JP3898113B2 - 駆動ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明はブレーキ装置に結合された作動部材を有し、車両の駐車ブレーキを作動させる駆動ユニットに関する。この駆動ユニットは電気駆動モータと、作動部材を接続した回転可能な力伝達部材とを有する。減速装置は駆動モータと回転可能な力伝達部材との間に配置される。
【０００２】
【従来の技術】
高級車においては、駐車ブレーキのため手動又は足動の作動手段に代えこのような駆動ユニットを用いる。この駆動ユニットは、手動作動により、又は電気スイッチ等により例えばタコメータ信号又はチルト傾斜センサを介して駐車ブレーキを自動的に作動させるか又は不作動にするために使用することができる。
【０００３】
【発明の構成】
本発明は、高効率で特に静かに機能し、極めて短い時間期間内で作動手順を実行する、駐車ブレーキを作動させるためのコンパクトな駆動ユニットを提供する。本発明に係る駆動ユニットは、ブラシ無し直流モータで構成される駆動モータと組合わさった、２段ベルト駆動子により形成される減速装置を有する。２段ベルト駆動子は好ましくは機能的に直列に配列された２つの歯付きベルト駆動子からなり、直流モータは好ましくは希土類磁気リングを備えた外部ロータを有する。２段ベルト駆動子の高効率は、別の力センサ無しに、モータ電流を介して作動力を検出し規制する可能性を提供する。使用される直流モータの高トルクと組合わさって、０．５秒以下の極めて短い作動時間が達成される。この作動時間は駐車ブレーキが緊急事態でＡＢＳ機能を達成するのに十分な程短い。
【０００４】
２段ベルト駆動子が可逆性なので、すなわち、この駆動子が逆回転を許容するので、駆動モータがオフのときに駐車ブレーキの作動状態を維持するラッチ機構の必要性がある。第１の実施の形態においては、このラッチ機構は、ベルト駆動子の第１段がその周辺に少なくとも１つのラッチくぼみを有するラッチディスクを備えたプーリーを有するように形成され、バネ負荷ラチェットがこのくぼみと共働し、プーリーが駆動方向とは反対の方向に回転したときに、ラチェットがラッチくぼみ内でラッチ止めされる。カム構造体によりラチェットをラッチくぼみから係合解除させることができ、ラッチディスクは限られた範囲で回転できるようにプーリーに結合される。ラッチ機構がベルト駆動子の第１段上に位置するので、全体のブレーキ作動ストロークを適度に離れた部分的なストロークに分割するために、プーリーの周辺上に分布するほんの僅かな（例えば、２つ又は３つの）ラッチ位置で十分である。
【０００５】
【実施の形態】
図１に示すような車両における駐車ブレーキのための駆動ユニットの機能部分は外部ロータを備えたブラシ無し直流モータ１０と、２段ベルト駆動子（第１段は直流モータの外部ロータに接続されたピニオン１２と、ベルトプーリー１４と、歯付きベルト１６とを備え、第２段はベルトプーリー１４に接続されたピニオンシャフト１８と、ドラム２０と、２つの平行な歯付きベルト２２、２４とを備える）として形状づけられた減速装置と、ベルトプーリー１４上に位置するラッチ機構２６とを有する。ドラムの軸方向の端部は互いに軸方向に離れた外周表面として形状づけられた２つの歯付きリング２８を有し、これらリングの上で歯付きベルト２２、２４が走行する。歯付きベルト２２、２４は共働する調整可能なテンションローラ３０によりドラム２０及びピニオンシャフト１８のまわりで緊縮される。直流モータ１０、ベルトプーリー１４及びこれと同軸のピニオンシャフト１８の軸線は、ドラムと同様に、平行であり、また、１つの共面内に位置することができる。
【０００６】
２段ベルト駆動子でできた減速装置は８０％以上の効率を有する。ネオジムの磁気リングを備えた外部ロータとして形状づけられたロータを有するブラシ無し直流モータ１０は、例えば２Ｎｍまでの大きな始動トルクを生じさせる。この組み合わせは、駆動ユニットが１／２秒以下の範囲の極めて短い作動時間を達成するのを可能にする。
【０００７】
ラッチ機構２６はベルトプーリー１４の円周上で直径方向で対向して位置する２つのラチェット３２（その１つを図１に示す）と、次に説明するラッチディスク３４の外円周上で開いた対応するラッチくぼみとを有する。ラチェット３２は適当なバネにより係合位置へ予め負荷されている。ラッチディスク３４は、限られた範囲内で回転できるように、ベルトプーリー１４に結合される。ベルトプーリー１４においてラッチディスク３４に隣接したディスク状の部分にはカム構造体として用いられた制御カムがあり、ラチェット３２のラチェット先端は制御カム上で摺動すると同時に、ラッチくぼみを備えたラッチディスク３４の外円周上で摺動する。
【０００８】
ドラム２０は歯付きリング２８の間でその周辺表面にケーブル溝３６（図２）を有する。ケーブル溝３６はドラムの軸線Ｘ−Ｘに関して円周方向にわたって変化する深さを有する。ケーブル溝３６において、軸線Ｘ−Ｘに関して最大の半径Ｒ１上で、ドラム２０を軸方向に貫通するピン３８により牽引ケーブルが接続される。牽引ケーブル４０は車両の駐車ブレーキの作動素子を形成する。図２の側面図はケーブル溝３６の一層小さな半径Ｒ２上で半径Ｒ１と直径方向で対向する牽引ケーブル４０を示す。
【０００９】
直流モータ１０のステータ４２は直流モータの制御回路の電子素子をも担持する印刷回路盤４４に装着される。印刷回路盤４４は支持板４６上で支持され、直流モータ１０、ピニオンシャフト１８及びドラム２０の軸受がこの支持板上に配置される。駆動ユニットの上述した機能部分はハウジング４８内に収容され、このハウジングは牽引ケーブル４０のための出口開口５０及びコネクタプラグのためのプラグベース５２を有する。
【００１０】
駐車ブレーキを作動させるため、この目的のために車両に設けたスイッチを手動で作動させることにより又は自動機能により、直流モータ１０を作動させ、その結果、ドラム２０が２段ベルト駆動子により駆動方向に回転される。ケーブル溝の一層大きな半径Ｒ１のため、最初は、減少した作動力での比較的大きな作動経路がカバーされ、作動経路の端部に向かうにつれて、ケーブル溝の一層小さな半径（＜Ｒ２）が作用するようになり、その結果、作動力は対応的に一層大きくなり、作動経路は一層小さくなる。ラッチディスク３４の円周上のラッチくぼみは、ラチェット３２と一緒に、くぼみが駆動方向への回転のみを許容する逆転係止機構を形成するような方法で、形状づけられる。直流モータ１０により消費された電流の検出は減速装置を介して牽引ケーブル４０上に作用する作動力のための目安を提供する。例えば１０００Ｎないし２５００Ｎの必要な作動力が０．５秒以下の時間の後に到達されると、直流モータ１０がオフされる。この時点で牽引ケーブル４０内に存在する引張り応力のため、ドラム２０及びそれと一緒にベルトプーリー１４は、歯付きベルト２２、２４及びピニオンシャフト１８及び該ピニオンシャフトと一体に回転するラッチディスク３４を介して、ラチェット３２がラッチディスク３４の次のラッチくぼみ内でラッチ止めされるまで、駆動方向とは反対の方向に回転させられる。この状態においては、駐車ブレーキは、直流モータ１０の短い作動後に、通常の駆動方向とは反対側に解放されるまで、作動状態を維持する。
【００１１】
駐車ブレーキを解除するためには、直流モータ１０を通常の駆動方向とは反対に短く作動させる。ラッチディスク３４に隣接した制御カムが該ラッチディスクに相対的に移動することにより、ラチェット３２はラッチディスクの対応するラッチくぼみから出るように持ち上げられ、その結果、プーリーはここで自由に回転できる。牽引ケーブル４０内で持続する引張り応力により、ドラム２０はここでその初期の位置へ戻り、この位置は駐車ブレーキの不作動位置に対応する。この過程において、直流モータ１０は２段ベルト駆動子を介して引っ張られ、その結果、不作動状態への駐車ブレーキの復帰は減衰力を与えられノイズを減少させる。
【００１２】
図３、４に示す駆動ユニットの実施の形態は、ブラシ無し直流モータ１０と、ピニオン１２、ベルトプーリー１４、歯付きベルト１６、ピニオンシャフト１８及びドラム１２０を備えた２段ベルト伝達手段とを有するという点で、図１、２のものとほぼ同様であり、ドラムは増大した幅の単一の歯付きベルト１２２のために形状づけられる。ドラム１２０はシャフト１２４に装着され、このシャフトはドラム１２０と同軸でこれに軸方向で隣接するプーリー１２６をも装着している。ドラム１２０及びプーリー１２６は一緒に回転するように接続されるが、これらの間の限られた相対回転が可能になっている。先の実施の形態のドラム２０のように、プーリー１２６は最大半径の円周方向位置でブレーキケーブル１４０と接続するようになった変化する半径を持ったケーブル溝１３６を有する。
【００１３】
プーリー１２６はラチェット歯１４２を備えた外周部を有する。バネ負荷ラチェット爪１４４はフレームに枢着されていて、ラチェット歯１４２と共働する。ラチェット歯１４２に隣接して、ドラム１２０は外周部のカム構造体１４６を有し、ラチェット爪１４４はラチェット歯１４２及びカム構造体１４６の双方を軸方向で跨ぐ。ラチェット歯１４２の幾何学形状は、モータ１０が通常の駆動方向に回転するときに、ドラム１２０がブレーキケーブル１４０を巻き上げるように回転できるが、反対方向へのドラム１２０の回転を阻止して駐車ブレーキを作動状態に保持することができるようなものである。駐車ブレーキを解除するためには、モータ１０を短い時間通常の駆動方向とは反対の方向に作動させて、係止されたプーリー１２６に関してドラム１２０を僅かに回転させる。ここで、外周部のカム構造体１４６がラチェット爪１４４を押圧してラチェット歯１４２との係合を解除し、プーリー１２６を係止状態から解放する。ここで、駐車ブレーキは解放状態へ自由に戻ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係る駆動ユニットの最も重要な機能部分を示す斜視図である。
【図２】 駆動ユニットの断面図である。
【図３】 第２の実施の形態に係る駆動ユニットの部分斜視図である。
【図４】 図３に示す実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１０ 直流モータ
１４ プーリー
１６ 歯付きベルト
２０ ドラム
２２、２４ 歯付きベルト
２６ ラッチ機構
３２ ラチェット
３４ ラッチディスク
３６ ケーブル溝
４０ 牽引ケーブル
４２ ステータ
４４ 印刷回路盤
４８ ハウジング
１２０ ドラム
１２２ 歯付きベルト
１２６ プーリー
１４０ ブレーキケーブル
１４２ ラチェット歯
１４４ ラチェット爪
１４６ カム構造体

Claims (11)

1. 車両のブレーキ装置に結合された作動部材（４０）と、電気駆動モータ（１０）と、回転可能な力伝達部材（２０）であってそれに対し上記作動部材が接続されているものと、上記駆動モータ（１０）と上記回転可能な力伝達部材（２０）との間で機能的に配置された減速装置とを有する、車両の駐車ブレーキを作動させる駆動ユニットにおいて、
   上記減速装置が２段ベルト駆動子により形成され、上記駆動モータ（１０）がブラシ無し直流モータにより形成され、上記回転可能な力伝達部材（２０）は、駐車ブレーキを作動させるために上記作動部材（４０）に張力を発生させ、かつ該張力によって上記回転可能な力伝達部材が駐車ブレーキを解除するように動かされるようになっており、
   上記ベルト駆動子の第１段が、フレームに回転可能に装着され、その外周部に少なくとも１つのラッチくぼみを有するラッチディスク（３４）を備えたプーリー（１４）と、上記フレームに枢着され、当該ベルト駆動子が駆動方向とは反対に回転したときに上記くぼみ内に係合するラッチ位置へ偏倚されたバネ負荷ラチェット（３２）とを有し、
   上記ラッチディスク（３４）が、限られた相対回転を行うように上記プーリー（１４）に結合されておりまた該プーリーにはカム構造体が形成されており、上記ラチェット（３２）は上記ラッチディスク（３４）の上記プーリー（１４）に対する相対回転により、上記ラッチくぼみから係合解除される、
   ことを特徴とする駆動ユニット。
2. 上記ベルト駆動子の少なくとも第２段が歯付きベルト駆動子であることを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
3. 上記ベルト駆動子の各段が歯付きベルト駆動子であることを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
4. 上記直流モータ（１０）が希土類磁気リングを備えた外部ロータを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の駆動ユニット。
5. 上記直流モータ（１０）が電子制御素子を備えた印刷回路盤（４４）に装着されたステータ（４２）を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
6. 上記ベルト駆動子の第２段が平行に配置された一対の歯付きベルト駆動子を有することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の駆動ユニット。
7. 上記回転可能な力伝達部材（２０）がドラムにより形成され、同ドラムの外周表面で、２つの歯付きリング（２８）が互いに軸方向で離れて形成されることを特徴とする請求項６に記載の駆動ユニット。
8. 上記回転可能な力伝達部材（２０）が円筒状のドラムであり、同ドラムの円周方向にケーブル溝（３６）が形成され、上記ドラムの軸線に関する上記ケーブル溝の半径が変化しており、上記作動部材（４０）が当該ケーブル溝内に接続された牽引ケーブルであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の駆動ユニット。
9. 上記牽引ケーブル（４０）が最大半径を持つ上記ケーブル溝の円周角度で接続されることを特徴とする請求項８に記載の駆動ユニット。
10. 車両のブレーキ装置に結合された作動部材（１４０）と、電気駆動モータ（１０）と、回転可能な力伝達部材（１２０）であってそれに対し上記作動部材が接続されているものと、上記駆動モータ（１０）と上記回転可能な力伝達部材（１２０）との間で機能的に配置された減速装置とを有する、車両の駐車ブレーキを作動させる駆動ユニットにおいて、
    上記減速装置が２段ベルト駆動子により形成され、上記駆動モータ（１０）がブラシ無し直流モータにより形成され、上記回転可能な力伝達部材（１２０）は、駐車ブレーキを作動させるために上記作動部材（１４０）に張力を発生させ、かつ該張力によって上記回転可能な力伝達部材が駐車ブレーキを解除するように動かされるようになっており、
    上記回転可能な力伝達部材（１２０）が歯付きの外周表面を備えたドラムであり、プーリー（１２６）が該ドラムから力を受けて回転するように上記ドラムと同軸に結合されており、上記プーリー（１２６）が同プーリーの軸線に関して変化する半径を持つ周方向のケーブル溝（１３６）を有し、牽引ケーブル（１４０）が一端で上記ケーブル溝内に接続され、他端でブレーキ装置に接続されており、
    上記プーリー（１２６）が、当該プーリー及び上記ドラム（１２０）をも装着した固定のフレーム内に枢着されたラチェット爪（１４４）と共働する外周部のラチェット歯（１４２）を具備し、上記ラチェット爪（１４４）が上記ラチェット歯に係合する位置へバネ偏倚されており、
    上記ドラム（１２０）が上記プーリーの上記ラチェット歯（１４２）に隣接する外周部のカム構造体（１４６）を有し、上記ラチェット爪（１４４）が当該ラチェット歯及び上記カム構造体の双方を軸方向で跨ぎ、当該ドラム（１２０）及び該プーリー（１２６）が限られた相対回転を行うように接続されていて、該ドラムが通常の駆動方向とは反対の方向に回転したときに、当該ラチェット爪（１４４）が当該カム構造体（１４６）により係合解除位置へ強制的に移動させられるようになっている、
    ことを特徴とする駆動ユニット。
11. 上記牽引ケーブル（１４０）が最大半径の円周角度で上記ケーブル溝（１３６）内に接続されることを特徴とする請求項１０に記載の駆動ユニット。

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