JP2014211222A - 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

電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ロックピンをギヤの係止部に係合させるロックの信頼性を高めることおよび耐久性の向上を図る。
【解決手段】電動モータ１１のロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を、ギヤ減速機構１３を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤ３３の側面周方向に設けられた複数の係止孔４１と、その係止孔４１に対して進退可能に設けられ、前進時に係止孔４１に係合してギヤ３３をロックするロックピン４２と、そのロックピン４２を進退させるリニアソレノイド４３とで形成する。リニアソレノイド４３におけるプランジャ４９とロックピン４２とを別部品として端面が軸方向で対向する同軸上の配置とし、ロックされるギヤ３３からロックピン４２に負荷されるモーメント荷重がプランジャ４９に負荷されることのないようにして、プランジャ４９をスライド自在に支持するボビン４８の内径面が損傷するのを防止する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ブレーキパッド等の被駆動部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータおよびその電動式直動アクチュエータを用いた電動式ブレーキ装置に関する。
電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータとして、特許文献１および特許文献２に記載されたものが従来から知られている。
上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータによって回転駆動される回転軸と軸方向に移動自在に支持された外輪部材との間に遊星ローラを組込み、上記回転軸の回転により、その回転軸との接触摩擦によって遊星ローラを自転させつつ公転させ、その遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条との噛み合いによって外輪部材を軸方向に移動させるようにしている。
ところで、特許文献１および２に記載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においては、運転手のブレーキペダルの操作に応じて制動力を制御するサービスブレーキ機能しか有していないため、駐車時には、電動モータに対する通電状態を継続して制動力を維持する必要が生じ、電力消費量が大きいという不都合がある。
そのような不都合を解消するため、本件出願人は、特許文献３において、電動モータに対する通電を遮断する状態においても制動力を維持できるようにした電動式直動アクチュエータを提案している。
上記特許文献３に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータのロータ軸の回転を減速して回転軸に伝達するギヤ減速機構を設け、そのギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面に複数の係止部を周方向に間隔をおいて設け、その係止部に対して進退自在に設けられたロックピンをリニアソレノイドの作動により前進させ、係止部に対するロックピンの係合によりギヤをロックして、電動モータに対する通電を遮断する状態においても制動力を維持できるようにしている。
このため、上記のような電動式直動アクチュエータを電動式ブレーキ装置に採用することにより、駐車時に、ブレーキパッドがディスクロータを規定の押圧力で押圧する状態でそのブレーキパッドをロックすることができ、コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
特開２０１０−６５７７７号公報 特開２０１０−９０９５９号公報 特開２０１２−８７８８９号公報
ところで、特許文献３に記載された電動式直動アクチュエータにおいて、ロックピンをリニアソレノイドで進退させる場合、リニアソレノイドにおけるプランジャの先端部にロックピンを一体的に設けて一軸構成とするのが一般的である。
そこで、本件の発明者らも、一軸構成のリニアソレノイドを形成し、そのリニアソレノイドを電動式直動アクチュエータに組み込んで耐久性等について試験したところ、以下のような問題点が見出されたのである。
すなわち、プランジャは磁気回路を形成するため、強磁性体である低炭素鋼で形成される場合が多い。この低炭素鋼においては強度的に弱く、その低炭素鋼でロックピンが形成された場合に強度が不足し、ロックピンが係止部に係合するギヤのロック時、ギヤからロックピンに負荷されるモーメント荷重によってロックピンが損傷するという問題があった。
また、プランジャとコイルで形成される磁気がロックピンに漏洩してプランジャに対する磁気吸引力が低下し、ロックピンを確実に係合させることができず、ロック動作の信頼性が低いという問題があった。
リニアソレノイドにおいては、コイルを保持するボビンの内側にプランジャを挿通し、そのボビンの内径面とプランジャの外径面間に径方向のクリアランスを設けている。このクリアランスは磁気効率を考慮した場合に小さい方が好ましい。
ロックピンを一体化したプランジャの場合、ロックピンを摺動案内する必要が生じ、その案内部には微小な案内隙間があるため、案内隙間の範囲内でロックピンがギヤからのモーメント荷重の負荷によって傾くと、プランジャのテール部での径方向への移動量が大きくなってボビンの内径面に強く当接することになる。このとき、ボビンは、樹脂あるいは銅の非磁性体で形成されて強度が低いため、プランジャとの接触によって摩耗し、あるいは損傷し、プランジャに引っ掛かりが生じて摺動特性を低下させることになる。
さらに、ギヤの係止部に対するロックピンの係合時、ギヤからロックピンに負荷されるモーメント荷重により、ロックピンを摺動案内する案内部の両端エッジにモーメント荷重が負荷されて変形し、あるいは、摩耗し易いという問題がある。
また、ギヤ減速機構においてはグリースによってギヤの噛合部を潤滑しており、そのグリースがロックピンの案内部からプランジャとボビンの対向面間に形成されるクリアランスに侵入すると、プランジャの摺動性を低下させることになる。特に、低温時においては、グリースの粘性が高いため、プランジャを円滑に移動させることができなくなる。
この発明の課題は、ロックピンをギヤの係止部に係合させるロック動作の信頼性を高めること、および、耐久性の向上を図ることである。
上記の課題を解決するため、この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を有してなり、前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、そのロックピンを進退させるリニアソレノイドとからなる電動式直動アクチュエータにおいて、前記リニアソレノイドにおけるプランジャと前記ロックピンとを別部品として端面が軸方向で対向する同軸上の配置とし、そのロックピンを非磁性材料で形成し、前記ロックピンにリターンスプリングの弾性力を付与してロックピンと共にプランジャを後退動させるようにした構成を採用したのである。
また、この発明に係る電動式ブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした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がこの発明に係る上述の電動式直動アクチュエータからなり、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結した構成を採用したのである。
上記の構成からなる電動式ブレーキ装置において、電動式直動アクチュエータの電動モータを駆動すると、その電動モータのロータ軸の回転はギヤ減速機構で減速されて出力ギヤから出力され、その出力ギヤの回転は回転・直動変換機構により直線運動に変換されてスライド部材に伝達される。このため、スライド部材が前進し、そのスライド部材に連結されたブレーキパッドがディスクロータに押し付けられ、ディスクロータが制動される。
駐車に際しては、上記のように、ブレーキパッドをディスクロータに押し付け、ディスクロータに駐車に必要な制動力が負荷される状態において、リニアソレノイドのコイルに通電し、そのコイルとプランジャの相互間で磁気回路を形成して、プランジャをロックピンに向けてスライドさせ、そのプランジャでロックピンを押圧して前進させ、ギヤの係止部に対するロックピンの係合によってギヤをロックする。そのギヤのロック状態において、電動モータに対する通電を遮断して、電気エネルギの無駄な消費を抑制する。
ここで、プランジャの押圧によってロックピンを係止部に向けて前進させるロック動作時、ロックピンは非磁性材料により形成されているため、プランジャとコイルで形成される磁気回路の磁気がロックピンに漏洩してプランジャに対する磁気吸引力が低下するという不都合の発生はない。このため、コイルに対する通電によってロックピンを係止部に係合する係合位置まで確実に前進動させることができる。
また、プランジャとロックピンを別部品として、端面が対向する同軸上に対向配置することにより、係止部に対するロックピンの係合時、ギヤからロックピンに大きなモーメント荷重が負荷されたとしても、その荷重がプランジャに作動されるようなことはない。このため、プランジャに傾きが生じてコイルを支持するボビンの内径面に損傷を与えるようなことはない。
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいて、非磁性材料としてステンレスを採用し、そのステンレス製のロックピンを窒化処理あるいは軟窒化処理による表面処理を施して耐摩耗性を高め、耐久性の向上を図るのが好ましい。
リニアソレノイドとして、円筒状のケースと、そのケースの内側に組み込まれたコイルと、そのコイルの内側にスライド自在に挿入されたプランジャと、上記ケースのヘッド側端部内に組み込まれて上記プランジャと軸方向で対向し、上記コイルに対する通電によりプランジャを磁気吸引してヘッド側にスライドさせる磁気吸引コアとを有してなり、上記ケースのヘッド側端部内に上記磁気吸引コアと軸方向で対向するヘッドキャップを設け、そのヘッドキャップと上記磁気吸引コアのそれぞれに上記ロックピンがスライド自在に挿入されるピン孔を同軸上に設けてロックピンを軸方向の二箇所で支持案内する構成のものとすることにより、ロックピンが係止部に係合するギヤのロック時、ギヤからロックピンに負荷されるモーメント荷重をヘッドキャップと磁気吸引コアのそれぞれに設けられたピン孔で分散して受けることができる。このため、案内部としてのピン孔の内径面の損傷防止に効果を挙げることができる。
ここで、ヘッドキャップと磁気吸引コアの対向面間にリターンスプリングを収容するスプリング収容空間を設けることにより、そのスプリング収容空間でギヤ潤滑用グリースを貯留することができるため、プランジャとコイルの対向部間に形成されるクリアランスへのグリースの侵入を防止することができ、グリースによってプランジャのスライドが阻害されるのを防止することができる。
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、ロックピンを非磁性材料により形成したことにより、プランジャとコイルで形成される磁気回路の磁気がロックピンに漏洩してプランジャに対する磁気吸引力が低下するという不都合の発生はなく、コイルに対する通電によってロックピンを係止部に係合する係合位置まで確実に前進動させることができ、信頼性の高いロック動作を得ることができる。
また、プランジャとロックピンを別部品として、端面が対向する同軸上に対向配置したことにより、係止部に対するロックピンの係合時、ギヤからロックピンに大きなモーメント荷重が負荷されると、そのモーメント荷重はロックピンをスライド自在に支持する案内部の内径面で支持されてプランジャに作動されるようなことがないため、プランジャに傾きが生じてコイルの内径面に損傷を与えるようなことがなく、耐久性の向上を図ることができる。
この発明に係る電動式直動アクチュエータの実施の形態を示す縦断面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のロック機構部を拡大して示す断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図４のV−V線に沿った断面図 この発明に係る電動式ブレーキ装置の実施の形態を示す縦断面図
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図５は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡの実施の形態を示す。図１に示すように、ハウジング１は、円筒状をなし、その一端には径方向外方に向けてベースプレート２が設けられ、そのベースプレート２の外側面およびハウジング１の一端開口がカバー３によって覆われている。
ハウジング１内にはスライド部材としての外輪部材４が組込まれている。外輪部材４はハウジング１に対して回り止めされ、かつ、ハウジング１の内径面に沿って軸方向に移動自在とされ、その内径面には断面Ｖ字形の螺旋突条５が設けられている。
また、ハウジング１内には、外輪部材４の軸方向一端側に軸受部材６が組込まれている。軸受部材６は円盤状をなし、その中央部にはボス部６ａが設けられている。軸受部材６は、ハウジング１の内径面に取付けたストッパリング７によってカバー３側に移動するのが防止されている。
軸受部材６のボス部６ａ内には一対の転がり軸受８が軸方向に間隔をおいて組込まれ、その転がり軸受８によって外輪部材４の軸心上に配置された回転軸１０が回転自在に支持されている。
図１に示すように、ベースプレート２には電動モータ１１が支持され、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転は、カバー３内に組込まれたギヤ減速機構１３によって回転軸１０に伝達されるようになっている。
外輪部材４の内側には回転軸１０を中心にして回転可能なキャリヤ１４が組込まれている。図１および図２に示すように、キャリヤ１４は、軸方向で対向する一対のディスク１４ａ、１４ｂを有し、一方のディスク１４ａの片面外周部には他方のディスク１４ｂに向けて複数の間隔調整部材１４ｃが周方向に間隔をおいて設けられ、その間隔調整部材１４ｃの端面にねじ込まれるねじ１５の締付けによって一対のディスク１４ａ、１４ｂが互いに連結されている。
一対のディスク１４ａ、１４ｂのうち、軸受部材６側に位置するインナ側ディスク１４ｂは、回転軸１０との間に組込まれたすべり軸受１６によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持されている。
一方、アウタ側ディスク１４ａには、中心部に段付き孔からなる軸挿入孔１７が形成され、その軸挿入孔１７内に嵌合されたすべり軸受１８が回転軸１０で回転自在に支持されている。回転軸１０にはすべり軸受１８のアウタ側端面に隣接してスラスト荷重を受ける金属ワッシャ１９が嵌合され、そのワッシャ１９は回転軸１０の軸端部に取り付けられた止め輪２０によって抜止めされている。
キャリヤ１４には、一対のディスク１４ａ、１４ｂによって両端部が支持された複数のローラ軸２１が周方向に間隔をおいて設けられている。ローラ軸２１のそれぞれは、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された長孔からなる軸挿入孔２２内に軸端部が挿入されて径方向に移動自在の支持とされ、そのローラ軸２１の軸端部を巻き込むようにして掛け渡された弾性リング２３によって径方向内方に向けて付勢されている。
複数のローラ軸２１のそれぞれには遊星ローラ２４が回転自在に支持されている。遊星ローラ２４のそれぞれは、回転軸１０の外径面と外輪部材４の内径面間に配置される組み込みとされ、ローラ軸２１の軸端部に掛け渡された弾性リング２３により回転軸１０の外径面に押し付けられて、その外径面に弾性接触し、上記回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する接触摩擦によって回転するようになっている。
遊星ローラ２４の外径面には、図１に示すように、断面Ｖ字状の複数の螺旋溝２５が軸方向に等間隔に形成され、その螺旋溝２５のピッチは、外輪部材４に設けられた螺旋突条５のピッチと同一とされて、その螺旋突条５に噛合している。なお、螺旋溝２５に代えて、複数の円周溝を螺旋突条５と同一のピッチで軸方向に等間隔に形成してもよい。
図１に示すように、キャリヤ１４のインナ側ディスク１４ｂと遊星ローラ２４の軸方向の対向部間にはスラスト軸受２６が組込まれている。また、キャリヤ１４と軸受部材６の軸方向の対向部間には環状のスラスト板２７が組み込まれ、そのスラスト板２７と軸受部材６間にスラスト軸受２８が組み込まれている。
図１に示すように、外輪部材４のハウジング１の他端部開口から外部に位置する他端の開口はシールカバー２９の取付けにより閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。
また、ハウジング１の他端開口部にはベローズ３０の一端部が連結され、そのべローズ３０の他端部は外輪部材４の他端部に連結され、上記ベローズ３０によってハウジング１内に異物が侵入するのが防止されている。
図１に示すように、ギヤ減速機構１３は、電動モータ１１のロータ軸１２に取付けられた入力ギヤ３１の回転を一次減速ギヤ列Ｇ１乃至三次減速ギヤ列Ｇ３により順次減速して回転軸１０の軸端部に取付けられた出力ギヤ３２に伝達して、回転軸１０を回転させるようにしており、そのギヤ減速機構１３に電動モータ１１のロータ軸１２をロックおよびアンロック可能なロック機構４０が設けられている。
図３乃至図５に示すように、ロック機構４０は、二次減速ギヤ列Ｇ２における出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止部としての係止孔４１を同一円上に等間隔に設け、その複数の係止孔４１のピッチ円上の一点に対して進退可能に設けられたロックピン４２をリニアソレノイド４３により進退させ、係止孔４１に対するロックピン４２の係合によって中間ギヤ３３をロックするようにしている。
ここで、リニアソレノイド４３は、テールキャップ４５によってテール側の開口が閉塞され、ヘッドキャップ４６によってヘッド側の開口が閉塞された円筒状のケース４４を有し、そのケース４４の内側にコイル４７を組込み、そのコイル４７の内径面を支持する円筒状のボビン４８の内側にプランジャ４９をスライド自在に組み込んでいる。
また、ケース４４内にヘッドキャップ４６と軸方向で対向する磁気吸引コア５０を組込み、その磁気吸引コア５０とヘッドキャップ４６のそれぞれにピン孔５１、５２を同軸上に形成し、そのピン孔５１、５２内にプランジャ４９と別部品からなるロックピン４２を挿入して、ロックピン４２を軸方向の二箇所でスライド自在に支持案内している。
さらに、ヘッドキャップ４６と磁気吸引コア５０の対向面間にスプリング収容空間５３を形成し、そのスプリング収容空間５３内に組み込まれたリターンスプリング５４によりロックピン４２の外周に取付けた止め輪５５を押圧して、ロックピン４２およびプランジャ４９を係合解除位置に向けて付勢している。
上記の構成からなるリニアソレノイド４３とロックピン４２の組立てユニットＵは、ハウジング１と電動モータ１１間に配置されてベースプレート２に取付けられる。この場合、ベースプレート２に挿入孔５６を形成し、その挿入孔５６にヘッドキャップ４６の先端部を挿入し、そのヘッドキャップ４６の外周に設けられた取付片４６ａをベースプレート２にねじ止めしている。
ここで、コイル４７を支持するボビン４８は、樹脂あるいは銅によって形成されている。また、プランジャ４９および磁気吸引コア５０のそれぞれはコイル４７との間で磁気回路を形成するため、強磁性体で形成している。強磁性体として低炭素鋼を採用しているが、これに限定されるものではない。
磁気吸引コア５０は、ボビン４８内に挿入される筒部５０ａを後端部に有し、その筒部５０ａの内周に形成されたテーパ孔５０ｂに対してプランジャ４９の先端部に形成されたテーパ軸部４９ａが嵌合可能とされている。
一方、ロックピン４２およびヘッドキャップ４６は、磁気の漏洩を防止するため、非磁性体で形成している。ここで、ロックピン４２においては非磁性体としてのステンレス鋼で形成し、そのロックピン４２を窒化あるいは軟窒化による表面処理によって耐摩耗性の向上を図るようにしている。なお、窒化あるいは軟窒化による表面処理に代えて、メッキ処理を施すようにしてもよい。
図４および図５に示すように、中間ギヤ３３に形成された係止孔４１の周方向で対向する端面の一方は、ロックピン４２を後退動する方向に案内するテーパ面４１ａとされている。
実施の形態で示す電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図６は、その電動式直動アクチュエータＡを採用した電動式ブレーキ装置Ｂを示す。この電動式ブレーキ装置Ｂにおいては、図示省略した車輪と共に回転するディスクロータ６０の外周囲にキャリパ６１を配置し、そのキャリパ６１の一端部にディスクロータ６０のアウタ側面の外周部と軸方向で対向する爪部６２を設け、その爪部６２にアウタ側ブレーキパッド６３を取り付けている。
また、キャリパ６１の他端部に電動式直動アクチュエータＡのハウジングを一体に設けて、外輪部材４をディスクロータ６０のインナ側面の外周部に軸方向で対向配置し、その外輪部材４の先端部にインナ側ブレーキパッド６４を取り付けている。
ここで、キャリパ６１は、ナックル等の静止部材に支持された図示省略したホルダにより支持されて、ディスクロータ６０の軸方向に移動自在とされている。
図６に示すような電動式ブレーキ装置Ｂへの電動式直動アクチュエータＡの使用状態において、図１に示す電動モータ１１を駆動すると、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転がギヤ減速機構１３により減速されて回転軸１０に伝達される。
回転軸１０の外径面には、複数の遊星ローラ２４のそれぞれ外径面が弾性接触しているため、上記回転軸１０の回転により遊星ローラ２４が回転軸１０との接触摩擦により、自転しつつ公転する。
このとき、遊星ローラ２４の外径面に形成された螺旋溝２５は外輪部材４の内径面に設けられた螺旋突条５に噛合しているため、その螺旋溝２５と螺旋突条５の係合によって、外輪部材４が軸方向に移動し、その外輪部材４に連結一体化されたインナ側ブレーキパッド６４がディスクロータ６０に当接し、そのディスクロータ６０を軸方向に押圧し始める。その押圧力の反力により爪部６２に取付けられたアウタ側ブレーキパッド６３がディスクロータ６０に接近する方向に向けてキャリパ６１が移動し、アウタ側ブレーキパッド６３がディスクロータ６０に当接して、そのアウタ側ブレーキパッド６３がインナ側ブレーキパッド６４とでディスクロータ６０の外周部を軸方向両側から強く挟持し、ディスクロータ６０に制動力が負荷される。
駐車に際しては、上記のように、アウタ側ブレーキパッド６３とインナ側ブレーキパッド６４とがディスクロータ６０を挟持する制動力の付与状態において、リニアソレノイド４３のコイル４７に通電する。その通電により、コイル４７とプランジャ４９および磁気吸引コア５０の相互間で磁気回路が形成され、磁気吸引コア５０からプランジャ４９に付与される磁気吸引力によりプランジャ４９が磁気吸引コア５０に向けて移動して、その磁気吸引コア５０に吸着される。
このとき、プランジャ４９はロックピン４２を押圧するため、ロックピン４２は中間ギヤ３３の側面に向けて前進する。ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２に対して複数の係止孔４１の一つが対向する状態にあると、図５に示すように、係止孔４１にロックピン４２が係合し、その係合によって中間ギヤ３３がロックされる。この時、電動モータ１１のロータ軸１２もロックされることになるため、電動モータ１１に対する通電を遮断しておくことができ、電気エネルギの無駄な消費を抑制することができる。
ここで、ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２と係止孔４１との間に位相のずれがあると、係止孔４１にロックピン４２を係合させることができない。この場合、ロックピン４２を前進させた状態で電動モータ１１の駆動により、中間ギヤ３３を制動方向（図４の矢印で示す方向）に回転させ、係止孔４１をロックピン４２と対向する位置まで中間ギヤ３３を回転させて、係止孔４１にロックピン４２を係合させる。
上記のような係止孔４１とロックピン４２の係合による中間ギヤ３３のロック状態、つまり、電動モータ１１のロータ軸１２のロック状態では、ディスクロータ６０からの反力によりギヤ減速機構１３のそれぞれのギヤに制動解除方向への回転力が負荷されるため、ロックピン４２に傾動させるようなモーメント荷重が負荷される。
このとき、ロックピン４２は、磁気吸引コア５０に形成されたピン孔５１とヘッドキャップ４６に形成されたピン孔５２のそれぞれによって軸方向の二箇所がスライド自在に支持されているため、ギヤ３３からロックピン４２に負荷されるモーメント荷重は磁気吸引コア５０のピン孔５１とヘッドキャップ４６のピン孔５２のそれぞれで分散して受けられることになり、ピン孔５１、５２の内径面を損傷させるようなことはない。
ここで、ピン孔５１、５２とロックピン４２の相互間にはロックピン４２をスライド自在とするために微小な間隙が設けられている。このため、中間ギヤ３３からロックピン４２に負荷されるモーメント荷重により、ロックピン４２は間隙の範囲内で傾動する。
このとき、ロックピン４２がプランジャ４９と一体化されたものであると、ロックピン４２と共にプランジャ４９に傾きが生じ、プランジャ４９の後端部での径方向への変位量は大きく、強度の弱いボビン４８の内径面に大きなモーメント荷重が作用して、その内径面を損傷させることになる。
しかし、実施の形態においては、ロックピン４２をプランジャ４９と別部品としているため、ロックピン４２が傾動しても、プランジャ４９は傾くことはなく、ボビン４８の内径面を損傷させるようなことはない。
また、ロックピン４２は、非磁性材料としてのステンレス鋼により形成しているため、コイル４７の通電によって、そのコイル４７、プランジャ４９および磁気吸引コア５０で形成される磁気回路の磁気がロックピン４２に漏洩することはない。このため、プランジャ４９に対する磁気吸引力の低下がなく、コイル４７に対する通電によってロックピン４２を中間ギヤ３３に向けて確実に前進動させることができ、信頼性の高いロック動作を得ることができる。
図３に示すように、ヘッドキャップ４６と磁気吸引コア５０の対向面間にリターンスプリング５４を収容するスプリング収容空間５３を設けることにより、ヘッドキャップ４６のピン孔５２に侵入するギヤ潤滑用グリースをそのスプリング収容空間５３で貯留することができるため、プランジャ４９とコイル４７を支持するボビン４８の対向部間に形成されるクリアランスへのギヤ潤滑用グリースの侵入を防止することができる。このため、ギヤ潤滑用グリースによってプランジャ４９のスライドが阻害されるのを防止することができる。
ここで、電動モータ１１におけるロータ軸１２のロック解除に際しては、コイル４７に対する通電を解除し、電動モータ１１を駆動して、中間ギヤ３３を図５に示す制動方向に回転させ、ロックピン４２に対する係止孔４１の一側面の係合を解除し、係止孔４１の他側のテーパ面４１ａがロックピン４２の先端部を押圧する作用又はリターンスプリング５４の押圧作用によってロックピン４２を係止孔４１から抜け出す係止解除位置まで後退動させる。
このとき、プランジャ４９はテールキャップ４５に衝撃的に当接して打撃音を発生させることになる。その打撃音の発生を抑制するため、図３では、プランジャ４９の後端面にリング状の弾性部材５７を取付け、その弾性部材５７の弾性変形によりテールキャップ４５に対する当接時の衝撃力を吸収するようにしている。
図１に示す電動式直動アクチュエータにおいては、回転軸１０の回転運動を直線運動に変換する回転・直動変換機構として、その回転軸１０の外径面とハウジング１の内径面間に遊星ローラ２４を組込み、その遊星ローラ２４の外径面に外輪部材４の内径面に設けられた螺旋突条５に噛合する螺旋溝２５または円周溝を形成したものを示したが、回転・直動変換機構はこれに限定されるものではない。
例えば、特許文献３の図１０に示されているように、回転軸の外径面に螺旋突条を設け、その回転軸の外径面とハウジングの内径面間に組み込まれた複数の遊星ローラの外径面に螺旋突条と同一ピッチで複数の円周溝を形成し、上記回転軸の回転により、螺旋突条と円周溝の係合によって遊星ローラを自転させつつ公転させて、その遊星ローラを軸方向に移動させるようにしてもよい。
４ 外輪部材(スライド部材)
１１ 電動モータ
１２ ロータ軸
１３ ギヤ減速機構
３３ 中間ギヤ
４０ ロック機構
４１ 係止孔(係止部)
４２ ロックピン
４３ リニアソレノイド
４４ ケース
４６ ヘッドキャップ
４７ コイル
４９ プランジャ
５０ 磁気吸引コア
５１ ピン孔
５２ ピン孔
５３ スプリング収容空間
５４ リターンスプリング
６０ ディスクロータ

Claims (6)

  1. 電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を有してなり、前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、そのロックピンを進退させるリニアソレノイドとからなる電動式直動アクチュエータにおいて、
    前記リニアソレノイドにおけるプランジャと前記ロックピンとを別部品として端面が軸方向で対向する同軸上の配置とし、そのロックピンを非磁性材料で形成し、前記ロックピンにリターンスプリングの弾性力を付与してロックピンと共にプランジャを後退動させるようにしたことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
  2. 前記非磁性材料がステンレスであり、そのステンレス製のロックピンを表面処理した請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
  3. 前記表面処理が、窒化処理または軟窒化処理である請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
  4. 前記リニアソレノイドが、円筒状のケースと、そのケースの内側に組み込まれたコイルと、そのコイルの内側にスライド自在に挿入されたプランジャと、前記ケースのヘッド側端部内に組み込まれて前記プランジャと軸方向で対向し、前記コイルに対する通電によりプランジャを磁気吸引してヘッド側にスライドさせる磁気吸引コアとを有してなり、前記ケースのヘッド側端部内に前記磁気吸引コアと軸方向で対向するヘッドキャップを設け、そのヘッドキャップと前記磁気吸引コアのそれぞれに前記ロックピンがスライド自在に挿入されるピン孔を同軸上に設けてロックピンを軸方向の二箇所で支持案内した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動式直動アクチュエータ。
  5. 前記ヘッドキャップと前記磁気吸引コアの対向面間に前記リターンスプリングを収容するスプリング収容空間を設けた請求項４に記載の電動式直動アクチュエータ。
  6. 電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした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が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動式直動アクチュエータからなり、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結したことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
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