JP5488909B2 - ディスクブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、制動状態を保持可能なピストン保持機能を有するディスクブレーキに関するものである。

自動車等の制動装置として用いられる液圧式のディスクブレーキには、例えば特許文献1に記載されているように、停車中に制動状態のピストンを保持可能なピストン保持機能を備えたものがある。特許文献１に記載されたディスクブレーキは、電動モータによりウォームギヤを介してボールランプ機構を駆動してピストンを推進することにより、ピストンの制動状態及び制動解除状態の切換を行うことができる。このとき、ウォームギヤの不可逆性により、電動モータの通電によらずピストンの制動状態を保持することができる。

特開２００６−１７７５３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているようにウォーム減速機構を用いたピストン保持機能を有するディスクブレーキでは、ウォームギヤは、摩擦損失により伝達効率が低いため、応答性が低いという問題がある。

本発明は、応答性に優れたピストン保持機能を有するディスクブレーキを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ディスクロータを挟んでその両側に配置される一対のブレーキパッドと、該一対のブレーキパッドの少なくとも一方を前記ディスクロータに押付けるピストンと、該ピストンが挿入されるシリンダとを有し、該シリンダへの液圧の供給によって前記ピストンを推進するキャリパ本体と、該キャリパ本体に設けられて電動モータの回転により前記ピストンを推進し、推進した該ピストンの位置を保持可能なピストン保持機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記ピストン保持機構は、前記電動モータによる回転を増力する減速機構と、該減速機構による回転を直線運動に変換して前記ピストンの推進方向に伸縮する回転直動変換機構と、前記減速機構の回転位置を保持する制動保持機構とを有し、前記減速機構は、前記電動モータによって回転する少なくとも第１の回転部材及び第２の回転部材を有し、前記制動保持機構は、前記第１の回転部材に設けられた係合部に係脱可能な係合部材と、該係合部材を移動可能に支持し、前記第２の回転部材の回転に伴い回転する支持部材とを有し、該支持部材は、前記第２の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部に係合させる方向に移動させ、前記第２の回転部材が前記ピストンを後退させる方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部から離間させる方向に移動させることを特徴とする。

本発明に係るディスクブレーキによれば、応答性を高めることができる。

第１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駐車ブレーキ作動機構の分解斜視図である。 図２に示す駐車ブレーキ作動機構のラチェットプレート及びシャッタプレートの分解斜視図である。 図２に示す駐車ブレーキ作動機構の作動行程を示す図である。 第２実施形態に係るディスクブレーキの縦断面図である。 図５に示すディスクブレーキの駐車ブレーキ作動機構のラチェットレバーの斜視図である。 図２に示す駐車ブレーキ作動機構の作動行程を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態に係るディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型の液圧式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の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を跨ぐキャリパ本体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及びキャリパ本体５を移動可能に支持するキャリアＣとを備えている。

キャリパ本体５には、一方のブレーキパッド３の裏金６に対向する位置に有底のシリンダ７が形成されている。また、キャリパ本体５には、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８に当接する爪部９が形成されている。シリンダ７の開口側には、有底円筒状のピストン１０がピストンシール１１を介して摺動可能に挿入されている。ピストン１０は、その底部がブレーキパッド３の裏金６に当接、係合して回り止めされている。また、ピストン１０とシリンダ７の開口部との間には、蛇腹状のダストシール１１Ａが取付けられている。

シリンダ７及びピストン１０の内部には、液圧室７Ａが形成されている。この液圧室７Ａの内部には、パッド摩耗追従機構１２及び回転直動変換機構であるボール−ランプ機構１３が設けられている。また、キャリパ本体５の後端部には、ボール−ランプ機構１３を駆動する駐車ブレーキ作動機構１４が取付けられている。そして、パッド摩耗追従機構１２、ボール−ランプ機構１３及び駐車ブレーキ作動機構１４によってピストン保持機構に相当する駐車ブレーキ機構Ｐを構成している。液圧室７Ａには、マスタシリンダ等の液圧源（図示せず）が接続されている。

パッド摩耗追従機構１２は、調整ナット１５及びプッシュロッド１６を備えている。調整ナット１５は、ピストン１０内に回転可能に支持され、ウェーブワッシャ１７のバネ力によってスラストワッシャ１８を介して押圧されてピストン１０に摩擦係合している。調整ナット１５とプッシュロッド１６とは、多条ネジによって互いに螺合しており、回転−直線運動が相互に変換可能となっている。調整ナット１５とプッシュロッド１６とは、そのネジ部にビルトインクリアランスとよばれる隙間（バックラッシュ）が設けられており、相対回転することなく、その隙間の分だけ相互に直線移動できるようになっている。プッシュロッド１６は、バネ１９（後述）によってシリンダ７の底部側へ付勢され、また、その軸回りの回転が規制されている。

ボール−ランプ機構１３は、互いに対向して配置された円板状の回転直動部材２０及び固定部材２１と、これらの間に介装された転動体である複数のボール２２とを含んでいる。固定部材２１は、シリンダ７の底部に当接して軸方向に対して固定され、また、ピン２４によって軸回りの回転方向に対しても固定されている。回転直動部材２０には、一端部から突出する軸部２５が一体に形成されている。軸部２５は、固定部材２１及びシリンダ７の底部を貫通して、シリンダ７の外部へ延出され、シリンダ７と底部との間がシール２６によってシールされている。回転直動部材２０は、固定部材２１に対して回転及び軸方向に移動可能に支持されている。

そして、回転直動部材２０及び回転部材２１の対向面に円周方向に沿って複数形成された傾斜溝２０Ａ、２１Ａ間にボール２２が装填され、回転直動部材２０の回転運動を傾斜溝２０Ａ、２１Ａ間のボール２２の転動により、回転直動部材２０の軸方向に沿った直線運動に変換するようになっている。

回転直動部材２０の他端部には、スラストベアリング２７を介してプッシュロッド１６のフランジ状の基端部が当接している。シリンダ７の内部にカップ状のバネ受２８が固定され、バネ受２８とプッシュロッド１６の基端部との間にバネ１９（圧縮コイルバネ）が介装されている。そして、バネ１９のバネ力によってプッシュロッド１６及び回転直動部材２０をシリンダ７の底部側へ付勢している。プッシュロッド１６は、その基端部がバネ受２８に係合することにより、軸回りの回転が規制されている。

キャリパ本体５の後端部（シリンダ７の底部側の端部）には、駐車ブレーキ作動機構１４を収容するハウジング２９が取付けられている。ハウジング２９内には、電動モータ３０、電動モータ３０に連結された減速機構である遊星歯車機構３１、遊星歯車機構３１とボール−ランプ機構１３との間に介装された減速機構である平歯車減速機構３２、及び、平歯車減速機構３２の回転位置を保持するための制動保持機構３３が設けられている。これらの各機構及び電動モータ３０の回転軸は、互いに平行に配置され、また、これらは、前部プレート３４、後部プレート３５及び中間プレート３６によって支持されてサブアセンブリすることができる。

前部プレート３４の上端部は、後方に折曲されて後部プレート３５の上端部にボルト３７及びナット３８によって結合されている。前部プレート３４の下部と中間プレート３６の上部と後部プレート３５の中間部とは、これらを貫通する軸３９によって互いに結合されている。また、後部プレート３５の下端部は、前方に折曲されて中間プレート３６の下端部にボルト４０及びナット４１によって結合されている。これにより、前部、後部及び中間プレート３４、３５、３６が一体化されている。

電動モータ３０は、ハウジング２９内のキャリパ本体５の外周に配置され、前部プレート３４にモータホルダ４３を介して取付けられている。そして、前部、後部、中間プレート３４、３５、３６及び電動モータ３０は、ハウジング２９と、ハウジング２９の後部を密閉する後部カバー４２とで、ゴム、合成樹脂等のクッション材２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄを介して挟持されて固定されている。前部プレート３４及びモータホルダ４３に挿通された電動モータ３０の回転軸３０Ａの先端部には、遊星歯車機構３１のサンギヤ４４が取付けられている。電動モータ３０としては、ＡＣモータ、ＤＣモータ、その他の公知の電動モータを用いることができる。

遊星歯車機構３１は、モータ３０の回転軸３０Ａに取付けられたサンギヤ４４と、サンギヤ４４に噛合う複数（図示の例では３つ）のプラネタリギヤ４５と、複数のプラネタリギヤ４５に噛合う第２の回転部材であるリングギヤ４６と、複数のプラネタリギヤ４５をシャフト４７によって片持ち支持する第１の回転部材である遊星キャリア４８とを備えている。

リングギヤ４６は、電動モータ３０を固定するモータホルダ４３の円筒状のボス部４３Ａによって回転可能に支持され、モータホルダ４３と、遊星キャリア４８に取付けられた後述するワッシャ４９によって軸方向に支持されている。リングギヤ４６の外周部には、外歯５０が形成されている。

遊星キャリア４８は、プラネタリギヤ４５を支持するシャフト４７が圧入された環状のラチェットプレート５１の中心部からシャフト４７とは反対側に延びる中空の軸部が一体に形成され、軸部は外周に外歯が設けられてピニオン部５２を形成している。遊星キャリア４８の軸部には、メインシャフト５３が圧入されている。メインシャフト５３の一端部は、ピニオン部５２の端部から突出し、他端部は、ラチェットプレート５１の内部に突出し、その先端部にキャリアホルダ５４が取付けられている。キャリアホルダ５４は、大径の円筒部５４Ａと小径円筒状の圧入部５４Ｂとを３つのアーム部５４Ｃによって結合した形状であり、圧入部５４Ｂにメインシャフト５３を圧入することにより、遊星キャリア４８に固定されている。そして、ワッシャ４９が３つのアーム部５４Ｃに外嵌され、円筒部５４Ａの端部に当接してプラネタリギヤ４５を軸方向に支持している。３つのアーム部５４Ｃは、３つのプラネタリギヤ４５と干渉しないように、これらの間に配置されている。遊星キャリア４８は、ピニオン部５２から突出したメインシャフト５３によって後部プレート３５に回転可能に支持され、キャリアホルダ５４の円筒部５４Ａによってモータホルダ４３のボス部４３Ａに回転可能に支持されている。

平歯車減速機構３２は、後部プレート３５と中間プレート３６との間に配置され、遊星キャリア４８のピニオン部５２に噛合う大径の第１平歯車５５と、第1平歯車５５の軸部に形成された小径の第１ピニオン部５５Ａに噛合う大径の第２平歯車５６とを備えている。第１平歯車５５は、軸３９によって回転可能に支持されている。第２平歯車５６は、中空の軸部５６Ａが中間プレート３６の軸受部３６Ａに回転可能に挿通され、ボール−ランプ機構１３の回転直動部材２０の軸部２５の先端部にスプライン結合されて、軸部２５に対して、回転方向に固定されるとともに軸方向に沿って移動可能となっている。

制動保持機構３３は、前部プレート３４と中間プレート３６との間に配置され、リングギヤ４６の外歯５０に噛合う外歯５７Ａを有する扇形の支持部材であるレバーホルダ５７と、遊星キャリア４８のラチェットプレート５１の係合部であるラチェット歯５１Ａに係合可能な爪部５８Ａを有する係合部材であるラチェットレバー５８と、ラチェットレバー５８を付勢する弾性部材であるトーションバネ５９と、ラチェットプレート５１に隣接して設けられたシャッタプレート６０とを備えている。

レバーホルダ５７は、ピン６１によって前部プレート３４及び中間プレート３６に回転可能に支持されている。そして、円周方向に沿って円弧状に延びる長穴５７Ｂが形成されて、長穴５７Ｂに、カラー３９Ａが外嵌された軸３９を挿通することにより、その回転範囲が規制されている。ラチェットレバー５８は、基端部がピン６２によってレバーホルダ５７に回転可能に支持されている。ピン６２は、レバーホルダ５７の回転軸であるピン６１からオフセットして配置されている。ラチェットプレート５１のラチェット歯５１Ａは、一側が接線方向に対して略直交する面であるのに対して他側は傾斜面となっており、ラチェットレバー５８の爪部５８Ａが係合したとき、ラチェットプレート５１の一方の回転に対しては、爪部５８Ａが突当たることにより、その回転を阻止し、他方の回転に対しては、爪部５８Ａが傾斜面に沿って移動することにより、その回転を許容するようになっている。

トーションバネ５９は、コイル状に巻かれたバネ部材の両端部を接線方向に延ばし、これらの先端を折曲した形状となっている。トーションバネ５９の先端のうち、一端部は中間プレート３６の係止穴３６Ｂに回動可能係止され、また、他端部はラチェットレバー５８の中間部に設けられた係止穴５８Ｂに回動可能係止されている。そして、トーションバネ５９は、レバーホルダ５７の回動位置に応じて、ラチェットレバー５８をラチェットプレート５１に接近する方向（図３（Ａ）のＸ方向）又は離間する方向（図３（Ｅ）のＹ方向）に付勢する。すなわち、トーションバネ５９は、レバーホルダ５７の回動位置に応じて付勢方向が切り換わるようになっている。ラチェットレバー５８の爪部５８Ａの側面部には、ストッパ５８Ｄが突出されており、ストッパ５８Ｄが中間プレート３６の側面の当接部３６Ｃに当接することにより、ラチェットレバー５８の軸３９へ向う方向への回転を制限するようになっている。

図４（Ａ）に示すように、レバーホルダ５７が最も反時計回り（ディスクブレーキ１の後方（後部カバー４２側）から見た場合をいい、以下、同じ。）に回転した位置にあるとき、トーションバネ５９は、そのバネ力により、ラチェットレバー５８を爪部５８Ａがラチェットプレート５１から離間する方向に付勢すると共に、レバーホルダ５７を反時計回りの方向に付勢するようになっている。また、図４（Ｅ）に示すように、レバーホルダが最も時計回りに回転した位置にあるとき、トーションバネ５９は、そのバネ力により、ラチェットレバー５８を爪部５８Ａがラチェットプレート５１に接近する方向に付勢すると共に、レバーホルダ５７を時計回りの方向に付勢するようになっている。

シャッタプレート６０は、外周部にラチェットプレート５１のラチェット歯５１Ａと同様の形状のシャッタ歯６０Ａが形成されている。シャッタプレート６０は、スリーブ６３によって後部プレート３５に、ラチェットプレート５１と同心で回転可能に支持されている。また、シャッタプレート６０は、その回転に対して適度な抵抗が付与されており、抵抗を付与する手段としては、シャッタ６０とスリーブ６３又は後部プレート３５との間に、皿バネ、ウェーブワッシャ等を設けてもよい。図３に示すように、ラチェットプレート５１とシャッタプレート６０とは、互いに係合する係合凹部５１Ｂ及び係合凸部６０Ｂが設けられており、これらの係合によって相対回転が一定範囲に制限されている。

そして、図４（Ａ）に示すように、ラチェットプレート５１がシャッタプレート６０に対して、最も反時計回りに回転した位置にあるとき、ラチェット歯５１Ａとシャッタ歯６０Ａの山と山、谷と谷どうしが重なり、ラチェット歯５１Ａにラチェットレバー５８の爪部５８Ａが係合可能となる。また、図４（Ｃ）に示すように、ラチェットプレート５１がシャッタプレート６０に対して、最も時計回りに回転した位置にあるとき、シャッタ歯６０Ａの山がラチェット歯５１Ａの谷と重なり、ラチェット歯５１Ａにラチェットレバー５８の爪部５８Ａが係合できなくなる。

電動モータ３０には、マイクロコンピュータベースの電子制御装置である駐車ブレーキ制御ユニット６４が接続されている。駐車ブレーキ制御ユニット６４は、運転者による駐車ブレーキスイッチ６５の操作に基づき、電動モータ３０に制御電流を供給して、電動モータ３０の作動を制御する。

以上のように構成したディスクブレーキ１の作動について次に説明する。
ディスクブレーキ１を液圧式のサービスブレーキとして使用する場合について説明する。
マスタシリンダ等の液圧源から液圧室７Ａへ液圧を供給すると、ピストン１０がピストンシール１１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本体５が移動して爪部９が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がディスクロータ２の両側から押付けられて、車輪とともに回転するディスクロータ２の回転を制動する。液圧源からの液圧が解除されると、ピストン１０は、ピストンシール１１の弾性によって原位置まで後退して、制動が解除される。このとき、ブレーキパッド３、４の摩耗がない場合には、ピストン１０は、調整ナット１５とプッシュロッド１６とのネジ部のビルトインクリアランス（隙間）の範囲内で進退動するので、パッド摩耗追従機構１２は作動しない。

ブレーキパッド３、４が摩耗している場合には、制動時にピストン１０は、調整ナット１５とプッシュロッド１６とネジ部の隙間の範囲を超えて前進する。このとき、ピストン１０とピストンシール１１との間に滑りが生じるとともに、調整ナット１５とピストン１０との摩擦係合が緩んでプッシュロッド１６に対して調整ナット１５が回転してパッド摩耗追従機構１２が伸長する。これにより、パッド摩耗追従機構１２は、ピストン１０及び回転直動部材２０（スラストベアリング２７）に当接した状態を維持することができ、ブレーキパッド３、４の摩耗を補償することができる。

次にディスクブレーキ１を駐車ブレーキとして使用する場合の駐車ブレーキ機構Ｐの作動について、主に図４を参照して説明する。
非制動状態では、図４（Ａ）に示すように、レバーホルダ５７は、最も反時計回りの方向に回転した位置にあり、トーションバネ５９のバネ力により、ラチェットレバー５８は、爪部５８Ａがラチェットプレート５１から離間するように付勢され、また、レバーホルダ５７は反時計回りの方向に付勢されている。

駐車ブレーキを作動させる場合は、駐車ブレーキスイッチ６５を操作して、駐車ブレーキ制御ユニット６４によって制御電流を供給して電動モータ３０の回転軸３０Ａすなわち遊星歯車機構３１のサンギヤ４４を時計回りの方向に回転させる。このとき、トーションバネ５９のバネ力により、レバーホルダ５７及びこれと噛合うリングギヤ４６の回転位置が保持され、図４（Ｂ）に示すように、遊星キャリア４８すなわちラチェットプレート５１が時計回りの方向に回転する。これにより、遊星キャリア４８のピニオン部５２に噛合う平歯車減速機構３２の第１平歯車５５が回転し、更に、第１平歯車５５のピニオン部５５Ａに噛合う第２平歯車５６が回転し、ボール−ランプ機構１３の回転直動部材２０を回転させる。回転直動部材２０は、この回転によりボール溝２０Ａ、２１間のボール２２が転動することによって前進し、パッド摩耗追従機構１２を介してピストン１０を推進させる。そして、ピストン１０がブレーキパッド３、４をディスクロータ２に押圧して制動力を発生させる。

制動力の発生に伴い、ボール−ランプ機構１３の反力が増大すると、図４（Ｃ）に示すように、リングギヤ４６が反時計回りの方向に回転し、トーションバネ５９のバネ力に抗してレバーホルダ５７を時計回りの方向に回転させる。そして、図４（Ｄ）に示すように、レバーホルダ５７が最も時計回りに回転した位置に達して、トーションバネ５９のバネ力の方向が変化し、ラチェットレバー５８を爪部５８Ａがラチェットプレート５１に接近する方向に付勢する。

このとき、ラチェットプレート５１の時計回りの方向の回転に対して、シャッタプレート６０には回転抵抗が作用しているため、これらの間に相対回転が生じる。これにより、シャッタ歯６０Ａの山がラチェット歯５１Ａの谷と重なり、ラチェット歯５１Ａにラチェットレバー５８の爪部５８Ａが係合できなくなり、その後、この状態でシャッタプレート６０はラチェットプレート５１と一体に回転する。したがって、ラチェットレバー５８の爪部５８Ａは、ラチェット歯５１Ａに係合しないので、打音（ラチェット音）が発生せず、作動音を低減することができる。なお、ラチェット音の発生が問題とならない場合には、シャッタプレート６０を省略してもよい。

所望の制動力に達した後、駐車ブレーキ制御ユニット６４により、電動モータ３０への制御電流を減少させると、図４（Ｅ）に示すように、制動力の発生によるディスクロータ２とブレーキパッド３、４からの反力により、ボール−ランプ機構１３の回転直動部材２０が逆回転し、ラチェットプレート５１が反時計回りの方向に回転して、シャッタプレート６０との間に相対回転が生じてラチェット歯５１Ａ及びシャッタ歯６０Ａの山と山、谷と谷どうしが重なり、ラチェット歯５１Ａにラチェットレバー５８の爪部５８Ａが係合可能となる。これにより、トーションバネ５９のバネ力により、ラチェットレバー５８の爪部５８Ａがラチェット歯５１Ａに係合してラチェットプレート５１の反時計回りの方向の回転を阻止し、その回転位置を保持する。このようにして、電動モータ３０への制御電流を停止した後も制動状態を保持することができる。

このとき、遊星歯車機構３１では、制動時の反力により、遊星キャリア４８に反時計回りの方向のトルクが作用しているとき、リングギヤ４６にも反時計回りの方向のトルクが作用し、また、ラチェットプレート５１からラチェットレバー５８に作用する力は、レバーホルダ５７を時計回りの方向に付勢するトルクを生じるので、レバーホルダ５７の位置は保持される。したがって、制動力の大小にかかわらず、確実に制動状態を保持することができる。

駐車ブレーキを解除する場合は、駐車ブレーキスイッチ６５を操作して、駐車ブレーキ制御ユニット６４により、制御電流を供給して電動モータ３０の回転軸３０Ａすなわち遊星歯車機構３１のサンギヤ４４を反時計回りの方向に回転させる。このとき、ラチェットレバー５８の爪部５８Ａの係合により、ラチェットプレート５１すなわち遊星キャリア４８の反時計回りの方向の回転が阻止されているので、図４（Ｆ）に示すように、リングギヤ４６が時計回りの方向に回転する。これにより、図４（Ｇ）に示すように、ラチェットレバー５８が時計回りの方向に回転して、爪部５８Ａがラチェット歯５１Ａから離間する。このとき、トーションバネ５９のバネ力も爪部５８Ａをラチェットプレート５１から離間させる方向に作用する。これにより、爪部５８Ａをラチェットプレート５１から円滑に離間させることができる。そして、図４（Ａ）に示すように、レバーホルダ５７が最も反時計回りに回転した位置で保持されてリングギヤ４６が固定され、ラチェットレバー５８によるラチェットプレート５１の保持が解除される。リングギヤ４６が固定されると、遊星キャリア４８が反時計回りの方向に回転して、歯車減速機構３２及びボール−ランプ機構１３により、ピストン１０が後退して制動が解除される。

上述の駐車ブレーキの解除行程において、レバーホルダ５７が反時計回りの方向に回転することにより、ラチェットレバー５８の回転軸であるピン６２がラチェットプレート５１から離間する方向に移動するため、爪部５８Ａがラチェットプレート５１の反径方向ではなく接線方向に移動することなり、爪部５８Ａとラチェット歯５１Ａとの間で生じる滑りが小さくなるので、摩耗が生じ難くなって耐久性に有利であるため、ディスクブレーキ１の信頼性が向上する。

なお、上記第１実施形態において、ボール−ランプ機構１３のバネ１９のセット荷重を大きくすること等で、遊星歯車機構３１の遊星キャリア４８の回転抵抗を大きくすることにより、駐車ブレーキの作動時に、遊星キャリア４８が回転する前にリングギヤ４６が回転するようにしてもよい。また、リングギヤ４６で平歯車減速機構３２を駆動し、遊星キャリア４８で制動保持機構３３のレバーホルダ５７を駆動するようにしてもよい。回転直動変換機構として、ボール−ネジ機構等の他の機構を用いてもよく、この場合、充分な直動ストロークが得られれば、パッド摩耗追従機構１２を省略してもよい。

上述したような本実施形態によれば、ラチェットプレート５１とラチェットレバー５８とが係合してピストン１０の制動状態位置を保持するようになっているとともに、ピストン１０の制動状態位置からの解除をラチェットプレート５１とラチェットレバー５８との係合を解除することで行えるので、ピストン１０の制動状態を保持するために作動効率の良くないウォームギヤを使う必要がなく、ピストンの制動状態、制動解除状態への切換の応答性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、ピストン１０の制動状態を保持するために作動効率の良くないウォームギヤを使う必要がないので、電動モータ３０への負荷を小さくすることができるため、電動モータ３０の大きさを小さくすることが可能であり、ディスクブレーキ１を小型化することが可能となる。

上述したように、本実施形態によれば、ラチェットレバー５８が電動モータ１０の回転によってラチェットレバー５８へ係合または係合解除されるようになっているため、ラッチ係合のためにソレノイド等のアクチュエータを増設する必要がなく、ディスクブレーキ１の小型化、構造の簡素化によるコストダウンや製造効率の向上を図ることが可能である。

また、本実施形態によれば、ラチェットレバー５８がレバーホルダ５７によって可動し、ラチェットプレート５１に係合した後も、ラチェットレバー５８の爪部５８Ａがラチェットプレート５１のラチェット歯５１Ａに押し込まれる方向に付勢するトーションバネ５９を有しているので、ラチェットレバー５８とラチェットプレート５１とが確実に係合するようになっており、ディスクブレーキ１の信頼性が向上する。また、駐車ブレーキ時に経過時間や環境変化に応じてピストン１０の押圧力を増力させる、いわゆるリクランプ作動をする際にも、ラチェットレバー５８とラチェットプレート５１との係合状態を解除せずに、電動モータ３０を増力方向に回転させるだけで、リクランプ作動した後のラチェットレバー５８とラチェットプレート５１との係合状態の継続が可能となっているので、ディスクブレーキ１の制御性に優れている。

次に、第２実施形態について図５乃至図７を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図５乃至図７に示すように、本実施形態に係るディスクブレーキ７０では、ピストン保持機構に相当する駐車ブレーキ機構Ｐ´の駐車ブレーキ作動機構７１は、前部、後部及び中間プレート３４、３５、３６が省略されて、電動モータ３０、遊星歯車機構３１、平歯車減速機構３２及び制動保持機構７２がハウジング７３及び後部カバー７４内に直接取付けられている。また、平歯車減速機構３２の第２平歯車５６は、ボール−ランプ機構１３の回転直動部材２０の軸部２５にスプライン結合されると共にナット７５によって固定されている。そして、第２平歯車５６は、第１平歯車５５のピニオン部５５Ａに対して軸方向に摺動することにより、回転直動部材２０と共に軸方向に移動可能となっている。

また、制動保持機構７２は、図７に示すように、第１の回転部材となる第１平歯車５５の後部に一体的に形成された円筒状のラチェットホイール７６と、ラチェットホイール７６に係合する爪部７７Ａを有する係合部材となるラチェットレバー７７と、ラチェットレバー７７を支持する支持部材となるレバーホルダ７８と、遊星歯車機構３１のリングギヤ４６に隣接してハウジング７３に対して固定された固定スリーブ７９と、リングギヤ４６に一体的に設けられたガイドプレート８０と、ラチェットレバー７７にバネ力を付与する弾性部材となるトーションバネ８１とを有している。このトーションバネ８１は、第１実施形態のトーションバネ５９と同様に、レバーホルダ７８の回動位置に応じて付勢方向が切り換わるようになっている。

ラチェットホイール７６は、外周部に上記第１実施形態のラチェット歯５１Ａと同様の形状の係合部となるラチェット歯７６Ａが形成され、ラチェットレバー７７の爪部７７Ａとの係合により、第１平歯車５５の時計回り（ディスクブレーキ７０の後方（後部カバー７４側）から見た場合をいい、以下、同じ。）の方向の回転を阻止し、反時計回りの方向の回転を許容するようになっている。

固定スリーブ７９には、円弧状のスリット７９Ａが形成され、リングギヤ４６から後方に延びるガイド部４６Ａをスリット７９Ａに挿入することにより、リングギヤ４６の回転範囲を制限している。レバーホルダ７８は、ピン７８Ａによって後部カバー７４に回転可能に支持されている。レバーホルダ７８には、一端部にガイドピン７８Ｂが取付けられ、ガイドピン７８Ｂは、リングギヤ４６のガイドプレート８０に形成された円弧状の長穴８０Ａに挿入されている。そして、レバーホルダ７８は、リングギヤ４６の回転に伴ってガイドピン７８Ｂが長穴８０Ａに沿って移動することにより、図７（Ａ）に示すように、リングギヤ４６が最も時計回りに回転した位置にあるとき、ガイドピン７８Ｂがリングギヤ４６の外周部付近となる位置に回転し、図７（Ｄ）に示すように、リングギヤ４６が最も反時計回りに回転した位置にあるとき、ガイドピン７８Ｂがリングギヤ４６の中心部付近となる位置回転するようになっている。

ラチェットレバー７７は、図６にも示すように、一端部にラチェット歯７６Ａに係合する爪部７７Ａが形成され、他端部にトーションバネ８１を係止するための係止穴７７Ｂが設けられ、中間部にピン穴７７Ｃが設けられている。そして、爪部７７Ａをラチェットホイール７６のラチェット歯７６Ａに対向させ、ピン穴７７Ｃに取付けたピン７７Ｄをレバーホルダ７８に形成された長穴７８Ｃに挿入して、ピン７７Ｄ回りに回転可能かつ長穴７８Ｃに沿って移動可能に案内されている。ピン７７Ｄは、ラチェットレバー７７のピン穴７７Ｃから後方にも突出して、後部カバー７４に形成された案内部７４Ａに係合し、案内部７４Ａに沿って移動するようになっている。リングギヤ４６のガイドプレート８０には、ラチェットレバー７７のピン穴７７Ｃの反対側に形成された当接部７７Ｅに対向してストッパ８０Ｂが突出されており、ストッパ８０Ｂが当接部７７Ｅに当接することにより、爪部７７Ａのラチェットホイール７６側への移動を制限している。

トーションバネ８１の一端部が固定スリーブ７９に設けられた係止穴７９Ｂに係止され、他端部がラチェットレバー７７の係止穴７７Ｂに形成されて、ラチェットレバー７７がトーションバネ８１のバネ力によって所定の方向に付勢されている。

そして、図７（Ａ）に示すように、リングギヤ４６が最も時計回りに回転した位置にあるとき、ストッパ８０Ｂが当接部７７Ｅに当接してラチェットレバー７７の爪部７７Ａがラチェットホイール７６のラチェット歯７６Ａから離間し、図７（Ｄ）に示すように、リングギヤ４６が最も反時計回りに回転した位置にあるとき、ストッパ８０Ｂが当接部７７Ｅから離間してラチェットレバー７７の爪部７７Ａがラチェットホイール７６のラチェット歯７６Ａに係合するようになっている。

以上のように構成したディスクブレーキ７０の作動について次に説明する。
なお、本実施形態に係るディスクブレーキ７０は、液圧式のサービスブレーキとして使用する場合及びパッド摩耗追従機構１２、ボール−ランプ機構１３、遊星歯車機構３１、平歯車減速器機構３２の作動は、上記第１実施形態のものと同様であるから、以下に主に図７を参照して制動保持機構７２の作動についてのみ詳細に説明する。

非制動状態では、図７（Ａ）に示すように、リングギヤ４６が最も時計回りに回転した位置にあり、この位置では、ストッパ８０Ｂが当接部７７Ｅに当接し、また、トーションバネ８１のバネ力がラチェットレバー７７の爪部７７Ａをラチェットホイール７６のラチェット歯７６Ａから離間させる方向に作用し、爪部７７Ａは、ラチェット歯７６Ａに係合しない。

駐車ブレーキを作動させる場合は、駐車ブレーキスイッチ６５を操作して、駐車ブレーキ制御ユニット６４によって制御電流を供給して電動モータ３０の回転軸３０Ａすなわち遊星歯車機構３１のサンギヤ４４を時計回りの方向に回転させる。これにより、遊星キャリア４８が時計回りの方向に回転し、上記第１実施形態と同様、ボール−ランプ機構１３を作動させて制動力を発生させる。

このとき、リングギヤ４６は、反時計回りの方向に回転し、これに伴い、図７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、レバーホルダ７８は、ガイドピン７８Ｂが長穴８０Ａに沿って移動することにより、時計回りの方向に回転する。これに伴い、ラチェットレバー７７は、ピン７７Ｄと案内部７４Ａとの係合により長穴７８Ｃの図中左側へ移動する。そして、トーションバネ８１のバネ力は、ラチェットレバー７７にその爪部７７Ａをラチェットホイール７６に接近させる方向に作用し、また、ストッパ８０Ｂは、ラチェットレバー７７の当接部７７Ｅから離間する。これにより、ラチェットレバー７７の爪部７７Ａがラチェットホイール７６のラチェット歯７６Ａに係合する（図７（Ｄ））。

所望の制動力に達した後、駐車ブレーキ制御ユニット６４により、電動モータ３０への制御電流を減少させると、制動力の発生によるディスクロータ２とブレーキパッド３、４からの反力により、第１平歯車５５に時計回りのトルクが生じるが、ラチェットレバー７７とラチェットホイール７６との係合によって第１平歯車５５の時計回りの方向の回転を阻止して制動状態を保持する。このとき、ラチェットレバー７７の回転軸であるピン７７Ｄからレバーホルダ７８及びそのガイドピン７８Ｂを介してリングギヤ４６のガイドプレート８０の長穴８０Ａに作用する力により、リングギヤ４６に反時計回りの方向のモーメントが生じるが、ガイド部４６Ａと固定スリーブ７９のスリット７９Ａとの係合によりリングギヤ４６は反時計回りの方向に回転しない。このようにして、電動モータ３０への制御電流を停止した後も制動状態を保持することができる。

駐車ブレーキを解除する場合は、駐車ブレーキスイッチ６５を操作して、駐車ブレーキ制御ユニット６４により、制御電流を供給して電動モータ３０の回転軸３０Ａすなわち遊星歯車機構３１のサンギヤ４４を反時計回りの方向に回転させる。このとき、ラチェットレバー７７の爪部７７Ａとラチェット歯７６Ａと係合により、第１平歯車５５すなわち遊星キャリア４８の回転が阻止されているので、図７（Ｅ）に示すように、リングギヤ４６が時計回りの方向に回転する。これにより、ラチェットレバー７７は、爪部７７Ａを後退させる方向への回転が可能になり、図７（Ａ）に示す非制動位置に復帰し、第１平歯車５５の保持が解除されて、制動が解除される。

上述したような本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上記第１、２実施形態においては、駐車ブレーキ機構Ｐ、Ｐ´を駐車ブレーキスイッチ６５の操作による駐車ブレーキ時に作動させることを説明したが、駐車ブレーキ機構Ｐ、Ｐ´は駐車ブレーキ時以外、例えば、アクセルオフとなって停車状態となっているときのオートストップ時や、坂道発進でサービスブレーキの操作が解除されたときのヒルホールド時等のピストン１０を制動状態の位置に保持する場面でも作動させることができる。

また、上記第１、２実施形態においては、駐車ブレーキ時にピストン１０を電動モータ３０で推進する電動パーキングキャリパ（ＥＰＢ）として説明を行なったが、駐車ブレーキ時に所定液圧を付与してピストン１０を推進した後に駐車ブレーキ機構Ｐ、Ｐ´によってピストン１０の位置を制動状態に保持する液圧付加パーキングブレーキ（ＨＰＢ）として使用しても良い。

上記第１、２実施形態によれば、ディスクロータを挟んでその両側に配置される一対のブレーキパッドと、該一対のブレーキパッドの少なくとも一方を前記ディスクロータに押付けるピストンと、該ピストンが挿入されるシリンダとを有し、該シリンダへの液圧の供給によって前記ピストンを推進するキャリパ本体と、該キャリパ本体に設けられて電動モータの回転により前記ピストンを推進し、推進した該ピストンの位置を保持可能なピストン保持機構とを備えたディスクブレーキにおいて、前記ピストン保持機構は、前記電動モータによる回転を増力する減速機構と、該減速機構による回転を直線運動に変換して前記ピストンの推進方向に伸縮する回転直動変換機構と、前記減速機構の回転位置を保持する制動保持機構とを有し、前記減速機構は、前記電動モータによって回転する少なくとも第１の回転部材及び第２の回転部材を有し、前記制動保持機構は、前記第１の回転部材に設けられた係合部に係脱可能な係合部材と、該係合部材を移動可能に支持し、前記第２の回転部材の回転に伴い回転する支持部材とを有し、該支持部材は、前記第２の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部に係合させる方向に移動させ、前記第２の回転部材が前記ピストンを後退させる方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部から離間させる方向に移動させることを特徴としている。

このような構成により、第２の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき、係合部材と係合部とが係合して減速機構の回転位置を保持、ひいてはピストンの制動状態位置を保持するようになっているとともに、第２の回転部材が前記ピストンを後退させる方向に回転したとき、係合部材と係合部との係合が解除されて、ピストンの制動状態位置からの解除が行えるので、ピストンの制動状態を保持するために作動効率の良くないウォームギヤを使う必要がなく、ピストンの制動状態、制動解除状態への切換の応答性を高めることができる。

また、ピストン１０の制動状態を保持するために作動効率の良くないウォームギヤを使う必要がないので、電動モータへの負荷を小さくすることができるため、電動モータの大きさを小さくすることが可能であり、ディスクブレーキを小型化することが可能となる。
さらに、係合部材が電動モータの回転によって係合部へ係合または係合解除されるようになっているため、ラッチ係合のためにソレノイド等のアクチュエータを増設する必要がなく、ディスクブレーキの小型化、構造の簡素化によるコストダウンや製造効率の向上を図ることが可能である。

上記第１実施形態によれば、前記係合部材は、前記支持部材に回転可能に支持され、前記係合部材の先端部が前記係合部に係脱することを特徴としている。
このような構成により、支持部材を介して係合部材に減速機構の回転を精度良く伝達することが可能となり、ピストン保持機構の信頼性、ひいてはディスクブレーキの信頼性が向上する。なお、係合部に係脱する係合部材の部位は、先端部に限ることなく、いずれの部位で係合部に係脱するようにしてもよい。

上記第２実施形態によれば、前記係合部材は、その回転軸が前記支持部材に移動可能に支持されていることを特徴としている。
このような構成により、支持部材を介して係合部材に減速機構の回転を精度良く伝達することが可能となり、ピストン保持機構の信頼性、ひいてはディスクブレーキの信頼性が向上する。

上記第１、２実施形態によれば、前記制動保持機構は、前記係合部材が前記係合部に係合する際、前記係合部材を前記係合部に向かって付勢する弾性部材を有していることを特徴としている。
このような構成により、前記係合部材を前記係合部に確実に係合させることができるとともに、例えば、車両をトラックや船で輸送する際に車両に振動が加わるような状況で、係合部がピストン側からの力で回動してしまうような場合でも、その係合部の回動に追従して係合状態を維持することが可能となる。また、駐車ブレーキ時に経過時間や環境変化に応じてピストンの押圧力を増力させる、いわゆるリクランプ作動をする際にも、係合部材と係合部との係合状態を解除せずに、電動モータを増力方向に回転させるだけで、リクランプ作動した後の係合部材と係合部との係合状態の継続が可能となっているので、ディスクブレーキの制御性に優れている。
なお、弾性部材は、上記実施形態のねじりばねのほか、コイルスプリングや板ばね等の金属製の部材やゴム部材等、各種の弾性を有する部材を使用することが可能となっている。

上記第１、２実施形態によれば、前記弾性部材は、前記支持部材が前記係合部材を前記係合部から離間させる位置にあるとき、前記係合部材を前記係合部から離間させる方向に付勢することを特徴としている。
このような構成により、車両の走行中に振動により、支持部材が不用意に振動して異音を発するようなことを抑制することができる。

上記第１、２実施形態によれば、前記減速機構は、遊星歯車機構を含み、前記第２の回転部材は、前記遊星歯車機構のリングギヤであることを特徴としている。なお、前記第１の回転部材は、前記遊星歯車機構の遊星キャリアとしてもよい。また、前記第１の回転部材は、前記遊星歯車機構の遊星キャリアによって駆動される歯車としてもよい。ちなみに、減速機構は、遊星歯車機構に限らず、前記電動モータの回転を入力する入力部と、この入力部からの回転出力を伝達する第１出力部と、この回転出力の反力を伝達する第２出力部とが同心上に配置されるものであれば、どのようなものでも良い。

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 キャリパ本体、７ シリンダ、１０ ピストン、１３ ボール−ランプ機構（回転直動変換機構）、３０ 電動モータ、３１ 遊星歯車機構（減速機構）、３２ 平歯車減速機構（減速機構）、３３ 制動保持機構、４６ リングギヤ（第２の回転部材）、４８ 遊星キャリア（第１の回転部材）、５１Ａ ラチェット歯（係合部）、５７ レバーホルダ（支持部材）、５８ ラチェットレバー（係合部材）、Ｐ 駐車ブレーキ機構

Claims (2)

1. ディスクロータを挟んでその両側に配置される一対のブレーキパッドと、該一対のブレーキパッドの少なくとも一方を前記ディスクロータに押付けるピストンと、該ピストンが挿入されるシリンダとを有し、該シリンダへの液圧の供給によって前記ピストンを推進するキャリパ本体と、
   該キャリパ本体に設けられて電動モータの回転により前記ピストンを推進し、推進した該ピストンの位置を保持可能なピストン保持機構とを備えたディスクブレーキにおいて、
   前記ピストン保持機構は、前記電動モータによる回転を増力する減速機構と、該減速機構による回転を直線運動に変換して前記ピストンの推進方向に伸縮する回転直動変換機構と、前記減速機構の回転位置を保持する制動保持機構とを有し、
   前記減速機構は、前記電動モータによって回転する少なくとも第１の回転部材及び第２の回転部材を有し、
   前記制動保持機構は、前記第１の回転部材に設けられた係合部に係脱可能な係合部材と、該係合部材を移動可能に支持し、前記第２の回転部材の回転に伴い回転する支持部材とを有し、
   該支持部材は、前記第２の回転部材が前記ピストンを推進する方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部に係合させる方向に移動させ、前記第２の回転部材が前記ピストンを後退させる方向に回転したとき、前記係合部材を前記係合部から離間させる方向に移動させることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記係合部材は、前記支持部材に回転可能に支持され、前記係合部材の先端部が前記係合部に係脱するようになっており、その回転軸が前記支持部材に移動可能に支持され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。

Images