(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を制動するブレーキ装置を駆動するブレーキ駆動装置であって、
シリンダと、
前記シリンダ内部を第１流体圧室及び第２流体圧室に区画する駆動ピストンと、
前記駆動ピストンを前記シリンダの内周面に沿って直線運動させるアクチュエータと、
作動流体を蓄える貯留部と、
前記第１流体圧室と前記ブレーキ装置との間で作動流体を流通させる第１通路と、
前記第２流体圧室と前記貯留部との間で作動流体を流通させる第２通路と、を備え、
前記第１流体圧室及び前記第２流体圧室には、前記駆動ピストンの移動に伴い作動流体が給排され、
前記駆動ピストンの移動に伴い前記第１流体圧室と前記ブレーキ装置との間で作動流体を流通させて前記ブレーキ装置を駆動することを特徴とするブレーキ駆動装置。
【請求項２】
前記ブレーキ装置による回転体の制動が解除される方向に前記駆動ピストンを付勢するリターンスプリングをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ駆動装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、
電動モータと、
前記電動モータの回転を前記駆動ピストンの直線運動に変換するボールねじ機構と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ駆動装置。
【請求項４】
前記第１通路と前記第２通路とを接続する接続通路と、
前記接続通路に設けられ前記第２通路から前記第１通路へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のブレーキ駆動装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のブレーキ駆動装置と、
前記ブレーキ装置と、
前記回転体の回転速度を検出する回転検出器と、
前記第１流体圧室の圧力を検出する圧力検出器と、
作業者による操作部の操作量を検出する操作量検出器と、
前記操作量検出器の検出結果に応じた制動力を発揮するように、前記回転検出器及び前記圧力検出器の検出結果に基づいて前記ブレーキ駆動装置の前記アクチュエータを制御するコントローラと、を備えることを特徴とするブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキ駆動装置及びブレーキシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動アクチュエータに駆動されて作動油を外部へ供給する作動油供給機器と、作動油により作動しブレーキに力を加える油圧アクチュエータと、を備えるブレーキシステムが開示されている。この作動油供給機器は、作動油が充満した円筒型の内部空間を持つシリンダを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される作動油供給機器のシリンダの内部は、ピストンによって２つの部屋に区画される。２つの部屋のうちの一方の部屋には作動油が充填されるのに対し、他方の部屋には作動油が充填されない。他方の部屋は、内部に空気が充填されて密閉される。
【０００５】
この作動油供給機器では、電動アクチュエータの駆動によりピストンが移動して、作動油が充填される一方の部屋が収縮することにより、油圧アクチュエータに作動油が供給されてブレーキが作動する。
【０００６】
しかしながら、作動油が充填される部屋を収縮するようにピストンを移動させると、空気が充填される他方の部屋は容積の拡大によって圧力が低下するため、負圧抵抗が発生する。このような圧力低下は作動油を供給するためのピストンの移動を妨げるため、特許文献１に開示の作動油供給機器ではブレーキを作動する際にエネルギロスが発生する。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置を駆動するブレーキ駆動装置のエネルギロスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、回転体を制動するブレーキ装置を駆動するブレーキ駆動装置であって、シリンダと、シリンダ内部を第１流体圧室及び第２流体圧室に区画する駆動ピストンと、駆動ピストンをシリンダの内周面に沿って直線運動させるアクチュエータと、作動流体を蓄える貯留部と、第１流体圧室とブレーキ装置との間で作動流体を流通させる第１通路と、第２流体圧室と貯留部との間で作動流体を流通させる第２通路と、を備え、第１流体圧室及び第２流体圧室には、駆動ピストンの移動に伴い作動流体が給排され、駆動ピストンの移動に伴い第１流体圧室とブレーキ装置との間で作動流体を流通させてブレーキ装置を駆動することを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、第１流体圧室から作動流体が排出されるのに伴い、第２流体圧室には作動流体が供給される。このように、第２流体圧室には、拡大する容積に応じて作動流体が供給されることにより、第２流体圧室の圧力低下が防止され、駆動ピストンの移動が妨げられない。また、駆動ピストンの移動に伴い第１通路を通じて第１流体圧室とブレーキ装置との間で作動流体を流通させることにより、ブレーキ装置が駆動される。駆動ピストンの移動に伴い第２流体圧室には第２通路を通じて貯留部から作動流体が給排されるため、第２流体圧室の容積が拡大しても、圧力低下が防止され、駆動ピストンの移動が妨げられない。
【００１０】
第２の発明は、ブレーキ装置による回転体の制動が解除される方向に駆動ピストンを付勢するリターンスプリングをさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明では、アクチュエータを駆動できない不具合時であっても、リターンスプリングの付勢力によって駆動ピストンが移動される。したがって、不具合時であっても、ブレーキ装置による回転体の制動を解除することができる。
【００１２】
第３の発明は、アクチュエータが、電動モータと、電動モータの回転を駆動ピストンの直線運動に変換するボールねじ機構と、を有することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明では、電動モータが回転することにより、ボールねじ機構が駆動ピストンをシリンダの内周面に沿って直線運動させる。
【００１６】
第４の発明は、第１通路と第２通路とを接続する接続通路と、接続通路に設けられ第２通路から第１通路へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明によれば、第１流体圧室及び第１通路内の作動流体が不足しても、接続通路を通じて作動流体が補充されるため、第１流体圧室及び第１通路内での負圧の発生を防止することができる。
【００１８】
第５の発明は、ブレーキシステムであって、第１から５の発明のいずれか一つに記載のブレーキ駆動装置と、ブレーキ装置と、回転体の回転速度を検出する回転検出器と、第１流体圧室の圧力を検出する圧力検出器と、作業者による操作部の操作量を検出する操作量検出器と、操作量検出器の検出結果に応じた制動力を発揮するように、回転検出器及び圧力検出器の検出結果に基づいてブレーキ駆動装置のアクチュエータを制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
第５の発明では、回転検出器及び圧力検出器の検出結果に基づいてブレーキ駆動装置のアクチュエータをコントローラが制御することにより、作業者による制動操作量に応じた所望の制動力をブレーキ装置が発揮することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ブレーキ装置を駆動するブレーキ駆動装置のエネルギロスが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るブレーキシステムの構成図であり、ブレーキ装置が非制動状態である場合を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るブレーキシステムの構成図であり、ブレーキ装置が制動状態である場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るブレーキ駆動装置及びブレーキシステムについて説明する。
【００２３】
以下では、固定翼航空機に搭載され回転体としての車輪１を制動する航空機用のブレーキシステム１０１及びブレーキ駆動装置１００について説明する。
【００２４】
ブレーキシステム１０１は、作業者によって操作される操作部としてのブレーキペダル２の操作量に応じて、ブレーキ装置１０を駆動し、車輪１を制動するものである。
【００２５】
ブレーキシステム１０１は、図１に示すように、作動油（作動流体）の圧力によって伸縮作動する制動アクチュエータ１１によって車輪１を制動するブレーキ装置１０と、制動アクチュエータ１１との間で作動油を流通させてブレーキ装置１０を駆動するブレーキ駆動装置１００と、を備える。
【００２６】
航空機の車輪１は、ホイール（図示省略）の外周にタイヤ（図示省略）が取り付けられて構成される。ホイールは、軸受（図示省略）を介して車軸（図示省略）に取り付けられる。つまり、ホイールが回転しても車軸は回転しない。
【００２７】
ブレーキ装置１０は、車輪１と共に回転する複数の回転ディスク１２と、車軸に回転不能に取り付けられる非回転ディスク１３と、非回転ディスク１３に押し付けられる制動ピストン１４と、ブレーキ駆動装置１００から給排される作動油の圧力によって制動ピストン１４を非回転ディスク１３に向けて進退させる制動アクチュエータ１１と、を有する。ブレーキ装置１０は、制動アクチュエータ１１によって制動ピストン１４を非回転ディスク１３に押し付けることにより、回転ディスク１２と非回転ディスク１３とを当接させ、摩擦力によって制動力を発生する。
【００２８】
回転ディスク１２は、所定の間隔をおいて複数枚設けられる。回転ディスク１２の両面には、非回転ディスク１３が設けられる。よって、非回転ディスク１３もまた、所定の間隔をおいて複数枚設けられる。ブレーキ装置１０では、３枚の非回転ディスク１３の間に２枚の回転ディスク１２が挟まれるように配置される。なお、非回転ディスク１３及び回転ディスク１２のそれぞれの枚数は、これに限らず、要求される制動力などに応じて任意に設定される。
【００２９】
回転ディスク１２は、円盤状に形成される。回転ディスク１２は、外周がホイールの内周に支持され、車輪１と一体として回転する。回転ディスク１２は、ホイールに対して車軸方向（図１中左右方向）に変位可能に、即ちスライド可能に支持される。
【００３０】
非回転ディスク１３は、円盤状に形成される。非回転ディスク１３は、内周が車軸に支持される。非回転ディスク１３は、車輪１が回転しても回転しない。非回転ディスク１３は、車軸方向に変位可能に、即ちスライド可能に支持される。
【００３１】
制動ピストン１４は、非回転ディスク１３に向けて進退可能に、非回転ディスク１３に対峙して設けられる。制動ピストン１４は、円板状のベースプレート１５に複数設けられ、車輪１の回転周方向に所定の間隔をあけて配置される。また、制動ピストン１４は、ブレーキ装置１０が制動力を発生しない非制動状態において、非回転ディスク１３との間に隙間を持って設けられる。つまり、制動ピストン１４は、非回転ディスク１３との間に所定の隙間だけ離れて対峙する。なお、図１では、２つの制動ピストン１４を図示しているが、制動ピストン１４の個数はこれに限らず、要求される制動力等に応じて任意に設定される。
【００３２】
制動アクチュエータ１１は、圧力室（図示省略）に作動油が給排されることにより伸縮作動する油圧アクチュエータである。制動アクチュエータ１１は、作動油が圧力室に供給されると伸長作動して、ベースプレート１５を介して制動ピストン１４を非回転ディスク１３に押し付ける。制動アクチュエータ１１は、圧力室から作動油が排出されると、収縮作動して、制動ピストン１４を非回転ディスク１３から離間させる。
【００３３】
ブレーキ駆動装置１００は、ハウジング２０と、ハウジング２０に形成される円筒状のシリンダ２１と、シリンダ２１の内部を第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６に区画する駆動ピストン３０と、駆動ピストン３０をシリンダ２１の内周面に沿って摺動自在に移動させるアクチュエータ４０と、第１流体圧室２５が拡大する方向に駆動ピストン３０を付勢するリターンスプリング５０と、を備える。
【００３４】
シリンダ２１は、駆動ピストン３０が収容される第１シリンダ部２２と、ハウジング２０の端面に開口し第１シリンダ部２２の内径よりも小さい内径を有する第２シリンダ部２３と、第１シリンダ部２２と第２シリンダ部２３との間に形成される円環状の段差部２４と、を有する。
【００３５】
駆動ピストン３０は、第１シリンダ部２２の内周面に沿って、第１シリンダ部２２の底部２２Ａと段差部２４との間で摺動する。つまり、駆動ピストン３０は、第１流体圧室２５を拡大する方向（図１中左方向）への所定以上の移動が段差部２４によって規制される。このように、段差部２４は、駆動ピストン３０の所定以上の移動を規制可能な規制部として機能する。なお、駆動ピストン３０は、図１に示すように後述するボールナット４４を介して段差部２４に当接するが、段差部２４に直接当接するものでもよい。
【００３６】
駆動ピストン３０と第１シリンダ部２２の底部２２Ａとによって区画される流体圧室が、第１流体圧室２５である。第１シリンダ部２２のうち駆動ピストン３０と段差部２４との間に形成される流体圧室と、第２シリンダ部２３の内部と、が第２流体圧室２６である。第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６には、それぞれ作動油が充填される。
【００３７】
リターンスプリング５０は、駆動ピストン３０と第１シリンダ部２２の底部２２Ａとの間に圧縮状態で介装される。リターンスプリング５０は、第１流体圧室２５が拡大する方向、言い換えれば後述するようにブレーキ装置１０による制動が解除される方向に駆動ピストン３０を付勢する。
【００３８】
ハウジング２０には、第１流体圧室２５に連通する第１ポート２５Ａと、第２流体圧室２６に連通する第２ポート２６Ａと、ブレーキ装置１０に給排される作動油が通過する給排ポート２０Ａと、が形成される。
【００３９】
第２ポート２６Ａは、図１に示すように、駆動ピストン３０の移動が段差部２４によって規制された状態であっても、駆動ピストン３０及びボールナット４４によって完全に塞がれないように形成される。具体的には、第２ポート２６Ａは、少なくとも一部が第２シリンダ部２３の内周面に開口するように形成される。駆動ピストン３０及びボールナット４４が段差部２４に向かって移動して段差部２４に当接する直前では、駆動ピストン３０及びボールナット４４によって第２ポート２６Ａの一部が閉じられて第２ポート２６Ａの開口面積が小さくなる。この状態であっても、第２ポート２６Ａの少なくとも一部が第２シリンダ部２３の内周面に開口することにより、第２ポート２６Ａの開口面積が確保され、第２ポート２６Ａを通じて排出される作動油に大きな抵抗が付与されることが防止される。よって、第２流体圧室２６内の作動油が第２ポート２６Ａを通じてスムーズに排出される。
【００４０】
給排ポート２０Ａは、給排通路としての油圧配管１６を通じてブレーキ装置１０における制動アクチュエータ１１の圧力室に連通する。
【００４１】
アクチュエータ４０は、ハウジング２０に取り付けられる電動モータ４１と、電動モータ４１の回転を駆動ピストン３０の直線運動に変換するボールねじ機構４２と、を有する。
【００４２】
電動モータ４１は、電力が供給されることにより、出力軸（図示省略）が回転する。電動モータ４１は、出力軸の回転を許容及び規制する保持ブレーキ４１Ａを有する。
【００４３】
ボールねじ機構４２は、電動モータ４１の出力軸（図示省略）に連結され第１シリンダ部２２及び第２シリンダ部２３にわたって挿入されるボールねじ４３と、ボールねじ４３に螺合すると共に駆動ピストン３０に固定されるボールナット４４と、を有する。電動モータ４１に電力が供給され出力軸が回転すると、ボールねじ４３が出力軸と共に回転する。ボールねじ４３の回転により、その回転方向に応じてボールねじ４３の軸方向にボールナット４４が直線運動する。よって、電動モータ４１を回転させることで、駆動ピストン３０が第１シリンダ部２２の内周面に沿って直線運動する。
【００４４】
ブレーキ駆動装置１００は、作動油を蓄える貯留部としてのアキュムレータ５１と、第１流体圧室２５とブレーキ装置１０との間で作動油を流通させる第１通路６０と、第２流体圧室２６とアキュムレータ５１との間で作動油を流通させる第２通路６１と、をさらに備える。
【００４５】
アキュムレータ５１は、内部に封入されるガス圧によって、作動油を蓄圧しながら蓄える。アキュムレータ５１は、ハウジング２０内部に設けられる。なお、貯留部は、作動油を蓄圧して貯留するアキュムレータ５１に限らず、蓄圧せずに貯留するリザーバやタンクでもよい。
【００４６】
第１通路６０は、第１ポート２５Ａと給排ポート２０Ａとを連通して、両者の間で作動油を流通させる。第１流体圧室２５は、第１ポート２５Ａ、第１通路６０、給排ポート２０Ａ、及び油圧配管１６を通じて、制動アクチュエータ１１の圧力室に連通する。
【００４７】
また、ブレーキ駆動装置１００は、それぞれ第１通路６０と第２通路６１とを接続する接続通路６２及びリリーフ通路６３と、接続通路６２に設けられ第２通路６１から第１通路６０へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁５２と、リリーフ通路６３に設けられ第１通路６０内の圧力が開弁圧を超えると開弁して第２通路６１に作動油を逃がすリリーフ弁５３と、をさらに備える。
【００４８】
接続通路６２及びリリーフ通路６３は、それぞれハウジング２０に形成される。また、逆止弁５２及びリリーフ弁５３は、それぞれハウジング２０内に設けられる。このように、アキュムレータ５１、逆止弁５２、及びリリーフ弁５３は、ハウジング２０に内蔵されるものであるが、ハウジング２０に外付けされるものでもよい。
【００４９】
ブレーキ駆動装置１００に接続通路６２及び逆止弁５２が設けられることにより、第１流体圧室２５及び第１通路６０内の作動油が不足した場合に、接続通路６２を通じてアキュムレータ５１から作動油が補充される。よって、第１流体圧室２５及び第１通路６０内での負圧の発生を防止することができる。
【００５０】
ブレーキシステム１０１は、車輪１の回転速度を検出する回転検出器としての回転センサ７０と、第１流体圧室２５の圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ７１と、作業者によるブレーキペダル２の操作量を検出する操作量検出器としての操作量センサ７２と、操作量センサ７２の検出結果に応じた制動量を発揮するように、回転センサ７０及び圧力センサ７１の検出結果に基づいてブレーキ駆動装置１００のアクチュエータ４０を制御するコントローラ８０と、をさらに備える。
【００５１】
回転センサ７０は、車輪１に取り付けられ、車輪１の回転速度を検出する。回転センサ７０の検出結果は、コントローラ８０に送信される。回転センサ７０によって車輪１の回転速度を検出することにより、車輪１がロックするなどの不具合を検知することができる。
【００５２】
圧力センサ７１は、ブレーキ駆動装置１００のハウジング２０に取り付けられ、第１流体圧室２５内の圧力を検出する。圧力センサ７１の検出結果は、コントローラ８０に送信される。
【００５３】
操作量センサ７２は、作業者によって操作されるブレーキペダル２に設けられ、ブレーキペダル２の操作量を検出する。操作量センサ７２の検出結果は、コントローラ８０に送信される。
【００５４】
コントローラ８０は、作業者によるブレーキペダル２の操作量に応じた所望の制動力を発揮するように、電動モータ４１の回転を制御する。
【００５５】
次に、ブレーキシステム１０１およびブレーキ駆動装置１００の作動について説明する。
【００５６】
以下では、第１流体圧室２５を収縮する駆動ピストン３０の移動方向（図１中右方向）を「制動方向」、第１流体圧室２５を拡大する駆動ピストン３０の移動方向（図１中左方向）を「解除方向」と称する。また、駆動ピストン３０を制動方向に移動させる電動モータ４１の回転方向を「正方向」、駆動ピストン３０を解除方向に移動させる電動モータ４１の回転方向を「逆方向」と称する。
【００５７】
ブレーキペダル２の操作量がゼロである非制動状態では、図１に示すように、ボールナット４４がシリンダ２１の段差部２４に当接する。この状態では、ブレーキ装置１０の制動アクチュエータ１１は最収縮状態であり、制動ピストン１４は所定の隙間を持って非回転ディスク１３から離間する。
【００５８】
非制動状態から作業者によってブレーキペダル２が踏み込まれると、コントローラ８０は、操作量センサ７２によって検出されるブレーキペダル２の操作量に応じて、正方向に回転するように電動モータ４１に指令信号を出力する。
【００５９】
正方向への電動モータ４１の回転に伴ってボールねじ４３も回転し、図２に示すように、リターンスプリング５０の付勢力に抗して制動方向に駆動ピストン３０が直線運動する。これにより、第１流体圧室２５から作動油が排出される。接続通路６２には逆止弁５２が設けられるため、第１流体圧室２５から排出される作動油が接続通路６２を通じて第２通路６１に導かれることはない。よって、第１流体圧室２５から排出された作動油は、第１ポート２５Ａ、第１通路６０、給排ポート２０Ａ、及び油圧配管１６を通じて、制動アクチュエータ１１の圧力室に供給される。したがって、制動アクチュエータ１１が伸長作動する。
【００６０】
制動アクチュエータ１１が伸長作動すると、制動ピストン１４が非回転ディスク１３に向けて押し付けられる。非回転ディスク１３に制動ピストン１４が押し付けられることにより非回転ディスク１３と回転ディスク１２とが当接する。これにより、非回転ディスク１３への制動ピストン１４の押し付け力及び車輪１の回転速度に応じた制動力（摩擦力）が発生する。
【００６１】
ブレーキ装置１０による制動力は、非回転ディスク１３への制動ピストン１４の押し付け力を調整することにより、制御される。具体的には、回転センサ７０が検出する車輪１の回転速度に対して、所望の制動力を発揮するための適切な押し付け力がコントローラ８０によって演算される。ブレーキ装置１０による押し付け力は、制動アクチュエータ１１に供給される作動油の圧力、つまり、第１流体圧室２５から排出される作動油の圧力によって定められる。よって、コントローラ８０は、圧力センサ７１が検出する第１流体圧室２５の圧力が所望の押し付け力を発揮させる圧力となるように指令信号を出力して電動モータ４１を駆動する。これにより、車輪１の回転速度に対して適切な押し付け力で制動ピストン１４が非回転ディスク１３に押し付けられる。このようにして、作業者によるブレーキペダル２の操作量に応じた所望の制動力がブレーキ装置１０により発揮される。
【００６２】
駆動ピストン３０が制動方向に移動するのに伴い、第２流体圧室２６は拡大する。第２流体圧室２６が拡大すると、第２通路６１及び第２ポート２６Ａを通じてアキュムレータ５１から作動油が第２流体圧室２６に供給される。このように、制動方向への駆動ピストン３０の移動に伴い第２流体圧室２６が拡大しても、第２流体圧室２６にはアキュムレータ５１から作動油が供給されるため、駆動ピストン３０の移動に対する抵抗が生じない。
【００６３】
作業者によるブレーキペダル２の操作量が減少すると、コントローラ８０は、逆方向に回転するように電動モータ４１に指令信号を出力する。
【００６４】
逆方向への電動モータ４１の回転に伴いボールねじ４３も回転して、駆動ピストン３０が解除方向に移動する。第１流体圧室２５の拡大に伴い、制動アクチュエータ１１の圧力室から作動油が排出されて第１流体圧室２５に供給される。よって、制動アクチュエータ１１は収縮作動する。
【００６５】
制動アクチュエータ１１が所定のストロークだけ収縮作動すると、制動ピストン１４と非回転ディスク１３とが離間して、ブレーキ装置１０の制動が解除される。作業者によるブレーキペダル２の操作量がゼロになると、図１に示すように、ボールナット４４が段差部２４に当接して駆動ピストン３０の解除方向へのそれ以上の移動が規制される。この際、制動アクチュエータ１１は、最収縮状態となる。これにより、制動ピストン１４が非回転ディスク１３から所定の隙間を空けるように離間する。
【００６６】
駆動ピストン３０が解除方向に移動するのに伴い、第２流体圧室２６が収縮して、第２流体圧室２６から作動油が排出される。第２流体圧室２６から排出される作動油は、アキュムレータ５１に貯留される。
【００６７】
以上のように、ブレーキ駆動装置１００は、駆動ピストン３０の移動に伴い第１流体圧室２５とブレーキ装置１０における制動アクチュエータ１１の圧力室との間で作動油を流通させることにより、ブレーキ装置１０を制動及び解除するように駆動する。ブレーキシステム１０１は、作業者によるブレーキペダル２の操作量に応じてブレーキ駆動装置１００を駆動することにより、ブレーキ装置１０によって所望の制動力を発生する。
【００６８】
ここで、第２流体圧室が気体を密閉した気室である場合には、駆動ピストンを制動方向に移動させると、第２流体圧室は容積が拡大して圧力が低下する。このような圧力低下は、ブレーキ装置によって車輪を制動する際の駆動ピストンの移動の抵抗となり、ブレーキ装置の駆動にエネルギロスが発生する。
【００６９】
また、駆動ピストンを解除方向に移動させてブレーキ装置による制動を解除するためには、第２流体圧室を収縮させて内部の気体を圧縮しなければならない。第２流体圧室に作動油が浸入して気室が占める容積が減少すると、その分気体を圧縮しなければならず、駆動ピストンを解除方向に移動させる場合にも抵抗が生じる。第２流体圧室への作動油の浸入量が多いと、ブレーキ装置の制動を解除するために必要な気体の圧縮量が大きくなり、駆動ピストンを充分に移動させることができずに、ブレーキ装置１０を完全に解除できないおそれもある。
【００７０】
このような問題を防止するためには、ハウジングの表面に開口し第２流体圧室２６に連通する穴を形成して、第２流体圧室２６を大気解放することも考えられる。しかしながら、この場合には、第１流体圧室内の作動油が第２流体圧室に侵入すると、穴を通じてハウジングの外部にまで作動油が漏れ出すおそれがある。
【００７１】
これに対し、ブレーキ駆動装置１００の第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６には、駆動ピストン３０の移動による拡縮に伴いそれぞれ作動油が給排される。このため、駆動ピストン３０の移動に伴い第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６が拡大しても、駆動ピストン３０の移動に対する抵抗は生じない。したがって、ブレーキ駆動装置１００におけるエネルギロスを低減することができる。
【００７２】
また、ブレーキ装置１０を解除する際にも気体による抵抗が生じないため、気体を圧縮する抵抗によってブレーキ装置１０が完全に解除できなくなるおそれもない。また、ハウジング２０の表面に開口する穴を形成する必要もないため、穴を通じて作動油が漏れ出すおそれもない。
【００７３】
また、一般に、図２に示すような制動状態において、電動モータ４１に電力を供給できない等の不具合が発生すると、車輪１の制動を解除できなくなるおそれがある。車輪１の制動を解除できない状態が続くと、タイヤのバーストを招くおそれがある。
【００７４】
これに対し、ブレーキ駆動装置１００では、リターンスプリング５０によって、駆動ピストン３０が解除方向に付勢される。したがって、このような不具合時であっても、リターンスプリング５０の付勢力により駆動ピストン３０を解除方向に移動させてブレーキ装置１０の制動を解除することができる。よって、電動モータ４１を駆動できない不具合が発生しても、タイヤのバーストを防止することができる。
【００７５】
また、ボールねじ機構４２ではボールねじ４３とボールナット４４とが相対移動する抵抗が小さいため、リターンスプリング５０の付勢力が比較的小さくてもボールナット４４を軸方向に移動させることができる。よって、アクチュエータ４０がボールねじ機構４２を有することにより、付勢力が小さい小型のリターンスプリング５０を使用することができる。
【００７６】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００７７】
上記実施形態では、ブレーキシステムが固定翼航空機の車輪１を制動するブレーキシステム１０１である。これに代えて、ブレーキシステムは、自動車や鉄道の車輪を制動するものでもよい。また、ブレーキシステムは、回転体としてヘリコプター（回転翼航空機）のロータを制動するものでもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、ブレーキ駆動装置１００は、ブレーキ装置１０を駆動する。ブレーキ駆動装置１００は、ブレーキ装置１０の駆動に限らず、摩擦クラッチ機構の摩擦板を駆動するクラッチ駆動装置として利用されてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、第２ポート２６Ａは、少なくとも一部が第２シリンダ部２３に開口する。これにより、駆動ピストン３０が段差部２４に当接する直前であっても、第２ポート２６Ａの開口面積を確保して第２流体圧室２６からスムーズに作動油を排出することができる。これに代えて、第２ポート２６Ａは、第２シリンダ部２３に開口しなくてもよい。この場合には、第２流体圧室２６からスムーズに作動油を排出するために、ボールナット４４や駆動ピストン３０に切欠き等を形成し、駆動ピストン３０が段差部２４に当接した状態であっても、切欠き等を通じて第２ポート２６Ａと第２シリンダ部２３とが連通することが望ましい。
【００８０】
また、上記実施形態では、アクチュエータ４０は、電動モータ４１とボールねじ機構４２とを有する。これに代えて、駆動ピストン３０を直線運動させるものであれば、アクチュエータはその他の構成であってもよい。例えば、アクチュエータ４０は、ボイスコイルモータ、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ等であってもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ブレーキ駆動装置１００は、接続通路６２に設けられる逆止弁５２と、リリーフ通路６３に設けられるリリーフ弁５３とを有する。接続通路６２及び逆止弁５２により、第１通路６０から第２通路６１に作動油が導かれることを防止しつつ、油漏れなどによって第１流体圧室２５及び第１通路６０内の作動油が不足した場合に、接続通路６２を通じてアキュムレータ５１から作動油を補充できる。リリーフ弁５３は、第１流体圧室２５、第１通路６０、及び油圧配管１６内の圧力が異常に上昇した場合に開弁して、異常圧力を逃がすことができる。したがって、ブレーキ駆動装置１００は、接続通路６２、逆止弁５２、リリーフ通路６３、及びリリーフ弁５３を有することが望ましいが、これらを有していなくてもよい。
【００８２】
以上の実施形態によれば以下の効果を奏する。
【００８３】
ブレーキ駆動装置１００では、第１流体圧室２５から作動油が排出されるのに伴い、第２流体圧室２６には作動油が供給される。このように、第２流体圧室２６の拡大に応じて作動油が供給されることにより、第２流体圧室の圧力低下が防止され、駆動ピストン３０の移動が妨げられない。したがって、ブレーキ駆動装置１００のエネルギロスを低減することができる。
【００８４】
また、ブレーキ駆動装置１００では、第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６に気体が密閉されるものではないため、気体を圧縮する抵抗によってブレーキ装置１０が完全に解除できなくなるおそれもない。また、気体による抵抗をなくすためにハウジング２０の表面に開口する穴を形成する必要もないため、穴を通じて作動油が漏れ出すおそれもない。
【００８５】
また、ブレーキ駆動装置１００では、アクチュエータ４０の電動モータ４１を駆動できない不具合時であっても、リターンスプリング５０の付勢力によって駆動ピストン３０が移動される。したがって、不具合時であっても、ブレーキ装置１０による車輪１の制動を解除することができ、タイヤのバーストを招くことが防止される。
【００８６】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００８７】
車輪１を制動するブレーキ装置１０を駆動するブレーキ駆動装置１００は、シリンダ２１と、シリンダ２１内部を第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６に区画する駆動ピストン３０と、駆動ピストン３０を第１シリンダ部２２の内周面に沿って直線運動させるアクチュエータ４０と、を備え、第１流体圧室２５及び第２流体圧室２６には、駆動ピストン３０の移動に伴い作動油が給排され、駆動ピストン３０の移動に伴い第１流体圧室２５とブレーキ装置１０との間で作動油を流通させてブレーキ装置１０を駆動する。
【００８８】
この構成では、第１流体圧室２５から作動油が排出されるのに伴い、第２流体圧室２６には作動油が供給される。このように、第２流体圧室２６の拡大に応じて作動油が供給されることにより、第２流体圧室の圧力低下が防止され、駆動ピストン３０の移動が妨げられない。したがって、ブレーキ装置１０を駆動するブレーキ駆動装置１００のエネルギロスが低減される。
【００８９】
また、ブレーキ駆動装置１００は、ブレーキ装置１０による車輪１の制動が解除される方向に駆動ピストン３０を付勢するリターンスプリング５０をさらに備える。
【００９０】
この構成では、アクチュエータ４０を駆動できない不具合時であっても、リターンスプリング５０の付勢力によって駆動ピストン３０が移動される。したがって、この構成によれば不具合時であっても、ブレーキ装置１０による車輪１の制動を解除することができる。
【００９１】
また、ブレーキ駆動装置１００は、アクチュエータ４０が、電動モータ４１と、電動モータ４１の回転を駆動ピストン３０の直線運動に変換するボールねじ機構４２と、を有する。
【００９２】
この構成では、電動モータ４１が回転することにより、ボールねじ機構４２が駆動ピストン３０を第１シリンダ部２２の内周面に沿って直線運動させる。
【００９３】
また、ブレーキ駆動装置１００は、作動油を蓄えるアキュムレータ５１と、第１流体圧室２５とブレーキ装置１０との間で作動油を流通させる第１通路６０と、第２流体圧室２６とアキュムレータ５１との間で作動油を流通させる第２通路６１と、をさらに備える。
【００９４】
この構成では、駆動ピストン３０の移動に伴い第１通路６０を通じて第１流体圧室２５とブレーキ装置１０との間で作動油を流通させることにより、ブレーキ装置１０が駆動される。駆動ピストン３０の移動に伴い第２流体圧室２６には第２通路６１を通じてアキュムレータ５１から作動油が給排されるため、第２流体圧室２６の容積が拡大しても、圧力低下が防止され、駆動ピストン３０の移動が妨げられない。
【００９５】
また、ブレーキ駆動装置１００は、第１通路６０と第２通路６１とを接続する接続通路６２と、接続通路６２に設けられ第２通路６１から第１通路６０へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁５２と、をさらに備える。
【００９６】
この構成によれば、第１流体圧室２５及び第１通路６０内の作動油が不足しても、接続通路６２を通じて作動油が補充されるため、第１流体圧室２５及び第１通路６０内での負圧の発生を防止することができる。
【００９７】
ブレーキシステム１０１は、上記各構成のいずれか一つのブレーキ駆動装置１００と、ブレーキ装置１０と、車輪１の回転速度を検出する回転センサ７０と、第１流体圧室２５の圧力を検出する圧力センサ７１と、作業者によるブレーキペダル２の操作量を検出する操作量センサ７２と、操作量センサ７２の検出結果に応じた制動力を発揮するように、回転センサ７０及び圧力センサ７１の検出結果に基づいてブレーキ駆動装置１００のアクチュエータを制御するコントローラ８０と、を備える。
【００９８】
この構成では、回転センサ７０及び圧力センサ７１の検出結果に基づいてブレーキ駆動装置１００のアクチュエータ４０をコントローラ８０が制御することにより、作業者による制動操作量に応じた所望の制動力をブレーキ装置１０が発揮することができる。
【００９９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１００】
１…車輪（回転体）、１０…ブレーキ装置、１１…制動アクチュエータ、２１…シリンダ、２５…第１流体圧室、２６…第２流体圧室、３０…駆動ピストン、４０…アクチュエータ、４１…電動モータ、４２…ボールねじ機構、５０…リターンスプリング、５１…アキュムレータ（貯留部）、５２…逆止弁、６０…第１通路、６１…第２通路、６２…接続通路、７０…回転センサ（回転検出器）、７１…圧力センサ（圧力検出器）、７２…操作量センサ（操作量検出器）、８０…コントローラ、１００…ブレーキ駆動装置、１０１…ブレーキシステム
【図１】
0006539162.tif 000002
【図２】
0006539162.tif 000003