特許 7625906 車両用制動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-27

(45)【発行日】2025-02-04

(54)【発明の名称】車両用制動装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 66/00 20060101AFI20250128BHJP

   F16D 51/50 20060101ALI20250128BHJP

   F16D 65/22 20060101ALI20250128BHJP

   B60T 13/74 20060101ALI20250128BHJP

   F16D 121/24 20120101ALN20250128BHJP

   F16D 125/06 20120101ALN20250128BHJP

   F16D 125/40 20120101ALN20250128BHJP

【ＦＩ】

F16D66/00 Z

F16D51/50

F16D65/22

B60T13/74 G

F16D121:24

F16D125:06 Z

F16D125:40

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021038711

(22)【出願日】2021-03-10

(65)【公開番号】P2022138691

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2024-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂口 康平

【審査官】久米 伸一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０９２０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６７９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７６０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０７７２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０３８３３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ６６／００

Ｆ１６Ｄ ５１／５０

Ｆ１６Ｄ ６５／２２

Ｂ６０Ｔ １３／７４

Ｆ１６Ｄ １２１／２４

Ｆ１６Ｄ １２５／０６

Ｆ１６Ｄ １２５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪と共に回転するブレーキ回転体と、
制動時に前記ブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、
前記摩擦部材の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部と、
直動変換部を収容し前記トルク受け部に固定される固定部、及び前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる可動部を有する駆動装置と、
前記固定部に設置され、前記固定部に加わる力を検出する一つの荷重センサと、
前記一つの前記荷重センサの検出値に基づき前記制動力を算出する算出部と、
を備え、
前記摩擦部材は、第１摩擦部材及び第２摩擦部材を備え、
前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とは、前記トルク受け部に対して変位可能であるアジャスタによって接続されている、車両用制動装置。

【請求項2】

車輪と共に回転するブレーキ回転体と、
制動時に前記ブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、
前記摩擦部材の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部と、
直動変換部を収容し前記トルク受け部に固定される固定部、及び前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる可動部を有する駆動装置と、
前記固定部に設置され、前記固定部に加わる力を検出する一つの荷重センサと、
前記一つの前記荷重センサの検出値に基づき前記制動力を算出する算出部と、
を備え、
前記固定部は、前記トルク受け部の貫通孔に挿通されて前記トルク受け部に固定されており、
前記荷重センサは、前記トルク受け部の前記貫通孔内において、前記トルク受け部と前記固定部とに挟まれて配置され、固定部材で前記固定部に固定されており、
前記摩擦部材は、第１摩擦部材及び第２摩擦部材を備え、
前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とは、前記トルク受け部に対して変位可能であるアジャスタによって接続されている、車両用制動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用制動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用制動装置として、例えば特開２００２－６７９１４号公報に記載のようにドラムブレーキを用いたものが知られている。この車両用制動装置では、制動力を算出するために、アンカ本体に荷重センサが設けられている。この構成によれば、ブレーキシューとアンカ本体との間の当接荷重を検出することで、精度良く実際の制動力を算出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－６７９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記車両用制動装置では、構成上、アンカ本体がホイール内の下部に配置されている。したがって、アンカ本体に設置される荷重センサもホイール内の下部に配置される。この配置では、荷重センサの配線は、ホイールを縦断するように配策しなければならず、ハブ、ブレーキシュー、及びアーム等の可動部品の間を通過する配線の取り回しが煩雑になりやすい。

【0005】

本発明の目的は、制動力の検出精度を低下させることなく、配線の煩雑化を抑制することができる車両用制動装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の車両用制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体と、制動時に前記ブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、前記摩擦部材の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部と、直動変換部を収容し前記トルク受け部に固定される固定部、及び前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる可動部を有する駆動装置と、前記固定部に設置され、前記固定部に加わる力を検出する一つの荷重センサと、前記一つの前記荷重センサの検出値に基づき前記制動力を算出する算出部と、を備え、前記摩擦部材は、第１摩擦部材及び第２摩擦部材を備え、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とは、前記トルク受け部に対して変位可能であるアジャスタによって接続されている。
また、本発明の車両用制動装置は、車輪と共に回転するブレーキ回転体と、制動時に前記ブレーキ回転体に押し当てられる摩擦部材と、前記摩擦部材の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部と、直動変換部を収容し前記トルク受け部に固定される固定部、及び前記摩擦部材を駆動させて前記ブレーキ回転体に押し当てる可動部を有する駆動装置と、前記固定部に設置され、前記固定部に加わる力を検出する一つの荷重センサと、前記一つの前記荷重センサの検出値に基づき前記制動力を算出する算出部と、を備え、前記固定部は、前記トルク受け部の貫通孔に挿通されて前記トルク受け部に固定されており、前記荷重センサは、前記トルク受け部の前記貫通孔内において、前記トルク受け部と前記固定部とに挟まれて配置され、固定部材で前記固定部に固定されており、前記摩擦部材は、第１摩擦部材及び第２摩擦部材を備え、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とは、前記トルク受け部に対して変位可能であるアジャスタによって接続されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、荷重センサは、駆動装置のうち、トルク受け部に固定される固定部に配置される。このため、トルク受け部が受ける荷重を精度良く検出することができる。当該荷重と実際の制動力とは高い精度で対応しているため、実際の制動力を精度良く算出することができる。また、荷重センサは、一般に車輪（ホイール）内の上部に設置される駆動装置に設けられるため、配線の煩雑化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の車両用制動装置の構成図（車両左側から見た断面図）である。

【図2】第１実施形態の車両用制動装置の構成図（車両上方から見た断面図）である。

【図3】第２実施形態の車両用制動装置の構成図（車両上方から見た断面図）である。

【図4】第３実施形態の車両用制動装置の構成図（車両左側から見た断面図）である。

【図5】第３実施形態の車両用制動装置の構成図（車両上方から見た断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。以下の説明において、車両前方を前方と称し、車両後方を後方と称する。

【0010】

＜第１実施形態＞
第１実施形態の車両用制動装置１は、図１及び図２に示すように、デュオサーボタイプのドラムブレーキであって、回転ドラム（「ブレーキ回転体」に相当する）２と、第１ブレーキシュー（「第１摩擦部材」に相当する）３１と、第２ブレーキシュー（「第２摩擦部材」に相当する）３２と、アジャスタ３３と、トルク受け部を構成するバックプレート４と、駆動装置５と、荷重センサ６と、ブレーキＥＣＵ７と、を備えている。

【0011】

回転ドラム２は、車輪と共に回転する部材である。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、制動時に回転ドラム２に押し当てられる摩擦部材である。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、それぞれ外周側にライニング３０を備える凸弧状の部材である。第１ブレーキシュー３１は、相対的に前方に配置されたリーディングシューである。第２ブレーキシュー３２は、相対的に後方に配置されたトレーリングシューである。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、円弧状に配置されている。

【0012】

第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、シューホールドピン（図示略）により、互いに拡開可能にバックプレート４に設けられている。第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２は、リターンスプリング（図示略）で接続されており、力が加わってないときに初期位置に戻るように構成されている。

【0013】

アジャスタ３３は、一端から他端に力を伝達する部材であって、長さを調整可能な棒状部材である。アジャスタ３３は、シューアジャスタやフローティングサポートとも呼ばれる。アジャスタ３３の一端（前端）は第１ブレーキシュー３１の下端部に固定され、アジャスタ３３の他端（後端）は第２ブレーキシュー３２の下端部に固定されている。アジャスタ３３は、バックプレート４に当接しておらず、バックプレート４に対して移動可能である。このように、第１ブレーキシュー３１と第２ブレーキシュー３２とは、バックプレート４に対して変位可能であるアジャスタ３３によって接続されている。

【0014】

バックプレート４は、車輪を回転可能に支持している車体部材（図示略）に固定されている。バックプレート４は、第１ブレーキシュー３１及び第２ブレーキシュー３２の回転を阻止することにより、車輪に制動力を付与するトルク受け部として機能する。バックプレート４には、駆動装置５が固定されている。

【0015】

駆動装置５は、第１ブレーキシュー３１を駆動させるアクチュエータである。第１実施形態の駆動装置５は、電気モータ５５で第１ピストン５２を駆動させる電動メカニカルブレーキ（ＥＭＢ）を構成している。駆動装置５は、第１ブレーキシュー３１の上端部と第２ブレーキシュー３２の上端部との間に配置されている。駆動装置５は、固定部５１と、第１ピストン（「可動部」に相当する）５２と、第２ピストン５３と、直動変換部５４と、電気モータ５５と、第１ストッパ５６１と、第２ストッパ５６２と、を備えている。

【0016】

固定部５１は、駆動装置５のうちバックプレート４に固定されている部分である。固定部５１は、駆動装置５のハウジングともいえる。より詳細に、固定部５１は、第１シリンダ部５１１と、第２シリンダ部５１２と、収容部５１３と、を備えている。第１シリンダ部５１１は、固定部５１の車両前方部分を構成し、第１ブレーキシュー３１に対向するように配置されている。第１シリンダ部５１１は、車両前方に開口する有底筒状に形成されている。第１シリンダ部５１１の底部には、直動変換部５４のねじ軸５４１が挿通される貫通孔５１１ａが形成されている。

【0017】

第２シリンダ部５１２は、固定部５１の車両後方部分を構成し、第２ブレーキシュー３２に対向するように配置されている。第２シリンダ部５１２は、車両後方に開口する筒状に形成されている。第２シリンダ部５１２は、第１シリンダ部５１１と同軸的に配置されている。つまり、第１シリンダ部５１１の中心軸と第２シリンダ部５１２の中心軸とは、同一直線上に位置する。

【0018】

収容部５１３は、直動変換部５４及び荷重センサ６を収容する部分であって、第１シリンダ部５１１と第２シリンダ部５１２との間に位置している。収容部５１３は、バックプレート４よりも車両外側に位置する第１シリンダ部５１１及び第２シリンダ部５１２と、バックプレート４よりも車両内側に位置する電気モータ５５とを接続するように、車両左右方向に延びている。収容部５１３は、バックプレート４の貫通孔４０に挿通され、バックプレート４に固定されている。固定部５１が受けたトルクは、バックプレート４のうち貫通孔４０を形成する部分が受ける。なお、固定部５１が受けたトルクは、固定部５１とバックプレート４を締結する締結部が受けてもよい。

【0019】

第１ピストン５２は、第１ブレーキシュー３１を駆動させて回転ドラム２に押し当てる可動部を構成している。第１ピストン５２は、第１ブレーキシュー３１の上端部に対向配置されている。第１ピストン５２は、第１シリンダ部５１１内に配置されたナット部材である。第１ピストン５２は、第１シリンダ部５１１に対して前後方向に移動可能で且つ回転不能に配置されている。つまり、第１ピストン５２及び第１シリンダ部５１１には、第１ピストン５２が第１シリンダ部５１１に対して軸回りに回転しないように、図示略の回転止め機構（例えばレール溝とレールとの係合）が形成されている。

【0020】

第１ピストン５２は、直動変換部５４のねじ軸５４１に螺合し、ねじ軸５４１の回転に応じて前後に移動する。つまり、ねじ軸５４１が正回転すると第１ピストン５２が前方（第１ブレーキシュー３１側）に移動し、ねじ軸５４１が逆回転すると第１ピストン５２が後方に移動する。

【0021】

第２ピストン５３は、第２シリンダ部５１２内に前後方向に移動可能に配置されたピストン部材である。第２ピストン５３は、第２ブレーキシュー３２の上端部に対向配置されている。

【0022】

直動変換部５４は、電気モータ５５の出力軸５５１の回転運動を第１ピストン５２の直線運動に変換する機構である。直動変換部５４は、出力軸５５１から減速機を介してねじ軸５４１に動力を伝達するように構成されている。第１ピストン５２は、直動変換部５４の一部を構成しているといえる。

【0023】

電気モータ５５は、駆動装置５の駆動源であって、ブレーキＥＣＵ７により制御される。電気モータ５５の駆動力は、出力軸５５１及び直動変換部５４を介して第１ピストン５２に伝達される。

【0024】

第１ストッパ５６１及び第２ストッパ５６２は、固定部５１とは別体であって、固定部５１に対して前後方向に係合する部分である。第１ストッパ５６１は、板状部材であって、その前面が収容部５１３内に形成された突起（内壁部）５１ａに当接している。第１ストッパ５６１の前方への移動は、突起５１ａにより規制される。

【0025】

第２ストッパ５６２は、板状部材であって、第１ストッパ５６１の後方に配置されている。第２ストッパ５６２の後面は、収容部５１３内に形成された突起（内壁部）５１ｂに当接している。第２ストッパ５６２の後方への移動は、突起５１ｂにより規制される。第１ストッパ５６１と第２ストッパ５６２との間には、荷重センサ６が配置されている。

【0026】

荷重センサ６は、固定部５１に設置され、固定部５１に加わる力（荷重）を検出するセンサである。荷重センサ６は、例えばひずみゲージを備えている。荷重センサ６は、第１ストッパ５６１と第２ストッパ５６２とに挟まれて配置されており、第１ストッパ５６１及び第２ストッパ５６２から受ける前後方向（軸方向）の力を検出する。荷重センサ６の検出結果は、配線（図示略）を介してブレーキＥＣＵ７に送信される。第１実施形態では、荷重センサ６は駆動装置５内に配置されており、駆動装置５及び荷重センサ６が１つのユニットになっているといえる。このユニットは、車輪内における上方部分に配置されている。

【0027】

ブレーキＥＣＵ７は、プロセッサやメモリ等を備える電子制御ユニットである。ブレーキＥＣＵ７は、制動要求に応じて駆動装置５を制御する。ブレーキＥＣＵ７が制動要求に応じて電気モータ５５の出力軸５５１を正回転させると、第１ピストン５２が前進して第１ブレーキシュー３１を回転ドラム２に押し当てる。これにより、車輪及び回転ドラム２の回転に対して摩擦力（抵抗力）が発生し、制動力となる。ブレーキＥＣＵ７は、荷重センサ６の検出値に基づいて制動力を算出する算出部７１を備えている。

【0028】

（車両走行中における制動）
図１の矢印に示すように、車両走行時に制動制御が実行されると、第１ピストン５２が第１ブレーキシュー３１を押圧する力Ｆ１により、各所にＰ１、Ｒ１、Ｆｃ、Ｐ２、Ｒ２、Ｆ２が発生する（Ｆ１＜Ｆ２）。力Ｆ２は、第２ブレーキシュー３２に対する第２ピストン５３の反力であって、力Ｆ１に対して摩擦力による増加分が付加された値である。

【0029】

第１ピストン５２の押圧力Ｆ１に対する第１ブレーキシュー３１からの反力（＝Ｆ１）は、直動変換部５４、第１ストッパ５６１、荷重センサ６、及び第２ストッパ５６２を介して固定部５１及びバックプレート４が受けることができる。また、第２ブレーキシュー３２が第２ピストン５３を押圧する力（＝Ｆ２）は、第２ピストン５３、第２ストッパ５６２、荷重センサ６、及び第１ストッパ５６１を介して固定部５１及びバックプレート４が受けることができる。

【0030】

走行中の制動では、力Ｆ２が力Ｆ１よりも大きく、荷重センサ６は前方に力Ｆ２で押圧される。荷重センサ６は、この力（荷重）を検出し、ブレーキＥＣＵ７に送信する。この力は、制動力と高い精度で対応しているため、ブレーキＥＣＵ７は、実際に発生している制動力を高精度で算出することができる。

【0031】

（停車状態における制動）
車両が停車している状態で制動制御が実行されると、走行中と異なり回転ドラム２が回転していないため、回転ドラム２の回転による摩擦力が発生しない。このため、力Ｆｃ、Ｆ２は小さくなり、荷重センサ６は、後方に押圧され、第１ピストン５２が第１ブレーキシュー３１を押圧する力Ｆ１に相当する荷重（第１ブレーキシュー３１の反力）を検出する。この力（軸力）は、駆動装置５の出力に対応している。したがって、ブレーキＥＣＵ７は、停車中の荷重センサ６の検出値に基づいて、駆動装置５の出力を算出することができる。これにより、例えば、駆動装置５の出力の校正や、パーキングブレーキロック時の軸力の検出が可能となる。

【0032】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、荷重センサ６は、駆動装置５の中において、バックプレート４に固定される固定部５１に配置される。このため、バックプレート４が受ける荷重を精度良く検出することができる。当該荷重と実際の制動力とは高い精度で対応しているため、実際の制動力を精度良く算出することができる。また、荷重センサ６は、一般に車輪（ホイール）内の上部に設置される駆動装置５に設けられるため、配線の煩雑化が抑制可能となる。また、駆動装置５と荷重センサ６とのユニット化が可能となり、配線のシンプル化や組み付け作業性の向上も可能となる。

【0033】

＜第２実施形態＞
第２実施形態の車両用制動装置１Ａは、第１実施形態と比較して、主に荷重センサ６の配置位置の点で異なっている。以下、異なる点について説明する。第２実施形態の説明において第１実施形態の説明及び図面を適宜参照できる。

【0034】

図３に示すように、第２実施形態の荷重センサ６は、バックプレート４の貫通孔４０内において、バックプレート４と固定部５１（収容部５１３）とに挟まれて配置されている。固定の一例を説明すると、バックプレート４と荷重センサ６との間に固定部材６１が配置されている。前後方向に延びるピン部材６２が、固定部材６１を貫通して固定部５１の外壁に固定されている。これにより、固定部材６１が固定部５１に固定され、荷重センサ６が固定部材６１と固定部５１とに挟まれて固定される。また、左右方向に延びるピン部材６３が、固定部材６１を貫通してバックプレート４に固定される。これにより、固定部材６１がバックプレート４に固定される。

【0035】

第２実施形態では、第２ピストン５３がなく、第１ピストン５２に対向する固定部５１の後端部（第２シリンダ部５１２に相当する部分）が中実の柱状（棒状）に形成されている。この固定部５１の後端部は、第２ブレーキシュー３２に対向配置されている。

【0036】

第２実施形態では、走行中に制動制御が実行されると、第１実施形態同様、固定部５１の後端部は、第２ブレーキシュー３２から押圧力（＝Ｆ２）で押圧される。この押圧力は、固定部５１及び荷重センサ６を介してバックプレート４が受ける。この際、荷重センサ６は、固定部５１から（弾性変形により）前方への押圧力を受け、その荷重を検出する。この荷重は、第１実施形態同様、実際の制動力と高精度に対応している。ブレーキＥＣＵ７は、荷重センサ６の検出値に基づいて実際の制動力を算出することができる。

【0037】

第２実施形態によっても、車輪内の上部に位置する駆動装置５の固定部５１に荷重センサ６が配置されるため、配線の煩雑化を抑制することができる。また、駆動装置５と荷重センサ６とのユニット化が可能となる。このように第２実施形態によっても、第１実施形態同様の効果が発揮される。なお、第２実施形態の構成では、停車状態における制動時の軸力の検出は難しい。

【0038】

＜第３実施形態＞
第３実施形態の車両用制動装置１Ｂは、第１実施形態と比較して、電気モータ５５の駆動力が直動変換部５４で変換されて第２ピストン５３にも伝達される点で異なっている。以下、異なる点について説明する。第３実施形態の説明において第１実施形態の説明及び図面を適宜参照できる。

【0039】

図４及び図５に示すように、第３実施形態では、ねじ軸５４１の後方に、荷重センサ６を介して、直動変換部５４の一部であるねじ軸５４２が配置されている。ねじ軸５４２は、第２シリンダ部５１２の底面に形成された貫通孔５１２ａに挿通されている。第２シリンダ部５１２は、後方に開口した有底筒状に形成されている。ねじ軸５４１、５４２は、電気モータ５５の正回転により、第１ピストン５２が前方に移動し、且つ第２ピストン５３が後方に移動するように構成されている。

【0040】

荷重センサ６は、収容部５１３内において、ねじ軸５４１とねじ軸５４２との間に配置されている。第１ストッパ５６１は、荷重センサ６とねじ軸５４１との間に配置されている。第２ストッパ５６２は、荷重センサ６とねじ軸５４２との間に配置されている。第１実施形態同様、第１ストッパ５６１は固定部５１により前方への移動が規制され、第２ストッパ５６２は固定部５１により後方への移動が規制されている。

【0041】

第３実施形態の構成によっても、走行中の制動によって、第２ブレーキシュー３２の押圧力は、第２ピストン５３、ねじ軸５４２、第２ストッパ５６２、荷重センサ６、及び第１ストッパ５６１を介して固定部５１及びバックプレート４が受ける。この際、荷重センサ６は、第２ストッパ５６２からの前方への押圧力を検出する。この力は、実際の制動力と高精度に対応しており、ブレーキＥＣＵ７は実際の制動力を高精度に算出することができる。また、停車状態における制動力も、第１実施形態同様に算出できる。また、荷重センサ６が駆動装置５内に配置されているため、配線の煩雑化を抑制することができる。また、駆動装置５と荷重センサ６とのユニット化が可能となる。

【0042】

＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、ブレーキシューは、上記実施形態のように２つでなくてもよく、１つ（例えば環状のブレーキシュー）でもよい。また、駆動装置５は、ＥＭＢに限らず、例えば油圧で可動部（ピストン）を駆動させる油圧式の駆動装置であってもよい。

【符号の説明】

【0043】

１、１Ａ、１Ｂ…車両用制動装置、２…回転ドラム（ブレーキ回転体）、３１…第１ブレーキシュー（第１摩擦部材）、３２…第２ブレーキシュー（第２摩擦部材）、３３…アジャスタ、４…バックプレート（トルク受け部）、５…駆動装置、５１…固定部、５２…第１ピストン（可動部）、６…荷重センサ、７１…算出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】