JP2010090994A - Electric brake device - Google Patents

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Akio Yamada
明夫 山田
Taro Kawai
太郎 河合
Takahiro Furuya
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brake device attaining space saving of the brake device in a vehicle, and preferably facilitating mounting of an in-wheel motor. <P>SOLUTION: A block 206 is provided on an output shaft of an in-wheel motor 200 disposed within a wheel 204, and a brake shoe 220 is disposed between the inner circumferential surface of the wheel 204 and the block 206. The block 206 is rotated by drive of the in-wheel motor 200, whereby it rotative force is converted to a translational force in the radial direction of the brake shoe 220. When the brake shoe 220 is driven radially outwardly by the rotation of the block 206, a chip of the brake shoe 220 is pressed onto the wheel 104, whereby a braking force is given to the wheel. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気エネルギにより車両の制動力を得る電動ブレーキ装置に関する。   The present invention relates to an electric brake device that obtains a braking force of a vehicle by electric energy.

従来より、車両の制動を行う装置として、車輪と共に回転するディスクロータと、車体側に固定されたキャリパとで構成されるディスクブレーキ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。キャリパは、ディスクロータを挟んで配置される一対の摩擦材を含んで構成される。液圧または電動機構を介して摩擦材が駆動されることにより、その摩擦材がディスクロータを挟圧して制動力を発生させる。
特開2004−360841号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for braking a vehicle, a disc brake device including a disc rotor that rotates with a wheel and a caliper fixed to the vehicle body side is known (see, for example, Patent Document 1). The caliper is configured to include a pair of friction materials arranged with the disc rotor interposed therebetween. When the friction material is driven via hydraulic pressure or an electric mechanism, the friction material pinches the disk rotor to generate a braking force.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-360841

しかしながら、このようなディスクブレーキ装置の場合、そのディスクロータに垂直に摩擦材を押し当てる構造であるため、その駆動部となるシリンダや駆動機構が車幅方向に大きくなる。いわゆるフローティングキャリパを採用する場合には、摩擦材の摩耗とともにシリンダ等を移動させるための間隙も確保する必要があり、車両の設置スペースの観点から改善の余地があった。通常、ディスクロータの周上に1つのキャリパしか配置しないため、その一つのキャリパが設計上大きくなることもその要因の一つであった。   However, since such a disc brake device has a structure in which a friction material is pressed perpendicularly to the disc rotor, a cylinder and a drive mechanism serving as a drive portion thereof increase in the vehicle width direction. When a so-called floating caliper is used, it is necessary to secure a gap for moving the cylinder and the like along with wear of the friction material, and there is room for improvement from the viewpoint of the installation space of the vehicle. Normally, since only one caliper is disposed on the circumference of the disk rotor, one caliper is designed to be large.

一方、近年では、車両の各駆動輪に対応してインホイールモータをそれぞれ設置し、その制駆動力を独立に制御可能なインホイールモータ方式の採用が提案されている。例えば、モータの出力を減速機を介してホイールに伝えるものや、ダイレクトドライブ方式により減速機を介さずにホイールを直接モータで回転させるものがある。このようなインホイールモータによれば、モータを回生制御することにより駆動輪に回生制動力を付与することができる。ただし、この回生制動のみでは、車両全体としての制動力が不十分である場合があるため、通常、インホイールモータを搭載する車両には、液圧を用いた常用液圧ブレーキが搭載されている。すなわち、モータの回生制動力と液圧制動力の双方を用いた協調制御を行うことによりスムーズかつ安全な制動を行えるようにしている。しかし、このようなインホイールモータ方式を採用する場合、ホイール内にモータを配置するため、液圧制動用の上記ディスクブレーキ装置を搭載しようとすると、上述した設置スペースの確保が困難になるという問題があった。   On the other hand, in recent years, it has been proposed to employ an in-wheel motor system in which an in-wheel motor is installed corresponding to each drive wheel of a vehicle and its braking / driving force can be independently controlled. For example, there are those that transmit the output of the motor to the wheel via a reduction gear, and those that directly rotate the wheel by a motor without using a reduction gear by a direct drive system. According to such an in-wheel motor, regenerative braking force can be given to a drive wheel by carrying out regenerative control of a motor. However, since this regenerative braking alone may not provide sufficient braking force as a whole vehicle, a vehicle equipped with an in-wheel motor is usually equipped with a regular hydraulic brake using hydraulic pressure. . That is, smooth and safe braking can be performed by performing cooperative control using both the regenerative braking force and the hydraulic braking force of the motor. However, when such an in-wheel motor system is adopted, since the motor is arranged in the wheel, there is a problem that it becomes difficult to secure the installation space described above when the above-described disc brake device for hydraulic braking is installed. there were.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、車両におけるブレーキ装置の省スペース化を実現し、好ましくはインホイールモータの搭載を容易とすることが可能なブレーキ装置の構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a structure of a brake device that realizes space saving of a brake device in a vehicle, and preferably enables easy mounting of an in-wheel motor. Objective.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電動ブレーキ装置は、車体に取り付けられ、車輪のホイール内に配置されるインホイールモータと、インホイールモータの出力軸に固定された環状の本体を有し、その本体の外周面に半径方向外向きに突出するとともに、その先端に半径方向の高さが変化する傾斜面を有する複数の突起が設けられた押圧部材と、ホイールの内周面と押圧部材との間に配置されるように車体に対して取り付けられ、その一端側がホイールの内周面に対向配置される一方、他端側に突起の傾斜面と相補形状の対向面を有するブレーキシューと、ブレーキシューをホイールの内周面から離間する方向に付勢する付勢部材と、インホイールモータを駆動して押圧部材の回転角度を制御することにより、ブレーキシューに対する突起の相対位置を変化させ、それによりブレーキシューをホイールから離間した待機位置とホイールに押し付けられる制動位置との間で変位するように駆動する制御部と、を備える。   In order to solve the above problems, an electric brake device according to an aspect of the present invention includes an in-wheel motor attached to a vehicle body and disposed in a wheel of a wheel, and an annular main body fixed to an output shaft of the in-wheel motor. A pressing member provided with a plurality of protrusions having an inclined surface whose height in the radial direction is changed at the tip of the outer peripheral surface of the main body and projecting radially outward, and an inner peripheral surface of the wheel It is attached to the vehicle body so as to be disposed between the pressure member and the pressing member, and one end side thereof is disposed opposite to the inner peripheral surface of the wheel, while the other end side has an inclined surface of the protrusion and a complementary facing surface. A brake shoe, a biasing member that biases the brake shoe in a direction away from the inner peripheral surface of the wheel, and an in-wheel motor that drives the brake shoe to control the rotation angle of the pressing member. Against changing the relative positions of the projections, thereby and a control unit for driving to displace between a braking position to be pressed against the brake shoe to the standby position and the wheel remote from the wheel.

ここでいうインホイールモータは、車輪に対する制動力のみを発生させるものであってもよいし、駆動力をも発生させるものであってもよい。なお、「ホイール」には、いわゆるブレーキドラムが一体に固定されたものであってもよく、その場合には、ブレーキドラムも含めて「ホイール」と解釈することができる。   The in-wheel motor here may be one that generates only a braking force for the wheels, or one that generates a driving force. In addition, what is called a brake drum may be integrally fixed to the “wheel”, and in that case, the brake drum and the brake drum can be interpreted as a “wheel”.

この態様では、ホイール内に配置されたインホイールモータの出力軸に押圧部材が設けられ、ホイールの内周面と押圧部材との間にブレーキシューが配置される。インホイールモータの駆動によって押圧部材が回転することによりその回転力がブレーキシューの半径方向の並進力に変換される。その押圧部材の回転によってブレーキシューが半径方向外向きに駆動されると、ブレーキシューの先端がホイールに押し付けられることにより、車輪に制動力が付与される。   In this aspect, the pressing member is provided on the output shaft of the in-wheel motor disposed in the wheel, and the brake shoe is disposed between the inner peripheral surface of the wheel and the pressing member. When the pressing member rotates by driving the in-wheel motor, the rotational force is converted into the translational force in the radial direction of the brake shoe. When the brake shoe is driven radially outward by the rotation of the pressing member, the tip of the brake shoe is pressed against the wheel, so that a braking force is applied to the wheel.

この態様によれば、車輪に制動力を付与するための機構が車輪の半径方向に配置されているため、ブレーキ装置による車輪の幅方向の占有スペースを小さく抑えることができる。インホイールモータを制動装置のみならず、駆動装置としても使用するようにすれば、車両全体の省スペース化を実現することができる。   According to this aspect, since the mechanism for applying the braking force to the wheel is disposed in the radial direction of the wheel, the space occupied by the brake device in the width direction of the wheel can be reduced. If the in-wheel motor is used not only as a braking device but also as a driving device, space saving of the entire vehicle can be realized.

本発明によれば、車両におけるブレーキ装置の省スペース化を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a space saving of a brake device in a vehicle.

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
[第1実施形態]
本実施形態の車両には、その駆動輪側(本実施形態では前輪側)にインホイールモータによる駆動装置が搭載され、従動輪側(本実施形態では後輪側)にインホイールモータによる制動装置が搭載されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The vehicle of this embodiment is equipped with an in-wheel motor drive device on its drive wheel side (front wheel side in this embodiment), and a brake device using an in-wheel motor on the driven wheel side (rear wheel side in this embodiment). Is installed.

図1は、第1実施形態にかかる駆動装置の内部構造を表す概略構造図である。
車両の左右の前輪には、図示しないサスペンションに接続されたインホイールモータ100がそれぞれ配置されている。このインホイールモータ100は、駆動装置の主要部を構成し、車両に搭載された「制御部」としての図示しない電子制御装置(以下、「ECU」という)により駆動制御される。すなわち、ECUは、アクセルペダルから入力される運転者のアクセル操作量に基づいてモータ指令値(トルク指令値)を演算し、バッテリが接続された図示しない駆動回路を駆動してインホイールモータ100への通電制御を実行する。ECUには、その他、ブレーキペダルからその踏み込み操作量を示す信号や、ステアリングから舵角等を示す信号が入力され、必要に応じてインホイールモータ100の制御に反映する。例えば、運転者によりブレーキペダルが操作されて減速要求が入力された場合、ECUは、インホイールモータ100を発電機として機能させて回生制動を行うと共に、必要の応じてバッテリへの充電を行う。なお、このようなインホイールモータ方式の制御そのものは公知であるため、その詳細な説明については省略する。
FIG. 1 is a schematic structural diagram showing the internal structure of the drive device according to the first embodiment.
An in-wheel motor 100 connected to a suspension (not shown) is disposed on each of the left and right front wheels of the vehicle. The in-wheel motor 100 constitutes a main part of the drive device, and is driven and controlled by an electronic control device (hereinafter referred to as “ECU”) (not shown) as a “control unit” mounted on the vehicle. That is, the ECU calculates a motor command value (torque command value) based on the driver's accelerator operation amount input from the accelerator pedal, and drives a drive circuit (not shown) connected to the battery to the in-wheel motor 100. The energization control is executed. In addition, a signal indicating the depression operation amount from the brake pedal and a signal indicating the steering angle and the like are input from the brake pedal to the ECU, and are reflected in the control of the in-wheel motor 100 as necessary. For example, when a brake pedal is operated by the driver and a deceleration request is input, the ECU causes the in-wheel motor 100 to function as a generator to perform regenerative braking, and charges the battery as necessary. Since such in-wheel motor control is known per se, detailed description thereof will be omitted.

図示のように、インホイールモータ100は、タイヤ102を装着したホイール104がハブナット106によりハブホイール108に固定されている。ハブホイール108は、モータハウジング110から突出した出力軸112に固定され、出力軸112と共に回転する。モータハウジング110の内部には電動機114が収納されている。また、モータハウジング110の車体側側面には、電動機114のロータ116の回転を減速する歯車減速機118を収納したギアハウジング120が接続固定されている。電動機114の発生する回転出力は歯車減速機118を介して出力軸112、ハブホイール108、ホイール104に伝達される。この伝達された回転力によってホイール104がタイヤ102と共に回転駆動される。   As illustrated, in the in-wheel motor 100, a wheel 104 on which a tire 102 is mounted is fixed to a hub wheel 108 by a hub nut 106. The hub wheel 108 is fixed to the output shaft 112 protruding from the motor housing 110 and rotates together with the output shaft 112. An electric motor 114 is accommodated in the motor housing 110. A gear housing 120 that houses a gear reducer 118 that reduces the rotation of the rotor 116 of the electric motor 114 is connected and fixed to the side surface of the motor housing 110 on the vehicle body side. The rotational output generated by the electric motor 114 is transmitted to the output shaft 112, the hub wheel 108, and the wheel 104 via the gear reducer 118. The wheel 104 is rotationally driven together with the tire 102 by the transmitted rotational force.

モータハウジング110の内壁面には、環状のステータ130が固定され、当該ステータ130の内側に、ロータ116が配置され、さらにそのロータ116の内部に出力軸112が回転自在に収納されている。ステータ130は、例えば板状の電磁鋼板が複数積層され、中心方向、すなわちロータ116の中心方向に延びるスロット部とティース部とが交互に形成される環状の鉄心132aと、当該鉄心132aの各ティース部に巻回配置される3相の磁界コイル132bとで構成されている。このように組み付けられた磁界コイル132bに順次所定のタイミングで電流を供給することにより、ステータ130に回転磁界を発生させ、ロータ116を回転させることができる。   An annular stator 130 is fixed to the inner wall surface of the motor housing 110, a rotor 116 is disposed inside the stator 130, and an output shaft 112 is rotatably housed inside the rotor 116. For example, the stator 130 is formed by laminating a plurality of plate-shaped electromagnetic steel plates, and an annular iron core 132a in which slots and teeth extending alternately in the central direction, that is, in the central direction of the rotor 116, and each tooth of the iron core 132a. And a three-phase magnetic field coil 132b wound around the part. By sequentially supplying current to the magnetic field coil 132b assembled in this manner at a predetermined timing, a rotating magnetic field can be generated in the stator 130 and the rotor 116 can be rotated.

一方、ステータ130の内周側に配置されるロータ116は、その軸長全体に亘って中心部に出力軸112を回転自在に挿通するための挿通孔116aが形成されている。出力軸112は挿通孔116aに配置された複数のベアリングにより、ロータ116に対して独立的に回転するようになっている。ロータ116は、ステータ130と対向する大径部分とそれに連なり歯車減速機118側に延びる小径部分とで構成されている。大径部分の外周面には等間隔で複数の永久磁石が136が配列され、ステータ130が発生する回転磁界の移動に伴い永久磁石136を介して吸着作用と反発作用が繰り返され、当該ロータ116を所望の方向に所望の速度で回転させている。   On the other hand, the rotor 116 disposed on the inner peripheral side of the stator 130 is formed with an insertion hole 116a through which the output shaft 112 is rotatably inserted in the central portion over the entire axial length. The output shaft 112 rotates independently of the rotor 116 by a plurality of bearings disposed in the insertion hole 116a. The rotor 116 includes a large-diameter portion that faces the stator 130 and a small-diameter portion that extends to the gear reducer 118 side. A plurality of permanent magnets 136 are arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the large-diameter portion, and the attracting action and the repulsive action are repeated via the permanent magnet 136 as the rotating magnetic field generated by the stator 130 moves. Is rotated in a desired direction at a desired speed.

ロータ116の小径部分は、ギアハウジング120の内部まで延び、その先端部には、歯車減速機118の第1ギア138aと噛合するロータギア140が形成されている。その内部には、第1ギア138aを支持するギアシャフト142が複数のベアリングによって軸支されている。このギアシャフト142には、小径の第2ギア138bが固定されている。さらに、第2ギア138bは、出力軸112に固定されている大径の第3ギア138cに噛合している。従って、ロータ116の回転力は、歯車減速機118によって所定速度に減速されつつ、トルク増加を行いながら出力軸112へと伝達され、ホイール104およびタイヤ102を回転駆動する。   A small-diameter portion of the rotor 116 extends to the inside of the gear housing 120, and a rotor gear 140 that meshes with the first gear 138a of the gear reducer 118 is formed at the tip portion. Inside, a gear shaft 142 that supports the first gear 138a is supported by a plurality of bearings. A small-diameter second gear 138b is fixed to the gear shaft 142. Further, the second gear 138 b meshes with a large-diameter third gear 138 c that is fixed to the output shaft 112. Accordingly, the rotational force of the rotor 116 is transmitted to the output shaft 112 while increasing the torque while being decelerated to a predetermined speed by the gear reducer 118, and rotationally drives the wheel 104 and the tire 102.

図2は、第1実施形態にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。(A)は車輪の内側からみた図を表し、(B)はその側方からみた切欠断面図を表し、(C)は(A)の部分拡大図を表している。   FIG. 2 is a schematic structural diagram schematically showing the internal structure of the braking apparatus according to the first embodiment. (A) shows the figure seen from the inner side of a wheel, (B) shows the notch sectional view seen from the side, (C) represents the partial enlarged view of (A).

左右の後輪には、図示しないサスペンションに接続されたインホイールモータ200がそれぞれ配置されている。インホイールモータ200は、車体に支持され、前輪側のインホイールモータ100とほぼ同様の内部構造を有するが、出力軸の先端にベアリング装置202を介してホイール204が遊嵌されている。すなわち、インホイールモータ200の出力軸がホイール204を支持してはいるものの、その回転力はホイール204に伝達されないように構成されている。したがって、従動輪(後輪)は、制動時を除き、駆動輪(前輪)の動作にしたがって回転駆動されるようになる。このインホイールモータ200の内部構造の詳細については説明を省略する。   An in-wheel motor 200 connected to a suspension (not shown) is disposed on each of the left and right rear wheels. The in-wheel motor 200 is supported by the vehicle body and has substantially the same internal structure as the in-wheel motor 100 on the front wheel side, but a wheel 204 is loosely fitted to the tip of the output shaft via a bearing device 202. That is, although the output shaft of the in-wheel motor 200 supports the wheel 204, the rotational force is not transmitted to the wheel 204. Accordingly, the driven wheel (rear wheel) is rotationally driven according to the operation of the drive wheel (front wheel) except during braking. The details of the internal structure of the in-wheel motor 200 will be omitted.

インホイールモータ200の出力軸の中央にはギアが一体に固定され、そのギアに同心状に外挿されるように円環状のブロック206(「押圧部材」に該当する)が嵌合固定されている。ブロック206の外周面にはその半径方向外向きに突出する3つの突起210,212,214が設けられている。本実施形態では、突起210を基準に回転方向に30度ずれた位置に突起212が設けられ、180度ずれた位置に突起214が設けられている。これらの突起は、ブロック206の回転、つまり出力軸の回転によって同方向に回転することになる。   A gear is integrally fixed at the center of the output shaft of the in-wheel motor 200, and an annular block 206 (corresponding to a “pressing member”) is fitted and fixed so as to be concentrically inserted into the gear. . Three protrusions 210, 212, and 214 that protrude outward in the radial direction are provided on the outer peripheral surface of the block 206. In the present embodiment, the protrusion 212 is provided at a position shifted by 30 degrees in the rotation direction with respect to the protrusion 210, and the protrusion 214 is provided at a position shifted by 180 degrees. These protrusions rotate in the same direction by the rotation of the block 206, that is, the rotation of the output shaft.

また、ブロック206の外側には円環状の支持部208が同心状に設けられている(同図(B)では図示略)。この支持部208は、所定の幅および厚みを有し、図示しないアームを介して車体に固定されている。支持部208の突起210,212,214との対向位置近傍には、ブレーキシュー220,222,224がそれぞれ半径方向に変位可能に支持されている。すなわち、支持部208の各突起との対向位置近傍には、各ブレーキシューを挿通可能な挿通孔が設けられており、その挿通孔を囲むようにばね受け部226が突設されている。各ブレーキシューの長手方向中央にはフランジ部が設けられ、このフランジ部とばね受け部226との間には、各ブレーキシューをブロック206側に付勢するスプリング228(「付勢部材」に該当する)が介装されている。このため、各ブレーキシューは、ブロック206側から半径方向外向きの力が作用しない状態においてはブロック206側に変位した状態となるが、フランジ部が支持部208の外周面に係止されることにより、その変位量は規制される。   Further, an annular support portion 208 is provided concentrically outside the block 206 (not shown in FIG. 5B). The support portion 208 has a predetermined width and thickness, and is fixed to the vehicle body via an arm (not shown). Brake shoes 220, 222, and 224 are supported in the vicinity of positions facing the protrusions 210, 212, and 214 of the support portion 208 so as to be displaceable in the radial direction. That is, an insertion hole through which each brake shoe can be inserted is provided in the vicinity of the position of the support portion 208 facing each projection, and a spring receiving portion 226 is provided so as to surround the insertion hole. A flange portion is provided at the center in the longitudinal direction of each brake shoe, and a spring 228 (corresponding to an “urging member”) that biases each brake shoe toward the block 206 side between the flange portion and the spring receiving portion 226. Is included. For this reason, each brake shoe is displaced to the block 206 side when no radial outward force is applied from the block 206 side, but the flange portion is locked to the outer peripheral surface of the support portion 208. Therefore, the amount of displacement is regulated.

各ブレーキシューのホイール204の内周との対向面には、ライニング230(「摩擦材」に該当する)が固定されている。このライニング230が図示のようにホイール204の内周面に押し付けられることで、車輪に摩擦力による制動力が付与される。すなわち、同図(C)にも示すように、突起210の先端面が細い矢印の回転方向(便宜上「正回転」という)へ向かうほど短くなる傾斜面となっている一方、これに対向するブレーキシュー220の端面(ライニング230と反対側の端面)が同方向に長くなる相補形状の傾斜面となっている。非制動時においては図示のように、ブレーキシュー220の軸線と突起210の軸線とが回転方向にずれており、ブレーキシュー220はスプリング228の付勢力によってブロック206に近接した待機位置に保持される。ブレーキシュー220がこの待機位置にあるときには、ライニング230がホイール204の内周面から完全に離間しているため、この制動装置によって車輪に制動力が付与されることはない。   A lining 230 (corresponding to “friction material”) is fixed to the surface of each brake shoe facing the inner periphery of the wheel 204. When the lining 230 is pressed against the inner peripheral surface of the wheel 204 as shown in the figure, a braking force due to a frictional force is applied to the wheel. That is, as shown in FIG. 6C, the tip surface of the protrusion 210 is an inclined surface that becomes shorter as it goes in the direction of rotation of a thin arrow (referred to as “forward rotation” for convenience), while the brake facing this The end surface of the shoe 220 (the end surface opposite to the lining 230) is a complementary inclined surface that is elongated in the same direction. At the time of non-braking, as shown in the figure, the axis of the brake shoe 220 and the axis of the protrusion 210 are displaced in the rotational direction, and the brake shoe 220 is held at the standby position close to the block 206 by the urging force of the spring 228. . When the brake shoe 220 is in this standby position, the lining 230 is completely separated from the inner peripheral surface of the wheel 204, so that no braking force is applied to the wheel by this braking device.

一方、制動時にはECUがインホイールモータ200へ通電を行い、ブロック206を正回転させる。その結果、ブレーキシュー220がスプリング228の付勢力に抗してホイール204側(太い矢印の方向)に駆動される。ブロック206は、同図(A)に示されるようにブレーキシュー220の軸線と突起210の軸線とが一致する角度回転した制動位置にて保持され、ライニング230がホイール204の内周面に押し付けられる。このとき、ブレーキシュー222,224も同様にそのライニング230がホイール204の内周面に押し付けられ、ホイール204は3箇所において摩擦による制動力を受けることになる。このようにして目標とする制動力が得られると、ECUはインホイールモータ200を逆回転させ、ブロック206を元の位置に戻す制御を実行する。その結果、突起による押圧力が解除され、スプリング228の付勢力によって各ブレーキシューが待機位置に戻るようになる。   On the other hand, during braking, the ECU energizes the in-wheel motor 200 to rotate the block 206 forward. As a result, the brake shoe 220 is driven toward the wheel 204 (in the direction of the thick arrow) against the urging force of the spring 228. The block 206 is held at a braking position rotated at an angle where the axis of the brake shoe 220 and the axis of the protrusion 210 coincide with each other as shown in FIG. 5A, and the lining 230 is pressed against the inner peripheral surface of the wheel 204. . At this time, the brake shoes 222 and 224 are similarly pressed with the lining 230 against the inner peripheral surface of the wheel 204, and the wheel 204 receives a braking force due to friction at three locations. When the target braking force is obtained in this way, the ECU executes the control to reversely rotate the in-wheel motor 200 and return the block 206 to the original position. As a result, the pressing force by the protrusion is released, and each brake shoe returns to the standby position by the urging force of the spring 228.

以上のように、本実施形態においては、インホイールモータ200の回転を利用して複数のライニング230をホイール204に対して同時に押し付ける構造としたため、一つの摩擦材を薄く、小さくすることが可能になる。また、シリンダやピストン等を設ける必要がなくなり、車両の内側のスペースを確保することができる。   As described above, in the present embodiment, since the plurality of linings 230 are simultaneously pressed against the wheel 204 using the rotation of the in-wheel motor 200, one friction material can be made thin and small. Become. Further, there is no need to provide a cylinder, a piston, etc., and a space inside the vehicle can be secured.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、制動装置の構成が第1実施形態のそれと異なる。本実施形態において第1実施形態と実質的に同様の構成部分については同一符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the braking device is different from that of the first embodiment. In the present embodiment, components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

図3は、第2実施形態にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。(A)は部分切欠断面図を表し、図2(B)に対応する。(B)は主要部の構成を表す斜視図である。   FIG. 3 is a schematic structural diagram schematically showing the internal structure of the braking system according to the second embodiment. (A) represents a partially cutaway cross-sectional view and corresponds to FIG. (B) is a perspective view showing the structure of the principal part.

本実施形態においては、ホイール204に対して同心状にブレーキディスク350が固定されている。ブレーキディスク350は、段付円板状をなし、ベアリング装置202が嵌合するように組み付けられている。すなわち、インホイールモータ200の出力軸の先端には、ベアリング装置202およびブレーキディスク350を介してホイール204が遊嵌されている。   In the present embodiment, a brake disc 350 is fixed concentrically with respect to the wheel 204. The brake disc 350 has a stepped disk shape and is assembled so that the bearing device 202 is fitted. That is, the wheel 204 is loosely fitted to the tip of the output shaft of the in-wheel motor 200 via the bearing device 202 and the brake disc 350.

インホイールモータ200の出力軸にはギアが一体に固定され、そのギアに同心状に外挿されるように円板状のブロック306が嵌合固定されている。ブロック306のブレーキディスク350との対向面における外周部近傍には、同図(B)にも示すように、ブレーキディスク350側に突出する3つの突起310が、周方向に所定の間隔で設けられている。これらの突起は、ブロック306の回転、つまり出力軸の回転によって同方向に回転することになる。   A gear is integrally fixed to the output shaft of the in-wheel motor 200, and a disk-like block 306 is fitted and fixed so as to be concentrically inserted into the gear. In the vicinity of the outer peripheral portion of the block 306 facing the brake disc 350, as shown in FIG. 3B, three protrusions 310 protruding toward the brake disc 350 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction. ing. These protrusions are rotated in the same direction by the rotation of the block 306, that is, the rotation of the output shaft.

また、ブロック306とブレーキディスク350との間の各突起310に対向する位置には、ブレーキシュー320がそれぞれ配設されている(同図には便宜上、1つのみ表示)。ブレーキシュー320は、車体に固定された図示しない支持部により、ブレーキディスク350へ近接または離間する方向に変位可能に支持されている。その支持部には、ブレーキシュー320をブレーキディスク350から離間する方向に付勢する図示しないスプリングが設けられている。このスプリングおよびこれを受けるばね受けの構造としては図2に示したものと同様の構造を適用することができるが、その図示については省略している。各ブレーキシューは、ブロック306側からブレーキディスク350側への力が作用しない状態においてはブロック306側に変位した状態となる。   In addition, brake shoes 320 are respectively disposed at positions facing the protrusions 310 between the block 306 and the brake disc 350 (only one is shown in the figure for convenience). The brake shoe 320 is supported by a support portion (not shown) fixed to the vehicle body so as to be displaceable in a direction approaching or separating from the brake disc 350. The support portion is provided with a spring (not shown) that urges the brake shoe 320 in a direction away from the brake disc 350. A structure similar to that shown in FIG. 2 can be applied as the structure of the spring and the spring receiver that receives the spring, but the illustration thereof is omitted. Each brake shoe is displaced to the block 306 side when no force is applied from the block 306 side to the brake disc 350 side.

各ブレーキシューのブレーキディスク350との対向面には、ライニング330が固定されている。このライニング330がブレーキディスク350に押し付けられることで、車輪に摩擦力による制動力が付与される。すなわち、同図(B)にも示すように、突起310の先端面が細い矢印の回転方向(便宜上「正回転」という)へ向かうほど短くなる傾斜面となっている一方、これに対向するブレーキシュー320の端面(ライニング330と反対側の端面)が同方向に長くなる相補形状の傾斜面となっている。非制動時においては、ブレーキシュー320がスプリングの付勢力によってブロック306に近接した待機位置に保持される。ブレーキシュー320がこの待機位置にあるときには、ライニング330がブレーキディスク350から完全に離間しているため、この制動装置によって車輪に制動力が付与されることはない。   A lining 330 is fixed to the surface of each brake shoe facing the brake disc 350. When the lining 330 is pressed against the brake disc 350, a braking force by a frictional force is applied to the wheel. That is, as shown in FIG. 5B, the tip surface of the projection 310 is an inclined surface that becomes shorter as it goes in the direction of rotation of a thin arrow (referred to as “forward rotation” for convenience), while the brake facing this The end surface of the shoe 320 (the end surface opposite to the lining 330) is a complementary inclined surface that is elongated in the same direction. During non-braking, the brake shoe 320 is held at the standby position close to the block 306 by the biasing force of the spring. When the brake shoe 320 is in this standby position, the lining 330 is completely separated from the brake disc 350, so that no braking force is applied to the wheels by this braking device.

一方、制動時にはECUがインホイールモータ200へ通電を行い、ブロック306を正回転させる。その結果、ブレーキシュー320がスプリングの付勢力に抗してブレーキディスク350側(太い矢印の方向)に駆動される。これにより、ライニング330がブレーキディスク350に押し付けられ、ブレーキディスク350は3箇所において摩擦による制動力を受けることになる。このようにして目標とする制動力が得られると、ECUはインホイールモータ200を逆回転させ、ブロック306を元の位置に戻す制御を実行する。その結果、突起による押圧力が解除され、スプリングの付勢力によって各ブレーキシューが待機位置に戻るようになる。   On the other hand, during braking, the ECU energizes the in-wheel motor 200 to rotate the block 306 forward. As a result, the brake shoe 320 is driven toward the brake disc 350 (in the direction of the thick arrow) against the urging force of the spring. As a result, the lining 330 is pressed against the brake disc 350, and the brake disc 350 receives a braking force due to friction at three locations. When the target braking force is obtained in this way, the ECU performs a control to reversely rotate the in-wheel motor 200 and return the block 306 to the original position. As a result, the pressing force by the protrusion is released, and each brake shoe returns to the standby position by the biasing force of the spring.

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added to the embodiments based on the knowledge of those skilled in the art, and such modifications have been added. Embodiments may also be included within the scope of the present invention.

図4は、第2実施形態の変形例にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。同図は、図3(A)に対応する。
第2実施形態においては図3に示したように、ブレーキディスク350の片側の面にライニング330を押し付けて制動力を得るようにした。変形例においては、図4に示すように、ブレーキディスク360の両側からライニング330を押し付けて制動力を得るようにしてもよい。
FIG. 4 is a schematic structural diagram schematically showing the internal structure of a braking system according to a modification of the second embodiment. This figure corresponds to FIG.
In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the braking force is obtained by pressing the lining 330 against one surface of the brake disc 350. In the modified example, as shown in FIG. 4, the braking force may be obtained by pressing the lining 330 from both sides of the brake disk 360.

すなわち、本変形例では、ホイール204の軸線方向の中間部に、ブレーキディスク360が固定されている。ブレーキディスク360は、ホイール204の内周面から内方に向けて所定量突出するように設けられた環状部からなる。一方、インホイールモータ200の出力軸にはギアを介して一対のブロック306が嵌合固定されている。これら一対のブロック306は、ブレーキディスク360を挟むように所定の間隔をあけて対向配置されている。各ブロック306のブレーキディスク360との対向面には、図3に示したものと同様の突起310が設けられ、その各突起310とブレーキディスク360との間には、ブレーキシュー320がそれぞれ配設されている。ブレーキシュー320は、第2実施形態と同様に、車体に固定された図示しない支持部により、ブレーキディスク350へ近接または離間する方向に変位可能に支持されている。   That is, in the present modification, the brake disc 360 is fixed to the middle portion of the wheel 204 in the axial direction. The brake disc 360 includes an annular portion provided so as to protrude from the inner peripheral surface of the wheel 204 inward by a predetermined amount. On the other hand, a pair of blocks 306 are fitted and fixed to the output shaft of the in-wheel motor 200 via a gear. The pair of blocks 306 are opposed to each other with a predetermined interval so as to sandwich the brake disk 360. Projections 310 similar to those shown in FIG. 3 are provided on the surface of each block 306 facing the brake disc 360, and brake shoes 320 are disposed between the projections 310 and the brake disc 360, respectively. Has been. As in the second embodiment, the brake shoe 320 is supported by a support portion (not shown) fixed to the vehicle body so as to be displaceable in a direction approaching or separating from the brake disc 350.

非制動時においては、各ブレーキシュー320がブロック306に近接した待機位置に保持されてライニング330がブレーキディスク360から完全に離間しているため、この制動装置によって車輪に制動力が付与されることはない。一方、制動時にはブロック306が回転されることによりブレーキシュー320がブレーキディスク350側に駆動され、ライニング330がブレーキディスク350に押し付けられる。その結果、ブレーキディスク360は両面を合わせた6箇所において摩擦による制動力を受けることになる。このように、ブレーキディスク360を両側から挟圧する構成とすることで、より大きな制動力を発揮させることができる。   At the time of non-braking, each brake shoe 320 is held at a standby position close to the block 306 and the lining 330 is completely separated from the brake disc 360, so that braking force is applied to the wheels by this braking device. There is no. On the other hand, the brake shoe 320 is driven to the brake disc 350 side by rotating the block 306 during braking, and the lining 330 is pressed against the brake disc 350. As a result, the brake disc 360 receives a braking force due to friction at six locations including both sides. In this way, by adopting a configuration in which the brake disc 360 is clamped from both sides, a greater braking force can be exerted.

各実施形態においては、インホイールモータ200をインホイールモータ100と同様の構造を有するものとして説明したが、例えばステッピングモータを適用させるなど、異なる構造のモータとして構成してもよい。   In each embodiment, the in-wheel motor 200 has been described as having the same structure as the in-wheel motor 100. However, for example, a stepping motor may be applied, and the in-wheel motor 200 may be configured as a motor having a different structure.

各実施形態においては、前輪側に駆動装置を設け、後輪側に制動装置を設けた。すなわち、制動制御において前輪側で回生制動を発揮させる一方、後輪側で摩擦による制動制御を実行するようにした。変形例においては、駆動輪側において駆動装置と制動装置とを一体に構成してもよい。具体的には、図1に示したインホイールモータ100が、図2〜図4に示したインホイールモータ200を兼ねるように構成してもよい。例えば、駆動用の出力軸と制動用の出力軸とをクラッチやギヤ機構によって切り替えられるように構成してもよい。   In each embodiment, a driving device is provided on the front wheel side, and a braking device is provided on the rear wheel side. That is, in braking control, regenerative braking is performed on the front wheel side, while braking control by friction is executed on the rear wheel side. In a modified example, the driving device and the braking device may be integrally formed on the driving wheel side. Specifically, the in-wheel motor 100 shown in FIG. 1 may be configured to also serve as the in-wheel motor 200 shown in FIGS. For example, the output shaft for driving and the output shaft for braking may be switched by a clutch or a gear mechanism.

各実施形態においては、インホイールモータ200を含む制動装置として、ブレーキペダルの操作に基づいて作動する装置を示した。変形例においては、インホイールモータ200を含む制動装置を、制動状態をロックするいわゆるパーキングブレーキ装置として構成してもよい。   In each embodiment, as a braking device including the in-wheel motor 200, a device that operates based on an operation of a brake pedal is shown. In the modification, the braking device including the in-wheel motor 200 may be configured as a so-called parking brake device that locks the braking state.

第1実施形態にかかる駆動装置の内部構造を表す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing the internal structure of the drive concerning a 1st embodiment. 第1実施形態にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing simply the internal structure of the brake equipment concerning a 1st embodiment. 第2実施形態にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing simply the internal structure of the brake equipment concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態の変形例にかかる制動装置の内部構造を簡略的に表す概略構造図である。It is a schematic structure figure showing simply the internal structure of the brake equipment concerning the modification of a 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 インホイールモータ、 102 タイヤ、 104 ホイール、 112 出力軸、 200 インホイールモータ、 202 ベアリング装置、 204 ホイール、 206 ブロック、 208 支持部、 210 突起、 212 突起、 214 突起、 220 ブレーキシュー、 222 ブレーキシュー、 228 スプリング、 230 ライニング、 306 ブロック、 310 突起、 320 ブレーキシュー、 330 ライニング、 350 ブレーキディスク、 360 ブレーキディスク。   100 in-wheel motor, 102 tire, 104 wheel, 112 output shaft, 200 in-wheel motor, 202 bearing device, 204 wheel, 206 block, 208 support part, 210 protrusion, 212 protrusion, 214 protrusion, 220 brake shoe, 222 brake shoe , 228 spring, 230 lining, 306 block, 310 protrusion, 320 brake shoe, 330 lining, 350 brake disc, 360 brake disc.

Claims (1)

車体に取り付けられ、車輪のホイール内に配置されるインホイールモータと、
前記インホイールモータの出力軸に固定された環状の本体を有し、その本体の外周面に半径方向外向きに突出するとともに、その先端に半径方向の高さが変化する傾斜面を有する複数の突起が設けられた押圧部材と、
前記ホイールの内周面と前記押圧部材との間に配置されるように前記車体に対して取り付けられ、その一端側が前記ホイールの内周面に対向配置される一方、他端側に前記突起の傾斜面と相補形状の対向面を有するブレーキシューと、
前記ブレーキシューを前記ホイールの内周面から離間する方向に付勢する付勢部材と、
前記インホイールモータを駆動して前記押圧部材の回転角度を制御することにより、前記ブレーキシューに対する前記突起の相対位置を変化させ、それにより前記ブレーキシューを前記ホイールから離間した待機位置と前記ホイールに押し付けられる制動位置との間で変位するように駆動する制御部と、
を備えることを特徴とする電動ブレーキ装置。
An in-wheel motor attached to the vehicle body and arranged in the wheel of the wheel;
A plurality of annular main bodies fixed to the output shaft of the in-wheel motor, the outer peripheral surfaces of the main bodies projecting outward in the radial direction, and at the tips thereof, a plurality of inclined surfaces with varying radial heights; A pressing member provided with a protrusion;
It is attached to the vehicle body so as to be disposed between the inner peripheral surface of the wheel and the pressing member, and one end side thereof is disposed opposite to the inner peripheral surface of the wheel, while the protrusion is formed on the other end side. A brake shoe having an opposing surface complementary to the inclined surface;
A biasing member that biases the brake shoe in a direction away from the inner peripheral surface of the wheel;
By controlling the rotation angle of the pressing member by driving the in-wheel motor, the relative position of the protrusion with respect to the brake shoe is changed, and thereby the brake shoe is moved to the standby position separated from the wheel and the wheel. A controller that drives to displace between the braking position to be pressed; and
An electric brake device comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103029564A (en) * 2011-09-29 2013-04-10 日产自动车株式会社 In-wheel motor drive unit
CN112512882A (en) * 2018-09-26 2021-03-16 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 Electric wheel brake actuator with improved end position detection

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