JPH11257382A - 電動ディスクブレーキ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動ディスクブレーキにおいて、モータに通
電することなく、駐車ブレーキとして制動および解除で
きるようにする。 【解決手段】 電動ディスクブレーキ１は、キャリパ浮
動型ディスクブレーキであって、モータ17のロータ18の
回転によるナット部材11の回転をボールねじ機構Ａによ
ってピストン４の直線運動に変換して、摩擦パッド７，
８をディスクロータ３に押圧して制動力を発生させる。
駐車ブレーキとして使用する場合には、レバー27を操作
してカム25を回動させることにより、ロッド26およびプ
ッシュロッド36を移動させ、調整ナット31を介してピス
トン４を移動させて、摩擦パッド７，８をディスクロー
タ３に押圧させる。摩擦パッド７，８の摩耗に対して、
ねじ伝動機構Ｂによって調整ナット31をピストン４の移
動に追従させることにより、パッドクリアランスを調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気モータの回転
力によって制動力を発生させてサービスブレーキとして
機能するとともに、手動操作によって駐車ブレーキとし
て機能する電動ディスクブレーキに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車等の車両の制動装置とし
て、ブレーキ液を使用せず、電気モータの回転力によっ
て制動力を発生させるようにした所謂「ドライブレー
キ」装置が知られている。

【０００３】一般に、この種のドライブレーキ装置は、
例えば国際特許公開第96／03301 号に開示されているよ
うに、電気モータの回転運動をボールねじ機構によって
ピストンの進退動に変換し、ピストンによって摩擦パッ
ドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を
発生させている。そして、運転者によるブレーキペダル
踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コント
ローラによってこの検出に応じて電気モータの回転を制
御して所望の制動力を得る。

【０００４】また、ドライブレーキ装置においては、各
種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両
加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出し、
コントローラによってこれらの検出に基づいて電気モー
タの回転を制御することにより、倍力制御、アンチロッ
ク制御、トラクション制御および車両安定化制御等を比
較的簡単に実行することができる。

【０００５】なお、上記のようなドライブレーキ装置に
おいては、電気モータの回転運動をピストンの直線運動
に変換させるボールねじ機構は、回転運動と直線運動と
を相互に変換可能なもの、または、回転運動から直線運
動への変換のみが可能なものを用いることができる。回
転運動と直線運動とを相互に変換可能なボールねじ機構
を用いた場合、通電の停止とともにピストンの推力が消
失するので、発生させた制動力を維持するためには、電
気モータへの通電を継続する必要がある。一方、回転運
動から直線運動への変換のみが可能なボールねじ機構を
用いた場合、電気モータが停止するとピストンの位置が
維持されるので、制動を解除するためには、電気モータ
を強制的に逆回転させてピストンを後退させる必要があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなボールね
じ機構を用いたドライブレーキ装置を駐車ブレーキとし
て併用する場合、次のような問題があった。回転運動と
直線運動とを相互に変換可能なボールねじ機構を用いた
ドライブレーキ装置では、制動力を維持するために駐車
時においても電気モータへの通電が必要となり、バッテ
リへの負担が大きく、現実的ではない。また、回転運動
から直線運動への変換のみが可能なボールねじ機構を用
いたドライブレーキ装置では、制動を維持するために通
電は不要であるが、電気系統の故障、バッテリあがり等
によって電気モータへの通電ができない場合、駐車ブレ
ーキを解除できなくなり、車両の移動が困難になる。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、電気モータに通電することなく、駐車ブレーキ
を作動および解除することができる電動ディスクブレー
キを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、電気モータの回転運動とピストンの直
線運動とを相互に変換可能なねじ伝動機構を備え、前記
電気モータの回転によってピストンを移動させることに
より、摩擦パッドをディスクロータに押圧して制動力を
発生させるようにした電動ディスクブレーキにおいて、
前記ピストンとともに移動する第１部材と、駐車ブレー
キ操作によって移動して前記第１部材を介して前記ピス
トンに推力を付与して前記摩擦パッドを前記ディスクロ
ータに押圧させる第２部材と、前記電気モータの回転に
よる前記ピストンの移動時に前記第１部材と前記第２部
材と間の相対位置を調整する調整機構とを備えた駐車ブ
レーキ機構を設けたこと特徴とする。

【０００９】このように構成したことにより、電気モー
タに通電して、ねじ伝動機構を介してピストンを移動さ
せることにより、サービスブレーキとして制動および解
除を行うことができ、また、駐車ブレーキ操作によって
第２部材を移動させ、第１部材を介してピストンに推力
を付与することにより、駐車ブレーキとして制動および
解除を行うことができ、このとき、調整機構によってパ
ッドクリアランスを調整することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１１】本発明の第１実施形態について図１および
図３を参照して説明する。図１および図３に示すよう
に、電動ディスクブレーキ１は、キャリパ浮動型のディ
スクブレーキであって、キャリパ本体２には、車輪（図
示せず）と共に回転するディスクロータ３の一側（通常
は車体に対して内側）の摺動面に対向させてピストン４
が設けられ、他側の摺動面に対向させて爪部５が形成さ
れており、キャリパ本体２のピストン４側と爪部５側と
は、ディスクロータ３の外周部を跨ぐブリッジ部６によ
って互いに連結されている。ディスクロータ３の両側の
摺動面とピストン４および爪部５との間には、それぞれ
摩擦パッド７，８が介装されている。

【００１２】キャリパ本体２および摩擦パッド７，８
は、車体側に取付けられるキャリヤ９によってディスク
ロータ３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４を前進させて、一方の摩擦パッド７
をディスクロータ３の一側の摺動面に押しつけることに
より、その反力によってキャリパ本体２が移動して爪部
５によって他方の摩擦パッド８がディスクロータ３の他
側の摺動面に押しつけられて制動力が発生する。

【００１３】ピストン４は、キャリパ本体２にクロスロ
ーラベアリング10によって回転可能に支持されたナット
部材11に挿通されている。ピストン４の外周面およびナ
ット部材11の内周面には、それぞれ互いに対向するねじ
溝12，13が形成されており、ねじ溝12，13間に複数の鋼
球14が循環するように装填されて、これらによってボー
ルねじ機構Ａ（ねじ伝動機構）が構成されている。

【００１４】このボールねじ機構Ａは、ナット部材11の
回転運動とピストン４の直線運動とを相互に変換可能と
なっており、すなわち、ナット部材11の回転運動をピス
トン４の直線運動に変換することができ、かつ、ピスト
ン４の直線運動をナット部材11の回転運動に変換するこ
とができるようになっている。

【００１５】そして、ピストン４は、摩擦パッド７との
間に係合されたピン15によってその回転が規制されてお
り、キャリパ本体２に結合されたフロントハウジング16
内に設けられたモータ17（電気モータ）によって、ナッ
ト部材11を回転させることにより、ボールねじ機構Ａを
介してピストン４を進退動させられるようになってい
る。

【００１６】ナット部材11の外周部には、モータ17の略
円筒状のロータ18が圧入、固定されており、ナット部材
11およびロータ18がステータ19に挿通されている。モー
タ17は、制御信号に応答してそのロータ18を所定角度だ
け回転させられるようになっている。また、キャリパ本
体２およびナット部材11には、ナット部材11の回転位置
を検出するロータリエンコーダ20が取付けられている。

【００１７】フロントハウジング16の端部に結合された
リヤハウジング21内には、駐車ブレーキ機構22が設けら
れている。駐車ブレーキ機構22は、カム装置23および調
整機構24から構成されている。

【００１８】カム装置23は、リヤハウジング21に形成さ
れた案内ボア21a 内に、カム面25aを有する略円柱状の
カム25が回動可能に嵌合されており、カム25の回動によ
ってカム面25a に当接するロッド26を進退動させるよう
になっている。カム25は、その一端部がリヤハウジング
21の外部に突出されており、その突出部にレバー27がナ
ット28によって取付けられている。そして、レバー27を
戻しばね29のばね力に抗して回動させることにより、カ
ム25が回動するようになっている。

【００１９】調整機構24は、ピストン４にその中心軸に
沿って形成された案内ボア30内に調整ナット31（第１部
材）が回転可能に挿入されている。案内ボア30の底部に
は、テーパ状の摩擦面30a が形成されており、調整ナッ
ト31の先端部には、摩擦面30a に係合するテーパ状の摩
擦面31a が形成されている。そして、調整ナット31は、
その先端の大径部32が、案内ボア30内の環状溝に装着さ
れたスナップリング33に鋼球34および弾性リング35を介
して当接して、その軸方向の移動が規制されている。

【００２０】調整ナット31内には、プッシュロッド36
（第２部材）の一端側が螺合されており、これらによっ
てねじ伝動機構Ｂが構成されている。このねじ伝動機構
Ｂは、調整ナット31とプッシュロッド36との間の回転運
動を直線運動に変換可能、かつ、これらの間の直線運動
を回転運動に変換可能なものであり、また、所定のバッ
クラッシュが設定されている。

【００２１】プッシュロッド36は、その他端部が、ばね
37によってリヤハウジング21に固定されたリテーナ38に
挿通されて、回転が規制されるとともに、進退動が許容
されており、その端部に形成された凹部39内にロッド26
が当接されている。なお、図中、符号40はばね受け、41
はダストシールを示す。

【００２２】モータ17およびロータリエンコーダ20は、
コントローラ（図示せず）に接続されており、コントロ
ーラによって、ブレーキペダル（図示せず）の踏力等に
応じて、モータ17が所望角度だけ回転するようになって
いる。また、駐車ブレーキ機構22のレバー27には、駐車
ブレーキレバー（図示せず）によって操作されるコント
ロールケーブルが連結されている。

【００２３】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００２４】電動ディスクブレーキ１をサービスブレー
キとして使用する場合は、運転者がブレーキペダル（図
示せず）を踏み込むと、コントローラ（図示せず）がペ
ダル踏力に応じた制御信号を出力し、モータ17のロータ
18を所望角度だけ回転させる。このロータ18の回転にと
もなうナット部材11の回転がボールねじ機構Ａによって
ピストン４の直線運動に変換され、摩擦パッド７，８を
ディスクロータ３に押しつけて制動力を発生させる。

【００２５】そして、制動を解除する際に、ピストン４
の所定の制動位置からの戻し量が一定となるように、ロ
ータ18の戻し回転角度を制御して、ロータリエンコーダ
20を初期設定することにより、摩擦パッド７，８の摩耗
に対してパッドクリアランスを常に一定に維持すること
ができる。

【００２６】一方、電動ディスクブレーキ１を駐車ブレ
ーキとして使用する場合は、運転者が駐車ブレーキレバ
ー（図示せず）を操作して、コントロールケーブル（図
示せず）を介して、戻しばね29のばね力に抗してレバー
27を回動させると、カム25が回転し、カム面25a がロッ
ド26を介して、プッシュロッド36を押圧して摩擦パッド
７側へ移動させる。プッシュロッド36は、調整機構24の
ねじ伝動機構Ｂを介して調整ナット31を摩擦パッド７側
へ押圧する。

【００２７】このとき、調整ナット31の摩擦面31a がピ
ストン４の摩擦面30a に押しつけられて調整ナット31の
回転が規制されるので、ねじ伝動機構Ｂによる直線運動
から回転運動への変換は行われず、プッシュロッド36の
押圧力が調整ナット31を介してピストン４に伝達され
る。ここで、ボールねじ機構Ａは、ピストン４の直線運
動をナット部材11の回転運動に変換することができるの
で、ピストン４がナット部材11を回転させながら前進し
てパッド７，８をディスクロータ３に押しつけて制動力
を発生させる。

【００２８】そして、駐車ブレーキレバーの操作を解除
すると、戻しばね29のばね力によってレバー27が回動し
てカム25が原位置に復帰し、ディスクロータ３の面振れ
等によって摩擦パッド８，７が蹴られ、ピストン４と共
に調整ナット31およびプッシュロッド36が後退して、所
定のパッドクリアランスを生じさせる。

【００２９】次に、駐車ブレーキ機構22の調整機構24の
作用について説明する。

【００３０】サービスブレーキとしての作動時には、調
整ナット31は、通常、ピストン４と共に、調整機構24の
ねじ伝動機構Ｂのバックラッシュの範囲内で移動する。
摩擦パッド７，８の摩耗によって、制動時のピストン４
の移動量がバックラッシュの範囲を超えると、調整ナッ
ト31は、バックラッシュ分を移動した後、回転してプッ
シュロッド36との合計軸方向長さを増大させながらピス
トン４の移動に追従する。

【００３１】このとき、調整ナット31の大径部32とスナ
ップリング33との間に介装された弾性リング33が圧縮さ
れ、調整ナット31の摩擦面31a がピストン４側の摩擦面
30aから離間して、鋼球34の転動によって調整ナット31
の回転が許容される。なお、弾性リング33を省略し、代
わりに、大径部32とスナップリング33との間に所定の隙
間を設けることもでき、このようにした場合、その隙間
によって調整ナット31の摩擦面31a がピストン４側の摩
擦面30a から離間することになる。

【００３２】そして、制動解除時に、ピストン４ととも
に調整ナット31がバックラッシュ分だけ後退してパッド
クリアランスを確保する。このようにして、サービスブ
レーキとしての作動によって、駐車ブレーキ機構22のパ
ッドクリアランスを自動的に調整することができる。

【００３３】以上のように、電動ディスクブレーキ１
は、モータ17に通電することなく駐車ブレーキとして使
用することができるので、バッテリの負担を軽減するこ
とができ、また、電気系統の故障時においても、駐車ブ
レーキを作動および解除することができる。

【００３４】次に、本発明の第２実施形態について、図
２を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上記第
１実施形態に対して、ピストン４に戻しばねを設けたこ
と以外は、概して同様の構造であるから、以下、図１お
よび図３に示すものと同様の部分には同一の符号を付し
て、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

【００３５】第２実施形態に係る電動ディスクブレーキ
42では、ピストン４の一端部にばね受け43が取付けられ
ており、このばね受け43とフロントハウジング16に固定
されたばね受け44との間に戻しばね45（圧縮ばね）が介
装されている。

【００３６】このように構成したことにより、駐車ブレ
ーキの制動を解除した際に、戻しばね45のばね力によっ
てピストン４を強制的に後退させてパッドクリアランス
を確保することができる。

【００３７】なお、上記第１および第２実施形態では、
ピストン４とナット部材11との間のねじ伝動機構とし
て、一例としてボールねじ機構Ａを利用しているが、本
発明はこれに限らず、回転運動と直線運動とを相互に変
換可能なものであれば、滑りねじ伝動機構あるいは他の
転がりねじ伝動機構を用いることもできる。

【００３８】また、上記実施形態では、モータ17および
ロータリエンコーダ20を用いて制動力およびパッドクリ
アランスを制御しているが、本発明はこれに限らず、ピ
ストンの推力または変位量およびパッドクリアランスを
制御できるものであれば他の電気モータを用いることも
できる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、電気モ
ータの回転運動とピストンの直線運動とを相互に変換可
能なねじ伝動機構を有する電動ディスクブレーキにおい
て、第１部材と第２部材と調整機構とを備えた駐車ブレ
ーキ機構を設けたことにより、電気モータに通電して、
サービスブレーキとして制動および解除を行うことがで
き、また、手動操作によって第２部材を移動させること
により、駐車ブレーキとして制動および解除を行うこと
ができ、このとき、調整機構によってパッドクリアラン
スを調整することができる。その結果、電気モータに通
電することなく駐車ブレーキとして使用することができ
るので、バッテリの負担を軽減することができ、また、
電気系統の故障時においても、駐車ブレーキを作動およ
び解除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の電動ディスクブレーキ
の縦断面図である。

【図２】本発明の第２実施形態の電動ディスクブレーキ
の縦断面図である。

【図３】図１および図２の調整ナットの先端部付近の拡
大図である。

【符号の説明】

1,42 電動ディスクブレーキ ３ ディスクロータ ４ ピストン 7,8 摩擦パッド 17 モータ（電気モータ） 22 駐車ブレーキ機構 24 調整機構 31 調整ナット（第１部材） 36 プッシュロッド（第２部材） Ａ ボールねじ機構（ねじ伝動機構）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気モータの回転運動とピストンの直線
   運動とを相互に変換可能なねじ伝動機構を備え、前記電
   気モータの回転によってピストンを移動させることによ
   り、摩擦パッドをディスクロータに押圧して制動力を発
   生させるようにした電動ディスクブレーキにおいて、 前記ピストンとともに移動する第１部材と、駐車ブレー
   キ操作によって移動して前記第１部材を介して前記ピス
   トンに推力を付与して前記摩擦パッドを前記ディスクロ
   ータに押圧させる第２部材と、前記電気モータの回転に
   よる前記ピストンの移動時に前記第１部材と前記第２部
   材と間の相対位置を調整する調整機構とを備えた駐車ブ
   レーキ機構を設けたこと特徴とする電動ディスクブレー
   キ。