JP7404611B2

JP7404611B2 - 車両用制動装置

Info

Publication number: JP7404611B2
Application number: JP2019228974A
Authority: JP
Inventors: 隆介三束
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2039-12-19
Also published as: JP2021095069A

Description

本発明は、車両用制動装置に関する。

近年、ばね下重量低減を目的として、トラック等の商用車においても、アクスルにドディオンアクスルを採用することが検討される。また、車両に用いられる制動装置として、ラバーホースからなるブレーキホース等のブレーキ配管を通じ、液圧の圧力を車輪に装着されたブレーキ内のピストンに伝達することにより駆動するディスク式ブレーキなどの液圧式制動装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１７－１９６９３０号公報

トラック等の商用車においてドディオンアクスルを採用した場合、強度担保のためにドディオンパイプをビーム化することが考えられる。その場合、サドルとビームとの接続面を確保する必要あり、ビーム端面がホイールに隣接してしまう構成となる。

その結果として、アクスルビームと車輪のホイール間のブレーキ配管を配設するためのスペースが小さくなり、走行時におけるブレーキホースとホイールとの干渉リスクが増加する。その結果、ブレーキ配管の信頼性が担保できない虞がある。

以上から、本願の解決すべき課題は、ビームタイプのドディオンアクスルを採用する車両において、ブレーキ配管の信頼性を確保することができる車両用制動装置を提供することとする。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

（１）本適用例に係る車両用制動装置は、ドディオンアクスルを備えた車両において、ブレーキペダル操作により発生する液圧を利用して前記車両の車輪に制動力を付与する車両用制動装置であって、前記車輪にそれぞれ連結する一対のドライブシャフトと、前記一対のドライブシャフトの一部を内部空間にそれぞれ収容する一対の中空部材と、前記一対の中空部材を連結するビーム部材であって、前記中空部材と接続する接続面と、前記接続面と対向する背面と、前記接続面と前記背面とを連続し、前記車輪と対向する連結面と、を備えるビーム部材と、前記車輪内部で制動力を発生させる制動機構と、前記制動機構に前記ブレーキペダル操作により発生した前記液圧を伝達するブレーキ配管と、を含み、前記ブレーキ配管は、前記ビーム部材の前記背面から前記連結面まで連続して延びるＬ字リジッドパイプと、一端が前記Ｌ字リジッドパイプに接続し、他端が前記制動機構に接続するフレキシブルホースと、を含む。

このように、本適用例に係る車両用制動装置によれば、ドディオンアクスルの一対の中空部材を連結するビーム部材の、中空部材と接続する接続面と、接続面と対向する背面と、接続面と背面とを連続し車輪と対向する連結面において、背面から連結面まで連続して延びるＬ字リジッドパイプによりブレーキ配管を構成することができる。そのため、アクスルビームと車輪のホイール間のブレーキ配管を配設するためのスペースが小さい場合でも、リジッドのＬ字パイプによりブレーキ配管を構成することにより、ブレーキ配管とホイールの干渉リスクを減少させ、ブレーキ配管の信頼性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の車両用制動装置と懸架装置の概略を示す上視図（ａ）及び側視図（ｂ）である。本発明の一実施形態に係る、車両用制動装置を含む液圧式車両制動システムを概略的に示す図である。本発明の一実施形態に係る車両用制動装置を示す図１のＢ部の詳細図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の液圧式車両制動システム５０に含まれる制動機構６０と、懸架装置の概略を示す上視図（ａ）及び側視図（ｂ）である。なお図１（ｂ）の側視図は、図１（ａ）のＡ－Ａ線に沿った断面を一部簡略化して示している。また、車両中心に対して左右同じ構成には同じ符号を付している。この懸架装置は、ドディオン式懸架装置であり、例えば、電動トラック等の電動商用車（以下、車両）の後部に設けられるリヤアクスルである。

車両には走行駆動源としてのモータ２が搭載され、モータ２の駆動力は、複数の減速ギアからなる減速機と当該減速機に連結されるディファレンシャルギアを含む動力伝達機構４、一対のドライブシャフト６を順に介して左右の車輪８にそれぞれ伝達される。車輪８は、懸架装置を介して車両前後方向Ｙに亘って延設されるサイドレール（車体）１０に支持されている。また、モータ２及びディファレンシャルギアを含む動力伝達機構４は図示しない車体側に支持される。これら部材は、例えば、フレームのクロスメンバや、サイドレール１０を介して車体側に支持されることができる。

懸架装置は、一対のスピンドル１２、一対のサドル（中空部材）４１、一対のリーフスプリング（弾性体）１６、及びアクスルビーム（ビーム部材）３１等から構成されている。スピンドル１２は、車両幅方向Ｘの両端に設けられる一対の部材である。

ハブ２０はスピンドル１２の車両外側における端部に連結され、これらハブ２０にホイール９が取り付けられる。ホイール９には、ゴム製のタイヤが取り付けられ車輪８を形成する。

制動機構６０は、車輪８の内部で車輪８に対して制動力を発生させる機能を備える。詳細については後述する。制動機構は６０、後述するブレーキペダル操作により発生したブレーキ液圧を伝達するブレーキ配管７０に接続される。ブレーキ配管７０は、Ｌ字リジッドパイプ７２と、Ｌ字リジッドパイプの一端と制動機構６０を接続するフレキシブルホース７３と、Ｌ字リジッドパイプの他端に接続するフレキシブルホース７１と、を含む。Ｌ字リジッドパイプは、中間部がＬ字に屈曲した金属製のパイプであり、外部からの応力に対しての変形に抗する剛性を有する。対するフレキシブルホース７１、７３は、塩素化ブチル等のゴムやポリテトラフルオロエチレン等の樹脂等の材料からなるチューブ部材であり、外部からの応力に対して変形可能である。なお、Ｌ字リジッドパイプ７２は、フレキシブルホース７１、７３よりも剛性の高いセラミックや、樹脂等、材料で構成されていても構わない。また、Ｌ字リジッドパイプ７２は、屈曲部の角度は必ずしも直角である必要はなく、パイプの開口の一端と他端の方向を変えることができれば構わない。

一対のドライブシャフト６の車両幅方向Ｘの車両内側に位置する内端はフレキシブルジョイント２２からなり、動力伝達機構４のギアに接続される。また、フレキシブルジョイント２２の一部は、ブーツ２４により覆われる。

一対のサドル４１は、各スピンドル１２の車両幅方向Ｘの内端に接合される一対の中空部材である。各サドル４１は、スピンドル１２と内部が連通され、各ドライブシャフト６が内部空間に収容される。各サドル４１は、リーフスプリング１６と、Ｕ字ボルトにより連結されている。

リーフスプリング１６は、車両前後方向Ｙに延設され、各サイドレール１０に接続されることにより車体を弾性的に支持している。

アクスルビーム３１は、各サドル４１に接続される部材であって、各スピンドル１２、各サドル４１と接合され、アクスル構造体３０を形成している。アクスルビーム３１は、図示しないショックアブソーバを介してサイドレール１０に支持され、アクスル構造体３０の剛性を確保しながら各車輪８を支持している。

アクスルビーム３１は、車両幅方向Ｘに延設される連結部３２と、連結部３２から車両幅方向Ｘ及び車両前後方向Ｙすなわち車両後方内側に延設される一対の延在部３３と、延在部３３から車両幅方向Ｘに延設される一対のアクスル端部３４が所定幅を有する板状の一体の鍛造物として形成される部材である。

このように、上述した懸架装置は、各リーフスプリング１６がバネ下においてアクスル構造体３０、各ドライブシャフト６、及び各車輪８を懸架し、弾性的に支持している。

なお、本実施形態においては、サドル４１の上面の座面においてリーフスプリング１６と連結する形態を用いて説明するが、本発明はこれに限定されず、サドル４１の下面の座面においてリーフスプリング１６と連結する形態に適用することができる。また、弾性体として、リーフスプリング１６に変えてエアスプリングを用いても構わない。

図２は、本発明の実施形態に係る、車両の液圧式車両制動システム５０を概略的に示す図である。本実施形態における液圧式車両制動システム５０は、四輪の各車輪を制動する４つの制動機構６０を備えている。

液圧式車両制動システム５０は、これらの制動機構６０に制動指示するための手段の一つであるブレーキペダル５１を備えている。このブレーキペダル５１は、例えば運転者の足によって操作されるフットブレーキである。

ブレーキペダル５１と、各制動機構６０の間には、ブレーキブースタ５２と、マスターシリンダ５３と、液圧調整部５９と、が配置される。また、マスターシリンダ５３にブレーキ液を供給するための、ブレーキ液タンク５４が設けられている。

ブレーキブースタ５２は、ブレーキペダル５１の倍力装置でありバキュームタンク５５とバキュームポンプ５６とエア配管で接続されている。ブレーキブースタ５２は、バキュームタンク５５とバキュームポンプ５６が発生する減圧エアにより、ブレーキペダル５１にかかる踏力を補助し、踏力が比較的軽い場合であってもブレーキ液圧を高めることで、十分に制動を得られるように補助するものである。

マスターシリンダ５３は、ブレーキペダル５１の踏力を、ブレーキ液圧に変換する機能を有する。運転者がブレーキペダル５１を操作した時、その操作量に応じてブレーキ液タンク５４からマスターシリンダ５３にブレーキ液が供給される。これにより、マスターシリンダ５３はブレーキ液圧を発生させる。マスターシリンダ５３が発生させたブレーキ液圧は、メインブレーキ配管５８ａ、５８ｂを通じて液圧調整部５９に伝達される。

液圧調整部５９は、伝達されたブレーキ液圧を、各制動機構６０に対応するブレーキ配管７０に分配する機能を有する。分配されたブレーキ液圧は、さらに各ブレーキ配管７０を介して各制動機構６０に伝達される。

液圧調整部５９は、例えばハイドロリックユニットである。液圧調整部５９は、各制動装置に伝達するブレーキ液圧を発生及び／又は調整するように増圧、減圧を行うポンプや弁機構を備えている。そのため、マスターシリンダ５３によらずとも独自にブレーキ液圧を発生／調整することができる。それより、液圧調整部５９は、各制動機構６０に伝達するブレーキ液圧を個別に制御することで、例えば、アンチロック・ブレーキ・システム（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋＢｒａｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を実現することができる。

図３は、図１のＣ部の詳細図であり、本発明の一実施形態に係る車両の液圧式車両制動システム５０に含まれる制動機構６０を概略的に示す図である。

アクスル端部３４は、サドル４１と接合されるアクスル側接続面３５を有する。また、アクスル側接続面３５と対向するアクスル側背面３６と、アクスル側接続面３５とアクスル側背面３６とを連続し、車輪８と対向する連結面３７を有する。アクスル端部３４は、アクスル側背面３６から挿通されるボルトがサドル４１に設けられたボルト受け部と螺合することによりサドル４１と接合される。

制動機構６０は、キャリパー６１、ピストン６２、ブレーキパッド６５、ブレーキディスク６６と、を含んで構成される所謂ディスクブレーキシステムある。キャリパーの一部にはピストン６２が挿入されるシリンダが形成されている。キャリパー６１に対向するピストン６２には摩耗在であるブレーキパッド６５が取付けられる。また、キャリパー６１とピストン６２の間には円盤状のブレーキディスク６６が配置される。ブレーキディスク６６はハブ２０と接続され、ホイール９つまり車輪８と共に回転する。なお、図３ではピストンは１つのみを示しているが、制動機構６０は複数のピストンを有してもよいし、ブレーキディスク６６をはさんで対向するように複数のピストンを配置しても構わない。また、キャリパー６１は、ブラケット６４を介してサドル４１に接続される。なお、キャリパー６１とブラケット６４は相対位置関係を変位可能に接続することができる。

制動機構６０はブレーキ配管７０が接続される。ブレーキ配管は、Ｌ字リジッドパイプ７２と、一端がＬ字リジッドパイプ７２に接続し、他端が制動機構６０に接続するフレキシブルホース７３を含む。また、Ｌ字リジッドパイプ７２の他端に接続されるフレキシブルホース７１は、図２の液圧調整部５９と接続され、ブレーキ液圧がフレキシブルホース７１を介して供給される。

運転者が、ブレーキペダル５１を操作することにより発生したブレーキ液圧は、ブレーキ配管７０、すなわちフレキシブルホース７１からＬ字リジッドパイプ７２、フレキシブルホース７３を介して制動機構６０のキャリパー６１に形成されるシリンダに供給される。シリンダ内のブレーキ液圧により、ピストン６２が押し出され、ブレーキパッドがブレーキディスク６６に押し付けられる。同時に、ピストン６２が押し出される反力によりキャリパー６１の位置が変化し、キャリパー６１側に設けられるブレーキパッドがブレーキディスク６６に押し付けられる。すなわち、キャリパー６１とピストン６２に取り付けられるブレーキパッドをブレーキ液圧によりブレーキディスク６６に押し付ける。制動機構６０は、キャリパー６１とサドル４１が接続されているため、ブレーキディスク６６に制動力を発生させることで、車輪８を制動することができる。

ここで、キャリパー６１は変位するため、キャリパー６１内のシリンダに液圧を供給するためのフレキシブルホース７３は変形可能である必要がある。また、懸架装置は、車両の走行状態により上下動するため、懸架装置に取り付けられる制動機構６０にブレーキ液圧を供給するフレキシブルホース７１も変形可能である必要がある。

本実施形態に係る懸架装置は、制動機構６０のキャリパー６１が取り付けられるサドル４１が、アクスルビーム３１の端部であるアクスル端部３４と、がボルトにより接合され構成される。サドル４１とアクスル端部３４との接続面を確保する必要あり、アクスル端部３４がホイール９に隣接する構成となる。またアクスル端部３４は、ボルトを配置するためにアクスル側背面３６がホイール９に隣接するため、アクスル側背面３６とホイール９の内側面とのスペースは小さい。ここで、アクスルビーム３１のアクスル側背面３６から連結面３７まで連続して延びるＬ字リジッドパイプ７２を配置し、フレキシブルホース７１及び７３をＬ字リジッドパイプ７２と接続することができる。Ｌ字リジッドパイプ７２は変形しないために、アクスル側背面３６とホイール９の内側面とのスペースにフレキシブルホースを設置した場合に生じ得る、フレキシブルホースが変形しホイール９の内側面との干渉リスクを低減することができる。

以上より、本願発明に係る車両用制動装置によれば、ビームタイプのドディオンアクスルを採用する車両において、ブレーキ配管の信頼性を確保することができる。

以上で本発明に係る車両用制動装置１の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

１車両用制動装置
２モータ
４動力伝達機構（ディファレンシャルギア）
６ドライブシャフト
８車輪
９ホイール
１０サイドレール
１２スピンドル
１６リーフスプリング（弾性体）
２０ハブ
２２フレキシブルジョイント
２４ブーツ
３０アクスル構造体
３１アクスルビーム
３２連結部
３３延存部
３４アクスル端部
３５アクスル側接続面
３６アクスル側背面
３７アクスル側連結面
４１サドル
４２サドル側接合面
５０液圧式車両制動システム
５１ブレーキペダル
５２ブレーキブースタ
５３マスターシリンダ
５４ブレーキ液タンク
５５バキュームタンク
５６バキュームポンプ
５８ａ、５８ｂメインブレーキ配管
５９液圧調整部
６０制動機構
６１キャリパー
６２ピストン
６４ブラケット
６５ブレーキパッド
６６ブレーキディスク
７０ブレーキ配管
７１、７３フレキシブルホース
７２Ｌ字リジッドパイプ

Claims

ドディオンアクスルを備えた車両において、ブレーキペダル操作により発生する液圧を利用して前記車両の車輪に制動力を付与する車両用制動装置であって、
一対の前記車輪にそれぞれ連結する一対のドライブシャフトと、
前記一対のドライブシャフトの一部を内部空間にそれぞれ収容する一対の中空部材と、
前記一対の中空部材を連結するビーム部材であって、前記中空部材と接続する接続面と、前記接続面と対向する背面と、前記接続面と前記背面とを連続し、前記車輪と対向する連結面と、を備えるビーム部材と、
前記車輪内部で制動力を発生させる制動機構と、
前記制動機構に前記ブレーキペダル操作により発生した前記液圧を伝達するブレーキ配管と、
を含み、
前記ブレーキ配管は、前記ビーム部材の前記背面から前記連結面まで連続して延びるＬ字リジッドパイプと、一端が前記Ｌ字リジッドパイプに接続し、他端が前記制動機構に接続するフレキシブルホースと、を含む車両用制動装置。