JP4839881B2 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動を抑制するディスクブレーキ装置に関する。

ディスクブレーキ装置は、車輪と共に回転するディスクロータを左右両側からブレーキパッドで挟み、ピストンの作動によって２つのブレーキパッドをディスクロータに接触させることによって、制動力を発生させる。ディスクブレーキ装置では、ディスクロータやブレーキパッドの振動によって、鳴きや異音が発生する。そこで、ディスクブレーキ装置における振動を抑制するための技術が各種開発されている。制振技術の一つとして、センサとしての機能とアクチュエータとしての機能を有する圧電素子を用いたものがある。その一例として、左右のピストン内に圧電素子をそれぞれ設け、一方の圧電素子で電圧変化からディスクロータの振動を検知し、他方の圧電素子で電圧印加によってそのロータ振動を打ち消すための加振を行う（特許文献１参照）。
特開平８−３２００３８号公報

圧電素子によって振動を検知する場合には電気回路が必要となり、圧電素子によって加振する場合には電気回路や電源が必要となる。そのため、ピストン内に電気回路や電源を組み込む必要があり、構成が複雑化し、搭載性も悪い。また、制振するために検知した振動に対して逆位相で加振する必要があるが、圧電素子を用いた電気制御によって逆位相加振を行うのは非常に困難である。

そこで、本発明は、簡単な構成でディスクロータの振動を抑制するディスクブレーキ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備えることを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間にセルフセンシングアクチュエーション部材が配置されている。セルフセンシングアクチュエーション部材は、センサとしての機能とアクチュエータとしての機能を有している部材であり、例えば、ピエゾ素子などの圧電素子からなる部材である。圧電素子の場合、変形すると電圧を発生する圧電効果と電圧を印加すると変形する逆圧電効果を持っており、圧電効果を利用してセンサとして機能し、逆圧電効果を利用してアクチュエータとして機能する。したがって、このディスクブレーキ装置では、振動（例えば、ディスクロータの振動、ブレーキ入力）が発生し、その振動がセルフセンシングアクチュエーション部材に入力すると、セルフセンシングアクチュエーション部材がその振動を検知するとともに変形し、その変形によりブレーキ荷重伝達系の機械的特性（剛性など）を変化させ、振動伝達系の振動特性（固有振動数（ばね特性）、減衰特性など）を変化させる。振動特性が変化することによって、振動が低減し、鳴きや異音を抑制することができる。この際、セルフセンシングアクチュエーション部材は、電気回路や電源無しでセンサやアクチュエータとして機能するが、電気回路を設けることによってセンシング量を取り出すことも可能である。このように、このディスクブレーキ装置では、押圧手段とブレーキパッドとの間にセルフセンシングアクチュエーション部材を配置させるという簡単な構成によって、振動を抑制することができる。また、電気回路などを必要としないので、低コスト、コンパクト化、搭載性に優れ、電気回路における温度による抵抗バラツキもなく、センサやアクチュエータとしての精度も高い。さらに、このディスクブレーキ装置では、ブレーキ入力に対してもブレーキ荷重伝達系の機械的特性を変化させるので、ブレーキ入力に対する制動力も高めることができる。

本発明の上記ディスクブレーキ装置では、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させると好適である。

このディスクブレーキ装置では、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に設けられる複数枚のシムの間に挟むことによってセルフセンシングアクチュエーション部材を配置する。シム間に配置することによって、セルフセンシングアクチュエーション部材を容易に設けることができ、セルフセンシングアクチュエーション部材を備えるシムの交換も容易であり、搭載性にも優れている。さらに、セルフセンシングアクチュエーション部材の変形によってブレーキパッドの面圧が安定化し、ブレーキパッドの偏磨耗を抑制する。さらに、面圧安定化によって圧縮歪が低減し、押圧手段の作動ストロークを低減できる。また、セルフセンシングアクチュエーション部材は、２枚のシムに挟まれるので、その耐久性が向上する。

本発明の上記ディスクブレーキ装置では、シムのセルフセンシングアクチュエーション部材との接触面を波状としてもよい。

このディスクブレーキ装置では、シムの接触面を波状とすることにより、セルフセンシングアクチュエーション部材が波状となる。そのため、セルフセンシングアクチュエーション部材が、様々な方向からの入力（横振動、縦振動、ブレーキ入力など）を受けることができ、その様々な入力に対して変形する。したがって、センシング性能が向上するとともに、その変形によって様々な振動を抑制することができる。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、シム間に挟まれるセルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセット配置させることを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、セルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセットさせることにより、セルフセンシングアクチュエーション部材の変形方向（屈曲方向）を押圧手段側に凸状になるように制御できる。これによって、押圧手段の作動ストロークを低減でき、ブレーキペダルストロークに対するブレーキ油圧を高めることができ、常用域においてブレーキ効きを高めることができる。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、シムのセルフセンシングアクチュエーション部材との接触面を波状とし、セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とし、シムの波の曲率とセルフセンシングアクチュエーション部材の波の曲率とを調整することを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、シムの接触面とセルフセンシングアクチュエーション部材を共に波状とし、その各波の曲率を調整する。この際、セルフセンシングアクチュエーション部材の曲率をシムより大きくするほど、セルフセンシングアクチュエーション部材の長さが長くなり（波の振幅が大きくなり）、シム間の空間が広がる。一方、セルフセンシングアクチュエーション部材の曲率をシムより小さくするほど、セルフセンシングアクチュエーション部材の長さが短くなり（波の振幅が小さくなり）、シム間の空間が狭まる。このように、セルフセンシングアクチュエーション部材によって空間を形成することにより、２枚のシムの相対変位が可能となり、振動発生時にシムの相対移動によってセルフセンシングアクチュエーション部材の荷重負荷効果を高めることができる。その結果、振動の抑制効果が向上する。また、曲率を調整することによりセルフセンシングアクチュエーション部材の長さを変えることにより、振動発生時に振動エネルギによってセルフセンシングアクチュエーション部材の収縮に応じて２枚のシムの密着度合いを変化させることができる。この振動発生時のシム間の密着度合いにより、シム部分の剛性を変化させることができる。振動発生時に、密着度合いが増加するほど剛性が大きくなり、密着度合いが薄れるほど剛性が小さくなる。剛性が大きくするかあるいは小さくすると振動の抑制効果が高まるかはディスクブレーキ装置における振動伝達系（ブレーキ荷重伝達系）の特性によって変わるので、その特性に応じてシムとセルフセンシングアクチュエーション部材の曲率を調整する。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、シムは３枚であり、セルフセンシングアクチュエーション部材を挟むシム間を２つ構成し、一方のシム間では、セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とし、他方のシム間では、セルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセット配置させることを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、３枚のシムによって２つのシム間が構成され、一方のシム間ではセルフセンシングアクチュエーション部材を波状とし、他方のシム間ではセルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセットさせる。セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とすることにより、上記したように様々な方向からの入力を受けることができ、主にセンシング性能が向上する。また、セルフセンシングアクチュエーション部材をオフセット配置することにより、上記したように変形方向（屈曲方向）を制御でき、主にアクチュエータ性能が向上する。このように、このディスクブレーキ装置は、セルフセンシングアクチュエーション部材の波状による効果とセルフセンシングアクチュエーション部材のオフセットによる効果を有している。なお、セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とする方法としては、上記のようにシムの接触面を波状としてもよいし、あるいは、上記のようにシムの接触面とセルフセンシングアクチュエーション部材を共に波状とし、その各波の曲率を調整するようにしてもよい。この場合、主に、波状のセルフセンシングアクチュエーション部材がセンサとして機能し、オフセット配置したセルフセンシングアクチュエーション部材がアクチュエータとして機能するが、その逆の場合もある。

この際、一方と他方のセルフセンシングアクチュエーション部材を異なる極性間で接続することにより、一方のセルフセンシングアクチュエーション部材によるセンシングによって発生した電位を逆電位で他方のセルフセンシングアクチュエーション部材に印加でき、そのセンシングに対して逆位相で他方のセルフセンシングアクチュエーション部材が変形する。その結果、発生した振動を打ち消すような加振ができ、振動を抑制することができる。このように、このディスクブレーキ装置では、電気回路無しに、一方のセルフセンシングアクチュエーション部材がセンサとして機能し、他方がアクチュエータとして機能する。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、シム間に、空間を形成し、当該空間に粘性体を封入し、セルフセンシングアクチュエーション部材にオリフィス孔を設けることを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、シム間に形成された空間に粘性体が封入され、セルフセンシングアクチュエーション部材に設けられたオリフィス孔によって粘性体が移動可能である。そのため、振動発生時に、その空間内でセンシングアクチュエーション部材が変動すると、オリフィス効果によって減衰力が発生する。この減衰力によって振動エネルギを減衰でき、振動抑制効果を高めることができる。

本発明に係るディスクブレーキ装置は、ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、シムは３枚であり、セルフセンシングアクチュエーション部材を挟むシム間を２つ構成し、２つのシム間では、セルフセンシングアクチュエーション部材を同周期の波状とし、一方のシム間の波の位相と他方のシム間の波の位相とを調整することを特徴とする。

このディスクブレーキ装置では、３枚のシムによって２つのシム間が構成され、２つのシム間のセルフセンシングアクチュエーション部材を同周期の波状とし、その各波の位相を調整する。振動発生時に、２つのシム間のセルフセンシングアクチュエーション部材が変形し、セルフセンシングアクチュエーション部材に挟まれるシムが可動子として働く。そして、この可動子が一方側と他方側とが互いに振動を打ち消しあうように位相をコントロールすることによって、振動を抑制することができる。位相のずれ量をどの程度にすると振動抑制効果が高まるかはディスクブレーキ装置における振動伝達系（ブレーキ荷重伝達系）の特性によって変わるので、その特性に応じて位相を調整する。

本発明は、セルフセンシングアクチュエーション部材を押圧部材とブレーキパッド間に配置させるという簡単な構成によって、振動を抑制でき、鳴きや異音の発生を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るディスクブレーキ装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係るディスクブレーキ装置を、浮動キャリパ型のディスクブレーキ装置に適用する。本実施の形態に係るディスクブレーキ装置は、セルフセンシングアクチュエーション部材として圧電フィルムを用い、左右のパッド部に圧電フィルムがそれぞれ設けられるとともに、ピストンの対向側のキャリパの爪部に圧電フィルムが設けられる。本実施の形態には、シム部の圧電フィルムの構成の違いにより７つの形態があり、第１の実施の形態がシムの圧電フィルムとの接触面が平面状の形態であり、第２の実施の形態がシムの圧電フィルムとの接触面が波状の形態であり、第３の実施の形態が圧電フィルムをオフセット配置する形態であり、第４の実施の形態がシムの接触面と圧電フィルムの各波の曲率を調整する形態であり、第５の実施の形態が第３の実施の形態と第４の実施の形態の構成を有する形態であり、第６の実施の形態が波状の圧電フィルムにオリフィス孔が形成され、シム間の空間にグリースを封入する形態であり、第７の実施の形態が２枚の同周期の圧電フィルムの位相を調整する形態である。

まず、図１及び図２を参照し、本実施の形態に係るディスクブレーキ装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るディスクブレーキ装置のキャリパの正断面図である。図２は、本実施の形態に係るキャリパに設けられる圧電フィルムの正面図である。

ディスクブレーキ装置１は、車輪に共に回転するディスクロータ２が配設され、キャリパ３にディスクロータ２を跨いで一対のパッド４，５が配設される。キャリパ３には、シリンダ３ａが形成され、シリンダ３ａにピストン６がディスクロータ２の接線方向に沿って摺動自在に設けられている。パッド４には、裏金４ａを介して圧電フィルム付シム部７が取り付けられている。パッド５には、裏金５ａを介して圧電フィルム付シム部８が取り付けられている。

ディスクブレーキ装置１では、ドライバがブレーキペダル（図示せず）を操作すると、ピストン６が圧電フィルム付シム部７を介してインナ側のパッド４を押圧し、パッド４でディスクロータ２（一方の押圧手段）を押圧する。さらに、ディスクブレーキ装置１では、キャリパ３がディスクロータ２からの反力を受けてインナ側に移動し、キャリパ３におけるピストン６の対向側（他方の押圧手段）が圧電フィルム付シム部８を介してアウタ側のパッド５を押圧する。これによって、ディスクブレーキ装置１では、一対のパッド４，５をディスクロータ２に押し付け、制動力を発生させる。

各圧電フィルム付シム部７，８は、同様の構成を有しており、２枚又は３枚のシムと１枚又は２枚の圧電フィルムを備えており、各圧電フィルムがシム間に挟まれた状態で配置される。第１〜第７の実施の形態では、このシム、圧電フィルムの枚数及びシムの圧電フィルムとの接触面の形状や圧電フィルムの形状などが異なっている。また、キャリパ３には、ピストン６の対向側の爪部３ｂの内側に圧電フィルム９が接着されている。

各圧電フィルムは、ピエゾ素子などの圧電素子からなるフィルムである。圧電素子は、変形すると電圧を発生する圧電効果と電圧を印加すると変形する逆圧電効果を持っている。圧電フィルムは、圧電効果を利用してセンサとして機能し、逆圧電効果を利用してアクチュエータとして機能する。したがって、各圧電フィルムは、ピストン６の作動によるパッド４，５の押圧あるいはディスクロータ２などの振動が入力すると、その押圧や振動を検知し、その検知に応じて変形（収縮、引張など）する。

この圧電フィルムの変形によって、圧電フィルム付シム部７，８に設けられる圧電フィルムは、シリンダ３ａ、ピストン６、パッド４，５、シム部７，８などからなるブレーキ荷重伝達系の機械的特性（シム部の剛性など）を変化させ、ひいては、振動伝達系の振動特性（固有振動数（ばね特性）、減衰特性など）を変化させる。

また、圧電フィルム９は、ピストン６の作動による圧電フィルム付シム部８を介したパッド５の押圧に対して、ディスクロータ２の半径方向に収縮する。この圧電フィルム９の収縮によって、パッド４，５の半径方向の面圧が安定化する。その結果、パッド４，５の半径方向の偏磨耗を抑制でき、圧縮歪が低減し、ピストン６の作動ストロークも低減できる。

このディスクブレーキ装置１によれば、シム間に挟みこんで圧電フィルムを配置させる簡単な構成により、振動伝達系の振動特性を変化させることができる。それによって、振動を低減でき、鳴きや異音を抑制することができる。また、ブレーキ入力に対してもブレーキ荷重伝達系の機械的特性を変化させることができるので、ブレーキ入力に対する制動力も高めることができる。

さらに、ディスクブレーキ装置１は、圧電フィルムに対して電気回路や電源を設ける必要がないので、小型化でき、車両搭載性に優れ、コストも低減できる。また、電気回路における温度による抵抗バラツキの影響によって、センサやアクチュエータとして精度が低下することもない。

図１〜図３を参照して、第１の実施の形態に係るディスクブレーキ装置１１について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。なお、図３には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部１７を示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部１８も同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置１１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部１７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部１８が設けられる。圧電フィルム付シム部１７は、２枚のシム１７ａ，１７ｂと１枚の圧電フィルム１７ｃを備えている。シム１７ａ，１７ｂは、圧電フィルム１７ｃとの接触面が平面状であり、同程度の厚さを有している。圧電フィルム１７ｃは、薄いフィルム状であり、外形状がシム１７ａ，１７ｂと同じ形状である。圧電フィルム１７ｃは、２枚のシム１７ａ，１７ｂに挟まれた状態で配置され、シム１７ａ，１７ｂに全面接着される。したがって、圧電フィルム１７ｃは、シム１７ａ，１７ｂの接触面に沿った平面状となる。

圧電フィルム１７ｃは、主にディスクロータ２の接線方向の振動（例えば、ピストン６の作動によるパッド４，５からの押圧）を検知し、その検知に応じてディスクロータ２の半径方向あるいは接線方向に変形（収縮、引張など）する。この変形によって、圧電フィルム付シム部１７，１８の剛性が変化し、ブレーキ荷重伝達系の機械的特性が変化する。その結果、振動伝達系の固有振動数が変化する。このときに、ディスクロータ２などの振動が発生していれば、振動伝達系の固有振動数の変化によって、その振動を抑制することができる。

なお、圧電フィルム１７ｃが接線方向あるいは半径方向のいずれの方向に変形するかは圧電フィルム１７ｃの特性によって決まり、この収縮方向によって圧電フィルム付シム部１７，１８の剛性も変わる。そこで、ディスクブレーキ装置１１の振動伝達系の特性（固有振動数など）に対して、制振効果が高い特性を持った圧電フィルム（圧電素子）を選択するようにする。

特に、ディスクブレーキ装置１１によれば、圧電フィルム付シム部１７，１８により、ディスクロータ２の接線方向の振動を抑制することができる。また、ディスクブレーキ装置１１によれば、ブレーキパッド４，５の面圧が安定化し、ブレーキパッド４，５の偏磨耗を抑制することができる。この面圧安定化によって圧縮歪が低減し、ピストン６の作動ストロークを低減できる。さらに、ディスクブレーキ装置１によれば、圧電フィルム１７ｃが２枚のシム１７ａ，１７ｂに挟まれるので、圧電フィルム１７ｃの耐久性が向上する。

図１、図２及び図４を参照して、第２の実施の形態に係るディスクブレーキ装置２１について説明する。図４は、第２の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。なお、図４には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部２７を示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部２８も同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置２１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部２７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部２８が設けられる。圧電フィルム付シム部２７は、２枚のシム２７ａ，２７ｂと１枚の圧電フィルム２７ｃを備えている。シム２７ａ，２７ｂは、圧電フィルム２７ｃとの接触面が同じ周期と同じ曲率を持つ波状であり、同程度の厚さを有している。圧電フィルム２７ｃは、薄いフィルム状であり、外形状がシム２７ａ，２７ｂと同じ形状である。圧電フィルム２７ｃは、２枚のシム２７ａ，２７ｂに挟まれた状態で配置され、シム２７ａ，２７ｂに全面接着される。したがって、圧電フィルム２７ｃは、シム２７ａ，２７ｂの接触面に沿った波状となる。

圧電フィルム２７ｃは、波状なので、ディスクロータ２の接線方向の振動や半径方向の振動などの様々な方向からの振動を検知でき、その検知に応じてディスクロータ２の半径方向あるいは接線方向に変形（収縮、引張など）する。この変形によって、第１の実施の形態と同様に、圧電フィルム付シム部２７，２８の剛性が変化し、ブレーキ荷重伝達系の機械的特性が変化し、振動動伝達系の固有振動数が変化する。なお、第１の実施の形態と同様に、ディスクブレーキ装置２１の振動伝達系の特性に対して制振効果が高い特性を持った圧電フィルム（圧電素子）を選択するようにする。

特に、ディスクブレーキ装置２１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を有する上に、圧電フィルム２７ｃを波状としているので、様々な方向の振動を検知でき、センシング性能が向上する。

図１、図２及び図５を参照して、第３の実施の形態に係るディスクブレーキ装置３１について説明する。図５は、第３の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図であり、（ａ）がシム部の変形前であり、（ｂ）がシム部の変形後である。なお、図５には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部３７を示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部３８も同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置３１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部３７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部３８が設けられる。圧電フィルム付シム部３７は、２枚のシム３７ａ，３７ｂと１枚の圧電フィルム３７ｃを備えている。シム３７ａ，３７ｂは、圧電フィルム３７ｃとの接触面が平面状である。パッド４側のシム３７ａの厚さは薄く、ピストン６側のシム３７ｂの厚さは厚い。圧電フィルム３７ｃは、薄いフィルム状であり、外形状がシム３７ａ，３７ｂと同じ形状である。圧電フィルム３７ｃは、２枚のシム３７ａ，３７ｂに挟まれた状態で配置され、シム３７ａ，３７ｂに全面接着される。したがって、圧電フィルム３７ｃは、シム３７ａ，３７ｂの接触面に沿った平面状となる。また、圧電フィルム３７ｃは、パッド４側にオフセットされた位置に配置される。圧電フィルム付シム部３８の圧電フィルム３７ｃは、パッド５側にオフセットされた位置に配置される。

圧電フィルム３７ｃは、パッド４，５側にオフセットされているので、ピストン６の作動によってパッド４，５からの押圧を受けると、その変形方向が一定方向に制御される。そのため、圧電フィルム付シム部３７は、屈曲方向がピストン６側に凸状になる（図５（ｂ）参照）。一方、圧電フィルム付シム部３８は、屈曲方向がピストン６に対向するキャリパ３側に凸状になる。なお、第１の実施の形態と同様に、ディスクブレーキ装置３１の振動伝達系の特性に対して、制振効果が高い特性を持った圧電フィルム（圧電素子）を選択するようにする。

特に、ディスクブレーキ装置３１によれば、第１の実施の形態と同様の効果を有する上に、圧電フィルム３７ｃをパッド４，５側にオフセットさせることにより、圧電フィルム付シム部３７，３８が凸状となるので、ピストン６の作動ストロークを低減できる。そのため、ブレーキペダルストロークに対するブレーキ油圧を高めることができ、常用域においてブレーキ効きを高めることができる。

図１、図２及び図６、図７を参照して、第４の実施の形態に係るディスクブレーキ装置４１（４１Ａ，４１Ｂ）について説明する。図６は、第４の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（圧電フィルム長が長いパターン）の正面図であり、（ａ）がシムの相対変位前であり、（ｂ）がシムの相対変位後である。図７は、第４の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（圧電フィルム長が短いパターン）の正面図であり、（ａ）がシムの相対変位前であり、（ｂ）がシムの相対変位後である。なお、図６，７には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部４７Ａ，４７Ｂを示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部４８Ａ，４８Ｂも同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置４１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部４７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部４８が設けられる。圧電フィルム付シム部４７は、２枚のシム４７ａ，４７ｂと１枚の圧電フィルム４７ｃを備えている。シム４７ａ，４７ｂは、圧電フィルム４７ｃとの接触面が同じ周期と同じ曲率を持つ波状であり、同程度の厚さを有している。圧電フィルム４７ｃは、薄いフィルム状であり、外形状がシム４７ａ，４７ｂと同じ形状である。さらに、圧電フィルム４７ｃは、シム４７ａ，４７ｂと同じ周期であり、シム４７ａ，４７ｂの曲率以上の曲率を持つ波状である。圧電フィルム４７ｃは、２枚のシム４７ａ，４７ｂに挟まれた状態で配置され、一端部がシム４７ａ，４７ｂのうちの一方の端部に接着され、他端部がシム４７ａ，４７ｂのうちの他方の端部に接着される。したがって、圧電フィルム４７ｃはその波の凸部分がシム４７ａ，４７ｂと接触した状態となり、圧電フィルム４７ｃによってシム４７ａ，４７ｂ間に空間が形成される。この空間によって、２枚のシム４７ａ，４７ｂの相対変位が可能となる。

圧電フィルム４７ｃは、その曲率が大きいほど、振幅が大きくなり、ディスクロータ２の半径方向の長さが長くなる。図６（ａ）には、圧電フィルム４７ｃの曲率をシム４７ａ，４７ｂの曲率よりかなり大きくした場合を示しており、圧電フィルム４７ｃの振幅が大きい。そのため、圧電フィルム付シム部４７Ａ，４８Ａのシム４７ａ，４７ｂ間には、大きな空間が形成される。図７（ａ）には、圧電フィルム４７ｃの曲率をシム４７ａ，４７ｂの曲率と同じかあるいは少し大きくした場合を示しており、圧電フィルム４７ｃの振幅がシム４７ａ，４７ｂと同程度である。そのため、圧電フィルム付シム部４７Ｂ，４８Ｂのシム４７ａ，４７ｂ間には、殆ど空間が形成されない。

圧電フィルム４７ｃは、振動を受けるとその振動を検知し、その検知に応じてディスクロータ２の半径方向に収縮する。この収縮によって、第１の実施の形態と同様に、圧電フィルム付シム部４７，４８の剛性が変化し、ブレーキ荷重伝達系の機械的特性が変化し、振動動伝達系の固有振動数が変化する。

図６に示すように、圧電フィルム４７ｃの曲率が大きい場合、振動発生時に圧電フィルム４７が収縮すると、圧電フィルム４７ｃのディスクロータ２の半径方向の長さが短くなり、シム４７ａ，４７ｂと同程度の曲率となり、シム４７ａ，４７ｂの空間が狭くなる（極端な場合には圧電フィルム４７ｃがシム４７ａ，４７ｂと密着する）。その結果、密着度合いが増加し、圧電フィルム付シム部４７Ａ，４８Ａの剛性が大きくなる。

一方、図７に示すように、圧電フィルム４７ｃの曲率が小さい場合、振動発生時に圧電フィルム４７が収縮すると、圧電フィルム４７ｃのディスクロータ２の半径方向の長さが短くなり、シム４７ａ，４７ｂより曲率が小さくなり、シム４７ａ，４７ｂの空間が広くなる。その結果、密着度合いが低下し、圧電フィルム付シム部４７Ｂ，４８Ｂの剛性が小さくなる。

なお、圧電フィルム４７ｃの曲率をどの程度にするかは、振動発生時に圧電フィルム付シム部４７，４８の剛性をどの程度にするかによって決まる。また、振動発生時に圧電フィルム付シム部４７，４８の剛性をどの程度にすると制振効果が高いかは、ディスクブレーキ装置４１の振動伝達系の特性（固有振動数など）によって決まる。したがって、ディスクブレーキ装置４１の振動伝達系の特性に対して、制振効果が高くなるように圧電フィルム４７ｃの曲率を設定する。

特に、ディスクブレーキ装置４１によれば、シム４７ａ，４７ｂと圧電フィルム４７ｃの曲率を調整することによって空間を形成することにより、２枚のシム４７ａ，４７ｂの相対変位が可能となり、振動発生時にシム４７ａ，４７ｃの相対移動によって圧電フィルム４７ｃの荷重負荷効果を高めることができ、振動の抑制効果が向上する。また、ディスクブレーキ装置４１によれば、圧電フィルム４７ｃの曲率を調整することにより、振動発生時に圧電フィルム付シム部４７，４８の剛性を制御することができ、振動伝達系の特性に応じて制振効果を高めることができる。

図１、図２及び図８、図９を参照して、第５の実施の形態に係るディスクブレーキ装置５１について説明する。図８は、第５の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図であり、（ａ）がシム部の変形前であり、（ｂ）がシム部の変形後である。図９は、第５の実施の形態に係る２枚の圧電フィルムの結線図である。なお、図８には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部５７を示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部５８も同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置５１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部５７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部５８が設けられる。圧電フィルム付シム部５７は、３枚のシム５７ａ，５７ｂ，５７ｃと２枚の圧電フィルム５７ｄ，５７ｅを備えている。シム５７ｂ，５７ｃは、第４の実施の形態に係るシム４７ａ，４７ｂと同様の構成のシムである。シム５７ａ，５７ｂは、圧電フィルム５７ｄとの接触面が平面状である。したがって、シム５７ｂは、一方の接触面が波状であり、他方の接触面が平面状である。パッド４側のシム５７ａの厚さは、ピストン６側の５７ｂ，５７ｃを合わせた厚さより十分に薄い。また、圧電フィルム５７ｄは、第３の実施の形態に係る圧電フィルム３７ｃと同様の構成の圧電フィルムである。圧電フィルム５７ｅは、第４の実施の形態に係る圧電フィルム４７ｃと同様の構成の圧電フィルムである。

圧電フィルム５７ｄは、２枚のシム５７ａ，５７ｂに挟まれた状態で配置され、シム５７ａ，５７ｂに全面接着される。圧電フィルム５７ｅは、２枚のシム５７ｂ，５７ｃに挟まれた状態で配置され、一端部がシム５７ｂ，５７ｃのうちの一方の端部に接着され、他端部がシム５７ｂ，５７ｃのうちの他方の端部に接着される。したがって、第４の実施の形態と同様に、圧電フィルム５７ｅによってシム５７ｂ，５７ｃ間に空間が形成される。また、圧電フィルム５７ｄは、第３の実施の形態と同様に、パッド４側にオフセットされた位置に配置される。圧電フィルム付シム部５８の圧電フィルムは、パッド５側にオフセットされた位置に配置される。このように、圧電フィルム付シム部５７，５８は、第３の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部３７，３８と第４の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部４７，４８の構成を合わせ持った構成を有する。

圧電フィルム５７ｄと圧電フィルム５７ｅとは、２本の電線５７ｆ，５７ｇによって、異なる極性間で結線される。したがって、振動発生時に、一方の圧電フィルムが変形した場合、その変形に応じて発生した電位が、その電線５７ｆ、５７ｇによって他方の圧電フィルムに逆電位として印加される。この逆電位によって他方の圧電フィルムが逆方向に変形する。つまり、他方側が、一方側の振動とは逆相で加振する。その結果、一方側と他方側とで打ち消しあい、振動を吸収することができる。

なお、圧電フィルム５７ｄと圧電フィルム５７ｅとは、振動発生時に互いに打ち消しあうように、異なる特性の圧電フィルム（圧電素子）を用いるとよい。

特に、ディスクブレーキ装置５１によれば、第３の実施の形態と第４の実施の形態の効果を有する。さらに、ディスクブレーキ装置５１によれば、振動発生時に一方側で発生した電位が他方側に逆電位で印加されることによって他方側が逆相で加振することにより、発生した振動を打ち消すような加振ができ、振動を抑制することができる。

ディスクブレーキ装置５１では、電気回路無しに、一方の圧電フィルムがセンサとして機能し、他方の圧電フィルムがアクチュエータとして機能する。この際、主に、様々な方向からの振動を受けることができる波状の圧電フィルム５７ｅがセンサとして機能し、オフセット配置した圧電フィルム５７ｄがアクチュエータとして機能すると、制振効果が高くなる。なお、センサ機能とアクチュエータ機能とが逆に働く場合もある。

図１、図２及び図１０、図１１を参照して、第６の実施の形態に係るディスクブレーキ装置６１について説明する。図１０は、第６の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。図１１は、第６の実施の形態に係る圧電フィルムの斜視図である。なお、図１０には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部６７を示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部６８も同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置６１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部６７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部６８が設けられる。圧電フィルム付シム部６７は、２枚のシム６７ａ，６７ｂと１枚の圧電フィルム６７ｃを備えている。シム６７ａは、圧電フィルム６７ｃとの接触面が平面状である。シム６７ｂは、圧電フィルム６７ｃとの接触面が波状である。シム６７ａとシム６７ｂとは、同程度の厚さを有する。圧電フィルム６７ｃは、薄いフィルム状であり、外形状がシム６７ａ，６７ｂと同じ形状である。さらに、圧電フィルム６７ｃは、シム６７ｂの波と同じ周期であり、シム６７ｂの波の曲率以下の曲率を持つ波状である。また、圧電フィルム６７ｃには、多数のオリフィス孔６７ｄ，・・・が形成される（図１１参照）。

圧電フィルム６７ｃは、２枚のシム６７ａ，６７ｂに挟まれた状態で配置され、一端部がシム６７ａ，６７ｂのうちの一方の端部に接着され、他端部がシム６７ａ，６７ｂのうちの一方又は他方の端部に接着される。したがって、シム６７ａ，６７ｂ間には空間が形成され、圧電フィルム６７ｃがディスクロータ２の接線方向に変動することが可能である。さらに、シム６７ａ，６７ｂ間には、粘性体であるグリースが封入される。このグリースは、圧電フィルム６７ｃのオリフィス孔６７ｄ，・・・を通って、シム６７ａ側とシム６７ｂ側に移動自在である。

振動発生時に、圧電フィルム６７ｃは、その振動を検知し、その検知に応じてディスクロータ２の接線方向に変動する。その際、グリースがオリフィス孔６７ｄ，・・・を通って移動する。これによって、圧電フィルム付シム部６７，６８に減衰力が発生し、振動動伝達系に減衰効果を作用させる。

特に、ディスクブレーキ装置６１によれば、振動発生時に圧電フィルム付シム部６７，６８の減衰力により、振動エネルギを減衰でき、振動抑制効果を高めることができる。

図１、図２及び図１２、図１３を参照して、第７の実施の形態に係るディスクブレーキ装置７１（７１Ａ，７１Ｂ）について説明する。図１２は、第７の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（2枚の圧電フィルムの位相が逆相パターン）の正面図である。図１３は、第７の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（2枚の圧電フィルムの位相が同相パターン）の正面図である。なお、図１２，１３には、ピストン６側の圧電フィルム付シム部７７Ａ，７７Ｂを示すが、ピストン６の対向側の圧電フィルム付シム部７８Ａ，７８Ｂも同様の構成を有する。

ディスクブレーキ装置７１は、ピストン６側に圧電フィルム付シム部７７が設けられ、ピストン６の対向側に圧電フィルム付シム部７８が設けられる。圧電フィルム付シム部７７は、３枚のシム７７ａ，７７ｂ，７７ｃと２枚の圧電フィルム７７ｄ，７７ｅを備えている。シム７７ａ，７７ｂは、圧電フィルム７７ｄとの接触面が同じ周期と同じ曲率を持つ波状である。シム７７ｂ，７７ｃは、圧電フィルム７７ｅとの接触面が同じ周期と同じ曲率を持つ波状である。シム７７ａ，７７ｂ間の波の位相とシム７７ｂ，７７ｃ間の波の位相とは、同位相から逆位相の間で設定される。圧電フィルム７７ｄ，７７ｅは、薄いフィルム状であり、外形状がシム７７ａ，７７ｂ，７７ｃと同じ形状である。圧電フィルム７７ｄと圧電フィルム７７ｅとは、第５の実施の形態と同様に、２本の電線７７ｆ，７７ｇによって、異なる極性間で結線される。

圧電フィルム７７ｄは、２枚のシム７７ａ，７７ｂに挟まれた状態で配置され、シム７７ａ，７７ｂに全面接着される。圧電フィルム７７ｅは、２枚のシム７７ｂ，７７ｃに挟まれた状態で配置され、シム７７ｂ，７７ｃに全面接着される。したがって、２枚の波状の圧電フィルム７７ｄ，７７ｅ間に、シム７７ｂが可動子として構成される。この可動子が、振動発生時に、位相のコントローラとして機能する。この可動子による位相のコントロールは、シム７７ａ，７７ｂ間の波の位相とシム７７ｂ，７７ｃ間の波の位相との位相差によって規定される。

図１２には、シム７７ａ，７７ｂ間の波の位相とシム７７ｂ，７７ｃ間の波の位相とを逆相にしたパターンを示している。一方、図１３には、シム７７ａ，７７ｂ間の波の位相とシム７７ｂ，７７ｃ間の波の位相とを同相にしたパターンを示している。

振動発生時には、２つの圧電フィルム７７ｄ，７７ｅが変動し、圧電フィルム７７ｄ，７７ｅに挟まれるシム７７ｂが可動する。そして、このシム７７ｂの可動によって、一方側の振動に対して他方側が逆振動となるように、位相をコントロールする。

なお、２つの波の位相差をどの程度にするかは、ディスクブレーキ装置７１の振動伝達系の特性（固有振動数など）によって決まり、制振効果が最も高くなるように位相差を設定する。圧電フィルム７７ｄ，７７ｅは、同じ特性の圧電フィルム（圧電素子）を用いる。

特に、ディスクブレーキ装置７１によれば、振動発生時に可動子による位相コントロールにより、一方側と他方側の振動を打ち消すように振動を抑制することができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では浮動キャリパ型のディスクブレーキ装置に適用したが、対向ピストン型などの他の形態のディスクブレーキ装置にも適用可能である。

また、本実施の形態では圧電フィルムに電気回路を設けない構成としたが、圧電フィルムに電気回路を設け、圧電フィルムの電位変化を取り出すことにより、センシング量を取り出すことができる。センサで使用する場合も、各実施の形態における特徴に応じて、優れたセンシング性能が得られる。

また、第３の実施の形態ではシムの圧電フィルムとの接触面を平面状としたが、第２の実施の形態のように波状としてもよい。

また、第４の実施の形態では２枚のシム間を空間としたが、減衰効果を高めるために、第６の実施の形態のようにシム間にグリースを封入し、圧電フィルムにオリフィスを形成してもよい。

また、第５の実施の形態では圧電フィルムを波状とする構成を第４の実施の形態と同様の構成としたが、第２の実施の形態のように全面接着で波状とする構成としてもよい。

また、第５、第７の実施の形態では２枚の圧電フィルムを結線する構成としたが、１枚の圧電フィルムを折り返して２つのシム間に配置するようにしてもよい。

また、第６の実施の形態では圧電フィルムをオフセットしない構成としたが、第３の実施の形態のように圧電フィルムをパッド側にオフセットする構成としてもよい。

また、第７の実施の形態では圧電フィルムをシムに全面接着する構成としたが、第４の実施の形態のように圧電フィルムの端部だけを接着する構成としてもよく、また、第４の実施の形態のように圧電フィルムとシムとの曲率とを異なる曲率に調整してもよい。

また、圧電フィルムをシムの間に挟んで配置し、ＣＰＵなどの演算手段と電気的に接続することにより、振動状態を検出するためのセンシング部材として用いてもよい。

本実施の形態に係るディスクブレーキ装置のキャリパの正断面図である。 本実施の形態に係るキャリパに設けられる圧電フィルムの正面図である。 第１の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。 第２の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。 第３の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図であり、（ａ）がシム部の変形前であり、（ｂ）がシム部の変形後である。 第４の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（圧電フィルム長が長いパターン）の正面図であり、（ａ）がシムの相対変位前であり、（ｂ）がシムの相対変位後である。 第４の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（圧電フィルム長が短いパターン）の正面図であり、（ａ）がシムの相対変位前であり、（ｂ）がシムの相対変位後である。 第５の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図であり、（ａ）がシム部の変形前であり、（ｂ）がシム部の変形後である。 第５の実施の形態に係る２枚の圧電フィルムの結線図である。 第６の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部の正面図である。 第６の実施の形態に係る圧電フィルムの斜視図である。 第７の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（2枚の圧電フィルムの位相が逆相パターン）の正面図である。 第７の実施の形態に係る圧電フィルム付シム部（2枚の圧電フィルムの位相が同相パターン）の正面図である。

符号の説明

１，１１，２１，３１，４１，４１Ａ，４１Ｂ，５１，６１，７１，７１Ａ，７１Ｂ…ディスクブレーキ装置、２…ディスクロータ、３…キャリパ、３ａ…シリンダ、３ｂ…爪部、４，５…パッド、４ａ，５ａ…裏金、６…ピストン、７，８，１７，１８，２７，２８，３７，３８，４７，４７Ａ，４７Ｂ，４８，４８Ａ，４８Ｂ，５７，５８，６７，６８，７７，７７Ａ，７７Ｂ，７８，７８Ａ，７８Ｂ…圧電フィルム付シム部、１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂ，３７ａ，３７ｂ，４７ａ，４７ｂ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，６７ａ，６７ｂ，７７ａ，７７ｂ，７７ｃ…シム、１７ｃ，２７ｃ，３７ｃ，４７ｃ，５７ｄ，５７ｅ，６７ｃ，７７ｄ，７７ｅ…圧電フィルム、５７ｆ，５７ｇ，７７ｆ，７７ｇ…電線、６７ｄ…オリフィス孔、９…圧電フィルム

Claims (5)

1. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、
   ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、
   前記シム間に挟まれる前記セルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセット配置させることを特徴とするディスクブレーキ装置。
2. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、
   ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、
   前記シムの前記セルフセンシングアクチュエーション部材との接触面を波状とし、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とし、
   前記シムの波の曲率と前記セルフセンシングアクチュエーション部材の波の曲率とを調整することを特徴とするディスクブレーキ装置。
3. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、
   ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、
   前記シムは３枚であり、前記セルフセンシングアクチュエーション部材を挟むシム間を２つ構成し、
   前記一方のシム間では、前記セルフセンシングアクチュエーション部材を波状とし、
   前記他方のシム間では、前記セルフセンシングアクチュエーション部材をブレーキパッド側にオフセット配置させることを特徴とするディスクブレーキ装置。
4. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、
   ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、
   前記シム間に、空間を形成し、当該空間に粘性体を封入し、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材にオリフィス孔を設けることを特徴とするディスクブレーキ装置。
5. ディスクロータにブレーキパッドを押圧させることによって制動力を発生させるディスクブレーキ装置において、
   ブレーキパッドの押圧手段とブレーキパッドとの間に配置されるセルフセンシングアクチュエーション部材を備え、
   前記セルフセンシングアクチュエーション部材をシムの間に挟んで配置させ、
   前記シムは３枚であり、前記セルフセンシングアクチュエーション部材を挟むシム間を２つ構成し、
   前記２つのシム間では、前記セルフセンシングアクチュエーション部材を同周期の波状とし、
   前記一方のシム間の波の位相と前記他方のシム間の波の位相とを調整することを特徴とするディスクブレーキ装置。

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