JP7454580B2 - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、バーハンドル車両などに用いられる車両用ブレーキ装置に関する。

バーハンドル車両に用いられる機械式のブレーキ装置としては、ドラム内に収容された一対のブレーキシューを有するドラム式の車輪ブレーキを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなブレーキ装置では、ドラムに連結された入力レバーがブレーキケーブルによってブレーキペダルに連結されている。そして、ブレーキペダルの回動に連動して入力レバーが回動すると、両ブレーキシューの間隔が拡大して、ブレーキシューがドラムの内周面に押し付けられる。

特開２０１１－０１２７６３号公報

前記した従来の機械式のブレーキ装置において、ブレーキペダルの操作量を検出する場合には、ブレーキペダルの回動に連動して回動するアーム部材を設け、アーム部材の回転角を回転角センサによって検出することで、ブレーキペダルの操作量を検出することができる。
しかしながら、前記した方法では、ブレーキペダルの周辺にアーム部材や回転角センサを取り付ける必要がある。また、特にバーハンドル車両ではブレーキペダルが外部に露出するため、回転角センサを保護するカバーも必要となる。このように、従来の機械式のブレーキ装置において、ブレーキペダルの操作量を検出する場合には、ブレーキ装置の部品点数が増加するという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、部品点数を低減しつつ、ブレーキ操作子の操作量を検出できる車両用ブレーキ装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、車両用ブレーキ装置であって、ドラム内に収容された一対のブレーキシューを有する車輪ブレーキと、前記ドラムの外面に回動自在に連結された入力レバーと、前記入力レバーの操作量を検出する操作量検出装置と、を備えている。ブレーキ操作子の回動に連動して前記入力レバーが回動することで、前記両ブレーキシューの間隔が拡大される。前記操作量検出装置の少なくとも一部は、前記ドラム内に収容されており、前記ドラム内に挿入された前記入力レバーの支軸の回動量を検出する回転角センサを有している。

本発明の車両用ブレーキ装置では、ブレーキ操作子の周辺や車輪ブレーキの外面に回転角センサを取り付けなくても、入力レバーの回動量を検出できるため、ブレーキ装置の部品点数を低減できる。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記支軸は前記ドラムの側壁を貫通している挿通穴に挿入するとよい。この場合には、前記操作量検出装置は、前記挿通穴に嵌め込まれた軸受部と、前記軸受部の外輪に取り付けられた前記回転角センサと、を備えることが好ましい。そして、前記軸受部の内輪に前記支軸を挿通し、前記回転角センサが前記軸受部の内輪の回動量を検出することが好ましい。

このように、軸受部と回転角センサとが一体化された操作量検出装置を、ドラムの挿通穴に収容することで、車輪ブレーキに対して操作量検出装置をコンパクトに配置できる。また、入力レバーの支軸を挿入するための挿通穴を利用して回転角センサを配置しているため、ドラムに回転角センサを取り付けるための加工を施す必要がない。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記支軸は前記ドラムの側壁を貫通している挿通穴に挿入するとよい。この場合には、前記操作量検出装置は、前記支軸の外周に嵌め合わされた供回り部材と、前記ドラムの外面と前記入力レバーとの間に配置され、前記供回り部材の外周に取り付けられるとともに、少なくとも一部が前記挿通穴に収容された前記回転角センサと、を備えることが好ましい。そして、前記回転角センサは、前記供回り部材の回動量を検出することが好ましい。

このように、回転角センサの少なくとも一部を挿通穴に収容することで、車輪ブレーキに対して操作量検出装置をコンパクトに配置でき、ブレーキ装置の大型化を抑制することができる。また、ドラムの外面と入力レバーとの間に回転角センサを配置することで、回転角センサを保護することができる。

前記した車両用ブレーキ装置には、前記入力レバーの回動量に基づいて、前記車輪ブレーキに発生する制動力を推定する制動力算出部を有している電子制御装置を設けることができる。この構成では、入力レバーやブレーキケーブルに張力センサを設けなくても、車輪ブレーキに発生する制動力を検出できるため、車輪ブレーキの部品点数を低減できる。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記電子制御装置には、前記入力レバーの回動量と前記制動力との関係を示した制動力データを記憶させるとよい。この場合には、前記制動力算出部において、前記制動力データに基づいて、前記制動力を推定させるとよい。この構成では、操作量検出装置で検出された入力レバーの回動量に対応する制動力を、制動力データから算出することができる。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記電子制御装置には、前記車輪ブレーキの調整状態を判定する判定部を設け、前記判定部では前記車輪ブレーキに発生した制動力が前記制動力データにおける制動力の規定量内であるか否かによって、前記車輪ブレーキの調整状態を判定する。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記電子制御装置には、前記入力レバーの回動量に基づいて、ブレーキランプを点灯させるブレーキランプ制御部を設けることができる。

この構成では、ブレーキランプを点灯させるためのスイッチ装置をブレーキ操作子の近傍に設ける必要がないため、ブレーキ操作子周辺を簡素化することができる。また、前記した構成では、入力レバーの回動に基づいてブレーキランプを精度良く点灯させることができる。

前記した車両用ブレーキ装置において、前記操作量検出装置には、前記車輪ブレーキを車両に組み付けた状態で、前記ブレーキ操作子を回動させた後の前記入力レバーの復帰位置を、前記入力レバーの初期位置として設定することが好ましい。この構成では、ブレーキ操作子の回動量を精度良く検出できる。

本発明の車両用ブレーキ装置では、入力レバーの回動量に基づいて、ブレーキ操作子の操作量を検出できるため、ブレーキ装置の部品点数を低減できる。

本発明の実施形態に係るブレーキ装置を示した全体構成図である。 本発明の実施形態に係る車輪ブレーキを示した側面図である。 本発明の実施形態に係る操作量検出装置を示した側面図である。 本発明の実施形態に係る操作量検出装置を示した図２のIV－IV断面図である。 本発明の他の実施形態に係る操作量検出装置を示した断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の車両用ブレーキ装置１（以下、単に「ブレーキ装置」という）は、図１に示すように、自動二輪車、自動三輪車、オールテレーンビークル（ＡＴＶ）などバーハンドルタイプの車両に用いることができる。
本実施形態のブレーキ装置１は、バーハンドル車両の前輪側または後輪側の機械式ブレーキ系統を構成するものである。

本実施形態のブレーキ装置１は、ブレーキペダル１０（特許請求の範囲における「ブレーキ操作子」）と、機械式の車輪ブレーキ１００と、入力レバー２０と、連繋手段３０と、操作量検出装置５０と、電子制御装置２００と、を備えている。

車輪ブレーキ１００は、図２に示すように、ドラム１１０と、ドラム１１０内に収容された一対のブレーキシュー１２０，１２０と、を有するドラム式のブレーキである。ドラム１１０の内部には、円筒状の周壁１１１が形成されている。周壁１１１内には両ブレーキシュー１２０，１２０が配置されている。
車輪ブレーキ１００では、後記する入力レバー２０の回動に伴って、両ブレーキシュー１２０，１２０の間隔が拡大または縮小する。そして、両ブレーキシュー１２０，１２０の間隔が拡大し、ブレーキシュー１２０のライニング１２１が周壁１１１の内周面に押し付けられることで、車輪に制動力が発生する。

ドラム１１０の外側壁１１２の後部において、上下方向の中央部には、図３に示すように、軸断面が円形の挿通穴１１３が形成されている。挿通穴１１３は、図４に示すように、ドラム１１０の外側壁１１２を貫通している。

操作量検出装置５０は、ブレーキペダル１０（図１参照）の操作量を検出するものである。操作量検出装置５０は、ドラム１１０内に収容されている。
操作量検出装置５０は、挿通穴１１３に嵌め込まれている軸受部５２と、挿通穴１１３内に収容されている回転角センサ５１と、を備えている。操作量検出装置５０は、軸受部５２と回転角センサ５１とが一体に構成されている一つの部品である。

軸受部５２は、外輪５２ａと、内輪５２ｂと、外輪５２ａと内輪５２ｂとの間に介設された複数の転動体５２ｃ（ボール）と、を備えているボールベアリングである。
外輪５２ａは、挿通穴１１３に圧入されており、挿通穴１１３内に固定されている。内輪５２ｂは、外輪５２ａ内に配置されており、外輪５２ａに対して回転自在である。

回転角センサ５１は、図３に示すように、環状の部品であり、挿通穴１１３内に収容されている。回転角センサ５１の中心軸と軸受部５２の中心軸とが同一軸線上に配置されている。回転角センサ５１の外径は、挿通穴１１３の内径よりも僅かに小さく形成されている。

回転角センサ５１は、図４に示すように、後記する入力レバー２０の支軸２２の回動量を検出するための磁気センサである。
回転角センサ５１は、軸受部５２の外輪５２ａの外端面に取り付けられている。また、軸受部５２の内輪５２ｂの外端面には、磁石（図示せず）が取り付けられている。
回転角センサ５１は、内輪５２ｂの回転に伴って磁石が回動したときの磁界の変化を検出する。そして、回転角センサ５１では、磁石の磁界変化に基づいて、内輪５２ｂの回動量を検出する。

入力レバー２０は、図２に示すように、ドラム１１０の外側壁１１２の外面に回動自在に連結されている。
入力レバー２０は、上下方向に延びているレバー本体２１と、レバー本体２１の上端部からドラム１１０側に延びている支軸２２と、を備えている。

支軸２２は、図３に示すように、軸断面が円形の軸部材である。支軸２２は、図４に示すように、ドラム１１０の挿通穴１１３に挿入されている。支軸２２は、回転角センサ５１に挿入されるとともに、軸受部５２の内輪５２ｂに圧入されている。これにより、支軸２２は、軸受部５２に回転自在に支持されている。

レバー本体２１の下端部には、ケーブルやロッドである連繋手段３０の後端部が連結されている。また、連繋手段３０の前端部は、図１に示すように、ブレーキペダル１０に連結されている。
ブレーキペダル１０が踏み込まれると、連繋手段３０を介してレバー本体２１の下端部に前方に向けて引張力が作用する。これにより、入力レバー２０はドラム１１０に対して回動する。

図４に示すように、軸受部５２の内輪５２ｂは、支軸２２と共に回動するため、回転角センサ５１は、内輪５２ｂの回転角を検出することで、入力レバー２０の回動量を検出している。
回転角センサ５１は、図１に示すように、後記する電子制御装置２００に電気的に接続されている。回転角センサ５１で検出された入力レバー２０の回動量は、電子制御装置２００に出力される。

操作量検出装置５０には、入力レバー２０の初期位置が設定されている。入力レバー２０の初期位置は、車輪ブレーキ１００をバーハンドル車両に組み付けた状態で、入力レバー２０を複数回操作して回動させた後の入力レバー２０の復帰位置である。このように、ブレーキ装置１の各部品を馴染ませた状態で、入力レバー２０の初期位置を設定することで、入力レバー２０の回動量を精度良く検出できる。

以上のような本実施形態のブレーキ装置１では、図１に示すように、回転角センサ５１がドラム１１０内に収容されている。この構成では、ブレーキペダル１０の周辺や車輪ブレーキ１００の外面に回転角センサを取り付けなくても、ブレーキペダル１０の操作量を検出できる。これにより、回転角センサ用のブラケットやカバーが不要となるため、ブレーキ装置１の部品点数を低減できる。

本実施形態では、図４に示すように、軸受部５２と回転角センサ５１とが一体化された操作量検出装置５０を、ドラム１１０の挿通穴１１３内に収容することで、車輪ブレーキ１００に対して操作量検出装置５０をコンパクトに配置できる。

本実施形態の操作量検出装置５０では、入力レバー２０の支軸２２を挿入するための挿通穴１１３を利用して回転角センサ５１を配置しているため、ドラム１１０に回転角センサ５１を取り付けるための加工を施す必要がない。

次に、本実施形態のブレーキ装置１におけるブレーキ制御について説明する。
本実施形態のブレーキ装置１は、図１に示すように、電子制御装置２００を備えている。電子制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。

電子制御装置２００は、記憶部２１０と、制動力算出部２６０と、判定部２４０と、ブレーキランプ制御部２５０と、を備えている。電子制御装置２００における各部の処理は、記憶部２１０に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることで具現化される。

記憶部２１０には、制動力データが記憶されている。記憶部２１０には、制動力データが記憶されている。制動力データは、入力レバー２０の回動量と車体の加速度の減少量との関係を示したデータである。
車体の加速度の減少量は、車輪ブレーキ１００に発生した制動力の大きさに応じて変化する。つまり、車体の加速度の減少量は、車輪ブレーキ１００に発生した制動力を示していることになる。

制動力算出部２６０は、入力レバー２０の回動量に基づいて、車輪ブレーキ１００に発生した制動力を推定する。
制動力算出部２６０では、操作量検出装置５０から入力レバー２０の回動量が入力されると、その回動量に対応する制動力の推定値を、記憶部２１０に記憶された制動力データから算出する。

制動力算出部２６０において算出された制動力の推定値は、例えば、他の車輪の液圧式ブレーキ系統に設けられた液圧制御装置の制御部に入力され、その制動力の推定値に基づいて連動ブレーキ制御が実行される。

判定部２４０は、操作量検出装置５０の回転角センサ５１（図２参照）で検出された入力レバー２０の回動量に対応する制動力の規定量を制動力データから求める。また、判定部２４０には、加速度センサＡＳで検出された車体の加速度の減少量が入力される。この加速度センサＡＳで検出された車体の加速度の減少量は、車輪ブレーキ１００に発生した制動力を示している。
続いて、判定部２４０では、制動データにおける制動力の規定量と、加速度センサＡＳの検出結果に基づいて算出した制動力とを比較する。
そして、判定部２４０では、加速度センサＡＳの検出結果に基づいて算出した制動力が、制動力データにおける制動力の規定量内であるか否かによって、車輪ブレーキ１００の調整状態を判定する。

ブレーキペダル１０の回動量が小さいにも関わらず、加速度センサＡＳで検出された車体の加速度の減少が、エンジンブレーキによる加速度の減少よりも大きい場合、つまり、車輪ブレーキ１００に発生した制動力が、エンジンブレーキによる制動力よりも大きい場合には、ブレーキペダル１０を操作していない状態でも、車輪ブレーキ１００が機能してしまっている可能性がある。この場合には、判定部２４０は、車輪ブレーキ１００の調整が必要であると判定し、ランプやモニタなどの表示部に判定結果を示す。

ブレーキペダル１０の回動量が大きいにも関わらず、加速度センサＡＳで検出された車体の加速度の減少が、エンジンブレーキによる加速度の減少よりも小さい場合、つまり、車輪ブレーキ１００に発生した制動力が、エンジンブレーキによる制動力よりも小さい場合には、車輪ブレーキ１００のライニングの摩耗が大きい可能性やブレーキペダル１０の遊びが大きい可能性がある。この場合には、判定部２４０は、車輪ブレーキ１００の調整が必要であると判定し、ランプやモニタなどの表示部に判定結果を示す。

ブレーキランプ制御部２５０は、操作量検出装置５０で検出された入力レバー２０の回動量に基づいて、ブレーキランプＢＬを点灯および消灯させている。
ブレーキランプ制御部２５０では、ブレーキペダル１０を踏み込んだときに、入力レバー２０の回動量が所定量に達すると、ブレーキランプＢＬを点灯させる。また、ブレーキペダル１０を戻したときに、入力レバー２０の回動量が所定量より小さくなると、ブレーキランプＢＬを消灯させる。

以上のようなブレーキ装置１では、入力レバー２０や連繋手段３０に張力センサを設けなくても、車輪ブレーキ１００に発生する制動力を検出できるため、車輪ブレーキ１００の部品点数を低減できる。
また、ブレーキ装置１では、ブレーキペダル１０の回動量に基づいて、車輪ブレーキ１００の調整状態を判定したり、ブレーキランプＢＬを精度良く点灯させたりすることができる。

以上、本発明の実施形態のブレーキ装置１について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の操作量検出装置５０では、図４に示すように、軸受部５２と回転角センサ５１とが一体化されているが、回転角センサ５１を単独でドラム１１０内に収容してもよい。

本実施形態では、環状の回転角センサ５１を用いて支軸２２の回転角を検出しているが、回転角センサの構成は限定されるものではない。例えば、回転角センサをドラム１１０内の空間に収容し、接触または非接触により支軸２２の回転角を検出するように構成してもよい。

また、図５に示す操作量検出装置５０Ａのように、支軸２２の外周に嵌め合わされた供回り部材６１と、供回り部材６１の外周に取り付けられた回転角センサ６２と、を設け、回転角センサ６２をドラム１１０の外面と入力レバー２０との間に配置してもよい。この操作量検出装置５０Ａでは、回転角センサ６２の基部６２ａが挿通穴１１３に収容されている。そして、回転角センサ６２は、供回り部材６１の回動量を検出するように構成されている。

この構成では、回転角センサ６２の一部を挿通穴１１３に収容することで、車輪ブレーキ１００に対して操作量検出装置５０Ａをコンパクトに配置でき、ブレーキ装置の大型化を抑制することができる。また、ドラム１１０の外面と入力レバー２０との間に回転角センサ６２を配置することで、回転角センサ６２を保護することができる。

本発明の判定部は、入力レバーの回動量と、車輪に発生する制動力とに基づいて、車輪ブレーキの調整状態を判定するものである。図１に示す本実施形態のブレーキ装置１では、車輪に発生する制動力を車体の加速度の減少量で示しているが、車輪に発生する制動力を示す方法は限定されるものではなく、例えば、車輪に発生する制動力を車輪の回転速度の減少量で示すこともできる。

本実施形態では、ブレーキペダル１０を有するブレーキ系統に適用されるブレーキ装置１を説明したが、ブレーキレバーを有するブレーキ系統にも本発明のブレーキ装置を適用可能である。
この場合にも、電子制御装置２００の判定部２４０において、操作量検出装置５０で検出された入力レバー２０の回動量に基づいて、車輪ブレーキ１００の調整状態を判定させることができるとともに、前記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

前記実施形態では、本発明のブレーキ装置を自動二輪車に適用した場合を例として説明しているが、本発明のブレーキ装置を適用可能な車両は限定されるものではなく、各種の車両に適用可能である。

１ ブレーキ装置
１０ ブレーキペダル
２０ 入力レバー
２１ レバー本体
２２ 支軸
３０ 連繋手段
５０ 操作量検出装置
５０Ａ 操作量検出装置（他の実施形態）
５１ 回転角センサ
５２ 軸受部
５２ａ 外輪
５２ｂ 内輪
５２ｃ 転動体
６１ 供回り部材
６２ 回転角センサ（他の実施形態）
１００ 車輪ブレーキ
１１０ ドラム
１１１ 周壁
１１２ 外側壁
１１３ 挿通穴
１２０ ブレーキシュー
１２１ ライニング
２００ 電子制御装置
２１０ 記憶部
２４０ 判定部
２５０ ブレーキランプ制御部
２６０ 制動力算出部
ＡＳ 加速度センサ
ＢＬ ブレーキランプ

Claims (7)

1. ドラム内に収容された一対のブレーキシューを有する車輪ブレーキと、
   前記ドラムの外面に回動自在に連結された入力レバーと、
   前記入力レバーの操作量を検出する操作量検出装置と、を備え、
   ブレーキ操作子の回動に連動して前記入力レバーが回動することで、前記両ブレーキシューの間隔が拡大される車両用ブレーキ装置であって、
   前記操作量検出装置の少なくとも一部は、前記ドラム内に収容されており、前記ドラム内に挿入された前記入力レバーの支軸の回動量を検出する回転角センサを有し、
   前記支軸は、前記ドラムの側壁を貫通している挿通穴に挿入されており、
   前記操作量検出装置は、
   前記挿通穴に嵌め込まれた軸受部と、
   前記軸受部の外輪に取り付けられた前記回転角センサと、を備え、
   前記軸受部の内輪に前記支軸が挿通され、前記回転角センサは前記内輪の回動量を検出することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
2. ドラム内に収容された一対のブレーキシューを有する車輪ブレーキと、
   前記ドラムの外面に回動自在に連結された入力レバーと、
   前記入力レバーの操作量を検出する操作量検出装置と、を備え、
   ブレーキ操作子の回動に連動して前記入力レバーが回動することで、前記両ブレーキシューの間隔が拡大される車両用ブレーキ装置であって、
   前記操作量検出装置の少なくとも一部は、前記ドラム内に収容されており、前記ドラム内に挿入された前記入力レバーの支軸の回動量を検出する回転角センサを有し、
   前記支軸は、前記ドラムの側壁を貫通している挿通穴に挿入されており、
   前記操作量検出装置は、
   前記支軸の外周に嵌め合わされた供回り部材と、
   前記ドラムの外面と前記入力レバーとの間に配置され、前記供回り部材の外周に取り付けられるとともに、少なくとも一部が前記挿通穴に収容された前記回転角センサと、を備え、
   前記回転角センサは、前記供回り部材の回動量を検出することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置であって、
   前記入力レバーの回動量に基づいて、前記車輪ブレーキに発生する制動力を推定する制動力算出部を有する電子制御装置を備えていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
4. 請求項３に記載の車両用ブレーキ装置であって、
   前記電子制御装置には、前記入力レバーの回動量と前記制動力との関係を示した制動力データが記憶されており、
   前記制動力算出部は、前記制動力データに基づいて、前記制動力を推定することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
5. 請求項４に記載された車両用ブレーキ装置であって、
   前記電子制御装置は、
   前記車輪ブレーキの調整状態を判定する判定部を備え、
   前記判定部は、前記車輪ブレーキに発生した制動力が前記制動力データにおける制動力の規定量内であるか否かによって、前記車輪ブレーキの調整状態を判定することを特徴とする車両用ブレーキ装置。
6. 請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置であって、
   前記電子制御装置は、前記入力レバーの回動量に基づいて、ブレーキランプを点灯させるブレーキランプ制御部を備えていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。
7. 請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の車両用ブレーキ装置であって、
   前記操作量検出装置には、前記車輪ブレーキを車両に組み付けた状態で、前記ブレーキ操作子を回動させた後の前記入力レバーの復帰位置が、前記入力レバーの初期位置として設定されていることを特徴とする車両用ブレーキ装置。

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