JP4556153B2 - 電動ディスクブレーキ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電動モータのロータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開昭60−206766号公報に開示されているように、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構によってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキが知られている。この種の電動ディスクブレーキは、運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コントローラによって、この検出に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を得る。
【０００３】
上記のような電動ディスクブレーキでは、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を比較的簡単に組み込むことができる。
【０００４】
また、電動ディスクブレーキには、電動モータの回転運動をボールランプ機構を用いてピストンの直線運動に変換させるものがある。ボールランプ機構を用いることにより、倍力比を大きくすることができ、電動モータの小型化および省電力化を促進することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電動ディスクブレーキでは、制動力を保持するためには、モータに電力を供給し続ける必要があるため、例えば駐車ブレーキとして使用する場合、バッテリ等の電源の負担が大きく、また、電力の供給が絶たれると制動力が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、電力を供給し続けなくても一定の制動力を保持することができる電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、電動モータのロータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、
前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成したことを特徴とする。
このように構成したことにより、ボールランプ機構を作動させて、ボールを凹部に嵌合させて保持すると、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられた状態で保持される。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項1の構成において、前記凹部は、前記ボール溝の非制動位置に対して、最大制動位置の反対側に配置されていることを特徴とする。
このように構成したことにより、ボールは、非制動位置から最大制動位置側とは反対側へ移動させることによって、凹部に嵌合される。
【０００９】
請求項３の発明は、電動モータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動キャリパを有し、前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成した電動キャリパを車両の少なくとも一の車輪に配置するとともに、他の車輪に他のキャリパを配置し、制動指示信号に基づいて前記電動キャリパ及び他のキャリパを作動させる電動ディスクブレーキであって、
前記電動キャリパの前記ボールランプ機構を作動させて、前記ボールを前記凹部内に移動させる際または凹部内から移動させる際に、前記制動指示信号が入力されている場合、前記電動キャリパと他のキャリパとの制動力の和が前記制動指示信号に応じた制動力となるように、前記他のキャリパを作動させて前記他のキャリパの制動力を調整する制動力調整手段を有することを特徴とする。
このように構成したことにより、電動キャリパのボールランプ機構のボールが凹部内に移動する際、または、凹部内から移動する際、制動力調整手段によって他のキャリパの制動力を調整することによって、車両全体として、制動指示信号に応じた制動力を得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るの電動ディスクブレーキ１は、車輪（図示せず）とともに回転するディスクロータ２の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体３が配置されており、キャリパ本体３には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ２を跨いで反対側へ延びる爪部４がボルト（図示せず）によって一体的に結合されている。ディスクロータ２の両側、すなわち、ディスクロータ２とキャリパ本体３との間および爪部４の先端部との間に、それぞれブレーキパッド６，７が設けられている。ブレーキパッド６，７は、車体側に固定されるキャリヤ８によってディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリヤ８で受けるようになっており、また、キャリパ本体３は、キャリヤ８に取付けられたスライドピン（図示せず）によってディスクロータ２の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１１】
爪部４の基部に形成された環状のフランジ部10が結合されたキャリパ本体３の略円筒状のケース11内には、電動モータ12および回転検出器13が設けられ、ボールランプユニット14が爪部４の環状のフランジ部10側から電動モータ12のロータ15内に挿入されている。ケース11の後端部には、カバー16がボルト（図示せず）によって取付けられている。
【００１２】
電動モータ12は、ケース11の内周部に固定されたステータ18と、ステータ18の内周部に対向させてケース11に滑り軸受19，20によって回転可能に支持されたロータ15とを備えている。回転検出器13は、ケース11にボルト21によって取付けられたレゾルバケース22に固定されたレゾルバステータ23と、レゾルバステータ23に対向させてロータ15に固定されたレゾルバロータ24とを備え、これらの相対回転に基づいてロータ15の回転位置を検出するものである。
【００１３】
カバー16には、電動モータ12および回転検出器13に接続されるコネクタ25およびケーブル26が取付けられており、電動モータ12は、コントローラ（図示せず）からの制御信号（電気信号）に応答してロータ15を所望トルクで所望角度だけ回転させられるようになっている。コネクタ25およびケーブル26は、当該車両のサスペンション装置のアーム、リンク、ナックル、ストラット等の部材との干渉を避けるため、ディスクロータ２の軸方向に対して傾斜されて、その径方向外側へ延ばされている。
【００１４】
ボールランプユニット14は、電動モータ12のロータ15の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構27と、ブレーキパッド６を押圧するピストン28と、これらの間に介装される調整ナット29と、ボールランプ機構27の回転を調整ナット29に伝達するリミッタ機構30とを備えている。
【００１５】
ボールランプ機構27は、爪部４のフランジ部10に当接し、ピン31によって回転しないように固定された環状の固定ディスク32と、固定ディスク32に対向させて配置された可動ディスク33と、これらの間に介装されたボール34（鋼球）とから構成されている。可動ディスク33には、固定ディスク32に挿通されてケース11の内部まで延びる円筒部35が一体に形成されている。円筒部35は、ロータ15の内周部にスプライン結合されており、これらのスプライン結合部36は、軸方向の摺動性、寸法公差および組付性を考慮して回転方向および径方向に適度な遊びが設けられている。
【００１６】
固定ディスク32および可動ディスク33の互いの対向面には、それぞれ円周方向に沿って円弧状に延びる３つのボール溝37，38が形成されている。これらのボール溝37，38は、それぞれ等しい中心角（例えば90°）の範囲で延ばされて等間隔に配置されている。ボール溝37および38は、それぞれ同方向に傾斜されており、ボール溝37，38間にボール34が装入されて、固定ディスク32に対する可動ディスク33の回転によって、３つのボール34がボール溝37，38内を転動して、その回転角度に応じて可動ディスク33が固定ディスク32から離間する方向に軸方向に移動するようになっている。
【００１７】
図2に示すように、各ボール溝37、38には、最も深い非制動位置37a、38aに対して、最も浅い最大制動位置37b、38bへ向う傾斜部とは反対側に、隆起部37c、38cを経て凹部37d、38dが形成されている。凹部37d、38dの深さｄは、非制動位置37a、38aの深さDよりも浅く、最大制動位置37b、38bよりも深く、ボール34が凹部37d、38dに嵌合した状態で可動ディスク33が固定ディスク32から所定の距離だけ離間するようなっている。
【００１８】
調整ナット29は、円筒部39aおよびその一端部の外側に形成されたフランジ部39bからなり、円筒部39aが可動ディスク33の円筒部35に挿通され、滑り軸受40によって回転可能に支持され、フランジ部39bが可動ディスク33の一端部に当接してスラスト軸受41によって回転可能に支持されている。調整ナット29の円筒部39aは、ケース11内のロータ15の内部まで延ばされ、その先端部外周にリミッタ機構30が装着されている。
【００１９】
リミッタ機構30は、調整ナット29の円筒部39aの先端部外周にリミッタ42およびスプリングホルダ43が回転可能に外嵌され、これらがコイルスプリング44によって互いに連結されている。リミッタ42とスプリングホルダ43とは、所定の範囲で相対回転できるように互いに係合され、コイルスプリング44によって回転方向に対して所定のセット荷重が付与されており、リミッタ42をスプリングホルダ43に対して、コイルスプリング44のセット荷重に抗して時計回り（図１の左方から見て時計回り、以下同じ）に回転できるようになっている。リミッタ42に形成された係合凹部45が可動ディスク33の円筒部35の端部に形成された係合凸部46に係合されており、リミッタ42は、円筒部35に対して所定の範囲で相対回転できるようになっている。また、調整ナット29の円筒部の先端部外周には、クラッチスプリング47（コイルスプリング）が巻装され、その一端部がスプリングホルダ43に結合されており、クラッチスプリング47は、捩じりによる拡径および縮径によって一方向クラッチとして作用し、スプリングホルダ43の時計回りの回転のみを調整ナット29の円筒部39aに伝達するようになっている。
【００２０】
ピストン28は、調整ナット29の内周部に形成されたねじ部48に螺合されて、調整ナット29がピストン28に対して時計回りに回転するとブレーキパッド６側へ向かって前進するようになっている。調整ナット29の円筒部39a 内には、一端がナット49によってレゾルバケース22に固定された回り止めロッド50が挿入され、回り止めロッド50の他端側は、ピストン28に軸方向に摺動可能に挿入され、かつ、回転を規制するように係合されている。ピストン28の後端部には、回り止めキャップ28bが取付けられて、回り止めロッド50とピストン28との相対回転を規制するとともに軸方の相対移動を可能としている。回り止めロッド50の中間部に形成されたフランジ部51と調整ナット29の円筒部39a 内に形成されたフランジ部52との間に、複数の皿ばね53が介装されており、そのばね力によって調整ナット29が図１中の右方へ付勢されている。
【００２１】
ボールランプ機構27の固定ディスク32、可動ディスク33および調整ナット29には、これらのフランジ部の外周を覆うように略円筒状のケース54が取付けられている。ケース54は、テーパ状の先端部の内側にフランジ部55が形成され、円筒状の後端部の内側に切欠を有する係合爪56が形成されている。そして、固定ディスク32を係合爪56に係合させ、フランジ部55と調整ナット29のフランジ部39b との間にウェーブワッシャ57が介装されて、固定ディスク32、可動ディスク33およびボール34を一体的に保持し、ウェーブワッシャ57の弾性によって、可動ディスクおよび調整ナット29の軸方向の移動を許容するとともに、調整ナット29の回転に対して適度な抵抗を付与するようになっている。フランジ部55に取付けられたピストンブーツ58の先端部が、調整ナット29に装着されたピストン28の先端外周部に結合されている。ケース54の円筒部は、爪部４に嵌合され、その間がＯリング59によってシールされている。
【００２２】
以上のように構成した、電動ディスクブレーキ1の作動について図5を参照して次に説明する。
【００２３】
電動ディスクブレーキ1をサービスブレーキとして使用する場合について説明する。
【００２４】
非制動時には、図5(a)に示すように、ボール34はボール溝37、38の最も非制動位置37a、38aにある。制動時には、コントローラ（図示せず）からの信号に応じて電動モータ12のロータ15が所定のトルクで時計回りに回転し、スプライン結合部36を介してボールランプ機構27の可動ディスク33が回転する。この可動ディスク33の回転により、図5(b)に示すように、ボール34がボール溝37，38に沿って転動して可動ディスク33を軸方向に沿ってブレーキパッド６側へ前進させる。この推力がスラスト軸受41を介して調整ナット29に伝達され、さらに、ねじ部48を介してピストン28に伝達されて、一方のブレーキパッド６をディスクロータ２に押圧させ、その反力によってキャリパ本体３がキャリヤ８のスライドピンに沿って移動して、爪部４が他方のブレーキパッド７をディスクロータ２に押圧させ、電動モータ12のトルクに応じて制動力が発生する。図5(c)は、ボール34が最大制動位置37b、38bにある状態、すなわち、最大制動力を発生する状態を示す。
【００２５】
制動解除時には、電動モータ12を逆回転させ、可動ディスク33を反時計回りに図5(a)に示す元の位置まで回転させると、皿ばね53のばね力によって可動ディスク33、調整ナット29およびピストン28が後退し、キャリパ本体３がキャリヤ８のスライドピンに沿って移動して、ディスクロータ２からブレーキパッド６，７が離間して制動が解除される。
【００２６】
次に、ブレーキパッド６，７の摩耗の補償について説明する。ブレーキパッド６，７の摩耗がない場合、または、後述する摩耗の調整が行われた後には、制動時に、ロータ15の回転によってピストン28が非制動位置から所定のパッドクリアランスの分だけ前進してブレーキパッド６，７がディスクロータ２に当接する制動開始位置（パッド接触位置）へ移動すると、可動ディスク33の円筒部35の係合凸部46とリミッタ42の係合凹部45とが所定の範囲内で相対回転する。さらに、ブレーキパッド６，７をディスクロータ２に押圧させながら可動ディスク33が回転すると、係合凸部46がリミッタ42を時計回りに回転させ、その回転力がコイルスプリング44およびクラッチスプリング47を介して調整ナット29に伝達されるが、ピストン28がブレーキパッド５を押圧しており、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じているため、コイルスプリング44が撓んで調整ナット29は回転しない。
【００２７】
その後、制動解除時に、可動ディスク33の逆回転によってピストン28が所定のパッドクリアランス分だけ後退して非制動位置まで移動する際、係合凸部46が係合凹部45の一端部に当接してリミッタ62およびスプリングホルダ43を反時計回りに回転させるが、クラッチスプリング47が拡径して空転するため、調整ナット29は回転しない。このようにして、パッドの摩耗は調整されず、一定のパッドクリアランスが維持される。
【００２８】
ブレーキパッド６，７が摩耗した場合には、制動時に、ロータ15の時計回りの回転によってブレーキパッド６，７が非制動位置から上記所定のパッドクリアランスの分だけ移動し、係合凸部46と係合凹部45とが所定の範囲内で相対回転しても、摩耗分によってブレーキパッド６，７はディスクロータ２に当接しない。ロータ15がさらに回転すると、可動ディスク33および調整ナット29がディスクロータ２側へ前進してピストン28がブレーキパッド６，７をディスクロータ２に当接させる。このとき、係合凸部46がリミッタ42を時計回りに回転させ、その回転力がコイルスプリング44およびクラッチスプリング47を介して調整ナット29に伝達されるが、ピストン28がブレーキパッド６，７を押圧しておらず、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じていないため、調整ナット29が時計回りに回転してピストン28をブレーキパッド６，７側へさらに前進させてパッドの摩耗を調整する。そして、ブレーキパッド６，７がディスクロータ２を押圧すると、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じ、コイルスプリング44に撓みが生じて調整ナット29の回転が停止する。
【００２９】
その後、制動解除時に、ロータ15の反時計回りの回転よってピストン28が所定のパッドクリアランス分だけ後退すると、係合凸部46が係合凹部45の一端部に当接してリミッタ42を反時計回りに回転させるが、クラッチスプリング47が拡径して空転するため、調整ナット29は回転しない。このようにして、ブレーキパッド6、7の摩耗分だけピストン28をブレーキパッド６側へ前進させることができ、ブレーキパッド６，７の摩耗調整を自動的に行うことができる。
【００３０】
次に、電動ディスクブレーキ1を駐車ブレーキとして使用する場合について説明する。
電動モータ12によって可動ディスク33を前述の非制動位置(図5(a))から制動時とは反対方向、すなわち、反時計周りに回転させて、ボール34を隆起部を経て凹部37d、38dに嵌合させる(図5(d)参照)。これにより、可動ディスク33が所定距離だけディスクロータ2側へ移動して、ピストン28を前進させ、ブレーキパッド6、7をディスクロータ2に押圧して所定の制動力が発生する。このとき、電動モータ12への通電を停止しても、ボール34は皿ばね53のばね力によって、ボール溝37、38の凹部37d、38dにはさまれた状態で保持される。このようにして、電動モータ12に通電することなく、ブレーキパッド6、7をディスクロータ2に押圧した状態で保持して、一定の制動力を維持することができるので、駐車中において、バッテリ等の電源に負担をかけることなく、駐車ブレーキを作動状態で保持することができる。
【００３１】
制動を解除する場合は、電動モータ12によって可動ディスク33を時計回りに回転させて、ボール34を非制動位置(図5(a))まで移動させることにより、ピストン28を後退させて制動を解除することができる。
【００３２】
次に、電動ディスクブレーキ1を装着した車両(四輪自動車)における駐車ブレーキの制御システムについて図6ないし図12を参照して説明する。
【００３３】
図6は、当該車両のブレーキ制御装置システムの概略構成を示しており、リヤ側二輪には、本発明に係る電動ディスクブレーキ1のキャリパ本体3が装着され、フロント側二輪には、駐車ブレーキ機構を有さない通常の電動ディスクブレーキのキャリパ本体60が装着されている。図6中、符号61、62はキャリパ本体3及び60の電動モータのドライバ回路、63はコントローラ、64はバッテリ等の電源、65はブレーキペダル、66は駐車ブレーキレバーを示す。
【００３４】
駐車ブレーキを作動させる場合について、図7および図8を参照して説明する。
駐車ブレーキを作動させる際、通常は停車中であって運転者がブレーキペダル65を踏んでおり、コントローラ63に制動指示信号が入力されているため、可動ディスク33が時計回りに回転して、その踏力(制動指示信号)に応じた制動力F(フロント側の制動力Ff＋リヤ側の制動力Fr)が発生している(A)。この状態で、駐車ブレーキレバー66を引くと(B)、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33が反時計回りに回転してボール34が凹部37d、38dに嵌合して、ロック状態となる(D)。このとき、可動ディスクが反時計回りに回転して初期位置（非制動位置）を通過するため(C)、一時的にリヤ側の制動力が低下するので、コントローラ63は、リヤ側の制動力の低下分だけフロント側の制動力を増大させ、その後、ボールが凹部37d、38dに嵌合してリヤ側の制動力が増大すると、その分、フロント側の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持する。ボールが凹部37d、38dに嵌合してロック状態(D)となった後、車両のメインスイッチをオフにして電源64からの電力が絶たれても、駐車ブレーキ制動力Fpが維持される(E)。
【００３５】
なお、図7においては、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより大きい(F＞Fp)場合を示しているが、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合は、図8に示すようになる。
【００３６】
次に、駐車ブレーキを解除する場合について、図9及び図10を参照して説明する。リヤ側のキャリパ本体3がロック状態において(A)、運転者が予めブレーキペダル65を踏んだ状態でメインスイッチをオンにして電源が投入されると(B)、先ずフロント側のキャリパ本体60が作動して、駐車ブレーキ制動力Fpにフロント側の制動力Ffを加えてブレーキペダル踏力に応じた制動力Fを得る。ただし、図10に示すように、ブレーキペダル踏力(制動指示信号)に応じた制動力Fが駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合には、フロント側の制動力は発生しない。この状態で駐車ブレーキレバー66を戻すと(C)、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33が時計回りに回転して、ブレーキペダル踏力に応じた通常の制動力を発生させる。このとき、初期位置(非制動位置)を通過するため(D)、一時的に制動力が低下するので、コントローラ63は、リヤ側の制動力の低下分だけフロント側の制動力Ffを増大させ、その後、リヤ側の制動力Frが増大すると、その分、フロント側の制動力Ffを減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fを発生させる。
【００３７】
なお、図9においては、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより大きい(F＞Fp)場合を示しているが、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合は、図10に示すようになる。
【００３８】
次に、駐車ブレーキを作動させる場合のコントローラ63による制御フローについて図11を参照して説明する。
【００３９】
図11に示すように、ステップS1では、駐車ブレーキレバー66が引かれているか否か(制動の保持を指示する信号が入力されているか否か)を判断し、引かれていれば、ステップ2へ進み、引かれていなければ、リターンする。ステップ2では、ブレーキペダル65が踏まれているか否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていれば、ステップS3へ進み、踏まれていなければ、ステップS13へ進む。ステップS3では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ回転させるとともに(制動力減)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させ、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持してステップS4へ進む。ステップS4では、リア側のキャリパ本体3の可動ディスクが初期位置(非制動位置)に達したか否かを判断する。初期位置(非制動位置)に達していればステップS5へ進み、達していなければステップS3へ戻る。
【００４０】
ステップS5では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ更に回転させるとともに(制動力増)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持してステップS6へ進む。
ステップS6では、リヤ側のキャリパ本体3のボール34が凹部37d、38dに嵌合するロック位置に達したか否かを判断する。ロック位置に達していれば、ステップS7へ進み、達していなければ、ステップS5へ戻る。ステップS7では、リヤ側のキャリパ本体3及びフロント側のキャリパ本体60のモータを停止してステップS8へ進む。
【００４１】
ステップS8では、ブレーキペダル65が踏まれている否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていればその状態を維持し、踏まれていなければ、ステップS9へ進む。ステップS9では、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させてステップS10へ進む。ステップS10では、フロント側のキャリパ本体60が初期位置(非制動位置)に達しているか否かを判断し、達していればステップS11へ進み、達していなければステップS9へ戻る。ステップ11では、フロント側のキャリパ本体60のモータを停止して、ステップS12へ進む。ステップS12では、ドライバ回路61、62からフロント側及びリヤ側のディスクブレーキ1及び60への電力供給を停止する。
【００４２】
一方、ステップS2において、ブレーキペダル65が踏まれていないと判断した場合は、ステップS13へ進み、ステップS13では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ回転させて、ステップS14へ進む。ステップ14では、リヤ側のキャリパ本体3がロック位置に達したか否かを判断する。ロック位置に達していれば、ステップS15へ進み、達していなければ、ステップS13へ戻る。
ステップS15では、リヤ側の電動ディスクブレーキ1のモータを停止してステップS12へ進む。
【００４３】
これにより、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを作動させることができる。
【００４４】
次に、駐車ブレーキを解除する場合のコントローラ63による制御フローについて図12を参照して説明する。
図12に示すように、ステップS1では、駐車ブレーキレバー66が戻された否か(制動の保持を指示する信号が入力されているか否か)を判断し、戻されていれば、ステップS2へ進み、戻されていなければリターンする。ステップS2では、ドライバ回路61、62からフロント側及びリヤ側のキャリパ本体3及び60への電力供給を開始して、ステップS3へ進む。ステップS3では、ブレーキペダル65が踏まれているか否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていれば、ステップS4へ進み、踏まれていなければ、ステップS11へ進む。ステップS4では、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させてステップS5へ進む。ステップS5では、ブレーキペダル踏力に応じた制動力が発生しているか否かを判断し、発生していれば、ステップS6へ進み、発生していなければステップS4へ戻る。
【００４５】
ステップS6では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33をロック位置から制動側へ回転させるとともに(一時的に制動力減)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させ、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を発生させてステップS7へ進む。ステップ7Sでは、リヤ側のキャリパ本体3が初期位置(非制動位置)に達したか否かを判断し、達していればステップS8へ進み、達していなければステップS6へ戻る。
【００４６】
ステップS8では、リヤ側のキャリパ本体3の制動力を増大させるとともに、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力(制動指示信号)に応じた制動力を維持してステップS9へ進む。ステップ9では、フロント側の制動力とリヤ側の制動力の配分が通常の配分となったか否かを判断し、通常の配分となっていればステップS10へ進み、なっていなければ、ステップS8へ戻る。ステップS10では、リヤ側のキャリパ本体3及びフロント側のキャリパ本体60のモータを停止してリターンする。
【００４７】
一方、ステップS3において、ブレーキペダル65が踏まれていないと判断した場合は、ステップS11へ進み、ステップS11では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を初期位置(非制動位置)へ回転させて、ステップS12へ進む。ステップ12では、リヤ側のキャリパ本体3が非制動位置に達したか否かを判断し、非制動位置に達していれば、ステップS13へ進み、達していなければ、ステップS11へ戻る。ステップS13では、リヤ側のキャリパ本体3のモータを停止してリターンする。
【００４８】
これにより、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを解除することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態の電動ディスクブレーキ1では、ボール溝の非制動位置に対して、制動位置側とは反対側に凹部を配置しているが、この他、図3に示すように、非制動位置から最大制動位置を超えた位置に凹部を配置することもできる。この場合、図13に示すように、(a)、(b)、(c)の間で通常の制動力を発生させ、(d)でロック状態となる。また、図4に示すように、凹部をボール溝の非制動位置と最大制動位置との間に配置することもできる。
【００５０】
また、上記実施形態では、本発明に係る電動ディスクブレーキのキャリパ本体をリヤ側両輪に装着しているが、フロント側両輪に装着してもよく、四輪のうちのいずれか一の車輪に設けてもよい。さらに、上記実施形態では、フロント側に電動キャリパを配置したが、制動力を調整できるものであれば、油圧ポンプ等によって制動力を調整するキャリパ本体を設けることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に係る電動ディスクブレーキによれば、ボールランプ機構のボール溝に凹部を形成したことにより、ボールランプ機構を作動させ、ボールを凹部に嵌合させて保持すると、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられた状態で保持される。その結果、電力を供給することなく一定の制動力を保持することができるので、駐車ブレーキとして使用した場合、バッテリ等の電源に負担をかけることなく、ブレーキを作動状態で保持することができる。
【００５２】
請求項２に係る電動ディスクブレーキによれば、凹部をボール溝の非制動位置に対して、最大制動位置の反対側に配置したことにより、ボールは、非制動位置から最大制動位置側とは反対側へ移動させることによって、凹部に嵌合される。
これにより、駐車ブレーキとして使用した場合、即座に駐車ブレーキを解除することができ、スムーズに車両を発進させることができる。
【００５３】
また、請求項３に係る電動ディスクブレーキによれば、電動キャリパのボールランプ機構のボールが凹部内に移動する際、または、凹部内から移動する際、、制動力調整手段によって他のキャリパの制動力を調整することによって、車両全体として、制動指示信号に応じた制動力を得ることができる。その結果、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを作動及び解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの様々な状態におけるボールの位置を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両のブレーキ制御システムを示すブロック図である。
【図７】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも大きな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを作動させる際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図８】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも小さな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを作動させる際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図９】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも大きな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを解除する際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図１０】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも小さな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを解除する際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図１１】図６の制御システムのコントローラの駐車ブレーキを作動させる場合の制御を示すフローチャートである。
【図１２】図６の制御システムのコントローラの駐車ブレーキを解除する場合の制御を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の図３の実施形態に係る電動ディスクブレーキの様々な状態におけるボールの位置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電動ディスクブレーキ
2 ディスクロータ
6,7 ブレーキパッド
15 ロータ
27 ボールランプ機構
28 ピストン
37,38 ボール溝
37d,38d 凹部
【産業上の利用分野】
本発明は、電動モータのロータの回転運動をピストンの直線運動に変換して制動力を発生させる電動ディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開昭60−206766号公報に開示されているように、電動モータのロータの回転運動をボールねじ機構によってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブレーキパッドをディスクロータに押圧させることにより、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキが知られている。この種の電動ディスクブレーキは、運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセンサによって検出し、コントローラによって、この検出に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を得る。
【０００３】
上記のような電動ディスクブレーキでは、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を比較的簡単に組み込むことができる。
【０００４】
また、電動ディスクブレーキには、電動モータの回転運動をボールランプ機構を用いてピストンの直線運動に変換させるものがある。ボールランプ機構を用いることにより、倍力比を大きくすることができ、電動モータの小型化および省電力化を促進することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電動ディスクブレーキでは、制動力を保持するためには、モータに電力を供給し続ける必要があるため、例えば駐車ブレーキとして使用する場合、バッテリ等の電源の負担が大きく、また、電力の供給が絶たれると制動力が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、電力を供給し続けなくても一定の制動力を保持することができる電動ディスクブレーキを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、電動モータのロータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、
前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成したことを特徴とする。
このように構成したことにより、ボールランプ機構を作動させて、ボールを凹部に嵌合させて保持すると、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられた状態で保持される。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項1の構成において、前記凹部は、前記ボール溝の非制動位置に対して、最大制動位置の反対側に配置されていることを特徴とする。
このように構成したことにより、ボールは、非制動位置から最大制動位置側とは反対側へ移動させることによって、凹部に嵌合される。
【０００９】
請求項３の発明は、電動モータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動キャリパを有し、前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成した電動キャリパを車両の少なくとも一の車輪に配置するとともに、他の車輪に他のキャリパを配置し、制動指示信号に基づいて前記電動キャリパ及び他のキャリパを作動させる電動ディスクブレーキであって、
前記電動キャリパの前記ボールランプ機構を作動させて、前記ボールを前記凹部内に移動させる際または凹部内から移動させる際に、前記制動指示信号が入力されている場合、前記電動キャリパと他のキャリパとの制動力の和が前記制動指示信号に応じた制動力となるように、前記他のキャリパを作動させて前記他のキャリパの制動力を調整する制動力調整手段を有することを特徴とする。
このように構成したことにより、電動キャリパのボールランプ機構のボールが凹部内に移動する際、または、凹部内から移動する際、制動力調整手段によって他のキャリパの制動力を調整することによって、車両全体として、制動指示信号に応じた制動力を得る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るの電動ディスクブレーキ１は、車輪（図示せず）とともに回転するディスクロータ２の一側（通常は車体に対して内側）にキャリパ本体３が配置されており、キャリパ本体３には、略Ｃ字形に形成されてディスクロータ２を跨いで反対側へ延びる爪部４がボルト（図示せず）によって一体的に結合されている。ディスクロータ２の両側、すなわち、ディスクロータ２とキャリパ本体３との間および爪部４の先端部との間に、それぞれブレーキパッド６，７が設けられている。ブレーキパッド６，７は、車体側に固定されるキャリヤ８によってディスクロータ２の軸方向に沿って移動可能に支持されて、制動トルクをキャリヤ８で受けるようになっており、また、キャリパ本体３は、キャリヤ８に取付けられたスライドピン（図示せず）によってディスクロータ２の軸方向に沿って摺動可能に案内されている。
【００１１】
爪部４の基部に形成された環状のフランジ部10が結合されたキャリパ本体３の略円筒状のケース11内には、電動モータ12および回転検出器13が設けられ、ボールランプユニット14が爪部４の環状のフランジ部10側から電動モータ12のロータ15内に挿入されている。ケース11の後端部には、カバー16がボルト（図示せず）によって取付けられている。
【００１２】
電動モータ12は、ケース11の内周部に固定されたステータ18と、ステータ18の内周部に対向させてケース11に滑り軸受19，20によって回転可能に支持されたロータ15とを備えている。回転検出器13は、ケース11にボルト21によって取付けられたレゾルバケース22に固定されたレゾルバステータ23と、レゾルバステータ23に対向させてロータ15に固定されたレゾルバロータ24とを備え、これらの相対回転に基づいてロータ15の回転位置を検出するものである。
【００１３】
カバー16には、電動モータ12および回転検出器13に接続されるコネクタ25およびケーブル26が取付けられており、電動モータ12は、コントローラ（図示せず）からの制御信号（電気信号）に応答してロータ15を所望トルクで所望角度だけ回転させられるようになっている。コネクタ25およびケーブル26は、当該車両のサスペンション装置のアーム、リンク、ナックル、ストラット等の部材との干渉を避けるため、ディスクロータ２の軸方向に対して傾斜されて、その径方向外側へ延ばされている。
【００１４】
ボールランプユニット14は、電動モータ12のロータ15の回転運動を直線運動に変換するボールランプ機構27と、ブレーキパッド６を押圧するピストン28と、これらの間に介装される調整ナット29と、ボールランプ機構27の回転を調整ナット29に伝達するリミッタ機構30とを備えている。
【００１５】
ボールランプ機構27は、爪部４のフランジ部10に当接し、ピン31によって回転しないように固定された環状の固定ディスク32と、固定ディスク32に対向させて配置された可動ディスク33と、これらの間に介装されたボール34（鋼球）とから構成されている。可動ディスク33には、固定ディスク32に挿通されてケース11の内部まで延びる円筒部35が一体に形成されている。円筒部35は、ロータ15の内周部にスプライン結合されており、これらのスプライン結合部36は、軸方向の摺動性、寸法公差および組付性を考慮して回転方向および径方向に適度な遊びが設けられている。
【００１６】
固定ディスク32および可動ディスク33の互いの対向面には、それぞれ円周方向に沿って円弧状に延びる３つのボール溝37，38が形成されている。これらのボール溝37，38は、それぞれ等しい中心角（例えば90°）の範囲で延ばされて等間隔に配置されている。ボール溝37および38は、それぞれ同方向に傾斜されており、ボール溝37，38間にボール34が装入されて、固定ディスク32に対する可動ディスク33の回転によって、３つのボール34がボール溝37，38内を転動して、その回転角度に応じて可動ディスク33が固定ディスク32から離間する方向に軸方向に移動するようになっている。
【００１７】
図2に示すように、各ボール溝37、38には、最も深い非制動位置37a、38aに対して、最も浅い最大制動位置37b、38bへ向う傾斜部とは反対側に、隆起部37c、38cを経て凹部37d、38dが形成されている。凹部37d、38dの深さｄは、非制動位置37a、38aの深さDよりも浅く、最大制動位置37b、38bよりも深く、ボール34が凹部37d、38dに嵌合した状態で可動ディスク33が固定ディスク32から所定の距離だけ離間するようなっている。
【００１８】
調整ナット29は、円筒部39aおよびその一端部の外側に形成されたフランジ部39bからなり、円筒部39aが可動ディスク33の円筒部35に挿通され、滑り軸受40によって回転可能に支持され、フランジ部39bが可動ディスク33の一端部に当接してスラスト軸受41によって回転可能に支持されている。調整ナット29の円筒部39aは、ケース11内のロータ15の内部まで延ばされ、その先端部外周にリミッタ機構30が装着されている。
【００１９】
リミッタ機構30は、調整ナット29の円筒部39aの先端部外周にリミッタ42およびスプリングホルダ43が回転可能に外嵌され、これらがコイルスプリング44によって互いに連結されている。リミッタ42とスプリングホルダ43とは、所定の範囲で相対回転できるように互いに係合され、コイルスプリング44によって回転方向に対して所定のセット荷重が付与されており、リミッタ42をスプリングホルダ43に対して、コイルスプリング44のセット荷重に抗して時計回り（図１の左方から見て時計回り、以下同じ）に回転できるようになっている。リミッタ42に形成された係合凹部45が可動ディスク33の円筒部35の端部に形成された係合凸部46に係合されており、リミッタ42は、円筒部35に対して所定の範囲で相対回転できるようになっている。また、調整ナット29の円筒部の先端部外周には、クラッチスプリング47（コイルスプリング）が巻装され、その一端部がスプリングホルダ43に結合されており、クラッチスプリング47は、捩じりによる拡径および縮径によって一方向クラッチとして作用し、スプリングホルダ43の時計回りの回転のみを調整ナット29の円筒部39aに伝達するようになっている。
【００２０】
ピストン28は、調整ナット29の内周部に形成されたねじ部48に螺合されて、調整ナット29がピストン28に対して時計回りに回転するとブレーキパッド６側へ向かって前進するようになっている。調整ナット29の円筒部39a 内には、一端がナット49によってレゾルバケース22に固定された回り止めロッド50が挿入され、回り止めロッド50の他端側は、ピストン28に軸方向に摺動可能に挿入され、かつ、回転を規制するように係合されている。ピストン28の後端部には、回り止めキャップ28bが取付けられて、回り止めロッド50とピストン28との相対回転を規制するとともに軸方の相対移動を可能としている。回り止めロッド50の中間部に形成されたフランジ部51と調整ナット29の円筒部39a 内に形成されたフランジ部52との間に、複数の皿ばね53が介装されており、そのばね力によって調整ナット29が図１中の右方へ付勢されている。
【００２１】
ボールランプ機構27の固定ディスク32、可動ディスク33および調整ナット29には、これらのフランジ部の外周を覆うように略円筒状のケース54が取付けられている。ケース54は、テーパ状の先端部の内側にフランジ部55が形成され、円筒状の後端部の内側に切欠を有する係合爪56が形成されている。そして、固定ディスク32を係合爪56に係合させ、フランジ部55と調整ナット29のフランジ部39b との間にウェーブワッシャ57が介装されて、固定ディスク32、可動ディスク33およびボール34を一体的に保持し、ウェーブワッシャ57の弾性によって、可動ディスクおよび調整ナット29の軸方向の移動を許容するとともに、調整ナット29の回転に対して適度な抵抗を付与するようになっている。フランジ部55に取付けられたピストンブーツ58の先端部が、調整ナット29に装着されたピストン28の先端外周部に結合されている。ケース54の円筒部は、爪部４に嵌合され、その間がＯリング59によってシールされている。
【００２２】
以上のように構成した、電動ディスクブレーキ1の作動について図5を参照して次に説明する。
【００２３】
電動ディスクブレーキ1をサービスブレーキとして使用する場合について説明する。
【００２４】
非制動時には、図5(a)に示すように、ボール34はボール溝37、38の最も非制動位置37a、38aにある。制動時には、コントローラ（図示せず）からの信号に応じて電動モータ12のロータ15が所定のトルクで時計回りに回転し、スプライン結合部36を介してボールランプ機構27の可動ディスク33が回転する。この可動ディスク33の回転により、図5(b)に示すように、ボール34がボール溝37，38に沿って転動して可動ディスク33を軸方向に沿ってブレーキパッド６側へ前進させる。この推力がスラスト軸受41を介して調整ナット29に伝達され、さらに、ねじ部48を介してピストン28に伝達されて、一方のブレーキパッド６をディスクロータ２に押圧させ、その反力によってキャリパ本体３がキャリヤ８のスライドピンに沿って移動して、爪部４が他方のブレーキパッド７をディスクロータ２に押圧させ、電動モータ12のトルクに応じて制動力が発生する。図5(c)は、ボール34が最大制動位置37b、38bにある状態、すなわち、最大制動力を発生する状態を示す。
【００２５】
制動解除時には、電動モータ12を逆回転させ、可動ディスク33を反時計回りに図5(a)に示す元の位置まで回転させると、皿ばね53のばね力によって可動ディスク33、調整ナット29およびピストン28が後退し、キャリパ本体３がキャリヤ８のスライドピンに沿って移動して、ディスクロータ２からブレーキパッド６，７が離間して制動が解除される。
【００２６】
次に、ブレーキパッド６，７の摩耗の補償について説明する。ブレーキパッド６，７の摩耗がない場合、または、後述する摩耗の調整が行われた後には、制動時に、ロータ15の回転によってピストン28が非制動位置から所定のパッドクリアランスの分だけ前進してブレーキパッド６，７がディスクロータ２に当接する制動開始位置（パッド接触位置）へ移動すると、可動ディスク33の円筒部35の係合凸部46とリミッタ42の係合凹部45とが所定の範囲内で相対回転する。さらに、ブレーキパッド６，７をディスクロータ２に押圧させながら可動ディスク33が回転すると、係合凸部46がリミッタ42を時計回りに回転させ、その回転力がコイルスプリング44およびクラッチスプリング47を介して調整ナット29に伝達されるが、ピストン28がブレーキパッド５を押圧しており、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じているため、コイルスプリング44が撓んで調整ナット29は回転しない。
【００２７】
その後、制動解除時に、可動ディスク33の逆回転によってピストン28が所定のパッドクリアランス分だけ後退して非制動位置まで移動する際、係合凸部46が係合凹部45の一端部に当接してリミッタ62およびスプリングホルダ43を反時計回りに回転させるが、クラッチスプリング47が拡径して空転するため、調整ナット29は回転しない。このようにして、パッドの摩耗は調整されず、一定のパッドクリアランスが維持される。
【００２８】
ブレーキパッド６，７が摩耗した場合には、制動時に、ロータ15の時計回りの回転によってブレーキパッド６，７が非制動位置から上記所定のパッドクリアランスの分だけ移動し、係合凸部46と係合凹部45とが所定の範囲内で相対回転しても、摩耗分によってブレーキパッド６，７はディスクロータ２に当接しない。ロータ15がさらに回転すると、可動ディスク33および調整ナット29がディスクロータ２側へ前進してピストン28がブレーキパッド６，７をディスクロータ２に当接させる。このとき、係合凸部46がリミッタ42を時計回りに回転させ、その回転力がコイルスプリング44およびクラッチスプリング47を介して調整ナット29に伝達されるが、ピストン28がブレーキパッド６，７を押圧しておらず、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じていないため、調整ナット29が時計回りに回転してピストン28をブレーキパッド６，７側へさらに前進させてパッドの摩耗を調整する。そして、ブレーキパッド６，７がディスクロータ２を押圧すると、ピストン28と調整ナット29との間のねじ部48に大きな摩擦力が生じ、コイルスプリング44に撓みが生じて調整ナット29の回転が停止する。
【００２９】
その後、制動解除時に、ロータ15の反時計回りの回転よってピストン28が所定のパッドクリアランス分だけ後退すると、係合凸部46が係合凹部45の一端部に当接してリミッタ42を反時計回りに回転させるが、クラッチスプリング47が拡径して空転するため、調整ナット29は回転しない。このようにして、ブレーキパッド6、7の摩耗分だけピストン28をブレーキパッド６側へ前進させることができ、ブレーキパッド６，７の摩耗調整を自動的に行うことができる。
【００３０】
次に、電動ディスクブレーキ1を駐車ブレーキとして使用する場合について説明する。
電動モータ12によって可動ディスク33を前述の非制動位置(図5(a))から制動時とは反対方向、すなわち、反時計周りに回転させて、ボール34を隆起部を経て凹部37d、38dに嵌合させる(図5(d)参照)。これにより、可動ディスク33が所定距離だけディスクロータ2側へ移動して、ピストン28を前進させ、ブレーキパッド6、7をディスクロータ2に押圧して所定の制動力が発生する。このとき、電動モータ12への通電を停止しても、ボール34は皿ばね53のばね力によって、ボール溝37、38の凹部37d、38dにはさまれた状態で保持される。このようにして、電動モータ12に通電することなく、ブレーキパッド6、7をディスクロータ2に押圧した状態で保持して、一定の制動力を維持することができるので、駐車中において、バッテリ等の電源に負担をかけることなく、駐車ブレーキを作動状態で保持することができる。
【００３１】
制動を解除する場合は、電動モータ12によって可動ディスク33を時計回りに回転させて、ボール34を非制動位置(図5(a))まで移動させることにより、ピストン28を後退させて制動を解除することができる。
【００３２】
次に、電動ディスクブレーキ1を装着した車両(四輪自動車)における駐車ブレーキの制御システムについて図6ないし図12を参照して説明する。
【００３３】
図6は、当該車両のブレーキ制御装置システムの概略構成を示しており、リヤ側二輪には、本発明に係る電動ディスクブレーキ1のキャリパ本体3が装着され、フロント側二輪には、駐車ブレーキ機構を有さない通常の電動ディスクブレーキのキャリパ本体60が装着されている。図6中、符号61、62はキャリパ本体3及び60の電動モータのドライバ回路、63はコントローラ、64はバッテリ等の電源、65はブレーキペダル、66は駐車ブレーキレバーを示す。
【００３４】
駐車ブレーキを作動させる場合について、図7および図8を参照して説明する。
駐車ブレーキを作動させる際、通常は停車中であって運転者がブレーキペダル65を踏んでおり、コントローラ63に制動指示信号が入力されているため、可動ディスク33が時計回りに回転して、その踏力(制動指示信号)に応じた制動力F(フロント側の制動力Ff＋リヤ側の制動力Fr)が発生している(A)。この状態で、駐車ブレーキレバー66を引くと(B)、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33が反時計回りに回転してボール34が凹部37d、38dに嵌合して、ロック状態となる(D)。このとき、可動ディスクが反時計回りに回転して初期位置（非制動位置）を通過するため(C)、一時的にリヤ側の制動力が低下するので、コントローラ63は、リヤ側の制動力の低下分だけフロント側の制動力を増大させ、その後、ボールが凹部37d、38dに嵌合してリヤ側の制動力が増大すると、その分、フロント側の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持する。ボールが凹部37d、38dに嵌合してロック状態(D)となった後、車両のメインスイッチをオフにして電源64からの電力が絶たれても、駐車ブレーキ制動力Fpが維持される(E)。
【００３５】
なお、図7においては、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより大きい(F＞Fp)場合を示しているが、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合は、図8に示すようになる。
【００３６】
次に、駐車ブレーキを解除する場合について、図9及び図10を参照して説明する。リヤ側のキャリパ本体3がロック状態において(A)、運転者が予めブレーキペダル65を踏んだ状態でメインスイッチをオンにして電源が投入されると(B)、先ずフロント側のキャリパ本体60が作動して、駐車ブレーキ制動力Fpにフロント側の制動力Ffを加えてブレーキペダル踏力に応じた制動力Fを得る。ただし、図10に示すように、ブレーキペダル踏力(制動指示信号)に応じた制動力Fが駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合には、フロント側の制動力は発生しない。この状態で駐車ブレーキレバー66を戻すと(C)、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33が時計回りに回転して、ブレーキペダル踏力に応じた通常の制動力を発生させる。このとき、初期位置(非制動位置)を通過するため(D)、一時的に制動力が低下するので、コントローラ63は、リヤ側の制動力の低下分だけフロント側の制動力Ffを増大させ、その後、リヤ側の制動力Frが増大すると、その分、フロント側の制動力Ffを減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fを発生させる。
【００３７】
なお、図9においては、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより大きい(F＞Fp)場合を示しているが、ブレーキペダル踏力に応じた制動力Fが、駐車ブレーキ制動力Fpより小さい(F＜Fp)場合は、図10に示すようになる。
【００３８】
次に、駐車ブレーキを作動させる場合のコントローラ63による制御フローについて図11を参照して説明する。
【００３９】
図11に示すように、ステップS1では、駐車ブレーキレバー66が引かれているか否か(制動の保持を指示する信号が入力されているか否か)を判断し、引かれていれば、ステップ2へ進み、引かれていなければ、リターンする。ステップ2では、ブレーキペダル65が踏まれているか否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていれば、ステップS3へ進み、踏まれていなければ、ステップS13へ進む。ステップS3では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ回転させるとともに(制動力減)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させ、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持してステップS4へ進む。ステップS4では、リア側のキャリパ本体3の可動ディスクが初期位置(非制動位置)に達したか否かを判断する。初期位置(非制動位置)に達していればステップS5へ進み、達していなければステップS3へ戻る。
【００４０】
ステップS5では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ更に回転させるとともに(制動力増)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を維持してステップS6へ進む。
ステップS6では、リヤ側のキャリパ本体3のボール34が凹部37d、38dに嵌合するロック位置に達したか否かを判断する。ロック位置に達していれば、ステップS7へ進み、達していなければ、ステップS5へ戻る。ステップS7では、リヤ側のキャリパ本体3及びフロント側のキャリパ本体60のモータを停止してステップS8へ進む。
【００４１】
ステップS8では、ブレーキペダル65が踏まれている否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていればその状態を維持し、踏まれていなければ、ステップS9へ進む。ステップS9では、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させてステップS10へ進む。ステップS10では、フロント側のキャリパ本体60が初期位置(非制動位置)に達しているか否かを判断し、達していればステップS11へ進み、達していなければステップS9へ戻る。ステップ11では、フロント側のキャリパ本体60のモータを停止して、ステップS12へ進む。ステップS12では、ドライバ回路61、62からフロント側及びリヤ側のディスクブレーキ1及び60への電力供給を停止する。
【００４２】
一方、ステップS2において、ブレーキペダル65が踏まれていないと判断した場合は、ステップS13へ進み、ステップS13では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を駐車ブレーキ側へ回転させて、ステップS14へ進む。ステップ14では、リヤ側のキャリパ本体3がロック位置に達したか否かを判断する。ロック位置に達していれば、ステップS15へ進み、達していなければ、ステップS13へ戻る。
ステップS15では、リヤ側の電動ディスクブレーキ1のモータを停止してステップS12へ進む。
【００４３】
これにより、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを作動させることができる。
【００４４】
次に、駐車ブレーキを解除する場合のコントローラ63による制御フローについて図12を参照して説明する。
図12に示すように、ステップS1では、駐車ブレーキレバー66が戻された否か(制動の保持を指示する信号が入力されているか否か)を判断し、戻されていれば、ステップS2へ進み、戻されていなければリターンする。ステップS2では、ドライバ回路61、62からフロント側及びリヤ側のキャリパ本体3及び60への電力供給を開始して、ステップS3へ進む。ステップS3では、ブレーキペダル65が踏まれているか否か(制動指示信号が入力されているか否か)を判断し、踏まれていれば、ステップS4へ進み、踏まれていなければ、ステップS11へ進む。ステップS4では、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させてステップS5へ進む。ステップS5では、ブレーキペダル踏力に応じた制動力が発生しているか否かを判断し、発生していれば、ステップS6へ進み、発生していなければステップS4へ戻る。
【００４５】
ステップS6では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33をロック位置から制動側へ回転させるとともに(一時的に制動力減)、フロント側のキャリパ本体60の制動力を増大させ、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を発生させてステップS7へ進む。ステップ7Sでは、リヤ側のキャリパ本体3が初期位置(非制動位置)に達したか否かを判断し、達していればステップS8へ進み、達していなければステップS6へ戻る。
【００４６】
ステップS8では、リヤ側のキャリパ本体3の制動力を増大させるとともに、フロント側のキャリパ本体60の制動力を減少させて、ブレーキペダル踏力(制動指示信号)に応じた制動力を維持してステップS9へ進む。ステップ9では、フロント側の制動力とリヤ側の制動力の配分が通常の配分となったか否かを判断し、通常の配分となっていればステップS10へ進み、なっていなければ、ステップS8へ戻る。ステップS10では、リヤ側のキャリパ本体3及びフロント側のキャリパ本体60のモータを停止してリターンする。
【００４７】
一方、ステップS3において、ブレーキペダル65が踏まれていないと判断した場合は、ステップS11へ進み、ステップS11では、リヤ側のキャリパ本体3の可動ディスク33を初期位置(非制動位置)へ回転させて、ステップS12へ進む。ステップ12では、リヤ側のキャリパ本体3が非制動位置に達したか否かを判断し、非制動位置に達していれば、ステップS13へ進み、達していなければ、ステップS11へ戻る。ステップS13では、リヤ側のキャリパ本体3のモータを停止してリターンする。
【００４８】
これにより、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを解除することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態の電動ディスクブレーキ1では、ボール溝の非制動位置に対して、制動位置側とは反対側に凹部を配置しているが、この他、図3に示すように、非制動位置から最大制動位置を超えた位置に凹部を配置することもできる。この場合、図13に示すように、(a)、(b)、(c)の間で通常の制動力を発生させ、(d)でロック状態となる。また、図4に示すように、凹部をボール溝の非制動位置と最大制動位置との間に配置することもできる。
【００５０】
また、上記実施形態では、本発明に係る電動ディスクブレーキのキャリパ本体をリヤ側両輪に装着しているが、フロント側両輪に装着してもよく、四輪のうちのいずれか一の車輪に設けてもよい。さらに、上記実施形態では、フロント側に電動キャリパを配置したが、制動力を調整できるものであれば、油圧ポンプ等によって制動力を調整するキャリパ本体を設けることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に係る電動ディスクブレーキによれば、ボールランプ機構のボール溝に凹部を形成したことにより、ボールランプ機構を作動させ、ボールを凹部に嵌合させて保持すると、ブレーキパッドがディスクロータに押付けられた状態で保持される。その結果、電力を供給することなく一定の制動力を保持することができるので、駐車ブレーキとして使用した場合、バッテリ等の電源に負担をかけることなく、ブレーキを作動状態で保持することができる。
【００５２】
請求項２に係る電動ディスクブレーキによれば、凹部をボール溝の非制動位置に対して、最大制動位置の反対側に配置したことにより、ボールは、非制動位置から最大制動位置側とは反対側へ移動させることによって、凹部に嵌合される。
これにより、駐車ブレーキとして使用した場合、即座に駐車ブレーキを解除することができ、スムーズに車両を発進させることができる。
【００５３】
また、請求項３に係る電動ディスクブレーキによれば、電動キャリパのボールランプ機構のボールが凹部内に移動する際、または、凹部内から移動する際、、制動力調整手段によって他のキャリパの制動力を調整することによって、車両全体として、制動指示信号に応じた制動力を得ることができる。その結果、ブレーキペダル踏力に応じた制動力を確保しながら、駐車ブレーキを作動及び解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る電動ディスクブレーキのボール溝の断面を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレーキの様々な状態におけるボールの位置を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両のブレーキ制御システムを示すブロック図である。
【図７】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも大きな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを作動させる際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図８】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも小さな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを作動させる際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図９】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも大きな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを解除する際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図１０】図6の制御システムにおいて、ブレーキペダルによって駐車ブレーキよりも小さな制動力を発生させた状態で、駐車ブレーキを解除する際の各ブレーキの制動力の配分を示す図である。
【図１１】図６の制御システムのコントローラの駐車ブレーキを作動させる場合の制御を示すフローチャートである。
【図１２】図６の制御システムのコントローラの駐車ブレーキを解除する場合の制御を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の図３の実施形態に係る電動ディスクブレーキの様々な状態におけるボールの位置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電動ディスクブレーキ
2 ディスクロータ
6,7 ブレーキパッド
15 ロータ
27 ボールランプ機構
28 ピストン
37,38 ボール溝
37d,38d 凹部
Claims (3)
- 電動モータのロータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動ディスクブレーキにおいて、
前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成したことを特徴とする電動ディスクブレーキ。 - 前記凹部は、前記ボール溝の非制動位置に対して、最大制動位置の反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動ディスクブレーキ。
- 電動モータの回転運動をボールランプ機構によってピストンの直線運動に変換して、ピストンの直線運動によってブレーキパッドをディスクロータに押付けて制動力を発生させる電動キャリパを有し、前記ボールランプ機構のボール溝に、ボールを所定の制動位置で保持する凹部を形成した電動キャリパを車両の少なくとも一の車輪に配置するとともに、他の車輪に他のキャリパを配置し、制動指示信号に基づいて前記電動キャリパ及び他のキャリパを作動させる電動ディスクブレーキであって、
前記電動キャリパの前記ボールランプ機構を作動させて、前記ボールを前記凹部内に移動させる際または凹部内から移動させる際に、前記制動指示信号が入力されている場合、前記電動キャリパと他のキャリパとの制動力の和が前記制動指示信号に応じた制動力となるように、前記他のキャリパを作動させて前記他のキャリパの制動力を調整する制動力調整手段を有することを特徴とする電動ディスクブレーキ。
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