JP2017180506A - 遊星ローラねじ式直動機構および電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易な遊星ローラねじ式直動機構を提供する。
【解決手段】キャリヤ１４は、複数の支持ピン１３の第１の端部１３ａを保持する第１のディスク２１と複数の支持ピン１３の第２の端部１３ｂを保持する第２のディスク２２とを有する。第１のディスク２１の第１のピン保持穴４１は、第１のディスク２１を第２のディスク２２に近づく側に軸方向変位させたときに支持ピン１３の第１の端部１３ａを径方向内方に変位させる形状とする。第２のディスク２２の第２のピン保持穴４２は、第２のディスク２２を第１のディスク２１に近づく側に軸方向変位させたときに支持ピン１３の第２の端部１３ｂを径方向内方に変位させる形状とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動式直動アクチュエータに用いられる遊星ローラねじ式直動機構、およびその遊星ローラねじ式直動機構を用いた電動ブレーキ装置に関する。

外部から入力される回転運動を直線運動に変換して出力する直動機構として、例えば、特許文献１のような遊星ローラねじ式直動機構が知られている。

特許文献１の遊星ローラねじ式直動機構は、外部から回転が入力される回転軸と、その回転軸を囲む中空筒状の外輪部材と、その外輪部材の内周と回転軸の外周との間に周方向に間隔をおいて配置された複数の遊星ローラと、その複数の遊星ローラをそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピンと、その複数の支持ピンの両端部を保持するキャリヤを有する。

ここで、キャリヤには、各遊星ローラの支持ピンの第１の端部と第２の端部をそれぞれ収容する長穴が形成されており、その長穴と支持ピンの間には、支持ピンが回転軸の径方向に移動するのを許容する径方向隙間が設けられている。また、支持ピンの第１の端部と第２の端部には、それぞれ、弾性的に拡径可能なＣ形リングが掛け渡されており、そのＣ形リングの縮径力によって、各支持ピンの第１の端部と第２の端部がそれぞれ径方向内方に付勢され、その結果、遊星ローラが回転軸の外周に押し付けられている。

また、外輪部材の内周には、螺旋凸条が設けられ、その螺旋凸条と係合する螺旋溝または円周溝が各遊星ローラの外周に設けられている。

この遊星ローラねじ式直動機構は、外部から回転軸に回転が入力されると、その回転軸の回転が、回転軸の外周に転がり接触する遊星ローラに伝達し、各遊星ローラが自転しながら回転軸のまわりを公転する。このとき、遊星ローラの外周の螺旋溝または円周溝と外輪部材の内周の螺旋凸条との係合によって、外部から回り止めされた外輪部材が軸方向に移動する。このようにして、遊星ローラねじ式直動機構は、回転軸の回転を外輪部材の直線運動に変換する。

この遊星ローラねじ式直動機構は、送りねじ機構などの他の方式の直動機構と比較して、小型で大きい軸方向荷重を発生することが可能なので、省スペースで大きな軸方向荷重が要求される電動ブレーキ装置に好適であるという利点がある。

特開２０１２−１４９７４７号公報

特許文献１の電動式直動アクチュエータは遊星ローラねじ式直動機構を用いており、その遊星ローラねじ式直動機構は、回転軸のまわりに周方向に間隔をおいて配置された複数の遊星ローラの支持ピンの第１の端部と第２の端部にそれぞれＣ形リングを掛け渡し、その一対のＣ形リングの縮径力で、各遊星ローラを回転軸の外周に押し付けるようにしている。

ここで、本願の発明者は、遊星ローラねじ式直動機構を組み立てるときに、Ｃ形リングを支持ピンの第１の端部と第２の端部とにそれぞれ装着する作業が煩雑であるという問題に着目した。

すなわち、遊星ローラねじ式直動機構に使用するＣ形リングと類似する部材として、いわゆる止め輪（スナップリング）が広く一般に使用されているが、この止め輪は、軸体の外周に形成されたリング溝に装着し、軸体に外嵌された部材の軸方向移動を防ぐことを目的としたものである。ここで、止め輪の装着が完了した状態で、止め輪とリング溝の間に締め代が設けられることがあるが、止め輪によるリング溝の締め付け力は、止め輪のガタツキを防止するための最小限の大きさに設定される。そのため、止め輪の装着作業は比較的容易である。

これに対し、遊星ローラねじ式直動機構のＣ形リングは、その縮径力によって、遊星ローラを回転軸に押さえ付けることを目的としていることから、Ｃ形リングの装着が完了した状態で、Ｃ形リングから各遊星ローラの支持ピンに作用する縮径力は、比較的大きな力に設定する必要がある。そのため、Ｃ形リングを装着する作業が煩雑であるという問題があった。

そして、本願の発明者は、遊星ローラねじ式直動機構の組み立て作業の効率を向上させるために、Ｃ形リング以外の手段で、遊星ローラと回転軸の間の安定した接触状態を確保することができないかを検討した。

この発明が解決しようとする課題は、組み立てが容易な遊星ローラねじ式直動機構を提供することである。

上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成の遊星ローラねじ式直動機構を提供する。
回転軸と、
前記回転軸を囲む中空筒状の外輪部材と、
前記外輪部材の内周と前記回転軸の外周との間に周方向に間隔をおいて配置され、前記回転軸の外周に転がり接触する複数の遊星ローラと、
前記複数の遊星ローラをそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピンと、
前記複数の支持ピンの両端部を保持するキャリヤと、
前記外輪部材の内周に設けられた螺旋凸条と、
前記螺旋凸条と係合するように前記各遊星ローラの外周に設けられた螺旋溝または円周溝とを有し、
前記螺旋凸条と前記螺旋溝または円周溝との係合によって、前記回転軸の回転を前記外輪部材の直線運動に変換する遊星ローラねじ式直動機構において、
前記キャリヤは、前記複数の支持ピンの第１の端部を保持する第１のディスクと前記複数の支持ピンの第２の端部を保持する第２のディスクと、前記複数の遊星ローラの間を通って前記第１のディスクと前記第２のディスクの間を連結する柱部とを有し、
前記第１のディスクには、前記複数の支持ピンの第１の端部をそれぞれ収容する複数の第１のピン保持穴が形成され、前記各支持ピンの第１の端部と前記各第１のピン保持穴の接触部は、前記第１のディスクを前記第２のディスクに近づく側に軸方向変位させたときに前記支持ピンの第１の端部を径方向内方に変位させる形状とされ、
前記第２のディスクには、前記複数の支持ピンの第２の端部をそれぞれ収容する複数の第２のピン保持穴が形成され、前記各支持ピンの第２の端部と前記各第２のピン保持穴の接触部は、前記第２のディスクを前記第１のディスクに近づく側に軸方向変位させたときに前記支持ピンの第２の端部を径方向内方に変位させる形状とされ、
前記支持ピンの第１の端部と前記第１のピン保持穴の接触部の接触面圧および前記支持ピンの第２の端部と前記第２のピン保持穴の接触部の接触面圧により前記遊星ローラが前記回転軸の外周に押し付けられていることを特徴とする遊星ローラねじ式直動機構。

このようにすると、支持ピンの第１の端部と第１のピン保持穴の接触部の接触面圧および支持ピンの第２の端部と第２のピン保持穴の接触部の接触面圧により遊星ローラを回転軸の外周に押し付けるので、各支持ピンの第１および第２の端部に、Ｃ形リングを装着する必要がない。そのため、遊星ローラねじ式直動機構を組み立てる作業が容易である。

前記各第１のピン保持穴の内面は、前記各支持ピンの第１の端部が前記回転軸の径方向の外方に移動するのを許容する径方向隙間がゼロとなるように、前記回転軸を中心として各支持ピンの第１の端部に共通して外接する円上で前記各支持ピンの第１の端部に接触したものを採用することができる。
同様に、前記各第２のピン保持穴の内面は、前記各支持ピンの第２の端部が前記回転軸の径方向の外方に移動するのを許容する径方向隙間がゼロとなるように、前記回転軸を中心として各支持ピンの第２の端部に共通して外接する円上で前記各支持ピンの第２の端部に接触したものを採用することができる。

前記各第１のピン保持穴の内面と、そのピン保持穴に収容された前記支持ピンの第１の端部との間に、前記各支持ピンの第１の端部が前記回転軸の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間を設け、
前記各第２のピン保持穴の内面と、そのピン保持穴に収容された前記支持ピンの第２の端部との間に、前記各支持ピンの第２の端部が前記回転軸の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間を設けると好ましい。

このようにすると、遊星ローラねじ式直動機構を組み立てるときに、遊星ローラを支持ピンに取り付けたままの状態で支持ピンの第１および第２の端部を第１および第２のピン保持穴にそれぞれ挿入する作業がしやすくなる。

また、前記第１のピン保持穴は、前記第２のディスクから遠ざかる側の軸方向に沿って、次第に前記回転軸に近づくように傾斜したテーパ面を有するものを採用することができる。
同様に、前記第２のピン保持穴は、前記第１のディスクから遠ざかる側の軸方向に沿って、次第に前記回転軸に近づくように傾斜したテーパ面を有するものを採用することができる。

前記各支持ピンの第１の端部は、前記第２のディスクから遠ざかる側の軸方向に沿って径方向幅寸法が次第に小さくなるテーパ形状とすることができる。
同様に、前記各支持ピンの第２の端部は、前記第１のディスクから遠ざかる側の軸方向に沿って径方向幅寸法が次第に小さくなるテーパ形状とすることができる。

前記第１のピン保持穴は、前記回転軸の周方向に対向する周方向対向面を更に有し、その周方向対向面の間隔は軸方向に沿って一定とされたものを採用すると好ましい。
同様に、前記第２のピン保持穴は、前記回転軸の周方向に対向する周方向対向面を更に有し、その周方向対向面の間隔は軸方向に沿って一定とされたものを採用すると好ましい。

このようにすると、第１のピン保持穴の周方向対向面で、各支持ピンの第１の端部が回転軸の周方向に移動するのを確実に規制することが可能となり、各支持ピンの第１の端部のキャリヤに対する周方向の位置精度を高めることが可能となる。
同様に、第２のピン保持穴の周方向対向面で、各支持ピンの第２の端部が回転軸の周方向に移動するのを確実に規制することが可能となり、各支持ピンの第２の端部のキャリヤに対する周方向の位置精度を高めることが可能となる。

前記第１のディスクと前記第２のディスクが軸方向に近づく方向の付勢力を前記第１のディスクと前記第２のディスクのうちの少なくとも一方に付与する付勢部材を設けると好ましい。

このようにすると、付勢部材の付勢力によって、支持ピンの第１の端部が第１のピン保持穴の内面に押し付けられるとともに、支持ピンの第２の端部が第２のピン保持穴の内面に押し付けられ、その結果、遊星ローラと回転軸の間の接触状態が安定したものとなる。

この場合、上記の遊星ローラねじ式直動機構は、以下の構成を加えることができる。
前記第１のディスクは、前記柱部の一端部を収容する第１の挿入穴を有し、
前記第２のディスクは、前記柱部の他端部を収容する第２の挿入穴を有し、
前記付勢部材は、前記第１のディスクの前記第２のディスクから遠い側の側面に接触する第１の対向片と、前記第２のディスクの前記第１のディスクから遠い側の側面に接触する第２の対向片と、前記第１の対向片と前記第２の対向片を連結する連結片とからなる。

また、前記付勢部材として、前記回転軸の外周に装着された止め輪と前記第１または第２のディスクとの間に組み込まれた皿ばねを採用することができる。

前記第１のディスクと前記第２のディスクは、その軸方向間隔が狭まる方向の相対変位を柱部で規制すると好ましい。

このようにすると、柱部の軸方向長さを管理することで、第１のディスクと第２のディスクの軸方向間隔を管理することが可能となり、その結果、遊星ローラと回転軸の間の接触状態を管理することが容易となる。

また、この発明では、上記の遊星ローラねじ式直動機構を用いた電動ブレーキ装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
上記構成の遊星ローラねじ式直動機構と、
前記遊星ローラねじ式直動機構の前記回転軸を回転駆動する電動モータと、
前記遊星ローラねじ式直動機構の外輪部材と一体に移動するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドに対向して配置されたブレーキディスクと、
を有する電動ブレーキ装置。

この発明の遊星ローラねじ式直動機構は、支持ピンの第１の端部と第１のピン保持穴の接触部の接触面圧および支持ピンの第２の端部と第２のピン保持穴の接触部の接触面圧により遊星ローラを回転軸の外周に押し付けるので、各支持ピンの第１および第２の端部に、Ｃ形リングを装着する必要がない。そのため、遊星ローラねじ式直動機構を組み立てる作業が容易である。

この発明の第１実施形態の遊星ローラねじ式直動機構を組み込んだ電動式直動アクチュエータを示す断面図 図１の遊星ローラねじ式直動機構の近傍の拡大断面図 図２のIII−III線に沿った断面図 図２のIV−IV線に沿った断面図 図２に示す支持ピンの第１の端部の近傍を拡大して示す断面図 図５に示す支持ピンの第１の端部および第１のピン保持穴の変形例を示す断面図 この発明の第２実施形態の遊星ローラねじ式直動機構を示す断面図 図７のVIII−VIII線に沿った断面図 この発明の第３実施形態の遊星ローラねじ式直動機構を示す断面図 図９に示す付勢部材を第２のディスクの側に組み込んだ変形例を示す一部拡大断面図 図１に示す電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置の一例を示す断面図 図１１に示す電動ブレーキ装置をインナ側から見た図

図１に、この発明の第１実施形態の遊星ローラねじ式直動機構１を用いた電動式直動アクチュエータ２を示す。この電動式直動アクチュエータ２は、電動モータ３と、電動モータ３の回転を減速して伝達する減速歯車列４と、減速歯車列４を介して電動モータ３から入力される回転を外輪部材５の直線運動に変換して出力する遊星ローラねじ式直動機構１とを有する。

減速歯車列４は、電動モータ３のモータ軸６に固定された入力歯車７と、遊星ローラねじ式直動機構１の回転軸８に固定された出力歯車９と、入力歯車７と出力歯車９の間で回転を伝達する中間歯車１０と、これらの歯車８，９，１０を収容するギヤケース１１とを有する。この減速歯車列４は、電動モータ３のモータ軸６から入力歯車７に入力された回転を、互いに歯数の異なる入力歯車７、中間歯車１０、出力歯車９を順に伝達することで減速し、その減速された回転を出力歯車９から回転軸８に出力する。

図２、図３に示すように、遊星ローラねじ式直動機構１は、電動モータ３（図１参照）で回転駆動される回転軸８と、回転軸８を囲む中空筒状の外輪部材５と、外輪部材５の内周と回転軸８の外周との間に周方向に間隔をおいて配置された複数の遊星ローラ１２と、複数の遊星ローラ１２をそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピン１３と、その複数の支持ピン１３の第１の端部１３ａ（軸方向前端部）および第２の端部１３ｂ（軸方向後端部）を保持するキャリヤ１４と、外輪部材５を回転軸８の軸方向と平行に移動可能に収容するハウジング１５とを有する。

ここで、回転軸８と平行な方向を軸方向、外輪部材５のハウジング１５からの突出長さが大きくなる側に外輪部材５が移動するときの外輪部材５の移動方向を軸方向前方、外輪部材５のハウジング１５からの突出長さが小さくなる側に外輪部材５が移動するときの外輪部材５の移動方向を軸方向後方、回転軸８まわりに周回する方向を周方向、回転軸８に対する距離が変化する方向を径方向という。

図３に示すように、複数の遊星ローラ１２は、回転軸８の外周に転がり接触している。回転軸８の遊星ローラ１２に対する接触部分は円筒面とされている。回転軸８が回転したとき、回転軸８の外周と遊星ローラ１２の外周の間の摩擦によって、各遊星ローラ１２は、支持ピン１３を中心に自転しながら回転軸８のまわりを公転する。

図２に示すように、外輪部材５の内周には、螺旋凸条１６が設けられている。螺旋凸条１６は、周方向に対して所定のリード角をもって斜めに延びる凸条である。各遊星ローラ１２の外周には、螺旋凸条１６に係合する複数の円周溝１７が軸方向に間隔をおいて形成されている。各遊星ローラ１２の外周の軸方向に隣り合う円周溝１７の間隔は、螺旋凸条１６のピッチと同一の大きさとされている。ここでは、遊星ローラ１２の外周にリード角が０度の円周溝１７を設けているが、円周溝１７のかわりに、螺旋凸条１６と異なるリード角をもつ螺旋溝を設けてもよい。

キャリヤ１４は、複数の支持ピン１３の第１の端部１３ａを保持する第１のディスク２１と、複数の支持ピン１３の第２の端部１３ｂを保持する第２のディスク２２と、柱部２３とを有する。柱部２３は、周方向に隣り合う複数の遊星ローラ１２の間を通って、第１のディスク２１と第２のディスク２２の間を連結している。第１のディスク２１と柱部２３は一体に形成され、第２のディスク２２と柱部２３はボルト２４で結合されている。

第１のディスク２１および第２のディスク２２は、それぞれ回転軸８を貫通させる環状に形成されている。また、第１のディスク２１および第２のディスク２２の内周には、回転軸８の外周に摺接する滑り軸受２５がそれぞれ装着されている。滑り軸受２５は、キャリヤ１４を回転軸８まわりに回転可能に支持している。

各遊星ローラ１２の内周と支持ピン１３の外周との間には、遊星ローラ１２を自転可能に支持するラジアル軸受２６が設けられている。ラジアル軸受２６は遊星ローラ１２の内周の一端部と他端部にそれぞれ設けられている。支持ピン１３は、軸方向の全長にわたって断面丸形で外径が一定のストレート形状とされている。ラジアル軸受２６としては、例えば、保持器付き針状ころまたは滑り軸受を使用することができる。

各遊星ローラ１２と第２のディスク２２との間には、遊星ローラ１２を自転可能な状態で軸方向に支持するスラスト軸受２７が組み込まれている。また、スラスト軸受２７と第２のディスク２２の間には、スラスト軸受２７を介して遊星ローラ１２を傾動可能に支持する調心座２８が組み込まれている。調心座２８を省略し、第２のディスク２２の第１のディスク２１の側の軸方向端面をスラスト軸受２７の軌道面とすることも可能である（図７参照）。

外輪部材５は、図１に示すように、ハウジング１５に形成された収容穴２９の内面で軸方向にスライド可能に支持されている。ハウジング１５の内部には、外輪部材５に対して軸方向後方に離れた位置に軸受支持部材３０が固定して設けられている。軸受支持部材３０は、回転軸８を貫通させる円環状に形成されている。軸受支持部材３０の内周には、回転軸８を回転可能に支持するラジアル軸受３１が組み込まれている。ラジアル軸受３１は、軸受支持部材３０の内周の軸方向の一端部と他端部にそれぞれ組み込まれている。ラジアル軸受３１は、例えば、深溝玉軸受や焼結すべり軸受を採用することができる。

キャリヤ１４と軸受支持部材３０の間には、キャリヤ１４を公転可能な状態で軸方向に支持するスラスト軸受３２が組み込まれている。また、キャリヤ１４とスラスト軸受３２の間には、キャリヤ１４と一体に公転するサポート部材３３が組み込まれている。

軸受支持部材３０は、図１に示すように、収容穴２９の内周に装着した止め輪３４（図１参照）で軸方向後方への移動が規制され、これにより、キャリヤ１４も軸方向後方への移動が規制された状態となっている。また、キャリヤ１４は、回転軸８の軸方向前端部に設けられた止め輪３５で軸方向前方への移動も規制されている。これにより、キャリヤ１４は、軸方向前方および後方のいずれの移動も規制され、キャリヤ１４に保持された遊星ローラ１２も軸方向移動が規制された状態となっている。

図２に示すように、キャリヤ１４を構成する第１および第２のディスク２１，２２のうち、第１のディスク２１には、支持ピン１３の第１の端部１３ａを収容する第１のピン保持穴４１が形成され、第２のディスク２２には、支持ピン１３の第２の端部１３ｂを収容する第２のピン保持穴４２が形成されている。ここで、第１のピン保持穴４１と第２のピン保持穴４２は、遊星ローラ１２を間にして対称の同一形状とされている。また、支持ピン１３は、軸方向の全長にわたって断面円形で外径が一定のストレート形状となっており、第１の端部１３ａと第２の端部１３ｂも、遊星ローラ１２を間にして対称の同一形状とされている。すなわち、第１のピン保持穴４１および支持ピン１３の第１の端部１３ａの構成と、第２のピン保持穴４２および支持ピン１３の第２の端部１３ｂの構成は、軸方向で対称の同一構成である。そのため、以下、第１のピン保持穴４１および支持ピン１３の第１の端部１３ａの構成を説明し、第２のピン保持穴４２および支持ピン１３の第２の端部１３ｂの構成は説明を省略する。

図４に示すように、第１のピン保持穴４１は、回転軸８を中心とする周方向に間隔をおいて複数形成されている。各第１のピン保持穴４１の内面は、回転軸８を中心として複数の支持ピン１３の第１の端部１３ａに共通して外接する円上で各支持ピン１３の第１の端部１３ａに接触し、その接触面圧によって各支持ピン１３の第１の端部１３ａを回転軸８に近づく方向に押圧している。

第１のピン保持穴４１は、回転軸８の径方向に対向する径方向対向面４３，４４と、回転軸８の周方向に対向する周方向対向面４５とを有する。周方向対向面４５は平面である。周方向対向面４５の間隔は、軸方向に沿って一定とされている。

図２、図５に示すように、径方向対向面４３，４４のうち、回転軸８から遠い側の径方向対向面４３は、第２のディスク２２から遠ざかる側の軸方向に沿って、次第に回転軸８に近づくように傾斜したテーパ面とされている。支持ピン１３の第１の端部１３ａは、軸方向に沿って外径が一定の円筒形状とされている。ここで、支持ピン１３の第１の端部１３ａと第１のピン保持穴４１の接触部は、第１のディスク２１を第２のディスク２２に近づく側に軸方向変位させたときに支持ピン１３の第１の端部１３ａを径方向内方に変位させる形状とされている。すなわち、支持ピン１３の軸方向位置を固定した状態で、第１のディスク２１を第２のディスク２２に近づける側（図の右側）に軸方向変位させたときに、第１のピン保持穴４１の径方向対向面４３が支持ピン１３の第１の端部１３ａに接触し、その接触部に作用する径方向分力によって支持ピン１３の第１の端部１３ａが径方向内方（図の下方）に押し動かされるようになっている。

ここで、図５に示すように、支持ピン１３の第１の端部１３ａと第１のピン保持穴４１の位置関係は、支持ピン１３の第１の端部１３ａが第１のピン保持穴４１に収容された状態で、第１のピン保持穴４１の内面と支持ピン１３の第１の端部１３ａとの間に、支持ピン１３の第１の端部１３ａが回転軸８の径方向の内方（図の下方）に移動するのを許容するゼロよりも大きい径方向隙間４６が存在するが、支持ピン１３の第１の端部１３ａが回転軸８の径方向の外方（図の上方）に移動するのを許容する径方向隙間はゼロとなるように設定されている。

図２に示すキャリヤ１４の組み立て方法を説明する。

まず、複数の支持ピン１３の外周にそれぞれラジアル軸受２６を介して遊星ローラ１２を取り付け、その各遊星ローラ１２の外周を回転軸８の外周に接触した状態に保持する。次に、遊星ローラ１２を間に挟む軸方向の両側に第１のディスク２１と第２のディスク２２を配置し、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔を狭める。これにより、各支持ピン１３の第１の端部１３ａが、第１のディスク２１に形成された第１のピン保持穴４１に挿入されるとともに、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが、第２のディスク２２に形成された第２のピン保持穴４２に挿入された状態となる。このとき、まだ各支持ピン１３の第１の端部１３ａは第１のピン保持穴４１の内面に接触しておらず、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂも第２のピン保持穴４２の内面に接触していない。その後、ボルト２４を締め込むことにより、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔をさらに縮め、柱部２３を介して第１のディスク２１と第２のディスク２２とを連結した状態にする。このとき、ボルト２４の締め込みにより、各支持ピン１３の第１の端部１３ａが第１のピン保持穴４１の内面に接触するとともに、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが第２のピン保持穴４２の内面に接触する。そして、支持ピン１３の第１の端部１３ａと第１のピン保持穴４１の接触部の接触面圧および支持ピン１３の第２の端部１３ｂと第２のピン保持穴４２の接触部の接触面圧により遊星ローラ１２が回転軸８の外周に押し付けられた状態となる。なお、ボルト２４を締め込んだときに力を受ける各部位は、塑性変形を生じずに弾性領域内で変形するように寸法が設定されている。また、柱部２３の端面を第２のディスク２２に当接させても良い。柱部２３の軸方向長さを管理することで、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔を管理することが可能となり、その結果、遊星ローラ１２と回転軸８の間の接触状態を管理することが容易となる。

上記の電動式直動アクチュエータ２の動作例を説明する。

図１に示す電動モータ３のモータ軸６が回転すると、その回転が減速歯車列４によって減速して伝達され、遊星ローラねじ式直動機構１の回転軸８に入力される。回転軸８が回転すると、その回転が回転軸８の外周に転がり接触する遊星ローラ１２に伝達し、各遊星ローラ１２が支持ピン１３を中心に自転しながら回転軸８のまわりを公転する。このとき、遊星ローラ１２の外周の円周溝１７と外輪部材５の内周の螺旋凸条１６との係合によって、遊星ローラ１２と外輪部材５が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ１２はキャリヤ１４と共に軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ１２はハウジング１５に対して軸方向に移動せず、外輪部材５がハウジング１５に対して軸方向に移動する。このようにして、遊星ローラねじ式直動機構１は、電動モータ３から回転軸８に入力された回転を外輪部材５の直線運動に変換する。

図１１に、上記構成の電動式直動アクチュエータ２を用いた電動ブレーキ装置を示す。この電動ブレーキ装置は、車輪（図示せず）と一体に回転するブレーキディスク６０と、ブレーキディスク６０に対して軸方向に移動不能に車体に固定されたマウンティングブラケット６１と、マウンティングブラケット６１に対してブレーキディスク６０の軸方向と平行にスライド可能に支持されたキャリパボディ６２と、ブレーキディスク６０を間に挟んで軸方向に対向するインナ側ブレーキパッド６３およびアウタ側ブレーキパッド６４と、インナ側ブレーキパッド６３を軸方向に移動させる電動式直動アクチュエータ２とを有する。インナ側ブレーキパッド６３とアウタ側ブレーキパッド６４は、それぞれマウンティングブラケット６１によって、軸方向に移動可能かつ周方向に移動不能に保持されている。

キャリパボディ６２は、アウタ側ブレーキパッド６４の背面に軸方向に対向する爪部６５と、ブレーキディスク６０の外径側に対向する外殻部６６とを有する。外殻部６６は、電動式直動アクチュエータ２のハウジング１５に一体に形成されている。キャリパボディ６２の外殻部６６と電動式直動アクチュエータ２のハウジング１５とを別体に形成し、その両者をボルト等で一体化してもよい。外輪部材５は、外輪部材５が移動したときに外輪部材５と一体にインナ側ブレーキパッド６３も移動するように、インナ側ブレーキパッド６３の背面に配置されている。

外輪部材５のブレーキディスク６０の側の端部には、インナ側ブレーキパッド６３の背面に形成された係合凸部６７に係合する係合凹部６８が形成され、この係合凸部６７と係合凹部６８の係合によって、外輪部材５は回り止めされている。

この電動ブレーキ装置の動作例を説明する。電動式直動アクチュエータ２の外輪部材５がインナ側ブレーキパッド６３の背面を押圧し、インナ側ブレーキパッド６３をブレーキディスク６０の側面に押し付ける。このとき、外輪部材５がインナ側ブレーキパッド６３から受ける軸方向反力によって、キャリパボディ６２がマウンティングブラケット６１に対してスライド移動し、キャリパボディ６２の爪部６５がアウタ側ブレーキパッド６４の背面を押圧し、アウタ側ブレーキパッド６４をブレーキディスク６０の側面に押し付ける。このようにして、インナ側ブレーキパッド６３およびアウタ側ブレーキパッド６４がブレーキディスク６０に押し付けられ、そのブレーキパッドとブレーキディスク６０の接触面間の摩擦によって、ブレーキディスク６０に制動力が発生する。

上記の遊星ローラねじ式直動機構１は、各支持ピン１３の第１の端部１３ａにＣ形リングを装着する必要がなく、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂにもＣ形リングを装着する必要がない。そのため、遊星ローラねじ式直動機構１を組み立てる作業が容易である。

また、上記の遊星ローラねじ式直動機構１は、各第１のピン保持穴４１の内面と、そのピン保持穴４１に収容された支持ピン１３の第１の端部１３ａとの間に、各支持ピン１３の第１の端部１３ａが回転軸８の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間４６（図５参照）を設けているので、遊星ローラねじ式直動機構１を組み立てるときに、遊星ローラ１２を支持ピン１３に取り付けたままの状態で支持ピン１３の第１の端部１３ａを第１のピン保持穴４１に挿入する作業がしやすい。同様に、各第２のピン保持穴４２の内面と、そのピン保持穴４２に収容された支持ピン１３の第２の端部１３ｂとの間に、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが回転軸８の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間４６（図５参照）を設けているので、遊星ローラねじ式直動機構１を組み立てるときに、遊星ローラ１２を支持ピン１３に取り付けたままの状態で支持ピン１３の第２の端部１３ｂを第２のピン保持穴４２に挿入する作業がしやすい。

また、上記の遊星ローラねじ式直動機構１は、第１のピン保持穴４１内の周方向対向面４５（図４参照）の間隔が軸方向に沿って一定とされているので、その周方向対向面４５で各支持ピン１３の第１の端部１３ａが回転軸８の周方向に移動するのを確実に規制することが可能となっており、各支持ピン１３の第１の端部１３ａのキャリヤ１４に対する周方向の位置精度を高めることが可能となっている。同様に、第２のピン保持穴４２内の周方向対向面４５の間隔が軸方向に沿って一定とされているので、その周方向対向面４５で各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが回転軸８の周方向に移動するのを確実に規制することが可能となっており、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂのキャリヤ１４に対する周方向の位置精度を高めることが可能となっている。

上記実施形態では、第１のディスク２１を第２のディスク２２に近づく側に軸方向変位させたときに支持ピン１３の第１の端部１３ａを径方向内方に変位させるため、図５に示すように、第１のピン保持穴４１の径方向対向面４３，４４のうち回転軸８から遠い側の径方向対向面４３をテーパ形状としたが、図６に示すように、各支持ピン１３の第１の端部１３ａを、第２のディスク２２から遠ざかる側の軸方向（図の左方向）に沿って径方向幅寸法が次第に小さくなるテーパ形状とすることも可能である。このとき、第１のピン保持穴４１は、図５と同様に、軸方向に対して傾斜した径方向対向面４３を有する形状とすることも可能であるが、図６に示すように、径方向対向面４３，４４をいずれも軸方向と平行とすることができる。支持ピン１３の第２の端部１３ｂも、支持ピン１３の第１の端部１３ａと同様にテーパ形状とすることができる。

図７、図８にこの発明の第２実施形態の遊星ローラねじ式直動機構１を用いた電動式直動アクチュエータ２を示す。第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

キャリヤ１４の柱部２３は、第１のディスク２１および第２のディスク２２とは別体に形成されている。第１のディスク２１は、柱部２３の一端部を収容する第１の挿入穴７１を有する。第１の挿入穴７１は、第１のディスク２１を軸方向に貫通して形成されている。第２のディスク２２は、柱部２３の他端部を収容する第２の挿入穴７２を有する。第２の挿入穴７２は、第２のディスク２２を軸方向に貫通して形成されている。キャリヤ１４は、第１のディスク２１と第２のディスク２２が軸方向に近づく方向の付勢力を第１のディスク２１および第２のディスク２２に付与する付勢部材７３を有する。

付勢部材７３は、柱部２３を間にして軸方向に対向する第１および第２の対向片７４，７５と、第１の対向片７４と第２の対向片７５を連結する連結片７６とからなるクリップである。第１の対向片７４は、第１のディスク２１の第２のディスク２２から遠い側の側面に接触している。第２の対向片７５は、第２のディスク２２の第１のディスク２１から遠い側の側面に接触している。第１の対向片７４と第２の対向片７５と連結片７６は、鋼材で一体に形成されている。

キャリヤ１４の軸方向長さを抑えるため、第１のディスク２１の第２のディスク２２から遠い側の側面には、第１の対向片７４を収容する軸方向凹部７７が形成されている。また、キャリヤ１４の外径を抑えるため、第１のディスク２１の外周には、連結片７６を収容する径方向凹部７８が形成されている。軸方向凹部７７と径方向凹部７８は互いにつながっている。同様に、第２のディスク２２にも軸方向凹部７７と径方向凹部７８とが形成されている。

第１および第２の対向片７４，７５は、付勢部材７３のキャリヤ１４への装着作業を容易にするため、第１および第２のディスク２１，２２との接触位置で第１および第２の対向片７４，７５の軸方向間隔が最小となり、同接触位置から第１および第２の対向片７４，７５の先端に向かって第１および第２の対向片７４，７５の軸方向間隔が次第に広くなる形状とされている。

図７、図８に示すキャリヤ１４の組み立て方法を説明する。

まず、複数の支持ピン１３の外周にそれぞれラジアル軸受２６を介して遊星ローラ１２を取り付け、その各遊星ローラ１２の外周を回転軸８の外周に接触した状態に保持する。次に、遊星ローラ１２を間に挟む軸方向の両側に第１のディスク２１と第２のディスク２２を配置し、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔を狭める。これにより、各支持ピン１３の第１の端部１３ａが、第１のディスク２１に形成された第１のピン保持穴４１に挿入されるとともに、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが、第２のディスク２２に形成された第２のピン保持穴４２に挿入された状態となる。このとき、まだ各支持ピン１３の第１の端部１３ａは第１のピン保持穴４１の内面に接触しておらず、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂも第２のピン保持穴４２の内面に接触していない。その後、径方向外側から付勢部材７３を装着し、その付勢部材７３の第１および第２の対向片７４，７５で第１および第２のディスク２１，２２を軸方向の両側から挟み込むことで、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔をさらに縮める。このとき、付勢部材７３の付勢力によって、各支持ピン１３の第１の端部１３ａが第１のピン保持穴４１の内面に接触するとともに、各支持ピン１３の第２の端部１３ｂが第２のピン保持穴４２の内面に接触する。そして、支持ピン１３の第１の端部１３ａと第１のピン保持穴４１の接触部の接触面圧および支持ピン１３の第２の端部１３ｂと第２のピン保持穴４２の接触部の接触面圧により遊星ローラ１２が回転軸８の外周に押し付けられた状態となる。

第２実施形態のように、第１のディスク２１と第２のディスク２２が軸方向に近づく方向の付勢力を第１のディスク２１および第２のディスク２２に付与する付勢部材７３を設けると、その付勢部材７３の付勢力によって、支持ピン１３の第１の端部１３ａが第１のピン保持穴４１の内面に押し付けられるとともに、支持ピン１３の第２の端部１３ｂが第２のピン保持穴４２の内面に押し付けられ、その結果、遊星ローラ１２と回転軸８の間の接触状態が安定したものとなる。

また、付勢部材７３の第１の対向片７４を、第１のディスク２１の第２のディスク２２から遠い側の側面と同時に柱部２３の一端部の端面と接触させ、第２の対向片７５は、第２のディスク２２の第１のディスク２１から遠い側の側面と同時に柱部２３の他端部の端面に接触させても良い。これにより、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔が柱部２３の軸方向長さに応じて決まるので、柱部２３の軸方向長さを管理することで、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔を管理することが可能となり、その結果、遊星ローラ１２と回転軸８の間の接触状態を管理することが容易となる。

図９にこの発明の第３実施形態の遊星ローラねじ式直動機構１を用いた電動式直動アクチュエータ２を示す。第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

キャリヤ１４の柱部２３は、第１のディスク２１および第２のディスク２２とは別体に形成されている。第１のディスク２１は、柱部２３の一端部を収容する第１の止まり穴８１を有する。第１の止まり穴８１は、第１のディスク２１の第２のディスク２２に近い側の側面に形成されている。第２のディスク２２は、柱部２３の他端部を収容する第２の止まり穴８２を有する。第２の止まり穴８２は、第２のディスク２２の第１のディスク２１に近い側の側面に形成されている。キャリヤ１４は、第１のディスク２１と第２のディスク２２が軸方向に近づく方向の付勢力を第１のディスク２１に付与する付勢部材８３を有する。付勢部材８３は、回転軸８の外周に装着された止め輪３５と第１のディスク２１との間に組み込まれた皿ばねである。

この第３実施形態のように、第１のディスク２１と第２のディスク２２が軸方向に近づく方向の付勢力を第１のディスク２１に付与する付勢部材８３を設けると、第２実施形態と同様、付勢部材８３の付勢力によって、支持ピン１３の第１の端部１３ａが第１のピン保持穴４１の内面に押し付けられるとともに、支持ピン１３の第２の端部１３ｂが第２のピン保持穴４２の内面に押し付けられ、その結果、遊星ローラ１２と回転軸８の間の接触状態が安定したものとなる。

また、柱部２３の一端部の端面を第１の止まり穴８１の内面に当接させ、柱部２３の他端部の端面を第２の止まり穴８２の内面に当接させても良い。これにより、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔が柱部２３の軸方向長さに応じて決まるので、柱部２３の軸方向長さを管理することで、第１のディスク２１と第２のディスク２２の軸方向間隔を管理することが可能となり、その結果、遊星ローラ１２と回転軸８の間の接触状態を管理することが容易となる。

図９では、付勢部材８３として、第１のディスク２１と止め輪３５との間に組み込まれた皿ばねを例に挙げて説明したが、図１０に示すように、第２のディスク２２と回転軸８の外周に装着された止め輪８４との間に組み込まれた皿ばねを採用することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 遊星ローラねじ式直動機構
３ 電動モータ
５ 外輪部材
８ 回転軸
１２ 遊星ローラ
１３ 支持ピン
１３ａ 第１の端部
１３ｂ 第２の端部
１４ キャリヤ
１６ 螺旋凸条
１７ 円周溝
２１ 第１のディスク
２２ 第２のディスク
２３ 柱部
３５ 止め輪
４１ 第１のピン保持穴
４２ 第２のピン保持穴
４３ 径方向対向面
４５ 周方向対向面
４６ 径方向隙間
６０ ブレーキディスク
６３ インナ側ブレーキパッド
７１ 第１の挿入穴
７２ 第２の挿入穴
７３ 付勢部材
７４ 第１の対向片
７５ 第２の対向片
７６ 連結片
８３ 付勢部材
８４ 止め輪

Claims (11)

1. 回転軸（８）と、
   前記回転軸（８）を囲む中空筒状の外輪部材（５）と、
   前記外輪部材（５）の内周と前記回転軸（８）の外周との間に周方向に間隔をおいて配置され、前記回転軸（８）の外周に転がり接触する複数の遊星ローラ（１２）と、
   前記複数の遊星ローラ（１２）をそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピン（１３）と、
   前記複数の支持ピン（１３）の両端部（１３ａ，１３ｂ）を保持するキャリヤ（１４）と、
   前記外輪部材（５）の内周に設けられた螺旋凸条（１６）と、
   前記螺旋凸条（１６）と係合するように前記各遊星ローラ（１２）の外周に設けられた螺旋溝または円周溝（１７）とを有し、
   前記螺旋凸条（１６）と前記螺旋溝または円周溝（１７）との係合によって、前記回転軸（８）の回転を前記外輪部材（５）の直線運動に変換する遊星ローラねじ式直動機構において、
   前記キャリヤ（１４）は、前記複数の支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）を保持する第１のディスク（２１）と前記複数の支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）を保持する第２のディスク（２２）と、前記複数の遊星ローラ（１２）の間を通って前記第１のディスク（２１）と前記第２のディスク（２２）の間を連結する柱部（２３）とを有し、
   前記第１のディスク（２１）には、前記複数の支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）をそれぞれ収容する複数の第１のピン保持穴（４１）が形成され、前記各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）と前記各第１のピン保持穴（４１）の接触部は、前記第１のディスク（２１）を前記第２のディスク（２２）に近づく側に軸方向変位させたときに前記支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）を径方向内方に変位させる形状とされ、
   前記第２のディスク（２２）には、前記複数の支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）をそれぞれ収容する複数の第２のピン保持穴（４２）が形成され、前記各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）と前記各第２のピン保持穴（４２）の接触部は、前記第２のディスク（２２）を前記第１のディスク（２１）に近づく側に軸方向変位させたときに前記支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）を径方向内方に変位させる形状とされ、
   前記支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）と前記第１のピン保持穴（４１）の接触部の接触面圧および前記支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）と前記第２のピン保持穴（４２）の接触部の接触面圧により前記遊星ローラ（１２）が前記回転軸（８）の外周に押し付けられていることを特徴とする遊星ローラねじ式直動機構。
2. 前記各第１のピン保持穴（４１）の内面は、前記各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）が前記回転軸（８）の径方向の外方に移動するのを許容する径方向隙間がゼロとなるように、前記回転軸（８）を中心として各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）に共通して外接する円上で前記各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）に接触し、
   前記各第２のピン保持穴（４２）の内面は、前記各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）が前記回転軸（８）の径方向の外方に移動するのを許容する径方向隙間がゼロとなるように、前記回転軸（８）を中心として各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）に共通して外接する円上で前記各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）に接触している請求項１に記載の遊星ローラねじ式直動機構。
3. 前記各第１のピン保持穴（４１）の内面と、そのピン保持穴（４１）に収容された前記支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）との間に、前記各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）が前記回転軸（８）の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間（４６）が設けられ、
   前記各第２のピン保持穴（４２）の内面と、そのピン保持穴（４２）に収容された前記支持ピンの第２の端部（１３ｂ）との間に、前記各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）が前記回転軸（８）の径方向の内方に移動するのを許容する径方向隙間（４６）が設けられている請求項１または２に記載の遊星ローラねじ式直動機構。
4. 前記第１のピン保持穴（４１）は、前記第２のディスク（２２）から遠ざかる側の軸方向に沿って、次第に前記回転軸（８）に近づくように傾斜したテーパ面（４３）を有し、
   前記第２のピン保持穴（４２）は、前記第１のディスク（２１）から遠ざかる側の軸方向に沿って、次第に前記回転軸（８）に近づくように傾斜したテーパ面（４３）を有する請求項１から３のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構。
5. 前記各支持ピン（１３）の第１の端部（１３ａ）は、前記第２のディスク（２２）から遠ざかる側の軸方向に沿って径方向幅寸法が次第に小さくなるテーパ形状とされ、
   前記各支持ピン（１３）の第２の端部（１３ｂ）は、前記第１のディスク（２１）から遠ざかる側の軸方向に沿って径方向幅寸法が次第に小さくなるテーパ形状とされている請求項１から４のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構。
6. 前記第１のピン保持穴（４１）は、前記回転軸（８）の周方向に対向する周方向対向面（４５）を更に有し、その周方向対向面（４５）の間隔は軸方向に沿って一定とされ、
   前記第２のピン保持穴（４２）は、前記回転軸（８）の周方向に対向する周方向対向面（４５）を更に有し、その周方向対向面（４５）の間隔は軸方向に沿って一定とされている請求項１から５のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構。
7. 前記第１のディスク（２１）と前記第２のディスク（２２）が軸方向に近づく方向の付勢力を前記第１のディスク（２１）と前記第２のディスク（２２）のうちの少なくとも一方に付与する付勢部材（７３，８３）を更に有する請求項１から６のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構。
8. 前記第１のディスク（２１）は、前記柱部（２３）の一端部を収容する第１の挿入穴（７１）を有し、
   前記第２のディスク（２２）は、前記柱部（２３）の他端部を収容する第２の挿入穴（７２）を有し、
   前記付勢部材（７３）は、前記第１のディスク（２１）の前記第２のディスク（２２）から遠い側の側面に接触する第１の対向片（７４）と、前記第２のディスク（２２）の前記第１のディスク（２１）から遠い側の側面に接触する第２の対向片（７５）と、前記第１の対向片（７４）と前記第２の対向片（７５）を連結する連結片（７６）とからなる、
   請求項７に記載の遊星ローラねじ式直動機構。
9. 前記付勢部材（８３）は、前記回転軸（８）の外周に装着された止め輪（３５，８４）と前記第１または第２のディスク（２１、２２）との間に組み込まれた皿ばねである請求項７に記載の遊星ローラねじ式直動機構。
10. 前記第１のディスク（２１）と前記第２のディスク（２２）は、その軸方向間隔が狭まる方向の相対変位を柱部（２３）で規制されている請求項１から９のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の遊星ローラねじ式直動機構（１）と、
    前記遊星ローラねじ式直動機構（１）の前記回転軸（８）を回転駆動する電動モータ（３）と、
    前記遊星ローラねじ式直動機構（１）の外輪部材（５）と一体に移動するブレーキパッド（６３）と、
    前記ブレーキパッド（６３）に対向して配置されたブレーキディスク（６０）と、
    を有する電動ブレーキ装置。

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