WO2012153502A1

WO2012153502A1 - ディスクブレーキ装置

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Publication number: WO2012153502A1
Application number: PCT/JP2012/002970
Authority: WO
Inventors: 圭宏安田; 誠人大澤
Original assignee: 株式会社Tbk
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-11-15
Also published as: US20140083804A1; KR101940343B1; KR20140026507A; JP2012237408A; EP2708770A1; CN103518074A

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

　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。