JP4203748B2 - ディスクブレーキ及びディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

移動体を制動するディスクブレーキに係り、特にブレーキパッドを押圧する直動部材がアクチュエータにより駆動されるディスクブレーキに関する。

従来、ディスクブレーキにおいては、ディスクロータの両面側に設けられたブレーキパッドを押圧すべく、キャリパに内蔵された回転アクチュエータを駆動させるものがある。このキャリパ内には、回転アクチュエータの回転により進退可能な直動部材を有する回転直動変換機構が備えられている。回転アクチュエータは、例えば、車両に設けられる電動ディスクブレーキの場合、車両のブレーキペダルの操作量を電気的に検出して検出値に基づいて駆動される。すなわち、上記検出値の入力を受けた制御装置は検出値に見合った制動力がディスクロータに発生するように、直動部材を推進させるべく回転アクチュエータを駆動する。

この電動ディスクブレーキ、または、制御装置を含めた電動ディスクブレーキ装置においては、配線により制御装置と接続された推力センサをキャリパ内に配置している。この推力センサにより制動力発生時の直動部材の推力を検出して、この検出値に基づいて制動力を算出することで、ブレーキペダルの操作量に対する所望の制動力となるようにフィードバック制御を行っている。

ところで、上記電動ディスクブレーキでは、ブレーキパッドを交換するためや、上記推力センサの温度ドリフトを調整するために、回転アクチュエータを駆動して直動部材を後退端まで戻すようにしている。この際、直動部材が後退端まで達したことを検出するために、直動部材の後方に後退端スイッチを設けるものがある（特許文献１参照）。

特開２０００−２１３５７５号公報

しかしながら、特許文献１の電動ディスクブレーキにおいては、直動部材の後退端を検出するために、専用の後退端スイッチを設けなければならない。また、この後退端スイッチの信号を取り出すために、電動ディスクブレーキのキャリパから車両側の制御装置までの間を接続する配線の数が増加してしまい、電動ディスクブレーキと制御装置とを接続するケーブルが大径化して、取り回しにくくなるという問題がある。

本発明の目的は、専用の後退端スイッチを必要とせず、制御装置に接続する配線の数の増加を抑制することができるディスクブレーキ及びディスクブレーキ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、第１の発明は、キャリパ本体内に設けられ、回転アクチュエータの回転をネジ部を含む回転直動変換機構により直動に変換されて直動する直動部材と、前記キャリパ本体内に設けられ前記直動部材の直動推力を検出する推力センサとを有し、前記直動部材の前進方向の移動により該直動部材の一端側でブレーキパッドを押圧してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて制動力を発生し、前記推力センサにより検出した前記直動部材の直動推力に応じて前記制動力を制御するディスクブレーキにおいて、前記直動部材が後退端に当接する前の所定位置まで後退方向へ移動したときに、前記推力センサを押圧する押圧部材を前記キャリパ本体に対して回転不能に設けたことを特徴としている。

第２の発明は、上記第１の発明において、回転アクチュエータは電動モータであり、前記回転直動変換機構は、前記電動モータの回転により回転する回転部材と該回転部材の回転により直動する前記直動部材と有することを特徴としている。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記直動部材内に配置されるとともに、前記押圧部材は、前記キャリパ本体に固定されることを特徴としている。

第４の発明は、上記第３の発明において、前記直動部材には、前記ブレーキパッドに当接し該ブレーキパッドからの反力を前記推力センサに伝達するパッド当接部材が設けられ、前記押圧部材は、基端が前記キャリパ本体側に固定されて前記直動部材を回動不能に支持するとともに、先端が前記直動部材の後退方向への前記所定位置で前記推力センサを押圧する回り止め部材であることを特徴としている。

第５の発明は、上記第２の発明において、推力センサは、前記回転部材を回動可能に支持する軸受と前記キャリパ本体との間に配置されるとともに、前記押圧部材は、前記直動部材とともに移動して前記直動部材が後退方向へ前記所定位置まで移動したときに前記軸受を介して前記推力センサを押圧することを特徴としている。

第６の発明は、キャリパ本体内に設けられ、回転アクチュエータの回転をネジ部を含む回転直動変換機構により直動に変換されて直動する直動部材と、前記キャリパ本体内に設けられ前記直動部材の直動推力を検出する推力センサとを有し、前記直動部材の前進方向の移動により該直動部材の一端側でブレーキパッドを押圧してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて制動力を発生し、前記推力センサにより検出した前記直動部材の直動推力に応じて前記制動力を制御するディスクブレーキと、制動指示信号と前記ディスクブレーキの推力センサからの出力とに基づいて前記ディスクブレーキのアクチュエータを制御する制御装置とを有するディスクブレーキ装置であって、前記ディスクブレーキには、前記直動部材が後退端に当接する前の所定位置まで後退方向へ移動したときに、前記直動部材が前記回転部材に当接する前に前記推力センサを押圧する押圧部材を前記キャリパ本体に対して回転不能に設け、前記制御装置は、前記ディスクブレーキの直動部材が後退方向に移動するように前記アクチュエータを制御しているときに、前記押圧部材の押圧による前記推力センサからの出力に基づいて前記アクチュエータの駆動を停止させることを特徴としている。

上記第１，２，３，５の発明によれば、直動部材が後退方向へ後退端に当接する前の所定位置まで移動したときに前記キャリパ本体に対して回転不能な押圧部材によって既設の推力センサを押圧するので、後退端近傍に所定位置を設定することで、前記直動部材が前記回転部材に当接する前に既設の推力センサにより後退端に近づいたことを検出でき、専用の後退端スイッチを別途設ける必要がない。また、専用の後退端スイッチが不要であるので、制御装置との配線数の増加を抑制することが可能となる。したがって、ディスクブレーキと制御装置とを接続するケーブルが大径化して、取り回しにくくなることがない。

上記第４の発明によれば、上記第１，２，３，５の発明の効果に加えて、既設の回り止め部材を利用して推力センサにより後退端に近づいたことを検出することが可能である。

上記第６の発明によれば、直動部材が後退端に当接する前の所定位置まで後退すると、直動部材の移動を制御装置により停止させることができるので、直動部材を後退方向への移動時における直動部材の戻し過ぎによる破損等を確実に防止することができる。

本発明における第１実施形態のディスクブレーキ装置を図１乃至図４に示して説明する。図１は全体構成図、図２はディスクブレーキの平面図である。また、図３は図１の一点鎖線囲み部分を示す拡大図であり、図４は図３から後述の直動部材１８が後退端側に移動したときの状態を示す拡大図である。

本第１実施形態のディスクブレーキ装置におけるディスクブレーキ１は、ディスクロータ２を挟んで配置されるブレーキパッド３，４をディスクロータ２の軸方向に摺動可能に支持するキャリア５と、このキャリア５にディスクロータ２の軸方向に移動可能に取り付けられるキャリパ６とより大略構成されている。キャリパ６は、ディスクロータ２を跨いで配置される爪部材７と、内部にボア８が形成されるケーシング９とを有している。爪部材７には、車輪のアウタ側に配置されるブレーキパッド３に当接する爪部７ａと、車輪のインナ側に配置され孔７ｂを備えるリング状部７ｃとが形成されている。なお、非制動時には、上記ディスクロータ２とブレーキパッド３，４との間にそれぞれ一定のクリアランス、いわゆるパッドクリアランスが設けられるようになっている。

ディスクブレーキ１には、車両側に設けられディスクブレーキ１を制御する制御装置１０が接続されており、制御装置１０は、ブレーキペダル１１の操作を検出するペダルセンサ１２からの出力により、その操作量に応じた制動力をディスクブレーキ１で発生させるようにしている。また、制御装置１０には、磨耗したブレーキパッド３，４を交換するために、後述の直動部材１８を後退端側に戻す指示を行うための作業スイッチ１３が接続されている。

ケーシング９のボア８内には、前記制御装置１０に接続される電動モータ１４と、電動モータ１４による回転運動を偏心運動に変換するロータ１５とが配置されている。また、ボア８内には、ロータ１５の偏心運動を減速した回転運動に変換することで電動モータ１４の回転トルクを増力する歯車減速機構１６と、この減速機構１６による回転運動を直動運動に変換するボールアンドランプ機構１７とが設けられている。

上記ボールアンドランプ機構１７の内部には、ボールアンドランプ機構１７によって推進される直動部材１８と、直動部材１８内に設けられ直動部材の推進力を検出する推力センサ１９と、上記直動部材１８によって推進され一端が推力センサに当接し、他端がブレーキパッド４に当接可能となっているパッド当接部材２０とが設けられている。パッド当接部材２０は直動部材１８により推進して前記ブレーキパッド４に当接し、ブレーキパッド４によりディスクロータ２を押圧したときに該ブレーキパッド４からの反力を前記推力センサ１９に伝達するようになっている。また、上記ロータ１５の内部には、ブレーキパッド３，４の磨耗度合に応じて直動部材１８の位置を補正する磨耗補償機構２１が設けられている。

ここで、本実施形態においては、アクチュエータとして電動モータ１４、減速機構として歯車減速機構１６、回転直動変換機構としてボールアンドランプ機構１７を用いている。

上記ボールアンドランプ機構１７は、回転ディスク２２と、直動ディスク２３と、これら両者の間に挟まれるボール２４とにより構成されている。

回転ディスク２２は、リング状に形成され、ケーシング９のボア８にスラスト軸受２５を介して回動可能に支持されている。回転ディスク２２の一面側には、上記歯車減速機構１６からの回転力を受けるための内歯歯車２６が形成され、他面側には円周方向に沿って円弧状に形成され底部が傾斜面となっている複数のボール溝２７が形成されている。

直動ディスク２３は、回転ディスク２２と対向するリング状部２８と、回転ディスク２２の内径側に挿通されて前記ロータ１５の内部に延出し、内部に段付孔２３ａを有する筒状部２９とから形成されている。上記リング状部２８の回転ディスク２２との対向面側には、円周方向に沿って円弧状に形成され底部が傾斜面となっている複数のボール溝３０が形成されている。また、リング状部２８の外周側にはウェーブワッシャ３１が設けられており、リング状部２８を回動ディスク２２方向へ付勢している。直動部材２３は、このウェーブワッシャ３１により車両走行中の振動によって回転してしまわないように回り止めされている。

上記ボール２４は、回転ディスク２２のボール溝２７と直動ディスク２３のボール溝３０との間に介装されている。上記両ディスク２２，２３の相対回転によって、上記ボール２４が各ボール溝２７，３０の傾斜面を転動することで両ディスク２２，２３との間隔が変更されるようになっている。すなわち、回転ディスク２２が歯車減速機構１６からの駆動力で回転することによりボール２４が各ボール溝２７，３０を転動して直動ディスク２３がその軸方向に直動するようになっている。

前記磨耗補償機構２１は、リミッタ部材３２、スプリングホルダ３３、及びコイルスプリング３４とから構成されている。

リミッタ部材３２は、直動ディスク２３の筒状部２９の外周に回動可能に嵌合されている。また、リミッタ部材３２と上記回転ディスク２２とは、回転ディスク２２が回転し始めたときに所定角度だけ両者が相対回転するように、回転方向にパッドクリアランス分の所定の遊びを有するとともに軸方向に相対移動可能に作動連結されている。

スプリングホルダ３３は、上記筒状部２９の先端側に相対回転不能に連結される。また、スプリングホルダ３３は、上記リミッタ部材３２に対して一定の距離（ボールアンドランプ機構１７の最大の直動移動分相当以上の回転を許容する距離）を相対回転できるように作動連結されている。

コイルスプリング３４は、上記リミッタ部材３２とスプリングホルダ３３とを所定のセット荷重を有して連結し、それぞれに回転力を与えて非制動時にはリミッタ部材３２とスプリングホルダ３３とを回転方向の一方向において係合する状態としている。

上記のような構成の磨耗補償機構２１によって、回転ディスク２２が回転したときに、回転ディスク２２は、リミッタ部材３２との間のパッドクリアランス分の所定の遊びがなくなると、リミッタ部材３２、コイルスプリング、スプリングホルダ３３を介して直動ディスク２３を共回りさせるようになっている。

なお、コイルスプリング３４のセット荷重は前記ウェーブワッシャ３１による直動ディスク２３の回転規制力よりも大きくなっており、回転ディスク２２と直動ディスク２３との共回りに支障をきたさないようになっている。また、上記磨耗補償機構２１の各部材は、直動ディスク２３が直動するときには、直動ディスク２３とともに直動するようになっている。

前記直動部材１８は、略筒形状に形成されており、ロータ１５側の外周には直動ディスク２３の筒状部２９の内周に形成された雌ネジ部３５に螺合される雄ネジ部３６が形成され、その内周側には段付孔３７が形成されている。

この段付孔３７のロータ１５に臨む側の端部には、面取軸穴３８を有するワッシャ３９が嵌合されている。面取軸穴３８には、ケーシング９に嵌合された端板３９から延出され、面取軸穴３８の断面形状とほぼ同様の断面形状を有する回り止めロッド４０（押圧部材、回り止め部材）が挿通されるようになっている。すなわち、直動部材１８は回り止めロッド４０により回転不能に支持されている。これにより、直動部材１８は、前記直動ディスク２３が直動したときに回転することなく、直動ディスク２３とともに直動するようになっている。また、直動部材１８は、直動ディスク２３が回転したときに回転することなく、上記雌ネジ部３５と雄ネジ部３６とが螺合していることによって、直動ディスク２３に対して軸方向に移動するようになっている。

直動部材１８のロータ１５に臨む側の端面１８ａは、直動ディスク２３の段付孔２３ａに形成され、直動部材１８の後退端となる段部２３ｂと対向するように設けられている。上記端面１８ａと段部２３ｂとのクリアランスを説明上、クリアランスδ１として示す（図３参照）。

前記段付孔３７のブレーキパッド４側に臨む端部側には、上記推力センサ１９の外径寸法よりも大きな径寸法を有する周溝３７ａが形成されており、この周溝３７ａよりもブレーキパッド４側に臨む端部には、前記パッド当接部材２０の回転を防止するためのスプライン溝３７ｂが形成されている。

上記直動部材１８の段付孔３７内には、推力センサ１９がケーシング９の後端側に移動不可能な状態で保持されており、また、推力センサ１９と前記ブレーキパッド４との間に挟まれるようにパッド当接部材２０が設けられている。

推力センサ１９は、略円柱形状となっており、一端面１９ａ側から前記制御装置１０に接続される信号線４１が延出されるとともに、この一端面１９ａの信号線４１の外周側は、上記回り止めロッド４０の先端面４０ａに当接可能になっている。なお、直動ディスク２３に対して直動部材１８が相対移動することで、上記一端面１９ａと先端面４０ａとの間にクリアランスが発生する。このクリアランスを説明上、クリアランスδ２で示す（図３参照）。上記信号線４１は、回り止めロッド４０に形成された貫通孔４２を挿通してケーシング９の後端９ａ側まで到達するようになっている。

また、本実施形態における推力センサ１９は、金属片に歪みゲージを取り付けた歪みセンサを用いており、圧縮力が加わることで金属片に歪みが生じ、この歪みによって歪みゲージの抵抗値が変化してこの変化を推力として検出するようになっている。なお、推力センサについては、上記の歪みセンサの他、圧縮力を検出できるものであれば、ロードセルや半導体式圧力センサを用いてもよい。

パッド当接部材２０は、一面側が前記ブレーキパッドに当接可能な円盤状の円板部４３と、円板部４３の他面側に基端を有して先端側が直動部材１８の段付孔３７に挿通される突起部４４とから構成されている。この突起部４４の先端面４４ａは上記推力センサ１９の他端面１９ｂに当接するようになっている。また、図３に図示するように、突起部４４の先端側の周面には周溝４４ｂが形成されており、この周溝４４ｂは前記直動部材１８の周溝３７ａと対向し、これら周溝３７ａと周溝４４ｂとに跨るように楕円形状のＣ字状の止め輪４５が格納されるようになっている。この止め輪４５によりパッド当接部材２０が直動部材１８に保持されるようになっている。上記周溝３７ａ，４４ｂの溝幅はそれぞれ止め輪４５の肉厚よりも大きくなっており、これによってガタが生じ、図３に示すクリアランスδ３（δ３ａ，δ３ｂ）が形成される。上記周溝４４ｂよりも基端側の周面には、前記直動部材１８のスプライン溝３７ｂと嵌合するスプライン溝４４ｃが形成されている。

上述したクリアランスδ１〜３の関係は、図３に示すように前記直動部材１８の端面１８ａと直動ディスク２３の段部２３ｂとの間のクリアランスδ１が、推力センサ１９の一端面１９ａと回り止めロッド４０の先端面４０ａとの間のクリアランスδ２、及び直動部材１８の周溝３７ａとパッド当接部材２０の周溝４４ｂと止め輪４５とのガタであるクリアランスδ３の合計値よりも大きくなっている。このため、直動部材１８が図３中、右方向（後退方向）に移動してクリアランスδ２が０になったときに回り止めロッド４０の先端面４０ａが推力センサ１９の一端面１９ａを押圧する。さらに、直動部材１８が図３中、右方向（後退方向）に移動してクリアランスδ３ｂが０になったときに、推力センサ１９は回り止めロッド４０によってパッド当接部材２０に押し付けられて、その押圧を出力することになる。このとき、前記直動部材１８の端面１８ａと直動ディスク２３の段部２３ｂとの間は、図４に示すクリアランスδ１’となっている。したがって、直動部材１８の端面１８ａが後退端である直動ディスク２３の段部２３ｂにクリアランスδ１’まで近づいた所定位置になったときに、推力センサ１９が押圧されるようになっている。

上記のように構成されるディスクブレーキ１の作動について車両の制動時とブレーキパッド３，４の交換時とに分けて制御装置１０が行う制御方法とともに説明する。まず、車両の制動時には、ペダルセンサ１２により運転者のブレーキペダル１１の操作が検出され制御装置１０に出力される。制御装置１０は、ペダルセンサ１２からの操作量に応じた制動指示信号により、操作量に見合った制動力を発生すべく、電動モータ１４に電力を供給する。電力の供給を受けた電動モータ１４は、ロータ１５を回転させ、その回転力を歯車減速機１５で高めて回動ディスク２２に伝達し、回転ディスク２２を回転させる。

回転ディスク２２が回転すると、当初リミッタ部材３２との間には、回転方向にパッドクリアランス分の所定の遊びがあるため、回転ディスク２２と直動ディスク２３とは共回りせずに相対回転する。これにより、直動ディスク２３がディスクロータ２の方向（図１中の左方向；前進方向）に所定のパッドクリアランス分だけ推進され、ブレーキパッド４を押圧する。そして、回転ディスク２２がさらに回転して上記所定の遊びがなくなると、回転ディスク２２とリミッタ部材３２とが当接し、リミッタ部材３２を回転させる。

このとき、前回までの制動時においてブレーキパッド４に磨耗が生じていない場合には、ブレーキパッド４は、所定のパッドクリアランス分の推進によりディスクロータ２側に進んでディスクロータ２に当接している。このため、ブレーキパッド４からの反力がパッド当接部材２０、直動部材１８及び直動ディスク２３に伝達され、直動部材１８の雄ネジ部３６と直動ディスク２３の雌ネジ部３５との間の摩擦力が増大する。この摩擦力がコイルスプリング３４のセット荷重以上であると、回転不能な直動部材１８により直動ディスク２３及びスプリングホルダ３３も共に回転不能となる。よって、リミッタ部材３２はスプリングホルダ３３に対し、コイルスプリング３４の付勢力に抗して回転することになる。そして、回動ディスク２２がさらに回転すると、回動ディスク２２と直動ディスク２３とが相対回転することになり、直動ディスク２３がディスクロータ２の方向へ直動する。これにより、直動部材１８及びパッド当接部材２０を介してブレーキパッド４が直動して上記操作量に見合った制動力（推力）が推力センサ１９で検出されるまで、ブレーキパッド４はディスクロータ２に押圧されて所望の制動力が発生することになる。

また、前回までの制動時においてブレーキパッド４に磨耗が生じている場合には、磨耗補償機構２１が以下のように作動する。ブレーキパッド４は、上述のように所定のパッドクリアランス分だけディスクロータ２側に進んでもディスクロータ２に当接していない状態となっており、ブレーキパッド４からの反力が直動部材１８及び直動ディスク２３に伝達されない。このため、直動ディスク２３は直動部材１８上で回動可能となっており、リミッタ部材３２の回転がコイルスプリング３４によってスプリングホルダ３３に伝達されると、スプリングホルダ３３と共に直動ディスク２３も回転する。したがって、回り止めロッド４０の作用で回転不能な直動部材１８上を直動ディスク２３が回転することにより、前記雌ネジ部３５と雄ネジ部３６とが相対回転し、直動部材１８をディスクロータ２の方向(前進方向)へ移動させる。この直動部材１８の前進により、ブレーキパッド４が、パッド当接部材２０を介してディスクロータ２の方向へ移動していき、上記パッド磨耗分移動したときにディスクロータ２に当接する。この後は、上記パッド磨耗がないときと同様に各部材が作動して制動力が発生するようになっている。なお、この車両の制動時の作動については、特開２００１-３４３０３８号公報に詳細に記載されている。

次に、磨耗したブレーキパッド３，４を交換するために、直動部材１８を段部２３ｂ（後退端）側に近づけていくときの作動について制御装置１０が行う制御とともに説明する。

まず、作業スイッチ１３から直動部材１８を後退端側に戻す指示が入力されると、電動モータ１４を駆動（ケーシング９の一端面９ａから見て反時計回りに回転）させて歯車減速機構１６を介してその回転力を回動ディスク２２に伝達する。回転力を受けた回転ディスク２２により直動ディスク２３も回転し、直動部材１８がロータ１５の方向（図１中右方向；後退方向；後退端側）に移動する。

そして、上述のクリアランスの関係によって直動部材１８がロータ１５の方向に移動、すなわち、後退方向に移動したときに、上記クリアランスδ２が小さくなっていく。そして、クリアランスδ２が０となる位置まで直動部材１８が移動すると、回り止めロッド４０の先端面４０ａが推力センサ１９の一端面１９ａに当接して推力センサ１９をブレーキパッド４側にクリアランスδ３だけさらに移動させる。図４に示すように、このクリアランスδ２およびδ３が０となる所定位置まで直動部材１８が移動することにより、推力センサ１９の他端面１９ｂがパッド当接部材２０の突起部４４の先端面４４ａに当接し、回り止めロッド４０は推力センサ１９をパッド当接部材２０との間で押圧する。

制御装置１０は、この推力センサ１９にかかる押圧力を検知すると、前記電動モータ１４の駆動を停止して直動部材１８の後退方向の移動を停止させるようになっている。このとき、上述したように、クリアランスδ１がクリアランスδ２とクリアランスδ３との合計値よりも大きくなっているため、図４に示すように直動部材１８の一端面１８ａと直動ディスク２３の段部２３ｂとの間にはクリアランスδ１’分の隙間があり、直動部材１８が直動ディスク２３の段部２３ｂに当接することはない。

このように、直動部材１９がその後退端である段部２３ｂに近づいて所定位置まで移動したときに、回り止めロッド４０により推力センサ１９が押圧される。このため、この押圧力を検出すれば、直動部材１８の後退端へ近づいたことを検出することができる。

よって、既設の推力センサ１９により所定の後退位置の検出が可能であるので、従来のような専用の後退端スイッチをキャリパ６内に設ける必要がない。これにより、キャリパ６内に余分なスペースを設ける必要がなく、キャリパを小型化できる。また、専用の後退端スイッチを設けないので、ディスクブレーキ１と車両との間を接続する配線数が増加することがなく、ディスクブレーキ１と車両側とを接続するケーブルが大径化して、取り回しにくくなることもない。

また、直動部材１８の回り止めを行う既設の回り止めロッド４０を利用して推力センサ１９により後退端である段部２３ｂに近づいたことを検出することが可能である。

そして、制御装置１０が、回り止めロッド４０の押圧によって推力センサ１９にかかる押圧力を検知して直動部材１９の移動を停止させるようにしている。このため、直動部材１８が直動ディスク２３の段部２３ｂに当接して軸方向へ移動できない状態で、電動モータ１４の回転力を受けることによって生じる直動部材１８の雄ネジ部３６の噛み込み等の破損を確実に防止することができる。

第２実施形態を図５，６に示して説明する。図５は本実施形態のディスクブレーキ５１の構造を概念的に示した断面図であり、図６は本実施形態の直動部材を後退端側に移動させたときの断面図である。

本第２実施形態のディスクブレーキ５１においては、回転直動変換機構として第１実施形態ではボールアンドランプ機構１７を用いていたのに対し、ボールネジ機構５２を用いている点で異なる。その他の点については、ほぼ上記第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の点については同一の符号を付してその説明を省略する。

ディスクブレーキ５１のキャリパ９内には、電動モータ１４により回転するボールネジ機構５２の回動部材５３がスラスト軸受２５により回動可能に支持されている。回動部材５３の内周側には雌ネジ部５４が形成されている。また、回動部材５３の内周には直動部材５５が設けられており、この直動部材５５の外周には上記雌ネジ部５４と同様のネジピッチを有する雄ネジ部５６が形成されている。

上記雌ネジ部５４と雄ネジ部５６との間にはボール５７が多数格納されており、このボール５７は回動部材５３の回動に伴って雌ネジ部５４と雄ネジ部５６との間を転動して上記直動部材５５をその軸方向に移動させる。

上記直動部材５５の内部には段付孔５８が形成されており、図中矢示Ｂ方向の端部（キャリパ６の後端側）には、面取軸穴５９を有するワッシャ６０が嵌合されている。面取軸穴５９には、キャリパ６の後端６ａ側から延出され、面取軸穴５９の断面形状とほぼ同様の断面形状を有する回り止めロッド６１（押圧部材、回り止め部材）が挿通されるようになっている。すなわち、直動部材５５は回り止めロッド６１により回転不能に支持されている。段付孔５８の図中矢示Ａ方向の端部（ブレーキパッド４側）側には、推力センサ１９が段付孔５８の段部５８ａに当接してキャリパ６の後端６ａ側に移動不可能な状態で保持されている。また、段付孔５８には、推力センサ１９と前記ブレーキパッド４との間に挟まれるパッド当接部材６２の突起部６３が挿通されている。この突起部６３は先端の形状が断面Ｔ字状になっており、段付孔５８の図中矢示Ａ方向の端部に嵌合された抜け止め部材６４により、図中矢示Ａ方向へのパッド当接部材６２の移動が制限されている。

前記回り止めロッド６１には、その図中矢示Ｂ側（キャリパ６の後端６ａ側；後退方向）の端部に直動部材５５の後退端となる段部６５が設けられており、この段部６５は、前記直動部材５５に設けられたワッシャ６０の端面６０ａに対向するようになっている。この段部６５と端面６０ａとの間が本実施の形態におけるクリアランスδ１となる。

また、回り止めロッド６１の図中矢示Ａ側の端部６６は前記推力センサ１９の一端面１９ａと当接可能となっており、直動部材５５の図中矢示Ａ方向への移動によってクリアランスδ２が発生するようになっている。前記突起部６３と抜け止め部材６４との間には、組み付け上のガタが設けられており、これがクリアランスδ３となる。

上記クリアランスδ１〜３は、上記第１実施形態と同様の関係を有しており、クリアランスδ１は、クリアランスδ２とδ３との合計値よりも大きく設定されている。これにより、図６に示すように、直動部材５５が図中矢示Ｂ方向（後退方向）へ移動していき、クリアランスδ２，３が０となる（図５のクリアランスδ１が図６のδ１’となる）所定位置に達すると、回り止めロッド６１の端面６６が推力センサ１９を押圧してパッド当接部材６２へ押し付けるようになっている。

上記推力センサ１９への押圧を検出することで、直動部材５５の後退端である段部６５に近づいたことを検出することができる。よって、既設の推力センサ１９により所定の後退位置の検出が可能であるので、従来のような専用の後退端スイッチをキャリパ６内に設ける必要がない。これにより、キャリパ６内に余分なスペースを設ける必要がなく、キャリパを小型化できる。また、専用の後退端スイッチを設けないので、ディスクブレーキ５１と車両との間を接続する配線数が増加することがなく、ディスクブレーキ５１と車両側とを接続するケーブルが大径化して、取り回しにくくなることもない。

また、第２実施形態によれば、直動部材５５が所定位置まで後退したときに、制御装置１０が推力センサ１９への押圧を検出して直動部材５５の移動を停止させる。このため、直動部材５５が回り止めロッド６１の段部６５に当接して移動できない状態で電動モータ１４の回転力を受けることによって生じる直動部材５５の雄ネジ部５６の噛み込み等の破損を確実に防止することができる。

なお、上記第１，２実施形態においては、回り止めロッド４０，６１が推力センサ１９をパッド当接部材２０，６２との間で押圧する構成として説明したが、これ以外の構成とすることもできる。例えば、直動部材１８，５５の段付孔３７，５８における推力センサ１９のディスクロータ２側の位置に推力センサ１９の外周側が当接する止め部材を設け、この止め部材との間で回り止めロッド４０，６１が推力センサ１９を押圧する構成としてもよい。

次に、第３実施形態について説明する。この第３実施形態においては、上記第１実施形態と推力センサの取り付け位置が異なっており、以下、その違いについて図７の部分断面図を用いて説明する。なお、本第３実施形態においても、第１実施形態と同様の点については、同様の符号を付してその説明を省略する。

ディスクブレーキ７１のケーシング７２には、回動ディスク２２を回動可能に支持するスラスト軸受２５がその軸方向に摺動可能に支持されている。このスラスト軸受２５の図中矢示Ｂ側（ケーシング７２の一端面７２ａ側）には、スラスト軸受２５にかかる図中矢示Ｂ方向のスラスト力を検出する推力センサ７３が設けられている。

この推力センサ７３は、リング形状となっており、図中矢示Ｂ側（キャリパ６の後端側）の一端面７３ａはケーシング７２内部の段部７４に当接し、図中矢示Ａ側（ブレーキパッド４側）の他端面７３ｂがスラスト軸受２５の図中矢示Ｂ側の一端面２５ａの全周に亘って当接するようになっている。この推力センサ７３には、制動時のブレーキパッド４からの反力が後述のパッド当接部材７７、直動部材７５、直動ディスク２３、回動ディスク２２及びスラスト軸受２５の順に伝達されて、その反力を検出することができるようになっている。

直動ディスク２３の内部には、直動部材７５が螺合されており、直動部材７５の内部に形成された段付孔７６のブレーキパッド４側端部には、直動部材７５の図中矢示Ａ方向への移動によってブレーキパッド４を押圧するパッド当接部材７７（押圧部材）の突起部７８が嵌合されている。

パッド当接部材７７は上記突起部７８とブレーキパッド４に当接する円板部７９とから構成されており、円板部７９の直動ディスク２３との対向面側外周には環状の突起部８０が形成されている。

上記パッド当接部材７７と直動ディスク２３との間には、その外周側が爪部材７のリング状部７ｃに回動不能に支持され、内周側で前記直動部材７５を摺動可能に支持するカップ状のガイドリング８１（押圧部材）が配設されている。このガイドリング８１の内底部８１ａには、上記直動ディスク２３の回動を制限する前記ウェーブワッシャ３１を保持するためのワッシャ受け８２がネジ固定されている。ガイドリング８１の外縁部８１ｂは上記スラスト軸受２５の他端面２５ｂに当接可能となっている。また、ガイドリング８１の外縁部８１ｂはリング状部７ｃの端面にも当接可能となっており、これによりガイドリング８１は押圧部材７９側への移動が規制されている。ガイドリング８１の外周と前記爪部材７のリング状部７ｃの内周との間には、ケーシング７２のボア７２ｂ内に対する防水、防塵のためのブーツ８３が挟設されている。このブーツ８３は、弾性を有するエラストマーにより形成されており、ガイドリング８１が押圧部材７９により押圧されたときには弾性変形して、ガイドリング８１の移動を可能にしている。

本第３実施形態においては、上記パッド当接部材７７及びガイドリング８１により本発明の押圧部材が構成されるようになっている。

上記構成による各部のクリアランスの関係は、図７に示すように、直動部材７５の図中矢示Ｂの端面７５ａと直動ディスク２３の段部２３ｂとの間をクリアランスδ１、スラスト軸受２５の他端面２５ｂとガイドリング８１の外縁部８１ｂとの間をクリアランスδ４、及びガイドリング８１のブレーキパッド４側の底面８１ｃとパッド当接部材７７の環状の突起部８０との間をクリアランスδ５とする。このとき、クリアランスδ１は、クリアランスδ４とδ５との合計値よりも大きくなっている。また、直動ディスク２３のブレーキパッド４側の端面２３ｃとワッシャ受け８２との間をクリアランスδ６で示しており、このクリアランスδ６は、上記クリアランスδ４よりも大きくなっている。

上述のようなクリアランス関係で配置することにより、直動部材７５が図中矢示Ｂ方向（後退方向）へ移動したときに、クリアランスδ５が０となってパッド当接部材７７の環状の突起部８０がガイドリング８１の底面８１ｃを押圧する。ガイドリング８１が押圧されることで、図中矢示Ｂ方向（後退方向）へ移動し、クリアランスδ４が０（所定位置）となったときにスラスト軸受２５を介して推力センサ７３を押圧する。

上記推力センサ７３への押圧を検出することで、直動部材７５の所定の後退位置への移動を検出することができる。よって、既設の推力センサ７３により後退端の検出が可能であるので、従来のような専用の後退端スイッチをキャリパ６内に設ける必要がない。これにより、キャリパ６内に余分なスペースを設ける必要がなく、キャリパを小型化できる。また、専用の後退端スイッチを設けないので、ディスクブレーキ７１と車両との間を接続する配線数が増加することがなく、ディスクブレーキ７１と車両側とを接続するケーブルが大径化して、取り回しにくくなることもない。

また、この第３実施形態におけるディスクブレーキ７１に対して制御装置１０による制御を行うことで、直動部材７５が直動ディスク２３の段部２３ｂに当接して移動できない状態で電動モータ１４の回転力を受けることによって生じる直動部材７５の雄ネジ部の噛み込み等の破損を確実に防止することができる。

なお、本第３実施形態においては、回転直動変換機構としてボールアンドランプ機構を例にとって説明を行ったが、他の形式の回転直動変換機構にも適用することができる。例えば、前記第２実施形態のボールねじに適用する場合には、図５，６に一点鎖線で示すように、軸受２５の後方に推力センサ７３’を設け、直動部材５５に押圧部材８１’を固定することができる。

また、本第３実施形態においては、推力センサ７３をリング状のものとしたが、軸受２５とケーシング７２との間に設けられるものであれば、どのような形状としてもよく、例えば、小型のセンサを複数設けて配置してもよい。

上記実施形態においては、直動部材１８，５５，７５をブレーキパッド４に押圧するアクチュエータとして回転式の電動モータ１４を用いて説明したが、これ限らず、直動式のリニアモータを用いてもよい。

さらに、本実施形態においては、直動部材１８，５５，７５の後退方向への移動時に、回り止めロッド４０，６１、ガイドリング８１、押圧部材８１’が推力センサ１９，７３を押圧したことを検出して電動モータ１４を停止し、直動部材１８，５５，７５がそれ以上後退方向に移動しないようにしているが、この際、推力センサ１９，７３が押圧されることで、直動部材１８，５５，７５の移動が機械的にも制限されることになる。この場合、電動モータ１４を停止させるときの応答遅れがあると、直動部材１８，５５，７５の機械的な移動制限により直動部材１８，５５，７５の雄ネジ部の噛み込み等の破損が生じる虞がある。

このような虞を解消するため、推力センサ１９，７３に一定の押圧力が作用した際に、直動部材１８，５５，７５が機械的に移動制限されないような構成とするようにしてもよい。例えば、図１の回り止めロッド４０が推力センサ１９を押圧してパッド当接部材２０がディスクロータ２の方向へ一定の押圧力を受けた後、このパッド当接部材２０がディスクロータ２の方向へ移動できるように、段付孔３７の周溝３７ａまたは突起部４４の周溝４４ｂの形状を変更して止め輪４５がこれら周溝３７ａ，４４ｂから外れるように構成してもよい。また、図５，６に一点鎖線で示した押圧部材８１’にバネ性を付与し、一定の押圧力を受けた後に弾性変形するようにしてもよい。これにより、電動モータ１４を停止させるときの応答遅れによって生じる可能性のある直動部材１８，５５，７５の雄ネジ部の噛み込み等の破損を防止することができる。

第１実施形態におけるディスクブレーキ装置の全体構成図である。 第１実施形態におけるディスクブレーキの平面図である。 第１実施形態における図１の一点鎖線囲み部分を示す拡大図である。 第１実施形態における図３から後述の直動部材１８が後退端側に移動したときの状態示す拡大図である。 第２実施形態におけるディスクブレーキの機略断面図である。 第２実施形態における作動状態を示す断面図である。 第３実施形態におけるディスクブレーキの部分断面図である。

符号の説明

１，５１，７１ ディスクブレーキ
２ ディスクロータ
３,４ ブレーキパッド
５ キャリア
６ キャリパ
１４ 電動モータ（アクチュエータ）
１６ 回転直動変換機構
１８，５５，７５ 直動部材
１９，７３ 推力センサ
２３ 直動ディスク
２３ｂ，６５ 段部（後退端）
２０，６２，７７ パッド当接部材
４０，６１ 回り止めロッド（押圧部材、回り止め部材）
７７ パッド当接部材（押圧部材）
８１ ガイドリング（押圧部材）

Claims (6)

1. キャリパ本体内に設けられ、回転アクチュエータの回転をネジ部を含む回転直動変換機構により直動に変換されて直動する直動部材と、前記キャリパ本体内に設けられ前記直動部材の直動推力を検出する推力センサとを有し、前記直動部材の前進方向の移動により該直動部材の一端側でブレーキパッドを押圧してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて制動力を発生し、前記推力センサにより検出した前記直動部材の直動推力に応じて前記制動力を制御するディスクブレーキにおいて、前記直動部材が後退端に当接する前の所定位置まで後退方向へ移動したときに、前記推力センサを押圧する押圧部材を前記キャリパ本体に対して回転不能に設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記回転アクチュエータは電動モータであり、前記回転直動変換機構は、前記電動モータの回転により回転する回転部材と該回転部材の回転により直動する前記直動部材と有することを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
3. 前記推力センサは前記直動部材内に配置されるとともに、前記押圧部材は、前記キャリパ本体に固定されることを特徴とする請求項1または２記載のディスクブレーキ。
4. 前記直動部材には、前記ブレーキパッドに当接し該ブレーキパッドからの反力を前記推力センサに伝達するパッド当接部材が設けられ、前記押圧部材は、基端が前記キャリパ本体側に固定されて前記直動部材を回動不能に支持するとともに、先端が前記直動部材の後退方向への前記所定位置で前記推力センサを押圧する回り止め部材であることを特徴とする請求項３記載のディスクブレーキ。
5. 前記推力センサは、前記回転部材を回動可能に支持する軸受と前記キャリパ本体との間に配置されるとともに、前記押圧部材は、前記直動部材とともに移動して前記直動部材が後退方向へ前記所定位置まで移動したときに前記軸受を介して前記推力センサを押圧することを特徴とする請求項２記載のディスクブレーキ。
6. キャリパ本体内に設けられ、回転アクチュエータの回転をネジ部を含む回転直動変換機構により直動に変換されて直動する直動部材と、前記キャリパ本体内に設けられ前記直動部材の直動推力を検出する推力センサとを有し、前記直動部材の前進方向の移動により該直動部材の一端側でブレーキパッドを押圧してブレーキパッドをディスクロータに押し付けて制動力を発生し、前記推力センサにより検出した前記直動部材の直動推力に応じて前記制動力を制御するディスクブレーキと、制動指示信号と前記ディスクブレーキの推力センサからの出力とに基づいて前記ディスクブレーキのアクチュエータを制御する制御装置とを有するディスクブレーキ装置であって、前記ディスクブレーキには、前記直動部材が後退端に当接する前の所定位置まで後退方向へ移動したときに、前記直動部材が前記回転部材に当接する前に前記推力センサを押圧する押圧部材を前記キャリパ本体に対して回転不能に設け、前記制御装置は、前記ディスクブレーキの直動部材が後退方向に移動するように前記アクチュエータを制御しているときに、前記押圧部材の押圧による前記推力センサからの出力に基づいて前記アクチュエータの駆動を停止させることを特徴とするディスクブレーキ装置。

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