JP6562496B2 - 電動パーキングブレーキシステム用アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、電動パーキングブレーキシステムに関し、特に電動パーキングブレーキシステムで使用するアクチュエータに関する。

自動車のパーキングブレーキシステムは、駐車時に自動車を静止状態にするために使用される。従来のパーキングブレーキシステムは手動式であり、一般に「ハンドブレーキ」と呼ばれる。ハンドブレーキを備えた自動車の坂道発進時、運転者はアクセル及びクラッチ（使用する場合）と連動してハンドブレーキを手動で解除する必要がある。このような状况でハンドブレーキを滑らかに使用するには運転者のスキルが要求される。

技術の進歩に伴い、電動パーキングブレーキ（ＥＰＢ）システムが従来の機械式ハンドブレーキシステムに取って代わってきており、自動車の重要な機能要素になっている。ＥＰＢシステムは、自動的に四輪ブレーキを作動させることができ、自動車の青信号待ち、駐車時、エンスト、又はキーＯＦＦの場合の移動を防止するようになっている。自動車を停車状態から動かしたい場合、パーキングブレーキはアクセルペダルを僅かに押圧することで簡単に解除できる。

ＥＰＢシステムは、減速機構を介して出力軸を駆動するモータを有するアクチュエータを含む。しかしながら、従来のアクチュエータは、厳しい公差で構成要素を製造する必要があり、組み立てることが困難である。従って、従来のアクチュエータは組み立て精度が悪く、作動が滑らかではなく、結果的に簡単に壊れる可能性がある。

従って、改善された電動パーキングブレーキシステム用アクチュエータに対する要望がある。

従って、１つの態様において、本発明は、電動パーキングブレーキシステムのためのアクチュエータを提供し、このアクチュエータは、外側ハウジングと、該外側ハウジングに収容される遊星ギア装置及び電動機と、該遊星ギア装置と該電動機との間に連結される少なくとの１つのギアであって、該電動機が該少なくとの１つのギアを介して該遊星ギア装置を駆動するように構成される、少なくとの１つのギアと、を備え、遊星ギア装置は、多段遊星ギア機構、該遊星ギア機構で駆動される出力部、該遊星ギア機構を収容するギアハウジング、及び該ギアハウジングの一端に結合されるギアカバーを備え、遊星ギア機構は、遊星ギア装置の一端から他端まで、順次噛み合う第１段から第Ｎ段までを有し、遊星ギア機構の各段部は、サンギア、リングギア、該サンギア及び該リングギアと噛み合う複数のプラネットギア、及び該プラネットギアを支持するプラネットキャリアを備え、出力部は、第Ｎ段のプラネットキャリアに固定され、遊星ギア装置は、遊星ギア機構を貫通して延びるセンタリングピンを更に備え、遊星ギア機構の各段部は、センタリングピンの周りを回転するようになっている。

好ましくは、少なくとの１つのギアは、遊星ギア機構の第１段のサンギアが固定される第１のギアを備え、センタリングピンの一端は、遊星ギア機構の第１段のサンギアに固定され、遊星ギア機構の第Ｎ段のプラネットキャリアは、センタリングピンの他端の周りを回転する。

好ましくは、センタリングピンの一端は、第Ｎ段の出力部及びプラネットキャリアの１つに固定され、第１段のサンギアは、センタリングピンの他端の周りを回転する。

好ましくは、センタリングピンは、遊星ギア機構のどの部品にも固定されない。

好ましくは、アクチュエータの外側ハウジングは、取付けブラケット及び上部カバーを更に備え、電動機は、取付けブラケットの片側に取り付けられ、上部カバーは、取付けブラケットの反対側に結合され、少なくとの１つのギアは、上部カバーと取付けブラケットとの間に収容され、貫通口が取付けブラケットを貫通して形成され、少なくとの１つのギアは、ギアハウジングに整列し、貫通口を通ってこれに結合され、ギアハウジングは、貫通口に収容されるようになっている。

好ましくは、センタリングピンの一端は、上部カバーに固定され、段部の各々のサンギア及びプラネットキャリアは、センタリングピンの周りを回転する。

好ましくは、緩衝材が取付けブラケットの外周面の周りに取り付けられている。

好ましくは、ギアハウジングは、Ｎ個の部分を備え、各部分の２つの隣接する部分は連結されて段付き構造体を構成し、ギアハウジングの各部分は、遊星ギア機構の対応する段部のプラネットギアに噛み合うリングギアを構成する歯部を備える。

好ましくは、遊星ギア装置に連結する少なくとの１つのギアのギアは、中空構造を有するように構成され、ギアは、ギアハウジングの上部の外周面の周りに配置される。

好ましくは、遊星ギア機構の各段部のプラネットキャリアは、プラネットギアを回転自在に支持する複数のプラネットピンを備え、プラネットピンは金属製であり、締まり嵌め様式で対応するプラネットキャリアに固定される。

好ましくは、ギアカバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによってギアハウジングに結合される。

好ましくは、上部カバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによって取付けブラケットに結合される。

代替的に又は追加的に、上部カバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによってギアハウジングに結合される。

要約すれば、本発明の電動パーキングブレーキシステムのアクチュエータは、組み立てが容易で大きな負荷容量を有する新規な構成の遊星ギア装置を使用する。

以下に添付図面を参照して例示的に本発明の好ましい実施形態を説明する。各図において、２つ以上の図面に現れる同一の構造体、要素、又は部品は、それが現れる全ての図面において概して同じ参照符号が付与されている。図示の構成要素及び特徴部の寸法は、便宜的に説明を明瞭にするように選択され、必ずしも縮尺通りではない。

本発明による電動パーキングブレーキシステム用アクチュエータの組立図である。 図１のアクチュエータの組立分解図である。 図２に類似した変更されたアクチュエータの組立分解図である。 本発明の第１の実施形態による遊星ギア装置及び第１のギアの組立分解図である。 本発明の第２の実施形態による遊星ギア装置及び第１のギアの組立分解図である。 本発明の第３の実施形態による遊星ギア装置及び第１のギアの組立分解図である。 本発明の第４の実施形態による遊星ギア装置及び第１のギアの組立分解図である。

図１から３を参照すると、本発明の電動パーキングブレーキシステム用アクチュエータ１は、外側ハウジング、電動機７、遊星ギア装置、及び少なくとも１つのギア２を含む。本実施形態において、外側ハウジングは、端部カバー１１及びハウジング本体１２を含み、ハウジング本体１２は、電動機、遊星ギア装置、及びこれらの間に少なくとも１つのギア２を協働的に収容する。少なくとの１つのギア及び遊星ギア装置は、電動機をアクチュエータの出力部に接続する減速機構を形成する。少なくとの１つのギア２は、順次噛み合う第１のギア２１、第２のギア２２、及び第３のギア２３を含む。第３のギア２３は電動機の軸に固定される。電動機は、順次噛み合う第２のギア２２及び第１のギア２１を介して遊星ギア装置を駆動する。電動機からの出力は、減速機構を介してパーキングブレーキキャリパ（図示ぜず）に伝達され、自動車を制動するようになっている。

図２及び３に示すように、アクチュエータ１の外側ハウジングは、取付けブラケット８及び上部カバー９を更に含む。電動機７は、取付けブラケット８の片側に取り付けられ、例えば、取付けブラケット８にネジ留めされる。上部カバー９は、取付けブラケット８の反対側に結合され、少なくとの１つのギア２は上部カバー９と取付けブラケット８との間に収容される。例えば、上部カバー９は留め用開口９１を有し、取付けブラケット８は対応する留め具８３を有し、上部カバー９及び取付けブラケット８は、留め用開口９１と留め具８３との間のスナップ嵌めによって相互に結合する。貫通口８１は、取付けブラケット８を貫通して形成される。

遊星ギア装置のギアハウジング３は、貫通口８１を介して第１のギア２１と整列し、第１のギア２１が遊星ギア装置の入力に結合するようになっている。ギアハウジングは、スナップ嵌め結合によって、電動機７と同じ側のブラケット８に結合される。図２に示すように、取付けブラケット８は、留め用開口８２を有し、ギアハウジング３は対応する留め具３１を有し、結果的にスナップ嵌め結合をなす。

本明細書で説明するスナップ嵌め結合の代わりに他の結合方法を利用できることを理解されたい。さらに、図３に示すように、ギアハウジング３は、取付けブラケット８の片側から貫通口８１に挿入して、上部カバー９に直接結合することができ、ギアハウジング３は上部カバー９によって取付けブラケットに締め付けられる。さらに、アクチュエータ作動時の騒音を低減するために、取付けブラケット８の外周に緩衝材８４を取り付けることができる。

図４には遊星ギア装置の第１の実施形態が示されている。遊星ギア装置は、多段の遊星ギア機構４を有し、本実施例では２段が示されている。ギアキャップ６は、ギアハウジング３の開放端を閉じて遊星ギア機構を収容するギアボックスを形成する。遊星ギア機構の各段部は、サンギア、リングギア、サンギア及びリングギアに噛み合う複数のプラネットギア、及びプラネットギアを支持するプラネットキャリアを含む。第１のサンギアは、遊星ギア装置の入力部を構成し、出力部は最終段のプラネットキャリアに固定される。遊星ギア装置は、遊星ギア装置を通って延びるセンタリングピン５を更に含み、遊星ギア機構４の複数の段部がセンタリングピン５の周りを回転するようになっている。

図示の実施形態において、第１のサンギア４１は、第１のギア２１に固定されるか又はその一部として構成される。第１のサンギア４１は、第１のリングギアに噛み合うと共に第１のプラネットキャリア４５に固定されたプラネットピン４３に回転可能に支持された、３つの第１のプラネットギア４２を駆動する。第１のリングギアは、ギアハウジング３の内面上に形成される。第２のサンギア４４は、第１のプラネットキャリアに固定され、ギアハウジング３の内面上に形成された第２のリングギアと噛み合う４つの第２のプラネットギア４６の間で回転してこれらを駆動する。第２のプラネットギアは、第２のプラネットキャリアに固定された第２のプラネットピン４８に回転可能に支持される。出力部４９は、第２のプラネットキャリア４７に固定されて一緒に回転する。出力部４９は、適用要件に応じて出力軸又は出力歯の形態とすることができる。ギアハウジング３は段付きであり、遊星ギア装置の第２段に関する大径の第２のリングギアに対応するようになっている。プラネットピン４３及び４８は金属製であり、締まり嵌め様式で穴に挿入することでそれぞれのプラネットキャリア４５、４７に固定される。

センタリングピン５は、順次、遊星ギア装置の第１段及び第２段を貫通することに留意されたい。センタリングピン５の一端は第１のサンギア４１に固定される。センタリングピン５の他端は、第２のプラネットキャリア４７のガイド穴に隙間を有して挿入され、第１のプラネットキャリア及び第２のプラネットキャリアは、センタリングピン５の周りを回転するようになっている。

好ましくは、ギアカバー６及びギアハウジング３は、各々が留め用開口、及び該留め用開口に係合する留め具を含む複数のスナップ嵌め構造体によって相互に結合される。例えば、図４に示すように、ギアカバー６は、外周に３つの留め用開口６１を形成し、ギアハウジング３は、外周に対応する３つの留め具３１を含む。スナップ嵌めコネクタの数は様々とすることができるが、少なくとも２つのコネクタが望ましく、３つ又は４つのコネクタが好ましいことを理解されたい。

図５には遊星ギア装置の第２の実施形態が示されている。第２の実施形態の構成は、センタリングピン５が遊星ギア装置４のどこにも固定されていない点を除いて実質的に第１の実施形態と同じである。正確には、センタリングピン５は、遊星ギア機構の第１段及び遊星ギア機構の第２段を貫通する。センタリングピン５の一端は、第１のサンギア４１に位置付けられ、センタリングピンの他端は第２のプラネットキャリア４７に位置付けられる。しかしながら、このピンは遊動しており、第１のサンギア４１、第１のプラネットキャリア４５、及び第２のプラネットキャリア４７の全てがセンタリングピン５の周りを自由に回転できることを意味する。

図６には遊星ギア装置の第３の実施形態が示されている。第３の実施形態の構成は、センタリングピン５が上部カバー９に固定されている点を除いて実質的に第２の実施形態と同じである。従って、本実施形態において、センタリングピン５は遊動しないが、第１のサンギア４１、第１のプラネットキャリア４５、及び第２のプラネットキャリア４７の全てはセンタリングピンの周りを自由に回転できる。

図７には遊星ギア装置の第４の実施形態が示されている。第４の実施形態の構成は、センタリングピン５が第２のプラネットキャリア４７又は出力部４９に固定されている点を除いて実質的に第１の実施形態と同じである。図７の実施形態において、出力部４９は、第２のプラネットキャリア４７の中央穴に締まり嵌め様式で圧入することでこれに固定された出力歯である。センタリングピン５は、出力歯の中央穴に圧入され、締まり嵌めによって固定される。従って、センタリングピンは、出力部４９及び第２のプラネットキャリア４７の両者に固定される。従って、本実施形態において、第１のサンギア４１及び第１のプラネットキャリア４５は、センタリングピンの周りを自由に回転することができるが、第２のプラネットキャリア４７及び出力部４９はセンタリングピンと一緒に回転する。第１のギア２１は第１のサンギア４１と連結しており、同様にセンタリングピン５の周りを回転する。もしくは、前述のように、出力部４９は出力軸とすることができる。

出力軸４９に固定して取り付けたセンタリングピン５を用いて、全ての構成要素は、出力軸から第１段のサンギア４１まで順々に組み立てることができ、これによりアクチュエータの組み立てが容易になる。

さらに、前述の種々の構成において、センタリングピン５は、すきま嵌め様式で中間段のプラネットキャリア（例えば、第１のプラネットキャリア４５）の中央穴を貫通するが、これにより粉末冶金プラネットキャリアの製作精度を落とすことが容易になる。さらに、センタリングピン５が低速段に固定される場合、センタリングピン５と上部カバー９のアキシャル軸受との相対速度が低下するので摩耗の低減が促進される。センタリングピン５の一端が固定されるので、各段のギアは順次、センタリングピン５の固定端から組み付けられ、これにより組み付け精度が高くなり滑らかな伝達が可能になる。

さらに、第１から第４の実施形態の多段遊星ギアに連結する少なくとの１つのギア２のギア、つまり第１のサンギアに連結する第１のギア２１は、中空構造（図示せず）を有するように構成することができ、ギアは、ギアハウジング３の上部の外周部の周りに配置される。

本出願の明細書及び特許請求の範囲において、各動詞「備える」、「含む」、「包含する」、「有する」、及びその変形形態は、包括的意味で使用され、記載した要素又は特徴部の存在を明示するが、追加の要素又は特徴部の存在を排除するものではない。

明瞭化のために別個の実施形態との関連において説明される本発明の特定の特徴部は、単一の実施形態と組み合わせて提示することもできる。対照的に、簡潔化のために単一の実施形態との関連において説明される本発明の種々の特徴部は、別個に又は何らかの適切な部分的組み合わせで提示することもできる。

前述の実施形態は例示目的で提示され、当業者には、請求項で定義される本発明の範疇を逸脱することなく種々の他の変形例が明らかになるはずである。

２ 少なくとも１つのギア
３ ギアハウジング
７ 電動機
８ 取付けブラケット
９ 上部カバー
１１ 端部カバー
１２ ハウジング本体
２１ 第１のギア
２２ 第２のギア
２３ 第３のギア
３１ 留め具
６１ 留め用開口
８１ 貫通口
８２ 留め用開口
８３ 留め具
９１ 留め用開口

Claims (13)

1. 外側ハウジングと、
   前記外側ハウジングに収容される遊星ギア装置及び電動機と、
   前記遊星ギア装置と前記電動機との間に連結される少なくとも１つのギアであって、前記電動機が該少なくとも１つのギアを介して前記遊星ギア装置を駆動するように構成される、少なくとも１つのギアと、
   を備える、電動パーキングブレーキシステムのためのアクチュエータであって、
   前記遊星ギア装置は、多段遊星ギア機構、該多段遊星ギア機構で駆動される出力部、該多段遊星ギア機構を収容するギアハウジング、及び該ギアハウジングの一端に結合されるギアカバーを備え、前記多段遊星ギア機構は、遊星ギア装置の一端から他端まで、順次噛み合う第１段から第Ｎ段までの遊星ギア機構を有し、前記多段遊星ギア機構の各段部は、サンギア、リングギア、該サンギア及び該リングギアと噛み合う複数のプラネットギア、及び該プラネットギアを支持するプラネットキャリアを備え、前記出力部は、前記第Ｎ段の遊星ギア機構のプラネットキャリアに固定され、
   前記遊星ギア装置は、センタリングピンを更に備え、前記センタリングピンは前記第１段の遊星ギア機構のサンギアに固定されている、アクチュエータ。
2. 前記少なくとも１つのギアは、第１段の遊星ギア機構のサンギアが固定される第１のギアを備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記アクチュエータの前記外側ハウジングは、取付けブラケット及び上部カバーを更に備え、前記電動機は、前記取付けブラケットの片側に取り付けられ、前記上部カバーは、前記取付けブラケットの反対側に結合され、前記少なくとも１つのギアは、前記上部カバーと前記取付けブラケットとの間に収容され、貫通口が前記取付けブラケットを貫通して形成され、前記少なくとも１つのギアは、前記ギアハウジングに整列し、前記貫通口を通ってこれに結合され、前記ギアハウジングは、前記貫通口に収容されるようになっている、請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 緩衝材が前記取付けブラケットの外周面の周りに取り付けられている、請求項３に記載のアクチュエータ。
5. 前記ギアハウジングは、Ｎ個の部分を備え、各部分の２つの隣接する部分は連結されて段付き構造体を構成し、前記ギアハウジングの各部分は、前記多段遊星ギア機構の対応する段部の前記プラネットギアに噛み合うリングギアを構成する歯部を備える、請求項１から４のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
6. 前記遊星ギア装置に連結する前記少なくとも１つのギアの前記ギアは、中空構造を有するように構成され、前記ギアは、前記ギアハウジングの上部の外周面の周りに配置される、請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記遊星ギア機構の各段部のプラネットキャリアは、前記プラネットギアを回転自在に支持する複数のプラネットピンを備え、該プラネットピンは金属製であり、締まり嵌め様式で対応する前記プラネットキャリアに固定される、請求項１から６のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
8. 前記ギアカバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによって前記ギアハウジングに結合される、請求項１から７のいずれか１つに記載のアクチュエータ。
9. 前記上部カバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによって前記取付けブラケットに結合される、請求項３又は４に記載のアクチュエータ。
10. 前記上部カバーは、複数のスナップ嵌めコネクタによって前記ギアハウジングに結合される、請求項３又は４に記載のアクチュエータ。
11. 外側ハウジングと、
    前記外側ハウジングに収容される遊星ギア装置及び電動機と、
    前記遊星ギア装置と前記電動機との間に連結される少なくとも１つのギアであって、前記電動機が前記少なくとも１つのギアを介して前記遊星ギア装置を駆動するように構成される、少なくとも１つのギアと、
    を備える、電動パーキングブレーキシステムのためのアクチュエータであって、
    前記遊星ギア装置は、多段遊星ギア機構及びセンタリングピンを備え、
    前記外側ハウジングはさらに、取付けブラケット及び上部カバーを備え、前記上部カバーは前記取付けブラケットに結合され、前記少なくとも１つのギアは、前記上部カバーと前記取付けブラケットとの間に収容され、
    前記センタリングピンは、前記上部カバーに固定されている、アクチュエータ。
12. 前記遊星ギア装置は、さらに前記多段遊星ギア機構で駆動される出力部、前記多段遊星ギア機構を収容するギアハウジング、及び前記ギアハウジングの一端に結合されるギアカバーを備え、前記多段遊星ギア機構は、一端から他端まで順次噛み合う第１段から第Ｎ段（Ｎは１より大きい整数）までの遊星ギア機構を有し、前記多段遊星ギア機構の各段部は、サンギア、リングギア、前記サンギア及び該リングギアと噛み合う複数のプラネットギア、及び前記プラネットギアを支持するプラネットキャリアを備え、前記出力部は、前記第Ｎ段のプラネットキャリアに固定されている、請求項１１に記載のアクチュエータ。
13. 前記取付けブラケットを貫通する貫通口が形成され、前記少なくとも１つのギアは、前記ギアハウジングに整列し、前記貫通口を通ってこれに結合され、前記ギアハウジングは前記貫通口に収容されている、請求項１２に記載のアクチュエータ。