JP6761842B2

JP6761842B2 - 荷重負荷装置

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Publication number: JP6761842B2
Application number: JP2018201912A
Authority: JP
Inventors: 真輝神田
Original assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Current assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: EP3872469A4; JP2020067427A; EP3872469A1; US20210381566A1; WO2020085483A1

Description

本発明は荷重負荷装置に関する。

パーキングブレーキなどの対象物に荷重を負荷させる荷重負荷装置は、所定の荷重を対象物に負荷させることを目的とするため、荷重を作用対象物に作用させる際に適切に作用したかどうかの確認が必要である。荷重負荷装置が負荷した荷重については、制御により荷重を計測することも可能であるが、所望の荷重が実際に負荷されたかどうかを確認するために荷重センサが用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２０２９５７号公報

しかし、荷重負荷装置が負荷した荷重が所望の荷重となったかどうかを確認するために、荷重負荷装置に荷重センサを設けた場合には、荷重センサと荷重を負荷する駆動部側との接続を強固にする必要があるため、荷重センサと駆動部側との接続が複雑な構造となる。

本発明は、簡単な構成により荷重センサと駆動部側とが接続した荷重負荷装置を提供することを目的とする。

本発明の荷重負荷装置は、回転軸に対して同軸の回転軸部材側ネジ部を有する回転軸部材と、前記回転軸部材を回転する駆動部と、一端部と他端部と前記回転軸部材側ネジ部に対して螺合する移動軸部材側ネジ部とを有する移動軸部材と、前記移動軸部材の一端部側と荷重を作用させる対象となる作用対象物とを接続する接続部材と、ハウジングと前記ハウジングに接続する自由端を有するバネ部材とセンサ要素とを有する荷重センサと、前記移動軸部材の回転を抑制する回転抑制部と、を備えた荷重負荷装置であって、前記移動軸部材の他端部は、前記荷重センサの前記ハウジングを押圧する押圧部を有し、前記移動軸部材は、前記駆動部の駆動によって軸方向に移動することで、前記接続部材に荷重を負荷するとともに、前記押圧部が前記荷重センサの前記ハウジングを押圧し、前記移動軸部材の押圧による前記ハウジングの移動によって前記センサ要素が移動することで前記移動軸部材による荷重が検知される。

本発明の荷重負荷装置によれば、簡単な構成により荷重センサと駆動部側とを接続することができる。

本発明の一実施形態の荷重負荷装置の内部を示す上面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２に示される状態から、回転軸部材が回転して軸部材の全長が短くなった状態を示す図である。図３に示される状態から、さらに回転軸部材が回転し、荷重センサのバネ部材が縮んでハウジングが移動した状態を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態の荷重負荷装置を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまで一例であり、本発明の荷重負荷装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１および図２に示されるように、本実施形態の荷重負荷装置１は、回転軸部材２１と、移動軸部材２２と、駆動部３とを備えている。本実施形態では、移動軸部材２２は、図２および図３に示されるように、一方側移動軸部材２２１と他方側移動軸部材２２２との２つの移動軸部材を有しており、一方側移動軸部材２２１と他方側移動軸部材２２２とをまとめて移動軸部材２２と呼ぶ。なお、移動軸部材２２は、１つの移動軸部材（たとえば、他方側移動軸部材２２２）のみから構成されていてもよい。なお、本明細書において、回転軸部材２１と移動軸部材２２とをまとめて軸部材２と呼ぶ。

荷重負荷装置１は、移動軸部材２２の一端部２２ａ側（本実施形態では、一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａ側）と荷重を作用させる対象となる作用対象物Ｏとを接続する接続部材４を有している。荷重負荷装置１はさらに、移動軸部材２２の回転を抑制する回転抑制部Ｓ１、Ｓ２（図２参照）を有している。なお、本明細書において、回転軸部材２１のうち、作用対象物Ｏに近い方の端部を一端部と呼び、作用対象物Ｏから遠い方の端部（後述する荷重センサ５に近い方の端部）を他端部と呼ぶ。また、移動軸部材２２のうち、作用対象物Ｏに近い方の端部を一端部と呼び、作用対象物Ｏから遠い方の端部（後述する荷重センサ５に近い方の端部）を他端部と呼ぶ。なお、本実施形態のように移動軸部材２２が２つの移動軸部材から構成されている場合、２つの移動軸部材全体における、作用対象物Ｏに近い方の端部（一方側移動軸部材２２１の作用対象物Ｏに近い方の端部）を移動軸部材２２の一端部（または軸部材２の一端部）と呼ぶ。一方、２つの移動軸部材全体における、作用対象物Ｏから遠い方の端部（他方側移動軸部材２２２の作用対象物Ｏから遠い方の端部）を移動軸部材２２の他端部（または軸部材２の他端部）と呼ぶ。図面において、移動軸部材２２全体の一端部は参照符号２２ａ、移動軸部材２２全体の他端部は参照符号２２ｂで示されている。また、回転軸部材２１の一端部は参照符号２１ａ、回転軸部材２１の他端部は参照符号２１ｂで示されている。一方側移動軸部材２２１の一端部は参照符号２２１ａで示され、一方側移動軸部材２２１の他端部は参照符号２２１ｂで示されている。また、他方側移動軸部材２２２の一端部は参照符号２２２ａで示され、他方側移動軸部材２２２の他端部は参照符号２２２ｂで示されている。

荷重負荷装置１の動作については後述するが、駆動部３の駆動によって、軸部材２の軸Ｘ方向での全体の長さが伸縮するように構成されている。本実施形態では、図２〜図４に示されるように、駆動部３の駆動によって、移動軸部材２２の一端部２２ａから他端部２２ｂまでの軸Ｘ方向の長さが伸縮する。荷重負荷装置１は、軸部材２の軸Ｘ方向での全体の長さが伸縮することによって、接続部材４を介して軸部材２に接続された作用対象物Ｏに荷重を加えるように構成されている。また、本実施形態では、荷重負荷装置１は、図１および図２に示されるように、荷重センサ５を備えている。荷重負荷装置１は、後述するように、荷重センサ５によって、作用対象物Ｏに加わった荷重を検知するように構成されている。

本実施形態では、荷重負荷装置１は、電動式パーキングブレーキ駆動装置である。具体的には、図１に示されるように、荷重負荷装置１は、作用対象物Ｏであるブレーキシュー等のブレーキ機構にケーブルＣ等の伝動部材を介して接続されている。ケーブルＣの一端Ｃａは作用対象物Ｏに接続され、ケーブルＣの他端Ｃｂは接続部材４に接続されている。ケーブルＣは公知のコントロールケーブルを用いることができる。ケーブルＣが荷重負荷装置１によって引き操作されることによって、ブレーキ機構（作用対象物Ｏ）が作動し、ケーブルＣが荷重負荷装置１から送り出されるときにブレーキ機構の作動が解除されるように構成されている。ブレーキ機構については、たとえばドラムブレーキ等、公知の構造を用いることができるため、詳細な説明は省略する。なお、荷重負荷装置１は、駆動部３によって軸部材２を駆動して作用対象物Ｏに荷重を加えるように構成されていれば、電動式パーキングブレーキ駆動装置に限定されない。また、作用対象物Ｏは、荷重負荷装置１によって荷重が加えられるものであればよく、ブレーキ機構に限定されない。また、接続部材４と作用対象物Ｏとの間を接続する伝動部材は、本実施形態ではケーブルＣであるが、接続部材４の移動によって作用対象物Ｏに荷重を負荷することができれば、ケーブルＣに限定されず、ロッドや歯車等であってもよい。

本実施形態では、荷重負荷装置１は、図１および図２に示されるように、回転軸部材２１、移動軸部材２２、駆動部３、接続部材４および荷重センサ５を収容するケーシング６を有している。ケーシング６は、軸部材２を軸Ｘ方向に伸縮可能な状態で収容している。また、ケーシング６は、軸部材２の軸Ｘ方向での伸縮に応じて、接続部材４が軸Ｘ方向に摺動できるように、接続部材４を案内する案内部６１を有している。案内部６１は接続部材４を軸Ｘ方向に安定して移動させるために、図１に示されるように、軸Ｘ方向に対して垂直な方向において接続部材４の幅に対応した幅を有している。ケーシング６は、移動軸部材２２の一端部２２ａ側において、接続部材４に接続されたケーブルＣを作用対象物Ｏに向けて導出する導出部６２を有している。ケーシング６は、移動軸部材２２の他端部２２ｂ側において、荷重センサ５を収容するセンサ収容部６３を有している。また、ケーシング６は、回転軸部材２１の側方に、駆動部３を収容する駆動部収容部６４（図１および図２参照）を有している。

駆動部３は、作用対象物Ｏに荷重を加えるため、または作用対象物Ｏに加わった荷重を解除するために、回転軸部材２１を回転させる。本実施形態では、駆動部３によって回転軸部材２１が回転されることにより、図２〜図４に示されるように、移動軸部材２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動する。移動軸部材２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動することによって、接続部材４が軸Ｘ方向に移動する。このときの接続部材４の軸Ｘ方向への移動によって、ケーブルＣが引き操作（または押し操作）されて作用対象物Ｏに荷重を負荷している。

駆動部３は、本実施形態では、モータ３１（図１参照）と、モータ３１の駆動力により回転し、回転軸部材２１と嵌合して回転軸部材２１を軸Ｘ周りに回転させる嵌合部材３２（図２〜図４参照）とを有している。モータ３１は正逆回転可能に構成され、回転軸部材２１を軸Ｘ周りに一方の方向と他方の方向に回転させることができる。モータ３１は、モータ３１と嵌合部材３２との間に設けられた中継ギアなどの減速機構３３を介して嵌合部材３２に接続され、嵌合部材３２を回転させる。嵌合部材３２は、本実施形態では、回転軸部材２１を軸Ｘ周りに回転させるとともに、回転軸部材２１が軸Ｘ方向に移動することを許容するように、回転軸部材２１と嵌合している。具体的には、図２〜図４に示されるように、嵌合部材３２は、回転軸部材２１と同軸上に配置され、回転軸部材２１の外周とスプライン嵌合している。嵌合部材３２の構造は特に限定されないが、たとえば、嵌合部材３２は、駆動部３の駆動部側ケーシング３４にベアリングＢを介して回転可能に支持された歯車である。

接続部材４は、移動軸部材２２の一端部２２ａ側と荷重を作用させる対象となる作用対象物Ｏとを接続する。すなわち、接続部材４は、移動軸部材２２の一端部２２ａと作用対象物Ｏとの間に設けられ、接続部材４を介して移動軸部材２２と作用対象物Ｏとが間接的に接続されている。なお、本実施形態では、接続部材４は、一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａに直接接続されているが、接続部材４は、移動軸部材２２に間接的に接続されていてもよい。また、本実施形態では、接続部材４は、ケーブルＣを介して作用対象物Ｏに接続されている。なお、接続部材４は作用対象物Ｏと直接接続されていてもよい。

接続部材４は、上述したように、移動軸部材２２の軸Ｘ方向への移動によって、軸Ｘ方向に移動する。接続部材４が軸Ｘ方向に移動することにより、作用対象物Ｏに荷重が負荷される。本実施形態では、接続部材４は、ケーシング６の案内部６１に案内され、一方側移動軸部材２２１の軸Ｘ方向への移動に伴い、軸Ｘ方向に摺動し、ケーブルＣを介して作用対象物Ｏに荷重が負荷される。

本実施形態では、接続部材４は軸部材２（一方側移動軸部材２２１）およびケーブルＣと別体として設けられている。しかし、軸部材２の一端部（移動軸部材２２の一端部２２ａ）またはケーブルＣの他端Ｃｂに、接続部材として機能する部分が一体的に設けられていてもよい。なお、本実施形態では、荷重負荷装置１が２つの一方側移動軸部材２２１、他方側移動軸部材２２２を有し、一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａが接続部材４に接続されている。しかし、軸部材２は、たとえば１つの回転軸部材２１と１つの移動軸部材２２２によって構成されていてもよく、この場合、回転軸部材２１の一端部２１ａが接続部材４に回転可能に接続されていてもよい。

軸部材２は、回転軸部材２１および移動軸部材２２を有し、回転軸部材２１の回転によって、移動軸部材２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動することにより、作用対象物Ｏに荷重を負荷する。本実施形態では、移動軸部材２２は、軸Ｘ方向で一方側に設けられた一方側移動軸部材２２１と、軸Ｘ方向で他方側に設けられた他方側移動軸部材２２２とを有している。一方側移動軸部材２２１は、回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向で一方側（接続部材４側）に設けられ、回転軸部材２１の一端部２１ａ側と螺合している。他方側移動軸部材２２２は、回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向で他方側（荷重センサ５側）に設けられ、回転軸部材２１の他端部２１ｂ側と螺合している。詳細は後述するが、本実施形態では、回転軸部材２１が回転すると、一方側移動軸部材２２１および他方側移動軸部材２２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動して、軸部材２の全長（本実施形態では、移動軸部材２２の一端部２２ａから他端部２２ｂまでの全長）が変化して軸部材２が伸縮する。これにより、接続部材４が軸Ｘ方向に移動して、接続部材４が軸Ｘ方向で他方側（図２における右側）に移動した際には、ケーブルＣを介して作用対象物Ｏに対して荷重が負荷される。逆に、接続部材４が軸Ｘ方向で一方側（図４において左側）に移動した際には、作用対象物Ｏに対する荷重が解除される。

回転軸部材２１は、駆動部３によって軸Ｘ周りに回転する。回転軸部材２１は、移動軸部材２２と螺合して、回転軸部材２１が軸Ｘ周りに回転する際に、移動軸部材２２を回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動させる。本実施形態では、一方側移動軸部材２２１は接続部材４に接続されており、回転軸部材２１の軸Ｘ周りの回転に伴い軸Ｘ方向で他方側に移動することによって、作用対象物Ｏに荷重を負荷している。一方、他方側移動軸部材２２２は荷重センサ５に接続されており、後述するように他方側移動軸部材２２２が軸Ｘ方向で一方側に移動した際に、作用対象物Ｏに加わる荷重が検知される。なお、上述したように、軸部材２は回転軸部材２１と他方側移動軸部材２２２とから構成されていてもよく、必ずしも一方側移動軸部材２２１を有している必要はない。

回転軸部材２１は、図２〜図４に示されるように、回転軸（軸Ｘ）に対して同軸の回転軸部材側ネジ部２１１を有している。また、移動軸部材２２は、回転軸部材側ネジ部２１１に対して螺合する移動軸部材側ネジ部２２１ｃ、２２２ｃを有している。回転軸部材側ネジ部２１１と、移動軸部材側ネジ部２２１ｃ、２２２ｃとが螺合することにより、移動軸部材２２は、回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動するように構成されている。

なお、本実施形態では、回転軸部材側ネジ部２１１は、中空の筒状体として形成された回転軸部材２１の内周に設けられた雌ネジであり、移動軸部材側ネジ部２２１ｃ、２２２ｃは、回転軸部材２１の内側に挿入される移動軸部材２２の外周に設けられた雄ネジである。しかし、回転軸部材２１の回転によって、移動軸部材２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向に相対移動することができれば、回転軸部材側ネジ部２１１が雄ネジで、移動軸部材側ネジ部２２１ｃ、２２２ｃが雌ネジであってもよい。

本実施形態では、回転軸部材２１の回転軸部材側ネジ部２１１は、一方側移動軸部材２２１と螺合する一方側回転ネジ部２１１ａと、他方側移動軸部材２２２と螺合する他方側回転ネジ部２１１ｂとを有している。回転軸部材２１の一方側回転ネジ部２１１ａは、一方側移動軸部材２２１の移動部材側ネジ部２２１ｃと螺合する。回転軸部材２１の他方側回転ネジ部２１１ｂは、他方側移動軸部材２２２の移動部材側ネジ部２２２ｃと螺合する。本実施形態では、一方側回転ネジ部２１１ａと他方側回転ネジ部２１１ｂとは、互いに逆方向にネジが切られている。これにより、回転軸部材２１が一方の方向に回転したときは、一方側移動軸部材２２１と他方側移動軸部材２２２とが軸Ｘ方向で互いに近付く方向に相対移動する。また、回転軸部材２１が他方の方向に回転したときは、一方側移動軸部材２２１と他方側移動軸部材２２２とが軸Ｘ方向で互いに離れる方向に相対移動する。

なお、本実施形態では、回転軸部材側ネジ部２１１は、回転軸部材２１の軸Ｘ方向で、回転軸部材２１の一端部２１ａ側の一方側回転ネジ部２１１ａと、他端部２１ｂ側の他方側回転ネジ部２１１ｂとの間に、ネジが形成されていないネジ非形成部２１２を有している。この場合、回転軸部材２１と移動軸部材２２とが螺合する際に、ネジ非形成部２１２において螺合時の抵抗が低減されるため、回転軸部材２１と移動軸部材２２との間の相対移動が円滑になる。なお、回転軸部材側ネジ部２１１は、回転軸部材２１の軸Ｘ方向で全体に亘って形成されていてもよい。

移動軸部材２２は、回転抑制部Ｓ１、Ｓ２によって軸Ｘ周りの回転が抑制されている。回転抑制部Ｓ１、Ｓ２は、移動軸部材２２の軸Ｘ周りの回転を抑制することによって、回転軸部材２１の軸Ｘ周りの回転時に、移動軸部材２２が回転軸部材２１に対して共回りすることを抑制する。これにより、回転軸部材２１の軸Ｘ周りの回転時に、回転軸部材２１と移動軸部材２２との間の螺合によって、回転軸部材２１に対して移動軸部材２２が軸Ｘ方向に相対移動することを可能にする。回転抑制部Ｓ１、Ｓ２の構造や位置は、移動軸部材２２の軸Ｘ周りの回転を抑制することができれば、特に限定されない。本実施形態では、回転抑制部Ｓ１は、他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂと軸Ｘ周りで係合するように構成されている。回転抑制部Ｓ１は、本実施形態では、後述する荷重センサ５に設けられ、たとえばボルトの頭部のように多角形状に形成された他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂと軸Ｘ周り方向で係合する収容凹部として形成されている。また、回転抑制部Ｓ２は、一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａと軸Ｘ周りで係合するように構成されている。回転抑制部Ｓ２は、本実施形態では、接続部材４に設けられ、たとえば多角形状に形成された一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａと軸Ｘ周り方向で係合する収容凹部として形成されている。

本実施形態では、回転軸部材２１は、軸Ｘ周りに回転するとともに、駆動部３に対して軸Ｘ方向に移動するように構成されている。具体的には、上述したように、たとえば嵌合部材３２と回転軸部材２１の外周とがスプライン嵌合することによって、駆動部３が回転軸部材２１を軸Ｘ周りに回転させるとともに、軸Ｘ方向に移動することを許容している。これにより、回転軸部材２１は駆動部３またはケーシング６に対して軸Ｘ方向に移動する。

荷重センサ５は、作用対象物Ｏに加わった荷重を検出する。具体的には、荷重センサ５は、作用対象物Ｏに所定以上の荷重が加わったことを検出する。荷重センサ５は、ハウジング５１とハウジング５１に接続する自由端５２ａを有するバネ部材５２とセンサ要素５３とを有している。詳細は後述するが、移動軸部材２２の他端部２２ｂは、荷重センサ５のハウジング５１を押圧する押圧部Ｐを有し、移動軸部材２２は、駆動部３の駆動によって軸Ｘ方向に移動することで、接続部材４に荷重を負荷するとともに、押圧部Ｐが荷重センサ５のハウジング５１を押圧する。移動軸部材２２の押圧によるハウジング５１の移動によってセンサ要素５３が移動することで移動軸部材２２による荷重が検知される。

センサ要素５３は、センサ要素５３の軸Ｘ方向での位置が変動することにより、作用対象物Ｏに加わった荷重を検知するように構成されている。センサ要素５３は、センサ要素５３の軸Ｘ方向での位置の変動により荷重を検知できるものであれば特に限定されない。本実施形態では、センサ要素５３は、磁石とホールＩＣとの位置関係の変動による磁界の変化を検出する磁界センサの構成要素である。具体的には、本実施形態では、センサ要素５３は、ハウジング５１に対して取付部材５４を介して固定された磁石である。センサ要素５３に対向する位置には、センサ要素５３に対して相対移動しないように配置されたホールＩＣ（第２のセンサ要素）５５が設けられている。なお、センサ要素５３をホールＩＣとして、センサ要素５３に対向する位置に磁石が設けられていてもよい。センサ要素の一部分である磁石５３は、センサ要素の他の部分であるホールＩＣ５５から所定の位置関係で移動するように、案内されることが好ましい。この案内は、可動部５１２の移動の際に取付部材５４が揺動しないように、取付部材５４と摺動する支持部により支持された状態で行うことができる。この支持部は、ケーシング６と相対移動しないように設けられていればよく、本実施形態においてはセンサ収容部６３と駆動部収容部６４との間の壁部に設けられている。この支持部は、例えば、取付部材５４と摺動する溝部を有することにより、取付部材５４の摺動を抑制することができる。取付部材５４の幅方向の端縁が溝部の内側を摺動すると、取付部材５４は、支持部により支持されるので、図の上下方向の揺動が抑制される。

ハウジング５１は、バネ部材５２を内部に収容している。バネ部材５２はハウジング５１の内部において、軸Ｘ方向に付勢力を生じるように配置されている。バネ部材５２は、軸Ｘ方向への付勢力を生じるものであれば特に限定されない。本実施形態では、バネ部材５２はコイルバネであり、バネ部材５２の軸心が移動軸部材２２の軸心と同軸となるように配置されている。

ハウジング５１は、本実施形態では、内部に収容されたバネ部材５２の伸縮に伴って移動する部分を有している。具体的には、本実施形態では、ハウジング５１の軸Ｘ方向の一方側（他方側移動軸部材２２２の一端部２２２ａ側）に設けられた基部５１１と、ハウジング５１の軸Ｘ方向の他方側に設けられ、基部５１１に対して移動する可動部５１２とを有している。

本実施形態では、基部５１１は軸Ｘに垂直に延びる板状に形成され、可動部５１２は、軸Ｘに対して垂直方向に延びる壁部５１２ａと、バネ部材５２の外周を径方向外側から覆い、壁部５１２ａから軸Ｘ方向に基部５１１に向かって延びる被覆部５１２ｂとを備えている。しかし、ハウジング５１の全体形状や、基部５１１および可動部５１２の形状は特に限定されない。

基部５１１は、本実施形態ではケーシング６に対して固定され、バネ部材５２の一方側の端部５２ｂが固定されている。可動部５１２は、基部５１１に対して軸Ｘ方向に移動可能であり、バネ部材５２の他方側の端部であり、軸Ｘ方向で位置が変動する自由端５２ａが可動部５１２の壁部５１２ａに取り付けられている。本実施形態では、バネ部材５２は、ハウジング５１の可動部５１２を軸Ｘ方向の他方側に付勢することにより、センサ要素５３を初期位置に位置付けている。より具体的には、図２に示されるように、ケーシング６は、バネ部材５２によって軸Ｘ方向の他方側に付勢された可動部５１２を所定の初期位置で停止させるように設けられた位置決め部６５を有している。位置決め部６５は、ホールＩＣ５５により検出される磁石（センサ要素５３）の磁束密度が所定の基準値（たとえばゼロ）となる、所定の初期位置に可動部５１２を停止させるように構成されている。本実施形態では、位置決め部６５は、ハウジング５１の可動部５１２に取り付けられた取付部材５４と軸Ｘ方向で当接する、ケーシング６の内壁である。しかし、位置決め部は、可動部５１２を所定の初期位置で停止させることができれば、ケーシング６の内壁に限定されない。本実施形態では、可動部５１２が初期位置にあるとき、可動部５１２（被覆部５１２ｂの軸Ｘ方向で一方側の端部）と基部５１１との間には、可動部５１２が軸Ｘ方向で一方側に移動できるように所定の空間が形成されている。これにより、可動部５１２は、バネ部材５２の付勢力に抗して軸Ｘ方向で一方側に移動することができる。

本実施形態では、図２〜図４に示されるように、荷重センサ５のハウジング５１は、移動軸部材２２の軸Ｘ方向の一方側と他方側とに、移動軸部材２２が貫通する開口部ＯＰ１、ＯＰ２をそれぞれ有している。移動軸部材２２は、一方側の開口部ＯＰ１から他方側の開口部ＯＰ２へと延びてハウジング５１を貫通して、押圧部Ｐが他方側においてハウジング５１と接続している。本実施形態では、一方側の開口部ＯＰ１は基部５１１に形成され、他方側の開口部ＯＰ２は可動部５１２に形成されている。本実施形態では、他方側移動軸部材２２２が、一方側の開口部ＯＰ１から他方側の開口部ＯＰ２へと、バネ部材５２の内側の空間を通って、ハウジング５１を貫通して延びている。

押圧部Ｐは、移動軸部材２２が駆動部３の駆動によって軸Ｘ方向に移動することで接続部材４に荷重を負荷する際に、荷重センサ５のハウジング５１を押圧し、ハウジング５１を軸Ｘ方向で一方側に移動させる。本実施形態では、押圧部Ｐがハウジング５１を押圧する際には、移動軸部材２２（他方側移動軸部材２２２）が軸Ｘ方向で一方側に移動する。また、本実施形態では、接続部材４への荷重は、他方側移動軸部材２２２から回転軸部材２１および一方側移動軸部材２２１を介して間接的に負荷され、接続部材４に負荷された荷重は、作用対象物Ｏに負荷される。たとえば、ブレーキ機構などの作用対象物Ｏが所定のブレーキ力を加えるのに充分な程度に操作されたときなど、接続部材４および作用対象物Ｏに負荷された荷重が所定の荷重を超える場合がある。そのときに、押圧部Ｐによってハウジング５１が押圧されて、バネ部材５２の付勢力に抗して移動軸部材２２（他方側移動軸部材２２２）が軸Ｘ方向で移動するように構成されている。

本実施形態では、移動軸部材２２の他端部２２ｂが、移動軸部材２２の移動軸部材側ネジ部２２２ｃを有する軸部に対して径方向外側に突出したフランジ部を有している。押圧部Ｐは、このフランジ部のうち、可動部５１２の壁部５１２ａと対向する面である。しかし、押圧部Ｐは、荷重センサ５のハウジング５１を軸Ｘ方向に押圧することができれば、その構造は特に限定されない。

移動軸部材２２は、上述したように、軸Ｘ方向に移動し、接続部材４に荷重を負荷するとともに、押圧部Ｐが荷重センサ５のハウジング５１を押圧する。また、このときの押圧部Ｐによるハウジング５１の押圧によって、ハウジング５１が軸Ｘ方向へ移動してセンサ要素５３が移動し、移動軸部材２２による荷重が検知される。このように、本実施形態では、荷重センサ５のハウジング５１に対して、移動軸部材２２は押圧部Ｐがハウジング５１を押圧可能となるように接続されていればよい。したがって、移動軸部材２２とハウジング５１との間や、ハウジング５１とセンサ要素５３との間に複雑な取付構造が不要となり、荷重センサ５と移動軸部材２２との間の接続を簡単な構成とすることができる。

本実施形態では、移動軸部材２２は、一方側の開口部ＯＰ１から他方側の開口部ＯＰ２へと延びてハウジング５１を貫通して、押圧部Ｐが他方側においてハウジング５１と接続している。このように、移動軸部材２２とハウジング５１とが軸Ｘ方向で重なるように配置されているので、荷重負荷装置１の軸Ｘ方向の長さを小さくすることができる。荷重センサ５は、移動軸部材２２（本実施形態では他方側移動軸部材２２２）の一方側への移動によって押圧部Ｐがハウジング５１を押圧することでバネ部材５２の付勢力に抗して一方側に移動する。また、移動軸部材２２（本実施形態では他方側移動軸部材２２２）の他方側への移動によって押圧部Ｐの押圧が解除されることによってハウジング５１が他方側へ移動する。これにより、押圧部Ｐによる押圧が解除されると、ハウジング５１はバネ部材５２の付勢力によって元の位置に戻ることができる。本実施形態では、押圧部Ｐはハウジング５１の可動部５１２を軸Ｘ方向で一方側に押圧するように、可動部５１２の壁部５１２ａの外側面（軸Ｘ方向で他方側の面）に係合するように構成されている。これにより、軸Ｘ方向に移動する移動軸部材２２が押圧部Ｐによって直接ハウジング５１を押圧し、ハウジング５１自体が軸Ｘ方向に移動し、それに伴いセンサ要素５３も軸Ｘ方向に移動する。

つぎに、図２〜図４を参照して荷重負荷装置１がパーキングブレーキ装置に適用された例をあげて、本実施形態の荷重負荷装置１の動作を説明する。

図２において、パーキングブレーキ装置（以下、パーキングブレーキ装置１という）の作用対象物であるブレーキ機構（以下、ブレーキ機構Ｏという）には、荷重が負荷されておらず、ブレーキ機構Ｏは非作動状態である。この状態から、パーキングブレーキ装置１を作動させる際に、図示しない操作部が操作されて、駆動部３が駆動される。駆動部３が駆動されると、モータ３１が回転して、減速機構３３を介して嵌合部材３２が軸Ｘ周りに回転する。嵌合部材３２が軸Ｘ周りに回転すると、嵌合部材３２と軸Ｘ周り方向で係合する回転軸部材２１が軸Ｘ周りに回転する。回転軸部材２１が回転するとき、他方側移動軸部材２２２は回転抑制部Ｓ１によって軸Ｘ周りの回転が抑制されているため、他方側移動軸部材２２２は軸Ｘ周りにほぼ回転しない。そして、回転軸部材２１の他方側回転ネジ部２１１ｂが他方側移動軸部材２２２の移動軸部材側ネジ部２２２ｃに螺合していき、回転軸部材２１が他方側移動軸部材２２２に対して軸Ｘ方向で他方側（図２において右側）に移動する。なお、他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂは、ハウジング５１の可動部５１２に取り付けられており、ハウジング５１の可動部５１２は、バネ部材５２によって所定の付勢力で軸Ｘ方向で他方側（右側）に付勢されている。そのため、他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂは、所定の荷重が他方側移動軸部材２２２に加わるまでは、軸Ｘ方向ではほぼ移動しない。回転軸部材２１は嵌合部材３２に対して軸Ｘ方向に移動可能に係合しており、図２の状態から図３に示される状態までは、回転軸部材２１は軸Ｘ周りに回転しながら、ケーシング６内で他方側移動軸部材２２２に対して軸Ｘ方向で他方側（右側）に移動する。

一方側移動軸部材２２１は、接続部材４に設けられた回転抑制部Ｓ２によって軸Ｘ周りの回転が抑制されているため、一方側移動軸部材２２１は軸Ｘ周りにほぼ回転しない。そして、回転軸部材２１の一方側回転ネジ部２１１ａが一方側移動軸部材２２１の移動軸部材側ネジ部２２１ｃに螺合していく。一方側移動軸部材２２１は、接続部材４とケーブルＣを介して接続されたブレーキ機構Ｏに所定の荷重が加わるまでは、回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向で他方側に移動する。

以上のように、図２の状態から駆動部３を駆動し続けると、回転軸部材２１がケーシング６内で軸Ｘ方向の他方側（図２において右側）に向かって移動するとともに、回転軸部材２１の内側空間において、一方側移動軸部材２２１の他端部２２１ｂと他方側移動軸部材２２２の一端部２２２ａとが互いに近付くように、回転軸部材２１に対して相対移動する（図３参照）。この場合、移動軸部材２２全体の一端部２２ａから他端部２２ｂまで（一方側移動軸部材２２１の一端部２２１ａから他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂまで）の全長は、回転軸部材２１が所定の回転数で回転したときに、一方側移動軸部材２２１が軸Ｘ方向で他方に相対移動する移動量と、他方側移動軸部材２２２が軸Ｘ方向で一方に相対移動する移動量との合計の分だけ短くなる。したがって、軸部材２が回転軸部材２１、一方側移動軸部材２２１および他方側移動軸部材２２２により構成されている場合、移動軸部材および回転軸部材が１つずつ設けられている場合と比較して、回転軸部材２１が所定の回転数で回転したときの接続部材４の移動量が大きくなる。そのため、本実施形態のパーキングブレーキ装置１では、回転軸部材２１が所定の回転数で回転したときのケーブルＣの操作量を相対的に大きくすることができ、作動効率を向上させることができる。

本実施形態では、荷重センサ５のハウジング５１の開口部ＯＰ１は、回転軸部材２１と移動軸部材２２の押圧部Ｐとが近接する方向に回転軸部材２１が移動したときに、回転軸部材２１が挿入されることが可能な大きさを有している。この場合、回転軸部材２１が軸Ｘ方向で他方側に向かって移動したときに、回転軸部材２１の他端部２１ｂが、図３および図４に示されるように、荷重センサ５のハウジング５１の開口部ＯＰ１からハウジング５１の内側に挿入可能となる。したがって、荷重センサ５のハウジング５１の内側の空間を回転軸部材２１の移動スペースとして利用することができる（すなわち、回転軸部材２１がハウジング５１に入り込めない場合、回転軸部材２１の軸Ｘ方向の長さに加えて、荷重センサ５のハウジング５１の軸Ｘ方向の長さが必要となり、ケーシング６の軸Ｘ方向の長さが長くなってしまう）。したがって、接続部材４およびケーブルＣを所定のストロークで移動させるために必要な軸Ｘ方向での、軸部材２と荷重センサ５との合計長さを短くすることができる。これにより、パーキングブレーキ装置１のケーシング６の軸Ｘ方向の長さを短くすることができ、装置全体を小型化することができる。

図２の状態から図３の状態まで回転軸部材２１、一方側移動軸部材２２１および他方側移動軸部材２２２が移動すると、接続部材４およびケーブルＣが所定のストロークで移動して、作用対象物であるブレーキ機構Ｏが操作される。ブレーキ機構Ｏが所定量動作して、ブレーキがかかった状態となると、接続部材４およびケーブルＣはそれ以上移動しなくなる（図３に示される状態）。この状態でさらに駆動部３が駆動されると、ブレーキ機構Ｏや接続部材４に必要以上の荷重が負荷されてしまう。このような荷重が加わった場合に、荷重センサ５が荷重を検知するように構成されている。

具体的には、図３の状態でブレーキがかかった状態において、駆動部３の駆動によって回転軸部材２１がさらに回転しようとするが、一方側移動軸部材２２１は、接続部材４によって軸Ｘ方向の移動が規制されている。そのため、一方側移動軸部材２２１は軸Ｘ方向でほぼ移動せずに、回転軸部材２１が軸Ｘ方向で一方側に移動しようとする。さらに、回転軸部材２１は軸Ｘ周りに回転しているので、回転軸部材２１と螺合し軸Ｘ周りの回転が抑制された他方側移動軸部材２２２は、バネ部材５２の付勢力に抗して回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向で一方側に相対移動する。したがって、荷重センサ５に設けられたバネ部材５２の付勢力に抗して、回転軸部材２１がケーシング６に対して軸Ｘ方向で一方側に移動するとともに、他方側移動軸部材２２２が回転軸部材２１に対して軸Ｘ方向で一方側に移動する。これにより、他方側移動軸部材２２２の他端部２２２ｂに設けられた押圧部Ｐはハウジング５１の可動部５１２の壁部５１２ａを軸Ｘ方向で一方側に向かって押圧する。押圧部Ｐによりハウジング５１の可動部５１２が押圧されると、バネ部材５２が収縮しながら可動部５１２が基部５１１に向かって軸Ｘ方向で一方側に移動する。ハウジング５１の可動部５１２が軸Ｘ方向で一方側に移動すると、センサ要素５３も軸Ｘ方向で一方側に移動する。センサ要素５３が図２に示される初期位置から軸Ｘ方向で移動すると、対向するホールＩＣ５５に対する相対位置が変わり、ホールＩＣ５５周辺の磁界の変化が変化する。これによりホールＩＣ５５からの出力電圧などの変化によって、ブレーキ機構Ｏに所定以上の荷重が負荷されているかが荷重センサ５によって検知される。荷重センサ５によって所定以上の荷重が負荷されていることが検知されると、駆動部３が停止されて、ブレーキ機構Ｏが作動した状態で維持される。ブレーキ機構Ｏの作動を解除する場合は、図示しない操作部が操作されて、駆動部３が駆動されて、モータ３１を逆方向に回転させることにより、回転軸部材２１、一方側移動軸部材２２１および他方側移動軸部材２２２が、図４に示される状態から図２に示される状態まで操作される。

１荷重負荷装置（パーキングブレーキ装置）
２軸部材
２１回転軸部材
２１ａ回転軸部材の一端部
２１ｂ回転軸部材の他端部
２１１回転軸部材側ネジ部
２１１ａ一方側回転ネジ部
２１１ｂ他方側回転ネジ部
２１２ネジ非形成部
２２移動軸部材
２２１一方側移動軸部材
２２１ａ一方側移動軸部材の一端部
２２１ｂ一方側移動軸部材の他端部
２２１ｃ移動軸部材側ネジ部
２２２他方側移動軸部材
２２２ａ他方側移動軸部材の一端部
２２２ｂ他方側移動軸部材の他端部
２２２ｃ移動軸部材側ネジ部
３駆動部
３１モータ
３２嵌合部材
３３減速機構
３４駆動部側ケーシング
４接続部材
５荷重センサ
５１ハウジング
５１１基部
５１２可動部
５１２ａ壁部
５１２ｂ被覆部
５２バネ部材
５２ａバネ部材の自由端
５２ｂバネ部材の一方側の端部
５３センサ要素
５４取付部材
５５ホールＩＣ（第２のセンサ要素）
６ケーシング
６１案内部
６２導出部
６３センサ収容部
６４駆動部収容部
６５位置決め部
Ｂベアリング
Ｃケーブル
Ｃａケーブルの一端
Ｃｂケーブルの他端
Ｏ作用対象物（ブレーキ機構）
ＯＰ１、ＯＰ２開口部
Ｐ押圧部
Ｓ１、Ｓ２回転抑制部
Ｘ軸

Claims

回転軸に対して同軸の回転軸部材側ネジ部を有する回転軸部材と、
前記回転軸部材を回転する駆動部と、
一端部と他端部と前記回転軸部材側ネジ部に対して螺合する移動軸部材側ネジ部とを有する移動軸部材と、
前記移動軸部材の一端部側と荷重を作用させる対象となる作用対象物とを接続する接続部材と、
ハウジングと前記ハウジングに接続する自由端を有するバネ部材とセンサ要素とを有する荷重センサと、
前記移動軸部材の回転を抑制する回転抑制部と、
を備えた荷重負荷装置であって、
前記移動軸部材の他端部は、前記荷重センサの前記ハウジングを押圧する押圧部を有し、
前記移動軸部材は、前記駆動部の駆動によって軸方向に移動することで、前記接続部材に荷重を負荷するとともに、前記押圧部が前記荷重センサの前記ハウジングを押圧し、
前記移動軸部材の押圧による前記ハウジングの移動によって前記センサ要素が移動することで前記移動軸部材による荷重が検知される
荷重負荷装置。
前記荷重センサの前記ハウジングは、前記移動軸部材の軸方向の一方側と他方側とに、前記移動軸部材が貫通する開口部をそれぞれ有し、
前記移動軸部材は、一方側の前記開口部から他方側の前記開口部へと延びて前記ハウジングを貫通して、前記押圧部が他方側において前記ハウジングと接続し、
前記荷重センサは、前記移動軸部材の前記一方側への移動によって前記押圧部が前記ハウジングを押圧することで前記バネ部材の付勢力に抗して前記一方側に移動し、前記移動軸部材の前記他方側への移動によって前記押圧部の押圧が解除されることによって前記ハウジングが前記他方側へ移動する
請求項１に記載の荷重負荷装置。
前記移動軸部材は、前記一方側に設けられた一方側移動軸部材と、前記他方側に設けられた他方側移動軸部材とを有し、
前記回転軸部材の前記回転軸部材側ネジ部は、前記一方側移動軸部材と螺合する一方側回転ネジ部と、前記他方側移動軸部材と螺合する他方側回転ネジ部とを有し、
前記荷重センサの前記ハウジングの前記開口部は、前記回転軸部材と前記移動軸部材の前記押圧部とが近接する方向に前記回転軸部材が移動したときに、前記回転軸部材が挿入されることが可能な大きさを有する、
請求項２に記載の荷重負荷装置。