JP2000055093A - 電動ディスクブレーキ装置 - Google Patents
電動ディスクブレーキ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動ディスクブレーキ装置において、制動解
除時に、ねじ伝動機構のバックラッシュを吸収してパッ
ドクリアランスを正確に調整する。 【解決手段】 電動ディスクブレーキ２は、キャリパ浮
動型ディスクブレーキであって、ＤＣサーボモータ21の
ロータ22の回転をナット部材16およびピストン９のねじ
溝17，18並びに鋼球19を含むボールねじ機構によって、
ピストン９の直線運動に変換して、ブレーキパッド12，
13をディスクロータ８に押圧するこにより、制動力を発
生させる。制動解除時に、ＤＣサーボモータ21を制動位
置から後退位置までピストン９の後退方向へ回転させた
後、後退位置から初期位置までピストン９の前進方向へ
回転させてパッドクリアランスを調整する。これによ
り、ボールねじ機構のバックラッシュを詰めた状態で正
確にパッドクリアランスを調整することができる。
除時に、ねじ伝動機構のバックラッシュを吸収してパッ
ドクリアランスを正確に調整する。 【解決手段】 電動ディスクブレーキ２は、キャリパ浮
動型ディスクブレーキであって、ＤＣサーボモータ21の
ロータ22の回転をナット部材16およびピストン９のねじ
溝17，18並びに鋼球19を含むボールねじ機構によって、
ピストン９の直線運動に変換して、ブレーキパッド12，
13をディスクロータ８に押圧するこにより、制動力を発
生させる。制動解除時に、ＤＣサーボモータ21を制動位
置から後退位置までピストン９の後退方向へ回転させた
後、後退位置から初期位置までピストン９の前進方向へ
回転させてパッドクリアランスを調整する。これによ
り、ボールねじ機構のバックラッシュを詰めた状態で正
確にパッドクリアランスを調整することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの回転
力によって制動力を発生させる電動ディスクブレーキ装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車等の車両の制動装置とし
て、ブレーキ液を使用せず、電動モータの出力によって
制動力を発生させるようにした所謂「ドライブレーキ」
装置が知られている。 【０００３】ドライブレーキ装置としては、例えば国際
特許公開第96／03301 号に開示されているように、電動
モータの回転運動をローラねじ機構（ねじ伝動機構）に
よってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブ
レーキパッドをディスクロータに押圧させることによ
り、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレー
キ装置がある。この種の電動ディスクブレーキ装置は、
運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセ
ンサによって検出し、コントローラによって、この検出
に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を
得るようにしている。 【０００４】また、上記のような電動ディスクブレーキ
装置においては、各種センサを用いて、各車輪の回転速
度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の
車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出
に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍
力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車
両安定化制御等を比較的簡単に組み込むことができる。 【０００５】ところで、上記電動ディスクブレーキ装置
では、非制動時の引きずりを防止するため、ディスクロ
ータとブレーキパッドとの間に所定のパッドクリアラン
スを維持する必要がある。そこで、従来は、制動を解除
する際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触、離
間する境界である制動位置から電動モータを戻し方向に
所定角度だけ回転させることにより、ブレーキパッドの
戻し量を一定に制御して、ブレーキパッドの摩耗にかか
わらず、パッドパッドクリアランスを常に一定に維持す
るようにしていた。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上従来
の電動ディスクブレーキ装置では、電動モータの回転運
動をピストンの直線運動に変換するために、ねじ伝動機
構を用いているので、次のような問題があった。ねじ伝
動機構機構には、構造上、バックラッシュが存在するた
め、電動モータの回転方向が変化する際に、電動モータ
の回転がバックラッシュに吸収されるので、電動モータ
の回転角度に対してブレーキパッドの移動量が小さくな
り、制動解除時には所望のパッドクリアランスに対して
実際のパッドクリアランスが小さくなる。 【０００７】従来の電動ディスクブレーキ装置のパッド
クリアランス制御におけるモータおよびブレーキパッド
の位置と時間との関係を図５に示す。図５中、実線で示
すように、制動を解除し、時刻t0において、ブレーキパ
ッドがディスクロータに接触、離間する境界である制動
位置P1にある電動モータを一定速度で戻し方向に所定角
度だけ回転させ始めて、時刻t1で初期位置P0に移動する
ようにしている。このとき、図５中、破線で示すよう
に、ブレーキパッドの移動量、すなわち、ピストンの移
動量は、モータの移動量よりもねじ伝動機構のバックラ
ッシュＢの分だけ小さくなり、実際のパッドクリアラン
スも小さくなる。 【０００８】そこで、所望のパッドクリアランスを得る
ためには、バックラッシュＢの分だけ電動モータの戻し
量を大きくする必要がある。しかしながら、電動モータ
の戻し量を大きくした場合、制動時にもその分だけ電動
モータの回転量を増大させる必要があり、制動開始時の
応答性を低下させる原因となる虞がある。また、制動開
始時には、電動モータの回転がバックラッシュに吸収さ
れた後、ブレーキパッドが移動し始めることになるが、
制動時には電動モータの回転が急速に立ち上がるため、
バックラッシュが詰まる際に、打音が発生するという問
題がある。 【０００９】一方、一般にディスクブレーキのパッドク
リアランスは、非常に小さいため、非制動時と制動時と
の間でブレーキパッドの移動量が小さく、ねじ伝動機構
の変位量も小さいので、ねじ伝動機構やベアリング等の
各部の潤滑が充分に行われにくいという問題がある。 【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、正確なパッドクリアランスを確保し、ねじ伝動
機構のバックラッシュによる打音の発生を防止し、か
つ、ねじ伝動機構の潤滑を充分に行うことができる電動
ディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、電動モータの回転運動をねじ伝動機構
を介してピストンの直線運動に変換し、該ピストンの移
動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧して
制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキ装
置において、制動解除時に、前記電動モータを制動位置
から後退位置まで所定角度だけ前記ピストンの後退方向
へ回転させた後、前記後退位置から初期位置まで所定角
度だけ前記ピストンの前進方向へ回転させることによっ
てパッドクリアランスを調整するようにしたことを特徴
とする。 【００１２】このように構成したことにより、制動解除
時に、電動モータを一旦ピストンの後退方向へ回転させ
た後、前進方向へ回転させることによって、ねじ伝動機
構のバックラッシュを詰めた状態でパッドクリアランス
を調整することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 【００１４】図１は、本発明の電動ディスクブレーキ装
置を４輪自動車の制動装置１に適用した場合の概略構成
を示している。図２に示すように、制動装置１は、各車
輪（図示せず）にそれぞれ電動ディスクブレーキ２が装
着されている。前輪側および後輪側の電動ディスクブレ
ーキ２は、それぞれ管路３，４を介してマスタシリンダ
５に接続されている。また、前輪側および後輪側の各電
動ディスクブレーキ２は、コントローラ６に接続されて
いる。 【００１５】図１に示すように、電動ディスクブレーキ
２は、キャリパ浮動型のディスクブレーキであって、キ
ャリパ本体７には、車輪（図示せず）と共に回転するデ
ィスクロータ８の一側（通常は車体に対して内側）の摺
動面に対向させてピストン９が設けられ、他側の摺動面
に対向させて爪部10が形成されており、キャリパ本体７
のピストン９側と爪部10側とは、ディスクロータ８の外
周部を跨ぐブリッジ部11によって互いに連結されてい
る。ディスクロータ８の両側の摺動面とピストン９およ
び爪部10との間には、それぞれブレーキパッド12，13が
介装されている。 【００１６】キャリパ本体７およびブレーキパッド12，
13は、車体側に取付けられるキャリヤ14によってディス
クロータ８の軸方向に沿って移動可能に支持されてい
る。そして、ピストン９を前進させて、一方のブレーキ
パッド12をディスクロータ８の一側の摺動面に押しつけ
ることにより、その反力によってキャリパ本体７が移動
して爪部10によって他方のブレーキパッド13がディスク
ロータ８の他側の摺動面に押しつけられて制動力が発生
する。 【００１７】ピストン９は、キャリパ本体７にクロスロ
ーラベアリング15によって回転可能に支持されたナット
部材16に挿通されている。ピストン９の外周面およびナ
ット部材16の内周面には、それぞれ互いに対向するねじ
溝17，18が形成されており、ねじ溝17，18間に複数の鋼
球19が循環するように装填されて、これらによってボー
ルねじ機構（ねじ伝動機構）が構成されている。 【００１８】このボールねじ機構は、ナット部材16の回
転運動とピストン９の直線運動とを相互に変換可能とな
っており、すなわち、ナット部材16の回転運動をピスト
ン９の直線運動に変換することができ、かつ、ピストン
９の直線運動をナット部材16の回転運動に変換すること
ができるようになっている。 【００１９】キャリパ本体７に結合されたフロントハウ
ジング20内のナット部材16の外周には、ＤＣサーボモー
タ21（以下、モータ21という）が設けられている。ナッ
ト部材16の外周部には、モータ21の略円筒状のロータ22
が圧入、固定されており、ナット部材16およびロータ22
がステータ23に挿通されている。モータ21は、コントロ
ーラ６からの制御信号に応答して、そのロータ22を所定
角度だけ回転させられるようになっている。また、キャ
リパ本体７には、ナット部材16の回転位置を検出するロ
ータリエンコーダ24が取付けられている。 【００２０】フロントハウジング20の端部には、リヤハ
ウジング25が結合されている。ピストン９は、その後端
部に取付けられたガイド部材26をリヤハウジング25に係
合させて、その軸方向に沿って進退動可能に案内される
とともに、その回転が規制されている。これにより、モ
ータ21によって、ナット部材16を回転させることによ
り、ピストン９を進退動させられるようになっている。 【００２１】リヤハウジング25内には、ピストン９の後
端部に対向させてシリンダ27が形成されている。シリン
ダ27内には、液圧ピストン28が摺動可能に嵌合されてお
り、液圧ピストン28によってシリンダ27内に液圧室27a
が形成されている。液圧ピストン28は、ピストン９の後
端部に取付けられたガイド部材26に当接している。ま
た、リヤハウジング25には、液圧室27a に連通する接続
孔29が設けられている。なお、図２中、符号30はダスト
シールである。 【００２２】モータ21のステータ23およびロータリエン
コーダ24は、コントローラ６に接続され、接続孔29は、
接続管３，４によってマスタシリンダ５に接続されてい
る。マスタシリンダ５は、ブレーキペダル31の操作によ
って液圧を発生させるものであり、また、ブレーキペダ
ル31の踏力（または変位量）を検出する踏力センサ32が
設けられている。踏力センサ32はコントローラ６に接続
されている。 【００２３】コントローラ６は、ブレーキペダル31の踏
力（または変位量）を検出する踏力センサ32、各車輪の
回転速度を検出する回転速度センサ33および車両速度、
車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出
する各種センサ（図示せず）からの検出信号を入力す
る。そして、踏力センサ32によって検出したブレーキペ
ダル31の踏力（または変位量）に応じて制御信号を出力
し、モータ21を所望角度だけ回転させ、ピストン９を前
進させてブレーキパッド12，13をディスクロータ８に押
圧させる。また、制動を解除する際に、ピストン９の所
定の制動位置からの戻し量を一定に制御し、ロータリエ
ンコーダ24を初期設定することにより、ブレーキパッド
12，13の摩耗に対してパッドクリアランスを常に一定に
維持する。 【００２４】次に、コントローラ６によるパッドクリア
ランス制御について、さらに詳しく説明する。 【００２５】まず、制動時のピストン９の位置、すなわ
ち、ディスクロータ８とブレーキパッド12，13が当接、
離間する境界位置に対応するモータ21の制動位置P1を検
出する。この制動位置P1は、例えば、接触センサを設け
て、ブレーキパッド12，13とディスクロータ８とが接
触、離間する位置を検知することによって直接検出する
ことができ、ロータリエンコーダ24を利用してモータ21
の回転角度の変化を演算することによって検出すること
ができ、あるいは、負荷の変化にともなうモータ21に流
れる電流の変化を検出することによって検知することが
できる。このほか、公知の適宜の方法によって検出する
ようにしてもよい。 【００２６】制動解除時に、モータ21を制動位置P1から
所定角度だけピストン９の後退方向に回転させて、所望
のパッドクリアランスを生じる初期位置P0を越える後退
位置PXまで回転させる。その後、モータ21を後退位置PX
から所定角度だけピストン９の前進方向に回転させて、
初期位置P0まで回転させる。このとき、位置P1，PX間の
回転角度は、当該ボールねじ機構のバックラッシュＢに
対応する回転角度よりも充分大きく設定されている。ま
た、モータ21のピストン９の後退方向の回転、すなわ
ち、制動位置P1から後退位置PXへの回転は迅速に行い、
ピストン９の前進方向の回転、すなわち位置PXから初期
位置P0への回転は、バックラッシュＢを詰める際の打音
の発生を抑制するために、滑らかに加減速されるように
制御する。 【００２７】コントローラ６による上記パッドクリアラ
ンス制御のフローチャートを図３に示す。図３に示すよ
うに、ステップで制動が解除されたどうかを判断す
る。制動が解除されていれば、ステップでモータ21を
後退位置PXまでピストン９の後退方向へ回転させる。そ
の後、ステップでモータ21を初期位置P0までピストン
９の前進方向へ回転させてルーチンを終了する。ステッ
プで制動が解除されていなければ、そのままルーチン
を終了する。 【００２８】なお、コントローラ６は、制動時に、回転
速度センサ33によって車輪のロック状態を検出し、モー
タ21を逆転させて制動を解除し、ロック状態を脱すると
制動力を復帰させ、このように、モータ21を正逆方向に
周期的に回転させ、ピストン９を強制的に進退動させ
て、制動力を迅速に適宜増減させることにより、車輪の
ロックを防止するアンチロック制御を行うようにするこ
ともできる。加えて、コントローラ６は、各種センサか
らの検出信号に基づいて、モータ21の回転を制御して各
車輪毎の制動力を調整することにより、トラクション制
御および車両安定化制御を行うようにすることもでき
る。 【００２９】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。 【００３０】運転者がブレーキペダル31を踏み込むと、
その踏力に応じた液圧のブレーキ液が、マスタシリンダ
５から管路３，４を通り、接続孔29を介して液圧室27a
に供給され、ピストン９を前進させて、ブレーキパッド
12，13をディスクロータ８の摺動面に押圧させる。 【００３１】同時に、踏力センサ32によってブレーキペ
ダル31の踏力を検出し、コントローラ６によって、この
ペダル踏力に応じた制御信号を出力し、モータ21のロー
タ22を所望角度だけ回転させて、ボールねじ機構を介し
てピストン９を前進させる。このようにして、ピストン
９に、マスタシリンダ５からの液圧に加えて、モータ21
の回転力による推力を作用させて、ブレーキパッド12，
13の押圧力を増大させて倍力制御を行う。 【００３２】また、ボールねじ機構は、ピストン９の直
線運動をナット部材16の回転運動に変換することもでき
るので、電気系統の故障等によってモータ21への制御信
号または電力が供給されない場合でも、マスタシリンダ
５から液圧室27a に供給される液圧によって、ピストン
９がナット部材16を回転させながら前進して、ブレーキ
パッド12，13をディスクロータ８に押圧することができ
る。これにより、電気系統の故障時等においても制動力
を確保することができる。なお、逆に液圧機構が失陥し
た場合には、モータ21によって制動力を確保することが
できる。 【００３３】ブレーキペダル31の操作を解除すると、マ
スタシリンダ５からの油圧が解除され、同時に、コント
ローラ９からの制御信号に基づいて、図４に示すよう
に、まず、モータ21が制動位置P1（時刻t0）から後退位
置PX（時刻tX）まで回転し、ピストン９を後退させてブ
レーキパッド12，13をディスクロータ８から離間させて
制動を解除する。その後、モータ21が初期位置P0（時刻
t1）まで回転して、ブレーキパッド12，13を所望のパッ
ドクリアランスを生じる初期位置まで前進させる。 【００３４】このとき、モータ21が後退位置PXから初期
位置P0へ回転する際、ボールねじ機構のピストン９の前
進方向に対するバックラッシュＢが吸収されるので、ブ
レーキパッド12，13は、バックラッシュＢが詰められた
状態で所望のパッドクリアランスを生じる初期位置に正
確に位置決めされることになる。これにより、制動開始
時には、モータ21が回転すると瞬時にピストン９が移動
し始めるので、制動開始時の応答性が向上する。また、
モータ21の後退位置PXから初期位置P0への回転は、滑ら
かに加減速制御されるので、バックラッシュＢを詰める
際の打音の発生を防止することができる。 【００３５】一方、モータ21を一旦後退位置PXまで回転
させた後、初期位置P0へ回転させることにより、直接初
期位置P0へ回転させる場合よりも、モータ21、クロスロ
ーラベアリング15およびボールねじ機構等の可動範囲が
大きくなるので、これらの油回りを促進して潤滑をより
効果的に行うことができ、耐久性を向上させることがで
きる。 【００３６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電動ディ
スクブレーキ装置によれば、制動解除時に、電動モータ
を一旦ピストンの後退方向へ回転させた後、前進方向へ
回転させることによってパッドクリアランスを調整する
ようにしたので、ねじ伝動機構のバックラッシュを詰め
た状態で正確にパッドクリアランスを調整することがで
きる。これにより、制動開始時に、応答性を向上させる
とともに、バックラッシュを詰める際に生じる打音の発
生を防止することができる。また、モータを直接初期位
置へ回転させる場合よりも、モータおよびねじ伝導機構
等の各部の可動範囲が大きくなるので、これらの油回り
を促進して潤滑をより効果的に行うことができ、耐久性
を向上させることができる。
力によって制動力を発生させる電動ディスクブレーキ装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車等の車両の制動装置とし
て、ブレーキ液を使用せず、電動モータの出力によって
制動力を発生させるようにした所謂「ドライブレーキ」
装置が知られている。 【０００３】ドライブレーキ装置としては、例えば国際
特許公開第96／03301 号に開示されているように、電動
モータの回転運動をローラねじ機構（ねじ伝動機構）に
よってピストンの進退動に変換し、ピストンによってブ
レーキパッドをディスクロータに押圧させることによ
り、制動力を発生させるようにした電動ディスクブレー
キ装置がある。この種の電動ディスクブレーキ装置は、
運転者によるブレーキペダル踏力（または変位量）をセ
ンサによって検出し、コントローラによって、この検出
に応じて電動モータの回転を制御して、所望の制動力を
得るようにしている。 【０００４】また、上記のような電動ディスクブレーキ
装置においては、各種センサを用いて、各車輪の回転速
度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度等の
車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出
に基づいて電動モータの回転を制御することにより、倍
力制御、アンチロック制御、トラクション制御および車
両安定化制御等を比較的簡単に組み込むことができる。 【０００５】ところで、上記電動ディスクブレーキ装置
では、非制動時の引きずりを防止するため、ディスクロ
ータとブレーキパッドとの間に所定のパッドクリアラン
スを維持する必要がある。そこで、従来は、制動を解除
する際に、ブレーキパッドがディスクロータに接触、離
間する境界である制動位置から電動モータを戻し方向に
所定角度だけ回転させることにより、ブレーキパッドの
戻し量を一定に制御して、ブレーキパッドの摩耗にかか
わらず、パッドパッドクリアランスを常に一定に維持す
るようにしていた。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上従来
の電動ディスクブレーキ装置では、電動モータの回転運
動をピストンの直線運動に変換するために、ねじ伝動機
構を用いているので、次のような問題があった。ねじ伝
動機構機構には、構造上、バックラッシュが存在するた
め、電動モータの回転方向が変化する際に、電動モータ
の回転がバックラッシュに吸収されるので、電動モータ
の回転角度に対してブレーキパッドの移動量が小さくな
り、制動解除時には所望のパッドクリアランスに対して
実際のパッドクリアランスが小さくなる。 【０００７】従来の電動ディスクブレーキ装置のパッド
クリアランス制御におけるモータおよびブレーキパッド
の位置と時間との関係を図５に示す。図５中、実線で示
すように、制動を解除し、時刻t0において、ブレーキパ
ッドがディスクロータに接触、離間する境界である制動
位置P1にある電動モータを一定速度で戻し方向に所定角
度だけ回転させ始めて、時刻t1で初期位置P0に移動する
ようにしている。このとき、図５中、破線で示すよう
に、ブレーキパッドの移動量、すなわち、ピストンの移
動量は、モータの移動量よりもねじ伝動機構のバックラ
ッシュＢの分だけ小さくなり、実際のパッドクリアラン
スも小さくなる。 【０００８】そこで、所望のパッドクリアランスを得る
ためには、バックラッシュＢの分だけ電動モータの戻し
量を大きくする必要がある。しかしながら、電動モータ
の戻し量を大きくした場合、制動時にもその分だけ電動
モータの回転量を増大させる必要があり、制動開始時の
応答性を低下させる原因となる虞がある。また、制動開
始時には、電動モータの回転がバックラッシュに吸収さ
れた後、ブレーキパッドが移動し始めることになるが、
制動時には電動モータの回転が急速に立ち上がるため、
バックラッシュが詰まる際に、打音が発生するという問
題がある。 【０００９】一方、一般にディスクブレーキのパッドク
リアランスは、非常に小さいため、非制動時と制動時と
の間でブレーキパッドの移動量が小さく、ねじ伝動機構
の変位量も小さいので、ねじ伝動機構やベアリング等の
各部の潤滑が充分に行われにくいという問題がある。 【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、正確なパッドクリアランスを確保し、ねじ伝動
機構のバックラッシュによる打音の発生を防止し、か
つ、ねじ伝動機構の潤滑を充分に行うことができる電動
ディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、電動モータの回転運動をねじ伝動機構
を介してピストンの直線運動に変換し、該ピストンの移
動によってブレーキパッドをディスクロータに押圧して
制動力を発生させるようにした電動ディスクブレーキ装
置において、制動解除時に、前記電動モータを制動位置
から後退位置まで所定角度だけ前記ピストンの後退方向
へ回転させた後、前記後退位置から初期位置まで所定角
度だけ前記ピストンの前進方向へ回転させることによっ
てパッドクリアランスを調整するようにしたことを特徴
とする。 【００１２】このように構成したことにより、制動解除
時に、電動モータを一旦ピストンの後退方向へ回転させ
た後、前進方向へ回転させることによって、ねじ伝動機
構のバックラッシュを詰めた状態でパッドクリアランス
を調整することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 【００１４】図１は、本発明の電動ディスクブレーキ装
置を４輪自動車の制動装置１に適用した場合の概略構成
を示している。図２に示すように、制動装置１は、各車
輪（図示せず）にそれぞれ電動ディスクブレーキ２が装
着されている。前輪側および後輪側の電動ディスクブレ
ーキ２は、それぞれ管路３，４を介してマスタシリンダ
５に接続されている。また、前輪側および後輪側の各電
動ディスクブレーキ２は、コントローラ６に接続されて
いる。 【００１５】図１に示すように、電動ディスクブレーキ
２は、キャリパ浮動型のディスクブレーキであって、キ
ャリパ本体７には、車輪（図示せず）と共に回転するデ
ィスクロータ８の一側（通常は車体に対して内側）の摺
動面に対向させてピストン９が設けられ、他側の摺動面
に対向させて爪部10が形成されており、キャリパ本体７
のピストン９側と爪部10側とは、ディスクロータ８の外
周部を跨ぐブリッジ部11によって互いに連結されてい
る。ディスクロータ８の両側の摺動面とピストン９およ
び爪部10との間には、それぞれブレーキパッド12，13が
介装されている。 【００１６】キャリパ本体７およびブレーキパッド12，
13は、車体側に取付けられるキャリヤ14によってディス
クロータ８の軸方向に沿って移動可能に支持されてい
る。そして、ピストン９を前進させて、一方のブレーキ
パッド12をディスクロータ８の一側の摺動面に押しつけ
ることにより、その反力によってキャリパ本体７が移動
して爪部10によって他方のブレーキパッド13がディスク
ロータ８の他側の摺動面に押しつけられて制動力が発生
する。 【００１７】ピストン９は、キャリパ本体７にクロスロ
ーラベアリング15によって回転可能に支持されたナット
部材16に挿通されている。ピストン９の外周面およびナ
ット部材16の内周面には、それぞれ互いに対向するねじ
溝17，18が形成されており、ねじ溝17，18間に複数の鋼
球19が循環するように装填されて、これらによってボー
ルねじ機構（ねじ伝動機構）が構成されている。 【００１８】このボールねじ機構は、ナット部材16の回
転運動とピストン９の直線運動とを相互に変換可能とな
っており、すなわち、ナット部材16の回転運動をピスト
ン９の直線運動に変換することができ、かつ、ピストン
９の直線運動をナット部材16の回転運動に変換すること
ができるようになっている。 【００１９】キャリパ本体７に結合されたフロントハウ
ジング20内のナット部材16の外周には、ＤＣサーボモー
タ21（以下、モータ21という）が設けられている。ナッ
ト部材16の外周部には、モータ21の略円筒状のロータ22
が圧入、固定されており、ナット部材16およびロータ22
がステータ23に挿通されている。モータ21は、コントロ
ーラ６からの制御信号に応答して、そのロータ22を所定
角度だけ回転させられるようになっている。また、キャ
リパ本体７には、ナット部材16の回転位置を検出するロ
ータリエンコーダ24が取付けられている。 【００２０】フロントハウジング20の端部には、リヤハ
ウジング25が結合されている。ピストン９は、その後端
部に取付けられたガイド部材26をリヤハウジング25に係
合させて、その軸方向に沿って進退動可能に案内される
とともに、その回転が規制されている。これにより、モ
ータ21によって、ナット部材16を回転させることによ
り、ピストン９を進退動させられるようになっている。 【００２１】リヤハウジング25内には、ピストン９の後
端部に対向させてシリンダ27が形成されている。シリン
ダ27内には、液圧ピストン28が摺動可能に嵌合されてお
り、液圧ピストン28によってシリンダ27内に液圧室27a
が形成されている。液圧ピストン28は、ピストン９の後
端部に取付けられたガイド部材26に当接している。ま
た、リヤハウジング25には、液圧室27a に連通する接続
孔29が設けられている。なお、図２中、符号30はダスト
シールである。 【００２２】モータ21のステータ23およびロータリエン
コーダ24は、コントローラ６に接続され、接続孔29は、
接続管３，４によってマスタシリンダ５に接続されてい
る。マスタシリンダ５は、ブレーキペダル31の操作によ
って液圧を発生させるものであり、また、ブレーキペダ
ル31の踏力（または変位量）を検出する踏力センサ32が
設けられている。踏力センサ32はコントローラ６に接続
されている。 【００２３】コントローラ６は、ブレーキペダル31の踏
力（または変位量）を検出する踏力センサ32、各車輪の
回転速度を検出する回転速度センサ33および車両速度、
車両加速度、操舵角、車両横加速度等の車両状態を検出
する各種センサ（図示せず）からの検出信号を入力す
る。そして、踏力センサ32によって検出したブレーキペ
ダル31の踏力（または変位量）に応じて制御信号を出力
し、モータ21を所望角度だけ回転させ、ピストン９を前
進させてブレーキパッド12，13をディスクロータ８に押
圧させる。また、制動を解除する際に、ピストン９の所
定の制動位置からの戻し量を一定に制御し、ロータリエ
ンコーダ24を初期設定することにより、ブレーキパッド
12，13の摩耗に対してパッドクリアランスを常に一定に
維持する。 【００２４】次に、コントローラ６によるパッドクリア
ランス制御について、さらに詳しく説明する。 【００２５】まず、制動時のピストン９の位置、すなわ
ち、ディスクロータ８とブレーキパッド12，13が当接、
離間する境界位置に対応するモータ21の制動位置P1を検
出する。この制動位置P1は、例えば、接触センサを設け
て、ブレーキパッド12，13とディスクロータ８とが接
触、離間する位置を検知することによって直接検出する
ことができ、ロータリエンコーダ24を利用してモータ21
の回転角度の変化を演算することによって検出すること
ができ、あるいは、負荷の変化にともなうモータ21に流
れる電流の変化を検出することによって検知することが
できる。このほか、公知の適宜の方法によって検出する
ようにしてもよい。 【００２６】制動解除時に、モータ21を制動位置P1から
所定角度だけピストン９の後退方向に回転させて、所望
のパッドクリアランスを生じる初期位置P0を越える後退
位置PXまで回転させる。その後、モータ21を後退位置PX
から所定角度だけピストン９の前進方向に回転させて、
初期位置P0まで回転させる。このとき、位置P1，PX間の
回転角度は、当該ボールねじ機構のバックラッシュＢに
対応する回転角度よりも充分大きく設定されている。ま
た、モータ21のピストン９の後退方向の回転、すなわ
ち、制動位置P1から後退位置PXへの回転は迅速に行い、
ピストン９の前進方向の回転、すなわち位置PXから初期
位置P0への回転は、バックラッシュＢを詰める際の打音
の発生を抑制するために、滑らかに加減速されるように
制御する。 【００２７】コントローラ６による上記パッドクリアラ
ンス制御のフローチャートを図３に示す。図３に示すよ
うに、ステップで制動が解除されたどうかを判断す
る。制動が解除されていれば、ステップでモータ21を
後退位置PXまでピストン９の後退方向へ回転させる。そ
の後、ステップでモータ21を初期位置P0までピストン
９の前進方向へ回転させてルーチンを終了する。ステッ
プで制動が解除されていなければ、そのままルーチン
を終了する。 【００２８】なお、コントローラ６は、制動時に、回転
速度センサ33によって車輪のロック状態を検出し、モー
タ21を逆転させて制動を解除し、ロック状態を脱すると
制動力を復帰させ、このように、モータ21を正逆方向に
周期的に回転させ、ピストン９を強制的に進退動させ
て、制動力を迅速に適宜増減させることにより、車輪の
ロックを防止するアンチロック制御を行うようにするこ
ともできる。加えて、コントローラ６は、各種センサか
らの検出信号に基づいて、モータ21の回転を制御して各
車輪毎の制動力を調整することにより、トラクション制
御および車両安定化制御を行うようにすることもでき
る。 【００２９】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。 【００３０】運転者がブレーキペダル31を踏み込むと、
その踏力に応じた液圧のブレーキ液が、マスタシリンダ
５から管路３，４を通り、接続孔29を介して液圧室27a
に供給され、ピストン９を前進させて、ブレーキパッド
12，13をディスクロータ８の摺動面に押圧させる。 【００３１】同時に、踏力センサ32によってブレーキペ
ダル31の踏力を検出し、コントローラ６によって、この
ペダル踏力に応じた制御信号を出力し、モータ21のロー
タ22を所望角度だけ回転させて、ボールねじ機構を介し
てピストン９を前進させる。このようにして、ピストン
９に、マスタシリンダ５からの液圧に加えて、モータ21
の回転力による推力を作用させて、ブレーキパッド12，
13の押圧力を増大させて倍力制御を行う。 【００３２】また、ボールねじ機構は、ピストン９の直
線運動をナット部材16の回転運動に変換することもでき
るので、電気系統の故障等によってモータ21への制御信
号または電力が供給されない場合でも、マスタシリンダ
５から液圧室27a に供給される液圧によって、ピストン
９がナット部材16を回転させながら前進して、ブレーキ
パッド12，13をディスクロータ８に押圧することができ
る。これにより、電気系統の故障時等においても制動力
を確保することができる。なお、逆に液圧機構が失陥し
た場合には、モータ21によって制動力を確保することが
できる。 【００３３】ブレーキペダル31の操作を解除すると、マ
スタシリンダ５からの油圧が解除され、同時に、コント
ローラ９からの制御信号に基づいて、図４に示すよう
に、まず、モータ21が制動位置P1（時刻t0）から後退位
置PX（時刻tX）まで回転し、ピストン９を後退させてブ
レーキパッド12，13をディスクロータ８から離間させて
制動を解除する。その後、モータ21が初期位置P0（時刻
t1）まで回転して、ブレーキパッド12，13を所望のパッ
ドクリアランスを生じる初期位置まで前進させる。 【００３４】このとき、モータ21が後退位置PXから初期
位置P0へ回転する際、ボールねじ機構のピストン９の前
進方向に対するバックラッシュＢが吸収されるので、ブ
レーキパッド12，13は、バックラッシュＢが詰められた
状態で所望のパッドクリアランスを生じる初期位置に正
確に位置決めされることになる。これにより、制動開始
時には、モータ21が回転すると瞬時にピストン９が移動
し始めるので、制動開始時の応答性が向上する。また、
モータ21の後退位置PXから初期位置P0への回転は、滑ら
かに加減速制御されるので、バックラッシュＢを詰める
際の打音の発生を防止することができる。 【００３５】一方、モータ21を一旦後退位置PXまで回転
させた後、初期位置P0へ回転させることにより、直接初
期位置P0へ回転させる場合よりも、モータ21、クロスロ
ーラベアリング15およびボールねじ機構等の可動範囲が
大きくなるので、これらの油回りを促進して潤滑をより
効果的に行うことができ、耐久性を向上させることがで
きる。 【００３６】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電動ディ
スクブレーキ装置によれば、制動解除時に、電動モータ
を一旦ピストンの後退方向へ回転させた後、前進方向へ
回転させることによってパッドクリアランスを調整する
ようにしたので、ねじ伝動機構のバックラッシュを詰め
た状態で正確にパッドクリアランスを調整することがで
きる。これにより、制動開始時に、応答性を向上させる
とともに、バックラッシュを詰める際に生じる打音の発
生を防止することができる。また、モータを直接初期位
置へ回転させる場合よりも、モータおよびねじ伝導機構
等の各部の可動範囲が大きくなるので、これらの油回り
を促進して潤滑をより効果的に行うことができ、耐久性
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動ディスクブレー
キの縦断面図である。 【図２】本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装
置を適用した４輪自動車の制動装置の概略図である。 【図３】図１の装置のコントローラのパッドクリアラン
ス制御のフローチャート図である。 【図４】図１の装置の制動解除時のモータおよびピスト
ンの位置と時間との関係を示す図である。 【図５】従来の電動ディスクブレーキの制動解除時のモ
ータおよびピストンの位置と時間との関係を示す図であ
る。 【符号の説明】 １ 制動装置（電動ディスクブレーキ装置） ８ ディスクロータ 12,13 ブレーキパッド 17 ねじ溝（ねじ伝動機構） 18 ねじ溝（ねじ伝動機構） 19 鋼球（ねじ伝動機構） 21 ＤＣサーボモータ（電動モータ） P0 初期位置 P1 制動位置 PX 後退位置
キの縦断面図である。 【図２】本発明の一実施形態の電動ディスクブレーキ装
置を適用した４輪自動車の制動装置の概略図である。 【図３】図１の装置のコントローラのパッドクリアラン
ス制御のフローチャート図である。 【図４】図１の装置の制動解除時のモータおよびピスト
ンの位置と時間との関係を示す図である。 【図５】従来の電動ディスクブレーキの制動解除時のモ
ータおよびピストンの位置と時間との関係を示す図であ
る。 【符号の説明】 １ 制動装置（電動ディスクブレーキ装置） ８ ディスクロータ 12,13 ブレーキパッド 17 ねじ溝（ねじ伝動機構） 18 ねじ溝（ねじ伝動機構） 19 鋼球（ねじ伝動機構） 21 ＤＣサーボモータ（電動モータ） P0 初期位置 P1 制動位置 PX 後退位置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3D046 AA00 BB04 CC02 CC04 DD01
EE01 FF02 HH02 JJ24 KK12
LL02 LL05 LL43 LL51
3D048 AA00 BB27 CC05 CC51 DD01
HH13 HH18 HH42 HH50 HH51
HH53 HH58 HH66 HH68 RR11
3J058 AA43 AA48 AA53 AA63 AA69
AA73 AA77 AA78 AA87 BA57
CC15 CC19 CC22 CC33 CC36
CC63 CC76 CC83 DA04 DB23
FA01
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電動モータの回転運動をねじ伝動機構を介してピストン
の直線運動に変換し、該ピストンの移動によってブレー
キパッドをディスクロータに押圧して制動力を発生させ
るようにした電動ディスクブレーキ装置において、 制動解除時に、前記電動モータを制動位置から後退位置
まで所定角度だけ前記ピストンの後退方向へ回転させた
後、前記後退位置から初期位置まで所定角度だけ前記ピ
ストンの前進方向へ回転させることによってパッドクリ
アランスを調整するようにしたことを特徴とする電動デ
ィスクブレーキ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230334A JP2000055093A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電動ディスクブレーキ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230334A JP2000055093A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電動ディスクブレーキ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055093A true JP2000055093A (ja) | 2000-02-22 |
| JP2000055093A5 JP2000055093A5 (ja) | 2005-09-22 |
Family
ID=16906220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10230334A Pending JP2000055093A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電動ディスクブレーキ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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