JP2008051195A - 電動パーキングブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケーブル張力に基づく一対のケーブル反力を受ける反力受け部と、ケーブル張力に基づくねじ軸からの荷重を受ける軸荷重受け部とを備えるハウジングを有する電動パーキングブレーキにおいて、ハウジングを小型化すること。
【解決手段】 ハウジング２１において厚肉にされるべき一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂ、及び軸荷重受け部２１ａの３箇所全てが、ハウジング２１の一側に集中させられている。これにより、ハウジング２１を小型化することができる。加えて、軸荷重受け部２１ａが、一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂの間に設けられている。これにより、ハウジング２１をより一層小型化できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電動パーキングブレーキ装置に関するものであり、例えば、車両用のパーキングブレーキ装置に採用可能である。

電動パーキングブレーキの一つとして、ハウジングと、前記ハウジングに固定された電動モータと、前記電動モータの回転駆動トルクを一端が受けて軸周りに回転する軸部材と、前記軸部材の回転運動を並進運動部の並進運動に変換する変換機構と、前記並進運動部に各一端がそれぞれ連結された一対のケーブルと、前記一対のケーブルの各他端にそれぞれ連結された一対のパーキングブレーキとを備え、前記ハウジングは、前記一対のケーブルの張力に基づいて発生する前記一対のケーブルからの各反力をそれぞれ受ける一対の反力受け部と、前記一対のケーブルの張力に基づいて発生する前記軸部材の他端からの軸方向の荷重を受ける軸荷重受け部を備えたものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。
特開２００６−１７１５８号公報

上記特許文献１に記載されている電動パーキングブレーキにおいては、一対の反力受け部のうち一方がハウジングの一側に、他方がその反対側に備えられており、それぞれの側において上記ケーブルからの反力が生じる。軸荷重受け部もハウジングの一側に備えられており、ハウジングの一側において上記軸部材の他端からの軸方向の荷重が生じる。このため、ハウジングの強度を保つ観点から、ハウジングの一側、及びその反対側が共に厚肉にされる必要があるとともに、ハウジングの一側と反対側とをつなぐ底部、及び側壁が厚肉にされる必要があり、ハウジングを小型化することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために、上記形式の電動パーキングブレーキ装置において、前記一対の反力受け部、及び前記軸荷重受け部が、前記ハウジングの一側に設けられ、且つ、前記軸荷重受け部が、前記一対の反力受け部の間に設けられたことに特徴がある。

これによれば、ハウジングにおいて厚肉にされるべき一対の反力受け部、及び軸荷重受け部（３箇所）を全てハウジングの一側に集中させることができる。この結果、ハウジングのその他の部分を高強度すなわち厚肉にする必要なく、ハウジングを小型化できる。加えて、軸荷重受け部が、一対の反力受け部の間に設けられている。これにより、一対のケーブルの間に軸部材を配置することができ、ハウジングをより一層小型化できる。

この場合、前記ハウジングの軸荷重受け部と前記軸部材の他端との間に、前記軸部材の軸方向荷重を検出する荷重センサが備えられることが好適である。ここにおいて、前記荷重センサとしては、例えば、前記軸部材の軸方向荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサが使用されてもよいし、前記軸部材の軸方向荷重に応じて移動する移動部材の変位を検出する変位センサが使用されてもよい。前記軸部材の軸方向荷重は、ケーブル張力に比例する。従って、前記荷重センサにより検出される軸部材の軸方向荷重により、ケーブル張力の制御（即ち、電動モータの制御）を行うことが可能である。

上記構成によれば、ハウジング内の一対のケーブル間に生じる空間を荷重センサを設けるための空間として有効に利用することが可能である。従って、ハウジング内に荷重センサを設けることによるハウジングの大型化を抑制することが可能である。

以下、本発明による電動パーキングブレーキ装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態を実施した自動車用の電動パーキングブレーキ装置を示していて、この電動パーキングブレーキ装置は、アクチュエータ部ＡＣＴと、アクチュエータ部ＡＣＴにより駆動される一対のパーキングブレーキＰＢ，ＰＢと、アクチュエータ部ＡＣＴを制御する電気制御装置ＥＣＵとを備えている。アクチュエータ部ＡＣＴは、電動モータ１１の回転駆動トルクを減速して伝達する減速機構Ａと、この減速機構Ａにより伝達された回転運動を並進運動に変換する変換機構Ｂと、この変換機構Ｂにより変換された並進運動により生じる力を二つの出力部に等分に分配するイコライザ機構Ｃと、このイコライザ機構Ｃの各出力部に各一端がそれぞれ連結されるとともに、各他端がそれぞれ一対のパーキングブレーキＰＢ，ＰＢに連結された一対のケーブル１３，１３と、一対のケーブル１３，１３の張力（ケーブル張力）に比例する後述するねじ軸３１（軸部材）の軸方向荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサＳ１（荷重センサ）とを備えている。

電動モータ１１は、制動スイッチＳＷ１、解除スイッチＳＷ２、及び圧力センサＳ１により検出される圧力に基づいて、電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御されるようになっている。

減速機構Ａは、図示しない多段の減速ギヤ列によって構成されていて、各ギヤはハウジング２１に組付けたケーシング２３内に組み込まれている。減速機構Ａは、電動モータ１１の回転駆動トルクをねじ軸３１の一端に減速して伝達するようになっている。

変換機構Ｂは、上述したねじ軸３１と、このねじ軸３１に螺合して組付けたナット３３とを備えている。ねじ軸３１は、ねじ軸３１の一端側の軸受３５、ねじ軸３１の他端側でハウジング２１に固定された支柱２１ｃに収納された軸受３９、及びねじ軸３１の他端側のスラスト軸受機能を有しハウジング２１の軸荷重受け部２１ａに組付けられている上述した圧力センサＳ１を介してハウジング２１に回転自在かつ軸方向へ移動可能に組付けられている。これにより、ねじ軸３１は、電動モータ１１の回転駆動トルクを上記一端が受けて軸周りに回転するとともに、上記ねじ軸３１の軸方向荷重を圧力センサＳ１に伝達するようになっている。ねじ軸３１が正方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置から図１の２点鎖線で示した制動位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動され（並進運動し）、また、ねじ軸３１が逆方向に回転駆動されることによりナット３３が図１の実線で示した解除位置に向けてねじ軸３１の軸線方向に移動される（並進運動する）ようになっている。

イコライザ機構Ｃは、ナット３３に作用する並進運動により生じる力を二つの出力部に等分に分配するものであり、ナット３３に組付けたレバー３７によって構成されている。レバー３７は、その中央部にてナット３３に所定量揺動可能に組付けられていて、二つの出力部である一対のアーム３７ａ，３７ａには、一対のケーブル１３，１３におけるインナーワイヤ１３ａ，１３ａの端部がそれぞれ回動可能に連結されている。一対のケーブル１３，１３におけるアウターチューブの一端１３ｂ，１３ｂは、ハウジング２１の一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂの円形取り付け穴にＯリング２５，２５を介して嵌合・固定され、クリップ２７，２７にてそれぞれ抜け止めされている。ここで、ナット３３、及びレバー３７は、それぞれ並進運動部に対応している。

圧力センサＳ１は、その拡大図である図２に示すように、段付円筒状を呈していて、小径部に対応する略円筒状の基部４１ａと、基部４１ａと一体であって大径部に対応する円筒状カップ部４１ｂと、を備えたケーシング４１を備えている。

基部４１ａは、ハウジング２１の軸荷重受け部２１ａの円形取り付け穴にＯリング４３を介してねじ軸３１と同軸的に嵌合・固定されている。なお、基部４１ａは、軸荷重受け部２１ａに埋設された図示しないねじによりハウジング２１に対して回転不能かつ軸方向に移動不能に固定されている。円筒状カップ部４１ｂは、ハウジング２１の内部にて、ねじ軸３１と同軸的にかつねじ軸３１の他端３１ａに向けて開口するようにハウジング２１に対して固定されている。

円筒状カップ部４１ｂの内部空間には、円盤状のゴム等のエラストマー材料からなる伝達部材４５（弾性体）が、円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１の底面（平面）と内側円筒面４１ｂ２とに密着するように、ねじ軸３１と同軸的に収容されている。伝達部材４５とねじ軸３１の他端３１ａとの間には、伝達部材４５に近い方から順に、円盤状のプレート４７、ベアリング４９、及び円盤状のプレート５１がねじ軸３１と同軸的にかつ軸方向に重ねて介装されている。プレート５１のねじ軸３１側の面は、ねじ軸３１の他端３１ａと常時当接している。プレート４７（ベアリング４９及びプレート５１も）は、円筒状カップ部４１ｂに固定されたクリップ５３により円筒状カップ部４１ｂの内部空間から脱落しないように保持されている。

プレート４７、ベアリング４９、及びプレート５１は、円筒状カップ部４１ｂの内部空間にて軸方向に移動可能となっている。これにより、伝達部材４５は、ねじ軸３１の上記軸方向荷重の全て（以下、「全荷重」と称呼する。）を、プレート５１、ベアリング４９、及びプレート４７を介して、プレート４７における伝達部材４５と密着する円形面４７ａから受けるとともに、ケーシング４１（の円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１）は、伝達部材４５を介してねじ軸３１の上記軸方向荷重を受けるようになっている。

ベアリング４９は、プレート４７とプレート５１との軸周りの相対回転を許容している。これにより、ねじ軸３１が回転すると、プレート５１はねじ軸３１と一体的にかつ円滑に回転する一方、プレート４７と伝達部材４５は回転しないようになっている。このベアリング４９の機能により、ねじ軸３１の回転によりねじ軸３１の他端３１ａが受ける摩擦トルクが低減されるから、同摩擦トルクに起因する電動モータ１１の駆動効率の低下が低減され得るようになっている。

円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１には、円筒状カップ部４１ｂの内部空間と基部４１ａの内部空間とを連通するように、円形開口部４１ｂ３が、ねじ軸３１と同軸的に設けられている。これにより、伝達部材４５における円形開口部４１ｂ３に対応する円形部分（以下、「露呈部分」と称呼する。）が基部４１ａの内部空間に露呈している。

基部４１ａの内部空間には、周知の圧力検出素子５５がＯリング５７を介してねじ軸３１と同軸的に基部４１ａに対して螺着されている。圧力検出素子５５のねじ軸３１側の円柱状先端部５５ａは、円形開口部４１ｂ３内に嵌合されている。円柱状先端部５５ａの円形先端面は、圧力検出面５５ａ１を構成している。

圧力検出面５５ａ１は、円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１の底面と共に一つの円形平面を構成していて、圧力検出面５５ａ１は伝達部材４５の上記露呈部分と密着している。以上、伝達部材４５は、円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１の底面及び内側円筒面４１ｂ２、プレート４７の円形面４７ａ、並びに、圧力検出面５５ａ１により形成される固定された円柱状閉空間に収容され、かつそれぞれの面と密着している。

以下、上述のように構成された圧力センサＳ１の作動について、伝達部材４５、及び伝達部材４５の周辺を模式的に示した図３を参照しながら説明する。伝達部材４５がプレート４７の円形面４７ａから軸方向に上記全荷重を受けると、上記閉空間に収容されている伝達部材４５の全表面には、上記全荷重に応じた圧力が均一に発生する。ここで、円形面４７ａの面積をＡ１、全荷重をＦ、圧力をＰとすると、Ｆ＝Ｐ・Ａ１の関係がある。

この圧力Ｐは、上記露呈部分にも均一に発生する。従って、圧力検出面５５ａ１は、圧力Ｐを均一に受ける。即ち、露呈部分の面積をＡ２とすると、圧力検出面５５ａ１は、荷重ｆ＝Ｐ・Ａ２（＝Ｆ・（Ａ２／Ａ１））を受ける。ここで、Ａ２＜Ａ１の関係があるから、荷重ｆは全荷重Ｆの一部であって全荷重Ｆに比例する値となる。換言すれば、圧力センサＳ１は、圧力Ｐを検出することで、全荷重Ｆの一部である荷重ｆを検出するようになっている。なお、荷重ｆは、基部４１ａを介してハウジング２１の軸荷重受け部２１ａで受けられる。また、伝達部材４５が底部４１ｂ１の底面と接触する面積をＡ３とすると、荷重ｆ’＝Ｐ・Ａ３は、荷重ｆと同様、軸荷重受け部２１ａで受けられる。

この荷重ｆは、全荷重Ｆに比例する値であり、全荷重Ｆは、上述したように上記ケーブル張力に比例する。従って、圧力センサＳ１により検出される荷重ｆに基づいて、電気制御装置ＥＣＵは、ケーブル張力を制御するために電動モータ１１を制御することができる。

このように、圧力センサＳ１により検出される荷重が、全荷重Ｆの一部であるから、圧力センサＳ１により検出される荷重が全荷重Ｆそのものである場合に比して、圧力センサＳ１を小型化することができる。

次に、上述のように構成された第１実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置の作動について説明する。運転者が制動スイッチＳＷ１（解除スイッチＳＷ２）を操作すると、電動モータ１１が正方向（逆方向）に回転駆動され、変換機構Ｂのねじ軸３１が正方向（逆方向）に回転する。この結果、イコライザ機構Ｃが図１に実線で示した解除位置（図１に２点鎖線で示した制動位置）から制動位置（解除位置）に移動する。このため、一対のケーブル１３，１３のインナーワイヤ１３ａ，１３ａが引っ張られて（緩められて）一対のパーキングブレーキＰＢ，ＰＢが制動状態（解除状態）となる。

電動モータ１１の正方向の回転駆動は、圧力センサＳ１により検出される荷重ｆが第１所定値に達したときに停止され、電動モータ１１の逆方向の回転駆動は、圧力センサＳ１により検出される荷重ｆが第２所定値（＜上記第１所定値。略ゼロ）に達したときに停止される。

ところで、上記本発明の第１実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置においては、パーキングブレーキＰＢ，ＰＢが制動状態にある場合、即ち、上記ケーブル張力（＞０）が発生している場合、ハウジング２１の軸荷重受け部２１ａは、伝達部材４５を介して上記ねじ軸３１の上記軸方向荷重を受け、ハウジング２１の一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂは、上記アウターチューブの一端１３ｂ，１３ｂを介してケーブル１３、１３からの反力を受ける。

ここで、軸荷重受け部２１ａ、及び一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂは、大きな荷重を受ける部位であるものの近接しており、強度確保が容易で著しく厚肉にする必要がない。また、ハウジング２１のその他の部分については、上記軸方向荷重、上記ケーブル１３，１３からの反力が作用しないため、薄肉とすることができる。

即ち、軸荷重受け部２１ａ、及び一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂ（計３箇所）は、全て、ハウジング２１の一側（図１において右側）に近接して配置され、さらに軸荷重受け部２１ａが一対のケーブル反力受け部２１ｂ，２１ｂの間に設けられていることにより、ハウジング２１を小型化することが可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置について説明する。この第２実施形態は、ねじ軸３１の上記軸方向荷重を検出する荷重センサとして、上記圧力センサＳ１に代えて変位センサＳ２が使用される点においてのみ上記第１実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、変位センサＳ２の拡大図である図４を参照しながら説明する。図４において、上述した図２に示した部材、部位と同じ、或いは等価な部材、部位については、図２に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。図４に示す軸方向に移動可能な各部材に関して、図４に示す状態（上記全荷重Ｆがゼロの場合）に対応する各軸方向位置をそれぞれ「原位置」と称呼する。

変位センサＳ２のケーシング４１の基部４１ａの円柱状内部空間には、段付円筒状を呈していて、大径部６１ａと、フランジ部６１ｂと、小径部６１ｃと、を備えたスプール６１（移動部材）が、ねじ軸３１と同軸的かつ軸方向に移動可能に収容されている。

大径部６１ａは、上記圧力検出素子５５の円柱状先端部５５ａと同様、円形開口部４１ｂ３内に嵌合されている。小径部６１ｃの先端部には、樹脂部材６３を介して円柱状のマグネット６５が、小径部６１ｃと同軸的に（即ち、ねじ軸３１と同軸的に）かつ小径部６１ｃと一体的に配設されている。

基部４１ａのねじ軸３１と反対側の端部には、電気制御装置ＥＣＵと電気的に接続された変位検出素子６７が、スプリングリテーナ６９を介してねじ軸３１と同軸的に基部４１ａに対して螺着されている。

変位検出素子６７にねじ軸３１と同軸的に形成されている円柱上内部空間６７ａには、上記マグネット６５が進入している。変位検出素子６７の内部には、マグネット６５の円筒面と所定のギャップをもって対向するとともにマグネット６５の周囲を囲むように複数のホールＩＣ素子６７ｂが固定配置されている。これにより、変位検出素子６７は、マグネット６５（従って、スプール６１）の軸方向位置を検出できるようになっている。

基部４１ａの上記円柱状内部空間には、取付け荷重（スプール６１が原位置にある状態での荷重）がゼロの状態でコイルスプリング７１がスプール６１の上記フランジ部６１ｂと上記スプリングリテーナ６９との間に介装されている。大径部６１ａの円形先端面６１ａ１（上記圧力検出素子５５の圧力検出面５５ａ１に相当する）は、伝達部材４５の上記露呈部分と接触している。

これにより、上記全荷重Ｆがゼロの場合、円形先端面６１ａ１の軸方向位置は、円筒状カップ部４１ｂの底部４１ｂ１の底面と一致する（図４を参照）。

以下、上述のように構成された変位センサＳ２の作動について、上述した図２に対応する図４を参照しながら説明する。この第２実施形態の場合、軸方向に移動不能であった上記圧力検出面５５ａ１と異なり、スプール６１の円形先端面６１ａ１は、コイルスプリング７１の弾性力に対抗しながら図４において右方向に移動可能となっている。

従って、伝達部材４５がプレート４７の円形面４７ａから軸方向に上記全荷重Ｆを受けると、伝達部材４５の上記露呈部分は、変形により、スプール６１（の円形先端面６１ａ１）を図４において右方向に押し出しながら円形開口部４１ｂ３から突出してくる。換言すれば、スプール６１は、上記露呈部分が円形開口部４１ｂ３から突出する高さ（以下、「突出高さ」と称呼する。）だけ原位置から図４において右方向に移動する。

ここで、上記突出高さは、上記全荷重Ｆに比例する傾向がある。従って、スプール６１の原位置からの軸方向変位は、上記全荷重Ｆに比例する。換言すれば、変位センサＳ２は、スプール６１の原位置からの軸方向変位を検出することで、全荷重Ｆの一部である上記荷重ｆを検出するようになっている。従って、上記圧力センサＳ１と同様、変位センサＳ２により検出される荷重ｆに基づいて、電気制御装置ＥＣＵは、ケーブル張力を制御するために電動モータ１１を制御することができる。

このように、変位センサＳ２により検出される荷重も、全荷重Ｆの一部であるから、変位センサＳ２により検出される荷重が全荷重Ｆそのものである場合に比して、変位センサＳ２を小型化することができる。

また、上記第２実施形態においては、スプール６１の原位置からの図４において右方向への移動量がδである場合、伝達部材４５の上記露呈部分の突出体積は略Ａ２・δとなり、ねじ軸３１の原位置からの右方向への移動量は略Ａ２・δ／Ａ１となって微小となる。即ち、ケーブル張力の増加に対するねじ軸３１の上記移動量の増加勾配が小さい。従って、ねじ軸３１の移動に伴う電動モータ１１の回転ロスが微小となり、電動モータ１１の駆動効率が高くなる。即ち、ねじ軸３１の移動によって一対のケーブル１３，１３のインナーワイヤ１３ａ，１３ａに与えるケーブル移動ロスは微小となり、装置の作動効率が高くなる。

本発明の第１実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置を示す一部破断平面図である。 図１に示した圧力センサの拡大図である。 図１に示した圧力センサの作動を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置が備える変位センサの拡大図である。

符号の説明

１１…電動モータ、１３，１３…一対のケーブル、２１…ハウジング、２１ａ…軸荷重受け部、２１ｂ，２１ｂ…一対のケーブル反力受け部、３１…ねじ軸、３３…ナット、３７…レバー、４１…ケーシング、４５…伝達部材、５５…圧力検出素子、６１…スプール、６５…マグネット、６７…変位検出素子、７１…コイルスプリング、Ｓ１…圧力センサ、Ｓ２…変位センサ、Ｂ…変換機構、ＰＢ，ＰＢ…一対のパーキングブレーキ

Claims (4)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに固定された電動モータと、
   前記電動モータの回転駆動トルクを一端が受けて軸周りに回転する軸部材と、
   前記軸部材の回転運動を並進運動部の並進運動に変換する変換機構と、
   前記並進運動部に各一端がそれぞれ連結された一対のケーブルと、
   前記一対のケーブルの各他端にそれぞれ連結された一対のパーキングブレーキと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記一対のケーブルの張力に基づいて発生する前記一対のケーブルからの各反力をそれぞれ受ける一対の反力受け部と、前記一対のケーブルの張力に基づいて発生する前記軸部材の他端からの軸方向の荷重を受ける軸荷重受け部と、
   を備えた電動パーキングブレーキ装置において、
   前記一対の反力受け部、及び前記軸荷重受け部は、前記ハウジングの一側に設けられ、且つ、前記軸荷重受け部は、前記一対の反力受け部の間に設けられた電動パーキングブレーキ装置。
2. 請求項１に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記ハウジングの軸荷重受け部と前記軸部材の他端との間に、前記軸部材の軸方向荷重を検出する荷重センサが備えられた電動パーキングブレーキ装置。
3. 請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記荷重センサは、前記軸部材の軸方向荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサである電動パーキングブレーキ装置。
4. 請求項２に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
   前記荷重センサは、前記軸部材の軸方向荷重に応じて移動する移動部材を備え、
   前記移動部材の変位を検出する変位センサである電動パーキングブレーキ装置。
   
   
   
   
   

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