JP6517608B2 - フローティング型電動ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、フローティング型電動ディスクブレーキ装置に関する。

自動車等の車両の制動を行なうためのディスクブレーキ装置として、サポートに対しキャリパを軸方向の変位を自在に支持すると共に、このキャリパのうち、ロータに関して片側のみに液圧シリンダ（シリンダ及びピストン）を設けたフローティングキャリパ型のディスクブレーキが知られている（特許文献１参照）。これは、ロータを跨ぐキャリパを車体に取り付けられたサポートに対して一対のガイドピンを介してロータ軸方向に沿って移動可能としておき、キャリパのインナ側に装備した液圧シリンダによりインナパッドをロータに押し付けるとともに、その反力によるキャリパの移動でアウタ側の爪によりアウタパッドをロータに押し付けるように構成したディスクブレーキである。

また、ディスクブレーキの液圧シリンダを電動モータに置き換えた電動ディスクブレーキ装置が存在する（特許文献２参照）。この電動ディスクブレーキ装置は、車輪と共に回転するロータと、車体側に固定されるキャリアと、ロータの両側に配置されてキャリアによって支持される一対のブレーキパッドと、ロータを跨ぐように配置されて、キャリアにロータの軸方向に沿って移動可能に支持された電動キャリパとを備えている。電動キャリパは、キャリパ本体に、電動モータ、減速機構、回転−直動変換機構及びピストンを組み込んだものである。そして、制動時には、電動モータの回転により減速機構を介して回転−直動変換機構を駆動し、ピストンによって一方のブレーキパッドをロータに押圧すると共に、このピストンによる押圧の反力によってキャリパ本体が移動して、他方のブレーキパッドをロータに押圧することにより制動を行い、電動モータを逆回転させて上記ブレーキパッドをロータから離間させることにより制動の解除を行うものである。

特開２００９−１３３３５６号公報 特開２００９−２８７７３２号公報

しかしながら、従来、電動ディスクブレーキ装置においては、回転−直動変換機構（推力発生機構）を含めたモータギヤユニットがキャリパに装着される構造が一般的である。このような構造では、キャリパのインナ側端にモータギヤユニットが装着されるため、キャリパのインナ側の重量が増加してしまう。その結果、キャリパ摺動部に対する重量バランスが悪化し、振動が生じる等、キャリパの保持、摺動性能に悪影響を与えてしまう場合があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、キャリパの重量負荷を低減して円滑な作動と耐振性向上を実現できるフローティング型電動ディスクブレーキ装置を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 車輪と共に回転するロータの軸方向両側面にそれぞれ配置されたアウタパッド及びインナパッドを前記ロータに押付けて制動するための推力発生機構と、前記推力発生機構を駆動する電動モータと、前記電動モータと前記推力発生機構との間に介装される減速機構とが、前記ロータに隣接して車体に固定され、
前記推力発生機構の回転入力部材と前記減速機構により回転される出力歯車との間には、軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とするスライド機構が設けられることを特徴とするフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

上記（１）の構成のフローティング型電動ディスクブレーキ装置によれば、アウタパッド及びインナパッドをロータに押付けて制動するための推力発生機構と、推力発生機構を駆動する電動モータとが、ロータに隣接して車体に支持される。更に、推力発生機構と電動モータとの間に介装される減速機構も車体に支持される。これにより、推力発生機構を含めたモータギヤユニットがキャリパに装着されていた従来構造に比べ、キャリパが軽量化される。
また、推力発生機構が車体に固定されているため、電動モータの回転により減速機構を介して推力発生機構が駆動され、インナパッドがロータに押圧されると共に、このインナパッドによる押圧の反力によってキャリパが移動して、アウタパッドがロータに押圧される制動時には、推力発生機構の回転入力部材がキャリパと伴に軸方向に移動するが、減速機構により回転される出力歯車との間にはスライド機構が設けられているので、回転入力部材の軸方向の移動に支障をきたすことはない。

（２） 前記推力発生機構が収容されるシリンダボディと、前記電動モータと前記減速機構が収容されるモータギヤハウジングとが一体的に前記車体に固定され、前記電動モータからの動力が、同軸上に配した前記減速機構を介して最終出力ギヤに入力され、前記最終出力ギヤに噛合して前記電動モータと前記減速機構の間に配置された出力歯車を介して、前記電動モータに対してオフセット配置された前記推力発生機構の前記回転入力部材に出力されることを特徴とする上記（１）に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

上記（２）の構成のフローティング型電動ディスクブレーキ装置によれば、シリンダボディとモータギヤハウジングとがオフセット配置されるので、これらが同軸上に配される構造に比べ、軸方向の長さを短くできる。また、モータギヤハウジングにおける軸方向の略中央位置から、出力歯車によって電動モータからの動力を推力発生機構へ出力できる。これにより、シリンダボディとモータギヤハウジングとをコンパクトに一体化できる。

（３） 前記ロータに隣接して車体に固定されるサポートと、前記ロータを跨ぐブリッジ部のインナ側に配置される本体壁部とアウタ側に配置される爪部とが設けられると共に、前記サポートにより前記ロータの軸方向に沿って移動自在に支持されたキャリパと、前記ロータのインナ側に配置されて前記サポートにより前記ロータの軸方向へ移動可能に案内された前記インナパッドと、前記ロータのアウタ側に配置されて前記爪部に保持された前記アウタパッドと、前記インナパッドと前記本体壁部との間に介装され、前記電動モータからの動力により前記インナパッドと前記本体壁部との間を拡開することにより前記インナパッド及び前記アウタパッドをそれぞれ前記ロータの軸方向側面に押付ける推力発生機構と、を備え、前記推力発生機構が、前記サポートにおける前記ロータの回入側と回出側の双方に設けられたアーム部に対して、前記推力発生機構の半径方向外側に配置された取付部を介して固定されることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

上記（３）の構成のフローティング型電動ディスクブレーキ装置によれば、推力発生機構は、取付部を介して、サポートのアーム部に支持される。推力発生機構を駆動する電動モータもサポートに支持される。これにより、軸力変換機構を含めたモータギヤユニットがキャリパに装着されていた従来構造に比べ、キャリパが軽量化される。
また、サポートに支持された推力発生機構は、インナパッドとキャリパの本体壁部との間を拡開する。すなわち、キャリパのインナ側端にモータギヤユニットが装着される従来構造により生じていたキャリパのインナ側端の重量増が生じない。これにより、キャリパ摺動部に対する重量バランスの悪化が抑制され、振動が生じにくくなる。
更に、推力発生機構が、サポートにおけるロータの回入側と回出側の双方に設けられたアーム部に対して、推力発生機構の半径方向外側に配置された取付部を介して固定される。このため、推力発生機構は、拡開駆動中心軸をインナパッド及びアウタパッドの中央位置（略重心位置）に一致させた安定配置を容易に実現できる。

（４） 前記推力発生機構は、送りねじ機構と高効率軸力変換機構との組み合わせにより構成され、前記送りねじ機構が、前記出力歯車により回転される伝達ギヤを介して駆動される回転入力部材としての駆動スピンドルと、前記駆動スピンドルのアウタ側半分に設けた雄ねじ部に螺合する駆動側ロータと、前記駆動スピンドルのインナ側端と前記本体壁部との間に介装されるスラスト軸受とを有し、前記高効率軸力変換機構が、前記駆動側ロータと、被駆動側ロータと、これら駆動側ロータ及び被駆動側ロータの間に介装される転動体とを有し、前記駆動スピンドルが、前記伝達ギヤに対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされる伝達機構を有することを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１つに記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

上記（４）の構成のフローティング型電動ディスクブレーキ装置によれば、電動モータが駆動されると、出力歯車により回転される伝達ギヤを介して駆動スピンドルが回転される。駆動スピンドルが回転されると、駆動側ロータが、被駆動側ロータと共に、駆動スピンドルの先端側に平行移動する。この平行移動により、インナパッドが押し出され、ロータに押し付けられる。
駆動側ロータと被駆動側ロータがそれ以上、ロータに向けて移動することに対する抵抗が大きくなると、駆動側ロータと被駆動側ロータとが相対回転する。すると、転動体が、転動しながら、駆動側ロータと被駆動側ロータとの間のランプ部のうちで浅い側に移動し、駆動側ロータと被駆動側ロータとの間隔が拡がる。
駆動側ロータと被駆動側ロータとの間隔が拡がることによって、インナパッドと反対側に設けられている駆動スピンドルのインナ側端が、インナパッドから離反する方向に押し出される。これにより、キャリパは、本体壁部がインナパッドから離反する方向に移動する。この際、駆動スピンドルは、伝達ギヤに対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされるので、インナパッドから離反する方向の移動に支障をきたすことはない。このことにより、キャリパは、爪部に保持されたアウタパッドをロータに押し付け、インナパッド及びアウタパッドのそれぞれがロータの軸方向側面に押し付けられることになる。

本発明に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置によれば、キャリパの重量負荷を低減して円滑な作動と耐振性向上を実現できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置をキャリパの斜め上方より見た斜視図である。 図１に示したフローティング型電動ディスクブレーキ装置を電動モータの斜め下方より見た斜視図である。 図１に示したフローティング型電動ディスクブレーキ装置の駆動スピンドルの軸線を含む縦断面図である。 図１に示したフローティング型電動ディスクブレーキ装置のスライドピンの軸線を含む水平断面図である。 キャリパとサポートを分離したフローティング型電動ディスクブレーキ装置の分解斜視図である。 図５に示したキャリパからシリンダボディ及びモータギヤハウジングを分離した分解斜視図である。 シリンダボディとモータギヤハウジングを分離した分解斜視図である。 モータギヤハウジングの分解斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１は、サポート１９と、キャリパ１３と、インナパッド２１と、アウタパッド２３と、推力発生機構２５と、電動モータ１５と、減速機構８３と、を主要な構成として有する。

サポート１９は、車輪（図示略）と共に回転するロータ２９に隣接して車体（図示略）に固定される。本実施形態において、サポート１９は、ロータ２９のインナ面に対面配置される。サポート１９は、略矩形板状に形成され、一方の長辺部の両端側であるロータ２９の回入側と回出側の双方に一対のアーム部３１，３３が設けられる。

一対のアーム部３１，３３には、それぞれピン挿通穴３５が形成される。このピン挿通穴３５は、後述のスライドピン４７を挿通するためのものとなる。スライドピン４７は、後述のスリーブ５５を介してサポート１９に固定される。サポート１９には、ピン挿通穴３５よりロータ中心寄りの位置（他方の長辺部の両端側）に、一対の取付け穴３７，３９が穿設される。サポート１９は、これら一対の取付け穴３７，３９に取付けねじ（図示略）を挿通して車体へ固定される。このサポート１９には、後述のインナパッド２１がロータ２９の軸方向へ移動可能に案内されて装着される。

キャリパ１３は、ロータ２９を跨ぐブリッジ部４５のインナ側に配置される本体壁部４１と、アウタ側に配置される爪部４３とが対向配置され、一体に接続されて形成される。キャリパ１３は、上記した左右一対の平行なスリーブ５５（後述する）によって、ロータ２９の軸方向に沿って移動自在にサポート１９に支持される。

図４は図１に示したフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１のスライドピン４７の軸線を含む水平断面図、図５はキャリパ１３とサポート１９を分離したフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１の分解斜視図である。
キャリパ１３には、ブリッジ部４５を挟む外側に、軸線がロータ２９の軸方向に沿う一対の筒部４９，５１が一体に形成されている。一対の筒部４９，５１は、ロータ２９の回入側と回出側の双方に設けられる。

一対の筒部４９，５１は、軸線に沿って貫通する穴が、スリーブ挿通穴５３となる。各筒部４９，５１のスリーブ挿通穴５３には、上記のスリーブ５５が挿通される。スリーブ５５には、上記のスライドピン４７が、インナ側から挿通される。スライドピン４７は、先端がスリーブ５５から突出し、後述のシリンダボディ５７の一対の取付部５９，６１を貫通する。一対の取付部５９，６１を貫通したスライドピン４７は、サポート１９のピン挿通穴３５から突出する。サポート１９のピン挿通穴３５から突出したスライドピン４７の先端には、トルク受けピン６３が螺合される。つまり、スリーブ５５、一対の取付部５９，６１及び一対のアーム部３１，３３は、ピン頭部６５（図４参照）とトルク受けピン６３とによって一体に挟持された状態で固定される。

スリーブ５５は、上記したようにスライドピン４７によってサポート１９に固定されている。キャリパ１３は、筒部４９，５１の各スリーブ挿通穴５３に、スリーブ５５が摺動自在に挿通される。また、スライドピン４７の先端に螺着されたトルク受けピン６３は、キャリパ１３の爪部４３に穿設されたピン係合穴６７に摺動自在に挿入される。これにより、キャリパ１３は、サポート１９に一体に固定されたスリーブ５５及びトルク受けピン６３に対して筒部４９が摺動自在に支持される。一対の筒部４９，５１が摺動するスリーブ５５の外周面は、スリーブ用ブーツ６９，７１により覆われて防塵される。

このように、ロータ２９を跨ぐキャリパ１３は、車体に取付けられたサポート１９に対して左右一対の平行なスリーブ５５を介してロータ２９の軸方向に沿って移動自在とされている。

インナパッド２１は、ロータ２９のインナ側に配置されて、サポート１９によりロータ２９の軸方向へ移動可能に案内される。インナパッド２１は、例えば両側縁にアンカ突起（図示略）を形成するとともに、サポート１９の対応部にロータ軸方向に沿った凹溝３６（図５参照）を形成し、この凹凸嵌合部を制動アンカ部とすることができる。インナパッド２１は、電動モータ１５を作動させることで、後述の推力発生機構２５により凹凸嵌合部でガイドされつつ移動してロータ２９に押し付けられ、ロータ２９に追随して回転しようとする際、凹凸嵌合部がアンカ機能をなして制動トルクを受ける。

アウタパッド２３は、ロータ２９のアウタ側に配置されて、爪部４３に保持される。キャリパ１３は、インナパッド２１による押し付け反力によって、スリーブ５５によりガイドされてロータ２９の軸方向に沿って、インナ側に移動する。すなわち、キャリパ１３の爪部４３がロータ２９に接近する。これにより、アウタパッド２３は、爪部４３によってロータ２９に押し付けられる。このアウタパッド２３の制動トルクは、スリーブ５５及びトルク受けピン６３を介してキャリパ１３に伝達され、更に、サポート１９に伝達されるように構成されている。

キャリパ１３は、ロータ２９の軸方向に沿う移動が、推力発生機構２５によって行われる。推力発生機構２５は、インナパッド２１と本体壁部４１との間に介装される。推力発生機構２５は、電動モータ１５からの動力によりインナパッド２１と本体壁部４１との間を拡開することにより、インナパッド２１及びアウタパッド２３をそれぞれロータ２９の軸方向側面に押付ける。

図６は図５に示したキャリパ１３からシリンダボディ５７及びモータギヤハウジング７３を分離した分解斜視図、図７はシリンダボディ５７とモータギヤハウジング７３を分離した分解斜視図、図８はモータギヤハウジング７３の分解斜視図である。

キャリパ１３の内側には、一体に固定されたシリンダボディ５７及びモータギヤハウジング７３が配置される。シリンダボディ５７と、モータギヤハウジング７３とは、シリンダボディ５７の一対の取付部５９，６１を介してサポート１９に固定される。

シリンダボディ５７は、軸線両端がインナパッド側と、キャリパ１３の本体壁部側とで開口する。シリンダボディ５７内ではインナパッド側ピストン７７が進退する。シリンダボディ５７のインナパッド２１側から突出するインナパッド側ピストン７７の外周は、インナパッド側ピストンブーツ７９により覆われて防塵される。

モータギヤハウジング７３におけるギヤハウジング８５は、減速機構８３を収容する有底筒状の減速機構収容部８６と、駆動スピンドル挿入穴１３７が貫通形成されて伝達ギヤ１０５を収容する伝達ギヤ収容部１３８とを有する。また、モータギヤハウジング７３におけるモータハウジング８７は、電動モータ１５を収容する有底筒状のモータ収容部８８と、駆動スピンドル挿入穴１３９が貫通形成されて収容した本体壁部側ピストン８１が進退する本体壁部側ピストン収容部１３５とを有する。モータギヤハウジング７３を構成するギヤハウジング８５とモータハウジング８７とは、締結ボルト８９で一体に固定される。

シリンダボディ５７に収容されたインナパッド側ピストン７７と本体壁部側ピストン収容部１３５に収容された本体壁部側ピストン８１とは、双方の間に設けられた推力発生機構２５によって拡開される。
シリンダボディ５７に収容された推力発生機構２５は、サポート１９におけるロータ２９の回入側と回出側の双方に設けられた一対のアーム部３１，３３に対して、推力発生機構２５の半径方向外側に配置されたシリンダボディ５７の一対の取付部５９，６１を介して固定される。そして、推力発生機構２５が収容されるシリンダボディ５７と、電動モータ１５と減速機構８３が収容されるモータギヤハウジング７３とが一体的にサポート１９に固定される。

そして、電動モータ１５からの動力は、同軸上に配した減速機構８３を介して最終出力ギヤ９３に入力される。最終出力ギヤ９３に入力された動力は、最終出力ギヤ９３に噛合して電動モータ１５と減速機構８３の間に配置された出力歯車９１を介して、電動モータ１５に対してオフセット配置された推力発生機構２５の回転入力部材である駆動スピンドル１７に出力される。

推力発生機構２５は、送りねじ機構９５と、高効率軸力変換機構であるボールランプ機構９７との組み合わせにより構成される。
送りねじ機構９５は、出力歯車９１により回転される伝達ギヤ１０５を介して駆動される駆動スピンドル（回転入力部材）１７と、駆動スピンドル１７のアウタ側半分に設けた雄ねじ部９９に螺合する駆動側ロータ１０１と、駆動スピンドル１７のインナ側端１１５と本体壁部４１との間に介装されるスラスト軸受１０３とを有する。駆動スピンドル１７の外周には、伝達ギヤ１０５が設けられている。伝達ギヤ１０５は、ギヤベース１６に回転自在に軸支された出力歯車９１と噛合する。駆動スピンドル１７は、出力歯車９１が回転されることで、伝達ギヤ１０５を介して回転される。駆動スピンドル１７の雄ねじ部９９は、ボールランプ機構９７を構成する駆動側ロータ１０１の中心部に設けたねじ孔１０７に螺合される。

駆動スピンドル１７は、出力歯車９１に対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされる伝達機構を有する。この相対移動可能、且つ回転力伝達可能な伝達機構は、駆動スピンドル１７に形成される直径方向両端の一対のキー部１０９（図７参照）と、伝達ギヤ１０５に相対回転不能に内嵌されたブッシュ１８に形成された直径方向両端の一対のキー溝１１１によって構成されるスライド機構１１０により構成される。即ち、駆動スピンドル１７、伝達ギヤ１０５、キー部１０９、キー溝１１１、及び出力歯車９１は、スライド機構１１０を有する伝達歯車装置１１３を構成している。
なお、出力歯車９１に対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされる駆動スピンドル１７の伝達機構は、上記スライド機構１１０に限らず、駆動スピンドル１７に固定された伝達ギヤに対して出力歯車の歯幅を充分に広くすることで構成することもできる。

ボールランプ機構９７は、上記の駆動側ロータ１０１と、被駆動側ロータ１１７と、これら駆動側ロータ１０１及び被駆動側ロータ１１７の間に介装される複数個の転動体１１９とを備える。これら駆動側ロータ１０１及び被駆動側ロータ１１７の互いに対向する面の円周方向複数箇所には、それぞれ複数箇所（例えば３〜４箇所）に、それぞれが軸方向に見た形状が円弧形である駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３とが設けられている。

これら駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３における軸方向に関する深さは、円周方向に関して漸次変化しているが、変化の方向は駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３とで、互いに逆方向とされている。したがって、駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７を相対回転させ、各転動体１１９を駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３に沿って転動させると、駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７の間隔が大きな力で拡げられる。
この様なボールランプ機構９７は、インナパッド側ピストン７７の内径側に緩く内嵌して配置されている。

また、駆動側ロータ１０１の先端部（図３の左側端部）のインナ側面と、インナパッド側ピストン７７の内周面のインナ側寄りに固定した止め輪１２５との間には、付勢ばね１２７がシートスプリング１２９を介して設けられている。この付勢ばね１２７は、駆動側ロータ１０１に対して、この駆動側ロータ１０１の作動時（制動力発生時）の回転方向と反対方向の弾性力、及び、アウタ側への弾性力を付与している。

また、被駆動側ロータ１１７の先端部の外周面は、アウタ側に向かうにしたがって外径が小さくなる方向に傾斜したロータ側傾斜面１３１となる。このロータ側傾斜面１３１は、インナパッド側ピストン７７の先端内面に設けられ、同方向に同角度で傾斜された部分円すい凹面状の受面１３３に対向している。そして、これらロータ側傾斜面１３１と受面１３３の当接に基づくくさび効果により、被駆動側ロータ１１７の回転が阻止されている。

推力発生機構２５は、ボールランプ機構９７の伸長によって被駆動側ロータ１１７を介してインナパッド側ピストン７７及びインナパッド２１を押圧する。ロータ２９を押圧するインナパッド２１からの反力は、駆動スピンドル１７のインナ側端１１５が当接するスラスト軸受１０３によって支持される。

モータハウジング８７の本体壁部側ピストン収容部１３５には、駆動スピンドル挿入穴１３９が開口する。駆動スピンドル１７は、インナ側端１１５側が、伝達ギヤ収容部１３８の駆動スピンドル挿入穴１３７から挿入されての伝達ギヤ１０５を貫通する。伝達ギヤ１０５を貫通した駆動スピンドル１７のインナ側端１１５側は、本体壁部側ピストン収容部１３５の駆動スピンドル挿入穴１３９に挿通される。駆動スピンドル挿入穴１３９に挿通された駆動スピンドル１７のインナ側端１１５は、本体壁部側ピストン収容部１３５に収容される本体壁部側ピストン８１内のスラスト軸受１０３に当接される。

本体壁部側ピストン収容部１３５には、本体壁部側ピストン８１が進退自在に収容される。本体壁部側ピストン収容部１３５の本体壁部４１側から突出する本体壁部側ピストン８１の外周は、本体壁部側ピストンブーツ１４３により覆われて防塵される。

スラスト軸受１０３は、有底筒状の本体壁部側ピストン８１の内方において、ロータ２９の軸方向に移動自在に支持される。スラスト軸受１０３は、駆動スピンドル１７のインナ側端１１５を支持しており、駆動スピンドル１７が受けるインナパッド２１からの反力を受ける。このスラスト軸受１０３と本体壁部側ピストン８１の内底面１４７との間には、軸力センサ１４５が設けられている。本体壁部側ピストン８１は、駆動スピンドル１７からの反力を、軸力センサ１４５を介して内底面１４７で受けることにより、本体壁部４１側へ突出される。本体壁部側ピストン８１の外底面１４９は、キャリパ１３の本体壁部４１に形成されるピストン当接凹部１５１に当接する。

減速機構８３は、ギヤ収容空間を画成するギヤハウジング８５を有する。ギヤハウジング８５の減速機構収容部８６には、入力ギヤ軸１５３と、入力ギヤ軸１５３と一体回転する第１太陽ギヤ１５５と、第１太陽ギヤ１５５に噛合する第１遊星ギヤ１５７と、第１遊星ギヤ１５７を第１太陽ギヤ１５５の周りに自公転自在に保持する第１遊星キャリア１５９と、ギヤハウジング８５の内周面に形成されて第１遊星ギヤ１５７に噛合する第１内歯１６１と、第１太陽ギヤ１５５に対して電動モータ１５側に配置されると共に、第１遊星キャリア１５９と一体回転する第２太陽ギヤ１６３と、第２太陽ギヤ１６３に噛合する第２遊星ギヤ１６５と、第２遊星ギヤ１６５を第２太陽ギヤ１６３の周りに自公転自在に保持する第２遊星キャリア１６７と、ギヤハウジング８５の内周面に形成されて第２遊星ギヤ１６５に噛合する第２内歯１６９と、第２太陽ギヤ１６３に対して電動モータ１５側に配置されると共に、第２遊星キャリア１６７により回転駆動される最終出力ギヤ９３と、最終出力ギヤ９３に噛合して入力ギヤ軸１５３と平行な回転軸回りに回転自在な出力歯車９１と、が設けられる。

上記減速機構８３は、電動モータ１５の出力軸１７１からの高速の回転を、直列に接続した二段の遊星歯車機構によって大きな減速比で減速し、最終出力ギヤ９３に伝達する。この最終出力ギヤ９３の回転は、出力歯車９１に伝えられ、最終的に、出力歯車９１から推力発生機構２５の伝達ギヤ１０５へと入力される。

次に、上記したフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１の動作を説明する。
フローティング型電動ディスクブレーキ装置１１は、電動ブレーキを作動させる場合、電動モータ１５に通電することにより、電動モータ１５の出力軸１７１を回転させる。この出力軸１７１の回転運動は、減速機構８３に伝わる。減速機構８３によって減速された回転は、最終出力ギヤ９３を介して出力歯車９１を回転させる。出力歯車９１の回転は、伝達ギヤ１０５に伝えられた後、推力発生機構２５を構成する送りねじ機構９５の駆動スピンドル１７へと伝達されて、この駆動スピンドル１７を回転駆動する。

この回転駆動の初期段階では駆動側ロータ１０１が、ロータ側傾斜面１３１と受面１３３との摩擦抵抗と、付勢ばね１２７等の抵抗とにより回転しない。そして、駆動側ロータ１０１が、駆動スピンドル１７の雄ねじ部９９と、駆動側ロータ１０１のねじ孔１０７との螺合に基づいて、被駆動側ロータ１１７と共に、駆動スピンドル１７の先端側に平行移動（ロータ２９に向けて、回転せずに移動）する。この平行移動により、インナパッド側ピストン７７がアウタ側に押し出され、ロータ２９の軸方向側面とインナパッド２１との間の隙間が詰められる。ロータ２９へ押し付けられたインナパッド２１からの反力は、駆動スピンドル１７を介してスラスト軸受１０３へ伝わる。スラスト軸受１０３へ伝えられた反力は、軸力センサ１４５を介して本体壁部側ピストン８１をインナ側に押し出す。本体壁部４１が本体壁部側ピストン８１によりインナ側に押し出されたキャリパ１３は、爪部４３がロータ２９に接近する方向へ移動されるので、アウタパッド２３をロータ２９の軸方向側面に押付ける。この様な平行移動の間、各転動体１１９は、駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３のうちで最も深くなった側の端部に位置している。

平行移動の結果、各部の隙間が喪失し、駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７がそれ以上、ロータ２９に向けて移動することに対する抵抗が大きくなると、このうちの駆動側ロータ１０１が駆動スピンドル１７と共に回転し、この駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７とが相対回転する。すると、各転動体１１９が、転動しながら、駆動側ランプ部１２１と被駆動側ランプ部１２３のうちで浅い側に移動し、被駆動側ロータ１１７と駆動側ロータ１０１の間隔が拡がる。これら被駆動側ランプ部１２３と駆動側ランプ部１２１の傾斜角度は緩いので、これら被駆動側ロータ１１７と駆動側ロータ１０１の間隔を拡げる力は大きくなる。

この被駆動側ロータ１１７と駆動側ロータ１０１の間隔を拡げる力は、インナパッド側ピストン７７をアウタ側へ更に押し出す。押し出されたインナパッド側ピストン７７は、インナパッド２１をロータ２９へ押し付ける。インナパッド２１からの反力は、被駆動側ロータ１１７と駆動側ロータ１０１の間隔を拡げる力と共に、駆動スピンドル１７を介して本体壁部側ピストン８１をインナ側へ更に押し出す。

その結果、推力発生機構２５は、インナパッド２１及びアウタパッド２３をロータ２９の両側面に、大きな力で押し付けて、制動を行える。インナパッド２１及びアウタパッド２３をロータ２９の両側面に押し付ける力の大きさの調節は、軸力センサ１４５の測定信号に基づくフィードバック制御によって行える。また、電動モータ１５への通電量を調節するフィードフォワード制御によっても行える。

上記のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１の作動を解除する際には、電動モータ１５に通電することにより、この電動モータ１５の出力軸１７１を作動時（制動力発生時）とは逆方向に、所定量（制動力を解除するために十分な回転量）だけ回転させる。この出力軸１７１の回転運動は、作動時と同様の経路で、減速機構８３の入力ギヤ軸１５３に伝わる。更に、この入力ギヤ軸１５３の回転運動が、減速機構８３の最終出力ギヤ９３を介して出力歯車９１に伝えられた後、推力発生機構２５を構成する送りねじ機構９５の駆動スピンドル１７を回転駆動する。すると、被駆動側ロータ１１７と駆動側ロータ１０１の間隔が狭まり、駆動側ロータ１０１が、被駆動側ロータ１１７と共に駆動スピンドル１７のインナ側端１１５側に平行移動する。この平行移動により、インナパッド側ピストン７７がインナ側に戻され、ロータ２９の軸方向側面とインナパッド２１との間の隙間が広げられる。推力発生機構２５の押付け力が解除されたキャリパ１３は、駆動スピンドル１７と伴に軸方向に移動自在となるので、アウタパッド２３もロータ２９の軸方向側面から離れることができる。

次に、上記した本実施形態に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１の作用を説明する。
本実施形態のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１では、アウタパッド２３及びインナパッド２１をロータ２９に押付けて制動するための推力発生機構２５と、推力発生機構２５を駆動する電動モータ１５と、電動モータ１５と推力発生機構２５との間に介装される減速機構８３とが、ロータ２９に隣接した車体であるサポート１９に支持される。これにより、推力発生機構を含めたモータギヤユニットがキャリパに装着されていた従来構造に比べ、キャリパ１３が軽量化される。

また、推力発生機構２５が車体であるサポート１９に固定されているため、電動モータ１５の回転により減速機構８３を介して推力発生機構２５が駆動され、インナパッド２１がロータ２９に押圧されると共に、このインナパッド２１による押圧の反力によってキャリパ１３が移動して、アウタパッド２３がロータ２９に押圧される制動時には、推力発生機構２５の駆動スピンドル１７がキャリパ１３と伴に軸方向に移動するが、減速機構８３により回転される出力歯車９１との間には、キー部１０９とキー溝１１１によって構成されたスライド機構１１０が設けられているので、駆動スピンドル１７の軸方向の移動に支障をきたすことはない。

更に、本実施形態のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１は、推力発生機構２５が、サポート１９におけるロータ２９の回入側と回出側の双方に設けられたアーム部３１に対して、推力発生機構２５の半径方向外側に配置された取付部５９を介して固定される。このため、推力発生機構２５は、拡開駆動中心軸を、インナパッド２１及びアウタパッド２３の中央位置（略重心位置）に、一致させた安定配置を容易に実現できる。

また、本実施形態のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１では、推力発生機構２５がシリンダボディ５７に収容される。また、電動モータ１５と減速機構８３がモータギヤハウジング７３に収容される。そして、シリンダボディ５７とモータギヤハウジング７３とは、一体的にサポート１９に固定される。これにより、キャリパ１３の重量負荷が低減される。
更に、モータギヤハウジング７３には、電動モータ１５と減速機構８３とが同軸上に配設されている。この同軸は、シリンダボディ５７の軸線と同方向で平行に配置（オフセット配置）される。モータギヤハウジング７３には、同軸上に配された電動モータ１５と減速機構８３との軸方向の略中央位置に、出力歯車９１が配設される。電動モータ１５の動力は、減速機構８３を介して、減速機構８３の最終出力ギヤ９３によってこの出力歯車９１に入力される。すなわち、推力発生機構２５には、この出力歯車９１を介して、電動モータ１５からの動力が減速されて入力される。

従って、本実施形態のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１では、シリンダボディ５７とモータギヤハウジング７３とがオフセット配置されるので、これらが同軸上に配される構造に比べ、軸方向の長さを短くできる。また、モータギヤハウジング７３における軸方向の略中央位置から、出力歯車９１によって電動モータ１５からの動力を推力発生機構２５へ出力できる。これにより、シリンダボディ５７とモータギヤハウジング７３とをコンパクトに一体化できる。その結果、フローティング型電動ディスクブレーキ装置１１では、キャリパ摺動部に対する重量バランスが良好となり、振動が生じにくくなる。また、キャリパ１３の保持、摺動性能も向上する。

また、本実施形態のフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１では、電動モータ１５が駆動され、最終出力ギヤ９３に噛合する出力歯車９１が回転されると、出力歯車９１と噛合する伝達ギヤ１０５を介して駆動スピンドル１７が回転される。駆動スピンドル１７が回転されると、駆動側ロータ１０１が、駆動スピンドル１７の雄ねじ部９９と駆動側ロータ１０１のねじ孔１０７との螺合に基づいて、被駆動側ロータ１１７と共に、駆動スピンドル１７の先端側に平行移動（ロータ２９に向けて、回転せずに移動）する。この平行移動により、インナパッド側ピストン７７が押し出され、インナパッド２１がロータ２９に押し付けられる。

駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７がそれ以上、ロータ２９に向けて移動することに対する抵抗が大きくなると、このうちの駆動側ロータ１０１が駆動スピンドル１７と共に回転し、この駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７とが相対回転する。すると、転動体１１９が、転動しながら、被駆動側ランプ部１２３と駆動側ランプ部１２１のうちで浅い側に移動し、駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７との間隔が拡がる。

駆動側ロータ１０１と被駆動側ロータ１１７との間隔が拡がることによって、インナパッド２１と反対側に設けられている駆動スピンドル１７のインナ側端１１５が、インナパッド２１から離反する方向に押し出される。インナ側端１１５は、インナパッド２１からの反力を受けて押し出されることで、キャリパ１３の本体壁部４１を押圧する。これにより、キャリパ１３は、本体壁部４１がインナパッド２１から離反する方向に移動する。この際、駆動スピンドル１７は、伝達ギヤ１０５に対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされるので、インナパッド２１から離反する方向の移動に支障をきたすことはない。このことにより、キャリパ１３は、爪部４３に保持されたアウタパッド２３をロータ２９に押し付ける。つまり、推力発生機構２５が、インナパッド２１と本体壁部４１との間を拡開することにより、インナパッド２１及びアウタパッド２３のそれぞれがロータ２９の軸方向側面に押し付けられることになる。

したがって、本実施形態に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置１１によれば、キャリパ１３の重量負荷を低減して円滑な作動と耐振性向上を実現できる。

ここで、上述した本発明に係るフローティング型電動ディスクブレーキ装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 車輪と共に回転するロータの軸方向両側面にそれぞれ配置されたアウタパッド及びインナパッドを前記ロータに押付けて制動するための推力発生機構と、前記推力発生機構を駆動する電動モータと、前記電動モータと前記推力発生機構との間に介装される減速機構とが、前記ロータに隣接して車体に固定され、
前記推力発生機構の回転入力部材と前記減速機構により回転される出力歯車との間には、軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とするスライド機構（１１０）が設けられることを特徴とするフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
［２］ 前記推力発生機構が収容されるシリンダボディと、前記電動モータと前記減速機構が収容されるモータギヤハウジングとが一体的に前記車体に固定され、前記電動モータからの動力が、同軸上に配した前記減速機構を介して最終出力ギヤに入力され、前記最終出力ギヤに噛合して前記電動モータと前記減速機構の間に配置された出力歯車を介して、前記電動モータに対してオフセット配置された前記推力発生機構の前記回転入力部材に出力されることを特徴とする上記［１］に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
［３］ 前記ロータに隣接して車体に固定されるサポートと、前記ロータを跨ぐブリッジ部のインナ側に配置される本体壁部とアウタ側に配置される爪部とが設けられると共に、前記サポートにより前記ロータの軸方向に沿って移動自在に支持されたキャリパと、前記ロータのインナ側に配置されて前記サポートにより前記ロータの軸方向へ移動可能に案内された前記インナパッドと、前記ロータのアウタ側に配置されて前記爪部に保持された前記アウタパッドと、前記インナパッドと前記本体壁部との間に介装され、前記電動モータからの動力により前記インナパッドと前記本体壁部との間を拡開することにより前記インナパッド及び前記アウタパッドをそれぞれ前記ロータの軸方向側面に押付ける推力発生機構と、を備え、前記推力発生機構が、前記サポートにおける前記ロータの回入側と回出側の双方に設けられたアーム部に対して、前記推力発生機構の半径方向外側に配置された取付部を介して固定されることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
［４］ 前記推力発生機構は、送りねじ機構と高効率軸力変換機構との組み合わせにより構成され、前記送りねじ機構が、前記出力歯車により回転される伝達ギヤを介して駆動される回転入力部材としての駆動スピンドルと、前記駆動スピンドルのアウタ側半分に設けた雄ねじ部に螺合する駆動側ロータと、前記駆動スピンドルのインナ側端と前記本体壁部との間に介装されるスラスト軸受とを有し、前記高効率軸力変換機構が、前記駆動側ロータと、被駆動側ロータと、これら駆動側ロータ及び被駆動側ロータの間に介装される転動体とを有し、前記駆動スピンドルが、前記伝達ギヤに対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされる伝達機構を有することを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１つに記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…フローティング型電動ディスクブレーキ装置
１３…キャリパ
１５…電動モータ
１７…駆動スピンドル（回転入力部材）
１９…サポート
２１…インナパッド
２３…アウタパッド
２５…推力発生機構
２９…ロータ
３１…アーム部
３３…アーム部
４１…本体壁部
４３…爪部
４５…ブリッジ部
５７…シリンダボディ
５９…取付部
６１…取付部
７３…モータギヤハウジング
８３…減速機構
９１…出力歯車
９３…最終出力ギヤ
９５…送りねじ機構
９７…ボールランプ機構（高効率軸力変換機構）
９９…雄ねじ部
１０１…駆動側ロータ
１０３…スラスト軸受
１１０…スライド機構
１１７…被駆動側ロータ
１１９…転動体

Claims (4)

1. 車輪と共に回転するロータの軸方向両側面にそれぞれ配置されたアウタパッド及びインナパッドを前記ロータに押付けて制動するための推力発生機構と、前記推力発生機構を駆動する電動モータと、前記電動モータと前記推力発生機構との間に介装される減速機構とが、前記ロータに隣接して車体に固定され、
   前記推力発生機構の回転入力部材と前記減速機構により回転される出力歯車との間には、軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とするスライド機構が設けられることを特徴とするフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
2. 前記推力発生機構が収容されるシリンダボディと、前記電動モータと前記減速機構が収容されるモータギヤハウジングとが一体的に前記車体に固定され、前記電動モータからの動力が、同軸上に配した前記減速機構を介して最終出力ギヤに入力され、前記最終出力ギヤに噛合して前記電動モータと前記減速機構の間に配置された出力歯車を介して、前記電動モータに対してオフセット配置された前記推力発生機構の前記回転入力部材に出力されることを特徴とする請求項１に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
3. 前記ロータに隣接して車体に固定されるサポートと、前記ロータを跨ぐブリッジ部のインナ側に配置される本体壁部とアウタ側に配置される爪部とが設けられると共に、前記サポートにより前記ロータの軸方向に沿って移動自在に支持されたキャリパと、前記ロータのインナ側に配置されて前記サポートにより前記ロータの軸方向へ移動可能に案内された前記インナパッドと、前記ロータのアウタ側に配置されて前記爪部に保持された前記アウタパッドと、前記インナパッドと前記本体壁部との間に介装され、前記電動モータからの動力により前記インナパッドと前記本体壁部との間を拡開することにより前記インナパッド及び前記アウタパッドをそれぞれ前記ロータの軸方向側面に押付ける推力発生機構と、を備え、前記推力発生機構が、前記サポートにおける前記ロータの回入側と回出側の双方に設けられたアーム部に対して、前記推力発生機構の半径方向外側に配置された取付部を介して固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。
4. 前記推力発生機構は、送りねじ機構と高効率軸力変換機構との組み合わせにより構成され、前記送りねじ機構が、前記出力歯車により回転される伝達ギヤを介して駆動される回転入力部材としての駆動スピンドルと、前記駆動スピンドルのアウタ側半分に設けた雄ねじ部に螺合する駆動側ロータと、前記駆動スピンドルのインナ側端と前記本体壁部との間に介装されるスラスト軸受とを有し、前記高効率軸力変換機構が、前記駆動側ロータと、被駆動側ロータと、これら駆動側ロータ及び被駆動側ロータの間に介装される転動体とを有し、前記駆動スピンドルが、前記伝達ギヤに対して軸方向には相対移動可能、且つ回転力は伝達可能とされる伝達機構を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフローティング型電動ディスクブレーキ装置。

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