JP4584137B2 - ブレーキ力検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキによるブレーキ力（制動力）を検出するブレーキ力検出装置に関する。

車両の制動制御を行う場合には、制動力が重要な情報の一つである。例えば、ブレーキをかけている時、実際にかかっている制動力が検出できれば、容易に路面の状態を推測することができる。路面の状態が判れば、ＡＢＳ制御（アンチスキッドブレーキシステム制御）をより正確に行え、安全に短い距離で停止できるようになる。

また、車両旋回時又は低摩擦係数（μ）の路面等においてブレーキをかけた時、各車輪にかかる制動力を検出できれば、各車輪の制動力を個別に制御できるようになり、車両の走行制御をより安全に行うことができるようになる。

従来は、ディスクブレーキの摩擦パッドの固定支持体の支持係合部にロードセルを設けたり、或いは歪ゲージを貼付したりすることにより、ブレーキ力を検出するディスクブレーキが開発されている。

しかし、摩擦パッドの付近は、摩擦パッドとブレーキディスク間の摩擦により発生する熱により高温になり易く、耐熱性、耐環境性、寿命等を考慮すると、ロードセルや歪ゲージの現在の性能では車載部品として不適当である。

そこで、熱的影響を受けにくい制動力測定装置が特開平６−１２３６６５号で提案されている。この公開公報に開示された制動力測定装置は、ブレーキキャリパとナックルアームの間に介装され、略垂直な一対の梁を有する支持部材と、梁の変位を検出する検出手段とを備えて構成される。
特開平６−１２３６６５号公報

上述した特許文献１記載の制動力測定装置によると、熱的影響を受けにくいという利点があるが、制動力測定装置の断面がＨ型であるため、キャリパブラケットとナックルとの間のブレーキディスク軸方向の距離が大きくなり、測定装置が大型化してしまうという問題がある。また、二つの梁の間に変位検出装置を配置するのも難しい。

よって、本発明の目的は、簡単な構成で小型化でき、ナックルとキャリパブラケット間の確実な固定が可能なブレーキ力検出装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、車輪を回転可能に支持するとともに、サスペンションによって車体に支持される車輪支持体と、車輪とともに回転するブレーキディスクと、該ブレーキディスクの両側に配置される一対の摩擦パッドと、前記摩擦パッドを前記ブレーキディスクに向けて押動する前記ブレーキディスクの軸線と平行な方向に進退する押動部材を内蔵するブレーキキャリパと、前記摩擦パッドの前記ブレーキディスクの回入側及び回出側の両側で前記摩擦パッドを支持するとともに、前記ブレーキキャリパを支持し、前記車輪支持体に固定されたキャリパブラケットと、を備えたブレーキ装置のブレーキ力検出装置であって、前記車輪支持体に少なくとも一対の第１固定部で固定されるとともに、前記キャリパブラケットに少なくとも一対の第２固定部で固定された、前記車輪支持体と前記ブレーキキャリパの間で前記ブレーキディスクと平行に配置される板状のセンサブラケットと、前記センサブラケットの前記第１固定部と前記第２固定部との間に取り付けられた歪検出手段とを具備し、前記各第２固定部は、前記ブレーキディスクの中心と前記ブレーキキャリパの周方向の中心を結ぶ線に対して前記ブレーキディスクの回転方向両側に位置するように配置されており、前記第１固定部の一方は、前記第２固定部の一方と前記ブレーキディスクの回転方向又は半径方向に間隔をおいて配置されていることを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記少なくとも一対の第２固定部は、前記結ぶ線と直交する線上又は回転方向同一円周上に配置されており、前記少なくとも一対の第１固定部は、前記直交する線上又は回転方向同一円周上において、前記第２固定部の他方の両側に配置されており、前記歪検出手段は前記少なくとも一対の第２固定部の間の前記センサブラケットに取り付けられていることを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

請求項３記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記少なくとも一対の第２固定部は、前記結ぶ線と直交する線上又は回転方向同一円周上に配置されており、前記少なくとも一対の第１固定部は、前記各第２固定部を通り前記結ぶ線と平行な線上又は前記ブレーキディスクの半径方向の線上で、前記各第２固定部と間隔を置いて配置されており、前記歪検出手段は前記少なくとも一対の第２固定部の間の前記センサブラケットに取り付けられていることを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

請求項４記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記第１固定部の他方及び前記第２固定部の他方は同じ位置に配置されており、前記車輪支持体、前記センサブラケット及び前記キャリパブラケットが前記位置において一つの固定手段で固定されることを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、センサブラケット及び歪検出手段のブレーキディスクの軸方向の配置にスペースを要さず、センサブラケットを介しての車輪支持体とキャリパブラケットの確実な固定が可能である。また、より大きな歪が生じる部位でブレーキ力を検出するので、検出の精度が高い。

請求項２記載の発明によると、センサブラケットを直線状の簡単な形状にすることができ、請求項１の発明と同様な効果を達成できる。

請求項３記載の発明によると、第１及び第２固定部をブレーキディスクの半径方向に間隔を置いて配置しているため、センサブラケットを短くすることができ、請求項１の発明と同様な効果を達成することができる。

請求項４記載の発明によると、固定手段の数を減らすことができ、請求項１記載の発明と同様な効果を達成することができる。

まず、図１乃至図５を参照して、本発明第１実施形態のブレーキ力検出装置について説明する。図１は第１実施形態のブレーキ力検出装置を具備したディスクブレーキの外観斜視図である。

図１に示すように、ブレーキディスク（ディスクロータ）２が図示しない車輪に固定されており、車輪とともに回転する。４はナックル（車輪支持体）であり、車輪を回転可能に支持するとともに、図示しないサスペンションを介して車体に連結されている。

８はキャリパブラケットであり、後で詳細に説明するセンサブラケット１０を介してナックル４に取り付けられている。キャリパブラケット８は、ブレーキディスク２の回入側及び回出側の両側でブレーキディスク２の両側に配置される一対の摩擦パッド９を支持している。

キャリパブラケット８にはブレーキキャリパ６が取り付けられており、このブレーキキャリパ６はブレーキディスク２の軸線と平行な方向に進退して摩擦パッド９をブレーキディスク２に向けて押し付ける図示しないピストン（押動部材）を内蔵している。

ピストンはシリンダ室内に収容されており、ブレーキキャリパ６が１個のピストンを内蔵する場合には、シリンダ室内に供給された圧油によりピストンがブレーキディスク２に向かって移動し、一方の摩擦パッド９をブレーキディスク２に圧接する。その反力により、ブレーキキャリパ６がピストンの移動方向と反対方向に移動して、他方の摩擦パッド９をブレーキディスク２に圧接させ、ブレーキディスク２の回転を制動する。

ブレーキキャリパ６が左右一対のピストンを内蔵している場合には、各ピストンが摩擦パッド９をブレーキディスク２に対して押し付け、ブレーキディスク２の回転を制動する。

次に、図２乃至図５を参照して、第１実施形態のブレーキ力検出装置について詳細に説明する。図２は第１実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図、図３はその正面図、図４は平面図、図５は右側面図である。これらの図において、図１に示したブレーキディスク２、ブレーキキャリパ６は省略されている。

キャリパブラケット８は、ブレーキディスク２の円周方向に伸びる一対の円周方向部材８ａ，８ｂと、これらの円周方向部材８ａ，８ｂを連結する一対の半径方向部材８ｃ，８ｄから構成される。円周方向部材８ａ，８ｂにはブレーキディスク２の軸方向に移動可能なように図示しない摩擦パッドが取り付けられる。

板状のセンサブラケット１０がボルト１２，１４でナックル４に固定されるとともに、ボルト１６，１８でキャリパブラケット８に固定されている。ボルト１２，１４が第１の固定部を構成し、ボルト１６，１８が第２の固定部を構成する。センサブラケット１０のナックル４及びキャリパブラケット８に対する固定には、ボルトに代えて他の固定手段を採用するようにしてもよい。

ボルト１６，１８からなる第２固定部は、ブレーキディスク２の中心とブレーキキャリパ８の周方向の中心又はピストンの中心を結ぶ線に対してブレーキディスク２の回転方向両側に位置するように配置されている。

本実施形態では、ボルト１６，１８からなる第２固定部は回転方向同一円周上に配置されている。ボルト１６，１８を上述した結ぶ線と直交する線上に配置するようにしてもよい。

ボルト１２，１４からなる第１固定部は、回転方向同一円周上において、ボルト１８の両側に配置されている。代替案として、ボルト１２，１４をボルト１８を挟んで上述した直交する線上に配置するようにしてもよい。

第２固定部を構成するボルト１６，１８の間のセンサブラケット１０上には歪ゲージ２０が貼付されている。歪ゲージ２０にはアンプ２２が接続されており、歪ゲージ２０で検出したセンサブラケット１０の歪を増幅する。歪ゲージ２０に代えて、他の歪検出手段をセンサブラケット１０に取り付けるようにしてもよい。

以下、上述した第１実施形態の作用について説明する。制動時、摩擦パッドがブレーキディスク２に押し付けられるとブレーキディスクとの摩擦により摩擦パッドがブレーキディスク２の回転方向に引っ張られ、回出側の軸方向部材８ｄに当接し、制動力をこの軸方向部材８ｄで受けることになる。

キャリパブラケット８にはセンサブラケット１０が一対のボルト１６，１８で固定されているため、キャリパブラケット８で受けた制動力はセンサブラケット１０に伝達される。

この制動力により、センサブラケット１０には歪が発生するが、この歪を歪ゲージ２０で検出し、歪ゲージ２０に接続されたアンプ２２で増幅することにより、センサブラケット１０の歪量に基づいて制動力が検出される。

本実施形態のブレーキ力検出装置では、平板状のセンサブラケット１０をナックル４とキャリパブラケット８の間に介装して、センサブラケット１０に歪ゲージ２０を貼付したことにより、センサブラケット１０及び歪ゲージ２０を配置するのに必要とするブレーキディスク２の軸方向のスペースを最小にすることができる。

また、センサブラケット１０を平板から形成したため、従来技術のように複数のリンクを節で結合する構成に比較して、ナックル４とキャリパブラケット８の間の確実な固定が可能となる。

更に、センサブラケット１０は一対のボルト１６，１８によりキャリパブラケット８に強固に固定されているので、制動時に大きな歪が生じることになり、大きな歪が生じる部位で制動力を検出するので、検出の感度が良く、精度が高くなる。

次に、図６乃至図１０を参照して、本発明第２実施形態のブレーキ力検出装置について説明する。本実施形態及び後述する他の実施形態の説明において、上述した第１実施形態と同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明の一部を省略する。

図６は第２実施形態のブレーキ力検出装置を具備したディスクブレーキの外観斜視図を示している。図７は第２実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図。図８はその正面図、図９は平面図、図１０は右側面図である。

本実施形態のブレーキ力検出装置では、Ｈ形状の平板からなるセンサブラケット１０Ａを採用する。センサブラケット１０Ａはボルト１２ａ，１４ａからなる一対の第１固定部でナックル４に固定され、ボルト１６ａ，１８ａからなる一対の第２固定部でキャリパブラケット８に固定されている。

一対のボルト１６ａ，１８ａからなる第２固定部は、ブレーキディスク２の中心とブレーキキャリパ６の周方向の中心又はブレーキキャリパ６に内蔵されたピストンの中心を結ぶ線に対して、ブレーキディスク２の回転方向両側に位置するように、回転方向同一円周上に配置されている。或いは、一対のボルト１６ａ，１８ａからなる第２固定部を、上述した結ぶ線と直交する線上に配置するようにしてもよい。

一対のボルト１２ａ，１４ａからなる第１固定部は、各ボルト１６ａ，１８ａを通り、上述した結ぶ線と平行な線上又はブレーキディスク２の半径方向の線上で、各第２固定部（ボルト１６ａ，１８ａ）と間隔を置いて配置されている。

上述したように、センサブラケット１０Ａは平板状で概略Ｈ形状をしており、固定部を連結する連結部１１に歪ゲージ２０が貼付されている。

本実施形態によると、第１及び第２固定部をブレーキディスク２の半径方向にオフセットして設けたため、上述した第１実施形態に比較してブレーキ力検出装置をよりコンパクトに構成できるとともに、第１実施形態と同様な効果を達成することができる。

次に、図１１乃至図１４を参照して、本発明第４実施形態のブレーキディスク検出装置について説明する。本実施形態は、上述した第１実施形態でのそれぞれ一対からなる第１及び第２固定部のうちの一方をボルト２４で共用したことを特徴とする。すなわち、平板状のセンサブラケット１０はボルト１２ｂ，２４でナックル４に固定されるとともに、ボルト１６ｂ，２４でキャリパブラケット８に対して固定されている。

本実施形態によると、ボルト２４でセンサブラケット１０をナックル４及びキャリパブラケット８に対して固定したため、第１実施形態に比較してより簡単な構成で、第１実施形態と同様な効果を達成することができる。

次に、図１５乃至図１８を参照して、本発明第４実施形態のブレーキ力検出装置について説明する。本実施形態は、センサブラケット１０Ｂが概略Ｔ字形状をしており、それぞれ一対の第１及び第２固定部のうち一方をボルト２４ａで共用した点に特徴がある。すなわち、センサブラケット１０Ｂはボルト１２ｃ及び２４ａでナックル４に固定され、ボルト１６ｃ及び２４ａでキャリパブラケット８に対して固定されている。

本実施形態は図６乃至図１０を参照して説明した第２実施形態に比較して、センサブラケット１０Ｂの固定部を一つ減らして構成できるため、より簡単な構成のブレーキ力検出装置で第２実施形態と同様な効果を達成することができる。

次に、図１９乃至図２２を参照して、本発明第５実施形態のブレーキ力検出装置について説明する。本実施形態は、図１１乃至図１４に示した第３実施形態に類似しているが、共通固定部を構成するボルト２４ｂ以外の固定部の位置をセンサブラケット１０の長手方向で逆にしたものである。

すなわち、ナックル４のセンサブラケット１０の取付部分を比較的長く形成し、センサブラケット１０をボルト１２ｄ及び２４ｂでナックル４に固定するとともに、ボルト１６ｄ及び２４ｂでキャリパブラケット８に固定したものである。

本実施形態も第３実施形態と同様に、それぞれ一対の第１及び第２固定部のうち一方をボルト２４ｂで共用しているため、第１実施形態に比較してより簡単な構成で第１実施形態と同様な効果を達成することができる。

本発明第１実施形態のブレーキ力検出装置を具備したディスクブレーキの外観斜視図である。 第１実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図である。 図２の正面図である。 図２の平面図である。 図２の右側面図である。 本発明第２実施形態のブレーキ力検出装置を具備したディスクブレーキの外観斜視図である。 第２実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図である。 図７の正面図である。 図７の平面図である。 図７の右側面図である。 本発明第３実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図である。 図１１の正面図である。 図１１の平面図である。 図１１の右側面図である。 本発明第４実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図である。 図１５の正面図である。 図１５の平面図である。 図１５の右側面図である。 本発明第５実施形態のブレーキ力検出装置の斜視図である。 図１９の正面図である。 図１９の平面図である。 図１９の右側面図である。

符号の説明

２ ブレーキディスク（ディスクロータ）
４ ナックル
６ キャリパ
８ キャリパブラケット
１０，１０Ａ，１０Ｂ センサブラケット
１２，１４ ボルト（第１固定部）
１６，１８ ボルト（第２固定部）
２０ 歪ゲージ
２２ アンプ

Claims (4)

1. 車輪を回転可能に支持するとともに、サスペンションによって車体に支持される車輪支持体と、
   車輪とともに回転するブレーキディスクと、
   該ブレーキディスクの両側に配置される一対の摩擦パッドと、
   前記摩擦パッドを前記ブレーキディスクに向けて押動する前記ブレーキディスクの軸線と平行な方向に進退する押動部材を内蔵するブレーキキャリパと、
   前記摩擦パッドの前記ブレーキディスクの回入側及び回出側の両側で前記摩擦パッドを支持するとともに、前記ブレーキキャリパを支持し、前記車輪支持体に固定されたキャリパブラケットと、
   を備えたブレーキ装置のブレーキ力検出装置であって、
   前記車輪支持体に少なくとも一対の第１固定部で固定されるとともに、前記キャリパブラケットに少なくとも一対の第２固定部で固定された、前記車輪支持体と前記ブレーキキャリパの間で前記ブレーキディスクと平行に配置される板状のセンサブラケットと、
   前記センサブラケットの前記第１固定部と前記第２固定部との間に取り付けられた歪検出手段とを具備し、
   前記各第２固定部は、前記ブレーキディスクの中心と前記ブレーキキャリパの周方向の中心を結ぶ線に対して前記ブレーキディスクの回転方向両側に位置するように配置されており、
   前記第１固定部の一方は、前記第２固定部の一方と前記ブレーキディスクの回転方向又は半径方向に間隔をおいて配置されていることを特徴とするブレーキ力検出装置。
2. 前記少なくとも一対の第２固定部は、前記結ぶ線と直交する線上又は回転方向同一円周上に配置されており、
   前記少なくとも一対の第１固定部は、前記直交する線上又は回転方向同一円周上において、前記第２固定部の他方の両側に配置されており、
   前記歪検出手段は前記少なくとも一対の第２固定部の間の前記センサブラケットに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ力検出装置。
3. 前記少なくとも一対の第２固定部は、前記結ぶ線と直交する線上又は回転方向同一円周上に配置されており、
   前記少なくとも一対の第１固定部は、前記各第２固定部を通り前記結ぶ線と平行な線上又は前記ブレーキディスクの半径方向の線上で、前記各第２固定部と間隔を置いて配置されており、
   前記歪検出手段は前記少なくとも一対の第２固定部の間の前記センサブラケットに取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のブレーキ力検出装置。
4. 前記第１固定部の他方及び前記第２固定部の他方は同じ位置に配置されており、
   前記車輪支持体、前記センサブラケット及び前記キャリパブラケットが前記位置において一つの固定手段で固定されることを特徴とする請求項１記載のブレーキ力検出装置。

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