JP2021142784A - ブレーキ装置および車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】緊急時においてより効果的なブレーキを実現できるブレーキ装置および車両を提供すること。【解決手段】ブレーキ装置は、車両のトランスミッションに用いられ、互いに噛み合う第1歯車および第2歯車と、摩擦部材と、を有する。第2歯車の外周面には、第1歯車と噛み合う噛合領域と、噛合領域に隣接して設けられた、第1歯車と噛み合わない非噛合領域と、が設けられている。摩擦部材は、緊急時に非噛合領域に当接する。【選択図】図1
Description
本開示は、ブレーキ装置および車両に関する。
従来、車両のブレーキ装置としては、ディスクブレーキやドラムブレーキが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の車両では、緊急時のブレーキについて改善の余地があった。
本開示の一態様の目的は、緊急時においてより効果的なブレーキを実現できるとともに、緊急ブレーキ後も車両を走行させることができるブレーキ装置および車両を提供することである。
本開示の一態様に係るブレーキ装置は、車両のトランスミッションに用いられ、互いに噛み合う第1歯車および第2歯車と、摩擦部材と、を有し、前記第2歯車の外周面には、前記第1歯車と噛み合う噛合領域と、前記噛合領域に隣接して設けられた、前記第1歯車と噛み合わない非噛合領域と、が設けられ、前記摩擦部材は、緊急時に前記非噛合領域に当接する。
本開示の一態様に係る車両は、本開示の一態様に係るブレーキ装置を備える。
本開示によれば、緊急時においてより効果的なブレーキを実現できるとともに、緊急ブレーキ後も車両を走行させることができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態のブレーキ装置100について、図1を用いて説明する。図1は、ブレーキ装置100を示す模式図である。
ブレーキ装置100は、車両(例えば、乗用車、商用車等)に搭載される。
ブレーキ装置100は、第1歯車1、第2歯車2、および摩擦部材3を有する。
第1歯車1および第2歯車2は、互いに噛み合い、回転する円筒状の部材である。第1歯車1および第2歯車2は、それぞれ、外周面に複数の歯を有する。図1に示す矢印Aは、歯幅方向を示している。また、第1歯車1および第2歯車2は、それぞれ、中央部分に、車輪(図示略)へ駆動力を伝達するための回転軸(図示略)が挿通される貫通孔を有する。
第1歯車1および第2歯車2は、例えば、トランスミッションの歯車である。第2歯車2は、車輪が接続された回転軸(例えば、プロペラシャフト。図示略)上に設けられた歯車である。
第2歯車2の外周面には、互いに隣接した噛合領域4および非噛合領域5が設けられている。噛合領域4は、第1歯車1と噛み合う領域である。非噛合領域5は、第1歯車1と噛み合わない領域である。なお、図1に示す点線は、噛合領域4と非噛合領域5との境界を明示するために付した仮想線である。
摩擦部材3は、第2歯車2に接触して摩擦力を発生させる部材である。図1では例として、摩擦部材3の形状が円柱状(棒状と言ってもよい)である場合を示したが、形状はこれに限定されない。
通常時では、摩擦部材3は、図1に示すように、第2歯車2から離れている。一方、車両の走行開始後において緊急ブレーキが必要な時(以下、緊急時という)では、摩擦部材3は、矢印Bに示す方向へ移動し、摩擦部材3の先端面3aが非噛合領域5に当接される。これにより、先端面3aと非噛合領域5との間に摩擦力が生じ、第2歯車2の回転が停止され、車両は走行を停止する。
このようにして緊急ブレーキが行われた場合、非噛合領域5の各歯は、摩擦部材3の先端面3aが当接されることで、摩耗したり、損傷したりするが、噛合領域4の各歯には、摩耗や損傷は生じない。よって、第1歯車1と第2歯車2との噛み合いが維持される。
なお、先端面3aが非噛合領域5に当接したときに先端面3aが噛合領域4にも当接することを防ぐために、非噛合領域5の歯幅方向の長さを、摩擦部材3の先端面3aの歯幅方向の長さよりも長くした上で、先端面3aを、非噛合領域5の歯幅方向の中央部分に当接させることが好ましい。
摩擦部材3の移動(例えば、図1の矢印Bの方向への移動)は、電気制御を用いて実現されてもよいし、電気制御を用いずに実現されてもよい。
まず、電気制御を用いない場合について説明する。
その場合、例えば、摩擦部材3は、車両の車室内に設けられた操作部(例えば、ボタン、レバー等。図示略)と、連結機構(図示略)を介して接続される。連結機構は、緊急時に車両の乗員により操作部が操作された場合、摩擦部材3の先端面3aが第2歯車2の非噛合領域5に当接されるように、摩擦部材3を図1の矢印Bの方向へ移動させる。
次に、電気制御を用いる場合について説明する。
その場合、例えば、図2に示す制御装置10およびアクチュエータ20を用いる。制御装置10とアクチュエータ20とは、電気的に接続されている。
制御装置10は、アクチュエータ20を制御する装置である。アクチュエータ20は、制御装置10の制御により摩擦部材3を移動させる装置である。
制御装置10は、判定部11および制御部12を有する。
図示は省略するが、制御装置10は、ハードウエアとして、例えば、CPU(Central Processing Unit)、コンピュータプログラムを格納したROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する。以下に説明する判定部11および制御部12それぞれの処理は、CPUが、ROMから読み出したコンピュータプログラムを、RAMを用いて実行することにより、実現される。制御装置10としては、例えば、ECU(Electronic Control Unit)が挙げられる。
判定部11は、車両の走行開始後、緊急時(上述したとおり、緊急ブレーキが必要な時)であるか否かを判定する。この判定方法としては、以下の各例が挙げられる。
例えば、判定部11は、車両の外部に存在する対象(例えば、人、他車両、建造物等)の位置や速度を検知する検知デバイス(例えば、カメラ、センサ等。図示略)から取得した検知結果情報に基づいて、車両が対象と衝突するおそれがあるか否かを判定してもよい。そして、判定部11は、車両が対象と衝突するおそれがある場合、緊急時であると判定してもよい。
または、例えば、判定部11は、車両の運転者の状態を検知する検知デバイス(例えば、カメラ、センサ等。図示略)から取得した検知結果情報に基づいて、運転者が異常状態(例えば、死亡状態、失神状態、居眠り状態等)であるか否かを判定してもよい。そして、判定部11は、運転者が異常状態である場合、緊急時であると判定してもよい。
または、例えば、判定部11は、制御装置10以外の他装置(図示略)から緊急時である旨を示す通知情報を受け取った場合、緊急時であると判定してもよい。他装置は、車載装置でもよいし、車両の外部に設けられた外部装置でもよい。車載装置としては、例えば、車両と対象との衝突危険度を算出するシステムや、運転者の異常時に対応するシステム(例えば、EDSS:Emergency Driving Stop System)等が挙げられる。外部装置としては、例えば、車両の周辺で発生した災害または事故などの情報を制御装置10へ無線送信する通信装置等が挙げられる。
または、例えば、判定部11は、車両の車室内に設けられ、制御装置10と電気的に接続された操作部(例えば、ボタン、レバー等。図示略)が、車両の乗員により操作された場合に、緊急時であると判定してもよい。
なお、判定部11による判定処理は、自動運転中に行われてもよいし、手動運転中に行われてもよい。
制御部12は、判定部11により緊急時であると判定された場合、アクチュエータ20に対して、摩擦部材3を図1の矢印Bの方向へ移動させる指示を出力する。この指示を受け取ったアクチュエータ20は、摩擦部材3の先端面3aが第2歯車2の非噛合領域5に当接されるように、摩擦部材3を図1の矢印Bの方向へ移動させる。
以上説明したように、本実施の形態のブレーキ装置100は、車両のトランスミッションに用いられる第1歯車1と、トランスミッションに用いられ、第1歯車1と噛み合う第2歯車2と、摩擦部材3と、を有し、第2歯車2は、第1歯車1と噛み合う噛合領域4と、噛合領域4に隣接し、第1歯車1と噛み合わない非噛合領域5と、を有し、摩擦部材3は、緊急時に非噛合領域5に当接することを特徴とする。
すなわち、通常のブレーキ装置(例えば、ディスクブレーキ、ドラムブレーキ等)では車輪において制動力が生じるのに対し、本実施の形態のブレーキ装置100では、駆動力の伝達経路において車輪よりも上流側に存在するトランスミッションにおいて制動力が生じる。よって、緊急時において即座にかつ確実にブレーキを行うことができる。
また、本実施の形態のブレーキ装置100では、緊急ブレーキが行われた場合、摩擦部材3が当接する非噛合領域5では、各歯は摩耗したり、損傷したりするが、噛合領域4の各歯は、そのようなダメージを受けない。よって、第1歯車1と第2歯車2との噛み合いが維持されるので、緊急ブレーキ後に車両を走行させることができる。
したがって、本実施の形態のブレーキ装置100は、緊急時においてより効果的なブレーキを実現できるとともに、緊急ブレーキ後も車両を走行させることができる。
また、本実施の形態のブレーキ装置100において、噛合領域4および非噛合領域5を備えた第2歯車2は、車輪が接続された回転軸上に設けられる歯車であることを特徴とする。
よって、仮に第1歯車1と第2歯車2とが噛み合わなくなった場合でも、より確実にブレーキを行うこと(換言すれば、より確実に車輪の回転を停止させること)ができる。
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
[変形例1]
第2歯車2において、噛合領域4の各歯と、非噛合領域5の各歯とは、互いに分離して設けられてもよい。例えば、図1の点線(第2歯車2の外周面における噛合領域4と非噛合領域5との境界線)に沿って溝を設けることにより、噛合領域4の各歯と、非噛合領域5の各歯とを分離させてもよい。
第2歯車2において、噛合領域4の各歯と、非噛合領域5の各歯とは、互いに分離して設けられてもよい。例えば、図1の点線(第2歯車2の外周面における噛合領域4と非噛合領域5との境界線)に沿って溝を設けることにより、噛合領域4の各歯と、非噛合領域5の各歯とを分離させてもよい。
これにより、摩擦部材3が非噛合領域5に当接することによって非噛合領域5の歯が変形した場合であっても、その変形した歯が噛合領域4の歯へ及ぼす影響を抑制することができる。
また、摩擦部材3が非噛合領域5に当接してブレーキの効果が十分に得られたとき(例えば、第2歯車2の回転を完全に停止させたとき)に、非噛合領域5が設けられた円筒部分(図1において点線より上の部分。以下、非噛合領域部分という)が、噛合領域4が設けられた円筒部分(図1において点線より下の部分。以下、噛合領域部分という)から分離するように、溝の深さ(第2歯車2における径方向の長さ)や形状を調整してもよい。ただし、十分なブレーキの効果が得られる前に非噛合領域部分が分離してしまうと、車両を停止させることができないため、溝の深さや形状は、予め実施された実験またはシミュレーションの結果に基づいて、設定される必要がある。
[変形例2]
実施の形態では、第2歯車2において、非噛合領域部分の径と噛合領域部分の径とが同じである場合を例に挙げたが、これに限定されない。
実施の形態では、第2歯車2において、非噛合領域部分の径と噛合領域部分の径とが同じである場合を例に挙げたが、これに限定されない。
例えば、図3に示すように、第2歯車2において、非噛合領域部分の径は、噛合領域部分の径よりも長くて(大きくて)もよい。これにより、非噛合領域部分の強度を確保することができる。
[変形例3]
摩擦部材3を第2歯車2に当接させることにより車両を停止させた後、その車両を再度走行させる際には、摩擦部材3を、図1に示した矢印Bの方向とは逆の方向(以下、矢印Bの逆方向という)へ移動させ、第2歯車2から離間させてもよい。
摩擦部材3を第2歯車2に当接させることにより車両を停止させた後、その車両を再度走行させる際には、摩擦部材3を、図1に示した矢印Bの方向とは逆の方向(以下、矢印Bの逆方向という)へ移動させ、第2歯車2から離間させてもよい。
その摩擦部材3の移動(例えば、矢印Bの逆方向への移動)は、電気制御を用いて実現されてもよいし、電気制御を用いずに実現されてもよい。
電気制御を用いない場合では、例えば、摩擦部材3は、車両の車室内に設けられた操作部(例えば、ボタン、レバー等。図示略)と、連結機構(図示略)を介して接続される。連結機構は、車両を再度走行させる前に車両の乗員により操作部が操作された場合、摩擦部材3が第2歯車2から離れるように、摩擦部材3を矢印Bの逆方向へ移動させる。なお、ここでいう操作部および連結機構は、上述した摩擦部材3を矢印Bの方向へ移動させるときに用いられる操作部および連結機構と同じものでもよいし、それらとは別に設けられたものでもよい。
電気制御を用いる場合では、例えば、図2に示す制御装置10およびアクチュエータ20を用いる。
制御装置10の判定部11は、車両の乗員によって車両の走行を開始させるための操作(例えば、アクセルペダルの踏み込み、シフトレバーの操作等)が行われた場合、または、制御装置10と電気的に接続された車室内の操作部(例えば、ボタン、レバー等。図示略)が車両の乗員によって操作された場合に、アクチュエータ20に対して、指示を出力する。この指示は、摩擦部材3を矢印Bの逆方向へ移動させる指示である。この指示を受け取ったアクチュエータ20は、摩擦部材3が第2歯車2から離れるように、摩擦部材3を矢印Bの逆方向へ移動させる。
以上のように、停止した車両を再度走行させる場合、摩擦部材3を第2歯車2から離間させることにより、スムーズな走行を実現することができる。
以上、変形例について説明した。上記変形例は、適宜組み合わせてもよい。
本開示のブレーキ装置および車両は、緊急時に車両を制動する技術に有用である。
1 第1歯車
2 第2歯車
3 摩擦部材
3a 先端面
4 噛合領域
5 非噛合領域
10 制御装置
11 判定部
12 制御部
20 アクチュエータ
100 ブレーキ装置
2 第2歯車
3 摩擦部材
3a 先端面
4 噛合領域
5 非噛合領域
10 制御装置
11 判定部
12 制御部
20 アクチュエータ
100 ブレーキ装置
Claims (8)
- 車両のトランスミッションに用いられ、互いに噛み合う第1歯車および第2歯車と、
摩擦部材と、を有し、
前記第2歯車の外周面には、
前記第1歯車と噛み合う噛合領域と、
前記噛合領域に隣接して設けられた、前記第1歯車と噛み合わない非噛合領域と、が設けられ、
前記摩擦部材は、緊急時に前記非噛合領域に当接する、
ブレーキ装置。 - 前記第2歯車は、車輪が接続された回転軸上に設けられた歯車である、
請求項1に記載のブレーキ装置。 - 前記第2歯車において、前記噛合領域の各歯と、前記非噛合領域の各歯とは、互いに分離して設けられている、
請求項1または2に記載のブレーキ装置。 - 前記第2歯車において、前記非噛合領域が設けられた円筒部分の径が、前記噛合領域が設けられた円筒部分の径よりも大きい、
請求項1から3のいずれか1項に記載のブレーキ装置。 - 前記非噛合領域の歯幅方向の長さは、前記非噛合領域に当接する前記摩擦部材の先端面の歯幅方向の長さよりも長く、
前記先端面は、前記非噛合領域の歯幅方向の中央部分に当接する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のブレーキ装置。 - 前記摩擦部材は、前記車両の乗員が前記車両の車室に設けられた操作部を操作した場合、または、前記車両に搭載された制御装置が前記車両の内部または外部の情報に基づいて緊急時であると判定した場合に、前記非噛合領域に当接する、
請求項1から5のいずれか1項に記載のブレーキ装置。 - 前記非噛合領域に当接した前記摩擦部材は、前記車両の乗員が前記車両の車室に設けられた操作部を操作した場合、または、前記車両に搭載された制御装置が前記車両の走行を開始させる操作が行われたと判定した場合に、前記非噛合領域から離れる、
請求項1から6のいずれか1項に記載のブレーキ装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載のブレーキ装置を備える車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020040988A JP2021142784A (ja) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | ブレーキ装置および車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020040988A JP2021142784A (ja) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | ブレーキ装置および車両 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021142784A true JP2021142784A (ja) | 2021-09-24 |
Family
ID=77765746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020040988A Pending JP2021142784A (ja) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | ブレーキ装置および車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021142784A (ja) |
-
2020
- 2020-03-10 JP JP2020040988A patent/JP2021142784A/ja active Pending
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