JP2016033413A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】信頼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では、ピストン１８に複数の回転規制用縦溝２２を設け、固定ランプ１５０に複数の凸部１５５を設け、固定ランプ１５０の各凸部１５５をピストン１８の各回転規制用縦溝２２に嵌合することで、ピストン１８に対する固定ランプ１５０の相対回転を規制しているので、従来の回転規制構造よりも、固定ランプ１５０のピストン１８に対する回転規制トルク（Ｔ）に伴う、接触部位１８０に付与される荷重（Ｆ）を従来よりも低減させることができる。これにより、特に、駐車ブレーキ等の作動において信頼性を向上させることができる。【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。

従来のディスクブレーキには、駐車ブレーキ時等に作動するパーキングディスクブレーキ機構を備えたものがある（特許文献１参照）。

特開２０１２−２２９７９８号公報

しかしながら、特許文献１に係るディスクブレーキに備えたパーキングディスクブレーキ機構では、ピストンに対して軸方向へ摺動する、例えばナットの回転を規制するために、ナットのフランジ部に外周面に複数の凸部を突設させて、一方ピストンの内周面にナットのフランジ部の各凸部がそれぞれ当接する複数の平面部を設けることで、両者の相対的な回転を規制しているが、この形態であると、両者の相対回転を規制する回転規制トルク（Ｔ）に伴って、接触部位に付与される荷重（Ｆ）が大きくなり、接触部位の摩耗等から作動不良を起こす虞があり、改善する必要があった。

そこで、本発明は、信頼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、本発明のディスクブレーキは、ロータを挟んで該ロータ軸方向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ロータ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、電流の供給を受けて回転運動を生成するモータと、前記ピストンの内部に設けられ、前記モータからの回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構と、を備え、前記ピストンの内周面に複数の凹部が設けられ、前記回転直動変換機構に、前記各凹部にそれぞれ嵌合する複数の凸部が設けられる、前記回転直動変換機構は、前記モータの回転運動が伝達される回転伝達部材と、該回転伝達部材にねじ嵌合されて回転可能、且つ直動可能なシャフト部材と、該シャフト部材にねじ嵌合されて、該シャフト部材の回転によって前記ピストンに軸方向の推力を付与するボールアンドランプ機構と、を備え、該ボールアンドランプ機構に前記複数の凸部が設けられる。

本発明によれば、信頼性を向上させるディスクブレーキを提供することができる。

本実施形態に係るディスクブレーキを示す断面図。 本ディスクブレーキに採用した回転直動変換機構の拡大断面図。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 図３のＢ部拡大図。 本ディスクブレーキに採用した回転直動変換機構の分解斜視図。

以下、本実施形態を図１乃至図５に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本ディスクブレーキ１には、車両の回転部に取り付けられたディスクロータＤを挟んで軸方向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。なお、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されたブラケット５にディスクロータＤの軸方向へ移動可能に支持されている。以下、説明の便宜上、図１及び図２の右方を一端側として、左方を他端側として適宜説明する。

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側が開口される大径開口部９Ａとなり、その反対側が孔部１０を有する底壁１１により閉じられた有底のシリンダ１５が形成されている。該シリンダ１５内の底壁１１側は、大径開口部９Ａと連設され該大径開口部９Ａよりも小径となる小径開口部９Ｂが形成される。シリンダ１５は、大径開口部９Ａの内周面にピストンシール１６が配置されている。

図１及び図２に示すように、ピストン１８は、底部１９と円筒部２０とからなる有底のカップ状に形成される。該ピストン１８は、その底部１９がインナブレーキパッド２に対向するようにシリンダ１５内に収められている。ピストン１８は、ピストンシール１６に接触した状態で軸方向に移動可能にシリンダ１５の大径開口部９Ａに内装されている。このピストン１８とシリンダ１５の底壁１１との間は、液圧室２１としてピストンシール１６により画成されている。この液圧室２１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。なお、シリンダ１５の大径開口部９Ａの内周面とピストン１８の円筒部２０の外周面との間にピストンシール１６が介在しているために、ピストンシール１６の摩擦抵抗によりシリンダ１５に対するピストン１８の回転が規制される。

ピストン１８の内周面には、周方向に沿って複数の凹部である回転規制用縦溝２２が形成される。図３に示すように、各回転規制用縦溝２２は、断面形状において、開放側が長い台形状に形成される。詳しくは、回転規制縦溝２２は、底辺２２Ａと、対向する一対の側辺２２Ｂ、２２Ｂとから区画され、一対の側辺２２Ｂ、２２Ｂが底辺２２Ａから径方向外側に向かって互いに離間するように構成される。本実施形態では、回転規制用縦溝２２は周方向に沿って１２箇所形成される。

図１及び図２に示すように、ピストン１８の底部１９の、インナブレーキパッド２に対向する他端面の外周側に凹部２５が設けられている。この凹部２５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２６が係合しており、この係合によってピストン１８がシリンダ１５、ひいてはキャリパ本体６に対する相対回転が規制される。また、ピストン１８の底部１９の外周面と、シリンダ１５の大径開口部９Ａの内周面との間には、該シリンダ１５内への異物の進入を防ぐダストブーツ２７が介装されている。

キャリパ本体６のシリンダ１５の底壁１１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３６が取り付けられている。なお、ハウジング３５とシリンダ部７とはシール部材３７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３６とはシール部材３８によって気密性が保持されている。ハウジング３５には、キャリパ本体６と並ぶように、電動モータの一例であるモータ４０がシール部材４１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４０をハウジング３５の外側に配置したが、モータ４０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４０を収容してもよい。この場合、シール部材４１が不要となり、組み付け工数を低減できる。また、ハウジング３５とカバー３６を溶着接合してもよい。この場合、シール部材３８が不要となり、組み付け工数を低減できる。

キャリパ本体６には、ピストン１８を推進して制動位置に保持させる回転直動変換機構４３と、モータ４０による回転を増力する平歯多段減速機構４４及び遊星歯車減速機構４５とが備えられている。平歯多段減速機構４４及び遊星歯車減速機構４５は、ハウジング３５内に収納されている。

回転直動変換機構４３は、平歯多段減速機構４４及び遊星歯車減速機構４５からの回転運動、すなわちモータ４０の回転を直線方向の運動（以下、直動という）に変換し、ピストン１８に推力を付与して、該ピストン１８を制動位置で保持する。回転直動変換機構４３は、シリンダ１５の底壁１１とピストン１８の底部１９との間に収納され、ベースナット７５と、プッシュロッド１０２と、ボールアンドランプ機構１２７とを有している。ベースナット７５は、モータ４０の回転が伝達される回転伝達部材として構成され、シリンダ１５に回転可能に支持され、平歯多段減速機構４４及び遊星歯車減速機構４５を介してモータ４０からの回転運動が伝達される。ベースナット７５は、モータ４０の回転が伝達される回転伝達部材として構成される。プッシュロッド１０２は、ベースナット７５の雌ねじ部９７にねじ嵌合される第１の雄ねじ部１０３が一端側に形成され、他端側に第２の雄ねじ部１０４が形成される。プッシュロッド１０２は、回転伝達部材にねじ嵌合されて回転可能に、且つ直動可能に支持されるシャフト部材として構成される。ボールアンドランプ機構１２７は、プッシュロッド１０２の第２の雄ねじ部１０４にねじ嵌合されて、プッシュロッド１０２の回転によってピストン１８へ軸方向への推力を付与する。本実施形態の回転直動変換機構４３においては、ベースナット７５の雌ねじ部９７とプッシュロッド１０２の第１の雄ねじ部１０３との間で第１のねじ嵌合部１０５が構成される。また、本実施形態の回転直動変換機構４３においては、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１の雌ねじ部１６２とプッシュロッド１０２第２の雄ねじ部１０４との間で第２のねじ嵌合部１０６が構成される。

平歯多段減速機構４４は、ピニオンギヤ４６と、第１減速歯車４７と、第２減速歯車４８とを有している。ピニオンギヤ４６は円筒状に形成されており、モータ４０の回転軸４０Ａに圧入固定される孔部５０と、外周面に形成される歯車５１とを有している。第１減速歯車４７は、ピニオンギヤ４６の歯車５１に噛合する大径の大歯車５３と、大歯車５３から軸方向に延出して形成される小径の小歯車５４とが一体的に形成されている。この第１減速歯車４７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３６に支持されたシャフト５５により回転可能に支持される。第２減速歯車４８は、第１減速歯車４７の小歯車５４に噛合する大径の大歯車５６と、大歯車５６から軸方向に延出して形成される小径のサンギヤ５７とが一体形成されている。サンギヤ５７は遊星歯車減速機構４５の一部を構成している。この第２減速歯車４８は、カバー３６に支持されたシャフト５８により回転可能に支持される。

遊星歯車減速機構４５は、サンギヤ５７と、複数個（例えば、３個）のプラネタリギヤ６０と、インターナルギヤ６１と、キャリア６２とを有する。プラネタリギヤ６０は、第２減速歯車４８のサンギヤ５７に噛合される歯車６３と、キャリア６２から立設されるピン６５を挿通する孔部６４とを有している。３個のプラネタリギヤ６０は、キャリア６２の円周上に等間隔に配置される。

キャリア６２は、円板状に形成され、その径方向中心には、ベースナット７５の多角形柱８１が嵌合する多角形孔６８が形成される。該多角形孔６８に、ベースナット７５の円柱部７６の先端から連続して設けた多角形柱８１が嵌合することで、キャリア６２とベースナット７５の間で互いに回転トルクを伝達できる。キャリア６２の外周側には複数のピン用孔６９が形成されている。該各ピン用孔６９に、各プラネタリギヤ６０を回転可能に支持するピン６５が圧入固定されている。該キャリア６２及び各プラネタリギヤ６０は、ハウジング３５の開口部３５Ａ周辺から一端側に突設した壁面３５Ｂと、インターナルギヤ６１の第２減速歯車４８側に一体的に設けた環状壁部７２とにより軸方向の移動が規制されている。なお、本実施形態では、キャリア６２に設けた多角形孔６８によりベースナット７５との相対的な回転を規制しているが、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採用してもよい。

インターナルギヤ６１は、各プラネタリギヤ６０の歯車６３がそれぞれ噛合する内歯７１と、この内歯７１から連続して第２減速歯車４８側に一体的に設けられてプラネタリギヤ６０の軸方向の移動を規制する環状壁部７２とから形成されている。該インターナルギヤ６１は、ハウジング３５内に圧入固定される。

なお、本実施形態においては、ピストン１８を推進する回転力を得るために、モータ４０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４４及び遊星歯車減速機構４５を設けているが、該回転力を出力できるものであれば、いずれか一方、または両方の減速機構を省略してもよい。

図２及び図５に示すように、ベースナット７５は、円柱部７６と、該円柱部７６の他端部に一体的に設けられるナット部７７とを有して構成される。シリンダ１５の底壁１１にはワッシャ８０が当接するように配置されている。ベースナット７５の円柱部７６は、ワッシャ８０の挿通孔８０Ａ及びシリンダ１５の底壁１１に設けた孔部１０のそれぞれに挿通される。円柱部７６の先端側には、多角形に面取りされた多角形柱部８１となっている。多角形柱部８１がハウジング３５の開口部３５Ａを挿通してキャリア６２の多角形孔６８に嵌合される。本実施形態においては、図５に示すように多角形柱部８１が六角形に形成され、多角形孔６８が六角形孔で形成される。なお、多角形柱部８１は、六角形の他、三角、四角、五角、七角、八角等の多角形としてもよく、また、二面取り形状としてもよい。ベースナット７５のナット部７７は有底円筒状に形成される。ナット部７７は、円柱部７６の基端側に形成され、一端面がシリンダ１５の底壁１１に対向する円形状壁部８２と、円形状壁部８２の他端面から一体的に突設される円筒部８３とを有して構成される。円形状壁部８２は、外周面がシリンダ１５の小径開口部９Ｂの内壁面に近接して配置される。円形状壁部８２の一端面には、径方向中央部から小径円形状壁部８４が突設される。円柱部７６は、小径円形状壁部８４の一端面から突設される。円柱部７６の外径は、ナット部７７の円筒部８３の外径よりも小径に形成される。

ベースナット７５とワッシャ８０との間には、スラストベアリング８７が配置される。スラストベアリング８７は、ベースナット７５のナット部７７の小径円形状壁部８４周りの円形状壁部８２に当接する。そして、ベースナット７５はスラストベアリング８７により回転自在にシリンダ１５の底壁１１に支持される。ベースナット７５の円柱部７６の外周面とシリンダ１５の底壁１１の孔部１０との間には、シール部材８８及びスリーブ８９が設けられる。これらシール部材８８及びスリーブ８９は、液圧室２１の液密性を保持するために設けられる。ベースナット７５の円柱部７６と多角形柱部８１との間には、環状溝８１Ａが形成されている。環状溝８１Ａには、止め輪９０が装着されている。止め輪９０は、ベースナット７５のシリンダ１５の軸方向への移動を規制する。

ベースナット７５のナット部７７の円筒部８３は、一端側に配置される大径円筒部９１と、他端側に配置される小径円筒部９２とを有して構成される。大径円筒部９１の内周面９１Ａと小径円筒部９２の内周面９２Ａとは、円筒部８３の他端に開口する孔８３Ａにより形成されている。大径円筒部９１の一端が円形状壁部８２に一体的に接続される。大径円筒部９１の外周面と小径円筒部９２の内周面との間には、ピストン１８の底部１９に対向する環状段差面９３が設けられている。環状段差面９３は、ベースナット７５の軸方向に向かって突出する複数の凹凸部９４を有しており、周方向に沿って連続した波状に形成される。大径円筒部９１には、大径円筒部９１の径方向に延びて貫通する貫通孔９５が複数形成される。貫通孔９５は、周方向に間隔を置いて複数形成される。ナット部７７の小径円筒部９２の内周面９２Ａには、雌ねじ部９７が形成される。小径円筒部９２の周壁部の他端面には、周方向に間隔を置いて複数の係止溝９８（例えば、４か所）がそれぞれ形成される（図４及び図５参照）。

さらに図２及び図５に示すように、該各係止溝９８のいずれかに、第１スプリングクラッチ１００の先端部１００Ａが嵌合される。第１スプリングクラッチ１００は、径方向外方に向いた先端部１００Ａと、先端部１００Ａから一重に巻かれたコイル部１００Ｂとを有している。そして、先端部１００Ａが各係止溝９８のいずれかに嵌合され、コイル部１００Ｂがプッシュロッド１０２の第１の雄ねじ部１０３の他端側外周に巻き付けられる。第１スプリングクラッチ１００は、プッシュロッド１０２がベースナット７５に対してシリンダ１５の底壁１１側へ移動するときの回転方向、すなわち、駐車ブレーキを解除するリリース時の回転方向に対して回転抵抗トルクを付与する一方、プッシュロッド１０２がベースナット７５に対してピストン１８の底部１９側に移動するときの回転方向、すなわち、駐車ブレーキを作動するアプライ時の回転方向への回転は許容するように構成されている。すなわち、第１スプリングクラッチ１００は、一方向への回転に対して回転抵抗を付与する第１の一方向クラッチとして構成される。

ベースナット７５のナット部７７の孔８３Ａ内には、プッシュロッド１０２の一端側が配置される。プッシュロッド１０２の一端側には、ベースナット７５の小径円筒部９２の雌ねじ部９７にねじ嵌合され、第１のねじ嵌合部１０５を構成するための第１の雄ねじ部１０３が形成される。第１のねじ嵌合部１０５は、ピストン１８からプッシュロッド１０２へ伝達される軸方向荷重によってベースナット７５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嵌合部として構成されている。

一方、プッシュロッド１０２の他端側には、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１に設けた雌ねじ部１６２にねじ嵌合され第２の雄ねじ部１０４を構成するための第２の雄ねじ部１０４が形成される。第２のねじ嵌合部１０６は、ピストン１８から回転直動ランプ１５１へ伝達される軸方向荷重によってプッシュロッド１０２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嵌合部として構成されている。

プッシュロッド１０２は、一端側の雄ねじ部１０３（第１のねじ嵌合部１０５）と他端側の雄ねじ部１０４（第２のねじ嵌合部１０６）との間にスプライン軸１０８が設けられる。一端側の雄ねじ部１０３の外径は、他端側の雄ねじ部１０４の外径よりも大径に形成される。一端側の雄ねじ部１０３の外径は、スプライン軸１０８の外径よりも大径に形成される。プッシュロッド１０２の雄ねじ部１０４の他端面が、ピストン１８の底部１９に対向する。

ベースナット７５の小径円筒部９２の外周面と、ピストン１８の円筒部２０の内周面との間には、リテーナ１１０が軸方向に移動可能に支持される。リテーナ１１０は、ベースナット７５の環状段差面９３に対向する一端側に円環状壁部１１１を有し、全体が略円筒状に構成される。リテーナ１１０の外周壁には複数の円形状貫通孔１１４及び複数の矩形状貫通孔１１５が形成される。

リテーナ１１０内には、一端側から順に、一端側ワッシャ１２０、コイルばね１２１、他端側ワッシャ１２２、支持プレート１２３、第２スプリングクラッチ１２４、回転部材１２５、スラストベアリング１２６、ボールアンドランプ機構１２７、スラストベアリング１２８、及び環状押圧プレート１２９が配置されている。一端側ワッシャ１２０は、リテーナ１１０の円環状壁部１１１の他端面に当接するように配置される。

コイルばね１２１は、一端側ワッシャ１２０と他端側ワッシャ１２２との間にが介装される。コイルばね１２１は、一端側ワッシャ１２０と他端側ワッシャ１２２とを離間させる方向に、一端側ワッシャ１２０と他端側ワッシャ１２２とを付勢している。リテーナ１１０の周壁部の他端面には所定深さの係止溝１３２が周方向に間隔を置いて複数（例えば、３か所）形成される。係止溝１３２は、リテーナ１１０の一端側に位置する幅狭係止溝１３３と、他端側に位置する幅広係止溝１３４とから構成される。幅広係止溝１３４は、深さ寸法が幅狭係止溝１３３の深さ寸法よりも大きく形成される。リテーナ１１０は、ピストン１８の底部１９に対向する他端部に、内径側に向かって延びる複数のツメ部１３６が（例えば、６か所）形成されている。各ツメ部１３６は、リテーナ１１０内の所定位置に、一端側ワッシャ１２０、コイルばね１２１、他端側ワッシャ１２２、支持プレート１２３、第２スプリングクラッチ１２４、回転部材１２５、スラストベアリング１２６、ボールアンドランプ機構１２７、スラストベアリング１２８及び環状押圧プレート１２９等の構成部材を収容した後、リテーナ１１０の環状押圧プレート１２９の収容凹部１７１に向かって折り込まれることで、上述した構成部材をリテーナ１１０内に一体的に配置するようになる。なお、一端側ワッシャ１２０及び他端側ワッシャ１２２を設けずに構成してもよい。

他端側ワッシャ１２２の他端面に環状の支持プレート１２３が当接するように配置される。該支持プレート１２３の外周面には周方向に沿って間隔を置いて複数の突起片１３７（例えば、３か所）が設けられる。各突起片１３７は、リテーナ１１０の幅狭係止溝１３３にそれぞれ嵌合される。この結果、支持プレート１２３は、リテーナ１１０に対して相対回転不能に、且つ軸方向へ相対移動可能に支持される。なお、突起片１３７は、その幅を広げて、ピストン１８の内周面に設けた回転規制用縦溝２２に係合されるよう構成してもよい。

リテーナ１１０内において、支持プレート１２３の他端側には回転部材１２５が回転自在に支持される。回転部材１２５は、スプライン孔１４０を有する大径円環状部１４１と、大径円環状部１４１の一端面から一体的に突設される小径円筒状部１４２とを有して構成される。小径円筒状部１４２は、その一端部が支持プレート１２３の他端面に当接される。小径円筒状部１４２の外周面には、環状溝１４３が形成される。回転部材１２５内には、プッシュロッド１０２が配置される。回転部材１２５の大径円環状部１４１のスプライン孔１４０は、プッシュロッド１０２のスプライン軸１０８とスプライン結合される。これにより、回転部材１２５とプッシュロッド１０２とは、相互の回転トルクが伝達されるとともに、相対的に軸方向に摺動できるようになる。なお、回り止めとしてスプラインを用いたが、キー嵌合やＤ穴等、他の公知の回転止め機械要素を用いてもよい。また、軸方向に摺動させず、圧入等で固定するようにしてもよい。

回転部材１２５の小径円筒状部１４２に設けた環状溝１４３には、第２スプリングクラッチ１２４が巻回される。第２スプリングクラッチ１２４は、第１スプリングクラッチ１００と同様に、径方向外方に向いた先端部１２４Ａと、該先端部１２４Ａから一重に巻かれたコイル部１２４Ｂとを有している。先端部１２４Ａがリテーナ１１０の幅狭係止溝１３３に嵌合され、コイル部１２４Ｂが回転部材１２５の小径円筒状部１４２の外周面に設けた環状溝１４３に巻き付けられる。第２スプリングクラッチ１２４は、回転部材１２５（プッシュロッド１０２）がリテーナ１１０に対してピストン１８の底部１９側へ移動するときの回転方向（アプライ時の回転方向）に対して回転抵抗トルクを付与する一方、シリンダ１５の底壁１１側に移動するときの回転方向（リリース時の回転方向）への回転は許容するように構成されている。すなわち、第２スプリングクラッチ１２４は、一方向の回転に対して回転抵抗を付与する第２の一方向クラッチとして構成される。

第２スプリングクラッチ１２４のアプライ時における回転抵抗トルクは、プッシュロッド１０２の雄ねじ部１０３とベースナット７５の雌ねじ部９７との間の第１のねじ嵌合部１０５の回転抵抗トルクよりも大きくなるように設定される。回転部材１２５の他端側にはスラストベアリング１２６を介してボールアンドランプ機構１２７が配置される。回転部材１２５はボールアンドランプ機構１２７に対してスラストベアリング１２６を介して回転自在に支持される。

図２及び図５に示すように、ボールアンドランプ機構１２７は、固定ランプ１５０と、回転直動ランプ１５１と、固定ランプ１５０と回転直動ランプ１５１との間に介装される各ボール１５２とを備えている。固定ランプ１５０は、回転部材１２５の他端側にスラストベアリング１２６を挟んで配置される。固定ランプ１５０は、円板状の固定プレート１５４と、該固定プレート１５４の外周面から周方向に沿って間隔を置いて複数突設された凸部１５５（例えば、３か所）とを有して構成される。固定プレート１５４は、その径方向中央部にプッシュロッド１０２が挿通される挿通孔１５６が形成される。固定ランプ１５０は、その各凸部１５５が、リテーナ１１０の各係止溝１３２の幅広係止溝１３４に嵌合されると共に、ピストン１８の内周面に設けた複数の回転規制用縦溝２２に嵌合することでピストン１８に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動自在に支持される。

なお、固定ランプ１５０をピストン１８に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動自在に支持される構造としては、固定ランプ１５０の外周面に周方向に間隔を置いて複数の平面部を形成して、ピストン１８の内周面にも固定ランプ１５０の各平面部に対応する複数の平面部を形成し、これらの各平面部を当接させることでピストン１８に対する固定ランプ１５０の回転を規制するように構成してもよい。固定プレート１５４の他端面には、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１５７（例えば、３か所若しくは４か所）が形成されている。

回転直動ランプ１５１は、円環状の回転直動プレート１６０と、該回転直動プレート１６０の他端面の径方向中央部分から一体的に突設される円筒部１６１とを有して構成される。回転直動プレート１６０から円筒部１６１に至る内周面には、プッシュロッド１０２の第２の雄ねじ部１０４がねじ嵌合される雌ねじ部１６２が形成される。回転直動プレート１６０の、固定ランプ１５０の固定プレート１５４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ボール溝１６３（例えば、３か所若しくは４か所）が形成されている。なお、固定ランプ１５０の各ボール溝１５７、及び回転直動ランプ１５１の各ボール溝１６３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よい。

ボール１５２は、回転直動ランプ１５１（回転直動プレート１６０）の各ボール溝１６３と、固定ランプ１５０（固定プレート１５４）の各ボール溝１５７との間にそれぞれ介装されている。ボールアンドランプ機構１２７においては、回転直動ランプ１５１に回転トルクを加えると、回転直動プレート１６０の各ボール溝１６３と固定プレート１５４の各ボール溝１５７との間の各ボール１５２が転動することで、回転直動プレート１６０と固定プレート１５４との間の回転差により、回転直動プレート１６０と固定プレート１５４との間の軸方向の相対距離が変動する。

また、回転直動プレート１６０の円筒部１６１の周り他端面にはスラストベアリング１２８を介して環状押圧プレート１２９が配置される。環状押圧プレート１２９の外周面には、周方向に沿って間隔を置いて複数の凸部１６８が突設される。環状押圧プレート１２９の各凸部１６８は、略矩形状に形成される。環状押圧プレート１２９は、その各凸部１６８が、リテーナ１１０の各係止溝１３２の幅広係止溝１３４に嵌合されると共にピストン１８の内周面に設けた各回転規制用縦溝２２に嵌合することでピストン１８に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動自在に支持される。

そして、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１はスラストベアリング１２８を介して回転自在に環状押圧プレート１２９により支持される。環状押圧プレート１２９の他端面がピストン１８の底部１９に当接して、該ピストン１８を押圧する。環状押圧プレート１２９の他端面には、各凸部１６８間の外周部に、リテーナ１１０の、内方に折り込まれた各ツメ部１３６を収容する収容凹部１７１がそれぞれ形成される。なお、図２及び図５に示すように、プッシュロッド１０２の雄ねじ部１０４の先端には抜止リング１７２が一体的に固定される。

図１に示すように、モータ４０には、モータ４０を駆動制御する制御手段である電子制御装置からなるＥＣＵ１７５が接続されている。ＥＣＵ１７５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１７６が接続されている。また、ＥＣＵ１７５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１７６の操作によらずに作動することもできる。

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（図示略）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（共に図示略）を経てキャリパ４内の液圧室２１に供給される。これにより、ピストン１８がピストンシール１６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Ｄに押し付ける。そして、キャリパ本体６は、ピストン１８の押圧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に取り付けられたアウタブレーキパッド３をディスクロータＤに押し付ける。この結果、ディスクロータＤ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摩擦力が発生し、ひいては、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２１内の液圧が低下する。これにより、ピストン１８は、ピストンシール１６の弾性変形の復元力によって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１８の移動量が増大してピストンシール１６の弾性変形の限界を越えると、ピストン１８とピストンシール１６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１８の原位置が移動することで、ブレーキパッド２、３が摩耗した場合でも、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駐車ブレーキとしての作用を説明する。
まず、駐車ブレーキの解除状態からパーキングスイッチ１７６が操作されて駐車ブレーキを作動（アプライ）させる際に、ＥＣＵ１７５は、モータ４０を駆動させて、平歯多段減速機構４４を介して遊星歯車減速機構４５のサンギヤ５７を回転させる。このサンギヤ５７の回転により、各プラネタリギヤ６０を介してキャリア６２が回転する。そして、キャリア６２からの回転トルク、すなわちモータ４０の回転がベースナット７５に伝達される。

次に、ベースナット７５のアプライ方向への回転により、第１のねじ嵌合部１０５が相対的に回転、すなわちベースナット７５だけがアプライ方向に回転することで、プッシュロッド１０２が軸方向に沿ってピストン１８の底部１９側に向かって前進する。ここで、プッシュロッド１０２がベースナット７５とともに回転しないのは、第２スプリングクラッチ１２４による回転部材１２５（プッシュロッド１０２）のリテーナ１１０に対するアプライ方向への回転抵抗トルクが、プッシュロッド１０２の第１の雄ねじ部１０３とベースナット７５の雌ねじ部９７との間の第１のねじ嵌合部１０５による回転抵抗トルクよりも大きくなるように設定されており、かつ、第１スプリングクラッチ１００による、プッシュロッド１０２のベースナット７５に対するシリンダ１５のアプライ方向への回転が許容されていることによる。

その結果、図７に示すように、プッシュロッド１０２と共にリテーナ１１０を含むリテーナ１１０内の一端側ワッシャ１２０、コイルばね１２１、他端側ワッシャ１２２、支持プレート１２３、第２スプリングクラッチ１２４、回転部材１２５、スラストベアリング１２６、ボールアンドランプ機構１２７、スラストベアリング１２８及び環状押圧プレート１２９の各構成部材が一体となって軸方向に沿ってピストン１８の底部１９側に向かって前進して、環状押圧プレート１２９がピストン１８の底部１９に当接する。この当接により、ピストン１８が前進してピストン１８の底部１９の一端面がインナブレーキパッド２に当接する。

さらにモータ４０のアプライ方向への回転駆動が継続されると、ピストン１８は、プッシュロッド１０２の移動によりブレーキパッド２、３を介してディスクロータＤを押圧し始める。この押圧力が発生し始めると、その押圧力に対する反力となる軸力によってプッシュロッド１０２とベースナット７５との間の第１のねじ嵌合部１０５における回転抵抗トルクが増大して、第２スプリングクラッチ１２４の回転抵抗トルクよりも大きくなる。この結果、ベースナット７５の回転に伴ってプッシュロッド１０２が回転部材１２５と共にアプライ方向へ回転し始める。すなわち、プッシュロッド１０２がベースナット７５と供回りするようになる。すると、ディスクロータＤの押圧力からの反力によりプッシュロッド１０２とボールアンドランプ機構１２７との間の第２のねじ嵌合部１０６における回転抵抗トルクもディスクロータＤの押圧力の反力により増大しているために、プッシュロッド１０２のアプライ方向への回転トルクが第２のねじ嵌合部１０６を介してボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１に伝達される。

そして、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１がアプライ方向に回転しながら各ボール１５２の転動により回転直動ランプ１５１と固定ランプ１５０とがコイルばね１２１の付勢力に抗して離間することで、環状押圧プレート１２９がピストン１８の底部１９をさらに押圧して、インナ及びアウタブレーキパッド２、３によるディスクロータＤの押圧力が増大する。

この時、図４に示すように、ボールアンドランプ機構１２７の固定ランプ１５０の各凸部１５５が、ピストン１８の各回転規制用縦溝２２に嵌合することでピストン１８と固定ランプ１５０との相対回転を規制している。このため、固定ランプ１５０の各凸部１５５とピストン１８の各回転規制用縦溝２２との接触部位１８０が線接触となり、該接触部位１８０に付与される荷重（Ｆ）、すなわち、固定ランプ１５０のピストン１８に対する回転規制トルク（Ｔ）に伴う荷重（Ｆ）を従来よりも低減させることができる。これは、従来の回転規制構造よりも、固定ランプ１５０の凸部１５５とピストン１８の回転規制用縦溝２２の接触部位１８０との間の角度（θ）を大きく設定することで、荷重（Ｆ）を低減させるものである。

なお、本実施形態では、アプライ初期に、第１のねじ嵌合部１０５、ここでは、プッシュロッド１０２の雄ねじ部とベースナット７５の雌ねじ部９７との間の第１のねじ嵌合部１０５が相対回転してプッシュロッド１０２が前進してピストン１８を前進させてディスクロータＤへの押圧力を得るようになっているので、第１のねじ嵌合部１０５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の経時的な摩耗によってシリンダ１１に対するピストン１８の位置が変化しても、ピストン１８に対するプッシュロッド１０２の原位置を調整することができる。

そして、ＥＣＵ１７５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Ｄへの押圧力が所定値に到達するまで、例えば、モータ４０の電流値が所定値に達するまでモータ４０を駆動する。その後、ＥＣＵ１７５は、ディスクロータＤへの押圧力が所定値に到達したことをモータ４０の電流値が所定値に達したことによって検出すると、モータ４０への通電を停止する。すると、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１の回転に伴う直動が停止される。

最終的に、回転直動ランプ１５１に対して、ディスクロータＤからの押圧力の反力が作用するが、プッシュロッド１０２とボールアンドランプ機構１２７との間の第２のねじ嵌合部１０６は、互いに逆作動しないねじ嵌合部として構成され、また、プッシュロッド１０２とベースナット７５との間の第１のねじ嵌合部１０５も、互いに逆作動しないねじ嵌合部で構成され、さらには、第１スプリングクラッチ１００により、プッシュロッド１０２にはベースナット７５に対してリリース方向への回転抵抗トルクが付与されているので、ピストン１８が制動位置に保持される。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。

次に、駐車ブレーキを解除（リリース）する際には、パーキングスイッチ１７６のパーキング解除操作に基づいて、ＥＣＵ１７５により、モータ４０がピストン１８をディスクロータＤから離間させるリリース方向に回転駆動される。これにより、平歯多段減速機構４４及び遊星歯車減速機構４５がピストン１８を戻すリリース方向へ回転駆動して、キャリア６２を介してベースナット７５へそのリリース方向への回転駆動が伝達される。

このとき、プッシュロッド１０２にはディスクロータＤからの押圧力の反力が作用しているため、プッシュロッド１０２とボールアンドランプ機構１２７との間の第２のねじ嵌合部１０６の回転抵抗トルクと、プッシュロッド１０２とベースナット７５との間の第１のねじ嵌合部１０５の回転抵抗トルクと、第１スプリングクラッチ１００による、プッシュロッド１０２のベースナット７５に対するリリース方向への回転抵抗トルクとが付与される。このため、ベースナット７５からのリリース方向の回転トルクがプッシュロッド１０２（回転部材１２５含む）に伝達されると共にボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１に伝達される。その結果、回転直動ランプ１５１はリリース方向に回転だけして、回転方向の初期位置まで戻る。

次に、プッシュロッド１０２への反力が減少して、プッシュロッド１０２とボールアンドランプ機構１２７との間の第２のねじ嵌合部１０６の回転抵抗トルクが、第１スプリングクラッチ１００によるベースナット７５に対するプッシュロッド１０２のリリース方向への回転抵抗トルクに、プッシュロッド１０２とベースナット７５との間の第１のねじ嵌合部１０５の回転抵抗トルクを加えた回転抵抗よりもが小さくなると、第２のねじ嵌合部１０６だけが相対回転して、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１がリテーナ１１０と共に軸方向に沿ってシリンダ１５の底壁１１側（リリース方向）に移動して軸方向の初期位置に戻る。

さらにモータ４０がリリース方向へ回転駆動されて、ベースナット７５のリリース方向への回転が継続されると、ボールアンドランプ機構１２７の回転直動ランプ１５１が回転方向及び軸方向共に初期位置に戻ると同時に、プッシュロッド１０２とボールアンドランプ機構１２７との間の第２のねじ嵌合部１０６の螺合位置が初期位置まで戻り、プッシュロッド１０２のリリース方向への回転が停止される。さらにベースナット７５のリリース方向への回転が継続されると、プッシュロッド１０２が、第１スプリングクラッチ１００によるベースナット７５に対するプッシュロッド１０２のリリース方向への回転抵抗トルクに抗して、軸方向に沿ってシリンダ１５の底壁１１側（リリース方向）に向かって後退する。その結果、プッシュロッド１０２と共にリテーナ１１０を含むリテーナ１１０内の一端側ワッシャ１２０、コイルばね１２１、他端側ワッシャ１２２、支持プレート１２３、第２スプリングクラッチ１２４、回転部材１２５、スラストベアリング１２６、ボールアンドランプ機構１２７、スラストベアリング１２８及び環状押圧プレート１２９の各構成部材が一体となって軸方向に沿ってシリンダ１５の底壁１１側（リリース方向）に向かって後退する。そして、ピストン１８は、ピストンシール１６の弾性変形の復元力によって原位置まで後退して制動力が完全に解除される。上述したように、本ディスクブレーキ１においては、リリース時に、ボールアンドランプ機構１２７を初期位置に戻してから、ボールアンドランプ機構１２７を後退させ、その後、プッシュロッド１０２を後退させることによってピストン１９への保持力を解除するようにしている。

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、ピストン１８の内周面に複数の回転規制用縦溝２２を設け、ボールアンドランプ機構１２７の固定ランプ１５０に複数の凸部１５５を設け、固定ランプ１５０の各凸部１５５をリテーナ１１０の各係止溝１３２の幅広係止溝１３４に嵌合すると共にピストン１８の各回転規制用縦溝２２に嵌合することで、ピストン１８に対する固定ランプ１５０の相対回転を規制しているので、従来の回転規制構造よりも、固定ランプ１５０の凸部１５５の周方向略中央部位と、固定ランプ１５０の凸部１５５とピストン１８の回転規制用縦溝２２との接触部位１８０との間の角度（θ）を長く設定することができる。これにより、固定ランプ１５０のピストン１８に対する回転規制トルク（Ｔ）に伴う、固定ランプ１５０の各凸部１５５とピストン１８の各回転規制用縦溝２２との接触部位１８０に付与される荷重（Ｆ）を従来よりも低減することができる。ひいては、接触部位１８０の摩耗等を抑制でき、駐車ブレーキ等の作動において信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るディスクブレーキ１では、支持プレート１２３の外周に複数の突起片１３７を設け、各突起片１３７を、リテーナ１１０の幅狭係止溝１３３とピストン１８の各回転規制用縦溝２２とにそれぞれ嵌合させることで、リテーナ１１０を、一端側ワッシャ１２０、コイルばね１２１、他端側ワッシャ１２２及び支持プレート１２３と共に、ピストン１８に対して相対回転不能に、且つ軸方向へ相対移動可能に支持しており、ここでも、上述した作用効果を得ることができる。さらに、環状押圧プレート１２９の外周に複数の凸部１６８を設け、各凸部１６８を、リテーナ１１０の各係止溝１３２の幅広係止溝１３４に嵌合すると共にピストン１８の各回転規制用縦溝２２に嵌合することでピストン１８に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動自在に支持しており、ここでも、上述した作用効果を得ることができる。

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，７ シリンダ部，１５ シリンダ，１６ ピストンシール，１８ ピストン，２２ 回転規制用縦溝（凹部），２６ 凸部，４０ モータ，４３ 回転直動変換機構，７５ ベースナット（回転伝達部材），１０２ プッシュロッド（シャフト部材），１２７ ボールアンドランプ機構，１５０ 固定ランプ，１５１ 回転直動ランプ，１５５ 凸部，Ｄ ディスクロータ

Claims (1)

1. ロータを挟んでそのロータ軸方向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ロータ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、電流の供給を受けて回転運動を生成するモータと、
   前記ピストンの内部に設けられ、前記モータからの回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構と、を備え、
   前記ピストンの内周面に複数の凹部が設けられ、
   前記回転直動変換機構に、前記各凹部にそれぞれ嵌合する複数の凸部が設けられ、
   前記回転直動変換機構は、前記モータの回転運動が伝達される回転伝達部材と、
   該回転伝達部材にねじ嵌合されて回転可能、且つ直動可能なシャフト部材と、
   該シャフト部材にねじ嵌合されて、該シャフト部材の回転によって前記ピストンに軸方向の推力を付与するボールアンドランプ機構と、を備え、
   該ボールアンドランプ機構に前記複数の凸部が設けられる、ディスクブレーキ。

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