JP2004092812A

JP2004092812A - Disc brake

Info

Publication number: JP2004092812A
Application number: JP2002256192A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tsuchiya; 土屋　昭一
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP4107016B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disc brake capable of accurately detecting an accurate contact point of time of a disc rotor and a brake pad. SOLUTION: A piston 5 (a linear member) capable of abutting on a back face of a brake pad 3 is provided on a case part 1A of a caliper body 1. A hole 5B is bored between the piston 5 and the brake pad 3. A pressing force sensor 9 outputting an analog value corresponding to received pressing force is provided in the hole 5B, and an elastic member 10 is arranged more to an opening 5D side than the pressing force sensor 9. In the elastic member 10, one part protrudes from an abutting surface 5A of the piston 5, and when the piston 5 advances, brake pads 3A and 3B come into contact with the disc rotor 2, and an interval t becomes zero, pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A is no longer transmitted to the pressing force sensor 9 thereafter. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に搭載されるディスクブレーキに関し、特に、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を検出し得るディスクブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキペダルの操作を電気的に検出してこれに基づいて電動モータ等のアクチュエータを制御して直動部材を推進する電動ディスクブレーキがある。
【０００３】
この電動ディスクブレーキにおいては、ディスクロータとブレーキパッドと接触位置を検出し、この接触位置に基づいてアクチュエータを制御して直動部材を後退させてディスクロータとブレーキパッドとのクリアランス（パッドクリアランス）を管理したり、また、この接触位置を基準として、この基準からのストロークに基づいてブレーキ力を制御したりしている。
【０００４】
この電動ディスクブレーキにおける接触位置の検出に関しては、例えば、（１）特開平９−１３７８４１号公報に示されるような進退移動部（直動部材）からブレーキパッドに作用する付勢力（押圧力）を検出する推力センサとブレーキパッドの位置を検出する位置センサとを用いてディスクロータとブレーキパッドとの接触位置として設定して、この接触位置に基づいてパッドクリアランスを管理するものがある。
【０００５】
また、（２）特開２０００−２１３５７５公報に示されるように、加圧ロッドと摩擦材接触部材（ともに直動部材）との間に摩擦材接触部材による押圧力を検出する押圧力センサが設けられ、また、摩擦材接触部材（直動部材）の先端部に接点からなる摩擦材接触センサを設け、この摩擦材接触センサにより摩擦材接触部材の摩擦パッド（ブレーキパッド）への接触・非接触に応じてオン−オフ信号を出力することで、摩擦材接触部材と摩擦パッド（ブレーキパッド）との接触を検出し、この接触した位置をストロークの原点として、ストロークに基づいてブレーキ力を制御するものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来公報（１）の推力センサや従来公報（２）の押圧力センサは、ディスクロータとブレーキパッドとの接触から直動部材の最大推力（約３０ｋＮ）に至るまでの直動部材とブレーキパッドとの間の押圧力を受けて、その力を検出する必要があるため、計測範囲が広くて耐圧性の高い押圧力センサを用いる必要がある。
【０００７】
そして、このような押圧力センサでは、ディスクロータとブレーキパッドとの接触を検出するときのような小さな押圧力に対しては、その計測範囲の広さから出力値の変化は僅かであるため、この僅かな出力値の変化を用いて正確にディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を検出することは難しかった。
【０００８】
また、従来公報（２）の摩擦材接触センサは、ブレーキパッドと摩擦材接触部材（直動部材）との接触時点を検出するものであるが、通常、ディスクブレーキの非制動時には、引き摺り防止のためにブレーキパッドがディスクロータからパッドスプリング等の力により離されていることから、ブレーキパッドと摩擦材接触部材（直動部材）との接触時点を検出しても、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を検出することはできなかった。
【０００９】
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、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出し得るディスクブレーキを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、アクチュエータにより直動部材を推進してブレーキパッドをディスクロータへ押圧して制動力を発生するディスクブレーキにおいて、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間に該直動部材の推進方向に延びて形成される孔と、該孔内に配設され、前記直動部材と前記ブレーキパッドと間の押圧力を受けて該押圧力に対応するアナログ値を出力する押圧力センサと、前記孔内に配設され、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間の押圧力を前記押圧力センサに伝達すると共に、該押圧力を受けて撓む弾性部材と、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間に、前記弾性部材の前記直動部材の推進方向における弾性変形可能な長さよりも短い長さに形成され、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとが接触したのちに無くなる隙間とを有してなることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、制動時に直動部材が推進されると、弾性部材は直動部材とブレーキパッドとの間の押圧力を受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサに伝達し、弾性部材が所定量撓むと、直動部材とブレーキパッドとの相対移動を許容していた両者間の隙間が無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材を介して押圧力センサに伝達されなくなる。このため、押圧力センサはこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができ、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載のディスクブレーキにおいて、前記弾性部材が前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間に設けられることを特徴とする。
【００１３】
この請求項２の発明によれば、弾性部材によって、ブレーキ作動時にブレーキパッドで発生する熱を押圧力センサに直接伝えてしまうことがなくなる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１記載のディスクブレーキにおいて、前記押圧力センサと前記弾性部材とが前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間の押圧力を受けて撓むよう弾性を有する押圧力センサからなることを特徴としている。
【００１５】
この請求項３の発明によれば、押圧力センサと弾性部材が一体となっており、部品が１つですむため、構造が簡易となり、ディスクブレーキの組立が容易になる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいて、前記押圧力センサからの出力を受ける制御装置を有し、該制御装置は前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとが接触していると判定し、または、前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値未満のときにブレーキパッドとディスクロータとが非接触であると判定することを特徴としている。
【００１７】
この請求項４の発明によれば、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいては押圧力センサとして押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができるので、この押圧力センサからの出力に基づいて制御装置は、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとが接触していると判定するか、または、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値未満のときにブレーキパッドとディスクロータとが非接触であると判定することで、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいて、前記押圧力センサからの出力を受ける制御装置を有し、該制御装置は、前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値の変化率の差が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとの接触時点を判定することを特徴としている。
【００１９】
この請求項５の発明によれば、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいては押圧力センサとして押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができるので、この押圧力センサからの出力に基づいて制御装置は、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値の変化率の差が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとの接触時点を判定することで、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態としての電動ディスクブレーキ装置を模式的に示した断面図であり、図２は第１の実施の形態における本発明の押圧力センサの周辺構造を示す拡大断面図である。
【００２２】
本実施の形態におけるディスクブレーキのキャリパ１は、片持ち式の浮動型ディスクブレーキのキャリパとして構成されており、図示しないキャリアを介して車両の非回転部に取り付けられている。
【００２３】
キャリパ本体１は、車両の内側に配置されるケース部１Ａとケース部１Ａからディスクロータ２の外周を跨いで形成された爪部１Ｂとにより構成されている。
【００２４】
ケース部１Ａとディスクロータ２との間、また、爪部１Ｂとディスクロータ２との間には、それぞれブレーキパッド３Ａ，３Ｂが配置されており、ディスクロータブレーキパッド３Ａ，３Ｂはディスクロータ２の軸方向に移動可能に前記キャリアに支持されている。
【００２５】
ブレーキパッド３Ａ，３Ｂはディスクロータ２に当接して摩擦力を発生させる摩擦材３Ａａ，３Ｂａと摩擦材３Ａａ，３Ｂａに圧着された裏金３Ａｂ，３Ｂｂとから構成されており、このブレーキパッド３Ａ，３Ｂは非制動時にパッドスプリング４のばね力により、ディスクロータ２からパッドクリアランスｓだけ離れるようになっている。
【００２６】
キャリパ本体１のケース部１Ａには、ブレーキパッド３Ａの裏金３Ａｂの背面に当接可能なピストン５（直動部材）と、モータ６と、このモータ６の回転を直線運動に変換して前記ピストン５に伝える回転−直動変換機構７と、ピストン５の位置を検出するためのピストン位置検出部としてモータ６の回転数や回転角度を検出することでピストン５の位置を推定するためのレゾルバ８とを備えている。本実施の形態においては、これらモータ６と回転−直動変換機構７とで直動部材であるピストン５を推進するアクチュエータが構成されている。
【００２７】
ここで、回転−直動変換機構７として具体的には、ボールアンドランプ機構、ボールネジ機構、精密ローラネジ機構等が適用される。また、モータ６としては、本実施の形態ではコイル６Ａとモータロータ６Ｂとからなるブラシレスモータを図示しているが、この他に超音波モータ等が適用される。さらに、アクチュエータとしては、上記したモータ６と回転−直動変換機構７との組み合わせによるもののほか、圧電素子等を用いてピストン５を直動させるようにしてもよく、また、油圧アクチュエータを適用することができる。
【００２８】
また、上記したレゾルバ８の他にピストン位置検出部としてモータ６の回転量を検出するロータリエンコーダを用いても良いし、ピストン５のストロークを検出するストロークセンサを適用してもよい。
【００２９】
上記ピストン５とブレーキパッド３Ａとの間におけるピストン５の当接面５Ａ側には、ピストン５の推進方向に延びて前記当接面５Ａに開口し、断面が円形状の孔５Ｂが穿設されており、この孔５Ｂには、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を受けてその押圧力に対応するアナログ値を出力する押圧力センサ９が底面５Ｃに設けられている。
【００３０】
また、孔５Ｂの押圧力センサ９よりも開口部５Ｄ側には、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を押圧力センサ９に伝達するとともに、この押圧力を受けて撓む弾性部材１０が配置されている。
【００３１】
前記孔５Ｂの深さは、押圧力センサ９の長さと弾性部材１０の長さを合わせた長さよりも短くなっており、このため、前記弾性部材１０は、その一部がピストン５の当接面５Ａから突出して当接面５Ａと裏金３Ａｂとの間に隙間ｔを形成するようになっている。この隙間ｔは弾性部材１０が撓んだときに弾性変形可能な長さｕよりも短く設定されている。
【００３２】
前記孔５Ｂの底面５Ｃには、前記当接面５Ａとは反対側のピストン５の端部まで貫通する貫通孔５Ｅが開口しており、この貫通孔５Ｅには押圧力センサ９と後述する制御回路とを接続するリード線９Ａが挿通されている。
【００３３】
押圧力センサ９は、ブレーキパッド３Ａ，３Ｂがディスクロータ２に接触するときのピストン５の推進力が５Ｎ程度であることから、例えば、最大入力が１０Ｎ程度のものを使用しており、最大入力が３０ｋＮのものに比して小さな押圧力における出力値の変化が大きくとれるものとなっている。そして、この押圧力センサ９として具体的には、圧電素子、磁歪素子、半導体圧力センサ、導電性ゴム、ロードセル、セラミック感圧素子等から適宜選択する。
【００３４】
また、弾性部材１０は、断面が孔５Ｂと略同径の円形状をなして形成されており、その硬さはブレーキパッド３Ａ，３Ｂをディスクロータ２から離す方向に付勢する戻しスプリング４のスプリング力とブレーキパッドを摺動させるときにかかる摺動抵抗力との合力に相当する力以上の力が加わったときに撓み始めるように設定されている。
【００３５】
これにより、ブレーキパッド３Ａがディスクロータ２に接触するまでは、上記隙間ｔが保持され、接触した後に、上記隙間ｔが無くなるようになっている。しかし、この関係が満足されるのであれば、弾性部材１０は上記合力よりも小さな力で撓み始めるようにすることもできる。
【００３６】
弾性部材１０として具体的には、ゴム、エラストマー、樹脂等の非金属製で断熱性があるものや金属コイルバネ等の金属製で気相域を有するものから適宜選択する。本実施の形態では、弾性部材１０として、上記のような非金属製で断熱性があるものを用いているので、制動時にブレーキパッド３Ａで発生する熱が弾性部材１０により断熱されて押圧力センサ９に直接伝えられることがない。また、金属製で気相域を有するものを用いたときには、制動時にブレーキパッド３Ａで発生する熱が弾性部材１０の気相域により断熱されて押圧力センサ９に直接伝えられることがなくなる。
【００３７】
上述したモータ６、レゾルバ８、押圧力センサ９はそれぞれリード線６Ｃ、８Ａ、９Ａを介して車両側に設けられた制御装置１１に接続されており、この制御装置１１によりブレーキペダル１２に設けられた操作センサ１３の出力に応じたブレーキ制御が行われるほか、押圧力センサ９からの出力に基づいてディスクロータ２とブレーキパッド３Ａ，３Ｂとの接触位置の判定が行われるようになっている。
【００３８】
上記のように構成した電動ディスクブレーキの作用としては、車両の運転者によりブレーキペダル１２が踏まれると、上記操作センサ１３によりブレーキペダル１２が操作されたことを検出し、この検出信号が制御装置１１に出力されて制御装置１１からモータ６に電圧が印加されモータ６が回転する。
【００３９】
このモータ６の回転が回転−直動変換機構７に伝達されてピストン５が推進され、ピストン５によってブレーキパッド３がディスクロータ２に近づいていき、ブレーキパッド３Ａ，３Ｂがディスクロータ２に当接して制動力が発生するようになる。
【００４０】
このようにピストン５が推進されると、弾性部材１０はピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサ９に伝達し、弾性部材１０が所定量撓むと、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの相対移動を許容していた両者間の隙間ｔが無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材１０を介して押圧力センサ９に伝達されなくなる。押圧力センサ９は、この間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力するようになっている。
【００４１】
運転者が所望の車両制動を完了してブレーキペダル１２を戻すと、上記操作センサ１３によりブレーキペダル１２が操作されたことを検出し、この検出信号が制御装置１１に出力されて制御装置１１からモータ６に電圧が印加されてモータ６が逆回転する。
【００４２】
このモータ６の回転が回転−直動変換機構７に伝達されてピストン５がディスクロータ２から離れる方向に戻され、ブレーキパッド３Ａをディスクロータ２から離れて制動力が解除される。
【００４３】
このようにピストン５がディスクロータ２から離れる方向に推進されると、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの相対移動を許容する両者間の隙間ｔが生じ、弾性部材１０は、撓みが解除されつつ、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を受けて、この押圧力を押圧力センサ９に伝達する。そして、弾性部材１０が自然長まで戻った後、ブレーキパッド３Ａはパッドクリアランスｓが所定値となるまで戻され、このとき、押圧力センサ９はパッドスプリング４のばね力を受けて微小な値を出力した状態となる。この場合にも押圧力センサ９は、この間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力するようになっている。
【００４４】
つぎに、上述の制御装置１１によるディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触位置（時点）の判定方法について、押圧力センサ９の出力値の変化状態を示す図３の押圧力センサ９の出力線図と、図４のフローチャートとに基づき説明する。
【００４５】
なお、図４に示す判定方法は、車両のイグニッションがオンになったときで、オートマチックミッションのＰレンジにギヤが設定されている状態やパーキングブレーキがかかっている状態等の停車状態時に行われるものである。また、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触時点を押圧力センサ９の出力値によって正確に検出するには、加速度による慣性力が押圧力センサ９に及ぼす影響を排除する必要がある。そこで、ピストン５を推進する際は一定速度で推進するようにしており、図３に示す押圧力センサ９の出力線図は、時間に対する押圧力センサ９の出力値の変化を線図で表したものとなっている。
【００４６】
図３中、Ｐ０は、ピストン５がディスクロータ２の方向に推進したときにディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触時点における押圧力の値を予め実験により求めた値よりも少し大きな値とされた所定値であり、押圧力センサ９の出力値がこの所定値Ｐ０以上となったときにはディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとは必ず接触しているので、この時点を接触時点とみなすことができる。また、Ｐｍａｘは、ピストン５がディスクロータ２の方向に推進して、弾性部材１０が所定量撓んでブレーキパッド３Ａとピストン５との隙間ｔがなくなったときの押圧力の最大検出値であって、押圧力センサ９の出力値が最大検出値Ｐｍａｘとなっている場合には制動力が発生している状態である。
【００４７】
まず、図４に示す接触位置の判定が開始される前においては、押圧力センサ９には、パッドクリアランスｓ（図２参照）を保持するためにパッドスプリング４のバネ力がブレーキパッド３Ａおよび弾性部材１０を介して伝達されており、押圧力センサ９から微小な値が出力されている（図３のＡの状態）。
【００４８】
図４のステップ１（図中ステップをＳと略しており、以下の説明においてもステップをＳと略す）において、ブレーキペダル１２が操作されてピストン５がディスクロータ２に向かって推進されていると、接触位置の判定処理が行えないため、ブレーキペダル１２が操作されていないか否かを判定し、ブレーキペダル１２が操作されていないことを確認した後にＳ２に移る。
【００４９】
Ｓ２においてピストン５をディスクロータ２に向かって推進すべくモータ６を一定速度で回転してＳ３において押圧力センサ９の出力値が所定値Ｐ０以上となったか否か、すなわちディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが接触したか否かを判定する。
【００５０】
このＳ２における作動においては、まず、ブレーキパッド３Ａを静止状態から移動させるためにはパッドスプリング４のばね力に抗すると共に、キャリアに対するブレーキパッド３Ａの摺動抵抗にも抗する必要があり、ブレーキパッド３Ａを移動させ始めるときの押圧力センサ９の出力値は図３のＢの状態からＣの状態となるような瞬間的に急な凸形状の変化となる。
【００５１】
その後、ブレーキパッド３Ａが移動し始めると、ブレーキパッド３Ａの移動に伴ってパッドスプリング４が撓められてパッドクリアランスｓが小さくなっていくが、このときにはパッドスプリング４を縮める分の力のみでよくなるため、押圧力センサ９の出力値は図３のＣの状態からＤの状態のような緩やかな変化となる。
【００５２】
ブレーキパッド３Ａが移動してパッドクリアランスｓが０になり、ブレーキパッド３Ａの摩擦材３Ａａがディスクロータ２に接触すると、ブレーキパッド３Ａによりディスクロータ２を押す力が押圧力センサ９に伝達され始めて（Ｄの状態）から弾性部材１０がピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を押圧力センサ９に伝達しつつ撓み始める（Ｅの状態）まで瞬間的に押圧力センサ９の出力値は上昇し、所定値Ｐ０を越えるように変化する。
【００５３】
図４のＳ３において、この所定値Ｐ０以上となったこと、すなわち、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが接触したことを判定すると、Ｓ４に移ってこのときのレゾルバ８が検出しているピストン５の位置を接触位置として記憶する。
【００５４】
このＳ４までの処理によって接触位置の判定ができ、この判定した接触位置よってピストン５の位置制御を行うようにしてもよい。しかし、上述のようにピストン５をディスクロータ２に向けて推進させた場合、例えば、ブレーキパッド３Ａとキャリアとの摺動面の間に砂利等の異物があった場合には、その異物の抵抗によりブレーキパッド３Ａがディスクロータ２に接触する前に押圧力センサ９の出力値が所定値Ｐ０以上となってしまう可能性があるため、本実施の形態においては、以下に示すＳ５以降のような接触位置の判定処理を行う。
【００５５】
図４のＳ４で接触位置の記憶を行った後、Ｓ５において再びピストン５をディスクロータ２に向かって推進させて、Ｓ６において押圧力センサ９の出力値が最大検出値Ｐｍａｘとなったか否か、すなわちピストン５の推進によりブレーキパッド３Ａ，３Ｂがディスクロータ２を充分押圧している状態にあるかを検出する。
【００５６】
このとき、弾性部材１０はピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を押圧力センサ９に伝達しつつ撓み始め（Ｅの状態）、この状態から弾性部材１０が所定量撓んでピストン５の当接面５Ａとブレーキパッド３Ａの裏金３Ａｂとの隙間ｔが０となり、ピストン５がブレーキパッド３Ａに当接する位置に達する（Ｆの状態）まで、押圧力センサ９は弾性部材を撓めるための押圧力を受けて、その出力値が緩やかに上昇するように変化していく。
【００５７】
そして、上述の図３のＦの状態となると、弾性部材１０は撓まなくなって、弾性部材１０により押圧力センサ９へ伝達される押圧力は一定量となり、押圧力センサ９にそれ以上の力が加わらなくなって押圧力センサ９の出力値も一定値の最大検出値Ｐｍａｘとなる。
【００５８】
図４のＳ６において、押圧力センサ９の出力値が最大検出値Ｐｍａｘとなったことが判定されると、Ｓ７に移って今度はモータ６をＳ２とは逆方向に回転させてピストン５をディスクロータ２から離れる方向へ一定の速度で推進し、Ｓ８において押圧力センサ９の出力が所定値Ｐ０未満となったか否かを判定し、所定値Ｐ０未満となったとき、すなわち、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが非接触状態となるときにレゾルバ８により検出されるピストン５の位置をＳ９においてディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触位置として記憶する。
【００５９】
このとき、ピストン５のディスクロータ２から離れる方向への推進によって、ピストン５の当接面５Ａとブレーキパッド３Ａの裏金３Ａｂとの隙間ｔが生じ始めると、弾性部材１０から押圧力センサ９へ伝達される押圧力が減少し始め（Ｇの状態）、ピストン５の当接面５Ａから突出している弾性部材１０の撓みが徐々に解消されて隙間ｔが増加していくことで、押圧力センサ９の出力値が一定に下降するように変化する。
【００６０】
そして、この弾性部材１０の撓みが解消された時点（Ｈの状態）で、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触による押圧力の影響を受けなくなって、瞬間的に押圧力センサ９の出力値の急下降するように変化する。そして、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが非接触状態となるとパッドスプリング４によってブレーキパッド３Ａがディスクロータ２から離れる方向に移動し始める。このとき、押圧力センサ９の出力値は所定値Ｐ０を越えて下降しており、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが非接触状態（Ｉの状態）となっている。
【００６１】
前述したとおり、図４のＳ９において、押圧力センサ９の出力値が所定値Ｐ０未満となったときのピストン５の位置を接触位置として記憶した後に、Ｓ１０においてディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの間が所定のパッドクリアランスｓとなるピストン５の位置を算出し、Ｓ１１で所定のパッドクリアランスｓとなるピストン５の位置へピストン５を推進させて接触位置判定処理を終了する。
【００６２】
上記Ｓ９からＳ１１における、押圧力センサ９の出力値は、上述の図３のＩの状態からパッドスプリング４のばね力が押圧力センサ９に伝達されることで緩やかに下降するように変化していき、Ｓ１１においてレゾルバ８によって所定のパッドクリアランスｓとなる位置にピストン５が到達した（Ｊの状態）ときに、その時点でのパッドスプリング４のばね力を受けてその後は一定値となる。
【００６３】
なお、上述した接触位置の判定を、ピストン５がディスクロータ２に向けて推進されたときのＳ３及びＳ４における接触位置の判定ではなく、ピストン５をディスクロータ２から離れる方向へ推進させたときのＳ８及びＳ９における接触位置の判定とした場合には、上記Ｓ３及びＳ４のステップを省略することができる。
【００６４】
上述の図４のフローチャートにおける接触位置（時点）の判定においては、押圧力センサ９の出力値が所定値Ｐ０以上か若しくは所定値Ｐ０未満かでディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触若しくは非接触の時点を判定するようにしたが、これに限らず、押圧力センサ９の出力値の変化率を算出し、その変化率の差が所定値以上となったか否かによりディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触若しくは非接触の時点を判定するようにしてもよい。
【００６５】
すなわち、ピストン５がディスクロータ２に向けて推進される場合には、上述したように、押圧力センサ９の出力値が図３におけるＤの状態となったときがディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触時点である。この接触時点を判定するための所定値としては、図３におけるＣの状態からＤの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｃｄと、Ｄの状態からＥの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｄｅとの差の値を算出し、誤判定を防止するために、この差の値よりも若干小さい値を所定値Ｋ０として設定しておく。
【００６６】
そして、接触位置の判定方法としては、上記所定値Ｋ０と押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋとを比較して、この値Δｋが所定値Ｋ０以上となったときにディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが非接触の状態から接触に変わることがわかり、これにより接触時点を判定することができるので、この処理を図４のＳ３の処理と置き換えることで、接触位置の判定が可能となる。
【００６７】
ただし、このように接触時点の判定を行った場合には、図３におけるＢの状態からＣの状態への出力値の変化を接触時点と誤判定してしまう可能性があるため、変化率ΔＫが０以上となったとき以降に上述の所定値Ｋ０と押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋとの比較を開始すれば、上記の図３におけるＢの状態からＣの状態への出力値の変化による誤判定を防止することができる。
【００６８】
また、ピストン５がディスクロータ２から離れる方向に推進される場合には、上述したように、押圧力センサ９の出力値が図３におけるＩの状態となったときがディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの非接触時点である。ここで、図３におけるＣの状態からＤの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｃｄとＨの状態からＩの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｈｉの絶対値とは、ほぼ同様の値であり、Ｄの状態からＦの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｄｆとＩの状態からＪの状態までの押圧力センサ９の出力値の変化率の値ΔＫｉｊの絶対値とは、ほぼ同様の値であることから、ピストン５がディスクロータ２から離れる方向に推進された場合における接触時点判定のための所定値も上記所定値Ｋ０を設定しておく。また、この所定値Ｋ０との比較を行うための押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋはマイナスの数値となるので、値Δｋの絶対値により所定値Ｋ０との比較を行う。
【００６９】
そして、接触位置の判定方法としては、上記所定値Ｋ０と押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋの絶対値とを比較して、この絶対値が所定値Ｋ０以上となったときにディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとが接触状態から非接触状態となることがわかり、これにより接触時点を判定することができるので、この処理を図４のＳ８の処理と置き換えることで、非接触位置の判定が可能となる。
【００７０】
上記のような接触時点の判定方法によっても、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００７１】
なお、上記接触時点の判定では、所定値Ｋ０と押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋとを比較することとしたが、押圧力センサ９の出力値の微小時間毎の変化率の差の値Δｋは押圧力センサ９の出力値を二階微分した値と同様であるため、所定値Ｋ０と押圧力センサ９の出力値を二階微分した値とを比較することによってもディスクロータ２とブレーキパッド３Ａとの接触時点の判定を行うことが可能である。
【００７２】
上述したとおり、本第１の実施の形態によれば、制動時にピストン５が推進されると、弾性部材１０はピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサ９に伝達し、弾性部材１０が所定量撓むと、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの相対移動を許容していた両者間の隙間ｔが無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材１０を介して押圧力センサ９に伝達されなくなる。このため、押圧力センサ９としてはこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができ、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａ，３Ｂとの接触時点を精度良く検出することができる。また、押圧力センサ９に過大な押圧力が作用することはないので、押圧力センサ９の破損が防止される。
【００７３】
また、押圧力センサ９はこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができるため、非制動時におけるディスクロータ２の面振れによってブレーキの引き摺りが発生した場合、この引き摺りによる押圧力センサ９の出力値の変化を検出し、図３のＪの状態以降の一定値に対する押圧力センサ９の出力値の変化量によってディスクロータ２の振れ量を算定することが可能となり、算定した振れ量分だけピストン５をディスクロータ２から離す方向にピストン５を制御することでブレーキ引き摺りを防止するといったようなパッドクリアランスの管理を精度よく行うことが可能となる。
【００７４】
なお、上記第１の実施の形態においては、押圧力センサ９と弾性部材１０とを別体で設けるものとして説明したが、変形例として図５に示すように押圧力センサ１９として弾性変形しやすい圧電ゴムによりセンサを形成することで、押圧力センサ９と弾性部材１０とを一体とすることができる。この押圧力センサ１９はピストン５の孔５Ｂ内に配置されている。
【００７５】
上記変形例によれば、押圧力検出のための部品が１つですむため、構造が簡易となり、ディスクブレーキの組立が容易になる。
【００７６】
つぎに、本発明の第２の実施の形態のディスクブレーキについて図６に基づいて説明する。図６は第２の実施の形態における本発明の押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。なお、本第２の実施の形態についての説明においては、上述の第１の実施の形態と同一の部分についてはその説明を省略する。
【００７７】
ピストン５とブレーキパッド４３Ａとの間には、ピストン５の当接面５Ａ側に開口してピストン５の推進方向に延びる孔５Ｂが穿設されており、この孔５Ｂには、ピストン５とブレーキパッド４３Ａとの間の押圧力を受けてその押圧力に対応するアナログ値を出力する押圧力センサ２９が底面５Ｃに設けられている。
【００７８】
また、孔５Ｂの押圧力センサ２９よりも開口部５Ｄ側には、ピストン５とブレーキパッド４３Ａとの間の押圧力を押圧力センサ２９に伝達するとともにこの押圧力を受けて撓む弾性部材３０が配置されている。
【００７９】
ピストン５により押圧されるブレーキパッド４３Ａは、ディスクロータ２に当接する摩擦材４３Ａａと、この摩擦材４３Ａａに圧着された裏金４３Ａｂとから構成されている。裏金４３Ａａの前記ピストン５の孔５Ｂに対向する部分には、孔５Ｂに入り込んでピストン５とブレーキパッド４３Ａとの間の押圧力を伝達する突起部４３Ａｃが設けられている。
【００８０】
前記孔５Ｂの深さは、押圧力センサ２９の長さと弾性部材３０の長さと突起部４３Ａｃの長さとを合わせた長さよりも短くなっており、当接面５Ａと裏金４３Ａｂとの間に隙間ｔを形成するようになっている。この隙間ｔは弾性部材３０が撓んだときに弾性変形可能な長さｕよりも短く設定されている。
【００８１】
上述したような第２の実施の形態のディスクブレーキによれば、第１の実施の形態におけるディスクブレーキと同様に、制動時にピストン５が推進されると、弾性部材３０はピストン５とブレーキパッド４３Ａとの間の押圧力を突起部４３Ａｃより受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサ２９に伝達し、弾性部材３０が所定量撓むと、ピストン５とブレーキパッド４３Ａとの相対移動を許容していた両者間の隙間ｔが無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材３０を介して押圧力センサ２９に伝達されなくなる。このため、押圧力センサ２９はこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができ、ディスクロータ２とブレーキパッド４３Ａ，４３Ｂとの接触時点を精度良く検出することができる。また、押圧力センサ２９に過大な押圧力が作用することはないので、押圧力センサ２９の破損が防止される。
【００８２】
また、ブレーキ作動時にブレーキパッド４３Ａで発生する熱は伝達部材３４を介して弾性部材３０に伝えられるため、押圧力センサ２９に直接伝えてしまうことがなく、押圧力センサ２９の寿命が延びてディスクブレーキの信頼性が向上する。
【００８３】
つぎに、本発明における第３の実施の形態におけるディスクブレーキについて図７に基づいて説明する。図７は第３の実施の形態における本発明の押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。なお、本第３の実施の形態についての説明においては、上述した第１の実施の形態、若しくは第２の実施の形態と同一の部分についてはその説明を省略する。
【００８４】
ピストン２５とブレーキパッド３Ａとの間には、ピストン２５の当接面２５Ａに開口してピストン２５の推進方向に延びる孔２５Ｂが穿設されており、この孔２５Ｂには、ピストン２５のブレーキパッド３Ａとの押圧力を受けてその押圧力に対応するアナログ値を出力する押圧力センサ２９が底面２５Ｃに設けられている。
【００８５】
また、孔２５Ｂの押圧力センサ２９よりも開口部２５Ｄ側には、ピストン５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を押圧力センサ９に伝達するとともにこの押圧力を受けて撓む弾性部材３０が配置されている。
【００８６】
孔２５Ｂの開口部２５Ｄ側には段部２５Ｆが形成されており、この段部２５Ｆには、ブレーキパッド３Ａからの反力を弾性部材３０に伝達する伝達部材３４が摺動可能に設けられている。
【００８７】
伝達部材３４は、セラミックやエンジニアリングプラスティック等の高硬度で断熱性のある材料で形成されており、ピストン２５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を弾性部材３０を介して押圧力センサ２９に伝達するようになっている。
【００８８】
上記孔２５Ｂの深さは、押圧力センサ２９の長さと弾性部材３０の長さと弾性部材３４の長さとを合わせた長さよりも短くなっており、また、伝達部材３４の一部がピストン２５の当接面２５Ａから突出して当接面２５Ａと裏金３Ａｂとの間に隙間ｔ１を形成するようになっている。この隙間ｔ１は弾性部材３０が撓んだときに弾性変形可能な長さｕよりも短く設定されている。
【００８９】
また、ピストン２５の段部２５Ｆと伝達部材３４との対向面間には、隙間ｔ１よりも長い隙間ｔ２が形成されており（ｔ１＜ｔ２）、隙間ｔ１がなくなる前にピストン２５の段部２５Ｆと伝達部材３４との対向面同士が当接しないようになっている。
【００９０】
上述したような第３の実施の形態のディスクブレーキによれば、第１の実施の形態におけるディスクブレーキと同様に、制動時にピストン２５が推進されると、弾性部材３０はピストン２５とブレーキパッド３Ａとの間の押圧力を伝達部材３４より受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサ２９に伝達し、弾性部材３０が所定量撓むと、ピストン２５とブレーキパッド３Ａとの相対移動を許容していた両者間の隙間ｔ１が無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材３０を介して押圧力センサ２９に伝達されなくなる。このため、押圧力センサ２９はこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができ、ディスクロータ２とブレーキパッド３Ａ，３Ｂとの接触時点を精度良く検出することができる。また、押圧力センサ２９に過大な押圧力が作用することはないので、押圧力センサ２９の破損を防止することができる。
【００９１】
また、制動時にブレーキパッド３Ａで発生する熱は、断熱性を有する伝達部材３４及び弾性部材３０により断熱されているため、制動時にブレーキパッド３Ａで発生する熱を押圧力センサ２９に直接伝えてしまうことがなく、押圧力センサ２９の寿命が延びてディスクブレーキの信頼性が向上する。
【００９２】
なお、上述の第３の実施の形態においては、隙間ｔ１よりも隙間ｔ２を長くして、隙間ｔ１をブレーキパッド３Ａとディスクロータ２とが接触した後になくなる隙間としたが、逆に、隙間ｔ２よりも隙間ｔ１を長くして（ｔ１＞ｔ２）隙間ｔ２をブレーキパッド３Ａとディスクロータ２とが接触した後になくなる隙間としてもよく、この場合に伝達部材３４は本発明におけるブレーキパッド３Ａの一部として機能することになる。
【００９３】
また、上述の第１乃至第３の実施の形態及び変形例においては、押圧力センサ９，１９，２９及び弾性部材１０，３０をピストン５の孔５Ｂ，２５Ｂ内に収容するものを例に説明したが、これ限らず、ブレーキパッド３Ａ，４３Ａ若しくは伝達部材３４に孔を設けて、この孔内に押圧力センサ９，１９，２９と弾性部材１０，３０とを収容するようにしてもよい。
【００９４】
さらに、上述の第１乃至第３の実施の形態においては、ブレーキパッド３Ａ，４３Ａと押圧力センサ９，２９との間に弾性部材１０，３０を設ける構成としたがこれに限らず、押圧力センサ９，２９とピストン５，２５との間に弾性部材１０，３０を設けてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るディスクブレーキにおいては、アクチュエータにより直動部材を推進してブレーキパッドをディスクロータへ押圧して制動力を発生するディスクブレーキにおいて、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間に該直動部材の推進方向に延びて形成される孔と、該孔内に配設され、前記直動部材と前記ブレーキパッドと間の押圧力を受けて該押圧力に対応するアナログ値を出力する押圧力センサと、前記孔内に配設され、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間の押圧力を前記押圧力センサに伝達すると共に、該押圧力を受けて撓む弾性部材と、前記直動部材と前記ブレーキパッドとの間に、前記弾性部材の前記直動部材の推進方向における弾性変形可能な長さよりも短い長さに形成され、前記ブレーキパッドと前記ディスクロータとが接触したのちに無くなる隙間とを有してなることにより、制動時に直動部材が推進されると、弾性部材は直動部材とブレーキパッドとの間の押圧力を受けて撓みながらこの押圧力を押圧力センサに伝達し、弾性部材が所定量撓むと、直動部材とブレーキパッドとの相対移動を許容していた両者間の隙間が無くなり、それ以降の押圧力は弾性部材を介して押圧力センサに伝達されなくなる。このため、押圧力センサはこの間の押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができ、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００９６】
請求項２の発明に係るディスクブレーキにおいては、前記弾性部材が前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間に設けられることにより、押圧力センサの保護が図れるとともに、弾性部材によって、ブレーキ作動時にブレーキパッドで発生する熱を押圧力センサに直接伝えてしまうことがなくなるので、弾性部材の寿命が延びてディスクブレーキの信頼性が向上する。。
【００９７】
請求項３の発明に係るディスクブレーキにおいては、押圧力センサと弾性部材とが直動部材とブレーキパッドとの間の押圧力を受けて撓むよう弾性を有する押圧力センサからなることにより、押圧力センサと弾性部材が一体となっており、部品が１つですむため、構造が簡易となり、ディスクブレーキの組立が容易になる。
【００９８】
請求項４の発明に係るディスクブレーキにおいては、前記請求項１乃至３に記載したディスクブレーキにおいて、押圧力センサからの出力を受ける制御装置を有し、該制御装置は前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとが接触していると判定し、または、前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値未満のときにブレーキパッドとディスクロータとが非接触であると判定することにより、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいては押圧力センサとして押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができるため、この押圧力センサからの出力に基づいて制御装置は、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとが接触していると判定するか、または、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値が所定値未満のときにブレーキパッドとディスクロータとが非接触であると判定することで、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【００９９】
請求項５の発明に係るディスクブレーキにおいては、前記請求項１乃至３に記載したディスクブレーキにおいて、前記押圧力センサからの出力を受ける制御装置を有し、該制御装置は、前記押圧力センサと前記ブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値の変化率の差が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとの接触時点を判定することにより、請求項１乃至３に記載のディスクブレーキにおいては押圧力センサとして押圧力に応じたアナログ値を精度良く出力し得るものを使用することができるため、この押圧力センサからの出力に基づいて制御装置は、押圧力センサとブレーキパッドとの間の押圧力に対応するアナログ値の変化率の差が所定値以上のときにブレーキパッドとディスクロータとの接触時点を判定することができ、ディスクロータとブレーキパッドとの接触時点を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施の形態としてのディスクブレーキ装置の全体構造を示す断面図である。
【図２】ディスクブレーキを構成する押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。
【図３】押圧力センサ９のブレーキ作動時における出力線図である。
【図４】制御装置１１が実行するパッド基準位置の判定方法のフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態における変形例の押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。
【図６】第２の実施の形態における押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。
【図７】第３の実施の形態における押圧力センサの周辺構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１　キャリパ本体
２　ディスクロータ
３Ａ、３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ　ブレーキパッド
５　ピストン（直動部材）
５Ａ　当接面
５Ｂ　孔
６　モータ（アクチュエータ）
７　回転−直動変換機構（アクチュエータ）
８　レゾルバ
９，１９，２９　押圧力センサ
１０，３０　弾性部材
１１　制御装置
３４　伝達部材
４３Ａｃ　突起部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a disc brake mounted on a vehicle or the like, and more particularly, to a disc brake capable of detecting a contact point between a disc rotor and a brake pad.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an electric disk brake that electrically detects an operation of a brake pedal and controls an actuator such as an electric motor based on the operation to propel a linear motion member.
[0003]
In this electric disc brake, a contact position between the disc rotor and the brake pad is detected, and an actuator is controlled based on the contact position to retract the direct acting member to increase a clearance (pad clearance) between the disc rotor and the brake pad. Management is performed, and braking force is controlled based on the stroke based on the contact position based on the reference.
[0004]
Regarding the detection of the contact position in the electric disc brake, for example, (1) an urging force (pressing force) acting on the brake pad from an advancing / retracting moving portion (linear motion member) as shown in JP-A-9-137841. There is one that sets a contact position between the disk rotor and the brake pad by using a thrust sensor to be detected and a position sensor to detect the position of the brake pad, and manages the pad clearance based on the contact position.
[0005]
(2) As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-21575, a pressing force sensor for detecting the pressing force by the friction material contact member is provided between the pressure rod and the friction material contact member (both are linear motion members). In addition, a frictional material contact sensor comprising a contact is provided at the tip of a frictional material contacting member (linear motion member), and the frictional material contacting member is brought into contact with a friction pad (brake pad) by the frictional material contacting sensor. The contact between the friction material contact member and the friction pad (brake pad) is detected by outputting an on-off signal in accordance with the following, and the braking force is controlled based on the stroke using the contact position as the origin of the stroke. There are also things.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the thrust sensor disclosed in the above-mentioned conventional publication (1) and the pressing force sensor disclosed in the conventional publication (2) disclose a linear motion member from contact between the disk rotor and the brake pad to the maximum thrust (about 30 kN) of the linear motion member. Since it is necessary to detect the force by receiving the pressing force between the brake pad and the brake pad, it is necessary to use a pressing force sensor having a wide measurement range and high pressure resistance.
[0007]
In such a pressing force sensor, a small change in the output value is small due to the wide measurement range for a small pressing force such as when detecting contact between the disk rotor and the brake pad. It has been difficult to accurately detect the point of contact between the disk rotor and the brake pad using the slight change in the output value.
[0008]
Further, the friction material contact sensor disclosed in the conventional publication (2) detects the contact point between the brake pad and the friction material contact member (linear member). Therefore, since the brake pad is separated from the disc rotor by a force of a pad spring or the like, even when the contact time between the brake pad and the friction material contact member (linear motion member) is detected, the disc pad and the brake pad may be separated from each other. The point of contact could not be detected.
[0009]
The present invention has been made in view of the above technical background, and an object of the present invention is to provide a disc brake that can accurately detect a contact point between a disc rotor and a brake pad.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention of claim 1 is a disk brake that generates a braking force by pushing a brake pad against a disk rotor by propelling a linear member by an actuator, wherein the linear member and the brake pad A hole formed in the hole and extending in the direction of propulsion of the linear motion member, and an analog corresponding to the pressure force received by the pressure force between the linear motion member and the brake pad provided in the hole. A pressing force sensor that outputs a value, and an elastic force that is disposed in the hole and transmits a pressing force between the linear motion member and the brake pad to the pressing force sensor, and is bent by receiving the pressing force. Member, between the linear motion member and the brake pad, the elastic member is formed to have a length shorter than the elastically deformable length in the propulsion direction of the linear motion member, and the brake pad and the disc Characterized in that the over data made and a gap eliminated after contact.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, when the linear member is propelled during braking, the elastic member receives the pressing force between the linear member and the brake pad and bends while transmitting the pressing force to the pressing force sensor. When the elastic member bends by a predetermined amount, the gap between the linear motion member and the brake pad, which allows relative movement, disappears, and the subsequent pressing force is not transmitted to the pressing force sensor via the elastic member. . For this reason, a pressing force sensor that can output an analog value corresponding to the pressing force during this period with high accuracy can be used, and the contact point between the disk rotor and the brake pad can be accurately detected.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the disk brake according to the first aspect, the elastic member is provided between the pressing force sensor and the brake pad.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, the elastic member prevents the heat generated by the brake pad from being directly transmitted to the pressing force sensor when the brake is operated.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the disk brake according to the first aspect, the pressing force has elasticity such that the pressing force sensor and the elastic member are bent by receiving a pressing force between the linear motion member and the brake pad. It is characterized by comprising a sensor.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, since the pressing force sensor and the elastic member are integrated and only one component is required, the structure is simplified and the assembly of the disc brake is facilitated.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the disk brake according to any one of the first to third aspects, there is provided a control device for receiving an output from the pressing force sensor, wherein the control device is provided between the pressing force sensor and the brake pad. When the analog value corresponding to the pressing force is equal to or more than a predetermined value, it is determined that the brake pad is in contact with the disk rotor, or the analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad. Is smaller than a predetermined value, it is determined that the brake pad is not in contact with the disk rotor.
[0017]
According to the fourth aspect of the invention, in the disk brake according to the first to third aspects, a sensor capable of outputting an analog value corresponding to the pressing force with high accuracy can be used as the pressing force sensor. Based on the output from the pressure sensor, the control device determines that the brake pad is in contact with the disk rotor when an analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is equal to or greater than a predetermined value. Alternatively, when the analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is smaller than a predetermined value, it is determined that the brake pad and the disk rotor are not in contact with each other. It is possible to accurately detect the point of contact with.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the disk brake according to any one of the first to third aspects, there is provided a control device for receiving an output from the pressing force sensor, wherein the control device is provided between the pressing force sensor and the brake pad. When the difference in the rate of change of the analog value corresponding to the pressing force is equal to or greater than a predetermined value, the point of contact between the brake pad and the disk rotor is determined.
[0019]
According to the fifth aspect of the invention, in the disk brake according to any one of the first to third aspects, a sensor capable of accurately outputting an analog value corresponding to the pressing force can be used as the pressing force sensor. Based on the output from the pressure sensor, the control device determines when the difference between the rate of change of the analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is greater than or equal to a predetermined value and the time at which the brake pad contacts the disk rotor. Is determined, it is possible to accurately detect the contact point between the disk rotor and the brake pad.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an electric disc brake device as a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a peripheral structure of a pressing force sensor of the present invention in the first embodiment. It is an expanded sectional view shown.
[0022]
The caliper 1 of the disc brake in the present embodiment is configured as a caliper of a cantilever type floating disc brake, and is attached to a non-rotating portion of the vehicle via a carrier (not shown).
[0023]
The caliper body 1 is composed of a case portion 1A arranged inside the vehicle and a claw portion 1B formed from the case portion 1A to extend over the outer periphery of the disk rotor 2.
[0024]
Brake pads 3A and 3B are arranged between the case portion 1A and the disk rotor 2 and between the claw portion 1B and the disk rotor 2, respectively. The disk rotor brake pads 3A and 3B are The carrier is movably supported in the axial direction.
[0025]
The brake pads 3A, 3B are composed of friction materials 3Aa, 3Ba that abut against the disk rotor 2 to generate a frictional force, and back metals 3Ab, 3Bb pressed against the friction materials 3Aa, 3Ba. Is separated from the disk rotor 2 by the pad clearance s by the spring force of the pad spring 4 during non-braking.
[0026]
The case portion 1A of the caliper body 1 includes a piston 5 (linear member) capable of abutting against the back surface of the back metal 3Ab of the brake pad 3A, a motor 6, and a motor that converts the rotation of the motor 6 into linear motion. And a resolver 8 for estimating the position of the piston 5 by detecting the rotation speed and rotation angle of the motor 6 as a piston position detecting unit for detecting the position of the piston 5. And In the present embodiment, the motor 6 and the rotation-linear motion conversion mechanism 7 constitute an actuator that propels the piston 5 that is a linear member.
[0027]
Here, as the rotation-linear motion conversion mechanism 7, specifically, a ball and ramp mechanism, a ball screw mechanism, a precision roller screw mechanism, or the like is applied. In this embodiment, a brushless motor including a coil 6A and a motor rotor 6B is shown as the motor 6, but an ultrasonic motor or the like is also used. Further, as the actuator, in addition to the combination of the motor 6 and the rotation-linear motion converting mechanism 7, the piston 5 may be linearly moved using a piezoelectric element or the like, and a hydraulic actuator is applied. be able to.
[0028]
Further, in addition to the resolver 8 described above, a rotary encoder that detects the amount of rotation of the motor 6 may be used as the piston position detection unit, or a stroke sensor that detects the stroke of the piston 5 may be used.
[0029]
On the contact surface 5A side of the piston 5 between the piston 5 and the brake pad 3A, a hole 5B extending in the propulsion direction of the piston 5 and opening to the contact surface 5A and having a circular cross section is formed. In the hole 5B, a pressing force sensor 9 that receives a pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A and outputs an analog value corresponding to the pressing force is provided on the bottom surface 5C.
[0030]
In addition, an elastic member that transmits the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A to the pressing force sensor 9 and is bent by receiving the pressing force on the opening 5D side of the pressing force sensor 9 in the hole 5B. 10 are arranged.
[0031]
The depth of the hole 5 B is shorter than the sum of the length of the pressing force sensor 9 and the length of the elastic member 10. For this reason, a part of the elastic member 10 is in contact with the piston 5. A gap t is formed between the contact surface 5A and the back metal 3Ab, protruding from the surface 5A. The gap t is set to be shorter than a length u that can be elastically deformed when the elastic member 10 bends.
[0032]
In the bottom surface 5C of the hole 5B, a through hole 5E is formed which penetrates to the end of the piston 5 opposite to the contact surface 5A. The through hole 5E has a pressing force sensor 9 and a control described later. A lead wire 9A for connecting to a circuit is inserted.
[0033]
Since the thrust force of the piston 5 when the brake pads 3A and 3B contact the disk rotor 2 is about 5N, the pressing force sensor 9 has a maximum input of about 10N, for example. Is larger than that of 30 kN in the output value with a small pressing force. Specifically, the pressing force sensor 9 is appropriately selected from a piezoelectric element, a magnetostrictive element, a semiconductor pressure sensor, a conductive rubber, a load cell, a ceramic pressure-sensitive element, and the like.
[0034]
The elastic member 10 has a cross section formed in a circular shape having substantially the same diameter as the hole 5B. The hardness of the elastic member 10 is determined by the return spring 4 that urges the brake pads 3A and 3B in the direction away from the disk rotor 2. It is set to start to bend when a force equal to or more than the force corresponding to the combined force of the spring force and the sliding resistance applied when sliding the brake pad is applied.
[0035]
As a result, the gap t is maintained until the brake pad 3A contacts the disk rotor 2, and the gap t disappears after the contact. However, if this relationship is satisfied, the elastic member 10 may start to bend with a force smaller than the resultant force.
[0036]
Specifically, the elastic member 10 is appropriately selected from non-metallic and heat-insulating materials such as rubber, elastomer and resin, and metallic and gas-phase materials such as metal coil springs. In this embodiment, since the elastic member 10 is made of the above-described non-metallic material having heat insulation, the heat generated in the brake pad 3A during braking is insulated by the elastic member 10 and the pressing force sensor 9 is not directly communicated. In addition, when a metal member having a gas phase region is used, heat generated in the brake pad 3A during braking is insulated by the gas phase region of the elastic member 10 and is not directly transmitted to the pressing force sensor 9.
[0037]
The above-described motor 6, resolver 8, and pressing force sensor 9 are connected to a control device 11 provided on the vehicle side via lead wires 6C, 8A, 9A, respectively, and provided to a brake pedal 12 by the control device 11. In addition to performing the brake control according to the output of the operation sensor 13, the contact position between the disk rotor 2 and the brake pads 3 A, 3 B is determined based on the output from the pressing force sensor 9.
[0038]
When the brake pedal 12 is depressed by the driver of the vehicle, the operation sensor 13 detects that the brake pedal 12 has been operated. 11, the voltage is applied to the motor 6 from the control device 11, and the motor 6 rotates.
[0039]
The rotation of the motor 6 is transmitted to the rotation / linear motion conversion mechanism 7 to propel the piston 5, and the brake pad 3 approaches the disk rotor 2 by the piston 5, and the brake pads 3 A and 3 B contact the disk rotor 2. As a result, a braking force is generated.
[0040]
When the piston 5 is propelled in this manner, the elastic member 10 receives the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A and bends while transmitting the pressing force to the pressing force sensor 9 so that the elastic member 10 is moved by a predetermined amount. When flexed, the gap t between the piston 5 and the brake pad 3A that allows relative movement disappears, and the subsequent pressing force is not transmitted to the pressing force sensor 9 via the elastic member 10. The pressing force sensor 9 outputs an analog value corresponding to the pressing force during this time with high accuracy.
[0041]
When the driver completes the desired vehicle braking and returns the brake pedal 12, the operation sensor 13 detects that the brake pedal 12 has been operated, and this detection signal is output to the control device 11, and the detection signal is output from the control device 11. When a voltage is applied to the motor 6, the motor 6 rotates in the reverse direction.
[0042]
The rotation of the motor 6 is transmitted to the rotation-linear motion conversion mechanism 7, and the piston 5 is returned in a direction away from the disk rotor 2, and the brake pad 3A is separated from the disk rotor 2 to release the braking force.
[0043]
When the piston 5 is propelled in the direction away from the disk rotor 2 in this manner, a gap t is generated between the piston 5 and the brake pad 3A that allows relative movement between the piston 5 and the brake pad 3A. Upon receiving the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A, the pressing force is transmitted to the pressing force sensor 9. Then, after the elastic member 10 returns to its natural length, the brake pad 3A is returned until the pad clearance s reaches a predetermined value. At this time, the pressing force sensor 9 receives the spring force of the pad spring 4 and changes the minute value. Output state. Also in this case, the pressing force sensor 9 outputs an analog value corresponding to the pressing force during this time with high accuracy.
[0044]
Next, the output line of the pressing force sensor 9 shown in FIG. This will be described with reference to the drawings and the flowchart of FIG.
[0045]
The determination method shown in FIG. 4 is performed when the ignition of the vehicle is turned on and when the vehicle is stopped, such as when the gear is set in the P range of the automatic transmission or when the parking brake is applied. It is. Further, in order to accurately detect the point of contact between the disk rotor 2 and the brake pad 3A based on the output value of the pressing force sensor 9, it is necessary to eliminate the influence of the inertial force due to acceleration on the pressing force sensor 9. Therefore, when the piston 5 is propelled, the piston 5 is propelled at a constant speed, and the output diagram of the pressing force sensor 9 shown in FIG. 3 represents a change in the output value of the pressing force sensor 9 with respect to time. It has become something.
[0046]
In FIG. 3, P0 is a value of the pressing force at the time of contact between the disk rotor 2 and the brake pad 3A when the piston 5 is propelled in the direction of the disk rotor 2, which is slightly larger than a value obtained by an experiment in advance. When the output value of the pressing force sensor 9 becomes equal to or more than the predetermined value P0, the disk rotor 2 and the brake pad 3A are always in contact with each other, and this time can be regarded as the contact time. Pmax is the maximum detection value of the pressing force when the piston 5 is propelled in the direction of the disk rotor 2 and the elastic member 10 bends by a predetermined amount to eliminate the gap t between the brake pad 3A and the piston 5. When the output value of the pressing force sensor 9 is the maximum detection value Pmax, it is a state where a braking force is being generated.
[0047]
First, before the determination of the contact position shown in FIG. 4 is started, the pressing force sensor 9 applies the spring force of the pad spring 4 to the brake pad 3A and the elasticity to maintain the pad clearance s (see FIG. 2). It is transmitted via the member 10 and a minute value is output from the pressing force sensor 9 (state A in FIG. 3).
[0048]
In step 1 of FIG. 4 (the step is abbreviated as S in the figure, and the step is abbreviated as S in the following description), it is assumed that the brake pedal 12 is operated and the piston 5 is propelled toward the disk rotor 2. Since the contact position determination process cannot be performed, it is determined whether or not the brake pedal 12 has been operated, and after confirming that the brake pedal 12 has not been operated, the process proceeds to S2.
[0049]
In step S2, the motor 6 is rotated at a constant speed to propel the piston 5 toward the disk rotor 2. In step S3, it is determined whether or not the output value of the pressing force sensor 9 is equal to or more than a predetermined value P0. It is determined whether or not 3A has contacted.
[0050]
In the operation in S2, first, in order to move the brake pad 3A from the stationary state, it is necessary to resist not only the spring force of the pad spring 4 but also the sliding resistance of the brake pad 3A with respect to the carrier. The output value of the pressing force sensor 9 when the movement of the pad 3A starts is changed suddenly and suddenly from the state B to the state C in FIG.
[0051]
Thereafter, when the brake pad 3A starts to move, the pad spring 4 is flexed and the pad clearance s decreases with the movement of the brake pad 3A. At this time, only the force for contracting the pad spring 4 is sufficient. Therefore, the output value of the pressing force sensor 9 changes gradually from the state of C in FIG.
[0052]
When the brake pad 3A moves and the pad clearance s becomes zero and the friction material 3Aa of the brake pad 3A comes into contact with the disk rotor 2, the force pressing the disk rotor 2 by the brake pad 3A starts to be transmitted to the pressing force sensor 9 ( The output value of the pressing force sensor 9 increases instantaneously from the state (D) to the time when the elastic member 10 starts bending while transmitting the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A to the pressing force sensor 9 (state E). Then, it changes so as to exceed the predetermined value P0.
[0053]
In S3 of FIG. 4, if it is determined that the predetermined value P0 or more, that is, that the disc rotor 2 has come into contact with the brake pad 3A, the process proceeds to S4 and the piston 5 detected by the resolver 8 at this time is detected. Is stored as the contact position.
[0054]
The contact position can be determined by the processing up to S4, and the position of the piston 5 may be controlled based on the determined contact position. However, when the piston 5 is propelled toward the disk rotor 2 as described above, for example, when there is foreign matter such as gravel between the sliding surfaces of the brake pad 3A and the carrier, the resistance of the foreign matter is Therefore, the output value of the pressing force sensor 9 may become equal to or more than the predetermined value P0 before the brake pad 3A comes into contact with the disk rotor 2, so in the present embodiment, the following S5 and subsequent steps will be described. The contact position is determined.
[0055]
After storing the contact position in S4 of FIG. 4, the piston 5 is again propelled toward the disk rotor 2 in S5, and it is determined whether or not the output value of the pressing force sensor 9 has reached the maximum detection value Pmax in S6. That is, it is detected whether the brake pads 3A and 3B are sufficiently pressing the disk rotor 2 by the propulsion of the piston 5.
[0056]
At this time, the elastic member 10 starts to bend while transmitting the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A to the pressing force sensor 9 (state E). The pressing force sensor 9 bends the elastic member until the gap t between the contact surface 5A and the back metal 3Ab of the brake pad 3A becomes 0 and the piston 5 reaches a position where it comes into contact with the brake pad 3A (state F). , The output value changes so as to gradually increase.
[0057]
Then, in the state of F in FIG. 3 described above, the elastic member 10 does not bend, the pressing force transmitted to the pressing force sensor 9 by the elastic member 10 becomes a constant amount, and the pressing force sensor 9 exerts more force. Is no longer applied, and the output value of the pressing force sensor 9 also becomes a constant maximum detection value Pmax.
[0058]
When it is determined in S6 of FIG. 4 that the output value of the pressing force sensor 9 has reached the maximum detection value Pmax, the process proceeds to S7, in which the motor 6 is rotated in the opposite direction to S2, and the piston 5 is disc-shaped. The propulsion is performed at a constant speed in a direction away from the rotor 2, and it is determined in S8 whether the output of the pressing force sensor 9 has become less than a predetermined value P0. The position of the piston 5 detected by the resolver 8 when the brake pad 3A comes out of contact with the brake pad 3A is stored in S9 as the contact position between the disk rotor 2 and the brake pad 3A.
[0059]
At this time, when the gap 5 between the contact surface 5A of the piston 5 and the back metal 3Ab of the brake pad 3A starts to be generated by the propulsion of the piston 5 in the direction away from the disk rotor 2, the elastic member 10 transmits the pressure to the pressing force sensor 9 The pressing force starts to decrease (state G), the bending of the elastic member 10 protruding from the contact surface 5A of the piston 5 is gradually eliminated, and the gap t increases, so that the pressing force sensor 9 Changes so that the output value of the constant decreases.
[0060]
Then, at the time when the bending of the elastic member 10 is eliminated (state H), the elastic member 10 is not affected by the pressing force due to the contact between the disk rotor 2 and the brake pad 3A, and the output value of the pressing force sensor 9 is instantaneous. It changes so that it falls sharply. When the disc rotor 2 and the brake pad 3A are brought into a non-contact state, the pad spring 4 starts moving the brake pad 3A away from the disc rotor 2. At this time, the output value of the pressing force sensor 9 has dropped below the predetermined value P0, and the disk rotor 2 and the brake pad 3A are in a non-contact state (state I).
[0061]
As described above, after the position of the piston 5 when the output value of the pressing force sensor 9 becomes less than the predetermined value P0 is stored as the contact position in S9 of FIG. 4, the disc rotor 2 and the brake pad 3A are connected in S10. The position of the piston 5 at which the interval becomes the predetermined pad clearance s is calculated, and the piston 5 is propelled to the position of the piston 5 at the predetermined pad clearance s in S11, and the contact position determination processing ends.
[0062]
The output value of the pressing force sensor 9 in S9 to S11 changes from the state of I in FIG. 3 described above so that the spring force of the pad spring 4 is transmitted to the pressing force sensor 9 so as to gradually decrease. When the piston 5 reaches a position where a predetermined pad clearance s is obtained by the resolver 8 in S11 (state J), the spring force of the pad spring 4 at that time is received, and thereafter, the value becomes constant.
[0063]
Note that the determination of the contact position described above is not the determination of the contact position in S3 and S4 when the piston 5 is propelled toward the disk rotor 2, but the determination when the piston 5 is propelled away from the disk rotor 2. When the contact position is determined in S8 and S9, the steps of S3 and S4 can be omitted.
[0064]
In the determination of the contact position (time point) in the flowchart of FIG. 4 described above, the contact or non-contact between the disc rotor 2 and the brake pad 3A is determined depending on whether the output value of the pressing force sensor 9 is equal to or more than the predetermined value P0 or less than the predetermined value P0. However, the present invention is not limited to this, but the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 is calculated, and the disc rotor 2 and the brake pad are determined based on whether the difference between the change rates is equal to or greater than a predetermined value. The point of contact or non-contact with 3A may be determined.
[0065]
That is, when the piston 5 is propelled toward the disk rotor 2, as described above, when the output value of the pressing force sensor 9 is in the state D in FIG. At the time of contact. As the predetermined value for determining the contact time point, the value ΔKcd of the rate of change of the output value of the pressing force sensor 9 from the state C to the state D in FIG. The value of the difference between the rate of change of the output value of the pressure sensor 9 and the value ΔKde is calculated, and a value slightly smaller than the difference is set as the predetermined value K0 in order to prevent erroneous determination.
[0066]
As a method of determining the contact position, the predetermined value K0 is compared with the value Δk of the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 every minute time, and this value Δk becomes equal to or larger than the predetermined value K0. It can be seen that the disc rotor 2 and the brake pad 3A change from a non-contact state to a contact state at this time, and the contact time can be determined. Accordingly, by replacing this processing with the processing of S3 in FIG. It is possible to determine the contact position.
[0067]
However, when the determination of the contact time is performed in this manner, the change in the output value from the state B to the state C in FIG. If the comparison between the above-mentioned predetermined value K0 and the value Δk of the rate of change of the output value of the pressing force sensor 9 at every minute time is started after the time when the value becomes 0 or more, the state of B in FIG. Erroneous determination due to a change in the output value from the state to the state C can be prevented.
[0068]
When the piston 5 is propelled in the direction away from the disk rotor 2, as described above, the disk rotor 2 and the brake pad 3A are set when the output value of the pressing force sensor 9 becomes I in FIG. At the time of non-contact. Here, the value ΔKcd of the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 from the state C to the state D in FIG. 3 and the value of the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 from the state H to the state I The absolute value of ΔKhi is almost the same value, and the value ΔKdf of the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 from the state D to the state F, and the pressing force sensor 9 from the state I to the state J. Since the absolute value of the change rate value ΔKij of the output value is substantially the same, the predetermined value for determining the contact time when the piston 5 is propelled away from the disk rotor 2 is also the predetermined value. The value K0 is set. In addition, the value Δk of the change rate of the output value of the pressing force sensor 9 for comparison with the predetermined value K0 at each minute time is a negative value, and therefore, the absolute value of the value Δk is used as the predetermined value K0. Is compared.
[0069]
As a method of determining the contact position, the predetermined value K0 is compared with the absolute value of the difference Δk in the rate of change of the output value of the pressing force sensor 9 at every minute time, and the absolute value is determined as the predetermined value K0. At this point, it can be seen that the disc rotor 2 and the brake pad 3A are changed from the contact state to the non-contact state, and the contact point can be determined. Accordingly, this processing is replaced with the processing of S8 in FIG. Thus, the non-contact position can be determined.
[0070]
The contact time between the disk rotor 2 and the brake pad 3A can be detected with high accuracy also by the above-described method for determining the contact time.
[0071]
In the determination of the contact point, the predetermined value K0 is compared with the difference Δk of the rate of change of the output value of the pressing force sensor 9 every minute time. Since the value Δk of the difference in the rate of change for each time is the same as the value obtained by second-order differentiation of the output value of the pressing force sensor 9, it is necessary to compare the predetermined value K0 with the value obtained by second-order differentiation of the output value of the pressing force sensor 9 Thus, it is possible to determine the point of contact between the disk rotor 2 and the brake pad 3A.
[0072]
As described above, according to the first embodiment, when the piston 5 is propelled at the time of braking, the elastic member 10 receives the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A and bends this pressing force while bending. When the elastic force is transmitted to the pressing force sensor 9 and the elastic member 10 bends by a predetermined amount, the gap t between the piston 5 and the brake pad 3A that allows the relative movement has disappeared. And is not transmitted to the pressing force sensor 9 via the control unit. For this reason, a sensor capable of outputting an analog value corresponding to the pressing force with high accuracy can be used as the pressing force sensor 9, and the contact point between the disk rotor 2 and the brake pads 3A, 3B can be accurately detected. be able to. Further, since an excessive pressing force does not act on the pressing force sensor 9, damage to the pressing force sensor 9 is prevented.
[0073]
Further, since the pressing force sensor 9 which can accurately output an analog value corresponding to the pressing force during this time can be used, when the brake is dragged due to the runout of the disk rotor 2 during non-braking, It is possible to detect a change in the output value of the pressing force sensor 9 due to the dragging, and calculate the deflection amount of the disk rotor 2 based on the change amount of the output value of the pressing force sensor 9 with respect to a constant value after the state of J in FIG. By controlling the piston 5 in the direction in which the piston 5 is separated from the disk rotor 2 by the calculated amount of deflection, pad clearance management such as preventing brake dragging can be performed accurately.
[0074]
In the first embodiment, the pressing force sensor 9 and the elastic member 10 have been described as being provided separately, but as a modification, the pressing force sensor 19 is easily elastically deformed as shown in FIG. By forming the sensor using piezoelectric rubber, the pressing force sensor 9 and the elastic member 10 can be integrated. The pressing force sensor 19 is arranged in the hole 5B of the piston 5.
[0075]
According to the above modification, only one component is required for detecting the pressing force, so that the structure is simplified and the assembly of the disc brake is facilitated.
[0076]
Next, a disc brake according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing a peripheral structure of a pressing force sensor of the present invention in the second embodiment. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.
[0077]
A hole 5B is formed between the piston 5 and the brake pad 43A, the hole 5B being opened on the contact surface 5A side of the piston 5 and extending in the propulsion direction of the piston 5, and the hole 5B is provided with the piston 5 and the brake. A pressing force sensor 29 that receives a pressing force with the pad 43A and outputs an analog value corresponding to the pressing force is provided on the bottom surface 5C.
[0078]
The elastic member 30 that transmits the pressing force between the piston 5 and the brake pad 43A to the pressing force sensor 29 and is bent by receiving the pressing force, on the opening 5D side of the pressing force sensor 29 of the hole 5B. Is arranged.
[0079]
The brake pad 43A pressed by the piston 5 is composed of a friction material 43Aa that comes into contact with the disk rotor 2, and a back metal 43Ab pressed against the friction material 43Aa. A projection 43Ac that penetrates the hole 5B and transmits the pressing force between the piston 5 and the brake pad 43A is provided on a portion of the back metal 43Aa facing the hole 5B of the piston 5.
[0080]
The depth of the hole 5B is shorter than the sum of the length of the pressing force sensor 29, the length of the elastic member 30, and the length of the projection 43Ac, and the gap between the contact surface 5A and the back metal 43Ab t. The gap t is set to be shorter than the length u that can be elastically deformed when the elastic member 30 is bent.
[0081]
According to the disc brake of the second embodiment as described above, similarly to the disc brake of the first embodiment, when the piston 5 is propelled at the time of braking, the elastic member 30 makes contact with the piston 5 and the brake pad 43A. While receiving the pressing force from the projection 43Ac, the pressing force is transmitted to the pressing force sensor 29 while being bent, and when the elastic member 30 is bent by a predetermined amount, the relative movement between the piston 5 and the brake pad 43A is allowed. Further, the gap t between the two is eliminated, and the subsequent pressing force is not transmitted to the pressing force sensor 29 via the elastic member 30. For this reason, it is possible to use a pressing force sensor 29 capable of accurately outputting an analog value corresponding to the pressing force during this period, and to accurately detect the contact point between the disk rotor 2 and the brake pads 43A and 43B. Can be. Further, since an excessive pressing force does not act on the pressing force sensor 29, breakage of the pressing force sensor 29 is prevented.
[0082]
Further, since the heat generated at the brake pad 43A during the braking operation is transmitted to the elastic member 30 via the transmission member 34, the heat is not directly transmitted to the pressing force sensor 29, and the life of the pressing force sensor 29 is extended, and The reliability of the brake is improved.
[0083]
Next, a disc brake according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a peripheral structure of a pressing force sensor according to the third embodiment of the present invention. In the description of the third embodiment, a description of the same portions as those in the above-described first embodiment or the second embodiment will be omitted.
[0084]
Between the piston 25 and the brake pad 3A, there is formed a hole 25B which is open to the contact surface 25A of the piston 25 and extends in the propulsion direction of the piston 25. The hole 25B is provided with the brake pad of the piston 25. A pressing force sensor 29 that receives a pressing force with 3A and outputs an analog value corresponding to the pressing force is provided on the bottom surface 25C.
[0085]
An elastic member 30 which transmits the pressing force between the piston 5 and the brake pad 3A to the pressing force sensor 9 and is bent by receiving the pressing force on the opening 25D side of the pressing force sensor 29 of the hole 25B. Is arranged.
[0086]
A step 25F is formed on the opening 25D side of the hole 25B, and a transmission member 34 for transmitting a reaction force from the brake pad 3A to the elastic member 30 is slidably provided on the step 25F. I have.
[0087]
The transmission member 34 is formed of a material having high hardness and heat insulation, such as ceramic or engineering plastic, and transmits the pressing force between the piston 25 and the brake pad 3A to the pressing force sensor 29 via the elastic member 30. It is supposed to.
[0088]
The depth of the hole 25 B is shorter than the sum of the length of the pressing force sensor 29, the length of the elastic member 30, and the length of the elastic member 34. The gap t1 protrudes from the contact surface 25A and is formed between the contact surface 25A and the back metal 3Ab. The gap t1 is set to be shorter than a length u that can be elastically deformed when the elastic member 30 is bent.
[0089]
Further, a gap t2 longer than the gap t1 is formed between the opposing surfaces of the step 25F of the piston 25 and the transmission member 34 (t1 <t2). The opposing surfaces of the transmission member 34 and the transmission member 34 do not come into contact with each other.
[0090]
According to the disc brake of the third embodiment as described above, similarly to the disc brake of the first embodiment, when the piston 25 is propelled at the time of braking, the elastic member 30 makes the piston 25 and the brake pad 3A. When the elastic member 30 bends by a predetermined amount, the relative movement between the piston 25 and the brake pad 3A is allowed. Further, the gap t1 between them is eliminated, and the subsequent pressing force is not transmitted to the pressing force sensor 29 via the elastic member 30. For this reason, it is possible to use a pressing force sensor 29 capable of accurately outputting an analog value corresponding to the pressing force during this period, and to accurately detect the contact point between the disk rotor 2 and the brake pads 3A and 3B. Can be. Further, since an excessive pressing force does not act on the pressing force sensor 29, it is possible to prevent the pressing force sensor 29 from being damaged.
[0091]
Further, the heat generated in the brake pad 3A during braking is insulated by the transmission member 34 and the elastic member 30 having heat insulating properties, so that the heat generated in the brake pad 3A during braking is directly transmitted to the pressing force sensor 29. Therefore, the life of the pressing force sensor 29 is extended, and the reliability of the disc brake is improved.
[0092]
In the third embodiment, the gap t2 is made longer than the gap t1 so that the gap t1 disappears after the brake pad 3A and the disk rotor 2 come into contact with each other. The gap t1 may be longer than (t1> t2) to make the gap t2 a gap that disappears after the brake pad 3A and the disk rotor 2 come into contact. In this case, the transmission member 34 is a part of the brake pad 3A of the present invention. Will function as
[0093]
Further, in the first to third embodiments and the modified examples described above, an example is described in which the pressing force sensors 9, 19, 29 and the elastic members 10, 30 are accommodated in the holes 5B, 25B of the piston 5. However, the present invention is not limited to this, and holes may be provided in the brake pads 3A, 43A or the transmission member 34, and the pressing force sensors 9, 19, 29 and the elastic members 10, 30 may be accommodated in the holes.
[0094]
Further, in the above-described first to third embodiments, the elastic members 10 and 30 are provided between the brake pads 3A and 43A and the pressing force sensors 9 and 29, but the present invention is not limited to this. Elastic members 10 and 30 may be provided between the sensors 9 and 29 and the pistons 5 and 25.
[0095]
【The invention's effect】
In the disk brake according to the first aspect of the present invention, in a disk brake in which a linear motion member is propelled by an actuator and a brake pad is pressed against a disk rotor to generate a braking force, between the linear motion member and the brake pad. A hole formed in the hole in the direction in which the linear motion member is propelled, and provided in the hole, receives a pressing force between the linear motion member and the brake pad, and receives an analog value corresponding to the pressing force. A pressing force sensor that outputs, and an elastic member that is disposed in the hole and transmits a pressing force between the linear motion member and the brake pad to the pressing force sensor, and that bends by receiving the pressing force. A length shorter than the length of the elastic member that can be elastically deformed in the propulsion direction of the linear member between the linear member and the brake pad; By having a gap that disappears after contact with the scroller, when the linear motion member is propelled at the time of braking, the elastic member is bent while receiving the pressing force between the linear motion member and the brake pad. The pressing force is transmitted to the pressing force sensor, and when the elastic member bends by a predetermined amount, the gap between the linear motion member and the brake pad, which allows relative movement, disappears, and the pressing force thereafter passes through the elastic member. And is not transmitted to the pressing force sensor. For this reason, a pressing force sensor that can output an analog value corresponding to the pressing force during this period with high accuracy can be used, and the contact point between the disk rotor and the brake pad can be accurately detected.
[0096]
In the disk brake according to the second aspect of the present invention, the elastic member is provided between the pressing force sensor and the brake pad, so that the pressing force sensor can be protected. Since the heat generated in the pad is not directly transmitted to the pressing force sensor, the life of the elastic member is extended, and the reliability of the disc brake is improved. .
[0097]
In the disc brake according to the third aspect of the present invention, the pressing force sensor and the elastic member include a pressing force sensor having elasticity so as to bend by receiving a pressing force between the linear motion member and the brake pad, thereby providing a pressing force. Since the sensor and the elastic member are integrated and only one component is required, the structure is simplified and the assembly of the disc brake is facilitated.
[0098]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a disc brake according to any one of the first to third aspects, further comprising a control device for receiving an output from a pressing force sensor, wherein the control device includes the pressing force sensor and the brake. When the analog value corresponding to the pressing force between the pad and the pad is determined to be equal to or more than a predetermined value, it is determined that the brake pad is in contact with the disk rotor, or the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is determined. The disc brake according to any one of claims 1 to 3, wherein it is determined that the brake pad is not in contact with the disc rotor when the analog value corresponding to the pressure value is less than a predetermined value. Since a device that can output an analog value with high accuracy can be used, the control device determines whether the pressing When the analog value corresponding to the pressing force between the sensor and the brake pad is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the brake pad and the disk rotor are in contact with each other. When the analog value corresponding to the pressing force is less than the predetermined value, it is determined that the brake pad is not in contact with the disk rotor, so that the point of contact between the disk rotor and the brake pad can be accurately detected.
[0099]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the disk brake according to any one of the first to third aspects, further comprising a control device for receiving an output from the pressing force sensor, wherein the control device includes the pressing force sensor and the control device. The disk according to any one of claims 1 to 3, wherein when the difference in the rate of change of the analog value corresponding to the pressing force between the brake pad and the brake pad is equal to or larger than a predetermined value, the contact point between the brake pad and the disk rotor is determined. In the brake, a sensor capable of accurately outputting an analog value corresponding to the pressing force can be used as the pressing force sensor.Therefore, based on the output from the pressing force sensor, the control device determines the pressing force sensor, the brake pad, When the difference in the rate of change of the analog value corresponding to the pressing force during the period is equal to or greater than a predetermined value, the contact time between the brake pad and the disk rotor is determined It is possible, the contact point between the disc rotor and the brake pad can be detected accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire structure of a disc brake device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure around a pressing force sensor constituting the disk brake.
FIG. 3 is an output diagram of the pressing force sensor 9 at the time of braking operation.
FIG. 4 is a flowchart of a method of determining a pad reference position executed by the control device 11;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a peripheral structure of a pressing force sensor according to a modified example of the first embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a peripheral structure of a pressing force sensor according to a second embodiment.
FIG. 7 is a sectional view showing a peripheral structure of a pressing force sensor according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Caliper body
2 disk rotor
3A, 3B, 43A, 43B Brake pads
5 piston (linear motion member)
5A contact surface
5B hole
6. Motor (actuator)
7 Rotation-linear motion conversion mechanism (actuator)
8 Resolver
9,19,29 Pressing force sensor
10,30 elastic member
11 Control device
34 Transmission member
43Ac protrusion

Claims

In a disc brake that generates a braking force by pushing a brake pad against a disc rotor by propelling a linear member by an actuator,
A hole formed between the translation member and the brake pad in a direction in which the translation member is propelled;
A pressing force sensor disposed in the hole and receiving a pressing force between the linear motion member and the brake pad and outputting an analog value corresponding to the pressing force;
An elastic member disposed in the hole and transmitting a pressing force between the linear motion member and the brake pad to the pressing force sensor, and flexing by receiving the pressing force,
Between the linear motion member and the brake pad, the elastic member was formed to have a length shorter than the elastically deformable length in the propulsion direction of the linear motion member, and the brake pad and the disk rotor contacted each other. A disc brake characterized by having a gap that disappears later.

The disk brake according to claim 1, wherein the elastic member is provided between the pressing force sensor and the brake pad.

2. The disk according to claim 1, wherein the pressing force sensor and the elastic member include a pressing force sensor having elasticity so as to be bent by receiving a pressing force between the translation member and the brake pad. brake.

A control device that receives an output from the pressing force sensor; the control device includes a brake pad and a disc when an analog value corresponding to a pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is equal to or greater than a predetermined value; It is determined that the rotor is in contact with the rotor, or the brake pad and the disk rotor are not in contact when the analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is less than a predetermined value. The disc brake according to any one of claims 1 to 3, wherein the disc brake is determined.

A control device that receives an output from the pressing force sensor, wherein the control device is configured to control when the difference between the rate of change of the analog value corresponding to the pressing force between the pressing force sensor and the brake pad is equal to or greater than a predetermined value. 4. The disc brake according to claim 1, wherein a contact point between the brake pad and the disc rotor is determined.