JP2008275039A - 減速機および電動ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】小型の電動モータで、制動に必要なトルクを発生するとともに、適切な減速比を得られることにより、応答性に優れた電動ブレーキを可能とする減速機を提供する。
【解決手段】減速機１９は、トルクが入力される第１の太陽歯車２１と、第１の太陽歯車２１の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車２２とを備える。第１の遊星歯車２２に噛み合う固定内歯車２３と、第１の太陽歯車２１と同軸上で一体に回転する第２の太陽歯車２４とを備える。また、第２の遊星歯車２５と、第２の遊星歯車２５の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、トルクを出力する可動内歯車２６とを備える。さらに、第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５を自転および公転可能に支持するキャリア２７を備える。そして、第１の太陽歯車と第２の太陽歯車との歯数差を変更することで減速比を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車を用いた減速機と、この減速機を用いた電動ブレーキに関する。

車両用ブレーキ装置として、近年、電動モータの回転力によって制動力を発生させる電動ブレーキの開発が行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
電動ブレーキは、運転者によるブレーキペダルの踏力を検知し、検知した踏力の力量に応じて電動モータの回転を制御し、所望の制動力を得るものである。

電動ブレーキの構成は、電動モータ、減速機、運動変換機を備えており、電動モータの回転数を減速機により減速させ、運動変換機としてのボールネジやボールランプ機構などにより、減速機で減速された電動モータの回転運動を、例えば、回転体の回転を制動するブレーキパッドを押圧するロッドの直線運動に変換して制動力を発生させるようになっている。

減速機で減速することによりトルクが大きくなるが、電動ブレーキに減速機を用いないで電動モータの回転運動を直線運動に変換して制動力を発生させた場合に、減速機によりトルクが増大されないので、大きなモータトルクが必要となり、大型のモータを使うことになってしまう。この場合に、電動ブレーキが大型化し、車両への搭載性が悪化するという問題が発生する
このため、電動ブレーキの開発に当たっては、減速機を用いる傾向にある。

ここで、特許文献１に記載された電動ブレーキでは、減速機として減速比を大きく得るために不思議遊星歯車機構を採用している。
この特許文献１における不思議遊星歯車機構は、図６に概略を示すように、電動モータのロータと一体に回転することによりトルクの入力側となる太陽歯車１が、同軸上で一体に回転する２つの第１および第２の遊星歯車２，３と噛み合うようになっている。そして、第１および第２の遊星歯車２，３は、一体に太陽歯車の周囲を公転しながら自転する。

そして、第１の遊星歯車２は、その公転軌跡の周囲に設けられるとともに電動ブレーキのキャリパに固定されている固定内歯車４と噛み合っている。また、第２の遊星歯車３は、その公転軌跡の周囲に設けられ、トルクの出力側となる可動内歯車５と噛み合っている。
そして、固定内歯車４の歯数と可動内歯車５の歯数とが異なるものとなっているが、固定内歯車４の歯数と可動内歯車５の歯数差は極めて僅かなものとなっている。

この場合に、第１の遊星歯車２に噛み合う固定内歯車４との噛み合いピッチ円の半径Ｒａと、第２の遊星歯車３に噛み合う可動内歯車５の噛み合いピッチ円の半径Ｒｂとの差が小さく、非常に大きい減速比を得ることができる。言い換えれば、第１の遊星歯車２と第２の遊星歯車３とは同じ歯数となっているが、第１の遊星歯車２に噛み合う固定内歯車４の噛み合いピッチ円の径Ｒａと、第２の遊星歯車３に噛み合う可動内歯車５の噛み合いピッチ円の半径Ｒｂとに僅かに差を付けて固定内歯車４の歯数と可動内歯車５の歯数とを僅かに異ならせることで、大きな減速比を得られるようにしている。
なお、第１の遊星歯車２と第２の遊星歯車３とは、同じキャリア６に一体となって自転および公転可能に支持され、太陽歯車１と可動内歯車５とキャリア６とは、同軸上でそれぞれ個別に回転可能（相対回転可能）に配置され、さらに、これらと同軸上に回転不可に固定内歯車４が配置されている。

また、特許文献２に記載される電動ブレーキでは、差動遊星歯車機構を作用している。この電動ブレーキでは、電動モータが減速機の外周側に配置される構造となっている。すなわち、図７に示すように、電動モータのステータの内側にある円筒状のロータと一体となっているとともに減速機のトルクの入力側となる可動内歯車７が回転し、その内側に可動内歯車７に噛み合う第１の遊星歯車８が配置されている。また、第１の遊星歯車８は、モータケースの後端面を構成するカバーに固定された固定太陽歯車９に噛み合って公転および自転するようになっている。なお、図７は、減速機部分のみの概略構成を示す。

また、第１の遊星歯車８と同軸上に配置されて一体に公転および自転する第２の遊星歯車１０が、トルクの出力側となる可動太陽歯車１１と噛み合っている。そして、２つの固定および可動太陽歯車９，１１の歯数差が変速比の大きさに寄与する。
なお、第１の遊星歯車８と第２の遊星歯車１０とは、同じキャリア１２に一体的に自転および公転可能に支持され、可動太陽歯車１１と可動内歯車７とキャリア１２とは、同軸上でそれぞれ個別に回転可能（相対回転可能）に配置され、さらに、これらと同軸上に回転不可に固定太陽歯車９が配置されている。

特開２００６−１１２４７６号公報 特開２００２−４８１７０公報

しかしながら、特許文献１に記載される電動ブレーキでは、上述のように大きな減速比を得られるが、大きな減速比の減速機で応答性の良い電動ブレーキを制作する場合、モータの時定数遅れ、モータイナーシャ等を考慮すると、電動モータの回転数を極めて高くする必要がある。この場合に、極めて回転数の高いモータのロータ等を支える軸受などに要求されるスペックを満たすことができない場合がある。このため、応答性の良い電動ブレーキを作ることが難しい。

この問題を解決するためには、減速比を小さくすればよいが、減速比を小さくするためには固定内歯車と可動内歯車の歯数差を大きくする必要がある。しかし、第１の遊星歯車と第２の遊星歯車は同じ歯数で成り立っており、これら第１の遊星歯車と第２の遊星歯車とに噛み合う固定内歯車と可動内歯車の歯数差を大きくすると、遊星歯車と内歯車との噛み合いができなることが考えられる。そのため、上述の特許文献１の不思議遊星歯車機構の構造において、減速比を小さくすることは困難であり、上述のように、この構造で応答性の良い電動ブレーキを製造することが困難である。

また、特許文献２に記載される電動ブレーキでは、上述のように電動モータが減速機の外周側に配置される構造となっているとともに、減速機において、トルクの入力が行われる入力歯車が可動内歯車であるため、応答性の良い減速比となるように減速機を設計した場合に、入力歯車が外歯車（太陽歯車）のときに比べて、径方向の寸法が大きくなることが懸念される。径方向の寸法が大きいとモータイナーシャが大きくなり、モータの回転始動時における目標回転数に到達するまでの時間が遅くなる可能性がある。すなわち、特許文献２に示される電動ブレーキの構造においても、応答性の良いブレーキを作ることが難しい。

また、所望の減速比を得るために、遊星歯車機構を直列に並べて接続する方法が知られているが、この場合には、ボールネジなどの運動変換機の外周に減速機を配置した場合に、太陽歯車が大きくなり、一つ一つの遊星歯車機構の減速比が小さくなるため、ある程度大きな減速比の減速機を作ろうとすると、遊星歯車機構の数が増えるという問題があり、さらに、これにより減速機を有する電動ブレーキの配置スペースが大きくなるという問題が発生する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電動ブレーキに用いた場合に、小型の電動モータでも必要なトルクを得られるとともに、電動モータの回転数を極めて大きくしなくても必要な応答性を確保できる減速比に容易に設計可能で、かつ、接続される電動モータのモータイナーシャが大きくなりすぎることがない減速機と、この減速機を用いた電動ブレーキとを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、トルクが入力される第１の太陽歯車と、
第１の太陽歯車に噛み合うとともに第１の太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車と、
第１の遊星歯車の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車と、
第１の太陽歯車と同軸上で一体に回転する第２の太陽歯車と、
第２の太陽歯車に噛み合うとともに第２の太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第２の遊星歯車と、
第２の遊星歯車の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車と、
第１の遊星歯車および第２の遊星歯車を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車および第２の遊星歯車の公転に伴なって回転するキャリアとを備える減速機であって、
第１の太陽歯車の歯数と第２の太陽歯車の歯数とが異なり、第１の遊星歯車の歯数と第２の遊星歯車の歯数が異なり、固定内歯車の歯数と可動内歯車の歯数が異なることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の減速機において、第１の太陽歯車の回転中心から第１の遊星歯車の回転中心までの距離と、第２の太陽歯車の回転中心から第２の遊星歯車の回転中心までの距離とが等しいことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、トルクが入力される太陽歯車と、
太陽歯車に噛み合うとともに太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車と、
第１の遊星歯車の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車と、
第１の遊星歯車と一体に自転するとともに公転する第２の遊星歯車と、
第２の遊星歯車の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車と、
第１の遊星歯車および第２の遊星歯車を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車および第２の遊星歯車の公転に伴なって回転するキャリアとを備える減速機であって、
第１の遊星歯車の歯数と第２の遊星歯車の歯数が異なり、固定内歯車と可動内歯車の歯数が異なることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の減速機を備えた電動ブレーキであって、
電動モータと、
電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機と、
電動モータと運動変換機との間に介在して電動モータの回転力を減速して運動変換機に伝動する前記減速機とを備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の減速機によれば、第１の太陽歯車が回転すると、第１の太陽歯車に噛み合うとともに固定内歯車に噛み合っている第１の遊星歯車が自転するとともに第１の太陽歯車の外周と固定内歯車の内周との間を周回するように公転する。また、第２の太陽歯車が第１の太陽歯車と同軸（同心）上で一体に回転する。

これにより、第２太陽歯車に噛み合うとともに可動内歯車に噛み合っている第２の遊星歯車が自転するとともに、第２の太陽歯車の外周と固定内歯車の内周との間を周回するように公転する。
そして、第２の遊星歯車に噛み合う可動内歯車が回転し、この回転が出力される。

このような減速機を電動ブレーキに用いるものとすると、各歯車の歯数を変更することにより、減速比の異なる減速機を容易に設計することができる。
なお、例えば、第１の太陽歯車の歯数と、第２の太陽歯車の歯数とを変更すると、それにともなって、第１の太陽歯車に噛み合う第１の遊星歯車の歯数と、第２の太陽歯車に噛み合う第２の遊星歯車の歯数を変更する必要があり、さらに、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車の歯数と、第２の遊星歯車に噛み合う可動歯車の歯数も変更する必要がある。

そして、減速比を大きくする場合には、第１の太陽歯車と第２の太陽歯車との歯数差（第１の遊星歯車と第２の遊星歯車との歯数差および固定内歯車と可動内歯車との歯数差）を小さくし、減速比を小さくする場合には、第１の太陽歯車と第２の太陽歯車との歯数差（第１の遊星歯車と第２の遊星歯車との歯数差および固定内歯車と可動内歯車との歯数差）を大きくする。

さらに、本発明では、第１の太陽歯車、すなわち、外歯車が入力歯車となるので、応答性の良い構成としても、内歯車を入力歯車とした場合に比較して径方向の寸法が大きくならず、モータイナーシャが大きくなるのを抑制できる。
以上のことから、本発明の減速機は、応答性のよい電動ブレーキを制作するのに好適なものと言うことができる。

請求項２に記載の減速機によれば、減速機をより簡単で設計しやすい構造とすることができる。

請求項３に記載の減速機によれば、第１の太陽歯車が回転すると、第１の太陽歯車に噛み合うとともに固定内歯車に噛み合っている第１の遊星歯車が自転するとともに第１の太陽歯車の外周と固定内歯車の内周との間を周回するように公転する。

これにより、第１の遊星歯車と一体に自転および公転する第２の遊星歯車が自転するとともに公転する。
そして、第２の遊星歯車に噛み合う可動内歯車が回転し、この回転が出力される。

このような減速機を電動ブレーキに用いるものとすると、各歯車の歯数を変更することにより、減速比の異なる減速機を容易に設計することができる。
なお、例えば、第１の遊星歯車の歯数と、第２の遊星歯車の歯数とを変更すると、それにともなって、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車の歯数と、第２の遊星歯車に噛み合う可動歯車の歯数も変更する必要がある。

そして、減速比を大きくする場合には、第１の遊星歯車と第２の遊星歯車との歯数差および固定内歯車と可動内歯車との歯数差を小さくし、減速比を小さくする場合には、第１の遊星歯車と第２の遊星歯車との歯数差および固定内歯車と可動内歯車との歯数差を大きくする。

さらに、本発明では、太陽歯車、すなわち、外歯車が入力歯車となるので、応答性の良い構成としても、内歯車を入力歯車とした場合に比較して径方向の寸法が大きくならず、モータイナーシャが大きくなるのを抑制できる。
以上のことから、本発明の減速機は、応答性のよい電動ブレーキを制作するのに好適なものと言うことができる。

請求項４に記載の電動ブレーキによれば、上述のように応答性の良い電動ブレーキに好適な請求項１〜３のいずれか１つに記載の減速機を用いることで、電動ブレーキの応答性を良くすることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係る減速機の基本構成を示す概略図である。
また、図１に示される減速機１９と図２に示される減速機１９とは、基本的構成が同じであり、本実施形態の減速機１９であるが、後述のように減速機１９を構成する各歯車の歯数を異なるものとすることで、減速比が異なるものとなっている。

この実施形態の減速機１９は、図１および図２に示すように、入力軸２０に接続されてトルクが入力される第１の太陽歯車２１と、第１の太陽歯車２１に噛み合うとともに第１の太陽歯車２１の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車２２と、第１の遊星歯車２２の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車２２に噛み合う固定内歯車２３と、第１の太陽歯車２１と同軸（同心）上で一体に回転する第２の太陽歯車２４と、第２の太陽歯車２４に噛み合うとともに第２の太陽歯車２４の周囲を公転しながら自転する第２の遊星歯車２５と、第２の遊星歯車２５の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車２５に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車２６と、第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５の公転に伴なって回転するキャリア２７とを備えている。

第１の太陽歯車２１は、入力軸２０および第２の太陽歯車２４と同軸（同心）上に配置されるとともに一体に回転する。すなわち、これらが相対回転することはない。
そして、これらは、軸受２８，２９を介してケース３０（後述のキャリパ４３でもよい）に回転自在に支持されている。

第１の遊星歯車２２は、第２の遊星歯車２５とともに、キャリア２７に支持される同一の支持軸３１に回転自在に支持されている。また、支持軸３１の第１の遊星歯車２２が取り付けられる部分に軸受３２が配置され、第２の遊星歯車２５が取り付けられる部分に軸受３３が配置されている。そして、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５とは、同軸上で回転可能となっているが、互いに相対回転可能となっている。
なお、第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５は、例えば、３組等の複数組が、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４と、固定内歯車２３および可動内歯車２６等の間に周方向に等間隔に配置されている。

また、第１の太陽歯車２１と第２の太陽歯車２４とが同軸上に配置され、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５とが同軸上に配置されることから、第１の太陽歯車２１の回転中心から第１の遊星歯車２２の回転中心までの距離と、第２の太陽歯車２４の回転中心から第２の遊星歯車２５の回転中心までの距離とが等しいことになる。

固定内歯車２３は、第１の太陽歯車２１と同軸上に配置され、第１の太陽歯車２１との間に第１の遊星歯車２２が公転可能な間隔をあけて配置されている。そして、第１の遊星歯車２５は、第１の太陽歯車２１と固定内歯車２３との両方に噛み合った状態で、第１の太陽歯車２１が入力軸２０から入力されるトルクに基づいて回転した場合に、上述のように自転しながら公転することになる。

また、第２の遊星歯車２５は、第２の太陽歯車２４に噛み合って、第１の太陽歯車２１と一体に第２の太陽歯車２４が回転した場合に自転することになるが、第２の遊星歯車２５は第１の遊星歯車２２を回転自在に支持するキャリア２７に回転自在に支持されているので、第１の遊星歯車２２と同じ周期で公転することになる。

なお、この例では、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５が同じキャリア２７に支持されるだけではなく、上述のように同じ支持軸３１に支持されて同軸上に配置されている。
また、第２の遊星歯車２５は、必ずしも第１の遊星歯車２２と同軸上に配置される必要はなく、同一のキャリア２７に支持されて同一の周期で公転可能となっているとともに、上述のように第１の太陽歯車２１の回転中心から第１の遊星歯車２２の回転中心までの距離と、第２の太陽歯車２４の回転中心から第２の遊星歯車２５の回転中心までの距離とが等しくなっていればよい。

したがって、第２の遊星歯車２５の自転における回転速度は、第２の太陽歯車２４（第１の太陽歯車２１）の回転速度と、第１の遊星歯車の公転速度に基づいて決まることになる。
そして、可動内歯車２６は、第２の遊星歯車２５に噛み合うことにより、第２の遊星歯車２５の自転および公転速度に対応する回転速度で回転することになる。
また、可動内歯車２６は、ケース３０の蓋等に支持される軸受３５に回転自在に支持されるとともに、出力軸３６に接続されている。

キャリア２７は、図１，２において、一部だけが図示されているが、キャリア２７は、第１の太陽歯車２１、第２の太陽歯車２４、固定内歯車２３、可動内歯車２６と同軸上に回転自在に支持された状態となっている。

このような、差動遊星歯車機構を用いた減速機１９においては、入力軸２０を介して接続される例えば電動モータの回転にしたがって第１の太陽歯車２１が回転すると、第１の太陽歯車２１に噛み合うとともに固定内歯車２３に噛み合う第１の遊星歯車が自転しながら公転する。
また、第１の太陽歯車２１と一体に回転する第２の太陽歯車２４が回転し、第２の太陽歯車２４に噛み合うとともに、第１の遊星歯車２２と一体に公転する第２の遊星歯車２５は、第１の遊星歯車２２の公転速度と同じ第２の遊星歯車２５の公転速度と、第１の太陽歯車２１の回転速度と同じ第２の太陽歯車２４の回転速度とに基づいた回転速度で自転することになる。なお、この際に、第１の遊星歯車の自転速度と、第２の遊星歯車の自転速度は基本的に一致しない。

そして、この減速機１９においては、第１の太陽歯車２１の歯数と第２の太陽歯車２４の歯数とが異なり、第１の遊星歯車２２の歯数と第２の遊星歯車２５の歯数が異なり、固定内歯車２３の歯数と可動内歯車２６の歯数が異なるものとなっている。
また、この減速機１９の設計において、減速比を変更する場合には、第１の太陽歯車２１の歯数と第２の太陽歯車２４の歯数とを変更する。なお、この減速機１９において、第１の太陽歯車２１の歯数と第２の太陽歯車２４の歯数とを変更すると、第１の遊星歯車２２の歯数と第２の遊星歯車２５の歯数が変更され、固定内歯車２３の歯数と可動内歯車２６の歯数が変更されることになる。

この際に、第１の太陽歯車２１の外径および歯数等の歯車としての条件と、第１の遊星歯車２２の外径および歯数等の歯車としての条件と、固定内歯車２３の内径および歯数等の歯車としての条件との関係は、従来周知の遊星歯車機構の設計方法に基づいて決定される。同様に、第２の太陽歯車２４の外径および歯数等の歯車としての条件と、第２の遊星歯車２５の外径および歯数等の歯車としての条件と、可動内歯車２６の内径および歯数等の歯車としての条件との関係は、従来周知の遊星歯車機構の設計方法に基づいて決定される。

そして、減速比を小さくしたい場合には、減速機１９の設計に際し、図１に示すように、第１の太陽歯車２１と第２の太陽歯車２４との歯数差（第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５との歯数差および固定内歯車２３と可動内歯車２６との歯数差）を大きくし、減速比を大きくしたい場合には、減速機１９の設計に際し、図２に示すように、第１の太陽歯車２１と第２の太陽歯車２４との歯数差（第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５との歯数差および固定内歯車２３と可動内歯車２６との歯数差）を小さくする。

また、図３は、５つの各歯車の歯数が異なる本実施形態の５種類の減速機１９における各歯車の歯数と減速比との関係を示す図表である。図３の図表に示されるように、第１の太陽歯車２１と第２の太陽歯車２４との歯数差（第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５との歯数差および固定内歯車２３と可動内歯車２６との歯数差）を小さくするほど、減速比を大きくすることができる。そして、図表に示される歯数差の範囲内でも、減速比を１２程度から９０程度までの範囲（レンジ）で設定することができる。
なお、図１に示される減速機１９は、図表のIに対応するもので、図２に示される減速機１９は、図表のIIIに対応するもので、各歯車の歯数が図表に示されるものとなっている。

次に上述のような本実施形態の減速機１９を用いた電動ブレーキを図４を参照して説明する。電動ブレーキは、例えば、車両のタイヤを制動するもので、非制動部材としてのタイヤと一体に回転するディスクロータ４１の両側にブレーキパッド４２，４２が配置されている。
そして、電動ブレーキは、浮動式のキャリパ４３を有し、後述の押圧部材４４とキャリパ４３の先端部４５との間にディスクロータ４１と左右のブレーキパッド４２，４２が配置されている。

そして、キャリパ４３の先端部４５に対向して設けられる円筒状のキャリパ本体４６内には、その後端部の外周部に電動モータ４７が配置され、後端部より前の前部の外周部に前記減速機１９が配置され、これら前後に並ぶ電動モータ４７の前部および減速機１９の内側（中心部）にボールネジ機構４８が配置されている。
電動モータ４７は、その外周部分にステータ５０が配置され、ステータ５０の内側に有底円筒状のロータ５１がキャリパ４３に固定された軸受５２等により回転自在に支持されている。なお、ロータ５１は、その前部の内側にボールネジ機構４８の後端部を配置可能に円筒状となっている。

そして、電動モータ４７の前に配置される減速機１９は以下のようになっている。
すなわち、円筒状のロータ５１の前端部には、ロータ５１と一体に円環状の第１の太陽歯車２１と円環状の第２の太陽歯車２４とが前後に並んで形成されている。なお、第１の太陽歯車２１の前側に第２の太陽歯車２４が形成されている。そして、これら第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４は、ロータ５１と同軸上で一体に回転可能となっている。すなわち、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４は、上述のように同軸で一体に回転可能となっている。また、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４の内側には、ボールネジ機構４８が配置される。

そして、これら第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４の外周側には、キャリア２７がキャリパ４３に固定された軸受５４と、後述の可動内歯車２６との間に配置された軸受５５とにより、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４と同軸上で回転自在に支持されている。
なお、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４と、キャリア２７とは相対回転可能となっている。

キャリア２７には、第１の遊星歯車２２を回転自在とする回転軸３１ａが支持されるとともに、第２の遊星歯車２５を回転自在とする回転軸３１ｂが支持されている。したがって、この例においては、第２の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５とは同軸上に配置されていないが、第１の太陽歯車２１の回転中心から第１の遊星歯車２２の回転中心までの距離と、第２の太陽歯車２４の回転中心から第２の遊星歯車２５の回転中心までの距離とが等しくされている。

たとえば、回転軸３１ａと、回転軸３１ｂとが同一円周上に１つおきに等間隔に３本ずつ合わせて６本配置された状態となっている。なお、上述の例のように第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車とを同軸上に配置しても良い。この場合に、上述のように支持軸３１を例えば３本配置することで、三つの第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５を配置することができ、構造が簡略になるが、第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５を回転軸３１ａ、３１ｂと一体に回転するのではなく、支持軸３１で軸受３２，３３を介して互いに相対回転可能とする必要がある。
そして、回転軸３１ａに回転自在に支持される第１の遊星歯車２２は、第１の太陽歯車２１に噛み合っている。また、第１の遊星歯車２２の公転軌跡の外周側には、キャリパ４３に固定された固定内歯車２３が設けられ、第１の遊星歯車２２は、固定内歯車２３に噛み合っている。

また、回転軸３１ｂに回転自在に支持される第２の遊星歯車２５は、第２の太陽歯車２４に噛み合っている。また、第２の遊星歯車２２の公転軌跡の外周側には、前記軸受５５とキャリパ４３に固定された軸受５７とにより、第１の太陽歯車２１および第２の太陽歯車２４と同軸上で回転自在に可動内歯車２６が配置され、第２の遊星歯車２２と噛み合っている。
また、可動内歯車２６は、その前部が中心側に延出して形成されて内径が縮径された状態となっている。そして、可動内歯車２６は、その内周側にボールネジ機構４８の後述するナット５９が一体に回転可能に接合されている。

ボールネジ機構４８は、図示しないボールを介してねじ軸５８をナット５９に螺合した周知のものである。そして、ねじ軸５８は、電動モータ４７の前部において円筒状のロータ５１の内側に配置されるとともに、その前側で減速機１９の円筒状の第１および第２の太陽歯車２１，２４の内側に配置され、さらに円筒状の可動内歯車２６の内側に配置されるように、キャリパ４３の円筒状のキャリパ本体４６の中心部に配置されている。また、ねじ軸５８の先端部には、ブレーキパッド４２を押圧する押圧部材４４が設けられ、キャリパ４３の先端部４５と押圧部材４４との間に左右のブレーキパッド４２，４２の間にディスクロータ４１を挟む構成となっている。

また、ねじ軸５８の後部は、ロータ５１の内側において、回転不可でかつ前後動自在に支持されている。ねじ軸５８の前部は、ナット５９に螺合した状態となっている。そして、ナット５９は、上述のように可動内歯車２６と一体に回転可能となっており、電動モータ４７のロータ５１の回転が減速機１９の第１の太陽歯車２１に入力され、上述のように減速機１９の可動内歯車２６から減速して出力されることになり、可動内歯車２６と一体にナット５９が回転し、ナット５９に螺合するねじ軸５８が前進して、左右のブレーキパッド４２，４２の間にディスクロータ４１を挟みこんで制動するようになっている。

このような、減速機１９を用いた電動ブレーキにおいては、電動モータ４７と減速機１９が運動変換機であるボールネジ機構４８の周囲を囲むとともに前後に並んで配置され、電動モータ４７のロータ５１が減速機１９の外歯車である第１の太陽歯車２１に接続されている。これにより、減速機１９のロータ５１が内歯車に接続される場合に比較して、減速機の径方向の寸法が小さくなる可能性が高く、これによって、モータインナーシャを減少させ、モータの回転始動時の目標回転数に到達するまでの時間短縮を図ることができる。
また、減速機１９は、上述のように各歯車の歯数を設計時に調整することで、広い範囲に渡って減速比を異なるものとすることができるので、小さな電動モータでも必要十分なトルクを発生させ、かつ、応答性に優れた電動ブレーキとすることができる減速比に容易に設定することができる。

図５は、前記減速機１９の変形例としての減速機６０を示すものであり、前記減速機１９の構成に対して、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５を１つのキャリア２７で回転自在に支持したり、さらに同軸上に回転自在支持したりするだけではなく、一体に回転可能とすることで、第１の太陽歯車２１から可動内歯車２６に動力を伝達可能として、第２の太陽歯車２４を省略した構造となっている。

すなわち、減速機６０は、入力軸２０に接続されてトルクが入力される太陽歯車２１と、太陽歯車２１に噛み合うとともに太陽歯車２１の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車２２と、第１の遊星歯車２２の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車２２に噛み合う固定内歯車２３と、第１の遊星歯車２２と一体に自転するとともに公転する第２の遊星歯車２５と、第２の遊星歯車２５の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車２５に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車２６と、第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車２２および第２の遊星歯車２５の公転に伴なって回転するキャリア２７とを備えている。

そして、第１の遊星歯車２２の歯数と第２の遊星歯車２５の歯数が異なり、固定内歯車２３と可動内歯車２６の歯数が異なるものとなっている。
このような減速機６０においては、減速機１９と同様にトルクの入力歯車が外歯車である太陽歯車とされている。
また、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５の歯数差と、固定内歯車２３と可動内歯車２６の歯数差とを変更することで、変速比を変更可能となっている。
なお、この減速機６０において、第１の遊星歯車２２の歯数と第２の遊星歯車２５の歯数が変更すると、太陽歯車２１の歯数が変更され、固定内歯車２３の歯数と可動内歯車２６の歯数が変更されることになる。

この際に、太陽歯車２１の外径および歯数等の歯車としての条件と、第１の遊星歯車２２の外径および歯数等の歯車としての条件と、固定内歯車２３の内径および歯数等の歯車としての条件との関係は、従来周知の遊星歯車機構の設計方法に基づいて決定される。同様に、第２の遊星歯車２５の外径および歯数等の歯車としての条件と、可動内歯車２６の内径および歯数等の歯車としての条件との関係は、従来周知の遊星歯車機構の設計方法に基づいて決定される。

そして、減速比を小さくしたい場合には、減速機６０の設計に際し、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５との歯数差および固定内歯車２３と可動内歯車２６との歯数差を大きくし、減速比を大きくしたい場合には、減速機６０の設計に際し、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５との歯数差および固定内歯車２３と可動内歯車２６との歯数差を小さくする。

以上のことから、この変形例の減速機６０においても、上述の減速機１９と同様の作用効果を奏することができる。
また、減速機６０は、減速機１９に対して上述のように、第１の遊星歯車２２と第２の遊星歯車２５とをキャリア２７に一体に回転可能に支持し、第２の太陽歯車２４を省略する構成とすることで、上述の電動ブレーキに減速機１９と同様に組み込むことができる。

本発明は、電動モータ等の回転駆動源に接続もしくは組み込まれる減速機、特に電動ブレーキに電動モータとともに組み込まれる減速機に適用することができ、車両や各種機械における制動のための電動ブレーキに適用することができる。

本発明の実施形態に係る減速機を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る減速機を示す概略図である。 前記減速機における各歯車の歯数と減速比の関係を示す図表である。 前記減速機が組み込まれた電動ブレーキを示す断面図である。 前記減速機の変形例となる減速機を示す概略図である。 従来の減速機を示す概略図である。 従来の減速機を示す概略図である。

符号の説明

１９ 減速機
２１ 第１の太陽歯車（太陽歯車）
２２ 第１の遊星歯車
２３ 固定内歯車
２４ 第２の太陽歯車
２５ 第２の遊星歯車
２６ 可動内歯車
２７ キャリア+
４８ ボールネジ機構（運動変換機）
６０ 減速機

Claims (4)

1. トルクが入力される第１の太陽歯車と、
   第１の太陽歯車に噛み合うとともに第１の太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車と、
   第１の遊星歯車の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車と、
   第１の太陽歯車と同軸上で一体に回転する第２の太陽歯車と、
   第２の太陽歯車に噛み合うとともに第２の太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第２の遊星歯車と、
   第２の遊星歯車の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車と、
   第１の遊星歯車および第２の遊星歯車を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車および第２の遊星歯車の公転に伴なって回転するキャリアとを備える減速機であって、
   第１の太陽歯車の歯数と第２の太陽歯車の歯数とが異なり、第１の遊星歯車の歯数と第２の遊星歯車の歯数が異なり、固定内歯車の歯数と可動内歯車の歯数が異なることを特徴とする減速機。
2. 第１の太陽歯車の回転中心から第１の遊星歯車の回転中心までの距離と、第２の太陽歯車の回転中心から第２の遊星歯車の回転中心までの距離とが等しいことを特徴とする請求項１に記載の減速機。
3. トルクが入力される太陽歯車と、
   太陽歯車に噛み合うとともに太陽歯車の周囲を公転しながら自転する第１の遊星歯車と、
   第１の遊星歯車の公転軌跡の周囲に固定配置され、第１の遊星歯車に噛み合う固定内歯車と、
   第１の遊星歯車と一体に自転するとともに公転する第２の遊星歯車と、
   第２の遊星歯車の公転軌跡の周囲に回転可能に配置され、第２の遊星歯車に噛み合うとともにトルクを出力する可動内歯車と、
   第１の遊星歯車および第２の遊星歯車を自転可能に支持するとともに第１の遊星歯車および第２の遊星歯車の公転に伴なって回転するキャリアとを備える減速機であって、
   第１の遊星歯車の歯数と第２の遊星歯車の歯数が異なり、固定内歯車と可動内歯車の歯数が異なることを特徴とする減速機。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の減速機を備えた電動ブレーキであって、
   電動モータと、
   電動モータの回転運動を直線運動に変換する運動変換機と、
   電動モータと運動変換機との間に介在して電動モータの回転力を減速して運動変換機に伝動する前記減速機とを備えていることを特徴とする電動ブレーキ。

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