(57)【要約】【課題】パーキングブレーキ機能を備え、かつ、制動力の低下を招くことなく、大幅な小型・軽量化が可能な車両用ブレーキユニットを提供する。【解決手段】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、制動力を発生させる車両用ブレーキユニット１において、第１減速機構５を、遊星歯車機構７を用いた高減速機能を有する歯車機構で構成し、ブレーキアクチュエータ２を、サービスブレーキ機構２ａと、パーキングブレーキ機構２ｂで構成し、パーキングブレーキ機構２ｂを、制動用モータ４６と、制動用モータ４６の出力トルクによる回転運動を直線運動に変換し、摩擦材同士を摩擦接触させる軸力を発生するとともに、通電を停止した状態で軸力の保持が可能な送りねじ機構４７と、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に伝達する第２減速機構とで構成する。【選択図】図２
2018189120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５４６５９号公報
【特許文献２】実開昭６３−１１０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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Ｚｓとし、リングギヤ（内歯）の歯数をＺｒとすると、
γ＝１＋Ｚｒ／Ｚｓ
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【符号の説明】
【００８６】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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