JP2018189219A - 電動パーキングブレーキ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重センサの寿命が低下するのを抑制する。【解決手段】ハウジング２と、回転部材１２が第一回転方向に回転すると、直動部材１３が回転部材１２に引き込まれてパーキングブレーキを作動させる回転直動変換機構３と、回転部材１２に連結されて回転軸線方向に移動可能な可動部２１と、ハウジング２に固定される固定部２２と、可動部２１と固定部２２との間に配設されて固定部２２に対して可動部２１を回転軸線方向に弾性支持する弾性部材２３と、固定部２２に対する可動部２１の移動量に基づいて直動部材１３に作用する荷重を検出する検出部２４と、を有する荷重センサ４と、ハウジング２に固定されて、回転部材１２が第一回転方向に回転した際に、回転部材１２に当接することで回転部材１２の回転軸線方向の移動を規制する規制部５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電動パーキングブレーキ機構に関する。

従来の電動パーキングブレーキ機構として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１には、電動モータの回転力をマスターシリンダのピストンの推進力に変換する回転直動変換機構がハウジングに取り付けられた電動パーキングブレーキ機構が開示されている。この回転直動変換機構は、ハウジングに回転可能に支持されるとともに電動モータにより回転駆動されるナット部（回転部材）と、ナット部の回転に応じて進退移動するネジ軸（直動部材）と、を備えている。

特開２０１６−２２２１１１号公報

電動パーキングブレーキ機構には、パーキングブレーキのかかり具合を調整するために、直動部材に作用する荷重を検出する荷重センサが設けられたものがある。この荷重センサは、ハウジングに固定される固定部と回転直動変換機構の回転部材に連結された可動部との間に弾性部材が配設されており、固定部に対する可動部の移動量に基づいて直動部材に作用する荷重を検出している。そして、直動部材に作用する荷重が過大とならないように、直動部材に作用する荷重の上限値を設定しており、荷重センサの検出値が上限値を超えないように電動モータを駆動制御している。

しかしながら、作業者の誤操作等により、荷重センサの検出値が上限値を超えるまで電動モータを駆動させると、荷重センサの弾性部材の変形量が過大となって弾性部材が塑性変形する可能性がある。その結果、荷重センサの寿命が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、荷重センサの寿命が低下するのを抑制することができる電動パーキングブレーキ機構を提供することを課題とする。

本発明に係る電動パーキングブレーキ機構は、ハウジングと、電動モータにより回転軸線の周りに回転駆動され、回転軸線に沿う回転軸線方向に移動可能となるようにハウジングに保持される回転部材と、回転部材が回転すると回転部材に対して回転部材の回転軸線方向に移動する直動部材と、を有し、回転部材が第一回転方向に回転すると、直動部材が回転部材に引き込まれてパーキングブレーキを作動させる回転直動変換機構と、回転部材に連結されて回転軸線方向に移動可能な可動部と、ハウジングに固定される固定部と、可動部と固定部との間に配設されて固定部に対して可動部を回転軸線方向に弾性支持する弾性部材と、固定部に対する可動部の移動量に基づいて直動部材に作用する荷重を検出する検出部と、を有する荷重センサと、ハウジングに固定されて、回転部材が第一回転方向に回転した際に、回転部材に当接することで回転部材の回転軸線方向の移動を規制する規制部と、を備える。

この電動パーキングブレーキ機構では、電動モータにより回転部材を第一回転方向に回転させると、直動部材が回転部材に引き込まれることでパーキングブレーキが作動する。ここで、回転部材は、回転軸線方向に移動可能となるようにハウジングに保持されており、荷重センサでは、回転部材に連結される可動部とハウジングに固定される固定部との間に弾性部材が配設されている。このため、回転部材は、直動部材を引き込むことで、弾性部材を弾性変形させながら、直動部材が回転部材に引き込まれる第一方向とは反対の方向である第二方向に移動する。このため、検出部が固定部に対する可動部の移動量を検出することで、直動部材に作用する荷重を検出することができる。

そして、電動モータにより回転部材を第一回転方向に回転させ続けると、回転部材も第二方向に移動し続けるため、弾性部材の変形量が大きくなっていく。しかしながら、規制部によりハウジングに対する回転部材の第二方向への移動が規制されるため、弾性部材の変形量が過大になるのを抑制することができる。これにより、荷重センサの寿命が低下するのを抑制することができる。

しかも、規制部によりハウジングに対する回転部材の第二方向への移動が規制されても、回転部材は第一回転方向に回転することができるため、更に直動部材を回転部材に引き込んで直動部材に荷重をかけることが可能となる。

規制部は、ハウジングに固定される固定部と、回転部材に当接される当接部と、を有し、当接部は、回転部材の、回転部材が第一回転方向に回転した際に直動部材が回転部材に引き込まれる第一方向とは反対の方向である第二方向側に配置されてもよい。この電動パーキングブレーキ機構では、規制部の当接部が回転部材の第二方向側に配置されるため、回転部材が第一回転方向に回転した際に、回転部材の第二方向への移動量が過大となって弾性部材の変形量が過大になるのを抑制することができる。

規制部は、回転軸線方向に移動可能にハウジングに固定されてもよい。電動モータにより回転部材を第一回転方向に回転させた場合、規制部により回転部材の移動を規制するまでは、回転部材の移動量と直動部材に作用する荷重とは相関関係がある。そこで、この電動パーキングブレーキ機構では、規制部が回転軸線方向に移動可能にハウジングに固定されるため、規制部により回転部材の移動を規制する際の、直動部材に作用する荷重を調整することができる。

規制部は、規制部をハウジングに締結するためのボルトが挿入される貫通穴を有し、貫通穴は、回転軸線方向に長い長穴であってもよい。この電動パーキングブレーキ機構では、規制部をハウジングに締結するためのボルトが挿入される貫通穴が回転軸線方向に長い長穴であるため、ボルトの締結位置を調整することで、ハウジングに対する規制部の固定位置を調整することができる。

本発明によれば、荷重センサの寿命が低下するのを抑制することができる。

一実施形態に係る電動パーキングブレーキ機構を示す概略断面図である。 回転部材と直動部材との連結部分を拡大した概略断面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における概略断面図である。 荷重センサの周辺部分を拡大した概略断面図である。 図５（ａ）は規制部の正面図、図５（ｂ）は規制部の平面図、図５（ｃ）は規制部の側面図である。 図６（ａ）は規制部の周辺部分を拡大した概略断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるｂ−ｂ線における概略断面図である。 ハウジングに対する規制部の固定方法を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

本実施形態の電動パーキングブレーキ機構は、車両（不図示）に搭載されて、電動でパーキングブレーキを作動させるための機構である。図１に示すように、電動パーキングブレーキ機構１は、ハウジング２と、回転直動変換機構３と、荷重センサ４と、規制部５と、を備える。

ハウジング２は、電動パーキングブレーキ機構１のハウジングとして機能する部材であり、車両に固定される。

図１〜図３に示すように、回転直動変換機構３は、回転運動を直線運動に変換する機構である。回転直動変換機構３は、電動モータ１１と、回転部材１２と、直動部材１３と、を備える。

電動モータ１１は、回転直動変換機構３の回転駆動源であり、電力により出力軸を回転させる。

回転部材１２は、電動モータ１１により回転軸線Ａ周りに回転駆動される。具体的に説明すると、回転部材１２の外周面には、歯車１４が嵌められている。回転部材１２と歯車１４とは、回転軸線Ａ周りに相対回転不能となっている。つまり、回転部材１２の外周面及び歯車１４の内周面は、回転部材１２に対して歯車１４が空転しない形状、例えば、真円以外の形状となっている。本実施形態では、図３に示すように、回転部材１２の外周面及び歯車１４の内周面は、面取りされた正方形に形成されている。なお、回転部材１２と歯車１４とは、回転軸線方向に相対移動可能であってもよく、回転軸線方向に相対移動不能であってもよい。なお、回転軸線方向とは、回転軸線Ａが延びる方向である。そして、歯車１４は、１又は複数の歯車、プーリ―ベルト等の回転伝達部材１７を介して、電動モータ１１の出力軸に接続されている。このため、電動モータ１１が出力軸を回転させると、この回転駆動力が、回転伝達部材１７を介して歯車１４及び回転部材１２に伝達される。これにより、回転部材１２は、回転軸線Ａ周りに回転する。

回転部材１２は、回転軸線方向に移動可能となるようにハウジング２に保持される。例えば、回転部材１２及びハウジング２の少なくとも一方に、回転軸線方向に延びるガイド溝が形成されており、当該ガイド溝に沿って回転部材１２及びハウジング２が相対移動することが可能となっている。これにより、ハウジング２に対して回転部材１２が回転軸線方向に移動可能となる。なお、回転部材１２と歯車１４とが回転軸線方向に相対移動可能である場合は、回転部材１２は、歯車１４から独立して、ハウジング２に対して回転軸線方向に移動可能となる。一方、回転部材１２と歯車１４とが回転軸線方向に相対移動不能である場合は、回転部材１２は、歯車１４と一体的に、ハウジング２に対して回転軸線方向に移動可能となる。

回転部材１２の内周面には、螺旋溝１５が形成されている。螺旋溝１５は、回転部材１２が回転した際に、直動部材１３を回転軸線方向に移動させるための溝である。螺旋溝１５の溝形状としては、例えば、大きな荷重に耐えられる台形とすることができる。

直動部材１３は、パーキングブレーキの油圧を発生させるワイヤ（不図示）に連結されており、回転部材１２が回転すると回転部材１２に対して回転部材１２の回転軸線方向に移動する。具体的説明すると、直動部材１３の外周面には、回転部材１２の螺旋溝１５に対応する螺旋溝１６が形成されている。直動部材１３の螺旋溝１６は、回転部材１２の螺旋溝１５と噛み合っている。このため、回転部材１２が回転することで、直動部材１３は、回転軸線方向に移動する。つまり、回転部材１２が第一回転方向に回転すると、直動部材１３が回転部材１２に引き込まれる。これにより、パーキングブレーキが作動する。一方、回転部材１２が第一回転方向と反対の方向である第二回転方向に回転すると、直動部材１３が回転部材１２から押し出される。

ここで、回転部材１２が第一回転方向に回転することにより直動部材１３が回転部材１２に引き込まれる方向を、第一方向Ｂといい、第一方向Ｂとは反対の方向であって、回転部材１２が第二回転方向に回転することにより直動部材１３が回転部材１２から押し出される方向を、第二方向Ｃという。

図１及び図４に示すように、荷重センサ４は、直動部材１３（パーキングブレーキの油圧を発生させるワイヤ）に作用する荷重を検出する。荷重センサ４は、可動部２１と、固定部２２と、弾性部材２３と、検出部２４と、を備える。

可動部２１は、回転部材１２に連結されて回転軸線方向に移動可能となっている。可動部２１は、箱状に形成されており、荷重センサ４のハウジングとしても機能する。可動部２１は、連結部材２５により回転部材１２と連結されている。連結部材２５は、回転部材１２と可動部２１とが一体となるように回転部材１２と可動部２１とを連結してもよいが、少なくとも、回転部材１２が第二方向Ｃに移動すると可動部２１も第二方向Ｃに移動するように、回転部材１２と可動部２１とを連結すればよい。

固定部２２は、ハウジング２に固定される。固定部２２は、ハウジング２に固定されている固定位置から回転軸線Ａに沿って棒状に延びて、可動部２１の内部空間に挿入されている。可動部２１の内部空間に位置する固定部２２の第二方向Ｃ側の先端部には、回転軸線Ａと直交する方向に広がるフランジ部２２ａが形成されている。

弾性部材２３は、可動部２１と固定部２２との間に配設されて固定部２２に対して可動部２１を回転軸線方向に弾性支持する。具体的に説明すると、弾性部材２３は、コイルばねにより構成される。弾性部材２３は、固定部２２のフランジ部２２ａと、可動部２１のフランジ部２２ａと対向する壁部２１ａと、の間に配置されている。このため、弾性部材２３は、固定部２２に対して可動部２１を第二方向Ｃに向けて付勢しており、弾性部材２３の弾性力に抗することで、固定部２２に対して可動部２１を第二方向Ｃに移動させることができる。

検出部２４は、固定部２２に対する可動部２１の移動量に基づいて直動部材１３に作用する荷重を検出する。具体的に説明すると、検出部２４は、磁石２６と、センサ部２７と、を備える。磁石２６は、可動部２１に固定されており、可動部２１と一体となって回転軸線方向に移動する。センサ部２７は、磁石２６と対向配置されるように、固定部２２に固定されている。そして、センサ部２７は、磁石２６の磁気を検出することで、磁石２６の移動量、つまり固定部２２に対する可動部２１の移動量を検出する。そして、固定部２２に対する可動部２１の移動量（磁石２６の移動量）と直動部材１３に作用する荷重とは相関関係があるため、センサ部２７は、固定部２２に対する可動部２１の移動量に基づいて、直動部材１３に作用する荷重を求める。なお、センサ部２７は、固定部２２に対する可動部２１の移動量（磁石２６の移動量）と直動部材１３に作用する荷重との対応関係を表すデータベースを保有しており、このデータベースから、直動部材１３に作用する荷重を求めてもよい。

図１、図５及び図６に示すように、規制部５は、ハウジング２に固定されて、回転部材１２が第一回転方向に回転した際に、回転部材１２に当接することで回転部材１２の回転軸線方向の移動を規制する。規制部５は、固定部５１と、当接部５２と、を備える。

固定部５１は、ハウジング２に固定される部位である。固定部５１は、ハウジング２の内壁面に沿った形状に形成されている。固定部５１が固定されるハウジング２の固定面が平面状である場合は、固定部は平板状に形成される。固定部５１が固定されるハウジング２の固定面が曲面状である場合は、固定部５１はハウジング２の内壁面に沿った曲板状に形成される。固定部５１には、複数の貫通穴５３が形成されている。貫通穴５３は、規制部５をハウジング２に締結するためのボルト５５（図７参照）が挿入される穴である。貫通穴５３は、規制部５を回転軸線方向に移動可能にハウジング２に固定するために、回転軸線方向に長い長穴となっている。このため、貫通穴５３に挿入されたボルト５５の締結位置を調整することで、規制部５の回転軸線方向における位置を調整することができる。

当接部５２は、回転部材１２が第一回転方向に回転した際に、回転部材１２が当接する部位である。当接部５２は、平板状に形成されており、回転軸線Ａと直交するように固定部５１に対して屈曲されている。そして、当接部５２は、回転部材１２の第二方向Ｃ側に配置される。なお、当接部５２は、回転部材１２が第一回転方向に回転する前は、回転部材１２から離間しており、回転部材１２が第一回転方向に回転して回転軸線方向に所定距離移動すると、回転部材１２に当接される。

当接部５２には、貫通部５４が形成されている。貫通部５４は、直動部材１３を通すが回転部材１２を通さない形状となっている。具体的に説明すると、貫通部５４は、回転軸線方向から見てＵ字状に形成されている。回転軸線Ａに対する直交面において、貫通部５４の内径は、直動部材１３の最大外径よりも大きく、回転部材１２の最大外径よりも小さい。直動部材１３の最大外径とは、回転軸線Ａを中心として、直動部材１３の回転軸線Ａから最も離れた位置を通る円の外径をいう。同様に、回転部材１２の最大外径とは、回転軸線Ａを中心として、回転部材１２の回転軸線Ａから最も離れた位置を通る円の外径をいう。

このため、回転部材１２が第一回転方向に回転して直動部材１３を引き込みながら第二方向Ｃに移動すると、回転部材１２の第一方向Ｂ側の端面が当接部５２に当接することで、回転部材１２の回転軸線方向の移動が規制される。なお、回転部材１２は、当接部５２に当接しても、当接部５２との間の摩擦に抗して回転することができる。

次に、図７を参照して、ハウジング２に対する規制部５の固定方法について説明する。

図１及び図７に示すように、固定部５１をハウジング２に固定するための貫通穴５３は、回転軸線方向に長い長穴になっているため、規制部５が回転部材１２の第二方向Ｃへの移動を規制する位置を調整することができる。また、規制部５が回転部材１２の第二方向Ｃへの移動を規制する位置を調整することで、規制部５が回転部材１２の第二方向Ｃへの移動を規制する際の、直動部材１３に作用する荷重を調整することができる。

そこで、まず、ハウジング２に規制部５を固定していない状態で、電動モータ１１により回転部材１２を回転駆動する。このとき、規制部５がハウジング２から取り外された状態であってもよく、規制部５の貫通穴５３に挿入されたボルト５５がハウジング２にねじ込まれているが、ハウジング２に対して規制部５が回転軸線方向に移動可能となっている状態であってもよい。直動部材１３に作用する荷重が設定値になると、電動モータ１１による回転部材１２の回転駆動を停止する。そして、この状態で、回転部材１２の第一方向Ｂ側の端面に当接部５２を当接させて、固定部５１をハウジング２に固定する。これにより、直動部材１３に設定値の荷重が作用するまでは、回転部材１２の第二方向Ｃへの移動を許容しつつ、直動部材１３に設定値の荷重が作用した後は、規制部５が回転部材１２の第二方向Ｃへの移動を規制することができる。

このように、本実施形態に係る電動パーキングブレーキ機構１では、電動モータ１１により回転部材１２を第一回転方向に回転させると、直動部材１３が回転部材１２に引き込まれることでパーキングブレーキが作動する。ここで、回転部材１２は、回転軸線方向に移動可能となるようにハウジングに保持されており、荷重センサ４では、回転部材１２に連結される可動部２１とハウジング２に固定される固定部２２との間に弾性部材２３が配設されている。このため、回転部材１２は、直動部材１３を引き込むことで、弾性部材２３を弾性変形させながら、直動部材１３が回転部材に引き込まれる第一方向Ｂとは反対の方向である第二方向Ｃに移動する。このため、検出部２４が固定部２２に対する可動部２１の移動量を検出することで、直動部材１３に作用する荷重を検出することができる。

そして、電動モータ１１により回転部材１２を第一回転方向に回転させ続けると、回転部材１２も第二方向Ｃに移動し続けるため、弾性部材２３の変形量が大きくなっていく。しかしながら、規制部５によりハウジング２に対する回転部材１２の第二方向Ｃへの移動が規制されるため、弾性部材２３の変形量が過大になるのを抑制することができる。これにより、荷重センサ４の寿命が低下するのを抑制することができる。

しかも、規制部５によりハウジング２に対する回転部材１２の第二方向Ｃへの移動が規制されても、回転部材１２は第一回転方向に回転することができるため、更に直動部材１３を回転部材１２に引き込んで直動部材１３に荷重をかけることが可能となる。

また、規制部５の当接部５２が、回転部材１２の第二方向Ｃ側に配置されるため、回転部材１２が第一回転方向に回転した際に、回転部材１２の第二方向Ｃへの移動量が過大となって弾性部材２３の変形量が過大になるのを抑制することができる。

また、規制部５が回転軸線方向に移動可能にハウジング２に固定されるため、規制部５により回転部材１２の移動を規制する際の、直動部材１３に作用する荷重を調整することができる。

また、規制部５をハウジング２に締結するためのボルト５５が挿入される貫通穴５３が回転軸線方向に長いため、ボルト５５の締結位置を調整することで、ハウジング２に対する規制部５の固定位置を調整することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

１…電動パーキングブレーキ機構、２…ハウジング、３…回転直動変換機構、４…荷重センサ、５…規制部、１１…電動モータ、１２…回転部材、１３…直動部材、１４…歯車、１５…螺旋溝、１６…螺旋溝、１７…回転伝達部材、２１…可動部、２１ａ…壁部、２２…固定部、２２ａ…フランジ部、２３…弾性部材、２４…検出部、２５…連結部材、２６…磁石、２７…センサ部、５１…固定部、５２…当接部、５３…貫通穴、５４…貫通部、５５…ボルト、Ａ…回転軸線、Ｂ…第一方向、Ｃ…第二方向。

Claims (4)

1. ハウジングと、
   電動モータにより回転軸線の周りに回転駆動され、前記回転軸線に沿う回転軸線方向に移動可能となるように前記ハウジングに保持される回転部材と、前記回転部材が回転すると前記回転部材に対して前記回転部材の回転軸線方向に移動する直動部材と、を有し、前記回転部材が第一回転方向に回転すると、前記直動部材が前記回転部材に引き込まれてパーキングブレーキを作動させる回転直動変換機構と、
   前記回転部材に連結されて前記回転軸線方向に移動可能な可動部と、前記ハウジングに固定される固定部と、前記可動部と前記固定部との間に配設されて前記固定部に対して前記可動部を前記回転軸線方向に弾性支持する弾性部材と、前記固定部に対する前記可動部の移動量に基づいて前記直動部材に作用する荷重を検出する検出部と、を有する荷重センサと、
   前記ハウジングに固定されて、前記回転部材が前記第一回転方向に回転した際に、前記回転部材に当接することで前記回転部材の前記回転軸線方向の移動を規制する規制部と、を備える、
   電動パーキングブレーキ機構。
2. 前記規制部は、前記ハウジングに固定される固定部と、前記回転部材に当接される当接部と、を有し、
   前記当接部は、前記回転部材の、前記回転部材が前記第一回転方向に回転した際に直動部材が回転部材に引き込まれる第一方向とは反対の方向である第二方向側に配置される、
   請求項１に記載の電動パーキングブレーキ機構。
3. 前記規制部は、前記回転軸線方向に移動可能に前記ハウジングに固定される、
   請求項１に記載の電動パーキングブレーキ機構。
4. 前記規制部は、前記規制部を前記ハウジングに締結するためのボルトが挿入される貫通穴を有し、
   前記貫通穴は、前記回転軸線方向に長い長穴である、
   請求項３に記載の電動パーキングブレーキ機構。

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