JP4908998B2 - 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

上述した特許文献１記載の制動力測定装置によると、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。

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。

本発明によると、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ナックルと、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それぞれバックプレートに固着された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、前記ナックル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、前記ナックルに２本のボルトにより固定されたセンサプレートと、該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、前記キャリパブラケットは２本のボルトにより前記ナックルに固定されており、前記キャリパブラケットを前記ナックルに固定する前記２本のボルトの中心を結んだ直線と、前記センサプレートを前記ナックルに固定する前記２本のボルトの中心を結んだ直線は側面視において互いに直交することを特徴とするブレーキ力検出装置が提供される。

本発明によると、キャリパブラケットをナックルに固定する２本のボルトの中心を結んだ直線と、センサプレートをナックルに固定する２本のボルトの中心を結んだ直線が側面視において互いに直交するようにセンサプレートをナックルに固定したため、ブレーキがかけられたときセンサプレートには主に曲げモーメントが印加され、この曲げモーメントに応じてセンサプレートが変形するため、歪検出手段でセンサプレートの歪を検出することにより、精度良くブレーキ力を検出することができる。

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適用するのに適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正面図が示されている。キャリパブラケット８は、ブレーキディスク２の回転中心とピストン（押動部材）２４の中心を結ぶ線ついて略線対称の形状をしている。

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（図５参照）とから構成される。

図３に示されるように、摩擦パッド１８はバックプレート３８に固着されており、摩擦パッド２０はバックプレート３９に固着されている。図４から明らかなように、バックプレート３８は回入側凸部３８ａと回出側凸部３８ｂを有している。

回入側のブレーキ荷重受け部８ａには凸部３８ａが嵌合する形状の凹部３９ａが形成されており、回出側のブレーキ荷重受け部８ｂには凸部３８ｂが嵌合する形状の凹部３９ｂが形成されている。

バックプレート３８の回入側凸部（回入側端部）３８ａは凹部３９ａ中に挿入されてパッドサポート４０によりキャリパブラケット８に取り付けられている。一方、バックプレート３８の回出側凸部（回出側端部）３８ｂは凹部３９ｂ中に挿入されてパッドサポート４２によりキャリパブラケット８に取り付けられている。

ナックル４は２本のアーム部４ａ，４ｂを一体的に有しており、これらのアーム部４ａ，４ｂにキャリパブラケット８が２本のボルト１０，１２により固定されている。好ましくは、キャリパブラケット８の内側連結部８ｃとナックル４のアーム部４ａ，４ｂが直交するようにキャリパブラケット８がナックル４に取り付けられる。

アーム部４ｂにはセンサプレート３２が２本のボルト３４，３６により固定されている。センサプレート３２には歪ゲージ４４が貼付されており、歪ゲージ４４は図示しないアンプに接続されている。

本実施形態の特徴は、ボルト１０，１２の中心同士を結ぶ直線４６と、ボルト３４，３６の中心同士を結ぶ直線４８が側面視において直交するようにセンサプレート３２がナックル４のアーム部４ｂに取り付けられていることである。

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、バックプレート３８の回出側端部３８ｂが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。

これにより、キャリパブラケット８のブレーキ荷重受け部８ｂが回出側に撓むのと同時に、キャリパブラケット８はナック４への固定点を支点として紙面に垂直方向の曲げモーメントを受けることになる。

本実施形態では、ボルト１０，１２の中心同士を結んだ直線４６とボルト３４，３６の中心同士を結んだ直線４８とが側面視において直交するようにセンサプレート３２がナックル４に取り付けられているため、センサプレート３２にはブレーキ荷重受け部８ｂが撓んだときの曲げモーメント及び紙面に垂直方向の曲げモーメントが入力されることになる。

直線４６と直線４８が側面視において直交しないようにセンサプレート３２がナックル４に取り付けられる場合には、紙面に垂直方向の曲げモーメントに起因してセンサプレート３２には剪断力が印加されることになるが、本実施形態では直線４６と直線４８が側面視において直交するようにセンサプレート３２がナックル４に取り付けられているため、センサプレート３２に剪断力が印加されるのを回避することができる。

その結果、センサプレート３２はブレーキをかけたときに曲げ変形のみを受けることになり、この曲げ変形を歪ゲージ４４で検出することにより、ブレーキ力を正確に検出することができる。

尚、上述した実施形態では、センサプレート３２を回出側のブレーキ荷重受け部８ｂに近いアーム部４ｂに固定した実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ナックル４の他の箇所、例えば回入側のアーム部４ａに固定するようにしてもよい。

センサプレート３２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、精度よくブレーキ力を検出可能である。

尚、上述した実施形態の歪ゲージ４４に代えて、他の歪検出手段をセンサプレート３２に取り付けるようにしてもよい。

本発明実施形態のブレーキ力検出装置を適用するのに適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正面図である。 ブレーキキャリパを省略した状態のキャリパブラケットの平面図である。

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）
１０，１２，３４，３６ ボルト
１８，２０ 摩擦パッド
３２ センサプレート
３８，３９ バックプレート
４４ 歪ゲージ

Claims (1)

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ナックルと、
   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それぞれバックプレートに固着された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、前記ナックル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、
   前記ナックルに２本のボルトにより固定されたセンサプレートと、
   該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、
   前記キャリパブラケットは２本のボルトにより前記ナックルに固定されており、
   前記キャリパブラケットを前記ナックルに固定する前記２本のボルトの中心を結んだ直線と、前記センサプレートを前記ナックルに固定する前記２本のボルトの中心を結んだ直線は側面視において互いに直交することを特徴とするブレーキ力検出装置。