JP7371176B2 - 駐車メカニズム、ｅｍｂシステム、及び車両 - Google Patents

Description

本願は、車両の制動技術の分野に関し、特に、駐車メカニズム、ＥＭＢシステム、及び車両に関する。

油圧を使用してピストンを押して摩擦板を押す従来のブレーキとは異なり、電子機械ブレーキ（Electronic Mechanical Brake, ＥＭＢ）システムは、車輪側のモータを使用して減速機を駆動し、次に回転運動を直線運動に変換する機械構造（例えば、ボールネジ、カム機構、スライダー・クランク機構）を駆動し、最後に摩擦板を駆動して制動を実現するブレーキである。

次の２つの理由から、電子駐車ブレーキ（electronic parking brake, EPB）ユニットをＥＭＢシステムに統合する必要がある：１．ＥＭＢシステムのモータ及び動作機構が制動力を発生させることができ、ＥＭＢシステムのこのセットを使用してコストを削減することができる。２．ＥＭＢシステムの動作機構は自己ロックではない。ＥＭＢシステムのモータの電源がオフになると、動作機構がリバウンドし（rebound：跳ね返り）、ブレーキが解除される。ＥＭＢシステムのモータの電源を長時間に亘って入れたままにすると、重大な加熱の問題が発生する可能性がある。ＥＰＢユニットは、長時間のブレーキが必要な場合に、ＥＭＢシステムの動作機構をロックすることができる。このようにして、動作機構はリバウンドできず、ブレーキが維持される。

現在、ＥＰＢユニットをＥＭＢシステムに統合することにより駐車を実施することができるが、駐車力（parking force）の変化は段階的であることが多く、駐車力が増加すると車両がスライドする可能性がある。

本願は、車両を制動して停止させるための無段階可変の駐車力を与える、駐車メカニズム、ＥＭＢシステム、及び車両を提供する。これにより、駐車力が増加したときに一方向のロックを実施することができる。

第１の態様によれば、本願は駐車メカニズムを提供する。駐車メカニズムを車両のＥＭＢシステムに統合して、車両にブレーキをかけて駐車させることができる。駐車メカニズムは、ホイールディスク、ウェッジディスク（wedge disc）、及び駆動アセンブリを含む。ホイールディスクは、ブレーキ装置（例えば、ＥＭＢシステム）のモータシャフトに固定して接続されるように構成され、ブレーキ装置のモータシャフトと共に回転することができる。ウェッジディスクは、ブレーキ装置のモータハウジングに対して固定されており、ブレーキ装置のモータシャフトが回転すると、ホイールディスクがウェッジディスクに対して回転する。ホイールディスクの軸線及びウェッジディスクの軸線が、ブレーキ装置のモータシャフトの軸線と整列している。従って、ホイールディスクは、モータシャフトの軸線を回転軸線として使用して、モータシャフトと共にウェッジディスクに対して回転する。ホイールディスクに面する開口部を含むくさび溝が、ホイールディスクに面するウェッジディスクの面に形成され、ホイールディスクと接触する可動部がくさび溝内に配置され、くさび溝の底部からホイールディスクに向かう方向において、くさび溝の第１の端部の溝深さが可動部のサイズよりも大きく、くさび溝の第２の端部の溝深さが可動部のサイズよりも小さい。可動部がくさび溝の第１の端部と第２の端部との間を移動すると、可動部とホイールディスクとの間の摩擦が変化する。弾性部が、可動部とくさび溝の第１の端部との間に配置され、弾性部は圧縮されたエネルギー貯蔵状態にあるため、弾性部は、可動部を駆動してくさび溝の第１の端部から第２の端部に移動させる傾向（trend）を有している。弾性部によって可動部を駆動してくさび溝の第１の端部から第２の端部に移動させるときに、可動部は、くさび溝の構造上の制限によりホイールディスクに押し付けられ、可動部とホイールディスクとの間の摩擦が徐々に増加することが予想され得る。駆動アセンブリは、可動部を駆動して、弾性部の弾性ポテンシャルエネルギーに逆らって、くさび溝の第２の端部から第１の端部に移動するように構成される。

本願で提供する駐車メカニズムが駐車用ブレーキ装置に使用される場合に、駆動アセンブリによって駆動される弾性部がくさび溝と協働して可動部に圧力を加えることができることが分かり得る。可動部とホイールディスクとの間には大きな摩擦が生じ、ホイールディスクはウェッジディスクに対して固定され、ブレーキ装置のモータシャフトはモータハウジングに対して固定され、車両の制動を実施して停止させる。この場合に、ブレーキ装置のモータシャフトがロックされる。駐車を解除する必要がある場合に、駆動アセンブリを制御して、可動部を駆動させてくさび溝内の第２の端部から第１の端部に移動させる。可動部とホイールディスクとの間の摩擦は徐々に小さくなり、無視することさえすることができる。この場合に、ホイールディスクはウェッジディスクに対して回転し、それによって、モータシャフトはモータハウジングに対して回転し、ブレーキ装置のモータシャフトはロックされない。くさび溝内の可動部の動きが連続的であるため、駐車メカニズムは駐車力を無段階に調整でき、可動部とくさび溝との間の協働により、駐車力が増加すると、一方向のロックを実現することができる。

可能な実施態様では、ウェッジディスクはリング形状であり、円筒形状の孔がウェッジディスクの中心に配置される。円筒形状の孔のサイズが、ホイールディスクの周面に一致し、それによって、ウェッジディスクはホイールディスクにスリーブ化される（sleeved）。ホイールディスク及びウェッジディスクの構造に基づいて、くさび溝が、ホイールディスクの丸孔と接触するウェッジディスクの内壁に形成される。

いくつかの可能な実装態様では、可動部は、円筒構造、球状構造、又は別の同様の構造に関するものであり得る。このような構造により、くさび溝内での可動部の動きが容易になる。弾性部は、バネ又はバネ板であってもよい。可動部が球状構造に関するものであり、弾性部がバネである場合に、弾性部は可動部と良好に接触して力を支えることができることが理解されよう。

ホイールディスク及びウェッジディスクの構造に基づいて、可能な実施態様では、駆動アセンブリは駆動ディスクを含み、ブレーキ装置のモータシャフトの延長方向において、駆動ディスクは、ホイールディスク及びウェッジディスクの任意の面に配置され得る。駆動ディスクの軸線がモータシャフトの軸線と整列し、駆動ディスクは、ウェッジディスクに対してモータシャフトの軸線の周りに回転する。駆動ディスクは駆動ブロックを有し、駆動ブロックは、くさび溝内に延び、且つ弾性部から離れる可動部の面に位置する。駆動ディスクが、モータシャフトの軸線を回転軸線として使用してウェッジディスクに対して回転すると、駆動ブロックはくさび溝内を移動する。さらに、駆動ブロックが、駆動ディスクと共に移動し、くさび溝内を第２の端部から第１の端部に移動すると、駆動ブロックは、可動部を駆動して、弾性部の弾性ポテンシャルエネルギーに逆らって第１の端部に移動する。これにより、モータシャフトのロックが解除される。

駆動アセンブリは、駆動ディスクを駆動して回転させる動力源をさらに含む。動力源は、電磁駆動構造であってもよく、モータシャフトの軸線を回転軸線として使用して駆動ディスクを駆動して回転させるように構成される。

電磁駆動構造の電源がオフにされたときに駐車メカニズムの自己ロックを実現するために、駆動アセンブリは伝達ロッドをさらに含むことができる。伝達ロッドの周面を伝達ロッドの軸線の周りに回転させることにより、雄ネジが形成される。そのため、ウォームギヤが、駆動ディスクのエッジ部に形成され、ウォームギヤはネジ山と係合する。従って、伝達ロッド及び駆動ディスクは、ウォームギヤ及びウォームアセンブリを形成して、自己ロックを実現する。

加えて、レンチインターフェイスが、電磁駆動構造から離れた伝達ロッドの端部にさらに配置される。レンチインターフェイスは、六角柱形状、内側六角形状、トルクス形状等であってもよい。電磁駆動構造の電源がオフになると、作業員は、レンチインターフェイスに作用するレンチを使用して駐車メカニズムを操作し、ブレーキ装置のモータシャフトのロックを解除することができる。

第２の態様によれば、本願は、モータ、減速機、及び前述の技術的解決策のいずれかにおける駐車メカニズムを含むＥＭＢシステムをさらに提供する。モータは、モータシャフトを使用して減速機に伝動接続され、駐車メカニズムのホイールディスクがモータシャフトに固定して接続され、駐車メカニズムのウェッジディスクが、モータのモータハウジングに対して固定される。ＥＭＢシステムは、前述の駐車メカニズムを使用して制動を実施することができ、駐車メカニズムの全ての有利な効果を達成することができる。詳細については、ここでは再び説明しない。

第３の態様によれば、本願はさらに車両を提供する。車両は、車体、ホイールハブ、及びＥＭＢシステムを含む。ＥＭＢシステムのモータシャフトが、ホイールハブに伝動接続されており、最終的にはホイールハブを制動することによってブレーキがかけられる。

本願の一実施形態による駐車メカニズムの構造の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムにおいて互いに協働するホイールディスク及びウェッジディスクの構造の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムにおいて可動部がくさび溝の第２の端部に接近した状態の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムの構造の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムの主要図である。 図５の構造のＣ－Ｃ断面図の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムの等角図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムの動作原理の概略図である。 本願の一実施形態による駐車メカニズムの動作原理の概略図である。 本願の一実施形態によるＥＭＢシステムの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるＥＭＢシステムの構造の概略図である。 本願の一実施形態によるＥＭＢシステムの構造の概略図である。 本願の一実施形態による車両の構造の概略図である。

現在、車両を制動するためにＥＭＢシステムを使用することができる。ＥＰＢユニットをＥＭＢシステムに統合した後に、ＥＰＢユニットは、ＥＭＢシステムの動作機構をロックして制動を維持することができる。しかしながら、現在のＥＰＢユニットの適用範囲は限定的であり、無段階変化（連続変化とも呼ばれ得る）を実現することができず、駐車力が増加すると車両が滑り易くなる可能性がある。

これを考慮して、本願の実施形態は、前述の問題を解決するために、ＥＭＢシステムに統合することができる駐車メカニズムを提供する。本願の目的、技術的解決策、及び利点をより明確にするために、以下では、添付の図面を参照して本願についてさらに詳細に説明する。

実施形態で使用する用語は、単に特定の実施形態を説明することを意図しており、本願を限定することを意図していない。本明細書及び本願の添付の特許請求の範囲で使用される単数形の「１つの（one）」、「１つの（a）」、「その（the）」、「前述の（the foregoing）」、「これ（this）」、及び「その１つ（the one）」という用語は、文脈で明確に指定しない限り、「１つ又は複数」のような複数形を含むことも意図している。

本明細書等に記載する「一実施形態」又は「いくつかの実施形態」への言及は、本願の１つ又は複数の実施形態が、実施形態と組み合わせて説明する特定の特徴、構造、又は特性を含むことを意味する。こうして、本明細書の様々な部分に現れる「一実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「いくつかの他の実施形態では」、「いくつかの追加の実施形態では」等の語句は、必ずしも同じ実施形態を参照することを意味しないが、特に強調しない限り、「全ての実施形態ではなく、１つ又は複数の実施形態」を意味する。「含む、有する（include）」、「有する、含む（have）」という用語、及びそれらの変形は全て、別の方法で特に強調しない限り、「～を含むが、これらに限定されない」ことを意味する。

図１を参照されたい。本願の一実施形態は、駐車メカニズム１０を提供する。駐車メカニズム１０をＥＭＢシステムと同様のブレーキ装置に組み込んで、車両等の装置を制動することができる。駐車メカニズム１０は、ホイールディスク１、ウェッジディスク２、及び駆動アセンブリ３を含む。ホイールディスク１は、取付け時にブレーキ装置のモータシャフトに固定され、ブレーキ装置のモータシャフトは、動作中にモーションユニットに相当する。具体的には、ホイールディスク１及びモータシャフトは、動作中に同期して動く。ウェッジディスク２は、取付け時にブレーキ装置のモータハウジングに対して固定され、ブレーキ装置のモータハウジングは、動作中に固定ユニットに相当する。具体的には、動作中に、ウェッジディスク２はモータハウジングに対して固定され、モータシャフトはモータハウジングに対して移動し、ホイールディスク１も、モータシャフトと共に、ウェッジディスク２に対して移動する。

ホイールディスク１は、高さの低い円筒に相当する円板形状の構造を有し、対向する２つの面を有する。２つの面の間の距離が、円筒の高さ、すなわちホイールディスク１の厚さに相当する。ホイールディスク１の軸線がモータシャフトの軸線Ｑと整列され、それによって、ホイールディスク１はモータシャフトと同軸で回転し、ホイールディスク１及びモータシャフトは同じ回転角速度を有する。ウェッジディスク２も、高さの低い円筒に相当する円板形状の構造であり得、対向する２つの面を有する。２つの面の間の距離が、円筒の高さ、すなわちウェッジディスク２の厚さに相当する。ウェッジディスク２は、ウェッジディスク２の軸線に沿って延び、ウェッジの厚さを貫通する円筒形状の孔を有する。円筒孔の内径が、ホイールディスク１の半径方向の周面のサイズに相当し、それによって、ウェッジディスク２をホイールディスク１にスリーブ化することができ、スリーブ化されたウェッジディスク２の軸線は、ホイールディスク１の軸線と整列される。このようにして、ホイールディスク１の軸線、ウェッジディスク２の軸線、及びモータシャフトの軸線Ｑが整列される。ブレーキ装置が停止していないときに、ブレーキ装置のモータシャフトは正転（rotates normally）し、ホイールディスク１は、モータシャフトの軸線Ｑを回転軸線として使用してウェッジディスク２に対して回転する。ブレーキ装置の制動を実現するには、ブレーキ装置のモータシャフトが回転を停止するまで（ブレーキ装置のモータシャフトが回転を停止することは、ブレーキ装置が停止していることに相当する）、ブレーキ装置のモータシャフトの回転速度を低下させるために、ブレーキ装置のモータシャフトにブレーキをかける必要がある。

ホイールディスク１に面する開口部を含む少なくとも１つのくさび溝２１が、ホイールディスク１に面するウェッジディスク２の面に形成される。図１では、円筒孔は、ホイールディスク１に面するウェッジディスク２の面であり、くさび溝２１が円筒孔の内壁に形成される。円筒孔の周方向に、３本のくさび溝２１が、ウェッジディスク２の円筒孔の内壁に均等に配置される。くさび溝２１のいずれか１つを参照して、収容スペースが、くさび溝２１とホイールディスク１の半径方向の外面との間に形成される。

図２に示されるホイールディスク１及びウェッジディスク２の具体的な構造、並びにホイールディスク１及びウェッジディスク２の協働を参照すると、ホイールディスク１は、ホイールディスク１の軸線方向の中心に丸孔Ａを有しており、丸孔Ａは、取付け時にブレーキ装置のモータシャフトにスリーブ化され得る。ホイールディスク１は、スプライン等を使用してブレーキ装置のモータシャフトに固定され、モータシャフトの軸線Ｑを回転軸線として使用して、ホイールディスク１がブレーキ装置のモータシャフトと共に回転するのを確実にすることができる。くさび溝２１は、第１の端部ａ１及び第２の端部ａ２を有する。くさび溝２１の底部からホイールディスク１に向かう方向において、第１の端部ａ１における溝深さｈ１が、第２の端部ａ２における溝深さｈ２よりも大きい。第１の端部ａ１から第２の端部ａ２に向かう方向（図１における回転方向に相当）において、くさび溝２１とホイールディスク１との間に形成される収容スペースが徐々に減少する。ここで、溝深さは、ブレーキ装置のモータシャフトの半径方向におけるくさび溝２１の寸法であり、ブレーキ装置のモータシャフトの半径方向は、モータシャフトの軸線に直交してモータシャフトの軸線を通過する方向である。ホイールディスク１及びウェッジディスク２が図１及び図２に示される以外の方法で協働するときに、くさび溝２１の底部とホイールディスク１との間の距離が上記の要件を満たすことを条件として、くさび溝２１の位置をそれに応じて調整する必要があることを理解すべきである。

図２を参照し、且つ引き続き図１を参照すると、ホイールディスク１と接触する可動部２２が、くさび溝２１内に配置される。ブレーキ装置のモータシャフトの半径方向において、くさび溝２１の第１の端部ａ１における溝深さは、可動部２２のサイズよりも大きく、くさび溝２１の第２の端部ａ２における溝深さは、可動部２２のサイズよりも小さい。ウェッジディスク２とホイールディスク１とを組み立てた後に、ウェッジディスク２はホイールディスク１にスリーブ化され、くさび溝２１とホイールディスク１との間に形成される収容スペースは、可動部２２の運動のために使用される。可動部２２及びくさび溝２１のサイズ制限に基づいて、可動部２２がくさび溝２１の第１の端部ａ１と第２の端部ａ２との間の位置にあるときに、可動部２２は、ホイールディスク１とくさび溝２１の内壁との両方に接触し、その位置での可動部２２は、応力を受けない。可動部２２がくさび溝２１の第１の端部ａ１に向けて移動すると、くさび溝２１とホイールディスク１との間の収容スペースが徐々に広がり、可動部２２は、くさび溝２１の内壁又はホイールディスク１のいずれかに接触し得る。これは、ブレーキ装置のモータシャフトによるホイールディスク１の回転及びウェッジディスク２に対する相対的な回転に影響を与えない。可動部２２がくさび溝２１の第２の端部ａ２に向けて移動すると、くさび溝２１とホイールディスク１との間の収容スペースが徐々に減少し、同時に、可動部２２が、くさび溝２１の内壁及びホイールディスク１によって圧迫される。ウェッジディスク２の構造が比較的安定しているため、くさび溝２１が可動部２２を圧迫し、可動部２２がホイールディスク１に作用し、それによって、可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦が徐々に増加し、徐々に増加する摩擦は、ブレーキ装置のモータシャフトと共に、ウェッジディスク２に対するホイールディスク１の回転に影響を与える。摩擦が臨界値まで増加すると、ホイールディスク１は可動部２２に対して静止する。具体的には、ホイールディスク１はウェッジディスク２に対して静止する。ホイールディスク１が静止していることは、ブレーキ装置のモータシャフトが、モータハウジングに対してロックされていることに相当する。つまり、ブレーキ装置は停止している。なお、くさび溝２１の第１の端部ａ１と第２の端部ａ２との間のスペースの変化は緩やかであるため、可動部２２の第１の端部ａ１から第２の端部ａ２への動きも緩やかであると考えられ得ることを理解されたい。このため、ブレーキ装置では、ブレーキ装置の駐車力の変化が緩やかである。これにより、駐車力の無段階の調整を実現する。

可動部２２を制御してくさび溝２１内で移動させて、ウェッジディスク２に対するホイールディスク１の動きを変化させるには、例えば、図１に示されるように、バネとして示される弾性部２３が、本願のこの実施形態で提供する駐車メカニズム１０において、可動部２２とくさび溝２１の第１の端部ａ１との間にさらに配置される。弾性部２３は、圧縮したエネルギー蓄積状態にある。具体的には、弾性部２３は、可動部２２を駆動して第１の端部ａ１から第２の端部ａ２に移動させる傾向を有する。外力の干渉がない状態では、図３に示されるように、前述の解析を参照すると、弾性部２３は、可動部２２をくさび溝２１の第２の端部ｂ２まで駆動する。ホイールディスク１がロックされた後に、ブレーキ装置のモータシャフトがロックされ、ブレーキ装置は停止する。

駆動アセンブリ３は、可動部２２を駆動して第２の端部ａ２から第１の端部ａ１に移動させるように構成され、それによって、可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦が減少する。駆動アセンブリ３が可動部２２を駆動して第２の端部ａ２から第１の端部ａ１に移動させると、可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦が減少して殆どなくなるまで、ホイールディスク１のロックが解除され、ブレーキ装置のモータシャフトが正転し、ここでモータシャフトは、ホイールディスク１に固定して接続され、ブレーキ装置は停止状態から解除される。

ホイールディスク１及びウェッジディスク２の構造及び協働方法に基づいて、駆動アセンブリ３は、円形ディスク構造の駆動ディスク３１を含むことができる。駆動ディスク３１も高さの低い円筒に相当し、対向する２つの面を有する。２つの面の間の距離が、円筒の高さ、すなわち駆動ディスク３１の厚さに等しい。ウェッジディスク２は、ブレーキ装置のモータシャフトの半径方向においてホイールディスク１にスリーブ化され、駆動ディスク３１は、ブレーキ装置のモータシャフトの軸線Ｑの方向において、ホイールディスク１及びウェッジディスク２のいずれかの側に配置される。くさび溝内に延びる駆動ブロック３１１が駆動ディスクに３１に形成され、また、駆動ブロック３１１は、可動部２２の弾性部２３から離れる側に配置され、駆動ブロック３１１が可動部２２を駆動して第２の端部ａ２から第１の端部ａ１に移動させる力を可動部２２に加え易くする。

いくつかの実施形態では、可動部２２は円筒形であり、円筒形の可動部２２は、以下の方法でくさび溝２１内に配置される。円筒状の可動部２２の軸線が、ブレーキ装置のモータシャフトの軸線Ｑと平行であり、円筒状の可動部２２の半径方向の周面が、くさび溝２１の内壁及び／又はホイールディスク１と接触している。いくつかの他の実施形態では、可動部２２は代替的に球形であってもよく、球形の可動部をくさび溝２１内に配置する方法は限定されない。可動部２２のくさび溝２１内の２つの形態の運動は、可動部２２のくさび溝内の運動がブレーキ装置のモータシャフトの制動状態を制御できることを条件として、回転（rolling）であってもよく、並進運動であってもよく、又は回転と並進運動との組合せであってもよい。また、可動部２２とホイールディスク１との間の動作方式は、適用要件に基づいて、バタフライフリクションブロック構造、ラチェットホイール構造、ラチェットディスク構造等に置き換えることができる。詳細については、ここでは説明しない。

図１では、弾性部２３はバネであり、可動部２２は球状であることを理解すべきである。バネのらせん構造によって、可動部２２と接触するバネの側部を円形状にすることが可能になり、それによって、バネは、球状の可動部２２の球面によりよく適合し、可動部２２のくさび溝２１内での運動を案内し、支持することができる。

電子ブレーキを実現するために、本願の実施形態で提供する駐車メカニズム１０の駆動アセンブリ３は動力源をさらに含み、動力源は、駆動ディスク３１を駆動してブレーキ装置のモータシャフトの軸線の周りに回転させる。

駐車メカニズム１０を図４に示す。動力源は、具体的には、例えば電磁駆動構造３２であってもよい。駆動アセンブリ３は、伝達ロッド３３をさらに含む。伝達ロッド３３の端部が、電磁駆動構造３２の動力出力端に接続される。電磁駆動機構３２は、伝達ロッド３３を駆動して伝達ロッド３３の軸線の周りに回転させる。伝達ロッド３３の周面を伝達ロッド３３の軸線の周りに回転させることにより、雄ネジｍが形成される。従って、ウォームギヤｎが駆動ディスク３１のエッジ部に形成され（ウォームギヤｎを明確に示すために、図３では、ウェッジディスク２の一部をくり抜いて、ウェッジディスク２の後方に位置する駆動ディスク３１を露出させている）、ウォームギヤｎは雄ネジｍと係合し、それによって、駆動ディスク３１及び伝達ロッド３３は、ウォームギヤ及びウォームアセンブリを形成する（駆動ディスク３１はウォームギヤに相当し、伝達ロッド３３はウォームに相当する）。

図４の駐車メカニズム１０の伝達関係をより明確に示すために、図６は、図５に示される駐車メカニズム１０の構造をＣ－Ｃコーナー位置の断面図の概略図を示している。ホイールディスク１の中心に形成した丸孔Ａは、使用中にホイールディスク１をブレーキ装置のモータシャフトに固定するために使用され、それによって、ホイールディスク１の軸線は、モータシャフトの軸線Ｑと整列される。ウェッジディスク２は、ホイールディスク１にスリーブ化され、ウェッジディスク２の軸線は、ホイールディスク１の軸線と整列される。駆動ディスク３１は、ホイールディスク１及びウェッジディスク２のいずれかの側に配置される。モータシャフトが貫通する貫通孔Ｄが、駆動ディスク３１の中心に位置し、貫通孔Ｄの軸線がモータシャフトの軸線Ｑと整列される。最後に、ホイールディスク１の軸線、ウェッジディスク２の軸線、及び駆動ディスク３１の軸線は、ブレーキ装置のモータシャフトの軸線Ｑと整列される。また、伝達ロッド３３の雄ネジｍがウェッジディスク２のウォームギヤｎと係合しており、それによって、伝達ロッド３３の軸線の周りの伝達ロッド３３の回転が、ブレーキ装置のモータシャフトの軸線の周りのウェッジディスク２の回転に変換される（９０°の角度における回転換算に相当）。

図４、及び図７に示される駐車メカニズム１０の等角図を参照して、電磁駆動構造３２が伝達ロッド３３を駆動して伝達ロッド３３の軸線の周りを回転させるときに、電磁駆動構造３２は駆動ディスク３１を駆動してブレーキ装置のモータシャフトの軸線の周りに回転させ、駆動ディスク３１の回転によって、駆動ブロック３１１がくさび溝２１内を移動するのを可能にする。弾性部２３によって、駆動ブロック３１１がくさび溝２１の第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に移動すると、駆動部２３は、可動部２２を駆動してくさび溝２１の第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に向かう方向に移動させ、それによって、可動部２２は、くさび溝２１とホイールディスク１との間に形成される収容スペースが小さい位置に移動する。可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦は、ブレーキ装置のモータシャフトがロックされるまで増大する。駆動ブロック３１１がくさび溝２１の第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に移動すると、駆動ブロック３１１は、可動部２２を駆動してくさび溝の第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に向かう方向に移動させる（すなわち、圧縮弾性部２３に向かう方向に移動させる）。これにより、可動部２２は、くさび溝２１とホイールディスク１との間に形成された収容スペースが比較的大きい位置に向けて移動することができ、ブレーキ装置のモータシャフトのロックが解除されるまで、可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦が減少する。伝達ロッド３３及び駆動ディスク３１を含むウォームギヤ及びウォームアセンブリが、自己ロック機能をさらに有することを理解されたい。ブレーキ装置のモータシャフトが制動されると、制動状態に影響を与えることなく、電磁駆動構造３２の電源をオフにすることができる。駐車メカニズム１０が故障した場合に、可動部２２は、ホイールディスク１とモータシャフトとの回転に干渉することなく、くさび溝２１の第２の端部ａ２から第１の端部ａ１まで移動することができる。これにより、駐車メカニズム１０の故障によって生じる被害が軽減される。

引き続き図７を参照すると、六角柱状のレンチインターフェイスｅが、電磁駆動構造体３２から離れる伝達ロッド３３の端部にさらに配置される。使用中に、作業員は、伝達ロッド３３を操作するために、レンチインターフェイスｅ上のレンチに直接スリーブ化して、ブレーキ装置のモータシャフトのブレーキを手動で解除する。これは代替の解決策であることを理解すべきである。具体的には、電源が故障した場合に、レンチインターフェイスｅにより、作業者はブレーキ装置のモータシャフトを手動でロック解除するのを容易にする。

いくつかの代替の解決策では、レンチインターフェイスｅはまた、内側六角形、花弁形状（例えば、トルクス（torx）形状）等であってもよい。詳細については、ここでは説明しない。

例えば、図７の駐車メカニズム１０は、電子ブレーキ装置で使用される。図８ａ及び図８ｂを参照すると、以下では、本願の実施形態で提供する駐車メカニズム１０の動作原理及び動作プロセスについて詳細に説明する。

電子ブレーキ装置が静止状態にあるときに、駆動アセンブリ３の電磁駆動構造３２の電源がオンにされて、伝達ロッド３３を駆動して図８ａに示される方向（図８ａの電磁駆動構造体３２から離れる伝達ロッド３３の端部に示される回転方向）に回転させ、伝達ロッド３３は動力を駆動ディスク３１に伝達し、それによって、駆動ディスク３１は図８ａに示される方向（図８ａの駆動ディスク３１側の回転方向）に回転する。駆動ディスク３１が回転し、駆動ブロック３１１がくさび溝２１内を第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に向かう方向に移動可能となり、可動部２２が駆動される。従って、可動部２２は、弾性部２３の圧力に逆らってくさび溝２１内を第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に移動することができる。可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦は、徐々に減少し、無視する状態にさえなる。ホイールディスク１は、ブレーキ装置のモータシャフトと一緒に正転する。具体的には、ブレーキ装置のモータシャフトがロックされておらず、ブレーキ装置は停止していない。電子ブレーキ装置によって車両を駐車する必要がある場合に、電磁駆動構造３２の電源がオンにされて始動され、伝達ロッド３３を駆動して図８ｂに示される方向（図８ｂの電磁駆動構造体３２から離れる伝達ロッド３３の端部に示される回転方向）に回転させ、伝達ロッド３３は駆動ディスク３１に動力を伝達し、それによって、駆動ディスク３１は図８ｂに示される方向（図８ｂの駆動ディスク３１側の回転方向）に回転する。駆動ディスク３１が回転し、駆動ブロック３１１がくさび溝２１内を第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に向かう方向に移動可能となる。この場合に、駆動ブロック３１１は、可動部２２に作用せず、可動部２２は、弾性部２３の圧力によりくさび溝２１内を第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に移動する。可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦は、徐々に増加し、ブレーキ装置のモータシャフトの回転がロックされ、ブレーキ装置が停止するまで、ブレーキ装置のモータシャフトの回転に対する抵抗を生じさせる。

結論として、本願の実施形態で提供する駐車メカニズム１０は、オーバーランニングクラッチ（一方向クラッチとも呼ばれる）に相当し、ブレーキ装置のモータシャフトは、駐車メカニズム１０の伝達構造の協働により、以下の２つの状態を実現することができる：可動部２２及びくさび溝２１の協働により一方向クラッチの効果（モータシャフトの一方向のロック）を実現すること、及びブレーキ装置のモータシャフトの制動が、ブレーキ装置のモータシャフトの通常の動作に影響を与えることなく、ブレーキ装置が完全に解除されることを実現する。

駐車メカニズム１０、例えば図３に示される駐車メカニズム１０の構造に基づいて、本願の一実施形態は、ＥＭＢシステム１００をさらに提供する。図９ａに示されるように、ＥＭＢシステム１００は、モータ２０、減速機３０、及び前述の実施形態のいずれか１つによる駐車メカニズム１０を含むことができる。モータ２０は、モータシャフト２０１を有する。モータシャフト２０１は、モータ２０の動力出力端に相当し、減速機３０に伝動接続される。モータ２０は、モータシャフト２０１を使用して減速機３０に動力を伝達し、駐車メカニズム１０のホイールディスク１は、モータシャフト２０１に固定して接続される。

ここでの駐車メカニズム１０の機能は、モータ２０のモータシャフト２０１の動きをロックすることであることを理解されたい。ＥＭＢシステム１００全体は、動力伝達をロックするだけでよい。従って、図９ｂに示されるＥＭＢシステム１００は、伝達シャフト２０２を使用して減速機３０に接続されるボールネジをさらに含み、駐車メカニズム１０のホイールディスク１を伝動シャフト２０２に固定して接続することができる。結論として、駐車メカニズム１０のホイールディスク１は、ＥＭＢシステム１００全体のいずれかの回転軸線に固定して接続することができ、前述の技術的効果を達成することができる。詳細については、ここでは再び説明しない。

図１０に示される具体的なＥＭＢシステム１００の伝達接続構造を参照すると、ＥＭＢシステム１００は車両で使用され得る。ＥＭＢシステム１００は、モータ２０、減速機３０、ボールネジ４０、摩擦板５０、摩擦ディスク６０、及びクランプ７０を含む。モータ２０は、減速機３０、ボールネジ４０、摩擦板５０、摩擦ディスクク６０の順の伝達接続である。使用中に、摩擦ディスク６０は車両のホイールハブに固定され得、クランプ７０は車両のサスペンションに固定され得る。駐車メカニズム１０のホイールディスク１（ここではウェッジディスク２で塞がれているので図示せず）が、モータシャフト２０１の軸線と整列して、モータシャフト２０１に、減速機３０から離れるのモータ２０側に固定され、ホイールディスク１はモータシャフト２０１と同期して回転する。ウェッジディスク２が、モータ２０のモータハウジングに対して固定される。具体的には、ホイールディスク１はウェッジディスク２に対して回転する。

図３に示される駐車メカニズム１０の構造を参照して、本願の実施形態で提供するＥＭＢシステム１００の動作原理を説明する。動作中に、ＥＭＢシステム１００が電子ブレーキを必要としない場合に、駆動アセンブリ３の電磁駆動構造３２は、駆動ディスク３１上の駆動ブロック３１１を駆動して、くさび溝２１内を第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に向かう方向に移動させ、可動部２２を駆動して弾性部２３の圧力に逆らって、くさび溝２１内を第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に移動させる。この場合に、可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦が徐々に減少する、又は消失さえし、ホイールディスク１はモータシャフト２０１と共に正転する。具体的には、モータシャフト２０１はロックされておらず、ＥＭＢシステム１００は停止していない。ＥＭＢシステム１００が電子ブレーキを必要とする場合に、駆動アセンブリ３の電磁駆動構造３２は、駆動ディスク３１上の駆動ブロック３１１を駆動して、くさび溝２１内を第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に向かう方向に移動させる。駆動ブロック３１１は可動部２２に作用せず、可動部２２は、弾性部２３の圧力を受けてくさび溝２１内を第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に移動する。可動部２２とホイールディスク１との間の摩擦は徐々に増加し、ＥＭＢシステム１００のモータシャフト２０１の回転がロックされるまで、ＥＭＢシステム１００のモータシャフト２０１の回転に対する抵抗を生じさせる。最後に、摩擦ディスク６０がロックされ、ＥＭＢシステム１００は停止状態にあり、駐車機能を実施する。

ＥＭＢシステム１００のソフトウェアによって、モータ２０を駆動して駐車力を増大させると、モータシャフト２０１は、ホイールディスク１と共に、モータシャフト２０１の軸線の周りに、くさび溝２１内で第２の端部ｂ２から第１の端部ｂ１に向かう方向に回転する。駆動アセンブリ３は、駆動ブロック３１１を駆動して、くさび溝２１の第１の端部ｂ１から第２の端部ｂ２に向かう方向の力を可動部２２に加える。弾性部２３の弾性ポテンシャルエネルギーは、可動部２２の動作を防止するのに十分ではない。駐車力が増加すると、ホイールディスク１と、くさび溝２１内で第２の端部ｂ２に近い可動部２２との間の摩擦によって、モータシャフト２０１が逆転するのを防止し続ける。駐車力が増加する期間において、可動部２２とくさび溝２１との間のロックは一方向であり、駆動アセンブリ３の伝達ロッド３３及び駆動ディスク３１を緩める必要がなく、それによって、ＥＭＢシステム１００は停止し、車両は滑らないことを理解されたい。

さらに、駐車メカニズム１０の伝達ロッド３３及び駆動ディスク３１を含むウォームギヤ及びウォームアセンブリは、自己ロックを実施することができ、それによって、ＥＭＢシステム１００は、純粋に機械的に長時間駐車され、ＥＭＢシステム１００のモータ２０に長時間通電する必要がない。

本願の実施形態で提供するＥＭＢシステム１００は、前述の駐車メカニズム１０を使用して制動を実施できることが分かり得る。長時間に亘って制動を維持する必要がある場合に、モータ２０の逆転をロックすることができ、モータ２０は、力の増大を妨げられることなく正転することができ、それによって、モータ２０の電源をオフにして冷却することができる。ＥＭＢシステム１００が駐車メカニズム１０を使用するので、電気的故障が発生した場合に、ブレーキを手動で解除することができ、追加の駐車システムが必要なく、それによりコストが削減される。

ＥＭＢシステム１００に基づいて、図１１に示されるように、本願の一実施形態は、車両をさらに提供することができる。ＥＭＢシステム１００は、車両の車体２００に搭載される。ＥＭＢシステム１００は、車両２００のホイールハブ２１０に設置することができる。ＥＭＢシステム１００の摩擦ディスク６０は、ホイールハブ２１０に接続される。ＥＭＢシステム１００が静止しているときに、モータ２０の動力は、順番に摩擦ディスク６０に伝達され、摩擦ディスク６０は、ホイールハブ２１０にブレーキをかけることによって制動を達成することができる。ＥＭＢシステムの動作原理及びプロセスは、前述の記載で詳細に説明しており、詳細について、ここでは再び説明しない。車両２００は、前述のＥＭＢシステム１００によって達成され得る全ての有利な効果を伴って停止するように制動され得ることを理解すべきである。

前述の説明は、本願の特定の実施態様に過ぎず、本願の保護範囲を限定することを意図するものではない。本願に開示した技術的範囲内で当業者によって容易に考え出されるあらゆる変形又は置換は、本願の保護範囲内にあるものとする。従って、本願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

Claims (15)

1. ホイールディスク、ウェッジディスク、及び駆動アセンブリを含む駐車メカニズムであって、前記ホイールディスクは、ブレーキ装置のモータシャフトに固定して接続されるように構成され、前記ウェッジディスクは、前記ブレーキ装置のモータハウジングに対して固定され、前記ホイールディスクの軸線及び前記ウェッジディスクの軸線が、前記モータシャフトの軸線と整列しており、
   前記ホイールディスクに面する開口部を含むくさび溝が、前記ホイールディスクに面する前記ウェッジディスクの面に形成され、前記ホイールディスクと接触する可動部が前記くさび溝内に配置され、前記くさび溝の底部から前記ホイールディスクに向かう方向において、前記くさび溝の第１の端部の溝深さが前記可動部のサイズよりも大きく、前記くさび溝の第２の端部の溝深さが前記可動部の前記サイズよりも小さく、
   弾性部が、前記可動部と前記くさび溝の前記第１の端部との間に配置され、前記弾性部は、エネルギー蓄積状態にあり、前記可動部を駆動して前記くさび溝の前記第１の端部から前記第２の端部に移動させる傾向を有しており、
   前記駆動アセンブリは、前記可動部を駆動して前記くさび溝内の前記第２の端部から前記第１の端部まで移動させるように構成される、
   駐車メカニズム。
2. 前記ウェッジディスクはリング形状であり、前記ウェッジディスクは前記ホイールディスクにスリーブ化され、前記くさび溝は、前記ウェッジディスクの内面で前記ホイールディスクと接触するように形成される、請求項１に記載の駐車メカニズム。
3. 前記可動部は、円筒状又は球状である、請求項２に記載の駐車メカニズム。
4. 前記駆動アセンブリは駆動ディスクを含み、該駆動ディスクの軸線が前記モータシャフトの前記軸線と整列しており、前記駆動ディスクは、前記ウェッジディスクに対して回転し、且つ前記モータシャフトの前記軸線の周りを回転し、
   前記駆動ディスクは、前記くさび溝に対応する駆動ブロックを有しており、該駆動ブロックは、前記くさび溝内に延び、且つ前記弾性部から離れる前記可動部の面に位置する、請求項１に記載の駐車メカニズム。
5. 前記駆動アセンブリは電磁駆動構造を含み、該電磁駆動構造は、前記ブレーキ装置の前記モータシャフトの前記軸線を回転軸線として使用して、前記駆動ディスクを駆動して回転させるように構成される、請求項４に記載の駐車メカニズム。
6. 前記駆動アセンブリは、前記電磁駆動構造の動力出力端に伝動接続された伝達ロッドをさらに含み、
   雄ネジが、前記伝達ロッドの周面を前記伝達ロッドの軸線の周りに回転させることによって形成され、ウォームギヤが前記駆動ディスクのエッジ部に形成され、前記ウォームギヤがネジ山と係合する、請求項５に記載の駐車メカニズム。
7. レンチインターフェイスが、前記電磁駆動構造から離れる前記伝達ロッドの端部に配置される、請求項６に記載の駐車メカニズム。
8. 前記弾性部は、バネ又はバネ板である、請求項１に記載の駐車メカニズム。
9. モータ、減速機、及び駐車メカニズムを含むＥＭＢ（electronic mechanical brake）システムであって、前記駐車メカニズムは、ホイールディスク、ウェッジディスク、及び駆動アセンブリを含み、前記ホイールディスクは、ブレーキ装置のモータシャフトに固定して接続されるように構成され、前記ウェッジディスクは、前記ブレーキ装置のモータハウジングに対して固定され、前記ホイールディスクの軸線及び前記ウェッジディスクの軸線が、前記モータシャフトの軸線と整列され、
   前記ホイールディスクに面する開口部を含むくさび溝が、前記ホイールディスクに面する前記ウェッジディスクの面に形成され、前記ホイールディスクと接触する可動部が前記くさび溝内に配置され、前記くさび溝の底部から前記ホイールディスクに向かう方向において、前記くさび溝の第１の端部の溝深さが前記可動部のサイズよりも大きく、前記くさび溝の第２の端部の溝深さが前記可動部の前記サイズよりも小さく、
   弾性部が、前記可動部と前記くさび溝の前記第１の端部との間に配置され、前記弾性部は、エネルギー蓄積状態にあり、前記可動部を駆動して前記くさび溝の前記第１の端部から前記第２の端部に移動させる傾向を有しており、
   前記駆動アセンブリは、前記可動部を駆動して前記くさび溝内の前記第２の端部から前記第１の端部まで移動させるように構成され、
   前記モータは、モータシャフトを使用して前記減速機に伝動接続され、
   前記駐車メカニズムのホイールディスクが、前記モータシャフトに固定して接続され、前記駐車メカニズムのウェッジディスクが、前記モータのモータハウジングに対して固定される、
   ＥＭＢシステム。
10. 前記ウェッジディスクはリング形状であり、前記ウェッジディスクは前記ホイールディスクにスリーブ化され、前記くさび溝は、前記ウェッジディスクの内面で前記ホイールディスクと接触するように形成される、請求項９に記載のＥＭＢシステム。
11. 前記可動部は、円筒状又は球状である、請求項１０に記載のＥＭＢシステム。
12. 前記駆動アセンブリは駆動ディスクを含み、該駆動ディスクの軸線が前記モータシャフトの軸線と整列し、前記駆動ディスクは、前記ウェッジディスクに対して回転し、且つ前記モータシャフトの軸線の周りを回転し、
    前記駆動ディスクは、前記くさび溝に対応する駆動ブロックを有しており、該駆動ブロックは、前記くさび溝内に延び、且つ前記弾性部から離れる前記可動部の面に位置する、請求項９に記載のＥＭＢシステム。
13. 前記駆動アセンブリは電磁駆動構造を含み、該電磁駆動構造は、前記ブレーキ装置の前記モータシャフトの前記軸線を回転軸線として使用して、前記駆動ディスクを駆動して回転させるように構成される、請求項１２に記載のＥＭＢシステム。
14. 前記駆動アセンブリは、前記電磁駆動構造の動力出力端に伝動接続された伝達ロッドをさらに含み、
    雄ネジが、前記伝達ロッドの周面を前記伝達ロッドの軸線の周りに回転させることによって形成され、ウォームギヤが前記駆動ディスクのエッジ部に形成され、前記ウォームギヤがネジ山と係合する、請求項１３に記載のＥＭＢシステム。
15. 車体、ホイールハブ、及びＥＭＢ（electronic mechanical brake）システムを含む車両であって、前記ＥＭＢシステムは、モータ、減速機、及び駐車メカニズムを含み、該駐車メカニズムは、ホイールディスク、ウェッジディスク、及び駆動アセンブリを含み、前記ホイールディスクは、ブレーキ装置のモータシャフトに固定して接続されるように構成され、前記ウェッジディスクは、前記ブレーキ装置のモータハウジングに対して固定され、前記ホイールディスクの軸線及び前記ウェッジディスクの軸線が、前記モータシャフトの軸線と整列され、
    前記ホイールディスクに面する開口部を含むくさび溝が、前記ホイールディスクに面する前記ウェッジディスクの面に形成され、前記ホイールディスクと接触する可動部が前記くさび溝内に配置され、前記くさび溝の底部から前記ホイールディスクに向かう方向において、前記くさび溝の第１の端部の溝深さが前記可動部のサイズよりも大きく、前記くさび溝の第２の端部の溝深さが前記可動部のサイズよりも小さく、
    弾性部が、前記可動部と前記くさび溝の前記第１の端部との間に配置され、前記弾性部は、エネルギー蓄積状態にあり、前記可動部を駆動して前記くさび溝の前記第１の端部から前記第２の端部に移動させる傾向を有しており、
    前記駆動アセンブリは、前記可動部を駆動して前記くさび溝内を前記第２の端部から前記第１の端部まで移動させるように構成され、
    前記モータは、モータシャフトを使用して前記減速機に伝動接続され、
    前記駐車メカニズムのホイールディスクが、前記モータシャフトに固定して接続され、前記駐車メカニズムのウェッジディスクが、前記モータのモータハウジングに対して固定され、
    前記ＥＭＢシステムのモータシャフトが、前記ホイールハブに伝動接続される、
    車両。
    
    

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