JP5092007B2 - ホイール回転装置のブレーキ構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のホイールを回転するホイール回転装置に係り、特に、コンパクト化されたホイール回転装置のブレーキ構造に関する。

近年、自動車のホイールを駆動するインホイールモータは、ホイール内の限られた空間に配置されるので、各種部品のレイアウトが工夫され、コンパクト化およびモータのトルク向上のためにモータの大径化が図られている（例えば、特許文献１参照）。また、ホイール回転装置のブレーキ構造としては、大きな制動力が得られる油圧ブレーキを用いるのが一般的である。

特許文献１には、油圧ブレーキ機構を備えたインホイールモータが記載されている。この技術では、ブレーキホースからなるチューブ形状の外付け油圧配管を、車体側に固定される油圧供給源からホイールのブレーキ装置に連結している。このブレーキホースは、モータハウジングの外周を迂回するように配設されている。

特開２００４−１１４８５８号公報（請求項１、段落００２７、図１）

しかしながら、ブレーキホースがモータハウジングの外周を迂回するように外付けされると、外付け部品用のスペースをモータの外周側に確保しなければならないため、モータ径を大きく採りづらくなり、トルクを稼ぐことができないという問題があった。また、ブレーキホースの取回しもしづらいという問題があった。
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、ブレーキを作動させる流体の流路（ブレーキ作動流体路）を含めたブレーキ機構をコンパクト化したホイール回転装置のブレーキ構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ホイールの内部に前記ホイールを回転駆動するモータおよび前記ホイールを制動する車体側に設けられた液圧発生手段によって操作されるブレーキ機構を備えるホイール回転装置のブレーキ構造であって、前記モータは、モータハウジングと、このモータハウジング内に固定されるステータと、前記モータハウジング内で前記ステータの内周面に対面するように設けられるロータと、を有し、前記ブレーキ機構は、前記ホイールと一体に回転するディスクロータと、前記ディスクロータと接触することで制動力を発生する摩擦部材と、前記摩擦部材を前記ディスクロータに押し付ける押圧力を、ブレーキ作動流体路を通って流体圧を伝達するブレーキ作動流体により発生する押圧力発生部と、前記押圧力発生部を格納した格納部と、前記摩擦部材を固定する固定部と、を有し、前記摩擦部材は前記ディスクロータを挟んで対向する第１摩擦部材および第２摩擦部材であり、前記ブレーキ作動流体路は、車体側に設けられた液圧発生手段に接続され、前記モータハウジングの壁内に形成されるとともに、前記格納部のブレーキ作動流体供給口と繋がれ、前記第１摩擦部材は前記押圧力発生部に取り付けられ、前記押圧力発生部は前記ディスクロータの回転軸方向に移動可能に前記格納部に格納され、前記格納部は前記モータハウジングと一体に形成され、前記第２摩擦部材は前記固定部に取り付けられ、前記固定部は前記ディスクロータの外周を跨いで前記モータハウジングに取り付けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、流体圧を伝達するブレーキ作動流体は、車体側に設けられた液圧発生手段に接続されたブレーキ作動流体路からブレーキ作動流体供給口を経て格納部に送り込まれ、押圧力発生部で押圧力を発生する。これにより、摩擦部材をブレーキロータに押し付け、ホイールを制動することができる。

また、車体側に設けられた液圧発生手段に接続されたブレーキ作動流体路をモータハウジングの壁内に形成し、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、外付け部品用のスペースを確保する必要がなくなり、モータ径を大きく確保することができる。さらに、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、ブレーキホースの取回しを考慮する必要もなく、部品点数も削減することができる。

さらに、請求項１に係る発明によれば、押圧力発生部が充分な強度を有するモータハウジングに一体に形成された格納部に格納されているので、押圧力発生部の反力をモータハウジングで直接受けることができる。また、押圧力発生側と反対側の摩擦部材を固定するブラケット（固定部）を簡素な構造とすることができる。さらに、ディスクロータを扁平で簡素な形状にすることができるので、製造コストを低減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のホイール回転装置のブレーキ構造において、前記ディスクロータは回転軸方向に移動自在なフローティングディスクであることを特徴とする。

請求項２に係る発明によれば、回転軸方向に移動自在なフローティングディスクであるため、対向する摩擦部材に均等に制動力を付与することができるとともに、非制動時のディスクロータと摩擦部材の引きずりを低減することができる。また、軸方向に移動するので、ディスクロータを変形させることなく摩擦面を確保することができ、偏摩耗を低減することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のホイール回転装置のブレーキ構造において、前記モータの回転出力を前記ホイールに伝達するホイール回転部材を備え、前記ホイール回転部材と前記フローティングディスクとの間には、前記ホイール回転部材と前記フローティングディスクとの間の間隔が近接すると、前記ホイール回転部材から前記フローティングディスクを離間する方向に付勢するための弾性部材が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明によれば、ホイール回転部材とフローティングディスクとの間の間隔が近接すると、ホイール回転部材からフローティングディスクを離間するように弾性部材が作用する。これにより、摩擦部材が摩耗して厚みが小さくなった際であっても、フローティングディスクとモータハウジング等の他部品との干渉を防止することができる。なお、ホイール回転部材としては、アクスルシャフトやハブが挙げられる。

なお、請求項１に記載のホイール回転装置のブレーキ構造において、前記ブレーキロータはディスクロータであり、前記摩擦部材は前記ディスクロータを挟んで対向する第１摩擦部材および第２摩擦部材であり、前記第１摩擦部材は前記モータハウジングに取り付けられ、前記第２摩擦部材は前記押圧力発生部に取り付けられ、前記押圧力発生部は前記ディスクロータの回転軸方向に移動できるように前記格納部に格納され、前記格納部は前記モータハウジングとの間に前記ディスクロータを挟むように前記モータハウジングに取り付けられた構成としてもよい。

このような構成により、ホイール回転装置のブレーキ構造は、第１摩擦部材をモータハウジングに取り付けるので、格納部に専用の取付部位を設ける必要がなくなり、ブレーキ機構をディスクロータの回転軸方向に小型化することができる。つまり、第１摩擦部材を格納部に設ける場合は、第１摩擦部材を取り付けた格納部をさらにモータハウジングに取り付けるため、その分、厚みが大きくなる。これに対し、請求項２に係る発明によれば、第１摩擦部材の取付部位を省略して、格納部には第２摩擦部材のみを取り付けられるように構成したので、軸方向の小型化が達成される。また、格納部には、従来のキャリパの半分に相当するキャリパ半体を用いることができるため、コストを低減することができる。

さらに、前記した構成のホイール回転装置のブレーキ構造において、前記ブレーキ作動流体路は、前記モータハウジングの前記壁内で直線に形成されるようにしてもよい。

このような構成により、ホイール回転装置のブレーキ構造は、作動流体路が直線なので、ブレーキ作動流体路の加工を簡単にすることができ、コストを低減することができる。

また、請求項１に記載のホイール回転装置のブレーキ構造において、前記ブレーキロータはドラムロータであり、前記摩擦部材は一端がそれぞれ回動可能に枢支された一対のドラム用摩擦部材であり、一対の前記ドラム用摩擦部材の各他端に前記押圧力発生部が取り付けられ、前記押圧力発生部は前記ドラム用摩擦部材を前記ドラムロータ内周面に摺接する方向に往復可能に前記格納部に格納され、前記格納部は前記モータハウジングに取り付けられている構成としてもよい。

このような構成により、ホイール回転装置のブレーキ構造は、自己サーボ効果があり、引きずりが少なく、パッド面積が大きく採れるドラムロータ型ブレーキを採用し、格納部をモータハウジングに直接取り付ける構成としたので、ブレーキ機構をドラムロータの回転軸方向に小型化することができる。

本発明によれば、ブレーキを作動させる流体の流路（ブレーキ作動流体路）を含めたブレーキ機構がコンパクト化される。これにより、モータ径を大きく確保することができ、モータのトルクを向上させることができる。

第１の実施の形態に係るインホイールモータ車の車輪の内部構造を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。 モータを示す分解斜視図である。 減速装置の要部拡大断面図である。 減速装置の斜視図である。 減速装置の作用を示す側面図である。 ブレーキ機構を示す要部拡大断面図である。 パッドが摩耗した状態のブレーキ機構を示す要部拡大断面図である。 ディスクロータとアクスルシャフトを示す斜視図である。 （ａ）は、ディスクロータとスプリングプレートを示す斜視図、（ｂ）はディスクロータとアクスルシャフトがスプリングプレートを介して係合した状態を示す平面図である。 変形例に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。 第２の実施の形態に係るインホイールモータ車の車輪の内部構造を示す分解斜視図である。 第２の実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。 ブレーキ機構を示す要部拡大断面図である。 車体外側から見たブレーキ機構の作用を示す側面図である。

次に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施の形態において同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造について説明する。図１は、本実施の形態に係るインホイールモータ車の車輪の内部構造を示す分解斜視図である。本実施の形態では、ディスクブレーキに本発明のブレーキ構造を適用した場合について説明する。本発明に係るホイール回転装置のブレーキ構造は、前後左右輪いずれの車輪にも適用することができるが、本実施の形態では、左前輪に適用した場合を例にとって説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造（以下、ブレーキ構造Ｂ１という。）では、ホイールＷの内側に、ホイールＷを回転させる回転力を発生するモータ１（インホイールモータ）と、このモータ１の回転力を減速してホイールＷに伝達する減速装置２と（図２参照）、ホイールＷを制動するブレーキ機構３とが設けられて構成されている。

図２は、本実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。図２においては、右方が車体内側、左方が車体外側である。以下、図２の状態を基準に左右の方向を定めて説明する。

＜ホイールＷと車体側の構成＞
まず、図２に示すように、ホイールＷには、リムにタイヤＴが装着されるとともに、回転軸となるアクスルシャフト４０がボルト４３とナット４４によって連結されている（図１参照）。一方、車体側には、車体側に固定されるナックルＫに回転支承部材としてハブホルダＨＳが連結されている。このハブホルダＨＳに、ベアリングＢ４０，Ｂ４０を介して前記アクスルシャフト４０が回転可能に内嵌しており、モータ１で発生した回転力は、減速装置２およびアクスルシャフト４０を介してホイールＷに伝達される。

ここで、ナックルＫの構成について説明する。ナックルＫは、略円盤状に形成されている。ナックルＫは、右側面の上部にサスペンションが連結される連結部Ｋａが設けられ、右側面の下部にロアアームを締結する締結部Ｋｂが設けられている。また、ナックルＫの中心部にはハブホルダＨＳが嵌め込まれる中央孔Ｋｃが形成されている（図３参照）。このナックルＫにモータ１のモータハウジング１１が取り付けられる。

＜モータ１の構成＞
図３は、モータを示す分解斜視図である。
図２および図３に示すように、モータ１は、モータハウジング１１と、このモータハウジング１１の内周面に固定されるステータ１２と、このステータ１２の径方向内側にステータ１２と対面するように設けられるロータ１３と、を有している。

モータハウジング１１は、軽量で、かつ、剛性の高い材質（例えば、アルミニウム−マグネシウム合金等）から形成されている。モータハウジング１１は、外周壁１１１（壁部）と底壁１１２（壁部）とから構成されており、底壁１１２の中央には開口部１１３が形成されている。外周壁１１１の端面は、ナックルＫの左側に固定されており、これにより、ナックルＫとモータハウジング１１の間には、ステータ１２、ロータ１３、および減速装置２を配置する空間が形成されている。

外周壁１１１および底壁１１２は所定の厚みを有しており、上側の外周壁１１１の内部には、ブレーキ液（ブレーキ流体）の液路であるブレーキ液路１１１ａ（ブレーキ作動流体路）が左右方向に沿って形成されている。このブレーキ液路１１１ａは、外周壁１１１を一直線に貫通して形成されており、図２に示すように、右端がジョイントＪを介して車体側に設けられた図示しないマスタシリンダ等の液圧発生手段に接続され、左端が後記するブレーキ機構３のブレーキ液供給口３１ａに繋げられている。なお、ブレーキ液路１１１ａは、一直線に形成されていることで、機械加工が容易である。

図２および図３に示すように、底壁１１２の外面側には、取付凹部１１２ａが形成されている。この取付凹部１１２ａには、後記する内側パッド３４（図１参照）が嵌め込まれて取り付けられる。また、底壁１１２の開口部１１３の内周面には、内歯２７ａを有する内歯部材２７が設けられている。この内歯部材２７は、後記する減速装置２の一構成部品であり、同じく減速装置２を構成する第２ギヤ２６（図４，５参照）が噛み合うようになっている。

ステータ１２は、モータハウジング１１の内周面に沿って固定された環状の部材である。ステータ１２は、図示しないコイルがコアに巻回されて構成されている。

ロータ１３は、ステータ１２の内側に所定の間隙を設けて相対向するように配置されている。このロータ１３は、永久磁石からなり、ステータ１２のステータコイルが通電されることで、回転可能になる。このロータ１３の回転力は、減速装置２に伝達される。

＜減速装置２の構成＞
図４は、減速装置の要部拡大断面図であり、図５は、減速装置の斜視図である。
図４および図５に示すように、減速装置２は、ロータ１３に固定される太陽ギヤ２１と、太陽ギヤ２１に回転可能に取り付けられる遊星ギヤアッセンブリ２２と、を有している。

図４および図５に示すように、太陽ギヤ２１は、フランジ部２１ａが形成された円筒状の筒部２１ｂを有している。フランジ部２１ａは、前記したロータ１３に固定されており、筒部２１ｂは、ベアリングＢ２０を介してハブホルダＨＳに外嵌している。このように太陽ギヤ２１はロータ１３に固定されていることでロータ１３と一体となって、かつ、ハブホルダＨＳ回りに回転可能である。また、筒部２１ｂの左端部側には外歯２１ｃが形成されている。この外歯２１ｃに、後記する遊星ギヤアッセンブリ２２の第１ギヤ２５が噛み合うことで、太陽ギヤ２１の回転に伴って遊星ギヤアッセンブリ２２が回転可能になっている。

遊星ギヤアッセンブリ２２は、ケーシング２３と、このケーシング２３内に回転自在に設けられる６本のギヤシャフト２４と（図５参照）、このギヤシャフト２４に設けられる第１ギヤ２５および第２ギヤ２６と、モータハウジング１１に取り付けられた内歯部材２７を有している。

ケーシング２３は、環状のインナケーシング２３１と、このインナケーシング２３１にスペーサ部２３２ａを介して一体化されるアウタケーシング２３２とから構成され、このインナケーシング２３１とアウタケーシング２３２を貫通するボルト２８（図４の紙面下側）でアクスルシャフト４０（図４参照）に固定されている。ケーシング２３は、ギヤシャフト２４をアクスルシャフト４０の軸方向と平行に支持するとともに、ギヤシャフト２４に設けられる第１ギヤ２５および第２ギヤ２６の歯部が外部に露出するように形成されている。

ギヤシャフト２４は、その両端部がベアリングＢ２１，Ｂ２２を介してケーシング２３に軸支されている。また、このギヤシャフト２４には第１ギヤ２５および第２ギヤ２６がそれぞれ軸方向にずれた位置に固定されている。第１ギヤ２５は、その一部がケーシング２３の内周側で、前記した太陽ギヤ２１の外歯２１ｃに噛み合っている。また、第２ギヤ２６は、ケーシング２３の外周側で、内歯部材２７の内歯２７ａに噛み合っている。

図６は、減速装置の作用を示す側面図である。
以上のように構成された減速装置２は、図６に示すように、ロータ１３の回転とともに太陽ギヤ２１が回転すると、太陽ギヤ２１の外歯２１ｃとギヤシャフト２４に固定された第１ギヤ２５が噛み合って、ギヤシャフト２４を回転させる。つまり、この第１ギヤ２５は、太陽ギヤ２１の回転によって、ギヤシャフト２４自身を自転させる機能を有する。このようにギヤシャフト２４が自転すると、ギヤシャフト２４に固定された第２ギヤ２６と内歯部材２７の内歯２７ａが噛み合って、ギヤシャフト２４を内歯部材２７の内周面に沿って回転させる。つまり、この第２ギヤ２６は、ギヤシャフト２４を太陽ギヤ２１の軸回りに公転させる機能を有する。これにより、ギヤシャフト２４が軸支されたケーシング２３が回転し、ケーシング２３に固定されたアクスルシャフト４０が回転し、このアクスルシャフト４０に固定されたホイールＷ（図２等参照）が回転する。

ここで、太陽ギヤ２１と第１ギヤ２５の歯数の比でギヤシャフト２４の自転回数が定められ、第２ギヤ２６と内歯部材２７の歯数の比でギヤシャフト２４の公転回数が定められる。そして、本実施の形態のように、第１ギヤ２５を第２ギヤ２６より歯数の多いギヤで構成することで、減速比を高めることができるようになっている。

＜ブレーキ機構３の構成＞
図７は、ブレーキ機構を示す要部拡大断面図であり、図８は、パッドが摩耗した状態のブレーキ機構を示す要部拡大断面図である。
図７に示すように、ブレーキ機構３は、アクスルシャフト４０を介してホイールＷと一体に回転するディスクロータ３５と、モータハウジング１１に取り付けられたキャリパ半体３１（格納部）と、このキャリパ半体３１に内蔵されるピストン３２（押圧力発生部）と、ディスクロータ３５を挟んで両側に配置される外側パッド３３および内側パッド３４と、を有している。

キャリパ半体３１は、モータハウジング１１の左側面の上部に取り付けられている。このキャリパ半体３１は、後記するディスクロータ３５の外周を跨ぐようにモータハウジング１１に取り付けられており、ディスクロータ３５と対向する部位にシリンダ３１ｃを有している。また、キャリパ半体３１には、モータハウジング１１との取付部位に、ブレーキ液路１１１ａが接続されたブレーキ液供給口３１ａが形成されており、このブレーキ液供給口３１ａがブレーキ液路３１ｂを介してシリンダ３１ｃに連通する。これにより、シリンダ３１ｃ内には、ブレーキ液路１１１ａからのブレーキ液が充填されるようになっている。なお、キャリパ半体３１は、従来のキャリパの半分に相当する部分であるので、この従来品を用いることで、コスト低減を図ることもできる。

ピストン３２は、有底筒状に形成され、シリンダ３１ｃに内蔵されている。また、ピストン３２の外周とシリンダ３１ｃの間には、リング状のシール部材Ｓが設けられている。シール部材Ｓの内周側はピストン３２に密着しており、これにより、ブレーキ液がシリンダ３１ｃとピストン３２との隙間から漏れないようになっている。
ピストン３２は、ブレーキ液の液圧が伝達されることでディスクロータ３５の軸方向に沿って進退自在となり、これによって、外側パッド３３をディスクロータ３５に向けて押し付けることができるようになっている。なお、この際、ピストン３２の動きに合わせて、シール部材Ｓのピストン３２に密着した部分が変形しながら追従する。従って、ブレーキ液圧が解除されると、シール部材Ｓがゴムの復元力で元に戻ろうとするが、このとき、ブレーキ液圧の負圧およびゴムの復元力によりピストン３２も一緒に引き戻す。これにより、ディスクロータ３５と外側パッド３３との間の隙間は一定に保たれる。

外側パッド３３は、外側裏板３３ａと外側摩擦材３３ｂ（摩擦部材）とから構成されており、キャリパ半体３１に図示しないリテーナを介装して嵌め合わされている。この外側パッド３３をピストン３２で押圧することで、外側摩擦材３３ｂがディスクロータ３５に押し付けられる。

内側パッド３４は、内側裏板３４ａと内側摩擦材３４ｂ（摩擦部材）とから構成されており、モータハウジング１１の左側面に設けられた取付凹部１１２ａに図示しないリテーナを介装して嵌め合わされている。

ディスクロータ３５は、ホイールＷと一体となって回転するとともに、回転軸方向に移動可能なフローティングディスクである。ディスクロータ３５は、外側パッド３３に押圧されることで軸方向に移動し、内側パッド３４に接触する。そして、このディスクロータ３５の摺動面に外側パッド３３と内側パッド３４が押圧されることで、ディスクロータ３５の摺動面と、外側パッド３３および内側パッド３４の各接触面との間に摩擦力が生じ、ディスクロータ３５の回転が制動されるようになっている。ディスクロータ３５は、アクスルシャフト４０との間にスプリングプレート４５（弾性部材）が嵌め合わされることのみでホイールＷ側に取り付けられている。ここで、ディスクロータ３５とアクスルシャフト４０の係合関係について説明する。

図９は、ディスクロータとアクスルシャフトを示す斜視図である。
図９に示すように、ディスクロータ３５は、環状かつ扁平な部材であり、摺動面となる外周部３５１と、アクスルシャフト４０との係合部である内周部３５２とを有している。

外周部３５１と内周部３５２とは、軸方向に段差を設けて形成されている（図７参照）。内周部３５２の内周面には、周方向に沿って６つの係合凹部３５２ａが等間隔で形成されている。

一方、アクスルシャフト４０は、ハブホルダＨＳ（図２参照）の内側にベアリングＢ４０，Ｂ４０を介して回転自在に取り付けられるシャフト部４１と、ホイールＷにボルト４３とナット４４（図１および図２参照）によって締結される円盤状の締結部４２とを有している。

締結部４２は、中央部４２１と、この中央部４２１から径方向に拡がるフランジ部４２２と、このフランジ部４２２から突出してかつ周方向に沿って形成される６つの係合凸部４２３とを有している。中央部４２１は、ディスクロータ３５の内周部３５２よりも厚みが厚く形成されている（図７参照）。中央部４２１と内周部３５２の厚みの差の分だけ、ディスクロータ３５が軸方向に移動可能になっている。また、各係合凸部４２３は、ディスクロータ３５の係合凹部３５２ａに対応する位置に設けられている。各係合凸部４２３には、スプリングプレート４５が取り付けられるようになっており、各係合凸部４２３は、スプリングプレート４５が取り付けられた状態で、ディスクロータ３５の係合凹部３５２ａに係合される（図７参照）。

図１０（ａ）は、ディスクロータとスプリングプレートを示す斜視図、（ｂ）はディスクロータとアクスルシャフトがスプリングプレートを介して係合した状態を示す平面図である。
図１０（ａ）に示すように、スプリングプレート４５は、一対の板バネ片４６，４６と、この板バネ片４６，４６を連結する連結部４７とから構成されている。

各板バネ片４６は、連結部４７に連結される第１片４６１と、この第１片４６１から平面視で鋭角に屈曲するとともにヘの字状に形成された第２片４６２とを有している（図１０（ｂ）参照）。

各第１片４６１と連結部４７とは、アクスルシャフト４０の係合凸部４２３を三方から挟み込むようになっており、それぞれに形成された係止片４６１ａおよび係止片４７ａで係合凸部４２３に係止するようになっている。

各第２片４６２は、図１０（ｂ）に示すように、ディスクロータ３５とアクスルシャフト４０の間に位置するようになっている。板バネ片４６は、第１片４６１と第２片４６２との間の屈曲点が支点４６３、第２片４６２の先端側の屈曲点が作用点４６４となっており、支点４６３はアクスルシャフト４０のフランジ部４２２に接触している。

スプリングプレート４５は、ディスクロータ３５が車体内側に回転軸方向に沿って移動すると、図１０（ｂ）に破線で示すように、第２片４６２がディスクロータ３５に押されてアクスルシャフト４０側に変形する。それから、ディスクロータ３５の押圧力が解除されると、支点４６３を基準に第２片４６２が弾性力で反発し、作用点４６４によってディスクロータ３５が車体外側に向けて押し戻される。これは、図８に示すように、内側パッド３４の内側摩擦材３４ｂが摩耗してパッド厚が少なくなってきた際、ディスクロータ３５がモータハウジング１１側に寄り過ぎて（例えば、丸で囲ったＣの位置等で）干渉するためにディスクロータを押し戻す構造である。

＜ブレーキ構造Ｂ１の作用効果＞
本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ１の作用について、図７および図８を参照しながら説明する。まず、車両が走行しているときは、図７に示すディスクロータ３５はホイールＷとともに回転している。そして、この車両を制動する際、本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ１には、車体側に設けられた図示しないマスタシリンダ等のブレーキ液圧発生手段から、ブレーキ液が供給されるようになっている。

ブレーキ液は、モータハウジング１１のブレーキ液路１１１ａ、キャリパ半体３１のブレーキ液供給口３１ａ、ブレーキ液路３１ｂを介して、シリンダ３１ｃに送り込まれ、ピストン３２にブレーキ液圧を伝達する。これにより、ピストン３２が車体内側に向けて前進し、外側パッド３３をディスクロータ３５に押し付ける。また、これと同時に、ディスクロータ３５は軸方向に沿って車体内側に向けて移動し、内側パッド３４に押し付けられる。そのため、ディスクロータ３５は、外側パッド３３と内側パッド３４との間で摺動し、これによってディスクロータ３５の摺動面と、外側パッド３３および内側パッド３４の各接触面との間に摩擦力が生じることで、ディスクロータ３５の回転が制動される。

その後、ブレーキ液圧が解除されることで非制動状態になると、ピストン３２がシール部材Ｓの復元力によって引き戻るため、外側パッド３３とディスクロータ３５の隙間が大きく確保される。一方、ディスクロータ３５と内側パッド３４の隙間については、以下のように確保される。即ち、再び回転するディスクロータ３５が内側パッド３４と干渉すると、ディスクロータ３５はフローティングディスク構造なので車体外側に向けて移動することができ、これによりディスクロータ３５と内側パッド３４の隙間が確保される。また、ディスクの移動は、パッドとの隙間を確保する程度のわずかな移動（約０．１〜０．２ｍｍ程度）である。

なお、使用をしていく過程において、図８に示すように、外側パッド３３および内側パッド３４の各パッド厚が少なくなってきた場合には、例えば、丸で囲んだＣ位置などで、ディスクロータ３５がモータハウジング１１と干渉しないように、スプリングプレート４５がディスクロータ３５を車体外側へ押し戻すようになっている。

以上のように構成されたブレーキ構造Ｂ１では、以下の効果を得ることができる。
ブレーキ液路１１１ａをモータハウジング１１の外周壁１１１内に形成し、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、外付け部品用のスペースを確保する必要がなくなり、モータ径を大きく確保することができる。これにより、モータ１のトルクを向上させることができる。

また、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、ブレーキホースの取回しを考慮する必要もなく、部品点数も削減することができる。さらに、ブレーキ液路１１１ａが一直線なので、ブレーキ液路１１１ａの加工を簡単にすることができ、コストを低減することができる。

内側パッド３４をモータハウジング１１に一体に取り付けたので、その分、キャリパ半体３１の厚みを小さくでき、ブレーキ機構３をディスクロータ３５の回転軸方向に小型化することができる。

ディスクロータ３５が回転軸方向に移動自在なフローティングディスクであるため、対向する外側パッド３３および内側パッド３４に均等に制動力を付与することができるとともに、非制動時のディスクロータ３５と外側パッド３３および内側パッド３４の引きずりを防止することができる。また、ディスクロータ３５が回転軸方向に移動するので、ディスクロータ３５を変形させることなく摺動面を確保することができ、偏摩耗を低減することができる。

以上、本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ１について説明したが、本発明のブレーキ構造は前記実施の形態に限定されるものではなく種々の形態で実施をすることができる。

図１１は、変形例に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。
前記実施の形態では、ピストン３２をディスクロータ３５に対して車体外側に設けたが、ピストンの位置は限定されるものではなく、図１１に示すように、ディスクロータ３５に対して車体内側に設けるものであってもよい。
具体的には、変形例に係るブレーキ構造では、モータハウジング１１の底壁１１２’に、ピストン３２’を内蔵するためのシリンダ１１２ａ’が設けられるとともに、底壁１１２’と外周壁１１１の内部に、シリンダ１１２ａ’に連通するブレーキ液路１１１ａ’が形成される。また、底壁１１２’には、外側パッド３３’が取り付けられた固定部３１’が、ディスクロータ３５の外周を跨ぐように取り付けられている。ディスクロータ３５は、ピストン３２’に図示しないリテーナを介装して嵌め合わされた内側パッド３４’により押圧されることで、車体外側に向けて移動し、この内側パッド３４’と外側パッド３３’に挟み込まれて制動される。なお、ディスクロータ３５は、車体内側からアクスルシャフト４０にスプリングプレート４５を介して嵌め合わされている。つまり、変形例に係るブレーキ構造では、ディスクロータ３５を押圧するピストン３２’が第１の実施の形態とは逆側（車体内側）に設けられたことに対応して、スプリングプレート４５がディスクロータ３５を押し戻す向きも逆になるため、スプリングプレート４５の取付の向きも第１の実施の形態とは逆になっている（図２および図１１参照）。
これにより、押圧力発生側であるピストン３２’とシリンダ１１２ａ’と反対側の固定部３１’を簡素な構造とすることができ、また、ディスクロータ３５を扁平で簡素な形状（扁平板形状）にすることができるので、これらの製造コストを低減することができる。

前記実施の形態では、ブレーキ液路１１１ａを一直線に形成したが、ブレーキ液路の形状は特に限定されるものではなく、例えば、曲線で形成されるものであってもよいし、屈曲して形成されるものであってもよい。また、直線と直線で組み合わせるものであってもよい。

前記実施の形態では、ブレーキ機構３を１つだけ設ける構成としたが、円周上の反対側にもう１つブレーキ機構を設けてもよい。これにより、ディスクロータ３５を軸方向に平行移動させやすくなるので、ディスクロータ３５の偏磨耗を低減することができる。

前記実施の形態では、ホイール回転部材として、ハブホルダＨＳに回転自在に内嵌するアクスルシャフト４０を採用した場合について説明したが、本発明のホイール回転部材は限定されるものではなく、スピンドル軸に回転自在に外嵌する円筒状のハブを採用するものであってもよい。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造について説明する。図１２は、本実施の形態に係るインホイールモータ車の車輪の内部構造を示す分解斜視図である。本実施の形態では、ドラムブレーキに本発明のブレーキ構造を適用した場合について説明する。本発明に係るホイール回転装置のブレーキ構造は、前後左右輪いずれの車輪にも適用することができるが、本実施の形態では、左前輪に適用した場合を例にとって説明する。

図１２に示すように、本実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造（以下、ブレーキ構造Ｂ２という。）では、リムにタイヤＴが装着されたホイールＷの内側に、ホイールＷを回転させる回転力を発生するモータ１（インホイールモータ）と、このモータ１の回転力を減速してホイールＷに伝達する減速装置２と（図１３参照）、ホイールＷを制動するブレーキ機構５とが設けられて構成されている。

図１３は、本実施の形態に係るホイール回転装置のブレーキ構造の全体構成を車体後方から見た状態を示す縦断面図である。従って、図１３においては、右方が車体内側、左方が車体外側である。

図１３に示すように、第２の実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ２は、図２に示す第１の実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ１に対し、モータ１のモータハウジング１１内におけるブレーキ液路１１１ａ、および、ブレーキ機構３を変更しただけであり、その他の基本的な構成についてはブレーキ構造Ｂ１と同一である。以下、モータ１のモータハウジング１１、ブレーキ機構５について説明する。

＜モータ１のモータハウジング１１の構成＞
モータハウジング１１は、第１の実施の形態と同様に、外周壁１１１と底壁１１２とから構成され、右方が開口した略有底円筒状に形成されている。モータハウジング１１は、ナックルＫの左側に固定されており、これにより、ナックルＫとモータハウジング１１の間には、ステータ１２、ロータ１３、および減速装置２を配置する空間が形成されている。

モータハウジング１１の外周壁１１１および底壁１１２は所定の厚みを有している。そして、上側の外周壁１１１の内部には、ブレーキ液の液路であるブレーキ液路１１１ｂが左右方向に沿って形成され、底壁１１２の内部には、ブレーキ液路１１２ｂが上下方向に沿って形成されている。

ブレーキ液路１１１ｂは、外周壁１１１の右端部から一直線に形成されており、ブレーキ液路１１２ｂに連通している。また、ブレーキ液路１１２ｂは、ブレーキ液路１１２ｂとの交点からブレーキ機構５のホイールシリンダ５２に対向する位置まで一直線に形成されており、その先端部がブレーキ機構５のブレーキ液供給口５２ａに繋げられている。ブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂは一直線に形成されていることで、機械加工が容易である。ちなみに、ブレーキ液路１１２ｂは、外周壁１１１の上端部からブレーキ液路１１１ｂに接続されるように穿孔した後、穿孔開始部分を閉塞されることで形成されるようになっている。

＜ブレーキ機構５の構成＞
図１４は、ブレーキ機構を示す要部拡大断面図であり、図１５は、車体外側から見たブレーキ機構の作用を示す側面図である。
図１４および図１５に示すように、ブレーキ機構５は、ホイールＷとアクスルシャフト４０との間に取り付けられたドラムロータ５１と、モータハウジング１１に取り付けられたホイールシリンダ５２と、このホイールシリンダ５２に内蔵される一対のピストン５３と（図１４では１つのみ図示）、一対のブレーキシュー５４，５４（図１２参照）と、この一対のブレーキシュー５４の間に掛け渡されるスプリング５５（図１２参照）と、を有している。

図１４に示すように、ドラムロータ５１は、扁平な円筒状に形成されており（図１２参照）、ホイールＷとアクスルシャフト４０との間にボルト４３とナット４４によって取り付けられている。これによって、ドラムロータ５１は、ホイールＷと一体となって回転する。

ホイールシリンダ５２は、モータハウジング１１の左側面の上部に取り付けられている。ホイールシリンダ５２には、モータハウジング１１との取付部位に形成されたブレーキ液供給口５２ａが形成されており、このブレーキ液供給口５２ａは、ブレーキ液路５２ｂを介して、シリンダ内部のシリンダ腔部５２ｃに連通する。これにより、シリンダ腔部５２ｃには、モータハウジング１１のブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂからのブレーキ液が充填されるようになっている。なお、図１４および図１５に示す符号５２ｄは、ホイールシリンダ５２内の空気を抜いて液密（油密）にするために設けられる空気孔である。

ピストン５３は、ホイールシリンダ５２のシリンダ腔部５２ｃに、一対並列して内蔵されている。各ピストン５３は、図１５に示すように、その先端部が出力部材５３ａに連結されており、この出力部材５３ａがブレーキシュー５４に連結されている。
ピストン５３は、ブレーキ液の液圧が伝達されることで、出力部材５３ａをホイールシリンダ５２の外方に向けて突出させる。

各ブレーキシュー５４は、半円弧状に形成されたウェブ５４ａと、このウェブ５４ａの外周縁に固定した裏板５４ｂと、この裏板５４ｂの外周縁に固着したライニング５４ｃ（摩擦部材）とを有している。

一対のウェブ５４ａ，５４ａは、各下端部がアンカーピンＰでそれぞれ回動自在に軸支されている。また、一対のウェブ５４ａ，５４ａの上端部には、前記した出力部材５３ａ，５３ａの先端部がそれぞれ連結されている。さらに、一対のウェブ５４ａ，５４ａの間には、スプリング５５が掛け渡されており、各ウェブ５４ａ，５４ａをモータハウジング１１の径方向内側に向けて付勢している。

裏板５４ｂおよびライニング５４ｃは、ともにウェブ５４ａの形状に合わせて半円弧状に形成されている。そして、通常時（非制動時）には、ライニング５４ｃの外周面がドラムロータ５１の内周面に非接触で対向している。

＜ブレーキ構造Ｂ２の作用効果＞
本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ２の作用について、図１４および図１５を参照しながら説明する。まず、車両が走行しているときは、図１４に示すドラムロータ５１はホイールＷとともに回転している。そして、この車両を制動する際、本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ２には、車体側に設けられた図示しないマスタシリンダ等のブレーキ液圧発生手段からブレーキ液が供給されるようになっている。

ブレーキ液は、モータハウジング１１のブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂ、ホイールシリンダ５２のブレーキ液供給口５２ａ、ブレーキ液路５２ｂを介して、シリンダ腔部５２ｃに送り込まれ、ピストン５３にブレーキ液圧を伝達する。これにより、図１５に示すように、ピストン５３が出力部材５３ａをホイールシリンダ５２の外方に向けて突出させ、アンカーピンＰを支点としてブレーキシュー５４，５４の上端部をそれぞれ外側へと拡張させる。この結果、ドラムロータ５１の内周面にライニング５４ｃの外周面が押し付けられ、ドラムロータ５１の摺動面とライニング５４ｃの接触面との間に摩擦力が生じて、ドラムロータ５１の回転が制動される。その後、ブレーキ液圧が解除されることで非制動状態になると、スプリング５５の復元力およびブレーキ液圧の負圧によって、ウェブ５４ａ，５４ａは元の位置に戻る。また、図示しないクリアランス自動調整機構によりライニング摩耗時のドラムロータ５１とライニング５４ｃのクリアランスは適正に保持される。

以上のように構成されたブレーキ構造Ｂ２では、以下の効果を得ることができる。
ブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂをモータハウジング１１の外周壁１１１、底壁１１２内に形成し、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、外付け部品用のスペースを確保する必要がなくなり、モータ径を大きく確保することができる。これにより、モータ１のトルクを向上させることができる。

また、従来のブレーキホース等の外付け油圧配管を不用としたので、ブレーキホースの取回しを考慮する必要もなく、部品点数も削減することができる。さらに、ブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂが一直線なので、ブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂの加工を簡単にすることができ、コストを低減することができる。

自己サーボ効果があり、パッド面積が大きく採れるドラムブレーキを採用し、ホイールシリンダ５２やブレーキシュー５４をモータハウジング１１に直接取り付けるので、キャリパ半体３１を設けた第１の実施の形態よりも、ブレーキ機構５を軸方向に小型化することができる。

以上、本実施の形態に係るブレーキ構造Ｂ２について説明したが、本発明のブレーキ構造は前記実施の形態に限定されるものではなく種々の形態で実施をすることができる。

前記実施の形態では、ブレーキ液路１１１ｂ，１１２ｂを直線に形成したが、ブレーキ液路の形状は特に限定されるものではなく、例えば、曲線状に形成されるものであってもよいし、屈曲して形成されるものであってもよい。

前記実施の形態では、モータハウジング１１にブレーキ機構５の各部品（ホイールシリンダ５２、ブレーキシュー５４）を直接取り付ける構成としたが、取付方法はこれに限定されるものではなく、例えば、バックプレートを介して取り付けるものであってもよい。これによれば、モータハウジング１１に対するブレーキ機構の取付が容易になる。

１ モータ
２ 減速装置
３ ブレーキ機構
５ ブレーキ機構
１１ モータハウジング
１２ ステータ
１３ ロータ
２１ 太陽ギヤ
２２ 遊星ギヤアッセンブリ
２３ ケーシング
３１ キャリパ半体
３１ａ ブレーキ液供給口
３１ｂ ブレーキ液路
３１ｃ シリンダ
３２ ピストン
３３ 外側パッド
３４ 内側パッド
３５ ディスクロータ
４０ アクスルシャフト
４５ スプリングプレート
５１ ドラムロータ
５２ ホイールシリンダ
５２ａ ブレーキ液供給口
５２ｂ ブレーキ液路
５３ ピストン
５４ ブレーキシュー
５５ スプリング
Ｋ ナックル
１１１ 外周壁
１１１ａ ブレーキ液路
１１１ｂ ブレーキ液路
１１２ 底壁
１１２ａ 取付凹部
１１２ｂ ブレーキ液路
１１３ 開口部
Ｂ１ ブレーキ構造
Ｂ２ ブレーキ構造
Ｗ ホイール

Claims (3)

1. ホイールの内部に前記ホイールを回転駆動するモータおよび前記ホイールを制動する車体側に設けられた液圧発生手段によって操作されるブレーキ機構を備えるホイール回転装置のブレーキ構造であって、
   前記モータは、
   モータハウジングと、このモータハウジング内に固定されるステータと、
   前記モータハウジング内で前記ステータの内周面に対面するように設けられるロータと、を有し、
   前記ブレーキ機構は、
   前記ホイールと一体に回転するディスクロータと、
   前記ディスクロータと接触することで制動力を発生する摩擦部材と、
   前記摩擦部材を前記ディスクロータに押し付ける押圧力を、ブレーキ作動流体路を通って流体圧を伝達するブレーキ作動流体により発生する押圧力発生部と、
   前記押圧力発生部を格納した格納部と、
   前記摩擦部材を固定する固定部と、を有し、
   前記摩擦部材は前記ディスクロータを挟んで対向する第１摩擦部材および第２摩擦部材であり、
   前記ブレーキ作動流体路は、車体側に設けられた液圧発生手段に接続され、前記モータハウジングの壁内に形成されるとともに、前記格納部のブレーキ作動流体供給口と繋がれ、
   前記第１摩擦部材は前記押圧力発生部に取り付けられ、
   前記押圧力発生部は前記ディスクロータの回転軸方向に移動可能に前記格納部に格納され、
   前記格納部は前記モータハウジングと一体に形成され、
   前記第２摩擦部材は前記固定部に取り付けられ、
   前記固定部は前記ディスクロータの外周を跨いで前記モータハウジングに取り付けられたことを特徴とするホイール回転装置のブレーキ構造。
2. 前記ディスクロータは回転軸方向に移動自在なフローティングディスクであることを特徴とする請求項１に記載のホイール回転装置のブレーキ構造。
3. 前記モータの回転出力を前記ホイールに伝達するホイール回転部材を備え、前記ホイール回転部材と前記フローティングディスクとの間には、前記ホイール回転部材と前記フローティングディスクとの間の間隔が近接すると、前記ホイール回転部材から前記フローティングディスクを離間する方向に付勢するための弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のホイール回転装置のブレーキ構造。

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