JP4769674B2 - 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。

そこで、ブレーキキャリパとナックルアーム間に測定用の支持部材を設けた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

前記課題を解決するために、請求項１に記載の燃料電池システムは、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円周方向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、前記キャリパブラケットはブレーキ荷重を受けるブレーキ荷重受け部を有しており、前記ブレーキ荷重受け部の外側に一対の固定部により固定されたセンサプレートと、前記センサプレートに取り付けられた歪検出手段とを具備し、前記センサプレートは、前記ブレーキ荷重受け部に加わるブレーキ入力の方向と直交する方向に沿って前記ブレーキ荷重受け部の外側に形成される外周側面に対向して取り付けられるとともに、前記ブレーキ荷重受け部に加わるブレーキ入力によって前記センサプレートが前記一対の固定部間で圧縮変形するよう構成したことを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

さらに、特許文献１記載の制動力測定装置では、車両の前進時と後退時とで、ブレーキ力による変形が逆方向に作用するため、歪も引張、圧縮の両方向に生じ、センサ出力のゼロ点補正が困難であるなど検出出力の安定化の課題がある。

よって、本発明の目的は、上下力や横方向の力に影響されにくく、検出出力の安定化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円周方向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、前記キャリパブラケットはブレーキ荷重を受けるブレーキ荷重受け部を有しており、前記ブレーキ荷重受け部の外側に固定されたセンサプレートと、前記センサプレートに取り付けられた歪検出手段と、を具備した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、前記センサプレートの背面の前記ブレーキ荷重受け部は切欠きを有し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１記載の発明によると、歪検出手段が取り付けられたセンサプレートがブレーキ荷重受け部の外側に一対の固定部により固定されているので、ブレーキがかけられるとセンサプレートが常に一対の固定部間で圧縮方向の変形を受ける。

このセンサプレートの圧縮変形を歪検出手段で検出することにより、ブレーキ力を検出することができる。センサプレートは、ブレーキ荷重受け部に加わるブレーキ入力の方向と直交する方向に沿ってブレーキ荷重受け部の外側に形成される外周側面に対向して取り付けられているので、センサプレートの歪を安定して検出することができる。

キャリパブラケットのブレーキ荷重受け部はブレーキ荷重を直接受けるためより大きな歪が発生するので、高い検出精度を期待できる。また、センサプレートの歪は、ブレーキ荷重（ブレーキトルク）が伝達されたときのみ発生するため、上下力や横方向の力に影響されにくく検出出力の安定化を図ることができる。

請求項２記載の発明によると、センサプレート背面のブレーキ荷重受け部は切欠きを有しているので、ブレーキがかけられるとセンサプレートはより歪易くなるため、ブレーキ力をより正確に検出できる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１は本発明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２は図１の左側面図である。

図１及び図２に示すように、ブレーキディスク（ディスクロータ）２は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、ボルト１０，１２によりナックル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（円周方向の両側）でブレーキディスク２の軸方向両側に配置される一対の摩擦パッド１８，２０を支持している。

キャリパブラケット８には、２本のボルト１４，１６によりブレーキキャリパ６に固定された２本のスライドピン１５，１７が摺動可能に嵌合されており、このブレーキキャリパ６は、図３に示すように、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１８，２０をブレーキディスク２に向けて押し付けるピストン（押動部材）２４を内蔵している。

ブレーキキャリパ６はホイールシリンダ２２を一体的に有しており、ホイールシリンダ２２内にはピストン２４が嵌合されている。ピストン室２６には、液圧供給口２８を介してブレーキマスタシリンダからの液圧が供給される。

ブレーキディスク２はハブ３に連結されている。液圧供給口２８を介してブレーキマスタシリンダから液圧がピストン室２６内に供給されると、ピストン２４が図３で左方向に押し出されてパッド１８がブレーキディスク２に押し付けられる。

ピストン２４がパッド１８をブレーキディスク２に押し付けた反力でブレーキキャリパ６が右方向に移動し、反対側のパッド２０もブレーキディスク２に押し付けられ、ブレーキディスク２の回転を制動する。

図４を参照すると、本発明実施形態のブレーキ力検出装置の要部正面図が示されている。ブレーキディスク２、摩擦パッド１８，２０、ブレーキキャリパ６等は省略されている。図５は図４の右側面図、図６は図５の平面図である。

キャリパブラケット８は正面視概略Ｕ形状をしており、一対のブレーキ荷重受け部（ブレーキトルク受け部）８ａ，８ｂと、ブレーキ荷重受け部８ａ，８ｂをそれぞれ連結する内側連結部（インナーブリッジ部）８ｃと、外側連結部（アウターブリッジ部）８ｄとから構成される。

図４に最もよく示されるように、キャリパブラケット８はボルト１０，１２が螺合されるネジ穴３２，３４と、スライドピン１５，１７が嵌合される嵌合穴３６，３８を有している。キャリパブラケット８は、ブレーキディスク２の回転中心とピストン（押動部材）２４の中心を結ぶ線について略線対称の形状をしている。

図５を参照すると、ブレーキ荷重受け部８ｂは、内側連結部８ｃに連結される内側アーム部４０ａと、外側連結部８ｄに連結される外側アーム部４０ｂと、内側アーム部４０ａと外側アーム部４０ｂを連結する連結部４０ｃから構成される。

ブレーキ荷重受け部８ｂの内側アーム部４０ａには、内側アーム部４０ａの長手方向に伸長するセンサプレート４２が互いに離間した一対のボルト４４，４６により固定されている。

センサプレート４２には歪ゲージ４８が貼付されており、歪ゲージ４８はその出力を増幅するアンプ５０に接続されている。図４を参照すると明らかなように、センサプレート４２の背面のブレーキ荷重受け部８ｂには切欠き５２が形成されている。

車両前進時にブレーキがかけられた場合には、パッド１８，２０がブレーキディスク２を圧接しながらブレーキディスクが回転するため、パッド１８，２０がブレーキディスク２に引き摺られてブレーキディスクの回転方向に移動し、キャリパブラケット８のブレーキ荷重受け部８ｂに圧接する。

センサプレート４２は内側アーム部４０ａの外側にボルト４４，４６で固定されているため、ブレーキ荷重受け部８ｂがブレーキ荷重（ブレーキトルク）を受けると、センサプレート４２には圧縮歪が発生する。

この圧縮歪は歪ゲージ４８により検出され、歪ゲージ４８に接続されたアンプ５０で歪ゲージ４８の出力を増幅することにより、センサプレート４２の歪量に基づいて制動力が検出される。

センサプレート４２の歪は、ブレーキトルクがキャリパブラケット８のブレーキ荷重受け部８ｂを介して伝達されたときにのみ発生するため、上下力や横方向の力に影響されにくく、精度良くブレーキ力を検出可能である。

更に本実施形態では、ボルト止めされたセンサプレート４２の背面のブレーキ荷重受け部８ｂには切欠き５２が形成されているため、センサプレート４２はブレーキ荷重を受けたとき切欠きがない場合に比較してより変形し易くなる。これによりセンサプレート４２により大きな歪が発生されるため、ブレーキ力の検出精度を向上することができる。

センサプレート４２はキャリパブラケット８のブレーキ荷重受け部８ｂに加わるブレーキ入力の方向と直交する方向に取り付けられているため、ブレーキ印加時の歪を安定して検出することができる。

ブレーキ力が入力する方向と平行にセンサプレート４２を固定すると、ブレーキ荷重受け部８ｂが撓んだ際にキャリパブラケット８とセンサプレート４２の接触部分がずれて、ブレーキを解除しても歪が残り、ゼロ点がずれるという不具合が発生するが、本実施形態ではブレーキ力の入力方向と直交する方向にセンサプレート４２を取り付けているため、このような不具合が発生することはない。

尚、上述した実施形態の歪ゲージ４８に代えて、他の歪検出手段をセンサプレート４２に取り付けるようにしてもよく、又、センサプレート及び歪検出手段をキャリパブラケットの円周方向両外側にそれぞれ設ければ、前進時及び後退時の両方のブレーキ力を検出することができる。

本発明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のディスクブレーキの左側面図である。 ディスクブレーキの概略断面図である。 本発明実施形態のブレーキ力検出装置の要部正面図である。 図４の右側面図である。 図４の平面図である。

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 ブレーキキャリパ
８ キャリパブラケット
８ａ，８ｂ ブレーキ荷重受け部（ブレーキトルク受け部）
８ｃ 内側連結部（インナーブリッジ部）
８ｄ 外側連結部（アウターブリッジ部）
１０，１２，１４，１６，４４，４６ ボルト
１８，２０ 摩擦パッド
４２ センサプレート
４８ 歪ゲージ
５０ アンプ
５２ 切欠き

Claims (2)

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円周方向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、
   前記キャリパブラケットはブレーキ荷重を受けるブレーキ荷重受け部を有しており、
   前記ブレーキ荷重受け部の外側に一対の固定部により固定されたセンサプレートと、
   前記センサプレートに取り付けられた歪検出手段とを具備し、
   前記センサプレートは、前記ブレーキ荷重受け部に加わるブレーキ入力の方向と直交する方向に沿って前記ブレーキ荷重受け部の外側に形成される外周側面に対向して取り付けられるとともに、前記ブレーキ荷重受け部に加わるブレーキ入力によって前記センサプレートが前記一対の固定部間で圧縮変形するよう構成した
   ことを特徴とするブレーキ力検出装置。
2. 前記センサプレートの背面の前記ブレーキ荷重受け部は切欠きを有し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。