JP2002372082A - 制動装置用摩擦材の摩耗量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各パッド９ａ、９ｂのライニング１２ａ、１
２ｂの摩耗量を連続的に測定自在として、これら各パッ
ド９ａ、９ｂの交換時期の正確な判定等を可能にする。 【解決手段】 キャリパ２とインナ側のパッド９ａの裏
板１１ａとの間等、制動に伴って相対変位する１対の部
材同士の間に、この相対変位を検出する変位センサ２０
を設ける。この構成により、上記両ライニング１２ａ、
１２ｂのうちの少なくとも一方のライニングの摩耗量を
連続的に測定して、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る制動装置用摩
擦材の摩耗量測定装置は、自動車或は鉄道車両等の各種
輸送機械、或は工作機械や各種産業機械等の制動を行な
う為の制動装置を構成する摩擦材の摩耗量を連続的に測
定可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の制動を行なう為のディスクブレ
ーキとして従来から、図２０〜２１に示す様な構造のも
のが使用されている。この図２０〜２１に示したディス
クブレーキは、制動時にロータ１に対しキャリパ２を変
位させる、フローティングキャリパ型と呼ばれるもので
ある。このフローティングキャリパ型ディスクブレーキ
は、車輪（図示せず）と共に回転する上記ロータ１の一
側に隣接させる状態で設けるサポート３を、このサポー
ト３の下部に設けた取付孔４、４を利用して車体（図示
せず）に固定する。このサポート３は、上記キャリパ２
を上記ロータ１の軸方向に変位可能に支持している。

【０００３】この為に、上記ロータ１の回転方向（図５
及び図１８〜１９を除く各図の左右方向）に関して上記
キャリパ２の両端部に固設した１対の取付部５、５に、
それぞれガイドピン６、６の基端部を支持固定してい
る。そして、これらガイドピン６、６を互いに平行に、
上記ロータ１の軸方向（図１、３、６、８、１０、１
２、１４、１６、２０の上下方向、図５の左右方向、図
２、４、７、９、１１、１３、１５、１７、２１表裏方
向）に配置している。一方、上記ロータ１の回転方向に
関して上記サポート３の両端部に、それぞれガイド孔
７、７を、上記１対のガイドピン６、６と等ピッチで形
成している。そしてこれら各ガイドピン６、６を上記各
ガイド孔７、７内に、摺動可能に挿入している。この構
成により、上記サポート３に対して上記キャリパ２が、
上記ロータ１の軸方向に変位可能となる。尚、上記各ガ
イドピン６、６と上記サポート３の両端部で上記各ガイ
ド孔７、７の開口端部との間には、ゴムの如きエラスト
マー等の弾性材を蛇腹状に形成する事により伸縮自在と
した、ブーツ８、８を掛け渡している。

【０００４】又、上記サポート３にインナ側（車両の幅
方向中央寄りで、図１、３、６、８、１０、１２、１
４、１６、２０の下側）のパッド９ａを、上記ロータ１
の軸方向に摺動可能に係合させている。又、上記キャリ
パ２のアウタ側（車両の幅方向外寄りで、図１、３、
６、８、１０、１２、１４、１６、２０の上側）端部に
設けたキャリパ爪１０の内側面（図１、３、６、８、１
０、１２、１４、１６、２０の下面）に、アウタ側のパ
ッド９ｂを支持している。これらインナ側、アウタ側両
パッド９ａ、９ｂは、それぞれ裏板１１ａ、１１ｂの片
面で上記ロータ１の側面に対向する面に、請求項に記載
した摩擦材に相当するライニング１２ａ、１２ｂを添設
して成る。このうちのインナ側のパッド９ａは、上記裏
板１１ａの両端部に形成した係合突部１３、１３を上記
サポート３に形成した係合凹部１４、１４に、上記ロー
タ１の軸方向に摺動可能に係合させる事で、上記サポー
ト３に対し支持されている。一方、上記アウタ側のパッ
ド９ｂは、上記裏板１１ｂの裏面（アウタ面）の複数個
所に形成した係止突部１５、１５を上記キャリパ爪１０
の内側面に形成した係止凹部１６、１６に内嵌する事
で、このキャリパ爪１０の内側面に保持している。 更
に、上記キャリパ２のインナ側端部に設けたシリンダ部
１７内に、上記インナ側のパッド９ａを上記ロータ１に
対して押圧するピストン１８（後述する図１６参照）を
内蔵している。

【０００５】制動を行なう場合には、上記シリンダ部１
７内に圧油を送り込み、上記ピストン１８により上記イ
ンナ側のパッド９ａを、上記ロータ１の内側面に、図２
０の下から上に押し付ける。すると、この押し付け力の
反作用として上記キャリパ２が、前記各ガイドピン６、
６と前記各ガイド孔７、７との摺動に基づいて、図２０
の下方に変位し、上記キャリパ爪１０が上記アウタ側の
パッド９ｂを、上記ロータ１の外側面に押し付ける。こ
の結果、このロータ１が内外両側面側から強く挟持され
て、制動が行なわれる。

【０００６】上述の様に構成し作用するディスクブレー
キを構成する上記各パッド９ａ、９ｂのライニング１２
ａ、１２ｂは、制動の繰り返しにより次第に摩耗する。
そして、或る程度以上ライニング１２ａ、１２ｂの摩耗
が進んだパッド９ａ、９ｂは、新たなパッドと交換しな
ければならない。この為に従来から、上記各ライニング
１２ａ、１２ｂが或る程度摩耗した場合に作動して、警
告音や電気信号を出す摩耗警報装置が、各種提案され、
更には使用されている。又、実公平７−３８８０８〜９
号公報には、摩耗量を段階的に測定できる摩耗警報装置
が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の摩耗警報装置
は、ライニング１２ａ、１２ｂの摩耗量が一定量に達し
たか否かしか知る事ができなかったり、或は段階的にし
か知る事ができない為、上記ライニング１２ａ、１２ｂ
を備えたパッド９ａ、９ｂの交換時期を正確に予測する
事が難しかった。又、ライニング１２ａ、１２ｂの摩耗
程度が急変する等、ディスクブレーキ等の制動装置の急
激な性能低下を予測する事も難しかった。本発明は、こ
の様な事情に鑑みて、ライニング１２ａ、１２ｂ等の摩
擦材の摩耗量を連続的に測定できる制動装置用摩擦材の
摩耗量測定装置を実現すべく発明したものである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明の制動装置用摩擦材
の摩耗量測定装置は、回転部材に対しこの回転部材と同
心に固設された被制動部材と、制動時にこの被制動部材
に押し付けられる摩擦材とを備えた制動装置に組み付け
る。そして、上記摩擦材の摩耗量を連続的に測定する
為、制動時に互いに相対変位する１対の部材同士の間に
変位センサを設けて成る。

【０００９】

【作用】上述の様に構成する本発明の制動装置用摩擦材
の摩耗量測定装置によれば、摩擦材の摩耗量を連続的に
測定できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１〜２に対応
する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、
本例の特徴は、制動装置であるフローティングキャリパ
型のディスクブレーキを構成するパッド９ａ、９ｂのラ
イニング１２ａ、１２ｂの摩耗量を連続的に測定する摩
耗量測定装置にある。ディスクブレーキの構造及び作用
は、前述の図２０〜２１で説明した、従来から広く知ら
れているディスクブレーキと同様であるから、同等部分
には同一符号を付して重複する説明を省略し、以下、本
発明の特徴部分を中心に説明する。

【００１１】本例の場合には、キャリパ２のインナ側面
の一部で一方（図１〜２の右方）のガイドピン６の基端
部を固定した部分に、十分な曲げ剛性を有する金属板を
Ｌ字形に形成した、取付ブラケット１９の基端部を固定
している。そして、この取付ブラケット１９の先端部
に、変位センサ２０の基端部を結合固定している。この
変位センサ２０は、本体２１と接触子（プローブ）２２
とを備え、この接触子２２に本体２１から突出する方向
（図１で上向）の弾力を付与して成る。この様な変位セ
ンサ２０は、上記接触子２２の軸方向の変位量を電気信
号に変換して、図示しないハーネスを通じて判定器に送
る。本例の場合、この様な変位センサ２０を構成する接
触子２２の先端面を、インナ側のパッド９ａを構成する
裏板１１ａの端部で、上記キャリパ２から外れた部分に
当接させている。

【００１２】上述の様に構成する本発明の制動装置用摩
擦材の摩耗量測定装置によれば、ディスクブレーキを構
成する１対の上記パッド９ａ、９ｂを構成するライニン
グ１２ａ、１２ｂの摩耗量の合計を、連続的に測定でき
る。即ち、上記１対のパッド９ａ、９ｂを構成する裏板
１１ａ、１１ｂ同士の間隔は、上記各ライニング１２
ａ、１２ｂの厚さが大きい（摩耗量が少ない）場合には
広く、これら各ライニング１２ａ、１２ｂの厚さが小さ
い（摩耗量が多い）場合には狭くなる。上記キャリパ２
に内蔵したピストンの押し出し量は、上記各裏板１１
ａ、１１ｂ同士の間隔が狭くなるのに伴って多くなり、
上記取付ブラケット１９と上記裏板１１ａの裏面との間
隔も広がる。従って、上記変位センサ２０が検出する、
この裏板１１ａと上記キャリパ２との相対変位を測定す
れば、上記各ライニング１２ａ、１２ｂの摩耗量の合計
を連続的に求める事ができる。

【００１３】次に、図３〜５も、請求項１〜２に対応す
る、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の
場合には、キャリパ２のインナ側面の一部で一方（図３
〜４の右方）のガイドピン６の基端部を固定した部分
に、十分な曲げ剛性を有する金属板製で矩形の取付ブラ
ケット１９ａの基端部を固定している。そして、この取
付ブラケット１９ａの先端部に基端部を結合固定した変
位センサ２０の接触子２２の先端面を、サポート３のイ
ンナ側面の一部に当接させている。

【００１４】上記キャリパ２の上記サポート３に対する
位置は、アウタ側のパッド９ｂを構成するライニング１
２ｂの厚さに応じて変化する。即ち、このライニング１
２ｂの厚さが大きい場合には、上記キャリパ２はアウタ
側に変位しており、上記取付ブラケット１９ａと上記サ
ポート３のインナ側面との距離は小さい。これに対し
て、上記ライニング１２ｂの厚さが小さくなると、上記
キャリパ２はインナ側に変位し、上記取付ブラケット１
９ａと上記サポート３のインナ側面との距離は大きくな
る。従って、上記変位センサ２０が検出する、上記サポ
ート３のインナ側面と上記キャリパ２との相対変位を測
定すれば、上記アウタ側のライニング１２ｂの摩耗量を
連続的に求める事ができる。インナ側のライニング１２
ａの摩耗量に関しても、アウタ側とほぼ同様である為、
アウタ側の摩耗量のみを測定しても、実際上あまり問題
とはならない。

【００１５】次に、図６〜７も、請求項１〜２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、サポート３のインナ側面の一部で一方（図６
〜７の右方）のガイドピン６に隣接する部分に、十分な
曲げ剛性を有する金属板をＬ字形に形成した、取付ブラ
ケット１９の基端部を固定している。そして、この取付
ブラケット１９の先端部に基端部を結合固定した変位セ
ンサ２０の接触子２２の先端面を、キャリパ２のアウタ
側面の一部に当接させている。この様な本例は、変位セ
ンサ２０を装着する部材がキャリパ２からサポート３に
変わり、接触子２２の先端面を当接させる部材がサポー
ト３からキャリパ２に変わった以外の点は、上述した第
２例の場合と同様である。

【００１６】次に、図８〜９も、請求項１〜２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、サポート３のアウタ側面の一部に、十分な曲
げ剛性を有する金属板をクランク型に曲げ形成した、取
付ブラケット１９ｂの基端部を固定している。そして、
この取付ブラケット１９ｂの先端部に基端部を結合固定
した変位センサ２０の接触子２２の先端面を、アウタ側
のパッド９ｂを構成する裏板１１ｂのアウタ側面の一部
に当接させている。

【００１７】上記アウタ側のパッド９ｂを構成する裏板
１１ｂの上記サポート３に対する位置は、このアウタ側
のパッド９ｂを構成するライニング１２ｂの厚さに応じ
て変化する。即ち、このライニング１２ｂの厚さが大き
い場合には、上記裏板１１ｂはアウタ側に存在してお
り、上記取付ブラケット１９ｂの先端部とこの裏板１１
ｂのアウタ側面との距離は小さい。これに対して、上記
ライニング１２ｂの厚さが小さくなると、上記裏板１１
ｂはインナ側に変位し、上記この裏板１１ｂと上記取付
ブラケット１９ｂの先端部との距離は大きくなる。従っ
て、上記変位センサ２０が検出する、取付ブラケット１
９ｂの先端部と上記裏板１１ｂとの相対変位を測定すれ
ば、上記アウタ側のライニング１２ｂの摩耗量を連続的
に求める事ができる。

【００１８】次に、図１０〜１１も、請求項１〜２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、サポート３のインナ側面の一部に、十分
な曲げ剛性を有する金属板をクランク型に曲げ形成し
た、取付ブラケット１９ｂの基端部を固定している。そ
して、この取付ブラケット１９ｂの先端部に基端部を結
合固定した変位センサ２０の接触子２２の先端面を、イ
ンナ側のパッド９ａを構成する裏板１１ａのインナ側面
の一部に当接させている。

【００１９】上記インナ側のパッド９ａを構成する裏板
１１ａの上記サポート３に対する位置は、このインナ側
のパッド９ａを構成するライニング１２ａの厚さに応じ
て変化する。即ち、このライニング１２ａの厚さが大き
い場合には、上記裏板１１ａはインナ側に存在してお
り、上記取付ブラケット１９ａの先端部とこの裏板１１
ａのアウタ側面との距離は小さい。これに対して、上記
ライニング１２ａの厚さが小さくなると、上記裏板１１
ａはアウタ側に変位し、この裏板１１ａと上記取付ブラ
ケット１９ｂの先端部との距離は大きくなる。従って、
本例の場合には、上記変位センサ２０が検出する、取付
ブラケット１９ｂの先端部と上記裏板１１ａとの相対変
位を測定すれば、上記インナ側のライニング１２ａの摩
耗量を連続的に求める事ができる。

【００２０】次に、図１２〜１３も、請求項１〜２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、キャリパ２とサポート３との間に、前述
の図３〜５に示した第２例の場合と同様の構造で変位セ
ンサ２０ａを設け、アウタ側のパッド９ｂを構成するラ
イニング１２ｂの厚さを測定自在としている。これと同
時に本例の場合には、上記キャリパ２とインナ側のパッ
ド９ａを構成する裏板１１ａのインナ側面との間に別の
変位センサ２０ｂを設けて、このインナ側のパッド９ａ
を構成するライニング１２ａの厚さを測定自在としてい
る。従って、本例の場合には、インナ側、アウタ側両パ
ッド９ａ、９ｂのライニング１２ａ、１２ｂの摩耗量
を、互いに独立してそれぞれ連続的に求める事ができ
る。

【００２１】次に、図１４〜１５も、請求項１〜２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、キャリパ２とサポート３との間に、前述
の図６〜７に示した第３例の場合と同様の構造で変位セ
ンサ２０ａを設け、アウタ側のパッド９ｂを構成するラ
イニング１２ｂの厚さを測定自在としている。これと同
時に本例の場合には、上記キャリパ２とインナ側のパッ
ド９ａを構成する裏板１１ａのインナ側面との間に別の
変位センサ２０ｂを設けて、このインナ側のパッド９ａ
を構成するライニング１２ａの厚さを測定自在としてい
る。従って、本例の場合も、インナ側、アウタ側両パッ
ド９ａ、９ｂのライニング１２ａ、１２ｂの摩耗量を、
互いに独立してそれぞれ連続的に求める事ができる。

【００２２】次に、図１６〜１７は、請求項１〜３に対
応する、本発明の実施の形態の第８例を示している。本
例の場合には、変位センサ２０を構成する本体２１をキ
ャリパ２のうちのシリンダ部１７の底部に対応する部分
に固定すると共に、上記変位センサ２０を構成する接触
子２２の先端を、上記シリンダ部１７に嵌装したピスト
ン１８の底面に弾性的に当接させている。又、上記接触
子２２の先端部に温度センサを付設し、この温度センサ
を、上記シリンダ部１７内に存在する、上記ピストン１
８を押圧する為の油に接触させている。

【００２３】上記シリンダ部１７内でのピストン１８の
変位量は、１対のパッド９ａ、９ｂを構成するライニン
グ１２ａ、１２ｂの摩耗量の合計に応じて増大する。従
って、本例の場合には、これら両ライニング１２ａ、１
２ｂの摩耗量の合計を測定できる。又、上記温度センサ
により、上記シリンダ部１７内の油の温度を知る事がで
きて、油温の過上昇を検知し、運転者への警報手段を作
動させる事ができる。尚、上述の様に、変位センサ２０
を構成する接触子２２の先端部に温度センサを設ける構
造は、前述の図１〜２及び図８〜１５に示した第１例及
び第４〜７例で実施する事もできる。これら第１例及び
第４〜７例で温度センサを設ければ、何れかのパッド９
ａ、９ｂの温度を知る事ができて、やはり運転者への警
報手段を作動させる事ができる。

【００２４】この様な場合に運転者に警報を発する為、
運転席に設ける警告表示の２例に就いて、図１８〜１９
に示す。このうちの図１８は、図１６〜１７に示した第
８例の構造と組み合わせるものである。変位センサ２０
及び温度センサ２３の検出信号は、演算器や比較回路を
組み込んだ判定器２４で処理して表示器２５に送る。そ
して、この表示器２５は、パッドの残量を示す表示２６
や、それまでと同様の使用条件下でのパッドの寿命を示
す表示２７の切り換えの他、油温警告灯２８の点滅を切
り換え表示する。又、図１９は、図１〜２及び図８〜１
５に示した第１例及び第４〜７例に温度センサ２３を設
けた構造と組み合わせるものである。この場合に表示器
２５ａは、パッド９ａ（９ｂ）の残量を示す表示２６や
パッド９ａ（９ｂ）の寿命を示す表示２７の切り換えの
他、パッド温警告灯２９の点滅を切り替え表示する。

【００２５】

【発明の効果】本発明の制動装置用摩擦材の摩耗量測定
装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、ライ
ニング等の摩擦材の摩耗量を正確に知る事ができて、制
動装置を有する各種機械装置の安全性向上に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す平面図。

【図２】図１の下方から見た図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す平面図。

【図４】図３の下方から見た図。

【図５】図３のＡ矢視図。

【図６】本発明の実施の形態の第３例を示す平面図。

【図７】図６の下方から見た図。

【図８】本発明の実施の形態の第４例を示す平面図。

【図９】図８の下方から見た図。

【図１０】本発明の実施の形態の第５例を示す平面図。

【図１１】図１０の下方から見た図。

【図１２】本発明の実施の形態の第６例を示す平面図。

【図１３】図１２の下方から見た図。

【図１４】本発明の実施の形態の第７例を示す平面図。

【図１５】図１４の下方から見た図。

【図１６】本発明の実施の形態の第８例を示す平面図。

【図１７】図１６の下方から見た図。

【図１８】運転席に設ける警告表示の第１例を示す回路
図。

【図１９】同第２例を示す回路図。

【図２０】本発明の対象となる制動装置の一種であるデ
ィスクブレーキの１例を示す平面図。

【図２１】図２０の下方から見た図。

【符号の説明】

１ ロータ ２ キャリパ ３ サポート ４ 取付孔 ５ 取付部 ６ ガイドピン ７ ガイド孔 ８ ブーツ ９ａ、９ｂ パッド １０ キャリパ爪 １１ａ、１１ｂ 裏板 １２ａ、１２ｂ ライニング １３ 係合突部 １４ 係合凹部 １５ 係止突部 １６ 係止凹部 １７ シリンダ部 １８ ピストン １９、１９ａ、１９ｂ 取付ブラケット ２０、２０ａ、２０ｂ 変位センサ ２１ 本体 ２２ 接触子 ２３ 温度センサ ２４ 判定器 ２５、２５ａ 表示器 ２６、２７ 表示 ２８ 油温警告灯 ２９ パッド温警告灯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 信一 東京都中央区日本橋小網町19番５号 曙ブ レーキ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J058 AA43 AA48 AA53 AA58 AA63 AA69 AA73 AA77 AA83 AA87 BA32 BA41 BA60 DB02 DB04 DB23 FA01 FA11 FA21 FA31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部材に対しこの回転部材と同心に固
   設された被制動部材と、制動時にこの被制動部材に押し
   付けられる摩擦材とを備えた制動装置に組み付け、制動
   時に互いに相対変位する１対の部材同士の間に上記摩擦
   材の摩耗量を連続的に測定可能な変位センサを設けて成
   る制動装置用摩擦材の摩耗量測定装置。
2. 【請求項２】 上記制動装置が自動車の制動を行なう為
   のディスクブレーキであって、上記被制動部材が車輪と
   共に回転するロータであり、上記摩擦材が、このロータ
   の軸方向に変位可能な１対のパッドのうちで上記ロータ
   に対向する面に設けられており、このロータに隣接して
   車体に固定されるサポートと、このサポートにこのロー
   タの軸方向に変位可能に支持されたキャリパと、このキ
   ャリパに内蔵されたピストンとを備え、このピストンの
   押し出しに伴い、上記１対のパッドを上記ロータの両側
   面に押し付けて制動を可能としており、上記変位センサ
   は、サポートとキャリパと何れかのパッドとピストンと
   のうちから選択される、このピストンの押し出しに伴っ
   て相対変位する１対の部材同士の間に設けられている、
   請求項１に記載した、制動装置用摩擦材の摩耗量測定装
   置。
3. 【請求項３】 上記１対の部材は、キャリパとピストン
   とであり、上記変位センサは、本体を上記キャリパに固
   定した状態で接触子をこのピストンの底面に弾性的に当
   接させており、上記変位センサの一部でこのピストンを
   押圧する為の油に接触する部分に温度センサを付設し
   た、請求項２に記載した制動装置用摩擦材の摩耗量測定
   装置。