JP4547242B2 - パーキングブレーキ装置 - Google Patents

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Description

本発明は自動車などのパーキングブレーキをモータ駆動によって操作するパーキングブレーキ装置に関する。
特表2001−513179号公報 特開平8−295210号公報 特開2004−161063号公報
特許文献1には、図11に示すような、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ピック装置は、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。
特許文献2には、図12に示すような、モータMと、そのモータの回転によってギヤ110を介して回転駆動される軸111とを備えた自動車の駐車用制動装置が開示されている。軸111の左右には、それぞれ右ネジ112と左ネジ113が形成され、それらのネジにナット部材114、115が螺合している。それらのナット部材には、それぞれブレーキケーブル105、106の一端が係止されている。
このものはモータMが一方向に回転すると、左右のナット部材114、115をそれぞれ中心側に移動させ、それにより左右のブレーキをかけることができる。モータMが逆方向に回転すると、左右のナット部材114、115が外側に移動する。それによりブレーキを解除することができる。
特許文献3には、図13に示すような、モータMによって回転駆動されるネジ軸116と、そのネジ軸と螺合するナット117と、そのナットに揺動自在に設けられるイコライザ118と、そのイコライザに連結される一対の引きケーブル119、120と、一方のケーブル119の向きを180度変換するためのプーリ121とを備えた電動パーキングブレーキ装置122が開示されている。
特許文献1の駐車ブレーキ100は、左右のブレーキケーブル105、106同士を互いに引っ張り合わせる構成にしているので、両者の張力を均等にすることができ、スペースも小さくて済む。しかしスプラインハブやスプラインを必要とするため、機構が複雑で、組立作業も繁雑である。他方、特許文献2の制動装置は、機構が比較的簡易であり、左右の操作量を均等にすることができる。しかし左右のブレーキ力を均等にすることは困難である。
また、特許文献3の電動パーキングブレーキ装置(図13参照)は、イコライザ118により左右のブレーキ力をほぼ均等にすることができるが、左右のケーブル119、120の間隔が拡がる。そのため、ハウジング123が大きくなり、広い取りつけスペースを要する。さらに2本のケーブル119、120に力が加わるとき、ハウジング123に大きいトルクが加わる。そのためハウジング123や取り付けネジなどの強度を高くする必要がある。本発明は機構が簡単で、左右のブレーキ力をほぼ均等にすることができ、しかも左右のケーブルに力が加わったときでもハウジングなどに大きいトルクが生じないパーキングブレーキ装置を提供することを課題としている。
本発明のパーキングブレーキ装置(請求項1)は、両方向に回転するモータと、そのモータの回転を直進運動に変換するネジ−ナット機構と、そのネジ−ナット機構によって往復駆動される移動部材と、その移動部材に対し、移動方向に対して交差する軸回りに揺動自在に取り付けられるイコライザと、そのイコライザと一対の車輪のブレーキの間の操作力を伝達する一対のケーブルと、それらのケーブルのうち、一方のケーブルの向きを反転させる反転プーリとを備えており、その反転プーリの軸心が、反転後のケーブルの中心を他方のケーブルの中心に近づけるように、イコライザの面に対して斜め向きにされていることを特徴としている。
このようなパーキングブレーキ装置においては、前記ネジ−ナット機構を、モータの回転によって回転駆動されるネジ軸と、前記移動部材に形成された、ネジ軸と螺合する雌ネジと、前記移動部材のネジ軸の軸心方向の移動を許容し、ネジ軸回りの回動を拘束するガイド部材とから構成することができる(請求項2)。
その場合、前記モータの出力軸に減速機の入力部材が連結されており、その減速機の出力部材が前記ネジ軸に連結されると共に、モータの出力軸とネジ軸とが略同心状に配置されているものが好ましい(請求項3)。
また、前記移動部材の両端が円柱状を呈すると共に、その移動部材の両端に前記イコライザが揺動自在に被せられており、かつ移動部材がイコライザを介してガイド部材によってガイドされているものが好ましい(請求項4)。
変換手段としてネジ軸を用いる場合は、前記移動部材が雌ネジの内面と連通するグリース溜まりを備えているものが好ましい(請求項5)。さらに前記一方のケーブルが反転プーリで反転された後、可撓性の導管によって車輪のブレーキまでガイドされているものが好ましい(請求項6)。本発明の車両は、車体と、その車体を支える複数個の車輪と、それらの車輪のうち、2個の車輪のブレーキに連結される、前記のいずれかのパーキングブレーキ装置とを備えていることを特徴としている(請求項7)。
本発明のパーキングブレーキ装置(請求項1)は、モータが回転し、ネジ−ナット機構を介して移動部材が一方向に移動すると、移動部材によって支持されるイコライザが一方向に移動する。それにより、イコライザに連結されている一対のケーブルが同じ方向に操作され、たとえば引き操作される。その場合、イコライザは移動部材に対して揺動自在に支持されているので、一対のケーブルの引き力が均等になる。そして一方のケーブルは反転プーリによって反転された上で、移動方向とほぼ平行に延び、一方の車輪のブレーキに操作力を伝える。同時に他方のケーブルは反転されずに前記一方のケーブルとは逆方向に延び、他方の車輪のブレーキに操作力を伝える。それにより、左右の車輪をブレーキングすることができる。モータが逆転して移動部材が逆方向に移動すると、一対のケーブルの引く力が弱められ、ブレーキ側のリターンスプリングでケーブルが引かれ、ブレーキが解除される。
このように本発明のパーキングブレーキ操作装置は、一方のケーブルと他方のケーブルがイコライザに連結されているので、操作力がほぼ等しい。そして一方のケーブルが反転プーリによって向きが反転され、他方のケーブルがそのまま延びているので、互いに反対側に延びる左右一対のケーブルを同じタイミングで、同じ操作ストロークで操作することができ、配索スペースも少なくて済む。さらにこの装置では、反転プーリの軸心が、反転後のケーブルの中心を他方のケーブルの中心に近づけるように、イコライザの面に対して斜めに配置されているので、一方のケーブルと他方のケーブルの距離が近づき、配索が容易になる。また、両方のケーブルの反対方向の張力によって生ずる偶力が小さくなる。また、モータの回転をネジ−ナット機構で直進運動に変換するので、そのときにも減速作用が奏され、モータからネジ軸への回転力を伝達する減速機の負担が少なくなる。
このようなパーキングブレーキ駆動装置において、前記ネジ−ナット機構が、モータの回転によって回転駆動されるネジ軸と、前記移動部材に形成された、ネジ軸と螺合する雌ネジと、前記移動部材のネジ軸の軸心方向の移動を許容し、ネジ軸回りの回動を拘束するガイド部材とを備えている場合(請求項2)は、モータが一方向に回転すると、ネジ軸も一方向に回転する。そしてネジ軸に螺合している移動部材は、ガイド部材によって軸方向に移動自在に、かつ回転しないようにガイドされているので、そのまま軸方向に移動する。
前記モータの出力軸に減速機の入力部材が連結されており、その減速機の出力部材が前記ネジ軸に連結されると共に、モータの出力軸とネジ軸とが略同心状に配置されている場合(請求項3)は、モータ、減速機、ネジ軸およびナット部材がほぼ直線状に配列される。そのため、自動車の後部に横向きに配置するとき、燃料タンクの隙間など、狭いスペースを利用して配置することができる。
前記移動部材が円柱状を呈すると共に、その移動部材の両端に前記イコライザが揺動自在に被せられており、かつ移動部材がイコライザを介してガイド部材によってガイドされている場合(請求項4)は、移動部材にガイド部とイコライザの支持部を別個に設ける必要がない。そのため移動部材を小さくすることができ、構成がシンプルになる。
前記移動部材が雌ネジの内面と連通するグリース溜まりを備えている場合(請求項5)は、グリース溜まりに大量のグリースを充填しておくことができ、ネジ軸の回転に伴ってナット部材が螺進するするにつれてグリースがネジ軸に供給される。そのため、グリース給油の間隔を長くすることができ、メンテナンスが容易になる。この利点は、ネジ軸がガイドによって囲まれている場合にとくに有効である。
前記一方のケーブルが反転プーリで反転された後、可撓性の導管によって車輪のブレーキまでガイドされているパーキングブレーキ装置(請求項6)は、パーキングブレーキ装置の本体と車輪のブレーキとが離れていても、両者の間でケーブルをスムーズに案内することができ、配索が容易になる。また、反転プーリでケーブルの向きを反転させているので、導管は大きく湾曲させる必要がなく、導管による摺動抵抗が小さくて済む。したがって左右のケーブル同士の引き力の均等化に役立つ。
本発明の車両は、車体と、その車体を支える複数個の車輪と、それらの車輪のうち、2個の車輪のブレーキに連結される、前記いずれかのパーキングブレーキ装置とを備えているので、スイッチ操作などで自動的にパーキングブレーキをかけることができ、それぞれのパーキングブレーキ装置の作用効果を奏する。
つぎに図面を参照しながら本発明のパーキングブレーキ装置の実施の形態を説明する。図1は本発明のパーキングブレーキ装置の一実施形態を示す一部断面平面図、図2はそのパーキングブレーキ装置の一部断面正面図、図3、図4および図5はそれぞれ図2のIII-III線断面図、IV-IV線断面図、V-V線断面図、図6はそのパーキングブレーキ装置のナット部材およびイコライザの要部分解斜視図、図7はそのナット部材およびイコライザの組立状態を示す断面図、図8および図9はそれぞれそのパーキングブレーキ装置の左側面図および右側面図、図10は本発明のパーキングブレーキ装置を用いた自動車の一実施形態を示す概略要部平面図である。
図1に示すパーキングブレーキ装置10は、減速機ユニット11と、その減速機ユニット11の入力側に取り付けられるモータMと、減速機ユニット11の出力側に連結されるネジ−ナット機構(回転/直進変換機構)12と、そのネジ−ナット機構のナット部材(移動部材)13に揺動自在に支持されるイコライザ14と、そのイコライザによって往復駆動される一対のケーブル15、16と、それらのケーブルのうち、一方のケーブル(以下、第1ケーブルという)15の向きを反転させる反転プーリ17とを備えている。前記減速機ユニット11は、直列に配列される2基の遊星歯車式の減速機18、19を有する。
前記減速機ユニット11は、本体20aおよびカップ状ないし筒状のカバー20bからなるハウジング20を有し、カバー20bにはモータMを取り付けるための取付け座21が設けられ、ネジ22によってモータMが固定されている。モータMの出力軸23には第1減速機18のサンギヤ24が固定されており、そのサンギヤ24の周囲には籠型のキャリア25によって回転自在に支持された複数個の遊星ギヤ26が噛み合っている。この実施形態では図3に示すように4個の遊星ギヤ26を備えている。それらの遊星ギヤ26は、リングギヤ(内歯ギヤ)27と噛み合っている。リングギヤ27は、ハウジング20の内面に設けた突起ないし溝28によって回転が拘束されている。前記キャリア25は図2に示すように、2枚の円板状の部材25a、25bと、それらを連結する4本の支持棒25c(図3参照)と、遊星ギヤ26を回転自在に支持する4本の支持軸25d(図3参照)を備えた従来公知のものである。
前記円板状の部材25a、25bのうち、モータMと反対側の円板状の部材25bの中心部には第1減速機18の出力軸29が一体に設けられており、その出力軸29の周囲に第2減速機19のサンギヤ30が一体に形成されている。この第2減速機19も、図4に示すように、4個の遊星ギヤ31を備えている。キャリア32およびリングギヤ(内歯ギヤ)33など、他の構成構成については、いくらか大きいだけで第1減速機18と実質的に同一であるので、説明を省略する。第2減速機19の出力軸34は、減速機ユニット11全体の出力軸35とスプライン35aにより結合されており(図5参照)、その全体の出力軸35は、ハウジング20の本体20aに回転自在に支持されている。
前記減速機ユニット11の出力側には、ネジ−ナット機構12のガイド部材36が固定されている。ガイド部材36は図2に示すように、金属薄板を略U字状に曲げ形成したものであり、その脚部36aがネジ36bによってハウジング20に取り付けられている。ガイド部材36の上面には、図1に示すように中央にスリット36cが形成されている。このスリット36cは軽量化およびイコライザー14の移動の摩擦による発熱の緩和のためのものである。ガイド部材36の中心部にはその長さ方向のほぼ全体に雄ネジを備えたネジ軸(スクリューシャフト)37が配置されている。ネジ軸37の一端は減速機ユニット11の全体の出力軸35に固定され、他端はガイド部材36の先端側に回転自在に支持されている。
ネジ軸37の外周にはナット部材13が螺合している。ナット部材13は図6および図7に示すように、円柱状の本体13aと、その本体から前後に突出する雌ネジ部13bとからなる。ナット部材13全体は、たとえば合成樹脂から形成することができ、その場合は雌ネジ部13b内にインサート成形により金属製のナットを固定してもよい。ナット部材13は図7に示すように、イコライザ14の有底円筒部14aによって回動自在に抱持されている。
この実施形態では、ナット部材13の本体13aは有底筒状を呈しており、その内部は、上面側に開口するグリース溜まり13cとされている。グリース溜まり13cは雌ネジ部13bの内面の雌ネジ13dと連通しており、ネジ軸37の回転に伴うナット部材13の移動時に、ネジ軸37の表面にグリースを給油することができる。ナット部材13の向きはガイド部材36によって拘束されているので、グリース溜まり13cの開口部は常時上向きにするのが好ましい。グリース溜まり13cの開口部は対応するイコライザ14の有底円筒部14aによってカバーされるので、グリース溜まり13c内にゴミなどが入り込むことが防止される。グリースは半固形でもよく、流動体であってもよい。上記のようにグリース溜まり13cを設けることにより、グリース給油の間隔を大幅に延ばすことができる。そのため、ガイド部材36によって囲まれているナット部材13へのグリース給油が楽になる。
イコライザ14は図6に示すように、金属板を折り曲げないし絞り成形した部品であり、中央部は2個の有底円筒部14aを向かい合わせにした形態で、左右端は2枚の金属板が向かい合わせに配置された形態のケーブル係止部14bとしている。ケーブル係止部14bの後端(あるいは前端)の2枚の金属板同士はつながっている。イコライザ14の有底円筒部14aはナット部材13の本体13aの上端および下端によって揺動自在に支持されている。図2および図7に示すように、ナット部材13はそれらのイコライザ14の有底円筒部14aを介してガイド部材36の内面によってガイドされ、それにより自軸回りに回転しない状態でケーブルの移動方向に移動自在にガイドされている。イコライザ14のケーブル係止部14bの上面には、ケーブル(内索)15、16の索端金具15a、16aを保持する円形の孔40が形成されており、下面には孔41およびケーブルを通すための導入溝42が形成されている。索端金具15a、16aは円筒状を呈しており、上下の孔40、41によって回動自在に係止される。
図1および図2に示すように、減速機ユニット11のハウジング20にはブラケット43の基部が取り付けられている。そのブラケット43の先端側には、図8に示すように、一対の立ち上がり片44、44が折り曲げなどによって設けられている。ただし別個の板片を溶接してもよい。そして一対の立ち上がり片44、44によって支持軸45が斜め向きに支持されると共に、その支持軸45が反転プーリ17を回転自在に支持している。この実施形態では、一対の立ち上がり片44、44の上端近辺は支持軸45を直角に支持するように斜めに折り曲げられている(図8、図9参照)。反転プーリ17は、イコライザ14から出てくる第1ケーブル15を略中心部に向けるように傾斜している。なお、反転プーリ17に代えて、ケーブルを摺動自在にガイドする半円状の摺接ガイドを設けることもできる。その場合も斜めに設けることができる。ただし反転プーリも摺接ガイドもブラケット43に対して直角あるいは平行に設けることもできる。
図2に示すように、ブラケット43の基部には、第1ケーブル15を摺動自在に案内する第1導管46の端部が係止されている。イコライザ14から延びる第1ケーブル15は反転プーリ17によって180度向きを変えた上で、第1導管46によって自動車の車輪(図10の符号50)の一方のブレーキ(図10の符号B1)まで案内される。他方、イコライザ14から延びる第2ケーブル16は、反転せず、そのままガイド部材36の先端に固定された第2導管47によって他方のブレーキまで案内される(図10の符号B2)。上記のように反転プーリ17の支持軸45を斜めにすることによって、第1ケーブル15と第2ケーブル16を接近させることができ、両方のケーブル15、16に生ずる反対向きの引っ張り力に基いてパーキングブレーキ装置10の全体にもたらされるトルクを小さくすることができる。
図2に示すように、第1導管46および第2導管47の端部は、それぞれ従来公知のケーシングキャップ46a、47aによってブラケット43およびガイド部材36に固定される。第1ケーブル15と第1導管46および第2ケーブルと第2導管47は、それぞれ従来公知のプルコントロールケーブルを構成している。導管46、47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。ケーブル15、16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。またこの実施形態ではコントロールケーブルとして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が、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。
上記のように構成されるパーキングブレーキ装置10では、モータMが一方向に回転すると、減速機ユニット11によって減速されて、ネジ軸37が一方向に回転し、それによってナット部材13がたとえば図1の右方向に移動する。それにより、2本のケーブル15、16の端部近辺は互いに同調して、同じ方向に移動する。そして第1ケーブル15が反転プーリ17によって反転するので、両者は反対方向に、同じストロークだけ引き操作される。それにより図10の自動車49の車輪50側のブレーキB1、B2のリターンスプリングの引き力に抗してブレーキ操作を行うことができる。一旦ブレーキをかけた後は、ネジ−ナット機構12によりナット部材13の軸方向に移動が拘束されるので、モータMを停止してもリターンスプリングの引き力に抗してブレーキ状態を維持することができる。
モータMが逆方向に回転すると、ネジ軸37が逆方向に回転し、ナット部材13が図1の左方向に移動し、2本のケーブル15、16を送り出すことができる。それらのケーブル15、16は、図10の自動車49のブレーキ側に設けられるリターンスプリングによって引き操作され、ブレーキが解除される。
上記のようなパーキングブレーキ装置は、通常は自動車などの車両の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。本発明のパーキングブレーキ装置は、自動車以外に、自走式クレーンなどの建設機械、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、その他の車両のパーキングブレーキ装置として用いることができる。
本発明のパーキングブレーキ装置の一実施形態を示す一部断面平面図である。 そのパーキングブレーキ装置の一部断面正面図である。 図2のIII-III線断面図である。 図2のIV-IV線断面図である。 図2のV-V線断面図である。 そのパーキングブレーキ装置のナット部材およびイコライザの要部分解斜視図である。 そのナット部材およびイコライザの組立状態を示す断面図である。 図2のパーキングブレーキ装置の左側面図である。 図2のパーキングブレーキ装置の右側面図である。 本発明のパーキングブレーキ装置を用いた自動車の一実施形態を示す概略要部平面図である。 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。 従来のパーキングブレーキ装置の他の例を示す断面図である。 従来のパーキングブレーキの他の例を示す平面図である。
符号の説明
10 パーキングブレーキ装置
11 減速機ユニット
M モータ
12 ネジ−ナット機構
13 ナット部材
13a 本体
13b 雌ネジ部
13c グリース溜まり
13d 雌ネジ
14 イコライザ
14a 有底円筒部
14b ケーブル係止部
15 第1ケーブル
16 第2ケーブル
15a、16a 索端金具
17 反転プーリ
18 第1減速機
19 第2減速機
20 ハウジング
20a 本体
20b カバー
21 取付け座
22 ネジ
23 モータの出力軸
24 サンギヤ
25 キャリア
25a、25b 円板状の部材
25c 支持棒
25d 支持軸
26 遊星ギヤ
27 リングギヤ
28 溝
29 第1減速機の出力軸
30 サンギヤ
31 遊星ギヤ
32 キャリア
33 リングギヤ
34 第2減速機の出力軸
35 減速機ユニット全体の出力軸
35a スプライン
36 ガイド部材
36a 脚部
36b ネジ
36c スリット
37 ネジ軸
40、41 孔
42 導入溝
43 ブラケット
44 立ち上がり片
45 支持軸
46 第1導管
47 第2導管
48 ストッパネジ
49 自動車
50 車輪

Claims (7)

  1. 両方向に回転するモータと、
    そのモータの回転を直進運動に変換するネジ−ナット機構と、
    そのネジ−ナット機構によって往復駆動される移動部材と、
    その移動部材に対し、移動方向に対して交差する軸回りに揺動自在に取り付けられるイコライザと、
    そのイコライザと一対の車輪のブレーキの間の操作力を伝達する一対のケーブルと、
    それらのケーブルのうち、一方のケーブルの向きを反転させる反転プーリとを備えており、
    その反転プーリの軸心が、反転後のケーブルの中心を他方のケーブルの中心に近づけるように、イコライザの面に対して斜め向きにされている
    パーキングブレーキ装置。
  2. 前記ネジ−ナット機構が、モータの回転によって回転駆動されるネジ軸と、前記移動部材に形成された、ネジ軸と螺合する雌ネジと、前記移動部材のネジ軸の軸心方向の移動を許容し、ネジ軸回りの回動を拘束するガイド部材とを備えている請求項1記載のパーキングブレーキ装置。
  3. 前記モータの出力軸に減速機の入力部材が連結されており、その減速機の出力部材が前記ネジ軸に連結されると共に、モータの出力軸とネジ軸とが略同心状に配置されている請求項2記載のパーキングブレーキ駆動装置。
  4. 前記移動部材の両端が円柱状を呈すると共に、その移動部材の両端に前記イコライザが揺動自在に被せられており、かつ移動部材がイコライザを介してガイド部材によってガイドされている請求項1記載のパーキングブレーキ装置。
  5. 前記移動部材が雌ネジの内面と連通するグリース溜まりを備えている請求項2記載のパーキングブレーキ駆動装置。
  6. 前記一方のケーブルが反転プーリで反転された後、可撓性の導管によって車輪のブレーキまでガイドされている請求項1記載のパーキングブレーキ装置。
  7. 車体と、その車体を支える複数個の車輪と、それらの車輪のうち、2個の車輪のブレーキに連結される、請求項1〜のいずれかに記載のパーキングブレーキ装置とを備えた車両。
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