JP2004324805A - Clearance adjusting device of disk brake system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキ装置のブレーキディスクと摩擦パッドとのパッドクリアランスを、その摩擦パッドの摩耗に関わらずに一定に保持するための間隙調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかるディスクブレーキ装置の間隙調整装置は、例えば下記特許文献により公知である。このディスクブレーキ装置は、摩擦パッドを押圧するピストンの軸線上にボールインランプ機構および電動モータを直列に配置するとともに、電動モータのロータをボールインランプ機構の回転ディスクに直結し、ロータで回転ディスクを回転させることでボールインランプ機構を作動させてピストンを駆動する、いわゆる電動ブレーキ装置である。
【0003】
ピストンは調整ナットにねじ結合されており、摩擦パッドが摩耗した分だけ調整ナットが回転してピストンを前方に押し出すことにより、パッドクリアランスが一定に保持される。電動モータのロータと調整ナットとの間には、ロータおよび調整ナットが所定の回転角範囲で相対回転すること許容するリミッタ機構と、ロータがピストンを前進させる方向に正転したときに係合し、ロータがピストンを後退させる方向に逆転したときに係合解除する一方向クラッチとが配置される。
【0004】
摩擦パッドが摩耗した状態で、ピストンを前進させるべく電動モータのロータを正転させると、ロータがボールインランプ機構を介してピストンを正規のパッドクリアランス分だけ前進させる間は、リミッタ機構が空動して調整ナットは回転せず、ロータが更に回転してピストンを摩擦パッドの摩耗量だけ前進させる間は、リミッタ機構が係合して調整ナットが回転し、その調整ナットに対してピストンを前方に押し出すことで前記摩擦パッドの摩耗量の一部が調整される。そしてピストンを後退させて制動力を解除すべく電動モータのロータを逆転させると、その過程でリミッタ機構が係合して調整ナットを逆転させようとするが、一方向クラッチが係合解除してロータの回転が調整ナットに伝達されなくなることで、調整ナットの逆転を阻止して一旦行われた摩耗量の調整が元に戻るのを防止している。
【0005】
このようにして、ピストンが一往復する過程で摩擦パッドの摩耗量の一部を調整し、それを繰り返し行うことで摩擦パッドの摩耗量の全量を調整することができる。
【0006】
【特許文献】
特開2000−346109号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のディスクブレーキ装置の間隙調整装置は、リミッタ機構や一方向クラッチを必要とするために構造が複雑化して部品点数が増加するだけでなく、電動モータのロータの回転力で調整ナットを回転させて摩擦パッドの摩耗量を調整するので、油圧ブレーキ装置のようにピストンを油圧で直接前進あるいは後退させるものには適用することができず、その汎用性が低いという問題がある。
【0008】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、摩擦パッドの摩耗量を調整するねじ機構の回転用駆動源が不要であり、かつ部品点数が少なく構造が簡単なディスクブレーキ装置の間隙調整装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、摩擦パッドをブレーキディスクに係合させるべく軸線方向に移動可能に配置されたピストンと、ピストンが前進する際に摩擦力で弾性変形し、その弾性復元力で前進後のピストンを規定量だけ後退させるシール部材と、軸線方向に移動可能かつ軸線まわりに回転可能に配置されてピストンに第1ねじ機構を介して係合する出力伝達部材と、軸線方向に移動可能に配置されて駆動源により前進して出力伝達部材を押圧可能な入力部材と、軸線方向に移動可能かつ軸線まわりに回転可能に配置され、第1ねじ機構と逆ねじの第2ねじ機構を介して出力伝達部材に係合するアジャスト部材と、アジャスト部材に前向きに設けた第1クラッチ面および入力部材に後向きに設けた第2クラッチ面で構成されて該アジャスト部材の軸線まわりの回転を拘束するクラッチ機構と、出力伝達部材に対してアジャスト部材を前進方向に付勢し、第1、第2クラッチ面が離間したときに出力伝達部材に対してアジャスト部材を相対回転させる付勢手段とを備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置の間隙調整装置が提案される。
【0010】
上記構成によれば、摩擦パッドが摩耗した状態で、駆動源により入力部材を前進させて出力伝達部材を押圧すると、出力伝達部材に第1ねじ機構を介して接続されたピストンがシール部材を規定量弾性変形させながら前進し、摩擦パッドを押圧してブレーキディスクに係合させることで制動力を発生する。制動力を解除すべく入力部材を元位置に後退させたとき、ピストンはシール部材の弾性復元力で前記規定量しか後退しないため、更に後退しようとする入力部材が、それにクラッチ機構を介して結合されたアジャスト部材と、それに第2ねじ機構を介して接続された出力伝達部材と、それに設けた第1ねじ機構とを介してピストンを後方に牽引する。
【0011】
その結果、第2ねじ機構がスリップし、回転不能に拘束されたアジャスト部材およびピストンに対して出力伝達部材が相対回転することで、第1ねじ機構により出力伝達部材に対してピストンが前方に押し出され、同時にアジャスト部材に対して出力伝達部材が前方に引き込まれるため、入力部材および出力伝達部材間に隙間が発生する。続いて入力部材が再度前進する過程で、前記隙間分だけ入力部材が空動してクラッチ機構の第1、第2クラッチ面が離間するため、付勢手段の付勢力で第2ねじ機構がスリップし、出力伝達部材に対してアジャスト部材が前進してクラッチ機構が再度係合する。以上の過程により、出力伝達部材に対してピストンが摩擦パッドの摩耗量の一部だけ前進し、これを繰り返すことにより最終的に摩擦パッドの摩耗量の全量が調整される。
【0012】
このように、ピストンが後退する際に、第1ねじ機構が回転することで出力伝達部材に対してピストンが前方に押し出されて摩耗量の調整が行われるが、その調整量は摩擦パッドの摩耗量の一部だけであり、これを繰り返すことで最終的に摩擦パッドの摩耗量の全量を調整するので、入力部材に大きな荷重を加えたときに摩擦パッドの摩耗量を越えた過剰な調整が行われるのを防止することができる。
【0013】
また摩擦パッドの摩耗量を調整する第1、第2ねじ機構の回転用駆動源が不要であり、入力部材を軸線方向に前進および後退させれば良いため、油圧および電動モータの何れの駆動源を用いたディスクブレーキ装置にも適用することが可能になって汎用性が向上する。しかも従来必要であったリミッタ機構や一方向クラッチが不要になるため、構造の簡素化および部品点数の削減が可能になる。
【0014】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、第2ねじ機構が矩形状のねじ山およびねじ溝を有することを特徴とするディスクブレーキ装置の間隙調整装置が提案される。
【0015】
上記構成によれば、第2ねじ機構が矩形状のねじ山およびねじ溝を有するので、第2ねじ機構の摺動摩擦抵抗を減少させてスムーズな作動を可能にすることができる。
【0016】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、第2ねじ機構が合成樹脂製あるいはアルミニウム製であることを特徴とするディスクブレーキ装置の間隙調整装置が提案される。
【0017】
上記構成によれば、第2ねじ機構が合成樹脂製あるいはアルミニウム製であるので、矩形状のねじ山およびねじ溝を金型成形で容易に製造することができる。
【0018】
尚、実施例のブレーキディスク11は本発明の被制動部材に対応し、実施例の第1摩擦パッド12および第2摩擦パッド13は本発明の制動部材に対応し、実施例の電動モータ22は本発明の駆動源に対応し、実施例のコイルスプリング36は本発明の付勢手段に対応する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0020】
図1〜図9は本発明の一実施例を示すもので、図1は電動ディスクブレーキ装置の横断面図、図2は図1の2部拡大図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図3の4−4線断面図、図5は入力部材の前進時の状態を示す図、図6は入力部材の後退時の状態を示す図、図7は入力部材の再前進開始時の状態を示す図、図8は入力部材の再前進中の状態を示す図、図9は入力部材の再後退時の状態を示す図である。
【0021】
図1〜図4に示すように、電動ブレーキ装置は、車輪と共に回転するブレーキディスク11の両側に第1摩擦パッド12および第2摩擦パッド13が対向して配置されており、これらの第1、第2摩擦パッド12,13は、ブレーキディスク11に当接可能なライニング12a,13aと、ライニング12a,13aの背面に固定された裏板12b,13bとで構成されるもので、その裏板12b,13bが車体に固定されたブラケット14にピストン28の軸線L方向に移動自在に支持される。またブラケット14には、第1、第2摩擦パッド12,13を跨ぐブレーキキャリパ15が軸線L方向に移動自在に支持される。
【0022】
尚、本明細書中でピストン28の軸線L方向の左側を前方とし、右側を後方と定義する。従って、ピストン28が左側に前進して第1摩擦パッド12を押圧すると制動力が発生し、ピストン28が右側に後退すると制動力が解除される。
【0023】
ブレーキキャリパ15は、第1摩擦パッド12の裏板12bに対向する第1挟み腕15aと、第2摩擦パッド13の裏板13bに対向する第2挟み腕15bとを備えており、第1、第2挟み腕15a,15bはブレーキディスク11の外周部を通る架橋部15cにより一体に連結される。
【0024】
第1挟み腕15aに形成したガイド孔16に、概略円筒状の入力部材17が軸線L方向に摺動自在に支持される。入力部材17の外周に大径の第1ロータ18と小径の第2ロータ19とが相対回転自在に支持されており、第1、第2ロータ18,19の相対向する面に形成した各複数個(実施例では3個)のカム溝18a…,19a…間に、それぞれボール20…が配置される。これらのカム溝18a…,19a…およびボール20…は本発明のボールインランプ機構40を構成する。
【0025】
第1挟み腕15aの右側面に設けたモータホルダ21の内部に電動モータ22が収納されており、その出力軸22aに小径の第1駆動ギヤ23および大径の第2駆動ギヤ24が設けられる。第1駆動ギヤ23は大径の第1ロータ18の外周に形成した第1従動ギヤ18bに噛み合い、第2駆動ギヤ24は小径の第2ロータ19の外周に形成した第2従動ギヤ19bに噛み合っており、従って、電動モータ22の出力軸22aが回転すると、第1ロータ18および第2ロータ19は相対回転する。そして第1ロータ18および第2ロータ19が相対回転すると、第1ロータ18のカム溝18a…および第2ロータ19のカム溝19a…にボール20…を挟んだボールインランプ機構40の作用で、第1ロータ18および第2ロータ19の間隔が広げられる。
【0026】
このとき、第1駆動ギヤ23および第2駆動ギヤ24間の歯数差(つまり第1従動ギヤ18bおよび第2従動ギヤ19b間の歯数差)を小さくすることで、第1ロータ18および第2ロータ19間の相対回転速度を小さくし、第1、第2ロータ18,19の間隔を広げるスラスト力を大きくすることができる。従って、減速比の大きい複雑なギヤ列を採用したり、大出力の電動モータを採用したりすることなく、小型小出力で消費電力の小さい電動モータ22で充分なスラスト力を発生させて大きな制動力を確保することができ、しかも部品点数の削減、組付工数の削減、コストの削減および電動ディスクブレーキ装置の小型軽量化を図ることができる。
【0027】
また第1駆動ギヤ23および第2駆動ギヤ24間の歯数差を小さくして減速比を大きく確保することで、ボールインランプ機構40側から電動モータ22側への駆動力の逆伝達を阻止できるので、一定の大きさの制動力を発生している間は電動モータ22に通電し続ける必要がない。つまり、電動モータ22への通電は制動力の増加時と減少時のにのみ行えば良いため、消費電力の削減に寄与することができる。従って、この電動ブレーキ装置を、サービスブレーキ以外に駐車ブレーキとして使用する場合に好適である。
【0028】
第2ロータ19の右側面はスラストワッシャ25を介して第1挟み腕15aに支持され、右方向への移動が規制されている。入力部材17は、その右端に径方向内向きに形成した第1フランジ17aを第1挟み腕15aとの間に配置したコイルスプリング26で右向きに付勢することで、その左端に径方向外向きに形成した第2フランジ17bがスラストワッシャ27を介して第1ロータ18の左側面に当接する。従って、電動モータ22を駆動して第1、第2ロータ18,19の間隔を広げると、入力部材17はコイルスプリング26を圧縮しながらブレーキキャリパ15に対して左側に前進する。
【0029】
軸線L上に移動自在に配置されたピストン28は、第1摩擦パッド12の裏板12bの背面に当接可能に対向する押圧部28aと、押圧部28aから軸線L上を右方向に延びる円筒状の軸部28bとを備える。ピストン28の押圧部28aと入力部材17の第2フランジ17bとの間に環状の隔壁部材29がクリップ30で固定されており、隔壁部材29の外周面はシール部材31を介して第1挟み腕15aに当接し、内周面はシール部材32を介してピストン28の軸部28bの外周面に摺動自在に当接する。
【0030】
尚、図2から明らかなように、シール部材32を保持する隔壁部材29のシール部材保持溝29aは、シール部材32の左側に隙間29bを持つことで該シール部材32の左側への弾性変形を許容し、シール部材32の右側に隙間を持たないことで該シール部材32の右側への弾性変形を規制している。
【0031】
右端のジャーナル部34aがシール部材33を介してモータホルダ21に支持された出力伝達部材34の左半部外周に形成した雄ねじと、ピストン28の軸部28bの内周に形成した雌ねじとが噛み合って第1ねじ機構S1を構成する。第1ねじ機構S1は、概略三角形のねじ山およびねじ溝を有する一条右ねじである。
【0032】
入力部材17の内周に円筒状のアジャスト部材35が相対回転自在に嵌合しており、その内周に形成した雌ねじと、出力伝達部材34のジャーナル部34aの左側に連なる大径部34bの外周に形成した雄ねじとが噛み合って第2ねじ機構S2を構成する。第2ねじ機構S2は、矩形状のねじ山およびねじ溝を有する多条(実施例では3条)左ねじである。つまり、第1ねじ機構S1および第2ねじ機構S2は、そのねじ山およびねじ溝の旋回方向が逆になっている。
【0033】
アジャスト部材35の左端に径方向内向きに突設したフランジ部35aと、出力伝達部材34の大径部34bの左端との間にコイルスプリング36およびボールベアリング37が直列に配置される。アジャスト部材35がコイルスプリング36の弾発力で出力伝達部材34に対して左向きに付勢されることで、アジャスト部材35の左端の第1クラッチ面35bが、入力部材17の内周面に固定したクラッチ部材38の右側の第2クラッチ面38aに当接する。第1クラッチ面35bおよび第2クラッチ面38aは本発明のクラッチ機構39を構成する。
【0034】
本実施例では、ピストン28および入力部材17は鉄製であり、出力伝達部材34はアルミニウム製であり、アジャスト部材35は合成樹脂製である。出力伝達部材34およびアジャスト部材35をアルミニウム製および合成樹脂製とすることで、第2ねじ機構S2の矩形状のねじ山およびねじ溝を容易に金型成形することができる。仮に、出力伝達部材34およびアジャスト部材35を鉄製とすると、鉄の溶融温度の関係で金型成形することができず、また切削で矩形状のねじ山およびねじ溝を製造しようとすると非常にコストが嵩んでしまう。
【0035】
次に、上記構成を備えた電動ブレーキ装置の作用を説明する。
【0036】
先ず、第1、第2摩擦パッド12,13が摩耗していないときの通常の制動作用を説明する。
【0037】
図2において、電動モータ22を正転駆動して入力部材17を左側に前進させると、入力部材17の第1フランジ17aに大径部34bを押圧され出力伝達部材34が左側に前進し、出力伝達部材34に第1ねじ機構S1を介して軸部28bが噛み合ったピストン28が左側に前進することで、第1摩擦パッド12をブレーキディスク11の一側面に押し付ける。すると、その反作用でブレーキキャリパ15がピストン28の前進方向と逆方向の右側に後退し、第2挟み腕15bが第2摩擦パッド13をブレーキディスク11の他側面に押し付ける。その結果、第1、第2摩擦パッド12,13がブレーキディスク11の両面に均等な面圧で当接し、車輪を制動する制動力が発生する。このとき、アジャスト部材35は入力部材17および出力伝達部材34と一体で移動する。
【0038】
このようにしてピストン28が左側に前進するとき、ピストン28の軸部28bの外周に当接するシール部材32はシール部材保持溝29aの内部で左側に引きずられるように弾性変形するが、そのシール部材32がピストン28の軸部28bに対してスリップしないように、ピストン28のストローク量、つまり第1、第2摩擦パッド12,13とブレーキディスク11との間の適正なパッドクリアランスが設定されている。
【0039】
この状態から電動モータ22を逆転駆動して入力部材17を初期位置に戻すと、弾性変形したシール部材32が元の形状に復元するロールバック力でピストン28が右側に後退することで、出力伝達部材34およびアジャスト部材35も入力部材17に追従するように右側に後退する。即ち、第1、第2摩擦パッド12,13とブレーキディスク11との間の適正なパッドクリアランスが設定されている場合には、ピストン28が左側に前進するストローク量と、右側に後退するロールバック量とは一致する。
【0040】
尚、第1、第2ロータ18,19を初期位置に規制するストッパ(図示せず)を設けておき、電動モータ22を逆転駆動して第1、第2ロータ18,19が初期位置に規制するストッパに当接し、電動モータ22を流れる電流値が急増したときに通電を停止すれば、入力部材17を正確に初期位置に停止させることができる。
【0041】
次に、第1、第2摩擦パッド12,13が摩耗している場合の制動作用を説明する。
【0042】
電動モータ22を駆動して、図2の状態から図5の状態へと入力部材17を左側に前進させたとき、第1、第2摩擦パッド12,13が摩耗していると、ピストン28は通常時(第1、第2摩擦パッド12,13が摩耗していないとき)のパッドクリアランスX、つまりシール部材32のロールバック量Xよりも大きい距離X+X′(X′は第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量)だけ左側に前進するため、シール部材32とピストン28との間に摩耗量X′に等しい距離のスリップが生じる。
【0043】
制動を解除すべく電動モータ22を逆転させたとき、図6に示すように、入力部材17およびそれにクラッチ機構39を介して係合するアジャスト部材35は、コイルスプリング26の弾発力で距離X+X′だけ右側に後退するのに対し、ピストン28および出力伝達部材34はシール部材32のロールバック量Xだけしか右側に後退できない。なぜならば、ピストン28がロールバック量Xを超えて右側に後退しようとしても、シール部材32との間に作用する極めて大きな摩擦力がピストン28の後退を規制するからである。
【0044】
このようにして、出力伝達部材34に対してアジャスト部材35が第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量X′だけ余分に右側に後退しようとすると、クラッチ機構39の係合により回転を拘束されたアジャスト部材35に対して出力伝達部材34が第2ねじ機構S2を介して矢印R1方向に回転する。出力伝達部材34に第1ねじ機構S1を介して噛み合うピストン28は第1摩擦パッド12に対して回転不能に拘束されているため、出力伝達部材34およびピストン28間の相対回転により、ピストン28は出力伝達部材34に対して距離Lupだけ左側に押し出される。一方、左ねじである第2ねじ機構S2を介してアジャスト部材35に噛み合う出力伝達部材34は、その矢印R1方向に相対回転によりアジャスト部材35に対して距離Ldnだけ左側に引き込まれる。
【0045】
その結果、図6に示すように、入力部材17の第1フランジ17aと出力伝達部材34の大径部34bとの間に前記距離Ldnに相当する隙間が残存してしまい、第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量X′は、その全量ではなく距離Ldnを残した一部だけが調整される。
【0046】
以下、上記作用を定量的に説明する。
【0047】
ピストン28の1回の作動で該ピストン28が出力伝達部材34に対して左側に前進する距離をLupとし、ピストン28の1回の作動で出力伝達部材34がアジャスト部材33に対して左側に前進する距離をLdnとすると、本来必要とされる調整量X′(つまり第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量)は、
X′=Lup+Ldn
で表される。
【0048】
ここで、出力伝達部材34の回転数をnとし、第1ねじ機構S1のピッチをP1とし、第2ねじ機構S2のピッチをP2、条数をNとすると、
Lup=nP1
Ldn=nNP2
で表される。
【0049】
従って、ピストン28の1回の作動で調整される量の、本来必要とされる調整量X′に対する比率Rは、
で表される。
【0050】
上式から明らかなように、前記比率Rは、1条ねじである第1ねじ機構S1のピッチP1が大きいほど、また多条ねじである第2ねじ機構S2のピッチP2および条数Nが小さいほど大きくなる。逆に、前記比率Rは、1条ねじである第1ねじ機構S1のピッチP1が小さいほど、また多条ねじである第2ねじ機構S2のピッチP2および条数Nが大きいほど小さくなる。
【0051】
さて、図6の状態から電動モータ22を再度駆動して入力部材17を左側に移動させると、図7に示すように、入力部材17と出力伝達部材34との間の隙間Ldnが消滅した後、入力部材17に押されて、出力伝達部材34、アジャスト部材35およびピストン28が左側に移動する。このとき、入力部材17が前記隙間Ldn分だけ左側に空動することで、アジャスト部材35の左向きの第1クラッチ面35bとクラッチ部材38の右向きの第2クラッチ面38aとが距離Ldnだけ離間する。すると、コイルスプリング36の弾発力で左側に付勢されたアジャスト部材35が第2ばね機構S2で出力伝達部材34に対して矢印R2方向にスリップし、図8に示すように、クラッチ機構39が再び係合する。このとき、第2ばね機構S2は摩擦力が少ない矩形状のねじ山およびねじ溝を有しているため、スムーズにスリップしてアジャスト部材35および出力伝達部材34を相対回転させる。
【0052】
その後、電動モータ22でピストン28を更に前進させると、第1、第2摩擦パッド12,13がブレーキディスク11に当接して制動力が発生する。この状態から制動力を解除すべく、図9に示すように、電動モータ22を逆転駆動すると、図6で説明したピストン28の最初の後退時と同じ作用が繰り返され、残存する未調整量である距離Ldnの一部が更に調整される。このようにしてピストン28の前進および後退を繰り返す度に、当初の第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量X′が次第に調整され、最終的に第1、第2摩擦パッド12,13およびブレーキディスク11間のパッドクリアランスXが設定値、つまりピストン28の通常のストローク量に収束する。
【0053】
尚、ブレーキの作動中に電動モータ22が失陥したような場合には、出力伝達部材34の右端に形成した六角孔34cにレンチを挿入して回転させることで、ピストン28を後退させてブレーキを作動解除することができる。
【0054】
以上のように、ピストン28の1回の作動で第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量X′の一部だけを調整し、ピストン28の作動を繰り返すことで最終的に第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量X′の全量を調整するので、ブレーキキャリパ15の第1、第2挟み腕15a,15bの間隔が広がるような非常に大きな荷重が作用した場合でも、第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗量を超える過剰な調整が行われるのを防止することができる。その結果、従来必要であったオーバーアジャスト防止機構を廃止することが可能になり、構造の簡素化によるコストダウンを図ることができる。また第1、第2摩擦パッド12,13の摩耗を調整する第1、第2ねじ機構S1,S2の回転用駆動源が不要であり、入力部材17を軸線L方向に前進および後退させるだけで調整が行われるため、油圧および電動モータの何れの駆動源を用いたディスクブレーキ装置にも適用することが可能になって汎用性が向上する。
【0055】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0056】
例えば、実施例では第1ねじ機構S1を右ねじとし、第2ねじ機構S2を左ねじとしているが、それを逆にして第1ねじ機構S1を左ねじとし、第2ねじ機構S2を右ねじとしても良い。
【0057】
また実施例では電動モータ22を駆動源とするディスクブレーキ装置を例示した電動が、本発明は油圧やケーブルを駆動源とするディスクブレーキ装置に対しても適用することができる。
【0058】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、ピストンが前進して摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けて制動力を発生させた後に、制動力を解除すべくピストンが後退する際に、第1ねじ機構が回転することで出力伝達部材に対してピストンが前方に押し出されて摩耗量の調整が行われるが、その調整量は摩擦パッドの摩耗量の一部だけであり、これを繰り返すことで最終的に摩擦パッドの摩耗量の全量を調整するので、入力部材に大きな荷重を加えたときに摩擦パッドの摩耗量を越えた過剰な調整が行われるのを防止することができる。
【0059】
また摩擦パッドの摩耗量を調整する第1、第2ねじ機構の回転用駆動源が不要であり、入力部材を軸線方向に前進および後退させれば良いため、油圧および電動モータの何れの駆動源を用いたディスクブレーキ装置にも適用することが可能になって汎用性が向上する。しかも従来必要であったリミッタ機構や一方向クラッチが不要になるため、構造の簡素化および部品点数の削減が可能になる。
【0060】
また請求項2に記載された発明によれば、第2ねじ機構が矩形状のねじ山およびねじ溝を有するので、第2ねじ機構の摺動摩擦抵抗を減少させてスムーズな作動を可能にすることができる。
【0061】
また請求項3に記載された発明によれば、第2ねじ機構が合成樹脂製あるいはアルミニウム製であるので、矩形状のねじ山およびねじ溝を金型成形で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動ディスクブレーキ装置の横断面図
【図2】図1の2部拡大図
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】図3の4−4線断面図
【図5】入力部材の前進時の状態を示す図
【図6】入力部材の後退時の状態を示す図
【図7】入力部材の再前進開始時の状態を示す図
【図8】入力部材の再前進中の状態を示す図
【図9】入力部材の再後退時の状態を示す図
【符号の説明】
11 ブレーキディスク(被制動部材)
12 第1摩擦パッド(制動部材)
13 第2摩擦パッド(制動部材)
17 入力部材
22 電動モータ(駆動源)
28 ピストン
32 シール部材
34 出力伝達部材
35 アジャスト部材
35b 第1クラッチ面
36 コイルスプリング(付勢手段)
38a 第2クラッチ面
39 クラッチ機構
L 軸線
S1 第1ねじ機構
S2 第2ねじ機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gap adjusting device for maintaining a constant pad clearance between a brake disk and a friction pad of a disk brake device regardless of wear of the friction pad.
[0002]
[Prior art]
Such a gap adjusting device for a disc brake device is known, for example, from the following patent document. In this disc brake device, a ball-in ramp mechanism and an electric motor are arranged in series on the axis of a piston that presses a friction pad, and the rotor of the electric motor is directly connected to the rotating disc of the ball-in ramp mechanism. This is a so-called electric brake device in which a ball-in ramp mechanism is operated by rotating the piston to drive a piston.
[0003]
The piston is screwed to the adjustment nut, and the adjustment nut rotates by the amount of wear of the friction pad to push the piston forward, thereby maintaining a constant pad clearance. A limiter mechanism that allows the rotor and the adjustment nut to rotate relative to each other within a predetermined rotation angle range is engaged between the rotor and the adjustment nut of the electric motor when the rotor rotates forward in a direction to advance the piston. A one-way clutch that disengages when the rotor reverses in the direction to retract the piston.
[0004]
When the rotor of the electric motor is rotated forward to advance the piston with the friction pad worn, the limiter mechanism idles while the rotor advances the piston by the regular pad clearance via the ball-in ramp mechanism. The adjustment nut does not rotate, and while the rotor further rotates and advances the piston by the amount of wear of the friction pad, the limiter mechanism is engaged and the adjustment nut rotates, and the piston is moved forward with respect to the adjustment nut. , A part of the wear amount of the friction pad is adjusted. Then, when the rotor of the electric motor is reversed in order to release the braking force by retracting the piston, the limiter mechanism is engaged in the process to try to reverse the adjustment nut, but the one-way clutch is disengaged. Since the rotation of the rotor is not transmitted to the adjustment nut, the rotation of the adjustment nut is prevented, and the adjustment of the wear amount once performed is prevented from returning to the original state.
[0005]
In this way, a part of the wear amount of the friction pad is adjusted in the process of one reciprocation of the piston, and the total amount of the wear amount of the friction pad can be adjusted by repeating the adjustment.
[0006]
[Patent Document]
JP 2000-346109 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described clearance adjusting device of the conventional disc brake device requires a limiter mechanism and a one-way clutch, which not only complicates the structure and increases the number of parts but also adjusts the adjusting nut by the rotational force of the rotor of the electric motor. Since the friction pad is rotated to adjust the wear amount, the friction pad cannot be applied to a hydraulic brake device in which the piston is directly advanced or retracted by hydraulic pressure, and there is a problem that its versatility is low.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not require a driving source for rotation of a screw mechanism for adjusting the wear amount of a friction pad, and has a small number of parts and a simple structure of a disc brake device with a simple structure. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a piston arranged to be movable in an axial direction so as to engage a friction pad with a brake disc, and a frictional force when the piston advances. A sealing member that is elastically deformed by the elastic restoring force and retreats the piston after advance by a predetermined amount by its elastic restoring force, and is disposed so as to be movable in the axial direction and rotatable around the axis and engaged with the piston via the first screw mechanism. An output transmission member, an input member which is disposed movably in the axial direction and is capable of moving forward by the drive source and pressing the output transmission member, and a first screw which is disposed movably in the axial direction and rotatable around the axis. An adjusting member engaged with the output transmitting member via a second screw mechanism having a reverse screw with the mechanism; a first clutch surface provided forward on the adjusting member; and a second clutch provided rearward on the input member. A clutch mechanism configured with a latching surface to restrain rotation of the adjusting member about the axis, and biasing the adjusting member in the forward direction with respect to the output transmission member so that when the first and second clutch surfaces are separated from each other. There is proposed a gap adjusting device for a disc brake device, comprising a biasing means for rotating an adjusting member relative to an output transmitting member.
[0010]
According to the above configuration, when the input member is advanced by the drive source to press the output transmission member in a state where the friction pad is worn, the piston connected to the output transmission member via the first screw mechanism defines the seal member. The vehicle moves forward while being elastically deformed, and generates a braking force by pressing the friction pad to engage with the brake disk. When the input member is retracted to the original position in order to release the braking force, the piston retracts only by the specified amount due to the elastic restoring force of the seal member. Therefore, the input member that is to be further retracted is connected thereto via the clutch mechanism. The piston is pulled rearward through the adjusted adjusting member, the output transmitting member connected to the adjusting member via the second screw mechanism, and the first screw mechanism provided on the adjusting member.
[0011]
As a result, the second screw mechanism slips, and the output transmission member relatively rotates with respect to the adjustment member and the piston which are non-rotatably restrained, whereby the piston is pushed forward by the first screw mechanism with respect to the output transmission member. At the same time, since the output transmission member is drawn forward with respect to the adjustment member, a gap is generated between the input member and the output transmission member. Subsequently, in the process of moving the input member forward again, the input member idles by the gap to separate the first and second clutch surfaces of the clutch mechanism, so that the second screw mechanism slips due to the urging force of the urging means. Then, the adjusting member advances with respect to the output transmission member, and the clutch mechanism is engaged again. By the above process, the piston advances by a part of the wear amount of the friction pad with respect to the output transmission member, and by repeating this, the total wear amount of the friction pad is finally adjusted.
[0012]
As described above, when the piston retreats, the first screw mechanism rotates to push the piston forward with respect to the output transmission member, and the amount of wear is adjusted. It is only a part of the amount, and by repeating this, the total amount of wear of the friction pad is finally adjusted, so excessive adjustment exceeding the wear amount of the friction pad when a large load is applied to the input member Can be prevented.
[0013]
In addition, since a driving source for rotation of the first and second screw mechanisms for adjusting the wear amount of the friction pad is not required, and the input member only has to be moved forward and backward in the axial direction, either the driving source of the hydraulic motor or the electric motor can be used. It can be applied to a disc brake device using, and versatility is improved. In addition, since a limiter mechanism and a one-way clutch, which are conventionally required, are not required, the structure can be simplified and the number of parts can be reduced.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the gap adjusting device of the disc brake device is characterized in that the second screw mechanism has a rectangular thread and a thread groove. Suggested.
[0015]
According to the above configuration, since the second screw mechanism has the rectangular screw thread and the screw groove, the sliding friction resistance of the second screw mechanism can be reduced and smooth operation can be performed.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, a gap adjusting device for a disc brake device, wherein the second screw mechanism is made of synthetic resin or aluminum is proposed. You.
[0017]
According to the above configuration, since the second screw mechanism is made of a synthetic resin or aluminum, a rectangular screw thread and a screw groove can be easily manufactured by die molding.
[0018]
The
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0020]
1 to 9 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric disc brake device, FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a line 3-3 in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a view showing a state of the input member when moving forward, FIG. 6 is a view showing a state of the input member moving backward, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a state at the start of re-advancement, FIG. 8 is a diagram showing a state during re-advancement of the input member, and FIG.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 4, in the electric brake device, a
[0022]
In this specification, the left side of the
[0023]
The
[0024]
A substantially
[0025]
An
[0026]
At this time, by reducing the difference in the number of teeth between the
[0027]
In addition, by reducing the difference in the number of teeth between the
[0028]
The right side surface of the
[0029]
A
[0030]
As is clear from FIG. 2, the seal
[0031]
A male screw formed on the outer periphery of the left half of the
[0032]
A cylindrical adjusting
[0033]
A
[0034]
In this embodiment, the
[0035]
Next, the operation of the electric brake device having the above configuration will be described.
[0036]
First, a normal braking operation when the first and
[0037]
In FIG. 2, when the
[0038]
When the
[0039]
When the
[0040]
A stopper (not shown) for regulating the first and
[0041]
Next, the braking action when the first and
[0042]
When the
[0043]
When the
[0044]
In this way, when the adjusting
[0045]
As a result, as shown in FIG. 6, a gap corresponding to the distance Ldn remains between the
[0046]
Hereinafter, the above operation will be described quantitatively.
[0047]
The distance that the
X '= Lup + Ldn
Is represented by
[0048]
Here, assuming that the rotation speed of the
Lup = nP1
Ldn = nNP2
Is represented by
[0049]
Therefore, the ratio R of the amount adjusted by one operation of the
Is represented by
[0050]
As is clear from the above formula, the ratio R is such that the larger the pitch P1 of the first screw mechanism S1 that is a single thread, the smaller the pitch P2 and the number N of threads of the second screw mechanism S2 that are multi-threaded. It becomes bigger. Conversely, the ratio R becomes smaller as the pitch P1 of the first screw mechanism S1 that is a single-threaded screw is smaller, and as the pitch P2 and the number N of threads are larger in the second screw mechanism S2 that is a multi-threaded screw.
[0051]
Now, when the
[0052]
Thereafter, when the
[0053]
If the
[0054]
As described above, only one part of the wear amount X 'of the first and
[0055]
The embodiments of the present invention have been described above. However, various design changes can be made in the present invention without departing from the gist thereof.
[0056]
For example, in the embodiment, the first screw mechanism S1 is a right-hand screw and the second screw mechanism S2 is a left-hand screw. However, the first screw mechanism S1 is a left-hand screw, and the second screw mechanism S2 is a right-hand screw. It is good.
[0057]
In the embodiment, the electric motor exemplifies the disc brake device using the
[0058]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1 as described above, after the piston advances and presses the friction pad against the brake disc to generate a braking force, when the piston retreats to release the braking force, The rotation of the first screw mechanism pushes the piston forward with respect to the output transmission member to adjust the amount of wear. The amount of adjustment is only a part of the amount of wear of the friction pad, and this is repeated. In this way, since the total amount of wear of the friction pad is finally adjusted, it is possible to prevent excessive adjustment exceeding the wear amount of the friction pad when a large load is applied to the input member.
[0059]
Further, since there is no need for a driving source for rotation of the first and second screw mechanisms for adjusting the wear amount of the friction pad, and since the input member may be moved forward and backward in the axial direction, any of the driving sources of the hydraulic and electric motors can be used. It can be applied to a disc brake device using, and versatility is improved. In addition, since a limiter mechanism and a one-way clutch, which are conventionally required, are not required, the structure can be simplified and the number of parts can be reduced.
[0060]
According to the second aspect of the present invention, since the second screw mechanism has a rectangular thread and a thread groove, the sliding frictional resistance of the second screw mechanism is reduced to enable smooth operation. Can be.
[0061]
According to the third aspect of the present invention, since the second screw mechanism is made of synthetic resin or aluminum, a rectangular screw thread and a screw groove can be easily manufactured by die molding.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of the electric disc brake device; FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line 3-3 in FIG. 2; FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the input member when the input member is advanced. FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the input member when the input member is retracted. FIG. FIG. 9 is a diagram showing a state during re-forwarding. FIG. 9 is a diagram showing a state when the input member is retreating again.
11 Brake disc (member to be braked)
12 First friction pad (braking member)
13 Second friction pad (braking member)
17
28
38a second
Claims (3)
ピストン(28)が前進する際に摩擦力で弾性変形し、その弾性復元力で前進後のピストン(28)を規定量だけ後退させるシール部材(32)と、
軸線(L)方向に移動可能かつ軸線(L)まわりに回転可能に配置されてピストン(28)に第1ねじ機構(S1)を介して係合する出力伝達部材(34)と、
軸線(L)方向に移動可能に配置されて駆動源(22)により前進して出力伝達部材(34)を押圧可能な入力部材(17)と、
軸線(L)方向に移動可能かつ軸線(L)まわりに回転可能に配置され、第1ねじ機構(S1)と逆ねじの第2ねじ機構(S2)を介して出力伝達部材(34)に係合するアジャスト部材(35)と、
アジャスト部材(35)に前向きに設けた第1クラッチ面(35b)および入力部材(17)に後向きに設けた第2クラッチ面(38a)で構成されて該アジャスト部材(35)の軸線(L)まわりの回転を拘束するクラッチ機構(39)と、
出力伝達部材(34)に対してアジャスト部材(35)を前進方向に付勢し、第1、第2クラッチ面(35b,38a)が離間したときに出力伝達部材(34)に対してアジャスト部材(35)を相対回転させる付勢手段(36)と、
を備えたことを特徴とするディスクブレーキ装置の間隙調整装置。A piston (28) movably arranged in the direction of the axis (L) to engage the friction pads (12, 13) with the brake disc (11);
A sealing member (32) for elastically deforming by a frictional force when the piston (28) advances, and for retracting the advanced piston (28) by a specified amount by the elastic restoring force;
An output transmission member (34) that is arranged to be movable in the direction of the axis (L) and rotatable about the axis (L) and engages the piston (28) via the first screw mechanism (S1);
An input member (17) movably arranged in the direction of the axis (L) and capable of moving forward by the drive source (22) and pressing the output transmission member (34);
It is arranged to be movable in the direction of the axis (L) and rotatable about the axis (L), and is engaged with the output transmission member (34) via the first screw mechanism (S1) and the second screw mechanism (S2) of reverse screw. An adjusting member (35) to be combined;
An axis (L) of the adjusting member (35), comprising a first clutch surface (35b) provided forward on the adjusting member (35) and a second clutch surface (38a) provided rearward on the input member (17). A clutch mechanism (39) for restraining the rotation around;
The adjusting member (35) is biased in the forward direction with respect to the output transmitting member (34), and when the first and second clutch surfaces (35b, 38a) are separated from each other, the adjusting member (35) is adjusted with respect to the output transmitting member (34). Biasing means (36) for relatively rotating (35);
A gap adjusting device for a disc brake device, comprising:
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