JP2002535581A - コンパクトなアクチュエータ - Google Patents

コンパクトなアクチュエータ

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JP2002535581A
JP2002535581A JP2000596283A JP2000596283A JP2002535581A JP 2002535581 A JP2002535581 A JP 2002535581A JP 2000596283 A JP2000596283 A JP 2000596283A JP 2000596283 A JP2000596283 A JP 2000596283A JP 2002535581 A JP2002535581 A JP 2002535581A
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screw body
housing
support bearing
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JP2000596283A
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カッパン，ヘンドリックス，ヤン
ファン，ビンデン，ヨハネス，アルベルタス
ツバルツ，ヤコブス
フックス，トーマス，ビルヘルム
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SKF Engineering and Research Centre BV
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Abstract

(57)【要約】 ねじ機構（２）とモータ（３）を有する駆動装置を収めるハウジング（１）を有するアクチュエータであって、ねじ機構（２）がナット（４）とねじ体（５）を有し、それらの一方がハウジング（１）に関して回転可能に支持されていて、ナット（４）とねじ体（５）の相対回転によって該ナット（４）とねじ体（５）の一方の直動が得られるようになっている。少なくとも駆動装置の回転可能部材、例えばモータ（３）のロータ（１９）がハウジングに関して回転可能なねじ体（５）の上に回転可能に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ねじ機構とモータを収めるハウジングを有するアクチュエータであ
って、ねじ機構がナットとねじ体を有し、それらの一方がハウジングに関して回
転可能に支持されていて、ナットとねじ体の相対回転によって該ナットとねじ体
の一方の直動が得られるようになっているアクチュエータに関する。
【０００２】 ディスクブレーキ、クラッチ等のアクチュエータのような特定の応用分野では
、全体の寸法そしてできることなら重量も可能な限り小さくすることが望まれて
いる。本発明によると、コンパクトな構成が得られ、少なくとも駆動体の回転部
材、例えばモータのロータがハウジングに関して回転可能に支持される。
【０００３】 特に、ねじ体が支持軸受によってハウジングに関して回転可能に支持されてい
る場合、ねじ体は支持軸受の外輪と一体的に形成されて、モータのロータは、補
助軸受によって、支持軸受の外輪上に回転可能に支持される。
【０００４】 支持軸受は、好ましくは、補助軸受を備える。そのような形態では、ロータと
ねじ体のためのコンパクトで密な構成のもとでの支持を得られる。
【０００５】 アクチュエータによる直動は、通常、例えば、ブレーキパッドをブレーキディ
スクにクランプさせるブレーキディスクの場合、力を発生する。
【０００６】 アクチュエータ、そして該アクチュエータが接続されるシステムにおける不可
避な可撓性の結果、弾性変形が生ずる。
【０００７】 これらの変形がねじ機構に関して軸対称である限りにおいては、アクチュエー
タの特性に何の問題も生じない。しかしながら、特定の場合、そして特にディス
クブレーキの場合、アクチュエータに関して偏った荷重が生ずる。
【０００８】 かかる偏りは、ブレーキキャリパ、特にブレーキパッドを支持しブレーキディ
スク側面を有する上記ブレーキキャリパの爪部材の非対称形状に起因する。
【０００９】 ブレーキパッドをブレーキディスクに圧したとき、爪部材は曲げ荷重を受け、
この曲げ作用がアクチュエータのハウジングにも伝えられる。ねじ機構がハウジ
ング内で支持されているので、該機構も同様に曲げを受けるようになる。
【００１０】 ねじ機構は、しかしながら、ミスアライメント力には比較的影響を受け易く、
その固有の特性が阻害され損傷を受けることがある。
【００１１】 したがって、本発明の目的は、前出の形式のアクチュエータを、ミスアライメ
ント力に関しても影響を受けづらくすることにある。この目的は、上記直動方向
に対し交差する少なくとも一つの軸線まわりの回転を許容するジョイントによっ
て、ハウジングに関して上記ねじ機構が支持されていることにより達成される。
【００１２】 アクチュエータのハウジングが曲げ荷重を受ける場合、この曲げ作用は、上記
の一つまた複数の軸線まわりに回転するねじ機構の自由度の結果、解放される。
かくして、ねじ機構はミスアライメント力を受けることがなくなる。
【００１３】 特に、ナットとねじ体の一方は、直動方向に平行な軸線と直動方向と交差する
少なくとも一つの軸線との両方で、回転可能に支持されている。上記交差する軸
線まわりの回転はボールジョイントによって得ることができる。
【００１４】 上記ボールジョイントは、中央支持軸の一端に配設することができ、他端はハ
ウジングに接続される。好ましい形態では、上記ボールジョイントはナットとね
じ体の一方を支持する支持軸受に接続され、このナットとねじ体の一方はモータ
のロータと駆動可能に接続されることができる。
【００１５】 モータ、好ましくは電動モータは、種々の形態でねじ機構と係合できる。通常
、該モータはハウジングにも接続されており、これは、モータとねじ機構との間
の接続もブレーキ荷重のもとでハウジングの弾性曲げ作用を受けるということを
意味している。
【００１６】 ミスアライメントは、直動方向と交差する少なくとも一つの軸線まわりに回転
を許容するカップリングを介して、ナットとねじ体がロータと係合するようにし
て、回避される。
【００１７】 上記カップリングは、同数の歯をもつ内歯部材と外歯部材を有するようにする
ことができる。ハウジングの曲げ作用は、特に、外歯部材の歯が直動方向に平行
な断面で凸曲線をなし、外歯部材の歯がボールジョイントと芯合せされていると
きに、許容される。
【００１８】 軸受の外輪が内歯部材と一体化されるときにはコンパクトな形態を得られる。
ねじ体と内歯部材は外輪の軸方向反対側端部に配設される。
【００１９】 好都合なことには、モータのロータは支持軸受の外輪上で回転可能に支持され
ている。
【００２０】 第一の形態によると、ロータは減速ギア機構を介して外歯部材と係合する。好
ましくは、支持軸受は支持軸の一端で支持され、多端がハウジングに接続され、
外歯部材は、上記支持軸上で回転可能に支持される。
【００２１】 本発明は、以下、図示された実施形態を参照しつつ、より詳細に説明される。
【００２２】 図１及び図２に示されているアクチュエータはねじ機構２とモータ３を収容す
るハウジング１を有している。該ねじ機構２は、ねじ６，７が形成されたナット
４とねじ体５を有し、両者は一連のボール８を介して係合している。インサート
９の位置にて、ボールは隣接ねじ６，７の間を移動する。
【００２３】 ねじ体は支持軸受１１の外輪１０と一体形成されている。外輪１０は、アクチ
ュエータのコンパクト化のために、ねじ体５よりも大きな直径を有している。
【００２４】 支持軸受１１の内輪１２はボールジョイント１３と一体形成されている。特に
、内輪は球状内面１４を有しており、中央支持軸１６に接続されているボール体
１５を係合している。
【００２５】 ボール体１５は、別体として図示されているが、中央支持軸１６と一体に一部
材として作られていることもできる。中央支持軸１６は、クリップリング１７そ
して軸力測定のためのロードセル１８を経て、ハウジングに接続されている。
【００２６】 モータ３のロータ１９は、軸受２０と一体となっているスリーブ３１によって
支持軸受１１の外輪に関して支持されている。上記スリーブ３１はステ−タ２１
に取りつけられている。モータ３のステ−タ２１は固定可能にハウジング１と接
続されている。さらには、スリーブ３１は減速ギアホイール機構２２のスリーブ
３２に固定されている。
【００２７】 減速ギアホイール機構２２によって、モータ３は外歯部材を有するスリーブ２
３を駆動する。この外歯部材は、曲面形状をなす歯２５を有している。
【００２８】 支持軸受１１の外輪１０は内歯部材２６を有し、これは対応せる曲面の歯を有
している。外側の歯２５と内側の歯２７の数は等しい。これらの歯は駆動力をス
リーブ２３からねじ体５へ伝達するように係合している。
【００２９】 ナット４は、ハウジング１の円筒空間内でピストンのように摺動可能に支持さ
れている。シリンダにおけるピン２９と溝３０によって、該シリンダは軸方向に
移動可能となっている。しかし、円筒空間２８内で回転不可となっている。
【００３０】 ねじ体５を作動させると、ナットはハウジング１に関し軸方向に直動駆動され
、例えば、ブレーキキャリパ（図示せず）のブレーキパッドを駆動するように互
いに接離する方向に移動する。
【００３１】 ハウジング１、例えばブレーキキャリパのハウジングで発生する力に起因して
、そこに撓みが生ずる場合、ねじ機構２はそのような荷重からはまだ保護されて
いる。一般に、ねじ機構は曲げ作用に対する抵抗が十分でないため、当該ねじ機
構はボールジョイント１３による曲げ荷重から解放されている。
【００３２】 又、モータ３とねじ機構２との間の駆動結合は、内歯部材２６と外歯部材２４
が噛合すること、そしてそれらが曲面をなしていることによるいかなる曲げ荷重
からも解放されている。
【００３３】 図３の実施形態は、ねじによって爪部材４１と接続されているハウジング１を
有するブレーキキャリパ４０を示している。この爪部材４１は、アクチュエータ
１に面する側部に凹部４３が形成されていて、この凹部４３にモータ３のステー
タ２１の一部が収容されている。これによって、非常にコンパクトなブレーキキ
ャリパ４０が得られる。
【００３４】 一般に、爪部材４１は、ねじ機構２のナット５、特にヘッド４６に接続される
可動ブレーキパッド４５と同様に固定ブレーキパッド４４を有している。
【００３５】 ブレーキパッド４４，４５の間にディスクブレーキ４７が配設されている。支
持軸１６は支持軸受１１を支持し、該軸受の内輪１２はクリップリング４８等に
より固定的に接続されている。
【００３６】 この実施形態では、支持軸受１１の内輪１２は閉じた頭部４９を有し、この閉
じた頭部４９と支持軸１６の対向端との間にロードセル５０が配設できるように
なっている。
【００３７】 この実施形態では他の部材は図１そして図２の実施形態とほぼ同じである。
【００３８】 図４の実施形態では、外歯部材２４の外歯２５が軸方向断面にて丸められてお
り、ねじ機構２へ曲げ作用を伝えることなく、ハウジングの曲げ変形を良好に許
容している。
【００３９】 グリース供給ユニット５３がねじ体５のベースに備えられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 軸方向断面での第一実施形態を示す。
【図２】 図１の実施形態装置の分離状態図を示す。
【図３】 第二実施形態を示す。
【図４】 第三実施形態を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月３日（２００１．１．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ファン，ビンデン，ヨハネス，アルベルタ ス ドイツ連邦共和国、デー 69120 ハイデ ルベルグ、メンヒホーフシュトラッセ ３ ビー (72)発明者 ツバルツ，ヤコブス オランダ国、エヌエル 3438 ブイエイ ニューベガイン、カルメンラーン ５ (72)発明者 フックス，トーマス，ビルヘルム ドイツ連邦共和国、デー 97520 レート ライン、ローゼンベーク ２ Ｆターム(参考） 3J058 AA48 AA53 AA63 AA73 AA78 AA87 BA67 CC15 CC63 DB23 GA92 3J062 AB22 AC07 BA12 BA22 CD07

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ねじ機構（２）とモータ（３）を有する駆動装置を収めるハ
    ウジング（１）を有するアクチュエータであって、ねじ機構（２）がナット（４
    ）とねじ体（５）を有し、それらの一方がハウジング（１）に関して回転可能に
    支持されていて、ナット（４）とねじ体（５）の相対回転によって該ナット（４
    ）とねじ体（５）の一方の直動が得られるようになっているアクチュエータにお
    いて、少なくとも駆動装置の回転可能部材、例えばモータ（３）のロータ（１９
    ）がハウジングに関して回転可能なねじ体（５）の上に回転可能に支持されてい
    ることを特徴とするアクチュエータ。
  2. 【請求項２】 ねじ体（５）は支持軸受（１１）によってハウジング（１）
    に関して回転可能に支持されていることとする請求項１に記載のアクチュエータ
    。
  3. 【請求項３】 駆動装置の回転可能部材、例えばモータ（３）のロータ（１
    ９）が補助軸受（５２）によってねじ体（５）上に回転可能に支持されているこ
    ととする請求項２に記載のアクチュエータ。
  4. 【請求項４】 支持軸受（１１）が補助軸受（５２）内に収められているこ
    ととする請求項３に記載のアクチュエータ。
  5. 【請求項５】 ねじ体（５）が支持軸受（１１）の外輪（１０）と一体形成
    されていることとする請求項２、請求項３そして請求項４のうちの一つに記載の
    アクチュエータ。
  6. 【請求項６】 支持軸受（１１）の外輪（１０）の外径がねじ体（５）の外
    径よりも大きいこととする請求項５に記載のアクチュエータ。
  7. 【請求項７】 軸受（１１）の外輪（１０）が駆動装置の回転可能部材（１
    ９）と接続されている回転可能なスリーブ（３１）を支持していることとする請
    求項２ないし請求項６のうちの一つに記載のアクチュエータ。
  8. 【請求項８】 スリーブ（３１）が補助軸受の一体化された外輪を有しもし
    くはこれに接続され、該軸受の内輪が支持軸受（１１）の外輪（１０）と一体化
    されていることとする請求項７に記載のアクチュエータ。
  9. 【請求項９】 スリーブ（３１）が軸方向に離れた二つの軌道面を有し、そ
    れぞれの軌道面が支持軸受（１１）の外輪（１０）の外面の軌道面を係合する一
    連のころがり要素（２０）と係合していることとする請求項８に記載のアクチュ
    エータ。
  10. 【請求項１０】 スリーブ（３１）がモータ（３）のロータ（１９）と接続
    されていることとする請求項７、請求項８、そして請求項９のうちの一つに記載
    のアクチュエータ。
  11. 【請求項１１】 ナット（４）とねじ体（５）の一方が、直動方向に平行な
    軸線と直動方向に交差する少なくとも一つの軸線の両方で回転可能に支持されて
    いることとする前出の請求項のうちの一つに記載のアクチュエータ。
  12. 【請求項１２】 ナット（４）とねじ体（５）の一方がボールジョイント（
    １３）によってハウジングに関して支持されていることとする請求項１１に記載
    のアクチュエータ。
  13. 【請求項１３】 ボールジョイント（１３）が支持軸（１６）の一端に位置
    し、該支持軸の他端がハウジング（１）に接続されていることとする請求項１２
    に記載のアクチュエータ。
  14. 【請求項１４】 ボールジョイント（１２）が支持軸（１１）に接続され、
    該支持軸（１１）がねじ体（５）を支持し、ナット（４）とねじ体（５）がモー
    タ（３）のロータ（１９）と駆動可能に接続されていることとする請求項１３に
    記載のアクチュエータ。
  15. 【請求項１５】 ナット（４）とねじ体（５）の一方が直動方向と交差する
    少なくとも一つの軸線まわりの回転を許容するカップリング（２５，２７）を介
    してロータ（１９）と係合していることとする請求項１４に記載のアクチュエー
    タ。
  16. 【請求項１６】 カップリングは、同数の歯（２５，２７）をもつ内歯部材
    （２６）と外歯部材（２４）とを有していることとする請求項１５に記載のアク
    チュエータ。
  17. 【請求項１７】 外歯部材（２４）は直動方向に平行な面での断面で凸曲線
    をなしていることとする請求項１６に記載のアクチュエータ。
  18. 【請求項１８】 外歯部材（２４）の歯はボールジョイント（１３）と同心
    をなしていることとする請求項１６又は請求項１７に記載のアクチュエータ。
  19. 【請求項１９】 ねじ体（５）が支持軸受（１１）の外輪（１０）と一体形
    成されていることとする請求項１４ないし請求項１８のうちの一つに記載のアク
    チュエータ。
  20. 【請求項２０】 支持軸受（１１）の外輪（１０）の外径がねじ体（５）の
    外径よりも大きいこととする請求項１９に記載のアクチュエータ。
  21. 【請求項２１】 支持軸受（１１）の外輪が内歯部材（２６）と一体形成さ
    れていることとする請求項１９又は請求項２０に記載のアクチュエータ。
  22. 【請求項２２】 ねじ体（５）と内歯部材（２６）が軸方向で支持軸受の外
    輪（１０）の互いに反対位置に設けられていることとする請求項２０に記載のア
    クチュエータ。
  23. 【請求項２３】 モータ（３）のロータ（１９）が支持軸受（１１）の外輪
    上に回転可能に支持されていることとする請求項１９ないし請求項２３のうちの
    一つに記載のアクチュエータ。
  24. 【請求項２４】 ロータ（１９）が減速ギア機構（２２）を介して外歯部材
    （２４）と係合していることとする請求項２３に記載のアクチュエータ。
  25. 【請求項２５】 支持軸受（１１）が支持軸（１６）の一端上に支持され、
    該支持軸の他端がハウジング（１）に接続され、外歯部材（２４）が該支持軸（
    １６）上で回転可能に支持されていることとする請求項２４に記載のアクチュエ
    ータ。
  26. 【請求項２６】 モータのロータが支持軸受の外輪と直接に係合しているこ
    ととする請求項１９又は請求項２０に記載のアクチュエータ。
  27. 【請求項２７】 ロータが内歯部材と一体形成され、支持軸受の外輪が外歯
    部材と一体形成され、両部材が互いに係合していることとする請求項２６に記載
    のアクチュエータ。
  28. 【請求項２８】 ねじ体（５）と支持軸（１６）のそれぞれが貫通孔を有し
    、両孔の芯が一致していることとする請求項１３ないし請求項２７のうちの一つ
    に記載のアクチュエータ。
  29. 【請求項２９】 ねじ体（５）が孔を有し、該孔にグリース供給ユニット（
    ５３）が収められていることとする請求項１ないし請求項２８のうちの一つに記
    載のアクチュエータ。
  30. 【請求項３０】 ねじ機構、支持軸受、補助軸受そして減速ギア機構の各部
    材の少なくとも一つが重旋削により得られた面を有していることとする前出の請
    求項のうちの一つに記載のアクチュエータ。
  31. 【請求項３１】 ねじ機構、支持軸受、補助軸受そして減速ギア機構の各部
    材の少なくとも一つがダイヤモンド状カーボンコーティング等のコーティングが
    施されていることとする前出の請求項のうちの一つに記載のアクチュエータ。
  32. 【請求項３２】 相対回転の測定のためにエンコーダを具備していることと
    する前出の請求項のうちの一つに記載のアクチュエータ。
  33. 【請求項３３】 ブレーキディスクを収容するギャップを覆う少なくとも二
    つの対向せるブレーキパッドを支持する爪部材と、前出の請求項のうちの一つに
    記載のアクチュエータとを有するブレーキディスクであって、上記アクチュエー
    タは、ねじ機構とモータを有する駆動装置を収めるハウジングを有し、ねじ機構
    がナットとねじ体を有し、それらの一方がハウジングに関して回転可能に支持さ
    れていて、ナットとねじ体の相対回転によって該ナットとねじ体の一方の直動が
    得られるようになっており、ハウジングが爪部材と接続されているものにおいて
    、少なくとも駆動装置の回転可能部材、例えばモータのロータがハウジングに関
    してナット又は回転可能なねじ体の上に回転可能に支持されていることを特徴と
    するブレーキディスクのためのブレーキキャリパ。
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