JP2022055203A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のピストンからブレーキディスク側への圧力の差を抑える。【解決手段】ハウジング１１は、ブレーキパッド４ａよりも軸方向の上記一側に、シリンダ１８，１９とオイル充填空間２０とスピンドル・ナット配置空間２１，２２とを有する。シリンダ１８，１９にはピストン１２，１３が配置されて摺動自在に支持される。オイル充填空間２０には、非圧縮性のオイルが充填される。スピンドル・ナット配置空間２１，２２には、スピンドル１４，１５及びナット１６，１７が配置される。モータ５，６に通電してスピンドル１４，１５を回転させると、ナット１６，１７が軸方向の上記他側へ移動してオイル充填空間２０のオイルを押圧する。ナット１６，１７がオイル充填空間２０のオイルを押圧すると、圧力がオイルを介してピストン１２，１３へ伝達され、ピストン１２，１３が軸方向の上記他側へ移動する。【選択図】図２

Description

本開示は、ブレーキ装置に関する。

特許文献１には、電動ブレーキが記載されている。この電動ブレーキは、車輪と共に回転する円盤状の回転ブレーキディスクと、機体シャフト（車軸）に取り付けられる円盤状の非回転ブレーキディスクと、非回転ブレーキディスクに対峙するピストンと、ピストンを非回転ブレーキディスクに対して進退させるように駆動する電動アクチュエータとを備える。電動アクチュエータの電動モータの回転は、２つのボールスクリュに伝達され、２つのピストンは、ボールスクリュの回転をピストンの直線運動に変換するボールスクリュ・ナット機構によって非回転ブレーキディスクに対して進退する。

特開２００８－２２２０６９号公報

特許文献１に記載の電動ブレーキでは、２つのボールスクリュ・ナット機構を介して２つのピストンを作動するので、例えば、ボールスクリュ・ナット機構またはピストン等の部品の製造誤差や組立誤差が存在する場合、ピストンで非回転ブレーキディスクを押圧して回転ブレーキディスク（ブレーキディスク）を制動する際に、２つのピストンからブレーキディスク側への圧力に差が生じてしまう可能性がある。

そこで、本開示は、複数のピストンからブレーキディスク側への圧力の差を抑えることが可能なブレーキ装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、車輪と共に回転可能なブレーキディスクに対してモータの動力によってブレーキパッドを所定方向の一側から押し付けて車輪を制動するブレーキ装置であって、ハウジングと第１ピストンと第１スピンドルと第１ナットと第２ピストンと第２スピンドルと第２ナットとを備える。ハウジングは、ブレーキパッドの上記一側に配置されてブレーキパッド側へ開口する第１シリンダ及び第２シリンダと、第１シリンダ及び第２シリンダの上記一側に配置されて第１シリンダ及び第２シリンダの双方に対して連通して内部に非圧縮性流体が充填される流体充填空間とを有する。第１ピストンは、ハウジングの第１シリンダに摺動自在に支持されてブレーキパッドをブレーキディスク側へ押圧可能である。第１スピンドルは、外周面に第１雄ねじ部を有し、第１ピストンよりも上記一側に配置され、モータの動力によって回転する。第１ナットは、第１スピンドルの第１雄ねじ部に螺合する第１雌ねじ部を内周面に有し、第１スピンドルの回転によって第１スピンドルの軸方向に沿って移動可能であり、ブレーキ作動時には軸方向に沿って移動して流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧する。第２ピストンは、ハウジングの第２シリンダに摺動自在に支持されてブレーキパッドをブレーキディスク側へ押圧可能である。第２スピンドルは、外周面に第２雄ねじ部を有し、第２ピストンよりも上記一側に配置され、モータの動力によって回転する。第２ナットは、第２スピンドルの第２雄ねじ部に螺合する第２雌ねじ部を内周面に有し、第２スピンドルの回転によって第２スピンドルの軸方向に沿って移動可能であり、ブレーキ作動時には軸方向に沿って移動して流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧する。第１ナットまたは第２ナットがハウジングの流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧すると、第１ナットまたは第２ナットからの圧力が非圧縮性流体を介して第１ピストン及び第２ピストンに伝達される。

上記構成では、第１ナットまたは第２ナットがハウジングの流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧すると、第１ナットまたは第２ナットからの圧力が非圧縮性流体を介して第１ピストン及び第２ピストンの双方に伝達される。このため、例えば、スピンドルまたはナットの製造誤差等（組立誤差を含む。以下同じ。）が存在する場合や、複数のモータを設ける場合など、流体充填空間よりもモータ側で作動のタイミングのズレや非圧縮性流体側への圧力の差が発生する可能性がある場合であっても、上記タイミングのズレや圧力の差を非圧縮流体によって吸収することができる。

また、第１ピストンまたは第２ピストンに製造誤差等が存在し、第１ピストンからブレーキパッドまでの距離と第２ピストンからブレーキパッドまでの距離とが異なる場合であっても、一方のピストンがブレーキパッドに先に当接した際に、一方のピストンからの反力が非圧縮性流体を介して他方のピストンに作用し、他方のピストンがブレーキパッドに当接するので、第１ピストン及び第２ピストンの双方によってブレーキパッドを押圧することができる。

従って、複数のピストンからブレーキディスク側への圧力の差を抑えることができる。

本開示によれば、複数のピストンからブレーキディスク側への圧力の差を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るブレーキ装置を適用した車両の要部の側面図である。 図１のII－II矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、ディスクブレーキ装置を有する車両１の電動パーキングブレーキに適用される。ブレーキ装置１０は、車輪２と共に回転可能なブレーキディスク３を、モータ５，６の動力によって１対のブレーキパッド４ａ，４ｂで挟むことによって車輪２を制動する。１対のブレーキパッド４ａ，４ｂは、ブレーキディスク３の回転軸方向（本実施形態では車幅方向。以下、単に「軸方向」という。）の両側に配置される。なお、本実施形態では、サービスブレーキは、油圧式のサービスブレーキが適用されている。

図２に示すように、ブレーキ装置１０は、ハウジング１１と、２つのピストン（第１ピストン，第２ピストン）１２，１３と、２つのスピンドル（第１スピンドル，第２スピンドル）１４，１５と、２つのナット（第１ナット，第２ナット）１６，１７とを備える。

ハウジング１１は、車体側の懸架装置（図示省略）等に対して固定され、ブレーキパッド４ａ，４ｂ、モータ５，６、ピストン１２，１３、スピンドル１４，１５、及びナット１６，１７を支持する。ハウジング１１は、軸方向の一側（本実施形態では車幅方向の内側）のブレーキパッド４ａよりも軸方向の上記一側に、２つのシリンダ（第１シリンダ，第２シリンダ）１８，１９と、オイル充填空間（流体充填空間）２０と、２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２とを有する。２つのシリンダ１８，１９は、軸方向に沿って延びる略円柱状の空間であって、互いに略同じ大きさ及び略同じ形状に成形され、互いに平行に並列的に配置される。本実施形態では、２つのシリンダ１８，１９のうち一方の第１シリンダ１８は、ブレーキディスク３の周方向（以下、単に「周方向」という。）の一側（図２の左側）に配置され、他方の第２シリンダ１９は、周方向の他側（図２の右側）に配置され、互いに周方向に離間する。２つのシリンダ１８，１９は、軸方向の他側（本実施形態では車幅方向の外側）が、ブレーキパッド４ａ側へ開口しており、軸方向の上記一側がオイル充填空間２０へ開口している。オイル充填空間２０は、非圧縮性のオイル（非圧縮性流体）が充填される空間であって、２つのシリンダ１８，１９の軸方向の上記一側に配置され、軸方向の上記他側が２つのシリンダ１８，１９の双方に対して連通している。２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２は、略円柱状の空間であって、互いに略同じ大きさ及び略同じ形状に成形される。本実施形態では、２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２のうち一方の第１スピンドル・ナット配置空間２１は、第１シリンダ１８と対向する位置に配置されて軸方向に沿って延び、他方の第２スピンドル・ナット配置空間２２は、第２シリンダ１９と対向する位置に配置されて軸方向に沿って延びる。２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２の軸方向の上記他側は、オイル充填空間２０へ開口している。なお、非圧縮性流体は、オイルに限定されるものではなく、外部から圧力を受けた場合や温度が変化した場合でもその体積が変化が少ない液体であればよい。

２つのピストン１２，１３は、ブレーキパッド４ａを軸方向の上記一側（所定方向の一側）からブレーキディスク３側（軸方向の上記他側）へ押圧可能なピストンであって、略円柱状に成形される。２つのピストン１２，１３の径は、互いに同じ大きさに設定される。２つのピストン１２，１３のうち一方の第１ピストン１２は、第１シリンダ１８内に配置されてハウジング１１に軸方向に摺動自在に支持され、他方の第２ピストン１３は、第２シリンダ１９内に配置されてハウジング１１に軸方向に摺動自在に支持される。２つのピストン１２，１３の軸方向の上記一側の端面１２ａ，１３ａは、オイル充填空間２０のオイル内に配置される。２つのピストン１２，１３とハウジング１１との間には、弾性変形可能なピストンシール（図示省略）が設けられる。ピストンシールは、ピストン１２，１３が軸方向の上記他側へ移動した際に、ピストンシールの復元力によってピストン１２，１３を軸方向の上記一側へ戻すことが可能である。なお、本実施形態では、２つのピストン１２，１３は、ハウジング１１に設けられるオイル流路２３内のオイルの油圧によって作動するサービスブレーキとしても使用される。

２つのスピンドル１４，１５は、モータ５，６に対して接続されて、モータ５，６の動力を受けて回転する軸であって、その外周面に雄ねじ部２４，２５を有する。２つのスピンドル１４，１５のうち一方の第１スピンドル１４は、その外周面に第１雄ねじ部２４を有し、第１スピンドル・ナット配置空間２１に配置されて軸方向に沿って延びる。他方の第２スピンドル１５は、その外周面に第２雄ねじ部２５を有し、第２スピンドル・ナット配置空間２２に配置されて軸方向に沿って延びる。第１スピンドル１４の一端側（本実施形態では、軸方向の上記一側）は、一方のモータ５に対して歯車等（図示省略）を介して接続され、第２スピンドル１５の一端側は、他方のモータ６に対して歯車等（図示省略）を介して接続される。これにより、２つのスピンドル１４，１５は、モータ５，６により回転駆動可能である。本実施形態では、２つのスピンドル１４，１５の中心軸は、２つのピストン１２，１３の中心軸と同軸である。なお、モータ５，６と２つのスピンドル１４，１５との間に、歯車式減速機などの減速機構（図示省略）を設けてもよい。

２つのナット１６，１７は、その内周面に雌ねじ部２６，２７を有し、スピンドル１４，１５の雄ねじ部２４，２５に螺合している。２つのナット１６，１７のうち一方の第１ナット１６は、その内周面に第１雌ねじ部２６を有し、第１スピンドル・ナット配置空間２１に配置されて、ハウジング１１に軸方向に摺動自在に、且つ第１ナット１６の周方向に回転不能に支持される。他方の第２ナット１７は、その内周面に第２雌ねじ部２７を有し、第２スピンドル・ナット配置空間２２に配置されて、ハウジング１１に軸方向に摺動自在に、且つ第２ナット１７の周方向に回転不能に支持される。２つのナット１６，１７の軸方向の上記他側の端面１６ａ，１７ａは、２つのピストン１２，１３の端面１２ａ，１３ａに対向した状態でオイル充填空間２０のオイル内に配置される。ナット１６，１７は、スピンドル１４，１５を回転することによって軸方向に移動可能である。すなわち、スピンドル１４，１５及びナット１６，１７は、回転運動を直線運動に変換して、軸方向の長さを変化させることが可能であり、作動時には軸方向の上記他側へ軸方向の長さを長くしてオイル充填空間２０のオイルを押圧可能である。

ブレーキ装置１０によってパーキングブレーキを作動させる際には、モータ５，６に通電してスピンドル１４，１５を回転させて、ナット１６，１７をスピンドル１４，１５に対して軸方向の上記他側へ移動させる。軸方向の上記他側へ移動するナット１６，１７の端面１６ａ，１７ａがオイル充填空間２０のオイルを押圧すると、ナット１６，１７からの圧力がオイルを介してピストン１２，１３の端面１２ａ，１３ａへ伝達され、ピストン１２，１３が軸方向の上記他側へ押し出され、ブレーキパッド４ａがピストン１２，１３に押圧されてブレーキディスク３側へ移動する。

一方、パーキングブレーキを解除する際には、モータ５，６によってスピンドル１４，１５を制動時とは反対方向へ回転させて、ナット１６，１７をスピンドル１４，１５に対して軸方向の上記一側へ移動させる。ナット１６，１７をスピンドル１４，１５に対して軸方向の上記一側へ移動させると、オイル充填空間２０のオイルに作用する負圧やピストンシールの復元力によって、ピストン１２，１３が軸方向の上記一側へ移動する。これにより、ブレーキパッド４ａを軸方向の上記一側へ移動させて、ブレーキパッド４ａとブレーキディスク３との間に間隙を確保することができる。

上記のように構成されたブレーキ装置１０では、ナット１６，１７とピストン１２，１３との間に、オイル充填空間２０に充填されたオイルが存在するので、第１ナット１６または第２ナット１７がハウジング１１のオイル充填空間２０のオイルを押圧すると、第１ナット１６または第２ナット１７からの圧力がオイルを介して第１ピストン１２及び第２ピストン１３の双方に伝達される。このため、例えば、スピンドル１４，１５またはナット１６，１７の製造誤差等（組立誤差を含む。以下同じ。）が存在する場合や、本実施形態のように複数のモータ５，６を設ける場合など、オイル充填空間２０よりもモータ５，６側で作動のタイミングのズレやオイル側への圧力の差が発生する可能性がある場合であっても、上記タイミングのズレや圧力の差をオイル充填空間２０のオイルによって吸収することができる。

また、第１ピストン１２または第２ピストン１３に製造誤差等が存在し、仮に第１ピストン１２からブレーキパッド４ａまでの距離と第２ピストン１３からブレーキパッド４ａまでの距離とが異なる場合であっても、一方のピストンがブレーキパッド４ａに先に当接した際に、一方のピストンからの反力がオイル充填空間２０のオイルを介して他方のピストンに作用し、他方のピストンがブレーキパッド４ａに当接するので、第１ピストン１２及び第２ピストン１３のタイミングを合わせて、第１ピストン１２及び第２ピストン１３の双方によってブレーキパッド４ａを押圧することができる。

従って、本実施形態によれば、複数のピストン１２，１３を同期させて、複数のピストン１２，１３からブレーキディスク３側への圧力の差を抑えることができる。

また、オイル充填空間２０よりもモータ側での作動のタイミングのズレやオイル側への圧力の差をオイル充填空間２０のオイルによって吸収することができるので、複数のモータ（本実施形態では、モータ５，６）を設けて強い制動力を確保することができる。また、周囲のスペースの制限があるために大きな出力を有する外形の大きい１つのモータを設けることが難しい場合であっても、外形の小さいモータを複数設けて、強い制動力を確保することができる。

なお、本実施形態では、２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２を、２つのシリンダ１８，１９と対向する位置に配置し、２つのナット１６，１７の端面１６ａ，１７ａを、２つのピストン１２，１３の端面１２ａ，１３ａに対向させたが、これに限定されるものではなく、２つのナット１６，１７の端面１６ａ，１７ａを、２つのピストン１２，１３の端面１２ａ，１３ａに対向させなくてもよい。

また、本実施形態では、ブレーキ装置１０を、１枚のブレーキディスク３を有する車両１に適用したが、これに限定されるものではなく、複数枚のブレーキディスク３を有する車両に適用してもよい。

また、本実施形態では、複数（２つ）のモータ５，６を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、出力の大きい１つのモータを設け、係るモータで２つのスピンドル１４，１５を回転させてもよい。

また、本実施形態では、２つのピストン１２，１３を設けたが、これに限定されるものではなく、２つのピストン１２，１３を含む３つ以上のピストンを設けてもよい。

また、本実施形態では、２つのスピンドル１４，１５及び２つのナット１６，１７を設けたが、これに限定されるものではなく、２つのスピンドル１４，１５及び２つのナット１６，１７を含む３つ以上のスピンドル及びナットを設けてもよい。

また、本実施形態では、ピストン１２，１３の個数と、スピンドル１４，１５及びナット１６，１７の個数とを、互いに同じ個数（本実施形態では、２つ）にしたが、これに限定されるものではなく、互いに異なる個数にしてもよい。

また、本実施形態では、オイル充填空間２０を、２つのシリンダ１８，１９と２つのスピンドル・ナット配置空間２１，２２との間に広がる大きな空間としたが、これに限定されるものではない。例えば、第１シリンダ１８と第１スピンドル・ナット配置空間２１との間に設けられる略円柱状の第１領域と、第２シリンダ１９と第２スピンドル・ナット配置空間２２との間に設けられる略円柱状の第２領域と、上記第１領域と上記２領域とを連通する連通領域とを有するオイル充填空間（流体充填空間）２０であってもよい。

また、本実施形態では、サービスブレーキを油圧式のサービスブレーキとしたが、これに限定されるものではなく、空気圧式や空気油圧複合式等の様々なサービスブレーキを適用することができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本開示に係るブレーキ装置は、ディスクブレーキ有する車両等に広く適用することができる。

１：車両
２：車輪
３：ブレーキディスク
４ａ：ブレーキパッド
５，６：モータ
１０：ブレーキ装置
１１：ハウジング
１２：第１ピストン
１３：第２ピストン
１４：第１スピンドル
１５：第２スピンドル
１６：第１ナット
１７：第２ナット
１８：第１シリンダ
１９：第２シリンダ
２０：オイル充填空間（流体充填空間）
２４：第１雄ねじ部
２５：第２雄ねじ部
２６：第１雌ねじ部
２７：第２雌ねじ部

Claims (1)

1. 車輪と共に回転可能なブレーキディスクに対してモータの動力によってブレーキパッドを所定方向の一側から押し付けて前記車輪を制動するブレーキ装置であって、
   前記ブレーキパッドの前記一側に配置されて前記ブレーキパッド側へ開口する第１シリンダ及び第２シリンダと、前記第１シリンダ及び前記第２シリンダの前記一側に配置されて前記第１シリンダ及び前記第２シリンダの双方に対して連通して内部に非圧縮性流体が充填される流体充填空間とを有するハウジングと、
   前記ハウジングの前記第１シリンダに摺動自在に支持されて前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスク側へ押圧可能な第１ピストンと、
   外周面に第１雄ねじ部を有し、前記第１ピストンよりも前記一側に配置され、前記モータの動力によって回転する第１スピンドルと、
   前記第１スピンドルの前記第１雄ねじ部に螺合する第１雌ねじ部を内周面に有し、前記第１スピンドルに螺合し、前記第１スピンドルの回転によって前記第１スピンドルの軸方向に沿って移動可能であり、ブレーキ作動時には前記軸方向に沿って移動して前記流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧する第１ナットと、
   前記ハウジングの前記第２シリンダに摺動自在に支持されて前記ブレーキパッドを前記ブレーキディスク側へ押圧可能な第２ピストンと、
   外周面に第２雄ねじ部を有し、前記第２ピストンよりも前記一側に配置され、前記モータの動力によって回転する第２スピンドルと、
   前記第２スピンドルの前記第２雄ねじ部に螺合する第２雌ねじ部を内周面に有し、前記第２スピンドルに螺合し、前記第２スピンドルの回転によって前記第２スピンドルの軸方向に沿って移動可能であり、ブレーキ作動時には前記軸方向に沿って移動して前記流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧する第２ナットと、を備え、
   前記第１ナットまたは前記第２ナットが前記ハウジングの前記流体充填空間内の非圧縮性流体を押圧すると、前記第１ナットまたは前記第２ナットからの圧力が非圧縮性流体を介して前記第１ピストン及び前記第２ピストンに伝達される
   ことを特徴とするブレーキ装置。

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