JP6232851B2 - 動力変換装置、及び、その動力変換装置を備えた車両の電動制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力変換装置、及び、その動力変換装置を備えた車両の電動制動装置に関する。

特許文献１には、「高荷重が負荷される条件下で使用されても長寿命なボールねじを提供する」ことを目的として、「ボール転動路内には、固体潤滑剤の微粒子を含有するグリスが配され、両ねじ溝の溝面とボールの表面とが前記グリスにより潤滑される」ことが記載されている。より具体的には、以下の内容が記載されている。ボールねじのねじ溝の溝面の表面粗さは、通常、算術平均粗さＲａで０．１〜０．３μｍ程度であり、最大断面高さＲｍａｘで０．５〜５μｍ程度である。従って、粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下の固体潤滑剤の微粒子は、上記のような溝面に形成された凹凸の凹部に入り込み且つ微粒子の一部が凹部から突出する。このため、溝面とボールとの金属接触が生じ難くなり、溝面とボールとの間の滑りが抑制される。一方、微粒子が大きすぎると（粒径が１０μｍ超過であると）、微粒子が凹部に入れなくなるため上記の効果が得られ難い。また、微粒子が小さすぎると（粒径が０．５μｍ未満であると）、凹部の中に微粒子の全体が完全に入り、突出する部分がほとんどなくなるので、上記の滑りを抑制する効果が得られ難い。

特許文献２には、「安価でかつメンテナンスフリーで、摺動性に優れたすべりねじ装置を提供する」ことを目的として、「ナットの少なくともめねじ部に固体潤滑剤を含む芳香族ポリイミド樹脂の粉体塗装膜が形成される」ことが記載されている。さらに、粉体塗装膜の形成方法として、「ポリイミド樹脂粉の粉体槽内に加熱したナットを浸漬することによってめねじ部の表面に、固体潤滑剤を含むポリイミド樹脂が軟化流動することによって塗膜が形成され、そのポリイミド樹脂の塗膜を２００〜２４０℃で焼成することによって同塗膜を強固に、すべりナットに付着させる」ことが記載されている。

特許文献３には、「高寿命で作動性の高い、低コストのボールねじアクチュエータを提供する」ことを目的として、「ボールねじナットに、リン酸塩被膜処理を施す」ことが記載されている。

上記のボールねじは、一般的には、加工機等の製造装置に利用される。この場合、通常作動におけるボールねじの送り量（ねじの移動変位）は、比較的大きい。さらに、製造装置のボールねじは、定期的な整備（例えば、グリスアップ）によって、性能等が維持され得る。

ところで、車両用の電気・機械式の制動装置（所謂、「電動ブレーキ」と称呼される）では、電気モータの回転動力が、上記の動力変換装置（回転・直動変換装置とも称呼される）によって、直線動力に変換されて、最終的に車輪の制動トルクが調整される。例えば、電動ブレーキには、車輪のキャリパに設けられる電動キャリパ（ＥＭＢ、Electro-Mechanical Brake）、又は、ブレーキマスタシリンダに設けられる電動ブースタが存在する。

電動ブレーキの場合、動力変換装置（送りねじ）の変位は、上述した製造装置の変位と比べて、極めて小さい。ボールねじでは、ボールの転がりによって、高い効率で動力伝達が行われる。しかしながら、ねじの変位が小さい場合には、ボールの略同一部分に対して荷重の集中が継続される。このため、ねじの変位が小さい場合であっても、動力の変換効率を良好な範囲に維持することが望まれている。

特開２００７−１２７２４０号公報 特開２００４−２０４９８９号公報 特開２００７−３３３０９６号公報

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、通常の作動におけるねじの変位（送り量）が小さい場合であっても動力の高い変換効率が維持され得る動力変換装置、及び、その動力変換装置を備えた車両の電動制動装置を提供することである。

本発明に係る動力変換装置は、おねじ（ＯＮＪ）、及び、めねじ（ＭＮＪ）によって構成される台形ねじを用いて動力変換（回転動力と直線動力との変換）が行われる。

本発明に係る動力変換装置の特徴は、前記おねじ（ＯＮＪ）のフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）のフランク（Ｆｍｎ）を潤滑するグリス（ＧＲＳ）を備え、前記グリス（ＧＲＳ）は、固体潤滑剤（ＫＪＺ）の複数の粒子を含有し、前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の複数の粒子が、前記おねじ（ＯＮＪ）のフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）のフランク（Ｆｍｎ）の表面の凹部に埋没されることなく、前記おねじ（ＯＮＪ）のフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）のフランク（Ｆｍｎ）の間で転動されるよう、前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の全粒子に対する、前記おねじ（ＯＮＪ）のフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）のフランク（Ｆｍｎ）の表面粗さの最大高さ（Ｒｚ）の３倍以上の直径（Ｄｋ）を有する前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の複数の粒子の重量割合が、３０％以上であることにある。

特許文献１に記載されるように、ねじのフランクの表面凹凸よりも、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子径（直径）が相対的に小さい場合（例えば、凹凸の最大高さＲｚに対する粒子径の比率が１未満の場合）には、その凹凸の谷部に固体潤滑剤ＫＪＺの粒子が入り込み、その状態が保持される蓋然性が高い。一方、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子径が、ねじのフランク表面の凹凸高さ（最大高さＲｚ）よりも３倍以上大きい場合（最大高さＲｚに対する粒子径の比率が３以上である場合）には、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子はねじのフランクＦｏｎ、Ｆｍｎの凹凸谷部に入り込むことがなく、フランク隙間で自由に転動し得る（転がり効果）。

本発明に係る動力変換装置では、グリスＧＲＳに含まれる固体潤滑剤ＫＪＺの複数粒子のうち少なくとも３０％（重量パーセント）の粒子径Ｄｋが、台形ねじのフランク表面粗さにおける最大高さＲｚの３倍以上（即ち、粒径比が３以上）の大きさを有する。粒径比３以上の固体潤滑剤ＫＪＺの含有量が低い場合には、上述した「転がり効果」が十分に得られない。一方、固体潤滑剤ＫＪＺの全含有量において、３０％（重量パーセント）以上の粒子が、粒径比３以上である（即ち、フランク表面の凸部に粒子が固定されることなく、粒子が転動可能な状態にある）と、フランク表面同士の直接的な接触が回避されるのみならず、上述した「転がり効果」が十分に発揮されることによって、動力の高い変換効率が維持され得る（詳細は後述する）。

加えて、一般に、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子径Ｄｋは、動力変換装置（送りねじ）の通常の作動変位に対して極めて小さい。例えば、送りねじの通常の作動変位が１ｍｍであっても、固体潤滑剤ＫＪＺの粒径Ｄｋが１０μｍであれば、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子径Ｄｋに対する作動変位が１００倍となる。このことは、「ボールねじのボール直径が３ｍｍであり、且つ、作動変位が３００ｍｍである場合」に相当する。即ち、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子には、局所的な負荷が継続されない。この結果、粒径比３以上の固体潤滑剤ＫＪＺによって、それらの転がりによる潤滑効果が得られるとともに、作動変位が小さい場合であっても、円滑な潤滑状態（即ち、低い摩擦係数）が維持され得る。

一般に、グリスＧＲＳは、原料基油に増ちょう剤を分散させて半固体、又は、固体化したものである。本発明では、グリスＧＲＳには、添加剤として固体潤滑剤ＫＪＺの粒子（微細な球形の多数の粒子）が含有される。固体潤滑剤ＫＪＺの粒子としては、例えば、二硫化モリブデン、グラファイト、メラミンシアヌレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、窒化ほう素、フッ化黒鉛の粒子、並びに、各種金属の粉末等が採用される。ここで、「表面粗さにおける最大高さＲｚ」とは、基準長さＬにおける輪郭曲線の最低谷底から最大山頂までの距離である。Ｒｚは、工業規格（ＪＩＳ
Ｂ０６０１：２００１、及び、ＩＳＯ ４２８７：１９９７／ＩＳＯ １３０２：２００２）によって定義される。

本発明に係る動力変換装置では、前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の全粒子に対する、前記おねじ（ＯＮＪ）のフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）のフランク（Ｆｍｎ）の表面粗さの最大高さ（Ｒｚ）より小さい直径（Ｄｋ）を有する前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の複数の粒子の重量割合が、３０％以上であることが好適である。

フランクの表面凹凸の最大高さＲｚよりも小さい直径を有する固体潤滑剤ＫＪＺの粒子（即ち、粒径比が１未満の固体潤滑剤の粒子）は、ねじ部材ＮＪＢの作動にともなうグリスＧＲＳの移動にしたがって、フランクの凹部に入り込んでいく。フランクの窪み入り込んだ固体潤滑剤ＫＪＺの粒子によってフランク表面が覆われると、低摩擦皮膜が形成された場合と同等の効果が発揮され得る。粒径比が１未満の固体潤滑剤ＫＪＺの粒子の含有量が少ない場合には、係る皮膜効果が発揮され難い。上記のリン酸塩皮膜と同等の効果（金属接触の抑制）を得るためには、固体潤滑剤ＫＪＺの全含有量のうちで、少なくとも３０％（重量パーセント）の粒子径Ｄｋが、台形ねじのフランク表面粗さにおける最大高さＲｚ未満（粒径比が１未満）の大きさであることが要求される（詳細は後述する）。

本発明に係る動力変換装置では、前記めねじ（ＭＮＪ）はナット（ＮＵＴ）に形成され、前記おねじ（ＯＮＪ）はボルト（ＢＬＴ）に形成され、前記ナット（ＮＵＴ）における前記ボルト（ＢＬＴ）の軸方向一端側の端部（Ｐｂ１）が密閉室（Ｈｍｐ）に接続され、前記グリス（ＧＲＳ）が、前記密閉室（Ｈｍｐ）、並びに、前記おねじ（ＯＮＪ）及び前記めねじ（ＭＮＪ）の隙間であるねじ隙間（Ｃｆｋ等）に充填され、前記グリス（ＧＲＳ）は、前記ナット（ＮＵＴ）に対する前記ボルト（ＢＬＴ）の相対的な回転運動に伴って、前記ねじ隙間（Ｃｆｋ等）と前記密閉室（Ｈｍｐ）との間で移動するように構成されることが好適である。

ナットＮＵＴの前記端部Ｐｂ１に接続された密閉室Ｈｍｐの内部にボルトＢＬＴが移動（挿入）されると、グリスＧＲＳが満充填された密閉室Ｈｍｐの内部の体積が減少する。このため、この体積減少によって、グリスＧＲＳがねじ隙間（例えば、フランク隙間Ｃｆｋ）に押し出される。常に、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子の同一部分が、おねじフランク、及び、めねじフランクと接触していると、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子の転がりによる潤滑作用が低下してくる。これに対し、上記構成では、グリスＧＲＳがねじ隙間に押し出されて移動されることによって、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子の接触部分が変化する。この結果、グリスＧＲＳの潤滑状態が良好に維持され、良好な動力変換効率が維持され得る。

本発明に係る動力変換装置では、前記固体潤滑剤（ＫＪＺ）の粒子が、前記おねじ（ＯＮＪ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）によって伝達可能な最大動力が作用した場合に潰れない剛性を有することが好適である。

本発明に係る動力変換装置では、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子の転がり作用も利用することによって、良好な動力変換効率が維持され得る。上記構成によれば、高負荷時であっても、高剛性な固体潤滑剤ＫＪＺの粒子は略球形を維持し得るため、良好な動力変換効率がなおも維持され得る。

本発明に係る動力変換装置では、前記おねじ（ＯＮＪ）、及び、前記めねじ（ＭＮＪ）が金属によって構成され、前記おねじのフランク（Ｆｏｎ）、及び、前記めねじフランク（Ｆｍｎ）のうちの少なくとも１つにリン酸塩被膜（ＲＥＨ、例えば、リン酸マンガン皮膜）が形成されることが好適である。

おねじＯＮＪ、及び、めねじＭＮＪによって高負荷の動力伝達が行われる場合には、フランクＦｏｎ、Ｆｍｎの面圧が大きくなる。このため、おねじＯＮＪ、及び、めねじＭＮＪの材料として、高強度部材である金属（例えば、炭素鋼）が採用されることが好ましい。おねじフランクＦｏｎとめねじフランクＦｍｎとの間には、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子が含まれるグリスＧＲＳが介在している一方で、或る確率で、おねじフランクＦｏｎとめねじフランクＦｍｎとが直接接触する状況（即ち、金属接触）が生じ得る。上記構成では、このような状況下においても、おねじフランクＦｏｎ、及び、めねじフランクＦｍｎのうちで少なくとも一方にリン酸塩皮膜が形成されていることによって、前記金属接触が抑制されて、一時的な動力変換効率の低下が抑制され得る。

本発明に係る車両の電動制動装置（所謂、電動キャリパ装置）は、車両の車輪（ＷＨＬ）に固定された回転部材（ＫＴＢ）に、電気モータ（ＭＴＲ）を介して摩擦部材（ＭＳＢ）を押圧し、前記車輪（ＷＨＬ）に制動トルクを発生させる。そして、車両の電動制動装置は、前記摩擦部材（ＭＳＢ）を前記回転部材（ＫＴＢ）に押圧する押圧部材（ＰＳＮ）と、前記電気モータ（ＭＴＲ）によって回転駆動されるシャフト部材（ＳＦＴ）と、前記シャフト部材（ＳＦＴ）に形成されたおねじ（ＯＮＪ）、及び、めねじ（ＭＮＪ）のうちの一方と前記押圧部材（ＰＳＮ）に形成されたおねじ（ＯＮＪ）、及び、めねじ（ＭＮＪ）のうちの他方とによって構成される台形ねじを用いて前記シャフト部材（ＳＦＴ）の回転運動を前記押圧部材（ＰＳＮ）の直線運動に変換する、上述する動力変換装置（ＮＪＢ）と、で構成される。

また、本発明に係る車両の電動制動装置（所謂、電動ブースタ装置）は、車両の制動操作部材（ＢＰ）から前記車両のマスタシリンダ（ＭＣ）に到る動力伝達経路内に設けられ、電気モータ（ＭＴＲ）を介して、前記制動操作部材（ＢＰ）の操作力を助勢する。そして、車両の電動制動装置は、前記マスタシリンダ（ＭＣ）のピストン（ＰＳ１、ＰＳ２）を押圧するロッド部材（ＰＲ）と、前記電気モータ（ＭＴＲ）によって回転駆動されるシャフト部材（ＳＦＴ）と、前記シャフト部材（ＳＦＴ）に形成されたおねじ（ＯＮＪ）、及び、、めねじ（ＭＮＪ）のうちの一方と前記ロッド部材（ＰＲ）に形成されたおねじ（ＯＮＪ）、及び、めねじ（ＭＮＪ）のうちの他方とによって構成される台形ねじを用いて前記シャフト部材（ＳＦＴ）の回転運動を前記ロッド部材（ＰＲ）の直線運動に変換する、上述する動力変換装置（ＮＪＢ）と、で構成される。

上述する固体潤滑剤ＫＪＺを含有するグリスＧＲＳの効果によって、動力変換装置ＮＪＢの良好な潤滑状態が確保されるため、通常作動におけるねじの変位（送り量）が小さい電動制動装置（電動キャリパ、電動ブースタ）であっても、高い動力変換効率が維持され得る。

本発明の実施形態に係る動力変換装置の全体構成図である。 図１に示した制動手段ＢＲＫの実施形態を示す図である。 動力変換部材（台形ねじ）を説明するための図である。 フランクの表面凹凸の最大高さＲｚを説明するための図である。 フランクの表面凹凸の最大高さＲｚと固体潤滑剤の粒子径との大小関係と、グリスの潤滑作用と、の関係を説明するための図である。 動力伝達効率の時系列変化の一例を示す図である。 フランクの金属接触の防止方法を説明するための図である。 密閉室からのグリスの移動を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る動力変換装置を用いた電動ブースタ装置の全体構成図である。

以下、本発明の実施形態に係る動力変換装置について図面を参照しつつ説明する。

＜本発明に係る動力変換装置を電動キャリパに用いた場合の全体構成＞
図１に示すように、本発明に係る動力変換装置を用いた電動制動装置を備える車両には、制動操作部材ＢＰ、電子制御ユニットＥＣＵ、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫ、及び、蓄電池（電源）ＢＢＤが備えられている。ここで、電動制動装置の例は、車輪に設けられる電動キャリパ装置である。

制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰは、運転者が車両を減速するために操作する部材であって、その操作量に基づいて、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫが、車輪ＷＨＬの制動トルクを調整し、車輪ＷＨＬに制動力が発生される。

制動操作部材ＢＰには、制動操作量取得手段ＢＰＡが設けられる。制動操作量取得手段ＢＰＡによって、運転者による制動操作部材ＢＰの操作量（制動操作量）Ｂｐａが取得（検出）される。制動操作量取得手段ＢＰＡとして、マスタシリンダ（図示せず）の圧力を検出するセンサ（圧力センサ）、制動操作部材ＢＰの操作力、及び／又は、変位量を検出するセンサ（ブレーキペダル踏力センサ、ブレーキペダル変位センサ）が採用される。従って、制動操作量Ｂｐａは、マスタシリンダ圧、ブレーキペダル踏力、及び、ブレーキペダル変位のうちの少なくとも何れか１つに基づいて演算される。制動操作量Ｂｐａは、電子制御ユニットＥＣＵに入力される。なお、制動操作量Ｂｐａは、他の電子制御ユニット（例えば、操舵制御の電子制御ユニット、パワートレイン制御の電子制御ユニット）にて演算、又は、取得され、その演算値（信号）が通信バスを介して、ＥＣＵに送信され得る。

電子制御ユニットＥＣＵは、その内部に制動手段ＢＲＫを制御するための制御手段（制御アルゴリズム）ＣＴＬがプログラムされており、ＣＴＬに基づいてＢＲＫを制御する。また、電子制御ユニットＥＣＵ内には、制御手段ＣＴＬの演算結果（Ｉｍｔ等）に基づいて、電気モータＭＴＲを制御するための駆動手段（駆動回路）ＤＲＶが設けられている。蓄電池（バッテリ）ＢＢＤは、ＢＲＫ、ＥＣＵ等に電力を供給する電源である。

〔制御手段ＣＴＬ〕
制御手段ＣＴＬは、目標押圧力演算ブロックＦＢＴ、指示通電量演算ブロックＩＳＴ、押圧力フィードバック制御ブロックＩＰＴ、引き戻し制御ブロックＨＭＣ、及び、通電量調整演算ブロックＩＭＴにて構成される。制御手段（制御プログラム）ＣＴＬは、電子制御ユニットＥＣＵ内にプログラムされている。

目標押圧力演算ブロックＦＢＴでは、制動操作量Ｂｐａ、及び、予め設定された目標押圧力演算特性（演算マップ）ＣＨｆｂに基づいて、各車輪ＷＨＬの目標押圧力Ｆｂｔが演算される。目標押圧力Ｆｂｔは、電動制動手段ＢＲＫにおいて、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢが回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢを押す力である押圧力の目標値である。

指示通電量演算ブロックＩＳＴでは、予め設定された指示通電量の演算特性（演算マップ）ＣＨｓ１、ＣＨｓ２、及び、目標押圧力Ｆｂｔに基づいて、指示通電量Ｉｓｔが演算される。指示通電量Ｉｓｔは、電動制動手段ＢＲＫの電気モータＭＴＲを駆動し、目標押圧力Ｆｂｔを達成するための、電気モータＭＴＲへの通電量の目標値である。Ｉｓｔの演算マップは、電動制動手段ＢＲＫのヒステリシスを考慮して、２つの特性ＣＨｓ１、ＣＨｓ２で構成される。特性ＣＨｓ１は押圧力を増加する場合に対応し、特性ＣＨｓ２は押圧力を減少する場合に対応する。そのため、特性ＣＨｓ２に比較して、特性ＣＨｓ１は相対的に大きい指示通電量Ｉｓｔを出力するように設定されている。

ここで、通電量とは、電気モータＭＴＲの出力トルクを制御するための状態量（変数）である。電気モータＭＴＲは電流に概ね比例するトルクを出力するため、通電量の目標値として電気モータＭＴＲの電流目標値が用いられ得る。また、電気モータＭＴＲへの供給電圧を増加すれば、結果として電流が増加されるため、目標通電量として供給電圧値が用いられ得る。さらに、パルス幅変調（ＰＷＭ、Pulse Width Modulation）におけるデューティ比によって供給電圧値が調整され得るため、このデューティ比が通電量として用いられ得る。

押圧力フィードバック制御ブロックＩＰＴでは、目標押圧力（目標値）Ｆｂｔ、及び、実押圧力（実際値）Ｆｂａに基づいて、押圧力フィードバック通電量Ｉｐｔが演算される。指示通電量Ｉｓｔは目標押圧力Ｆｂｔに相当する値として演算されるが、電動制動手段ＢＲＫの効率変動により目標押圧力Ｆｂｔと実押圧力Ｆｂａとの間に誤差（定常的な誤差）が生じる場合がある。押圧力フィードバック通電量Ｉｐｔは、目標押圧力Ｆｂｔと実押圧力Ｆｂａとの偏差（押圧力偏差）ΔＦｂ、及び、予め設定された演算特性（演算マップ）ＣＨｐに基づいて演算され、上記の誤差を減少するように決定される。

引き戻し制御ブロックＨＭＣでは、制動操作量Ｂｐａに基づいて、引き戻し作動が行われるための目標通電量（引き戻し通電量）Ｉｈｔが演算される。ここで、引き戻し作動は、動力変換部材であるねじ部材ＮＪＢにおける「当接状態（フランクの接触状態）」を調整するものである。引き戻し制御ブロックＨＭＣでは、制動操作が行われていない場合（即ち、Ｂｐａ＝０である状態のとき）に、電気モータＭＴＲの逆転によって、引き戻し作動が行われる。引き戻し通電量Ｉｈｔとして、引き戻し制御の継続中は、予め設定された通電量（所定値）ｉｈｔ１が目標値として演算される。そして、引き戻し制御の終了が判定された場合に、引き戻し通電量Ｉｈｔはゼロとされる。

引き戻し制御ブロックＨＭＣは、基準位置演算ブロックＰＺＲ、及び、パタン選択演算ブロックＰＴＮにて構成される。基準位置演算ブロックＰＺＲでは、動力変換部材（ねじ部材）ＮＪＢの当接状態の基準となる位置（摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢに接触し始める接触開始位置）が決定されて、記憶される。パタン選択演算ブロックＰＴＮでは、「どの当接状態に到るまでねじ部材ＮＪＢを引き戻すか」が複数の制御パタンから選択される。

先ず、ねじの当接状態と、各々の引き戻しの制御パタンについて説明する。ねじの当接状態には、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢと接触して押圧部材ＰＳＮが摩擦部材ＭＳＢから力を受けている状態（即ち、押圧力Ｆｂａが発生している状態で、以下、「押圧当接状態」と称呼する）、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとが丁度離れ始め、ねじの当接部がフリーとなる状態（即ち、ねじは動力伝達を全く行わない状態で、以下、「自由当接状態」と称呼する）、及び、押圧当接状態時とは異なる部位が当接し押圧部材ＰＳＮが回転部材ＫＴＢから離れていく状態（以下、「引き戻し当接状態」と称呼する）、の３つの状態が存在する。

従って、少なくとも自由当接状態が達成される「当接解除パタン」、少なくとも引き戻し当接状態が達成される「当接切り替えパタン」、及び、ねじの螺合限界までねじが引き戻される「限界引き戻しパタン」の引き戻し量が異なる３つの制御パタンが存在する。以下に、各制御パタンについて、ねじの当接状態の遷移、並びに、制御パタンの概要についてまとめる。

《当接解除パタン》
当接解除パタンでは、ねじの当接状態が、「押圧当接状態→自由当接状態」へ遷移する。当接解除パタンでは、ねじの第１当接部の当接（接触）が解除されて、第１当接部が自由状態となるまで、ねじが引き戻される。その後、ねじが、非制動時の待機位置に移動される。

《当接切り替えパタン》
当接切り替えパタンでは、ねじの当接状態が、「（押圧当接状態→）自由当接状態→引き戻し当接状態」へ遷移する。当接切り替えパタンでは、ねじが自由当接状態を経て、押圧当接状態時とは異なる部位（第２当接部）が当接するまで、ねじが引き戻される。台形ねじの場合、押圧当接状態にて当接していたフランク（押圧時圧力側フランクであって、第１フランク）とは反対側のフランク（押圧時遊び側フランクであって、第２フランク）が当接するまで引き戻される。その後、ねじが、非制動時の待機位置に移動される。

《限界引き戻しパタン》
限界引き戻しパタンでは、ねじの当接状態が、「（押圧当接状態→）自由当接状態→引き戻し当接状態」へ遷移する。限界引き戻しパタンでは、前記当接部が切り替えられる状態を経て、ねじの螺合可能の限界部位まで、ねじが引き戻される。例えば、ねじ部材ＮＪＢにおいて、ストッパにて動きが制限されるまで、ねじが引き戻される。その後、ねじが、非制動時の待機位置に移動される。

上記の当接状態は、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢを押す状態に因る。従って、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとの接触が開始される位置（接触開始位置）が決定され、これに基づいて、当接状態が解除される基準位置ｐｚｒが推定され得る。ここで、基準位置ｐｚｒは、押圧力Ｆｂａが減少する場合（電気モータＭＴＲが逆転される場合）に、ねじの当接状態が、押圧当接状態から自由当接状態に切り替わる位置である。

接触開始位置（ＭＳＢがＫＴＢと接触し始める位置）の決定方法として、押圧力に基づく推定方法（例えば、特開２００４−１２４９５０号公報を参照）、或いは、電気モータの回転角、及び、押圧力に基づく推定方法（例えば、特開２００１−２２５７４１号公報を参照）が公知である。しかしながら、これら公知の方法に基づく接触開始位置の決定方法には誤差が含まれる。この誤差は、押圧力センサの検出誤差、摩擦部材ＭＳＢの摩耗（偏摩耗を含む）、及び、熱変形、ＢＲＫの動力伝達経路内におけるガタ（隙間）等に因る。このため、前記当接状態の解除（第１当接部の接触の解除）が確実に達成され得るマージン（余裕）が予め見込まれて、基準位置ｐｚｒが設定される。即ち、基準位置ｐｚｒは、接触開始位置の誤差影響が相殺されるように、誤差に相当する所定値ｚｇｓが加算されて決定される。ここで、上記の誤差が全て積み上げられて、誤差相当の所定値ｚｇｓが決定されると、該所定値が過大となる。従って、誤差のうちで最大のものが選択されて、所定値ｚｇｓが決定され得る。なお、各構成要素の誤差は、ＢＲＫの設計時に予め決定される。

基準位置演算ブロックＰＺＲでは、少なくとも押圧力Ｆｂａ（押圧力取得手段ＦＢＡの検出値）に基づいて、基準位置ｐｚｒ（押圧力Ｆｂａが減少する場合に、押圧当接状態から自由当接状態に丁度切り替わる位置）が決定され、記憶される。そして、記憶された基準位置ｐｚｒ、及び、ブレーキアクチュエータＢＲＫの諸元（ねじ隙間の諸元、ねじの螺合位置等）に基づいて、上述した各々の制御パタンが実行され得る目標位置（電気モータの回転角における目標値）が決定される。第１当接部の接触が解除される瞬間の位置である基準位置ｐｚｒに微小所定値ｐαが加えられて、当接解除位置（目標値）Ｐｔ１が決定される。また、基準位置ｐｚｒにねじ隙間長さ（既知の諸元）が加えられて当接切り替え位置（目標値）Ｐｔ２が決定される。更に、限界引き戻し位置（目標値）Ｐｔ３が設定される。なお、限界引き戻し位置Ｐｔ３は、ねじの螺合部の諸元で決定される位置であるため、基準位置ｐｚｒに基づいて、推定される必要はない。

パタン選択演算ブロックＰＴＮにて、３つの引き戻し制御パタンのうちで、何れか１つが選択される。制御パタンの選択は、加速操作量Ａｐａ、変速シフト位置Ｓｐａ、及び、車両速度Ｖｘａのうちの少なくとも何れか１つに基づいて決定される。加速操作量Ａｐａは、加速操作部材（アクセルペダル）ＡＰ（図示せず）の操作量であり、加速操作量取得手段ＡＰＡによって取得（検出）される。例えば、加速操作量取得手段（ストロークセンサ）ＡＰＡによって、加速操作部材のストローク（変位）が、加速操作量Ａｐａとして検出される。変速シフト位置Ｓｐａは、変速シフト部材（シフトレバー）ＳＰ（図示せず）の位置（例えば、駐車位置、前進位置、後退位置）であり、各々のシフト位置が変速シフト位置取得手段ＳＰＡによって取得（検出）される。車両速度Ｖｘａは、車両速度取得手段ＶＸＡによって取得（検出）される。各車輪ＷＨＬに車輪速度取得手段ＶＷＡが設けられ、ＶＷＡによって取得される車輪速度（回転速度）Ｖｗａに基づいて車両速度Ｖｘａが演算され得る。

各制御パタンは、制動操作量Ｂｐａが増加する場合、或いは、制動操作量Ｂｐａが所定操作量ｂｐａ０以上の場合には選択されない。そして、何れか１つの制御パタンが、制動操作量Ｂｐａが減少し、且つ、Ｂｐａが所定操作量ｂｐａ０未満となる時点で選択される。制御パタン選択は、車両速度Ｖｘａ、加速操作量Ａｐａ、及び、シフト位置Ｓｐａのうちの少なくとも１つに基づいて行われる。

加速操作量Ａｐａが第１所定操作量（予め設定される所定値）ａｐ１以上の場合（Ａｐａ≧ａｐ１）には、限界引き戻しパタンが選択され、加速操作量Ａｐａが第１所定操作量ａｐ１未満、且つ、第２所定操作量（予め設定される所定値で、ａｐ１よりも小さい）ａｐ２以上の場合（ａｐ２≦Ａｐａ＜ａｐ１）には、当接切り替えパタンが選択され、加速操作量Ａｐａが第２所定操作量ａｐ２未満の場合（Ａｐａ＜ａｐ２）には、当接解除パタンが選択され得る。加速操作量Ａｐａが大きい場合（即ち、車両が急加速されている場合）には、急制動される蓋然性が低いため、限界引き戻しパタンが選択され得る。一方、加速操作量Ａｐａが小さい場合（即ち、車両が急加速されていない場合）には、運転者による急制動に備えて、当接解除パタンが選択され得る。

変速機の変速シフト位置（セレクタの操作位置）Ｓｐａが駐車位置（Ｐレンジ）を指示する場合には、限界引き戻しパタンが選択され得る。これは、シフト位置ＳｐａがＰレンジを示す場合には、車両は確実に停止していることに因る。

車両速度Ｖｘａが第１所定速度（予め設定される所定値）ｖｘ１以上の場合（Ｖｘａ≧ｖｘ１）には、当接解除パタンが選択され、車両速度Ｖｘａが第１所定速度ｖｘ１未満、且つ、第２所定速度（予め設定される所定値で、ｖｘ１よりも小さい）ｖｘ２以上の場合（ｖｘ２≦Ｖｘａ＜ｖｘ１）には、当接切り替えパタンが選択され、車両速度Ｖｘａが第２所定速度ｖｘ２未満の場合（Ｖｘａ＜ｖｘ２）には、限界引き戻しパタンが選択され得る。引き戻し量が大きいほど潤滑更新の効果が大きい。一方、引き戻し量が小さいほど制動トルクの応答性が高い。このため、車両速度Ｖｘａが小さい場合には、引き戻し量が大きい制御パタンが選択されるとともに、車両速度Ｖｘａが大きい場合には、引き戻し量が小さい制御パタンが選択される。この結果、ねじ部材ＮＪＢの潤滑性能と、制動トルクの応答性が両立され得る。

各引き戻しの制御パタンが選択されると、引き戻しが行われる目標位置が決定される。即ち、引き戻し制御の目標位置がＰｔ１（当接解除パタンの目標位置）、Ｐｔ２（当接切り替えパタンの目標位置）、及び、Ｐｔ３（限界引き戻しパタンの目標位置）のうちの何れか１つに決定される。そして、引き戻し制御の目標位置、及び、電気モータの実際位置（回転角）Ｍｋａに基づいて、目標位置にＭｋａが到達されるまで、引き戻し通電量Ｉｈｔ（予め設定される所定通電量ｉｈｔ１）が出力される。電気モータ回転角Ｍｋａが目標位置（Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３）に一致した時点で、引き戻し通電量Ｉｈｔはゼロとされ、その後、電気モータの位置Ｍｋａは待機位置（例えば、基準位置ｐｚｒ）にまで戻される。なお、限界引き戻しパタンでは、ストッパ（螺合端部でねじ部材ＮＪＢの回転を制限する部材）にてねじの動作が制限されるまで、電気モータＭＴＲが逆転されればよいため、電気モータの位置（回転角）Ｍｋａは必ずしも必要とはされない。

以上のように、ねじの当接状態が調整されることによって、ねじ隙間（フランク隙間等）に蓄えられているグリスＧＲＳの移動が行われる。グリスＧＲＳの状態が更新されることによって、ねじ部材ＮＪＢの潤滑が適切に維持され得る。

通電量調整演算ブロックＩＭＴでは、電気モータＭＴＲへの最終的な目標値である目標通電量Ｉｍｔが演算される。引き戻し通電量（引き戻し制御の目標値）Ｉｈｔが演算されていない場合（即ち、制動操作が行われている場合）には、指示通電量Ｉｓｔが押圧力フィードバック通電量Ｉｐｔによって調整され、目標通電量Ｉｍｔが演算される。具体的には、通電量調整演算ブロックＩＭＴでは、Ｉｈｔ＝０であるときに、指示通電量Ｉｓｔに対してフィードバック通電量Ｉｐｔを加えて、これが最終的な目標通電量Ｉｍｔとして演算される。また、引き戻し通電量Ｉｈｔが演算される場合（Ｉｈｔ≠０、即ち、制動操作が行われていない場合）には、Ｉｈｔが目標通電量Ｉｍｔとして演算される。そして、目標通電量Ｉｍｔの符号（値の正負）に基づいて電気モータＭＴＲの回転方向（押圧力が増加する正転方向、又は、押圧力が減少する逆転方向）が決定され、目標通電量Ｉｍｔの大きさに基づいて電気モータＭＴＲの出力（回転動力）が制御される。

〔駆動手段ＤＲＶ〕
電子制御ユニットＥＣＵ内には、電気モータＭＴＲを駆動するための電気回路（駆動手段）ＤＲＶが設けられる。駆動手段ＤＲＶでは、目標通電量（目標値）Ｉｍｔに基づき電気モータＭＴＲへの通電量（最終的には電流値）が制御される。具体的には、駆動手段（電気モータの駆動回路）ＤＲＶには、複数のスイッチング素子（パワートランジスタであって、例えば、ＭＯＳ-ＦＥＴ、ＩＧＢＴ）が用いられたブリッジ回路が構成される。電気モータの目標通電量Ｉｍｔに基づいて、それらの素子が駆動され、電気モータＭＴＲの出力が制御される。具体的には、スイッチング素子の通電／非通電の状態が切り替えられることによって、電気モータＭＴＲの回転方向と出力トルクとが調整される。

さらに、通電量取得手段ＩＭＡが、電気モータの駆動回路ＤＲＶの内部に設けられる。通電量取得手段（例えば、電流センサ）ＩＭＡは、電気モータＭＴＲへの実際の通電量（例えば、実際に電気モータＭＴＲに流れる電流）Ｉｍａを取得（検出）する。電気モータＭＴＲへの通電の目標値Ｉｍｔ、及び、実際値Ｉｍａに基づいて、ＭＴＲがフィードバック制御（例えば、電流フィードバック制御）される。

〔制動手段ＢＲＫ〕
制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫは、ブレーキキャリパ（浮動型キャリパ）ＣＰＲ、回転部材（例えば、ブレーキディスク）ＫＴＢ、摩擦部材（例えば、ブレーキパッド）ＭＳＢ、電気モータ（ブラシモータ、又は、ブラシレスモータ）ＭＴＲ、減速機ＧＳＫ、入力部材ＩＮＰ、シャフト部材ＳＦＴ、動力変換部材（ねじ部材）ＮＪＢ、押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮ、キー部材ＫＹＡ、位置検出手段ＭＫＡ、及び、押圧力取得手段ＦＢＡにて構成されている。

電気モータＭＴＲの出力（回転動力）は、減速機ＧＳＫを介して、入力部材ＩＮＰに伝達される。入力部材ＩＮＰの回転動力は、自在継手機構（図示せず）を介して、シャフト部材ＳＦＴに伝達される。シャフト部材ＳＦＴの回転動力（トルク）は、回転・直動変換機構である動力変換部材ＮＪＢによって、直線動力（推力）に変換され、押圧部材ＰＳＮに伝達される。そして、押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮが、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢに向かって前進・後退される。これにより、摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢが、回転部材ＫＴＢを押す力（押圧力）Ｆｂａが調整される。回転部材ＫＴＢは車輪ＷＨＬに固定されているため、摩擦部材ＭＳＢと回転部材ＫＴＢとの間に摩擦力が発生し、車輪ＷＨＬに制動力が調整される。

ブレーキキャリパＣＰＲは、浮動型キャリパであり、２つの摩擦部材（ブレーキパッド）ＭＳＢを介して、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴＢを挟み込むように構成される。キャリパＣＰＲ内で、押圧部材ＰＳＮがスライドされ、回転部材ＫＴＢに向けて前進又は後退される。キャリパＣＰＲには、キー溝ＫＹＭが、シャフト部材ＳＦＴの回転軸（シャフト軸）方向に延びるように形成される。

押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮは、回転部材ＫＴＢに摩擦部材ＭＳＢを押し付けて摩擦力を発生させる。キー部材ＫＹＡが、押圧部材ＰＳＮに固定される。キー部材ＫＹＡが、キー溝ＫＹＭに嵌合されることによって、押圧部材ＰＳＮは、シャフト軸まわりの回転運動は制限されるが、シャフト軸方向（キー溝ＫＹＭの長手方向）の直線運動は許容される。

電気モータＭＴＲとして、ブラシ付モータ、或いは、ブラシレスモータが採用される。電気モータＭＴＲの回転方向において、正転方向が、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢに近づいていく方向（押圧力が増加し、制動トルクが増加する方向）に相当し、逆転方向が、摩擦部材ＭＳＢが回転部材ＫＴＢから離れていく方向（押圧力が減少し、制動トルクが減少する方向）に相当する。電気モータＭＴＲの出力は、制御手段ＣＴＬにて演算される目標通電量Ｉｍｔに基づいて決定される。具体的には、目標通電量Ｉｍｔの符号が正符号である場合（Ｉｍｔ＞０）には、電気モータＭＴＲが正転方向に駆動され、Ｉｍｔの符号が負符号である場合（Ｉｍｔ＜０）には、電気モータＭＴＲが逆転方向に駆動される。また、目標通電量Ｉｍｔの大きさ（絶対値）に基づいて電気モータＭＴＲの回転動力が決定される。即ち、目標通電量Ｉｍｔの絶対値が大きいほど電気モータＭＴＲの出力トルクが大きく、目標通電量Ｉｍｔの絶対値が小さいほど出力トルクは小さい。

位置取得手段ＭＫＡが、電気モータＭＴＲの内部に設けられる。位置取得手段（例えば、角度センサ）ＭＫＡは、電気モータＭＴＲのロータ（回転子）の位置（例えば、回転角）Ｍｋａを検出する。

減速機ＧＳＫは、電気モータＭＴＲの動力において、その回転速度を減じて、入力部材ＩＮＰに出力する。即ち、電気モータＭＴＲの回転出力（トルク）が、減速機ＧＳＫの減速比に応じて増加され、入力部材ＩＮＰの回転力（トルク）が得られる。例えば、減速機ＧＳＫは、小径歯車ＳＫＨ、及び、大径歯車ＤＫＨにて構成される。減速機ＧＳＫとして、歯車伝達機構のみならず、ベルト、チェーン等の巻き掛け伝達機構、或いは、摩擦伝達機構が採用され得る。

入力部材ＩＮＰは、減速機ＧＳＫの出力軸（例えば、ＤＫＨの回転軸）に固定される。入力部材ＩＮＰは、シャフト部材ＳＦＴに回転動力を伝達する。入力部材ＩＮＰとシャフト部材ＳＦＴとの間には、自在継手（ユニバーサルジョイント）ＵＮＶが設けられる。自在継手ＵＮＶは、２つの軸間の相対的な角度を吸収して、動力を伝達する。浮動型キャリパＣＰＲの撓み、摩擦部材ＭＳＢの偏摩耗等によってシャフト部材ＳＦＴの揺動（首振り）が生じ、２つの軸（ＳＦＴの軸、ＩＮＰの軸）には偏心（軸ズレ）が生じ得るが、自在継手ＵＮＶは、この軸ズレを吸収する。

シャフト部材ＳＦＴは、回転軸部材であって、入力部材ＩＮＰから伝達された回転動力をねじ部材ＮＪＢに伝達する。シャフト部材ＳＦＴの一方の端部に、自在継手機構ＵＮＶが構成され、他方の端部にねじ部材（回転・直動変換機構）ＮＪＢが設けられる。

動力変換部材（送りねじ）ＮＪＢにて、シャフト部材ＳＦＴの回転動力が、直線動力に変換される。動力変換部材（ねじ部材）ＮＪＢは、所謂、回転・直動変換機構である。動力変換部材ＮＪＢは、ナット部材ＮＵＴ、及び、ボルト部材ＢＬＴにて構成される。ＮＪＢは、台形ねじ（「滑り」によって動力変換が行われる滑りねじ）にて構成され、ナット部材ＮＵＴには、めねじ（内側ねじ）ＭＮＪが設けられ、ボルト部材ＢＬＴには、おねじ（外側ねじ）ＯＮＪが設けられる。そして、ナット部材ＮＵＴのめねじＭＮＪと、ボルト部材ＢＬＴのおねじＯＮＪとが螺合される。シャフト部材ＳＦＴから伝達された回転動力（トルク）は、ねじ部材ＮＪＢ（互いに螺合するおねじＯＮＪとめねじＭＮＪ）を介して、押圧部材ＰＳＮの直線動力（推力）として伝達される。

例えば、ねじ部材ＮＪＢでは、シャフト部材ＳＦＴにボルト部材ＢＬＴが固定され、押圧部材ＰＳＮにナット部材ＮＵＴが固定される。即ち、シャフト部材ＳＦＴにおねじＯＮＪが形成され、押圧部材ＰＳＮにめねじＭＮＪが形成される。また、他の構成として、ねじ部材ＮＪＢでは、シャフト部材ＳＦＴにがナット部材ＮＵＴ固定され、押圧部材ＰＳＮにボルト部材ＢＬＴが固定され得る。即ち、シャフト部材ＳＦＴにめねじＭＮＪが形成され、押圧部材ＰＳＮにおねじＯＮＪが形成され得る。

押圧力取得手段ＦＢＡにて、押圧部材ＰＳＮが摩擦部材ＭＳＢを押す力（押圧力）Ｆｂａの反力（反作用）が取得（検出）される。押圧力取得手段ＦＢＡは、入力部材ＩＮＰとキャリパＣＰＲとの間に設けられる。具体的には、押圧力取得手段ＦＢＡはキャリパＣＲＰに固定され、押圧部材ＰＳＮが摩擦部材ＭＳＢから受ける力が押圧力Ｆｂａとして取得される。

＜制動手段ＢＲＫの実施形態＞
次に、図２を参照しながら、制動手段（ブレーキアクチュエータ）ＢＲＫの実施形態について説明する。この図２は、図１に対応する。図２において、電気モータＭＴＲ、減速機ＧＳＫ、押圧部材（ブレーキピストン）ＰＳＮ等は、図１と同一であるため、これらの記載が省略されている。

入力部材ＩＮＰは、減速機ＧＳＫの出力軸（例えば、大径歯車ＤＫＨの回転軸）に固定される。入力部材ＩＮＰは、自在継手ＵＮＶを介して、シャフト部材ＳＦＴと当接する。具体的には、入力部材ＩＮＰの端部（ＧＳＫに固定される部位とは反対側）に、球面（例えば、凹状球面）が形成され、この端部が自在継手ＵＮＶの一部として機能し得る。

押圧力取得手段ＦＢＡは、キャリパＣＰＲに固定され、押圧部材ＰＳＮが摩擦部材ＭＳＢを押す力（押圧力）Ｆｂａの反力（反作用）を取得（検出）する。押圧力取得手段ＦＢＡは、入力部材ＩＮＰに設けられ、Ｆｂａを出力する。

自在継手ＵＮＶが、入力部材ＩＮＰとシャフト部材ＳＦＴとの間に設けられる。具体的には、入力部材ＩＮＰとシャフト部材ＳＦＴとの間に球面部材（半径ｒｑの凹型球面を有する部材）ＱＭＢが設けられるとともに、シャフト部材ＳＦＴの端面が球面形状（半径ｒｑの凸球面形状）とされる。シャフト部材ＳＦＴと球面部材ＱＭＢとが摺動することによって、自在継手ＵＮＶとして機能する。自在継手ＵＮＶは、入力部材ＩＮＰの軸Ｊｉｎと、シャフト部材ＳＦＴの軸Ｊｓｆとの間の偏心（軸ズレ）を吸収して動力伝達を行う。なお、上記の軸ズレは、浮動型キャリパＣＰＲの撓み、及び、摩擦部材ＭＳＢの偏摩耗に因る。

押圧部材ＰＳＮは、キャリパＣＰＲ内にて、ＰＳＮの軸方向（Ｊｓｐ方向、即ち、ＳＦＴの軸方向Ｊｓｆ）に摺動し、摩擦部材ＭＳＢを回転部材ＫＴＢに押し付ける。キー部材ＫＹＡとキー溝ＫＹＭとによって、押圧部材ＰＳＮの動きは、キャリパＣＰＲに対する回転運動が制限されて、シャフト軸方向（キー溝ＫＹＭの長手方向）に行われる。自在継手ＵＮＶによって、Ｊｉｎ及びＪｓｆの偏心が吸収されるため、シャフト部材ＳＦＴの軸（シャフト軸）Ｊｓｆと、押圧部材ＰＳＮの軸（押圧軸）Ｊｐｓとは同軸である。

押圧部材ＰＳＮは、カップ形状を有する。具体的には、押圧部材ＰＳＮは、円筒形（シリンダ形）であり、軸方向（Ｊｐｓ方向）において、一方が閉じられ、他方が開いている形状を有する。押圧部材ＰＳＮの内側（内周側）には、第１筒部（内壁）Ｅｔ１が形成される。第１筒部Ｅｔ１は、その面が直線で構成され（即ち、面が直線の集合体で形成され、母線をもって構成され）、滑らかである。ここで、直線の移動によって曲面が描かれるときに、各位置における直線が曲面の母線である。

押圧部材ＰＳＮの一方の端部は、密閉壁（隔壁）Ｍｐ１が設けられて、第１筒部Ｅｔ１が閉め切られる（塞がれる）。押圧部材ＰＳＮの他方の端部（密閉壁Ｍｐ１の反対側）は、開口部（ＰＳＮの一部位）Ｋｋ１とされ、第１筒部Ｅｔ１は、開いた状態となっている。

押圧部材ＰＳＮ（具体的には、密閉壁Ｍｐ１）には、おねじＯＮＪを有するボルト部材ＢＬＴが固定される。第１筒部（ＰＳＮの内壁）Ｅｔ１、密閉壁（ＰＳＮの隔壁）Ｍｐ１、キャップ部材（蓋）ＣＡＰ、及び、第２筒部（ＳＦＴの外壁）Ｅｔ２にて仕切られる貯蔵室Ｈｃｈが形成される。貯蔵室Ｈｃｈの内部には、気体が混入されることなく、固体潤滑剤ＫＪＺの複数粒子が含有されたグリスＧＲＳが充填される。貯蔵室ＨｃｈからのグリスＧＲＳの出入りが発生する箇所は、ねじ部材ＮＪＢ（特に、ねじの隙間）、及び、キャップ部材ＣＡＰ（特に、Ｅｔ１、Ｅｔ２との隙間）に限定される。

動力変換部材（ねじ部材）ＮＪＢは、シャフト部材ＳＦＴの回転動力を、押圧部材ＰＳＮの直線動力に変換する（即ち、回転・直動変換部材である）。ねじ部材ＮＪＢは、ボルト部材ＢＬＴ、及び、ナット部材ＮＵＴにて構成されている。ボルト部材ＢＬＴは、押圧部材ＰＳＮの密閉壁Ｍｐ１に固定される。ボルト部材ＢＬＴには、おねじ（外側ねじ）ＯＮＪが形成されている。ナット部材ＮＵＴは、シャフト部材ＳＦＴに固定される。ナット部材ＮＵＴには、めねじ（内側ねじ）ＭＮＪが形成され、めねじＭＮＪとおねじＯＮＪとが螺合される。ねじ部材ＮＪＢには、グリスＧＲＳが塗布される。具体的には、おねじＯＮＪとめねじＭＮＪとの隙間に、気体が可能な限り除かれて、固体潤滑剤ＫＪＺを含有するグリスＧＲＳが充填されている。

シャフト部材ＳＦＴは、入力部材ＩＮＰの回転動力をねじ部材ＮＪＢに伝達する。入力部材ＩＮＰに当接するシャフト部材ＳＦＴの端部には球面（例えば、凸状球面）が設けられ、球面部材ＱＭＢと摺動可能にて当接し、自在継手ＵＮＶの一部として機能する。

シャフト部材ＳＦＴは、入力部材ＩＮＰに当接する部位とは反対側に、第１筒部Ｅｔ１よりも小径のカップ形状を有する。シャフト部材ＳＦＴのカップ形状において、外側に第２筒部Ｅｔ２、内側に第３筒部Ｅｔ３が形成される。第２筒部Ｅｔ２は、その面が直線で構成され（即ち、母線をもって構成され）、滑らかである。第３筒部Ｅｔ３の一方の端部は、密閉壁Ｍｐ３が設けられてＥｔ３が閉め切られる。第３筒部Ｅｔ３の他方の端部（密閉壁Ｍｐ３の反対側）は、開口部（ＳＦＴの一部位）Ｋｋ３とされ、Ｅｔ３は開いた状態となっている。

シャフト部材ＳＦＴは、押圧部材ＰＳＮの第１筒部Ｅｔ１（例えば、円筒形状をもつＰＳＮ内周部）の内側に挿入される。このため、押圧部材ＰＳＮの第１筒部Ｅｔ１と、シャフト部材ＳＦＴの第２筒部Ｅｔ２（例えば、円筒形状をもつＳＦＴ外周部）とがオーバラップ部（重なり合う部分）Ｏｖｐをもつ。第３筒部Ｅｔ３には、めねじＭＮＪを有するナット部材ＮＵＴが固定される。第３筒部Ｅｔ３（例えば、円筒形状をもつＳＦＴ内周部）、密閉壁（ＳＦＴの隔壁）Ｍｐ３、及び、ナット部材ＮＵＴにて仕切られる密閉室Ｈｍｐ（外部とは隔離され、閉じられた空間）が形成される。密閉室Ｈｍｐの内部には、気体が混入されることなく（気体が可能な限り取り除かれて）、グリスＧＲＳが充填されている。密閉室からのグリスの出入りが発生する箇所は、ねじ部材ＮＪＢ（特に、ねじの隙間）に限られる。

キャップ部材ＣＡＰは、グリスＧＲＳが貯蔵室Ｈｃｈ（例えば、位置Ｐｂ３）から外部位置Ｐｂ４に流出することを防止するとともに、気体（空気）が、外部位置Ｐｂ４から貯蔵室Ｈｃｈ（例えば、位置Ｐｂ３）に流入することを防止するための蓋（キャップ）である。具体的には、キャップ部材ＣＡＰは、中央に穴をもつ円盤形状であり、その外周部にて第１筒部Ｅｔ１と摺接し、その内周部にて第２筒部Ｅｔ２と摺接する。キャップ部材ＣＡＰは、押圧部材ＰＳＮ、及び、シャフト部材ＳＦＴに対して軸方向への相対移動（軸に平行な方向の直線移動であって、Ｊｐｓ方向、及び、Ｊｓｆ方向への移動）が可能である。また、押圧部材ＰＳＮ、及び、シャフト部材ＳＦＴのうちで少なくとも一方に対して、軸まわりに相対回転（軸まわりの回転運動であって、Ｊｐｓまわり、及び、Ｊｓｆまわりのうちの少なくとも１つの軸まわりの相対回転移動）が可能である。ここで、押圧部材ＰＳＮの軸Ｊｐｓと、シャフト部材ＳＦＴの軸Ｊｓｆとは同じである。

動力変換部材ＮＪＢの効率低下は、グリスＧＲＳの枯渇（グリス切れ）に因るところが大である。具体的には、グリスＧＲＳの枯渇は、グリスＧＲＳによって潤滑されている界面に気体（空気）が入り込むことによって生じ得る。このため、ねじ部材ＮＪＢ内、及び、その周辺部にグリスＧＲＳが充填され、気体（例えば、空気）が存在する部位（気体部）から、これらの部位が遠ざけられる（隔離される）ことによって、ねじ部材ＮＪＢの潤滑状態が良好に維持され得る。

動力変換部材ＮＪＢの軸方向の一方の端部（位置Ｐｂ１）には密閉室Ｈｍｐが形成され、この内部には、固体潤滑剤入りのグリスＧＲＳが満充填されている。即ち、ねじ部材ＮＪＢの一方端に、壁で区画された行き止まりのチャンバ（密閉室）Ｈｍｐが設けられ、この内部の気体があり得る範囲で取り除かれた上で、グリスＧＲＳによって満たされている。このため、ねじ部材ＮＪＢの一方端の位置Ｐｂ１から気体が流入することはない。ねじ部材ＮＪＢの他方の端部（位置Ｐｂ２）には貯蔵室Ｈｃｈが形成され、この内部にもグリスＧＲＳが満充填されている。即ち、Ｈｃｈ内においても、できる限り気体が取り除かれて、ＧＲＳが満たされている。気体が貯蔵室Ｈｃｈへ流入する経路は、開口部Ｋｋ１からであるが、該経路はキャップ部材ＣＡＰによって蓋がされており（塞がれており）、この部位からの気体の流入が抑制される。この実施形態では、キャップ部材ＣＡＰが摺接する第１筒部Ｅｔ１、及び、第２筒部Ｅｔ２は、その摺接面（摺動面）の形状が直線（直線の集合体）にて形成される。従って、気体の流入、グリスＧＲＳの流出が効果的に防止され得る。

更に、押圧部材ＰＳＮ、及び、シャフト部材ＳＦＴにおいては、直径が異なる大小のカップ形状を有する２つの円筒形の部材が、夫々の開口部Ｋｋ１、Ｋｋ３で互いに向き合って、重なり合うように構成されている。従って、少なくともオーバラップ部分Ｏｖｐ（ＰＳＮの内部空間）に亘って、貯蔵室Ｈｃｈ（グリスＧＲＳが充填されているチャンバ）が形成されている。即ち、ねじ部材ＮＪＢの端部Ｐｂ２から、気体が存在する部分Ｐｂ４に到る近傍部位に亘って、グリスＧＲＳが存在する。このオーバラップ構造によって、ＢＲＫ全体の軸方向長さが伸ばされることなく、ねじ部材ＮＪＢ（位置Ｐｂ２）から位置Ｐｂ４までの気体が通る道のりが十分に確保され得る。ねじ部材ＮＪＢに対して、グリスＧＲＳが充填されている区間が長く設定されることによって、気体部（位置Ｐｂ４）と隔離されるため、ねじ部材ＮＪＢへの気体流入が効果的に抑制され得る。

おねじＯＮＪ、及び、めねじＭＮＪのねじ形状において、ねじの隙間（山頂隙間、及び、フランク隙間）がグリスＧＲＳの流路となり得る。押圧部材ＰＳＮの移動（回転部材に対する前進、或いは、後退）によって、密閉室Ｈｍｐには体積変化が生じる。具体的には、押圧部材ＰＳＮが回転部材ＫＴＢに向けて前進する場合（押圧力Ｆｂａが増加し、制動トルクが増加する場合）には、密閉室Ｈｍｐの体積は、ボルト部材ＢＬＴが前進する分だけ増加する。逆に、押圧部材ＰＳＮが回転部材ＫＴＢから後退する場合（押圧力Ｆｂａが減少し、制動トルクが減少する場合）には、密閉室Ｈｍｐの体積は、ボルト部材ＢＬＴが後退する分だけ減少する。ねじ部材ＮＪＢ、及び、密閉室Ｈｍｐには、グリスＧＲＳが満充填されている（即ち、気体が混入されていない）ため、この体積変化は、グリスＧＲＳが、ねじ部材ＮＪＢの隙間を通って貯蔵室Ｈｃｈに移動することで吸収され得る。

動力変換部材ＮＪＢの効率低下の原因の１つは、グリスＧＲＳに含まれる固体潤滑剤ＫＪＺにおいて、常に同一部分が接触していることである。具体的には、グリスＧＲＳ内の固体潤滑剤ＫＪＺの接触部（即ち、動力伝達部）が変化せず、限られた部分が常に動力伝達をしていることに因る。グリスＧＲＳの移動によって動力変換部材ＮＪＢ内のグリスＧＲＳが更新されるとともに、固体潤滑剤ＫＪＺが回転され、接触部（動力伝達部）が変化されるため、潤滑状態が適正に維持され得る。

自在継手ＵＮＶは、押圧部材ＰＳＮとシャフト部材ＳＦＴとの間に設けられ得る。しかしながら、この構成が採用された場合には、第１筒部Ｅｔ１（押圧部材ＰＳＮの一部であり、内周部分）と、第２筒部Ｅｔ２（シャフト部材ＳＦＴの一部であり、外周部分）との平行度合が不十分であるため、キャップ部材ＣＡＰが傾き、キャップ部材ＣＡＰの軸方向の動きが阻害され得る。これに対し、この実施形態では、入力部材ＩＮＰとシャフト部材ＳＦＴとの間に自在継手ＵＮＶが設けられるため、第１筒部Ｅｔ１と第２筒部Ｅｔ２との平行度合が維持され、キャップ部材ＣＡＰの円滑な摺動が確保され得る。

＜動力変換部材（ねじ部材）＞
次に、図３を参照しながら、動力変換部材（ねじ部材）ＮＪＢの詳細について説明する。ねじ部材ＮＪＢは、送りねじであり、めねじＭＮＪと、おねじＯＮＪとで構成される台形ねじである。

図３（ａ）は、ねじ部材ＮＪＢにおける各部位の名称を定義して説明するためのものである。めねじ（内側ねじ）ＭＮＪの形状は、めねじの山部Ｙｍｎと、めねじの谷部（溝部）Ｔｍｎとで構成される。具体的には、めねじの山頂Ｓｃｍ、めねじのフランクＦｍｎ、及び、めねじの谷底Ｔｚｍにて構成される。同様に、おねじ（外側ねじ）ＯＮＪの形状は、おねじの山部Ｙｏｎと、おねじの谷部（溝部）Ｔｏｎとで構成される。具体的には、おねじの山頂Ｓｃｏ、おねじのフランクＦｏｎ、及び、おねじの谷底Ｔｚｏにて構成される。ここで、山頂Ｓｃｍ、Ｓｃｏは、ねじの山部の頂で平坦な部分であり、谷底Ｔｚｍ、Ｔｚｏは、ねじの谷部の底で平坦な部分である。そして、フランクＦｍｎ、Ｆｏｎは、山頂Ｓｃｍ、Ｓｃｏと、谷底Ｔｚｍ、Ｔｚｏと、を連絡する面である。Ｆｍｎ、Ｆｏｎは、ねじの回転軸線を含む断面では直線になっている。めねじＭＮＪのフランクＦｍｎと、おねじＯＮＪのフランクＦｏｎとの圧接によって動力の伝達が行われる。

図３（ｂ）は、動力変換部材ＮＪＢを介して、回転運動を直線運動に変換する場合の、めねじＭＮＪとおねじＯＮＪとの螺合状態を説明するためのものである。ここで、めねじＭＮＪ（即ち、ナットＮＵＴ）の回転運動が、おねじＯＮＪ（ボルトＢＬＴ）の直線運動に変換される。図３（ｂ）は、めねじの山部Ｙｍｎ、及び、おねじの谷部Ｔｏｎと、めねじの谷部Ｔｍｎ、及び、おねじの山部Ｙｏｎとがかみ合い、めねじＭＮＪがおねじＯＮＪを押し付けている状態（図中では、矢印の方向に、めねじＭＮＪがおねじＯＮＪを押圧している状態）を示している。めねじＭＮＪ、及び、おねじＯＮＪにおいて、力が作用している側（荷重を受ける側）のフランクを、圧力側フランク（Pressure Flank）と称呼し、圧力側フランクの反対側のフランクであって、力が作用していない側のフランクを、遊び側フランク（Clearance Flank）と称呼する。

遊び側フランクにおいて、めねじＭＮＪの遊び側フランクと、おねじＯＮＪの遊び側フランクとの隙間（ピッチ線上の距離）が、フランク隙間Ｃｆｋと称呼される。ピッチ線Ｐｃｈは、ねじの有効径を定義するために用いる仮想的な円筒の母線（Generatrix）である。即ち、おねじ山の幅Ｗｙｏと、めねじ山の幅Ｗｙｍとが等しくなる円筒の母線であるとともに、おねじ谷幅（おねじ溝の幅）Ｗｔｏと、めねじ谷幅（めねじ溝の幅）Ｗｔｍとが等しくなる円筒の母線ともいえる。

ねじ隙間には、固体潤滑剤ＫＪＺを含むグリスＧＲＳが注入されている。ねじ隙間は、ねじの断面形状において、ａ-ｂ-ｃ-ｄ-ｅ-ｆ-ｇ-ｈで示される部分にて表され、めねじＭＮＪの山頂隙間Ｃｓｍ、おねじＯＮＪの山頂隙間Ｃｓｏ、及び、フランク隙間Ｃｆｋにて形成される。ここで、めねじＭＮＪの山頂隙間（おねじの谷底隙間でもある）Ｃｓｍは、めねじの山頂Ｓｃｍと、おねじの谷底Ｔｚｏとの隙間である。具体的には、互いに同心にはまり合うめねじＭＮＪとおねじＯＮＪとの断面形状（ねじの回転軸Ｊｐｓ、Ｊｓｆを含む断面）において、めねじの山頂（ねじ山の両側のフランクを連絡する面）を連ねる直線と、おねじの谷底（ねじ溝の両側のフランクを連絡する面）を連ねる直線との間の隙間である。同様に、おねじＯＮＪの山頂隙間（めねじの谷底隙間でもある）Ｃｓｏは、おねじの山頂Ｓｃｏと、めねじの谷底Ｔｚｍとの隙間である。具体的には、互いに同心にはまり合うめねじＭＮＪとおねじＯＮＪとの断面形状（ねじの回転軸Ｊｐｓ、Ｊｓｆを含む断面）において、めねじの谷底を連ねる直線と、おねじの山頂を連ねる直線との間の隙間である。そして、フランク隙間Ｃｆｋは、めねじＭＮＪのフランクＦｍｎと、おねじＯＮＪのフランクＦｏｎとの隙間である。

押圧部材ＰＳＮの動き（移動）に応じて、密閉室Ｈｍｐの体積変化が発生されるため、ねじ隙間が密閉室Ｈｍｐと貯蔵室Ｈｃｈとの間の、グリスＧＲＳの移動経路となる。詳細には、押圧力Ｆｂａが増加される場合は密閉室Ｈｍｐの体積が増加し、Ｆｂａが減少される場合はＨｍｐの体積が減少する。密閉室Ｈｍｐには、固体潤滑剤入りのグリスＧＲＳが満たされているため、この体積変化は、グリスＧＲＳがねじ隙間を通って移動することによって吸収される。換言すれば、密閉室Ｈｍｐの体積が減少する場合には、密閉室Ｈｍｐ内のグリスＧＲＳがねじ部材ＮＪＢに排出される。逆に、密閉室Ｈｍｐの体積が増加する場合には、グリスＧＲＳがねじ部材ＮＪＢから密閉室Ｈｍｐ内に吸引される。このグリスＧＲＳの移動によって、動力変換部材の内部にある固体潤滑剤ＫＪＺが移動されて、潤滑状態が適正に維持され得る。

ねじ隙間（山頂隙間Ｃｓｍ、Ｃｓｏ、及び、フランク隙間Ｃｆｋ）がグリスＧＲＳの流路となる場合、グリスＧＲＳの流動抵抗（粘性抵抗）が制動手段ＢＲＫの効率に影響を及ぼす。従って、ねじ隙間の断面積がグリスＧＲＳの粘度（ちょう度）に基づいて設定される。そして、無負荷の状態（押圧力がゼロの状態）において、グリスＧＲＳの流動に必要な電気モータＭＴＲの回転動力（即ち、グリスＧＲＳ移動に起因するトルク損失）が所定値以下となるように、ねじ隙間の断面積が決定され得る。ここで、ねじ隙間の断面積は、ねじの回転軸（Ｊｐｓ、Ｊｓｆ）を含む断面におけるＣｓｍ、Ｃｓｏ、及び、Ｃｆｋの総面積であって、図３（ｂ）に示す例では、上記の（ａ）乃至（ｈ）にて囲まれた部分の面積である。

電気モータＭＴＲの回転動力を押圧力に変換する部位は、ねじのフランクであるため、グリスＧＲＳの移動はフランク隙間に対して行われることが望ましい。ねじ部材ＮＪＢのねじ形状において、少なくともフランク隙間ＣｆｋがグリスＧＲＳの流路となるように、ねじのピッチ線Ｐｃｈにおいて、ねじ溝（ねじの谷）の幅Ｗｔｍ、Ｗｔｏが、ねじ山の幅Ｗｙｍ、Ｗｙｏよりも大きく（広く）設定される。この隙間（フランク隙間Ｃｆｋ）を介して、密閉室Ｈｍｐと貯蔵室Ｈｃｈとの間で、グリスＧＲＳが移動される。ねじが螺合する場合にはある程度のバックラッシュが必要であるが、フランク隙間Ｃｆｋは、ねじ規格にて定められる標準バックラッシュよりも大きい値に設定され得る。また、フランク隙間Ｃｆｋ（線分ｂｃと線分ｆｇとの距離）は、めねじＭＮＪの山頂隙間Ｃｓｍ（線分ｃｄと線分ｅｆとの距離）、及び、おねじＯＮＪの山頂隙間Ｃｓｏ（線分ａｂと線分ｇｈとの距離）のうちの少なくとも何れか一方よりも大きく（広く）なるように設定される。

＜フランク表面凹凸の最大高さ＞
次に、図４を参照して、台形ねじのフランクの表面粗さにおける最大高さＲｚについて説明する。

表面粗さの最大高さＲｚは、基準長さＬにおける最低谷底から最高山頂までの高さ（距離）である。フランク表面から基準長さＬを切り取った場合、基準長さＬには、複数の山頂、谷底が存在する。これらのうちで、最も高い山頂（最高山頂）と、最も低い谷底（最低谷底）との高低差が最大高さＲｚである。即ち、最大高さＲｚは、基準長さＬにおける輪郭曲線の最大山（最高山頂）の高さＺｐと、最大谷（最低谷底）の深さＺｖとの和として表現される。

表面粗さ（表面凹凸）の定義、及び、測定の詳細については、工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１、及び、ＩＳＯ ４２８７：１９９７／ＩＳＯ
１３０２：２００２）に記載されている。例えば、最大高さＲｚの計測においては、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取った部分の山頂線と谷底線との間隔を粗さ曲線の縦倍率の方向に測定し、この値をマイクロメートル（μｍ）の単位にて表現されたものが、表面粗さの最大高さＲｚとされる。Ｒｚの計測においては、表面傷とみなされるような、並外れて高い山、低い谷が存在しない部分から、基準長さＬが抜き取られる。

＜固体潤滑剤の粒子直径＞
次に、図５を参照して、台形ねじ（送りねじ）のフランクにおける表面凹凸（即ち、表面粗さ）と固体潤滑剤ＫＪＺ（球形の粒子）との関係について説明する。

めねじＭＮＪのフランクＦｍｎと、おねじＯＮＪのフランクＦｏｎとの間にはグリスＧＲＳが介在している。ここで、グリスＧＲＳは、液状潤滑油（基油）に石鹸（脂肪酸の塩）等の増ちょう剤が均一に拡散され、ちょう度（粘度）が調節されたゼリー状の潤滑剤である。高負荷（即ち、フランクにおける高圧力）の動力が伝達される場合には、一般的なグリスでは、フランク同士（例えば、金属同士）が接触し、摩擦・磨耗が生じ得るため、グリスＧＲＳには、固体潤滑剤ＫＪＺ（二硫化モリブデン、グラファイト、メラミンシアヌレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、窒化ほう素、フッ化黒鉛、各種金属粉末等）の多数粒子が含有されている。即ち、固体潤滑剤ＫＪＺ（複数の粒子）によって、フランク（例えば、金属面）が互いに接触すること、及び、潤滑膜が薄くなり過ぎた際に発生する摩擦・磨耗が抑制される。

図５（ａ）は固体潤滑剤ＫＪＺの粒径（粒子の直径）Ｄｋが、フランクの表面凹凸の最大高さＲｚに対して相対的に小さい場合を示している。この場合、特許文献１に記載されているように、固体潤滑剤ＫＪＺはフランク表面の凹部に、容易に入り込む。或る割合の固体潤滑剤ＫＪＺは、その一部が凹部から突き出した状態となるが、或る割合のＫＪＺは完全に凹部に埋もれた状態となり得る。グリスＧＲＳに含まれる固体潤滑剤ＫＪＺのうちで、完全にフランクの凹部に埋没される割合が高いほど、めねじＭＮＪとおねじＯＮＪのフランクＦｍｎ、Ｆｏｎが直接接触する蓋然性が高まる。さらに、ＫＪＺの一部がフランク表面の凹部から突き出た状態であっても、その粒子は凹部の深くに入り込んでいるため、固定されてしまう（転がらない）。このため、固体潤滑剤ＫＪＺの転がりによる低摩擦化の効果が期待され得ない。

図５（ｂ）に示すように、動力変換手段ＮＪＢのグリスＧＲＳに、フランクの表面凹凸の最大高さＲｚ（基準長さにおける最低谷底から最高山頂までの距離）に対して、粒子の直径（粒径）が相対的に大きい固体潤滑剤ＫＪＺが採用される。具体的には、固体潤滑剤ＫＪＺの粒子直径Ｄｋが、フランクの表面粗さの最大高さＲｚよりも３倍以上大きいものが、グリスＧＲＳに含有される。粒子径がＲｚよりも、少なくとも３倍の寸法をもつと、粒子がフランク表面の凹部に嵌った状態であっても、その粒子の重心（中心）は、確実にフランク表面の凹部の外側に位置する。このため、この粒子は、凹部に埋没（固定）されることなく、フランクＦｏｎ、Ｆｍｎの間で転動される。即ち、Ｒｚに対するＤｋの比率（粒径比）が３以上である固体潤滑剤ＫＪＺは、フランク凹部に埋没され得ない。

しかしながら、このような粒径が相対的に大きい固体潤滑剤ＫＪＺが、少量存在するだけでは、その効果は発揮され得ない。粒径比３以上の固体潤滑剤ＫＪＺが、全含有量のうちで、少なくとも３０％の割合（例えば、重量における割合）で存在すると、めねじフランクＦｍｎとおねじフランクＦｏｎとの間での転がり効果が発揮され、低摩擦状態が達成され得る。

例えば、表１は、固体潤滑剤ＫＪＺの全含有量が、粒径比１．０であるグリスＧＲＳと、粒径比１．０の固体潤滑剤ＫＪＺを７０％（重量パーセント）、粒径比３．０の固体潤滑剤ＫＪＺを３０％（重量パーセント）で含有させたグリスＧＲＳとを採用し、ねじ部材単体での伝達効率を比較した結果である。該結果は、実験データに基づく。ここで、粒径比は、フランク表面粗さにおける最大高さＲｚに対する固体潤滑剤の粒子直径の比率である。即ち、粒径比＝１．０では固体潤滑剤の粒径Ｄｋと、表面粗さの最大高さＲｚとが等しく（Ｄｋ＝Ｒｚ）、粒径比＝３．０ではＤｋはＲｚの３倍に等しい（Ｄｋ＝３×Ｒｚ）。例えば、表面粗さの最大高さＲｚが６μｍである場合、粒径比１．０は粒子直径が６μｍ、粒径比３．０は粒子直径が１８μｍである。さらに、含有割合は、固体潤滑剤の全重量に対する、該当するものの比率である。

実験結果からも明らかなように、粒径比が大きい固体潤滑剤ＫＪＺがグリスＧＲＳに、所定の割合（具体的には、重量割合で３０％）以上に含まれることによって、動力伝達効率は向上する。しかし、粒径比が大である粒子の含有割合が低い場合には効率の向上は観測されない。粒径比３以上の粒子が、重量パーセントで３０％含有されることで、動力変換部材ＮＪＢの伝達効率が、７７．１％から８１．５％に向上される（５．７％向上）。これは、ＤｋがＲｚよりも少なくとも３倍だけ大きいＫＪＺが、ＧＲＳに所定割合で含有されることによって、ＫＪＺが凹部に落ち込まなくなり、フランク隙間にて自由に転動されることに因る。この結果、めねじフランクＦｍｎとおねじフランクＦｏｎとの直接的な接触が抑制されるとともに、固体潤滑剤ＫＪＺの転がりにより、適正な潤滑状態が維持され、フランク間の低摩擦状態が確保され得る。

さらに、固体潤滑剤ＫＪＺは、制動手段ＢＲＫが発生し得る最大制動トルク（即ち、車両が発生し得る最大減速度）に対応するフランクＦｍｎ、Ｆｏｎの間の面圧において、潰れない（過度な変形が生じず、元の球形が維持される）硬さ（剛性）を有する。一方、固体潤滑剤ＫＪＺの剛性が過度に高い場合、粒子の接触面が数点に集中し、接触面圧が非常に高くなるため、有効な潤滑状態が確保され難くなる。このため、固体潤滑剤ＫＪＺは、制動手段ＢＲＫの最大押圧力（ねじ部材ＮＪＢが受ける最大押圧力）に対して十分な弾性をもつように選択される。フランク面圧の最大値（設計値として予め決定される値）においても、固体潤滑剤ＫＪＺの形状が維持され（ＫＪＺは弾性変形するが、除荷後に球形に復元される）、固体潤滑剤ＫＪＺの転がり作用によって、フランク間の低摩擦状態が確保され得る。

＜ねじ部材ＮＪＢの金属接触の抑制＞
電動制動装置では、高負荷が伝達される場合もあるため、ねじ部材ＮＪＢの材質として、金属（例えば、炭素鋼）が採用され得る。図６は、周期的な負荷が、ねじ部材ＮＪＢ（材質：炭素鋼）に与えられた場合における、ねじ単体の効率変動の実験結果である。ねじ効率は、或る変動幅を持ちながら、８０％程度で維持される。しかし、（Ａ）で示すように、或る作動において、ねじ効率が急激に低下し、その後、元の状態に復活する現象が発生する。この効率低下現象は、数万回に１回の頻度で発生する。

固体潤滑剤ＫＪＺが採用された場合であっても、非常に稀な場合ではあるが、フランクの一部が直接的に接触する状況が生じ、摩擦係数が増加することによって効率低下が発生すると考えられる。この金属接触を抑制するために、ねじ部材ＮＪＢのフランクＦｍｎ、Ｆｏｎに低摩擦化の表面処理がなされ得る。

以下、図７（ａ）を参照して、フランクの表面処理について説明する。具体的には、フランク（金属の表面であって、例えば、炭素鋼）に、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸マンガン等のリン酸塩溶液を用いて、化学的にリン酸塩皮膜ＲＥＨが生成される（リン酸塩処理）。リン酸塩処理によって、フランクの表面には、金属塩の薄い皮膜(ミクロンオーダの皮膜)ＲＥＨが生成されるため、万一、フランク間に固体潤滑剤ＫＪＺが不在となった場合であっても、金属同士の接触が生じ得ない。この結果、瞬間的なねじ効率の低下が防止され得る。

例えば、リン酸塩処理として、リン酸マンガン処理が採用され得る。リン酸マンガン処理では、リン酸イオン、及び、マンガンイオンが主成分の処理液が用いられ、フランクＦｍｎ、Ｆｏｎに結晶性の皮膜ＲＥＨ（皮膜主成分は、ヒューリオライト）が形成される。リン酸マンガン処理は、リン酸亜鉛処理（皮膜主成分はホパイト、フォスフォフィライト）と比較して、皮膜が厚く（５〜１５μｍ）、摺動部品等の潤滑用皮膜に好適であるため、動力変換部材ＮＪＢの潤滑状態が、常に適切に維持され得る。リン酸マンガンによる表面処理を施したねじ部材ＮＪＢを用いて、耐久試験を実施した結果、５０万回の繰り返し作動に亘って、効率低下現象が生じないことが実験的に確認された。なお、めねじフランクＦｍｎ、及び、おねじフランクＦｏｎのリン酸塩皮膜ＲＥＨの一方が省略され得る。即ち、リン酸塩皮膜ＲＥＨは、めねじフランクＦｍｎ、及び、おねじフランクＦｏｎのうちの少なくとも１つの表面に形成される。

また、金属接触を抑制するために、おねじのフランクＦｏｎ、及び、めねじのフランクＦｍｎの表面粗さの最大高さＲｚ（基準長さにおける最低谷底から最高山頂までの距離）と同等以下の粒径Ｄｋをもつ固体潤滑剤ＫＪＺが混在され得る。図７（ｂ）を参照して、粒径比（最大高さＲｚに対する粒子直径Ｄｋの比率）が異なる固体潤滑剤ＫＪＺが採用される場合について説明する。

グリスＧＲＳには、粒径比が３以上の固体潤滑剤ＫＪＺが、少なくとも３０％（全固体潤滑剤に対する重量割合）含まれる。併せて、上記の低摩擦の表面処理（リン酸塩皮膜ＲＥＨ）が施される場合と同様の効果を奏するように、グリスＧＲＳには、粒径比が１未満の固体潤滑剤ＫＪＺが、少なくとも３０％（同様に、重量割合）含有される。この効果は、最大高さＲｚよりも小さい粒子直径（即ち、粒径比が１未満）を有する固体潤滑剤ＫＪＺが、グリスＧＲＳが移動されるにしたがって、フランクの凹部の間に溜まり、フランク表面を覆うことに因る。

＜グリスＧＲＳの移動＞
次に、図８を参照して、電気モータＭＴＲの回転運動（即ち、ピストンＰＳＮの直線運動）にともなう、グリスＧＲＳの移動について説明する。図８は、図２に対応している。従って、図８において、図２に示す部材と同じ、或いは、同等の機能を発揮する部材については、図２と同じ記号が付されている。

カップ形状（Ｊｐｓ軸方向において、一方が閉じられ、他方が開いている形状）の押圧部材（ピストン）ＰＳＮ内側に、おねじＯＮＪを有するボルト部材ＢＬＴが固定される。貯蔵室Ｈｃｈは、ＰＳＮの内周部と隔壁、キャップ部材ＣＡＰ、及び、ＳＦＴの外周部によって仕切られて形成されている。

回転動力をねじ部材ＮＪＢに伝達するシャフト部材ＳＦＴは、カップ形状（Ｊｐｓ軸方向において、一方が閉じられ、他方が開いている形状）を有する。そして、ＰＳＮの開口部とＳＦＴの開口部とが向い合うように、ＳＦＴはＰＳＮの内側に挿入される。即ち、押圧部材ＰＳＮの内周部と、シャフト部材ＳＦＴの外周部とが重なり合う部分をもって構成されている。シャフト部材ＳＦＴの内側には、めねじＭＮＪを有するナット部材ＮＵＴが固定され、ＮＵＴは、ボルト部材ＢＬＴのおねじＯＮＪと螺合されている。密閉室Ｈｍｐ（外部とは隔離され、閉じられた空間）は、ＳＦＴの内周部と隔壁、ＮＵＴ、及び、ＢＬＴによって仕切られている。

動力変換部材ＮＪＢ、貯蔵室Ｈｃｈ、及び、密閉室Ｈｍｐには、気体が混入されることなく（気体が可能な限り取り除かれて）、固体潤滑剤ＫＪＺが含有されたグリスＧＲＳが充填されている。即ち、貯蔵室ＨｃｈからのグリスＧＲＳの流入・流出は、動力変換部材ＮＪＢ（特に、台形ねじの隙間）、及び、キャップ部材ＣＡＰとＰＳＮ内周部（或いは、ＳＦＴ外周部）との隙間に限定され、密閉室Ｈｍｐからのグリスの出入りは、動力変換部材ＮＪＢ（特に、ねじの隙間）に限られる。

制動トルクが増加される場合（車両減速度が増加される場合）、電気モータＭＴＲが正回転されて、押圧部材ＰＳＮが回転部材ＫＴＢに向けて前進される（例えば、位置Ｐ０から位置Ｐ１に向けて移動される）。この場合、密閉室Ｈｍｐの体積が増加されるが、グリスＧＲＳは、ねじ隙間を通して（位置Ｐｂ２から位置Ｐｂ１に向けて）移動し、貯蔵室Ｈｃｈから密閉室Ｈｍｐに流入される。Ｈｃｈ内のＧＲＳの体積は減少するが、キャップ部材ＣＡＰがＫＴＢに近づく方向（左方向）に移動されて、この体積変化が吸収される。

逆に、制動トルクが減少される場合（車両減速度が減少される場合）、電気モータＭＴＲが逆回転されて、押圧部材ＰＳＮが回転部材ＫＴＢから後退される（例えば、位置Ｐ１から位置Ｐ０に向けて移動される）。この場合、密閉室Ｈｍｐの体積が減少されるが、グリスＧＲＳは、ねじ隙間を通して（位置Ｐｂ１から位置Ｐｂ２に向けて）移動し、密閉室Ｈｍｐから貯蔵室Ｈｃｈに流出される。Ｈｃｈ内のＧＲＳの体積は増加するが、キャップ部材ＣＡＰがＫＴＢから遠ざかる方向（右方向）に移動されて、この体積変化が吸収される。

動力変換部材ＮＪＢの効率低下は、グリスＧＲＳの枯渇（グリス切れ）、及び、グリスＧＲＳに含まれる固体潤滑剤ＫＪＺの同一部分接触が原因である。グリスＧＲＳの枯渇は、グリスＧＲＳによって潤滑されている界面に気体（空気）が入り込むことによって生じ得る。Ｈｍｐ、及び、Ｈｃｈが形成されることによって、気体（例えば、空気）が存在する部位（気体部）から、グリスＧＲＳが充填される部位（ねじ部材ＮＪＢ内、及び、その周辺部）が遠ざけられる（隔離される）ことによって、ねじ部材ＮＪＢの潤滑状態が良好に維持され得る。また、グリスＧＲＳ内の固体潤滑剤ＫＪＺの接触部（即ち、動力伝達部）が変化せず、限られた部分が常に動力伝達をしていることは、ＧＲＳが移動されないことによって生じ得る。制動トルクの増減（即ち、ＰＳＮの移動）によって、動力変換部材ＮＪＢ内のグリスＧＲＳが移動するため、ＧＲＳに含まれる固体潤滑剤ＫＪＺが回転され、接触部（動力伝達部）が変化され、潤滑状態が適正に維持され得る。

＜本発明に係る動力変換装置を電動ブースタに用いた場合の全体構成＞
以上、本発明に係る動力変換装置が、電動キャリパ（車輪に固定される電動制動装置）に利用される例について説明した。該動力変換装置は、電動キャリパのみならず、運転者の制動操作力を助勢する電動ブースタにも適用され得る。

以下、図９を参照して、本発明に係る動力変換装置が電動ブースタ装置に利用される例について説明する。ここで、図９は、図１に対応している。従って、図９において、図１に示す部材と同じ、或いは同等の機能を発揮する部材については、図１と同じ記号が付され、説明は省略される。

図９に示すように、本発明に係る動力変換装置を用いた電動制動装置（電動ブースタ）を備える車両には、制動操作部材ＢＰ、電子制御ユニットＥＣＵ、助勢手段（ブースタアクチュエータ）ＤＤＢ、及び、蓄電池（電源）ＢＢＤが備えられている。

助勢手段ＤＤＢは、制動操作部材ＢＰからプッシュロッド（ロッド部材）ＰＲに到る動力伝達経路内に設けられる。そして、助勢手段ＤＤＢは、運転者による制動操作部材（ブレーキペダル）ＢＰの操作力を増幅してマスタシリンダＭＣに伝達するブレーキブースタ（Brake Booster）である。ブレーキブースタは、倍力装置とも称呼され、運転者の制動操作力を低減するための補助を行う。

助勢手段ＤＤＢは、電気モータＭＴＲ、減速機ＧＳＫ、シャフト部材ＳＦＴ、ねじ部材ＮＪＢ、及び、押圧部材ＰＳＮにて構成される。制動手段ＢＲＫの場合（図１等を参照）と同様に、制動操作量Ｂｐａに基づいて制御される電気モータＭＴＲの回転動力が、ねじ部材ＮＪＢによって直線動力に変換され、押圧部材ＰＳＮに伝達される。具体的には、ねじ部材ＮＪＢでは、シャフト部材ＳＦＴにおねじＯＮＪが形成され、押圧部材ＰＳＮ（即ち、ＰＳＮに固定されるロッド部材ＰＲ）にめねじＭＮＪが形成される。そして、おねじＯＮＪとめねじＭＮＪとが螺合される。また、他の構成として、シャフト部材ＳＦＴにめねじＭＮＪが形成され、押圧部材ＰＳＮ（即ち、ロッド部材ＰＲ）におねじＯＮＪが形成され得る。

押圧部材ＰＳＮは、プッシュロッド（ロッド部材）ＰＲに固定される。プッシュロッドＰＲによって、マスタシリンダＭＣのシリンダボディ内に設けられるプライマリ・ピストン（第１ピストン）ＰＳ１、及び、セカンダリ・ピストン（第２ピストン）ＰＳ２が移動される。ＰＳ１、及び、ＰＳ２の移動によって、ＭＣのシリンダボディ、ＰＳ１、及び、ＰＳ２によって区画される液圧室ＣＢ１、ＣＢ２の体積が減少、又は、増加される。液圧室ＣＢ１、ＣＢ２の体積変化によって、ブレーキ液が圧送され、ホイールシリンダＷＣの液圧が調整される。マスタシリンダＭＣからホイールシリンダＷＣに到る液体経路内には、アンチスキッド制御等を実行するための液圧モジュレータＭＪＲが設けられている。

ＯＮＪ…おねじ、ＭＮＪ…めねじ、ＧＲＳ…グリス、ＫＪＺ…固体潤滑剤の粒子、Ｆｏｎ…おねじフランク、Ｆｍｎ…めねじフランク、Ｄｋ…固体潤滑剤の粒子の直径、ＮＵＴ…ナット、ＢＬＴ…ボルト、Ｈｍｐ…密閉室、Ｃｆｋ等…ねじ隙間、ＭＳＢ…摩擦部材、ＫＴＢ…回転部材、ＰＳＮ…押圧部材、ＭＴＲ…電気モータ、ＳＦＴ…シャフト部材、ＮＪＢ…動力変換装置、ＢＰ…制動操作部材、ＭＣ…マスタシリンダ、ＰＳ１、ＰＳ２…ピストン、ＰＲ…ロッド部材

Claims (1)

1. おねじ、及び、めねじによって構成される台形ねじを用いて動力変換が行われる動力変換装置において、
   前記おねじのフランク、及び、前記めねじのフランクを潤滑するグリスを備え、
   前記グリスは、固体潤滑剤の複数の粒子を含有し、
   前記固体潤滑剤の複数の粒子が、前記おねじのフランク、及び、前記めねじのフランクの表面の凹部に埋没されることなく、前記おねじのフランク、及び、前記めねじのフランクの間で転動されるよう、
   前記固体潤滑剤の全粒子に対する、前記おねじのフランク、及び、前記めねじのフランクの表面粗さの最大高さの３倍以上の直径を有する前記固体潤滑剤の複数の粒子の重量割合が、３０％以上である、動力変換装置。

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