JP6837261B2 - ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられ、電動モータの駆動に基づいて作動するブレーキ装置に関する。

自動車等の車両に設けられるブレーキ装置として、特開２０１４−６１５８３号公報（特許文献１）に記載されたディスクブレーキキャリパが知られている。特許文献１のディスクブレーキキャリパは、ピストンを保持するシリンダ部と、一端がシリンダ部と一体的に接続された爪部と、腕部と、を有し、シリンダ部と爪部とをディスクロータを挟む対向位置に配置すると共に、ディスクロータを跨ぐ位置に配置したディスクパス部によって一体的に接続することによって構成される（段落００１２参照）。さらに、特許文献１のディスクブレーキキャリパでは、爪部の先端側（ディスク半径方向のディスクパス部とは反対側）がディスク回転方向の全体にわたって、ディスク軸方向のシリンダ部側に位置するように、爪部のシリンダ部に対向するシリンダ部対向面を傾斜させている（段落００２２及び図２参照）。

また、電動モータの駆動に基づいて作動するブレーキ装置として、特開２０１６−３３４１２号公報（特許文献２）に記載されたディスクブレーキ装置が知られている。特許文献２のディスクブレーキ装置は、電動モータの回転が伝達される回転伝達部材と、回転伝達部材にねじ嵌合されて回転可能、且つ直動可能なシャフト部材と、シャフト部材にねじ嵌合されてシャフト部材の回転によってピストンに軸方向の推力を付与するボールアンドランプ機構と、を有し、シャフト部材には、一端側に回転伝達部材にねじ嵌合する第１のねじ部を形成し、他端側にボールアンドランプ機構にねじ嵌合する第２のねじ部を形成し、第１のねじ部の回転摩擦トルクを第２のねじ部の回転摩擦トルクよりも大きくした回転直動変換機構を備えている（要約参照）。

特開２０１４−６１５８３号公報 特開２０１６−３３４１２号公報

本発明は、自動車等の車両に設けられ、電動モータの駆動に基づいて作動するブレーキ装置を対象とする。以下に示すブレーキ装置を例として、電動モータを用いてブレーキを印加した場合のブレーキ動作機構の概略を説明する。以下、説明の便宜上、図の右方（キャリパ爪部の反対側）を一端側、左方（キャリパ爪部側）を他端側、下方を開放側、上方を根元側、と表す。なお、構成部品および動作機構の詳細説明については、実施例１中に記載する。また、ここで説明される構成は、課題に係る構成を除いて、本発明に係る実施例にも共通する。ここで説明される構成と異なる構成については、実施例で説明される。

図１に、本発明との比較例であるディスクブレーキ装置１の断面模式図を示す。図１のディスクブレーキ装置１では、スピンドル７５とスピンドル７５に嵌合されたシャフトローラ３５とが、ピストン１８の一端側から他端側に向かって、ピストン１８の内側に挿入されている。

電動モータを用いてブレーキを印加（アプライ）する場合、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）は、モータを駆動させて各種ギアを回転させる。このギアの回転によって、モータの回転がスピンドル７５に伝達される。次に、スピンドル７５のアプライ方向への回転により、シャフトローラ３５が回転軸５０の方向に沿ってピストン１８の内面側（底部側）に向かって前進する。その結果、他端側ボールスラスト３９、先端側リテーナスラスト４０およびプレートスラスト４１が一体となって回転軸５０の方向に沿ってピストン１８の内面部に向かって前進し、プレートスラスト４１の押圧部４１ａがピストン１８の内面部に当接する。この当接により、ピストン１８が前進してピストン１８の他端側がインナブレーキパッド２に当接する。さらにモータのアプライ方向への回転駆動が継続されると、ピストン１８は、シャフトローラ３５の移動によりインナブレーキパッド２を押圧し、アウタブレーキパッド３と共にディスクロータＤを挟むことによって、ブレーキ力である推力を発生させる。キャリパ本体８は、キャリパ爪部４、ディスクパス部５およびシリンダ部６によって構成されている。

次に、図２に、本発明との比較例であるディスクブレーキ装置１について、推力印加時のキャリパ全体の変形模式図を示す。なお、本明細書では、説明の便宜上、スピンドル７５の一端側を基準（すなわちスピンドル７５の一端側を固定点）として変形図を示す。

キャリパ爪部４およびディスクパス部５は、ディスクパス部５の一端側が固定された片持ち梁の状態であるため、アウタブレーキパッド３から伝達される推力がキャリパ爪部４の内面に印加されることによって、キャリパ爪部４の開放側（先端側、すなわちディスクロータＤの半径方向におけるディスクパス部５とは反対側）はシリンダ部６から離れる方向に弾性変形する。以下、回転軸５０の垂直面とキャリパ爪部内面７との角度をたわみ角５１と表す。キャリパ爪部４にたわみが発生した場合、ピストン１８は、そのたわみに追従して変形するため、ピストン１８の内面で接するプレートスラスト４１も回転軸５０に対して傾く変形となる。よって、シャフトローラ３５およびスピンドル７５には、プレートベース３１部を固定端とした曲げ変形が発生する。スピンドル７５のねじ部７６には、シャフトローラ３５から伝わる推力に起因した応力が発生するが、スピンドル曲げ変形が発生すると、曲げ変形に起因した応力が新たに発生する。したがって、スピンドル７５のねじ部７６に発生する応力が増加し、設計上の制約条件が厳しくなるという課題が存在する。

スピンドル曲げ変形に起因した応力増加を抑制する手段として、キャリパ爪部４の内面（シリンダ部との対向面）７の形状を回転軸５０に対して傾けて加工しておく構造案が考えられる。例えば、特許文献１である。

図３に、本発明との比較例であるディスクブレーキ装置１について、キャリパ爪部４の内面形状７を傾けて加工した構成の模式図を示す。

図３のディスクブレーキ装置１では、キャリパ爪部４の開放側は、シリンダ部６に近づくように加工されている。ここで、電動ブレーキを作動させてキャリパ爪部４にピストン１８の推力を印加した場合、キャリパ爪部４の開放側は、シリンダ部６から離れる方向（すなわち他端側）に変形する。しかし、キャリパ爪部の内面７は、あらかじめ傾いた形状に加工されているため、推力を印加された状態におけるたわみ角５１は、加工が施されていないキャリパの場合よりも減少する。この場合、ピストン１８の変形量も減少するため、最終的に、スピンドル７５に発生する曲げ変形量も減少する。よって、スピンドル７５のねじ部７６における、曲げ変形に起因した応力増加は抑制される。

しかし、図３の構造において通常の液圧ブレーキを作用させる際、以下の課題が発生する。

通常の液圧ブレーキを作用させるために、運転車がブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキペダルの踏力に応じた液圧がキャリパ内の液圧室２１に供給される。これにより、ピストン１８が前進（図中の他端側方向）してインナブレーキパッド２をディスクロータＤに押し付けて、車両の制動力を発生させている。ここで、運転車によるペダルへの踏力値は一定ではないため、ブレーキ力も一定ではない。したがって、通常の液圧ブレーキを作用させる際のキャリパ爪部４のたわみ角５１は一定とはならず、キャリパ爪部の内面７とアウタブレーキパッド３の他端側３ａとは、平行状態で接するとは限らない。この場合、キャリパ爪部４の先端部のみがアウタブレーキパッド３と接触することにより、キャリパ爪部４とブレーキパッド３との接触が部分接触（片当りの状態）になる。このため、ブレーキパッド２，３が偏摩耗し、ブレーキパッドの寿命が低下する恐れがある。

そこで本発明の目的は、構成部品に発生する曲げ変形を抑制し、且つキャリパ爪部とブレーキパッドとの片当りを抑制することができるブレーキ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のブレーキ装置は、
スピンドルを含み前記スピンドルの回転運動を直線運動に変換して推力を発生する回転直動変換機構と、前記回転直動変換機構の前記推力を受けてブレーキパッドに前記推力を伝達するピストンと、前記回転直動変換機構及び前記ピストンを支持するキャリパ本体と、を備え、
前記キャリパ本体は、前記ピストンとの間でブレーキパッド及びディスクロータを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパ爪部と、前記キャリパ爪部を片持ち梁状に支持する跨ぎ部と、を有し、
前記ピストンは、前記スピンドルの回転軸線に直交してディスクロータと平行に広がる平面部を有して、当該平面部を底部の外側面とする有底筒状に構成されると共に、当該平面部がブレーキパッドに対して前記推力を伝達する推力伝達部を構成し、
前記推力伝達部と前記スピンドルとの間の推力伝達経路に、前記回転軸線に直交する平面に対して傾斜した平面で構成される斜面を形成する斜面形成部と、前記斜面形成部を押圧して前記ピストンに前記推力を伝達する推力伝達部材と、が設けられ、
前記斜面形成部の前記斜面は、前記推力を印加していない状態において、当該斜面が前記推力の印加時に当接する当接部との間に、
前記推力伝達部材は、前記斜面形成部に当接して前記斜面形成部を押圧する押圧部が前記回転軸線に対して垂直に構成され、
前記斜面形成部の前記斜面は、前記推力を印加していない状態において、当該斜面が前記推力の印加時に当接する当接部との間に、前記キャリパ爪部の先端側から基端側に向かって大きくなる隙間を構成する。
また、本発明のブレーキ装置は、
スピンドルを含み前記スピンドルの回転運動を直線運動に変換して推力を発生する回転直動変換機構と、前記回転直動変換機構の前記推力を受けてブレーキパッドに前記推力を伝達するピストンと、前記回転直動変換機構及び前記ピストンを支持するキャリパ本体と、を備え、
前記キャリパ本体は、前記ピストンとの間でブレーキパッド及びディスクロータを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパ爪部と、前記キャリパ爪部を片持ち梁状に支持する跨ぎ部と、を有し、
前記ピストンがブレーキパッドに対して推力を伝達する前記ピストン上の推力伝達部と前記スピンドルとの間の推力伝達経路に、推力を伝達する推力伝達部材を備え、
前記スピンドルは、一端部が前記キャリパ本体に形成された孔部から前記キャリパ本体の外部に突出し、他端部側に前記推力伝達部材がねじ嵌合されるねじ部を有し、
前記スピンドルに、推力が発生していない初期状態において、前記スピンドルの中間部が前記跨ぎ部側に向かって凸となる曲げ変形を与える。

本発明によれば、特に構成部品であるスピンドルの曲げ変形量が抑制されて、各種構成部品に発生する応力が低減されるため、ブレーキ装置の構造信頼性を向上できる。また、キャリパ爪部とブレーキパッドとが片当りせず、ブレーキパッドの偏摩耗を抑制できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明との比較例であるディスクブレーキ装置のキャリパ構造全体を示す断面模式図である。 本発明との比較例であるディスクブレーキ装置について、キャリパでの推力印加時の変形模式図を示す図である。 本発明との比較例であるディスクブレーキ装置のキャリパ構造の全体を示す断面模式図である。 本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。 本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置の回転直動変換機構部の斜視図である。 本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置のピストンの斜視図である。 本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置での推力印加時の変形模式図である。 本発明の第一実施例に係る、スピンドル（又はローラ部品）に発生する応力値の模式図である。 本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。 本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置のプレートスラスト部品の斜視図である。 本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置のピストン内面の斜視図である。 本発明の第三実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。 本発明の第四実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。

以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［実施例１］
本実施例のブレーキ装置の基本構成について、図４〜６を用いて説明する。図４は、本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置１の断面図である。なお、キャリパ本体８は、単純化した構造で示している。図５は、本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置１の回転直動変換機構部１１の斜視図である。なお、回転直動機構部１１の内部構造を説明するため、ナットローラ３４は非表示としている。図６は、本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置１のピストン１８の斜視図である。

図４に示すように、ディスクブレーキ装置１には、車両の回転部に取り付けられたディスクロータＤを挟んで軸方向両側に配置された一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ本体８と、回転直動変換機構１１と、が設けられている。なお、一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ本体８とは、車両の非回転部に固定されたブラケットにディスクロータＤの軸方向へ移動可能に支持されている。インナブレーキパッド２の一端側には、突起部２６が設けられている。突起部２６は、ピストン１８の他端側面に設けられる凹部２４と係合し、ピストン１８の回り止めを行う機能を有する。以下、説明の便宜上、図の右方（キャリパ爪部の反対側）を一端側、左方（キャリパ爪部側）を他端側、下方を開放側、上方を根元側、と表す。

キャリパ本体８は、インナブレーキパッド２側（一端側）に配置されるシリンダ部６と、アウタブレーキパッド３側（他端側）に配置されるキャリパ爪部４と、シリンダ部６とキャリパ爪部４との間に位置するディスクパス部（跨ぎ部）５とを有している。上述した「開放側」及び「根元側」は、シリンダ部６、キャリパ爪部４及びディスクパス部５を含むキャリパ本体８の形状に基づいており、「開放側」を先端側「根元側」を基端側と呼ぶ場合もある。

シリンダ部６には、インナブレーキパッド２側に開口するボア部９が形成され、一端側に位置するボア部９の底面６ｂには孔部１０が設けられている。ボア部９の内周面には、ピストン１８が配置される。ディスクパス部５は、シリンダ部６の根元側に位置し、回転軸線５０方向に他端側（キャリパ爪部４側）へ延設され、ディスクロータＤを跨いでシリンダ部６とキャリパ爪部４とを接続している。すなわちキャリパ爪部４は、ディスクパス部５によってシリンダ部６に片持ち梁状に支持されている。キャリパ爪部４は、ディスクパス部５のシリンダ部６側とは反対側に位置し、回転軸線５０に垂直な方向に延出してアウタブレーキパッド３に対向するようになっている。つまり、キャリパ爪部４は、ディスクロータＤに対してピストン１８とは反対側に設けられ、キャリパ爪部４の内面（シリンダ部対向面）７とシリンダ部６の内面（キャリパ爪部対向面）６ａとはアウタブレーキパッド３、ディスクロータＤ及びインナブレーキパッド２を介して対向している。キャリパ爪部４の内面７は、平面状をなしており、回転軸線５０に直交している。またキャリパ爪部４の内面７は、アウタブレーキパッド３、ディスクロータＤ及びインナブレーキパッド２を介してピストン１８の平面部２２ａと対向している。

ディスクブレーキ装置１では、通常の液圧ブレーキを作用させる場合は、ボア９内の液圧室２１に供給されるブレーキ液によってピストン１８をディスクロータＤ側に前進させ、このピストン１８でインナブレーキパッド２を押圧し、アウタブレーキパッド３と共にディスクロータＤを挟むことによって、ブレーキ力である推力を発生させる。

ピストン１８は、シリンダ部６のボア部９内に回転軸線５０方向に摺動可能に挿入されており、図４に示すように底面２２がインナブレーキパッド２の一端側の面に対向するように配置されている。図４及び６に示すように、ピストン１８は、底部２２と円筒部２３とからなる有底のカップ状に形成される。

ピストン底部２２の他端側の平面部（端面部）２２ａは、回転軸線５０に直交し、ディスクロータＤと平行に広がる平面となっている。一方、ピストン底部２２の一端側の平面部（端面部）２５、すなわち回転直動変換機構１１と対向する平面部２５は、図４に示す通り、回転軸線５０に対して傾いた形状となっており、開放側に向かって、底部２２の厚さが厚くなっている。

また、図６に示す通り、ピストン底部２２の、インナブレーキパッド２に対向する他端面の外周側に凹部２４が１箇所設けられている。この凹部２４は、インナブレーキパッド２の突起部２６に係合し、ピストン１８の回転方向回り止めおよび位置決めを行っている。凹部２４の周方向の位置は、ピストン底部２２が最も薄くなっている箇所に設けられている。ピストン１８の周方向の設置位置は、図４に示す通り、凹部２４が根元側となるように設置される。この場合、ピストン内面の平面部２５は、開放側がシリンダ側（すなわち一端側）に近づくように傾斜している。すなわちピストン内面の平面部２５は、根元側に対して、開放側が回転直動変換機構１１或いはピストン１８の開口側に近づくように傾斜している。

次に、回転直動変換機構１１について説明する。本実施例で示す回転直動変換機構１１は、ローラ部品４２を用いることを特徴とする機構であり、以下、ローラ方式機構との表記も用いる。

回転直動変換機構１１は、図示していないモータの回転を直線方向の運動（以下、直動という）に変換し、ピストン１８に推力を付与して、ピストン１８を制動位置で保持する。回転直動変換機構１１は、シリンダ６の底壁６ｂとピストン内面の平面部２５との間に収納される。すなわち回転直動変換機構１１は、ピストン１８と共にキャリパ本体８のシリンダ部６に支持されている。以下、構成部品について、説明する。

プレートベース３１は、シリンダ６の底面部６ｂにおいて、図示しないピンによって固定され、ナットローラ３４に対して回り止めさている。プレートベース３１は、円板状に形成され、その径方向中心には、スピンドル７５が設置される孔部３１ａが施されている。

スピンドル７５は、モータの回転が伝達される回転伝達部材として構成され、シリンダ部６およびプレートベース３１に対して回転可能に支持され、図示しないギアユニットを介してモータからの回転運動が伝達される。スピンドル７５の他端側の外周面にはねじ部７６が形成され、内周面にねじ部３５ａが形成されたシャフトローラ３５とねじ嵌合される。スピンドル７５がアプライ方向へ回転することによって、ねじ嵌合されたシャフトローラ３５は、他端側方向へ前進する。

スピンドル７５の一端側は、多角形状部７７が形成されている。この部分は図示しないギアユニットと接続することによって、モータの回転トルクを伝えることができる。

ローラ４２は、円環山形状となっており、その円環山部において、シャフトローラ３５の外周面の円環溝部に嵌合し、回転可能に軸方向に保持されている。またローラ４２は、円環山部において、ナットローラ３４の内周面のねじ山部に嵌合し、回転可能に軸方向に保持されている。ローラ４２は、シャフトローラ３５の外周面の周方向に複数個配置されている。

ナットローラ３４は、プレートベース３１と径方向に嵌合し、回り止めされている。ナットローラ３４の内面には、ねじ加工が施されており、このねじ部において、ローラ４２を保持している。ケージローラ３６は、シャフトローラ３５の外周面に配置され、複数個の長穴部３６ａを有する。この長穴部３６ａにローラ４２が設置される。長穴部３６ａの他端側端面とローラ４２の端面とが接し、後述のスプリング荷重をローラ４２に伝達する。長穴部３６ａは、ローラ４２の外形部と周方向に接する。

ケージローラ３６の他端側端面は、プレートスプリング３７と摺動する。プレートスプリング３７は、左端面がスプリング３８と接し、右端面がケージローラ３６と接する。プレートスプリング３７は、スプリング３８の予圧をケージローラ３６に伝える機能を有する。スプリング３８は、シャフトローラ３５の外周面（外周側）に位置し、ケージローラ３６に対して軸方向に予圧を与える。

シャフトローラ３５は、内面部にねじ加工があり、外周部には円環溝加工が施されている。ここで、内面部は、スピンドル７５とねじ嵌合しており、外周部の円環溝は、ローラ４２の円環山部と嵌合している。シャフトローラ３５の他端側にはボールスラスト用溝部が形成されており、プレートスラスト４１との間で、リテーナスラスト４０とボールスラスト３９とを保持する。ローラ４２を円環溝で軸方向に保持して回動可能とし、アプライ時はボール溝部からの軸力をローラ４２に伝え、リリース時はローラ４２からの反力をねじ部に伝える。

上述したローラ４２の円環山部は、ローラ４２の外周面に環状の山部（凸部）として形成され、上述したシャフトローラ３５の円環溝は、シャフトローラ３５の外周面に環状の溝部（凹部）として形成される。ローラ４２の円環山部とシャフトローラ３５の円環溝とは相互に係合可能な幅と間隔とを有する。

一端側ボールスラスト３２は、スピンドル７５のボール溝部７５ａとプレートベース３１との間に位置し、スピンドル７５からの軸力を、回転しながら、プレートベース３１に伝える。他端側ボールスラスト３９は、プレートスラスト４１とシャフトローラ３５との間に位置し、シャフトローラ３５を回転させる。また、プレートスラスト４１からの推力を、シャフトローラ３５側に伝える機能を有する。

一端側リテーナスラスト３３は、ボール溝部７５ａとベースプレート３１との間に設置され、一端側ボールスラスト３２を保持している。他端側リテーナスラスト４０は、ボール溝部とプレートスラスト４１間に位置し、他端側ボールスラスト３９を保持している。

次に電動ブレーキを作動する際の動作機構について、図４を用いて説明する。

電動モータを用いてブレーキを印加（アプライ）する場合、ＥＣＵは、モータを駆動させて各種ギアを回転させる。このギアの回転によって、モータの回転がスピンドル７５に伝達される。次に、スピンドル７５のアプライ方向への回転により、シャフトローラ３５が回転軸線５０の方向に沿ってピストン１８の内面側（底部２２側）に向かって前進する。その結果、他端側ボールスラスト３９、先端側リテーナスラスト４０およびプレートスラスト４１が一体となって回転軸線５０の方向に沿ってピストン１８の内面部に向かって前進し、プレートスラスト４１の押圧部４１ａがピストン１８の内面部に当接する。この当接により、ピストン１８が前進してピストン１８の他端側の平面部（端面部）２２ａがインナブレーキパッド２に当接する。さらにモータのアプライ方向への回転駆動が継続されると、ピストン１８は、シャフトローラ３５の移動によりインナブレーキパッド２を押圧し、アウタブレーキパッド３と共にディスクロータＤを挟むことによって、ブレーキ力である推力を発生させる。

次に、図７を用いて、推力印加時のキャリパ全体の変形について説明する。図７は、本発明の第一実施例に係るディスクブレーキ装置での推力印加時の変形模式図である。なお、図７では、説明を分かり易くするため、弾性変形（撓み）の状態を誇張して描いている。

キャリパ爪部４およびディスクパス部５は、ディスクパス部５の一端側が固定された片持ち梁の状態であるため、アウタブレーキパッド３から伝達される推力がキャリパ爪部４の内面に印加されることによって、キャリパ爪部４は開放側（先端側）がシリンダ部６から離れる方向に弾性変形して撓む。キャリパ爪部４に撓みが発生した場合、ピストン１８はその撓みに追従して、ピストンの軸線（図４の回転軸線５０に重なる中心線）が撓んで底部２２の平面部２２ａがディスクパス部５の方に向きを変えるように変形する。

ここで、本実施例の場合、あらかじめピストン１８の内面２５に斜面加工を施してある。したがって、電動ブレーキを作動させて推力を印加させた場合、ピストン１８全体の変形状態は、従来と同じように傾きが発生するが、傾きの発生に伴って、ピストン１８の内面２５のたわみ角度は減少する。ピストン１８外側の平面部２２ａのたわみ角度（すなわちキャリパ爪部のたわみ角度）が、あらかじめピストン１８の内面２５に加工した斜面角度（傾斜角度）θ２５（図４参照）と一致すると、ピストン１８の内面２５の角度は、回転軸線５０に対して、垂直となる。この場合、プレートスラスト４１は、回転軸線５０に対して垂直となる。すなわち、プレートスラスト４１の押圧部４１ａの成す環状面が回転軸線５０に対して垂直となる。よって、スピンドル７５には曲げ変形が発生せず、スピンドルねじ部７６およびローラ部品４２に発生する応力の増加を抑制することが可能となる。ここで、ピストン内面２５の斜面角度θ２５とたわみ角５１は、キャリパ８が最も変形するときの角度と略一致するように設計する。両角度が一致しない場合は、完全に曲げ変形を抑制することはできないが、斜面角度θ２５を設けておくことによって、所望の推力を印加した際の曲げ変形量は、斜面角度θ２５を設けてない場合よりも減少する。したがって、スピンドルねじ部７６に発生する最大応力値を低減できる。

ここで、スピンドルねじ部７６(又はローラ部品４２)に発生する応力について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第一実施例に係る、スピンドル（又はローラ部品）に発生する応力値の模式図である。

斜面角度θ２５を設けた場合、推力を印加しはじめた初期段階においては、スピンドル７５及びローラ部品４２に曲げ変形が発生すると考えられる。以下、スピンドル７５及びローラ部品４２に発生する曲げ変形について、スピンドル７５に発生する曲げ変形として説明する。ローラ部品４２にもスピンドル７５に発生する曲げ変形と同様な曲げ変形が発生する。

図８において線Ａは、スピンドル７５に曲げ変形が発生せず、推力のみが印加された場合に発生する応力挙動である。線Ｂは、比較例の構造(図１，２)で示した通り、スピンドル７５に曲げ変形が発生する場合の応力挙動である。線Ｃは、本実施例における応力挙動である。線Ｃに示す通り、スピンドル７５に発生する応力は初期段階に曲げ変形が発生する影響によって増加するが、その後、スピンドル７５の曲げ変形量は徐々に減少するため、曲げ変形に起因して発生する応力は徐々に減少する。最終的な推力値を印加した場合、本実施での発生応力値は、従来構造の線Ｂで示す発生応力よりも減少する。発生応力を低減させることによって、設計上の制約条件を緩和できる。なお、ピストン１８の斜面角度θ２５は、最大推力を印加した際のキャリパ爪部４のたわみ角５１と略一致させるか、たわみ角５１以下とする。ピストン１８の斜面角度θ２５が最大推力印加時のキャリパ爪部たわみ角度５１よりも大きくなった場合、最大推力印加時に、スピンドル７５の曲げ変形が残存した状況となり、曲げ変形低減の効果を十分に得ることができないためである。また、推力を印加しはじめた初期段階に発生するスピンドル７５の曲げ変形も大きくなり、斜面角度θ２５をたわみ角度５１以下とすることで推力印加の初期段階に発生するスピンドル７５の曲げ変形を抑制することができる。

次に、パッド偏摩耗について説明する。「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、キャリパ爪部内面７を回転軸線５０に対して傾けて加工しておくと、パッド２，３に偏摩耗が発生する可能性がある。

本実施例では、キャリパ爪部内面７を回転軸線５０に対して傾けて加工しておく形状とはなっておらず、キャリパ爪部内面７は回転軸線５０に対して垂直な形状となっている。したがって、通常の液圧ブレーキを作用させた際、キャリパ爪部４の先端がアウタブレーキパッド３と片当りすることはなく、キャリパ爪部内面７はアウタブレーキパッド３の他端側の面と平行状態で接触する。よって、本実施例では片当りによるブレーキパッド２，３の偏摩耗を抑制することができ、ブレーキパッド２，３の寿命を向上できる。

本実施例では、ピストン１８がブレーキパッド２に対して推力を伝達するピストン１８上の推力伝達部（外側の平面部２２ａ）とスピンドル７５との間の推力伝達経路に、スピンドル７５の回転軸線５０に直交する平面に対して傾斜した斜面（内側の平面部２５）を設けている。そして、推力伝達経路の途中に設けられる推力伝達部材（プレートスラスト４１）を斜面２５に当接させて推力を伝達するように構成される。

［実施例２］
本実施例のブレーキ装置の基本構成について、図９〜１１を用いて説明する。図９は、本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。図１０は、本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置のプレートスラスト部品の斜視図である。図１１は、本発明の第二実施例に係るディスクブレーキ装置のピストン内面の斜視図である。本実施例の構成は、基本的に実施例１と同じであり、実施例１と異なる箇所のみを説明する。

図９，１１に示す通り、ピストン底部２２の他端側の平面部２２ａは、回転軸線５０に直交し、ディスクロータＤと平行に広がる平面となっている。また、ピストン底部２２の一端側の回転直動変換機構１１と対向する平面部２５も、回転軸線５０に直交し、ディスクロータＤと平行に広がる平面となっている。すなわち、平面部２２ａと平面部２５とは平行である。

図１１に示す通り、ピストン１８は底部２２と円筒部２３とからなる有底のカップ状に形成されており、円筒部２３の内面（内周面）２３ａには、回転軸線方向に延設された内周溝２７が形成されている。一方、プレートスラスト４１は、図１０に示す通り、外周部に外周面から径方向外側に突出する突起部２８を有する。突起部２８は、ピストン内周溝２７に嵌め合わせて両者を係合させることによって、プレートスラスト４１の回り止めおよび周方向の位置決めを行う機能を有する。

図９および図１０の側面図に示す通り、プレートスラスト４１の厚さは、開放側に向かって厚くなっている。なお、本図では、ボール溝を設置するための溝形状の図示は省略している。

次に、動作機構と効果について説明する。

動作機構は、実施例１での内容とほぼ同じである。推力印加時に、ピストン１８は、回転軸線５０に対して傾きが発生する。実施例１では、ピストン内面２５の形状が斜面角度θ２５の斜面となっていたため、推力印加時にプレートスラスト４１およびスピンドル７５の曲げ変形が抑制される構造となっていた。これに対して、実施例２では、プレートスラスト４１が斜面角度（傾斜角度）θ４１を有する斜面形状となっている。そのため、推力印加時にキャリパ爪部４の弾性変形によりピストン内面２５が傾いた際、プレートスラスト４１の他端側面は、ピストン内面２５に追従して傾く。しかし、プレートスラスト４１の厚さは開放側に向かって厚くなっているため、プレートスラスト４１の一端側は回転軸線５０に対して垂直な角度に近づく。したがって、スピンドル７５の曲げ変形が抑制され、スピンドル７５(またはローラ４２)に発生する応力も低減される。

上述したように、本実施例では、プレートスラスト４１の斜面角度θ４１が実施例１のピストン１８の斜面角度θ２５の機能を実現する。このために、斜面角度θ４１は斜面角度θ２５と同様に設定される。

本実施例では、ピストン１８の底部２２の平面部２２ａと平面部２５とが平行であり、ピストン１８の加工が容易になる。一方、プレートスラスト４１はピストン１８と比べて単純な板状の部材であり、容易に斜面角度（傾斜角度）θ４１を設けることができる。

本実施例では、ピストン１８がブレーキパッド２に対して推力を伝達するピストン１８上の推力伝達部（外側の平面部２２ａ）とスピンドル７５との間の推力伝達経路に、スピンドル７５の回転軸線５０に直交する平面に対して傾斜した斜面をプレートスラスト４１に設けている。そして、推力伝達経路の途中に設けられる推力伝達部材（シャフトローラ３５の他端側に配置されたボールスラスト３９）をプレートスラスト４１の斜面に当接させて推力を伝達するように構成される。

［実施例３］
本実施例のブレーキ装置の基本構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の第三実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。本実施例の構成は、基本的に実施例１と同じであり、実施例１と異なる箇所のみを説明する。

ピストン底部２２の他端側の平面部２２ａは、回転軸線５０に直交し、ディスクロータＤと平行に広がる平面となっている。また、ピストン底部２２の一端側の回転直動変換機構１１と対向する平面部２５も、回転軸線５０に直交し、ディスクロータＤと平行に広がる平面となっている。すなわち、平面部２２ａと平面部２５とは平行である
図１２に示す通り、シリンダ部６のボア部９の底面６ｂには孔部１０が設けられている。実施例１での孔部１０の中心軸は、回転直動機構１１の回転軸線５０と一致する位置関係であった。一方、本実施例では、孔部１０の中心軸５２は、回転軸線５０に対して傾いており、孔部中心軸５２の一端側（孔部１０の外部開口側）に対して他端側（ボア部９内への開口側）が根元側へ向かう形状となっている。すなわち中心軸５２は、一端側が他端側よりもキャリパ爪部４の先端部に近い位置あり、他端側が一端側よりも根元側に近い位置にある。これは、孔部１０は、スピンドル７５の回転軸線５０に対して、キャリパ本体８（シリンダ部６）の外側に開口する外側開口部がキャリパ本体８の内側に開口する内側開口部よりもキャリパ爪部４の開放側（先端側）で、且つ回転軸線５０から離れた位置に設けらることを意味する。

この孔部１０にスピンドル７５を設置した場合、スピンドル７５の根元部分は、孔部１０の中心軸５２に沿った変形となるため、回転軸線５０に対して傾いた変形となる。一方、スピンドルねじ部７６は、その中心軸がほぼ回転軸線５０に一致する形状となる。これは、ピストン１８やシャフトローラ３５の中心軸が回転軸線５０と一致しているためである。

以上より、スピンドル７５には、推力を印加していない初期状態において、中間部が上（根元側又はディスクパス部５側）に凸となる曲げ変形が発生している。すなわち、スピンドル７５の一端側（孔部１０からボア部９（シリンダ６）の外部に引き出される側）は回転軸線５０に対してキャリパ爪部４の先端部と同じ側に位置し、スピンドル７５の他端側のスピンドルねじ部７６は回転軸線５０と一致する位置にある。

ここで、推力を印加した場合、実施例１にて説明した通り、スピンドル７５には下に凸の曲げ変形が発生する。しかし、スピンドル７５には、初期状態において、上に凸の曲げ変形が発生しているため、推力印加時の曲げ変形は低減される。したがって、スピンドル７５(またはローラ４２)に発生する応力も低減される。

本実施例では、孔部１０を傾斜させて穴加工するだけでよく、製造が容易である。

［実施例４］
本実施例のブレーキ装置の基本構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の第四実施例に係るディスクブレーキ装置の断面図である。図１３では、本実施例のディスクブレーキ装置１の回転直動変換機構１１およびピストン１８の断面を示す。本実施例の構成は、後述する構成以外は実施例１と同じである。

実施例１での回転直動変換機構１１は、ローラ部品４２を用いるローラ方式の機構であったが、本実施例での回転直動変換機構１１は、ローラ部品を使用せず、スピンドル７５およびナット８０を基本構成部品とする。スピンドルねじ部７６には、例えば、ダイヤモンドライクカーボンの成膜を施している。これは、ねじ部の摩擦抵抗を低減し、ねじ効率を向上させるためである。スピンドル一端側には、プレートベース３１およびベアリング部８２が設置されている。

スピンドル７５は、モータ駆動によって回転運動し、その回転によってナット８０は他端側方向へ前進し、ピストン内面２５を押圧する。その後のキャリパ変形挙動および効果は、実施例１に記載の通りであり、最終的には、推力印加時のスピンドル７５の曲げ変形を低減することが可能となる。

本実施例では、ピストン１８がブレーキパッド２に対して推力を伝達するピストン１８上の推力伝達部（外側の平面部２２ａ）とスピンドル７５との間の推力伝達経路に、スピンドル７５の回転軸線５０に直交する平面に対して傾斜した斜面（内側の平面部２５）を設けている。そして、推力伝達経路の途中に設けられる推力伝達部材（ナット８０）を斜面２５に当接させて推力を伝達するように構成される。

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

Ｄ…ディスクロータ、１…ディスクブレーキ装置、２…インナブレーキパッド、３…アウタブレーキパッド、４…キャリパ爪部、５…ディスクパス部、６…シリンダ部、７…キャリパ爪部内面、８…キャリパ本体（４，５，６）、９…ボア部、１０…シリンダ部底面の孔部、１１…回転直動変換機構、１８…ピストン、１９…ボア部、２１…液圧室、２２…ピストン底部、２３…ピストン円筒部、２４…ピストンの凹部、２５…ピストン内面の平面部、２６…インナブレーキパッド２の突起部、２７…ピストン内周溝、２８…プレートスラストの突起部、３１…プレートベース、３２…一端側ボールスラスト、３３…一端側リテーナスラスト、３４…ナットローラ、３５…シャフトローラ、３６…ケージローラ、３７…プレートスプリング、３８…スプリング、３９…他端側ボールスラスト、４０…他端側リテーナスラスト、４１…プレートスラスト、４２…ローラ、５０…回転軸線、５１…たわみ角、５２…ボア孔部の中心軸、７５…スピンドル、７６…スピンドルのねじ部、７７…スピンドルの多角形状部、８０…ナット、８１…一端側ベアリング。

Claims (9)

1. スピンドルを含み前記スピンドルの回転運動を直線運動に変換して推力を発生する回転直動変換機構と、前記回転直動変換機構の前記推力を受けてブレーキパッドに前記推力を伝達するピストンと、前記回転直動変換機構及び前記ピストンを支持するキャリパ本体と、を備え、
   前記キャリパ本体は、前記ピストンとの間でブレーキパッド及びディスクロータを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパ爪部と、前記キャリパ爪部を片持ち梁状に支持する跨ぎ部と、を有し、
   前記ピストンは、前記スピンドルの回転軸線に直交してディスクロータと平行に広がる平面部を有して、当該平面部を底部の外側面とする有底筒状に構成されると共に、当該平面部がブレーキパッドに対して前記推力を伝達する推力伝達部を構成し、
   前記推力伝達部と前記スピンドルとの間の推力伝達経路に、前記回転軸線に直交する平面に対して傾斜した平面で構成される斜面を形成する斜面形成部と、前記斜面形成部を押圧して前記ピストンに前記推力を伝達する推力伝達部材と、が設けられ、
   前記推力伝達部材は、前記斜面形成部に当接して前記斜面形成部を押圧する押圧部が前記回転軸線に対して垂直に構成され、
   前記斜面形成部の前記斜面は、前記推力を印加していない状態において、当該斜面が前記推力の印加時に当接する当接部との間に、前記キャリパ爪部の先端側から基端側に向かって大きくなる隙間を構成するブレーキ装置。
2. 請求項１に記載のブレーキ装置において、
   前記ピストンの前記底部を構成する、当該ピストンの前記平面部とは反対側の内側面が、前記斜面形成部の前記斜面を構成し、
   前記ピストンの前記底部の厚さは、前記キャリパ爪部の基端側から先端側の方向に向うに従って厚くなるように構成されたブレーキ装置。
3. 請求項１に記載のブレーキ装置において、
   前記ピストンは、前記底部を構成する、当該ピストンの前記平面部とは反対側の内側面が前記外側面と平行に構成され、
   前記回転直動変換機構は、前記内側面に当接するプレートスラストを有し、
   前記プレートスラストは、前記斜面形成部の前記斜面が構成されることにより、プレート厚さが前記キャリパ爪部の先端側に向かって厚くなるように構成されたブレーキ装置。
4. 請求項１に記載のブレーキ装置において、
   前記ピストンは、当該ピストンの前記平面部の外周部に凹部が設けられており、
   前記凹部は、ブレーキパッドの突起部に係合し、前記ピストンの回転方向の回り止めおよび位置決めを行うブレーキ装置。
5. 請求項３に記載のブレーキ装置において、
   前記ピストンは、有底筒状の内周面に形成された凹部を有し、
   前記プレートスラストは、外周部に径方向外側に向かって設けられた突起部を有し、
   前記突起部は、前記凹部に係合し、前記プレートスラストの回転方向の回り止めおよび位置決めを行うブレーキ装置。
6. 請求項２に記載のブレーキ装置において、
   前記斜面形成部の前記斜面は、前記回転軸線に直交する平面に対する傾斜角度が、最大推力印加時の前記キャリパ爪部の撓み角度以下であるブレーキ装置。
7. 請求項３に記載のブレーキ装置において、
   前記プレートスラストは、前記回転軸線に沿う方向の両端面のなす角度が、最大推力印加時の前記キャリパ爪部の撓み角度以下であるブレーキ装置。
8. スピンドルを含み前記スピンドルの回転運動を直線運動に変換して推力を発生する回転直動変換機構と、前記回転直動変換機構の前記推力を受けてブレーキパッドに前記推力を伝達するピストンと、前記回転直動変換機構及び前記ピストンを支持するキャリパ本体と、を備え、
   前記キャリパ本体は、前記ピストンとの間でブレーキパッド及びディスクロータを挟み込んでブレーキ力を発生させるキャリパ爪部と、前記キャリパ爪部を片持ち梁状に支持する跨ぎ部と、を有し、
   前記ピストンがブレーキパッドに対して推力を伝達する前記ピストン上の推力伝達部と前記スピンドルとの間の推力伝達経路に、推力を伝達する推力伝達部材を備え、
   前記スピンドルは、一端部が前記キャリパ本体に形成された孔部から前記キャリパ本体の外部に突出し、他端部側に前記推力伝達部材がねじ嵌合されるねじ部を有し、
   前記スピンドルに、推力が発生していない初期状態において、前記スピンドルの中間部が前記跨ぎ部側に向かって凸となる曲げ変形を与えているブレーキ装置。
9. 請求項８に記載のブレーキ装置において、
   前記キャリパ本体に形成された前記孔部は、前記スピンドルの回転軸線に対して、前記キャリパ本体の外側に開口する外側開口部が前記キャリパ本体の内側に開口する内側開口部よりも前記キャリパ爪部の先端側で、且つ前記回転軸線から離れた位置に設けられているブレーキ装置。

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