JP2011149763A - 押力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に装着されていない状態でのドラムブレーキ装置の備える一対のブレーキシューがドラムの内周面を押す力である押力を正確に測定することを課題とする。
【解決手段】(a)ドラムブレーキ装置２０を保持するベース１５２と、(b)それぞれが、受圧面１９０を有し、その受圧面が受ける荷重を測定する一対の荷重センサ１５４と、(c)それら一対の荷重センサを、それら一対の荷重センサの各々の受圧面とベースによって保持された状態のドラムブレーキ装置の一対のブレーキシューの各々の摩擦材５０とが向かい合うように、保持する荷重センサ保持機構１５６とを備えた押力測定装置１０において、受圧面を凸状の曲面とする。このように構成することで、荷重センサの受圧面とブレーキシューの摩擦材との間に生じる摩擦力を小さくし、押力を測定する際の摩擦力の影響を小さくすることが可能となり、押力を正確に測定することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドラムブレーキ装置の有する一対のブレーキシューがドラムの内周面を押す力を、そのドラムブレーキ装置が車両に装着されていない状態で測定するための押力測定装置に関する。

ドラムブレーキ装置は、外周面に摩擦材が固定された一対の円弧状のブレーキシューと、それら一対のブレーキシューの間に設けられ、一対のブレーキシューの間隔を拡げるアクチュエータとを有し、そのアクチュエータによって一対のブレーキシューの各々の摩擦材を車輪とともに回転するドラムの内周面に押し付けることで、制動力を発生させる構造とされている。下記特許文献には、一対のブレーキシューの各々の摩擦材がドラムの内周面に押し付けられる際に摩擦材とドラムの内周面との間に生じる摩擦力を測定する測定装置の一例が記載されており、その測定された摩擦力が、ドラムブレーキ装置の作動状態の検査に利用されている。

特開平８−２９７０８４号公報

上記特許文献に記載の測定装置では、摩擦材とドラムの内周面との間に生じる摩擦力を測定し、その測定された摩擦力によって、ドラムブレーキ装置の作動状態を検査しているが、摩擦力以外の要素によって、ドラムブレーキ装置の作動状態を検査することは可能である。ドラムブレーキ装置は、上述したように、一対のブレーキシューの各々の摩擦材をドラムの内周面に押し付けることで、制動力を発生させる構造とされていることから、例えば、一対のブレーキシューがドラムの内周面を押す力である押力を測定し、その押力によってドラムブレーキ装置の作動状態を検査することも可能である。本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、ドラムブレーキ装置が車両に装着されていない状態で押力を正確に測定することが可能な測定装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段および効果

上記課題を解決するために、本発明の押力測定装置は、(a)ドラムブレーキ装置を保持するベースと、(b)それぞれが、受圧面を有し、その受圧面が受ける荷重を測定する一対の荷重センサと、(c)それら一対の荷重センサを、それら一対の荷重センサの各々の受圧面とドラムブレーキ装置がベースによって保持された状態における一対のブレーキシューの各々の摩擦材とが向かい合うように、保持する荷重センサ保持機構とを備えた押力測定装置であって、荷重センサの受圧面が凸状の曲面とされる。

本発明の押力測定装置においては、一対の荷重センサが、車両に装着されていない状態のドラムブレーキ装置を挟んで互いに反対側に設けられており、それら一対の荷重センサによって、一対のブレーキシューによる押力を容易に測定することが可能となっている。また、荷重センサの受圧面が曲面とされており、押力測定時にその受圧面とブレーキシューの摩擦材とが接触する際にそれら受圧面と摩擦材との間に生じる摩擦力は、後に詳しく説明するように、比較的小さくなる。したがって、本発明の押力測定装置によれば、押力を測定する際に荷重センサと摩擦材との間に生じる摩擦力の影響を小さくすることが可能となり、正確に押力を測定することが可能となる。

本発明の押力測定装置は、一対の荷重センサの間の距離を維持した状態で一対の荷重センサが振動するように荷重センサ保持機構を振動させる振動機構を備えるように構成されてもよい。ドラムブレーキ装置が車両に装着された際に、ドラムブレーキ装置とドラムとが偏心している場合があり、そのような場合には、ブレーキシューの摩擦材とドラムの内周面との間の距離が周期的に変化する。本態様においては、ブレーキシューの摩擦材と受圧面との間の距離を周期的に変化させることが可能となり、ブレーキシューの摩擦材と受圧面との間の距離を周期的に変化させた状態で、押力を測定することが可能となる。したがって、本態様によれば、ドラムブレーキ装置とドラムとが偏心した状態で車両が走行している場合の押力を、擬似的に測定することが可能となる。

本発明の押力測定装置における「荷重センサ保持機構」は、一対の荷重センサの間の距離を変更することが可能な構造とされてもよい。車両の走行に伴って摩擦材等が摩耗し、ブレーキシューの摩擦材とドラムの内周面との間の距離は変化する。本態様においては、ブレーキシューの摩擦材と受圧面との間の距離を任意の距離に変更することが可能となり、例えば、摩擦材が殆ど摩耗していない状態での押力を測定したり、摩擦材がある程度摩耗した状態での押力を測定したりすることが可能となる。

本発明の押力測定装置における「荷重センサ保持機構」は、一対の荷重センサの間の距離が維持されるようにそれら一対の荷重センサが保持された状態と、一対の荷重センサの間の距離が変化可能にそれら一対の荷重センサが保持された状態とを選択的に実現可能な保持状態切換機構を有し、本発明の押力測定装置は、保持状態切換機構によって一対の荷重センサの間の距離が変化可能にそれら一対の荷重センサが保持された状態が実現された際に、一対の荷重センサのそれぞれの変位量をそれぞれが測定する一対の変位量センサを備えるように構成してもよい。本態様によれば、一対のブレーキシューによる押力だけでなく、一対のブレーキシューが移動する距離をも測定することが可能となる。

ドラムブレーキ装置が装着された状態の本発明の実施例である押力測定装置を示す正面図である。 ドラムブレーキ装置が装着された状態の本発明の実施例である押力測定装置を示す側面図である。 車両に装着された状態の図１および図２のドラムブレーキ装置を示す正面図である。 図３のドラムブレーキ装置の備える電動アクチュエータを示す概略断面図である。 (a)図４の電動アクチュエータの押付機構の有するボールランプ機構の展開図である。(b)ボールランプ機構の駆動部材の斜視図である。(c)ボールランプ機構の作用状態を示す展開図である。 (a)図３のドラムブレーキ装置の非作用状態を示す概略図である。(b)ドラムブレーキ装置の作用作動時の押圧部材のストロークと拡開力との関係を示すグラフである。 押付機構の作動図である。 図１および図２の押力測定装置の備える測定端子を示す概略断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

本発明の実施例である押力測定装置１０を図１，図２に示す。図１は、押力測定装置１０の正面図であり、図２は、側面図である。押力測定装置１０は、ドラムブレーキ装置２０を構成する一対のブレーキシュー２２ａ，２２ｂがドラムの内周面を押す力である押力を測定するためのものであり、ドラムブレーキ装置２０が車両に装着されていない状態でその押力を測定するものとされている。ドラムブレーキ装置２０は、電動アクチュエータ２４によって一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの間隔を拡げる構造とされており、それら一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの間隔が拡げられることで、ドラムブレーキ装置２０が車両に装着された状態において制動力を発生させるものとされている。以下に、まず、ドラムブレーキ装置２０が車両に装着された状態でのドラムブレーキ装置２０の構造および作動について説明し、その後に、押力測定装置１０の構造、押力測定装置１０による測定について説明する。

（Ａ）ドラムブレーキ装置の構造
ドラムブレーキ装置２０は、図３に示すように、車体に取り付けられる非回転部材としてのバッキングプレート３０と、そのバッキングプレート３０の一面上に設けられる一対のブレーキシュー２２ａ，ｂと、それら一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの間隔を拡げる電動アクチュエータ２４とを備えている。一対のブレーキシュー２２ａ，ｂは、車輪とともに回転するドラム３２の内周面に対面する状態で、シューホールドダウン装置３４ａ，ｂによってバッキングプレート３０の面に沿って移動可能に取り付けられている。また、バッキングプレート３０の一直径方向に隔たった２箇所には、電動アクチュエータ２４を構成する押付機構３６とアンカ３８とが固定されている。一対のブレーキシュー２２ａ，ｂのそれぞれの一端部が押付機構３６に係合させられるとともに、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂのそれぞれの他端部がアンカ３８に接続されており、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂは、アンカ３８を中心として、押付機構３６によって拡開可能とされている。

一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの外周面には摩擦材としてのブレーキライニング５０ａ，ｂが一対固定されており、それら一対のブレーキライニング５０ａ，ｂがドラム３２の内周面に摺接させられることにより、それらブレーキライニング５０ａ，ｂとドラム３２との間に摩擦力が発生する。また、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの一端部の間には、アジャスタ付きストラット５２とリターンスプリング５４とが設けられている。アジャスタ付きストラット５２は、ブレーキライニング５０ａ，ｂの摩耗に応じて、一対のブレーキライニング５０ａ，ｂとドラム３２の内周面との隙間を調整するものである。

電動アクチュエータ２４は、図４に示すように、押付機構３６に加えて、駆動源としての電動モータ６０と、電動モータ６０の回転を押付機構３６に伝達する回転伝達機構６２とを備えている。電動モータ６０および回転伝達機構６２は、バッキングプレート３０のブレーキシュー２２ａ，ｂを保持する側とは反対側に保持されている。押付機構３６は、一対の押圧部材６４ａ，ｂを前進させる機構であり、ハウジング６６と、回転入力部材６８と、回転スライド部材７０と、駆動部材７２とを有している。押圧部材６４ａ，ｂは、それぞれ、ハウジング６６に、回り止め機構７４ａ，ｂを介して相対回転不能かつ軸方向（中心軸線Ｌと平行な方向）に相対移動可能に保持される。回転入力部材６８は、概して中空の円筒状を成したものであり、ハウジング６６に、軸方向に相対移動不能かつ相対回転可能に、一対のベアリング７６，７８を介して保持される。回転入力部材６８には、電動モータ６０の回転が伝達される。

回転スライド部材７０は、軸方向に延びた中空の軸部８０と、それの一端部に設けられた頭部８２とを有し、軸部８０において、回転入力部材６８に、相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に保持されている。また、頭部８２には、押圧部材６４ｂがスラストベアリング８４を介して相対回転可能に係合させられ、押圧部材６４ｂには、頭部８２を押圧部材６４ｂに押し付ける向きに付勢するばね部材８６が設けられている。

駆動部材７２は、軸方向に延びた中実の軸部９０と、一端部に設けられた頭部９２とを有し、軸部９０において回転スライド部材７０の中空の軸部８０の内側に、軸方向に相対移動可能に保持される。回転スライド部材７０の軸部８０の中心部には雌ねじ穴９４が形成される一方、駆動部材７２の軸部９０は雄ねじ部とされ、これらが螺合されて、回転を直線移動に変換する運動変換機構が構成されている。本運動変換機構は、一組の雄ねじ部と雌ねじ穴９４とから成るねじ機構９６により構成されており、相対回転時にはすべり摩擦が生じ、軸方向の荷重が大きくなればロック状態となる。そのため、駆動部材７２に設定値以上の軸方向力が加えられた状態では、駆動部材７２と回転スライド部材７０とは一体的に回転する。

駆動部材７２と押圧部材６４ａとは中心軸線Ｌの回りに相対回転可能であり、駆動部材７２の頭部９２には、押圧部材６４ａがランプ機構の一種であるボールランプ機構１００を介して係合させられている。また、押圧部材６４ａには、駆動部材７２の頭部９２を押圧部材６４ａに押し付ける向きに付勢するばね部材１０２が設けられている。

ボールランプ機構１００は、図５（ａ）の展開図に示すように、駆動部材７２と押圧部材６４ａとの互いに対向する端面９２Ｐ、６４Ｐの間に設けられる。ボールランプ機構１００は、押圧部材６４ａに対向する駆動部材７２の頭部９２の端面９２Ｐに形成された第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃ（図５（ｂ）参照）と、駆動部材７２の頭部９２に対向する押圧部材６４ａの端面６４Ｐに形成された第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃと、第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃの間にそれぞれ１つずつ保持された３つの転動体としてのボール１０８ａ，ｂ，ｃとを備えている。第１，第２傾斜溝１０４，１０６ａ，ｂ，ｃは、図５に示すように、それぞれ、中心軸線Ｌを中心とする円筒面に沿って形成され、かつ、中心軸線Ｌと直角な直角基準平面（本実施例においては、端面９２Ｐ，６４Ｐが直角基準平面と平行な面である）に対して傾斜した状態で形成される。換言すれば、円周に沿って進むにつれて傾斜溝の底面と直角基準平面との間の距離（以下、溝の軸方向成分と称する）が単調に（図示の例では直線的に）減少する形状を成している。また、第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、２／３πずつ位相がずれた位置に設けられている。

駆動部材７２が押圧部材６４ａに対して相対回転させられると、図５（ｃ）に示すように、ボール１０８ａ，ｂ，ｃが、それぞれ、第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃと第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃとの間を転動してこれらの相対位置が変化し、押圧部材６４ａが駆動部材７２に対して軸方向に相対移動させられる。この押圧部材６４ａの駆動部材７２に対する相対移動量（以下、ボールランプ機構１００のストロークと称することがある）の理論上の最大値は、ボール１０８ａ，ｂ，ｃの直径よりわずかに小さい値となる。

駆動部材７２は、回転スライド部材７０にねじ機構９６を介して係合させられているが、駆動部材７２に加えられる軸方向の力が設定値以下である間はねじ機構９６がロックすることはない。また、駆動部材７２は押圧部材６４ａにばね部材１０２によって押し付けられており、駆動部材７２に加えられる軸方向の力が設定値以下である間、駆動部材７２の押圧部材６４ａに対する相対回転が阻止される。駆動部材７２が押圧部材６４ａに対して相対回転するためには、ボール１０８ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃをころがり上り、駆動部材７２と押圧部材６４ａとをばね部材１０２の付勢力に抗して互いに離間させることが必要であるが、その際に駆動部材７２が押圧部材６４ａから受ける抵抗トルク（ボール１０８ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃおよび第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃを登るのに必要な軸方向の力とボール１０８ａ，ｂ，ｃのころがり摩擦とに起因して受ける抵抗トルクであるが、ころがり摩擦は小さいため無視することもできる）が、上記軸方向の力が設定値以下である状態では、駆動部材７２と回転スライド部材７０とが相対回転する際にねじ機構９６において受ける抵抗トルク（ねじ面間におけるすべり摩擦力と、一方のねじ山が他方のねじ山をリード角分登るのに必要な軸方向の力とに起因して受ける抵抗トルク）より大きくなるように、ねじ機構９６におけるリード角，ねじ機構９６におけるすべり摩擦係数，ボールランプ機構１００における第１，第２傾斜溝１０４，１０６ａ，ｂ，ｃの傾斜角，およびばね部材１０２の設定荷重が選定されているのである。そのため、駆動部材７２に加えられる軸方向の力が設定値以下である間は、回転スライド部材７０の回転に伴って駆動部材７２は前進（直線移動）させられ、押圧部材６４ａが前進させられる。

それに対して、駆動部材７２に加えられる軸方向の力が設定値より大きくなると、ねじ機構９６がロックする。その結果、駆動部材７２に加えられる駆動回転トルクが大きくなり、ボールランプ機構１００が駆動部材７２と押圧部材６４ａとを離間させようとする力がばね部材１０２の付勢力を超える。そのために、駆動部材７２は、押圧部材６４ａに対して相対回転させられ、ボール１０８ａ，ｂ，ｃが第１傾斜溝１０４ａ，ｂ，ｃと第２傾斜溝１０６ａ，ｂ，ｃをころがり上り、それによって、押圧部材６４ｂが駆動部材７２に対して軸方向に相対的に移動させられる。この設定値は、リターンスプリング５４のセット荷重に応じた大きさ以下の大きさ、すなわち、リターンスプリング５４のセット荷重に応じた力が加えられた場合には、ねじ機構９６がロックする大きさとされる。例えば、設定値は、セット荷重に応じた力Ｆｓに係数α（０＜α≦１）を掛けた大きさ（Ｆｓ・α）とすることができる。

回転伝達機構６２は、４つのギヤ１１０，１１２，１１４，１１６を有しており、ギヤ１１０は、電動モータ６０の出力軸１１８に相対回転不能に設けられ、ギヤ１１２，１１４，１１６は、それぞれ、ハウジング６６に回転可能に保持される。ギヤ１１２は、回転入力部材６８と噛み合わされている。そのギヤ１１２はギヤ１１６と噛み合わされ、ギヤ１１０はギヤ１１４と噛み合わされており、ギヤ１１４，１１６は、同軸状に一体的に回転可能に保持されている。そのため、電動モータ６０の出力軸１１８の回転は、ギヤ１１０，１１２，１１４，１１６を介して回転入力部材６８に伝達される。

また、ドラムブレーキ装置２０には、コンピュータを主体とするブレーキＥＣＵ１２０が設けられる。ブレーキＥＣＵ１２０は、入出力部、実行部、記憶部を含み、入出力部には、電動モータ６０の回転角度を検出する回転角センサ１２２，運転者によって操作可能なブレーキ操作部材１２４の操作量や操作力等の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出装置１２６，実際の制動力を検出する荷重センサ１２８等が接続されるとともに、電動モータ６０が図示しない駆動回路を介して接続される。荷重センサ１２８はアンカ３８に設けられ、ブレーキシュー２２ａ，ｂによって加えられる荷重が検出される。電動モータ６０への供給電流は回転角センサ１２２による出力値に基づいて制御されるが、荷重センサ１２８による検出値に基づいて取得される実際の制動力が、運転者のブレーキ操作状態で決まる要求制動力に近づくように制御される。なお、要求制動力は、車両の走行状態に基づいて決まるようにすることもできる。運転者がブレーキ操作部材１２４を操作しなくても自動でドラムブレーキ装置２０が作動させられるようにすることもできる。

（Ｂ）ドラムブレーキ装置の作動
上述したような構造から、ドラムブレーキ装置２０においては、電動モータ６０の作動を制御することで、制動力を制御可能に変化させることが可能となっている。また、ドラムブレーキ装置２０は、ブレーキライニング５０ａ，ｂの摩耗に伴う押圧部材６４ａ，ｂとブレーキシュー２２ａ，ｂとの間の隙間を無くすことが可能となっている。以下に、ドラムブレーキ装置２０の作動を図６および図７を用いて詳しく説明する。

i）ドラムブレーキ装置の非作用状態
まず、図７（ａ）に示すように、押付機構３６において、一対の押圧部材６４ａ，ｂとブレーキシュー２２ａ，ｂとの間に隙間Δａ，Δｂがある場合について説明する。ドラムブレーキ装置２０の作用に伴ってブレーキライニング５０ａ，ｂが摩耗する。ブレーキライニング５０ａ，ｂが磨耗すると、ドラム３２の内周面とブレーキライニング５０ａ，ｂとの間に隙間ができる。一方、アジャスタ付きストラット５２が作動させられると、ドラムブレーキ装置２０の非作用状態におけるブレーキシュー２２ａ，ｂの位置が、これらの隙間が小さくなる位置とされる。そのため、ブレーキシュー２２ａ，ｂと押付機構３６との間に隙間が生じるのである。なお、ブレーキライニング５０ａ，ｂの磨耗量が非常に小さい場合、あるいは、後述するように、押付機構３６により磨耗量に応じた調整が行われた後においては、隙間Δａ，Δｂは非常に小さくなる。また、ドラムブレーキ装置２０の非作用状態においては、ボールランプ機構１００は復帰状態にあり、押圧部材６４ａは駆動部材７２に最も接近した位置にある。また、ボール１０８は、一対の傾斜溝１０４，１０６の間の、軸方向成分（溝の底面と直角基準平面との間の距離）が最も大きい位置にある。

ii）押圧部材とブレーキシューとの間の隙間Δａ，Δｂを消滅させる作動
運転者によってブレーキ操作部材１２４が操作された場合等、ドラムブレーキ装置２０を作用させる要求が検出された場合には、電動モータ６０が回転させられる。図７（ｂ）に示すように、押付機構３６において、回転入力部材６８が回転させられ、それによって、回転スライド部材７０が回転させられ、駆動部材７２が回転スライド部材７０に対して軸方向に相対移動させられて、押圧部材６４ａがブレーキシュー２２ａに近づけられる。駆動部材７２の回転スライド部材７０に対する突出量が大きくなり、一対の押圧部材６４ａ，ｂの間の距離が長くなる。押圧部材６４ａがブレーキシュー２２ａに当接すると、回転スライド部材７０は、相対回転しつつ駆動部材７２とは反対向きに相対移動し、押圧部材６４ｂがブレーキシュー２２ｂに近づけられる。一対の押圧部材６４ａ，ｂがブレーキシュー２２ａ，ｂに当接するまで、駆動部材７２と回転スライド部材７０とが相対移動させられる。この間、駆動部材７２に加えられる軸方向の力は非常に小さく、設定値以下である。ねじ機構９６に加えられる軸方向の力も非常に小さく、ロックすることがない。また、ばね部材１０２によって駆動部材７２の頭部９２が押圧部材６４ａへ押し付けられる力が、ボールランプ機構１００がその頭部９２と押圧部材６４ａとを互いに離間させようとるす力より大きいため、ボールランプ機構１００は復帰状態に保たれ、駆動部材７２が押圧部材６４ａに対して相対回転させられることはない。この状態は、図６（ｂ）においては領域αで表される。

iii）ブレーキシューとドラムの内周面との間の隙間Δｓａ，Δｓｂを消滅させる作動
一対の押圧部材６４ａ，ｂがそれぞれ一対のブレーキシュー２２ａ，ｂに当接した状態では、駆動部材７２には、リターンスプリング５４の弾性力（リターンスプリング５４のセット荷重に相当する力）が加えられるのであり、設定値より大きい力が加えられることになる。それにより、図７（ｃ）に示すように、ねじ機構９６がロックする。その結果、ボールランプ機構１００が駆動部材７２の頭部９２と押圧部材６４ａとを互いに離間させようとるす力が、ばね部材１０２によって頭部９２が押圧部材６４ａへ押し付けられる力より大きくなり、駆動部材７２が押圧部材６４ａに対して相対回転させられ、ボールランプ機構１００が作用作動する。ボール１０８ａ，ｂ，ｃが第１、第２傾斜溝１０４，１０６ａ，ｂ，ｃをころがり上り、押圧部材６４ａが駆動部材７２に対して軸方向に相対移動させられ、ブレーキシュー２２ａを押す。また、押圧部材６４ｂも前進させられ、ブレーキシュー２２ｂを押す。これら押圧部材６４ａ，ｂによってブレーキシュー２２ａ，ｂに加えられる軸方向の駆動力は同じ大きさである。このように、押圧部材６４ａ，ｂがブレーキシュー２２ａ，ｂを拡開させるのであるが、ブレーキシュー２２ａ，ｂの外周面に設けられたブレーキライニング５０ａ，ｂとドラム３２の内周面との間にクリアランスΔｓａ，Δｓｂが存在する間は、押圧部材６４ａ，ｂによるブレーキシュー２２ａ，ｂの拡開力は、リターンスプリング５４のセット荷重に応じた一定の大きさとなる。換言すれば、押圧部材６４ａ．ｂに加えられる軸方向の力がリターンスプリング５４のセット荷重に応じた大きさとなるのである。この状態は、図６（ｂ）の領域βで表される。

iv）制動力を付与する作動
ブレーキライニング５０ａ，ｂとドラム３２の内周面との間のクリアランスΔｓａ，Δｓｂがなくなると、押付部材６４ａ，ｂの前進に伴ってブレーキライニング５０ａ，ｂがドラム３２の内周面に押し付けられ、ブレーキライニング５０ａ，ｂのドラム３２の内周面に対する押付力が大きくなり、制動力ないし制動トルクが大きくなる。制動力ないし制動トルクは、電動モータ６０の回転に伴って大きくなるのであり、実際の制動力ないし制動トルクが目標制動力ないし目標制動トルクに近づくように、電動モータ６０の作動が制御される。この状態は、図６（ｂ）の領域γで表される。

v）ドラムブレーキ装置の解除
運転者によるブレーキ操作部材１２４の操作が解除されると、電動モータ６０に電流が供給されなくなる（供給電流が０とされる）。ドラムブレーキ装置２０においてリターンスプリング５４の作用により、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂが、アジャスタ付きストラット５２で決まる位置まで縮径させられる。それに伴って、押圧部材６４ａ，ｂが後退させられ、ボールランプ機構１００が復帰状態まで戻される。図６（ｂ）のＥの位置、すなわち、図７（ｂ）の状態が終了し、図７（ｃ）の状態が開始する位置まで戻されるのであり、押圧部材６４ａ，ｂとブレーキシュー２２ａ，ｂとの間の隙間Δａ，ｂが非常に小さい状態（事実上０の状態）となる。このように、前述の図７（ｂ）のドラムブレーキ装置２０の調整作用作動において駆動部材７２が軸方向に相対移動させられた分は、電動モータ６０を逆方向に回転させない限り戻されることはない。換言すれば、ブレーキライニング５０ａ，ｂの摩耗量が増加すると、駆動部材７２の回転スライド部材７０に対する突出量が大きくされた位置が、ドラムブレーキ装置２０の非作用位置（初期位置）とされるのであり、ブレーキライニング５０ａ，ｂの摩耗量に応じて初期位置が調整される。

vi）押圧部材とブレーキシューとの間の隙間Δａ，Δｂがごく小さい場合の作用作動
この状態からドラムブレーキ装置２０が作用作動させられる場合には、隙間Δａ，ｂが非常に小さいため、電動モータ６０の回転に伴って一対の押圧部材６４ａ，ｂが前進させられると、直ちに、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂに当接する。電動モータ６０の回転に伴ってボールランプ機構１００が作用作動させられ、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂがドラム３２の内周面に接近させられ、内周面に押し付けられる。このように、ドラムブレーキ装置２０によって速やかに制動力を生じさせることができる。

vii）ドラムが偏心して取り付けられている場合のドラムブレーキ装置の作動
ドラム３２が偏心して取り付けられている場合には、図６（ａ）に示すブレーキシュー２２ａ，ｂの各々とドラム３２の内周面との間の隙間Δｓａ，Δｓｂが互いに異なる大きさとなる。この場合には、図７（ｄ）に示すように、上述の図６（ｂ）の領域βにおいて（ボールランプ機構１００が作用作動する状態で）、押圧部材６４ａ，ｂと回転スライド部材７０と駆動部材７２とが必要に応じて軸方向に移動させられ、それによって、隙間Δｓａ、Δｓｂの両方が消滅させられる。また、偏心したドラム３２が回転するにつれて、ブレーキシュー２２ａ，ｂが押圧部材６４ａ，ｂおよびアンカ３８に対して、押圧機構３６とアンカ３８とを通る直線に平行な方向に滑ることと、押圧部材６４ａ，ｂ、回転スライド部材７０，駆動部材７２全体が上記直線と直交する方向に移動することとが繰り返されることによって、偏心したドラム３２の回転に容易に追従する。それによって、ドラム３２の偏心に起因するドラムブレーキ装置２０の振動を良好に抑制することができる。

（Ｃ）押力測定装置の構造
上記ドラムブレーキ装置２０は、上述したように、電動モータ６０への供給電流量を制御することで、制動力を制御可能に変化させることが可能とされている。ただし、このことは、電動アクチュエータ２４が正常に機能していることが前提である。つまり、電動モータ６０への供給電流量に応じて一対のブレーキシュー２２ａ，ｂがドラム３２の内周面を押す力である押力が変化することが前提である。そこで、本実施例では、ドラムブレーキ装置２０を車両に装着する前に、電動アクチュエータ２４の作動を確認するべく、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力を押力測定装置１０によって測定している。

押力測定装置１０は、正面図である図１、および側面図である図２に示すように、機台１５０と、その機台１５０の上面においてドラムブレーキ装置２０を固定的に保持するブレーキ装置保持体１５２と、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力を測定するための一対の測定端子１５４と、それら一対の測定端子１５４を一対のブレーキシュー２２ａ，ｂと向かい合う位置において固定的に保持する荷重センサ保持機構としての保持機構１５６と、一対の測定端子１５４を一対のブレーキシュー２２ａ，ｂに対して振動させる振動機構１５８とを備えている。ベースとしてのブレーキ装置保持体１５２は、機台１５０の上面に固定的に設けられており、ドラムブレーキ装置２０を、押付機構３６とアンカ３８とを結ぶ直線が鉛直方向に延びるようにバッキングプレート３０の背面において固定的に保持するものとされている。

保持機構１５６は、一対の測定端子１５４を保持する一対のアーム１６０と、それら一対のアーム１６０を鉛直方向に立設させた状態で支持するアーム支持軸１６２と、そのアーム支持軸１６２を貫通させた状態で保持する一対の保持体１６４とを有している。一対の保持体１６４は、機台１５０の幅方向に並んでその機台１５０の上面に固定されており、一対の保持体１６４の各々には、図示を省略する貫通穴が水平方向に延びるように形成されている。それら一対の貫通穴に、アーム支持軸１６２が水平な状態で挿通されている。アーム支持軸１６２の外周面にはキー１６６が形成されるとともに、貫通穴にはそのキー１６６が嵌合する溝（図示省略）が形成されており、アーム支持軸１６２が、一対の保持体１６４によって、相対回転不能かつ、軸方向に移動可能に保持されている。

一対のアーム１６０の下端部には、それぞれ、図示を省略する貫通穴が各アーム１６０の径方向に延びるように形成されており、その貫通穴にアーム支持軸１６２が挿通されている。その貫通穴には、アーム支持軸１６２の外周面に形成されたキー１６６が嵌合する溝（図示省略）が形成されており、一対のアーム１６０の各々が、アーム支持軸１６２によって、相対回転不能かつ、アーム支持軸１６２の軸方向に移動可能に支持されている。なお、アーム１６０の外周面には貫通穴に開口するねじ穴（図示省略）が穿かれており、そのねじ穴に締結された止めねじ１６８によってアーム１６０がアーム支持軸１６２に固定されている。つまり、止めねじ１６８を緩めることで、アーム１６０をアーム支持軸１６２の軸方向に移動させることが可能となり、一対のアームの間の距離、つまり、一対の測定器１８４の間の距離を変更することが可能とされている。

振動機構１５８は、ブレーキ装置保持体１５２の側方において機台１５０の上面に固定的に設けられたモータハウジング１７０と、そのモータハウジング１７０内に設けられた電動モータ（図示省略）と、その電動モータのモータ軸１７２の端部に固定されたカム１７４とを有している。カム１７４は、アーム支持軸１６２の一端部側の端面に接しており、アーム支持軸１６２がカムフォロアとして機能している。そのアーム支持軸１６２の他端部は、機台１５０の上面に固定的に設けられたストッパ１７６に形成された有底穴１７８内に挿入されており、その有底穴１７８の底面とアーム支持軸１６２の他端部側の端面との間には、コイルスプリング１８０が圧縮された状態で配設されている。そのコイルスプリング１８０の弾性力によって、アーム支持軸１６２がカム１７４に向かって付勢されており、アーム支持軸１６２は、カム１７４の回転に従動するようになっている。このような構造により、電動モータの作動に伴ってカム１７４が回転すると、アーム支持軸１６２がそれの軸方向に振動するようになっている。

また、測定端子１５４は、図８に示すように、アーム１６０の上端に固定的に設けられた有底円筒状のハウジング１８２と、そのハウジング１８２内に設けられた測定器１８４と、その測定器１８４とハウジング１８２の底面との間に圧縮された状態で設けられたコイルスプリング１８６と、測定器１８４のハウジング１８２からの脱落防止にハウジングの開口端部に固定されたストッパ１８８とを有している。測定器１８４は、測定時における受圧面として機能する球状の回転体１９０と、その回転体１９０を回転可能に保持する有底円筒状の保持部材１９２と、その保持部材１９２の内底に固定的に設けられるロードセル１９４と、そのロードセル１９４と回転体１９０との間において保持部材１９２内に摺動可能に設けられた中間体１９６とを備えている。つまり、回転体１９０が受ける荷重が、中間体１９６を介して、ロードセル１９４に伝達されて、そのロードセル１９４によって回転体１９０が受ける荷重が測定されるのである。つまり、測定器１８４が荷重センサとして機能しているのである。なお、保持部材１９２は、ハウジング１８２内に摺動可能に嵌合されており、コイルスプリング１８６の弾性力によって、保持部材１９２の開口端部がストッパ１８８に当接している。

また、ハウジング１８２の外周面には貫通穴２００が形成されており、保持部材１９２の外周面には、有底穴２０２が形成されている。それら貫通穴２００と有底穴２０２とは、コイルスプリング１８６の弾性力によって保持部材１９２の開口端部がストッパ１８８に当接している状態において、重なるようになっており、重なった状態のそれら２つの穴２００，２０２には、ピン２０４が着脱可能に嵌められている。それら２つの穴２００，２０２にピン２０４が嵌められている状態では、測定器１８４はハウジング１８２内において固定的に保持されており、２つの穴２００，２０２からピン２０４が抜かれている状態では、測定器１８４はハウジング１８２内に摺動可能に保持されている。つまり、それら２つの穴２００，２０２とピン２０４とによって、保持状態切換機構が構成されている。なお、ハウジング１８２の内底には、変位量センサとしてのストロークセンサ２０６が設けられており、測定器１８４がハウジング１８２内に摺動可能に保持されている状態において、その測定器１８４の変位量を測定することが可能とされている。

（Ｄ）押力測定装置による測定
上述した構造の押力測定装置１０においては、各ブレーキシュー２２ａ，ｂの外周面に設けられたブレーキライニング５０ａ，ｂに、各測定器１８４の回転体１９０を接触させて、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂがアンカ３８を中心に拡開する際に回転体１９０が受ける荷重を測定することで、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力を測定する。押力を測定する際には、まず、測定器１８４をアーム１６０に対して固定させるべく、重なった状態の貫通穴２００および有底穴２０２にピン２０４を嵌めておく。そして、各アーム１６０に設けられた止めねじ１６８を緩めて、一対の測定器１８４の間の距離を特定の距離に調整する。つまり、各ブレーキライニング５０ａ，ｂと各測定器１８４の回転体１９０との間の距離を調整する。この際、それらの間の距離は任意の距離に調整することが可能である。例えば、それらの間の距離が略０となるように調整した場合には、ブレーキライニングとドラムの内周面との間の隙間が殆どない状態における一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力を測定することが可能となる。一方、ブレーキライニング５０と回転体１９０とを僅かに離した状態となるようにそれらの間の距離を調整した場合には、ブレーキライニングとドラムの内周面との間の隙間がある程度存在する状態における押力を測定することが可能となる。

各ブレーキライニング５０と各回転体１９０との間の距離、つまり、一対の測定器１８４の間の距離を調整し、止めねじ１６８を締め付けることで、一対の測定器１８４の間の距離を維持した状態とする。そして、その状態において、ドラムブレーキ装置２０の電動モータ６０に電力を供給することで、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力が測定される。電動モータ６０への供給電流量を変化させて、その変化に応じて押力が変化するか否かを確認することで、電動アクチュエータ２４が正常に機能しているか否かを確認することが可能となる。

一対のブレーキシュー２２による押力を測定する際には、ブレーキライニング５０が外周面に固定された状態のブレーキシュー２２が用いられることが多く、そのブレーキライニング５０と測定器１８４の回転体１９０とが接触させられる。本測定装置１０では、受圧面として回転体１９０が用いられており、ブレーキライニング５０と回転体１９０との摩擦力は比較的小さなものとなっている。このため、押力を測定する際にブレーキライニング５０と測定器１８４と間に生じる摩擦力の影響を比較的小さくすることが可能となる。一方で、例えば、押力測定時にブレーキライニング５０に接触させる受圧面に凸状の曲面を有する部材でなく、受圧面が平面とされた部材を採用し、その平面の受圧面をブレーキライニング５０に接触させて押力を測定する場合を考えてみる。その場合には、その平面の受圧面とブレーキライニング５０との間に生じる摩擦力はある程度大きくなり、その摩擦力が押力の測定に影響を及ぼす虞がある。

平面の受圧面を採用した場合に摩擦力が大きくなる理由としては、摩擦力Ｆは、接触する箇所に対する垂直方向の力Ｎに摩擦係数μを乗じたものである（Ｆ＝μ・Ｎ）。受圧面が平面である場合には、ブレーキライニング５０からその平面に作用する力は、接触する箇所に対して垂直方向に作用する。一方、受圧面が凸状の曲面である場合には、ブレーキライニング５０からその曲面に作用する力は、接触する箇所に対して垂直方向には作用せず、その垂直方向に対して傾斜した方向に作用することがある。つまり、受圧面が平面である場合には、ブレーキライニング５０からその平面に作用する力に相当する摩擦力が生じ、受圧面が凸状の曲面である場合には、ブレーキライニング５０からその曲面に作用する力より小さな力に相当する摩擦力が生じる。このため、平面の受圧面を採用した場合には、曲面の受圧面を採用した場合より、摩擦力が大きくなるのである。したがって、本測定装置１０によれば、押力を測定する際にブレーキライニング５０と測定器１８４の受圧面と間に生じる摩擦力の影響を小さくすることが可能となり、正確に押力を測定することが可能となる。

また、本測定装置１０では、振動機構１５８の電動モータを作動させることで、ドラムブレーキ装置２０が車両に装着された状態においてドラム３２が偏心しているような場合の押力を測定することが可能となっている。ドラムブレーキ装置２０が車両に装着された状態においてドラム３２が偏心している場合には、ブレーキライニング５０とドラム３２の内周面との間の距離が周期的に変化する。本測定装置１０では、ブレーキライニング５０と回転体１９０との間の距離を振動機構１５８によって周期的に変化させることで、ブレーキライニング５０とドラム３２の内周面との間の距離が周期的に変化する状況を擬似的に再現することが可能となっている。つまり、本測定装置１０では、ドラム３２が偏心している状態における車両走行時の押力を、擬似的に測定することが可能となっている。

さらに、本測定装置１０では、測定器１８４がハウジング１８２内において固定的に保持された状態と、ハウジング１８２内において摺動可能に保持された状態とを選択的に実現可能とされており、測定器１８４がハウジング１８２内に摺動可能に保持されている状態において、その測定器１８４の変位量を測定することが可能とされている。つまり、２つの穴２００，２０２からピン２０４が抜かれている状態において、ドラムブレーキ装置２０の電動モータ６０に電力を供給することで、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂの拡開する距離を測定することが可能とされている。つまり、本測定装置１０は、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂによる押力だけでなく、一対のブレーキシュー２２ａ，ｂが拡開する距離をも測定可能とされており、電動アクチュエータ２４の作動性能を確実にチェックすることが可能となっている。

１０：押力測定装置 ２０：ドラムブレーキ装置 ２２ａ、ｂ：ブレーキシュー ２４：電動アクチュエータ（アクチュエータ） ３０：バッキングプレート ３２：ドラム ５０ａ、ｂ：ブレーキライニング（摩擦材） １５２：ブレーキ装置保持体（ベース） １５６：保持機構（荷重センサ保持機構） １５８：振動機構 １８４：測定器（荷重センサ） １９０：回転体（受圧面） ２００：貫通穴（保持状態切換機構） ２０２：有底穴（保持状態切換機構） ２０４：ピン（保持状態切換機構） ２０６：ストロークセンサ（変位量センサ）

Claims (1)

1. (a)バッキングプレートと、(b)それぞれが、外周面に摩擦材を有し、車輪と共に回転するドラムの内周面に前記摩擦材が向かい合うようにして前記バッキングプレートの一面に設けられる円弧状の一対のブレーキシューと、(c)それら一対のブレーキシューのそれぞれの前記摩擦材を前記ドラムの内周面に押し付けるアクチュエータとを備えたドラムブレーキ装置において前記一対のブレーキシューが前記ドラムの内周面を押す力を、そのドラムブレーキ装置が車両に装着されていない状態で、測定するための押力測定装置であって、
   前記ドラムブレーキ装置を保持するベースと、
   それぞれが、受圧面を有し、その受圧面が受ける荷重を測定する一対の荷重センサと、
   それら一対の荷重センサを、それら一対の荷重センサの各々の前記受圧面と、前記ドラムブレーキ装置が前記ベースによって保持された状態における前記一対のブレーキシューの各々の前記摩擦材とが向かい合うように、保持する荷重センサ保持機構と
   を備え、
   前記受圧面が、凸状の曲面とされた押力測定装置。

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