JP3471908B2 - トルク検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トルク検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来のトルク検出装置とし
て、例えば車両用のブレーキ装置のトルクを検出するブ
レーキダイナモメータ試験装置が知られている。これ
は、トルクメータを取付けた揺動可能な非回転軸と回転
軸とを同軸に対向させ、回転軸にブレーキディスクを取
付け、非回転軸に一対のブレーキパッドを備えるキャリ
パを支持する。しかして、回転軸と共に回転するブレー
キディスクに一対のブレーキパッドを押圧させることに
より、非回転軸が揺動するので、制動に伴うトルクをト
ルクメータによつて検出することができる。

【０００３】しかしながら、このような従来のトルク検
出装置にあつては、非回転軸と回転軸とを同軸に対向配
置させる構造であり、これらを内外周に配置する実車と
配置関係が異なる。加えて、回転軸に取付けたブレーキ
ディスクに対するキャリパの取付け方向が実車と異な
る。このため、実車へのブレーキ取付け状態を正確に再
現したものといえない。従つて、ブレーキ挙動、摩耗特
性等に実車との正確な相関性が得られず、試験結果に信
頼性の劣るものとなつていた。すなわち、非回転軸の支
持部と回転軸の支持部とが別個となつて中心軸線方向に
離隔しているため、支持部が不安定な場合には両軸の中
心軸線にずれを生じ、その結果、実車との正確な相関性
が得られない。加えて、回転軸の側方に位置する非回転
軸が邪魔になり、ブレーキ諸機能の把握作業に困難を伴
う。すなわち、車体振動の一つであるジャダの原因とな
る振動の検出、又はブレーキディスクの摩耗状態若しく
は温度分布の検出が困難になるのみならず、これらの観
察のためのカメラ配置に制限を受ける。

【０００４】更に、従来のトルク検出装置にあつては、
高トルク状態及び低トルク状態の両者を負荷させて、そ
れぞれの正確なトルクを同一のトルク検出装置によつて
検出することができないという技術的課題があつた。具
体的には、通常のトルク検出装置であるブレーキダイナ
モメータ試験装置では、高トルクの検出は可能である
が、低トルクであるブレーキの引きずりトルクを測定
し、車両の燃費の向上に役立てることができない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、次の通りである。請求項１の発明の構成は、基盤１
に固定する１つの固定ハウジング２と、固定ハウジング
２の内周に、離隔する複数の内周側ベアリング５，７を
介して中心軸線回りの回転自在に支承され、一端部に接
続する回転駆動源１１によつて回転駆動される回転軸１
０と、固定ハウジング２の外周に、離隔する複数の外周
側ベアリング４，６を介して前記中心軸線回りの揺動自
在に支承される揺動ハウジング３とを備え、揺動ハウジ
ング３と基盤１との間に、トルク検出手段１２，１６を
介在させるトルク検出装置であつて、前記内周側ベアリ
ング５，７の間の固定ハウジング２の内部に潤滑液Ａを
充填させ、前記外周側ベアリング４，６と前記内周側ベ
アリング５，７とを中心軸線に直交する同一平面上に配
置すると共に、回転軸１０の他端部と揺動ハウジング３
との間に、トルク発生手段１４，１５を介在させること
を特徴とするトルク検出装置である。請求項２の発明の
構成は、トルク発生手段１４，１５が、回転軸１０に取
付けるブレーキディスク１４と、揺動ハウジング３に中
心軸線方向の移動自在に支持するキャリパ１５とからな
ることを特徴とする請求項１のトルク検出装置である。

【作用】

【０００６】請求項１の発明によれば、回転駆動源１１
によつて回転軸１０を回転駆動した状態でトルク発生手
段１４，１５を作用させれば、トルクが生ずる。このト
ルクは、揺動ハウジング３に入力され、揺動ハウジング
３が中心軸線回りに揺動する。これにより、トルク検出
手段つまりロードセル１２，１６に引張力又は圧縮力が
作用するので、トルクを検出することができる。

【０００７】高トルクを検出する場合には、回転駆動源
１１によつて回転軸１０を回転させると共に、高トルク
検出用のロードセル１２にトルクが作用するようにし、
このロードセル１２によつて高トルクを把握する。ま
た、低トルクを検出する場合には、回転駆動源１１によ
つて回転軸１０を回転させると共に、低トルク検出用の
ロードセル１６にトルクが作用するようにし、このロー
ドセル１６によつて低トルクを把握する。

【０００８】揺動ハウジング３は、１つの固定ハウジン
グ２の外周に離隔する複数の外周側ベアリング４，６を
介して揺動自在に支承し、また、回転軸１０は、固定ハ
ウジング２の内周に離隔する複数の内周側ベアリング
５，７を介して中心軸線回りの回転自在に支承され、こ
れらの支持部が中心軸線方向の同一箇所として与えられ
ているので、揺動ハウジング３及び回転軸１０の各中心
軸線は正確に同心に維持される。従つて、揺動ハウジン
グ３及び回転軸１０の各中心軸線を正確に同心に維持さ
せた状態で、高トルク状態及び低トルク状態の両者を正
確に負荷させることができると共に、各種の試験を行う
ことができる。また、トルク発生手段１４，１５の他側
が広く開放されて邪魔するものがないので、この他側か
らの諸機能の把握が容易である。また、固定ハウジング
２の内部には潤滑液Ａを充填させ、ベアリング５，７の
潤滑を図つてある。

【０００９】請求項２の発明によれば、回転駆動源１１
によつて回転軸１０を回転駆動すれば、ブレーキディス
ク１４が回転する。そして、キャリパ１５のシリンダ内
に圧液を供給すれば、キャリパ１５が揺動ハウジング３
の中心軸線方向に移動し、通常のフローティング型ディ
スクブレーキと同様に、一対のパッドによつてブレーキ
ディスク１４が挟圧され、制動トルクが生ずる。この制
動トルクは、揺動ハウジング３に入力され、揺動ハウジ
ング３が中心軸線回りに揺動する。これにより、トルク
検出手段つまりロードセル１２，１６に引張力又は圧縮
力が作用するので、制動トルクを検出することができ
る。

【００１０】しかして、通常走行時の制動トルクの大き
さ、適否等を把握することができる。例えば、通常走行
時を想定して複数回ブレーキを掛け、高トルク（Kgf ・
m を単位とする大きさ）を測定・把握することにより、
フローティング型ディスクブレーキの基本特性を知るこ
とができる。

【００１１】また、引きずりを模擬して制動トルクを検
出する場合には、回転駆動源１１によつて回転軸１０を
回転駆動すると共に、トルク検出用のロードセル１６に
制動トルクが作用するようにし、このロードセル１６に
よつて引きずりによる制動トルクの大きさ、適否等を把
握する。このようにして、低トルク（Kgf ・cmを単位と
する大きさ）を測定し、引きずりトルクの減少に役立て
ることにより、車両の燃費の向上を図ることができる。
一対のパッドによつてブレーキディスク１４を挟圧させ
てブレーキを掛けた状態で、回転軸１０に回転を与え、
ロードセル１２によつてパーキングブレーキとしての性
能を試験することもできる。

【００１２】また、揺動ハウジング３と固定ハウジング
２との間の支持部及び回転軸１０と固定ハウジング２と
の間の支持部が、中心軸線方向の同一箇所として与えら
れ、揺動ハウジング３及び回転軸１０の各中心軸線は正
確に同心に維持される。加えて、回転軸１０に対するブ
レーキディスク１４の取付け状態及びキャリパ１５の取
付け方向が実車と同じになる。従つて、実車を良好に再
現させた状態、つまりブレーキ挙動、摩耗特性等に実車
との正確な相関性を与えつつ、高トルク状態及び低トル
ク状態の両者を正確に負荷させることができると共に、
各種の試験を行うことができる。また、ブレーキディス
ク１４の他側が広く開放されて邪魔するものがないの
で、ブレーキディスク１４の他側からのブレーキ諸機能
の把握が容易である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図３は、本発明の１実施例を示す。
図中において符号１は基盤を示し、基盤１上に円筒状の
固定ハウジング２が取付けられている。固定ハウジング
２は、具体的には図３に示すように中心軸線方向に延び
る一対の板状の支持部材２０を介して基盤１に堅固に固
着されている。固定ハウジング２の内部には、図１に示
すように潤滑液Ａを充填させ、後記するころベアリング
５及びアンギュラベアリング７の潤滑を図つてある。こ
のため、固定ハウジング２の両端部には、それぞれ環状
部材２６，２７をボルト２８，２９によつて固着して後
記する回転軸１０との間にラビリンスを形成し、潤滑液
Ａの漏洩を防止してある。

【００１４】そして、固定ハウジング２の内周に回転軸
１０が回転自在かつ貫通状態で支持され、外周に揺動ハ
ウジング３が中心軸線回りの揺動自在に支持されてい
る。回転軸１０は、固定ハウジング２との間にころベア
リング５及び対をなすアンギュラベアリング７を介在さ
せて回転自在に支持されている。対をなすアンギュラベ
アリング７は、スラスト力及びラジアル力の両者を積極
的に支承するように配置してある。１７は、ころベアリ
ング５及びアンギュラベアリング７の内輪の間隔を保持
するカラーである。

【００１５】この回転軸１０は、中心軸線方向に分割さ
れており、固定ハウジング２に回転自在に支持される回
転軸本体１０ａの他端に補助回転軸１０ｂがボルト２１
によつて着脱自在に固着され、一端部には図１に示す回
転駆動源１１を接続するためのフランジ部材２３が固着
されている。回転駆動源１１は、通常はフライホイール
及び高容量の電動機からなる回転駆動源及び低容量の電
動機からなる回転駆動源の両者を備え、これらを回転軸
１０に選択的に接続可能である。補助回転軸１０ｂの他
端部には、ディスク取付け治具２４を介してブレーキデ
ィスク１４が取付けられる。フライホイールは、所定の
質量を有し、車両の運動エネルギーに近似するエネルギ
ーを貯えることができる。

【００１６】揺動ハウジング３は、矩形をなす開口部３
ｅを下端部に有する円筒状体をなし、一対の揺動支持ベ
アリング４，６を介して固定ハウジング２に回転自在か
つ中心軸線を回転軸１０と合致させて支持されている。
この揺動ハウジング３は、中心軸線方向に分割されてお
り、固定ハウジング２に回転自在に支持される揺動ハウ
ジング本体３ａの一端に、揺動支持ベアリング４の外輪
の固定を兼ねて環状の補助揺動ハウジング３ｂがボルト
３０によつて固着され、他端には、揺動支持ベアリング
６の外輪の固定を兼ねて短筒状の支持用揺動ハウジング
３ｃのフランジ部がボルト３１によつて固着されてい
る。

【００１７】また、支持用揺動ハウジング３ｃの他端部
には、ボルト３２によつて固着した環状部材３ｄを介し
て円筒状のブレーキ取付け治具１３が着脱自在に取付け
られ、このブレーキ取付け治具１３にフローティング型
ディスクブレーキのキャリパ１５が中心軸線方向の摺動
自在に支持されている。このキャリパ１５とディスク取
付け治具２４に取付けたブレーキディスク１４とで、回
転軸１０の他端部と揺動ハウジング３との間に介在させ
るトルク発生手段を構成している。なお、ブレーキ取付
け治具１３及びディスク取付け治具２４は、従来公知の
ブレーキダイナモメータ試験装置に装備されるものと同
様の構造を有する。従つて、ブレーキ取付け治具１３へ
のキャリパ１５の取付け位置は周方向に自由であり、図
２に示すいずれかの箇所等に実車に合わせて取付けが可
能である。

【００１８】そして、揺動ハウジング３の左右両側に
は、図３に示すようにそれぞれトルクアーム９，９を突
設し、各トルクアーム９，９と基盤１との間に、トルク
検出手段である高トルク検出用のロードセル１２及び低
トルク検出用のロードセル１６を配置する。各ロードセ
ル１２，１６は、それぞれ支持部材３１ａ，３１ｂ、３
２ａ，３２ｂの間に介装させ、上側の支持部材３１ｂ，
３２ｂの上端部をピン３３ａ，３３ｂによつて各トルク
アーム９，９に揺動自在に結合し、下側の支持部材３１
ａ，３２ａの下端部をピン３４ａ，３４ｂによつてそれ
ぞれ基盤１に揺動自在に結合してある。一対のロードセ
ル１２，１６は、ピン３３ａ，３３ｂ又は３４ａ，３４
ｂの上下のいずれか一方を抜き取ることにより、揺動ハ
ウジング３の中心軸線回りの揺動に伴う発生トルクが一
方のロードセル１２，１６に作用するようになる。ま
た、各ロードセル１２，１６は、作用する力の方向に制
限を受けない引張・圧縮兼用型が望ましい。

【００１９】次に、上記実施例の作用について説明す
る。高容量又は低容量の回転駆動源１１によつて必要に
応じてフライホイールを介して回転軸１０を回転駆動す
れば、ディスク取付け治具２４を介してブレーキディス
ク１４が回転する。そして、キャリパ１５のシリンダ内
に圧液を供給すれば、通常のフローティング型ディスク
ブレーキと同様に、一対のパッドによつてブレーキディ
スク１４が挟圧され、制動トルクが生ずる。この制動ト
ルクは、ブレーキ取付け治具１３を介して揺動ハウジン
グ３に入力され、揺動ハウジング３が中心軸線回りに揺
動する。これにより、一方のロードセル１２又は１６に
引張力又は圧縮力が作用するので、制動トルクを検出す
ることができる。

【００２０】通常走行時を模擬して制動トルクを検出す
る場合には、高容量の回転駆動源１１によつて回転軸１
０を回転駆動すると共に、高トルク検出用のロードセル
１２にのみ制動トルクが作用するようにし、このロード
セル１２によつて通常走行時の制動トルクの大きさ、適
否等を把握する。例えば、通常走行時を想定して複数回
ブレーキを掛け、高トルク（Kgf ・m を単位とする大き
さ）を測定・把握することにより、フローティング型デ
ィスクブレーキの基本特性を知ることができる。

【００２１】引きずりを模擬して制動トルクを検出する
場合には、低容量の回転駆動源１１によつて回転軸１０
を回転駆動すると共に、低トルク検出用のロードセル１
６にのみ制動トルクが作用するようにし、このロードセ
ル１６によつて引きずりによる制動トルクの大きさ、適
否等を把握する。このようにして、低トルク（Kgf ・cm
を単位とする大きさ）を測定し、引きずりトルクの減少
に役立てることにより、車両の燃費の向上を図ることが
できる。一対のパッドによつてブレーキディスク１４を
挟圧させてブレーキを掛けた状態で、回転軸１０に低回
転（例えば５ｒｐｍ程度）を与え、パーキングブレーキ
としての性能を試験することも可能である。

【００２２】このように、揺動ハウジング３は、固定ハ
ウジング２の外周に揺動支持ベアリング４，６を介して
支承し、また、回転軸１０は、固定ハウジング２の内周
にころベアリング５及び対をなすアンギュラベアリング
７を介在させて支承したので、これらの支持部が中心軸
線方向の同一箇所として与えられ、揺動ハウジング３及
び回転軸１０の各中心軸線は正確に同心に維持される。
加えて、回転軸１０に対するブレーキディスク１４の取
付け状態及びキャリパ１５の取付け方向が実車と同じに
なる。従つて、実車を良好に再現させた状態、つまりブ
レーキ挙動、摩耗特性等に実車との正確な相関性を与え
つつ、高トルク状態及び低トルク状態の両者を正確に負
荷させ、各種の試験を行うことができる。また、ブレー
キディスク１４の他側が広く開放されて邪魔するものが
ないので、ブレーキディスク１４の他側からのブレーキ
諸機能の把握が容易である。

【００２３】図４には他の構造例に係る回転軸１０を備
えるトルク検出装置を示し、上記実施例と実質的に同一
の部分には同一符号を付してそれらの説明は省略する。
すなわち、この回転軸１０は、上記実施例の回転軸本体
１０ａ及び補助回転軸１０ｂを一体形成した構造を有す
る。また、上記実施例の支持用揺動ハウジング３ｃ及び
環状部材３ｄは、中心部に開口を有するハット形状をな
すように一体形成したフランジ状部材３ｆとし、フラン
ジ状部材３ｆの外周部をボルト３１によつて揺動ハウジ
ング本体３ａの他端に固着してある。しかして、この構
造例によつても、一対のロードセル１２，１６によつて
制動トルクを検出し、上記実施例と同様の作用を得るこ
とができる。

【００２４】ところで、上記実施例にあつては制動トル
クを検出するようにしたが、本トルク検出装置によつて
クラッチの接続トルクを検出し、例えばいわゆる半クラ
ッチ状態の把握・解析を行うことも可能である。また、
上記実施例にあつては、高トルク検出用及び低トルク検
出用として、一対のロードセル１２，１６を揺動ハウジ
ング３の各側に備えさせたが、二段にロードセルを備え
る高低兼用型とし、揺動ハウジング３の一側にのみ備え
ることも可能である。更に、ころベアリング５及びアン
ギュラベアリング７並びに揺動支持ベアリング４，６
は、各種のころベアリング又はすべりベアリングによつ
て構成することが可能であり、また、各種のオイルレス
ベアリングによつて構成することも不可能ではない。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明に係るトルク検出装置によれば、揺動ハウジング
を固定ハウジングの外周に支承し、また、回転軸を固定
ハウジングの内周に支承し、これらの支持部が中心軸線
方向の同一箇所として与えられるので、揺動ハウジング
及び回転軸の中心軸線が正確に同心に維持される。その
結果、トルク発生手段に中心軸線を正確に合致させた状
態での発生トルクを検出することができる。加えて、回
転軸の回転の影響が固定ハウジングによつて遮断され、
揺動ハウジングに伝わらないので、トルク発生手段に生
ずる高トルクのみならず低トルクをも正確に検出するこ
とができる。また、回転軸の他側が広く開放されて邪魔
するものがないので、トルク発生手段の諸機能の把握が
容易である。すなわち、トルク発生手段の振動の検出、
又はトルク発生手段の摩耗状態若しくは温度分布の検出
が容易になるのみならず、これらの観察のためのカメラ
配置の自由度が向上する。

【００２６】請求項２の発明によれば、実車を良好に再
現させ、ブレーキ挙動、摩耗特性等に実車との正確な相
関性を与えつつ各種の試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例に係るトルク検出装置を示
す断面図。

【図２】 同じく平面図。

【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

【図４】 他の構造例に係るトルク検出装置を示す断面
図。

【符号の説明】

１：基盤、２：固定ハウジング、３：揺動ハウジング
（ベアリング）、４，６：揺動支持ベアリング（ベアリ
ング）、５：ころベアリング（ベアリング）、７：アン
ギュラベアリング（ベアリング）、１０：回転軸、１
２，１６：ロードセル（トルク検出手段）、１４：ブレ
ーキディスク（トルク発生手段）、１５：キャリパ（ト
ルク発生手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 3/16 - 3/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤に固定する１つの固定ハウジング
   と、固定ハウジングの内周に、離隔する複数の内周側ベ
   アリングを介して中心軸線回りの回転自在に支承され、
   一端部に接続する回転駆動源によつて回転駆動される回
   転軸と、固定ハウジングの外周に、離隔する複数の外周
   側ベアリングを介して前記中心軸線回りの揺動自在に支
   承される揺動ハウジングとを備え、揺動ハウジングと基
   盤との間に、トルク検出手段を介在させるトルク検出装
   置であつて、前記内周側ベアリングの間の固定ハウジングの内部に潤
   滑液を充填させ、前記外周側ベアリングと前記内周側ベ
   アリングとを中心軸線に直交する同一平面上に配置する
   と共に、 回転軸の他端部と揺動ハウジングとの間に、トルク発生
   手段を介在させることを特徴とするトルク検出装置。
2. 【請求項２】 トルク発生手段が、回転軸に取付けるブ
   レーキディスクと、揺動ハウジングに中心軸線方向の移
   動自在に支持するキャリパとからなることを特徴とする
   請求項１のトルク検出装置。