JP6792094B1 - ブレーキキャリパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク周りにスペースを確保することなく、出力ケーブルをディスクから離れた位置に配置する。【解決手段】ブレーキキャリパ装置は、ブレーキパッドが先端に配置された一対のアーム部の各々を回転可能に支持するアーム揺動部と、前記車両に固定可能とされたブラケット部と、前記ブラケット部に対して、前記アーム揺動部を第二支持軸周りに回転可能に支持するとともに、外周面に作用する荷重を検出可能とされたピン型ロードセルとを備える。前記ピン型ロードセルは、前記ブラケット部のブラケット支持孔及び前記アーム揺動部前記揺動部支持孔に挿入された状態で、前記ブラケット部に対して前記アーム揺動部を支持する円柱状のロードセル本体と、前記ロードセル本体における前記ディスクに対して遠い位置の端部から延び、検出結果を外部機器に出力可能な出力ケーブルとを有する。【選択図】図２

Description

本開示は、ブレーキキャリパ装置に関する。

従来から鉄道車両の台車には、回転している輪軸の車軸に設けられたディスクをブレーキパッドで挟み込むことで、ディスクとの摩擦によって車軸にブレーキ力を付与するブレーキキャリパ装置が知られている。

このようなブレーキキャリパ装置によって生成されるブレーキ力（制動トルク）は、天候、周囲温度、摩耗状態、及び負荷パターン等の様々な要因によって変動する。そのため、このブレーキ力の状態を監視し、実際に車軸に付与されるブレーキ力を調整する必要がある。

このブレーキ力を監視する方法としては、例えば、ブレーキキャリパ装置における荷重がかかる部材にひずみゲージを取り付けて、各部材に生じる応力を測定する方法が挙げられる。この方法では、測定した応力に基づいてブレーキ力を推定することが可能となる。

部材に生じる荷重を測定するシステムとして、例えば、特許文献１には、固定されたブラケットに対してブレーキケーシングを支持する第１のボルト型センサ及び第２のボルト型センサで応力を測定するシステムが開示されている。このブレーキシステムでは、第１のボルト型センサ及び第２のボルト型センサによって、ブレーキケーシングを支持する二箇所の支持点で発生した支持力が測定可能とされている。そして、第１のボルト型センサ及び第２のボルト型センサでの測定データに基づいて、ブレーキパッドからブレーキディスクにもたらされる制動トルクが算出され、ブレーキ制御に利用されている。

特許第６２３１１９０号公報

ところで、特許文献１のようなボルト型センサは、その中心軸の軸方向に挿抜されることでブレーキキャリパ装置や車両の台車に対して着脱される。したがって、ボルト型センサを取り外す際には、ブレーキキャリパ装置から離れるように、ボルト型センサを外側に向かって引き抜く必要がある。そのため、特許文献１の第２のボルト型センサのように、ディスクに近い側に配置されたボルト型センサを取り外すには、ブレーキキャリパ装置とディスクとの間にボルト型センサを抜くためのスペースを確保しておく必要がある。しかしながら、車両において、ディスク周りに大きなスペースを確保することは難しい。

また、ボルト型センサには、通常のひずみゲージと同様に、測定したデータを出力するための出力ケーブル（配線）が必要となる。このような出力ケーブルは、一般的に、ブレーキキャリパ装置の外側に向かって延ばされて、別の場所に配置された制御装置に繋がっている。そのため、ボルト型センサを着脱する際には、この出力ケーブルがディスク等の回転体や車両自体に干渉して損傷しないように注意する必要がある。さらに、ブレーキ時にディスクとブレーキパッドで発生する摩擦熱の影響で温度が高くなっているディスク周辺のように、高温の環境下に出力ケーブルが配置されると、輻射熱の影響を受け、測定データに温度による誤差因子（ノイズ）が入ってしまう可能性がある。その場合、この誤差因子を補償するために出力ケーブルに抵抗を追加しなければならず、測定データの評価が複雑になり信憑性が損なわれる。そのため、出力ケーブルは、ディスクから可能な限り離れた位置に配置されることが好ましい。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、ディスク周りにスペースを確保することなく、出力ケーブルをディスクから離れた位置に配置可能なブレーキキャリパ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示のブレーキキャリパ装置は、車両のディスクをブレーキパッドで挟み込むことで、前記ディスクと繋がった前記車両の車軸にブレーキ力を発生させるブレーキキャリパ装置であって、前記ディスクに接触可能とされた前記ブレーキパッドが先端に配置され、前記ブレーキパッドが前記ディスクを挟み込む方向である第一方向と交差する第二方向に延びる一対のアーム部と、一対の前記アーム部の基端を前記第一方向に移動させるブレーキ本体と、前記基端と前記先端との間で、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向に延びる第一支持軸周りに一対の前記アーム部の各々を回転可能に支持するアーム揺動部と、前記車両に固定可能とされたブラケット部と、前記ブラケット部に対して、前記アーム揺動部を前記第二方向に延びる第二支持軸周りに回転可能に支持するとともに、外周面に作用する荷重を検出可能としたピン型ロードセルとを備え、前記ブラケット部には、前記ピン型ロードセルを挿入可能なブラケット支持孔が前記第二方向に貫通するように形成され、前記アーム揺動部には、前記ピン型ロードセルを挿入可能な揺動部支持孔が前記第二方向に貫通するように形成され、前記ピン型ロードセルは、前記ブラケット支持孔及び前記揺動部支持孔に挿入された状態で、前記ブラケット部に対して前記アーム揺動部を支持する円柱状のロードセル本体と、前記ロードセル本体における前記ディスクに対して遠い位置の端部から延び、前記ピン型ロードセルの外周面に作用する荷重の検出結果を外部機器に出力可能な出力ケーブルとを有する。

本開示のブレーキキャリパ装置によれば、ディスク周りにスペースを確保することなく、出力ケーブルをディスクから離れた位置に配置できる。

本開示の実施形態に係るブレーキキャリパ装置の側面図である。 本開示の実施形態に係るピン型ロードセルを説明する要部拡大図である。 本開示の実施形態に係る規制部材を説明する要部拡大図である。 本開示の実施形態に係る規制部材を説明する図３をＩＶ−ＩＶから見た図である。

（ブレーキキャリパ装置）
以下、本開示に係る実施形態のブレーキキャリパ装置１について図１から図４を参照して説明する。ブレーキキャリパ装置１は、例えば鉄道車両（以下、単に車両と称する）の台車輪軸の車軸（不図示）に設けられたディスクＤを、車軸の延在方向の両側から挟み込むことで、ディスクＤと繋がっており、ディスクＤとともに回転する車両の車軸にブレーキ力を発生させる装置である。

図１に示すように、ブレーキキャリパ装置１は、ブレーキ本体２と、一対のアーム部３と、アーム揺動部４と、ブラケット部５と、ピン型ロードセル６と、規制部材７（図２参照）と、防振材８と、を備えている。

ここで、車両の幅方向であって、車軸の延在方向を単に幅方向Ｘと称する。本実施形態の幅方向Ｘは、後述するブレーキパッドＰＤがディスクＤを挟み込む方向であって、ブレーキキャリパ装置１における第一方向である。車両の前後方向は、車両の走行する方向であって、幅方向Ｘと直交する方向である。本実施形態の前後方向Ｙは、ブレーキキャリパ装置１における第一方向と交差する第二方向である。車両の上下方向は、幅方向Ｘ及び前後方向Ｙと直交する方向である。本実施形態の上下方向Ｚは、ブレーキキャリパ装置１における第一方向及び第二方向と交差する第三方向である。

（ブレーキ本体）
ブレーキ本体２は、一対のアーム部３の基端３ｂを幅方向Ｘに移動させるように可動させる。具体的には、ブレーキ本体２は、シリンダ２１と、ピストン（不図示）と、ケーシング２２とを有している。シリンダ２１は、有底筒状をなして、幅方向Ｘに延びている。ピストンは、シリンダ２１内に収容されて、幅方向Ｘに進退可能とされている。ケーシング２２は、アーム部３の基端３ｂに接続されている。ケーシング２２は、シリンダ２１を内部に収容している。アーム揺動部４及びブラケット部５は、ピン型ロードセルが挿入されることで互いに取り付けられている。ブラケット部５は、不図示の車両（車体又は台車の台車枠）に取付けられている。

（アーム部３）
一対のアーム部３の各々には、ディスクＤに接触可能とされたブレーキパッドＰＤが先端３ａに配置されている。各アーム部３は、前後方向Ｙに延びている。一対のアーム部３は、幅方向Ｘに離れて配置されている。各々のアーム部３の先端３ａには、上下方向Ｚに延びるパッド支持軸３１が配置されている。パッド支持軸３１は、アーム部３に対して回転可能とされている。ブレーキパッドＰＤは、パッド支持軸３１に支持されていることで、アーム部３の先端３ａに対して回転可能に支持されている。ブレーキ本体２によって、一対のアーム部３の基端３ｂが、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘに広がるように移動する。これにより、一対のアーム部３の先端３ａに支持されたブレーキパッドＰＤがディスクＤに押し付けられる。ブレーキパッドＰＤがディスクＤに押し付けられることで輪軸にブレーキ力が発生する。本実施形態では、各々のアーム部３の先端３ａは上下方向Ｚに二股に分かれた形状をなしている。

（アーム揺動部）
アーム揺動部４は、前後方向Ｙにおける基端３ｂと先端３ａとの間で、一対のアーム部３の各々を支持している。具体的には、アーム揺動部４は、第三方向である上下方向Ｚに延びる第一支持軸Ｏ１周りにアーム部３を回転可能に支持している。アーム揺動部４は、ブラケット部５に対してピン型ロードセル６を介して回転可能に支持されている。本実施形態のアーム揺動部４は、第一揺動部本体４１と、第二揺動部本体４２と、一対の揺動軸４３とを有している。

第一揺動部本体４１は、ケーシング２２に対して離れた位置に配置されている。第一揺動部本体４１は、ブラケット部５に支持されている。第一揺動部本体４１は、ピン型ロードセル６を第二方向である前後方向Ｙに延びる第二支持軸Ｏ２周りに回転可能に支持している。第一揺動部本体４１には、ピン型ロードセル６を挿入可能な揺動部支持孔４１１が形成されている。揺動部支持孔４１１は、第二支持軸Ｏ２を中心とする断面円形状をなして、第一揺動部本体４１を前後方向Ｙに貫通するように形成されている。第二支持軸Ｏ２は、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘに離れて配置された一対のブレーキパッドＰＤに対して中間位置に配置されている。つまり、第二支持軸Ｏ２は、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘにおいて、一対のブレーキパッドＰＤ及びアーム部３に対して等距離の位置に配置されている。

第二揺動部本体４２は、第一揺動部本体４１と一体に形成されている。第二揺動部本体４２は、第一揺動部本体４１から上下方向Ｚの下方かつ前後方向ＹのディスクＤ側に向かって延びている。

一対の揺動軸４３は、幅方向Ｘに離れた位置で、それぞれ第二揺動部本体４２に対して回転可能に支持されている。一対の揺動軸４３は、第一揺動部本体４１から離れた位置に配置されている。各揺動軸４３は、各アーム部３に対応するように、一つのアーム部３に対して一つ配置されている。揺動軸４３は、第一支持軸Ｏ１を中心として上下方向Ｚに延びる円柱状に形成されている。揺動軸４３は、上下方向Ｚから見た際に、前後方向Ｙにおける基端３ｂと先端３ａとの間で各アーム部３を支持している。アーム部３は、上下方向Ｚから見た際に、揺動軸４３を中心として回転するように可動される。

（ブラケット部）
ブラケット部５は、不図示のボルト等によって車両（車体又は台車の台車枠）に固定可能とされている。ブラケット部５は、ピン型ロードセル６を第二支持軸Ｏ２周りに回転可能に支持している。したがって、ブラケット部５は、ピン型ロードセル６を介して、アーム揺動部４を第二支持軸Ｏ２周りに回転可能に支持している。ブラケット部５は、第一揺動部本体４１がピン型ロードセル６を支持している位置に対して、前後方向Ｙの両側から挟み込むように、ピン型ロードセル６を支持している。これにより、ブラケット部５は、第一揺動部本体４１の前後方向Ｙへの移動を規制している。本実施形態のブラケット部５には、図２に示すように、ピン型ロードセル６を挿入可能なブラケット支持孔５１１が形成されている。ブラケット支持孔５１１は、第二支持軸Ｏ２を中心とする断面円形状をなして、ブラケット部５を前後方向Ｙに貫通するように形成されている。ブラケット支持孔５１１は、ブラケット部５に対して、前後方向Ｙに離れて二箇所形成されている。

（ピン型ロードセル）
ピン型ロードセル６は、図１に示すように、ブラケット部５に対して、アーム揺動部４を第二支持軸Ｏ２周りに回転可能に支持している。ピン型ロードセル６は、外周面に作用する荷重を検出可能とされている。本実施形態のピン型ロードセル６は、図２に示すように、ロードセル本体６１と、出力ケーブル６２とを有している。

ロードセル本体６１は、円柱状に形成されている。ロードセル本体６１は、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘにおいて、一対のブレーキパッドＰＤで挟まれた位置に配置されている。具体的には、ロードセル本体６１は、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘにおいて、一対のアーム部３の間に配置されている。ロードセル本体６１は、その中心軸が第二支持軸Ｏ２と一致した状態で、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入されている。つまり、ロードセル本体６１の中心軸は、上下方向Ｚから見た際に、幅方向Ｘにおいて、一対のブレーキパッドＰＤに対して等距離となる中間位置に配置されている。ロードセル本体６１は、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ブラケット部５及び第一揺動部本体４１を支持している。本実施形態のロードセル本体６１は、挿入部６１１と、拡径部６１２とを有している。

挿入部６１１は、ブッシュ９を介して揺動部支持孔４１１内に挿入されている。ブッシュ９は、前後方向Ｙに離れた状態で揺動部支持孔４１１に二つ挿入されている。挿入部６１１の内部には、出力ケーブル６２と接続されたひずみゲージ６０が密閉された状態で収容されている。ひずみゲージ６０は、負荷された外力に応じたひずみを電気信号として検出するセンサである。本実施形態のひずみゲージ６０は、挿入部６１１に対して、前後方向Ｙに離れて二つ配置されている。ひずみゲージ６０は、ロードセル本体６１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１の少なくとも一方と前後方向Ｙの位置が重なる位置に配置されている。ひずみゲージ６０は、挿入部６１１の中心軸が第二支持軸Ｏ２と一致した状態で、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入部６１１が挿入されていることで、挿入部６１１の外周面に作用する荷重の中でも、垂直方向成分の荷重（上下方向Ｚに作用する荷重）を検出する。また、挿入部６１１には、後述するキー部材７１が嵌り込むキー溝６１５が形成されている。キー溝６１５は、挿入部６１１の外周面から窪んでいる。キー溝６１５は、ロードセル本体６１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ブラケット部５と重ならない位置であって、ブラケット部５に対して前後方向ＹにおけるディスクＤに近い位置に形成されている。

拡径部６１２は、挿入部６１１の端部で、挿入部６１１と一体に形成されている。拡径部６１２は、ロードセル本体６１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ロードセル本体６１のディスクＤに対して遠い位置の端部を形成している。拡径部６１２は、挿入部６１１よりも大きな径で形成されている。拡径部６１２は、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入不能とされている。拡径部６１２は、ロードセル本体６１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１の外で、前後方向Ｙにおいてブラケット部５と接触する位置に配置されている。この拡径部６１２によって、挿入部６１１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ピン型ロードセル６は前後方向ＹにおいてディスクＤに近づく方向への移動が規制されている。

出力ケーブル６２は、拡径部６１２から延びている。出力ケーブル６２は、ひずみゲージ６０で測定したピン型ロードセル６の外周面に作用する荷重の検出結果を外部機器（不図示）に出力可能とされている。出力ケーブル６２は、可撓性を有する長尺状をなす部材である。出力ケーブル６２の内部には、信号用の配線が収容されている。外部機器としては、例えば、ＣＰＵ、メモリ、及びストレージ等を備える一般的なコンピュータが挙げられる。

（規制部材）
規制部材７は、ピン型ロードセル６の第二支持軸Ｏ２周りの回転及び第二支持軸Ｏ２の延びる方向である前後方向Ｙへの移動を規制している。規制部材７は、ブラケット部５及びピン型ロードセル６に対して着脱可能とされている。規制部材７は、ロードセル本体６１がブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、ブラケット部５に固定可能とされている。図３及び図４に示すように、本実施形態の規制部材７は、キー部材７１と、固定部材７２と、回り止め部材７３とを有している。

キー部材７１は、キー溝６１５に挿入可能な直方状のブロック材である。固定部材７２は、キー部材７１をブラケット部５に固定する。本実施形態の固定部材７２は、例えば、ボルトである。キー部材７１がキー溝６１５に嵌り込んだ状態で、固定部材７２によってキー部材７１がブラケット部５に固定される。これにより、ロードセル本体６１の第二支持軸Ｏ２周りの回転及び前後方向Ｙへの移動がキー部材７１によって阻害されて不能となる。回り止め部材７３は、固定部材７２のキー部材７１に対する緩みを抑制する部材である。回り止め部材７３は、薄い板状の座金である。回り止め部材７３は、前後方向Ｙにおいて、キー部材７１と固定部材７２の頭部との間に挟まれている。回り止め部材７３は、固定部材７２をキー部材７１に対して固定後に、固定部材７２の頭部に向かって折り曲げられた状態で配置されている。

（防振材）
防振材８は、図１及び図２に示すように、ブラケット部５及びアーム揺動部４の間での振動の伝達を抑制する。防振材８は、例えば、弾性部材のように、振動を減衰させることが可能な材料で形成されていることが好ましい。本実施形態の防振材８は、矩形板状をなすゴム板である。防振材８は、ブラケット部５及び第一揺動部本体４１に対して、上下方向Ｚから挟まれるように、それぞれに面接触した状態で配置されている。防振材８は、上下方向Ｚから見た際に、ブラケット部５、第一揺動部本体４１、及び挿入部６１１が重なる位置に配置されている。また、防振材８は本実施形態の構造に限定されるものではない。防振材８は、アーム揺動部４の振動の伝達を抑制できる構造であればよい。例えば、防振材８は、アーム揺動部４と車体及び台車枠の間に配置された構造でもよい。

（作用効果）
上記構成のブレーキキャリパ装置１では、ブレーキ本体２が駆動されることで、シリンダ２１からピストンが突出するように幅方向Ｘに移動する。これにより、一対のアーム部３の基端３ｂが、ピストンによって、幅方向Ｘの外側に向かって移動される。アーム部３の基端３ｂが幅方向Ｘの外側に移動されることで、揺動軸４３を中心としてアーム部３が回転し、アーム部３の先端３ａがディスクＤに近づくように幅方向Ｘの内側に向かって移動する。その結果、一対のアーム部３の先端３ａに配置されたブレーキパッドＰＤがディスクＤに押し付けられ、輪軸にブレーキがかかる。この際、生じるブレーキ力（制動トルク）は、ディスクＤの回転する方向とは反対向きの力として、ブレーキパッドＰＤを介してアーム部３に伝わる。そして、アーム部３に伝わった力は、揺動軸４３を介して第一揺動部本体４１及び第二揺動部本体４２に伝わる。第一揺動部本体４１及び第二揺動部本体４２に伝わった力は、車両に固定されたブラケット部５と第一揺動部本体４１との間に介在している挿入部６１１に、負荷を生じさせる。その結果、挿入部６１１内に配置された二つのひずみゲージ６０によって、ピン型ロードセル６にかかる荷重が測定される。測定結果のデータは、外部機器に送られる。外部機器では、測定された荷重（ひずみ）の値からブレーキ力を算出することで、ブレーキ時に生じたブレーキ力が取得可能となる。

なお、ブレーキ力を算出する方法としては、例えば、ピン型ロードセル６のひずみゲージ６０での測定結果である荷重データと、ブレーキ力（制動トルク）との相関関係を示す相関データを予め用意しておく。そして、測定された測定結果と事前に用意されていた相関データとを利用することで、ブレーキ力を算出することが可能となる。

また、ブレーキの状態監視を行う際には、例えば、算出したブレーキ力から瞬間摩擦係数をさらに算出し、全速度域で平均化して平均摩擦係数を取得する。取得した平均摩擦係数を設計値や過去の履歴情報と比較することで、状態監視を行うことができる。また、走行時の自動列車制御ブレーキ（ＡＴＣブレーキ）や駅停車時の手動ブレーキで得られたブレーキ力の任意の代表値を過去の履歴情報と比較することで、状態監視を行うことができる。

このようなブレーキキャリパ装置１によれば、ピン型ロードセル６を取り付ける際には、挿入部６１１が揺動部支持孔４１１及びブラケット支持孔５１１に挿入される。その際、拡径部６１２が前後方向Ｙにおいて第一揺動部本体４１を基準にディスクＤと反対の位置に配置される。つまり、ディスクＤに対して遠い側から挿入部６１１の先端３ａが揺動部支持孔４１１及びブラケット支持孔５１１に挿入される。その後、拡径部６１２が前後方向Ｙにおいてブラケット部５と接触する位置まで、挿入部６１１が揺動部支持孔４１１及びブラケット支持孔５１１に挿入される。この状態で、キー溝６１５にキー部材７１が嵌め込まれる。キー部材７１は、キー溝６１５に収容された状態で、固定部材７２及び回り止め部材７３によってブラケット部５に固定される。これにより、挿入部６１１が、ブラケット部５やアーム揺動部４に対して回転不能となる。

このように取り付けられたピン型ロードセル６では、拡径部６１２が、前後方向Ｙにおいて、ディスクＤに対して、ブラケット部５やアーム揺動部４よりも遠い位置に配置された状態で取り付けられる。つまり、ピン型ロードセル６を取り外す際には、ブラケット部５やアーム揺動部４を基準に、ディスクＤから離れるように前後方向Ｙに移動させることとなる。また、ピン型ロードセル６を取り付ける際には、ブラケット部５やアーム揺動部４を基準に、ディスクＤに対して離れた位置から前後方向Ｙに移動させることとなる。したがって、拡径部６１２や出力ケーブル６２がディスクＤ付近に近づくことが無い。その結果、ピン型ロードセル６を着脱するためのスペースをブラケット部５やアーム揺動部４とディスクＤとの間に確保する必要が無い。したがって、ディスクＤ周りに大きなスペースを確保することなく、ブレーキ力を測定可能なセンサであるピン型ロードセル６を設置することができる。

また、出力ケーブル６２をディスクＤの近くに配置する必要が無くなる。そのため、ディスクＤや車両に出力ケーブル６２が干渉して損傷してしまうことが無い。さらに、ディスクＤ周辺の摩擦熱の影響を出力ケーブル６２が受けることを抑えることができ、輻射熱の影響で測定データにノイズが入ってしまうことを抑えることができる。

また、ピン型ロードセル６では、ひずみゲージ６０が挿入部６１１内に密閉された状態で収容されており、外部に曝されていない。そのため、円柱形状のピン型の部材の外周面にひずみゲージ６０を直接貼り付けた構造と比較すると、ひずみゲージ６０を保護した状態で荷重（ひずみ）を測定することができる。したがって、振動に伴う擦れでのひずみゲージ６０の損傷や、熱や湿度によるひずみゲージ６０への影響を抑えることができ、高い精度で測定を継続することができる。

また、ロードセル本体６１の中心軸は、幅方向Ｘにおいて、一対のブレーキパッドＰＤに対して等距離となる中間位置に配置されている。これにより、ひずみゲージ６０では、挿入部６１１に作用する垂直方向成分の荷重のみを精度よく検出することができる。仮に、ロードセル本体６１の中心軸が、中間位置ではない場合には、ブレーキパッドＰＤに対する距離が幅方向Ｘでずれてしまう。そのため、垂直方向成分の荷重が、幅方向成分にも分散されてしまう。その結果、分散された値が誤差となってひずみゲージ６０で検出されてしまう。そのため、挿入部６１１に作用する垂直方向の反力をひずみゲージ６０で正確に検出できない可能性がある。一方で、ロードセル本体６１の中心軸が一対のブレーキパッドＰＤに対して等距離とされている。つまり、ロードセル本体６１が、一対のブレーキパッドＰＤに対して、幅方向Ｘに均等に配置される。これにより、ひずみゲージ６０では、垂直方向成分の荷重のみを精度よく検出することができる。

さらに、仮に、ロードセル本体６１の中心軸と第二支持軸Ｏ２とがずれて配置されている場合、ひずみゲージ６０で検出される荷重は、垂直方向成分だけでなく、幅方向成分も含んだ値となる。具体的には、ロードセル本体６１の中心軸と第二支持軸Ｏ２とのずれにより、垂直方向成分の荷重が、幅方向成分にも分散されてしまう。その結果、分散された値が誤差となってひずみゲージ６０で検出されてしまう。そのため、挿入部６１１に作用する垂直方向の反力をひずみゲージ６０で正確に検出できない可能性がある。一方で、本実施形態では、ロードセル本体６１の中心軸が第二支持軸Ｏ２と一致した状態で、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１にロードセル本体６１が挿入されている。つまり、挿入部６１１が、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に対して、幅方向Ｘ及び上下方向Ｚの中心に合わせるように配置される。これにより、ひずみゲージ６０では、挿入部６１１に作用する垂直方向成分の荷重のみをより一層精度よく検出することができる。

また、ブラケット部５及び第一揺動部本体４１に対して、防振材８が接触している。その結果、ブラケット部５に対して第一揺動部本体４１が幅方向Ｘや前後方向Ｙに傾いた状態で固定されていた場合でも、ブラケット部５に対する第一揺動部本体４１の傾きを防振材８で吸収することができる。その結果、ブラケット部５に対して第一揺動部本体４１が幅方向Ｘや前後方向Ｙに傾いていることで生じる上下偏摩耗の影響を抑えることができる。さらに、防振材８によって、カーブ（カント）による傾きを吸収し、車両に対するブレーキキャリパ装置１の幅方向Ｘに対してねじれを抑制できる。これにより、第一揺動部本体４１から挿入部６１１を介してブラケット部５に伝わる垂直方向成分の反力を高い精度で測定することができる。

また、本実施形態のブレーキキャリパ装置１の構造では、ディスクＤの幅方向Ｘの動きに対して、ブレーキ本体２が幅方向Ｘに自由に可動でき、さらに、摩擦機構（ブレーキパッド取付部とアームの先端部との間に配置され、ブレーキパッド取付部の動きを規制する機構）によりブレーキパッドＰＤの偏摩耗に依存することなく、ディスクＤに対して水平に挟む機能を有しているため、ディスクＤをブレーキパッドＰＤで挟んだときに幅方向Ｘに対してねじれにくい構造となっている。したがって、ひずみゲージ６０で、挿入部６１１に作用する垂直方向成分の荷重のみをより高い精度で検出することができる。

また、規制部材７によって、ブラケット部５に対する挿入部６１１の移動が規制される。具体的には、規制部材７によって、挿入部６１１は、ブラケット部５に対する第二支持軸Ｏ２周りに回転不能となる。さらに、規制部材７によって、挿入部６１１は、ブラケット部５及び第一揺動部本体４１に対して前後方向Ｙに移動不能となる。その結果、挿入部６１１は、第二支持軸Ｏ２周りに第一揺動部本体４１に対してのみ回転する。そのため、第一揺動部本体４１から挿入部６１１を介してブラケット部５に伝わる力を高い精度で測定することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、本実施形態では、ピン型ロードセル６の挿入部６１１に対して二つのひずみゲージ６０のみが配置されたが、このような形態に限定されるものではない。ピン型ロードセル６に対して、二つ以上の複数のひずみゲージ６０が配置されていてもよく、一つのひずみゲージ６０のみが配置されていてもよい。

また、規制部材７は、本実施形態の構造に限定されるものではない。規制部材７は、ピン型ロードセル６の第二支持軸Ｏ２周りの回転及び第二支持軸Ｏ２の延びる方向である前後方向Ｙへの移動を規制することが可能な構造であればよい。例えば、規制部材７は、止め輪やエンドプレートを使用した構造でもよい。

＜付記＞
本実施形態に記載のブレーキキャリパ装置１は、例えば以下のように把握される。

（１）第一の態様のブレーキキャリパ装置１は、車両のディスクＤをブレーキパッドＰＤで挟み込むことで、前記ディスクＤと繋がった前記車両の車軸にブレーキ力を発生させるブレーキキャリパ装置１であって、前記ディスクＤに接触可能とされた前記ブレーキパッドＰＤが先端３ａに配置され、前記ブレーキパッドＰＤが前記ディスクＤを挟み込む方向である第一方向と交差する第二方向に延びる一対のアーム部３と、一対の前記アーム部３の基端３ｂを前記第一方向に移動させるブレーキ本体２と、前記基端３ｂと前記先端３ａとの間で、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向に延びる第一支持軸Ｏ１周りに一対の前記アーム部３の各々を回転可能に支持するアーム揺動部４と、前記車両に固定可能とされたブラケット部５と、前記ブラケット部に対して、前記アーム揺動部４を前記第二方向に延びる第二支持軸Ｏ２周りに回転可能に支持するとともに、外周面に作用する荷重を検出可能としたピン型ロードセル６とを備え、前記ブラケット部５には、前記ピン型ロードセル６を挿入可能なブラケット支持孔５１１が前記第二方向に貫通するように形成され、前記アーム揺動部４には、前記ピン型ロードセル６を挿入可能な揺動部支持孔４１１が前記第二方向に貫通するように形成され、前記ピン型ロードセル６は、前記ブラケット支持孔５１１及び前記揺動部支持孔４１１に挿入された状態で、前記ブラケット部５に対して前記アーム揺動部４を支持する円柱状のロードセル本体６１と、前記ロードセル本体６１における前記ディスクＤに対して遠い位置の端部から延び、前記ピン型ロードセルの外周面に作用する荷重の検出結果を外部機器に出力可能な出力ケーブル６２とを有する。

これにより、ピン型ロードセル６を取り外す際には、ブラケット部５やアーム揺動部４を基準に、ディスクＤから離れるように前後方向Ｙに移動させることとなる。また、ピン型ロードセル６を取り付ける際には、ブラケット部５やアーム揺動部４を基準に、ディスクＤに対して離れた位置から前後方向Ｙに移動させることとなる。したがって、出力ケーブル６２がディスクＤ付近に近づくことが無い。その結果、ピン型ロードセル６を着脱するためのスペースをブラケット部５やアーム揺動部４とディスクＤとの間に確保する必要が無い。したがって、ディスクＤ周りに大きなスペースを確保することなく、ブレーキ力を測定可能なセンサであるピン型ロードセル６を設置することができる。また、出力ケーブル６２をディスクＤの近くに配置する必要が無くなる。そのため、ディスクＤや車両に出力ケーブル６２が干渉して損傷してしまうことが無い。さらに、ディスクＤ周辺の摩擦熱の影響を出力ケーブル６２が受けることを抑えることができ、輻射熱の影響で測定データにノイズが入ってしまうことを抑えることができる。

（２）第二の態様のブレーキキャリパ装置１は、（１）のブレーキキャリパ装置１であって、前記ブラケット部５及び前記アーム揺動部４に接触した状態で配置され、前記ブラケット部５及び前記アーム揺動部４の間での振動の伝達を抑制する防振材８をさらに備えていてもよい。

これにより、ブラケット部５に対してアーム揺動部４が傾いた状態で固定されていた場合でも、ブラケット部５に対するアーム揺動部４の傾きを防振材８で吸収することができる。その結果、ブラケット部５に対してアーム揺動部４が傾いていることで生じる偏摩耗の影響を抑えることができる。これにより、アーム揺動部４からロードセル本体６１を介してブラケット部５に伝わる力を高い精度で測定することができる。

（３）第三の態様のブレーキキャリパ装置１は、（１）又は（２）のブレーキキャリパ装置１であって、前記ブラケット部５に着脱可能とされ、前記ブラケット部５に対する前記ロードセル本体６１の前記第二支持軸Ｏ２周りの回転及び前記第二支持軸Ｏ２の延びる方向への移動を規制する規制部材７をさらに備えていてもよい。

これにより、ロードセル本体６１は、第二支持軸Ｏ２周りにアーム揺動部４に対して回転する。そのため、アーム揺動部４からロードセル本体６１を介してブラケット部５に伝わる力を高い精度で測定することができる。

（４）第四の態様のブレーキキャリパ装置１は、（１）から（３）の何れか一つのブレーキキャリパ装置１であって、前記ロードセル本体６１は、内部に前記出力ケーブル６２と接続されたひずみゲージ６０が収容されていてもよい。

これにより、ひずみゲージ６０は外部に曝されていない。したがって、ひずみゲージ６０に対する振動に伴う擦れでの損傷や、熱や湿度の影響を抑えることができ、高い精度で測定を継続することができる。

（５）第五の態様のブレーキキャリパ装置１は、（１）から（４）の何れか一つのブレーキキャリパ装置１であって、前記ロードセル本体６１の中心軸は、前記第一方向において、一対の前記ブレーキパッドＰＤで挟まれた位置であって、一対の前記ブレーキパッドＰＤに対して等距離となる中間位置に配置され、前記ロードセル本体６１は、垂直方向成分の前記荷重を検出してもよい。

これにより、
ロードセル本体６１が、第一方向において、一対のブレーキパッドＰＤに対して等距離となるように配置される。これにより、ひずみゲージ６０では、ロードセル本体６１に作用する垂直方向成分の荷重のみをより精度よく検出することができる。

（６）第六の態様のブレーキキャリパ装置１は、（１）から（５）の何れか一つのブレーキキャリパ装置１であって、前記ロードセル本体６１は、その中心軸が前記第二支持軸Ｏ２と一致した状態で、前記ブラケット支持孔５１１及び前記揺動部支持孔４１１に挿入され、前記ロードセル本体６１は、垂直方向成分の前記荷重を検出してもよい。

これにより、ロードセル本体６１が、ブラケット支持孔５１１及び揺動部支持孔４１１に対して、中心に合わせるように配置される。これにより、ひずみゲージ６０では、ロードセル本体６１に作用する垂直方向成分の荷重のみをより精度よく検出することができる。

１ ブレーキキャリパ装置
２ ブレーキ本体
２１ シリンダ
２２ ケーシング
３ アーム部
３ａ 先端
３ｂ 基端
ＰＤ ブレーキパッド
３１ パッド支持軸
４ アーム揺動部
Ｏ１ 第一支持軸
４１ 第一揺動部本体
４１１ 揺動部支持孔
４２ 第二揺動部本体
４３ 揺動軸
５ ブラケット部
５１１ ブラケット支持孔
Ｏ２ 第二支持軸
６ ピン型ロードセル
６１ ロードセル本体
６１１ 挿入部
６１２ 拡径部
６１５ キー溝
６０ ひずみゲージ
６２ 出力ケーブル
７ 規制部材
７１ キー部材
７２ 固定部材
７３ 回り止め部材
８ 防振材
９ ブッシュ
Ｄ ディスク
Ｘ 幅方向
Ｙ 前後方向
Ｚ 上下方向

Claims (6)

1. 車両のディスクをブレーキパッドで挟み込むことで、前記ディスクと繋がった前記車両の車軸にブレーキ力を発生させるブレーキキャリパ装置であって、
   前記ディスクに接触可能とされた前記ブレーキパッドが先端に配置され、前記ブレーキパッドが前記ディスクを挟み込む方向である第一方向と交差する第二方向に延びる一対のアーム部と、
   一対の前記アーム部の基端を前記第一方向に移動させるブレーキ本体と、
   前記基端と前記先端との間で、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向に延びる第一支持軸周りに一対の前記アーム部の各々を回転可能に支持するアーム揺動部と、
   前記車両に固定可能とされたブラケット部と、
   前記ブラケット部に対して、前記アーム揺動部を前記第二方向に延びる第二支持軸周りに回転可能に支持するとともに、外周面に作用する荷重を検出可能としたピン型ロードセルとを備え、
   前記ブラケット部には、前記ピン型ロードセルを挿入可能なブラケット支持孔が前記第二方向に貫通するように形成され、
   前記アーム揺動部には、前記ピン型ロードセルを挿入可能な揺動部支持孔が前記第二方向に貫通するように形成され、
   前記ピン型ロードセルは、
   前記ブラケット支持孔及び前記揺動部支持孔に挿入された状態で、前記ブラケット部に対して前記アーム揺動部を支持する円柱状のロードセル本体と、
   前記ロードセル本体における前記ディスクに対して遠い位置の端部から延び、前記ピン型ロードセルの外周面に作用する荷重の検出結果を外部機器に出力可能な出力ケーブルとを有するブレーキキャリパ装置。
2. 前記ブラケット部及び前記アーム揺動部に接触した状態で配置され、前記ブラケット部及び前記アーム揺動部の間での振動の伝達を抑制する防振材をさらに備える請求項１に記載のブレーキキャリパ装置。
3. 前記ブラケット部に着脱可能とされ、前記ブラケット部に対する前記ロードセル本体の前記第二支持軸周りの回転及び前記第二支持軸の延びる方向への移動を規制する規制部材をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のブレーキキャリパ装置。
4. 前記ロードセル本体は、内部に前記出力ケーブルと接続されたひずみゲージが収容されている請求項１から請求項３の何れか一項に記載のブレーキキャリパ装置。
5. 前記ロードセル本体の中心軸は、前記第一方向において、一対の前記ブレーキパッドで挟まれた位置であって、一対の前記ブレーキパッドに対して等距離となる中間位置に配置され、
   前記ロードセル本体は、垂直方向成分の前記荷重を検出する請求項１から請求項４の何れか一項に記載のブレーキキャリパ装置。
6. 前記ロードセル本体は、その中心軸が前記第二支持軸と一致した状態で、前記ブラケット支持孔及び前記揺動部支持孔に挿入され、
   前記ロードセル本体は、垂直方向成分の前記荷重を検出する請求項１から請求項５の何れか一項に記載のブレーキキャリパ装置。

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