JPH0735633A - 制動力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歪みゲージの検出精度の低下を招くことな
く、且つ、車両の振動により発生するディスクブレーキ
自体の加速度による検出精度の低下を防止することを目
的とする。 【構成】 ブレーキパッド１、２の円周方向端部と弾性
部材２１との間に配設され制動時のそれぞれのブレーキ
パッドの円周方向の荷重を合成する荷重合成手段２０を
有したことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両を制動するディス
クブレーキに関し、特にアンチスキッドコントロール等
における制動力を直接計測するものである。

【０００２】

【従来の技術】車輪のスリップ又はロックを防止するア
ンチスキッド制御では、タイヤと路面との摩擦係数が最
高になるように制動力を制御することが望ましい。そこ
で、 （タイヤトルク）＝（制動トルク）−（車輪の回転角慣
性モーメント）×（車輪の回転角加速度） の式よりタイヤトルクを求め、更に、 （タイヤトルク）／（タイヤ有効半径）＝（タイヤと路
面との摩擦係数）×（車輪荷重） の式よりタイヤと路面との摩擦係数を検知することがで
きるので、各車輪のブレーキ装置の出力状態を検知して
各ブレーキ装置への入力制御装置に情報を帰還させると
いうフィードバック制御系が構成される。

【０００３】上述したようなことから、車輪の制動力を
測定する従来の技術としては、第１に特開昭５１−６９
６８０号公報に開示される技術が知られている。これ
は、ブレーキパッドを車輪と一体回転するディスクロー
タに押圧して制動するディスクブレーキであって、ブレ
ーキパッドを保持する保持部材と、その保持部材を固定
体に連結固定するための強度の十分な弾性体と、その弾
性体の歪み量を検知するため弾性体に歪みゲージを装着
したものである。そして、ブレーキ作用時にブレーキパ
ッドが回転中のディスクロータに向かって押圧される
と、ディスクロータとブレーキパッドとの間に摩擦力を
生じ、その摩擦力に応じて弾性体が伸び、この変形量を
歪みゲージにより検出するものである。

【０００４】又、第２に特開昭６１−２７５０４９号公
報に開示される技術が知られている。図６に制動力測定
装置の斜視図を示す。同図において、ブレーキパッド１
００に生じる制動力を受圧するように設けられたアンカ
ー部材１０１を備えている。

【０００５】このアンカー部材１０１は、磁歪材からな
り、端部は図６に示すようにボルト１０６によりブレー
キパッド１００を保持する保持器１０２に固定され、そ
の一部に形成された角軸部１０３が、アンカー部材１０
１のトルクロッド部１０１ａの一端に形成した角孔に嵌
合することで、トルクロッド部１０１ａの軸回りの回転
を拘束している。更に、アンカー部材１０１は、保持器
１０２に渡って架設された軸状トルクロッド部１０１ａ
と、このトルクロッド部１０１ａからブレーキパッド１
００のロータ１０４周方向に係合するように延出された
アーム部１０１ｂとを備えている。この際、トルクロッ
ド部１０１ａの軸回りの回転は、実質的に保持器１０２
により拘束されて生じることなく、若干の捩じり変形の
みを生ずることになる。そして、このトルクロッド部１
０１ａの捩じり変形は、油圧シリンダ１０７からの押圧
力によりブレーキパッド１００に発生した制動力Ｔの大
きさと比例関係を以て現れる。そして、掛かるアンカー
部材１０１のトルクロッド部１０１ａの捩じり変形の度
合いを磁歪式の制動力測定センサ１０５によって検出す
るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した第１の従来技
術では、制動力の検出体となる弾性体は、ブレーキパッ
ドに直接取り付けられ、この弾性体に熱に弱い歪みゲー
ジが取り付けられているので、歪みゲージはブレーキパ
ッドに発生する摩擦熱を受けやすく、精度の低下に繋が
る。又、弾性体はディスクブレーキと一体でないために
ディスクブレーキ全体が慣性モーメントとして働いて、
車両の振動によって発生するディスクブレーキ自体の加
速度を検出してしまい、これがノイズとして歪み検出手
段から検出され、検出精度の低下に繋がる。

【０００７】更に、第２の従来技術では、磁束の変移を
検出して制動力を測定しているが、制動力測定センサの
位置は、ロータの輻射熱を直接受ける位置にあるためセ
ンサの検出精度低下に繋がる。又、制動有効半径を大き
くすると、高効率で車両の制動を行うことができる。し
かし、前述した技術では、ロータの外周側にセンサを配
置しなければならないので、必然的にロータの半径を小
さくしなければならなくなり、これにより制動有効半径
も小さくなって制動の効率が悪くなる。又、両ブレーキ
パッドに生じる制動力には相違があり、アンカー部材の
保持器への固定部を基準とした捩じりを検出する構造で
は、掛かるモーメントの相違によって誤差が生じて合成
制動力の検出精度が悪い。更に、アンカー部材が金属疲
労等により破損すると、円周方向の支えが無いことか
ら、始めのブレーキパッドと油圧シリンダとの当接位置
がずれて制動力が低下する事態が発生する。

【０００８】請求項１の発明は、ブレーキパッドの熱が
センサに伝達されにくくし、且つ、車両の振動により発
生するディスクブレーキ自体の加速度による検出精度の
低下を防止することを技術的課題とする。

【０００９】請求項２の発明は、合成制動力の検出精度
を向上させることと、制動の効率の低下を招くことなく
センサを配置することとを技術的課題とする。

【００１０】請求項３の発明は、破損時等における安全
性の向上を技術的課題とする。

【００１１】請求項４の発明は、ロータの輻射熱を直接
受けないようにすることを技術的課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した請求項１の発明
の技術的課題を解決するため請求項１において講じた技
術的手段は、ブレーキパッドの円周方向端部と弾性部材
との間に配設され制動時のそれぞれのブレーキパッドの
円周方向の荷重を合成する荷重合成手段を有したことで
ある。

【００１３】請求項２の発明の技術的課題を解決するた
め請求項２において講じた技術的手段は、荷重合成手段
は、それぞれのブレーキパッドの円周方向端部に設けら
れた第１ピストンと、第１ピストンと当接する受圧面及
び受圧面と所定角度の傾きを以て弾性部材と当接する押
圧面を有した第２ピストンとからなることである。

【００１４】請求項３の発明の技術的課題を解決するた
め請求項３において講じた技術的手段は、第１ピストン
が第２ピストンの所定位置に当接するように位置決めを
行う位置決め手段を備えたことである。

【００１５】請求項４の発明の技術的課題を解決するた
め請求項４において講じた技術的手段は、弾性部材が所
定の方向にのみ歪む金属製のリングからなることであ
る。

【００１６】

【作用】請求項１の発明の作用を説明する。荷重合成手
段が、ブレーキパッドの円周方向端部と弾性部材との間
に配設されていることによって、ブレーキパッドと歪み
検出手段とは荷重合成手段及び弾性部材を介しているた
めに、ブレーキパッドから発生する熱が歪み検出手段に
伝達しにくくなって、熱による歪み検出手段の検出精度
の低下が防止される。

【００１７】又、弾性部材は、荷重合成手段を介してブ
レーキパッドからの押圧力のみを受けるので、弾性部材
とディスクブレーキとを一体的に取り付けることができ
て、弾性部材に掛かる慣性モーメントの影響を少なくす
ることができるために、車両の振動により発生するディ
スクブレーキ自体の加速度により検出精度が低下するこ
とが防止される。

【００１８】請求項２の発明の作用を説明する。２つの
第１ピストンからの荷重は、これらに当接する第２ピス
トンにより合成される。そして、弾性部材は、第２ピス
トンからの荷重のみを受けるので、両ブレーキパッドの
制動力をモーメントの誤差を生じることなく検出するこ
とができるために、合成制動力の検出精度を向上させる
ことができる。又、第１ピストン及び第２ピストンによ
り、検出手段をブレーキパッドの円周方向に配設するこ
とができ、且つ、第２ピストンの受圧面と押圧面とが所
定の傾きを有していることにより、制動トルクが掛かる
方向を変化させることができるので、ディスクブレーキ
の外形が車輪のホイールの内周面形状に近づく。上述し
たようなことから、ディスクブレーキとホイール内周面
との隙間を小さくすることができる。このため、ロータ
の半径を小さくする必要が無いので、制動の効率の低下
を招くことなくセンサを配置することが可能となる。

【００１９】請求項３の作用を説明する。第１ピストン
が第２ピストンの所定位置に当接するように位置決めを
行う位置決め手段を備えたことによって、第１ピストン
又は第２ピストンが破損しても、ブレーキパッドは位置
決め手段により円周方向の支持が無くなることはないの
で、始めのブレーキパッドと油圧シリンダとの当接位置
からずれることが防止されて、制動力が低下する事態が
無くなる。

【００２０】請求項４の作用を説明する。弾性部材が所
定の方向にのみ歪む金属製のリングからなることによっ
て、荷重の方向をディスクブレーキの外壁の方向に変化
させれば、検出手段をディスクブレーキの外壁に取り付
けることができるようになるので、ロータからの輻射熱
を直接受けなくなり検出手段の検出精度の低下を防止で
きる。

【００２１】

【実施例】本発明に係る一実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２２】図１は本実施例の制動力測定装置を付加し
たディスクブレーキの正面図、図２は図１のディスクブ
レーキの左側面図、図３はブレーキパッドと荷重合成手
段と弾性部材との位置関係を示す斜視図、図４は歪み検
出手段の上方視図、図５は歪み検出手段の断面図であ
る。図において、車両用ディスクブレーキ１０には、主
に、車輪と一体回転するディスクロータ（図示省略）の
両側に配設されたインナパッド１とアウタパッド２（図
３）と、ロータ回転方向の軸方向に摺動可能に配設され
たキャリパ３と、車両の固定部材（図示省略）に固着さ
れるパッド保持部材４と、ブレーキマスタシリンダ（図
示省略）からの油圧によりインナパッド１及びアウタパ
ッド２をロータ側に押圧する油圧シリンダ５とから構成
されている。図１中に示す矢印Ａはインナパッド１及び
アウタパッド２とロータとの間に摩擦力が生じる方向を
示している。

【００２３】又、この構成による車両用ディスクブレー
キ１０は、周知の構造及び作動であるため、相違点のみ
を説明する。

【００２４】図３に示すようにインナパッド１及びアウ
タパッド２の端部には、第１ピストン１ａ、２ａが設け
られていて、第１ピストン１ａ、２ａは位置決め手段と
なるパッド保持部材４に形成される孔（図示省略）に緩
挿されることにより、第１ピストン１ａ、２ａの端部を
第２ピストン２０の受圧面２０ａ（図１）の所定位置に
当接させることができる。第２ピストン２０は、受圧面
とα度の傾きを有した押圧面２０ｂを備えていて、この
押圧面２０ｂは弾性部材となる金属製のリング２１の外
周に当接している。前述したα度により、パッド保持部
材４の外形が車輪のホイール（図示省略）内周面の形状
に近づく。リング２１は、図に示すように、リング２１
と第２ピストン２０との当接部２１ａと位相が１８０度
異なった第１位置２１ｂと９０度異なった位置の一方の
第２位置２１ｃとは、パッド保持部材４の内壁４ａに当
接しているので、リング２１の歪み量は、位相が９０度
異なった位置の他方の第３位置２１ｄ方向にのみ生じる
ようになっている。更に、リング２１の第３位置には、
図４、図５に示す歪みセンサ３０の検出部３２に当接し
ている。

【００２５】次に、図４、図５を用いて歪みセンサ３０
について説明する。この歪みセンサ３０は、薄膜アモル
ファス歪みゲージを用いたセンサであって、ハウジング
３１がパッド保持部材４にボルト６により固定されてい
る。ハウジング３１からはリング２１の第３位置２１ｄ
と当接する検出部３２が突出していて、この検出部３２
のリングとの当接面３２ａと反対側の面３２ｂには、歪
みゲージが配設されている。この歪みゲージに加わる歪
みを増幅回路基板３３により増幅している。この増幅回
路基板３３は、電源供給用及び測定結果の出力用のコネ
クタ３４と導通していて、このコネクタ３４は車両内に
配設されている電子制御回路（図示省略）に接続され
る。

【００２６】上述したような構成のディスクブレーキに
おいて、制動時に油圧シリンダ５によってインナパッド
１及びアウタパッド２がロータ側に押圧されると、ロー
タと両パッド１、２との間に摩擦力（制動力）が生じ
て、この摩擦力より両パッド１、２は図１中のＡ方向に
荷重が掛かる。インナパッド１及びアウタパッド２から
の荷重は、第１ピストン１ａ、２ａを介して第２ピスト
ン２０に伝達し、この第２ピストン２０により両パッド
１、２からの荷重が合成されてリング２１に伝達され
る。リング２１が第２ピストン２０からの荷重を受ける
と、リング２１の第１及び第２位置２１ｂ、２１ｃがパ
ッド保持部材４の内壁４ａに当接して拘束されているた
めに、第３位置２１ｄに歪みが生じる。この歪みを歪み
センサ３０により検出して制動力を測定することができ
る。

【００２７】本実施例によると、車両の上下振動等によ
る上下加速度が発生しても、弾性部材となるリング２１
はブレーキパッド１、２からの荷重のみを受けるので、
リング２１に歪みを生じさせる程の慣性モーメントは生
じない。且つ、リング２１により歪みの方向を上下方向
から地面と水平の方向に変化させていることにより、歪
みセンサが車両の振動により発生するディスクブレーキ
１０自体の加速度を検出することはないので、制動力測
定装置の検出精度の低下を招く事態は防止される。

【００２８】又、摩擦によってブレーキパッド１、２に
生じる熱は、第１ピストン１ａ、２ａと第２ピストン２
０とリング２１とを介することになるため、熱が歪みゲ
ージに伝達しにくくなり、熱による歪みゲージの検出精
度の低下が防止され、更に、耐久性の向上にもつなが
る。

【００２９】又、両ブレーキパッド１、２の制動力を、
モーメントの誤差を生じることなく合成して検出するた
め、高精度である。

【００３０】又、歪みゲージをハウジング３１内に収納
していることにより、歪みゲージが直接雨、雪、泥水、
砂等の影響を受けないので、検出精度の低下を防止する
ことができる。並びに、歪みセンサ３０をパッド保持部
材４の外壁に取り付けているため、ロータの輻射熱を直
接受けることがないので、熱による検出精度の低下を防
止できる。

【００３１】又、制動力測定装置を付加したことによ
り、ディスクブレーキ１０の大型化を免れることはでき
ないため、車輪のホイール（図示省略）内周面とディス
クブレーキとの緩衝が考えられるが、第２ピストン２０
の押圧面２０ｂを受圧面２０ａとα度傾かせていること
により、ディスクブレーキ１０の外形を円形状に近づけ
ることができるため、ディスクブレーキ１０が大型化し
ても、制動有効半径を小さくせずにディスクブレーキ１
０を取り付けることができる。

【００３２】又、第１ピストン１ａ、２ａが第２ピスト
ン２０の所定位置に当接するように位置決めを行ってい
ることにより、第１ピストン１ａ、２ａ又は第２ピスト
ン２０が破損しても、ブレーキパッド１、２は位置決め
手段により円周方向の支持が無くなることはないので、
始めのブレーキパッド１、２と油圧シリンダ５との当接
位置からずれることが防止されて、制動力が低下する事
態が無くなる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明の効果を説明する。車輪
と一体的に回転するディスクロータと、ディスクロータ
の両面に摩擦係合可能に配置された一対のブレーキパッ
ドと、ブレーキパッドをディスクロータ側に押圧する押
圧手段と、制動時にブレーキパッドの円周方向への荷重
を受ける弾性部材と、弾性部材の歪み量を検出する検出
手段とを有した制動力測定装置において、ブレーキパッ
ドの円周方向端部と弾性部材との間に配設され制動時の
それぞれのブレーキパッドの円周方向の荷重を合成する
荷重合成手段を有した制動力測定装置であって、荷重合
成手段が、ブレーキパッドの円周方向端部と弾性部材と
の間に配設されていることによって、ブレーキパッドと
歪み検出手段とは荷重合成手段及び弾性部材を介してい
るために、ブレーキパッドから発生する熱が歪み検出手
段に伝達しにくくなって、熱による歪み検出手段の検出
精度の低下が防止される。

【００３４】又、弾性部材は、荷重合成手段を介してブ
レーキパッドからの押圧力のみを受けるので、弾性部材
とディスクブレーキとを一体的に取り付けることができ
て、弾性部材に掛かる慣性モーメントの影響を少なくす
ることができるために、車両の振動により発生するディ
スクブレーキ自体の加速度による検出精度の低下が防止
される。

【００３５】請求項２の発明の効果を説明する。２つの
第１ピストンからの荷重は、これらに当接する第２ピス
トンにより合成される。そして、弾性部材は、第２ピス
トンからの荷重のみを受けるので、両ブレーキパッドの
制動力をモーメントの誤差を生じることなく検出するこ
とができるのために、合成制動力の検出精度を向上させ
ることができる。又、第１ピストン及び第２ピストンに
より、検出手段をブレーキパッドの円周方向に配設する
ことができ、且つ、第２ピストンの受圧面と押圧面とが
所定の傾きを有していることにより、制動力が掛かる方
向を変化させることができるので、ディスクブレーキの
外形が車輪のホイールの内周面形状に近づく。上述した
ようなことから、ディスクブレーキとホイール内周面と
の隙間を小さくすることができる。このため、ロータの
半径を小さくする必要は無いので、制動の効率の低下を
招くことなくセンサを配置することができる。

【００３６】請求項３の発明の効果を説明する。第１ピ
ストンが第２ピストンの所定位置に当接するように位置
決めを行う位置決め手段を備えたことによって、第１ピ
ストン又は第２ピストンが破損しても、ブレーキパッド
は位置決め手段により円周方向の支持が無くなることは
ないので、始めのブレーキパッドと油圧シリンダとの当
接位置からずれることが防止されて、制動力が低下する
事態が無くなる。

【００３７】請求項４の発明の効果を説明する。弾性部
材が所定の方向にのみ歪む金属製のリングからなる制動
力測定装置であって、荷重の方向をディスクブレーキの
外壁の方向に変化させれば、検出手段をディスクブレー
キの外壁に取り付けることができるようになるので、ロ
ータからの輻射熱を直接受けなくなり検出手段の検出精
度の低下を防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制動トルク測定装置付きディスク
ブレーキの正面図を示す。

【図２】図１のディスクブレーキの左側面図を示す。

【図３】ブレーキパッドと荷重合成手段と弾性部材との
位置関係を示す斜視図を示す。

【図４】歪み検出センサの上方視図を示す。

【図５】歪み検出センサの断面図を示す。

【符号の説明】

１・・・インナパッド １ａ・・・第１ピストン ２・・・アウタパッド ２ａ・・・第２ピストン ３・・・キャリパ ４・・・パッド保持部材 ５・・・ブレーキパッド押圧手段 １０・・・ディスクブレーキ ２０・・・第２ピストン ２１・・・リング ３０・・・歪みセンサ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制動トルク測定装置付きディスク
ブレーキの正面図を示す。

【図２】図１のディスクブレーキの左側面図を示す。

【図３】ブレーキパッドと荷重合成手段と弾性部材との
位置関係を示す斜視図を示す。

【図４】歪み検出センサの上方視図を示す。

【図５】歪み検出センサの断面図を示す。

【図６】従来の制動力測定装置の斜視図を示す。

フロントページの続き (72)発明者 都 築 位 兆 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 楠 秀 樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪と一体的に回転するディスクロータ
   と、該ディスクロータの両面に摩擦係合可能に配置され
   た一対のブレーキパッドと、該ブレーキパッドを前記デ
   ィスクロータ側に押圧する押圧手段と、制動時に前記ブ
   レーキパッドの円周方向への荷重を受ける弾性部材と、
   該弾性部材の歪み量を検出する検出手段とを有した制動
   力測定装置において、前記ブレーキパッドの円周方向端
   部と前記弾性部材との間に配設され制動時の夫々の前記
   ブレーキパッドの円周方向の荷重を合成する荷重合成手
   段を有した制動力測定装置。
2. 【請求項２】 前記荷重合成手段は、夫々の前記ブレー
   キパッドの円周方向端部に設けられた第１ピストンと、
   該第１ピストンと当接する受圧面及び該受圧面と所定角
   度の傾きを以て弾性部材と当接する押圧面を有した第２
   ピストンとからなる請求項１記載の制動力測定装置。
3. 【請求項３】 前記第１ピストンが前記第２ピストンの
   所定位置に当接するように位置決めを行う位置決め手段
   を備えた請求項２記載の制動力測定装置。
4. 【請求項４】 前記弾性部材が所定の方向にのみ歪む金
   属製のリングからなる請求項１から請求項３のいずれか
   １項記載の制動トルク測定装置付きディスクブレーキ。