JP2013072511A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】車両への搭載性を向上させ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、第１減速歯車４３の中心軸とボア１０の中心軸との距離Ｌ１が、モータ３８の回転軸４１とボア１０、すなわち、シリンダ部７の中心軸との距離Ｌ２よりも大きくなるように配置したので、本ディスクブレーキ１の軸長を従来よりも短縮することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【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。

従来のディスクブレーキには、電動モータと遊星歯車減速機構との間に、第１減速ギヤ及び第２減速ギヤから構成される平歯多段減速機構が配置されており、第１減速ギヤの大歯車と第２減速ギヤの大歯車とが軸方向に重なって配置されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１６９２４８号公報

しかしながら、特許文献１の発明に係るディスクブレーキでは、キャリパの軸長が長くなり、車両への搭載性に難があった。

本発明は、車両への搭載性を向上させ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、ロータ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の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配置さ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前記シリンダと前記ロータの周方向に並んで配置される電動モータと、該電動モータからの回転力を複数の回転部材により増力して伝達する減速機構と、該減速機構からの回転力が伝達され、前記ピストンを制動位置に推進するピストン推進機構と、を備え、前記複数の回転部材のうち前記電動モータからの回転力が伝達される一の回転部材は、前記電動モータに連結される大径回転部と、他の回転部材へ回転力を伝達する伝達部材に連結される小径回転部とが同軸で形成され、前記一の回転部材の中心軸と前記シリンダの中心軸との距離が、前記電動モータの回転軸と前記シリンダの中心軸との距離よりも大きくなるように配置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、車両への搭載性を向上させることができる。

本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のキャリパ本体のシリンダ部を拡大して示す断面図である。 図１のＡ方向から見た図である。 図３のＢ方向から見た図である。 図１の減速機構を示す分解斜視図である。 図１の減速機構の平面図である。 図１の平歯多段減速機構の変形例を示す断面図である。 図７の平歯多段減速機構を備えた減速機構の平面図である。

本実施形態に係るディスクブレーキ１を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るディスクブレーキ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及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４とは、車両のナックル等の非回転部に固定部を介して固定されたブラケット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。

すなわち、図３に示すように、ブラケット５には、車両の非回転部に固定される固定部としての一対のボルト孔７５，７５が形成されている。ブラケット５は、各ボルト孔７５に挿通される取付ボルト（図示略）によって車両の非回転部に固定される。また、図１、図３及び図４に示すように、ブラケット５には、各ボルト孔７５からディスクロータ１５０の周方向に沿って間隔を置いた位置に、内部に図示せ取付孔を有する一対の取付軸部７６，７６がディスクロータ１５０の軸方向に延びて形成されている。そして、ブラケット５の各取付軸部７６，７６の内部には、ディスクブレーキ１のキャリパ４（シリンダ部７）にボルト７７で固定されるスライドピン７８，７８がそれぞれ軸方向に摺動自在に配置される。このように、各取付軸部７６，７６にスライドピン７８，７８が配置されることで、ブラケット５にキャリパ４が摺動自在に支持されることになる。

キャリパ４は、キャリパ本体６とピストン１２と後述するハウジング３５とから大略構成されている。図１及び図４に示すように、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、他端が孔部９Ａ（図２参照）を有する底壁９により閉じられた有底のボア１０が形成されている。このボア１０内には、その開口側に形成された周溝にピストンシール１１が介装されている。

図２に示すように、ピストン１２は、有底のカップ状に形成され、その底部１２Ａがインナブレーキパッド２に対向するようにボア１０内に収められている。ピストン１２は、ピストンシール１１を介して接触状態で軸方向に移動可能にボア１０に内装されている。このピストン１２とボア１０との間は、ピストンシール１１により画成されて液圧室１３となっている。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、マスタシリンダや液圧制御ユニット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、その底面に凹部１４が設けられている。この凹部１４は、インナブレーキパッド２の背面に形成されている凸部１５が係合することによりボア１０、ひいてはキャリパ本体６に対して回り止めされている。また、ピストン１２の底部１２Ａとボア１０との間には、ボア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。

図１に示すように、キャリパ本体６のボア１０の底壁９の外側には気密的にハウジング３５が取り付けられている。該ハウジング３５の一端開口には気密的にカバー３９が取り付けられている。なお、図２に示すように、ハウジング３５とボア１０とはシール５１によって気密性が保持されている。また、図１に示すように、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。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を収容してもよい。この場合、シール５０が不要となり、組み付け工数の低減を図ることが可能となる。

図１に示すように、キャリパ４には、ピストン１２を制動位置に推進するピストン推進機構３４と、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とが備えられている。ピストン推進機構３４は、キャリパ本体６に収納され、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内に収納されている。モータ３８の回転軸４１の回転力は、モータ３８のピニオンギヤ４２から直接、平歯多段減速機構３７に伝達され、この平歯多段減速機構３７から遊星歯車減速機構３６へ伝達され、ピストン推進機構３４に伝達されるようになっている。

ピストン推進機構３４は、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、ピストン１２に推力を付与して制動位置に推進させるボールアンドランプ機構２８及びねじ機構５２から構成される。なお、ピストン推進機構３４は、ピストン１２を制動位置に推進させた後ピストン１２を制動位置に保持する機能も兼ね備えている。ボールアンドランプ機構２８及びねじ機構５２は、キャリパ本体６のボア１０内に収納されている。ねじ機構５２は、ボールアンドランプ機構２８とピストン１２との間に設けられている。

平歯多段減速機構３７は、図１に示すように、モータ３８のピニオンギヤ４２と、該ピニオンギヤ４２と噛合する、一の回転部材としての第１減速歯車４３と、該第１減速歯車４３と噛合する、減速しない伝達部材としての非減速平歯車８０と、該非減速平歯車と噛合する、他の回転部材としての第２減速歯車４４とから構成される。モータ３８のピニオンギヤ４２は、筒状に形成され、モータ３８の回転軸４１に圧入固定される孔部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、大径回転部としての大径の大歯車４３Ａと、該大歯車４３Ａから軸方向に延出して形成される小径回転部としての小径の小歯車４３Ｂとが一体成形されている。第１減速歯車４３の小歯車４８Ｂは、非減速平歯車８０に噛合する。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に支持されるシャフト６２により回転可能に支持される。

第２減速歯車４４は、非減速平歯車８０に噛合する大径の大歯車４４Ａと、該大歯車４４Ａから軸方向に延出して形成される小径のサンギヤ４４Ｂとが一体成形されている。第２減速歯車４４のサンギヤ４４Ｂは、後述する遊星歯車減速機構３６の一部として構成される。該第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。非減速平歯車８０は、第１減速歯車４３の小歯車４３Ｂと第２減速歯車４４の大歯車４４Ａとに噛合される。非減速平歯車８０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に支持されるシャフト８１により回転可能に支持される。なお、本実施形態において、第１減速歯車４３と第２減速歯車４４とは、大径の歯車と小径の歯車とが一体成形されたものとなっているが、これに限らず、大径の歯車と小径の歯車とが一体的になっていれば、大径の歯車と小径の歯車とを別々の部材としてこれらを嵌合、接着、ねじ込み等で固定したりしてもよく、また、一の軸に離間して固定してもよい。

遊星歯車減速機構３６は、第２減速歯車４４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。プラネタリギヤ４５は、第２減速歯車４４のサンギヤ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を挿通する孔部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。

図１及び図２に示すように、キャリア４８は、円板状に形成され、その中心に多角形柱４８Ａがインナパッド２側に突設される。該キャリア４８の多角形柱４８Ａは、後述するボールアンドランプ機構２８の回転ランプ２９の円柱部２９Ｂに設けた多角形孔２９Ｃと嵌合することで、キャリア４８と回転ランプ２９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の外周側には複数のピン用孔４８Ｂが形成されている。該各ピン用孔４８Ｂに、各プラネタリギヤ４５を回転可能に支持するピン４７が圧入固定されている。該キャリア４８及び各プラネタリギヤ４５は、ハウジング３５の壁面３５Ａと、インターナルギヤ４６の第２減速歯車４４側に一体的に設けた環状壁部４６Ｂとにより軸方向の移動が規制されている。また、キャリア４８には、その中心に挿通孔４８Ｃが形成される。該挿通孔４８Ｃには、カバー３９に支持され、第２減速歯車４４を回転自在に支持するシャフト６３が圧入固定されている。なお、本実施形態では、キャリア４８に設けた多角形柱４８Ａと回転ランプ２９の多角形孔２９Ｃとによりキャリア４８と回転ランプ２９との相対的な回転を規制しているが、これに限ることなく、面取りを有する円形状としたり、スプラインやキー等回転トルクを伝達できる機械要素を用いてキャリア４８と回転ランプ２９との相対的な回転を規制するようにしてもよい。

図１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から連続して第２減速歯車４４側に一体的に設けられ、プラネタリギヤ４５の軸方向の移動を規制する環状壁部４６Ｂとからなる。該インターナルギヤ４６は、ハウジング３５内に圧入固定される。

そして、図１に示すように、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）とサンギヤ４４Ｂの中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ１が、モータ３８の回転軸４１とサンギヤ４４Ｂの中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ２よりも大きくなるように配置される。また、図３に示すように、第１減速歯車４３は、ディスクロータ１５０の径方向におけるブラケット５のボルト孔７５と、スライドピン７８が配置されるブラケット５の取付孔との間に配置される。さらに、図１から解るように、第１減速歯車４３の小歯車４３Ｂと、非減速平歯車８０と、第２減速歯車４４の大歯車４４Ａそれぞれのカバー３９側の面が略同一平面に配置される。

図２に示すように、ねじ機構５２は、プッシュロッド５３と、該プッシュロッド５３と螺合するナット５５とを備えている。プッシュロッド５３は、ツバ部５３Ａと雄ねじ部５３Ｃとが一体的に形成されて構成される。該ツバ部５３Ａは、スラストベアリング５６を介して、ボールアンドランプ機構２８の回転直動ランプ３１に軸方向に対向配置される。ツバ部５３Ａと後述するリテーナ２６との間には、コイルばね２７が介装されている。コイルばね２７は、プッシュロッド５３を常時スラストベアリング５６側、すなわち、シリンダ部７の底壁９側へ付勢し、該プッシュロッド５３を介して後述のボールアンドランプ機構２８の回転直動ランプ３１をシリンダ部７の底壁９側へ付勢している。なお、プッシュロッド５３は、そのツバ部５３Ａの外周面に周方向に沿って凸部５３Ｂが複数設けられている。各凸部５３Ｂは、後述するリテーナ２６の縮径部２６Ｂに、周方向に沿って複数設けられる縦長溝部２６Ｅにそれぞれ嵌合するようになっている。この各凸部５３Ｂと各縦長溝部２６Ｅとの嵌合により、プッシュロッド５３は、縦長溝部２６Ｅの軸方向長さの範囲で軸方向に移動可能であるが、リテーナ２６に対して回転方向への移動が規制されている。

ナット５５は、貫通孔である孔部５５Ａを有して一端側（シリンダ部７の底壁９側）に設けた円筒部５５Ｂと、他端側（シリンダ部７の開口部７Ａ側）に設けたフランジ部５４とが一体的に形成されて、軸方向断面でＴ字状、外観視でキノコ状に構成される。孔部５５Ａのうち円筒部５５Ｂが形成される範囲に、プッシュロッド５３の雄ねじ部５３Ｃと螺合する雌ねじ部５５Ｃが形成されている。

ナット５５のフランジ部５４の外周端には、凸部５４Ａが周方向に間隔を置いて複数形成される。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形成された平面部１２Ｃに係合するようになっている。この係合により、ナット５５は、ピストン１２に対して軸方向には移動可能であるが、回転方向への移動が規制されている。ナット５５のフランジ部５４の先端面には、傾斜面５４Ｂが形成されている。該傾斜面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。ナット５５のフランジ部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からの回転力が、ねじ機構５２であるプッシュロッド５３、ナット５５及びフランジ部５４を介してピストン１２に伝達される。これにより、ピストン１２は制動位置まで前進するようになっている。なお、ナット５５のフランジ部５４の凸部５４Ａには溝部（図示略）が複数され、その傾斜面５４Ｂにも溝部５４Ｄが複数形成され、これらより、ピストン１２の底部１２Ａとフランジ部５４とにより囲まれた空間が液圧室１３と連通して、ブレーキ液の流通が可能になって、前記空間のエア抜き性を確保するようにしている。

プッシュロッド５３の雄ねじ部５３Ｃとナット５５の雌ねじ部５５Ｃとは、ピストン１２から回転直動ランプ３１への軸方向荷重によってベースナット３３が回転しないように、その逆効率が０以下になるように、すなわち、不可逆性が大きなねじに設定されている。

図２に示すように、ボールアンドランプ機構２８は、回転ランプ２９と、回転直動ランプ３１と、複数のボール３２と、ベースナット３３とを備えている。
回転ランプ２９は、円板状の回転プレート２９Ａと、該回転プレート２９Ａの略中心から一体的に遊星歯車減速機構３６側に延びる円柱部２９Ｂとからなる軸方向断面Ｔ字状に形成される。該円柱部２９Ｂは、後述するベースナット３３の底壁３３Ａに設けた挿通孔３３Ｄ及びボア１０の底壁９に設けた孔部９Ａに挿通されている。該円柱部２９Ｂの先端には、キャリア４８に設けた多角形柱４８Ａが嵌合する多角形孔２９Ｃが形成されている。また、回転プレート２９Ａの円柱部２９Ｂ側と反対側の面には、周方向に沿って所定の傾斜角を有して円弧状に延びるとともに径方向において円弧状断面を有する複数のボール溝２９Ｄが形成されている。該回転プレート２９Ａは、ベースナット３３の底壁３３Ａに対して、スラストベアリング３０を介して回転自在に支持されている。なお、ボア１０の底壁９の孔部９Ａと回転ランプ２９の円柱部２９Ｂの外周面との間にはシール６１が設けられ、液圧室１３の液密性が保持されている。また、回転ランプ２９の円柱部２９Ｂの先端部には止め輪６４が装着されており、回転ランプ２９のキャリパ本体６に対するインナ及びアウタブレーキパッド２、３側への移動、ロータ軸方向への移動が規制されている。そして、上記のような回転ランプ２９の規制によって、ベースナット３３は、キャリパ本体６に対して軸方向に移動しないようになっている。したがって、ベースナット３３に形成された雌ねじ部３３Ｃもキャリパ本体６に対して軸方向に移動しないようになっている。

回転直動ランプ３１は、図２にも示されるように、円板状の回転直動プレート３１Ａと、該回転直動プレート３１Ａの外周端から一体的に遊星歯車減速機構３６側に延びる円筒部３１Ｂとからなる有底円筒状に形成されている。回転直動プレート３１Ａの、回転ランプ２９の回転プレート２９Ａとの対向面には、周方向に沿って所定の傾斜角を有して円弧状に延びるとともに径方向において円弧状断面を有する複数、本実施形態においては３つのボール溝３１Ｄが形成されている。また、回転直動ランプ３１の円筒部３１Ｂの外周面には、ベースナット３３の円筒部３３Ｂの内周面に設けた雌ねじ部３３Ｃと螺合する雄ねじ部３１Ｃが形成されている。なお、回転ランプ２９及び回転直動ランプ３１のボール溝２９Ｄ、３１Ｄ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。

ベースナット３３は、底壁３３Ａと、該底壁３３Ａの外周端からディスクロータ１５０側に延びる円筒部３３Ｂとからなる有底筒状に形成されている。該円筒部３３Ｂの内周面には、回転直動ランプ３１の円筒部３１Ｂの外周面に設けた雄ねじ部３１Ｃと螺合する雌ねじ部３３Ｃが形成される。ベースナット３３の底壁３３Ａの略中心には回転ランプ２９の円柱部２９Ｂが挿通される挿通孔３３Ｄが形成されている。

そして、ベースナット３３は、その円筒部３３Ｂ内に回転直動ランプ３１の回転直動プレート３１Ａ及び回転ランプ２９の回転プレート２９Ａを収容するようにして、その底壁３３Ａの挿通孔３３Ｄに回転ランプ２９の円柱部２９Ｂが挿通されている。また、ベースナット３３の円筒部３３Ｂの雌ねじ部３３Ｃが回転直動ランプ３１の円筒部３１Ｂのねじ部３１Ｃに螺合され、その底壁３３Ａがボア１０の底壁９と回転ランプ２９の回転プレート２９Ａとの間に配置されたスラストベアリング３０と５８の間に支持されている。これにより、ベースナット３３は、スラストベアリング５８及びスラストワッシャ５７を介して、ボア１０の底壁９に対して回転可能に支持されるようになっている。しかしながら、ベースナット３３は、その外周に設けた複数の凸部３３Ｅが、後述するリテーナ２６に設けた凹部２６Ｇと嵌合することでリテーナ２６に対する相対的な回転移動が規制されている。また、リテーナ２６の大径部２６Ａの、ボア１０の底壁９側の端部には、複数のツメ部２６Ｆが形成されている。各ツメ部２６Ｆは、該リテーナ２６内の所定位置にベースナット３３を組み付けた後、リテーナ２６の中心方向へ折り込まれることで形成されている。この複数のツメ部２６Ｆは、ベースナット３３の遊星歯車減速機構３６側への移動を規制するようになっている。

回転直動ランプ３１の円筒部３１Ｂの雄ねじ部３１Ｃ及びベースナット３３の円筒部３３Ｂに設けた雌ねじ部３３Ｃは、回転ランプ２９を一方向に回転させて、回転ランプ２９及び回転直動ランプ３１の対向するボール溝２９Ｄ、３１Ｄ間のボール３２の転動作用により回転直動ランプ３１が回転ランプ２９から離間する場合、回転直動ランプ３１が回転ランプ２９と同方向に回転したときに、回転直動ランプ３１がベースナット３３から離間するように形成されている。

ボール３２は、転動部材としての鋼球からなり、回転ランプ２９の回転プレート２９Ａの各ボール溝２９Ｄと、回転直動ランプ３１の回転直動プレート３１Ａの各ボール溝３１Ｄとの間にそれぞれ介装されている。

そして、回転ランプ２９に回転トルクを加えると、回転ランプ２９のボール溝２９Ｄと、回転直動ランプ３１のボール溝３１Ｄとの間をボール３２が転動するようになっている。ここで、ボール３２が転動すると、回転直動ランプ３１は、ベースナット３３と螺合しているため、ベースナット３３がボア１０に対して回転していないときには、ベースナット３３に対して回転しながら軸方向に推進するようになっている。このとき、回転直動ランプ３１は、ボール３２の転動により発生する回転直動ランプ３１の回転トルクと、回転直動ランプ３１の雄ねじ部３１Ｃ及びベースナット３３の雌ねじ部３３Ｃの回転抵抗トルクとが釣り合うまで、軸方向に推進されるようになっている。また、回転直動ランプ３１の雄ねじ部３１Ｃ及びベースナット３３の雌ねじ部３３Ｃは、ピストン１２から回転直動ランプ３１への軸方向荷重によってベースナット３３が回転しない、すなわち、雄ねじ部３１Ｃ及び雌ねじ部３３Ｃの逆効率が０以下になるように、言い換えれば、不可逆性が大きなねじに設定されている。

リテーナ２６は、全体が略筒形状で構成され、ボア１０の底壁９側に位置する大径部２６Ａと、この大径部２６Ａからボア１０の開口７Ａ方向に向けて縮径する縮径部２６Ｂと、この縮径部２６Ｂからボア１０の開口７Ａ方向に向けて延出する小径部２６Ｃとから構成されている。大径部２６Ａの、ボア１０の底壁９側（図２中右側）には、中心側に部分的に折り込まれてベースナット３３を係止する複数のツメ部２６Ｆが形成されている。また、リテーナ２６の縮径部２６Ｂには、周方向に沿って複数設けた縦長溝部２６Ｅが形成され、プッシュロッド５３のツバ部５３Ａに設けた複数の対応する凸部５３Ｂが嵌合されている。

リテーナ２６の小径部２６Ｃの外周には、一方向クラッチ部材としてのスプリングクラッチ６５のコイル部６５Ａが巻き付けられている。このスプリングクラッチ６５は、リテーナ２６が一方向へ回転するときには回転トルクを付与するが、他方向へ回転するときに回転トルクを殆ど付与しないようになっている。ここでは、ナット５５がボールアンドランプ機構２８の方向へ移動するときの回転方向に対して回転抵抗トルクを付与するようにしている。なお、スプリングクラッチ６５の回転抵抗トルクの大きさは、回転直動ランプ３１とベースナット３３とが軸方向で互いに近接する際、コイルばね２７の付勢力によって発生する回転直動ランプ３１の雄ねじ部３１Ｃと、ベースナット３３の雌ねじ部３３Ｃとの回転抵抗トルクよりも大きいものとなっている。また、スプリングクラッチ６５の、ボア１０の開口部７Ａ側（図２中左側）には、リング部６５Ｂが形成されており、ナット５５の各凸部５４Ａと同様に、ピストン１２の平面部１２Ｃと当接している。これにより、スプリングクラッチ６５は、ピストン１２に対して軸方向の移動は可能であるが、回転方向への移動が規制されるようになっている。

図１に示すように、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。ＥＣＵ７０には、駐車ブレーキの作動・解除を指示す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。また、ＥＣＵ７０は、図示しない車両側からの信号に基づきパーキングスイッチ７１の操作によらずに作動する機能、例えば、停車状態が一定時間続いたときにキャリパ４を作動させて車両の停止状態を維持する機能や液圧制御装置の故障時に断続的にモータ３８を正逆回転させてＡＢＳの代用とする機能を有している。

上述したように、本実施形態においては、キャリパ本体６のボア１０と、ピストン１２と、ねじ機構５２のプッシュロッド５３及びナット５５と、ボールアンドランプ機構２８の回転ランプ２９及び回転直動ランプ３１と、遊星歯車減速機構３６（第２減速歯車４４）のサンギヤ４４Ｂとは同心状に配置している。そして、本実施形態においては、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）とボア１０の中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ１を、モータ３８の回転軸４１とボア１０の中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ２よりも大きくなるように配置している。このように構成することで、第１減速歯車４３の大歯車４３Ａと、第２減速歯車４４の大歯車４４Ａとが軸方向で重ならないようになり、本ディスクブレーキ１の軸長を従来よりも短縮することができる。したがって、車両への搭載性を向上させることができる。また、本実施形態においては、図３に示すように、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）を、ボア１０の中心軸及びモータ３８の回転軸４１とディスクロータ１５０の回転方向に直線状に並んで配置している。このように構成することで、モータ３８をキャリパ本体６のディスクロータ１５０の径方向に延出させずに配置することができる。したがって、車両への搭載性を向上させることができる。なお、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）とボア１０の中心軸及びモータ３８の回転軸４１をディスクロータ１５０の同心円状に並んで配置してもよい。
本実施形態においては、図３に示すように、、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）を、ボア１０、すなわちシリンダ部７の中心軸とモータ３８の回転軸４１とを結ぶ直線の延長線上に配置している。このように構成することで、スライドピン７８をキャリパ本体６に固定するためのボルト７７の締め付けや取り外しが容易になり、ディスクブレーキ１の製造効率やメンテナンス性が向上する。また、ブラケット５のボルト孔の周囲に空間を設けられるため、ディスクブレーキ１の車両への取り付けが容易になる。

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から液圧回路（ともに図示しない）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を弾性変形させながら非制動時の原位置から前進（図１の左方向に移動）してインナブレーキパッド２をディスクロータ１５０に押し付ける。そして、キャリパ本体６は、ピストン１２の押付力の反力によりブラケット５に対して図１における右方向に移動して、爪部８によってアウタブレーキパッド３をディスクロータ１５０に押し付ける。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ことになる。

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キャリパ４の液圧室１３内の液圧が低下する。これにより、ピストン１２は、ピストンシール１１の弾性変形が解消されることによって原位置まで後退することで、車両の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の移動量が増大してピストンシール１１の弾性変形量を越えると、ピストン１２とピストンシール１１との間に滑りが生じる。この滑りによってキャリパ本体６に対するピストン１２の原位置が移動して、パッドクリアランスが一定に調整され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、ブレーキペダルが操作されておらず、かつ、駐車ブレーキが解除されている状態を示している。この状態から駐車ブレーキを作動させるべく、パーキングスイッチ７１が操作されると、ＥＣＵ７０によってモータ３８が駆動されて、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。このサンギヤ４４Ｂの回転により、各プラネタリギヤ４５を介してキャリア４８が回転する。キャリア４８の回転力は、回転ランプ２９に伝達される。

ここで、ボールアンドランプ機構２８の回転直動ランプ３１には、プッシュロッド５３を介してコイルばね２７の付勢力が作用している。このため、回転直動ランプ３１が、キャリパ本体６に対して前進（図２中左方向へ移動）するためには、ある一定以上の推力、ひいては回転トルクＴ１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とディスクロータ１５０とが当接しておらず、ピストン１２からディスクロータ１５０への押付力が発生していない状態では、プッシュロッド５３を回転させるための必要回転トルクＴ２が、回転直動ランプ３１を前進させるための必要回転トルクＴ１よりも十分小さくなっている。また、駐車ブレーキを作動させる時には、スプリングクラッチ６５による回転抵抗トルクＴ３も付与されない。

このため、キャリア４８から回転ランプ２９への回転力の伝達初期においては、回転直動ランプ３１が前進しないので、回転ランプ２９と回転直動ランプ３１とが共回りし始める。その回転力は、機械損失分を除いた殆どが回転直動ランプ３１の雄ねじ部３１Ｃとベースナット３３の雌ねじ部３３Ｃとの螺合部からリテーナ２６及びプッシュロッド５３を介してねじ機構５２に伝達されて、ねじ機構５２が作動することになる。すなわち、キャリア４８は、その回転力により回転ランプ２９、回転直動ランプ３１、ベースナット３３、リテーナ２６及びプッシュロッド５３を共に一体となって回転させる。このプッシュロッド５３の回転によりナット５５が前進（図１中左方向へ移動）して、ナット５５のフランジ部５４の傾斜面５４Ｂがピストン１２の傾斜面１２Ｄに当接して、該傾斜面１２Ｄを押圧することでピストン１２が前進することになる。

さらにモータ３８が駆動されて、ねじ機構５２の作用によりピストン１２によるディスクロータ１５０への押付力が発生し始めると、今度は、その押付力に伴う軸力によってプッシュロッド５３の雄ねじ部５３Ｃとナット５５の雌ねじ部５５Ｃとの螺合部で発生する回転抵抗が増大して、ナット５５を前進させるための必要回転トルクＴ２が増大していく。そして、必要回転トルクＴ２が、ボールアンドランプ機構２８を作動、すなわち回転直動ランプ３１を前進させるための必要回転トルクＴ１よりも大きくなる。この結果、プッシュロッド５３の回転が停止して、プッシュロッド５３と相対的な回転が規制されるリテーナ２６を介してベースナット３３の回転が停止する。すると今度は、回転直動ランプ３１が回転しながら軸方向に前進することで、ねじ機構５２、すなわちプッシュロッド５３及びナット５５を介してピストン１２が前進し、ピストン１２のディスクロータ１５０への押付力が増大する。このとき、回転直動ランプ３１には、回転ランプ２９からの回転トルクの付与により、ボール溝３１Ｄで発生する推力と、ベースナット３３との螺合によって発生する推力の合計が付与される。なお、本実施形態では、最初に、ねじ機構５２が作動することによりナット５５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への押付力を得るので、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。

そして、ＥＣＵ７０は、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への押付力が所定値に到達するまで、例えば、モータ３８の電流値が所定値に達するまでモータ３８を駆動する。その後、ＥＣＵ７０は、ディスクロータ１５０への押付力が所定値に到達すると、モータ３８への通電を停止する。すると、ボールアンドランプ機構２８は、回転ランプ２９の回転が停止するので、各ボール溝２９Ｄ、３１Ｄ間のボール３２の転動作用による回転直動ランプ３１への推力付与がなくなる。回転直動ランプ３１には、ディスクロータ１５０への押付力の反力がピストン１２及びねじ機構５２を介して作用するが、回転直動ランプ３１はベースナット３３との間で逆作動しない雄ねじ部３１Ｃ及び雌ねじ部３３Ｃで螺合されているので、回転直動ランプ３１は回転せずに停止状態が維持される。これにより制動力の保持がなされて駐車ブレーキの作動が完了する。

なお、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を駐車ブレーキの作動時と逆方向に駆動してピストン１２を戻す、すなわちピストン１２をディスクロータ１５０から離間させることになる回転方向で駆動する。このモータ３８の駆動により、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。すると、ボールアンドランプ機構２８が初期位置に戻り、駐車ブレーキの解除が完了する。なお、ＥＣＵ７０は、ピストン１２からナット５５が適度に離間した位置でモータ３８を停止させるように制御する。

次に、本実施形態に係るディスクブレーキ１における平歯多段減速機構３７の変形例を図７及び図８に基づいて説明する。
該平歯多段減速機構３７ａ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、減速しない伝達部材としてのベルト８５とから構成される。
第１減速機構４３は、ピニオンギヤ４２の歯車４２Ｂに噛合する大径回転部としての大歯車４３Ａと、該大歯車４３Ａから軸方向に延出する小径回転部としての小径軸部４３Ｂ’とが一体的に形成されている。第２減速歯車４４は、大径軸部４４Ａ’と、該大径軸部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。そして、第１減速機構４３の小径軸部４３Ｂ’に設けたベルト用溝部８６と、第２減速機構４４の大径軸部４４Ａ’に設けたベルト用溝部８７とにベルト８５が巻装される。これにより、モータ３８の回転軸４１からの回転力が、第１減速機構４３からベルト８５を介して第２減速機構４４に伝達されるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係るディスクブレーキ１では、第１減速歯車４３の中心軸（シャフト６２）とボア１０の中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ１が、モータ３８の回転軸４１とボア１０の中心軸（シャフト６３）との距離Ｌ２よりも大きくなるように配置して、従来（特許文献１参照）のように第１減速歯車４３の大歯車４３Ａと、第２減速歯車４４の大歯車４４Ａとが軸方向で重ならないようにしたので、本ディスクブレーキ１の軸長を従来よりも短縮することができ、車両への搭載性を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、ピストン推進機構３４をボールアンドランプ機構２８及びねじ機構５２から構成するものとしたが、これに限らず、ねじ機構５２のみで構成してもよいし、その他の回転直動変換機構を用いることができる。また、本実施形態においては、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を用いたが、歯のない回転部材同士の一部分が当接して摩擦力で回転を伝達するような減速機構等、種々の減速機構を用いることができる。また、本実施形態においては、減速機構として遊星歯車減速機構３６を用いたが、所望の減速比を設定できれば、必ずしも、これを用いる必要はなく、他の差動減速機構や波動歯車装置を用いるようにしてもよい。
なお、上記実施形態では、第１減速歯車４３の中心軸とシリンダ部７のボア１０（サンギヤ４４Ｂ）の中心軸との距離Ｌ１が、モータ３８の回転軸４１とサンギヤ４４Ｂの中心軸との距離Ｌ２よりも大きくなるように、各軸を直線状に配置した例を示したが、直線状でなくとも、Ｌ１＞Ｌ２の条件を満たす範囲で、例えば、第１減速歯車４３の中心軸をシリンダ部７に近づける方向に移動させた位置に設けてもよい。

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，５ ブラケット，６ キャリパ本体，７ シリンダ部，１０ ボア，１２ ピストン，２８ ボールアンドランプ機構，３４ ピストン推進機構，３６ 遊星歯車減速機構，３７、３７ａ 平歯多段減速機構，３８ モータ（電動モータ），４１ 回転軸，４３ 第１減速歯車（一の回転部材），４３Ａ 大歯車（大径回転部），４３Ａ’ 大径軸部（大径回転部），４３Ｂ 小歯車（小径回転部），４４ 第２減速歯車（他の回転部材），５２ ねじ機構，７５ ボルト孔（固定部），７８ スライドピン，８０ 非減速平歯車（減速しない伝達部材），８５ ベルト（減速しない伝達部材），１５０ ディスクロータ

Claims (8)

1. ロータ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の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配置さ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前記シリンダと前記ロータの周方向に並んで配置される電動モータと、
   該電動モータからの回転力を複数の回転部材により増力して伝達する減速機構と、
   該減速機構からの回転力が伝達され、前記ピストンを制動位置に推進するピストン推進機構と、
   を備え、
   前記複数の回転部材のうち前記電動モータからの回転力が伝達される一の回転部材は、前記電動モータに連結される大径回転部と、他の回転部材へ回転力を伝達する伝達部材に連結される小径回転部とが同軸で形成され、前記一の回転部材の中心軸と前記シリンダの中心軸との距離が、前記電動モータの回転軸と前記シリンダの中心軸との距離よりも大きくなるように配置されることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記一の回転部材の中心軸は、前記シリンダの中心軸および前記電動モータの回転軸と前記ロータの回転方向に並んで配置され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. 前記一の回転部材の中心軸は、前記シリンダの中心軸と前記電動モータの回転軸とを結ぶ直線の延長線上に配置されることを特徴とする請求項２に記載のディスクブレーキ。
4. 前記複数の回転部材のうち前記ピストン推進機構に回転力を伝達する他の回転部材は、減速しない伝達部材を介して前記一の回転部材から回転力が伝達され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。
5. 前記キャリパ本体は、車両の非回転部に固定される固定部を有するブラケットにスライドピンを介して摺動自在に設けられ、
   前記一の回転部材は、前記ロータの径方向において前記固定部と前記スライドピンとの間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のディスクブレーキ。
6. 前記複数の回転部材は、段付きの減速ギヤであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスクブレーキ。
7. 前記複数の減速ギヤのうち一つの減速ギヤの小径回転部と、他の減速ギヤの大径回転部との間には平歯車が配置され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。
8. 前記減速機構には、遊星歯車減速機構が設けられ、該遊星歯車減速機構は、前記他の減速ギヤと前記ピストン推進機構との間に配置されることを特徴とする請求項７に記載のディスクブレーキ。

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