(57)【要約】【課題】  フリクションの影響を最小限に抑えて回転部材のトルクを精密に検出できるようにする。【解決手段】  ディスクブレーキ装置Ｂは車軸である回転軸３１に固定したブレーキディスク３２と、ブラケットのような固定部３３に支持したブレーキキャリパ３６と、ブレーキキャリパ３６をブレーキディスク３２に結合する摩擦係合部材４０とを備える。ブレーキキャリパ３６は第１、第２ボルト３４，３５で固定部３３に支持されており、第１ボルト３４にボールベアリング３８を介してブレーキキャリパ３６を枢支するとともに、ブレーキキャリパ３６に設けた荷重センサ３９を第２ボルト３５に当接させる。ブレーキキャリパ３６をボールベアリング３８を介して支持したので、フリクションの影響を軽減してブレーキキャリパ３６に作用する制動トルクの検出精度を高めることができる。【選択図】        図３
2005069849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線（Ｌ）まわりに回転可能に支持された回転部材（１５，３６，４８）のトルクを、前記回転軸線（Ｌ）から離間した位置に配置した荷重センサ（２４ａ，２４ｂ，３９，５５ａ，５５ｂ）で検出した回転部材（１５，３６，４８）の荷重に基づいて検出するトルク検出装置において、
前記回転部材（１５，３６，４８）を転がり軸受け（１４，３８，４９）を介して支持したことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記トルク検出装置は、回転軸（１１，３１）に固定したブレーキディスク（１２，３２）と、固定部（１３，３３）に固定したブレーキキャリパ（１５，３６）と、ブレーキキャリパ（１５，３６）をブレーキディスク（１２，３２）に結合する摩擦係合部材（１９ａ，１９ｂ，４０）とを備えたディスクブレーキ装置（Ｂ）の制動トルクを検出するものであり、前記回転部材はブレーキキャリパ（１５，３６）であることを特徴とする、請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】
ブレーキキャリパ（３６）は第１、第２ボルト（３４，３５）で固定部（３３）に支持されており、第１ボルト（３４）は前記回転軸線（Ｌ）を構成し、ブレーキキャリパ（３６）に設けた荷重センサ（３９）を第２ボルト（３５）に当接させたことを特徴とする、請求項２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
前記トルク検出装置は、第１軸（４１）に接続されたサンギヤ（４３）と、第２軸（４２）に接続されたプラネタリキャリヤ（４５）と、サンギヤ（４３）およびプラネタリキャリヤ（４５）にピニオン（４７）を介して連動するリングギヤ（４４）と、リングギヤ（４４）を回転不能に拘束するクラッチ機構（５１）とを備えたプラネタリギヤ機構（Ｐ）のリングギヤ拘束トルクを検出するものであり、前記回転部材はリングギヤ（４４）にクラッチ機構（５１）を介して結合されるリング部材（４８）であることを特徴とする、請求項１に記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸線まわりに回転可能に支持された回転部材のトルクを、前記回転軸線から離間した位置に配置した荷重センサで検出した回転部材の荷重に基づいて検出するトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸線まわりに回転する回転部材から径方向外側に延びるアームの先端を荷重センサに当接させ、荷重センサで検出した荷重と、回転軸線から荷重センサまでのアーム長とに基づいて前記回転部材に作用するトルクを検出するものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開平１１−２４８５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、回転部材を支持する支持部にフリクションが作用すると、回転部材のトルクを検出する際に前記フリクションの影響で荷重センサの出力が減少してしまい、そのために回転部材のトルクが実際よりも小さく検出されてしまう問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、フリクションの影響を最小限に抑えて回転部材のトルクを精密に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転軸線まわりに回転可能に支持された回転部材のトルクを、前記回転軸線から離間した位置に配置した荷重センサで検出した回転部材の荷重に基づいて検出するトルク検出装置において、前記回転部材を転がり軸受けを介して支持したことを特徴とするトルク検出装置が提案される。  また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記トルク検出装置は、回転軸に固定したブレーキディスクと、固定部に固定したブレーキキャリパと、ブレーキキャリパをブレーキディスクに結合する摩擦係合部材とを備えたディスクブレーキ装置の制動トルクを検出するものであり、前記回転部材はブレーキキャリパであることを特徴とするトルク検出装置が提案される。
【０００６】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、ブレーキキャリパは第１、第２ボルトで固定部に支持されており、第１ボルトは前記回転軸線を構成し、ブレーキキャリパに設けた荷重センサを第２ボルトに当接させたことを特徴とするトルク検出装置が提案される。
【０００７】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記トルク検出装置は、第１軸に接続されたサンギヤと、第２軸に接続されたプラネタリキャリヤと、サンギヤおよびプラネタリキャリヤにピニオンを介して連動するリングギヤと、リングギヤを回転不能に拘束するクラッチ機構とを備えたプラネタリギヤ機構のリングギヤ拘束トルクを検出するものであり、前記回転部材はリングギヤにクラッチ機構を介して結合されるリング部材であることを特徴とするトルク検出装置が提案される。
【０００８】
尚、実施例のローラベアリング１４，４９およびボールベアリング３８は本発明の転がり軸受けに対応し、実施例のブレーキキャリパ１５および３６およびリング部材４８は本発明の回転部材に対応し、実施例のブレーキパッド１９ａ，１９ｂは本発明の摩擦係合部材に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の構成によれば、回転軸線から離間した位置に配置した荷重センサで検出した荷重に基づいて回転部材のトルクを検出する際に、フリクションの小さい転がり軸受けを介して回転部材を支持したので、フリクションの影響により前記荷重が小さめに誤検出される不具合を解消してトルクの検出精度を高めることができる。
【００１０】
請求項２の構成によれば、回転軸に固定したブレーキディスクと、固定部に固定したブレーキキャリパと、ブレーキキャリパをブレーキディスクに結合する摩擦係合部材とを備えた制動装置に本発明を適用することで、制動時にブレーキキャリパに作用する制動トルクを精度良く検出することができる。
【００１１】
請求項３の構成によれば、ブレーキキャリパを固定部に支持する第１、第２ボルトのうちの第１ボルトを回転軸線とし、かつブレーキキャリパに設けた荷重センサを第２ボルトに当接させたので、第１、第２ボルトを有効に利用してブレーキキャリパに作用する制動トルクを精度良く検出することができる。
【００１２】
請求項４の構成によれば、第１軸に接続されたサンギヤと、第２軸に接続されたプラネタリキャリヤと、サンギヤおよびプラネタリキャリヤにピニオンを介して連動するリングギヤと、リングギヤを回転不能に拘束するクラッチ機構とを備えたプラネタリギヤ機構に本発明を適用したので、クラッチ機構を作動させて第１、第２軸間の変速比を制御する際にクラッチ機構のリングギヤ拘束トルクを精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１および図２は本発明の第１実施例を示すもので、図１はディスクブレーキ装置の正面図（図２の１−１線断面図）、図２は図１の２−２線断面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、左右両方向に回転する回転軸１１を制動するディスクブレーキ装置Ｂは、回転軸１１に結合されたブレーキディスク１２と、固定部１３にローラベアリング１４を介して回転自在に支持されたブレーキキャリパ１５とを備える。ブレーキキャリパ１５はブレーキディスク１２を挟む第１キャリパ半体１６および第２キャリパ半体１７をボルト１８…で結合してなり、第１キャリパ半体１６の内周面に形成したスプライン部１６ａに、ブレーキディスク１２に当接可能なブレーキパッド１９ａ，１９ｂを備えた２枚の円板状のバックプレート２０ａ，２０ｂが回転軸線Ｌ方向に移動可能に支持される。ブレーキキャリパ１５は、固定部１３に対して図示せぬ支持手段で回転軸線Ｌ方向に移動可能に支持される。
【００１６】
第２キャリパ半体１７に形成された２個のシリンダ２１，２１にそれぞれピストン２２，２２が摺動自在に嵌合しており、その背面に形成された油室２３，２３が図示せぬ油圧供給源に接続される。第１キャリパ半体１６から径方向外側に延びるアーム１６ｂの両面が、固定部１３に固定された一対の荷重センサ２４ａ，２４ｂの対向面に当接する。
【００１７】
しかして、第２キャリパ半体１７の油室２３，２３にブレーキ油圧が作用しないとき、一対のブレーキパッド１９ａ，１９ｂはブレーキディスク１２から離間しており、回転軸１１に制動力は作用しない。回転軸１１を制動すべく第２キャリパ半体１７の油室２３，２３にブレーキ油圧を作用させると、ピストン２２，２２が前進して一方のバックプレート２０ａを押圧し、その反作用でブレーキキャリパ１５がピストン２２，２２側に移動することで、一対のブレーキパッド１９ａ，１９ｂがブレーキディスク１２の両面に当接して回転軸１１を制動する。
【００１８】
このとき、ブレーキディスク１２の回転に引きずられてブレーキキャリパ１５が回転軸線Ｌまわりに回転しようとする。例えば、ブレーキキャリパ１５に図１の矢印ｒ方向の制動トルクが作用すると、アーム１６ｂが一方の荷重センサ２４ａを圧縮することにより、その荷重Ｆを検出する。従って、回転軸線Ｌから荷重センサ２４ａまでの距離をＡとすると、制動トルクＴはＴ＝Ｆ×Ａで算出される。逆にブレーキキャリパ１５に図１の矢印ｒ′方向の制動トルクが作用すると、アーム１６ｂが他方の荷重センサ２４ｂを圧縮することにより、その荷重Ｆを検出する。従って、回転軸線Ｌから荷重センサ２４ｂまでの距離をＡとすると、制動トルクＴはＴ＝Ｆ×Ａで算出される。
【００１９】
このとき、ブレーキキャリパ１５と固定部１３との間にフリクションが作用すると、荷重センサ２４ａ，２４ｂで検出される荷重は前記Ｆよりも小さくなるため、制動トルクＴは実際よりも小さく検出されることになる。しかしながら、本実施例ではブレーキキャリパ１５が、フリクションがきわめて小さいローラベアリング１４を介して固定部１３に支持されているため、フリクションの影響を最小限に抑えて制動トルクの検出精度を高めることができる。
【００２０】
次に、図３に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００２１】
図３は車両用のディスクブレーキ装置Ｂを示すもので、車軸を構成する回転軸３１に固定されたブレーキディスク３２を制動すべくブラケット等の固定部３３に第１、第２ボルト３４，３５でブレーキキャリパ３６が支持されており、ブレーキキャリパ３６には油圧で前進してブレーキパッドおよびバックプレートよりなる摩擦係合部材４０，４０を駆動する２個のピストン３７，３７が設けられる。ブレーキキャリパ３６は第１ボルト３５の回転軸線Ｌの周囲にボールベアリング３８を介して回転可能に支持されており、また第２ボルト３５はブレーキキャリパ３６に形成された長孔３６ａを緩く貫通し、ブレーキキャリパ３５に設けた荷重センサ３９に当接する。
【００２２】
しかして、油圧でピストン３７，３７を前進させて摩擦係合部材４０，４０をブレーキディスク３２に押し付けて回転軸３１を制動すると、矢印ｒ方向に回転するブレーキディスク３２に引きずられてブレーキキャリパ３６に荷重ｆが作用する。この荷重ｆによってブレーキキャリパ３６は第１ボルト３４まわりに矢印Ｒ方向に回転しようとするため、第２ボルト３５に当接する荷重センサ３９が該第２ボルト３５から反力荷重Ｆを受けることになる。従って第１、第２ボルト３４，３５間の距離をＡとすると、ブレーキキャリパ３６が受ける制動トルクＴはＴ＝Ｆ×Ａで与えられる。
【００２３】
この場合も、ブレーキキャリパ３６が第１ボルト３４まわりにフリクションの小さいボールベアリング３８で支持されているので、前記フリクションの影響を最小限に抑えてブレーキキャリパ３６が受ける制動トルクを精度良く検出することができる。しかもブレーキキャリパ３６を固定部３３に支持する第１、第２ボルト３４，３５のうちの第１ボルト３４を回転軸線Ｌとし、ブレーキキャリパ３６に設けた荷重センサ３９を第２ボルト３５に当接させたので、第１、第２ボルト３４，３５を有効に利用して制動トルクを精度良く検出することができる。
【００２４】
次に、図４および図５に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００２５】
図４および図５は、回転軸線Ｌ上に同軸に配置された第１軸４１および第２軸４２間の変速比を任意に制御するプラネタリギヤ機構Ｐを示すものである。プラネタリギヤ機構Ｐはサンギヤ４３と、リングギヤ４４と、プラネタリキャリヤ４５と、プラネタリキャリヤ４５にピニオンシャフト４６…を介して支持されてサンギヤ４３およびリングギヤ４４に噛合するピニオン４７…とを備えており、前記第１軸４１がサンギヤ４３に固定され、前記第２軸４２がプラネタリキャリヤ４５に固定される。
【００２６】
リングギヤ４４の外周を取り囲むように配置されたリング部材４８はローラベアリング４９を介してハウジング５０に回転自在に支持されており、リングギヤ４４とリング部材４８との間にクラッチ機構５１が設けられる。クラッチ機構５１は、リングギヤ４４の外周に形成したスプライン部４４ａに嵌合する第１摩擦係合部材５２…と、リング部材４８の内周に形成したスプライン部４８ａに嵌合する第２摩擦係合部材５３…と、図示せぬ駆動源に接続されて第１、第２摩擦係合部材５２…，５３…を相互に密着させるクラッチピストン５４とを備える。
【００２７】
リング部材４８の外周から径方向外側に突出するアーム４８ｂの両面に一対の荷重センサ５５ａ，５５ｂが固定されており、一方の荷重センサ５５ａはハウジング５０の受け面５０ａに当接し、他方の荷重センサ５５ｂはハウジング５０に螺合するボルト５６に設けた荷重支持部材５７の受け面５７ａに当接する。
【００２８】
しかして、クラッチ機構５１のクラッチピストン５４を駆動して第１、第２摩擦係合部材５２…，５３…を相互に当接させることでリングギヤ４４をリング部材４８に結合して回転不能に拘束すると、第１軸４１に入力された回転はサンギヤ４３、ピニオン４７…およびプラネタリキャリヤ４５を介して所定の減速比で減速された状態で、プラネタリキャリヤ４５と一体の第２軸４２に出力される。逆に第２軸４２に入力された回転は、所定の増速比で増速されて第１軸４１から出力される。
【００２９】
このとき、クラッチ機構５１の締結トルクを調整してリング部材４８に対してリングギヤ４４をスリップさせると、そのスリップ量に応じて第１、第２軸４１，４２間の減速比あるいは増速比を無段階に制御することができる。
【００３０】
さて、クラッチ機構５１が締結トルクを発生しているとき、その締結トルクに引きずられてリング部材４８が回転しようとすると、そのアーム４８ｂの回転方向に応じて一方の荷重センサ５５ａ，５５ｂを荷重Ｆで圧縮することで、回転軸線Ｌからの距離Ａと荷重Ｆとの積であるＦ×Ａとしてクラッチ機構５１の締結トルクＴが検出される。この場合も、リング部材４８が、フリクションが小さいローラベアリング４９でハウジング５０に支持されているので、前記フリクションの影響を最小限に抑えてリング部材４８が受ける締結トルクを精度良く検出することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、実施例ではディスクブレーキ装置Ｂおよびプラネタリギヤ機構Ｐを例示したが、本発明は他の任意の装置の回転部材のトルク検出に適用することができる。
【００３３】
また第３実施例ではアーム４８ｂの両側に荷重センサ５５ａ，５５ｂを設けているが、アーム４８ｂの片側だけに荷重センサを設けても良い。この場合、アーム４８ｂと荷重センサとを結合し、アーム４８ｂから荷重センサに圧縮荷重および引張荷重の両方を伝達する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施例に係るディスクブレーキ装置の正面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】第２実施例に係るディスクブレーキ装置の正面図
【図４】第３実施例に係るプラネタリギヤ機構の正面図（図５の４−４線断面図）
【図５】図４の５−５線断面図
【符号の説明】
【００３５】
Ｂ          ディスクブレーキ装置
Ｌ          回転軸線
Ｐ          プラネタリギヤ機構
１１        回転軸
１２        ブレーキディスク
１３        固定部
１４        ローラベアリング（転がり軸受け）
１５        ブレーキキャリパ（回転部材）
１９ａ，１９ｂ          ブレーキパッド（摩擦係合部材）
２４ａ，２４ｂ        荷重センサ
３１        回転軸
３２        ブレーキディスク
３３        固定部
３４        第１ボルト
３５        第２ボルト
３６        ブレーキキャリパ（回転部材）
３８        ボールベアリング（転がり軸受け）
３９        荷重センサ
４０        摩擦係合部材
４１        第１軸
４２        第２軸
４３        サンギヤ
４４        リングギヤ
４５        プラネタリキャリヤ
４７        ピニオン
４８        リング部材（回転部材）
４９        ローラベアリング（転がり軸受け）
５１        クラッチ機構
５５ａ，５５ｂ        荷重センサ
【図１】
2005069849.tif 000003
【図２】
2005069849.tif 000004
【図３】
2005069849.tif 000005
【図４】
2005069849.tif 000006
【図５】
2005069849.tif 000007