JP4891008B2

JP4891008B2 - ブレーキシステム

Info

Publication number: JP4891008B2
Application number: JP2006242162A
Authority: JP
Inventors: 立佐野; 元志岡本
Original assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Current assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: JP2008064194A

Description

本発明は自動車、モータバイク、三輪自動車、パワーアシスト式自転車、ゴルフカートあるいはフォークリフトなどの車輌のブレーキを解除するためのブレーキシステムに関する。

特表２００１−５１３１７９特表２００４−５１７２６９特開平８−２９５２１０特開２０００−３０９２５５

特許文献ではないが、キャブを傾動させるタイプのトラックなどに用いられる手動のブレーキ装置がある。図１０に示すように、トラックＴは、車体の前端付近に形成されたヒンジ部を回動の中心として前方（符号Ｌ方向）に傾動自在なキャブＣを備えている（図では傾動した状態を示している）。そのトラックＴの下面側には車輪を回転駆動させるためのセンターシャフトＦが配置されている。前記トラックＴは、そのセンターシャフトＦにブレーキを掛けるパーキングブレーキ（ブレーキ装置１００）を備えている。図１１に、そのブレーキ装置１００を示す。前記ブレーキ装置１００は、センターシャフトＦにブレーキをかけるブレーキ本体１０１と、そのブレーキ本体を操作するためのブレーキレバー１０２と、それらブレーキ本体１０１とブレーキレバー１０２とを操作可能に連結するコントロールケーブル１０３とからなる。なお、前記ブレーキレバー１０２は、キャブＣ（図１０参照）の内部の運転席の近傍などに配置されている。

前記コントロールケーブル１０３は、車体の下面側でブレーキ本体１０１に連結され、そこから上面側に抜ける際に、車体に係止部１０４により一旦係止されている。そして、そこからブレーキレバー１０２までは、コントロールケーブル１０３のケーブル長に、いくらかの弛み（余裕）を持たせて、前記キャブＣ（図１０参照）の傾動を可能にするように、キャブＣの下方でＵ字状に配索された上で、ブレーキレバー１０２に連結される。なお、図１０では、前記キャブＣが前方に傾動している状態を示している。

また、特許文献１には、ブレーキ操作を電動で行うアクチュエータの従来技術として、図１２に示す車両用の駐車ブレーキ１１０が開示されている。その駐車ブレーキ１１０は、外周に歯車１１１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１１２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１１３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）１１４とを備えている。

スプライン１１３の一端には第１ブレーキケーブル１１５が係止され、雄ネジ部材１１４の一端には第２ブレーキケーブル１１６が係止されている。そして構成部材１１２の外周の歯車１１１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１１３の雌ネジと雄ネジ部材１１４とが相対的に螺進して左右のブレーキケーブル１１５、１１６同士が引き合う。それにより左右の車輪にブレーキがかかる。また、この駐車ブレーキ１１０には、緊急時に雄ネジ部材１１４と第２ケーブル１１６の連結を解除する機構が設けられており、解除ケーブル１１７により操作される。

他方、モータＭが逆方向に回転すると、スプライン１１３の雌ネジと雄ネジ部材１１４が前記とは逆回りに相対的に回転し、左右のブレーキケーブル１１５、１１６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１１３と雄ネジ部材１１４とからなるテレスコピック装置は、構成部材１１２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。

その他のアクチュエータに関連する技術として、特許文献２あるいは特許文献３に示す駐車ブレーキに使用されているものがある。これら特許文献２および３のアクチュエータについての詳細な説明は省略するが、これら特許文献２および３に記載されているアクチュエータの特徴としては、２本のインナーケーブルを同時に操作できることであり、それにより、左右両輪を確実にブレーキすることである。また、特許文献１および２のアクチュエータでは左右のブレーキ力を均等にできる。その他、特許文献４には、一方のケーブルを二股にし、それぞれを左右のブレーキまで連結し、通常時は、アクチュエータにより一方のケーブルを操作して左右のブレーキをモータ駆動で同時に操作するが、必要に応じて、他方のケーブルを手動で操作することにより、一方のケーブルを操作可能にしたものが開示されている。

特許文献１、２および３の電動ブレーキでは、２本のインナーケーブルを用いて、左右のブレーキが同期して作用するように構成されている。しかし２本のケーブルともブレーキ操作に用いており、いわばそれら２本のケーブルが協同して作用することにより目的を達している。そのため、ブレーキが利いたままモータが作動しなくなるような不具合が発生した場合、直接どちらかのケーブルを押し戻してブレーキ解除するような操作を行うことが困難であるので、解除のための機構を別に設けることになる。例えば図１２のアクチュエータによると、解除ケーブル１１７を操作することにより、張力が解除される。

本発明のブレーキシステムは、通常はインナーケーブルを電動で操作してブレーキを作動／解除させることができるが、緊急時には、そのブレーキを作動させているインナーケーブルを直接に操作してブレーキ解除を行うことのできるブレーキシステムを提供することを課題としている。

本発明のブレーキシステム（請求項１）は、パーキングブレーキと、そのパーキングブレーキを解除するための緊急解除機構と、前記パーキングブレーキに一端が連結された第１インナーケーブルと、前記緊急解除機構に一端が連結された第２インナーケーブルと、前記第１インナーケーブルあるいは第２インナーケーブルの張力を検出する張力検出装置と、前記第１インナーケーブルと第２インナーケーブルの他端同士を連結しつつ、第１インナーケーブルの他端をモータ駆動により引き操作することにより第１インナーケーブルにパーキングブレーキを作動させる操作力を与え、かつ、前記第１インナーケーブルの他端をモータ駆動により送り出し操作することにより、第１インナーケーブルにパーキングブレーキを解除させる操作力を与えると共に、パーキングブレーキ操作による前記操作力の反力を第２インナーケーブルに支持させるアクチュエータとからなり、前記第２インナーケーブルは、第１インナーケーブルにモータ駆動によるパーキングブレーキを作動または解除させる操作力を伝達するための張力を付与した状態で、その一端を前記緊急解除機構により係止された拘束状態と、前記係止が解かれて第１インナーケーブルに弛みを生じさせる方向に移動した拘束の解かれた状態との間で軸方向に移動自在であり、前記緊急解除機構は、通常時には第２インナーケーブルを係止して前記拘束状態とし、前記パーキングブレーキが作動した状態でブレーキを解除することができない緊急時には第２インナーケーブルを送り出して前記拘束の解かれた状態とし、その拘束の解かれた第２インナーケーブルを引き戻して拘束状態とすることができるものであり、前記張力検出装置が、拘束状態において前記張力がブレーキを作動させるための所定の値を超えていることおよび拘束されていない状態において無負荷荷重であることを検出していることを特徴としている。

本発明のブレーキシステム（請求項１）は、アクチュエータを介して第１インナーケーブルと第２インナーケーブルとが連結されており、通常時は、アクチュエータの回転駆動により第１インナーケーブルにブレーキ操作のための操作力が与えられる。そうすると、その第１インナーケーブルは、緊急解除機構に拘束された第２インナーケーブルでもって前記操作力の反力を支持させて、第１インナーケーブルによりブレーキをかけることができる。また、ブレーキ解除時には、アクチュエータが逆回転し、ブレーキを解除する。

一方、緊急時には、すなわちセンターブレーキが作動したままアクチュエーターによる解除操作が操作不能になってしまった場合には、緊急解除機構を操作して第２インナーケーブルの拘束を解くと、第１インナーケーブルに弛みを生じさせることができる。このように、第２インナーケーブルによりブレーキ操作を行う第１インナーケーブルを直接に操作できるので、動作が確実である。そして、アクチュエータが操作不能のトラブルから復帰した際には、緊急解除機構を元の状態に戻して、第２インナーケーブルを拘束させると、再び、アクチュエータによるブレーキ操作／解除を行うことができる。

また、第１インナーケーブルでセンターシャフトにブレーキを利かせて、第２インナーケーブルでパーキングブレーキを解除させることができるので、構造が簡易であり、手動でのブレーキ解除も容易に行うことができる。

また、前記緊急解除機構が、前後方向に傾動自在なトラックのキャブに設けられ、前記アクチュエータが、トラックのシャーシ部分に固定され、前記第２インナーケーブルがアウターケーシングに摺動自在に収納されると共に、前記キャブが傾動に応じて屈曲するための湾曲部を有している場合（請求項３）は、キャブを傾動させたときに、アクチュエータの上面の空間が大きく空くので、作業スペースが広く、組み付け作業やメンテナンス作業を容易にすることができる。また、第２インナーケーブルが、アウターケーシングに収納されてアクチュエータからキャブまで湾曲した状態で配索されているので、ケーブルを連結した状態でキャブを傾動させることができる。

また、前記アクチュエータが、モータと、そのモータの出力軸に連結される減速機と、その減速機の出力側に連結され、トルク伝達手段を備えた回転部材と、その回転部材に設けられたトルク伝達手段により回転自在で、かつ、前記回転部材に対し軸方向に摺動自在な第１ネジ部材と、その第１ネジ部材に螺合されると共に、軸方向移動自在に、かつ、回転が拘束されるようにガイドされる第２ネジ部材とを備えており、前記第１インナーケーブルと第２インナーケーブルのうち一方のインナーケーブルが第１ネジ部材に対して同心状に回転自在に連結され、他方のインナーケーブルが第２ネジ部材に連結されている場合（請求項４）は、モータが一方向に回転すると、回転部材が回転し、その内部の空所に収容されている第１ネジ部材を回転させる。第１ネジ部材と螺合している第２ネジ部材は、回転しないように拘束されているので、第１ネジ部材の回転に伴って相対的に軸方向に移動する。それにより、第１ネジ部材に連結されている第１インナーケーブルと第２ネジ部材に連結されている第２インナーケーブルを、たとえばブレーキを効かせるために引き込もうとする。そのとき、第２インナーケーブルの一端が緊急解除機構によって拘束され、第１ネジ部材と第２ネジ部材は、軸方向の移動が自在であるので、前述のようにブレーキ作動する。また、モータが逆方向に回転すると、前記第１ネジ部材と第２ネジ部材は、前述と反対の方向に軸方向に移動し、ブレーキを解除する。

さらに、前記張力検出装置が、第２インナーケーブルをアクチュエータ側に引き込む方向に付勢するバネと、第２インナーケーブルの位置を検出する位置センサとを備えている場合（請求項５）は、第１インナーケーブルの操作量を高精度で検出することができる。それにより、モータを回転させた後、適切なタイミングで停止させることができる。また、前述の張力検出装置の出力と組み合わせて、異常が発生したことを検出するなど、種々の制御に用いることができる。

つぎに図面を参照しながら本発明のブレーキシステムの実施の形態を説明する。図１ａは本発明のブレーキシステムの一実施形態を示す模式図、図１ｂは図１ａのブレーキシステムに用いるアクチュエータの他の実施形態を示す模式図、図１ｃは図１ａのブレーキシステムに用いるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す模式図、図２は本発明のブレーキシステムの一実施形態を示す概略斜視図、図３ａはセンターブレーキの一実施形態の正面図、図３ｂは図３ａのセンターブレーキの側面図、図４は本発明にかかわるアクチュエータの他の実施形態を示す一部断面平面図、図５は図４のアクチュエータの第１ネジ部材および回転部材の詳細を表す斜視図、図６は本発明にかかわるアクチュエータの他の実施形態を示す概略正面図、図７は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図、図８は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図、図９は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図である。

まず、本発明のブレーキシステムの概略を図１ａを用いて説明する。図１ａに示すブレーキシステム１は、ブレーキ２と、そのブレーキ２を作動／解除するアクチュエータ１０と、緊急時に前記ブレーキ２の作動を解除する緊急解除機構３と、前記ブレーキ２に一端を連結しアクチュエータ１０まで延びる第１インナーケーブル２８ａと、前記緊急解除機構３に一端が係止され軸方向の移動が拘束された状態で、前記アクチュエータ１０まで延びる第２インナーケーブル２８ｂとからなる。そして、前記第１インナーケーブル２８ａと第２インナーケーブル２８ｂの他端同士はアクチュエータ１０側でスライド機構１０ａによりスライド自在（Ｌ２、Ｒ２方向）に連結されている。さらに、前記アクチュエータ１０はモータなどの駆動装置により、第１インナーケーブル２８ａの端部２８ｃを軸方向（Ｌ１、Ｒ１方向）に移動させる（図中の点線）。

このように構成されたブレーキシステム１では、通常は前記アクチュエータ１０が第１インナーケーブル２８ａにブレーキ操作のための操作力を与える。その操作力による生じる反力は、前記緊急解除機構３に係止された第２インナーケーブル２８ｂにより支持されるので、第１インナーケーブル２８ａは矢印Ｒ１方向に移動しブレーキ２を操作することができる。一方、前記ブレーキ２を解除する際には、第１インナーケーブル２８ａをＬ１方向に移動させる。

図１ｂおよび図１ｃには、図１ａのブレーキシステム１のアクチュエータ１０の他の例を示す。そのアクチュエータ１０は、前述したものとほぼ同じであるので、同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。図１ｂに示すアクチュエータ１０のスライド機構１０ａは、第１インナーケーブル２８ａが係止されたナット状の部材１０ｂと、そのナット状の部材１０ｂに螺合する第２インナーケーブル２８ｂが係止されたネジ状の部材１０ｃとからなる。前記ブレーキ２を操作／解除する際には、アクチュエータ１０により前記ナット状の部材１０ｂおよび／あるいはネジ状の部材１０ｃを正逆回転させることにより、第１インナーケーブル２８ａに対して、第２インナーケーブルの端部２８ｃの距離を広げたり狭めたりして行う。なお、ナット状の部材１０ｂとネジ状の部材１０ｃの配置を第１インナーケーブル２８ａと第２インナーケーブル２８ｂとで逆にしてもよい。

また、図１ｃに示すアクチュエータ１０の巻取り機構１０ａは、第１インナーケーブル２８ａが巻取り／送り出されるドラム状の部材１０ｄと、そのドラム状の部材１０ｄを一端に枢支し、他端に第２インナーケーブル２８ｂが係止されるドラム枢支部材１０ｅとからなる。前記ブレーキ２を操作／解除する際には、アクチュエータ１０により前記ドラム状の部材１０ｄを正逆回転することにより、第１インナーケーブル２８ａを巻取り／送り出して行う。

このようなアクチュエータ１０が、ブレーキ操作したまま故障すると、ブレーキが解除できない状態（緊急時）がある。その場合には、前記緊急解除機構３そ操作することにより、第２インナーケーブル２８ｂを弛み状態にさせる。そうすると、その弛み状態はアクチュエータ１０のスライド機構１０ａに伝達され、スライド機構１０ａをＬ２方向にスライドさせる。そのスライド機構１０ａのＬ２方向の移動により、前記第２インナーケーブル２８ｂの弛み状態は、第１インナーケーブル２８ａに伝達されるので、ブレーキ２を解除することができる。このように、前記緊急解除機構３の操作により、直接第１インナーケーブル２８ａを操作してブレーキ２を解除することができるので、動作が確実である。また、前記アクチュエータ１０が故障から復帰したならば、緊急解除機構３を操作し、第２インナーケーブル２８ｂを拘束状態に戻すと、前述したように再びアクチュエータ１０によりブレーキ２を操作／解除させることができる。

このような前記ブレーキシステム１は自動車、モータバイク、三輪自動車、パワーアシスト式自転車、ゴルフカートあるいはフォークリフトなどの車輌のブレーキを入り切り操作する手段と、緊急時解除する手段とを兼ね備えたものであり、特にプロペラシャフト（センターシャフト）を制動させるのに好適に用いられる。このようなブレーキシステム１について、キャブが前後に傾動する車種のトラックを例にして説明していく。そのようなトラックＴについては、図１０で既に説明したが、もう一度簡単に説明すると、前方の運転席が設けられたキャブＣがシャーシの前端付近で前後方向に傾動自在に形成されており、そのキャブＣが前方に傾動すると、エンジンルームＥの上面がさらけ出される構造となっている。

前記トラックＴに用いる場合のブレーキシステムの一実施形態を図２に示す。図２に示す前記ブレーキシステム１は、センターシャフトＦの回転を停止させるブレーキ（センターブレーキ２）と、そのセンターブレーキ２を作動させるアクチュエータ１０と、前記センターブレーキ２を手動で解除するための緊急解除機構３と、それらセンターブレーキ２、アクチュエータ１０および緊急解除機構３を操作可能に連結するコントロールケーブルＰとからなる。そのコントロールケーブルＰは、前記センターブレーキ２とアクチュエータ１０との間を連結する第１コントロールケーブルＰ１と、前記アクチュエータ１０と緊急解除機構３との間を連結する第２コントロールケーブルＰ２とからなる。そして、前記第２コントロールケーブルＰ２は、前記キャブＣ（図１０参照）が傾動に応じて屈曲する湾曲部４を有している。

また、前記コントロールケーブルＰは、それぞれ可撓性を有するアウターケーシング（導管）２９と、そのアウターケーシング内に摺動自在に収容されるインナーケーブル（内索）２８とからなる公知のものである。前記アウターケーシング２９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。また、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。前記インナーケーブル２８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。そのアウターケーシング２９の端部には、筒状のケーシングキャップがカシメなどで固定されている。なお、この実施形態ではコントロールケーブルＰは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。

なお、前記第１コントロールケーブルＰ１は、第１アウターケーシング２９ａと、その第１アウターケーシング２９ａ内に摺動自在に収納される第１インナーケーブル２８ａとからなり、前記第２コントロールケーブルＰ２は、第２アウターケーシング２９ｂと第２インナーケーブル２８ｂとからなる。そして、その第１インナーケーブル２８ａと第２インナーケーブル２８ｂの端部同士はアクチュエータ１０を介して連結されている。

図３に示す前記センターブレーキ２は、センターシャフトＦに設けられており、第１インナーケーブル２８ａが引かれると、ブレーキシュー２ａがセンターブレーキドラム２ｂに押し付けられセンターブレーキ２を作動させるように構成されている。前記第１インナーケーブル２８ａを引く力を弱めると、ブレーキ２が解除される。

前記アクチュエータ１０は、例えば、前記キャブＣ（図１０参照）を傾動させたときに現れるトラックのシャーシ部分に固定されている。そのため、キャブＣを傾動させたときに、電動ブレーキ装置の上面の空間が大きく開くので、アクチュエータ１０まで容易に手を延ばすことができる。そのため、作業スペースが広く、組み付けやメンテナンスを容易にすることができる。

前記緊急解除機構３は、前記キャブＣ（図１０参照）内に設けられている運転席の近傍に配置され、キャブＣと一体となって運転席などと共に傾動する。その緊急解除機構３は、持ち手部分が形成されたレバー、ノブあるいはボタンのように形成されており、通常は第２インナーケーブルを引き操作した状態で、ラチェット機構あるいは、前記引き操作を係止できる機構により、その引き状態を維持している。そのため、第２インナーケーブル２８ｂは通常は解除機構３側に係止されており、アクチュエータ１０側へ軸方向に摺動しない。しかし、後述するようにセンターブレーキ２がセンターシャフトＦをブレーキした状態でブレーキ解除不能の状態に陥った際（緊急時）には、緊急解除機構３を操作することにより、前記第２インナーケーブル２８ｂの係止された状態を解除することができる。そうすると、前記第２インナーケーブル２８ｂを、アクチュエータ１０側に前進させることができる。

図４に示すアクチュエータ１０は、ハウジング１１と、そのハウジングに取り付けられるモータＭと、ハウジング内に収容され、モータの回転を減速する減速機Ｇと、減速機の出力部に連結されるネジ−ナット機構（回転／直進変換機構）１６とを備えており、そのネジ−ナット機構１６により、第１インナーケーブル２８ａおよび第２インナーケーブル２８ｂの端部同士の間の距離が延ばされたり、縮められたりする。

また、前記ハウジング１１内には、減速機のギヤを支持する第１軸１８、第２軸１９がモータＭの出力軸１４と平行に配置され、ハウジング１１に固定されている。前記減速機Ｇは、モータＭの出力軸１４に固定されているピニオン１５と、第１軸１８によって回転自在に支持され、ピニオン１５と噛み合う第１ギヤ２０と、前記第２軸１９によって回転自在に支持され、第１ギヤ２０と噛み合う第２ギヤ２１と、ナット部材１７（第１ネジ部材）の外周に軸方向に移動自在に、かつ、回転しないように支持され、第２ギヤ２１と噛み合う第３ギヤ（回転部材）２２とからなる。前記第１ギヤ２０はピニオン１５と噛み合う大径ギヤ２０ａと、その大径ギヤと一体に回転する小径ギヤ２０ｂとを備えている。第２ギヤ２１は第１ギヤの小径ギヤ２０ｂと噛み合う大径ギヤ２１ａと、その大径ギヤと一体に回転して第３ギヤ２２と噛み合う小径ギヤ２１ｂとを備えている。

前記減速機Ｇでは、モータＭの回転は、ピニオン１５から第１ギヤの大径ギヤ２０ａへ伝達されるとき、第１ギヤの小径ギヤ２０ｂから第２ギヤの大径ギヤ２１ａに伝達されるとき、および第２ギヤの小径ギヤ２１ｂから第３ギヤ２２に伝達されるときにそれぞれ減速され、全体として３段減速の作用が奏される。ギヤ比がたとえばそれぞれ１／３であれば、全体の減速比は１／２７となる。

前記ネジ−ナット機構１６は、前述のナット部材１７と、そのナット部材１７と螺合するスクリューシャフト（第２ネジ部材）２３と、そのスクリューシャフトに固定される角形のスライダ２４と、スクリューシャフト２３の回転を拘束するため、スライダ２４を摺動自在にガイドする第１ガイド部材２５と、前記ナット部材１７のスクリューシャフト２３と反対側に回動自在に連結されている連結部材３５と、その連結部材３５を回転しないように摺動自在にガイドする第２ガイド部材３３とを備えている。

前記スクリューシャフト２３側に接続されているものが、第１コントロールケーブルＰ１であり、センターブレーキ２に連結されている。一方、前記ナット部材１７側に接続されているものが、第２コントロールケーブルＰ２であり、前記緊急解除機構３に連結されている。

図５に示すように、前記ナット部材１７は軸方向に延びる細長い筒状を呈しており、例えば合成樹脂製の本体１７ａと、その本体内にインサート成形により固定された金属製のナット１７ｂとからなる。そして、そのナット１７ｂ内周面にはメネジ２６が形成されている。また、ナット部材１７の本体１７ａの外周には軸方向に平行なスプライン歯１７ｃが形成されている。また、前記第３ギヤ２２の内周はナット部材１７のスプライン歯１７ｃと噛み合うと共に、軸方向に摺動自在に嵌合する前記スプライン歯１７ｃを通すように軸方向に平行な複数のスリット２２ａが形成されている。前記ナット部材１７のスプライン歯１７ｃと、第３ギヤ２２のスリット２２ａはトルク伝達機構（スライド機構１０ａ）である。

図４に戻って、前記スクリューシャフト２３の一端近辺にはナット部材１７のメネジ２６と螺合するオネジ２７が形成されている。他端にはコントロールケーブルＰ１の第１インナーケーブル２８ａの端部がスライダ２４を介して係止されている。そのスライダ２４は、棒状の部材で、先端に矩形状の鍔部２４ａを有している。そのスライダの鍔部２４ａは前記第１ガイド部材２５により回転を拘束されてガイドされており、前記第１インナーケーブル２８ａの一端を嵌入するための孔が形成され、その孔に前記第１インナーケーブル２８ａの端部を嵌入させて固定している。

前記連結部材３５は、有底筒状を呈しており、ナット部材１７と回転自在に連結される第１底部３５ａと、その第１底部３５ａと向かい合う第２底部３５ｂと、それら第１底部３５ａおよび第２底部３５ｂの周縁を連続させる周壁３５ｃとを備えている。前記第２底部３５ｂの中心にはスライド穴３５ｄが形成されており、そのスライド穴３５ｄには、第２インナーケーブル２８ｂの一端を固定する棒状のエンド部材３６が摺動自在に貫通している。また、そのエンド部材３６の先端には、連結部材３５の第２底部３５ｂの内面側と向かい合わせのフランジ部３６ａが配置されている。そして、そのフランジ部３６ａと連結部材の第２底部３５ｂの間には、前記棒状のエンド部材３６にコイル部分を通された状態で、コイルバネ３７が配置されており、前記エンド部材３６のフランジ部３６ａと連結部材３５の第２底部３５ｂとを互いに引き離す方向に付勢している。また、前記エンド部材のフランジ部３６ａの後方には、フランジ部３６ａの位置を検出するセンサ３８が設けられている。

ここから、前述のように構成されるネジ−ナット機構１６作動させて、アクチュエータ１０を作動させる場合について説明する。前記モータＭから減速機構Ｇを介して前記第３ギヤ２２が回転すると、ナット部材１７も一緒に回転する。そしてナット部材１７と螺合しているスクリューシャフト２３は、第１ガイド部材２５およびスライダ２４によって回転が拘束されているので、ナット部材１７の回転に伴って、ナット部材１７に入り込む方向に軸方向に移動する。また、それと同調して、ナット部材１７にはスクリューシャフト２３側に移動しようとする反力が生じるが、他端側に回動自在に係止された連結部材３５は、第２インナーケーブル２８ｂにより解除機構３側に係止されているので、前記ナット部材１７の反力を受け止めることができる。

それによりスクリューシャフト２３に連結されている第１インナーケーブル２８ａが軸方向に引き込まれ、それによりセンターブレーキ２がかかる。なお、前記ネジ−ナット機構１６では、ナット部材１７が一回転するときにスクリューシャフト２３がネジの１ピッチ分（１リード分）移動するので、この機構でも減速作用が奏される。第３ギヤ２２が反対方向に回転する場合には、前述とは逆に、スクリューシャフト２３がナット部材１７から出て行くように、軸方向に移動し、左右のインナーケーブル２８ａ、２８ｂに加わる張力を緩める。それによりセンターブレーキ２が解除される。

次に、緊急時に前記ブレーキ状態を解除する操作を説明する。前記モータＭあるいは減速機Ｇなどが何らかの原因で作動しなくなると、センターブレーキの解除ができな場合がある。その際に、前記緊急解除機構３を操作し、第２インナーケーブル２８ｂの係止状態を解除して、第２インナーケーブル２８ｂをセンターブレーキ２側へ移動できるようにしてやると、弛み状態となる。そうすると、ナット部材１７が回転部材２２に対して軸方向に移動自在であるので、前記弛み状態が第１インナーケーブル２８ａにも及び、第１インナーケーブル２８ａが、センターブレーキ２側のリターンスプリングにより引き戻されて、センチャーブレーキ２が解除される。このように、前記緊急解除機構３を操作することにより、センターブレーキ２を操作する第１インナーケーブル２８ａに直接にブレーキ解除の操作を与えることができるので、操作が確実であり、しかも簡易な操作でブレーキ解除することができる。

また、前記モータＭとしては、たとえば３相のコイル相を備えたＤＣブラシレスモータが用いられる。例えば、モータＭのロータとそのロータと対向する固定要素（たとえばモータハウジングなど）との間に、コイル相の磁極を反転励磁させるための位置検出用センサが設けられる。

そのようなセンサとしては、ロータに設けられる３個の検出用磁石とモータハウジングに設けられるホールＩＣセンサ（ホール効果素子センサ）との組み合わせが好適である。検出用磁石に代えて、コイルと作用する駆動用の磁石を用いることもできる。そのほうが構成が簡単である。３個のホールＩＣセンサのほか、光センサなど、他のセンサを用いることもできる。それらのセンサの出力はコンパレータなどの増幅回路、コイルの磁極を反転させる転流回路などを備えたモータドライバに送られる。

本発明のアクチュエータ１０では、前記センサのパルス出力をケーブル操作位置検出回路に送り、パルス数をカウントし、ケーブル位置を示す信号に換算する。得られたケーブル位置信号は、基本的にケーブルによる操作対象の位置信号として、マイクロプロセッサに送られ、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦ操作などのための操作スイッチＳＷ、各種のインターロック信号に基づいてモータＭの正転、停止、逆転の制御、回転数の制御信号を作成し、モータドライバを介してモータＭを回転／停止させる。

また、前記インナーケーブル２８の永久伸びの補償、ブレーキ用摩擦部材の摩耗などによるインナーケーブル２８の基準位置の変化は、毎回あるいは数回のブレーキ操作のたびに演算され、記憶され、適切なブレーキ操作のために用いることができる。インナーケーブル２８の永久伸びの補償をする場合、たとえば後述するように、前記インナーケーブル２８を送り出す操作において荷重センサが無負荷状態を検出したときにモータを停止させると共に、インナーケーブル２８の位置の基準位置をゼロに再設定するなどにより行うことができる。

上記のアクチュエータ１０では、モータＭが１回転すると、減速機Ｇでたとえば１／２７に減速されてナット部材１７が１／２７回転する。それによりネジの１ピッチの１／２７だけインナーケーブル２８を操作する。そして第２ギヤ２１に検出用磁石をたとえば１０個設け、ハウジングのカバーにそれらの磁石を検知するホールＩＣ素子を設けるとすると、モータ１回転当たり、パルスが１０／９パルス発生する。しかしモータＭに内蔵されている励磁センサをカウントすると、モータＭの１回転で３パルスとしても、３／１０×９で２．７倍の分解能となる。

このアクチュエータ１０は、通常の状態ではブレーキ側のリターンスプリングの付勢力でブレーキドラムが回動してブレーキ解除の状態になっている。そして運転者がスイッチＳＷを入れるとアクチュエータ置１０のモータＭが一方向に回転し、図３のナット部材１７が回転し、スクリューシャフト２３をナット部材の内部に引き込む。それによりスクリューシャフトに連結されているコントロールケーブルの第１インナーケーブル２８ａが引張られる。そして、前記センターブレーキ２が作動する。

このブレーキ作用のときは、前述のケーブル操作位置検出回路であらかじめ記憶されているデータと比較して停止信号が出され、モータが停止する。さらにケーブルの後述する荷重センサの出力が制御回路に送られ、所定の上限の値を超えたときに、モータを停止させるように構成している。そして前記ケーブルの操作量の検出回路がケーブルの位置を検出し、ブレーキが掛かるところまでケーブルが移動していないにも関わらず、ケーブルの荷重が所定値を越えたときは、システム異常と判断し、ワーニングランプやワーニングブザーなどで運転者に故障を認知させることができる。

運転者がブレーキを解除する場合は、スイッチの操作によりモータＭを逆方向に回転させ、ナット部材１７からスクリューシャフト２３を送り出す。それにより第１インナーケーブル２８ａは、ブレーキ側のリターンスプリングの付勢力により引き戻される。また、モータＭを停止させるタイミングでは、ブレーキが充分に掛かっている状態で、しかもインナーケーブル２８に弛みが生じない状態である必要がある。そこで前記制御回路では、ケーブルの送り出し操作のときに、無負荷になった時点でモータを停止させるようにしている。そのため、ケーブルに永久伸びが生じた場合には、余分にケーブルを送り出すことがない。したがってケーブルに弛みが生じにくく、つぎにケーブルを引っ張るときも余分な引っ張り操作が不要である。さらに前述のようにアクチュエータ１０のモータＭの制御は高精度であるので、ブレーキ操作は適切に行われ、摩擦部材の無駄な摩耗が抑制されると共に、インナーケーブル２８の弛みや張り過ぎに基づく損耗が抑制される。

上記のようなアクチュエータ１０は、通常は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。前記実施形態ではモータＭとして３相のブラシレスモータを用いているが、ブラシ付きのモータであってもよく、３相以上の励磁形式のモータも使用しうる。

ブラシ付きのモータのように、内部にパルス発生手段を備えていないモータを用いる場合は、モータの出力軸、あるいは減速機のギヤ、ナット部材などの回転によってパルスを発生する手段を設けるのが好ましい。そのようなパルス発生手段は、回転軸やギヤなどの回転部材に設けられる検出用磁石（基本的に多極磁石１個）と、ケーシングなどの固定要素に設けられるホールＩＣセンサ（ホール効果素子センサ）との組み合わせが好適である。

図４に戻って、前記荷重スイッチ３８は、ブレーキを操作する第２インナーケーブル２８ｂの張力を検出することができる。第２インナーケーブル２８ｂに張力が加わったとき、連結部材３５がコイルバネ３７の付勢力に抗して右側に移動する。それによりホールＩＣが磁石の磁気を検出し、第２インナーケーブル２８ｂの張力が過大になったこと、あるいは無負荷になったことを検知することができる。前記荷重スイッチ３８はリミットスイッチとして用いることもできる。

なお、前記荷重スイッチ３８の代わりに、あるいは同時に、市販の歪みゲージで構成する荷重センサを用いることができる。その荷重センサは、インナーケーブル２８が連結されるプレートと、そのプレートの表面に取りつけた歪みゲージと、その歪みゲージから延びる電線とを備えている。前記荷重センサは、ケーブルに荷重が加わり、プレートが弾性伸び変形すると、歪みゲージの電気抵抗が変化する。その変化をホイーストンブリッジなどで精密に測定することにより、荷重を検出することができる。

なお、前述の実施形態では、ナット部材１７を回転させてスクリューシャフト２３を軸方向に移動させていたが、図６に示す電動ブレーキ装置５０のように、スクリューシャフト２３を回転部材２２により回転させて、インナーケーブルが回転自在に接続されたナット部材１７を軸方向に移動させてブレーキ操作を行ってもよい。

次に、図７を用いて図１のアクチュエータ１０の他の実施形態を説明する。なお、共通する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。図７に示す電動ブレーキ装置６０は、モータＭから第２ギヤの大径ギヤ２１ａまで伝達された回転力は、第２軸１９を軸心としたスプライン歯６１に伝達される。そのスプライン歯６１による回転力は、内周に複数のスリット６２ａ・・が形成された回転部材６２に伝達される。その回転部材６２の外周にはギヤ６２ｂが形成され、ナット部材６３の外周に形成されたギヤ６３ａと噛み合っている。そのナット部材６３の内周にはメネジ６３ｂが形成されており、スクリューシャフト２３を引き込んだり、押し出したりするので、第１インナーケーブル２８ａを引くことができる。また、前記回転部材６２、ナット部材６３およびスクリューシャフト２３は、一体となって前記第２軸１９に沿って軸方向に移動自在に形成されているので、緊急解除機構３が解除されると、前記スクリューシャフト２３と共に第１インナーケーブル２８ａ側へ移動してブレーキ２を解除することができる。なお、前記第２軸１９と平行にガイドロッド部材６４が配置され、前記回転部材６２およびナット部材６３の移動を支持している。

つぎに図８を参照して、さらに他の実施の形態を説明する。図８の伝動ブレーキ装置７０は、前述の図６の電動ブレーキ装置５０とほぼ同じであるが、モータＭ、減速機Ｇおよびスクリューシャフト２３は、一体となって軸方向に移動自在に形成されている。その軸方向の移動は、それら部材の上下に並行に配置されたガイドロッド７２、７２にスライド自在に形成されて行われる。そして、前記緊急解除機構３を操作すると、前述したモータＭなどの部材が第１インナーケーブル２８ａ側に軸方向に移動してブレーキ２を解除することができる。

さらに、図９に示すケーブル駆動装置８０では、一体となって移動する前記モータＭ、減速機Ｇおよびスクリューシャフト２３を、第１インナーケーブル２８ａ側（図９の右側）に付勢するバネ８１を設けてもよい。このようなバネ８１は、圧縮コイルスプリングで構成し、それぞれガイドロッド７２、７２の周囲に配置すればよい。このようなバネ８１を設ける場合は、前記一体となって移動する部材を一方向に押しつけることができるので、振動を抑制し、ガタ・異音の発生を抑制することができる。

図１ａは本発明のブレーキシステムの一実施形態を示す模式図、図１ｂは図１ａのブレーキシステムに用いるアクチュエータの他の実施形態を示す模式図、図１ｃは図１ａのブレーキシステムに用いるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す模式図である。図２は本発明のブレーキシステムの一実施形態を示す概略斜視図である。図３ａは本発明のブレーキシステムによって操作するセンターブレーキの一例を示す正面図、図３ｂは図３ａのセンターブレーキの側面図である。図４は本発明にかかわるアクチュエータの他の実施形態を示す一部断面平面図である。図５は図４のアクチュエータの第１ネジ部材および回転部材の詳細を表す斜視図である。図６は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図である。図７は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図である。図８は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図である。図９は本発明にかかわるアクチュエータのさらに他の実施形態を示す概略正面図である。図１０はキャブを有するトラックの例を示した一部断面側面図である。図１１は従来のブレーキ装置を示す概略配索図である。図１２は従来の電動ブレーキ装置を示す正面図である。

符号の説明

１ブレーキシステム
２センターブレーキ（ブレーキ）
３緊急解除機構
４湾曲部
１０電動ブレーキ装置（アクチュエータ）
１０ａスライド機構
１０ｂナット状の部材
１０ｃボルト状の部材
１０ｄドラム状の部材
１０ｅドラム枢支部材
１１ハウジング
１１ａ第１収納部
１１ｂ第２収納部
１４出力軸
１５ピニオン
１６ネジ−ナット機構
１７ナット部材
１８第１軸
１９第２軸
２０第１ギヤ
２０ａ大径
２０ｂ小径
２１第２ギヤ
２１ａ大径
２１ｂ小径
２２第３ギヤ（回転部材）
２３スクリューシャフト（ロッド）
２４スライダ
２５第１ガイド部材
２６メネジ
２７オネジ
２８インナーケーブル
２８ａ第１インナーケーブル
２８ｂ第２インナーケーブル
２８ｃ第１インナーケーブルの端部
２９アウターケーシング
２９ａ第１アウターケーシング
２９ｂ第２アウターケーシング
３０筒状部
３１角形部
３２スライダ
３３第２ガイド部材
３４ケーシングキャップ
３５連結部材
３５ａ第１底部
３５ｂ第２底部
３５ｃ周壁
３５ｄスライド穴
３６エンド部材
３６ａフランジ部
３７コイルバネ
３８荷重スイッチ
３９角形部
５０電動ブレーキ装置
６０電動ブレーキ装置
６１スプライン歯
６２回転部材
６２ａスリット
６２ｂギヤ
６３ナット部材
６３ａギヤ
６３ｂメネジ
６４ガイドロッド
７０電動ブレーキ装置
８０電動ブレーキ装置
８１バネ
Ｍモータ
Ｇ減速機
Ｔトラック
Ｃキャブ
Ｅエンジンルーム
Ｐコントロールケーブル
Ｐ１第１コントロールケーブル
Ｐ２第２コントロールケーブル

Claims

パーキングブレーキと、
そのパーキングブレーキを解除するための緊急解除機構と、
前記パーキングブレーキに一端が連結された第１インナーケーブルと、
前記緊急解除機構に一端が連結された第２インナーケーブルと、
前記第１インナーケーブルあるいは第２インナーケーブルの張力を検出する張力検出装置と、
前記第１インナーケーブルと第２インナーケーブルの他端同士を連結しつつ、第１インナーケーブルの他端をモータ駆動により引き操作することにより第１インナーケーブルにパーキングブレーキを作動させる操作力を与え、かつ、前記第１インナーケーブルの他端をモータ駆動により送り出し操作することにより、第１インナーケーブルにパーキングブレーキを解除させる操作力を与えると共に、パーキングブレーキ操作による前記操作力の反力を第２インナーケーブルに支持させるアクチュエータとからなり、
前記第２インナーケーブルは、第１インナーケーブルにモータ駆動によるパーキングブレーキを作動または解除させる操作力を伝達するための張力を付与した状態で、その一端を前記緊急解除機構により係止された拘束状態と、前記係止が解かれて第１インナーケーブルに弛みを生じさせる方向に移動した拘束の解かれた状態との間で軸方向に移動自在であり、
前記緊急解除機構は、通常時には第２インナーケーブルを係止して前記拘束状態とし、前記パーキングブレーキが作動した状態でブレーキを解除することができない緊急時には第２インナーケーブルを送り出して前記拘束の解かれた状態とし、その拘束の解かれた第２インナーケーブルを引き戻して拘束状態とすることができるものであり、
前記張力検出装置が、拘束状態において前記張力がブレーキを作動させるための所定の値を超えていることおよび拘束されていない状態において無負荷荷重であることを検出しているブレーキシステム。
前記張力検出機構は第２インナーケーブルの張力を検出している請求項１記載のブレーキシステム。
前記緊急解除機構が、前後方向に傾動自在なトラックのキャブに設けられ、
前記アクチュエータが、トラックのシャーシ部分に固定され、
前記第２インナーケーブルがアウターケーシングに摺動自在に収納されると共に、前記
キャブが傾動に応じて屈曲するための湾曲部を有している請求項１または２記載のブレーキシステム。
前記アクチュエータが、
モータと、
そのモータの出力軸に連結される減速機と、
その減速機の出力側に連結され、トルク伝達手段を備えた回転部材と、
その回転部材に設けられたトルク伝達手段により回転自在で、かつ、前記回転部材に対し軸方向に摺動自在な第１ネジ部材と、
その第１ネジ部材に螺合されると共に、軸方向移動自在に、かつ、回転が拘束されるようにガイドされる第２ネジ部材とを備えており、
前記第１インナーケーブルと第２インナーケーブルのうち一方のインナーケーブルが第１ネジ部材に対して同心状に回転自在に連結され、他方のインナーケーブルが第２ネジ部材に連結されている請求項１、２または３記載のブレーキシステム。
前記張力検出装置が、第２インナーケーブルをアクチュエータ側に引き込む方向に付勢するバネと、第２インナーケーブルの位置を検出する位置センサとを備えている請求項４記載のブレーキシステム。