(57)【要約】【課題】実際にブレーキが作動する環境と同じ状態の圧力分布を容易に、且つ回転体の両側面のそれぞれについて個別に圧力分布を計測可能にすること。【解決手段】ディスクロータ２０のアウターディスク板２１、インナーディスク板２２の間にアウターパッド用変位センサ２５、インナーパッド用変位センサ２６を設置して各パッド摺動面の変位をそれぞれ計測する。前記計測により得られた各パッド摺動面の微小変位に基づき、コンピュータによる解析を実施して、各パッド摺動面における圧力分布をそれぞれ算出する。アウターディスク板２１、インナーディスク板２２に穴などを形成して局部的に剛性を下げるか、または変位センサの構造を工夫して各変位センサの面毎の感受性を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサを設置し、
前記回転体を、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態に形成し、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【請求項２】
前記計測によって得られた前記回転体の形状の微小変位に基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【請求項３】
前記回転体に、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、開口または穴を１つ以上形成することにより前記剛性を下げる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【請求項４】
第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサを設置し、
前記変位センサに前記第１の側面部と前記第２の側面部とにおける変位に対する感度を異ならせる構造を持たせ、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【請求項５】
前記変位センサは、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に対し、当該第１の側面部と当該第２の側面部とをそれぞれ同じ力で押圧した場合に変位量が互いに異なる部分に接する構造を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【請求項６】
第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサと、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部と、を備え、
前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態で形成され、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【請求項７】
前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、前記剛性を下げるための開口または穴が１つ以上形成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【請求項８】
前記複数の変位センサに含まれる第１の変位センサは、前記第１の側面部に固定されて検出面が前記第２の側面部と対向する位置に配置され、
前記複数の変位センサに含まれる第２の変位センサは、前記第２の側面部に固定されて検出面が前記第１の側面部と対向する位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【請求項９】
第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサと、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部と、を備え、
前記変位センサは、前記第１の側面部と前記第２の側面部とにおける変位に対する感度を異ならせる構造を有し、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されるブレーキシステムの状況を解析するために利用可能なブレーキ圧力分布計測方法及びブレーキ圧力分布計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるブレーキシステムを開発する場合には、例えばブレーキを構成するディスクロータの面と、摩擦材との間に働く力の分布状況を正しく把握することが重要である。
【０００３】
例えば、車両において、搭載されたブレーキシステムの作動時に発生する音（ブレーキの鳴き）を防止又は抑制することが求められる場合があり、このような鳴きを解析する必要がある。
【０００４】
例えば、ブレーキのディスクロータと、摩擦材との接触面における圧力分布は、ブレーキの鳴き解析をはじめとする数値解析の境界条件として利用可能な有用な情報である。また、ディスクロータと、摩擦材との接触面における圧力分布は、摩擦材の摩耗挙動に関して興味深い知見を発掘する手がかりになることが予想できる。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１においては、実際にブレーキが作動する環境と同じ状態の圧力分布を容易に計測するための技術を提案している。すなわち、回転体（ディスクロータ２０）上、または回転体の近傍に配置したセンサ（ストレインゲージ６０）によって、回転体が回転運動している状態で、可動部（キャリパー３０）の押圧方向に沿う回転体の形状の微小変位を計測し、計測により得られた回転体の形状の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により回転体への圧力分布を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−９８９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、ディスクブレーキのシステムにおいては、車輪とともに回転するディスクロータを、ブレーキキャリパーに組み込まれたブレーキパッドで両側から押さえつけることで摩擦力を発生し、その摩擦力を熱エネルギーに変換して制動させる。
【０００８】
したがって、ディスクロータの一方の面（インナー側）とブレーキパッドとの接触面における圧力分布と、ディスクロータの他方の面（アウター側）とブレーキパッドとの接触面における圧力分布との両方を正確に把握することが重要である。また、前者の圧力分布と後者の圧力分布とが必ずしも同等であるとは限らない。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示されたような従来技術においては、ディスクローターの面とブレーキパッドとの接触面における圧力分布を推定可能であるが、インナー側接触面における圧力分布と、アウター側接触面における圧力分布とを個別に計測することはできなかった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、実際にブレーキが作動する環境と同じ状態の圧力分布を容易に、且つ、回転体の両側面のそれぞれについて個別に圧力分布を計測することが可能なブレーキ圧力分布計測方法およびブレーキ圧力分布計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係るブレーキ圧力分布計測方法およびブレーキ圧力分布計測装置は、下記（１）〜（９）を特徴としている。
【００１２】
（１）  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサを設置し、
前記回転体を、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態に形成し、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【００１３】
（２）  前記計測によって得られた前記回転体の形状の微小変位に基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布を算出する、
ことを特徴とする上記（１）に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【００１４】
（３）  前記回転体に、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、開口または穴を１つ以上形成することにより前記剛性を下げる、
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【００１５】
（４）  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサを設置し、
前記変位センサに前記第１の側面部と前記第２の側面部とにおける変位に対する感度を異ならせる構造を持たせ、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【００１６】
（５）  前記変位センサは、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に対し、当該第１の側面部と当該第２の側面部とをそれぞれ同じ力で押圧した場合に変位量が互いに異なる部分に接する構造を有する、
ことを特徴とする上記（４）に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【００１７】
（６）  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサと、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部と、を備え、
前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態で形成され、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【００１８】
（７）  前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、剛性を下げるための開口または穴が１つ以上形成されている、
ことを特徴とする上記（６）に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【００１９】
（８）  前記複数の変位センサに含まれる第１の変位センサは、前記第１の側面部に固定されて検出面が前記第２の側面部と対向する位置に配置され、
前記複数の変位センサに含まれる第２の変位センサは、前記第２の側面部に固定されて検出面が前記第１の側面部と対向する位置に配置されている、
ことを特徴とする上記（６）または（７）に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【００２０】
（９）  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサと、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部と、を備え、
前記変位センサは、前記第１の側面部と前記第２の側面部とにおける変位に対する感度を異ならせる構造を有し、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【００２１】
上記（１）及び（２）の構成のブレーキ圧力分布計測方法によれば、変位センサが設置される位置ごとに、第１の側面部と第２の側面部との剛性が異なる状態であるため、複数の変位センサの各々について、第１の側面部における接触面の圧力に対する感受性と、第２の側面部における接触面の圧力に対する感受性とが違う状態になる。したがって、複数の変位センサに含まれる第１の変位センサが、第１の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することができるし、複数の変位センサに含まれる第２の変位センサが、第２の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することもできる。
【００２２】
上記（３）の構成のブレーキ圧力分布計測方法によれば、第１の側面部または第２の側面部に形成される前記開口または穴の影響により、第１の側面部または第２の側面部の剛性が他方の側面に比べて低下する。したがって、簡単な構成によって第１の側面部の剛性と第２の側面部の剛性との間に差異を生じさせ、第１の側面部の接触面の変位に対する変位センサの感受性と、第２の側面部の接触面の変位に対する変位センサの感受性との間に差異を生じさせることができる。
【００２３】
上記（４）および（５）の構成のブレーキ圧力分布計測方法によれば、変位センサの構成により、第１の側面部と第２の側面部とにおける変位に対する感度が異なる状態にするので、複数の変位センサに含まれる第１の変位センサが、第１の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することができるし、複数の変位センサに含まれる第２の変位センサが、第２の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することもできる。
【００２４】
上記（６）の構成のブレーキ圧力分布計測装置によれば、変位センサが設置される位置ごとに、第１の側面部と第２の側面部との剛性が異なる状態であるため、複数の変位センサの各々について、第１の側面部における接触面の圧力に対する感受性と、第２の側面部における接触面の圧力に対する感受性とが違う状態になる。したがって、複数の変位センサに含まれる第１の変位センサが、第１の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することができるし、複数の変位センサに含まれる第２の変位センサが、第２の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することもできる。
【００２５】
上記（７）の構成のブレーキ圧力分布計測装置によれば、第１の側面部または第２の側面部に形成される前記開口または穴の影響により、第１の側面部または第２の側面部の剛性が他方の側面に比べて低下する。したがって、簡単な構成により第１の側面部の剛性と第２の側面部の剛性との間に差異を生じさせ、第１の側面部の接触面の変位に対する変位センサの感受性と、第２の側面部の接触面の変位に対する変位センサの感受性との間に差異を生じさせることができる。
【００２６】
上記（８）の構成のブレーキ圧力分布計測装置によれば、第１の変位センサおよび第２の変位センサの各々は、第１の側面部と第２の側面部との間の相対的な変位を検出することができる。また、第１の変位センサおよび第２の変位センサが、それぞれ相対的に剛性が大きく変位の小さい部位に固定されているので、固定した部位からのセンサの脱落が生じにくい。
【００２７】
上記（９）の構成のブレーキ圧力分布計測装置によれば、変位センサの構成により、第１の側面部と第２の側面部とにおける変位に対する感度が異なる状態にするので、複数の変位センサに含まれる第１の変位センサが、第１の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することができるし、複数の変位センサに含まれる第２の変位センサが、第２の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のブレーキ圧力分布計測方法およびブレーキ圧力分布計測装置によれば、変位センサが設置される位置ごとに、第１の側面部と第２の側面部との剛性が異なる状態であるため、複数の変位センサの各々について、第１の側面部における接触面の圧力に対する感受性と、第２の側面部における接触面の圧力に対する感受性とが違う状態になる。したがって、複数の変位センサに含まれる第１の変位センサが、第１の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することができ、また、複数の変位センサに含まれる第２の変位センサが、第２の側面部における接触面の圧力を区別して検出するように配置することもできる。
また、変位センサは回転体の形状の微小変位を検出するものであるため、回転体と可動部との接触面から離れた位置に配置することができる。したがって、計測時に可動部に配置される摩擦材の構造及び形状については、実際にブレーキが作動する環境と同じものを使うことができる。また、計測時の接触面の状態についても、実際にブレーキが作動する環境と同じ状態にすることができる。これにより高精度の圧力分布計測が可能になる。また、回転体が運動している状態で計測を行うので、運動方向の圧力分布を最低２個の変位センサだけで検出できる。
【００２９】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施形態のブレーキ圧力分布計測装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、複数の変位センサを装着したディスクロータの外観を示す正面図である。
【図３】図３は、図２に示したディスクロータの一部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図４】図４は、複数の変位センサにより測定した点荷重応答関数の例を示すグラフである。
【図５】図５は、接触面圧を同定する処理の流れを示すブロック図である。
【図６】図６は、図５に示した同定手法を用いて同定した値および正解値を表すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施形態のブレーキ圧力分布計測装置における代表的な処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８（Ａ）は変位拡大機構を示す縦断面図、図８（Ｂ）はストレインゲージを装着した状態の変位拡大機構を示す縦断面図である。
【図９】図９は、代表的な通常型のブレーキパッドの外観を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、通常型のブレーキパッドを用いた時の計測結果の具体例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、点荷重応答計測用のブレーキパッドを用いた時の計測結果の具体例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、計測結果に基づき算出されるＬ−ｃｕｒｖｅ特性の具体例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、計測結果に基づき算出される圧力分布特性の具体例を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態のブレーキ圧力分布計測装置における処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は、ディスクロータに設置された変形例のセンサ構造を示し、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）はそれぞれ異なる変位状態を表す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００３２】
＜システムの構成例＞
本発明の実施形態におけるブレーキ圧力分布計測装置１０の構成例を図１に示す。このブレーキ圧力分布計測装置１０は、図１に示したような回転可能なディスクロータ２０とキャリパー３０とを含むディスクブレーキ装置を計測対象としている。勿論、例えばドラム式のブレーキ装置を計測対象とすることも可能である。
【００３３】
キャリパー３０は、ディスクロータ２０と対向する位置に配置されており、油圧制御により動く可動部（図示しないピストン）を備えている。すなわち、キャリパー３０の可動部を動かすことにより、ブレーキパッド（図９に示す３１Ａ）をディスクロータ２０の表面に押圧し、これらの接触面に生じる摩擦力により、ディスクロータ２０の回転に制動をかけることができる。
【００３４】
このディスクブレーキ装置を車両に搭載する際には、ディスクロータ２０の中央開口部２０ａの近傍で、車輪の回転軸と連結される。また、図１に示したブレーキ圧力分布計測装置１０を用いて計測を行う場合にも、ディスクロータ２０は、実際の車両の車輪の回転軸と連結されるか、或いは試験用の特別な回転軸と連結され、回転可能な状態で使用される。
【００３５】
図１に示したブレーキ圧力分布計測装置１０は、ディスクロータ２０、及びキャリパー３０の他に、油圧ゲージ４０、アウターパッド用変位センサ２５、インナーパッド用変位センサ２６、データロガー７０、演算部８０、増幅器９０、及び光学エンコーダ９５を備えている。
【００３６】
油圧ゲージ４０は、キャリパー３０の可動部のピストンに加わる油圧を検出するためのセンサである。尚、油圧ゲージ４０は必要不可欠ではなく、油圧ゲージ４０がなくてもブレーキ圧力分布を計測可能である。
【００３７】
アウターパッド用変位センサ２５は、ディスクロータ２０の外側のパッド接触面、すなわち押圧面における厚み方向の微小変位を検出するために備わっている。また、インナーパッド用変位センサ２６は、ディスクロータ２０の内側のパッド接触面、すなわち押圧面における厚み方向の微小変位を検出するために備わっている。
【００３８】
また、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６の各々は、後述する変位拡大機構５０と、ストレインゲージ６０とを備えている。ストレインゲージ６０は、ディスクロータ２０の押圧面における厚み方向の微小変位を計測するために設けられた薄板状の歪みセンサであり、半導体（シリコン：Ｓｉ）により構成されている。
【００３９】
変位拡大機構５０は、ディスクロータ２０に発生する微小変位を拡大してストレインゲージ６０に伝達する機能を有している。すなわち、キャリパー３０の押圧によって生じるディスクロータ２０の変位は極めて小さいので、この微小変位を高感度で検出できるように、ディスクロータ２０とストレインゲージ６０との間に変位拡大機構５０を配置してある。この変位拡大機構５０については後で詳細に説明する。
【００４０】
増幅器（Strain Amplifier）９０は、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６の各ストレインゲージ６０が出力する電気信号を増幅し、増幅後の信号を出力する。
【００４１】
光学エンコーダ９５は、ディスクロータ２０の外周と対向する位置に、光軸をディスクロータ２０側に向けて固定された反射型の光学センサであり、ディスクロータ２０の回転位置、すなわち回転角度に対応する電気信号を出力する。
【００４２】
データロガー７０は、計測の際に得られたデータを自動的に記録する装置である。すなわち、図１の構成においては、油圧ゲージ４０が出力する油圧のデータと、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６のストレインゲージ６０の出力を増幅器９０で増幅した出力のデータと、光学エンコーダ９５が出力する回転位置（角度）のデータとを時系列データとして同時に記録する。
【００４３】
演算部８０は、データロガー７０が記録したデータに基づいて所定の演算を行い、ディスクロータ２０の円周方向に対する圧力の分布状態を表すデータを算出する。演算の具体的な内容については後で詳細に説明する。
【００４４】
＜ディスクロータ２０と変位センサ２５、２６との関係＞
アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６を装着したディスクロータ２０の外観を図２に示す。また、図２に示したディスクロータ２０の一部分を拡大して図３に示す。
【００４５】
図２に示したディスクロータ２０は、径が十分に大きい円形のアウターディスク板２１及びインナーディスク板２２を、空隙２３が形成されるように厚み方向（Ｚ軸方向）に一定の間隔を空けた状態で対向させて固定してある。アウターディスク板２１とインナーディスク板２２の間は支持部２４で支持されている。アウターディスク板２１とインナーディスク板２２との間の空隙２３は、制動時にディスクロータ２０に発生する熱を効率よく放熱するために設けてある。
【００４６】
図２及び図３に示すように、図１のブレーキ圧力分布計測装置１０においては、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６の各々を、ディスクロータ２０の外周近傍の空隙２３の箇所に固定してある。また、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６は、ディスクロータ２０の円周方向に互いに少しずれた位置に配置してある。
【００４７】
アウターパッド用変位センサ２５の基部はインナーディスク板２２の変位センサ固定部２２ｂに固定してあり、アウターパッド用変位センサ２５の検出面は対向するアウターディスク板２１の側壁と接触する状態で配置してある。一方、インナーパッド用変位センサ２６の基部はアウターディスク板２１の変位センサ固定部２１ｂに固定してあり、インナーパッド用変位センサ２６の検出面は対向するインナーディスク板２２の側壁と接触する状態で配置してある。
【００４８】
また、アウターディスク板２１のアウターパッド用変位センサ２５の検出面と対向する箇所には、剛性調整部２１ａが設けてある。この剛性調整部２１ａは、アウターディスク板２１の剛性を局部的に下げるための構造である。具体的には、アウターディスク板２１の周面から円の中心に向けて穿孔し形成した複数の穴（この例では２つ）を剛性調整部２１ａとして設けてある。
【００４９】
同様に、インナーディスク板２２のインナーパッド用変位センサ２６の検出面と対向する箇所には、剛性調整部２２ａが設けてある。この剛性調整部２２ａは、インナーディスク板２２の剛性を局部的に下げるための構造である。具体的には、インナーディスク板２２の周面から円の中心に向けて穿孔し形成した複数の穴（この例では２つ）を剛性調整部２２ａとして設けてある。
【００５０】
すなわち、アウターパッド用変位センサ２５を設置した箇所においては、アウターディスク板２１の剛性がインナーディスク板２２に比べて小さくなるため、アウターディスク板２１およびインナーディスク板２２が同時にブレーキパッドで押圧されて変位する際に、アウターディスク板２１の変位が相対的に大きくなる。これにより、アウターディスク板２１の変位に対するアウターパッド用変位センサ２５の感受性がインナーディスク板２２の変位と比べて増大する。つまり、アウターパッド用変位センサ２５は、インナーディスク板２２の変位の影響を受けにくくなり、アウターディスク板２１の変位をインナーディスク板２２の変位と区別した状態で検出することが可能になる。
【００５１】
同様に、インナーパッド用変位センサ２６を設置した箇所においては、インナーディスク板２２の剛性がアウターディスク板２１に比べて小さくなるため、アウターディスク板２１およびインナーディスク板２２が同時にブレーキパッドで押圧されて変位する際に、インナーディスク板２２の変位が相対的に大きくなる。これにより、インナーディスク板２２の変位に対するインナーパッド用変位センサ２６の感受性がアウターディスク板２１の変位と比べて増大する。つまり、インナーパッド用変位センサ２６は、アウターディスク板２１の変位の影響を受けにくくなり、インナーディスク板２２の変位をアウターディスク板２１の変位と区別した状態で検出することが可能になる。
【００５２】
＜変位センサにより測定した点荷重応答関数の例＞
ディスクロータ２０に装着したアウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６を用いて測定した点荷重応答関数の例を図４に示す。
【００５３】
図４において、実線で示した信号ＳＧｏがアウターパッド用変位センサ２５が出力する信号に相当し、点線で示した信号ＳＧｉがインナーパッド用変位センサ２６が出力する信号に相当する。また、図４において、グラフの横軸は、ディスクロータ２０の回転位置（Location）を角度［deg］で表し、グラフの縦軸は変位（Displacement）［ｍ／Ｐａ］を表す。
【００５４】
図４においては、アウターディスク板２１のアウタ摺動面に点状に荷重をかけた際の変位と、インナーディスク板２２のインナ摺動面に点状に荷重をかけた際の変位とを信号ＳＧｏ、ＳＧｉにより表している。
【００５５】
図４に示すように、２種類の信号ＳＧｏ、ＳＧｉは同じ回転位置でそれぞれ異なる反応を示す。すなわち、「−１５［deg］」付近の回転位置では、信号ＳＧｏの振幅が信号ＳＧｉに比べて十分に大きくなり、「＋１０［deg］」付近の回転位置では、信号ＳＧｉの振幅が信号ＳＧｏに比べて十分に大きくなっている。実際には、「−１５［deg］」付近の回転位置で検出される変化が、加えた荷重の影響によるアウターディスク板２１の変位に相当し、「＋１０［deg］」付近の回転位置で検出される変化が、加えた荷重の影響によるインナーディスク板２２の変位に相当する。
【００５６】
したがって、アウターパッド用変位センサ２５の信号ＳＧｏを利用することにより、インナーディスク板２２の変位の影響を抑制した状態で、アウターディスク板２１の変位を高感度で検知できる。また、インナーパッド用変位センサ２６の信号ＳＧｉを利用することにより、アウターディスク板２１の変位の影響を抑制した状態で、インナーディスク板２２の変位を高感度で検知できる。つまり、アウターパッド用変位センサ２５およびインナーパッド用変位センサ２６を利用すれば、アウターディスク板２１の変位とインナーディスク板２２の変位とをそれぞれ個別に検出することができる。
【００５７】
＜圧力分布計測の原理説明＞
ブレーキパッドの圧力によるディスクロータ２０の変形は微小であるので、ディスクロータ２０は弾性体として扱う。すなわち、ブレーキパッドの圧力とそれによるディスクロータ２０の微小変形との関係を表す観測方程式を、以下に示すように線形関係でモデル化する。
【００５８】
｛ｙ｝＝［Ｈ］｛ｘ｝          ・・・（１）
但し、
｛ｙ｝：ロータ回転角に対して変位センサ（２５、２６）の出力を並べたベクトル
｛ｘ｝：パッド面の圧力分布を離散化したベクトル
［Ｈ］：離散化した点荷重応答関数を行成分とするテプリッツ行列
【００５９】
上記の点荷重応答関数については、予め制動時に集中荷重が加わるようにした特別なブレーキパッドを用いて計測を行うことにより、実験的に求めることができる。図１に示したブレーキ圧力分布計測装置１０において、ブレーキ圧力分布を算出するための問題は、上記第（１）式において、既知の［Ｈ］及び｛ｙ｝から、｛ｘ｝を求める問題に帰着される。
【００６０】
上記第（１）式の解を求める手順は、チコノフ（Tikhonov）の方法を適用すれば、以下に示す汎関数Ｊを最小にするベクトル｛ｘ｝を求める問題となる。
Ｊ＝｜Ｈｘ−ｙ｜２＋α｜ｘ｜２        ・・・（２）
すなわち、上記第（２）式の解は、次の第（３）式で表される。
｛ｘ｝＝（［Ｈ］ｔ［Ｈ］＋α［Ｉ］）−１［Ｈ］ｔ｛ｙ｝      ・・・（３）
但し、
ｔ：転置行列
α：正則化パラメータ
［Ｉ］：単位行列
【００６１】
つまり、上記第（３）式を用いてベクトル｛ｘ｝を算出することにより、ディスクロータ２０上のブレーキ圧力分布を得ることができる。
【００６２】
＜接触面圧を同定する基本的な処理の流れ＞
接触面圧を同定する基本的な処理の流れを図５に示す。つまり、図５に示すように、既知の点荷重１０１と、各摺動面の未知の圧力分布１０２とをディスクロータ２０上でそれぞれ計測し、このローター変位計測結果１０３を逆解析１０４により解析して各摺動面の未知の圧力分布１０２を同定する。逆解析１０４においては、図４に示したような点荷重応答関数と、上記第（１）式に示した観測方程式と、チコノフの正則化（regularization）を用いて解析を実施する。
【００６３】
＜同定手法の妥当性の検討＞
図５に示した同定手法を用いて同定した値および正解値の具体例を図６に示す。図６のグラフにおいて、横軸はディスクロータ２０の回転位置［deg］を表し、縦軸は圧力［Ｐａ］を表す。また、図５中に実線で示す特性Ｖ１ｉおよびＶ１ｏの値は、それぞれインナー側およびアウター側の圧力の正解値を表し、図５中に点線で示す特性Ｖ２ｉおよびＶ２ｏの値は、それぞれインナー側およびアウター側の圧力の同定値を表す。
【００６４】
図５に示したように、特性Ｖ１ｉの値と特性Ｖ２ｉの値の間に大きな差異はなく、特性Ｖ１ｏの値と特性Ｖ２ｏの値の間にも大きな差異はない。したがって、図５に示した同定手法を用いて同定した値は、計測値と同じように適切な値として利用できる。
【００６５】
＜実際の計測手順＞
図１に示したブレーキ圧力分布計測装置１０を使用して計測を実施する場合における代表的な処理手順を図７に示す。図７の処理手順について以下に説明する。
【００６６】
ステップＳ１１では、計測対象のブレーキシステムのキャリパー３０に、「通常型のブレーキパッド」を手作業で装着する。「通常型のブレーキパッド」とは、ブレーキシステムを実際の車両上で使用する場合に用いる一般的なブレーキパッドのことであり、実際の車両における制動性能を重視して設計されている。通常型のブレーキパッド３１Ａの外観の具体例を図９に示す。尚、予め「通常型のブレーキパッド」が装着されている場合にはＳ１１の作業は不要である。
【００６７】
ステップＳ１２では、キャリパー３０内のピストンを駆動してブレーキパッドをディスクロータ２０に押圧しながら、ディスクロータ２０を一定速度（例えば６［ｒｐｍ］）で回転して計測を実施する。そして、油圧ゲージ４０の出力する油圧と、アウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６の各々に内蔵されたストレインゲージ６０の検出した変位（増幅器９０の出力）ＳＧ０１と、光学エンコーダ９５の検出した回転角度とを、互いに関連付けて同時にデータロガー７０で計測データログＤＢ１上に記録する。
【００６８】
Ｓ１２で記録される変位ＳＧ０１のデータ群は、前記第（１）式に示したベクトル｛ｙ｝に相当する。Ｓ１２で記録されるデータの具体例を図１０に示す。図１０において、横軸は回転位置（location[角度(degree)]）を表し、左側の縦軸は変位ＳＧ０１（Strain Gauge Output [V]）を表し、右側の縦軸は油圧ゲージ４０の出力ＰＯ（Pressure Output [MPa]）を表す。図１０に示すように、回転位置が３６０度移動する毎に、ブレーキパッドの加圧に相当する同じ位置で変位ＳＧ０１にピークが現れる状態が観測される。
【００６９】
ステップＳ１３では、計測対象のブレーキシステムのキャリパー３０に、「通常型のブレーキパッド」の代わりに、「点荷重計測用パッド」を手作業で装着する。「点荷重計測用パッド」は、計測のために特別に用意したパッド（図示せず）であり、制動性能は考慮しておらず、単に、ピストンの押圧による荷重が１点に集中的に加わるような構造を有している。
【００７０】
ステップＳ１４では、キャリパー３０内のピストンを駆動してブレーキパッドをディスクロータ２０に押圧しながら、ディスクロータ２０を一定速度で回転し、計測を実施する。そして、油圧ゲージ４０の出力する油圧と、各ストレインゲージ６０の検出した変位（増幅器９０の出力）ＳＧ０２と、光学エンコーダ９５の検出した回転角度とを、互いに関連付けて同時にデータロガー７０で計測データログＤＢ１上に記録する。
【００７１】
Ｓ１４で記録される変位ＳＧ０２のデータ群は、前記第（１）式に示したテプリッツ行列［Ｈ］に相当し、離散化した点荷重応答関数を行成分として含んでいる。Ｓ１４で記録されるデータの具体例を図１１に示す。図１１において、横軸は回転位置（location[角度(degree)]）を表し、縦軸は変位ＳＧ０２（Strain Gauge Output [V]）を表す。図１１に示すように、点荷重を加えた回転位置で、変位ＳＧ０２にきれいなピークが現れる分布状態が観測される。
【００７２】
尚、Ｓ１３及びＳ１４の処理を実施した後で、Ｓ１１及びＳ１２の処理を実施するように手順を変更しても良い。
【００７３】
ステップＳ１５では、Ｓ１２で得られたＳＧ０１の計測データ（｛ｙ｝）と、Ｓ１４で得られたＳＧ０２の計測データ（［Ｈ］）とに基づき、「Ｌ−ｃｕｒｖｅ法」を適用し、Ｌ−ｃｕｒｖｅ特性を表すデータを得る。「Ｌ−ｃｕｒｖｅ法」については、例えば「PC Hansen, Analysis of discrete ill-posed problems by means of the L-curve, SIAM review 34 (4).」に示されている。計測結果に基づきＳ１５で算出されるＬ−ｃｕｒｖｅ特性の具体例を図１２に示す。
【００７４】
ステップＳ１６では、Ｓ１５で取得したＬ−ｃｕｒｖｅ特性を表すデータに基づき、前記第（２）式及び第（３）式中の正則化パラメータαを決定する。例えば、図１２に示したＬ−ｃｕｒｖｅ特性が得られた場合には、（α＝５０）程度に定めるのが望ましいと考えられる。尚、正則化パラメータαについては、ブレーキシステムの設計者がＬ−ｃｕｒｖｅ特性のデータを見ながら決めることが想定されるが、所定の条件を識別することにより、Ｌ−ｃｕｒｖｅ特性のデータから正則化パラメータαをプログラムなどで自動的に決定することも可能である。
【００７５】
ステップＳ１７では、計測により得られたＳＧ０１の計測データ（｛ｙ｝）と、ＳＧ０２の計測データ（［Ｈ］）と、正則化パラメータαとを用いて、チコノフの方法を適用することにより、ディスクロータ２０上の圧力分布を算出する。つまり、前記第（３）式に、ＳＧ０１の計測データに相当する｛ｙ｝と、ＳＧ０２の計測データに相当する［Ｈ］と、決定した正則化パラメータαとを代入し、前記第（３）式の計算を実施することにより、パッド面の圧力分布を離散化したベクトル｛ｘ｝を求める。
【００７６】
尚、ディスクロータ２０のアウター側のパッド摺動面とインナー側のパッド摺動面とでは圧力分布が同じとは限らないので、アウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６のそれぞれの計測結果を用いて、アウター、インナーのそれぞれの面について個別に圧力分布を求める。
【００７７】
ＳＧ０１、ＳＧ０２の計測結果に基づき、Ｓ１７で算出される圧力分布特性の具体例を図１３に示す。図１３に示す曲線中の２つのピークは、キャリパー３０の２つのピストンの位置に対応し、圧力分布として妥当な結果が得られていると考えられる。
【００７８】
尚、図１に示したブレーキ圧力分布計測装置１０において、演算部８０は、図７中の各ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７の処理を実行する。実際の演算部８０については、例えば一般的なコンピュータと、このコンピュータ上で実行可能なＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７の処理を含むプログラムとで構成することができる。
【００７９】
＜変位拡大機構５０及びストレインゲージ６０の詳細な説明＞
ブレーキパッドで押圧した時のディスクロータ２０における変位はごく僅かである。したがって、これを検知するアウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６には高い検出性能が要求される。そこで、図１に示したアウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６の各々は、以下に説明する変位拡大機構５０およびストレインゲージ６０を備えている。
【００８０】
＜変位拡大機構５０の構成例＞
図１のブレーキ圧力分布計測装置１０のアウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６に採用した変位拡大機構５０の縦断面の構成を図８（Ａ）に示す。尚、この変位拡大機構５０は、コンプライアントメカニズム（材料自身の変形のみで機構が成立する）を形成している。
【００８１】
図８（Ａ）に示すように、変位拡大機構５０は、上側ベース部５１、第１レバー５２、第２レバー５３、下側ベース部５４、連結部５５〜連結部５８、及びセンサ装着部５９を備えている。連結部５５〜連結部５８のそれぞれは、小さく形成された弾性ヒンジを構成しており、僅かに変形することが可能である。
【００８２】
変位拡大機構５０の第１レバー５２は、図８（Ａ）中の右端近傍が連結部５５を介して上側ベース部５１の下端と連結されている。また、第１レバー５２の右端よりも少し左にずれた位置の下端が連結部５６を介して下側ベース部５４の上端と連結されている。更に、第１レバー５２の左端近傍が、連結部５７を介して第２レバー５３の右端近傍と連結されている。
【００８３】
また、第２レバー５３は、図８（Ａ）中の右端近傍が連結部５７を介して第１レバー５２と連結されている。また、第２レバー５３の右端よりも少し左にずれた位置の上端が、連結部５８を介して上側ベース部５１の下端と連結されている。更に、第２レバー５３の左端近傍がセンサ装着部５９と連結されている。センサ装着部５９は、薄板状の梁であり、上端が上側ベース部５１と連結され、下端が第２レバー５３と連結されている。
【００８４】
＜変位拡大機構５０の動作＞
図８（Ａ）の変位拡大機構５０にストレインゲージ６０を装着した状態を図８（Ｂ）に示す。
【００８５】
図８（Ｂ）に示すように、変位拡大機構５０の第１レバー５２は、連結部５５を力点５５Ａ、連結部５６を第１支点５６Ａ、連結部５７を作用点とするテコとして構成されている。また、変位拡大機構５０の第２レバー５３は、連結部５７を力点、連結部５８を第２支点５８Ａ、センサ装着部５９との連結部を作用点とするテコとして構成されている。
【００８６】
ストレインゲージ６０は、図８（Ｂ）のようにセンサ装着部５９の表面に貼り付けて装着してある。
【００８７】
図１に示すブレーキ圧力分布計測装置１０の構成においては、キャリパー３０及びブレーキパッドによるディスクロータ２０の面の加圧によってディスクロータ２０に変位が生じると、図８（Ｂ）に示す変位５１Ａのように、上側ベース部５１を上側から押し下げる方向の力が変位拡大機構５０に加わる。
【００８８】
したがって、第１レバー５２の力点５５Ａに下向きの力が加わり、第１レバー５２に傾きが生じ、連結部５７が持ち上げられる。ここで、第１支点５６Ａ−力点５５Ａの距離に比べて、第１支点５６Ａ−連結部（作用点）５７の距離が大きいので、連結部５７には増幅された大きな変位が発生する。
【００８９】
また、第２レバー５３の力点である連結部５７が持ち上がる方向に変位するので、第２レバー５３にも傾きが生じ、第２レバー５３の作用点である左端に連結されているセンサ装着部５９の下端が引き下げられる。ここで、第２支点５８Ａ−連結部５７の距離に比べて、第２支点５８Ａ−センサ装着部５９の距離が大きいので、センサ装着部５９には更に増幅された大きな変位が発生する。
【００９０】
つまり、ディスクロータ２０で発生した変位５１Ａは、第１レバー５２及び第２レバー５３により２段階に増幅され、その出力によりセンサ装着部５９の下端が変位するため、ストレインゲージ６０に歪みが発生する。したがって、変位５１Ａをストレインゲージ６０で検出することができる。
【００９１】
ディスクロータ２０は剛性を有しているので、加圧によってディスクロータ２０に発生する変位はごく微量である。しかし、変位拡大機構５０で変位５１Ａを拡大してストレインゲージ６０に伝達することにより、高感度で変位を検出することが可能になる。
【００９２】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示した変位拡大機構５０については、単純な有限要素法を用いた解析を行った結果、ストレインゲージ６０で検出される歪みが、約６０倍に拡大されると推定できる結果が得られた。
【００９３】
＜ブレーキ圧力分布計測装置１０の利点＞
上述のブレーキ圧力分布計測装置１０においては、ディスクロータ２０に生じた変位から、逆解析によりブレーキパッドの接触面における圧力分布を正しく算出することができる。したがって、従来のようにブレーキパッドにセンサを内蔵したり、ブレーキパッドとディスクロータとの接触面にセンサを挟み込む必要はなくなり、実際にブレーキが作動する環境と同じ条件で計測を実施することができる。しかも、アウターパッド用変位センサ２５、およびインナーパッド用変位センサ２６を用いて計測を実施することにより、ディスクロータ２０のアウター側とインナー側両方のパッド摺動面の各々について、個別に円周方向の圧力分布を計測できる。
【００９４】
＜変形例の説明＞
＜処理手順の変形例＞
本発明の実施形態のブレーキ圧力分布計測装置１０における処理手順の変形例を図１４に示す。すなわち、図７に示した処理手順を変形した内容を図１４に示してある。また、図１４において図７と対応するステップは同じ番号を付けて示してある。
【００９５】
図１４に示した変形例においては、図７のステップＳ１３、Ｓ１４により得られる変位ＳＧ０２のデータを、事前に計測してデータベースＤＢ２上に保存してある場合を想定している。したがって、図７のステップＳ１３、Ｓ１４は図１４の手順では省略されている。そして、図１４の各ステップＳ１５、Ｓ１７では、計測データログＤＢ１上の変位ＳＧ０１のデータと、データベースＤＢ２上の変位ＳＧ０２のデータとを用いて計算処理を行っている。
【００９６】
＜剛性調整の変形例＞
なお、図２に示したディスクロータ２０においては、剛性調整部２１ａおよび２２ａとしてアウターディスク板２１、インナーディスク板２２の周面に穿孔した穴を用いているが、これについては様々な変形が考えられる。例えば、穿孔する穴の数や大きさを必要に応じて変更することができる。また、例えばアウターディスク板２１において、アウターパッド用変位センサ２５の検出面と対向する箇所の壁面に厚み方向の凹部を形成したり、インナーディスク板２２において、インナーパッド用変位センサ２６の検出面と対向する箇所の壁面に厚み方向の凹部を形成して剛性を下げることも考えられる。
【００９７】
＜センサ構造の変形例＞
変形例のセンサ構造を図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示す。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）はそれぞれ異なる変位状態を表している。また、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）におけるＺ方向はディスクロータ２０Ｂの厚み方向を表し、図中の上側がアウター側、下側がインナー側をそれぞれ示している。
【００９８】
図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示したアウターパッド用変位センサ２５Ｂは、断面形状が二等辺三角形に形成されており、二等辺三角形の３つの頂点の各位置が、検出部２５Ｂａ、支持部２５Ｂｂおよび２５Ｂｃとして割り当てられている。このアウターパッド用変位センサ２５Ｂは、支持部２５Ｂｂおよび２５Ｂｃの位置に対する検出部２５Ｂａの位置の相対的な変位を検知することができる。
【００９９】
アウターパッド用変位センサ２５Ｂは、ディスクロータ２０Ｂに形成した円形のセンサ設置空間２７の内部に配置されており、検出部２５Ｂａがアウター表面２０Ｂａと対向し、支持部２５Ｂｂおよび２５Ｂｃがインナー表面２０Ｂｂと対向する状態で固定されている。また、検出部２５Ｂａは微小変位部２０Ｂｃの最も厚みが小さい箇所と対向する状態で配置され、支持部２５Ｂｂおよび２５Ｂｃは微小変位部２０Ｂｄの最も厚みが小さい箇所から少し離れた位置と対向する状態で配置されている。
【０１００】
図１５（Ａ）に示すように、ディスクロータ２０Ｂのアウター表面２０Ｂａに押圧力Ｆ１を上から下に向かう方向に加えると、微小変位部２０Ｂｃの厚みが最も小さい箇所で最も大きな変位が発生する。この箇所に検出部２５Ｂａが配置されているので、アウターパッド用変位センサ２５Ｂはこの変位を高感度で検知できる。
【０１０１】
一方、図１５（Ｂ）に示すように、ディスクロータ２０Ｂのインナー表面２０Ｂｂに押圧力Ｆ２を下から上に向かう方向に加えると、微小変位部２０Ｂｄの厚みが最も小さい箇所で最も大きな変位が発生する。しかし、支持部２５Ｂｂ、２５Ｂｃは変位か大きい箇所からずれた位置に配置されているので、アウターパッド用変位センサ２５Ｂがこの変位を検知する場合の感度はアウター側の変位と比べて相対的に小さい。
【０１０２】
つまり、前述のようにディスクロータ２０について剛性の調整を行わなくても、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示したようにアウターパッド用変位センサ２５Ｂが特別な構造を採用することにより、センサの検出感度が、アウター表面２０Ｂａ側の変位と、インナー表面２０Ｂｂ側の変位とで異なる特性を得ることができる。
【０１０３】
また、例えば図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示したアウターパッド用変位センサ２５Ｂの二等辺三角形の向きを反対にして配置すれば、アウター表面２０Ｂａの変位に対する検出感度が低下して、インナー表面２０Ｂｂの変位に対する検出感度が向上する。したがって、前述のインナーパッド用変位センサ２６についても、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）と同様のセンサ構造を採用できる。
【０１０４】
ここで、上述した本発明に係るブレーキ圧力分布計測方法およびブレーキ圧力分布計測装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［９］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  第１の側面部（アウターディスク板２１）及び第２の側面部（インナーディスク板２２）を有する回転体（ディスクロータ２０）と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部（キャリパー３０）と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサ（アウターパッド用変位センサ２５、インナーパッド用変位センサ２６）を設置し、
前記回転体を、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態に形成し、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し（ステップＳ１２、Ｓ１４）、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する（ステップＳ１７）、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【０１０５】
［２］  前記計測によって得られた前記回転体の形状の微小変位に基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布を算出する、
ことを特徴とする上記［１］に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【０１０６】
［３］  前記回転体に、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、開口または穴（剛性調整部２１ａ、２２ａ）を１つ以上形成することにより、前記剛性を下げる、
ことを特徴とする上記［１］または［２］に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【０１０７】
［４］  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測方法であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に複数の変位センサを設置し、
前記変位センサに前記第１の側面部（アウター表面２０Ｂａ）と前記第２の側面部（インナー表面２０Ｂｂ）とにおける変位に対する感度を異ならせる構造（図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）参照）を持たせ、
複数の前記変位センサを用いて、前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体上の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を計測し、
前記計測により得られた前記第１の側面部の形状の微小変位、及び前記第２の側面部の微小変位に基づき、コンピュータによる解析により前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測方法。
【０１０８】
［５］  前記変位センサ（アウターパッド用変位センサ２５Ｂ）は、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に対し、当該第１の側面部と当該第２の側面部とをそれぞれ同じ力で押圧した場合に変位量が互いに異なる部分に接する構造を有する、
ことを特徴とする上記［４］に記載のブレーキ圧力分布計測方法。
【０１０９】
［６］  第１の側面部（アウターディスク板２１）及び第２の側面部（インナーディスク板２２）を有する回転体（ディスクロータ２０）と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部（キャリパー３０）と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置（１０）であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサ（アウターパッド用変位センサ２５、インナーパッド用変位センサ２６）と、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部（データロガー７０）と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部（演算部８０）と、を備え、
前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置ごとに、前記第１の側面部と前記第２の側面部との剛性が異なる状態で形成され、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【０１１０】
［７］  前記回転体は、複数の前記変位センサが設置される位置の各々の箇所で、前記変位センサと対向する前記第１の側面部及び前記第２の側面部のいずれか一方において、剛性を下げるための開口または穴（剛性調整部２１ａ、２２ａ）が１つ以上形成されている、
ことを特徴とする上記［６］に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【０１１１】
［８］  前記複数の変位センサに含まれる第１の変位センサ（アウターパッド用変位センサ２５）は、前記第１の側面部（インナーディスク板２２）に固定されて検出面が前記第２の側面部（アウターディスク板２１）と対向する位置に配置され、
前記複数の変位センサに含まれる第２の変位センサ（インナーパッド用変位センサ２６）は、前記第２の側面部（アウターディスク板２１）に固定されて検出面が前記第１の側面部（インナーディスク板２２）と対向する位置に配置されている、
ことを特徴とする上記［６］または［７］に記載のブレーキ圧力分布計測装置。
【０１１２】
［９］  第１の側面部及び第２の側面部を有する回転体と、前記第１の側面部及び前記第２の側面部に接触して前記回転体を押圧可能な可動部と、を含む計測対象となるブレーキシステムにおいて、前記可動部の押圧による前記回転体への圧力分布を計測するためのブレーキ圧力分布計測装置であって、
前記第１の側面部と前記第２の側面部との間に設置された複数の変位センサと、
前記回転体が回転運動をしている状態で、前記可動部の押圧方向に沿う前記回転体の前記第１の側面部及び前記第２の側面部の各々における形状の微小変位を、前記変位センサの出力に基づき取得するデータ計測部と、
前記データ計測部が取得した前記回転体の形状の微小変位を表すデータに基づき、逆解析により前記回転体への圧力分布のデータを算出する圧力分布算出部と、を備え、
前記変位センサは、前記第１の側面部（アウター表面２０Ｂａ）と前記第２の側面部（インナー表面２０Ｂｂ）とにおける変位に対する感度を異ならせる構造（図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）参照）を有し、
前記圧力分布算出部は、前記第１の側面部における圧力分布と、前記第２の側面部における圧力分布とをそれぞれ算出する、
ことを特徴とするブレーキ圧力分布計測装置。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  ブレーキ圧力分布計測装置
２０，２０Ｂ  ディスクロータ
２０ａ  中央開口部
２０Ｂａ  アウター表面
２０Ｂｂ  インナー表面
２０Ｂｃ，２０Ｂｄ  微小変位部
２１  アウターディスク板
２２  インナーディスク板
２１ａ，２２ａ  剛性調整部
２１ｂ，２２ｂ  変位センサ固定部
２３  空隙
２４  支持部
２５，２５Ｂ  アウターパッド用変位センサ
２５Ｂａ  検出部
２５Ｂｂ，２５Ｂｃ  支持部
２６  インナーパッド用変位センサ
２７  センサ設置空間
３０  キャリパー
３１Ａ  ブレーキパッド（通常型）
４０  油圧ゲージ
５０  変位拡大機構
５１  上側ベース部
５２  第１レバー
５３  第２レバー
５４  下側ベース部
５５，５６，５７，５８  連結部
５９  センサ装着部
５１Ａ  変位
５５Ａ  力点
５６Ａ  第１支点
５８Ａ  第２支点
６０  ストレインゲージ
７０  データロガー
８０  演算部
９０  増幅器
９５  光学エンコーダ
１０１  既知の点荷重
１０２  各摺動面の未知の圧力分布
１０３  ローター変位計測結果
１０４  逆解析
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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