(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動検出手段を用いてパッドからブレーキ振動を検出し、前記振動検出手段が検出した信号を基に前記ブレーキ振動を打ち消す方向の振動を加振手段からパッドに加えるディスクブレーキ用制振装置において、パッドの背面に対面する前面とは反対側の後面にブレーキ液圧を受けて前進して前記振動検出手段と前記加振手段をパッドの背面に直接パッド押圧方向に押し当てる押し当て用ピストンを設けたことを特徴とするディスクブレーキ用制振装置。
【請求項２】
前記振動検出手段と前記加振手段を１つの押し当て用ピストンで同一パッドに押圧する構造にしたことを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項３】
振動検出手段を用いてパッドからブレーキ振動を検出し、前記振動検出手段が検出した信号を基に前記ブレーキ振動を打ち消す方向の振動を加振手段からパッドに加えるディスクブレーキ用制振装置において、パッドの背面に対面する前面とは反対側の後面にブレーキ液圧を受けて前進して前記振動検出手段をパッドの背面に直接パッド押圧方向に押し当てる押し当て用ピストンを設け、前記加振手段は非接触でパッドを加振するようにしたことを特徴とするディスクブレーキ用制振装置。
【請求項４】
振動検出手段を用いてパッドからブレーキ振動を検出し、前記振動検出手段が検出した信号を基に前記ブレーキ振動を打ち消す方向の振動を加振手段からパッドに加えるディスクブレーキ用制振装置において、パッドの背面に対面する前面とは反対側の後面にブレーキ液圧を受けて前進して前記加振手段をパッドの背面に直接パッド押圧方向に押し当てる押し当て用ピストンを設け、前記振動検出手段はパッドの振動を非接触で又はその振動検出手段をパッドに取り付けて検出するようにしたことを特徴とするディスクブレーキ用制振装置。
【請求項５】
前記押し当て用ピストンをブレーキピストン内に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項６】
前記押し当て用ピストンによる前記振動検出手段と前記加振手段のパッドへの押し付け面圧をブレーキピストンのパッドへの押し付け面圧と等しくした請求項１又は２に記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項７】
前記押し当て用ピストンの前面に凹部を設けてその凹部内に前記振動検出手段と前記加振手段を配置し、さらに、前記押し当て用ピストンが前記振動検出手段と前記加振手段をパッドの背面に押し当てた位置でこの押し当て用ピストンとパッドの背面との間に押し当て用ピストンの残りストロークよりも小さな隙間が生じるようにした請求項１、２又は６に記載のディスクブレーキ用制振装置。
【請求項８】
前記押し当て用ピストンの前部にゴムキャップを被せ、前記凹部内に配置される前記振動検出手段、前記加振手段を前記ゴムキャップで保持した請求項７に記載のディスクブレーキ用制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキのいわゆる鳴きを止める為に、鳴きの原因であるブレーキ振動を能動的な方法で抑える制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクブレーキの鳴きを能動的手法で抑制する装置としては、例えば、特開平４−５４３２４号公報、特開平４−５４３２５号公報に示されている様に、圧電素子を用いてパッドの振動を検出し、その検出信号に基づいて圧電素子を用いてパッドにブレーキ振動を相殺する方向の振動を加えてブレーキ振動を減衰させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に示される様な従来の制振装置では、圧電素子を用いてパッドから直接振動を検出し、或いは直接パッドを加振する場合には、図１（ａ）に示す様に、キャリパ２内に圧電素子１を埋め込んでパッド３を押圧する構造となっていた。
従って、圧電素子１がパッド３を押圧する力は、圧電素子の埋め込み部の長さＡに依存する事になる。つまり、圧電素子の厚みに対してこの長さＡが長すぎると圧電素子１によるパッド３の押さえつけが不能となるため圧電素子１による振動検出及び加振ができない。逆に長さＡが短すぎると圧電素子１だけでパッド３を押さえつける事になり、圧電素子１に応力が集中して圧電素子１が破損することがあった。この様に、従来の制振装置では、圧電素子１を埋め込んでいる部分の長さ精度が性能（検出又は加振ができない）及び信頼性（破壊）を左右し、従って、この部分の長さを高精度に加工する必要があった。
【０００４】
また、従来の構成では、キャリパ２内に埋め込んだ圧電素子１は図１（ｂ）に示す様に、パッド３を外した状態ではキャリパのパッド押圧面から突出した構造となっており、パッド交換時等にその突出部にパッドが引っ掛るなどして圧電素子を破損させる原因にもなっていた。
【０００５】
本発明は、上記の不具合を無くすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明においては、振動検出手段を用いてパッドからブレーキ振動を検出し、前記振動検出手段が検出した信号を基に前記ブレーキ振動を打ち消す方向の振動を加振手段からパッドに加えるディスクブレーキ用制振装置において、後面にブレーキ液圧を受ける押し当て用ピストンを設け、そのピストンで前記振動検出手段及び加振手段をパッドの背面にパッド押圧方向に押し当てる構造にしたのである（請求項１）。なお、押し当て用ピストンの前後関係については、このピストンがパッド背面に対面する側を前面、ブレーキ液圧を受ける側を後面と考える。
【０００７】
この装置は、構造の簡素化、低コスト化の面からは、振動検出手段と加振手段を１つの押し当て用ピストンで同一パッドに押圧固定する構造（請求項２）や、加振手段を非接触でパッドを加振するものにして振動検出手段のみを押し当て用ピストンで押圧する構造（請求項３）、更には、振動検出手段をパッドに対して非接触で、又はパッドに取付けてパッド振動を検出するものにし、加振手段のみを押し当て用ピストンで押圧する構造（請求項４）も好ましい。
【０００８】
さらに、いずれの形態の装置も、押し当て用ピストンをブレーキピストン内に設けるのが望ましい（請求項５）。
【０００９】
また、押し当て用ピストンの受圧面面積を、この押し当て用ピストンによる前記振動検出手段と加振手段のパッドへの押し付け面圧とブレーキピストンのパッドへの押し付け面圧が等しくなる値に設定すると、性能面で最良の装置になる（請求項６）。
【００１０】
さらに、押し当て用ピストンの前面に凹部を設けてその凹部内に固定対象の振動検出手段と加振手段を配置し、さらに、押し当て用ピストンが前記振動検出手段、加振手段をパッド背面に押し当てた位置でこの押し当て用ピストンとパッド背面との間に押し当て用ピストンの残りストロークよりも小さな隙間が生じるようにしておくこと（請求項７）や、この構成のものに対して更に、押し当て用ピストンの前部にゴムキャップを被せ、前記凹部内に配置される振動検出手段、加振手段を前記ゴムキャップに設けた貫通穴に嵌めてこれ等の手段をゴムキャップで保持する構成を付加する（請求項８）のも好ましい。
【００１１】
【作用】
・請求項１
振動検出手段及び加振手段を押し当て用ピストンでパッドの背面に押圧するので、図１（ａ）の埋め込み長さＡの管理が不要であり、高精度加工を行わなくても確実な検出、加振が行える。また、除圧時に押し当て用ピストンが押し戻されるため、両手段がパッド加圧面よりも前方に突出することも無くなる。
【００１２】
・請求項２
振動検出手段と加振手段を１つの押し当て用ピストンで押圧するので、振動の検出精度、加振効率は多少悪くなるが押し当て用ピストンが１つあればよく、構造の簡素化、低コスト化が図れる。
【００１３】
・請求項３
振動検出手段を押し当て用ピストンでパッドの背面に押圧し、加振手段には非接触加振を行うものを用いたので、請求項１のものと同様の作用、効果が生じる。また、加振手段は接触式のものに比べて加振効率が下がる反面、押し当て用ピストンを必要とせず、その分低コスト化、省スペース化が図れる。
【００１４】
・請求項４
加振手段を押し当て用ピストンでパッドの背面に押圧し、振動検出手段は非接触式又はパッドに取付ける構造にしたので、請求項３のものと同様の作用、効果が生じる。なお、この構造の装置は、振動検出手段が非接触式のものであると接触式検出手段使用時に比べて検出精度が下がる。また、その振動検出手段がパッドに取付けるタイプのものであると、パッド交換時にその手段を脱着する作業が必要になる。
【００１５】
・請求項５
押し当て用ピストンをブレーキピストン内に設けるので、ブレーキピストンを押し当て用ピストン用のシリンダとして利用でき、ブレーキピストン内の空間の有効利用により省スペース化も図れる。
【００１６】
・請求項６
押し当て用ピストンによる振動検出手段、加振手段のパッドへの押し付け面圧がブレーキピストンのパッドへの押し付け面圧より低い場合には、検出信号が弱くなり、また、加振も十分に行えなくなって鳴きの抑制性能が低下する。
【００１７】
一方、振動検出手段、加振手段のパッドへの押し付け面圧がブレーキピストンのパッドへの押し付け面圧より高い場合には、振動検出点や加振点のみが極圧となってパッドの押圧が不安定になり、この不安定化によるパッド振動をも検出してしまうため、鳴きの原因となるブレーキ振動の検出が不正確になる。また、加振した場合にも、押圧の不安定化によるパッド振動が発生し、従って、この場合にも鳴きの抑制性能が低下する。
【００１８】
押し当て用ピストンによる押し付け面圧とブレーキピストンの押し付け面圧を等しくしたものは、上記の問題が解消され、鳴き抑制性能が最大限に引き出される。
【００１９】
・請求項７
この構成はいわゆるフェールセーフ機構として働く。即ち、振動検出手段や加振手段が破損したとき押し当て用ピストンが直接パッドに接してこれを押圧するので、押し当て用ピストンが大きく動いてブレーキ液圧が急激に下がることがなく、ブレーキ性能、ブレーキペダル踏み込み量に影響が出ず、安全性が確保される。
【００２０】
・請求項８
凹部内に配置する振動検出手段や加振手段を押し当て用ピストンの先端に被せたゴムキャップの穴に嵌めて保持するので、それ等の手段の保持が容易になる。また、これ等の手段を接着するなどして押し当て用ピストンに一体的に固定すると制動時に働くロータ回転方向のトルク（剪断力）により振動検出手段、加振手段が破壊される可能性があるが、ゴムキャップで保持すればある程度の横動きが許容され、キャップの変形で剪断力が弱まるのでこの制動トルクによる破壊も防止される。
【００２１】
このほか、どの装置も押し当て用ピストンによる押圧力をピストン径の選定によって適正に定めることができるので、振動検出手段、加振手段の過大圧による破壊も防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図２に本発明の第１実施形態を示す。本例は対向型のキャリパ２に本発明を適用したものであって、図２に示す様に、ブレーキピストン５内に、振動検出手段７及び加振手段８を接着するなどして固定した押し当て用ピストン９を設け、この押し当て用ピストン９で振動検出手段７及び加振手段８を各パッド３、３に押圧する構成となっている。なお、ここでは振動検出手段７及び加振手段８として積層型の圧電素子を用いたが、振動検出手段７としてはひずみゲージをはりつけた検出手段等を用いてもよい。また、加振手段８としては、磁気の力で磁石や磁性体を取付けたパッドを直接加振する加振器等を用いてもよい。４は、パッド３、３を摺接させるディスク、１２はピストンブーツである。
【００２３】
押し当て用ピストン９は、ブレーキピストン５の内部にシール１０で外周を封止してディスク軸方向にスライド可能に挿入し、ブレーキピストン５の後壁にあけた孔からキャリパ２の液室内のブレーキ液圧をブレーキピストン５内に導入して押し当て用ピストン９の後面に作用させるようにしており、この液圧で押し当て用ピストン９が前進して振動検出手段７、加振手段８をパッド３、３の背面に押し当てる。従って、ブレーキの加工精度が各手段７、８の押し付け圧を左右するところがなくなり、手段７、８の厚み寸法等が高精度でなくても確実な検出・加振が行える。
【００２４】
また、この構造であれば、振動検出手段７と加振手段８がブレーキピストン５の端面（パッド加圧面）から突出することがなく、パッド交換時の手段７、８の破損も防止できる。
【００２５】
さらに、押し当て用ピストン９をブレーキピストン５内に設けているので、押し当て用ピストン９のための新たな設置スペースが要らず、省スペースになる。
【００２６】
また、ブレーキピストン５に孔をあけたことによってそのピストン５の有効受圧面積が減少するが、その減少分は押し当て用ピストン９によって補われるので、パッド３に加える押圧力はこれまでと変わらず、制動性能には何ら影響が出ない。パッド３に加える押圧力をブレーキピストン５と押し当て用ピストン９の２者で負担することにより、振動検出手段７と加振手段８に加わる圧力が従来よりも軽減されるため、それ等の手段７、８の圧力からの保護に関してはむしろ有利になる。
【００２７】
押し当て用ピストン９は、図２（ｂ）に示すように、その受圧面積Ｂを変えることにより、振動検出手段７と加振手段８をパッド３の背面に押し付ける力を任意に調整することができ、対応力性を考慮した押し付け力の最適設定で振動検出及び加振効率を最大限に高めることも可能になる。
【００２８】
この制振装置は、振動検出手段７で検出したブレーキ振動の検出信号を制御回路１１に入力し、加振手段８によりパッドに振動を加えて前記ブレーキ振動を減衰させて鳴きを抑制している。制御回路１１ではブレーキ振動と逆位相の振動を加えてブレーキ振動を打ち消すことができる様に、振動検出信号のゲインと位相を調整して加振信号としている。
【００２９】
図３に本発明の第２実施形態を示す。本例は浮動型のキャリパ２に本発明を適用したものである。キャリパ２が浮動型であるので、アウタ側に新たにシリンダを設けてそこに押し当て用ピストン９を挿入し、加振手段８をこの押し当て用ピストン９で押圧する構成となっている。インナ側は図２の第１実施形態と同様の構成にしているが、振動検出手段７をアウタ側に、加振手段８をインナ側に設けてもよく、これでも得られる結果は図３のものと同じになる。第１実施形態についても同じことが言える。
【００３０】
図４は第３実施形態である。この制振装置は、浮動型のキャリパ２のアウタ側に収納凹部を設けてそこにパッド３を非接触で加振する電磁加振器等の加振手段８を組込んでいる。その他の構成は図を省略したが図３の第２実施形態と同じにしてある。この装置は、アウタ側の押し当て用ピストン、それを挿入するシリンダ、対向シリンダ間の連絡油路を設ける必要が無いので、低コスト、省スペースになる。なお、この第３実施形態では加振手段８として、パッドの裏板３ａが鉄（磁性体）である事を利用して磁気の力を応用して非接触で加振する電磁加振手段を用いた。この加振手段は、非接触加振である為に直接加振に比べ加振効率に劣るが、コストやブレーキサイズの縮小を重視する場合に有効である。
【００３１】
なお、図４の加振手段８の代わりに振動検出手段をキャリパ内に設置して非接触で振動検出を行い、加振手段８はブレーキピストン内に設けた押し当て用ピストンによりパッドに押圧してパッドを直接加振する構成としてもよい。この場合、非接触で振動を検出する手段としてはパッドの裏板３ａが鉄（導電体）である事を利用して渦電流式の振動検出手段等を用いる事ができる。但し、この場合も第３実施形態と同様に非接触検出である為に、直接検出に比べ振動検出効率に劣る。また、図５の第４実施形態に示す様に、パッド３に振動検出手段７を接着して振動検出を直接行う方式があるが、この場合はパッド交換時にこの振動検出手段７の取り外し、及び新しいパッドへの取り付け工程が必要になる。ここでは振動検出手段７として加速度検出器を用いた。
【００３２】
図６は第５実施形態である。本形態は、１つの押し当て用ピストン９で振動検出手段７と加振手段８をパッド３に押圧する例であり、この場合も押し当て用ピストン９が１つでよいため、低コスト化及び省スペース化が図れる。この例では、１つの圧電素子を振動検出手段７及び加振手段８として併用する構成にしている。従って、圧電素子も１つでよく、さらなる低コスト化が図れる。但し、この場合は圧電素子を振動検出専用、及び加振専用として用いている訳ではないので、振動検出及び加振の効率は悪くなる。また、図７（第６実施形態）に示す様に振動検出手段７及び加振手段８を併設し、１つの押し当て用ピストン９でパッド３の背面に押圧する構成としてもよい。但し、この場合には振動検出手段７の長さＣ１と加振手段８の長さＣ２の精度が重要となってくる。つまり、Ｃ１の方が長いと加振手段８のパッド３に対する押し付け圧が小さくなり、加振効率が下がる。また、逆にＣ２の方が長いと振動検出手段７の押し付け圧が低下して振動検出精度が下がる。
【００３３】
図８に、第７実施形態を示す。この図８の制振装置は、最良の形態と云えるものである。図は、対向型のキャリパ２に対する適用例になっているが、以下の構成は図２或いは図６のような浮動型キャリパに対しても有効なものである。
【００３４】
ここでは、振動検出手段７、加振手段８として、積層型圧電素子を用いている。また、パッド３からの制動熱の伝達を抑制するために、その積層型圧電素子の片端に断熱部材７ａ、８ａを熱硬化性接着材で接着し、この断熱部材７ａ、８ａを素子とパッド間に介在して素子を制動熱から保護するものを用いている。
【００３５】
これ等の手段７、８をブレーキピストン５内に設けた押し当て用ピストン９でパッド３の背面に押し付ける。図８のブレーキは、その押し当て用ピストン９による振動検出手段７、加振手段８のパッド３に対する押し付け面圧（図８Ｅ部の面圧）と、ブレーキピストン５の押し付け面圧（図８Ｄ部の面圧）が等しくなるように設計してある。押し当て用ピストン９の受圧面面積Ｂを調整すればＥ部とＤ部の面圧を等しくすることができる。両部の面圧比（Ｄ部面圧／Ｅ部面圧）が１のとき、即ちＥ部面圧＝Ｄ部面圧のときに制振効果が最も高まる。これについての詳しい理由は作用の欄で既に述べた。図９は上記の面圧比と鳴きの原因となるブレーキ振動の減衰率（本発明の装置で制動を行ったときの振動／制振しなかったときの振動）の関係を示す。このように上記の面圧比が１のときに振動が最も小さくなり、鳴きの抑制効果が最大限に引き出される。
【００３６】
また、図８の装置は、押し当て用ピストン９の前面に凹部９ａを設けてその中に振動検出手段７、加振手段８を設置している。これ等の手段７、８をパッド３の背面に押し付けた位置で、押し当て用ピストン９の先端はパッド３から僅かに離れている。その離反量は、押し当て用ピストン９の残りストローク（図の位置から更に正常な形で前進し得るストローク）よりも小さければ、手段７、８が破損したときに押し当て用ピストン９によるパッド押圧がなされるが、そのときに押し当て用ピストン９の推進に消費されるブレーキ液量は図の状態での離反量が小さいほど少なくて済むので、この離反量は振動検出と加振に支障の無い範囲で出来るだけ小さくするのが望ましい。
【００３７】
さらに、図８の装置は、これも好ましい構成として押し当て用ピストン９の先端にゴムキャップ１３を被せ、このゴムキャップ１３に設けた貫通穴に振動検出手段７、加振手段８を嵌めて（締まり嵌めがよい）これ等の手段をゴムキャップ１３で保持しており、保持の容易化と、手段７、８の制動トルクからの保護効果を発揮する。
【００３８】
このほか、振動検出手段７、加振手段８には、電気信号の出力及び入力用配線１５が含まれており、この配線を外部に引き出すために、図８に示すように、ブレーキピストン５、押し当て用ピストン９、ゴムキャップ１３に各々切り溝５ｂ、９ｃ、１３ａを設けてそこに配線１５を通す構成にした。
【００３９】
また、この配線１５を保護するためにブレーキピストン５と押し当て用ピストン９の回り止めも行った。ブレーキピストン５は、パッド裏板３ａの裏面にピン３ｂを立設し、このピン３ｂをブレーキピストン５の先端に設けた溝５ｃに係合させてパッド３で回り止めしている。また、押し当て用ピストン９は、このピストンの中間の膨出部にピン９ｂを取付け、そのピン９ｂをブレーキピストン５の後壁内面に設けた溝５ａに係合させてブレーキピストン５で回り止めしている。
【００４０】
このほか、ブレーキピストン５と押し当て用ピストン９間には、異物侵入防止用のダストシール１４を設けた。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の制振装置は、(1) 振動検出手段と加振手段を共に押し当て用ピストンでパッドの背面に押し当てる。(2) その押し当て用ピストンによるパッドへの押し当てを振動検出手段のみとし、加振手段は非接触式のものとする。(3) 押し当て用ピストンによるパッドへの押し当てを加振手段のみとし、振動検出手段は非接触式又はパッドに止着するものとする。のいずれかの構成にしたので、高精度加工を行わなくても確実な振動検出、加振が行え、それ等の手段がブレーキピストンやキャリパのパッド加圧面から突出すること、及び過大な圧力を受けることもなくなり、その性能、信頼性を経済的に高めることができる。
【００４２】
また、上記(2) 、(3) の装置や、振動検出手段と加振手段を１つの押し当て用ピストンで同一パッドに押し当てる構成の装置は(1) のものに比べて検出精度や加振効率に劣るが、押し当て用ピストンがひとつでよく、構造の簡素化、小型化、低コスト化の面で有利になる。
【００４３】
なお、押し当て用ピストンをブレーキシリンダ内に設けるものは、構造の簡素化、ブレーキピストン内スペースの有効利用による小型化の効果が更に高まる。
【００４４】
また、振動検出手段と加振手段のパッドへの押し付け面圧とブレーキピストンのパッドへの押し付け面圧が等しくなるようにしたものは、振動検出、加振、パッド押圧が共に安定して行われ、鳴きの抑制効果が最大限に引き出される。
【００４５】
さらに、押し当て用ピストンの前面に凹部を設けてそこに振動検出手段、加振手段を設置するものは、それ等の手段が万一破損してもブレーキ性能やペダルストロークに影響が出ず安全性が高まる。
【００４６】
このほか、ゴムキャップを用いて振動検出手段、加振手段をそのゴムキャップで保持するものは、保持を容易に行え、両手段の制動トルクからの保護効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）：従来の制振装置の一例を示す断面図
（ｂ）：パッドを外したときの圧電素子の突出状態を示す図
【図２】（ａ）：第１実施形態の制振装置の使用状態を示す断面図
（ｂ）：押し当て用ピストンの押圧力調整法を示す図
【図３】第２実施形態の制振装置の使用状態を示す断面図
【図４】第３実施形態の制振装置の一部を示す断面図
【図５】（ａ）：第４実施形態の制振装置の一部を示す断面図
（ｂ）：同上の部分をアウタ側から見た端面図
【図６】第５実施形態の制振装置の使用状態を示す断面図
【図７】第６実施形態の制振装置の要部を示す断面図
【図８】第７実施形態の制振装置の要部を示す断面図
【図９】面圧比と振動減衰率の関係を示す図表
【符号の説明】
２  キャリパ
３  パッド
３ａ  裏板
３ｂ  ピン
４  ディスク
５  ブレーキピストン
５ａ、５ｂ、５ｃ  溝
６  ピストンシール
７  振動検出手段
７ａ  断熱部材
８  加振手段
８ａ  断熱部材
９  押し当て用ピストン
９ａ  凹部
９ｂ  ピン
１０  シール
１１  制御回路
１２  ピストンブーツ
１３  ゴムキャップ
１４  ダストシール
１５  信号入出力用の配線
Ｂ  押し当て用ピストンの受圧面面積
Ｅ、Ｄ  面圧発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003580019.tif 000010