JP2001200873A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度特性が良好で変位量が大きく、更に低電
圧駆動が可能な加振装置を備えたブレーキ装置を提供す
ることである。 【解決手段】ロータ１１の振動を抑制すべくロータ１１
を加振する加振装置３０を有するブレーキ装置１におい
て、加振装置３０はキャリパ１２のピストン１６内に配
置された超磁歪素子により構成され、超磁歪素子の作動
によりロータ１１を加振することによりブレーキの鳴き
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータの振動を
抑制すべくロータを加振する加振装置を有するブレーキ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブレーキの鳴きを防止するため
に、パッドを介してロータを加振する装置が存在する
（特開平８−３２００３８号公報参照）。この装置にお
いては、キャリパ内に配置した圧電素子を用いてパッド
を振動させ、このパッドを介してロータを加振してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようといる課題】ところで上述の装置に
おいては、圧電素子を用いてロータを加振しているが、
圧電素子は温度特性が悪く、変位量が少なく、また高い
駆動電圧が必要でありブレーキ装置の加振器としては不
都合である。

【０００４】この発明の課題は、温度特性が良好で変位
量が大きく、更に低電圧駆動が可能な加振装置を備えた
ブレーキ装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のブレーキ
装置は、ロータの振動を抑制すべくロータを加振する加
振装置を有するブレーキ装置において、前記加振装置は
超磁歪素子の作動により加振するように構成されている
ことを特徴とする。

【０００６】この請求項１記載のブレーキ装置によれ
ば、加振装置が超磁歪素子の作動により加振されてロー
タを加振する。従って、ロータの振動が抑制されブレー
キの鳴きを防止することができる。この場合において超
磁歪素子は温度特性が良好であり変位量が大きく、また
低電圧駆動が可能であることから圧電素子による加振装
置に比してブレーキ装置の加振装置として適合性がよ
い。

【０００７】また、請求項２記載のブレーキ装置は、請
求項１記載のブレーキ装置の前記加振装置が少なくとも
一部がフェライトにより形成されブレーキ圧を受圧して
パッドをロータに押圧するピストン部材内部に配置さ
れ、前記超磁歪素子は前記ピストン部材内部に配置され
たコイルによる磁界に応じて伸縮して振動を発生するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【０００８】この請求項２記載のブレーキ装置によれ
ば、加振装置がピストン部材の少なくとも一部が断熱性
及び対侵食性の高い磁心材料（例えばフェライト）によ
り形成されているピストン部材を有していることから、
コイル周囲にあるピストン部材の高周波磁気特性を良好
なものとすることができる。即ち、コイル周囲にあるピ
ストン部材は、高周波磁気特性が良好な材料にする必要
があるが、材料によっては作動油への熱伝達が大きくベ
ーパロックが発生したり、侵食により作動油が劣化する
可能性があるが、フェライトは断熱性が高く、また作動
油の侵食性も低いことからこれらの問題も生じない。

【０００９】また、請求項３記載のブレーキ装置は、請
求項１又は請求項２記載のブレーキ装置において前記超
磁歪素子に駆動磁界を与え得る位置に永久磁石を更に備
えることを特徴とする。

【００１０】この請求項３記載のブレーキ装置によれ
ば、超磁歪素子に永久磁石により駆動磁界を与え所定量
延ばした状態を電流値０値とするので、低い駆動電流で
超磁歪素子を駆動することができ高周波域でもインダク
タンスの影響を減少することができて、その減少分大き
な変位量を得ることができる。

【００１１】また、請求項４記載のブレーキ装置は、請
求項１記載のブレーキ装置の前記超磁歪素子がピストン
部材内部に配置されたコイルによる磁界に応じて伸縮し
て振動を発生するように構成されており、前記コイルの
周囲には磁心材からなる部材が設けられていることを特
徴とする。

【００１２】この請求項４記載のブレーキ装置によれ
ば、磁力線がコイルの周囲に設けられた珪素鋼板等の磁
心材からなる部材を通過するため高周波磁気特性を良好
にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を参照して、こ
の発明の第１の実施の形態の説明を行う。図１は、第１
の実施形態に係る車両用ブレーキ装置の構成図である。
この図に示すように、車両用ブレーキ装置１は、車両の
制動手段であるディスクブレーキ１０を備えている。デ
ィスクブレーキ１０は、キャリパ浮動型のディスクブレ
ーキであり、車輪と共に回転する円板状のロータ１１を
有し、そのロータ１１の外周の一部分を跨いで配置され
るキャリパ１２を有している。キャリパ１２は、図示し
ないマウンティングブラケットに対してロータ１１の軸
方向（図１では左右の方向）に沿って摺動可能に支持さ
れている。

【００１４】また、キャリパ１２は、ロータ１１に対し
内側にシリンダ部１３を形成し、そのシリンダ部１３か
らロータ１１を跨いでその外側へ延びるブリッジ部１４
を形成している。ブリッジ部１４には、ロータ対向面に
アウタ側のパッド１５が取り付けられている。

【００１５】シリンダ部１３の内部には、ピストン１６
が配設されておりピストン１６のロータ対向面には、イ
ンナ側のパッド１７が取り付けられている。ピストン１
６は、インナ側のパッド１７をロータ１１に押し付けパ
ッド１５、１７によりロータ１１を挟持させるためのも
のであり、ロータ１１の軸方向に進退自在に設けられて
いる。

【００１６】また、シリンダ部１３の内部には、ピスト
ン１６を押し出すための液圧室１８が形成され、配管１
９を通じて油液が注入可能となっている。ピストン１６
の外周部分には、油液漏れを防止すると共にピストン１
６をリトラクトするシール２０が設けられている。

【００１７】このディスクブレーキ１０は、ロータ１１
を加振する加振手段である加振装置３０を備えている。
加振装置３０は、ピストン１６に内蔵されており、ＥＣ
Ｕ４０が駆動回路４３を介して接続されている。また、
ＥＣＵ４０には、ストップランプスイッチ４１及びノイ
ズセンサ４２が接続されている。ストップランプスイッ
チ４１は、ブレーキペダルが所定量踏み込まれた際に閉
成するスイッチであり、ブレーキペダルが所定量踏み込
まれた際にオン信号がＥＣＵ４０に入力される。また、
ノイズセンサ４２は、ロータ１１の振動を検出し検出結
果がＥＣＵ４０に入力される。

【００１８】図２は、車両用ブレーキ装置１に設けられ
る加振装置３０の構成図である。この図に示すように、
加振装置３０は、ピストン１６のハウジング２２内に配
置されている。ハウジング２２は、断面コ字状を呈しパ
ッド１７側を開口させた構造を有している。このハウジ
ング２２として鉄製のものを用いてもよいが、ソフトフ
ェライト製のものを用いることが望ましい。ソフトフェ
ライト製のハウジング２２を用いた場合には、その透磁
率及び電気抵抗が大きく磁心抵抗が大きくなるため、磁
界の変化による損失を小さく抑制することができる。

【００１９】加振装置３０は、リング状のコイル３１を
有している。コイル３１は、ボビン３２に巻回されてリ
ング状とされ、ＥＣＵ４０から出力される駆動電流に基
づいて磁界を発生させる。コイル３１の内側には、円柱
状の加振子３３が配置されている。加振子３３は、その
周囲に形成される磁界の変化により伸縮しパッド１７を
介してロータ１１に振動を付加するものであり超磁歪素
子が用いられている。

【００２０】超磁歪素子は、変位量が大きいことから超
磁歪素子を用いることによりロータ１１に大きな振動を
与えることができロータ１１の振動を効果的に抑制でき
る。また、車両に搭載されるバッテリの電源、例えば１
２Ｖ電源を昇圧することなくそのまま用いて使用できる
ため、その取り扱いが容易であり、駆動回路の簡易化も
図れる。また、温度特性に優れているため、周囲が高温
及び低温となり得る車両用のブレーキ装置１に用いられ
る加振装置３０として好適である。更に、周囲温度の変
化が大きくても特性が劣化しにくいため、車両用ブレー
キ装置１の使用耐久性が高いものとなる。

【００２１】加振子３３は、円板状のロア部材３４を介
してハウジング２２の内壁面に取り付けられている。加
振子３３のロータ１１側には、それぞれ円板状のシム３
５、アッパ部材３６及び当接部材３７が順次配設されて
いる。ロア部材３４及びアッパ部材３６は、加振子３３
及び当接部材３７の配置のためのスペーサとして機能す
るものである。なお、ロア部材３４及びアッパ部材３６
は鉄製のものを用いてもよいが、ハウジング２２の場合
と同様な理由によりソフトフェライト製が望ましい。

【００２２】シム３５は、加振子３３を所定の変形量を
もって当接部材３７に当接させると共に当接部材３７を
パッド１７の裏面に当接させるための部材であり弾性変
形可能な部材が用いられる。望ましくは、シム３５とし
て、加振子３３の加振周波数領域での加振速度に対して
は弾性係数が大きいもの（高バネ特性のもの）が用いら
れ、例えばテフロン製のものが用いられる。この場合、
加振子３３の加振に対しシム３５の変形が追従しないた
め、加振子３３の振動力を効率よく当接部材３７に伝達
させることができる。なお、シム３５の取付け位置はハ
ウジング２２とロア部材３４の間、あるいは、ロア部材
３４と加振子３３の間でも良い。

【００２３】当接部材３７は、アッパ部材３６に接着剤
等で取り付けられて一体化され、パッド１７の裏面に当
接して配置されており、ハウジング２２の内壁に対し板
バネ３８を介して支持されロータ１１の軸方向に沿って
往復移動可能となっている。即ち当接部材３７は、油圧
によりパッド１７を押圧するピストン１６と並列にパッ
ド１７を押圧するように配置されている。また、板バネ
３８は、所定のオフセット荷重を持って止めリング３９
によりハウジング２２の内壁に固定されている。

【００２４】この車両用ブレーキ装置１においては、運
転者がブレーキ操作を行うことにより配管１９を介して
液圧室１８に油液が注入される。液圧室１８に油液が注
入されると油圧によりピストン１６がロータ１１方向に
押し出されインナ側のパッド１７がロータ１１に押し付
けられてパッド１５、１７によりロータ１１を挟持す
る。一方、運転者のブレーキ操作がストップランプスイ
ッチ４１により検出されると、ストップランプスイッチ
４１からオン信号がＥＣＵ４０に入力される。この際に
ＥＣＵ４０は、ノイズセンサ４２による検出信号、即ち
ロータ１１が振動していることを示す検出信号が入力さ
れると、駆動回路４３を介して加振装置３０に対して駆
動電流の出力を行う。

【００２５】即ち、図３に示すような、最大電流がＩma
xである駆動電流波（Ｉ）をコイル３１に対して供給す
ることにより加振子３３を最大変位（ｘmax）だけ変位
させることにより加振装置３０の加振子３３が加振され
る。この加振力が当接部材３７及びパッド１７を介して
ロータに伝達され、ロータとパッドの面圧分布が変更さ
れて（面圧分布変更制御）ロータにより発生したノイズ
を止めることができる。

【００２６】なお、上述の第１の実施の形態において
は、運転者のブレーキ操作が行われている時に、ノイズ
センサ４２によりロータ１１が振動していることが検出
された場合に、加振装置３０によりロータ１１を振動さ
せてブレーキの鳴きを防止しているが、運転者のブレー
キ操作が行われている時、即ちブレーキ制御中にロータ
１１の振動を抑制するような振動（例えば、ディザー）
を加振装置３０より付加することにより、ブレーキの鳴
きを防止するようにしても良い。この場合には、ノイズ
センサ４２を省略することができる。

【００２７】次に、図４を参照して、この発明の第２の
実施の形態の説明を行う。図４は、第２の実施形態に係
る車両用ブレーキ装置２の構成図である。この車両用ブ
レーキ装置２は、第１の実施形態に係る車両用ブレーキ
装置１のノイズセンサを４２、ロータの振動の振幅を検
出することができるノイズ波形センサ５０に変更したも
のである。

【００２８】この車両用ブレーキ装置２においては、運
転者がブレーキ操作を行うことにより、この運転者のブ
レーキ操作がストップランプスイッチ４１により検出さ
れると、ストップランプスイッチ４１からオン信号がＥ
ＣＵ４０に入力される。この際にＥＣＵ４０は、ノイズ
波形センサ５０による検出信号、即ちロータ１１が振動
していること及びその波形を示す検出信号が入力される
と、駆動回路４３を介して加振装置３０に対して駆動電
流の出力を行う。即ち、ＥＣＵ４０は、加振装置３０の
コイル３１に対してロータ１１の振動波形と逆位相の振
動をロータ１１に付加するための駆動電流を供給する。
これによりロータ１１に対してロータ１１の振動と逆位
相の振動が入力されて発生したノイズを止めることがで
きる。なお、ＥＣＵ４０は、アナログ回路により構成し
ても良い。

【００２９】次に、図５を参照して、この発明の第３の
実施の形態の説明を行う。図５は、第３の実施形態に係
る車両用ブレーキ装置３の構成図である。この車両用ブ
レーキ装置３は、第１の実施形態に係る車両用ブレーキ
装置１のディスクブレーキ１０をキャリパ固定型のディ
スクブレーキ６０に変更したものである。

【００３０】このディスクブレーキ６０は、ロータ１１
の両側に、第１の実施の形態と同様な加振装置３０を内
蔵したピストン１６を有し、ブレーキペダルが所定量踏
み込まれた際に配管１９を介して液圧室１８に油液が注
入されてロータ１１の両側に配置されているピストン１
６によりパッド１５，１７がロータ１１に押し付けられ
パッド１５、１７によりロータ１１を挟持する。また、
運転者のブレーキ操作がストップランプスイッチ４１に
より検出された状態でノイズセンサ４１によりロータ１
１の振動が検出されると、ＥＣＵ４０は増幅器４３を介
してロータ１１の両側に配置されている加振装置３０の
それぞれに対して制御信号の出力を行う。これにより加
振装置３０の加振子３３が加振され、パッド１５，１７
を介してロータ１１の両面から振動が伝達される。これ
によりロータの面圧分布が変更されて発生したノイズを
止めることができる。

【００３１】次に、図６及び図７参照して、この発明の
第４の実施の形態の説明を行う。図６は、第４の実施形
態に係る車両用ブレーキ装置の加振装置７０の構成図で
ある。この車両用ブレーキ装置は、第１の実施形態に係
る車両用ブレーキ装置１の加振装置３０を加振装置７０
に変更したものである。即ち、この加振装置７０は、第
１の実施形態に係る車両用ブレーキ装置１の加振装置３
０の加振子３３の下面及び上面に設けられたロア部材３
４及びアッパ部材３６をマグネット部材７２，７４に変
更したものである。

【００３２】この加振装置７０においては、加振子３３
を挟んだマグネット部材７２，７４により加振子３３に
対して駆動磁界が与えられるため、この駆動磁界により
加振子３３が所定量（ｘ₀）延ばされる（図７参照）。
この状態を駆動電流０値とし、マイナスの駆動電流（−
Ｉmax／２）を供給することにより、マグネット部材７
２，７４により与えられている駆動磁界を打ち消して加
振子３３を縮ませると共にプラスの駆動電流（＋Ｉmax
／２）を供給することにより、加振子３３を延ばしてロ
ータ１１に振動を与える。なお、Ｉmaxは、第１の実施
の形態に係る加振装置３０に供給される駆動電流値であ
る。

【００３３】従って、この車両用ブレーキ装置において
は、運転者がブレーキ操作を行った場合に、ＥＣＵ４０
にノイズセンサ４２による検出信号、即ちロータ１１が
振動していることを示す検出信号が入力されると、増幅
器４３を介して加振装置７０に対して駆動電流の供給を
行う。即ち、図７に示すような駆動電流波をコイル３１
に対して供給することにより加振子３３を変位（ｘ）だ
け変位させることにより加振装置７０の加振子３３が加
振される。この加振力が当接部材３７及びパッド１７を
介してロータに伝達され、ロータの面圧分布が変更され
て（面圧分布変更制御）ロータにより発生したノイズを
止めることができる。

【００３４】この車両用ブレーキ装置の加振子７０にお
いては、加振子３３にマグネット部材７２，７４により
駆動磁界を与え所定量延ばした状態を電流値０値とする
ので、第１の実施の形態の加振子３０に比較して小さな
駆動電流で加振子３３を駆動することができ高周波域で
もインダクタンスの影響を減少することができて十分な
変位量を得ることができる。また、同レベルの変位量を
得るに必要な電流が小さいため電力消費量を低減させる
ことができる。

【００３５】次に、図８参照して、この発明の第５の実
施の形態の説明を行う。図８は、第５の実施形態に係る
車両用ブレーキ装置の加振装置８０の構成図である。こ
の車両用ブレーキ装置は、第１の実施形態に係る車両用
ブレーキ装置１の加振装置３０を加振装置８０に変更し
たものである。即ち、この加振装置８０は、第１の実施
形態に係る車両用ブレーキ装置１の加振装置３０のコイ
ル３１の外周に磁心材からなる部材である珪素鋼のテー
プ７６を巻いたものである。なお、この車両用ブレーキ
装置のピストン１６のハウジング２２には鉄製のハウジ
ングが用いられている。

【００３６】この車両用ブレーキ装置においては、ピス
トン１６のハウジング２２に鉄製のハウジングを用いる
ことができるためブレーキのコストを低く押さえること
ができ、また、磁力線がコイル３１の外周に設けられた
珪素鋼のテープ７６を通過するため高周波磁気特性を良
好なものとすることができる。即ち、車両用ブレーキ装
置のピストンとして鉄製のピストンを用い、加振装置の
コイルに高周波の電流を流すと鉄製のピストンに磁界の
変化によるヒステリシス損や渦電流損を生じ、電力消費
量の増加、応答性の低下等が生じていたが、コイル３１
の外周に珪素鋼のテープ７６を巻き付けることによりこ
のような問題が解消される。

【００３７】なお、この実施の形態においては、コイル
３１の外周に珪素鋼のテープ７６を巻き付けているが、
珪素鋼により円筒状の部材を形成しコイル３１の外周に
配置するようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、加振装置が超磁歪素
子の作動により加振されて、ロータを加振することから
ロータの振動が抑制されてブレーキの鳴きを防止するこ
とができる。この場合において、超磁歪素子は温度特性
が良好であり変位量が大きく、また低電圧駆動が可能で
あることから、加振装置をブレーキ装置の加振装置とし
て適合性の良いものとすることができる。

【００３９】また、超磁歪素子に永久磁石により駆動磁
界を与え所定量延ばした状態を電流値０値とする場合に
は、更に低い駆動電流で超磁歪素子を駆動することがで
き、この結果高周波域でもインダクタンスの影響を減少
することができて十分な変位量を得ることができる。

【００４０】更に、コイルの周囲に磁心材からなる部材
を設けた場合には、磁力線がコイルの周囲に設けられた
磁心材からなる部材を通過するため高周波磁気特性を良
好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る車両用ブレーキ装置の構
成図である。

【図２】第１の実施形態に係る車両用ブレーキ装置に設
けられる加振装置の構成図である。

【図３】第１の実施形態に係る加振装置の加振子に付与
される駆動電流と変位量の関係を示すグラフである。

【図４】第２の実施形態に係る車両用ブレーキ装置の構
成図である。

【図５】第３の実施形態に係る車両用ブレーキ装置の構
成図である。

【図６】第４の実施形態に係る車両用ブレーキ装置に設
けられる加振装置の構成図である。

【図７】第４の実施形態に係る加振装置の加振子に付与
される駆動電流と変位量の関係を示すグラフである。

【図８】第５の実施形態に係る車両用ブレーキ装置に設
けられる加振装置の構成図である。

【符号の説明】

１，２，３…ブレーキ装置、１０…ディスクブレーキ、
１１…ロータ、１２…キャリパ、１３…シリンダ部、１
６…ピストン、３０…加振装置、４０…ＥＣＵ、４１…
ストップランプスイッチ、４２…ノイズセンサ、７０，
８０…加振装置、７２，７４…マグネット部材、７６…
珪素鋼のテープ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの振動を抑制すべくロータを加振
   する加振装置を有するブレーキ装置において、 前記加振装置は超磁歪素子の作動により加振するように
   構成されていることを特徴とするブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記加振装置は、少なくとも一部が断熱
   性及び対侵食性の高い磁心材料により形成されブレーキ
   圧を受圧してパッドをロータに押圧するピストン部材内
   部に配置され、前記超磁歪素子は前記ピストン部材内部
   に配置されたコイルによる磁界に応じて伸縮して振動を
   発生するように構成されていることを特徴とする請求項
   １記載のブレーキ装置。
3. 【請求項３】 前記超磁歪素子に駆動磁界を与え得る位
   置に永久磁石を更に備えることを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載のブレーキ装置。
4. 【請求項４】 前記超磁歪素子はピストン部材内部に配
   置されたコイルによる磁界に応じて伸縮して振動を発生
   するように構成されており、前記コイルの周囲には磁心
   材からなる部材が設けられていることを特徴とする請求
   項１記載のブレーキ装置。