JP2007056917A - 電動式ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】 ハーネスの張力によるパッドとディスクロータとの接触を防止しつつ現実的に車両へ搭載可能な電動式ディスクブレーキを提供する。
【解決手段】 電動モータ３は、アクスル８に対し車輪軸方向で位置不変に固定され、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、インナパッド１ａをディスクロータ２に対し強制変位させる第１運動変換手段（ピストン１３とボールねじ機構１７）と、アクスル８に対し車輪軸方向で相対変位可能であり、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し変位させるブリッジ６と、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させる方向へブリッジ６を変位させる第２運動変換手段（ボールベアリング１５ｅ，１５ｆとボールねじ機構１７）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インナパッドとアウタパッドでディスクロータを挟持し、車輪に制動力を付与する電動式ディスクブレーキの技術分野に属する。

従来の電動式ディスクブレーキは、油圧式ディスクブレーキのフィスト式と呼ばれるインナ側のみに油圧ピストンがあるものをベースに油圧でピストンを押圧させる代わりに、電動モータの回転量に応じてピストンを移動させ、インナパッドをディスクロータに押し付けるとともに、押し付け反力によりピストンをインナパッドの移動方向と反対方向に移動させ、アウタパッドをディスクロータに押し付けている。

電動モータと車体側（例えば、アクスル）との間には、車体側から電動モータへ電源や制御信号等を供給するハーネスが設けられている。また、自動車の制動力は自家用車でも１〜２トンの重量があるものを停止させるだけの力が必要なので、かなり大きな力が必要となり、電動モータの力を減速器で増力するものの、電動モータはかなりの電流が必要となる。またハーネスの電気抵抗が大きいと、その抵抗の分、エネルギーは熱となって損失してしまうため、ハーネスは、一般家電などに比して、かなり大径のものが用いられることになる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−５５０９３号公報

ところで、油圧式の場合は、フィスト式であってもキャリパと車体側との間で油圧を伝達するブレーキホースは材質がゴムである上、ホースの中に入るものは液体のため、ホースによるキャリパへの張力は弱く、これによりキャリパが動いてパッドがロータと接触することはない。

しかしながら、上記従来技術にあっては、電動モータがシリンダと一体に移動するフローティング型ディスクブレーキであるため、サスペンション摺動時では、車体のハーネス固定端が絶えず上下動し、またブレーキパッドの摩耗が進むと、ピストンのイニシャル位置が変化して、硬いハーネスの張力に伴い、電動モータにハーネスの反力が入力される。これにより、車体と電動モータ（キャリパ）との相対位置が変化し、電動モータでパッドの押し付け力を発生させていないにもかかわらず、パッドが動いてディスクロータと接触し、引きずりが発生するという問題があった。

また、油圧式の場合は、フィスト式以外に対向ピストン式があり、このタイプでは、キャリパ本体は車体側に対しピストン軸方向に動く部分がないので、前述のようなパッドとロータとの接触は発生しない。ところが、電動式ディスクブレーキにこの対向ピストン式を適用しようとしても、電動式の場合はピストンに電動モータが取り付くため、インナキャリパ側、アウタキャリパ側の両方にモータを設けた場合、アウタ側がタイヤホイールと干渉するため成立しない。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハーネスの張力によるパッドとディスクロータとの接触を防止しつつ現実的に車両へ搭載可能な電動式ディスクブレーキを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
電動モータの駆動力により対向配置されたインナパッドとアウタパッドとをディスクロータへ押し付け車輪を制動する電動式ディスクブレーキにおいて、
前記電動モータは、車体側部材に対し車輪軸方向で位置不変に固定され、
前記電動モータの回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、前記インナパッドを前記ディスクロータに対し強制変位させる第１運動変換手段と、
前記車体側部材に対し車輪軸方向で相対変位可能であり、前記アウタパッドを前記ディスクロータに対し変位させるブリッジ部と、
前記電動モータの回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、前記アウタパッドを前記ディスクロータに対し強制変位させる方向へ前記ブリッジ部を変位させる第２運動変換手段と、
を備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、電動モータを車体側部材に対し車輪軸方向で位置不変に固定したため、電動モータへハーネスの反力が入力された場合でも、車体と電動モータとの相対位置は変化せず、パッドがディスクロータと接触するのを防止できる。また、モータ回転軸の回転運動をインナパッドとアウタパッドの直線運動にそれぞれ強制変換させる第１運動変換手段と第２運動変換手段を備えるため、車体側部材に固定された１つの電動モータのみを用いて、２つのパッドでディスクロータを挟む電動式ディスクブレーキを実現できる。この結果、ハーネスの張力によるパッドとディスクロータとの接触を防止しつつ現実的に車両へ搭載可能な電動式ディスクブレーキを提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１，２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の電動式ディスクブレーキＡの下面図、図２は電動式ディスクブレーキＡの平面図、図３は電動式ディスクブレーキＡの右側面図、図４は電動式ディスクブレーキＡの左側面図、図５は電動式ディスクブレーキＡの正面図、図６は電動式ディスクブレーキＡの背面図である。

実施例１の電動式ディスクブレーキＡは、対向配置されたインナパッド１ａとアウタパッド１ｂでディスクロータ２を挟持し、車輪に制動力を付与するもので、電動モータ３と、リニア駆動変換機４と、トルクメンバ５と、ブリッジ（ブリッジ部）６と、を備えている。

電動モータ（以下、モータ）３は、車体側部材であるアクスル８に対し、車輪軸方向で位置不変に固定されている。モータ３は、車両の電源供給源とブレーキ制御信号を発生する図外のECUとを結ぶハーネス７と接続されている。ハーネス７は、車両に設置されたバッテリからモータ３へ駆動電源を供給する部分と、ブレーキ操作量を検知し、モータ３の制御量を通信する制御信号線からなる部分とから構成されている。

リニア駆動変換機４は、モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、インナパッド１ａをディスクロータ２に対し強制変位させるとともに、モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させる方向へブリッジ６を変位させる。

トルクメンバ５は、電動式ディスクブレーキＡを車体側に固定するためのもので、アクスルフィッティングボルト５ａにより、アクスル８にボルト締結されている。

ブリッジ６は、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し変位させるもので、アウタパッド１ｂを支持し、トルクメンバ５に対し、車輪軸方向へ相対移動可能に支持されている。このブリッジ６の背面側および左右側面には、放熱フィン９が設けられている。この放熱フィン９は、走行時に発生する空気の流れに沿って配置されている。また、ブリッジ６には、インナパッド１ａ、アウタパッド１ｂおよびブリッジ６の車輪軸方向周りの回転を規制するとともに、車輪軸方向移動をガイドするパッドスライドガイド２１が設けられている。

次に、電動式ディスクブレーキＡの内部構造を説明する。
トルクメンバ５の背面には、ハーネス７が固定されたECUカバー１０ａが設けらている。ハーネス７は、ECUカバー１０ａと複数のECUカバースクリュ１０ｂによって固定関係にあるECUハウジング１０ｃに内蔵されたECU１０に接続されている。

ECU１０は、モータ３の駆動力源を供給する電源供給信号をモータ３に供給する。モータ３は、トルクメンバ５に固定されたモータカバー３ａと、このモータカバー３ａ内に固定されたモータステータ３ｂと、モータロータ３ｃとを備えている。ECU１０は、モータステータ３ｂに接続されている。モータロータ３ｃの出力は、モータロータ３ｃと一体に設けられたメインシャフト１４へ伝達される。

また、ECU１０は、レゾルバ１１の出力信号を受信する。レゾルバ１１は、ECUハウジング１０ｃに固定されたレゾルバステータ１１ａと、後述するメインシャフト１４と一体に回転するレゾルバロータ１１ｂとから構成されている。

メインシャフト１４は、モータカバー３ａおよびECUハウジング１０ｃに対し、ボールベアリング１５ａ，１５ｂを介して回動自在に支持されている。メインシャフト１４の出力は、遊星ギア１２へ伝達される。なお、メインシャフト１４のECU１０側端部には、溝１４ａが形成され、この溝１４ａに面して、ソレノイドによって駆動するラッチ機構２０が設定されている。このラッチ機構２０は、例えば、駐車時のように連続的に押し付け力を発生させる場合に作動させ、メインシャフト１４の回転を固定することにより、モータ３が通電していない場合でも、モータ３による回転駆動力の保持を行うためのものである。

遊星ギア１２は、メインシャフト１４の出力を減速してインプットギア１６へ出力し、トルクメンバ５に固定されたリングギア１２１と、メインシャフト１４の回転に応じてリングギア１２１と噛み合いながら回転するピニオン１２２とを備えている。ピニオン１２２は、リングギア１２１と噛み合う第１ギア段１２２ａと、インプットギア１６と噛み合う第２ギア段１２２ｂとを有している。インプットギア１６は、トルクメンバ５とボールベアリング１５ｃ，１５ｄを介して回動自在に支持され、遊星ギア１２の出力をリニア駆動変換機４へ伝達する。

リニア駆動変換機４は、ピストン（ピストン部材）１３と、ボールベアリング（回転摺動部）１５ｅ，１５ｆと、ボールねじ機構（ピストン運動変換機構およびブリッジ部運動変換機構）１７と、から構成されている。ピストン１３とボールねじ機構１７により、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、インナパッド１ａをディスクロータ２に対し強制変位させる第１運動変換手段が構成される。また、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆとボールねじ機構１７により、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させる方向へブリッジ６を変位させる第２運動変換手段が構成される。

ボールねじ機構１７は、ボールねじナット１７ａと、ボール１７ｂと、ボールねじスクリュ１７ｃとを備えている。ボールねじナット１７ａは、ボールベアリング（軸受部材）１５ｅ，１５ｆを介してブリッジ６に支持され、互いに相対回転可能、かつ、車輪軸方向へ相対移動不能に連結されている。また、ボールねじナット１７ａは、インプットギア１６とスプライン結合され、インプットギア１６に対し車輪軸方向へ相対移動可能、かつ一体に回転可能に連結されている。

ピストン１３は、インナパッド１ａと一体に設けられ、外周のモータ３寄りの位置にボールねじスクリュ１７ｃ、インナパッド１ａ寄りの位置に摺接部１３ａが形成されている。摺接部１３ａは、ボールねじスクリュ１７ｃの外径よりも大径に設定され、ピストン１３の直線移動時、ブリッジ６の内周に形成されたシリンダ面６ａを摺動する。また、摺接部１３ａとボールベアリング１５ｅとの間には、ボールベアリング１５ｅがピストン１３ａと接触するのを回避するための空隙が設定されており、制動時に高温となるピストン１３からボールベアリング１５ｅへ直接熱量が伝達されるのを回避している。

摺接部１３ａとシリンダ面６ａとの間は、ダストの混入および内部の潤滑剤の流出を防止するシール１８ａが設定されている。また、ピストン１３には、制動時、インナパッド１ａがブリッジ６から脱落するのを防止するストッパ１９が設けられている。

ブリッジ６とトルクメンバ５との間は、ダストの混入および内部の潤滑剤の流出を防止するシール１８ｂが設定されている。このシール１８ｂは、シール１８ａと摺動抵抗が同一となるように、シールの材質、シール幅および潰し代が設定されている。

次に、作用を説明する。
［制動力発生作用］
ECU１０は、ドライバのブレーキ操作量に応じてモータステータ３ｂに駆動電流を供給する。この電流供給により、モータステータ３ｂはモータロータ３ｃとの間に回転駆動力を発生し、モータロータ３ｃと一体に設けられたメインシャフト１４を回転させる。

メインシャフト１４の回転は、遊星ギア１２により減速された後、インプットギア１６からボールねじナット１７ａに伝達され、ボールねじナット１７ａが回転する。ここで、ピストン１３の動作抵抗（摺動抵抗等）がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも小さい場合、ボールねじナット１７ａは車輪軸方向で位置不変のまま回転する。よって、ボールねじナット１７ａの回転は、ボールねじ機構１７によってピストン１３の直線運動に変換され、インナパッド１ａがディスクロータ２へ押し付けられる。

ピストン１３がディスクロータ２から押し付け反力を受け、ピストン１３の動作抵抗がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも大きくなると、ピストン１３は直線移動を停止するが、ボールねじナット１７ａは、インプットギア１６に対し車輪軸方向へ相対移動可能に連結されているため、モータ３の駆動力により回転しつつ、車輪軸方向のモータ３側へ向かって直線移動を開始する。そして、ボールねじナット１７ａの直線運動は、ボールベアリング１５ｆを介してブリッジ６へ伝達され、ブリッジ６と一体に設けられたアウタパッド１ｂがディスクロータ２へ押し付けられる。

ブリッジ６がディスクロータ２から押し付け反力を受け、ピストン１３の動作抵抗がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも小さくなると、再びピストン１３の直線移動によりインナパッド１ａがディスクロータ２へ押し付けられる。すなわち、モータ駆動力に応じて上記動作が繰り返され、インナパッド１ａとアウタパッド１ｂによって発生した反力により、最終的にディスクロータ２のロータ摩擦面２ａ，２ｂに対して摩擦抵抗力が発生し、車輪に制動力が付与される。この制動力は、ECU１０によって検知するモータ出力電流と、レゾルバ１１によって検知するモータ回転量に応じて制御される。

上記動作の後、ドライバがブレーキペダルから足を離した場合には、ECU１０は、モータ３の回転方向を逆転させる。これにより、ピストン１３とボールねじナット１７ａのうち動作抵抗が小さな方から制動時と反対の車輪軸方向へ直線移動し、最終的にインナパッド１ａとアウタパッド１ｂがディスクロータ２から離間する。

ここで、ディスクロータ２が摩耗し、ピストン１３のイニシャル位置が変化した場合には、上記レゾルバ１１の回転初期位置とパッド摩耗量による回転量のズレを補正することにより、ピストン１３のイニシャル位置を変更する。なお、ピストン１３にはストッパ１９を設けているため、インナパッド１ａの交換時にピストン１３がブリッジ６から脱落するのを防止できる。

制動時、ロータ摩擦面２ａ，２ｂに発生した摩擦熱は、アウタパッド１ｂおよびインナパッド１ａへ伝達され、アウタパッド１ｂへ伝達された熱量は、ブリッジ６に設置された放熱フィン９により大気中へ逃がされる。一方、インナパッド１ａに伝達された熱量は、ピストン１３に伝達されるが、その多くが摺接部１３ａと接するブリッジ６に伝達され、放熱フィン９により大気中へ逃がされる。

［ハーネスの反力による引きずりの発生］
特開２０００−５５０９３号公報には、DCサーボモータのロータの回転をナット部材によりピストンの直線運動に変換し、ブレーキパッドをディスクロータに押圧することにより、制動力を発生させるフローティング型の電動式ディスクブレーキが記載されている。

この電動式ディスクブレーキにおいて、キャリパ本体は、キャリアによってディスクロータの軸方向に沿って移動可能に支持されている。そして、ピストンを前進させ、一方のブレーキパッドをディスクロータの一側の摺動面に押し付けることにより、その反力によってキャリパ本体が移動し、爪部によって他方のブレーキパッドがディスクロータの他側の摺動面に押し付けられ、制動力を発生する。

図７に示すように、電動式ディスクブレーキは、車重１〜２トンの車両を停止させる制動力が必要であるため、電動モータにはかなりの電流が必要となる。またハーネスの電気抵抗が大きいと、その抵抗の分、エネルギーは熱となって損失してしまうため、ハーネスは、一般家電などに比して、かなり大径のものが用いられることになる。

上述したように、フローティング型のディスクキャリパである場合、ハーネスはホイール近傍（アクスル）に配置される電動式ディスクブレーキと車体とを連結するため、サスペンションの摺動により、電動式ディスクブレーキと車両固定端との相対位置が絶えず変化する。また、ブレーキパッドの摩耗時には電動式ディスクブレーキと電動式ディスクブレーキを固定するアクスル間とで移動が生じる。このとき、その移動量に応じてハーネスによる反力が発生し、キャリパ本体をディスクロータ軸方向に移動自由にしているキャリアに沿ってディスクロータに押し付け力を発生させる。

上記の理由から、電動式ディスクブレーキはハーネスから力を受け、ディスクロータとキャリパが接触して引きずりを発生させる。この引きずりがシミー・ジャダーの原因となる。

［引きずり防止作用］
これに対し、実施例１の電動式ディスクブレーキＡでは、ハウジング（トルクメンバ５＋モータカバー３ａ＋ECUカバー１０ａ）と、そのハウジング部にモータ３と、モータ３を制御するECU１０と、車体とECU１０とを繋ぐハーネス７の接続部分を、車体側のアクスル８に固定した。

すなわち、サスペンションが摺動することによって発生するハーネス７の反力が、ハウジング（トルクメンバ５＋モータカバー３ａ＋ECUカバー１０ａ）に入力された後、アクスル８に入力される構成としたため、ハウジングは車輪軸方向へ移動することが無い。また、ブリッジ６とピストン１３をハウジングに対し相対する方向へ移動可能に設置し、インナパッド１ａ，アウタパッド１ｂが摩耗した場合であってもハウジングがアクスル８に対して移動する必要が無いため、ハーネス７と車両との接続部分との間の相対位置関係が変化せず、ハーネス７からの反力が入力されることが無い。

また、実施例１では、モータ３の回転力を直線運動に変換し、インナパッド１ａおよびアウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させるリニア駆動変換機４を設けたため、車体側部材であるアクスル８に固定された１つの電動モータのみを用いて、２つのパッド１ａ，１ｂでディスクロータ２を挟む電動式ディスクブレーキを実現できる。

すなわち、従来の電動モータとアウタパッドが一体に設けられたフローティング型ディスクブレーキでは、ドライバがブレーキ操作を止めたとき、制動時と逆方向へ電動モータを駆動することにより、インナパッドを引き側（ディスクロータから離れる方向）へ移動させることができる。ところが、アウタパッドの変位は、インナパッドのディスクロータ押し付け反力に依存するため、インナパッドに押し付け反力が入力されなくなった時点で引き側への移動が停止する。したがって、制動解除後であっても、アウタパッドがディスクロータと接触した状態となり、引きずりが発生するおそれがある。

これに対し、実施例１では、アウタパッド１ｂを押し側と引き側の両方でディスクロータ２に対し強制変位させることができるため、アウタパッド１ｂとディスクロータ２の接触による引きずりを防止することができる。

また、実施例１では、ピストン１３とブリッジ６との間に設定したシール１８ａと、ブリッジ６とトルクメンバ５との間に設定したシール１８ｂの摺動抵抗を同一に設定したため、インナパッド１ａとアウタパッド１ｂのどちらか一方に摩擦力が偏ることで、インナパッド１ａとアウタパッド１ｂの位置に偏りが生じ、引きずりが発生するのを回避できる。

［ボールベアリングの耐熱負荷抑制作用］
ディスクブレーキでは、インナパッドを押し引きするピストンはディスクロータとインナパッド，アウタパッドとの間に発生する摩擦熱によって、インナパッド，アウタパッドからの熱伝達を受け高温となる。そのため、ピストンとその推力を受けるベアリング等の軸受部材が近い場合には、ベアリングに対する耐熱性の高いものを選定する必要がある。

よって、実施例１のように、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆとピストン１３との間に熱容量の大きなボールねじ機構１７を介装することにより、ピストン１３からボールねじナット１７ａに伝達される熱量の多くを、ボールねじ機構１７から大気中へ逃がすことができ、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆの耐熱負荷を小さく抑えることができる。

また、実施例１では、ピストン１３に、ブリッジ６と摺接する摺接部１３ａを設け、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆを、ボールねじナット１７ａとブリッジ６との間であって、摺接部１３ａよりもインナパッド１ａから離れた位置に、ピストン１３に対し接触不能に配置した。これにより、インナパッド１ａからピストン１３に伝達される熱量の多くを摺接部１３ａから熱容量の大きなブリッジ６へと逃がすことができるとともに、熱量がピストン１３からボールベアリング１５ｅ，１５ｆへ直接伝達されるのを回避でき、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆの耐熱負荷をより小さく抑えることが可能となる。

［ピストンの小型化作用］
インナパッド１ａが摩耗すると、ピストン１３が突出した状態でブレーキ制動を行ったとき、ピストン１３にかかるモーメントをシリンダ面６ａで受ける構成となっている場合、シリンダ面６ａ部分の強度が必要となり、ピストン１３およびブリッジ６の肉厚が厚くなる問題がある。実施例１では、ピストン１３にかかるモーメントを、インナパッド１ａに対しシリンダ面６ａよりも遠い位置にあるボールベアリング１５ｆにて受けることが可能となり、ピストン１３自身が受け持つモーメント力を低減できるため、ピストン１３の小型化を図ることができる。

［放熱フィンによる放熱作用］
特開２０００−５５０９３号公報に記載の電動式ディスクブレーキでは、ブリッジを介して摩擦熱がベアリングに伝達する構成であるのに対し、実施例１の電動式ディスクブレーキＡでは、制動時のディスクロータ２からボールベアリング１５ｅ，１５ｆへの熱伝達経路上で、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆよりも上流側の位置であるブリッジ６に、放熱フィン９を設けている。

すなわち、ディスクロータ２によって発生した熱は、インナパッド１ａ，アウタパッド１ｂを介してブリッジ６とピストン１３に伝達する。ピストン１３の摺接部１３ａはブリッジ６と摺動関係にあり、熱伝達を許容するため、放熱フィン９により率先的に熱は放射される。よって、ピストン１３からブリッジ６を介してボールベアリング１５ｅ，１５ｆに伝達される熱量およびブリッジ６からトルクメンバ５を介してECU１０側に伝達される熱量を小さく抑えることができ、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆおよびECU１０の熱負荷を低減することが可能となる。また、実施例１では、放熱フィン９を車両の走行時に発生する空気の流れに沿う方向に設置したため、走行時に走行風が通り抜けやすく、放熱フィン９の放熱効果がより高められる。

次に、効果を説明する。
実施例１の電動式ディスクブレーキにあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 電動モータ３の駆動力により対向配置されたインナパッド１ａとアウタパッド１ｂとをディスクロータ２へ押し付け車輪を制動する電動式ディスクブレーキＡにおいて、電動モータ３は、アクスル８に対し車輪軸方向で位置不変に固定され、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、インナパッド１ａをディスクロータ２に対し強制変位させる第１運動変換手段と、アクスル８に対し車輪軸方向で相対変位可能であり、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し変位させるブリッジ６と、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させる方向へブリッジ６を変位させる第２運動変換手段と、を備える。よって、ハーネス７の張力によるパッド１ａ，１ｂとディスクロータ２との接触を防止しつつ現実的に車両へ搭載可能な電動式ディスクブレーキを提供できる。

(2) 第１運動変換手段は、電動モータ３の回転軸と一体に回転するとともにモータ回転軸と軸方向に相対移動可能なピストン１３と、このピストン１３の回転に伴ってピストン１３の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構１７と、を備え、第２運動変換手段は、ピストン１３の直線運動が制限された場合でも、ボールねじナット１７ａの回転運動を許容する回転摺動部と、ピストン１３の直線運動が制限されたとき、電動モータ３の回転軸の回転運動をブリッジ６の車輪軸方向の直線運動へ変換するボールねじ機構１７と、を備える。よって、１つの電動モータ３を用いて、インナパッド１ａとアウタパッド１ｂとをディスクロータ２に対し押し側と引き側の両方へ強制変位させる第１および第２運動変換手段を、簡単な構成で実現できる。

(3) 回転摺動部を、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆとしたため、ブリッジ６に対しボールねじナット１７ａが回転する際の摺動抵抗を小さく抑えることができる。

(4) ピストン１３は、ブリッジ６と摺接する摺接部１３ａを備え、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆは、ボールねじナット１７ａとブリッジ６との間であって、摺接部１３ａよりもインナパッド１ａから離れた位置に、ピストン１３に対し接触不能に配置されている。よって、インナパッド１ａからピストン１３に伝達された熱量の多くを、ブリッジ６と接する摺接部１３ａから熱容量の大きなブリッジ６へ逃がすことができるとともに、熱量がピストン１３からボールベアリング１５ｅ，１５ｆへ直接伝達されるのを回避でき、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆの耐熱負荷を小さく抑えることができる。

(5) ブリッジ６は、制動時のディスクロータ２からボールベアリング１５ｅ，１５ｆへの熱伝達経路上でボールベアリング１５ｅ，１５ｆよりも上流側の位置に放熱フィン９を備えるため、ボールベアリング１５ｅ，１５ｆ、モータ３およびECU１０の熱負荷を小さく抑えることができる。

(6) 放熱フィン９を、走行時に発生する空気の流れに沿って配置したため、放熱フィン９による熱放射効果をより高めることができる。

まず、構成を説明する。
図８は実施例２の電動式ディスクブレーキＢの下面図、図９は電動式ディスクブレーキＢの平面図、図１０は電動式ディスクブレーキＢの右側面図、図１１は電動式ディスクブレーキＢの左側面図、図１２は電動式ディスクブレーキＢの正面図、図１３は電動式ディスクブレーキＢの背面図である。なお、実施例１と同一の構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。

遊星ギア３２は、サンギア３２１と、キャリア３２２と、リングギア３２３とから構成される単純遊星歯車で、サンギア３２１がメインシャフト３１の出力と連結され、キャリア３２２がインプットギア３３の入力と連結されている。また、リングギア３２３は、トルクメンバ５に固定されている。インプットギア３３は、トルクメンバ５とボールベアリングを介して回動自在に支持され、遊星ギア３２の出力をリニア駆動変換機３４へ出力する。

リニア駆動変換機３４は、ピストン（ピストン部材）３５と、ボールベアリング（回転摺動部）３６と、ボールねじ機構（ピストン運動変換機構およびブリッジ部運動変換機構）１７と、から構成されている。ピストン３５とボールねじ機構１７により、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、インナパッド１ａをディスクロータ２に対し強制変位させる第１運動変換手段が構成される。また、ボールベアリング３６とボールねじ機構１７により、電動モータ３の回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、アウタパッド１ｂをディスクロータ２に対し強制変位させる方向へブリッジ６を変位させる第２運動変換手段が構成される。

ピストン部３５ｂは、ボールねじスクリュ部３５ａと、ピストン部３５ｂとから構成されている。ボールねじスクリュ部３５ａは、インプットギア３３とスプライン結合され、互いに軸方向へ相対移動可能、かつ一体に回転可能に連結されている。ボールねじナット１７ａとブリッジ６との間には、車輪軸方向へ弾性変形可能な皿ばね３７が介装されている。

ピストン部３５ｂは、インナパッド１ａと一体に設けられ、ボールねじスクリュ部３５ａとボールベアリング３６を介して連結され、両者は、互いに相対回転可能、かつ、軸方向へ相対移動不能に連結されている。このピストン部３５ｂとブリッジ６との間は、シール１８ａが設定されている。

次に、作用を説明する。
［制動力発生作用］
ECU１０は、ドライバのブレーキ操作量に応じてモータステータ３ｂに駆動電流を供給する。この電流供給により、モータステータ３ｂはモータロータ３ｃとの間に回転駆動力を発生し、モータロータ３ｃと一体に設けられたメインシャフト３１を回転させる。

メインシャフト３１の回転は、遊星ギア３２により減速された後、インプットギア３３からボールねじスクリュ部３５ａに伝達され、ボールねじスクリュ３５ａが回転する。ここで、ボールねじスクリュ３５ａの動作抵抗（摺動抵抗）がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも小さい場合、ボールねじスクリュ３５ａは車輪軸方向で位置不変のまま回転する。よって、ボールねじスクリュ３５ａの回転は、ボールねじ機構１７によってピストン部３５ｂの直線運動に変換され、インナパッド１ａがディスクロータ２へ押し付けられる。

ピストン部３５ｂがディスクロータ２から押し付け反力を受け、ボールねじスクリュ３５ａの動作抵抗がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも大きくなると、ボールねじスクリュ３５ａは直線移動を停止するが、ボールねじスクリュ３５ａはピストン部３５ｂに対しボールベアリング３６によって相対回転可能であるため、モータ３の駆動力により回転し、ボールねじナット１７ａは、車輪軸方向のモータ３側に向かって直線移動を開始する。そして、ボールねじナット１７ａの直線運動は、皿ばね３７を介してブリッジ６へ伝達され、ブリッジ６と一体に設けられたアウタパッド１ｂがディスクロータ２へ押し付けられる。

ブリッジ６がディスクロータ２から押し付け反力を受け、ボールねじスクリュ３５ａの動作抵抗がボールねじナット１７ａの動作抵抗よりも小さくなると、再びピストン部３５ｂの直線移動によってインナパッド１ａがディスクロータ２へ押し付けられる。すなわち、モータ駆動力に応じて上記動作が繰り返され、インナパッド１ａとアウタパッド１ｂによって発生した反力により、最終的にディスクロータ２のロータ摩擦面２ａ，２ｂに対して摩擦抵抗力が発生し、車輪に制動力が付与される。

次に、効果を説明する。
実施例２の電動式ディスクブレーキＢにあっては、実施例１の効果(1),(2)に加え、以下の効果が得られる。
(7) 回転摺動部を、ボールベアリング３６としたため、ボールねじスクリュ部３５ａに対しボールねじスクリュ部３５ａが回転する際の抵抗を小さく抑えることができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１，２に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１，２では、電動モータとリニア駆動変換機との間に減速器として遊星ギアを設けた例を示したが、低回転高トルクの電動モータを用い、減速器を省いた構成としても良い。

また、実施例１では、ボールねじナットとブリッジとの間に２つのボールベアリングを設けた例を示したが、スラストベアリングやニードルベアリングを追加し、より大きなスラスト荷重に対応可能な構成としても良い。

実施例２では、ピストンをボールねじスクリュ部とピストン部の２つの部材で構成し、両者間にボールねじスクリュ部の回転を許容する回転摺動部を設けた例を示したが、ピストンを一体に形成し、ピストンとインナパッドとの間に回転摺動部を設けた構成としても良い。

実施例１，２では、制動開始時点で第１運動変換手段の動作抵抗が第２運動変換手段の動作抵抗よりも小さい場合を想定し、制動時の動作を説明したが、第１運動変換手段の動作抵抗よりも第２運動変換手段の動作抵抗の方が小さい場合には、まず第２運動変換手段によりブリッジ部が変位し、ブリッジ部の直線運動が制限されたとき、第１運動変換手段によりピストン部材が変位することとなる。

実施例１の電動式ディスクブレーキＡの構成を示す側面図である。 電動式ディスクブレーキＡの平面図である。 電動式ディスクブレーキＡの右側面図である。 電動式ディスクブレーキＡの左側面図である。 電動式ディスクブレーキＡの正面図である。 電動式ディスクブレーキＡの背面図である。 従来の電動式ディスクブレーキの構成を示す図である。 実施例２の電動式ディスクブレーキＢの下面図である。 電動式ディスクブレーキＢの平面図である。 電動式ディスクブレーキＢの右側面図である。 電動式ディスクブレーキＢの左側面図である。 電動式ディスクブレーキＢの正面図である。 電動式ディスクブレーキＢの背面図である。

符号の説明

Ａ 電動式ディスクブレーキ
１ａ インナパッド
１ｂ アウタパッド
２ ディスクロータ
２ａ，２ｂ ロータ摩擦面
３ 電動モータ
３ａ モータカバー
３ｂ モータステータ
３ｃ モータロータ
４ リニア駆動変換機
５ トルクメンバ
５ａ アクスルフィッティングボルト
６ ブリッジ
６ａ シリンダ面
７ ハーネス
８ アクスル
９ 放熱フィン
１０ａ ECUカバー
１０ｂ ECUカバースクリュ
１０ｃ ECUハウジング
１１ レゾルバ
１１ａ レゾルバステータ
１１ｂ レゾルバロータ
１２ 遊星ギア
１２１ リングギア
１２２ ピニオン
１２２ａ 第１ギア段
１２２ｂ 第２ギア段
１３ ピストン
１３ａ 摺接部
１３ａ ピストン
１３ａ 摺接部
１４ メインシャフト
１４ａ 溝
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ ボールベアリング
１６ インプットギア
１７ ボールねじ機構
１７ａ ボールねじナット
１７ａ カット
１７ｂ ボール
１７ｃ ボールねじスクリュ
１８ａ，１８ｂ シール
１９ ストッパ
２０ ラッチ機構
２１ パッドスライドガイド
３１ メインシャフト
３２ 遊星ギア
３３ インプットギア
３４ リニア駆動変換機
３５ ピストン
３５ａ ボールねじスクリュ部
３５ｂ ピストン部

Claims (6)

1. 電動モータの駆動力により対向配置されたインナパッドとアウタパッドとをディスクロータへ押し付け車輪を制動する電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記電動モータは、車体側部材に対し車輪軸方向で位置不変に固定され、
   前記電動モータの回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、前記インナパッドを前記ディスクロータに対し強制変位させる第１運動変換手段と、
   前記車体側部材に対し車輪軸方向で相対変位可能であり、前記アウタパッドを前記ディスクロータに対し変位させるブリッジ部と、
   前記電動モータの回転軸の回転運動を車輪軸方向の直線運動へ変換し、前記アウタパッドを前記ディスクロータに対し強制変位させる方向へ前記ブリッジ部を変位させる第２運動変換手段と、
   を備えることを特徴とする電動式ディスクブレーキ。
2. 請求項１に記載の電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記第１運動変換手段は、前記電動モータの回転軸と一体に回転するとともにモータ回転軸と軸方向に相対移動可能なピストン部材と、このピストン部材の回転に伴ってピストン部材の回転運動を直線運動に変換するピストン運動変換機構と、を備え、
   前記第２運動変換手段は、前記ピストン部材の直線運動が制限された場合でも、前記ピストン部材の回転運動を許容する回転摺動部と、前記ピストン部材の直線運動が制限されたとき、前記電動モータの回転軸の回転運動を前記ブリッジ部の車輪軸方向の直線運動へ変換するブリッジ部運動変換機構と、を備えることを特徴とする電動式ディスクブレーキ。
3. 請求項２に記載の電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記回転摺動部を、軸受部材としたことを特徴とする電動式ディスクブレーキ。
4. 請求項３に記載の電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記ピストン部材は、前記ブリッジ部と摺接する摺接部を備え、
   前記軸受部材は、前記ブリッジ部運動変換機構と前記ブリッジ部との間であって、前記摺接部よりも前記インナパッドから離れた位置に、前記ピストン部材に対し接触不能に配置されていることを特徴とする電動式ディスクブレーキ。
5. 請求項４に記載の電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記ブリッジ部は、制動時の前記ディスクロータから前記軸受部材への熱伝達経路上で前記軸受部材よりも上流側の位置に放熱フィンを備えることを特徴とする電動式ディスクブレーキ。
6. 請求項５に記載の電動式ディスクブレーキにおいて、
   前記放熱フィンを、走行時に発生する空気の流れに沿って配置したことを特徴とする電動式ディスクブレーキ。

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