CN1742171A - 驱动器和制动装置 - Google Patents
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Abstract
一种紧凑的能够发挥强驱动力的驱动器,以及使用该驱动器的制动装置。其具有,电机(11)、能够与电机(11)的旋转轴(11a)动力传递连接的丝杠(18)、配置在丝杠(18)周围并且能够与电机(11)的旋转轴(11a)动力传递连接的圆筒部件(17)、在形成在丝杠(18)和圆筒部件(17)之间的螺旋槽(17b、18c)内滚动的滚珠(23)。因为丝杠(18)的转速和圆筒部件(17)的转速不同,所以,例如,当使圆筒部件(17)相对丝杠(18)以低转速旋转时,对应其相对旋转,圆筒部件(18)在轴线方向移动,如果减小该相对旋转量,不改变球螺纹的导角,或者不依赖于另外的转递装置,在对丝杠(18)的旋转的圆筒件(17)的轴线方向移动中,能够得到大减速比。
Description
技术领域
本发明涉及驱动器,例如,涉及适宜应用于车辆的电动式制动装置的驱动器和使用该驱动器的制动装置。
背景技术
现在,多数用于乘用车等的盘制动装置,利用与制动踏板连动、由主缸产生的液压,把制动片按压在盘转子上,以此,进行车轮制动。特别在近年来,除人力之外,利用负压、压缩空气、油压等,提高制动力的增压器也被实用化。
可是,在这种利用液压等的盘制动装置中,需要液体配管,因此,必须进行避免与其它部件干涉的设计,还会导致成本增加。另外,近年来,随着ABS(防抱死制动系统)和TRC(牵引控制系统)等的普及,需要应答性更高并且能够更精密控制的制动装置。由这样的背景,开发成使用电机的驱动力推进活塞、把制动片按压在盘转子等上的电动制动装置(参照特开平3-41233号)。
然而,在这种电动制动装置中,为了把电机的旋转力变换为活塞的推力,往往采用球螺纹机构等(参照国际公开第99/60285号刊物、特开平10-257716号)
在此,例如,在电动制动装置中,为了确保充足的制动力,必须确保把制动片按压在盘转子等上的力极大。与此相反,能够车载的电机的力矩一般是比较小。另一方面,在球螺纹机构中,变更螺纹导角能够一定程度提高减速比,但是,会产生弊病。因此,在国际公开第99/60285号刊物的装置中,使用圆锥齿轮和行星齿轮,对电机的输出给予大减速比,向制动片传递大推力。可是,这样使用圆锥齿轮和行星齿轮等传动装置,存在装置整体体积增大,不能提供紧凑结构的问题。另外,如果想使用更紧凑的电机,就必须进一步提高减速比,有造成传动装置更大型化的问题。另外,在特开平10-257716号的装置中,发表了用一个电机转动丝杠和螺母的结构,在丝杠上铣出花键槽,由转动花键螺母而转动丝杠。该发明为了获得旋转和轴向移动两自由度的运动,把通常使用两个电机分别转动球螺纹的螺母和花键的螺母的结构(例如,特许2722345号等)用单一的电机驱动。为此,编入两组减速机的制动器,通过对其控制形成只使球螺纹的螺母旋转的方式和使两方的螺母旋转的方式。这样,零件数量增多,并且,需要高价的结构和复杂的控制。希望在制动装置用驱动器中不要旋转运动,因而,成为节省旋转方向的控制的廉价并且紧凑的结构。
发明内容
本发明以上述现存的技术问题为鉴,提供紧凑并且能够发挥强驱动力的驱动器,以及使用该驱动器的制动装置。
本发明的驱动器具有:电机;能够与上述电机的旋转轴动力传递连接的丝杠;配置在上述丝杠的周围,并且能够与上述电机的旋转轴动力传递连接的螺母部件;在形成在上述丝杠和上述螺母部件之间的螺旋槽内滚动的滚珠;上述丝杠的转速和上述螺母部件的转速不同。
本发明的驱动器具有:电机,对上述电机的旋转轴能够传动连接的丝杠、配置在上述丝杠周围并且对上述电机的旋转轴能够传动连接的螺母部件、在形成在上述丝杠和上述螺母部件之间的螺旋槽内滚动的滚珠,上述丝杠的转速和上述螺母部件的转速不同,例如,当使上述螺母部件相对上述丝杠以低转速旋转时,对应其相对旋转,上述螺母部件在轴线方向移动,因此,如果减小该相对旋转量,不改变球螺纹的导角或者不依赖另外的传动装置,在对上述丝杠的旋转的上述螺母部件的轴线方向移动中,能够得到大的减速比。
当上述丝杠与上述螺母部件同方向旋转时,能够给与大减速比,当向相反方向旋转时,也能给与小减速比(即被驱动部件快速移动)。
理想的是,在电机的旋转轴上一体形成齿数互不相同的第一齿轮和第二齿轮,在上述丝杠和上述螺母部件分别一体形成第三齿轮和第四齿轮,上述第一、第二齿轮分别与上述第三、第四齿轮啮合。
理想的是,上述第一齿轮的齿宽与上述第二齿轮的齿宽互不相同。
上述丝杠和上述螺母部件的一方不能轴线方向移动,另一方能够轴线方向移动,上述第一齿轮和第二齿轮之中,与在上述轴线方向能够移动的部件一体形成的齿轮啮合的齿轮的齿宽比另一方的齿轮的齿宽宽。
理想的是,在上述轴线方向能够移动的部件上一体形成的齿轮或者与该齿轮啮合的上述旋转轴的齿轮之中,至少一方是树脂材料制成。齿轮是树脂制能够降低磨损和噪声。
理想的是,被驱动体通过推力轴承安装于上述轴线方向能够移动的部件。通过推力轴承能够减少磨损。
理想的是,上述被驱动体是制动片,由该驱动器构成卡钳式的电动制动装置。卡钳内能够安装齿轮组,因而,能够提供紧凑大输出(推力)制动器用驱动器。
理想的是,上述丝杠和上述螺母部件的一方轴线方向不能移动,另一方轴线方向能够移动。另外,理想的是,在从上述旋转轴对上述丝杠和上述螺母部件用齿轮对传动时,用树脂材料形成轴线方向移动一方的齿轮,滑动性高。
理想的是,把上述的驱动器用于制动器装置。
附图说明
图1是包括本实施方式的驱动器的电动制动装置的剖面图。
符号说明
10.壳体;11.电机;13.齿轮轴;16.齿轮;17.圆筒部件;
18.丝杠;23.滚珠;23A、23B.制动片;24.盘转子。
实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。图1是安装了第一实施方式的驱动器的制动装置的剖面图。
在图1中,安装于被固定在未图示的车体上、剖面大体为U形的外壳(构成卡钳)10的电机11的旋转轴11a相对外壳10,并且与由轴承12、14转动自如地支承两端的圆柱轴部13a、13b的齿轮轴13(旋转轴)的端部连接,而成一体地旋转。另外,在轴承12、14上施加预压,以使轴线方向稳定。
在丝杠13的圆柱部13a、13b之外的外周面上,形成齿数ZA的轴线方向的齿度窄的齿轮部13c(第一或第二齿轮)和齿数ZC的轴线方向齿度宽的齿轮部13d(第一或第二齿轮)。齿轮部13c与具有中央开口的齿数ZB的齿轮16(第三齿轮)啮合,齿轮部13d与形成于中空的圆筒部件17的齿数ZD的法兰形的齿轮部17a(第四齿轮)啮合。齿轮16用键19安装于穿过圆筒部件17的内部的丝杠18的大圆柱部18a上而成一体地旋转。
丝杠18相对外壳10并且由滚针轴承20旋转自如地支承在图中右端形成的小圆柱部18b。安装于丝杠18的齿轮16的图中的右侧面相对外壳10用推力轴承21转动自如地支承。圆筒部件17相对外壳10并且由衬套22旋转和轴线方向移动自如地支承。
在丝杠18的圆柱部18a、18b之外的外周面,形成螺纹槽18c,另一方面,在其外周配置的圆筒部件(螺母)17的内周面,与螺纹槽18c相对形成螺纹槽17b,在由双方螺纹槽18c、17b形成的螺旋形空间内,滚动自如地配置多个滚珠22。另外,虽然未图示,但是在圆筒部件17的外周设管,其用于使滚珠22从运送路的一端返回另一端。由圆筒部件17、丝杠18和滚珠构成滚珠丝杠机构。
由固定于外壳10的制动片23A和可动的制动片23B夹持,配置与车轮(未图示)一起旋转的盘转子24,在圆筒部件17的图中左端,安装用于对盘转子24按压制动片23B的按压部件25。在按压部件25和制动片23B之间,配置推力轴承26,其功能是不使与圆筒部件17一起旋转的按压部件25的旋转力向制动片23B传递。另外,也可以在圆筒部件17和按压部件25之间,配置推力轴承26。
说明本实施方式的动作。在图1中,从未图示的电源供给电力,齿轮轴13和电机11的旋转轴11a一起右旋转,于是,与齿轮部13a啮合的齿轮16和齿轮轴13左旋转,并且,具有与齿轮13b啮合的齿轮部17a的圆筒部件17与齿轮轴13左旋转。在此,(齿数ZA/齿数ZB)与(齿数ZC/齿数ZD)不等,并且,如果(齿数ZA/齿数ZB)>(齿数ZC/齿数ZD),则齿轮16即丝杠18的旋转速度(转速)就高于圆筒部件17的旋转速度(转速),因此,就产生旋转速度差。滚珠丝杠机构是右螺纹,于是,圆筒部件17沿轴线方向向图中左方移动。当圆筒部件17沿轴线方向向左移动时,按压部件25就通过推力轴承26把制动片23B按压在盘转子24上,因而,发挥制动力。此时,制动片23B的反作用力,通过推力轴承26、丝杠18和齿轮16,由推力轴承21支承。另外,如果从未图示的电源供给相反特性的电力、如果电机11的旋转轴11a向其它方向旋转,则就与上述相反,制动片23B离开盘转子24。
在此,用以下的式表示本实施方式的减速比i。
i=1/{(ZA/ZB)-(ZC/ZD)} (1)
即,(齿数ZA/齿数ZB)和(齿数ZC/齿数ZD)越接近,减速比i越增大,即使在电机11的转矩小的场合,也能够确保制动片23b的大的按压力。具体是:ZA=16、ZB=61、ZC=15、ZD=62时,i=49。因而,根据本实施方式,能够获得如此大的减速比,所以,即使使用小转矩高转速型的电机,不用圆锥齿轮和行星齿轮机构等另外的传动装置等,也能够确保大的制动片按压力,因此,能提供紧凑结构。但是,如果在本实施方式中再设置圆锥齿轮和行星齿轮机构等,能够确保更大的制动片按压力。
另外,如果以树脂材料制成齿轮16,特别是在轴线方向移动的圆筒部件17的齿轮部17a或者齿轮部13d,就能提高滑动性,因而,降低齿面的磨损,也能够期待噪声抑制效果。此时,理想的是,圆筒部件17是树脂材料(齿轮部)和钢材(螺母部)的复合结构。
以上,参照实施方式说明了本发明,但是,不局限于上述实施方式解释本发明,本发明当然可以进行适当变更、改进。
参照特定的实施方式详细说明了本发明,但是,不脱离本发明的宗旨,能够进行种种变更和修正,这于本专业人员是明确的。
本申请书基于2003年1月21日提出的日本专利申请(特愿2003-012165)在此作为参照加入其中的内容。
产业上利用的可能性
本发明的驱动器,具有:电机、能够与电机的旋转轴动力传递连接的丝杠、配置在丝杠周围并且能够与电机的旋转轴动力传递连接的圆筒部件、在形成在丝杠和圆筒部件之间的螺旋槽内滚动的滚珠。因为丝杠的转速和圆筒部件的转速不同,所以,例如,当使圆筒部件相对丝杠以低转速旋转时,对应其相对旋转,圆筒部件在轴线方向移动,如果减小该相对旋转量,不改变球螺纹的导角,或者不依赖于另外的转递装置,在对丝杠的旋转的圆筒件的轴线方向移动中,能够得到大减速比。
Claims (11)
1.一种驱动器,其具有:电机;能够与上述电机的旋转轴动力传递连接的丝杠;配置在上述丝杠的周围,并且能够与上述电机的旋转轴动力传递连接的螺母部件;在形成在上述丝杠和上述螺母部件之间的螺旋槽内滚动的滚珠;上述丝杠的转速和上述螺母部件的转速不同。
2.如权利要求1所述的驱动器,其特征在于,上述丝杠和上述螺母部件向同方向旋转。
3.如权利要求1或2所述的驱动器,其特征在于,上述丝杠和上述螺母部件的一方不能轴线方向移动,另一方能够轴线方向移动。
4.如权利要求1~3中的一项所述的驱动器,其特征在于,在上述电机的旋转轴上一体形成齿数互不相同的第一齿轮和第二齿轮,在上述丝杠和上述螺母部件上分别一体形成第三齿轮和第四齿轮,上述第一、第二齿轮分别与上述第三、第四齿轮啮合。
5.如权利要求4所述的驱动器,其特征在于,上述第一齿轮的齿宽与上述第二齿轮的齿宽互不相同。
6.如权利要求5所述的驱动器,其特征在于,上述丝杠和上述螺母部件的一方不能轴线方向移动,另一方能够轴线方向移动,上述第一齿轮和第二齿轮之中,与在上述轴线方向能够移动的部件一体形成的齿轮啮合的齿轮的齿宽比另一方齿轮的齿宽宽。
7.如权利要求4~6中的一项所述的驱动器,其特征在于,在上述轴线方向能够移动的部件上一体形成的齿轮或者与该齿轮啮合的上述旋转轴的齿轮之中,至少一方是树脂材料制。
8.如权利要求3~7项所述的制动器,其特征在于,被驱动体通过推力轴承安装于上述轴线方向能够移动的部件上。
9.如权利要求8所述的驱动器,其特征在于,上述被驱动体是制动片。
10.一种电动制动装置,其特征在于,利用权利要求9所述的驱动器构成卡钳。
11.一种制动装置,其特征在于,使用权利要求1~3项中的一项所述的驱动器。
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