JP6458748B2

JP6458748B2 - 電動ブレーキ

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Publication number: JP6458748B2
Application number: JP2016037612A
Authority: JP
Inventors: 優一竹尾
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: JP2017155774A; WO2017150449A1

Description

本発明は、自動車等の車両に装着される電動ブレーキに関するものである。

上述の電動ブレーキとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この電動ブレーキは、摩擦パッドをディスクロータに押接させるピストンを、回転部材にねじ機構を介して連結された推進部材にて押圧する構成となっている。回転部材は駆動機構を介して電動モータにて回転駆動される。推進部材はピストンと軸方向に相対移動可能かつ周方向に回転規制された状態で配設されている。ピストン及び摩擦パッドには、ピストンが回転部材の駆動によって連れ回りしてしまわないよう、ピストンの回り止め、すなわち、摩擦パッドに対するピストンの軸回り回転を規制可能な凹凸係合部が形成されている。

特開２０１０−１９０３４８

しかしながら、上述の構成では、例えば、消耗品である摩擦パッドの交換作業時などにピストンを後退させるべく回転部材を駆動して反ディスクロータ側に推進部材を移動させた場合に、推進部材が後退側のストッパなど（回転部材のフランジなど）に当接すると、ねじ機構が締まった状態（ロック状態）となって回転部材の駆動トルクがそのまま推進部材に伝わり、推進部材がピストンを回転させようとする力が急増する。これによるピストンの回転は摩擦パッドとの間に設けられた凹凸係合部によって規制されるものの、その際に生じる回転の急停止によって、電動モータや駆動機構にかかる負荷は急激に増大する。こうした負荷の急増は電動モータや駆動機構の耐久性の向上を図るうえで好ましいものではない。

本発明の課題は、簡素な構成にて電動モータや駆動機構の耐久性を向上させることのできる電動ブレーキを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ディスクロータに当接させて制動力を発生させる摩擦パッドと、前記摩擦パッドを前記ディスクロータ側に押圧するピストンと、前記ピストンを前記ディスクロータ側に推進させるべく該ピストンの軸方向に直動可能な推進部材と、前記推進部材を直動させるべく、ねじ機構を介して前記推進部材と連結される回転部材と、駆動機構を介して前記回転部材を回転駆動する電動モータとを備える電動ブレーキであって、前記推進部材は前記ピストンと軸方向に相対移動可能かつ該ピストンの周方向に回転規制された状態で配設され、前記ピストン及び前記摩擦パッドには、該摩擦パッドに対する前記ピストンの軸回り回転を規制可能な凹凸係合部が形成される電動ブレーキにおいて、前記凹凸係合部を構成する凹部及び凸部の少なくとも一方には、前記ピストンの周方向を臨む前記軸回り回転の規制面のうち、前記推進部材を反ディスクロータ側に直動させる際の前記回転部材の回転方向と同じ方向への前記ピストンの回転を規制する側の面にのみ、該方向への前記ピストンの回転によって前記摩擦パッドと前記ピストンとを軸方向に離間させる傾斜面が形成されていることを要旨とする。

請求項１の発明によれば、例えば、摩擦パッドの交換時などにおいてピストンを後退させるべく回転部材を駆動して反ディスクロータ側に推進部材を移動させた場合に、上述のようなロック状態となって推進部材がピストンを回転させようとする力が急増したとしても、凹凸係合部に設けた傾斜面によって摩擦パッドとピストンとが軸方向に離間させられるため、回転部材の駆動トルクの一部がその離間移動にかかるエネルギとして消費され、反力として電動モータや駆動機構にかかる負荷がその分だけ軽減される。よって、電動モータや駆動機構の耐久性を向上させることができる。また、例えば、摩擦パッドとピストンとが軸方向に更に離間して凹凸係合部の係合が解除されれば、電動モータや駆動機構にかかる負荷が更に軽減され、耐久性の更なる向上が可能となる。本発明においては、こうした効果が、凹凸係合部に傾斜面を形成するといった簡素な構成にて得られる。

また、本発明では、上述の傾斜面を、上述の規制面のうち、推進部材を反ディスクロータ側に直動させる際の回転部材の回転方向と同じ方向への前記ピストンの回転を規制する側の面にのみ形成したため、例えば、反対側の規制面、すなわち、推進部材をディスクロータ側に直動（前進）させる際の回転部材の回転方向と同じ方向へのピストンの回転を規制する側の面に、該方向へのピストンの回転によって摩擦パッドとピストンとを軸方向に離間させる傾斜面を設けた態様と異なり、ピストンの前進時すなわちブレーキングの際に傾斜面によって摩擦パッドがディスクロータ側に押し出されて制動力が変動（増加）してしまうといった現象は生じない。

本発明の電動ブレーキの一実施形態を概略的に示した断面図。同じく凹凸係合部の一実施形態を示した拡大図。同じく凹凸係合部の他の例を示した拡大図。同じく凹凸係合部の他の例を示した拡大図。

以下、本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の実施形態によって限定されるものではない。

図１は本発明の電動ブレーキの一実施形態を概略的に示す断面図である。この実施形態の電動ブレーキ（電動ディスクブレーキ）１０は、液圧式サービスブレーキ機能と電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）機能とを備える。
すなわち、液圧サービスブレーキ機能について説明すると、キャリパ１１のシリンダ１２に軸方向（軸線Ｌ方向）に摺動可能に収容された有底円筒状のピストン１３は、図示しないマスタシリンダ等の液圧源からシリンダ１２に導入された液圧によって駆動され、該ピストン１３とディスクロータ１４との間に配設された摩擦パッド１５をディスクロータ１４に押接させて制動力を発生させる。

他方、電動パーキングブレーキ機能について説明すると、キャリパ１１には、車両のパーキング時にピストン１３を駆動させる電動アクチュエータＡが設けられている。すなわち、電動アクチュエータＡは、ピストン１３内に軸方向に相対移動可能に配設された推進部材１６と、ねじ機構１７を介して推進部材１６と連結された回転部材１８と、キャリパ１１に固定された電動モータ１９と、該電動モータ１９の回転出力を回転部材１８に伝達する駆動機構２０とを備えている。

回転部材１８は、シリンダ１２及びピストン１３の中心軸線Ｌと同一軸線周りを回転可能な状態でキャリパ１１に支持されている。回転部材１８はその前端側（図１では左側）がシリンダ１２内に収容されており、この前端側の部分にはねじ機構１７を構成する雄ねじ１８ａが形成されている。また、回転部材１８には、シリンダ１２内における雄ねじ部１８ａの後端側（図２では右側）にフランジ状のストッパ１８ｂが一体形成されている。

推進部材１６はその前端側がピストン１３内に挿入され、後端側には回転部材１８の雄ねじ部１８ａと螺合する雌ねじ部１６ａが形成されている。この雌ねじ部１６ａは、雄ねじ部１８ａとともにねじ機構１７を構成する。回転部材１８が回転するとその回転はねじ機構１７によって推進部材１６の直動すなわち上記軸線Ｌ方向への移動に変換される。推進部材１６の外周面とピストン１３の内周面とには、例えば軸線Ｌ方向に延びる凸条や凹条など（図示なし）が設けられ、推進部材１６とピストン１３との相対回転が規制される。

駆動機構２０はキャリパ１１の外側に露出された回転部材１８の後端部と電動モータ１９の回転軸とを回転連結するよう設けられており、例えば図示したような複数の歯車によって電動モータ１９の回転出力を減速して回転部材１８に伝達する。なお、電動モータ１９及び駆動機構２０は、図示しないカバー部材に覆われて被水などから守られる。

ピストン１３を前進すなわちディスクロータ１４側に移動させるべく電動モータ１９を駆動（以下、これを正回転駆動という）させると、駆動機構２０によって回転部材１８が回転駆動され推進部材１６が前進方向に直動する。そして推進部材１６の前端部がピストン１３の奥端部を押圧すると該ピストン１３が前進し摩擦パッド１５をディスクロータ１４に押接させる。これにより、パーキングにかかる制動力が発生する。なお、このときピストン１３がディスクロータ１４から受ける反力は、推進部材１６を介して回転部材１８に伝わるが、回転部材１８のストッパ１８ｂがスラストベアリング２１を介してシリンダ１２の奥端面に押接されることで回転部材１８の抜け止めが図られる。

車両の発進時など、パーキングにかかる制動を解除するときは、電動モータ１９を上記正回転駆動とは反対方向に駆動（以下、これを逆回転駆動という）することで推進部材１６を後退させて、ピストン１３による摩擦パッド１５の押接を解除する。

ところで、推進部材１６を前進方向へ駆動する際には、ねじ機構１７の雄ねじ部１８ａと雌ねじ部１６ａとの摩擦等によって、推進部材１６にこれを回転させようとする力が働く。この回転力は、推進部材１６との相対回転が規制されるピストン１３に伝わる。本実施形態では、ピストン１３の前端面及び摩擦パッド１５の裏板１５ａに、摩擦パッド１５に対するピストン１３の軸線Ｌ回りの回転（軸回り回転）を規制可能な凹凸係合部２２を設けて、キャリパ１１に対するピストン１３の回転止めを図っている。

図２は、凹凸係合部２２周辺を図１の下方から見た状態を示す拡大図である。凹凸係合部２２は、金属製の裏板１５ａのピストン１３側の面に設けられた円柱状の凸部１５ｂと、ピストン１３の前端面に形成され凸部１５ｂが挿入される凹部１３ａとからなる。凸部１５ｂは裏板１５ａの一部を打出し加工することで形成してもよいし、裏板１５ａの基板部に固定したこれとは別の部材（円柱状のピンなど）にて構成してもよい。このように、裏板１５ａに凸部１５ｂを、ピストン１３に凹部１３ａをそれぞれ設けることで、例えば、プレス打出し加工等によって摩擦パッド１５に凸部１５ｂを形成するとともに切削や鍛造等によってピストン１３端面に凹部１３ａを形成するなどといった比較的容易な方法にて凹凸係合部２２を構成することができる。

凹部１３ａ及び凸部１５ｂには、それぞれ、ピストン１３すなわち軸線Ｌ回りの周方向を臨んで摩擦パッド１５に対するピストン１３の軸回り回転を規制する規制面が存在する。この規制面としては、上述した正回転駆動時のピストン１３の連れ回りを規制する規制面と、逆回転駆動時のピストン１３の連れ回りを規制する規制面とがある。図２では、正回転駆動時には、ピストン１３が摩擦パッド１５に対して図の上側から下側に向かって連れ回りしようとし、逆回転駆動時には、ピストン１３が摩擦パッド１５に対して図の下側から上側に向かって連れ回りしようとする。つまり、正回転駆動時の規制面は、上記周方向（図２では上下方向）を臨む規制面のうち図２の上側の規制面１３ａ１，１５ｂ１である。また、逆回転駆動時の規制面は、図２の下側の規制面１３ａ２，１５ｂ２である。

本実施形態では、正回転駆動時すなわち推進部材１６をディスクロータ１４側に直動させる際に回転部材１６の回転方向と同じ方向へのピストン１３の回転を規制する側の規制面１３ａ１，１５ｂ１は、いずれも軸線Ｌに対して平行に延びており傾斜していない。なお、この場合、凹部１３ａと凸部１５ｂとの当接する部分（規制面１３ａ１，１５ｂ１）が傾斜していなければよい。例えば、凸部１５ｂの先端に面取りが施されていても、この面取り部分が正回転駆動時に凹部１３ａの周方向を臨む面に当接しなければよい。

また、本実施形態では、逆回転駆動時すなわち推進部材１６を反ディスクロータ１４側に直動させる際に回転部材１６の回転方向と同じ方向へのピストン１３の回転を規制する側の規制面１３ａ２，１５ｂ２のうち凹部１３ａの規制面１３ａ２のみ、軸線Ｌに対して傾斜している。この傾斜は、逆回転駆動時のピストン１３の連れ回りによって両規制面１３ａ２，１５ｂ２が押し合うことで、摩擦パッド１５とピストン１３との間に互いを軸線Ｌ方向に離間させる向きの傾斜である。具体的には、規制面１３ａ２は、凹部１３ａの開口側（摩擦パッド１５側）が奥側（反摩擦パッド１５側）よりも周方向に広くなるように傾斜されている。

なお、この場合、例えば、凸部１５ｂの規制面１５ｂ２を凹部１３ａの規制面１３ａ２と同等の斜度にて傾斜させてもよい。これによれば、両規制面１３ａ２，１５ｂ２を互いに面当たりさせて、両者の当接による応力をより分散させることができるようになる。

上述のように構成された本実施形態では、摩擦パッド１５の交換作業などにおける逆回転駆動時に推進部材１６がストッパ１８ｂに当接してねじ機構１７がロック状態となり推進部材１６がピストン１３を回転させようとする力が急増しても、凹部１３ａの傾斜させた規制面１３ａ２と凸部１５ｂとの当接によって摩擦パッド１５とピストン１３とが軸線Ｌ方向に離間させられる。そのため、例えば、傾斜していない規制面どうしによってピストン１３の軸回り回転が規制される態様と比較して、回転部材１８の駆動トルクの一部がその離間移動にかかるエネルギとして消費され、電動モータ１９や駆動機構２０にかかる負荷がその分だけ軽減される。よって、電動モータ１９や駆動機構２０の耐久性を向上させることができる。

また、例えば、回転部材１８の駆動が更に継続されて摩擦パッド１５とピストン１３とが軸線Ｌ方向に更に離間することで凹部１３ａと凸部１５ｂとの係合が解除されれば、その後は電動モータ１９や駆動機構２０にかかる負荷が更に軽減されることとなる。本発明においては、こうした効果が、凹部１３ａの規制面１３ａ２を傾斜して形成するといった簡素な構成にて得られる。

また、本実施形態では、正回転駆動時すなわち推進部材１６をディスクロータ１４側に直動させる際に回転部材１６の回転方向と同じ方向へのピストン１３の回転を規制する側の規制面１３ａ１，１５ｂ１を、いずれも軸線Ｌに対して平行に延びるよう、傾斜させないよう形成した。よって、例えば、上記規制面１３ａ１，１５ｂ１のいずれかを傾斜させた態様と異なり、推進部材１６の駆動による制動時にピストン１３が連れ回りし、上記傾斜させた規制面によって摩擦パッド１５がディスクロータ１４側に押し出されて制動力が変動（増加）してしまうといった現象は生じない。

更に、本実施形態では、上記傾斜させた規制面を、摩擦パッド１５及びストン１３のうち、ピストン１３にのみ設けた。これによれば、消耗品である摩擦パッド１５については、周方向を臨む規制面１５ｂ１，１５ｂ２のうち片方のみ傾斜した形状にしなくてもよくなるため、例えば、左右対称形状とすることが可能となる。したがって、交換用の摩擦パッドにつき、左右共通のものを供給できるため、流通あるいは交換作業において左右の相違にかかる考慮が不要となり、取扱いが容易となる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した、例えば以下のような形態として実施することもできる。
すなわち、図３に示すように、規制面１３ａ２，１５ｂ２のうち、凸部１５ｂの規制面１５ｂ２のみ上述のように傾斜させるようにしてもよい。

また、上記の各例と異なり、ピストン１３に凸部を設け、摩擦パッド１５に凹部を設けて凹凸係合部を構成してもよい。この場合、例えば、図４に示すように、ピストン１３に凸部１３ｂを、裏板１５ａに凹部１５ｃを設け、推進部材１６を後退すなわち反ディスクロータ１４側に直動させる際の回転部材１８の回転方向と同じ方向へのピストン１３の回転を規制する側の面１３ｂ１，１５ｃ１のみ（図４の例は面１５ｃ１のみ）、該方向へのピストン１３の回転によって摩擦パッド１５とピストン１３とを軸線Ｌ方向に離間させるよう傾斜した形状とする。

なお、摩擦パッド１５に関しては、裏板１５ａのピストン１３側の面にシムを装着したものを採用してもよい。この場合、シムに凹凸係合部２２の凸部を挿通可能な切欠きや孔を設けてもよい。

１０電動ブレーキ
１１キャリパ
１２シリンダ
１３ピストン
１３ａ，１５ｃ凹部
１３ａ１，１３ａ２，１３ｂ１，１３ｂ２，１５ｂ１，１５ｂ２，１５ｃ１規制面
１３ｂ，１５ｂ凸部
１４ディスクロータ
１５摩擦パッド
１５ａ裏板
１６推進部材
１７ねじ機構
１８回転部材
１９電動モータ
２０駆動機構
２２凹凸係合部

Claims

ディスクロータに当接させて制動力を発生させる摩擦パッドと、
前記摩擦パッドを前記ディスクロータ側に押圧するピストンと、
前記ピストンを前記ディスクロータ側に推進させるべく該ピストンの軸方向に直動可能な推進部材と、
前記推進部材を直動させるべく、ねじ機構を介して前記推進部材と連結される回転部材と、
駆動機構を介して前記回転部材を回転駆動する電動モータと
を備える電動ブレーキであって、
前記推進部材は前記ピストンと軸方向に相対移動可能かつ該ピストンの周方向に回転規制された状態で配設され、前記ピストン及び前記摩擦パッドには、該摩擦パッドに対する前記ピストンの軸回り回転を規制可能な凹凸係合部が形成される電動ブレーキにおいて、
前記凹凸係合部を構成する凹部及び凸部の少なくとも一方には、前記ピストンの周方向を臨む前記軸回り回転の規制面のうち、前記推進部材を反ディスクロータ側に直動させる際の前記回転部材の回転方向と同じ方向への前記ピストンの回転を規制する側の面にのみ、該方向への前記ピストンの回転によって前記摩擦パッドと前記ピストンとを軸方向に離間させる傾斜面が形成されていることを特徴とする電動ブレーキ。
前記傾斜面が、前記摩擦パッド及び前記ピストンのうち、該ピストンにのみ適用された請求項１に記載の電動ブレーキ。
前記凸部が前記摩擦パッドに設けられ、前記凹部が前記ピストンに設けられた請求項１又は２に記載の電動ブレーキ。