JPH0475481A - 超磁歪型ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、アンチスキッドブレーキシステム（
以下ｒＡＢｓＪという）用として好適に使用され、特に
ＡＢＳ制御時の駆動源として超磁歪材を用いてなる超磁
歪型ブレーキ装置に関する。

〔従来の技術］ 一般に、ブレーキシリンダ室内に、該ブレーキシリンダ
室の容積を調整してＡＢＳ制御を行なう容積調整部材を
装着したＡＢＳ用のブレーキ装置のうち、浮動キャリパ
型のブレーキ装置としては次のようなものがある。即ち
、該ブレーキ装置は、車輪に一体的に取付けられたディ
スクをその外周側から両側面を覆うように取付ブラケッ
トに可動に取付けられたキャリパと、該キャリパの一側
に形成されたシリンダ室と、該シリンダ室内に摺動可能
に装着されたピストンと、前記ディスクを挟んで前記取
付ブラケットに支持され、該ピストンの変位によって該
ピストンと前記キャリパとでディスクの両側にそれぞれ
押圧され、該ディスクを両側面から摩擦挟持して制動力
を与える一対の摩擦パッドと、前記シリンダ室内に装着
され、該シリンダ室で伸長、収縮してシリンダ室内のブ
レーキ油が流入できる容積（以下「ブレーキ油流入容積
」という）の大きさを調整する容積調整部材とから構成
されている。そして、該容積調整部材としては、一般に
、印加電圧を調整することで伸長、収縮する圧電素子が
用いられている。

以上の構成により、圧電素子への印加電圧を調整するこ
とによって該圧電素子を伸長、収縮させ、その体積を変
化させることで、シリンダ室内のブレーキ油流入容積を
変化させる。これにより、シリンダ室内圧が変化し、各
摩擦パッドが前記ディスクを摩擦挟持する挟持力を調整
し、ＡＢＳ制御を行なうようになっている。

［発明が解決しようとする課題〕 ところで、前述した従来技術によるブレーキ装置では、
容積調整部材として圧電素子を使用しているが、この圧
電素子の高温信頼性は１２０℃程度が限界である。

一方、ブレーキの使用頻度が高くなると、ディスクと摩
擦パッドとの摩擦による熱でブレーキ油が加熱され、こ
のブレーキ油とともに容積調整部材も加熱され、高温に
なって正確に機能しなくなることがあり、ブレーキ装置
に対する信頼性が低いという問題点がある。

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、高温下でも安定的に機能し得る信頼性の高い超磁歪
型ブレーキ装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決するために本発明が採用する構成は
、シリンダ室が形成されたブレーキシリンダと、該ブレ
ーキシリンダのシリンダ室内に摺動可能に装着されたピ
ストンと、前記シリンダ室内にブレーキ油が供給され、
該ピストンが変位することにより、ディスクを両側面か
ら摩擦挟持して制動力を与える一対の摩擦パッドと、前
記シリンダ室内に配設され、該シリンダ室内のブレーキ
油が流入しうる容積を調整する容積調整部材とがらなり
、該容積調整部材は、磁場をかけることにより該磁場の
強さに比例して伸長する超磁歪ロッドと、該超磁歪ロッ
ドな囲むように設けられ、通電することにより当該超磁
歪ロッドにがける磁場の強さを調整し、該ロッドな伸縮
させる磁場調整コイルと、該磁場調整コイルおよび前記
超磁歪ロッドを囲むように設けられた弾性マグネット部
材とからなる。

［作用］ 前記構成により、超磁歪ロッドは、弾性マグネット部材
の磁場により、予め一定長さに伸長されて容積調整部材
が一定の体積に維持され、該容積調整部材でシリンダ室
内のブレーキ油流入容積が一定に維持されている。そし
て、磁場調整コイルへの通電量を調整することで、超磁
歪ロッドにかける磁場の強さを変化させてこのロッドの
長さを調整し、容積調整部材の体積を変化させ、シリン
ダ室内のブレーキ油流入容積の大きさを調整する。これ
により、シリンダ室内圧が変化し、各摩擦パッドがディ
スク両側面を押圧する力を変化させ、ＡＢＳ制御を行な
う。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図および第２図に基づいて
説明する。

まず、超磁歪材について説明すると、この起磁歪材はネ
オジム（Ｎ　ｄ）−鉄器合金や、ジスプロシウム（Ｄｙ
）−鉄、テルビウム（Ｔｂ）−鉄器合金等の材料からな
る。また、第２図は超磁歪材にかける磁場の強さと磁歪
値（超磁歪材の変形量）との関係を示し、図中の特性線
Ｐ。は超磁歪材に軸方向外部圧力を予圧として作用させ
ない状態でこの超磁歪材に磁場をかけた場合の磁歪値の
変化特性、特性線Ｐ、は超磁歪材に０．７Ｋｇ／ｍｍ”
の予圧を作用させた状態でこの超磁歪材に磁場をかけた
場合の磁歪値の変化特性、特性線Ｐ２は超磁歪材に１．
４Ｋｇ／ＩＩがの予圧を作用させた状態でこの起磁歪材
に磁場をかけた場合の磁歪値の変化特性をそれぞれ示す
。これら各特性線ＰＧ、ＰＩ。

Ｐ２から分かるように、超磁歪材に予圧を作用させた状
態で磁場をかけると、磁歪値が太き（変化すると共に、
かける磁場の方向と関係なく、磁場の絶対値に応じて磁
歪値が変化する。さらに、超磁歪材は熱の影響を受は難
（（例えば、圧電素子が１２０℃程度が限度であるのに
対し、超磁歪材は１８０℃程度まで耐えられる）、高熱
下でもその特性があまり変化しないという利点を有する
。

しかして、本実施例の超磁歪型ブレーキ装置は、前述し
た特性を有する超磁歪材を容積調整部材の駆動源として
使用するもので、第１図の構成を有している。

図中、１は車輪（図示せず）に一体的に取付けられたデ
ィスク２をその外周側からディスク２の両側面２Ａ、２
Ｂを覆うように取付ブラケット（図示せず）に可動に取
付けられたブレーキシリンダとしてのキャリパで、該キ
ャリパ１はその一側に形成され後述するシリンダ室３を
画成するシリンダ部ＩＡと、該シリンダ部ＩＡと一体的
に、かつ、ディスク２の外周を跨いで他側に形成され、
後述する摩擦バッド７を押圧するバッド押圧部１Ｂとか
ら構成されている。

３は前記シリンダ部ＩＡ内に形成されたシリンダ室で、
該シリンダ室３はディスク２側が開口して形成され、そ
の両側部にマスクシリンダ（図示せず）にブレーキ配管
４を介して連通される２つの連通孔３Ａ、３Ｂが設けら
れている。

５はシリンダ室３に摺動可能に装着されたピストンで、
該ピストン５の先端にはディスク２の一側面２Ａを圧接
する摩擦パッド６が当接している。さらに、前記キャリ
パ１のバッド押圧部ＩＢにはディスク２の他側面２Ｂに
圧接される摩擦パッド７が当接され、各摩擦パッド６．
７でディスク２が摩擦挟持され、制動力を与えるように
なっている。なお、８はピストン５の基端側に設けられ
、該ピストン５とシリンダ室３内周面との間をシールす
る０リングを示す。

９はシリンダ室３内に一側室３Ｃと他側室３Ｄに画成す
るように装着され、該シリンダ室３内のブレーキ油流入
容積を調整する容積調整部材で、該容積調整部材９は、
前記超磁歪材で形成され、磁場をかけることにより該磁
場の強さに比例した長さだけ伸長する超磁歪ロッド１０
と、該超磁歪ロッド１０を囲むように設けられ、通電す
ることにより当該超磁歪口゛ラド１０に磁場をかけて伸
長させ、この磁場の強さを変化させることで該ロッド１
０の伸長量を調整する磁場調整コイル１１と、該磁場調
整コイル１１および超磁歪ロッド１０を囲むように設け
られ、前記超磁歪ロッド１０に予め一定の磁場をかけ、
該超磁歪ロッド１０を一定長さに維持する弾性マグネッ
ト部材１２とから構成され、超磁歪ロッド１０の伸縮に
より、弾性マグネット部材１２が押し広げられて容積調
整部材９の体積が変化するようになっている。さらに、
該弾性マグネット部材１２は、弾性を有するゴムマグネ
ット、プラスチックマグネットまたはナイロンマグネッ
ト等のフレキシブルマグネットで形成され、前記超磁歪
ロッド１０に一定の予圧（例えば、０．７〜１．４Ｋｇ
／＋＋ｍ”　）を与え、かつ、自己の弾性により超磁歪
ロッド１０の伸縮を許容してともに伸縮するようになっ
ている。

なお、弾性マグネット部材１２の磁場の強さは、例えば
、第２図中のＡ点に設定され、超磁歪ロッド１０は、こ
のロッドｌＯに作用する磁場が弱（なると収縮し、強（
なると伸長するようになっている。また、１３．１４は
弾性マグネット部材１２の外周両端に設けられ、該弾性
マグネット部材１２とシリンダ室３の内周面との間をシ
ールする０リングを示す。

さらに、容積調整部材９はピストン５で施蓋されたシリ
ンダ室３内を一方の連通孔３Ａに連通される一側室３Ｃ
と他方の連通孔３Ｂに連通される他側室３Ｄとに画成し
、また、磁場調整コイル１１はＡＢＳ制御装置（図示せ
ず）に電気的に接続されている。

本実施例の超磁歪制御弁は、以上のように構成されるが
、次にその作動について説明する。

通常、容積調整部材９の磁場調整コイル１１には通電さ
れず、超磁歪ロッド１０は弾性マグネット部材１２によ
って一定の長さに維持され、容積調整部材９は一定の体
積になっており、これによってシリンダ室３内のブレー
キ油流入容積（−側室３Ｃと他側室３Ｄとの容積）は一
定に維持されている。

ブレーキング時においては、マスクシリンダからのブレ
ーキ油は、ブレーキ配管４および各連通孔３Ａ、３Ｂを
介して両側室３Ｃ，３Ｄに供給されて容積調整部材９を
両側室３Ｃ，３Ｄから押圧すると共に他側室３Ｄ内に流
入したブレーキ油はピストン５を押して一方の摩擦バッ
ド６をディスク２の一側面２Ａに押し付ける。そして、
この摩擦バッド６の押圧力に対する反力により、キャリ
パ１は取付ブラケットに支持されつつ一側方向に変位し
、他方の摩擦バッド７をディスク２の他側面２Ｂに押し
付け、これら各摩擦バッド６．７によってディスク２を
両側面２Ａ、２Ｂから摩擦挟持し、制動力を発生させる
。

一方、車輪がロックし始めると、車輪に取付けられた車
輪速センサ（図示せず）がそれを検知して前記ＡＢＳ制
御装置が容積調整部材９の磁場調整コイル１１に通電す
ると共にその通電量を変化させ、超磁歪ロッド１０にか
ける磁場の強さを調整する。具体的には弾性マグネット
部材１２による磁場を打ち消す方向に磁場が生じるよう
に磁場調整コイル１１に通電し、超磁歪ロッド１０を収
容させて容積調整部材９の体積を小さ（する。これによ
り、シリンダ室３内のブレーキ油流入容積が太き（なっ
てシリンダ室３内圧が下がり、ピストン５を介して各摩
擦バッド６．７をディスク２の両側面２Ａ、２Ｂに押し
付ける押圧力が小さくなり、制動力が低減して車輪のロ
ックを解消する。そして、車輪の回転速が高くなると、
磁場調整コイル１１への通電を停止し、または、弾性マ
グネット部材１２と同じ方向に磁場が生じるように通電
し、容積調整部材９の体積を大きくしてシリンダ室３内
のブレーキ油流入容積を小さくし、シリンダ室３内圧を
上げ、ピストン５を介して各摩擦バッド６．７をディス
ク２の両側面２Ａ。

２Ｂに押し付ける押圧力を大きくして制動力を増加させ
る。そして、以上の制御を繰り返し、ＡＢＳ制御を行な
う。

以上のように、本実施例の超磁歪型ブレーキ装置は、容
積調整部材９の体積を調整する駆動源としてのロッド１
０を超磁歪材で形成したから、耐熱性に優れ、ブレーキ
油が高温になっても熱による影響を受は難く、高温のブ
レーキ油の中でも確実に作動して安全性が大幅に向上す
る。この結果、装置に対する信頼性が向上する。

また、超磁歪ロッド１０に予め一定の磁場をかけるため
のマグネットとして弾性を有する弾性マグネット部材１
２を用いたから、この弾性マグネット部材１２の弾性力
により、超磁歪ロッド１０に一定の予圧を与えることが
でき、超磁歪ロッド１０に予圧を与えるための部材を特
に必要とせず、部品点数を減らし、コスト低減を図れる
。

さらに、弾性マグネット部材１２は、それ自体が弾性を
有し伸縮しうるので、超磁歪ロッド１０が伸縮しても、
それを許容して一緒に伸縮し、マグネットの割れ等の問
題を確実に解消できる。

なお、本実施例では、超磁歪ロッド１０を第２図中のＡ
点での磁歪値になるように弾性マグネット部材１２の磁
場の強さを設定し、磁場の変化で磁歪値が太き（変わる
ように設定したが、高精度の変化率が要求されるような
場合には、磁歪値の変化率の小さい領域（例えばＢ点）
になるように弾性マグネット部材１２の強さを設定して
もよい。これにより、磁場の変化に対して磁歪値の変化
を小さくすることができ、より正確で微妙なシリンダ室
３内圧調整をすることができる。ここで、弾性マグネッ
ト部材１２の設定値は、第２図中のプラス側にしたが、
マイナス側でもよいことは言うまでもない。

また、本実施例では、浮動キャリパ型（シングルピスト
ン型）のディスクブレーキを例に説明したが、本発明は
これに限らず、対向ピストン型（オボーズド型）のディ
スクブレーキでもよく、この場合には、ブレーキシリン
ダの各シリンダ室内に容積調整部材を設ければよいもの
で、前記実施例同様の作用、効果を奏することができる
。

【発明の効果１ 以上詳述した通り１本発明によれば、容積調整部材の体
積を調整する駆動源としてのロッドを超磁歪材で成形し
たから、耐熱性に優れ、ブレーキ油が高温になっても熱
による影響を受は難（、高温のブレーキ油の中でも確実
に作動して安全性が大幅に向上する。

また、超磁歪ロッドに予め一定の磁場をかけるためのマ
グネットとして弾性を有する弾性マグネット部材を用い
たから、この弾性マグネット部材の弾性力により、超磁
歪ロッドに一定の予圧を与えることができ、超磁歪ロッ
ドに予圧を与えるための部材を特に必要とせず、部品点
数を減らし、コスト低減を図れる。

さら番ζ、弾性マグネット部材は、それ自体が弾性を有
し伸縮しうるので、超磁歪ロッドが伸縮しても、それを
許容してともに伸縮し、マグネットの割れ等の問題を確
実に解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係り、第１図は
超磁歪型ブレーキ装置を示す縦断面図、第２図は超磁歪
材に印加される磁場の強さと超磁歪材の磁歪値との関係
を示す特性線図である。 １・・・キャリパ、２・・・ディスク、３・・・シリン
ダ室、５・・・ピストン、６．７・・・摩擦パッド、９
・・・容積調整部材、１０・・・超磁歪ロッド、１１・
・・磁場調整コイル、１２・・・弾性マグネット部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダ室が形成されたブレーキシリンダと、該ブレ
   ーキシリンダのシリンダ室内に摺動可能に装着されたピ
   ストンと、前記シリンダ室内にブレーキ油が供給され、
   該ピストンが変位することにより、ディスクを両側面か
   ら摩擦挟持して制動力を与える一対の摩擦パッドと、前
   記シリンダ室内に配設され、該シリンダ室内のブレーキ
   油が流入しうる容積を調整する容積調整部材とからなり
   、該容積調整部材は、磁場をかけることにより該磁場の
   強さに比例して伸長する超磁歪ロッドと、該超磁歪ロッ
   ドを囲むように設けられ、通電することにより当該超磁
   歪ロッドにかける磁場の強さを調整し、該ロッドを伸縮
   させる磁場調整コイルと、該磁場調整コイルおよび前記
   超磁歪ロッドを囲むように設けられた弾性マグネット部
   材とから構成してなる超磁歪型ブレーキ装置。