JPH11287271A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじ機構が故障しても制動力を得られ、かつ
ＡＢＳ制動を良好に果たすことができるディスクブレー
キを提供する。 【解決手段】 ねじ軸１２のシリンダボア２８には、シ
リンダボア液室３１を間にして端部側に第１、第２のピ
ストン２７，２９を収納し、第２のピストン２９に形成
した２つの通路３８にそれぞれ一方向弁３９及びリリー
フ弁４０を設けた。仮にねじ軸１２及びナット６間のね
じ螺合部が破損したり、あるいはモータ４が故障したり
してナット６（モータロータ７）が回転しなくなった場
合には、ブレーキペダルを強く踏めばシリンダボア液室
３１にブレーキ液が流れ込んで第１のピストン２７が押
圧されてパッドに当接して制動力を確保することができ
る。モータ４の作動によりねじ軸１２が後退するように
駆動することが可能になり、液圧によるねじ軸１２の押
力をキャンセルすることができＡＢＳ作動を確保でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に設けられ
るディスクブレーキに関し、詳しくはモータ駆動式のデ
ィスクブレーキに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクブレーキの一例として、
モータによりパッドをブレーキロータに押圧するように
した、いわゆるモータ駆動式のディスクブレーキがあ
る。このモータ駆動式のディスクブレーキには、モータ
駆動部が作動しなくなった場合にも液圧によりパッドを
ブレーキロータに押圧して制動力を確保するようにシリ
ンダ機構を備えるように構成したものがある。そして、
このようにシリンダ機構を合わせもったモータ駆動式の
ディスクブレーキは、大略、液圧による押力及びモータ
による押力がパッドに並列的にかかる、いわゆる並列式
のものと、前記両押力が直列的にかかる、いわゆる直列
式のものとに大略分類される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したデ
ィスクブレーキのうち並列式のディスクブレーキでは、
モータ又はねじ機構が作動しなくなっても液圧により制
動力が確保されるが、モータ又はねじ機構が作動しなく
なると、液圧による力が常にかかっている状態となるた
め液圧による押力をキャンセルできず、例えば氷上走行
時等に適正にＡＢＳ制動を果たすことが難しくなる。ま
た、直列式のディスクブレーキでは、ねじ機構が作動し
なくなると制動力を得られなくなってしまうという問題
点がある。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、ねじ機構が故障しても制動力を得られ、かつＡＢＳ
制動を良好に果たすことができるディスクブレーキを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、キャリパ内に
収納されるモータと、モータのロータに形成された雌ね
じ及び該雌ねじに螺合して進退動するねじ軸からなるね
じ機構と、前記ロータと前記キャリパとの間に介装され
て前記ロータを回動可能に支持するベアリングと、前記
ねじ軸の回転を防止する回り止め手段とを備え、前記ね
じ軸が軸方向に移動することによりパッドをブレーキロ
ータに押圧して制動力を発生させるディスクブレーキで
あって、ねじ軸に形成したシリンダボアと、シリンダボ
アの中央部に液室を形成して該シリンダボアの両端側に
収納される第１、第２のピストンとからなるシリンダ機
構を備え、第１のピストンは前記パッドを押圧可能に設
けられ、第２のピストンは、液圧を受けて前記ねじ軸を
前記パッド方向に押圧可能に構成され、かつ第２のピス
トンには前記液室と液圧供給源とを連通する通路を設
け、該通路には前記液室及び液圧供給源間のブレーキ液
の流通を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態のデ
ィスクブレーキを図１ないし図４に基づいて説明する。
図１及び図２において、ディスクブレーキ１は、自動車
の固定部に設けたキャリア２に移動可能に支持されたキ
ャリパ３と、キャリパ３に形成された中空部３ａに収納
されるモータ４及びこのモータ４に駆動されるボールね
じ機構（ねじ機構）５と、ボールねじ機構５のナット６
を含むモータ４のロータ（以下、モータロータとい
う。）７の軸方向への移動によりブレーキロータ８に押
圧される一対のパッド９（以下、適宜、図１右側のもの
をインナパッド９ａ、左側のものをアウタパッド９ｂと
いう。）と、前記キャリパ３にボルト１０により結合さ
れて前記中空部３ａを閉塞する蓋１１とから大略構成さ
れている。インナパッド９ａ及びアウタパッド９ｂは、
それぞれ車体の内側、外側に配置され、かつキャリア２
に対してブレーキロータ８の軸線方向に移動自在に支持
されている。

【０００７】そして、このディスクブレーキ１は、モー
タ４または蓋１１の作用によりボールねじ機構５のねじ
軸１２が図１左方向に移動して、インナパッド９ａをブ
レーキロータ８に押圧し、その反作用でキャリパ３がキ
ャリア２に対して図１右方向に移動してキャリパ３の爪
部１３がアウタパッド９ｂをブレーキロータ８に押圧
し、これにより制動力を発生させるようにしている。

【０００８】キャリパ３は、両端側（図１左右側）が開
口する中空部３ａを有し中空部３ａにモータ４を収納す
る所定長さ（図１左右方向の長さ）のモータ収納部１４
と、モータ収納部１４に図示しないボルト等の結合手段
により結合されてブレーキロータ８を越えてアウタパッ
ド９ｂ側に延びる前記爪部１３と、から大略構成されて
おり、前記中空部３ａの一方（図１右側）の開口部が上
述したように蓋１１により閉塞されている。

【０００９】モータ収納部１４はモータ４の端部からイ
ンナパッド９ａ側（図１左方向）に所定長さ延設され、
この延設部１５の端部に爪部１３を結合したものになっ
ている。

【００１０】モータ４は、前記モータ収納部１４の中空
部３ａに嵌合される所定幅のステータ１６と、ステータ
１６内に配置される前記モータロータ７とからなり、モ
ータロータ７は、ステータ１６の幅方向の中心に配置さ
れている。モータロータ７は、雌ねじ６ａを形成したナ
ット６と、ナット６の外周側に周方向に配置してこのナ
ット６に固着される複数個のマグネット１７とからなっ
ている。ステータ１６には、複数個のコイル（符号省
略）が周方向に配置されている。

【００１１】モータ４は、図２に示すようにモータ用線
材１８を介してコントローラ１９に接続され、コントロ
ーラ１９の制御信号に基づいて各コイルが選択的に通電
され、これにより前記マグネット１７との間に発生する
磁力によりモータロータ７ひいてはナット６を回転させ
るようにしている。このナット６が回転することによ
り、後述するようにねじ軸１２が軸方向（図１左方向
〔制動力発生方向〕、図１右方向〔制動力解除方向〕）
に移動するようになっている。

【００１２】ボールねじ機構５は、前記ナット６とこの
ナット６の雌ねじ６ａに螺合するねじ軸１２とからなっ
ている。ナット６は、ベアリング２０を介してキャリパ
３（モータ収納部１４及びこのモータ収納部１４にボル
ト１０Ａにより固定されたエンコーダ取付板２１）、ひ
いてはモータ収納部１４（延設部１５）に回動可能に支
持されている。ベアリング２０は、その内輪側がベアリ
ング押え２２によりナット６に保持され、外輪側がキャ
リパ３（モータ収納部１４及びエンコーダ取付板２１）
に保持されている。

【００１３】ベアリング２０の近傍には、前記モータロ
ータ７（ナット６）の回転数を検出するエンコーダ２３
が設けられている。エンコーダ２３は、前記ナット６に
ボルト１０Ｂにより取り付けられたスリット（図示省
略）付きの回転円板２４と、前記キャリパ３の爪部１３
におけるモータ収納部１４との取り付け部分に形成され
た凹部２５に位置するようにして前記エンコーダ取付板
２１を介してモータ収納部１４に固着された検出部２６
とからなっている。回転円板２４は、後述する第１のピ
ストン２７を余裕をもって収納する大きさの孔（図示省
略）を有し、第１のピストン２７（ねじ軸１２）の進退
動に影響されずにナット６と共に回転するようになって
いる。

【００１４】ねじ軸１２にはシリンダボア２８が形成さ
れている。シリンダボア２８におけるインナパッド９ａ
側及び蓋１１側には第１、第２のピストン２７，２９が
それぞれシール部材３０Ａ，３０Ｂを介して進退自在に
収納されている。シリンダボア２８における第１、第２
のピストン２７，２９の間の部分には液室（以下、シリ
ンダボア液室３１という）が形成されている。

【００１５】ねじ軸１２の蓋１１側には、ボルト（符号
省略）により回り止め板３２が固着されており、ねじ軸
１２の回動を規制している。回り止め板３２は、シリン
ダボア２８と同径の孔（符号省略）を有する円板部３２
ａと、円板部３２ａから突出形成された複数の突部３２
ｂとからなり、突部３２ｂが前記蓋１１に形成された複
数条の溝３３に挿入されて回動規制されるようになって
いる。なお、突部３２ｂは一つであってもよい。また、
突部３２ｂを一つとした場合、溝３３も一条としてもよ
い。また、突部３２ｂに比して溝３３の数を多く設定し
て位置調整を容易に行うように構成してもよい。

【００１６】第１のピストン２７は、シリンダボア２８
に収納される第１ピストン本体２７ａと、第１ピストン
本体２７ａに連接されるねじ軸１２に比して大径の第１
ピストンフランジ２７ｂとからなり、第１ピストンフラ
ンジ２７ｂがねじ軸１２の端部とインナパッド９ａとの
間に配置されている。第２のピストン２９は、シリンダ
ボア２８及び回り止め板３２の孔に収納される第２ピス
トン本体２９ａと、第２ピストン本体２９ａに連接され
るねじ軸１２に比して大径の有底筒状の第２ピストン円
筒部２９ｂとからなり、第２ピストン円筒部２９ｂが回
り止め板３２を介してねじ軸１２に当接するようになっ
ており、マスタシリンダ（液圧供給源）３４からの液圧
を受けてねじ軸１２をインナパッド９ａ方向に押圧し得
るようになっている。

【００１７】第２ピストン円筒部２９ｂと蓋１１との間
には第２ピストン液室３５が形成されている。第２ピス
トン円筒部２９ｂの端部には切欠３６が形成されてい
る。第２ピストン液室３５は、切欠３６及び蓋１１に形
成されたポート３７を介して、図２に示すようにマスタ
シリンダ３４に連通している。

【００１８】第２ピストン円筒部２９ｂの底部と第２ピ
ストン本体２９ａには、図１及び図４に示すように、一
端側が第２ピストン円筒部２９ｂの内側に開口し、他端
側が第２ピストン本体２９ａの端部に開口する２つの通
路３８が形成されており、シリンダボア液室３１と第２
ピストン液室３５とを連通するようになっている。２つ
の通路３８の一方の通路３８には一方向弁（制御手段）
３９が設けられ、他方の通路３８にはリリーフ弁（制御
手段）４０が設けられている。一方向弁３９はシリンダ
ボア液室３１から第２ピストン液室３５へのブレーキ液
の流れを許容し、リリーフ弁４０は第２ピストン液室３
５からシリンダボア液室３１へのブレーキ液の流れを許
容するようになっている。リリーフ弁４０の開弁圧は所
定圧（図３の点Ａの踏力に相当する圧力）に設定されて
おり、ブレーキペダル４１の踏力が所定の大きさ（図３
の点Ａの踏力）に達するまでは、リリーフ弁４０は閉じ
られた状態になっている。

【００１９】蓋１１は、内筒４２及び外筒４３からなる
有底の二重筒形状をなしている。外筒４３の端部にはフ
ランジ（以下、外筒フランジという）４４が形成されて
いる。外筒フランジ４４がボルト１０によりキャリパ３
に結合されており、これにより蓋１１がキャリパ３に固
着されている。内筒４２の内側にはねじ軸１２の端部が
収納されると共に、第２ピストン円筒部２９ｂがシール
部材３０Ｃを介して進退動可能に収納されている。内筒
４２には、回り止め板３２の突部３２ｂが挿入される前
記溝３３が形成されている。蓋１１の底部には前記ポー
ト３７が形成されていて、内筒４２の内部とマスタシリ
ンダ３４とがポート３７を介して連通されている。本実
施の形態では、シリンダボア２８を有するねじ軸１２
と、シリンダボア２８に収納される第１、第２のピスト
ン２７，２９とからシリンダ機構４５が構成されてい
る。

【００２０】前記マスタシリンダ３４にはブレーキペダ
ル４１の図示しない操作部が連通されており、ブレーキ
ペダル４１の踏力がマスタシリンダ３４に作用して液圧
に変換されて第２ピストン液室３５に作用するようにな
っている。なお、ブレーキペダル４１の操作部には踏力
センサ４６が設けられており、踏力を検出してコントロ
ーラ１９に入力する。

【００２１】上述したように構成したディスクブレーキ
１の作用を次に説明する。ドライバーがブレーキペダル
４１を踏むとマスタシリンダ３４によってポート３７を
介して第２ピストン液室３５にブレーキ液が送られる。
すると、ブレーキ液の液圧がリリーフ弁４０の開弁圧に
達するまでは、通路３８は一方向弁３９及びリリーフ弁
４０により閉じられた状態であり、ブレーキ液の液圧に
よって第２のピストン２９に図１左方向の推力が発生
し、ねじ軸１２を回り止め板３２を介して押圧する。

【００２２】この際、ねじ軸１２とナット６とは可逆性
があることにより、ねじ軸１２が上述したように押圧さ
れることにより、ナット６が自由に回転しつつねじ軸１
２は図１左方向に前進することになる。そして、ねじ軸
１２が前進することにより、第１のピストン２７が押さ
れて第１のピストン２７を介してインナパッド９ａを押
圧し、その反作用でキャリパ３がキャリア２に対して図
１右方向に移動してキャリパ３の爪部１３がアウタパッ
ド９ｂをブレーキロータ８に押圧し、これにより制動力
を発生させるようにしている。この際、図３実線Ｅに示
すように踏力にほぼ比例する大きさの制動力（実線Ｅの
Ｅ₀ 部分参照）が発生する。

【００２３】ブレーキペダル４１を強く踏むと、高い液
圧が発生し、その液圧がリリーフ弁４０の開弁圧以上に
なると、リリーフ弁４０は開弁し、液圧がシリンダボア
液室３１に作用する。そして、この液圧により、第１の
ピストン２７がインナパッド９ａ方向に押圧されること
になる。この場合、第１のピストン２７ひいてはインナ
パッド９ａは、シリンダボア液室３１の液圧による力と
第２のピストン２９、回り止め板３２及びねじ軸１２を
介して伝達される第２ピストン液室３５の液圧による力
により並列的に押されてブレーキロータ８に当接して制
動力（図３実線ＥのＥ₁ 部分参照））を発生する。

【００２４】この後、ブレーキペダル４１から足を離す
と、液圧は下がり、リリーフ弁４０が閉弁すると共に、
一方向弁３９を介してシリンダボア液室３１から第２ピ
ストン液室３５へブレーキ液が流れるようになって、ブ
レーキ液が第２ピストン液室３５側に戻されると共に、
第１、第２のピストン２７，２９がシール部材３０Ａ，
３０Ｂの弾性力により元の位置に戻される。にる。

【００２５】上述した液圧による制動力発生に加えて、
モータ４を作動してねじ軸１２を前進させて前記液圧に
よる作動をアシストすることも可能である。また、液圧
による制動力発生時にねじ軸１２を後退させて制動力を
小さくする（液圧による制動力をキャンセルする）こと
が可能であり、これにより雪道走行時等において車輪が
ロックしないように（すなわち、ＡＢＳ作動するよう
に）することができる。なお、上述したように制動力を
調整するために、車輪の回転速度センサを設け、この回
転速度センサが検出する回転速度に応じてコントローラ
１９の制御信号を調整するように構成することができ
る。

【００２６】また、仮にねじ軸１２及びナット６間のね
じ螺合部が破損したり、あるいはモータ４が故障したり
してナット６（モータロータ７）が回転しなくなった場
合には、ブレーキペダル４１を強く踏めばシリンダボア
液室３１にブレーキ液が流れ込んで第１のピストン２７
が押圧されてパッドに当接して制動力を確保することが
できる。上述した従来技術の直列式のディスクブレーキ
では、ねじ機構が作動しなくなると制動力を得られなく
なってしまうという問題点があったが、本実施の形態に
よれば上述したように第１のピストン２７が押圧されて
制動力を発生するので、上記従来技術が有する問題点を
惹起することがない。また、本実施の形態では、液圧に
よる制動力のキャンセル及びボールねじ機構５またはモ
ータ４の故障時における制動力の確保を、通路３８に一
方向弁３９及びリリーフ弁４０を設けることで果たして
いるので、構造が簡易でありコストアップを小さくでき
る。

【００２７】なお、リリーフ弁４０の開弁圧は、通常制
動時に開かない大きさに設定している。この場合、次の
ことを考慮して開弁圧を決めている。フェード時のよ
うに踏力が大きくなる場合にもリリーフ弁４０が開かな
いように設定すると、その開弁圧は大きくなりフェード
時に大きな踏力が必要とされることを考慮し、この点か
らは踏力が小さくて済むように開弁圧を低くする。リ
リーフ弁４０が開弁すると直接液圧がかかるためＡＢＳ
作動時にこの液圧による押力をモータ４の駆動力でキャ
ンセルできるように開弁圧を設定する。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、上述したように本実施の形態
によれば、モータ又はねじ機構が作動しなくなっても液
圧による第１のピストンが作動して制動力が確保でき
る。また、モータの作動によりねじ軸が後退するように
駆動することが可能になり、液圧によるねじ軸の押力を
キャンセルすることができ、氷上でのＡＢＳ作動を確保
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のディスクブレーキを示
す側断面図である。

【図２】図１のディスクブレーキを含む制御系を示す模
式図である。

【図３】図１のディスクブレーキの踏力と制動力との関
係を示す特性図である。

【図４】図１の第２のピストンに設けた通路を模式的に
示す図である。

【符号の説明】

３ キャリパ ４ モータ ５ ボールねじ機構 ６ ナット ７ モータロータ １２ ねじ軸 ２７ 第１のピストン ２８ シリンダボア ２９ 第２のピストン ３１ シリンダ液室 ４５ シリンダ機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリパ内に収納されるモータと、モー
   タのロータに形成された雌ねじ及び該雌ねじに螺合して
   進退動するねじ軸からなるねじ機構と、前記ロータと前
   記キャリパとの間に介装されて前記ロータを回動可能に
   支持するベアリングと、前記ねじ軸の回転を防止する回
   り止め手段とを備え、前記ねじ軸が軸方向に移動するこ
   とによりパッドをブレーキロータに押圧して制動力を発
   生させるディスクブレーキであって、 ねじ軸に形成したシリンダボアと、シリンダボアの中央
   部に液室を形成して該シリンダボアの両端側に収納され
   る第１、第２のピストンとからなるシリンダ機構を備
   え、第１のピストンは前記パッドを押圧可能に設けら
   れ、第２のピストンは、液圧を受けて前記ねじ軸を前記
   パッド方向に押圧可能に構成され、かつ第２のピストン
   には前記液室と液圧供給源とを連通する通路を設け、該
   通路には前記液室及び液圧供給源間のブレーキ液の流通
   を制御する制御手段を設けたことを特徴とするディスク
   ブレーキ。