JP6155124B2 - 車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ - Google Patents

車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ Download PDF

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Description

本発明は、車両用電動ブレーキ作動アクチュエータに関し、特に、装置の小型化及び搭載性の向上を実現するための改良に関する。
電動モータから出力される回転力によりブレーキケーブルを引っ張ることでブレーキを作動させる車両用電動ブレーキ作動アクチュエータが知られている。例えば、特許文献1に記載された電動ブレーキ装置、特許文献2に記載されたアクチュエータ、特許文献3に記載された電気ブレーキ駆動装置等がそれである。これらの技術は、例えば、車両用パーキングブレーキ(駐車ブレーキ)を作動させるアクチュエータとして好適に用いられる。
特開2010−69958号公報 米国特許出願公開第2004/0163896号公報 米国特許出願公開第2008/0230331号公報 特開平11−13799号公報
しかし、前記特許文献1に記載の技術のように、送りねじ構造で両輪のブレーキケーブルを同方向に引くものでは、装置が比較的大型になることに加え、ブレーキケーブルを曲げる必要があり配策効率が悪いという弊害があった。また、前記特許文献2に記載の技術のように、回転体を用いて1本のブレーキケーブルで両輪のブレーキを作動させるものでは、アクスル状態でブレーキケーブルを組み付ける必要があるため、前記特許文献4に記載の技術のようにパーキングレバーが内蔵されている多くのブレーキにおいて組付けが困難であるという弊害があった。また、前記特許文献3に記載の技術のように、回転体の回転に応じて引っ張られる第1ケーブルと、張力を保持する第2ケーブルとが負荷伝達部材に接続された構成では、アクチュエータが作動するために比較的広い空間が必要であるという弊害があった。すなわち、小型で搭載性に優れた車両用電動ブレーキ作動アクチュエータは、未だ開発されていないのが現状である。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、小型で搭載性に優れた車両用電動ブレーキ作動アクチュエータを提供することにある。
斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、電動モータから出力される回転力によりブレーキケーブルを引っ張ることでブレーキを作動させる車両用電動ブレーキ作動アクチュエータであって、相互に平行に設けられた1対の回動軸と、前記電動モータから出力される回転力を前記1対の回動軸に対してその回動軸に垂直な平面方向の移動力として伝達する伝達部材と、相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車と、前記電動モータから出力される回転力に応じた前記1対の回動軸の移動により前記ブレーキケーブルが引っ張られる位置及び方向で、前記歯車に対して前記ブレーキケーブルを掛止める掛止部とを、備えたことを特徴とするものである。
このように、前記第1発明によれば、相互に平行に設けられた1対の回動軸と、前記電動モータから出力される回転力を前記1対の回動軸に対してその回動軸に垂直な平面方向の移動力として伝達する伝達部材と、相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車と、前記電動モータから出力される回転力に応じた前記1対の回動軸の移動により前記ブレーキケーブルが引っ張られる位置及び方向で、前記歯車に対して前記ブレーキケーブルを掛止める掛止部とを、備えたものであることから、パーキングレバーが内蔵されているブレーキ等にも取り付け易い簡単な構成により両輪のブレーキケーブルを等しい張力で引っ張ることができ、両輪のブレーキを同時的に効率よく作動させることができる。すなわち、小型で搭載性に優れた車両用電動ブレーキ作動アクチュエータを提供することができる。
前記第1発明によれば、モジュール化による汎用性向上とコストの低減を実現できる。更に、前記ブレーキケーブルを短小化することができ、構成の簡素化及び車両への搭載性の向上を実現できる。
前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記伝達部材は、前記電動モータの出力軸と一体的に回転させられるように取り付けられたカムであり、前記1対の回動軸は、前記電動モータの出力軸に平行に且つその出力軸を対称の中心とする点対称位置において前記カムに固定されたものである。このようにすれば、簡単且つ実用的な構成により両輪のブレーキケーブルを等しい張力で引っ張ることができ、小型で搭載性に優れた車両用電動ブレーキ作動アクチュエータを提供することができる。
前記第1発明又は前記第2発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、前記1対の歯車は、それぞれの回動中心点と前記ブレーキケーブルの前記掛止部に対する作用点との距離が相互に等しいものである。このようにすれば、簡単且つ実用的な構成により両輪のブレーキケーブルを等しい張力で引っ張ることができ、小型で搭載性に優れた車両用電動ブレーキ作動アクチュエータを提供することができる。
本発明の一実施例である車両用電動ブレーキ作動アクチュエータがパーキングブレーキに適用された様子を概略的に説明する図である。 図1の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータの構成を詳しく説明する正面図である。 図1の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータの構成を詳しく説明する平面図である。 図1の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータの構成を詳しく説明する側面図である。 図1の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータがブレーキケーブルを引っ張る作動において、1対のインナワイヤの張力に差が生じない場合について説明する図である。 図1の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータがブレーキケーブルを引っ張る作動において、1対のインナワイヤの張力に差が生じる場合について説明する図である。 本発明の他の実施例である車両用電動ブレーキ作動アクチュエータの構成を詳しく説明する平面図である。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれてはいない。
図1は、本発明が好適に用いられる車両用ブレーキの一例であるパーキングブレーキ10に、本発明の一実施例である車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ30(以下、単にアクチュエータ30という)が適用された様子を概略的に説明する図である。この図1に示すパーキングブレーキ10は、例えば、図示しない左右の車輪に対応する1対のブレーキアセンブリ12と、各ブレーキアセンブリ12に対応するブレーキケーブル14とを、備えた公知の車両用パーキングブレーキ(駐車ブレーキ)であり、車軸管、アクスルハウジング、サスペンション装置等の車体側部分(非回転部材)であるアクスル部20に取り付けられている。
前記パーキングブレーキ10は、前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ(インナケーブル)16が引っ張られることで作動させられ、対応する車輪に制動力を発生させる。前記ブレーキアセンブリ12は、好適には、回転ドラム、ブレーキシュー、リターンスプリング、及びライニング等を備えた公知のドラムブレーキである。前記ブレーキケーブル14(アウタケーブル)は、前記アクスル部20に固定されている。前記インナワイヤ16は、前記ブレーキアセンブリ12側の端部においてブレーキシュー等に取り付けられ、前記アクチュエータ30側の端部において後述する掛止部48に取り付けられている。前記パーキングブレーキ10においては、後述するアクチュエータ30の作動により前記インナワイヤ16が前記アクチュエータ30側に引っ張られる(十分な張力が付与される)ことで、リターンスプリングの付勢力に抗してブレーキシューによりライニングが回転ドラムの内周面に押し付けられる等して、対応する車輪に摩擦力による制動力が発生させられる。
前記アクチュエータ30は、電動モータ32から出力される回転力(回転トルク)により前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ16を引っ張ることで前記パーキングブレーキ10を作動させる装置である。図1に示すように、前記パーキングブレーキ10が備えられた車両には、駐車用ブレーキレバー(パーキングレバー)や駐車用ブレーキペダル(パーキングブレーキペダル)等の操作部22と、電子制御装置であるECU24とが備えられている。このECU24は、CPU、RAM、ROM、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUがRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記操作部22の操作に応じて前記アクチュエータ30の作動、延いては前記パーキングブレーキ10の作動を制御する。前記アクチュエータ30においては、前記操作部22の操作に応じて前記ECU24から出力される指令に応じて前記電動モータ32が駆動されて回転力が出力される。その回転力により前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ16を引っ張ることで前記パーキングブレーキ10を作動させるように構成されている。以下、図2〜図4を参照して本実施例のアクチュエータ30の構成を詳しく説明する。
図2〜図4は、前記アクチュエータ30の構成を詳しく説明する図であり、図2は正面図、図3は平面図、図4は側面図である。これらの図に示すように、本実施例のアクチュエータ30は、例えば、ボルト34により前記アクスル部20に固定されるブラケット36と、そのブラケット36に固定される前記電動モータ32と、その電動モータ32から出力される回転を減速して出力軸40から出力させる減速部(減速機)38と、1対の回動軸42と、伝達部材44と、1対の歯車46とを、備えて構成されている。前記ブラケット36は、溶接等により前記アクスル部20に固定されたものであってもよい。前記電動モータ32が直接前記アクスル部20に固定されたものであってもよい。
前記1対の回動軸42は、相互に平行に設けられている。好適には、前記出力軸40に平行且つ相互に平行に設けられている。前記伝達部材44は、好適には、前記出力軸40と一体的に回転させられるように取り付けられたカムである。例えば、図4等に示すように、前記1対の歯車46をその間に挟んで設けられた1対の長手状部材(矩形状部材)であり、前記出力軸40側の1片がその出力軸40と一体的に回転させられるように固定されている。前記1対の回動軸42は、例えば、図4等に示すように、前記1対の伝達部材44の両端部の間に架け渡された状態でそれぞれ固定されている。好適には、前記出力軸40の軸心方向に視た場合において、前記1対の回動軸42は、その出力軸40を対称の中心とする点対称位置において前記伝達部材44に固定されたものである。前記1対の歯車46は、好適には、同径のピッチ円に対応する歯車部(平歯車)を備えており、図2等に示すように、前記1対の伝達部材44相互間に、前記歯車部が相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸42にそれぞれ回動可能に取り付けられている。前記回動軸42は、各歯車46における歯車部に対応するピッチ円の中心に取り付けられている。以上のような構成により、前記出力軸40から出力される回転力が前記伝達部材44を介して、前記1対の回動軸42に対してその回動軸42に垂直な平面方向の移動力として伝達される。
前記1対の歯車46は、それぞれ前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ16を掛止める掛止部48を備えている。例えば、図3等に示すように、前記インナワイヤ16における前記アクチュエータ30側の先端部には、リング状(環状)の掛止部50が設けられている。前記歯車46に設けられた掛止部48は、例えば、図2等に示すように、前記出力軸40から出力される回転力に応じた前記1対の回動軸42の移動により前記インナワイヤ16が引っ張られる位置及び方向のフック状(鉤状)に形成されている。好適には、前記歯車46における歯車部(歯車が設けられた部分)の反対側に、前記インナワイヤ16の引っ張り方向の逆側に鉤が向くように設けられている。前記アクチュエータ30の作動に際して、前記1対のインナワイヤ16には、後述する図5等に示すようにそれぞれ逆方向の張力が付与される(逆向きに引っ張られる)。従って、前記掛止部48は、好適には、前記1対の回動軸42の軸心を結んだ直線を基準とした場合に、鉤がそれぞれ逆方向を向くように前記1対の歯車46に固定されている。換言すれば、前記歯車46に設けられた掛止部48は、前記インナワイヤ16の先端部に設けられた掛止部50が前記掛止部48に掛止された状態でそのインナワイヤ16が引っ張られた場合においても、前記掛止部48から前記掛止部50が抜け落ちない位置及び方向で設けられている。
前記1対の歯車46は、好適には、それぞれの回動中心点と前記ブレーキケーブル14(インナワイヤ16)の前記掛止部48に対する作用点との距離が相互に等しくなるように構成されている。本実施例において、前記1対の歯車46それぞれの回動中心点は、前記回動軸42の軸心に相当する。前記ブレーキケーブル14の前記掛止部48に対する作用点は、前記インナワイヤ16が引っ張られた際における前記掛止部48と前記掛止部50との接触点に相当する。以上のように構成された本実施例のアクチュエータ30においては、前記電動モータ32から出力される回転力により前記1対のインナワイヤ16を引っ張る際に、前記1対の歯車46それぞれの前記回動軸42まわりの回動により前記インナワイヤ16の張りが調整され、前記1対のブレーキアセンブリ12にそれぞれ対応する前記ブレーキケーブル14(インナワイヤ16)の張力が略等しくなる。以下、図5及び図6を参照して本実施例のアクチュエータ30の作動を詳しく説明する。
図5は、前記ブレーキケーブル14(インナワイヤ16)を引っ張る前記アクチュエータ30の作動において、1対のインナワイヤ16の張力に差が生じない場合について説明する図である。この図5に示すように、前記電動モータ32から出力されて前記減速部38により減速された回転力は、前記出力軸40から前記伝達部材44を介して、前記1対の回動軸42に対してその回動軸42に垂直な平面方向の移動力として伝達される。本実施例においては、前記1対の回動軸42を、その軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させる回転力として伝達される。すなわち、前記出力軸40から図5に矢印で示す方向の回転力が出力された場合、その出力軸40に固定された前記伝達部材44も同様にその矢印で示す方向に回転させられる。これにより、前記1対の回動軸42がその軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。この回動軸42の回転に伴い、相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸42にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車46が、前記回動軸42の軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。そして、斯かる歯車46の回転により、図5に白抜矢印で示すように、前記掛止部48、50を介して前記歯車46に掛止された前記1対のインナワイヤ16に張力が付与される。ここで、前記1対のインナワイヤ16相互間の張力に差が生じない場合には、前記1対の歯車46は前記回動軸42まわりに回動せず、相対的な位置関係を保ったまま前記回動軸42の軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。すなわち、前記1対の歯車46それぞれに設けられた掛止部48が、前記回動軸42の軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに等しい回転量ずつ回転させられ、前記1対のインナワイヤ16に略等しい張力が付与される。これにより、両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、両輪に対応するパーキングブレーキ10を同時的に効率よく作動させることができる。
図6は、前記ブレーキケーブル14(インナワイヤ16)を引っ張る前記アクチュエータ30の作動において、1対のインナワイヤ16の張力に差が生じる場合について説明する図であり、区別のために前記1対のインナワイヤ16をインナワイヤ16a及び16bとしている。図6においては、経年劣化等により前記インナワイヤ16bが前記インナワイヤ16aよりも伸びてしまった状態における前記アクチュエータ30の作動を例示している。斯かる状態において、前記出力軸40から図6に矢印で示す方向の回転力が出力された場合、図5を用いて前述した作動と同様に、前記1対の歯車46が、前記回動軸42の軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。ここで、前記インナワイヤ16bが前記インナワイヤ16aよりも伸びてしまっている場合、前記1対の歯車46の前記出力軸40の軸心まわりの回転に際して、前記インナワイヤ16bが張るよりも先に前記インナワイヤ16aが張る。すなわち、前記インナワイヤ16aに十分な張力が付与された段階において、前記インナワイヤ16bが未だ緩んでいる状態となる。斯かる状態となった場合、前記1対の歯車46がそれぞれ対応する回動軸42まわりに図6に矢印で示す方向に回動させられ、前記インナワイヤ16a、16bの張力が略等しくなる位置で斯かる回動が停止させられる。すなわち、前記1対の歯車46がそれぞれ対応する回動軸42まわりに回動させられることで、伸びてしまっている前記インナワイヤ16bが前記インナワイヤ16aよりも大きく引っ張られ(引っ張り量が大きくなり)、前記インナワイヤ16aとインナワイヤ16bとの長さの差が吸収される結果、前記1対のインナワイヤ16a、16bに略等しい張力が付与される。これにより、例えば前記インナワイヤ16bが前記インナワイヤ16aよりも伸びてしまった状態においても、両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、両輪に対応するパーキングブレーキ10を同時的に効率よく作動させることができる。
このように、本実施例によれば、相互に平行に設けられた1対の回動軸42と、前記電動モータ32から出力される回転力を前記1対の回動軸42に対してその回動軸42に垂直な平面方向の移動力として伝達する伝達部材44と、相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸42にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車46と、前記電動モータ32から出力される回転力に応じた前記1対の回動軸42の移動により前記ブレーキケーブル14が引っ張られる位置及び方向で、前記歯車46に対して前記ブレーキケーブル14を掛止める掛止部48、50とを、備えたものであることから、パーキングレバーが内蔵されているブレーキ等にも取り付け易い簡単な構成により両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、両輪のブレーキを同時的に効率よく作動させることができる。すなわち、小型で搭載性に優れたアクチュエータ30を提供することができる。
更に、本実施例によれば、前記1対の歯車46により前記1対のインナワイヤ16の長さの差を吸収する構成であるため、モジュール化による汎用性向上とコストの低減を実現できる。更に、前記1対の歯車46等の構成を前記電動モータ32の出力軸40周辺にコンパクトに収めることができるため、前記ブレーキケーブル14(インナワイヤ16)を短小化できる。更に、前記掛止部48、50により前記インナワイヤ16を前記歯車46に対して掛止する構成により、アクスル状態でブレーキケーブルを組付ける必要がなく、車両への搭載性に優れている。すなわち、本実施例によれば、構成の簡素化及び車両への搭載性の向上を両立できる。
前記伝達部材44は、前記電動モータ32の出力軸40と一体的に回転させられるように取り付けられたカムであり、前記1対の回動軸42は、前記電動モータ32の出力軸40に平行に且つその出力軸40を対称の中心とする点対称位置において前記カムに固定されたものであるため、簡単且つ実用的な構成により両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、小型で搭載性に優れたアクチュエータ30を提供することができる。
前記1対の歯車46は、それぞれの回動中心点と前記ブレーキケーブル14の前記掛止部48、50に対する作用点との距離が相互に等しいものであるため、簡単且つ実用的な構成により両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、小型で搭載性に優れたアクチュエータ30を提供することができる。
続いて、本発明の他の好適な実施例を図7に基づいて詳細に説明する。以下、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
図7は、本発明の他の実施例である車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ60(以下、単にアクチュエータ60という)の構成を説明する正面図である。この図7に示すように、本実施例のアクチュエータ60は、前記電動モータ32から出力される回転力を前記1対の回動軸42に対してその回動軸42に垂直な平面方向の移動力として伝達する伝達部材として、サンギヤSとリングギヤRとの間に1対のピニオンギヤPが噛み合わされた遊星歯車装置62を備えている。すなわち、前記アクチュエータ60は、前記伝達部材44の代替として前記遊星歯車装置62を備えている。前記サンギヤSは、前記出力軸40と同軸に一体的に回転させられるように設けられている。前記リングギヤRは、前記減速部38或いは電動モータ32等に固定されている。前記1対のピニオンギヤPは、前記1対の回動軸42と同軸に且つ軸心まわりの相対回転(自転)可能に設けられている。
前記アクチュエータ60において、前記出力軸40から図7に矢印で示す方向の回転力が出力された場合、その出力軸40に固定された前記サンギヤSも同様に回転させられる。このサンギヤSの回転に伴い、そのサンギヤSと前記リングギヤRとの間に噛み合わされた前記1対のピニオンギヤPが回転させられ、図7に矢印で示すように、前記1対の回動軸42がその軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。この回動軸42の回転に伴い、相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸42にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車46が、前記回動軸42の軸心に垂直な平面方向且つ前記出力軸40の軸心まわりに回転させられる。そして、斯かる歯車46の回転により、前記掛止部48、50を介して前記歯車46に掛止された前記1対のインナワイヤ16に張力が付与される。すなわち、図7に示すように、伝達部材として遊星歯車装置62を備えたアクチュエータ60においても、簡単な構成により両輪のブレーキケーブル14を等しい張力で引っ張ることができ、両輪のブレーキを同時的に効率よく作動させることができる。本実施例のアクチュエータ60において、前記遊星歯車装置62が前記電動モータ32から出力される回転を減速する減速部として機能するものであってもよい。斯かる構成においては、前記減速部38は必ずしも設けられなくともよく、前記電動モータ32の出力が直接前記サンギヤSに入力されるものであってもよい。
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
例えば、前述の実施例においては、車両用パーキングブレーキを作動させるための装置として本発明のアクチュエータ30等が適用された例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、車両用電動サービスブレーキをはじめとする他の種類のブレーキを作動させるための装置として用いられるものであってもよい。
また、前述の実施例において、ドラムブレーキとしての前記パーキングブレーキ10を作動させるための装置として本発明のアクチュエータ30等が適用された例について説明したが、本発明は、ディスクブレーキをはじめとする他の形式のブレーキを作動させるための装置として用いられるものであってもよい。
また、前述の実施例においては、前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ16が前記掛止部48、50を介して前記アクチュエータ30等の歯車46に掛止された構成を例示したが、前記ブレーキケーブル14のインナワイヤ16は、前記歯車46に直接取り付けられたものでなくともよく、例えば、前記インナワイヤ16におけるアクチュエータ30側の端部と前記掛止部48との間に中間部材が介挿され、前記アクチュエータ30の作動時にその中間部材を介して前記インナワイヤ16が引っ張られるものであってもよい。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施され得るものである。
10:パーキングブレーキ、14:ブレーキケーブル、30、60:車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ、32:電動モータ、40:出力軸、42:回動軸、44:伝達部材(カム)、46:歯車、48、50:掛止部、62:遊星歯車装置(伝達部材)

Claims (3)

  1. 電動モータから出力される回転力によりブレーキケーブルを引っ張ることでブレーキを作動させる車両用電動ブレーキ作動アクチュエータであって、
    相互に平行に設けられた1対の回動軸と、
    前記電動モータから出力される回転力を前記1対の回動軸に対して該回動軸に垂直な平面方向の移動力として伝達する伝達部材と、
    相互に噛み合わされた状態で前記1対の回動軸にそれぞれ回動可能に取り付けられた1対の歯車と、
    前記電動モータから出力される回転力に応じた前記1対の回動軸の移動により前記ブレーキケーブルが引っ張られる位置及び方向で、前記歯車に対して前記ブレーキケーブルを掛止める掛止部と
    を、備えたことを特徴とする車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ。
  2. 前記伝達部材は、前記電動モータの出力軸と一体的に回転させられるように取り付けられたカムであり、
    前記1対の回動軸は、前記電動モータの出力軸に平行に且つ該出力軸を対称の中心とする点対称位置において前記カムに固定されたものである
    請求項1に記載の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ。
  3. 前記1対の歯車は、それぞれの回動中心点と前記ブレーキケーブルの前記掛止部に対する作用点との距離が相互に等しいものである
    請求項1又は2に記載の車両用電動ブレーキ作動アクチュエータ。
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