電動式ディスクブレーキ
【課題】低コストで、しかも優れた耐候性を確保できる電動式ディスクブレーキを実現する。
【解決手段】制動力を測定する為の軸力センサ８ｂを、全体を円環状に構成する。この軸力センサ８ｂを、電動モータにより回転駆動されて増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置する。前記軸力センサ８ｂは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された１対の押圧板４７ａ、４７ｂと、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子４８、４８と、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間でこれら各水晶圧電素子４８、４８が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線５０とを備えたものとする。そして、このリード線５０を、前記両押圧板４７ａ、４７ｂの外径側に取り出す。
【解決手段】制動力を測定する為の軸力センサ８ｂを、全体を円環状に構成する。この軸力センサ８ｂを、電動モータにより回転駆動されて増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置する。前記軸力センサ８ｂは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された１対の押圧板４７ａ、４７ｂと、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子４８、４８と、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間でこれら各水晶圧電素子４８、４８が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線５０とを備えたものとする。そして、このリード線５０を、前記両押圧板４７ａ、４７ｂの外径側に取り出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源とした電動式アクチュエータにより自動車の制動を行う、電動式ディスクブレーキの改良に関する。具体的には、所望の制動力を安定して得るべく、前記電動式アクチュエータにより一対のパッドに加えられる推力を高精度で測定する為の軸力センサとして、低コストのものを使用できる構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする電動式ディスクブレーキは、従来から広く実施されている油圧式のディスクブレーキに比べて、配管が不要になり、製造の容易化、低コスト化を図れるだけでなく、用済のブレーキ液が生じず環境負荷が少ない、ブレーキ液の移動がない分応答性の向上を図れる等、多くの利点がある為、研究が進められている。この様な電動式ディスクブレーキとして、電動モータの出力を増力機構に入力し、この増力機構により、この電動モータの回転運動を増力しつつ直線運動に変換し、一対のパッドをロータの両側面に強く押し付ける構造のものが、例えば特許文献１〜６に記載される等により、従来から各種提案されている。
【０００３】
前記増力機構としては、送りねじ機構、カム機構、リンク機構、これらを組み合わせたもの等、各種機構が知られている。何れの機構の場合も、程度の差があるにしても、摩擦に伴う損失が避けられず、前記電動モータの出力がそのまま全部、前記ロータに対して前記パッドを押圧する力（押圧力）にはならない。又、前記増力機構内部でのヒステリシスに基づき、前記電動モータへの通電量が同じで、この電動モータの出力軸の駆動トルクが同じであったとしても、この通電量を増大させる場合と減少させる場合とで、前記押圧力に差を生じる。しかも、この差の程度及び前記損失の程度は、各部の摩擦により変化し、一定しない。従って、所望の制動力を、精度良く、しかも安定して得る為には、前記電動モータへの通電量を制御するだけでは足りず、前記押圧力を測定し、この測定値に基づいて前記電動モータへの通電量を制御する、フィードバック制御を行う必要がある。
【０００４】
この為従来から、前記特許文献１〜５等に記載されている様に、前記押圧力が加わる部分に軸力センサを設け、この軸力センサにより、前記押圧力を測定する様にしている。図２７は、このうちの特許文献５に記載された構造を示している。この従来構造の場合には、電動モータ１の回転運動を増力機構２により直線運動に変換してピストン３に伝え、このピストン３とキャリパ爪４とによりアウタ、インナ両パッド５、６を、車輪と共に回転するロータ７の両側面に押し付ける様にしている。又、前記ピストン３と前記インナパッド６との間に軸力センサ８を設け、この軸力センサ８によって、このインナパッド６を前記ロータ７に押圧する力を測定自在としている。
【０００５】
制動力の制御を精度良く行う為には、上述の様な軸力センサ８として、高精度でしかもヒステリシスの小さなものを使用する必要がある。この軸力センサ８としてヒステリシスの大きなものを使用すると、押圧力の値が同じであっても、その増大過程と減少過程とで、測定値に無視できない程の差を生じて、制動力制御の精度が悪化する。この様な事情に鑑みて、電動式ディスクブレーキに組み込む軸力センサとして、水晶圧電素子を組み込んだものを使用する事が好ましい。水晶圧電素子は、セラミック圧電素子に比べて高精度でヒステリシスが小さいので、電動式ディスクブレーキの押圧力制御を、実用的な精度を確保しつつ行える。この様な水晶圧電素子を使用した軸力センサとしては、例えば非特許文献１に記載されたものが使用可能である。
【０００６】
但し、図２７に示す様な構造で、前記軸力センサ８として水晶圧電素子を組み込んだものを使用すると、次の(1) 〜(3) の様な問題を生じる。
(1) 水晶圧電素子として、形状が大きくて高価なものを使用する必要があり、前記軸力センサ８の製造コスト、延いてはこの軸力センサ８を組み込んだ電動式ディスクブレーキのコストが嵩む。
(2) 前記軸力センサ８を、前記ピストン３と前記インナパッド６との間に、軸方向に関して直列に配置している為、ライニングの磨耗等によりこのインナパッド６及び前記アウタパッド５を交換する際に、前記軸力センサ８が前記ピストン３から外れる可能性があり、これら両パッド５、６の交換作業に注意を要する。
(3) 前記軸力センサ８が外部空間に露出しているので、十分な耐候性を持たせる為に、この軸力センサ８を構成するケースやそのシール構造を工夫する必要があり、その面からもコストが嵩む。
【０００７】
上述した(1) 〜(3) の様な問題のうち、(1) の問題は、軸力センサを構成する水晶圧電素子として、１個の大きなものに代えて、小さな複数個のものを使用する事により解決できる。例えば、本発明の対象となる電動式ディスクブレーキに組み込む、外径が２〜４ｃｍ程度で径方向の幅が４〜６ｍｍ程度であり、全体が円環状の水晶圧電素子の価格は、非常に高価である。これに対して、直径が４〜６ｍｍ程度である水晶圧電素子の小片の価格は、極めて安価である。従って、水晶圧電素子の小片を円環状に並べ、これら各小片を一対の押圧面同士の間で押圧する様な構造を有する軸力センサを構成すれば、高精度且つ低ヒステリシスの軸力センサを低コストで得られる。
【０００８】
この様な軸力センサとして、特許文献７に記載された、図２８〜２９に示す様なものが知られている。この軸力センサ８ａは、環状（円輪状）に構成された保持体９の軸方向片面の円周方向複数個所に形成した保持凹部１０、１０に、それぞれ水晶圧電素子１１を保持し、これら各保持凹部１０、１０の開口部を、蓋板１２、１２により塞いでいる。前記保持体９の内径側には、電荷増幅器１３を配置し、この電荷増幅器１３の入力部と前記各水晶圧電素子１１の出力部とを接続している。この様な特許文献７に記載された軸力センサ８ａは、前記水晶圧電素子１１として、低コストで調達できる小片を使用するので、軸力センサ８ａ全体としてのコストを抑えられる。
【０００９】
但し、上述の様な特許文献７に記載された従来構造の軸力センサ８ａは、中ぐり盤の、駆動軸と工具担持軸との突合せ面同士の間に挟持する事を考慮したものである。この様な特許文献７に記載された軸力センサ８ａを電動式ディスクブレーキのブレーキ力測定に利用する場合、前述した(1) 〜(3) の問題のうち、(1) の問題は解決できるが、残りの(2)(3)の問題を解決する事はできない。即ち、前記従来構造の軸力センサ８ａは、中央部に電荷増幅器１３を配置している為、この軸力センサ８ａの中心部に、ねじ杆等、電動式ディスクブレーキを構成して回転運動を直線運動に変換しつつ増力する部材を挿通する事ができない。この為、電動式ディスクブレーキに適用する場合に於ける設置位置が限られて、前記(2)(3)の問題を解決できない。
尚、本発明に関連する技術を記載した刊行物として、特許文献８が存在する。この特許文献８には、荷重センサを構成するセラミック製の受圧板の角部に面取りを施す事により、この受圧板に割れや欠け等の損傷が発生するのを防止する構造が記載されている。但し、前記特許文献８にも、前記(2)(3)の問題を解決する事を示唆する記述は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性と耐候性とを確保できる電動式ディスクブレーキを実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電動式ディスクブレーキは、従来から知られている電動式ディスクブレーキと同様に、ロータと、トルク受部材と、アウタ側とインナ側との一対のパッドと、アクチュエータを備える。
このうちのロータは、車輪と共に回転する。
又、前記トルク受部材は、前記ロータに隣接する状態で車体に支持される。このトルク受部材としては、フローティングキャリパ型ディスクブレーキのサポートが、対向ピストン型ディスクブレーキのキャリパが、それぞれ対応する。
又、前記両パッドは、このロータを軸方向（軸方向とは、特に断らない限り、ロータの軸方向を言う。本明細書、及び、特許請求の範囲全体で同じ。）両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能に前記トルク受部材に支持されている。
更に、前記アクチュエータは、前記両パッドを前記ロータの両側面に押圧する為のもので、電動モータと、この電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナ側パッドに伝達する増力機構と、この増力機構からこのインナ側パッドに加えられる押し付け力を測定する軸力センサとを備えたものである。
尚、フローティングキャリパ型ディスクブレーキの場合には、前記トルク受部材であるサポートに加えてキャリパを備える。このキャリパは、アウタ側端部に前記アウタ側パッドのアウタ側面に対向するキャリパ爪を、インナ側部分の内部に設けた収納空間内に前記インナ側パッドを前記ロータのインナ側面に向け押圧する為の前記アクチュエータを、それぞれ設け、前記サポートに対し軸方向の変位を可能に支持される。前記両パッドのうちのアウタ側パッドは前記アクチュエータにより、前記キャリパを介して、前記ロータのアウタ側面に押圧される。
【００１２】
特に、本発明の電動式ディスクブレーキに於いては、前記軸力センサは、全体を円環状に構成されたもので、前記電動モータにより回転駆動されて前記増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置されている。
且つ、前記軸力センサは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された一対の押圧板と、これら両押圧板同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子と、これら両押圧板同士の間でこれら各水晶圧電素子が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線とを備える。
そして、このリード線を、前記両押圧板の外径側に取り出している。
【００１３】
上述の様な本発明の電動式ディスクブレーキを実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記回転軸の中間部外周面に外向フランジ状の鍔部を固設する。そして、この鍔部のインナ側面と前記アクチュエータを収納した収納空間のインナ側奥端面との間に、この鍔部の側から順番に、スラスト転がり軸受と前記軸力センサとを挟持する。
【００１４】
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記スラスト転がり軸受と鍔部とを、このスラスト転がり軸受よりもインナ側を含む部分に設けられたインナ側ケースと、前記鍔部よりもアウタ側を含む部分に設けられてこのインナ側ケースに対して非分離に組み合わされたアウタ側ケースとを備えたケースユニット内に収納する。そして、このアウタ側ケースのインナ側面と前記鍔部のアウタ側面との間に設けた弾性部材により前記スラスト転がり軸受を、前記軸力センサを設置した前記インナ側ケースの側に弾性的に押圧する。
【００１５】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。そして、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面を接地電極となる一方の押圧板に導通させ、同じく他方の端面を前記押し付け力を支承可能な絶縁板を介して他方の押圧板に突き当てる。更に、前記各水晶圧電素子の他方の端面同士を、これら絶縁板と各水晶圧電素子の他方の端面との間に配置した導体により導通させて、前記リード線の一端をこの導体に接続する。
【００１６】
或は、請求項５に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。又、前記各水晶圧電素子をそれぞれ、一対の水晶圧電素子片同士の間に電極を挟持する事により構成し、これら各水晶圧電素子を複数組、前記両押圧板同士の間に挟持する。更に、これら各水晶圧電素子片の軸方向両端面のうちで前記電極と反対側の面を、それぞれが接地電極となる前記両押圧板に導通させ、同じく他方の端面は、前記電極を介して前記リード線の一端に接続する。
【００１７】
或は、請求項６に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。又、これら両押圧板の互いに対向する側面同士の間に、通電板を設ける。又、この通電板の軸方向両側面と前記両押圧板の側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子を設ける。そして、これら各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記通電板に導通させ、同じく他方の端面を、前記両押圧板のうちの何れかの押圧板に導通させる。更に、これら両押圧板と前記通電板とに、それぞれリード線の端部を接続する。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記両押圧板のうちの少なくとも一方の押圧板のうちで、相手押圧板に対向する面に複数の保持凹部を設け、これら各保持凹部に前記各水晶圧電素子の軸方向端部を内嵌する。
或は、請求項８に記載した発明の様に、前記両押圧板の互いに対向する面を平坦面とする。又、これら両押圧板同士の間に、円周方向複数個所に保持孔を形成した円環状の保持環を配置する。そして、これら各保持孔に、前記各水晶圧電素子の軸方向中間部を内嵌しする。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記両押圧板のうちの一方の押圧板を、中心部にねじ孔を形成したナットプレートとし、同じく他方の押圧板を、中心部に円形の通孔を形成したものとする。そして、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部を、それぞれ設けた円筒状の結合ねじを前記通孔に、軸方向他端側から挿通し、更にこの雄ねじ部と前記ねじ孔とを螺合させると共に、前記鍔部を、前記他方の押圧板の軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板と反対側の側面の内周縁部に係合させる。
更に、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した発明の様に、前記各水晶圧電素子の角部に面取りを施す。
そして、請求項１０に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちで、前記面取りの内側に存在する部分全体が、これら各水晶圧電素子を挟持する前記両押圧板がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、前記軸力センサの径方向に関して内側に存在する様に、各部の寸法を規制する。
【発明の効果】
【００２０】
上述の様に構成する本発明によれば、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性及び耐候性を確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
先ず、低コスト化は、軸力センサを、一対の押圧板同士の間に複数個の水晶圧電素子を挟持して構成する事により図れる。前述した様に、軸力センサを、比較的大きな、単一の水晶圧電素子により造る場合、当該水晶圧電素子の調達コストが嵩むが、複数集まる事で１個の軸力センサを構成する様な、比較的小型の水晶圧電素子は、遥かに低コストで得られる。この為、この軸力センサを組み込んだ電動式ディスクブレーキの低コスト化を図れる。
【００２１】
又、優れたパッド交換作業性と耐候性とは、前記軸力センサを全体を円環状に構成すると共に電荷取り出し用のリード線を外径側に取り出して、この軸力センサを、増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置する事により図れる。即ち、この軸力センサをこの回転軸の周囲に配置し、更に、必要に応じて、ケースユニット内に保持した状態で、キャリパ等のディスクブレーキの構成部材の内部に支持する為、パッド交換時にこの軸力センサが落下する事を防止できて、パッドの交換作業性の向上を図れる。又、前記回転軸は、異物が存在する外部空間からは隔てられた、キャリパ等のディスクブレーキの構成部材の内部の空間内に存在する。この為、前記軸力センサの構造を工夫する事により、この軸力センサを前記回転軸の周囲に配置すれば、この軸力センサに、泥水等の異物が付着する事を防止できて、この軸力センサを組み込んだ電動式ディスクブレーキの耐候性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】下部は図２のａ−ｏ−ａ断面部分に、右端部及び上部は同ｂ−ｏ−ｂ断面部分に、それぞれ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示す、電動式ディスクブレーキの断面図。
【図２】図１のｃ−ｃ断面図。
【図３】増力機構及び軸力センサを組み合わせたユニットを取り出して、キャリパに組み付けた状態で示す断面図（Ａ）及び組み付ける以前の状態で示す断面図（Ｂ）。
【図４】軸力センサを取り出して示す断面図。
【図５】同じく分解斜視図。
【図６】水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図７】片面に導体を被覆した絶縁板を、（Ａ）は導体を被覆していない面から見た状態で、（Ｂ）は導体を被覆した面から見た状態で、それぞれ示す斜視図。
【図８】本発明の実施の形態の第２例を示す、軸力センサの要部分解斜視図。
【図９】同第３例を示す、軸力センサの要部斜視図。
【図１０】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す、軸力センサの断面図。
【図１２】同じく分解斜視図。
【図１３】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１４】本発明の実施の形態の第５例を示す、軸力センサの断面図。
【図１５】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１６】本発明の実施の形態の第６例を示す、軸力センサの斜視図。
【図１７】同じく端面図。
【図１８】図１７のｄ−ｄ断面図。
【図１９】同じく分解斜視図。
【図２０】本発明の実施の形態の第７例を示す、軸力センサの斜視図。
【図２１】同じく端面図。
【図２２】図２１のｅ−ｅ断面図。
【図２３】同じく分解斜視図。
【図２４】角部に面取りを施した水晶圧電素子の４例それぞれを示す、斜視図及び側面図。
【図２５】円盤状の水晶圧電素子に対する導体の添着状態の３例を示す、斜視図（Ａ）、（Ｃ）及び側面図（Ｂ）。
【図２６】四角板状の水晶圧電素子に対する導体の添着状況の３例を示す、斜視図（Ａ）、（Ｃ）及び側面図（Ｂ）。
【図２７】従来構造の１例を示す断面図。
【図２８】従来から知られている軸力センサの１例を示す端面図。
【図２９】図２８の拡大ｆ−ｆ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［実施の形態の第１例］
図１〜７は、請求項１〜４、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。先ず、電動式ディスクブレーキ全体の構造に就いて、図１〜２により説明する。尚、本例の構造の場合には、フローティングキャリパ型ディスクブレーキを対象としており、電動モータ１ａにより駆動される増力機構２ａ、及び、予圧を付与した軸力センサ８ｂを含む測定ユニットを、キャリパ１４に対して容易に組み付けられる様にしている。このキャリパ１４を、特許請求の範囲に記載したトルク受部材に相当する図示しないサポートに対し軸方向の変位を可能に支持する構造は、油圧式を含めて、従来から広く知られているフローティングキャリパ型ディスクブレーキと同様である。又、制動時に、前記増力機構２ａを伸長させてアウタ、インナ両パッド５ａ、６ａをロータ７ａの両側面に押し付ける際の機能等は、前述の図２７に記載された構造を含めて、従来から知られている電動式ディスクブレーキと同様である。図１に示した増力機構２ａの構造は、基本的には、前記特許文献６に記載された従来構造と同様である。但し、本発明を実施する場合、増力機構２ａは、図示の様な送りねじ機構１５とボール・ランプ機構１６とを組み合わせた構造に限らず、カム・ローラ機構、送りねじ機構等、回転方向の力を増力しつつ軸力に変換する、各種機械的な増力機構を採用できる。
【００２４】
本例の場合には、前記増力機構２ａを構成し、その先半部（アウタ側半部）を駆動側ロータ１７の中心部に設けたねじ孔１８に螺合させた駆動スピンドル１９の基端部を、減速機２０を構成する減速大歯車２１の中心部にスプライン係合させている。又、前記駆動スピンドル１９の軸方向中間部に外向フランジ状の鍔部２２を形成し、この鍔部２２のインナ側面をスラスト転がり軸受２３により支承している。この構成により前記駆動スピンドル１９を、インナ側に向いたスラスト荷重を支承しつつ、回転駆動自在としている。
【００２５】
前記鍔部２２と前記スラスト転がり軸受２３とは、前記軸力センサ８ｂ、及び、波板ばね、圧縮コイルばね、ゴム等、軸方向に関して弾性変形自在な弾性部材２４と共に、ケースユニット２５内に収納している。このケースユニット２５は、インナ側ケース２６とアウタ側ケース２７とを組み合わせて成る。このケースユニット２５は、これらインナ側、アウタ側両ケース２６、２７を、軸方向に関する若干の相対変位を可能に、且つ、非分離に組み合わせて成る。
【００２６】
このうちのインナ側ケース２６は、中心部に円形の通孔２８を有する円輪形の底板部２９の外周縁からアウタ側に向け、円筒状の固定側周壁部３０を設けている。この固定側周壁部３０の基半寄り部分（インナ寄り部分）の円周方向１箇所位置に、前記軸力センサ８ｂの測定信号を取り出すコネクタ３１の端部を露出させる為の取り出し孔３２を形成している。又、前記固定側周壁部３０の先半寄り部分（アウタ寄り部分）の円周方向複数箇所（例えば、円周方向等間隔の２〜３箇所位置）に、軸方向に長い係合孔３３、３３を形成している。尚、前記コネクタ３１の端部を露出させる為の構造は、前記取り出し孔３２に代えて、前記固定側周壁部３０の先端縁（アウタ側端縁）に開口する切り欠きとしても良い。但し、この場合には、この切り欠きと前記各係止孔３３、３３との円周方向に関する位相をずらせる（円周方向に隣り合う係止孔３３、３３同士の間に切り欠きを設ける）。
【００２７】
一方、前記アウタ側ケース２７は、中心部に円形の通孔３４を有する円輪形の底板部３５の外周縁からインナ側に向け、円筒状の変位側周壁部３６を設けている。そして、この変位側周壁部３６の先端縁（インナ側端縁）の円周方向複数箇所位置で、前記各係止孔３３、３３に整合する部分に、インナ側に突出する舌片を形成している。前記インナ側、アウタ側両ケース２６、２７を組み合わせて前記ケースユニット２５を構成した状態では、前記各舌片を、このケースユニット２５の径方向内方に折り曲げて係合片３７、３７とし、これら各係合片３７、３７を前記各係合孔３３、３３に、軸方向の変位を可能に係合させる。この状態で前記ケースユニット２５の軸方向寸法は、前記各係合孔３３、３３内で前記各係合片３７、３７が変位できる範囲で、伸縮可能になる。
【００２８】
又、前記変位側周壁部３６の円周方向複数箇所（例えば、円周方向等間隔の２〜３箇所位置）に、この変位側周壁部３６の外周面から、前記ケースユニット２５の径方向外方に突出する状態で、それぞれ係止片３８、３８を、突出形成している。これら各係止片３８、３８はそれぞれ、前記アウタ側ケース２７の変位側周壁部３６を構成する金属板の一部をこのアウタ側ケース２７の径方向外方に曲げ起こしたもので、それぞれの外径側部分を、この外径側部分のアウタ側端縁と後述する係止凹部３９とを係合させる係止縁とする方向、即ち、アウタ側に向かうに従って前記変位側周壁部３６の外周面からの突出量が多くなる方向に傾斜させている。
【００２９】
この様なケースユニット２５内に、前記駆動スピンドル１９の中間部に設けた鍔部２２と、前記軸力センサ８ｂと、前記スラスト転がり軸受２３と、前記弾性部材２４とを組み込む。この組み込み作業は、先ず、前記軸力センサ８ｂを前記インナ側ケース２６の奥部に挿入した後、前記駆動スピンドル１９と、前記スラスト転がり軸受２３と、前記弾性部材２４とを前記インナ側ケース２６に挿入する。更に、前記アウタ側ケース２７の変位側周壁部３６の先端部（インナ側端部）を、前記インナ側ケース２６の固定側周壁部３０の前端部（アウタ側端部）に外嵌し、更に、前記各係合片３７、３７と前記各係合孔３３、３３とを係合させる。この状態で、図３の（Ｂ）に示す様な、前記ケースユニット２５内に、前記各部材或いは各部１９、２２、８ｂ、２３、２４を組み込んだ（サブアッセンブリした）、軸力測定ユニット４０を得られる。尚、この状態では、前記軸力センサ８ｂには、必ずしも、測定精度を確保する為に十分な予圧は付与されていない。
【００３０】
上述の様な軸力測定ユニット４０は、図１に示す様に、前記キャリパ１４のインナ側部分に設けたシリンダ空間４１の奥端部（インナ側端部）に組み付ける。このシリンダ空間４１の奥端部の内径は、前記インナ側ケース２６の固定側周壁部３０の外径とほぼ同じとして、このインナ側ケース２６を前記シリンダ空間４１の奥端部に、がたつきなく保持できる様にしている。但し、この奥端部のうちで前記コネクタ３１の端部に整合する部分には、前記シリンダ空間４１の内径側及びアウタ側に開口する凹溝４２を形成して、前記コネクタ３１の端部との干渉防止を図っている。又、前記シリンダ空間４１の中間部奥端寄り部分に前記係止凹部３９を、前記凹溝４２部分を除き、ほぼ全周に亙って形成している。この係止凹部３９のアウタ側端部は、前記シリンダ空間４１の中心軸に対し直角方向に存在する、段差面４３としている。
【００３１】
前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１の奥端部に組み付けるには、前記弾性部材２４を軸方向に圧縮しつつ、前記ケースユニット２５を前記シリンダ空間４１に押し込む。この押し込み作業に伴って、前記各係止片３８、３８が前記ケースユニット２５の径方向内方に弾性変形し、前記シリンダ空間４１のアウタ側乃至中間部を通過する。そして、前記インナ側ケース２６をこのシリンダ空間４１の奥端部に内嵌すると共に、前記各係止片３８、３８を前記係止凹部３９の内径側に位置する迄、前記アウタ側ケース２７を前記シリンダ空間４１内に押し込む。すると、前記各係止片３８、３８が前記変位側周壁部３６の外周面から弾性的に突出し、前記係止凹部３９内に進入する。この状態で、前記ケースユニット２５を前記シリンダ空間４１に押し込んだ力を解除すると、前記弾性部材２４の弾力により、前記各係止片３８、３８の先端縁が前記段差面４３に突き当たり、前記アウタ側ケース２７が前記シリンダ空間４１から抜け出る方向（アウタ側）に変位する事はなくなる。又、この状態で、前記軸力センサ８ｂに、測定精度を確保する為に十分な予圧が付与された状態となる。そこで、前記キャリパ１４に形成した接続孔４４を通じて前記シリンダ空間４１内に、ハーネス４５の端部に設けたプラグ４６を差し込んで、このプラグ４６と前記コネクタ３１とを接続し、前記軸力センサ８ｂの測定信号を取り出し可能とする。
【００３２】
前記軸力測定ユニット４０を組み立てる作業は、前記シリンダ空間４１外の広い空間で行えるし、この軸力測定ユニット４０をこのシリンダ空間４１内に組み付ける作業は、単に前記コネクタ３１と前記凹溝４２との位相を合わせてから、前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１内に押し込むだけで、容易に行える。更に、この軸力測定ユニット４０のアウタ側にボール・ランプ機構１６を構成する駆動側ロータ１７を組み付ける作業は、前記駆動スピンドル１９のインナ側端部で前記キャリパ１４のインナ側端面から突出した部分を回転させながら、前記駆動スピンドル１９のアウタ側部分に前記駆動側ロータ１７を螺合させる事により、容易に行える。他の部材の組み付け作業に関しても、前記シリンダ空間４１内に、アウタ側開口から挿入する事により、容易に行える。そして、前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１内に組み付けた状態では、前記軸力センサ８ｂに適切な予圧が付与された状態となり、制動に伴ってこの軸力センサ８ｂに加わる軸力と、この軸力センサ８ｂの測定信号との関係をほぼ直線的にできる。この為、この測定信号を処理する為の演算器の構成を簡単にしても、前記軸力を十分な精度を確保して求められる。
【００３３】
本例の電動式ディスクブレーキ全体の構造は上述の通りであるが、前記軸力測定ユニット４０を構成する、前記軸力センサ８ｂは、図４〜７に示す様に構成している。即ち、この軸力センサ８ｂは、全体を円環状に構成する事により、前記増力機構２ａの入力部となる回転軸である、前記駆動スピンドル１９の中間部インナ寄り部分の周囲に配置している。この為に前記軸力センサ８ｂを、一対の押圧板４７ａ、４７ｂと、複数個の水晶圧電素子４８、４８と、絶縁板４９と、リード線５０とから構成している。このうちの両押圧板４７ａ、４７ｂは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に、且つ、互いに同心に配置されている。又、上記各水晶圧電素子４８、４８は、それぞれ円柱状に造られたもので、軸方向両端面に電極を被覆しており、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に挟持されている。又、前記絶縁板４９は、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向一端面（図４〜６の上面）と、前記両押圧板４７ａ、４７ｂのうちの一方（図４〜５の上方）の押圧板４７ａとを絶縁する為のもので、優れた耐圧縮性を有する合成樹脂或はセラミック等の薄板としている。この様な絶縁板４９の軸方向両側面のうち、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向一端面と対向する面の径方向中間部には、図７の（Ｂ）に示す様に環状の導体５１を、全周に亙って添着している。前記リード線５０の一端は、この導体５１に導通させている。この構成により、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間で前記各水晶圧電素子４８、４８が押圧される事に伴って発生する電荷を、前記リード線５０を通じて取り出し可能としている。特に、本例の軸力センサ８ｂの場合には、このリード線５０を、前記両押圧板４７ａ、４７ｂの外径側に取り出している。
【００３４】
本例の場合には、前記両押圧板４７ａ、４７ｂを、十分な剛性を確保できる、鋼板、ステンレス鋼板等の金属製としている。これら両押圧板４７ａ、４７ｂのうち、一方（図４〜５の上方）の押圧板４７ａは上下両面を、後述する通孔５５、５５を形成した部分を除き、何れも平坦面としている。これに対して、他方（図４〜５の下方）の押圧板４７ｂの両端面のうちで、上記一方の押圧板４７ａに対向する面には複数の凹部５３、５３を、円周方向に関して等間隔に形成している。そして、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記各凹部５３、５３の奥端面（底面）に突き当てて、この一方の端面と、接地電極となる前記他方の押圧板４７ｂとを導通させている。更に、この他方の押圧板４７ｂの内周縁部に円筒部５７を、前記一方の押圧板４７ａ側に突出する状態で形成している。この円筒部５７の外径は、この一方の押圧板４７ａの内径よりも僅かに小さくしている。
【００３５】
尚、本例の場合には、前記各凹部５３、５３を、前記各水晶圧電素子４８、４８の外径よりも少し大きな内径を有する円形として、これら各水晶圧電素子４８、４８の軸方向他半部（図４〜６の下半部）を前記各凹部５３、５３に、緩く内嵌して保持している。そして、この様に、前記各水晶圧電素子４８、４８を前記他方の押圧板４７ｂの凹部５３、５３に保持した状態で、この押圧板４７ｂと前記一方の押圧板４７ａとを、複数本（図示の例では３本）のねじ５４により結合している。この為に、この一方の押圧板４７ａに通孔５５、５５を、前記他方の押圧板４７ｂにねじ孔５６、５６を、それぞれ形成している。
【００３６】
前記各通孔５５、５５は、それぞれの奥半部（他方の押圧板４７ｂ寄り半部）を、前記各ねじ５４の杆部を挿通できるだけの内径を有する小径部とし、開口側半部（他方の押圧板４７ｂと反対側半部）を、前記各ねじ５４の頭部を緩く収納できるだけの内径及び深さを有する大径部としている。これら各ねじ５４の杆部を前記各通孔５５、５５に挿通すると共に、前記各ねじ孔５６、５６に螺合させて、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士を軸方向に関する僅かな相対変位を可能とした状態で結合し、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に、前記各水晶圧電素子４８、４８と前記絶縁板４９とを挟持した状態で、前記各ねじ５４の頭部は、前記各通孔５５、５５の大径部に沈入して、前記一方の押圧板４７ａの軸方向側面から突出しない。従って、組み立てられた軸力センサ８ｂを前記インナ側ケース２６の底板部２９と前記スラスト転がり軸受２３（図１参照）との間で挟持した状態で、前記各ねじ５４が突っ張る事はない。この結果、前記底板部２９と前記スラスト転がり軸受２３との間に加わる軸力が、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に存在する前記各水晶圧電素子４８、４８に有効に（前記軸力の大部分がこれら各水晶圧電素子４８、４８に）加わる。
【００３７】
又、この様な軸力センサ８ｂを構成する、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうち、一端面は前記導体５１を介して前記リード線５０に通じ、他端面は前記他方の押圧板４７ｂを通じて接地（アース）されている。従って、前記リード線５０の他端を、図示しない増幅器に入力する事で、前記各水晶圧電素子４８、４８に発生した電荷の合計がこの増幅器により電圧値に変換され、この電圧値に基づいて、前記軸力を求められる。尚、上述の様に前記軸力センサ８ｂの構成各部材を組み立てた状態で、前記他方の押圧板４７ｂ側に設けた前記円筒部５７が、前記一方の押圧板４７ａの内径側に、隙間嵌めで係合（嵌合）する。そして、この係合により、これら両押圧板４７ａ、４７ｂを互いに同心に保持する。従って、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間で前記各水晶圧電素子４８、４８を均等に押圧し、前記軸力を精度良く求められる。
【００３８】
上述の様な構成を有する軸力センサ８ｂを、前述の様に底板部２９とスラスト転がり軸受２３との間に組み付けた、本例の構造によれば、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性と耐候性とを確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
先ず、低コスト化は、前記軸力センサ８ｂを、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に前記各水晶圧電素子４８、４８を挟持して構成する事により図れる。図６に示す様な、それぞれが円柱状で小さな（外径寸法及び軸方向寸法が小さい）水晶圧電素子４８、４８は極めて安価であり、低コストで調達できる。この為、非常に高価な、単一の円環状の水晶圧電素子を使用する場合に比べて、軸力センサ８ｂ全体としてのコストを、十分に低く抑えられる。この為、この軸力センサ８ｂを組み込んだ電動式ディスクブレーキの低コスト化を図れる。
【００３９】
又、優れたパッド交換作業性と耐候性とは、前記軸力センサ８ｂを、全体を円環状に構成すると共に、電荷取り出し用の前記リード線５０を、この軸力センサ８ｂの外径側に取り出して、この軸力センサ８ｂを、前記増力機構２ａの入力部となる、前記駆動スピンドル１９の周囲に配置する事により図れる。即ち、本例の場合には、前記軸力センサ８ｂをこの駆動スピンドル１９の周囲に配置している為、前記アウタ、インナパッド５ａ、６ａの交換時に、この軸力センサ８ｂが落下する事を防止できて、パッド交換作業性の向上を図れる。又、前記駆動スピンドル１９は、異物が存在する外部空間からは隔てられた、前記キャリパ１４の内部のシリンダ空間４１内に存在する。従って、前記駆動スピンドル１９の周囲に配置した前記軸力センサ８ｂに関しても、前記シリンダ空間４１内に存在する事になるので、この軸力センサ８ｂに泥水等の異物が付着する事を防止できて、この軸力センサ８ｂの故障を抑えられる。即ち、この軸力センサ８ｂを組み込んだ電動式ディスクブレーキの耐候性の向上を図れる。
【００４０】
［実施の形態の第２例］
図８は、請求項１〜４、８に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例に関しても、電動式ディスクブレーキ全体の構造は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様、図１〜３に示した通りである。特に、本例の場合には、一対の押圧板４７ａ、４７ｃの互いに対向する面を、（押圧板４７ｃ側に設けた円筒部５７部分を除き）平坦面としている。そして、これら両押圧板４７ａ、４７ｃ同士の間に複数個の水晶圧電素子４８を、保持環５８により位置決めした状態で挟持している。この保持環５８は、前記円筒部５７の外径よりも少しだけ大きな内径を有する円環状で、円周方向複数個所に保持孔５９、５９を形成している。これら各保持孔５９、５９の内径は、前記各水晶圧電素子４８の外径よりも少しだけ大きくして、これら各保持孔５９、５９の内側にこれら各水晶圧電素子４８を、緩く、且つ、位置決めを図った状態で保持可能としている。その他の部分の構成及び作用は、前記実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４１】
［実施の形態の第３例］
図９〜１０は、請求項１〜４、７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、各水晶圧電素子４８ａ、４８ａを角柱状（立方体状）としている。この様な角柱状の水晶圧電素子４８ａ、４８ａを形成するには、大きな人工結晶をスライスして得た平板状の結晶板を碁盤目状に切断する。これら一連の作業（スライス→切断）は容易であり、又、これら一連の作業により生じる廃棄物（水晶の削り滓）は極く少量に抑えられる。この為、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの加工作業の容易化と歩留まりの向上とにより、これら各水晶圧電素子４８ａ、４８ａのコスト低減を図れる。尚、本例の場合、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの軸方向一端部を保持する為の凹部５３、５３を設けた押圧板４７ｄには、円筒部５７（図４、５、８参照）を設けていない。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４２】
［実施の形態の第４例］
図１１〜１３は、請求項１〜３、７に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、それぞれが角柱状（立方体状）である、複数個の水晶圧電素子４８ａ、４８ａにそれぞれ設けた６個の面のうち、隣り合う２個の面に、それぞれ電極を被覆している。但し、これら両面に被覆した電極は、互いに離隔させている。そして、一方の面の電極を、押圧板４７ｄに形成した凹部５３、５３の底面に突き当てて、当該電極をこの押圧板４７ｄを通じて接地している。これに対して、他方の面の電極を、リード線５０を介して、図示しない増幅器に通じさせている。この為に、この他方の面の電極を、両押圧板４７ａ、４７ｄの径方向外側に位置させると共に、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの周囲に、導体５１ａを巻き掛け、この導体５１ａと前記他方の電極とを導通させると共に、この導体５１ａに前記リード線５０の端部を接続している。この導体５１ａと前記押圧板４７ｄとは、互いに絶縁している。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４３】
［実施の形態の第５例］
図１４〜１５は、請求項１〜３、５、７に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、各水晶圧電素子４８ｂ、４８ｂをそれぞれ、一対の水晶圧電素子片６０、６０同士の間に電極６１を挟持する事により構成している。そして、この様な各水晶圧電素子４８ｂ、４８ｂを複数組、一対の押圧板４７ｂ、４７ｄ同士の間で挟持している。又、前記各水晶圧電素子片６０、６０の軸方向両端面のうちで前記電極６１と反対側の面は、それぞれが接地電極となる前記両押圧板４７ｂ、４７ｄに導通させ、同じく他方の端面は、前記電極６１を介してリード線５０の一端に接続している。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４４】
［実施の形態の第６例］
図１６〜１９は、請求項１〜４、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆのうちの一方の押圧板４７ｅを、中心部にねじ孔６２を形成したナットプレートとしている。又、同じく他方の押圧板４７ｆを、中心部に円形の通孔６３を形成したものとしている。そして、これら両押圧板４７ｅ、４７ｆ同士を、円筒状の結合ねじ６４により結合している。この結合ねじ６４は、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部６５を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部６６を、それぞれ設けて成る。又、前記一方の押圧板４７ｅと各水晶圧電素子４８、４８との間に、これら各水晶圧電素子４８、４８の設置側に導体５１（図７参照）を添着した絶縁板４９を配置している。更に、これら各水晶圧電素子４８、４８を保持する為の保持環５８ａの内周縁部に、この絶縁板４９の内周縁と係合する、円筒状の係合突条６７を形成している。
【００４５】
本例の構造を組み立てる場合には、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆ同士の間に、前記各水晶圧電素子４８、４８を保持した前記保持環５８ａ、及び、前記絶縁板４９を挟持した状態で、前記結合ねじ６４を前記他方の押圧板４７ｆの通孔６３に、軸方向他端側から挿通する。更に、この結合ねじ６４の雄ねじ部６６と前記一方の押圧板４７ｅのねじ孔６２とを螺合させると共に、前記鍔部６５を、前記他方の押圧板４７ｆの軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板４７ｅと反対側の側面の内周縁部に係合させる。そして、前記結合ねじ６４を所定のトルクで締め付けて、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆを不離に結合すると共に、前記各水晶圧電素子４８、４８に、適切な予圧を付与する。尚、本例の場合には、前記他方の押圧板４７ｆの軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板４７ｅと反対側の側面の内径寄り部分に形成した環状凹部６８に前記鍔部６５を収納して、この鍔部６５が前記他方の押圧板４７ｆの軸方向側面から突出しない様にしている。
【００４６】
この様な本例の場合には、前記結合ねじ６４の締め付けに伴って前記各水晶圧電素子４８、４８を、均等に押圧できる。この結果、得られる軸力センサ８ｃの性能を良好にできるだけでなく、組立作業時に、一部の水晶圧電素子４８に過大な圧縮応力が加わって、当該水晶圧電素子４８が損傷する事を防止できる。その他、軸力センサ８ｃとしての基本的な構造及び作用は、前述の図８に示した実施の形態の第２例と同様である。
【００４７】
［実施の形態の第７例］
図２０〜２３は、請求項１〜３、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆの互いに対向する側面同士の間に絶縁板４９を設けている。この絶縁板４９は、軸方向両側面に導体５１（図７参照）を、それぞれ全周に亙って添着して、特許請求の範囲に記載した通電板としている。又、前記絶縁板４９の軸方向両側面と前記両押圧板４７ｅ、４７ｆの側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子４８、４８を設けている。そして、これら各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記絶縁板４９の軸方向側面の導体５１に導通させ、同じく他方の端面を、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆのうちの何れかの押圧板に導通させている。更に、これら両押圧板４７ｅ、４７ｆと前記両導体５１とに、それぞれリード線５０、５０の端部を接続している。
この様な本例の構造によれば、前記各水晶圧電素子４８、４８の数を増やせる分だけ、軸力センサ８ｄの出力を大きくできる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第６例と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の電動式ディスクブレーキを実施する場合に、特許請求の範囲中の請求項１０に記載した様に、各水晶圧電素子の角部に面取りを施す事が好ましい。この理由は、前記各圧電素子の角部に、割れや欠け等の損傷が発生する事を防止する為である。即ち、尖った角部は、組み立て以前に他の物品と衝突する事で欠け易いだけでなく、使用時に過大な応力が発生する可能性もある。この応力が発生するメカニズムは、次の通りである。
【００４９】
軸力センサの組み立て時や、組み立て後の軸力センサをケースユニット内に組み付ける際に発生するミスアライメント等により、前記軸力センサを構成する一対の押圧板の互いに対向する面同士が多少非平行になる可能性がある。そして、これら両面同士が互いに非平行になった状態のまま、制動時に加わるスラスト荷重に基づいて、これら両面が前記各水晶圧電素子を強く押圧すると、これら各水晶圧電素子に偏荷重が加わる。そして、この偏荷重に基づいて、これら各水晶圧電素子の角部に過大な応力が発生し、この応力により前記角部に、割れや欠け等の損傷が発生し易くなる。角部が損傷した水晶圧電素子は、加わるスラスト荷重と発生する電荷の量との関係が、僅かとは言え、所期の関係（設計値）とはずれ、その分だけ、前記スラスト荷重の測定精度が悪化する可能性がある。更に著しい場合には、前記各水晶圧電素子全体が割れて、前記スラスト荷重の測定自体不能になる可能性もある。
【００５０】
そこで、上述の様な原因で、前記スラスト荷重の測定精度が悪化したり、測定不能となる事態が発生するのを防止すべく、前記各水晶圧電素子の角部に、割れや欠け等の損傷が発生しない様にする為に、図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す様に、水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部に面取り６９ａ〜６９ｄを施す事が好ましい。図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示した４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆのうち、（Ａ）に示した水晶圧電素子４８ｃは、全体が円盤状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、断面形状が四分の一円弧状の面取り６９ａ、６９ａを施したものである。又、（Ｂ）に示した水晶圧電素子４８ｄは、全体が円盤状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、部分円すい面状（テーパ面状）の面取り６９ｂ、６９ｂを施したものである。又、（Ｃ）に示した水晶圧電素子４８ｅは、全体が四角板状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、断面形状が四分の一円弧状の面取り６９ｃ、６９ｃを施したものである。更に、（Ｄ）に示した水晶圧電素子４８ｆは、全体が四角板状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、部分円すい面状の面取り６９ｄ、６９ｄを施したものである。
【００５１】
図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示した４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆは、何れの形状のものでも、角部に割れや欠け等の損傷を発生しにくくできる。即ち、角部が尖っていない為、組み立て以前にこの角部が他の物品と衝突しても、この角部が欠けにくくなる。又、前述した様なミスアライメントにより、前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆに偏荷重が加わった場合でも、この水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部に過大な応力が発生しにくくなって、偏荷重に基づく損傷の発生も防止できる。この結果、制動時にピストンに加わるスラスト荷重の測定精度が悪化したり、測定不能となる事態が発生するのを防止できる。
【００５２】
尚、上記４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆに関しても、その使用状態に応じて、所望の部分に電極を添着する。例えば、図２４の（Ａ）〜（Ｄ）の上段及び図２５〜２６の（Ａ）に示す様に、軸方向片面の中央寄り部分に電極を添着する事ができる。或いは、図２５〜２６の（Ｂ）に示す様に、外周面の軸方向中間部に電極を、全周に亙って添着する事もできる。更には、図２５〜２６の（Ｃ）に示す様に、軸方向片面から外周面に掛けての部分に電極を添着する事もできる。
【００５３】
更に、前記偏荷重に基づく前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部の損傷を、より効果的に防止する為に、この水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する押圧板がスラスト荷重を受ける範囲を、前記各面取り６９ａ〜６９ｄを設けた位置との関係で規制する事が好ましい。即ち、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの軸方向両端面のうちで、前記面取りの内側に存在する部分（中央の平坦面部分）全体が、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する一対の押圧板４７ｅ、４７ｆ（図１６、１８〜２０、２２、２３参照）がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、軸力センサ８ｃ、８ｄの径方向に関して内側に存在する様に、各部の寸法を規制する。
【００５４】
具体的には、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを、前述の図１６〜２３と同様の構造で、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆ同士の間に挟持する。これら両押圧板４７ｅ、４７ｆの軸方向両側面のうち、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する面とは反対面である外側面に、それぞれ、高さがδ（図１８参照）である、環状凸部７０、７０を形成する。そして、これら両環状凸部７０、７０の外径ｄを、前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆ（図１８参照）の外径Ｄよりも十分に小さくする（これら各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの外接円の直径から、各面取り６９ａ〜６９ｄの後方向に関する幅寸法の２倍以上を減じた値とする）。要するに、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの軸方向両端面のうちの中央の平坦面部分を、総て、直径がｄの円の内側に存在させる。この構成により、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する押圧板がスラスト荷重を受ける範囲を、前記面取り６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄよりも中央寄り部分のみとして、この面取り６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄ部分に発生する応力を、より小さく抑える事ができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、１ａ 電動モータ
２、２ａ 増力機構
３ ピストン
４ キャリパ爪
５、５ａ アウタパッド
６、６ａ インナパッド
７、７ａ ロータ
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 軸力センサ
９ 保持体
１０ 保持凹部
１１ 水晶圧電素子
１２ 蓋板
１３ 電荷増幅器
１４ キャリパ
１５ 送りねじ機構
１６ ボール・ランプ機構
１７ 駆動側ロータ
１８ ねじ孔
１９ 駆動スピンドル
２０ 減速機
２１ 減速大歯車
２２ 鍔部
２３ スラスト転がり軸受
２４ 弾性部材
２５ ケースユニット
２６ インナ側ケース
２７ アウタ側ケース
２８ 通孔
２９ 底板部
３０ 固定側周壁部
３１ コネクタ
３２ 取り出し孔
３３ 係合孔
３４ 通孔
３５ 底板部
３６ 変位側周壁部
３７ 係合片
３８ 係止片
３９ 係止凹部
４０ 軸力測定ユニット
４１ シリンダ空間
４２ 凹溝
４３ 段差面
４４ 接続孔
４５ ハーネス
４６ プラグ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆ 押圧板
４８、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅ、４８ｆ 水晶圧電素子
４９ 絶縁板
５０ リード線
５１、５１ａ 導体
５３ 凹部
５４ ねじ
５５ 通孔
５６ ねじ孔
５７ 円筒部
５８、５８ａ 保持環
５９ 保持孔
６０ 水晶圧電素子片
６１ 電極
６２ ねじ孔
６３ 通孔
６４ 結合ねじ
６５ 鍔部
６６ 雄ねじ部
６７ 係合突条
６８ 環状凹部
６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄ 面取り
７０ 環状凸部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開平８−２４４５８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１４７４５８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１３５７５号公報
【特許文献４】特開２００４−６０８６７号公報
【特許文献５】特開２００６−２３２２５９号公報
【特許文献６】特開２００４−１６９７２９号公報
【特許文献７】特開平４−２３１８２９号公報
【特許文献８】特開２００３−１３９６２９号公報
【非特許文献】
【００５７】
【非特許文献１】日本キスラー社のホームページ、「アプリケーション紹介」、［online］、［平成２１年７月２７日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.kistler.co.jp/app/006/app802.html＞
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源とした電動式アクチュエータにより自動車の制動を行う、電動式ディスクブレーキの改良に関する。具体的には、所望の制動力を安定して得るべく、前記電動式アクチュエータにより一対のパッドに加えられる推力を高精度で測定する為の軸力センサとして、低コストのものを使用できる構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする電動式ディスクブレーキは、従来から広く実施されている油圧式のディスクブレーキに比べて、配管が不要になり、製造の容易化、低コスト化を図れるだけでなく、用済のブレーキ液が生じず環境負荷が少ない、ブレーキ液の移動がない分応答性の向上を図れる等、多くの利点がある為、研究が進められている。この様な電動式ディスクブレーキとして、電動モータの出力を増力機構に入力し、この増力機構により、この電動モータの回転運動を増力しつつ直線運動に変換し、一対のパッドをロータの両側面に強く押し付ける構造のものが、例えば特許文献１〜６に記載される等により、従来から各種提案されている。
【０００３】
前記増力機構としては、送りねじ機構、カム機構、リンク機構、これらを組み合わせたもの等、各種機構が知られている。何れの機構の場合も、程度の差があるにしても、摩擦に伴う損失が避けられず、前記電動モータの出力がそのまま全部、前記ロータに対して前記パッドを押圧する力（押圧力）にはならない。又、前記増力機構内部でのヒステリシスに基づき、前記電動モータへの通電量が同じで、この電動モータの出力軸の駆動トルクが同じであったとしても、この通電量を増大させる場合と減少させる場合とで、前記押圧力に差を生じる。しかも、この差の程度及び前記損失の程度は、各部の摩擦により変化し、一定しない。従って、所望の制動力を、精度良く、しかも安定して得る為には、前記電動モータへの通電量を制御するだけでは足りず、前記押圧力を測定し、この測定値に基づいて前記電動モータへの通電量を制御する、フィードバック制御を行う必要がある。
【０００４】
この為従来から、前記特許文献１〜５等に記載されている様に、前記押圧力が加わる部分に軸力センサを設け、この軸力センサにより、前記押圧力を測定する様にしている。図２７は、このうちの特許文献５に記載された構造を示している。この従来構造の場合には、電動モータ１の回転運動を増力機構２により直線運動に変換してピストン３に伝え、このピストン３とキャリパ爪４とによりアウタ、インナ両パッド５、６を、車輪と共に回転するロータ７の両側面に押し付ける様にしている。又、前記ピストン３と前記インナパッド６との間に軸力センサ８を設け、この軸力センサ８によって、このインナパッド６を前記ロータ７に押圧する力を測定自在としている。
【０００５】
制動力の制御を精度良く行う為には、上述の様な軸力センサ８として、高精度でしかもヒステリシスの小さなものを使用する必要がある。この軸力センサ８としてヒステリシスの大きなものを使用すると、押圧力の値が同じであっても、その増大過程と減少過程とで、測定値に無視できない程の差を生じて、制動力制御の精度が悪化する。この様な事情に鑑みて、電動式ディスクブレーキに組み込む軸力センサとして、水晶圧電素子を組み込んだものを使用する事が好ましい。水晶圧電素子は、セラミック圧電素子に比べて高精度でヒステリシスが小さいので、電動式ディスクブレーキの押圧力制御を、実用的な精度を確保しつつ行える。この様な水晶圧電素子を使用した軸力センサとしては、例えば非特許文献１に記載されたものが使用可能である。
【０００６】
但し、図２７に示す様な構造で、前記軸力センサ８として水晶圧電素子を組み込んだものを使用すると、次の(1) 〜(3) の様な問題を生じる。
(1) 水晶圧電素子として、形状が大きくて高価なものを使用する必要があり、前記軸力センサ８の製造コスト、延いてはこの軸力センサ８を組み込んだ電動式ディスクブレーキのコストが嵩む。
(2) 前記軸力センサ８を、前記ピストン３と前記インナパッド６との間に、軸方向に関して直列に配置している為、ライニングの磨耗等によりこのインナパッド６及び前記アウタパッド５を交換する際に、前記軸力センサ８が前記ピストン３から外れる可能性があり、これら両パッド５、６の交換作業に注意を要する。
(3) 前記軸力センサ８が外部空間に露出しているので、十分な耐候性を持たせる為に、この軸力センサ８を構成するケースやそのシール構造を工夫する必要があり、その面からもコストが嵩む。
【０００７】
上述した(1) 〜(3) の様な問題のうち、(1) の問題は、軸力センサを構成する水晶圧電素子として、１個の大きなものに代えて、小さな複数個のものを使用する事により解決できる。例えば、本発明の対象となる電動式ディスクブレーキに組み込む、外径が２〜４ｃｍ程度で径方向の幅が４〜６ｍｍ程度であり、全体が円環状の水晶圧電素子の価格は、非常に高価である。これに対して、直径が４〜６ｍｍ程度である水晶圧電素子の小片の価格は、極めて安価である。従って、水晶圧電素子の小片を円環状に並べ、これら各小片を一対の押圧面同士の間で押圧する様な構造を有する軸力センサを構成すれば、高精度且つ低ヒステリシスの軸力センサを低コストで得られる。
【０００８】
この様な軸力センサとして、特許文献７に記載された、図２８〜２９に示す様なものが知られている。この軸力センサ８ａは、環状（円輪状）に構成された保持体９の軸方向片面の円周方向複数個所に形成した保持凹部１０、１０に、それぞれ水晶圧電素子１１を保持し、これら各保持凹部１０、１０の開口部を、蓋板１２、１２により塞いでいる。前記保持体９の内径側には、電荷増幅器１３を配置し、この電荷増幅器１３の入力部と前記各水晶圧電素子１１の出力部とを接続している。この様な特許文献７に記載された軸力センサ８ａは、前記水晶圧電素子１１として、低コストで調達できる小片を使用するので、軸力センサ８ａ全体としてのコストを抑えられる。
【０００９】
但し、上述の様な特許文献７に記載された従来構造の軸力センサ８ａは、中ぐり盤の、駆動軸と工具担持軸との突合せ面同士の間に挟持する事を考慮したものである。この様な特許文献７に記載された軸力センサ８ａを電動式ディスクブレーキのブレーキ力測定に利用する場合、前述した(1) 〜(3) の問題のうち、(1) の問題は解決できるが、残りの(2)(3)の問題を解決する事はできない。即ち、前記従来構造の軸力センサ８ａは、中央部に電荷増幅器１３を配置している為、この軸力センサ８ａの中心部に、ねじ杆等、電動式ディスクブレーキを構成して回転運動を直線運動に変換しつつ増力する部材を挿通する事ができない。この為、電動式ディスクブレーキに適用する場合に於ける設置位置が限られて、前記(2)(3)の問題を解決できない。
尚、本発明に関連する技術を記載した刊行物として、特許文献８が存在する。この特許文献８には、荷重センサを構成するセラミック製の受圧板の角部に面取りを施す事により、この受圧板に割れや欠け等の損傷が発生するのを防止する構造が記載されている。但し、前記特許文献８にも、前記(2)(3)の問題を解決する事を示唆する記述は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性と耐候性とを確保できる電動式ディスクブレーキを実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電動式ディスクブレーキは、従来から知られている電動式ディスクブレーキと同様に、ロータと、トルク受部材と、アウタ側とインナ側との一対のパッドと、アクチュエータを備える。
このうちのロータは、車輪と共に回転する。
又、前記トルク受部材は、前記ロータに隣接する状態で車体に支持される。このトルク受部材としては、フローティングキャリパ型ディスクブレーキのサポートが、対向ピストン型ディスクブレーキのキャリパが、それぞれ対応する。
又、前記両パッドは、このロータを軸方向（軸方向とは、特に断らない限り、ロータの軸方向を言う。本明細書、及び、特許請求の範囲全体で同じ。）両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能に前記トルク受部材に支持されている。
更に、前記アクチュエータは、前記両パッドを前記ロータの両側面に押圧する為のもので、電動モータと、この電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナ側パッドに伝達する増力機構と、この増力機構からこのインナ側パッドに加えられる押し付け力を測定する軸力センサとを備えたものである。
尚、フローティングキャリパ型ディスクブレーキの場合には、前記トルク受部材であるサポートに加えてキャリパを備える。このキャリパは、アウタ側端部に前記アウタ側パッドのアウタ側面に対向するキャリパ爪を、インナ側部分の内部に設けた収納空間内に前記インナ側パッドを前記ロータのインナ側面に向け押圧する為の前記アクチュエータを、それぞれ設け、前記サポートに対し軸方向の変位を可能に支持される。前記両パッドのうちのアウタ側パッドは前記アクチュエータにより、前記キャリパを介して、前記ロータのアウタ側面に押圧される。
【００１２】
特に、本発明の電動式ディスクブレーキに於いては、前記軸力センサは、全体を円環状に構成されたもので、前記電動モータにより回転駆動されて前記増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置されている。
且つ、前記軸力センサは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された一対の押圧板と、これら両押圧板同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子と、これら両押圧板同士の間でこれら各水晶圧電素子が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線とを備える。
そして、このリード線を、前記両押圧板の外径側に取り出している。
【００１３】
上述の様な本発明の電動式ディスクブレーキを実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記回転軸の中間部外周面に外向フランジ状の鍔部を固設する。そして、この鍔部のインナ側面と前記アクチュエータを収納した収納空間のインナ側奥端面との間に、この鍔部の側から順番に、スラスト転がり軸受と前記軸力センサとを挟持する。
【００１４】
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記スラスト転がり軸受と鍔部とを、このスラスト転がり軸受よりもインナ側を含む部分に設けられたインナ側ケースと、前記鍔部よりもアウタ側を含む部分に設けられてこのインナ側ケースに対して非分離に組み合わされたアウタ側ケースとを備えたケースユニット内に収納する。そして、このアウタ側ケースのインナ側面と前記鍔部のアウタ側面との間に設けた弾性部材により前記スラスト転がり軸受を、前記軸力センサを設置した前記インナ側ケースの側に弾性的に押圧する。
【００１５】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。そして、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面を接地電極となる一方の押圧板に導通させ、同じく他方の端面を前記押し付け力を支承可能な絶縁板を介して他方の押圧板に突き当てる。更に、前記各水晶圧電素子の他方の端面同士を、これら絶縁板と各水晶圧電素子の他方の端面との間に配置した導体により導通させて、前記リード線の一端をこの導体に接続する。
【００１６】
或は、請求項５に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。又、前記各水晶圧電素子をそれぞれ、一対の水晶圧電素子片同士の間に電極を挟持する事により構成し、これら各水晶圧電素子を複数組、前記両押圧板同士の間に挟持する。更に、これら各水晶圧電素子片の軸方向両端面のうちで前記電極と反対側の面を、それぞれが接地電極となる前記両押圧板に導通させ、同じく他方の端面は、前記電極を介して前記リード線の一端に接続する。
【００１７】
或は、請求項６に記載した発明の様に、前記両押圧板を金属製とする。又、これら両押圧板の互いに対向する側面同士の間に、通電板を設ける。又、この通電板の軸方向両側面と前記両押圧板の側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子を設ける。そして、これら各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記通電板に導通させ、同じく他方の端面を、前記両押圧板のうちの何れかの押圧板に導通させる。更に、これら両押圧板と前記通電板とに、それぞれリード線の端部を接続する。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した発明の様に、前記両押圧板のうちの少なくとも一方の押圧板のうちで、相手押圧板に対向する面に複数の保持凹部を設け、これら各保持凹部に前記各水晶圧電素子の軸方向端部を内嵌する。
或は、請求項８に記載した発明の様に、前記両押圧板の互いに対向する面を平坦面とする。又、これら両押圧板同士の間に、円周方向複数個所に保持孔を形成した円環状の保持環を配置する。そして、これら各保持孔に、前記各水晶圧電素子の軸方向中間部を内嵌しする。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した発明の様に、前記両押圧板のうちの一方の押圧板を、中心部にねじ孔を形成したナットプレートとし、同じく他方の押圧板を、中心部に円形の通孔を形成したものとする。そして、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部を、それぞれ設けた円筒状の結合ねじを前記通孔に、軸方向他端側から挿通し、更にこの雄ねじ部と前記ねじ孔とを螺合させると共に、前記鍔部を、前記他方の押圧板の軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板と反対側の側面の内周縁部に係合させる。
更に、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項１０に記載した発明の様に、前記各水晶圧電素子の角部に面取りを施す。
そして、請求項１０に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちで、前記面取りの内側に存在する部分全体が、これら各水晶圧電素子を挟持する前記両押圧板がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、前記軸力センサの径方向に関して内側に存在する様に、各部の寸法を規制する。
【発明の効果】
【００２０】
上述の様に構成する本発明によれば、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性及び耐候性を確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
先ず、低コスト化は、軸力センサを、一対の押圧板同士の間に複数個の水晶圧電素子を挟持して構成する事により図れる。前述した様に、軸力センサを、比較的大きな、単一の水晶圧電素子により造る場合、当該水晶圧電素子の調達コストが嵩むが、複数集まる事で１個の軸力センサを構成する様な、比較的小型の水晶圧電素子は、遥かに低コストで得られる。この為、この軸力センサを組み込んだ電動式ディスクブレーキの低コスト化を図れる。
【００２１】
又、優れたパッド交換作業性と耐候性とは、前記軸力センサを全体を円環状に構成すると共に電荷取り出し用のリード線を外径側に取り出して、この軸力センサを、増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置する事により図れる。即ち、この軸力センサをこの回転軸の周囲に配置し、更に、必要に応じて、ケースユニット内に保持した状態で、キャリパ等のディスクブレーキの構成部材の内部に支持する為、パッド交換時にこの軸力センサが落下する事を防止できて、パッドの交換作業性の向上を図れる。又、前記回転軸は、異物が存在する外部空間からは隔てられた、キャリパ等のディスクブレーキの構成部材の内部の空間内に存在する。この為、前記軸力センサの構造を工夫する事により、この軸力センサを前記回転軸の周囲に配置すれば、この軸力センサに、泥水等の異物が付着する事を防止できて、この軸力センサを組み込んだ電動式ディスクブレーキの耐候性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】下部は図２のａ−ｏ−ａ断面部分に、右端部及び上部は同ｂ−ｏ−ｂ断面部分に、それぞれ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示す、電動式ディスクブレーキの断面図。
【図２】図１のｃ−ｃ断面図。
【図３】増力機構及び軸力センサを組み合わせたユニットを取り出して、キャリパに組み付けた状態で示す断面図（Ａ）及び組み付ける以前の状態で示す断面図（Ｂ）。
【図４】軸力センサを取り出して示す断面図。
【図５】同じく分解斜視図。
【図６】水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図７】片面に導体を被覆した絶縁板を、（Ａ）は導体を被覆していない面から見た状態で、（Ｂ）は導体を被覆した面から見た状態で、それぞれ示す斜視図。
【図８】本発明の実施の形態の第２例を示す、軸力センサの要部分解斜視図。
【図９】同第３例を示す、軸力センサの要部斜視図。
【図１０】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す、軸力センサの断面図。
【図１２】同じく分解斜視図。
【図１３】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１４】本発明の実施の形態の第５例を示す、軸力センサの断面図。
【図１５】同じく水晶圧電素子を１個取り出して示す斜視図。
【図１６】本発明の実施の形態の第６例を示す、軸力センサの斜視図。
【図１７】同じく端面図。
【図１８】図１７のｄ−ｄ断面図。
【図１９】同じく分解斜視図。
【図２０】本発明の実施の形態の第７例を示す、軸力センサの斜視図。
【図２１】同じく端面図。
【図２２】図２１のｅ−ｅ断面図。
【図２３】同じく分解斜視図。
【図２４】角部に面取りを施した水晶圧電素子の４例それぞれを示す、斜視図及び側面図。
【図２５】円盤状の水晶圧電素子に対する導体の添着状態の３例を示す、斜視図（Ａ）、（Ｃ）及び側面図（Ｂ）。
【図２６】四角板状の水晶圧電素子に対する導体の添着状況の３例を示す、斜視図（Ａ）、（Ｃ）及び側面図（Ｂ）。
【図２７】従来構造の１例を示す断面図。
【図２８】従来から知られている軸力センサの１例を示す端面図。
【図２９】図２８の拡大ｆ−ｆ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［実施の形態の第１例］
図１〜７は、請求項１〜４、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。先ず、電動式ディスクブレーキ全体の構造に就いて、図１〜２により説明する。尚、本例の構造の場合には、フローティングキャリパ型ディスクブレーキを対象としており、電動モータ１ａにより駆動される増力機構２ａ、及び、予圧を付与した軸力センサ８ｂを含む測定ユニットを、キャリパ１４に対して容易に組み付けられる様にしている。このキャリパ１４を、特許請求の範囲に記載したトルク受部材に相当する図示しないサポートに対し軸方向の変位を可能に支持する構造は、油圧式を含めて、従来から広く知られているフローティングキャリパ型ディスクブレーキと同様である。又、制動時に、前記増力機構２ａを伸長させてアウタ、インナ両パッド５ａ、６ａをロータ７ａの両側面に押し付ける際の機能等は、前述の図２７に記載された構造を含めて、従来から知られている電動式ディスクブレーキと同様である。図１に示した増力機構２ａの構造は、基本的には、前記特許文献６に記載された従来構造と同様である。但し、本発明を実施する場合、増力機構２ａは、図示の様な送りねじ機構１５とボール・ランプ機構１６とを組み合わせた構造に限らず、カム・ローラ機構、送りねじ機構等、回転方向の力を増力しつつ軸力に変換する、各種機械的な増力機構を採用できる。
【００２４】
本例の場合には、前記増力機構２ａを構成し、その先半部（アウタ側半部）を駆動側ロータ１７の中心部に設けたねじ孔１８に螺合させた駆動スピンドル１９の基端部を、減速機２０を構成する減速大歯車２１の中心部にスプライン係合させている。又、前記駆動スピンドル１９の軸方向中間部に外向フランジ状の鍔部２２を形成し、この鍔部２２のインナ側面をスラスト転がり軸受２３により支承している。この構成により前記駆動スピンドル１９を、インナ側に向いたスラスト荷重を支承しつつ、回転駆動自在としている。
【００２５】
前記鍔部２２と前記スラスト転がり軸受２３とは、前記軸力センサ８ｂ、及び、波板ばね、圧縮コイルばね、ゴム等、軸方向に関して弾性変形自在な弾性部材２４と共に、ケースユニット２５内に収納している。このケースユニット２５は、インナ側ケース２６とアウタ側ケース２７とを組み合わせて成る。このケースユニット２５は、これらインナ側、アウタ側両ケース２６、２７を、軸方向に関する若干の相対変位を可能に、且つ、非分離に組み合わせて成る。
【００２６】
このうちのインナ側ケース２６は、中心部に円形の通孔２８を有する円輪形の底板部２９の外周縁からアウタ側に向け、円筒状の固定側周壁部３０を設けている。この固定側周壁部３０の基半寄り部分（インナ寄り部分）の円周方向１箇所位置に、前記軸力センサ８ｂの測定信号を取り出すコネクタ３１の端部を露出させる為の取り出し孔３２を形成している。又、前記固定側周壁部３０の先半寄り部分（アウタ寄り部分）の円周方向複数箇所（例えば、円周方向等間隔の２〜３箇所位置）に、軸方向に長い係合孔３３、３３を形成している。尚、前記コネクタ３１の端部を露出させる為の構造は、前記取り出し孔３２に代えて、前記固定側周壁部３０の先端縁（アウタ側端縁）に開口する切り欠きとしても良い。但し、この場合には、この切り欠きと前記各係止孔３３、３３との円周方向に関する位相をずらせる（円周方向に隣り合う係止孔３３、３３同士の間に切り欠きを設ける）。
【００２７】
一方、前記アウタ側ケース２７は、中心部に円形の通孔３４を有する円輪形の底板部３５の外周縁からインナ側に向け、円筒状の変位側周壁部３６を設けている。そして、この変位側周壁部３６の先端縁（インナ側端縁）の円周方向複数箇所位置で、前記各係止孔３３、３３に整合する部分に、インナ側に突出する舌片を形成している。前記インナ側、アウタ側両ケース２６、２７を組み合わせて前記ケースユニット２５を構成した状態では、前記各舌片を、このケースユニット２５の径方向内方に折り曲げて係合片３７、３７とし、これら各係合片３７、３７を前記各係合孔３３、３３に、軸方向の変位を可能に係合させる。この状態で前記ケースユニット２５の軸方向寸法は、前記各係合孔３３、３３内で前記各係合片３７、３７が変位できる範囲で、伸縮可能になる。
【００２８】
又、前記変位側周壁部３６の円周方向複数箇所（例えば、円周方向等間隔の２〜３箇所位置）に、この変位側周壁部３６の外周面から、前記ケースユニット２５の径方向外方に突出する状態で、それぞれ係止片３８、３８を、突出形成している。これら各係止片３８、３８はそれぞれ、前記アウタ側ケース２７の変位側周壁部３６を構成する金属板の一部をこのアウタ側ケース２７の径方向外方に曲げ起こしたもので、それぞれの外径側部分を、この外径側部分のアウタ側端縁と後述する係止凹部３９とを係合させる係止縁とする方向、即ち、アウタ側に向かうに従って前記変位側周壁部３６の外周面からの突出量が多くなる方向に傾斜させている。
【００２９】
この様なケースユニット２５内に、前記駆動スピンドル１９の中間部に設けた鍔部２２と、前記軸力センサ８ｂと、前記スラスト転がり軸受２３と、前記弾性部材２４とを組み込む。この組み込み作業は、先ず、前記軸力センサ８ｂを前記インナ側ケース２６の奥部に挿入した後、前記駆動スピンドル１９と、前記スラスト転がり軸受２３と、前記弾性部材２４とを前記インナ側ケース２６に挿入する。更に、前記アウタ側ケース２７の変位側周壁部３６の先端部（インナ側端部）を、前記インナ側ケース２６の固定側周壁部３０の前端部（アウタ側端部）に外嵌し、更に、前記各係合片３７、３７と前記各係合孔３３、３３とを係合させる。この状態で、図３の（Ｂ）に示す様な、前記ケースユニット２５内に、前記各部材或いは各部１９、２２、８ｂ、２３、２４を組み込んだ（サブアッセンブリした）、軸力測定ユニット４０を得られる。尚、この状態では、前記軸力センサ８ｂには、必ずしも、測定精度を確保する為に十分な予圧は付与されていない。
【００３０】
上述の様な軸力測定ユニット４０は、図１に示す様に、前記キャリパ１４のインナ側部分に設けたシリンダ空間４１の奥端部（インナ側端部）に組み付ける。このシリンダ空間４１の奥端部の内径は、前記インナ側ケース２６の固定側周壁部３０の外径とほぼ同じとして、このインナ側ケース２６を前記シリンダ空間４１の奥端部に、がたつきなく保持できる様にしている。但し、この奥端部のうちで前記コネクタ３１の端部に整合する部分には、前記シリンダ空間４１の内径側及びアウタ側に開口する凹溝４２を形成して、前記コネクタ３１の端部との干渉防止を図っている。又、前記シリンダ空間４１の中間部奥端寄り部分に前記係止凹部３９を、前記凹溝４２部分を除き、ほぼ全周に亙って形成している。この係止凹部３９のアウタ側端部は、前記シリンダ空間４１の中心軸に対し直角方向に存在する、段差面４３としている。
【００３１】
前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１の奥端部に組み付けるには、前記弾性部材２４を軸方向に圧縮しつつ、前記ケースユニット２５を前記シリンダ空間４１に押し込む。この押し込み作業に伴って、前記各係止片３８、３８が前記ケースユニット２５の径方向内方に弾性変形し、前記シリンダ空間４１のアウタ側乃至中間部を通過する。そして、前記インナ側ケース２６をこのシリンダ空間４１の奥端部に内嵌すると共に、前記各係止片３８、３８を前記係止凹部３９の内径側に位置する迄、前記アウタ側ケース２７を前記シリンダ空間４１内に押し込む。すると、前記各係止片３８、３８が前記変位側周壁部３６の外周面から弾性的に突出し、前記係止凹部３９内に進入する。この状態で、前記ケースユニット２５を前記シリンダ空間４１に押し込んだ力を解除すると、前記弾性部材２４の弾力により、前記各係止片３８、３８の先端縁が前記段差面４３に突き当たり、前記アウタ側ケース２７が前記シリンダ空間４１から抜け出る方向（アウタ側）に変位する事はなくなる。又、この状態で、前記軸力センサ８ｂに、測定精度を確保する為に十分な予圧が付与された状態となる。そこで、前記キャリパ１４に形成した接続孔４４を通じて前記シリンダ空間４１内に、ハーネス４５の端部に設けたプラグ４６を差し込んで、このプラグ４６と前記コネクタ３１とを接続し、前記軸力センサ８ｂの測定信号を取り出し可能とする。
【００３２】
前記軸力測定ユニット４０を組み立てる作業は、前記シリンダ空間４１外の広い空間で行えるし、この軸力測定ユニット４０をこのシリンダ空間４１内に組み付ける作業は、単に前記コネクタ３１と前記凹溝４２との位相を合わせてから、前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１内に押し込むだけで、容易に行える。更に、この軸力測定ユニット４０のアウタ側にボール・ランプ機構１６を構成する駆動側ロータ１７を組み付ける作業は、前記駆動スピンドル１９のインナ側端部で前記キャリパ１４のインナ側端面から突出した部分を回転させながら、前記駆動スピンドル１９のアウタ側部分に前記駆動側ロータ１７を螺合させる事により、容易に行える。他の部材の組み付け作業に関しても、前記シリンダ空間４１内に、アウタ側開口から挿入する事により、容易に行える。そして、前記軸力測定ユニット４０を前記シリンダ空間４１内に組み付けた状態では、前記軸力センサ８ｂに適切な予圧が付与された状態となり、制動に伴ってこの軸力センサ８ｂに加わる軸力と、この軸力センサ８ｂの測定信号との関係をほぼ直線的にできる。この為、この測定信号を処理する為の演算器の構成を簡単にしても、前記軸力を十分な精度を確保して求められる。
【００３３】
本例の電動式ディスクブレーキ全体の構造は上述の通りであるが、前記軸力測定ユニット４０を構成する、前記軸力センサ８ｂは、図４〜７に示す様に構成している。即ち、この軸力センサ８ｂは、全体を円環状に構成する事により、前記増力機構２ａの入力部となる回転軸である、前記駆動スピンドル１９の中間部インナ寄り部分の周囲に配置している。この為に前記軸力センサ８ｂを、一対の押圧板４７ａ、４７ｂと、複数個の水晶圧電素子４８、４８と、絶縁板４９と、リード線５０とから構成している。このうちの両押圧板４７ａ、４７ｂは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に、且つ、互いに同心に配置されている。又、上記各水晶圧電素子４８、４８は、それぞれ円柱状に造られたもので、軸方向両端面に電極を被覆しており、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に挟持されている。又、前記絶縁板４９は、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向一端面（図４〜６の上面）と、前記両押圧板４７ａ、４７ｂのうちの一方（図４〜５の上方）の押圧板４７ａとを絶縁する為のもので、優れた耐圧縮性を有する合成樹脂或はセラミック等の薄板としている。この様な絶縁板４９の軸方向両側面のうち、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向一端面と対向する面の径方向中間部には、図７の（Ｂ）に示す様に環状の導体５１を、全周に亙って添着している。前記リード線５０の一端は、この導体５１に導通させている。この構成により、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間で前記各水晶圧電素子４８、４８が押圧される事に伴って発生する電荷を、前記リード線５０を通じて取り出し可能としている。特に、本例の軸力センサ８ｂの場合には、このリード線５０を、前記両押圧板４７ａ、４７ｂの外径側に取り出している。
【００３４】
本例の場合には、前記両押圧板４７ａ、４７ｂを、十分な剛性を確保できる、鋼板、ステンレス鋼板等の金属製としている。これら両押圧板４７ａ、４７ｂのうち、一方（図４〜５の上方）の押圧板４７ａは上下両面を、後述する通孔５５、５５を形成した部分を除き、何れも平坦面としている。これに対して、他方（図４〜５の下方）の押圧板４７ｂの両端面のうちで、上記一方の押圧板４７ａに対向する面には複数の凹部５３、５３を、円周方向に関して等間隔に形成している。そして、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記各凹部５３、５３の奥端面（底面）に突き当てて、この一方の端面と、接地電極となる前記他方の押圧板４７ｂとを導通させている。更に、この他方の押圧板４７ｂの内周縁部に円筒部５７を、前記一方の押圧板４７ａ側に突出する状態で形成している。この円筒部５７の外径は、この一方の押圧板４７ａの内径よりも僅かに小さくしている。
【００３５】
尚、本例の場合には、前記各凹部５３、５３を、前記各水晶圧電素子４８、４８の外径よりも少し大きな内径を有する円形として、これら各水晶圧電素子４８、４８の軸方向他半部（図４〜６の下半部）を前記各凹部５３、５３に、緩く内嵌して保持している。そして、この様に、前記各水晶圧電素子４８、４８を前記他方の押圧板４７ｂの凹部５３、５３に保持した状態で、この押圧板４７ｂと前記一方の押圧板４７ａとを、複数本（図示の例では３本）のねじ５４により結合している。この為に、この一方の押圧板４７ａに通孔５５、５５を、前記他方の押圧板４７ｂにねじ孔５６、５６を、それぞれ形成している。
【００３６】
前記各通孔５５、５５は、それぞれの奥半部（他方の押圧板４７ｂ寄り半部）を、前記各ねじ５４の杆部を挿通できるだけの内径を有する小径部とし、開口側半部（他方の押圧板４７ｂと反対側半部）を、前記各ねじ５４の頭部を緩く収納できるだけの内径及び深さを有する大径部としている。これら各ねじ５４の杆部を前記各通孔５５、５５に挿通すると共に、前記各ねじ孔５６、５６に螺合させて、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士を軸方向に関する僅かな相対変位を可能とした状態で結合し、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に、前記各水晶圧電素子４８、４８と前記絶縁板４９とを挟持した状態で、前記各ねじ５４の頭部は、前記各通孔５５、５５の大径部に沈入して、前記一方の押圧板４７ａの軸方向側面から突出しない。従って、組み立てられた軸力センサ８ｂを前記インナ側ケース２６の底板部２９と前記スラスト転がり軸受２３（図１参照）との間で挟持した状態で、前記各ねじ５４が突っ張る事はない。この結果、前記底板部２９と前記スラスト転がり軸受２３との間に加わる軸力が、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に存在する前記各水晶圧電素子４８、４８に有効に（前記軸力の大部分がこれら各水晶圧電素子４８、４８に）加わる。
【００３７】
又、この様な軸力センサ８ｂを構成する、前記各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうち、一端面は前記導体５１を介して前記リード線５０に通じ、他端面は前記他方の押圧板４７ｂを通じて接地（アース）されている。従って、前記リード線５０の他端を、図示しない増幅器に入力する事で、前記各水晶圧電素子４８、４８に発生した電荷の合計がこの増幅器により電圧値に変換され、この電圧値に基づいて、前記軸力を求められる。尚、上述の様に前記軸力センサ８ｂの構成各部材を組み立てた状態で、前記他方の押圧板４７ｂ側に設けた前記円筒部５７が、前記一方の押圧板４７ａの内径側に、隙間嵌めで係合（嵌合）する。そして、この係合により、これら両押圧板４７ａ、４７ｂを互いに同心に保持する。従って、これら両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間で前記各水晶圧電素子４８、４８を均等に押圧し、前記軸力を精度良く求められる。
【００３８】
上述の様な構成を有する軸力センサ８ｂを、前述の様に底板部２９とスラスト転がり軸受２３との間に組み付けた、本例の構造によれば、低コストで、しかも優れたパッド交換作業性と耐候性とを確保できる電動式ディスクブレーキを実現できる。
先ず、低コスト化は、前記軸力センサ８ｂを、前記両押圧板４７ａ、４７ｂ同士の間に前記各水晶圧電素子４８、４８を挟持して構成する事により図れる。図６に示す様な、それぞれが円柱状で小さな（外径寸法及び軸方向寸法が小さい）水晶圧電素子４８、４８は極めて安価であり、低コストで調達できる。この為、非常に高価な、単一の円環状の水晶圧電素子を使用する場合に比べて、軸力センサ８ｂ全体としてのコストを、十分に低く抑えられる。この為、この軸力センサ８ｂを組み込んだ電動式ディスクブレーキの低コスト化を図れる。
【００３９】
又、優れたパッド交換作業性と耐候性とは、前記軸力センサ８ｂを、全体を円環状に構成すると共に、電荷取り出し用の前記リード線５０を、この軸力センサ８ｂの外径側に取り出して、この軸力センサ８ｂを、前記増力機構２ａの入力部となる、前記駆動スピンドル１９の周囲に配置する事により図れる。即ち、本例の場合には、前記軸力センサ８ｂをこの駆動スピンドル１９の周囲に配置している為、前記アウタ、インナパッド５ａ、６ａの交換時に、この軸力センサ８ｂが落下する事を防止できて、パッド交換作業性の向上を図れる。又、前記駆動スピンドル１９は、異物が存在する外部空間からは隔てられた、前記キャリパ１４の内部のシリンダ空間４１内に存在する。従って、前記駆動スピンドル１９の周囲に配置した前記軸力センサ８ｂに関しても、前記シリンダ空間４１内に存在する事になるので、この軸力センサ８ｂに泥水等の異物が付着する事を防止できて、この軸力センサ８ｂの故障を抑えられる。即ち、この軸力センサ８ｂを組み込んだ電動式ディスクブレーキの耐候性の向上を図れる。
【００４０】
［実施の形態の第２例］
図８は、請求項１〜４、８に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例に関しても、電動式ディスクブレーキ全体の構造は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様、図１〜３に示した通りである。特に、本例の場合には、一対の押圧板４７ａ、４７ｃの互いに対向する面を、（押圧板４７ｃ側に設けた円筒部５７部分を除き）平坦面としている。そして、これら両押圧板４７ａ、４７ｃ同士の間に複数個の水晶圧電素子４８を、保持環５８により位置決めした状態で挟持している。この保持環５８は、前記円筒部５７の外径よりも少しだけ大きな内径を有する円環状で、円周方向複数個所に保持孔５９、５９を形成している。これら各保持孔５９、５９の内径は、前記各水晶圧電素子４８の外径よりも少しだけ大きくして、これら各保持孔５９、５９の内側にこれら各水晶圧電素子４８を、緩く、且つ、位置決めを図った状態で保持可能としている。その他の部分の構成及び作用は、前記実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４１】
［実施の形態の第３例］
図９〜１０は、請求項１〜４、７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、各水晶圧電素子４８ａ、４８ａを角柱状（立方体状）としている。この様な角柱状の水晶圧電素子４８ａ、４８ａを形成するには、大きな人工結晶をスライスして得た平板状の結晶板を碁盤目状に切断する。これら一連の作業（スライス→切断）は容易であり、又、これら一連の作業により生じる廃棄物（水晶の削り滓）は極く少量に抑えられる。この為、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの加工作業の容易化と歩留まりの向上とにより、これら各水晶圧電素子４８ａ、４８ａのコスト低減を図れる。尚、本例の場合、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの軸方向一端部を保持する為の凹部５３、５３を設けた押圧板４７ｄには、円筒部５７（図４、５、８参照）を設けていない。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４２】
［実施の形態の第４例］
図１１〜１３は、請求項１〜３、７に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、それぞれが角柱状（立方体状）である、複数個の水晶圧電素子４８ａ、４８ａにそれぞれ設けた６個の面のうち、隣り合う２個の面に、それぞれ電極を被覆している。但し、これら両面に被覆した電極は、互いに離隔させている。そして、一方の面の電極を、押圧板４７ｄに形成した凹部５３、５３の底面に突き当てて、当該電極をこの押圧板４７ｄを通じて接地している。これに対して、他方の面の電極を、リード線５０を介して、図示しない増幅器に通じさせている。この為に、この他方の面の電極を、両押圧板４７ａ、４７ｄの径方向外側に位置させると共に、前記各水晶圧電素子４８ａ、４８ａの周囲に、導体５１ａを巻き掛け、この導体５１ａと前記他方の電極とを導通させると共に、この導体５１ａに前記リード線５０の端部を接続している。この導体５１ａと前記押圧板４７ｄとは、互いに絶縁している。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４３】
［実施の形態の第５例］
図１４〜１５は、請求項１〜３、５、７に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、各水晶圧電素子４８ｂ、４８ｂをそれぞれ、一対の水晶圧電素子片６０、６０同士の間に電極６１を挟持する事により構成している。そして、この様な各水晶圧電素子４８ｂ、４８ｂを複数組、一対の押圧板４７ｂ、４７ｄ同士の間で挟持している。又、前記各水晶圧電素子片６０、６０の軸方向両端面のうちで前記電極６１と反対側の面は、それぞれが接地電極となる前記両押圧板４７ｂ、４７ｄに導通させ、同じく他方の端面は、前記電極６１を介してリード線５０の一端に接続している。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４４】
［実施の形態の第６例］
図１６〜１９は、請求項１〜４、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆのうちの一方の押圧板４７ｅを、中心部にねじ孔６２を形成したナットプレートとしている。又、同じく他方の押圧板４７ｆを、中心部に円形の通孔６３を形成したものとしている。そして、これら両押圧板４７ｅ、４７ｆ同士を、円筒状の結合ねじ６４により結合している。この結合ねじ６４は、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部６５を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部６６を、それぞれ設けて成る。又、前記一方の押圧板４７ｅと各水晶圧電素子４８、４８との間に、これら各水晶圧電素子４８、４８の設置側に導体５１（図７参照）を添着した絶縁板４９を配置している。更に、これら各水晶圧電素子４８、４８を保持する為の保持環５８ａの内周縁部に、この絶縁板４９の内周縁と係合する、円筒状の係合突条６７を形成している。
【００４５】
本例の構造を組み立てる場合には、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆ同士の間に、前記各水晶圧電素子４８、４８を保持した前記保持環５８ａ、及び、前記絶縁板４９を挟持した状態で、前記結合ねじ６４を前記他方の押圧板４７ｆの通孔６３に、軸方向他端側から挿通する。更に、この結合ねじ６４の雄ねじ部６６と前記一方の押圧板４７ｅのねじ孔６２とを螺合させると共に、前記鍔部６５を、前記他方の押圧板４７ｆの軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板４７ｅと反対側の側面の内周縁部に係合させる。そして、前記結合ねじ６４を所定のトルクで締め付けて、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆを不離に結合すると共に、前記各水晶圧電素子４８、４８に、適切な予圧を付与する。尚、本例の場合には、前記他方の押圧板４７ｆの軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板４７ｅと反対側の側面の内径寄り部分に形成した環状凹部６８に前記鍔部６５を収納して、この鍔部６５が前記他方の押圧板４７ｆの軸方向側面から突出しない様にしている。
【００４６】
この様な本例の場合には、前記結合ねじ６４の締め付けに伴って前記各水晶圧電素子４８、４８を、均等に押圧できる。この結果、得られる軸力センサ８ｃの性能を良好にできるだけでなく、組立作業時に、一部の水晶圧電素子４８に過大な圧縮応力が加わって、当該水晶圧電素子４８が損傷する事を防止できる。その他、軸力センサ８ｃとしての基本的な構造及び作用は、前述の図８に示した実施の形態の第２例と同様である。
【００４７】
［実施の形態の第７例］
図２０〜２３は、請求項１〜３、６、８、９に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例の場合には、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆの互いに対向する側面同士の間に絶縁板４９を設けている。この絶縁板４９は、軸方向両側面に導体５１（図７参照）を、それぞれ全周に亙って添着して、特許請求の範囲に記載した通電板としている。又、前記絶縁板４９の軸方向両側面と前記両押圧板４７ｅ、４７ｆの側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子４８、４８を設けている。そして、これら各水晶圧電素子４８、４８の軸方向両端面のうちの一方の端面を、前記絶縁板４９の軸方向側面の導体５１に導通させ、同じく他方の端面を、前記両押圧板４７ｅ、４７ｆのうちの何れかの押圧板に導通させている。更に、これら両押圧板４７ｅ、４７ｆと前記両導体５１とに、それぞれリード線５０、５０の端部を接続している。
この様な本例の構造によれば、前記各水晶圧電素子４８、４８の数を増やせる分だけ、軸力センサ８ｄの出力を大きくできる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第６例と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の電動式ディスクブレーキを実施する場合に、特許請求の範囲中の請求項１０に記載した様に、各水晶圧電素子の角部に面取りを施す事が好ましい。この理由は、前記各圧電素子の角部に、割れや欠け等の損傷が発生する事を防止する為である。即ち、尖った角部は、組み立て以前に他の物品と衝突する事で欠け易いだけでなく、使用時に過大な応力が発生する可能性もある。この応力が発生するメカニズムは、次の通りである。
【００４９】
軸力センサの組み立て時や、組み立て後の軸力センサをケースユニット内に組み付ける際に発生するミスアライメント等により、前記軸力センサを構成する一対の押圧板の互いに対向する面同士が多少非平行になる可能性がある。そして、これら両面同士が互いに非平行になった状態のまま、制動時に加わるスラスト荷重に基づいて、これら両面が前記各水晶圧電素子を強く押圧すると、これら各水晶圧電素子に偏荷重が加わる。そして、この偏荷重に基づいて、これら各水晶圧電素子の角部に過大な応力が発生し、この応力により前記角部に、割れや欠け等の損傷が発生し易くなる。角部が損傷した水晶圧電素子は、加わるスラスト荷重と発生する電荷の量との関係が、僅かとは言え、所期の関係（設計値）とはずれ、その分だけ、前記スラスト荷重の測定精度が悪化する可能性がある。更に著しい場合には、前記各水晶圧電素子全体が割れて、前記スラスト荷重の測定自体不能になる可能性もある。
【００５０】
そこで、上述の様な原因で、前記スラスト荷重の測定精度が悪化したり、測定不能となる事態が発生するのを防止すべく、前記各水晶圧電素子の角部に、割れや欠け等の損傷が発生しない様にする為に、図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示す様に、水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部に面取り６９ａ〜６９ｄを施す事が好ましい。図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示した４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆのうち、（Ａ）に示した水晶圧電素子４８ｃは、全体が円盤状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、断面形状が四分の一円弧状の面取り６９ａ、６９ａを施したものである。又、（Ｂ）に示した水晶圧電素子４８ｄは、全体が円盤状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、部分円すい面状（テーパ面状）の面取り６９ｂ、６９ｂを施したものである。又、（Ｃ）に示した水晶圧電素子４８ｅは、全体が四角板状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、断面形状が四分の一円弧状の面取り６９ｃ、６９ｃを施したものである。更に、（Ｄ）に示した水晶圧電素子４８ｆは、全体が四角板状で、外周面と軸方向両端面との連続部に、部分円すい面状の面取り６９ｄ、６９ｄを施したものである。
【００５１】
図２４の（Ａ）〜（Ｄ）に示した４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆは、何れの形状のものでも、角部に割れや欠け等の損傷を発生しにくくできる。即ち、角部が尖っていない為、組み立て以前にこの角部が他の物品と衝突しても、この角部が欠けにくくなる。又、前述した様なミスアライメントにより、前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆに偏荷重が加わった場合でも、この水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部に過大な応力が発生しにくくなって、偏荷重に基づく損傷の発生も防止できる。この結果、制動時にピストンに加わるスラスト荷重の測定精度が悪化したり、測定不能となる事態が発生するのを防止できる。
【００５２】
尚、上記４種類の水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆに関しても、その使用状態に応じて、所望の部分に電極を添着する。例えば、図２４の（Ａ）〜（Ｄ）の上段及び図２５〜２６の（Ａ）に示す様に、軸方向片面の中央寄り部分に電極を添着する事ができる。或いは、図２５〜２６の（Ｂ）に示す様に、外周面の軸方向中間部に電極を、全周に亙って添着する事もできる。更には、図２５〜２６の（Ｃ）に示す様に、軸方向片面から外周面に掛けての部分に電極を添着する事もできる。
【００５３】
更に、前記偏荷重に基づく前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの角部の損傷を、より効果的に防止する為に、この水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する押圧板がスラスト荷重を受ける範囲を、前記各面取り６９ａ〜６９ｄを設けた位置との関係で規制する事が好ましい。即ち、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの軸方向両端面のうちで、前記面取りの内側に存在する部分（中央の平坦面部分）全体が、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する一対の押圧板４７ｅ、４７ｆ（図１６、１８〜２０、２２、２３参照）がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、軸力センサ８ｃ、８ｄの径方向に関して内側に存在する様に、各部の寸法を規制する。
【００５４】
具体的には、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを、前述の図１６〜２３と同様の構造で、一対の押圧板４７ｅ、４７ｆ同士の間に挟持する。これら両押圧板４７ｅ、４７ｆの軸方向両側面のうち、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する面とは反対面である外側面に、それぞれ、高さがδ（図１８参照）である、環状凸部７０、７０を形成する。そして、これら両環状凸部７０、７０の外径ｄを、前記水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆ（図１８参照）の外径Ｄよりも十分に小さくする（これら各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの外接円の直径から、各面取り６９ａ〜６９ｄの後方向に関する幅寸法の２倍以上を減じた値とする）。要するに、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆの軸方向両端面のうちの中央の平坦面部分を、総て、直径がｄの円の内側に存在させる。この構成により、前記各水晶圧電素子４８ｃ〜４８ｆを挟持する押圧板がスラスト荷重を受ける範囲を、前記面取り６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄよりも中央寄り部分のみとして、この面取り６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄ部分に発生する応力を、より小さく抑える事ができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、１ａ 電動モータ
２、２ａ 増力機構
３ ピストン
４ キャリパ爪
５、５ａ アウタパッド
６、６ａ インナパッド
７、７ａ ロータ
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 軸力センサ
９ 保持体
１０ 保持凹部
１１ 水晶圧電素子
１２ 蓋板
１３ 電荷増幅器
１４ キャリパ
１５ 送りねじ機構
１６ ボール・ランプ機構
１７ 駆動側ロータ
１８ ねじ孔
１９ 駆動スピンドル
２０ 減速機
２１ 減速大歯車
２２ 鍔部
２３ スラスト転がり軸受
２４ 弾性部材
２５ ケースユニット
２６ インナ側ケース
２７ アウタ側ケース
２８ 通孔
２９ 底板部
３０ 固定側周壁部
３１ コネクタ
３２ 取り出し孔
３３ 係合孔
３４ 通孔
３５ 底板部
３６ 変位側周壁部
３７ 係合片
３８ 係止片
３９ 係止凹部
４０ 軸力測定ユニット
４１ シリンダ空間
４２ 凹溝
４３ 段差面
４４ 接続孔
４５ ハーネス
４６ プラグ
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ、４７ｅ、４７ｆ 押圧板
４８、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅ、４８ｆ 水晶圧電素子
４９ 絶縁板
５０ リード線
５１、５１ａ 導体
５３ 凹部
５４ ねじ
５５ 通孔
５６ ねじ孔
５７ 円筒部
５８、５８ａ 保持環
５９ 保持孔
６０ 水晶圧電素子片
６１ 電極
６２ ねじ孔
６３ 通孔
６４ 結合ねじ
６５ 鍔部
６６ 雄ねじ部
６７ 係合突条
６８ 環状凹部
６９ａ、６９ｂ、６９ｃ、６９ｄ 面取り
７０ 環状凸部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開平８−２４４５８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１４７４５８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１３５７５号公報
【特許文献４】特開２００４−６０８６７号公報
【特許文献５】特開２００６−２３２２５９号公報
【特許文献６】特開２００４−１６９７２９号公報
【特許文献７】特開平４−２３１８２９号公報
【特許文献８】特開２００３−１３９６２９号公報
【非特許文献】
【００５７】
【非特許文献１】日本キスラー社のホームページ、「アプリケーション紹介」、［online］、［平成２１年７月２７日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.kistler.co.jp/app/006/app802.html＞
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と共に回転するロータと、このロータに隣接する状態で車体に支持されるトルク受部材と、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能にこのトルク受部材に支持された、アウタ側とインナ側との一対のパッドと、これら両パッドを前記ロータの両側面に向け押圧する為のアクチュエータとを備え、このアクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナ側パッドに伝達する増力機構と、この増力機構からこのインナ側パッドに加えられる押し付け力を測定する軸力センサとを備えたものである電動式ディスクブレーキに於いて、この軸力センサは、全体を円環状に構成されたもので、前記電動モータにより回転駆動されて前記増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置されており、且つ、前記軸力センサは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された一対の押圧板と、これら両押圧板同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子と、これら両押圧板同士の間でこれら各水晶圧電素子が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線とを備えたものであって、このリード線を、前記両押圧板の外径側に取り出している事を特徴とする電動式ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記回転軸の中間部外周面に外向フランジ状の鍔部が固設されており、この鍔部のインナ側面と前記アクチュエータを収納した収納空間のインナ側奥端面との間に、この鍔部の側から順番に、スラスト転がり軸受と前記軸力センサとを挟持している、請求項１に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記スラスト転がり軸受と鍔部とを、このスラスト転がり軸受よりもインナ側を含む部分に設けられたインナ側ケースと、前記鍔部よりもアウタ側を含む部分に設けられてこのインナ側ケースに対して非分離に組み合わされたアウタ側ケースとを備えたケースユニット内に収納し、このアウタ側ケースのインナ側面と前記鍔部のアウタ側面との間に設けた弾性部材により前記スラスト転がり軸受を、前記軸力センサを設置した前記インナ側ケースの側に弾性的に押圧している、請求項２に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記両押圧板は金属製であり、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面は、接地電極となる一方の押圧板に導通させており、同じく他方の端面は、前記押し付け力を支承可能な絶縁板を介して他方の押圧板に突き当てており、前記各水晶圧電素子の他方の端面同士を、これら絶縁板と各水晶圧電素子の他方の端面との間に配置した導体により導通させており、前記リード線の一端をこの導体に接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項５】
前記両押圧板は金属製であり、前記各水晶圧電素子はそれぞれが、一対の水晶圧電素子片同士の間に電極を挟持する事により構成されており、これら各水晶圧電素子を複数組、前記両押圧板同士の間に挟持しており、これら各水晶圧電素子片の軸方向両端面のうちで前記電極と反対側の面は、それぞれが接地電極となる前記両押圧板に導通させており、同じく他方の端面は、前記電極を介して前記リード線の一端に接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項６】
前記両押圧板は金属製であり、これら両押圧板の互いに対向する側面同士の間に、通電板が設けられており、この通電板の軸方向両側面と前記両押圧板の側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子が設けられており、これら各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面は、前記通電板に導通させており、同じく他方の端面は、前記両押圧板のうちの何れかの押圧板に導通させており、これら両押圧板と前記通電板とに、それぞれリード線の端部を接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項７】
前記両押圧板のうちの少なくとも一方の押圧板のうちで、相手押圧板に対向する面に複数の保持凹部を設け、これら各保持凹部に前記各水晶圧電素子の軸方向端部を内嵌した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項８】
前記両押圧板の互いに対向する面が平坦面であり、これら両押圧板同士の間に、円周方向複数個所に保持孔を形成した円環状の保持環を配置しており、これら各保持孔に前記各水晶圧電素子の軸方向中間部を内嵌した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項９】
前記両押圧板のうちの一方の押圧板が、中心部にねじ孔を形成したナットプレートであり、同じく他方の押圧板が、中心部に円形の通孔を形成したものであり、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部を、それぞれ設けた円筒状の結合ねじを前記通孔に、軸方向他端側から挿通し、更にこの雄ねじ部と前記ねじ孔とを螺合させると共に、前記鍔部を、前記他方の押圧板の軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板と反対側の側面の内周縁部に係合させた、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項１０】
各水晶圧電素子の角部に面取りが施されている、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項１１】
前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちで、これら各水晶圧電素子の径方向に関して前記面取りの内側に存在する部分全体が、これら各水晶圧電素子を挟持する前記両押圧板がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、前記軸力センサの径方向に関して内側に存在する、請求項１０に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項１】
車輪と共に回転するロータと、このロータに隣接する状態で車体に支持されるトルク受部材と、このロータを軸方向両側から挟む状態で、軸方向の変位を可能にこのトルク受部材に支持された、アウタ側とインナ側との一対のパッドと、これら両パッドを前記ロータの両側面に向け押圧する為のアクチュエータとを備え、このアクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転駆動力を軸方向の推力に変換して前記インナ側パッドに伝達する増力機構と、この増力機構からこのインナ側パッドに加えられる押し付け力を測定する軸力センサとを備えたものである電動式ディスクブレーキに於いて、この軸力センサは、全体を円環状に構成されたもので、前記電動モータにより回転駆動されて前記増力機構の入力部となる回転軸の周囲に配置されており、且つ、前記軸力センサは、それぞれが円環状に構成されて互いに平行に配置された一対の押圧板と、これら両押圧板同士の間に挟持された複数個の水晶圧電素子と、これら両押圧板同士の間でこれら各水晶圧電素子が押圧される事に伴って発生する電荷を取り出す為のリード線とを備えたものであって、このリード線を、前記両押圧板の外径側に取り出している事を特徴とする電動式ディスクブレーキ。
【請求項２】
前記回転軸の中間部外周面に外向フランジ状の鍔部が固設されており、この鍔部のインナ側面と前記アクチュエータを収納した収納空間のインナ側奥端面との間に、この鍔部の側から順番に、スラスト転がり軸受と前記軸力センサとを挟持している、請求項１に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項３】
前記スラスト転がり軸受と鍔部とを、このスラスト転がり軸受よりもインナ側を含む部分に設けられたインナ側ケースと、前記鍔部よりもアウタ側を含む部分に設けられてこのインナ側ケースに対して非分離に組み合わされたアウタ側ケースとを備えたケースユニット内に収納し、このアウタ側ケースのインナ側面と前記鍔部のアウタ側面との間に設けた弾性部材により前記スラスト転がり軸受を、前記軸力センサを設置した前記インナ側ケースの側に弾性的に押圧している、請求項２に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項４】
前記両押圧板は金属製であり、前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面は、接地電極となる一方の押圧板に導通させており、同じく他方の端面は、前記押し付け力を支承可能な絶縁板を介して他方の押圧板に突き当てており、前記各水晶圧電素子の他方の端面同士を、これら絶縁板と各水晶圧電素子の他方の端面との間に配置した導体により導通させており、前記リード線の一端をこの導体に接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項５】
前記両押圧板は金属製であり、前記各水晶圧電素子はそれぞれが、一対の水晶圧電素子片同士の間に電極を挟持する事により構成されており、これら各水晶圧電素子を複数組、前記両押圧板同士の間に挟持しており、これら各水晶圧電素子片の軸方向両端面のうちで前記電極と反対側の面は、それぞれが接地電極となる前記両押圧板に導通させており、同じく他方の端面は、前記電極を介して前記リード線の一端に接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項６】
前記両押圧板は金属製であり、これら両押圧板の互いに対向する側面同士の間に、通電板が設けられており、この通電板の軸方向両側面と前記両押圧板の側面との間部分に、これら両間部分毎にそれぞれ複数個ずつの前記各水晶圧電素子が設けられており、これら各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちの一方の端面は、前記通電板に導通させており、同じく他方の端面は、前記両押圧板のうちの何れかの押圧板に導通させており、これら両押圧板と前記通電板とに、それぞれリード線の端部を接続している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項７】
前記両押圧板のうちの少なくとも一方の押圧板のうちで、相手押圧板に対向する面に複数の保持凹部を設け、これら各保持凹部に前記各水晶圧電素子の軸方向端部を内嵌した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項８】
前記両押圧板の互いに対向する面が平坦面であり、これら両押圧板同士の間に、円周方向複数個所に保持孔を形成した円環状の保持環を配置しており、これら各保持孔に前記各水晶圧電素子の軸方向中間部を内嵌した、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項９】
前記両押圧板のうちの一方の押圧板が、中心部にねじ孔を形成したナットプレートであり、同じく他方の押圧板が、中心部に円形の通孔を形成したものであり、外周面の軸方向一端部に外向フランジ状の鍔部を、同じく他端寄り部分に雄ねじ部を、それぞれ設けた円筒状の結合ねじを前記通孔に、軸方向他端側から挿通し、更にこの雄ねじ部と前記ねじ孔とを螺合させると共に、前記鍔部を、前記他方の押圧板の軸方向両側面のうちで前記一方の押圧板と反対側の側面の内周縁部に係合させた、請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項１０】
各水晶圧電素子の角部に面取りが施されている、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した電動式ディスクブレーキ。
【請求項１１】
前記各水晶圧電素子の軸方向両端面のうちで、これら各水晶圧電素子の径方向に関して前記面取りの内側に存在する部分全体が、これら各水晶圧電素子を挟持する前記両押圧板がスラスト荷重を受ける範囲の外周縁よりも、前記軸力センサの径方向に関して内側に存在する、請求項１０に記載した電動式ディスクブレーキ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１１−８０５８６（Ｐ２０１１−８０５８６Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６６７１６（Ｐ２０１０−１６６７１６）
【出願日】平成２２年７月２６日（２０１０．７．２６）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２６日（２０１０．７．２６）
【出願人】（００００００５１６）曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【Ｆターム（参考）】
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