JP2014040902A - 電動式ディスクブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動モータ8aを駆動源とする電動式アクチュエータにより、ピストン11aをロータに向け押し出す。この電動式アクチュエータは、歯車式の減速機10aと、ボール減速機19と、送りねじ装置12aとを、力の伝達方向に関して直列に配置する。圧縮コイルばね43により、前記ボール減速機19を構成する各ボール24に与圧を付与し、このボール減速機19が機能する事に対する抵抗を与える。制動開始直後に、このボール減速機19を機能させず、各パッドのライニングをロータの側面に押し付けるまでに要する時間を短縮できる。そして、押し付けた後には、前記ボール減速機19を機能させて、前記ライニングを前記ロータの側面に強く押し付ける。
【選択図】図1
Description
このうちのロータは、車輪と共に回転する。
又、前記パッド支持部は、前記ロータに隣接する状態で車体に支持されるもので、フローティングキャリパ型ディスクブレーキの場合にはサポートが、対向ピストン型ディスクブレーキの場合にはキャリパが、それぞれ対応する。
又、前記両パッドは、前記パッド支持部に対し、前記ロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能に支持している。
又、前記ピストンは、前記両パッドのうち、少なくとも一方のパッドに対向する状態で設けられたシリンダ空間に、前記ロータの軸方向の変位を可能に設けている。
更に、前記電動式アクチュエータは、電動モータを駆動源として前記ピストンを前記シリンダ空間から押し出す方向に変位させる事により、前記両パッドを前記ロータの軸方向両側面に押し付ける。
このうちの電動モータは、通電に基づいて出力軸を両方向に回転駆動する。
前記ボール減速機は、アンカプレートと、入力軸と、ボール保持部材と、複数個のボールと、ガイド溝とを備える。
このうちのアンカプレートは、前記シリンダ空間の奥端部に、前記ボール減速機の作動時に回転及び前記ピストンから遠ざかる方向への軸方向変位を阻止した状態で設けている。
又、前記入力軸は、前記アンカプレートの中心部に設けた貫通孔を挿通した状態で設け、前記電動モータへの通電に基づいて両方向に回転する。
又、前記ボール保持部材は、環状で、前記入力軸の回転に伴ってこの入力軸の回転中心に対し偏心運動する。
又、前記各ボールは、前記ボール保持部材の円周方向複数箇所に転動可能に保持されている。
又、前記ガイド溝は、前記ピストンの軸方向に関して前記各ボールを挟持する一対の面のうちの少なくとも一方の面に形成されたもので、円周方向に関する形状がサイクロイド曲線状である。
そして、前記ボール減速機は、前記ボール保持部材の回転運動を出力として取り出す様にしている。
更に、前記変換装置は、前記ボール減速機の回転出力を直線運動に変換して、前記ピストンを軸方向に変位させる。
又、前記ピストンを、前記パッド側の端部である先端側が底部により閉じられて基端側が開口した有底円筒状とする。
又、前記押圧部材は、中心部にねじ孔を有し、前記ピストン内で前記底部寄り部分に、このピストンに対する相対回転を阻止された状態で、且つ、このピストンに対する軸方向の変位を可能に組み込む。
又、前記送りねじ部材として、前記ピストンの底部寄りの端部である先端部乃至中間部に、前記ねじ孔と螺合する雄ねじ部を、基端部に外向フランジ状のスラスト受鍔部を、それぞれ設けたものを使用する。
又、前記予圧部材を、前記各ボールを挟持する一対の面同士の間でこれら各ボールを弾性的に挟持する力を付与し、これら各ボールが転動する事に対する抵抗を与えて、前記ボール減速機の入力部である前記入力軸と、同じく出力部である前記雄ねじ部との相対回転に対する抵抗を付与するものとする。
そして、前記予圧部材により前記入力軸と前記雄ねじ部との相対回転に対して付与する抵抗の大きさを、前記押圧部材の先端部と前記ピストンの底部内面との間と、前記ロータの両側面と前記両パッドのライニングとの間との、少なくとも一方が離隔している非制動状態で、前記送りねじ部材の回転に伴う前記雄ねじ部と前記ねじ孔との螺合により、前記押圧部材を軸方向に移動させる事に対する抵抗よりも大きくする。
又、この圧縮コイルばねを、先端部に内向フランジ状の係止鍔部を備えた円筒状のばねホルダ内に保持する。
更に、前記ばねホルダの基端部を前記アンカプレートに、前記係止鍔部がこのアンカプレートから離れる方向に変位する事を阻止する状態で係止する。
そして、前記圧縮コイルばねを、前記係止鍔部と前記スラスト受鍔部との間に、全長を弾性的に圧縮した状態で設ける。
この様な請求項6に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項7に記載した発明の様に、前記補強部材に、断面形状が前記各ボールの直径の1/2以上の曲率半径を有する部分円弧状の軌道面を設ける。
或いは、請求項8に記載した発明の様に、前記補強部材に、部分球面状の凸曲面を設ける。
更に、請求項2に記載した発明の様に、入力軸と雄ねじ部との相対回転に対して付与する抵抗の大きさを、非制動状態で押圧部材を軸方向に移動させる事に対する抵抗よりも大きくすれば、制動力を発生させるまでに要する時間を短くできる。
図1〜4は、請求項1〜5に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の電動式ディスクブレーキ装置の特徴は、電動式アクチュエータの途中にボール減速機19を、力の伝達方向に関して直列に配置すると共に、このボール減速機19を、大きな力を伝達する場合にのみ作動させる様に構成した点にある。本例の構造では、この様な特徴を有する構成を採用する事により、制動開始時に、ロータ1の両側面とインナ、アウタ両パッド2、3のライニング18、18(図11参照)の摩擦面との間に存在する隙間を素早く詰め、その後、これら両ライニング18、18の摩擦面を前記ロータ1の両側面に強く押し付けて、大きな制動力を発生させる。その他の部分に関しては、前述の図11に示した構造を含めて、従来から知られている構造と同様であるから、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、以下の実施の形態の説明では、ロータ1寄りの端となる、図1〜3の左端側を先端とし、逆側の端である、図1〜3の右端を基端とする。
非制動状態では、前記押圧部材42の先端部と前記ピストン11aの底部27の内面とが、当接乃至は僅かに離隔している。又、前記ロータ1の両側面と前記両パッド2、3のライニング18、18とは少し離隔している。この状態から、制動力を発生させるべく、前記電動モータ8aに通電し、前記減速機10aを介して前記入力軸21を回転させると、前記ボール減速機19が作動せず、前記入力軸21と、前記送りねじ部材37、このボール減速機19を構成する各部材22、23、24、及び、前記ばねホルダ44とが同期して回転する。この際に、前記電動モータ8aの出力軸20とこの送りねじ部材37との間の減速比は、前記歯車式の減速機10aの減速比である、16となる。従って、この送りねじ部材37を高速回転させて、前記押圧部材42を先端側に向けて迅速に変位させ、短時間で、この押圧部材42の先端部と前記ピストン11aの底部27の内面とを当接させ、更に、前記ロータ1の両側面と前記両パッド2、3のライニング18、18とを当接させる事ができる。
図5〜8は、請求項1〜7に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。上述した実施の形態の第1例の場合、図1〜2に示す様に、各ボール24の転動面と転がり接触する、アンカプレート22のガイド溝25と、送りねじ部材37のスラスト受鍔部38の基端面とのうち、このスラスト受鍔部38の基端面を平坦面としている。この為、前記各ボール24の転動面とこのスラスト受鍔部38の基端面との接触面の面圧が高くなり、スラスト受鍔部38の基端面にフレーキングや焼き付き等の損傷が生じる可能性がある。特に、これら各ボール24、24を、SUJ2の如き高炭素クロム軸受鋼により、前記送りねじ部材37を、S45Cの如き炭素鋼により、それぞれ造る等、この送りねじ部材37を、前記各ボール24を構成する材料よりも軟らかい材料により造った場合に、前記損傷の発生が顕著になる。
その他の部分の構造及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する部分の説明及び図示は省略する。
図9〜10は、請求項1〜6、8に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合、送りねじ部材37bを構成するスラスト受鍔部38bの基端面のうち、各ボール24、24と転がり接触する部分に、前記送りねじ部材37bを構成する金属材料よりも硬い材料製の球状の補強部材52a、52aを埋設し、前記各ボール24の転動面と転がり接触する部分の形状を部分球状凸面としている。即ち、前記スラスト受鍔部38bの基端面に設けた凹部53a、53aに、前記各補強部材52a、52aを締り嵌めで内嵌固定している。これにより、前記各ボール24、24の転動面との接触状態を点接触としている。この結果、これら各ボール24、24の転動面と前記スラスト受鍔部38bの基端面との間に滑りが発生し難くでき、滑り摩擦の低減により、ボール減速機19(図1参照)の伝達効率の向上を図れる。
その他の部分の構造及び作用は、上述した実施の形態の第1〜2例と同様であるから、重複する部分の説明及び図示は省略する。
又、本発明の構造は、運転者によるペダルの踏み込みにより、走行中の車両を減速乃至は停止させるサービスブレーキ、或いは車両を停止状態に維持する為のパーキングブレーキに適用可能である。
2 インナパッド
3 アウタパッド
4 キャリパ
5 キャリパ爪
6、6a シリンダ空間
7 推力発生装置
8、8a 電動モータ
9 出力軸
10、10a 減速機
11、11a ピストン
12、12a 送りねじ装置
13 駆動側ロータ
14 駆動側ランプ溝
15 被駆動側ステータ
16 被駆動側ランプ溝
17 ボール
18 ライニング
19 ボール減速機
20 出力軸
21 入力軸
22 アンカプレート
23 保持器
24 ボール
25 ガイド溝
26 シールリング
27 底部
28 受面
29 貫通孔
30 減速大歯車
31 ケーシング
32 基端側支持孔
33 偏心軸部
34 ポケット
35 中心孔
36 支持軸部
37、37a、37b 送りねじ部材
38、38a、38b スラスト受鍔部
39 先端側支持孔
40 伝達ピン
41 受凹孔
42 押圧部材
43 圧縮コイルばね
44 ばねホルダ
45 ねじ孔
46 鍔部
47 雄ねじ部
48 係止鍔部
49 係止突片
50 座板
51 支持軸
52、52a 補強部材
53、53a 凹部
54 軌道面
55 周方向長孔
56 係止段部
57、57a 係合凹部
58 円孔
59 係合ピン
60 スリーブ
Claims (8)
- 車輪と共に回転するロータと、このロータに隣接する状態で車体に支持されるパッド支持部と、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能にこのパッド支持部に支持された、アウタ側とインナ側との一対のパッドと、これら両パッドのうち、少なくとも一方のパッドに対する状態で設けられたシリンダ空間に、前記ロータの軸方向の変位を可能に設けられたピストンと、電動モータを駆動源としてこのピストンを前記シリンダ空間から押し出す方向に変位させる事により、前記両パッドを前記ロータの軸方向両側面に押し付ける電動式アクチュエータとを備えた電動式ディスクブレーキ装置に於いて、
前記電動式アクチュエータは、電動モータと、ボール減速機と、変換装置とを備えたものであり、
このうちの電動モータは、通電に基づいて出力軸を両方向に回転駆動するものであり、
前記ボール減速機は、前記シリンダ空間の奥端部に、このボール減速機の作動時に回転及び前記ピストンから遠ざかる方向への軸方向変位を阻止された状態で設けられたアンカプレートと、このアンカプレートの中心部に設けられた貫通孔を挿通した状態で設けられ、前記電動モータへの通電に基づいて両方向に回転する入力軸と、この入力軸の回転に伴ってこの入力軸の回転中心に対し偏心運動する環状のボール保持部材と、このボール保持部材の円周方向複数箇所に転動可能に保持された複数個のボールと、前記ピストンの軸方向に関してこれら各ボールを挟持する一対の面のうちの少なくとも一方の面に形成した、円周方向に関する形状がサイクロイド曲線状であるガイド溝とを備え、前記ボール保持部材の回転運動を出力として取り出すものであり、
前記変換装置は、前記ボール減速機の回転出力を直線運動に変換して、前記ピストンを軸方向に変位させるものである事を特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。 - 前記電動式アクチュエータは、前記電動モータ及び前記ボール減速機に加えて、前記変換装置を構成する押圧部材及び送りねじ部材と、予圧部材とを備え、
前記ピストンは、前記パッド側の端部である先端側が底部により閉じられて基端側が開口した有底円筒状であり、
前記押圧部材は、中心部にねじ孔を有し、前記ピストン内で前記底部寄り部分に、このピストンに対する相対回転を阻止された状態で、且つ、このピストンに対する軸方向の変位を可能に組み込まれており、
前記送りねじ部材は、前記ピストンの底部寄りの端部である先端部乃至中間部に、前記ねじ孔と螺合する雄ねじ部を、基端部に外向フランジ状のスラスト受鍔部を、それぞれ設けたものであり、
前記予圧部材は、前記各ボールを挟持する一対の面同士の間でこれら各ボールを弾性的に挟持する力を付与し、これら各ボールが転動する事に対する抵抗を与えて、前記ボール減速機の入力部である前記入力軸と、同じく出力部である前記雄ねじ部との相対回転に対する抵抗を付与するものであり、
前記予圧部材により前記入力軸と前記雄ねじ部との相対回転に対して付与する抵抗の大きさは、前記押圧部材の先端部と前記ピストンの底部内面との間と、前記ロータの両側面と前記両パッドのライニングとの間との、少なくとも一方が離隔している非制動状態で、前記送りねじ部材の回転に伴う前記雄ねじ部と前記ねじ孔との螺合により、前記押圧部材を軸方向に移動させる事に対する抵抗よりも大きい、
請求項1に記載した電動式ディスクブレーキ装置。 - 前記予圧部材が圧縮コイルばねであり、この圧縮コイルばねが、先端部に内向フランジ状の係止鍔部を備えた円筒状のばねホルダ内に保持されており、このばねホルダの基端部が前記アンカプレートに、前記係止鍔部がこのアンカプレートから離れる方向に変位する事を阻止する状態で係止されており、前記圧縮コイルばねが、前記係止鍔部と前記スラスト受鍔部との間に、全長を弾性的に圧縮された状態で設けられている、請求項2に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
- 前記ボール保持部材が円環状の保持器であり、前記各ボールが、この保持器の円周方向複数箇所に設けられたポケット内に転動可能に設けられており、この保持器と前記スラスト受鍔部とが、この保持器の偏心運動を許容しつつこの保持器の回転運動を伝達する継手により接続されている、請求項3に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
- 前記アンカプレートのうちで前記スラスト受鍔部に対向する側面に前記ガイド溝が設けられており、このガイド溝の中心線の形状がハイポサイクロイド曲線状又はエピサイクロイド曲線状で、断面形状が前記各ボールの直径の1/2よりも大きな曲率半径を有する円弧状である、請求項4に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
- 前記各ボールを挟持する一対の面のうちの何れか一方の面に前記ガイド溝を設け、同じく他方の面のうちでこれら各ボールと転がり接触する部分に、この他方の面を有する部材を構成する材料よりも硬い材料製の補強部材を埋設している、請求項1〜5のうちの何れか1項に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
- 前記補強部材に、断面形状が前記各ボールの直径の1/2以上の曲率半径を有する部分円弧状の軌道面を設けている、請求項6に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
- 前記補強部材に、部分球面状の凸曲面を設けている、請求項6に記載した電動式ディスクブレーキ装置。
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