WO2019064727A1

WO2019064727A1 - 電動ディスクブレーキ

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Publication number: WO2019064727A1
Application number: PCT/JP2018/023056
Authority: WO
Inventors: 萩原　高行; 厚志小平
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2019-04-04
Also published as: CN111133217A; CN111133217B; US11313422B2; US20200278000A1; JP6732712B2; KR20200041956A; DE112018004232T5; JP2019065923A; KR102250550B1; DE112018004232B4

Abstract

本発明の目的は、応答性の向上に適した電動ディスクブレーキを提供することにある。電動ディスクブレーキは、回転部材５の回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構５，７と、回転部材５の回転に応じてピストン８を後退させるトルクを蓄えるリターンスプリング１３と、リターンスプリング１３に前記トルクを蓄積可能な状態とリターンスプリング１３への前記トルクの蓄積を抑止する状態との移行を行うクラッチ１４と、を備える。クラッチ１４は、回転部材５とともに回転する第１ディスク１４ａ及び第３ディスク１４ｃと、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとの間に配置される第２ディスク１４ｂと、を備える。リターンスプリング１３は、一端部がキャリパボディ９に連結され、他端部が第２ディスク１４ｂに連結される。

Description

電動ディスクブレーキ

　本発明は、電動モータのトルクによって制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関する。

　特開２００９－１２７７３７号公報（特許文献１）の要約には、フェールオープン機能を有する電動ディスクブレーキが記載されている。特許文献１の電動ディスクブレーキは
、回転軸（偏心軸）の回転に応じて差動回転する２つのディスクと、両ディスクの相対回転に応じてトルクを蓄えるねじりばね（リターンスプリング）と、を備え、電動モータの回転を減速してボールねじ機構（回転直動変換機構）に伝える遊星歯車減速機構を有する
。一方のディスクはボールねじ機構のねじ軸に、他方のディスクは摩擦クラッチを介してモータケースにそれぞれ連結されている。特許文献１の電動ディスクブレーキは、制動初期には、両ディスクを一体的に回転させ、減速比１でピストンを前進させてパッドクリアランスを速やかに解消し、制動力が発生する段階では、摩擦クラッチにより他方のディスクの回転を止め、所定の減速比でピストンを前進させてねじりばねにトルクを蓄え、電動モータの失陥時にはねじりばねに蓄えたトルクによってピストンを戻す。

特開２００９－１２７７３７号公報

　特許文献１の電動ディスクブレーキでは、ねじりばね（リターンスプリング）は一対の回転部材（ディスク）の間に介装されており、第１回転部材はボールねじ機構（回転直動変換機構）の回転部材に連結されて一体に回転し、第２回転部材はキャリパボディ（モータケース）に対して回転可能に取り付けられている。この構成では、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するまでの間、リターンスプリングが回転直動変換機構の回転部材と一緒に回転する。このため、リターンスプリングの重量が、ブレーキが始動するまでの間、回転負荷となり、電動ディスクブレーキの応答性の向上に限界があった。

　本発明の目的は、応答性の向上に適した電動ディスクブレーキを提供することにある。

　上記課題を解決するため、本発明による電動ディスクブレーキは、
　電動モータと、
　前記電動モータの回転トルクを増幅する減速機と、
　前記減速機の回転運動を受けて回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構と、
　シリンダを有するキャリパボディと、
　前記シリンダに挿入され、前進してブレーキパッドをブレークディスクに押し付けるピストンと、
　前記回転直動変換機構の回転部材の回転に応じて前記ピストンを後退させるトルクを蓄えるリターンスプリングと、
　前記リターンスプリングに前記トルクを蓄積可能な状態と前記リターンスプリングへの前記トルクの蓄積を抑止する状態との移行を行うクラッチと、
を備え、
　前記クラッチは、
　前記回転部材の回転中心線に沿う方向に並んで配置され、前記回転部材とともに回転する第１ディスク及び第３ディスクと、
　前記第１ディスクに対向する第１対向面と前記第３ディスクに対向する第２対向面とを有し、前記第１ディスクと第３ディスクとの間に配置される第２ディスクと、
を備え、
　前記リターンスプリングは、一端部が前記第２ディスクに連結され、他端部が前記キャリパボディに連結される。

　本発明によれば、電動ディスクブレーキのリターンスプリングの重量が回転負荷とならず、ブレーキ始動時の応答性を向上することができる。

本発明の第１実施例に係る電動ディスクブレーキの構造を示す断面図である。本発明の第１実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。本発明の第２実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。本発明の第３実施例に係る電動ディスクブレーキの構造を示す断面図である。本発明の第３の実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。

　本発明に係る電動ディスクブレーキ１００は、電動モータのトルクによって制動力を発生させ、ブレーキ作動状態で電源失陥した場合に制動力を解除する機構を有する。

　［実施例１］
　図１は、本発明の第１実施例に係る電動ディスクブレーキの構造を示す断面図である。

　電動モータ１は図示しない電子制御ユニットで制御され、電動モータ１の出力軸１ａは減速ギヤ（減速機）２に接続される。減速ギヤ２は遊星歯車３を構成し、遊星歯車３のキャリア４はスピンドル５に設けられたスプライン６０にスプライン結合（スプラインはめ合いとも言う）されている。スピンドル５の端部にはＣクリップ６が設けられており、スピンドル５はＣクリップ６により回転中心線５Ａに沿う方向における位置が固定されている。回転中心線５Ａはスピンドル５の回転中心線である。

　スピンドル５はスプライン軸（第１スプライン軸）５ａとボールねじのねじ軸５ｂとで構成される。ねじ軸５ｂの外周面には、回転中心線５Ａに沿って螺旋形状を成す螺旋溝５ｂａが形成されている。ボールねじは、ねじ軸５ｂとナット７とボール５３とで構成される。ナット７は円筒形状を成し、内周面に螺旋溝７ａが形成されている。ねじ軸５ｂの螺旋溝５ｂａとナット７の螺旋溝７ａとの間に複数のボール５３が配されている。ボールねじ５ｂ，７は、ナット７の回転がキャリパボディ９に拘束されており、スピンドル５の回転運動をナット７の直動運動に変換する。このときボール５３は、自転しながら、ねじ軸５ｂの螺旋溝５ｂａとナット７の螺旋溝７ａとの間を移動する。なおボールねじ５ｂ，７
，５３はボールねじ機構と呼ぶ場合もある。

　本発明に係る実施例の回転直動変換機構は、スピンドル５、ナット７、及びボール５３で構成される。スピンドル５は、減速ギヤ（減速機）２の回転運動を受けて回転する、回転直動変換機構の回転部材を構成する。本実施例の回転直動変換機構は、回転部材を構成するスピンドル５と、キャリパボディ９に対する回転が拘束されたナット７と、を備え、スピンドル５回転によってナット７が回転中心線５Ａに沿う方向に移動してピストン８を前進及び後退させる。

　直動するナット７は、ナット７に接続されたピストン８を押す構造になっている。ピストン８はキャリパボディ９ａのシリンダ１０に、回転が拘束された状態で挿入される。ナット７はピストン８を介してキャリパボディ９に対する回転が拘束される。

　ブレーキをかける場合、電動モータ１の回転トルクを減速ギヤ２と遊星歯車３で増大させ、スピンドル５を回す。スピンドル５が正方向に回転すると、ナット７が図の左方向に進みピストン８をブレーキディスク１２の方に向かって押す。これにより、ピストン８の前進によってブレーキパッド１１ｂがブレーキディスク１２に押し付けられる。その結果
、ブレーキディスク１２は、ブレーキパッド１１ｂが押し付けられる側とは反対側のディスク面がブレーキパッド１１ａに押し付けられ、ブレーキパッド１１ａとブレーキパッド１１ｂとに挟まれた状態で制動力が発生する。

　ピストン８の前進方向は、ピストン８が回転中心線５Ａに沿う方向を図中左方向に進む方向（ブレーキディスク１２に近づく方向）である。また、ピストン８の後退方向は、ピストン８が回転中心線５Ａに沿う方向を図中右方向に進む方向（ブレーキディスク１２から離れる方向）である。

　電源失陥時は、ブレーキディスク１２から受ける反力によりピストン８を押し戻してブレーキを開放する。この電源失陥による故障は４輪中１箇所で発生する前提で、走行継続による発熱やタイヤのロックを防止するため、所定の制動力以下になるまでピストン８を戻す必要がある。しかし、小型で小トルクの電動モータ１に対応するためには、減速ギヤ２と遊星歯車３の減速比を高めに設定しておく必要がある。この場合、減速比が高いため
、ピストン８を押し戻す側から見ると、失陥時の電動モータ１のフリクショントルクが増大されピストン８が戻りにくくなる。これを解消するために、本実施例の電動ディスクブレーキは、ピストン８を押し戻す力を蓄えるリターンスプリング１３を備えている。本実施例では、リターンスプリング１３はねじりばねにより構成される。

　次に、図２を用いて、スピンドル５のスプライン軸５ａに組みつけられたクラッチ１４と、リターンスプリング１３の構造を説明する。図２は、本発明の第１実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。

　クラッチ１４は、リターンスプリング１３にピストンを後退させるトルクを蓄積可能な状態とリターンスプリング１３への前記トルクの蓄積を抑止する状態との移行を行う。

　クラッチ１４は、第１ディスク１４ａ、第２ディスク１４ｂ、及び第３ディスク１４ｃで構成される。スピンドル５のスプライン軸５ａの外周面にはスプライン６０が設けられ
、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとがスプライン６０にスプライン結合される
。よって、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとは、スピンドル５に回転が拘束されるが、回転中心線５Ａに沿う方向（以下、単に軸方向という）には動ける。第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとの間に、第２ディスク１４ｂが挟まれている。

　上述したように、第１ディスク１４ａ及び第３ディスク１４ｃは、スピンドル５（回転部材）の回転中心線５Ａに沿う方向に並んで配置され、スピンドル５とともに回転する。第２ディスク１４ｂは、第１ディスク１４ａに対向する第１対向面１４ｂｓ１と第３ディスク１４ｃに対向する第２対向面１４ｂｓ２とを有し、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとの間に配置される。

　本発明に係る実施例において、クラッチ１４は、回転中心線５Ａに対して同心に配置された駆動側から被動側に機械的接触によって、動力を伝達したり、遮断したりする。駆動側は、減速ギヤ（減速機）２の回転運動を受けて回転する回転部材であるスピンドル５である。被動側はリターンスプリング１３である。第１ディスク１４ａ及び第３ディスク１４ｃは駆動側のスピンドル５に設けられて、スピンドル５とともに回転する。第２ディスク１４ｂは被動側のリターンスプリング１３に連結され、クラッチ１４が動力（トルク）を伝達可能な状態になると、リターンスプリング１３をねじり、リターンスプリング１３にピストンを後退させるトルクを蓄える。

　本発明に係る実施例では、クラッチ１４はディスククラッチであり、クラッチ用摩擦材（フェーシング）が設けられる部分（摩擦部）の形状がディスク形状である。クラッチ用摩擦材が設けられる部分の形状に基づいて、クラッチ１４の第１摩擦部を有する第１クラッチ部材、第２摩擦部を有する第２クラッチ部材、及び第３摩擦部を有する第３クラッチ部材を、それぞれ第１ディスク１４ａ、第２ディスク１４ｂ、及び第３ディスク１４ｃと呼んで説明する。

　第１ディスク１４ａは、スピンドル５のスプライン軸５ａとねじ軸部５ｂとの境界にある段付き部５１に当接している。第１ディスク１４ａとスピンドル（回転部材）５とは、ブレーキディスク１２からの反力をスピンドル５から第１ディスク１４ａに伝達する当接部を有し、この当接部はスピンドル５の段付き部５１によって構成される。

　第１ディスク１４ａは、スピンドル５に対して軸方向に動く必要は無く、スピンドル５と一体の部品であっても良い。第３ディスク１４ｃは、第１ディスク１４ａ及び第２ディスク１４ｂと対向する側とは反対側の面がスラストベアリング１５に当接し、第１ディスク１４ａ及び第２ディスク１４ｂから離れる方向への移動が規制されている。

　スラストベアリング１５を受ける部分には推力センサ１６が配置される。推力センサ１６で第３ディスク１４ｃに対して軸方向に作用する荷重を検出し、ブレーキパッド１１ａ
，１１ｂの摩耗に応じたピストン８の位置決め制御を行なう。

　スピンドル５のブレーキディスク１２側とは反対側の端部にＣクリップ６とワッシャ１７とが固定されており、スピンドル５はクラッチスプリング１８のセット荷重で図の右側（スピンドル５から見てブレーキディスク１２側とは反対側）に引っ張られている。本実施例では、クラッチスプリング１８はウェーブワッシャにより構成される。クラッチスプリング１８によって、第２ディスク１４ｂは、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとに、あらかじめセット荷重の力で挟まれている。すなわち、ブレーキの非作動時に、第１ディスク１４ａは第２ディスク１４ｂの第１対向面１４ｂｓ１に接触し、第３ディスク１４ｃは第２ディスク１４ｂの第２対向面１４ｂｓ２に接触した状態にある。

　なお、クラッチスプリング１８は無くても良い。その場合は、第１ディスク１４ａ、第２ディスク１４ｂ、及び第３ディスク１４ｃの間にわずかな隙間が存在するようにして、ブレーキ始動時にクラッチ１４が滑るようにする。クラッチスプリング１８を用いない場合は、このように隙間を設ける必要があるため、クラッチスプリング１８が設けられた場合と比べて応答性が悪くなる。

　第２ディスク１４ｂの外周は、円筒状のリターンスプリングツイスタ１９の内周面に設けられたスプライン６１にスプライン結合されている。よって、リターンスプリングツイスタ１９は、第２ディスク１４ｂに回転が拘束される。また、第２ディスク１４ｂは、リターンスプリングツイスタ１９に対して軸方向に動ける。リターンスプリングツイスタ１９は、キャリパボディ９とスペーサ２０とに挟まれており、軸方向における位置を拘束されている。リターンスプリングツイスタ１９の外周の一部区間に、溝１９ａが円周方向に彫られており、この溝１９ａが形成された区間（周方向における範囲）の終端にピン２１が当たるようにして、リターンスプリングツイスタ１９が回転可能な範囲を制限している
。

　リターンスプリング１３はナット７の外周を覆うようにして配置される。すなわちリターンスプリング１３は、スピンドル５の外周側（スピンドル５に対して回転中心線５Ａを中心とする径方向外方）に配置される。リターンスプリング１３が成す螺旋の中心側にナット７が配置され、リターンスプリング１３とナット７の外周面との間に隙間が設けられている。これにより、リターンスプリング１３はナット７に対して非接触の状態で配置されている。

　リターンスプリング１３の一端はリターンスプリングツイスタ１９に連結され、リターンスプリング１３の他端はリターンスプリングホルダ２２に連結される。リターンスプリングホルダ２２は、キャリパボディ９に回転が拘束された状態で挿入され、キャリパボディ９に対する軸方向における位置も拘束されている。これによりリターンスプリング１３は、一端部がリターンスプリングツイスタ１９を介して第２ディスク１４ｂに連結され、他端部がキャリパボディ９に連結される。これにより、リターンスプリング１３の他端部は、回転中心線５Ａを中心とする周方向における位置が固定されている。

　キャリパボディ９は分割構造になっており、ピストン８を挿入するシリンダ１０を設けた第１のボディ９ａと、クラッチ１４とリターンスプリング１３を収納する第２のボディ９ｂとを図示しないボルトで結合している。第２のボディ９ｂのリターンスプリングホルダ２２を挿入する部分に位置決めピン２３を設けており、リターンスプリングホルダ２２は、リターンスプリング１３を所定角度ねじった状態で、第２のボディ９ｂに挿入される
。よって、リターンスプリング１３に所定のセットトルクが与えられている。

　ブレーキを始動するとき、ブレーキディスク１２とブレーキパッド１１ａ，１１ｂとの間には隙間がある。従って、スピンドル５が回転しても、ウェーブワッシャ１８によるクラッチ１４のセット荷重は小さく、リターンスプリング１３のセットトルクが勝るため、クラッチ１４は滑り、第２ディスク１４ｂは回転しない。よって、リターンスプリング１３は初期状態からさらにねじられることなく、初期状態を維持する。従って、ブレーキ始動時には、スピンドル５と第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃのみが回転する。

　ブレーキディスク１２とブレーキパッド１１との間の隙間がなくなると、ブレーキディスク１２の反力によって、スピンドル５が図の右方向（スピンドル５から見てブレーキディスク１２側とは反対方向）に押される。これにより、第１ディスク１４ａが第２ディスク１４ｂのブレーキディスク１２側の第１対向面（第１接触面）１４ｂｓ１に押し付けられ、キャリパボディ９ｂから反力を受ける第３ディスク１４ｃも第２ディスク１４ｂのブレーキディスク１２側とは反対側の第２対向面（第２接触面）１４ｂｓ２に押し付けられ
、第２ディスク１４ｂをブレーキディスク１２（第１ディスク１４ａ）側に押す。これにより、クラッチ１４の伝達トルクはリターンスプリング１３のセットトルクよりも大きくなり、スピンドル５の回転が第２ディスク１４ｂに伝達される。さらに、第２ディスク１４ｂの回転はリターンスプリングツイスタ１９に伝達され、リターンスプリング１３はリターンスプリングツイスタ１９によってねじられ、リターンスプリング１３に逆トルクが蓄積される。このように、リターンスプリングツイスタ１９はリターンスプリング１３にねじりを与える部材を構成する。

　本実施例の電動ディスクブレーキ１００は、失陥時にはリターンスプリング１３に蓄えられた逆トルクにより、ピストン８を戻すことができる。失陥時には所定の制動力以下になるまでクラッチ１４は滑らず、許容される制動力以下になるまでブレーキが開放される
。

　以上により、本実施例の電動ディスクブレーキ１００は、リターンスプリング１３は回転せず、クラッチ１４がつながったときのみ、第２ディスク１４ｂに接続した端部がスピンドル５と一緒に回転する。よって、リターンスプリング１３の不要な回転が無く、応答性を向上することができる。

　また、リターンスプリング１３の一端部はリターンスプリングツイスタ１９に引っ掛けて掛け止められ、他端部はリターンスプリングホルダ２２に引っ掛けて掛け止められる。本実施例では、リターンスプリング１３が回転直動変換機構の回転部材（スピンドル５）と一緒に回転する構成ではないため、このような簡素な連結構造であっても、連結部の信頼性を向上することができる。

　また本実施例では、クラッチ１４は、第２ディスク１４ｂの両端面のうち一端面と第１ディスク１４ａとの間で回転力が伝達され、第２ディスク１４ｂの他端面と第３ディスク１４ｃとの間で回転力が伝達されるダブルクラッチになる。このため、ディスク１４ａ～１４ｃの直径が小さくても十分な伝達トルクが得られ、回転部材の直径を小さくすることができる。

　［実施例２］
　図３は、本発明の第２実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。本実施例では、第１実施例と異なる部分を中心に説明し、第１実施例と同様な構成には第１実施例と同じ符号を付して、説明を省略する。

　第１ディスク１４ａは小径部１４ａｂと大径部１４ａａとを有し、第２ディスク１４ｂは第１ディスク１４ａの小径部１４ａｂの外周側（回転中心線５Ａを中心とする径方向外方）に配置されている。第３ディスク１４ｃは、第１ディスク１４ａの小径部１４ａｂの外周側に配置され、第２ディスク１４ｂを挟んで第１ディスク１４ａの大径部１４ａａ側とは反対側に配置されている。すなわち、第２ディスク１４ｂ及び第３ディスク１４ｃは
、第１ディスク１４ａの小径部１４ａｂに対して、スピンドル５の回転中心線５Ａを中心とする径方向外側に配置される。第２ディスク１４ｂは、ブレーキディスク１２側の一端面１４ｂａが第１ディスク１４ａの大径部１４ａａと対向し、ブレーキディスク１２側とは反対側の他端面１４ｂｂが第３ディスク１４ｃと対向する。

　第１ディスク１４ａは、スピンドル５のスプライン軸５ａの外周面に設けられたスプライン６０にスプライン結合され、スピンドル５に回転が拘束されるが、軸方向には動ける
。第１ディスク１４ａの小径部１４ａｂの外周にスプライン６２が切ってあり、第３ディスク１４ｃは第１ディスク１４ａのスプライン６２にスプライン結合されている。よって
、第３ディスク１４ｃは、第１ディスク１４ａに回転は拘束されるが、軸方向には動ける
。第３ディスク１４ｃの背面は、スラストベアリング１５を介して、推力センサ１６に支持されている。

　制動力が発生し、図３に図示しないブレーキディスク１２（図２参照）からの反力がピストン８に伝達されたときに、第２ディスク１４ｂの第１対向面１４ｂｓ１は第１ディスク１４ａの大径部１４ａａに接触する。クラッチ１４が接触した後の動作は第１実施例と同様である。

　第１実施例と同様に、キャリア４とスピンドル５の端部のＣクリップ６との間に、ワッシャ１７とクラッチスプリング１８とを入れ、クラッチスプリング１８によりスピンドル５を図の右の方向に付勢し、クラッチ１４は最初から接触した状態にしても良い。制動力が発生し、図３に図示しないブレーキディスク１２からの反力がピストン８に伝達されたときに、第２ディスク１４ｂの第１対向面１４ｂｓ１と第１ディスク１４ａの大径部との接触力が増大し、クラッチ１４がつながる。クラッチ１４がつながった後の動作は第１実施例と同様である。

　本実施例は第１ディスク１４ａと第２ディスク１４ｂとをナット７の外周に配置することができ、第１実施例よりも軸方向の長さ寸法を短縮できる。

　［実施例３］
　図４は、本発明の第３実施例に係る電動ディスクブレーキの構造を示す断面図である。本実施例では、第１実施例及び第２実施例と異なる部分を中心に説明し、第１実施例及び第２実施例と同様な構成には第１実施例及び第２実施例と同じ符号を付して、説明を省略する。

　第１実施例及び第２実施例は回転しないナット７が軸方向に動いてピストン８を押す方式であるが、第３実施例は、ナット７は軸方向及び回転方向に動かず、スピンドル５が回転中心線５Ａを中心として回転しながら軸方向に動いてピストン８を押す方式である。
すなわち本実施例の回転直動変換機構は、回転部材を構成するスピンドル５と、キャリパボディ９に対する回転が拘束されたナット７と、を備え、スピンドル５が自身の回転によって回転中心線５Ａに沿う方向に移動してピストン８を前進及び後退させる。これにより
、リターンスプリング１３とクラッチ１４とをピストン８の内部の空きスペースに配置することができ、電動ディスクブレーキをよりコンパクトにできる。

　第１実施例同様、遊星歯車３のキャリア４とスピンドル５とがスプライン結合されているが、スピンドル５はキャリア４に対して軸方向に摺動できるようにしている。スピンドル５は、ピストン８のストローク分動くので、スプライン軸５ａを長くしている。ボールねじ５ｂ，７のナット７はキャリパボディ９に固定されており、スピンドル５は回転しながらスラストベアリング１５を介してピストン８を押す構造になっている。

　図５に示す拡大図を用いて、スピンドル５の先端部に配置されたクラッチ１４、クラッチスプリング１８、及びリターンスプリング１３の詳細構造を説明する。図５は、本発明の第３の実施例のリターンスプリング及びクラッチの部分を拡大した断面図である。

　クラッチスプリング１８は、スピンドル５の外周を囲うように、第３ディスク１４ｃの外周側（回転中心線５Ａを中心とする径方向外側）に配置される。クラッチスプリング１８は、第３ディスク１４ｃを図の左（ブレーキディスク１２側）に向かって押す押しばねである。さらにその径方向外側に、リターンスプリング１３が配置されている。

　スピンドル５先端の第２スプライン軸５ｃにスプライン６３が設けられ、スプライン６３に第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとがスプライン結合される。すなわち本実施例では、スピンドル５に第１スプライン軸５ａと第２スプライン軸５ｃとの２つのスプライン軸が設けられている。なお、第１スプライン軸５ａと第２スプライン軸５ｃとの回転中心線は回転中心線５Ａに一致する。よって、第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとは、回転方向はスピンドル５に拘束されるが、軸方向は自由に動ける。

　第３ディスク１４ｃの背面（ナット７側の端面）１４ｃａと、スピンドル５の第２スプライン軸５ｃとねじ部５ｂとの境界にある段付き部５２との間にギャップがあるが、後で説明するクラッチスプリング１８が撓むと、このギャップは無くなり、スピンドル５が直接、第３ディスク１４ｃの背面１４ｃａを押す形になる。この力が第３ディスク１４ｃ、第２ディスク１４ｂ、及び第１ディスク１４ａに伝達され、第１ディスク１４ａがスラストベアリング１５を介してピストン８を押す形になる。このために、第１ディスク１４ａは、回転中心線５Ａに沿う方向において、スラストベアリング１５を介してピストン８に対向配置されている。

　第２ディスク１４ｂは、リターンスプリング１３がスラストベアリング１５を包み込むように配置するため、断面を折り曲げ、フランジ部１４ｂｃを図の左に形成している。このフランジ部１４ｂｃにリターンスプリング１３の一端を連結する。すなわち、フランジ部１４ｂｃは、回転中心線５Ａに沿う方向において、スラストベアリング１５と重複する範囲に設けられている。またリターンスプリング１３の一端部は、回転中心線５Ａに沿う方向において、スラストベアリング１５と重複する範囲に設けられている。リターンスプリングホルダ２２の断面も折り曲げており，フランジ部２２ａにリターンスプリング１３の他端を連結する。

　本実施例では、第１ディスク１４ａがボールベアリングにより構成されるスラストベアリング１５のレースを兼ねている。これにより、部品点数を少なくすることができ、回転中心線５Ａに沿う方向における小型化を実現できる。

　リターンスプリングホルダ２２は、ピストン８の溝３０に爪２６をはめ込んで、ピストン８に対して回転しないようにＣクリップ２７で固定される。なおピストン８は、キャリパボディ９のシリンダ１０に、回転しないように挿入される。

　第２ディスク１４ｂを折り曲げて形成した円筒面１４ｂｄに、スリーブ２４を被せ、リターンスプリングホルダ２２の円筒面２２ｂと同心になるように、回転中心線５Ａを中心とする径方向における位置を拘束する。第２ディスク１４ｂの円筒面１４ｂｄと、リターンスプリングホルダ２２の円筒面２２ｂのそれぞれに爪２５があり、第２ディスク１４ｂとリターンスプリングホルダ２２とを、リターンスプリング１３にねじりが付与された状態で取り付ける。これにより、リターンスプリング１３に初期ねじれ角を与えた状態で、爪２５同士を付き合わせてリターンスプリング１３のねじれが戻る方向の回転止めにし、リターンスプリング１３にセットトルクを与える。

　リターンスプリングホルダ２２の爪２６と同じ位置に、クラッチスプリングホルダ２８を固定する。クラッチスプリング１８をクラッチスプリングホルダ２８と、第３ディスク１４ｃの外周面に設けたフランジ部１４ｃｂとで挟み、第３ディスク１４ｃを図の左方向（ブレーキディスク１２側）に押す。クラッチスプリング１８は、あらかじめ撓ませておき、クラッチ１４にセット荷重を与える。なお、クラッチスプリング１８にコイルスプリングを用いても良いし、ウェーブワッシャを用いても良い。

　スピンドル５の先端に雌ねじを切り、ピストン８のブレーキディスク１２側の端面１２ａの中央に穴（貫通孔）１２ｂを開けて、ボルト２９を固定する。後で説明するように、このボルト２９はスピンドル５がピストン８から抜けるのを防止するストッパの役割をする。よって、ボルト２９を締め付けてピストン８とスピンドル５とを硬く固定するのではなく、ピストン８とボルト２９の頭との間に、ガタ（遊び、隙間）を設ける。

　本実施例では、リターンスプリング１３は、第２スプライン軸５ｃ及び第１乃至第３ディスク１４ａ～１４ｃの外周側に配置されることにより、回転中心５Ａに沿う方向におけるサイズの小型化を図っている。

　ブレーキをかけ始める始動時は、ブレーキパッド１１ａ，１１ｂとブレーキディスク１２との間に隙間があるので、ピストン８は抜け止めのボルト２９に当たり、クラッチスプリング１８の反力が第１ディスク１４ａに作用する。よって、第３ディスク１４ｃとともに、クラッチスプリング１８のセット荷重とその反力で第２ディスク１４ｂを挟む。この状態で、スピンドル５と一体になって第１ディスク１４ａと第３ディスク１４ｃとが回転しても、第２ディスク１４ｂを挟む力は弱く、リターンスプリング１３のセットトルクが勝る。このため、クラッチ１４が滑り、第２ディスク１４ｂは回転しない。

　制動力発生時は、ブレーキディスク１２の反力が第１ディスク１４ａに作用するので、第２ディスク１４ｂを挟む力は制動力の大きさに応じて大きくなる。所定の制動力でクラッチ１４がつながると、第２ディスク１４ｂが回転してリターンスプリング１３がねじられる。よって、失陥時はリターンスプリング１３に蓄えられた逆向きのトルクがクラッチ１４を介してスピンドル５に伝達され、許容できる制動力以下になるまでピストン８を戻す。

　仮にクラッチ１４を用いずに、スピンドル５に直接リターンスプリング１３を接続すると、ブレーキパッド１１ａ，１１ｂの摩耗に応じてリターンスプリング１３のねじれ角が変化して、リターンスプリング１３に蓄積されるトルクが安定しない。ブレーキパッド１１ａ，１１ｂが摩耗すると、スピンドル５は数回転、回るためである。また、大きなねじれに対応するためには、リターンスプリング１３の径を大きくしたり巻数を増加したりして、リターンスプリング１３の内部に発生する応力を軽減しなければならず、寸法上も不利になる。よって、ブレーキパッド１１ａ，１１ｂの摩耗量によらず、リターンスプリング１３の蓄積トルクを適当な範囲に保ち、装置をコンパクトにするため、クラッチ１４を設けることが好ましい。

　以上により、本発明に係る各実施例は、リターンスプリング１３は回転せず、クラッチ１４がつながったときのみ、第２ディスク１４ｂに接続した端部がスピンドル５と一緒に回転するため、リターンスプリング１３の不要な回転が無く、応答性と信頼性が向上する
。また、本発明に係る実施例３は、クラッチ１４はダブルクラッチになるため、ディスク１４ａ～１４ｃの直径が小さくても十分な伝達トルクが得られるため、回転部材の直径を小さくすることができ、ピストン８の内側に、リターンスプリング１３とクラッチ１４を納めることができる。

　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。

　１…電動モータ、２…減速ギヤ、３…遊星歯車、４…キャリア、５…スピンドル、５Ａ…スピンドル５の回転中心線、６…Ｃクリップ、７…ナット、８…ピストン、９…キャリパボディ、１０…シリンダ、１１…ブレーキパッド、１２…ブレーキディスク、１３…リターンスプリング、１４…クラッチ、１５…スラストベアリング、１６…推力センサ、１７…ワッシャ、１８…クラッチスプリング(ウェーブワッシャ）、１９…リターンスプリ
ング固定リング、２０…スペーサ、２１…ピン、２２…リターンスプリングホルダ、２３…位置決めピン、２４…スリーブ、２５…爪、２６…爪、２７…Ｃクリップ、２８…クラッチスプリングホルダ、２９…ボルト。

Claims

　電動モータと、
　前記電動モータの回転トルクを増幅する減速機と、
　前記減速機の回転運動を受けて回転する回転部材を有し、前記回転部材の回転運動を直動運動に変換する回転直動変換機構と、
　シリンダを有するキャリパボディと、
　前記シリンダに挿入され、前進してブレーキパッドをブレークディスクに押し付けるピストンと、
　前記回転直動変換機構の回転部材の回転に応じて前記ピストンを後退させるトルクを蓄えるリターンスプリングと、
　前記リターンスプリングに前記トルクを蓄積可能な状態と前記リターンスプリングへの前記トルクの蓄積を抑止する状態との移行を行うクラッチと、
を備え、
　前記クラッチは、
　前記回転部材の回転中心線に沿う方向に並んで配置され、前記回転部材とともに回転する第１ディスク及び第３ディスクと、
　前記第１ディスクに対向する第１対向面と前記第３ディスクに対向する第２対向面とを有し、前記第１ディスクと第３ディスクとの間に配置される第２ディスクと、
を備え、
　前記リターンスプリングは、一端部が前記第２ディスクに連結され、他端部が前記キャリパボディに連結される電動ディスクブレーキ。
　請求項１に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記リターンスプリングは、前記回転部材の外周側に配置され、前記他端部の前記回転中心線を中心とする周方向における位置が固定される電動ディスクブレーキ。
　請求項２に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記回転直動変換機構は、前記回転部材を構成するスピンドルと、前記キャリパボディに対する回転が拘束されたナットと、を備え、
　前記スピンドル又は前記ナットは、前記スピンドルの回転によって前記回転中心線に沿う方向に移動して前記ピストンを前進及び後退させる電動ディスクブレーキ。
　請求項３に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記回転部材と前記キャリパボディとの間に配置され、前記回転部材をブレーキディスクから離れる向きに付勢するクラッチスプリングを有し、
　ブレーキの非作動時に、前記第１ディスクは前記第２ディスクの前記第１対向面に接触し、前記第３ディスクは前記第２ディスクの前記第２対向面に接触した状態にある電動ディスクブレーキ。
　請求項３に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記第１ディスクは小径部と大径部とを有し、
　前記第２ディスクの前記第１対向面及び前記第２対向面は、前記小径部の外周側に配置される電動ディスクブレーキ。
　請求項３に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記第１ディスクと前記回転部材とは、ブレーキディスクからの反力を前記回転部材から前記第１ディスクに伝達する当接部を有し、
　前記第１ディスクは、前記当接部を介してブレーキディスクからの反力が伝達されて前記第２ディスクの前記第１対向面に押し付けられ、
　前記第３ディスクは、前記キャリパボディを介してブレーキディスクの反力が伝達されて前記第２ディスクの前記第２対向面に押し付けられる電動ディスクブレーキ。
　請求項６に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記スピンドルは、前記ナットに対して、ブレーキディスクが配置される側とは反対側に設けられた第１スプライン軸を有し、
　前記第１ディスク及び前記第３ディスクは、前記第１スプライン軸にスプライン結合され、
　前記リターンスプリングは、前記ナットの外周側に配置される電動ディスクブレーキ。
　請求項３に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記第１ディスクは、前記回転中心線に沿う方向において、スラストベアリングを介して前記ピストンに対向配置されると共に、前記ピストンを介してブレーキディスクからの反力が伝達されて前記第２ディスクの前記第１対向面に押し付けられ、
　前記第３ディスクは、前記回転部材を介してブレーキディスクの反力が伝達されて前記第２ディスクの前記第２対向面に押し付けられる電動ディスクブレーキ。
　請求項８に記載の電動ディスクブレーキにおいて、
　前記スピンドルは、前記ナットに対して、ブレーキディスクが配置される側に設けられた第２スプライン軸を有し、
　前記第１ディスク及び前記第３ディスクは、前記第２スプライン軸にスプライン結合され、
　前記リターンスプリングは、前記第２スプライン軸及び前記第１乃至第３ディスクの外周側に配置される電動ディスクブレーキ。