JP2017020931A - キャリパ油圧制御ユニットおよびブレーキダイナモメータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でメンテナンスの負担を軽減することができるキャリパ油圧制御ユニットおよびブレーキダイナモメータを提供する。【解決手段】ブレーキダイナモメータ１００は、キャリパ油圧制御ユニット１００を備えている。キャリパ油圧制御ユニット１００は、キャリパ９２に対して油圧を増減させるマスタリンダ１１１を備えている。マスタシリンダ１１１は、リリースシリンダ１１４および受け体１２０を介して押圧体１２３によって押圧される。押圧体１２３は、送りネジ機構１４０を介してキャリパ駆動モータ１５０によって進退駆動される。キャリパ駆動モータ１５０は、制御装置１１０によって作動が制御される。制御装置１１０は、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して押圧体１２３を油圧ピストン１１３のストローク外の領域で押圧体１２３を往復動させることにより送りネジ機構１４０の潤滑処理を実行する。【選択図】 図２

Description

本発明は、ディスクブレーキの性能試験を行うブレーキダイナモメータに保持された被験ディスクブレーキの油圧式のキャリパに油圧を作用させるためのキャリパ油圧制御ユニットおよびこのキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータに関する。

従来から、ディスクブレーキの性能試験を行う試験装置であるブレーキダイナモメータには、回転ディスクを挟むキャリパに油圧を作用させるキャリパ油圧制御ユニットがある。例えば、下記特許文献１には、キャリパに対して油圧を作用させるマスタシリンダを油圧制御するためのブレーキ油圧ユニット、サーボ弁および操作シリンダなどから構成されるキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータが開示されている。

特開２０１０−９１４０４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたキャリパ油圧制御ユニットにおいては、ブレーキ油圧ユニット、サーボ弁および操作シリンダなどの油圧機器を有しており構成が複雑かつ大型化するとともにメンテナンス負担が大きいという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、簡単な構成でメンテナンスの負担を軽減することができるキャリパ油圧制御ユニットおよびこのキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、ディスクブレーキの性能試験を行うブレーキダイナモメータに保持された被験ディスクブレーキの油圧式のキャリパに油圧を作用させるためのキャリパ油圧制御ユニットであって、電動モータからなるキャリパ駆動モータと、油が封入された油圧シリンダ内を油圧ピストンが摺動変位することによってキャリパ内の油圧を増加または減少させるマスタシリンダと、油圧ピストンを油圧シリンダ内に押圧するための押圧体と、キャリパ駆動モータおよび押圧体にそれぞれ連結されてキャリパ駆動モータの回転駆動によって押圧体をマスタシリンダに対して進退させる送りネジ機構と、キャリパ駆動モータの作動を制御する制御装置とを備え、制御装置は、キャリパ駆動モータの作動を制御して油圧ピストンのストローク外の領域で押圧体を進退させることにより送りネジ機構の潤滑処理を実行することにある。この場合、送りネジ機構とは、軸状体の外周面に雄ネジが形成されたネジ軸と筒状体の内周面にこのネジ軸上に形成された雄ネジに嵌合する雌ネジが形成されてネジ軸を相対変位する変位体で構成されており、回転運動を直線運動に変換する機構である。

このように構成した本発明の特徴によれば、キャリパ油圧制御ユニットは、マスタシリンダにおける油圧ピストンを送りネジ機構を介したキャリパ駆動モータの駆動力によって作動させているため、装置構成を単純化および小型化することができるとともにメンテナンス負担を軽減することができる。また、本発明に係るキャリパ油圧制御ユニットにおいては、制御装置がキャリパ駆動モータの作動を制御して油圧ピストンのストローク外の領域で押圧体を進退させることにより送りネジ機構の潤滑処理を実行するため、送りネジ機構の摩耗による損傷や劣化を抑制して位置決め精度を長期間維持できるととともにメンテナンス負担を軽減することができる。

また、本発明の他の特徴は、キャリパ油圧制御ユニットにおいて、さらに、押圧体と油圧ピストンとを直接的または間接的に着脱自在に連結する着脱連結具を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、キャリパ油圧制御ユニットは、さらに、
押圧体と油圧ピストンとを直接的または間接的に着脱自在に連結する着脱連結具を備えているため、押圧体と油圧ピストンとを連結することによりキャリパへの油圧の増減をキャリパ駆動モータの正転および逆転によって精度および応答性（特に立ち上り特性））良く行うことができブレーキダイナモメータによるブレーキの性能試験の精度および試験時間を短縮することができるとともに、送りネジ機構の潤滑処理の際には押圧体を油圧ピストンから分離して潤滑処理を行うことができる。

また、本発明の他の特徴は、キャリパ油圧制御ユニットにおいて、着脱連結具は、押圧体と油圧ピストンとを磁力によって着脱自在に連結することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、キャリパ油圧制御ユニットは、着脱連結具が磁力によって押圧体とピストンとを着脱自在に連結するため、着脱連結具を簡易に構成してメンテナンス負担を軽減することができる。この場合、押圧体着脱手段は、制御装置によって作動が制御される電磁石で構成するとよい。

また、本発明の他の特徴は、キャリパ油圧制御ユニットにおいて、さらに、空気が封入されたエアシリンダ内を摺動変位するエアピストンの一方の端部が油圧ピストンに連結されるとともに他方の端部が押圧体によって押圧されるリリースシリンダと、エアシリンダ内に空気を供給するエア供給装置とを備え、制御装置は、キャリパ内の油圧を減少させるとき、エア供給装置の作動を制御してエアピストンを押圧体側に変位させることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、キャリパ油圧制御ユニットは、さらに、油圧ピストンを押圧体側に変位させるリリースシリンダを備えているため、油圧ピストンを押圧する際には押圧体の変位に対する抵抗力を抑えることができるとともに、キャリパ内を減圧する際には油圧シリンダを迅速かつ確実に押圧体側に変位させることができ、ブレーキダイナモメータによるブレーキの性能試験の精度および試験時間を短縮することができる。

また、本発明の他の特徴は、キャリパ油圧制御ユニットにおいて、制御装置は、潤滑処理を実行する間、エア供給装置の作動を制御してエアピストンをストロークにおける一方の端部に固定することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、キャリパ油圧制御ユニットは、制御装置が潤滑処理を実行する間、エア供給装置の作動を制御してエアピストンをストロークにおける一方の端部に位置が固定されているため、潤滑処理時にキャリパの油圧が変化してキャリパが回転ディスクを不意に接触したり制動したりすることが防止される。

また、本発明は、キャリパ油圧制御ユニットの発明として実施できるばかりでなく、このキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータの発明としても実施できるものである。

具体的には、ディスクブレーキの性能試験を行うブレーキダイナモメータにおいて、被験ディスクブレーキの回転ディスクを回転駆動させるディスク駆動モータと、被験ディスクブレーキのキャリパを保持しつつ同キャリパの制動トルクを計測するトルク計測ユニットと、前記キャリパ油圧制御ユニットとを備えるとよい。

本発明に係るキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータの全体のシステム構成を概略的に示すブロック図である。 本発明に係るキャリパ油圧制御ユニットの全体構成をマスタシリンダが原点位置に位置した状態で概略的に示す側面断面図である。 図２に示すキャリパ油圧制御ユニットにおいてマスタシリンダがキャリパの油圧を増圧している状態を示す側面断面図である。 図２に示すキャリパ油圧制御ユニットにおいて送りネジ機構の潤滑処理を実行中における押圧体を最も後退させた状態を示す側面断面図である。 図２に示すキャリパ油圧制御ユニットにおいて送りネジ機構の潤滑処理を実行中における押圧体を最も前進させた状態を示す側面断面図である。

以下、本発明に係るキャリパ油圧制御ユニットおよびこのキャリパ油圧制御ユニットおよびこのキャリパ油圧制御ユニットを備えたブレーキダイナモメータの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るキャリパ油圧制御ユニット１１０を備えたブレーキダイナモメータ１００の全体のシステム構成を概略的に示すブロック図である。また、図２は、本発明に係るキャリパ油圧制御ユニット１１０の全体構成を概略的に示す側面断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。また、各図においては、本発明に直接関わらない部分は適宜省略して表わしている。

このキャリパ油圧制御ユニット１００は、ブレーキダイナモメータ１００に保持されたディスクブレーキ９０のキャリパ９２に油圧を供給する機械装置であり、ブレーキダイナモメータ１００の一部を構成する。ディスクブレーキ９０は、自動四輪車や自動二輪車に用いられる制動装置であり、主として、円板状に形成されて車輪とともに回転する回転体としての回転ディスク９１と、油圧によって回転ディスク９１を両側から挟んで押圧することにより回転ディスク９１の回転を止めるキャリパ９２とで構成されている。

ここで、ブレーキダイナモメータ１００について簡単に説明しておく。ブレーキダイナモメータ１００は、ディスクブレーキ９０の性能を試験する試験装置であり、主として、ディスク駆動モータ１０１、駆動軸１０２、フライホイール１０３、トルク計測ユニット１０４、キャリパ油圧制御ユニット１１０および制御装置１７０をそれぞれ備えている。

ディスク駆動モータ１０１は、駆動軸１０２を回転駆動させることによりフライホイール１０３および回転ディスク９１をそれぞれ回転駆動させるための電動機であり、制御装置１７０によって作動が制御される。駆動軸１０２は、フライホイール１０３を支持した状態で回転ディスク９１を着脱自在に保持する軸体であり、ディスク駆動モータ１０１に連結されている。フライホイール１０３は、ディスクブレーキ９０が装着される車両の運動エネルギ（換言すれば、慣性）を再現するために回転ディスク９１とともに回転駆動する円板状の質量体である。

トルク計測ユニット１０４は、ディスクブレーキ９０におけるキャリパ９２に生じる制動トルクおよび引き摺りトルクを計測する計測装置であり、制御装置１７０によって作動が制御される。この場合、制動トルクとは、キャリパ９２が回転ディスク９１を挟んで回転ディスクの回転を止める際にキャリパ９２に生じる回転ディスク９１の周方向に沿った回転モーメントである。また、引き摺りトルクとは、キャリパ９２が回転ディスク９１を挟まない非制動状態において回転ディスク９１と接触することによりキャリパ９２に生じる回転ディスク９１の周方向に沿った回転モーメントである。

（キャリパ油圧制御ユニット１１０）
キャリパ油圧制御ユニット１１０は、マスタシリンダ１１１を備えている。マスタシリンダ１１１は、キャリパ９２に油圧を供給するための機器であり、主として、油圧シリンダ１１２および油圧ピストン１１３によって構成されている。油圧シリンダ１１２は、キャリパ９２に圧力を伝達する油製のブレーキフルードが封入された金属製の筒体であり、油圧ピストン１１３が図示左右方向に摺動可能な状態で設けられている。この油圧シリンダ１１２は、一方（図示左側）の端部が図示しない配管を介してキャリパ９２に繋がっており、他方（図示右側）の端部がリリースシリンダ１１４のエアシリンダ１１５に連結されて支持されている。

また、この油圧シリンダ１１２には、油圧ピストン１１３の変位量を一定に保つために油圧シリンダ１１２内のブレーキフルード量を調節する図示しないリザーバタンクが接続される油量調整孔１１２ａおよび油圧シリンダ１１２内の空気を外部に抜くための図示しないエア抜き孔がそれぞれ形成されている。

油圧ピストン１１３は、油圧シリンダ１１２内のブレーキフルードを圧縮するための部品であり、油圧シリンダ１１２内を摺動する棒状に形成されている。この油圧ピストン１１３は、一方（図示左側）の端部がブレーキフルードに面しているとともに他方（図示右側）の端部がリリースシリンダ１１４のエアピストン１１８に連結されている。

リリースシリンダ１１４は、後述する押圧体１２３からの押圧力を油圧ピストン１１３に伝達しつつ油圧ピストン１１３の原点復帰時に押圧体側に後退させるための機器であり、主として、エアシリンダ１１５およびエアピストン１１８によって構成されている。エアシリンダ１１５は、空気が封入された金属製の筒体であり、エアピストン１１８が図示左右方向に摺動可能な状態で設けられている。このエアシリンダ１１５は、一方（図示左側）の端部がマスタシリンダ１１１によって塞がれており油圧ピストン１１３に面しているとともに、他方（図示右側）の端部にピストンストッパ１１６が設けられている。

ピストンストッパ１１６は、エアピストン１１８の押圧体１２３側への変位限界を規定するためのリング状の部品である。また、このエアシリンダ１１４の外周部は、一方（図示左側）の端部側にエア流通孔１１５ａが形成されているとともに、他方（図示右側）の端部側が後述する外筒１６０に支持されている。エア流通孔１１５ａは、エアシリンダ１１５内に対して空気を流入または排出するための貫通孔であり、エア供給装置１１７が接続されている。エア供給装置１１７は、エアシリンダ１１５内に空気を供給する図示しないコンプレッサおよびエアシリンダ１１５内の空気を外部に抜く図示しない電磁弁をそれぞれ備えて構成されており、制御装置１７０によって作動が制御される。

エアピストン１１８は、油圧ピストン１１３に対して押圧体１２３からの押圧力を伝達するとともに油圧ピストン１１３を原点復帰させる際に油圧ピストン１１３を押圧体１２３側に引っ張るための部品であり、エアシリンダ１１５内を摺動する棒状に形成されている。このエアピストン１１８は、一方（図示左側）の端部が油圧ピストン１１３に連結されているとともに、他方（図示右側）の端部がフランジ状に張り出して形成されて受け体１２０が設けられている。

受け体１２０は、エアピストン１１８を押圧または引っ張るための部品であり、磁性体製（例えば、鋼材製）の棒体の両端部がフランジ状に張り出した形状に形成されている。この場合、受け体１２０における一方（図示左側）の端部は、エアシリンダ１１５内においてエアピストン１１８の端部に連結されている。また、受け体１２０における他方（図示右側）の端部は、押圧体１２３が押し付けられる受け部１２０ａが平板状に形成されるとともに、この受け部１２０ａの外縁部の一部から検出板１２１が図示上方に張り出して設けられている。

検出板１２１は、受け体１２０が原点位置に位置していることを検出する原点センサ１２２に接触して作動させるため部品であり、外筒１６０を貫通する長さの板状体で構成されている。原点センサ１２２は、検出板１２１が接触したことを表す検出信号を制御装置１８０に出力する検出器であり、外筒１６０上に設けられている。本実施形態においては、原点センサ１２２は、リミットスイッチで構成されている。

押圧体１２３は、受け体１２０およびリリースシリンダ１１４を介してマスタシリンダ１１１の油圧ピストン１１３を押すまたは引っ張るための部品であり、図示左右方向に沿って延びる中空体で構成されている。より具体的には、押圧体１２３は、主として、押圧体本体１２４および押圧先端部１２５によって構成されている。押圧体本体１２４は、後述する送りネジ機構１４０におけるネジ軸１４１が貫通するとともに変位体１４２が固定的に取り付けられる大小２つの内径を有した貫通孔１２４ａが形成された筒体で構成されている。この押圧体本体１２４は、ガイドレール１２７上に摺動自在な状態で支持されるとともに、押圧体本体１２４における受け体１２０側の先端部に押圧先端部１２５が固定的に取り付けられている。

押圧先端部１２５は、押圧体１２３が受け体１２０を押圧する部分であり、押圧体本体１２４の先端部から延びる有底筒状に形成されるとともにこの有底筒部分の内側部分に着脱連結具１２６を備えて構成されている。着脱連結具１２６は、押圧体１２３と受け体１２０とを着脱自在に連結する機器であり、前記有底筒部分の端面と面一に形成されている。本実施形態においては、着脱連結具１２６は、制御装置１７０の作動制御によって磁力が発生または消滅する電磁石を備えた磁気ホルダによって構成されている。

ガイドレール１２７は、押圧体１２３をマスタシリンダ１１１に接近する方向または離隔する方向に案内するための部品であり、押圧体１２３を摺動自在に支持する２つの棒体が支持台１３０上で互いに平行に延びて構成されている。支持台１３０は、押圧体１２３および外筒を床面上で安定的に支持する鋼材製の台である。

送りネジ機構１４０は、押圧体１２３をマスタシリンダ１１１に接近する方向または離隔する方向に変位させるための機械要素部品であり、軸状体の外周面に雄ネジが形成されたネジ軸１４１と筒状体の内周面にこのネジ軸１４１上に形成された雄ネジに嵌合する雌ネジが形成されてネジ軸１４１上を相対変位する変位体１４２とで構成されている。この場合、ネジ軸１４１は、一方（図示右側）の端部が軸支台１４３を貫通してカップリング１４４を介してキャリパ駆動モータ１５０に連結されている。また、ネジ軸１４１の長さは、後述する送りネジ機構１４０の潤滑処理において押圧体１２３を他の部品と接触させることなく往復動させることができる長さに形成されている。

変位体１４２は、ネジ軸１４１に対して多数の小球（図示せず）を介して噛み合ってネジ軸１４１上を変位する部品であり、押圧体１２３の押圧体本体１２４の内部に固定的に取り付けられている。この場合、ネジ軸１４１と変位体１４２との間に設けられる小球群は、変位体１４２の変位に応じて変位体１４２内を転動しながら循環する。すなわち、本実施形態における送りネジ機構１４０は、ボールネジで構成されている。

軸支台１４３は、ネジ軸１４１を回転自在に支持するための部品であり、外筒に固定的に取り付けられている。また、カップリング１４４は、ネジ軸１４１をキャリパ駆動モータ１５０の駆動軸と一体的に回転駆動するように互いに連結する部品である。

キャリパ駆動モータ１５０は、押圧体１２３をマスタシリンダ１１１に接近する方向または離隔する方向に進退させて最終的にキャリパ９２内の油圧を増圧または減圧するためのアクチュエータであり、制御装置１７０によって作動制御されるＡＣサーボモータによって構成されている。このキャリパ駆動モータ１５０は、送りネジ機構１４０と同軸上の位置で外筒に固定的に取り付けられている。なお、キャリパ駆動モータ１５０は、押圧体１２３を進退させることができる電動モータであればよくＡＣサーボモータ以外の電動モータ、例えば、ＤＣサーボモータやステッピングモータで構成することもできる。

外筒１６０は、マスタシリンダ１１１、リリースシリンダ１１４、受け体１２０、押圧体１２３、送りネジ機構１４０、軸支台１４３およびキャリパ駆動モータ１５０を支持台１３０上でそれぞれ支持するための構造体であり、鋼板材を筒状に形成して構成されている。この場合、外筒１６０は、リリースシリンダ１１４の後部部分、受け体１２０、押圧体１２３および送りネジ機構１４０をそれぞれ覆う断面形状が方形状の筒状に形成されており、支持台１３０上に固定的に取り付けられている。

制御装置１７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、作業者からの指示に従って、図示しない制御プログラムを実行することによりキャリパ油圧制御ユニット１１０を含むブレーキダイナモメータ１００全体の作動を制御する。この場合、制御装置１７０は、ディスクブレーキ９０の性能試験に際して、エア供給装置１１７、原点センサ１２２、着脱連結具１２６およびキャリパ駆動モータ１５０の各作動を制御してキャリパ９２内の油圧を増減させる。

この制御装置１７０には、作業者からの支持を入力するための図示しない入力装置およびキャリパ油圧制御ユニット１１０を含むブレーキダイナモメータ１００の作動状態および制動トルクや引き摺りトルクの計測結果をそれぞれ表示するための図示しない表示装置を備えている。

（キャリパ油圧制御ユニット１１０の作動）
次に、このように構成したキャリパ油圧制御ユニット１１０の作動について説明する。まず、このキャリパ油圧制御ユニット１１０を用いてディスクブレーキ９０の性能試験を行う作業者は、性能試験の対象となる被験ディスクであるディスクブレーキ９０を用意するとともに、制御装置１７０を操作してキャリパ油圧制御ユニット１１０を含むブレーキダイナモメータ１００全体の電源をＯＮにする。これにより、ブレーキダイナモメータ１００は、ディスク駆動モータ１０１、トルク計測ユニット１０４、エア供給装置１１７、原点センサ１２２、着脱連結具１２６およびキャリパ駆動モータ１５０を起動させた後、作業者からの試験開始の指示を待つ待機状態となる。

この場合、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、制御装置１７０がエア供給装置１１７、原点センサ１２２、着脱連結具１２６およびキャリパ駆動モータ１５０の各作動を制御することによりマスタシリンダ１１１を原点位置に位置決めする（図２参照）。具体的には、制御装置１７０は、エア供給装置１１７の作動を制御してリリースシリンダ１１４内に空気を供給してエアピストン１１８を押圧体１２３側に変位させるとともに、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して押圧体１２３を前進させる。この場合、制御装置１７０は、押圧体１２３が受け体１２０に接触したことによる受け体１２０の変位を原点センサ１２３によって検出することにより押圧体１２３の受け体１２０への接触を検出することができる。

次いで、制御装置１７０は、押圧体１２３の押圧先端部１２５が受け体１２０を押し付けた後に、着脱連結具１２６を作動させて磁力を発生させることにより押圧体１２３と受け体１２０とを磁気的に連結する。これにより、押圧体１２３と油圧ピストン１１３とが受け体１２０およびリリースシリンダ１１４を介して間接的に連結される。次いで、制御装置１７０は、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御することにより受け体１２０の受け部１２０ａが原点センサ１２２に位置するまで押圧体１２３を後退させる。これにより、マスタシリンダ１１１の油圧ピストン１１３が後端位置まで後退して検出板１２１が原点センサ１２２に接触する原点位置に位置決めされる。

次に、作業者は、ディスクブレーキ９０をトルク計測ユニット１０４にセットした後、制御装置１７０を操作してディスクブレーキ９０の性能試験の開始を指示する。この指示に応答して制御装置１７０は、ディスクブレーキ９０の制動トルクの計測処理の実行を開始する。具体的には、制御装置１７０は、ディスク駆動モータ１０１を回転駆動させて回転ディスク９０を回転させた状態で、キャリパ油圧制御ユニット１１０の作動制御をかいしてキャリパ９２によって回転ディスク９１を制動した際の制動トルクをトルク計測ユニット１０４によって計測する。

この制動トルクの計測試験過程においては、制御装置１７０は短い時間間隔で断続的にキャリパ９２を制動状態と非制動状態とを繰り返し実行させることがある（例えば、数秒間に数回の制動動作）。具体的には、制御装置１７０は、図３に示すように、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して押圧体１２３を前進させることにより油圧ピストン１１３を前進させてキャリパ９２内の油圧の増圧（破線矢印参照）と、押圧体１２３を後退させることにより油圧ピストン１１３を後退させてキャリパ９２内の油圧の減圧とを繰り返す動作を実行する。

この場合、制御装置１７０は、エア供給装置１１７の作動を制御してエアシリンダ１１５内を大気開放状態とする。これにより、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、キャリパ９２内の油圧の増圧と減圧との繰り返し動作における個々の増圧および減圧を応答性（特に立ち上り特性）良く実行させることができる。また、この場合、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、マスタシリンダ１１１の油圧シリンダ１１２内に従来一般的に採用されている油圧ピストン１１３の後退用のリターンスプリングを有していないとともに、油圧ピストン１１３が受け体１２０に磁気的に連結した押圧体１２３と連動して往復運動するため前記応答性を更に向上させることに加えてキャリパ９２内の油圧の増圧と減圧との繰り返し動作の速度を向上させることができる。

また、油圧ピストン１１３を原点位置に復帰させる場合には、制御装置１７０は、エア供給装置１１７の作動を制御してエアシリンダ１１５内に空気を供給しながらキャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して受け体１２０の受け部１２０ａが原点センサ１２２に位置するまで押圧体１２３を後退させる。これにより、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、油圧ピストン１１３がキャリパ駆動モータ１５０に加えてリリースシリンダ１１４によって後退するため確実に油圧ピストン１１３を原点位置に復帰させることができる。

次に、制御装置１７０は、送りネジ機構１４０の潤滑処理を実行することができる。この送りネジ機構１４０の潤滑処理は、ネジ軸１４１と変位体１４２との間に設けられている小球群に付着しているオイルやグリスの偏在を解消して均等化させるとともに各小球の位置や向きを変化させることによって偏摩耗を抑制するものである。この送りネジ機構１４０の潤滑処理は、キャリパ油圧制御ユニット１１０の起動直後、キャリパ油圧制御ユニット１１０の起動終了直前、ディスクブレーキ９０の性能試験の直前または直後、およびディスクブレーキ９０の性能試験中に性能試験を中断してまたは性能試験の待ち時間などの空き時間にそれぞれ実行することができる。

具体的には、送りネジ機構１４０の潤滑処理は、次のステップ１〜３の各処理によって構成されている。

ステップ１：まず、制御装置１７０は、図４に示すように、押圧体１２３を後退させる。具体的には、制御装置１７０は、着脱連結具１２６の作動を制御して磁力の発生状態を中断して押圧体１２３と受け体１２０との連結状態を解消させた後、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して押圧体１２３をキャリパ駆動モータ１５０側に後退させる。これにより、押圧体１２３は、受け体１２０を伴わずに単独でキャリパ駆動モータ１５０側に後退する。この場合、制御装置１７０は、押圧体１２３が軸支台１４３に接触しない範囲で押圧体１２３を後退させる。

ステップ２：次に、制御装置１７０は、図５に示すように、押圧体１２３を前進させる。具体的には、制御装置１７０は、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して、すなわち、キャリパ駆動モータ１５０の回転方向を逆転させて押圧体１２３を受け体１２０側に前進させる。これにより、押圧体１２３は、単独で受け体１２０側に前進する。この場合、制御装置１７０は、押圧体１２３が受け体１２０に接触しない範囲で押圧体１２３を前進させる。

すなわち、制御装置１７０は、油圧ピストン１１３のストローク外の領域で押圧体１２３を往復動させる。したがって、受け体１２０と軸支台１４３との間の距離（換言すれば、往路または復路）は、送りネジ機構１４０内の各小球が少なくとも１回転以上転動する距離、好ましくは小球群がネジ軸１４１および変位体１４２内の循環経路の１／３〜半分以上の経路を移動する距離、より好ましくは小球群がネジ軸１４１および変位体１４２内の循環経路を一巡することができる距離に設定するとよい。これにより、送りネジ機構１４０は、変位体１４３内の各小球間のオイルやグリスの均等化および各小球の位置や向きを変更させることができる。なお、押圧体１２３を往復動させる領域や往復動の量は、制御装置１７０に予め設定されている。

また、この場合、制御装置１７０は、エア供給装置１１７の作動を制御することによりリリースシリンダ１１４内に空気を供給してエアピストン１１５をストローク範囲における原点側の端部に位置決めすることにより受け体１２０の位置を原点位置に固定することができる。これによれば、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、送りネジ機構１４０の潤滑処理中においてマスタシリンダ１１１の油圧が変化すること、すなわち、キャリパ９２の油圧が変化することを防止することができる。

そして、制御装置１７０は、前記ステップ１およびステップ２による押圧体１２３の往復移動を少なくとも１回、好ましくは複数回実行することができる。これにより、送りネジ機構１４０は、前記潤滑効果を一層向上させることができる。

ステップ３：次に、制御装置１７０は、図２に示すように、押圧体１２３を原点復帰させる。具体的には、制御装置１７０は、キャリパ駆動モータ１５０の作動を制御することにより受け体１２０の受け部１２０ａに押圧体１２３の押圧先端部１２５が接触する位置まで押圧体１２３を前進させる。この場合、制御装置１７０は、押圧体１２３が受け体１２０に接触したことによる受け体１２０の変位を原点センサ１２３によって検出することにより押圧体１２３の受け体１２０への接触を検出することができる。

次いで、制御装置１７０は、着脱連結具１２６の作動を制御して磁力を発生させて押圧体１２３と受け体１２０とを連結するとともに、エア供給装置１１７の作動を制御してリリースシリンダ１１４内の圧力を大気開放する。これにより、制御装置１７０は、再び、ディスクブレーキ９０の性能試験を実行可能な状態となる。

そして、ディスクブレーキ９０の性能試験を終える作業者は、回転ディスク９１およびキャリパ９２をブレーキダイナモメータ１００からそれぞれ取り外した後、制御装置１７０に対して計測処理の終了を指示する。この指示に応答して制御装置１７０は、ディスク駆動モータ１０１、トルク計測ユニット１０４、エア供給装置１１７、原点センサ１２２、着脱連結具１２６およびキャリパ駆動モータ１５０の各起動状態を終了させた後、電源をＯＦＦする。これにより、ディスクブレーキ９０に対する性能試験作業が終了する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、マスタシリンダ１１１における油圧ピストン１１３を送りネジ機構１４０を介したキャリパ駆動モータ１５０の駆動力によって作動させているため、装置構成を単純化および小型化することができるとともにメンテナンス負担を軽減することができる。また、本発明に係るキャリパ油圧制御ユニット１１０においては、制御装置１７０がキャリパ駆動モータ１５０の作動を制御して油圧ピストン１１３のストローク外の領域で押圧体１２３を進退させることにより送りネジ機構１４０の潤滑処理を実行するため、送りネジ機構１４０の摩耗による損傷や劣化を抑制して位置決め精度を長期間維持できるととともにメンテナンス負担を軽減することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、リリースシリンダ１１４を備えて構成した。これにより、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、油圧ピストン１１３の原点復帰を確実に行うことができるとともに、着脱連結具１２６に故障などのトラブルが生じて押圧体１２３と受け体１２０とが非連結状態となった場合であっても油圧ピストン１１３を原点復帰させてキャリパ９２内の油圧を減圧することができる。

しかし、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、着脱連結具１２６によって押圧体１２３と受け体１２０とが連結されるため、必ずしもリリースシリンダ１１４を設ける必要はなく、リリースシリンダ１１４を省略して構成することもできる。この場合、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、押圧体１２３を受け体１２０を介して油圧ピストン１１３に間接的に連結されるように構成してもよいし、押圧体１２３を受け体１２０を介することなく直接油圧ピストン１１３に連結されるように構成してもよい。

また、上記実施形態においては、着脱連結具１２６は、制御装置１０によって作動が制御される電磁石によって構成した。しかし、着脱連結具１２６は、押圧体１２３と受け体１２０とを着脱自在に連結することができれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。したがって、着脱連結具１２６は、手動操作によって磁力を発生または消滅させる磁気ホルダで構成してもよいし、空気圧や磁力によって押圧体１２３と受け体１２０とを機械的に着脱自在に連結するクランプ機構で構成してもよい。

なお、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、押圧体１２３と受け体１２０とを磁力以外の手段、例えば、クランプ機構で連結するように構成した場合には、受け体１２０は必ずしも鉄材などの磁性体で構成する必要はなく、非磁性体（繊維強化樹脂やステンレス鋼など）で構成することができる。

また、上記実施形態においては、マスタシリンダ１１１は、油圧シリンダ１１２内に油圧ピストン１１３をリリースシリンダ１１４側に後退させるリターンスプリングを含まず構成した。このため、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、押圧体１２３と受け体１２０とを着脱連結具１２６によって連結することにより油圧ピストン１１３を後退させるように構成した。これにより、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、キャリパ９２内の増圧に対する応答性（特に立ち上り特性）を向上させることができるとともに、増圧と減圧との繰り返し周波数を増加させて性能試験の時間を短縮することができる。

しかしながら、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、前記リターンスプリングを有したマスタシリンダ１１１を備えて構成することを排除するものではない。すなわち、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、前記リターンスプリングを有したマスタシリンダ１１１を備えて構成することができる。この場合、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、必ずしも着脱連結具１２６を用いて押圧体１２３と受け体１２０とを連結可能に構成する必要はなく、押圧体１２３は単に受け体１２０を押すだけで受け体１２０と連結不能に構成することもできる。これによれば、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、装置構成を簡略化することができる。なお、キャリパ油圧制御ユニット１１０は、リリースシリンダ１１４を採用した場合には、着脱連結具１２６を省略して構成することもできる。

また、上記実施形態においては、制御装置１７０は、送りネジ機構１４０の潤滑処理時において、エア供給装置１１７の作動を制御することによりリリースシリンダ１１４内に空気を供給してエアピストン１１５をストローク範囲における押圧体１２３側の端部に位置決めすることにより受け体１２０の位置を原点位置に固定した。しかし、制御装置１７０は、送りネジ機構１４０の潤滑処理時において、エア供給装置１１７の作動を制御することによりリリースシリンダ１１４内に空気を吸引してエアピストン１１５をストローク範囲における他方の端部、すなわち、マスタシリンダ１１１側の端部に位置決めすることにより受け体１２０の位置をマスタシリンダ側に固定して送りネジ機構１４０の潤滑処理を行うこともできる。これにより、制御装置１７０は、キャリパ９２によって回転ディスクを挟んで固定した状態で送りネジ機構１４０の潤滑処理を行うことができる。なお、この場合、エア供給装置１１７は、リリースシンダ１１４に対して空気を供給するとともにエアシリンダ１１５内の空気を吸引する吸引ポンプ機能を備えるとよい。

また、上記実施形態においては、エア供給装置１１７は、リリースシリンダ１１４におけるエアシリンダ１１５内に空気を供給することによりエアピストン１１８を押圧体１２３側に後退するように構成した。しかし、エア供給装置１１７は、エアピストン１１８を往復動させることができればよいため、エアシリンダ１１５内に空気を吸引するエア吸引装置で構成してエアピストン１１８を押圧体１２３側に後退させることもできる。

また、上記実施形態においては、送りネジ機構１４０は、ボールネジで構成した。しかし、送りネジ機構１４０は、軸状体の外周面に雄ネジが形成されたネジ軸と筒状体の内周面にこのネジ軸上に形成された雄ネジに嵌合する雌ネジが形成されてネジ軸を相対変位する変位体で構成されており、回転運動を直線運動に変換する機構であればよく、必ずしもボールネジに限定されるものではない。したがって、送りネジ機構１４０は、ネジ軸１４１に形成された雄ネジと変位体１４２に形成された雌ネジが直接嵌合して摺動する構成であってもよい。

９０…ディスクブレーキ、９１…回転ディスク、９２…キャリパ、
１００…ブレーキダイナモメータ、１０１…ディスク駆動モータ、１０２…駆動軸、１０３…フライホイール、１０４…トルク計測ユニット、
１１０…キャリパ油圧駆動ユニット、１１１…マスタシリンダ、１１２…油圧シリンダ、１１２ａ…油量調整孔、１１３…油圧ピストン、１１４…リリースシリンダ、１１５…エアシリンダ、１１５ａ…エア流通孔、１１６…ピストンストッパ、１１７…エア供給装置、１１８…エアピストン、
１２０…受け体、１２０ａ…受け部、１２１…検出体、１２２…原点センサ、１２３…押圧体、１２４…押圧体本体、１２４ａ…貫通孔、１２５…押圧先端部、１２６…着脱連結具、１２７…ガイドレール、
１３０…支持台、
１４０…送りネジ機構、１４１…ネジ軸、１４２…変位体、１４３…軸支台、１４４…カップリング、
１５０…キャリパ駆動モータ、
１６０…外筒、
１７０…制御装置。

Claims (6)

1. ディスクブレーキの性能試験を行うブレーキダイナモメータに保持された被験ディスクブレーキの油圧式のキャリパに油圧を作用させるためのキャリパ油圧制御ユニットであって、
   電動モータからなるキャリパ駆動モータと、
   油が封入された油圧シリンダ内を油圧ピストンが摺動変位することによって前記キャリパ内の油圧を増加または減少させるマスタシリンダと、
   前記油圧ピストンを前記油圧シリンダ内に押圧するための押圧体と、
   前記キャリパ駆動モータおよび前記押圧体にそれぞれ連結されて前記キャリパ駆動モータの回転駆動によって前記押圧体を前記マスタシリンダに対して進退させる送りネジ機構と、
   前記キャリパ駆動モータの作動を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記キャリパ駆動モータの作動を制御して前記油圧ピストンのストローク外の領域で前記押圧体を進退させることにより前記送りネジ機構の潤滑処理を実行することを特徴とするキャリパ油圧制御ユニット。
2. 請求項１に記載したキャリパ油圧制御ユニットにおいて、さらに、
   前記押圧体と前記油圧ピストンとを直接的または間接的に着脱自在に連結する着脱連結具を備えることを特徴とするキャリパ油圧制御ユニット。
3. 請求項２に記載したキャリパ油圧制御ユニットにおいて、
   前記着脱連結具は、
   前記押圧体と前記油圧ピストンとを磁力によって着脱自在に連結することを特徴とするキャリパ油圧制御ユニット。
4. 請求項１または請求項２に記載したキャリパ油圧制御ユニットにおいて、さらに、
   空気が封入されたエアシリンダ内を摺動変位するエアピストンの一方の端部が前記油圧ピストンに連結されるとともに他方の端部が前記押圧体によって押圧されるリリースシリンダと、
   前記エアシリンダ内に空気を供給するエア供給装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記キャリパ内の油圧を減少させるとき、前記エア供給装置の作動を制御して前記エアピストンを前記押圧体側に変位させることを特徴とするキャリパ油圧制御ユニット。
5. 請求項４に記載したキャリパ油圧制御ユニットにおいて、
   前記制御装置は、
   前記潤滑処理を実行する間、前記エア供給装置の作動を制御して前記エアピストンをストロークにおける一方の端部に固定することを特徴とするキャリパ油圧制御ユニット。
6. ディスクブレーキの性能試験を行うブレーキダイナモメータにおいて、
   被験ディスクブレーキの回転ディスクを回転駆動させるディスク駆動モータと、
   前記被験ディスクブレーキのキャリパを保持しつつ同キャリパの制動トルクを計測するトルク計測ユニットと、
   請求項１ないし請求項５のうちの少なくとも１つに記載したキャリパ油圧制御ユニットとを備えることを特徴とするブレーキダイナモメータ。

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