WO2012153502A1 - ディスクブレーキ装置 - Google Patents

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WO2012153502A1
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braking surface
rotor
electric motor
brake device
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圭宏 安田
誠人 大澤
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株式会社Tbk
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Definitions

  • the present invention relates to a disc brake device that is used in a vehicle or the like and generates a braking force by friction, and more particularly relates to a disc brake device that uses an electric motor as a drive source for generating a braking force.
  • the disc brake device is widely used in vehicles and the like, and is configured to brake the rotation of the rotor by generating a frictional force by pressing a pad against the rotor that rotates with the wheel in response to a depression operation on the brake pedal.
  • a motion conversion mechanism for converting the rotational driving force of the electric motor into a pressing force pressing the pad against the rotor is necessary.
  • the motion conversion mechanism tends to be large, and there is a problem in that the installation space of other devices arranged around the disc brake device is pressed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a disc brake device that can generate a compact and sufficient braking force while having a configuration using an electric motor.
  • a disc brake device includes a rotor having a disc-shaped braking surface that is connected to a rotating body to be braked and rotates, and is fixed in a rotational direction with respect to the rotor.
  • caliper for example, caliper assembly 10 in the embodiment
  • friction pads for example, outer pad 41, inner pad 43 in the embodiment
  • a braking operation mechanism configured to perform an operation of pressing the friction pad against the braking surface, wherein the braking operation mechanism is a base member (for example, attached to the caliper).
  • a sliding member (for example, the wedge plate 37 in the embodiment) to be held, the base member, and the sliding member, the sliding member being parallel to the braking surface with respect to the base member and the rotation direction of the rotor
  • a first motion conversion mechanism that moves in a direction perpendicular to the braking surface while sliding, an electric motor unit that is attached to the base member and receives electric power and outputs a rotational driving force, and rotation of the electric motor unit
  • a second motion conversion mechanism that slides the slide member in parallel with the braking surface and in the rotational direction of the rotor using a driving force, and the second motion conversion mechanism using the rotational driving force of the electric motor unit.
  • the braking operation means for example, the brake pedal 92 in the embodiment operated for braking
  • the braking force request value detection means for example, the braking force request value detected by the braking operation of the braking operation means
  • Stepping force detection sensor 92a in the embodiment
  • braking force detection means for example, sensor 31 in the embodiment
  • a motor drive control device that performs control for example, the controller 91 in the embodiment
  • the motor drive control device detects the braking force detected by the braking force detection means by the braking force request value detection means.
  • the rotational drive control of the electric motor unit is set to a value corresponding to the required braking force value. Preferably it is carried out.
  • the above-described disc brake device further includes a rotation direction detection means (for example, a rotation direction detection sensor 93 in the embodiment) that detects the rotation direction of the rotor, and the motor drive control device includes the first friction pad as the first friction pad. It is preferable to perform rotation drive direction control of the electric motor unit so as to be pressed against the braking surface while slidingly moving in the rotation direction of the rotor by a motion conversion mechanism.
  • a rotation direction detection means for example, a rotation direction detection sensor 93 in the embodiment
  • the first motion conversion mechanism is formed on the surfaces of the base member and the slide member that extend in parallel to the braking surface and face each other and extend in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor and face each other.
  • a plurality of pairs of wedge-shaped wedge grooves, a plurality of rollers sandwiched and disposed in a plurality of pairs of wedge grooves facing each other in the base member and the slide member, and an axial direction of the plurality of rollers A roller holding member (for example, the cage 45 in the embodiment) that restricts the movement of the roller and the relative movement between the plurality of rollers, and the roller holding member in a plurality of pairs of the wedge grooves in the base member and the slide member A web that applies a pressing force in the clamping direction with each of the rollers held by the member being clamped.
  • Biasing member e.g., a spring 39d in the embodiment
  • Biasing member is preferably constructed from a.
  • the second motion conversion mechanism is formed on a cam member or an involute pinion tooth member connected to the output rotation shaft of the electric motor unit, and the slide member, and the cam member or pinion tooth member
  • the rack teeth are engaged with each other (for example, the rack-side contact surface 37d in the embodiment), and the cam member or the pinion tooth member is rotated by the electric motor unit so that the slide member is interposed via the rack teeth. It is preferable that the sliding movement is configured.
  • the base member is configured such that the braking surface against the caliper via an adjustment mechanism (for example, the adjuster main body 32, the adjuster cylindrical body 33, the adjustment drive gear 38 in the embodiment).
  • the base member is moved closer to the braking surface by the adjusting mechanism to increase the gap between the braking surface and the friction pad generated in accordance with wear of the friction pad. It is preferable that adjustment is possible by moving in the direction.
  • a disc brake device includes a first motion conversion mechanism that moves a slide member in a direction perpendicular to a braking surface while sliding a slide member in a rotation direction of a rotor with respect to a base member, an electric motor unit, and an electric motor unit And a second motion conversion mechanism that slides the slide member in the rotation direction of the rotor using the rotational driving force. Therefore, after the second drive conversion mechanism converts the rotational driving force of the electric motor unit into the slide movement of the slide member, the first movement conversion mechanism further moves the slide movement to press the friction pad against the braking surface. Therefore, the braking force amplified by the second motion conversion mechanism and the first motion conversion mechanism can be applied to the braking surface. Therefore, it is possible to realize a disc brake device that can generate a compact and sufficient braking force while pressing the friction pad against the rotor using the rotational driving force of the electric motor.
  • the motor drive control device performs rotation drive control of the electric motor unit so that the detected actual braking force becomes a value corresponding to the required braking force value.
  • the intended braking force can be accurately applied by performing rotational drive control of the electric motor unit.
  • the motor drive control device controls the rotational drive direction of the electric motor unit so that the friction pad is pressed against the braking surface while slidingly moving in the rotational direction of the rotor by the first motion conversion mechanism. Preferably it is done.
  • the friction pad is slid by the frictional force between the rotor and the friction pad, and the pressing force is reduced by this sliding movement. It is automatically amplified. Therefore, by allowing sliding movement of the friction pad by the frictional force, it becomes possible to automatically amplify the pressing force and generate a large braking force.
  • the first motion conversion mechanism includes a V-shaped wedge groove formed in the base member and the slide member, a roller sandwiched in the wedge groove, and a roller in the wedge groove.
  • the wedge biasing member is preferably configured to apply a pressing force in the clamping direction. In the case of this configuration, it is possible to automatically amplify the pressing force with a simple configuration in which the roller is simply fitted into the wedge groove and clamped.
  • the second motion conversion mechanism includes a cam member or pinion tooth member provided on the output rotation shaft of the electric motor unit, and a rack tooth formed on the slide member and meshing with the cam member or pinion tooth member. It is preferable that it is comprised from these. In this configuration, by making the cam member or pinion tooth member into an involute shape, slip between the rack teeth can be reduced, and the rotation output of the electric motor unit can be efficiently moved (with less transmission loss) to slide the slide member. It becomes possible to convert.
  • the base member is attached so as to be movable in a direction orthogonal to the braking surface via an adjusting mechanism.
  • the adjustment can be made to narrow the gap by using the adjusting mechanism. It is possible to maintain a gap with a constant interval.
  • FIG. 1 is a perspective view of a disc brake device to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG. It is the perspective view which showed the pad and the wedge plate part (a cage and the biasing unit are abbreviate
  • FIG. 1 A perspective view of a disc brake device 1 as an example to which the present invention is applied is shown in FIG. 1.
  • the overall configuration of the disc brake device 1 will be described with reference to FIGS.
  • the left and right outer sides of the vehicle will be referred to as the outer side
  • the left and right inner sides of the vehicle will be referred to as the inner side.
  • the disc brake device 1 houses the inner unit 20 in the inner space 11a on the inner side, and houses the inner pad 43 and the outer pad 41 in the opening 12a on the outer side.
  • the constructed caliper assembly 10 is arranged so as to sandwich the end portion of the rotor 4 formed in a disk shape from both sides.
  • the caliper assembly 10 is attached to a carrier 6 so as to be slidable in the axial direction of the rotor 4 by a plurality of slide pins 9, and this carrier 6 is attached to a support plate 5 fixed to the axle 2 and fixed. Yes.
  • the inner unit 20 includes an electric motor unit 24, two adjustment units 30 provided on both sides of the electric motor unit 24, a base plate 35 provided on the outer side of the electric motor unit 24, and a base plate 35.
  • the wedge plate 37, the cylindrical roller 36 sandwiched between the base plate 35 and the wedge plate 37, the cage 45 holding the roller 36, and the wedge plate 37 are urged toward the base plate 35. It comprises an urging unit 39 (see FIGS. 4 to 6).
  • the electric motor unit 24 is supplied with electric power to output a rotational driving force, an electric motor 25, a cam member 27 attached to an output shaft of the electric motor 25, and a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the electric motor 25. 28.
  • the cam member 27 is formed with a main body portion 27a attached to the output shaft of the electric motor 25, and connected to the main body portion 27a, and on both side surfaces, for example, involute cam-side contact surfaces. And an engagement tooth 27c formed with 27b.
  • the electric motor unit 24 is attached to the base plate 35 such that the drive shaft of the electric motor 25 is oriented perpendicular to the braking surface 4a.
  • the adjustment unit 30 includes a sensor 31, an adjuster body 32, an adjuster cylindrical body 33, and an adjustment drive gear 38. As shown in FIG. 7, the sensor 31 can detect a pressing force when the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a.
  • the adjuster cylindrical body 33 is formed in a cylindrical portion 33a in which a cylindrical cylindrical screw (not shown) is formed on an inner peripheral surface and an inner side end portion of the cylindrical portion 33a. And an adjustment driven gear 33b.
  • a spiral body-side screw (not shown) that meshes with a cylinder-side screw formed on the cylinder portion 33a is formed on the outer peripheral surface of the adjuster body 32, and the cylinder-side screw and the body-side screw mesh with each other.
  • the adjuster cylindrical body 33 is attached to the adjuster main body 32.
  • the adjustment drive gear 38 meshes with the adjustment driven gear 33 b of both the adjustment units 30.
  • the adjustment unit 30 configured as described above adjusts the gap between the braking surface 4a of the rotor 4 and the inner pad 43 so as to be a predetermined interval each time a brake operation is performed.
  • the base plate 35 is formed with two wedge grooves 35 a having a V-shaped cross-sectional view for fitting and holding the roller 36 on the surface facing the wedge plate 37.
  • the wedge plate 37 is formed in a substantially flat plate shape, and a roller 36 is fitted into a surface facing the base plate 35 at a position corresponding to the wedge groove 35 a of the base plate 35.
  • Two wedge grooves 37a having a V-shaped cross-sectional view for holding in are formed.
  • an insertion space 37b through which the cam member 27 is inserted is formed in the central portion of the wedge plate 37 in a direction perpendicular to the braking surface 4a.
  • An escape portion 37c for preventing interference with the main body portion 27a when the wedge plate 37 is slid to the side is formed in a portion located on the side of the main body portion 27a in the upper portion of the insertion space 37b.
  • a rack-side contact surface 37d that contacts the cam-side contact surface 27b of the cam member 27 is formed in the lower portion of the insertion space 37b.
  • the cage 45 has a pair of roller holding portions 45b for accommodating and holding the roller 36 with respect to a base portion 45a formed in a substantially flat plate shape, and a positioning opening at the center portion. 45c is formed.
  • the roller holding portion 45b By being accommodated in the roller holding portion 45b, the roller 36 is rotatably supported in a state where movement in the vertical direction, the rotation direction of the rotor 4 and the direction orthogonal to the braking surface 4a is restricted.
  • the positioning opening 45c is formed so as to correspond to a base member 39a, which will be described later, and the base member 39a is fitted into the positioning opening 45c and is slid back and forth in a guided state. It has become.
  • the urging unit 39 includes a base member 39a attached to the wedge plate 37, a support shaft 39c attached to the base member 39a, a spring 39d, and a spring retainer 39e. Composed.
  • the base member 39a is formed with a pair of screw insertion holes 39b. By fastening a fastening screw (not shown) inserted into the screw insertion hole 39b into the screw hole 37e of the wedge plate 37, the base member 39a Is attached to the wedge plate 37.
  • the spring 39d is fixed by a spring retainer 39e in a state of being inserted into the support shaft 39c and contracted, and a biasing force toward the inner side by the spring 39d is always applied to the wedge plate 37.
  • the roller 36 is held by the urging unit 39 while being sandwiched between the wedge plate 37 (wedge groove 37a) and the base plate 35 (wedge groove 35a) urged toward the inner side.
  • a shoe plate 42 is fixed to the outer side of the outer pad 41 (also referred to as a friction material), and a shoe plate 44 is fixed to the inner side of the inner pad 43 (also referred to as a friction material). Yes.
  • the shoe plate 42 to the outer pad 41 the shoe plate 44 to the inner pad 43
  • the outer pad 41 and the inner pad 43 generate a frictional force corresponding to the pressing force by being pressed against the braking surface 4a, and apply a braking force that prevents the rotation of the rotor 4 to the rotor 4 (braking surface 4a).
  • the outer pad 41 is integrated with the shoe plate 42 and is inserted between the bridge portion 12 c formed on the outer portion of the caliper assembly 10 and the rotor 4.
  • the inner pad 43 is integrated with the shoe plate 44 and is inserted between the wedge plate 37 and the rotor 4.
  • the vehicle is provided with a controller 91 that controls the operation of the electric motor 25, and the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4 a detected by the sensor 31. And the rotation angle of the electric motor 25 detected by the rotation angle sensor 28 are input. Further, the vehicle is provided with a brake pedal 92 for the driver to perform a brake operation.
  • the brake pedal 92 detects a stepping force (brake operating force) applied to the brake pedal 92 by converting it into a signal.
  • a stepping force detection sensor 92a is provided.
  • the electrical signal detected by the stepping force detection sensor 92a is output to the controller 91.
  • the brake operation force detected by the stepping force detection sensor 92a and the pressing force of the inner pad 43 corresponding to the brake operation force are stored in association with each other in advance.
  • the vehicle is provided with a rotation direction detection sensor 93 for detecting the rotation direction of the rotor 4 (forward direction f or reverse direction r).
  • the detection result obtained by the rotation direction detection sensor 93 is a controller 91. Is output.
  • the gap between the outer pad 41 and the inner pad 43 and the braking surface 4a is the amount of the wear. growing.
  • the time lag from when the brake pedal 92 is depressed until the outer pad 41 and the inner pad 43 are actually pressed against the braking surface 4a increases, and the response of the brake operation decreases. Therefore, when the gap becomes large due to wear of the outer pad 41 and the inner pad 43, the adjustment drive gear 38 is automatically rotated and the gap between the outer pad 41 and the inner pad 43 and the braking surface 4a is set to a predetermined value. Adjustment is performed so that the distance becomes narrower, and the response of the brake operation can be secured.
  • step S110 shown in FIG. 9 the rotation direction (forward direction f or reverse direction r) of the rotor 4 detected by the rotation direction detection sensor 93 is input to the controller 91.
  • step S120 the process proceeds to step S120, and a signal indicating the brake operation force with respect to the brake pedal 92 detected by the stepping force detection sensor 92a is input to the controller 91.
  • step S ⁇ b> 130 the process proceeds to step S ⁇ b> 130, and a signal indicating the pressing force of the inner pad 43 against the braking surface 4 a detected by the sensor 31 is input to the controller 91.
  • step S140 the controller 91 determines whether or not the rotation direction of the rotor 4 input in step S110 is the forward direction f. If the result of determination is that the rotation direction of the rotor 4 is the forward direction f, Then, a drive signal is output to the electric motor 25 so as to slide the wedge plate 37 in the forward direction f (step S151).
  • the cam side contact surface 27b formed in an involute shape is brought into contact with the rack side contact surface 37d so as to slide the wedge plate 37.
  • slip generated between the cam-side contact surface 27b and the rack-side contact surface 37d can be suppressed, and the rotational driving force of the cam member 27 can be efficiently converted into the wedge plate 37 slide movement.
  • FIG. 7 shows a state in which the wedge plate 37 is slid in the forward direction f and the shoe plate 44 and the inner pad 43 are integrally slid in the forward direction f as indicated by a two-dot chain line.
  • a wedge plate 37f, a shoe plate 44f, and an inner pad 43f are shown.
  • FIG. 8 shows an enlarged view of the wedge plate 37f, the shoe plate 44f, and the inner pad 43f slid in the forward direction f.
  • the roller 36 is pressed against the inclined surface on the reverse direction side in the V-shaped wedge groove 37 a, and against the roller 36.
  • the wedge plate 37 (the shoe plate 44 and the inner pad 43 integrated with the wedge plate 37) is relatively pushed toward the outer side (braking surface 4a side) along the slope of the slope.
  • step S140 if it is determined in step S140 that the rotation direction of the rotor 4 is the reverse direction r, a drive signal is sent from the controller 91 to the electric motor 25 so as to slide the wedge plate 37 in the reverse direction r. This is output (step S152).
  • step S152 the cam side contact surface 27b of the cam member 27 presses the rack side contact surface 37d of the wedge plate 37, and the wedge plate 37 slides in the rotational direction of the cam member 27 (in this case, the reverse direction r).
  • FIG. 7 shows the positions of the wedge plate 37, the shoe plate 44, and the inner pad 43 when the wedge plate 37 is slid in the reverse direction r in this way, with the wedge plate 37r, the shoe plate 44r, An inner pad 43r is shown.
  • the caliper assembly 10 When the caliper assembly 10 is pressed to the inner side, the caliper assembly 10 is slid to the inner side with respect to the carrier 6 by the slide pin 9. Then, the shoe plate 42 and the outer pad 41 are integrally pressed to the inner side by the bridge portion 12c formed on the outer side, and the outer pad 41 is pressed against the braking surface 4a. In this way, each of the outer pad 41 and the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a to sandwich the rotor 4 so that a braking force that prevents the rotation of the rotor 4 can be applied. .
  • the disc brake device 1 is configured such that the pressing force pressing the inner pad 43 against the braking surface 4a is automatically amplified (generates self-boosting) by the base plate 35 and the roller 36 wedge plate 37.
  • This configuration will be described with reference to FIG. In the following description, the friction coefficient between the braking surface 4a and the inner pad 43 is assumed to be ⁇ .
  • the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a by the pressing force obtained by adding the reaction force F ′ to the original pressing force F, and the friction force (F + F ′) corresponding to the total pressing force (F + F ′).
  • X ⁇ acts on the inner pad 43.
  • the base plate 35, the roller 36, and the wedge plate 37 are used so that the self-boosting force is applied (wedge mechanism), so that even when the relatively small electric motor 25 is used, the structure is sufficient.
  • the outer pad 41 and the inner pad 43 can be pressed against the braking surface 4 a with a large pressing force, and a sufficient braking force can be applied to the rotor 4.
  • the disc brake device 1 can be configured using a relatively small electric motor 25, the disc brake device 1 can be configured compactly, and the arrangement space for other components arranged around the wheel. Can be secured sufficiently.
  • the electric motor 25 is rotationally driven so that the wedge plate 37 is slid in the rotational direction of the rotor 4 in step S151 or step S152. .
  • step S160 when the braking force is applied to the rotor 4 in this way, the controller 91 detects that the pressing force of the inner pad 43 detected by the sensor 31 is detected by the stepping force detection sensor 92a. It is determined whether or not the pressing force corresponding to the operating force is greater.
  • step S160 If it is determined in step S160 that the detected pressing force is greater than the pressing force corresponding to the detected brake operation force, the process proceeds to step S171, and the wedge plate 37 is moved in a direction to decrease the pressing force ( A drive signal is output from the controller 91 to the electric motor 25 so as to move the wedge plate 37 to the inner side.
  • step S172 the wedge plate 37 is moved in a direction to increase the pressing force ( A drive signal is output from the controller 91 to the electric motor 25 so as to move the wedge plate 37 to the outer side.
  • the pressing force is fed back and the steps S160, S171 and S172 are repeated, so that the inner pad 43 is pressed against the braking surface 4a with the pressing force corresponding to the brake operation force with respect to the brake pedal 92.
  • the rotation drive control of the motor 25 is performed. By doing so, the braking force intended by the driver can be applied to the rotor 4 to decelerate the vehicle.
  • the wedge plate 37 may be configured to slide in a state of facing the base plate 35.
  • the logarithm of the wedge grooves 35a and 37c can be set according to the size of the wedge plate 37 or the like.
  • the configuration example in which the pressing force of the inner pad 43 is detected using the sensor 31 and the rotational driving control of the electric motor 25 is performed by feeding back the pressing force has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the brake torque generated by pressing the inner pad 43 against the braking surface 4a is detected and fed back, or the deceleration of the vehicle is detected and fed back.
  • a configuration for performing rotational drive control of the electric motor 25 may be employed.
  • the wedge plate 37 formed with the insertion space 37b including the cam member 27 having the single meshing tooth 27c and the single rack meshing with the single meshing tooth 27c is illustrated.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • a configuration using a wedge plate in which a cam member having a plurality of meshing teeth and a cam insertion space including a plurality of racks meshing simultaneously with the plurality of meshing teeth is formed.
  • the cam member 27 including the main body 27a and the meshing teeth 27c has been described as an example, but instead of the cam member 27 having this configuration, pinion teeth that transmit the rotational driving force of the electric motor 25 are provided. You may use the pinion tooth member formed in this way.
  • the configuration example in which the adjustment drive gear 38 is automatically rotated according to the gap between the outer pad 41 and the inner pad 43 and the braking surface 4a and the gap is adjusted has been described.
  • the present invention is not limited to this configuration example.
  • an adjustment electric motor that rotates the adjustment drive gear is provided separately, and the adjustment of the adjustment electric motor rotation control automatically adjusts the gap between the pad and the braking surface. It is good also as composition to do.
  • Disc brake device 4 Rotor 4a Braking surface 10 Caliper assembly (caliper) 24 Electric motor unit 27 Cam member, pinion tooth member 31 Sensor (braking force detection means) 32 Adjuster body (adjustment mechanism) 33 Adjuster cylinder (adjustment mechanism) 35 Base plate (base member) 35a Wedge groove 36 Roller 37 Wedge plate (sliding member) 37a Wedge groove 37d Rack side contact surface (rack teeth) 38 Adjustment drive gear (adjustment mechanism) 39d Spring (wedge biasing member) 41 Outer pad (friction pad) 43 Inner pad (friction pad) 45 Cage (roller holding member) 91 Controller (motor drive control device) 92 Brake pedal (braking operation means) 92a Depression force detection sensor (braking force request value detection means) 93 Rotation direction detection sensor (Rotation direction detection means)

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Abstract

 ディスクブレーキ装置は、制動面(4a)を有したローター(4)と、キャリパと、制動面(4a)に対向して配置されるアウターパッド、インナーパッド(43)と、両パッドを制動面(4a)に押し付ける作動を行わせる制動作動機構とを有し、制動作動機構が、ベースプレート(35)と、インナーパッド(43)を保持するウェッジプレート(37)と、ベースプレート(35)に対してウェッジプレート(37)を制動面(4a)に平行且つローター(4)の回転方向にスライド移動させながら制動面(4a)に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、回転駆動力を出力する電動モータユニット(24)と、電動モータユニット(24)の回転駆動力を用いてウェッジプレート(37)を制動面(4a)に平行且つローター(4)の回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを備える。

Description

ディスクブレーキ装置
 本発明は、車両等に用いられ、摩擦により制動力を発生させるディスクブレーキ装置に関し、さらに詳細には、制動力を発生させるための駆動源に電動モータを用いて構成され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両等に広く用いられており、ブレーキペダルに対する踏込み操作に応じて、ホイールとともに回転するローターにパッドを押し付けて摩擦力を発生させることで、ローターの回転を制動するように構成される。従来、油圧力を用いてピストンを作動させることで、ローターに対してパッドを押し付けるタイプのディスクブレーキ装置や、油圧力の代わりに圧縮空気を用いてレバーを作動させるタイプのディスクブレーキ装置が良く知られている。
 例えば油圧力を用いてピストンを作動させるディスクブレーキ装置においては、ブレーキペダルに対する操作力を増幅させる倍力装置や、倍力装置によって増幅された操作力を液圧に変換するマスタシリンダー等の装置が必要となり、装置構成が複雑になりがちであった。そこで最近、ブレーキペダルに対する操作に応じて電動モータを回転駆動させ、この回転駆動力を用いてローターにパッドを押し付けて制動力を発生させるタイプのディスクブレーキ装置が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。この特許文献1のような構成とすることで、倍力装置やマスタシリンダー等を省いてシンプルなディスクブレーキ装置を構成できるという利点がある。
特表2008-516169号公報
 ところで、電動モータを用いて構成されるディスクブレーキ装置においては、電動モータの回転駆動力をローターにパッドを押し付ける押圧力に変換するための運動変換機構が必要となるが、十分に大きな押圧力でパッドを押し付けようとするとこの運動変換機構が大型になりやすく、それに伴ってディスクブレーキ装置の周辺に配設される他の装置の配設スペースが圧迫されるという課題があった。
 本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、電動モータを用いた構成でありながら、コンパクト且つ十分な制動力を発生できるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明に係るディスクブレーキ装置は、制動対象となる回転体に連結されて回転する円盤状の制動面を有したローターと、前記ローターに対して回転方向に固定されて配置されたキャリパ(例えば、実施形態におけるキャリパアッセンブリ10)と、前記ローターの制動面に対向して配置される摩擦パッド(例えば、実施形態におけるアウターパッド41、インナーパッド43)と、前記キャリパに取り付けられて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付ける作動を行わせる制動作動機構とを有して構成されるディスクブレーキ装置であって、前記制動作動機構が、前記キャリパに取り付けられたベース部材(例えば、実施形態におけるベースプレート35)と、前記ベース部材に対向配置されて前記摩擦パッドを保持するスライド部材(例えば、実施形態におけるウェッジプレート37)と、前記ベース部材および前記スライド部材の間に設けられ、前記ベース部材に対して前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させながら前記制動面に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、前記ベース部材に取り付けられて電力を受けて回転駆動力を出力する電動モータユニットと、前記電動モータユニットの回転駆動力を用いて前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを備え、前記電動モータユニットの回転駆動力を用いて前記第2運動変換機構により前記スライド部材を前記スライド移動させることにより、前記スライド部材およびこれに保持された前記摩擦パッドを前記第1運動変換機構により前記制動面に垂直な方向に移動させて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付けて前記ローターの回転を制動するように構成されたことを特徴とする。
 上述のディスクブレーキ装置において、制動操作される制動操作手段(例えば、実施形態におけるブレーキペダル92)と、前記制動操作手段の制動操作による制動力要求値を検出する制動力要求値検出手段(例えば、実施形態における踏込み力検出センサー92a)と、前記摩擦パッドを前記制動面に押し付けることにより生じる制動力を検出する制動力検出手段(例えば、実施形態におけるセンサー31)と、前記電動モータユニットの回転駆動制御を行うモータ駆動制御装置(例えば、実施形態におけるコントローラ91)とを備え、前記モータ駆動制御装置は、前記制動力検出手段により検出された制動力が前記制動力要求値検出手段により検出された制動力要求値に対応する値となるように前記電動モータユニットの回転駆動制御を行うことが好ましい。
 また、上述のディスクブレーキ装置において、前記ローターの回転方向を検出する回転方向検出手段(例えば、実施形態における回転方向検出センサー93)を備え、 前記モータ駆動制御装置は、前記摩擦パッドが前記第1運動変換機構により前記ローターの回転方向に向かってスライド移動しながら前記制動面に押し付けられるように、前記電動モータユニットの回転駆動方向制御を行うことが好ましい。
 前記第1運動変換機構が、前記ベース部材および前記スライド部材における前記制動面に平行に延びて互いに対向する面において、それぞれ前記ローターの回転方向に直角な方向に延び且つ互いに対向して形成されたV字状の複数対のウェッジ溝と、前記ベース部材および前記スライド部材における互いに対向する複数対の前記ウェッジ溝内にそれぞれ挟持されて配置された複数のローラと、前記複数のローラの軸方向への移動および前記複数のローラ間の相対的な移動を規制するローラ保持部材(例えば、実施形態におけるケージ45)と、前記ベース部材および前記スライド部材における複数対の前記ウェッジ溝内に、前記ローラ保持部材により保持されたそれぞれの前記ローラを挟持した状態で、挟持方向に押圧力を付与するウェッジ付勢部材(例えば、実施形態におけるスプリング39d)とから構成されることが好ましい。
 前記第2運動変換機構が、前記電動モータユニットの出力回転軸に繋がって設けられたカム部材、もしくはインボリュート形状のピニオン歯部材と、前記スライド部材に形成されて、前記カム部材もしくはピニオン歯部材と噛合するラック歯(例えば、実施形態におけるラック側当接面37d)とから構成され、前記電動モータユニットにより前記カム部材もしくはピニオン歯部材を回転させることにより、前記ラック歯を介して前記スライド部材を前記スライド移動させるように構成されたことが好ましい。
 さらに、上述のディスクブレーキ装置において、前記ベース部材が、アジャスト機構(例えば、実施形態におけるアジャスタ本体部32、アジャスタ筒状体33、アジャスト用駆動歯車38)を介して前記キャリパに対して前記制動面に直交する方向に移動可能に取り付けられており、前記摩擦パッドの摩耗に応じて発生する前記制動面と前記摩擦パッドとの隙間の増加を、前記アジャスト機構により前記ベース部材を前記制動面に近づく方向に移動させて調整可能であることが好ましい。
 本発明に係るディスクブレーキ装置は、ベース部材に対してスライド部材をローターの回転方向にスライド移動させながら制動面に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、電動モータユニットと、電動モータユニットの回転駆動力を用いてスライド部材をローターの回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを備えて構成される。そのため、第2運動変換機構により電動モータユニットの回転駆動力をスライド部材のスライド移動に変換した上で、さらに第1運動変換機構によりスライド部材のスライド移動を制動面に摩擦パッドを押し付けるための移動に変換することで、第2運動変換機構および第1運動変換機構によって増幅された制動力を制動面に作用させることが可能となる。よって、電動モータの回転駆動力を用いてローターに摩擦パッドを押し付ける構成でありながら、コンパクト且つ十分な制動力を発生できるディスクブレーキ装置を実現できる。
 上述のディスクブレーキ装置において、モータ駆動制御装置が、検出された実際の制動力が制動力要求値に対応する値となるように電動モータユニットの回転駆動制御を行うことが好ましい。このように構成した場合、電動モータユニットの回転駆動制御を行うことにより、意図した制動力を正確に作用させることが可能となる。
 上述のディスクブレーキ装置において、モータ駆動制御装置が、摩擦パッドが第1運動変換機構によりローターの回転方向に向かってスライド移動しながら制動面に押し付けられるように、電動モータユニットの回転駆動方向制御を行うことが好ましい。このように、ローターの回転方向に向かってスライド移動しながら制動面に押し付けられる構成とした場合、ローターと摩擦パッドとの間の摩擦力により摩擦パッドがスライド移動され、このスライド移動により押圧力が自動的に増幅される。そのため、摩擦力による摩擦パッドのスライド移動を許容することで、押圧力を自動的に増幅させることが可能となり、大きな制動力を発生させることができる。
 上述のディスクブレーキ装置において、第1運動変換機構が、ベース部材および前記スライド部材に形成されたV字状のウェッジ溝と、このウェッジ溝内に挟持されたローラと、ウェッジ溝内にローラを挟持した状態で挟持方向に押圧力を付与するウェッジ付勢部材とから構成されることが好ましい。この構成の場合、単にウェッジ溝にローラを嵌め込んで挟持するという簡単な構成でありながら、押圧力を自動的に増幅させることが可能となる。
 上述のディスクブレーキ装置において、第2運動変換機構が、電動モータユニットの出力回転軸に設けられたカム部材もしくはピニオン歯部材と、スライド部材に形成されてカム部材もしくはピニオン歯部材と噛合するラック歯とから構成されることが好ましい。この構成において、カム部材もしくはピニオン歯部材をインボリュート形状にすることで、ラック歯との間のすべりを低減でき、電動モータユニットの回転出力を効率良く(伝達ロスが少なく)スライド部材のスライド移動に変換することが可能となる。
 上述のディスクブレーキ装置において、ベース部材が、アジャスト機構を介して制動面に直交する方向に移動可能に取り付けられた構成が好ましい。このように構成した場合には、摩擦パッドが摩耗して制動面と摩擦パッドとの隙間が増加しても、このアジャスト機構を用いてその隙間を狭めるように調整できるので、制動面と摩擦パッドとの隙間を一定間隔に維持することが可能となる。
本発明を適用したディスクブレーキ装置の斜視図である。 図1におけるII-II部分の断面図である。 パッドおよびウェッジプレート部分(ケージおよび付勢ユニットを省略)を示した斜視図である。 パッドおよびウェッジプレート部分(ケージおよび付勢ユニットを含む)を示した斜視図である。 パッドおよびウェッジプレート部分(ベースプレートを含む)を示した斜視図である。 ウェッジプレート部分を示した平面図である。 インナーユニット部分を拡大した図に、制御構成を追記した説明図である。 ウェッジプレートの作動を説明するための説明図である。 電動モータの制御に関するフローチャートである。
 以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明を適用した一例としてのディスクブレーキ装置1の斜視図を図1に示しており、まず、図1~図7を参照しながらディスクブレーキ装置1の全体構成について説明する。なお、以下においては便宜上、車両の左右外側をアウター側、これとは反対に車両の左右内側をインナー側と称して説明を行う。
 ディスクブレーキ装置1は、図1および図2に示すように、インナー側のインナー空間11a内にインナーユニット20を収容するとともに、アウター側の開口部12aにインナーパッド43およびアウターパッド41を収容して構成されるキャリパアッセンブリ10が、円盤状に形成されたローター4の端部を両側から挟むように配置される。キャリパアッセンブリ10は、複数のスライドピン9によってローター4の軸方向にスライド移動可能にキャリア6に取り付けられており、このキャリア6は、アクスル2に固定されたサポートプレート5に取り付けられて固定されている。
 インナーユニット20は、図2に示すように、電動モータユニット24、電動モータユニット24の両側に設けられた2つのアジャストユニット30、電動モータユニット24のアウター側に設けられたベースプレート35、ベースプレート35に対向して配設されたウェッジプレート37、ベースプレート35とウェッジプレート37との間に挟持された円柱状のローラ36、ローラ36を保持するケージ45、およびウェッジプレート37をベースプレート35側に付勢する付勢ユニット39(図4~図6を参照)から構成される。
 電動モータユニット24は、電力供給を受けて回転駆動力を出力する電動モータ25、電動モータ25の出力軸に取り付けられたカム部材27、および電動モータ25の回転角を検出するための回転角センサー28から構成される。カム部材27は、図3に示すように、電動モータ25の出力軸に取り付けられる本体部27aと、この本体部27aに繋がって形成されるとともに、両側面に例えばインボリュート形状のカム側当接面27bが形成された噛合歯27cとを備えて構成される。なお、電動モータユニット24は、電動モータ25の駆動軸が制動面4aに直交する向きで、ベースプレート35に取り付けられている。
 アジャストユニット30は、図2および図7に示すように、センサー31、アジャタ本体部32、アジャスタ筒状体33およびアジャスト用駆動歯車38から構成される。センサー31は、図7に示すように、制動面4aに対してインナーパッド43が押し付けられるときの押圧力を検出可能となっている。アジャスタ筒状体33は、筒状に形成されて内周面に螺旋状の筒側ねじ(図示せず)が形成された筒部33aと、この筒部33aのインナー側端部に形成された調整用従動歯車33bとから構成される。アジャタ本体部32の外周面には、筒部33aに形成された筒側ねじと噛合する螺旋状の本体側ねじ(図示せず)が形成されており、筒側ねじと本体側ねじとが噛合してアジャタ本体部32にアジャスタ筒状体33が取り付けられている。アジャスト用駆動歯車38は、両アジャストユニット30の調整用従動歯車33bと噛合している。このように構成されるアジャストユニット30により、ブレーキ操作が行われる毎にローター4の制動面4aとインナーパッド43との隙間が、所定間隔になるように調整される。
 ベースプレート35は、図6に示すように、ウェッジプレート37に対向する面に、ローラ36を嵌め込んで保持するための断面視V字状のウェッジ溝35aが2つ形成されている。ウェッジプレート37は、図4および図6に示すように、略平板状に形成されており、ベースプレート35に対向する面には、ベースプレート35のウェッジ溝35aに対応する位置に、ローラ36を嵌め込んで保持するための断面視V字状のウェッジ溝37aが2つ形成されている。
 ウェッジプレート37の中央部分には、図3に示すように、制動面4aに直交する方向に貫通してカム部材27が挿入される挿入空間37bが形成されている。この挿入空間37bの上部における本体部27aの側方に位置する部分に、ウェッジプレート37が側方にスライド移動されたときに本体部27aとの干渉を防止するための逃がし部37cが形成されており、一方、挿入空間37bの下部には、カム部材27のカム側当接面27bと当接するラック側当接面37dが形成されている。このため、電動モータ25が回転駆動されてカム部材27が回転されると、ウェッジプレート37がカム部材27の回転方向に押圧されて、ベースプレート35に対向した状態のままでカム部材27の回転方向にスライド移動される。なお、ラック側当接面37dの側方には、一対のねじ穴37eが形成されている。
 ケージ45は、図4に示すように、略平板状に形成されたベース部45aに対して、ローラ36を収容させて保持するための一対のローラ保持部45bと、中央部分に位置決め用開口部45cとが形成されて構成されている。ローラ36は、このローラ保持部45bに収容されることにより、上下、ローター4の回転方向、および制動面4aに直交する方向への移動が規制された状態で、回転可能に支持される。位置決め用開口部45cは、後述するベース部材39aに対応させて開口形成されており、ベース部材39aはこの位置決め用開口部45cに嵌合されて、ガイドされた状態で前後にスライドされるようになっている。
 付勢ユニット39は、図4~図6に示すように、ウェッジプレート37に取り付けられたベース部材39aと、このベース部材39aに取り付けられた支持軸39cと、スプリング39dと、スプリング押さえ39eとから構成される。ベース部材39aには、一対のねじ挿入孔39bが形成されており、このねじ挿入孔39bに挿入した締結ねじ(図示せず)をウェッジプレート37のねじ穴37eに締結することで、ベース部材39aがウェッジプレート37に取り付けられる。スプリング39dは、支持軸39cに挿入されて収縮された状態でスプリング押さえ39eにより固定されており、スプリング39dによるインナー側への付勢力が常時ウェッジプレート37に作用する構成となっている。この付勢ユニット39により、ローラ36は、インナー側に付勢されたウェッジプレート37(ウェッジ溝37a)とベースプレート35(ウェッジ溝35a)とによって挟持された状態で保持されている。
 アウターパッド41(摩擦材とも称される)には、アウター側にシュープレート42が固定されており、インナーパッド43(摩擦材とも称される)には、インナー側にシュープレート44が固定されている。なお、アウターパッド41にシュープレート42(インナーパッド43にシュープレート44)を固定したものが、単にパッドと称される場合もある。
 アウターパッド41およびインナーパッド43は、制動面4aに押し付けられることで押圧力に応じた摩擦力を発生させ、ローター4(制動面4a)に対してローター4の回転を阻止する制動力を作用させる。アウターパッド41は、シュープレート42と一体となって、キャリパアッセンブリ10のアウター部分に形成されたブリッジ部12cとローター4との間に挿入されている。一方、インナーパッド43は、シュープレート44と一体となって、ウェッジプレート37とローター4との間に挿入されている。
 図7に示すように、車両には電動モータ25の作動を制御するコントローラ91が設けられており、このコントローラ91には、センサー31で検出された制動面4aに対してインナーパッド43が押し付けられるときの押圧力、および回転角センサー28で検出された電動モータ25の回転角が入力される。また、車両には、運転者がブレーキ操作をするためのブレーキペダル92が設けられており、このブレーキペダル92には、ブレーキペダル92に対する踏込み力(ブレーキ操作力)を信号に変換して検出する踏込み力検出センサー92aが設けられている。この踏込み力検出センサー92aで検出された電気信号は、コントローラ91へ出力される。なお、コントローラ91には、踏込み力検出センサー92aで検出されるブレーキ操作力と、そのブレーキ操作力に対応するインナーパッド43の押圧力とが、予め対応付けられて記憶されている。
 さらに、車両には、ローター4の回転方向(前進方向fまたは後進方向r)を検出するための回転方向検出センサー93が設けられており、回転方向検出センサー93で得られた検出結果はコントローラ91に出力される。
 ところで、後述するようにして、アウターパッド41およびインナーパッド43が繰り返してローター4の制動面4aに押し付けられて摩耗すると、アウターパッド41およびインナーパッド43と制動面4aとの隙間がその摩耗分だけ大きくなる。そうすると、ブレーキペダル92が踏込まれてから実際にアウターパッド41およびインナーパッド43が制動面4aに押し付けられるまでのタイムラグが大きくなり、ブレーキ操作の応答性が低下することとなる。そこで、アウターパッド41およびインナーパッド43の摩耗によって隙間が大きくなった場合には、アジャスト用駆動歯車38が自動的に回転駆動され、アウターパッド41およびインナーパッド43と制動面4aとの隙間が所定間隔になるように狭められる調整が行われ、ブレーキ操作の応答性を確保できるように構成されている。
 以上ここまでは、ディスクブレーキ装置1の全体構成について説明した。以下においては、このように構成されるディスクブレーキ装置1の作動について、図7および図8を参照しながら図9に示すフローチャートに沿って説明する。なお、以下においては、車両が前進走行または後進走行しつつブレーキペダル92に対して踏込み操作がされていない状態において、運転者によってブレーキペダル92が踏込み操作された場合のディスクブレーキ装置1の作動を例示して説明する。
 まず、図9に示すステップS110において、回転方向検出センサー93で検出されたローター4の回転方向(前進方向fまたは後進方向r)が、コントローラ91に入力される。次にステップS120に進み、踏込み力検出センサー92aで検出されたブレーキペダル92に対するブレーキ操作力を示す信号が、コントローラ91に入力される。続いてステップS130に進み、センサー31で検出された制動面4aに対するインナーパッド43の押圧力を示す信号が、コントローラ91に入力される。
 続くステップS140において、コントローラ91は、ステップS110で入力されたローター4の回転方向が前進方向fであるか否かを判定し、判定の結果ローター4の回転方向が前進方向fである場合には、前進方向fに向かってウェッジプレート37をスライド移動させるように、電動モータ25に対して駆動信号を出力する(ステップS151)。
 この駆動信号が入力されて電動モータ25が回転駆動されることにより、電動モータ25の回転駆動力が減速されてカム部材27に伝達され、カム部材27が回転駆動される。そうすると、カム部材27のカム側当接面27bがウェッジプレート37のラック側当接面37dを押圧し、カム部材27の回転方向(この場合は前進方向f)にウェッジプレート37がスライド移動される。なお、電動モータ25の回転角は、電動モータ25に隣接して設けられた回転角センサー28によって検出されて、コントローラ91に入力されている。
 このように、インボリュート形状に形成されたカム側当接面27bをラック側当接面37dに当接させて、ウェッジプレート37スライド移動させる構成とすることで、カム部材27が回転駆動されたときに、カム側当接面27bとラック側当接面37dとの間に生じるすべりを抑えて、カム部材27の回転駆動力を効率良くウェッジプレート37スライド移動に変換することができる。
 図7には、このようにして、ウェッジプレート37が前進方向fにスライド移動されて、シュープレート44およびインナーパッド43が一体となって前進方向fにスライド移動された状態を、2点鎖線でウェッジプレート37f、シュープレート44fおよびインナーパッド43fとして示している。
 また、図8には、前進方向fにスライド移動されたウェッジプレート37f、シュープレート44fおよびインナーパッド43fの拡大図を示している。この図8から分かるように、ウェッジプレート37が前進方向fにスライド移動されると、V字状のウェッジ溝37aうちで後進方向側の斜面に対してローラ36が押し付けられ、ローラ36に対してウェッジプレート37(ウェッジプレート37と一体となったシュープレート44およびインナーパッド43)が、この斜面の傾斜に沿うように相対的にアウター側(制動面4a側)に押し出される。
 一方、ステップS140において、判定の結果ローター4の回転方向が後進方向rである場合には、後進方向rに向かってウェッジプレート37をスライド移動させるように、コントローラ91から電動モータ25へ駆動信号が出力される(ステップS152)。そうすることで、カム部材27のカム側当接面27bがウェッジプレート37のラック側当接面37dを押圧し、カム部材27の回転方向(この場合は後進方向r)にウェッジプレート37がスライド移動される。図7には、このようにして、ウェッジプレート37が後進方向rにスライド移動されたときのウェッジプレート37、シュープレート44およびインナーパッド43の位置を、それぞれ点線でウェッジプレート37r、シュープレート44rおよびインナーパッド43rとして示している。
 上述のようにして、カム部材27の回転角度に応じてウェッジプレート37が前進方向fまたは後進方向rにスライド移動されると同時に、制動面4aに近づく方向に移動されると、ある時点においてインナーパッド43が制動面4aに押し付けられる。そうすると、制動面4aからインナーパッド43に作用する反力が、シュープレート44、ウェッジプレート37、ローラ36、ベースプレート35およびアジャストユニット30を介してキャリパアッセンブリ10に作用して、キャリパアッセンブリ10がインナー側に押圧される。
 キャリパアッセンブリ10がインナー側に押圧されると、スライドピン9により、キャリア6に対してキャリパアッセンブリ10がインナー側にスライド移動される。そうすると、アウター側に形成されたブリッジ部12cにより、シュープレート42およびアウターパッド41が一体的にインナー側に押圧されて、アウターパッド41が制動面4aに押し付けられる。このようにして、アウターパッド41およびインナーパッド43のそれぞれを制動面4aに押し付けてローター4を挟持することで、ローター4の回転を阻止する制動力を作用させることができるように構成されている。
 このとき、ディスクブレーキ装置1は、ベースプレート35、ローラ36ウェッジプレート37により、制動面4aにインナーパッド43を押し付ける押圧力が自動的に増幅される(自己倍力を発生させる)構成となっており、この構成について図8を参照しながら説明する。なお、以下においては、制動面4aとインナーパッド43との間の摩擦係数をμとして説明を行う。
 図8に示すように、制動面4aに対してインナーパッド43が押圧力Fで押し付けられる場合には、インナーパッド43には前進方向fにF×μの摩擦力が作用する。このとき、インナーパッド43と一体になったウェッジプレート37にもこの摩擦力F×μが作用するとともに、ウェッジプレート37に形成されたウェッジ溝37aとローラ36との当接部分に摩擦力F×μが作用する。この当接部分においては、摩擦力F×μにおける制動面4aに直交する方向への分力の反力が、制動面4aに近づく方向に作用する反力F’として、ウェッジプレート37に作用することとなる。そのため、インナーパッド43は、元の押圧力Fにこの反力F’を加えた押圧力で制動面4aに押し付けられ、これらを合計した押圧力(F+F’)に対応した摩擦力(F+F’)×μがインナーパッド43に作用することとなる。
 インナーパッド43に対して前進方向fに作用する摩擦力が、F×μから(F+F’)×μへと増幅されると、それに伴ってインナーパッド43、シュープレート44およびウェッジプレート37が前進方向fにスライド移動される。そうすると、ウェッジプレート37は、ローラ36からさらに大きな反力を受けることとなり、これによりインナーパッド43は、さらに大きな押圧力で制動面4aに押し付けられる。このようにして、摩擦力によりインナーパッド43が前進方向fにスライド移動される作動と、より大きな押圧力でインナーパッド43が制動面4aに押し付けられる作動とが繰り返されることで、制動面4aに対するインナーパッド43の押圧力が自動的に増幅されるように構成されている。
 このように、ベースプレート35、ローラ36およびウェッジプレート37を用いて自己倍力を作用させる構成(ウェッジ機構)とすることで、比較的小型の電動モータ25を用いた場合であっても、十分に大きな押圧力でアウターパッド41およびインナーパッド43を制動面4aに押し付けて、ローター4に十分な制動力を作用させることが可能となる。このため、比較的小型の電動モータ25を用いてディスクブレーキ装置1を構成できるようになり、ディスクブレーキ装置1をコンパクトに構成できて、ホイール周辺に配設される他の構成部品の配設スペースを十分に確保できる。
 また、自己倍力を発生させるためにディスクブレーキ装置1では、ステップS151またはステップS152において、ローター4の回転方向に向けてウェッジプレート37をスライド移動させるように、電動モータ25の回転駆動が行われる。
 続いてステップS160に進み、このようにしてローター4に制動力が作用するときに、コントローラ91において、センサー31で検出されたインナーパッド43の押圧力が、踏込み力検出センサー92aで検出されたブレーキ操作力に対応する押圧力よりも大きいか否かの判定が行われる。
 ステップS160において、検出された押圧力が、検出されたブレーキ操作力に対応する押圧力よりも大きいと判定された場合には、ステップS171に進み、押圧力を弱める方向にウェッジプレート37を移動(インナー側にウェッジプレート37を移動)させるように、コントローラ91から電動モータ25へ駆動信号が出力される。
 一方、検出された押圧力が、検出されたブレーキ操作力に対応付けられた押圧力よりも小さいと判定された場合には、ステップS172に進み、押圧力を強める方向にウェッジプレート37を移動(アウター側にウェッジプレート37を移動)させるように、コントローラ91から電動モータ25へ駆動信号が出力される。
 このようにして、押圧力をフィードバックさせてステップS160、S171およびS172を繰り返して行うことで、ブレーキペダル92に対するブレーキ操作力に対応した押圧力で制動面4aにインナーパッド43を押し付けるように、電動モータ25の回転駆動制御が行われる。そうすることで、運転者が意図する制動力をローター4に作用させて、車両を減速させることができる。
 上述した実施形態においては、2対のウェッジ溝35a,37cに2つのローラ36を挟持させた構成例について説明したが、本発明はこの構成例に限定して適用されるものではない。ベースプレート35に対向した状態でウェッジプレート37がスライド移動される構成であれば良く、例えばウェッジプレート37の大きさ等に応じてウェッジ溝35a,37cの対数を設定可能である。
 上述の実施形態では、センサー31を用いてインナーパッド43の押圧力を検出し、この押圧力をフィードバックさせて電動モータ25の回転駆動制御を行う構成例について説明したが、本発明はこの構成例に限定して適用されるものではない。例えば、インナーパッド43の押圧力を検出する代わりに、制動面4aにインナーパッド43を押し付けることにより生じるブレーキトルクを検出してフィードバックしたり、または、車両の減速度を検出してフィードバックすることで電動モータ25の回転駆動制御を行う構成でも良い。
 上述の実施形態では、単一の噛合歯27cを有したカム部材27、およびこの単一の噛合歯27cと噛合する単一のラックを備えた挿入空間37bが形成されたウェッジプレート37を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、複数の噛合歯を有したカム部材、およびこの複数の噛合歯と同時に噛合する複数のラックを備えたカム挿入空間が形成されたウェッジプレートを用いた構成でも良い。また、本体部27aと噛合歯27cとから構成されるカム部材27を例に挙げて説明したが、この構成のカム部材27に代えて、電動モータ25の回転駆動力を伝達するピニオン歯を備えて形成されるピニオン歯部材を用いても良い。
 上述の実施形態では、アウターパッド41およびインナーパッド43と制動面4aとの隙間に応じて、アジャスト用駆動歯車38が自動的に回転駆動されて、この隙間が調整される構成例について説明したが、本発明はこの構成例に限定されるものではない。この構成に代えて、例えばアジャスト用駆動歯車を回転駆動させるアジャスト用の電動モータを別途設け、このアジャスト用の電動モータの回転駆動制御を行うことにより、パッドと制動面との隙間を自動で調整する構成としても良い。
1   ディスクブレーキ装置
4   ローター
4a  制動面
10  キャリパアッセンブリ(キャリパ)
24  電動モータユニット
27  カム部材、ピニオン歯部材
31  センサー(制動力検出手段)
32  アジャスタ本体部(アジャスト機構)
33  アジャスタ筒状体(アジャスト機構)
35  ベースプレート(ベース部材)
35a ウェッジ溝
36  ローラ
37  ウェッジプレート(スライド部材)
37a ウェッジ溝
37d ラック側当接面(ラック歯)
38  アジャスト用駆動歯車(アジャスト機構)
39d スプリング(ウェッジ付勢部材)
41  アウターパッド(摩擦パッド)
43  インナーパッド(摩擦パッド)
45  ケージ(ローラ保持部材)
91  コントローラ(モータ駆動制御装置)
92  ブレーキペダル(制動操作手段)
92a 踏込み力検出センサー(制動力要求値検出手段)
93  回転方向検出センサー(回転方向検出手段)

Claims (6)

  1.  制動対象となる回転体に連結されて回転する円盤状の制動面を有したローターと、前記ローターに対して回転方向に固定されて配置されたキャリパと、前記ローターの制動面に対向して配置される摩擦パッドと、前記キャリパに取り付けられて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付ける作動を行わせる制動作動機構とを有して構成されるディスクブレーキ装置であって、
     前記制動作動機構が、前記キャリパに取り付けられたベース部材と、前記ベース部材に対向配置されて前記摩擦パッドを保持するスライド部材と、前記ベース部材および前記スライド部材の間に設けられ、前記ベース部材に対して前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させながら前記制動面に垂直な方向に移動させる第1運動変換機構と、前記ベース部材に取り付けられて電力を受けて回転駆動力を出力する電動モータユニットと、前記電動モータユニットの回転駆動力を用いて前記スライド部材を前記制動面に平行且つ前記ローターの回転方向にスライド移動させる第2運動変換機構とを備え、
     前記電動モータユニットの回転駆動力を用いて前記第2運動変換機構により前記スライド部材を前記スライド移動させることにより、前記スライド部材およびこれに保持された前記摩擦パッドを前記第1運動変換機構により前記制動面に垂直な方向に移動させて前記摩擦パッドを前記制動面に押し付けて前記ローターの回転を制動するように構成されたことを特徴とするディスクブレーキ装置。
  2.  制動操作される制動操作手段と、前記制動操作手段の制動操作による制動力要求値を検出する制動力要求値検出手段と、前記摩擦パッドを前記制動面に押し付けることにより生じる制動力を検出する制動力検出手段と、前記電動モータユニットの回転駆動制御を行うモータ駆動制御装置とを備え、
     前記モータ駆動制御装置は、前記制動力検出手段により検出された制動力が前記制動力要求値検出手段により検出された制動力要求値に対応する値となるように前記電動モータユニットの回転駆動制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のディスクブレーキ装置。
  3.  前記ローターの回転方向を検出する回転方向検出手段を備え、
     前記モータ駆動制御装置は、前記摩擦パッドが前記第1運動変換機構により前記ローターの回転方向に向かってスライド移動しながら前記制動面に押し付けられるように、前記電動モータユニットの回転駆動方向制御を行うことを特徴とする請求項2に記載のディスクブレーキ装置。
  4.  前記第1運動変換機構が、
     前記ベース部材および前記スライド部材における前記制動面に平行に延びて互いに対向する面において、それぞれ前記ローターの回転方向に直角な方向に延び且つ互いに対向して形成されたV字状の複数対のウェッジ溝と、
     前記ベース部材および前記スライド部材における互いに対向する複数対の前記ウェッジ溝内にそれぞれ挟持されて配置された複数のローラと、
     前記複数のローラの軸方向への移動および前記複数のローラ間の相対的な移動を規制するローラ保持部材と、
     前記ベース部材および前記スライド部材における複数対の前記ウェッジ溝内に、前記ローラ保持部材により保持されたそれぞれの前記ローラを挟持した状態で、挟持方向に押圧力を付与するウェッジ付勢部材とから構成されることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
  5.  前記第2運動変換機構が、
     前記電動モータユニットの出力回転軸に繋がって設けられたカム部材、もしくはインボリュート形状のピニオン歯部材と、
     前記スライド部材に形成されて、前記カム部材もしくはピニオン歯部材と噛合するラック歯とから構成され、
     前記電動モータユニットにより前記カム部材もしくはピニオン歯部材を回転させることにより、前記ラック歯を介して前記スライド部材を前記スライド移動させるように構成されたことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
  6.  前記ベース部材が、アジャスト機構を介して前記キャリパに対して前記制動面に直交する方向に移動可能に取り付けられており、
     前記摩擦パッドの摩耗に応じて発生する前記制動面と前記摩擦パッドとの隙間の増加を、前記アジャスト機構により前記ベース部材を前記制動面に近づく方向に移動させて調整可能であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のディスクブレーキ装置。
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