JP6746469B2 - 電動式ブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、電動式ブレーキに関するもので、より詳細には、正常な状況だけでなく電源の故障時も迅速な制動力の解除が行われ、車両の制動性能を向上できる電動式ブレーキに関する。

通常、車両のブレーキ装置は、走行している車両を減速または停止、あるいは車両の停止状態を維持するためのものであり、車両の運動エネルギーが機械的な摩擦により熱エネルギーに転換された後、その摩擦熱が大気中に放出されることで制動が行われる。

車両用ブレーキ装置には、ドラム式油圧ブレーキとディスク式油圧ブレーキなどがあるが、ディスク式油圧ブレーキは、ドラムの代わりにホイールと共に回転するディスクを両側から摩擦パッドで強く圧迫して制動力を得るものである。

しかし、油圧ブレーキは、運転席のブレーキペダルに連結される機構的な部品、油圧配管、油圧を制御するための部品などを必要とするため、その構成が複雑である。したがって、ブレーキ装置の構成を単純化するために、電動式ブレーキ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｂｒａｋｅ、ＥＭＢ）が開発され、使用されている。

電動式ブレーキは、一般の油圧ブレーキとは異なり、電気モータで駆動される機械メカニズムを用いて摩擦パッドを加圧することで制動力を得るブレーキである。

通常、電動式ブレーキは、制動（摩擦パッドの加圧）及び制動の解除（減圧）のために正回転と逆回転をする電気モータを含むアクチュエータを有し、制動時はディスクを圧迫するように（ディスクと摩擦するように）モータの回転力を用いて摩擦パッドを加圧する動作が行われる。

このような電動式ブレーキは、油圧ブレーキに比べてその構造が簡単で、応答速度が速く、さらに精密な制御が可能なものであるため、制動の安全性能を向上させることができる。

また、電動式ブレーキは、制動力の制御が容易であるという長所があり、ブレーキ・バイ・ワイヤ・システム（Ｂｒａｋｅ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ ｓｙｓｔｅｍ、ＢＢＷ）を実現するためには必須のものである。

一方、電動式ブレーキは、前述したように、モータと機械的伝達メカニズムを用いて電気動力で制動力を発生させるが、この際、電動式ブレーキは、ボルト−ナットのネジ原理を用いてモータの回転力を、摩擦パッドを加圧するための直線力に変換させるものが大部分である。

特許文献１では、モータの回転力が減速ギアを経てピストンに螺合された作動軸に伝達されると、ピストンと作動軸との間のネジ構造によって回転力が直線力に変換されるようにした電動式ブレーキを開示している。

このような電動式ブレーキでは、ピストンの加圧作動によってクランプ力が発生し、このクランプ力によりブレーキディスクが加圧されて制動力が発生する。

しかし、従来の電動式ブレーキでは、モータに作動電力を供給する電源の故障時、モータのコギングトルク、内部摩擦などによって制動力の発生後に制動力が十分に解除できない状態が維持される。

具体的には、制動中に電源が故障した時、キャリパーハウジングのクランプ力が作用することによって、モータを逆方向に回転させようとするトルクが発生するか、この逆方向トルクがモータのコギングトルク、減速機の内部ギアの摩擦、作動軸の摩擦、ピストンの摩擦などにより相殺されて制動力が十分に解除できないこともある。

車両の走行中にこのような状況が発生する場合、偏制動を起こし、結局、車両のスピンのような危険な状況をもたらす。

したがって、電動式ブレーキに供給される電源が故障した時、車両の挙動安定性が低下しないようにホイールロックが防止され、制動力を迅速に解除できる技術が求められている。

韓国登録特許公報第１０−１２２０４０５号（２０１３年１月３日）

本発明は、上記のような問題点を解決するために作り出したもので、正常な状況だけでなく電源の故障時も迅速な制動力の解除が行われ、車両の制動性能を向上できる電動式ブレーキを提供することにその目的がある。

本発明によれば、制動時にディスクを加圧するように設置された一対の摩擦パッドと、キャリパーハウジングに進退移動可能に設置され、制動時に前進移動して前記一対の摩擦パッドのうち１つを加圧するピストンと、前記ピストンを移動させるための動力を提供する駆動ユニットと、を含む電動式ブレーキであって、前記駆動ユニットは、キャリパーハウジングに設置されたピストンに結合されて軸方向に移動することによってピストンが進退移動されるようにするナット部材と、ナット部材に螺合されて回転時にナット部材を軸方向に移動させるスピンドルと、スピンドルを回転させるための動力を提供する電気モータと、キャリパーハウジングに回転可能に設置され、スピンドルが接触して摩擦する時、摩擦力によってスピンドルと共に回転する摩擦部材と、キャリパーハウジング側と摩擦部材との間に設置され、制動中に摩擦部材の回転時に変形されて弾性エネルギーを貯蔵し、制動の解除時に弾性復原力を摩擦部材を用いてスピンドルに逆方向トルクとして提供する弾性部材と、を含むことを特徴とする電動式ブレーキを提供する。

本発明の電動式ブレーキでは、正常な状況だけでなく電源の故障時も弾性部材に貯蔵された弾性エネルギーによって迅速な制動力の解除が行われるという利点がある。

特に、本発明の電動式ブレーキによれば、モータに電力を供給する電源の故障時に制動力を迅速に解除できるため、偏制動の発生を防止し、車両のスピンのような危険な状況を防止することができる。

また、ＡＢＳ作動時に制動力の解除を速かに行うことができるため、ホイールロックを防止するＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を円滑に作動することができ、ホイールの速度が急激に減少しないようにすることで制動距離を短くすることができるなど、ＡＢＳ作動及び車両制動の性能を向上させることができる。

また、制動力の解除のためにクランプ作用による摩擦力を用いるため、摩擦パッドの摩耗に対応するための別途の装置が不要であり、原価及び重量の側面で有利である。

本発明の実施例による電動式ブレーキの断面図である。 本発明の実施例による電動式ブレーキにおける主要作動部を示す断面斜視図である。 図２に示された主要作動部の分解斜視図である。 図２に示された主要作動部の作動状態を示す図面である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を挙げて本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように詳細に説明する。しかし、本発明は実施例に限定されることはなく、他の形態に具体化されてもよい。

本明細書で、ある部分が一構成要素を「含む」ということは特別な記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含む可能性があることを意味する。

本発明の実施例による電動式ブレーキは、制動力を発生させるためにモータを駆動する時、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、制動力の解除時は、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ための迅速な作動が行われる構成を有する。

図１は、本発明の実施例による電動式ブレーキの断面図であり、図２は、本発明の実施例による電動式ブレーキにおける主要作動部を示す断面斜視図であり、図３は、図２に示された主要作動部の分解斜視図である。

本発明の実施例による電動式ブレーキ１００は、車体に固定設置されるキャリア（図示せず）と、キャリアに進退移動可能に結合されるキャリパーハウジング１２０と、を含み、このキャリアとキャリパーハウジング１２０は、車両のホイールに設置されたディスク１をその一側で包むように配置される。

キャリア内には、車両のホイールと共に回転するディスク１の両面を加圧する一対の摩擦パッド（ブレーキパッド）１２１，１２２が進退移動可能に設置される。

一対の摩擦パッド１２１，１２２は離隔設置され、その間にディスク１が配置されるが、後述するピストン１２４の前進作動時に摩擦パッド１２１がディスク１に向かって移動してディスクに摩擦すると共にディスクを加圧することで制動が行われる。

キャリパーハウジング１２０は、キャリアにスライド移動可能に設置され、ピストン１２４が設置されるシリンダー１２３を持つ。

具体的には、キャリパーハウジング１２０の一側に中空のシリンダー１２３が形成され、このシリンダー１２３内にピストン１２４が進退移動できるように設置される。

ピストン１２４は前進移動して一対の摩擦パッド１２１，１２２のうちの１つの摩擦パッド１２１をディスク１側に前進させて摩擦パッド１２１がディスク１に摩擦されるようにする。

また、キャリパーハウジング１２０の他側には他の１つの摩擦パッド１２２をディスク１側に前進させて摩擦パッド１２２がディスク１に摩擦されるようにするフィンガー部１２８が形成される。

したがって、制動のために伝えられる力によってピストン１２４が摩擦パッド１２１及びディスク１側に向かって前進しながら一側の摩擦パッド１２１をディスク１に加圧させ、前記ピストン１２４と一側の摩擦パッド１２１との間に作用する反力によってキャリパーハウジング１２０がピストン１２４の移動方向に対する反対方向に移動するようになって、キャリパーハウジング１２０のフィンガー部１２８が他側の摩擦パッド１２２をディスク１に加圧させる。

それによって、２つの摩擦パッド１２１，１２２がディスク１の両面を同時に圧着するようになる。

この際、２つの摩擦パッド１２１，１２２とディスク１との間に発生する摩擦力によって制動が行われ、前記摩擦力によってホイールを回転できないように拘束する制動力が発生する。

キャリパーハウジング１２０のピストン１２４とフィンガー部１２８が摩擦パッド１２１，１２２によってディスク１の両面を加圧する力をキャリパーハウジング１２０のクランプ力といい、制動時（すなわち、摩擦パッドの加圧時）にクランプ力の作用による反力が摩擦パッド１２１からピストン１２４に作用する。

一方、本発明の実施例による電動式ブレーキ１００は、ピストン１２４を動作させるための駆動ユニットを含み、駆動ユニットは、キャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３内に設置されたピストン１２４に結合されて軸方向へ進退移動（前後直線移動）されることによってピストン１２４が進退移動されるようにするナット部材１３１と、ナット部材１３１に螺合されて回転時にナット部材１３１を進退移動（前後直線移動）させるスピンドル１３２と、制動力を発生させるための回転力を提供する電気モータ１４０と、電気モータ１４０の回転軸とスピンドル１３２との間に構成されて電気モータ１４０の回転力をスピンドル１３２に伝達するギア組立体１４１と、を含む。

また、駆動ユニットは、キャリパーハウジング１２０に固定設置され、ナット部材１３１を、その回転は拘束し、軸方向へ進退移動するようにガイドするガイド部材１３３、キャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３に回転可能に設置され、スピンドル１３２が接触して摩擦する時、摩擦力によってスピンドル１３２と共に回転する摩擦部材１３４、キャリパーハウジング１２０側と摩擦部材１３４との間に設置され、摩擦部材１３４の回転時に変形されて弾性エネルギーを貯蔵する弾性部材１３５をさらに含む。

先ず、キャリパーハウジング１２０のピストン１２４は、内側にその軸方向（この軸方向はピストンの前後移動方向と一致する）に沿って長く延長形成された中空部１２５を有し、このピストン１２４の中空部１２５の内側にナット部材１３１が設置され結合される。

ナット部材１３１は、長い円筒状で、先端部にはピストン１２４の中空部１２５の内側面に接触して中空部１２５の内側面を加圧するヘッド部１３１ａが形成される。

また、ナット部材１３１の外側面にはその長手方向（すなわち、軸方向）に沿って長くガイド突起１３１ｂが突出形成され、このナット部材１３１のガイド突起１３１ｂは、キャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側面に固定設置されたガイド部材１３３のガイド溝１３３ａに結合される。

ガイド部材１３３は、一側がキャリパーハウジング１２０に固定されると共に他側がピストン１２４の中空部１２５に挿入されてその内側にナット部材１３１を収容するようになっている。

ガイド部材１３３のガイド溝１３３ａは、ガイド部材１３３の内側面に長手方向（軸方向）に沿って長く形成され、ガイド突起１３１ｂがガイド溝１３３ａに挿入されたままナット部材１３１の軸方向への進退移動（前後直線移動）がガイドされる。

また、ガイド部材１３３がキャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側面に回転または前後移動することがないように完全に固定装着されるため、ガイド部材１３３のガイド溝１３３ａにガイド突起１３１ｂが結合されているナット部材１３１は、ガイド部材１３３の内側で軸方向への進退移動しかできなくなり、回転方向に対してはガイド部材１３３によって拘束されて回転することができない。

好ましい実施例で、ピストン１２４とナット部材１３１との間には、ナット部材１３１のヘッド部１３１ａがピストン１２４の中空部１２５の内側面に常時接触状態を維持するように、ピストン１２４の中空部１２５の内側面をナット部材１３１のヘッド部１３１ａに密着させるための弾性復原力を提供する密着バネ１２７が設置されてもよい。

この際、ヘッド部１３１ａは、ナット部材１３１の先端部で半径方向に突出した形状を有し、このような突出形状によって、ナット部材１３１のヘッド部１３１ａに密着バネ１２７を支持できる支持端１３１ｃが設けられる。

また、ピストン１２４の中空部１２５の内側面にナット部材１３１のヘッド部１３１ａの後方に配置されるリング状のバネ支持板１２６が固定設置され、ナット部材１３１がバネ支持板１２６の内側を通過するように組み立てられた状態でナット部材１３１のヘッド部１３１ａ（より詳細にはヘッド部１３１ａの支持端１３１ｃ）とバネ支持板１２６との間に密着バネ１２７が設置される。

それによって、ナット部材１３１のヘッド部１３１ａとバネ支持板１２６との間に圧縮状態で介在された密着バネ１２７の弾性復原力は、ピストン１２４の中空部１２５の内側面をナット部材１３１のヘッド部１３１ａに密着させる力として作用する。

ナット部材１３１の内周面にはネジ山が加工形成されるが、スピンドル１３２の外周面にナット部材１３１と螺合されるネジ山が加工形成され、それによって、スピンドル１３２の回転時、ナット部材１３１が軸方向へ進退移動できるようになる。

すなわち、ナット部材１３１の内側にスピンドル１３２が螺合されることによって、スピンドル１３２の回転力がナット部材１３１の前後直線力に変換される。

このようなナット部材１３１は、軸方向への進退移動時、ガイド部材１３３によってガイドされて軸方向の前後に直線移動するようになる。

このような構成によって、キャリパーハウジング１２０のピストン１２４は、摩擦パッド１２１とナット部材１３１との間に設置され、ナット部材１３１の直線力を摩擦パッド１２１に伝達する。

スピンドル１３２は、ギア組立体１４１の出力ギア１４２の軸１４３に結合されるが、この際、出力ギア１４２の軸１４３の外周面にスピンドル１３２の後端部の内周面がスプライン結合され、スピンドル１３２の後端部には半径方向に拡張された形状の支持部１３２ａが突出形成される。

前記スプライン結合は、出力ギア１４２の軸１４３とスピンドル１３２との間の回転力の伝達を可能なようにし、出力ギア１４２の軸１４３に対してスピンドル１３２の相対的な軸方向の移動も可能にする。

もちろん、スピンドル１３２はシリンダー１２３内で軸方向に自由に移動できるものではなく、スピンドル１３２が支持部１３２ａを用いて後方の摩擦部材１３４によって支持されているため、スピンドル１３２の回転時に摩擦部材１３４を共に回転できるほどの摩擦力が発生するように、スピンドル１３２の支持部１３２ａが摩擦部材１３４を加圧及び圧着する水準の移動だけ許している。

好ましい実施例で、スピンドル１３２の支持部１３２ａとキャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側面との間には、キャリパーハウジング１２０でスピンドル１３２を軸方向に弾性支持する支持バネ１３６が設置されてもよいが、この支持バネ１３６は、一端部がスピンドル１３２の支持部１３２ａを後方で支持し、他端部がベアリング部材１３７を介在した状態でシリンダー１２３の内側面に支持されることができる。

スピンドル１３２が摩擦部材１３４の内側を通過する構造で、上述した支持バネ１３６も摩擦部材１３４の内側に位置するように設置される。

駆動ユニットの電気モータ１４０は、制動（加圧）及び制動の解除（減圧）のための駆動力、すなわち回転力を発生させる駆動源であって、摩擦パッドの加圧時に正方向に回転し、摩擦パッドの減圧時は逆方向に回転するが、正方向の回転力と逆方向の回転力を発生させてギア組立体１４１を介してスピンドル１３２に提供する。

電気モータ１４０は、制御機２によって駆動が制御されるが、この制御機２は、モータ１４０の正方向及び逆方向の駆動を制御する。

ギア組立体１４１は、モータ１４０の回転速度を減速させると共にモータ１４０の回転力を増幅させてスピンドル１３２に伝達する構成要素であって、複数のギアが組み合わされたギアトレーンとして構成することができる。

電気モータ１４０とギア組立体１４１は、公知の電動式ブレーキ１００に既に適用されているものであってもよいが、ただし、ギア組立体１４１でモータ１４０の回転力を最終出力する出力ギア１４２の軸１４３にスピンドル１３２が結合される。

ガイド部材１３３は、キャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側面に完全に固定されるように設置されるもので、上述したようにナット部材１３１が内側に挿入されたまま軸方向にガイドできるように円筒状であり、その内側にナット部材１３１と共にナット部材１３１に結合されたスピンドル１３２が通過するようになっている。

また、ガイド部材１３３の後端部には、半径方向に拡張された円筒状の拡張部１３３ｂが形成され、この拡張部１３３ｂの内側にスピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４、弾性部材１３５が位置される。

この際、ガイド部材１３３の拡張部１３３ｂがキャリパーハウジング１２０のシリンダーの内側面に固定され、ガイド部材１３３で拡張部１３３ｂの前側部分がピストン１２４の中空部１２５の内側に挿入されてナット部材１３１の外側面と結合される。

摩擦部材１３４はリング状で、スピンドル１３２の支持部１３２ａの後側部分が内側を通過するようになっており、摩擦部材１３４の内側に挿入された状態のスピンドル１３２の後端部がギア組立体１４１の出力ギア１４２の軸１４３に結合される。

また、摩擦部材１３４の後端部には、半径方向に拡張された板状の拡張部１３４ａが形成されており、この摩擦部材１３４の拡張部１３４ａとガイド部材１３３の拡張部１３３ｂとの間に、摩擦部材１３４の回転時に変形されて弾性エネルギーを貯蔵する弾性部材１３５が設置される。

また、摩擦部材１３４は、キャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側に回転可能に設置されるが、シリンダー１２３の内側面との間に介在されたベアリング部材１３７によって回転可能に支持されるように設置されることができ、スピンドル１３２が接触して摩擦する時の摩擦力によってスピンドル１３２と共に回転するようになっている。

この際、摩擦部材１３４の前端部の終端面にスピンドル１３２の支持部１３２ａが接触して摩擦するようになるが、制動時に、すなわち摩擦パッドの加圧時にクランプ力の作用による反力が前方の摩擦パッド１２１からピストン１２４に作用すると、この反力はピストン１２４からナット部材１３１を介して後方のスピンドル１３２に作用するようになり、この際、スピンドル１３２の支持部１３２ａがその後方に配置された摩擦部材１３４の前端部の終端面に接触して摩擦するようになる。

結局、スピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４の前端部の終端面との間に一定水準以上の摩擦が発生すると、その摩擦力によってスピンドル１３２と摩擦部材１３４が共に回転し、このような摩擦部材１３４の回転によって弾性部材１３５が弾性を持つように変形される。

摩擦パッドの加圧時に一定以上の反力が摩擦パッド１２１からピストン１２４及びナット部材１３１を介してスピンドル１３２に加えられると、この反力はスピンドル１３２を後方に押す力として作用し、その結果、前記反力によってスピンドル１３２の支持部１３２ａが摩擦部材１３４の前端部の終端面と接触した状態で一定水準以上の大きな摩擦力を発生させるが、この時の摩擦力によってスピンドル１３２と摩擦部材１３４が共に回転することができる。

前記弾性部材１３５は、一端部が摩擦部材１３４の拡張部１３４ａの孔１３４ｂに嵌合され、他端部がガイド部材１３３の拡張部１３３ｂの孔１３３ｃに嵌合されるねじりバネであってもよい。

スピンドル１３２と共に摩擦部材１３４が回転すると、弾性部材１３５が捻れ歪むことによって圧縮されて弾性を持つようになり、このように圧縮変形された状態で弾性エネルギーを貯蔵するようになる。

このようにして本発明の実施例による電動式ブレーキの構成に関して説明したが、その作動状態は次の通りである。

図４は、図２に示された主要作動部の作動状態を示す図面で、スピンドルと摩擦部材が回転して弾性部材（ねじりバネ）の変形が行われる状態を示している。

図４の左側図面は制動力が解除された場合の状態を示すもので、制動力を発生させるために摩擦パッドが加圧される場合、図４の右側図面に示すように、スピンドル１３２と摩擦部材１３４が共に回転して弾性部材（ねじりバネ）１３５が圧縮変形される。

先ず、摩擦パッドの加圧時について説明すれば、摩擦パッドの加圧は、制動力が発生するようにピストン１２４が摩擦パッド１２１を加圧し、それと共に一対の摩擦パッド１２１，１２２がディスク１を加圧する状態である。

このような摩擦パッドの加圧のために、制御機２の制御によって電気モータ１４０が正方向に回転し、この際、モータ１４０の回転力がギア組立体１４１を介してスピンドル１３２に伝えられてスピンドル１３２が正方向に回転する。

スピンドル１３２が正方向に回転すると、スピンドル１３２の回転力が、螺合されたナット部材１３１の直線力に変換され、それによって、ナット部材１３１がキャリパーハウジング１２０のシリンダー１２３の内側に固定設置されたガイド部材１３３によってガイドされて軸方向への直線移動、すなわち前進移動するようになる。

この際、ピストン１２４にナット部材１３１が結合されているため、前進移動するナット部材１３１によってピストン１２４が摩擦パッド１２１に向かって移動して摩擦パッドを加圧し、摩擦パッドがホイールと一体に回転しているディスク１を加圧する。

もちろん、一対の摩擦パッド１２１，１２２がディスク１の両面を同時に加圧して制動力を発生させるが、ピストン１２４が摩擦パッド１２１及びディスク１側に前進して一側の摩擦パッド１２１をディスク１に加圧させ、ピストン１２４と一側の摩擦パッド１２１との間に作用する反力によってキャリパーハウジング１２０がピストン１２４の移動方向に対する反対方向に移動するようになって、キャリパーハウジング１２０のフィンガー部１２８が他側の摩擦パッド１２２をディスク１に加圧させる。

結局、ディスク１とこれを加圧する摩擦パッド１２１，１２２との間の摩擦によって制動力が発生する。

また、このような摩擦パッドの加圧時は、クランプ力が作用することによって反力が発生して摩擦パッド１２１からピストン１２４に作用し、この反力はナット部材１３１を介してスピンドル１３２に伝えられる。

前記反力が伝えられることによってスピンドル１３２の支持部１３２ａが摩擦部材１３４の前端部の終端面を加圧するようになり、それによって、スピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４との間に一定水準以上の摩擦力が発生する。

今までは制動力を発生させるためにスピンドル１３２がモータ１４０の回転力によって回転する状態であるが、スピンドル１３２の支持部１３２ａとの間に発生した摩擦力によって、摩擦部材１３４がスピンドル１３２と共に回転し、この回転によって摩擦部材１３４とキャリパーハウジング１２０（ガイド部材）との間に設置された弾性部材１３５（ねじりバネ）が圧縮変形されて弾性エネルギーが貯蔵される（図４の右側図面の参照）。

次に、制動力の解除（加圧解除）が行われる摩擦パッドの減圧時は、制御機２の制御によって電気モータ１４０が逆方向に回転し、モータ１４０の回転力がギア組立体１４１を介してスピンドル１３２に伝えられてスピンドル１３２が逆方向に回転する。

スピンドル１３２が逆方向に回転すると、スピンドル１３２の回転力が、螺合されたナット部材１３１の直線力に変換され、それによって、ナット部材１３１がガイド部材１３３によってガイドされて軸方向に後退移動する。

この際、後退移動するナット部材１３１によってピストン１２４が摩擦パッド１２１の反対側に直線移動して摩擦パッドを減圧させると、ディスク１と摩擦パッド１２１，１２２との間の摩擦力及び制動力が減少する。

上述した摩擦パッドの減圧開始後、スピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４が摩擦状態を維持するが、スピンドル１３２が逆方向に回転することで、スピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４との間の摩擦力によって摩擦部材も逆方向に回転する。

このように摩擦部材１３４が逆方向に回転すると、加圧時に圧縮された弾性部材１３５が弾性復元され、その弾性復原力がスピンドル１３２に作用して逆方向トルクとして提供され、逆方向トルクがスピンドル１３２に作用すると、制動力の解除が速かに行われる。

次に、電源の故障時を説明すると、制動（摩擦パッド加圧）中に、スピンドル１３２と摩擦部材１３４が摩擦によって共に回転して弾性部材１３５がある程度の圧縮変形された状態で、電動式ブレーキ１００の電源が故障すると、摩擦パッドの減圧時と同様に加圧時に圧縮された弾性部材１３５がスピンドル１３２に逆方向トルクを提供する。

それによって、スピンドル１３２が逆方向に回転されるようにすることで制動力を解除することができる。

次に、摩擦パッド１２１がある程度磨耗した状態で摩擦パッドの加圧が行われる場合、摩擦パッド１２１が磨耗しただけナット部材１３１がさらに前進移動するうちに、スピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３４との間の垂直力が小さいため、弾性部材１３５（ねじりバネ）の圧縮が行われることがない。

また、ピストン１２４が摩擦パッド１２１に接触してからクランプ力が生成され、その反力によってスピンドル１３２の支持部１３２ａと摩擦部材１３と４の間に摩擦力が増大する。

この摩擦力によってスピンドル１３２と摩擦部材１３４が共に回転して弾性部材１３５が圧縮されて弾性エネルギーを貯蔵するようになるが、実施例の構成によれば、摩擦パッドの摩耗にも対応することができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されることはなく、特許請求の範囲で定義する本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１ ディスク
２ 制御機
１００ 電動式ブレーキ
１２０ キャリパーハウジング
１２１，１２２ 摩擦パッド
１２３ シリンダー
１２４ ピストン
１２５ 中空部
１２６ バネ支持板
１２７ 密着バネ
１２８ フィンガー部
１３１ ナット部材
１３１ａ ヘッド部
１３１ｂ ガイド突起
１３１ｃ 支持端
１３２ スピンドル
１３２ａ 支持部
１３３ ガイド部材
１３３ａ ガイド溝
１３３ｂ 拡張部
１３３ｃ 孔
１３４ 摩擦部材
１３４ａ 拡張部
１３４ｂ 孔
１３５ 弾性部材
１３６ 支持バネ
１３７ ベアリング部材
１４０ 電気モータ
１４１ ギア組立体
１４２ 出力ギア
１４３ 軸

Claims (16)

1. 制動時にディスクを加圧するように設置された一対の摩擦パッドと、キャリパーハウジングに進退移動可能に設置され、制動時に前進移動して前記一対の摩擦パッドのうち１つを加圧するピストンと、前記ピストンを移動させるための動力を提供する駆動ユニットと、を含む電動式ブレーキであって、
   前記駆動ユニットは、
   キャリパーハウジングに設置されたピストンに結合されて軸方向に移動することによってピストンが進退移動されるようにするナット部材と、
   ナット部材に螺合されて回転時にナット部材を軸方向に移動させるスピンドルと、
   スピンドルを回転させるための動力を提供する電気モータと、
   キャリパーハウジングに回転可能に設置され、スピンドルが接触して摩擦する時、摩擦力によってスピンドルと共に回転する摩擦部材と、
   キャリパーハウジング側と摩擦部材との間に設置され、制動中に摩擦部材の回転時に変形されて弾性エネルギーを貯蔵し、制動の解除時に弾性復原力を摩擦部材を用いてスピンドルに逆方向トルクとして提供する弾性部材と、を含むことを特徴とする電動式ブレーキ。
2. 前記キャリパーハウジングでスピンドルの後方に摩擦部材が配置され、制動中にディスクを加圧するクランプ力に対する反力がスピンドルの前方の摩擦パッド及びピストン、ナット部材によってスピンドルに伝達されると、前記スピンドルが後方の摩擦部材を加圧して前記摩擦力を発生させることを特徴とする請求項１に記載の電動式ブレーキ。
3. 前記スピンドルに半径方向に拡張された形状の支持部が突出形成され、前記摩擦部材はリング状に形成されて前記支持部の後側のスピンドル部分が内側を通過するように結合され、前記スピンドルの支持部が摩擦部材を加圧して前記摩擦力を発生させることを特徴とする請求項２に記載の電動式ブレーキ。
4. 前記摩擦部材の後端部に半径方向に拡張された拡張部が形成され、弾性部材がキャリパーハウジング側と前記摩擦部材の拡張部との間に設置されるねじりバネであることを特徴とする請求項３に記載の電動式ブレーキ。
5. 前記スピンドルの支持部とキャリパーハウジングとの間にスピンドルの支持部を後方から軸方向に弾性支持する支持バネが設置されることを特徴とする請求項３に記載の電動式ブレーキ。
6. 前記スピンドルは、電気モータの回転力を伝達するギア組立体の出力ギア軸に軸方向移動が可能なようにスプライン結合されることを特徴とする請求項２に記載の電動式ブレーキ。
7. 前記ピストンは軸方向に沿って形成された中空部を有し、前記ピストンの中空部の内側に沿ってナット部材が挿入設置され、前記ナット部材の先端部にはピストンの中空部の内側面を加圧するヘッド部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電動式ブレーキ。
8. 前記ナット部材のヘッド部がピストンの中空部の内側面に常時接触した状態を維持するように前記ピストンとナット部材との間には、ピストンの中空部の内側面をナット部材のヘッド部に密着させる密着バネが設置されることを特徴とする請求項７に記載の電動式ブレーキ。
9. 前記ピストンの中空部の内側面にナット部材のヘッド部の後方に配置されるリング状のバネ支持板が固定設置され、
   前記ナット部材がバネ支持板の内側を通過するように結合され、
   前記ヘッド部がナット部材の先端部で半径方向に突出した形状に形成され、前方のヘッド部と後方のバネ支持板との間に前記密着バネが設置されることを特徴とする請求項８に記載の電動式ブレーキ。
10. 前記キャリパーハウジングに、ナット部材の回転は拘束し、ナット部材を軸方向へ進退移動するようにガイドするガイド部材が固定設置されることを特徴とする請求項１に記載の電動式ブレーキ。
11. 前記ガイド部材は、
    円筒状に形成され、
    一側がキャリパーハウジングに固定され、
    他側がピストンの中空部に挿入されて内側にナット部材を収容するように結合されることを特徴とする請求項１０に記載の電動式ブレーキ。
12. 前記ナット部材に軸方向に沿って長くガイド突起が形成され、
    前記ガイド部材に軸方向に沿って長くガイド溝が形成され、
    前記ガイド突起がガイド溝に挿入されたままガイド部材でナット部材の軸方向への移動がガイドされることを特徴とする請求項１０に記載の電動式ブレーキ。
13. 前記ガイド部材の後端部に半径方向に拡張された円筒状の拡張部が形成され、前記ガイド部材の拡張部がキャリパーハウジングのシリンダーの内側面に固定され、ガイド部材で拡張部の前側部分がピストンの中空部の内側に挿入されてナット部材の外側面に結合されることを特徴とする請求項１１に記載の電動式ブレーキ。
14. 前記弾性部材がガイド部材の拡張部と摩擦部材との間に設置されるねじりバネであることを特徴とする請求項１３に記載の電動式ブレーキ。
15. 前記弾性部材は、キャリパーハウジング側と摩擦部材との間に設置されるねじりバネであることを特徴とする請求項１に記載の電動式ブレーキ。
16. 前記摩擦部材がキャリパーハウジングのシリンダー内側に回転可能に設置され、前記シリンダーの内側面との間に介在されたベアリング部材によって回転可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載の電動式ブレーキ。