JP2017089871A - Disc brake device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行中の車両を減速乃至は停止させるサービスブレーキ、或いは、駐車時の制動であるパーキングブレーキを備えるディスクブレーキ装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a disc brake device provided with a service brake that decelerates or stops a traveling vehicle or a parking brake that is a brake during parking.
例えば、サービスブレーキを油圧式に行い、パーキングブレーキを電動式に行う、電動式パーキング機構付ディスクブレーキは、ケーブルの配設が不要になってコスト低減を図れるだけでなく、スイッチのON、OFF操作により制動及びその解除を行えて操作性が向上する、発進時に自動的に解除する為の制御が容易になる等の利点がある為、近年普及し始めている。この様なディスクブレーキ装置では、駆動源である電動モータの回転運動を増力しつつ直線運動に変換し、一対のパッドをロータの両側面に強く押し付ける必要がある。この様な事情に鑑みて従来から、歯車式等の減速機とボール・ランプ式の増力機構とを組み合わせた電動式ディスクブレーキ装置が、例えば特許文献1〜4に記載される等により、各種提案されている。 For example, a disc brake with an electric parking mechanism that uses a service brake hydraulically and a parking brake electricly eliminates the need for cables and reduces costs, as well as switch ON / OFF operations. In recent years, it has begun to spread because it has advantages such as braking and releasing it to improve operability and facilitating control for automatically releasing when starting. In such a disc brake device, it is necessary to convert the rotational motion of the electric motor, which is a drive source, into a linear motion while increasing the force, and to strongly press the pair of pads against both side surfaces of the rotor. In view of such circumstances, conventionally, various electric disc brake devices combining a gear-type reduction device and a ball / lamp type boosting mechanism have been proposed, for example, as described in Patent Documents 1 to 4. Has been.
図8は、このうちの特許文献1に記載された、従来構造の1例を示している。この電動式ディスクブレーキ装置は、一般的な油圧式のディスクブレーキと同様に、車輪と共に回転するロータ1を挟んでインナパッド2及びアウタパッド3を、前記ロータ1の軸方向の変位を可能に設置している。この為に、前記ロータ1に隣接する状態でサポート4を、車体に支持(懸架装置を構成するナックルに固定)している。前記インナ、アウタ両パッド2、3は、前記ロータ1を軸方向両側から挟む状態で、軸方向(アウタ側とは、車体への組み付け状態で前記車体の幅方向外側を、インナ側とは、同じく中央側を、それぞれ言う。又、軸方向とは、特に断らない限り、ロータ1の軸方向を言う。何れも、本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。)の変位を可能に、前記サポート4に支持している。
FIG. 8 shows an example of a conventional structure described in Patent Document 1 among them. In this electric disc brake device, as with a general hydraulic disc brake, an
又、前記サポート4にキャリパ5を、軸方向の変位を可能に組み付けている。前記キャリパ5は、アウタ側端部にキャリパ爪6を、インナ側部分の内部にシリンダ空間7を、それぞれ設けている。そして、前記キャリパ爪6を、前記アウタパッド3のアウタ側面に対向させると共に、前記シリンダ空間7内に設けた推力発生機構8により、前記インナパッド2を前記ロータ1のインナ側面に向け押圧する様にしている。制動時には、前記推力発生機構8により前記インナパッド2を前記ロータ1のインナ側面に押し付けると、その圧力に基づき、前記キャリパ5がインナ側に変位し、前記キャリパ爪6が前記アウタパッド3を前記ロータ1のアウタ側面に押し付ける。この結果、前記ロータ1が軸方向両側から強く挟持されて、制動が行われる。以上の構成及び作用は、広く実施されている油圧式のディスクブレーキと同様である。
A
電動式ディスクブレーキ装置の場合には、電動モータ9を駆動源として、前記インナパッド2を前記ロータ1のインナ側面に押し付ける為に、前記電動モータ9の出力軸10と前記インナパッド2のインナ側面との間に、歯車式の減速機11と、前記推力発生機構8と、ピストン12とを設けている。前記減速機11で減速されると共にトルクを増大された回転力は、送りねじ機構13を介して、ボール・ランプ式の増力機構14に伝達され、前記増力機構14を構成するランプロータ15を回転させる。尚、前記ランプロータ15は、前記インナ、アウタ両パッド2、3と前記ロータ1の側面との間の隙間が解消される迄の間は、前記送りねじ機構13の機能により、アウタ側に平行移動する。これに対して、前記隙間が解消し、前記送りねじ機構13の機能が停止した後は回転する。すると、前記ランプロータ15のアウタ側面に設けた複数のランプランプ溝16、16と、前記ピストン12のインナ側面に添設したランプステータ17のインナ側面に設けた、複数の被駆動側ランプ溝18、18と、前記両ランプ溝16、18同士の間に挟持した複数個のボール19との係合(転がり接触)に基づいて、前記ランプロータ15と前記ランプステータ17との間隔を、大きな力で拡げる。この結果、前記ピストン12のアウタ側面が、前記インナパッド2のインナ側面に強く押し付けられる。
In the case of the electric disc brake device, the electric motor 9 is used as a drive source to press the
上述の様なボール・ランプ式の増力機構14を備えた電動式ディスクブレーキ装置の場合、寸法等の制約から使用できるボール19の数に制限がある(一般的には3個である)と共に、前記各ボール19の転動面と、前記両ランプ溝16、18との転がり接触部の接触状態が点接触に近い(転がり接触部に存在する接触楕円の面積が狭い)為、転がり接触部の面圧が高くなる(ヘルツ応力が高くなる)。この為、大きな制動力を得るべく、例えば前記各ランプ溝16、18の傾斜角度を緩くする等して、前記増力機構14により発生する(前記インナパッド2を押圧する)推力を大きくした場合に、前記各転がり接触部のうちの前記各ランプ溝16、18の底部に、特に大きな応力が発生する。この結果、前記各ランプ溝16、18の転がり疲れ寿命が低下したり、著しい場合には、前記各ランプ溝16、18の底部に圧痕等の損傷が発生する可能性がある。
又、大きな制動力を得るべく、前記増力機構14により発生する(前記インナパッド2を押圧する)推力を大きくした場合に、前記接触部の応力を許容して(前記接触部のヘルツ応力を小さくして)上述の様な圧痕等の損傷の発生を防止する為には、前記各ボール19の直径を大きくする事が考えられる。しかしながら、この様な構成を採用すると、前記増力機構14、延いては電動式ディスクブレーキ装置が大型化してしまう。
以上の様に、従来構造のボール・ランプ式の増力機構14を備えた電動式ディスクブレーキ装置の場合には、十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得る事と、小型化を図る事との両立を図る事が難しくなる。
In the case of the electric disc brake device provided with the ball-and-lamp
Further, in order to obtain a large braking force, when the thrust generated by the force-increasing mechanism 14 (pressing the inner pad 2) is increased, the stress at the contact portion is allowed (the Hertz stress at the contact portion is reduced). In order to prevent the occurrence of damage such as indentation as described above, it is conceivable to increase the diameter of each
As described above, in the case of the electric disc brake device provided with the ball / lamp
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる電動式ディスクブレーキ装置を実現すべく発明したものである。 The present invention has been invented in order to realize an electric disk brake device capable of obtaining a large braking force while achieving downsizing and ensuring sufficient durability in view of the circumstances as described above.
本発明のディスクブレーキ装置は、ピストンと、パッドと、ランプ機構とを備えている。
このうちのピストンは、車輪と共に回転するロータの軸方向側面に対向した状態で配置される。
前記パッドは、前記ピストンよりも前記ロータ側に配置されている。
そして、駆動源からの入力により前記ランプ機構が駆動して前記ピストンを前記ロータ側に変位させる事により、前記パッドを前記ロータの軸方向側面に押圧する。
The disc brake device of the present invention includes a piston, a pad, and a ramp mechanism.
Among these, the piston is arranged in a state of facing the axial side surface of the rotor that rotates together with the wheel.
The pad is disposed closer to the rotor than the piston.
The ramp mechanism is driven by an input from a driving source to displace the piston toward the rotor, thereby pressing the pad against the axial side surface of the rotor.
特に、本発明のディスクブレーキ装置の場合、前記ランプ機構が、ランプロータと、ランプステータと、複数個のランプ用球面ころとを備えている。
このうちのランプロータは、前記ロータ側の側面に軸方向に関する高さが円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する複数の駆動側ランプ軌道が形成されている。
前記ランプステータは、前記ロータと反対側の側面に、軸方向に関する高さが円周方向に関して前記各駆動側ランプ軌道と逆方向に漸次変化する複数の被駆動側ランプ軌道が形成されている。
前記各ランプ用球面ころは、外周面が球面状であって、前記各駆動側ランプ軌道と前記各被駆動側ランプ軌道との間に転動可能に挟持されている。
In particular, in the case of the disc brake device of the present invention, the ramp mechanism includes a ramp rotor, a ramp stator, and a plurality of spherical rollers for lamp.
Among these, the ramp rotor has a plurality of drive side ramp tracks whose height in the axial direction gradually changes in the same direction with respect to the circumferential direction on the side surface on the rotor side.
The lamp stator has a plurality of driven side lamp tracks whose height in the axial direction gradually changes in the opposite direction to the driving side lamp tracks in the circumferential direction on the side surface opposite to the rotor.
Each of the lamp spherical rollers has a spherical outer peripheral surface, and is sandwiched between the drive side lamp raceways and the driven side lamp raceways so as to be able to roll.
上述の様な本発明のディスクブレーキ装置を実施する場合には、例えば、請求項2に記載した発明の様に、前記ランプ用球面ころの母線の曲率半径をRaとし、該ランプ用球面ころの外径(最大径部の外径)をDaとした場合に、Da≦Ra≦5Daの関係を満たす構成を採用できる。
When the disk brake device of the present invention as described above is implemented, for example, as in the invention described in
上述の様な本発明のディスクブレーキ装置を実施する場合には、例えば、請求項3に記載した発明の様に、ディスクブレーキ装置として、前記駆動源からの入力により回転する事により、前記ランプロータを直接又は間接的に回転駆動するスクリュを備えた構成を採用できる。この様な構成を採用した場合には、前記スクリュが配置されたシリンダ空間の奥端面と、前記スクリュの軸方向中間部に設けられた鍔部との間にスラストころ軸受が設けられている構成を採用できる。そして、前記スラストころ軸受を構成する転動体を、外周面が球面状の軸受用球面ころとする。
When the disc brake device of the present invention as described above is implemented, for example, as in the invention described in
上述の様な請求項3に記載した発明を実施する場合には、例えば、請求項4に記載した発明の様に、前記軸受用球面ころの母線の曲率半径をRbとし、該軸受用球面ころの外径(最大径部の外径)をDbとした場合に、Rb≦Db≦5Rbの関係を満たす構成を採用できる。
When carrying out the invention described in
上述の様な本発明のディスクブレーキ装置を実施する場合には、例えば、請求項5に記載した発明の様に、前記駆動源が、電動モータである構成を採用できる。
When implementing the disc brake device of the present invention as described above, for example, a configuration in which the drive source is an electric motor as in the invention described in
上述の様に構成する本発明によれば、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる電動式ディスクブレーキ装置を実現できる。
即ち、本発明の場合には、推力発生機構を構成する増力機構として、従来のボールを使用したボール・ランプ式の増力機構に代えて、球面ころを使用した増力機構を採用している。この為、球面ころの転動面と駆動側、被駆動側各ランプ軌道との転がり接触部の接触状態を、点接触から線接触に変更できて、転がり接触部の面積を大きくして面圧(ヘルツ応力)を低く抑える事ができる。従って、大きな制動力を得るべく、例えば前記駆動側、被駆動側各ランプ軌道の傾斜角度を緩くする等して、増力機構により発生させる推力を大きくした場合にも、前記各ランプ軌道に大きな応力が発生する事を有効に防止できる。
又、前述した従来構造の様に、ボール・ランプ式の増力機構を構成する玉の直径と同じ直径の球面ころを採用した場合に、従来構造の場合よりも転がり接触部の面積を大きくして面圧(ヘルツ応力)を低く抑える事ができる。従って、増力機構により発生させる推力を大きくした場合でも、前記増力機構の小型化を図る事ができる。
以上の様に、本発明の構造によれば、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる電動式ディスクブレーキ装置を実現できる。
According to the present invention configured as described above, it is possible to realize an electric disc brake device capable of obtaining a large braking force while achieving downsizing and ensuring sufficient durability.
That is, in the case of the present invention, a force-increasing mechanism using a spherical roller is adopted as a force-increasing mechanism constituting the thrust generating mechanism, instead of the conventional ball-and-ramp-type force-increasing mechanism using a ball. For this reason, the contact state of the rolling contact portion between the rolling surface of the spherical roller and the driving and driven lamp raceways can be changed from point contact to line contact, and the surface pressure is increased by increasing the area of the rolling contact portion. (Hertz stress) can be kept low. Therefore, in order to obtain a large braking force, for example, when the thrust generated by the force-increasing mechanism is increased by, for example, loosening the inclination angle of each of the driving side and driven side ramp tracks, a large stress is applied to each ramp track. Can be effectively prevented.
In addition, when the spherical roller with the same diameter as the ball constituting the ball / lamp type boosting mechanism is adopted as in the conventional structure described above, the area of the rolling contact portion is made larger than in the conventional structure. The surface pressure (Hertz stress) can be kept low. Therefore, even when the thrust generated by the booster mechanism is increased, the booster mechanism can be downsized.
As described above, according to the structure of the present invention, it is possible to realize an electric disc brake device that can obtain a large braking force while achieving downsizing and ensuring sufficient durability.
[実施の形態の1例]
本発明の実施の形態の1例に就いて、図1〜7を参照しつつ説明する。尚、本例の特徴は、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる構造を実現すべく、増力機構14aを含む推力発生機構8aの構造を工夫した点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図8に示した従来構造の場合とほぼ同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分並びに先に説明しなかった部分を中心に説明する。
[Example of Embodiment]
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this example is that the structure of the thrust generating mechanism 8a including the force-increasing mechanism 14a is devised in order to realize a structure capable of obtaining a large braking force while achieving downsizing and ensuring sufficient durability. is there. Since the configuration and operation of the other parts are almost the same as those of the conventional structure shown in FIG. 8, the explanation about the equivalent parts will be omitted or simplified, and the characteristic part of this example and the explanation will be described below. The explanation will focus on the missing part.
本例の電動式ディスクブレーキ装置は、フローティングキャリパ型で、車輪(図示省略)と共に回転するロータ1(図8参照)の外径寄り部分を跨ぐ状態で設けたサポート4に、1対のガイドピン20、20により、キャリパ5aを前記ロータ1の軸方向の変位を可能に支持している。又、前記サポート4に、インナパッド2及びアウタパッド3の両端部を、前記ロータ1の軸方向の変位可能に支持しており、前記インナ、アウタ両パッド2、3を跨ぐ状態で、前記キャリパ5aを配設している。
The electric disc brake device of this example is a floating caliper type, and a pair of guide pins on a support 4 provided in a state of straddling a portion near the outer diameter of a rotor 1 (see FIG. 8) that rotates together with wheels (not shown). 20 and 20 support the
本例の電動式ディスクブレーキ装置に組み込まれる電動式アクチュエータは、特許請求の範囲に記載した駆動源に相当する電動モータ9aと、歯車式の減速機(図示省略)と、前記推力発生機構8aとを備える。そして、前記電動モータ9aにより、前記減速機及び推力発生機構8aを介して、前記キャリパ5aのインナ側部分に設けられたシリンダ空間7a内に嵌装したピストン12aを、前記ロータ1に向けてアウタ側に押し出し、前記インナ、アウタ両パッド2、3を前記ロータ1の軸方向両側面に強く押し付ける事で制動力を発生する様にしている。
The electric actuator incorporated in the electric disc brake device of this example includes an
前記ピストン12aは、有底円筒状で、その先端側(ロータ1に近い側)を底部21により塞いでおり、基端側を開口させている。前記底部21の内面の外径寄り部分には、部分円すい凹面状の受面22を形成している。又、前記ピストン12aの円筒状の側壁部23の直径方向反対側2個所位置には、それぞれのインナ側端縁を前記ピストン12aの基端側に開口させた、軸方向に長いスリット24、24を形成している。又、この様なピストン12aを前記シリンダ空間7a内に嵌装した状態で、前記ピストン12aの先端部外周面と前記シリンダ空間7aのアウタ側の開口縁部内周面との間に、ブーツ(図示省略)を設けている。
The
前記電動モータ9aは、通電に基づいて出力軸を両方向に回転駆動する。又、前記歯車式の減速機は、複数個の歯車を噛合させて成るものであり、前記電動モータ9aの出力軸と、後述する送りねじ機構13aを構成するアジャスタスクリュ26のインナ側端部との間に設けられている。本例の場合、前記電動モータ9a及び前記減速機を、前記キャリパ5aのインナ側端部に複数本のボルトにより固定したケーシング25内に収納している。
The
前記推力発生機構8aは、前記減速機を介して伝達された前記電動モータ9aの回転駆動力を、軸方向の推力に変換し、前記ピストン12aを前記シリンダ空間7aから押し出す為のものであり、送りねじ機構13aと増力機構14aとを、力の伝達方向に関して直列に設けている。
The thrust generating mechanism 8a is for converting the rotational driving force of the
このうちの送りねじ機構13aは、特許請求の範囲に記載したスクリュに相当するアジャスタスクリュ26と、ランプロータ27とから構成されている。前記アジャスタスクリュ26は、外周面のうちのアウタ側半部に雄ねじ部28を設けると共に、同じく中間部に、後述するスラスト軸受39の一方の軌道輪として機能する外向フランジ状のスラスト受鍔部29を設けている。又、前記アジャスタスクリュ26のうちで、前記シリンダ空間7aからインナ側に突出したインナ側端部を、前記ケーシング25内に収納された前記減速機を構成する最終歯車(図示省略)の内側に相対回転不能に係合させている。これにより、前記電動モータ9aにより、前記アジャスタスクリュ26を回転駆動可能として、前記アジャスタスクリュ26を前記推力発生機構8aの入力部材としている。
Of these, the
又、前記ランプロータ27は、インナ側半部に設けられた内周面に雌ねじ部30を有する小径筒部31と、アウタ側半部に設けられ、外径が、前記小径筒部31の外径よりも大きい大径筒部32とから成る。このうちの大径筒部32の前記ピストン12aに対向する駆動側面(アウタ側面)には、3つの駆動側ランプ軌道34、34が形成されている。又、前記大径筒部32の径方向外端寄り部分の円周方向1箇所位置には、前記大径筒部32を軸方向に貫通したばね用係止孔33が形成されている。この様なランプロータ27は、前記アジャスタスクリュ26のアウタ側半部の周囲に配置されている。そして、前記ランプロータ27は、前記雌ねじ部30を前記アジャスタスクリュ26の雄ねじ部28に螺合させる事で、前記アジャスタスクリュ26の回転に伴って軸方向に変位可能としている。
The
本例の場合には、前記アジャスタスクリュ26の中間部(前記スラスト受鍔部29よりもインナ側部分)を覆う状態で、前記シリンダ空間7aの奥端部に、アジャスタケース35を設けている。前記アジャスタケース35は、インナ側端部に底部36を有する有底筒状に構成されている。又、前記アジャスタケース35の底部36の中央部には、前記底部36を軸方向に貫通し、その内側に前記アジャスタスクリュ26のインナ側端部寄り部分を挿通可能とした通孔37が形成されている。この様なアジャスタケース35は、前記キャリパ5aのシリンダ空間7aの奥部(インナ側端部)に内嵌固定されている。そして、この様なアジャスタケース35と前記アジャスタスクリュ26のスラスト受鍔部29との間に、前記スラスト受鍔部29に近い側(アウタ側)から順に、スラスト軸受39と、アキシャル荷重を測定する為の軸力センサユニット40とを配置している。
In the case of this example, an
前記スラスト軸受39は、前記スラスト受鍔部29と、スラストプレート41と、複数個の軸受用球面ころ42、42と、保持器43とにより構成されている。尚、前記スラスト軸受39が、特許請求の範囲に記載したスラストころ軸受に相当する。
このうちのスラスト受鍔部29のインナ側面には、全周に亙り、前記アジャスタスクリュ26の中心軸を含んだ仮想平面に関する断面形状が凹円弧状のアウタ側スラスト軌道面44が形成されている。尚、本例の場合、前記スラスト受鍔部29が、特許請求の範囲に記載した鍔部に相当する。
The
Outer side thrust
前記スラストプレート41は円輪部材であり、前記アジャスタスクリュ26のうちの前記スラスト受鍔部29よりもインナ側部分に、前記アジャスタスクリュ26に対する軸方向の変位を可能な状態で外嵌されている。この様なスラストプレート41のアウタ側面には、全周に亙り、前記アジャスタスクリュ26の中心軸を含んだ仮想平面に関する断面形状が凹円弧状のインナ側スラスト軌道面45が形成されている。
The
前記各軸受用球面ころ42、42は、図7に示す様に、それぞれの最大径部が軸方向中央部にある対称形で、例えば高炭素クロム軸受鋼等の硬質金属材料から造られている。本例の場合、前記各軸受用球面ころ42、42の母線の曲率半径をR42とし、前記各軸受用球面ころの42、42の最大径部(軸方向中央位置)の外径をD42とした場合に、R42≦D42≦5R42の関係を満たす様にしている。この様な各軸受用球面ころ42、42は、前記アウタ側スラスト軌道面44と前記インナ側スラスト軌道面45との間に、転動自在に配列されている。そして、前記保持器43により、前記各軸受用球面ころ42、42の分離防止を図っている。
As shown in FIG. 7, each of the bearing
前記増力機構14aは、前記ランプロータ27と、ランプステータ46と、3個のランプ用球面ころ47と、保持器48とを備えている。
このうち、前記増力機構14aの入力部材となるランプロータ27は、前述した送りねじ機構13aと共通の部材であり、前記アジャスタスクリュ26のアウタ側半部の周囲に配置されている。この様なランプロータ27は、前記雌ねじ部30を前記アジャスタスクリュ26の雄ねじ部28に螺合させる事で、前記アジャスタスクリュ26の回転に伴って軸方向に変位可能としている。又、前述した様に、前記ランプロータ27を構成する大径筒部32の前記ピストン12aに対向する駆動側面(アウタ側面)には、3つの駆動側ランプ軌道34、34が形成されている。これら各駆動側ランプ軌道34、34は、軸方向から見た形状が、前記ピストン12aの中心をその中心とする単一円弧上に存在する円弧状で、断面形状(母線形状)も円弧状である。そして、軸方向に関する高さが、円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する。
The force-increasing mechanism 14 a includes the
Among these, the
又、上述の様なランプロータ27が、制動作動時に於ける前記アジャスタスクリュ26の回転方向に回転しない様に、前記ランプロータ27に抵抗を付与している。この為に本例の場合には、前記ランプロータ27と前記ピストン12aとの間に、圧縮コイルばね49を設けている。具体的には、前記ランプロータ27のばね用係止孔33に、前記圧縮コイルばね49の一端部(アウタ側端部)を係止している。又、前記圧縮コイルばね49の他端部(インナ側端部)を、略円環状のガイド部材50の直径方向反対側に設けられた1対のガイド突部51、51のうち、一方のガイド突部51に設けた取付孔52に係止している。この様なガイド部材50は、前記両ガイド突部51、51を前記ピストン12aの各スリット24、24の内側に進入させる事で、前記ピストン12aの基端寄り部分の内側に、相対回転不能に且つ軸方向変位を可能に配置されている。本例の場合には、この様にして前記圧縮コイルばね49を配置する事で、前記ランプロータ27に、制動作動時に於ける前記アジャスタスクリュ26の回転方向とは反対方向(前記ランプロータ27と前記ランプステータ46との軸方向距離を縮めるべく前記ランプ用各球面ころ47、47を転動させる方向)の抵抗(弾力)を付与している。前記抵抗の大きさは、非制動状態で、前記ロータ1の両側面と前記両パッド2、3とが離隔している場合に於ける、前記アジャスタスクリュ26の雄ねじ部28と、前記ランプロータ27の雌ねじ部30との螺合部の抵抗よりも大きく、前記ロータ1の両側面と前記両パッド2、3とが当接した場合に於ける、前記雄ねじ部28と前記雌ねじ部30との螺合部の抵抗よりも小さく設定されている。又、本例の場合には、前記ガイド部材50のインナ側への変位を規制する為に、前記ピストン12aの基端部内周面に係止溝53を全周に亙り形成し、前記係止溝53の内側に、欠円環状の止め輪54を係止している。
Further, a resistance is applied to the
前記ランプステータ46は、筒状部材であり、インナ側端部外周面に、全周に亙り径方向外方に突出したステータ鍔部55が形成されている。又、前記ステータ鍔部55の外周面のアウタ側端部の径方向反対位置(円周方向2箇所位置)には、径方向外方に突出した状態で、回り止め凸部56、56が形成されている。又、前記ステータ鍔部55(前記ランプステータ46)のインナ側面である被駆動側面に、前記各駆動側ランプ軌道34、34と同数(3つ)の被駆動側ランプ軌道57、57を、前記各駆動側ランプ軌道34、34に対し軸方向に対向する状態で形成している。前記各被駆動側ランプ軌道57、57も、軸方向から見た形状が円弧状で、断面形状(母線形状)も円弧状である。そして、軸方向に関する高さが、前記各被駆動側ランプ軌道57、57同士の間で円周方向に関して互いに同方向に、前記各駆動側ランプ軌道34、34とは逆方向に漸次変化する。又、前記ランプステータ46のアウタ側面(先端面)を球状凸面としている。この様なランプステータ46は、前記回り止め凸部56、56を、前記ピストン12aの各スリット24、24の内側に進入させると共に、前記ピストン12aのアウタ側端部寄り部分の内側に、前記ピストン12aに対する、相対回転不能に且つ軸方向変位を可能に設けられている。この状態で、前記ランプステータ46のアウタ側面(先端面)と、前記ピストン12aの底部21に設けられた受面22とが当接している。この様にして前記ピストン12aの若干の揺動変位を可能としている。
The
前記各ランプ用球面ころ47は、図7に示す様に、それぞれの最大径部が軸方向中央部にある対称形で、例えば高炭素クロム軸受鋼等の硬質金属材料から造られている。又、前記ランプ用各球面ころ47の母線の曲率半径をR47とし、前記ランプ用球面ころの47の最大径部(軸方向中央位置)の外径をD47とした場合に、R47≦D47≦5R47の関係を満たすようにしている。本例の場合には、この様な3本のランプ用球面ころ47を、円周方向に関して等間隔(120度間隔)に配置し、前記各駆動側ランプ軌道34、34と前記各被駆動側ランプ軌道57、57との間に、それぞれの中心軸を直径方向に配置した状態で挟持している。又、この状態で、前記各ランプ用球面ころ47を、略円輪状の前記保持器48の円周方向3箇所に形成されたポケット58、58内に転動自在に保持している。
As shown in FIG. 7, each of the lamp
上述の様に構成する本例の電動式ディスクブレーキ装置は、次の様に作動して、前記インナ、アウタ両パッド2、3を前記ロータ1の両側面に押し付け、制動を行わせる。
非制動時には、前記インナ、アウタ両パッド2、3と前記ロータ1の両側面との間には隙間が存在する。この状態から、制動を行う為に、前記電動モータ9aに通電し、前記減速機を介して、前記送りねじ機構13aを構成するアジャスタスクリュ26を回転駆動する。この状態では、前記アジャスタスクリュ26の雄ねじ部28と前記ランプロータ27の雌ねじ部30との螺合部で発生する抵抗が、前記圧縮コイルばね49により、前記ランプロータ27に付与される抵抗(弾力)よりも小さい。この為、前記ランプロータ27は回転せずに、前記ロータ1に向けてアウタ側に変位(平行移動)する。そして、前記各ランプ用球面ころ47及び前記ランプステータ46を介して、前記ピストン12aを前記シリンダ空間7aから押し出す。この結果、前記インナパッド2が、前記ピストン12aにより前記ロータ1のインナ側面に押し付けられると共に、前記キャリパ5aがインナ側に変位して、キャリパ爪6により、前記アウタパッド3を前記ロータ1のアウタ側面に押し付ける。この様に、前記両パッド2、3と前記ロータ1の両側面との間の隙間を解消する間は、前記増力機構14aは特に機能しない。
The electric disc brake device of this example configured as described above operates as follows, and presses the inner and
During non-braking, there is a gap between the inner and
そして、前記両パッド2、3と前記ロータ1の両側面との間の隙間が解消されると、軸力の発生により、前記雄ねじ部28と前記雌ねじ部30との螺合部で発生する抵抗が増大し、前記送りねじ機構13aの機能が停止する(前記ランプロータ27が前記アジャスタスクリュ26に対して相対回転しなくなる)と、前記ランプロータ27を、前記圧縮コイルばね49の弾力(抵抗)に抗して回転させる。これにより、前記各ランプ用球面ころ47が、前記各駆動側ランプ軌道34、34及び前記各被駆動側ランプ軌道57、57の軸方向に関する高さの高い側に向けてそれぞれ転動する。そして、前記各駆動側ランプ軌道34、34及び前記各被駆動側ランプ軌道57、57と、前記各ランプ用球面ころ47との係合(転がり接触)に基づいて、前記ランプロータ27と前記ランプステータ46との間隔を大きな力で拡げる。この結果、前記ピストン12aのアウタ側面を、前記インナパッド2のインナ側面に強く押し付ける。これにより、前記インナ、アウタ両パッド2、3を前記ロータ1の軸方向両側面に強く押し付けて、制動力を発生させる。
When the gap between the
制動解除時には、前記電動モータ9aへの通電に基づいて、前記電動モータ9aの出力軸を、制動時とは逆方向に回転させる。そして、各部が上述した制動時とは逆方向に変位して、前記ピストン12aを前記シリンダ空間7a内へと退避させる。この結果、前記インナ、アウタ両パッド2、3と前記ロータ1の両側面との間に、それぞれ隙間が存在する状態となる。
When braking is released, the output shaft of the
以上の様な構成を有し、上述の様に作動する本例の電動式ディスクブレーキ装置によれば、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる。
即ち、本例の場合には、前記推力発生機構8aを構成する増力機構14aとして、従来のボールを使用したボール・ランプ式の増力機構に代えて、前記各ランプ用球面ころ47を使用した増力機構を採用している。この為、前記各ランプ用球面ころ47の転動面と前記駆動側、被駆動側各ランプ軌道34、57との転がり接触部の接触状態を、点接触から線接触に変更できて、転がり接触部の面圧(ヘルツ応力)を低く抑える事ができる。従って、大きな制動力を得るべく、例えば前記駆動側、被駆動側各ランプ軌道34、57の傾斜角度を緩くする等して、前記増力機構14aにより発生する推力を大きくした場合にも、前記駆動側、被駆動側各ランプ軌道34、57に大きな応力が発生する事を有効に防止できる。
又、前述した従来構造の様に、ボール・ランプ式の増力機構を構成する玉の直径と同じ直径の球面ころを採用した場合に、従来構造の場合よりも転がり接触部の面積を大きくして面圧(ヘルツ応力)を低く抑える事ができる。従って、前記増力機構14aにより発生させる推力を大きくした場合にも、前記増力機構14aの小型化を図る事ができる。
以上の様に、本例の構造によれば、小型化を図り且つ十分な耐久性を確保しつつ、大きな制動力を得られる電動式ディスクブレーキ装置を実現できる。
According to the electric disc brake device of the present example having the above-described configuration and operating as described above, a large braking force can be obtained while reducing the size and ensuring sufficient durability.
That is, in the case of this example, as the force-increasing mechanism 14a that constitutes the thrust generating mechanism 8a, in place of the conventional ball-and-ramp-type force-increasing mechanism that uses balls, the force-increasing power that uses the
In addition, when the spherical roller with the same diameter as the ball constituting the ball / lamp type boosting mechanism is adopted as in the conventional structure described above, the area of the rolling contact portion is made larger than in the conventional structure. The surface pressure (Hertz stress) can be kept low. Therefore, even when the thrust generated by the force-increasing mechanism 14a is increased, the force-increasing mechanism 14a can be downsized.
As described above, according to the structure of this example, it is possible to realize an electric disk brake device that can obtain a large braking force while achieving downsizing and ensuring sufficient durability.
又、本例の電動式ディスクブレーキ装置の場合、前記スラスト軸受39を構成する各転動体として、前記各軸受用球面ころ42、42を採用している。この為、制動時に、前記各軸受用球面ころ42、42の転動面と、前記アウタ側スラスト軌道面44及び前記インナ側スラスト軌道面45との転がり接触部の接触状態を、点接触から線接触に変更できて、前記転がり接触部の面圧(ヘルツ応力)を低く抑える事ができる。この結果、前記スラスト軸受39の耐久性の向上を図りつつ、前記スラスト軸受39の円滑な作動を実現できる。
Further, in the case of the electric disc brake device of this example, the
[産業上の利用可能性]
本発明は、電動式パーキングディスクブレーキ及び電動式サービスブレーキに適用する事ができる。
又、本発明は、油圧式のディスクブレーキ装置に適用する事もできる。
又、推力発生機構8aを作動させる部分の構造は、前述した実施の形態の1例の構造に限定されるものではない。
更に、本発明は、フローティングキャリパ型のディスクブレーキに限らず、対向ピストン型のディスクブレーキに適用する事もできる。
[Industrial applicability]
The present invention can be applied to an electric parking disc brake and an electric service brake.
The present invention can also be applied to a hydraulic disc brake device.
Moreover, the structure of the part which operates the thrust generation mechanism 8a is not limited to the structure of an example of the above-described embodiment.
Furthermore, the present invention can be applied not only to a floating caliper type disc brake but also to an opposed piston type disc brake.
1 ロータ
2 インナパッド
3 アウタパッド
4 サポート
5、5a キャリパ
6 キャリパ爪
7、7a シリンダ空間
8、8a 推力発生機構
9、9a 電動モータ
10 出力軸
11、11a 減速機
12、12a ピストン
13、13a 送りねじ機構
14、14a 増力機構
15 ランプロータ
16 被駆動側ランプ溝
17 ランプステータ
18 被駆動側ランプ溝
19 ボール
20 ガイドピン
21 底部
22 受面
23 側壁部
24 スリット
25 ケーシング
26 アジャスタスクリュ
27 ランプロータ
28 雄ねじ部
29 スラスト受鍔部
30 雌ねじ部
31 小径筒部
32 大径筒部
33 ばね用係止孔
34 駆動側ランプ軌道
35 アジャスタケース
36 底部
37 通孔
38 奥端壁
39 スラスト軸受
40 軸力センサユニット
41 スラストプレート
42 軸受用球面ころ
43 保持器
44 アウタ側スラスト軌道面
45 インナ側スラスト軌道面
46 ランプステータ
47 ランプ用球面ころ
48 保持器
49 圧縮コイルばね
50 ガイド部材
51 ガイド突部
52 取付孔
53 係止溝
54 止め輪
55 ステータ鍔部
56 回り止め凸部
57 駆動側ランプ軌道
58 ポケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
駆動源からの入力により前記ランプ機構が駆動して前記ピストンを前記ロータ側に変位させる事により、前記パッドを前記ロータの軸方向側面に押圧するディスクブレーキ装置であって、
前記ランプ機構は、前記ロータ側の側面に軸方向に関する高さが円周方向に関して互いに同方向に漸次変化する複数の駆動側ランプ軌道が形成されたランプロータと、前記ロータと反対側の側面に、軸方向に関する高さが円周方向に関して前記各駆動側ランプ軌道と逆方向に漸次変化する複数の被駆動側ランプ軌道が形成されたランプステータと、前記各駆動側ランプ軌道と前記各被駆動側ランプ軌道との間に転動可能に挟持され、外周面が球面状の複数個のランプ用球面ころとを備えたものであるディスクブレーキ装置。 A piston disposed in a state of being opposed to the axial side surface of the rotor rotating together with the wheel, a pad disposed on the rotor side from the piston, and a ramp mechanism,
A disc brake device that presses the pad against an axial side surface of the rotor by driving the ramp mechanism by an input from a drive source and displacing the piston toward the rotor;
The ramp mechanism includes a ramp rotor in which a plurality of drive-side ramp tracks whose height in the axial direction gradually changes in the same direction with respect to the circumferential direction are formed on a side surface on the rotor side, and a side surface on the side opposite to the rotor. A lamp stator having a plurality of driven lamp tracks whose height in the axial direction gradually changes in a direction opposite to the driving ramp track in the circumferential direction, each driving lamp track and each driven A disc brake device including a plurality of spherical rollers for a lamp that are sandwiched between the side ramp raceways and have a spherical outer peripheral surface.
該ランプ用球面ころの外径をDaとした場合に、
Da≦Ra≦5Daの関係を満たしている、請求項1に記載したディスクブレーキ装置。 The radius of curvature of the bus bar of the lamp spherical roller is R a ,
The outer diameter of the spherical rollers for the lamp when the D a,
The disc brake device according to claim 1, wherein a relationship of D a ≦ R a ≦ 5D a is satisfied.
前記スクリュが配置されたシリンダ空間の奥端面と、前記スクリュの軸方向中間部に設けられた鍔部との間にスラストころ軸受が設けられており、
前記スラストころ軸受を構成する転動体が、外周面が球面状の軸受用球面ころである、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載したディスクブレーキ装置。 A screw that rotates the lamp rotor directly or indirectly by rotating by input from the drive source,
A thrust roller bearing is provided between a back end surface of the cylinder space in which the screw is disposed and a flange portion provided in an axially intermediate portion of the screw,
The disc brake device according to any one of claims 1 to 2, wherein the rolling element constituting the thrust roller bearing is a spherical roller for a bearing having a spherical outer peripheral surface.
Rb≦Db≦5Rbの関係を満たしている、請求項3に記載したディスクブレーキ装置。 When the radius of curvature of the bus bar of the spherical roller for bearing is R b and the outer diameter of the spherical roller for bearing is D b ,
The disc brake device according to claim 3, wherein the relationship of R b ≦ D b ≦ 5R b is satisfied.
The disc brake device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive source is an electric motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015225080A JP2017089871A (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Disc brake device |
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WO2023113018A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 曙ブレーキ工業株式会社 | Floating-type disc brake device |
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2015
- 2015-11-17 JP JP2015225080A patent/JP2017089871A/en active Pending
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WO2023113018A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | 曙ブレーキ工業株式会社 | Floating-type disc brake device |
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