JP2019082387A - 電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バネ部材が用いられる荷重センサについて、所定以上の荷重によってセンサ異常が生じることが抑制された電動駆動装置を提供すること。【解決手段】電動駆動装置は、ハウジングＨと、アクチュエータ機構２と、荷重センサ３と、荷重センサ３とアクチュエータ機構２とを接続する接続部材４とを有し、アクチュエータ機構２は、電動駆動部２２と、スピンドル−ナット機構２３とを有し、荷重センサ３は、バネ部材３１と、バネ座３２と、バネ座３２に対して相対移動する作用部材３３と、作用部材３３とハウジングＨとに接続する連結部材３４と、連結部材３４に設けられたセンサ要素３５とを有し、連結部材３４は、係合部３４ｂを有し、荷重センサ３は、作用部材３３が連結部材３４に対して所定の相対移動をしたときに係合部３４ｂと係合して作用部材３３の連結部材３４に対する更なる相対移動を抑制する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動駆動装置に関する。

駆動によって操作対象に荷重を出力する出力装置には、例えば、電動パーキングブレーキがある。電動パーキングブレーキは、所定の駆動力を発生することが必要であるために、荷重センサが設けられる（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−２０２５２４号公報

しかし、荷重センサは、所定の荷重が付与されたときにセンサ要素が移動し、荷重が解除されたときにセンサ要素がゼロ点位置に戻る必要があるために、バネ部材が用いられている。このようなバネ部材は、所定以上の荷重を受けた場合には、塑性変形を生じる場合があるために、センサ要素の位置に異常を生じることとなり、正常な荷重測定ができない恐れがある。

本発明は、バネ部材が用いられる荷重センサについて、所定以上の荷重によってセンサ異常が生じることが抑制された電動駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の電動駆動装置は、ハウジングと、操作対象に荷重を出力する出力部を有するアクチュエータ機構と、荷重センサと、前記荷重センサと前記アクチュエータ機構とを接続する接続部材とを有する電動駆動装置であって、前記アクチュエータ機構は、電動駆動部と、ナット部材とスピンドル部材とを含むスピンドル−ナット機構とを有し、前記荷重センサは、バネ部材と、前記バネ部材を支持するバネ座と、前記バネ座に対して相対移動する作用部材と、前記作用部材と前記ハウジングとに接続する連結部材と、前記連結部材に設けられたセンサ要素とを有し、前記接続部材は、一方が前記アクチュエータ機構の前記スピンドル−ナット機構に接続する第一接続部と、他方が前記荷重センサの前記作用部材に接続する第二接続部とを有し、前記連結部材は、係合部を有し、前記荷重センサは、前記作用部材が前記連結部材に対して所定の相対移動をしたときに前記係合部と係合して前記作用部材の前記連結部材に対する更なる相対移動を抑制する。

本発明における電動駆動装置によれば、バネ部材が用いられる荷重センサについて、
所定以上の荷重によってセンサ異常が生じることが抑制される。

本発明の一実施形態の電動駆動装置が適用された電動パーキングブレーキの全体的な構成を示した概略平面図である。 本発明の一実施形態の電動駆動装置に用いられる荷重センサ及び接続部材の概略図である。 本発明の一実施形態の電動駆動装置が適用された電動パーキングブレーキの制御の構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、本発明の一実施形態の電動駆動装置が適用された電動パーキングブレーキが駆動される前の状態を示す概略図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す状態から、ナット部材が所定の位置まで軸方向に移動した状態を示す概略図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示される状態から、スピンドル部材および作用部材が軸方向に移動した状態を示す概略図であり、（Ｄ）は、係合部を有しない連結部材を用いた場合の（Ｃ）の状態に対応する概略図である。

次に、発明の実施の形態を説明する。まず、本発明の一実施形態に係る電動駆動装置の全体構成について図１を用いて説明する。

本実施形態に係る電動駆動装置とは、電力によって駆動する出力部からの出力によって操作対象に荷重をかける装置であり、例えば、出力部からの出力を、ケーブルを介して操作対象に伝達することで荷重をかける装置である。出力部からの出力によって索状体であるケーブルへ張力を発生させることで、操作対象に荷重をかけることにより、当該電動駆動装置は、操作対象を移動させたり、操作対象から他の対象へ荷重をかけたりすることができる。

次に、本実施形態に係る電動駆動装置の一例として、電動パーキングブレーキ１について詳細に説明する。なお、電動駆動装置は、電動パーキングブレーキ１に限定されず、例えば、ロープやケーブルの引上げ装置であっても良い。本実施形態に係る電動パーキングブレーキ１は、図１に示されるように、ハウジングＨと、操作対象に荷重を出力する出力部とを有するアクチュエータ機構２と、荷重センサ３と、荷重センサ３とアクチュエータ機構２とを接続する接続部材４とを有する。なお、図１は、電動パーキングブレーキ１を示す平面図であり、便宜上紙面左方向を前方、右方向を後方、紙面上方向または下方向を左方向または右方向として説明する。

電動パーキングブレーキ１は、出力部であるモータ２１からの出力を操作対象に伝達する伝動部材であるパーキング用ケーブルＣを介して操作対象であるブレーキシューＢに荷重をかける装置である。モータ２１からの出力によってパーキング用ケーブルＣに対して前後方向の荷重がかかることで、ブレーキシューＢにかかる荷重を変更し、図示せぬパーキングブレーキの作動または解除を切り替えるものである。なお、アクチュエータ機構２と操作対象との間に設けられる伝動部材は、パーキング用ケーブルＣに限定されず、ロッド等、ケーブル以外の伝動部材であってもよい。

パーキング用ケーブルＣには、インナーケーブルＣ１とアウターケーシングＣ２とからなるコントロールケーブルのインナーケーブルＣ１が用いられている。しかし、パーキング用ケーブルＣには、プルケーブルを用いたコントロールケーブルなど、従来公知のパーキングブレーキ用に用いられるケーブルが用いられてもよい。パーキング用ケーブルＣが一方向へ駆動され、前進する（図１において左方向へ移動する）とパーキング用ケーブルＣの張力が緩められてブレーキシューＢにかかる荷重が小さくなり、パーキングブレーキが解除される。また、パーキング用ケーブルＣが他方向へ駆動され、後退する（図１において右方向へ移動する）とパーキング用ケーブルＣの張力が増大し、ブレーキシューＢにかかる荷重が大きくなり、パーキングブレーキが作動される。

ハウジングＨは、アクチュエータ機構２、荷重センサ３、接続部材４等、電動駆動装置の構成要素の少なくとも一部を収容する。ハウジングＨの形状は、電動駆動装置の構成要素を収容することができれば、特に限定されない。

アクチュエータ機構２は、モータ２１等の出力部からの出力を前後方向への運動力（直線運動）に変換する機構である。アクチュエータ機構２によって変換された前後方向への運動力は、パーキング用ケーブルＣに作用し、パーキング用ケーブルＣは、前進または後退を行う。アクチュエータ機構２は、図１に示されるように、出力部であるモータ２１に加えて、電動駆動部２２と、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２とを含むスピンドル−ナット機構２３とを有する。

モータ２１は、出力部を構成する装置であり、正逆回転可能に構成されている。モータ２１は、後述する制御部５（図３参照）によって回転方向が制御される。モータ２１は、ハウジングＨ内に収容されている。モータ２１のモータ軸２１ａは、後述するモータギヤ２２ａを介して電動駆動部２２に接続される。また、モータ２１の出力側には、センサ要素として、モータ２１の回転を検知する回転検知装置６を備えている。回転検知装置６は、本実施形態では、図１に示されるように、回転検知用磁石６１と回転検知用ホールＩＣ６２とを備えている。なお、回転検知装置６は、回転検知用磁石６１と回転検知用ホールＩＣ６２により構成されるものに限定されない。

電動駆動部２２は、モータ２１からの出力をスピンドル−ナット機構２３に伝達する機構である。電動駆動部２２は、図１に示されるように、ハウジングＨ内に収容されている。本実施形態では、電動駆動部２２は、ハウジングＨ内に設けられた駆動部収容部Ｈ２に設けられている。電動駆動部２２は、本実施形態では、図１に示されるように、モータ２１のモータ軸２１ａに取り付けられたモータギヤ２２ａと、モータギヤ２２ａに噛合し、スピンドル−ナット機構２３へ駆動力を伝達する駆動力伝達ギヤ２２ｂとを含む。本実施形態では、電動駆動部２２は、モータギヤ２２ａと駆動力伝達ギヤ２２ｂとの２つのギヤにより構成されているが、電動駆動部２２を構成する駆動力伝達部材の数は特に限定されない。また、電動駆動部２２は、モータ２１の出力をスピンドル−ナット機構２３に伝達することができればよく、ギヤ以外の駆動力伝達部材を介してモータ２１の出力をスピンドル−ナット機構２３に伝達してもよい。

スピンドル−ナット機構２３は、電動駆動部２２によって伝達される回転方向の駆動力を、前後方向への運動力（直線運動）に変換する機構である。スピンドル−ナット機構２３は、ナット部材２３１と、スピンドル部材２３２と、を有する。スピンドル−ナット機構２３はハウジングＨ内に収容されている。本実施形態では、図１に示されるように、スピンドル部材２３２に電動駆動部２２による回転方向の駆動力が伝達されてスピンドル部材２３２が回転する。スピンドル部材２３２の回転力は、ナット部材２３１に伝達されて、ナット部材２３１がスピンドル部材２３２に対して相対移動する。しかし、スピンドル−ナット機構２３は、図示されている態様とは異なり、電動駆動部２２による回転方向の駆動力がナット部材に伝達され、ナット部材が回転することによりスピンドル部材を移動させるように構成されていてもよい。この場合、図１に示されるナット部材２３１とスピンドル部材２３２との軸Ｘ方向（図１参照）の位置関係が逆となる。以下の説明における、ナット部材２３１の各構成については、ナット部材およびスピンドル部材を軸Ｘ方向に逆に配置した場合のスピンドル部材に適用することができる。また、スピンドル部材２３２の各構成については、ナット部材およびスピンドル部材を軸Ｘ方向に逆に配置した場合のナット部材に適用することができる。

ナット部材２３１は、スピンドル部材２３２と螺合することにより、スピンドル部材２３２の長手方向である軸Ｘ方向に進退可能に設けられる。ナット部材２３１は、スピンドル部材２３２の雄ネジ部２３２ａと螺合する雌ネジ部２３１ａと、スピンドル部材２３２との螺合時にスピンドル部材２３２が収容される収容空間Ｓとを有している。

ナット部材２３１は、本実施形態では、軸Ｘ周りの回転が規制され、ハウジングＨの案内部Ｈａ（図１参照）に軸Ｘ方向に移動可能に設けられている。ナット部材２３１は、案内部Ｈａに案内されるガイド部２３１ｂを有している。ガイド部２３１ｂは、軸Ｘ周り方向で案内部Ｈａと係合することにより、ナット部材２３１の軸Ｘ周りの回転を規制する。ガイド部２３１ｂは、案内部Ｈａに軸Ｘ方向で案内されて、ハウジングＨ内を軸Ｘ方向に移動する。

ナット部材２３１は、パーキング用ケーブルＣの一端が取り付けられる取付部２３１ｃを有している。これにより、ナット部材２３１が軸Ｘ方向に移動すると、パーキング用ケーブルＣが軸Ｘ方向に操作され、操作対象が操作される。

スピンドル部材２３２は、ナット部材２３１と螺合し、ナット部材２３１をスピンドル部材２３２に対して軸Ｘ方向に相対移動させる。スピンドル部材２３２は、ハウジングＨ内で回転可能に支持されている。スピンドル部材２３２は、電動駆動部２２によって伝達される回転方向の駆動力により回転する。本実施形態では、スピンドル部材２３２は、図１に示されるように、駆動力伝達ギヤ２２ｂと係合することにより、電動駆動部２２の回転力が伝達され、軸Ｘ周りに回転可能である。

スピンドル部材２３２は、本実施形態では、図１に示されるように、ナット部材２３１の雌ネジ部２３１ａと螺合する雄ネジ部２３２ａと、電動駆動部２２（駆動力伝達ギヤ２２ｂ）の回転力が伝達される回転伝達部２３２ｂとを有している。回転伝達部２３２ｂの構造は、電動駆動部２２の回転力をスピンドル−ナット機構２３に伝達することが可能であれば、特に限定されない。本実施形態では、回転伝達部２３２ｂは、外周に軸Ｘ方向に沿って延びる複数の溝を有するスプライン部ＳＰを有している。駆動力伝達ギヤ２２ｂは、図１に示されるように、駆動力伝達ギヤ２２ｂの軸Ｘ方向に沿って設けられた中空部Ｓ２を有している。回転伝達部２３２ｂは、駆動力伝達ギヤ２２ｂの中空部Ｓ２に挿入され、駆動力伝達ギヤ２２ｂの内周面とスプライン嵌合している。これにより、駆動力伝達ギヤ２２ｂが回転すると、回転伝達部２３２ｂも回転するとともに、スピンドル部材２３２は、スプライン嵌合によって、駆動力伝達ギヤ２２ｂに対して、軸Ｘ方向に移動可能である。

なお、本実施形態では、スピンドル部材２３２は、後述するように、ナット部材２３１が軸Ｘ方向に移動する（図１において右側へ後退する）際は、軸Ｘ方向には移動せずその場で回転する。そして、ナット部材２３１が軸Ｘ方向で移動できなくなった際に、スピンドル部材２３２は、軸Ｘ方向に移動する（図１において左側へ前進する）。

接続部材４は、アクチュエータ機構２と荷重センサ３とを接続する部材である。接続部材４は、アクチュエータ機構２の軸Ｘ方向への移動を荷重センサ３に伝達する。本実施形態では、接続部材４は、アクチュエータ機構２の移動方向（軸Ｘ方向）と同方向に、荷重センサ３を移動させるように構成されているが、接続部材４は、荷重センサ３がアクチュエータ機構２の移動方向と異なる方向へ移動するように、アクチュエータ機構２と荷重センサ３とを接続してもよい。本実施形態では、アクチュエータ機構２は、接続部材４に相対回転可能に接続され、荷重センサ３は、接続部材４に相対回転不能に接続される。なお、アクチュエータ機構２が接続部材４に相対回転不能に接続され、荷重センサ３が接続部材４に相対回転可能に接続されていてもよい。本実施形態では、接続部材４は、アクチュエータ機構２のナット部材２３１およびスピンドル部材２３２と同軸上に配置された軸状の部材として構成されている。接続部材４は、図１および図２に示されるように、一方がアクチュエータ機構２のスピンドル−ナット機構２３に接続する第一接続部４１と、他方が荷重センサ３の後述する作用部材３３に接続する第二接続部４２とを有する。

第一接続部４１は、接続部材４のアクチュエータ機構２側の一端部（前端部）であり、アクチュエータ機構２に接続される。本実施形態では、第一接続部４１はスピンドル部材２３２に接続されている。第二接続部４２は、接続部材４の荷重センサ３側の他端部（後端部）であり、荷重センサ３の作用部材３３に取り付けられている。

本実施形態では、接続部材４は、アクチュエータ機構２における回転力により荷重センサ３が回転しないように、アクチュエータ機構２と荷重センサ３とを接続している。たとえば、接続部材４の第一接続部４１側および第二接続部４２側のうちのいずれか一方に、図示しない軸受を設けて、アクチュエータ機構２における回転力が、荷重センサ３に伝達されないようにすればよい。また、接続部材４は、接続部材４が接続された、スピンドル−ナット機構２３のいずれか一方（本実施形態ではスピンドル部材２３２）が軸Ｘ方向に移動したときに、荷重センサ３の作用部材３３に軸Ｘ方向の動作を伝達できるように、アクチュエータ機構２および荷重センサ３に接続されている。この場合、後述するように所定以上の荷重が操作対象に加わった際に、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２とのうち、接続部材４側に設けられた一方が他方に対して軸Ｘ方向に相対移動する。その相対移動が作用部材３３に伝達され、作用部材３３が軸Ｘ方向に移動して荷重センサ３での荷重の検知を可能にする。接続部材４のアクチュエータ機構２および荷重センサ３への接続方法は特に限定されない。たとえば、電動駆動部２２を収容する駆動部収容部Ｈ２（図１参照）と接続部材４の第一接続部４１側とが、軸受を介して接続され、作用部材３３と接続部材４の第二接続部４２側とが、ロックナット等の固定部材により固定される。

本実施形態では、スピンドル部材２３２の軸Ｘ方向の一端（後端）側に、接続部材４の第一接続部４１が接続されている。なお、上述したように、軸Ｘ方向でスピンドル部材とナット部材とが本実施形態と逆に設けられ、ナット部材が電動駆動部２２により回転駆動されて、その回転力がスピンドル部材に伝達される場合には、ナット部材に接続部材４の第一接続部４１が接続される。

荷重センサ３は、ブレーキシューＢ等の操作対象にかかる荷重を検知するセンサである。荷重センサ３は、図１および図２に示すように、バネ部材３１と、バネ部材３１を支持するバネ座３２と、バネ座３２に対して相対移動する作用部材３３と、作用部材３３とハウジングＨとに接続する連結部材３４と、連結部材３４に設けられたセンサ要素３５とを有している。また、本実施形態では、荷重センサ３は、作用部材３３に設けられた、センサ要素３５と相互作用する第二センサ要素３６を備えている。本実施形態では、センサ要素３５は磁石であり（以下、磁石３５とも呼ぶ）、第二センサ要素３６はホールＩＣ（以下、ホールＩＣ３６とも呼ぶ）である。

荷重センサ３においては、詳細は後述するが、インナーケーブルＣ１の移動に従って作用部材３３がバネ座３２および連結部材３４に対して軸Ｘ方向に相対移動し、この相対移動と共に、磁石３５がホールＩＣ３６に対して軸Ｘ方向に相対移動する。この磁石３５の軸Ｘ方向での相対移動によりホールＩＣ３６が、インナーケーブルＣ１の荷重に相当するスピンドル−ナット機構２３の移動距離に応じた電圧をケーブル張力信号として制御部５へ出力するようになっている（図３参照）。

バネ部材３１は、バネ座３２および作用部材３３に支持されており、作用部材３３が連結部材３４に対して、相対移動することに伴って弾性変形を行う。バネ部材３１は、本実施形態では、バネ座３２と作用部材３３との間に軸Ｘ方向に伸縮可能に設けられる。バネ部材３１の構造は、バネ座３２と作用部材３３との間で伸縮可能であれば、特に限定されない。たとえば、バネ部材３１は、圧縮コイルスプリングとすることができる。バネ部材３１の一端は、バネ座３２に取り付けられ、バネ部材３１の他端は、作用部材３３側に取り付けられている。本実施形態では、バネ部材３１の他端は、介装部材Ｉを介して間接的に作用部材３３に取り付けられている。介装部材Ｉの構造は、特に限定されないが、たとえば、所定の荷重に耐え得る金属製のワッシャを用いることができる。

バネ座３２は、バネ部材３１の一端を支持する部位である。バネ座３２は、バネ部材３１の一端を支持することができれば、その構造や位置は特に限定されない。バネ座３２は、本実施形態では、連結部材３４の一端側に設けられた後述するフランジ部３４ａ（図２参照）の一方の端面に設けられている。

連結部材３４は、図１および図２に示されるように、作用部材３３とハウジングＨとを、バネ部材３１を介して接続している。連結部材３４は、ハウジングＨに設けられた連結部Ｈｂに連結されている。これにより、連結部材３４は、ハウジングＨに対する相対移動（本実施形態では、軸Ｘ方向の移動）が規制されている。また、連結部材３４は、本実施形態ではバネ座３２を有し、連結部材３４にバネ部材３１が接続されている。連結部材３４は、バネ部材３１を介して作用部材３３に接続されている。本実施形態では、連結部材３４は、軸Ｘ方向に配置された柱状の部材であり、アクチュエータ機構２側の端部（前端）にはフランジ部３４ａが設けられている。本実施形態では、フランジ部３４ａは、作用部材３３に設けられた当接部３３ａ（図２参照）と当接して、バネ部材３１の付勢力により所定の位置で保持される。

センサ要素３５は、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を検出する部材である。本実施形態では、センサ要素３５は磁石であり、作用部材３３に設けられた第二センサ要素（ホールＩＣ）３６とともに、作用部材３３の相対移動距離に応じた電圧等の信号により、作用部材３３の移動距離を検出している。センサ要素３５は、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を検出することができれば、磁石に限定されない。たとえば、センサ要素３５として、リミットスイッチなどを用いて、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を検出してもよい。

センサ要素３５を設ける位置は特に限定されない。本実施形態では、センサ要素である磁石３５は、連結部材３４のフランジ部３４ａに設けられ、作用部材３３に設けられたホールＩＣ３６と対向している。

作用部材３３は、バネ座３２（連結部材３４）に対して相対移動する。作用部材３３は、ハウジングＨ内で移動可能に構成されている。本実施形態では、作用部材３３は、軸Ｘ方向に沿って移動する。作用部材３３は、たとえば、ハウジングＨに設けられ、作用部材３３を軸Ｘ方向に案内するガイド溝等の作用部材案内部（図示せず）に沿って案内されていてもよい。作用部材３３は、本実施形態では、センサ要素３５やバネ部材３１を収容するケーシングとして示されているが、作用部材３３の構造は特に限定されない。

作用部材３３は、接続部材４を介してアクチュエータ機構２に接続され、アクチュエータ機構２とともにハウジングＨに対して相対移動する。ナット部材２３１およびスピンドル部材２３２のうち、接続部材４と接続された一方が、軸Ｘ方向に移動することにより、作用部材３３も軸Ｘ方向に移動するように構成されている。作用部材３３は、図１および図２に示されるように、接続部材４の第二接続部４２が接続される作用部材側接続部３３ｂを有している。作用部材側接続部３３ｂと第二接続部４２とが接続されることにより、スピンドル−ナット機構２３の軸Ｘ方向への運動力が作用部材３３に伝達される。本実施形態では、スピンドル部材２３２に接続された接続部材４が、第二接続部４２において、作用部材３３に接続されている。

作用部材３３は、本実施形態では、図１および図２に示されるように、第二センサ要素３６を有している。第二センサ要素３６は、センサ要素３５とともに、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を検出する。本実施形態では、第二センサ要素３６は、作用部材３３に取り付けられたホールＩＣであり、作用部材３３が軸Ｘ方向に移動することにより、連結部材３４に設けられたセンサ要素３５である磁石に対して位置変化を生じる。これにより、磁石とホールＩＣとの間の位置ズレによって、電圧を変化させて作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動が検出される。

また、作用部材３３は、図２に示されるように、連結部材３４が接続部材４側から延出する孔部３３ｃを有している。孔部３３ｃは、作用部材３３において、連結部材３４が貫通する貫通孔ＴＨを含む周辺領域をいう。本実施形態では、作用部材３３に介装部材Ｉが設けられ、介装部材Ｉと作用部材３３の壁部との両方を連通して貫通孔ＴＨが形成され、孔部３３ｃは、介装部材Ｉ側の貫通孔ＴＨ１の周辺領域となる。なお、介装部材Ｉは必ずしも設ける必要はなく、その場合、孔部３３ｃは、作用部材３３の壁部に設けられた貫通孔ＴＨ２の周辺領域となる。

連結部材３４は、係合部３４ｂを有している。係合部３４ｂは、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を所定の範囲に規制する。荷重センサ３は、作用部材３３が連結部材３４に対して所定の相対移動をしたときに係合部３４ｂと係合して作用部材３３の連結部材３４に対する更なる相対移動を抑制する。本実施形態では、作用部材３３が初期位置（図２における実線参照）にある場合は、係合部３４ｂは作用部材３３と係合していない。一方、係合部３４ｂは、作用部材３３が所定量移動した後に、作用部材３３の少なくとも一部と係合することにより（図２における二点鎖線参照）、作用部材３３の所定の範囲を越えた相対移動を規制する。係合部３４ｂは、連結部材３４と接続部材４との相対移動を抑制できるように、接続部材４の移動と共に移動する部材との嵌合をすることで、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動を所定の範囲に規制することができる。

係合部３４ｂは、本実施形態では、作用部材３３と軸Ｘ方向で係合するように構成されている。連結部材３４はハウジングＨに接続されているため、連結部材３４の係合部３４ｂが軸Ｘ方向で作用部材３３と係合することにより、作用部材３３はハウジングＨに対する軸Ｘ方向での相対移動が規制される。これにより、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動が所定の範囲に規制され、作用部材３３の移動に伴って弾性変形するバネ部材３１の変形量も所定の範囲に規制される。したがって、バネ部材３１の弾性変形限界を超えるような変形を生じさせる荷重がバネ部材３１へ加わることが抑制され、バネ部材３１の塑性変形が抑制される。よって、バネ部材３１への荷重が解除された際に、連結部材３４に設けられたセンサ要素３５が、バネ部材３１の塑性変形などにより、正常な荷重測定をする際に最初に位置付けられるゼロ点位置からずれて配置されることが抑制され、センサ異常が生じることが抑制される。

係合部３４ｂは、本実施形態では、連結部材３４の軸Ｘ方向の１箇所に設けられた段部として構成されている。具体的には、連結部材３４は、外周側にバネ部材３１が設けられた略円柱状の部材であり、図２に示されるように、軸Ｘ方向でアクチュエータ機構２側となる一端側に設けられた大径部３４ｃと、軸Ｘ方向で他端側に設けられた小径部３４ｄとを有している。係合部３４ｂは、大径部３４ｃと小径部３４ｄとの間の段部として構成されている。しかし、係合部３４ｂの形状および構造は、作用部材３３が所定の相対移動をしたときに作用部材３３と係合することができれば、特に限定されない。たとえば、連結部材３４の外周側がバネ部材３１によって取り囲まれていない場合、連結部材３４の表面から突出する突出部としてもよい。

また、係合部３４ｂは、本実施形態においては介装部材Ｉと係合するが、作用部材３３側の孔部３３ｃと軸の全周において係合して、作用部材３３の連結部材３４に対する相対移動が抑制されてもよい。この場合、係合部３４ｂが、孔部３３ｃにおいて連結部材３４の軸Ｘ周り方向の全周で係合することにより、連結部材３４やバネ部材３１にアンバランスな力が加わりにくく、連結部材３４やバネ部材３１の変形や破損を抑制することができる。

次に、電動パーキングブレーキ１の制御の構成について図３を用いて説明する。
本実施形態の電動パーキングブレーキ１は、図３に示されるように、制御部５を備えている。制御部５は、アクチュエータ機構２の駆動を制御する。制御部５は、本実施形態においては、ＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、マイクロコンピュータから構成される。制御部５は、アクチュエータ機構２の駆動を、スピンドル−ナット機構２３の移動距離によって制御する。これにより、スピンドル−ナット機構２３の移動距離によって操作対象に所定以上の荷重が加わったと、制御部５により判断された場合、アクチュエータ機構２の出力部（モータ２１）の作動を停止制御することができる。なお、スピンドル−ナット機構２３の移動距離は、たとえば、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２との間の相対移動に関する移動距離とすることができる。

制御部５は、図３に示されるように、電動パーキングブレーキ１の作動信号または解除信号を送信する操作部７と、アクチュエータ機構２と、荷重センサ３とに接続されている。本実施形態では、制御部５は、荷重センサ３の第二センサ要素（ホールＩＣ）３６に接続され、アクチュエータ機構２のモータ２１と、モータ２１の回転を検知する回転検知装置６（回転検知用ホールＩＣ６２）とに接続されている。

また、制御部５とアクチュエータ機構２のモータ２１とは、電気信号が送受信可能に接続されていて、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２とが所定のストロークの相対移動をするように制御部５がアクチュエータ機構２を制御する。荷重センサ３からのスピンドル−ナット機構２３の移動距離に応じたケーブル張力信号を受けた制御部５は、モータ２１を回転制御するようにしている。

制御部５が、操作部７からの作動信号を受信して、電動パーキングブレーキ１を作動させる場合、モータ２１の駆動力により、スピンドル−ナット機構２３のスピンドル部材２３２が軸Ｘ回りに回転し、ナット部材２３１が後方向へ移動する。ナット部材２３１の後方への移動に伴い、インナーケーブルＣ１が後方へ移動する。インナーケーブルＣ１の後方への移動に伴い、操作対象となるブレーキシューＢが操作される。ブレーキシューＢが所定量操作されると、インナーケーブルＣ１はそれ以上後方へ移動不能となり、インナーケーブルＣ１が接続されたナット部材２３１の後方への移動が規制される。ナット部材２３１の後方への移動が規制されると、スピンドル部材２３２が前方へ移動する。その場合、スピンドル部材２３２と接続部材４によって接続された荷重センサ３に荷重がかかる。荷重センサ３に荷重がかかると、荷重センサ３を構成する作用部材３３が移動する。作用部材３３の移動に伴って第二センサ要素であるホールＩＣ３６が、連結部材３４に設けられたセンサ要素である磁石３５に対して軸Ｘ方向に移動する。磁石３５に対するホールＩＣ３６の軸Ｘ方向の相対移動により、ホールＩＣ３６は、インナーケーブルＣ１からの荷重に相当するスピンドル−ナット機構２３の移動距離に応じた電圧をケーブル張力信号として制御部５へ出力する。

また、モータ２１のモータ軸２１ａに接続された回転検知用磁石６１の回転を検知した回転検知用ホールＩＣ６２からの回転パルスが制御部５へ送信される。制御部５は、スピンドル−ナット機構２３のナット部材２３１とスピンドル部材２３２とを、所定の移動量で相対移動させて、電動パーキングブレーキ１を作動させる。制御部５が、荷重センサ３によって、予め設定したケーブル張力を示す信号を検出し、スピンドル−ナット機構２３について所定の移動量を移動させた場合、制御部５は、モータ２１を停止させる。

また、制御部５が、操作部７からの解除信号を受信して、パーキングブレーキを解除する場合、制御部５は、モータ２１を逆転駆動してインナーケーブルＣ１を解除方向に戻す。制御部５は、スピンドル−ナット機構２３のナット部材２３１とスピンドル部材２３２とを予め設定した移動量で相対移動させた後、モータ２１を停止させる。このように、制御部５は、アクチュエータ機構２の駆動を、スピンドル−ナット機構２３の移動距離によって制御する。ここで、電動パーキングブレーキによっては、電源喪失などによりスピンドル−ナット機構２３が所定の駆動量だけ解除駆動されない場合（たとえば、ナット部材２３１が図４（Ａ）に示される初期位置まで戻りきれなかった場合）がある。この場合には、本来の解除位置（図４（Ａ）に示される初期位置）に戻らない状態で、所定の移動量の駆動（たとえば、図４（Ａ）から図４（Ｂ）までの移動量の駆動）がなされてしまうために、駆動時に過剰の駆動がされてしまうことがある。電動パーキングブレーキ１は、係合部３４ｂを有することにより、過剰な駆動によって、過剰な荷重がバネ部材３１に加わることが抑制される。

次に、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を用いて、電動パーキングブレーキ１の動作を説明する。

まず、パーキングブレーキを作動させる場合、図４（Ａ）に示される状態から、モータ２１を駆動させて出力を行う。モータ２１の駆動力は、モータギヤ２２ａ及び駆動力伝達ギヤ２２ｂを介してスピンドル−ナット機構２３の回転伝達部２３２ｂへ伝達される。回転伝達部２３２ｂが回転することにより、スピンドル部材２３２が軸Ｘ周りに回転する。

スピンドル部材２３２が回転すると、スピンドル部材２３２に螺合されるナット部材２３１がスピンドル部材２３２に対して後方（軸Ｘ方向の一方。図４（Ａ）において右側）へ移動する。なお、このときスピンドル部材２３２は、接続部材４、作用部材３３、バネ部材３１および連結部材３４を介してハウジングＨに接続され、スピンドル部材２３２にバネ部材３１を圧縮する力が加わるまでは、スピンドル部材２３２は実質的に軸Ｘ方向で移動することなく、その場で回転する。

ナット部材２３１がスピンドル部材２３２に対して後方へ移動すると、ナット部材２３１に取り付けられたパーキング用ケーブルＣは、ハウジングＨに対して後方へ移動を開始する。

パーキング用ケーブルＣが、ハウジングＨに対して後方へ移動可能な場合には、ナット部材２３１の後方への移動に伴ってパーキング用ケーブルＣが、ハウジングＨに対して後方へ移動する。すなわち、インナーケーブルＣ１が後方へ引かれる。

そして、インナーケーブルＣ１が所定の操作量でブレーキシューＢを操作すると、インナーケーブルＣ１はハウジングＨに対して後方へ移動不能となり、ナット部材２３１およびインナーケーブルＣ１は、ハウジングＨに対して移動を停止する（図４（Ｂ）参照）。さらに、モータ２１を駆動させて出力を行い、スピンドル部材２３２を軸Ｘ周りに回転させた場合、移動しないナット部材２３１に対して、スピンドル部材２３２がハウジングＨに対して前方（軸Ｘ方向の他方。図４（Ｂ）における左側）へ移動を開始する。この際、スピンドル部材２３２の前方への移動に伴って、スピンドル部材２３２に接続された接続部材４および荷重センサ３の作用部材３３がハウジングＨに対して前方へ移動を開始する（図４（Ｃ）参照）。

作用部材３は、バネ部材３１の弾性力に抗して、バネ部材３１を縮ませる方向となる前方へ移動する。このとき、連結部材３４およびバネ座３２は、ハウジングＨに対して相対移動しないためバネ部材３１は縮む（図４（Ｃ）参照）。バネ部材３１の弾性変形に伴い弾性力は大きくなるが、弾性力よりもモータ２１の出力の方が大きいため、スピンドル部材２３２、接続部材４、および、荷重センサ３の作用部材３３は前方へ移動する。

図４（Ｃ）に示すように、スピンドル部材２３２、接続部材４、及び荷重センサ３の作用部材３３がハウジングＨに対して前方へ所定量で移動した後、更にモータ２１を駆動させて出力を行った際には、連結部材３４の係合部３４が、作用部材３３（介装部材Ｉ）と係合する。係合部３４ｂと作用部材３３とが係合すると、連結部材３４は、ハウジングＨに対して相対移動しないため、これ以上スピンドル部材２３２、接続部材４、及び荷重センサ３の作用部材３３は前方へ移動しない。すなわち、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２とが所定の荷重を出力するときに、連結部材３４の係合部３４ｂが作用部材３３と係合して、ナット部材２３１とスピンドル部材２３２との相対移動が抑制されて、バネ部材３１への更なる負荷が抑制される。

このように構成することにより、バネ部材３１の弾性変形限界を超えてバネ部材３１へ荷重をかけることが抑制され、バネ部材３１の塑性変形が抑制される。

図４（Ｄ）に示すように、連結部材３４に係合部３４ｂを設けない構成では、インナーケーブルＣ１が移動不能となった状態の後、更にモータを駆動させて出力を行った際には、所定の荷重以上の過剰な負荷がバネ部材３１にかかることになる。バネ部材３１に過剰な負荷がかかると、バネ部材３１に塑性変形が生じる。バネ部材３１にいわゆるヘタリと言われる現象が生じた場合には、センサ要素３５の位置に異常が生じたり、所定の荷重とは異なる荷重でセンサ要素３５が移動したりすることとなる。電動駆動装置が作動する前の状態においてスピンドルーナット機構２３が所定の初期状態と異なる状態に置かれた場合には、荷重センサ３によって正常な荷重測定ができない恐れがある。

しかし、連結部材３４の係合部３４ｂは、荷重センサ３に所定の荷重が負荷された状態になると、連結部材３４の係合部３４ｂと荷重センサ３の作用部材３３とが係合し、スピンドル−ナット機構２３の作動を抑制することで、荷重センサ３に所定の負荷よりも大きい負荷が加えられることが抑制される。つまり、連結部材３４に係合部３４ｂが設けられることにより、バネ部材３１の弾性変形限界を超えてバネ部材３１へ荷重がかかることを抑制することができる。そのため、バネ部材３１の塑性変形を防ぎ、荷重が解除されたときに、センサ要素である磁石３５が図４（Ａ）に示されるゼロ点位置に戻る。これにより、所定以上の荷重によるセンサ異常を防ぐことができる。したがって、連結部材３４に、作用部材３３と係合する係合部３４ｂを設けることにより、バネ部材３１の塑性変形によって生じる荷重センサ３が所定の荷重に至る前に所定の荷重に至ったとする誤検知を、抑制することができる。

１ 電動パーキングブレーキ
２ アクチュエータ機構
２１ モータ
２１ａ モータ軸
２２ 電動駆動部
２２ａ モータギヤ
２２ｂ 駆動力伝達ギヤ
２３ スピンドル−ナット機構
２３１ ナット部材
２３１ａ 雌ネジ部
２３１ｂ ガイド部
２３１ｃ 取付部
２３２ スピンドル部材
２３２ａ 雄ネジ部
２３２ｂ 回転伝達部
３ 荷重センサ
３１ バネ部材
３２ バネ座
３３ 作用部材
３３ａ 当接部
３３ｂ 作用部材側接続部
３３ｃ 孔部
３４ 連結部材
３４ａ フランジ部
３４ｂ 係合部
３４ｃ 大径部
３４ｄ 小径部
３５ センサ要素（磁石）
３６ 第二センサ要素（ホールＩＣ）
４ 接続部材
４１ 第一接続部
４２ 第二接続部
５ 制御部
６ 回転検知装置
６１ 回転検知用磁石
６２ 回転検知用ホールＩＣ
７ 操作部
Ｂ ブレーキシュー
Ｃ パーキング用ケーブル
Ｃ１ インナーケーブル
Ｃ２ アウターケーシング
Ｈ ハウジング
Ｈａ 案内部
Ｈｂ 連結部
Ｈ２ 駆動部収容部
Ｉ 介装部材
Ｓ 収容空間
Ｓ２ 中空部
ＳＰ スプライン部
ＴＨ、ＴＨ１、ＴＨ２ 貫通孔
Ｘ 軸

Claims (3)

1. ハウジングと、操作対象に荷重を出力する出力部を有するアクチュエータ機構と、荷重センサと、前記荷重センサと前記アクチュエータ機構とを接続する接続部材とを有する電動駆動装置であって、
   前記アクチュエータ機構は、
   電動駆動部と、ナット部材とスピンドル部材とを含むスピンドル−ナット機構とを有し、
   前記荷重センサは、
   バネ部材と、前記バネ部材を支持するバネ座と、前記バネ座に対して相対移動する作用部材と、前記作用部材と前記ハウジングとに接続する連結部材と、前記連結部材に設けられたセンサ要素とを有し、
   前記接続部材は、
   一方が前記アクチュエータ機構の前記スピンドル−ナット機構に接続する第一接続部と、他方が前記荷重センサの前記作用部材に接続する第二接続部とを有し、
   前記連結部材は、係合部を有し、
   前記荷重センサは、前記作用部材が前記連結部材に対して所定の相対移動をしたときに前記係合部と係合して前記作用部材の前記連結部材に対する更なる相対移動を抑制する電動駆動装置。
2. 前記アクチュエータ機構の駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部が前記アクチュエータ機構の駆動を、前記スピンドル−ナット機構の移動距離によって制御する、請求項１に記載の電動駆動装置。
3. 前記作用部材は、前記連結部材が前記接続部材側から延出する孔部を有し、前記係合部が、前記孔部と軸の全周において係合して、前記作用部材の前記連結部材に対する相対移動が抑制される、請求項１または２に記載の電動駆動装置。

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