JP4546410B2 - 車両用ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキピストンが軸方向のスライドを可能として支承されるシリンダ孔を有するキャリパボディの後部に、電動モータと、その電動モータの前側に配置されて該電動モータの出力を減速する減速機とが設けられ、該減速機から出力される回転動力を前記ブレーキピストンの軸方向作動力に変換する運動変換機構が、前記ブレーキピストンおよび前記減速機間に介設される車両用ディスクブレーキに関する。

電動モータのモータ軸から出力される動力を減速する減速機と、ブレーキピストンとの間に前記モータ軸の軸線から偏心した軸線を有する運動変換機構が設けられ、前記減速機は、前記運動変換機構が備える一対の回転部材およびモータ軸の一方に設けられる一対の内歯歯車と、それらの内歯歯車に噛合するようにして前記両回転部材および前記モータ軸の他方に設けられる一対の外歯歯車とで構成される車両用ディスクブレーキが、たとえば特許文献１で既に知られている。
特開２００１−２６３３９５号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、減速機が備える一対の内歯歯車のうち少なくとも一方の外周と、減速機を収容するケーシングとの間にボールベアリングが介装される構成となっており、前記内歯歯車の半径方向外方にボールベアリングを配置するスペースが必要となるので、減速機の大型化を招くことになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、減速機のコンパクト化を可能とした車両用ディスクブレーキを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ブレーキピストンが軸方向のスライドを可能として支承されるシリンダ孔を有するキャリパボディの後部に、電動モータと、その電動モータの前側に配置されて該電動モータの出力を減速する減速機とが設けられ、該減速機から出力される回転動力を前記ブレーキピストンの軸方向作動力に変換する運動変換機構が、前記ブレーキピストンおよび前記減速機間に介設される車両用ディスクブレーキにおいて、前記減速機が、前記電動モータが備えるモータ軸の軸線とは偏心した外周を有して前記モータ軸とともに回転する偏心回転体と、該偏心回転体と同一軸線を有して前記偏心回転体の外周に回転自在に軸支されるとともに外周に外歯が設けられる外歯歯車と、前記外歯よりも多い個数の内歯が前記外歯を噛合させるようにして内周に設けられるとともに前記モータ軸と同軸に前記キャリパボディに固定配置される内歯歯車と、前記モータ軸と同軸に配置されて後面が該モータ軸の前端部にベアリングを介して相対回転自在に嵌合される出力部材と、前記外歯歯車の自転成分のみを伝達するようにして前記外歯歯車および前記出力部材間に設けられるオルダム機構とを備え、前記キャリパボディに形成されて前記シリンダ孔の後端を閉じる端壁には、前記モータ軸と同軸に配置されて該端壁を前後方向に貫通する、前記出力部材の外径よりも小径の貫通孔が設けられ、前記運動変換機構であるねじ機構が、前記貫通孔に後端部を回転自在に嵌挿したねじ軸と、相対回転を不能として前記ブレーキピストンに係合されるとともに前記ねじ軸に螺合されるナットとを備え、前記出力部材の前面には、前記モータ軸に対し同軸に延びる連結軸部が突設されると共に、その連結軸部と前記ねじ軸の後端部とが、前記貫通孔の内方で互いに相対回転不能且つ軸方向摺動可能に嵌合、連結されることを特徴とする。

尚、本発明において、「前後方向」とは、ブレーキピストンの軸線に沿う方向（即ち図１で左右方向）をいい、また「前側」とは、摩擦パッドを押圧すべくブレーキピストンが前進する側（即ち図１で左側）をいう。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記オルダム機構は、前記外歯歯車の軸線を中心とした第１仮想円上の周方向に等間隔をあけた位置で前記外歯歯車に設けられる複数のピンと、前記モータ軸の軸線を中心とする第２仮想円上の周方向に等間隔をあけた位置で前記出力部材に設けられて前記各ピンの直径よりも大径に形成されるとともに前記各ピンを偏心位置にそれぞれ挿通、係合させる複数の連結孔とから成ることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電動モータの回転作動による偏心回転体の回転に応じて、前記外歯歯車は、前記内歯歯車の内歯の個数ならびに外歯歯車の外歯の個数の差に応じた減速比で自転することになり、その外歯歯車の自転成分がオルダム機構を介してねじ機構に入力され、ブレーキピストンが軸方向に駆動されることになる。しかも減速機の内歯歯車は固定配置されるものであり、内歯歯車の半径方向外方にボールベアリング等を配置するスペースを確保する必要がないので、減速機のコンパクト化が可能となる。

また請求項２記載の発明によれば、オルダム機構の構成を簡略化し、組付け性を高めることができるとともに軸ぶれも生じ難くすることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施例を示すものであり、図１は車両用ディスクブレーキの縦断面図、図２は図１の２矢視図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４は図１の４矢示部拡大図、図５は図１の５−５線断面図、図６は図１の６−６線断面図である。

先ず図１および図２において、この車両用ディスクブレーキは、液圧によるサービスブレーキ状態を得ることを可能とするとともに電動モータ１１によって作動してサービスブレーキ状態およびパーキングブレーキ状態を得ることを可能としたものであり、図示しない車輪のホイールとともに回転するディスクロータ１２と、キャリパボディ１３と、ディスクロータ１２の両側面に対向して配置されてディスクロータ１２およびキャリパボディ１３間に配置される一対の摩擦パッド１４，１５とを備える。

キャリパボディ１３は、車体側に取付けられたブラケット１６で前記ディスクロータ１２の軸線に沿う方向に摺動可能に支持される作用部１３ａと、ディスクロータ１２を前記作用部１３ａとの間に挟む反作用部１３ｂとが、ディスクロータ１２を跨ぐブリッジ部１３ｃで一体に連結されて成る。

前記作用部１３ａ側でディスクロータ１２の一側面に対向する摩擦パッド１４はディスクロータ１２に摺接して摩擦力を発揮し得るライニング１７が裏金１８に設けられて成り、前記反作用部１３ｂ側でディスクロータ１２の他側面に対向する摩擦パッド１５はディスクロータ１２に摺接して摩擦力を発揮し得るライニング１９が裏金２０に設けられて成る。図２で明示するように、摩擦パッド１４の裏金１８にはディスクロータ１２の周方向に沿う両端から突出する耳部１８ａ，１８ａが設けられており、それらの耳部１８ａ…が前記ブラケット１６に設けられた保持溝１６ａ，１６ａに、ディスクロータ１２の軸線に沿う方向に移動することを可能として嵌合する。すなわち摩擦パッド１４はディスクロータ１２の軸線に沿う方向に移動することを可能として前記ブラケット１６に保持されるものであり、摩擦パッド１５も前記摩擦パッド１４と同様の保持構造で前記ブラケット１６に保持され、ディスクロータ１２の軸線に沿う方向に移動することが可能である。

キャリパボディ１３の作用部１３ａには、前記ディスクロータ１２の軸線と平行な軸線を有して前記ディスクロータ１２側に開放するとともに前記ディスクロータ１２とは反対側が端壁２２で閉じられるシリンダ孔２１が円形の横断面形状を有するようにして設けられ、前記端壁２２の中央部にはシリンダ孔２１と同軸の貫通孔２３が設けられる。

シリンダ孔２１には、前記端壁２２との間にブレーキ液圧室２４を形成するとともにディスクロータ１２側の前端に閉塞部２５ａを有して有底円筒状に形成されるブレーキピストン２５が、その前端の閉塞部２５ａを摩擦パッド１４の裏金１８に当接させるようにして軸方向にスライド可能に収容され、該ブレーキピストン２５の前端の閉塞部２５ａは、シリンダ孔２１内での回転を阻止するために前記裏金１８に係合される。

またシリンダ孔２１の内面には、キャリパボディ１３およびブレーキピストン２５間に介装される環状のピストンシール２６が装着され、シリンダ孔２１の開口端部およびブレーキピストン２５間には環状のダストブーツ２７が設けられ、作用部１３ａには前記ブレーキ液圧室２４に液圧を導く液圧路２８が設けられる。

ところで、ブレーキピストン２５には、両摩擦パッド１４，１５をディスクロータ１２に対して進退させる動力を発揮する電動モータ１１の出力が、その出力を減速する減速機３２と、該減速機３２の回転出力を前記ブレーキピストン２５の軸方向進退作動力に変換する運動変換機構であるねじ機構３３とを介して伝達されるものであり、ねじ機構３３はブレーキピストン２５の背後に配置される前記作用部１３ａのシリンダ孔２１内に収容され、電動モータ１１は、ディスクロータ１２とは反対側でキャリパボディ１３の作用部１３ａに取付けられ、減速機３２は前記作用部１３ａに取付けられる減速機ケース３４に収容される。

図３を併せて参照して、ねじ機構３３は、シリンダ孔２１と同軸のねじ軸３５と、相対回転を不能としてブレーキピストン２５に係合されるとともに前記ねじ軸３５に螺合されるナット３６とを備え、ブレーキピストン２５とは反対側でねじ軸３５の後端には、減速機３２で減速した電動モータ１１の回転動力を伝達するようにして端壁２２の貫通孔２３を回転自在に貫通する伝動回転軸３７が同軸にかつ一体に連設され、前記端壁２２および伝動回転軸３７間にはＯリング３８が介装される。またブレーキ液圧室２４内で伝動回転軸３７には半径方向外方に張り出す鍔部３７ａが一体に設けられており、この鍔部３７ａおよび端壁２２間にはスラスト軸受３９が介装され、伝動回転軸３７の前記作用部１３ａからの突出部外周には端壁２２に当接する止め輪４０が装着される。

ねじ軸３５は、前記ブレーキピストン２５内で該ねじ軸３５を囲繞するナット３６に螺合される。またナット３６は、正四角形の外周を有する係合部３６ａを前端に有するものであり、係合部３６ａの前端面がブレーキピストン２５の前端内面に当接する。

一方、有底円筒状であるブレーキピストン２５の内周には、係合部３６ａが有する４つの角部４１…の個数の整数倍（この実施例では２倍）の係止溝４２…が、周方向に位相をずらせた複数箇所で角部４１…を選択的に係合させるようにして、軸方向に延びつつ周方向等間隔に設けられる。すなわちブレーキピストン２５の内周は、係合部３６ａの外周形状に対応するとともに相互に位相をずらせた複数の正多角形を重ねた形状に形成されるものであり、この実施例では位相を４５度ずらせた２つの正四角形を重ねた星形形状に形成されている。

したがって回転不能であるブレーキピストン２５の内周の係止溝４２…に、外周を正多角形としてナット３６に設けられる係合部３６ａの各角部４１…を係合するだけの簡単な構造で、ナット３６を回転不能とすることができる。しかも係合部３６ａが有する複数の角部４１…の個数の整数倍の係止溝４２…がブレーキピストン２５の内周に設けられており、ブレーキピストン２５に係合部３６ａを係合させる際の位置合わせが容易であり、組付け性を高めることができる。さらに係合部３６ａが係止されていない係止溝４２…によってエア抜き性も高められることになる。

このようなねじ機構３３において、電動モータ１１からの動力が減速機３２で減速され、伝動回転軸３７を介してねじ軸３５にその一方向に回転する動力が伝達されると、ブレーキピストン２５およびナット３６の回転が阻止された状態でブレーキピストン２５が軸方向前方にスライドすることによる作用および反作用によってディスクロータ１２が摩擦パッド１４，１５で両側から挟圧され、それにより制動力が得られることになる。また前記ねじ軸３５がその他方向に回転されることにより、ブレーキピストン２５が軸方向後方にスライドして制動状態が解除される。

再び図１において、減速機ケース３４は、一対のケース部材４３，４４と、前記減速機３２の一部を構成して前記両ケース部材４３，４４間に外周部が挟まれる内歯歯車５８とで構成されるものであり、電動モータ１１のモータケース４５とともにキャリパボディ１３の作用部１３ａに締結される。

前記モータケース４５の一部は、電動モータ１１が備えるモータ軸５５に設けられたコンミテータ４６に摺接するブラシ（図示せず）を保持するブラシホルダ４７で構成されるものであり、前記キャリパボディ１３の作用部１３ａおよび前記ブラシホルダ４７間に前記減速機ケース３４が挟まれ、モータケース４５および減速機ケース３４が複数のボルト４８…（図２、図５および図６参照）による共締めで前記作用部１３ａに締結される。しかも前記モータケース４５には、該モータケース４５を覆うモータカバー４９が着脱可能に装着される。

前記内歯歯車５８の一面にはケース部材４３に弾発接触する環状のシール部材５０が装着され、内歯歯車５８の他面に弾発接触する環状のシール部材５１がケース部材４４に装着され、モータケース４５におけるブラシホルダ４７には、前記減速機ケース３４を囲繞する環状のシール部材５２がキャリパボディ１３の作用部１３ａに弾発接触するようにして装着される。

前記モータケース４５の作用部１３ａへの締結状態で、電動モータ１１が備えるモータ軸５５はねじ機構３３の回転軸線すなわち伝動回転軸３７の軸線と同軸上に配置されており、ケース部材４４およびモータ軸５５間にはボールベアリング５３が介装される。

前記減速機ケース３４は、キャリパボディ１３における作用部１３ａ内のブレーキ液圧室２４とは前記端壁２２で隔絶された減速機室５４を形成するものであり、この減速機室５４内に前記減速機３２が収容される。

図４〜図６を併せて参照して、減速機３２は、電動モータ１１のモータ軸５５の軸線とは偏心した外周を有して前記モータ軸５５とともに回転する偏心回転体５６と、該偏心回転体５６と同一軸線を有して前記偏心回転体５６の外周に回転自在に軸支される外歯歯車５７と、減速機ケース３４に固定される内歯歯車５８と、前記モータ軸５５と同軸に配置されて前記ねじ機構３３に伝動回転軸３７を介して連結される出力部材５９と、前記外歯歯車５７の自転成分のみを伝達するようにして前記外歯歯車５７および前記出力部材５９間に設けられるオルダム機構６０とを備える。

偏心回転体５６は、前記モータ軸５５を嵌合、挿通せしめる円板部５６ａと、該円板部５６ａの外周に直角にかつ一体に連なって電動モータ１１側に延びる円筒部５６ｂとから成るものである。一方、偏心回転体５６に対応する部分でモータ軸５５の外周は非円形の横断面形状を有するように形成されており、前記円板部５６ａにモータ軸５５が嵌合、挿通されることにより、偏心回転体５６が相対回転不能にモータ軸５５に連結される。しかもモータ軸５５の軸線Ｃ１から偏心量εだけずれた位置に前記円板部５６ａの中心Ｃ２が位置するようにしてモータ軸５５が円板部５６ａに相対回転不能に嵌合、挿通されており、偏心回転体５６の外周はモータ軸５５から偏心量εだけ偏心することになる。

外歯歯車５７は、偏心回転体５６の外周との間にボールベアリング６１を介して偏心回転体５６に軸支されるものであり、この外歯歯車５７の外周に複数の外歯６２，６２…が設けられる。また内歯歯車５８は減速機ケース３４に固定されるものであり、この内歯歯車５８の内周には、前記外歯６２，６２…の個数よりも多い個数の内歯６３，６３…が、前記外歯６２，６２…を噛合させるようにして設けられており、内歯６３，６３…の個数は外歯６２，６２…の個数よりもたとえば１個だけ多く設定される。

前記出力部材５９は、前記電動モータ１１とは反対側で外歯歯車５７に対向する円板部５９ａと、該円板部５９ａの中央部から前記電動モータ１１とは反対側に突出する連結軸部５９ｂとを一体に有しており、連結軸部５９ｂは、前記端壁２２の貫通孔２３の内方で伝動回転軸３７に同軸にかつ相対回転不能に嵌合される。しかもモータ軸５５および出力部材５９間にはボールベアリング６４が介装され、減速機ケース３４におけるケース部材４３および出力部材５９間にはボールベアリング６５が介装される。

またオルダム機構６０は、外歯歯車５７の軸線を中心とした第１仮想円ＳＣ１上の周方向に等間隔をあけた位置で外歯歯車５７に嵌合、固定される複数個たとえば４個のピン６８…と、モータ軸５５の軸線を中心とする第２仮想円ＳＣ２上の周方向に等間隔をあけた位置で前記出力部材５９における円板部５９ａに設けられて前記各ピン６８…の直径よりも大径に形成されるとともに各ピン６８…を偏心位置にそれぞれ挿通、係合させる複数の連結孔６９…とから成るものであり、連結孔６９…は、前記円板部５９ａに嵌合、固定される円筒状のカラー７０…によってそれぞれ形成される。

次にこの実施例の作用について説明すると、電動モータ１１の回転動力を減速する減速機３２は、電動モータ１１が備えるモータ軸５５の軸線とは偏心した外周を有して前記モータ軸５５とともに回転する偏心回転体５６と、該偏心回転体５６と同一軸線を有して前記偏心回転体５６の外周に回転自在に軸支されるとともに外周に複数の外歯６２…が設けられる外歯歯車５７と、外歯６２…の個数よりも多い個数の内歯６３…が外歯６２…を噛合させるようにして内周に設けられるとともに前記モータ軸５５と同軸に配置される内歯歯車５８と、モータ軸５５と同軸に配置されてねじ機構３３に連結される出力部材５９と、外歯歯車５７の自転成分のみを伝達するようにして外歯歯車５７および出力部材５９間に設けられるオルダム機構６０とを備えるものであり、減速機３２を収容してキャリパボディ１３に配設される減速機ケース３４に内歯歯車５８が固定されている。

このような減速機３２によれば、電動モータ１１の回転作動による偏心回転体５６の回転に応じて、外歯歯車５７は、内歯歯車５８の内歯６３…の個数ならびに外歯歯車５７の外歯６２…の個数の差に応じた減速比で自転することになり、その外歯歯車５７の自転成分がオルダム機構６０を介してねじ機構３３に入力され、ブレーキピストン２５が軸方向に駆動されることになる。しかも減速機３２の内歯歯車５８は固定配置されるものであり、内歯歯車５８の半径方向外方にボールベアリング等を配置するスペースを確保する必要がないので、減速機３２のコンパクト化が可能となる。

またオルダム機構６０は、外歯歯車５７の軸線を中心とした第１仮想円ＳＣ１上の周方向に等間隔をあけた位置で前記外歯歯車５７に設けられる複数のピン６８…と、モータ軸５５の軸線を中心とする第２仮想円ＳＣ２上の周方向に等間隔をあけた位置で出力部材５９に設けられて各ピン６８…の直径よりも大径に形成されるとともに各ピン６８…を偏心位置にそれぞれ挿通、係合させる複数の連結孔６９…とから成るものであり、オルダム機構６０の構成を簡略化し、組付け性を高めることができるとともに軸ぶれも生じ難くすることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

車両用ディスクブレーキの縦断面図である。 図１の２矢視図である。 図１の３−３線断面図である。 図１の４矢示部拡大図である。 図１の５−５線断面図である。 図１の６−６線断面図である。

１１・・・電動モータ
１３・・・キャリパボディ
２５・・・ブレーキピストン
３２・・・減速機
３３・・・運動変換機構であるねじ機構
３５・・・ねじ軸
３６・・・ナット
５５・・・モータ軸
５６・・・偏心回転体
５７・・・外歯歯車
５８・・・内歯歯車
５９・・・出力部材
６０・・・オルダム機構
６２・・・外歯
６３・・・内歯
６８・・・ピン
６９・・・連結孔
ＳＣ１・・・第１仮想円
ＳＣ２・・・第２仮想円

Claims (2)

1. ブレーキピストン（２５）が軸方向のスライドを可能として支承されるシリンダ孔（２１）を有するキャリパボディ（１３）の後部に、電動モータ（１１）と、その電動モータ（１１）の前側に配置されて該電動モータ（１１）の出力を減速する減速機（３２）とが設けられ、該減速機（３２）から出力される回転動力を前記ブレーキピストン（２５）の軸方向作動力に変換する運動変換機構（３３）が、前記ブレーキピストン（２５）および前記減速機（３２）間に介設される車両用ディスクブレーキにおいて、
   前記減速機（３２）が、前記電動モータ（１１）が備えるモータ軸（５５）の軸線とは偏心した外周を有して前記モータ軸（５５）とともに回転する偏心回転体（５６）と、該偏心回転体（５６）と同一軸線を有して前記偏心回転体（５６）の外周に回転自在に軸支されるとともに外周に外歯（６２）が設けられる外歯歯車（５７）と、前記外歯（６２）よりも多い個数の内歯（６３）が前記外歯（６２）を噛合させるようにして内周に設けられるとともに前記モータ軸（５５）と同軸に前記キャリパボディ（１３）に固定配置される内歯歯車（５８）と、前記モータ軸（５５）と同軸に配置されて後面が該モータ軸（５５）の前端部にベアリング（６４）を介して相対回転自在に嵌合される出力部材（５９）と、前記外歯歯車（５７）の自転成分のみを伝達するようにして前記外歯歯車（５７）および前記出力部材（５９）間に設けられるオルダム機構（６０）とを備え、
   前記キャリパボディ（１３）に形成されて前記シリンダ孔（２１）の後端を閉じる端壁（２２）には、前記モータ軸（５５）と同軸に配置されて該端壁（２２）を前後方向に貫通する、前記出力部材（５９）の外径よりも小径の貫通孔（２３）が設けられ、
   前記運動変換機構であるねじ機構（３３）が、前記貫通孔（２３）に後端部を回転自在に嵌挿したねじ軸（３５）と、相対回転を不能として前記ブレーキピストン（２５）に係合されるとともに前記ねじ軸（３５）に螺合されるナット（３６）とを備え、
   前記出力部材（５９）の前面には、前記モータ軸（５５）に対し同軸に延びる連結軸部（５９ｂ）が突設されると共に、その連結軸部（５９ｂ）と前記ねじ軸（３５）の後端部とが、前記貫通孔（２３）の内方で互いに相対回転不能且つ軸方向摺動可能に嵌合、連結されることを特徴とする車両用ディスクブレーキ。
2. 前記オルダム機構（６０）は、前記外歯歯車（５７）の軸線を中心とした第１仮想円（ＳＣ１）上の周方向に等間隔をあけた位置で前記外歯歯車（５７）に設けられる複数のピン（６８）と、前記モータ軸（５５）の軸線を中心とする第２仮想円（ＳＣ２）上の周方向に等間隔をあけた位置で前記出力部材（５９）に設けられて前記各ピン（６８）の直径よりも大径に形成されるとともに前記各ピン（６８）を偏心位置にそれぞれ挿通、係合させる複数の連結孔（６９）とから成ることを特徴とする請求項１記載の車両用ディスクブレーキ。

Images