JP4909976B2 - 引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法に関する。

車両において使用されるディスクブレーキ装置を評価する引摺り試験は、近年の車両の燃費向上追求もあって、大変重要になってきている。この試験を行う上での重要な点は、試験開始に当たって、円滑にロータとインナパッドおよびアウタパッドとの間に隙間を形成させることにある。

また、本件出願人は、軸受けの摩擦によるトルクの影響を除去してブレーキの引摺りトルクを正確に検出することを可能にしたブレーキの引摺りトルク検出装置を提案した（下記特許文献１参照）。
特開平１１−６４１３４号公報（公報要約書参照）

前記特許文献１に開示されたものは図３に示すように、軸受けの摩擦によるトルクの影響を除去してブレーキの引摺りトルクを正確に検出するためになされたもので、引摺りトルクを測定すべきディスクブレーキ１２５のロータ１２６を取り付け可能な駆動軸１１１と、駆動軸１１１と同心上に配置され駆動軸１１１に軸受け１２２を介して回転自在に支持された回転軸１１２と、回転軸１１２に静圧軸受け１３０、１３１を介して回転自在に取り付けられ、ディスクブレーキ１２５のキャリパ１２７を取り付け可能なトルク測定用部材１３２と、トルク測定用部材１３２の回転力によって発生する接線方向の荷重を検出するトルク検出手段（図示省略）とを備えたもので、駆動軸１１１にベアリングを介して支持されている回転軸１１２とトルク測定用部材１３２との間に摩擦が殆どない静圧軸受け１３０、１３１が介挿されているので、駆動軸１１１の回転力が測定用部材１３２に作用するのを防止して、トルク測定用部材１３２にはブレーキの引摺りトルクだけを作用させることができ、引摺りトルクを正確に検出することができるものである。

前述したような従来の引摺り試験装置にあって、その引摺り試験の開始前には、初期値として、引摺りトルクが発生しない状態である引摺りトルクをゼロにする必要がある。無論、前述した特許文献１のように、軸受けの摩擦によるトルクの影響を除去してブレーキの引摺りトルクを正確に検出することは言うまでもないことであるが、初期値としての引摺りトルクをゼロにする必要から、ディスクブレーキキャリパに対してロータが部分的に摺接しない状態を試験開始の初期状態とするために、ロータとディスクブレーキキャリパのパッドとの間の軸方向隙間の設定を、従来は手動にて行っていた。その際、スペーサ等でパッドをロータから無理に隔離する作業によって、パッド摺動面やロータを損傷させる虞れがある他、パッドの傾斜を考慮せずにした調整により一部が接触してしまう可能性もあった。また、これら隙間を目視で判断することは困難であった。

そこで本発明は、前記従来の引摺り試験における課題を解決して、ロータとパッドの隙間を簡単に設定して引摺りトルクをゼロとしたクリアランス初期設定を行って、高い精度の試験測定を可能にするとともに、パッドやロータの損傷の虞れもない引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法を提供することを目的とする。

このため本発明は、ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドまたはアウタパッドとの間にクリアランスを設定することを特徴とする。また本発明は、ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻し、続いてロータをキャリパのアウタパッドまたはインナパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドおよびアウタパッドとの間にクリアランスを設定することを特徴とする。また本発明は、前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定に先立って、ディスクブレーキキャリパのパッドに連なるピストンを負圧流体等によりシリンダ底部側へ戻しておくように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定および前記キャリパへの加圧流体または負圧流体の選択的供給による制御ならびに引摺り試験におけるロータの回転の全てが自動制御されることを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドまたはアウタパッドとの間にクリアランスが発生するので、軸方向に移動可能に構成されたロータを取り付けた試験装置における回転軸を軸方向に移動させることで、ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けた後、原位置方向に戻すだけで、ロータとインナパッドまたはアウタパッドとの間に所定のクリアランスを確保して設定することができ、従来のもののようなスペーサ等でパッドをロータから無理に隔離する作業によって、パッドやロータを傷付ける虞れもなく、またパッドが斜めになることで一部がロータと接触することもない。

また、ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻し、続いてロータをキャリパのアウタパッドまたはインナパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドまたはアウタパッドとの間にクリアランスが発生するので、ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側のいずれか一方側のみに押し付けるだけでなく、両方のパッドに押し付けた後に原位置付近に復帰させることで、ブレーキアセンブリとして確実かつ充分にロータの両側にてクリアランスを設定することができる。

さらに、前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定に先立って、ディスクブレーキキャリパのパッドに連なるピストンを負圧流体等によりシリンダ底部側へ戻しておくように構成した場合は、負圧流体等により迅速にピストンをシリンダ底部側へ戻すことを可能にして初期設定の時間を短縮するとともに、予めピストンを戻しておくことにより、ロータとともに動くパッドの軸方向移動を円滑にすることができるので、クリアランス設定がし易くなる。さらにまた、前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定および前記キャリパへの加圧流体または負圧流体の選択的供給による制御ならびに引摺り試験におけるロータの軸方向の移動および回転の全てが自動制御される場合は、試験装置の開始ボタン等の押下等により、試験の開始から、クリアランス初期設定および引摺り試験における全ての動作を全自動化できるので、手動による初期設定・試験等の作業工数を大幅に減少できる。

以下、本発明の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法の工程図、図２は本発明のクリアランス設定方法が採用される引摺り試験装置の概略全体図である。本発明の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法の基本的な構成は、図１および図２に示すように、ディスクブレーキキャリパ８が取り付けられた支持軸を支持する静止支柱２と、前記キャリパ８のパッドに摺接すべく配置されるロータ７を回転可能に取り付けた回転軸５を軸支する可動支柱３を前記静止支柱２に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータ７をキャリパ８のインナパッド２４またはアウタパッド２５側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータ７を原位置方向に戻すことにより、ロータ７とインナパッド２４またはアウタパッド２５との間にクリアランスδを設定することを特徴とする。

図２は本発明のクリアランス設定方法が採用される引摺り試験装置の概略全体図である。引摺り試験装置は、マスタシリンダ１５、バキュームポンプ１７、台座移動用モータ１１等を収容・設置した台枠１の上面にディスクブレーキキャリパ８が設置された支持軸４を支持する静止支柱２と、該静止支柱２に対してロータ７を回転かつ傾動可能に取り付けた回転軸５を軸支する可動支柱３を軸方向に移動可能に設置して構成される。マスタシリンダ１５は、エアーサーボ制御により正圧管路２０、管路２２を通じてディスクブレーキキャリパ８に所定圧のエアーを供給する。バキュームポンプ１７は、第１負圧管路２１Ａを通じてバキュームタンク１６からエアーを吸引し、該バキュームタンク１６は、第２負圧管路２１Ｂ、管路２２を通じてディスクブレーキキャリパ８に負圧を掛けることができる。管路２２と正圧管路２０および第２負圧管路２１Ｂとの間の分岐部には切換弁２３が配設され、ディスクブレーキキャリパ８への正圧と負圧を供給して、加圧解除、ピストン戻しと解除がなされる。

静止支柱２は台枠１の上面の一方側に起立固定され、その上部に水平状の支持軸４が支持固定される。該支持軸４の回転軸側の端部に取付板等を介してディスクブレーキキャリパ８が取り付けられる。支持軸４の外側端部には、ディスクブレーキキャリパ８がロータ７からの回転動作がなされた際にパッド２４、２５等に接触して支持軸４に発生する引摺りトルクを検出するトルク検出アーム１８と検出器であるロードセル１９が配設される。前記静止支柱２に対して、可動支柱３が台枠１の上面の他方側に軸方向に移動可能に起立設置される。可動支柱３は、レール等（図示省略）を介して台枠１の上面に移動手段によりスライド自在に設置された可動台座１４上に固定される。可動台座１４は、台枠１内に収容された台座移動用モータ１１からの動力を得て、適宜の伝達手段例えばプーリーベルト１２等を介して螺子スピンドル１３の回転に伴って螺子スピンドル１３と螺合する手段を有して軸方向に移動できる。移動手段は、台座移動用モータ１１、プーリーベルト１２、螺子スピンドル１３および可動台座１４から構成される。

前記可動支柱３の上部には水平に回転軸５が軸支され、可動支柱３の上方に平行に設置された回転軸用サーボモータ９から動力を得て、可動支柱３の外側に配置された適宜の伝達手段例えばプーリーベルト１０等を介して回転自在に構成される。回転軸５の内側にはオプションであるロータ振れ調整治具６を介してロータ７が装着される。詳述はしないが、ロータ振れ調整治具６は、回転軸５に装着される起動側治具とロータ７に装着されるロータ側治具とから構成され、これら起動側治具とロータ側治具とは、支軸６Ａを介して揺動首振り自在でかつその揺動角度を調整して固定できるように構成されている。その揺動角度の調整は、起動側治具とロータ側治具との間の隙間を調整ボルト等の進退により行われる。それにより、試験開始前に所望のロータ振れを容易にセットすることができる。
つまり、ロータ振れ調整治具６、キャリパ８、ロータ７を試験機にセットした後、ロードセル１９の調整（測定する側のロードセルに若干のプレロードを付与する）し、その後は自動運転が可能な、シリンダエア抜き（加圧解除と負圧の繰返し）、負圧解除（ピストン底付き）、ロータ移動（ロータ〜パッド隙間確保）、加圧解除、ロータ回転〜終了、片付けまたは仕様変更がなされて前記負圧解除工程に戻り、試験が繰り返されることになる。

図示しての説明は省略されるが、図１および図２において、キャリパ８におけるシリンダ２７にバキュームタンク１６からの負圧を導入してピストン２６を後退させるソレノイド弁等の切換弁２３の開閉制御、ロータ７を取り付けた回転軸５の台座移動用モータ１１による軸方向の移動制御のそれぞれは、スタートボタンの押下による引摺り試験の開始に伴う自動制御パターンに沿って自動的になされることを好適とするが、それぞれの開始時期等について手動も可能に構成される。そして、前記自動制御の場合には、ピストン２６の後退の有無の後に続く、ロータ７をキャリパ８のインナパッド２４またはアウタパッド２５側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータ７を原位置方向に戻す制御、ロータ７をキャリパ８のインナパッド２４またはアウタパッド２５側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータ７を原位置方向に戻し、続いてロータ７をキャリパ８のアウタパッド２４またはインナパッド２５側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータ７を原位置方向に戻す制御、さらには、キャリパ８への加圧流体または負圧流体の選択的供給による制御ならびに引摺り試験におけるロータ７の回転の全ての制御が、図示省略の所定の制御手段内にて設定された制御パターンに基づいてなされる。

図１は上述した引摺り試験装置の試験に先立って、その開始前に、初期値として、引摺りトルクが発生しない状態である引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定の工程図である。前述の図２における静止側の支持軸４にキャリパ８を取り付け、回転軸５にロータ振れ調整治具６を介して取り付けられたロータ７を軸方向の正規位置にセットする。ここで、キャリパ８におけるシリンダ２７内に負圧を導入して予めピストン２６を後退させてトータルクリアランスＬを確保する。しかしながら、ピストン２６を後退させない場合も本発明の範疇内にあるが、予めピストン２６を後退させておくことによって、ピストンとインナパッド間に隙間を設け、ロータ７の軸方向移動の際にクリアランス設定のためにパッド２４や２５を円滑に移動させることができる。パッド２４、２５はロータ７の両側面に接触している。また、フローティングタイプのディスクブレーキでは、通常、ピストン抵抗＞キャリパ抵抗であるので、ロータ７の片側への軸方向移動の際にピストン２６を介してキャリパ全体も動くので、キャリパ共連れにより反対側のパッドクリアランスが小さくなる。よって、インナパッドのみ移動させるよう、予めピストン２６を後退させておくことが推奨される。なお、符号２８はロータ７の軸方向変位を検出するダイヤル変位計を示す。

この状態から、台座移動用モータ１１を駆動してロータ７を所定量例えばインナパッド２４側に軸方向に１ｍｍ移動させる。１ｍｍ移動中にインナパッド２４がピストン２６に当接した場合は、それ以降キャリパ８がインナ側に移動するように構成されているので支障はない。次いで、ロータ７をアウタ側に軸方向に移動させて原位置方向（あるいは原位置の直前）に戻す。これにより、ロータ７の側面とインナパッド２４との間に、引摺りトルクがゼロとなる所定の隙間すなわちクリアランスδが設定される。本発明では、さらに続けて、図１（Ｂ）に示すように、ロータ７をアウタパッド２５側に軸方向に１ｍｍ移動させる。１ｍｍ移動中にアウタパッド２５がキャリパ８の爪部に当接した場合は、それ以降キャリパ８がアウタ側に移動するので支障はない。次いで、ロータ７をインナ側に軸方向に移動させて原位置方向に戻す。これにより、ロータ７の両側においてインナパッド２４の側面およびアウタパッド２５の側面との間に所定のクリアランスδ１およびδ２が設定されることになる。以上のクリアランス設定制御において、ロータ７の最初の軸方向移動は、インナ側あるいはアウタ側のいずれへであってもよい。この発明によって設定後のパッドは、ロータに平行にならい、斜めにセットされずに隙間が安定して確保される。

実際の引摺り試験では、セットするキャリパ８とロータ７の組合せ毎に、トータルクリアランスがそれぞれ異なるので、ロータ７の軸方向の移動量や戻り量はその都度設定されることになるが、可能な限りそれらの数値は共通化される。例えば、トータルクリアランスが２ｍｍよりかなり小さい場合、例えば１．２ｍｍの場合、前述した実施例では、片側のクリアランス（この場合インナ側）が０．２ｍｍに狭まってしまい、クリアランスのバランスが悪い。したがって、その場合には、ロータ７の移動量を１ｍｍよりも減ずる処置が講じられる。トータルクリアランスとは、ピストンがシリンダ底付き時の、ピストン〜インナパッド＋インナパッド〜ロータ＋ロータ＋アウタパッドの合計のクリアランスを示す。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、ロータの回転制御形態、ロータの軸移動制御形態、ロータの移動速度、移動量、移動方向の制御形態、加圧流体または負圧流体の選択的供給の形態（いずれの流体もエアーとして単なるソレノイド弁の切り換えにより共通の管路を使用して加圧流体と負圧流体とを選択して供給する他、エアーサーボを介した加圧油の供給とエアーを用いたバキューム圧とを異なった管路を通じてブレーキディスクキャリパに選択的に供給する等）、ディスクブレーキキャリパの形状、形式およびその支持軸への取付け形態、静止支柱の形状、形式および支持軸の静止支柱への固定形態、ロータの形状、形式、ロータの回転軸への装着形態（ロータ振れ調整治具の形式、形状を含むそれらへのロータの装着形態および回転軸の装着形態）、回転軸の可動支柱への軸支形態、可動支柱の静止支柱に対する軸方向の移動形態（螺子スピンドルの回転と可動支柱の可動台座に設けた前記螺子スピンドルに螺合する螺筒部材との相対移動によってもよいし、ラックとピニオンとの噛合によってもよい）、回転軸用サーボモータと回転軸との動力伝達形態（プーリーベルトの他、歯車列等も採用される）、台座移動用モータと螺子スピンドルとの動力伝達形態（プーリーベルトの他、歯車列等も採用される）、初期クリアランス設定のためのロータのパッドに対する軸方向移動の順序、ピストン後退のための負圧導入形態等については適宜選定できる。また、移動側を実施例のようにロータ側でなく、ロードセルや静止支柱側を含めたディスクブレーキキャリパ側としてもよい。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法の工程図である。 本発明のクリアランス設定方法が採用される引摺り試験装置の概略全体図である。 従来の引摺りトルク検出装置の説明図である。

符号の説明

２ 静止支柱
３ 可動支柱
４ 支持軸
５ 回転軸
７ ロータ
８ ディスクブレーキ（キャリパ）
２４ インナパッド
２５ アウタパッド
２６ ピストン
２７ シリンダ
δ クリアランス

Claims (4)

1. ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドまたはアウタパッドとの間にクリアランスを設定することを特徴とする引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法。
2. ディスクブレーキキャリパが取り付けられた支持軸を支持する静止支柱と、前記キャリパのパッドに摺接すべく配置されるロータを回転可能に取り付けた回転軸を軸支する可動支柱を前記静止支柱に対して軸方向に移動可能に構成した引摺り試験装置における試験開始前の引摺りトルクをゼロにするクリアランス設定方法において、前記ロータをキャリパのインナパッドまたはアウタパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻し、続いてロータをキャリパのアウタパッドまたはインナパッド側に押し付けて軸方向に移動させた後、該ロータを原位置方向に戻すことにより、ロータとインナパッドおよびアウタパッドとの間にクリアランスを設定することを特徴とする引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法。
3. 前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定に先立って、ディスクブレーキキャリパのパッドに連なるピストンを負圧流体等によりシリンダ底部側へ戻しておくように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法。
4. 前記ロータの軸方向の移動によるクリアランス設定および前記キャリパへの加圧流体または負圧流体の選択的供給による制御ならびに引摺り試験におけるロータの回転の全てが自動制御されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の引摺り試験装置におけるクリアランス設定方法。

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