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JP6777003B2 - Vehicle brake unit - Google Patents
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JP6777003B2 - Vehicle brake unit - Google Patents

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JP6777003B2 JP2017090082A JP2017090082A JP6777003B2 JP 6777003 B2 JP6777003 B2 JP 6777003B2 JP 2017090082 A JP2017090082 A JP 2017090082A JP 2017090082 A JP2017090082 A JP 2017090082A JP 6777003 B2 JP6777003 B2 JP 6777003B2
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Description

この発明は、車両に搭載され、制動力を発生する車両用ブレーキユニットに関するものである。 The present invention relates to a vehicle brake unit that is mounted on a vehicle and generates braking force.

特許文献1には、インホイールモータ駆動装置に関する発明が記載されている。インホイールモータは、車両のホイールの内周部分に配置され、駆動トルクを出力することにより、車輪を直接駆動して車両の駆動力を発生させる。この特許文献1に記載されたインホイールモータは、車輪のホイールの内周部分に、駆動用モータ、駆動用モータを収容するモータハウジング、および、ブレーキユニットが配置されている。ブレーキユニットは、ホイールのハブと一体回転するように取り付けられたブレーキディスク(ブレーキロータ)と、ブレーキディスクを挟み付けるブレーキキャリパとを有している。そして、ブレーキキャリパの内側に、ブレーキパッドを押圧してブレーキディスクに押さえ付ける加圧機構(ブレーキアクチュエータ)が設けられている。 Patent Document 1 describes an invention relating to an in-wheel motor drive device. The in-wheel motor is arranged on the inner peripheral portion of the wheel of the vehicle, and by outputting the driving torque, the wheel is directly driven to generate the driving force of the vehicle. In the in-wheel motor described in Patent Document 1, a drive motor, a motor housing for accommodating the drive motor, and a brake unit are arranged on the inner peripheral portion of the wheel of the wheel. The brake unit has a brake disc (brake rotor) attached so as to rotate integrally with the hub of the wheel, and a brake caliper for sandwiching the brake disc. A pressurizing mechanism (brake actuator) that presses the brake pad and presses it against the brake disc is provided inside the brake caliper.

なお、特許文献2には、交互に配置される複数のディスクおよび複数のライニングを備え、コイルに通電することによって発生する磁気吸引力により、複数のディスクと複数のライニングとを摩擦接触させ、制動力を発生させる多板式電磁ブレーキ装置が記載されている。このような多板式のブレーキは、同程度のサイズの単板式のブレーキやディスクブレーキと比較し、より大きな制動力を発生させることができる。 In addition, Patent Document 2 includes a plurality of discs and a plurality of linings arranged alternately, and a plurality of discs and a plurality of linings are brought into frictional contact with each other by a magnetic attraction generated by energizing the coil. A multi-plate electromagnetic braking device that generates power is described. Such a multi-plate type brake can generate a larger braking force as compared with a single plate type brake or a disc brake of the same size.

特開2015−54659号公報JP-A-2015-54659 実開昭63−110729号公報Jikkai Sho 63-11729

上記の特許文献1に記載されているようなインホイールモータは、従来の車両におけるデファレンシャルギヤやドライブシャフトを介さずに、直接、駆動輪を駆動することができる。そのため、従来の車両と比較して、車体設計の自由度が高く、車両の居住性や積載性を向上させることができる。また、左右の駆動輪を独立に制御することが可能なため、車両の操縦安定性能や旋回走行性能を向上させることができる。 An in-wheel motor as described in Patent Document 1 can directly drive a drive wheel without using a differential gear or a drive shaft in a conventional vehicle. Therefore, as compared with the conventional vehicle, the degree of freedom in vehicle body design is high, and the comfortability and loadability of the vehicle can be improved. Further, since the left and right drive wheels can be controlled independently, it is possible to improve the steering stability performance and the turning running performance of the vehicle.

一方で、インホイールモータを搭載した車両は、車両のばね下荷重が大きくなってしまい、そのため、車両の乗り心地やタイヤの接地性が低下してしまうといった課題がある。したがって、インホイールモータには、可能な限り小型かつ軽量であることが要求される。特許文献1に記載されているインホイールモータのように、駆動用モータと共にブレーキユニットが設けられる場合は、当然、ブレーキユニットに対しても、小型かつ軽量であることが要求される。インホイールモータに限らず、車体に搭載されるオンボードタイプのブレーキユニット(すなわち、インボードブレーキ)であっても同様である。 On the other hand, in a vehicle equipped with an in-wheel motor, the unsprung load of the vehicle becomes large, which causes a problem that the riding comfort of the vehicle and the ground contact property of the tire are deteriorated. Therefore, in-wheel motors are required to be as small and lightweight as possible. When a brake unit is provided together with a drive motor as in the in-wheel motor described in Patent Document 1, naturally, the brake unit is also required to be small and lightweight. The same applies not only to in-wheel motors but also to on-board type brake units (that is, in-board brakes) mounted on the vehicle body.

特許文献1に記載されているようなディスクブレーキであれば、ブレーキロータの外径を縮小することによって小型化することができる。しかしながら、その背反として、ブレーキユニットで発生し得る制動力も低下してしまう。そこで、例えば、特許文献2に記載されているような多板式のブレーキ装置を採用することにより、制動力を確保することができる。ただし、その場合にブレーキユニットの小型・軽量化を図るためには、特に、複数の摩擦板に押圧力を作用させるためのブレーキアクチュエータを、可能な限り小型かつ軽量なものにすることが重要な課題となる。 A disc brake as described in Patent Document 1 can be miniaturized by reducing the outer diameter of the brake rotor. However, as a trade-off, the braking force that can be generated by the brake unit also decreases. Therefore, for example, by adopting a multi-plate type braking device as described in Patent Document 2, the braking force can be secured. However, in that case, in order to reduce the size and weight of the brake unit, it is particularly important to make the brake actuator for applying pressing force to a plurality of friction plates as small and lightweight as possible. It becomes an issue.

さらに、車両のブレーキユニットを構成する場合は、通常の制動時に制動トルクを発生する機能に加え、駐車時に制動力を保持して車両の停止状態を維持するためのパーキングブレーキとしての機能を兼ね備えていることも要求される。 Furthermore, when the vehicle brake unit is configured, in addition to the function of generating braking torque during normal braking, it also has the function of a parking brake for maintaining the braking force during parking and maintaining the stopped state of the vehicle. It is also required to be.

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、パーキングブレーキの機能を備え、かつ、発生し得る制動力の低下を招くことなく、一層の小型・軽量化を図ることが可能な車両用ブレーキユニットを提供することを目的とするものである。 The present invention has been conceived by paying attention to the above technical problems, and is intended to have a parking brake function and to further reduce the size and weight without causing a decrease in braking force that may occur. It is an object of the present invention to provide a vehicle brake unit capable of the above.

上記の目的を達成するために、この発明は、制動トルクを発生するブレーキアクチュエータと、前記制動トルクが入力される入力軸と、車両の車輪と一体に回転する車軸と、前記入力軸と前記車軸との間で回転数を減速する第1減速機構とを備え、前記入力軸に入力される前記制動トルクを増幅して前記車軸に伝達し、前記車両の制動力を発生させる車両用ブレーキユニットにおいて、前記第1減速機構は、サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを有する遊星歯車機構と、前記リングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと、前記外歯ギヤに噛み合う第1ピニオン、前記第1ピニオンと同一の回転軸線上に配置され、前記第1ピニオンと一体に回転する第2ピニオン、ならびに、前記第1ピニオンおよび前記第2ピニオンと一体に回転するピニオン軸を有する外接ギヤセットと、前記サンギヤと同一の回転軸線上に配置され、前記サンギヤと一体に回転するセンターギヤと、前記センターギヤと前記第2ピニオンとの間に配置され、前記センターギヤおよび前記第2ピニオンの両方に噛み合うカウンタギヤと、前記センターギヤおよび前記サンギヤと一体に回転するサンギヤ軸と、前記キャリアと一体に回転するキャリア軸とを備え、前記ピニオン軸が前記入力軸となり、前記キャリア軸が前記車軸となっており、前記ブレーキアクチュエータは、通電することにより作動して所定の摩擦材同士を摩擦接触させることにより、前記制動トルクを発生するサービスブレーキ機構と、通電することにより作動して前記制動トルクを発生するとともに、通電を停止した状態で前記制動トルクを保持することが可能なパーキングブレーキ機構とを備え、前記パーキングブレーキ機構は、通電することにより作動してトルクを出力する制動用モータと、前記制動用モータの出力トルクによる回転運動を直線運動に変換し、前記摩擦材同士を摩擦接触させる方向に作用する軸力を発生するとともに、前記制動用モータへの通電を停止した状態で前記軸力を保持することが可能な送りねじ機構と、前記制動用モータの出力トルクを増幅して前記送りねじ機構に伝達する第2減速機構とを備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a brake actuator that generates braking torque, an input shaft into which the braking torque is input, an axle that rotates integrally with the wheels of the vehicle, and the input shaft and the axle. In a vehicle brake unit which is provided with a first deceleration mechanism for decelerating the number of rotations between the gear and the gear, amplifies the braking torque input to the input shaft and transmits the braking torque to the axle to generate a braking force of the vehicle. The first reduction mechanism includes a planetary gear mechanism having a sun gear, a ring gear, and a carrier, an external tooth gear formed on the outer peripheral portion of the ring gear, a first pinion that meshes with the external tooth gear, and the first pinion. An external gear set having a second pinion arranged on the same rotation axis as the above and rotating integrally with the first pinion, and a pinion shaft rotating integrally with the first pinion and the second pinion, and the sun gear. A center gear arranged on the same rotation axis and rotating integrally with the sun gear, and a counter gear arranged between the center gear and the second pinion and meshing with both the center gear and the second pinion. A sun gear shaft that rotates integrally with the center gear and the sun gear, and a carrier shaft that rotates integrally with the carrier, the pinion shaft serves as the input shaft, and the carrier shaft serves as the axle. The brake actuator has a service brake mechanism that operates by energizing to generate the braking torque by causing frictional contact between predetermined friction materials, and operates by energizing to generate the braking torque and energizes. A parking brake mechanism capable of holding the braking torque in a stopped state is provided, and the parking brake mechanism operates by energizing and outputs a torque, and an output of the braking motor. It is possible to convert the rotary motion by torque into a linear motion to generate an axial force acting in a direction in which the friction materials are brought into frictional contact with each other, and to maintain the axial force in a state where the energization of the braking motor is stopped. It is characterized by including a possible feed screw mechanism and a second reduction gear mechanism that amplifies the output torque of the braking motor and transmits the output torque to the feed screw mechanism.

なお、この発明の車両用ブレーキユニットにおける前記第2減速機構は、第2サンギヤ、第2リングギヤ、および、第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、前記第2リングギヤの外周部に形成された第2外歯ギヤと、前記第2外歯ギヤに噛み合う第3ピニオン、前記第3ピニオンと同一の回転軸線上に配置され、前記第3ピニオンと一体に回転する第4ピニオン、ならびに、前記第3ピニオンおよび前記第4ピニオンと一体に回転する第2ピニオン軸を有する第2外接ギヤセットと、前記第2サンギヤと同一の回転軸線上に配置され、前記第2サンギヤと一体に回転する第2センターギヤと、前記第2センターギヤと前記第4ピニオンとの間に配置され、前記第2センターギヤおよび前記第4ピニオンの両方に噛み合う第2カウンタギヤと、前記第2センターギヤおよび前記第2サンギヤと一体に回転する第2サンギヤ軸と、前記第2キャリアと一体に回転する第2キャリア軸とを備え、前記第2サンギヤ軸が、前記制動用モータのロータ軸と一体に回転し、前記第2キャリア軸が、前記送りねじ機構の送りねじと一体に回転し、前記ロータ軸と前記送りねじとの間で回転数を減速するように構成することもできる。 The second reduction gear mechanism in the vehicle brake unit of the present invention is formed on the second sun gear, the second ring gear, the second planetary gear mechanism having the second carrier, and the outer peripheral portion of the second ring gear. The second external tooth gear, the third pinion that meshes with the second external tooth gear, the fourth pinion that is arranged on the same rotation axis as the third pinion and rotates integrally with the third pinion, and the first pinion. A second external gear set having a third pinion and a second pinion shaft that rotates integrally with the fourth pinion, and a second center that is arranged on the same rotation axis as the second sun gear and rotates integrally with the second sun gear. A second counter gear, which is arranged between the second center gear and the fourth pinion and meshes with both the second center gear and the fourth pinion, and the second center gear and the second sun gear. A second sun gear shaft that rotates integrally with the second sun gear shaft and a second carrier shaft that rotates integrally with the second carrier are provided, and the second sun gear shaft rotates integrally with the rotor shaft of the braking motor, and the first The two-carrier shaft may be configured to rotate integrally with the feed screw of the feed screw mechanism and reduce the number of rotations between the rotor shaft and the feed screw.

また、この発明の車両用ブレーキユニットにおける前記第2減速機構は、第2サンギヤ、第1リングギヤ、および、第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、前記第2リングギヤを前記第2遊星歯車機構の回転軸線方向に延長した延長内歯ギヤと、前記第2サンギヤと共に前記回転軸線上に配置され、前記第2サンギヤと一体に回転する第2センターギヤと、前記第2サンギヤおよび前記第2センターギヤと一体に回転する第2サンギヤ軸と、前記第2センターギヤと前記延長内歯ギヤとの間に配置され、前記第2センターギヤおよび前記延長内歯ギヤの両方に噛み合う第2カウンタギヤと、前記第2キャリアと一体に回転する第2キャリア軸とを備え、前記第2サンギヤ軸が、前記制動用モータのロータ軸と一体に回転し、前記第2キャリア軸が、前記送りねじ機構の送りねじと一体に回転し、前記ロータ軸と前記送りねじとの間で回転数を減速するように構成することもできる。 Further, the second reduction gear mechanism in the vehicle brake unit of the present invention includes a second planetary gear mechanism having a second sun gear, a first ring gear, and a second carrier, and the second ring gear as the second planetary gear mechanism. An extension internal gear extending in the direction of the rotation axis, a second center gear arranged on the rotation axis together with the second sun gear and rotating integrally with the second sun gear, the second sun gear and the second center. A second sun gear shaft that rotates integrally with the gear, and a second counter gear that is arranged between the second center gear and the extension internal gear and meshes with both the second center gear and the extension internal gear. The second carrier shaft is provided with a second carrier shaft that rotates integrally with the second carrier, the second sun gear shaft rotates integrally with the rotor shaft of the braking motor, and the second carrier shaft is the feed screw mechanism. It can also be configured to rotate integrally with the feed screw and reduce the number of revolutions between the rotor shaft and the feed screw.

また、この発明の車両用ブレーキユニットにおける前記第2減速機構は、第2サンギヤ、第1リングギヤ、および、第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、第3サンギヤ、第3リングギヤ、および、第3キャリアを有する第3遊星歯車機構と、前記第2サンギヤと前記第3サンギヤとを連結するとともに、前記第2サンギヤおよび前記第3サンギヤと一体に回転する第2サンギヤ軸と、前記第2キャリアと前記第3リングギヤとを連結する連結軸と、前記第2リングギヤと一体に回転するリングギヤ軸とを備え、前記3キャリアを回転不可能に固定し、前記第2サンギヤ軸が、前記制動用モータのロータ軸と一体に回転し、前記第2リングギヤ軸が、前記送りねじ機構の送りねじと一体に回転し、前記ロータ軸と前記送りねじとの間で回転数を減速するように構成することもできる。 Further, the second reduction mechanism in the vehicle brake unit of the present invention includes a second sun gear, a first ring gear, a second planetary gear mechanism having a second carrier, a third sun gear, a third ring gear, and a first. A third planetary gear mechanism having three carriers, a second sun gear shaft that connects the second sun gear and the third sun gear, and rotates integrally with the second sun gear and the third sun gear, and the second carrier. A connecting shaft that connects the third ring gear and the third ring gear, and a ring gear shaft that rotates integrally with the second ring gear are provided, the three carriers are fixed so as not to rotate, and the second sun gear shaft is the braking motor. The second ring gear shaft rotates integrally with the rotor shaft of the rotor shaft, rotates integrally with the feed screw of the feed screw mechanism, and is configured to reduce the rotation speed between the rotor shaft and the feed screw. You can also.

この発明の車両用ブレーキユニットによれば、ブレーキアクチュエータが発生する制動トルクを、第1減速機構によって増幅して車軸に伝達することができる。すなわち、小さい制動トルクからでも大きな制動力を得ることができる。この発明の車両用ブレーキユニットにおける第1減速機構は、遊星歯車機構のリングギヤの外周部に外歯ギヤが形成されている。そして、外歯ギヤに第1ピニオンが噛み合うことにより、第1ピニオンと一体に回転する第2ピニオン、および、第2ピニオンと噛み合うカウンタギヤを介して、リングギヤとセンターギヤとの間でトルクが伝達する。センターギヤは、サンギヤ軸を介して遊星歯車機構のサンギヤに連結し、サンギヤと一体に回転する。したがって、ピニオン軸に制動トルクが入力されると、第2ピニオンから、ピニオン軸および第1ピニオンを介して、リングギヤにトルクが伝達される。その際、第1ピニオンは、センターギヤおよびサンギヤと同じ回転方向に回転する。その結果、リングギヤが、サンギヤおよびキャリアと逆の回転方向に回転する。そのため、例えばリングギヤの回転を止めてサンギヤとキャリアとの間で減速を行う遊星歯車機構と比較して、リングギヤを逆回転させる分、減速比を大きくすることができる。したがって、この発明の車両用ブレーキユニットにおける第1減速機構は、従来の減速装置と比較して、特段の大型化を招くことなく、サンギヤとキャリアとの間の減速比を大幅に増大することができる。すなわち、この発明の車両用ブレーキユニットによれば、ブレーキアクチュエータが発生する制動トルクを、第1減速機構によって大幅に増幅して車軸に伝達することができる。そのため、出力する制動トルクが大幅に増幅される分、ブレーキアクチュエータを十分に小型化することができる。その結果、車両用ブレーキユニットの大幅な小型・軽量化を図ることができる。 According to the vehicle brake unit of the present invention, the braking torque generated by the brake actuator can be amplified by the first reduction mechanism and transmitted to the axle. That is, a large braking force can be obtained even from a small braking torque. In the first reduction mechanism of the vehicle brake unit of the present invention, an external tooth gear is formed on the outer peripheral portion of the ring gear of the planetary gear mechanism. Then, when the first pinion meshes with the external tooth gear, torque is transmitted between the ring gear and the center gear via the second pinion that rotates integrally with the first pinion and the counter gear that meshes with the second pinion. To do. The center gear is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism via the sun gear shaft and rotates integrally with the sun gear. Therefore, when the braking torque is input to the pinion shaft, the torque is transmitted from the second pinion to the ring gear via the pinion shaft and the first pinion. At that time, the first pinion rotates in the same rotation direction as the center gear and the sun gear. As a result, the ring gear rotates in the direction opposite to that of the sun gear and the carrier. Therefore, as compared with a planetary gear mechanism that stops the rotation of the ring gear and decelerates between the sun gear and the carrier, for example, the reduction ratio can be increased by the amount of reverse rotation of the ring gear. Therefore, the first reduction mechanism in the vehicle brake unit of the present invention can significantly increase the reduction ratio between the sun gear and the carrier without causing a particular increase in size as compared with the conventional reduction device. it can. That is, according to the vehicle brake unit of the present invention, the braking torque generated by the brake actuator can be significantly amplified by the first reduction mechanism and transmitted to the axle. Therefore, the brake actuator can be sufficiently miniaturized by the amount that the output braking torque is significantly amplified. As a result, the vehicle brake unit can be significantly reduced in size and weight.

さらに、この発明の車両用ブレーキユニットによれば、ブレーキアクチュエータが サービスブレーキ機構、および、パーキングブレーキ機構から構成される。そのため、駐車時に制動力を保持して車両の停止状態を維持するパーキングブレーキの機能を兼ね備えた車両用ブレーキユニットを構成することができる。 Further, according to the vehicle brake unit of the present invention, the brake actuator is composed of a service brake mechanism and a parking brake mechanism. Therefore, it is possible to configure a vehicle brake unit having a function of a parking brake that maintains a braking force during parking and maintains a stopped state of the vehicle.

そして、この発明の車両用ブレーキユニットによれば、パーキングブレーキ機構が、制動用モータ、送りねじ機構、および、第2減速機構から構成される。送りねじ機構は、制動用モータの出力トルクによって作動する。第2減速機構は、例えば、第1減速機構と同様に、遊星歯車機構を用いた歯車減速機構によって構成され、制動用モータの出力軸(ロータ軸)と送りねじ機構の入力軸(送りねじ)との間で回転数を減速する。すなわち、第2減速機構は、制動用モータの出力トルクを増幅して送りねじ機構に伝達する。そのため、出力トルクが増幅される分、制動用モータを小型化することができる。その結果、パーキングブレーキ機構の小型・軽量化を図ることができる。 According to the vehicle brake unit of the present invention, the parking brake mechanism is composed of a braking motor, a feed screw mechanism, and a second deceleration mechanism. The feed screw mechanism is operated by the output torque of the braking motor. Like the first deceleration mechanism, the second deceleration mechanism is composed of a gear deceleration mechanism using a planetary gear mechanism, and is composed of an output shaft (rotor shaft) of a braking motor and an input shaft (feed screw) of a feed screw mechanism. Decelerate the number of revolutions between and. That is, the second deceleration mechanism amplifies the output torque of the braking motor and transmits it to the feed screw mechanism. Therefore, the braking motor can be downsized by the amount that the output torque is amplified. As a result, the parking brake mechanism can be made smaller and lighter.

したがって、この発明によれば、パーキングブレーキの機能を備え、かつ、発生し得る制動力の低下を招くことなく、大幅に小型・軽量化した車両用ブレーキユニットを構成することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to construct a vehicle brake unit that has a parking brake function and is significantly reduced in size and weight without causing a decrease in braking force that may occur.

この発明の車両用ブレーキユニットの一例を示す図であって、その車両用ブレーキユニットの全体構成を説明するための図である。It is a figure which shows an example of the vehicle brake unit of this invention, and is the figure for demonstrating the whole structure of the vehicle brake unit. この発明の車両用ブレーキユニットの一例を示す図であって、特に、車両用ブレーキユニットにおける第1減速機構の構成を説明するための断面図である。It is a figure which shows an example of the vehicle brake unit of this invention, and in particular, is sectional drawing for demonstrating the structure of the 1st reduction mechanism in the vehicle brake unit. 図1,図2に示す第1減速機構で用いられる遊星歯車機構の共線図であって、その第1減速機構における高減速機能を説明するための図である。It is a collinear diagram of the planetary gear mechanism used in the 1st deceleration mechanism shown in FIGS. 1 and 2, and is the figure for demonstrating the high deceleration function in the 1st deceleration mechanism. この発明の車両用ブレーキユニットにおけるブレーキアクチュエータの具体的な構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the specific structure of the brake actuator in the vehicle brake unit of this invention. この発明の車両用ブレーキユニットにおける第2減速機構の構成を説明するための図であって、図4に示すブレーキアクチュエータに組み込まれる第2減速機構の一例を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure of the 2nd reduction mechanism in the vehicle brake unit of this invention, and is the figure which shows an example of the 2nd reduction mechanism incorporated in the brake actuator shown in FIG. この発明の車両用ブレーキユニットにおける第2減速機構の構成を説明するための図であって、図4に示すブレーキアクチュエータに組み込まれる第2減速機構の他の例を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure of the 2nd reduction mechanism in the vehicle brake unit of this invention, and is the figure which shows another example of the 2nd reduction mechanism incorporated in the brake actuator shown in FIG. この発明の車両用ブレーキユニットにおける第2減速機構の構成を説明するための図であって、図4に示すブレーキアクチュエータに組み込まれる第2減速機構の他の例を示す図である。It is a figure for demonstrating the structure of the 2nd reduction mechanism in the vehicle brake unit of this invention, and is the figure which shows another example of the 2nd reduction mechanism incorporated in the brake actuator shown in FIG. この発明の車両用ブレーキユニットを適用して、制動機能付きのインホイールモータを構成した例を示す図である。It is a figure which shows the example which configured the in-wheel motor with a braking function by applying the vehicle brake unit of this invention.

この発明を適用した車両用ブレーキユニットの概要を図1に示してある。この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1は、代表的に、ブレーキアクチュエータ2、入力軸3、車軸4、および、第1減速機構5を備えている。車両用ブレーキユニット1は、ブレーキアクチュエータ2が発生する制動トルクを、第1減速機構5で増幅して車軸4に伝達し、車軸4を制動する。すなわち、車両の制動力を発生させる。 An outline of a vehicle brake unit to which the present invention is applied is shown in FIG. The vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention typically includes a brake actuator 2, an input shaft 3, an axle 4, and a first deceleration mechanism 5. The vehicle brake unit 1 amplifies the braking torque generated by the brake actuator 2 by the first reduction mechanism 5 and transmits it to the axle 4 to brake the axle 4. That is, the braking force of the vehicle is generated.

ブレーキアクチュエータ2は、例えば、コイルで発生させる磁気吸引力を利用した電磁ブレーキや、モータで発生させるトルクを利用した電動ブレーキであり、車軸4を制動する制動トルクを発生する。この発明の実施形態におけるブレーキアクチュエータ2は、通電することにより作動して所定の摩擦材同士を摩擦接触させることにより、制動トルクを発生するサービスブレーキ機構2aと、通電することにより作動して制動トルクを発生するとともに、通電を停止した状態でその制動トルクを保持することが可能なパーキングブレーキ機構2bとを備えている。このブレーキアクチュエータ2の詳細については、後述する。 The brake actuator 2 is, for example, an electromagnetic brake using a magnetic attraction force generated by a coil or an electric brake using a torque generated by a motor, and generates a braking torque for braking the axle 4. The brake actuator 2 according to the embodiment of the present invention operates by energizing the service brake mechanism 2a that generates braking torque by causing frictional contact between predetermined friction materials, and operates by energizing the braking torque. It is provided with a parking brake mechanism 2b capable of generating the braking torque and holding the braking torque in a state where the energization is stopped. Details of the brake actuator 2 will be described later.

入力軸3は、例えば、後述するピニオン軸23、または、カウンタギヤ軸20が連結される。もしくは、ピニオン軸23、または、カウンタギヤ軸20が入力軸3として機能する。入力軸3には、上記のブレーキアクチュエータ2が発生する制動トルクが入力される。図1では、二本の入力軸3が設けられており、それら二本の入力軸3に、それぞれ、ブレーキアクチュエータ2、および、後述するアクチュエータ36が連結された例を示してある。 For example, a pinion shaft 23 or a counter gear shaft 20, which will be described later, is connected to the input shaft 3. Alternatively, the pinion shaft 23 or the counter gear shaft 20 functions as the input shaft 3. The braking torque generated by the brake actuator 2 is input to the input shaft 3. FIG. 1 shows an example in which two input shafts 3 are provided, and a brake actuator 2 and an actuator 36 described later are connected to the two input shafts 3, respectively.

車軸4は、後述するキャリア軸16に連結される。もしくは、キャリア軸16が車軸4として機能する。車軸4には、車両(図示せず)の車輪6が連結される。したがって、車軸4は車輪6と一体に回転する。 The axle 4 is connected to a carrier shaft 16 which will be described later. Alternatively, the carrier shaft 16 functions as the axle 4. Wheels 6 of a vehicle (not shown) are connected to the axle 4. Therefore, the axle 4 rotates integrally with the wheel 6.

第1減速機構5は、遊星歯車機構7、カウンタギヤセット8、および、外接ギヤセット9から構成されている。第1減速機構5は、入力軸3と車軸4との間で回転数を減速するとともに、入力軸3に入力されるトルクを増幅して車軸4に伝達する。 The first reduction mechanism 5 is composed of a planetary gear mechanism 7, a counter gear set 8, and a circumscribed gear set 9. The first deceleration mechanism 5 decelerates the rotation speed between the input shaft 3 and the axle 4, amplifies the torque input to the input shaft 3, and transmits the torque to the axle 4.

遊星歯車機構7は、互いに差動回転する三つの回転要素として、サンギヤ10、リングギヤ11、および、キャリア12を有している。また、キャリア12によって保持され、サンギヤ10およびリングギヤ11の両方に噛み合うプラネタリギヤ13を有している。すなわち、図1には、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成された遊星歯車機構7の例を示してある。そして、この遊星歯車機構7は、リングギヤ11の外周部に、後述する外接ギヤセット9の第1ピニオン21と噛み合う外歯ギヤ14が形成されている。 The planetary gear mechanism 7 has a sun gear 10, a ring gear 11, and a carrier 12 as three rotating elements that rotate differentially with each other. It also has a planetary gear 13 that is held by the carrier 12 and meshes with both the sun gear 10 and the ring gear 11. That is, FIG. 1 shows an example of a planetary gear mechanism 7 configured by a single pinion type planetary gear mechanism. In the planetary gear mechanism 7, an external tooth gear 14 that meshes with the first pinion 21 of the external gear set 9, which will be described later, is formed on the outer peripheral portion of the ring gear 11.

上記の遊星歯車機構7は、サンギヤ軸15、および、キャリア軸16により、第1減速機構5のケース17に支持されている。サンギヤ軸15は、サンギヤ10の回転軸であって、サンギヤ10および後述するセンターギヤ18と一体に回転する。キャリア軸16は、キャリア12の回転軸であって、キャリア12と一体に回転する。サンギヤ軸15とキャリア軸16とは、同一の回転軸線上で相対回転可能に配置されている。 The planetary gear mechanism 7 is supported by the sun gear shaft 15 and the carrier shaft 16 in the case 17 of the first reduction gear mechanism 5. The sun gear shaft 15 is a rotation shaft of the sun gear 10, and rotates integrally with the sun gear 10 and the center gear 18 described later. The carrier shaft 16 is a rotation shaft of the carrier 12, and rotates integrally with the carrier 12. The sun gear shaft 15 and the carrier shaft 16 are arranged so as to be relatively rotatable on the same rotation axis.

なお、図1では、遊星歯車機構7がシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成された例を示しているが、この発明の実施形態における遊星歯車機構7は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成することもできる。 Although FIG. 1 shows an example in which the planetary gear mechanism 7 is configured by a single pinion type planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism 7 in the embodiment of the present invention is configured by a double pinion type planetary gear mechanism. You can also do it.

カウンタギヤセット8は、センターギヤ18、および、少なくとも一つのカウンタギヤ19から構成されている。図1では、センターギヤ18、および、二つのカウンタギヤ19から構成されたカウンタギヤセット8を示してある。センターギヤ18は、サンギヤ軸15に取り付けられている。すなわち、センターギヤ18は、サンギヤ10と同一の回転軸線上に配置されている。カウンタギヤ19は、カウンタギヤ軸20に取り付けられている。カウンタギヤ軸20は、カウンタギヤ19の回転軸であって、カウンタギヤ19と一体に回転する。カウンタギヤ19は、センターギヤ18と、後述する外接ギヤセット9の第2ピニオン22との間に配置されており、センターギヤ18および第2ピニオン22の両方に噛み合っている。 The counter gear set 8 is composed of a center gear 18 and at least one counter gear 19. FIG. 1 shows a counter gear set 8 composed of a center gear 18 and two counter gears 19. The center gear 18 is attached to the sun gear shaft 15. That is, the center gear 18 is arranged on the same rotation axis as the sun gear 10. The counter gear 19 is attached to the counter gear shaft 20. The counter gear shaft 20 is a rotation shaft of the counter gear 19, and rotates integrally with the counter gear 19. The counter gear 19 is arranged between the center gear 18 and the second pinion 22 of the circumscribed gear set 9 described later, and meshes with both the center gear 18 and the second pinion 22.

外接ギヤセット9は、第1ピニオン21、第2ピニオン22、および、ピニオン軸23から構成されている。第1ピニオン21は、前述の外歯ギヤ14よりも小径の歯車であって、外歯ギヤ14に噛み合っている。第2ピニオン22は、第1ピニオン21と同様に小径の歯車であって、カウンタギヤ19に噛み合っている。この発明の実施形態における第1減速機構5は、上記のような外接ギヤセット9を、少なくとも一組備えていればよい。図1では、二組の外接ギヤセット9を示してある。後述するように、外接ギヤセット9でリングギヤ11を支持することを考慮すると、リングギヤ11の円周方向で等間隔に、少なくとも三組の外接ギヤセット9を設けることが好ましい。 The circumscribed gear set 9 is composed of a first pinion 21, a second pinion 22, and a pinion shaft 23. The first pinion 21 is a gear having a diameter smaller than that of the external tooth gear 14 described above, and meshes with the external tooth gear 14. The second pinion 22 is a gear having a small diameter like the first pinion 21, and meshes with the counter gear 19. The first reduction mechanism 5 in the embodiment of the present invention may include at least one set of the above-mentioned circumscribed gear sets 9. FIG. 1 shows two sets of circumscribed gear sets 9. As will be described later, considering that the ring gear 11 is supported by the circumscribed gear set 9, it is preferable to provide at least three sets of circumscribed gear sets 9 at equal intervals in the circumferential direction of the ring gear 11.

図1に示す例では、ピニオン軸23に入力軸3が連結されている。もしくは、ピニオン軸23が入力軸3として機能する。すなわち、実質的に、ピニオン軸23が、この車両用ブレーキユニット1における入力軸3となっている。また、キャリア軸16に車軸4が連結されている。もしくは、キャリア軸16が車軸4として機能する。すなわち、実質的に、キャリア軸16が、この車両用ブレーキユニット1における車軸4となっている。なお、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1では、カウンタギヤ軸20に入力軸3を連結すること、もしくは、カウンタギヤ軸20を入力軸3として機能させることもできる。すなわち、実質的に、カウンタギヤ軸20を、この車両用ブレーキユニット1における入力軸3とすることもできる。 In the example shown in FIG. 1, the input shaft 3 is connected to the pinion shaft 23. Alternatively, the pinion shaft 23 functions as the input shaft 3. That is, substantially, the pinion shaft 23 is the input shaft 3 in the vehicle brake unit 1. Further, the axle 4 is connected to the carrier shaft 16. Alternatively, the carrier shaft 16 functions as the axle 4. That is, substantially, the carrier shaft 16 is the axle 4 in the vehicle brake unit 1. In the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention, the input shaft 3 can be connected to the counter gear shaft 20, or the counter gear shaft 20 can function as the input shaft 3. That is, substantially, the counter gear shaft 20 can be used as the input shaft 3 in the vehicle brake unit 1.

図1で示した第1減速機構5の具体的な構成を図2に示してある。上記のように、第1減速機構5は、主に、遊星歯車機構7、カウンタギヤセット8、および、外接ギヤセット9から構成されている。図1,図2に示す例では、二本のピニオン軸23が、それぞれ、入力軸3となっている。また、キャリア軸16が車軸4となっている。 The specific configuration of the first deceleration mechanism 5 shown in FIG. 1 is shown in FIG. As described above, the first reduction mechanism 5 is mainly composed of a planetary gear mechanism 7, a counter gear set 8, and a circumscribed gear set 9. In the examples shown in FIGS. 1 and 2, the two pinion shafts 23 are input shafts 3, respectively. Further, the carrier shaft 16 is the axle 4.

サンギヤ軸15は、ケース17に組み付けられたベアリング24により、ケース17に回転可能に支持されている。キャリア軸16は、ケース17に組み付けられたベアリング25により、ケース17に回転可能に支持されている。キャリア軸16のケース17の内側の端部に、ベアリング26が組み付けられている。そのベアリング26を介して、サンギヤ軸15とキャリア軸16とが、相対回転可能に連結されている。この図2に示す例では、キャリア軸16の先端16aが、ケース17の外側(図2での右側)に向けて突出しており、その先端16aに、車軸4が連結されている。車軸4は、ケース17に組み付けられたベアリング31およびベアリング32により、ケース17に回転可能に支持されている。なお、車軸4のキャリア軸16との連結側と反対側(図2での右側)の端部4aには、車軸4に車輪6を固定するためのフランジ33が形成されている。フランジ33には、車軸4と車輪6とをボルト締結するためのボルト34が取り付けられている。また、ケース17の背面側(図2での左側)には、この車両用ブレーキユニット1を、車体(図示せず)あるいは後述するサスペンション機構104などにボルト締結するためのボルト35が取り付けられている。 The sun gear shaft 15 is rotatably supported by the case 17 by a bearing 24 assembled to the case 17. The carrier shaft 16 is rotatably supported by the case 17 by a bearing 25 assembled to the case 17. A bearing 26 is assembled to the inner end of the case 17 of the carrier shaft 16. The sun gear shaft 15 and the carrier shaft 16 are connected so as to be relatively rotatable via the bearing 26. In the example shown in FIG. 2, the tip 16a of the carrier shaft 16 projects toward the outside of the case 17 (right side in FIG. 2), and the axle 4 is connected to the tip 16a. The axle 4 is rotatably supported by the case 17 by bearings 31 and 32 assembled to the case 17. A flange 33 for fixing the wheel 6 to the axle 4 is formed at the end portion 4a of the axle 4 on the side opposite to the connecting side with the carrier shaft 16 (right side in FIG. 2). A bolt 34 for bolting the axle 4 and the wheel 6 is attached to the flange 33. Further, on the back side (left side in FIG. 2) of the case 17, a bolt 35 for bolting the vehicle brake unit 1 to the vehicle body (not shown) or the suspension mechanism 104 described later is attached. There is.

遊星歯車機構7は、ケース17の内部でカウンタギヤセット8と並列するように配置されている。サンギヤ10は、サンギヤ軸15に取り付けられており、サンギヤ軸15と一体に回転する。したがって、サンギヤ10およびサンギヤ軸15は、ベアリング24によってケース17に回転可能に支持されている。キャリア12は、キャリア軸16に取り付けられている。あるいは、キャリア12とキャリア軸16とが一体に形成されている。キャリア12は、キャリア軸16と一体に回転する。したがって、キャリア12およびキャリア軸16は、ベアリング25によってケース17に回転可能に支持されている。そして、リングギヤ11の外周部に外歯ギヤ14が形成されており、その外歯ギヤ14と、外接ギヤセット9の第1ピニオン21とが噛み合っている。 The planetary gear mechanism 7 is arranged inside the case 17 so as to be in parallel with the counter gear set 8. The sun gear 10 is attached to the sun gear shaft 15 and rotates integrally with the sun gear shaft 15. Therefore, the sun gear 10 and the sun gear shaft 15 are rotatably supported by the case 17 by bearings 24. The carrier 12 is attached to the carrier shaft 16. Alternatively, the carrier 12 and the carrier shaft 16 are integrally formed. The carrier 12 rotates integrally with the carrier shaft 16. Therefore, the carrier 12 and the carrier shaft 16 are rotatably supported by the case 17 by bearings 25. An external tooth gear 14 is formed on the outer peripheral portion of the ring gear 11, and the external tooth gear 14 and the first pinion 21 of the external gear set 9 are in mesh with each other.

カウンタギヤセット8は、上記のようにケース17の内部で遊星歯車機構7と並列し、遊星歯車機構7に対向するように配置されている。センターギヤ18は、サンギヤ軸15に取り付けられており、サンギヤ軸15と一体に回転する。カウンタギヤ19は、カウンタギヤ軸20に取り付けられており、カウンタギヤ軸20と一体に回転する。カウンタギヤ軸20は、サンギヤ軸15と平行に配置されており、ケース17に組み付けられたベアリング27およびベアリング28により、ケース17に回転可能に支持されている。 As described above, the counter gear set 8 is arranged inside the case 17 in parallel with the planetary gear mechanism 7 so as to face the planetary gear mechanism 7. The center gear 18 is attached to the sun gear shaft 15 and rotates integrally with the sun gear shaft 15. The counter gear 19 is attached to the counter gear shaft 20 and rotates integrally with the counter gear shaft 20. The counter gear shaft 20 is arranged parallel to the sun gear shaft 15 and is rotatably supported by the case 17 by bearings 27 and 28 assembled to the case 17.

外接ギヤセット9は、遊星歯車機構7およびカウンタギヤセット8の外周側に配置されている。第1ピニオン21は、ピニオン軸23に取り付けられており、ピニオン軸23と一体に回転する。第1ピニオン21は、外歯ギヤ14に噛み合っている。同様に、第2ピニオン22は、ピニオン軸23に取り付けられており、ピニオン軸23と一体に回転する。したがって、第1ピニオン21および第2ピニオン22は、図2に示すように、同一の回転軸線CL2上に配置されている。第2ピニオン22は、カウンタギヤ19に噛み合っている。ピニオン軸23は、サンギヤ軸15と平行に配置されており、ケース17に組み付けられたベアリング29およびベアリング30により、ケース17に回転可能に支持されている。したがって、外接ギヤセット9は、第1ピニオン21、第2ピニオン22、および、ピニオン軸23が、全て一体となって回転し、外歯ギヤ14と、センターギヤ18およびカウンタギヤ19との間でトルクを伝達する。 The circumscribed gear set 9 is arranged on the outer peripheral side of the planetary gear mechanism 7 and the counter gear set 8. The first pinion 21 is attached to the pinion shaft 23 and rotates integrally with the pinion shaft 23. The first pinion 21 meshes with the external tooth gear 14. Similarly, the second pinion 22 is attached to the pinion shaft 23 and rotates integrally with the pinion shaft 23. Therefore, the first pinion 21 and the second pinion 22 are arranged on the same rotation axis CL2 as shown in FIG. The second pinion 22 meshes with the counter gear 19. The pinion shaft 23 is arranged parallel to the sun gear shaft 15 and is rotatably supported by the case 17 by bearings 29 and 30 assembled to the case 17. Therefore, in the external gear set 9, the first pinion 21, the second pinion 22, and the pinion shaft 23 all rotate integrally, and torque is applied between the external gear 14 and the center gear 18 and the counter gear 19. To convey.

上記のように、外接ギヤセット9は、外歯ギヤ14とセンターギヤ18との間でトルクを伝達するために設けられている。そのため、この発明の実施形態における第1減速機構5は、少なくとも一組の外接ギヤセット9を備えていればよい。ただし、複数の外接ギヤセット9を設けることにより、第1ピニオン21を介して、リングギヤ11を回転可能に支持することができる。したがって、三組以上の外接ギヤセット9を、リングギヤ11の円周方向で等間隔に設けることにより、リングギヤ11を安定してバランスよく支持することができる。なお、設けられる外接ギヤセット9の組数に対応して、カウンタギヤ19が設けられる。例えば、四組の外接ギヤセット9が設けられる場合は、それに対応して四つのカウンタギヤ19が設けられる。すなわち、四組の外接ギヤセット9における四つの第2ピニオン22にそれぞれ噛み合う、四つのカウンタギヤ19が設けられる。また、図1,図2では、二組の外接ギヤセット9、および、それに対応する二つのカウンタギヤ19を示してあるが、上記のように、三組以上の外接ギヤセット9、および、それに対応する三個以上のカウンタギヤ19を設けることができる。 As described above, the circumscribed gear set 9 is provided to transmit torque between the external gear 14 and the center gear 18. Therefore, the first reduction mechanism 5 in the embodiment of the present invention may include at least one set of circumscribed gear sets 9. However, by providing the plurality of circumscribed gear sets 9, the ring gear 11 can be rotatably supported via the first pinion 21. Therefore, by providing three or more sets of circumscribed gear sets 9 at equal intervals in the circumferential direction of the ring gear 11, the ring gear 11 can be supported stably and in a well-balanced manner. The counter gear 19 is provided according to the number of sets of the circumscribed gear sets 9 provided. For example, when four sets of circumscribed gear sets 9 are provided, four counter gears 19 are provided correspondingly. That is, four counter gears 19 are provided that mesh with the four second pinions 22 in the four sets of circumscribed gear sets 9. Further, in FIGS. 1 and 2, two sets of circumscribed gear sets 9 and two corresponding counter gears 19 are shown. As described above, three or more sets of circumscribed gear sets 9 and corresponding circumscribed gear sets 9 are shown. Three or more counter gears 19 can be provided.

この発明の実施形態における第1減速機構5では、上記のようにカウンタギヤセット8および外接ギヤセット9が設けられることにより、外歯ギヤ14とセンターギヤ18との間でトルクを伝達することができる。すなわち、センターギヤ18に入力されたトルクを外歯ギヤ14に伝達し、リングギヤ11を駆動することができる。図1,図2に示す例では、サンギヤ軸15と入力軸3とが一体に回転する。したがって、入力軸3に入力されたトルクは、サンギヤ軸15からサンギヤ10に直接伝達される。それと共に、センターギヤ18と外歯ギヤ14との間で、カウンタギヤセット8および外接ギヤセット9を経由して、トルクが伝達される。外歯ギヤ14に伝達されたトルクは、外歯ギヤ14すなわちリングギヤ11を、センターギヤ18およびサンギヤ10の回転方向と逆の回転方向に回転させる。その結果、遊星歯車機構7の差動作用により、サンギヤ10の回転数に対してキャリア12の回転数が大きく減速される。すなわち、この発明の実施形態における第1減速機構5は、入力軸3と車軸4との間で極めて高い減速比を得ることが可能な高減速機能を有している。 In the first reduction mechanism 5 according to the embodiment of the present invention, the counter gear set 8 and the circumscribed gear set 9 are provided as described above, so that torque can be transmitted between the external tooth gear 14 and the center gear 18. That is, the torque input to the center gear 18 can be transmitted to the external tooth gear 14 to drive the ring gear 11. In the examples shown in FIGS. 1 and 2, the sun gear shaft 15 and the input shaft 3 rotate integrally. Therefore, the torque input to the input shaft 3 is directly transmitted from the sun gear shaft 15 to the sun gear 10. At the same time, torque is transmitted between the center gear 18 and the circumscribed gear 14 via the counter gear set 8 and the circumscribed gear set 9. The torque transmitted to the external tooth gear 14 causes the external tooth gear 14, that is, the ring gear 11, to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the center gear 18 and the sun gear 10. As a result, due to the differential action of the planetary gear mechanism 7, the rotation speed of the carrier 12 is greatly reduced with respect to the rotation speed of the sun gear 10. That is, the first deceleration mechanism 5 in the embodiment of the present invention has a high deceleration function capable of obtaining an extremely high reduction ratio between the input shaft 3 and the axle 4.

上記のように入力軸3およびサンギヤ軸15にトルクが入力されてサンギヤ10が回転する場合に、遊星歯車機構7における各回転要素の回転状態を図3の共線図に示してある。前述したように、図1,図2に示す遊星歯車機構7は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、サンギヤ軸15が入力軸3となっており、キャリア軸16が車軸4(すなわち出力軸)となっている。したがって、サンギヤ(S)10が入力要素(IN)となり、キャリア(C)12が出力要素(OUT)となっている。 When torque is input to the input shaft 3 and the sun gear shaft 15 to rotate the sun gear 10 as described above, the rotational state of each rotating element in the planetary gear mechanism 7 is shown in the collinear diagram of FIG. As described above, the planetary gear mechanism 7 shown in FIGS. 1 and 2 is a single pinion type planetary gear mechanism, the sun gear shaft 15 is the input shaft 3, and the carrier shaft 16 is the axle 4 (that is, the output shaft). ). Therefore, the sun gear (S) 10 is an input element (IN), and the carrier (C) 12 is an output element (OUT).

上記のようなシングルピニオン型の遊星歯車機構を用いて、従来、減速装置が構成されている。例えば、この図3の共線図に破線で示すように、サンギヤ(S)を入力要素(IN)、キャリア(C)を出力要素(OUT)とし、リングギヤ(R)の回転を止めた状態で固定することにより、入力要素の回転数に対して出力要素の回転数を減速させる減速装置が構成される。それに対して、この発明の実施形態における第1減速機構5では、上記のような従来の減速装置と同様に、サンギヤ10を入力要素とし、キャリア12を出力要素とした場合に、リングギヤ(R)11が、サンギヤ10およびキャリア12の回転方向と逆の回転方向に回転する。すなわち、センターギヤ18およびサンギヤ10にトルクが入力され、サンギヤ10が、所定の回転数で図3の共線図における「正」方向に回転する場合、リングギヤ11は、センターギヤ18と外歯ギヤ14との間で、カウンタギヤセット8および外接ギヤセット9を介して伝達されるトルクにより、図3の共線図における「逆」方向に回転する。このように、サンギヤ10が「正」方向に回転する際に、リングギヤ11が「逆」方向に回転することにより、キャリア12の回転数が引き下げられ、サンギヤ10の回転数に対してキャリア12の回転数が大幅に減速される。図3の共線図に破線で示す従来の減速装置と比較して、入力要素と出力要素との間の減速比がより大きくなっている。 Conventionally, a reduction gear is configured by using the single pinion type planetary gear mechanism as described above. For example, as shown by a broken line in the collinear diagram of FIG. 3, the sun gear (S) is used as an input element (IN), the carrier (C) is used as an output element (OUT), and the ring gear (R) is stopped rotating. By fixing, a speed reducer for decelerating the rotation speed of the output element with respect to the rotation speed of the input element is configured. On the other hand, in the first reduction mechanism 5 according to the embodiment of the present invention, the ring gear (R) is used when the sun gear 10 is used as an input element and the carrier 12 is used as an output element, as in the conventional speed reduction device as described above. 11 rotates in a rotation direction opposite to the rotation direction of the sun gear 10 and the carrier 12. That is, when torque is input to the center gear 18 and the sun gear 10 and the sun gear 10 rotates in the "positive" direction in the collinear diagram of FIG. 3 at a predetermined rotation speed, the ring gear 11 has the center gear 18 and the external tooth gear. The torque transmitted to and from the counter gear set 8 and the external gear set 9 causes rotation in the "reverse" direction in the collinear diagram of FIG. In this way, when the sun gear 10 rotates in the "forward" direction, the ring gear 11 rotates in the "reverse" direction, so that the rotation speed of the carrier 12 is lowered, and the rotation speed of the carrier 12 is reduced with respect to the rotation speed of the sun gear 10. The number of revolutions is greatly reduced. The reduction ratio between the input element and the output element is larger than that of the conventional reduction gear shown by the broken line in the collinear diagram of FIG.

さらに、この発明の実施形態における第1減速機構5では、上記のように、リングギヤ11に形成した外歯ギヤ14にトルクを伝達することにより、リングギヤ11を「逆」方向に回転させている。そのため、例えば、既存の複合遊星歯車機構や遊星歯車機構を用いた減速機構などと比較して、ギヤ比の設定の自由度が大幅に高くなる。その結果、入力軸3と車軸4との間の減速比を大幅に増大させることができる。 Further, in the first reduction mechanism 5 according to the embodiment of the present invention, the ring gear 11 is rotated in the "reverse" direction by transmitting torque to the external tooth gear 14 formed on the ring gear 11 as described above. Therefore, for example, the degree of freedom in setting the gear ratio is greatly increased as compared with an existing compound planetary gear mechanism or a reduction mechanism using a planetary gear mechanism. As a result, the reduction ratio between the input shaft 3 and the axle 4 can be significantly increased.

一般に、サンギヤを入力要素、キャリアを出力要素とし、リングギヤを固定したシングルピニオン型の遊星歯車機構で減速装置を構成した場合、減速比γは、サンギヤの歯数をZとし、リングギヤ(内歯)の歯数をZとすると、
γ=1+Z/Z
となる。なお、この場合の減速比γは、出力要素の回転数NOUTに対する入力要素の回転数NINの割合(すなわち、γ=NIN/NOUT)である。このような従来の遊星歯車機構では、単体で実現可能な減速比γは、4から10程度と言われている。一方、例えば、外径が300mm程度の体格を想定すると、この発明の実施形態における第1減速機構5では、上記のようにリングギヤ11の内歯の歯数や内径による制約を受けることがなく、ギヤ比の設定の自由度が高いことから、理論上、概ね10000程度の非常に大きな減速比γを得ることができる。
Generally, when the reduction gear is configured by a single pinion type planetary gear mechanism in which the sun gear is an input element and the carrier is an output element and the ring gear is fixed, the reduction ratio γ is that the number of teeth of the sun gear is Z s and the ring gear (internal tooth). ) Is Z r ,
γ = 1 + Z r / Z s
Will be. The reduction ratio γ in this case is the ratio of the rotation speed N IN of the input element to the rotation speed N OUT of the output element (that is, γ = N IN / N OUT ). In such a conventional planetary gear mechanism, the reduction ratio γ that can be realized by itself is said to be about 4 to 10. On the other hand, assuming, for example, a physique having an outer diameter of about 300 mm, the first reduction mechanism 5 in the embodiment of the present invention is not restricted by the number of internal teeth and the inner diameter of the ring gear 11 as described above. Since the degree of freedom in setting the gear ratio is high, theoretically, a very large reduction ratio γ of about 10,000 can be obtained.

このように、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1は、従来の構成と比較して相当に大きな減速比を設定することが可能な高減速機能を有する第1減速機構5を備えている。その第1減速機構5は、図1,図2で示したように、一組の遊星歯車機構7と、一組の平行軸歯車対であるカウンタギヤセット8とを並列させた構成となっている。そのため、例えば、従来の複合遊星歯車機構による減速装置や、二段の歯車列による減速装置などと比較して、同等の体格で、減速比を大幅に増大させた第1減速機構5を構成することができる。もしくは、体格をより小型化した第1減速機構5を構成することができる。 As described above, the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention includes the first deceleration mechanism 5 having a high deceleration function capable of setting a considerably large reduction ratio as compared with the conventional configuration. .. As shown in FIGS. 1 and 2, the first reduction mechanism 5 has a configuration in which a set of planetary gear mechanisms 7 and a set of parallel shaft gear pairs, a counter gear set 8, are arranged in parallel. .. Therefore, for example, a first deceleration mechanism 5 having the same physique and a significantly increased reduction ratio as compared with a deceleration device using a conventional compound planetary gear mechanism or a deceleration device using a two-stage gear train is configured. be able to. Alternatively, the first deceleration mechanism 5 having a smaller physique can be configured.

そして、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1では、上記のような高減速機能を有する第1減速機構5により、ブレーキアクチュエータ2が発生する制動トルクを大幅に増幅して車軸4に伝達することができる。そのため、出力する制動トルクが大幅に増幅される分、ブレーキアクチュエータ2を十分に小型化することができる。その結果、従来の車両の制動装置と比較して、大幅に小型・軽量化した車両用ブレーキユニット1を構成することができる。 Then, in the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention, the braking torque generated by the brake actuator 2 is significantly amplified and transmitted to the axle 4 by the first deceleration mechanism 5 having the high deceleration function as described above. be able to. Therefore, the brake actuator 2 can be sufficiently miniaturized by the amount that the output braking torque is significantly amplified. As a result, it is possible to configure the vehicle brake unit 1 which is significantly smaller and lighter than the conventional vehicle braking device.

なお、上記のように、図1,図2に示す例では、車両用ブレーキユニット1は、複数のピニオン軸23、および、それに対応する複数の入力軸3を備えている。そして、図1,図2では、いずれか一方のピニオン軸23および入力軸3に、上記のようなブレーキアクチュエータ2が連結され、他方のピニオン軸23および入力軸3に、アクチュエータ36が連結された例を示してある。アクチュエータ36としては、例えば、車軸4を駆動するための駆動トルクを発生する駆動用アクチュエータを設けることができる。駆動用アクチュエータは、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成される。その場合、上記のようなブレーキアクチュエータ2によって車両の制動力を発生させる制動機能と、モータによって車両の駆動力を発生する駆動機能とを兼ね備えたコンパクトな車両用動力ユニットを構成することができる。 As described above, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle brake unit 1 includes a plurality of pinion shafts 23 and a plurality of input shafts 3 corresponding thereto. Then, in FIGS. 1 and 2, the brake actuator 2 as described above is connected to one of the pinion shafts 23 and the input shaft 3, and the actuator 36 is connected to the other pinion shaft 23 and the input shaft 3. An example is shown. As the actuator 36, for example, a drive actuator that generates a drive torque for driving the axle 4 can be provided. The drive actuator is composed of, for example, a permanent magnet type synchronous motor, an induction motor, or the like. In that case, it is possible to configure a compact vehicle power unit having both a braking function of generating a vehicle braking force by the brake actuator 2 as described above and a driving function of generating a vehicle driving force by a motor.

また、アクチュエータ36として、例えば、ブレーキアクチュエータ2を設けることができる。すなわち、二基のブレーキアクチュエータ2を備えた車両用ブレーキユニット1を構成することもできる。その場合、例えば、一方のブレーキアクチュエータ2が発生する制動トルクの伝達系統を主系統とし、他方のブレーキアクチュエータ2が発生する制動トルクの伝達系統を冗長系とすることができる。すなわち、独立した二系統の動力源を有する車両用ブレーキユニット1を構成することができる。そのため、コンパクトで信頼性に優れた車両用ブレーキユニット1を構成することができる。 Further, as the actuator 36, for example, a brake actuator 2 can be provided. That is, a vehicle brake unit 1 including two brake actuators 2 can be configured. In that case, for example, the transmission system of the braking torque generated by one brake actuator 2 can be the main system, and the transmission system of the braking torque generated by the other brake actuator 2 can be the redundant system. That is, a vehicle brake unit 1 having two independent power sources can be configured. Therefore, a compact and highly reliable vehicle brake unit 1 can be configured.

この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1は、通常の制動時に作動させる主制動装置としての機能と、駐車時あるいは停車時に作動させて制動力を保持する駐車制動装置としての機能を兼ね備えている。具体的には、この車両用ブレーキユニット1におけるブレーキアクチュエータ2は、通常の制動時に作動させるサービスブレーキ機構2a、および、駐車時あるいは停車時に作動させて制動力を保持するパーキングブレーキ機構2bを備えている。 The vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention has a function as a main braking device that operates during normal braking and a function as a parking braking device that operates during parking or when the vehicle is stopped to maintain braking force. .. Specifically, the brake actuator 2 in the vehicle brake unit 1 includes a service brake mechanism 2a that operates during normal braking and a parking brake mechanism 2b that operates during parking or stopping to maintain braking force. There is.

図4に、このブレーキアクチュエータ2の具体的な構成を示してある。サービスブレーキ機構2aは、通電されることにより作動して所定の回転部材を制動する励磁作動型の電磁ブレーキである。図4に示す例では、サービスブレーキ機構2aは、多板式の電磁ブレーキによって構成されている。具体的には、サービスブレーキ機構2aは、摩擦プレート41、押圧プレート42、コイル43、および、出力軸44を備えている。 FIG. 4 shows a specific configuration of the brake actuator 2. The service brake mechanism 2a is an excitation-operated electromagnetic brake that operates when energized to brake a predetermined rotating member. In the example shown in FIG. 4, the service brake mechanism 2a is composed of a multi-plate electromagnetic brake. Specifically, the service brake mechanism 2a includes a friction plate 41, a pressing plate 42, a coil 43, and an output shaft 44.

摩擦プレート41は、所定の摩擦材であり、複数の回転プレート41a、および、複数の固定プレート41bから構成されている。図4に示す例では、摩擦プレート41は、三枚の回転プレート41a、および、三枚の固定プレート41bから構成されている。回転プレート41aは、出力軸44に、出力軸44と一体回転するように固定されている。回転プレート41aは、全体または少なくとも一部が磁性体によって形成されている。固定プレート41bは、出力軸44の軸線方向への移動が可能であり、かつ、出力軸44の回転方向へは回転が不可能なように、ブレーキアクチュエータ2のケース45に組み込まれている。固定プレート41bは、全体または少なくとも一部が磁性体によって形成されている。これら複数の回転プレート41aと、複数の固定プレート41bとが、回転軸線CL2方向(図4の左右方向)に交互に配置され、多板の摩擦プレート41が構成されている。 The friction plate 41 is a predetermined friction material, and is composed of a plurality of rotating plates 41a and a plurality of fixing plates 41b. In the example shown in FIG. 4, the friction plate 41 is composed of three rotating plates 41a and three fixing plates 41b. The rotating plate 41a is fixed to the output shaft 44 so as to rotate integrally with the output shaft 44. The rotating plate 41a is entirely or at least partially formed of a magnetic material. The fixed plate 41b is incorporated in the case 45 of the brake actuator 2 so that the output shaft 44 can move in the axial direction and cannot rotate in the rotation direction of the output shaft 44. The fixed plate 41b is formed entirely or at least in part by a magnetic material. The plurality of rotating plates 41a and the plurality of fixed plates 41b are alternately arranged in the rotation axis CL2 direction (left-right direction in FIG. 4) to form a multi-plate friction plate 41.

押圧プレート42は、円環状の磁性体によって形成されている。押圧プレート42は、回転軸線CL2方向に移動が可能であり、かつ、出力軸44の回転方向へは回転が不可能なように、ケース45に組み込まれている。 The pressing plate 42 is formed of an annular magnetic material. The pressing plate 42 is incorporated in the case 45 so that it can move in the rotation axis CL2 direction and cannot rotate in the rotation direction of the output shaft 44.

コイル43は、ケース45に固定されており、所定の電圧が印加されることによって磁気吸引力を発生する。コイル43で発生させた磁気吸引力は、摩擦プレート41および押圧プレート42に作用し、押圧プレート42を摩擦プレート41側へ吸着させる。したがって、コイル43に通電することにより、摩擦プレート41が押圧プレート42によって押圧され、摩擦プレート41の回転プレート41aと固定プレート41bとが摩擦係合し、制動トルクが発生する。 The coil 43 is fixed to the case 45, and a magnetic attraction force is generated by applying a predetermined voltage. The magnetic attraction generated by the coil 43 acts on the friction plate 41 and the pressing plate 42, and attracts the pressing plate 42 to the friction plate 41 side. Therefore, when the coil 43 is energized, the friction plate 41 is pressed by the pressing plate 42, the rotating plate 41a of the friction plate 41 and the fixed plate 41b are frictionally engaged with each other, and braking torque is generated.

出力軸44は、前述の図2で示したように、第1減速機構5の入力軸3およびピニオン軸23に連結され、それら入力軸3およびピニオン軸23と一体に回転する。また、出力軸44には、上記のように、回転プレート41aが一体に回転するように取り付けられている。したがって、回転プレート41aと固定プレート41bとが摩擦係合することによって発生する制動トルクは、この出力軸44を介して、第1減速機構5の入力軸3に伝達される。 As shown in FIG. 2 described above, the output shaft 44 is connected to the input shaft 3 and the pinion shaft 23 of the first reduction gear mechanism 5, and rotates integrally with the input shaft 3 and the pinion shaft 23. Further, as described above, the rotating plate 41a is attached to the output shaft 44 so as to rotate integrally. Therefore, the braking torque generated by the frictional engagement between the rotating plate 41a and the fixed plate 41b is transmitted to the input shaft 3 of the first deceleration mechanism 5 via the output shaft 44.

したがって、このサービスブレーキ機構2aは、コイル43に通電することによって発生する磁気吸引力により、押圧プレート42を摩擦プレート41側に吸引する。押圧プレート42が吸引されることにより、その押圧プレート42が摩擦プレート41を押圧する。そして、摩擦プレート41に押圧力が作用することにより、回転プレート41aと固定プレート41bとが摩擦係合する。したがって、このサービスブレーキ機構2aは、コイル43に通電することによって回転プレート41aと固定プレート41bとを摩擦係合させるように作動し、制動トルクを発生する。なお、サービスブレーキ機構2aは、コイル43への通電がない状態では、上記のように作動することなく、上記のような制動トルクを発生しない。 Therefore, the service brake mechanism 2a attracts the pressing plate 42 to the friction plate 41 side by the magnetic attraction generated by energizing the coil 43. When the pressing plate 42 is sucked, the pressing plate 42 presses the friction plate 41. Then, the pressing force acts on the friction plate 41, so that the rotating plate 41a and the fixing plate 41b are frictionally engaged with each other. Therefore, the service brake mechanism 2a operates so as to frictionally engage the rotating plate 41a and the fixed plate 41b by energizing the coil 43, and generates braking torque. The service brake mechanism 2a does not operate as described above and does not generate the braking torque as described above when the coil 43 is not energized.

パーキングブレーキ機構2bは、通電することにより作動して制動トルクを発生するとともに、通電を停止した状態で制動トルクを保持することが可能なように構成されている。具体的には、パーキングブレーキ機構2bは、制動用モータ46、送りねじ機構47、および、第2減速機構48を備えている。 The parking brake mechanism 2b is configured to operate by energizing to generate braking torque and to maintain braking torque in a state where energization is stopped. Specifically, the parking brake mechanism 2b includes a braking motor 46, a feed screw mechanism 47, and a second deceleration mechanism 48.

制動用モータ46は、通電することにより作動して駆動トルクを出力する電気モータである。制動用モータ46は、ステータ46a、ロータ46b、および、ロータ46bと一体に回転するロータ軸46cを有している。ステータ46aは、回転不可能にケース45に固定されている。ロータ軸46cは、この制動用モータ46の出力軸となっており、後述する第2減速機構48の入力軸48aと一体に回転する。 The braking motor 46 is an electric motor that operates by energizing and outputs drive torque. The braking motor 46 has a stator 46a, a rotor 46b, and a rotor shaft 46c that rotates integrally with the rotor 46b. The stator 46a is non-rotatably fixed to the case 45. The rotor shaft 46c is the output shaft of the braking motor 46, and rotates integrally with the input shaft 48a of the second reduction mechanism 48, which will be described later.

送りねじ機構47は、回転運動を直線運動に変換し、押圧プレート42を回転軸線CL2方向で摩擦プレート41側(図4での左側)へ押圧して回転プレート41aと固定プレート41bとを摩擦係合させるための軸力を発生する。それとともに、軸力を発生している状態で通電を停止した場合であっても、回転プレート41aと固定プレート41bとを摩擦係合させて出力軸44を制動した状態を維持することが可能なように構成されている。送りねじ機構47は、押圧部材47a、および、送りねじ部材47bから構成されている。 The feed screw mechanism 47 converts the rotary motion into a linear motion, presses the pressing plate 42 toward the friction plate 41 side (left side in FIG. 4) in the direction of the rotation axis CL2, and frictions the rotating plate 41a and the fixing plate 41b. Generates axial force to match. At the same time, even when the energization is stopped while the axial force is generated, the rotating plate 41a and the fixed plate 41b can be frictionally engaged to maintain the braking state of the output shaft 44. It is configured as follows. The feed screw mechanism 47 is composed of a pressing member 47a and a feed screw member 47b.

押圧部材47aは、円板状の非磁性体によって形成されている。押圧部材47aの中央部分には、押圧部材47aの板厚方向(図4での左右方向)に貫通する送りねじの雌ねじ部47cが形成されている。押圧部材47aは、押圧プレート42と同様に、回転軸線CL2方向に移動が可能であり、かつ、出力軸44の回転方向へは回転が不可能なように、ケース45に組み込まれている。押圧部材47aは、回転軸線CL2方向で押圧プレート42に隣接して配置されている。押圧部材47aは、押圧プレート42と接触し、押圧プレート42に回転軸線CL2方向の軸力(押圧力)を作用させる接触面47dを有している。 The pressing member 47a is formed of a disk-shaped non-magnetic material. A female screw portion 47c of a feed screw penetrating the pressing member 47a in the plate thickness direction (left-right direction in FIG. 4) is formed in the central portion of the pressing member 47a. Like the pressing plate 42, the pressing member 47a is incorporated in the case 45 so that it can move in the rotation axis CL2 direction and cannot rotate in the rotation direction of the output shaft 44. The pressing member 47a is arranged adjacent to the pressing plate 42 in the direction of the rotation axis CL2. The pressing member 47a has a contact surface 47d that comes into contact with the pressing plate 42 and exerts an axial force (pressing pressure) in the direction of the rotation axis CL2 on the pressing plate 42.

送りねじ部材47bは、送りねじ機構47の回転軸となっている。送りねじ部材47bは、外周部に送りねじの雄ねじ部47eが形成されている。送りねじ部材47bは、後述する第2減速機構48の出力軸48bと一体に回転する。 The feed screw member 47b serves as a rotation shaft of the feed screw mechanism 47. The feed screw member 47b has a male screw portion 47e of the feed screw formed on the outer peripheral portion thereof. The feed screw member 47b rotates integrally with the output shaft 48b of the second speed reduction mechanism 48, which will be described later.

押圧部材47aの雌ねじ部47cに送りねじ部材47bの雄ねじ部47eがねじ込まれており、それによって送りねじ機構47が構成されている。送りねじ機構47の雌ねじ部47cおよび雄ねじ部47eは、例えば、ボールねじ、あるいは、台形ねじや角ねじによって形成されている。 The male screw portion 47e of the feed screw member 47b is screwed into the female screw portion 47c of the pressing member 47a, thereby forming the feed screw mechanism 47. The female screw portion 47c and the male screw portion 47e of the lead screw mechanism 47 are formed of, for example, a ball screw, a trapezoidal screw, or a square screw.

送りねじ機構47は、送りねじ部材47bを所定の回転方向(正転方向)へ回転させることにより、押圧部材47aを回転軸線CL2方向で押圧プレート42に近付ける前進方向(図4での左方向)の軸力を発生する。また、送りねじ機構47は、送りねじ部材47bを正転方向と反対方向(逆転方向)へ回転させることにより、押圧部材47aを回転軸線CL2方向で押圧プレート42から遠ざける後退方向(図4での右方向)の軸力を発生する。 The feed screw mechanism 47 rotates the feed screw member 47b in a predetermined rotation direction (forward rotation direction) to bring the pressing member 47a closer to the pressing plate 42 in the rotation axis CL2 direction (left direction in FIG. 4). Axial force is generated. Further, the feed screw mechanism 47 rotates the feed screw member 47b in the direction opposite to the forward rotation direction (reverse direction) to move the pressing member 47a away from the pressing plate 42 in the rotation axis CL2 direction (in FIG. 4). Axial force (to the right) is generated.

第2減速機構48は、入力軸48a、および、出力軸48bを有しており、入力軸48aと出力軸48bとの間で回転数を減速する。したがって、第2減速機構48は、入力軸48aに入力されるトルクを増幅して出力軸48bに伝達する。入力軸48aには、上述した制動用モータ46のロータ軸46cが連結されている。もしくは、入力軸48aとロータ軸46cとが一体に形成されている。すなわち、入力軸48aは、ロータ軸46cと一体に回転する。出力軸48bには、上述した送りねじ機構47の送りねじ部材47bが連結されている。もしくは、出力軸48bと送りねじ部材47bとが一体に形成されている。すなわち、出力軸48bは、送りねじ部材47bと一体に回転する。 The second deceleration mechanism 48 has an input shaft 48a and an output shaft 48b, and decelerates the rotation speed between the input shaft 48a and the output shaft 48b. Therefore, the second deceleration mechanism 48 amplifies the torque input to the input shaft 48a and transmits it to the output shaft 48b. The rotor shaft 46c of the braking motor 46 described above is connected to the input shaft 48a. Alternatively, the input shaft 48a and the rotor shaft 46c are integrally formed. That is, the input shaft 48a rotates integrally with the rotor shaft 46c. The feed screw member 47b of the feed screw mechanism 47 described above is connected to the output shaft 48b. Alternatively, the output shaft 48b and the feed screw member 47b are integrally formed. That is, the output shaft 48b rotates integrally with the feed screw member 47b.

したがって、このパーキングブレーキ機構2bでは、制動用モータ46の出力トルクを、第2減速機構48によって増幅して送りねじ機構47に伝達する。そのため、出力トルクが増幅される分、制動用モータ46を小型化することができる。その結果、パーキングブレーキ機構2bの小型・軽量化を図ることができる。ひいては、大幅に小型・軽量化した車両用ブレーキユニット1を構成することができる。 Therefore, in the parking brake mechanism 2b, the output torque of the braking motor 46 is amplified by the second deceleration mechanism 48 and transmitted to the feed screw mechanism 47. Therefore, the braking motor 46 can be downsized by the amount that the output torque is amplified. As a result, the parking brake mechanism 2b can be made smaller and lighter. As a result, the vehicle brake unit 1 that is significantly smaller and lighter can be configured.

パーキングブレーキ機構2bは、送りねじ機構47の送りねじ部材47bに正転方向のトルクを付与することにより、回転プレート41aと固定プレート41bとを摩擦係合させて出力軸44を制動することができる。すなわち、出力軸44に制動トルクを作用させることができる。また、送りねじ部材47bに逆転方向のトルクを付与することにより、このパーキングブレーキ機構2bによる出力軸44の制動を解除することができる。すなわち、出力軸44の制動トルクを低減する、もしくは、0にすることができる。 The parking brake mechanism 2b can brake the output shaft 44 by frictionally engaging the rotating plate 41a and the fixing plate 41b by applying torque in the forward rotation direction to the feed screw member 47b of the feed screw mechanism 47. .. That is, a braking torque can be applied to the output shaft 44. Further, by applying a torque in the reverse direction to the feed screw member 47b, the braking of the output shaft 44 by the parking brake mechanism 2b can be released. That is, the braking torque of the output shaft 44 can be reduced or set to zero.

また、このパーキングブレーキ機構2bにおける送りねじ機構47は、直線運動を回転運動に変換する場合の送りねじの逆効率が、回転運動を直線運動に変換する場合の送りねじの正効率よりも低く設定されている。すなわち、送りねじ機構47は、送りねじ部材47bを正転方向へ回転させて押圧部材47aを前進方向へ移動させる場合の正効率よりも、押圧部材47aを後退方向へ移動させて送りねじ部材47bを逆転方向へ回転させる場合の逆効率が低くなるように構成されている。したがって、送りねじ機構47で押圧部材47aおよび押圧プレート42を前進方向へ押圧し、出力軸44を制動した状態を維持することができる。そのため、制動用モータ46によって送りねじ機構47を作動させ、出力軸44を制動した状態で、上述のサービスブレーキ機構2aおよび制動用モータ46に対する通電を停止した場合であっても、パーキングブレーキ機構2bによる出力軸44の制動状態を維持することができる。 Further, the feed screw mechanism 47 in the parking brake mechanism 2b is set so that the reverse efficiency of the feed screw when converting the linear motion into the rotary motion is lower than the positive efficiency of the lead screw when converting the rotary motion into the linear motion. Has been done. That is, the feed screw mechanism 47 moves the pressing member 47a in the backward direction rather than the positive efficiency when the feed screw member 47b is rotated in the forward rotation direction to move the pressing member 47a in the forward direction, and the feed screw member 47b Is configured to have low reverse efficiency when rotating in the reverse direction. Therefore, the feed screw mechanism 47 can press the pressing member 47a and the pressing plate 42 in the forward direction to maintain the braking state of the output shaft 44. Therefore, even when the feed screw mechanism 47 is operated by the braking motor 46 and the energization of the service brake mechanism 2a and the braking motor 46 is stopped while the output shaft 44 is braked, the parking brake mechanism 2b The braking state of the output shaft 44 can be maintained.

なお、上述したパーキングブレーキ機構2bにおける第2減速機構48は、例えば、図5に示すように、前述の第1減速機構5と同様の歯車機構51によって構成することができる。この図5に示す歯車機構51は、第1減速機構5と同様に、遊星歯車機構7、カウンタギヤセット8、および、外接ギヤセット9から構成されている。歯車機構51は、所望する減速比やブレーキアクチュエータ2の体格に応じて適宜形成される。したがって、歯車機構51と第1減速機構5とは、体格の相違はあるものの、基本的に同じ構成である。そのため、この図5において、前述の図1,図2で示した第1減速機構5と構成および機能が同じ部材や部品については、図1,図2で用いた参照符号と同じ参照符号を付けてある。 The second deceleration mechanism 48 in the parking brake mechanism 2b described above can be configured by, for example, a gear mechanism 51 similar to the first deceleration mechanism 5 described above, as shown in FIG. The gear mechanism 51 shown in FIG. 5 is composed of a planetary gear mechanism 7, a counter gear set 8, and a circumscribed gear set 9, similarly to the first reduction mechanism 5. The gear mechanism 51 is appropriately formed according to a desired reduction ratio and the physique of the brake actuator 2. Therefore, the gear mechanism 51 and the first deceleration mechanism 5 have basically the same configuration, although they have different physiques. Therefore, in FIG. 5, members and parts having the same configuration and function as the first deceleration mechanism 5 shown in FIGS. 1 and 2 are assigned the same reference codes as those used in FIGS. 1 and 2. There is.

図5に示す歯車機構51では、サンギヤ軸15が、第2減速機構48における入力軸48aとなっている。また、キャリア軸16が、第2減速機構48における出力軸48bとなっている。入力軸48aには、制動用モータ46のロータ軸46cが連結されている。出力軸48bには、送りねじ機構47の送りねじ部材47bが連結されている。したがって、この歯車機構51による第2減速機構48は、制動用モータ46の出力トルクを増幅して送りねじ機構47に伝達する。 In the gear mechanism 51 shown in FIG. 5, the sun gear shaft 15 is the input shaft 48a of the second reduction gear mechanism 48. Further, the carrier shaft 16 is the output shaft 48b in the second speed reduction mechanism 48. The rotor shaft 46c of the braking motor 46 is connected to the input shaft 48a. The feed screw member 47b of the feed screw mechanism 47 is connected to the output shaft 48b. Therefore, the second reduction gear mechanism 48 by the gear mechanism 51 amplifies the output torque of the braking motor 46 and transmits it to the feed screw mechanism 47.

前述した通り、この歯車機構51を用いて構成された第2減速機構48も、第1減速機構5と同様に、従来の構成と比較して相当に大きな減速比を設定することが可能な高減速機能を有している。したがって、この第2減速機構48により、制動用モータ46の出力トルクを大幅に増幅して送りねじ機構47に伝達することができる。そのため、制動用モータ46を大幅に小型化することができる。 As described above, the second reduction mechanism 48 configured by using the gear mechanism 51 can also set a considerably large reduction ratio as compared with the conventional configuration, like the first reduction mechanism 5. It has a deceleration function. Therefore, the second reduction mechanism 48 can significantly amplify the output torque of the braking motor 46 and transmit it to the feed screw mechanism 47. Therefore, the braking motor 46 can be significantly reduced in size.

また、第2減速機構48は、図6に示すような歯車機構61によって構成することもできる。この図6に示す歯車機構61は、代表的に、入力軸62、出力軸63、遊星歯車機構64、および、カウンタギヤセット65を備えている。そして、歯車機構61は、入力軸62と出力軸63との間で回転数を減速するとともに、入力軸62に入力されるトルクを出力軸63に伝達する。すなわち、歯車機構61は、減速機構として構成されている。 Further, the second speed reduction mechanism 48 can also be configured by a gear mechanism 61 as shown in FIG. The gear mechanism 61 shown in FIG. 6 typically includes an input shaft 62, an output shaft 63, a planetary gear mechanism 64, and a counter gear set 65. Then, the gear mechanism 61 decelerates the rotation speed between the input shaft 62 and the output shaft 63, and transmits the torque input to the input shaft 62 to the output shaft 63. That is, the gear mechanism 61 is configured as a reduction mechanism.

遊星歯車機構64は、サンギヤ66、リングギヤ67、および、キャリア68を有している。また、キャリア68によって保持され、サンギヤ66およびリングギヤ67の両方に噛み合うプラネタリギヤ69を有している。この歯車機構61におけるリングギヤ67には、リングギヤ67を遊星歯車機構64の回転軸線方向(図6での左右方向)に延長した延長内歯ギヤ70が形成されている。延長内歯ギヤ70には、リングギヤ67のプラネタリギヤ69との噛み合い部分と同様に、内歯歯車が形成されている。延長内歯ギヤ70は、後述するカウンタギヤ75と噛み合っている。 The planetary gear mechanism 64 has a sun gear 66, a ring gear 67, and a carrier 68. It also has a planetary gear 69 that is held by the carrier 68 and meshes with both the sun gear 66 and the ring gear 67. The ring gear 67 in the gear mechanism 61 is formed with an extension internal tooth gear 70 in which the ring gear 67 is extended in the rotation axis direction (left-right direction in FIG. 6) of the planetary gear mechanism 64. The extension internal gear 70 is formed with an internal gear, similarly to the meshing portion of the ring gear 67 with the planetary gear 69. The extension internal tooth gear 70 meshes with a counter gear 75, which will be described later.

上記の遊星歯車機構64は、サンギヤ軸71、および、キャリア軸72により、ブレーキアクチュエータ2のケース45、および、パーキングブレーキ機構2bのケース73に回転可能に支持されている。サンギヤ軸71は、サンギヤ66の回転軸であって、サンギヤ66が取り付けられている。また、サンギヤ軸71には、後述するセンターギヤ74が取り付けられている。したがって、サンギヤ軸71は、サンギヤ66およびセンターギヤ74と一体に回転する。キャリア軸72は、キャリア68の回転軸であって、キャリア68が取り付けられている。あるいは、キャリア68とキャリア軸72とが一体に形成されている。したがって、キャリア軸72は、キャリア68と一体に回転する。サンギヤ軸71とキャリア軸72とは、同一の回転軸線上で相対回転可能に配置されている。図6に示す歯車機構61では、サンギヤ軸71が入力軸62となっており、キャリア軸72が出力軸63になっている。 The planetary gear mechanism 64 is rotatably supported by the sun gear shaft 71 and the carrier shaft 72 by the case 45 of the brake actuator 2 and the case 73 of the parking brake mechanism 2b. The sun gear shaft 71 is a rotation shaft of the sun gear 66, and the sun gear 66 is attached to the sun gear shaft 71. A center gear 74, which will be described later, is attached to the sun gear shaft 71. Therefore, the sun gear shaft 71 rotates integrally with the sun gear 66 and the center gear 74. The carrier shaft 72 is a rotation shaft of the carrier 68, and the carrier 68 is attached to the carrier shaft 72. Alternatively, the carrier 68 and the carrier shaft 72 are integrally formed. Therefore, the carrier shaft 72 rotates integrally with the carrier 68. The sun gear shaft 71 and the carrier shaft 72 are arranged so as to be relatively rotatable on the same rotation axis. In the gear mechanism 61 shown in FIG. 6, the sun gear shaft 71 is the input shaft 62, and the carrier shaft 72 is the output shaft 63.

カウンタギヤセット65は、遊星歯車機構64と同一の回転軸線上に、遊星歯車機構64と並列して配置されている。カウンタギヤセット65は、センターギヤ74、および、カウンタギヤ75から構成されている。センターギヤ74は、サンギヤ軸71に取り付けられており、サンギヤ軸71と一体に回転する。すなわち、センターギヤ74は、サンギヤ66と同一の回転軸線上に配置されている。カウンタギヤ75は、カウンタギヤ軸76に取り付けられており、カウンタギヤ軸76と一体に回転する。カウンタギヤ軸76は、サンギヤ軸71と平行に配置されている。カウンタギヤ75は、センターギヤ74と延長内歯ギヤ70との間に配置されており、センターギヤ74および延長内歯ギヤ70の両方に噛み合っている。したがって、カウンタギヤセット65は、センターギヤ74と、延長内歯ギヤ70すなわちリングギヤ67との間でトルクを伝達する。 The counter gear set 65 is arranged in parallel with the planetary gear mechanism 64 on the same rotation axis as the planetary gear mechanism 64. The counter gear set 65 includes a center gear 74 and a counter gear 75. The center gear 74 is attached to the sun gear shaft 71 and rotates integrally with the sun gear shaft 71. That is, the center gear 74 is arranged on the same rotation axis as the sun gear 66. The counter gear 75 is attached to the counter gear shaft 76 and rotates integrally with the counter gear shaft 76. The counter gear shaft 76 is arranged in parallel with the sun gear shaft 71. The counter gear 75 is arranged between the center gear 74 and the extension internal tooth gear 70, and meshes with both the center gear 74 and the extension internal tooth gear 70. Therefore, the counter gear set 65 transmits torque between the center gear 74 and the extension internal tooth gear 70, that is, the ring gear 67.

図6に示す歯車機構61では、上記のように、遊星歯車機構64と共に、カウンタギヤセット65が設けられることにより、センターギヤ74とリングギヤ67の間でトルクを伝達することができる。すなわち、センターギヤ74に入力されたトルクを延長内歯ギヤ70に伝達し、リングギヤ67を駆動することができる。それと共に、センターギヤ74と延長内歯ギヤ70との間で、カウンタギヤ75を介して、トルクが伝達される。センターギヤ74と噛み合うカウンタギヤ75は、センターギヤ74の回転方向と逆の回転方向に回転する。カウンタギヤ75と噛み合う延長内歯ギヤ70は、内歯歯車であるので、カウンタギヤ75の回転方向と同じ回転方向に回転する。したがって、センターギヤ74から延長内歯ギヤ70に伝達されたトルクは、延長内歯ギヤ70すなわちリングギヤ67を、センターギヤ74およびサンギヤ66の回転方向と逆の回転方向に回転させる。その結果、遊星歯車機構64の差動作用により、サンギヤ66の回転数に対してキャリア68の回転数が大きく減速される。すなわち、この図6に示す歯車機構61による第2減速機構48は、入力軸62と出力軸63との間で相当に高い減速比を得ることが可能な高減速機能を有している。 In the gear mechanism 61 shown in FIG. 6, torque can be transmitted between the center gear 74 and the ring gear 67 by providing the counter gear set 65 together with the planetary gear mechanism 64 as described above. That is, the torque input to the center gear 74 can be transmitted to the extension internal tooth gear 70 to drive the ring gear 67. At the same time, torque is transmitted between the center gear 74 and the extension internal gear 70 via the counter gear 75. The counter gear 75 that meshes with the center gear 74 rotates in a rotation direction opposite to the rotation direction of the center gear 74. Since the extension internal gear 70 that meshes with the counter gear 75 is an internal gear, it rotates in the same rotation direction as the counter gear 75. Therefore, the torque transmitted from the center gear 74 to the extension internal gear 70 causes the extension internal gear 70, that is, the ring gear 67, to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the center gear 74 and the sun gear 66. As a result, the rotation speed of the carrier 68 is greatly reduced with respect to the rotation speed of the sun gear 66 due to the differential action of the planetary gear mechanism 64. That is, the second speed reduction mechanism 48 by the gear mechanism 61 shown in FIG. 6 has a high speed reduction function capable of obtaining a considerably high reduction ratio between the input shaft 62 and the output shaft 63.

図6に示す歯車機構61では、サンギヤ軸71すなわち入力軸62が、第2減速機構48における入力軸48aとなっている。また、キャリア軸16すなわち出力軸63が、第2減速機構48における出力軸48bとなっている。入力軸48aには、制動用モータ46のロータ軸46cが連結されている。出力軸48bには、送りねじ機構47の送りねじ部材47bが連結されている。したがって、この歯車機構61による第2減速機構48は、制動用モータ46の出力トルクを増幅して送りねじ機構47に伝達する。 In the gear mechanism 61 shown in FIG. 6, the sun gear shaft 71, that is, the input shaft 62 is the input shaft 48a in the second reduction gear mechanism 48. Further, the carrier shaft 16, that is, the output shaft 63 is the output shaft 48b in the second speed reduction mechanism 48. The rotor shaft 46c of the braking motor 46 is connected to the input shaft 48a. The feed screw member 47b of the feed screw mechanism 47 is connected to the output shaft 48b. Therefore, the second reduction mechanism 48 by the gear mechanism 61 amplifies the output torque of the braking motor 46 and transmits it to the feed screw mechanism 47.

したがって、この歯車機構61を用いて構成された第2減速機構48により、制動用モータ46の出力トルクを大幅に増幅して送りねじ機構47に伝達することができる。そのため、制動用モータ46を大幅に小型化することができる。 Therefore, the output torque of the braking motor 46 can be significantly amplified and transmitted to the feed screw mechanism 47 by the second reduction mechanism 48 configured by using the gear mechanism 61. Therefore, the braking motor 46 can be significantly reduced in size.

なお、上述した歯車機構61は、二組の遊星歯車機構あるいは、複合遊星歯車機構を用いて構成することもできる。すなわち、図6で示した歯車機構61では、センターギヤ74とリングギヤ67との間でトルクを伝達するために、カウンタギヤセット65と、リングギヤ67の延長内歯ギヤ70とが設けられている。それらカウンタギヤセット65および延長内歯ギヤ70から構成される歯車機構は、キャリアの回転を止めて固定した(キャリア固定の)シングルプラネタリ型の遊星歯車機構と同様に作用する。すなわち、センターギヤ74をシングルプラネタリ型の遊星歯車機構のサンギヤ、延長内歯ギヤ70をリングギヤとみなし、カウンタギヤ75を、回転を止めて固定したキャリアで自転可能に保持されるプラネタリギヤとみなすことができる。そのため、図6で示したカウンタギヤセット65および延長内歯ギヤ70から構成される歯車機構を、キャリア固定のシングルプラネタリ型の遊星歯車機構に置き換えることができる。したがって、サンギヤ同士およびリングギヤ同士をそれぞれ連結した二組の遊星歯車機構により、歯車機構61を構成することができる。あるいは、二つのサンギヤを連結し、それら二つのサンギヤおよび二つのキャリアを、共通のリングギヤに組み込んだ複合遊星歯車機構により、歯車機構61を構成することができる。 The gear mechanism 61 described above can also be configured by using two sets of planetary gear mechanisms or a composite planetary gear mechanism. That is, in the gear mechanism 61 shown in FIG. 6, a counter gear set 65 and an extension internal tooth gear 70 of the ring gear 67 are provided in order to transmit torque between the center gear 74 and the ring gear 67. The gear mechanism composed of the counter gear set 65 and the extension internal tooth gear 70 operates in the same manner as a single planetary type planetary gear mechanism in which the carrier is stopped and fixed (carrier fixed). That is, the center gear 74 can be regarded as a sun gear of a single planetary type planetary gear mechanism, the extension internal tooth gear 70 can be regarded as a ring gear, and the counter gear 75 can be regarded as a planetary gear that is held on a rotating carrier by stopping rotation. it can. Therefore, the gear mechanism including the counter gear set 65 and the extension internal tooth gear 70 shown in FIG. 6 can be replaced with a carrier-fixed single planetary type planetary gear mechanism. Therefore, the gear mechanism 61 can be configured by two sets of planetary gear mechanisms in which the sun gears and the ring gears are connected to each other. Alternatively, the gear mechanism 61 can be configured by a compound planetary gear mechanism in which two sun gears are connected and the two sun gears and the two carriers are incorporated into a common ring gear.

また、第2減速機構48は、図7に示すような歯車機構81によって構成することもできる。この図7に示す歯車機構81は、いわゆるシンプソン式の複合遊星歯車機構である。すなわち、歯車機構81は、代表的に、入力軸82、出力軸83、入力側遊星歯車機構84、および、出力側遊星歯車機構85、を備えている。そして、歯車機構81は、入力軸82と出力軸83との間で回転数を減速するとともに、入力軸82に入力されるトルクを出力軸83に伝達する。すなわち、歯車機構81は、減速機構として構成されている。 Further, the second speed reduction mechanism 48 can also be configured by a gear mechanism 81 as shown in FIG. 7. The gear mechanism 81 shown in FIG. 7 is a so-called Simpson type compound planetary gear mechanism. That is, the gear mechanism 81 typically includes an input shaft 82, an output shaft 83, an input side planetary gear mechanism 84, and an output side planetary gear mechanism 85. Then, the gear mechanism 81 decelerates the rotation speed between the input shaft 82 and the output shaft 83, and transmits the torque input to the input shaft 82 to the output shaft 83. That is, the gear mechanism 81 is configured as a reduction mechanism.

入力側遊星歯車機構84は、サンギヤ86、リングギヤ87、および、キャリア88を有している。同様に、出力側遊星歯車機構85は、サンギヤ89、リングギヤ90、および、キャリア91を有している。入力側遊星歯車機構84のサンギヤ86と、出力側遊星歯車機構85のサンギヤ89とが連結されている。また、入力側遊星歯車機構84のリングギヤ87と、出力側遊星歯車機構85のキャリア91とが連結されている。サンギヤ86およびサンギヤ89は、いずれも、サンギヤ軸92に取り付けられており、サンギヤ軸92は、サンギヤ86およびサンギヤ89と一体に回転する。リングギヤ90には、リングギヤ軸93が連結されている。もしくは、リングギヤ90とリングギヤ軸93とが一体に形成されている。したがって、リングギヤ軸93は、リングギヤ90と一体に回転する。キャリア88は、回転不可能に、パーキングブレーキ機構2bのケース94に固定されている。図7に示す歯車機構81では、サンギヤ軸92が入力軸82となっており、リングギヤ軸93が出力軸83になっている。 The input-side planetary gear mechanism 84 has a sun gear 86, a ring gear 87, and a carrier 88. Similarly, the output side planetary gear mechanism 85 has a sun gear 89, a ring gear 90, and a carrier 91. The sun gear 86 of the input side planetary gear mechanism 84 and the sun gear 89 of the output side planetary gear mechanism 85 are connected. Further, the ring gear 87 of the input side planetary gear mechanism 84 and the carrier 91 of the output side planetary gear mechanism 85 are connected to each other. Both the sun gear 86 and the sun gear 89 are attached to the sun gear shaft 92, and the sun gear shaft 92 rotates integrally with the sun gear 86 and the sun gear 89. A ring gear shaft 93 is connected to the ring gear 90. Alternatively, the ring gear 90 and the ring gear shaft 93 are integrally formed. Therefore, the ring gear shaft 93 rotates integrally with the ring gear 90. The carrier 88 is non-rotatably fixed to the case 94 of the parking brake mechanism 2b. In the gear mechanism 81 shown in FIG. 7, the sun gear shaft 92 is the input shaft 82, and the ring gear shaft 93 is the output shaft 83.

このように、図7に歯車機構81は、入力側のキャリア88が回転不可能に固定されたシンプソン式の複合遊星歯車機構によって構成されている。シンプソン式の複合遊星歯車機構は、周知のものであり、キャリア固定側の一方の遊星歯車機構のサンギヤを入力とし、他方の遊星歯車機構のリングギヤを出力とすることにより、高減速比の減速機構を構成する。 As described above, in FIG. 7, the gear mechanism 81 is composed of a Simpson type compound planetary gear mechanism in which the carrier 88 on the input side is fixed so as not to rotate. The Simpson type compound planetary gear mechanism is well known. By using the sun gear of one planetary gear mechanism on the carrier fixing side as an input and the ring gear of the other planetary gear mechanism as an output, a reduction mechanism with a high reduction ratio To configure.

そして、図7に示す歯車機構81では、サンギヤ軸92すなわち入力軸82が、第2減速機構48における入力軸48aとなっている。また、リングギヤ軸93すなわち出力軸83が、第2減速機構48における出力軸48bとなっている。入力軸48aには、制動用モータ46のロータ軸46cが連結されている。出力軸48bには、送りねじ機構47の送りねじ部材47bが連結されている。したがって、この歯車機構81による第2減速機構48は、制動用モータ46の出力トルクを増幅して送りねじ機構47に伝達する。 In the gear mechanism 81 shown in FIG. 7, the sun gear shaft 92, that is, the input shaft 82 is the input shaft 48a in the second reduction gear mechanism 48. Further, the ring gear shaft 93, that is, the output shaft 83 is the output shaft 48b in the second reduction gear mechanism 48. The rotor shaft 46c of the braking motor 46 is connected to the input shaft 48a. The feed screw member 47b of the feed screw mechanism 47 is connected to the output shaft 48b. Therefore, the second reduction mechanism 48 by the gear mechanism 81 amplifies the output torque of the braking motor 46 and transmits it to the feed screw mechanism 47.

したがって、この歯車機構81を用いて構成された第2減速機構48により、制動用モータ46の出力トルクを大幅に増幅して送りねじ機構47に伝達することができる。そのため、制動用モータ46を大幅に小型化することができる。 Therefore, the output torque of the braking motor 46 can be significantly amplified and transmitted to the feed screw mechanism 47 by the second reduction mechanism 48 configured by using the gear mechanism 81. Therefore, the braking motor 46 can be significantly reduced in size.

上記のように、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1は、第1減速機構5および第2減速機構48の高減速機能により、それぞれ、ブレーキアクチュエータ2、および、ブレーキアクチュエータ2におけるパーキングブレーキ機構2bを、大幅に小型・軽量化することができる。また、ブレーキアクチュエータ2におけるサービスブレーキ機構2aに多板式の摩擦ブレーキを採用することにより、発生し得る制動トルクの容量を確保しつつ、ブレーキアクチュエータ2の小型・軽量化を実現している。さらに、サービスブレーキ機構2aに電磁ブレーキを採用することにより、従来の制動装置で一般的に使用されている油圧系統や、ブレーキキャリパのような反力受けとなる強度部材を省くことができる。そのため、この車両用ブレーキユニット1の構造を簡素化し、より一層の小型・軽量化を図ることができる。 As described above, the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention has the brake actuator 2 and the parking brake mechanism in the brake actuator 2, respectively, due to the high deceleration functions of the first deceleration mechanism 5 and the second deceleration mechanism 48. 2b can be significantly reduced in size and weight. Further, by adopting a multi-plate type friction brake for the service brake mechanism 2a of the brake actuator 2, the brake actuator 2 is made smaller and lighter while ensuring the capacity of the braking torque that can be generated. Further, by adopting an electromagnetic brake for the service brake mechanism 2a, it is possible to omit a hydraulic system generally used in a conventional braking device and a strong member such as a brake caliper that receives a reaction force. Therefore, the structure of the vehicle brake unit 1 can be simplified, and the size and weight can be further reduced.

このように、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1は、大幅な小型・軽量化を実現することができる。例えば、図8に示すように、上記のように小型・軽量化した車両用ブレーキユニット1を、車輪6のホイールの内側に組み込むことにより、インホイールタイプの動力ユニット100を構成することができる。 As described above, the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention can be significantly reduced in size and weight. For example, as shown in FIG. 8, the in-wheel type power unit 100 can be configured by incorporating the vehicle brake unit 1 which has been reduced in size and weight as described above inside the wheel of the wheel 6.

図8に示す動力ユニット100は、車両用ブレーキユニット1、および、車輪6から構成されている。図8に示す車両用ブレーキユニット1は、上記の図1,図2で示した車両用ブレーキユニット1と同じ構成である。この図8に示す動力ユニット100では、アクチュエータ36として、駆動用アクチュエータ101が設けられている。駆動用アクチュエータ101は、車両の駆動力源となるものであり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成される。 The power unit 100 shown in FIG. 8 is composed of a vehicle brake unit 1 and wheels 6. The vehicle brake unit 1 shown in FIG. 8 has the same configuration as the vehicle brake unit 1 shown in FIGS. 1 and 2 above. In the power unit 100 shown in FIG. 8, a drive actuator 101 is provided as the actuator 36. The drive actuator 101 serves as a drive force source for the vehicle, and is composed of, for example, a permanent magnet type synchronous motor, an induction motor, or the like.

前述の図2でも示したように、この車両用ブレーキユニット1は、キャリア軸16に、車軸4が連結されている。車軸4には、車軸4に車輪6を固定するためのフランジ33が形成されている。フランジ33は、車軸4の回転軸線CL1方向において、ケース17に取り付けられるブレーキアクチュエータ2および駆動用アクチュエータ101よりも車軸4の先端側(図1,図8での右側)の位置に形成されている。 As shown in FIG. 2 described above, in the vehicle brake unit 1, the axle 4 is connected to the carrier shaft 16. The axle 4 is formed with a flange 33 for fixing the wheel 6 to the axle 4. The flange 33 is formed at a position on the tip side (right side in FIGS. 1 and 8) of the axle 4 with respect to the brake actuator 2 and the drive actuator 101 attached to the case 17 in the direction of the rotation axis CL1 of the axle 4. ..

車輪6は、路面に接地するタイヤ102、および、タイヤ102が装着されるホイール103を有している。そのホイール103の内周部分に、車両用ブレーキユニット1が配置されている。すなわち、ホイール103の内周部分に、車両用ブレーキユニット1のブレーキアクチュエータ2、駆動用アクチュエータ101、入力軸3、車軸4、および、第1減速機構5が配置されている。そして、車軸4のフランジ33に取り付けられたボルト34により、車軸4にホイール103が締結されている。上記のように、フランジ33は、回転軸線CL1方向において、ブレーキアクチュエータ2および駆動用アクチュエータ101よりも車軸4の先端側に形成されている。そのため、ブレーキアクチュエータ2および駆動用アクチュエータ101は、いずれも、ケース17に組み付けられた状態で、回転軸線CL1方向で第1減速機構5とホイール103との間に配置される。 The wheel 6 has a tire 102 that comes into contact with the road surface and a wheel 103 on which the tire 102 is mounted. A vehicle brake unit 1 is arranged on the inner peripheral portion of the wheel 103. That is, the brake actuator 2, the drive actuator 101, the input shaft 3, the axle 4, and the first deceleration mechanism 5 of the vehicle brake unit 1 are arranged on the inner peripheral portion of the wheel 103. Then, the wheel 103 is fastened to the axle 4 by the bolt 34 attached to the flange 33 of the axle 4. As described above, the flange 33 is formed on the tip side of the axle 4 with respect to the brake actuator 2 and the drive actuator 101 in the direction of the rotation axis CL1. Therefore, both the brake actuator 2 and the drive actuator 101 are arranged between the first deceleration mechanism 5 and the wheel 103 in the direction of the rotation axis CL1 in a state of being assembled to the case 17.

上記のように車両用ブレーキユニット1と車輪6とから構成された動力ユニット100は、ケース17に取り付けられたボルト35により、例えば、車両のサスペンション機構104に締結されている。すなわち、この図8に示す動力ユニット100は、サービスブレーキに加え、パーキングブレーキの機能を備えた、インホイールモータを構成している。 The power unit 100 composed of the vehicle brake unit 1 and the wheels 6 as described above is fastened to, for example, the vehicle suspension mechanism 104 by bolts 35 attached to the case 17. That is, the power unit 100 shown in FIG. 8 constitutes an in-wheel motor having a parking brake function in addition to the service brake.

このように、この発明の実施形態における車両用ブレーキユニット1によって動力ユニット100を構成することにより、大幅に小型・軽量化されたインホイールモータを構成することができる。その結果、インホイールモータを装備した車両のばね下荷重を大幅に低減することができ、車両の乗り心地やタイヤの接地性を向上させることができる。 As described above, by configuring the power unit 100 with the vehicle brake unit 1 according to the embodiment of the present invention, it is possible to construct an in-wheel motor that is significantly reduced in size and weight. As a result, the unsprung load of the vehicle equipped with the in-wheel motor can be significantly reduced, and the riding comfort of the vehicle and the ground contact property of the tire can be improved.

1…車両用ブレーキユニット、 2…ブレーキアクチュエータ、 2a…サービスブレーキ機構、 2b…パーキングブレーキ機構、 3…入力軸、 4…車軸、 5…第1減速機構、 6…車輪、 7…遊星歯車機構、 8…カウンタギヤセット、 9…外接ギヤセット、 10…サンギヤ(S)、 11…リングギヤ(R)、 12…キャリア(C)、 13…プラネタリギヤ、 14…外歯ギヤ、 15…サンギヤ軸、 16…キャリア軸、 17…ケース、 18…センターギヤ、 19…カウンタギヤ、 20…カウンタギヤ軸、 21…第1ピニオン、 22…第2ピニオン、 23…ピニオン軸、 36…アクチュエータ、 41…摩擦プレート、 41a…回転プレート、 41b…固定プレート、 42…押圧プレート、 43…コイル、 44…(ブレーキアクチュエータの)出力軸、 46…制動用モータ、 47…送りねじ機構、 47a…押圧部材、 47b…送りねじ部材、 48…第2減速機構、 48a…(第2減速機構の)入力軸、 48b…(第2減速機構の)出力軸、 51,61,81…歯車機構、 100…動力ユニット、 101…駆動用アクチュエータ、 102…タイヤ、 103…ホイール、 104…サスペンション機構、 CL1…(車軸の)回転軸線、 CL2…(ピニオン軸の)回転軸線。 1 ... Vehicle brake unit, 2 ... Brake actuator, 2a ... Service brake mechanism, 2b ... Parking brake mechanism, 3 ... Input shaft, 4 ... Axle, 5 ... First deceleration mechanism, 6 ... Wheels, 7 ... Planetary gear mechanism, 8 ... Counter gear set, 9 ... External gear set, 10 ... Sun gear (S), 11 ... Ring gear (R), 12 ... Carrier (C), 13 ... Planetary gear, 14 ... External tooth gear, 15 ... Sun gear shaft, 16 ... Carrier shaft , 17 ... case, 18 ... center gear, 19 ... counter gear, 20 ... counter gear shaft, 21 ... 1st pinion, 22 ... 2nd pinion, 23 ... pinion shaft, 36 ... actuator, 41 ... friction plate, 41a ... rotation Plate, 41b ... Fixed plate, 42 ... Pressing plate, 43 ... Coil, 44 ... Output shaft (of brake actuator), 46 ... Braking motor, 47 ... Feed screw mechanism, 47a ... Pressing member, 47b ... Feed screw member, 48 ... 2nd deceleration mechanism, 48a ... Input shaft (of 2nd deceleration mechanism), 48b ... Output shaft (of 2nd deceleration mechanism), 51, 61, 81 ... Gear mechanism, 100 ... Power unit, 101 ... Drive actuator, 102 ... Tire, 103 ... Wheel, 104 ... Suspension mechanism, CL1 ... (Axle) rotation axis, CL2 ... (Pinion axis) rotation axis.

Claims (1)

制動トルクを発生するブレーキアクチュエータと、前記制動トルクが入力される入力軸と、車両の車輪と一体に回転する車軸と、前記入力軸と前記車軸との間で回転数を減速する第1減速機構とを備え、前記入力軸に入力される前記制動トルクを増幅して前記車軸に伝達し、前記車両の制動力を発生させる車両用ブレーキユニットにおいて、
前記第1減速機構は、
サンギヤ、リングギヤ、および、キャリアを有する遊星歯車機構と、
前記リングギヤの外周部に形成された外歯ギヤと、
前記外歯ギヤに噛み合う第1ピニオン、前記第1ピニオンと同一の回転軸線上に配置され、前記第1ピニオンと一体に回転する第2ピニオン、ならびに、前記第1ピニオンおよび前記第2ピニオンと一体に回転するピニオン軸を有する外接ギヤセットと、
前記サンギヤと同一の回転軸線上に配置され、前記サンギヤと一体に回転するセンターギヤと、
前記センターギヤと前記第2ピニオンとの間に配置され、前記センターギヤおよび前記第2ピニオンの両方に噛み合うカウンタギヤと、
前記センターギヤおよび前記サンギヤと一体に回転するサンギヤ軸と、
前記キャリアと一体に回転するキャリア軸とを備え、
前記ピニオン軸が前記入力軸となり、前記キャリア軸が前記車軸となっており、
前記ブレーキアクチュエータは、
通電することにより作動して所定の摩擦材同士を摩擦接触させることにより、前記制動トルクを発生するサービスブレーキ機構と、
通電することにより作動して前記制動トルクを発生するとともに、通電を停止した状態で前記制動トルクを保持することが可能なパーキングブレーキ機構とを備え、
前記パーキングブレーキ機構は、
通電することにより作動してトルクを出力する制動用モータと、
前記制動用モータの出力トルクによる回転運動を直線運動に変換し、前記摩擦材同士を摩擦接触させる方向に作用する軸力を発生するとともに、前記制動用モータへの通電を停止した状態で前記軸力を保持することが可能な送りねじ機構と、
前記制動用モータの出力トルクを増幅して前記送りねじ機構に伝達する第2減速機構とを備えている
ことを特徴とする車両用ブレーキユニット。
A brake actuator that generates braking torque, an input shaft into which the braking torque is input, an axle that rotates integrally with the wheels of the vehicle, and a first deceleration mechanism that reduces the number of rotations between the input shaft and the axle. In a vehicle brake unit that amplifies the braking torque input to the input shaft and transmits the braking torque to the axle to generate the braking force of the vehicle.
The first deceleration mechanism
A planetary gear mechanism with sun gears, ring gears, and carriers,
An external tooth gear formed on the outer peripheral portion of the ring gear and
A first pinion that meshes with the external tooth gear, a second pinion that is arranged on the same rotation axis as the first pinion and rotates integrally with the first pinion, and one with the first pinion and the second pinion. An external gear set with a pinion shaft that rotates to
A center gear that is arranged on the same rotation axis as the sun gear and rotates integrally with the sun gear.
A counter gear that is arranged between the center gear and the second pinion and meshes with both the center gear and the second pinion.
A sun gear shaft that rotates integrally with the center gear and the sun gear,
A carrier shaft that rotates integrally with the carrier is provided.
The pinion shaft serves as the input shaft, and the carrier shaft serves as the axle.
The brake actuator
A service brake mechanism that operates by energizing and generates the braking torque by frictionally contacting predetermined friction materials with each other.
It is equipped with a parking brake mechanism that operates by energizing to generate the braking torque and can hold the braking torque while the energization is stopped.
The parking brake mechanism
A braking motor that operates by energizing and outputs torque,
The rotary motion due to the output torque of the braking motor is converted into a linear motion to generate an axial force acting in a direction in which the friction materials are brought into frictional contact with each other, and the shaft is stopped while energization of the braking motor is stopped. A feed screw mechanism that can hold the force and
A vehicle brake unit including a second deceleration mechanism that amplifies the output torque of the braking motor and transmits the output torque to the feed screw mechanism.
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