JP3719662B2 - 電気式ディスクブレーキ - Google Patents
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- F16D2065/785—Heat insulation or reflection
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車や自動二輪車等の各種車両に搭載され、電動モータの駆動力で進退作動機構を進退させ、ディスクロータに摩擦パッドを押圧摺動して制動を行う電気式ディスクブレーキに係るものであり、この電気式ディスクブレーキに断熱部材を配置して、内部に配置した電動モータ、荷重センサ、ソレノイド、その他の電気部品や、進退作動機構、この進退作動機構に電動モータの駆動力を減速して伝達する減速ギア機構、その他のギア部品に対する制動熱等の影響を少なくし、各電気部品や減速ギア機構等の作動の正確性と耐久性を向上させようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車や自動二輪車等の各種車両に於いて、電動モータの駆動力によりボールネジ等の進退作動機構を進退させ、ディスクロータに摩擦パッドを押圧摺動して制動を行う電気式ディスクブレーキが存在する。この電気式ディスクブレーキのキャリパボディ内には、前記電動モータ、摩擦パッドに掛かる荷重を計測する荷重センサ、パーキング機構のソレノイド、回動部品の回転角を測定する回転角センサ等、多くの電気部品が内装されている。これらの電気部品は、駆動により発熱したり、摩擦パッドの制動熱が伝達されるため、高温化して作動不良を生じる虞がある。また、電気部品だけでなく、進退作動機構や減速ギア機構等に於いても、前記制動熱や駆動熱の影響により、ギア部品が熱膨張して作動不良を生じたり、グリスの劣化を生じる等の不具合を生じる事がある。従って、電気式ディスクブレーキには、制動熱や駆動熱に対する放熱対策や断熱対策が必要となる。
【０００３】
そして、電動モータの駆動熱の放熱性を向上させるため、特表平１０−５０４８７６号公報記載の従来発明では、キャリパボディの電動モータ配置側を分割形成し、この分割部分の外周に広面積の冷却リブを設けている。この冷却リブにより、電動モータの駆動時に発生する駆動熱を外部に放出して、電動モータの高温化を防止しようとしていた。
【０００４】
また、特許第２５７１５２６号公報記載の従来発明は、液圧式ディスクブレーキに於いて、制動熱の伝達によりブレーキ液が高温化し、べーパーロック現象等が生じる不具合を防止するため、キャリパボディを作用部側と反作用部側とに分割形成し、この作用部側と反作用部側との間の連結部に、断熱部材を挿入配置している。この断熱部材により、制動熱がキャリパボディの反作用部側の外表面を介して作用部側に伝わりにくいものとし、ブレーキ液の高温化を防止しようとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特表平１０−５０４８７６号公報記載の発明では、前記電動モータ、その他の電気製品に、キャリパボディの外表面即ち摩擦パッドを押圧する反力爪、ブリッジ部、作用部等の金属材を介して制動熱が伝達される。また、キャリパボディの内部側でも、作用部側の摩擦パッド及びこの摩擦パッドを押圧する進退作動機構、減速ギア機構を介して、制動熱が前記電気部品に伝達される。従って、電動モータの外周に設けた冷却リブのみでは、十分な放熱が行えず、電動モータ等の電気部品の高温化を招く虞があった。更に、本従来発明では、減速歯車等を用いた減速ギア機構を、摩擦パッドと電動モータの間に配置しているため、減速ギア機構は、制動熱と電動モータの駆動熱の双方から影響を受け易く、熱膨張による作動不良やグリスの劣化等の不具合を生じ易かった。
【０００６】
また、特許第２５７１５２６号公報記載の発明では、作用部側の摩擦パッドを押圧するピストンを介して、制動熱がブレーキ液に伝達されるのを防ぐ事はできず、ブレーキ液の高温化を効果的に抑える事は困難であった。したがって、例え、この従来発明の断熱部材の挿入配置を、電気式ディスクブレーキに実施しても、キャリパボディの外表面を介して電気部品に制動熱が伝達されるのを抑える事はできるが、キャリパボディの内部部品を介して制動熱が、電気部品や減速ギア機構に伝達されるのを防止できず、電気部品や減速ギア機構の高温化を十分に解消できないものとなる。
【０００７】
本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、電気式ディスクブレーキの断熱性を高め、摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面及び内部部品を介して電動モータ等の電気部品や、減速ギア機構等に伝達されるのを抑えようとするものである。そして、前記電気部品や減速ギア機構の高温化を防止し、電気部品及び減速ギア機構、進退作動機構等の作動の正確性と耐久性を向上させるものである。また、電気式ディスクブレーキの断熱対策が、装置を複雑化したり、組み付け性を悪化させるような事がなく、容易に設ける事を可能とし、生産性、メンテナンス性にも優れた製品を得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の如き課題を解決するため、ディスクロータを挟んで一方の摩擦パッドの背面に配置された作用部と、他方の摩擦パッドの背面に配置された反作用部と、ディスクロータの外周を跨いで前記作用部と、前記反作用部とを連結するブリッジとを有するキャリパボディを備え、前記作用部に回転運動をボールねじ軸の進退運動に変換することによって該ボールねじ軸で前記一方の摩擦パッドの押圧部材に押圧力を発生させる進退作動機構と、前記進退作動機構の外周に配置されて前記進退作動機構が挿通可能な円筒部を内周に配置して回転駆動する電動モータとを設け、前記進退作動機構によりディスクロータに作用部側の摩擦パッドを押圧摺動させて制動を行なう電気式ディスクブレーキに於いて、前記作用部に、更に前記電動モータが回転駆動する円筒部の回転運動を減速して前記進退 作動機構のボールねじ軸に伝達する減速ギア機構を備え、前記電動モータを、前記反作用部の摩擦パッドと前記減速ギア機構との間に配置して、前記ブリッジ部に前記電動モータと前記減速ギア機構とを連結するとともに、前記ブリッジ部と電動モータの外殻と連結部分、および電動モータの外殼と前記減速ギア機構の外殻との連結部分に、それぞれキャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を介装して成るものである。
【０００９】
また、前記減速ギア機構は、前記電動モータの円筒部と一体に回動する遊星腕と、前記進退作動機構より外周の位置で前記遊星腕に回動自在に軸支された遊星歯車と、前記キャリパボディに対して回動不能に固定されて前記遊星歯車と噛みあう太陽歯車と、前記進退作動機構の回動部と−体に設けられて前記遊星歯車と噛み合う減速歯車とを備えた遊星歯車機構をなすものであっても良い。
【００１０】
また、前記進退作動機構は、外周に設けた減速歯車を減速ギア機構の遊星歯車に噛合し、この遊星歯車よりも径大で遊星歯車の回動によって回動するボールねじナットと、このボールねじナットの回動により、ディスク軸の方向に進退するボールねじ軸とから成り、遊星歯車にて径大なボールねじナットを回動する事により、減速ギア機構から伝達される回動力を更に減速して、ボールねじ軸を介して押圧部材に押圧力を発生させるものであっても良い。
【００１１】
【作用】
本発明は上述の如く構成したものであるから、反作用部側の摩擦パッドと電動モータとの間に挿入配置した断熱部材により、反作用部側の摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面を介して、作用部側に配置した電動モータ、荷重センサ、パーキング機構のソレノイド、回転角センサに伝達されるのを抑える事ができる。更に、電動モータを、摩擦パッドと減速ギア機構との間に配置するとともに、電動モータと減速ギア機構との間に断熱部材を挿入配置しているので、前記反作用部側の摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面を介して減速ギア機構に伝達されにくくなるし、電動モータの駆動熱が減速ギア機構に伝達されるのも防ぐ事ができる。
【００１２】
一方、キャリパボディの内部側では、作用部側の摩擦パッドの制動熱が、進退作動機構を介して減速ギア機構に伝達される。しかし、減速ギア機構は、電動モータの内側に配置せずに、摩擦パッドとは反対の後部側に配置しているので、減速ギア機構の放熱性が向上するとともに、適宜の冷却手段による冷却も行い易く、減速ギア機構の高温化を防止する事ができる。また、この内部側から減速ギア機構に伝達された熱が、キャリパボディの後部側の外表面に伝達されても、減速ギア機構と電動モータとの間に配置した断熱部材により、電動モータへの熱伝導を良好に防止する事ができる。また、本発明の如く、制動熱の伝達経路と電動モータの駆動熱の伝達経路に各々断熱部材を配置して、熱を遮断しているので、ソレノイド、回転角センサ等の電気部品に対する熱の影響も防ぐ事ができる。
【００１３】
従って、電動モータ、その他の電気部品の高温化を防止して、これらの電気部品の耐久性を向上させ、作動の確実性を長期に維持する事ができる。また、減速ギア機構の熱膨張による作動不良やグリスの劣化等を解消し、減速ギア機構や進退作動機構の作動の正確性と耐久性も向上させる事ができる。また、本発明の断熱部材の挿入配置では、電気式ディスクブレーキの構造が複雑とはならず、組み付け性も良好で、優れた断熱効果を有する製品を低コストに得る事ができる。
【００１４】
また、キャリパボディは、少なくとも減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間で分割形成し、該減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間に、キャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を挿入配置して、互いを連結するように形成しても良い。このような分割構造とすると、キャリパボディへの断熱部材の取り付けが容易となるし、進退作動機構や減速ギア機構等の部品のキャリパボディ内部への組み付け性も容易となり、生産性、メンテナンス性が更に向上する。
【００１５】
また、減速ギア機構は、摩擦パッドとの間に電動モータを介在する構造であれば、従来公知の何れの機構を用いても良く、例えば電動モータにより回動可能な遊星腕と、この遊星腕の外周に回動可能に軸支される遊星歯車と、キャリパボディに回動不能に固定され、前記遊星歯車を回動させる太陽歯車とから成る遊星歯車機構であっても良い。
【００１６】
この遊星歯車機構の作用により、電動モータの駆動力が効率的に減速されて、ボールねじ軸による摩擦パッドの強い押圧力に変換され、良好な制動が行われるものである。また、キャリパボディ内に電動モータを内蔵するとともに、この電動モータに対して摩擦パッドとは反対側に遊星歯車機構を配置する事により、キャリパボディの径大化とディスク軸の方向への長尺化を防ぎ、電気式ディスクブレーキ装置全体をコンパクトに形成可能となるので、車両への設置時のレイアウトの自由度が、更に向上するものとなる。
【００１７】
また、前記進退作動機構は、従来公知の何れの機構であっても良く、例えば前記減速機構の遊星歯車よりも径大で遊星歯車の回動によって回動するボールねじナットと、このボールねじナットの回動により、ディスク軸の方向に進退するボールねじ軸とから成るボールねじ機構を用いる事ができる。そして、遊星歯車にて径大なボールねじナットを回動する事により、減速ギア機構により減速された電動モータの駆動力が更に減速されるので、電動モータの駆動力をボールねじ軸の進退力に効率的に変換して、押圧部材に強い押圧力を発生させる事ができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に於いて説明すると、(１)は自動車の駆動輪に接続して一体に回動するディスクロータで、両側の摩擦面(２)に臨ませて、図１に示す如く、タイヤホイール(５)の内側に於いて、一対の摩擦パッド(３)(４)を配置している。また、前記ディスクロータ(１)に臨ませて、車両本体にブラケット(６)を固定し、この固定側からディスクロータ(１)の外周を跨いで反対側に掛けて突設したキャリパ支持腕(７)に、前記摩擦パッド(３)(４)を摺動可能に配置している。
【００１９】
また、前記ブラケット(６)のキャリパ支持腕(７)に、摩擦パッド(３)(４)をディスクロータ(１)に押し付けるキャリパボディ(８)を、図２に示す如く、一対のスライドピン(９)を介して進退可能に連結している。このキャリパボディ(８)は、図１に示す如く、ディスクロータ(１)を挟んで、一方の摩擦パッド(３)の背面に配置する作用部(１０)と、他方の摩擦パッド(４)の背面に配置する反力爪(１１)を設けた反作用部(１２)と、ディスクロータ(１)の外周を跨いで作用部(１０)及び反作用部(１２)とを連結するブリッジ部(１３)とで構成されている。
【００２０】
そして、前記作用部(１０)は、図１に示す如く、シリンダ(１４)内に、電動モータ(１５)と、摩擦パッド(３)(４)の押圧力を発生させる進退作動機構としてのボールねじ機構(１６)と、このボールねじ機構(１６)に電動モータ(１５)の駆動力を減速して伝達する減速ギア機構(１７)とを収納している。この減速ギア機構(１７)は、図４に示す如く、電動モータ(１５)の駆動力により回動可能な遊星腕(１８)と、この遊星腕(１８)に回動可能に軸支した遊星歯車(２３)と、この遊星歯車(２３)を回動させる太陽歯車(２６)とから構成されている。
【００２１】
前記遊星腕(１８)は、外周にマグネット(３９)を配置した円筒状の円筒部(２０)と、摩擦パッド(３)とは反対側の後部に設けた、円筒部(２０)よりも径大な径大部(２１)とから成り、円筒部(２０)のマグネット(３９)の外周に配置した電動モータ(１５)の駆動力により、軸受部(５７)を介してシリンダ(１４)内を回動可能としている。そして、径大部(２１)の外周三ヶ所に、等間隔で遊星歯車(２３)を回動可能に軸支し、図４に示す如く、各遊星歯車(２３)を、径大部(２１)外周に開口した切欠窓(２２)から外部に突出させている。また、径大部(２１)は、隣接する遊星歯車(２３)間の外周を三角形状にカットして、遊星腕(１８)の軽量化を図るとともに、後述の回転角センサ(１９)のロータとしての使用を可能としている。
【００２２】
また、遊星歯車(２３)は、図１、図４に示す如く、第１歯車部(２４)と、この第１歯車部(２４)よりも歯数の少ない第２歯車部(２５)とを、軸方向の前後に分離して一体に形成し、前記第１歯車部(２４)を、キャリパボディ(８)に回動不能に固定された太陽歯車(２６)に噛合し、この太陽歯車(２６)により遊星歯車(２３)の回動を可能としている。
【００２３】
また、上記太陽歯車(２６)の固定は、図１、図４、図５に示す如く、キャリパボディ(８)の後部に配置したバックプレート(２７)に、等間隔で挿通穴(２９)を複数開口し、各挿通穴(２９)に挿通した固定ピン(２８)を、太陽歯車(２６)の背面に凹設した固定穴(３０)に挿入する事により行っている。前記固定ピン(２８)は、バックプレート(２７)の装着孔(３２)に装着したキャップ(３３)にて頭部を押圧され、固定穴(３０)への挿入状態が保たれている。そして、キャップ(３３)を外すと、固定ピン(２８)の頭部とバックプレート(２７)間に装着した押圧発条(３１)の付勢力により、固定ピン(２８)が固定穴(３０)から離脱し、太陽歯車(２６)の固定が解除可能となる。
【００２４】
そして、前記遊星腕(１８)内に、軸受部(５８)を介してボールねじ機構(１６)のボールねじナット(３４)を、回動可能で進退不能に収納している。このボールねじナット(３４)は、遊星腕(１８)の径大部(２１)側に配置した後端外周に、太陽歯車(２６)よりも歯数の少ない減速歯車(３５)を固定している。この減速歯車(３５)を、前記遊星歯車(２３)の第２歯車部(２５)に噛合し、遊星歯車(２３)の回動によってボールねじナット(３４)の回動を可能としている。
【００２５】
また、ボールねじナット(３４)は、中央に設けたボール溝(３６)に、複数のボール(３７)を介してボールねじ軸(３８)を進退可能に螺着している。このボールねじ軸(３８)は、先端に、摩擦パッド(３)の押圧部材として、平板状のパッド押圧板(４０)を接続している。このパッド押圧板(４０)にて、摩擦パッド(３)を、広い面積で一部に押圧力を集中する事なく押圧して、ディスクロータ(１)に平行に押し付け可能としている。また、本実施例では、パッド押圧板(４０)の外周とシリンダ(１４)の内周との間に、伸縮可能なダストシール(４７)を接続して、シリンダ(１４)の開口部(４５)を閉塞し、シリンダ(１４)内への塵埃や水分、小石等の侵入を防止可能としている。
【００２６】
尚、上記ボールねじ軸(３８)とパッド押圧板(４０)との接続は、図１に示す如く、ボールねじ軸(３８)の内部を貫通形成して中空部(４１)を設け、この中空部(４１)内から、パッド押圧板(４０)の背面に凹設した袋穴状の取付穴(４３)に、取付ねじ(４２)を螺着して行うものである。このような構成とする事により、パッド押圧板(４０)とボールねじ軸(３８)の接続部からのシリンダ(１４)内への塵埃や水分の侵入も防止している。また、このようにパッド押圧板(４０)とボールねじ軸(３８)との接続を、キャリパボディ(８)の後部側から行う事ができるので、組み付け性やメンテナンス性も向上するものである。
【００２７】
上述の如く減速ギア機構(１７)を構成する事により、互いの厳密な噛合を必要とする遊星腕(１８)、太陽歯車(２６)、減速歯車(３５)等の減速ギア機構(１７)を、電動モータ(１５)を介して摩擦パッド(３)(４)から離れた後部側に配置可能となる。そのため、制動熱が、キャリパボディ(８)の外表面や内部側のボールねじ機構(１６)を介して減速ギア機構(１７)に伝達されにくいものとなる。また、減速ギア機構(１７)を摩擦パッド(３)側に設けた場合に比べて、本発明の如く電動モータ(１５)を介して摩擦パッド(３)とは反対側に配置した場合では、減速ギア機構(１７)の放熱性が向上し、適宜の冷却手段での冷却も容易となる。従って、減速ギア機構(１７)の高温化の防止効果が高く、熱膨張による作動不良やグリスの劣化等を防止して、減速ギア機構(１７)の作動の正確性と耐久性を向上させる事ができる。
【００２８】
また、本実施例では、電動モータ(１５)をキャリパボディ(８)に内蔵し、更に前記遊星歯車(２３)を、電動モータ(１５)の内側ではなく、電動モータ(１５)よりも後部側に配置している。従って、キャリパボディ(８)が長尺にも径大にもならず、コンパクトな形成が可能となり、電気式ディスクブレーキをタイヤホイール(５)の内側に設置する際のレイアウトの自由度が増すものとなる。
【００２９】
また、ボールねじ軸(３８)は、図１に示す如く、先端に荷重センサ(４８)を設けて、摩擦パッド(３)に掛かる荷重を検知可能としている。そして、荷重センサ(４８)と検知器本体(図示せず)とを接続するハーネス(５０)を、図１に示す如く、ボールねじ軸(３８)の中空部(４１)に挿通させている。また、ハーネス(５０)は、ボールねじ軸(３８)の進退移動量に合わせて、余裕を持たせた長さで中空部(４１)に配置しているが、この余裕部分の弛みが、部品相互の隙間に入り込んで、引掛かりや切断を生じる虞がある。
【００３０】
この不具合を解消するため、図１に示す如く、ハーネス(５０)を引張り発条(５１)にて引張り付勢し、弛み部分を常に中空部(４１)に配置して、中空部(４１)の外ではハーネス(５０)が常に張った状態となるようにしている。そして、ボールねじ軸(３８)が摩擦パッド(３)方向に前進して、ハーネス(５０)に引張り力が加わっても、引張り発条(５１)が伸張するので、ハーネス(５０)が切断されたり、ボールねじ軸(３８)の前進が阻害される事はない。また、ボールねじ軸(３８)が後退すると、引張り発条(５１)が復元収縮するので、ハーネス(５０)が中空部(４１)以外の位置で弛む事はない。
【００３１】
また、キャリパボディ(８)には、遊星腕(１８)の回転角を検出して、ボールねじ軸(３８)の進退量を推定するための回転角センサ(１９)を設けている。この回転角センサ(１９)は、図１、図５に示す如く、シリンダ(１４)の内周面に、遊星腕(１８)の三角形状の径大部(２１)の外周に臨ませて、磁気コイルを円周状に配置してステータとし、遊星腕(１８)の径大部(２１)をロータとした構成である。この三角形状の径大部(２１)が回転角センサ(１９)の内周を回動する事により、波形の出力電圧を発生するので、遊星腕(１８)の回転角を検知可能となるものである。このように、遊星腕(１８)の径大部(２１)をロータとして兼用できるので、遊星腕(１８)とは別個に回転角センサ(１９)用のロータを設ける必要がなく、部品点数や組み付け工数の増加を防ぐ事ができる。
【００３２】
更に、本実施例では、図１、図５に示す如く、遊星腕(１８)の径大部(２１)の後端面に臨ませて、前記バックプレート(２７)に、パーキング機構のソレノイド(５４)を設けている。そして、車両の駐車時に、摩擦パッド(３)(４)により制動を行って、ソレノイド(５４)を作動すると、係止ピン(５５)が、遊星腕(１８)の径大部(２１)端面に設けた係止穴(５６)に係合する。この係合により、遊星腕(１８)が回動不能に固定され、摩擦パッド(３)(４)による制動を維持する事ができる。また、バックプレート(２７)外周に、被覆カバー(４４)を装着して、ソレノイド(５４)やバックプレート(２７)、その他を外的衝撃から保護している。
【００３３】
そして、本発明では、前記電動モータ(１５)、回転角センサ(１９)、パーキング機構のソレノイド(５４)等の電気部品を互いの駆動熱や制動熱から守り、更に減速ギア機構(１７)、ボールねじ機構(１６)の減速歯車(３５)等が、制動熱や電気部品の駆動熱の影響を受けないようにするため、キャリパボディ(８)に断熱対策として断熱部材(４６)を挿入配置している。その構成は、キャリパボディ(８)の作用部(１０)を、減速ギア機構(１７)と電動モータ(１５)との間、及び電動モータ(１５)とブリッジ部(１３)との間で分割形成し、各パーツ間に、図１〜図３に示す如く、キャリパボディ(８)よりも熱伝導率の低い素材製の、リング状の断熱部材(４６)を挿入配置している。そして、キャリパボディ(８)の各パーツ及び断熱部材(４６)を、図２に示す如く、一対の固定軸(５２)で容易に分離不能に固定している。
【００３４】
尚、前記断熱部材(４６)は、キャリパボディ(８)の本体を分割形成して、各パーツ間に挿入配置しているので、キャリパボディ内部の部品に設ける場合と比較して、組み付けが容易であり、生産性に影響を与える事はない。また、分割形成によりキャリパボディ(８)の内部への各種部品の組み付け性やメンテナンス性も向上するものとなる。
【００３５】
また、上記断熱部材(４６)の配置は、減速ギア機構(１７)と電動モータ(１５)との間、及び電動モータ(１５)と反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)との間に配置可能であれば、電気式ディスクブレーキの何れの位置に配置しても良く、作用部(１０)とブリッジ部(１３)とを分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良い。また、ブリッジ部(１３)と反作用部(１２)とを分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良いし、反作用部(１２)の反力爪(１１)を分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良い。
【００３６】
上述の如く構成された電気式ディスクブレーキでは、自動車の運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動操作を行うと、この踏み込み量に応じて電動モータ(１５)が駆動し、遊星腕(１８)がシリンダ(１４)内を回動する。この遊星腕(１８)の回動により、径大部(２１)に軸支され、太陽歯車(２６)に第１歯車部(２４)を噛合する遊星歯車(２３)が、太陽歯車(２６)の外周を回動する。この遊星歯車(２３)の回動により、第２歯車部(２５)に減速歯車(３５)を噛合するボールねじナット(３４)が回動される。
【００３７】
そして、ボールねじ機構(１６)の作用により、回動力がボールねじ軸(３８)の摺動力に変換され、パッド押圧板(４０)を介して作用部(１０)側の摩擦パッド(３)を押圧摺動し、ディスクロータ(１)に押し付ける。更に、ボールねじ軸(３８)の摺動の反力で、キャリパボディ(８)が後退し、反作用部(１２)の反力爪(１１)が、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)を押圧摺動し、ディスクロータ(１)に押し付ける事により、制動が行われる。
【００３８】
また、上記制動により、摩擦パッド(３)(４)とディスクロータ(１)間には、強い制動熱が発生する。また、電動モータ(１５)等の電気部品も駆動熱を発生させる。そして、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)の制動熱、キャリパボディ(８)の反力爪(１１)及びブリッジ部(１３)を介して作用部(１０)の外表面に伝達されるが、電動モータ(１５)の前方に配置した断熱部材(４６)により、制動熱が電動モータ(１５)に伝わりにくいものとなる。また、この制動熱や、電動モータ(１５)が発する駆動熱は、電動モータ(１５)と減速ギア機構(１７)との間に配置した断熱部材(４６)により、キャリパボディ(８)の外表面を介して減速ギア機構(１７)、減速歯車(３５)、回転角センサ(１９)、ソレノイド(５４)に伝わりにくくなり、これらの高温化を良好に防ぐ事ができる。
【００３９】
また、キャリパボディ(８)の後方では、放熱性にも優れ、適宜の冷却手段での冷却も容易である。そのため、作用部(１０)側の摩擦パッド(３)の制動熱が、パッド押圧板(４０)、ボールねじ機構(１６)を介して内部側から伝達された際にも、この制動熱を効率的に放熱して、前記減速ギア機構(１７)及び各種電気部品への熱の伝わりを少なくする事ができる。
【００４０】
また、このようにキャリパボディ(８)の内部を介して伝達された熱が、キャリパボディ(８)のバックプレート(２７)や後方側の外表面を介して電動モータ(１５)側に伝わっても、電動モータ(１５)と減速ギア機構(１７)との間に配置した断熱部材(４６)により、電動モータ(１５)への熱伝導を防ぐ事ができる。従って、電動モータ(１５)、回転角センサ(１９)、ソレノイド(５４)等の電気部品、及びボールねじ機構(１６)、減速ギア機構(１７)の作動の正確性と耐久性が向上し、電気式ディスクブレーキの円滑な制動が長期に持続可能なものとなる。
【００４１】
そして、ブレーキペダルの踏み込みを解除すると、電動モータ(１５)の制御により遊星腕(１８)が逆回転し、遊星歯車(２３)を介してボールねじナット(３４)が、先の回転とは逆方向に回転するので、ボールねじ軸(３８)が後退し、摩擦パッド(３)の押圧が解除される。また、このボールねじ軸(３８)後退の反力により、キャリパボディ(８)も復元方向に摺動し、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)の押圧が解除されるので、制動が解除されるものである。
【００４２】
上記制動に於いて、減速ギア機構(１７)の作用により、電動モータ(１５)の駆動力は、効率的に減速されて、摩擦パッド(３)(４)の強い押圧力に変換可能となり、効果的な制動が可能となる。この減速ギア機構(１７)による減速作用を説明すると、例えば、太陽歯車(２６)の歯数を６３、この太陽歯車(２６)と噛合する遊星歯車(２３)の第１歯車部(２４)の歯数を１８、第２歯車部(２５)の歯数を１５、この第２歯車部(２５)と噛合するボールねじナット(３４)の減速歯車(３５)の歯数を５４とする。
【００４３】
まず、電動モータ(１５)により遊星腕(１８)が一方向に一回転すると、遊星腕(１８)に軸支した遊星歯車(２３)が、太陽歯車(２６)の外周を一方向に一周する。この場合、太陽歯車(２６)の歯数は６３で、第１歯車部(２４)の歯数は１８であるから、遊星歯車(２３)は、太陽歯車(２６)の外周を一周する際に、一方向に６３歯／１８歯＝３．５回転する。即ち、第１歯車部(２４)と同軸の第２歯車部(２５)も、一方向に３．５回転する。(第２歯車部(２５)の歯数は１５であるから、一周では３．５回転×１５歯＝５２．５歯分の変位となる。)
【００４４】
一方、ボールねじナット(３４)には、遊星腕(１８)の回転により、一方向への回転力(５４歯分)が作用する。また、ボールねじナット(３４)の減速歯車(３５)と噛合する第２歯車部(２５)により、減速歯車(３５)には、一方向とは逆方向に、３．５×(１５歯／５４歯)＝０．９７２２回転の回転力が作用する(歯数では、前記５２．５歯分)。この一方向と逆方向への回転力を合成すると、１＋(−０．９７２２)＝０．０２７８回転となる(歯数での計算では、減速歯車(３５)は、５４歯＋(−５２．５)＝１．５歯分、一方向に変位し、減速歯車(３５)は５４歯だから、１．５歯／５４歯＝０．０２７８回転となる)。従って、遊星腕(１８)の一方向への一回転に対して、ボールねじナット(３４)が、同一方向に０．０２７８回転する比率で減速が行われる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したもので、減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間に、キャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を挿入配置して、装置の断熱性を高めているから、摩擦パッドからの制動熱が、キャリパボディの外表面及び内部部品を介して電動モータ、回転角センサ、ソレノイド等の電気部品に伝達されるのを効率的に抑える事ができる。また、電気式ディスクブレーキに断熱部材を配置し、更に摩擦パッドと減速ギア機構との間に電動モータを配置した構造としているので、減速ギア機構に対する摩擦パッドの制動熱及び電動モータの駆動熱の伝達も少なくする事ができる。
【００４６】
従って、前記電気部品及び減速ギア機構の高温化を防ぎ、電気部品及び減速ギア機構の作動の正確性と耐久性を向上させる事ができ、電気式ディスクブレーキの円滑な制動を長期に持続可能となる。また、キャリパボディの内部に断熱部材を組み込む方式に比べ、組み付けが容易であるし、断熱効果が高く、高価なグリスの使用や装置内部での複雑な断熱対策を必要としない。そのため、生産性に優れ、低コストな製品を得る事ができるとともに、分解や再組み付けも容易で、メンテナンス性にも優れた製品となる。
【００４７】
また、摩擦パッドと減速ギア機構との間に電動モータを配置しているので、キャリパボディが径大化する事がなく、電気式ディスクブレーキをタイヤホイール内に設置する際の、レイアウトの自由度が増すものとなる。更に、減速ギア機構として遊星歯車機構を使用すれば、ディスク軸の方向への長尺化も防いでコンパクトな製品を得る事ができ、レイアウトの自由度を更に高める事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例で、ディスクロータに臨ませて設置した電気式ディスクブレーキの横断面図。
【図２】 キャリパボディの一部切り欠き平面図。
【図３】 キャリパボディと断熱部材の分解図。
【図４】 減速ギア機構の斜視図。
【図５】 図１のバックプレート側の部分拡大断面図。
【符号の説明】
１ ディスクロータ
３ 摩擦パッド
４ 摩擦パッド
８ キャリパボディ
１２ 反作用部
１５ 電動モータ
１７ 減速ギア機構
１８ 遊星腕
２３ 遊星歯車
２６ 太陽歯車
３４ ボールねじナット
３８ ボールねじ軸
４６ 断熱部材
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車や自動二輪車等の各種車両に搭載され、電動モータの駆動力で進退作動機構を進退させ、ディスクロータに摩擦パッドを押圧摺動して制動を行う電気式ディスクブレーキに係るものであり、この電気式ディスクブレーキに断熱部材を配置して、内部に配置した電動モータ、荷重センサ、ソレノイド、その他の電気部品や、進退作動機構、この進退作動機構に電動モータの駆動力を減速して伝達する減速ギア機構、その他のギア部品に対する制動熱等の影響を少なくし、各電気部品や減速ギア機構等の作動の正確性と耐久性を向上させようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車や自動二輪車等の各種車両に於いて、電動モータの駆動力によりボールネジ等の進退作動機構を進退させ、ディスクロータに摩擦パッドを押圧摺動して制動を行う電気式ディスクブレーキが存在する。この電気式ディスクブレーキのキャリパボディ内には、前記電動モータ、摩擦パッドに掛かる荷重を計測する荷重センサ、パーキング機構のソレノイド、回動部品の回転角を測定する回転角センサ等、多くの電気部品が内装されている。これらの電気部品は、駆動により発熱したり、摩擦パッドの制動熱が伝達されるため、高温化して作動不良を生じる虞がある。また、電気部品だけでなく、進退作動機構や減速ギア機構等に於いても、前記制動熱や駆動熱の影響により、ギア部品が熱膨張して作動不良を生じたり、グリスの劣化を生じる等の不具合を生じる事がある。従って、電気式ディスクブレーキには、制動熱や駆動熱に対する放熱対策や断熱対策が必要となる。
【０００３】
そして、電動モータの駆動熱の放熱性を向上させるため、特表平１０−５０４８７６号公報記載の従来発明では、キャリパボディの電動モータ配置側を分割形成し、この分割部分の外周に広面積の冷却リブを設けている。この冷却リブにより、電動モータの駆動時に発生する駆動熱を外部に放出して、電動モータの高温化を防止しようとしていた。
【０００４】
また、特許第２５７１５２６号公報記載の従来発明は、液圧式ディスクブレーキに於いて、制動熱の伝達によりブレーキ液が高温化し、べーパーロック現象等が生じる不具合を防止するため、キャリパボディを作用部側と反作用部側とに分割形成し、この作用部側と反作用部側との間の連結部に、断熱部材を挿入配置している。この断熱部材により、制動熱がキャリパボディの反作用部側の外表面を介して作用部側に伝わりにくいものとし、ブレーキ液の高温化を防止しようとしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特表平１０−５０４８７６号公報記載の発明では、前記電動モータ、その他の電気製品に、キャリパボディの外表面即ち摩擦パッドを押圧する反力爪、ブリッジ部、作用部等の金属材を介して制動熱が伝達される。また、キャリパボディの内部側でも、作用部側の摩擦パッド及びこの摩擦パッドを押圧する進退作動機構、減速ギア機構を介して、制動熱が前記電気部品に伝達される。従って、電動モータの外周に設けた冷却リブのみでは、十分な放熱が行えず、電動モータ等の電気部品の高温化を招く虞があった。更に、本従来発明では、減速歯車等を用いた減速ギア機構を、摩擦パッドと電動モータの間に配置しているため、減速ギア機構は、制動熱と電動モータの駆動熱の双方から影響を受け易く、熱膨張による作動不良やグリスの劣化等の不具合を生じ易かった。
【０００６】
また、特許第２５７１５２６号公報記載の発明では、作用部側の摩擦パッドを押圧するピストンを介して、制動熱がブレーキ液に伝達されるのを防ぐ事はできず、ブレーキ液の高温化を効果的に抑える事は困難であった。したがって、例え、この従来発明の断熱部材の挿入配置を、電気式ディスクブレーキに実施しても、キャリパボディの外表面を介して電気部品に制動熱が伝達されるのを抑える事はできるが、キャリパボディの内部部品を介して制動熱が、電気部品や減速ギア機構に伝達されるのを防止できず、電気部品や減速ギア機構の高温化を十分に解消できないものとなる。
【０００７】
本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、電気式ディスクブレーキの断熱性を高め、摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面及び内部部品を介して電動モータ等の電気部品や、減速ギア機構等に伝達されるのを抑えようとするものである。そして、前記電気部品や減速ギア機構の高温化を防止し、電気部品及び減速ギア機構、進退作動機構等の作動の正確性と耐久性を向上させるものである。また、電気式ディスクブレーキの断熱対策が、装置を複雑化したり、組み付け性を悪化させるような事がなく、容易に設ける事を可能とし、生産性、メンテナンス性にも優れた製品を得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の如き課題を解決するため、ディスクロータを挟んで一方の摩擦パッドの背面に配置された作用部と、他方の摩擦パッドの背面に配置された反作用部と、ディスクロータの外周を跨いで前記作用部と、前記反作用部とを連結するブリッジとを有するキャリパボディを備え、前記作用部に回転運動をボールねじ軸の進退運動に変換することによって該ボールねじ軸で前記一方の摩擦パッドの押圧部材に押圧力を発生させる進退作動機構と、前記進退作動機構の外周に配置されて前記進退作動機構が挿通可能な円筒部を内周に配置して回転駆動する電動モータとを設け、前記進退作動機構によりディスクロータに作用部側の摩擦パッドを押圧摺動させて制動を行なう電気式ディスクブレーキに於いて、前記作用部に、更に前記電動モータが回転駆動する円筒部の回転運動を減速して前記進退 作動機構のボールねじ軸に伝達する減速ギア機構を備え、前記電動モータを、前記反作用部の摩擦パッドと前記減速ギア機構との間に配置して、前記ブリッジ部に前記電動モータと前記減速ギア機構とを連結するとともに、前記ブリッジ部と電動モータの外殻と連結部分、および電動モータの外殼と前記減速ギア機構の外殻との連結部分に、それぞれキャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を介装して成るものである。
【０００９】
また、前記減速ギア機構は、前記電動モータの円筒部と一体に回動する遊星腕と、前記進退作動機構より外周の位置で前記遊星腕に回動自在に軸支された遊星歯車と、前記キャリパボディに対して回動不能に固定されて前記遊星歯車と噛みあう太陽歯車と、前記進退作動機構の回動部と−体に設けられて前記遊星歯車と噛み合う減速歯車とを備えた遊星歯車機構をなすものであっても良い。
【００１０】
また、前記進退作動機構は、外周に設けた減速歯車を減速ギア機構の遊星歯車に噛合し、この遊星歯車よりも径大で遊星歯車の回動によって回動するボールねじナットと、このボールねじナットの回動により、ディスク軸の方向に進退するボールねじ軸とから成り、遊星歯車にて径大なボールねじナットを回動する事により、減速ギア機構から伝達される回動力を更に減速して、ボールねじ軸を介して押圧部材に押圧力を発生させるものであっても良い。
【００１１】
【作用】
本発明は上述の如く構成したものであるから、反作用部側の摩擦パッドと電動モータとの間に挿入配置した断熱部材により、反作用部側の摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面を介して、作用部側に配置した電動モータ、荷重センサ、パーキング機構のソレノイド、回転角センサに伝達されるのを抑える事ができる。更に、電動モータを、摩擦パッドと減速ギア機構との間に配置するとともに、電動モータと減速ギア機構との間に断熱部材を挿入配置しているので、前記反作用部側の摩擦パッドの制動熱が、キャリパボディの外表面を介して減速ギア機構に伝達されにくくなるし、電動モータの駆動熱が減速ギア機構に伝達されるのも防ぐ事ができる。
【００１２】
一方、キャリパボディの内部側では、作用部側の摩擦パッドの制動熱が、進退作動機構を介して減速ギア機構に伝達される。しかし、減速ギア機構は、電動モータの内側に配置せずに、摩擦パッドとは反対の後部側に配置しているので、減速ギア機構の放熱性が向上するとともに、適宜の冷却手段による冷却も行い易く、減速ギア機構の高温化を防止する事ができる。また、この内部側から減速ギア機構に伝達された熱が、キャリパボディの後部側の外表面に伝達されても、減速ギア機構と電動モータとの間に配置した断熱部材により、電動モータへの熱伝導を良好に防止する事ができる。また、本発明の如く、制動熱の伝達経路と電動モータの駆動熱の伝達経路に各々断熱部材を配置して、熱を遮断しているので、ソレノイド、回転角センサ等の電気部品に対する熱の影響も防ぐ事ができる。
【００１３】
従って、電動モータ、その他の電気部品の高温化を防止して、これらの電気部品の耐久性を向上させ、作動の確実性を長期に維持する事ができる。また、減速ギア機構の熱膨張による作動不良やグリスの劣化等を解消し、減速ギア機構や進退作動機構の作動の正確性と耐久性も向上させる事ができる。また、本発明の断熱部材の挿入配置では、電気式ディスクブレーキの構造が複雑とはならず、組み付け性も良好で、優れた断熱効果を有する製品を低コストに得る事ができる。
【００１４】
また、キャリパボディは、少なくとも減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間で分割形成し、該減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間に、キャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を挿入配置して、互いを連結するように形成しても良い。このような分割構造とすると、キャリパボディへの断熱部材の取り付けが容易となるし、進退作動機構や減速ギア機構等の部品のキャリパボディ内部への組み付け性も容易となり、生産性、メンテナンス性が更に向上する。
【００１５】
また、減速ギア機構は、摩擦パッドとの間に電動モータを介在する構造であれば、従来公知の何れの機構を用いても良く、例えば電動モータにより回動可能な遊星腕と、この遊星腕の外周に回動可能に軸支される遊星歯車と、キャリパボディに回動不能に固定され、前記遊星歯車を回動させる太陽歯車とから成る遊星歯車機構であっても良い。
【００１６】
この遊星歯車機構の作用により、電動モータの駆動力が効率的に減速されて、ボールねじ軸による摩擦パッドの強い押圧力に変換され、良好な制動が行われるものである。また、キャリパボディ内に電動モータを内蔵するとともに、この電動モータに対して摩擦パッドとは反対側に遊星歯車機構を配置する事により、キャリパボディの径大化とディスク軸の方向への長尺化を防ぎ、電気式ディスクブレーキ装置全体をコンパクトに形成可能となるので、車両への設置時のレイアウトの自由度が、更に向上するものとなる。
【００１７】
また、前記進退作動機構は、従来公知の何れの機構であっても良く、例えば前記減速機構の遊星歯車よりも径大で遊星歯車の回動によって回動するボールねじナットと、このボールねじナットの回動により、ディスク軸の方向に進退するボールねじ軸とから成るボールねじ機構を用いる事ができる。そして、遊星歯車にて径大なボールねじナットを回動する事により、減速ギア機構により減速された電動モータの駆動力が更に減速されるので、電動モータの駆動力をボールねじ軸の進退力に効率的に変換して、押圧部材に強い押圧力を発生させる事ができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に於いて説明すると、(１)は自動車の駆動輪に接続して一体に回動するディスクロータで、両側の摩擦面(２)に臨ませて、図１に示す如く、タイヤホイール(５)の内側に於いて、一対の摩擦パッド(３)(４)を配置している。また、前記ディスクロータ(１)に臨ませて、車両本体にブラケット(６)を固定し、この固定側からディスクロータ(１)の外周を跨いで反対側に掛けて突設したキャリパ支持腕(７)に、前記摩擦パッド(３)(４)を摺動可能に配置している。
【００１９】
また、前記ブラケット(６)のキャリパ支持腕(７)に、摩擦パッド(３)(４)をディスクロータ(１)に押し付けるキャリパボディ(８)を、図２に示す如く、一対のスライドピン(９)を介して進退可能に連結している。このキャリパボディ(８)は、図１に示す如く、ディスクロータ(１)を挟んで、一方の摩擦パッド(３)の背面に配置する作用部(１０)と、他方の摩擦パッド(４)の背面に配置する反力爪(１１)を設けた反作用部(１２)と、ディスクロータ(１)の外周を跨いで作用部(１０)及び反作用部(１２)とを連結するブリッジ部(１３)とで構成されている。
【００２０】
そして、前記作用部(１０)は、図１に示す如く、シリンダ(１４)内に、電動モータ(１５)と、摩擦パッド(３)(４)の押圧力を発生させる進退作動機構としてのボールねじ機構(１６)と、このボールねじ機構(１６)に電動モータ(１５)の駆動力を減速して伝達する減速ギア機構(１７)とを収納している。この減速ギア機構(１７)は、図４に示す如く、電動モータ(１５)の駆動力により回動可能な遊星腕(１８)と、この遊星腕(１８)に回動可能に軸支した遊星歯車(２３)と、この遊星歯車(２３)を回動させる太陽歯車(２６)とから構成されている。
【００２１】
前記遊星腕(１８)は、外周にマグネット(３９)を配置した円筒状の円筒部(２０)と、摩擦パッド(３)とは反対側の後部に設けた、円筒部(２０)よりも径大な径大部(２１)とから成り、円筒部(２０)のマグネット(３９)の外周に配置した電動モータ(１５)の駆動力により、軸受部(５７)を介してシリンダ(１４)内を回動可能としている。そして、径大部(２１)の外周三ヶ所に、等間隔で遊星歯車(２３)を回動可能に軸支し、図４に示す如く、各遊星歯車(２３)を、径大部(２１)外周に開口した切欠窓(２２)から外部に突出させている。また、径大部(２１)は、隣接する遊星歯車(２３)間の外周を三角形状にカットして、遊星腕(１８)の軽量化を図るとともに、後述の回転角センサ(１９)のロータとしての使用を可能としている。
【００２２】
また、遊星歯車(２３)は、図１、図４に示す如く、第１歯車部(２４)と、この第１歯車部(２４)よりも歯数の少ない第２歯車部(２５)とを、軸方向の前後に分離して一体に形成し、前記第１歯車部(２４)を、キャリパボディ(８)に回動不能に固定された太陽歯車(２６)に噛合し、この太陽歯車(２６)により遊星歯車(２３)の回動を可能としている。
【００２３】
また、上記太陽歯車(２６)の固定は、図１、図４、図５に示す如く、キャリパボディ(８)の後部に配置したバックプレート(２７)に、等間隔で挿通穴(２９)を複数開口し、各挿通穴(２９)に挿通した固定ピン(２８)を、太陽歯車(２６)の背面に凹設した固定穴(３０)に挿入する事により行っている。前記固定ピン(２８)は、バックプレート(２７)の装着孔(３２)に装着したキャップ(３３)にて頭部を押圧され、固定穴(３０)への挿入状態が保たれている。そして、キャップ(３３)を外すと、固定ピン(２８)の頭部とバックプレート(２７)間に装着した押圧発条(３１)の付勢力により、固定ピン(２８)が固定穴(３０)から離脱し、太陽歯車(２６)の固定が解除可能となる。
【００２４】
そして、前記遊星腕(１８)内に、軸受部(５８)を介してボールねじ機構(１６)のボールねじナット(３４)を、回動可能で進退不能に収納している。このボールねじナット(３４)は、遊星腕(１８)の径大部(２１)側に配置した後端外周に、太陽歯車(２６)よりも歯数の少ない減速歯車(３５)を固定している。この減速歯車(３５)を、前記遊星歯車(２３)の第２歯車部(２５)に噛合し、遊星歯車(２３)の回動によってボールねじナット(３４)の回動を可能としている。
【００２５】
また、ボールねじナット(３４)は、中央に設けたボール溝(３６)に、複数のボール(３７)を介してボールねじ軸(３８)を進退可能に螺着している。このボールねじ軸(３８)は、先端に、摩擦パッド(３)の押圧部材として、平板状のパッド押圧板(４０)を接続している。このパッド押圧板(４０)にて、摩擦パッド(３)を、広い面積で一部に押圧力を集中する事なく押圧して、ディスクロータ(１)に平行に押し付け可能としている。また、本実施例では、パッド押圧板(４０)の外周とシリンダ(１４)の内周との間に、伸縮可能なダストシール(４７)を接続して、シリンダ(１４)の開口部(４５)を閉塞し、シリンダ(１４)内への塵埃や水分、小石等の侵入を防止可能としている。
【００２６】
尚、上記ボールねじ軸(３８)とパッド押圧板(４０)との接続は、図１に示す如く、ボールねじ軸(３８)の内部を貫通形成して中空部(４１)を設け、この中空部(４１)内から、パッド押圧板(４０)の背面に凹設した袋穴状の取付穴(４３)に、取付ねじ(４２)を螺着して行うものである。このような構成とする事により、パッド押圧板(４０)とボールねじ軸(３８)の接続部からのシリンダ(１４)内への塵埃や水分の侵入も防止している。また、このようにパッド押圧板(４０)とボールねじ軸(３８)との接続を、キャリパボディ(８)の後部側から行う事ができるので、組み付け性やメンテナンス性も向上するものである。
【００２７】
上述の如く減速ギア機構(１７)を構成する事により、互いの厳密な噛合を必要とする遊星腕(１８)、太陽歯車(２６)、減速歯車(３５)等の減速ギア機構(１７)を、電動モータ(１５)を介して摩擦パッド(３)(４)から離れた後部側に配置可能となる。そのため、制動熱が、キャリパボディ(８)の外表面や内部側のボールねじ機構(１６)を介して減速ギア機構(１７)に伝達されにくいものとなる。また、減速ギア機構(１７)を摩擦パッド(３)側に設けた場合に比べて、本発明の如く電動モータ(１５)を介して摩擦パッド(３)とは反対側に配置した場合では、減速ギア機構(１７)の放熱性が向上し、適宜の冷却手段での冷却も容易となる。従って、減速ギア機構(１７)の高温化の防止効果が高く、熱膨張による作動不良やグリスの劣化等を防止して、減速ギア機構(１７)の作動の正確性と耐久性を向上させる事ができる。
【００２８】
また、本実施例では、電動モータ(１５)をキャリパボディ(８)に内蔵し、更に前記遊星歯車(２３)を、電動モータ(１５)の内側ではなく、電動モータ(１５)よりも後部側に配置している。従って、キャリパボディ(８)が長尺にも径大にもならず、コンパクトな形成が可能となり、電気式ディスクブレーキをタイヤホイール(５)の内側に設置する際のレイアウトの自由度が増すものとなる。
【００２９】
また、ボールねじ軸(３８)は、図１に示す如く、先端に荷重センサ(４８)を設けて、摩擦パッド(３)に掛かる荷重を検知可能としている。そして、荷重センサ(４８)と検知器本体(図示せず)とを接続するハーネス(５０)を、図１に示す如く、ボールねじ軸(３８)の中空部(４１)に挿通させている。また、ハーネス(５０)は、ボールねじ軸(３８)の進退移動量に合わせて、余裕を持たせた長さで中空部(４１)に配置しているが、この余裕部分の弛みが、部品相互の隙間に入り込んで、引掛かりや切断を生じる虞がある。
【００３０】
この不具合を解消するため、図１に示す如く、ハーネス(５０)を引張り発条(５１)にて引張り付勢し、弛み部分を常に中空部(４１)に配置して、中空部(４１)の外ではハーネス(５０)が常に張った状態となるようにしている。そして、ボールねじ軸(３８)が摩擦パッド(３)方向に前進して、ハーネス(５０)に引張り力が加わっても、引張り発条(５１)が伸張するので、ハーネス(５０)が切断されたり、ボールねじ軸(３８)の前進が阻害される事はない。また、ボールねじ軸(３８)が後退すると、引張り発条(５１)が復元収縮するので、ハーネス(５０)が中空部(４１)以外の位置で弛む事はない。
【００３１】
また、キャリパボディ(８)には、遊星腕(１８)の回転角を検出して、ボールねじ軸(３８)の進退量を推定するための回転角センサ(１９)を設けている。この回転角センサ(１９)は、図１、図５に示す如く、シリンダ(１４)の内周面に、遊星腕(１８)の三角形状の径大部(２１)の外周に臨ませて、磁気コイルを円周状に配置してステータとし、遊星腕(１８)の径大部(２１)をロータとした構成である。この三角形状の径大部(２１)が回転角センサ(１９)の内周を回動する事により、波形の出力電圧を発生するので、遊星腕(１８)の回転角を検知可能となるものである。このように、遊星腕(１８)の径大部(２１)をロータとして兼用できるので、遊星腕(１８)とは別個に回転角センサ(１９)用のロータを設ける必要がなく、部品点数や組み付け工数の増加を防ぐ事ができる。
【００３２】
更に、本実施例では、図１、図５に示す如く、遊星腕(１８)の径大部(２１)の後端面に臨ませて、前記バックプレート(２７)に、パーキング機構のソレノイド(５４)を設けている。そして、車両の駐車時に、摩擦パッド(３)(４)により制動を行って、ソレノイド(５４)を作動すると、係止ピン(５５)が、遊星腕(１８)の径大部(２１)端面に設けた係止穴(５６)に係合する。この係合により、遊星腕(１８)が回動不能に固定され、摩擦パッド(３)(４)による制動を維持する事ができる。また、バックプレート(２７)外周に、被覆カバー(４４)を装着して、ソレノイド(５４)やバックプレート(２７)、その他を外的衝撃から保護している。
【００３３】
そして、本発明では、前記電動モータ(１５)、回転角センサ(１９)、パーキング機構のソレノイド(５４)等の電気部品を互いの駆動熱や制動熱から守り、更に減速ギア機構(１７)、ボールねじ機構(１６)の減速歯車(３５)等が、制動熱や電気部品の駆動熱の影響を受けないようにするため、キャリパボディ(８)に断熱対策として断熱部材(４６)を挿入配置している。その構成は、キャリパボディ(８)の作用部(１０)を、減速ギア機構(１７)と電動モータ(１５)との間、及び電動モータ(１５)とブリッジ部(１３)との間で分割形成し、各パーツ間に、図１〜図３に示す如く、キャリパボディ(８)よりも熱伝導率の低い素材製の、リング状の断熱部材(４６)を挿入配置している。そして、キャリパボディ(８)の各パーツ及び断熱部材(４６)を、図２に示す如く、一対の固定軸(５２)で容易に分離不能に固定している。
【００３４】
尚、前記断熱部材(４６)は、キャリパボディ(８)の本体を分割形成して、各パーツ間に挿入配置しているので、キャリパボディ内部の部品に設ける場合と比較して、組み付けが容易であり、生産性に影響を与える事はない。また、分割形成によりキャリパボディ(８)の内部への各種部品の組み付け性やメンテナンス性も向上するものとなる。
【００３５】
また、上記断熱部材(４６)の配置は、減速ギア機構(１７)と電動モータ(１５)との間、及び電動モータ(１５)と反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)との間に配置可能であれば、電気式ディスクブレーキの何れの位置に配置しても良く、作用部(１０)とブリッジ部(１３)とを分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良い。また、ブリッジ部(１３)と反作用部(１２)とを分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良いし、反作用部(１２)の反力爪(１１)を分割形成して、断熱部材(４６)を配置しても良い。
【００３６】
上述の如く構成された電気式ディスクブレーキでは、自動車の運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動操作を行うと、この踏み込み量に応じて電動モータ(１５)が駆動し、遊星腕(１８)がシリンダ(１４)内を回動する。この遊星腕(１８)の回動により、径大部(２１)に軸支され、太陽歯車(２６)に第１歯車部(２４)を噛合する遊星歯車(２３)が、太陽歯車(２６)の外周を回動する。この遊星歯車(２３)の回動により、第２歯車部(２５)に減速歯車(３５)を噛合するボールねじナット(３４)が回動される。
【００３７】
そして、ボールねじ機構(１６)の作用により、回動力がボールねじ軸(３８)の摺動力に変換され、パッド押圧板(４０)を介して作用部(１０)側の摩擦パッド(３)を押圧摺動し、ディスクロータ(１)に押し付ける。更に、ボールねじ軸(３８)の摺動の反力で、キャリパボディ(８)が後退し、反作用部(１２)の反力爪(１１)が、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)を押圧摺動し、ディスクロータ(１)に押し付ける事により、制動が行われる。
【００３８】
また、上記制動により、摩擦パッド(３)(４)とディスクロータ(１)間には、強い制動熱が発生する。また、電動モータ(１５)等の電気部品も駆動熱を発生させる。そして、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)の制動熱、キャリパボディ(８)の反力爪(１１)及びブリッジ部(１３)を介して作用部(１０)の外表面に伝達されるが、電動モータ(１５)の前方に配置した断熱部材(４６)により、制動熱が電動モータ(１５)に伝わりにくいものとなる。また、この制動熱や、電動モータ(１５)が発する駆動熱は、電動モータ(１５)と減速ギア機構(１７)との間に配置した断熱部材(４６)により、キャリパボディ(８)の外表面を介して減速ギア機構(１７)、減速歯車(３５)、回転角センサ(１９)、ソレノイド(５４)に伝わりにくくなり、これらの高温化を良好に防ぐ事ができる。
【００３９】
また、キャリパボディ(８)の後方では、放熱性にも優れ、適宜の冷却手段での冷却も容易である。そのため、作用部(１０)側の摩擦パッド(３)の制動熱が、パッド押圧板(４０)、ボールねじ機構(１６)を介して内部側から伝達された際にも、この制動熱を効率的に放熱して、前記減速ギア機構(１７)及び各種電気部品への熱の伝わりを少なくする事ができる。
【００４０】
また、このようにキャリパボディ(８)の内部を介して伝達された熱が、キャリパボディ(８)のバックプレート(２７)や後方側の外表面を介して電動モータ(１５)側に伝わっても、電動モータ(１５)と減速ギア機構(１７)との間に配置した断熱部材(４６)により、電動モータ(１５)への熱伝導を防ぐ事ができる。従って、電動モータ(１５)、回転角センサ(１９)、ソレノイド(５４)等の電気部品、及びボールねじ機構(１６)、減速ギア機構(１７)の作動の正確性と耐久性が向上し、電気式ディスクブレーキの円滑な制動が長期に持続可能なものとなる。
【００４１】
そして、ブレーキペダルの踏み込みを解除すると、電動モータ(１５)の制御により遊星腕(１８)が逆回転し、遊星歯車(２３)を介してボールねじナット(３４)が、先の回転とは逆方向に回転するので、ボールねじ軸(３８)が後退し、摩擦パッド(３)の押圧が解除される。また、このボールねじ軸(３８)後退の反力により、キャリパボディ(８)も復元方向に摺動し、反作用部(１２)側の摩擦パッド(４)の押圧が解除されるので、制動が解除されるものである。
【００４２】
上記制動に於いて、減速ギア機構(１７)の作用により、電動モータ(１５)の駆動力は、効率的に減速されて、摩擦パッド(３)(４)の強い押圧力に変換可能となり、効果的な制動が可能となる。この減速ギア機構(１７)による減速作用を説明すると、例えば、太陽歯車(２６)の歯数を６３、この太陽歯車(２６)と噛合する遊星歯車(２３)の第１歯車部(２４)の歯数を１８、第２歯車部(２５)の歯数を１５、この第２歯車部(２５)と噛合するボールねじナット(３４)の減速歯車(３５)の歯数を５４とする。
【００４３】
まず、電動モータ(１５)により遊星腕(１８)が一方向に一回転すると、遊星腕(１８)に軸支した遊星歯車(２３)が、太陽歯車(２６)の外周を一方向に一周する。この場合、太陽歯車(２６)の歯数は６３で、第１歯車部(２４)の歯数は１８であるから、遊星歯車(２３)は、太陽歯車(２６)の外周を一周する際に、一方向に６３歯／１８歯＝３．５回転する。即ち、第１歯車部(２４)と同軸の第２歯車部(２５)も、一方向に３．５回転する。(第２歯車部(２５)の歯数は１５であるから、一周では３．５回転×１５歯＝５２．５歯分の変位となる。)
【００４４】
一方、ボールねじナット(３４)には、遊星腕(１８)の回転により、一方向への回転力(５４歯分)が作用する。また、ボールねじナット(３４)の減速歯車(３５)と噛合する第２歯車部(２５)により、減速歯車(３５)には、一方向とは逆方向に、３．５×(１５歯／５４歯)＝０．９７２２回転の回転力が作用する(歯数では、前記５２．５歯分)。この一方向と逆方向への回転力を合成すると、１＋(−０．９７２２)＝０．０２７８回転となる(歯数での計算では、減速歯車(３５)は、５４歯＋(−５２．５)＝１．５歯分、一方向に変位し、減速歯車(３５)は５４歯だから、１．５歯／５４歯＝０．０２７８回転となる)。従って、遊星腕(１８)の一方向への一回転に対して、ボールねじナット(３４)が、同一方向に０．０２７８回転する比率で減速が行われる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したもので、減速ギア機構と電動モータとの間及び電動モータと反作用部側の摩擦パッドとの間に、キャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を挿入配置して、装置の断熱性を高めているから、摩擦パッドからの制動熱が、キャリパボディの外表面及び内部部品を介して電動モータ、回転角センサ、ソレノイド等の電気部品に伝達されるのを効率的に抑える事ができる。また、電気式ディスクブレーキに断熱部材を配置し、更に摩擦パッドと減速ギア機構との間に電動モータを配置した構造としているので、減速ギア機構に対する摩擦パッドの制動熱及び電動モータの駆動熱の伝達も少なくする事ができる。
【００４６】
従って、前記電気部品及び減速ギア機構の高温化を防ぎ、電気部品及び減速ギア機構の作動の正確性と耐久性を向上させる事ができ、電気式ディスクブレーキの円滑な制動を長期に持続可能となる。また、キャリパボディの内部に断熱部材を組み込む方式に比べ、組み付けが容易であるし、断熱効果が高く、高価なグリスの使用や装置内部での複雑な断熱対策を必要としない。そのため、生産性に優れ、低コストな製品を得る事ができるとともに、分解や再組み付けも容易で、メンテナンス性にも優れた製品となる。
【００４７】
また、摩擦パッドと減速ギア機構との間に電動モータを配置しているので、キャリパボディが径大化する事がなく、電気式ディスクブレーキをタイヤホイール内に設置する際の、レイアウトの自由度が増すものとなる。更に、減速ギア機構として遊星歯車機構を使用すれば、ディスク軸の方向への長尺化も防いでコンパクトな製品を得る事ができ、レイアウトの自由度を更に高める事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例で、ディスクロータに臨ませて設置した電気式ディスクブレーキの横断面図。
【図２】 キャリパボディの一部切り欠き平面図。
【図３】 キャリパボディと断熱部材の分解図。
【図４】 減速ギア機構の斜視図。
【図５】 図１のバックプレート側の部分拡大断面図。
【符号の説明】
１ ディスクロータ
３ 摩擦パッド
４ 摩擦パッド
８ キャリパボディ
１２ 反作用部
１５ 電動モータ
１７ 減速ギア機構
１８ 遊星腕
２３ 遊星歯車
２６ 太陽歯車
３４ ボールねじナット
３８ ボールねじ軸
４６ 断熱部材
Claims (3)
- ディスクロータを挟んで一方の摩擦パッドの背面に配置された作用部と、他方の摩擦パッドの背面に配置された反作用部と、ディスクロータの外周を跨いで前記作用部と前記反作用部とを連結するブリッジとを有するキャリパボディを備え、前記作用部に回転運動をボールねじ軸の進退運動に変換することによって該ボールねじ軸で前記一方の摩擦パッドの押圧部材に押圧力を発生させる進退作動機構と、前記進退作動機構の外周に配置されて前記進退作動機構が挿通可能な円筒部を内周に配置して回転駆動する電動モータとを設け、前記進退作動機構によりディスクロータに作用部側の摩擦パッドを押圧摺動させて制動を行なう電気式ディスクブレーキに於いて、前記作用部に、更に前記電動モータが回転駆動する円筒部の回転運動を減速して前記進退作動機構のボールねじ軸に伝達する減速ギア機構を備え、前記電動モータを、前記反作用部の摩擦パッドと前記減速ギア機構との間に配置して、前記ブリッジ部に前記電動モータと前記減速ギア機構とを連結するとともに、前記ブリッジ部と電動モータの外殻と連結部分、および電動モータの外殼と前記減速ギア機構の外殻との連結部分に、それぞれキャリパボディよりも熱伝導率の低い断熱部材を介装したことを特徴とする電気式ディスクブレーキ。
- 前記減速ギア機構は、前記電動モータの円筒部と一体に回動する遊星腕と、前記進退作動機構より外周の位置で前記遊星腕に回動自在に軸支された遊星歯車と、前記キャリパボディに対して回動不能に固定されて前記遊星歯車と噛みあう太陽歯車と、前記進退作動機構の回動部と−体に設けられて前記遊星歯車と噛み合う減速歯車とを備えた遊星歯車機構をなすことを特徴とする請求項１に記載の電気式ディスクブレーキ。
- 前記進退作動機構は、外周に設けた減速歯車を減速ギア機構の遊星歯車に噛合し、この遊星歯車よりも径大で遊星歯車の回動によって回動するボールねじナットと、このボールねじナットの回動により、ディスク軸の方向に進退するボールねじ軸とから成り、遊星歯車にて径大なボールねじナットを回動する事により、減速ギア機構から伝達される回動力を更に減速して、ボールねじ軸を介して押圧部材に押圧力を発生させる事を特徴とする請求項１又は２に記載の電気式ディスクブレーキ。
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