JP2003014019A

JP2003014019A - ディスクブレーキ

Info

Publication number: JP2003014019A
Application number: JP2001196492A
Authority: JP
Inventors: Takuya Usui; 拓也臼井
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP4573083B2

Abstract

(57)【要約】【課題】制動トルクの検出を精度高く行え、かつ良好
なブレーキ性能を確保できるディスクブレーキを提供す
る。【解決手段】ナックル５に固定されたアーム３５のア
ームブリッジ部３７に、キャリア６に接触してその変形
量を検出する接触式センサ４０が設けられている。制動
時にインナ側、アウタ側ブレーキパッド３，４に押され
てキャリア６が制動トルクに応じて変形し、このキャリ
ア６の変形量を接触式センサ４０が検出し、この検出変
形量に基づいて制動トルクを求めることができる。この
ため、ブレーキパッドの摩擦係数、路面の摩擦係数など
に基づいて制動トルクを推定するものに比して、制動ト
ルクの検出精度を向上できる。また、接触式センサ４０
がキャリパ７に係合せずにキャリア６の変形量を検出で
き、キャリパの取付剛性を低下させず、良好なブレーキ
性能を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に設けら
れ、制動トルクを検出するようにしたディスクブレーキ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、自動車の制動装置には、四輪全体
としてバランスがとれた制動力を確保する制動力制御な
どのために、複数の車輪で発生する制動トルクを求める
ようにしたものがある。このような制動装置の一例とし
て、液圧センサやピストン断面積に基づいてピストン推
力、ブレーキパッドの摩擦係数、路面の摩擦係数などに
基づいて制動トルクを推定するようにしたディスクブレ
ーキがある。また、他の制動装置の例として、国際公開
（ＷＯ）９８-０２７３５７号に示すように、ピストン
に設けた推力センサの検出値、ブレーキパッドの摩擦係
数、路面の摩擦係数などに基づいて制動トルクを推定す
るようにしたディスクブレーキがある。また、さらに他
の制動装置の例として、特開昭６２−１１０５５２号公
報に示すように、車両の固定支持体にロードセルを設け
ると共に、このロードセルをキャリパに係合させるよう
にしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、国際公開
（ＷＯ）９８-０２７３５７号などに示すように制動ト
ルクを推定するものでは、ブレーキパッドの変化や路面
状況によっては、推定した制動トルクが現実の制動トル
クと相違し、制動力制御を良好には行えないことがあ
る。また、特開昭６２−１１０５５２号公報に示すディ
スクブレーキでは、ロードセルをキャリパに係合させる
ため、その分、キャリパの取付剛性が低下し、これによ
りブレーキ性能の低下を招く虞がある。本発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、制動トルクの検出を精度
高く行え、かつ良好なブレーキ性能を確保できるディス
クブレーキを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ディスクロータの両側に配置される一対のブレーキパッ
ドと、車両の非回転部に固定され、前記ブレーキパッド
を支持するキャリアと、該キャリアに、前記ディスクロ
ータの軸方向に移動可能に支持されるキャリパと、該キ
ャリパに備えられ、前記ブレーキパッドを前記ディスク
ロータに押圧するブレーキパッド押圧機構と、を備え、
前記ブレーキパッドの前記ディスクロータの押圧により
制動力を発生するディスクブレーキであって、前記車両
の非回転部に前記キャリアの変形量を検出する変形量検
出手段を設けたことを特徴とする。

【０００５】請求項２記載の発明は、ディスクロータの
両側に配置される一対のブレーキパッドと、車両の非回
転部に固定され、前記ブレーキパッドを支持するキャリ
アと、該キャリアに、前記ディスクロータの軸方向に移
動可能に支持されるキャリパと、該キャリパに備えら
れ、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧す
るブレーキパッド押圧機構と、を備え、前記ブレーキパ
ッドの前記ディスクロータの押圧により制動力を発生す
るディスクブレーキであって、前記車両の非回転部に固
定した非回転部延長部に前記キャリアの変形量を検出す
る変形量検出手段を設けたことを特徴とする。請求項３
記載の発明は、請求項２記載の構成において、前記車両
の非回転部はナックルであり、前記非回転部延長部はア
ームであることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施の形態を
図１及び図２に基づいて説明する。図１及び図２におい
て、ディスクブレーキ１は、ディスクロータ２に対し車
両のインナ側（図１紙面裏側）及びアウタ側（図１紙面
表側）にそれぞれ配置されるインナ側、アウタ側ブレー
キパッド３，４と、ディスクロータ２に対し車両のイン
ナ側でナックル５（車両の非回転部）に固定され、イン
ナ側、アウタ側ブレーキパッド３，４をディスクロータ
２の軸方向に移動可能に支持するキャリア６と、該キャ
リア６に、前記ディスクロータ２の軸方向に移動可能に
支持されるキャリパ７と、を備えている。

【０００７】ナックル５の上側部分における車両の前
側、後側（図１左右方向）部分には、径方向外方に突出
する凸部（以下、それぞれナックル前方凸部、後方凸部
という。）８，９が形成されている。ナックル前方凸
部、後方凸部８，９には、キャリア６固定などのための
ボルト１０，１１挿入用の孔１２，１２が形成されてい
る。

【０００８】キャリア６は、ナックル前方凸部、後方凸
部８，９に重ねられてボルト１０，１１で固定される前
後２箇所の固定部（以下、キャリア前方、後方固定部と
いう。）１４，１５を有している。キャリア前方、後方
固定部１４，１５はインナビーム１６で連結されてい
る。

【０００９】キャリア前方、後方固定部１４，１５に
は、ディスクロータ２を跨ぐブリッジ部（以下、それぞ
れ、前方、後方ブリッジ部という。）１７，１８がそれ
ぞれ形成されている。前方、後方ブリッジ部１７，１８
の各先端部（符号省略）はディスクロータ２のアウタ側
（図１紙面表側）に配置され、当該先端部はアウタービ
ーム１９で連結されている。

【００１０】前方ブリッジ部１７は、キャリア前方固定
部１４から立上る前方立上り部２１と、前方立上り部２
１に略直交してその上方部からディスクロータ２のアウ
タ側に延びる前方ブリッジ本体部２２と、前方ブリッジ
本体部２２の先端部から垂下されて先端部に前記アウタ
ービーム１９が連結される前方垂下部２３とから大略構
成されている。後方ブリッジ部１８は、前方ブリッジ部
１７と略同様に、後方立上り部２４と、後方ブリッジ本
体部２５と、後方垂下部２６とから大略構成されてい
る。

【００１１】前方垂下部２３及び後方垂下部２６のそれ
ぞれには、ディスクロータ２の軸方向（図１紙面表裏方
向）に延びる溝２３ａ，２６ａが形成されている。イン
ナ側ブレーキパッド３は、耳部３ａを備え、耳部３ａを
前記溝２３ａ，２６ａに載置させることにより、キャリ
ア６に対してディスクロータ２の軸方向に移動可能に支
持されている。また、前方立上り部２１及び後方立上り
部２４のそれぞれには、ディスクロータ２の軸方向（図
１紙面表裏方向）に延びる溝２１ａ，２４ａが形成され
ている。アウタ側ブレーキパッド４は、耳部４ａを備
え、耳部４ａを溝２１ａ，２４ａに載置させることによ
り、キャリア６に対してディスクロータ２の軸方向に移
動可能に支持されている。

【００１２】前方、後方ブリッジ本体部２２，２５に
は、前記キャリパ７がピン２７を介してディスクロータ
２の軸方向（図１紙面表裏方向）に移動可能に支持され
ている。キャリパ７は、ディスクロータ２のインナ側に
設けられ油圧シリンダ機構２８（ブレーキパッド押圧機
構）を有するキャリパ本体２９と、キャリパ本体２９か
らディスクロータ２の外周部を越えてディスクロータ２
のアウタ側に延びるブリッジ部（以下、キャリパブリッ
ジ部という。）３０と、キャリパブリッジ部３０の先端
側にこのキャリパブリッジ部３０と直交して形成される
爪部３１とから大略構成されている。

【００１３】油圧シリンダ機構２８は、シリンダ３４
と、このシリンダ３４に対して油液の給排を行う図示し
ない給排部と、シリンダ３４内に収納されて、前記油液
の給排によりディスクロータ２の軸方向に変位する図示
しないピストンとを有している。キャリパ本体２９（油
圧シリンダ機構２８）とディスクロータ２との間にはイ
ンナ側ブレーキパッド３が配置され、爪部３１とディス
クロータ２との間にはアウタ側ブレーキパッド４が配置
されている。

【００１４】ナックル前方凸部８には、ボルト１０によ
りアーム（非回転部延長部）３５が固定されている。ア
ーム３５はナックル前方凸部８に固定され車両前方に延
びるアーム基端部３６と、アーム基端部３６から延設さ
れディスクロータ２を跨ぎ先端部３７ａがディスクロー
タ２のアウタ側に配置されるアームブリッジ部３７と、
から構成されている。アームブリッジ部３７の先端部３
７ａは、前方垂下部２３における溝２３ａの背面側部分
に対面して配置されている。

【００１５】アームブリッジ部３７の先端部３７ａに
は、キャリア６に接触してその変形量を検出する接触式
センサ４０が設けられている。接触式センサ４０は、ア
ームブリッジ部３７に埋設されるように設けられるセン
サ本体４１と、センサ本体４１に対して進退可能のピン
状の可動体４２と、可動体４２の変位に応じて前方垂下
部２３の変位ひいてはキャリア６の変形量を求める図示
しない演算部と、を備えている。可動体４２の先端部
（符号省略）は前方垂下部２３（キャリア６）に当接し
ており、可動体４２は、前方垂下部２３（キャリア６）
に応じて変位するようになっている。接触式センサ４０
の演算部には、接触式センサ４０が検出するキャリア６
の変形量からキャリア６に作用する制動トルクを求める
図示しないコントローラが接続されている。

【００１６】このコントローラは、油圧シリンダ機構２
８の給排部に制御信号を入力して給排部を制御する。ま
た、コントローラは、ディスクロータ２に作用する制動
トルクと前方垂下部２３（ひいてはキャリア６）の変形
量とがほぼ比例関係にあることを利用し、接触式センサ
４０から入力するキャリア６の変形量に基づいて前記制
動トルクを求める。さらに、コントローラは、前記制動
トルクに基づいて前記制御信号を補正して、シリンダ３
４への油液の供給量、ひいては制動力を所望の大きさに
なるように制御するようにしている。

【００１７】接触式センサ４０におけるアームブリッジ
部３７から突出する部分を覆うように、アームブリッジ
部３７と前方垂下部２３との間には、ブーツ４３が設け
られている。ブーツ４３を設けることにより、接触式セ
ンサ４０へのゴミなどの侵入を抑制し、接触式センサ４
０を保護するようにしている。

【００１８】車両が前進中は、ディスクロータ２は図１
に示すように反時計方向に回転している。そして、油圧
シリンダ機構２８のピストンが前進（ディスクロータ２
方向ヘ変位）することにより、インナ側ブレーキパッド
３がピストンの押圧によりディスクロータ２に押圧され
る。そして、その反力によりキャリパ７が後退（キャリ
パ本体２９がディスクロータ２から離れる方向に移動）
して、爪部３１がアウタ側ブレーキパッド４をディスク
ロータ２に押圧させる。すると、インナ側、アウタ側ブ
レーキパッド３，４とディスクロータ２との間の摩擦抵
抗により、インナ側、アウタ側ブレーキパッド３，４
は、図１の左方向に引きずられる。

【００１９】さらに、ピストンが前進し、インナ側、ア
ウタ側ブレーキパッド３，４がディスクロータ２に押圧
されると、インナ側、アウタ側ブレーキパッド３，４
は、図１の左方向に移動し、前方ブリッジ部１７の前方
垂下部２３の溝２３ａび前方立上り部２１の溝２１ａで
支持されて、制動トルク（ディスクロータ２に対する制
動トルク）が発生する。さらに、ピストンが前進し、制
動トルクが大きくなると、インナ側、アウタ側ブレーキ
パッド３，４は、制動トルクの大きさに応じて前方垂下
部２３（ひいてはキャリア６）を変形させる。制動トル
クと前方垂下部２３（ひいてはキャリア６）の変形量
は、ほぼ比例関係にあるため、キャリア６の変形量を、
アーム３５に固定された接触式センサ４０にて計測する
ことにより、制動トルクを求めることができる。そし
て、コントローラは油圧シリンダ機構２８の給排部に対
する制御信号を補正し、必要な制動トルクとなるように
ピストンの進退を行わせるようにしている。

【００２０】上述したように構成したディスクブレーキ
１では、制動時にインナ側、アウタ側ブレーキパッド
３，４に押されてキャリア６が制動トルクに応じて変形
し、このキャリア６の変形量をアーム３５に設けた接触
式センサ４０が検出し、コントローラが接触式センサ４
０からの信号に基づいて制動トルクを求める。このディ
スクブレーキ１では、キャリア６の変形量に基づいて制
動トルクを直接的に求めることができるので、制動トル
クの検出を精度高く行うことができる。すなわち、上述
した国際公開（ＷＯ）９８-０２７３５７号に示される
ディスクブレーキのように、ブレーキパッドの摩擦係
数、路面の摩擦係数などに基づいて制動トルクを推定す
るものでは、制動トルクの検出精度は低いものとなる
が、これに比して、本実施の形態では、上述したように
制動トルクを直接的に求めることができ、その検出精度
を高いものにすることができる。

【００２１】さらに、本第１実施の形態では、接触式セ
ンサ４０がキャリパ７に係合することがないので、キャ
リパ７の取付剛性の低下を招くことがない。このため、
キャリパの取付剛性の低下により惹起するブレーキ性能
の低下を招かず、良好なブレーキ性能を確保できる。

【００２２】また、上記実施の形態では、ディスクロー
タ２のアウタ側に配置されるアームブリッジ部３７の先
端部３７ａに接触式センサ４０を設け、ディスクロータ
２のアウタ側に配置される前方垂下部２３の変形量を検
出する。一方、制動時におけるキャリア６の変形量に関
して、ディスクロータ２のアウタ側及びインナ側での変
形量はアウタ側の方が大きい。このため、上述したよう
に接触式センサ４０を設けて、前方垂下部２３の変形量
を検出することにより、キャリア６の変形量ひいては制
動トルクを検出しやすくなる。なお、本発明はこれに限
らず、ディスクロータ２のインナ側に接触式センサ４０
を設けるように構成してもよい。

【００２３】また、上記実施の形態では、接触式センサ
４０の取付は、ディスクロータ２の回転方向に関して、
アームブリッジ部３７（前方ブリッジ部１７側）、すな
わちディスクロータ２の回転方向の出口側で行う場合を
例にしたが、これに代えて、図２のＡ部に示すように、
後方ブリッジ部１８側、すなわちディスクロータ２の回
転方向の入口側に接触式センサ４０を設けるように構成
してもよい。このことは、後述する第２、第３、第４実
施の形態にも同様に言えることである。

【００２４】なお、車両が後退している際の制動時に
は、後方ブリッジ部１８の後方垂下部２６の溝２６ａ及
び後方立上り部２４の溝２４ａで支持されて、制動トル
ク（ディスクロータ２に対する制動トルク）が発生す
る。この場合にも、前方ブリッジ部１７は、アウタビー
ム１９を介して後方ブリッジ部１８（後方垂下部２６及
び後方立上り部２４）に連結されており、アウタビーム
１９を介して後方ブリッジ部１８の変形に対応して変形
し、前記車両の前進時と同様に接触式センサ４０によ
り、後方ブリッジ部１８ひいてはキャリア６の変形量を
検出でき、これにより制動トルクを検出することができ
る。

【００２５】上記実施の形態では、変形量検出手段が接
触式センサ４０である場合を例にしたが、これに代え
て、図３に示すようにレーザ式センサ４５を用いた構成
（第２実施の形態）としたり、図４に示すように静電容
量式センサ４６を用いた構成（第３実施の形態）とした
り、図５に示すように導電ゴム式変位センサ４７を用い
た構成（第４実施の形態）としてもよい。

【００２６】第２実施の形態のレーザ式センサ４５は、
図３に示すように、アームブリッジ部３７の先端部３７
ａに設けられており、キャリア６に非接触でその変形量
を検出するようにしている。レーザ式センサ４５は、レ
ーザ光を発射する光源４８及びレンズなどからなる光学
系(図示省略)とを有するセンサ本体４９と、光源４８か
ら照射されキャリア６から反射された光を受けてキャリ
ア６の変形量を求める図示しない演算部と、を備えてい
る。この第２実施の形態では、レーザ式センサ４５が上
述したようにキャリア６に非接触でキャリア６の変形量
を検出し、これによりキャリア６に何等の負担をかける
ことなく制動トルクを検出することができる。

【００２７】第３実施の形態の静電容量式センサ４６
は、図４に示すように、アームブリッジ部３７とキャリ
ア６の前方ブリッジ部１７の前方垂下部２３との間に設
けられ、コンデンサの原理を利用してキャリア６に非接
触でその変形量を検出するようにしている。静電容量式
センサ４６は、アームブリッジ部３７の先端部３７ａ及
び前方垂下部２３にそれぞれ設けられる同等面積Ｓ（ｍ
ｍ²）の絶縁体（以下、第１、第２絶縁体という。）５
０，５１と、第１、第２絶縁体５０，５１の表面に設け
られ図示しない電源に接続された電極（以下、第１、第
２電極いう。）５２，５３と、第１、第２絶縁体５０，
５１間の静電容量Ｃを検出し、この検出静電容量Ｃから
キャリア６の変形量を検出する演算部(図示省略)と、か
ら大略構成されている。

【００２８】静電容量式センサ４６は、第１、第２電極
５２，５３の間隔ｔ（ｍｍ）が変化する（ひいてはキャ
リア６が変位する）と、これに応じて、次式（１）で示
される第１、第２絶縁体５０，５１間の静電容量Ｃが変
化することを利用してキャリア６の変形量を検出するよ
うにしている。Ｃ＝（εＳ）／（４πｔ）・（１／９）×１０^-7 … … （１）ただし、Ｃ：静電容量（μＦ） ε：誘電率

【００２９】この第３実施の形態では、静電容量式セン
サ４６が上述したようにキャリア６に非接触でキャリア
６の変形量を検出し、これによりキャリア６に何等の負
担をかけることなく制動トルクを検出することができ
る。

【００３０】第４実施の形態の導電ゴム式変位センサ４
７は、図５に示すように、アームブリッジ部３７とキャ
リア６の前方ブリッジ部１７の前方垂下部２３との間に
設けられ、導電ゴムの変形により抵抗値が変化すること
を利用してキャリア６の変形量を検出するようにしてい
る。導電ゴム式変位センサ４７は、アームブリッジ部３
７の先端部３７ａ及び前方垂下部２３間に介装される導
電ゴム５４と、導電ゴム５４中に埋設される一対の電極
５５，５５と、導電ゴム５４の抵抗値を検出し、この検
出抵抗値からキャリア６の変形量を検出する演算部(図
示省略)と、から大略構成されている。この第４実施の
形態では、導電ゴム式変位センサ４７が上述したように
キャリア６の変形量を検出し、これにより制動トルクを
検出できる。

【００３１】上記各実施の形態では、変形量検出手段が
接触式センサ４０（第１実施の形態）、レーザ式センサ
４５（第２実施の形態）、静電容量式センサ４６（第３
実施の形態）、導電ゴム式変位センサ４７（第４実施の
形態）である場合を例にしたが、これに代えて、差動ト
ランス式の変位センサまたは光波干渉式の変位センサを
設けるようにしてもよい。

【００３２】なお、上記第１〜第４実施の形態では、ア
ーム３５（アームブリッジ部３７の先端部３７ａ）に変
形量検出手段を設けた場合を例にしたが、これに代えて
ナックル５に変形量検出手段を設けるように構成しても
よい。また、アーム３５又はナックル５に変形量検出手
段を設けるのに代えて、キャリア６に歪ゲージを貼付
し、この歪ゲージによりキャリア６の変形量を直接検出
するように構成してもよい。また、上記第１〜第４実施
の形態では、車両の非回転部がナックル５である場合を
例にしたが、本発明はこれに限らず、サスペンションス
トラット等の他の部分を採用するようにしてもよい。な
お、上記第１〜第４実施の形態では、キャリア６とアー
ム３５とが別体である場合を例にしたが、これに限ら
ず、キャリアとアームとが一体となっていてもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１から請求項３までのいずれかに
記載の発明によれば、制動時に一対のブレーキパッドに
押されてキャリアが制動トルクに応じて変形し、このキ
ャリアの変形量を変形量検出手段が検出し、この検出変
形量に基づいて制動トルクを直接的に求めることができ
る。このため、ブレーキパッドの摩擦係数、路面の摩擦
係数などに基づいて制動トルクを推定するものに比し
て、制動トルクの検出を精度高く行うことができる。ま
た、変形量検出手段は、キャリパに係合せずにキャリア
の変形量を検出するので、キャリパの取付剛性の低下を
招くことがない。このため、キャリパの取付剛性の低下
により惹起するブレーキ性能の低下を招かず、良好なブ
レーキ性能を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態を模式的に示す正面図
である。

【図２】図１のディスクブレーキを示す平面図である。

【図３】本発明の第２実施の形態を模式的に示す正面図
である。

【図４】本発明の第３実施の形態を模式的に示す正面図
である。

【図５】本発明の第４実施の形態を模式的に示す正面図
である。

【符号の説明】

５ナックル（車両の非回転部）６キャリア１７前方ブリッジ部２１前方立上り部３５アーム（非回転部延長部）３７アームブリッジ部４０接触式センサ４５レーザ式センサ４６静電容量式センサ４７導電ゴム式変位センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクロータの両側に配置される一対
のブレーキパッドと、車両の非回転部に固定され、前記
ブレーキパッドを支持するキャリアと、該キャリアに、
前記ディスクロータの軸方向に移動可能に支持されるキ
ャリパと、該キャリパに備えられ、前記ブレーキパッド
を前記ディスクロータに押圧するブレーキパッド押圧機
構と、を備え、前記ブレーキパッドの前記ディスクロー
タの押圧により制動力を発生するディスクブレーキであ
って、前記車両の非回転部に前記キャリアの変形量を検
出する変形量検出手段を設けたことを特徴とするディス
クブレーキ。
【請求項２】ディスクロータの両側に配置される一対
のブレーキパッドと、車両の非回転部に固定され、前記
ブレーキパッドを支持するキャリアと、該キャリアに、
前記ディスクロータの軸方向に移動可能に支持されるキ
ャリパと、該キャリパに備えられ、前記ブレーキパッド
を前記ディスクロータに押圧するブレーキパッド押圧機
構と、を備え、前記ブレーキパッドの前記ディスクロー
タの押圧により制動力を発生するディスクブレーキであ
って、前記車両の非回転部に固定した非回転部延長部に
前記キャリアの変形量を検出する変形量検出手段を設け
たことを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項３】請求項２記載の構成において、前記車両
の非回転部はナックルであり、前記非回転部延長部はア
ームであることを特徴とするディスクブレーキ。