JP4935267B2 - Load sensor - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のブレーキ装置において、ブレーキトルクを検出する荷重センサに関するものである。 The present invention relates to a load sensor for detecting brake torque in a brake device of an automobile.
以下、従来の荷重センサについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a conventional load sensor will be described with reference to the drawings.
図16は荷重センサを配置した従来のブレーキステムの正面図である。 FIG. 16 is a front view of a conventional brake stem in which a load sensor is arranged.
従来のブレーキ装置は、回転軸に連結されたブレーキディスク31と、このブレーキディスク31を押圧しブレーキディスク31の回転を制動するブレーキパッド(図示せず)と、ブレーキパッドを保持するブレーキキャリパ32と、ナックルアーム33を介してブレーキキャリパ32を保持したナックル34とを有する。ブレーキキャリパ32とナックルアーム33とは互いにボルトで固定している。
A conventional brake device includes a
このブレーキ装置において、荷重センサ35はナックルアーム33に接着固定されている。ブレーキパッドによるブレーキディスク31の挟持に起因して、ブレーキディスク31の回転が制動されてブレーキトルクが発生する。このブレーキトルクに応じて、ブレーキキャリパ32を介し、ブレーキディスク31の回転方向に変形するナックルアーム33の歪を検出している。
In this brake device, the
なお、この出願の発明に関する先行技術文献としては、例えば、特許文献1が知られている。
上記従来の構成では、ブレーキトルクの印加前後において、ブレーキキャリパ32とナックルアーム33とは、ブレーキディスク31の回転方向に、相対的な滑りやズレが発生するので、ブレーキディスク31の回転方向に変形するナックルアーム33の歪を検出するにあたって、検出精度が低下するという問題点を有していた。
In the above-described conventional configuration, the
本発明は上記問題点を解決し、検出精度を向上した荷重センサを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a load sensor with improved detection accuracy.
上記目的を達成するために本発明は、回転軸に連結されたブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを押圧し前記ブレーキディスクの回転を制動するブレーキパッドと、前記ブレーキパッドを保持するブレーキキャリパと、前記ブレーキキャリパを保持したナックルアームとを有するブレーキ装置において、荷重により歪を生じる起歪体と、前記起歪体に配置され歪に応じて検出値が変化する検出素子と、前記検出素子に接続される検出部と、を有し、前記起歪体は、前記ブレーキディスクの回転を制動するブレーキトルクに応じて、前記ブレーキディスクの回転軸方向に変形し、前記検出部は、前記ブレーキディスクの回転方向の歪みに起因する前記検出値の変化をキャンセルし、前記回転軸方向の変形に起因する前記検出値の変化を検出する構成である。 To achieve the above object, the present invention provides a brake disc coupled to a rotating shaft, a brake pad that presses the brake disc and brakes rotation of the brake disc, a brake caliper that holds the brake pad, In a brake device having a knuckle arm that holds a brake caliper, a strain generating body that generates strain due to a load, a detection element that is disposed on the strain generating body and whose detection value changes according to the strain, and is connected to the detection element The strain generating body is deformed in the direction of the axis of rotation of the brake disc in accordance with a brake torque that brakes rotation of the brake disc, and the detection unit is configured to rotate the brake disc. The change in the detected value due to the distortion in the direction is canceled, and the change in the detected value due to the deformation in the rotation axis direction is detected. It is configured to.
上記構成により、ブレーキディスクの回転軸方向に変形する起歪体の歪を検出するので、ブレーキキャリパとナックルアームとの回転方向に対する相対的な滑りやズレの影響を受けにくく、検出精度を向上できる。 With the above configuration, since the strain of the strain generating body that deforms in the direction of the rotation axis of the brake disc is detected, it is difficult to be affected by relative slip and displacement with respect to the rotation direction of the brake caliper and the knuckle arm, and the detection accuracy can be improved. .
以下、本発明の全請求項に記載の発明について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the invention described in all claims of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態におけるブレーキ装置の分解斜視図、図2は同ブレーキ装置の斜視図、図3は同ブレーキ装置の正面図、図4は同ブレーキ装置の側面図、図5は図3のA−A断面図である。 1 is an exploded perspective view of a brake device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the brake device, FIG. 3 is a front view of the brake device, FIG. 4 is a side view of the brake device, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3.
図1〜図5において、本発明の一実施の形態におけるブレーキ装置は、回転軸1aに連結されたブレーキディスク1と、このブレーキディスク1を押圧しブレーキディスク1の回転を制動するブレーキパッド2と、ブレーキパッド2を保持するブレーキキャリパ20と、ブレーキキャリパ20を保持したナックルアーム5bとを有する。
1 to 5, a brake device according to an embodiment of the present invention includes a brake disk 1 connected to a rotating shaft 1a, and a brake pad 2 that presses the brake disk 1 to brake the rotation of the brake disk 1. The
ブレーキディスク1は略円形状であって、中心に回転軸1aを有し、回転軸1aの周りに回動自在に配置された軸受け(図示せず)に軸支されている。ブレーキパッド2は金属板2a上に摩擦材2bを形成したものである。
The brake disk 1 has a substantially circular shape, and has a rotating shaft 1a at the center, and is supported by a bearing (not shown) that is rotatably arranged around the rotating shaft 1a. The brake pad 2 is formed by forming a
ブレーキキャリパ20は、キャリパ3とブラケット4からなる。キャリパ3は図5に示すピストン3bを収納した筐体3aを有し、この筐体3aにはピストン3bの潤滑油を注入する注入用穴3dとブラケット4を固定する固定用穴3cを形成している。ブラケット4はアーム部4aを有し、アーム部4aの内面4dにはブレーキパッド2が当接する。このアーム部4aには、キャリパ3を固定する固定用穴4bと、ナックルアーム5bを連結する連結用穴4cとを形成している。
The
ナックルアーム5bの一端にはブラケット4と連結する連結用穴5aを形成し、ナックルアーム5bの他端には車体に固定される固定軸5cを形成している。
One end of the
そして、キャリパ3の固定用穴3cとブラケット4の固定用穴4bに固定用ボルト10を挿入してキャリパ3とブラケット4とを互いに固定し、ブラケット4の連結用穴4cとナックルアーム5bの連結用穴5aに連結用ボルト9を挿入してブラケット4とナックルアーム5bとを互いに連結している。
Then, the fixing bolt 10 is inserted into the fixing hole 3c of the
上記のブレーキ装置において、荷重センサ6はナックルアーム5bに配置しており、ブレーキディスク1面と平行な面に配置している。荷重センサ6は貫通孔からなる取付部6aとナックルアーム5bに設けた固定用穴5dとに座金7を介して固定用ボルト8を挿入して固定している。
In the brake device described above, the
荷重センサ6は、荷重により歪を生じる板状の起歪体6bと、この起歪体6bに配置され歪に応じて抵抗値(検出値)が変化する歪抵抗からなる検出素子6eと、検出素子6eに結線され起歪体6bの歪を検出する検出回路を有し、ブレーキディスク1の回転を制動するブレーキトルクに応じて、ブレーキディスク1の回転軸方向に変形する起歪体6bの歪を検出している。
The
起歪体6bは、ステンレス材からなる板状であって、ナックルアーム5bと固定するための固定用の取付部6aを2つ設けている。取付部6aは貫通孔である。
The
起歪体6bに設けた2つの取付部6aの間に2つの取付部6aを結ぶ軸と直角方向に第1、第2の検出素子6eを配置するとともに、取付部6aと起歪体6bの端面との間に第1、第2の固定抵抗6fを配置し、第1、第2の検出素子6eを対向配置させるとともに、第1、第2の固定抵抗6fを対向配置させるように配線6dを引き回し、図6に示すようなブリッジ回路を検出回路としている。
The first and second detection elements 6e are arranged in a direction perpendicular to the axis connecting the two mounting portions 6a between the two mounting portions 6a provided on the
この荷重サンサ6は、図7に示すように、2つの取付部6aを設けた起歪体6bに絶縁層6cを形成し、この絶縁層6c上に第1、第2の検出素子6eおよび第1、第2の固定抵抗6fを形成するとともに、互いに結線してブリッジ回路を形成し、これらブリッジ回路上にガラスを主剤とした保護コート6gを焼成により形成している。
As shown in FIG. 7, the
上記荷重センサを配置したブレーキ装置における荷重測定について説明する。 The load measurement in the brake device in which the load sensor is arranged will be described.
ブレーキペダルの作動に応じて発生する油圧が油圧配管部に伝達されると、キャリパ3のピストン3bが作動し、ブレーキパッド2の摩擦材2bが回転するブレーキディスク1に押圧されて、ブレーキディスク1の回転が制動される。制動される際に、ブレーキパッド2はブラケット4のアーム部4aの内面4dに当接し、当接した方のブラケット4のアーム部4aがブレーキディスク1の回転方向に変形するとともに、この当接力の発生位置とナックルアーム5bの固定関係に起因してモーメントを発生し、ブレーキディスク1の回転軸方向にもブラケット4のアーム部4aが変形する。
When the hydraulic pressure generated in response to the operation of the brake pedal is transmitted to the hydraulic piping section, the piston 3b of the
同様に当接した方のブラケット4のアーム部4aに固定されているナックルアーム5bもブレーキディスク1の回転方向とブレーキディスク1の回転軸方向の変位をする。この時、変形前と変形後のナックルアーム5bの正面図は図9(a)、平面図は図9(b)のとおりであり、変形前と変形後のブラケット4の正面図は図8(a)、平面図は図8(b)のとおりである。
Similarly, the
このナックルアーム5bの変形に伴い荷重センサ6の起歪体6bもブレーキディスク1の回転方向とブレーキディスク1の回転軸方向に歪む。この荷重センサ6の起歪体6bの歪はいずれもブレーキトルクに比例したものである。
Along with the deformation of the
上記構成により、ブレーキディスク1の回転軸方向に変形する起歪体6bの歪を検出するので、ブレーキキャリパ20とナックルアーム5bとの回転方向に対する相対的な滑りやズレの影響を受けにくく、検出精度を向上できる。
With the above configuration, since the distortion of the
特に、起歪体6bに設けた2つの取付部6aの間に2つの取付部6aを結ぶ軸と直角方向に第1、第2の検出素子6eを配置するとともに、取付部6aと起歪体6bの端面との間に第1、第2の固定抵抗6fを配置し、第1、第2の検出素子6eを対向配置するとともに、第1、第2の固定抵抗6fを対向配置したブリッジ回路を検出回路としているので、ブレーキディスク1の回転方向の歪はほぼキャンセルされ、ブレーキディスク1の回転軸方向の歪のみをほぼ検出することができ、検出精度を向上できる。これは、2つの取付部6aの間の歪よりも取付部6aと端面との間の歪の方が歪量が小さくなるので、第1、第2の検出素子6eは歪に応じて検出値は変化するが、第1、第2の固定抵抗6fはほとんど抵抗変化しないからである。
In particular, the first and second detection elements 6e are arranged in a direction perpendicular to the axis connecting the two mounting portions 6a between the two mounting portions 6a provided on the
なお、本発明の一実施の形態では、荷重センサ6の起歪体6bはナックルアーム5bに配置したが、荷重センサ6をナックルアーム5bに配置せずに、図10、図11に示すように、ブレーキキャリパ20のブラケット4に配置するとともに、ブレーキディスク1面と平行な面に配置してもよい。
In the embodiment of the present invention, the
この際、図12に示すように、ブレーキキャリパ20のブラケット4のアーム部4aには、荷重センサ6の起歪体6bを取り付け固定するための固定用の固定穴4eを設け、固定用の固定穴4eと起歪体6bの取付部6aが一致するようにボルトで固定すればよい。上記構成により、ブレーキキャリパ20のブラケット4において、ブレーキディスク1の回転軸方向に変形する起歪体6bの歪を検出でき、検出精度を向上できる。
At this time, as shown in FIG. 12, the
また、図13、図14に示すように、荷重センサ6の起歪体6bを介して、ナックルアーム5bがブレーキキャリパ20を保持するようにしてもよい。
Further, as shown in FIGS. 13 and 14, the
起歪体6bの2つの取付部6aの内、一方はブラケット4の連結用穴4cと一致させ、他方はナックルアーム5bの一端の固定穴5aと一致させ、ボルトで固定すればよい。上記構成により、ブレーキキャリパ20のブラケット4において、ブレーキディスク1の回転軸方向に変形する起歪体の歪を検出でき、検出精度を向上できる。
One of the two attachment portions 6a of the
また、図15に示すように、荷重センサ6の起歪体6bに感温抵抗11を配置してもよい。起歪体6bの温度変化を感温抵抗11でモニターすることによって、起歪体6bの温度変化に起因して変化する検出素子6eの検出値や固定抵抗6fの抵抗値を補正でき、検出精度を向上できる。
Further, as shown in FIG. 15, a temperature sensitive resistor 11 may be arranged on the
また、起歪体6bの取付部6aと起歪体6bの端面との間に第1、第2の固定抵抗6fを用いずに、第3、第4の検出素子6eを配置し、第1、第2の検出素子6eを対向配置するとともに、第3、第4の検出素子6eを対向配置したブリッジ回路を検出回路としてもよい。
Further, the first and second
以上のように本発明にかかる荷重センサは検出感度を向上でき、各種センサ機器に適用できる。 As described above, the load sensor according to the present invention can improve detection sensitivity and can be applied to various sensor devices.
1 ブレーキディスク
1a 回転軸
2 ブレーキパッド
2a 金属板
2b 摩擦材
3 キャリパ
3a 筐体
3b ピストン
3c 固定用穴
3d 注入用穴
4 ブラケット
4a アーム部
4b 固定用穴
4c 連結用穴
4d 内面
5a 連結用穴
5b ナックルアーム
5c 固定軸
5d 固定用穴
6 荷重センサ
6a 取付部
6b 起歪体
6c 絶縁層
6d 配線
6e 検出素子
6f 固定抵抗
7 座金
8 固定用ボルト
9 連結用ボルト
10 固定用ボルト
11 感温抵抗
20 ブレーキキャリパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brake disk 1a Rotating shaft 2 Brake pad
Claims (6)
荷重により歪を生じる起歪体と、前記起歪体に配置され歪に応じて検出値が変化する検出素子と、
前記検出素子に接続される検出部と、
を有し、
前記起歪体は、前記ブレーキディスクの回転を制動するブレーキトルクに応じて、前記ブレーキディスクの回転軸方向に変形し、
前記検出部は、前記ブレーキディスクの回転方向の歪みに起因する前記検出値の変化をキャンセルし、前記回転軸方向の変形に起因する前記検出値の変化を検出する
荷重センサ。 A brake having a brake disk connected to a rotating shaft, a brake pad that presses the brake disk and brakes rotation of the brake disk, a brake caliper that holds the brake pad, and a knuckle arm that holds the brake caliper In the device
A strain generating body that generates strain due to a load, and a detection element that is disposed in the strain generating body and whose detection value changes according to the strain;
A detection unit connected to the detection element;
Have
The strain body is deformed in the direction of the rotation axis of the brake disc according to a brake torque for braking the rotation of the brake disc,
The load sensor detects a change in the detected value due to the deformation in the rotation axis direction by canceling the change in the detected value due to the distortion in the rotation direction of the brake disc .
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