(57)【要約】【課題】車両の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、装置の低コスト化・省スペース化を図ることができる、車両の制動装置を提供すること。【解決手段】ディスクロータに第１パッドを当接することにより車両を制動する第１ブレーキキャリパと、前記ディスクロータに第２パッドを当接することにより前記車両を制動する第２ブレーキキャリパと、を含み、前記第２パッドの前記ディスクロータとの当接面積は、前記第１パッドの前記ディスクロータとの当接面積よりも大きく、かつ、前記第２パッドの厚みは、前記第１パッドの厚みよりも薄いこと。【選択図】図２
2020101222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータに第１パッドを当接することにより車両を制動する第１ブレーキキャリパと、
前記ディスクロータに第２パッドを当接することにより前記車両を制動する第２ブレーキキャリパと、を含み、
前記第２パッドの前記ディスクロータとの当接面積は、前記第１パッドの前記ディスクロータとの当接面積よりも大きく、かつ、前記第２パッドの厚みは、前記第１パッドの厚みよりも薄い車両の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動装置であって、特に緊急時に使用されるブレーキにも対応した制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両総重量（ＧＶＷ：gross vehicle weight）が比較的大きい大型トラックなどの車両では、安全性の観点から通常使用されるディスクブレーキが使えない状況下においても、車両を適正に制動可能な緊急ブレーキを搭載する必要がある（特許文献１）。
【０００３】
特に、環境負荷低減の観点から近年開発される電気トラックにおいては、エンジンブレーキが作動しないために、駆動用モータを用いた回生ブレーキが用いられる。しかしながら、高速道路などで比較的長い下り坂を走行する場合、回生ブレーキによる回生電力によりバッテリが満充電となり、回生ブレーキを使用できなくなることから、電気トラックにおいても、緊急ブレーキを搭載する必要がある。
【０００４】
このような緊急ブレーキは、使用頻度が低いことから、製造の観点からは低コスト化と省スペース化の要求がある。電気トラックでは使用頻度はより低いので省スペース化への要望がさらに強くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４１４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような緊急ブレーキの作動時には、比較的大きな制動力が要求されるため、緊急ブレーキを作動する制動装置が大型化する虞がある。また、メンテナンスの観点からは、ブレーキパッドの長寿命化を図ることが要求される。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、装置の低コスト化・省スペース化を図ることができる、車両の制動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本適用例に係る車両の制動装置は、ディスクロータに第１パッドを当接することにより車両を制動する第１ブレーキキャリパと、前記ディスクロータに第２パッドを当接することにより前記車両を制動する第２ブレーキキャリパと、を含み、前記第２パッドの前記ディスクロータとの当接面積は、前記第１パッドの前記ディスクロータとの当接面積よりも大きく、かつ、前記第２パッドの厚みは、前記第１パッドの厚みよりも薄くなっている。
【０００９】
上記適用例に係る車両の制動装置においては、ディスクロータに対する第２パッドの当接面積が、ディスクロータに対する第１パッドの当接面積よりも大きく設定されているため、第２パッドは、通常ブレーキとして使用される第１パッドよりも大きな制動力を発生することができ、車両の緊急ブレーキ用の部材として適切に対応することができる。
【００１０】
また、第２ブレーキキャリパ側の第２パッドの厚みは、第１ブレーキキャリパ側の第１パッドの厚みよりも薄くなっている。すなわち、緊急ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の少ない第２パッドの厚みが小さくなり、通常ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の多い第１パッドの厚みが大きくなるため、ブレーキ使用条件に適したブレーキパッドの設定がなされ、当該ブレーキパッド自体のライフタイムが担保されることになる。
【００１１】
以上のように、上記適用例に係る車両の制動装置は、車両の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、ディスクブレーキ自体の低コスト化・省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る制動装置を搭載した電動車両の全体構成を概略的に示す上面図である。
【図２】本発明の実施例に係る制動装置から構成される制動システムのブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る制動装置の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつその構成について詳細に説明する。
【００１４】
先ず、図１を参照しつつ、本実施例に係る制動装置を搭載した電動車両１０の全体構成を説明する。ここで、図１は、電動車両１０の全体構成を概略的に示す上面図である。
【００１５】
図１に示すように、電動車両１０は、ラダーフレーム１１、キャブ１２、荷箱１３、車輪機構１４、駆動装置１５、バッテリパック１６、及び駆動電力供給部１７を備える電動トラック（電気トラック）である。なお、図１では、電動車両１０の上面からキャブ１２及び荷箱１３を透過するように見た場合の上面図として表している。
【００１６】
本実施例において、電動車両１０は、走行用駆動源としてモータ（電動機）を備える電気自動車として想定されているが、エンジンを更に備えるハイブリッド自動車であってもよい。また、電動車両１０は電動トラックに限定されることなく、車両を駆動するためのバッテリを備える他の商用車であってもよい。
【００１７】
ラダーフレーム１１は、左サイドレール２１Ｌ、右サイドレール２１Ｒ、及び複数のクロスメンバ２２を有する。左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒは、電動車両１０の車長方向Ａに延在し、互いに車幅方向Ｂに対して平行に配置される。複数のクロスメンバ２２は、左サイドレール２１Ｌと右サイドレール２１Ｒとを連結している。そして、ラダーフレーム１１は、キャブ１２、荷箱１３、駆動装置１５、バッテリパック１６、及び電動車両１０に搭載されるその他の重量物を支持する。以下において、左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒを総称して、単にサイドレール２１とも称する。
【００１８】
キャブ１２は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレーム１１の前部上方に設けられている。一方、荷箱１３は、電動車両１０によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレーム１１の後部上方に設けられている。
【００１９】
車両前方に位置する車輪機構１４は、本実施例において、車両前方に位置する左右の前輪２３、２つの前輪２３の車軸としてのフロントアクスル２４から構成される。また、車両後方に位置する車輪機構１４は、車両後方に位置し且つ左右に各２つ配置された後輪２５、これらの後輪２５の車軸としてのリアアクスル２６から構成される。そして、電動車両１０においては、後輪２５が駆動輪として機能するように駆動力が伝達され、電動車両１０が走行することになる。なお、車輪機構１４は、図示しないサスペンション機構を介してラダーフレーム１１に懸架され、電動車両１０の重量を支持する。
【００２０】
駆動装置１５は、モータユニット３１及びギアユニット３２を有する。モータユニット３１は、モータ、及び当該モータを収容するモータハウジングから構成される。一方、ギアユニット３２は、複数のギアからなる減速機構、当該減速機構から入力される動力を左右の後輪２５に対して振り分ける差動機構、並びにこれらの２つの機構を収容するギアハウジングから構成される。
【００２１】
また、駆動装置１５は、当該減速機構によって当該モータの駆動トルクを車両の走行に適した大きさに調整し、当該減速機構及び差動機構を介してリアアクスル２６に駆動力を伝達する。これにより駆動装置１５は、リアアクスル２６を介して後輪２５を回転させて電動車両１０を走行させることができる。ここで、駆動装置１５は、本実施例においては、左サイドレール２１Ｌ及び右サイドレール２１Ｒに対して車幅方向Ｂの内側（すなわち、サイドレール間のスペース）に配置され、図示しない支持部材によりラダーフレーム１１に支持されている。
【００２２】
バッテリパック１６は、電動車両１０を走行させるためのエネルギー源として駆動装置１５のモータに電力を供給するバッテリと、当該バッテリを収容するバッテリハウジングを有している。バッテリパック１６は、電動車両１０に必要とされる電力を蓄えるために比較的大型で大容量の二次電池である。本実施例において、バッテリパック１６は、車幅方向Ｂに対して左サイドレール２１Ｌと右サイドレール２１Ｒとの間、且つ駆動装置１５の車両前方に配置されるが、当該配置場所に限定されることはない。また、バッテリパック１６は、図示しない連結部材によりラダーフレーム１１に固定又は懸架されることになる。
【００２３】
駆動電力供給部１７は、いわゆるインバータであり、バッテリパック１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータへ供給する。そして、電動車両１０に対するアクセル操作に応じて、交流電力の供給量が制御され、モータの回転速度が制御されることになる。なお、図１において、駆動電力供給部１７はギアユニット３２の車両後方に設けられているが、バッテリパック１６と駆動装置１５との間に設けられてもよい。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照しつつ、電動車両１０に搭載される制動システム４０の構成及び本実施例に係る制動装置であるディスクブレーキ４１について説明する。ここで、図２は、電動車両１０に搭載される制動システムのブロック図である。また、図３は、ディスクブレーキ４１の部分斜視図である。
【００２５】
図２に示すように、制動システム４０は、ディスクブレーキ４１、２つの油圧調整部（第１油圧調整部４２及び第２油圧調整部４３）、ブレーキペダル４４、緊急ブレーキスイッチ４５、及びＥＣＵ４６を有している。そして、制動システム４０においては、通常のブレーキ操作としてブレーキペダル４４（所謂フットブレーキ）が使用され、通常のブレーキ操作が機能しない或いは車両を緊急的に停止させるようなより大きい制動力を印加するために緊急ブレーキスイッチ４５が使用される。
【００２６】
制動システム４０においては、各車輪（前輪２３、後輪２５）にディスクブレーキ４１が設けられており、電動車両１０の全ての車輪に対して同時に制動力を印加できるように構成されている。各車輪のディスクブレーキ４１には、車輪とともに回転する１枚のディスクロータ５１、２つのブレーキキャリパ（第１ブレーキキャリパ５２及び第２ブレーキキャリパ５３）を含んでいる。
【００２７】
第１ブレーキキャリパ５２は、第１オイル管５４を介して第１油圧調整部４２に接続されている。また、第１ブレーキキャリパ５２は、２つのブレーキパッド（インナパッド５５及びアウタパッド５６）から構成される第１パッド５７、及び油圧を利用して第１パッド５７をディスクロータ５１に押し付ける第１ピストン５８を含んでいる。なお、ディスクブレーキ４１の詳細な構造については、図３を参照して後述する。
【００２８】
第１油圧調整部４２は、例えば、ブレーキブースター及びマスターシリンダから構成されている。当該ブレーキブースターは、ブレーキペダル４４に対する踏込力（踏込量）を一定倍率で増加させる機能を有している。また、当該マスターシリンダは、当該増加した力を液圧に変換する機能を有している。
【００２９】
本実施例において、第１ブレーキキャリパ５２は、ブレーキペダル４４の操作に対応して作動し、走行時及び停車時における通常の制動力を各車輪に印加する。具体的に、ドライバーがブレーキペダル４４を操作すると、第１オイル管５４内の油圧が、ブレーキペダル４４の踏込量に対応した所望の油圧に第１油圧調整部４２によって調整される。そして、当該油圧によって第１ピストン５８が第１パッド５７をディスクロータ５１に当接することにより、所望の制動力が各車輪に印加されることになる。
【００３０】
なお、図２において、第１油圧調整部４２には第１オイル管５４を介して１つの第１ブレーキキャリパ５２が接続されているが、実際には、第１油圧調整部４２には各車輪に設けられた複数の第１ブレーキキャリパ５２が接続されている。そして、第１油圧調整部４２は、各車輪の第１ブレーキキャリパ５２が同時に作動するように、第１オイル管５４内の油圧を調整している。すなわち、第１油圧調整部４２は、電動車両１０の各車輪に設けられたディスクブレーキ４１の作動を制御している。
【００３１】
一方、第２ブレーキキャリパ５３は、第２オイル管６１を介して第２油圧調整部４３に接続されている。また、第２ブレーキキャリパ５３も第１ブレーキキャリパ５２と同様に、２つのブレーキパッド（インナパッド６２及びアウタパッド６３）から構成される第２パッド６４、及び油圧を利用して第２パッド６４をディスクロータ５１に押し付ける第２ピストン６５を含んでいる。
【００３２】
第２油圧調整部４３は、ＥＣＵ４６に接続されており、ＥＣＵ４６から供給される制御信号に応じて、第２オイル管６１内の油圧を所望の油圧に調整する。ここで、所望の油圧は、上述した通常の制動力よりも大きい制動力を車輪に印加して電動車両１０を緊急的に減速又は停車させることができる一定の圧力値を有している。
【００３３】
このような構成により、第２ブレーキキャリパ５３は、緊急ブレーキスイッチ４５の押下に対応して作動し、走行時及び停車時における緊急対応の大きな制動力を各車輪に印加する。具体的に、ドライバーが緊急時と判断した場合に緊急ブレーキスイッチ４５を押下すると、緊急ブレーキが必要であることをＥＣＵ４６が認識し、第２油圧調整部４３がＥＣＵ４６によって駆動制御され、第２オイル管６１内の油圧が、第２油圧調整部４３によって所望の油圧に調整される。そして、当該油圧によって第２ピストン６５が第２パッド６４をディスクロータ５１に当接することにより、緊急時の所望の制動力が車輪に印加されることになる。
【００３４】
なお、図２において、第２油圧調整部４３には第２オイル管６１を介して１つの第２ブレーキキャリパ５３が接続されているが、第１ブレーキキャリパ５２側と同様に、第２油圧調整部４３には各車輪に設けられた複数の第２ブレーキキャリパ５３が接続されている。そして、第２油圧調整部４３は、各車輪の第２ブレーキキャリパ５３が同時に作動するように、第２オイル管６１内の油圧を調整している。
【００３５】
ディスクブレーキ４１のより詳細な構造として、図３に示すように、ディスクブレーキ４１は、車輪と一体的に回転するディスクロータ５１と、このディスクロータ５１の一側にて車体に固定され且つディスクロータ５１の一部を跨ぐようにして配置されたトルクメンバ７１と、ディスクロータ５１を跨いで配設され、スライドピン７２によりトルクメンバ７１に対してディスクロータ５１の軸方向に摺動可能に設けられた第１ブレーキキャリパ５２とを備える。また、図３に示していないものの、第１ブレーキキャリパ５２及びトルクメンバ７１の設置箇所とは異なる位置（例えば、対向する反対側）に、第２ブレーキキャリパ５３及び当該第２ブレーキキャリパ５３用のトルクメンバ及びスライドピンが同様に設けられている。
【００３６】
トルクメンバ７１には、ディスクロータ５１を挟むようにして一対のインナパッド５５及びアウタパッド５６が配設されている。これらのパッドは、トルクメンバ７１に形成された溝部に嵌合された状態に保持され、ディスクロータ５１の軸方向に摺動可能となっている。
【００３７】
また、ディスクロータ５１を挟んだ第１ブレーキキャリパ５２の一方側には、第１ピストン５８が挿入されており、この第１ピストン５８と第１ブレーキキャリパ５２とは、互いに摺動して相対移動可能に構成されている。第１ピストン５８とディスクロータ５１の間には、インナパッド５５が配置される。同様に、ディスクロータ５１を挟んで他方側に位置する第１ブレーキキャリパ５２の爪（図示せず）とディスクロータ５１の間には、アウタパッド５６が配置される。
【００３８】
なお、図３には図示していないが、第２ブレーキキャリパ５３用のトルクメンバ、ディスクロータ５１、インナパッド６２、アウタパッド６３、第２ピストン６５においても、同様の配置構成及び摺動構造が採用されている。
【００３９】
そして、制動時には第１ピストン５８の油圧室（図示せず）に油圧がかけられ、これにより第１ピストン５８が押されてその先端部がインナパッド５５をディスクロータ５１に押し付ける。一方、第１ブレーキキャリパ５２のディスクロータ５１を挟んだ他方側に位置する爪は、当該一方側と一体に形成されており、油圧室に油圧がかけられると一方側に加わる反力により、他方側の爪がアウタパッド５６に引き寄せられ、アウタパッド５６をディスクロータ５１に押し付ける。これらの作用によりディスクロータ５１が両側からインナパッド５５及びアウタパッド５６により挟み込まれ、制動力が発生するようになっている。なお、第２ブレーキキャリパ５３側においても同様の構造により、同様の動作が実現されているため、その説明は省略する。
【００４０】
ここで、本実施例においては、第１ブレーキキャリパ５２側の構造と第２ブレーキキャリパ５３側との構造の差異は、図２から分かるように、ディスクロータ５１に対する第２パッド６４の当接面積が、ディスクロータ５１に対する第１パッド５７の当接面積よりも大きく設定されていることである。このような構成により、第２パッド６４は、通常ブレーキとして使用される第１パッド５７よりも大きな制動力を発生することができ、電動車両１０の緊急ブレーキ用の部材として適切に対応することができる。
【００４１】
また、第２ブレーキキャリパ５３の第２パッド６４の初期（使用前）の厚みは、第１ブレーキキャリパ５２側の第１パッド５７の初期（使用前）の厚みよりも薄くなっている。すなわち、緊急ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の少ない第２パッド６４の厚みを小さくし、通常ブレーキ用として使用されるため、比較的に摩耗量の多い第１パッド５７の厚みを大きくしている。このような構成により、ブレーキ使用条件に適したブレーキパッドの設定がなされ、当該ブレーキパッド自体のライフタイムが担保されることになる。
【００４２】
以上のように、本実施例に係る電動車両１０の制動装置であるディスクブレーキ４１は、電動車両１０の緊急ブレーキの比較的大きな制動力やブレーキパッドのライフタイムを担保しつつ、ディスクブレーキ４１自体の低コスト化・省スペース化を図ることができる。
【００４３】
なお、本実施例においては、緊急ブレーキ用の構造（第２ブレーキキャリパ５３、第２ブレーキキャリパ５３用のトルクメンバ、インナパッド６２、アウタパッド６３、第２ピストン６５）を全ての車輪に設けていたが、要求される電動車両の緊急停止又は減速を実現できれば、当該構造を設ける車輪を適宜選択してもよい。例えば、前輪又は後輪のいずれか一方に設けるようにしてもよく、更には後輪の一部であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０    電動車両
１１    ラダーフレーム
１２    キャブ
１３    荷箱
１４    車輪機構
１５    駆動装置
１６    バッテリパック
１７    駆動電力供給部
４０    制動システム
４１    ディスクブレーキ（制動装置）
４２    第１油圧調整部
４３    第２油圧調整部
４４    ブレーキペダル
４５    緊急ブレーキスイッチ
４６    ＥＣＵ
５１    ディスクロータ
５２    第１ブレーキキャリパ
５３    第２ブレーキキャリパ
５４    第１オイル管
５５、６２    インナパッド
５６、６３    アウタパッド
５７    第１パッド
５８    第１ピストン
６１    第２オイル管
６４    第２パッド
６５    第２ピストン
Ａ    車長方向
Ｂ    車幅方向
【図１】
2020101222.tif 000003
【図２】
2020101222.tif 000004
【図３】
2020101222.tif 000005