JP2007032717A - 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面の螺旋溝に周着される条部材の浮き上がりを防止して、遊星ローラを直線運動させるためにその周方向溝に嵌まり込む螺旋状の凸条を設計寸法通りに形成することである。
【解決手段】外輪部材３の内径面の螺旋溝５に周着される条部材６の両端面を、外輪部材３の内径面に螺着したリング状のストッパ７の螺旋段差に当接させて規制することにより、条部材６の螺旋溝５からの浮き上がりを防止して、遊星ローラ４を直線運動させるためにその周方向溝９に嵌まり込む螺旋状の凸条を設計寸法通りに形成できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータと、電動式直動アクチュエータを用いてブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関する。

電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータには、運動変換機構としてボールねじ機構やボールランプ機構を採用したものが多く、小容量の電動モータで大きな直線駆動力が得られるように、遊星歯車減速機構等の歯車減速機構を組み込んだものが多い（例えば、特許文献１参照）。

一方、車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができ、コンパクトに設計できる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、上述したような電動式直動アクチュエータをキャリパボディに組み込んでブレーキ部材を被制動部材に押圧するものである（例えば、特許文献２参照）。

通常、電動式ブレーキ装置は車両のばね下に取り付けられるので、路面からの振動を受けても安定して作動し、かつ、コンパクトに設計できるものが望まれる。

特開平６−３２７１９０号公報（第１、５図） 特開２００３−３４３６２０号公報（第１図）

上述した従来の電動式直動アクチュエータに採用されているボールねじ機構やボールランプ機構は、リードを有するねじ筋や傾斜カム面に沿わせる運動変換機構によって、ある程度の増力機能も有するが、電動式ブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能は確保できない。すなわち、これらの増力機能を大きくするためには、ねじのリード角やカム面の傾斜角を小さくすればよいが、ボールねじ機構の場合は、ねじのリード角を小さくするとボール径が小さくなり、負荷容量が低下する。また、ボールランプ機構の場合は、カム面の傾斜角を小さくすると直線運動のストロークを十分に確保できない。

このため、これらの運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータでは、上述したような別途の減速機構を組み込んで駆動力を増力しているが、遊星歯車減速機構等の歯車減速機構を組み込むことは、電動式直動アクチュエータのコンパクトな設計を阻害するのみでなく、歯車減速機構は狭い接触面積で歯車同士が噛み合うので、電動式ブレーキ装置のように路面からの振動を受ける部位に取り付けられるものでは、歯車が損傷しやすい問題がある。

このような問題に対して、本出願人は、別途の減速機構を組み込むことなく大きな増力機能を確保できる電動式直動アクチュエータとして、電動モータのロータ軸の外径面と、このロータ軸の外径側に固定された外輪部材の内径面との間に複数の遊星ローラを介在させて、これらの各遊星ローラがロータ軸の回転に伴ってロータ軸の周りを自転しながら公転するようにし、ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面に螺旋溝を設け、この螺旋溝に条部材を周着して螺旋状の凸条を形成し、各遊星ローラの外径面に、螺旋状の凸条と等ピッチで、螺旋状の凸条が嵌まり込む周方向溝を設けて、ロータ軸の周りを自転しながら公転する各遊星ローラを軸方向へ相対移動させ、ロータ軸の回転運動を各遊星ローラの直線運動に変換する機構を先に提案している（特願２００５−６７１４）。

上述した機構では、ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面の螺旋溝に周着された条部材が螺旋溝から浮き上がり、螺旋状の凸条が設計寸法通りに形成されない恐れがある。

そこで、本発明の課題は、ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面の螺旋溝に周着される条部材の浮き上がりを防止して、遊星ローラを直線運動させるためにその周方向溝に嵌まり込む螺旋状の凸条を設計寸法通りに形成することである。

上記の課題を解決するために、本発明の電動式直動アクチュエータは、電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記電動モータのロータ軸の外径面と、このロータ軸の外径側に固定された外輪部材の内径面との間に複数の遊星ローラを介在させて、これらの各遊星ローラが前記ロータ軸の回転に伴ってロータ軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記ロータ軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋溝を設け、この螺旋溝に条部材を周着して螺旋状の凸条を形成し、前記各遊星ローラの外径面に、前記螺旋状の凸条と等ピッチで、螺旋状の凸条が嵌まり込む周方向溝を設けて、前記ロータ軸の周りを自転しながら公転する各遊星ローラを軸方向へ相対移動させ、前記ロータ軸の回転運動を前記各遊星ローラの直線運動に変換するようにし、前記螺旋溝に周着される条部材の端面を規制する手段を設けた構成を採用した。

すなわち、ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面の螺旋溝に周着される条部材の端面を規制する手段を設けることにより、螺旋溝に周着される条部材の浮き上がりを防止して、遊星ローラを直線運動させるためにその周方向溝に嵌まり込む螺旋状の凸条を設計寸法通りに形成できるようにした。

前記条部材の端面を規制する手段としては、条部材の端面に当接される螺旋段差を有するリング状のストッパを前記ロータ軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺着する手段を採用することができる。

また、本発明の電動式ブレーキ装置は、電動モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに上述した電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用した。

本発明の電動式直動アクチュエータは、ロータ軸の外径面または外輪部材の内径面の螺旋溝に周着される条部材の端面を規制する手段を設けたので、螺旋溝に周着される条部材の浮き上がりを防止して、遊星ローラを直線運動させるためにその周方向溝に嵌まり込む螺旋状の凸条を設計寸法通りに形成することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この電動式直動アクチュエータは、図１および図２に示すように、円筒状のケーシング１の一端側に電動モータ２が内嵌され、ケーシング１の他端側に内嵌された外輪部材３の内径面と、外輪部材３の中心に延出した電動モータ２のロータ軸２ａの外径面との間に、負隙間をもって４つの遊星ローラ４が介在し、これらの遊星ローラ４がロータ軸２ａの回転に伴って、その周りを自転しながら公転するようになっている。なお、遊星ローラ４の外径面、および遊星ローラ４が転接する外輪部材３の内径面とロータ軸２ａの外径面は、耐摩耗性を確保するために表面硬化処理を施され、これらの転接面は高潤滑性のグリースで潤滑されるようになっている。

前記各遊星ローラ４が転接する外輪部材３の内径面には螺旋溝５が設けられ、螺旋溝５に角形断面の条部材６が周着されて、この条部材６で外輪部材３の内径面に螺旋状の凸条が形成されている。条部材６の両端面は、外輪部材３の内径面に螺着されたストッパ７で規制されており、条部材６が螺旋溝５から浮き上がらないようになっている。電動モータ２側で条部材６の端面を規制する一方のストッパ７は、背面をケーシング１の段差部１ａに押し当てられ、他方のストッパ７は、背面をばね部材８で押圧されて緩み止めされている。

図３に示すように、前記ストッパ７はリング状に形成され、その外径面に外輪部材３の内径面に螺合する雄ねじ７ａが切られ、一方の側面に条部材６の端面に当接される螺旋段差７ｂが形成されている。また、ストッパ７の内径面には、締め込み工具を係合させる切欠き７ｃも設けられている。

前記各遊星ローラ４の外径面には、条部材６で形成される凸条が嵌まり込む角形断面の周方向溝９が、凸条と等ピッチで設けられている。したがって、ロータ軸２ａの回転に伴ってその周りを自転しながら公転する遊星ローラ４は、外輪部材３の螺旋状の凸条との係合によって軸方向へ直線運動する。

前記各遊星ローラ４は、ロータ軸２ａに外嵌されたキャリヤ１０の支持軸１０ａに針状ころ軸受１１で回転自在に支持され、その自転がスラスト玉軸受１２でキャリヤ１０に支持されている。また、各遊星ローラ４と一緒に公転するキャリヤ１０には直線駆動部材１３がスラスト玉軸受１４で支持され、各遊星ローラ４の直線運動がキャリヤ１０を介して直線駆動部材１３に伝達されるようになっている。なお、アクチュエータの内部は、直線駆動部材１３の外径側が外輪部材３との間に装着されたブーツ１５でシールされ、ロータ軸２ａが貫通する直線駆動部材１３の内径側は、膜状シール１６でシールされている。

図４は、上述した電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す。この電動式ブレーキ装置は、キャリパボディ２１の内部で被制動部材としてのディスクロータ２２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド２３を対向配置したディスクブレーキであり、キャリパボディ２１に電動式直動アクチュエータのケーシング１が固定され、その直線駆動部材１３でブレーキパッド２３がディスクロータ２２に押圧されるようになっている。なお、直線駆動部材１３は押圧する側のブレーキパッド２３にキー２４で回り止めされている。

上述した実施形態では、外輪部材の内径面に凸条を形成する条部材の端面を規制する手段を、外輪部材の内径面に螺着されて条部材の端面に当接される螺旋段差を有するリング状のストッパとしたが、この条部材の端面を規制する手段は実施形態のものに限定されることはない。

また、上述した実施形態では、遊星ローラの周方向溝に嵌まり込む螺旋状の凸条を外輪部材の内径面に設けたが、この凸条はロータ軸の外径面に設けることもできる。さらに、本発明に係る電動式直動アクチュエータは電動式ブレーキ装置以外のものにも用いることができる。

電動式直動アクチュエータの実施形態を示す縦断面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のストッパを示す斜視図 図１の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す縦断面図

符号の説明

１ ケーシング
１ａ 段差部
２ 電動モータ
２ａ ロータ軸
３ 外輪部材
４ 遊星ローラ
５ 螺旋溝
６ 条部材
７ ストッパ
７ａ 雄ねじ
７ｂ 螺旋段差
７ｃ 切欠き
８ ばね部材
９ 周方向溝
１０ キャリヤ
１０ａ 支持軸
１１ 針状ころ軸受
１２ スラスト玉軸受
１３ 直線駆動部材
１４ スラスト玉軸受
１５ ブーツ
１６ 膜状シール
２１ キャリパボディ
２２ ディスクロータ
２３ ブレーキパッド
２４ キー

Claims (3)

1. 電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記電動モータのロータ軸の外径面と、このロータ軸の外径側に固定された外輪部材の内径面との間に複数の遊星ローラを介在させて、これらの各遊星ローラが前記ロータ軸の回転に伴ってロータ軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記ロータ軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋溝を設け、この螺旋溝に条部材を周着して螺旋状の凸条を形成し、前記各遊星ローラの外径面に、前記螺旋状の凸条と等ピッチで、螺旋状の凸条が嵌まり込む周方向溝を設けて、前記ロータ軸の周りを自転しながら公転する各遊星ローラを軸方向へ相対移動させ、前記ロータ軸の回転運動を前記各遊星ローラの直線運動に変換するようにし、前記螺旋溝に周着される条部材の端面を規制する手段を設けたことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
2. 前記条部材の端面を規制する手段が、条部材の端面に当接される螺旋段差を有するリング状のストッパを前記ロータ軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺着するものである請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
3. 電動モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに請求項１または２に記載の電動式直動アクチュエータを用いたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。

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