(57)【要約】【課題】ディスクブレーキにおいて、制動時にキャリアに生じるモーメントの影響を受けることなく正確な制動トルクを検出する。【解決手段】キャリア２のパッド受部８Ａ，８Ｂの背部に、ディスクロータ９の外周の軸方向中心に沿って支持部１１Ａを延出し、取付部１３に結合させる。取付部１３に固定した制動トルク検出アーム３の先端部に変位センサ２０を取付け、検出子を支持部１１Ａに当接させる。制動トルクによってブレーキパッドがパッド受部８Ａ，８Ｂに押圧され、キャリア２を僅かに弾性変形させて支持部１１Ａを変位させる。支持部１１Ａの変位量は、制動トルクに比例するので、支持部１１Ａの変位を変位センサ２０によって検出することにより、制動トルクを得ることができる。支持部１１Ａをディスクロータ１の外周の軸方向中心に配置したので、キャリア２に生じるモーメントの影響を受けることなく正確な制動トルクを検出することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータを挟んで両側に配置されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドを支持し、非回転部に固定されるキャリアと、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するキャリパとを備えたディスクブレーキにおいて、
前記キャリアの前記ブレーキパッドから制動トルクを受けるパッド受部を前記ディスクロータの外周の軸方向中心に配置した支持部によって支持し、該支持部の変位または歪みを検出する検出手段を設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記支持部は、前記パッド受部の背部から前記ディスクロータの外周に沿って延ばされ、前記キャリアの非回転部への取付部に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ。
【請求項３】
前記検出手段は、前記非回転部に固定されて、前記支持部の変位を検出する変位センサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクブレーキ。
【請求項４】
前記検出手段は、前記支持部に設けられて該支持部の歪みを検出する歪みセンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、制動トルクを直接検出できるようにしたディスクブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車等のブレーキシステムにおいて、各種センサを用いて、各車輪の回転速度、車両速度、車両加速度、操舵角、車両横加速度、各車輪の制動トルク等の車両状態を検出し、コントローラによってこれらの検出に基づいて各車輪の制動力を制御することにより、アンチロック制御、トラクション制御および車両安定化制御等を行うことが可能となっている。
【０００３】
従来、各車輪の制動トルクを検出する際、液圧ブレーキシステムの場合には、圧力センサによって検出した各車輪のブレーキ装置に作用する液圧からブレーキパッドの摩擦係数に基づいて間接的に制動トルクを計算するようにしている。
【０００４】
しかしながら、ブレーキパッドの摩擦係数は、温度等によって大きく変化するため、実際の制動トルクを正確に計算することは困難であり、必ずしも最適な制御が行われているとはいえなかった。
【０００５】
そこで、各車輪の制動トルクを正確に検出すべく、実際の制動トルクを直接的に検出する手段が種々提案されている。例えば、特許文献１および２には、ディスクブレーキのキャリアを支持するナックルに歪みセンサを取付け、制動時に生じるナックルのキャリア取付部の歪みから制動トルクを検出する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、ディスクブレーキのキャリアに設けた起歪部に歪センサを取付け、制動時にキャリアに生じる歪みから制動トルクを検出する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、ディスクブレーキのキャリアのブレーキパッドから制動トルクを受ける部分に荷重センサを取付け、制動時にブレーキパッドに作用する制動トルクを直接検出する技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献５には、ディスクブレーキのキャリアを軸によって回動可能に支持し、キャリアの回動を規制するストッパ部に荷重センサを取付け、制動時にキャリアに作用する制動トルクを直接検出する技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
欧州特許第１１７６３２４号明細書
【特許文献２】
特許第２７３６３９２号公報
【特許文献３】
国際特許公開第０１／４４６７６号パンフレット
【特許文献４】
特公昭５０−１８５４７号公報
【特許文献５】
特公平７−６７９０７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の特許文献記載の技術では、次のような問題がある。特許文献１、２および３に記載されたものでは、いずれも、歪みの検出部が制動トルクを発生するディスクロータの中心からオフセットされており、ディスクロータの軸方向中心面に対して非対称となっているため、制動トルクによってキャリアに生じるモーメントの影響により、正確な制動トルクを検出しにくくなる。特許文献４に記載されたものでは、荷重センサによってブレーキパッドの荷重を直接受けるため、荷重センサの強度、耐熱性が問題となる。また、特許文献５に記載されたものでは、キャリアからの荷重を直接受ける軸および荷重センサの強度が問題となる。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、キャリアに生じるモーメントの影響を小さくして、制動トルクの検出精度を高めることができるディスクブレーキを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ディスクロータを挟んで両側に配置されるブレーキパッドと、該ブレーキパッドを支持し、非回転部に固定されるキャリアと、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに押圧するキャリパとを備えたディスクブレーキにおいて、
前記キャリアの前記ブレーキパッドから制動トルクを受けるパッド受部を前記ディスクロータの外周の軸方向中心に配置した支持部によって支持し、該支持部の変位または歪みを検出する検出手段を設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、制動トルクに応じて支持部に変位又は歪みが生じ、この変位又は歪みを検出手段によって検出することによって、直接的に制動トルクを得ることができる。このとき、支持部をディスクロータの外周の軸方向中心に配置したので、キャリアに生じるモーメントの影響を受けることなく、制動トルクを検出することができる。
請求項２に係る発明は、上記請求項１の構成において、前記支持部は、前記パッド受部の背部から前記ディスクロータの外周に沿って延ばされ、前記キャリアの非回転部への取付部に連結されていることを特徴とする。
このように構成したことにより、パッド受部に作用した制動トルクは、支持部を介してキャリアの非回転部への取付部に伝達される。
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２の構成において、前記検出手段は、前記非回転部に固定されて、前記支持部の変位を検出する変位センサであることを特徴とする。
このように構成したことにより、制動時に支持部に生じる変位を変位センサによって検出することによって制動トルクを得ることができる。
また、請求項４に係る発明は、上記請求項１又は２の構成において、前記検出手段は、前記支持部に設けられて該支持部の歪みを検出する歪みセンサであることを特徴とする。
このように構成したことにより、制動時に支持部に生じる歪みを歪みセンサによって検出することによって制動トルクを得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態に係るディスクブレーキは、キャリパ浮動型ディスクブレーキであり、図１乃至図４には、その要部であるディスクロータ１、キャリア２および制動トルク検出アーム３，４のみが示してある。
【００１４】
ディスクロータ１は、摩擦面を形成したロータ部５の一側に、車軸のハブ（図示せず）が連結されるハブ取付部６を突出させたハット形状となっている。また、ディスクロータ１は、ベンチレーテッドタイプであり、ロータ部５には複数の通風口７が放射状に設けられている。
【００１５】
キャリア２は、ディスクロータ１のロータ部５の外周部を跨ぐ一対のパッド支持部８，９を有している。パッド支持部８，９には、ディスクロータ１のロータ部５の外側（ハブ取付部６側）に配置されたアウタブレーキパッド（図示せず）　の両端部が当接するパッド受部８Ａ，９Ａおよびロータ部２の内側（ハブ取付部６の反対側）に配置されたインナブレーキパッド（図示せず）の両端部が当接するパッド受部８Ｂ，９Ｂが形成されており、パッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂには、アウタ及びインナブレーキパッドをディスクロータ１の軸方向に沿って摺動可能に案内する矩形の溝部８Ｃ，８Ｄ，９Ｃ，９Ｄが形成されている。
【００１６】
パッド支持部８，９は、パッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂの背部から延出されたアーム部１１，１２を介して、ディスクロータ１の内側に配置された取付部１３によって互いに連結されている。アーム部１１，１２は、パッド支持部８，９のパッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂの背部からディスクロータ１の外周の軸方向中心に沿って円弧状に延ばされた支持部１１Ａ，１２Ａを有し、さらに、ディスクロータ１の内側へ折曲され、ディスクロータ１のほぼ径方向に沿って延ばされて、取付部１３の両端部に結合されている。取付部１３の両端部には、ボス部１４，１５が形成されており、ボス部１４，１５にボルト（図示せず）を挿通して、キャリア２がディスクロータ１のハブ取付部６の内側に配置されたナックル等の車体の非回転部（図示せず）に取付けられる。なお、本実施形態においては、支持部１１Ａ，１２Ａの太さは、ほぼ均一であり、その幅は、パッド支持部８，９のディスクロータ軸方向長さの１／４程度となっている。また、支持部１１Ａ，１２Ａは、ディスクロータ１の外周に沿って円弧状に形成されており、ディスクロータ１の外周から一定の間隔をもって延ばされている。
【００１７】
パッド支持部８，９には、ディスクロータ１の周方向においてパッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂと支持部１１Ａ，１２Ａとの間にピンガイド１６，１７が一体に形成されており、キャリパ側に固定されたスライドピン（図示せず）をピンガイド１６，１７に摺動可能に挿通させて、キャリパをディスクロータ１の軸方向に沿って移動可能に案内する。
【００１８】
制動トルク検出アーム３，４は、一端部に形成された取付ボス部１８，１９がキャリア２の取付部１３と共締めされて非回転部に固定されており、他端部がディスクロータ１の外周部に配置されたアーム部１１，１２の支持部１１Ａ，１２Ａの後端部に対向する位置まで延ばされている。制動トルク検出アーム３，４の先端部に変位センサ２０，２１が取付けられ、その検出子が支持部１１Ａ，１２Ａの後端部に当接されている。そして、変位センサ２０，２１によって、支持部１１Ａ，１２Ａのディスクロータ１の周方向に沿った変位を検出するようになっている。なお、変位センサ２０，２１は、制動トルクによる支持部１１Ａ，１２Ａの僅かな変位を電気信号として検出可能なものであり、例えば、差動トランス式変位センサ、光波干渉式変位センサ、静電容量式変位センサ、導電ゴム式変位センサ等を使用することができる。
【００１９】
キャリア２のピンガイド１６，１７にスライドピンを挿入してキャリパを装着し、パッド支持部８，９にアウタおよびインナブレーキパッドを装着し、そして、キャリア２および制動トルク検出アーム３，４をボルトによってナックル等の車体の非回転部に取付ける。
【００２０】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
キャリパによってアウタおよびインナブレーキパッドをディスクロータ１のロータ部５の摩擦面に押付けて制動力を発生させる。ディスクロータ１の回転方向が図３中に矢印で示す方向（車両前進時）である場合、制動トルクによってアウタ及びインナブレーキパッドがディスクロータ１に引きずられて、キャリア２のパッド受部８Ａ，８Ｂを押圧する。これにより、アーム部１１が僅かに弾性変形して支持部１１Ａがディスクロータ１の周方向に沿って変位する。この変位を制動トルク検出アーム３に取付けられた変位センサ２０によって検出する。アーム部１１の弾性変形量は、制動トルクの大きさに比例するので、支持部１１Ａの変位を検出することによって、制動トルクを正確に計算することができる。
【００２１】
ディスクロータ１の回転方向が上記の反対方向（車両後退時）の場合は、アウタパッド及びインナパッドがキャリア２のパッド受部９Ａ，９Ｂに押付けられるので、上記とは反対側の制動トルク検出アーム４に取付けられた変位センサ２１によって、アーム部１２の支持部１２Ａの変位を検出することにより、制動トルクを計算することができる。
【００２２】
この場合、制動トルクを受けるパッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂを有するパッド支持部８，９をディスクロータ１の外周の軸方向中心に配置された支持部１１Ａ，１２Ａを介して支持することにより、制動トルクによるキャリア２の撓みによって支持部１１Ａ，１２Ａにモーメントが生じないので、モーメントの影響を受けることなく制動トルクを正確に計算することができる。
【００２３】
また、ピンガイド１６，１７をディスクロータ１の周方向においてパッド受部８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂと支持部１１Ａ，１２Ａとの間に配置することにより、キャリパを介してスライドピンにかかる制動トルクの成分を同時に検出することができる。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態について、図５乃至図８を参照して説明する。なお、上記第１実施形態のものに対して、同様の部分には同一の符号を付し、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２５】
図５乃至図８に示すように、第２実施形態に係るディスクブレーキでは、制動トルク検出アーム３，４が省略されており、代りに、キャリア２の一方の支持部１１Ａに歪みセンサ２２が装着されている。歪みセンサ２２は、制動トルクによる支持部１１Ａの僅かな変形を電気信号として検出可能なものであり、例えば歪みゲージを使用することができる。
【００２６】
また、キャリア２のパッド支持部８，９のパッド受部８Ａとパッド受部９Ａおよびパッド受部８Ｂとパッド受部９Ｂが、それぞれアウタビーム２３及びインナビーム２４によって互いに連結されている。
【００２７】
このように構成したことにより、車両前進時における制動時には、ディスクロータ１に引きずられるアウタ及びインナパッドによってパッド受部８Ａ，８Ｂが押圧され、アーム部１１の支持部１１Ａに圧縮力が作用して、支持部１１Ａが僅かに弾性変形する。この支持部１１Ａの変形量を歪みセンサ２２によって検出する。支持部１１Ａの変形量は、制動トルクの大きさに比例するので、支持部１１Ａの変形量を検出することによって、制動トルクを正確に計算することができる。
【００２８】
車両後退時における制動時には、アウタ及びインナパッドによってパッド受部９Ａ，９Ｂが押圧されるが、この力がアウタビーム２３及びインナビーム２４によって反対側のパッド受部８Ａ，８Ｂに伝達されて、支持部１１Ａに引張力を作用させ、支持部１１Ａが弾性変形する。支持部１１Ａの変形量は、制動トルクの大きさに比例するので、支持部１１Ａの変形量を歪みセンサ２２によって検出することにより、制動トルクを正確に計算することができる。
【００２９】
このように、アウタビーム２３及びインナビーム２４によってパッド受部８Ａ，９Ａおよびパッド受部８Ｂ，９Ｂを互いに連結することにより、１つの歪みセンサ２２によって前進時及び後退時の制動トルクを検出することができる。
【００３０】
上記第１実施形態と同様、キャリア２の撓みによって支持部１１Ａ，１２Ａにモーメントが生じないので、制動トルクによってキャリア２に生じるモーメントの影響を受けることなく制動トルクを正確に計算することができる。
【００３１】
なお、アウタビーム２３及びインナビーム２４を省略し、歪みセンサを支持アーム１１，１２の両方に設けて、前進時及び後退時の制動トルクを別々に検出することもできる。また、上記第１実施形態においても、パッド受部８Ａ，９Ａおよびパッド受部８Ｂ，９Ｂを互いに連結するアウタビーム２３及びインナビーム２４を設けることにより、一方の制動トルク検出アーム３の変位センサ２０によって前進時及び後退時両方の制動トルクを検出することができ、他方の制動トルク検出アーム４及び変位センサ２１を省略することができる。
【００３２】
上記第１及び第２実施形態において、支持部１１Ａ，１２Ａの太さは、均一でなくてもよく、例えばパッド支持部８，９側を太く又は細くしたテーパ形状とすることができ、この場合、第２実施形態においては、支持部１１Ａ，１２Ａの細くした部分に歪みセンサ２２を取付けることにより、荷重に対する変形量が大きくなり、小さな制動トルクを検出しやすくなる。支持部１１Ａ，１２Ａは、さらに太くすることもでき、例えばパッド支持部８，９のディスクロータ軸方向長さとほぼ同じ幅とすることもできる。また、支持部１１Ａ，１２Ａとディスクロータ１の外周との間隔は、適宜設定することができ、上記第１実施形態においては、この間隔をホイールと干渉しない範囲で大きくすることにより、荷重に対する支持部１１Ａ，１２Ａの変位量が大きくなり、小さな制動トルクを検出しやすくなる。
【００３３】
上記第２実施形態を適用したキャリパ浮動型ディスクブレーキの全体図を図９に示す。図９において、符号２５は電動モータによってパッドを押圧するキャリパ、２６はキャリパ２５を案内するスライドピンを示す。
【００３４】
また、上記第２実施形態を対向ピストン型ディスクブレーキに適用した場合の全体図を図１０に示す。図１０に示すように、アウタブレーキパッド及びインナブレーキパッドをそれぞれ押圧する２対の対向するピストンを有するキャリパ２７がキャリア２のパッド支持部８，９と一体に形成されている。この場合も、上記と同様、前進時及び後退時の制動トルクを歪みセンサ２２によって検出することができる。
【００３５】
なお、図９および図１０に示すキャリパは、いずれも上記第２実施形態のものと同様、上記第１実施形態のものにも組合わせることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１の発明に係るディスクブレーキによれば、ディスクロータの外周の軸方向中心に配置した支持部に生じる変位又は歪みを検出することにより、キャリアに生じるモーメントの影響を受けることなく、制動トルクを検出することができる。
請求項２の発明に係るディスクブレーキによれば、パッド受部に作用した制動トルクが支持部を介してキャリアの非回転部への取付部に伝達される。
請求項３の発明に係るディスクブレーキによれば、制動時に支持部に生じる変位を検出することによって制動トルクを得ることができる。
また、請求項４の発明に係るディスクブレーキによれば、制動時に支持部に生じる歪みを検出することによって制動トルクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディスクブレーキの要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示すディスクブレーキの要部の平面図である。
【図３】図１に示すディスクブレーキの要部の正面図である。
【図４】図１に示すディスクブレーキの要部の側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るディスクブレーキの要部を示す斜視図である。
【図６】図５に示すディスクブレーキの要部の平面図である。
【図７】図５に示すディスクブレーキの要部の正面図である。
【図８】図５に示すディスクブレーキの要部の側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態を適用したキャリパ浮動形ディスクブレーキの斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態を適用した対向ピストン型ディスクブレーキの斜視図である。
【符号の説明】
１　　ディスクロータ
２　　キャリア
８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ　　パッド受部
１１Ａ，１２Ａ　　支持部
１３　取付部
２０　変位センサ（検出手段）
２２　歪みセンサ（検出手段）
２５，２７　　キャリパ
【図１】
2004092770.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004092770.tif 000007
【図６】
2004092770.tif 000008
【図７】
2004092770.tif 000009
【図８】
2004092770.tif 000010
【図９】
2004092770.tif 000011
【図１０】
2004092770.tif 000012