JP2021004646A - Disc brake - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a disc brake used for braking a vehicle.
従来のディスクブレーキでは、制動中、電源等の失陥時に迅速に制動力が解除されるフェールオープン機構が備えられている。例えば、特許文献1に記載された電動式ディスクブレーキでは、フェールオープン機構として、制動力を発生させるためにモータが駆動する時、キャリパーハウジングのクランプ力の作用に伴う摩擦力によって弾性部材に弾性エネルギーが貯蔵され、制動中における電源等の失陥時には、弾性部材に貯蔵された弾性エネルギーによって制動力を解除する構成を有している。
The conventional disc brake is provided with a fail-open mechanism in which the braking force is quickly released when the power source or the like is lost during braking. For example, in the electric disc brake described in
上述した特許文献1に記載された電動式ディスクブレーキに採用されたフェールオープン機構では、スピンドルの支持部からギア組立体側に弾性部材及び摩擦部材が配置されているために、ディスクブレーキ全体として、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法が大きくなり、車両搭載性が悪化する虞がある。
In the fail-open mechanism adopted in the electric disc brake described in
そして、本発明は、ディスクブレーキ全体において、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることで、車両搭載性を良好にするディスクブレーキを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a disc brake that improves vehicle mountability by reducing the length dimension along the axial direction of the piston in the entire disc brake.
上記課題を解決するための手段として、本発明に係るディスクブレーキは、電動モータと、制動部材を被制動部材へ押圧するピストンと、前記電動モータの駆動により回転するねじ部材によって、軸方向に移動して前記ピストンを前進させるナット部材と、前記電動モータからの回転トルクが発生していないときに、制動力が解除される方向に前記ピストンを移動させるフェールオープン機構と、を備えるディスクブレーキであって、前記フェールオープン機構の少なくとも一部が、径方向における前記ピストンと前記ナット部材との間に設けられることを特徴とする。 As a means for solving the above problems, the disc brake according to the present invention is moved in the axial direction by an electric motor, a piston that presses the braking member against the braked member, and a screw member that is rotated by driving the electric motor. A disc brake including a nut member that advances the piston and a fail-open mechanism that moves the piston in a direction in which the braking force is released when the rotational torque from the electric motor is not generated. Therefore, at least a part of the fail-open mechanism is provided between the piston and the nut member in the radial direction.
本発明のディスクブレーキによれば、当該ディスクブレーキ全体として、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法を小さくして、車両搭載性を良好にすることができる。 According to the disc brake of the present invention, the length dimension of the disc brake as a whole along the axial direction of the piston can be reduced to improve the vehicle mountability.
以下、本実施形態を図1及び図2に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るディスクブレーキ1は、通常走行時、電動モータ32の駆動によって制動力を発生させる電動ブレーキ装置である。なお、以下の説明において、車両内側(インナ側)を一端側(カバー部材30側)と称し、車両外側(アウタ側)を他端側(ディスクロータD側)と称して、適宜説明する。つまり、図1において、右側を一端側と称し、左側を他端側として称して、適宜説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
The
本実施形態に係るディスクブレーキ1は、図1に示すように、車両の回転部に取り付けられた、被制動部材としてのディスクロータDを挟んで軸方向両側に配置された、制動部材としての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、を備えている。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。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、キャリパ4は、キャリパ4の主体であるキャリパ本体8と、電動モータ32からの回転をキャリパ本体8のシリンダ部13内のピストン18に伝達して、該ピストン18に推力を付与する伝達機構9と、を備えている。キャリパ本体8は、インナブレーキパッド2に対向する基端側に配置され、該インナブレーキパッド2に対向して開口する円筒状のシリンダ部13と、シリンダ部13からディスクロータDを跨いでアウタ側へ延び、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一対の爪部14、14と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the caliper 4 transmits the rotation from the caliper
キャリパ本体8のシリンダ部13内、すなわちシリンダ部13のシリンダボア16に、ピストン18がシリンダ部13に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動可能に収容されている。ピストン18は、インナブレーキパッド2を押圧するものであって、有底のカップ状に形成される。該ピストン18は、その底部がインナブレーキパッド2に対向するように、シリンダ部13のシリンダボア16内に収容されている。ピストン18は、その底部とインナブレーキパッド2との間の回り止め係合によって、シリンダボア16、ひいてはキャリパ本体8に対して相対回転不能に支持される。
The
シリンダ部13のシリンダボア16には、その他端側の内周面にシール部材20が配置されている。そして、ピストン18は、このシール部材20に接触した状態で軸方向に移動可能にシリンダボア16に収容される。ピストン18の底部側の外周面と、シリンダボア16の他端側の内周面との間にはダストブーツ21が介装されている。これらシール部材20及びダストブーツ21により、シリンダ部13のシリンダボア16内への異物の侵入を防ぐようにしている。
A
シリンダ部13の底壁23には、後述するスピンドル40が挿通される挿通孔25が形成される。キャリパ本体8のシリンダ部13の底壁23側(一端側)には、ギヤハウジング28が一体的に連結される。該ギヤハウジング28の一端側開口は、カバー部材30により気密的に閉塞される。該ギヤハウジング28の内部には、伝達機構9の構成の一部である、後述する電動モータ32と、電動モータ32からの回転が伝達される歯車減速機構33とが配置されている。電動モータ32からの回転は、伝達機構9を介してピストン18に伝達される。伝達機構9は、電動モータ32からの回転トルクを増力する歯車減速機構33と、当該歯車減速機構33からの回転を直線運動に変換して、ピストン18に推力を付与する回転直動変換機構34と、を備えている。
An
図2も参照して、回転直動変換機構34は、歯車減速機構33からの回転が伝達される、ねじ部材であるスピンドル40と、該スピンドル40と螺合されるナット部材41と、を備えている。スピンドル40は、その一端に多角形軸部43が形成される。スピンドル40は、その他端側に雄ねじ部44が形成される。スピンドル40には、雄ねじ部44より一端側に径方向に突設される環状支持部45が備えられる。スピンドル40の多角形軸部43が、歯車減速機構33の一構成部材と相対回転不能に接続されている。この結果、歯車減速機構33とスピンドル40との間で互いに回転トルクを伝達することができる。スピンドル40の環状支持部45と、シリンダ部13の底壁23との間には、スラストベアリング47が配置される。このスラストベアリング47により、スピンドル40がシリンダ部13の底壁23に回転自在に支持される。
With reference to FIG. 2, the rotation linear
スラストベアリング47は、シリンダ部13の底壁23側に配置される環状の第1スラストプレート51と、スピンドル40の環状支持部45側に配置される環状の第2スラストプレート52と、第1スラストプレート51と第2スラストプレート52との間に転動自在に配置される複数のスラストボール53と、から構成される。第1スラストプレート51の他端面には、各スラストボール53が転動する転動溝51Aが形成される。第2スラストプレート52の一端面には、各スラストボール53が転動する転動溝52Aが形成される。そして、第1スラストプレート51の他端面に設けた転動溝51Aと、第2スラストプレート52の一端面に設けた転動溝52Aとの間に、複数のスラストボール53が転動自在に配置される。これら複数のスラストボール53は、リテーナ55によって周方向へ一定の間隔をあけて保持される。
The thrust bearing 47 includes an annular
スピンドル40の雄ねじ部44の径方向外側にナット部材41が配置される。ナット部材41の一端側の内周面には、雌ねじ部57が形成される。そして、スピンドル40の雄ねじ部44とナット部材41の雌ねじ部57とが螺合される。ナット部材41は、ピストン18に対して相対回転不能に支持されている。ナット部材41の他端寄りの外周面には、周方向に間隔を置いて複数の係合溝部59が形成される。図2も参照して、ナット部材41の径方向外側に、電源等の失陥時等に迅速に制動力を解除できるフェールオープン機構62が備えられている。当該フェールオープン機構62は、ガイド部材64と、弾性部材であるコイルバネ65と、摩擦部材66と、を備えている。ガイド部材64は、全体として円筒状に形成される。ガイド部材64は、一端側に配置される大径ガイド部69と、他端側に配置される小径ガイド部70とが一体的に接続されて構成される。
The
大径ガイド部69の周壁部には、軸方向に延びるスリット71が形成される。大径ガイド部69の一端側の外周面には、環状溝部74が形成される。小径ガイド部70の内周面には、内方に向かって突出される係合突起部76が周方向に間隔を置いて複数設けられる。そして、ガイド部材64の小径ガイド部70に設けた各係合突起部76が、ナット部材41の外周面に設けた各係合溝部59に係合することで、ガイド部材64は、ナット部材41に対して相対回転不能に、且つ軸方向への相対移動不能に接続される。なお、大径ガイド部69の内周面とナット部材41の外周面との間には、環状隙間77が設けられる。
A slit 71 extending in the axial direction is formed in the peripheral wall portion of the large
コイルバネ65は、大径ガイド部69の内周面とナット部材41の外周面との間の環状隙間77に配置される。コイルバネ65の一端は径方向外方に突出しており、該一端が、摩擦部材66に設けたスリット81に挿通される。コイルバネ65の他端も径方向外方に突出しており、その他端が、ガイド部材64に設けたスリット71に挿通される。摩擦部材66は、円筒状部78と、円筒状部78の一端から径方向内方に延びる環状フランジ部79と、を備えている。円筒状部78の他端側の周壁部には、内方に向かって突出する突起片80が周方向に間隔を置いて複数形成される。円筒状部78の周壁部には、他端から延びるスリット81が形成される。このスリット81にコイルバネ65の一端が挿通される。各突起片80が、ガイド部材64の大径ガイド部69に設けた環状溝部74に係合される。摩擦部材66の環状フランジ部79の内側にスピンドル40が挿通される。
The
摩擦部材66の環状フランジ部79は、スピンドル40の環状支持部45と、スラストベアリング47の第2スラストプレート52との間に配置される。摩擦部材66は、ガイド部材64に対して相対回転可能に支持される。ガイド部材64と摩擦部材66とは、ガイド部材64の環状溝部74の幅長(軸方向の長さ)と、突起片80の厚みとの差分だけ、軸方向に沿って相対移動可能となる。このように、フェールオープン機構62は、その一部、すなわち、ガイド部材64、コイルバネ65及び摩擦部材66の円筒状部78の他端部が、ピストン18とナット部材41との間の環状隙間77に配置される。
The
電動モータ32は、その駆動が制御装置(図示略)からの指令により制御される。通常走行における制動時には、当該制御装置により、運転者の要求に対応した検出センサやブレーキが必要な様々な状況を検出する種々の検出センサ等からの検出信号、回転角検出手段(図示略)からの検出信号及び推力センサ(図示略)等からの検出信号に基づき、電動モータ32の駆動を制御する。
The drive of the
次に、本実施形態に係るディスクブレーキ1において、通常走行における制動及び制動解除の作用について説明する。
通常走行における制動時には、制御装置からの指令により、電動モータ32が駆動されて、その正方向、すなわち制動方向の回転が、歯車減速機構33を介してスピンドル40に伝達される。続いて、歯車減速機構33の回転に伴ってスピンドル40が回転すると、該スピンドル40と螺合しているナット部材41が前進してピストン18を前進させる。このピストン18が前進することで、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、ピストン18によるインナブレーキパッド2への押圧力に対する反力により、キャリパ本体8がブラケット5に対してインナ側に移動して、各爪部14、14によって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ことになる。
Next, in the
At the time of braking in normal traveling, the
この制動時、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に挟み付けられ、ディスクロータDが押圧され始めると、その反力がピストン18、ナット部材41、スピンドル40、摩擦部材66に伝達されて、スピンドル40の環状支持部45と摩擦部材66の環状フランジ部79との間に一定水準以上の摩擦力が発生する。この時点から、スピンドル40の制動方向への回転と共に摩擦部材66が同方向に回転する。そして、摩擦部材66の制動方向への回転によって、摩擦部材66とガイド部材64との間に配置されたコイルバネ65がねじり方向に弾性変形されて、弾性エネルギーが蓄えられる。
During this braking, the disc rotor D is sandwiched between the pair of inner and
一方、制動解除時には、制御装置からの指令により、電動モータ32が逆方向、すなわち制動解除方向に回転すると共に、その逆方向の回転が歯車減速機構33を介してスピンドル40に伝達される。その結果、スピンドル40の逆方向への回転に伴って、スピンドル40と螺合しているナット部材41が後退して初期状態に戻り、ディスクロータDへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド2、3による制動力が解除される。
On the other hand, at the time of braking release, the
この制動解除時、スピンドル40が制動解除方向に回転する初期段階では、スピンドル40の環状支持部45と摩擦部材66の環状フランジ部79との間においては摩擦力が維持された状態であり、スピンドル40の制動解除方向への回転により、摩擦部材66も同方向に回転する。その結果、制動時に弾性変形されたコイルバネ65が復元され、その復元力が制動解除方向の回転トルクとしてスピンドル40に供給されて、その制動力が速やかに解除される。
At the initial stage when the
また、制動中に電源等が失陥して、電動モータ2からの回転トルクが発生しない場合でも、スピンドル40の環状支持部45と摩擦部材66の環状フランジ部79との間においては摩擦力が維持された状態であり、制動時に弾性変形されたコイルバネ65が復元する、すなわち、制動時に蓄えられた弾性エネルギーが開放されることで、摩擦部材66と共にスピンドル40が制動解除方向に回転し、その結果、ナット部材41が後退して、ディスクロータDへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド2、3による制動力が解除される。
Further, even when the power supply or the like is lost during braking and the rotational torque from the
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、特に、フェールオープン機構62において、その一部、すなわち、ガイド部材64、コイルバネ65及び摩擦部材66の円筒状部78の他端部が、ピストン18とナット部材41との間の環状隙間77に設けられている。これにより、当該ディスクブレーキ1全体として、ピストン18の軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることができ、その結果、車両搭載性を良好にすることができる。
As described above, in the
1 ディスクブレーキ,2 インナブレーキパッド(制動部材),3 アウタブレーキパッド(制動部材),18 ピストン,32 電動モータ,40 スピンドル(ねじ部材),41 ナット部材,44 雄ねじ部,57 雌ねじ部,62 フェールオープン機構,77 環状隙間,D ディスクロータ(被制動部材) 1 Disc brake, 2 Inner brake pad (braking member), 3 Outer brake pad (braking member), 18 Piston, 32 Electric motor, 40 Spindle (Screw member), 41 Nut member, 44 Male thread part, 57 Female thread part, 62 Fail Open mechanism, 77 annular gap, D disc rotor (braked member)
Claims (1)
制動部材を被制動部材へ押圧するピストンと、
前記電動モータの駆動により回転するねじ部材によって、軸方向に移動して前記ピストンを前進させるナット部材と、
前記電動モータからの回転トルクが発生していないときに、制動力が解除される方向に前記ピストンを移動させるフェールオープン機構と、
を備えるディスクブレーキであって、
前記フェールオープン機構の少なくとも一部が、径方向における前記ピストンと前記ナット部材との間に設けられることを特徴とするディスクブレーキ。 With an electric motor
A piston that presses the braking member against the braking member,
A nut member that moves in the axial direction and advances the piston by a screw member that is rotated by the drive of the electric motor.
A fail-open mechanism that moves the piston in the direction in which the braking force is released when the rotational torque from the electric motor is not generated.
It is a disc brake equipped with
A disc brake characterized in that at least a part of the fail-open mechanism is provided between the piston and the nut member in the radial direction.
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- 2019-06-26 JP JP2019118628A patent/JP2021004646A/en active Pending
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