(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリであって、前記電気ブレーキアセンブリは、
出力シャフトを有する電気モータと、
前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、
リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションと、
前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットと、
の組み合わせからなり、
前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転を生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように、前記電気モータを制御し、
前記電気ブレーキアセンブリは、更に、前記リードスクリューに機能的に接続される手動オーバーライド装置を含み、
前記手動オーバーライド装置は、前記リードスクリューの回転を選択的に生じ、前記リードスクリューの回転は前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作は前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を生じることを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項２】
請求項１記載の電気ブレーキアセンブリであって、前記トランスミッションは歯車列を含み、
前記手動オーバーライド装置は、前記歯車列に機能的に係合するオーバーライドギアであって前記オーバーライドギアの回転時に前記歯車列を動かすオーバーライドギアと、前記オーバーライドギアに機能的に接続されて前記オーバーライドギアを選択的に回転させる動作伝達ケーブルとを含む
ことを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項３】
ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリであって、前記電気ブレーキアセンブリは、
出力シャフトを有する電気モータと、
前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、
リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションと、
前記リードスクリューに機能的に接続される手動オーバーライド装置と、
前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットと、
の組み合わせからなり、
前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転とを生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように前記電気モータを選択的に制御し、
前記手動オーバーライド装置は前記リードスクリューの回転を選択的に生じ、前記リードスクリューの回転は前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作は前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うことを特徴とする、電気ブレーキアセンブリ。
【請求項４】
請求項３記載の電気ブレーキアセンブリであって、前記トランスミッションは歯車列を含み、
前記手動オーバーライド装置は、前記歯車列に機能的に係合するオーバーライドギアであって前記オーバーライドギアの回転時に前記歯車列を動かすオーバーライドギアと、前記オーバーライドギアに機能的に接続されて前記オーバーライドギアを選択的に回転させる動作伝達ケーブルとを含む
ことを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項５】
ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリであって、前記電気ブレーキアセンブリは、
出力シャフトを有する電気モータと、
前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、
リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションと、
前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットと、
の組み合わせからなり、
前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転とを生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように前記電気モータを制御し、
前記制御モジュールは、ブレーキをかけるとき、所定のケーブル張力に達したとき及び何らかの異常があることを示す所定のケーブル移動距離に達したときに、前記電気モータを停止させるようになっており、
ブレーキをかけるときまたはブレーキを解除するとき、前記制御モジュールは、所定のケーブル張力及び／または所定のケーブル距離が所定時間内に達せられない場合に、前記電気モータを停止させる、
ことを特徴とする、電気ブレーキアセンブリ。
【請求項６】
請求項５記載の電気ブレーキアセンブリであって、
前記電気モータは、当該電気モータに適用される負荷によって変化する動作電流を有し、
更に、前記動作電流をモニタするようにされる電流センサを含み、
前記制御モジュールは、所望のケーブル張力を示す所定の動作電流に達したときに電気モータを停止させることによって、所定のケーブル張力に達したときに前記電気モータを停止するようになっていることを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項７】
請求項５記載の電気ブレーキアセンブリであって、前記電気モータの回転をモニタするようにされたホール効果センサを更に含み、
前記制御モジュールは、所望のケーブル移動距離を示す所定のモータ回転数に達したときに前記電気モータを停止させることにより、所定のケーブル移動距離に達したときに前記電気モータを停止させるようになっている
ことを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項８】
請求項５記載の電気ブレーキアセンブリであって、ブレーキをかけるとき、前記制御モジュールは、前回ブレーキをかけたときに移動した距離より移動距離が所定パーセント長い距離に達したときに前記電気モータを停止させることにより、所定のケーブル移動距離に達したときに前記電気モータを停止させるようにされることを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【請求項９】
請求項５記載の電気ブレーキアセンブリであって、前記制御モジュールは、前記ブレーキをかけるとき、所定のケーブル張力に達したとき及び前記所定のケーブル張力に達しないにもかかわらず所定のケーブル移動距離に達したときに前記電気モータを停止するようにされ、また、前記ブレーキを解除するとき、前記ケーブル張力にかかわらず、所定のケーブル移動距離に達したときに前記電気モータを停止させるようになっていることを特徴とする電気ブレーキアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体的にパーキングブレーキに関し、特に電気的に駆動されるパーキングブレーキに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどすべての車両がパーキングブレーキ機構を有しており、これら車両のほとんどがパーキングブレーキ機構を手動で駆動するための手または足で駆動されるレバーを有している。典型的に、これらのレバーは、ケーブルの移動及び取付けられているパーキングブレーキ機構の動作を生じるケーブルに取付けられている。手動で駆動される機構を取り替えることができ、または容易に選択的に取り替えることができるように、最小の数の部品で確実に動作し且つ低コストの、電気的に駆動するケーブル機構を提供することが必要である。
【０００３】
電気モータ駆動のブレーキシステムを提供する技術が知られている。例えば、米国特許第４，２８１，７３６号、４，５６１，５２７号、４，６２９，０４３号、４，７９５，００２号、４，８６５，１６５号、５，１８０，０３８号、５，４８５，７６４号、５，５４２，５１３号及び５，５９０，７４４号を参照すると、これらは、それぞれ、電気モータ駆動ブレーキシステムを開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの電気モータ駆動ブレーキシステムは、満足の度合に差はあってもブレーキ機構を適切に駆動することができる。しかし、効率が悪く、典型的にはケーブルシステムの一種のみとともに使用され、車両内に搭載されなければならず、比較的大きなパッケージ寸法を有し、多量の構成部品を使用する。また、これらは比較的重く、システムに動力が送られていないときには動作させることができない。従って、効率を改良し、便利なケーブルシステムまたはコンジットリアクションケーブルシステムとともに使用することができ、車両の外側に搭載でき、比較的小さいパッケージ寸法を有し、比較的少数の構成部品を有し、比較的重量が軽く、手動で駆動することができる、改良された電気パーキングブレーキアセンブリのための技術が必要である。
【０００５】
本発明は、少なくとも上述した関連技術のいくつかの問題点を解決する、車両用の電気パーキングブレーキを提供する。本発明によれば、ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリは、出力シャフトを有する電気モータと、前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションとの組み合わせからなる。上記アセンブリは更に、前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットを含む。前記ケーブルアタッチメントは前記リードスクリューの中心軸からずれた中心軸を有する。前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転を生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように電気モータを制御する。電気ブレーキアセンブリはさらに、リードスクリューに機能的に接続される手動オーバーライド装置を含み、該手動オーバーライド装置は、リードスクリューの回転を選択的に生じ、該リードスクリューの回転はドライブナットの線形動作を生じ、該ドライブナットの線形動作はブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を生じる。
【０００８】
本発明のまた更にもう一つの観点によれば、ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリは、出力シャフトを有する電気モータと、前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションと、前記リードスクリューに機能的に接続される手動オーバーライド装置との組み合わせからなる。上記アセンブリは更に、前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットを含む。前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転とを生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように前記電気モータを選択的に制御する。前記手動オーバーライド装置は前記リードスクリューの回転を選択的に生じ、前記リードスクリューの回転は前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作は前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行う。
【０００９】
更にまたもう一つの観点によれば、ブレーキケーブルに張力をかけることでブレーキをかけ、またブレーキケーブルの張力を解除することによりブレーキの解除を行うようにブレーキに取付けられるブレーキケーブルを引っ張るための電気ブレーキアセンブリは、出力シャフトを有する電気モータと、前記電気モータを制御するために前記電気モータに接続される制御モジュールと、リードスクリューを前記電気モータの前記出力シャフトへ接続するトランスミッションと、前記リードスクリューをねじ係合で受け入れるリードスクリュー穴を有するドライブナットであって、前記ドライブナットに前記ブレーキケーブルを取付けるためのケーブルアタッチメントを有するドライブナットと、の組み合わせからなる。前記制御モジュールは、前記出力シャフトの回転が前記トランスミッションの動きと前記リードスクリューの回転とを生じ、前記リードスクリューの回転が前記ドライブナットの線形動作を生じ、前記ドライブナットの線形動作が前記ブレーキケーブルの引っ張り及び引っ張りの解除を行うように前記電気モータを制御し、前記制御モジュールは、ブレーキをかけるとき、所定のケーブル張力に達したとき及び何らかの異常があることを示す所定のケーブル移動距離に達したときに、前記電気モータを停止させる。
【００１０】
上述した開示及び次に示す様々な好ましい実施形態のより詳細な説明から、本発明が電気パーキングブレーキの技術において顕著な進歩を提供することは当業者には明らかであろう。このことについては特に、本発明が、高品質であり、信頼性があり、軽量であり、小さくパッケージでき、容易に組み立て及び分解でき、低コストな装置を提供する可能性をもたらす。様々な好ましい実施形態の更なる特徴及び利点は、以下に示される詳細な説明により、さらに理解されるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴及び更なる特徴は、以下の記述及び図面により明らかにされる。添付された図面は、発明の基本原理を示す様々な好ましい特徴を図示するやや簡単な説明を与えるために、寸法どおりに示すことが必要とされていない点を理解すべきである。例えばトランスミッション及びドライブナットの特定の寸法、向き及び形状を含む、ここに開示された電気パーキングブレーキシステムの特別に設計された特徴は、特別に意図された用途及び使用環境によって部分的に決定される。図示された実施形態のある特徴部は、視覚化及び明確な理解を容易にするために他の部分に比較して大きく、または曲げられている。特に、細い特徴部は例えば明確化及び図示のために厚くされている。方向及び位置を示すすべての符号は、特に示されない限り、図面に図示された電気パーキングブレーキシステムの向きを示している。一般的に、「上へ」または「上方へ」という語は図２の紙面における上方への向きを示し、「下へ」または「下方へ」という語は図２の紙面における下方への向きを示す。また、一般に、「前へ」または「前方へ」という語は、車両の前方へ向う方向、即ち図２の図面の紙面において右に向う方向を示し、「後へ」または「後方へ」という語は車両の後部へ向う方向、即ち図２の紙面において左に向う方向を示す。
【００１２】
当業者、すなわち当該技術の分野における知識または経験を有する者にとって、ここに開示される改良された電気的に駆動されるモータ駆動のケーブル引っ張り装置に可能である多くの使用または設計変更が可能であることが明らかにされるであろう。以下の、選択可能な好ましい実施形態についての様々な詳細な検討が、動力車に使用される電気パーキングブレーキ（ＥＰＢ）システムに関する本発明の一般原理を示す。他の応用に適切な他の実施形態が、この開示の利益をもたらされる当業者にとって明らかになるであろう。
【００１３】
「スナップ式（ｓｎａｐ  ｆｉｔ）」接続という用語は、この実施形態及び特許請求の範囲において、少なくとも２つの構成部品の間の接続を意味するために使用される。ここで、構成部品の少なくとも１つが、他の構成部品に係合してインターロックを形成する突出部または押圧部を有し、また、これら構成部品の少なくとも一方は弾性的に変形または変位可能な部分を有して、これら構成部品が相互に接続されるときにこの変形可能な部分が干渉（インターフェアレンス）を解除するよう変位し、次いで結合がなされるとインターフェアレンスを回復するようスナップ式に戻るようになっている。「一体（ｉｎｔｅｇｒａｌ）」という用語は、この実施形態及び特許請求の範囲において、互いに接続されて単一体を形成する二以上の部材を意味するために使用される。「単体（ｕｎｉｔａｒｙ）」という用語は、この実施形態及び特許請求の範囲において、単一の連続的な材質からつくられる一つの部材を意味するために使用される。
【００１４】
ここに開示されるＥＰＢシステムは、本発明の好ましい実施形態に従う、自動車のような動力車に用いるために設計されている。本発明の図示された実施形態は、特に自動車に使用するのに適しているが、本発明が、トラック、バス、バン、リクリエーショナルビークル、土工機械等を含む、パーキングブレーキを有するすべての動力車及びデューンバギー等のようなオフロード車両に利用することができることが注目される。
【００１５】
図１に最も良く示されているように、本発明に従うＥＰＢシステム１０は、好ましくは、線形動作を提供するケーブル引っ張り装置１２と、ケーブル引っ張り装置１２を制御する電子コントローラ即ち制御モジュール１４と、オペレータの入力を制御モジュール１４へ送るオペレータ入力装置１６と、ケーブル引っ張り装置１２の線形動作を通常のブレーキシステムのパークブレーキアーム／パッド２０へ伝達するケーブルシステム１８とからなる。
【００１６】
図２から図５に示されるように、図示されたケーブル引っ張り装置１２は、電気モータ２２と、トランスミッションアセンブリ２４と、ドライブナットアセンブリ２６とを含む。電気モータ２２は、好ましくは永久磁石直流（ＤＣ）モータであり、提供される制御信号に応じた方向へ選択的に回転することができる。電気モータ２２は、好ましくは、回転を検出し回転を示す電気的信号を提供するセンサを備える。適したセンサはホール効果装置すなわちホール効果センサであると思われる。センサは、好ましくは電気モータ２２と一体（ｉｎｔｅｇｒａｌ）であるが、センサは電気モータ２２から分離することができ、伝達機構に沿って、適当などの位置にも配置できる。
【００１７】
図示されたトランスミッションアセンブリ２４は、はすば歯車または平歯車からなる歯車列及び歯車列のほとんどを収容するトランスミッションハウジングアセンブリを含む。図示されたトランスミッションアセンブリは所望の手法でシャフト速度及びトルクを調節するためにはすば歯車を使用しているが、ベルトシステムのような速度を減少させてトルクを増加させるための他の手段を使用することもでき、ウォーム歯車装置のような他の種類の歯車部材を使用することもできることが注目される。図示された歯車は、接続シャフト３２を介して電気モータ２２の出力シャフトすなわち駆動シャフト３０によって駆動される第１のピニオンギア２８と、第１のピニオンギアに係合し第１のピニオンギアにより駆動されるアイドラギア３４と、アイドラギア３４とともに回転可能な第２のピニオンギア３６と、第２のピニオンギア３６に係合し第２のピニオンギア３６により駆動されるリードスクリューギア３８と、リードスクリューギア３８とともに回転可能なリードスクリュー４０とを含む。
【００１８】
トランスミッションハウジングアセンブリ２４は、端部プレート４２と、ハウジング４４と、端部キャップ４６とを含む。図示された端部プレート４２は、ハウジング４４と協働して、歯車列の第１段すなわち第１のピニオンギア２８及びアイドラギア３４を収容する第１の内部チャンバを形成する。端部プレート４２は、その中に、第１のピニオンギア２８へ接続シャフト３２を接続するための開口４８（図８）を有する。図示された端部キャップ４６は、ハウジング４４と協働し、歯車列の第２段すなわち第２のピニオンギア３６及びリードスクリューギア３８を収容する第２の内部チャンバを形成する。ハウジング４４は、その中に、アイドラギア３４及び第２のピニオンギア３６を接続するための開口５０（図８）を有する。端部キャップ４６は、その中に、リードスクリューギア３８とハウジングアセンブリの外に伸びるリードスクリュー４０とを接続するための開口５２（図８）を有する。適切な手段が、好ましくは開口５２の密封のために提供される。図示されたハウジングアセンブリの構成部品４２、４４、４６は、複数の機械的な留め具５４により、電気モータ２２及びドライブナットアセンブリ２６の間で一緒に挟まれる。ハウジングアセンブリは、代わりに他の適切な手法で固定することができることが注目される。
【００１９】
第１のピニオンギア２８は、端部プレート４２及びハウジング４４に形成された一対のハブまたはブシュ内にハウジングアセンブリに関して回転するように搭載される。第１のピニオンギア２８は、好ましくは実質的に電気モータ２２の駆動シャフト３０と同軸で、接続シャフト３２により駆動シャフト３０に接続される。接続シャフト３２は、好ましくは、これらの間のずれを許容する適当な可撓性シャフトである。この手法で接続されることにより、第１のピニオンギア２８は電気モータ２２の駆動シャフト３０とともに回転する。アイドラギア３４は、端部プレート４２及びハウジング４４内に形成される一対のハブまたはブシュ内に、ハウジングアセンブリに関して回転するように搭載される。アイドラギア３４の回転軸は、好ましくは、第１ピニオンギア２８の回転軸と実質的に平行で、第１のピニオンギアから離れて配置される。アイドラギア３４は、アイドラギア３４が第１ピニオンギア２８の回転時に回転するように第１ピニオンギアに係合して相互に接続するように配置される。
【００２０】
第２のピニオンギア３６は、ハウジング４４及び端部キャップ４６に形成された一対のハブまたはブシュ内に、ハウジングアセンブリに関して回転するように搭載される。第２のピニオンギア３６は、好ましくは、アイドラギア３４に実質的に同軸で、アイドラギア３４の回転が第２のピニオンギアを回転させるようにアイドラギア３４にしっかりと接続される。アイドラギア３４及び第２のピニオンギア３６は、一体の（ｉｎｔｅｇｒａｌ）または単体の（ｕｎｉｔａｒｙ）部材から形成することができる。リードスクリューギア３８は、ハウジング４４及び端部キャップ４６の中に形成される一対のハブ又はブシュ内に、ハウジングアセンブリに関して回転するように搭載される。リードスクリューギア３８の回転軸は、好ましくは、第２ピニオンギア３６の回転軸と実質的に平行で、第２のピニオンギア３６の回転軸から離れて配置される。リードスクリューギア３８は、第２ピニオンギア３６の回転時にリードスクリューギア３８が回転するように、第２のピニオンギア３６に係合して第２のピニオンギア３６と相互に接続するように配置される。好ましくは、リードスクリューギア３８は、第１のピニオンギア２８、接続シャフト３２、及びモータ駆動シャフト３０と、実質的に同軸である。
【００２１】
歯車要素２８、３４、３６、３８、４０は、利用される特定の電気モータ２２と、システム１０のトルク及び速度とに応じて要求されるような寸法とされる。図示された実施形態のトランスミッション歯車列は、連続する２つの３：１比の歯車列により、つまりアイドラギア３４に対する第１ピニオンギア２８、及びリードスクリューギア３８に対する第２のピニオンギア３６により、９／１比を提供する。歯車列は、代わりに、より少ない段、またはより多くの段を有することができ、異なる比を有する段を有することができ、また、全体的な比を異なるものとすることができることが注目される。
【００２２】
図示されたドライブナットアセンブリ２６は、搭載ブラケット５６、カバー５８、ガイドシャフト６０、及びドライブナット６２を含む。搭載ブラケット５６及びカバー５８は協働して、以下により詳細に記述するように細長い内部空間を形成する。図示された搭載ブラケット５６は、ケーブル引っ張り装置１２を動力車に固定するための搭載フランジ６４を備える。図示された搭載ブラケット５６は、機械的留め具５４と協働して、トランスミッションハウジング部材４２、４４、４６を一緒に挟む。カバー５８は、図示された機械的留め具６６のような適宜な手法により、搭載ブラケット５６に固定される。搭載ブラケット５６及びカバー５８は、代わりに他の適宜な手法によって固定することができることが注目される。
【００２３】
リードスクリュー４０は、以下により詳細に記述するように、ドライブナット６２とねじ係合するような寸法及び形状にされた細長いネジ部材である。リードスクリュー４０は、搭載ブラケット５６内に配されたハブまたはブシュ内に、トランスミッションハウジング、搭載ブラケット５６、及びカバー５８に関して回転するように搭載される。適宜なブシュを備えることができる。リードスクリュー４０は、好ましくは、リードスクリューギア３８、第１のピニオンギア２８、接続シャフト３２及びモータ駆動シャフト３０と実質的に同軸で、リードスクリューギア３８の回転がリードスクリュー４０を回転させるようにリードスクリューギア３８にしっかりと接続される。リードスクリューギア３８及びリードスクリュー４０は、一体（ｉｎｔｅｇｒａｌ）または単体（ｕｎｉｔａｒｙ）の部材から形成することができる。搭載ブランケット５６はその中に、ブシュの支持及びリードスクリューが通る通路のための開口６７を有している。開口６７を密封するための適当な手段が好ましくは提供される。リードスクリュー４０は、好ましくは、搭載ブラケット５６及びカバー５８により形成される内部空間の少なくとも実質的な部分にわたり延びる。
【００２４】
ガイドシャフト６０は、全体的に細長く、リードスクリュー４０に実質的に平行に延び、リードスクリュー４０から離れて配置されている。図示された実施形態において、ガイドシャフト６０はリードスクリュー４０の上方に配置される。ガイドシャフト６０は、好ましくは、少なくともリードスクリュー４０の全長に亙って延びている。ガイドシャフト６０は、以下により詳細に記述するように、ドライブナット６２と協働するような寸法及び形状にされる。図示されたガイドシャフト６０は、その断面において実質的に円形の外側表面を有している。ガイドシャフト６０は搭載ブラケット５６及びカバー５８によりその端部を支持されている。
【００２５】
ドライブナット６２は、一対の、実質的に平行で、離れて配置される穴すなわち開口６８、７０を備えている。第１の穴６８は、その中にリードスクリュー４０を受けるようにされている。また、第１の穴６８はねじ切りされており、ドライブナット６２がリードスクリュー４０と協働し、リードスクリュー４０の回転がリードスクリュー４０とともに回転しないように保持されたドライブナット６２に作用して、リードスクリュー４０が回転するにつれてリードスクリュー４０の長さに沿って軸方向へのドライブナット６２の移動を生じさせるようになっている。第２の穴７０は、その中にガイドシャフト６０を受けるようにされており、概ね滑らかで、ドライブナット６２がリードスクリュー４０の回転に対抗して保持され、ドライブナット６２がリードスクリュー４０に沿って移動するときにガイドシャフト６０に沿ってスライドするように、ガイドシャフト６０と協働する。ドライブナット６２はまた、ケーブルシステム１８の可撓性ケーブル７４（図９及び図１０）を接続するためのアタッチメント７２を備えている。図示されたアタッチメント７２は、可撓性ケーブル７４のコアすなわちストランドのコネクタを受け入れるためのノッチを含む。アタッチメント７２は、好ましくは、可撓性ケーブル７４がリードスクリュー４０の軸にできる限り近づいて偏軸負荷及びその結果として生じる効率低下を制限するように、できる限り第１の穴６８の近くに備えられることが注目される。図示されたアタッチメント７２は、アタッチメント７２の軸及び従ってケーブル７４の力線が穴６８、７０間の中心に位置づけられるように、間隔を開けて配置された穴６８、７０の間の中心に配置される。カバー５８は、ケーブル７４をドライブナット６２へ接続するための開口７６を備える。開口７６は、好ましくは、適切な手法で密封される。
【００２６】
アタッチメント７２の軸、及びそこに取付けられるケーブル７４は、リードスクリュー４０の回転軸からずれている点が注目される。この構成は、同軸アタッチメントが一般的に短いドライブナットとともに使用されるときに存在するインターフェアレンスを除去するので、パーケージの寸法を劇的に減少させる。インターフェアレンスを減少させるために、典型的には、パッケージの寸法を増加させるような比較的長いドライブナットが使用されていた。本発明のずれは、比較的短いドライブナット６２の使用を容認し、従って、パッケージの寸法をより小さくすることができる。ドライブナット６２は、好ましくは、リードスクリュー４０の長さの約１／４より短い長さ、より好ましくはリードスクリュー４０の長さの約１／５より短い長さ、更により好ましくはリードスクリュー４０の長さの約１／６より短い長さである。図示された実施形態において、ドライブナット６２はリードスクリュー４０の長さの約１／７の長さを有する。
【００２７】
電気モータ２２が好ましくは可逆すなわち両方向に回転することように動作することが注目される。しかしながら、リードスクリュー４０は発生されたケーブル負荷を保持するために不可逆である。即ち、張力をかけられたケーブル７４の力はリードスクリュー４０及び協働するドライブナット６２のピッチによって機械的に支えられる。単に機械的要素を使用することによって、このケーブル張力は無期限で、すなわち入力が供給されてＥＰＢシステム１０が解除されるまで、保持される。ケーブル張力が保持されている期間にわたって、ＥＰＢシステム１０はブレーキの適用または解除のサイクルになく、車両電気システムでモータ２２により引き出される電流は０アンペアである。
【００２８】
図示された実施形態のケーブル引っ張り装置１２を動力車上の適宜な位置に配置することができるが、装置１２は、通常、動力車の内部領域（例えばトランク、スペアタイヤコンポーネント、後部荷台シート、または他の位置）内に配置される。内側位置に装置１２を配置することによって、腐食性物質及び環境の振動の影響が減少される。しかしながら、本発明の装置１２は、密封されたハウジング内に提供され、従って、所望する適宜な位置に配置できることが注目される。ケーブルのコストを最小限にすることにより、電気モータ２２を、できる限り後部またはブレーキをかけられるホイールに近づけて配置することができる。
【００２９】
図１に示されるように、ＥＰＢシステム１０は、電気モータ２２を使用することなく、手動で選択的にパーキングブレーキ２０をかけたり解除したりできるように、「手動オーバーライド」７８を備えることができる。図７及び図８は、図２から図６のケーブル引っ張り装置１２の変形例であるケーブル引っ張り装置１２’を図示している。図７及び図８の装置１２’は、手動オーバーライド７８を含むようにされた点を除き、図２から図６の装置１２と実質的に同様である。同一の参照符号が、同一構成要素を示すために用いられた。図示された装置の手動オーバーライド７８は、オーバーライドギア８０を含む。オーバーライドギア８０は、ハウジング４４及び端部キャップ４６内に形成される一対のハブまたはブシュ内に、ハウジングアセンブリに関して回転するように搭載される。オーバーライドギア８０の回転軸は、好ましくは、リードスクリューギア３８の回転軸と実質的に平行で、リードスクリューギア３８の回転軸から離れて配置される。オーバーライドギア８０は、リードスクリューギア３８がオーバーライドギア８０の回転時に回転するようにリードスクリューギア３８に係合して互いに接続する。好ましくは、オーバーライドギア８０は、リードスクリューギア３８の、ピニオンギア３６とは反対の側に配置される。図示された実施形態において、第２ピニオンギア３６は、リードスクリューギア３８の上方に配置され、オーバーライドギア８０はリードスクリューギア３８の下方に配置される。手動オーバーライド７８は、また、プッシュプルケーブルのような動作伝達用可撓性ケーブル８２を含み、このケーブル８２はオペレータからの回転動作をオーバーライドギア８０に伝達する、オーバーライドギア８０に接続される第１端部を有している。ケーブル８２の第２端部は、例えば適当な回転ハンドルのような、オペレータからケーブルのコアへ回転を伝える、手動で操作される装置に適切に接続される。操作において、オペレータがパーキングブレーキをかけ、または解除することを所望する場合、オペレータは、オーバーライドギアを回転させるケーブルのコアが回転するように、ハンドルを回転させる。回転するオーバーライドギアは、リードスクリューギアを駆動して、電気モータを使用することなく、パーキングブレーキをかけ、または解除する。好ましくは、手動オーバーライド７８が使用されていないときは、ハンドルは自動的にオーバーライドギア８０から係合を解かれ、またはオーバーライドギア８０はリードスクリューギア３８から係合を解かれる。本発明と同日になされた「電気パーキングブレーキ手動オーバーライド」という名称の米国特許出願を参照されたい。これらは、より詳細に適切なオーバーライドシステムを開示している。
【００３０】
図１から図６に最もよく示されているように、制御モジュール１４は、所望の手法によりケーブル引っ張り装置を操作するための適切な論理及び記憶装置を備えている。制御モジュール１４は、オペレータ入力装置１６及びケーブル引っ張り装置１２からの入力信号を受ける。オペレータ入力装置１６は、好ましくは、パーキングブレーキ２０をかけ、または解除するために制御モジュール１４へ信号を送る。制御モジュール１４は、所望されるようにパーキングブレーキ２０を自動的にかけ、または解除するために、代替的に又は追加して、動力車制御システムからの信号を受け取ることが注目される。ケーブル引っ張り装置１２は、好ましくは、電気モータ２２の動作電流のようなケーブル張力を示す信号、及び電気モータ２２の回転数を示すホール効果センサからの回転情報のようなケーブル移動距離を示す信号を、制御モジュール１４に送る。制御モジュール１４は、好ましくは。パーキングブレーキ２０がかけられていること、またはパーキングブレーキをかけまたは解除することが失敗したことを示す信号を、オペレータ入力装置１６へ送る。制御モジュール１４は、好ましくは、ケーブル引っ張り装置１２へ信号を送り、電気モータ２２を始動させ、または停止させる。
【００３１】
ブレーキ２０をかけたとき、制御モジュール１４は、好ましくは、所定ケーブル張力が得られたときに電気モータ２２を停止させるようにされる。ケーブル張力は、直接測定することができ、または所定のモータ電流に達したときに示されるようにすることができる。ブレーキ２０が解除されたとき、制御モジュール１４は、好ましくは、所定のケーブル移動距離に達した後に電気モータを停止するようにされる。ケーブルの移動距離は、直接測定することができ、または、電気モータ２２または他の回転する構成部品により所定回転数が得られたときに示されるようにすることができる。この手法によりパーキングブレーキ２０をかけ、または解除することにより、ＥＰＢシステム１０は、ケーブルの伸縮性、ブレーキパッドウエア及び他の変数を補償するために自動的に自己調整される。この自己調整という特徴のより詳細な記述は、米国特許出願０９／２１７８０７を参照されたい。パーキングブレーキ２０をかけるとき、制御モジュール１４は、好ましくはモータ電流から導き出されるような張力と、ホール効果センサからの回転信号から導きだされるような移動距離との双方をモニタする。張力情報は、所定量のケーブル張力で電気モータ２２を停止させるために使用される。移動距離情報は、装置１２及び／またはケーブル７４がシステム１０に何らかの異常があることを示す所定距離移動した場合に電気モータ２２を停止させる二次的チェックとして使用される。所定距離とは、例えば、前回パーキングブレーキ２０がかけられたときに移動した距離よりある割合（例えば２５％）長い距離である。パーキングブレーキ２０が解除された場合、制御モジュール１４は、所定距離進んだときに電気モータ２２を停止させるだけである。ブレーキをかけるとき及び解除するときの何れの場合も、制御モジュール１４は、好ましくは、所定張力及び／または所定距離が所定時間内に達せられない場合に電気モータを停止させる。
【００３２】
オペレータ入力装置１６は、好ましくは、車両の運転手が制御モジュール１４へ信号を選択的に送ることができるように、車内に配置される。適宜な制御装置１６が使用可能であるが、入力装置１６は、好ましくは、オペレータがパーキングブレーキ２０をかけ又は解除することを手動で選択することができるような入力スイッチを有し、また、車両の計器板上にパーキングブレーキ２０の状態を表示する照明インジケータまたはブレーキライトを有する。スイッチ及びブレーキライトは、制御モジュール１４に電気的に接続されている。計器板のブレーキライトは、制御モジュール１４により、例えば所定のモータ停止電流に達するような「成功」したパーキングブレーキをかけるサイクルが完了したときにのみ、照明される。制御モジュール１４は、車両のイグニッションキーが「オフ」位置にあるときには計器板ブレーキライトを照明しない。例えば所定の停止電流が所定距離内で達成されなかった場合のように、パーキングブレーキをかけるサイクルが「成功」しなかったとき、制御モジュール１４は、ＥＰＢシステムが異常であることを表示するためにブレーキライトを周期的に照明させる（例えば、毎秒２パルスの割合で「明滅する光」を周期的に照明させる）。もし、ＥＰＢシステム１０が、車両のイグニッションキーが「オフ」位置にある状態で使用される場合、制御モジュール１４は、オペレータが車両のイグニッションキーを「オン」位置へ回すとすぐに計器板のブレーキライトを照明する。ＥＰＢシステムの状態またはオペレータの入力に拘らず、計器板ブレーキライトは、車両のイグニッションキーが「オフ」位置にある状態ではいかなるときにも照明されない。
【００３３】
図９に最もよく示されるように、ケーブルシステム１８は、良く知られた手法でコンジットリアクションブラケットを介してブレーキアームへ負荷を伝達するコンジット−リアクション型のケーブルシステムとすることができる。ケーブルシステムは、ケーブル引っ張り装置１２から延びる第１すなわち前方のケーブル７４、第１コンジットアンカーポイント８４、カプラ８６、リアクションブラケット８８、第２のコンジットアンカーポイント９０、及び、後部ブレーキ２０へ延びる２つの第２すなわち後方ケーブル９２を有する。図１０に最もよく示されるようにケーブルシステム１８は、代わりに、非コンジット−リアクション型のケーブルシステムとすることができる。ケーブルシステム１８は、図９に示されたシステムと似ているが、カプラ８６又はリアクションブラケット８８を有しておらず、代わりにイコライザアーム９４及び第３のコンジットアンカーポイント９６を使用する。ケーブル７４、９２は、好ましくは、この分野で知られているような、動きを伝達する可撓性ケーブルである。
【００３４】
図１１は、図２から図６のケーブル引っ張り装置１２の他の変形であるケーブル引っ張り装置１２”を図示している。図１１の装置１２”は、２本のケーブルを平行な動作線に沿って引っ張りまたはゆるめる点を除き、図２から図６に示された装置１２と実質的に同様である。同一の参照符号が同一の構成要素を示すために使用された。ドライブナット６２’は、ケーブルシステム１８の複数の可撓性ケーブルを接続するための複数のアタッチメント７２を備える。図示されたアタッチメント７２はそれぞれ、可撓性ケーブルのコアまたはストランドのコネクタを受け入れるためのノッチを有する。各ケーブルができる限りリードスクリュー４０の軸に近づいて、偏軸負荷及びその結果の効率低下を制限するように、図示されたドライブナット６２’は、リードスクリュー穴６８の両側に配置される一対のアタッチメント７２を有する。しかしながら、本発明の範囲内で、アタッチメント７２を同じ側に配置できることが注目される。また、本発明の範囲内で、穴６８が互いに反対の位置に無い場合に、アタッチメント７２を異なる側に配置できる。カバー５８は、ケーブルをドライブナット６２’へ接続するための、一対の開口７６を備える。
【００３５】
複数のケーブルを引っ張りまたは緩めるケーブル引っ張り装置１２”が、ケーブルシステム１８を簡単なものにすることは評価されるべきである。ケーブル引っ張り装置１２”は、一対のブレーキ２０を用いて「ストレート−プルシステム」として使用することができ、各ブレーキ２０はケーブルを用いてケーブル引っ張り装置１２”へそれぞれ直接接続される。例えば、図１０に示されるシステムがケーブル引っ張り装置１２”を使用するストレート−プルシステムであった場合、多くの構成部品が可撓性ケーブル７４、第１コンジットアンカーポイント８４、第２コンジットアンカーポイント９０、イコライザアーム９４、及び第３のコンジットアンカーポイント９６を含めて除去され、後方ケーブルがケーブル引っ張り装置１２”に直接取り付けられる。
【００３６】
様々な実施形態の各特徴は、他の実施形態に使用することができる。例えば、手動オーバーライドシステム（図７）を組み込んだ図７の実施形態が、図１１の実施形態のように複数のケーブルを引っ張りまたはゆるめることができる。
【００３７】
操作において、動力車のオペレータが電気的にパーキングブレーキ２０をかけることを所望する場合、オペレータは、オペレータ入力装置を介して制御モジュール１４へ適用信号を送る。この適用信号に応じて、制御モジュール１４は、電気モータ２０の出力シャフト３０の回転を開始させる。モータの出力シャフト３０の回転が歯車列を動かし、リードスクリュー４０を回転させる。図示された実施形態において、モータ出力シャフト３０の回転は第１のピニオンギア２８を接続シャフト３２を介して回転させ、第１のピニオンギア２８の回転はアイドラギア３４をこれらの間にあるインターロック歯を通して回転させ、アイドラギア３４の回転は第２のピニオンギア３６をこれらの間にある剛結部を介して回転させ、第２のピニオンギア３６の回転はリードスクリューギア３８をインターロック歯を通して回転させ、リードスクリューギア３８の回転はリードスクリュー４０をそれらの間の剛結部を介して回転させる。リードスクリュー４０の回転は、歯車列の方へ向かいケーブルアセンブリ１８から離れる方向へのドライブナット６２の移動を生じる。ドライブナット６２は、リードスクリュー４０とねじ係合され、ガイドシャフト６０により回転に対抗して保持されている。ドライブナット６２の移動は、ケーブル７４を引っ張って張力をかけ、ブレーキ２０をかける。ドライブナット６２がドライブスクリュー４０に沿って軸方向に移動するので、ドライブナットはガイドシャフトに沿ってスライドする。電気モータ２２が作動しているとき、制御モジュール１４は電気モータ２２の動作電流をモニタする。モータの動作電流がケーブル７４が所望の張力であることを示す所定電流に達すると、制御モジュール１４は電気モータ２２を停止させ、車両の計器板上のブレーキライトを照明し、ブレーキ２０をかけることに成功したことを表示する。電気モータ２２が作動しているとき、制御モジュール１４は再び電気モータの回転数をホール効果センサを介してモニタする。所定電流に達する前にモータの回転数が所定の移動距離すなわちケーブル７４の動いた距離を示す所定回転数に達すると、制御モジュール１４は電気モータ２２を停止させ、車両の計器板上のブレーキライトを明滅させ、ブレーキをかけることに失敗したことを表示する。所定移動距離は、ＥＰＢシステム１０の異常があることを示す距離に選択される。
【００３８】
オペレータがパーキングブレーキ２０を電気的に解除することを所望するとき、オペレータは、オペレータ入力装置を介して制御ユニット１４へ解除信号を送る。解除信号に応じて、制御モジュール１４は、電気モータ２２の出力シャフト３０の、適切な方向すなわちブレーキをかける方向とは反対の方向への回転を開始させる。モータの出力シャフト３０の回転は、歯車列を動かし、リードスクリュー４０を回転させる。図示された実施形態において、モータの出力シャフト３０の回転は第１ピニオンギア２８を接続シャフト３２を介して回転させ、第１のピニオンギア２８の回転はアイドラギア３４をこれらの間のインターロック歯を通して回転させ、アイドラギア３４の回転は第２のピニオンギア３６をこれらの間の剛結部を介して回転させ、第２のピニオンギア３６の回転はリードスクリューギア３８をこれらの間のインターロック歯を介して回転させ、リードスクリューギア３８の回転はリードスクリュー４０をこれらの間の剛結部を介して回転させる。リードスクリュー４０の回転は、リードスクリュー４０とねじ係合しガイドシャフト６０により回転に対抗して保持されるドライブナット６２の、歯車列から離れケーブルアセンブリの方へ向かう移動を生じる。ドライブナット６２の移動は、ケーブル７４を解除して緩め、ブレーキ２０を解除する。ドライブナット６２はドライブスクリュー４０に沿って軸方向に移動し、ドライブナットはガイドシャフトに沿ってスライドする。電気モータ２２が動作しているとき、制御モジュール１４は電気モータ２２の回転数をホール効果センサを介してモニタする。モータの回転数が所定移動距離すなわちケーブル７４の動かされた距離を示す所定回転数に達したとき、制御モジュール１４は電気モータ２２を停止させ、車両の計器板上のブレーキライトを照明し、ブレーキの解除に成功したことを表示する。所定回転数が所定期間内に達せられず従ってシステムの異常を示す場合、制御モジュールは電気モータ２２を停止させ、車両の計器板上のブレーキライトを明滅させ、ブレーキ２０の解除に失敗したことを表示する。
【００３９】
動力車のオペレータが手動でパーキングブレーキ２０をかけることを所望する場合、オペレータは手動で、ブレーキをかける方向へ手動オーバーライドケーブル８２のコアを回転させる。ケーブル８２の回転は、該ケーブルと一緒に回転するように例えばキーで接続されたオーバーライドギア８０を回転させる。オーバーライドギア８０の回転は、リードスクリューギア３８を、これらの間のインターロック歯を通して回転させる。リードスクリューギア３８の回転はリードスクリュー４０を、これらの間の剛結部を介して回転させる。リードスクリュー４０の回転は、リードスクリュー４０とネジ係合しガイドシャフト６０により回転に対抗して支持されているドライブナット６２の、歯車列の方へ向かいケーブルアセンブリ１８から離れる方向への移動を生じる。ドライブナット６２の移動は、ケーブル７４を引っ張って張力をかけ、ブレーキ２０をかける。
【００４０】
動力車のオペレータがパーキングブレーキ２０を手動で解除することを所望する場合、オペレータは、手動で、ブレーキを解除する方向へ手動オーバーライドケーブル８２のコアを回転させる。ケーブル８２の回転は、これと一緒に回転するように例えばキーで接続されたオーバーライドギア８０を回転させる。オーバーライドギア８０の回転は、リードスクリューギア３８を、これらの間のインターロック歯を通して回転させる。リードスクリューギア３８の回転は、リードスクリュー４０を、これらの間の剛結部を通して回転させる。リードスクリュー４０の回転は、リードスクリュー４０とネジ係合しガイドシャフト６０により回転に対抗して支持されるドライブナット６２の、歯車列から離れる方に向かいケーブルアセンブリ１８の方へ向かう方向への移動を生じる。ドライブナット６２の移動は、ケーブル７４を解除して緩め、ブレーキ２０を解除する。
【００４１】
好ましい実施形態の上記開示及び詳細な説明から、本発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な改良、追加及び他の代替的な実施形態が可能であることが明らかとなるであろう。例えば、本開示の利益を与えられる当業者にとって、動力列を多くの異なる配置とすることができ、歯車列をプーリ／ベルトアセンブリとともに置き換えまたは部分的に置き換えることができるように多くの異なる手法で形成することができることが明らかとなるであろう。検討された実施形態は、本発明の原理及びその実用的な応用の最もよい図面を提供するために選択されて記述され、これにより当業者の一人が様々な実施形態で、及び熟考された特別な使用に適当な様々な改良を施して、本発明を利用することが可能となる。明瞭に、合法的にそして公平に与えられた利益にしたがって解釈される場合、そのような改良及び変形の全ては、特許請求の範囲により明確にされるような本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気パーキングブレーキシステムのブロック図である。
【図２】図１に示された電気パーキングブレーキシステムのケーブル引っ張り装置の上面図であり、明確に示すために幾つかの構成部品が取り除かれている図である。
【図３】図２に示されたケーブル引っ張り装置の側面図である。
【図４】図２及び図３に示されたケーブル引っ張り装置の後方端部の正面図である。
【図５】図２から図４に示されたケーブル引っ張り装置の前方端部の正面図である。
【図６】図２の６−６線に沿った、図２から図５に示されたケーブル引っ張り装置の断面図である。
【図７】図２から図６に示されたケーブル引っ張り装置の変形例を示す斜視図である。
【図８】図７に示されたケーブル引っ張り装置の分解斜視図であり、明確に示すために幾つかの構成部品が取り除かれている図である。
【図９】図１に示された電気パーキングブレーキシステムの電気配線図であり、ケーブルアセンブリがコンジットリアクションシステムであるものを示す図である。
【図１０】図１に示された電気パーキングブレーキシステムの、図９に類似する電気配線図であり、ケーブルアセンブリが非コンジットリアクションシステムであるものを示す図である。
【図１１】図２から図６に示されたケーブル引っ張り装置のもう一つの変形例を示す斜視図であって、２本のケーブルが引っ張られまたは引っ張りを解除されることができるものを示す図である。
【符号の説明】
１４      制御モジュール
２２      電気モータ
２４      トランスミッションアセンブリ
２６      ドライブナットアセンブリ
２８      第１のピニオンギア
３０      出力シャフト
３４      アイドラギア
３６      第２のピニオンギア
３８      リードスクリュー
４０      リードスクリュー
６０      ガイドシャフト
６２      ドライブナット
６８      リードスクリュー穴
７０      ガイドシャフト穴
７８      手動オーバーライド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004338923.tif 000008
【図８】
0004338923.tif 000009
【図９】
0004338923.tif 000010
【図１０】
0004338923.tif 000011
【図１１】
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