(57)【要約】【課題】良好な強度を確保して制動トルクの検出精度向上を図ることができるディスクブレーキを提供する。【解決手段】キャリア６の第１、第２パッド支持部７，８におけるディスクロータ２の外周面上の起歪ビーム第１、第２取付部１５，１６に、起歪ビーム１８が架設され、起歪ビーム１８に歪センサ２２が取り付けられる。ディスクロータ２の外周面上の部分に設けた起歪ビーム１８の変形量（ひいては第１、第２パッド支持部７，８間の相対変位量）を起歪ビーム１８上に設けた歪センサ２２が検出する。このため、歪センサ２２の検出値ひいては当該検出値に基づいて得られる制動トルクには非接線方向歪み成分がほとんど含まれず、制動トルクを精度良いものにすることができる。【選択図】　　　　図２
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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一対のブレーキパッドと、該一対の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、キャリアとを備え、前記キャリアは、前記ディスクロータの外周部を跨ぎかつ前記ディスクロータの円周方向に離間して配置されて前記一対のブレーキパッドの両端部を前記軸方向に摺動可能に支持する一対のパッド支持部と、該一対のパッド支持部に連接して車両の非回転部に固定される取付部とを有したディスクブレーキであって、
該一対のパッド支持部の相対変位を検出する変位検出手段を備え、該変位検出手段をディスクロータの外周面上の部分に設けたことを特徴とするディスクブレーキ。
【請求項２】
前記変位検出手段は、前記一対のパッド支持部に架設され、前記一対のパッド支持部の相対変位に応じて変形する起歪ビームと、該起歪ビームの歪みを検出する歪センサとからなることを特徴とする請求項１記載のディスクブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられるディスクブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車などの車両のブレーキシステムにおいては、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＶＤＣ（車両安定システム）など車両挙動を安定させるためのシステムが設けられている。これらのシステムは、各車輪の車輪速センサ等を用いて現在の車両挙動を推定し、各車輪に必要な制動トルクを計算し、当該求められた制動トルクに基づいて各車輪の制動力を制御するようにしている。
【０００３】
しかしながら、各車輪の制動トルクを実際に計測しているわけではなく、液圧センサやブレーキパッドの摩擦係数μ（一定値）などに基づいて推定している。例えば、従来のブレーキシステムの一例である液圧式ブレーキシステムでは、液圧センサやピストン断面積に基づいてピストン推力を計算し、当該ピストン推力、ブレーキパッドの摩擦係数μ（一定値）及び路面の摩擦係数などに基づいて制動トルクを推定している。このため、摩擦係数μの変化や路面状況によっては、必要な制動トルクと実際に発生している制動トルクとが一致せず、制動力制御を必ずしも適切に行えていないというのが実情であった。
【０００４】
そこで、各車輪の制動トルクを正確に検出するために、制動トルクを直接的に検出しようとしたブレーキシステムが種々提案されている。その一例として、車両の固定部材に固着されるパッド保持部材（キャリア）に対して、制動時にパッドとロータとの間に摩擦力が生じる方向、つまり、パッド保持部材のアーム部におけるパッドの荷重力を受ける側に歪みゲージを含む検出手段を配設したディスクブレーキがある（特許文献１参照）。また、他の例として、ディスクブレーキのキャリアにおけるアウタビームのコーナー部に穴を設け、コーナー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ディスクブレーキがある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１４８００９号公報
【特許文献２】国際特許公開第０１／４４６７６号パンフレット
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１に示されるディスクブレーキでは、ディスクロータにブレーキパッドを押圧して制動力を発揮する際、ブレーキパッドを支持し車両の非回転部に固定されるパッド保持部材（キャリア）が、ブレーキパッドからの力を受けて、前記非回転部に対する取付部を支点として変形する。この際、前記取付部はディスクロータを含む面（ディスクロータにおける軸方向の中心部を含み当該ディスクロータに沿って広がる面。以下、ディスクロータ中心面という。）から離れた部分に設けられている。このため、上述したパッド保持部材（キャリア）の変形時に、歪みゲージは、前記取付部がディスクロータ中心面と異なる面上にあることから生じるモーメント（ディスクロータ接線方向と異なる方向の成分を含むモーメント。以下、便宜上、非接線方向成分を含むモーメントという。）によって発生する歪み成分（以下、非接線方向歪み成分という。）も検出する。このため、正確な制動トルクを実測し難いというのが実情である。
【０００７】
上述したように検出手段が非接線方向歪み成分を検出することから正確な制動トルクを実測し難いものになっているということは、前記特許文献２に示されるディスクブレーキにも同様にいえることである。なお、特許文献２に示されるディスクブレーキでは、歪センサによる歪み検出を行うためにアウタビームのコーナー部に穴を設けている。このため、アウタビームひいてはキャリアの剛性（強度）が低下してしまい、大きな制動力を発生し得ないものになっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、良好な強度を確保して制動トルクの検出精度向上を図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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ディスクロータを挟んで両側に配置される一対のブレーキパッドと、該一対の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、キャリアとを備え、前記キャリアは、前記ディスクロータの外周部を跨ぎかつ前記ディスクロータの円周方向に離間して配置されて前記一対のブレーキパッドの両端部を前記軸方向に摺動可能に支持する一対のパッド支持部と、該一対のパッド支持部に連接して車両の非回転部に固定される取付部とを有したディスクブレーキであって、該一対のパッド支持部の相対変位を検出する変位検出手段を備え、該変位検出手段をディスクロータの外周面上の部分に設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記変位検出手段は、前記一対のパッド支持部に架設され、前記一対のパッド支持部の相対変位に応じて変形する起歪ビームと、該起歪ビームの歪みを検出する歪センサとからなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施の形態のディスクブレーキを、図１及び図２に基づいて説明する。図１及び図２において、ディスクブレーキ１は、車輪とともに回転するディスクロータ２を挟んで両側に配置される一対のブレーキパッド（以下、インナパッド３、アウタパッド４という。）と、インナ、アウタパッド３，４をディスクロータ２に押圧するキャリパ５と、キャリア６とから大略構成されている。キャリア６は、ディスクロータ２の外周部を跨ぎかつディスクロータ２の円周方向に離間して配置される一対のパッド支持部（以下、図１で左側のパッド支持部を第１パッド支持部７、右側のパッド支持部を第２パッド支持部８という。）と、第１、第２パッド支持部７，８の一端側（図１上側。図２紙面裏面側）に連接してナックルアーム９（車両の非回転部）に固定される取付部１０と、を有している。このキャリア６には、第１、第２パッド支持部７，８に連接されるアウタビーム１３が設けられており、剛性（強度）向上を図るようにしている。
【００１２】
第１、第２パッド支持部７，８には、それぞれディスクロータ２の軸方向に延びる矩形の溝部１４が形成されている。インナ、アウタパッド３，４は、それぞれの両端部を前記溝部１４内に挿入して第１、第２パッド支持部７，８に摺動可能に支持されている。
【００１３】
第１、第２パッド支持部７，８におけるディスクロータ２の外周面（ディスクロータ中心面）上の部分（以下、起歪ビーム第１、第２取付部という。）１５，１６には、略円弧状の起歪ビーム１８（変位検出手段）が架設されている。起歪ビーム１８は、起歪ビーム第１、第２取付部１５，１６にそれぞれ固定される略Ｌ字型の起歪ビーム基端部１９と、両起歪ビーム基端部１９を連接する略円弧状の起歪ビーム本体２０とからなり、全体として略左右対称形状をなし、かつ断面が長方形をなしている。起歪ビーム１８は、中央部分（起歪部）に向かって細くなっており、第１、第２パッド支持部７，８の相対変位に応じて変形するようになっている。起歪ビーム１８（起歪ビーム本体２０）の中央部分における後述するシリンダ２１と反対側（キャリパ５に対し起歪ビーム１８の反対側）部分（図２上側部分）には、該起歪ビーム１８の歪みを検出し、起歪ビーム１８と共に変位検出手段を構成する歪センサ２２が取り付けられている。
【００１４】
キャリパ５は、ピストン（図示省略）を収納する有底筒状のシリンダ２１を有するキャリパ本体２３と、キャリパ本体２３からインナパッド３、ディスクロータ２及びアウタパッド４の外周部を跨いで延長されるキャリパブリッジ部２４と、キャリパブリッジ部２４の先端側に屈曲して形成された爪部２５と、から大略構成されている。キャリパ本体２３の両側部には、キャリパブリッジ部２４と略直交する方向に延びるアーム２６が取り付けられている。各アーム２６には、キャリア６の第１、第２パッド支持部７，８に形成された穴（図示省略）に摺動可能に挿入されるスライドピン２７が取り付けられている。キャリパ５は、スライドピン２７を介してキャリア６に摺動可能に支持されている。
【００１５】
上述したように構成されたディスクブレーキ１の作用を以下に説明する。
車両が前進中は、ディスクロータ２は図２で時計回りに回転している。そして、この前進中における制動に際してピストンが前進することにより、インナパッド３がディスクロータ２に押圧されるとともにその反力によりキャリパ５ひいてはその爪部２５が後退してアウタパッド４がディスクロータ２に押圧される。すると、インナ、アウタパッド３，４とディスクロータ２との間の摩擦抵抗により、インナ、アウタパッド３，４は図１及び図２の右方向に引きずられる。さらに、ピストンが前進し、インナ、アウタパッド３，４がディスクロータ２に押圧されると、インナ、アウタパッド３，４は図１及び図２の右方向に移動し、起歪ビーム第２取付部１６側に接触後、制動トルクが発生する。
【００１６】
さらに、ピストンが前進し制動トルクが大きくなると、インナ、アウタパッド３，４は制動トルクの大きさに応じてキャリア６を変形させる。起歪ビーム第２取付部１６側では、インナ、アウタパッド３，４からの力を直接受けて比較的大きく変形する。一方、起歪ビーム第１取付部１５側も変形する。この起歪ビーム第１取付部１５側の変形は、起歪ビーム第２取付部１６側の変形に伴ってアウタビーム１３を通じて加わる引張り力（図１及び図２の右方向の力）が主な要因として発生し、その大きさは起歪ビーム第２取付部１６側の変形量に比して小さい。このように起歪ビーム第１取付部１５及び起歪ビーム第２取付部１６間で生じる変形量に差があることにより、起歪ビーム１８は変形する。そして、歪センサ２２は、起歪ビーム１８の変形量を検出する。ここで、制動トルクと起歪ビーム１８の変形量は、ほぼ比例する関係にあることから、歪センサ２２が検出する値（起歪ビーム１８の変形量）から、制動トルクを求めることができる。そして、このように求められた制動トルクを用いて、ピストンの前進（または後退）量などを調整し、所望の制動トルクを発揮させるようにする。
【００１７】
この第１実施の形態では、制動に伴う制動トルクでキャリア６が変形しこれに応じてディスクロータ２の外周面上の部分に設けた起歪ビーム１８が変形してその変形量を歪センサ２２が検出する。上述したようにディスクロータ２の外周面上の部分に設けた起歪ビーム１８の変形量（ひいては第１、第２パッド支持部７，８間の相対変位量）を、起歪ビーム１８上に設けた歪センサ２２が検出するので、その検出値ひいては当該検出値に基づいて得られる制動トルクには、非接線方向歪み成分がほとんど含まれない。このため、制動トルクを精度良いものにすることができる。すなわち、前記特許文献１又は特許文献２に示されるディスクブレーキでは、歪みゲージ（歪センサ）が非接線方向歪み成分も検出してしまい、正確な制動トルクを実測し難いものであったが、本第１実施の形態によれば、このような問題点を惹起することがない。
【００１８】
この第１実施の形態では、アウタビーム１３とは別個に設けた起歪ビーム１８に歪センサ２２を取付けて第１、第２パッド支持部７，８間の相対変位量ひいては制動トルクを検出する。このため、制動トルクを検出する上で、アウタビーム１３によるキャリア６の剛性向上を損ねることがない。すなわち、特許文献２に示されるディスクブレーキでは、歪センサによる歪み検出を行うためにアウタビームのコーナー部に穴を設けており、アウタビームひいてはキャリアの剛性（強度）が低下したものになっているが、本第１実施の形態のディスクブレーキ１では、アウタビーム１３の強度を低下させず制動トルクを検出できる。
【００１９】
また、歪センサ２２は、キャリパ５に対し起歪ビーム１８の反対側に配置されている。このため、歪センサ２２は、インナ、アウタパッド３，４とディスクロータ２との摩擦で発生する熱の影響を受けにくく、温度変化による検出結果の差異を小さく抑えることができる。さらに、起歪ビーム１８がキャリパ５の外側に配置されることから、その分、歪センサ２２に対する前記摩擦による熱の影響を小さくすることができる。
【００２０】
一方、車両が後退している際は、インナ、アウタパッド３，４がキャリア６の起歪ビーム第１取付部１５側に接触し、以下、上述した前進時の場合と同様にして起歪ビーム１８が変形することにより、精度高い制動トルクの検出が可能となる。
【００２１】
上記第１実施の形態では、キャリア６にアウタビーム１３を設けているが、図３及び図４に示すように、起歪ビーム１８及び歪センサ２２を第１実施の形態と同様に設ける一方、アウタビーム１３を廃止してもよい（第２実施の形態）。この第２実施の形態によれば、起歪ビーム１８を設けた分、アウタビーム１３を有していない状態でのキャリア６の剛性を損ねることがなく、またアウタビーム１３で受けていた大きな荷重を起歪ビーム１８で受けることになるため、歪量が多くなり、検出精度が向上する。
【００２２】
次に、本発明の第３実施の形態のディスクブレーキを図５に基づいて説明する。この第３実施の形態のディスクブレーキは、前記第１実施の形態のディスクブレーキ１に比して、起歪ビーム１８の取付け方が主に異なっている。図５において、起歪ビーム第１、第２取付部１５，１６には、穴３０が形成されており、この穴３０に起歪ビーム１８の両端が支持ピン３１を介して回動可能に挿入されている。
【００２３】
この第３実施の形態では、起歪ビーム１８が回転支持されていることから、起歪ビーム１８はディスクロータ２の接線方向の変形のみを発生する（すなわち、起歪ビーム１８は長手方向にのみ歪む）。ここで、このように起歪ビーム１８が長手方向にのみ歪むことについて、図１を参照して以下に説明する。まず、モーメントの影響による各部材の傾きについて説明する。ディスクロータ２が図１矢印方向に回転している際に制動作動がなされると、キャリパ本体２３にアーム側を支点としてモーメントが発生し、キャリパ本体２３は図１反時計方向にわずかに傾く。また、キャリア６をナックルアーム９に固定する位置（取付部１０）が制動力発生点からオフセットしているため、キャリア６は図１右方向（図１矢印方向）に傾く。このため、キャリア６の第１、第２パッド支持部７，８はスライドピン２７が挿入される側（図１上側）を支点として図１右方向（図１矢印方向）に傾く。そして、第１実施の形態の起歪ビーム１８は、基本的に剛性部材ではない（なお、第３実施の形態の起歪ビーム１８も同様に剛性部材ではない）ことから、第１実施の形態のように第１、第２パッド支持部７，８に固定支持されていると、ディスクロータ中心面上にあるにもかかわらず、前記非接線方向成分を含むモーメントの影響をわずかであるが受けて、ねじれてしまう。
【００２４】
これに対して、この第３実施の形態では、起歪ビーム１８が回転支持されていることから、第１実施の形態の場合に比して、非接線方向成分を含むモーメントの影響がさらに少なくなりねじれが無いとみなしてよい状態となる。この結果、上述したように起歪ビーム１８は長手方向にのみ歪むことになる。
【００２５】
そして、この第３実施の形態では、上述したように起歪ビーム１８上に設けた歪センサ２２の検出値ひいては当該検出値に基づいて得られる制動トルクには、非接線方向歪み成分が含まれない（すなわち、非接線方向成分を含むモーメントの影響を受けない状態となる。）ため、検出される制動トルクをより精度良いものにすることができる。なお、起歪ビーム１８が長手方向にのみ歪むことについては、起歪ビーム１８ひいてはその中央部分（起歪部）の断面が長方形であることが大きく寄与している。
【００２６】
次に、本発明の第４実施の形態のディスクブレーキを図６に基づいて説明する。この第４実施の形態のディスクブレーキは、前記第１実施の形態のディスクブレーキ１に比して、歪センサ２２の取付位置が異なっている。この第４実施の形態では、歪センサ２２を、起歪ビーム１８（起歪ビーム本体２０）の中央部分におけるシリンダ２１（図２参照）側部分（図６下側部分）に取り付けている。この第４実施の形態では、起歪ビーム１８のシリンダ２１側部分（図６下側部分）に歪センサ２２を取り付けているので、起歪ビーム１８が跳ね石などの飛散物を受け、前記飛散物が歪センサ２２に当接することが抑制される。このため、歪センサ２２の損傷が起こりにくくなり信頼性が向上する。
【００２７】
次に、本発明の第５実施の形態のディスクブレーキを図７及び図８に基づいて説明する。この第５実施の形態のディスクブレーキ１は、前記第１実施の形態のディスクブレーキ１に比して、キャリパブリッジ部２４の内側に起歪ビーム１８を通すように構成したこと、及び第４実施の形態と同様に歪センサ２２を起歪ビーム１８（起歪ビーム本体２０）の中央部分におけるシリンダ２１側部分に取り付けていることが主に異なっている。この場合、起歪ビーム基端部１９ひいては起歪ビーム１８は、高さ寸法が前記第１実施の形態の起歪ビーム１８に比して小さく設定されている。
【００２８】
この第５実施の形態では、跳ね石などの飛散物が起歪ビーム１８及び歪センサ２２に当接することが抑制され、起歪ビーム１８及び歪センサ２２の損傷が起こりにくくなり信頼性が向上する。また、前記第１実施の形態に比して、キャリパブリッジ部２４上の部分に起歪ビーム１８による突出部分がなくなるので、その分、小型化を図ることができる。
なお、起歪ビーム１８は第１、第２パッド支持部の相対変位により変形するものであれば、中央部分に向かって細くして起歪部を形成する必要はない。また、起歪ビーム１８は略左右対称形状でなくても良い（すなわち、左右非対称形状であっても良い）。さらに、起歪ビーム１８は断面が長方形でなくても良く、三角形、五角形などの多角形、若しくは円形、楕円形としても良い。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、一対のパッド支持部の相対変位を検出する変位検出手段を備え、該変位検出手段をディスクロータの外周面上の部分に設けたので、変位検出手段が検出する一対のパッド支持部の相対変位量には、取付部がディスクロータ中心面と異なる面上にあることから生じるモーメント（非接線方向成分を含むモーメント）によって発生する歪み成分（非接線方向歪み成分）がほとんど含まれない。このため、制動トルクを精度良いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態のディスクブレーキを模式的に示す平面図である。
【図２】図１のディスクブレーキを模式的に示す正面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態のディスクブレーキを模式的に示す平面図である。
【図４】図３のディスクブレーキを模式的に示す正面図である。
【図５】本発明の第３実施の形態に係る起歪ビーム及びその取付部を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施の形態に係る起歪ビームに対する歪センサの取付位置を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第５実施の形態のディスクブレーキを示す平面図である。
【図８】図７のディスクブレーキを示す正面図である。
【符号の説明】
１　　　ディスクブレーキ
２　　　ディスクロータ
６　　　キャリア
７，８　第１、第２パッド支持部（一対のパッド支持部）
１０　　取付部
１８　　起歪ビーム（変位検出手段）
２２歪センサ（変位検出手段）
【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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