す特性は、第１リンク３２や第２リンク３４の長さ等によって異なるものであり、前述の式（１）、式（２）の関係を満たす範囲で変化しうる。

図４に示す出力特性では、出力Ｆ０が常に入力Ｆｉを上回っていることから、外部よりサーボ機構（倍力機構）を必要としない少ない力で大きな制動力をディスクブレーキ１０に発生させることができる。ディスクブレーキ１０においてはトグルリンク３０が倍力機構として機能する。

出力／入力の値が５〜１５倍となる領域Ａは、走行時や停車時の通常のフットブレーキに適しており、出力／入力の値が２０倍前後となる領域Ｂは駐車ブレーキに適している。また、角度αｉの増加に伴い（角度α０の減少に伴い）出力／入力の値が増加している。そこで、トグルリンク３０の動作量を制御することで一つのディスクブレーキ１０によりサービスブレーキ（フットブレーキ）と駐車ブレーキとを兼用することができる。このように、ディスクブレーキ１０は、トグルリンク３０の特長を生かして駐車ブレーキとしても作動でき、その状態を保持する場合は外部からの入力を必要としないようにすることができる。

このように、ディスクブレーキ１０は、トグルリンク３０により入力Ｆｉを増幅してブレーキパッド１６ａ，１６ｂをディスクロータ１２に押し付けることができる。すなわちディスクブレーキ１０はトグルリンク３０を含む倍力機構を備える。また、入力に対する出力の倍率が５〜１５程度の緩やかなところで使用することで、通常のブレーキ（サービスブレーキ）としても制御性にも優れる。また、駐車時にはクランプ力がほぼ無限大となるため、外部より力を加えることなく、駐車を維持できる。

次に、図５乃至図１６を参照して、本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ１００を説明する。ディスクブレーキ１００は、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構２００を備える。以下では、ブレーキパッド摩耗調整機構２００を単に、摩耗調整機構２００または調整機構２００と呼ぶことがある。この調整機構２００の詳細については、図９乃至図１６を参照して後述する。

図５は、本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ１００を示す斜視図である。図６は、本発明の一実施形態に係るディスクブレーキ１００の側面図である。図６はブレーキが解除されているときのディスクブレーキ１００を示す。図７及び図８は、ブレーキが操作されているときのディスクブレーキ１００の動作を説明するための図である。図７に示すのはブレーキがいくらか操作されている状態であり、図８に示すのはブレーキが最大限操作されている状態である。図５に示す状態においては、図８と同様にブレーキが最大限操作されている。

図５及び図６に示されるように、ディスクブレーキ１００は、円板状のディスクロータ１１２と（図６参照）、ディスクロータ１１２の両側に設けられた一対のブレーキパッド１１６ａ，１１６ｂと、を備える。また、ディスクブレーキ１００は、車両に支持されるブレーキキャリパ１１４を備える。以下では、ブレーキキャリパ１１４をキャリパ１１４と呼び、ブレーキパッド１１６ａ，１１６ｂをパッド１１６ａ，１１６ｂと呼ぶことがある。一対のパッド１１６ａ，１１６ｂの第１パッド１１６ａと第２パッド１１６ｂとを特に区別する必要のないときはパッド１１６と総称することがある。

また、ディスクブレーキ１００は、トグルリンク１３０と、トグルリンク１３０を動作させる駆動部（不図示）と、トグルリンク１３０の出力を受けてパッド１１６を作動させるために軸方向に移動可能であるピストン部材１２６と、を備える。トグルリンク１３０は第１リンク１３２と第２リンク１３４との連結点１５０への入力を増幅するための倍力機構として機能する。トグルリンク１３０はピストン部材１２６に連結されている。ピストン部材１２６は、パッド１１６をディスクロータ１１２に向けて前進させ、パッド１１６とディスクロータ１１２との間に押付力を作用させるよう構成されている。ピストン部材１２６は、トグルリンク１３０により押されて第２パッド１１６ｂの裏側に当接する。

キャリパ１１４は、第１パッド１１６ａが連結されるキャリパボディ１１８と、第２パッド１１６ｂを押圧可能なピストン部材１２６と、を有する。キャリパ１１４は、ディスクロータ１１２（図６参照）を第１パッド１１６ａ及び第２パッド１１６ｂにより挟持することで摩擦力を発生させる。キャリパ１１４は、一対のパッド１１６ａ，１１６ｂがディスクロータ１１２に向かって移動できるようにガイドするスライドピン１２０を備える。

図６に示されるように、キャリパ１１４は、キャリパボディ１１８を介して第１パッド１１６ａを押圧可能なキャリパアダプタ１２８を備える（図６参照）。キャリパアダプタ１２８は、環状に形成され、キャリパボディ１１８の取付孔に取り付けられる。

また、図６に示されるように、ピストン部材１２６は、その軸方向に配設された筒状部材１２２、第１ピストン１２３、及び第２ピストン１２４を備える。筒状部材１２２の一端に第１ピストン１２３が取り付けられており、筒状部材１２２の他端に第２ピストン１２４が取り付けられている。筒状部材１２２は、キャリパアダプタ１２８に隙間を介して挿入され、キャリパアダプタ１２８内を進退可能である。

ピストン部材１２６を進退させることで、パッド１１６をディスクロータ１１２に接近または離間させることができる。第１ピストン１２３を第２パッド１１６ｂに接近させる方向に移動させると、ピストン部材１２６が一体に移動し、第２ピストン１２４が第２パッド１１６ｂの裏面に当接する。ピストン部材１２６がさらに移動されることにより、第２パッド１１６ｂがディスクロータ１１２に押し付けられ、それとともに第１パッド１１６ａもまたディスクロータ１１２に押し付けられて、制動力が生じる。

なお以下では、ディスクブレーキ１００の構成要素の配置及び動作を説明するために、便宜上、ピストン部材１２６を第２パッド１１６ｂに接近させる方向を「前進方向」といい、その逆方向を「後退方向」ということがある。また、ピストン部材１２６の軸方向に関して第２パッド１１６ｂに近い位置を「前」と呼び、第２パッド１１６ｂから遠い位置を「後」と呼ぶことがある。

図６に示されるように、トグルリンク１３０は、キャリパアダプタ１２８に連結されている第１リンク１３２と、ピストン部材１２６の後端に連結されている第２リンク１３４と、で構成されている。第１リンク１３２はキャリパアダプタ１２８を介して第１パッド１１６ａへと連結され、第２リンク１３４はピストン部材１２６を介して第２パッド１１６ｂへと連結されている。第１リンク１３２と第２リンク１３４とは、連結点１５０にて互いに連結されている。

第１リンク１３２及び第２リンク１３４は、必ずしも一本の棒状の部材ではなくてもよく、複数のリンク部材を連結して構成されていてもよい。また、図５に示されるように、第１リンク１３２及び第２リンク１３４はそれぞれピストン部材１２６の両側に一対に設けられている。図６においては一対のリンク部材のうち手前側の部材が示されている。

トグルリンク１３０は、第１軸部１３６、第２軸部１３８、及び第３軸部１４０をさらに備える。第１軸部１３６は、第２リンク１３４と第１ピストン１２３とを回動可能に連結する。第２軸部１３８は、第１リンク１３２とキャリパアダプタ１２８とを回動可能に連結する。第３軸部１４０は、第１リンク１３２と第２リンク１３４とを回動可能に連結する。すなわち第３軸部１４０は、第１リンク１３２と第２リンク１３４との連結点１５０である。

第１リンク１３２は、第２軸部１３８との連結部分及び第３軸部１４０との連結部分の間に湾曲した屈曲部１３２ａが形成されている。図示の例においては、第２リンク１３４は、第１リンク１３２の長手方向の長さより短く形成され、第１リンク１３２の略半分の長さに形成されている。

第３軸部１４０は駆動部（図示せず）に連結され、駆動部からの入力に応じて動作する。駆動部は制動要求に応じて駆動する。第１軸部１３６、第２軸部１３８及び第３軸部１４０は、平行に配される。第１軸部１３６及び第２軸部１３８はピストン部材１２６の軸に直交する。第１リンク１３２と第２リンク１３４をピストン部材１２６の軸線方向に重ねて配置、すなわち第２リンク１３４を第１リンク１３２から折り返すように配することで、トグルリンク１３０の軸方向長さを小さくすることができる。

トグルリンク１３０は、第１軸部１３６、第２軸部１３８及び第３軸部１４０に直交する平面内で動作する。この面を以下では、トグルリンク１３０の動作面ということがある。トグルリンク１３０の動作面は、第１リンク１３２、第２リンク１３４、及び連結点１５０の移動範囲を含む仮想的な平面である。第１リンク１３２及び第２リンク１３４はそれぞれ、動作面に沿って揺動する。

図６乃至図８を参照して、ディスクブレーキ１００のブレーキ動作を説明する。図６はブレーキが解除されているときのディスクブレーキ１００を示す。トグルリンク１３０は緩んだ状態にあり、パッド１１６はディスクロータ１１２から離間して制動力は発生してない。第１リンク１３２と第２リンク１３４との連結点１５０は、ピストン部材１２６の軸線より（図において）上方に位置する。言い換えれば、第３軸部１４０の軸心は、第１軸部１３６及び第２軸部１３８の軸心より上方に位置する。

図７及び図８は、ブレーキが操作されているときのディスクブレーキ１００の動作を説明するための図である。図７は通常のブレーキ（サービスブレーキ）を示し、図８は駐車ブレーキを示す。図７には、図６に示すブレーキ解除状態からいくらか動作したトグルリンク１３０が示されており、図８には、最大限動作した状態のトグルリンク１３０が示されている。

図７に示されるように、駆動部に連結された第３軸部１４０が、駆動部によって下方に揺動させられる。第３軸部１４０が揺動すると、第１リンク１３２及び第２リンク１３４が相対回転し、かつスライドする。第３軸部１４０が下方に移動し、第１軸部１３６と第２軸部１３８の間隔は短くなる。第２軸部１３８は、キャリパアダプタ１２８とともに第１方向、すなわち第１パッド１１６ａをディスクロータ１１２に接近させる方向にスライドされる。第２軸部１３８及びキャリパアダプタ１２８の動作に連動してキャリパボディ１１８も第１方向にスライドし、さらにキャリパボディ１１８によって第１パッド１１６ａも第１方向にスライドする。

一方、第１軸部１３６は、第１方向とは逆の第２方向、すなわち第２パッド１１６ｂをディスクロータ１１２に接近させる方向にスライドされる。第１軸部１３６及び第２軸部１３８は同軸上でスライドする。第１軸部１３６の動作に連動して、ピストン部材１２６が第２方向にスライドし、第２パッド１１６ｂも第２方向にスライドする。

こうして、トグルリンク１３０の揺動により第１パッド１１６ａ及び第２パッド１１６ｂがディスクロータ１１２に接近する方向に移動させられる。ピストン部材１２６は、ブレーキパッド１１６をディスクロータ１１２に向けて前進させ、ブレーキパッド１１６とディスクロータ１１２との間に押付力を作用させる。

図８に示されるように、第３軸部１４０がさらに揺動して、第１軸部１３６、第２軸部１３８及び第３軸部がピストン部材１２６の軸線上に並んでいる。このとき、パッド１１６がディスクロータ１１２に最も強く押しつけられている。この状態が駐車ブレーキに利用される。

第１リンク１３２の屈曲部１３２ａの窪みが第１軸部１３６の外周に当接して、第３軸部１４０の移動は規制され、第１リンク１３２及び第２リンク１３４の回転が規制されている。屈曲部１３２ａの窪みを形成したことで、屈曲部１３２ａが第１軸部１３６に接触したときに、第１軸部１３６、第２軸部１３８及び第３軸部１４０の軸心がピストン軸に直交するように、すなわち死点となるように設計できる。ディスクロータ１１２から逆入力があった場合にトグルリンク１３０が動作することを抑えることができるので、ディスクブレーキ１００を駐車ブレーキに兼用する場合に有用である。

このようにして、ディスクブレーキ１００においては、例えば図４に示されるように、入力よりも増幅された押付力がトグルリンク１３０によって得られる。第３軸部１４０への入力の大きさとトグルリンク１３０のリンク角度とによって定まる大きさの押付力がディスクロータ１１２とパッド１１６との間に生じる。トグルリンク１３０の動作量を制御することで、ディスクブレーキ１００による制動力を制御することができる。

典型的なブレーキ装置においては、サービスブレーキと駐車ブレーキとが別々の操作系で操作される。例えば、サービスブレーキはブレーキペダルで操作され、駐車ブレーキはパーキングブレーキレバーで操作される。これに対して、ディスクブレーキ１００は、トグルリンク１３０を含む共通の操作系を備える。サービスブレーキのための操作系と駐車ブレーキのための操作系とが１つに統合されている。そのため、ディスクブレーキ１００においては、サービスブレーキから駐車ブレーキまでを継ぎ目なく操作することができる。操作の簡素化が望まれる場合には、こうした操作系の共通化は１つの好ましい構成であると考えられる。

次に、図９乃至図１６を参照して、ディスクブレーキ１００のためのブレーキパッド摩耗調整機構２００を説明する。各図において理解を容易にするために、摩耗調整機構２００に直接的には関係しない構成要素の図示を省略していることがある。また、摩耗調整機構２００に関係する構成要素であっても、図を見やすくするために省略していることがある。例えば、図９においては、第２リンク１３４や第１ピストン１２３、第２ピストン１２４等の図示を省略し、摩耗調整機構２００を中心に示している。

図９は、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構２００を説明するための斜視図である。図９は、トグルリンク１３０（第１リンク１３２）が最大限動作した状態を示しており、図８に示す動作状態に対応する。図９において手前がピストン部材１２６の軸方向後方を示し、奥がピストン部材１２６の軸方向前方（第２パッド１１６ｂ側）を示す。

ブレーキパッド摩耗調整機構２００は、パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗（例えば経時的な摩耗）により生じた隙間を調整するために、ディスクブレーキ１００に設けられている。摩耗調整機構２００は、トグルリンク１３０により第２パッド１１６ｂに押し付けられる第２ピストン１２４と第２パッド１１６ｂとの隙間を調整するよう構成されている。

調整機構２００は、第２ピストン１２４のパッド１１６への押付力を解除するためのトグルリンク１３０の運動を、ピストン部材１２６の軸方向まわりの回転へと伝達するための歯車機構を備える。これを主として図９乃至図１１を参照して説明する。また、調整機構２００は、ピストン部材１２６の軸方向まわりの回転を第２ピストン１２４の軸方向の変位に変換することによりピストン部材１２６の軸方向長さを拡張するよう構成されている。これを主として図１２を参照して説明する。

調整機構２００の歯車機構は、トグルリンク１３０及びピストン部材１２６に交差する支持部材に支持されている。支持部材は、ある間隔で固定され対向する第１プレート２２２と第２プレート２２４とを含み、それらの間に歯車機構が収容される（図１１、図１２参照）。第１プレート２２２及び第２プレート２２４は、ピストン部材１２６の回転軸に垂直な面に沿って延在し配設されている。支持部材は、第１プレート２２２及び第２プレート２２４を支持するためのハウジング２１８を含む。

調整機構２００の歯車機構は、互いに噛み合う少なくとも一組の歯車、第１歯車２０２及び第２歯車２０４を備える。第１歯車２０２は、詳しくは後述するように、第２歯車２０４に対して相対移動可能に設けられている。第１歯車２０２の相対移動によって、第１歯車２０２は、第１歯車２０２と第２歯車２０４とが噛み合う噛み合い位置と、第１歯車２０２と第２歯車２０４とが噛み合わない非噛み合い位置と、を移動可能である。

第１歯車２０２が噛み合い位置にあるときには第１歯車２０２と第２歯車２０４との間で回転を伝達することが可能である。第１歯車２０２が非噛み合い位置にあるときには第１歯車２０２と第２歯車２０４とは離れており、第１歯車２０２と第２歯車２０４との間の回転伝達は不能となる。図９においては第１歯車２０２は噛み合い位置にある。第１歯車２０２の噛み合い位置と非噛み合い位置との切替は、台座２１４と押込部材２１５とを含む後述する切替機構３００が担う（図１５及び図１６参照）。

調整機構２００は、第１歯車２０２の噛み合い位置における回転が、連結点１５０のブレーキ解除方向の移動に連動するよう構成されている。そのために、第１歯車２０２は、トグルリンク１３０の第１歯車２０２への当接により噛み合い位置にて回転させられるように、トグルリンク１３０の動作面に交差して配設されている。具体的には、第１歯車２０２は、トグルリンク１３０の第１リンク１３２との当接によって回転させられるよう配設されている。第１歯車２０２は第１リンク１３２の動きを第２歯車２０４に伝えるために設けられている。

第１歯車２０２は、一実施例においては平歯車である。第１歯車２０２は扇形状の形状を有し、その円弧部分２０８に歯が形成されている。よって第１歯車２０２が噛み合い位置にあるときに第１歯車２０２の円弧部分２０８が第２歯車２０４と噛み合う。第１歯車２０２は、第１回転軸２０６によって回転可能に支持されている。第１回転軸２０６はピストン部材１２６の軸方向に平行である。また、図１１を参照して後述するように、第１回転軸２０６はピストン移動方向に垂直な面内でいくらか移動可能とされている。よって、第１歯車２０２は第１回転軸２０６によって非噛み合い位置と噛み合い位置とを移動可能に支持されている。第１歯車２０２及び第１回転軸２０６は、第１プレート２２２に支持されている。

また、第１歯車２０２の扇形状の形状の２本の半径のうち一方には、第１リンク１３２に対向するリンク当接面２１０が形成されている。リンク当接面２１０は、第１リンク１３２が第１歯車２０２に当接する部位を含む。ブレーキ解除の際に第１リンク１３２が第１歯車２０２に向けて接近したときに、第１リンク１３２はリンク当接面２１０に接触して第１歯車２０２を移動または回転させる。

第１歯車２０２の扇形状の形状の２本の半径のうち他方には、台座２１４に隣接する台座対向面２１２が形成されている。台座２１４は、第１歯車２０２の初期位相を定めるために設けられている。ここで初期位相とは、第１歯車２０２に第１リンク１３２が当接していないときの第１歯車２０２の角度位置である。

図１０は、本発明の一実施形態に係る第１歯車２０２の初期位相を説明するための図である。図示されるように、第１歯車２０２のリンク当接面２１０のうち第１回転軸２０６に近接する部位２１６（短い斜線で示す）が台座２１４との当接により支持されている。このようにして、第１歯車２０２は、台座２１４によって、第２歯車２０４との噛み合い位置における初期の回転角度である所定の初期位相に支持されている。台座２１４は、第１歯車２０２のための位置決め部材である。第１歯車２０２の位置決めをより確実にするために、第１歯車２０２を台座２１４へ向けて付勢するスプリング（図示せず）が第１歯車２０２と台座２１４との間に取り付けられていてもよい。

図１０に破線で示すように、ブレーキ解除の際にトグルリンク１３０が第１歯車２０２のリンク当接面２１０に当接する。トグルリンク１３０が更に揺動することにより、第１歯車２０２は、台座対向面２１２が台座２１４に接近する方向（図示の破線矢印の方向）へと回転する。この回転が、第１歯車２０２と噛み合う第２歯車２０４へと伝達される。

第２歯車２０４は、図９に示されている。第２歯車２０４は、歯車機構の中間歯車であり、第１歯車２０２の回転を第３歯車２２０に伝達するために設けられている。第２歯車２０４は、一実施例においては内歯車である。よって第２歯車２０４の円形開口部分に第１歯車２０２と噛み合う歯が形成されている。第１歯車２０２の円弧部分２０８が第２歯車２０４に内接するときに、第１歯車２０２と第２歯車２０４とが噛み合う。よって、第１歯車２０２の噛み合い位置は、第１歯車２０２が第２歯車２０４に内接する位置である。第１歯車２０２の非噛み合い位置は、第１歯車２０２が第２歯車２０４との間に隙間を有する位置である。

第２歯車２０４は、第１歯車２０２及び台座２１４を囲む。つまり第２歯車２０４の開口に第１歯車２０２及び台座２１４は収容されている。また、その開口を第１リンク１３２及び筒状部材１２２が通過して延びている。第２歯車２０４の外周部は、ハウジング２１８に回転可能に支持されている。第２歯車２０４の回転軸は円形開口の中心にあり、第１回転軸２０６に平行である。

なお、調整機構２００の歯車機構は複数の中間歯車を含んでもよく、第１歯車から最終歯車へとこれら複数の中間歯車を介して回転が伝達されるよう構成されていてもよい。また、調整機構２００の歯車機構は、中間歯車を有していなくてもよい。その場合、調整機構２００の歯車機構は、第１歯車と最終歯車とが噛み合うよう構成され、第１歯車から最終歯車へと直接に回転が伝達されてもよい。

調整機構２００の歯車機構は、第２歯車２０４の回転を伝達するための第３歯車２２０を更に備える。第３歯車２２０は、歯車機構の最終歯車であり、第１歯車２０２の回転をピストン部材１２６に出力するために設けられている。第３歯車２２０は、筒状部材１２２の後端の外周に形成されている。第３歯車２２０もまた、第２歯車２０４の円形開口に収容され、第２歯車２０４に内接して噛み合っている。よって、以下では、筒状部材１２２は第３歯車２２０を有するため、筒状歯車１２２とも呼ぶ。筒状歯車１２２の回転軸は第１回転軸２０６に平行であり、ピストン部材１２６の軸線に一致する。

筒状歯車１２２の軸方向後端面に接するように、押込部材２１５が設けられている。押込部材２１５は、台座２１４に隣接して配置されている。また、押込部材２１５は、第２ピストン１２４の前進方向に向けてピストン部材１２６に接するよう付勢されている。具体的には、押込部材２１５は、スプリング等の付勢部材（図１５及び図１６参照）によって筒状歯車１２２の軸方向後端面に付勢されている。

押込部材２１５は、ピストン部材１２６の軸線に垂直な面に沿って延びる薄板状の部材である。押込部材２１５は、筒状歯車１２２、第２歯車２０４、及び台座２１４よりもピストン部材１２６の軸方向後方に配設されている。押込部材２１５は、ピストン部材１２６を挟んで配置されている一対のトグルリンク１３０（第１リンク１３２）に、ピストン部材１２６と同様に挟まれている。

押込部材２１５は、その上端部で台座２１４に当接し、下端部がハウジング２１８に形成されたキー溝２２６に係合している。そのため、押込部材２１５はキー部材と呼ぶこともできる。押込部材２１５は、上端部と下端部との中間に円形開口が形成された環状部分２２８を有する。台座２１４との押込部材２１５の当接部２３０が環状部分２２８の一方の側に設けられ、押込部材２１５のキー係合部２３２が環状部分２２８の当接部２３０とは反対側に設けられている。押込部材２１５のキー係合部２３２がハウジング２１８のキー溝２２６に係合する。環状部分２２８が筒状歯車１２２の軸方向後端面に当接する。環状部分２２８の円形開口にピストン部材１２６の第１ピストン１２３が挿入される（図１２参照）。図９では第１ピストン１２３は図示を省略している。

図１１は、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構２００の支持構造を説明するための斜視図である。図１２は、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構２００を説明するための断面図である。図１１においては図９と同様に、手前がピストン部材１２６の軸方向後方を示し、奥がピストン部材１２６の軸方向前方（第２パッド１１６ｂ側）を示す。第１歯車２０２を支持するための第１歯車支持孔２３４、及び台座２１４を支持するための台座支持孔２３６を説明するために、図１１においては第１歯車２０２及び台座２１４の図示を省略している。

調整機構２００の支持構造は前述のように、ハウジング２１８、第１プレート２２２、及び第２プレート２２４（図１２参照）を備える。ハウジング２１８は、調整機構２００を収容するための環状の部材である。第１プレート２２２及び第２プレート２２４は軸方向に対向してハウジング２１８に固定されており、第１プレート２２２と第２プレート２２４との間に調整機構２００が収容される。また、第２プレート２２４は、押込部材２１５の軸方向後方への移動を制限するために設けられている。

第１プレート２２２及び第２プレート２２４はそれぞれ円板状の部材であり、ハウジング２１８の軸方向前側及び後側の開口を閉塞するようハウジング２１８に取り付けられている。第２歯車２０４よりも軸方向前方に第１プレート２２２が設けられ、第２歯車２０４よりも軸方向後方に第２プレート２２４が設けられる。ハウジング２１８の軸方向後端面に、第２プレート２２４をハウジング２１８に固定するための取付孔２３８が設けられている。こうして、第１歯車２０２、第２歯車２０４、及び第３歯車２２０が第１プレート２２２と第２プレート２２４との間に収容される。

ハウジング２１８の内周面が第２歯車２０４を回転可能に支持する。ハウジング２１８によって、第２歯車２０４は回転軸に垂直な方向への移動が規制されている。これにより、第２歯車２０４は、トグルリンク１３０から第１歯車２０２を介して伝わる押付力を受けられる。

第１プレート２２２及び第２プレート２２４にはそれぞれ、軸方向に延びる部材（ピストン部材１２６、トグルリンク１３０）のための開口が形成されている。よって、ピストン部材１２６及びトグルリンク１３０は第１プレート２２２及び第２プレート２２４を貫通して軸方向に延びている。第１プレート２２２及び第２プレート２２４は、ピストン部材１２６の軸方向移動のためのガイドの役割を有する。第１プレート２２２及び第２プレート２２４に形成されているトグルリンク１３０のためのリンク開口２４０は、トグルリンク１３０の揺動を許容するために揺動方向に延びる開口として形成されている。

第１歯車２０２は第１プレート２２２に回転可能かつ移動可能に支持されている。そのために、第１プレート２２２には、第１歯車２０２の第１回転軸２０６を回転可能かつ移動可能に支持するための第１歯車支持孔２３４が形成されている。第１回転軸２０６は第１歯車支持孔２３４に挿通されて支持される。第１歯車支持孔２３４は、第１歯車２０２の移動方向に沿って延びる長円形状を有する。第１歯車支持孔２３４は、第１回転軸２０６の移動を案内するためのガイド孔である。よって、第１歯車２０２は、第１歯車支持孔２３４の長手方向に沿って往復移動可能に配設されている。

第２歯車２０４に近接する第１歯車支持孔２３４の一端が第１歯車２０２の噛み合い位置を提供し、第２歯車２０４から遠いほうの第１歯車支持孔２３４の他端が第１歯車２０２の非噛み合い位置を提供する。このようにして、第１歯車２０２は第１歯車支持孔２３４を往復可能に、第１プレート２２２に平行な第１歯車２０２の配置面内で回転可能に、かつ当該配置面外への移動は規制された状態で取り付けられている。

第１歯車２０２の位置決めのための台座２１４もまた、第１プレート２２２に支持されている。台座２１４は、第１プレート２２２に対し揺動可能に台座支持孔２３６に取り付けられている。台座２１４（または第１歯車２０２）を初期位置に付勢するためのスプリング等の付勢部材（図１５及び図１６参照）が、台座２１４（または第１歯車２０２）と第１プレート２２２（またはハウジング２１８）との間に取り付けられていてもよい。なお、第１歯車２０２及び台座２１４は、第１プレート２２２によって支持されることに代えて、第２プレート２２４によって支持されていてもよい。

図１２は、ピストン部材１２６の軸方向まわりの回転をピストン部材１２６の軸方向長さの拡張に変換するための運動変換機構を示す。この運動変換機構は、上述の第３歯車２２０が外周に形成されている筒状歯車１２２と、この筒状歯車１２２の端部に形成されている第２ピストン１２４とのねじ係合部２４２と、筒状歯車１２２の回転に伴う第２ピストン１２４の回転を規制するための回り止め部２４４と、を備える。なおピストン部材１２６の軸線を符号Ｘで図１２に示す。

すなわち、筒状歯車１２２は、ピストン部材１２６の軸方向に延びており当該軸方向前端のねじ係合部２４２にて第２ピストン１２４に螺合する。ねじ係合部２４２は、筒状歯車１２２が第１歯車２０２及び第２歯車２０４によって回転されたときに、第２ピストン１２４を軸方向に前進させるように形成されている。

第２ピストン１２４は、回り止め部２４４によって筒状歯車１２２に対する軸線Ｘまわりの相対回転が規制されている。回り止め部２４４は第２ピストン１２４の前端から第２パッド１１６ｂに向けて突き出して形成されている。回り止め部２４４が第２パッド１１６ｂの裏面に形成されている凹部２４６に係合することで、第２ピストン１２４の筒状部材１２２に対する相対回転が規制されている。

また、第２ピストン１２４を第２パッド１１６ｂに押し当てるためのスプリング等の付勢部材２４８が設けられている。この付勢部材２４８は筒状歯車１２２と、筒状歯車１２２の軸方向移動を支持する支持部との間に取り付けられている。例えば、付勢部材２４８の一端は筒状歯車１２２の前端に設けられているスナップリング２５０に取り付けられており、付勢部材２４８の他端はキャリパアダプタ１２８に取り付けられている。

付勢部材２４８は、所定の圧縮取付荷重で取り付けられている。よって、付勢部材２４８によりキャリパアダプタ１２８からスナップリング２５０（すなわち筒状歯車１２２）を離隔する方向の力が作用する（矢印Ｍで図示する）。筒状歯車１２２は第２ピストン１２４の裏面を押す。よって、第２ピストン１２４を第２パッド１１６ｂに押し当てる方向の力がピストン部材１２６に作用する（矢印Ｎで図示する）。

第２ピストン１２４またはピストン部材１２６は通常のディスクブレーキキャリパと同様に、ピストンシールを介してキャリパシリンダ内側を摺動する。通常のディスクブレーキと同様にピストンシールがあることで、通常の制動時にはシールリトラクトによるピストンの戻し効果が期待できるとともに、パッド摩耗時には摩耗分ピストンがシールを滑ることで適正なクリアランスが維持される。摩耗が進んだとき、パッドは通常のキャリパと同様にシール及びキャリパピストン（図示せず）の作用により摩耗した分だけ変位した位置に停止する（図では右に移動する）。

こうした構成により、ピストン部材１２６の運動変換機構は次のように動作する。まず、トグルリンク１３０の揺動によって第１歯車２０２及び第２歯車２０４が回転し、その回転は第３歯車２２０へと伝達される。付勢部材２４８の作用によりピストン部材１２６は第２パッド１１６ｂに追従して押し当てられている。第３歯車２２０はピストン部材１２６の筒状歯車１２２の外周に一体的に形成されているから、第３歯車２２０とともにピストン部材１２６も回転する。このとき、第２ピストン１２４は回り止め部２４４によって軸方向まわりの回転が規制されている。そのため、筒状歯車１２２と第２ピストン１２４とのねじ係合部２４２によって、筒状歯車１２２の回転が第２ピストン１２４の前進に変換される。

こうして、ピストン部材１２６の長さが軸方向に拡張される。ピストン部材１２６が長くなることにより、パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗により生じた隙間が埋められ、第２ピストン１２４の軸方向位置が第２パッド１１６ｂに追従した位置へと修正される。なお、こうした運動変換機構は、上述の機構に代えて、摩耗量で変化したピストン位置を補正するための公知の機構を適宜採用することができる。

図１３、図１４は、本発明の一実施形態に係るブレーキパッド摩耗調整機構２００の動作を説明するための図である。図９、図１３、及び図１４を参照して、摩耗調整機構２００の動作を説明する。図９は上述のように駐車ブレーキの動作状態を示しており、最大限動作した状態のトグルリンク１３０が示されている。図１３は通常のブレーキ（サービスブレーキ）を示しており、図９に示す駐車ブレーキ状態からいくらか制動力が低減されるよう動作したトグルリンク１３０が示されている。図１４は、ブレーキが解除され摩耗調整動作がなされているときのトグルリンク１３０が示されている。なお図９、図１３、及び図１４に示すトグルリンク１３０の動作状態はそれぞれ、図８、図７、及び図６に対応する。

倍力機構としてのトグルリンク１３０の揺動角度範囲（連結点１５０の可動範囲）は、ブレーキ範囲と非ブレーキ範囲とに区分けされる。ブレーキ範囲においてはトグルリンク１３０により増幅された押付力がパッド１１６とディスクロータ１１２との間に作用する。非ブレーキ範囲においてはパッド１１６とディスクロータ１１２とが離隔され、押付力は作用しない。

非ブレーキ範囲に比べてブレーキ範囲は、ピストン部材１２６の軸線とトグルリンク１３０の第１リンク１３２とがなす角度α０が小さい。ブレーキ範囲は例えば、角度α０が０°ないし１５°のときであり、非ブレーキ範囲は例えば、当該角度が１５°ないし３０°のときである。

さらに、ブレーキ範囲は、駐車ブレーキ範囲と通常ブレーキ範囲とに区分けされる。既述のように駐車ブレーキ範囲のほうが通常ブレーキ範囲よりも角度αｉが大きい（すなわち、角度α０が小さい）。よって、ブレーキを解除するためにトグルリンク１３０の締め付け力を開放する側に動かしていくときに、トグルリンク１３０はこれらの領域を順に経ていく。トグルリンク１３０の操作により、駐車ブレーキ、通常ブレーキ、及びブレーキ非作動という３つの状態を継ぎ目なく移行することができる。

図９に示されるように、駐車ブレーキ状態においては、トグルリンク１３０は下がっており、ピストン部材１２６が第２パッド１１６ｂに強く押し付けられ、それによってパッド１１６とディスクロータ１１２との間に強い押付力が生じている。このときトグルリンク１３０の第１リンク１３２と第１歯車２０２とは接触せずに離れている。ブレーキパッド摩耗調整機構２００が作動状態にある場合、第１歯車２０２は噛み合い位置に位置決めされており、第２歯車２０４と噛み合っている。図１０を参照して説明したように、第１歯車２０２が台座２１４に当接することにより、第１歯車２０２の初期の位相が確保されている。トグルリンク１３０をブレーキ解除方向に揺動させることにより（図において第１リンク１３２を上方に揺動させることにより）、駐車ブレーキから通常ブレーキへと移行する。

図１３に示されるように、通常ブレーキ状態においてトグルリンク１３０をブレーキ解除方向に更に揺動させることにより、トグルリンク１３０が第１歯車２０２に当接する。具体的には、トグルリンク１３０の第１リンク１３２が第１歯車２０２のリンク当接面２１０に接触して押し当てられる。

このようにしてトグルリンク１３０と第１歯車２０２とが接触したときのトグルリンク１３０の揺動角度を、第１揺動角度と呼ぶこととする。第１揺動角度が非ブレーキ範囲に含まれるようにトグルリンク１３０は構成されている。第１歯車２０２は、非ブレーキ範囲においてトグルリンク１３０の揺動に連動して回転するよう配設されている。そのため、トグルリンク１３０がブレーキ解除方向に揺動される場合にトグルリンク１３０が第１歯車２０２に接触したときには既に、パッド１１６とディスクロータ１１２とが離隔されて押付力が解除されている。

図１４に示されるように、トグルリンク１３０をブレーキ解除方向に更に揺動させることにより、トグルリンク１３０は第１揺動角度よりも大きい第２揺動角度まで移動させられる。トグルリンク１３０が第１揺動角度から第２揺動角度まで移動させられる間に、トグルリンク１３０が第１歯車２０２に当接した状態で第１歯車２０２が回転させられる（矢印Ｄ）。

第１歯車２０２の回転に連動して、第１歯車２０２と噛み合っている第２歯車２０４が回転させられる（矢印Ｅ）。第２歯車２０４の回転に連動して、第２歯車２０４と噛み合っている筒状歯車１２２が回転させられる（矢印Ｆ）。筒状部材１２２の回転に連動して、図１２を参照して説明したように、ピストン部材１２６の長さが軸方向に拡張される。こうして、ディスクブレーキ１００における摩耗量が調整される。

このようにして、トグルリンク１３０の揺動角度範囲のうち非ブレーキ範囲に、摩耗量調整動作のための揺動範囲が含まれている。よって、ブレーキを解除するためにトグルリンク１３０の締め付け力を開放する側に動かしていくときに、駐車ブレーキ、通常ブレーキ、及び摩耗量調整動作という３つの動作状態を順に経ていく。

したがって、ディスクブレーキ１００においては、トグルリンク１３０への操作量を制御することで、ブレーキ解除から摩耗量調整動作へと継ぎ目なく操作することができる。ディスクブレーキ１００においては、駐車ブレーキ、通常ブレーキ、摩耗量調整動作、及びブレーキ非作動状態を、トグルリンク１３０への操作量を制御することで継ぎ目なく操作することができる。

図１５及び図１６は、調整機構２００の作動と非作動とを切り替えるための切替機構３００を説明するための図である。図１５及び図１６には、調整機構２００の切替機構３００の概略を示す。図１５には調整機構２００を作動とするときの切替機構３００の動作状態を示し、図１６には調整機構２００を非作動とするときの切替機構３００の動作状態を示す。

切替機構３００は、第１歯車２０２を非噛み合い位置と噛み合い位置とに変位させるよう構成されている。この切替機構３００は、押込部材２１５と、第１歯車２０２のための位置決め部材である台座２１４とを備える。押込部材２１５は、パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗によって筒状歯車１２２に追従して前進するよう構成されている。そのために、押込部材２１５を筒状歯車１２２の軸方向後端面に向けて付勢するためのスプリング等の付勢部材２５２が設けられている。この付勢部材２５２は、調整機構２００のための支持部材２５４（例えば第１プレート２２２）と押込部材２１５との間に取り付けられている。支持部材２５４は例えば、ハウジング２１８、第１プレート２２２、及び第２プレート２２４を含む。

また、台座２１４は、付勢による押込部材２１５の前進力を受けて、調整機構２００の歯車機構の少なくとも１つの歯車（例えば第１歯車２０２）を非噛み合い位置から噛み合い位置に変位させるために設けられている。第１歯車２０２を非噛み合い位置に付勢するためのスプリング等の付勢部材２５６が台座２１４に取り付けられている。この付勢部材２５６は、調整機構２００の歯車機構の支持部材２５４（例えば第１プレート２２２またはハウジング２１８）と台座２１４との間に取り付けられている。

台座２１４は、押込部材２１５から台座２１４に作用する力を第１歯車２０２の変位方向に向けるための台座当接面２５８を備える。また、押込部材２１５は、台座２１４を押すために台座当接面２５８に対向する押込部材当接面２６０を備える。押込部材当接面２６０は押込部材２１５の当接部２３０の上端に形成されており、台座当接面２５８は台座２１４の下端に形成されている。図示されるように、押込部材２１５と台座２１４との当たり面が同じ角度の斜面となっている。

なお代案として、非噛み合い位置に付勢するための付勢部材２５６は、第１歯車２０２に取り付けられていてもよい。この場合、付勢部材２５６は、第１歯車２０２と支持部材２５４との間に取り付けられていてもよい。また、押込部材２１５から台座２１４に作用する力を第１歯車２０２の変位方向に向けるための当接面は、押込部材２１５及び台座２１４の一方のみに設けられていてもよい。

押込部材２１５のための付勢部材２５２のほうが、台座２１４のための付勢部材２５６よりも大きい付勢力を出すように、各付勢部材は設定されている。つまり、付勢部材が例えばスプリングである場合には、押込部材２１５を筒状歯車１２２に押し当てるためのスプリングは、台座２１４を非噛み合い位置へと変位させるためのスプリングよりも強いものが選択される。また、これら２つのスプリングに比べて、第１歯車２０２に初期位相を与えるためのスプリングは弱いものが選択される。

パッド１１６またはディスクロータ１１２が制動により摩耗したときには、図１５に示されるように、筒状歯車１２２と第２プレート２２４との間に隙間Ｇが生じる。この隙間Ｇを押込部材２１５が移動する。付勢部材２５２によって押込部材２１５は筒状歯車１２２に接するまで押し付けられ、ピストン部材１２６の軸方向Ｘに沿って押し込まれている。

筒状歯車１２２と第２プレート２２４との隙間Ｇが拡大することにより、押込部材当接面２６０が台座当接面２５８に当たる。そのとき押込部材２１５と台座２１４との間には隙間はなく、台座２１４は押込部材２１５に対し動くことができない。当接面が斜面であることにより押込部材２１５によって台座２１４が押され、それに連動して第１歯車２０２が第２歯車２０４との噛み合い位置へと変位される。第１歯車２０２は、第１歯車支持孔２３４に案内されて（図１１参照）、非噛み合い位置から噛み合い位置へと変位される。こうして、調整機構２００は作動状態に切り替えられる。押込部材２１５と台座２１４との当たり面が斜面となっていることにより、調整機構２００の作動と非作動との切り替えを途中の引っかかり等なくスムーズに行うことができる。

図１６に示されるように、摩耗量調整動作の終了後、あるいは、パッド１１６またはディスクロータ１１２に摩耗のない初期状態においては、筒状歯車１２２によって押込部材２１５は第２プレート２２４まで押し戻される。押込部材２１５は第２プレート２２４と筒状歯車１２２とに挟まれている。押込部材２１５と台座２１４との当接が解除される。台座２１４のための付勢部材２５６によって、矢印Ｈで示すように、台座２１４が移動される。台座２１４は、台座支持孔２３６（図１１参照）まわりに回動する。台座２１４に連動して、第１歯車２０２は第１歯車支持孔２３４（図１１参照）に案内されて、噛み合い位置から非噛み合い位置へと変位される。こうして、調整機構２００は非作動状態に切り替えられる。図１６には比較のために、図１５に示す台座２１４の位置を破線で示す。

以上説明した構成を備えるディスクブレーキ１００の動作を、摩耗量の調整を中心に説明する。まず、パッド１１６またはディスクロータ１１２に摩耗がないとき（または前回の摩耗調整動作が終了した後）は、押込部材２１５は第２プレート２２４によって規定される軸方向後端位置にある。そのため、台座２１４及び第１歯車２０２は非噛み合い位置に位置決めされている。つまり調整機構２００は切替機構３００によって非作動状態に切り替えられている。

調整機構２００が非作動状態にあるときにブレーキ操作がなされ、そのブレーキ操作が解除されても、調整機構２００は作動しない。トグルリンク１３０が第１歯車２０２に当接しても、第１歯車２０２は第２歯車２０４と噛み合っていないため空回りする。トグルリンク１３０の揺動による第１歯車２０２の回転は、第２歯車２０４には伝達されない。よって、ピストン部材１２６の軸方向長さも変化せずに保たれる。

パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗がある程度進むと、通常のディスクブレーキと同様に第２パッド１１６ｂに追従してピストン部材１２６が前進させられる。ピストン部材１２６の筒状歯車１２２の前進に押込部材２１５も追従する。押込部材２１５のための付勢部材２５２によって押込部材２１５は筒状歯車１２２の軸方向後端面へと付勢され、押込部材２１５の当接部２３０が台座２１４に接近する。そうして、押込部材２１５の押込部材当接面２６０が台座当接面２５８に当たり、台座２１４が押込部材２１５によって移動される。台座２１４によって第１歯車２０２が押されて、第１歯車２０２は第２歯車２０４との噛み合い位置へと移動される。このようにして、調整機構２００は切替機構３００によって作動状態に切り替えられる。

調整機構２００が作動状態にある場合にブレーキ操作がなされてそのブレーキ操作が解除されるときに、調整機構２００が作動する。トグルリンク１３０の当接により第１歯車２０２は回転し、その回転が第２歯車２０４を介して筒状歯車１２２に伝達される。筒状歯車１２２即ちピストン部材１２６の回転は、ピストン部材１２６に内蔵されている運動変換機構によってピストン部材１２６の軸方向長さの拡張へと変換される。こうして、パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗によって生じた隙間が、ピストン部材１２６の長さの増加によって埋められる。調整機構２００の摩耗調整動作は終了する。

調整機構２００の摩耗調整動作が終了したとき、ピストン部材１２６が軸方向に延びたことにより押込部材２１５は第２プレート２２４に向けて後方に押される。押込部材２１５と台座２１４との接触が解除される。台座２１４の初期位置への位置決めのための付勢部材２５６によって、台座２１４は初期位置（図１６に実線で示す台座２１４の位置）へと移動される。台座２１４の移動に従って、第１歯車２０２は噛み合い位置から非噛み合い位置へと案内される。第１歯車２０２は第２歯車２０４から離れ、これら２つの歯車は噛み合わなくなる。このようにして、調整機構２００は切替機構３００によって非作動状態に切り替えられる。調整機構２００は、パッド摩耗調整量（すなわちピストン部材１２６の長さ増加量）を保持したまま、もとの状態へと復帰する。更なる摩耗の進展によって同様の調整動作が繰り返される。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、パッド１１６またはディスクロータ１１２の摩耗を補償するための調整機構２００を備えるトグルリンク駆動型のディスクブレーキ１００が提供される。トグルリンク１３０の運動に摩耗調整動作を連動させたことにより、ブレーキ操作から調整動作へと継ぎ目なく操作することができる。また、制動力が解除されているトグルリンク１３０の揺動角度範囲に調整動作を組み入れたことにより、駐車ブレーキ、通常ブレーキ、摩耗量調整、ブレーキ非作動と継ぎ目なく操作することができる。駐車ブレーキ、通常ブレーキ、及び摩耗量調整という３つの機能を、トグルリンク１３０を含む１つの共通の操作系によって提供することができる。

また、調整機構２００は、平歯車（第１歯車２０２）、内歯車（第２歯車２０４）、及び筒状歯車（筒状歯車１２２）からなる歯車機構を備える。こうした歯車機構によって、比較的単純な構成で確実にトグルリンク１３０の運動をピストン部材１２６へと伝えることができる。

更に、摩耗量に応じて調整機構２００の作動と非作動とを切り替える切替機構３００によって、適時に摩耗量を調整することができる。ある程度摩耗が進んだときに調整機構２００が作動され調整動作が行われる。調整動作が終了したら調整機構２００は非作動に切り替えられ、それ以上過剰に調整されることがない。また、押込部材２１５と台座２１４との間に斜めの当たり面を形成したことにより、切替機構３００による作動と非作動との切替動作をスムーズに行うことができる。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

上述の実施の形態においては、切替機構３００は摩耗の進展によって機械的に動作するよう構成されている。これに代えて、切替機構３００は、例えば押込部材２１５、台座２１４、または第１歯車２０２を駆動可能に連結されているアクチュエータによって動作するよう構成されていてもよい。この場合例えば、アクチュエータは、調整機構２００による調整動作の要否を表す信号に応答し、押込部材２１５、台座２１４、または第１歯車２０２を駆動して、調整機構２００の作動と非作動とを切り替えてもよい。

また、第１歯車２０２がトグルリンク１３０の第１リンク１３２によって回転させられることに代えて、調整機構２００は、第１歯車２０２がトグルリンク１３０の第２リンク１３４との当接により回転させられるよう構成されていてもよい。また、トグルリンク１３０が第１歯車２０２に直に当接することに代えて、調整機構２００は、トグルリンク１３０の運動を第１歯車２０２に伝達するための要素をトグルリンク１３０と第１歯車２０２との間に備えてもよい。

なお、上述のディスクブレーキは、車両だけではなく、産業用の設備において制動力が必要な用途にも適用できる。

１００ ディスクブレーキ、 １１２ ディスクロータ、 １１６ パッド、 １２２ 筒状部材、 １２３ 第１ピストン、 １２４ 第２ピストン、 １２６ ピストン部材、 １３０ トグルリンク、 １３２ 第１リンク、 １３４ 第２リンク、 １５０ 連結点、 ２００ 摩耗調整機構、 ２０２ 第１歯車、 ２０４ 第２歯車、 ２１４ 台座、 ２１５ 押込部材、 ２２０ 第３歯車、 ２５８ 台座当接面、 ２６０ 押込部材当接面、 ３００ 切替機構。

Claims (7)

1. 互いに連結されている第１リンクと第２リンクとを含み、該第１リンクと該第２リンクとの連結点への入力を増幅して出力するトグルリンクと、
   前記トグルリンクに連結されており、前記トグルリンクの出力を受けて軸方向に移動可能であるピストン部材であって、ブレーキパッドに当接して該ブレーキパッドをディスクロータに前進させるためのピストンを含むピストン部材と、
   前記ブレーキパッドまたは前記ディスクロータの摩耗により生じた隙間を調整するための調整機構であって、前記ピストン部材の前記軸方向まわりの回転を前記ピストンの前記軸方向の変位に変換することにより前記ピストン部材の軸方向長さを拡張するよう構成されている調整機構と、を備え、
   前記調整機構は、前記連結点のブレーキ解除方向の移動に連動して回転するよう配設されている第１歯車と、前記第１歯車の回転を前記ピストン部材に出力するための最終歯車と、を含む歯車機構を備えることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記第１歯車は、前記トグルリンクの前記第１歯車への当接により回転させられるように、前記トグルリンクの動作面に交差して配設されてい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。
3. 前記トグルリンクの揺動角度範囲は、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとの間に押付力が作用するブレーキ範囲と、前記押付力が解除される非ブレーキ範囲と、を含み、
   前記第１歯車は、前記非ブレーキ範囲において前記トグルリンクの揺動に連動して回転するよう配設されてい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。
4. 前記歯車機構は、前記第１歯車の回転を前記最終歯車に伝達するための少なくとも１つの中間歯車を備え、該少なくとも１つの中間歯車は、前記第１歯車及び前記最終歯車を囲む内歯車を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のディスクブレーキ。
5. 前記ピストン部材は、前記軸方向に延びており一端にて前記ピストンに螺合する筒状部材を備え、前記ピストンは、前記筒状部材に対する前記軸方向まわりの相対回転が規制されており、
   前記最終歯車は、前記筒状部材に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のディスクブレーキ。
6. 前記第１歯車を噛み合い位置と非噛み合い位置とに切り替えるための切替機構をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のディスクブレーキ。
7. 前記切替機構は、前記第１歯車のための位置決め部材と、該位置決め部材に隣接して配置されており、前記ピストンの前進方向に向けて前記ピストン部材に接するよう付勢されている押込部材と、を備え、
   前記押込部材が前記位置決め部材に当接することにより前記位置決め部材が前記第１歯車を前記非噛み合い位置から前記噛み合い位置へと変位させるように、前記押込部材及び前記位置決め部材の少なくとも一方は、前記押込部材から前記位置決め部材に作用する力を前記第１歯車の変位方向に向けるための当接面を備えることを特徴とする請求項６に記載のディスクブレーキ。

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