JP2009513407A - 駐車用ブレーキのためのリニア・エレクトロメカニカル・スクリュウ・アクチュエータ - Google Patents

Abstract

駐車用ブレーキのためのねじ式リニア・エレクトロメカニカル・アクチュエータは、アクチュエータのケーシング（１２）に対し外側のねじ手段で結合した筒状ナット（２２）を備え、該ナットは、長さ方向軸（ｘ）まわりをこれにそってねじ運動するようになっている。前記ナットは、外側ねじに対向する内側ねじ（２３）を有し、該ねじは、前記ケーシングに対し相対回転しないようになっているねじ付きロッド（１１）に係合する。電動モータ（１３）の作動で、前記ナット（２２）とロッド（１１）とは、ケーシング（１２）に対し伸縮運動を行い、ロッド（ｘ）は、速やかな直線移動を行うものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、自動車の駐車用ブレーキのためのリニア・エレクトロメカニカル・スクリュウ・アクチュエータに関するものである。

自動車の駐車用ブレーキに連結された１本又は複数本のバウデン・ケーブルを引っ張る従来の手動レバーに代えて、最近では、電磁アクチュエータの手段によって牽引運動を行うことが提案されている（例えば、米国特許公開 ＵＳ２００２／０１００６４７ Ａ１参照）。

この発明の目的は、引き戻しできないように（即ち、解除指令が無い場合加えられた制動力を保つことができるように）ボウデン・ケーブルを最大移動距離約４０ｍｍにわたり素早く（１．０〜１．５秒以下）を引っ張り、約３６００Ｎのオーダーの強力な牽引力をもつことができるリニア・アクチュエータを提供することにある。

この発明の他の目的は、取り付けが簡単で、構成部品の点数が最少限である強力で信頼性があるリニア・アクチュエータを提供することにある。

この発明のさらなる特別の目的は、制動力が作用したとき、前記アクチュエータを通る制動力と反作用力とが通る部品の数を最小限にしたアクチュエータを提供することにある。

以下でよりよく理解される、これら及び他の目的は、添付の請求の範囲によるブレーキシステムとアクチュエータによって、この発明により達成される。

この発明によるブレーキシステムとアクチュエータのいくつかの、そして、限定されない実施例の構造と機能の特徴が記述される；添付の図面を参照する。

まず最初に図１の全てを参照すると、自動車のブレーキシステムは、駐車ブレーキＢ１．Ｂ２を備え、これらは、自動車Ｖの後輪Ｗ１，Ｗ２と関連している。各駐車ブレーキは、それぞれボウデン・ケーブルＣ１，Ｃ２により操作されるものであり、前記ブレーキを作動するために、ディストリビュータＲに拘束されて矢印Ａの方向に牽引されるもので、この牽引は、図２〜図４に示されている符号１０のリニア・エレクトロメカニカル・アクチュエータの出力側においてロッド・トランスミッション要素１１により行われる。

アクチュエータ１０は、実質的に円筒状の堅牢なケーシング１２を有し。この長さ方向中心軸ｘがロッド１１の作動方向と一致している。ケーシング１２は、二つの胴部１２ａ，１２ｂを接合して形成されていることが実用的であり、ロッド１１が突き出ている側に位置する一方の胴部１２ａは、剛直なものである一方、相補する胴部１２ｂは、使用時、大きなストレスが作用しないため、より薄いものにすることができるようになっている。

ケーシングの内側には、減速機構１４を備える電動モータ１３が内蔵され、該減速機構の回転部材は、出力側にあって、ラジアルフランジ１５を有し、該フランジは、前記アクチュエータの中心軸まわりを回転するようになっている。前記フランジ１５は、例えば３本又は４本の互いに平行で、軸ｘを中心として角度的に等間隔を保っている複数本の軸ピン１６を支持している。ケーシング１２の頭部又は出力側１２ａの端部は、横断する端部壁１７を有し、この壁は、中心孔１８を有し、この中心孔にロッド１１が貫通されている。前記ケーシング１２の頭部１２ａの内壁にそって、金属ブッシュ１９が設けられており、該ブッシュの内面には、台形の溝２０が切ってあり、該溝に筒状のナット２２の外面の溝２１が螺合し、該ナットは、前記外面の溝２１に相対し、これと同軸の台形の内側溝２３を有している。前記ナット２２は、ロッド１１に螺合し合うようになっていて、該ロッドの軸方向内側の（又は手前の）部分１１ａは、台形の溝２４を有し、該溝は、前記ナットの内側溝２３に螺合し、さらに軸方向外側の（又は端部側の）部分１１ｂは、断面が非円形になっている。例えば、図４に示すように、前記ケーシングの横断壁１７の孔１８を貫通する端部側の部分１１ｂは、プリズム形状又は一つ又は複数の平らな面１１ｃを有しているもので、これについての機能は、後記するとし、さらにディストリビュータＲに連結する最端部１１ｄを有している。図示のとおり、前記ロッドと前記ナットは、互いに共働して固定のケーシングに対し伸縮運動するようになっている。図示の実施例とは別に、溝２０の部分をケーシング１２と一体にし、別個の部材（ブッシュ１９）にしなくてもよい。

ナット２２の基部は、ラジアルフランジ２５になっており、これに複数の孔２６が軸方向に形成されていて、前記回転部材１５に支持された複数本のピン１６が前記孔にスライド可能に係合している。

ロッド１１のための出力側開口１８の領域においては、前記ケーシングは、前記アクチュエータの長さ方向軸まわりを前記ロッドが回転できないようにする手段を有している。これらの回転阻止手段を開口１８それ自体によって構成することができ、該開口を前記ロッド１１の端部側の部分１１ｂの断面に対応する非円形の形状にすればよい。さもなければ、回転阻止手段を一つ又はそれ以上のグラブねじ２７（図２）とし、ロッド１１の平らな面１１ｃと共働させて、該ロッドの回転を抑えるようにできる。

図５に示す別の実施例では、出力側の回転部材１５を内面に軸方向にきった複数の溝１５ａをもつ円筒の座にしてある。ナット２２のフランジ２６の溝がきってある周面部分２６ａが前記溝にそってスライド可能に係合している。

電動モータ１３が作動すると、フランジ部材１５がナット２２をねじ付きブッシュ１９とケーシング１２に対し回転させ、これによって、長さ方向軸ｘを中心とし、この軸にそって螺合前進させる。前記ロッドと前記ケーシングとは、相対回転しないようになっており、そして、すでに述べたように、ナット２２とケーシングとを結合する外面側ねじ２０，２１と相対するねじ２３，２４をそれぞれ有するナットとロッドとの内側の螺合により、前記ナットの回転で、ロッド１１が急速に直進運動（回転なし）し、これで、該ロッドは、前記アクチュエータの内側へ急速に後退し、これによって、駐車ブレーキＢ１，Ｂ２を制御するボウデン・ケーブルＣ１，Ｃ２を操作するようになる。前記ナット２２の軸ｘに沿うスクリュウ運動の間、前記ナットは、フランジ２５と共に軸方向の複数のピン１６にそってスライドすることにより（又は図５の変形においては、軸方向の溝１５ａにそってスライドすることにより）、回転フランジ１５に接近することになる（又は前記モータによる回転に応じて離れることになる）。

理解されるべき点は、前記システムを後退できないようにするために、前記ねじの傾斜角が小さい角度（好ましくは、１４°以下、さらに好ましくは、約８°）になっている事実に拘らず、二つのねじ連結が貢献することにより、ロッド１１の直線方向の動きの速度は、極めて早く、したがって、駐車ブレーキを素早く作動できるようになっている点である。好ましいことは、前記アクチュエータの可動部分が摩耗しても、前記ロッドは、調達した後退位置を保つことができ、例えば、自動車が傾斜面に駐車しているとき、作動指令がなくても前記ロッドが前記ケーシングから外れるような状況を無くすようにすべきことである。

制動をかけている間、前記アクチュエータに対する反動は、前記ロッドが前記ケーシングの堅牢な部分１２ａから突き出ている領域近くに形成されたフランジ２８により、又は、図３に破線で示すように、前記ロッドを囲み、他端側が前記アクチュエータから離れた部分（図示せず）で自動車に固定されている堅牢な鞘体Ｓの阻止面として作用する前記ケーシングの横断端部壁１７により外部（自動車の固定部材）へ放出される。このような変形により、前記アクチュエータを自動車のどのような部分にでも配置することができ、このことは即ち、特にしっかりとした部分が存在してなくてもよいものとなる。阻止部分又は面１７，２８に前記ねじ付き部材を近接させたことにより、前記アクチュエータを作動させたとき、前記アクチュエータに作用する力の経路は、僅かな部材（前記ロッド、ナット、ねじ付きブッシュ及びケーシング）通り、これらの力は、減速機構１４又は電動モータ１３にストレスを与えずに前記アチュエータの外部へ放出される。このことは、制動力（約３６００ Ｎのオーダー）により前記減速機構と前記モータとの間のクリアランスの増大が不可避であって、前記アクチュエータの耐久時間を短縮させてしまうことになる点を考えると、有利なことである。そして制動力の影響を受ける部材の点数が少ないことは、運動力学的なつながりが極めて短くなり、前記アクチュエータの信頼性を長く保つようにすることができる。

この発明によるアクチュエータを有する制動システムを設けた自動車の説明平面図。 この発明によるアクチュエータの長さ方向断面図。 図２のIII−III線に沿う長さ方向断面図。 図２と図３のアクチュエータの斜視図。 この発明による別の例におけるアクチュエータの長さ方向断面図。

符号の説明

１１ ねじ付きロッド
１２ ケーシング
１３ 電動モータ
２２ 筒状ナット
２３ 内側ねじ
Ｘ 長さ方向軸
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Claims (15)

1. 以下の構成を備える自動車の駐車用ブレーキシステム：
   制動操作力を少なくとも一つのブレーキ（Ｂ１，Ｂ２）へ伝える少なくとも１本のフレキシブルなケーブル（Ｃ１，Ｃ２）及び
   以下を含むねじ形式のリニア・エレクトロメカニカル・アクチュエータ：
   −長さ方向軸（ｘ）をもつ固定の堅牢なケーシング（１２）、
   −回転部材を前記軸（ｘ）を中心として回動させるようにするモータ手段（１３，１４）、
   −回転部材（１５）を回転させるように連結していて、以下のものを有する筒状ナット要素（２２）
   前記ナットを前記軸にそって動かすためにケーシング（１２）に固定結合されたねじ（２０）と共働する外側ねじ（２１）、及び
   外側ネジ（２１）に対向する内側ねじ（２３）、
   −以下のものを有する長さ方向のロッド（１１）
   フレキシブルなケーブル（Ｃ１，Ｃ２）へ連結する手段（１１ｄ）、
   ねじ（２４）がきってあり、ナット（２２）の内側ねじ（２３）と共働する第１の部分（１１ａ）、及び
   非円形の断面部分（１１ｃ）をもつ第２の部分（１１ｂ）、
   −前記軸まわりを前記ロッドが回転しないようにするために、ケーシング（１２）と前記ロッド（１１）の第２の部分（１１ｂ）との間で共働する回転抑止手段（１８，２７）が前記モータ手段（１３，１５）により与えられる回転駆動力に応答して前記軸に沿って軸方向に移動するもの。
2. 堅牢なケーシング（１２ａ）は、これに固定結合されたねじ部（２０）近くの領域において、前記アクチュエータが動作したとき、ロッド（１１）から前記アクチュエータ（１０）へ伝えられる自動車の力と反作用の力を阻止する手段（２８，１７）を有している請求項１によるブレーキシステム。
3. 前記阻止する手段は、ロッッド（１１）が前記ケーシングから突き出る領域の近くのケーシング（１２ａ）により形成されているフランジ（２８）を備えている請求項１によるブレーキシステム。
4. 前記阻止する手段は、ロッッド（１１）を囲む堅牢な鞘（Ｓ）のための阻止面として機能する前記ケーシングの横断方向の堅牢な端壁（１７）を備えている請求項１によるブレーキシステム。
5. 前記回転抑止手段は、前記ケーシングを横断するように配置されていて、前記ロッド（１１）の第２の部分（１１ｂ）の実施的に扁平な少なくとも一つの面と共働する少なくとも一つの要素（２７）を備え、前記ロッドが前記軸（ｘ）まわりを回転しないようにするものである請求項１によるブレーキシステム。
6. 前記回転抑止手段は、前記ケーシング（１２ａ）の横断方向の壁（１７）に形成され、非円形の断面をもつ前記ロッド（１１）の第２の部分（１１ｂ）と共働することができる非円形の孔（１８）であり、前記ロッドが前記軸（ｘ）まわりを回転しないようにするものである請求項１によるブレーキシステム。
7. 前記回転部材（１５）と前記ナット要素（２２）との間で動作し、前記回転部材（１５）と共に前記ナット（２２）を回転させ、前記ナットを前記回転部材（１５）に対し長さ方向に移動させるようにする複数の長さ方向ピン（１６）を備えている請求項１によるブレーキシステム。
8. 前記長さ方向ピン（１６）は、回転部材（１５）により支持され、これらピンは、前記ナット要素（２２）により形成された長さ方向の座（２６）にそれぞれスライド可能に係合している請求項１によるブレーキシステム。
9. 前記回転部材（１５）と共に前記ナット（２２）を回転させ、前記ナットを前記回転部材（１５）に対し長さ方向に移動させるようにするための前記回転部材（１５）と前記ナット要素（１２）との間にある溝つきカップリング（１５ａ，２６ａ）を備えている請求項１によるブレーキシステム。
10. 前記ケーシング（１２）に固定されたねじ部（２０）と前記ナット（２２）の対応する外側ねじ部（２１）とが台形のねじになっている請求項１によるブレーキシステム。
11. 前記ケーシングに結合された前記ねじ部（２０）が前記ケーシング（１２）の内側に固定のブッシュにより形成されている請求項１によるブレーキシステム。
12. 前記ナット（２２）の内側ねじ部（２３）と前記ロッド（１１）の対応するねじ部（２４）とが台形のねじになっている請求項１によるブレーキシステム。
13. 前記ナット（２２）の内側ねじ部（２３）と外側ねじ部（２１）とが同軸になっている請求項１によるブレーキシステム。
14. 前記アクチュエータ（１０）のケーシング（１２）がより堅牢な部分（１２ａ）を備え、この部分が阻止手段（２８，１７）を形成し、堅牢さが弱くなっている部分（１２ｂ）に結合している請求項２によるブレーキシステム。
15. 前記請求項のいずれか一つによるねじ式のリニア・エレクトロメカニカル・アクチュエータ。

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