JP7622485B2

JP7622485B2 - 車両用制動装置

Info

Publication number: JP7622485B2
Application number: JP2021040116A
Authority: JP
Inventors: 悠介杉浦
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2025-01-28
Anticipated expiration: 2041-03-12
Also published as: JP2022139636A

Description

本発明は、車両用制動装置に関する。

車両用制動装置として、例えば特開２０１０－２７４６８９号公報に記載のようにドラムブレーキを用いたものが知られている。この車両用制動装置では、制動力を算出するために、アンカに荷重センサが設けられている。

特開２０１０－２７４６８９号公報

上記車両用制動装置では、荷重センサが、ホイール（車輪）内の下部に配置されるアンカに設けられている。この配置では、荷重センサの配線は、下部から上部までホイールを縦断するように配策しなければならず、ハブ、ブレーキシュー、及びアーム等の可動部品の間を通過する配線の取り回しが煩雑になりやすい。荷重センサの配置位置がアンカだけとなると、上記配線の煩雑化の解消が困難となる。つまり、従来の構成には、荷重センサの配置自由度の点が改良の余地がある。

本発明の目的は、荷重センサの配置自由度を向上させることができる車両用制動装置を提供することである。

本発明の車両用制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体と、制動時にブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、前記摩擦部材の回転を阻止することにより、前記車輪に制動力を付与するトルク受け部と、前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる駆動装置と、前記駆動装置及び前記トルク受け部の少なくとも一方に設けられ、前記駆動装置が前記摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力を検出する荷重センサと、前記荷重センサの検出値に基づいて前記制動力を算出する算出部と、を備え、前記荷重センサは、前記摩擦部材の一部を囲むように、前記トルク受け部及び前記駆動装置の少なくとも一方に固定された起歪体と、前記起歪体の上面及び下面の少なくとも一方に固定されたひずみゲージと、前記起歪体の内側に位置し、前記摩擦部材が受けた前記異なる方向の力を前記起歪体に伝えるように前記摩擦部材に固定された補助部材と、を備える。

例えば車両用制動装置が２つの摩擦部材（ブレーキシュー）を備える場合、車両前進中に制動トルクが発生すると、リーディングシューにはトルクの反作用により下向きの力が加わり、トレーリングシューには上向きの力が加わる。すなわち、ブレーキシューには、駆動装置が摩擦部材を駆動する方向（移動させる方向）に対して異なる方向の力が加わる。これら上下方向の力の大きさは、制動トルク（制動力）の大きさに対応している。したがって、制動時に駆動装置が摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力を検出することで、制動トルクを算出することができる。

従来の構成において、荷重センサは、駆動装置が摩擦部材を押圧する方向（車両前後方向）の力を検出するために、車両前後方向の力が直接的に加わる部位（アンカ等のトルク受け部分）に設けられている。しかし、本発明によれば、荷重センサは、駆動装置が摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力を受けるように配置されればよい。このため、荷重センサの設置対象物は、摩擦部材の荷重を直接受ける部分に限られず、例えば駆動装置であってもよい。このように、本発明によれば、荷重センサが、駆動装置が摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力を検出することで、荷重センサの配置自由度を向上させることができる。

第１実施形態の車両用制動装置の構成図（車両左側から見た断面図）である。第１実施形態の車両用制動装置の構成図（車両上方から見た断面図）である。第２実施形態の荷重センサの構成図（車両左側から見た断面図）である。図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。第３実施形態の荷重センサの構成図（車両左側から見た断面図）である。第４実施形態の荷重センサの構成図（車両左側から見た断面図）である。第２実施形態の変形態様の構成図（車両左側から見た断面図）である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。以下の説明において、車両前方を前方と称し、車両後方を後方と称する。また、説明において、車輪は、車両の左側の車輪を例とする。図２では、バックプレート４等の表示が省略されている。

＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、第１実施形態の車両用制動装置１は、いわゆるリーディング・トレーリング式ドラムブレーキであって、回転ドラム（「ブレーキ回転体」に相当する）２と、第１ブレーキシュー（「摩擦部材」に相当する）３１と、第２ブレーキシュー（「摩擦部材」に相当する）３２と、バックプレート（「トルク受け部」に相当する）４と、アンカ（「トルク受け部」に相当する）４１と、駆動装置５と、第１荷重センサ６１と、第２荷重センサ６２と、ブレーキＥＣＵ７と、を備えている。

回転ドラム２は、車輪と共に回転する部材である。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、制動時に回転ドラム２に押し当てられる摩擦部材である。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、それぞれ外周側にライニング３０を備える凸弧状の部材である。第１ブレーキシュー３１は、相対的に前方に配置され、車両前進時のリーディングシューである。第２ブレーキシュー３２は、相対的に後方に配置され、車両前進時のトレーリングシューである。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、円弧状に配置されている。

バックプレート４は、車輪を回転可能に支持している車体部材（図示略）に固定されている。バックプレート４の下部にはアンカ４１が固定され、バックプレート４の上部には駆動装置５が固定されている。アンカ４１の前端部には、第１ブレーキシュー３１の下端部が回動及び上下動可能に支持されている。アンカ４１の後端部には、第２ブレーキシュー３２の下端部が回動及び上下動可能に支持されている。

アンカ４１の支持があることで、第１ブレーキシュー３１の上端部及び第２ブレーキシュー３２の上端部は、前後方向に開く（離間する）ことが可能となる。アンカ４１及びバックプレート４は、第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部として機能する。なお、第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、リターンスプリング９０で接続されており、駆動装置５から力が加わってないときに初期位置に戻るように構成されている。

駆動装置５は、第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２を駆動させて回転ドラム２に押し当てる装置（アクチュエータ）である。第１実施形態の駆動装置５は、電気モータ５５で第１ピストン５２及び第２ピストン５３を駆動させる電動メカニカルブレーキ（ＥＭＢ）を構成している。駆動装置５は、第１ブレーキシュー３１の上端部と第２ブレーキシュー３２の上端部との間に配置されている。

駆動装置５は、固定部５１と、第１ピストン５２と、第２ピストン５３と、直動変換部５４と、電気モータ５５と、を備えている。固定部５１は、駆動装置５のうちバックプレート４に固定されている部分である。固定部５１は、駆動装置５のハウジングともいえる。より詳細に、固定部５１は、第１シリンダ部５１１と、第２シリンダ部５１２と、収容部５１３と、を備えている。

第１シリンダ部５１１は、固定部５１の車両前方部分を構成し、第１ブレーキシュー３１に対向するように配置されている。第１シリンダ部５１１は、車両前方に開口する筒状に形成されている。第１シリンダ部５１１内には、直動変換部５４のねじ軸５４１の前端部が配置されている。

第２シリンダ部５１２は、固定部５１の車両後方部分を構成し、第２ブレーキシュー３２に対向するように配置されている。第２シリンダ部５１２は、車両後方に開口する筒状に形成されている。第２シリンダ部５１２は、第１シリンダ部５１１と同軸的に配置されている。つまり、第１シリンダ部５１１の中心軸と第２シリンダ部５１２の中心軸とは、同一直線上に位置する。第２シリンダ部５１２内には、直動変換部５４のねじ軸５４１の後端部が配置されている。

収容部５１３は、直動変換部５４を収容する部分であって、第１シリンダ部５１１と第２シリンダ部５１２との間に位置している。収容部５１３は、第１シリンダ部５１１及び第２シリンダ部５１２と車体側に位置する電気モータ５５とを接続するように、車両左右方向に延びている（一部図示略）。収容部５１３は、バックプレート４の貫通孔に挿通され、バックプレート４に固定されている。

第１ピストン５２は、第１ブレーキシュー３１を駆動させて回転ドラム２に押し当てる可動部を構成している。第１ピストン５２は、第１ブレーキシュー３１の上端部に対向配置されている。第１ピストン５２は、第１シリンダ部５１１内を前後に移動可能に配置されている。第１ピストン５２は、ナット部５２１と、ナット部５２１の前端に設けられた当接部５２２と、を備えている。

ナット部５２１は、第１シリンダ部５１１に対して前後方向に移動可能で且つ回転不能に配置されている。つまり、第１ピストン５２及び第１シリンダ部５１１には、第１ピストン５２が第１シリンダ部５１１に対して軸回りに回転しないように、図示略の回転止め機構（例えばレール溝とレールとの係合）が形成されている。

ナット部５２１は、直動変換部５４のねじ軸５４１に螺合し、ねじ軸５４１の回転に応じて前後に移動する。つまり、ねじ軸５４１が正回転すると第１ピストン５２が前方（第１ブレーキシュー３１側）に移動し、ねじ軸５４１が逆回転すると第１ピストン５２が後方に移動する。

当接部５２２は、ナット部５２１の前端部に設けられ、第１ブレーキシュー３１と当接する部分である。当接部５２２は、円柱状部材の前端面に後方に延びるスリット５２２ａが形成された形状、すなわち全体として凹形状に形成されている。スリット５２２ａは、前方と上下に開口している。つまり、当接部５２２は、左右の側壁５２２ｂと後方の底壁５２２ｃとで構成されている。当接部５２２は、ナット部５２１から前方にＵ字状に突出しているともいえる。第１ブレーキシュー３１の上後端部は、当接部５２２のスリット５２２ａ内に配置されている。当接部５２２の底壁５２２ｃと第１ブレーキシュー３１の上後端部とが当接している。

第２ピストン５３は、第２シリンダ部５１２内に前後方向に移動可能に配置されたピストン部材である。第２ピストン５３は、第１ピストン５２の当接部５２２と同様の形状（前後反転）に形成されている。つまり、第２ピストン５３は、円柱状部材の後端面に前方に延びるスリット５３ａが形成された形状、すなわち全体として凹形状に形成されている。スリット５３ａは、後方と上下に開口している。つまり、第２ピストン５３は、左右の側壁５３ｂと前方の底壁５３ｃとで構成されている。

第２ブレーキシュー３２の上前端部は、第２ピストン５３のスリット５３ａ内に配置されている。第２ピストン５３の底壁５３ｃと第２ブレーキシュー３２の上前端部とが当接している。第２ピストン５３は、ねじ軸５４１から力を受けるように配置されている。したがって、第１ピストン５２が前進して第１ブレーキシュー３１を押圧すると、その反力である第１ブレーキシュー３１が第１ピストン５２を後方に押圧する力が、ねじ軸５４１を介して第２ピストン５３に伝わる。つまり、第２ピストン５３は、第１ピストン５２が第１ブレーキシュー３１を押圧する力と同じ力で、第２ブレーキシュー３２を後方に押圧する。作用と反作用の法則により、第１ピストン５２の前進に伴って第２ピストン５３も後進する。

直動変換部５４は、電気モータ５５の出力軸５５１の回転運動を第１ピストン５２の直線運動に変換する機構である。直動変換部５４は、出力軸５５１から減速機を介してねじ軸５４１に動力を伝達するように構成されている。第１ピストン５２は、直動変換部５４の一部を構成しているといえる。

電気モータ５５は、駆動装置５の駆動源であって、ブレーキＥＣＵ７により制御される。電気モータ５５の駆動力は、出力軸５５１及び直動変換部５４を介して第１ピストン５２に伝達される。

第１荷重センサ６１及び第２荷重センサ６２は、駆動装置５及びトルク受け部（ここではバックプレート４とアンカ４１）の少なくとも一方に設けられ、制動時に回転ドラム２の回転により第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２に加わる上下方向の力を検出するように構成されている。ここで、上下方向の力は、駆動装置が摩擦部材を駆動する方向である前後方向に対して異なる方向の力の一例である。第１荷重センサ６１は、第１ブレーキシュー３１に加わる下向きの力を検出するように構成されている。第２荷重センサ６２は、第２ブレーキシュー３２に加わる上向きの力を検出するように構成されている。第１荷重センサ６１及び第２荷重センサ６２は、駆動装置５に設けられている。

より詳細に、第１荷重センサ６１は、第１ピストン５２及び第１ブレーキシュー３１に固定されている。第１荷重センサ６１は、ひずみゲージ式であって、ひずみゲージ（図示略）が貼られた起歪体６１１と、ひずみゲージの信号を増幅してブレーキＥＣＵ７に送信する送信部６１２と、を備えている。

起歪体６１１は、荷重により弾性変形することが想定された円柱状の金属部材である。起歪体６１１は、当接部５２２及び第１ブレーキシュー３１の上後端部を左右方向に貫通して配置されている。起歪体６１１は、当接部５２２の各側壁５２２ｂに形成された左右方向に貫通する貫通孔９１と、第１ブレーキシュー３１の上後端部に形成された左右方向に貫通する貫通孔９２とに挿通されている。送信部６１２は、起歪体６１１の車体側端部に固定されている。

車両前進中に制動トルクが発生すると、図１の矢印に示すように、第１ブレーキシュー３１にはトルクの反作用により下向きの力が加わる。第１ブレーキシュー３１が下向きの力を受けて下方に移動しようとすると、第１ピストン５２に固定された起歪体６１１がその下方への移動を妨げる。つまり、第１ブレーキシュー３１に加わる下向きの力は、起歪体６１１に加わり、起歪体６１１の中央部分が下方に弾性変形する。この変形から第１ブレーキシュー３１に加わる下向きの力（荷重）が検出される。

第２荷重センサ６２は、第２ピストン５３及び第２ブレーキシュー３２に固定されている。第２荷重センサ６２は、第１荷重センサ６１同様、ひずみゲージ式であって、ひずみゲージ（図示略）が貼られた起歪体６２１と、ひずみゲージの信号を増幅してブレーキＥＣＵ７に送信する送信部６２２と、を備えている。

起歪体６２１は、円柱状部材であって、第２ピストン５３及び第２ブレーキシュー３２の上前端部を左右方向に貫通して配置されている。起歪体６２１は、第２ピストン５３の各側壁５３ｂに形成された左右方向に貫通する貫通孔９３と、第２ブレーキシュー３２の上前端部に形成された左右方向に貫通する貫通孔９４とに挿通されている。送信部６２２は、起歪体６２１の車体側端部に固定されている。

車両前進中に制動トルクが発生すると、図１の矢印に示すように、トルクの反作用により、第２ブレーキシュー３２には上向きの力が加わる。第２ブレーキシュー３２が上向きの力を受けて上方に移動しようとすると、第２ピストン５３に固定された起歪体６２１がその上方への移動を妨げる。つまり、第２ブレーキシュー３２に加わる上向きの力は、起歪体６２１に加わり、起歪体６２１の中央部分が上方に変形する。この変形から第２ブレーキシュー３２に加わる上向きの力（荷重）が検出される。

ブレーキＥＣＵ７は、プロセッサやメモリ等を備える電子制御ユニットである。ブレーキＥＣＵ７は、制動要求に応じて駆動装置５を制御する。ブレーキＥＣＵ７が制動要求に応じて電気モータ５５の出力軸５５１を正回転させると、第１ピストン５２が前進して第１ブレーキシュー３１を回転ドラム２に押し当てるとともに、第２ピストン５３が後進して第２ブレーキシュー３２を回転ドラム２に押し当てる。これにより、車輪及び回転ドラム２の回転に対して摩擦力（抵抗力）が発生し、制動力が付与される。

ブレーキＥＣＵ７は、各荷重センサ６１、６２の検出値に基づいて制動力（制動トルク）を算出する算出部７１を備えている。車両前進中において、第１ピストン５２が第１ブレーキシュー３１を押圧する力及び第２ピストン５３が第２ブレーキシュー３２を押圧する力が大きいほど、発生する摩擦力が大きくなり、第１ブレーキシュー３１に加わる下向きの力及び第２ブレーキシュー３２に加わる上向きの力は大きくなる。つまり、車両走行中に付与される制動力が大きいほど、各ブレーキシュー３１、３２に加わる上下方向の力が大きくなる。制動力と各ブレーキシュー３１、３２に加わる上下方向の力とは対応している。したがって、算出部７１は、各ブレーキシュー３１、３２に加わる上下方向の力に基づいて制動力を算出することができる。

車両後進中に制動力を発生させた場合、第１ブレーキシュー３１には上向きの力が加わり、第２ブレーキシュー３２には下向きの力が加わる。荷重センサ６１、６２が、それぞれ上下方向いずれの荷重も検出できるように構成されている場合や初期荷重が設定されている場合、車両後進時の制動で加わる上下方向の力も検出可能となる。この場合、車両が後進していることは他のＥＣＵからの情報でブレーキＥＣＵ７は把握可能であるため、算出部７１は、荷重センサ６１、６２の検出値に基づいて車両後進時の制動力も算出することができる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、荷重センサ６１、６２は、対応するブレーキシュー３１、３２に加わる上下方向の力を受けるように配置されればよい。このため、荷重センサ６１、６２の設置対象物は、各ブレーキシュー３１、３２の荷重を直接受けるアンカ４１に限られず、上記実施形態のように駆動装置５とすることができる。このように、第１実施形態によれば、荷重センサ６１、６２の検出方向を上下方向とすることで、荷重センサ６１、６２の配置自由度を向上させることができる。

また、第１実施形態によれば、荷重センサ６１、６２が駆動装置５に設けられているため、荷重センサ６１、６２の配線が車輪内の上部に配置される。これにより、配線の煩雑化が抑制される。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と比較して、主に荷重センサの構成の点で異なっている。以下、図３及び図４を参照して、当該異なっている部分について説明する。第２実施形態の説明において、第１実施形態の説明及び図面は適宜参照できる。

第２実施形態の荷重センサ６３は、第１ブレーキシュー３１に加わる上下方向の力を検出するセンサである。荷重センサ６３は、起歪体６３１と、ひずみゲージ６３２、６３３と、補助部材６３４と、を備えている。

起歪体６３１は、荷重により弾性変形することが想定された環状の金属部材である。起歪体６３１は、例えば複数の締結部材（図示略）を介して、バックプレート４に固定されている。起歪体６３１は、バックプレート４により移動が規制されている。起歪体６３１は、補助部材６３４を介して第１ブレーキシュー３１の一部を囲むように配置されている。まとめると、起歪体６３１は、第１ブレーキシュー３１の一部を囲むように、バックプレート４に固定された環状部材である。なお、起歪体６３１は、駆動装置５に固定されてもよい。なお、本例では起歪体６３１は環状に形成されているが、第１ブレーキシュー３１の一部を囲うように形成されていれば環状でなくてもよい。例えば、起歪体６３１が四角形状に形成されていてもよい。起歪体６３１は、円環状に限らず、外形が多角形の角環状でもよいともいえる。

ひずみゲージ６３２、６３３は、第１実施形態同様、物体のひずみ（変形）を計測するセンサであって、加えられた力によって電気抵抗が変化する。ひずみゲージ６３２は、板状であって、起歪体６３１の上面に固定されている。ひずみゲージ６３３は、板状であって、起歪体６３１の下面に固定されている。

補助部材６３４は、第１ブレーキシュー３１と起歪体６３１との間に配置され、第１ブレーキシュー３１が受けた上下方向の力を起歪体６３１に伝えるための部材である。補助部材６３４は、第１ブレーキシュー３１の上後端部に固定されている。この例の補助部材６３４は、長軸が上下方向に延び短軸が左右方向に延びる楕円形状の断面を有する楕円柱形状に形成されている。この長軸の長さは、起歪体６３１の内径より僅かに小さい。まとめると、補助部材６３４は、起歪体６３１の内側に位置し、第１ブレーキシュー３１が受けた上下方向の力を起歪体６３１に伝えるように第１ブレーキシュー３１に固定された部材である。補助部材６３４が楕円柱形状であるため、補助部材６３４の起歪体６３１への応力集中は抑制される。

なお、荷重センサ６３には、送信部６３５、６３６が設けられてもよい。送信部６３５は、ひずみゲージ６３２の信号を増幅してブレーキＥＣＵ７に送信する。同様に、送信部６３６は、ひずみゲージ６３３の信号を増幅してブレーキＥＣＵ７に送信する。ひずみゲージ６３２、６３３と対応する送信部６３５、６３６とは、例えば配線で接続することができる。送信部６３５、６３６の配置位置は任意に設定できる。

第２実施形態の構成によれば、車両前進中の制動において、第１ブレーキシュー３１に下向きの力が加わると、その力が補助部材６３４を介して起歪体６３１に伝わる。起歪体６３１は、移動が規制されているため、起歪体６３１の下部内周面が補助部材６３４に押圧され、起歪体６３１が変形する。この変形は、少なくともひずみゲージ６３３により検出される。

また、車両後進中の制動では、第１ブレーキシュー３１に上向きの力が加わり、起歪体６３１の上部内周面が補助部材６３４に押圧され、起歪体６３１が変形する。この変形は、少なくともひずみゲージ６３２により検出される。これにより、第１実施形態同様、起歪体６３１の変形量がブレーキＥＣＵ７に送信され、それに基づいて算出部７１により制動力が算出される。

このように、第２実施形態の構成であっても、配置自由度を生かして車輪内の上部に荷重センサ６３を配置することができ、第１実施形態同様の効果が発揮される。なお、荷重センサ６３と同様の構成を、第２ブレーキシュー３２に対して設けてもよい。また、ひずみゲージ６３２、６３３のうち一方のみが設けられてもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の構成は、第１実施形態の構成と比較して、主に荷重センサの構成の点で異なっている。以下、図５を参照して、当該異なっている部分について説明する。第３実施形態の説明において、第１、第２実施形態の説明及び図面は適宜参照できる。

第３実施形態の荷重センサ６４は、駆動装置５の第１ピストン５２に設けられたセンサであって、第１ブレーキシュー３１に加わる上下方向の力を検出する。荷重センサ６４は、起歪体６４１と、ひずみゲージ６４２と、を備えている。起歪体６４１は、当接部５２２のスリット５２２ａ内に配置されている。起歪体６４１は、第１ブレーキシュー３１の下方に配置されている。

起歪体６４１は、一端（後端）が当接部５２２の底壁５２２ｃに固定され、他端（前端）の上面が第１ブレーキシュー３１に当接又は隙間をあけて対向するように構成された、前後方向に延びる板状部材である。起歪体６４１の前端部は、上方に突起している。起歪体６４１は、上下方向に弾性変形しやすいように、上下幅が左右幅より小さく形成されている。

ひずみゲージ６４２は、起歪体６４１の下面に固定されている。ひずみゲージ６４２の信号は、例えば信号を増幅する送信部（図示略）を介してブレーキＥＣＵ７に送信される。車両前進中の制動において、第１ブレーキシュー３１に下向きの力が加わると、第１ブレーキシュー３１が起歪体６４１を下方に押圧し、起歪体６４１の一端（前端）を下方に変形させる。この変形がブレーキＥＣＵ７に送信され、算出部７１により制動力が算出される。

また、起歪体６４１を予め第１ブレーキシュー３１に押し当てて変形させた状態を初期状態とすることで、荷重センサ６４に初期荷重を設定することができる。これにより、第１ブレーキシュー３１が上向きの力を受けて上方に移動した場合、起歪体６４１の変形量が初期状態よりも小さくなり、その変化が検出可能となる。この構成であれば、車両後進中の制動においても、起歪体６４１の荷重の変化が検出され、算出部７１は制動力を算出することができる。荷重センサに初期荷重を加える構成は、例えば第１実施形態にも適用可能である。

第３実施形態の構成によっても、荷重センサ６４が駆動装置５に設けられ、第１実施形態と同様の効果が発揮される。なお、荷重センサ６４の構成は、第２ピストン５３に設けられてもよい。この場合、起歪体６４１は、例えば、スリット５３ａ内における第２ブレーキシュー３２の上方に配置される。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の構成は、第１実施形態の構成と比較して、主に荷重センサ及びピストンの構成の点で異なっている。以下、図６を参照して、当該異なっている部分について説明する。第４実施形態の説明において、第１～第３実施形態の説明及び図面は適宜参照できる。

第４実施形態の第１ピストン５２のスリット５２２ａは、第１実施形態とは異なり、前方と左右方向に開口している。つまり、当接部５２２は、上下の各側壁５２２ｄと底壁５２２ｃとで構成されている。第１ブレーキシュー３１の上後端部は、スリット５２２ａ内に配置される。

第４実施形態の荷重センサ６５は、駆動装置５の第１ピストン５２に設けられたセンサであって、第１ブレーキシュー３１に加わる上下方向の力を検出する。荷重センサ６５は、圧電素子（図示略）を備えるセンサ部６５１と、センサ部６５１に初期荷重を加える予荷重部６５２と、を備えている。

センサ部６５１は、第１ブレーキシュー３１の下方に配置され、自身の上面に加わる下方への力を検出する部分である。センサ部６５１は、当接部５２２の下側壁５２２ｄ上に固定されている。センサ部６５１の上面は、第１ブレーキシュー３１に当接している。

予荷重部６５２は、当接部５２２の上側壁５２２ｄに設けられている。センサ部６５１と予荷重部６５２とは、第１ブレーキシュー３１を上下で挟むように配置されている。予荷重部６５２は、押圧部６５２ａと、スプリング６５２ｂと、台座部６５２ｃと、を備えている。押圧部６５２ａは、第１ブレーキシュー３１に当接して下方に押圧する部材である。押圧部６５２ａは、球状に形成されている。押圧部６５２ａは、第１ブレーキシュー３１を介してセンサ部６５１に対向配置されている。

スプリング６５２ｂは、下端が押圧部６５２ａに固定され、上端が台座部６５２ｃに固定された、押圧部６５２ａを下方に付勢する付勢部材である。台座部６５２ｃは、スプリング６５２ｂの台座として機能し、当接部５２２に固定される部材である。台座部６５２ｃは、上側壁５２２ｄに形成された上下に貫通する貫通孔５２２ｅ内に、例えば圧入により固定されている。台座部６５２ｃは、上側壁５２２ｄの一部で構成されてもよい。

初期状態すなわち電気モータ５５が駆動していない状態で、予荷重部６５２は、所定の力で、第１ブレーキシュー３１をセンサ部６５１に向けて押圧している。これにより、初期状態において、センサ部６５１は下方への力を検出している。換言すると、荷重センサ６５の初期値が０より大きい値となっている。

車両前進中の制動において、第１ブレーキシュー３１に下向きの力が加わると、センサ部６５１が下方に押圧され、荷重センサ６５の検出値が初期値（初期値＞０）から増大する。車両後進中の制動において、第１ブレーキシュー３１に上向きの力が加わると、第１ブレーキシュー３１が押圧部６５２ａを上方に押し上げ、センサ部６５１に対する下方への押圧力は初期状態よりも小さくなる。これにより、荷重センサ６５の検出値は、初期値よりも小さくなる。つまり、この構成の荷重センサ６５であれば、車両前進中だけでなく車両後進中の制動力も検出することができる。

第４実施形態の構成であっても、荷重センサ６５を駆動装置５に設けることができ、第１実施形態同様の効果が発揮される。なお、荷重センサ６５の構成を第２ピストン５３に設けてもよい。この場合でも、センサ部６５１と予荷重部６５２とが、第２ブレーキシュー３２を上下で挟むように配置される。例えば、センサ部６５１が第２ピストン５３の上側壁の下面に固定され、予荷重部６５２が第２ピストン５３の下側壁に設けられる。

＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、本発明は、駆動装置が摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力に基づいて制動力を算出すればよく、ブレーキシュー（摩擦部材）に加わる上下方向の力に限らず、上下方向に対して傾いた方向の力に基づいて制動力を算出してもよい。例えば、ブレーキシューに対して、補助部材、起歪体、ひずみゲージを意図的に傾けるように取り付けてもよい。もののばらつきにより、ブレーキシューに対して補助部材の組付けが傾いた場合、ブレーキシューが前方に移動する際に補助部材と起歪体が接触することにより、ブレーキシューが前方に移動する動きを妨げることが考えられる。この現象を抑制するため、図７に示すように、補助部材６３４、起歪体６３１、ひずみゲージ６３２、６３３を意図的に傾け、第１ブレーキシュー３１が前進する際に補助部材６３４と起歪体６３１が接触する側の隙間を大きくする。これにより、第１ブレーキシュー３１に対して補助部材６３４の組付けがばらついた場合においても、補助部材６３４と起歪体６３１が接触することによる制動力低下を抑制することができる。荷重センサ６は、上下方向の力成分を含む力を検出するともいえる。また、ドラムブレーキのタイプによらず、例えばデュオサーボ式ドラムブレーキであっても適用可能である。また、駆動装置５は、油圧によりピストンを駆動する油圧式の駆動装置でもよい。また、リーディングシューの荷重が検出できれば、トレーリングシューの荷重は推定可能である。したがって、第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２の一方に対してのみ荷重センサを設けてもよい。

また、ブレーキシューの上下方向の力を検出する荷重センサは、アンカ４１に設けられてもよい。例えばアンカ４１と第１ブレーキシュー３１との接続部分に荷重センサを設け、アンカ４１に対する第１ブレーキシュー３１の下方への移動を検出してもよい。例えば荷重センサ６４がアンカ４１に設けられてもよい。

１…車両用制動装置、２…回転ドラム（ブレーキ回転体）、３１…第１ブレーキシュー（摩擦部材）、３２…第２ブレーキシュー（摩擦部材）、４…バックプレート（トルク受け部）、４１…アンカ（トルク受け部）、５…駆動装置、６１～６５…荷重センサ、７１…算出部。

Claims

車輪と共に回転するブレーキ回転体と、
制動時に前記ブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、
前記摩擦部材の回転を阻止することにより、前記車輪に制動力を付与するトルク受け部と、
前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる駆動装置と、
前記駆動装置及び前記トルク受け部の少なくとも一方に設けられ、前記駆動装置が前記摩擦部材を駆動する方向に対して異なる方向の力を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出値に基づいて前記制動力を算出する算出部と、
を備え、
前記荷重センサは、
前記摩擦部材の一部を囲むように、前記トルク受け部及び前記駆動装置の少なくとも一方に固定された起歪体と、
前記起歪体の上面及び下面の少なくとも一方に固定されたひずみゲージと、
前記起歪体の内側に位置し、前記摩擦部材が受けた前記異なる方向の力を前記起歪体に伝えるように前記摩擦部材に固定された補助部材と、
を備える、車両用制動装置。
前記荷重センサは、前記駆動装置に設けられている、請求項１に記載の車両用制動装置。