JP2020097973A - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ディスクブレーキ装置の電動化を図し、かつ、軸方向の長さを短くすることである。【解決手段】本ディスクブレーキ装置において、インナパッドおよびアウタパッドを回転ディスクに押し付ける押付装置が電動アクチュエータを含み、電動アクチュエータが２軸モータを含む。２軸モータは、概して円筒状を成すステータと、ステータの内周側に設けられたインナロータと、ステータの外周側に設けられたアウタロータとを含む。このように、インナロータとアウタロータとが半径方向において重ねて設けられるため、インナロータとアウタロータとが軸方向に並んで設けられる場合に比較して、電動アクチュエータの軸方向の長さを短くすることができ、ディスクブレーキ装置の軸方向の長さを短くすることができる。【選択図】図８

Description

本発明は、車両の車輪に搭載されたディスクブレーキを備えたディスクブレーキ装置に関するものである。

特許文献１には、(a)車輪とともに回転するロータを挟んで位置するインナパッドおよびアウタパッドと、(b)インナパッドおよびアウタパッドをロータに押し付ける押付装置とを含む浮動式のディスクブレーキ装置が記載されている。押付装置は、(i)ロータに向かって移動可能な第１ピストンおよびロータから離れる向きに移動可能な第２ピストンを備え、油圧により作動させられるシリンダユニット(図５参照)と、(ii)ロータの回転軸線と平行な方向に移動可能に保持され、インナパッドおよびアウタパッドを、外周面において跨ぐ形状を成すキャリパとを含む。本ディスクブレーキ装置において、油圧により第１ピストンがロータに向かって移動させられ、インナパッドがロータに押し付けられる。また、油圧により第２ピストンがロータから離れる向きに移動させられ、キャリパが移動させられ、アウタパッドがロータに押し付けられる。

特開２０１７−２０７１０４号公報

本発明の課題は、第１押圧部材および第２押圧部材を備えたディスクブレーキ装置の電動化を図り、かつ、軸方向における長さを短くすることである。

本発明に係るディスクブレーキ装置において、第１押圧部材および第２押圧部材によりインナパッド、アウタパッドを回転ディスクに押し付ける押付装置が電動アクチュエータを含み、電動アクチュエータが２軸モータを含む。２軸モータは、概して円筒状を成すステータと、ステータの内周側に設けられたインナロータと、ステータの外周側に設けられたアウタロータとを含む。ステータに含まれる複数のコイルへの供給電流の制御により、インナロータとアウタロータとがそれぞれ回転させられる。インナロータの回転により第１押圧部材が回転ディスクに向かって移動させられ、インナパッドが回転ディスクに押し付けられる。アウタロータの回転により第２押圧部材が回転ディスクから離れる向きに移動させられ、フレームが移動させられる。それにより、アウタパッドが回転ディスクに押し付けられる。このように、２軸モータにおいて、インナロータとアウタロータとが半径方向において重ねて設けられるため、インナロータとアウタロータとが軸方向に並んで設けられる場合に比較して、電動アクチュエータの軸方向の長さを短くすることができ、ディスクブレーキ装置の軸方向の長さを短くすることができる。

本発明の実施例１に係るディスクブレーキ装置のディスクブレーキの側面図である。 上記ディスクブレーキの平面図である。 図４のＡＡ断面図である。 上記ディスクブレーキの正面図である。 上記ディスクブレーキの電動アクチュエータの分解斜視図である。 上記電動アクチュエータの別の向きから見た場合の分解斜視図である。 上記電動アクチュエータの分解平面図である。 上記電動アクチュエータの電動モータの構造を概念的に示す図である。 上記電動モータの構造を概念的に示す図である。 上記電動モータのステータへの電流の供給状態を概念的に示す図である。 上記ステータへの電流の別の供給状態を概念的に示す図である。

発明の実施形態

以下、本発明の一実施形態である車両の車輪に設けられたディスクブレーキ装置について図面に基づいて説明する。

本実施例に係るディスクブレーキ装置は、浮動型のディスクブレーキ２を含む。
本ディスクブレーキ２は、図１〜３に示すように、(i)車輪と共に回転させられる回転ディスク３を挟んで、回転ディスク３の両側に位置するインナパッド４およびアウタパッド６と、(ii)押付装置８と、(iii)押付装置８を保持するハウジング１０とを含む。押付装置８は、電動アクチュエータ１４とフレーム１６とを含む。なお、図１に示すように、回転ディスク３の回転軸線Ｌと押付装置８の軸線Ｍとは平行である。そのため、回転ディスク３の回転軸線Ｌと平行な方向、押付装置８の軸線Ｍと平行な方向を、単に軸線方向と称する場合がある。また、軸線方向において、アウタパッド６が位置する側が車両の外側であり、インナパッド４が位置する側が車両の内側である。

ハウジング１０は、(a)図１，２に示すように、回転ディスク３より車両の内側の位置する主ハウジング部２０、(b)主ハウジング部２０から回転ディスク３を越えて車両の外側に伸び出したブリッジ部３２、(c)回転ディスク３の周方向に隔てて設けられた一対のパッドピン３４，３５等を含む。
主ハウジング部２０は、概して、軸線方向に伸びたものである。主ハウジング部２０の内部には、図３に示すように、軸線方向に貫通して貫通孔２１が形成され、貫通孔２１には、第１押圧部材２４と第２押圧部材２６とが、それぞれ、軸線方向に相対移動可能、かつ、軸線回りに相対回転不能に嵌合される。例えば、第１押圧部材２４、第２押圧部材２６は、主ハウジング部２０に、キーとキー溝とにより嵌合されるようにすることができる。また、第１押圧部材２４と第２押圧部材２６とは、貫通孔２１に復元力を付与可能な弾性部材（図示を省略）を介して嵌合される。第１押圧部材２４、第２押圧部材２６は、概して円筒状を成すものであり、中央部には、後述するナット嵌合孔２４ｈ、２６ｈが設けられる。

図４に示すように、主ハウジング部２０の周方向の両側の回転ディスクの近傍には、それぞれ、一対の被取付部３６，３７が設けられる。一対の被取付部３６，３７は、それぞれ、回転ディスク３の半径方向内方に伸びたものであり、被取付部３６，３７において図示しない非回転体であるナックル等のサスペンション部材（車体側部材と称することもできる）に固定される。

ブリッジ部３２は、平面視において、概してコの字型を成し、車両の外側に位置し、周方向に伸びた部分４０には、周方向に隔てて２つの貫通孔４０ａ、４０ｂが形成される。また、主ハウジング部２０の貫通孔４０ａ、４０ｂに対応する部分に貫通孔４２ａ、４２ｂが形成される。上述のパッドピン３４，３５は、それぞれ、これら貫通孔４０ａ、４０ｂ、アウタパッド６、インナパッド４、貫通孔４２ａ、４２ｂをこの順で貫通する。パッドピン３４，３５は、軸線方向に伸びた状態で、ブリッジ部３２と主ハウジング部２０とによって支持される。

このように、パッドピン３４，３５によりインナパッド４、アウタパッド６が軸線方向に移動可能に保持されるのであるが、パッドピン３４，３５が２本、周方向に隔てて設けられるため、インナパッド４、アウタパッド６のパッドピン回りの回動が抑制される。また、パッドピン３４，３５の中間部には、板バネであるパッドスプリング４８が取り付けられる。パッドスプリング４８は、パッドピン３４，３５に、互いに接近させる向きの弾性力を付与するものである。パッドスプリング４８により、インナパッド４、アウタパッド６のガタが抑制され、振動や異音の発生が抑制される。

また、主ハウジング部２０の軸線方向に隔てた位置に、フレーム１６と係合可能な係合凹部が２対設けられる。図３に示すように、２対の係合凹部のうちの一方の第１係合凹部５０，５１は、主ハウジング部２０の回転ディスク側の端部の一対の被取付部３６，３７の基部に設けられ、他方の第２係合凹部５２，５３は、回転ディスク３から離れた側の端部に設けられる。
第１係合凹部５０と第１係合凹部５１とは互いに周方向に隔てて設けられ、第２係合凹部５２と第２係合凹部５３とは互いに周方向に隔てて設けられる。また、第１係合凹部５０、第２係合凹部５２と、第１係合凹部５１、第２係合凹部５３とは軸線Ｍに対して対称な形状を成し、かつ、主ハウジング部２０の軸線Ｍに対して対称な位置に設けられる。これら第１係合凹部５０，５１、第２係合凹部５２，５３は、それぞれ、軸線方向に伸び、かつ、周方向に凹んだ溝部とすることができる。なお、第１係合凹部５０，５１、第２係合凹部５２，５３の凹部の底面を覆う状態で、それぞれ、板バネ５６が取り付けられる。図３には、第１係合凹部５１、第２係合凹部５３に取り付けられた板バネ５６を記載し、第１係合凹部５０、第２係合凹部５２に取り付けられた板バネ５６の記載を省略した。

フレーム１６は、概して枠状を成す剛体であり、主ハウジング部２０に軸線方向に相対移動可能に保持される。
フレーム１６は、(i)軸線Ｍと直交した方向に伸び、互いに軸線方向において隔てて設けられた第１辺部６０および第２辺部６１と、(ii)第１辺部６０および第２辺部６１に交差する方向に伸び、互いに周方向において隔てて設けられた第３辺部６２および第４辺部６３とを含む。第３辺部６２および第４辺部６３は、それぞれ、第１辺部６０と第２辺部６１とを連結する。第１辺部６０と第２辺部６１とは、軸線方向において、回転ディスク３に対して互いに反対側に位置する。第１辺部６０は、回転ディスク３より車両の外側に位置し、アウタパッド６に軸線方向に一体的に移動可能に係合させられる。第２辺部６１は、回転ディスク３より車両の内側に位置し、第２押圧部材２６に対向する。

第３辺部６２、第４辺部６３は、それぞれ、回転ディスク３の車両の内側と外側とに伸びて設けられるが、図１，３に示すように、インナパッド４、アウタパッド６の半径方向外方を越えることなく、回転ディスク３を、インナパッド４、アウタパッド６の側方において越えて設けられる。

また、第３辺部６２、第４辺部６３の回転ディスク３より車両の内側に位置する部分の互いに対向する対向面には、軸線方向に隔てて２対の係合凸部が設けられる。２対の係合凸部のうちの一対の第１係合凸部７０，７１は、それぞれ、互いに軸線方向に隙間を隔てて設けられた２つずつの凸部を含む。すなわち、第１係合凸部７０は、２つの凸部７０ａ、７０ｂを含み、第１係合凸部７１は、２つの凸部７１ａ、７１ｂを含む。また、これら第１係合凸部７０（７０ａ，７０ｂ），７１（７１ａ，７１ｂ）および他の一対の第２係合凸部７２，７３は、周方向に互いに接近する向きに突出して形成される。
本実施例において、これら第１係合凸部７０および第２係合凸部７２と、第１係合凸部７１および第２係合凸部７３とは、軸線Ｍに対して互いに対称な形状を成し、かつ、フレーム１６の第３辺部６２、第４辺部６３の軸線Ｍに対して互いに対称な位置に設けられるのである。また、第１係合凸部７０，７１の凸部７０ｂ、７１ｂおよび第２係合凸部７２，７３には、それぞれ、板バネ７６が取り付けられる。図３において、第１係合凸部７０の凸部７０ｂ、第２係合凸部７２に取り付けられた板ばね７６を記載し、第１係合凸部７１の凸部７１ｂ、第２係合凸部７３に取り付けられた板ばね７６の記載を省略した。

そして、フレーム１６に形成された第１係合凸部７０，７１が主ハウジング部２０に形成された第１係合凹部５０，５１に係合させられ、第２係合凸部７２，７３が第２係合凹部５２，５３に係合させられる。それにより、フレーム１６が主ハウジング部２０に軸線方向に相対移動可能に保持される。また、これら係合凸部５０，５１，５２，５３と係合凹部７０，７１，７２，７３とが板バネ５６，７６を介して係合させられるため、フレーム１６の主ハウジング部２０に対する相対位置のずれを抑制し、異音の発生や振動を抑制することができる。

上述の電動アクチュエータ１４は、図５〜７に示すように、２軸モータ１００と、一対の減速機１０２，１０４と、一対のナット部材１０６，１０８とを含む。２軸モータ１００は、一般的に市販されているものであり、図８に示すように、主ハウジング部２０の内周側に設けられた概して円筒状のステータ１１２と、ステータ１１２の内周側にギャップを隔てて設けられた概して円筒状のインナロータ１１４と、ステータ１１２の外周側にギャップを隔てて設けられた概して円筒状のアウタロータ１１６と、インナロータ１１４と一体的に回転可能なインナ側出力軸１１８と、アウタロータ１１６と一体的に回転可能なアウタ側出力軸１２０とを含む。ステータ１１２は、図９に示すように互いに隙間を隔てて設けられた複数のコイルＣ１、Ｃ２・・・を含むものであり、主ハウジング部２０に固定的に設けられる。複数のコイルＣ１，Ｃ２・・・の各々は、インバータ１２２を介してバッテリ等の電源１２３に接続される。

インナロータ１１４は、図９に示すように、１８０°ずつ極性が変化（Ｓ極，Ｎ極に変化）する永久磁石Ｚｉを備え、アウタロータ１１６は、９０°ずつ極性が変化（Ｓ極，Ｎ極，Ｓ極，Ｎ極に変化）する永久磁石Ｚｏを備えたものである。インナロータ１１４、アウタロータ１１６は、それぞれ、主ハウジング部２０に対して相対回転可能に保持される。
なお、２軸モータ１００において、ステータ１１２、インナロータ１１４、アウタロータ１１６は、半径方向（軸線に直交する方向）に重ねて、同一軸線上に設けられる。また、インナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０も、ステータ１１２、インナロータ１１４、アウタロータ１１６と、同一軸線上に設けられる。

減速機１０２，１０４は、それぞれ、遊星歯車機構を有するものであり、互いに同じ構造を成す。減速機１０２，１０４は、それぞれ、主ハウジング部２０に相対回転不能に取り付けられたリングギヤ１２６と、２軸モータ１００のインナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０(換言すると、減速機１０２，１０４への入力軸)が一体的に回転可能に係合させられたサンギヤ１２８と、４つのプラネタリギヤ１３０を保持するプラネタリギヤキャリア１３２と、プラネタリギヤキャリア１３２と一体的に回転可能な出力軸１３４とを含む。

減速機１０２，１０４の出力軸１３４には、それぞれ、雄ねじ部が形成され、ナット部材１０６，１０８の内周部に形成された雌ねじ部に螺合させられる。また、ナット部材１０６，１０８は、図７に示すように、第１押圧部材２４、第２押圧部材２６のナット嵌合孔２４ｈ、２６ｈに、それぞれ、相対回転不能かつ軸線方向に相対移動可能に嵌合される。

このように、本実施例においては、減速機１０２がインナ側減速機に対応し、減速機１０４がアウタ側減速機に対応する。また、インナ側減速機１０２の出力軸１３４に形成された雄ねじ部、雌ねじ部を備えたナット部材１０６等により第１運動変換機構１４０が構成され、アウタ側減速機１０４の出力軸１３４の雄ねじ部、雌ねじ部を備えたナット部材１０８等により第２運動変換機構１４２が構成される。

また、本ディスクブレーキ装置は、図８に示すように、コンピュータを主体とするモータＥＣＵ１８０を含む。モータＥＣＵ１８０には、インナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０の各々の回転角（位相）を検出する回転角センサ１８２，１８３、ステータ１１２の複数のコイルＣ１，Ｃ２・・・の各々に流れる電流を検出する電流センサ１８４、電圧を検出する電圧センサ１８５等が接続されるとともに、インバータ１２２が接続される。電流センサ１８４によって検出された複数のコイルＣ１，Ｃ２・・・の各々に流れる電流に基づいて、インナロータ１１４、アウタロータ１１６の各々に加えられるトルクが取得され、電圧センサ１８５によって検出された複数のコイルＣ１，Ｃ２・・・等に加えられる電圧の変化等に基づいて周波数等が取得される。回転角センサ１８２，１８３の検出値であるインナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０の各々の回転位相は、インナロータ１１４、アウタロータ１１６の回転位相に対応する。なお、インナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０の各々の回転位相の変化に基づいてインナロータ１１４、アウタロータ１１６の回転速度を取得することができる。モータＥＣＵ１８０にはブレーキＥＣＵ１９０が接続され、ブレーキＥＣＵ１９０とモータＥＣＵ１８０との間で通信が行われる。

ブレーキＥＣＵ１９０においては、図示しないブレーキ操作部材の操作状態、車両の走行状態、車両の周辺の状況等に基づいて２軸モータ１００への要求トルク等が取得され、要求トルクを表す情報等がモータＥＣＵ１８０に供給される。本実施例においては、ブレーキＥＣＵ１９０からモータＥＣＵ１８０に、簡単のため、２軸モータ１００への要求トルクを表す情報が供給される場合について説明したが、第１押圧部材２４、第２押圧部材２６に加えられる軸力の要求値である要求軸力を表す情報が供給されるようにすることができる。

以上のように構成された電動ディスクブレーキ装置において、２軸モータ１００のステータ１２２に含まれる複数のコイルＣ１・・・・の各々に電流が供給されることにより、インナロータ１１４、アウタロータ１１６が回転させられ、インナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０が回転させられる。これらインナ側出力軸１１８、アウタ側出力軸１２０の回転は、それぞれ、減速機１０２，１０４により減速されて、出力軸１３４が回転させられる。出力軸１３４の回転は運動変換機構１４０，１４２によって直線移動に変換されて、ナット部材１０６，１０８に出力される。ナット部材１０６，１０８の移動により第１押圧部材２４、第２押圧部材２６が移動させられる。第１押圧部材２４の移動によりインナパッド４が回転ディスク３に押し付けられ、第２押圧部材２６の移動によりフレーム１６が移動させられ、それにより、アウタパッド６が回転ディスク３に押し付けられる。
回転ディスク３にインナパッド４、アウタパッド６が摩擦係合させられることにより、回転ディスク３の回転が抑制され、車輪の回転が抑制される。

この場合において、インナロータ１１４、アウタロータ１１６の各々についての実際のトルクが、それぞれ、電流センサ１８２の検出値等に基づいて取得され、それぞれ、要求トルクに近づくように、コイルＣ１・・・への供給電流についてのフィードバック制御が行われる。

例えば、インナロータ１１４についての回転磁界を生じさせるために、コイルＣ１・・・には、図１０に示すように、電流Ｉｄ、Ｉｅ，Ｉｆが供給される。それに対して、アウタロータ１１６についての回転磁界を生じさせるためには、図１１に示すように、電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが供給される。コイルＣ１・・・には、電流Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｆと電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃとを合わせた複合電流が供給されるのであるが、電流Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｆを制御することによりインナロータ１１４のトルク等が制御され、電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを制御することによりアウタロータ１１６のトルク等が制御される。このような制御が可能である理由等については、特開平11-275826号公報、特開2001-231227号公報等に詳細に記載されているため、本明細書においては、簡単に説明する。

前述のように、図９に示すように、インナロータ１１４は、半周ずつＳ極とＮ極とされた永久磁石Ｚｉを含み、アウタロータ１１６は、９０°毎にＳ極とＮ極とが変わるように配設された永久磁石Ｚｏを含む。このようなインナロータ１１４、アウタロータ１１６の磁極配置によれば、インナロータ１１４の永久磁石Ｚｉにはアウタロータ１１６の永久磁石Ｚｏにより回転力が与えられることがなく、この逆にアウタロータ１１６の永久磁石Ｚｏにはインナロータ１１４の永久磁石Ｚｉにより回転力が与えられることもない。

例えば、インナロータ１１４の永久磁石Ｚｉがアウタロータ１１６に及ぼす影響を考えてみる。簡単のためインナロータ１１４は固定して考える。まず、インナロータ１１４のＳ極とこれに対向するアウタロータ１１６の上側磁石Ｓ極およびＮ極との関係において、図９に示す状態で仮にインナロータ１１４のＳ極が出す磁力を受けて、アウタロータ１１６の上側磁石Ｓ極とＮ極とが矢印Ｐで示す時計方向に回転しようとしたとすると、インナロータ１１４のＮ極とこれに対向するアウタロータ１１６の下側磁石Ｓ極とＮ極との関係においては、インナロータ１１４のＮ極によりアウタロータ１１６の下側磁石Ｓ極およびＮ極が矢印Ｑで示す反時計方向に回転しようとする。つまり、インナロータ１１４のＳ極がアウタロータ１１６の上側磁石に及ぼす磁力とインナロータ１１４のＮ極がアウタロータ１１６の下側磁石に及ぼす磁力とがちょうど相殺する。その結果、アウタロータ１１６の回転はインナロータ１１４と関係なく、ステータ１１２との関係だけで制御可能となり、インナロータ１１４の回転はアウタロータ１１６と関係なく、ステータ１１２との関係だけで制御可能となるのである。
このことは、後述するようにステータコイルＣ１，Ｃ２・・・に発生する回転磁場とインナロータ１１４，アウタロータ１１６との間でも同じである。

一方、ステータ１１２は、図９に示すように、アウタロータ１１６の１磁極当たり３個のコイルＣで構成され、合計１２個（＝３×４）のコイルＣ１、Ｃ２・・・が同一の円周上に等分に配置されている。
インナロータ１１４を回転させる場合には、図１０に示すように、［コイルＣ１，コイルＣ２］：［コイルＣ７，コイルＣ８］、［コイルＣ３，コイルＣ４］：［コイルＣ９，コイルＣ１０］、［コイルＣ５，コイルＣ６］：［コイルＣ１１，コイルＣ１２］の３組のコイルに三相交流Ｉｄ，Ｉｆ，Ｉｅが供給される。
ここで、番号の下に付けたアンダーラインは反対方向に電流を流すことを意味している。たとえば、１組のコイル［コイルＣ１，コイルＣ２］：［コイルＣ７，コイルＣ８］に電流Ｉｄを流すとは、コイルＣ１からコイルＣ７に向けてＩｄ／２の電流を流し、コイルＣ２からコイルＣ８に向けてＩｄ／２の電流を流すことである。この場合において、コイルＣ１およびコイルＣ２と、コイルＣ７およびコイルＣ８とが、それぞれ、円周上の近い位置にあるので、この電流供給により、インナロータ１１４の磁極と同数（２極）の回転磁場を生じさせることが可能となり、それにより、インナロータ１１４を回転させることができる。

アウタロータ１１６を回転させる場合には、図１１に示すように、［コイルＣ１］：［コイルＣ４］：［コイルＣ７］：［コイルＣ１０］、［コイルＣ２］：［コイルＣ５］：［コイルＣ８］：［コイルＣ１１］、［コイルＣ３］：［コイルＣ６］：［コイルＣ９］：［コイルＣ１２］の３組のコイルに三相交流がＩａ、Ｉｃ，Ｉｂが供給される。
この場合において、［コイルＣ１］：［コイルＣ４］：［コイルＣ７］：［コイルＣ１０］に電流Ｉａを流すとは、コイルＣ１からコイルＣ４に向けてＩａの電流を流すとともに、コイルＣ７からコイルＣ１０に向けてもＩａの電流を流すことである。コイルＣ１とコイルＣ７と、コイルＣ４とコイルＣ１０とが、それぞれ、円周上の１８０度ずつ離れた位置にあるため、この電流供給により、アウタロータ１１６の磁極と同数（４極）の回転磁場を生じさせることができる。

以上のことから、１２個のコイルＣ１〜Ｃ１２にはそれぞれ、下記の複合電流Ｉ1 〜Ｉ12を流せばよいことになる。
Ｉ1 ＝Ｉd/2＋Ｉa
Ｉ2 ＝Ｉd/2＋Ｉc
Ｉ3 ＝Ｉf/2＋Ｉb
Ｉ4 ＝Ｉf/2＋Ｉa
Ｉ5 ＝Ｉe/2＋Ｉc
Ｉ6 ＝Ｉe/2＋Ｉb
Ｉ7 ＝Ｉd/2＋Ｉa
Ｉ8 ＝Ｉd/2＋Ｉc
Ｉ9 ＝Ｉf/2＋Ｉb
Ｉ10 ＝Ｉf/2＋Ｉa
Ｉ11 ＝Ｉe/2＋Ｉc
Ｉ12 ＝Ｉe/2＋Ｉb
ただし、電流記号の下につけたアンダーラインは逆向きの電流であることを表している。

このように、２軸モータ１００において、ステータ１１２の複数のコイルＣ１・・・に複合電流が供給されることにより、インナロータ１１４についての回転磁界と、アウタロータ１１６についての回転磁界とが同時に発生するが、インナロータ１１４はアウタロータ１１６についての回転磁界により回転力を受けることがなく、アウタロータ１１６は、インナロータ１１４についての回転磁界により回転力を受けることがない。そのため、インナロータ１１４のトルクは、複合電流のうちインナロータ１１４についての回転磁界を生じさせる電流の制御により制御可能とされ、アウタロータ１１６のトルクは、複合電流のうちのアウタロータ１１６に対する回転磁界を生じさせる電流の制御により制御可能とされるのである。

そこで、本実施例においては、アウタロータ１１６の出力トルクがインナロータ１１４の出力トルクより大きくなるように、コイルＣ１〜Ｃ１２への供給電流が制御される。
アウタロータ１１６の出力トルク、インナロータ１１４の出力トルクは、特開平11-275826号公報に記載のように、以下のように表すことができる。

アウタロータ１１６の永久磁石Ｚｏ、インナロータ１１４の永久磁石Ｚｉをそれぞれ等価コイルに置き換えると、永久磁石Ｚｏ，Ｚｉの各々に発生する磁束密度Ｂ_１，Ｂ_２は、下式のように表すことができる。
Ｂ_１＝μ＊Ｉｍ_１＊sin（２ω_１ｔ−２θ）
Ｂ_２＝μ＊Ｉｍ_２＊sin（ω_２ｔ＋α−θ）
ただし、μは透磁率、Ｉｍ_１はアウタロータ１１６の永久磁石Ｚｏの等価直流電流、Ｉｍ_２はインナロータ１１４の永久磁石Ｚｉの等価直流電流、ω_１はアウタロータ１１６の回転角速度、ω_２をインナロータ１１４の回転角速度、αはインタロータ１３２とアウタロータ１１６との時間ｔ＝０の場合の位相差とする。

また、インナロータ１１４について回転磁界を生じさせるために、三相交流Ｉcd(t)，Ｉce(t)，Ｉcf(t)が供給され、アウタロータ１１６について回転磁界を生じさせるために、三相交流Ｉca(t)，Ｉcb(t)，Ｉcc(t)が供給される場合において、ステータ１１２によって作成される磁束密度Ｂｃは、アウタロータ１１６についての回転磁界による磁束密度Ｂｃ_１，インナロータ１１４についての回転磁界による磁束密度Ｂｃ_２、コイル定数ｎとした場合、下式のように表すことができる。
Ｂｃ＝Ｂc₁＋Ｂc₂
Ｂc₁=μ*n*{Ica(t)*sin(2θ)+Icb(t)*sin(2θ−2π/3)+Ｉcc(t)*sin(2θ-4π/3)}
Ｂc₂=μ*n*{Icd(t)*sin(θ)+Ice(t)*sin(θ−2π/3)+Ｉcf(t)*sin(θ-4π/3)}

また、角度θでの全体の磁束密度Ｂは、これらの和で表すことができる。
Ｂ＝Ｂ_１＋Ｂ_２＋Ｂｃ

そして、アウタロータ１１６に作用するトルクτ_１は、下式に示すように、
τ_１＝ｆ_１×ｒ_１
となる。半径ｒ_１は、アウタロータ１１６の２軸モータ１３０の中心からの半径であり、力ｆ_１は、θが、それぞれ、ω_１ｔ、ω_１ｔ＋π／２、ω_１ｔ＋π、ω_１ｔ＋３π／２である場合の磁束密度Ｂに基づいて決まる。
ｆ_１＝Ｉｍ_１＊｛Ｂ（θ＝ω_１ｔ）＋Ｂ（θ＝ω_１ｔ＋π）−Ｂ（θ＝ω_１ｔ＋π／２）−Ｂ（θ＝ω_１ｔ＋３π／２）｝
上式を整理すると、下式のようになる。
ｆ_１＝4μ*Ｉｍ_１*ｎ*{Ica(t)*sin(2ω₁t)+Icb(t)*sin(2ω₁t-2π/3)
+Icc(t)*sin(2ω₁t-4π/3)}
上式から、アウタロータ１１６に作用する力ｆ_１すなわちトルクτ_１は、アウタロータ１１６についての回転磁界を生じさせるための電流Ica(t),Icb(t),Icc(t)によって決まることが明らかである。

インナロータ１１４に作用するトルクτ_２は、下式に示すように、
τ_２＝ｆ_２×ｒ_２
となる。半径ｒ_２は、インナロータ１１４の２軸モータ１００の中心からの半径であり、力ｆ_２は、θが、ω_２ｔ＋α、ω_２ｔ＋α＋πである場合の磁束密度Ｂに基づいて決まる。
ｆ_２＝Ｉｍ_２＊Ｂ（θ＝ω_２ｔ＋α）＋Ｉｍ_２＊Ｂ（θ＝ω_２ｔ＋α＋π）
上式を整理すると、下式のようになる。
ｆ_２＝2μ*Ｉｍ_２*ｎ*{Icd(t)*sin(ω₂t+α)+Ice(t)*sin(ω₂t+α-2π/3)
+Icf(t)*sin(ω₂t+α-4π/3)}
上式から、インナロータ１１４に作用する力ｆ_２すなわちトルクτ_２は、インナロータ１１４の回転磁界を制御するための電流Icd(t),Ice(t),Icf(t)によって決まることが明らかである。

以上のことから、本実施例においては、アウタロータ１１６に加えられるトルクτ１が要求トルクτ_１ ^＊となるようにアウタロータ１１６について回転磁界を生じさせる電流Ica(t),Icb(t),Icc(t)が制御され、インナロータ１１４に加えられるトルクτ_２が要求トルクτ_１ ^＊より小さい要求トルクτ_２ ^＊（τ_１ ^＊＞τ_２ ^＊）に近づくように、インナロータ１１４について回転磁界を生じさせる電流Icd(t),Ice(t),Icf(t)が制御される。

インナロータ１１４のトルクにより第１押圧部材２４が回転ディスク３に向かって移動させられ、それにより、インナパッド４が回転ディスク３に押し付けられる。それに対して、アウタロータ１１６のトルクにより第２押圧部材２６が回転ディスク３から離れる向きに移動させられ、それにより、フレーム１２が主ハウジング部２０に対して軸線方向に相対移動させられ、アウタパッド６が回転ディスク３に押し付けられる。このように、第２押圧部材２６の移動からアウタパッド６が回転ディスク３に押し付けられるまでの間、第２押圧部材２６と主ハウジング部２０との間の摩擦のみならずフレーム１６と主ハウジング部２０との間にも摩擦が生じる。そのため、第２押圧部材２６の移動からアウタパッド６が回転ディスク３に押し付られるまでの間の摩擦に起因するトルクの損失が、第１押圧部材２４の移動からインナパッド４が回転ディスク３に押し付けられるまでの間の損失より大きくなる。それに対して、本実施例においては、アウタロータ１１６の出力トルクがインナロータ１１４の出力トルクより大きくされる。その結果、インナパッド４の回転ディスク３への押付力とアウタパッド６の回転ディスク３への押付力との差を小さくすることができるのである。

また、インナパッド４、アウタパッド６が、それぞれ、回転ディスク３に押し付けられることにより、ディスクブレーキ２が作用状態となり、車輪の回転が抑制される。図１に示すように、フレーム１６には、インナパッド４、アウタパッド６の回転ディスク３への押付力Ｆに応じた反力Ｒが付与されるのであり、互いに反対方向に押付力Ｆと反力Ｒとが付与される。そして、フレーム１６において、これら力Ｆ，Ｒの作用線が、同一平面内に位置する。そのため、ディスクブレーキ２の作動時における、フレーム１６の傾きを抑制することができ、フレーム１６の傾きに起因する押付力の低下を抑制することができる。

さらに、本実施例においては、２軸モータ１００において、ステータ１１２、インナロータ１１４、アウタロータ１１６が半径方向に重ねて設けられる。そのため、インナロータ１１４、アウタロータ１１６が軸線方向に並んで設けられる場合に比較して、電動アクチュエータ１４の軸方向の長さを短くすることができ、ディスクブレーキ装置の軸方向の長さを短くすることができる。

仮に、電動アクチュエータが、キャリパ等の車体側部材に軸線方向に移動可能に保持される部材に設けられた場合には、キャリパが傾いたり、挙動が不安定になったりする。それに対して、本実施例においては、２軸モータ１００を含む電動アクチュエータ１４が主ハウジング部２０、すなわち、車体側部材に固定されたものに設けられる。その結果、フレーム１６が傾くことを防止し、挙動を安定化することができる。また、電動アクチュエータが車体側部材に固定された部材に設けられるため、ワイヤハーネスの配索も良好にすることができる。

さらに、減速機１０２，１０４における減速比の設計により、ディスクブレーキ装置の最大出力等を所望の大きさにすることができる。その結果、半径方向の大きさを変更することにより、大型車にも小型車にも適用することが可能となる。
また、ディスクブレーキの外形を変更することなく、電動アクチュエータを液圧アクチュエータに代えることができるのであり、例えば、前輪に液圧アクチュエータを備えたディスクブレーキを設け、後輪に電動アクチュエータを備えたディスクブレーキを設ける場合にも、車両全体において統一性を満たすことができる。

以上のように、本実施例においては、モータＥＣＵ１８０、インバータ１２等により電流制御部、トルク制御部が構成される。

なお、上記実施例においては、ハウジング１０にインナパッド４とアウタパッド６との両方が保持されるようにされていたが、ハウジング１０にはインナパッド４のみが保持されるようにすることができる。例えば、アウタパッド６はフレーム１６に保持されるようにすることもできる。

また、２軸モータ１００の制御については問わない。インナロータ１１４、アウタロータ１１６の各々の回転速度についてのフィードバック制御が行われるようにしたり、電流または電圧の周波数についてのフィードバック制御が行われるようにしたりすること等ができる。
さらに、減速機１０２，１０４は不可欠ではない。また、２軸モータ１００、減速機１０２，１０４の構造、材質は問わない等本発明は、上記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

３:回転ディスク ４：インナパッド ６：アウタパッド ８：押圧装置 １０：ハウジング １６:フレーム ２０：主ハウジング部 ２４：第１押圧部材 ２６：第２押圧部材 １００：２軸モータ １０２，１０４：減速機 １０６，１０８：ナット部材 １１２：ステータ １１４：インナロータ １１６：アウタロータ １２２：インバータ １４０：第１運動変換機構 １４２：第２運動変換機構 １８０：モータＥＣＵ １８２，１８４：回転角センサ １８４：電流センサ

Claims (3)

1. 車輪とともに回転する回転ディスクを挟んで位置するインナパッドおよびアウタパッドと、
   前記インナパッドおよび前記アウタパッドを前記回転ディスクに押し付ける押付装置と、
   非回転体に取り付けられ、前記押付装置を保持するハウジングと
   を含む浮動式のディスクブレーキを含むディスクブレーキ装置であって、
   前記押付装置が、
   前記回転ディスクに向かって移動可能な第１押圧部材および前記回転ディスクから離れる向きに移動可能な第２押圧部材と、
   概して枠状を成し、前記第２押圧部材に対向する第１辺部と、前記アウタパッドに前記回転ディスクの回転軸線と平行な方向に一体的に移動可能に係合させられる第２辺部とを有するフレームと、
   前記第１押圧部材および前記第２押圧部材を移動させる電動アクチュエータと
   を含み、
   前記電動アクチュエータが、
   複数のコイルを備え、概して円筒状を成すステータと、前記ステータの内周側に位置するインナロータと、前記ステータの外周側に位置するアウタロータとを備えた２軸モータと、
   前記インナロータの回転を直線移動に変換して前記第１押圧部材に伝達する第１運動変換機構と、
   前記アウタロータの回転を直線移動に変換して前記第２押圧部材に伝達する第２運動変換機構と
   を含むディスクブレーキ装置。
2. 当該ディスクブレーキ装置が、前記ステータに含まれる前記複数のコイルの各々への供給電流を制御することにより、前記インナロータと前記アウタロータとの各々の出力トルクをそれぞれ個別に制御する電流制御部を含み、
   前記電流制御部が、前記アウタロータの出力トルクが前記インナロータの出力トルクより大きくなるように、前記複数のコイルへの供給電流を制御するものである請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
3. 前記電動アクチュエータが、前記インナロータの回転を減速するインナ側減速機と、前記アウタロータの回転を減速するアウタ側減速機とを含み、
   前記第１運動変換機構が、前記インナ側減速機の出力軸の回転を直線移動に変換して前記第１押圧部材に伝達するものであり、
   前記第２運動変換機構が、前記アウタ側減速機の出力軸の回転を直線移動に変換して前記第２押圧部材に伝達するものである請求項１または２に記載のディスクブレーキ装置。

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