JP2000346109A - 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、曲げモーメ
ント荷重を発生させることなく倍力比を大きくするとと
もに、ブレーキパッドの引きずりを軽減する。 【解決手段】 キャリパ本体３に、第１および第２ボー
ルランプ機構11，12および電動モータ10を設ける。電動
モータ10のロータ19の回転を第１および第２ボールラン
プ機構11，12によって直線運動に変換して、ピストン25
および爪部４を介してブレーキパッド５，６を均等にデ
ィスクロータに押圧、離間することにより、制動力を発
生させ、また、引きずりを防止する。第１および第２ボ
ールランプ機構11のボール溝22，23，28，29の傾斜を小
さくすることにより、倍力比を大きくすることができ
る。また、ボール溝22，23，28，29を中央ディスク15、
第１および第２ディスク20，26の円周方向に沿って等間
隔に配置することにより、曲げモーメント荷重の発生を
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
力によって制動力を発生させる電動ディスクブレーキ装
置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、電動モータの出力によって
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】ドライブレーキ装置としては、例えば特開
昭60−206766号公報に開示されているように、電動モー
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、ピストンによってブレーキパッドをディス
クロータに押圧させることにより、制動力を発生させる
ようにした電動ディスクブレーキ装置がある。この種の
電動ディスクブレーキ装置は、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動モータの回
転を制御して、所望の制動力を得るようにしている。

【０００４】また、上記のような電動ディスクブレーキ
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
に基づいて電動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組み込むことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボールねじ機構を利用した電動ディスクブレーキ装
置では、次のような問題があった。ピストンの推力を大
きくして充分大きな制動力を得るためには、モータの出
力を大きくするか、あるいは、ボールねじ機構のリード
を小さくして倍力比を大きくする必要がある。ところ
が、モータの出力を大きくした場合、モータが大型化す
るとともに、消費電力が大きくなるという問題を生じ
る。一方、ボールねじのリードを小さくする場合は、ボ
ールの直径によって、小リード化にも限界があるため、
充分な効果が得られないという問題があった。

【０００６】そこで、ボールねじ機構のねじ溝を１ピッ
チ未満とすることにより、ボールの直径よりもリードを
小さく設定できるようにして、倍力比の増大を図ること
が考えられる。しかしながら、このようにした場合、ね
じ溝内でボールが循環しない構造となるので、ボールね
じ機構の作動を確保するためには、ねじ溝内にボールを
完全に充填せず、ボールが装入されていない領域を設け
る必要がある。このため、推力がねじ溝全体に均等に発
生しないため、モーメント荷重が発生することになり、
これらの支持部の強度を高める必要あり、重量が増大す
るとともに製造コストも高くなるという問題を生じる。
さらに、特殊なねじ構造であるため、加工コストも高く
なる。

【０００７】また、上記のような電動ディスクブレーキ
では、ボールねじ機構、モータ等の設置スペース上の制
約から、一方のブレーキパッドをディスクロータに押圧
させ、その反力によってキャリパを移動させて他方のブ
レーキパッドをディスクロータに押圧させるキャリパ浮
動型の構造がとられている。このため、推力発生機構か
ら爪部への推力の伝達経路の剛性を高める必要があり、
電動モータのケースが厚肉となって重量が増大するとい
う問題がある。さらに、キャリパ浮動型の構造では、制
動解除時に爪部側のブレーキパッドが戻りにくくなり、
ブレーキパッドの引きずりが生じやすいという問題があ
った。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、モーメント荷重を増大させることなく、倍力比
を大きくすることができ、また、推力伝達経路の剛性を
高めることができ、さらに、ブレーキパッドの引きずり
を防止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。

【０００９】

【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、請求項１の発明は、ディスクロータの両側に配置
される一対のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパ
ッドの一方に対向するピストンと、前記ディスクロータ
をまたいで前記一対のブレーキパッドの他方に対向する
爪部と、ロータを回転させる電動モータと、前記ロータ
の回転運動を直線運動に変換して前記ピストンを進退動
させる第１ボールランプ機構と前記ロータの回転運動を
直線運動に変換して前記爪部を進退動させる第２ボール
ランプ機構とを備えた電動ディスクブレーキであって、
前記第１および第２ボールランプ機構は、前記ロータと
ともに回転する中央ディスクと、該中央ディスクの一端
部に対向して配置されて前記ピストンに連結された第１
ディスクと、前記中央ディスクの他端部に対向して配置
されて前記爪部に連結された第２ディスクとを備え、前
記中央ディスク、第１および第２ディスクのそれぞれの
対向部に形成されたボール溝間にボールが介装されてい
ることを特徴とする。

【００１０】このように構成したことにより、電動モー
タによってロータを回転させると、第１および第２ボー
ルランプ機構がそれぞれピストンおよび爪部を移動さ
せ、ブレーキパッドをディスクロータに押圧、離間させ
て制動および制動解除を行う。このとき、第１および第
２ボールランプ機構の中央ディスク、第１および第２デ
ィスクのボール溝間に介装されたボールによって均等に
推力が伝達される。

【００１１】また、請求項２の発明は、ディスクロータ
の両側に配置される一対のブレーキパッドと、前記一対
のブレーキパッドの一方に対向させてキャリパ本体に設
けられたピストンと、前記キャリパ本体に固定され前記
ディスクロータをまたいで前記一対のブレーキパッドの
他方に対向する爪部と、前記キャリパ本体に設けられた
電動モータと、該電動モータのロータの回転運動を直線
運動に変換して前記ピストンを進退動させるボールラン
プ機構とを備えた電動ディスクブレーキであって、前記
ボールランプ機構は、前記ディスクロータと前記電動モ
ータとの間に配置されて前記キャリパ本体に固定された
固定ディスクと、前記ディスクロータと前記固定ディス
クとの間に配置されて前記ピストンに連結された可動デ
ィスクと、前記可動ディスクと前記固定ディスクとの対
向部に形成されたボール溝間に介装されたボールとを備
え、前記可動ディスクと前記電動モータのロータとが前
記固定ディスクの内側を通して連結されていることを特
徴とする。

【００１２】このように構成したことにより、電動モー
タによってロータを回転させると、ボールランプ機構の
可動ディスクがピストンを移動させ、一方のブレーキパ
ッドをディスクロータに押圧させ、その反力によって爪
部が他方のブレーキパッドをディスクロータに押圧させ
て制動力を発生させる。このとき、ボールランプ機構を
ディスクロータの近傍に配置することができ、ボールラ
ンプ機構から爪部への推力伝達経路の剛性を高めること
ができる。

【００１３】

【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。

【００１４】本発明の第１実施形態について図１ないし
図12を参照して説明する。図１ないし図３に示すよう
に、第１実施形態の電動ディスクブレーキ１は、車輪と
共に回転するディスクロータ２の一側（通常は車体に対
して内側）にキャリパ本体３が配置されており、キャリ
パ本体３には、ディスクロータ２を跨いで反対側まで延
びる爪部４が設けられている。ディスクロータ２の両
側、すなわち、ディスクロータ２とキャリパ本体３との
間および爪部４との間にそれぞれブレーキパッド５，６
が設けられている。ブレーキパッド５，６は、車体側に
固定されるキャリヤ７によってディスクロータ２の軸方
向に沿って移動可能に支持されており、キャリパ本体３
は、キャリヤ７によってスライドピン８を介してディス
クロータ２の軸方向に沿って移動可能に案内されてい
る。

【００１５】キャリパ本体３の略円筒状のハウジング９
内には、電動モータ10、第１ボールランプ機構11、第２
ボールランプ機構12、パッド摩耗補償機構13および回転
検出器14（例えばレゾルバ）が設けられ、また、円筒部
が一体に形成された中央ディスク15がボールベアリング
16によって回転可能に支持されている。ハウジング５の
後端部には、カバー17が装着されている。

【００１６】電動モータ10は、ハウジング９の内周部に
固定されたステータ18と、ステータ18の内周部に対向さ
せて中央ディスク15の円筒部15a の外周部に取付けられ
たロータ19とを備え、コントローラ（図示せず）からの
制御信号（電気信号）に応答してロータ19を所望角度だ
け回転させることができ、また、所望トルクで回転させ
られるようになっている。

【００１７】第１ボールランプ機構11は、中央ディスク
15と、中央ディスク15の一端面に対向するように設けら
れて中央ディスク15の円筒部15a 内に挿入される円筒部
20aが一体に形成された第１ディスク20と、これらの間
に介装されたボール21（鋼球）とから構成されている。

【００１８】図４に示すように、中央ディスク15および
第１ディスク20の互いの対向面には、それぞれ円周方向
に沿って円弧状に延びる３つボール溝22，23が形成され
ている。３つのボール溝22，23は、それぞれ等しい中心
角（例えば90°）の範囲で延ばされて等間隔に配置され
ている。図５に示すように、各ボール溝22，23は、一端
部の最深部ａから他端部の最浅部ｂまでΔｈの高低差を
もって同方向に傾斜されている。また、中央ディスク15
の各ボール溝22と第１ディスク20の各ボール溝23とは、
原位置において、それぞれ最深部ａどうしが対向するよ
うに配置され、これらの最深部ａの間のそれぞれにボー
ル21が装入されている。これにより、中央ディスク15が
第１ディスク20に対して回転すると、ボール21がボール
溝22，23内を最浅部ｂ側へ向かって転動して、回転角度
に応じて第１ディスク20が中央ディスク15から離間する
方向へ軸方向に沿って移動するようになっている。

【００１９】そして、第１ディスク20は、ブレーキパッ
ド５の裏金との間にピン24が挿通されてその回転が規制
されており、中央ディスク15がその原位置から時計回り
（図１の右方から見て時計回り、以下同じ）に回転した
とき、第１ディスク20が図１中の左方へ移動して、第１
ディスク20に取付けられたピストン25（後述）を介して
ブレーキパッド５をディスクロータ２に押圧するように
なっている。

【００２０】第２ボールランプ機構12は、中央ディスク
15と、中央ディスク15の他端面に対向するように設けら
れて中央ディスク15および第１ディスク20の周囲を取り
囲む円筒部26a が一体的に結合された第２ディスク26
と、これらの間に介装されたボール27（鋼球）とから構
成されている。

【００２１】図６に示すように、中央ディスク15および
第２ディスク26の互いの対向面には、それぞれ円周方向
に沿って円弧状に延びる３つボール溝28，29が形成され
ている。上記第１ボールランプ機構11と同様、３つのボ
ール溝28，29は、それぞれ等しく中心角90°の範囲で延
ばされて等間隔に配置されている。図７に示すように、
各ボール溝28，29は、一端部の最深部ａから他端部ｂの
最浅部までΔｈの高低差をもって同方向に傾斜されてい
る。また、中央ディスク15の各ボール溝28と第２ディス
ク26の各ボール溝29とは、原位置において、それぞれ最
深部ａどうしが対向するように配置され、これらの最深
部ａの間のそれぞれにボール27が装入されている。これ
により、中央ディスク15が第２ディスク26に対して回転
すると、ボール27がボール溝28，29内を最浅部ｂ側へ向
かって転動して、回転角度に応じて第２ディスク26が中
央ディスク15から離間する方向へ軸方向に沿って移動す
るようになっている。

【００２２】第２ディスク26の円筒部26a には、爪部４
が一体に結合されており、ディスクロータ２の外周側に
おいて、爪部４に設けられた開口部31に第１ディスク20
から延出されたガイド部32が挿入され、爪部４に螺着さ
れた一対のスライドピン33をガイド部32に摺動可能に挿
通させて、第１ディスク20と爪部４および第２ディスク
26とが、ディスクロータ２の軸方向に沿って相対移動可
能に案内され、かつ、これらの相対回転が規制されてい
る。そして、中央ディスク15がその原位置から時計回り
に回転したとき、第２ディスク26が図１中の右方へ移動
して爪部４を介してブレーキパッド６をディスクロータ
２へ押圧するようになっている。なお、第１ディスク20
および第２ディスク26は、戻しばね手段（図示せず）に
よって中央ディスク15へ向かって付勢されている。

【００２３】次に、パッド摩耗補償機構13について説明
する。ピストン25は、第１ディスク20の円筒部20a の内
周面に形成されたねじ部36（調整ねじ）に螺合されて、
反時計回り（図１の右方から見た反時計回り、以下同
じ）に回転させるとブレーキパッド５側へ向かって前進
するようになっている。ピストン25の後端部には、円柱
状のスライド部材37がボルト38によって同心に一体的に
取付けられている。第１ディスク20の後端部には、中央
ディスク15内に回転可能に挿入された略円筒状の回動部
材39が板ばね40によって連結され、回動部材39内に、ス
ライド部材37が一方向クラッチ41を介して嵌合されてい
る。

【００２４】回動部材39は、図８に示すように、板ばね
40によって第１ディスク20に回転方向に弾性的に位置決
めされており、板ばね40の撓みによって第１ディスク20
に対して所定の相対回転が許容されている。一方向クラ
ッチ41は、スライド部材37に対する回動部材39の時計回
りの回転のみを許容し、回動部材の反時計の回りの回転
に対してはスライド部材37を一体に回転させるようにな
っている。また、スライド部材37は、スプライン42によ
って一方向クラッチ41に結合されて、回動部材39および
一方向クラッチ41に対して軸方向に相対移動できるよう
なっている。

【００２５】回動部材39の後端面には、円周方向に沿っ
て所定の中心角の範囲を有する円弧状の係合溝43が形成
されている。中央ディスク15内には、回動部材39の後端
部に対向する略円筒状のリテーナ44が取付けられてい
る。リテーナ44には、回動部材39の係合溝43に挿入され
る係合ピン45が取付けられている。そして、中央ディス
ク15と第１ディスク20とが所定範囲内で相対回転する場
合には、係合ピン45が係合溝43内を移動し、中央ディス
ク15と第１ディスク20との相対回転が所定範囲を越える
と、係合ピン45が係合溝43の端部に当接して回動部材39
を回転させるようになっており、係合溝43と係合ピン45
とで中央ディスク15の所定範囲を越える回転変位のみを
伝達する伝達機構を構成している。

【００２６】回転検出器14は、カバー17に取付けられた
ブラケット46に固定子47が取付つけられ、固定子47に半
径方向に対向させてリテーナ44に回転子49が取付けられ
ており、固定子47に対する回転子49の回転に応じて生じ
る起電力または出力周波数に基づいて中央ディスク15の
回転変位すなわち電動モータ10のロータ19の回転変位を
検出できるようになっている。

【００２７】以上のように構成した第１実施形態の作用
について次に説明する。

【００２８】制動時には、コントローラ（図示せず）か
らの制御信号を受けて電動モータ10のロータ19すなわち
中央ディスク15が時計方向に回転すると、第１および第
２ボールランプ機構11，12のボール21，27が、それぞれ
溝22，23および溝28，29に沿って転動して、第１ディス
ク20および第２ディスク26を中央ディスク15の軸方向に
関して相反する方向（中央ディスク15から離間する方
向）へ移動させ、ピストン25および爪部４によってブレ
ーキパッド５，６をディスクロータ２へ押圧させて制動
力を発生させる。そして、ブレーキパッド５，６に作用
する回転力をキャリヤ７で支持し、また、キャリパ本体
３がキャリヤ７のスライドピン８に沿って移動すること
により、ディスクロータ２の両側の摺動面の振れや、制
動前におけるディスクロータ２に対する各ブレーキパッ
ド５，６の離間距離（制動時の始動位置となる）の誤差
を吸収する。回転検出器14によって検出した中央ディス
ク15の回転変位に基づいて制動力を制御することができ
る。

【００２９】中央ディスク15の回転角θと、第１、第２
ディスク20，26の軸方向変位δおよびボール21，27の位
置との関係を図９ないし図11に示す。図９は、中央ディ
スク15の回転角θが０°で、第１、第２ディスク20，26
の軸方向変位δが０のとき状態を示し、図10は、回転角
θ＝90°で、軸方向変位δがΔＬ／２＋ΔＬ／２となっ
た状態を示し、図11は、回転角θが 180°（最大回転
角）で、軸方向変位δがΔＬ＋ΔＬ（最大変位）となっ
た状態を示す。

【００３０】このとき、第１および第２ボールランプ機
構11，12は、回転運動を直線運動に変換するが、ボール
溝22，23およびボール溝28，29の傾斜を小さくすること
により、回転変位に対するリードを充分小さく設定する
ことができるので、倍力比が大きくすることができ、電
動モータ10の出力が小さくてすみ、消費電力の低減およ
びモータの小型化を図ることができる。

【００３１】また、中央ディスク15と第１、第２ディス
ク22，23との対向部に、それぞれ３つのボール溝22，2
3，28，29を円周方向に沿って等間隔に配置したことに
より、これらの間で均等に推力が伝達されるので、モー
メント荷重が発生することがなく、ブレーキパッド５，
６を均等に押圧することができ、安定した制動力を得る
ことができる。これにより、中央ディスク15および第
１、第２ディスク22，23の支持部に作用するモーメント
荷重を軽減することができ、必要な強度が小さくてすむ
ので、各部の小型化および軽量化を図ることができる。

【００３２】さらに、第１および第２ボールランプ機構
11，12のボール溝22，23とボール溝28，29は、中央ディ
スク15の両側の同一円周上に配置されており、これらの
ボール溝22，23間およびボール溝28，29間にそれぞれ介
装されたボール21，27は、常時、中央ディスク15のディ
スク部を挟んで互いに同じ位置に配置されるので（図９
ないし図11参照）、制動時にブレーキパッド５，６を押
圧した際の反力によってボール21，27に作用する荷重を
中央ディスク15のディスク部の各ボール22，23間で挟ま
れた部分で直接支持することができる。これにより、中
央ディスク15には、ボール22，23からの圧縮力のみが作
用し、モーメント荷重等が作用することがないので、充
分な支持剛性を得ることができ、必要な強度が小さくて
すむので、各部の小型化および軽量化を図ることができ
る。

【００３３】また、ディスクロータ２の両側のブレーキ
パット５，６を駆動するための第１および第２ボールラ
ンプ機構11，12をディスクロータ２に隣接して配置し、
その外側に電動モータ10を配置したことにより、第１お
よび第２ボールランプ機構11，12とブレーキパッド５，
６との距離を充分近づけることができ、こららの間で推
力を伝達する爪部４および円筒部26a の剛性が得やすく
なるので、必要な強度が小さくてすみ、各部の小型軽量
化を図ることができる。

【００３４】制動解除時には、電動モータ10を逆回転さ
せ、中央ディスク15を反時計回りに元の位置まで回転さ
せると、戻しばね手段のばね力によって第１ディスク20
および第２ディスク26とともにピストン25および爪部４
が後退して、ディスクロータ２からブレーキパッド５，
６が離間して制動が解除される。このとき、第１および
第２ボールランプ機構11，12の規制によって、ピストン
25および爪部４を同じ距離だけ後退させるので、両側の
ブレーキパッド５，６をディスクロータ２から均等に離
間させることができ、ブレーキパッド５，６の引きずり
を軽減することができる。

【００３５】次に、パッド摩耗補償機構13の作用につい
て図12を参照して説明する。ブレーキパッド５，６の摩
耗がない場合、または、後述する摩耗の調整が行われた
後には、中央ディスク15は、ブレーキパッド５，６の非
制動位置と制動位置との間で所定範囲を回動するので、
係合ピン45も係合溝43内において非制動位置（図12
（Ａ））と制動位置（図12（Ｂ））との間で所定範囲を
移動する。

【００３６】ブレーキパッド５，６が摩耗すると、制動
時に摩耗分だけ中央ディスク15の変位量が増大し、係合
ピン45が係合溝43の端部に当接して回動部材39を時計回
りに回転させる（図12（Ｃ））。このとき、一方向クラ
ッチ41は、スライド部材37に対する回動部材39の時計回
りの回転を許容するので、スライド部材37すなわちピス
トン25は回転しない。その後、制動が解除されて係合ピ
ン45が非制動位置へ移動するとき、回動部材39が反時計
回りに元の回転位置まで回転する。このとき、一方向ク
ラッチ41は、スライド部材37と回動部材39との相対回転
を阻止するので、回動部材39と共にスライド部材37すな
わちピストン25が反時計方向に回転して（図12
（Ｄ））、調整ねじ部36がブレーキパッド５，６の摩耗
分だけピストン25をブレーキパッド５へ向かって前進さ
せる。

【００３７】このようにして、ブレーキパッド５，６の
摩耗分だけピストン25を前進させるので、第１および第
２ボールランプ機構11，12のストロークが短くても、ブ
レーキパッド５，６の摩耗を補償することができ、ブレ
ーキパッドの長期間の使用を可能にすることができる。

【００３８】なお、上記実施形態では、中央ディスク1
5、第１および第２ディスク20，26の対向面に、それぞ
れ３つのボール溝22，23，28，29を設けているが、これ
に限らず、ボール溝は、円周方向に等間隔に４つ以上配
置することもでき、３つ以上のボール溝によって推力を
均等に伝達することができる。

【００３９】次に、本発明の第２実施形態について図13
ないし図18を参照して説明する。

【００４０】図13ないし図16に示すように、第２実施形
態の電動ディスクブレーキ50は、車輪（図示せず）とと
もに回転するディスクロータ51の一側（通常は車体に対
して内側）にキャリパ本体52が配置されており、キャリ
パ本体52には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ51
を跨いで反対側へ延びる爪部53がボルト53A によって一
体的に結合されている。ディスクロータ51の両側、すな
わち、ディスクロータ51とキャリパ本体52との間および
爪部53の先端部との間に、それぞれブレーキパッド54，
55が設けられている。ブレーキパッド54，55は、車体側
に固定されるキャリヤ56によってディスクロータ51の軸
方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャ
リヤ56で受けるようになっており、また、キャリパ本体
52は、キャリヤ56に取付けられたスライドピン57によっ
てディスクロータ51の軸方向に沿って摺動可能に案内さ
れている。

【００４１】爪部53の環状のフランジ部53B が結合され
たキャリパ本体52の略円筒状のケース58内には、電動モ
ータ59および回転検出器60が設けられ、ボールランプユ
ニット61が爪部53の環状のフランジ部53B 側から電動モ
ータ59のロータ62内に挿入されている。ケース58の後端
部には、カバー63がボルト63A によって取付けられてい
る。

【００４２】電動モータ59は、ケース58の内周部に固定
されたステータ64と、ステータ64の内周部に対向させて
ケース58に滑り軸受65，66によって回転可能、かつ、軸
方向に移動可能に支持されたロータ62とを備えている。
回転検出器60は、ケース52にボルト67A によって取付け
られたレゾルバケース67に固定されたレゾルバステータ
68と、レゾルバステータ68に対向させてロータ62に固定
されたレゾルバロータ69とを備え、これらの相対回転に
基づいてロータ62の回転数（回転速度）検出するもので
ある。カバー63には、電動モータ59および回転検出記60
に接続されるコネクタ70およびケーブル71が取付けられ
ており、電動モータ59は、コントローラ（図示せず）か
らの制御信号（電気信号）に応答してロータ62を所望ト
ルクで所望角度だけ回転させられるようになっている。
コネクタ70およびケーブル71は、当該車両のサスペンシ
ョン装置のアーム、リンク、ナックル、ストラット等の
部材との干渉を避けるため、ディスクロータ51の軸方向
に対して傾斜されて、その径方向外側へ延ばされてい
る。

【００４３】ボールランプユニット61は、電動モータ59
のロータ62の回転運動を直線運動に変換するボールラン
プ機構72と、ブレーキパッド54を押圧するピストン73
と、これらの間に介装される調整ナット74と、ボールラ
ンプ機構72の回転を調整ナット74に伝達するリミッタ機
構75とを備えている。

【００４４】ボールランプ機構72は、爪部53のフランジ
部53B に当接し、ピン76によって回転しないように固定
された環状の固定ディスク77と、固定ディスク77に対向
させて配置された可動ディスク78と、これらの間に介装
されたボール79（鋼球）とから構成されている。可動デ
ィスク78には、固定ディスク77に挿通されてケース58の
内部まで延びる円筒部80が一体に形成されている。円筒
部80は、ロータ62の内周部にスプライン結合されてお
り、これらのスプライン結合部80A は、軸方向の摺動
性、寸法公差および組付性を考慮して回転方向および径
方向に所定の遊びが設けられている。

【００４５】上記第１実施形態の第２ボールランプ機構
と同様に、固定ディスク77および可動ディスク78の互い
の対向面には、それぞれ円周方向に沿って円弧状に伸び
る３つのボール溝81，82が形成され、これらの間にボー
ル79が装入されており、固定ディスク77と可動ディスク
78との相対回転によって、３つのボール79がボール溝8
1，82内を転動して回転角度に応じて固定ディスク77と
可動ディスク78とが軸方向に相対移動するようになって
いる。

【００４６】調整ナット74は、円筒部83およびその一端
部の外側に形成されたフランジ部84からなり、円筒部83
が可動ディスク78の円筒部80に挿通され、滑り軸受85に
よって回転可能に支持され、フランジ部84が可動ディス
ク78の一端部に当接してスラスト軸受86によって回転可
能に支持されている。調整ナット74の円筒部83は、ケー
ス58内のロータ62の内部まで延ばされ、その先端部外周
にリミッタ機構75が装着されている。

【００４７】リミッタ機構75は、調整ナット74の円筒部
83の先端部外周にリミッタ87およびスプリングホルダ88
が回転可能に外嵌され、これらがコイルスプリング89に
よって互いに連結されている。リミッタ87とスプリング
ホルダ88とは、所定の範囲で相対回転できるように互い
に係合され、コイルスプリング89によって回転方向に対
して所定のセット荷重が付与されており、リミッタ87を
スプリングホルダ89に対して、コイルスプリング89のセ
ット荷重に抗して時計回り（図13の左方から見て時計回
り、第２実施形態について以下同じ）に回転できるよう
になっている。リミッタ87に形成された係合凹部87A が
可動ディスク78の円筒部80の端部に形成された係合凸部
80B に係合されており、リミッタ87は、円筒部80に対し
て所定の範囲で相対回転できるようになっている。ま
た、調整ナット74の円筒部の先端部外周には、クラッチ
スプリング90（コイルスプリング）巻装され、その一端
部がスプリングホルダ89に結合されており、クラッチス
プリング90は、捩じりによる拡径および縮径によって一
方向クラッチとして作用し、スプリングホルダ89の時計
回りの回転のみを調整ナット74の円筒部83に伝達するよ
うになっている。

【００４８】ピストン73は、調整ナット74の内周部に形
成されたねじ部91に螺合されて、調整ナット74がピスト
ン73に対して時計回りに回転するとブレーキパッド54側
へ向かって前進するようになっている。調整ナット74の
円筒部83内には、一端がナット92A によってレゾルバケ
ース67に固定された回り止めロッド92が挿入され、回り
止めロッド92の他端側は、ピストン73に軸方向に摺動可
能に挿入され、かつ、回転を規制するように係合されて
いる。回り止めロッド92の中間部に形成されたフランジ
部93と調整ナット74の円筒部83内に形成されたフランジ
部94との間に、複数の皿ばね95が介装されており、その
ばね力によって調整ナット74が図13中の右方へ付勢され
ている。そして、ナット92A によって回り止めロッド92
の軸方向位置を移動させることにより、調整ナット74へ
の付勢力（皿ばね95のセット荷重）を調整できるように
なっている。

【００４９】ボールランプ機構72および調整ナット74お
よびピストン73には、これらを覆ってボールランプユニ
ット61を一体的にサブアセンブリするケース96が装着さ
れており、ケース96の前端側のフランジ部と調整ナット
74のフランジ部84との間に、調整ナット74の回転に対し
て適度な抵抗を付与するウェーブワッシャ97が介装され
ている。なお、図中、符号98はピストンブーツ、99はピ
ンブーツである。

【００５０】以上のように構成した第２実施形態の作用
について次に説明する。

【００５１】制動時には、コントローラ（図示せず）か
らの信号に応じて電動モータ59のロータ62が所定のトル
クで時計回りに回転すると、スプライン結合部を80A を
介してボールランプ機構72の可動ディスク78が回転し、
ボール79がボール溝81，82に沿って転動して可動ディス
ク78を軸方向に沿ってブレーキパッド54側へ前進させ
る。この推力がスラスト軸受86を介して調整ナット74に
伝達され、さらに、ねじ部91を介してピストン73に伝達
されて、一方のブレーキパッド54をディスクロータ51に
押圧させ、その反力によってキャリパ本体52がキャリヤ
56のスライドピン57に沿って移動して、爪部53が他方の
ブレーキパッド55をディスクロータ51に押圧させ、電動
モータ59のトルクに応じて制動力が発生する。

【００５２】このとき、上記第１実施形態と同様、ボー
ルランプ機構72のボール溝81，82の傾斜を小さくするこ
とにより、回転変位に対するリードを充分小さく設定す
ることができるので、倍力比が大きくすることができ、
電動モータ59の出力が小さくてすみ、消費電力の低減お
よびモータの小型化を図ることができる。また、固定デ
ィスク77および可動ディスク78のそれぞれに３つのボー
ル溝81，82を円周方向に沿って等間隔に配置したことに
より、これらの間で均等に推力が伝達されるので、曲げ
モーメント荷重が発生することがなく、ブレーキパッド
54，55を均等に押圧することができ、安定した制動力を
得ることができる。これにより、固定ディスク77および
可動２ディスク78の支持部に作用する曲げモーメント荷
重を軽減することができ、必要な強度が小さくてすむの
で、各部の小型化および軽量化を図ることができる。

【００５３】また、ディスクロータ２の両側のブレーキ
パット５，６を駆動するためのボールランプ機構72をデ
ィスクロータ51に隣接して配置して略Ｃ字形の爪部53の
内側に固定し、その外側に電動モータ59を配置したこと
により、ボールランプ機構72とブレーキパッド５，６と
の距離を充分近づけることができ、爪部53によって推力
を直接伝達することができる。これにより、電動モータ
59のケース58が制動時の荷重を直接受けることがないの
で、ケース58の薄肉化や軽量材料の使用が可能となり、
軽量化および電動モータ59の放熱性を促進することがで
きる。また、制動時の反力がロータ62の軸受部に直接作
用しないので、電動モータ59の軸受部の構造を簡略化す
ることができる。

【００５４】制動解除時には、電動モータ59を逆回転さ
せ、可動ディスク78を反時計回りに元の位置まで回転さ
せると、さらばね95のばね力によって可動ディスク78、
調整ナット74およびピストン73が後退し、ブレーキパッ
ド54，55がディスクロータ51から離間して制動が解除さ
れる。

【００５５】次に、ブレーキパッド54，55の摩耗の補償
について図17および図18を参照して説明する。なお、ピ
ストン73とブレーキパッド54および爪部53とブレーキパ
ッド55の相対位置関係は同様であるから、図17および図
18には、ピストン73とブレーキパッド54との関係のみを
示す。

【００５６】ブレーキパッド54の摩耗がない場合、また
は、後述する摩耗の調整が行われた後には、図17に示す
ように、制動時に、ロータ62の回転によってピストン73
が非制動位置（Ａ）からパッドクリアランスＣだけ前進
してブレーキパッド54がディスクロータ51に当接する制
動開始位置（Ｂ）へ移動すると、可動ディスク78の円筒
部80の係合凸部80B がリミッタ87の係合凹部87A に沿っ
て回転して係合凹部80B の一端部から他端部へ移動す
る。さらに、ピストン73がブレーキパッド54をディスク
ロータ51に押圧して制動位置（Ｄ）へ移動すると、係合
凸部80B がリミッタ87を時計回りに回転させ、その回転
力がコイルスプリング89およびクラッチスプリング90を
介して調整ナット74に伝達される。このとき、ピストン
73がブレーキパッド５を押圧しており、ピストン73と調
整ナット74との間のねじ部91に大きな摩擦力が生じてい
るため、コイルスプリング89が撓んで調整ナット74は回
転しない。そして、制動解除時に、可動ディスク78の逆
回転によってピストン73が非制動位置（Ａ）まで後退す
る際、係合凸部80B が係合凹部80B の一端部に当接して
リミッタ62およびスプリングホルダ88を反時計回りに回
転させるが、クラッチスプリング90が拡径して空転する
ため、ピストン73は回転しない。このようにして、パッ
ドの摩耗は調整されず、一定のパッドクリアランスが維
持される。

【００５７】ブレーキパッド54が摩耗した場合、図18に
示すように、制動時に、ロータ62の時計回りの回転によ
ってブレーキパッド54が非制動位置（Ａ）からパッドク
リアランスＣの分だけ位置（Ｂ）まで移動し、係合凸部
80B が係合凹部87A の一端部から他端部へ移動しても、
摩耗分Ｗによってピストン73はブレーキパッド54を押圧
しない。ロータ62がさらに回転すると、可動ディスク78
および調整ナット74がディスクロータ51側へ位置（Ｄ）
まで前進してピストン73がブレーキパッド54をディスク
ロータ51に当接させる。この間、係合凸部80B がリミッ
タ87を時計回りに回転させ、その回転力がコイルスプリ
ング89およびクラッチスプリング90を介して調整ナット
74に伝達されるが、ピストン73がブレーキパッド54を押
圧しておらず、ピストン73と調整ナット74との間のねじ
部91に大きな摩擦力が生じていないため、調整ナット74
が時計回りに回転してピストン73をブレーキパッド54側
へさらに前進させてパッドの摩耗を調整する。そして、
ピストン73がブレーキパッド54をディスクロータ51に押
圧させる位置（Ｅ）まで移動する際には、ピストン73と
調整ナット74との間のねじ部91に大きな摩擦力が生じ、
コイルスプリング89に撓みが生じて調整ナット74の回転
が停止する。そして、制動解除時に、ロータ62の反時計
回りの回転よってピストン73が非制動位置（Ａ）まで後
退すると、係合凸部80B が係合凹部87A の一端部に当接
してリミッタ87を反時計回りに回転させるが、クラッチ
スプリング90が拡径して空転するため、調整ナット74は
回転しない。このようにして、摩耗によって生じた非制
動位置におけるブレーキパッド54とピストン73との隙間
Ｗは、Ｗ′まで減じることになり、ブレーキパッド54の
摩耗分の内の一定の割合だけ１回の動作でピストン73を
調整ナット74からブレーキパッド54側へ前進させること
ができる。これを繰り返すことにより、パッドの摩耗調
整を行うことができ、上記第１実施形態と同様の効果を
奏することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明の
電動ディスクブレーキによれば、第１および第２ボール
ランプ機構によって、ピストンおよび爪部を移動させて
両側のブレーキパッドをディスクロータに均等に押圧、
離間させることができるので、ブレーキパッドの引きず
りを防止することができる。また、第１および第２ボー
ルランプ機構の中央ディスク、第１および第２ディスク
のボール溝間に介装されたボールによって均等に推力を
伝達することができるので、これらの支持部に作用する
曲げモーメント荷重を軽減することができる。

【００５９】また、請求項２の発明の電動ディスクブレ
ーキによれば、ボールランプ機構をディスクロータの近
傍に配置して、ボールランプ機構の推力を爪部に直接伝
達することができるので、電動モータのケースが制動時
の荷重を直接受けることがなく、ケースの薄肉化や軽量
材料の使用が可能となり、軽量化および電動モータの放
熱性を促進することができる。また、制動時の反力がロ
ータの軸受部に直接作用しないので、電動モータの軸受
部の構造を簡略化することができる。

【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】図１の装置の平面図である。

【図３】図１の装置の側面図である。

【図４】図１の装置の第１ボールランプ機構のボール溝
の配置を示す正面図である。

【図５】図４のボール溝のＢ−Ｂ線による断面図であ
る。

【図６】図１の装置の第２ボールランプ機構のボール溝
の配置を示す正面図である。

【図７】図６のボール溝のＣ−Ｃ線による断面図であ
る。

【図８】図１のＡ−Ａ線による第１ディスクの円筒部お
よび回動部材の縦断面図である。

【図９】中央ディスクの回転角が０°のときの第１、第
２ディスクの軸方向変位、ボール溝およびボールの位置
を示す図である。

【図１０】中央ディスクの回転角が90°のときの第１、
第２ディスクの軸方向変位、ボール溝およびボールの位
置を示す図である。

【図１１】中央ディスクの回転角が 180°のときの第
１、第２ディスクの軸方向変位、ボール溝およびボール
の位置を示す図である。

【図１２】図１の装置のパッド摩耗補償機構の作動を示
す説明図である。

【図１３】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１４】図13の装置を一部破断して示す側面図であ
る。

【図１５】図13の装置を一部破断して示す平面図であ
る。

【図１６】図13の装置を一部破断して示す正面図であ
る。

【図１７】図13の装置のパッド摩耗補償機構のパッドが
摩耗がない場合の作動を示す説明図である。

【図１８】図13の装置のパッド摩耗補償機構のパッドが
摩耗した場合の作動を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 電動ディスクブレーキ ２ ディスクロータ ４ 爪部 10 電動モータ 11 第１ボールランプ機構 12 第２ボールランプ機構 15 中央ディスク 19 ロータ 20 第１ディスク 22,23,28,29 ボール溝 21,27 ボール 25 ピストン 26 第２ディスク 50 電動ディスクブレーキ 51 ディスクロータ 52 キャリパ本体 53 爪部 54,55 ブレーキパッド 59 電動モータ 62 ロータ 72 ボールランプ機構 73 ピストン 77 固定ディスク 78 可動ディスク 79 ボール

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA63 AA73 AA78 AA87 BA16 BA37 BA62 BA63 BA68 CC15 CC25 CC35 CC58 FA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクロータの両側に配置される一対
   のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの一方
   に対向するピストンと、前記ディスクロータをまたいで
   前記一対のブレーキパッドの他方に対向する爪部と、ロ
   ータを回転させる電動モータと、前記ロータの回転運動
   を直線運動に変換して前記ピストンを進退動させる第１
   ボールランプ機構と前記ロータの回転運動を直線運動に
   変換して前記爪部を進退動させる第２ボールランプ機構
   とを備えた電動ディスクブレーキであって、 前記第１および第２ボールランプ機構は、前記ロータと
   ともに回転する中央ディスクと、該中央ディスクの一端
   部に対向して配置されて前記ピストンに連結された第１
   ディスクと、前記中央ディスクの他端部に対向して配置
   されて前記爪部に連結された第２ディスクとを備え、前
   記中央ディスク、第１および第２ディスクのそれぞれの
   対向部に形成されたボール溝間にボールが介装されてい
   ることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
2. 【請求項２】 ディスクロータの両側に配置される一対
   のブレーキパッドと、前記一対のブレーキパッドの一方
   に対向させてキャリパ本体に設けられたピストンと、前
   記キャリパ本体に固定され前記ディスクロータをまたい
   で前記一対のブレーキパッドの他方に対向する爪部と、
   前記キャリパ本体に設けられた電動モータと、該電動モ
   ータのロータの回転運動を直線運動に変換して前記ピス
   トンを進退動させるボールランプ機構とを備えた電動デ
   ィスクブレーキであって、 前記ボールランプ機構は、前記ディスクロータと前記電
   動モータとの間に配置されて前記キャリパ本体に固定さ
   れた固定ディスクと、前記ディスクロータと前記固定デ
   ィスクとの間に配置されて前記ピストンに連結された可
   動ディスクと、前記可動ディスクと前記固定ディスクと
   の対向部に形成されたボール溝間に介装されたボールと
   を備え、前記可動ディスクと前記電動モータのロータと
   が前記固定ディスクの内側を通して連結されていること
   を特徴とする電動ディスクブレーキ。