JP2008051196A - 電動パーキングブレーキ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ケーブル張力に比例する軸部材の軸方向荷重を検出する荷重センサを備える電動パーキングブレーキ装置において、荷重センサを小型化すること。
【解決手段】 この荷重センサ(圧力センサS1)は、ねじ軸31の軸方向荷重をプレート47の円形面47aで受ける伝達部材45と、伝達部材45を収容するとともに伝達部材45を介して軸方向荷重を受けるケーシング41とを備える。このケーシング41は、円形面47aの面積よりも開口面積が小さい円形開口部41b3を備える。圧力センサS1は、伝達部材45における円形開口部41b3から露呈する露呈部分から受ける荷重に基づいて発生する圧力を検出する。ここで、伝達部材45の特性により、上記露呈部分から受ける荷重は、上記軸方向荷重の一部であって軸方向荷重に比例する値となる。
【選択図】 図2
【解決手段】 この荷重センサ(圧力センサS1)は、ねじ軸31の軸方向荷重をプレート47の円形面47aで受ける伝達部材45と、伝達部材45を収容するとともに伝達部材45を介して軸方向荷重を受けるケーシング41とを備える。このケーシング41は、円形面47aの面積よりも開口面積が小さい円形開口部41b3を備える。圧力センサS1は、伝達部材45における円形開口部41b3から露呈する露呈部分から受ける荷重に基づいて発生する圧力を検出する。ここで、伝達部材45の特性により、上記露呈部分から受ける荷重は、上記軸方向荷重の一部であって軸方向荷重に比例する値となる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電動パーキングブレーキ装置に関するものであり、例えば、車両用のパーキングブレーキ装置に採用可能である。
電動パーキングブレーキ装置の一つとして、電動モータと、前記電動モータの回転駆動トルクを一端が受けて軸周りに回転する軸部材と、前記軸部材の回転運動を並進運動部の並進運動に変換する変換機構と、前記並進運動部に一端が連結されたケーブルと、前記ケーブルの他端に連結されたパーキングブレーキと、前記ケーブルの張力に基づいて発生する前記軸部材の他端からの軸方向の荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの出力に基づいて前記電動モータを制御する制御装置とを備えたものがあり、例えば、下記特許文献1に記載されている。
特開2006−17158号公報
上記特許文献1に記載されている電動パーキングブレーキ装置においては、軸部材の軸方向の荷重の全て(以下、「全荷重」と称呼する。)が荷重センサにより検出されるから、荷重センサが大きな荷重を受ける。このため、荷重センサの強度確保等の観点から、荷重センサが大型化するという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するために、上記形式の電動パーキングブレーキ装置において、前記荷重センサが、前記軸部材の軸方向荷重の一部(かつ、前記軸部材の軸方向荷重に比例する値)を検出するように構成されたことに特徴がある。これによれば、荷重センサにより検出される荷重が、全荷重(即ち、軸部材の軸方向荷重)の一部となるから、荷重センサにより検出される荷重が全荷重そのものである場合に比して、荷重センサを小型化することができる。
この場合、前記荷重センサは、前記軸部材の軸方向荷重を所定の表面で受ける弾性体と、前記弾性体を収容するとともに前記弾性体を介して前記軸部材の軸方向荷重を受ける収容部材とを備え、前記収容部材は、前記所定の表面の表面積よりも開口面積が小さい開口部を備え、前記荷重センサが、前記弾性体における前記開口部から露呈する露呈部分から受ける荷重を検出するように構成されることが好適である。
収容部材に収容されている弾性体が或る荷重を所定の表面で受けている場合、弾性体における収容部材の(上記所定の表面とは対応しない)開口部から露呈する露呈部分が外部へ与える荷重の大きさと、上記或る荷重の大きさとの割合は、開口部の開口面積と所定の表面の表面積との割合に等しくなる傾向がある。従って、上記構成によれば、このような弾性体の傾向を利用して、荷重センサにより検出される荷重(即ち、上記露呈部分から受ける荷重)を上記全荷重の一部であって全荷重に比例する値とすることができる。
上記本発明に係る電動パーキングブレーキ装置においては、前記弾性体の前記所定の表面と前記軸部材の他端との間に、前記軸部材の回転により前記軸部材が受ける摩擦トルクを低減するベアリングが介装されることが好適である。これによれば、軸部材の回転により軸部材が受ける摩擦トルクに起因する電動モータの駆動効率の低下を低減することができる。
ここにおいて、前記荷重センサは、例えば、前記弾性体の前記露呈部分から受ける荷重に基づいて発生する圧力(即ち、露呈部分に発生する圧力)を検出する圧力センサであってもよい。上記弾性体が全荷重を受けると、上記露呈部分に圧力が発生する。この圧力は、全荷重、従って、全荷重の一部に比例する傾向がある。従って、上記構成によれば、この圧力を検出することで、露呈部分から受ける荷重である全荷重の一部を検出することができる。
また、前記荷重センサは、前記弾性体の前記露呈部分が変形により前記開口部から突出する高さを検出する変位センサであってもよい。上記弾性体が全荷重を受けると、上記露呈部分が変形により上記開口部から突出する。この弾性体の露呈部分が突出する高さ(以下、「突出高さ」と称呼する。)は、全荷重、従って、全荷重の一部に比例する傾向がある。従って、上記構成によれば、突出高さを検出することで、全荷重の一部を検出することができる。
荷重センサとして変位センサが用いられる場合、前記変位センサが、前記弾性体の前記露呈部分の突出高さに応じて移動する移動部材と、前記移動部材と一体的に移動する磁石と、前記磁石の移動に応じた電気的出力を発生する素子とを備え、前記素子の電気的出力に基づいて前記弾性体の前記露呈部分から受ける荷重を検出するように構成されると好適である。これによれば、突出高さに応じて移動する移動部材(即ち、磁石)の変位を検出することで、突出高さ(即ち、露呈部分から受ける荷重である全荷重の一部)を検出することができる。
この場合、前記変位センサが、前記移動部材を、前記弾性体の前記露呈部分が突出する方向と反対方向に付勢する第1の付勢手段を備えるように構成されると好適である。これによれば、露呈部分と移動部材とを常時接触させることができる。従って、時々刻々と変化し得る突出高さを正確に検出することができる。
このように、前記変位センサが、前記第1の付勢手段を備える場合、前記変位センサが、前記軸部材の軸方向荷重が所定値未満の範囲内でのみ、前記収容部材内において前記弾性体全体の前記軸部材の軸方向荷重に応じた移動を許容する第2の付勢手段を備え、前記軸部材の軸方向荷重が前記所定値未満の範囲内において、前記移動部材が、前記弾性体の前記露呈部分の突出高さに代えて、前記収容部材内における前記弾性体全体の移動量に応じて移動するように構成されることが好適である。
これによれば、全荷重が所定値未満の場合、全荷重の変化に対する移動部材の変位の変化勾配(以下、単に「変位の変化勾配」とも称呼する。)は第2の付勢手段の特性により決定され、全荷重が上記所定値以上の場合、「変位の変化勾配」は第1の付勢手段の特性と弾性体の弾性特性(上記露呈部分の突出特性)とによって決定される。
従って、例えば、全荷重が所定値未満の場合における「変位の変化勾配」を、全荷重が上記所定値以上の場合よりも大きくすることができる。これにより、例えば、パーキングブレーキを制動状態から解除状態に移行させる制御の終了判定(以下、「解除判定」と称呼する。)が、移動部材の位置が全荷重が所定の微小値(<上記所定値。略ゼロ)となる場合に対応する位置に達したことを検出して行われる場合、解除判定の精度を高めることができる。この結果、解除判定後において比較的大きなケーブル張力が残存する事態(所謂、ブレーキのひきずり)等の発生を抑制することができる。
以下、本発明による電動パーキングブレーキ装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態を実施した自動車用の電動パーキングブレーキ装置を示していて、この電動パーキングブレーキ装置は、アクチュエータ部ACTと、アクチュエータ部ACTにより駆動される一対のパーキングブレーキPB,PBと、アクチュエータ部ACTを制御する電気制御装置ECUとを備えている。アクチュエータ部ACTは、電動モータ11の回転駆動トルクを減速して伝達する減速機構Aと、この減速機構Aにより伝達された回転運動を並進運動に変換する変換機構Bと、この変換機構Bにより変換された並進運動により生じる力を二つの出力部に等分に分配するイコライザ機構Cと、このイコライザ機構Cの各出力部に各一端がそれぞれ連結されるとともに、各他端がそれぞれ一対のパーキングブレーキPB,PBに連結された一対のケーブル13,13と、一対のケーブル13,13の張力(ケーブル張力)に比例する後述するねじ軸31(軸部材)の軸方向荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサS1(荷重センサ)とを備えている。
図1は、本発明の第1実施形態を実施した自動車用の電動パーキングブレーキ装置を示していて、この電動パーキングブレーキ装置は、アクチュエータ部ACTと、アクチュエータ部ACTにより駆動される一対のパーキングブレーキPB,PBと、アクチュエータ部ACTを制御する電気制御装置ECUとを備えている。アクチュエータ部ACTは、電動モータ11の回転駆動トルクを減速して伝達する減速機構Aと、この減速機構Aにより伝達された回転運動を並進運動に変換する変換機構Bと、この変換機構Bにより変換された並進運動により生じる力を二つの出力部に等分に分配するイコライザ機構Cと、このイコライザ機構Cの各出力部に各一端がそれぞれ連結されるとともに、各他端がそれぞれ一対のパーキングブレーキPB,PBに連結された一対のケーブル13,13と、一対のケーブル13,13の張力(ケーブル張力)に比例する後述するねじ軸31(軸部材)の軸方向荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサS1(荷重センサ)とを備えている。
電動モータ11は、制動スイッチSW1、解除スイッチSW2、及び圧力センサS1により検出される圧力に基づいて、電気制御装置ECUによって作動を制御されるようになっている。
減速機構Aは、図示しない多段の減速ギヤ列によって構成されていて、各ギヤはハウジング21に組付けたケーシング23内に組み込まれている。減速機構Aは、電動モータ11の回転駆動トルクをねじ軸31の一端に減速して伝達するようになっている。
変換機構Bは、上述したねじ軸31と、このねじ軸31に螺合して組付けたナット33とを備えている。ねじ軸31は、ねじ軸31の一端側の軸受35、ねじ軸31の他端側でハウジング21に固定された支柱21cに収納された軸受39、及びねじ軸31の他端側のスラスト軸受機能を有しハウジング21の軸荷重受け部21aに組付けられている上述した圧力センサS1を介してハウジング21に回転自在かつ軸方向へ移動可能に組付けられている。これにより、ねじ軸31は、電動モータ11の回転駆動トルクを上記一端が受けて軸周りに回転するとともに、上記ねじ軸31の軸方向荷重を圧力センサS1に伝達するようになっている。ねじ軸31が正方向に回転駆動されることによりナット33が図1の実線で示した解除位置から図1の2点鎖線で示した制動位置に向けてねじ軸31の軸線方向に移動され(並進運動し)、また、ねじ軸31が逆方向に回転駆動されることによりナット33が図1の実線で示した解除位置に向けてねじ軸31の軸線方向に移動される(並進運動する)ようになっている。
イコライザ機構Cは、ナット33に作用する並進運動により生じる力を二つの出力部に等分に分配するものであり、ナット33に組付けたレバー37によって構成されている。レバー37は、その中央部にてナット33に所定量揺動可能に組付けられていて、二つの出力部である一対のアーム37a,37aには、一対のケーブル13,13におけるインナーワイヤ13a,13aの端部がそれぞれ回動可能に連結されている。一対のケーブル13,13におけるアウターチューブの一端13b,13bは、ハウジング21の一対のケーブル反力受け部21b,21bの円形取り付け穴にOリング25,25を介して嵌合・固定され、クリップ27,27にてそれぞれ抜け止めされている。ここで、ナット33、及びレバー37は、それぞれ並進運動部に対応している。
ここで、ハウジング21の軸荷重受け部21a、並びに、ハウジング21の一対のケーブル反力受け部21b,21bについて付言する。パーキングブレーキPB,PBが制動状態にある場合、即ち、上記ケーブル張力(>0)が発生している場合、ハウジング21の軸荷重受け部21aは、伝達部材45を介して上記ねじ軸31の上記軸方向荷重の全て(即ち、上記全荷重)を受け、ハウジング21の一対のケーブル反力受け部21b,21bは、上記アウターチューブの一端13b,13bを介してケーブル13、13からの反力を受ける。
軸荷重受け部21a、及び一対のケーブル反力受け部21b,21bは、大きな荷重を受ける部位であるものの近接しており、強度確保が容易で著しく厚肉にする必要がない。また、ハウジング21のその他の部分については、上記軸方向荷重、上記ケーブル13,13からの反力が作用しないため、薄肉とすることができる。
即ち、軸荷重受け部21a、及び一対のケーブル反力受け部21b,21b(計3箇所)は、全て、ハウジング21の一側(図1において右側)に近接して配置され、さらに軸荷重受け部21aが一対のケーブル反力受け部21b,21bの間に設けられていることにより、ハウジング21を小型化することが可能である。
圧力センサS1は、その拡大図である図2に示すように、段付円筒状を呈していて、小径部に対応する略円筒状の基部41aと、基部41aと一体であって大径部に対応する円筒状カップ部41bとを備えたケーシング41(収容部材)を備えている。
基部41aは、ハウジング21の軸荷重受け部21aの円形取り付け穴にOリング43を介してねじ軸31と同軸的に嵌合・固定されている。なお、基部41aは、軸荷重受け部21aに埋設された図示しないねじによりハウジング21に対して回転不能かつ軸方向に移動不能に固定されている。円筒状カップ部41bは、ハウジング21の内部にて、ねじ軸31と同軸的にかつねじ軸31の他端31aに向けて開口するようにハウジング21に対して固定されている。
円筒状カップ部41bの円柱状内部空間には、円盤状のゴム等のエラストマー材料からなる伝達部材45(弾性体)が、円筒状カップ部41bの底部41b1の底面(平面)と内側円筒面41b2とに密着するように、ねじ軸31と同軸的に収容されている。伝達部材45とねじ軸31の他端31aとの間には、伝達部材45に近い方から順に、円盤状のプレート47、ベアリング49、及び円盤状のプレート51がねじ軸31と同軸的にかつ軸方向に重ねて介装されている。プレート51のねじ軸31側の面は、ねじ軸31の他端31aと常時当接している。プレート47(ベアリング49及びプレート51も)は、円筒状カップ部41bに固定されたクリップ53により円筒状カップ部41bの円柱状内部空間から脱落しないように保持されている。
プレート47、ベアリング49、及びプレート51は、円筒状カップ部41bの円柱状内部空間にて軸方向に移動可能となっている。これにより、伝達部材45は、上記全荷重を、プレート51、ベアリング49、及びプレート47を介して、プレート47における伝達部材45と密着する円形面47aから受けるとともに、ケーシング41(の円筒状カップ部41bの底部41b1)は、伝達部材45を介してねじ軸31の上記軸方向荷重を受けるようになっている。
ベアリング49は、プレート47とプレート51との軸周りの相対回転を許容している。これにより、ねじ軸31が回転すると、プレート51はねじ軸31と一体的にかつ円滑に回転する一方、プレート47と伝達部材45は回転しないようになっている。このベアリング49の機能により、ねじ軸31の回転によりねじ軸31の他端31aが受ける摩擦トルクが低減されるから、同摩擦トルクに起因する電動モータ11の駆動効率の低下が低減され得るようになっている。
円筒状カップ部41bの底部41b1には、円筒状カップ部41bの円柱状内部空間と基部41aの円柱状内部空間とを連通するように、円形開口部41b3が、ねじ軸31と同軸的に設けられている。これにより、伝達部材45における円形開口部41b3に対応する円形部分(以下、「露呈部分」と称呼する。)が基部41aの円柱状内部空間に露呈している。
基部41aの円柱状内部空間には、周知の圧力検出素子55がOリング57を介してねじ軸31と同軸的に基部41aに対して螺着されている。圧力検出素子55のねじ軸31側の円柱状先端部55aは、円形開口部41b3内に嵌合されている。円柱状先端部55aの円形先端面は、圧力検出面55a1を構成している。
圧力検出面55a1は、円筒状カップ部41bの底部41b1の底面と共に一つの円形平面を構成していて、圧力検出面55a1は伝達部材45の上記露呈部分と密着している。以上、伝達部材45は、円筒状カップ部41bの底部41b1の底面及び内側円筒面41b2、プレート47の円形面47a、並びに、圧力検出面55a1により形成される固定された円柱状閉空間に収容され、かつそれぞれの面と密着している。
以下、上述のように構成された圧力センサS1の作動について、伝達部材45、及び伝達部材45の周辺を模式的に示した図3を参照しながら説明する。伝達部材45がプレート47の円形面47aから軸方向に上記全荷重を受けると、上記閉空間に収容されている伝達部材45の全表面には、上記全荷重に応じた圧力が均一に発生する。ここで、円形面47aの面積をA1、全荷重をF、圧力をPとすると、F=P・A1の関係がある。
この圧力Pは、上記露呈部分にも均一に発生する。従って、圧力検出面55a1は、圧力Pを均一に受ける。即ち、露呈部分の面積をA2とすると、圧力検出面55a1は、荷重f=P・A2(=F・(A2/A1))を受ける。ここで、A2<A1の関係があるから、荷重fは全荷重Fの一部であって全荷重Fに比例する値となる。換言すれば、圧力センサS1は、圧力Pを検出することで、全荷重Fの一部である荷重fを検出するようになっている。なお、荷重fは、基部41aを介してハウジング21の軸荷重受け部21aで受けられる。また、伝達部材45が底部41b1の底面と接触する面積をA3とすると、荷重f’=P・A3は、荷重fと同様、軸荷重受け部21aで受けられる。
この荷重fは、全荷重Fに比例する値であり、全荷重Fは、上述したように上記ケーブル張力に比例する。従って、圧力センサS1により検出される荷重fに基づいて、電気制御装置ECUは、ケーブル張力を制御するために電動モータ11を制御することができる。
次に、上述のように構成された第1実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置の作動について説明する。運転者が制動スイッチSW1(解除スイッチSW2)を操作すると、電動モータ11が正方向(逆方向)に回転駆動され、変換機構Bのねじ軸31が正方向(逆方向)に回転する。この結果、イコライザ機構Cが図1に実線で示した解除位置(図1に2点鎖線で示した制動位置)から制動位置(解除位置)に移動する。このため、一対のケーブル13,13のインナーワイヤ13a,13aが引っ張られて(緩められて)一対のパーキングブレーキPB,PBが制動状態(解除状態)となる。
電動モータ11の正方向の回転駆動は、圧力センサS1により検出される圧力Pが所定の制動判定圧力に達したと判定されたときに停止される。一方、電動モータ11の逆方向の回転駆動は、圧力センサS1により検出される圧力Pが所定の解除判定圧力(<上記制動判定圧力。略ゼロ)に達したと判定されたときに停止される。
以上説明したように、上記本発明の第1実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置によれば、圧力センサS1により検出される荷重が、全荷重Fの一部であるから、圧力センサS1により検出される荷重が全荷重Fそのものである場合に比して、圧力センサS1を小型化することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置について説明する。この第2実施形態は、ねじ軸31の上記軸方向荷重を検出する荷重センサとして、上記圧力センサS1に代えて変位センサS2が使用される点においてのみ上記第1実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、変位センサS2の拡大図である図4を参照しながら説明する。図4において、上述した図2に示した部材、部位と同じ、或いは等価な部材、部位については、図2に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。また、図4に示す軸方向に移動可能な各部材に関して、図4に示す状態(上記全荷重Fがゼロの場合)に対応する各軸方向位置をそれぞれ「原位置」と称呼する。
次に、本発明の第2実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置について説明する。この第2実施形態は、ねじ軸31の上記軸方向荷重を検出する荷重センサとして、上記圧力センサS1に代えて変位センサS2が使用される点においてのみ上記第1実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、変位センサS2の拡大図である図4を参照しながら説明する。図4において、上述した図2に示した部材、部位と同じ、或いは等価な部材、部位については、図2に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。また、図4に示す軸方向に移動可能な各部材に関して、図4に示す状態(上記全荷重Fがゼロの場合)に対応する各軸方向位置をそれぞれ「原位置」と称呼する。
変位センサS2のケーシング41の基部41aの円柱状内部空間には、段付円筒状を呈していて、大径部61aと、フランジ部61bと、小径部61cとを備えたスプール61(移動部材)が、ねじ軸31と同軸的かつ軸方向に移動可能に収容されている。
大径部61aは、上記圧力検出素子55の円柱状先端部55aと同様、円形開口部41b3内に嵌合されている。小径部61cの先端部には、樹脂部材63を介して円柱状のマグネット65が、小径部61cと同軸的に(即ち、ねじ軸31と同軸的に)かつ小径部61cと一体的に配設されている。
基部41aのねじ軸31と反対側の端部には、電気制御装置ECUと電気的に接続された変位検出素子67が、スプリングリテーナ69を介してねじ軸31と同軸的に基部41aに対して螺着されている。
変位検出素子67にねじ軸31と同軸的に形成されている円柱状内部空間67aには、上記マグネット65が進入している。変位検出素子67の内部には、マグネット65の円筒面と所定のギャップをもって対向するとともにマグネット65の周囲を囲むように複数のホールIC素子67bが固定配置されている。これにより、変位検出素子67は、マグネット65(従って、スプール61)の軸方向位置を検出できるようになっている。
基部41aの上記円柱状内部空間には、取付け荷重(スプール61が原位置にある状態での荷重)がゼロの状態でコイルスプリング71(第1の付勢手段)が、スプール61の上記フランジ部61bと上記スプリングリテーナ69との間に介装されている。大径部61aの円形先端面61a1(上記圧力検出素子55の圧力検出面55a1に相当する)は、原位置にて、伝達部材45の上記露呈部分と接触している。これにより、原位置にて、円形先端面61a1の軸方向位置は、円筒状カップ部41bの底部41b1の底面と一致する(図4を参照)。
以下、上述のように構成された変位センサS2の作動について、上述した図2に対応する図4を参照しながら説明する。この第2実施形態の場合、軸方向に移動不能であった上記圧力検出面55a1と異なり、スプール61の円形先端面61a1は、コイルスプリング71の弾性力に対抗しながら図4において右方向に移動可能となっている。
従って、伝達部材45がプレート47の円形面47aから軸方向に上記全荷重Fを受けると、伝達部材45の上記露呈部分は、変形により、スプール61(の円形先端面61a1)を図4において右方向に押し出しながら円形開口部41b3から突出してくる。換言すれば、スプール61は、上記露呈部分が円形開口部41b3から突出する高さ(以下、「突出高さ」と称呼する。)だけ原位置から図4において右方向に移動する。
ここで、上記突出高さは、上記全荷重Fに比例する傾向がある。従って、スプール61の原位置からの軸方向変位(以下、「スプール61の変位」と称呼する。)は、上記全荷重Fに比例する。換言すれば、変位センサS2は、スプール61の変位を検出することで、全荷重Fの一部である上記荷重fを検出するようになっている。従って、上記圧力センサS1と同様、変位センサS2により検出される荷重fに基づいて、電気制御装置ECUは、ケーブル張力を制御するために電動モータ11を制御することができる。
具体的には、上記全荷重Fの変化に対するスプール61の変位の変化勾配は、コイルスプリング71のばね定数と、伝達部材45の弾性係数等の弾性特性(露呈部分の突出特性)とにより決定される。そして、電動モータ11の正方向の回転駆動は、変位センサS2により検出されるスプール61の変位が所定の制動判定位置に達したと判定されたときに停止される。一方、電動モータ11の逆方向の回転駆動は、変位センサS2により検出されるスプール61の変位が所定の解除判定位置(<上記制動判定位置。略原位置)に達したと判定されたときに停止される。
以上説明したように、上記本発明の第2実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置によれば、変位センサS2により検出される荷重も、全荷重Fの一部であるから、変位センサS2により検出される荷重が全荷重Fそのものである場合に比して、変位センサS2を小型化することができる。
また、上記第2実施形態においては、スプール61の原位置からの図4において右方向への移動量がδである場合、伝達部材45の上記露呈部分の突出体積は略A2・δとなり、ねじ軸31の原位置からの右方向への移動量は略A2・δ/A1となって微小となる。即ち、ケーブル張力の増加に対するねじ軸31の上記移動量の増加勾配が小さい。従って、ねじ軸31の移動に伴う電動モータ11の回転ロスが微小となり、電動モータ11の駆動効率が高くなる。即ち、ねじ軸31の移動によって一対のケーブル13,13のインナーワイヤ13a,13aに与えるケーブル移動ロスは微小となり、装置の作動効率が高くなる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置について説明する。この第3実施形態は、ねじ軸31の上記軸方向荷重を検出する荷重センサとして、上記変位センサS2に代えて変位センサS3が使用される点においてのみ上記第2実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、変位センサS3の拡大図である図5を参照しながら説明する。図5において、上述した図4に示した部材、部位と同じ、或いは等価な部材、部位については、図4に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。また、図5に示す軸方向に移動可能な各部材に関して、図5に示す状態(上記全荷重Fがゼロの場合)に対応する各軸方向位置をそれぞれ「原位置」と称呼する。
次に、本発明の第3実施形態に係る電動パーキングブレーキ装置について説明する。この第3実施形態は、ねじ軸31の上記軸方向荷重を検出する荷重センサとして、上記変位センサS2に代えて変位センサS3が使用される点においてのみ上記第2実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、変位センサS3の拡大図である図5を参照しながら説明する。図5において、上述した図4に示した部材、部位と同じ、或いは等価な部材、部位については、図4に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。また、図5に示す軸方向に移動可能な各部材に関して、図5に示す状態(上記全荷重Fがゼロの場合)に対応する各軸方向位置をそれぞれ「原位置」と称呼する。
変位センサS3のケーシング41の円筒状カップ部41bの円柱状内部空間には、上記円形開口部41b3に嵌合される円筒状突出部81aを同軸的に備えたリング状のワッシャ81と、取付け荷重(ワッシャ81が原位置にある状態での荷重)がゼロとなるディスクスプリング83(第2の付勢手段)とが、伝達部材45と円筒状カップ部41bの底部41b1の底面との間にねじ軸31と同軸的に、かつ軸方向に移動可能に介装されている。
これにより、ワッシャ81、伝達部材45、プレート47、ベアリング49、及びプレート51(以下、「一体移動部材」と総称する。)は、原位置からディスクスプリング83がセッチングする位置(原位置より図5において右方向の位置)まで、円筒状カップ部41b内にて軸方向に相対移動可能となっている。この第3実施形態では、伝達部材45における円筒状突出部81aの円筒孔81a1(上記第2実施形態の円形開口部41b3に相当する)から露呈する部分が上記露呈部分に相当する。
スプール61の大径部61aは、上記円筒孔81a1に嵌合されている。スプール61は、変位検出素子67の円柱状内部空間67a内に配設されたコイルスプリング87の微小弾性力(殆ど無視できる)により、原位置に向けて(図5において左方向に)常時付勢されている。これにより、原位置にて、フランジ部61bは円筒状突出部81aの先端面と接触し、かつ大径部61aの円形先端面61a1の軸方向位置はワッシャ81のねじ軸31側の面(平面)の軸方向位置と一致する。即ち、原位置にて、大径部61aの円形先端面61a1は、上記露呈部分と接触している。また、スプール61は、上記一体移動部材の相対移動に応じて一体移動部材と一体的に軸方向に移動するようになっている。
変位センサS3のケーシング41の基部41aの内側円筒面には、段部41a1が形成されている。この段付円筒状内部空間には、ワッシャ85が、段部41a1から図5において右方向の範囲内において軸方向に移動可能に、かつスプール61と同軸的に挿入されている。
コイルスプリング71は、取付け荷重(ワッシャ85が原位置にある状態での荷重)がゼロの状態でワッシャ85とスプリングリテーナ69との間に介装されている。これにより、原位置では、ワッシャ85は、段部41a1に係止されている。原位置にて、スプール61のフランジ部61bとワッシャ85との間には、上記一体移動部材の相対移動可能距離と同じ距離のギャップが形成されている。即ち、ディスクスプリング83がセッチングした状態でのみ、フランジ部61bとワッシャ85は軸方向において当接するようになっている。なお、ディスクスプリング83がセッチングした状態とは、ディスクスプリング83の軸方向の高さが密着高さになる状態を意味する。
以下、上述のように構成された変位センサS3の作動について、上述した図4に対応する図5、及びスプール61の変位と全荷重Fとの関係を示す図6を参照しながら説明する。
全荷重Fが、ディスクスプリング83がセッチングする荷重(セッチング荷重F1、前記「所定値」に対応)未満の場合(以下、「ディスクスプリング作用区間」と称呼する。)では、上記一体移動部材(従って、スプール61)は、ディスクスプリング83の弾性力に対抗しながら全荷重Fに応じて図5において原位置から右方向に移動する。なお、ディスクスプリング作用区間では、全荷重Fが非常に小さいので伝達部材45の露呈部分の上記突出高さは殆ど無視できるほど小さい。従って、ディスクスプリング作用区間では、全荷重Fの変化に対するスプール61の変位の変化勾配は、ディスクスプリング83のばね定数により決定される。
全荷重Fがセッチング荷重F1以上の場合(以下、「コイルスプリング作用区間」と称呼する。)、上記一体移動部材が相対移動不能になるとともに、フランジ部61bとワッシャ85との当接により上記露呈部分がコイルスプリング71の弾性力に対抗しながらスプール61を図5において右方向に押し出し可能となる。従って、コイルスプリング作用区間では、第2実施形態と同様、全荷重Fの変化に対するスプール61の変位の変化勾配は、コイルスプリング71のばね定数と、伝達部材45の弾性特性とにより決定される。
ここで、図6に示すように、この第3実施形態では、ディスクスプリング作用区間におけるスプール61の変位の変化勾配がコイルスプリング作用区間におけるスプール61の変位の変化勾配よりも大きくなるように、伝達部材45の弾性特性、コイルスプリング71のばね定数、及びディスクスプリング83のばね定数が設定されている。加えて、一対のパーキングブレーキPB,PBを制動状態から解除状態に移行させる制御における上記解除判定位置が、ディスクスプリング作用区間内に対応する位置に設定されている。これにより、第3実施形態では、上記解除判定の精度を高めることができる。
11…電動モータ、13,13…一対のケーブル、31…ねじ軸、33…ナット、37…レバー、41…ケーシング、45…伝達部材、47…ベアリング、55…圧力検出素子、61…スプール、65…マグネット、67…変位検出素子、67b…ホールIC素子、71…コイルスプリング、83…ディスクスプリング、S1…圧力センサ、S2…変位センサ、S3…変位センサ、B…変換機構、PB,PB…一対のパーキングブレーキ
Claims (8)
- 電動モータと、
前記電動モータの回転駆動トルクを一端が受けて軸周りに回転する軸部材と、
前記軸部材の回転運動を並進運動部の並進運動に変換する変換機構と、
前記並進運動部に一端が連結されたケーブルと、
前記ケーブルの他端に連結されたパーキングブレーキと、
前記ケーブルの張力に基づいて発生する前記軸部材の他端からの軸方向の荷重に基づく荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの出力に基づいて前記電動モータを制御する制御装置と、
を備えた電動パーキングブレーキ装置において、
前記荷重センサは、前記軸部材の軸方向荷重の一部を検出するように構成された電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項1に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記荷重センサは、
前記軸部材の軸方向の荷重を所定の表面で受ける弾性体と、
前記弾性体を収容するとともに前記弾性体を介して前記軸部材の軸方向荷重を受ける収容部材と、
を備え、
前記収容部材は、前記所定の表面の表面積よりも開口面積が小さい開口部を備え、
前記荷重センサは、前記弾性体における前記開口部から露呈する露呈部分から受ける荷重を検出するように構成された電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項2に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記弾性体の前記所定の表面と前記軸部材の他端との間に、前記軸部材の回転により前記軸部材が受ける摩擦トルクを低減するベアリングが介装された電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記荷重センサは、前記弾性体の前記露呈部分から受ける荷重に基づいて発生する圧力を検出する圧力センサである電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記荷重センサは、前記弾性体の前記露呈部分が変形により前記開口部から突出する高さを検出する変位センサである電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項5に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記変位センサは、
前記弾性体の前記露呈部分の突出高さに応じて移動する移動部材と、
前記移動部材と一体的に移動する磁石と、
前記磁石の移動に応じた電気的出力を発生する素子と、
を備え、前記素子の電気的出力に基づいて前記弾性体の前記露呈部分から受ける荷重を検出するように構成された電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項6に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記変位センサは、
前記移動部材を、前記弾性体の前記露呈部分が突出する方向と反対方向に付勢する第1の付勢手段を備えた電動パーキングブレーキ装置。 - 請求項7に記載の電動パーキングブレーキ装置において、
前記変位センサは、
前記軸部材の軸方向荷重が所定値未満の範囲内でのみ、前記収容部材内において前記弾性体全体の前記軸部材の軸方向荷重に応じた移動を許容する第2の付勢手段を備え、
前記軸部材の軸方向荷重が前記所定値未満の範囲内において、前記移動部材は、前記弾性体の前記露呈部分の突出高さに代えて、前記収容部材内における前記弾性体全体の移動量に応じて移動するように構成された電動パーキングブレーキ装置。
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