JP2022116340A

JP2022116340A - ブレーキ装置およびブレーキシステム

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Publication number: JP2022116340A
Application number: JP2022092858A
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Inventors: 大輔名合; Daisuke Nago
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Filing date: 2022-06-08
Publication date: 2022-08-09
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Abstract

【課題】人力駆動車両の走行状況に応じて好適にアシスト力を制御できる人力駆動車両の制御装置を提供する。【解決手段】人力駆動車両の制御装置は人力駆動車両の推進をアシストするモータを制御する制御部を含む。前記制御部は、前記人力駆動車両に関する傾斜角が第１所定角度以上であり、かつ、前記人力駆動車両に設けられる変速機を動作させる要求がある場合、前記モータによるアシスト力が第１所定値以下になる第１制御状態で前記モータを制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、ブレーキ装置およびこれを備えるブレーキシステムに関する。

人力駆動車に搭載され、電力によって駆動されるブレーキ装置が知られている。例えば特許文献１に開示されるブレーキ装置は、人力駆動車の回転体を制動する制動部と、制動部を駆動するアクチュエータとを備える。

特開２０１７－３０３９５号公報

人力駆動車の回転体を好適に制動できることが好ましい。
本発明の目的は、人力駆動車の回転体を好適に制動できるブレーキ装置およびブレーキシステムを提供することである。

本発明の第１側面に従うブレーキ装置は、人力駆動車の回転体を制動する制動部と、動力伝達媒体によって前記制動部を駆動する第１アクチュエータと、操作装置への入力に応じて電力によって前記第１アクチュエータを駆動する第２アクチュエータと、を備える。
第１側面に従うブレーキ装置によれば、操作装置への入力に応じて第２アクチュエータが電力によって駆動され、第２アクチュエータが第１アクチュエータを駆動し、第１アクチュエータが動力伝達媒体によって制動部を駆動する。このため、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１側面に従う第２側面のブレーキ装置において、前記第２アクチュエータは、前記人力駆動車の走行に伴って発電機構で発電される電力によって動作する。
第２側面に従うブレーキ装置によれば、外部電源による電力の蓄電および供給を必要とせず、発電機構で発電される電力を用いて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１または第２側面に従う第３側面のブレーキ装置において、前記第２アクチュエータは、電気モータを含む。
第３側面に従うブレーキ装置によれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１～第３側面のいずれか１つに従う第４側面のブレーキ装置において、前記第１アクチュエータは、前記動力伝達媒体として流体を用いるポンプを含む。
第４側面に従うブレーキ装置によれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１～第４側面のいずれか１つに従う第５側面のブレーキ装置において、前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含む。
第５側面に従うブレーキ装置によれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１または第２側面に従う第６側面のブレーキ装置において、前記第２アクチュエータは、電気モータを含み、前記第１アクチュエータは、前記動力伝達媒体として流体を用いるポンプを含み、前記ポンプは、前記電気モータによって駆動されるマスターピストンを含む。
第６側面に従うブレーキ装置によれば、流体を用いて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第６側面に従う第７側面のブレーキ装置において、前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含み、前記キャリパは、キャリパ本体と、前記キャリパ本体に設けられる複数のスレーブピストンと、前記マスターピストンの動きに伴って前記複数のスレーブピストンに油圧を供給するように前記キャリパ本体に設けられる流路とを含む。
第７側面に従うブレーキ装置によれば、スレーブピストンおよび流路がキャリパ本体に設けられるため、ブレーキ装置を簡素に構成できる。

前記第７側面に従う第８側面のブレーキ装置において、前記ポンプおよび前記電気モータは前記キャリパ本体に設けられる。
第８側面に従うブレーキ装置によれば、ブレーキ装置を簡素に構成できる。

前記第８側面に従う第９側面のブレーキ装置において、前記電気モータの回転を変速して前記マスターピストンに伝達する第１変速機構をさらに備え、前記第１変速機構は、前記キャリパ本体に設けられる。
第９側面に従うブレーキ装置によれば、電気モータの回転を変速してマスターピストンに伝達できる。

前記第９側面に従う第１０側面のブレーキ装置において、前記第１変速機構は、減速機構である。
第１０側面に従うブレーキ装置によれば、電気モータの回転を減速してマスターピストンに伝達できる。

前記第７～第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面のブレーキ装置において、前記ポンプと繋がるように前記キャリパ本体に設けられるリザーバタンクをさらに備える。
第１１側面に従うブレーキ装置によれば、スレーブピストンに油圧を一層好適に供給できる。

前記第７～第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面のブレーキ装置において、前記スレーブピストンの移動速度を変化させる第２変速機構をさらに備える。
第１２側面に従うブレーキ装置によれば、スレーブピストンの移動速度を好適に変化させることができる。

前記第１２側面に従う第１３側面のブレーキ装置において、前記第２変速機構は、前記マスターピストンの移動速度を変化させることによって、前記スレーブピストンの移動速度を変化させる。
第１３側面に従うブレーキ装置によれば、スレーブピストンの移動速度を容易に変化させることができる。

前記第１２側面に従う第１４側面のブレーキ装置において、前記第２変速機構は、前記マスターピストンによる単位時間当たりの前記流体の送り量を変化させることによって、前記スレーブピストンの移動速度を変化させる。
第１４側面に従うブレーキ装置によれば、スレーブピストンの移動速度を容易に変化させることができる。

本発明の第１５側面に従うブレーキシステムは、前記第１～第１４面のいずれか１つに従う前記ブレーキ装置と、前記人力駆動車の走行に伴って発電する発電機構と、を備える。
第１５側面に従うブレーキシステムによれば、外部電源による電力の蓄電および供給を必要とせず、発電機構で発電される電力を用いて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５側面に従う第１６側面のブレーキシステムにおいて、前記発電機構は、ハブダイナモ、ブロックダイナモ、アシスト回生機構、および、振動発電素子の少なくとも１つを含む。
第１６側面に従うブレーキシステムによれば、多様な発電機構をブレーキシステムに適用できる。

前記第１５または第１６側面に従う第１７側面のブレーキシステムにおいて、前記発電機構からの電力を蓄電する蓄電部をさらに備える。
第１７側面に従うブレーキシステムによれば、発電機構からの電力が不足するような状況においても、蓄電部に蓄電される電力を用いることによって人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１７側面に従う第１８側面のブレーキシステムにおいて、前記蓄電部は、二次電池を含む。
第１８側面に従うブレーキシステムによれば、蓄電部を簡素に構成できる。

前記第１７または第１８側面に従う第１９側面のブレーキシステムにおいて、前記蓄電部は、前記発電機構以外の外部電源によっても充電可能に構成される。
第１９側面に従うブレーキシステムによれば、十分な電力を蓄電部に蓄電できる。

前記第１７～第１９側面のいずれか１つに従う第２０側面のブレーキシステムにおいて、前記第２アクチュエータは、前記蓄電部からの電力によって動作する。
第２０側面に従うブレーキシステムによれば、蓄電部に蓄電される電力を用いて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５～第２０側面のいずれか１つに従う第２１側面のブレーキシステムにおいて、前記操作装置をさらに備える。
第２１側面に従うブレーキシステムによれば、操作装置への入力に応じて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第１５～第２１側面のいずれか１つに従う第２２側面のブレーキシステムにおいて、前記操作装置への入力に応じて前記ブレーキ装置を制御する制御部をさらに備える。
第２２側面に従うブレーキシステムによれば、操作装置への入力に応じて人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

前記第７～第１４側面のいずれか１つに従う第２３側面のブレーキシステムにおいて、前記キャリパ本体に設けられ、前記第１アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、を備える。
第２３側面に従うブレーキシステムによれば、ブレーキ装置を簡素に構成できる。

前記第２３側面に従う第２４側面のブレーキシステムにおいて、前記アクチュエータ制御装置は、外部機器と無線通信可能に構成される。
第２４側面に従うブレーキシステムによれば、利便性が高められる。

前記第２４側面に従う第２５側面のブレーキシステムにおいて、前記外部機器は、前記操作装置を含む。
第２５側面に従うブレーキシステムによれば、操作装置と好適に通信できる。

本発明のブレーキ装置およびブレーキシステムによれば、人力駆動車の回転体を好適に制動できる。

第１実施形態のブレーキシステムを搭載した人力駆動車の側面図。図１のブレーキシステムのブロック図。第２実施形態のブレーキシステムの模式図。第３実施形態のブレーキシステムの模式図。第４実施形態のブレーキシステムの模式図。

(第１実施形態)
図１を参照して、ブレーキシステム１０を含む人力駆動車Ａについて説明する。
人力駆動車Ａは、ブレーキシステム１０を含む。ここで、人力駆動車は、走行のための原動力に関して、少なくとも部分的に人力を用いる車両を意味し、電動で人力を補助する車両を含む。人力以外の原動力のみを用いる車両は、人力駆動車には含まれない。特に内燃機関のみを原動力に用いる車両は、人力駆動車には含まれない。通常、人力駆動車には、小型軽量車両が想定され、公道での運転に免許を要しない車両が想定される。図示される人力駆動車Ａは、補助的に電動で駆動される自転車(e-bike)である。より具体的には、図示される人力駆動車Ａは、シティサイクルである。人力駆動車Ａは、フレームＡ１、フロントフォークＡ２、前輪Ａ３、後輪Ａ４、ハンドルＡ５、および、ドライブトレインＢをさらに含む。

ドライブトレインＢは、クランクアセンブリＣ、フロントスプロケットＤ１、リアスプロケットＤ２、および、チェーンＤ３を含む。クランクアセンブリＣは、クランク軸Ｃ１、一対のクランクアームＣ２、および、一対のペダルＣ３を含む。一対のペダルＣ３は、クランクアームＣ２の先端に回転可能に取り付けられる。

フロントスプロケットＤ１は、クランク軸Ｃ１と一体に回転するようにクランクアセンブリＣに設けられる。リアスプロケットＤ２は、後輪Ａ４のハブＡ６に設けられる。チェーンＤ３は、フロントスプロケットＤ１およびリアスプロケットＤ２に巻き掛けられる。人力駆動車Ａの搭乗者によってペダルＣ３に加えられる駆動力は、フロントスプロケットＤ１、チェーンＤ３、および、リアスプロケットＤ２を介して後輪Ａ４に伝達される。

人力駆動車Ａは、電動補助ユニットＥをさらに含む。電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａの推進力がアシストされるように動作する。電動補助ユニットＥは、例えばペダルＣ３に加えられる駆動力に応じて動作する。電動補助ユニットＥは、電気モータＥ１を含む。電動補助ユニットＥは、人力駆動車Ａに搭載されるバッテリＢＴから供給される電力によって駆動される。

ブレーキシステム１０は、一対のブレーキ装置１２を備える。この実施形態では、ブレーキ装置１２は、人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動するディスクブレーキ装置である。回転体Ｆは、人力駆動車Ａの前輪Ａ３および後輪Ａ４のそれぞれに設けられるディスクブレーキロータＦ１である。一方のブレーキ装置１２は、例えば前輪Ａ３に対応して設けられる。他方のブレーキ装置１２は、例えば後輪Ａ４に対応して設けられる。一対のブレーキ装置１２は、互いに同じ構成を有する。ブレーキ装置１２は、リムブレーキ装置であってもよい。この場合、回転体ＦはリムＦ２である。

ブレーキ装置１２は、人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動する制動部１４と、動力伝達媒体１６によって制動部１４を駆動する第１アクチュエータ１８と、第１アクチュエータ１８を駆動する第２アクチュエータ２０と、を備える。制動部１４は、回転体Ｆを挟持するキャリパを含む。第１アクチュエータ１８および第２アクチュエータ２０は、例えばフレームＡ１、フロントフォークＡ２、および、制動部１４のいずれかに設けられる。この実施形態では、前輪Ａ３に対応するブレーキ装置１２において、第１アクチュエータ１８および第２アクチュエータ２０は、フロントフォークＡ２のブレードＡ８(図１紙面奥側のブレード)に設けられる。また、後輪Ａ４に対応するブレーキ装置１２において、第１アクチュエータ１８および第２アクチュエータ２０は、フレームＡ１のシートステイＡ９(図１紙面奥側のシートステイ)に設けられる。

ブレーキシステム１０は、操作装置２２および制御部２４(図２参照)をさらに備える。操作装置２２は、人力駆動車Ａの中心平面に対して、ハンドルＡ５の左側、および、ハンドルＡ５の右側にそれぞれ設けられる。一対の操作装置２２は、それぞれレバー２２Ａを含む。制御部２４は、操作装置２２への入力に応じてブレーキ装置１２を制御する。制御部２４は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)またはＭＰＵ(Micro Processing Unit)である。この実施形態では、制御部２４は、一方の操作装置２２のレバー２２Ａの操作に応じて一方のブレーキ装置１２を制御し、他方の操作装置２２のレバー２２Ａの操作に応じて他方のブレーキ装置１２を制御する。各操作装置２２のそれぞれに対して別の制御部２４を設け、各ブレーキ装置１２を制御するようにしてもよい。また、一対の操作装置２２のそれぞれの操作に応じて各ブレーキ装置１２を動作させてもよい。この場合、一方の操作装置２２の操作における各ブレーキ装置１２の制動力の比率と、他方の操作装置２２の操作における各ブレーキ装置１２の制動力の比率とを異ならせるようにしてもよい。

図２に示されるように、ブレーキシステム１０は、人力駆動車Ａの走行に伴って発電する発電機構２６、および、発電機構２６からの電力を蓄電する蓄電部２８をさらに備える。発電機構２６は、ブレーキシステム１０を構成する各種の電気的な要素、および、蓄電部２８に電力を供給可能に構成される。ブレーキシステム１０を構成する各種の電気的な要素は、例えば第２アクチュエータ２０および制御部２４を含む。蓄電部２８は、二次電池を含む。蓄電部２８は、ブレーキシステム１０を構成する各種の電気的な要素に電力を供給可能に構成される。蓄電部２８は、発電機構２６以外の外部電源ＥＰによっても充電可能に構成される。

発電機構２６は、ハブダイナモ２６Ａ、ブロックダイナモ２６Ｂ、アシスト回生機構２６Ｃ、および、振動発電素子２６Ｄの少なくとも１つを含む。ハブダイナモ２６Ａは、前輪Ａ３のハブＡ７(図１参照)、および、後輪Ａ４のハブＡ６の少なくとも一方に設けられる。ブロックダイナモ２６Ｂは、前輪Ａ３、前輪Ａ３のリムＦ２、後輪Ａ４、および、後輪Ａ４のリムＦ２のうちの少なくとも１つと接触できるように、フレームＡ１およびフロントフォークＡ２の少なくとも一方に設けられる。アシスト回生機構２６Ｃは、例えば電動補助ユニットＥの電気モータＥ１によって構成される。振動発電素子２６Ｄは、前輪Ａ３および後輪Ａ４が地面(図示略)から受ける振動の影響を受けやすい部分に設けられる。振動発電素子２６Ｄは、フレームＡ１およびフロントフォークＡ２の少なくとも一方に設けられる。

第２アクチュエータ２０は、操作装置２２への入力に応じて電力によって第１アクチュエータ１８を駆動する。第２アクチュエータ２０は、人力駆動車Ａの走行に伴って発電機構２６で発電される電力によって動作する。第２アクチュエータ２０は、蓄電部２８からの電力によって動作する。この実施形態では、第２アクチュエータ２０は、発電機構２６で発電される電力、および、蓄電部２８に蓄電される電力の少なくとも一方によって動作し、第１アクチュエータ１８を駆動する。第２アクチュエータ２０は、電気モータ２０Ａを含む。また、第２アクチュエータ２０は、電気モータ２０Ａの回転を変速(減速あるいは増速)する変速機(図示略)を含む。

第１アクチュエータ１８は、動力伝達媒体１６として液体を用いるポンプ１８Ａを含む。この実施形態では、動力伝達媒体１６は、作動油である。この実施形態では、第２アクチュエータ２０の電気モータ２０Ａが動作することによってポンプ１８Ａが駆動され、動力伝達媒体１６である作動油の油圧が制動部１４に与えられる。これによって、キャリパである制動部１４は、人力駆動車Ａの回転体Ｆに少なくとも１つの摩擦部材(図示略)を押圧し、回転体Ｆを制動する。

制御部２４は、操作装置２２への入力に応じて、対応する第２アクチュエータ２０が動作するように電気モータ２０Ａを制御する。この実施形態では、発電機構２６で発電される電力、および、蓄電部２８に蓄電される電力の少なくとも一方によって第２アクチュエータ２０の電気モータ２０Ａが動作し、第１アクチュエータ１８のポンプ１８Ａが駆動される。

(第２実施形態)
図３を参照して、第２実施形態のブレーキシステム１００について説明する。第２実施形態のブレーキシステム１００に関して、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第２実施形態のブレーキシステム１００は、ブレーキ装置１１２およびアクチュエータ制御装置１３０を備える。ブレーキ装置１１２は、人力駆動車Ａの回転体Ｆを制動する制動部１１４と、動力伝達媒体１６によって制動部１１４を駆動する第１アクチュエータ１８と、第１アクチュエータ１８を駆動する第２アクチュエータ２０と、を備える。

第２アクチュエータ２０は、電気モータ２０Ａを含む。第１アクチュエータ１８は、動力伝達媒体１６として流体を用いるポンプ１８Ａを含む。ポンプ１８Ａは、電気モータ２０Ａによって駆動されるマスターピストン１３２を含む。このため、作動油などの流体である動力伝達媒体１６を用いて人力駆動車Ａの回転体Ｆを好適に制動できる。

ポンプ１８Ａは、マスターピストン１３２を収容するシリンダ１３４、および、マスターピストン１３２をシリンダ１３４内で往復移動させるピストン移動部１３６をさらに備える。ピストン移動部１３６は、電気モータ２０Ａの出力軸２０ＡＸの回転運動を直線運動に変換する。ピストン移動部１３６は、ボールねじ１３６Ａおよび移動体１３６Ｂを備える。ボールねじ１３６Ａは中心軸がマスターピストン１３２の中心軸と一致するように配置される。移動体１３６Ｂにはボールねじ１３６Ａが挿入される。移動体１３６Ｂにはマスターピストン１３２の一方の端部が接続される。電気モータ２０Ａの出力がボールねじ１３６Ａに伝達されることによって、ボールねじ１３６Ａは第１方向または第２方向に回転する。移動体１３６Ｂは、ボールねじ１３６Ａの回転に伴って直線的に移動するように複数のガイド軸によって案内される。ボールねじ１３６Ａが第１方向に回転する場合、移動体１３６Ｂおよびマスターピストン１３２が制動部１１４に接近する方向に移動する。このため、シリンダ１３４内の容積が減少し、制動部１１４に作動油の油圧が供給される。ボールねじ１３６Ａが第２方向に回転する場合、移動体１３６Ｂおよびマスターピストン１３２が制動部１１４から離間する方向に移動する。このため、シリンダ１３４内の容積が増加し、制動部１１４に供給されている作動油の油圧が減少する。

制動部１１４は、回転体Ｆを挟持するキャリパ１３８を含む。キャリパ１３８は、キャリパ本体１４０と、キャリパ本体１４０に設けられる複数のスレーブピストン１４２と、マスターピストン１３２の動きに伴って複数のスレーブピストン１４２に油圧を供給するようにキャリパ本体１４０に設けられる流路１４４とを含む。スレーブピストン１４２および流路１４４がキャリパ本体１４０に設けられるため、ブレーキ装置１１２を簡素に構成できる。ポンプ１８Ａおよび電気モータ２０Ａはキャリパ本体１４０に設けられる。このため、ブレーキ装置１１２を簡素に構成できる。

スレーブピストン１４２は、第１スレーブピストン１４２Ａおよび第２スレーブピストン１４２Ｂを含む。第１スレーブピストン１４２Ａは、キャリパ本体１４０に設けられる第１室１４０Ａに部分的に収容される。第２スレーブピストン１４２Ｂは、キャリパ本体１４０に設けられる第２室１４０Ｂに部分的に収容される。

第１スレーブピストン１４２Ａおよび第２スレーブピストン１４２Ｂは、リターンスプリング(図示略)によって、ディスクブレーキロータＦ１から離間する方向に付勢される。第１スレーブピストン１４２Ａは、図示しない第１ブレーキパッドを介してディスクブレーキロータＦ１の一方の面に対向するように設けられる。第１スレーブピストン１４２Ａは、ポンプ１８Ａから所定の油圧が供給されることによって、リターンスプリングの付勢力に抗してディスクブレーキロータＦ１の一方の面に向けて移動する。第２スレーブピストン１４２Ｂは、図示しない第２ブレーキパッドを介してディスクブレーキロータＦ１の他方の面に対向するように設けられる。第２スレーブピストン１４２Ｂおよび第２ブレーキパッドは、ディスクブレーキロータＦ１を介して第１スレーブピストン１４２Ａおよび第１ブレーキパッドと対向するように設けられる。第２スレーブピストン１４２Ｂは、ポンプ１８Ａから所定の油圧が供給されることによって、リターンスプリングの付勢力に抗してディスクブレーキロータＦ１の他方の面に向けて移動する。つまり、第１スレーブピストン１４２Ａおよび第２スレーブピストン１４２Ｂは、第１ブレーキパッドおよび第２ブレーキパッドを介してディスクブレーキロータＦ１を制動する。

流路１４４は、第１流路１４４Ａおよび第２流路１４４Ｂを含む。第１流路１４４Ａは、シリンダ１３４と第１室１４０Ａとを繋ぐ。第２流路１４４Ｂは、第１室１４０Ａと第２室１４０Ｂとを繋ぐ。

ブレーキ装置１１２は、電気モータ２０Ａの回転を変速してマスターピストン１３２に伝達する第１変速機構１４６をさらに備える。このため、電気モータ２０Ａの回転を変速してマスターピストン１３２に伝達できる。第１変速機構１４６は、キャリパ本体１４０に設けられる。第１変速機構１４６は、減速機構である。このため、電気モータ２０Ａの回転を減速してマスターピストン１３２に伝達できる。第１変速機構１４６は、第１ギア１４６Ａおよび第２ギア１４６Ｂを含む。第１ギア１４６Ａは、電気モータ２０Ａの出力軸２０ＡＸと連結される。第１ギア１４６Ａは、第２ギア１４６Ｂと噛み合う。第２ギア１４６Ｂは、第１ギア１４６Ａよりも大径のギアである。第２ギア１４６Ｂは、ボールねじ１３６Ａと連結される。電気モータ２０Ａの出力軸２０ＡＸの回転は、第１変速機構１４６によって減速してボールねじ１３６Ａに伝達され、ボールねじ１３６Ａが第１方向または第２方向に回転する。

ブレーキ装置１２は、ポンプ１８Ａと繋がるようにキャリパ本体１４０に設けられるリザーバタンク１４８をさらに備える。リザーバタンク１４８は、作動油である動力伝達媒体１６の体積変化やブレーキパッドの摩耗に伴う経路容積の変化を吸収するために設けられる。このため、スレーブピストン１４２を安定して配置できる。

アクチュエータ制御装置１３０は、キャリパ本体１４０に設けられ、第１アクチュエータ１８を制御する。このため、ブレーキ装置１１２を簡素に構成できる。アクチュエータ制御装置１３０は、外部機器と無線通信可能に構成される。このため、利便性が高められる。外部機器は、操作装置２２(図１参照)を含む。アクチュエータ制御装置１３０は、操作装置２２への入力に応じて、第２アクチュエータ２０が動作するように電気モータ２０Ａを制御する。この実施形態では、発電機構２６で発電される電力、および、蓄電部２８に蓄電される電力の少なくとも一方によって第２アクチュエータ２０の電気モータ２０Ａが動作し、第１アクチュエータ１８のポンプ１８Ａが駆動される。

(第３実施形態)
図４を参照して、第３実施形態のブレーキシステム２００について説明する。第３実施形態のブレーキシステム２００に関して、第２実施形態と共通する構成については、第２実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第３実施形態のブレーキシステム２００は、ブレーキ装置２１２を備える。ブレーキ装置２１２は、スレーブピストン１４２の移動速度を変化させる第２変速機構２５０をさらに備える。ブレーキ装置２１２は、好ましくは、第２変速機構２５０を移動させる移動機構２６２、および、第２変速機構２５０とキャリパ本体２４０とを接続する付勢部材２７０を備える。

第２変速機構２５０は、マスターピストン１３２の移動速度を変化させることによって、スレーブピストン１４２の移動速度を変化させる。第２変速機構２５０は、ハウジング２５０Ａ、第１ギア２５２、第２ギア２５４、第３ギア２５６、第４ギア２５８、および、回転軸２６０を備える。ハウジング２５０Ａは、第１ギア２５２、第２ギア２５４、第３ギア２５６、第４ギア２５８、および、回転軸２６０を収容する。第１ギア２５２は、電気モータ２０Ａの出力軸２０ＡＸと連結される。第２ギア２５４は、第１ギア２５２と噛み合う。第２ギア２５４は、第１ギア２５２よりも大径のギアである。第２ギア２５４は、回転軸２６０が挿入される。第２ギア２５４は、回転軸２６０と一体的に回転する。第３ギア２５６は、回転軸２６０が挿入される。第３ギア２５６は、第２ギア２５４よりも小径のギアである。第３ギア２５６は、回転軸２６０と一体的に回転する。第４ギア２５８は、第３ギア２５６と噛み合う。第４ギア２５８は、第３ギア２５６よりも大径のギアである。第４ギア２５８は、ボールねじ１３６Ａと連結される。電気モータ２０Ａの出力軸２０ＡＸの回転は、第１ギア２５２、第２ギア２５４、第３ギア２５６、および、第４ギア２５８を介してボールねじ１３６Ａに伝達される。

移動機構２６２は、電気モータ２０Ａの回転が伝達されることによって、ハウジング２５０Ａ、および、ハウジング２５０Ａに収容される部材をスレーブピストン１４２に接近する方向に移動させる。移動機構２６２は、カム部材２６４、複数のボール２６６、および、ボール配置台２６８を備える。

カム部材２６４は、例えば、円盤形状である。カム部材２６４には、回転軸２６０が挿入される。カム部材２６４は、回転軸２６０と一体的に回転する。カム部材２６４は、ハウジング２５０Ａと接触する。カム部材２６４は、複数のボール２６６と接触するカム面２６４Ａを備える。カム面２６４Ａは、例えば、カム部材２６４の周方向に沿って深さが変化する面である。一例では、カム面２６４Ａは、カム部材２６４の周方向に沿って、深さが浅くなる面である。複数のボール２６６は、カム面２６４Ａと接触できるように、ボール配置台２６８に配置される。ボール配置台２６８は、キャリパ本体２４０に対して固定される。付勢部材２７０は、ハウジング２５０Ａをスレーブピストン１４２から離間する方向に付勢する。

電気モータ２０Ａの回転が第１ギア２５２、第２ギア２５４、および、回転軸２６０を介してカム部材２６４に伝達されることによって、カム部材２６４が回転し、複数のボール２６６と接触しているカム面２６４Ａの位置が変化する。カム面２６４Ａのうちの最も深い面と複数のボール２６６とが接触している場合、カム部材２６４とボール配置台２６８との距離が最も近くなる。カム面２６４Ａのうちの最も浅い面と複数のボール２６６とが接触している場合、カム部材２６４とボール配置台２６８との距離が最も遠くなる。カム部材２６４の回転に伴い、複数のボール２６６と接触するカム面２６４Ａの深さが浅くなるにつれて、カム部材２６４がボール配置台２６８から離間するため、カム部材２６４がハウジング２５０Ａ、および、ハウジング２５０Ａに収容されている部材をボール配置台２６８から離間する方向に押す。このため、ハウジング２５０Ａに収容されているマスターピストン１３２がスレーブピストン１４２に接近する方向に移動し、シリンダ１３４内の容積が減少し、制動部１１４に作動油の油圧が供給される。カム部材２６４の回転に伴うスレーブピストン１４２の移動が終了した場合、第２実施形態の場合と同様に、第１方向に回転するボールねじ１３６Ａによって、マスターピストン１３２がスレーブピストン１４２にさらに接近する方向に移動する。このため、シリンダ１３４内の容積がさらに減少し、制動部１１４に作動油の油圧が供給される。ボールねじ１３６Ａが第２方向に回転するように電気モータ２０Ａが駆動される場合、複数のボール２６６と接触するカム面２６４Ａの深さが深くなるようにカム部材２６４が回転する。ハウジング２５０Ａ、および、ハウジング２５０Ａに収容されている部材は、付勢部材２７０の付勢力によって、ボール配置台２６８に接近する方向に移動する。

(第４実施形態)
第３実施形態の第２変速機構２５０に替えて、図５に示すような第２変速機構３５０を備えるブレーキ装置３１２によってブレーキシステム３００を構成してもよい。第２変速機構３５０は、単位時間当たりの流体の送り量を変化させることによって、スレーブピストン１４２の移動速度を変化させる。第２変速機構３５０は、マスターピストン３５２、サブピストン３５４、第１付勢部材３５６、および、第２付勢部材３５８を備える。第４実施形態のマスターピストン３５２は、例えば、第２実施形態で示される第１変速機構１４６およびピストン移動部１３６を介して電気モータ２０Ａによって駆動される。

マスターピストン３５２は、サブピストン３５４に設けられる孔３５４Ａに挿入される。マスターピストン３５２は、サブピストン３５４に対して移動可能に設けられる。第１付勢部材３５６は、マスターピストン３５２をサブピストン３５４から離間するように付勢する。第１付勢部材３５６は、例えば、コイルばねである。第２付勢部材３５８は、サブピストン３５４をキャリパ本体３４０から離間するように付勢する。第２付勢部材３５８は、例えば、皿ばねである。第２付勢部材３５８の付勢力は、第１付勢部材３５６の付勢力よりも小さい。

キャリパ本体３４０は、第１溝３４２、第２溝３４４、および、ストッパ３４６を備える。第１溝３４２は、第２溝３４４よりも容積が広い溝である。第２溝３４４は、第１溝３４２と繋がる。ストッパ３４６は、第１溝３４２の側壁３４２Ａに設けられる。ストッパ３４６は、第２溝３４４から離間する方向へのサブピストン３５４の移動を規制する。サブピストン３５４は、ストッパ３４６と第１溝３４２の底３４２Ｂとの間を移動する。

電気モータ２０Ａ(図３参照)の出力がボールねじ１３６Ａ(図３参照)に伝達されることによって、ボールねじ１３６Ａは第１方向または第２方向に回転する。ボールねじ１３６Ａが第１方向に回転する場合、移動体１３６Ｂ(図３参照)、および、マスターピストン３５２が制動部１１４(図３参照)に接近する方向に移動する。マスターピストン３５２が制動部１１４に接近する方向に移動する場合、第１付勢部材３５６を介してマスターピストン３５２と接続されているサブピストン３５４が第２付勢部材３５８の付勢力に抗して制動部１１４に接近する方向に移動する。このため、第１溝３４２内の容積が減少し、制動部１１４に作動油の油圧が供給される。サブピストン３５４が第１溝３４２の底３４２Ｂと接触した場合、マスターピストン３５２は、第１付勢部材３５６の付勢力に抗してさらに制動部１１４に接近する方向に移動する。このため、第２溝３４４内の容積が減少し、制動部１１４に作動油の油圧がさらに供給される。

(変形例)
上記実施形態に関する説明は、本発明に従うブレーキ装置およびブレーキシステムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従うブレーキ装置およびブレーキシステムは、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

・蓄電部２８の構成は、任意に変更可能である。第１例では、蓄電部２８は、コンデンサ(図示略)を含む。第２例では、蓄電部２８は、外部電源ＥＰによる充電ができないように構成される。

・発電機構２６の構成は、任意に変更可能である。第１例では、発電機構２６は、蓄電部２８だけに電力を供給する。この例によれば、発電機構２６で発電される電力の全部が蓄電部２８に蓄電され、蓄電部２８に蓄電される電力だけによって第２アクチュエータ２０が動作する。第２例では、発電機構２６は、ブレーキシステム１０を構成する各種の電気的な要素だけに電力を供給する。この例によれば、ブレーキシステム１０から蓄電部２８を省略してもよい。

・ブレーキ装置１２、１１２、２１２、および、３１２の構成は、任意に変更可能である。図２に示されるように、第１アクチュエータ１８は、動力伝達媒体１６としてケーブル(図示略)を用いるケーブル制御機構１８Ｂであってもよい。ケーブル制御機構１８Ｂの一例は、ラックアンドピニオン機構である。第２アクチュエータ２０が動作することによって第１アクチュエータ１８のケーブル制御機構１８Ｂが駆動され、動力伝達媒体１６がケーブル制御機構１８Ｂに対して変位することによって制動部１４が駆動される。これによって、人力駆動車Ａの回転体Ｆが制動部１４によって制動される。例えば、ブレーキ装置１２は、ケーブル制御機構１８Ｂが駆動されることによって動力伝達媒体１６が制動部１４に対してケーブル制御機構１８Ｂ側に引っ張られ、制動部１４を駆動するように構成される。この場合、ラックアンドピニオン機構にワンウェイクラッチを設けると共に、制動部１４にばね等の弾性部材(図示略)を設け、操作装置２２の操作後に、動力伝達媒体１６であるケーブルが制動部１４側に戻るように構成されてもよい。

・ブレーキシステム１０、１００、２００、および、３００の構成は、任意に変更可能である。一例では、発電機構２６および蓄電部２８の少なくとも一方がブレーキシステム１０から省略される。この例によれば、第２アクチュエータ２０は、バッテリＢＴから供給される電力によって第１アクチュエータ１８を駆動する。

・人力駆動車Ａの構成は、任意に変更可能である。一例では、電動補助ユニットＥが人力駆動車Ａから省略される。この例によれば、アシスト回生機構２６Ｃが発電機構２６から省略される。

・人力駆動車Ａの種類は、任意に変更可能である。第１例では、人力駆動車Ａの種類は、ロードバイク、マウンテンバイク、トレッキングバイク、または、クロスバイクである。第２例では、人力駆動車Ａの種類は、キックスケータである。

１０、１００、２００、３００…ブレーキシステム、１２、１１２、２１２、３１２、…ブレーキ装置、１４、１１４…制動部、１６…動力伝達媒体、１８…第１アクチュエータ、１８Ａ…ポンプ、２０…第２アクチュエータ、２０Ａ…電気モータ、２２…操作装置、２４…制御部、２６…発電機構、２６Ａ…ハブダイナモ、２６Ｂ…ブロックダイナモ、２６Ｃ…アシスト回生機構、２６Ｄ…振動発電素子、２８…蓄電部、１３０…アクチュエータ制御装置、１３２、３５２…マスターピストン、１３８…キャリパ、１４０、２４０、３４０…キャリパ本体、１４２…スレーブピストン、１４４…流路、１４６…第１変速機構、１４８…リザーバタンク、２５０、３５０…第２変速機構、Ａ…人力駆動車、ＥＰ…外部電源、Ｆ…回転体。

Claims

人力駆動車の回転体を制動する制動部と、
動力伝達媒体によって前記制動部を駆動する第１アクチュエータと、
操作装置への入力に応じて電力によって前記第１アクチュエータを駆動する第２アクチュエータと、を備え、
前記第２アクチュエータは、電気モータを含み、
前記第１アクチュエータは、前記動力伝達媒体として流体を用いるポンプを含み、
前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含み、
前記キャリパは、キャリパ本体を含み、
前記ポンプおよび前記電気モータは前記キャリパ本体に設けられ、
前記ポンプはマスターピストンを含み、
前記キャリパ本体には複数のスレーブピストンが設けられ、
前記マスターピストンの移動方向は、前記複数のスレーブピストンの移動方向と異なる、ブレーキ装置。
前記第２アクチュエータは、前記人力駆動車の走行に伴って発電機構で発電される電力によって動作する、請求項１に記載のブレーキ装置。
前記電気モータの全体は前記キャリパのハウジングの内部に収容される、請求項１または２に記載のブレーキ装置。
人力駆動車の回転体を制動する制動部と、
動力伝達媒体によって前記制動部を駆動する第１アクチュエータと、
操作装置への入力に応じて電力によって前記第１アクチュエータを駆動する第２アクチュエータと、を備え、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの両方は、フロントフォークに設けられ、
前記操作装置と前記第１アクチュエータとは、前記動力伝達媒体によって接続されない、ブレーキ装置。
前記第２アクチュエータは、前記人力駆動車の走行に伴って発電機構で発電される電力によって動作する、請求項４に記載のブレーキ装置。
前記第１アクチュエータは、前記動力伝達媒体として流体を用いるポンプを含む、請求項４または５に記載のブレーキ装置。
前記第２アクチュエータは、電気モータを含む、請求項４から６のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記第２アクチュエータは、電気モータを含み、
前記第１アクチュエータは、前記動力伝達媒体として流体を用いるポンプを含み、
前記ポンプは、前記電気モータによって駆動されるマスターピストンを含む、請求項４または５に記載のブレーキ装置。
前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含む、請求項４から７のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含む、請求項８に記載のブレーキ装置。
前記制動部は、前記回転体を挟持するキャリパを含み、
前記キャリパは、キャリパ本体と、前記キャリパ本体に設けられる複数のスレーブピストンと、前記マスターピストンの動きに伴って前記複数のスレーブピストンに油圧を供給するように前記キャリパ本体に設けられる流路とを含む、請求項８に記載のブレーキ装置。
前記ポンプおよび前記電気モータは前記キャリパ本体に設けられる、請求項１１に記載のブレーキ装置。
前記マスターピストンは、前記電気モータによって駆動される、請求項１から３のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記キャリパは、前記キャリパ本体と、前記キャリパ本体に設けられる前記複数のスレーブピストンと、前記マスターピストンの動きに伴って前記複数のスレーブピストンに油圧を供給するように前記キャリパ本体に設けられる流路とを含む、請求項１３に記載のブレーキ装置。
前記電気モータの回転を変速して前記マスターピストンに伝達する第１変速機構をさらに備え、
前記第１変速機構は、前記キャリパ本体に設けられる、請求項１１から１４のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記第１変速機構は、減速機構である、請求項１５に記載のブレーキ装置。
前記ポンプと繋がるように前記キャリパ本体に設けられるリザーバタンクをさらに備える、請求項１１から１６のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記複数のスレーブピストンの移動速度を変化させる第２変速機構をさらに備える、請求項１１から１７のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記第２変速機構は、前記マスターピストンの移動速度を変化させることによって、前記複数のスレーブピストンの移動速度を変化させる、請求項１８に記載のブレーキ装置。
前記第２変速機構は、単位時間当たりの前記流体の送り量を変化させることによって、前記複数のスレーブピストンの移動速度を変化させる、請求項１８に記載のブレーキ装置。
前記キャリパは、キャリパ本体と、前記キャリパ本体に設けられる複数のスレーブピストンと、マスターピストンの動きに伴って前記複数のスレーブピストンに油圧を供給するように前記キャリパ本体に設けられる流路とを含む、請求項９に記載のブレーキ装置。
前記電気モータは、回転モータである、請求項１から３、および、１１から２１のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記マスターピストンの移動方向と前記複数のスレーブピストンの移動方向とは、直交するように構成される、請求項１から３、および、１１から２２のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
前記マスターピストンは、前記複数のスレーブピストンの軸方向の延長線上には配置されないように構成される、請求項１から３、および、１１から２３のいずれか一項に記載のブレーキ装置。
請求項１から２４のいずれか一項に記載のブレーキ装置と、
前記人力駆動車の走行に伴って発電する発電機構と、を備えるブレーキシステム。
前記発電機構は、ハブダイナモ、ブロックダイナモ、アシスト回生機構、および、振動発電素子の少なくとも１つを含む、請求項２５に記載のブレーキシステム。
前記発電機構からの電力を蓄電する蓄電部をさらに備える、請求項２５または２６に記載のブレーキシステム。
前記蓄電部は、二次電池を含む、請求項２７に記載のブレーキシステム。
前記蓄電部は、前記発電機構以外の外部電源によっても充電可能に構成される、請求項２７または２８に記載のブレーキシステム。
前記第２アクチュエータは、前記蓄電部からの電力によって動作する、請求項２７から２９のいずれか一項に記載のブレーキシステム。
前記操作装置をさらに備える、請求項２５から３０のいずれか一項に記載のブレーキシステム。
前記操作装置への入力に応じて前記ブレーキ装置を制御する制御部をさらに備える、請求項２６から３１のいずれか一項に記載のブレーキシステム。
請求項１から３、および、１１から２４のいずれか一項に記載のブレーキ装置と、
前記キャリパ本体に設けられ、前記第１アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置と、を備える、ブレーキシステム。
前記アクチュエータ制御装置は、外部機器と無線通信可能に構成される、請求項３３に記載のブレーキシステム。
前記外部機器は、前記操作装置を含む、請求項３４に記載のブレーキシステム。