JP2006177532A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】 ボール−ランプ機構で駐車ブレーキを作動させる液圧式ディスクブレーキにおいて、パッド磨耗調整機構によってボール−ランプ機構に隙間が生じるのを防止する。
【解決手段】 液圧室１３に液圧を作用させ、ピストン１１を前進させて、ブレーキパッド３、４をディスクロータ２に押付けて制動力を発生させる。また、ウォーム３９及びウォームホィール３７によってボール−ランプ機構１５を作動させ、パッド磨耗調整機構１４を介してピストン１１を前進させて駐車ブレーキを作動させる。所定以上の液圧がピストン１１に作用して、パッド磨耗調整機構１４のプッシュロッド１８がボール−ランプ機構１５の直動プレート２８から離間しても、ばね３４によって、直動プレート２８が原位置に保持されるので、ボール−ランプ機構１５に隙間が生じて、ボール３２が移動することがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液圧によらずに制動することができ、駐車ブレーキとして利用可能な液圧式のディスクブレーキに関するものである。

自動車等の車両に搭載される液圧ディスクブレーキにおいて、例えば特許文献１に記載されているように、通常は、液圧によって作動してブレーキパッドをディスクロータに押圧するピストンを電動モータ及びボール−ランプ機構によって作動させることにより、制動力を発生、維持できるようにして、駐車ブレーキとして使用可能としたものがある。

このディスクブレーキには、ブレーキパッドの磨耗によって生じるボール−ランプ機構の隙間を所定の遊び（ビルトインクリアランス）を有するねじ部及び摩擦クラッチを用いて自動的に調整するパッド磨耗調整機構が設けられている。パッド磨耗調整機構は、液圧による作動時に、ブレーキパッドの磨耗によってピストンがねじ部の遊びを超えて移動したとき、摩擦クラッチが離脱してねじ部が回転することにより、パッドクリアランスを調整する。また、ピストンに所定以上の液圧が作用した場合には、摩擦クラッチが結合して、ねじ部の回転を止めて、調整を停止することにより、過調整を防止する。
特表平８−５０２３４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された駐車ブレーキ付のディスクブレーキでは、次のような問題がある。ピストンに所定以上の液圧が作用したとき、パッド磨耗調整機構による調整が停止するため、ピストンの移動によってボール−ランプ機構に隙間が生じ、ボールが移動して、異音が発生したり、パッド磨耗調整精度が低下するという問題を生じる。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、パッド磨耗調整機構を備え、ボール−ランプ機構によってピストンを作動させる駐車ブレーキ付の液圧式ディスクブレーキにおいて、液圧による作動時にボール−ランプ機構に隙間が生じてボールが移動するのを防止することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ディスクロータを挟んで両側に配置される一対のブレーキパッドと、キャリパに設けられたシリンダ内に摺動可能に嵌装されて、該シリンダ内の液圧によって前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するピストンと、回転プレートの回転運動を直動プレートの直線運動に変換して前記ピストンを前記ディスクロータに押圧するボール−ランプ機構と、前記ピストンと前記ボール−ランプ機構との間に介装されるパッド磨耗調整機構とを備えたディスクブレーキであって、
前記パッド磨耗調整機構は、前記ボール−ランプ機構の前記直動プレートに当接するプッシュロッドと、該プッシュロッドにビルトインクリアランスを有するねじ部によって螺合して前記ピストンに摩擦係合する係合部材とよりなり、
前記直動プレートと前記プッシュロッドとの間には、圧縮ばねが介装されていることを特徴とする。
請求項２の発明に係るディスクブレーキは、上記請求項１の構成において、前記ボール−ランプ機構は、ボール溝の一端部の非作動位置の傾斜が大きくなっていることを特徴とする。
請求項３の発明に係るディスクブレーキは、上記請求項１又は２の構成において、前記ボール−ランプ機構の前記回転プレートは、ウォームギヤを介して駆動されることを特徴とする。

請求項１の発明に係るディスクブレーキによれば、ピストンに所定以上の液圧が作用した場合には、パッド磨耗調整機構による調整を阻止して過調整を防止するが、このとき、プッシュロッドと直動プレートとの間に隙間が生じても、圧縮ばねによって直動プレートが原位置に保持されるので、ボール−ランプ機構のボールが移動するのを防止することができる。
請求項２の発明に係るディスクブレーキによれば、ボール−ランプ機構の非作動時には、ボールを確実に原位置で保持することができる。
請求項３の発明に係るディスクブレーキによれば、ウォームギヤによってボール−ランプ機構を作動状態で保持することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型液圧ディスクブレーキであって、車輪（図示せず）とともに回転するディスクロータ２を挟んで両側に配置された一対のブレーキパッド３、４と、ディスクロータ２を跨ぐキャリパ５と、車両の非回転部分に固定されてブレーキパッド３、４及びキャリパ５を移動可能に支持するキャリア（図示せず）とを備えている。

キャリパ５には、一方のブレーキパッド３の裏金７に対向するシリンダ８が形成され、また、ディスクロータ２を跨いで他方のブレーキパッド４の裏金９に当接する爪部１０が形成されている。シリンダ８には、有底円筒状のピストン１１がフォールバックシール１２を介して摺動可能に嵌装され、ピストン１１の底部がブレーキパッド３の裏金７に当接している。シリンダ８及びピストン１１の内部に、液圧室１３が形成され、液圧室１３の内部に、パッド磨耗調整機構１４及びボール−ランプ機構１５からなる駐車ブレーキ機構１６が設けられている。液圧室１３には、油圧源であるマスタシリンダ（図示せず）が接続される。

パッド摩耗調整機構１４は、調整ナット１７（係合部材）及びプッシュロッド１８を備えている。調整ナット１７は、ピストン１１内に回転可能に嵌合され、ピストン１１側に形成されたテーパ状の摩擦面１９に摩擦係合する摩擦面２０を有しており、皿ばね２１及びスラストベアリング２２によって、摩擦面２０がピストン１１の摩擦面１９に押圧されている。また、プッシュロッド１８の先端部は、ピストン１１の底部に形成された室２３に摺動可能かつ気密的に嵌合されており、室２３は、通路２４及びダストシール２５を介して大気に開放されている。

プッシュロッド１８は、一端部が調整ナット１７に螺合し、他端部がリテーナ２６によってシリンダ８の軸方向に移動可能に案内されて、その軸回りの回転が規制されており、コイルばね２７によってシリンダ８の底部側へ付勢されて、ボール−ランプ機構１６の直動プレート２８に当接している。

調整ナット１７とプッシュロッド１８とは、図３に示すように、多条ねじＴ（ねじ部）によって互いに螺合しており、回転及び直線運動の変換が相互に可能となっている。そして、多条ねじＴには、所定のビルトインクリアランスＣが設けられており、相対回転することなく、ビルトインクリアランスＣの分だけ相互に直線移動できるようになっている。なお、コイルばね２７のばね力は、皿ばね２１のばね力よりも大きくなっている。

ボール−ランプ機構１５は、リテーナ２６により、シリンダ８の軸方向に移動可能、かつ、軸回りに回転しないように支持された直動プレート２８と、軸方向に移動可能、かつ、軸回りに回転可能に支持された回転直動プレート２９と、更にスラストベアリング３０によって軸方向に支持され、かつ、軸回りに回転可能に支持された回転プレート３１とを備えている。直動プレート２８、回転直動プレート２９及び回転プレート３１の互いの対向面には、複数の円弧状の傾斜されたボール溝２８Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、３１Ａが形成されており、ボール溝２８Ａ、２９Ａ間及びボール溝２９Ｂ、３１Ａ間に、それぞれボール３２（鋼球）が装入されている。そして、回転プレート３１を回転させると、ボール溝２８Ａ、２９Ａ間及びボール溝２９Ｂ、３１Ａ間をボール３２が転動することにより、回転直動プレート２９が軸方向及び回転方向に移動し、更に、直動プレート２８が軸方向に移動する。なお、ボール溝２８Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、３１Ａは、図４に示すように、一端部の非作動位置Ａにおいて、その傾斜が大きくなっている。

直動プレート２８は、中央部が回転直動プレート２９側に突出されて中空の凸部３３が形成されており、凸部３３が回転直動プレート２９に嵌合してこれを回転可能に支持している。また、凸部３３の内部には、プッシュロッド１８と直動プレート２８との間に介装されるばね３４（圧縮コイルばね）が設けられている。ばね３４のばね力は、コイルばね２７のばね力よりも充分小さく設定されている。

キャリパ５の液圧室１３の底部側には、ギヤ室３５が形成されている。ボール−ランプ機構１５の回転プレート３１に連結された駆動軸３６が液圧室１３の底部を気密的に貫通して、ギヤ室３５内へ延ばされている。駆動軸３６の先端部には、ウォームホィール３７（ウォームギヤ）がナット３８によって取付けられている。ウォームホィール３７には、電動モータ（図示せず）の出力軸に取付けられたウォーム３９（ウォームギヤ）が噛合わされている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ディスクブレーキ１の液圧ブレーキとしての作動について説明する。
マスタシリンダ（図示せず）から液圧室１３へ液圧を供給すると、ピストン１１がフォールバックシール１２を撓ませながら前進して、一方のブレーキパッド３をディスクロータ２に押圧し、その反力によってキャリパ５を移動させ、爪部１０を介して他方のブレーキパッド４をディスクロータ２に押圧する。これにより、ブレーキパッド３、４によってディスクロータ２を挟みつけて制動力を発生させる。マスタシリンダからの液圧を解除すると、フォールバックシール１２の弾性によってピストン１１が原位置まで後退して、制動が解除される。ブレーキパッド３、４が磨耗してピストン１１の移動量が大きくなると、ピストン１１とフォールバックシール１２との間に滑りが生じることによって、ピストン１１の原位置を移動させて、パッドクリアランスを一定に調整する。

次に、駐車ブレーキ機構１６の作動について説明する。
電動モータ（図示せず）によってウォーム３９を回転させ、ウォームホィール３７を介してボール−ランプ機構１５の回転プレート３１を回転させると、ボール溝２９Ｂ、３１Ａ間のボール３２が転動して、回転直動プレート２９が回転及び直動し、更に、ボール溝２８Ａ、２９Ａ間のボール３２が転動して直動プレート２８がブレーキパッド３側へ直動する。これにより、直動プレート２８が、プッシュロッド１８を押圧し、更に、プッシュロッド１８が調整ナット１７をピストン１１に押圧し、ピストン１１を前進させて制動力を発生させる。このとき、調整ナット１７の摩擦面２０がピストン１１の摩擦面１９に押付けられて摩擦係合することにより、調整ナット１７の回転が阻止されるので、プッシュロッド１８と調整ナット１７との相対位置は変化しない。

制動状態において、電動モータへの通電を停止しても、ウォーム３９とウォームホィール３７との噛合い及びボール−ランプ機構１５によって、ピストン１１の位置が保持されるので、制動状態を維持することができる。そして、電動モータを逆回転させることにより、制動を解除することができる。また、ボール−ランプ機構１５は、ボール３２を直列に２列配置しているので、充分な直動ストロークを得ることができる。

次に、駐車ブレーキ機構１６のパッド磨耗調整機構１４の作動について説明する。
パッド磨耗調整機構１４は、ディスクブレーキ１の液圧による制動時に作動する。液圧による作動時において、ピストン１１は、ブレーキパッド３、４の摩耗がない場合には、調整ナット１７とプッシュロッド１８との多条ねじＴのビルトインクリアランスＣ（図２参照）の範囲内で進退動するので、パッド摩耗調整機構１４は作動しない。図３に、制動時の調整ナット１７とプッシュロッド１８の位置を示す。

ブレーキパッド３、４が摩耗して、制動時にピストン１１がビルトインクリアランスＣの範囲を超えて前進すると、皿ばね２１のばね力がコイルばね２７のばね力より小さいため、調整ナット１７がプッシュロッド１８に引き止められて、ピストン１１の摩擦面１９と調整ナット１７の摩擦面２０との摩擦係合が緩み、調整ナット１７が回転してピストン１１に追従する。これにより、パッド磨耗調整機構１４が伸長してブレーキパッド３、４の磨耗を調整して適切なパッドクリアランスを得る。

液圧室１３に所定以上の液圧が作用して、ブレーキパッド３、４の磨耗ではなく、爪部１０の撓み等によってピストン１１が多条ねじＴのビルトインクリアランスＣを超えて移動した場合には、調整ナット１７の先端部が嵌合された室２３が大気に開放されていることから、液圧室１３と大気圧との差圧によって調整ナット１７の摩擦面２０がピストン１１の摩擦面１９に押付けられて、調整ナット１７の回転を阻止することにより、磨耗調整を停止して、過調整を防止することができる。

このとき、プッシュロッド１８がコイルばね２７を圧縮してピストン１１及び調整ナット１７に追従することにより、プッシュロッド１８とボール−ランプ機構１５の直動プレート２８との間に隙間が生じるが、ばね３４によって直動プレート２８が原位置に保持されるので、ボール溝２８Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、３１Ａ内でボール３２が移動するのを防止することができる。ここで、ボール溝２８Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、３１Ａは、一端部の非作動位置Ａにおいて、その傾斜が大きくなっているので、ボール３２を非作動位置Ａに確実に保持することができる。

なお、上記実施形態において、調整ナット１７とプッシュロッド１８との雄ねじ、雌ねじ関係は逆でも良い。また、駐車ブレーキをモータで駆動する電動駐車ブレーキについて説明したが、本発明は、油圧ポンプ等によって液圧を供給してピストンを移動した後、モータを作動してピストンを固定する液圧電動駐車ブレーキ装置にも、同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るディスクブレーキの縦断面図である。 図１に示すディスクブレーキのパッド摩耗調整機構のねじ部を拡大して示す図である。 図２に示すねじ部の制動時の位置を示す拡大図である。 図１に示すディスクブレーキのボール−ランプ機構のボール溝を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１ディスクブレーキ、２ ディスクロータ、３、４ ブレーキパッド、５ キャリパ、８ シリンダ、１１ ピストン、１４ パッド磨耗調整機構、１５ ボール−ランプ機構、１７ 調整ナット（係合部材）、１８ プッシュロッド、２８Ａ、２９Ａ、２９Ｂ、３１Ａ ボール溝、３４ ばね（圧縮ばね）、３７ ウォームホィール（ウォームギヤ）、３９ ウォーム（ウォームギヤ）、Ａ 非作動位置、Ｃ ビルトインクリアランス、Ｔ 多条ねじ（ねじ部）

Claims (3)

1. ディスクロータを挟んで両側に配置される一対のブレーキパッドと、キャリパに設けられたシリンダ内に摺動可能に嵌装されて、該シリンダ内の液圧によって前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するピストンと、回転プレートの回転運動を直動プレートの直線運動に変換して前記ピストンを前記ディスクロータに押圧するボール−ランプ機構と、前記ピストンと前記ボール−ランプ機構との間に介装されるパッド磨耗調整機構とを備えたディスクブレーキであって、
   前記パッド磨耗調整機構は、前記ボール−ランプ機構の前記直動プレートに当接するプッシュロッドと、該プッシュロッドにビルトインクリアランスを有するねじ部によって螺合して前記ピストンに摩擦係合する係合部材とよりなり、
   前記直動プレートと前記プッシュロッドとの間には、圧縮ばねが介装されていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記ボール−ランプ機構は、ボール溝の一端部の非作動位置の傾斜が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
3. 前記ボール−ランプ機構の前記回転プレートは、ウォームギヤを介して駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクブレーキ。
   

Images