WO2014006659A1 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

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WO2014006659A1
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rotor
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electric motor
disc brake
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圭宏 安田
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株式会社Tbk
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    • F16D2127/10Self-amplifying or de-amplifying mechanisms having wedging elements

Definitions

  • the present invention relates to a disc brake device that is used in a vehicle or the like and generates a braking force by friction.
  • Disc brake devices are widely used in vehicles and the like. For example, in response to a depressing operation of a brake pedal, a friction pad is pressed against a rotor that rotates integrally with a wheel to generate a frictional force, thereby braking the rotation of the rotor. Configured.
  • a disc brake device a disc brake device of a type in which a friction pad is pressed against a rotor using hydraulic pressure is known.
  • This type of disc brake device has a configuration in which a piston is operated by hydraulic pressure, and a friction pad facing the rotor is moved and pressed in a direction perpendicular to the rotor.
  • the hydraulically driven disc brake device requires a booster that amplifies the operating force to the brake pedal, and a master cylinder that converts the operating force amplified by the booster to hydraulic pressure. The configuration tends to be complicated.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a disc brake device with an increased degree of freedom in arrangement of an electric motor.
  • a disc brake device comprises a rotor having a disc-shaped braking surface that is connected to a rotating body to be braked and rotates, and a support member that rotatably supports the rotating body (for example, a carrier attached to the axle 2) in the embodiment and disposed opposite to the braking surface of the rotor, a caliper attached to the carrier so as to be movable in a direction perpendicular to the braking surface, A friction pad (for example, the inner pad 43 in the embodiment) disposed opposite to the braking surface, and a braking operation mechanism that is attached to the caliper and performs an operation of pressing the friction pad against the braking surface.
  • a disc brake device configured, wherein the braking operation mechanism is a base member held by the caliper (for example, in the embodiment) A base plate 35), a slide member (for example, a wedge plate 37 in the embodiment) that is disposed opposite to the base member and holds the friction pad, and the slide member is parallel to the braking surface with respect to the base member and A first motion conversion mechanism (for example, a wedge groove 35a, a roller 36, a wedge groove 37a, a clamping unit 39, and a cage 45 in the embodiment) that moves in a direction perpendicular to the braking surface while sliding in the rotational direction of the rotor;
  • An electric motor unit for example, the electric motor 110 in the embodiment
  • An electric motor 110 in the embodiment including an output shaft member (for example, the motor output shaft 112 in the embodiment) that outputs a rotational driving force, and a drive shaft that is rotationally driven by the output shaft member A member (for example, the cam drive shaft 170 in the embodiment), and the drive A second motion conversion mechanism (for
  • the electric motor unit is attached to the caliper so that the output shaft member is positioned on the outer peripheral side with respect to the drive shaft member, and the rotational driving force of the output shaft member is transmitted to the drive shaft member.
  • a driving force transmission mechanism for example, the driving force transmission shaft 130 and the gear unit 140 in the embodiment.
  • the driving force transmission mechanism transmits the rotational driving force of the output shaft member to the driving shaft member while allowing an inclination between the axis of the output shaft member and the axis of the driving shaft member.
  • a possible configuration is preferred.
  • the driving force transmission mechanism has a configuration using gears (for example, the input side spur gear 150 and the output side spur gear 160 in the embodiment).
  • the electric motor unit is attached to the caliper so that the output shaft member is positioned on the outer peripheral side with respect to the drive shaft member, and the rotational driving force of the output shaft member is transmitted to the drive shaft member.
  • a driving force transmission mechanism is provided.
  • the electric motor unit is arranged at a position other than the axis of the drive shaft member to increase the degree of freedom of arrangement of the electric motor unit, and the rotational driving force of the electric motor unit is surely driven by the driving force transmission mechanism. It can be transmitted to the member.
  • the driving force transmission mechanism can transmit the rotational driving force while allowing an inclination between the axis of the output shaft member and the axis of the driving shaft member. Since the caliper to which the electric motor unit is attached is slidable with a clearance with respect to the carrier, the axis of the output shaft member and the axis of the drive shaft member may be positioned at an inclination. Even in such a case, the rotational drive force of the output shaft member can be reliably and smoothly transmitted to the drive shaft member while allowing the inclination of the mutual axis lines.
  • the driving force transmission mechanism has a configuration using gears.
  • the backlash of the gears is made as small as possible, it is possible to configure a driving force transmission mechanism that has a relatively simple configuration and improved driving response.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a disc brake device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a II-II portion in FIG. 1.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a carrier, in which FIG. 3A is a front view, FIG. 3B is a plan view, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line III (c) -III (c) in FIG. .
  • omitted omitted
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows a braking unit (a pad and a shoe plate are included). It is a top view which shows a braking unit (a pad and a shoe plate are included). It is a figure which shows a wedge plate, Comprising: (a) shows a rear view, (b) shows a top view, (c) shows a front view (a shoe plate is added by a two-dot chain line). It is a figure which shows an inner pad and a shoe plate, Comprising: (a) shows a top view, (b) shows a front view, respectively.
  • FIG. 1 is a front view of the coupling clip
  • FIG. 1 is a front view of the coupling clip
  • FIG. 1 shows a front view of the coupling clip
  • FIG. 1 shows a side view of the coupling clip
  • FIG. 1 shows a side view of the coupling clip
  • FIG. 1 shows a side view of the coupling clip
  • FIG. 1 shows a bottom view, respectively.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a portion XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a XIV-XIV portion in FIG. 1.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a driving force transmission shaft, where (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view of the portion XV (b) -XV (b) in FIG. Respectively.
  • FIG. 17A is a front view of the input side spur gear, and FIG. 16B is a cross-sectional view of the XVI (b) -XVI (b) portion in FIG.
  • FIG. 1 shows a state in which a disc brake device 1 as an example to which the present invention is applied is mounted on a vehicle.
  • the outer side in the left-right direction of the vehicle is referred to as the outer side
  • the inner side in the left-right direction is referred to as the inner side
  • the front side of the vehicle is referred to as the forward side
  • the rear side of the vehicle is referred to as the reverse side.
  • the disc brake device 1 includes a rotor 4 having a braking surface 4 a and a disc shape, and a carrier 5 disposed so as to sandwich the braking surface 4 a of the rotor 4. And a caliper assembly 10 attached to the carrier 5.
  • the rotor 4 is connected to a wheel (not shown) to be braked and is rotatably supported by the axle 2.
  • a support plate 3 is fixed to the axle 2, and a carrier 5 is fixed to the support plate 3.
  • the carrier 5 includes a pair of inner side frame portions 15 positioned on the inner side, an outer side frame portion 18 positioned on the outer side, and a pair of connecting frame portions 21 that connect the frame portions 15 and 18. And a rotor accommodating space 22 penetrating vertically in the center.
  • Each of the inner side frame portions 15 includes an inner side rotation direction movement restricting portion 16 standing upward and a flat plate-like inner side radial direction movement restricting portion 17 connected to the lower end portion of the inner side rotation direction movement restricting portion 16. And is configured.
  • Each of the inner side rotational direction movement restricting portions 16 is formed with a flat inner side rotational direction movement restricting surface 16a facing each other, and each of the inner side radial direction movement restricting portions 17 has a flat inner side diameter.
  • a direction movement restricting surface 17a is formed.
  • the outer side frame portion 18 includes a pair of outer side rotation direction movement restricting portions 19 erected upward and a flat plate-like outer side radial direction movement restricting portion 20 connected to the lower end portion of the outer side rotation direction movement restricting portion 19. And is configured.
  • Each of the outer side rotational direction movement restricting portions 19 is formed with a flat outer side rotational direction movement restricting surface 19a facing each other, and each of the outer side radial direction movement restricting portions 20 has a flat outer side diameter.
  • a direction movement restricting surface 20a is formed.
  • the caliper assembly 10 includes a caliper 7 formed by connecting an inner housing 6a and an outer housing 6b, a braking unit 11 disposed in the caliper 7, and a caliper 7
  • the outer pad 41 and the inner pad 43 disposed opposite to the braking surface 4 a of the rotor 4, the pair of adjustment units 30 disposed in the caliper 7, and the caliper 7 are disposed inside and outside.
  • a cam drive unit 100 is disposed.
  • the caliper 7 is attached to the carrier 5 using a slide pin 8 and is slidable in the axial direction of the rotor 4. For this reason, the caliper assembly 10 (the caliper 7 and the brake unit 11, the adjustment unit 30 and the cam drive unit 100 disposed inside and outside the caliper 7) is integrally slidable in the axial direction of the rotor 4.
  • the braking unit 11 holds a cam member 27, a base plate 35, a wedge plate 37 disposed to face the base plate 35, a roller 36 formed in a columnar shape, and the roller 36. And a clamping unit 39 (FIGS. 5 to 7) that elastically pulls the wedge plate 37 toward the inner side and clamps the roller 36 between the plates 35 and 37.
  • the cam member 27 includes a main body portion 27b in which an involute spline bearing portion 27a is formed and an engagement tooth 27d in which an involute cam-side contact surface 27c is formed.
  • the base plate 35 is formed in a substantially flat plate shape as shown in FIGS. 6 and 7, and a wedge groove 35a having a V-shaped cross-sectional view for fitting and holding the roller 36 on a surface facing the wedge plate 37. Is formed.
  • the wedge plate 37 is formed in a substantially flat plate shape as shown in FIGS. 4 and 7, and a wedge groove 37a having a V-shaped cross-sectional view for fitting and holding the roller 36 on a surface facing the base plate 35. Is formed.
  • an insertion space 37b penetrating in the axial direction of the rotor 4 is formed in the central portion of the wedge plate 37, and the cam member 27 is disposed in the insertion space 37b.
  • An escape portion 37c is formed in the upper portion of the insertion space 37b so that the main body portion 27b of the cam member 27 and the wedge plate 37 do not interfere when the wedge plate 37 is slid in the rotational direction with respect to the base plate 35.
  • a rack-side contact surface 37d that contacts the cam-side contact surface 27c of the cam member 27 is formed below the insertion space 37b.
  • the wedge plate 37 includes a pair of coupling protrusions 53 that are substantially rectangular in cross-section and project toward the outer side, and a pair of plate holding portions 51 that are formed with pin receiving grooves 52 extending vertically. Prepare.
  • the cage 45 includes a base portion 45a formed in a substantially flat plate shape, a pair of roller holding portions 45b for accommodating and holding the roller 36, and a guide opening portion 45c formed in the center portion. And is configured.
  • the clamping unit 39 includes a base member 39a attached to the wedge plate 37, a support member 39b attached to the base member 39a, a compression spring 39c, and a spring retainer 39d. Is done.
  • the base member 39a is fitted in the guide opening 45c of the cage 45, and is slidable in the front-rear direction of the vehicle by being guided by the guide opening 45c.
  • the assembly structure of the clamping unit 39 will be described. As shown in FIG. 6, first, the base plate 35 is disposed on the inner side of the base member 39a, and the compression spring 39c is inserted through the support member 39b.
  • a spring retainer 39d is attached to the tip of the support member 39b, and the compression spring 39c is held in a compressed state and assembled.
  • a force toward the inner side is always applied to the wedge plate 37, and the roller 36 is elastically held between the wedge plate 37 (wedge groove 37a) and the base plate 35 (wedge groove 35a).
  • the outer pad 41 (also referred to as a friction material) includes a shoe plate 42 on the outer side, as shown in FIG.
  • the outer pad 41 is disposed so as to face the outer braking surface 4a of the pair of braking surfaces 4a.
  • the inner pad 43 includes a shoe plate 44 on the inner side.
  • the inner pad 43 is disposed so as to face the inner brake surface 4a of the pair of brake surfaces 4a.
  • what attached the shoe plate to the pad may only be called a pad (friction pad).
  • a pair of coupling grooves 44a are formed on the inner side of the shoe plate 44.
  • the pair of coupling grooves 44a are substantially rectangular in cross section and extend vertically to fit with the coupling protrusions 53 of the wedge plate 37.
  • a pin mounting hole 44b is formed in a portion of the shoe plate 44 adjacent to the coupling groove 44a.
  • the coupling pin 70 shown in FIG. 4 is attached to the pin attachment hole 44b.
  • the coupling pin 70 is connected to the disc-shaped spring load receiving portion 71, the connecting shaft portion 72 connected to the spring load receiving portion 71, and the connecting shaft portion 72.
  • the insertion shaft portion 73 having a diameter larger than that of the connecting shaft portion 72 and the screw portion 74 are configured.
  • the coupling pin 70 is attached to the shoe plate 44 by the screw portion 74 being fastened to the pin attachment hole 44 b of the shoe plate 44.
  • the coupling clip 60 shown in FIG. 4 is used.
  • the coupling clip 60 is formed by using a flat metal material that can be elastically deformed, and has a slit portion 62 so as to be curved.
  • a base portion 61, an upper locking portion 63 formed by bending the upper end portion of the base portion 61, and a lower locking portion 64 formed by bending the lower end portion of the base portion 61 are provided.
  • FIG. 11A first, the coupling groove 44a of the shoe plate 44 is fitted into the coupling protrusion 53 of the wedge plate 37, the inner pad 43 is slid downward, and the coupling pin 70 of the shoe plate 44 is moved. It is received in the pin receiving groove 52 of the wedge plate 37 (see FIG. 11B).
  • FIG. 11B when the coupling clip 60 is inserted and attached to the gap between the spring load receiving portion 71 and the plate holding portion 51 from above, the lower side of the plate holding portion 51 is placed on the lower side. The locking portion 64 is locked and the upper locking portion 63 is locked to the upper end portion of the plate holding portion 51.
  • the inner pad 43 When the inner pad 43 is attached to the wedge plate 37 using the coupling clip 60, the inner pad 43 can be elastically pressed against the wedge plate 37 by the spring force of the base portion 61. For this reason, since the inner pad 43 can be moved integrally with the wedge plate 37, the inner pad 43 can be controlled to move in the rotational direction and the radial direction with high accuracy. In addition, generation of drag torque or the like by the inner pad 43 can be suppressed.
  • a leaf spring 9a that can be elastically deformed up and down is attached to the upper part of the shoe plate 44, and the retainer plate 9b is pressed so as to press the leaf spring 9a from above. Install. In this way, the inner pad 43 is elastically held so as not to come out of the outer housing 6b by the spring force of the leaf spring 9a.
  • the adjustment unit 30 includes a pressing force sensor 31, an adjuster main body 32, an adjuster cylindrical body 33, and an adjustment drive gear 38.
  • the pressing force sensor 31 is a sensor that detects a pressing force when the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a.
  • the adjuster main body 32 is formed in a columnar shape and includes a spiral main body side screw (not shown) on the outer peripheral surface thereof.
  • the adjuster cylindrical body 33 is formed in a substantially cylindrical shape, and includes a cylindrical portion 33a in which a spiral cylindrical side screw (not shown) meshing with the main body side screw is formed on the inner peripheral surface, and the cylindrical portion 33a. And an adjustment driven gear 33b formed at the inner side end.
  • the adjuster cylinder 33 is rotatably supported with respect to the inner housing 6a by a bearing 30a (see FIG. 18) provided between the adjuster cylindrical body 33 and the inner housing 6a.
  • the adjustment drive gear 38 is rotatably supported by the inner housing 6 a and meshes with the adjustment driven gears 33 b of the pair of adjustment units 30.
  • the adjustment unit 30 adjusts the gap so that the gap between the braking surface 4a of the rotor 4 and the inner pad 43 becomes a predetermined interval each time a brake operation is performed.
  • the adjustment unit 30 is disposed between the adjustment case 34 and the inner housing 6a.
  • the adjustment unit 30 rotates the adjuster cylindrical body 33 by the adjustment drive gear 38 and pushes the adjuster main body 32 to the outer side, thereby bringing the inner pad 43 closer to the braking surface 4 a of the rotor 4 via the braking unit 11.
  • the gap can be adjusted.
  • the braking unit 11 is provided on the outer side of the adjustment case 34.
  • the base plate 35 is placed on the inner side radial direction movement restricting portion 17 of the carrier 5 and is sandwiched and disposed by the inner side rotational direction movement restricting portion 16 of the carrier 5.
  • the base plate 35 is provided with a pressing positioning member 80 for positioning by restricting the movement of the base plate 35 in the rotation direction.
  • the pressing positioning member 80 is formed using a flat metal material that can be elastically deformed.
  • the pressing body 80 is deformed by a deflection amount d, and the plate-like main body 81 is formed.
  • the upper locking portion 82 formed by bending the upper end portion of the plate body and the engaging portion 83 formed by bending the center portion in the vertical direction of the plate-like main body portion 81 are configured.
  • the cam drive unit 100 includes an electric motor 110 that rotates by receiving power supply, a speed reducer 120 that receives the rotational driving force of the electric motor 110, and an output of the speed reducer 120.
  • a driving force transmission shaft 130 connected to the shaft, a gear unit 140 connected to the driving force transmission shaft 130, and a cam driving shaft 170 connected to the output side of the gear unit 140 are configured.
  • the electric motor 110 includes a motor main body 111 that generates a rotational driving force upon receiving power supply, and a motor output shaft 112 that outputs the rotational driving force generated by the motor main body 111.
  • the electric motor 110 includes a rotation angle sensor 113 (for example, an encoder) that detects the rotation angle of the electric motor 110.
  • the electric motor 110 is attached to the outside of the inner housing 6a to ensure the degree of freedom of arrangement of the electric motor 110, and can be adapted to the increase in size of the electric motor 110.
  • the reduction gear 120 includes a first input shaft 121 connected to the motor output shaft 112, a first planetary gear unit 122 configured to include a sun gear, a planetary gear, a ring gear, and the like (not shown), and a first planetary gear unit 122. And a second planetary gear unit 124 configured to include a sun gear, a planetary gear, a ring gear, and the like (not shown).
  • the rotational driving force of the motor output shaft 112 is first decelerated by the first planetary gear unit 122, and further decelerated by the second planetary gear unit 124 and output.
  • An involute serration bearing 154 as shown in FIG.
  • 16A is formed on the output shaft (ring gear) of the second planetary gear unit 124.
  • the speed reducer 120 configured by connecting two sets of planetary gear units 122 and 124 is illustrated, but a speed reducer having a different configuration (a speed reducer including one set of planetary gear units) is used. May be.
  • the driving force transmission shaft 130 includes a cylindrical shaft main body 131 and an output-side involute serration shaft that is formed in the shaft main body 131 and has an arcuate cross section (see FIG. 15B). And an input-side involute serration shaft portion 133 having an arc-shaped cross section (see FIG. 15B).
  • the input side involute serration shaft portion 133 meshes with an involute serration bearing portion formed on the output shaft of the second planetary gear unit 124.
  • the gear unit 140 includes an input side spur gear 150, an output side spur gear 160 that meshes with the input side spur gear 150, and a gear holding frame 141 that rotatably holds these spur gears 150 and 160.
  • the input-side spur gear 150 is formed by penetrating the ring-shaped gear main body 151, a plurality of meshing teeth 152 formed on the peripheral edge of the gear main body 151, and the gear main body 151.
  • the shaft insertion portion 153 and an involute serration bearing portion 154 formed on the inner peripheral surface of the shaft insertion portion 153 are configured.
  • the output side spur gear 160 includes a ring-shaped gear main body 161, a plurality of meshing teeth 162 that are formed on the peripheral edge of the gear main body 161 and mesh with the meshing teeth 152, and the gear main body.
  • a shaft insertion portion (not shown) formed so as to penetrate through 161 and an involute spline bearing portion (not shown) formed on the inner peripheral surface of the shaft insertion portion are configured.
  • the gear holding frame 141 rotatably holds the input side spur gear 150 and the output side spur gear 160 in a meshed state.
  • the gear holding frame 141 includes a mounting protrusion 142 that protrudes to the outer side.
  • an attachment hole 34 a is formed in the adjustment case 34.
  • the attachment protrusion 142 is inserted into the attachment hole 34 a, and the gear unit 140 is slidable in the axial direction of the rotor 4 and attached to the adjustment case 34.
  • the cam drive shaft 170 includes a cylindrical shaft main body portion 171, an output-side involute spline shaft portion 172 formed on the shaft main body portion 171, and an input-side involute spline shaft portion 173. Configured.
  • the input side involute spline shaft portion 173 meshes with the involute spline bearing portion of the output side spur gear 160, and the output side involute spline shaft portion 172 meshes with the involute spline bearing portion 27 a of the cam member 27.
  • the cam drive shaft 170 is rotatably supported by the adjustment case 34 via a bearing 179.
  • a vehicle equipped with the disc brake device 1 to which the present invention is applied is provided with a brake pedal 92 that is operated by a driver.
  • the depression force (brake operating force) of the brake pedal 92 is detected by being converted into an electric signal by the depression force sensor 92a.
  • the vehicle is provided with a rotation direction sensor 93 for detecting the rotation direction of the rotor 4 (forward side f or reverse side r).
  • the controller 91 that controls the operation of the electric motor 110 receives detection results detected by the pressing force sensor 31, the stepping force sensor 92a, the rotation direction sensor 93, and the rotation angle sensor 113.
  • the controller 91 stores the brake operation force detected by the stepping force sensor 92a and the pressing force of the inner pad 43 corresponding to the brake operation force in association with each other.
  • step S10 the rotation direction (forward f or reverse r) of the rotor 4 detected by the rotation direction sensor 93 is input to the controller 91.
  • step S20 a signal indicating the brake operation force applied to the brake pedal 92 detected by the stepping force sensor 92a is input to the controller 91.
  • step S 30 a signal indicating the pressing force of the inner pad 43 detected by the pressing force sensor 31 is input to the controller 91.
  • step S40 the controller 91 determines whether or not the rotation direction of the rotor 4 input in step S10 is the forward side f. If the rotation of the rotor 4 is the forward side f, the forward side f A drive signal is output to the electric motor 110 so that the wedge plate 37 is slid and moved toward (step S51). When the electric motor 110 is rotationally driven based on this drive signal, the rotational driving force of the electric motor 110 is decelerated by the speed reducer 120 and then transmitted to the gear unit 140 via the driving force transmission shaft member 130.
  • the rotational driving force transmitted to the gear unit 140 is transmitted from the input side spur gear 150 to the output side spur gear 160, and further from the output side spur gear 160 to the cam drive shaft member 170, and according to the rotational drive of the electric motor 110.
  • the cam member 27 is rotationally driven.
  • the rack-side contact surface 37d of the wedge plate 37 is pressed by the cam-side contact surface 27c of the cam member 27, so that the cam member 27 rotates in the rotation direction (in this case, the forward side f).
  • the wedge plate 37 is slid.
  • the cam side abutment surface 27c formed in an involute shape is abutted against the rack side abutment surface 37d, and the wedge plate 37 is slid, so that the cam side abutment surface 27c and the rack side abutment are in contact with each other. It is possible to efficiently convert the rotational driving force of the cam member 27 into the sliding movement of the wedge plate 37 while suppressing the slip generated between the surface 37d.
  • FIG. 18 shows the members slid to the forward side f as a wedge plate 37f, a shoe plate 44f, and an inner pad 43f.
  • FIG. 19 shows an enlarged view of the wedge plate 37f, the shoe plate 44f, and the inner pad 43f that are slid and moved to the forward side f.
  • the roller 36 is pressed against the backward slope of the V-shaped wedge groove 37a. Therefore, the wedge plate 37 (the shoe plate 44 and the inner pad 43 integrated with the wedge plate 37) is pushed out to the outer side while sliding to the forward side f along the slope of the slope.
  • step S40 if it is determined in step S40 that the rotation direction of the rotor 4 is the reverse side r, a drive signal is output from the controller 91 to the electric motor 110 so as to slide the wedge plate 37 toward the reverse side r.
  • Step S52 each member slid to the reverse side r is shown as a wedge plate 37r, a shoe plate 44r, and an inner pad 43r.
  • the wedge plate 37 is pushed to the outer side while sliding to the forward side f or the reverse side r according to the rotation angle of the cam member 27, and as a result, the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a. Then, the reaction force from the braking surface 4a acts on the caliper 7 (inner housing 6a) via the inner pad 43, the shoe plate 44, the wedge plate 37, the roller 36, the base plate 35, the adjustment case 34, and the adjustment unit 30. The caliper 7 is pressed toward the inner side.
  • the shoe plate 42 and the outer pad 41 are integrally pressed toward the inner side by the outer housing 6b.
  • the outer pad 41 is pressed against the braking surface 4a on the outer side, and a braking force can be applied to the braking surface 4a.
  • each of the outer pad 41 and the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4 a to apply a braking force to the rotor 4.
  • the disc brake device 1 is configured such that the pressing force pressing the inner pad 43 against the braking surface 4a is automatically amplified (generates a self-boosting) by the braking unit 11. This configuration will be described with reference to FIG. In the following description, the friction coefficient between the braking surface 4a and the inner pad 43 is assumed to be ⁇ .
  • the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a by the pressing force obtained by adding the reaction force F ′ to the original pressing force F, and the frictional force (F + F ′) ⁇ ⁇ corresponding to the pressing force (F + F ′) is the inner pressure. It acts on the pad 43.
  • step S60 when the braking force is applied by pressing the outer pad 41 and the inner pad 43 against the braking surface 4a, the pressing force of the inner pad 43 detected by the pressing force sensor 31 is detected in the controller 91. Then, it is determined whether or not the pressing force corresponding to the brake operation force detected by the stepping force sensor 92a is larger.
  • step S71 a drive signal is output from the controller 91 to the electric motor 110 so as to weaken the pressing force by moving the wedge plate 37 backward.
  • step S72 a drive signal is output from the controller 91 to the electric motor 110 so as to increase the pressing force by moving the wedge plate 37 forward.
  • the rotational drive control of the electric motor 110 is performed so that the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a with a pressing force corresponding to the brake operating force applied to the brake pedal 92. .
  • the braking force intended by the driver can be applied to the rotor 4 to decelerate the vehicle.
  • the disc brake device 1 needs to slide the inner pad 43 in the rotational direction when moving the inner pad 43 in the direction perpendicular to the braking surface 4a.
  • the inner pad 43 does not rotate together with the rotor 4 when the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a. Furthermore, it is necessary to regulate the movement of the inner pad 43 in the rotational direction.
  • the carrier 5 When the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a, the rotational direction component of the braking force generated between the braking surface 4a and the inner pad 43 is transmitted to the base plate 35 via the wedge plate 37 and the roller 36. Is done. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the carrier 5 is provided with a pair of inner side rotational direction movement restricting portions 16, and a base plate 35 is sandwiched between them to restrict the rotational direction component of the braking force to the inner side rotational direction movement restriction. The configuration is such that it is received by the part 16. As shown in FIG. 1, the carrier 5 including the inner side rotational direction movement restricting portion 16 is fixed to the axle 2 via the support plate 3.
  • the rotational direction component of the braking force is received by the carrier 5 fixed to the axle 2, and the movement of the inner pad 43 (base plate 35) in the rotational direction can be reliably restricted.
  • the base plate 35 located in the vicinity of the inner pad 43 is sandwiched by the inner side rotation direction movement restricting portion 16, the movement of the inner pad 43 in the rotation direction can be effectively restricted.
  • the radial component of the rotor 4 is that at least one of the inner pad 43, the shoe plate 44, and the wedge plate 37 is the inner component of the carrier 5.
  • the side radial direction movement restricting portion 17 is abutted and received. In this way, both the rotational force and the radial force acting on the inner pad 43 are firmly received by the carrier 5 fixed to the axle 2, so that the disc brake device 1 can be made robust with increased rigidity.
  • the wedge plate 37 and the inner pad 43 are allowed to slide in the rotation direction. ing. Therefore, when the inner pad 43 is moved in a direction perpendicular to the braking surface 4a, the braking force can be amplified by the wedge effect by sliding the inner pad 43 in the rotational direction.
  • the outer pad 41 is placed on the outer-side radial movement restricting portion 20 in a state where the outer pad 41 is sandwiched between a pair of outer-side rotational direction movement restricting portions 19 provided on the carrier 5 and the movement in the rotational direction is restricted.
  • the configuration capable of effectively restricting the movement of the inner pad 43 in the rotation direction when the braking force is applied while allowing the inner pad 43 to be pressed against the braking surface 4a while sliding in the rotation direction. did.
  • the disc brake device 1 using the wedge effect, it is important to accurately control the sliding movement of the inner pad 43 in the rotation direction in order to control the pressing force of the inner pad 43 with high accuracy. Since the inner pad 43 is slid and moved with respect to the base plate 35, it is necessary to position the inner pad 43 by restricting the movement of the base plate 35 serving as a reference in the rotational direction. On the other hand, since the disc brake device 1 is assembled by inserting the base plate 35 between the pair of inner side rotation direction movement restricting portions 16, it is necessary to provide a gap (clearance) for absorbing machining errors.
  • the reverse side end portion of the base plate 35 and the inner side rotational direction are arranged.
  • a press positioning member 80 is vertically inserted and attached in the gap with the movement restricting portion 16.
  • the forward end of the base plate 35 is elastically pressed against the inner side rotation direction movement restricting portion 16 by the spring force of the plate-like main body portion 81 constituting the pressing positioning member 80, thereby positioning the base plate 35 in the rotation direction. It can be kept in the state.
  • the disc brake device 1 can provide the clearance for absorbing the processing error, and can prevent the drive delay of the wedge plate 37 caused by the clearance, so that the inner pad 43 is controlled as controlled. It is configured to be able to slide and press against the braking surface 4a.
  • the clearance is set to a value that can be inserted in a state where the plate-like main body 81 is compressed.
  • the spring force of the plate-like main body 81 that constitutes the pressing positioning member 80 will be described with reference to FIG.
  • the cam member 27 is driven using the rotational driving force of the electric motor 110, and the spring force of the compression spring 39c that pulls the wedge plate 37 toward the inner side.
  • the driving force F 1 ′ against the braking force is applied to the wedge plate 37 to slide the wedge plate 37 forward.
  • the reaction force F 1 acts on the cam member 27 toward the reverse side.
  • the spring force F 2 required to deform the plate-like body portion 81 is configured to be larger than the reaction force F 1. For this reason, the forward side end of the base plate 35 is elastically pressed against the inner side rotational direction movement restricting part 16 so that no gap is generated between the pair of inner side rotational direction movement restricting parts 16 and the base plate 35. The state positioned in the rotation direction can be maintained.
  • the engaging portion 83 is engaged with the backward end portion of the base plate 35, and the press positioning member 80 is moved to the base plate 35. Attached to. For this reason, it is possible to prevent the press positioning member 80 from dropping out from the gap between the base plate 35 and the inner side rotational direction movement restricting portion 16.
  • the position where the pressing positioning member 80 receives the reaction force F 1 acting toward the reverse side that is, the reverse side end portion of the base plate 35 and the inner side rotational direction movement restricting portion 16. It is inserted into the gap. For this reason, during reverse travel, the plate-like main body portion 81 may be deformed by the braking force, and a gap may be generated between the pair of inner side rotational direction movement restricting portions 16 and the base plate 35.
  • the forward travel which is more frequent than the reverse travel, is prioritized, and the drive delay of the wedge plate 37 during forward travel can be prevented.
  • the electric motor 110 is not arranged on the axis of the cam drive shaft 170, but the caliper 7 ( An electric motor 110 is attached to the outer periphery of the inner housing 6a).
  • the degree of freedom of arrangement of the electric motor 110 is increased while avoiding interference between the electric motor 110 and the components of the vehicle on which the disc brake device 1 is mounted. be able to.
  • the electric motor 110 When the electric motor 110 is attached to the outer periphery of the caliper 7, a mechanism for transmitting the rotational driving force of the motor output shaft 112 to the cam driving shaft 170 is required.
  • the caliper 7 to which the electric motor 110 is attached is attached to the carrier 5 via the slide pin 8 and has a clearance for allowing the slide movement.
  • the cam drive shaft 170 is positioned on the carrier 5 via the base plate 35. Therefore, the axis of the motor output shaft 112 (the output shaft of the speed reducer 120) and the axis of the cam drive shaft 170 may be tilted.
  • the output-side involute serration shaft portion 132 and the input-side involute serration shaft portion 133 constituting the driving force transmission shaft 130 have an arcuate cross section as shown in FIG.
  • the driving force transmission shaft 130 maintains the meshing between the shaft portion and the bearing portion while allowing an inclination between the axis of the motor output shaft 112 (the output shaft of the speed reducer 120) and the axis of the cam drive shaft 170.
  • the rotational driving force can be transmitted smoothly. Since the gear unit 140 is configured such that the backlash between the meshing tooth 152 of the input side spur gear 150 and the meshing tooth 162 of the output side spur gear 160 is minimized, the rotational driving force of the electric motor 110 is responsive. Good and efficient transmission is possible.
  • the cam member 27 and the cam drive shaft 170 are integrally pushed out to the outer side.
  • the gear unit 140 that transmits the rotational driving force to the cam drive shaft 170 is in contact with the inner housing 6a and the movement of the rotor 4 in the axial direction is restricted. Therefore, the rotational driving force can be transmitted while allowing the input side involute spline shaft portion 173 of the cam drive shaft 170 and the involute spline bearing portion of the output side spur gear 160 to move in the axial direction of the rotor 4. Is engaged.
  • the input side involute spline shaft portion 173 is formed to extend in the axial direction so as to correspond to the adjustment.
  • the configuration example in which the pressing force of the inner pad 43 is detected using the pressing force sensor 31 and the rotational driving control of the electric motor 110 is performed by feeding back the pressing force has been described.
  • the present invention is not limited to the configuration example.
  • the braking torque generated by pressing the inner pad 43 against the braking surface 4a is detected, or the deceleration of the vehicle is detected. You may comprise so that control may be performed.
  • the configuration example has been described in which the adjustment drive gear 38 is automatically driven to rotate and the clearance is adjusted according to the clearance between the inner pad 43 and the braking surface 4a. It is not limited to examples. Instead of this configuration, an adjustment electric motor for rotationally driving the adjustment drive gear 38 may be separately provided, and the clearance adjustment may be performed by controlling the rotation drive of the adjustment electric motor.

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Abstract

 ディスクブレーキ装置(1)は、ローター(4)と、キャリア(5)と、キャリパ(7)と、インナーパッド(43)と、制動作動機構とを有して構成され、制動作動機構が、キャリパ(7)に保持されるベースプレート(35)と、インナーパッド(43)を保持するウェッジプレート(37)と、ウェッジプレート(37)をローター(4)の回転方向にスライド移動させながら制動面(4a)に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、回転駆動力を出力するモータ出力軸を備えた電動モータと、カム駆動軸(170)を備え、ウェッジプレート(37)を制動面(4a)に平行且つローター(4)の回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを有し、カム駆動軸(170)に対してモータ出力軸が外周側に位置するように、電動モータがキャリパ(7)に取り付けられており、モータ出力軸の回転駆動力をカム駆動軸(170)に伝達する駆動力伝達機構を備える。

Description

ディスクブレーキ装置
 本発明は、車両等に用いられ、摩擦により制動力を発生させるディスクブレーキ装置に関する。
 ディスクブレーキ装置は車両等に広く用いられており、例えばブレーキペダルの踏込み操作に応じて、ホイールと一体的に回転するローターに摩擦パッドを押し付けて摩擦力を発生させ、ローターの回転を制動するように構成される。従来、ディスクブレーキ装置として、油圧力を用いてローターに摩擦パッドを押し付けるタイプのディスクブレーキ装置が知られている。このタイプのディスクブレーキ装置は、油圧力によりピストンを作動させて、ローターに対向する摩擦パッドをローターに垂直な方向に移動させて押し付ける構成になっている。油圧駆動式のディスクブレーキ装置では、ブレーキペダルへの操作力を増幅させる倍力装置や、倍力装置によって増幅された操作力を液圧に変換するマスタシリンダー等の装置が必要となるので、装置構成が複雑になりがちであった。
 そこで最近、ブレーキペダルの操作に応じて電動モータを回転駆動させ、この回転駆動力を用いてローターに摩擦パッドを押し付けて制動力を発生させるタイプのディスクブレーキ装置が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示された構成によれば、倍力装置やマスタシリンダー等を省いたシンプルなディスクブレーキ装置を構成できるという利点がある。本出願人は最近、電動モータを用いたディスクブレーキ装置として、ローターに摩擦パッドを押し付けるときに、摩擦パッドを、ローターの回転方向にスライド移動させながらローターに垂直な方向に移動させて、ローターに摩擦パッドを押し付けるときの押圧力をウェッジ効果により自動で増幅させるディスクブレーキ装置を開発している。例えば、電動モータの回転駆動力が駆動軸部材に伝達され、駆動軸部材の回転駆動力が運動変換されて摩擦パッドが移動されるように構成される。
特表2008-516169号公報
 ところで、回転駆動力の伝達ロス等を考慮した場合、電動モータを駆動軸部材の軸線上に配置する構成が好ましい。しかし、電動モータを駆動軸部材の軸線上に配置すると、ディスクブレーキ装置を搭載する車両の構成部品と電動モータとが干渉することがあり、電動モータの配置スペースが制約されやすいという課題があった。特に電動モータが大型になるに従って、電動モータの配置スペースは制約を受けやすい。
 本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、電動モータの配置の自由度を高めたディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
 上記目的達成のため、本発明に係るディスクブレーキ装置は、制動対象となる回転体に連結されて回転する円盤状の制動面を有したローターと、前記回転体を回転自在に支持する支持部材(例えば、実施形態におけるアクスル2)に取り付けられて前記ローターの制動面に対向して配置されたキャリアと、前記キャリアに前記制動面に垂直な方向へ移動可能に取り付けられたキャリパと、前記ローターの制動面に対向して配置される摩擦パッド(例えば、実施形態におけるインナーパッド43)と、前記キャリパに取り付けられて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付ける作動を行わせる制動作動機構とを有して構成されるディスクブレーキ装置であって、前記制動作動機構が、前記キャリパに保持されるベース部材(例えば、実施形態におけるベースプレート35)と、前記ベース部材に対向配置されて前記摩擦パッドを保持するスライド部材(例えば、実施形態におけるウェッジプレート37)と、前記ベース部材に対して前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させながら前記制動面に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構(例えば、実施形態におけるウェッジ溝35a、ローラ36、ウェッジ溝37a、挟持ユニット39、ケージ45)と、回転駆動力を出力する出力軸部材(例えば、実施形態におけるモータ出力軸112)を備えた電動モータユニット(例えば、実施形態における電動モータ110)と、前記出力軸部材により回転駆動される駆動軸部材(例えば、実施形態におけるカム駆動軸170)を備え、前記駆動軸部材が回転駆動されて前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構(例えば、実施形態におけるカム部材27、ラック側当接面37d)とを有し、前記駆動軸部材に対して前記出力軸部材が外周側に位置するように、前記電動モータユニットが前記キャリパに取り付けられており、前記出力軸部材の回転駆動力を前記駆動軸部材に伝達する駆動力伝達機構(例えば、実施形態における駆動力伝達軸130、歯車ユニット140)を備えたことを特徴とする。
 上述のディスクブレーキ装置において、前記駆動力伝達機構が、前記出力軸部材の軸線と前記駆動軸部材の軸線との傾きを許容しつつ、前記出力軸部材の回転駆動力を前記駆動軸部材に伝達可能な構成であることが好ましい。
 また、前記駆動力伝達機構が、歯車(例えば、実施形態における入力側平歯車150、出力側平歯車160)を用いた構成であることが好ましい。
 本発明に係るディスクブレーキ装置は、駆動軸部材に対して出力軸部材が外周側に位置するように、電動モータユニットがキャリパに取り付けられ、出力軸部材の回転駆動力を駆動軸部材に伝達する駆動力伝達機構を備えて構成される。このため、電動モータユニットを駆動軸部材の軸線上以外の位置に配置して、電動モータユニットの配置の自由度を高めつつ、駆動力伝達機構により電動モータユニットの回転駆動力を確実に駆動軸部材に伝達させることができる。
 上述のディスクブレーキ装置において、駆動力伝達機構が、出力軸部材の軸線と駆動軸部材の軸線との傾きを許容しつつ、回転駆動力を伝達可能な構成であることが好ましい。電動モータユニットが取り付けられるキャリパは、キャリアに対してクリアランスを有してスライド可能になっているため、出力軸部材の軸線と駆動軸部材の軸線とが傾いて位置する場合がある。このような場合であっても、互いの軸線の傾きを許容しつつ、出力軸部材の回転駆動力を確実且つスムーズに駆動軸部材に伝達できる。
 また、駆動力伝達機構が、歯車を用いた構成であることが好ましい。例えば互いの歯車のバックラッシを極力小さくすると、比較的簡易な構成でありながら駆動応答性を向上させた駆動力伝達機構を構成できる。
本発明の実施形態に係るディスクブレーキ装置を示す斜視図である。 図1におけるII-II部分を示す断面図である。 キャリアを示す図であって、(a)は正面図を、(b)は平面図を、(c)は図3(a)におけるIII(c)-III(c)部分の断面図をそれぞれ示す。 ウェッジプレート近傍(ケージおよび挟持ユニットを省略)を示す斜視図である。 ウェッジプレート近傍(ケージおよび挟持ユニットを含む)を示す斜視図である。 制動ユニット(パッドおよびシュープレートを含む)を示す斜視図である。 制動ユニット(パッドおよびシュープレートを含む)を示す平面図である。 ウェッジプレートを示す図であって、(a)は背面図を、(b)は平面図を、(c)は正面図(2点鎖線でシュープレートを追記)をそれぞれ示す。 インナーパッドおよびシュープレートを示す図であって、(a)は平面図を、(b)は正面図をそれぞれ示す。 (a)は結合クリップの正面図を、(b)結合クリップの側面図を、(c)は係合ピンの正面図を、(d)係合ピンの側面図をそれぞれ示す。 (a)~(c)は、インナーパッドをウェッジプレートに装着する過程を示す断面図あって、(a)は結合溝を結合突起に嵌合させた状態を、(b)は結合クリップが装着される状態を、(c)はインナーパッドがウェッジプレートに装着された状態をそれぞれ示す。 押圧位置決め部材を示す図であって、(a)は正面図を、(b)は側面図を、(c)は底面図をそれぞれ示す。 図1におけるXIII-XIII部分を示す断面図である。 図1におけるXIV-XIV部分を示す断面図である。 駆動力伝達軸を示す図であって、(a)は平面図を、(b)は図15(a)におけるXV(b)-XV(b)部分の断面図を、(c)は底面図をそれぞれ示す。 入力側平歯車を示す図であって、(a)は正面図を、(b)は図16(a)におけるXVI(b)-XVI(b)部分の断面図をそれぞれ示す。 カム駆動軸を示す図であって、(a)は平面図を、(b)は側面図を、(c)は底面図をそれぞれ示す。 本発明の実施形態に係るディスクブレーキ装置の制御構成を示す図である。 ウェッジプレートの作用を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るディスクブレーキ装置の制御を示すフローチャートである。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適用した一例としてのディスクブレーキ装置1が車両に搭載された状態を示している。まず、図1~図18を参照しながら、ディスクブレーキ装置1の全体構成について説明する。なお、以下においては便宜上、車両の左右方向における外側をアウター側、左右方向における内側をインナー側と称し、また、車両の前側を前進側、車両の後側を後進側と称して説明を行う。
 ディスクブレーキ装置1は、図1および図2に示すように、制動面4aを有して円盤状に形成されたローター4と、ローター4の制動面4aを挟持するように配設されたキャリア5と、キャリア5に取り付けられたキャリパアッセンブリ10とから構成される。ローター4は、制動対象であるホイール(図示せず)に連結されるとともに、アクスル2に回転自在に支持されている。アクスル2にはサポートプレート3が固定されており、このサポートプレート3にキャリア5が固定されている。
 キャリア5は、図3に示すように、インナー側に位置する一対のインナー側枠部15と、アウター側に位置するアウター側枠部18と、枠部15,18を繋ぐ一対の連結枠部21とから構成され、中央部に上下に貫通するローター収容空間22を有する。インナー側枠部15の各々は、上方に向けて立設するインナー側回転方向移動規制部16と、インナー側回転方向移動規制部16の下端部と繋がる平板状のインナー側径方向移動規制部17とを有して構成される。インナー側回転方向移動規制部16の各々には、互いに対向する平らなインナー側回転方向移動規制面16aが形成されており、インナー側径方向移動規制部17の各々には、平らなインナー側径方向移動規制面17aが形成されている。アウター側枠部18は、上方に向けて立設する一対のアウター側回転方向移動規制部19と、アウター側回転方向移動規制部19の下端部と繋がる平板状のアウター側径方向移動規制部20とを有して構成される。アウター側回転方向移動規制部19の各々には、互いに対向する平らなアウター側回転方向移動規制面19aが形成されており、アウター側径方向移動規制部20の各々には、平らなアウター側径方向移動規制面20aが形成されている。
 キャリパアッセンブリ10は、図1および図2に示すように、インナーハウジング6aとアウターハウジング6bとを連結して形成されるキャリパ7と、キャリパ7内に配設された制動ユニット11と、キャリパ7内においてローター4の制動面4aに対向して配設されたアウターパッド41およびインナーパッド43と、キャリパ7内に配設された一対のアジャストユニット30と、キャリパ7の内部および外部に配設されたカム駆動ユニット100とを有して構成される。
 キャリパ7は、スライドピン8を用いてキャリア5に取り付けられており、ローター4の軸方向にスライド移動可能となっている。このため、キャリパアッセンブリ10(キャリパ7並びにキャリパ7内外に配設された制動ユニット11、アジャストユニット30およびカム駆動ユニット100)は、一体的にローター4の軸方向にスライド移動可能となっている。
 制動ユニット11は、図2に示すように、カム部材27と、ベースプレート35と、ベースプレート35に対向して配設されたウェッジプレート37と、円柱状に形成されたローラ36と、ローラ36を保持するケージ45と、ウェッジプレート37を弾性的にインナー側に引き寄せてプレート35,37間にローラ36を挟持させる挟持ユニット39(図5~図7)とから構成される。
 カム部材27は、図4に示すように、インボリュートスプライン軸受け部27aが形成された本体部27bと、インボリュート形状のカム側当接面27cが形成された噛合歯27dとを備えて構成される。
 ベースプレート35は、図6および図7に示すように略平板状に形成されており、ウェッジプレート37に対向する面に、ローラ36を嵌め込んで保持するための断面視V字状のウェッジ溝35aが形成されている。
 ウェッジプレート37は、図4および図7に示すように略平板状に形成されており、ベースプレート35に対向する面に、ローラ36を嵌め込んで保持するための断面視V字状のウェッジ溝37aが形成されている。図4に示すように、ウェッジプレート37の中央部には、ローター4の軸方向に貫通する挿入空間37bが形成されており、この挿入空間37b内にカム部材27が配設される。ベースプレート35に対してウェッジプレート37が回転方向にスライド移動されたときに、カム部材27の本体部27bとウェッジプレート37とが干渉しないように、挿入空間37bの上部に逃がし部37cが形成されている挿入空間37bの下部には、カム部材27のカム側当接面27cに当接するラック側当接面37dが形成されている。ウェッジプレート37は、図8に示すように、断面視略矩形となってアウター側に突出する一対の結合突起53と、上下に延びるピン受容溝52が形成された一対のプレート保持部51とを備える。
 ケージ45は、図5に示すように、略平板状に形成されたベース部45aと、ローラ36を収容保持するための一対のローラ保持部45bと、中央部に形成されたガイド用開口部45cとを有して構成される。
 挟持ユニット39は、図5~図7に示すように、ウェッジプレート37に取り付けられたベース部材39aと、ベース部材39aに取り付けられた支持部材39bと、圧縮ばね39cと、ばね押さえ39dとから構成される。ベース部材39aは、ケージ45のガイド用開口部45cに嵌合しており、ガイド用開口部45cにガイドされて車両の前後方向にスライド移動可能となっている。挟持ユニット39の組み立て構成について説明する。図6に示すように、まず、ベース部材39aのインナー側にベースプレート35を配置して、支持部材39bに圧縮ばね39cを挿通させる。次に、支持部材39bの先端部にばね押さえ39dを取り付けて、圧縮ばね39cが圧縮状態に保持されて組み立てられる。これにより、ウェッジプレート37にインナー側への力を常時作用させて、ローラ36が、ウェッジプレート37(ウェッジ溝37a)とベースプレート35(ウェッジ溝35a)との間に弾性的に挟持される。
 アウターパッド41(摩擦材とも称される)は、図2に示すように、アウター側にシュープレート42を備えて構成される。アウターパッド41は、一対の制動面4aのうち、アウター側の制動面4aと対向するように配設される。インナーパッド43は、インナー側にシュープレート44を備えて構成される。インナーパッド43は、一対の制動面4aのうち、インナー側の制動面4aと対向するように配設される。なお、パッドにシュープレートを取り付けたものを、単にパッド(摩擦パッド)と称する場合もある。
 図9に示すように、シュープレート44のインナー側には、断面視略矩形となって上下に延びてウェッジプレート37の結合突起53と嵌合可能な一対の結合溝44aが形成されている。シュープレート44における結合溝44aに隣接する部分に、ピン取付孔44bが形成されている。ピン取付孔44bには、図4に示す結合ピン70が取り付けられる。結合ピン70は、図10(c)および図10(d)に示すように、円盤状のばね荷重受容部71と、ばね荷重受容部71に繋がる連結軸部72と、連結軸部72に繋がって連結軸部72よりも大径の挿入軸部73と、ねじ部74とから構成される。結合ピン70は、ねじ部74がシュープレート44のピン取付孔44bに締結されて、シュープレート44に取り付けられる。
 インナーパッド43をウェッジプレート37に装着する際には、図4に示す結合クリップ60が用いられる。結合クリップ60は、図10(a)および図10(b)に示すように、弾性変形可能な平板金属材料を用いて形成されており、スリット部62を有して湾曲するように形成されたベース部61と、ベース部61の上端部を折り曲げて形成された上側係止部63と、ベース部61の下端部を折り曲げて形成された下側係止部64とを備える。
 結合クリップ60を用いて、インナーパッド43をウェッジプレート37に装着する手順について説明する。図11(a)に示すように、まずシュープレート44の結合溝44aをウェッジプレート37の結合突起53に嵌合させて、インナーパッド43を下方にスライド移動させ、シュープレート44の結合ピン70をウェッジプレート37のピン受容溝52に受容させる(図11(b)参照)。次に、図11(b)に示すように、ばね荷重受容部71とプレート保持部51との隙間に、上方から結合クリップ60を挿入して取り付けると、プレート保持部51の下端部に下側係止部64が係止されるとともに、プレート保持部51の上端部に上側係止部63が係止される。結合クリップ60を用いてウェッジプレート37にインナーパッド43を装着すると、ベース部61のばね力により、インナーパッド43をウェッジプレート37に弾性的に押し付けて装着することができる。このため、インナーパッド43をウェッジプレート37と一体的に移動させることができるので、インナーパッド43を回転方向および径方向に精度良く移動制御可能になる。また、インナーパッド43による引き摺りトルク等の発生も抑えられる。
 ウェッジプレート37にインナーパッド43を装着した後、図1に示すように、上下に弾性変形可能なリーフスプリング9aをシュープレート44の上部に取り付け、このリーフスプリング9aを上側から押えるようにリテーナプレート9bを取り付ける。このようにして、インナーパッド43は、リーフスプリング9aのばね力により、アウターハウジング6bから抜け出ないように弾性的に保持される。
 アジャストユニット30は、図2に示すように、押圧力センサー31と、アジャスタ本体部32と、アジャスタ筒状体33と、アジャスト用駆動歯車38とから構成される。押圧力センサー31は、制動面4aにインナーパッド43が押し付けられるときの押圧力を検出するセンサーである。アジャスタ本体部32は、円柱状に形成されており、その外周面に螺旋状の本体側ねじ(図示せず)を備える。アジャスタ筒状体33は、略筒状に形成されており、本体側ねじと噛合する螺旋状の筒側ねじ(図示せず)が内周面に形成された筒部33aと、筒部33aのインナー側端部に形成された調整用従動歯車33bとから構成される。アジャスタ筒状体33は、インナーハウジング6aとの間に設けられた軸受け30a(図18参照)により、インナーハウジング6aに対して回転自在に支持されている。アジャスト用駆動歯車38は、インナーハウジング6aに回転自在に支持されるとともに、一対のアジャストユニット30の各々の調整用従動歯車33bと噛合している。アジャストユニット30により、ブレーキ操作が行われる毎にローター4の制動面4aとインナーパッド43との隙間が所定間隔になるように隙間調整(アジャスト)が行われる。
 アジャストユニット30は、アジャストケース34とインナーハウジング6aとの間に配設されている。アジャストユニット30は、アジャスト用駆動歯車38によりアジャスタ筒状体33を回転させ、アジャスタ本体部32をアウター側に押し出すことで、制動ユニット11を介してインナーパッド43をローター4の制動面4aに近づけるように移動させて、隙間調整を行うことができるようになっている。
 制動ユニット11は、アジャストケース34のアウター側に設けられている。ベースプレート35は、キャリア5のインナー側径方向移動規制部17に載置されるとともに、キャリア5のインナー側回転方向移動規制部16に挟持されて配設される。図2および図3に示すように、ベースプレート35には、ベースプレート35の回転方向への移動を規制して位置決めするための押圧位置決め部材80が装着されている。押圧位置決め部材80は、図12に示すように、弾性変形可能な平板金属材料を用いて形成されており、撓み量dだけ変形させて形成された板状本体部81と、板状本体部81の上端部を折り曲げて形成された上側係止部82と、板状本体部81の上下方向における中央部を折り曲げて形成された係合部83とを備えて構成される。
 カム駆動ユニット100は、図13および図14に示すように、電力供給を受けて回転駆動する電動モータ110と、電動モータ110の回転駆動力が入力される減速機120と、減速機120の出力軸と接続された駆動力伝達軸130と、駆動力伝達軸130と接続された歯車ユニット140と、歯車ユニット140の出力側と接続されたカム駆動軸170とから構成される。
 電動モータ110は、電力供給を受けて回転駆動力を発生するモータ本体部111と、モータ本体部111で発生した回転駆動力を出力するためのモータ出力軸112とを有して構成される。電動モータ110には、電動モータ110の回転角を検出する回転角センサー113(例えばエンコーダー)が内蔵されている。本実施形態では、電動モータ110をインナーハウジング6aの外側に取り付けて、電動モータ110の配置の自由度を確保しており、電動モータ110の大型化にも対応できる構成になっている。
 減速機120は、モータ出力軸112と接続された第1入力軸121と、図示しないサンギア、プラネタリギアおよびリングギア等を備えて構成される第1遊星歯車ユニット122と、第1遊星歯車ユニット122で減速された回転駆動力が入力される第2入力軸123と、図示しないサンギア、プラネタリギアおよびリングギア等を備えて構成される第2遊星歯車ユニット124とを備えて構成される。減速機120においては、モータ出力軸112の回転駆動力がまず第1遊星歯車ユニット122で減速され、さらに第2遊星歯車ユニット124で減速されて出力される。第2遊星歯車ユニット124の出力軸(リングギア)には、図16(a)に示すようなインボリュートセレーション軸受け部154が形成されている。本実施形態では、2組の遊星歯車ユニット122,124を連ねて構成された減速機120を例示しているが、他の構成の減速機(1組の遊星歯車ユニットからなる減速機)を用いても良い。
 駆動力伝達軸130は、図15に示すように、円柱状の軸本体部131と、軸本体部131に形成されて円弧状の断面(図15(b)参照)を有する出力側インボリュートセレーション軸部132と、円弧状の断面(図15(b)参照)を有する入力側インボリュートセレーション軸部133とを有して構成される。入力側インボリュートセレーション軸部133は、第2遊星歯車ユニット124の出力軸に形成されたインボリュートセレーション軸受け部に噛合している。
 歯車ユニット140は、入力側平歯車150と、入力側平歯車150と噛合する出力側平歯車160と、これら平歯車150,160を回転自在に保持する歯車保持枠141とから構成される。
 入力側平歯車150は、図16に示すように、リング状の歯車本体部151と、歯車本体部151の周縁部に形成された複数の噛合歯152と、歯車本体部151に貫通して形成された軸挿入部153と、軸挿入部153の内周面に形成されたインボリュートセレーション軸受け部154とを備えて構成される。出力側平歯車160は、図14に示すように、リング状の歯車本体部161と、歯車本体部161の周縁部に形成されて噛合歯152と噛合する複数の噛合歯162と、歯車本体部161に貫通して形成された軸挿入部(図示せず)と、軸挿入部の内周面に形成されたインボリュートスプライン軸受け部(図示せず)とを備えて構成される。
 歯車保持枠141は、入力側平歯車150および出力側平歯車160を噛合させた状態で回転自在に保持している。歯車保持枠141は、アウター側に突出する取り付け突起142を備えている。図14に示すように、アジャストケース34には、取り付け孔34aが形成されている。取り付け孔34aに取り付け突起142が挿入されて、歯車ユニット140は、ローター4の軸方向にスライド移動可能となってアジャストケース34に取り付けられる。
 カム駆動軸170は、図17に示すように、円柱状の軸本体部171と、軸本体部171に形成された出力側インボリュートスプライン軸部172と、入力側インボリュートスプライン軸部173とを有して構成される。入力側インボリュートスプライン軸部173は、出力側平歯車160のインボリュートスプライン軸受け部と噛合し、出力側インボリュートスプライン軸部172は、カム部材27のインボリュートスプライン軸受け部27aと噛合している。カム駆動軸170は、図13および図14に示すように、軸受け179を介してアジャストケース34に回転自在に支持されている。
 図18に示すように、本発明を適用したディスクブレーキ装置1を搭載する車両には、運転者がブレーキ操作をするブレーキペダル92が設けられている。ブレーキペダル92の踏込み力(ブレーキ操作力)は、踏込み力センサー92aで電気信号に変換されて検出される。また車両には、ローター4の回転方向(前進側fまたは後進側r)を検出するための回転方向センサー93が設けられている。電動モータ110の作動を制御するコントローラ91には、押圧力センサー31、踏込み力センサー92a、回転方向センサー93および回転角センサー113の各々で検出された検出結果が入力される。コントローラ91には、踏込み力センサー92aで検出されるブレーキ操作力と、そのブレーキ操作力に対応するインナーパッド43の押圧力とが、予め対応付けられて記憶されている。
 以上ここまでは、ディスクブレーキ装置1の全体構成について説明した。以下においてはディスクブレーキ装置1の作動について、図18および図19を参照しながら、図20に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下においては、車両を前進走行させるときに、運転者によってブレーキペダル92が踏込み操作される場合の作動を例示して説明する。
 まず、図20に示すステップS10において、回転方向センサー93で検出されたローター4の回転方向(前進側fまたは後進側r)が、コントローラ91に入力される。次にステップS20に進み、踏込み力センサー92aで検出されたブレーキペダル92へのブレーキ操作力を示す信号が、コントローラ91に入力される。続いてステップS30に進み、押圧力センサー31で検出されたインナーパッド43の押圧力を示す信号が、コントローラ91に入力される。
 続くステップS40においてコントローラ91は、ステップS10で入力されたローター4の回転方向が前進側fであるか否かの判定を行い、ローター4の回転が前進側fである場合には、前進側fに向かってウェッジプレート37をスライド移動させるように、電動モータ110に駆動信号を出力する(ステップS51)。この駆動信号に基づいて電動モータ110が回転駆動されると、電動モータ110の回転駆動力が減速機120で減速された後、駆動力伝達軸部材130を介して歯車ユニット140に伝達される。歯車ユニット140に伝達された回転駆動力は、入力側平歯車150から出力側平歯車160、さらに出力側平歯車160からカム駆動軸部材170へと伝達されて、電動モータ110の回転駆動に応じてカム部材27が回転駆動される。カム部材27が回転駆動されると、カム部材27のカム側当接面27cによりウェッジプレート37のラック側当接面37dが押圧され、カム部材27の回転方向(この場合は前進側f)にウェッジプレート37がスライド移動される。
 このように、インボリュート形状に形成されたカム側当接面27cをラック側当接面37dに当接させて、ウェッジプレート37をスライド移動させる構成なので、カム側当接面27cとラック側当接面37dとの間に生じるすべりを抑えて、カム部材27の回転駆動力を効率良くウェッジプレート37のスライド移動に変換することができる。
 図18には、前進側fにスライド移動された状態の各部材を、ウェッジプレート37f、シュープレート44fおよびインナーパッド43fとして示している。図19には、前進側fにスライド移動された状態のウェッジプレート37f、シュープレート44fおよびインナーパッド43fの拡大図を示している。図19から分かるように、ウェッジプレート37が前進側fにスライド移動されると、ローラ36は、V字状のウェッジ溝37aうちで後進側の斜面に押し付けられる。そのため、ウェッジプレート37(ウェッジプレート37と一体になったシュープレート44およびインナーパッド43)が、この斜面の傾斜に沿うように前進側fにスライド移動しながらアウター側に押し出される。
 一方、ステップS40において、ローター4の回転方向が後進側rと判定された場合には、後進側rに向かってウェッジプレート37をスライド移動させるように、コントローラ91から電動モータ110へ駆動信号が出力される(ステップS52)。図18には、後進側rにスライド移動された各部材を、ウェッジプレート37r、シュープレート44rおよびインナーパッド43rとして示している。
 ウェッジプレート37が、カム部材27の回転角度に応じて前進側fまたは後進側rにスライド移動しながらアウター側に押し出され、その結果、インナーパッド43が制動面4aに押し付けられる。そうすると、制動面4aからの反力が、インナーパッド43、シュープレート44、ウェッジプレート37、ローラ36、ベースプレート35、アジャストケース34およびアジャストユニット30を介してキャリパ7(インナーハウジング6a)に作用し、キャリパ7がインナー側に押圧される。
 キャリパ7がインナー側に押圧されてスライド移動すると、アウターハウジング6bにより、シュープレート42およびアウターパッド41が一体的にインナー側に押圧される。これにより、アウターパッド41がアウター側の制動面4aに押し付けられて、制動面4aに制動力を作用させることができる。このようにして、アウターパッド41およびインナーパッド43の各々が制動面4aに押し付けられて、ローター4に制動力を作用させる。
 ディスクブレーキ装置1は、制動ユニット11により、制動面4aにインナーパッド43を押し付ける押圧力が自動的に増幅される(自己倍力を発生させる)構成となっている。この構成について、図19を参照しながら説明する。なお、以下においては、制動面4aとインナーパッド43との間の摩擦係数をμとして説明を行う。
 図19に示すように、制動面4aにインナーパッド43を押圧力Fで押し付ける場合、インナーパッド43には前進側fにF×μの摩擦力が作用する。このとき、インナーパッド43と一体になったウェッジプレート37にも摩擦力F×μが作用し、ウェッジプレート37のウェッジ溝37aとローラ36との当接部分に摩擦力F×μが作用する。この当接部分では、摩擦力F×μの分力のうちで制動面4aに直交する方向への成分が、制動面4aに近づく方向に作用する反力F’としてウェッジプレート37に作用する。そのため、インナーパッド43は、元の押圧力Fにこの反力F’を加えた押圧力で制動面4aに押し付けられ、押圧力(F+F’)に対応する摩擦力(F+F’)×μがインナーパッド43に作用する。
 インナーパッド43に作用する摩擦力が、F×μから(F+F’)×μへと増幅されると、それに伴ってインナーパッド43、シュープレート44およびウェッジプレート37が一体的に前進側fにスライド移動される。このように前進側にスライド移動されると、ウェッジプレート37はローラ36からさらに大きな反力を受け、これによりインナーパッド43は、さらに大きな押圧力で制動面4aに押し付けられる。このように、摩擦力によりインナーパッド43が前進側fにスライド移動される作動と、インナーパッド43がより大きな押圧力で制動面4aに押し付けられる作動とが繰り返されるウェッジ効果により、インナーパッド43の押圧力が自動的に増幅されるようになっている。
 続いてステップS60に進み、アウターパッド41およびインナーパッド43を制動面4aに押し付けて制動力を作用させているとき、コントローラ91においては、押圧力センサー31で検出されたインナーパッド43の押圧力が、踏込み力センサー92aで検出されたブレーキ操作力に対応する押圧力よりも大きいか否かの判定が行われる。
 ステップS60において、押圧力センサー31で検出された押圧力が、ブレーキ操作力に対応する押圧力よりも大きいと判定された場合にはステップS71に進む。前進走行の場合を想定した本実施形態では、ステップS71において、ウェッジプレート37を後進側に移動させて押圧力を弱めるように、コントローラ91から電動モータ110へ駆動信号が出力される。一方、押圧力センサー31で検出された押圧力が、ブレーキ操作力に対応する押圧力よりも小さいと判定された場合にはステップS72に進む。本実施形態の場合にはステップS72において、ウェッジプレート37を前進側に移動させて押圧力を強めるように、コントローラ91から電動モータ110へ駆動信号が出力される。
 ステップS60、S71およびS72を繰り返して行うことで、ブレーキペダル92へのブレーキ操作力に対応する押圧力で、制動面4aにインナーパッド43が押し付けられるように電動モータ110の回転駆動制御が行われる。これにより、運転者が意図する制動力をローター4に作用させて、車両を減速させることができる。
 以上ここまでは、ディスクブレーキ装置1の作動について説明した。ところで、ディスクブレーキ装置1は、ウェッジ効果を得るために、インナーパッド43を制動面4aに垂直な方向に移動させるときに、インナーパッド43を回転方向にスライド移動させる必要がある。一方、インナーパッド43を制動面4aに押し付けて制動力を作用させるためには、インナーバッド43が制動面4aに押し付けられている状態において、インナーパッド43がローター4と一緒になって回転しないように、インナーパッド43の回転方向への移動を規制する必要がある。
 インナーバッド43が制動面4aに押し付けられている状態においては、制動面4aとインナーパッド43との間で発生する制動力の回転方向成分は、ウェッジプレート37およびローラ36を介してベースプレート35に伝達される。そこで、図2および図3に示すように、キャリア5に一対のインナー側回転方向移動規制部16を設け、これにベースプレート35を挟持させて、制動力の回転方向成分をインナー側回転方向移動規制部16で受け止める構成としている。インナー側回転方向移動規制部16を備えるキャリア5は、図1に示すように、サポートプレート3を介してアクスル2に固定されている。そのため、制動力の回転方向成分を、アクスル2に固定されたキャリア5で受け止めて、インナーバッド43(ベースプレート35)の回転方向への移動を確実に規制できる。特にインナーパッド43の近傍に位置するベースプレート35を、インナー側回転方向移動規制部16により挟持するので、インナーパッド43の回転方向への移動を効果的に規制できる。
 一方で、制動面4aとインナーパッド43との間で発生する制動力のうち、ローター4の径方向成分は、インナーパッド43、シュープレート44およびウェッジプレート37の少なくともいずれかが、キャリア5のインナー側径方向移動規制部17に当接して受け止められる。このように、インナーパッド43に作用する回転方向の力および径方向の力の両方が、アクスル2に固定されたキャリア5によってしっかりと受け止められるので、ディスクブレーキ装置1を、剛性を高めた堅牢な構造にすることができる。このような堅牢な構造にすることで、ブレーキ操作に対応した制動力を制動面4aに精度良く作用させることが可能になり、ブレーキ操作の感触を向上させることができる。
 また、図2に示すように、インナー側回転方向移動規制部16によってベースプレート35の回転方向への移動が規制されているものの、ウェッジプレート37およびインナーパッド43は回転方向へのスライド移動が許容されている。そのため、インナーパッド43を制動面4aに垂直な方向に移動させるときには、インナーパッド43を回転方向にスライド移動させて、ウェッジ効果により制動力を増幅させることができる。なお、アウターパッド41は、キャリア5に設けられた一対のアウター側回転方向移動規制部19に挟持されて回転方向の移動が規制された状態で、アウター側径方向移動規制部20に載置される。
 以上、インナーパッド43を回転方向にスライド移動させながら制動面4aに押し付けることを許容しつつ、制動力を作用させているときにはインナーパッド43の回転方向への移動を効果的に規制できる構成について説明した。
 ところで、ウェッジ効果を利用したディスクブレーキ装置1では、インナーパッド43の押圧力を精度良く制御するために、インナーパッド43の回転方向へのスライド移動を精度良く制御することが重要である。インナーパッド43はベースプレート35を基準としてスライド移動されるため、基準となるベースプレート35の回転方向への移動を規制して位置決めをする必要がある。一方、ディスクブレーキ装置1は、一対のインナー側回転方向移動規制部16間にベースプレート35を挿入して組み立てられるため、加工誤差を吸収するための隙間(クリアランス)を設ける必要がある。
 このクリアランスを有するために、一対のインナー側回転方向移動規制部16間にベースプレート35を配置すると、ベースプレート35とインナー側回転方向移動規制部16との間に、クリアランスに対応した隙間が生じる。このため、カム部材27を駆動させて、ウェッジプレート37に前進側にスライド移動させようとすると、まず、カム部材27に作用する反力により、ベースプレート35がクリアランス分だけ後進側にスライド移動される。このとき、カム部材27に作用する反力が受け止められていないので、カム部材27を駆動させてもウェッジプレート37は前進側にスライド移動されない。ベースプレート35がクリアランス分だけ後進側にスライド移動されてインナー側回転方向移動規制部16に当接すると、カム部材27に作用する反力がインナー側回転方向移動規制部16で受け止められて、カム部材27の駆動に応じてウェッジプレート37が前進側にスライド移動される。このように、クリアランスがあると、カム部材27に作用する反力によりベースプレート35がスライド移動される分だけ、ウェッジプレート37(インナーパッド43)の駆動遅れが発生する。この駆動遅れは、インナーパッド43の押圧力を制御するために、カム部材27の駆動方向を切り換える度に発生する。
 そこで、ディスクブレーキ装置1には、図2および図3に示すように、一対のインナー側回転方向移動規制部16間にベースプレート35を配置した後、ベースプレート35の後進側端部とインナー側回転方向移動規制部16との隙間に、押圧位置決め部材80を上下に挿入して取り付けている。これにより、押圧位置決め部材80を構成する板状本体部81のばね力よって、ベースプレート35の前進側端部をインナー側回転方向移動規制部16に弾性的に押し付けて、ベースプレート35を回転方向に位置決めした状態に保持することができる。このため、カム部材27を駆動するときに、ベースプレート35がスライド移動されることなく、カム部材27に作用する反力が押圧位置決め部材80の板状本体部81で受け止められる。よって、カム部材27の駆動に応じて、ウェッジプレート37を前進側に即座にスライド移動させることができる。このように、ディスクブレーキ装置1は、加工誤差を吸収するためのクリアランスを設けつつ、このクリアランスがあるために発生するウェッジプレート37の駆動遅れを防止できるようにして、インナーパッド43を制御通りにスライド移動させて制動面4aに押し付けることができるように構成されている。なお、クリアランスは、板状本体部81を圧縮させた状態で挿入できる値に設定されている。
 押圧位置決め部材80を構成する板状本体部81のばね力について、図7を用いて説明する。制動面4aに各パッド41,43を押し付けて制動力を作用させるときには、電動モータ110の回転駆動力を用いてカム部材27を駆動させ、ウェッジプレート37をインナー側に引き寄せる圧縮ばね39cのばね力と制動力とに抗する駆動力F’をウェッジプレート37に作用させて、ウェッジプレート37を前進側にスライド移動させる。ウェッジプレート37を駆動力F’で前進側にスライド移動させると、カム部材27には後進側に向けて反力Fが作用する。押圧位置決め部材80は、板状本体部81を変形させるのに必要なばね力Fが、反力Fよりも大きくなるように構成されている。このため、一対のインナー側回転方向移動規制部16とベースプレート35との間に隙間が生じないように、ベースプレート35の前進側端部をインナー側回転方向移動規制部16に弾性的に押し付けて、回転方向に位置決めした状態を維持することができる。
 ところで、インナーパッド43が摩耗したときには、インナーパッド43と制動面4aとの隙間を所定間隔に保つために、インナーパッド43およびベースプレート35を制動面4aに近づくようにアジャストさせる必要がある。インナーパッド43およびベースプレート35を制動面4aに近づけてアジャストさせる場合には、図7に示すように、F×μ(押圧位置決め部材80とインナー側回転方向移動規制部16との間の摩擦係数)の力が、アジャスト力Fに対する抵抗力としてインナー側に向けて作用する。板状本体部81は、F>F×μの関係が成り立つようなばね力Fを有している。このため、ベースプレート35を回転方向に位置決めしたままで、アジャストユニット30により、インナーパッド43を制動面4aに近づけてアジャストさせることができる。
 ベースプレート35とインナー側回転方向移動規制部16との隙間に押圧位置決め部材80が挿入されると、係合部83がベースプレート35の後進側端部と係合して、押圧位置決め部材80がベースプレート35に取り付けられる。このため、ベースプレート35とインナー側回転方向移動規制部16との隙間から、押圧位置決め部材80が脱落することを防止できる。
 本実施形態に係るディスクブレーキ装置1では、押圧位置決め部材80が、後進側に向けて作用する反力Fを受け止める位置、すなわち、ベースプレート35の後進側端部とインナー側回転方向移動規制部16との隙間に挿入される。このため、後進走行時には制動力によって板状本体部81が変形し、一対のインナー側回転方向移動規制部16とベースプレート35との間に隙間が生じる可能性がある。しかし、後進走行よりも一般的に頻度の高い前進走行を優先し、前進走行時におけるウェッジプレート37の駆動遅れを防止できる構成になっている。
 以上、ベースプレート35の回転方向の移動を規制しつつ、制動面4aに近づく方向への移動を許容する構成について説明した。
 ところで、電動モータ110の回転駆動力を効率良くカム部材27に伝達するためには、電動モータ110をカム駆動軸170の軸線上に配置する構成が好ましい。しかし、この構成では、ディスクブレーキ装置1を搭載する車両の構成部品と電動モータ110とが干渉して、電動モータ110の配置スペースが制約を受ける虞がある。特に電動モータ110が大型になるに従い、電動モータ110の配置スペースは制約を受けやすい。
 そこで、ディスクブレーキ装置1においては、電動モータ110をカム駆動軸170の軸線上に配置するのではなく、カム駆動軸170に対してモータ出力軸112が外周側に位置するように、キャリパ7(インナーハウジング6a)の外周部に電動モータ110を取り付けて構成される。このように、キャリパ7の外周部に電動モータ110を取り付けると、ディスクブレーキ装置1を搭載する車両の構成部品と電動モータ110との干渉を回避しつつ、電動モータ110の配置の自由度を高めることができる。
 キャリパ7の外周部に電動モータ110を取り付けると、モータ出力軸112の回転駆動力をカム駆動軸170に伝達するための機構が必要となる。電動モータ110が取り付けられるキャリパ7は、スライドピン8を介してキャリア5に取り付けらており、スライド移動を許容するためのクリアランスを有している。一方、カム駆動軸170は、ベースプレート35を介してキャリア5に位置決めされている。そのため、モータ出力軸112(減速機120の出力軸)の軸線とカム駆動軸170の軸線とが、傾いて位置する場合があり得る。
 そのため、駆動力伝達軸130を構成する出力側インボリュートセレーション軸部132、および入力側インボリュートセレーション軸部133は、図15(b)に示すように円弧状の断面を有した構成が好ましい。これにより、駆動力伝達軸130は、モータ出力軸112(減速機120の出力軸)の軸線とカム駆動軸170の軸線との傾きを許容しつつ、軸部と軸受け部との噛合を保持して回転駆動力をスムーズに伝達させることができる。歯車ユニット140は、入力側平歯車150の噛合歯152と、出力側平歯車160の噛合歯162とのバックラッシが極力小さくなるように構成されているので、電動モータ110の回転駆動力を応答性良く且つ効率良く伝達させることができる。
 アジャストユニット30によりインナーパッド43アジャストさせると、カム部材27とカム駆動軸170とが一体となってアウター側に押し出される。一方、カム駆動軸170に回転駆動力を伝達する歯車ユニット140は、インナーハウジング6aに当接して、ローター4の軸方向への移動が規制されている。そこで、カム駆動軸170の入力側インボリュートスプライン軸部173と、出力側平歯車160のインボリュートスプライン軸受け部とを、互いのローター4の軸方向への移動を許容しつつ回転駆動力を伝達できるように噛合させている。そのため、アジャストに応じて、歯車ユニット140に対してカム駆動軸170がアウター側に移動されても、入力側インボリュートスプライン軸部173と出力側平歯車160のインボリュートスプライン軸受け部との噛合が保持される。よって、アジャストを許容しつつ、電動モータ110の回転駆動力を歯車ユニット140を介してカム駆動軸170に伝達することができる。なお、入力側インボリュートスプライン軸部173は、アジャストに対応させて、軸方向に延びて形成されている。
 上述の実施形態では、押圧力センサー31を用いてインナーパッド43の押圧力を検出し、この押圧力をフィードバックさせて電動モータ110の回転駆動制御を行う構成例を説明したが、本発明はこの構成例に限定して適用されるものではない。例えば、インナーパッド43の押圧力を検出する代わりに、制動面4aにインナーパッド43を押し付けることにより生じるブレーキトルクを検出したり、車両の減速度を検出したりして、電動モータ110の回転駆動制御を行うように構成しても良い。
 上述の実施形態では、インナーパッド43と制動面4aとの間の隙間に応じて、アジャスト用駆動歯車38が自動で回転駆動されて隙間調整される構成例について説明したが、本発明はこの構成例に限定されない。この構成に代えて、アジャスト用駆動歯車38を回転駆動するためのアジャスト用電動モータを別途設け、このアジャスト用電動モータの回転駆動を制御して隙間調整を行うように構成しても良い。
1   ディスクブレーキ装置
2   アクスル(支持部材)
4   ローター
4a  制動面
5   キャリア
7   キャリパ
27  カム部材(第2運動変換機構)
35  ベースプレート(ベース部材)
35a ウェッジ溝(第1運動変換機構)
36  ローラ(第1運動変換機構)
37  ウェッジプレート(スライド部材)
37a ウェッジ溝(第1運動変換機構)
37d ラック側当接面(第2運動変換機構)
39  挟持ユニット(第1運動変換機構)
43  インナーパッド(摩擦パッド)
45  ケージ(第1運動変換機構)
110 電動モータ(電動モータユニット)
112 モータ出力軸(出力軸部材)
130 駆動力伝達軸(駆動力伝達機構)
140 歯車ユニット(駆動力伝達機構)
150 入力側平歯車(歯車)
160 出力側平歯車(歯車)
170 カム駆動軸(駆動軸部材)

Claims (3)

  1.  制動対象となる回転体に連結されて回転する円盤状の制動面を有したローターと、前記回転体を回転自在に支持する支持部材に取り付けられて前記ローターの制動面に対向して配置されたキャリアと、前記キャリアに前記制動面に垂直な方向へ移動可能に取り付けられたキャリパと、前記ローターの制動面に対向して配置される摩擦パッドと、前記キャリパに取り付けられて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付ける作動を行わせる制動作動機構とを有して構成されるディスクブレーキ装置であって、
     前記制動作動機構が、
      前記キャリパに保持されるベース部材と、
      前記ベース部材に対向配置されて前記摩擦パッドを保持するスライド部材と、
      前記ベース部材に対して前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させながら前記制動面に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、
      回転駆動力を出力する出力軸部材を備えた電動モータユニットと、
      前記出力軸部材により回転駆動される駆動軸部材を備え、前記駆動軸部材が回転駆動されて前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを有し、
     前記駆動軸部材に対して前記出力軸部材が外周側に位置するように、前記電動モータユニットが前記キャリパに取り付けられており、
     前記出力軸部材の回転駆動力を前記駆動軸部材に伝達する駆動力伝達機構を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
  2.  前記駆動力伝達機構が、前記出力軸部材の軸線と前記駆動軸部材の軸線との傾きを許容しつつ、前記出力軸部材の回転駆動力を前記駆動軸部材に伝達可能に構成されたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
  3.  前記駆動力伝達機構が、歯車を用いて構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のディスクブレーキ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017137928A (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107816498A (zh) * 2017-11-17 2018-03-20 金华职业技术学院 一种新型汽车线控制动器
CN114876983B (zh) * 2022-04-26 2024-05-17 华为电动技术有限公司 制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001003967A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Akebono Brake Ind Co Ltd 電動ブレーキ装置
JP2005121228A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh 自己倍力式の電気機械的なディスクブレーキ
JP2008516169A (ja) 2004-10-13 2008-05-15 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 自己倍力構造形式のディスクブレーキ及び自己倍力式のブレーキのための制御方法
JP2012004374A (ja) 2010-06-17 2012-01-05 Toyota Industries Corp はんだ付け用治具

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2610053B1 (fr) * 1987-01-22 1989-03-31 Bendix France Procede et dispositif d'actionnement d'un mecanisme de freinage par un moteur electrique rotatif
US5348123A (en) * 1991-09-02 1994-09-20 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Brake actuating apparatus for a vehicle
GB9518722D0 (en) * 1995-09-13 1995-11-15 Lucas Ind Plc Improvements in electrically-operated disc brake assemblies for vehicles
DE19611911A1 (de) * 1996-03-26 1997-10-02 Bosch Gmbh Robert Bremsvorrichtung
DE50003833D1 (de) * 1999-04-13 2003-10-30 Continental Teves Ag & Co Ohg Teilbelagscheibenbremse mit elektromechanischer betätigungseinheit
DE10035220B4 (de) * 2000-07-20 2014-01-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Radbremsvorrichtung
JP2002213508A (ja) * 2001-01-24 2002-07-31 Akebono Brake Ind Co Ltd 電動ブレーキ装置の制御方法およびその装置
DE102005030621A1 (de) * 2004-10-13 2006-04-20 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Scheibenbremse in selbstverstärkender Bauart und Ansteuerverfahren für eine selbstverstärkende Bremse
US7753178B2 (en) * 2005-11-30 2010-07-13 Hitachi, Ltd Disk brake with a parking brake function
DE102008051350A1 (de) * 2007-10-27 2009-04-30 Continental Teves Ag & Co. Ohg Kombinierte Fahrzeugbremse mit elektromechanisch betätigbarer Feststellbremse
JP2012237408A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Tbk:Kk ディスクブレーキ装置
WO2014006658A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 株式会社Tbk ディスクブレーキ装置
WO2014006657A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 株式会社Tbk ディスクブレーキ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001003967A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Akebono Brake Ind Co Ltd 電動ブレーキ装置
JP2005121228A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Robert Bosch Gmbh 自己倍力式の電気機械的なディスクブレーキ
JP2008516169A (ja) 2004-10-13 2008-05-15 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 自己倍力構造形式のディスクブレーキ及び自己倍力式のブレーキのための制御方法
JP2012004374A (ja) 2010-06-17 2012-01-05 Toyota Industries Corp はんだ付け用治具

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017137928A (ja) * 2016-02-03 2017-08-10 Ntn株式会社 電動ブレーキ装置

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