(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない体積を占めるコンパクトな構成を有しながらも、所望する時点に所望する減速比と出力トルクを発揮して適用された装置の作動性を大きく向上させられるようにした車両用減速装置とこれを用いた電子式パーキングブレーキおよび電子式モータブレーキを提供する。【解決手段】サンギヤ１とキャリア３およびリングギヤ５の３要素を含んで構成された遊星ギヤセット７と、遊星ギヤセットの３要素のうちの１つに回転力を供給するように連結された駆動モータ９と、遊星ギヤセットの３要素のうちの駆動モータが連結されたものを除く残りの２要素のうちの１つに回転力を変速して供給するように連結された速度調節モータ１１と、遊星ギヤセットの３要素のうちの前記駆動モータと速度調節モータが連結されたもの以外の残りの１要素に連結された出力軸１３と、駆動モータと速度調節モータを制御するモータコントローラ１５と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤとキャリアおよびリングギヤの３要素を含んで構成された遊星ギヤセットと、
前記遊星ギヤセットの３要素のうちの１つに回転力を供給するように連結された駆動モータと、
前記遊星ギヤセットの３要素のうちの前記駆動モータが連結されたものを除く残りの２要素のうちの１つに回転力を変速して供給するように連結された速度調節モータと、
前記遊星ギヤセットの３要素のうちの前記駆動モータと速度調節モータが連結されたもの以外の残りの１要素に連結された出力軸と、
前記駆動モータと速度調節モータを制御するモータコントローラと、
を含んで構成されたことを特徴とする車両用減速装置。
【請求項２】
前記駆動モータは前記遊星ギヤセットのサンギヤに連結され、
前記速度調節モータは前記遊星ギヤセットのリングギヤに連結され、
前記出力軸は前記遊星ギヤセットのキャリアに連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の車両用減速装置。
【請求項３】
請求項１の車両用減速装置の出力軸は、電子式パーキングブレーキの駐車ブレーキケーブルを引く作動要素に連結されたことを特徴とする、車両用減速装置を用いた電子式パーキングブレーキ。
【請求項４】
請求項２の車両用減速装置の出力軸は、電子式パーキングブレーキの駐車ブレーキケーブルを引く作動要素に連結されたことを特徴とする、車両用減速装置を用いた電子式パーキングブレーキ。
【請求項５】
前記出力軸が連結された電子式パーキングブレーキの作動要素は、両側にそれぞれ駐車ブレーキケーブルと連結された作動ナットと螺合された両方向調節スクリュとで構成されたことを特徴とする、請求項４に記載の車両用減速装置を用いた電子式パーキングブレーキ。
【請求項６】
請求項１の車両用減速装置の出力軸は、電子式モータブレーキのガイドピストンをブレーキディスク側に加圧するようにする作動要素に連結されたことを特徴とする、車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキ。
【請求項７】
請求項２の車両用減速装置の出力軸は、電子式モータブレーキのガイドピストンをブレーキディスク側に加圧するようにする作動要素に連結されたことを特徴とする、車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキ。
【請求項８】
前記出力軸が連結された電子式モータブレーキの作動要素は、スピンドルで前記ガイドピストンを押してブレーキパッドがブレーキディスクに圧着するようにするローラねじで構成されたことを特徴とする、請求項７に記載の車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用減速装置に関し、より詳しくは、コンパクトな構成を有して、減速比を調節することができるようにすることによって、所望する時点に所望するトルク増配をなすことができるようにし、車両用各種装置の円滑な作動性を確保できるようにする減速装置の構成およびこれを用いた電子式パーキングブレーキおよび電子式モータブレーキに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の車両に用いられる電子式パーキングブレーキの構造を示したものであり、モータ５００の回転力は、第１ギヤ５０２と第２ギヤ５０４および第３ギヤ５０６に順次伝えられるようになっており、前記第３ギヤ５０６は両方向調節スクリュ５０８に一体に備えられ、前記両方向調節スクリュ５０８を回転させることによって、前記両方向調節スクリュ５０８に一側が螺合して、他側は駐車ブレーキケーブル５１０が連結された作動ナット５１２を引いたり放すことで、駐車ブレーキが作動したり解除されるようにする。
【０００３】
前記モータ５００の回転速度を減速して、トルクを増配させ、前記第３ギヤ５０６に伝達する構造は、前記第１ギヤ５０２と第２ギヤ５０４および第３ギヤ５０６が順に小さい歯数と大きい歯数のギヤが繰り返し噛合しながらギヤ歯数比に係る減速およびトルクの増大がなされるようになっており、基本的な連結構造は外接ギヤの順次的連結方式である。
したがって、前記第１ギヤ５０２から第３ギヤ５０６のなす減速装置の減速比は一定の定数値として決められている。
上記のような電子式パーキングブレーキにおいて、駐車ブレーキケーブル５１０のストロークに係るモータ５００負荷、減速比およびケーブル張力は、図２に示すグラフのような様相を有するようになる。
【０００４】
前記第１ギヤ５０２〜第３ギヤ５０６が構成する減速装置のようなタイプの減速装置から出力されるトルクをより増大させるためには、ギヤの大きさを大きく形成したり連結されたギヤの段数を増加させなければならないが、このような方法は減速装置の大きさを拡大して、体積を多く占めるようになり、周辺の各種部品との干渉などのような制約によって制限があり、結局減速比が制限されるようになる。
【０００５】
また、上記のような減速装置を用いる場合、駐車ブレーキケーブル５１０の必要ストローク到達時間と減速比の関係は図３のように表現される。すなわち、高いトルクを得るために減速比を大きくする場合、駐車ブレーキケーブル５１０のストロークが小さくなって必要なストロークに到達するのにかかる時間が増加するようになる問題点があり、結局減速装置の減速比を一定の範囲内に限定して用いるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、相対的に少ない体積を占めるコンパクトな構成を有しながらも、適用された装置の作動状況により必要とする減速比および出力トルクで調節することができるようにすることによって、所望する時点に所望する減速比と出力トルクを発揮して、適用された装置の作動性を大きく向上させられるようにした車両用減速装置とこれを用いた電子式パーキングブレーキおよび電子式モータブレーキを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するための本発明の車両用減速装置は、サンギヤとキャリアおよびリングギヤの３要素を含んで構成された遊星ギヤセットと、前記遊星ギヤセットの３要素のうちの１つに回転力を供給するように連結された駆動モータと、前記遊星ギヤセットの３要素のうちの前記駆動モータが連結されたものを除く残りの２要素のうちの１つに回転力を変速して供給するように連結された速度調節モータと、前記遊星ギヤセットの３要素のうちの前記駆動モータと速度調節モータが連結されたもの以外の残りの１要素に連結された出力軸と、前記駆動モータと速度調節モータを制御するモータコントローラと、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００８】
前記駆動モータは前記遊星ギヤセットのサンギヤに連結され、前記速度調節モータは前記遊星ギヤセットのリングギヤに連結され、前記出力軸は前記遊星ギヤセットのキャリアに連結された構造とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る車両用減速装置を用いた電子式パーキングブレーキは、上記のような車両用減速装置の出力軸が電子式パーキングブレーキの駐車ブレーキケーブルを引く作動要素に連結されたことを特徴とする。
前記出力軸が連結された電子式パーキングブレーキの作動要素は、両側にそれぞれ駐車ブレーキケーブルと連結された作動ナットと螺合された両方向調節スクリュとで構成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキは、前記車両用減速装置の出力軸が電子式モータブレーキのガイドピストンをブレーキディスク側に加圧するようにする作動要素に連結されたことを特徴とする。
前記出力軸が連結された電子式モータブレーキの作動要素は、スピンドルで前記ガイドピストンを押してブレーキパッドがブレーキディスクに圧着するようにするローラねじで構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、相対的に少ない体積を占めるコンパクトな構成を有しながらも、適用された装置の作動状況により必要とする減速比および出力トルクで調節することができるようにすることによって、所望する時点に所望する減速比と出力トルクを発揮して適用された装置の作動性を大きく向上させられるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図４を参照すると、本発明の車両用減速装置の実施形態は、サンギヤ１とキャリア３およびリングギヤ５の３要素を含んで構成された遊星ギヤセット７と、前記遊星ギヤセット７の３要素のうちの１つに回転力を供給するように連結された駆動モータ９と、前記遊星ギヤセット７の３要素のうちの前記駆動モータ９が連結されたものを除く残りの２要素のうちの１つに回転力を変速して供給するように連結された速度調節モータ１１と、前記遊星ギヤセット７の３要素のうちの前記駆動モータ９と速度調節モータ１１が連結されたもの以外の残りの１要素に連結された出力軸１３と、前記駆動モータ９と速度調節モータ１１とを制御するモータコントローラ１５を含んで構成される。
【００１３】
本実施形態において、前記駆動モータ９は前記遊星ギヤセット７のサンギヤ１に連結され、前記速度調節モータ１１は前記遊星ギヤセット７のリングギヤ５に連結され、前記出力軸１３は前記遊星ギヤセット７のキャリア３に連結された構造とした。
もちろん、前記駆動モータ９と速度調節モータ１１および出力軸１３がそれぞれ前記遊星ギヤセット７のどの要素に連結するかは具体的な適用状況に応じて前記例とは異なり得る。
【００１４】
上述したように、構成された減速装置は、前記出力軸１３から出力される回転力の源としては前記駆動モータ９から発生する回転力を用い、前記速度調節モータ１１の回転力を用いて減速比と出力トルクを調節する。すなわち、前記モータコントローラ１５では本発明の減速装置が適用される装置の要求トルクに応じて前記駆動モータ９を駆動しながら、前記速度調節モータ１１を制御して減速比を調節することによって、前記出力軸１３に出される回転力のトルクおよび減速比をリアルタイムで可変させるものである。
【００１５】
例えば、前記遊星ギヤセット７のサンギヤ１、遊星ギヤ３９およびリングギヤ５の歯数比が１：１：３である場合、前記モータコントローラ１５が前記サンギヤ１の回転角速度とリングギヤ５の回転角速度の比率が３：１になるように前記速度調節モータ１１を制御すれば、前記遊星ギヤ３９はその場で自転だけして公転しないため、キャリア３は回転しない状態になり、このように前記モータコントローラ１５で前記速度調節モータ１１を制御して、前記サンギヤ１に対するリングギヤ５の回転角速度比率を調節するようになれば、前記遊星ギヤセット７は前記サンギヤ１とリングギヤ５の相対回転角速度によりキャリア３を介した出力軸１３の回転速度および出力トルクを所望する状態に可変できるようになる。
【００１６】
上述したように構成された減速装置は、同一の減速比を形成する従来の単純なギヤ列の連結による減速装置に比べて非常にコンパクトな構成を有しながらも、減速比を前記速度調節モータ１１によって可変させることができるという長所がある。
【００１７】
図５は、上記のような減速装置を電子式パーキングブレーキに適用した例を説明したものであり、前記減速装置の出力軸１３は電子式パーキングブレーキの駐車ブレーキケーブル１７を引く作動要素に連結された構造である。
すなわち、前記出力軸１３が連結された電子式パーキングブレーキの作動要素は、両側にそれぞれ駐車ブレーキケーブル１７と連結された作動ナット４１と螺合された両方向調節スクリュ１９である。
もちろん、前記両方向調節スクリュ１９には、図に示すように被動ギヤ２１が備えられ、前記出力軸１３には前記被動ギヤ２１に噛合する駆動ギヤ２３が連結されており、動力を伝達できる状態に連結された構造を取っている。
【００１８】
上述したように構成された電子式パーキングブレーキは、図６に示すような駐車ブレーキケーブル１７のストロークに係るモータ負荷、減速比およびケーブル張力の様相を示すようになるが、前記モータ負荷と減速比が従来とは異なるように変化したことを確認することができる。
すなわち、前記減速比を図に示すように必要なケーブルストロークの状態に応じて適切な時点に適切に可変させることができ、電子式パーキングブレーキで必要とするトルクを適切な時点に適切に提供することによって、電子式パーキングブレーキの作動性が非常に円滑な状態に確保されるのである。
【００１９】
図７は、本発明に係る車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキの構成を例示したものであり、前記減速装置の出力軸１３は電子式モータブレーキのガイドピストン２５をブレーキディスク２７側に加圧するようにする作動要素に連結された構造である。
すなわち、前記出力軸１３が連結された電子式モータブレーキの作動要素は、スピンドル２９で前記ガイドピストン２５を押して、ブレーキパッド３１がブレーキディスク２７に圧着するようにするローラねじ３３で構成されたものである。
もちろん、前記ローラねじ３３の外周には被動ベベルギヤ３５が連結されており、前記出力軸１３には前記被動ベベルギヤ３５に噛合する駆動ベベルギヤ３７が備えられ、前記出力軸１３の回転力を前記駆動ベベルギヤ３７と被動ベベルギヤ３５を介して前記ローラねじ３３に伝達することのできる構成である。
【００２０】
上記のような電子式モータブレーキにおいても、前記モータコントローラ１５の制御に応じて前記駆動モータ９で提供されている回転力を前記遊星ギヤセット７を介して前記出力軸１３に提供するようになり、これと共に前記速度調節モータ１１を制御して、前記出力軸１３に所望する時点に所望するトルクが出力されるようにして、前記電子式モータブレーキのローラねじ３３に伝えられるようになる。
【００２１】
前記ローラねじ３３は、ナット４３とローラ４５およびスピンドル２９が含まれているが、前記ナット４３に伝えられた回転力によって、前記スピンドル２９が直線運動して前記ガイドピストン２５を押すようになり、前記ガイドピストン２５が押す力は前記ブレーキパッド３１とブレーキディスク２７との間の圧着力として作用し、ここで発生する摩擦力によって制動力を得るようになる。
【００２２】
上記のような作動のうち、前記モータコントローラ１５は前記スピンドル２９の初期の速い直線運動と後記の強いトルクの特性を前記速度調節モータ１１を調節することによって容易に達成し、電子式モータブレーキの作動性を大きく向上させられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術による電子式パーキングブレーキの構造を説明した図面である。
【図２】従来の電子式パーキングブレーキで駐車ブレーキケーブルのストロークに係るモータ負荷、減速比およびケーブル張力の変化様相を示したグラフである。
【図３】従来の減速装置を用いる場合駐車ブレーキケーブルの必要ストローク到達時間と減速比の関係を示したグラフである。
【図４】本発明に係る車両用減速装置の実施形態を示す図面である。
【図５】本発明に係る車両用減速装置を用いた電子式パーキングブレーキの一実施形態を示す図面である。
【図６】図５の電子式パーキングブレーキで駐車ブレーキケーブルのストロークに係るモータ負荷、減速比およびケーブル張力の変化様相を図示したグラフである。
【図７】本発明に係る車両用減速装置を用いた電子式モータブレーキの一実施形態を示す図面である。
【符号の説明】
【００２４】
１：サンギヤ
３：キャリア
５：リングギヤ
７：遊星ギヤセット
９：駆動モータ
１１：速度調節モータ
１３：出力軸
１５：モータコントローラ
１７：駐車ブレーキケーブル  
１９：両方向調節スクリュ
２１：被動ギヤ
２３：駆動ギヤ
２５：ガイドピストン
２７：ブレーキディスク
２９：スピンドル
３１：ブレーキパッド
３３：ローラねじ
３５：被動ベベルギヤ
３７：駆動ベベルギヤ
３９：遊星ギヤ
４１：作動ナット
４３：ナット
４５：ローラ
【図１】
2009144908.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009144908.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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