JP2021004646A - ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】全体として、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることで、車両搭載性を良好にするディスクブレーキを提供する。【解決手段】本ディスクブレーキ１は、電動モータ３２と、インナブレーキパッド２をディスクロータＤへ押圧するピストン１８と、電動モータ３２の駆動により回転するスピンドル４０によって、軸方向に移動してピストン１８を前進させるナット部材４１と、電動モータ３２からの回転トルクが発生していないときに、ピストン１８を制動力が解除される方向に移動させるフェールオープン機構６２と、を備え、フェールオープン機構６２の少なくとも一部が、径方向におけるピストン１８とナット部材４１との間に設けられる。その結果、ディスクブレーキ１全体として、ピストン１８の軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることができ、車両搭載性を良好にすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制動に用いられるディスクブレーキに関する。

従来のディスクブレーキでは、制動中、電源等の失陥時に迅速に制動力が解除されるフェールオープン機構が備えられている。例えば、特許文献１に記載された電動式ディスクブレーキでは、フェールオープン機構として、制動力を発生させるためにモータが駆動する時、キャリパーハウジングのクランプ力の作用に伴う摩擦力によって弾性部材に弾性エネルギーが貯蔵され、制動中における電源等の失陥時には、弾性部材に貯蔵された弾性エネルギーによって制動力を解除する構成を有している。

特開２０１７−１９７１６４号公報

上述した特許文献１に記載された電動式ディスクブレーキに採用されたフェールオープン機構では、スピンドルの支持部からギア組立体側に弾性部材及び摩擦部材が配置されているために、ディスクブレーキ全体として、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法が大きくなり、車両搭載性が悪化する虞がある。

そして、本発明は、ディスクブレーキ全体において、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることで、車両搭載性を良好にするディスクブレーキを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明に係るディスクブレーキは、電動モータと、制動部材を被制動部材へ押圧するピストンと、前記電動モータの駆動により回転するねじ部材によって、軸方向に移動して前記ピストンを前進させるナット部材と、前記電動モータからの回転トルクが発生していないときに、制動力が解除される方向に前記ピストンを移動させるフェールオープン機構と、を備えるディスクブレーキであって、前記フェールオープン機構の少なくとも一部が、径方向における前記ピストンと前記ナット部材との間に設けられることを特徴とする。

本発明のディスクブレーキによれば、当該ディスクブレーキ全体として、ピストンの軸方向に沿う長さ寸法を小さくして、車両搭載性を良好にすることができる。

本実施形態に係るディスクブレーキの要部断面図。 本実施形態に係るディスクブレーキに採用されたフェールオープン機構の分解斜視図。

以下、本実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るディスクブレーキ１は、通常走行時、電動モータ３２の駆動によって制動力を発生させる電動ブレーキ装置である。なお、以下の説明において、車両内側（インナ側）を一端側（カバー部材３０側）と称し、車両外側（アウタ側）を他端側（ディスクロータＤ側）と称して、適宜説明する。つまり、図１において、右側を一端側と称し、左側を他端側として称して、適宜説明する。

本実施形態に係るディスクブレーキ１は、図１に示すように、車両の回転部に取り付けられた、被制動部材としてのディスクロータＤを挟んで軸方向両側に配置された、制動部材としての一対のインナブレーキパッド２、及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４と、を備えている。本ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型として構成されている。なお、一対のインナブレーキパッド２及びアウタブレーキパッド３と、キャリパ４とは、車両のナックル等の非回転部に固定されたブラケット５にディスクロータＤの軸方向へ移動可能に支持されている。

図１に示すように、キャリパ４は、キャリパ４の主体であるキャリパ本体８と、電動モータ３２からの回転をキャリパ本体８のシリンダ部１３内のピストン１８に伝達して、該ピストン１８に推力を付与する伝達機構９と、を備えている。キャリパ本体８は、インナブレーキパッド２に対向する基端側に配置され、該インナブレーキパッド２に対向して開口する円筒状のシリンダ部１３と、シリンダ部１３からディスクロータＤを跨いでアウタ側へ延び、アウタブレーキパッド３に対向する、先端側に配置される一対の爪部１４、１４と、を備えている。

キャリパ本体８のシリンダ部１３内、すなわちシリンダ部１３のシリンダボア１６に、ピストン１８がシリンダ部１３に対して相対回転不能に、且つ軸方向に移動可能に収容されている。ピストン１８は、インナブレーキパッド２を押圧するものであって、有底のカップ状に形成される。該ピストン１８は、その底部がインナブレーキパッド２に対向するように、シリンダ部１３のシリンダボア１６内に収容されている。ピストン１８は、その底部とインナブレーキパッド２との間の回り止め係合によって、シリンダボア１６、ひいてはキャリパ本体８に対して相対回転不能に支持される。

シリンダ部１３のシリンダボア１６には、その他端側の内周面にシール部材２０が配置されている。そして、ピストン１８は、このシール部材２０に接触した状態で軸方向に移動可能にシリンダボア１６に収容される。ピストン１８の底部側の外周面と、シリンダボア１６の他端側の内周面との間にはダストブーツ２１が介装されている。これらシール部材２０及びダストブーツ２１により、シリンダ部１３のシリンダボア１６内への異物の侵入を防ぐようにしている。

シリンダ部１３の底壁２３には、後述するスピンドル４０が挿通される挿通孔２５が形成される。キャリパ本体８のシリンダ部１３の底壁２３側（一端側）には、ギヤハウジング２８が一体的に連結される。該ギヤハウジング２８の一端側開口は、カバー部材３０により気密的に閉塞される。該ギヤハウジング２８の内部には、伝達機構９の構成の一部である、後述する電動モータ３２と、電動モータ３２からの回転が伝達される歯車減速機構３３とが配置されている。電動モータ３２からの回転は、伝達機構９を介してピストン１８に伝達される。伝達機構９は、電動モータ３２からの回転トルクを増力する歯車減速機構３３と、当該歯車減速機構３３からの回転を直線運動に変換して、ピストン１８に推力を付与する回転直動変換機構３４と、を備えている。

図２も参照して、回転直動変換機構３４は、歯車減速機構３３からの回転が伝達される、ねじ部材であるスピンドル４０と、該スピンドル４０と螺合されるナット部材４１と、を備えている。スピンドル４０は、その一端に多角形軸部４３が形成される。スピンドル４０は、その他端側に雄ねじ部４４が形成される。スピンドル４０には、雄ねじ部４４より一端側に径方向に突設される環状支持部４５が備えられる。スピンドル４０の多角形軸部４３が、歯車減速機構３３の一構成部材と相対回転不能に接続されている。この結果、歯車減速機構３３とスピンドル４０との間で互いに回転トルクを伝達することができる。スピンドル４０の環状支持部４５と、シリンダ部１３の底壁２３との間には、スラストベアリング４７が配置される。このスラストベアリング４７により、スピンドル４０がシリンダ部１３の底壁２３に回転自在に支持される。

スラストベアリング４７は、シリンダ部１３の底壁２３側に配置される環状の第１スラストプレート５１と、スピンドル４０の環状支持部４５側に配置される環状の第２スラストプレート５２と、第１スラストプレート５１と第２スラストプレート５２との間に転動自在に配置される複数のスラストボール５３と、から構成される。第１スラストプレート５１の他端面には、各スラストボール５３が転動する転動溝５１Ａが形成される。第２スラストプレート５２の一端面には、各スラストボール５３が転動する転動溝５２Ａが形成される。そして、第１スラストプレート５１の他端面に設けた転動溝５１Ａと、第２スラストプレート５２の一端面に設けた転動溝５２Ａとの間に、複数のスラストボール５３が転動自在に配置される。これら複数のスラストボール５３は、リテーナ５５によって周方向へ一定の間隔をあけて保持される。

スピンドル４０の雄ねじ部４４の径方向外側にナット部材４１が配置される。ナット部材４１の一端側の内周面には、雌ねじ部５７が形成される。そして、スピンドル４０の雄ねじ部４４とナット部材４１の雌ねじ部５７とが螺合される。ナット部材４１は、ピストン１８に対して相対回転不能に支持されている。ナット部材４１の他端寄りの外周面には、周方向に間隔を置いて複数の係合溝部５９が形成される。図２も参照して、ナット部材４１の径方向外側に、電源等の失陥時等に迅速に制動力を解除できるフェールオープン機構６２が備えられている。当該フェールオープン機構６２は、ガイド部材６４と、弾性部材であるコイルバネ６５と、摩擦部材６６と、を備えている。ガイド部材６４は、全体として円筒状に形成される。ガイド部材６４は、一端側に配置される大径ガイド部６９と、他端側に配置される小径ガイド部７０とが一体的に接続されて構成される。

大径ガイド部６９の周壁部には、軸方向に延びるスリット７１が形成される。大径ガイド部６９の一端側の外周面には、環状溝部７４が形成される。小径ガイド部７０の内周面には、内方に向かって突出される係合突起部７６が周方向に間隔を置いて複数設けられる。そして、ガイド部材６４の小径ガイド部７０に設けた各係合突起部７６が、ナット部材４１の外周面に設けた各係合溝部５９に係合することで、ガイド部材６４は、ナット部材４１に対して相対回転不能に、且つ軸方向への相対移動不能に接続される。なお、大径ガイド部６９の内周面とナット部材４１の外周面との間には、環状隙間７７が設けられる。

コイルバネ６５は、大径ガイド部６９の内周面とナット部材４１の外周面との間の環状隙間７７に配置される。コイルバネ６５の一端は径方向外方に突出しており、該一端が、摩擦部材６６に設けたスリット８１に挿通される。コイルバネ６５の他端も径方向外方に突出しており、その他端が、ガイド部材６４に設けたスリット７１に挿通される。摩擦部材６６は、円筒状部７８と、円筒状部７８の一端から径方向内方に延びる環状フランジ部７９と、を備えている。円筒状部７８の他端側の周壁部には、内方に向かって突出する突起片８０が周方向に間隔を置いて複数形成される。円筒状部７８の周壁部には、他端から延びるスリット８１が形成される。このスリット８１にコイルバネ６５の一端が挿通される。各突起片８０が、ガイド部材６４の大径ガイド部６９に設けた環状溝部７４に係合される。摩擦部材６６の環状フランジ部７９の内側にスピンドル４０が挿通される。

摩擦部材６６の環状フランジ部７９は、スピンドル４０の環状支持部４５と、スラストベアリング４７の第２スラストプレート５２との間に配置される。摩擦部材６６は、ガイド部材６４に対して相対回転可能に支持される。ガイド部材６４と摩擦部材６６とは、ガイド部材６４の環状溝部７４の幅長（軸方向の長さ）と、突起片８０の厚みとの差分だけ、軸方向に沿って相対移動可能となる。このように、フェールオープン機構６２は、その一部、すなわち、ガイド部材６４、コイルバネ６５及び摩擦部材６６の円筒状部７８の他端部が、ピストン１８とナット部材４１との間の環状隙間７７に配置される。

電動モータ３２は、その駆動が制御装置（図示略）からの指令により制御される。通常走行における制動時には、当該制御装置により、運転者の要求に対応した検出センサやブレーキが必要な様々な状況を検出する種々の検出センサ等からの検出信号、回転角検出手段（図示略）からの検出信号及び推力センサ（図示略）等からの検出信号に基づき、電動モータ３２の駆動を制御する。

次に、本実施形態に係るディスクブレーキ１において、通常走行における制動及び制動解除の作用について説明する。
通常走行における制動時には、制御装置からの指令により、電動モータ３２が駆動されて、その正方向、すなわち制動方向の回転が、歯車減速機構３３を介してスピンドル４０に伝達される。続いて、歯車減速機構３３の回転に伴ってスピンドル４０が回転すると、該スピンドル４０と螺合しているナット部材４１が前進してピストン１８を前進させる。このピストン１８が前進することで、インナブレーキパッド２をディスクロータＤに押し付ける。そして、ピストン１８によるインナブレーキパッド２への押圧力に対する反力により、キャリパ本体８がブラケット５に対してインナ側に移動して、各爪部１４、１４によってアウタブレーキパッド３をディスクロータＤに押し付ける。この結果、ディスクロータＤが一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３により挟みつけられて摩擦力が発生し、ひいては、車両の制動力が発生することになる。

この制動時、ディスクロータＤが一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３に挟み付けられ、ディスクロータＤが押圧され始めると、その反力がピストン１８、ナット部材４１、スピンドル４０、摩擦部材６６に伝達されて、スピンドル４０の環状支持部４５と摩擦部材６６の環状フランジ部７９との間に一定水準以上の摩擦力が発生する。この時点から、スピンドル４０の制動方向への回転と共に摩擦部材６６が同方向に回転する。そして、摩擦部材６６の制動方向への回転によって、摩擦部材６６とガイド部材６４との間に配置されたコイルバネ６５がねじり方向に弾性変形されて、弾性エネルギーが蓄えられる。

一方、制動解除時には、制御装置からの指令により、電動モータ３２が逆方向、すなわち制動解除方向に回転すると共に、その逆方向の回転が歯車減速機構３３を介してスピンドル４０に伝達される。その結果、スピンドル４０の逆方向への回転に伴って、スピンドル４０と螺合しているナット部材４１が後退して初期状態に戻り、ディスクロータＤへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

この制動解除時、スピンドル４０が制動解除方向に回転する初期段階では、スピンドル４０の環状支持部４５と摩擦部材６６の環状フランジ部７９との間においては摩擦力が維持された状態であり、スピンドル４０の制動解除方向への回転により、摩擦部材６６も同方向に回転する。その結果、制動時に弾性変形されたコイルバネ６５が復元され、その復元力が制動解除方向の回転トルクとしてスピンドル４０に供給されて、その制動力が速やかに解除される。

また、制動中に電源等が失陥して、電動モータ２からの回転トルクが発生しない場合でも、スピンドル４０の環状支持部４５と摩擦部材６６の環状フランジ部７９との間においては摩擦力が維持された状態であり、制動時に弾性変形されたコイルバネ６５が復元する、すなわち、制動時に蓄えられた弾性エネルギーが開放されることで、摩擦部材６６と共にスピンドル４０が制動解除方向に回転し、その結果、ナット部材４１が後退して、ディスクロータＤへの一対のインナ及びアウタブレーキパッド２、３による制動力が解除される。

以上説明したように、本実施形態に係るディスクブレーキ１では、特に、フェールオープン機構６２において、その一部、すなわち、ガイド部材６４、コイルバネ６５及び摩擦部材６６の円筒状部７８の他端部が、ピストン１８とナット部材４１との間の環状隙間７７に設けられている。これにより、当該ディスクブレーキ１全体として、ピストン１８の軸方向に沿う長さ寸法を小さくすることができ、その結果、車両搭載性を良好にすることができる。

１ ディスクブレーキ，２ インナブレーキパッド（制動部材），３ アウタブレーキパッド（制動部材），１８ ピストン，３２ 電動モータ，４０ スピンドル（ねじ部材），４１ ナット部材，４４ 雄ねじ部，５７ 雌ねじ部，６２ フェールオープン機構，７７ 環状隙間，Ｄ ディスクロータ（被制動部材）

Claims (1)

1. 電動モータと、
   制動部材を被制動部材へ押圧するピストンと、
   前記電動モータの駆動により回転するねじ部材によって、軸方向に移動して前記ピストンを前進させるナット部材と、
   前記電動モータからの回転トルクが発生していないときに、制動力が解除される方向に前記ピストンを移動させるフェールオープン機構と、
   を備えるディスクブレーキであって、
   前記フェールオープン機構の少なくとも一部が、径方向における前記ピストンと前記ナット部材との間に設けられることを特徴とするディスクブレーキ。

Images