JP4107016B2 - ディスクブレーキ - Google Patents
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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とともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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、直動部材またはブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな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。また、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。
【００１２】
請求項２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電気信号を出力するとともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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の隙間が形成されるとともに、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前記直動部材と前記ブレーキパッドが当接することを特徴とする。
【００１３】
この請求項２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が当接するので、それ以降の押圧力が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、制動時の大きな押圧力を受けないので耐久性が向上する。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１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３の発明によれば、請求項１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４の発明は、請求項１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４の発明によれば、請求項１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。
【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。
【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とともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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。また、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。
【００９６】
請求項２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電気信号を出力するとともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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の隙間が形成されるとともに、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前記直動部材と前記ブレーキパッドが当接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が当接するので、それ以降の押圧力が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、制動時の大きな押圧力を受けないので、耐久性が向上する。また、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。
【００９８】
請求項３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。
【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
【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とともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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、直動部材またはブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな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。また、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。
【００１２】
請求項２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電気信号を出力するとともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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の隙間が形成されるとともに、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前記直動部材と前記ブレーキパッドが当接することを特徴とする。
【００１３】
この請求項２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が当接するので、それ以降の押圧力が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、制動時の大きな押圧力を受けないので耐久性が向上する。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１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３の発明によれば、請求項１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４の発明は、請求項１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４の発明によれば、請求項１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。
【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。
【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とともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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。また、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。
【００９６】
請求項２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電気信号を出力するとともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、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の隙間が形成されるとともに、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前記直動部材と前記ブレーキパッドが当接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が当接するので、それ以降の押圧力が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、制動時の大きな押圧力を受けないので、耐久性が向上する。また、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。
【００９８】
請求項３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。
【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
Claims (4)
- 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とともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、
前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、
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ディスクブレーキ。 - 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電気信号を出力するとともに前記直動部材または前記ブレーキパッドからの最大入力よりも許容最大入力が小さな押圧力センサと、
前記孔内に配設されて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、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非金属製で断熱性がある弾性部材と、
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の隙間が形成されるとともに、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前記直動部材と前記ブレーキパッドが当接することを特徴とするディスクブレーキ。 - 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する請求項１に記載のディスクブレーキ。
- 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する請求項１に記載のディスクブレーキ。
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