JPH0361058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、圧電素子の歪量を利用して被制御部
材に摩擦部材を押し付けて制動力を得るブレーキ
装置に関する。

従来技術 従来、この種のブレーキ装置にあつては、電極
板間に圧電セラミツクスなどの圧電材料を挟んだ
圧電素子を複数積層した１つの圧電素子アレイを
用いて、各圧電素子に直流電圧を印加したとき生
ずる歪を積層方向に加算したトータル的な変位量
により摩擦部材を被制動部材に押し付けて制動力
を得るようにしている（特開昭60−81527号公報
参照）。

しかしてこのようなものを自動車の車輪のブレ
ーキ装置に採用して、急ブレーキ時などに車輪が
ロツクされて車両がスキツド状態になるのを防止
するべく制動力のポンピングを行なわせるアンチ
ロツクブレーキ機能を発輝させるようにする場
合、コントローラにおいて１つの圧電素子アレイ
に対する印加電圧のオン・オフをなす電圧制御を
行なわせる必要があるが、そのポンピング時にお
ける制動力の変動の幅が零から定常値までと大き
くなつて制動力のポンピングが粗くなり、制動力
の変動の幅が小さい綿密な応答性の良いポンピン
グを行なわせることができないものとなつてい
る。

また、制動力のポンピングを行なわせる際に、
前述のように一つの圧電素子アレイに対する印加
電圧のオン・オフを行なわせることなく、その印
加電圧のレベルを低下させた電圧値と定常値との
間でパルス状に変化させることによつて制動力の
変動の幅が小さなポンピングを行なわせるように
することが考えられるが、その場合には圧電素子
アレイへの印加電圧を可変にする制御を行なわせ
る必要があり、単なるオン，オフ制御に比してそ
の制御手段が複雑になつてしまうという問題があ
る。

目 的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
圧電素子アレイの歪量により被制動部材に摩擦部
材を押し付けて制動力を得るブレーキ装置におい
てアンチロツクブレーキ機能を発輝させるように
する場合、簡単な制御手段によつて応答性の良い
制動力のポンピングを行なわせることができるよ
うにしたブレーキ装置の提供するものである。

構 成 本発明はその目的達成のため、圧電素子アレイ
を複数配設して、それら各圧電素子アレイに生ず
る歪量が加算されるように各圧電素子アレイを変
位伝達機構によつて連絡させるようにするととも
に、各圧電素子アレイの電圧制御をそれぞれ独立
して行なわせる手段をとるようにして、一部の圧
電素子アレイにおける印加電圧のオン，オフ制御
をなして制動力のポンピングを行なわせるように
している。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて詳述する。

本発明は、第１図に示すように、自動車の車輪
部分におけるデイスクロータ１の片面からブレー
キパツド２を押し付けて、このブレーキパツド２
とキヤリパ４側に設けられたブレーキパツド３と
の間にデイスクロータ１を挟んでそれに制動力を
作用させるようにしたデイスク型のブレーキ装置
にあつて、キヤリパ４側にそれと一体に形成され
た部材４′を介して２つの圧電素子アレイ６１，
６２を並列的に配設し、一方の圧電素子アレイ６
１の一端をその保持部材８を介して前記部材４′
側に固定させるとともに、同じ側にある他方の圧
電素子アレイ６２の一端にその保持部材９を介し
てブレーキパツド２を取り付け、さらに各圧電素
子アレイ６１，６２の他端間をその各保持部材１
０，１１をそれぞれ介してリンク１２によつて連
絡させるようにしている。

各圧電素子アレイ６１，６２としては、第２図
に示すように、プラス電極板１３１とマイナス電
極板１３２との間に例えば圧電セラミツクスなど
の圧電材料１４を挟んだ圧電素子を絶縁板１５を
介して複数積層することによつて構成されてい
る。

圧電素子アレイ６１の他端側に設けられた保持
部材１０はキヤリパ４側の部材４′に対して自由
となつており、圧電素子アレイ６１と積層方向の
歪による変位によつてその保持部材１０がキヤリ
パ４側の部材４′をガイドとして図中Ａ方向に摺
動するようになつている。

また圧電素子アレイ６２の両端に設けられた各
保持部材９，１１は何れもキヤリパチ４側の部材
４′に対して自由となつており、キヤリパチ４と
部材４′とをガイドとして圧電素子アレイ６２と
ともに図中Ｂ，Ｃ方向に摺動できるようになつて
いる。

前記リンク１２は略くの字状に形成されてその
屈折部分を支点ａとしてシーソー状に回動できる
ように支持部材５と各圧電素子アレイ６１，６２
との間に挿入されており、圧電素子アレイ６１が
歪んでそれとともに保持部材１０がＡ方向に移動
したときにそのリンク１２の一端が押されてそれ
が回動し、そのリンク１２の他端により圧電素子
アレイ６２の保持部材１１をＣ方向に押すように
なつている。

また、デイスクロータ１の回転数を検出する回
転センサＳ１および車体速度を検出する速度セン
サＳ２がそれぞれ設けられており、コントローラ
１６がそれら各センサＳ１，Ｓ２の出力信号Ｖ
１，Ｖ２を読み込んで、所定の演算式（Ｖ２−Ｖ
１）／Ｖ２からスリツプ率を求め、その求められ
たスリツプ率が予め設定されたしきい値以上に高
いときに車体がスキツド状態にあるものと判定す
るようにしている。

そのコントローラ１６は、ブレーキペダル１７
の踏込み量をポテンシヨメータ１８によつて検知
した信号を読み込んで、その踏み込み量に応じた
制動力が得られるように適宜にプログラム制御さ
れた直流電圧を各圧電素子アレイ６１，６２にそ
れぞれ独立して印加するとともに、各センサＳ
１，Ｓ２の出力信号にもとずく自動車のスキツド
状態検知時に一方の圧電素子アレイ６２の印加電
圧のみをオン，オフさせるポンピング制御をなす
ようになつている。図中、１９は電源装置であ
る。

このように構成された本発明によるブレーキ装
置では、プレーキペダル１７が踏み込まれると、
コントローラ１６の制御下において、回転センサ
Ｓ１および速度センサＳ２の各出力信号にもとづ
いて自動車がスキツド状態になつていないことが
検知されていることを条件として、その踏込み量
に応じた直流電圧が各圧電素子アレイ６１，６２
にそれぞれ印加され、それにより各圧電素子アレ
イ６１，６２にそれぞれ発生した所定の歪量がリ
ンク１２を介して直列的に加わつてブレーキパツ
ド２を図中Ｃ方向に押し付け、ブレーキパツド３
とあいまつてデイスクロータ１に所定の制動力が
作用することになる。

このように本発明にあつては、必要な制動力が
得られるように多数積層された圧電素子アレイを
少なくとも２つに分割して、それら各分割された
圧電素子アレイ６１，６２を並列的に配設させる
とともに、それら各圧電素子アレイ６１，６２に
ぞれぞれ生じた歪量による制動力がリンク１２を
介して直列的にブレーキパツド２に加わるように
しているため、必要な制動力が得られるように多
数積層された圧電素子アレイの装置内に占積率良
く収めることができるようになる。

なおその際、略くの字状に形成されたリンク１
２における各片の長さを等しくすれば、そのリン
ク１２は圧電素子アレイ６１の歪量を単に圧電素
子アレイ６２に伝達するだけのものとなる。しか
し、そのリンク１２における圧電素子アレイ６２
に当接する側の一方の片が他方よりも長くなるよ
うにすれば、圧電素子アレイ６１を歪量を増幅し
て圧電素子アレイ６２に伝達することができる。
単に歪量を伝達するだけであれば、変位伝達機構
としてリンク１２を用いる代わりに、第３図に示
すようなボール伝達機構１２′やその他油圧伝達
機構などを用いることが可能である。

また急ブレーキ操作時などに回転センサＳ１お
よび速度センサＳ２の各出力信号にもとづいてコ
ントローラ１６において自動車のスキツド状態が
検知された場合、コントローラ１６は一方の圧電
素子アレイ６１への印加電圧はそのままの状態と
して、他方のポンピング用の圧電素子アレイ６２
に対する印加電圧のオン，オフをブレーキペダル
１７の踏込みによるブレーキ操作が解除されるま
でのあいだ高速でくり返し行なわせる。

第４図に、そのときの各部信号のタイムチヤー
トを示している。図中、ｔ１はブレーキ操作開始
時、ｔ２はスキツド状態検知時、ｔ３はブレーキ
操作時終了時をそれぞれ示している。

したがつてこのようなスキツド状態検知時にお
ける各圧電素子アレイ６１，６２の電圧制御を行
なわせることにより、制動力の変動の幅が小さい
綿密な応答性の良いポンピングが行なわれる。ま
たそのポンピング制御にあつても、単にその一方
の圧電素子アレイ６２における印加電圧のオン，
オフを行なわせるだけでよく、この制御が簡単と
なる。

その際、例えば、各圧電素子アレイ６１，６２
における圧電素子の積層数を同一のものとし、ブ
レーキ操作時にそれら各圧電素子アレイ６１，６
２に一印加する電圧の大きさが等しくなるように
すれば、ポンピング時には定常の制動力からその
１／２の制動力の変動幅となる。また、圧電素子ア
レイ６１と圧電素子アレイ６２とにおける各圧電
素子の積層数を変えるとともに、それら各圧電素
子アレイ６１，６２に印加する電圧の大きさを適
宜変えてそれぞれ最適設定し、そのうちの一方の
圧電素子アレイ６２における印加電圧のオン，オ
フを行なわせるようにすれば、より精度の良い制
動力のポンピング制御を行なわせることができる
ようになる。

なお本発明によるブレーキ装置は前記各実施例
の場合のように２つの圧電素子アレイを並列的に
配設したものに限定されず、例えば３つの圧電素
子アレイを並列的に配設し、それら各圧電素子ア
レイ間を２つのリンクなどの変位伝達機構を用い
て各圧電素子アレイの歪量が直接的に加わるよう
にそれぞれ連絡させるなど、２つ以上の複数の圧
電素子アレイの並列的に配設させて、そのうちの
一部の圧電素子アレイのみの印加電圧の独立的に
オン，オフさせるようにしてもよい。また本発明
の実施例に際して、複数の圧電素子アレイを並列
的に配設させるのみならず、それらを直列的に配
設して各圧電素子アレイ間を直線的な変位伝達機
構によつて連絡させるようにしてもよいことはい
うまでもない。

効 果 以上、本発明によるブレーキ装置にあつては、
複数の圧電素子アレイを、それら各圧電素子アレ
イに生ずる歪量が加算されるように変位伝達機構
を介して互いに連絡させて配設させるとともに、
それら各圧電素子アレイの電圧制御をそれぞれ独
立して行なわせる手段をとるようにしているた
め、簡単な制御によつて応答性のよい最適な制動
力のポンピングを行なわせることができるという
優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブレーキ装置の一実施例
を示す正断面図、第２図は同実施例中に用いられ
ている圧電素子アレイの部分拡大図、第３図は変
位伝達機構の他の構成例を示す正断面図、第４図
は同実施例における各部信号のタイムチヤートで
ある。 １……デイスクロータ、２，３……ブレーキパ
ツド、４……キヤリパ、５……支持部材、６１，
６２……圧電素子アレイ、８，９，１０，１１…
…保持部材、１２……リンク、１６……コントロ
ーラ、１７……ブレーキペダル、１８……ポテン
シヨメータ、１９……電源装置、Ｓ１……回転セ
ンサ、Ｓ２……速度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電素子が複数積層された圧電素子アレイに
   直流電圧を印加することによつて生ずる歪量によ
   り被制動部材に摩擦部材を押し付けて制動力を得
   るブレーキ装置において、圧電素子アレイを複数
   配設して、それら各圧電素子アレイに生ずる歪量
   が加算されるように各圧電素子アレイを変位伝達
   機構によつて連絡させるようにするとともに、各
   圧電素子アレイの電圧制御をそれぞれ独立して行
   なわせる手段をとるようにしたことを特徴とする
   ブレーキ装置。