ディスクブレーキ装置
【課題】従来の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて部品点数の削減と構造の簡素化を図ることができると共に、出力の小さな駆動手段であっても十分な制動力を得ることのできるディスクブレーキ装置を提供する。
【解決手段】ディスクロータと、前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータ６２と、ランプロータ６２における他方の面に対向させて配置されるランプステータ８４と、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４にはめ込まれるボール８２と、ランプロータ６２を前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させるモータとを有するランプユニット６０とを備え、ランプ溝６４は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とする。
【解決手段】ディスクロータと、前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータ６２と、ランプロータ６２における他方の面に対向させて配置されるランプステータ８４と、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４にはめ込まれるボール８２と、ランプロータ６２を前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させるモータとを有するランプユニット６０とを備え、ランプ溝６４は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクブレーキ装置に係り、特にディスクロータ摺動面の複数個所に摩擦材を押し当てる構造のディスクブレーキ装置であり、かつ制御形態を電動としたディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクロータにおける摺動面の複数個所に摩擦材を押し当てる構造のディスクブレーキ装置としては、例えば特許文献１に開示されているディスクブレーキ装置のような構造を挙げることができる。特許文献１に開示されているディスクブレーキ装置は、流体圧（実施形態においては空気）により制動力を得る構造のものであり、ディスクロータを挟み込むように一対のハウジングが配置されている。ハウジングにはそれぞれ、ディスクロータの摺動面に倣うように複数、互いに対向位置となるようにシリンダが配置され、各シリンダには直列的に流体挿通配管が接続されている。シリンダ内にはそれぞれ、流体圧で作動するピストンが配置され、各ピストンに対して摩擦材が備えられている。このような構造のディスクブレーキ装置では、流体挿通配管に圧力流体が供給されることにより、シリンダからディスクロータ側へピストンが押出され、ピストンにより支持された摩擦材がディスクロータを挟持することにより制動力を生じさせる。
【０００３】
このような構成のディスクブレーキでは、特許文献１に開示されているような、圧縮性流体である空気を圧力流体として使用することは困難である。また、圧力流体として一般的な作動油を使用した場合にはエア抜きなどの作業を行う必要があると共に、電動化が進む自動車産業の中、作動油等の廃棄、回収についても、検討が必要とされてきている。
【０００４】
このような観点を視野に入れ、特許文献２に開示されているようなディスクブレーキ装置が提案されている。特許文献２に開示されているディスクブレーキ装置は、アウタ側とインナ側の二枚１対で構成されるロータを備える。対を成すロータ間には、ランプ機構が介在されており、アウタ側またはインナ側のいずれか一方のロータを回動させることにより、ロータ幅を拡幅させる。対を成すロータの外周上には、ロータを跨いで配置されたキャリパと、このキャリパに対してロータを挟み込むように取り付けられた摩擦材が設けられている。このため、ロータ幅が拡幅することにより、ロータの摺動面は摩擦材に押し当てられることとなり、制動力を生じさせる。なお、ロータの拡幅動作、すなわち、いずれか一方のロータの回動は、超音波モータによって成す旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−２７５３０号公報（４頁左欄３１行−４頁右欄３１行、図１、図２））
【特許文献２】特開平８−３１２６９３号公報（段落００１１−００１８、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されているようなディスクブレーキ装置によれば、確かに作動油等の圧力流体を用いることなく制動力を得ることのできるディスクブレーキ装置を提供することが可能となる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されているような構成のディスクブレーキ装置では、大きな制動力（大きな摩擦力）を得ようとする場合には、対を成すロータのいずれか一方を回動させる役割を担うモータを高出力化する必要が生ずる。このため、装置の小型化や低消費電力化に対する課題が生ずることとなる。
【０００８】
そこで本発明では、上記課題を解決し、従来の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて部品点数の削減と構造の簡素化を図ることができると共に、出力の小さな駆動手段であっても十分な制動力を得ることのできるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータと、前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータと、前記ランプロータにおける他方の面に対向させて配置されるランプステータと、前記ランプロータと前記ランプステータとの間に介在され、前記ランプロータの前記他方の面に設けられたランプ溝にはめ込まれるボールと、前記ランプロータを前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させる駆動手段とを有するランプユニットとを備え、前記ランプ溝は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置において前記ランプ溝は、前記ディスクロータの回転方向と同一方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成も有することが望ましい。このような構成とすることにより、車軸（ディスクロータ）が、どちらの方向に回転している場合であっても、制動時にサーボ効果を生じさせることが可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記ランプ溝は前記ランプロータ上に複数設けられ、前記ボールは、複数の前記ランプ溝のそれぞれに対応して設けられると共に、複数の前記ボールを回転可能に連結支持する支持部材を備えるようにすると良い。このような構成とすることにより、ボールがランプ溝から脱落したり、一部のボールの動きが不均一となることにより、ランプロータに傾きが生ずるといった虞がなく、ランプロータをディスクロータに平行に押出すことが可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記ランプユニットと前記ディスクロータとの隙間を調整するアジャスタ機構を備えるようにすることが望ましい。ブレーキパッドの摩耗によりディスクロータとランプユニットとの隙間が広がると、ブレーキ動作開始から制動力が生ずるまでのタイムラグが大きくなる虞がある。これに対してアジャスタ機構を備えるようにすることで、前記隙間を適正値に調整することが可能となる。
【００１３】
さらに、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置において、前記アジャスタ機構は、前記ランプステータに設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するアジャスタナットと、前記アジャスタナットの外周上に設けられたワンウェイギアに噛合うアジャスタレバーとを有し、前記アジャスタレバーは、前記ランプロータの回動により動作する構成とすることが望ましい。このような構成とすることにより、アジャスタ機構は、ランプロータの回動に伴って自動で動作することとなる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置によれば、従来の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて部品点数の削減と構造の簡素化を図ることができる。また、ランプ機構を介したサーボ効果により、出力の小さな駆動手段を用いた場合であっても十分な制動力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｄ断面、Ａ′−Ｄ′断面を示す図である。
【図３】ディスクブレーキ装置をアウタ側から見た分解斜視図である。
【図４】ディスクブレーキ装置をインナ側から見た分解斜視図である。
【図５】ランプユニットとモータとの関係を示す分解斜視図である。
【図６】ランプユニットとブレーキパッドとの関係を示す分解斜視図である。
【図７】アウタ側から見た、ランプユニットの詳細な分解斜視図である。
【図８】インナ側から見た、ランプユニットの詳細な分解斜視図である。
【図９】アジャスタ機構を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のディスクブレーキ装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、本実施形態のディスクブレーキ装置における各構成要素を説明するための図面について説明する。図１は、本実施形態に係るディスクブレーキ装置の斜視図であり、図１（Ａ）はアウタ側外観を示す斜視図、図１（Ｂ）はインナ側外観を示す斜視図である。図２は、ディスクブレーキ装置の断面構成を示す図であり、図２（Ａ）は図１（Ａ）におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ断面、図２（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′断面を示す。図３は、アウタ側から見たディスクブレーキ装置の分解斜視図である。図４は、インナ側から見たディスクブレーキ装置の分解斜視図である。図５は、ランプ機構とモータとの関係を示す分解斜視図である。図６は、ランプ機構とブレーキパッドとの関係を示す図であり、図６（Ａ）はアウタ側から見た場合の分解斜視図であり、図６（Ｂ）はインナ側から見た場合の分解斜視図である。図７、はインナ側から見たランプ機構の分解斜視図である。図８は、アウタ側から見たランプ機構の斜視図である。
【００１７】
本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０は、ハブ２０と、ディスクロータ３０、アウタハウジング４０、キャリパハウジング５０、ランプユニット６０、ボディハウジング１３０を有する。
【００１８】
ハブ２０は、図示しない車軸（ディスクロータ３０の回転軸）に固定され、車軸の回転力をディスクロータ３０に伝達する役割を担う部材である。ハブ２０は、リング状に構成された部材であり、中心の貫通孔に車軸を挿通させると共に、その外周部を車軸のフランジ部（不図示）などに固定することで、車軸の回転と共に回転することとなる。このため、ハブ２０には、固定孔２２が設けられる。また、ハブ２０の外周側には、円周状に肉厚部２４が設けられており、肉厚部２４には、均等な間隔で、ロータガイド２６が配置されている。ロータガイド２６は、ハブ２０の肉厚部２４のインナ側に螺合されるピンであり、詳細を後述するディスクロータ３０に対して車軸の回転力を伝達すると共に、ディスクロータ３０を車軸の軸方向へスライド自在に保持するための部材である。
【００１９】
ディスクロータ３０は、ハブ２０のインナ側に配置され、詳細を後述するブレーキパッド４２，６６により挟持されることで、車軸の回転力に制動力を付与する役割を担う部材である。ディスクロータ３０は、リング状に形成された部材であり、その外周側には、ブレーキパッド４２，６６を当接させるための摺動面３２ａ，３２ｂが備えられる。摺動面３２ａ，３２ｂの内周側には、上述したハブ２０に螺合・立設されたロータガイド２６に係合するための複数の切欠き部３４が設けられている。また、本実施形態に係るディスクロータ３０では、インナ側の摺動面３２ｂとアウタ側の摺動面３２ａとの間に、ロータ中心から放射状に配置された複数の孔３６を形成することで、制動時に生ずる熱の放熱性を高める構成としている。
【００２０】
アウタハウジング４０は、ディスクロータ３０のアウタ側に配置されるリング形状を成すハウジングであり、内周側には、上述したハブ２０が配置されることとなる。アウタハウジング４０の内面（インナ面）には、ディスクロータ３０の摺動面３２ａと対向する位置に、ディスクロータ３０の摺動面３２ａに沿って複数（本実施形態においては３つ）のブレーキパッド４２が配置されている。ブレーキパッド４２は、プレッシャプレート４２ａと、このプレッシャプレート４２ａの一方の面に貼付されたライニング４２ｂにより構成され、プレッシャプレート４２ａの他方の面に設けられたピン（不図示）を、アウタハウジングの内面に設けられた穴（不図示）に嵌合することで固定される。複数のブレーキパッド４２は、互いに均等な配置間隔となる角度を持って配置される。従って、本実施形態の場合、３つのブレーキパッド４２はそれぞれ１２０°の間隔を持って配置すれば良い。ディスクロータ３０を複数個所で押圧することとなる。このため、押圧箇所のバランスを採ることにより、ライニング４２ｂの片摩耗や鳴き、およびディスクロータ３０の変形等を防ぐことができる。
【００２１】
アウタハウジング４０の外面（アウタ面）には、複数のフィン４６を設けると共に複数の開口部４４を設けている。このような構成とすることで、制動時における摩擦によって生ずる熱の放熱性を向上させることができる。放熱効果を高めることにより、熱ダレによる制動力の低下や、部材の変形等を防止することができる。
【００２２】
キャリパハウジング５０は、ディスクロータ３０のインナ側に配置されるリング状を成すハウジングであり、詳細を後述するランプユニット６０を収容する役割を担う。また、上述したアウタハウジング４０と係合することで、ディスクロータ３０をハウジング間（アウタハウジング４０とキャリパハウジング５０の間）に収容することが可能となる。キャリパハウジング５０には、ランプユニット６０を構成するランプステータ８４を支持すると共にアウタハウジング４０との係合を図るための複数のハウジングボルト１４０が設けられると共に、ランプユニット６０を駆動させるための駆動手段であるモータ１２０を取り付けるための駆動手段取付部５２が設けられている。
【００２３】
なお、キャリパハウジング５０の外周面にも、アウタハウジング４０と同様に複数のフィン５４を設けることにより、ディスクブレーキ装置１０としての放熱効果を高めることができる。
【００２４】
ランプユニット６０は、ランプロータ６２、ランプステータ８４、ボールホルダ８０、モータ１２０、およびアジャスタナット９４を基本として構成される。
【００２５】
ランプロータ６２は、上述したディスクロータ３０のインナ側の摺動面３２ｂと対向して配置され、ディスクロータ３０に対する押圧力を生じさせる役割を担うリング状部材である。ランプロータ６２において、ディスクロータ３０と対向する一方の面には、ディスクロータ３０のインナ側の摺動面３２ｂに沿って配置される複数のブレーキパッド６６が設けられる。ブレーキパッド６６の配置位置は、上述したアウタハウジング４０に配置されたブレーキパッド４２と、ディスクロータ３０を介して対向する位置とすることが望ましい。このような配置形態とすることにより、ランプロータ６２を介して伝達される押圧力をアウタハウジング４０に設けられたブレーキパッド４２により確実に受けることができ、高い制動力を確保することができると共に、ライニング４２ｂ，６６ｂの片摩耗やディスクロータ３０の変形等を防止することができる。なお、ブレーキパッド６６の構成は、上述したブレーキパッド４２と同様に、プレッシャプレート６６ａとライニング６６ｂにより構成されており、プレッシャプレート６６ａに設けられたピン６６ｃをランプユニット６０に設けられた穴６８に嵌合させることにより固定される。
【００２６】
ランプロータ６２の他方の面には、詳細を後述するボール８２が転動するランプ溝６４が設けられる。ランプ溝６４は、ランプロータ６２の一方の面における特定の円周上に複数設けられる。ランプ溝６４の配置位置としては、一方の面におけるブレーキパッド６６の配置位置に対応した位置とすることが望ましい。ランプロータ６２による押圧力は、ランプ溝６４をボール８２が転動することにより生ずるため、このような配置形態とすることで、押圧力がロス無くブレーキパッド６６に伝達されることとなる。
【００２７】
ランプ溝６４は、円周上に沿って設けられる溝であり、長手方向中心部を最も深く形成し、両端部にかけて浅くなるように形成されている。ランプ溝６４をこのような形態とすることにより、ランプ溝６４に配置されるボール８２が転動した場合、ボール８２は、ランプ溝６４の端部側へ転がるほどランプ溝６４からせり上がることとなる。ここでボール８２は、詳細を後述するランプステータ８４により、インナ側への動きが抑制されるため、反作用を受けたランプロータ６２がディスクロータ側へ押し出され、ブレーキパッド６６をディスクロータ３０へ押し当てることとなる。
【００２８】
ランプロータ６２の他方の面側には、駆動リング７０が設けられる（図７参照）。駆動リング７０は、リング状の枠部７４と、枠部７４の外周上に設けられたラックギア７２とから構成される。ラックギア７２は、詳細を後述するモータ１２０に設けられるピニオンギア１２２と噛合う構成とされる。これにより、モータ１２０が駆動されることで、駆動リング７０を固定したランプロータ６２が回動し、詳細を後述するランプステータ８４との間に挟まれて支持されるボール８２に転動を生じさせることが可能となる。このため、ラックギア７２は、ボール８２の転動範囲に合わせた距離だけ設ければ良く、枠部７４の全周に亙って設ける必要は無い。ランプロータ６２と駆動リング７０との間には、ダストシール７６を配置することが望ましい。ランプロータ６２の一方の面にはブレーキパッド６６が配置されるため、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０との摺動によって生ずるダストが、ランプロータ６２における他方の面に介入することで、ランプ溝６４に沿ったボール８２の転動を妨げることを防止するためである。
【００２９】
また、駆動リング７０の枠部７４には、詳細を後述するアジャスタ機構を構成するアジャスタギア７８が設けられる。アジャスタギア７８は、駆動リング７０の外周上に突出するノコ歯状のギアを有する部材である。アジャスタギア７８の取り付け位置は、ギア部が枠部の外周上に配置されれば特に限定するものでは無いが、図５に示すように、枠部７４の中心を基点としたラックギア７２の点対称位置に配置することで、重量バランスを良好に保つことができる。なお、ランプロータ６２、駆動リング７０、およびアジャスタギア７８は、これを一体として構成しても良いが、分割形成することにより、生産性、および加工性を向上させることができ、結果として低コスト化を図ることができる。また、ランプロータ６２と駆動リング７０、およびアジャスタギア７８の組み付けは、ボルト１１２による締結とすることができる。
【００３０】
ランプステータ８４は、上述したランプロータ６２における他方の面に対向する板面を有し、詳細を後述するボール８２を支持すると共に、ランプユニット６０を上述したキャリパハウジング５０に保持させるための保持部材としての役割を担う。ランプステータ８４は、キャリパハウジング５０への保持部を担うベース８６と、ベース８６の一方の面に設けられたボール支持部８８と、ベース８６の他方の面に設けられたボス部９２を基本として構成される。
【００３１】
ベース８６は、円形板に２箇所の平坦部（いわゆるオリエンテーションフラット）を設けた形状を成し、板面における外周近傍に、複数の貫通孔が備えられている。２箇所の平坦部のうち、一方の平坦部はラックギア７２に対応する位置に設けられ、他方の平坦部はアジャスタギア７８に対応する位置に設けられる。貫通孔は、ハウジングボルト１４０を挿通させる孔である。このような構成のベース８６を有するため、ランプステータ８４はキャリパハウジング５０に対し、車軸の軸線方向へ摺動することを可能に保持されることとなる。
【００３２】
ボール支持部８８は、ランプ機構を作動させるボール８２を支持する部位であり、複数のランプ溝９０を有する。ボール支持部８８に設けられるランプ溝９０も、その形態はランプロータ６２に設けたランプ溝６４と同様であり、中心部が深く、端部に至るにしたがって浅くなるように構成されている。ランプ溝９０の数、および配置位置は、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４と同じ数、および対応する位置とすれば良い。このような構成とすることで、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４とランプステータ８４に設けたランプ溝９０とによりボール８２を確実に保持することが可能となると共に、ランプ機構によるせり出し距離を、一方の部材にランプ溝を有する場合よりも大きくすることができる。また、ボール支持部８８の内周側には、ランプステータ８４の内周面に対して凸状を成す段差部８４ａが設けられている。
【００３３】
ボス部９２は、詳細を後述するアジャスタナット９４と螺合する役割を担う部位であり、外周面に雄ねじが形成されている。
【００３４】
ボールホルダ８０は、上述したランプロータ６２に設けられたランプ溝６４と、ランプステータ８４に設けられたランプ溝９０の双方により挟持されるボール８２を支持する枠部材である。ボール８２は、少なくともその半径をランプ溝６４，９０の中心位置の深さよりも大きいものを採用する。複数配置されるボール８２をボールホルダ８０により相互に連結することで、ボール８２の配置位置にズレを生じさせることが無くなる。これにより、ボール８２の位置ずれによるトラブルを回避することができる。また、ボール８２は、ボールホルダ８０に対して回転自在に保持される構成とされている。具体的な構成については図示しないが、例えば構成の１つとして、ボール８２の直径よりも僅かに小さな開口を有する２枚のホルダ構成部材により、ボール８２を挟み込むような形態とすることで構成することができる。
【００３５】
上記のような特徴を有するランプロータ６２とランプステータ８４は、ランプ溝６４，９０を有する面でボールホルダ８０（実際に挟持するのはボール８２）を挟持するように配置される。ランプステータ８４の内周側には、ランプステータ８４の内周面に摺動可能な外径を有するスプリングシート９８が配置され、このスプリングシート９８にランプロータ６２が締結される。このような構成とすることにより、ランプロータ６２はランプステータ８４の内周面を基点として軸ブレすることなく回動することが可能となると共に、回転軸の軸線方向への摺動が可能となる。なお、スプリングシート９８とランプロータ６２との締結は、ボルト１１４によれば良い。
【００３６】
ここで、スプリングシート９８とランプステータ８４における内周面に設けた段差部８４ａとの間には、ランプロータ６２とランプステータ８４との間に付勢力を生じさせるセットスプリング１０２を配置する。このような構成とすることにより、ランプ機構が動作した際には常に、ボール８２に対する挟持力を生じさせることができ、ランプ機構を有効に動作させることができる。また、ランプ機構を動作させた際の作用により、ランプロータ６２とランプステータ８４との間の距離が開いた場合であっても、ランプ機構が解除された場合には、ランプロータ６２とランプステータ８４との間の隙間を元の状態に戻すことが可能となる。
【００３７】
また、スプリングシート９８とランプロータ６２との間には、ダストシール１００を設けるようにすることが望ましい。ランプロータ６２の一方の面にはブレーキパッド６６が配置されるため、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０との摺動によって生ずるダストが、ランプロータ６２における他方の面に介入することで、ランプ溝６４に沿ったボール８２の転動を妨げることを防止するためである。
【００３８】
モータ１２０は、ランプ機構を動作させるための駆動手段である。モータ１２０は、キャリパハウジング５０に設けられた駆動手段取付部５２に固定される。モータ１２０は、制御性の良いステッピングモータやサーボモータ等であれば良い。モータ１２０の回転軸１２４には、上述したラックギア７２と噛合うピニオンギア１２２が設けられる。これにより、モータ１２０の駆動力をラックギア７２に伝達し、ランプロータ６２を回動させることが可能となる。
【００３９】
ここで、モータ１２０は、ディスクロータ３０の回転方向と、ランプロータ６２の回動方向とが同一となるように、回転軸１２４の回転方向が定められる。このような構成とすることにより、ランプ機構の作用によりディスクロータ３０にブレーキパッド６６が押付けられると、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０の摺動面３２ｂとの間に生ずる摩擦力により、ブレーキパッド６６には、ディスクロータ３０の回転方向に引き摺られる力が付与される。ブレーキパッド６６はランプロータ６２の一方の面に固定されているため、ランプロータ６２も回転方向の力を受けることとなる。ランプロータ６２が回転方向の力を受けて回動すると、ランプ機構の作用が大きく働くこととなり、ディスクロータ３０には、より大きな挟持力が付与されることとなる（サーボ効果）。このように、ランプロータ６２の回動方向と、ディスクロータ３０の回転方向とを合わせるようにモータ１２０を駆動させることにより、サーボ効果を生じさせ、モータ１２０の出力が小さい場合であっても、大きな挟持力、すなわち高い制動力を生じさせることが可能となる。
【００４０】
アジャスタナット９４は、上述したランプステータ８４におけるボス部９２に螺合するナットである。アジャスタナット９４は組み付け状態では、図２に示すように、一方の面をランプステータ８４に対向させ、他方の面をキャリパハウジング５０の内面に当接されることとなる。アジャスタナット９４の他方の面は、キャリパハウジング５０の内面により位置決めされることとなるため、アジャスタナット９４を回転させることにより、アジャスタナット９４を基点として、ランプユニット６０をディスクロータ３０側へシフトさせることができる。これにより、ライニング６６ｂの摩耗が生じた場合であっても、ディスクロータ３０とブレーキパッド６６との距離を適正に保つことが可能となる。
【００４１】
このような機能を奏するアジャスタナット９４の外周には、ワンウェイギア９６が配されている。ベース８６における他方の平坦部には、アジャスタ機構を構成するホルダー１０４とアジャスタレバー１０６、およびコイルバネ１０８が固定されている。詳細を図９に示すように、ホルダー１０４は、ランプステータ８４のベース８６を貫通するホールドピン１１０と、コイルバネ１０８を支持する支持アーム１０４ａとを有する。アジャスタレバー１０６は、断面をコ字（横Ｕ字）状に形成される（図５参照）と共に、ホルダー１０４に設けられたホールドピン１１０を介入可能なスリット１０６ａを有する。また、アジャスタレバー１０６は、スリット１０６ａにより構成された切片の一方に、ベース８６の各面（一方の面と他方の面）から立設するように形成される凸片１０６ｃ，１０６ｂを有する。一方の端部をホルダー１０４の支持アーム１０４ａに支持されたコイルバネ１０８は、他方の端部を凸片１０６ｂの基端部に締結させている。コイルバネ１０８をこのように配置することにより、ホールドピン１１０を基点に揺動可能とされるアジャスタレバー１０６の凸片１０６ｃを、支持アーム１０４ａ側に付勢させることとができる。ここで、図９における図９（Ａ）はベース８６の他方の面側から見たホルダー１０４とアジャスタレバー１０６の構成であり、図９（Ｂ）はベース８６の他方の面を透過させて見たアジャスタレバー１０６の構成を示す図である。
【００４２】
このような構成のアジャスタ機構におけるホルダー１０４とアジャスタレバー１０６のうち、凸片１０６ｃはワンウェイギア９６と噛合い、凸片１０６ｃはアジャスタギア７８に噛合う構成とする。
【００４３】
ランプロータ６２の回動によりアジャスタギア７８が動くと、アジャスタギア７８に噛合った凸片１０６ｃの作用により、ホールドピン１１０を基点としてアジャスタレバー１０６が矢印Ａの方向へ揺動する。このとき、凸片１０６ｂは、ワンウェイギア９６の歯の傾斜に沿って動くこととなるため、アジャスタレバー１０６には矢印Ａ′の方向への動きも伴われる。このため、アジャスタレバー１０６は、矢印Ａと矢印Ａ′を合わせた動きである矢印Ｂのような軌跡で揺動することとなる。
【００４４】
アジャスタギア７８は図９に示すように、歯と歯の間に遊びを有する。このため、凸片１０６ｃが１つの歯を越えると、アジャスタレバー１０６はホールドピン１１０を基点として、コイルバネ１０８の作用で矢印Ｃの方向へ揺動（付勢）する。このとき、アジャスタギア７８よりも密に歯を持つアジャスタナット９４のワンウェイギア９６に、凸片１０６ｂが噛合うこととなる。凸片１０６ｂはコイルバネ１０８の作用により、矢印Ｃの方向へ付勢するため、この凸片１０６ｂに噛合ったワンウェイギア９６は、矢印Ｄの方向へ回動されることとなる。
【００４５】
このように、本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０では、アジャスタ機構を備えることにより、ランプ機構の動作に伴って自動で、ランプユニット６０を車軸の軸線方向に送り出すことができる。
【００４６】
ボディハウジング１３０は、上述したキャリパハウジング５０のインナ側に締結されると共に、車体に固定されることとなるハウジングである。ボディハウジング１３０を有することにより、ランプユニット６０を収容したキャリパハウジング５０、およびアウタハウジング４０が、制動時に生ずる摩擦力によりディスクロータ３０に対して供回りすることを防ぐことができる。このため、ボディハウジング１３０は、いわゆるアンカとしての役割を担うこととなる。
【００４７】
上記のような構成とされるディスクブレーキ装置１０では、モータ１２０を駆動させることでピニオンギア１２２が回転し、ピニオンギア１２２に噛合うラックギア７２に駆動力が伝達される。ラックギア７２により伝達された駆動力は、駆動リング７０が固定されたランプロータ６２を回動させてランプ機構を動作させる。
【００４８】
ランプ機構が動作されると、ランプロータ６２がディスクロータ３０側へ押し出され、ランプロータ６２の一方の面に設けられたブレーキパッド６６がディスクロータ３０の摺動面３２ｂに当接する。ランプロータ６２の押し出しによりブレーキパッド６６がディスクロータ３０に当接すると、ディスクロータ３０は、ランプロータ６２の押し出し力により、ロータガイド２６に沿ってアウタ側にシフトすることとなる。
【００４９】
アウタ側にシフトしたディスクロータ３０は、アウタハウジング４０の内面に設けられたブレーキパッド４２にアウタ側の摺動面３２ａが当接し、ブレーキパッド４２とブレーキパッド６６により挟持されることとなる。ディスクロータ３０のアウタ側とインナ側に設けられた対を成すブレーキパッド４２，６６によりディスクロータ３０が挟持されることにより、摺動面３２ａ，３２ｂには摩擦力が生じ、ブレーキパッド４２、ブレーキパッド６６は共に、ディスクロータ３０の回転方向へ供回りする力を受ける。
【００５０】
ここで、ブレーキパッド４２を支持するアウタハウジング４０、およびブレーキパッド６６を支持するランプユニット６０は共に、ボディハウジング１３０を介して車体に固定されているため、供回りすることなく回転方向の応力を受け止め、制動力が生ずることとなる。ここで、ディスクロータ３０のインナ側に位置するブレーキパッド６６は、ランプ機構によりディスクロータ３０の回転方向と同一な方向に回転しながら押出される構成とされている。このため、ディスクロータ３０の回転と摩擦力によって生ずる供回りする力を受けることにより、ランプ機構によるサーボ効果が働き、ブレーキパッド６６は、モータ１２０によって生じさせる押し付け力以上の力でディスクロータ３０を押圧することとなり、高い制動力を得ることとなる。なお、このサーボ効果は、ディスクロータ３０の回転速度が速いほど効果的に働くこととなる。
【００５１】
また、制動の繰り返しによりブレーキパッド４２，６６におけるライニング４２ｂ，６６ｂが摩耗すると、ランプロータ６２の押出し量を増す必要が生ずることより、必然的にランプロータ６２の回動量が増加する。ランプロータ６２の回動量が増加すると、アジャスタ機構が働き、アジャスタナット９４が回動させられ、ランプユニット６０全体がディスクロータ３０側へせり出されることとなり、ブレーキパッド４２，６６とディスクロータ３０との距離の補正が成される。
【００５２】
このように、本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０によれば、従来の圧力流体型の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて、個々の押圧点ごとのシリンダやピストンが不要となるため、部品点数の削減を図ることができる。また、基本的にはキャリパハウジング５０に収容するランプユニット６０があれば足りるため、構造の簡素化を図ることもできる。さらに、ランプユニット６０を介したサーボ効果により、出力の小さな駆動手段であっても十分な制動力を得ることが可能となった。
【００５３】
なお、上記実施形態では、具体的な構成を説明するために、各構成要素の形態についても詳細に説明した。しかしながら本発明に係るディスクブレーキ装置を構成する上では、各構成要素における機能を発揮することができる形態であれば、適宜設計変更することに何ら支障は無い。
【符号の説明】
【００５４】
１０………ディスクブレーキ装置、２０………ハブ、２２………固定孔、２４………肉厚部、２６………ロータガイド、３０………ディスクロータ、３２ａ，３２ｂ………摺動面、３４………切欠き部、４０………アウタハウジング、４２………ブレーキパッド、４２ａ………プレッシャプレート、４２ｂ………ライニング、５０………キャリパハウジング、６０………ランプユニット、６２………ランプロータ、６４………ランプ溝、６６………ブレーキパッド、６６ａ………プレッシャプレート、６６ｂ………ライニング、７０………駆動リング、７２………ラックギア、７４………枠部、７８………アジャスタギア、８０………ボールホルダ、８２………ボール、８４………ランプステータ、８６………ベース、８８………ボール支持部、９０………ランプ溝、９２………ボス部、９４………アジャスタナット、９６………ワンウェイギア、９８………スプリングシート、１０２………セットスプリング、１０４………ホルダー、１０６………アジャスタレバー、１０８………コイルバネ、１１０………ホールドピン、１２０………モータ、１２２………ピニオンギア、１３０………ボディハウジング。
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクブレーキ装置に係り、特にディスクロータ摺動面の複数個所に摩擦材を押し当てる構造のディスクブレーキ装置であり、かつ制御形態を電動としたディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクロータにおける摺動面の複数個所に摩擦材を押し当てる構造のディスクブレーキ装置としては、例えば特許文献１に開示されているディスクブレーキ装置のような構造を挙げることができる。特許文献１に開示されているディスクブレーキ装置は、流体圧（実施形態においては空気）により制動力を得る構造のものであり、ディスクロータを挟み込むように一対のハウジングが配置されている。ハウジングにはそれぞれ、ディスクロータの摺動面に倣うように複数、互いに対向位置となるようにシリンダが配置され、各シリンダには直列的に流体挿通配管が接続されている。シリンダ内にはそれぞれ、流体圧で作動するピストンが配置され、各ピストンに対して摩擦材が備えられている。このような構造のディスクブレーキ装置では、流体挿通配管に圧力流体が供給されることにより、シリンダからディスクロータ側へピストンが押出され、ピストンにより支持された摩擦材がディスクロータを挟持することにより制動力を生じさせる。
【０００３】
このような構成のディスクブレーキでは、特許文献１に開示されているような、圧縮性流体である空気を圧力流体として使用することは困難である。また、圧力流体として一般的な作動油を使用した場合にはエア抜きなどの作業を行う必要があると共に、電動化が進む自動車産業の中、作動油等の廃棄、回収についても、検討が必要とされてきている。
【０００４】
このような観点を視野に入れ、特許文献２に開示されているようなディスクブレーキ装置が提案されている。特許文献２に開示されているディスクブレーキ装置は、アウタ側とインナ側の二枚１対で構成されるロータを備える。対を成すロータ間には、ランプ機構が介在されており、アウタ側またはインナ側のいずれか一方のロータを回動させることにより、ロータ幅を拡幅させる。対を成すロータの外周上には、ロータを跨いで配置されたキャリパと、このキャリパに対してロータを挟み込むように取り付けられた摩擦材が設けられている。このため、ロータ幅が拡幅することにより、ロータの摺動面は摩擦材に押し当てられることとなり、制動力を生じさせる。なお、ロータの拡幅動作、すなわち、いずれか一方のロータの回動は、超音波モータによって成す旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−２７５３０号公報（４頁左欄３１行−４頁右欄３１行、図１、図２））
【特許文献２】特開平８−３１２６９３号公報（段落００１１−００１８、図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されているようなディスクブレーキ装置によれば、確かに作動油等の圧力流体を用いることなく制動力を得ることのできるディスクブレーキ装置を提供することが可能となる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されているような構成のディスクブレーキ装置では、大きな制動力（大きな摩擦力）を得ようとする場合には、対を成すロータのいずれか一方を回動させる役割を担うモータを高出力化する必要が生ずる。このため、装置の小型化や低消費電力化に対する課題が生ずることとなる。
【０００８】
そこで本発明では、上記課題を解決し、従来の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて部品点数の削減と構造の簡素化を図ることができると共に、出力の小さな駆動手段であっても十分な制動力を得ることのできるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータと、前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータと、前記ランプロータにおける他方の面に対向させて配置されるランプステータと、前記ランプロータと前記ランプステータとの間に介在され、前記ランプロータの前記他方の面に設けられたランプ溝にはめ込まれるボールと、前記ランプロータを前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させる駆動手段とを有するランプユニットとを備え、前記ランプ溝は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置において前記ランプ溝は、前記ディスクロータの回転方向と同一方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成も有することが望ましい。このような構成とすることにより、車軸（ディスクロータ）が、どちらの方向に回転している場合であっても、制動時にサーボ効果を生じさせることが可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記ランプ溝は前記ランプロータ上に複数設けられ、前記ボールは、複数の前記ランプ溝のそれぞれに対応して設けられると共に、複数の前記ボールを回転可能に連結支持する支持部材を備えるようにすると良い。このような構成とすることにより、ボールがランプ溝から脱落したり、一部のボールの動きが不均一となることにより、ランプロータに傾きが生ずるといった虞がなく、ランプロータをディスクロータに平行に押出すことが可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置では、前記ランプユニットと前記ディスクロータとの隙間を調整するアジャスタ機構を備えるようにすることが望ましい。ブレーキパッドの摩耗によりディスクロータとランプユニットとの隙間が広がると、ブレーキ動作開始から制動力が生ずるまでのタイムラグが大きくなる虞がある。これに対してアジャスタ機構を備えるようにすることで、前記隙間を適正値に調整することが可能となる。
【００１３】
さらに、上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置において、前記アジャスタ機構は、前記ランプステータに設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するアジャスタナットと、前記アジャスタナットの外周上に設けられたワンウェイギアに噛合うアジャスタレバーとを有し、前記アジャスタレバーは、前記ランプロータの回動により動作する構成とすることが望ましい。このような構成とすることにより、アジャスタ機構は、ランプロータの回動に伴って自動で動作することとなる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような特徴を有するディスクブレーキ装置によれば、従来の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて部品点数の削減と構造の簡素化を図ることができる。また、ランプ機構を介したサーボ効果により、出力の小さな駆動手段を用いた場合であっても十分な制動力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るディスクブレーキ装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｄ断面、Ａ′−Ｄ′断面を示す図である。
【図３】ディスクブレーキ装置をアウタ側から見た分解斜視図である。
【図４】ディスクブレーキ装置をインナ側から見た分解斜視図である。
【図５】ランプユニットとモータとの関係を示す分解斜視図である。
【図６】ランプユニットとブレーキパッドとの関係を示す分解斜視図である。
【図７】アウタ側から見た、ランプユニットの詳細な分解斜視図である。
【図８】インナ側から見た、ランプユニットの詳細な分解斜視図である。
【図９】アジャスタ機構を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のディスクブレーキ装置に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、本実施形態のディスクブレーキ装置における各構成要素を説明するための図面について説明する。図１は、本実施形態に係るディスクブレーキ装置の斜視図であり、図１（Ａ）はアウタ側外観を示す斜視図、図１（Ｂ）はインナ側外観を示す斜視図である。図２は、ディスクブレーキ装置の断面構成を示す図であり、図２（Ａ）は図１（Ａ）におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ断面、図２（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′断面を示す。図３は、アウタ側から見たディスクブレーキ装置の分解斜視図である。図４は、インナ側から見たディスクブレーキ装置の分解斜視図である。図５は、ランプ機構とモータとの関係を示す分解斜視図である。図６は、ランプ機構とブレーキパッドとの関係を示す図であり、図６（Ａ）はアウタ側から見た場合の分解斜視図であり、図６（Ｂ）はインナ側から見た場合の分解斜視図である。図７、はインナ側から見たランプ機構の分解斜視図である。図８は、アウタ側から見たランプ機構の斜視図である。
【００１７】
本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０は、ハブ２０と、ディスクロータ３０、アウタハウジング４０、キャリパハウジング５０、ランプユニット６０、ボディハウジング１３０を有する。
【００１８】
ハブ２０は、図示しない車軸（ディスクロータ３０の回転軸）に固定され、車軸の回転力をディスクロータ３０に伝達する役割を担う部材である。ハブ２０は、リング状に構成された部材であり、中心の貫通孔に車軸を挿通させると共に、その外周部を車軸のフランジ部（不図示）などに固定することで、車軸の回転と共に回転することとなる。このため、ハブ２０には、固定孔２２が設けられる。また、ハブ２０の外周側には、円周状に肉厚部２４が設けられており、肉厚部２４には、均等な間隔で、ロータガイド２６が配置されている。ロータガイド２６は、ハブ２０の肉厚部２４のインナ側に螺合されるピンであり、詳細を後述するディスクロータ３０に対して車軸の回転力を伝達すると共に、ディスクロータ３０を車軸の軸方向へスライド自在に保持するための部材である。
【００１９】
ディスクロータ３０は、ハブ２０のインナ側に配置され、詳細を後述するブレーキパッド４２，６６により挟持されることで、車軸の回転力に制動力を付与する役割を担う部材である。ディスクロータ３０は、リング状に形成された部材であり、その外周側には、ブレーキパッド４２，６６を当接させるための摺動面３２ａ，３２ｂが備えられる。摺動面３２ａ，３２ｂの内周側には、上述したハブ２０に螺合・立設されたロータガイド２６に係合するための複数の切欠き部３４が設けられている。また、本実施形態に係るディスクロータ３０では、インナ側の摺動面３２ｂとアウタ側の摺動面３２ａとの間に、ロータ中心から放射状に配置された複数の孔３６を形成することで、制動時に生ずる熱の放熱性を高める構成としている。
【００２０】
アウタハウジング４０は、ディスクロータ３０のアウタ側に配置されるリング形状を成すハウジングであり、内周側には、上述したハブ２０が配置されることとなる。アウタハウジング４０の内面（インナ面）には、ディスクロータ３０の摺動面３２ａと対向する位置に、ディスクロータ３０の摺動面３２ａに沿って複数（本実施形態においては３つ）のブレーキパッド４２が配置されている。ブレーキパッド４２は、プレッシャプレート４２ａと、このプレッシャプレート４２ａの一方の面に貼付されたライニング４２ｂにより構成され、プレッシャプレート４２ａの他方の面に設けられたピン（不図示）を、アウタハウジングの内面に設けられた穴（不図示）に嵌合することで固定される。複数のブレーキパッド４２は、互いに均等な配置間隔となる角度を持って配置される。従って、本実施形態の場合、３つのブレーキパッド４２はそれぞれ１２０°の間隔を持って配置すれば良い。ディスクロータ３０を複数個所で押圧することとなる。このため、押圧箇所のバランスを採ることにより、ライニング４２ｂの片摩耗や鳴き、およびディスクロータ３０の変形等を防ぐことができる。
【００２１】
アウタハウジング４０の外面（アウタ面）には、複数のフィン４６を設けると共に複数の開口部４４を設けている。このような構成とすることで、制動時における摩擦によって生ずる熱の放熱性を向上させることができる。放熱効果を高めることにより、熱ダレによる制動力の低下や、部材の変形等を防止することができる。
【００２２】
キャリパハウジング５０は、ディスクロータ３０のインナ側に配置されるリング状を成すハウジングであり、詳細を後述するランプユニット６０を収容する役割を担う。また、上述したアウタハウジング４０と係合することで、ディスクロータ３０をハウジング間（アウタハウジング４０とキャリパハウジング５０の間）に収容することが可能となる。キャリパハウジング５０には、ランプユニット６０を構成するランプステータ８４を支持すると共にアウタハウジング４０との係合を図るための複数のハウジングボルト１４０が設けられると共に、ランプユニット６０を駆動させるための駆動手段であるモータ１２０を取り付けるための駆動手段取付部５２が設けられている。
【００２３】
なお、キャリパハウジング５０の外周面にも、アウタハウジング４０と同様に複数のフィン５４を設けることにより、ディスクブレーキ装置１０としての放熱効果を高めることができる。
【００２４】
ランプユニット６０は、ランプロータ６２、ランプステータ８４、ボールホルダ８０、モータ１２０、およびアジャスタナット９４を基本として構成される。
【００２５】
ランプロータ６２は、上述したディスクロータ３０のインナ側の摺動面３２ｂと対向して配置され、ディスクロータ３０に対する押圧力を生じさせる役割を担うリング状部材である。ランプロータ６２において、ディスクロータ３０と対向する一方の面には、ディスクロータ３０のインナ側の摺動面３２ｂに沿って配置される複数のブレーキパッド６６が設けられる。ブレーキパッド６６の配置位置は、上述したアウタハウジング４０に配置されたブレーキパッド４２と、ディスクロータ３０を介して対向する位置とすることが望ましい。このような配置形態とすることにより、ランプロータ６２を介して伝達される押圧力をアウタハウジング４０に設けられたブレーキパッド４２により確実に受けることができ、高い制動力を確保することができると共に、ライニング４２ｂ，６６ｂの片摩耗やディスクロータ３０の変形等を防止することができる。なお、ブレーキパッド６６の構成は、上述したブレーキパッド４２と同様に、プレッシャプレート６６ａとライニング６６ｂにより構成されており、プレッシャプレート６６ａに設けられたピン６６ｃをランプユニット６０に設けられた穴６８に嵌合させることにより固定される。
【００２６】
ランプロータ６２の他方の面には、詳細を後述するボール８２が転動するランプ溝６４が設けられる。ランプ溝６４は、ランプロータ６２の一方の面における特定の円周上に複数設けられる。ランプ溝６４の配置位置としては、一方の面におけるブレーキパッド６６の配置位置に対応した位置とすることが望ましい。ランプロータ６２による押圧力は、ランプ溝６４をボール８２が転動することにより生ずるため、このような配置形態とすることで、押圧力がロス無くブレーキパッド６６に伝達されることとなる。
【００２７】
ランプ溝６４は、円周上に沿って設けられる溝であり、長手方向中心部を最も深く形成し、両端部にかけて浅くなるように形成されている。ランプ溝６４をこのような形態とすることにより、ランプ溝６４に配置されるボール８２が転動した場合、ボール８２は、ランプ溝６４の端部側へ転がるほどランプ溝６４からせり上がることとなる。ここでボール８２は、詳細を後述するランプステータ８４により、インナ側への動きが抑制されるため、反作用を受けたランプロータ６２がディスクロータ側へ押し出され、ブレーキパッド６６をディスクロータ３０へ押し当てることとなる。
【００２８】
ランプロータ６２の他方の面側には、駆動リング７０が設けられる（図７参照）。駆動リング７０は、リング状の枠部７４と、枠部７４の外周上に設けられたラックギア７２とから構成される。ラックギア７２は、詳細を後述するモータ１２０に設けられるピニオンギア１２２と噛合う構成とされる。これにより、モータ１２０が駆動されることで、駆動リング７０を固定したランプロータ６２が回動し、詳細を後述するランプステータ８４との間に挟まれて支持されるボール８２に転動を生じさせることが可能となる。このため、ラックギア７２は、ボール８２の転動範囲に合わせた距離だけ設ければ良く、枠部７４の全周に亙って設ける必要は無い。ランプロータ６２と駆動リング７０との間には、ダストシール７６を配置することが望ましい。ランプロータ６２の一方の面にはブレーキパッド６６が配置されるため、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０との摺動によって生ずるダストが、ランプロータ６２における他方の面に介入することで、ランプ溝６４に沿ったボール８２の転動を妨げることを防止するためである。
【００２９】
また、駆動リング７０の枠部７４には、詳細を後述するアジャスタ機構を構成するアジャスタギア７８が設けられる。アジャスタギア７８は、駆動リング７０の外周上に突出するノコ歯状のギアを有する部材である。アジャスタギア７８の取り付け位置は、ギア部が枠部の外周上に配置されれば特に限定するものでは無いが、図５に示すように、枠部７４の中心を基点としたラックギア７２の点対称位置に配置することで、重量バランスを良好に保つことができる。なお、ランプロータ６２、駆動リング７０、およびアジャスタギア７８は、これを一体として構成しても良いが、分割形成することにより、生産性、および加工性を向上させることができ、結果として低コスト化を図ることができる。また、ランプロータ６２と駆動リング７０、およびアジャスタギア７８の組み付けは、ボルト１１２による締結とすることができる。
【００３０】
ランプステータ８４は、上述したランプロータ６２における他方の面に対向する板面を有し、詳細を後述するボール８２を支持すると共に、ランプユニット６０を上述したキャリパハウジング５０に保持させるための保持部材としての役割を担う。ランプステータ８４は、キャリパハウジング５０への保持部を担うベース８６と、ベース８６の一方の面に設けられたボール支持部８８と、ベース８６の他方の面に設けられたボス部９２を基本として構成される。
【００３１】
ベース８６は、円形板に２箇所の平坦部（いわゆるオリエンテーションフラット）を設けた形状を成し、板面における外周近傍に、複数の貫通孔が備えられている。２箇所の平坦部のうち、一方の平坦部はラックギア７２に対応する位置に設けられ、他方の平坦部はアジャスタギア７８に対応する位置に設けられる。貫通孔は、ハウジングボルト１４０を挿通させる孔である。このような構成のベース８６を有するため、ランプステータ８４はキャリパハウジング５０に対し、車軸の軸線方向へ摺動することを可能に保持されることとなる。
【００３２】
ボール支持部８８は、ランプ機構を作動させるボール８２を支持する部位であり、複数のランプ溝９０を有する。ボール支持部８８に設けられるランプ溝９０も、その形態はランプロータ６２に設けたランプ溝６４と同様であり、中心部が深く、端部に至るにしたがって浅くなるように構成されている。ランプ溝９０の数、および配置位置は、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４と同じ数、および対応する位置とすれば良い。このような構成とすることで、ランプロータ６２に設けられたランプ溝６４とランプステータ８４に設けたランプ溝９０とによりボール８２を確実に保持することが可能となると共に、ランプ機構によるせり出し距離を、一方の部材にランプ溝を有する場合よりも大きくすることができる。また、ボール支持部８８の内周側には、ランプステータ８４の内周面に対して凸状を成す段差部８４ａが設けられている。
【００３３】
ボス部９２は、詳細を後述するアジャスタナット９４と螺合する役割を担う部位であり、外周面に雄ねじが形成されている。
【００３４】
ボールホルダ８０は、上述したランプロータ６２に設けられたランプ溝６４と、ランプステータ８４に設けられたランプ溝９０の双方により挟持されるボール８２を支持する枠部材である。ボール８２は、少なくともその半径をランプ溝６４，９０の中心位置の深さよりも大きいものを採用する。複数配置されるボール８２をボールホルダ８０により相互に連結することで、ボール８２の配置位置にズレを生じさせることが無くなる。これにより、ボール８２の位置ずれによるトラブルを回避することができる。また、ボール８２は、ボールホルダ８０に対して回転自在に保持される構成とされている。具体的な構成については図示しないが、例えば構成の１つとして、ボール８２の直径よりも僅かに小さな開口を有する２枚のホルダ構成部材により、ボール８２を挟み込むような形態とすることで構成することができる。
【００３５】
上記のような特徴を有するランプロータ６２とランプステータ８４は、ランプ溝６４，９０を有する面でボールホルダ８０（実際に挟持するのはボール８２）を挟持するように配置される。ランプステータ８４の内周側には、ランプステータ８４の内周面に摺動可能な外径を有するスプリングシート９８が配置され、このスプリングシート９８にランプロータ６２が締結される。このような構成とすることにより、ランプロータ６２はランプステータ８４の内周面を基点として軸ブレすることなく回動することが可能となると共に、回転軸の軸線方向への摺動が可能となる。なお、スプリングシート９８とランプロータ６２との締結は、ボルト１１４によれば良い。
【００３６】
ここで、スプリングシート９８とランプステータ８４における内周面に設けた段差部８４ａとの間には、ランプロータ６２とランプステータ８４との間に付勢力を生じさせるセットスプリング１０２を配置する。このような構成とすることにより、ランプ機構が動作した際には常に、ボール８２に対する挟持力を生じさせることができ、ランプ機構を有効に動作させることができる。また、ランプ機構を動作させた際の作用により、ランプロータ６２とランプステータ８４との間の距離が開いた場合であっても、ランプ機構が解除された場合には、ランプロータ６２とランプステータ８４との間の隙間を元の状態に戻すことが可能となる。
【００３７】
また、スプリングシート９８とランプロータ６２との間には、ダストシール１００を設けるようにすることが望ましい。ランプロータ６２の一方の面にはブレーキパッド６６が配置されるため、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０との摺動によって生ずるダストが、ランプロータ６２における他方の面に介入することで、ランプ溝６４に沿ったボール８２の転動を妨げることを防止するためである。
【００３８】
モータ１２０は、ランプ機構を動作させるための駆動手段である。モータ１２０は、キャリパハウジング５０に設けられた駆動手段取付部５２に固定される。モータ１２０は、制御性の良いステッピングモータやサーボモータ等であれば良い。モータ１２０の回転軸１２４には、上述したラックギア７２と噛合うピニオンギア１２２が設けられる。これにより、モータ１２０の駆動力をラックギア７２に伝達し、ランプロータ６２を回動させることが可能となる。
【００３９】
ここで、モータ１２０は、ディスクロータ３０の回転方向と、ランプロータ６２の回動方向とが同一となるように、回転軸１２４の回転方向が定められる。このような構成とすることにより、ランプ機構の作用によりディスクロータ３０にブレーキパッド６６が押付けられると、ブレーキパッド６６とディスクロータ３０の摺動面３２ｂとの間に生ずる摩擦力により、ブレーキパッド６６には、ディスクロータ３０の回転方向に引き摺られる力が付与される。ブレーキパッド６６はランプロータ６２の一方の面に固定されているため、ランプロータ６２も回転方向の力を受けることとなる。ランプロータ６２が回転方向の力を受けて回動すると、ランプ機構の作用が大きく働くこととなり、ディスクロータ３０には、より大きな挟持力が付与されることとなる（サーボ効果）。このように、ランプロータ６２の回動方向と、ディスクロータ３０の回転方向とを合わせるようにモータ１２０を駆動させることにより、サーボ効果を生じさせ、モータ１２０の出力が小さい場合であっても、大きな挟持力、すなわち高い制動力を生じさせることが可能となる。
【００４０】
アジャスタナット９４は、上述したランプステータ８４におけるボス部９２に螺合するナットである。アジャスタナット９４は組み付け状態では、図２に示すように、一方の面をランプステータ８４に対向させ、他方の面をキャリパハウジング５０の内面に当接されることとなる。アジャスタナット９４の他方の面は、キャリパハウジング５０の内面により位置決めされることとなるため、アジャスタナット９４を回転させることにより、アジャスタナット９４を基点として、ランプユニット６０をディスクロータ３０側へシフトさせることができる。これにより、ライニング６６ｂの摩耗が生じた場合であっても、ディスクロータ３０とブレーキパッド６６との距離を適正に保つことが可能となる。
【００４１】
このような機能を奏するアジャスタナット９４の外周には、ワンウェイギア９６が配されている。ベース８６における他方の平坦部には、アジャスタ機構を構成するホルダー１０４とアジャスタレバー１０６、およびコイルバネ１０８が固定されている。詳細を図９に示すように、ホルダー１０４は、ランプステータ８４のベース８６を貫通するホールドピン１１０と、コイルバネ１０８を支持する支持アーム１０４ａとを有する。アジャスタレバー１０６は、断面をコ字（横Ｕ字）状に形成される（図５参照）と共に、ホルダー１０４に設けられたホールドピン１１０を介入可能なスリット１０６ａを有する。また、アジャスタレバー１０６は、スリット１０６ａにより構成された切片の一方に、ベース８６の各面（一方の面と他方の面）から立設するように形成される凸片１０６ｃ，１０６ｂを有する。一方の端部をホルダー１０４の支持アーム１０４ａに支持されたコイルバネ１０８は、他方の端部を凸片１０６ｂの基端部に締結させている。コイルバネ１０８をこのように配置することにより、ホールドピン１１０を基点に揺動可能とされるアジャスタレバー１０６の凸片１０６ｃを、支持アーム１０４ａ側に付勢させることとができる。ここで、図９における図９（Ａ）はベース８６の他方の面側から見たホルダー１０４とアジャスタレバー１０６の構成であり、図９（Ｂ）はベース８６の他方の面を透過させて見たアジャスタレバー１０６の構成を示す図である。
【００４２】
このような構成のアジャスタ機構におけるホルダー１０４とアジャスタレバー１０６のうち、凸片１０６ｃはワンウェイギア９６と噛合い、凸片１０６ｃはアジャスタギア７８に噛合う構成とする。
【００４３】
ランプロータ６２の回動によりアジャスタギア７８が動くと、アジャスタギア７８に噛合った凸片１０６ｃの作用により、ホールドピン１１０を基点としてアジャスタレバー１０６が矢印Ａの方向へ揺動する。このとき、凸片１０６ｂは、ワンウェイギア９６の歯の傾斜に沿って動くこととなるため、アジャスタレバー１０６には矢印Ａ′の方向への動きも伴われる。このため、アジャスタレバー１０６は、矢印Ａと矢印Ａ′を合わせた動きである矢印Ｂのような軌跡で揺動することとなる。
【００４４】
アジャスタギア７８は図９に示すように、歯と歯の間に遊びを有する。このため、凸片１０６ｃが１つの歯を越えると、アジャスタレバー１０６はホールドピン１１０を基点として、コイルバネ１０８の作用で矢印Ｃの方向へ揺動（付勢）する。このとき、アジャスタギア７８よりも密に歯を持つアジャスタナット９４のワンウェイギア９６に、凸片１０６ｂが噛合うこととなる。凸片１０６ｂはコイルバネ１０８の作用により、矢印Ｃの方向へ付勢するため、この凸片１０６ｂに噛合ったワンウェイギア９６は、矢印Ｄの方向へ回動されることとなる。
【００４５】
このように、本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０では、アジャスタ機構を備えることにより、ランプ機構の動作に伴って自動で、ランプユニット６０を車軸の軸線方向に送り出すことができる。
【００４６】
ボディハウジング１３０は、上述したキャリパハウジング５０のインナ側に締結されると共に、車体に固定されることとなるハウジングである。ボディハウジング１３０を有することにより、ランプユニット６０を収容したキャリパハウジング５０、およびアウタハウジング４０が、制動時に生ずる摩擦力によりディスクロータ３０に対して供回りすることを防ぐことができる。このため、ボディハウジング１３０は、いわゆるアンカとしての役割を担うこととなる。
【００４７】
上記のような構成とされるディスクブレーキ装置１０では、モータ１２０を駆動させることでピニオンギア１２２が回転し、ピニオンギア１２２に噛合うラックギア７２に駆動力が伝達される。ラックギア７２により伝達された駆動力は、駆動リング７０が固定されたランプロータ６２を回動させてランプ機構を動作させる。
【００４８】
ランプ機構が動作されると、ランプロータ６２がディスクロータ３０側へ押し出され、ランプロータ６２の一方の面に設けられたブレーキパッド６６がディスクロータ３０の摺動面３２ｂに当接する。ランプロータ６２の押し出しによりブレーキパッド６６がディスクロータ３０に当接すると、ディスクロータ３０は、ランプロータ６２の押し出し力により、ロータガイド２６に沿ってアウタ側にシフトすることとなる。
【００４９】
アウタ側にシフトしたディスクロータ３０は、アウタハウジング４０の内面に設けられたブレーキパッド４２にアウタ側の摺動面３２ａが当接し、ブレーキパッド４２とブレーキパッド６６により挟持されることとなる。ディスクロータ３０のアウタ側とインナ側に設けられた対を成すブレーキパッド４２，６６によりディスクロータ３０が挟持されることにより、摺動面３２ａ，３２ｂには摩擦力が生じ、ブレーキパッド４２、ブレーキパッド６６は共に、ディスクロータ３０の回転方向へ供回りする力を受ける。
【００５０】
ここで、ブレーキパッド４２を支持するアウタハウジング４０、およびブレーキパッド６６を支持するランプユニット６０は共に、ボディハウジング１３０を介して車体に固定されているため、供回りすることなく回転方向の応力を受け止め、制動力が生ずることとなる。ここで、ディスクロータ３０のインナ側に位置するブレーキパッド６６は、ランプ機構によりディスクロータ３０の回転方向と同一な方向に回転しながら押出される構成とされている。このため、ディスクロータ３０の回転と摩擦力によって生ずる供回りする力を受けることにより、ランプ機構によるサーボ効果が働き、ブレーキパッド６６は、モータ１２０によって生じさせる押し付け力以上の力でディスクロータ３０を押圧することとなり、高い制動力を得ることとなる。なお、このサーボ効果は、ディスクロータ３０の回転速度が速いほど効果的に働くこととなる。
【００５１】
また、制動の繰り返しによりブレーキパッド４２，６６におけるライニング４２ｂ，６６ｂが摩耗すると、ランプロータ６２の押出し量を増す必要が生ずることより、必然的にランプロータ６２の回動量が増加する。ランプロータ６２の回動量が増加すると、アジャスタ機構が働き、アジャスタナット９４が回動させられ、ランプユニット６０全体がディスクロータ３０側へせり出されることとなり、ブレーキパッド４２，６６とディスクロータ３０との距離の補正が成される。
【００５２】
このように、本実施形態に係るディスクブレーキ装置１０によれば、従来の圧力流体型の多点押圧型ディスクブレーキ装置に比べて、個々の押圧点ごとのシリンダやピストンが不要となるため、部品点数の削減を図ることができる。また、基本的にはキャリパハウジング５０に収容するランプユニット６０があれば足りるため、構造の簡素化を図ることもできる。さらに、ランプユニット６０を介したサーボ効果により、出力の小さな駆動手段であっても十分な制動力を得ることが可能となった。
【００５３】
なお、上記実施形態では、具体的な構成を説明するために、各構成要素の形態についても詳細に説明した。しかしながら本発明に係るディスクブレーキ装置を構成する上では、各構成要素における機能を発揮することができる形態であれば、適宜設計変更することに何ら支障は無い。
【符号の説明】
【００５４】
１０………ディスクブレーキ装置、２０………ハブ、２２………固定孔、２４………肉厚部、２６………ロータガイド、３０………ディスクロータ、３２ａ，３２ｂ………摺動面、３４………切欠き部、４０………アウタハウジング、４２………ブレーキパッド、４２ａ………プレッシャプレート、４２ｂ………ライニング、５０………キャリパハウジング、６０………ランプユニット、６２………ランプロータ、６４………ランプ溝、６６………ブレーキパッド、６６ａ………プレッシャプレート、６６ｂ………ライニング、７０………駆動リング、７２………ラックギア、７４………枠部、７８………アジャスタギア、８０………ボールホルダ、８２………ボール、８４………ランプステータ、８６………ベース、８８………ボール支持部、９０………ランプ溝、９２………ボス部、９４………アジャスタナット、９６………ワンウェイギア、９８………スプリングシート、１０２………セットスプリング、１０４………ホルダー、１０６………アジャスタレバー、１０８………コイルバネ、１１０………ホールドピン、１２０………モータ、１２２………ピニオンギア、１３０………ボディハウジング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータと、
前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、
および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータと、前記ランプロータにおける他方の面に対向させて配置されるランプステータと、前記ランプロータと前記ランプステータとの間に介在され、前記ランプロータの前記他方の面に設けられたランプ溝にはめ込まれるボールと、前記ランプロータを前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させる駆動手段とを有するランプユニットとを備え、
前記ランプ溝は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記ランプ溝は、前記ディスクロータの回転方向と同一方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成も有す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装置。
【請求項３】
前記ランプ溝は前記ランプロータ上に複数設けられ、
前記ボールは、複数の前記ランプ溝のそれぞれに対応して設けられると共に、複数の前記ボールを回転可能に連結支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記ランプユニットと前記ディスクロータとの隙間を調整するアジャスタ機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記アジャスタ機構は、前記ランプステータに設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するアジャスタナットと、前記アジャスタナットの外周上に設けられたワンウェイギアに噛合うアジャスタレバーとを有し、前記アジャスタレバーは、前記ランプロータの回動により動作する構成としたことを特徴とする請求項４に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項１】
ディスクロータと、
前記ディスクロータの摺動面の上に複数、前記摺動面を挟持するように配置されるブレーキパッド、
および前記ブレーキパッドを介して前記ディスクロータと一方の面を対向させて配置されるランプロータと、前記ランプロータにおける他方の面に対向させて配置されるランプステータと、前記ランプロータと前記ランプステータとの間に介在され、前記ランプロータの前記他方の面に設けられたランプ溝にはめ込まれるボールと、前記ランプロータを前記ディスクロータの回転方向と同一方向に回動させる駆動手段とを有するランプユニットとを備え、
前記ランプ溝は少なくとも、前記ディスクロータの回転方向と反対方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成としたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記ランプ溝は、前記ディスクロータの回転方向と同一方向に向かうに従って溝深さを浅くする構成も有す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装置。
【請求項３】
前記ランプ溝は前記ランプロータ上に複数設けられ、
前記ボールは、複数の前記ランプ溝のそれぞれに対応して設けられると共に、複数の前記ボールを回転可能に連結支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記ランプユニットと前記ディスクロータとの隙間を調整するアジャスタ機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
前記アジャスタ機構は、前記ランプステータに設けられた雄ねじと、前記雄ねじに螺合するアジャスタナットと、前記アジャスタナットの外周上に設けられたワンウェイギアに噛合うアジャスタレバーとを有し、前記アジャスタレバーは、前記ランプロータの回動により動作する構成としたことを特徴とする請求項４に記載のディスクブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１９０８３８（Ｐ２０１１−１９０８３８Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５５８０９（Ｐ２０１０−５５８０９）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
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