JP2006046638A - 電動式のケーブル駆動装置および電動式ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気系統が故障したときでも、手動でブレーキなどを解除することができる緊急解除機構を備えた電動式ケーブル駆動装置を提供する。
【解決手段】
モータＭと、その出力軸２５に連結される減速機Ｇと、その減速機の出力側に連結されるナット部材２６と、ナット部材と螺合する雄ネジ４４を備えたロッド３２と、ロッド３２に連結される操作用のコントロールケーブル１５と、外部操作でそのコントロールケーブル１５の操作力を開放するための緊急解除機構１６とを備えており、緊急解除機構１６がコントロールケーブル１５の導管４９の端部を支持するブラケット５１と係合／離脱する係合爪５２と、その係合爪５２を常時係合位置側に付勢するバネ５２ｃと、外部操作で係合爪５２の係合を解除する解除ケーブル５３とを備えているケーブル駆動装置１０。
【選択図】 図１

Description

本発明は電動式のケーブル駆動装置およびそれを用いた自動車などの電動式ブレーキ装置に関する。自動車などには、モータバイク、三輪自動車、パワーアシスト式自転車、ゴルフカート、フォークリフトなどが含まれる。

特表２００１−５１３１７９号公報 特開２００２−２０５６２７号公報 米国特許第６３８６３３８号明細書

特許文献１には、図１２に示す車両用の駐車ブレーキ１００が開示されている。この駐車ブレーキ１００は、外周に歯車１０１が形成され、内周にスプラインハブが形成されると共に、軸方向に移動しないように、かつ、回転自在に支持される構成部材１０２と、その構成部材の内周のスプラインハブと噛み合い、軸方向に移動自在に設けられる中空のスプライン１０３と、そのスプラインの内周に形成される雌ネジと螺合する雄ネジ部材（スピンドル）１０４とを備えている。

スプライン１０３の一端には第１ブレーキケーブル１０５が係止され、雄ネジ部材１０４の一端には第２ブレーキケーブル１０６が係止されている。そして構成部材１０２の外周の歯車１０１はモータＭによって駆動され、モータが一方向に回転すると、スプライン１０３の雌ネジと雄ネジ部材１０４とが相対的に螺進して左右のブレーキケーブル１０５、１０６同士が引き合う。それにより左右のブレーキがかかる。

他方、モータＭが逆方向に回転すると、スプライン１０３の雌ネジと雄ネジ部材１０４が前記とは逆周りに相対的に回転し、左右のブレーキケーブル１０５、１０６同士が引き合う張力を弱める。それによりブレーキが解除される。スプライン１０３と雄ネジ部材１０４とからなるテレスコープ装置は、構成部材１０２に対して軸方向移動自在であるので、左右のブレーキには同一の力が加わる。このように特許文献１の駐車ブレーキは、モータによってパーキングブレーキをかけたり解除したりすることができ、左右のブレーキ力を均等にすることができる。

さらに特許文献１には、第２ケーブル１０６と雄ネジ部材１０４の連結を遠隔操作によって解除する解離装置１０７が示されている。この解離装置１０７は、雄ネジ部材１０４の端部に固定され、ハウジングの内面によってガイドされるガイド部材１０８と、そのガイド部材に回動自在に設けられ、バネ１０９によって時計方向に付勢されるロック解除レバー１１０と、そのロック解除レバーをバネ１０９の付勢力に抗して反時計方向に回動操作するロック解除ケーブル１１１とを備えている。

図１３に示すように、ロック解除レバー１１０を支持する軸１１２には、係止爪１１３がロック解除レバーと共回りするように連結されている。ガイド部材１０８には第２ケーブル１０６の端部に固定された係合部材１１４が軸方向移動自在に収容されており、その係合部材１１４には、係止爪１１３が離脱可能に係合する溝１１５が形成されている。

この解離装置１０７は、ブレーキをかけた状態（左右のケーブル１０５、１０６の間隔が縮まった状態）で電気系統やモータＭが故障した場合に、ロック解除ケーブル１１１を引くことにより、図１３に示すように、ケーブル１０６と雄ネジ部材１０４の連結を手動操作で解除することができる。そして電気系統やモータＭが回復したとき、ロック解除ケーブル１１１を引かない状態でモータＭを左右のケーブル１０５、１０６の間隔を拡げるように、すなわちガイド部材１０８が左側に移動するように回転させることにより、係止爪１１３を溝１１５に係合させて元の状態に復帰させることができる。

特許文献２には、図１４に示すような、出力シャフト１１６を有する電気モータＭと、出力シャフト１１６をリードスクリュー（ネジ）１１７に接続するトランスミッション（減速機構）１１８とを備えた電気パーキングブレーキアッセンブリ１１９が開示されている。リードスクリュー１１７にはネジ穴を備えたドライブナット１２０が螺合されており、そのドライブナット１２０にブレーキ操作用のケーブル１２１が連結されている。

さらに特許文献２には、トランスミッション１１８に設けられるオーバーライドギヤ１２２と、そのオーバーライドギヤを手動による遠隔操作で回転させるためのオーバーライドケーブル１２３が開示されている。オーバードライブギヤ１２２は、トランスミッション１１８を介してリードスクリュー１１７を回転させることができる。オーバーライドケーブル１２３は、可撓性を有する導管と、その導管内に回転自在に、トルク伝達可能に収容されたコアとからなる、いわゆる回転ケーブルによって構成している。

それにより電気モータが停止している場合でも、オーバーライドケーブル１２３の一端を回転させることにより、パーキングブレーキをかけたり、解除したりすることができる。特許文献３には、そのようなオーバーライドケーブル１２３の端部を回転操作するための操作側の構造が開示されている。

特許文献１の駐車ブレーキ１００は、スプラインハブを備えた構成部材１０２やスプライン１０３を必要とするため、機構が複雑で、組立作業も繁雑である。また、解離装置１０７の係合を解除する場合は、ケーブル１０６の張力で強く係合しているロック解除レバー１１０を手動で回動させるため、かなりの労力を要する。

また、特許文献２の電動パーキングブレーキアッセンブリ１１９は、オーバーライドケーブル１２３を回転させて減速機内のオーバーライドギヤ１２２を回転させるだけでよいので、操作力は弱くて済むが、減速機にオーバーライドギヤを組み込むので、減速機の機構が複雑になる。さらに何回も回転させる必要がある。

本発明は電気系統やモータが故障したときでも、手動で容易にブレーキを解除することができ、しかも構成が簡単な緊急解除機構を備えた電動式のケーブル駆動装置を提供することを技術課題としている。

本発明の電動式のケーブル駆動装置（請求項１）は、モータと、そのモータの出力軸に連結される減速機と、その減速機の出力側に連結される回転部材と、前記回転部材と螺合して、回転部材の回転を直進運動に変換する直進部材と、前記直進部材に連結される内索およびその内索の反力を支持する導管を備えたコントロールケーブルと、外部操作で前記内索の操作力を開放するための緊急解除機構とを備えており、その緊急解除機構が、前記導管の端部を通常状態では軸方向に移動しないように拘束すると共に異常時には外部操作で拘束を解除する拘束機構と、その拘束を外部操作で開放する開放操作手段とを備えていることを特徴としている。

このようなケーブル駆動装置においては、前記拘束機構が、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットと係合して移動を妨げる拘束位置と移動を許す解除位置との間で移動する係合部材と、その係合部材を拘束位置の側に付勢するバネとを備えており、前記開放操作手段が、前記バネの付勢力に抗して係合部材を解除位置の側に操作するものとするのが好ましい（請求項２）。その場合、係合部材が、導管の中心線を挟んで一対で設けられているものが好ましい（請求項３）。さらに前記開放操作手段が、引っ張り力を伝達する解除ケーブルを含むものが好ましい（請求項４）。

本発明の電動式のケーブル駆動装置の第２の態様（請求項５）は、モータと、そのモータの出力軸に連結される減速機と、その減速機の出力側に連結される回転部材と、前記回転部材と螺合して、回転部材の回転を直進運動に変換する直進部材と、前記直進部材に連結される内索およびその内索の反力を支持する導管を備えたコントロールケーブルと、外部操作で前記内索の操作力を開放するための緊急解除機構とを備えており、その緊急解除機構が、前記導管の端部を軸方向移動自在に保持すると共に、通常状態では導管を圧縮する位置で保持し、緊急時には外部操作で圧縮力を開放する位置に移動させる保持機構を備えていることを特徴としている。

前記保持機構は、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットとネジ−ナット結合された回転部材と、その回転部材を外部から回転操作する操作手段とから構成することができる（請求項６）。その場合、前記操作手段が回転ケーブルを含んでいるものが好ましい（請求項７）。

前記いずれの場合においても、前記被操作部材を操作するコントロールケーブルをブレーキを操作するプルコントロールケーブルとし、そのプルコントロールケーブルの内索に、ブレーキのリターンスプリングによる張力を常時付与することができる（請求項８）。

本発明の自動車などの電動式ブレーキ装置（請求項９）は、前記ケーブル駆動装置と、前記内索が連結されるブレーキレバーと、そのブレーキレバーをブレーキ解除側に付勢するリターンスプリングと、ブレーキレバーと連結されるブレーキ用摩擦部材とを備えていることを特徴としている。

本発明の電動式ケーブル駆動装置（請求項１）は、モータが回転するとその回転は減速機を介して回転部材を回転させ、さらに回転部材と螺合する直進部材の直進運動に変換する。モータが逆方向に回転すると、直進部材が逆方向に移動する。そのため、モータの回転方向を選択することにより、直進部材に連結されている内索を軸方向に往復付勢することができる。そして通常の状態では導管が拘束機構によって軸方向の移動が拘束されているので、導管が内索の反力を支持することができ、内索に付与された軸方向の付勢力は被操作部材に伝えられ、モータによって内索を介して被操作部材を操作することができる。

電気系統に故障が生じたときなどの異常時には、開放操作手段を外部から操作して、拘束機構の拘束を解除する。それにより導管は内索の反力を支持することができず、被操作部材（操作対象）に対する操作力が解消される。

前記拘束機構が、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットと係合して移動を妨げる拘束位置と移動を許す解除位置との間で移動する係合部材と、その係合部材を拘束位置の側に付勢するバネとを備えており、前記開放操作手段が、前記バネの付勢力に抗して係合部材を解除位置の側に操作するものである場合（請求項２）は、緊急時には開放操作手段により、バネの付勢力に抗して係合部材を解除位置の側に移動させる。そのとき、バネが弾性変形されながら、エネルギを蓄積する。そのため、電気系統の故障などが復帰したとき、そのバネの復元力を利用して、爪を拘束位置側に移動させることにより、元の拘束状態に容易に復帰させることができる。

前記係合部材が導管の中心線を挟んで一対で設けられている場合（請求項３）は、ブラケットに係合する力が導管の中心位置近辺に来る。そのため、力のバランスを取りやすい。また前記開放操作手段が、引っ張り力を伝達する解除ケーブルである場合（請求項４）は、離れた位置から操作し易い。

本発明のケーブル駆動装置の第２の態様（請求項５）は、通常の状態では保持機構が導管を圧縮する位置で保持しているので、内索の緊張／弛緩ないし押し引き操作によって被操作部材を操作することができる。緊急時には、保持機構によって導管を圧縮力を開放する位置に移動させることにより、内索の緊張を開放することができる。

前記保持機構が、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットとネジ−ナット結合された回転部材と、その回転部材を外部から回転操作する操作手段とを備えている場合（請求項６）は、操作手段によって回転部材を外部から操作することにより、ブラケットの位置を移動させて導管を圧縮状態にしたり、圧縮力を開放させたりすることができる。操作手段が回転ケーブルを備えている場合（請求項７）は、遠隔操作でブラケットの位置を移動させることができる。

前記コントロールケーブルがブレーキを操作するプルコントロールケーブルであり、そのプルコントロールケーブルの内索が、ブレーキのリターンスプリングによって常時張力が付与されている場合（請求項８）は、モータの一方向の回転により回転部材を回転させて内索を引っ張り操作することができ、モータの他方向の回転により、内索を引く力を弱めてリターンスプリングの付勢力に従わせてケーブルを送り出すことができる。また、内索に大きい張力を負荷した状態で電気系統に故障が生じたときは、前述の緊急解除機構によって内索の張力を解消することができ、被操作部材の作動状態を解消できる。

本発明の電動式ブレーキ装置（請求項９）は、前述の緊急解除機構を備えているので、モータ駆動でケーブルを引き操作してブレーキをかけたり、解除したりすることができる。そしてブレーキをかけた状態で電気系統に故障が生じたときでも、緊急解除機構で手動操作によってケーブルの張力を解消することができ、ブレーキを解除することができる。それにより、自動車などを移動させることができる。なお、ケーブルによるブレーキ操作ができない状態でも、通常は油圧ブレーキなどのサービスブレーキが利用できるので、自動車などの運転は問題がない。

つぎに図面を参照しながら本発明のケーブル駆動装置および電動ブレーキ装置の実施の形態を説明する。図１は本発明のケーブル駆動装置の一実施形態を示す一部断面平面図、図２は図１のII-II線断面図、図３は図１のIII-III線断面図、図４は図１のケーブル駆動装置におけるモータの制御回路を示すブロック図、図５は図１のケーブル駆動装置を用いた電動ブレーキ装置の一実施形態を示す概略平面図、図６は本発明のケーブル駆動装置の他の実施形態を示す一部切り欠き平面図、図７はそのケーブル駆動装置における緊急解除機構の斜視図、図８はその緊急解除機構の拘束機構を示す分解斜視図、図９は図６の緊急解除機構の作用を示す工程図、図１０ａ〜ｃおよび図１１はそれぞれ本発明に関わる解除機構のさらに他の実施形態を示す概略平面図である。

図１に示すケーブル駆動装置１０は、本体１１とカバー１２とからなるハウジング１３と、そのハウジングに取り付けられるモータＭと、ハウジング１３内に収容され、モータの回転を減速する減速機Ｇと、減速機の出力部に連結されるネジ−ナット機構（回転／直進変換機構）１４と、そのネジ−ナット機構によって往復駆動されるコントロールケーブル１５と、そのコントロールケーブルの導管の軸方向の移動の拘束／解除を切り換える緊急解除機構１６と備えている。なお符号１７はハウジング１３を保持するベースブラケットである。

前記ハウジング１３の本体１１には、モータＭを取り付けるための取り付け座２１が設けられ、ネジ（図２の符号２２）によってモータＭが固定されている。本体１１とカバー１２との間には、減速機のギヤを支持する第１軸２３、第２軸２４がモータＭの出力軸２５と平行に配置され、固定されている。さらにハウジング１３には、ネジ−ナット機構１４の筒状のナット部材２６が回転自在に支持されている。ナット部材２６の回転中心はモータＭの出力軸２５と平行である。

減速機Ｇは、モータＭの出力軸２５に固定されているピニオン２７と、第１軸２３によって回転自在に支持され、ピニオン２７と噛み合う第１ギヤ２８と、前記第２軸２４によって回転自在に支持され、第１ギヤ２８と噛み合う第２ギヤ２９と、ナット部材２６の外周に固定され、第２ギヤ２９と噛み合う第３ギヤ３０とからなる。図２に示すように、第１ギヤ２８はピニオン２７と噛み合う大径ギヤ２８ａと、その大径ギヤと一体に回転する小径ギヤ２８ｂとを備えている。第２ギヤ２９は第１ギヤの小径ギヤ２８ｂと噛み合う大径ギヤ２９ａと、その大径ギヤと一体に回転して第３ギヤ３０と噛み合う小径ギヤ２９ｂとを備えている。なお図２では、煩雑さを避けるために各ギヤは一点鎖線で有効径のみを示している。

前記減速機Ｇでは、モータＭの回転は、ピニオン２７から第１ギヤの大径ギヤ２８ａへ伝達されるとき、第１ギヤの小径ギヤ２８ｂから第２ギヤの大径ギヤ２９ａに伝達されるとき、および第２ギヤの小径ギヤ２９ｂから第３ギヤ３０に伝達されるときにそれぞれ減速され、全体として３段減速の作用が奏される。ギヤ比がたとえばそれぞれ１／３であれば、全体の減速比は１／２７となる。

図１に戻って、前記ネジ−ナット機構１４は、前述のナット部材２６と、そのナット部材２６と螺合するロッド（スクリューシャフト）３２と、そのロッドに固定される角形のスライダ３３と、ロッドの回転を拘束するため、スライダ３３を摺動自在にガイドするガイド部材３４とを備えている。ナット部材２６は中空の円筒状を呈しており、ハウジングの本体１１に設けられる筒状の受け部１１ａによって回転自在に支持される。ナット部材２６の先端の内面には雌ネジ３５が形成されている。長手方向の中心部の外周には、ケーブル操作の時のスラスト荷重、とくにケーブルを引っ張るときの反力を支持するフランジ３６が形成されている。なお、符号３７、３８はスラスト荷重を受けるワッシャ３９、４０を保持するＣリングであり、ナット部材２６の外周に形成される環状溝に嵌合している。

第３ギヤ３０の内周は回り止めのための四角形の貫通孔が形成されており、ナット部材２６の第３ギヤ３０と嵌合する表面には、その貫通孔と嵌合する４個所の平坦面４１が形成されている。なお、ナット部材２６の内部には、ロッド３２の先端が当接するストッパ４３が設けられている。

前記ロッド３２の一端近辺にはナット部材２６の雌ネジ３５と螺合する雄ネジ４４が形成されている。他端にはコントロールケーブル１５の内索４５の端部を嵌入してカシメなどで固定する穴４６が形成されている。穴の周囲は薄肉の筒状部とされ、カシメ加工のときに角形に成形されて角形部４７となる。その角形部の外周には前記スライダ３３が嵌合され、固定されている。スライダ３３の外周は図３に示すように、略四角形とされており、筒状（あるいは一対の板状）のガイド部材３４の内面と回転しないように、軸方向に摺動自在に嵌合している。ガイド部材３４の基端はハウジングの本体１１に設けられる前記受け部１１ａの外周に嵌合固定されている。

前記コントロールケーブル１５は、可撓性を有する導管４９と、その導管内に摺動自在に収容される前述の内索４５とからなる公知のものである。導管４９は断面角形の金属線を密に螺旋状に巻いた鎧層とその外周に設けられる合成樹脂製の被覆とからなる。内面に合成樹脂製のチューブ状のライナが設けられる場合もある。内索４５は金属素線を撚り合わせたものであり、この実施形態ではその外周に合成樹脂製のコートを設けている。

導管４９の端部には筒状のケーシングキャップ５０がカシメなどで固定され、そのケーシングキャップ５０が前記ガイド部材３４の自由端に軸方向摺動自在に嵌合された導管保持用のブラケット５１に固定されている。ケーシングキャップ５０とブラケット５１は一体に構成することもできる。ブラケット５１の内面側には、筒状のクッションラバー（ストッパ）５１ａが設けられている。内索４５の端部は前述のようにロッド３２の穴４６に嵌入され、カシメなどによって固定されている。この実施形態ではコントロールケーブル１５は引き力を伝達するプルコントロールケーブルを採用している。ただし用途によってはプッシュプルコントロールケーブルであってもよい。

前記ガイド部材３４の自由端近辺には、軸方向に延びる切り欠き溝３４ｂが形成されており、その近辺に係合爪５２がハウジング１３によって回転自在に支持されている。係合爪５２には、支持軸５２ａと、回動中心から半径方向外側に向かって延びる操作片（操作レバー）５２ｂとが設けられている。係合爪５２は支持軸５２ａから斜め方向に延び、先端がブラケット５１の内面側と係合している。係合爪５２は、捻りコイルバネなどのバネ５２ｃによって図１の時計方向に付勢されている。そして通常の状態では、係合爪５２の先端は、ブラケット５１と係合して、ブラケット５１の図１における右側への移動を拘束している。操作片５２ｂを操作して係合爪５２を反時計方向に回動させると、その拘束が開放される。

すなわち係合爪５２およびバネ５２ｃはブラケット５１の軸方向の移動を拘束する拘束機構であり、操作片５２ｂは、その拘束を解除する開放操作手段である。そして係合爪５２、バネ５２ｃおよび操作片５２ｂは全体で緊急解除機構を構成している。なお、操作片５２ｂに遠隔操作用の解除ケーブル５３を連結することもできる。解除ケーブル５３としては、内索と導管とからなるプルコントロールケーブルの内索を用いることができる。ただしプーリやスライドガイドなどの適切なガイド手段を採用すれば、内索のみを解除ケーブルとすることもできる。また、プルコントロールケーブルの導管を解除ケーブルとして用いたり、プッシュプルコントロールケーブルの内索あるいは導管を解除ケーブルとして用いることもできる。

前記のように構成されるネジ−ナット機構１４とコントロールケーブル１５において、第３ギヤ３０が回転するとナット部材２６も一緒に回転する。そしてナット部材２６と螺合しているロッド３２は、ガイド部材３４およびスライダ３３によって回転が拘束されているので、ナット部材２６に対して相対的に回転し、軸方向に移動する。それによりロッド３２に連結されている内索４５が軸方向に操作される。ネジ−ナット機構１４では、ナット部材２６が一回転するときにロッド３２がネジの１ピッチ分（１リード分）移動するので、この機構でも減速作用が奏される。このような操作においては、ブラケット５１の右側への移動が係合爪５２によって拘束されているので、導管４９は内索４５の反力を支持することができ、内索４５が右側へ移動し、被操作部材を引き操作することができる。また、モータＭの反対方向の回転により、引き操作を解除することができる。

前記ケーブル駆動装置１０において、コントロールケーブル１５の内索４５を引っ張り操作した状態（スライダ３３が右側に移動している状態）で、モータＭの電線が断線するなどの障害が発生したときは、バネ５２ｃの付勢力に抗して操作片５２ｂを反時計方向に回動させ、係合爪５２とブラケット５１の係合を開放する。それによりブラケット５１および導管４９の端部が内索に付与されている張力の反作用として右側に移動し、内索４５の張力がなくなる。すなわち導管４９が内索４５の反力を支持できなくなるので、内索４５による被操作部材の引き操作が解消される。電気系統の故障が回復した場合は、モータＭによってナット部材２６を回転させ、ロッド３２を左側に移動させ、クッションラバー５１ａを押してブラケット５１を元の位置に押し戻す。

なお、この実施形態では、係合爪５２が斜め方向に延びており、内側の面がカムの作用を奏する。すなわち、係合爪５２はバネ５２ｃの付勢力で時計方向に回動し、ブラケット５１の端部に当接する。そして電気系統の故障が回復してブラケット５１を元の位置に戻すとき、ブラケット５１が係合爪５２の内側の面を押して操作片５２ｂを押し開きながら元の位置に戻る。そしてブラケット５１が元の位置に戻ったとき、バネ５２ｃの付勢力で自動的にブラケット５１と再び係合する。

前記モータＭは、たとえば３相のコイル相を備えたＤＣブラシレスモータが用いられる。図４に示す回路では、モータＭのロータとそのロータと対向する固定要素（たとえばモータハウジングなど）との間に、コイル相の磁極を反転励磁させるための位置検出用センサＳｅ１〜３が設けられる。そのようなセンサとしては、ロータに設けられる３個の検出用磁石とモータハウジングに設けられるホールＩＣセンサ（ホール効果素子センサ）との組み合わせが好適である。検出用磁石に代えて、コイルＣｏ１〜３と作用する駆動用の磁石を用いることもできる。そのほうが構成が簡単である。３個のホールＩＣセンサのほか、光センサなど、他のセンサを用いることもできる。それらのセンサの出力はコンパレータなどの増幅回路５４、コイルの磁極を反転させる転流回路５５などを備えたモータドライバ５６に送られる。

このケーブル駆動装置１０では、センサのパルス出力をケーブル操作位置検出回路５７に送り、パルス数をカウントし、ケーブル位置を示す信号に換算する。得られたケーブル位置信号は、基本的にケーブルによる操作対象の位置信号として、マイクロプロセッサ５８に送られ、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ操作などのための操作スイッチＳＷ、各種のインターロック信号に基づいてモータＭの正転、停止、逆転の制御、回転数の制御信号を作成し、モータドライバ５６を介してモータＭを回転／停止させる。また、内索の永久伸びの補償、ブレーキ用摩擦部材の摩耗などによるケーブル基準位置の変化は、毎回あるいは数回のブレーキ操作のたびに演算され、記憶され、適切なブレーキ操作のために用いることができる。

上記のケーブル駆動装置１０では、モータＭが１回転すると、減速機Ｇでたとえば１／２７に減速されてナット部材２６が１／２７回転する。それによりネジの１ピッチの１／２７だけ内索４５を操作する。そして第２ギヤ２９に検出用磁石をたとえば１０個設け、ハウジングのカバー１２にそれらの磁石を検知するホールＩＣ素子を設けるとすると、モータ１回転当たり、パルスが１０／９パルス発生する。しかしモータＭに内蔵されている励磁センサをカウントすると、モータＭの１回転で３パルスとしても、３／１０×９で２．７倍の分解能となる。

つぎに図５を参照して前記ケーブル駆動装置を備えた電動ブレーキ装置の実施形態を説明する。この電動ブレーキ装置６０は、前述のケーブル駆動装置１０と、そのコントロールケーブル１５の他端側に揺動自在に連結されるイコライザ６１と、そのイコライザに連結される左右の第２コントロールケーブル６２、６２と、第２コントロールケーブル６２の他端側に連結されるブレーキ機構６３とからなる。ブレーキ機構６３は、ブレーキドラム６４と、そのブレーキドラムに取り付けられるブレーキシュー６５と、ブレーキドラム６４を戻し方向（矢印Ｒ方向）に付勢するリターンスプリング６６と、第２コントロールケーブル６２で作動するパーキングレバー６７とを備えた公知のものである。

この電動ブレーキ装置６０は、通常の状態ではリターンスプリング６６の付勢力でブレーキドラム６４が矢印Ｒ方向に回動してブレーキ解除の状態になっている。そして運転者がスイッチＳＷを入れるとケーブル駆動装置１０のモータＭが一方向に回転し、図１のナット部材２６が回転し、ロッド３２をナット部材の内部に引き込む。それによりロッドに連結されているコントロールケーブル１５の内索４５が引っ張られ、図５のイコライザ６１を介して２本の第２コントロールケーブル６２の内索を引く。それによりパーキングレバー６７がブレーキ作動方向（矢印Ｋ）に回動してブレーキがかかる。このブレーキ作用のときは、前述のケーブル操作位置検出回路であらかじめ記憶されているデータと比較して停止信号が出され、モータが停止する。

運転者がブレーキを解除する場合は、スイッチ（図４の符号ＳＷ）の操作によりモータＭを逆方向に回転させ、ナット部材２６からロッド３２を送り出す。それにより内索４５は図５の２本の第２コントロールケーブル６２の内索およびイコライザ６１を介してブレーキ機構６３のリターンスプリング６６の付勢力により引き戻される。モータＭを停止させるタイミングでは、ブレーキが充分に掛かっている状態で、しかも内索４５などに弛みが生じない状態である必要がある。前述のようにケーブル駆動装置１０のモータＭの制御は高精度であるので、ブレーキ操作は適切に行われ、摩擦部材の無駄な摩耗が抑制されると共に、内索４５の弛みや張り過ぎに基づく損耗が抑制される。

上記のような電動ブレーキ装置６０は、通常はパーキングブレーキの操作に用いられる。ただし緊急時にサービスブレーキに代わる非常用ブレーキとして操作できるようにしておくのが好ましい。前述の手動で操作ができる緊急解除機構１６は、電動ブレーキ装置６０のようにブレーキをかけた状態で電気系統が故障したときに困る場合に採用される。すなわちブレーキをかけた状態で電気系統が故障すると、ブレーキを解除できなくなり、自動車を移動させることができない。その場合、緊急解除機構１６の解除ケーブル５３を引くと、前述のように係合爪５２がブラケット５１から外れ、ブラケット５１および導管４９が前方（図１の右側）に移動する。それにより内索４５の張力がなくなり、ブレーキが解除される。したがって自動車を移動させることができる。なお、前記実施形態ではモータＭとして３相のブラシレスモータを用いているが、ブラシ付きのモータであってもよく、３相以上の励磁形式のモータも使用しうる。

ブラシ付きのモータのように、内部にパルス発生手段を備えていないモータを用いる場合は、モータの出力軸、あるいは減速機のギヤ、ナット部材などの回転によってパルスを発生する手段を設けるのが好ましい。そのようなパルス発生手段は、回転軸やギヤなどの回転部材に設けられる検出用磁石（基本的に多極磁石１個）と、ケーシングなどの固定要素に設けられるホールＩＣセンサ（ホール効果素子センサ）との組み合わせが好適である。

本発明のケーブル操作装置は、ブレーキ操作のほか、種々のケーブルを押し引きするリニアクチュエータとして種々の用途に使用することもできる。ケーブルを押し引きして用いる場合は、プッシュプルケーブルが用いられる。

つぎに図６〜９を参照して本発明のケーブル駆動装置の他の実施形態を説明する。図６に示すケーブル駆動装置１０Ａは、緊急解除機構６８を除いて図１のケーブル駆動装置１０と実質的に同一である。また、緊急解除機構６８についても、ガイド部材３４を軸方向に移動可能にしたり、係合爪５２を上下に設けたりするなど、一部が異なるが、図１の緊急解除機構１６と基本的に同じ構成を備えている。そのため、同じ部分に同じ符号を付して説明を省略する。

図６の緊急解除機構６８では、ガイド部材３４をハウジング１３から分離し、ネジなどでブラケット５１と一体化すると共に、ガイド部材３４とスライド自在に嵌合する第２ガイド３４ａをハウジング１３から突出させている。さらにガイド部材３４および第２ガイド３４ａをそれぞれ略角筒状に形成し、ガイド部材３４を第２ガイド３４ａの外側にテレスコピックに嵌合させている。すなわち元のガイド部材を二分して摺動自在に嵌合された形態としている。なおガイド部材３４を第２ガイド３４ａの内面側に嵌合させてもよい。さらにガイド部材３４や第２ガイド３４ａは、上下の板のみから構成することもできる。

さらにこの実施形態では、図７に示すように、上下一対の係合爪５２、５２をハウジング１３に取りつけた支持ブラケット３４ｂの上端および下端にそれぞれ回動自在に設けている。すなわち支持ブラケット３４ｂは平面視でコ字状に折り曲げた板材とし、係合爪５２の左右に突出させた支持軸５２ａを支持ブラケット３４ｂの折り曲げ片に回動自在に支持させている。なお、支持ブラケット３４ｂと第２ガイド３４ａとは一体に形成することもできる。

また、図８に示すように、操作片５２ｂを支持軸５２ａの端部に固定すると共に、操作片５２ｂと支持ブラケット３４ｂの間に隙間を設け、その隙間に係合爪５２を付勢するバネ５２ｃを介在させている。バネ５２ｃはたとえば捻りコイルバネとすることができ、その捻りコイルバネの両端を操作片５２ｂと支持ブラケット３４ｂに係止している（図７参照）。

また、上下一対の係合爪５２を設けたことに伴い、解除ケーブル５３の先端に共通プレート５３ａを連結し、その共通プレート５３ａを上下の係合爪５２の操作片５２ｂと連結している。この実施形態では図７および図８に示すように、共通プレート５３ａを略三角形とし、解除ケーブル５３の先端をケーブルエンド５３ｂとピン５３ｃによって回動自在に連結している。さらに操作片５２ｂに長孔５２ｄを形成して、共通プレート５３ａに突設したピン５３ｃと嵌合させることにより、共通プレート５３ａの直進運動と操作片５２ｂの回動運動を許すように構成している。ただし共通プレート５３ａに長孔を形成し、操作片５２ｂにピンを設けるなど、他の連結手段を採用することもできる。

さらにガイド部材３４とブラケット５１を一体化したことに伴い、それらの全体を気密および液密に封入できるケース６９内に収容している。ケース６９はハウジング１３と一体化することもできる。そして解除ケーブル５３をプルコントロールケーブルの内索とし、ケース６９に設けた段部６９ａに、その内索を摺動自在に案内する導管５３ｄの端部を固定している。

上記のように構成される緊急解除機構６８は、通常の状態では図９の上側に示すように、係合爪５２の先端がガイド部材３４の先端と係合している。そのため、図６に示すように、ブラケット５１および導管４９の端部は右側に移動することができず、スライダ３３に連結される内索４５の張力を維持できる。したがってモータＭの回転により、雄ネジ４４を備えたロッド３２が右側に移動して、スライダ３３がガイド部材３４によってガイドされながら右側に移動する。それによりスライダ３３ないしロッド３２に連結された内索４５を介してパーキングブレーキなどの被操作部材を引き操作することができる。なお、図９の上の状態では、係合爪５２の先端はバネ５２ｃの付勢力で第２ガイド３４ａの表面に当接しており、その状態でガイド部材３４の先端と係合している。そのため、係合が確実である。

電気系統が故障するなどの緊急時には、解除ケーブル５３を矢印Ｐ１方向に引く。それにより図９の下側に示すように、共通プレート５３ａが左に移動し、上側の操作片５２ｂを時計方向に、下側の操作片５２ｂを反時計方向に、それぞれ回動させ、上下一対の係合爪５２、５２も同様に回動させる。それによって係合爪５２、５２とガイド部材３４の先端の係合が解除され、ガイド部材３４はブレーキ操作用の内索４５の反力によって右側に押されて移動する。それにより内索４５の張力が開放され、パーキングブレーキなどの被操作部材を引く力が解消される。その状態では、解除ケーブル５３を引く力を弱めると、バネ５２ｃの付勢力で係合爪５２の先端がガイド部材３４の表面に当接する。したがって解除ケーブル５３を引かなくても解除状態を維持させることができる。

電気系統の故障が回復したときは、内索４５を送り出す方向にモータＭを回転させる。それにより図６のロッド３２が左側に移動し、スライダ３３がブラケット５１のクッションラバー５１ａを左側に押していく。そのため、ガイド部材３４も一緒に左側に移動し、ガイド部材３４の先端が係合爪５２の先端より左側に移動したときに、係合爪５２がバネ５２ｃの付勢力でガイド部材３４の先端と係合する位置に回動する。それにより図９の上の状態に戻り、通常のモータＭによる内索４５の引き操作を行うことができる。

図１および図６のケーブル駆動装置１０、１０Ａでは、導管４９によって押される力に対向するように、係合爪５２がブラケット５１やガイド部材３４の先端を突っ張っているが、図１０ａ、図１０ｂに示すように、ブラケット５１やガイド部材３４の先端の後方から引っかける係合爪５２を採用することもできる。この場合も、係合爪５２を係合方向に戻すバネ５２ｃを設けておき、ブラケット５１が前進しているときに係合爪５２が元の位置に戻らないようにブラケット５１の外面に係合爪５２を当接させておくのが好ましい。それにより一旦係合爪５２の係合を外して導管４９の圧縮を解除した後、ブラケット５１を元の位置に戻すときに自動的に係合状態に復帰させることができる。

また、図１０ｃに示すように、ブラケット５１やガイド部材３４の移動方向に対して直角方向から係合する係合ピン７１を採用することもできる。その場合も係合ピン７１を係合方向に付勢するバネ７２を設ける。

図１１に示す解除機構７４は、導管４９を保持するブラケット５１に雌ネジ７５が形成され、その雌ネジと螺合するネジ軸７６を回転自在に設けている。そしてネジ軸７６に、回転ケーブル７７が連結されている。ただしハンドルなど、他の回転操作手段を連結してもよい。なお、符号７８はブラケット５１を回転しないように軸方向にガイドするガイド軸である。

この解除機構７４を備えたケーブル駆動装置では、内索４５に張力が加わった状態で電気系統が故障したとき、回転ケーブル７７の他端を回転させることにより、ブラケット５１を移動させることができ、それにより導管４９の圧縮力を解除することができる。そして電気系統が復帰したとき、回転ケーブル７７を逆向きに回転させることにより、ブラケット５１を元の位置に戻すことができる。なお、ブラケット５１にネジ軸７６を固定し、そのネジ軸と螺合する雌ネジ７５を回転自在に設けることもできる。

前記実施の形態では、係合爪５２や係合ピン７１をバネ５２ｃ、７２によって係合位置側に付勢しているが、いわゆるセンターオーバーバネを用いて、係合ピン７１が係合位置に近づいたときには係合側に付勢し、離脱側に近づいたときに離脱側に付勢するように構成することもできる。その場合は自動的には復帰しないので、運転者などがその都度外部から操作することになる。

図１のケーブル駆動装置１０では、モータＭの回転をギヤ並列タイプの減速機で減速して回転部材に伝達している。しかし本発明のケーブル駆動装置はそのような減速機に限られるものではなく、遊星ギヤ減速機を用いてもよい。さらにプーリとベルトを用いた減速機、あるいはチェーンとスプロケットを用いた、いわゆる巻き掛け伝導機構を利用した減速機を採用することもできる。さらに通常のギヤ式の減速機と巻き掛け伝導機構とを直列的に連結した減速機を採用することもできる。また、図１のケーブル駆動装置１０では、第３ギヤ３０にナット部材２６を固定し、雄ネジ４４を形成したロッド３２に内索４５を連結しているが、逆に第３ギヤ３０にロッド３２を固定し、ナット部材２６に内索４５を連結することもできる。

本発明のケーブル駆動装置の一実施形態を示す一部断面平面図である。 図１のII-II線断面図である。 図１のIII-III線断面図である。 図１のケーブル駆動装置におけるモータの制御回路を示すブロック図である。 図１のケーブル駆動装置を用いた電動ブレーキ装置の一実施形態を示す概略平面図である。 本発明のケーブル駆動装置の他の実施形態を示す一部切り欠き平面図である。 そのケーブル駆動装置における緊急解除機構の斜視図である。 その緊急解除機構の拘束機構を示す分解斜視図である。 図７の緊急解除機構の作用を示す工程図である。 図１０ａ〜ｃは本発明に関わる解除機構のさらに他の実施形態を示す概略平面図である。 本発明に関わる解除機構のさらに他の実施形態を示す概略平面図である。 従来のパーキングブレーキ装置の一例を示す斜視図である。 図１２のパーキングブレーキ装置の要部拡大斜視図である。 従来のパーキングブレーキの他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ケーブル駆動装置
１１ 本体
１１ａ 受け部
１２ カバー
１３ ハウジング
Ｍ モータ
Ｇ 減速機
１４ ネジ−ナット機構
１５ コントロールケーブル
１６ 緊急解除機構
１７ ベースブラケット
２１ 取り付け座
２２ ネジ
Ｍ モータ
Ｇ 減速機
２３ 第１軸
２４ 第２軸
２５ 出力軸
２６ ナット部材
２７ ピニオン
２８ 第１ギヤ
２８ａ 大径ギヤ
２８ｂ 小径ギヤ
２９ 第２ギヤ
２９ａ 大径ギヤ
２９ｂ 小径ギヤ
３０ 第３ギヤ
３２ ロッド
３３ スライダ
３４ ガイド部材
３５ 雌ネジ
３６ フランジ
３７、３８ Ｃリング
３９、４０ ワッシャ
４１ 平坦面
４３ ストッパ
４４ 雄ネジ
４５ 内索
４６ 穴
４７ 角形部
４９ 導管
５０ ケーシングキャップ
５１ ブラケット
５１ａ クッションラバー
５２係合爪
５２ａ 支持軸
５２ｂ 操作片
５２ｃ バネ
５３ 解除ケーブル
Ｓｅ１〜３ センサ
Ｃｏ１〜３ コイル
５４ 増幅回路
５５ 転流回路
５６ モータドライバ
５７ ケーブル操作位置検出回路
５８ マイクロプロセッサ
ＳＷ 操作スイッチ
６０ 電動ブレーキ装置
６１ イコライザ
６１a 有底円筒部
６２ 第２コントロールケーブル
６３ ブレーキ機構
６４ ブレーキドラム
６５ ブレーキシュー
６６ リターンスプリング
６７ パーキングレバー
１０Ａ ケーブル駆動装置
６８ 緊急解除機構
３４ａ 第２ガイド
３４ｂ 支持ブラケット
５３ａ 共通プレート
５３ｂ ケーブルエンド
５３ｃ ピン
５２ｄ 長孔
６９ ケース
６９ａ 段部
７１ 係合ピン
７２ バネ
７４ 解除機構
７５ 雌ネジ
７６ ネジ軸
７７ 回転ケーブル
７８ ガイド軸

Claims (9)

1. モータと、そのモータの出力軸に連結される減速機と、その減速機の出力側に連結される回転部材と、前記回転部材と螺合して、回転部材の回転を直進運動に変換する直進部材と、前記直進部材に連結される内索およびその内索の反力を支持する導管を備えたコントロールケーブルと、外部操作で前記内索の操作力を開放するための緊急解除機構とを備えており、
   その緊急解除機構が、前記導管の端部を通常状態では軸方向に移動しないように拘束すると共に異常時には外部操作で拘束を解除する拘束機構と、その拘束を外部操作で開放する開放操作手段とを備えている電動式のケーブル駆動装置。
2. 前記拘束機構が、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットと係合して移動を妨げる拘束位置と移動を許す解除位置との間で移動する係合部材と、その係合部材を拘束位置の側に付勢するバネとを備えており、
   前記開放操作手段が、前記バネの付勢力に抗して係合部材を解除位置の側に操作するものである請求項１記載の電動式のケーブル駆動装置。
3. 前記係合部材が、導管の中心線を挟んで一対で設けられている請求項２記載の電動式のケーブル駆動装置。
4. 前記開放操作手段が、引っ張り力を伝達する解除ケーブルを含む請求項２記載の電動式のケーブル駆動装置。
5. モータと、そのモータの出力軸に連結される減速機と、その減速機の出力側に連結される回転部材と、前記回転部材と螺合して、回転部材の回転を直進運動に変換する直進部材と、前記直進部材に連結される内索およびその内索の反力を支持する導管を備えたコントロールケーブルと、外部操作で前記内索の操作力を開放するための緊急解除機構とを備えており、
   その緊急解除機構が、前記導管の端部を軸方向移動自在に保持すると共に、通常状態では導管を圧縮する位置で保持し、緊急時には外部操作で圧縮力を開放する位置に移動させる保持機構を備えている電動式のケーブル駆動装置。
6. 前記保持機構が、導管の端部を保持するブラケットと、そのブラケットとネジ−ナット結合された回転部材と、その回転部材を外部から回転操作する操作手段とを備えている請求項５記載の電動式のケーブル駆動装置。
7. 前記操作手段が回転ケーブルを含んでいる請求項６記載の電動式のケーブル駆動装置。
8. 前記コントロールケーブルがブレーキを操作するプルコントロールケーブルであり、そのプルコントロールケーブルの内索に、ブレーキのリターンスプリングによる張力が常時付与されている請求項１、２、３、４、５、６または７記載の電動式のケーブル駆動装置。
9. 請求項８記載のケーブル駆動装置と、前記内索が連結されるブレーキレバーと、そのブレーキレバーをブレーキ解除側に付勢するリターンスプリングと、ブレーキレバーと連結されるブレーキ用摩擦部材とを備えている自動車などの電動式ブレーキ装置。

Images