JP5440331B2 - Braking device for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両用制動装置に関し、特に、車輪の回転に対して制動力を付与するとともにこの制動力の付与に伴って発生する熱エネルギーを回収する車両用制動装置に関する。   The present invention relates to a braking device for a vehicle such as an automobile, and more particularly to a braking device for a vehicle that applies a braking force to the rotation of a wheel and collects thermal energy generated by the application of the braking force.

近年、車両の熱源から熱エネルギーを回収し、この回収した熱エネルギーを、例えば、電気エネルギーに変換して利用することが盛んに提案されている。   In recent years, it has been actively proposed to recover thermal energy from a heat source of a vehicle and convert the recovered thermal energy into, for example, electric energy.

例えば、下記特許文献1には、回転部にブレーキパッドを圧着してブレーキをかけるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに接続するヒートパイプと、ヒートパイプの放熱側端に接続する熱電変換素子と、熱電変換素子の冷却側面に接続する放熱器と、熱電変換素子に接続する蓄電池とを備えた回生ブレーキ装置が示されている。この回生ブレーキ装置においては、制動により生じた摩擦熱がヒートパイプを介して熱電変換素子の加熱面に伝達される一方で熱電変換素子の冷却面が放熱器によって冷却されるため、熱電変換素子は加熱面側と冷却面側との間の温度差により電力を発生することができる。したがって、制動により運動エネルギーを熱エネルギー(摩擦熱)として回収して電気エネルギーに変換できるようになっている。   For example, in Patent Document 1 below, a brake caliper that applies a brake to a rotating part to apply a brake, a heat pipe connected to the brake caliper, a thermoelectric conversion element connected to a heat radiation side end of the heat pipe, and a thermoelectric conversion A regenerative brake device including a radiator that is connected to a cooling side surface of the element and a storage battery that is connected to a thermoelectric conversion element is shown. In this regenerative braking device, the frictional heat generated by braking is transmitted to the heating surface of the thermoelectric conversion element via the heat pipe, while the cooling surface of the thermoelectric conversion element is cooled by the radiator, the thermoelectric conversion element is Electric power can be generated by the temperature difference between the heating surface side and the cooling surface side. Therefore, kinetic energy can be recovered as thermal energy (friction heat) by braking and converted into electrical energy.

また、下記特許文献2には、車軸の回転に同期して回転するディスクロータと車軸の回転に同期することなくディスクロータに押し付けられるブレーキパッドとの摩擦により生じた熱を利用して発電する熱電変換素子をディスクロータに取り付けた発電機構が示されている。この発電機構においては、ブレーキパッドと干渉しない位置にて、ディスクロータに熱電変換素子が取り付けられるため、制動により生じた摩擦熱がディスクロータを介して熱電変換素子の高温部に伝達される一方で熱電変換素子の低温部が空冷されて、熱電変換素子は高温部と低温部との間の温度差により電力を発電するようになっている。   Patent Document 2 listed below discloses a thermoelectric power generator that uses heat generated by friction between a disk rotor that rotates in synchronization with the rotation of the axle and a brake pad that is pressed against the disk rotor without synchronizing with the rotation of the axle. A power generation mechanism in which a conversion element is attached to a disk rotor is shown. In this power generation mechanism, since the thermoelectric conversion element is attached to the disk rotor at a position where it does not interfere with the brake pad, the frictional heat generated by braking is transmitted to the high temperature portion of the thermoelectric conversion element via the disk rotor. The low temperature part of the thermoelectric conversion element is air-cooled, and the thermoelectric conversion element generates electric power due to a temperature difference between the high temperature part and the low temperature part.

特開平11−220804号公報JP-A-11-220804 特開2009−269469号公報JP 2009-269469 A

ところで、熱電変換手段として、例えば、熱電変換素子を用いて熱エネルギーを回収して電気エネルギーに変換する場合には、一般的に、熱電変換素子における加熱側と冷却側との間の温度差が大きいほど変換効率が向上すると言われている。このため、車両に熱電変換素子を搭載し、熱エネルギーを回収して電気エネルギーに変換する場合、摩擦によって制動力を発生する車両用制動装置は、摩擦熱の発生により高温が得られる点で極めて有効である。しかしながら、車両用制動装置は、常に、適切な制動力を発生させるために、作動させる温度に限界が存在する。すなわち、車両用制動装置においては、摩擦部位の温度が上昇すると、摩擦係数が低下する特性を有している。このため、車両用制動装置は、高温で作動させると、制動力が低下する現象、所謂、フェード現象が発生する。   By the way, as a thermoelectric conversion means, for example, when recovering thermal energy using a thermoelectric conversion element and converting it into electric energy, generally, there is a temperature difference between the heating side and the cooling side in the thermoelectric conversion element. It is said that the conversion efficiency improves as the value increases. For this reason, when a thermoelectric conversion element is mounted on a vehicle, and the heat energy is recovered and converted into electric energy, the vehicle braking device that generates a braking force by friction is extremely high in that a high temperature can be obtained by the generation of frictional heat. It is valid. However, in order to always generate an appropriate braking force, there is a limit to the temperature at which the vehicle braking device is operated. That is, the vehicle braking device has a characteristic that the coefficient of friction decreases as the temperature of the friction part increases. For this reason, when the vehicle braking device is operated at a high temperature, a phenomenon in which the braking force is reduced, that is, a so-called fade phenomenon occurs.

このように、熱電変換素子を用いて熱エネルギーを回収して電気エネルギーに変換する場合、熱電変換素子による熱エネルギーの回収効率の観点からすれば、車両用制動装置の作動に伴って発生する摩擦熱を逃がすことなく、車両用制動装置自体を高温に維持することが好ましい。一方で、車両用制動装置を適切に作動させる観点からすれば、発生する摩擦熱を逃がして、言い換えれば、適切に冷却して、車両用制動装置自体の温度を低温に維持することが好ましい。   Thus, when recovering thermal energy using a thermoelectric conversion element and converting it to electrical energy, the friction generated with the operation of the braking device for the vehicle is considered from the viewpoint of the recovery efficiency of the thermal energy by the thermoelectric conversion element. It is preferable to maintain the vehicle braking device itself at a high temperature without releasing heat. On the other hand, from the viewpoint of properly operating the vehicle braking device, it is preferable to release the generated frictional heat, in other words, to cool the vehicle braking device itself to keep the temperature low.

したがって、熱電変換手段(熱電変換素子)を用いて、車両用制動装置の作動に伴って発生する摩擦熱すなわち熱エネルギーを回収し、例えば、電気エネルギーなどに変換する場合、車両用制動装置の制動力を低下させることなく熱電変換手段による熱エネルギーの回収効率を向上させるという相反する要求を両立させることが極めて重要である。   Therefore, when using the thermoelectric conversion means (thermoelectric conversion element), frictional heat, that is, heat energy generated by the operation of the vehicle braking device is recovered and converted into electric energy, for example, the vehicle braking device is controlled. It is extremely important to satisfy both conflicting demands for improving the recovery efficiency of thermal energy by the thermoelectric conversion means without reducing the power.

この点に関し、上記特許文献1および上記特許文献2に記載されたディスクブレーキユニットにおいては、冷却性能に優れるため、フェード現象の発生は抑制されるものの、熱電変換素子による熱エネルギーの回収効率が十分であるとは言えない。   In this regard, the disk brake units described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are excellent in cooling performance, so that the occurrence of a fade phenomenon is suppressed, but the recovery efficiency of thermal energy by the thermoelectric conversion element is sufficient. I can't say that.

一方で、車両用制動装置としては、上記特許文献1および上記特許文献2に記載されたディスクブレーキユニットの他に、ブレーキドラムとブレーキシューを備えたドラムブレーキユニットが存在し、広く採用されている。このドラムブレーキユニットにおいては、ブレーキドラムがバッキングプレートによって塞がれる構造であるため、ディスクブレーキユニットに比して摩擦熱が逃げにくい。しかしながら、このようなドラムブレーキユニットを採用する場合であっても、熱エネルギーの回収効率の観点からは、ブレーキドラムとブレーキシューとが摩擦熱を発生させる摩擦摺動部位の近傍にて摩擦熱すなわち熱エネルギーを回収することが望ましく、また、熱電変換手段による変換効率の観点からは、冷却側の冷却性を確保することが必要である。   On the other hand, in addition to the disc brake units described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a drum brake unit including a brake drum and a brake shoe exists and is widely used as a vehicle braking device. . In this drum brake unit, since the brake drum is structured to be blocked by the backing plate, the frictional heat is less likely to escape as compared to the disc brake unit. However, even when such a drum brake unit is adopted, from the viewpoint of heat energy recovery efficiency, friction heat, that is, frictional friction in the vicinity of the frictional sliding portion where the brake drum and the brake shoe generate frictional heat, that is, It is desirable to recover the thermal energy, and from the viewpoint of conversion efficiency by the thermoelectric conversion means, it is necessary to ensure cooling on the cooling side.

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両を適切に制動するとともに、制動に伴って発生する熱エネルギーの回収と熱エネルギーから変換された電気エネルギーの利用とを効率よく行う車両用制動装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to cope with the above-described problems. The purpose of the present invention is to appropriately brake the vehicle, collect heat energy generated by braking, and recover electric energy converted from the heat energy. An object of the present invention is to provide a vehicular braking device that efficiently uses the vehicle.

上記目的を達成するために、車輪の回転に対して制動力を付与するとともにこの制動力の付与に伴って発生する熱エネルギーを回収する車両用制動装置において、前記車輪と一体的に回転するブレーキドラムと前記車輪の回転に対して回転不能に設けられたバッキングプレートに組み付けられたブレーキシューとの摩擦係合により、前記車輪の回転に対して摩擦による制動力を付与する制動力付与手段と、前記バッキングプレートに組み付けられて、前記摩擦によって発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換手段と、前記ブレーキドラムの開口側端面と前記バッキングプレートとの間に形成されたラビリンス部に蓄えられる前記摩擦によって発生した熱エネルギーを前記熱電変換手段に伝熱する伝熱手段とを備えたことにある。この場合、前記伝熱手段を、例えば、前記ブレーキドラムが回転する周方向に配置するとよい。   In order to achieve the above object, a brake that rotates integrally with the wheel in a vehicle braking device that applies a braking force to the rotation of the wheel and collects thermal energy generated by the application of the braking force. Braking force applying means for applying a braking force by friction to the rotation of the wheel by friction engagement between a drum and a brake shoe assembled to a backing plate provided so as not to rotate with respect to the rotation of the wheel; The thermoelectric conversion means that is assembled to the backing plate and converts the thermal energy generated by the friction into electric energy, and is stored in the labyrinth portion formed between the opening side end surface of the brake drum and the backing plate. A heat transfer means for transferring heat energy generated by friction to the thermoelectric conversion means; That. In this case, the heat transfer means may be arranged, for example, in the circumferential direction in which the brake drum rotates.

これらの場合、前記伝熱手段を、前記ラビリンス部に設けられて前記摩擦によって発生した熱エネルギーを伝熱する第1伝熱部材と、前記第1伝熱部材によって伝熱された熱エネルギーを前記熱電変換手段に向けて伝熱する第2伝熱部材とから構成するとよい。   In these cases, the heat transfer means includes a first heat transfer member that is provided in the labyrinth portion and transfers heat energy generated by the friction, and heat energy transferred by the first heat transfer member is It is good to comprise from the 2nd heat-transfer member which transfers heat toward a thermoelectric conversion means.

そして、この場合、前記第1伝熱部材および前記第2伝熱部材が、それぞれ、高温部から低温部に向けて熱エネルギーを熱輸送する伝熱素子であるとよい。   In this case, each of the first heat transfer member and the second heat transfer member may be a heat transfer element that thermally transports thermal energy from the high temperature portion toward the low temperature portion.

また、この場合、前記第1伝熱部材と前記第2伝熱部材とを一体的に成形するとよい。また、この場合、前記第1伝熱部材に対して前記ラビリンス部に蓄熱された熱エネルギーが熱伝導性を有するグリースによって伝熱されるとよい。   In this case, the first heat transfer member and the second heat transfer member may be integrally formed. In this case, it is preferable that the heat energy stored in the labyrinth portion is transferred to the first heat transfer member by grease having thermal conductivity.

また、前記熱電変換手段は、一面側が前記伝熱手段を介して前記ラビリンス部から伝熱された熱エネルギーによって加熱されるとともに他面側が前記バッキングプレートを介して冷却されて、前記一面側と前記他面側との温度差に応じて熱エネルギーを電気エネルギーに変換するとよい。そして、さらに、前記熱電変換手段によって熱エネルギーから変換された電気エネルギーを電力として蓄電する蓄電手段を備えるとよい。   In addition, the thermoelectric conversion means is heated by the thermal energy transferred from the labyrinth part through the heat transfer means and the other side is cooled via the backing plate, and the one surface side and the thermoelectric conversion means It is preferable to convert thermal energy into electrical energy according to the temperature difference from the other side. Furthermore, it is preferable to further include a power storage means for storing the electric energy converted from the thermal energy by the thermoelectric conversion means as electric power.

これらによれば、ブレーキドラムとブレーキシューとを備えたドラムブレーキユニットにおいて、バッキングプレートに熱電変換手段を組み付けるとともに、ブレーキドラムの開口側端部とバッキングプレートとの間に形成されたラビリンス部に蓄熱された熱エネルギーを熱電変換手段に伝熱する伝熱手段をブレーキドラムの周方向に配置して設けることができる。そして、この場合には、具体的に、伝熱手段を、ラビリンス部に設けられた第1伝熱部材(伝熱素子)と、第1伝熱部材(伝熱素子)から伝熱される熱エネルギーを熱電変換手段に伝熱する第2伝熱部材(伝熱素子)とから構成することができる。これにより、伝熱手段(第1伝熱部材および第2伝熱部材)は、ブレーキドラムにおけるブレーキシューとの摩擦摺動面に隣接して摩擦によって発生した熱エネルギーが確実にかつ速やかに蓄熱されるラビリンス部から、熱エネルギーを効率よく回収して熱電変換手段に対して伝熱することができる。   According to these, in a drum brake unit including a brake drum and a brake shoe, thermoelectric conversion means is assembled to the backing plate, and heat is stored in the labyrinth portion formed between the opening end of the brake drum and the backing plate. A heat transfer means for transferring the heat energy to the thermoelectric conversion means can be arranged in the circumferential direction of the brake drum. In this case, specifically, the heat transfer means includes a first heat transfer member (heat transfer element) provided in the labyrinth portion and heat energy transferred from the first heat transfer member (heat transfer element). The second heat transfer member (heat transfer element) that transfers heat to the thermoelectric conversion means. Thus, the heat transfer means (the first heat transfer member and the second heat transfer member) reliably and quickly stores the heat energy generated by friction adjacent to the friction sliding surface of the brake drum with the brake shoe. From the labyrinth portion, the heat energy can be efficiently recovered and transferred to the thermoelectric conversion means.

また、バッキングプレートに組み付けられた熱電変換手段においては、ラビリンス部から伝熱手段(第1伝熱部材および第2伝熱部材)を介して伝熱される熱エネルギーによって加熱側が加熱され、バッキングプレートを介して冷却側が冷却される。したがって、ドラムブレーキユニットを採用した場合であっても、熱電変換手段の加熱側と冷却側との間に温度差を適切に生じさせることができるため、例えば、周知のゼーベック効果によって熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。   Further, in the thermoelectric conversion means assembled to the backing plate, the heating side is heated by the heat energy transferred from the labyrinth part via the heat transfer means (first heat transfer member and second heat transfer member), and the backing plate is The cooling side is cooled through. Therefore, even when a drum brake unit is employed, a temperature difference can be appropriately generated between the heating side and the cooling side of the thermoelectric conversion means. Can be converted into energy.

ここで、ドラムブレーキユニットにおいては、ブレーキドラムの開口側がバッキングプレートによって塞がれる構造であるため、制動により発生した熱エネルギーがブレーキドラムの内部、特に、ラビリンス部に籠りやすい。したがって、熱電変換手段の加熱側は伝熱手段(第1伝熱部材および第2伝熱部材)によって比較的長い時間にわたり伝熱されて高温状態が維持される一方で、例えば、走行風などによってバッキングプレートが冷却されて熱電変換手段の冷却側は常に冷却される。このため、熱電変換手段は、長時間にわたって継続して熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができるため、効率よく電力を回収することができる。   Here, since the drum brake unit has a structure in which the opening side of the brake drum is closed by the backing plate, the heat energy generated by the braking is easily applied to the inside of the brake drum, particularly to the labyrinth portion. Therefore, the heating side of the thermoelectric conversion means is heated for a relatively long time by the heat transfer means (the first heat transfer member and the second heat transfer member) and maintained at a high temperature state. The backing plate is cooled and the cooling side of the thermoelectric conversion means is always cooled. For this reason, since the thermoelectric conversion means can continuously convert heat energy into electric energy for a long time, it can efficiently recover electric power.

また、第1伝熱部材と第2伝熱部材とを一体的に成形することができる。これにより、より簡略化した構造とすることができるとともに伝熱損失を小さくすることができて、ラビリンス部に蓄熱された熱エネルギーを熱電変換手段に伝熱することができる。   Moreover, a 1st heat-transfer member and a 2nd heat-transfer member can be shape | molded integrally. Thereby, it can be set as the structure simplified more, a heat transfer loss can be made small, and the heat energy stored in the labyrinth part can be transmitted to the thermoelectric conversion means.

さらに、ラビリンス部に蓄熱された熱エネルギーを、輻射熱による伝熱に加えて、熱伝導性を有するグリースを介して直接的に第1伝熱部材に伝熱することができる。これにより、第1伝熱部材は、より効率よく加熱されるため、第2伝熱部材を介して熱電変換手段の加熱側に熱エネルギーを伝熱することができる。   Furthermore, the heat energy stored in the labyrinth part can be directly transferred to the first heat transfer member via the thermally conductive grease in addition to the heat transfer by radiant heat. Thereby, since the 1st heat transfer member is heated more efficiently, heat energy can be transferred to the heating side of the thermoelectric conversion means via the 2nd heat transfer member.

本発明の第1実施形態に係る車両用制動装置の構成を概略的に示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing roughly the composition of the brake device for vehicles concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1の熱回収部および電力変換部の配置を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating arrangement | positioning of the heat recovery part of FIG. 1, and a power converter. 図1の熱回収部および電力変換部を説明するための拡大図である。It is an enlarged view for demonstrating the heat recovery part and power conversion part of FIG. 本発明の第2実施形態に係る車両用制動装置の構成を概略的に示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows roughly the structure of the vehicle braking device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図4の熱回収部および電力変換部の配置を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating arrangement | positioning of the heat recovery part and power conversion part of FIG. 図4の熱回収部および電力変換部を説明するための拡大図である。It is an enlarged view for demonstrating the heat recovery part and power conversion part of FIG.

a.第1実施形態
以下、本発明の実施形態に係る車両用制動装置について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、第1実施形態に係る車両用制動装置Sのシステム構成を概略的に示している。この車両用制動装置Sは、車両を制動することに加えて、制動に伴って運動エネルギーを熱エネルギーとして回収し、さらに、この回収した熱エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電するものである。
a. First Embodiment Hereinafter, a vehicle braking apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a system configuration of a vehicle braking device S according to the first embodiment. In addition to braking the vehicle, the vehicle braking device S collects kinetic energy as thermal energy along with braking, and further converts the collected thermal energy into electrical energy for storage.

このため、車両用制動装置Sは、図1に示すように、車輪Wに対して制動力を付与する制動部10と、この制動部10による制動に伴って発生する熱エネルギーを回収する熱回収部20と、熱回収部20によって回収された熱エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電する電力回収部30とを備えている。なお、図1においては、1輪に車両用制動装置Sを設けた場合を図示するが、例えば、車両の左右前輪側に車両用制動装置Sを設けたり、車両の左右後輪側や全輪に車両用制動装置Sを設けて実施可能であることはいうまでもない。   For this reason, as shown in FIG. 1, the vehicle braking device S includes a braking unit 10 that applies a braking force to the wheels W, and a heat recovery unit that recovers thermal energy generated by braking by the braking unit 10. Unit 20 and a power recovery unit 30 that converts the thermal energy recovered by the heat recovery unit 20 into electrical energy and stores the electric energy. 1 shows a case where the vehicle braking device S is provided on one wheel, for example, the vehicle braking device S is provided on the left and right front wheels of the vehicle, or the left and right rear wheels of the vehicle and all the wheels. Needless to say, the present invention can be implemented by providing a vehicle braking device S.

制動力付与手段としての制動部10は、ブレーキドラム11とブレーキシュー12とを備えたドラムブレーキユニットである。ブレーキドラム11は、図示しないサスペンション装置を構成するナックルNに組み付けられたハブベアリングBに回転可能に支持されたハブHに対してナットにより組み付けられていて、車輪Wと一体的に回転するものである。また、ブレーキドラム11の開口側端面には、図1に示すように、環状の溝が形成されており、この溝がラビリンス部11aを形成している。   The braking unit 10 serving as a braking force applying unit is a drum brake unit including a brake drum 11 and a brake shoe 12. The brake drum 11 is assembled to a hub H rotatably supported by a hub bearing B assembled to a knuckle N constituting a suspension device (not shown), and rotates integrally with a wheel W. is there. Further, as shown in FIG. 1, an annular groove is formed on the opening end surface of the brake drum 11, and this groove forms a labyrinth portion 11a.

ブレーキシュー12は、図1および図2に示すように、ブレーキドラム11内に収容されており、車体側に回転不能に固定されたバッキングプレート13に対して組み付けられている。そして、ブレーキシュー12は、バッキングプレート13に固着されたホイールシリンダWSの作動により、ライニングをブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに対して摩擦係合するようになっている。なお、ドラムブレーキユニットの詳細な構造および作動については、周知のドラムブレーキユニットと同様であり、また、本発明に直接関係しないため、その説明を省略する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the brake shoe 12 is accommodated in the brake drum 11 and assembled to a backing plate 13 that is fixed to the vehicle body so as not to rotate. The brake shoe 12 is configured to frictionally engage the lining with the friction sliding surface 11 b of the brake drum 11 by the operation of the wheel cylinder WS fixed to the backing plate 13. The detailed structure and operation of the drum brake unit are the same as those of the well-known drum brake unit, and are not directly related to the present invention, so the description thereof is omitted.

このように構成された制動部10においては、運転者によって図示しないブレーキペダルが操作されると、ホイールシリンダWSにブレーキ液圧が供給される。これにより、ブレーキシュー12は、供給されるブレーキ液圧の増加に伴って、ライニングをブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに対して圧着させて摩擦係合させる。そして、車輪Wと一体的に回転するブレーキドラム11に対してライニングを摩擦係合させることによって摩擦力が発生し、この摩擦力が車輪Wの回転を制動する制動力として付与される。   In the braking unit 10 configured as described above, when a brake pedal (not shown) is operated by the driver, the brake fluid pressure is supplied to the wheel cylinder WS. Thus, the brake shoe 12 causes the lining to be pressed against the friction sliding surface 11b of the brake drum 11 and frictionally engaged with the increase of the supplied brake hydraulic pressure. A frictional force is generated by frictionally engaging the lining with the brake drum 11 that rotates integrally with the wheel W, and this frictional force is applied as a braking force that brakes the rotation of the wheel W.

また、車輪Wの回転に対して制動力すなわち摩擦力を付与することに伴い、摩擦摺動面11bおよびライニングには摩擦熱(熱エネルギー)が発生する。したがって、制動部10は、車両の制動に伴って運動エネルギーを摩擦によって熱エネルギー(摩擦熱)に変換することにより、回転する車輪Wを制動する。   Further, as a braking force, that is, a frictional force is applied to the rotation of the wheel W, frictional heat (thermal energy) is generated on the frictional sliding surface 11b and the lining. Therefore, the braking unit 10 brakes the rotating wheel W by converting the kinetic energy into heat energy (friction heat) by friction accompanying braking of the vehicle.

伝熱手段としての熱回収部20は、図1ないし図3に示すように、第1伝熱部材としての第1伝熱素子21(例えば、銅のヒートパイプなど)と第2伝熱部材としての第2伝熱素子22(例えば、銅のヒートパイプなど)から形成される。第1伝熱素子21は、図2および図3に詳しく示すように、ブレーキドラム11の回転方向に周状に形成されており、ブレーキドラム11に形成されたラビリンス部11aにおける環状の溝内に収容されている。ここで、第1伝熱素子21は、ラビリンス部11aにおける環状の溝内にて、車輪Wとともに一体的に回転するブレーキドラム11に接触することなく、近接した状態で収容されている。第2伝熱素子22は、第1伝熱素子21に対して一端側が熱的に接続されており、他端側が後述する電力変換部30の熱電変換部31に接続されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the heat recovery unit 20 as a heat transfer means includes a first heat transfer element 21 (for example, a copper heat pipe) as a first heat transfer member and a second heat transfer member. The second heat transfer element 22 (for example, a copper heat pipe) is formed. As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the first heat transfer element 21 is formed in a circumferential shape in the rotation direction of the brake drum 11, and is formed in an annular groove in the labyrinth portion 11 a formed in the brake drum 11. Contained. Here, the 1st heat-transfer element 21 is accommodated in the state which adjoined, without contacting the brake drum 11 which rotates integrally with the wheel W within the cyclic | annular groove | channel in the labyrinth part 11a. One end side of the second heat transfer element 22 is thermally connected to the first heat transfer element 21, and the other end side is connected to a thermoelectric conversion unit 31 of the power conversion unit 30 described later.

これにより、熱回収部20においては、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bとライニングとの摩擦によって摩擦熱(熱エネルギー)が発生すると、第1伝熱素子21がブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに隣接するように形成されたラビリンス部11aの全周に伝熱した摩擦熱(熱エネルギー)を輻射熱として回収する。そして、第1伝熱素子21が回収した摩擦熱(熱エネルギー)は、熱的に接続された第2伝熱素子22を介して電力回収部30の熱電変換部31に伝熱されるようになっている。   As a result, in the heat recovery unit 20, when frictional heat (heat energy) is generated by friction between the friction sliding surface 11 b of the brake drum 11 and the lining, the first heat transfer element 21 causes the friction sliding surface of the brake drum 11. Friction heat (heat energy) transferred to the entire circumference of the labyrinth portion 11a formed so as to be adjacent to 11b is recovered as radiant heat. The frictional heat (heat energy) recovered by the first heat transfer element 21 is transferred to the thermoelectric conversion unit 31 of the power recovery unit 30 via the thermally connected second heat transfer element 22. ing.

電力回収部30は、図1ないし図3に概略的に示すように、バッキングプレート13に組み付けられた複数(本実施形態においては4つ)の熱電変換手段としての熱電変換部31を備えている。熱電変換部31は、物質(具体的には、半導体)が有する周知のゼーベック効果を利用して、付与された熱エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。この熱電変換部31は、図3に示すように、加熱側すなわち加熱面31aが熱回収部20の第2伝熱素子22の他端側に接触し、冷却側すなわち冷却面31bがバッキングプレート13に接触するようになっている。   As schematically shown in FIGS. 1 to 3, the power recovery unit 30 includes a plurality of (four in the present embodiment) thermoelectric conversion units 31 that are assembled to the backing plate 13. . The thermoelectric conversion unit 31 converts the applied thermal energy into electrical energy by using a known Seebeck effect possessed by a substance (specifically, a semiconductor). As shown in FIG. 3, the thermoelectric conversion unit 31 has a heating side, that is, a heating surface 31 a that is in contact with the other end side of the second heat transfer element 22 of the heat recovery unit 20, and a cooling side, that is, the cooling surface 31 b, that is a backing plate 13. To come into contact.

ここで、熱電変換部31による熱エネルギーから電気エネルギーへの変換について説明しておく。熱電変換部31においては、図3に示すように、加熱面31aがブレーキドラム11の摩擦摺動面11bから第1伝熱素子21および第2伝熱素子22を介して伝熱された摩擦熱(熱エネルギー)によって加熱され、冷却面31bが例えば走行風に接触するバッキングプレート13によって冷却される。これにより、熱電変換部31は、周知のゼーベック効果によって加熱面31aと冷却面31bとの温度差に応じた起電力(以下、この起電力を回生電力という)を発生する。すなわち、熱電変換部31は、熱回収部20によって回収された摩擦熱(熱エネルギー)を電気エネルギー(回生電力)に変換することができる。   Here, the conversion from thermal energy to electrical energy by the thermoelectric converter 31 will be described. In the thermoelectric conversion section 31, as shown in FIG. 3, the frictional heat transferred from the friction surface 11b of the brake drum 11 through the first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22 in the heating surface 31a. Heated by (thermal energy), the cooling surface 31b is cooled by, for example, the backing plate 13 in contact with the traveling wind. Thereby, the thermoelectric conversion part 31 generate | occur | produces the electromotive force (henceforth this electromotive force is called regenerative electric power) according to the temperature difference of the heating surface 31a and the cooling surface 31b by the known Seebeck effect. That is, the thermoelectric conversion unit 31 can convert the frictional heat (heat energy) recovered by the heat recovery unit 20 into electric energy (regenerative power).

また、電力回収部30は、図1および図3に示すように、変圧回路32と蓄電手段としてのバッテリ33とを備えている。変圧回路32は、例えば、DC−DCコンバータやコンデンサなどを主要構成部品として、熱電変換部31とバッテリ33とを電気的に接続する電気回路である。そして、変圧回路32は、熱電変換部31によって発電された回生電力を変圧してバッテリ33に出力する。バッテリ33は、変圧回路32から出力された回生電力を蓄電するものである。   Moreover, the electric power collection | recovery part 30 is provided with the transformation circuit 32 and the battery 33 as an electrical storage means as shown in FIG. 1 and FIG. The transformer circuit 32 is an electric circuit that electrically connects the thermoelectric conversion unit 31 and the battery 33 with, for example, a DC-DC converter, a capacitor, and the like as main components. The transformer circuit 32 transforms the regenerative power generated by the thermoelectric converter 31 and outputs the transformed power to the battery 33. The battery 33 stores the regenerative power output from the transformer circuit 32.

次に、上記のように構成した車両用制動装置Sの作動について説明する。運転者によって図示しないブレーキペダルが操作されると、制動部10が車輪Wの回転に対して制動力を付与する。すなわち、制動部10においては、上述したように、ブレーキペダルの操作に応じたブレーキ液圧がホイールシリンダWSに供給される。そして、ホイールシリンダWSは、供給されたブレーキ液圧により、車輪Wと一体的に回転するブレーキドラム11の摩擦摺動面11bにブレーキシュー12のライニングを圧着させる。これにより、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bとライニングとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力が制動力として回転する車輪Wに付与される。   Next, the operation of the vehicle braking device S configured as described above will be described. When a brake pedal (not shown) is operated by the driver, the braking unit 10 applies a braking force to the rotation of the wheel W. That is, in the brake unit 10, as described above, the brake fluid pressure corresponding to the operation of the brake pedal is supplied to the wheel cylinder WS. Then, the wheel cylinder WS presses the lining of the brake shoe 12 onto the friction sliding surface 11b of the brake drum 11 that rotates integrally with the wheel W by the supplied brake hydraulic pressure. Thereby, a frictional force is generated between the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 and the lining, and this frictional force is applied to the rotating wheel W as a braking force.

一方、摩擦力による制動に伴ってブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに発生する摩擦熱(熱エネルギー)は、隣接して形成されたラビリンス部11aに伝熱し、ラビリンス部11aを形成する環状の溝内に蓄熱される。そして、この蓄熱された摩擦熱(熱エネルギー)は、熱回収部20によって回収されるとともに電力回収部30によって回生電力(電気エネルギー)に変換される。以下、摩擦熱(熱エネルギー)の回収と回生電力(電気エネルギー)の発電について、具体的に説明する。   On the other hand, the frictional heat (heat energy) generated on the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 in association with the braking by the frictional force is transferred to the labyrinth portion 11a formed adjacently to form an annular shape forming the labyrinth portion 11a. Heat is stored in the groove. The accumulated frictional heat (thermal energy) is recovered by the heat recovery unit 20 and converted into regenerative power (electric energy) by the power recovery unit 30. Hereinafter, the recovery of frictional heat (thermal energy) and the generation of regenerative power (electric energy) will be specifically described.

まず、摩擦熱(熱エネルギー)の回収(伝熱)から詳しく説明すると、熱回収部20の第1伝熱素子21は、ラビリンス部11aを形成する環状の溝内に収容されている。このため、第1伝熱素子21は、摩擦熱(熱エネルギー)の蓄熱されたラビリンス部11aすなわち高温部から第2伝熱素子22すなわち低温部に向けて摩擦熱(熱エネルギー)を熱輸送する。そして、第2伝熱素子22は、熱輸送された摩擦熱(熱エネルギー)を第1伝熱素子21すなわち高温部から電力回収部30の熱電変換部31すなわち低温部に向けて熱輸送する。したがって、熱回収部20は、ラビリンス部11aに蓄熱された摩擦熱(熱エネルギー)を回収(伝熱)することができる。   First, in detail from the recovery (heat transfer) of frictional heat (thermal energy), the first heat transfer element 21 of the heat recovery unit 20 is accommodated in an annular groove forming the labyrinth portion 11a. For this reason, the first heat transfer element 21 thermally transports frictional heat (thermal energy) from the labyrinth part 11a in which frictional heat (thermal energy) is stored toward the second heat transfer element 22, that is, the low temperature part. . Then, the second heat transfer element 22 heat-transports the heat transported frictional heat (thermal energy) from the first heat transfer element 21, that is, the high temperature part, to the thermoelectric conversion part 31, that is, the low temperature part of the power recovery unit 30. Therefore, the heat recovery unit 20 can recover (heat transfer) the frictional heat (heat energy) stored in the labyrinth unit 11a.

一方、熱電変換部31においては、加熱面31aに対して第2伝熱素子22が接続されている。このため、ラビリンス部11aから第1伝熱素子21および第2伝熱素子22を介して伝熱された摩擦熱(熱エネルギー)は、熱電変換部31の加熱面31aを加熱する。すなわち、熱電変換部31は、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bにて制動により発生した摩擦熱(熱エネルギー)を利用することができる。   On the other hand, in the thermoelectric conversion part 31, the 2nd heat transfer element 22 is connected with respect to the heating surface 31a. For this reason, the frictional heat (heat energy) transferred from the labyrinth part 11 a via the first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22 heats the heating surface 31 a of the thermoelectric conversion part 31. That is, the thermoelectric converter 31 can use frictional heat (heat energy) generated by braking on the frictional sliding surface 11 b of the brake drum 11.

次に、熱電変換部31による回生電力の発電について詳しく説明する。熱電変換部31の加熱面31aは、上述したように、第2伝熱素子22を介して伝熱された(回収された)摩擦熱(熱エネルギー)によって加熱される。一方、熱電変換部31の冷却面31bは、図3に示したように、バッキングプレート13に接触しており、例えば、車両の走行風との間で熱交換することによってバッキングプレート13が速やかに冷却され、その結果、熱電変換部31の冷却面31bは冷却される。   Next, the generation of regenerative power by the thermoelectric converter 31 will be described in detail. As described above, the heating surface 31a of the thermoelectric converter 31 is heated by the frictional heat (heat energy) transferred (recovered) through the second heat transfer element 22. On the other hand, the cooling surface 31b of the thermoelectric conversion unit 31 is in contact with the backing plate 13 as shown in FIG. 3. For example, the backing plate 13 can be quickly exchanged by exchanging heat with the traveling wind of the vehicle. As a result, the cooling surface 31b of the thermoelectric converter 31 is cooled.

これにより、熱電変換部31においては、加熱面31aがブレーキドラム11の摩擦摺動面11b(より詳しくは、ラビリンス部11a)から第1伝熱素子21および第2伝熱素子22を介して伝熱された摩擦熱(熱エネルギー)によって加熱され、冷却面31bがバッキングプレート13によって冷却される。したがって、熱電変換部31は、加熱面31aと冷却面31bとの間の温度差に応じて、周知のゼーベック効果により、効率よく熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、回生電力を発電することができる。そして、発電された回生電力は、変圧回路32によって変圧され、バッテリ33に蓄電される。このように、バッテリ33に蓄電された回生電力は、車両に搭載された他の機器で利用することができるため、例えば、エンジンの負荷を低減して燃費を向上させることができる。   Thereby, in the thermoelectric conversion part 31, the heating surface 31a is transmitted from the friction sliding surface 11b of the brake drum 11 (more specifically, the labyrinth part 11a) through the first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22. Heated by the heated frictional heat (heat energy), the cooling surface 31 b is cooled by the backing plate 13. Therefore, the thermoelectric conversion unit 31 can efficiently convert heat energy into electric energy and generate regenerative power by the well-known Seebeck effect according to the temperature difference between the heating surface 31a and the cooling surface 31b. . The generated regenerative power is transformed by the transformer circuit 32 and stored in the battery 33. Thus, since the regenerative electric power stored in the battery 33 can be used by other devices mounted on the vehicle, for example, it is possible to reduce engine load and improve fuel efficiency.

以上の説明からも理解できるように、この第1実施形態によれば、ドラムブレーキユニットにおいて、ブレーキドラム11とバッキングプレート13との間に形成されたラビリンス部11aに第1伝熱素子21を設けるとともに、第1伝熱素子21から伝熱される摩擦熱(熱エネルギー)を第2伝熱素子22が熱電変換部31の加熱面31aに伝熱することができる。すなわち、第1伝熱素子21および第2伝熱素子22は、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに隣接して制動により発生した摩擦熱(熱エネルギー)が確実にかつ速やかに蓄熱されるラビリンス部11aから、摩擦熱(熱エネルギー)を効率よく回収して熱電変換部31の加熱面31aに対して伝熱することができる。   As can be understood from the above description, according to the first embodiment, in the drum brake unit, the first heat transfer element 21 is provided in the labyrinth portion 11 a formed between the brake drum 11 and the backing plate 13. At the same time, the second heat transfer element 22 can transfer the frictional heat (heat energy) transferred from the first heat transfer element 21 to the heating surface 31 a of the thermoelectric converter 31. That is, the first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22 are labyrinths in which frictional heat (heat energy) generated by braking adjacent to the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 is reliably and quickly stored. The frictional heat (thermal energy) can be efficiently recovered from the part 11 a and can be transferred to the heating surface 31 a of the thermoelectric conversion part 31.

そして、バッキングプレート13に組み付けられた熱電変換部31は、ラビリンス部11aから第1伝熱素子21および第2伝熱素子22を介して伝熱される摩擦熱(熱エネルギー)によって加熱面31aが加熱され、バッキングプレート13を介して冷却面31bが冷却される。したがって、熱電変換部31の加熱面31aと冷却面31bとの間に温度差を適切に生じさせることができるため、例えば、周知のゼーベック効果によって回生電力(電気エネルギー)を発電することができる。   And the thermoelectric conversion part 31 assembled | attached to the backing plate 13 heats the heating surface 31a with the frictional heat (thermal energy) transferred from the labyrinth part 11a via the 1st heat transfer element 21 and the 2nd heat transfer element 22. Then, the cooling surface 31 b is cooled via the backing plate 13. Therefore, since a temperature difference can be appropriately generated between the heating surface 31a and the cooling surface 31b of the thermoelectric conversion unit 31, for example, regenerative power (electric energy) can be generated by the well-known Seebeck effect.

ここで、ドラムブレーキユニットにおいては、ブレーキドラム11の開口側(車体側)がバッキングプレート13によって塞がれる構造であるため、制動により発生した摩擦熱(熱エネルギー)がブレーキドラム11の内部、特に、ラビリンス部11aに籠りやすい。したがって、熱電変換部31の加熱面31aは第1伝熱素子21および第2伝熱素子22によって比較的長い時間にわたり伝熱されて高温状態が維持される一方で、走行風などによってバッキングプレート13が冷却されて熱電変換部31の冷却面31bは常に冷却される。このため、熱電変換部31は、長時間にわたって継続して摩擦熱(熱エネルギー)を回生電力(電気エネルギー)に変換することができるため、効率よく電力を回収することができる。   Here, since the drum brake unit has a structure in which the opening side (vehicle body side) of the brake drum 11 is closed by the backing plate 13, frictional heat (heat energy) generated by braking is generated inside the brake drum 11, particularly in the interior. The labyrinth portion 11a is easy to beat. Accordingly, the heating surface 31a of the thermoelectric conversion unit 31 is heated for a relatively long time by the first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22 and maintained at a high temperature state, while the backing plate 13 is driven by traveling wind or the like. Is cooled, and the cooling surface 31b of the thermoelectric converter 31 is always cooled. For this reason, since the thermoelectric conversion part 31 can convert friction heat (thermal energy) into regenerative electric power (electric energy) continuously over a long time, it can collect | recover electric power efficiently.

さらに、第1伝熱素子21をブレーキドラム11のラビリンス部11aに設けることができ、熱電変換部31をバッキングプレート13に組み付けることができる。これにより、通常のドラムブレーキユニットにおけるブレーキドラムおよびブレーキシューを変更する必要がない。したがって、通常のドラムブレーキユニットに熱回収部20および電力回収部30を組み付けることが可能となり、例えば、製造コストを低減することができる。   Further, the first heat transfer element 21 can be provided in the labyrinth part 11 a of the brake drum 11, and the thermoelectric conversion part 31 can be assembled to the backing plate 13. Thereby, it is not necessary to change the brake drum and brake shoe in a normal drum brake unit. Therefore, the heat recovery unit 20 and the power recovery unit 30 can be assembled to a normal drum brake unit, and for example, the manufacturing cost can be reduced.

b.第2実施形態
上記第1実施形態においては、伝熱手段としての熱回収部20を第1伝熱部材としての第1伝熱素子21と第2伝熱部材としての第2伝熱素子22とから構成し、これら第1伝熱素子21と第2伝熱素子22とを熱的に接続するように実施した。この場合、第1伝熱部材と第2伝熱部材とを一体的に成形して実施することも可能である。以下、この第2実施形態を詳細に説明するが、上記第1実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
b. Second Embodiment In the first embodiment, the heat recovery unit 20 serving as a heat transfer means includes a first heat transfer element 21 serving as a first heat transfer member and a second heat transfer element 22 serving as a second heat transfer member. The first heat transfer element 21 and the second heat transfer element 22 were thermally connected. In this case, the first heat transfer member and the second heat transfer member can be integrally formed. Hereinafter, although this 2nd Embodiment is described in detail, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この第2実施形態においても、図4に示すように、制動部10は、ブレーキドラム11とブレーキシュー12とを備えたドラムブレーキユニットである。また、この第2実施形態においても、電力回収部30が、熱電変換部31、変圧回路32およびバッテリ33を備えている点で上記第1実施形態と同様である。ただし、この第2実施形態においては、上記第1実施形態における熱回収部20に代えて熱回収部40を備えている点で異なる。   Also in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the braking unit 10 is a drum brake unit including a brake drum 11 and a brake shoe 12. The second embodiment is also the same as the first embodiment in that the power recovery unit 30 includes a thermoelectric conversion unit 31, a transformer circuit 32, and a battery 33. However, the second embodiment is different in that a heat recovery unit 40 is provided instead of the heat recovery unit 20 in the first embodiment.

この第2実施形態における熱回収部40は、図4ないし図6に示すように、第1伝熱部材41と第2伝熱部材とが一体的に成形されている。第1伝熱部材41と第2伝熱部材42は、伝熱特性に優れた、例えば、銅板などから成形されている。そして、第1伝熱部材41は、図5および図6に詳しく示すように、円環状に形成されており、ブレーキドラム11に形成されたラビリンス部11aにおける環状の溝内に収容されている。第2伝熱部材42は、第1伝熱部材41から帯状に突出しており、電力変換部30の熱電変換部31に接続されている。   As shown in FIGS. 4 to 6, in the heat recovery unit 40 in the second embodiment, the first heat transfer member 41 and the second heat transfer member are integrally formed. The first heat transfer member 41 and the second heat transfer member 42 are formed of, for example, a copper plate having excellent heat transfer characteristics. As shown in detail in FIGS. 5 and 6, the first heat transfer member 41 is formed in an annular shape, and is accommodated in an annular groove in the labyrinth portion 11 a formed in the brake drum 11. The second heat transfer member 42 protrudes from the first heat transfer member 41 in a band shape and is connected to the thermoelectric conversion unit 31 of the power conversion unit 30.

ここで、第1伝熱部材41は、図6に拡大して示すように、ラビリンス部11aにおける環状の溝内にて、熱伝導性を有するグリース43を介して、車輪Wとともに一体的に回転するブレーキドラム11に熱的に接続された状態で収容されている。なお、ラビリンス部11aには、環状の溝内に充填されたグリース43の流出を防止するとともに第1伝熱部材41を支持するための耐熱ブーツ44が組み付けられている。   Here, as shown in an enlarged view in FIG. 6, the first heat transfer member 41 rotates integrally with the wheel W through the grease 43 having thermal conductivity in the annular groove in the labyrinth portion 11a. The brake drum 11 is housed in a thermally connected state. The labyrinth portion 11a is assembled with a heat-resistant boot 44 for preventing the grease 43 filled in the annular groove from flowing out and supporting the first heat transfer member 41.

次に、上記のように構成した第2実施形態に係る車両用制動装置Sの作動について説明する。この第2実施形態に係る車両用制動装置Sにおいても、運転者によるブレーキペダルの操作に応じて、ブレーキシュー12のライニングは車輪Wと一体的に回転するブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに摩擦係合する。これにより、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bとライニングとの間に摩擦力が発生し、この摩擦力による制動に伴ってブレーキドラム11の摩擦摺動面11bに発生する摩擦熱(熱エネルギー)は、隣接して形成されたラビリンス部11aに伝熱し、ラビリンス部11aを形成する環状の溝内に蓄熱される。   Next, the operation of the vehicle braking device S according to the second embodiment configured as described above will be described. Also in the vehicle braking device S according to the second embodiment, the lining of the brake shoe 12 is applied to the friction sliding surface 11b of the brake drum 11 that rotates integrally with the wheel W in accordance with the operation of the brake pedal by the driver. Friction engagement. Thereby, a frictional force is generated between the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 and the lining, and frictional heat (thermal energy) generated on the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 due to braking by this frictional force. The heat is transferred to the labyrinth portion 11a formed adjacently, and is stored in an annular groove forming the labyrinth portion 11a.

そして、この蓄熱された摩擦熱(熱エネルギー)は、熱回収部40によって回収されるとともに電力回収部30によって回生電力(電気エネルギー)に変換される。以下、この第2実施形態における摩擦熱(熱エネルギー)の回収と回生電力(電気エネルギー)の発電について、具体的に説明する。   The stored frictional heat (heat energy) is recovered by the heat recovery unit 40 and converted into regenerative power (electric energy) by the power recovery unit 30. Hereinafter, the recovery of frictional heat (thermal energy) and the generation of regenerative electric power (electric energy) in the second embodiment will be specifically described.

まず、熱回収部40による摩擦熱(熱エネルギー)の回収(伝熱)から詳しく説明すると、熱回収部40の第1伝熱部材41は、ラビリンス部11aを形成する環状の溝内に収容されている。また、第1伝熱部材41は、熱導電性を有するグリース43を介してブレーキドラム11に熱的に接続されている。このため、第1伝熱部材41は、摩擦熱(熱エネルギー)の蓄熱されたラビリンス部11aにて、輻射熱によって加熱されるとともにグリース43からの伝熱によって直接的に加熱される。そして、このように加熱される第1伝熱部材41は、第2伝熱素子22に向けて摩擦熱(熱エネルギー)を伝熱する。一方、第2伝熱部材42は、伝熱された摩擦熱(熱エネルギー)を電力回収部30の熱電変換部31に向けて伝熱する。したがって、熱回収部40は、ラビリンス部11aに蓄熱された摩擦熱(熱エネルギー)をより効率よく回収(伝熱)することができる。   First, the friction heat (thermal energy) recovery (heat transfer) of the heat recovery unit 40 will be described in detail. The first heat transfer member 41 of the heat recovery unit 40 is accommodated in an annular groove that forms the labyrinth portion 11a. ing. The first heat transfer member 41 is thermally connected to the brake drum 11 via a grease 43 having thermal conductivity. For this reason, the first heat transfer member 41 is heated by radiant heat and directly by heat transfer from the grease 43 in the labyrinth portion 11a in which frictional heat (thermal energy) is stored. The first heat transfer member 41 heated in this way transfers frictional heat (heat energy) toward the second heat transfer element 22. On the other hand, the second heat transfer member 42 transfers the transferred frictional heat (thermal energy) toward the thermoelectric conversion unit 31 of the power recovery unit 30. Therefore, the heat recovery unit 40 can recover (heat transfer) the frictional heat (heat energy) stored in the labyrinth unit 11a more efficiently.

そして、熱電変換部31においては、加熱面31aに対して第2伝熱部材42が接続されている。このため、ラビリンス部11aから第1伝熱部材41および第2伝熱部材42を介して伝熱された摩擦熱(熱エネルギー)は、熱電変換部31の加熱面31aを加熱する。すなわち、熱電変換部31は、上記第1実施形態と同様に、ブレーキドラム11の摩擦摺動面11bにて制動により発生した摩擦熱(熱エネルギー)を利用することができる。   And in the thermoelectric conversion part 31, the 2nd heat-transfer member 42 is connected with respect to the heating surface 31a. For this reason, the frictional heat (heat energy) transferred from the labyrinth part 11 a via the first heat transfer member 41 and the second heat transfer member 42 heats the heating surface 31 a of the thermoelectric conversion part 31. That is, the thermoelectric conversion unit 31 can use frictional heat (heat energy) generated by braking on the frictional sliding surface 11b of the brake drum 11 as in the first embodiment.

これにより、熱電変換部31は、上記第1実施形態と同様に、加熱面31aがブレーキドラム11の摩擦摺動面11b(より詳しくは、ラビリンス部11a)から第1伝熱部材41および第2伝熱部材42を介して回収した摩擦熱(熱エネルギー)によって加熱され、冷却面31bがバッキングプレート13によって冷却される。したがって、熱電変換部31は、加熱面31aと冷却面31bとの間の温度差に応じて、周知のゼーベック効果により、効率よく熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、回生電力を発電することができる。そして、発電された回生電力は、上記第1実施形態と同様に、変圧回路32によって変圧され、バッテリ33に蓄電される。このように、バッテリ33に蓄電された回生電力は、車両に搭載された他の機器で利用することができるため、例えば、エンジンの負荷を低減して燃費を向上させることができる。   Thereby, in the thermoelectric conversion part 31, the heating surface 31a is the 1st heat-transfer member 41 and 2nd from the friction sliding surface 11b (more specifically, labyrinth part 11a) of the brake drum 11 similarly to the said 1st Embodiment. Heated by the frictional heat (heat energy) collected through the heat transfer member 42, the cooling surface 31 b is cooled by the backing plate 13. Therefore, the thermoelectric conversion unit 31 can efficiently convert heat energy into electric energy and generate regenerative power by the well-known Seebeck effect according to the temperature difference between the heating surface 31a and the cooling surface 31b. . Then, the generated regenerative power is transformed by the transformer circuit 32 and stored in the battery 33 as in the first embodiment. Thus, since the regenerative electric power stored in the battery 33 can be used by other devices mounted on the vehicle, for example, it is possible to reduce engine load and improve fuel efficiency.

以上の説明からも理解できるように、この第2実施形態によれば、第1伝熱部材41と第2伝熱部材42とを一体的に成形することができる。これにより、より簡略化した構造とすることができるとともに伝熱損失を小さくすることができて、ラビリンス部11aに蓄熱された摩擦熱(熱エネルギー)を熱電変換部31に伝熱することができる。   As can be understood from the above description, according to the second embodiment, the first heat transfer member 41 and the second heat transfer member 42 can be integrally formed. As a result, the structure can be simplified and heat transfer loss can be reduced, and the frictional heat (heat energy) stored in the labyrinth part 11a can be transferred to the thermoelectric conversion part 31. .

また、第1伝熱部材41は、ラビリンス部11aの環状の溝内にて、輻射熱による加熱に加えて、熱伝導性を有するグリース43を介して直接的に加熱される。これにより、第1伝熱部材41は、より効率よく加熱されるため、第2伝熱部材42を介して熱電変換部31の加熱面31aに摩擦熱(熱エネルギー)を伝熱することができる。   Further, the first heat transfer member 41 is directly heated in the annular groove of the labyrinth portion 11a via the heat-conductive grease 43 in addition to the heat by radiant heat. Thereby, since the 1st heat-transfer member 41 is heated more efficiently, friction heat (heat energy) can be transferred to the heating surface 31a of the thermoelectric conversion part 31 via the 2nd heat-transfer member 42. .

その他の効果については、上記第1実施形態と同様である。   Other effects are the same as in the first embodiment.

本発明の実施にあたっては、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。   In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記第1実施形態においては、ラビリンス部11aの環状の溝に対して第1伝熱素子21が接触しないように配置して実施した。この場合、例えば、上記第2実施形態と同様に、熱伝導性を有するグリースを介してブレーキドラム11と第1伝熱素子21とを熱的に接続して実施することも可能である。これにより、第1伝熱素子21は、ラビリンス部11aの環状の溝内にて、輻射熱による加熱に加えて、熱伝導性を有するグリースを介して直接的に加熱される。これにより、第1伝熱素子21は、より効率よく加熱されるため、第2伝熱素子22を介して熱電変換部31の加熱面31aに摩擦熱(熱エネルギーを伝熱することができる。   For example, in the said 1st Embodiment, it arrange | positioned and implemented so that the 1st heat-transfer element 21 might not contact with the cyclic | annular groove | channel of the labyrinth part 11a. In this case, for example, similarly to the second embodiment, the brake drum 11 and the first heat transfer element 21 may be thermally connected via a thermally conductive grease. As a result, the first heat transfer element 21 is directly heated in the annular groove of the labyrinth portion 11a through the thermally conductive grease in addition to the heating by radiant heat. Thereby, since the 1st heat transfer element 21 is heated more efficiently, friction heat (heat energy can be transferred to the heating surface 31a of the thermoelectric conversion part 31 via the 2nd heat transfer element 22.

また、上記各実施形態においては、バッキングプレート13が走行風によって空冷されることにより、熱電変換部31の冷却面31bが冷却されるように実施した。しかしながら、バッキングプレート13の冷却すなわち熱電変換部31の冷却面31bの冷却に関してはこれに限定されるものではなく、例えば、水冷方式などいかなるものを採用して実施してもよい。   Moreover, in each said embodiment, it implemented so that the cooling surface 31b of the thermoelectric conversion part 31 might be cooled by air-cooling the backing plate 13 with driving | running | working wind. However, the cooling of the backing plate 13, that is, the cooling of the cooling surface 31 b of the thermoelectric conversion unit 31 is not limited to this. For example, any method such as a water cooling method may be adopted.

10…制動部、11…ブレーキドラム、11a…ラビリンス部、11b…摩擦摺動面、12…ブレーキシュー、20…熱回収部、21…第1伝熱素子、22…第2伝熱素子、30…電力回収部、31…熱電変換部、31a…加熱面、31b…冷却面、32…変圧回路、33…バッテリ、40…熱回収部、41…第1伝熱部材、42…第2伝熱部材、43…グリース、44…耐熱ブーツ、S…車両用制動装置、W…車輪、H…ハブ、B…ハブナット、N…ナックル、WS…ホイールシリンダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Brake part, 11 ... Brake drum, 11a ... Labyrinth part, 11b ... Friction sliding surface, 12 ... Brake shoe, 20 ... Heat recovery part, 21 ... 1st heat transfer element, 22 ... 2nd heat transfer element, 30 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Power recovery part, 31 ... Thermoelectric conversion part, 31a ... Heating surface, 31b ... Cooling surface, 32 ... Transformer circuit, 33 ... Battery, 40 ... Heat recovery part, 41 ... First heat transfer member, 42 ... Second heat transfer Member, 43 ... Grease, 44 ... Heat-resistant boot, S ... Vehicle braking device, W ... Wheel, H ... Hub, B ... Hub nut, N ... Knuckle, WS ... Wheel cylinder

Claims (8)

車輪の回転に対して制動力を付与するとともにこの制動力の付与に伴って発生する熱エネルギーを回収する車両用制動装置において、
前記車輪と一体的に回転するブレーキドラムと前記車輪の回転に対して回転不能に設けられたバッキングプレートに組み付けられたブレーキシューとの摩擦係合により、前記車輪の回転に対して摩擦による制動力を付与する制動力付与手段と、
前記バッキングプレートに組み付けられて、前記摩擦によって発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換手段と、
前記ブレーキドラムの開口側端面と前記バッキングプレートとの間に形成されたラビリンス部に蓄えられる前記摩擦によって発生した熱エネルギーを前記熱電変換手段に伝熱する伝熱手段とを備えたことを特徴とする車両用制動装置。
In a vehicle braking device that applies a braking force to the rotation of a wheel and collects thermal energy generated in association with the application of the braking force
A braking force caused by friction with respect to the rotation of the wheel by friction engagement between a brake drum that rotates integrally with the wheel and a brake shoe that is assembled to a backing plate that is provided so as not to rotate with respect to the rotation of the wheel. Braking force applying means for applying
Thermoelectric conversion means that is assembled to the backing plate and converts thermal energy generated by the friction into electrical energy;
And a heat transfer means for transferring heat energy generated by the friction stored in a labyrinth portion formed between the opening side end face of the brake drum and the backing plate to the thermoelectric conversion means. Vehicle braking device.
請求項1に記載した車両用制動装置において、
前記伝熱手段を、
前記ブレーキドラムが回転する周方向に配置したことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 1,
The heat transfer means,
A vehicular braking device, wherein the brake drum is arranged in a circumferential direction in which the brake drum rotates.
請求項1または請求項2に記載した車両用制動装置において、
前記伝熱手段を、
前記ラビリンス部に設けられて前記摩擦によって発生した熱エネルギーを伝熱する第1伝熱部材と、
前記第1伝熱部材によって伝熱された熱エネルギーを前記熱電変換手段に向けて伝熱する第2伝熱部材とから構成したことを特徴とする車両用制動装置。
In the vehicle braking device according to claim 1 or 2,
The heat transfer means,
A first heat transfer member that is provided in the labyrinth portion and transfers heat energy generated by the friction;
A vehicular braking apparatus, comprising: a second heat transfer member that transfers heat energy transferred by the first heat transfer member toward the thermoelectric conversion means.
請求項3に記載した車両用制動装置において、
前記第1伝熱部材および前記第2伝熱部材が、それぞれ、
高温部から低温部に向けて熱エネルギーを熱輸送する伝熱素子であることを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 3,
The first heat transfer member and the second heat transfer member are respectively
A braking device for a vehicle, which is a heat transfer element that thermally transports thermal energy from a high temperature portion toward a low temperature portion.
請求項3に記載した車両用制動装置において、
前記第1伝熱部材と前記第2伝熱部材とを一体的に成形したことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 3,
The vehicular braking apparatus, wherein the first heat transfer member and the second heat transfer member are integrally formed.
請求項3に記載した車両用制動装置において、
前記第1伝熱部材に対して前記ラビリンス部に蓄熱された熱エネルギーが熱伝導性を有するグリースによって伝熱されることを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 3,
The vehicular braking apparatus, wherein heat energy stored in the labyrinth portion is transferred to the first heat transfer member by grease having thermal conductivity.
請求項1に記載した車両用制動装置において、
前記熱電変換手段は、
一面側が前記伝熱手段を介して前記ラビリンス部から伝熱された熱エネルギーによって加熱されるとともに他面側が前記バッキングプレートを介して冷却されて、前記一面側と前記他面側との温度差に応じて熱エネルギーを電気エネルギーに変換することを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 1,
The thermoelectric conversion means includes
One side is heated by the heat energy transferred from the labyrinth part via the heat transfer means, and the other side is cooled via the backing plate, resulting in a temperature difference between the one side and the other side. A vehicular braking device that converts thermal energy into electrical energy accordingly.
請求項1に記載した車両用制動装置において、さらに、
前記熱電変換手段によって熱エネルギーから変換された電気エネルギーを電力として蓄電する蓄電手段を備えたことを特徴とする車両用制動装置。
The vehicle braking device according to claim 1, further comprising:
A braking device for a vehicle, comprising: a power storage unit that stores electrical energy converted from thermal energy by the thermoelectric conversion unit as electric power.
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