(57)【要約】【課題】特別な機構を必要とすることなく制動作動時の制動力を向上させて省電力化及び装置の小型化を可能なものとするとともに、車両の制動時にはパーキング連繋体の牽引状態を良好に保持可能とする電動パーキングブレーキを得る。【解決手段】電動モータ1と正逆回転可能なウォーム4とウォームホイール5とパーキング連繋体とを有し、ウォームホイール5を回転することによりパーキング連繋体を牽引してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキである。そして、ウォーム4には一方向クラッチ8を設けてブレーキ戻り力を遮断するとともに、ウォームホイール5の回動角度の範囲が、パーキング時に車両が駐車可能となるための最低荷重を前記パーキング連繋体に付与可能な角度以上であって、前記パーキング連繋体が最大ストロークに達する角度未満において、電動モータ1の作動を停止させてウォームホイール5を正逆回転不能に保持して制動力を保つ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、この電動モータの出力によって駆動しウォームホイールとの噛合に於て正逆回転可能なウォームと、このウォームに係合したウォームホイールと、このウォームホイールに固定したパーキング連繋体とを有し、前記電動モータの出力にて前記ウォームを駆動し、前記ウォームホイールを回転することにより前記パーキング連繋体を牽引してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキを構成し、前記ウォームには、このウォームの逆回転を不能とする一方向クラッチを設けるとともに前記パーキング連繋体の一部を、前記電動モータの非作動時のブレーキの戻り力よりも大きい弾性力を有する弾性体にて構成し、前記パーキング連繋体に生じるブレーキ戻り力を遮断するとともに、前記ウォームホイールの回動角度の範囲が、パーキング時に車両が駐車可能となるための最低荷重を前記パーキング連繋体に付与可能な角度以上であって、前記パーキング連繋体が最大ストロークに達する角度未満において、前記電動モータの作動を停止させて前記ウォームホイールを正回転不能とすることにより、制動時に前記ウォームホイールを正逆回転不能に保持して制動力を保つことを特徴とする電動パーキングブレーキ。
【請求項２】
制動力の解除は、制動状態から更に電動モータを制動方向と同一方向に作動させることにより、前記パーキング連繋体が最大ストロークを超える方向に前記ウォームホイールを回転し、パーキング連繋体を元位置に復元するものであることを特徴とする請求項１の電動パーキングブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パーキングブレーキの電動パーキング機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第３９０１６２７号公報
【０００３】
従来より、電動モータの出力にて様々な牽引手段によりパーキング連繋体を牽引する電動パーキングブレーキが開発されているが、その中でも、特許文献１に示す如く、ウォームギアをパーキング連繋体の牽引手段とした電動パーキングブレーキが開発されている。そして、従来より一般的に使用されているウォームギアは、ウォームホイールからウォームに駆動力を逆伝達することが不可能となるよう、ウォームの径を大きくし、ウォームの条数を少なく形成しているため、逆伝達防止のための保持手段を必要とすることなくパーキング連繋体をウォームギアにて牽引した状態を保持するのに適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す如くパーキング連繋体の牽引手段として従来より一般的に使用されている前記の如きウォームギアを用いた場合、制動作動時の力の効率が悪くなることから、プラネタリウムギア等の他の減速機構、アクチュエータ、あるいは大きな出力のモータ等、制動作動時の制動力を向上させるための特別な機構が必要となる。そのため、このような機構を作動させるための電力が余分に必要となるとともに、前記機構を配置するためのスペースを確保しなければならないため、省電力化及び装置の小型化が困難なものとなっていた。しかし、この従来公知の機構はウォームに駆動力を逆伝達しないことでパーキングブレーキ機構として優れた効果を生じるものである。
【０００５】
そこで、本発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、ウォームギアを使用した電動パーキングブレーキにおいて、制動作動時の動力伝達効率を向上させて省電力化及び装置の小型化を可能なものとするとともに、車両の制動時にはパーキング連繋体の牽引状態を良好に保持可能とする電動パーキングブレーキを得ようとするものである。ウォームギアに於て動力伝達効率を向上させるには、ウォームの径を小さくし、ウォームの条数を多くし、また高性能な極圧潤滑剤を使用することにより可能となることが知られている。また、この動力伝達効率の良いウォームギアは正逆の回転が可能となることも知られている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述の如き課題を解決するため、電動モータと、この電動モータの出力によって駆動しウォームホイールとの噛合に於て正逆回転可能なウォームと、このウォームに係合したウォームホイールと、このウォームホイールに固定したパーキング連繋体とを有し、前記電動モータの出力にて前記ウォームを駆動し、前記ウォームホイールを回転することにより前記パーキング連繋体を牽引してパーキングブレーキを作動させる電動パーキングブレーキを前提とするものである。このように、正逆回転可能なウォームを使用することにより、ウォームギアの制動作動時の制動力を向上させることが可能となる。
【０００７】
また、前記ウォームには、このウォームの逆回転を不能とする一方向クラッチを設けている。このように一方向クラッチを設けることにより、前記の逆回転が可能なウォームギアを用いる場合もウォームホイールからウォームに駆動力を逆伝達することが不可能となるため、制動時にはブレーキ戻り力を遮断してパーキング連繋体の牽引状態を保持することが可能となる。
【０００８】
また、前記パーキング連繋体の一部を、前記電動モータの非作動時のブレーキの戻り力よりも大きい弾性力を有する弾性体にて構成している。これにより、パーキング連繋体の牽引時に弾性体が伸縮するため、パーキング連繋体を一定荷重で牽引することが可能となるとともに、制動時にはブレーキ戻り力を遮断してパーキング連繋体の牽引状態を保持することが可能となる。
【０００９】
また、前記ウォームホイールの回動角度の範囲が、パーキング時に車両が駐車可能となるための最低荷重を前記パーキング連繋体に付与可能な角度以上であって、前記パーキング連繋体が最大ストロークに達する角度未満において、前記電動モータの作動を停止させて前記ウォームホイールを正回転不能とすることができる。従って、上記の如く一方向クラッチ及び弾性体を設けるとともに、ウォームホイールの回転角度を調整することにより、制動時において前記ウォームホイールを正逆回転不能に保持して制動力を保つことが可能となる。
【００１０】
また、制動力の解除は、制動状態から更に電動モータを制動方向と同一方向に作動させることにより、前記パーキング連繋体が最大ストロークを超える方向に前記ウォームホイールを回転し、パーキング連繋体を元位置に復元するものであっても良い。これにより、電動モータを逆方向に作動させることなく一方向に作動させるのみで、制動及び制動の解除を行うことが可能となる。従って、電動モータに一方向の回動と他方向の回動とで若干の性能差を付与し、一方向の回動に対してのみ電動モータの回転数やトルク等の性能を、逆方向の回動よりも良好なものとすることが可能となる。このように正方向の回動に対してのみ電動モータの性能を良好なものとすることにより、正逆方向の回動に対して同一の性能を付与した電動モータよりも、形状を更に小型化することが可能となり、レイアウト性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述の如く構成したものであって、正逆回転可能となるウォームを使用しているため、ウォームギアの制動作動時の制動力を向上させることが可能となる。そのため、制動作動時の制動力を向上させるための特別な機構を必要としないことから、装置の省電力化及び小型化を図ることが可能となる。また、前記ウォームには、このウォームの逆回転を不能とする一方向クラッチを設けているため、逆回転が可能なウォームギアを用いる場合もウォームホイールからウォームに駆動力を逆伝達することが不可能となるとともに、パーキング連繋体の一部を、前記電動モータの非作動時のブレーキの戻り力よりも大きい弾性力を有する弾性体にて構成している。従って、制動時にはブレーキ戻り力を遮断してパーキング連繋体の牽引状態を保持することができる。
【００１２】
また、前記ウォームホイールの回動角度の範囲が、パーキング時に車両が駐車可能となるための最低荷重を前記パーキング連繋体に付与可能な角度以上であって、前記パーキング連繋体が最大ストロークに達する角度未満において、前記電動モータの作動を停止させることにより、前記ウォームホイールを正回転不能とすることができる。上記の如く、一方向クラッチ及び弾性体を設けてウォームホイールを逆回転不能とするとともに、ウォームホイールの回動角度を調整して前記ウォームホイールを正回転不能とすることにより、制動時において前記ウォームホイールを正逆回転不能に保持して制動力を保つことが可能となる。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１を図１〜９において説明すると、図１に示す如く、(１)は電動モータであって、ケーシング(２)の外方に突設するとともに、その駆動軸(３)を前記ケーシング(２)の内方に挿入配置している。そして、この駆動軸(３)には、前記ケーシング(２)の内方に配置したウォーム(４)を接続している。そして、このウォーム(４)はウォーム（４）の径が小さくて条数の多いものに形成し、極圧潤滑剤を使用することにより、ウォームホイール（５）との噛合に於て正逆回転可能となるよう形成している。そして、ウォーム（４）をこのように形成することにより、このウォーム(４)及び以下に説明するウォームホイール(５)とで構成するウォームギア(６)の制動作動時の動力伝達効率を向上させることが可能となる。そのため、アクチュエータ、あるいは駆動力の大きなモータ等の制動作動時の制動力を向上させるための特別な機構を必要としないことから、装置の省電力化及び小型化を図ることが可能となる。
【００１４】
また、前記ウォーム(４)の駆動軸(３)接続側の一端外周にはベアリング(７)を配置するとともに、他端外周には一方向クラッチ(８)を配置している。この一方向クラッチ(８)により、前記の正逆回転可能なウォーム(４)は一方向にのみ回動可能なものとなり、逆回転不能となる。そのため、制動時にはウォームホイール(５)の逆回転を不能なものとし、ブレーキ戻り力を遮断して本発明のパーキング連繋体を構成する弾性体（１８）とパーキングワイヤー(１０)の牽引状態を保持することができる。また、このウォーム(４)にはウォームホイール(５)を噛合配置している。
【００１５】
また、このウォーム(４)の一方向クラッチ(８)配置側の一端には、ウォーム(４)の軸方向に摺動可能に配置した隔壁(９)を介して、前記ウォーム(４)の軸方向に加えられる荷重を測定するための荷重センサ(１１)を配置している。また、図２に示す如く、上記ケーシング(２)は、直方体状に形成するとともに、その天板には略台形状の突片(１２)を電動モータ(１)の配置側とは反対側の一片に突設している。
【００１６】
そして、図１に示す如く、このウォームホイール(５)の軸心部には、回転軸(１３)をこのウォームホイール(５)と一体に回転可能に突設し、図２に示す如くこの回転軸(１３)の先端部を前記ケーシング(２)の外方に突出配置している。そして、この回転軸(１３)の先端部にはレバー(１４)の一端(１５)を接続固定し、このレバー(１４)を前記回転軸(１３)と一体に回動可能としている。そのため、このレバー(１４)は、前記ウォームホイール(５)の回転に伴い、前記回転軸(１３)を介して同時に回動するものとなる。また、前記レバー(１４)は、前記ケーシング(２)の表面と平行に配置している。
【００１７】
また、図２に示す如く、上記レバー(１４)の他端(１６)には、このレバー(１４)の垂直方向に、形成高さが前記レバー(１４)の一端(１５)の突出高さよりも高い円筒形の連結部材(１７)を立設し、この連結部材(１７)の上部に、弾性体(１８)を設けたパーキングワイヤー(１０)を連結している。そして、このパーキングワイヤー(１０)を前記ケーシング(２)の表面と平行に配置するため、ケーシング(２)の突片(１２)にパーキングワイヤー(１０)を保持するための保持部材(２０)を立設している。
【００１８】
この保持部材(２０)は、図２に示す如く一対の円筒形の筒状部材(２１)を隣接して配置するとともに、各筒状部材(２１)には、それぞれ前記連結部材(１７)とパーキングワイヤー(１０)との連結部(２２)と同じ高さに挿通溝(２３)を円周方向に形成している。そして、この筒状部材(２１)の間隔の挿通溝(２３)に上記パーキングワイヤー(１０)を挿通することにより、このパーキングワイヤー(１０)をケーシング(２)の表面と平行に配置することが可能となる。
【００１９】
上記の如くパーキングワイヤー(１０)を配置することにより、図９に示す如く、レバー(１４)の一端(１５)の突出高さよりもパーキングワイヤー(１０)とレバー(１４)との連結部(２２)を上方に配置することが可能となる。そのため、上記レバー(１４)を回動させた際に、パーキングワイヤー(１０)がレバー(１４)の一端(１５)に接触することなく、このレバー(１４)の一端(１５)の上方を通過することが可能となる。
【００２０】
また、図２に示す如く、上記パーキングワイヤー(１０)は、連結部材(１７)との連結部(２２)側を螺旋状に巻き回してスプリングを形成し、このスプリングを弾性体(１８)としている。このように、パーキングワイヤー(１０)の一部分を螺旋状に巻き回してスプリングを形成することにより、パーキングワイヤー(１０)に弾性体(１８)を容易に形成することができる。そして、この弾性体(１８)を、パーキングブレーキの戻り力よりも大きい弾性力を有するよう形成している。従って、制動時には弾性体の復元力によりブレーキ戻り力を遮断してパーキング連繋体の牽引状態を保持することができる。
【００２１】
尚、前記弾性体(１８)は、上記レバー(１４)の回動時においてパーキングワイヤー(１０)がレバー(１４)の一端(１５)の上方を通過する際に、前記弾性体(１８)がレバー(１４)の一端(１５)に接触することのないよう、その巻回半径を調節する必要がある。また、本実施例は上記の如く、パーキングワイヤー(１０)を巻き回して弾性体(１８)を形成しているが、他の異なる実施例では、弾性体(１８)をパーキングワイヤー(１０)とは別個に形成し、この弾性体(１８)をパーキングワイヤー(１０)に連結したものであっても良い。
【００２２】
また、本発明では車両の制動時において、前記ウォームホイール(５)の回動角度の範囲が、パーキング時に車両が駐車可能となる最低荷重を前記パーキングワイヤー(１０)に付与可能な角度以上であって、前記パーキングワイヤー(１０)が最大ストロークに達する角度未満において、前記電動モータ(１)の作動を停止するものとしている。そこで、本実施例では前記電動モータ(１)の作動停止時のウォームホイール(５)の回動角度を、以下の条件により決定した。尚、本実施例において前記パーキングワイヤー(１０)が最大ストロークに達する角度は図７に示す如く１８０度である。
【００２３】
まず、図３に示す本実施例の各寸法等から、各パラメータは以下の通りとなる。
支点間距離(L)              L1 mm
レバー半径(R)              R1 mm
CALばね定数(Kp)          Kp1 N/mm
無効ストローク(Sn)         Sn1 mm
初張力(Pi)                  Pi1 N
ばね定数(K)                K1 N/mm
【００２４】
また、要件を以下の通りとした。
パーキングワイヤー荷重MIN要件        ＦMIN N
パーキングワイヤー荷重MAX要件        ＦMAX N
尚、上記パーキングワイヤー荷重MIN要件とは、パーキング時に車両が動かないようにするための最低荷重を意味するものであり、また、パーキングワイヤー荷重MAX要件とは、パーキングワイヤー(１０)の破断荷重を意味するものである。
【００２５】
そして、上記パラメータ及び要件から、パーキングワイヤーストローク及びパーキングワイヤー荷重を以下の式にて算出した。
パーキングワイヤーストローク( S mm)
初張力以下の範囲  S1={ (L+(R-R×cosθ))2+(R×sinθ)2}1/2
初張力以上の範囲  S2=S1-(F1-Pi)/K
レバー回動角度    θ
パーキングワイヤー荷重( FN )
初張力以下の範囲  F1=(S1-Sn)×Kp
初張力以上の範囲  F2=(S2-Sn)×Kp
【００２６】
上記の条件に基づいて計算した結果を図４に示す。尚、レバー(１４)の回動角度は、図１に示す如く、パーキングワイヤー(１０)がストロークしていない状態で、このパーキングワイヤー(１０)と上記レバー(１４)とが同一直線上に位置する角度を０度とするとともに、レバー(１４)の回動方向を反時計回りとしている。上記結果より、本実施例において、前記パーキングワイヤー(１０)が最大ストロークに達する角度未満であって、パーキング時に車両が駐車可能となる最低荷重を前記パーキングワイヤー(１０)に付与可能な角度は、図４に示す如くθ1度であった。
【００２７】
従って、本実施例において電動モータ(１)の非作動時にレバー(１４)を回動不能に保持することができるレバー(１４)の回動角度は、パーキング時に車両が動かないようにするための荷重をパーキングワイヤー(１０)に付与可能なθ1度以上であって、且つ、図７に示す如くパーキングワイヤー(１０)が最大ストロークに達する１８０度未満となる。
【００２８】
上記の如く構成したものにおいて、本実施例の電動パーキングブレーキの制動及び制動の解除について以下に説明する。まず、電動パーキングブレーキの制動について以下に説明すると、前記電動モータ(１)を作動させることにより、この電動モータ(１)に接続したウォーム(４)を一方向に回転させて、図５の矢印に示す如く、レバー(１４)を反時計回りを正回転として回動させる。このレバー(１４)の回動に伴い、レバー(１４)の回動角度がθ１度以上となると、このレバ（１４）ーの他端(１６)に連結したパーキングワイヤー(１０)の弾性体(１８)が付勢力に抗して伸張するものとなる。
【００２９】
そして、図４に示す如く、パーキングワイヤー(１０)に付与可能なθ1度以上であって、且つ図６に示すパーキングワイヤー(１０)が最大ストロークに達する１８０度未満であるθ2度において、前記電動モータ(１)の作動を停止する。これにより、前記ウォームホイール(５)を正回転不能に保持することが可能となる。また、上記の如く、前記ウォーム(４)には、このウォーム(４)を逆回転不能として前記ウォームホイール(５)を逆回転不能とする一方向クラッチ(８)を設けておりブレーキ戻り力を遮断可能としている。従って、制動時には、上記の如く前記ウォームホイール(５)の回動角度を調整して前記ウォームホイール(５)を正回転不能とするとともに、前記一方向ラッチを設けて前記ウォームホイール(５)を逆回転不能とすることにより、ウォームホイール(５)は正逆回転不能となり、制動力を保持することが可能となる。
【００３０】
次に、電動パーキングブレーキの制動の解除について説明すると、まず、前記の制動状態から電動モータ(１)を作動させて、ウォーム(４)を前記パーキングブレーキの作動時と同一方向の正方向に回転させる。そして、レバー(１４)を制動状態から更に回動させて、図７に示す如く、レバー(１４)が図１に示す状態から１８０度回動した時点で、パーキングワイヤー(１０)のストローク量が最大に達するものとなる。このとき、前記パーキングワイヤー(１０)の一部分を弾性体(１８)にて構成しているため、この弾性体(１８)の弾性力により、このパーキングワイヤー(１０)に塑性変形や切断が発生することなく、このパーキングワイヤー(１０)を一定の荷重で牽引することができる。
【００３１】
そして、更にレバー(１４)を１８０度以上図８の矢印方向に回動させて、最終的には図１に示す如くパーキングブレーキの作動開始前の元の位置まで戻す。この状態で、前記電動モータ(１)を停止することにより制動の解除が完了する。このように、電動モータ(１)の作動によりウォーム(４)を正回転させるのみで、他の複雑な動力や制御を必要とすることなく制動の解除を容易に行うことができる。これにより、制動の解除が完了する。
【００３２】
また、本発明では上記の如く、パーキングブレーキの作動時、及び制動の解除時のどちらの場合も、電動モータ(１)を一方向のみに回動させるものであって、逆方向に回動することはない。従って、この電動モータ(１)に正方向の回動と逆方向の回動とで若干の性能差を付与し、正方向の回動に対してのみ電動モータ(１)の回転数やトルク等の性能を、逆方向の回動よりも良好なものとすることが可能となる。このように正方向の回動に対してのみ電動モータ(１)の性能を良好なものとすることにより、正逆方向の回動に対して同一の性能を付与した電動モータ(１)よりも、形状を更に小型化することが可能となり、レイアウト性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１を示す部分断面図。
【図２】実施例１の斜視図。
【図３】実施例１の各パラメータを示す概念図。
【図４】パーキングワイヤーのストローク、及び荷重とレバーの回動角度との関係を示すグラフ。
【図５】レバーがθ1度回動した状態を示す平面図。
【図６】レバーがθ2度回動した状態を示す平面図。
【図７】レバーが１８０度回動した状態を示す平面図。
【図８】レバーが１８０度以上回動した状態を示す平面図。
【図９】図８の側面図。
【符号の説明】
【００３４】
１  電動モータ
４  ウォーム
５  ウォームホイール
８  一方向クラッチ
１８  弾性体
【図１】
2009079732.tif 000003
【図２】
2009079732.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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