JP3083906B2 - ブレーキのトルク測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドラムブレーキ又は
ディスクブレーキにより自動車の走行を停止させるとき
の制動トルク及び非制動時の引摺りトルクを定位置で測
定できるブレーキのトルク測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレーキの制動能力、騒音発生、発熱等
の諸性質を試験するのに、ブレーキを自動車に取付けて
走行しながら試験することは種々の不便があるので、特
公昭４５−３１００１号公報に記載されているような揺
動アーム方式のダイナモメータを使用して定位置で試験
すること（ベンチテスト）が行なわれている。

【０００３】図６、図７はこのような従来のダイナモメ
ータを略示するもので、図６は側面図、図７は図６の左
方から見たロードセル部の側面図である。以下、この図
面によりダイナモメータの概要を説明する。

【０００４】軸受１、１で回転自在に支持された回転軸
２には、自動車の走行慣性に相当する回転慣性を持つフ
ライホイル３が取付けてあり、この回転軸２は、一端部
をクラッチ４を介してモータ５に結合されてフライホイ
ル３と共に回転させられる。回転軸２の他端部にはカッ
プリング６を介して取付治具７を結合し、ドラムブレー
キを試験する場合はこれにドラム８を取付ける。ディス
クブレーキを試験するときは、ロータを取付けられるよ
うに形成した取付治具と交換する。カップリング６、取
付治具７は、測定軸９の小径部９ａにより軸受１０を介
して回転自在に支持される。測定軸９の一端部に形成し
たフランジ９ｂには、ドラムブレーキのバッキングプレ
ート１１を取付ける。バッキングプレートに装置される
ブレーキシュー等の部材は図示を省略している。ディス
クブレーキを試験する場合は、固定型ディスクブレーキ
の不動のキャリパ、もしくは浮動型ディスクブレーキの
可動のキャリパを支持するサポートをフランジ９ｂに取
付ける。大型の軸受２６に支持された測定軸９の他端部
には、トルクアーム１２の上端を固着し、トルクアーム
１２の下端は、位置固定の低感度ロードセル１３に対向
させている。この装置によりドラムブレーキの試験をす
る場合を例としてその作用を次に説明する。

【０００５】ドラム８、バッキングプレート１１を取付
治具７、フランジ９ｂに取付けた後、クラッチ４を接続
し、モータ５により回転軸２を駆動してフライホイル
３、ドラム８を回転させる。

【０００６】回転軸２が所定の回転速度に達したなら
ば、モータ５への送電を止め、クラッチ４を切る。これ
によりドラム８は自動車の惰行走行時に相当する状態で
回転を続ける。

【０００７】この状態でバッキングプレートに設けたブ
レーキシュー（図示せず）を駆動してドラム８の内周面
に押付け制動する。

【０００８】このときドラム８とブレーキシューとの摩
擦のため制動トルクに相当するトルクがバッキングプレ
ートに加わり、測定軸９を介してトルクアーム１２の先
端が低感度ロードセル１３を押す。制動トルクの大きさ
は、トルクアーム１２の長さとロードセル１３の出力と
により知ることができる。このベンチテストにより制動
時に生じ易い騒音や振動、温度変化等の状態を知ること
もできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】通常の自動車の運転時
に現われる制動トルクは３００kgf・m 程度であるか
ら、ブレーキ試験用のダイナモメータは、このような大
きなトルク測定を対象としてkgf・m 単位の測定ができ
るように丈夫に、しかし低感度に造られている。このよ
うに大きなトルク測定を可能にしたダイナモメータで
は、ロードセルの感度が低いため引摺りトルクのような
微小トルクの測定を行なうことができない。

【００１０】ブレーキは、ドラムとブレーキシューとの
間隙（ドラムブレーキの場合）、或はロータとパッドと
の間隙（ディスクブレーキの場合）が小さいため、非制
動時にもこれらが接触し、いわゆる引摺りトルクを発生
する。引摺りトルクは大きくても３０kgf・cm（０．３k
gf・m ）程度であり、制動トルクに比べて桁違いに小さ
い。このように大きさが著しく異なるブレーキのトルク
を一つのダイナモメータで測定することは不可能であ
る。その理由は次の通りである。

【００１１】図６において、モータ５により回転軸２を
回転させると、カップリング６、取付治具７が回転す
る。カップリング６、取付治具７は軸受１０を介して測
定軸の小径部９ａに支持されて回転し、それと共に軸受
１０も回転する。軸受１０は丈夫に造られるため回転抵
抗が大きく、ブレーキを取付けないで装置を空回りさせ
ただけでもトルクを発生する程である。又、モータ側で
発生する振動が微小トルクとして入力され、更に測定軸
９を支持する軸受２６は大きなトルクに耐えられるよう
に大型に造られて動力損失が大きく、応答性が悪い。
又、ロードセル１３には、丈夫にするために感度が低く
なってしまったロードセルが使用される。これらの要因
が重なって、制動トルク測定ができるダイナモメータで
は引摺りトルクのような微小トルクが測定できない。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】この発明は、一つのダイナ
モメータで制動トルクも引摺りトルクも測定できるよう
にしたもので、従来同様にトルクアームを駆動して大ト
ルク測定用低感度ロードセルを押圧する測定軸の途中
に、微小トルクにより回動させられる微小トルク測定用
の小トルクアーム及び測定軸に偏心状態で支持された、
高感度ロードセルをケーシングに収めた高感度ロードセ
ル体を設け、引摺りトルクより大きなトルクが測定軸に
加わるときは、高感度ロードセル体内の微小トルク測定
用高感度ロードセルへの押圧が停止され、高感度ロード
セルのケーシングを介してトルクが直接測定軸に伝えら
れて、低感度ロードセルによる大きなトルク測定が行な
われるようにダイナモメータを構成したものである。

【００１３】

【作用】トルク値の小さな引摺りトルクを測定するとき
は、測定軸は、固定の低感度ロードセルに当接してトル
クアームが不動なので、これに結合された回転軸及び高
感度ロードセル体が不動であるから、微小トルク測定用
の小トルクアームがケーシング内の高感度ロードセルを
押して引摺りトルクを測定できる。

【００１４】引摺りトルクより大きな制動トルクを測定
するときは、先ず引摺りトルク測定用の小トルクアーム
が高感度ロードセルを押すが、押す力が大きくなって高
感度ロードセルの測定範囲を越す前に小トルクアームが
高感度ロードセル体のケーシングに当接して高感度ロー
ドセル押圧が停止され、小トルクアームに押されるケー
シングを介して測定軸が駆動され、制動トルク測定用の
トルクアーム及び低感度ロードセルが働いて制動トルク
が測定できるようになる。

【００１５】

【実施例】図１〜図５は本発明によるブレーキのトルク
測定装置の実施例を略示し、図１は要部を切断して示す
側面図、図２は図１のＡ−Ａ拡大断面図、図３はトルク
受け取付け部の拡大側面図、図４は図１のＢ−Ｂ拡大断
面図、図５は高感度ロードセル体の構成例を略示する縦
断面図である。以下、図６、図７と同等部分は同符号を
以て示すと共に説明を省略してこれを説明する。

【００１６】この装置においては、図６のフランジ９ｂ
の代りに、測定軸９の中径部９ｃに軸受１５を介して回
転自在に支持されるトルク筒１６を設けて、その取付治
具７側の端部に、ドラムブレーキのバッキングプレート
又は固定型ディスクブレーキの不動のキャリパ、もしく
は浮動型ディスクブレーキの可動のキャリパを支持する
サポートを取付け自在としている。トルク筒１６には小
トルクアーム１６ａを側方に突出させている。又、中径
部９ｃにトルク受け１７をキー、止ボルト等により固定
している。

【００１７】トルク受け１７には、トルク筒１６の側面
に突出形成した小トルクアーム１６ａ、リミットアーム
１６ｂの下まで達する座片１７ａ、１７ｂを測定軸方向
に突出させ、一方の座片１７ａには高感度ロードセル体
１８を取付ける。

【００１８】トルク筒１６の小トルクアーム１６ａに
は、座片１７ａに載せた高感度ロードセル体１８の受け
片２５を押す押圧ボルト１９を下方突出長さの調節自在
に螺合させる。２０ａは止ナットである。リミットアー
ム１６ｂには、他方の座片１７ｂに螺合して止ナット２
０ｂで上方への突出長さを固定されるボルト２１に対向
するボルト２２を螺合し、止ナット２０ｃにより突出長
さを固定する。ボルト２１、２２は、図４の時計方向に
トルク筒１６が過度に回動するのを制限するものであ
る。

【００１９】引摺りトルク測定用の高感度ロードセル体
１８は、図５に略示するように、ケーシング２３内にば
ね２４に支えられて縦動可能な高感度ロードセル１８ａ
を設け、受け片２５で高感度ロードセル１８ａを押すよ
うになっている。受け片２５にはケーシング２３の段部
２３ａに当接する段部２５ａが形成されており、受け片
２５による高感度ロードセル１８ａの押圧力が一定以上
になると段部２３ａ、２５ａが当接してこのロードセル
１８ａにそれ以上の力が加わらないようになっている。

【００２０】以上のように構成されるブレーキのトルク
測定装置を使用して制動トルク及び引摺りトルクを測定
する操作は、次にようにして行なう。

【００２１】1. 引摺りトルクの測定

【００２２】クラッチ４を接続し、モータ５により回転
軸２を駆動する。回転軸２と共にドラム８が回転し、ブ
レーキシュー（図示せず）とドラム８とが引き摺り接触
しているとバッキングプレート１１に小さな引摺りトル
クが加わる。

【００２３】この引摺りトルクのためトルク筒１６が図
４のＣ矢印方向に回動し、小トルクアーム１６ａに取付
けた押圧ボルト１９が高感度ロードセル体１８の受け片
２５を押し高感度ロードセル１８ａから出力信号を出さ
せる。押圧ボルト１９と測定軸中径部９ｃの中心との距
離及び高感度ロードセル１８ａの出力とから引摺りトル
クを知ることができる。

【００２４】引摺りトルクの場合のように高感度ロード
セル体１８を押す力が弱いときは、受け片２５の段部２
５ａは、ケーシングの段部２３ａから離れており、ばね
２４に支えられた高感度ロードセル１８ａから、受け片
２５を弱く押す押圧ボルト１９の力の信号が出力され
る。

【００２５】高感度ロードセル体１８を押す力は、座片
１７ａ、トルク受け１７を経て測定軸９にも加わるが、
抵抗が大きく、位置固定の低感度ロードセル１３により
長いトルクアーム１２の下端が支えられるので、小さな
引摺りトルクでは測定軸９は不動である。従って引摺り
トルクだけが高感度ロードセルにより正確に測定され
る。

【００２６】2. 制動トルクの測定

【００２７】クラッチ４を接続しフライホイル３の回転
慣性が実車の走行慣性に相当するようになる速度まで回
転軸２を回転させてクラッチを切り、ブレーキをかけ
る。

【００２８】これによりバッキングプレート１１に制動
トルクが加わり、トルク筒１６を回動させる。このため
引摺りトルク測定時と同様に小トルクアーム１６ａが回
動して押圧ボルト１９が受け片２５を押し、受け片２５
は高感度ロードセル１８ａを図５の下方へ大きく押す。
このため、受け片の段部２５ａがケーシングの段部２３
ａに当接し、受け片２５はそれ以上高感度ロードセル１
８ａを押さなくなる。代りに受け片２５に加わる制動ト
ルクによるボルト１９の下圧力はケーシング２３に加わ
り、座片１７ａ、トルク受け１７を経て測定軸９にトル
クを加える。このトルクのためトルクアーム１２の下端
が低感度ロードセル１３を押して制動トルク測定を行な
う。

【００２９】このように制動トルク測定時には、先ず高
感度ロードセル１８ａが押されるが、高感度ロードセル
１８ａの使用範囲を超えない内に受け片２５とケーシン
グ２３との段部２５ａ、２３ａが当接し、以後はこれ以
上にロードセル１８ａは押されなくなるから、高感度ロ
ードセル１８ａが過度に押されて破損してしまうような
ことはない。

【００３０】

【発明の効果】(1) 微小トルクから大トルクまで測定可
能な、従来なかったダイナモメータが得られる。

【００３１】(2) 微小トルク測定のための高感度ロード
セルが大トルク測定のため損傷されることがない。

【００３２】(3) 引摺りトルク測定のために特別にトル
ク測定装置を造る必要はない。

【００３３】(4) ダイナモメータを使用するベンチテス
トによる動的な引摺りトルクが計測できるようになるの
で、ドラムブレーキ、ディスクブレーキの基礎技術デー
タ作成が容易にできる。

【００３４】(5) 例えば、引摺りトルクと偏摩耗、ノイ
ズとの関係、引摺りトルクとブレーキ全体又はドラム、
ロータの温度との関係等がベンチテストで計測できる。

【００３５】(6) 引摺りトルク測定部と制動トルク測定
部とが互に他部に邪魔されることなく独立して最適な測
定を正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブレーキのトルク測定装置の実施
例を略示する側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図。

【図３】図１のトルク受け取付け部の拡大側面図。

【図４】図１のＢ−Ｂ拡大断面図。

【図５】高感度ロードセル体の構成の例を略示する縦断
面図。

【図６】従来のブレーキのトルク測定用ダイナモメータ
を略示する側面図。

【図７】図６の左方から見た低感度ロードセル部の側面
図。

【符号の説明】 １ 軸受 ２ 回転軸 ３ フライホイル ４ クラッチ ５ モータ ６ カップリング ７ 取付治具 ８ ドラム ９ 測定軸 ９ａ 小径部 ９ｂ フランジ ９ｃ 中径部 １０ 軸受 １１ バッキングプレート １２ トルクアーム １３ 低感度ロードセル １５ 軸受 １６ トルク筒 １６ａ 小トルクアーム １６ｂ リミットアーム １７ トルク受け １７ａ 座片 １７ｂ 座片 １８ 高感度ロードセル体 １８ａ 高感度ロードセル １９ 押圧ボルト ２０ａ 止ナット ２０ｂ 止ナット ２０ｃ 止ナット ２１ ボルト ２２ ボルト ２３ ケーシング ２３ａ 段部 ２４ ばね ２５ 受け片 ２５ａ 段部 ２６ 軸受

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−26930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57137（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−108841（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−31001（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 5/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フライホイルを取付けて回転させられる
   回転軸の一端部に、ドラムブレーキのドラム又はディス
   クブレーキのロータを取付け自在とし、上記回転軸と同
   心に支承されてこの回転軸と相対的回転自在な測定軸
   に、ドラムブレーキのバッキングプレート又は固定型デ
   ィスクブレーキの不動のキャリパ、もしくは浮動型ディ
   スクブレーキの可動のキャリパを支持するサポートを取
   付け自在とし、この測定軸に取付けたトルクアームの先
   端部を位置固定の低感度ロードセルに押圧自在に対向さ
   せたブレーキのトルク測定装置において、 側方に小トルクアームを突出させると共にバッキングプ
   レート又は不動のキャリパ、もしくはサポートを取付け
   自在としたトルク筒を上記測定軸に回転自在に外嵌し、
   上記小トルクアームに押圧される高感度ロードセルを収
   めた高感度ロードセル体のケーシングを、上記回転軸に
   結合したトルク受けを介してこの回転軸に偏心状態で支
   持させ、このケーシングは、小トルクアームに当接して
   高感度ロードセルの過度の押圧を阻止すると共に、小ト
   ルクアームのトルクをトルク受けを介して測定軸に伝え
   るものとしたブレーキのトルク測定装置。