電動ディスクブレーキ
【課題】 回転−直動変換機構を構成するリテーナ式ボールねじ機構の安定した作動を保証し、もってキャリパの小型化に大きく寄与する電動ディスクブレーキを提供する。
【解決手段】 電動モータの回転を回転−直動変換機構によりピストンの直線運動に変換して、ブレーキパッドをディスクロータに押付ける電動ブディスクレーキであって、前記回転−直動変換機構として、ねじ軸２４のねじ溝４０とナット２６のねじ溝４１との間に収納される多数のボール４２をリテーナ４３に保持させたリテーナ式ボールねじ機構を用いるものにおいて、前記ボール４２の一部を、ゴム、プラスチック等の弾性体からなりかつボール４２よりもわずか大きな直径を有する擬似ボール４４により置換し、この擬似ボール４４とねじ軸２４およびナット２６とのすべり抵抗により、無負荷時におけるリテーナ４３の空回りを規制する
【解決手段】 電動モータの回転を回転−直動変換機構によりピストンの直線運動に変換して、ブレーキパッドをディスクロータに押付ける電動ブディスクレーキであって、前記回転−直動変換機構として、ねじ軸２４のねじ溝４０とナット２６のねじ溝４１との間に収納される多数のボール４２をリテーナ４３に保持させたリテーナ式ボールねじ機構を用いるものにおいて、前記ボール４２の一部を、ゴム、プラスチック等の弾性体からなりかつボール４２よりもわずか大きな直径を有する擬似ボール４４により置換し、この擬似ボール４４とねじ軸２４およびナット２６とのすべり抵抗により、無負荷時におけるリテーナ４３の空回りを規制する
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータのトルクによって制動力を発生させ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】電動ディスクブレーキとしては、ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構を配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生するものがある。
【０００３】このような電動ディスクブレーキにおいて、電動モータの回転を直線運動に変換してピストンに伝達する回転−直動変換機構としては、機械損失が少なくかつ大きなピストン推進力すなわち制動力が得られることから、ボールねじ機構が多く採用されている（例えば、特開昭６０−２０６７６６号公報参照）。しかし、汎用のボールねじ機構は、ボールを循環させるためのリターンチューブを装備する必要があることから、その形状が大型となり、キャリパの大型化が避けられない、という問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近、ボールねじ機構として、図６および図７に示すように、ねじ軸１およびナット２のねじ溝３と４の間に収納されるボール５をリテーナ６に保持させた、いわゆるリテーナ式ボールねじ機構が開発されており（例えば、特開平１１−１１８０１５号公報参照）、これを、上記電動ディスクブレーキにおける回転−直動変換機構として用いることで、上記した汎用のボールねじ機構の使用に伴う大型化の問題を解消できることになる。しかしながら、従来のリテーナ式ボールねじ機構においては、直動部としてのねじ軸１および回転部としてのナット２に軸力または回転力が加わっていない無負荷状態時に、振動等によってリテーナ６が回転（空回り）して軸移動してしまう虞があり、この結果、リテーナ６とねじ軸１またはナット２との相対位置が変化し、ねじ軸１の移動範囲が制限されたり、あるいはボール５がナット２から離脱するなどの不具合が発生する危険があった。
【０００５】本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、リテーナ式ボールねじ機構の安定した作動を保証し、もってキャリパの小型化に大きく寄与する電動ディスクブレーキを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明は、ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生する電動ディスクブレーキであって、前記回転−直動変換機構は、ボールをリテーナに保持させてなるリテーナ式ボールねじ機構で構成され、該リテーナ式ボールねじ機構には、無負荷状態時に前記リテーナの回転を規制する回転規制手段が設けられていることを特徴とする。このように構成した電動ディスクブレーキにおいては、回転規制手段がリテーナの回転を規制するので、無負荷状態でリテーナが回転および軸移動する危険はなくなり、リテーナとねじ軸またはナットとの相対位置が一定に維持される。
【０００７】本発明において、上記回転規制手段の形態は任意であるが、少なくとも表層部に弾性体を配しかつボールよりもわずか大きな直径を有する擬似ボールからなり、前記擬似ボールがボールの一部に置換して複数配置される構成とすることができる。また、この回転規制手段は、ねじ軸およびナットのねじ溝内に設けられた歯部と、リテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車がボールの一部に置換して複数配置される構成とすることができる。さらに、この回転規制手段は、ねじ軸およびナットのねじ溝の間の部分に設けられた歯部とリテーナに回動自在に支持され前記歯溝に噛合する歯車とからなり、前記歯車が前記ねじ溝に沿って複数配置される構成とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】図２は、本発明に係る電動ディスクブレーキの全体的な構造を示したものである。図において、１は、ディスクロータＤより車両内側に位置する車両の非回転部（ナックル等）に固定されたキャリア、２は、キャリア１にディスクロータＤの軸方向へ浮動可能に支持されたキャリパ、３，４は、ディスクロータＤの両側に配置された一対のブレーキパッドであり、ブレーキパッド３，４はディスクロータＤの軸方向に移動可能にキャリア１に支持されている。キャリパ２は、爪部材５と、この爪部材５にボルト（図示略）により結合された環状の基体６と、この基体６にボルト７により結合されたモータケース８とからなる組立型のキャリパ本体９を備えており、キャリパ本体９は、その爪部材５をディスクロータＤを跨いで配置する態様でキャリア１に摺動可能に支持されている。
【００１０】キャリパ２はまた、車両内側のブレーキパッド４の背面に当接可能なピストン１０と、電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を直線運動に変換して前記ピストン１０に伝えるリテーナ式ボールねじ機構（回転−直動変換機構）１２と、電動モータ１１の回転を減速して前記ボールねじ機構１２に伝える減速機構１３とを備えている。ピストン１０は、ここではカップ形状をなし、爪部材５の基端部に螺合したリングガイド１４内に摺動可能に保持され、その前面を車両内側のブレーキパッド４に近接させて位置決めされている。
【００１１】電動モータ１１は、モータケース８に嵌合固定されたステータ１５と、ステータ１５内に配置された中空ロータ１６とを備え、ロータ１６は、モータケース８および基体６に軸受１７，１８によって回動可能に支持されている。電動モータ１１は、コントローラ（図示せず）からの指令でロータ１６を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動し、そのロータ１６の回転角は、ロータ１６に固定したレゾルバロータ１９と前記モータケース８内の端板２０に固定したレゾルバステータ２１とからなる回転検出器２２によって検出されるようになっている。なお、モータケース８には、電動モータ１１のステータ１５および回転検出器２２と前記コントローラとを接続する信号線２３が取り回されている。
【００１２】リテーナ式ボールねじ機構１２は、電動モータ１１のロータ１６の回転中心（軸心）Ｃ1上に配置されたねじ軸２４と、キャリパ本体９の環状基体６の内周部にクロスローラ軸受２５を介して回動可能に支持されたナット２６とを備えており、ねじ軸２４とナット２６とは、後に詳述するボールねじ部２７を介して螺合されている。ねじ軸２４には角形の軸孔２４ａが設けられており、この軸孔２４ａには前記モータケース８の端板２０から延ばしたロッド２８の先端部が摺動可能に挿入されている。すなわち、ねじ軸２４は、ロッド２８に摺動可能にかつ回転不能に支持されており、常時はその先端を前記ピストン１０に当接させる状態に位置決めされている。ここで、ボールねじ部２７は、ナット２６が、図２の右方向から見て時計回りに回転するとき、ねじ軸２４が同図の左方向へ前進（直線移動）するように形成されており、このねじ軸２４の前進に応じてピストン１０が推進し、車両内側のブレーキパッド４がディスクロータＤに押付けられるようになる。
【００１３】一方、上記減速機構１３は、電動モータ１１のロータ１６の、ディスクロータＤ側への延長端部に一体に形成された偏心軸３０と、この偏心軸３０に軸受３１を介して回動可能に嵌装された偏心リング３２と、この偏心リング３２と前記キャリパ本体９の基体６の内周面との間に介装されたオルダム機構３３と、偏心リング３２と前記ナット２６との間に介装された歯車機構３４とからなっている。オルダム機構３３は偏心リング３２の外周に形成された外歯歯車３５とキャリパ本体９の基体６の内周に形成された内歯歯車３６とから、歯車機構３４は偏心リング３２の外周に形成された外歯歯車３７とナット２６のスカート部内周に形成された内歯歯車３８とからそれぞれなっている。
【００１４】上記オルダム機構３３を構成する外歯歯車３５および内歯歯車３６は、ピッチ円径は異なるが同じ歯数を有し、一方、歯車機構３４を構成する外歯歯車３７および内歯歯車３８は、ピッチ円径はもとより歯数も異なっており、これにより偏心リング３２は、オルダム機構３３の作動により偏心軸３０の回転に応じて自転せずに公転運動をし、この偏心リング３２の公転運動に応じて歯車機構４４が作動して、ナット２６がロータ１６と一定の回転比で回転するようになる。この場合、歯車機構３４を構成する外歯歯車３７の歯数をｚ、内歯歯車３８の歯数をＺとすると、ナット２６はロータ１６と一定の回転比Ｎ｛＝（Ｚ−ｚ）/Ｚ｝をもって回転し、ナット１６が一回転するときのロータ１６の回転数が減速比α(＝１/Ｎ)となる。なお、図２中、δは、ロータ１６の回転中心Ｃ1 に対する偏心軸３０の回転中心Ｃ2 の偏心量を示している。
【００１５】ここで、上記リテーナ式ボールねじ機構１２を構成するボールねじ部２７は、図１によく示されるように、ねじ軸２４のねじ溝４０とナット２６のねじ溝４１との間に収納される多数のボール（鋼球）４２をリテーナ４３に保持させた構造となっている。本電動ディスクブレーキにおいては、ねじ軸２４の回転が規制されているため、ナット２６が一回転すると、ねじ軸２４はねじ溝４０のリードＬ分だけ軸移動するが、この時のリテーナ４３の回転はナット２６に対して1/2回転となり、したがって、リテーナ４３はねじ軸２４の移動距離の半分（1/2Ｌ）だけ軸移動するようになる。
【００１６】しかして、本実施の形態におけるボールねじ部２７は、前記ボール４２の一部を、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる擬似ボール４４により置換した構造となっている。この擬似ボール４４は、前記ボール４２よりもわずか大きな直径を有しており、ねじ軸２４およびナット２６に対してすべり抵抗を生じるようになっている。また、この擬似ボール４４は、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するようにボール４２と置換されており、これによりねじ軸２４およびナット２６に対して円周方向で均等にすべり抵抗がかかるようになっている。
【００１７】以下、上記のように構成した実施の形態の作用について説明する。制動時には、コントローラ（図示せず）からの指令で電動モータ１１のロータ１６が所定のトルクで時計回りに回転すると、これと一体に偏心軸３０が回転し、偏心リング３２が、オルダム機構３３により自転せずに公転運動をする。そして、この偏心リング３２の公転運動により、歯車機構３４が作動し、ボールねじ機構１２のナット２６がロータ１６と一定の回転比をもって回転し、これに応じてボールねじ部２７のボール４２および擬似ボール４４がねじ溝４０、４１内で転動し、ねじ軸２４が前進する。
【００１８】そして、上記ねじ軸２４が前進する結果、ピストン１０が推進して、車両内側のブレーキパッド４をディスクロータＤに対して押付ける。すると、その反力によってキャリパ２がキャリア１に対して移動（後退）し、爪部材５が車両外側のブレーキパッド３をディスクロータＤの外側面に押付け、これにより電動モータ１１のトルクに応じた制動力が発生する。本実施の形態においては、電動モータ１１のロータ１６の回転が減速機構１３により十分に減速されるので、電動モータ１１に必要とされるトルクの低減が可能になり、その分、電動モータ１１の小型化ひいてはキャリパ本体９の小型化を達成できる。一方、制動解除時には、電動モータ１１のロータ１６を逆回転させると、ナット２６も逆回転し、これに応じてねじ軸２４が元の位置まで後退し、ピストン１０がブレーキパッド４から離間してディスクロータＤへの押付け力が解除される。
【００１９】ところで、非制動時には、ボールねじ機構１２のねじ軸２４およびナット２６には回転力も軸力も作用していないので、例えば、振動を受けてねじ溝４０、４１内でボール４２が転動し、リテーナ４３が回転（空回り）および軸移動しようとする。しかし、本実施の形態においては、前記したようにボール４２の一部が、ねじ軸２４およびナット２６とに対してすべり抵抗となる擬似ボール４４により置換されているので、該擬似ボール４４によってリテーナ４３の空回りが規制され、これによりリテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持される。すなわち、回転力も軸力も作用しない無負荷状態においても、リテーナ４３が不動となっているのねじ軸２４の移動範囲が制限されたり、あるいはボール４２がナット２６から離脱するなどの不具合が発生することもなくなり、ボールねじ機構１２の作動は安定的に維持される。
【００２０】本実施の形態においては特に、リテーナ４３の回転を規制する回転規制手段としての擬似ボール４４を、単に既存のボール４２の一部に置換して設けるだけの構成となっているので、リテーナ式ボールねじ機構１２を構成するねじ軸２４、ナット２６、ボールねじ部２７には特別の設計変更を必要とせず、きわめて簡単にボールねじ機構１２の安定化を達成することができる。なお、この擬似ボール４４は、その全体をゴム、プラスチック等で製作してもよいが、鋼球を心材としてこの心材の表面にコーティングによりゴムまたはプラスチック層を設けた構成としてもよい。
【００２１】ここで、上記リテーナ４３の回転を規制する回転規制手段は、上記擬似ボール４４に代えて、図３〜図５に示すような種々の形態とすることができる。図３に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０、ナット２６のねじ溝４１の底部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部５０、５１と、リテーナ４３に軸５２を用いて回動自在に支持され前記歯部５０、５１に噛合する複数の歯車５３とからなっている。歯車５３は、前記擬似ボール４４（図１）と同様に、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するように前記ボール４２と置換して複数設けられている。この回転規制手段においては、歯部５０、５１と歯車５３との噛合いが抵抗となって無負荷時におけるリテーナ４３の空回りが規制され、上記同様にリテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持される。
【００２２】また、図４に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０の相互間の外周部、ナット２６のねじ溝４１の相互間の外周部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部６０、６１と、リテーナ４３に軸６２を用いて回動自在に支持され前記歯部６０、６１に噛合する複数の歯車６３とからなっている。歯車６３は、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するように複数設けられている。この回転規制手段においても、図３に示したものと同様に、歯部６０、６１と歯車６３との噛合いが抵抗となって無負荷時におけるリテーナ４３の空回りが規制されるので、リテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持されるが、ねじ軸２４およびナット２６の外周部に歯部６０、６１を形成するので、ねじ溝４０、４１の底に歯部５０、５１を形成する場合（図３）よりも、その加工は容易となる。
【００２３】さらに、図５に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０の相互間の平滑部、ナット２６のねじ溝４１の相互間の平滑部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部７０、７１と、リテーナ４３に軸６２を用いて回動自在に支持され前記歯部７０、７１に噛合する一つまたは二つの歯車７３とからなっている。歯車７３は、ねじ溝４０、４１の複数条（ここでは２条）を横断する長さを有し、この歯車７３が横断する部分では、ボール４２が省略されている。この回転規制手段によれば、図４に示した回転規制手段と同様の効果を奏するほか、ねじ溝４０、４１の相互間の平滑部の幅に余裕がない場合にも適用でき、適用範囲がより拡大する。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る電動ディスクブレーキによれば、ボールねじ機構に設けた回転規制手段がリテーナの回転を規制するので、無負荷状態でもリテーナとねじ軸またはナットとの相対位置が一定に維持され、リテーナ式ボールねじ機構の作動が安定して、装置に対する信頼性が著しく高まる。しかも、リテーナ式ボールねじ機構の使用によりキャリパの小型化を達成できるので、車両への搭載性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の一つの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本電動ディスクブレーキの全体的構造を示す断面図である。
【図３】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図６】リテーナ式ボールねじ機構の一般的な構造を示す一部断面として示す平面図である。
【図７】リテーナ式ボールねじ機構の一般的な構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ キャリア、 ２ キャリパ
３、４ ブレーキパッド、 Ｄ ディスクロータ
１０ ピストン、 １１ 電動モータ
１２ ボールランプ機構
２４ ねじ軸、 ２６ ナット
２７ ボールねじ部
４０、４１ ねじ溝
４２ ボール
４３ リテーナ
４４ 擬似ボール
５０、６０、７０ ねじ軸側の歯部
５１、６１、７１ ナット側の歯部
５３、６３、７３ 歯車
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータのトルクによって制動力を発生させ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】電動ディスクブレーキとしては、ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構を配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生するものがある。
【０００３】このような電動ディスクブレーキにおいて、電動モータの回転を直線運動に変換してピストンに伝達する回転−直動変換機構としては、機械損失が少なくかつ大きなピストン推進力すなわち制動力が得られることから、ボールねじ機構が多く採用されている（例えば、特開昭６０−２０６７６６号公報参照）。しかし、汎用のボールねじ機構は、ボールを循環させるためのリターンチューブを装備する必要があることから、その形状が大型となり、キャリパの大型化が避けられない、という問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近、ボールねじ機構として、図６および図７に示すように、ねじ軸１およびナット２のねじ溝３と４の間に収納されるボール５をリテーナ６に保持させた、いわゆるリテーナ式ボールねじ機構が開発されており（例えば、特開平１１−１１８０１５号公報参照）、これを、上記電動ディスクブレーキにおける回転−直動変換機構として用いることで、上記した汎用のボールねじ機構の使用に伴う大型化の問題を解消できることになる。しかしながら、従来のリテーナ式ボールねじ機構においては、直動部としてのねじ軸１および回転部としてのナット２に軸力または回転力が加わっていない無負荷状態時に、振動等によってリテーナ６が回転（空回り）して軸移動してしまう虞があり、この結果、リテーナ６とねじ軸１またはナット２との相対位置が変化し、ねじ軸１の移動範囲が制限されたり、あるいはボール５がナット２から離脱するなどの不具合が発生する危険があった。
【０００５】本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、リテーナ式ボールねじ機構の安定した作動を保証し、もってキャリパの小型化に大きく寄与する電動ディスクブレーキを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明は、ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生する電動ディスクブレーキであって、前記回転−直動変換機構は、ボールをリテーナに保持させてなるリテーナ式ボールねじ機構で構成され、該リテーナ式ボールねじ機構には、無負荷状態時に前記リテーナの回転を規制する回転規制手段が設けられていることを特徴とする。このように構成した電動ディスクブレーキにおいては、回転規制手段がリテーナの回転を規制するので、無負荷状態でリテーナが回転および軸移動する危険はなくなり、リテーナとねじ軸またはナットとの相対位置が一定に維持される。
【０００７】本発明において、上記回転規制手段の形態は任意であるが、少なくとも表層部に弾性体を配しかつボールよりもわずか大きな直径を有する擬似ボールからなり、前記擬似ボールがボールの一部に置換して複数配置される構成とすることができる。また、この回転規制手段は、ねじ軸およびナットのねじ溝内に設けられた歯部と、リテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車がボールの一部に置換して複数配置される構成とすることができる。さらに、この回転規制手段は、ねじ軸およびナットのねじ溝の間の部分に設けられた歯部とリテーナに回動自在に支持され前記歯溝に噛合する歯車とからなり、前記歯車が前記ねじ溝に沿って複数配置される構成とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】図２は、本発明に係る電動ディスクブレーキの全体的な構造を示したものである。図において、１は、ディスクロータＤより車両内側に位置する車両の非回転部（ナックル等）に固定されたキャリア、２は、キャリア１にディスクロータＤの軸方向へ浮動可能に支持されたキャリパ、３，４は、ディスクロータＤの両側に配置された一対のブレーキパッドであり、ブレーキパッド３，４はディスクロータＤの軸方向に移動可能にキャリア１に支持されている。キャリパ２は、爪部材５と、この爪部材５にボルト（図示略）により結合された環状の基体６と、この基体６にボルト７により結合されたモータケース８とからなる組立型のキャリパ本体９を備えており、キャリパ本体９は、その爪部材５をディスクロータＤを跨いで配置する態様でキャリア１に摺動可能に支持されている。
【００１０】キャリパ２はまた、車両内側のブレーキパッド４の背面に当接可能なピストン１０と、電動モータ１１と、この電動モータ１１の回転を直線運動に変換して前記ピストン１０に伝えるリテーナ式ボールねじ機構（回転−直動変換機構）１２と、電動モータ１１の回転を減速して前記ボールねじ機構１２に伝える減速機構１３とを備えている。ピストン１０は、ここではカップ形状をなし、爪部材５の基端部に螺合したリングガイド１４内に摺動可能に保持され、その前面を車両内側のブレーキパッド４に近接させて位置決めされている。
【００１１】電動モータ１１は、モータケース８に嵌合固定されたステータ１５と、ステータ１５内に配置された中空ロータ１６とを備え、ロータ１６は、モータケース８および基体６に軸受１７，１８によって回動可能に支持されている。電動モータ１１は、コントローラ（図示せず）からの指令でロータ１６を所望トルクで所望角度だけ回転させるように作動し、そのロータ１６の回転角は、ロータ１６に固定したレゾルバロータ１９と前記モータケース８内の端板２０に固定したレゾルバステータ２１とからなる回転検出器２２によって検出されるようになっている。なお、モータケース８には、電動モータ１１のステータ１５および回転検出器２２と前記コントローラとを接続する信号線２３が取り回されている。
【００１２】リテーナ式ボールねじ機構１２は、電動モータ１１のロータ１６の回転中心（軸心）Ｃ1上に配置されたねじ軸２４と、キャリパ本体９の環状基体６の内周部にクロスローラ軸受２５を介して回動可能に支持されたナット２６とを備えており、ねじ軸２４とナット２６とは、後に詳述するボールねじ部２７を介して螺合されている。ねじ軸２４には角形の軸孔２４ａが設けられており、この軸孔２４ａには前記モータケース８の端板２０から延ばしたロッド２８の先端部が摺動可能に挿入されている。すなわち、ねじ軸２４は、ロッド２８に摺動可能にかつ回転不能に支持されており、常時はその先端を前記ピストン１０に当接させる状態に位置決めされている。ここで、ボールねじ部２７は、ナット２６が、図２の右方向から見て時計回りに回転するとき、ねじ軸２４が同図の左方向へ前進（直線移動）するように形成されており、このねじ軸２４の前進に応じてピストン１０が推進し、車両内側のブレーキパッド４がディスクロータＤに押付けられるようになる。
【００１３】一方、上記減速機構１３は、電動モータ１１のロータ１６の、ディスクロータＤ側への延長端部に一体に形成された偏心軸３０と、この偏心軸３０に軸受３１を介して回動可能に嵌装された偏心リング３２と、この偏心リング３２と前記キャリパ本体９の基体６の内周面との間に介装されたオルダム機構３３と、偏心リング３２と前記ナット２６との間に介装された歯車機構３４とからなっている。オルダム機構３３は偏心リング３２の外周に形成された外歯歯車３５とキャリパ本体９の基体６の内周に形成された内歯歯車３６とから、歯車機構３４は偏心リング３２の外周に形成された外歯歯車３７とナット２６のスカート部内周に形成された内歯歯車３８とからそれぞれなっている。
【００１４】上記オルダム機構３３を構成する外歯歯車３５および内歯歯車３６は、ピッチ円径は異なるが同じ歯数を有し、一方、歯車機構３４を構成する外歯歯車３７および内歯歯車３８は、ピッチ円径はもとより歯数も異なっており、これにより偏心リング３２は、オルダム機構３３の作動により偏心軸３０の回転に応じて自転せずに公転運動をし、この偏心リング３２の公転運動に応じて歯車機構４４が作動して、ナット２６がロータ１６と一定の回転比で回転するようになる。この場合、歯車機構３４を構成する外歯歯車３７の歯数をｚ、内歯歯車３８の歯数をＺとすると、ナット２６はロータ１６と一定の回転比Ｎ｛＝（Ｚ−ｚ）/Ｚ｝をもって回転し、ナット１６が一回転するときのロータ１６の回転数が減速比α(＝１/Ｎ)となる。なお、図２中、δは、ロータ１６の回転中心Ｃ1 に対する偏心軸３０の回転中心Ｃ2 の偏心量を示している。
【００１５】ここで、上記リテーナ式ボールねじ機構１２を構成するボールねじ部２７は、図１によく示されるように、ねじ軸２４のねじ溝４０とナット２６のねじ溝４１との間に収納される多数のボール（鋼球）４２をリテーナ４３に保持させた構造となっている。本電動ディスクブレーキにおいては、ねじ軸２４の回転が規制されているため、ナット２６が一回転すると、ねじ軸２４はねじ溝４０のリードＬ分だけ軸移動するが、この時のリテーナ４３の回転はナット２６に対して1/2回転となり、したがって、リテーナ４３はねじ軸２４の移動距離の半分（1/2Ｌ）だけ軸移動するようになる。
【００１６】しかして、本実施の形態におけるボールねじ部２７は、前記ボール４２の一部を、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる擬似ボール４４により置換した構造となっている。この擬似ボール４４は、前記ボール４２よりもわずか大きな直径を有しており、ねじ軸２４およびナット２６に対してすべり抵抗を生じるようになっている。また、この擬似ボール４４は、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するようにボール４２と置換されており、これによりねじ軸２４およびナット２６に対して円周方向で均等にすべり抵抗がかかるようになっている。
【００１７】以下、上記のように構成した実施の形態の作用について説明する。制動時には、コントローラ（図示せず）からの指令で電動モータ１１のロータ１６が所定のトルクで時計回りに回転すると、これと一体に偏心軸３０が回転し、偏心リング３２が、オルダム機構３３により自転せずに公転運動をする。そして、この偏心リング３２の公転運動により、歯車機構３４が作動し、ボールねじ機構１２のナット２６がロータ１６と一定の回転比をもって回転し、これに応じてボールねじ部２７のボール４２および擬似ボール４４がねじ溝４０、４１内で転動し、ねじ軸２４が前進する。
【００１８】そして、上記ねじ軸２４が前進する結果、ピストン１０が推進して、車両内側のブレーキパッド４をディスクロータＤに対して押付ける。すると、その反力によってキャリパ２がキャリア１に対して移動（後退）し、爪部材５が車両外側のブレーキパッド３をディスクロータＤの外側面に押付け、これにより電動モータ１１のトルクに応じた制動力が発生する。本実施の形態においては、電動モータ１１のロータ１６の回転が減速機構１３により十分に減速されるので、電動モータ１１に必要とされるトルクの低減が可能になり、その分、電動モータ１１の小型化ひいてはキャリパ本体９の小型化を達成できる。一方、制動解除時には、電動モータ１１のロータ１６を逆回転させると、ナット２６も逆回転し、これに応じてねじ軸２４が元の位置まで後退し、ピストン１０がブレーキパッド４から離間してディスクロータＤへの押付け力が解除される。
【００１９】ところで、非制動時には、ボールねじ機構１２のねじ軸２４およびナット２６には回転力も軸力も作用していないので、例えば、振動を受けてねじ溝４０、４１内でボール４２が転動し、リテーナ４３が回転（空回り）および軸移動しようとする。しかし、本実施の形態においては、前記したようにボール４２の一部が、ねじ軸２４およびナット２６とに対してすべり抵抗となる擬似ボール４４により置換されているので、該擬似ボール４４によってリテーナ４３の空回りが規制され、これによりリテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持される。すなわち、回転力も軸力も作用しない無負荷状態においても、リテーナ４３が不動となっているのねじ軸２４の移動範囲が制限されたり、あるいはボール４２がナット２６から離脱するなどの不具合が発生することもなくなり、ボールねじ機構１２の作動は安定的に維持される。
【００２０】本実施の形態においては特に、リテーナ４３の回転を規制する回転規制手段としての擬似ボール４４を、単に既存のボール４２の一部に置換して設けるだけの構成となっているので、リテーナ式ボールねじ機構１２を構成するねじ軸２４、ナット２６、ボールねじ部２７には特別の設計変更を必要とせず、きわめて簡単にボールねじ機構１２の安定化を達成することができる。なお、この擬似ボール４４は、その全体をゴム、プラスチック等で製作してもよいが、鋼球を心材としてこの心材の表面にコーティングによりゴムまたはプラスチック層を設けた構成としてもよい。
【００２１】ここで、上記リテーナ４３の回転を規制する回転規制手段は、上記擬似ボール４４に代えて、図３〜図５に示すような種々の形態とすることができる。図３に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０、ナット２６のねじ溝４１の底部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部５０、５１と、リテーナ４３に軸５２を用いて回動自在に支持され前記歯部５０、５１に噛合する複数の歯車５３とからなっている。歯車５３は、前記擬似ボール４４（図１）と同様に、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するように前記ボール４２と置換して複数設けられている。この回転規制手段においては、歯部５０、５１と歯車５３との噛合いが抵抗となって無負荷時におけるリテーナ４３の空回りが規制され、上記同様にリテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持される。
【００２２】また、図４に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０の相互間の外周部、ナット２６のねじ溝４１の相互間の外周部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部６０、６１と、リテーナ４３に軸６２を用いて回動自在に支持され前記歯部６０、６１に噛合する複数の歯車６３とからなっている。歯車６３は、ねじ溝４０、４１の螺旋方向に一定の間隔で点在するように複数設けられている。この回転規制手段においても、図３に示したものと同様に、歯部６０、６１と歯車６３との噛合いが抵抗となって無負荷時におけるリテーナ４３の空回りが規制されるので、リテーナ４３とねじ軸２４またはナット２６との相対位置が一定に維持されるが、ねじ軸２４およびナット２６の外周部に歯部６０、６１を形成するので、ねじ溝４０、４１の底に歯部５０、５１を形成する場合（図３）よりも、その加工は容易となる。
【００２３】さらに、図５に示した回転規制手段は、ねじ軸２４のねじ溝４０の相互間の平滑部、ナット２６のねじ溝４１の相互間の平滑部にそれぞれ形成された螺旋状の歯部７０、７１と、リテーナ４３に軸６２を用いて回動自在に支持され前記歯部７０、７１に噛合する一つまたは二つの歯車７３とからなっている。歯車７３は、ねじ溝４０、４１の複数条（ここでは２条）を横断する長さを有し、この歯車７３が横断する部分では、ボール４２が省略されている。この回転規制手段によれば、図４に示した回転規制手段と同様の効果を奏するほか、ねじ溝４０、４１の相互間の平滑部の幅に余裕がない場合にも適用でき、適用範囲がより拡大する。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る電動ディスクブレーキによれば、ボールねじ機構に設けた回転規制手段がリテーナの回転を規制するので、無負荷状態でもリテーナとねじ軸またはナットとの相対位置が一定に維持され、リテーナ式ボールねじ機構の作動が安定して、装置に対する信頼性が著しく高まる。しかも、リテーナ式ボールねじ機構の使用によりキャリパの小型化を達成できるので、車両への搭載性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の一つの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本電動ディスクブレーキの全体的構造を示す断面図である。
【図３】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】本電動ディスクブレーキに用いるリテーナ式ボールねじ機構の、さらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図６】リテーナ式ボールねじ機構の一般的な構造を示す一部断面として示す平面図である。
【図７】リテーナ式ボールねじ機構の一般的な構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ キャリア、 ２ キャリパ
３、４ ブレーキパッド、 Ｄ ディスクロータ
１０ ピストン、 １１ 電動モータ
１２ ボールランプ機構
２４ ねじ軸、 ２６ ナット
２７ ボールねじ部
４０、４１ ねじ溝
４２ ボール
４３ リテーナ
４４ 擬似ボール
５０、６０、７０ ねじ軸側の歯部
５１、６１、７１ ナット側の歯部
５３、６３、７３ 歯車
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生する電動ディスクブレーキであって、前記回転−直動変換機構は、ボールをリテーナに保持させてなるリテーナ式ボールねじ機構で構成され、該リテーナ式ボールねじ機構には、無負荷状態時に前記リテーナの回転を規制する回転規制手段が設けられていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】 回転規制手段が、少なくとも表層部に弾性体を配しかつボールよりもわずか大きな直径を有する擬似ボールからなり、前記擬似ボールがボールの一部に置換して複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項３】 回転規制手段が、ねじ軸およびナットのねじ溝内に設けられた歯部と、リテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車がボールの一部に置換して複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】 回転規制手段が、ねじ軸およびナットのねじ溝の間の部分に設けられた歯部とリテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車が前記ねじ溝に沿って複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項１】 ピストンと、電動モータと該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ピストンに伝達する回転−直動変換機構とを配設してなるキャリパを備え、前記電動モータの回転に応じて前記ピストンを推進し、ブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生する電動ディスクブレーキであって、前記回転−直動変換機構は、ボールをリテーナに保持させてなるリテーナ式ボールねじ機構で構成され、該リテーナ式ボールねじ機構には、無負荷状態時に前記リテーナの回転を規制する回転規制手段が設けられていることを特徴とする電動ディスクブレーキ。
【請求項２】 回転規制手段が、少なくとも表層部に弾性体を配しかつボールよりもわずか大きな直径を有する擬似ボールからなり、前記擬似ボールがボールの一部に置換して複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項３】 回転規制手段が、ねじ軸およびナットのねじ溝内に設けられた歯部と、リテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車がボールの一部に置換して複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【請求項４】 回転規制手段が、ねじ軸およびナットのねじ溝の間の部分に設けられた歯部とリテーナに回動自在に支持され前記歯部に噛合する歯車とからなり、前記歯車が前記ねじ溝に沿って複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
【図１】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００２−２５７１６５（Ｐ２００２−２５７１６５Ａ）
【公開日】平成１４年９月１１日（２００２．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−５４５６６（Ｐ２００１−５４５６６）
【出願日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）
【出願人】（０００００３０５６）トキコ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年９月１１日（２００２．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）
【出願人】（０００００３０５６）トキコ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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