JP2017172722A - 電動ブレーキキャリパ - Google Patents

Abstract

【課題】 電動ブレーキキャリパの実用性を向上させる
【解決手段】 電動モータ４２が有する中空の駆動回転軸４６の内部に、その駆動回転軸の回転を、ブレーキパッド１６をディスクロータ１８に押し付けるためのピストン１２の直進動作に変換する動作変換機構４４を、電動モータと同軸的に配置する。動作変換機構は、駆動回転軸によって回転させられる入力軸６０の回転によって、ピストンが取り付けられた出力筒６２を直進動作させるものであり、入力軸を、出力筒の内部に配置する。電動モータの駆動回転軸の内部空間に動作変換機構が配設されているため、コンパクトであり、また、径の比較的小さな入力軸を回転させるような動作変更機構を採用するため、イナーシャが小さく、動作の円滑性において優れたものとなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動モータの力によって車輪にブレーキ力を付与する電動ブレーキキャリパに関する。

従来から、電動ブレーキキャリパとして、例えば、下記特許文献１に記載されているようなキャリパが存在する。そのキャリパでは、電動モータの軸線が、キャリパの軸線、すなわち、摩擦材であるブレーキパッドを押し付けるためのピストンの中心軸線とは平行にかつ離れて位置している。そのため、キャリパ自体が比較的大型のものとなっている。一方で、下記特許文献２に記載されているような電動ブレーキキャリパでは、キャリパの軸線と電動モータの軸線とが同軸的に配置されており、詳しく言えば、電動モータの回転をピストンの直進動作に変換するための動作変換機構が、電動モータが有する筒状の駆動回転軸の内部空間に収容されており、比較的コンパクトなものとされている。

国際公開ＷＯ２０１４／０８４３７５Ａ１パンフレット 特開２００５−１３３８６３号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の電動ブレーキキャリパは、比較的径の大きな外筒を回転駆動して、その外筒の内部に位置する径の比較的小さな軸を直進させる構造の動作変換機構を採用している。そのため、外筒の回転に対するイナーシャが大きく、当該キャリパの動作の円滑性において決して充分であるとは言い難い。このように、現在検討されている種々の電動ブレーキキャリパは、改良の余地が多分に残されており、何らかの改良を施すことにより、電動ブレーキキャリパの実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い電動ブレーキキャリパを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の電動ブレーキキャリパは、
キャリパ本体と、
車輪とともに回転するディスクロータを挟んで互いに向かい合うようにして前記キャリパ本体に保持された１対のブレーキパッドと、
前記キャリパ本体に保持され、(A)ピストンと、(B)駆動源となる回転型の電動モータと、(C)その電動モータの回転によって前記ピストンを動作させるための動作変換機構とを有して、前記１対のブレーキパッドの一方を他方に向かう方向に移動させるアクチュエータと
を備えた電動ブレーキキャリパであって、
前記動作変換機構が、(a)当該動作変換機構の軸線の延びる方向である軸線方向における前記１対のブレーキパッドの一方に近い側の一端に配設された前記ピストンを、そのピストンを前記軸線方向に動作させるために直進動作させられる筒状の出力筒と、(b)その出力筒の内部に前記軸線に沿って配設されて前記電動モータによって回転させられる入力軸とを有して、その入力軸の回転を前記出力筒の直進動作に変換するように構成され、
前記電動モータが、筒状の駆動回転軸を有し、
前記入力軸が、フランジを有し、そのフランジの外周端において前記駆動回転軸の内周部と噛み合うようにされて、前記動作変換機構が、前記駆動回転軸の内部空間に配設されたことを特徴とする。

上記本発明の電動ブレーキキャリパは、電動モータの駆動回転軸の内部空間に動作変換機構が配設されているため、コンパクトであり、また、径の比較的小さな入力軸を回転させるような動作変更機構を採用するため、上述のイナーシャが小さく、動作の円滑性において優れたものとなる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（４）項が請求項２に、（５）項と（６）項とを合わせたものが請求項３に、（７）項が請求項４に、（８）項が請求項５に、（１０）項が請求項６に、（１２）項が請求項７に、（１４）項が請求項８に、（１６）項が請求項９に、（１７）項が請求項１０に、それぞれ相当する。

（１）キャリパ本体と、
車輪とともに回転するディスクロータを挟んで互いに向かい合うようにして前記キャリパ本体に保持された１対のブレーキパッドと、
前記キャリパ本体に保持され、(A)ピストンと、(B)駆動源となる回転型の電動モータと、(C)その電動モータの回転によって前記ピストンを動作させるための動作変換機構とを有して、前記１対のブレーキパッドの一方を他方に向かう方向に移動させるアクチュエータと
を備えた電動ブレーキキャリパであって、
前記動作変換機構が、(a)当該動作変換機構の軸線の延びる方向である軸線方向における前記１対のブレーキパッドの一方に近い側の一端に配設された前記ピストンを、そのピストンを前記軸線方向に動作させるために直進動作させられる筒状の出力筒と、(b)その出力筒の内部に前記軸線に沿って配設されて前記電動モータによって回転させられる入力軸とを有して、その入力軸の回転を前記出力筒の直進動作に変換するように構成され、
前記電動モータが、筒状の駆動回転軸を有し、
前記入力軸が、フランジを有し、そのフランジの外周端において前記駆動回転軸の内周部と噛み合うようにされて、前記動作変換機構が、前記駆動回転軸の内部空間に配設された電動ブレーキキャリパ。

本態様の電動ブレーキキャリパによれば、例えば、筒状の駆動回転軸の内部空間に動作変換機構が配置されているため、簡単に言えば、動作変換機構の少なくとも一部が電動モータに同軸的に内装されているため、比較的コンパクトな電動キャリパが実現される。それに加えて、出力筒の内部に配設さた入力軸、つまり、径の比較的小さな軸を回転駆動させるため、当該電動ブレーキキャリパにおけるイナーシャが小さく、円滑な動作が担保されることになる。

なお、本態様では、シンプルな構造という観点からすれば、入力軸の軸線と、出力筒の軸線とを、動作変換機構の軸線と一致させることもでき、また、動作変換機構の軸線と、電動モータの軸線、つまり、駆動回転軸とを一致させることもできる。さらに、コンパクトであるという観点からすれば、動作変換機構のできるだけ多くの部分が、電動モータの駆動回転軸の内部空間内に配置されることが望ましい。

また、以下の説明において、１対のブレーキパッドの一方を他方に近づける向きのピストンの動作、および、その動作を引き起こすための出力筒の動作を前進と、１対のブレーキパッドの一方の他方からの離間の際のピストンの動作、および、その動作を引き起こすための出力筒の動作を後退と、それぞれ定義し、それに関連し、当該電動ブレーキキャリパに関する方位、各構成要素の部位、各構成要素に関する位置等についても、前方，後方、前部，後部、前側，後側等と呼ぶこととする。なお、本態様の電動ブレーキキャリパは、ピストンが出力筒に取り付けられるようにして構成されたものであってもよく、ピストンと出力筒とが一体的に形成されるようにして構成されたものであってもよい。

（２）前記動作変換機構において、前記入力軸の前記フランジが、前記出力筒の他端から前記軸線方向において離れた位置に配置されている( 1)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

フランジは、入力軸の本体から径方向に延び出して、電動モータの駆動回転軸の内周部に至っており、入力軸と駆動回転軸との間に配置される出力筒と当該フランジとが干渉しないことが必要とされる。本態様によれば、入力軸のフランジは、出力筒の後方側に配置されることとなる。軸線方向においてコンパクトであるという観点からすれば、出力筒が後退端に位置する場合に、出力筒の後端がフランジにできるだけ近いことが望ましく、また、フランジが、入力軸の後端部に配設され、駆動回転軸の後端部の内周部と噛み合うようにされることが望ましい。

（３）前記電動モータが、前記駆動回転軸の外周部に付設された磁石とコイルとの一方と、前記キャリパ本体に対して固定されてそれら磁石とコイルとの一方と向かい合うそれら磁石とコイルとの他方とを有する( 1)項または( 2)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様は、電動モータの具体的構造に関する限定が加えられた態様であり、本態様によれば、駆動回転軸自体が回転子として機能する。ブラシを必要としないという観点からすれば、駆動回転軸の外周部に磁石を、それら磁石の外周に、それら磁石と向かい合うようにして、固定子としてのコイルを、それぞれ配置することが望ましい。

（４）前記動作変換機構が前記１対のブレーキパッドの一方からの反作用力を受け止めるために、前記入力軸が回転可能に前記キャリパ本体に支持された( 1)項ないし( 3)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

１対のブレーキパッドをディスクロータに押し付けた際の反作用力は、動作変換機構を介して、キャリパ本体が受け止める必要がある。本態様によれば、動作変換機構の入力軸を介して、キャリパ本体が反作用力を受け止めることとなる。なお、本態様において「入力軸がキャリパ本体に支持される」とは、直接的に支持されることだけを意味するものではない。例えば、後に説明するような軸受けを介して支持される等、何らかの部材を介して間接的に支持されてもよい。さらに言えば、例えば、後に説明するように、アクチュエータがハウジングを有する場合、入力軸がハウジングに支持され、そのハウジングがキャリパ本体に支持されることで、入力軸がキャリパ本体に支持されてもよいのである。

（５）前記入力軸が、前記フランジにおいて回転可能に前記キャリパ本体に支持された( 4)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、径の比較的大きな部分において、入力軸がキャリパ本体に支持されるため、反作用力を、比較的広い面積において受け止めることが可能である。

（６）前記入力軸が、スラスト軸受けを介して前記キャリパ本体に支持された( 4)項または( 5)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、スラスト軸受けの作用により、円滑な回転が担保された状態で、入力軸がキャリパ本体に支持されることになる。

（７）前記軸線の傾きを許容すべく前記動作変換機構の傾動を許容する傾動許容機構を備えた( 1)項ないし( 6)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

ブレーキパッドが偏摩耗（上下若しくは左右の一方の側の部分が他方の側の部分に比較して摩耗する現象を意味する。「片摩耗」と言う場合もある）することも予想される。本態様によれば、動作変換機構の傾動がある程度許容されているため、ブレーキパッドが偏摩耗しているような場合であっても、動作変換機構が無理な力を受けることなく、当該電動ブレーキキャリパは、充分なブレーキ力を発生させることが可能となる。

（８）前記軸線が傾いていないときに、前記駆動回転軸の内周部が、一円周内の複数の箇所で、前記軸線方向においてある幅をもって、前記入力軸の前記フランジの外周端と噛み合っており、
前記傾動許容機構が、自身によって許容する前記動作変換機構の傾動の中心が前記幅内に位置するように構成された( 7)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

電動モータの駆動回転軸から入力軸への回転伝達は、フランジの外周端における噛み合いを介して行われる。一方で、傾動許容機構によって動作変換機構の傾動が許容される場合、入力軸のフランジも傾くことになる。本態様によれば、動作変換機構が傾いてフランジが傾いた場合でも、電動モータの軸線、つまり、駆動回転軸の軸線と直交する方向におけるフランジの移動量は少なく、回転伝達を可能にしつつ動作変換機構の傾動を許容するために必要な駆動回転軸の内周部とフランジの外周端との噛み合いの構造（以下、単に「噛み合い構造」という場合がある）を、シンプルなものとすることが可能である。

（９）前記傾動許容機構が、前記動作変換機構の傾動の中心が前記軸線方向において前記フランジの厚さ内に位置するように構成された( 8)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様は、特に、動作変換機構の軸線、つまり、入力軸の軸線に対してフランジが直角な姿勢で配設されているような場合に、上述の噛み合い構造をシンプルなものとするのに有効な態様である。

（１０）前記フランジの外周端と前記駆動回転軸の内周部との噛み合いの構造が、前記動作変換機構の傾動に伴う前記フランジの変位を許容しつつ前記駆動回転軸から前記フランジへの回転伝達が可能な構造とされた( 7)項ないし( 9)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、動作変換機構が傾動した場合でも、電動モータの駆動回転軸から入力軸への回転伝達が確実に行われることになる。

（１１）前記フランジの外周端と前記駆動回転軸の内周部との噛み合いの構造が、それらフランジの外周端と駆動回転軸の内周部との前記軸線方向における相対変位を許容可能なスプライン嵌合を含んで構成された(11)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様は、シンプルな上述の噛み合い構造に関する具体的な一態様である。本態様によれば、動作変換機構の傾動の際に軸線が移動する平面（以下、「傾動平面」と言う場合がある）上に位置する噛み合いの箇所における駆動回転軸の内周部とフランジの外周端との相対変位を、容易に許容することが可能である。なお、傾動平面上に位置しない噛み合いの箇所における相対変位をも許容することが必要であることに鑑みれば、噛み合いの箇所において、駆動回転軸の内周部とフランジの外周端との間に周方向においてある程度のクリアランスを設けることが望ましい。

（１２）前記傾動許容機構が、前記キャリパ本体に対して固定されて球面の一部をなすように窪む座面を有する固定座と、前記入力軸を支持してその座面を摺動する摺動部材とを有し、
前記球面の中心が、前記動作変換機構の傾動の中心と一致するように構成された( 7)項ないし(11)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、動作変換機構の入力軸がキャリパ本体に支持されている場合において、傾動許容機構によって許容される動作変換機構の傾動の中心を容易に規定することが可能となる。言い換えれば、上記球面の調製により、傾動の中心を任意の位置に規定することができるのである。なお、本態様において、固定座は、キャリパ本体に直接的に固定されていてもよく、アクチュエータがハウジングを有する場合におけるそのハウジング等、別の部材を介して間接的にキャリパ本体に固定されていてもよい。

（１３）前記摺動部材が、前記入力軸を、前記フランジにおいて支持する(12)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、動作変換機構の傾動を許容しつつ、比較的広い面積において、摺動部材が上述の反作用力を受けることが可能となる。

（１４）前記アクチュエータが、前記電動モータと前記動作変換機構とを収容するハウジングを有し、そのハウジングが前記キャリパ本体に分離可能に固定されることで、当該アクチュエータが、前記ハウジングごとそのキャリパ本体に分離可能に保持された( 1)項ないし(13)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、アクチュエータをキャリパ本体から外すことが可能であるため、メンテナンス等の際に便利である。なお、ボルト等の締結部材を利用してアクチュエータをキャリパ本体に保持させるようにすれば、アクチュエータのキャリパ本体からの取り外しを簡便に行うことが可能である。

（１５）前記動作変換機構が前記１対のブレーキパッドの一方からの反作用力を受け止めるために、前記入力軸が前記ハウジングによって回転可能に支持され、そのハウジングが前記キャリパ本体に支持されることで、前記反作用力をそのキャリパ本体が受け止めるように構成された(12)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様は、先に説明したところの一態様、つまり、間接的に反作用力をキャリパ本体が受け止める一態様である。

（１６）前記ハウジングと前記キャリパ本体とがそれぞれ互いに向かい合う段差面を有し、それら段差面を介して前記反作用力をそのキャリパ本体が受け止めるように構成された(15）項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、段差面を利用して、都合よく、１対のブレーキパッドの一方からの反作用力をキャリパ本体に受け止めさせることが可能である。

（１７）前記動作変換機構が、
前記入力軸の外周と前記出力筒の内周との間に、前記軸線方向に延びる姿勢で、かつ、前記入力軸のまわりを公転可能に配設された遊星ローラを有し、
前記入力軸の外周、前記出力筒の内周、前記遊星ローラの外周のそれぞれにネジが形成され、その入力軸のネジとその遊星ローラのネジとが互いに螺合し、その出力筒のネジとその遊星ローラのネジとが互いに螺合するように構成された( 1)項ないし(16)項のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。

動作変換機構は、その構造が特に限定されるものではないが、本態様は、採用する動作変換機構を、ある種の構造の動作変換機構に限定する態様である。本態様の動作変換機構は、いわゆる遊星ローラ型の減速機構を備えた動作変換機構であり、その機構を採用することにより、電動ブレーキキャリパを小さくすることができ、かつ、入力軸の１回転あたりの出力筒の前進量を比較的小さくすることができる。さらに言えば、本態様における動作変換機構は、正効率と逆効率との差を大きくすることが可能であるため、本態様によれば、駆動源となる電動モータに、高回転かつ低トルクの小型モータを採用することができ、また、ピストンの前進量、すなわち、１対のブレーキパッドによるディスクロータに対する押付力を高精度に制御できる。

本態様において採用可能な動作変換機構は、公知のものであるため、詳しい説明は省略するが、例えば、特開２００５−１３３８６３号公報に記載されているような機構を採用することが可能である。具体的に言えば、例えば、入力軸と遊星ローラとには、互いに同じピッチで逆方向のネジを形成して、それらを螺合させ、遊星ローラおよび出力筒には、互いに同じピッチで同一方向のネジを形成して、それらを螺合させる。出力筒の回転を禁止した状態において入力軸を回転させても、入力軸，遊星ローラ，出力筒が互いに軸線方向に相対変位しないそれらの有効ネジ径および条数の関係に対して、入力軸若しくは出力筒に形成されたネジの条数を増減させることにより、採用可能な動作変換機構を構成することが可能である。

また、例えば、特許第４１８６９６９号公報に記載の動作変換機構をも採用可能である。その動作変換機構は、出力軸，遊星ローラ，出力筒に、さらに、それぞれ、互いに噛合する歯を形成したものである。この構成の動作変換機構によれば、さらに精度よく、ピストンの前進量を制御することが可能である。なお、その構成の動作変換機構の場合、ネジと歯とが形成された箇所が軸線方向において区分されていてもよく、また、ネジと歯とが、同じ箇所に、あたかもテクスチャを形成するようにして形成されていてもよい。

（１８）前記出力筒が前記一端において開口し、前記ピストンが、その開口を覆うようにしてその出力筒に取り付けられた(17)項に記載の電動ブレーキキャリパ。

本態様によれば、出力筒の一端が開口した状態で、動作変換機構の組立、つまり、出力筒への遊星ローラ，入力軸の組立を容易に行い、その後に、その開口を覆うようにピストンを組付けるようにすることができるため、当該電動ブレーキキャリパの製造を簡便に行うことが可能となる。

実施例の電動ブレーキキャリパを模式的に示す断面図である。 実施例の電動ブレーキキャリパがアクチュエータをキャリパ本体から取り外し可能なものであることを説明するための図である。

以下、請求可能発明を実施するための形態として、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

請求可能発明の実施例である電動ブレーキキャリパ１０は、車両が有する車輪に対してブレーキ力（車輪制動力）を付与するものであり、図１には、車輪のアクスル側からの視点における当該電動ブレーキキャリパの模式的な断面が示されている。以下の説明の便宜のため、当該電動ブレーキキャリパ１０に関する方位について、図の上方を前方（実際の車両では、車幅方向において車体中央から離れる方向）、下方を後方（実際の車両では、車幅方向において車体の中央に近づく方向）、右方を右方、左方を左方と、それぞれ呼ぶことする。

各構成要素については、後に詳しく説明するが、図の右半分は、ピストン１２が後退して１対のブレーキパッド１４，１６が、ディスクロータ１８に押し付けられていない状態を示している。図の右半分に示されているブレーキパッド１４，１６は、殆ど摩耗していない状態である。それに対し、図の左半分に示されているブレーキパッド１４，１６は略完全に摩耗しており、図の左半分には、ピストン１２が前進して、ブレーキパッド１４，１６をそれぞれ支持していたバックアッププレート２０，２０が、直に、ディスクロータ１８を挟持している状態を示している。

図１に示すように、本電動ブレーキキャリパ１０は、キャリパ本体２２と、キャリパ本体２２に前後方向に移動可能に保持された１対のブレーキパッド１４，１６と、キャリパ本体２２に保持されたアクチュエータ２４とを含んで構成されている。

ブレーキパッド１４，１６は、車輪とともに回転するディスクロータ１８を前後方向において挟むようにして、向かい合って配置されている。キャリパ本体２２には、１対のスライド２６が設けられている。各スライド２６には、前後方向に延びる貫通穴２８が穿設されており、１対のスライド２６の各々の貫通穴２８には、車輪を回転可能に保持するキャリア（図示を省略）にそれぞれボルト３０によって固定された１対のガイドパイプ３２の対応する１つのものが挿入されている。各ガイドパイプ３２は、前後方向に延びており、１対のスライド２６が、それぞれ、１対のガイドパイプ３２によってガイドされて、キャリパ本体２２、つまり、電動ブレーキキャリパ１０自体が、前後方向に移動可能に、キャリアに支持されている。

アクチュエータ２４は、筒状のハウジング４０を有し、そのハウジング４０において、キャリパ本体２２に支持されている。アクチュエータ２４は、後方側のブレーキパッド１６を、前方側のブレーキパッド１４に向かって移動させる働きをする。アクチュエータ２４は、後方側のブレーキパッド１６を支持するバックアッププレート２０と係合するピストン１２と、駆動源としての回転型の電動モータ４２と、その電動モータ４２の回転によってピストン１２を動作させるための動作変換機構４４とを含んで構成されている。動作変換機構４４の軸線Ｌは、当該電動ブレーキキャリパ１０の軸線と一致させられており、また、電動モータ４２の軸線とも一致させられている。

電動モータ４２は、モータ軸として、動作変換機構４４ひいてはピストン１２を駆動させるための筒状の駆動回転軸４６を有している。駆動回転軸４６の軸線は、電動モータ４２の軸線であり、駆動回転軸４６は、ラジアル軸受け４８を介して、ハウジング４０に、軸線Ｌのまわりに回転可能かつ軸線Ｌの延びる方向である軸線方向に移動不能に支持されている。駆動回転軸４６の軸線は、電動モータ４２の軸線であり、駆動回転軸４６の外周部には、複数の磁石５０が付設されている。一方、それら磁石５０と向かい合うようにして、コイル５２が、一円周上に配置されてハウジング４０の内周部に固定されている。電動モータ４２は、駆動回転軸４６と磁石５０とがロータとして機能し、コイル５２がステータとして機能するものとされている。なお、電動モータ４２の回転角、すなわち、駆動回転軸４６の回転角は、ハウジング４０に固定されたレゾルバ５４によって検出され、その検出された回転角に基づいて、電動モータ４２の作動が制御される。つまり、電動モータ４２は、ブラシレスのサーボモータとされているのである。

動作変換機構４４は、電動モータ４２によって回転駆動される入力軸６０と、入力軸６０の回転によって軸線方向に直進動作させられる筒状の出力筒６２とを含んで構成されている。出力筒６２は、外周部において、ハウジング４０が有する概ねドーナッツ板状の蓋６４と、シール６６を介して係合している。蓋６４の内径は出力筒６２の外径よりもある程度大きくされ、かつ、シール６６は比較的緩やかなものとされていることで、出力筒６２の径方向への変位は、ある程度許容されている。なお、出力筒６２の軸線Ｌまわりの回転は、図示を省略する回転禁止機構によって、禁止されている。ちなみに、ピストン１２は、出力筒６２の前端部に、嵌め入れられるようにして取り付けられている。

出力筒６２の内部に軸線Ｌに沿って配設されている入力軸６０は、軸部６８と、軸部６８の後端部に形成されてフランジとして機能するフランジ部７０とを含んで構成されている。軸部６８の外周と出力筒６２の内周との間には、軸部６８、つまり、入力軸６０の周りを公転可能な複数の遊星ローラ７２が、軸線方向に延びる姿勢で配設されている。図では省略しているが、複数の遊星ローラ７２は、出力筒６２によって支持されているキャリヤによって、互いの相対位置を維持させられつつ、自転可能に、かつ、出力筒６２に対する軸線方向への相対移動不能に保持されている。

入力軸６０，出力筒６２，遊星ローラ７２を含んで構成される動作変換機構４４は、公知の構造を有している。具体的には、特許第４１８６９６９号公報の図１４に示すような構造を有している。簡単に説明すれば、入力軸６０の軸部６８の外周，出力筒６２の内周，遊星ローラ７２の外周には、それぞれ、ネジが形成されている。それらのネジは、互いにピッチが同じであり、入力軸６０に形成されたネジと遊星ローラ７２に形成されたネジとは、互いに逆方向のネジとされて、螺合しており、遊星ローラ７２に形成されたネジと出力筒６２に形成されたネジとは、互いに同方向のネジとされて、噛合している。さらに、入力軸６０の軸部６８の外周，出力筒６２の内周，遊星ローラ７２の外周には、ネジが形成されている領域に、互いに噛合する歯が形成されている。つまり、入力軸６０の軸部６８の外周，出力筒６２の内周，遊星ローラ７２の外周には、ネジと歯とが、あたかもテクスチャとなるようにして形成されているのである。

出力筒６２の回転が禁止されている状態において入力軸６０を回転させても、入力軸６０，遊星ローラ７２，出力筒６２が互いに軸線方向に相対変位しないそれらの有効ネジ径および条数の関係に対して、入力軸６０若しくは出力筒６２に形成されたネジの条数が増減させられているため、入力軸６０を回転させると、その回転に応じて、出力筒６２が軸線方向に移動する。このような作用により、動作変換機構４４は、入力軸６０の回転を出力筒６２の直進動作に変換する機能を有しているのである。

上記構造を有する動作変換機構４４は、いわゆる遊星ローラ式の減速機構を有するものであり、入力軸６０の１回転あたりの出力筒６２の直進動作量が比較的小さく、また、いわゆる正効率と逆効率との差が相当に大きくなっている。そのため、電動モータ４２に、高回転かつ低トルクの小型モータを採用することができ、そのようなモータの採用は、当該電動ブレーキキャリパ１０の小型化に寄与するものとなっている。さらに言えば、ピストン１２の前進量、すなわち、１対のブレーキパッド１４，１６によるディスクロータ１８に対する押付力を高精度に制御できることになる。

なお、ピストン１２が、出力筒６２に、それの前端の開口を覆うようにして取り付けられている。このことは、動作変換機構４４の組立、詳しく言えば、出力筒６２への遊星ローラ７２，入力軸６０の組付けを、出力筒６２の前端が開口したままで容易に行った後に、その前端にピストン１２を取り付けることを可能とするため、当該電動ブレーキキャリパ１０の製造において有利である。

入力軸６０は、フランジ部７０において、ハウジング４０に支持されている。ピストン１２、つまり、動作変換機構４４は、ブレーキ力が発生する際のブレーキパッド１６のディスクロータ１８への押付力に対する反作用力を受けることになる。本電動ブレーキキャリパ１０では、その反作用力は、入力軸６０を介して、ハウジング４０が受け、さらに、ハウジング４０を介して、キャリパ本体２２が受け止めることになる。そのため、電動ブレーキキャリパ１０には、入力軸６０を回転可能に支持するための支持構造を有している。

上記支持構造について説明すれば、入力軸６０は、フランジ部７０において、支持されている。詳しく言えば、フランジ部７０が、スラスト軸受け７４，摺動部材７６，固定座７８を介して、ハウジング４０に支持されている。固定座７８は、ハウジング４０の後端部に係止されるようにして固定されており、前方側に、球面Ｃの一部をなすように窪む座面８０を有している。摺動部材７６は、その座面８０に摺接するようにして径方向に揺動可能とされている。摺動部材７６の前方側の面とフランジ部７０の後方側の面とによって、スラスト軸受け７４が挟持されている。

上述のような支持構造であるため、詳しく言えば、ブランジ部７０において入力軸６０を支持する構造であるため、摺動部材７６は、比較的広い面積において、ブレーキパッド１６からの反作用力を受け止めるようにされており、換言すれば、径の比較的大きな部分において、入力軸６０が支持されているため、その反作用力を、比較的広い面積において分散させることが可能とされているのである。

なお、ハウジング４０からの反作用力のキャリパ本体２２への受け止めは、ハウジング４０の外周部に形成された段差面８２が、キャリパ本体２２に形成された段差面８４によって掛止されることで、互いに向かい合うそれら段差面８２，段差面８４を介して効果的に行われる。

上述したように、摺動部材７６が、固定座７８に、揺動可能に支持されていることで、本電動ブレーキキャリパ１０では、入力軸６０の傾動が許容されている。つまり、ピストン１２，出力筒６２ごと、動作変換機構４４の傾動が許容されているのである。そのような構造から、本電動ブレーキキャリパ１０は、固定座７８，摺動部材７６等を含んで構成される傾動許容機構８８を有しているのである。図では、動作変換機構４４が、傾動許容機構８８によって、前端が左方に向かう方向への傾動が許容された場合において、軸線Ｌが、軸線Ｌ’となることが示されている。

ブレーキパッド１４，１６は、上下方向若しくは左右方向における片側が反対側に対してより多く摩耗する可能性がある。いわゆる偏摩耗という現象である。この偏摩耗が生じた際の対処手段として、上述の傾動許容機構８８は効果的である。つまり、動作変換機構４４が無理な力を受けることなく、当該電動ブレーキキャリパ１０は、充分なブレーキ力を発生させることが可能となるのである。

ここで、電動モータ４２の駆動回転軸４６から入力軸６０への回転伝達について説明すれば、入力軸６０のフランジ部７０の外周端が、駆動回転軸４６の内周部と噛み合っており、その噛み合いによって、回転伝達がなされる。具体的に言えば、フランジ部７０の外周端には、等角度ピッチで、それぞれがフランジ部７０の厚さに渡って軸線方向に延びる複数の凸条９０が設けられており、一方で、駆動回転軸４６の内周部には、等角度ピッチで、それら凸条９０にそれぞれ対応する位置に、それぞれが軸線方向に延びる複数の溝９２が設けられている。各凸条９０が、各溝９２と噛み合うことにより、駆動回転軸４６の内周部とフランジ部７０の外周端とが一円周内の複数の箇所で、フランジ部７０の厚さｄに相当するある幅ｄをもって噛み合い、その噛み合いによって上記回転伝達がなされるのである。

上記傾動許容機構８８によって動作変換機構４４の傾動が許容された場合、入力軸６０の傾きに伴って、軸部６８に直角なフランジ部７０も傾く。そのため、このフランジ部７０の傾きによっても、上記回転伝達が適正に行われる必要がある。

仮に、傾動許容機構８８による動作変換機構４４の傾動の中心が、フランジ部７０よりも相当に離れて前方若しくは後方に位置している場合は、傾動に伴って、フランジ部７０自体も軸線方向に対して直角な方向に変位する。その場合、互いに噛み合っているフランジ部７０の外周端と駆動回転軸４６の内周部との距離が、軸線Ｌが動く平面である傾動平面上において、大きく異なることになり、そのような傾動の際に適正な回転伝達を担保するための機構が、複雑なものとなってしまうという問題がある。

上記問題に鑑み、本電動ブレーキキャリパ１０においては、図に示すように、傾動の中心Ｏが、動作変換機構４４が傾動していない状態において、つまり、軸線Ｌが傾いていない状態において、軸線方向における上述のある幅ｄ内に位置させられている。言い換えれば、軸線方向において、フランジ部７０の厚さｄ内に位置させられているのである。具体的には、上述の固定座７８の座面８０を画定する球面Ｃの中心が、傾動の中心Ｏと一致するように、球面Ｃが調製され、固定座７８が位置させられているのである。つまり、傾動許容機構８８は、そのように構成されているのである。

上記傾動許容機構８８の構成により、動作変換機構４４が傾動しても、フランジ部７０の外周端は、略軸線方向に変位し、互いに噛み合っているフランジ部７０の外周端と駆動回転軸４６の内周部との距離は、詳しく言えば、径方向の距離は、殆ど変化しない。そのため、傾動によっても適正な回転伝達を担保するための機構を単純なもので済ませることができるのである。具体的には、その機構は、フランジ部７０の凸条９０が、駆動回転軸４６の内周部に形成された溝９２の中において、軸線方向に変位することを許容することで実現されるのである。そのため、上記噛み合いの構造は、フランジ部７０の外周端と、駆動回転軸４６の内周部との軸線方向における相対変位を許容するスプライン嵌合とされているのである。繰り返すが、本電動ブレーキキャリパ１０では、フランジ部７０の外周端と駆動回転軸４６の内周部との噛み合いの構造が、動作変換機構４４の傾動に伴うフランジ部７０の変位を許容しつつ駆動回転軸４６からフランジ部７０への回転伝達が可能な構造とされているのである。

なお、上述の傾動平面上から外れた位置においては、凸条９０が、溝９２の中で傾くことになる。そのことを考慮して、凸条９０の側面と、溝９２の軸線方向に延びる側面との間には、周方向において、適正なクリアランスが設けられている。

本電動ブレーキキャリパ１０では、筒状の駆動回転軸４６の内部空間に動作変換機構４４が配置されている。言い換えれば、出力筒６２が後退端に位置する状態（図の右半分に示す状態）から解るように、動作変換機構４４の多くの部分が電動モータ４２に同軸的に内装されている。そのため、本電動ブレーキキャリパ１０は、比較的コンパクトなものとされている。また、入力軸６０のフランジ部７０は、軸部６８から径方向に延び出して、電動モータ４２の駆動回転軸６２の内周部に至っており、入力軸６０と駆動回転軸４６との間に配置される出力筒６２とフランジ部７０との干渉を避けるため、出力筒６２の後方側に配置されている。出力筒６２が後退端に位置する場合に、出力筒６２の後端がフランジ部７０に近い位置に位置させられていること、および、フランジ部７０が、入力軸６０の後端部に配設され、駆動回転軸４６の後端部の内周部と噛み合うようにされていることは、当該電動ブレーキキャリパ１０を、軸線方向においてコンパクトにすることに貢献している。

本電動ブレーキキャリパ１０では、動作変換機構４４が、外筒（出力筒６２に相当する）を回転させて、その外筒の内部に位置する軸（入力軸６０に相当する）を直進動作させるのではなく、出力筒６２の内部に配設された入力軸６０、つまり、径の比較的小さな軸を回転駆動させるように構成されているため、動作変換機構４４におけるイナーシャが小さく、円滑に動作するものとなっている。

上述した構成要素以外の構成要素について簡単に説明すれば、本電動ブレーキキャリパ１０は、パーキングブレーキ機能をも備えている。電動モータ４２の駆動回転軸４６の下端部の外周には、ラジアル軸受け４８を係止する係止環１００が取り付けられており、その係止環１００には、全周にわたって、複数の凹所１０２が形成されている。一方、アクチュエータ２４のハウジング４０の外側には、ソレノイド式のプランジャ１０４が付設されている。プランジャ１０４のロッド１０６は、ハウジング４０の内部に臨み入っており、ロッド１０６が突出すると、先端部が係止環１００の凹所１０２と係合して、駆動回転軸４６の回転を禁止する。パーキングブレーキとして機能させる場合には、電動モータ４２によって、ピストン１２を前進させ、ブレーキパッド１４，１６でデイスクロータ１８を、設定された力でもって挟持させる。その状態において、プランジャ１０４がロッド１０６を突出させ、駆動回転軸４６の回転を禁止する。その状態において、電動モータ４２への電流の供給を遮断しても、上記設定された力は維持され、所定のブレーキ力が維持されることになる。

また、ハウジング４０の後端には、締結材１１０によって、回路ボックス１１２が取り付けられる。回路ボックス１１２内には、電動モータ４２への電流供給のための駆動回路等が配置された回路盤１１４や、スラスト軸受け７４と摺動部材７６との間に介在させられた荷重センサ１１６からの信号に基づき、ピストン１２がブレーキパッド１６をディスクロータ１８に押し付ける力を検出する軸力検出回路１１８等が収容されている。さらに、ハウジング４０の前端とピストン１２との間には、防塵を目的として、その前端の開口を覆う可撓性のブーツ１２０が、取り付けられている。

図２から解るように、本電動ブレーキキャリパ１０は、当該電動ブレーキキャリパ１０のメンテナンスの便宜を図る等の目的で、アクチュエータ２４がキャリパ本体２２から分離可能に構成されている。キャリパ本体２２は、ブレーキパッド１４，１６を保持する前方側部材２２ａと、アクチュエータ２４が固定保持されるとともに回路ボックス１１２が取り付けられる後方側部材１２ｂとに分割可能されている。アクチュエータ２４には、ハウジング４０において、それぞれに２つの穴１３０が設けられた１対の側鍔１３２が形成されており、アクチュエータ２４は、それらの穴１３０を利用して、締結部材であるボルト１３４によってキャリパ本体２２の後方側部材２２ｂに固定される。

先に説明したように、ブレーキパッド１６からの反作用力は、ハウジング４０がキャリパ本体２２よって支持されることで、受け止められる。アクチュエータ２４がキャリパ本体２２から分離可能とされている構成において、その反作用力の受け止めに対して、上述のハウジング４０に形成された段差面８２と、キャリパ本体２２に形成された段差面８４（図２では、隠れている）とが当接させられていることが、有効な手段とされているのである。

１０：電動ブレーキキャリパ １２：ピストン １４：ブレーキパッド（前方側） １６：ブレーキパッド（後方側） １８：ディスクロータ ２２：キャリパ本体 ２４：アクチュエータ ４０：ハウジング ４２：電動モータ ４４：動作変換機構 ４６：駆動回転軸 ５０：磁石 ５２：コイル ６０：入力軸 ６２：出力筒 ７０：フランジ部〔フランジ〕 ７２：遊星ローラ ７４：スラスト軸受け ７６：摺動部材 ７８：固定座 ８０：座面 ８２：段差面 ８４：段差面 ８８：傾動許容機構 ９０：凸条 ９２：溝 Ｌ，Ｌ’：動作変換機構の軸線 Ｏ：傾動の中心 ｄ：幅（フランジの厚さ） Ｃ：球面

Claims (10)

1. キャリパ本体と、
   車輪とともに回転するディスクロータを挟んで互いに向かい合うようにして前記キャリパ本体に保持された１対のブレーキパッドと、
   前記キャリパ本体に保持され、(A)ピストンと、(B)駆動源となる回転型の電動モータと、(C)その電動モータの回転によって前記ピストンを動作させるための動作変換機構とを有して、前記１対のブレーキパッドの一方を他方に向かう方向に移動させるアクチュエータと
   を備えた電動ブレーキキャリパであって、
   前記動作変換機構が、(a)当該動作変換機構の軸線の延びる方向である軸線方向における前記１対のブレーキパッドの一方に近い側の一端に配設された前記ピストンを、そのピストンを前記軸線方向に動作させるために直進動作させられる筒状の出力筒と、(b)その出力筒の内部に前記軸線に沿って配設されて前記電動モータによって回転させられる入力軸とを有して、その入力軸の回転を前記出力筒の直進動作に変換するように構成され、
   前記電動モータが、筒状の駆動回転軸を有し、
   前記入力軸が、フランジを有し、そのフランジの外周端において前記駆動回転軸の内周部と噛み合うようにされて、前記動作変換機構が、前記駆動回転軸の内部空間に配設された電動ブレーキキャリパ。
2. 前記動作変換機構が前記１対のブレーキパッドの一方からの反作用力を受け止めるために、前記入力軸が回転可能に前記キャリパ本体に支持された請求項１に記載の電動ブレーキキャリパ。
3. 前記入力軸が、前記フランジにおいて、かつ、スラスト軸受けを介して、前記キャリパ本体に支持された請求項２に記載の電動ブレーキキャリパ。
4. 前記軸線の傾きを許容すべく前記動作変換機構の傾動を許容する傾動許容機構を備えた請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。
5. 前記軸線が傾いていないときに、前記駆動回転軸の内周部が、一円周内の複数の箇所で、前記軸線方向においてある幅をもって、前記入力軸の前記フランジの外周端と噛み合っており、
   前記傾動許容機構が、自身によって許容する前記動作変換機構の傾動の中心が前記幅内に位置するように構成された請求項４に記載の電動ブレーキキャリパ。
6. 前記フランジの外周端と前記駆動回転軸の内周部との噛み合いの構造が、前記動作変換機構の傾動に伴う前記フランジの変位を許容しつつ前記駆動回転軸から前記フランジへの回転伝達が可能な構造とされた請求項４または請求項５に記載の電動ブレーキキャリパ。
7. 前記傾動許容機構が、前記キャリパ本体に対して固定されて球面の一部をなすように窪む座面を有する固定座と、前記入力軸を支持してその座面を摺動する摺動部材とを有し、
   前記球面の中心が、前記動作変換機構の傾動の中心と一致するように構成された請求項４ないし請求項６のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。
8. 前記アクチュエータが、前記電動モータと前記動作変換機構とを収容するハウジングを有し、そのハウジングが前記キャリパ本体に分離可能に固定されることで、当該アクチュエータが、前記ハウジングごとそのキャリパ本体に分離可能に保持された請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。
9. 前記動作変換機構が前記１対のブレーキパッドの一方からの反作用力を受け止めるために、前記入力軸が前記ハウジングによって回転可能に支持され、そのハウジングが前記キャリパ本体に支持されることで、前記反作用力をそのキャリパ本体が受け止めるように構成され、
   前記ハウジングと前記キャリパ本体とがそれぞれ互いに向かい合う段差面を有し、それら段差面を介して前記反作用力をそのキャリパ本体が受け止めるように構成された請求項８に記載の電動ブレーキキャリパ。
10. 前記動作変換機構が、
    前記入力軸の外周と前記出力筒の内周との間に、前記軸線方向に延びる姿勢で、かつ、前記入力軸のまわりを公転可能に配設された遊星ローラを有し、
    前記入力軸の外周、前記出力筒の内周、前記遊星ローラの外周のそれぞれにネジが形成され、その入力軸のネジとその遊星ローラのネジとが互いに螺合し、その出力筒のネジとその遊星ローラのネジとが互いに螺合するように構成された請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の電動ブレーキキャリパ。
    

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