JPH04344437A - 制動トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキの制
動時の制動トルクを検出するための制動トルク検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来において、車両等の制動時における
制動トルクを検出する技術が要望されている。制動トル
クを検出することができれば、路面の摩擦抵抗がわかる
ため、車輪のロックを防止するアンチロック装置等にお
いて正確な制御ができるようになる。このため、数々の
制動トルク検出装置が従来より考えられている。このよ
うな制動トルクを検出する装置のうち、ディスクブレー
キに関するものが、特開昭５１−６９６８０号公報や特
開昭６２−３８３３４号公報に開示されている。

【０００３】これらは摩擦力を受けて弾性変形するライ
ニングや摩擦パッドの支持部分に歪みゲージを張り付け
、歪み量を検出するもの、および、腕部にロードセルを
固定し摩擦パッドから受ける力を測定するものであった
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、実際に車両に
従来の制動トルク検出装置を設けるには次のような課題
がある。まず、ディスクブレーキにおいてはローターと
摩擦パッドの摩擦によりローターの回転を抑止するため
、摩擦パッドとローターに熱が発生し、この熱は条件に
もよるが４００〜６００℃程上昇する。単に、歪みゲー
ジをライニングや摩擦パッドの支持部分に取付けただけ
では、歪みゲージが熱にもたない。

【０００５】また、制動トルクを正確に測定するにはな
るべく摩擦パッドに近い位置にて測定するのがよい。例
えば、キャリパの車体への取付部位の歪みを図る場合で
は、取付のネジの締まり具合で測定結果が変わってきて
しまう。そこで、バッド自体に検出装置を取りつければ
よいが、摩擦パッドの裏金に検出装置を取付けると、摩
擦パッド自体が厚くなる。摩擦パッドが厚くなると制動
時の摩擦パッドに働くモーメントが大きくなり、偏摩耗
や鳴きが起きやすくなるという問題点がある。

【０００６】そこで、摩擦パッド自体は薄く、かつ、な
るべく摩擦パッドに近い位置において制動トルクを検出
する必要がある。

【０００７】ここで上記の腕部にロードセルを固定し摩
擦パッドから受ける力を測定するものは上記問題点を解
消するものである。しかし、腕部にロードセルを固定し
た場合、摩擦パッドの摩耗に応じて摩擦パッドの裏金が
移動していくため、裏金とロードセルの接触位置が使用
するにつれて変わっていく。このように摩擦パッドの摩
耗により力点が変化すると、正確なトルクが測定できな
い。

【０００８】そこで、本発明は、ディスクブレーキの制
動トルク検出装置を、耐熱性があり、精度よく検出がで
き、摩擦パッドの摩耗によっても検出精度が変化しない
ようにすることを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において用いた手段は、制動時に摩擦パッドの
裏金を押しつける部材と、摩擦パッドの間に制動トルク
検出器を取付けたことである。

【００１０】

【作用】上記手段によれば、制動時、摩擦パッドの裏金
を押しつける部材が摩擦パッドの裏金を押しつけると摩
擦パッドはローターに押しつけられる。このとき、摩擦
パッドはローターの回転に従ってローターの回転方向に
移動しようとする力が働く。制動トルク検出器はこの力
を検出する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１２】図１〜３は本発明を使用したディスクブレ
ーキの第１実施例の図面である。ディスクブレーキ２は
、ディスクロータ４とキャリパ９からなり、キャリパ９
は、ディスクロータ４の両側に備えられたインナー側の
摩擦パッド５ａ、アウター側の摩擦パッド５ｂ、マウン
ティング６、シリンダ８、およびトルクセンサ３を備え
る。

【００１３】ディスクロータ４は図示しない車輪と一体
回転する。マウンティング６はディスクロータ４のイン
ナー側において車体に固定される。このマウンティング
６は２つのアーム部６ａ，６ｂを有し、このアーム部６
ａ，６ｂには溝部７が形成されている。

【００１４】２つの摩擦パッド５ａ，５ｂは、それぞれ
、ディスクロータ４に対向するパッド５０ａ，５０ｂと
その裏板５１ａ，５１ｂからなる。この摩擦パッド５ａ
，５ｂは、裏板５１ａ，５１ｂの両端部５２ａ，５２ｂ
によりマウンティング６の溝部７にロータ軸方向に摺動
可能に支持されている。図４はアウター側の摩擦パッド
５ｂを示す。

【００１５】シリンダ８はその内部に図示しないピスト
ンを備える。図２において、このピストンは油圧により
作動し、油圧が与えられると、マウンティング６に対し
て、インナー側の摩擦パッド５ａを図示ロータ右方向に
押しつける。インナー側の摩擦パッド５ａがロータに押
しつけられると反力が生じ、この反力がシリンダ８を図
示左方向に動かす。シリンダ８はリアクション爪１０を
有し、シリンダ８が図示ロータ左方向に移動すると、リ
アクション爪１０がアウター側の摩擦パッド５ｂを図示
ロータ左方向に押しつける。したがって、油圧が与えら
れると、摩擦パッド５ａ，５ｂはディスクロータ４を挟
み込みブレーキがかかる。

【００１６】制動トルク検出装置１は、トルクセンサ３
、係合部１３からなる。係合部１３は、アウター側の摩
擦パッド５ｂの裏板５１ｂ上に設けられている。トルク
センサ３は、この係合部１３に対向する位置に配設され
、リアクション爪１０に固定される。

【００１７】図５に示すように、トルクセンサ３は、検
出部２２、ケース２３、検出素子２５、回路部２６、リ
ード線２０により構成されている。

【００１８】検出部２２は、検出壁２２ａおよび内方突
出部２２ｂを有する。検出壁２２ａは係合部１３から受
ける荷重によって弾性変形する。内方突出部２２ｂは検
出壁２２ａの弾性変形時に検出素子２５を押圧する。 尚、係合部１３から検出部２２には約１５７００Ｎの最
大荷重がかかる。検出部２２は４７０００Ｎの力に耐え
る構造となっており、検出部２２から受ける最大荷重の
約３倍の力に耐える構造になっている。

【００１９】検出素子２５は、円板２５ａと、この円板
２５ａの一側面に形成された０．１〜０．５μｍ程度の
厚みをもつ金属抵抗体２５ｂからなる。検出素子２５は
固定ネジ２７によりケース２３の内部に固定されている
。円板２５ａはダイヤフラムともいわれ、検出部２２お
よびケース２３と同等の膨張係数を持った絶縁材料が使
用されている。金属抵抗体２５ｂには、温度変化に影響
されにくいアモルファス合金等の材料を用いるとよい。 この金属抵抗体２５ｂは図７のような形状をしており、
４つの端子２５ｂ１，２５ｂ２，２５ｂ３および２５ｂ
４を有する。この金属抵抗体２５ｂはいわゆる薄膜型歪
計を形成している。

【００２０】金属抵抗体２５ｂの各端子はリード線２８
により回路部２６の回路基板２４に接続されている。回
路基板２４からはリード線２０が延びており、コネクタ
２１に接続されている。図６に示すようにコネクタ２１
はその内部に回路部を有する。

【００２１】図８は金属抵抗体２５ｂ，回路基板２４上
の回路およびコネクタ２１の内部の回路の回路図を示す
。金属抵抗体２５ｂの４つの端子２５ｂ１，２５ｂ２，
２５ｂ３および２５ｂ４は、それぞれリード線２８ａ，
２８ｂ，２８ｃおよび２８ｄを介して回路部２６に接続
されている。回路部２６は定電圧源２６ａと第１段の増
幅回路２６ｂを有している。コネクタ２１内の回路は第
２段の増幅回路２１ａを備えている。リード線２０は、
コネクタ２１から回路部２６への電源供給、回路部２６
からコネクタ２１への信号送出を行う。

【００２２】図５において、回路基板２６ａの周辺はゲ
ル状の樹脂層２９が形成されている。

【００２３】上記実施例においては、制動時に摩擦パッ
ド５ｂがディスクロータ３の回転軸方向に押しつけられ
るので、摩擦パッドにはディスクロータ３の回転方向に
力が働く。このため、摩擦パッド５ｂの裏板５１ｂ上に
設けられている係合部１３はトルクセンサ３の検出壁２
２ａを押しつける。検出壁２２ａはこれにより弾性変形
する。検出壁２２ａの弾性変形に伴い、内方突出部２２
ｂが検出素子２５を押圧する。検出素子２５の金属抵抗
体２５ｂは押圧によりその抵抗値が変化する。

【００２４】回路部２６は、この抵抗変化を検出し増幅
する。検出結果はコネクタ２１に送られ、コネクタ２１
内で更に増幅される。したがって、摩擦パッド５ｂに働
く力はコネクタ２１の端子３０ｂから電圧値として得ら
れる。

【００２５】本実施例においては、トルクセンサ３は、
リアクション爪１０に固定され、リアクション爪１０お
よび摩擦パッド５ｂの移動と共にディスクロータ３の回
転軸方向に移動するため、制動時には常に摩擦パッド５
ｂから一定位置において荷重を検出している。

【００２６】また、本実施例においては、制動時に摩擦
パッド５ｂに作用する力Ｆは、検出面２２から検出壁２
２ａ全体に分散して作用する。この内の一部Ｆ０が内方
突出部２２ｂから検出素子２５に加えられ、また、残り
の全部（Ｆ−Ｆ０）がケース２３を介してリアクション
爪１０およびマウンティング６に加えられる。したがっ
て、検出素子２５に加えられる荷重Ｆ０は摩擦パッド５
ｂに作用する力Ｆに対して軽減されるため、トルクセン
サ３はより高荷重まで変えることができる。

【００２７】更に、制動時に生じる熱は、制動条件にも
よるが、３００〜６００℃まで上昇することがあるが、
本実施例においては、トルクセンサ３には摩擦パッド５
ｂの裏板５１ｂ上に設けられている係合部１３から伝達
されるものの、分散された内の一部の熱がかかるだけで
ある。また、トルクセンサ３はリアクション爪１０に固
定されており、外気によって空冷されやすく、熱拡散に
優れている。

【００２８】また、本実施例においては、増幅回路を２
分し、一方はトルクセンサ３内に、他方をコネクタ２１
内に収納している。このため、コネクタ２１からの出力
は耐ノイズ性に優れる上、トルクセンサ３自体は小型と
なる。また、コネクタ２１内の回路にはトルクセンサ３
内の回路ほど熱が加わらないため、電子部品の熱による
劣化、精度の低下等の対応もトルクセンサ３内の回路の
み重視すればよい。トルクセンサ３とコネクタ２１間の
配線をシールド線とすることで更に耐ノイズ性を向上で
きる。

【００２９】次に本発明の第２実施例について説明する
。第２実施例においては、図９，１０に示すように、摩
擦パッド５ｂの裏金５１ｂに、トルクセンサ３２を収納
するための凹部１６を設けてある。また、この裏金５１
ｂには、凹部１６内に、トルクセンサ３２へ荷重を伝え
るための係合部１４が設けられている。トルクセンサ４
０は、この凹部１６内に、係合部１４と検出部３３が対
向するように配置され、リアクション爪１０に固定され
る。

【００３０】トルクセンサ３２は図１１，１２に示すよ
うな形状をしている。

【００３１】トルクセンサ３２は、検出部３３、ケース
３４、コイル３５、回路部３６、リード線３７により構
成されている。

【００３２】検出部３３は、検出壁３３ａおよび内方突
出部３３ｂを有する。検出壁３３ａは係合部１４から受
ける荷重によって弾性変形する。内方突出部３３ｂは検
出壁３３ａの弾性変形時にコイル３５の間を移動する。 このため、コイル３５のインダクタンスは内方突出部３
３ｂの移動量に応じて変化する。

【００３３】コイル３５は回路部３６に接続されている
。回路部３６からはリード線２０が延びており、コネク
タ３８に接続されている。

【００３４】図１３は回路部３６内の回路図を示す。回
路部３６にはコイル３６とともに発振する発振回路３６
ａが備えられている。このため、コイル３５のインダク
タンスが変化すると発振周波数が可変する。Ｆ−Ｖ変換
回路３６ｂはこの発振周波数を電圧に変換する。したが
って、内方突出部３３ｂの移動量が電圧値に変換されコ
ネクタ３８の端子３０ｂから出力される。尚、コネクタ
３８の端子３０ａおよび３０ｃからは回路部３６の電源
電圧が供給されている。

【００３５】本第２実施例においても、トルクセンサ３
２は、リアクション爪１０に固定され、リアクション爪
１０の移動と共にディスクロータ４の回転軸方向に移動
するとともに、摩擦パッド５ｂと共にディスクロータ４
の回転方向に移動するため、制動時には常に摩擦パッド
５ｂから一定位置において荷重を検出している。

【００３６】また、制動時に生じる熱についても、第１
実施例と同様に、トルクセンサ３２には摩擦パッド５ｂ
の裏板５１ｂ上に設けられている係合部１４から伝達さ
れるものの、分散された内の一部の熱がかかるだけであ
る。

【００３７】次に本発明の第３実施例について説明する
。第３実施例においては、図１４，１５に示すように、
摩擦パッド５ｂの裏金５１ｂの端部１１に対向してトル
クセンサ３９を設ける。トルクセンサ３９は裏金５１ｂ
の端部１１とマウンティング６の間を通過するリアクシ
ョン爪１０上に固定される。

【００３８】トルクセンサ３９の構造を図１６，１７に
示す。このトルクセンサ３９の回路構成は第２実施例の
トルクセンサ３２とほぼ同一である。異なる点は、検出
壁３３ａの弾性変形時に、内方突出部３３ｂはコイル３
５の間を移動するのではなく、内方突出部３３ｂが磁歪
体３１を押し、その力に応じて磁化が発生し、出力が変
化する。また、トルクセンサ３９のケース３４には案内
板４０が設けられており、裏金５１ｂの端部１１からの
荷重が常に検出壁３３ａの一定位置に当接するようにな
る。

【００３９】本第３実施例においては、リアクション爪
１０のトルクセンサ３９の配置部１０ａとマウンティン
グ６の一部６ｂがディスクロータ４の回転方向において
当接する。したがって、摩擦パッド５ｂから受ける荷重
は一旦トルクセンサ３９に与えられるものの、すぐにリ
アクション爪１０に当接するマウンティング６に伝達さ
れる。よって、リアクション爪１０とマウンティング６
とを結合しているボルト１５にかかる力は弱いので、こ
のボルト１５が破壊するといったおそれはない。

【００４０】また、制動時に生じる熱についても、第１
実施例と同様に、トルクセンサ３９には摩擦パッド５ｂ
の裏板５１ｂ上に設けられている端部１１から伝達され
るものの、分散された内の一部の熱がかかるだけである
。

【００４１】尚、上記第１〜３実施例においては、トル
クセンサ３，３２，３９をアウター側の摩擦パッド５ｂ
に設けたが、インナー側に持ってきてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明においては、シリンダと摩擦パッ
ドの間にトルクセンサを取付けたので、摩擦パッドが摩
耗していってもトルクセンサの位置は摩擦パッドに対し
て一定位置になるので、安定した出力が得られる。

【００４３】また、摩擦パッドの交換は従来と同様にで
きる。

【００４４】また、制動時に摩擦パッドとローター間で
生じる熱のうち分散された内の一部の熱がトルクセンサ
にかかるだけであるので信頼性が落ちない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のディスクブレーキを示す
平面図である。

【図２】本発明の第１実施例のディスクブレーキを示す
平面図である。

【図３】本発明の第１実施例のディスクブレーキを示す
平面図である。

【図４】本発明の第１実施例の摩擦パッドを示す平面図
である。

【図５】本発明の第１実施例のトルクセンサの断面図で
ある。

【図６】本発明の第１実施例のトルクセンサの斜視図で
ある。

【図７】本発明の第１実施例の円板の平面図である。

【図８】本発明の第１実施例のトルクセンサの回路図で
ある。

【図９】本発明の第２実施例のディスクブレーキを示す
平面図である。

【図１０】本発明の第２実施例の摩擦パッドを示す平面
図である。

【図１１】本発明の第２実施例のトルクセンサの断面図
である。

【図１２】本発明の第２実施例のトルクセンサの斜視図
である。

【図１３】本発明の第２実施例のトルクセンサの回路図
である。

【図１４】本発明の第３実施例のディスクブレーキを示
す平面図である。

【図１５】本発明の第３実施例の摩擦パッドを示す平面
図である。

【図１６】本発明の第３実施例のトルクセンサの断面図
である。

【図１７】本発明の第３実施例のトルクセンサの斜視図
である。

【符号の説明】

１　　制動トルク検出装置 ２　　ディスクブレーキ ３，３２，３９　　トルクセンサ ４　　ディスクロータ ５ａ，５ｂ　　摩擦パッド ５０ａ，５０ｂ　　パッド ５１ａ，５１ｂ　　裏板 ５２ａ，５２ｂ　　両端部 ６　　マウンティング ６ａ，６ｂ　　アーム部 ７　　溝部 ８　　シリンダ ９　　キャリパ １０　　リアクション爪 １０ａ　　配置部 １１　　端部 １３，１４　　係合部 １５　　ボルト １６　　凹部 ２０，２８，３７　　リード線 ２１，３８　　コネクタ ２１ａ　　増幅回路 ２２，３３　　検出部 ２２ａ，３３ａ　　検出壁 ２２ｂ，３３ｂ　　内方突出部 ２３，３４　　ケース ２４　　回路基板 ２５　　検出素子 ２５ａ　　円板 ２５ｂ　　金属抵抗体 ２５ｂ１，２５ｂ２，２５ｂ３，２５ｂ４　　端子２６
，３６　　回路部 ２６ａ　　定電圧源 ２６ｂ　　増幅回路 ２７　　固定ネジ ２９　　樹脂層 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ　　端子 ３１　　磁歪体 ３５　　コイル ３６　　回路部 ３６ａ　　発振回路 ３６ｂ　　Ｆ−Ｖ変換回路 ４０　　案内板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　円板状のロータと、ロータを互いに挟
   み込む位置に配置された２枚の摩擦パッドと、車体に固
   定されたマウンティングと、前記ロータの回転軸方向に
   相対移動可能なシリンダとを備えたディスクブレーキの
   ための制動トルク検出装置であって、前記摩擦パッドの
   裏金に固定された係合部と、前記シリンダに固定され、
   前記係合部と対向して配置され、前記係合部から受ける
   荷重量を検出するトルクセンサを備えたディスクブレー
   キの制動トルク検出装置。