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発明の名称 電動パーキングブレーキ駆動装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−2915(P2007−2915A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183586(P2005−183586)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
発明者 数野 恵介 / 立石 康司 / 齋藤 隆英
要約 課題
パーキングブレーキの効きを確実に保持でき、かつ、ボールねじ機構の寿命も十分に延長できて、コンパクトで安価な設計が可能な電動パーキングブレーキ駆動装置を提供することである。

解決手段
電動モータ1の回転駆動力をボールねじ機構2のナット3に伝達してねじ軸4の直線駆動力に変換し、ねじ軸4に連結したブレーキ力伝達部材10との連結部に、ブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材10の戻り直線移動がロックされるように、傾斜カム面16にボール14を係合させる直動一方向クラッチを設けることにより、ボールねじ機構2のがた分のブレーキ力伝達部材10の戻り直線移動を防止するとともに、ブレーキ作動部の荷重がボールねじ機構2まで逆伝達されないようにし、パーキングブレーキの効きを確実に保持でき、かつ、ボールねじ機構2の寿命も十分に延長できるようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
電動モータの回転駆動力をボールねじ機構で直線駆動力に変換して、この直線駆動力を直線移動するブレーキ力伝達部材でブレーキ力としてブレーキ作動部へ伝達する電動パーキングブレーキ駆動装置において、前記電動モータの回転駆動力を前記ボールねじ機構のナットに伝達して、そのねじ軸の直線駆動力に変換し、このねじ軸に前記ブレーキ力伝達部材を連結して、このねじ軸とブレーキ力伝達部材の連結部に、前記ブレーキ作動部へブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材の戻り直線移動をロックする直動一方向クラッチを設けたことを特徴とする電動パーキングブレーキ駆動装置。
【請求項2】
前記直動一方向クラッチが、前記ねじ軸に連結されたブレーキ力伝達部材の外径面と、このブレーキ力伝達部材の外径面の外周側に設けた固定外輪の内径面との間に、固定外輪の軸方向へ転動可能な複数の係合子を円周方向に配列し、前記ブレーキ力伝達部材の外径面または固定外輪の内径面に、これらの各係合子が係合する軸方向への傾斜カム面を設け、前記各係合子をこれらのカム面に係合する軸方向へ弾性部材で付勢したものである請求項1に記載の電動パーキングブレーキ駆動装置。
【請求項3】
前記各係合子が間に配列されたブレーキ力伝達部材の外径面および固定外輪の内径面の少なくとも一方を、前記各係合子が線接触する横断面形状とした請求項2に記載の電動パーキングブレーキ駆動装置。
【請求項4】
前記固定外輪の軸方向へ転動可能な係合子をころまたはたる型ころとした請求項2または3に記載の電動パーキングブレーキ駆動装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動モータでパーキングブレーキを作動する電動パーキングブレーキ駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車のパーキングブレーキ装置は、手や足でレバーやペダルを操作し、これらに連結されたワイヤやロッドでブレーキ力をブレーキ作動部に伝達するものが一般的であるが、運転者の負担軽減や車内スペースの有効利用の観点からパーキングブレーキを電動モータで作動する電動パーキングブレーキ駆動装置が提案されている。この電動パーキングブレーキ駆動装置は、登坂路における後退防止機能等を具備させることで高機能化が可能となる期待もある。車両に搭載される電動パーキングブレーキ駆動装置は、より小さいモータを使用して、コンパクト化、軽量化、低電力化することが要求され、さらに低コスト化することも要求される。
【0003】
このような要求を満たすために、電動パーキングブレーキ駆動装置は、電動モータの回転駆動力をワイヤやロッドに連結されるブレーキ力伝達部材の直線駆動力に変換するのに、駆動力の変換ロスが少ないボールねじ機構を用いたものが多く提案されている。しかしながら、摩擦抵抗が小さいボールねじは、一般的なすべりねじと異なり、ねじ軸とナットの相対位置を保持することができないので、ブレーキ力をワイヤやロッドで伝達したブレーキ力伝達部材をパーキングブレーキ作動状態の位置に保持することができない。
【0004】
長時間のパーキングブレーキ作動状態の間、電動モータを駆動し続けるのは現実的でないので、ボールねじ機構を用いた電動パーキングブレーキ駆動装置には、ブレーキ力の伝達経路にクラッチ機構を設けて、ブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材の戻り直線移動を防止するようにしたものがある。このブレーキ力伝達部材の戻り直線移動を防止することは、ブレーキ作動部の荷重が電動モータへ逆伝達されるのを防止することに連なる(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
特許文献1に記載された電動パーキングブレーキ駆動装置は、ブレーキ作動部の荷重が電動モータへ逆伝達されるのを防止することを目的としており、電動モータの回転駆動力をボールねじ機構のねじ軸に伝達して、そのナットの直線駆動力に変換し、このナットにブレーキ力伝達部材を連結して、電動モータとねじ軸との連結部に回転一方向クラッチを設け、ブレーキ作動部の荷重によるねじ軸の逆転が電動モータに逆伝達されるのを遮断するようにしている。
【0006】
【特許文献1】特開2003−232390号公報(第5図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載された電動パーキングブレーキ駆動装置は、電動モータとねじ軸との連結部に回転一方向クラッチを設け、ブレーキ作動部の荷重によるねじ軸の逆転が電動モータに逆伝達されるのを遮断しているので、ブレーキ力伝達部材の戻り直線移動がボールねじ機構を介して間接的に回転一方向クラッチで防止される。このため、ボールねじ機構のがた分だけブレーキ力伝達部材に戻り直線移動が生じ、パーキングブレーキの効きが甘くなる問題がある。
【0008】
また、ブレーキ作動部の荷重の遮断を電動モータとねじ軸の連結部で行なっているので、ブレーキ作動部の荷重がボールねじ機構までは逆伝達され、この逆伝達によって約3000N程度のスラスト荷重がボールねじ機構に負荷され、その寿命が短くなる問題もある。このボールねじ機構の寿命を延長するためにねじ径を大きくすれば、装置全体のコンパクト化や軽量化が阻害される。さらに、クラッチ機構に回転一方向クラッチを用いているので、その回転を保持する軸受やその配置のためのスペースが必要になり、コンパクト化や低コスト化が阻害される問題もある。
【0009】
そこで、本発明の課題は、パーキングブレーキの効きを確実に保持でき、かつ、ボールねじ機構の寿命も十分に延長できて、コンパクトで安価な設計が可能な電動パーキングブレーキ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転駆動力をボールねじ機構で直線駆動力に変換して、この直線駆動力を直線移動するブレーキ力伝達部材でブレーキ力としてブレーキ作動部へ伝達する電動パーキングブレーキ駆動装置において、前記電動モータの回転駆動力を前記ボールねじ機構のナットに伝達して、そのねじ軸の直線駆動力に変換し、このねじ軸に前記ブレーキ力伝達部材を連結して、このねじ軸とブレーキ力伝達部材の連結部に、前記ブレーキ作動部へブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材の戻り直線移動をロックする直動一方向クラッチを設けた構成を採用した。
【0011】
すなわち、電動モータの回転駆動力をボールねじ機構のナットに伝達して、そのねじ軸の直線駆動力に変換し、このねじ軸にブレーキ力伝達部材を連結して、このねじ軸とブレーキ力伝達部材の連結部に、ブレーキ作動部へブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材の戻り直線移動をロックする直動一方向クラッチを設けることにより、ボールねじ機構のがた分のブレーキ力伝達部材の戻り直線移動を防止するとともに、ブレーキ作動部の荷重がボールねじ機構まで逆伝達されないようにし、パーキングブレーキの効きを確実に保持でき、かつ、ボールねじ機構の寿命も十分に延長できるようにした。
【0012】
前記直動一方向クラッチを、前記ねじ軸に連結されたブレーキ力伝達部材の外径面と、このブレーキ力伝達部材の外径面の外周側に設けた固定外輪の内径面との間に、固定外輪の軸方向へ転動可能な複数の係合子を円周方向に配列し、前記ブレーキ力伝達部材の外径面または固定外輪の内径面に、これらの各係合子が係合する軸方向への傾斜カム面を設け、前記各係合子をこれらのカム面に係合する軸方向へ弾性部材で付勢したものとすることにより、コンパクトで安価な設計を可能とすることができる。
【0013】
前記各係合子が間に配列されたブレーキ力伝達部材の外径面および固定外輪の内径面の少なくとも一方を、前記各係合子が線接触する横断面形状とすることにより、各係合子の係合面圧を低減してクラッチ寿命を延長できるとともに、クラッチの効きをより確実なものとすることができる。
【0014】
前記ねじ軸の軸方向へ転動可能な係合子は、ころまたはたる型ころとすることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の電動パーキングブレーキ駆動装置は、電動モータの回転駆動力をボールねじ機構のナットに伝達して、そのねじ軸の直線駆動力に変換し、このねじ軸にブレーキ力伝達部材を連結して、このねじ軸とブレーキ力伝達部材の連結部に、ブレーキ作動部へブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材の戻り直線移動をロックする直動一方向クラッチを設けることにより、ボールねじ機構のがた分のブレーキ力伝達部材の戻り直線移動を防止するとともに、ブレーキ作動部の荷重がボールねじ機構まで逆伝達されないようにしたので、パーキングブレーキの効きを確実に保持でき、かつ、ボールねじ機構の寿命も十分に延長することができる。
【0016】
前記直動一方向クラッチを、前記ねじ軸に連結されたブレーキ力伝達部材の外径面と、このブレーキ力伝達部材の外径面の外周側に設けた固定外輪の内径面との間に、固定外輪の軸方向へ転動可能な複数の係合子を円周方向に配列し、前記ブレーキ力伝達部材の外径面または固定外輪の内径面に、これらの各係合子が係合する軸方向への傾斜カム面を設け、前記各係合子をこれらのカム面に係合する軸方向へ弾性部材で付勢したものとすることにより、コンパクトで安価な設計を可能とすることができる。
【0017】
前記各係合子が間に配列されたブレーキ力伝達部材の外径面および固定外輪の内径面の少なくとも一方を、各係合子が線接触する横断面形状とすることにより、各係合子の係合面圧を低減してクラッチ寿命を延長できるとともに、クラッチの効きをより確実なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1乃至図3は、第1の実施形態を示す。この電動パーキングブレーキ駆動装置は、図1に示すように、電動モータ1の回転駆動力をボールねじ機構2のナット3に伝達して、そのねじ軸4の直線駆動力に変換し、ねじ軸4に連結されたブレーキ力伝達部材10を直線移動させて、ブレーキ力伝達部材10に連結されるワイヤ(図示省略)でブレーキ力をブレーキ作動部へ伝達するものであり、後述する直動一方向クラッチによって、ブレーキ力を伝達したブレーキ力伝達部材10の戻り直線移動がロックされるようになっている。
【0019】
前記ボールねじ機構2のナット3は、ハウジング6、7に軸受8で回転自在に支持され、電動モータ1の出力軸1aに取り付けられた歯車9aとナット3に取り付けられた歯車9bの噛み合いで回転駆動力を伝達され、ナット3の回転駆動力がボール5を介して螺合する回り止めされたねじ軸4の直線駆動力に変換される。この実施形態では、ねじ軸4が各ハウジング6、7の円筒部6a、7aの中でハウジング7の円筒部7a側へ直線駆動されるときに、ブレーキ力伝達部材10が左方へ直線移動し、ブレーキ力伝達部材10に連結されるワイヤを引っ張ってブレーキ力をブレーキ作動部へ伝達するようになっている。
【0020】
前記ブレーキ力伝達部材10の先端部は、ねじ軸4の右端側に設けられた穴4aに挿入され、この穴4aの中に取り付けられた連結ピン11がブレーキ力伝達部材10の先端部に設けられた貫通孔12に嵌挿されて、ブレーキ力伝達部材10がねじ軸4に連結されている。貫通孔12は連結ピン11よりも大径に形成され、ブレーキ力伝達部材10とねじ軸4は相対直線移動が許容されるようになっている。
【0021】
図2(a)、(b)に示すように、前記ハウジング6の円筒部6aの右端側には固定外輪13が嵌合され、固定外輪13の内径面と、固定外輪13に挿入されたブレーキ力伝達部材10の外径面との間に、固定外輪13の軸方向へ転動可能な複数の係合子としてのボール14が、ねじ軸4の穴4aの部分に開口するように円周方向に等間隔で設けられた各ポケット15へ1つずつ配列されている。ブレーキ力伝達部材10の外径面には、これらの各ボール14が係合する軸方向への傾斜カム面16が設けられ、各ポケット15に配列されたボール14が傾斜カム面16と係合する軸方向へコイルばね17で付勢されており、これらのボール14と傾斜カム面16の係合で直動一方向クラッチが形成されるようになっている。また、各ボール14が間に配列されたブレーキ力伝達部材10の外径面の傾斜カム面16と固定外輪13の内径面には、各ボール14がこれらの面と線接触するように、それぞれ軸方向に延びる円弧状断面の溝10a、13aが形成されている。
【0022】
以下に、前記直動一方向クラッチの作用を説明する。図2(a)に示した状態で電動モータ1を駆動すると、図3(a)に示すように、ねじ軸4が左方へ直線駆動され、その連結ピン11の左方前面がブレーキ力伝達部材10の貫通孔12の左方前面に当たり、ブレーキ力伝達部材10がねじ軸4と一緒に左方へ直線移動し、ブレーキ力伝達部材10に連結されるワイヤを左方へ引っ張ってブレーキ力をブレーキ作動部へ伝達する。このとき、コイルばね17で左方へ付勢された各ボール14は、ブレーキ力伝達部材10が左方へ直線移動してその傾斜カム面16が逃げるので、傾斜カム面16と係合しない。
【0023】
つぎに、前記ブレーキ力をブレーキ作動部へ伝達したパーキングブレーキ作動状態で電動モータ1を停止すると、ブレーキ力の反力でワイヤが右方へ引っ張られる。前述したように、ボールねじ機構2はねじ軸4とナット3の相対位置を保持することができないので、ねじ軸4はワイヤで引っ張られて右方へ戻り直線移動しようとするブレーキ力伝達部材10を止めることはできないが、このとき、図3(b)に示すように、右方へ戻り直線移動しようとするブレーキ力伝達部材10の傾斜カム面16に各ボール14が係合し、ブレーキ力伝達部材10の戻り直線移動がロックされる。
【0024】
図4(a)、(b)は、第2の実施形態を示す。この電動パーキングブレーキ駆動装置は基本的な構成は第1の実施形態のものと同じであり、前記直動一方向クラッチの係合子がころ18とされている点のみが異なる。各ころ18は、固定外輪13の軸方向へ転動できるように、ねじ軸4の各ポケット15に横向きに配列されている。また、各ころ18が間に配列されたブレーキ力伝達部材10の外径面の傾斜カム面16と固定外輪13の内径面は、各ころ18がこれらの面と線接触するように、それぞれ多角形断面に形成されている。
【0025】
図5(a)、(b)は、第3の実施形態を示す。この電動パーキングブレーキ駆動装置も基本的な構成は第1の実施形態のものと同じであり、前記直動一方向クラッチの係合子がたる型ころ19とされている点のみが異なる。これらのたる型ころ19も、固定外輪13の軸方向へ転動できるように、ねじ軸4の各ポケット15に横向きに配列されている。また、各たる型ころ19が間に配列されたブレーキ力伝達部材10の外径面の傾斜カム面16には、各たる型ころ19がこれらの面と線接触するように、軸方向に延びるバレル状断面の溝10bが形成されている。なお、固定外輪13の内径面は、そのまま各たる型ころ19と線接触するようになっている。
【0026】
上述した各実施形態では、直動一方向クラッチの傾斜カム面をブレーキ力伝達部材の外径面に設けたが、この傾斜カム面は固定外輪の内径面に設けることもできる。また、直動一方向クラッチの係合子は、各実施形態のボール、ころおよびたる型ころに限定されることはなく、一方向に転動可能なものであればよい。
【0027】
また、上述した各実施形態では、ブレーキ力伝達部材でワイヤを引っ張るタイプのものとしたが、本発明に係る電動パーキングブレーキ駆動装置は、ブレーキ力伝達部材でロッドを押し付けるタイプのものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】第1の実施形態の電動パーキングブレーキ駆動装置を示す縦断面図
【図2】aは図1の直動一方向クラッチの部分を拡大して示す縦断面図、bはaのIIb−IIb線に沿った断面図
【図3】a、bは、それぞれ図2(a)の直動一方向クラッチの作用を説明する縦断面図
【図4】aは第2の実施形態の電動パーキングブレーキ駆動装置の直動一方向クラッチの部分を拡大して示す縦断面図、bはaのIVb−IVb線に沿った断面図
【図5】aは第3の実施形態の電動パーキングブレーキ駆動装置の直動一方向クラッチの部分を拡大して示す縦断面図、bはaのVb−Vb線に沿った断面図
【符号の説明】
【0029】
1 電動モータ
1a 出力軸
2 ボールねじ機構
3 ナット
4 ねじ軸
4a 穴
5 ボール
6、7 ハウジング
6a、7a 円筒部
8 軸受
9a、9b 歯車
10 ブレーキ力伝達部材
10a、10b 溝
11 連結ピン
12 貫通孔
13 固定外輪
13a 溝
14 ボール
15 ポケット
16 傾斜カム面
17 コイルばね
18 ころ
19 たる型ころ




 

 


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