JP2008286225A - One-way power transmission mechanism and vehicle electric parking brake device adopting the same - Google Patents
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Description
本発明は、入力回転部材側から出力回転部材側への回転駆動力は伝達するが、出力回転部材側から入力回転部材側への回転駆動力の伝達は阻止するワンウェイ動力伝達機構および同ワンウェイ動力伝達機構を採用した車両用電動パーキングブレーキ装置に関する。 The present invention provides a one-way power transmission mechanism and a one-way power transmission mechanism that transmit a rotational driving force from the input rotating member side to the output rotating member side, but prevent transmission of the rotational driving force from the output rotating member side to the input rotating member side. The present invention relates to an electric parking brake device for a vehicle that employs a transmission mechanism.
ワンウェイ動力伝達機構を採用した車両用電動パーキングブレーキ装置の一つとして、電気モータと、この電気モータの回転駆動力を直線駆動力に変換する変換機構と、この変換機構の出力部に連結されて前記直線駆動力をパーキングブレーキに伝達するケーブルと、前記電気モータと前記変換機構間の回転駆動伝達系に設けられて前記電気モータから前記変換機構への回転駆動力は伝達するが前記変換機構から前記電気モータへの回転駆動力の伝達は阻止するワンウェイ動力伝達機構を備えるとともに、前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置を備えていて、前記電気モータの正回転駆動により前記ケーブルが引っ張られて前記パーキングブレーキが解除状態から制動状態とされ、前記電気モータの逆回転駆動により前記ケーブルがリリースされて前記パーキングブレーキが制動状態から解除状態とされるように構成するとともに、前記パーキングブレーキの制動状態が前記電気モータの正回転駆動停止時に前記ワンウェイ動力伝達機構により保持可能に構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
上記した公報の電動パーキングブレーキ装置においては、ワンウェイ動力伝達機構(リリース制限機構Dと記載されている)が、入力カム(突起24a)を有して電気モータによって回転駆動される入力回転部材(歯車24)と、この入力回転部材に対して同軸的に連結されて前記入力カムに対して所定量相対回転可能な出力カム(ロータ63)を有する出力回転部材(ねじ軸41)と、前記入力カムと前記出力カムの外周を包囲する円筒状周壁を有して支持部材(ケーシング32)に回転不能に固定されたシリンダ部材(固定リング61)と、このシリンダ部材の前記円筒状周壁内に収容されて外周面にて前記円筒状周壁の内周面に周方向にて摺動可能に係合し、各端部(62a,62b)が前記入力カムと係合して前記入力回転部材により回転駆動されるときには、縮径動作することにより前記シリンダ部材との摺動摩擦係合力を減少されて前記シリンダ部材内での回転を許容され、各端部が前記出力カムと係合して前記出力回転部材により回転駆動されるときには拡径動作することにより前記シリンダ部材との摺動摩擦係合力を増大されて前記シリンダ部材内での回転を規制されるクラッチコイルスプリング(スプリングクラッチ62)を備えている。 In the electric parking brake device disclosed in the above publication, the one-way power transmission mechanism (described as release restriction mechanism D) has an input rotating member (gear) having an input cam (protrusion 24a) and driven to rotate by an electric motor. 24), an output rotating member (screw shaft 41) having an output cam (rotor 63) that is coaxially connected to the input rotating member and is capable of rotating relative to the input cam by a predetermined amount, and the input cam. And a cylinder member (fixing ring 61) having a cylindrical peripheral wall surrounding the outer periphery of the output cam and fixed to the support member (casing 32) in a non-rotatable manner, and accommodated in the cylindrical peripheral wall of the cylinder member The outer peripheral surface engages with the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall so as to be slidable in the circumferential direction, and each end (62a, 62b) engages with the input cam and is rotated by the input rotating member. When rotationally driven, the sliding frictional engagement force with the cylinder member is reduced by performing a diameter reduction operation to allow rotation within the cylinder member, and each end is engaged with the output cam and the output is performed. There is provided a clutch coil spring (spring clutch 62) that increases the sliding frictional engagement force with the cylinder member by restricting the rotation in the cylinder member by expanding the diameter when driven to rotate by the rotating member. .
上記したワンウェイ動力伝達機構では、クラッチコイルスプリングがシリンダ部材内での回転を許容されるとき、クラッチコイルスプリングにおける外周面のシリンダ部材における円筒状周壁の内周面に対する摺動(スティック・スリップの繰り返し)に起因して異音(グーという異音)が発生することがある。かかる異音は、シリンダ部材における円筒状周壁の内周面にグリースを塗布した場合においても生じるものであり、上記したスティック・スリップの繰り返しに伴うシリンダ部材の振動が原因であると発明者等は予測した。 In the one-way power transmission mechanism described above, when the clutch coil spring is allowed to rotate within the cylinder member, sliding of the outer peripheral surface of the clutch coil spring with respect to the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall of the cylinder member (repetitive stick-slip) ) May cause abnormal noise (an abnormal noise called goo). Such abnormal noise is also generated when grease is applied to the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall of the cylinder member, and the inventors consider that the cause is vibration of the cylinder member due to repeated stick-slip described above. Predicted.
本発明は、上記した異音を小さくすべくなされたものであり、入力カムを有して回転駆動される入力回転部材と、この入力回転部材に対して同軸的に連結されて前記入力カムに対して所定量相対回転可能な出力カムを有する出力回転部材と、前記入力カムと前記出力カムを外周から包囲する円筒状周壁を有して支持部材に回転不能に固定されたシリンダ部材と、このシリンダ部材の前記円筒状周壁内に収容されて外周面にて前記円筒状周壁の内周面に周方向にて摺動可能に係合し、各端部が前記入力カムと係合して前記入力回転部材により回転駆動されるときには、縮径動作することにより前記シリンダ部材との摺動摩擦係合力を減少されて前記シリンダ部材内での回転を許容され、各端部が前記出力カムと係合して前記出力回転部材により回転駆動されるときには拡径動作することにより前記シリンダ部材との摺動摩擦係合力を増大されて前記シリンダ部材内での回転を規制されるクラッチコイルスプリングを備えていて、前記入力回転部材側から前記出力回転部材側への回転駆動力は伝達するが、前記出力回転部材側から前記入力回転部材側への回転駆動力の伝達は阻止するワンウェイ動力伝達機構において、前記シリンダ部材の前記円筒状周壁には軸方向に所定量延びて一端部にて軸方向に開口する切欠が設けられていることに特徴がある。 The present invention has been made to reduce the above-described abnormal noise, and has an input rotating member that is rotationally driven with an input cam, and is coaxially connected to the input rotating member and connected to the input cam. An output rotating member having an output cam that can rotate relative to a predetermined amount; a cylinder member that has a cylindrical peripheral wall that surrounds the input cam and the output cam from the outer periphery; The cylinder member is accommodated in the cylindrical peripheral wall and engaged with the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall so as to be slidable in the circumferential direction on the outer peripheral surface. When rotationally driven by the input rotating member, the sliding frictional engagement force with the cylinder member is reduced by the diameter reducing operation to allow rotation within the cylinder member, and each end is engaged with the output cam. By the output rotating member When driven to roll, a clutch coil spring is provided to increase the sliding frictional engagement force with the cylinder member by restricting the rotation in the cylinder member by expanding the diameter, and from the input rotating member side, In the one-way power transmission mechanism that transmits the rotational driving force to the output rotating member side but blocks the rotational driving force from the output rotating member side to the input rotating member side, the cylindrical peripheral wall of the cylinder member Is characterized by having a notch that extends in the axial direction by a predetermined amount and opens in the axial direction at one end.
本発明によるワンウェイ動力伝達機構においては、シリンダ部材の円筒状周壁に軸方向に所定量延びて一端部にて軸方向に開口する切欠が設けられている。このため、クラッチコイルスプリングがシリンダ部材内での回転を許容されるとき、クラッチコイルスプリングにおける外周面のシリンダ部材における円筒状周壁の内周面に対する摺動(スティック・スリップの繰り返し)に起因してシリンダ部材が振動しても、その振動は上記した切欠の開口(自由端)にてシリンダ部材からシリンダ部材外に分散する。したがって、上記したスティック・スリップの繰り返しに伴うシリンダ部材の振動が発生原因である異音を効果的に低減することが可能である。 In the one-way power transmission mechanism according to the present invention, the cylindrical peripheral wall of the cylinder member is provided with a notch that extends a predetermined amount in the axial direction and opens in the axial direction at one end. For this reason, when the clutch coil spring is allowed to rotate within the cylinder member, the clutch coil spring is caused by sliding of the outer peripheral surface of the clutch coil spring with respect to the inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall (repetition of stick-slip). Even if the cylinder member vibrates, the vibration is dispersed from the cylinder member to the outside of the cylinder member at the opening (free end) of the notch described above. Therefore, it is possible to effectively reduce the abnormal noise that is caused by the vibration of the cylinder member due to the repeated stick-slip described above.
上記した本発明の実施に際して、前記シリンダ部材はその外周に設けた膨出部にて前記支持部材に固定されていて、前記切欠と前記膨出部は周方向にて対向する位置に配置されていることも可能である。この場合には、膨出部によって円筒状周壁の剛性低下(拡径変形)を抑制することが可能であるため、当該ワンウェイ動力伝達機構の機能低下を抑制した状態にて、上記した異音を効果的に低減することが可能である。 In carrying out the above-described present invention, the cylinder member is fixed to the support member by a bulging portion provided on the outer periphery thereof, and the notch and the bulging portion are arranged at positions facing each other in the circumferential direction. It is also possible. In this case, since it is possible to suppress a decrease in rigidity (expansion deformation) of the cylindrical peripheral wall by the bulging portion, the above-described abnormal noise is generated in a state where the function decrease of the one-way power transmission mechanism is suppressed. It can be effectively reduced.
また、電気モータと、この電気モータの回転駆動力を直線駆動力に変換する変換機構と、この変換機構の出力部に連結されて前記直線駆動力をパーキングブレーキに伝達するケーブルと、前記電気モータと前記変換機構間の回転駆動伝達系に設けられて前記電気モータから前記変換機構への回転駆動力は伝達するが前記変換機構から前記電気モータへの回転駆動力の伝達は阻止するワンウェイ動力伝達機構を備えるとともに、前記電気モータの回転駆動を制御する電気制御装置を備えていて、前記電気モータの正回転駆動により前記ケーブルが引っ張られて前記パーキングブレーキが解除状態から制動状態とされ、前記電気モータの逆回転駆動により前記ケーブルがリリースされて前記パーキングブレーキが制動状態から解除状態とされるように構成するとともに、前記パーキングブレーキの制動状態が前記電気モータの正回転駆動停止時に前記ワンウェイ動力伝達機構により保持可能に構成した車両用電動パーキングブレーキ装置において、前記ワンウェイ動力伝達機構として、上記したワンウェイ動力伝達機構を採用することも可能である。この場合には、ワンウェイ動力伝達機構での上記した異音を効果的に低減することが可能であり、高級車両に要求される静粛性を得ることが可能である。 An electric motor; a conversion mechanism that converts the rotational driving force of the electric motor into a linear driving force; a cable that is connected to an output portion of the conversion mechanism and transmits the linear driving force to a parking brake; and the electric motor One-way power transmission that is provided in a rotational drive transmission system between the electric motor and the conversion mechanism and transmits the rotational driving force from the electric motor to the conversion mechanism, but blocks the transmission of the rotational driving force from the conversion mechanism to the electric motor. An electric control device for controlling the rotational drive of the electric motor, the cable being pulled by the forward rotation drive of the electric motor, and the parking brake being changed from the released state to the braked state, The cable is released by reverse rotation of the motor, and the parking brake is released from the braking state. In the electric parking brake device for a vehicle configured to be able to be held by the one-way power transmission mechanism when the braking state of the parking brake is stopped at the forward rotation of the electric motor, the one-way power transmission mechanism is configured as the one-way power transmission mechanism. It is also possible to employ a power transmission mechanism. In this case, it is possible to effectively reduce the above-described abnormal noise in the one-way power transmission mechanism, and it is possible to obtain the quietness required for a luxury vehicle.
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明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、電気モータ11の出力である回転駆動力を減速して伝達する減速機構Aと、この減速機構Aを介して伝達される電気モータ11の回転駆動力を直線駆動力に変換する変換機構Bと、この変換機構Bにより変換された直線駆動力によって駆動されるとともに直線駆動力を二つの出力部に分配するイコライザ12と、このイコライザ12の各出力部12a,12bに連結されて直線駆動力を各パーキングブレーキ13,14に伝達する一対のケーブル15,16と、電気モータ11と変換機構B間の回転駆動伝達系に設けられて、電気モータ11から変換機構Bへの回転駆動力は伝達するが、変換機構Bから電気モータ11への回転駆動力の伝達は阻止するワンウェイ動力伝達機構Cを備えるとともに、電気モータ11の回転駆動を制御する電気制御装置ECUを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electric parking brake device for an automobile embodying the present invention. The electric parking brake device decelerates and transmits a rotational driving force, which is an output of an
電気モータ11は、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て、運転者が制動スイッチSW1を操作することにより正方向に回転駆動され、運転者が解除スイッチSW2を操作することにより逆方向に回転駆動されるようになっている。減速機構Aは、入力歯車21と出力歯車22によって構成されていて、ハウジング31の一側に設けたケーシング32内に組み込まれている。入力歯車21は、電気モータ11の出力軸11aに固着されていて、出力軸11aと一体的に回転する。出力歯車22は、入力歯車21に噛合していて、軸方向に延びる入力カム22aを有しており、ねじ軸41の端部に回転可能に組付けられている。
The operation of the
変換機構Bは、出力歯車22に対して同軸的かつ相対回転可能に連結されたねじ軸41を入力要素とし、このねじ軸41に螺合して組付けたナット42を出力要素とする構成であり、ねじ軸41が正方向に回転駆動されることによりナット42が図1左方の解除位置(図示位置)から図1右方の制動位置に向けてねじ軸41の軸線方向に移動され、また、ねじ軸41が逆方向に回転駆動されることによりナット42が図1左方の解除位置に向けてねじ軸41の軸線方向に移動されるようになっている。
The conversion mechanism B has a configuration in which a
ねじ軸41は、ケーブル15,16の移動方向を軸方向として配置されていて、二条の台形雄ねじ(雄ねじの条数や形状は適宜変更可能である)を有しており、ハウジング31に対して軸方向に移動不能かつ回転可能に組付けられている。ナット42は、連結ピン43を介してイコライザ12と連結されていて、イコライザ12を揺動可能に支持している。イコライザ12は、ナット42に作用する直線駆動力を二つの出力部に等分に分配するものであり、その中央部にてナット42に揺動可能に組付けられている。また、イコライザ12は、一方の出力部であるアーム部12aにて、一方のケーブル15におけるインナーワイヤ15aの一端と回動可能に連結され、他方の出力部であるアーム部12bにて、他方のケーブル16におけるインナーワイヤ16aの一端と回動可能に連結されている。
The
一方のケーブル15は、インナーワイヤ15aと、このインナーワイヤ15aの両端部以外の外周を被覆するアウターチューブ15bによって構成されていて、インナーワイヤ15aの他端部は、一方のパーキングブレーキ13の作動部に連結されている。他方のケーブル16は、インナーワイヤ16aと、このインナーワイヤ16aの両端部以外の外周を被覆するアウターチューブ16bによって構成されていて、インナーワイヤ16aの他端部は、他方のパーキングブレーキ14の作動部に連結されている。
One
ワンウェイ動力伝達機構Cは、図1〜図3に示したように、電気モータ11によって減速機構Aを介して回転駆動される入力回転部材としての出力歯車22に一体的に形成された入力カム22aと、出力回転部材としてのねじ軸41の入力側端部にキー23を介して一体回転可能に連結されて入力カム22aに対して所定量相対回転可能な出力カム24と、入力カム22aと出力カム24を外周から包囲する円筒状周壁25aを有して支持部材としてのハウジング31に六角穴付きボルト(図示省略)を用いて回転不能に固定されたシリンダ部材25と、このシリンダ部材25の円筒状周壁25a内に収容されて外周面にて円筒状周壁25aの内周面に周方向にて摺動可能に係合する(摺接する)クラッチコイルスプリング26によって構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the one-way power transmission mechanism C is an
クラッチコイルスプリング26は、断面が矩形のばね線材によって形成されていて、引張側端部26aと解除側端部26bが内周に向けて突出しており、引張側端部26aと解除側端部26bにて入力カム22aと出力カム24に係合離脱可能である。また、クラッチコイルスプリング26は、各端部26a,26bが入力カム22aと係合して入力回転部材としての出力歯車22により回転駆動されるときには、縮径動作することによりシリンダ部材25との摩擦係合力を減少されてシリンダ部材25内での回転を許容され、各端部26a,26bが出力カム24と係合して出力回転部材としてのねじ軸41により回転駆動されるときには拡径動作することによりシリンダ部材25との摩擦係合力を増大されてシリンダ部材25内での回転を規制されるように設定されている。
The
上記のように構成したこの実施形態においては、制動スイッチSW1が操作されると、電気モータ11が正回転駆動されて、変換機構Bのねじ軸41が正回転され、これに伴ってナット42とイコライザ12が図1の左方位置(解除位置)から図1の右方位置(制動位置)に向けてねじ軸41の軸方向に移動する。このため、両ケーブル15,16のインナーワイヤ15a,16aが引っ張られて両パーキングブレーキ13,14が解除状態から制動状態とされる。
In this embodiment configured as described above, when the brake switch SW1 is operated, the
このときには、ワンウェイ動力伝達機構Cにおいて、電気モータ11により正回転駆動される入力カム22aがクラッチコイルスプリング26の引張側端部26aに係合してクラッチコイルスプリング26を縮径動作させるため、クラッチコイルスプリング26とシリンダ部材25間の摩擦係合力が減少して、クラッチコイルスプリング26がシリンダ部材25内での回転を許容される。このため、このときには、入力カム22aとクラッチコイルスプリング26が一体的に正回転駆動される。また、入力カム22aとクラッチコイルスプリング26が一体的に正回転駆動されることにより、入力カム22aがクラッチコイルスプリング26の引張側端部26aを介して出力カム24に係合するときには、出力カム24が入力カム22aおよびクラッチコイルスプリング26とともに一体的に正回転駆動される。
At this time, in the one-way power transmission mechanism C, the
また、両パーキングブレーキ13,14の制動状態が電気モータ11の正回転駆動停止時にワンウェイ動力伝達機構Cにより保持されるときには、ワンウェイ動力伝達機構Cにおいて、出力カム24が両ケーブル15,16(詳細には、インナーワイヤ15a,16a)に作用する張力によって逆回転トルクを受けて回転しようとするが、このときには、出力カム24がクラッチコイルスプリング26の引張側端部26aに係合してクラッチコイルスプリング26を拡径動作させるため、クラッチコイルスプリング26とシリンダ部材25間の摩擦係合力が増大して、クラッチコイルスプリング26がシリンダ部材25内での回転を規制される。このため、このときには、出力カム24がクラッチコイルスプリング26により逆回転を規制されて保持される。
When the braking state of both
また、解除スイッチSW2が操作されると、電気モータ11が逆回転駆動されて、変換機構Bのねじ軸41が逆回転され、これによりナット42とイコライザ12が図1の右方位置(制動位置)から図1の左方位置(解除位置)に移動する。このため、両ケーブル15,16のインナーワイヤ15a,16aが緩められて両パーキングブレーキ13,14が制動状態から解除状態とされる。
Further, when the release switch SW2 is operated, the
このときには、ワンウェイ動力伝達機構Cにおいて、電気モータ11により逆回転駆動される入力カム22aがクラッチコイルスプリング26の解除側端部26bに係合してクラッチコイルスプリング26を縮径動作させるため、クラッチコイルスプリング26とシリンダ部材25間の摩擦係合力が減少して、クラッチコイルスプリング26がシリンダ部材25内での回転を許容される。このため、このときには、入力カム22aとクラッチコイルスプリング26が一体的に逆回転駆動される。また、入力カム22aとクラッチコイルスプリング26が一体的に逆回転駆動されることにより、入力カム22aがクラッチコイルスプリング26の解除側端部26bを介して出力カム24に係合するときには、出力カム24が入力カム22aおよびクラッチコイルスプリング26とともに一体的に逆回転駆動される。
At this time, in the one-way power transmission mechanism C, the
ところで、上記した実施形態においては、図3および図4に示したように、シリンダ部材25の円筒状周壁25aに軸方向に所定量延びて一端部にて軸方向に開口する切欠25a1が設けられている。このため、クラッチコイルスプリング26がシリンダ部材25内での回転を許容されるとき、クラッチコイルスプリング26における外周面のシリンダ部材25における円筒状周壁25aの内周面に対する摺動(スティック・スリップの繰り返し)に起因してシリンダ部材25が振動しても、その振動は上記した切欠25a1の開口(自由端)にてシリンダ部材25からシリンダ部材25外に分散する。したがって、上記したスティック・スリップの繰り返しに伴うシリンダ部材25の振動が発生原因である異音を効果的に低減することが可能である。
Incidentally, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the cylindrical
また、上記した実施形態においては、シリンダ部材25がその外周に設けた膨出部25bにて六角穴付きボルト(図示省略で膨出部25bに設けた段付の取付孔25b1に組付けられる)を用いてハウジング31に固定されていて、切欠25a1と膨出部25bは図3および図4に示したように周方向にて対向する位置に配置されている。このため、膨出部25bによって円筒状周壁25aの剛性低下(拡径変形)を抑制することが可能であり、当該ワンウェイ動力伝達機構Cの機能低下を抑制した状態にて、上記した異音を効果的に低減することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the
上記した実施形態においては、シリンダ部材25に1個の切欠25a1を設けて実施したが、この切欠の個数は適宜増加して実施することが可能であり、例えば、図5に示したように、3個の切欠25a1を設けて実施することも可能である。また、上記した実施形態においては、シリンダ部材25の切欠25a1をシリンダ部材25の外周から見て矩形形状として実施したが、この切欠の形状は適宜変更して実施することが可能であり、例えば、図6(a)に示したように、シリンダ部材25の切欠25a1をシリンダ部材25の外周から見て開口側を底辺とする三角形状として実施する、或いは、図6(b)に示したように、シリンダ部材25の切欠25a1をシリンダ部材25の外周から見て開口側を短径とする長円形状として実施することも可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、本発明によるワンウェイ動力伝達機構Cを自動車用(車両用)の電動パーキングブレーキ装置に実施した例について説明したが、本発明によるワンウェイ動力伝達機構は他の種々な機器においても同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。 In the above embodiment, an example in which the one-way power transmission mechanism C according to the present invention is implemented in an electric parking brake device for automobiles (vehicles) has been described. However, the one-way power transmission mechanism according to the present invention is not limited to various other devices. It is possible to implement in the same manner or with appropriate modifications.
なお、発明者等は、上記した切欠25a1に代えて、シリンダ部材25の円筒状周壁25aに軸方向に所定量延びる長孔を設けて、上記したスティック・スリップの繰り返しに伴うシリンダ部材25の振動が発生原因である異音を測定したが、その異音は上記した長孔を設けない場合に発生する異音と差が殆どなく、上記した長孔では所期の異音低減効果が得られなかった。
The inventors have provided a long hole extending in a predetermined amount in the axial direction in the cylindrical
11…電気モータ、13,14…パーキングブレーキ、15,16…ケーブル、22…出力歯車(入力回転部材)、22a…入力カム、23…キー、24…出力カム、25…シリンダ部材、25a…、25a1…切欠、25b…膨出部、26…クラッチコイルスプリング、26a…引張側端部、26b…解除側端部、31…ハウジング、32…ケーシング、41…ねじ軸(出力回転部材)、42…ナット、B…変換機構、C…ワンウェイ動力伝達機構、ECU…電気制御装置
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JP2007129161A JP2008286225A (en) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | One-way power transmission mechanism and vehicle electric parking brake device adopting the same |
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