JP3928149B2

JP3928149B2 - Electric disc brake

Info

Publication number: JP3928149B2
Application number: JP34105598A
Authority: JP
Inventors: 東馬山口; 行雄大谷; 拓也臼井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: JP2000145843A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the boosting ratio of a motor-driven disc brake and reduce the drag of brake pads. SOLUTION: A caliper body 3 is equipped with a first and a second ball ramp mechanisms 11, 12, a motor 10, and a pad wear compensating mechanism 13. The rotation of the rotor 19 of the motor 10 is converted into linear motions by the first and second mechanism 11, 12 so that the drag is reduced by pressing and separating brake pads 5 and 6 uniformly to a disc rotor 2 through a piston 25 and a claw 4. Thread grooves 22, 23, 28, 29 in the first and second mechanism 11, 12 are made under one pitch so that the lead with respect to the rotational displacement is made small sufficiently, which allows enlargement of the boosting ratio. Using the pad wear compensating mechanism 13, only the rotational displacement of the rotor 19 exceeding the specified extent is transmitted to the piston 25, which is advanced by an adjusting screw part 36 to compensate the wears of the brake pads 5 and 6.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータの回転力によって制動力を発生させる電動ディスクブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車等の車両の制動装置として、ブレーキ液を使用せず、電動モータの出力によって制動力を発生させるようにした所謂「ドライブレーキ」装置が知られている。
【０００３】
ドライブレーキ装置としては、例えば特開昭60−206766号公報に開示されているように、電動モータの回転運動をボールねじ機構によってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキ装置がある。この種の電動ディスクブレーキ装置は、運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コントローラによって、この検出に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を得るようにしている。
【０００４】
また、上記のような電動ディスクブレーキ装置においては、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を比較的簡単に組み込むことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のボールねじ機構を利用した電動ディスクブレーキ装置では、次のような問題があった。ピストンの推力を大きくして充分大きな制動力を得るためには、モータの出力を大きくするか、あるいは、ボールねじ機構のリードを小さくして倍力比を大きくする必要がある。ところが、モータの出力を大きくした場合、モータが大型化するとともに、消費電力が大きくなるという問題を生じる。一方、ボールねじのリードを小さくする場合は、ボールの直径によって、小リード化にも限界があるため、充分な効果が得られないという問題があった。
【０００６】
また、上記のような電動ディスクブレーキでは、ボールねじ機構、モータ等の設置スペース上の制約から、一方のブレーキパッドをディスクロータに押圧させ、その反力によってキャリパを移動させて他方のブレーキパッドをディスクロータに押圧させるキャリパ浮動型の構造がとられている。このため、制動解除時に他方のブレーキパッドが戻りにくくなり、ブレーキパッドの引きずりが生じやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、倍力比を大きくすることができ、また、ブレーキパッドの引きずりを防止することができる電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の電動ディスクブレーキは、ディスクロータの両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの一方に対向するピストンと、前記ディスクロータをまたいで前記一対のブレーキパッドの他方に対向する爪部と、ロータを回転させる電動モータと、前記ロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピストンを前記電動モータに対して進退動させる第１ボールランプ機構と前記ロータの回転運動を直線運動に変換して前記爪部を前記電動モータに対して進退動させる第２ボールランプ機構とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成したことにより、電動モータのロータを回転させると、第１および第２ボールランプ機構によってピストンおよび爪部が電動モータに対して移動してブレーキパッドをディスクロータに押圧させる。
【００１０】
請求項２の電動ディスクブレーキは、上記請求項１の構成に加えて、前記第１および第２ボールランプ機構は、１ピッチ未満のねじ溝にボールが装填されていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したことにより、第１および第２ボールランプ機構の倍力比を大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の電動ディスクブレーキは、上記請求項１または２の構成において、前記ボールランプ機構と前記ピストンとの間に調整ねじを設け、該調整ねじと前記ロータとの間に、前記ロータの所定範囲を超える回転変位のみを伝達する伝達機構および一方向クラッチを介装して、前記ロータの制動時の回転が所定範囲を超えたとき、制動解除時の回転を前記調整ねじに伝達して前記ピストンを前記ディスクロータ側へ前進させるパッド摩耗補償機構を備えていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成したことにより、ブレーキパッドが摩耗して、電動モータのロータの制動時の回転が所定範囲を越えると、制動解除時のロータの回転が調整ねじに伝達されて、ピストンがディスクロータ側へ前進してパッドクリアランスを調整する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１ないし図３に示すように、電動ディスクブレーキ１は、車輪と共に回転するディスクロータ２の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体３が配置されており、キャリパ本体３には、ディスクロータ２を跨いで反対側まで延びる爪部４が設けられている。ディスクロータ２の両側、すなわち、ディスクロータ２とキャリパ本体３との間および爪部４との間にそれぞれブレーキパッド５，６が設けられている。ブレーキパッド５，６は、車体側に固定されるキャリヤ７によってディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に支持されており、キャリパ本体３は、キャリヤ７によってスライドピン８を介してディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に案内されている。
【００１６】
キャリパ本体３の略円筒状のハウジング９内には、電動モータ10、第１ボールランプ機構11、第２ボールランプ機構12、パッド摩耗補償機構13および回転検出器14（例えばレゾルバ）が設けられ、また、大径部および小径部を有する段付の円筒状のロータ部材15がボールベアリング16によって回転可能に支持されている。ハウジング５の後端部には、カバー17が装着されている。
【００１７】
電動モータ10は、ハウジング９の内周部に固定されたステータ18と、ステータ18の内周部に対向させてロータ部材15の外周部に取付けられたロータ19とを備え、コントローラ（図示せず）からの制御信号（電気信号）に応答してロータ19を所望角度だけ回転させることができ、また、所望トルクで回転させられるようになっている。
【００１８】
第１ボールランプ機構11は、ロータ部材15と、その内周に回転方向および軸方向に相対移動可能に嵌合された大径部および小径部を有する段付の円筒状のインナボディ20と、これらの間に介装された複数のボール21（鋼球）とから構成されている。ロータ部材15の大径部の内周面およびインナボディ20の大径部の外周面には、それぞれ互いに対向する部位に円周方向に対して所定の角度をもって平行に延びるねじ溝22，23が形成され、これらのねじ溝22，23間に複数のボール21が装入されている。インナボディ20は、ブレーキパッド５の裏金との間にピン24が挿通されてその回転が規制されている。
【００１９】
ねじ溝22，23およびボール21は左ねじを形成しており、ロータ部材15が原位置から時計回りに回転すると（図１の右方から見て時計回り、以下同じ）、ボール21が両ねじ溝22，23によって形成される空間内を転動してインナボディ20を図１中の左方へ移動させ、インナボディ20に取付けられたピストン25（後述）を介してブレーキパッド５をディスクロータ２へ押圧させるようになっている。
【００２０】
また、第２ボールランプ機構12は、ロータ部材15と、その外周に回転方向および軸方向に相対移動可能に嵌合された略円筒状のアウタボディ26と、これらの間に介装された複数のボール27（鋼球）とから構成されている。ロータ部材15の小径部の外周面およびアウタボディ26の内周面には、上記第１ボールランプ機構11と同様に、ねじ溝28，29が形成され、これらの間に複数のボール27が装入されている。アウタボディ27には、ボルト30によって爪部４が結合されている。ディスクロータ２の外周側において、爪部４に設けられた開口部31にインナボディ20から延出されガイド部32が挿入されており、爪部４に螺着された一対のスライドピン33をガイド部32に摺動可能に挿通させて、インナボディ20と爪部４およびアウタボディ26とが、ディスクロータ２の軸方向に沿って相対移動可能に案内され、かつ、これらの相対回転が規制されている。
【００２１】
ねじ溝28，29およびボール27は右ねじを形成しており、ロータ部材15が原位置から時計回りに回転すると、ボール27が両ねじ溝28，29によって形成される空間内を転動してアウタボディ26を図１中の右方へ移動させ、爪部４を介してブレーキパッド６をディスクロータ２へ押圧させるようになっている。
【００２２】
図４ないし図６に示すように、第１および第２ボールランプ機構11，12のねじ溝22，23，28，29は、１ピッチ未満すなわち円周上を１周しないように設けられている。これにより、ボール21，27の直径にかかわらず、ねじ溝22，23，28，29の円周方向に対する角度を浅くとることができるので、第１および第２ボールランプ機構11，12は、通常のボールねじ機構ではボールの干渉によって設定不可能なほどリードが充分小さく設定されている。
【００２３】
第１および第２ボールランプ機構11，12において、ねじ溝22，23とねじ溝28，29とは、ロータ部材15およびインナボディ20を段付の円筒状とすることによって直径を等しくし、また、円周方向に対する角度を等しく設定してあり、ブレーキパッド５，６が均等にディスクロータ２へ押圧されるようになっている。また、図４ないし図６中に破線で示すように、ねじ溝22，23およびねじ溝28，29のそれぞれの両端部は、これらに装填された複数のボール21，27がロータ部材15とインナおよびアウタボディ20，26との相対位置にかかわらず移動できるようにした循環路34，35を介して互いに連通されている。
【００２４】
次に、パッド摩耗補償機構13について説明する。ピストン25は、インナボディ20の内周の調整ねじ部36（調整ねじ）に螺合されて、反時計回り（図１の右方から見た反時計回り、以下同じ）に回転させるとブレーキパッド５側へ向かって前進するようになっている。ピストン25の後端部には、円柱状のスライド部材37がボルト38によって同心に一体的に取付けられている。インナボディ20の後端部には、ロータ部材15内に回転可能に挿入された略円筒状の回動部材39が板ばね40によって連結され、回動部材39内に、スライド部材37が一方向クラッチ41を介して嵌合されている。
【００２５】
回動部材39は、図７に示すように、板ばね40によってインナボディ20に回転方向に弾性的に位置決めされており、板ばね40の撓みによってインナボディ20に対して所定の相対回転が許容されている。一方向クラッチ41は、スライド部材37に対する回動部材39の時計回りの回転のみを許容し、回動部材の反時計の回りの回転に対してはスライド部材37を一体に回転させるようになっている。また、スライド部材37は、スプライン42によって一方向クラッチ41に結合されて、回動部材39および一方向クラッチ41に対して軸方向に相対移動できるようなっている。
【００２６】
回動部材39の後端面には、円周方向に沿って所定の中心角の範囲を有する円弧状の係合溝43が形成されている。ロータ部材15内には、回動部材39の後端部に対向する略円筒状のリテーナ44が取付けられている。リテーナ44には、回動部材39の係合溝43に挿入される係合ピン45が取付けられている。そして、ロータ部材15とインナボディ20とが所定範囲内で相対回転する場合には、係合ピン45が係合溝43内を移動し、ロータ部材15とインナボディ20との相対回転が所定範囲を越えると、係合ピン45が係合溝43の端部に当接して回動部材39を回転させるようになっており、係合溝43と係合ピン45とでロータ部材15の所定範囲を越える回転変位のみを伝達する伝達機構を構成している。
【００２７】
回転検出器14は、カバー17に取付けられたブラケット46に固定子47が取付つけられ、固定子47に対向させてリテーナ44に回転子49が取付けられており、固定し47に対する回転子49の回転に応じて生じる起電力または出力周波数に基づいてロータ部材15の回転変位すなわち電動モータ10のロータ19の回転変位を検出できるようになっている。
【００２８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
【００２９】
制動時には、コントローラ（図示せず）からの制御信号を受けて電動モータ10のロータ19すなわちロータ部材15が時計方向に回転すると、第１および第２ボールランプ機構11，12のボール21，27が、それぞれ溝22，23によって形成される空間内および溝28，29によって形成される空間内を転動して、インナボディ20およびアウタボディ26をロータ部材15の軸方向に関して相反する方向へ移動させ、ピストン25および爪部４によってブレーキパッド５，６をディスクロータ２へ押圧させて制動力を発生させる。そして、ブレーキパッド５，６に作用する回転力をキャリヤ７で支持し、また、キャリパ本体３がキャリヤ７のスライドピン８に沿って移動することにより、ディスクロータ２の両側の摺動面の振れや、制動前におけるディスクロータ２に対する各ブレーキパッド５，６の離間距離（制動時の始動位置となる）の誤差を吸収する。回転検出器14によって検出したロータ部材15の回転変位に基づいて制動力を制御することができる。
【００３０】
このとき、第１および第２ボールランプ機構11，12は、ボールねじ伝動機構と同様の原理によって回転運動を直線運動に変換するが、回転変位に対するリードが充分小さく設定されているので、倍力比が大きくなり、電動モータ10の出力が小さくてすみ、消費電力の低減およびモータの小型化を図ることができる。
【００３１】
制動解除時には、電動モータ10を逆回転させ、ロータ部材15を反時計回りに元の位置まで回転させると、第１および第２ボールランプ機構11，12によってインナボディ20およびアウタボディ26とともにピストン25および爪部４が後退して、ディスクロータ２からブレーキパッド５，６が離間して制動が解除される。このとき、第１および第２ボールランプ機構11，12によってピストン25および爪部４を後退させるので、両側のブレーキパッド５，６をディスクロータ２から均等に離間させることができ、ブレーキパッド５，６の引きずりを軽減することができる。
【００３２】
次に、パッド摩耗補償機構13の作用について図８を参照して説明する。ブレーキパッド５，６の摩耗がない場合、または、後述する摩耗の調整が行われた後には、ロータ部材15は、ブレーキパッド５，６の非制動位置と制動位置との間で所定範囲を回動するので、係合ピン45も係合溝43内において非制動位置（図８（Ａ））と制動位置（図８（Ｂ））との間で所定範囲を移動する。
【００３３】
ブレーキパッド５，６が摩耗すると、制動時に摩耗分だけロータ部材15の変位量が増大し、係合ピン45が係合溝43の端部に当接して回動部材39を時計回りに回転させる（図８（Ｃ））。このとき、一方向クラッチ41は、スライド部材37に対する回動部材39の時計回りの回転を許容するので、スライド部材37すなわちピストン25は回転しない。その後、制動が解除されて係合ピン45が非制動位置へ移動するとき、回動部材39が反時計回りに元の回転位置まで回転する。このとき、一方向クラッチ41は、スライド部材37と回動部材39との相対回転を阻止するので、回動部材39と共にスライド部材37すなわちピストン25が反時計方向に回転して（図８（Ｄ））、調整ねじ部36がブレーキパッド５，６の摩耗分だけピストン25をブレーキパッド５へ向かって前進させる。
【００３４】
このようにして、ブレーキパッド５，６の摩耗分だけピストン25を前進させるので、第１および第２ボールランプ機構11，12のストロークが短くても、ブレーキパッド５，６の摩耗を補償することができ、ブレーキパッドの長期間の使用を可能にすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の電動ディスクブレーキによれば、第１および第２ボールランプ機構によって、ピストンおよび爪部を電動モータに対して移動させて、両側のブレーキパッドをディスクロータに均等に押圧、離間させて制動力を発生、解除することができるので、ブレーキパッドの引きずりを防止することができる。
【００３６】
請求項２の電動ディスクブレーキによれば、第１および第２ボールランプ機構の倍力比を大きくすることができるので、電動モータの出力が小さくてすみ、消費電力の低減およびモータの小型化を図ることができる。
【００３７】
また、請求項３の電動ディスクブレーキによれば、パッド摩耗補償機構を設けたことにより、ブレーキパッドが摩耗して、電動モータのロータの制動時の回転が所定範囲を越えると、制動解除時のロータの回転が調整ねじに伝達されて、ピストンがディスクロータ側へ前進してパッドクリアランスを調整するので、第１および第２ボールランプ機構のストロークが短くても、ブレーキパッドの摩耗を補償することができ、ブレーキパッドの長期間の使用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】図１の装置の側面図である。
【図４】図１の装置の第１ボールランプ機構のボールの配置を示す側面図である。
【図５】図１の装置の第１および第２ボールランプ機構のボールの配置を示す正面図である。
【図６】図１の装置の第２ボールランプ機構のボールの配置を示す側面図である。
【図７】図１のＡ−Ａ線によるインナ部材および回動部材の縦断面図である。
【図８】図１の装置のパッド摩耗補償機構の作動を示す説明図である。
【符号の説明】
１電動ディスクブレーキ
２ディスクロータ
４爪部
10 電動モータ
11 第１ボールランプ機構
12 第２ボールランプ機構
13 パッド摩耗補償機構
19 ロータ
22,23,28,29 ねじ溝
21,27 ボール
25 ピストン
36 調整ねじ部（調整ねじ）
41 一方向クラッチ
43 係合溝（伝達機構）
45 係合ピン（伝達機構）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric disc brake device that generates a braking force by a rotational force of an electric motor.
[0002]
[Prior art]
For example, as a braking device for a vehicle such as an automobile, a so-called “dry brake” device that does not use brake fluid and generates a braking force by the output of an electric motor is known.
[0003]
As a dry brake device, for example, as disclosed in JP-A-60-206766, the rotational motion of an electric motor is converted into the forward and backward movement of a piston by a ball screw mechanism, and the brake pad is pressed against the disc rotor by the piston. Thus, there is an electric disc brake device that generates a braking force. In this type of electric disk brake device, a brake pedal depression force (or displacement amount) by a driver is detected by a sensor, and a controller controls rotation of the electric motor in response to the detection to obtain a desired braking force. I have to.
[0004]
In the electric disc brake device as described above, various sensors are used to detect vehicle conditions such as the rotational speed of each wheel, vehicle speed, vehicle acceleration, steering angle, vehicle lateral acceleration, etc., and these are detected by the controller. By controlling the rotation of the electric motor based on the above, boost control, anti-lock control, traction control, vehicle stabilization control, and the like can be incorporated relatively easily.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electric disk brake device using the conventional ball screw mechanism has the following problems. In order to obtain a sufficiently large braking force by increasing the thrust of the piston, it is necessary to increase the output of the motor or reduce the lead of the ball screw mechanism to increase the boost ratio. However, when the output of the motor is increased, there arises a problem that the motor is enlarged and the power consumption is increased. On the other hand, in the case of reducing the lead of the ball screw, there is a problem that a sufficient effect cannot be obtained because there is a limit to the reduction of the lead depending on the diameter of the ball.
[0006]
In addition, in the electric disc brake as described above, due to restrictions on the installation space of the ball screw mechanism, the motor, etc., one brake pad is pressed against the disc rotor, and the caliper is moved by the reaction force to move the other brake pad. It has a caliper floating structure that is pressed by the disk rotor. For this reason, when the brake is released, the other brake pad is difficult to return, and there is a problem that the brake pad is likely to be dragged.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an electric disc brake capable of increasing a boost ratio and preventing dragging of a brake pad.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an electric disk brake according to claim 1 straddles a pair of brake pads disposed on both sides of the disk rotor, a piston facing one of the pair of brake pads, and the disk rotor. The claw portion facing the other of the pair of brake pads, an electric motor for rotating the rotor, and a first ball for converting the rotational motion of the rotor into a linear motion and moving the piston forward and backward with respect to the electric motor A ramp mechanism and a second ball ramp mechanism that converts the rotary motion of the rotor into a linear motion and moves the claw portion forward and backward relative to the electric motor are provided.
[0009]
With this configuration, when the rotor of the electric motor is rotated, the first and second ball ramp mechanisms move the piston and the claw portion with respect to the electric motor to press the brake pad against the disc rotor.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the first and second ball ramp mechanisms are characterized in that a ball is loaded in a thread groove of less than one pitch.
[0011]
With this configuration, the boost ratio of the first and second ball ramp mechanisms can be increased.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the electric disc brake according to the first or second aspect, an adjustment screw is provided between the ball ramp mechanism and the piston, and the adjustment screw and the rotor are provided, A transmission mechanism that transmits only the rotational displacement exceeding the predetermined range of the rotor and a one-way clutch are provided, and when the rotation of the rotor at the time of braking exceeds the predetermined range, the rotation at the time of releasing the brake is applied to the adjusting screw. A pad wear compensation mechanism is provided to transmit and advance the piston toward the disk rotor.
[0013]
With this configuration, when the brake pad is worn and the rotation of the rotor of the electric motor exceeds the predetermined range, the rotation of the rotor when the brake is released is transmitted to the adjusting screw, and the piston is moved to the disk rotor. Move to the side and adjust the pad clearance.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
As shown in FIGS. 1 to 3, the electric disc brake 1 has a caliper body 3 disposed on one side (usually inside the vehicle body) of the disc rotor 2 that rotates together with the wheels. A claw portion 4 is provided extending across the disk rotor 2 to the opposite side. Brake pads 5 and 6 are provided on both sides of the disc rotor 2, that is, between the disc rotor 2 and the caliper body 3 and between the claw portions 4, respectively. The brake pads 5 and 6 are supported by a carrier 7 fixed on the vehicle body side so as to be movable along the axial direction of the disc rotor 2. The caliper body 3 is supported by the carrier 7 via the slide pin 8 and the disc rotor 2. It is guided so as to be movable along the axial direction.
[0016]
An electric motor 10, a first ball ramp mechanism 11, a second ball ramp mechanism 12, a pad wear compensation mechanism 13 and a rotation detector 14 (for example, a resolver) are provided in a substantially cylindrical housing 9 of the caliper body 3. A stepped cylindrical rotor member 15 having a large diameter portion and a small diameter portion is rotatably supported by a ball bearing 16. A cover 17 is attached to the rear end of the housing 5.
[0017]
The electric motor 10 includes a stator 18 fixed to the inner peripheral portion of the housing 9 and a rotor 19 attached to the outer peripheral portion of the rotor member 15 so as to face the inner peripheral portion of the stator 18, and a controller (not shown). The rotor 19 can be rotated by a desired angle in response to a control signal (electrical signal) from (1), and can be rotated at a desired torque.
[0018]
The first ball ramp mechanism 11 includes a rotor member 15, a stepped cylindrical inner body 20 having a large diameter portion and a small diameter portion that are fitted to the inner periphery thereof so as to be relatively movable in the rotational direction and the axial direction, It comprises a plurality of balls 21 (steel balls) interposed between them. On the inner peripheral surface of the large-diameter portion of the rotor member 15 and the outer peripheral surface of the large-diameter portion of the inner body 20, thread grooves 22 and 23 extending in parallel with each other at a predetermined angle with respect to the circumferential direction are provided at mutually opposed portions. A plurality of balls 21 are inserted between the thread grooves 22 and 23. The inner body 20 has its pin 24 inserted between the inner side of the brake pad 5 and its rotation is restricted.
[0019]
The thread grooves 22 and 23 and the ball 21 form a left-hand thread. When the rotor member 15 rotates clockwise from the original position (clockwise when viewed from the right in FIG. 1, the same applies hereinafter), the ball 21 The inner body 20 is moved to the left in FIG. 1 by rolling in the space formed by the grooves 22 and 23, and the brake pad 5 is moved to the disc rotor via a piston 25 (described later) attached to the inner body 20. 2 to press.
[0020]
The second ball ramp mechanism 12 includes a rotor member 15, a substantially cylindrical outer body 26 fitted to the outer periphery of the rotor member 15 so as to be relatively movable in the rotational direction and the axial direction, and a plurality of intermediate members interposed therebetween. It consists of balls 27 (steel balls). Similar to the first ball ramp mechanism 11, thread grooves 28 and 29 are formed on the outer peripheral surface of the small-diameter portion of the rotor member 15 and the inner peripheral surface of the outer body 26, and a plurality of balls 27 are inserted therebetween. Has been. A claw portion 4 is coupled to the outer body 27 by a bolt 30. On the outer peripheral side of the disk rotor 2, a guide portion 32 is inserted from an inner body 20 into an opening 31 provided in the claw portion 4, and guides a pair of slide pins 33 screwed into the claw portion 4. The inner body 20, the claw portion 4 and the outer body 26 are guided so as to be relatively movable along the axial direction of the disk rotor 2, and their relative rotation is restricted. Yes.
[0021]
The thread grooves 28 and 29 and the ball 27 form a right-hand thread. When the rotor member 15 rotates clockwise from the original position, the ball 27 rolls in the space formed by the both thread grooves 28 and 29. The outer body 26 is moved rightward in FIG. 1, and the brake pad 6 is pressed against the disc rotor 2 via the claw portion 4.
[0022]
As shown in FIGS. 4 to 6, the thread grooves 22, 23, 28, 29 of the first and second ball ramp mechanisms 11, 12 are provided to be less than one pitch, that is, not to make one round on the circumference. . As a result, regardless of the diameter of the balls 21 and 27, the angle of the thread grooves 22, 23, 28 and 29 with respect to the circumferential direction can be made shallower. In this ball screw mechanism, the lead is set sufficiently small so that it cannot be set due to ball interference.
[0023]
In the first and second ball ramp mechanisms 11 and 12, the screw grooves 22 and 23 and the screw grooves 28 and 29 have the same diameter by making the rotor member 15 and the inner body 20 into a stepped cylindrical shape, The angles with respect to the circumferential direction are set equal to each other, and the brake pads 5 and 6 are pressed against the disc rotor 2 evenly. Further, as indicated by broken lines in FIGS. 4 to 6, the both ends of the thread grooves 22, 23 and the thread grooves 28, 29 are provided with a plurality of balls 21, 27 loaded in the rotor member 15 and the inner part. In addition, they communicate with each other via circulation paths 34 and 35 that can move regardless of the relative position to the outer bodies 20 and 26.
[0024]
Next, the pad wear compensation mechanism 13 will be described. When the piston 25 is screwed into the adjustment screw 36 (adjustment screw) on the inner periphery of the inner body 20 and rotated counterclockwise (counterclockwise as viewed from the right in FIG. 1, the same applies hereinafter), the brake pad It is designed to move forward toward the 5th side. A cylindrical slide member 37 is integrally and concentrically attached to the rear end portion of the piston 25 by a bolt 38. A substantially cylindrical rotating member 39 that is rotatably inserted into the rotor member 15 is connected to the rear end portion of the inner body 20 by a leaf spring 40, and a slide member 37 is unidirectionally arranged in the rotating member 39. It is fitted via a clutch 41.
[0025]
As shown in FIG. 7, the rotating member 39 is elastically positioned in the rotational direction on the inner body 20 by the leaf spring 40, and a predetermined relative rotation with respect to the inner body 20 is allowed by the bending of the leaf spring 40. Has been. The one-way clutch 41 allows only the clockwise rotation of the rotation member 39 with respect to the slide member 37, and rotates the slide member 37 integrally with respect to the counterclockwise rotation of the rotation member. Yes. Further, the slide member 37 is coupled to the one-way clutch 41 by the spline 42, and can move relative to the rotating member 39 and the one-way clutch 41 in the axial direction.
[0026]
An arcuate engagement groove 43 having a predetermined center angle range along the circumferential direction is formed on the rear end surface of the rotating member 39. A substantially cylindrical retainer 44 facing the rear end portion of the rotating member 39 is attached in the rotor member 15. An engagement pin 45 to be inserted into the engagement groove 43 of the rotating member 39 is attached to the retainer 44. When the rotor member 15 and the inner body 20 are relatively rotated within a predetermined range, the engagement pin 45 moves in the engagement groove 43, and the relative rotation between the rotor member 15 and the inner body 20 is within the predetermined range. The engagement pin 45 abuts against the end of the engagement groove 43 to rotate the rotating member 39, and the engagement groove 43 and the engagement pin 45 allow the rotor member 15 to have a predetermined range. The transmission mechanism that transmits only the rotational displacement exceeding 1 is constructed.
[0027]
In the rotation detector 14, a stator 47 is attached to a bracket 46 attached to a cover 17, and a rotor 49 is attached to a retainer 44 so as to face the stator 47. The rotational displacement of the rotor member 15, that is, the rotational displacement of the rotor 19 of the electric motor 10 can be detected based on the electromotive force or the output frequency generated according to the rotation.
[0028]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
[0029]
During braking, when the control signal from the controller (not shown) is received and the rotor 19 of the electric motor 10, that is, the rotor member 15, rotates in the clockwise direction, the balls 21 and 27 of the first and second ball ramp mechanisms 11 and 12 are moved. The inner body 20 and the outer body 26 are moved in opposite directions with respect to the axial direction of the rotor member 15 by rolling in the space formed by the grooves 22 and 23 and in the space formed by the grooves 28 and 29, respectively. The brake pads 5 and 6 are pressed against the disc rotor 2 by the piston 25 and the claw portion 4 to generate a braking force. The rotational force acting on the brake pads 5 and 6 is supported by the carrier 7, and the caliper body 3 moves along the slide pins 8 of the carrier 7. In addition, an error in the distance of the brake pads 5 and 6 from the disk rotor 2 before braking (being the starting position during braking) is absorbed. Based on the rotational displacement of the rotor member 15 detected by the rotation detector 14, the braking force can be controlled.
[0030]
At this time, the first and second ball ramp mechanisms 11 and 12 convert rotational motion into linear motion based on the same principle as the ball screw transmission mechanism, but the lead for rotational displacement is set sufficiently small. The ratio can be increased, the output of the electric motor 10 can be reduced, and power consumption can be reduced and the motor can be reduced in size.
[0031]
When releasing the brake, when the electric motor 10 is rotated in the reverse direction and the rotor member 15 is rotated counterclockwise to the original position, the piston 25 and the inner body 20 and the outer body 26 together with the first and second ball ramp mechanisms 11, The claw portion 4 moves backward, the brake pads 5 and 6 are separated from the disc rotor 2, and braking is released. At this time, since the piston 25 and the claw portion 4 are moved backward by the first and second ball ramp mechanisms 11 and 12, the brake pads 5 and 6 on both sides can be evenly separated from the disc rotor 2, and the brake pads 5 and 5 are separated. 6 drag can be reduced.
[0032]
Next, the operation of the pad wear compensation mechanism 13 will be described with reference to FIG. When the brake pads 5 and 6 are not worn or after the wear adjustment described later is performed, the rotor member 15 rotates a predetermined range between the non-braking position and the braking position of the brake pads 5 and 6. Accordingly, the engagement pin 45 also moves within a predetermined range in the engagement groove 43 between the non-braking position (FIG. 8A) and the braking position (FIG. 8B).
[0033]
When the brake pads 5 and 6 are worn, the amount of displacement of the rotor member 15 increases by the amount of wear during braking, and the engagement pin 45 contacts the end of the engagement groove 43 to rotate the rotating member 39 clockwise. (FIG. 8C). At this time, the one-way clutch 41 allows the rotation member 39 to rotate clockwise with respect to the slide member 37, so that the slide member 37, that is, the piston 25 does not rotate. Thereafter, when the braking is released and the engagement pin 45 moves to the non-braking position, the rotation member 39 rotates counterclockwise to the original rotation position. At this time, the one-way clutch 41 prevents relative rotation between the slide member 37 and the rotation member 39, so that the slide member 37, that is, the piston 25 rotates together with the rotation member 39 in the counterclockwise direction (FIG. 8D). )), The adjusting screw 36 advances the piston 25 toward the brake pad 5 by the amount of wear of the brake pads 5 and 6.
[0034]
In this way, the piston 25 is advanced by the amount of wear of the brake pads 5 and 6, so that even if the strokes of the first and second ball ramp mechanisms 11 and 12 are short, the wear of the brake pads 5 and 6 is compensated. The brake pad can be used for a long time.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the electric disc brake of the first aspect, the piston and the claw portion are moved with respect to the electric motor by the first and second ball ramp mechanisms, and the brake pads on both sides are changed to the disc rotor. Since the braking force can be generated and released by pressing and separating evenly, it is possible to prevent the brake pad from being dragged.
[0036]
According to the electric disk brake of the second aspect, since the boost ratio of the first and second ball ramp mechanisms can be increased, the output of the electric motor can be reduced, and the power consumption can be reduced and the motor can be reduced in size. Can be planned.
[0037]
Further, according to the electric disk brake of the third aspect, when the pad wear compensation mechanism is provided, when the brake pad is worn and the rotation of the electric motor rotor during braking exceeds a predetermined range, The rotation of the rotor is transmitted to the adjusting screw, and the piston advances toward the disk rotor side to adjust the pad clearance. Therefore, even if the strokes of the first and second ball ramp mechanisms are short, the brake pad wear is compensated. The brake pad can be used for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric disc brake according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a side view of the apparatus of FIG.
4 is a side view showing an arrangement of balls of a first ball ramp mechanism of the apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a front view showing the arrangement of balls of the first and second ball ramp mechanisms of the apparatus of FIG. 1;
6 is a side view showing an arrangement of balls of a second ball ramp mechanism of the apparatus of FIG. 1; FIG.
7 is a longitudinal sectional view of an inner member and a rotating member taken along line AA in FIG.
8 is an explanatory view showing the operation of the pad wear compensation mechanism of the apparatus of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Electric disc brake 2 Disc rotor 4 Claw
10 Electric motor
11 First ball ramp mechanism
12 Second ball ramp mechanism
13 Pad wear compensation mechanism
19 Rotor
22,23,28,29 Thread groove
21,27 balls
25 piston
36 Adjustment screw (adjustment screw)
41 one-way clutch
43 Engagement groove (transmission mechanism)
45 Engagement pin (transmission mechanism)

Claims

A pair of brake pads disposed on both sides of the disk rotor, a piston facing one of the pair of brake pads, a claw section facing the other of the pair of brake pads across the disk rotor, and rotating the rotor An electric motor, a first ball ramp mechanism for converting the rotary motion of the rotor into a linear motion and moving the piston forward and backward with respect to the electric motor, and a rotary motion of the rotor converted into a linear motion for the claw portion And a second ball ramp mechanism for moving the motor forward and backward with respect to the electric motor .

2. The electric disc brake according to claim 1, wherein the first and second ball ramp mechanisms have balls loaded in a thread groove of less than one pitch.

An adjustment screw is provided between the ball ramp mechanism and the piston, and a transmission mechanism and a one-way clutch for transmitting only rotational displacement exceeding a predetermined range of the rotor are interposed between the adjustment screw and the rotor. And a pad wear compensation mechanism that transmits the rotation at the time of braking release to the adjusting screw to advance the piston toward the disk rotor when the rotation at the time of braking of the rotor exceeds a predetermined range. The electric disc brake according to claim 1 or 2, characterized in that