JP2018004039A - Electric linear motion actuator and electric brake device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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ブレーキ装置に関する。 The present invention relates to an electric linear actuator and an electric brake device using the electric linear actuator.
従来、車両用ブレーキ装置として、油圧を駆動源とする油圧ブレーキ装置が多く採用されてきたが、油圧ブレーキ装置は、ブレーキオイルを使用するので環境負荷が高く、またABS、スタビリティ・コントロール・システム、ブレーキアシスト等といった機能の更なる高機能化が難しい。そこで、ブレーキ装置の更なる高機能化と環境負荷の低減を実現する手段として、電動モータを駆動源とする電動ブレーキ装置が注目されている。 Conventionally, as a brake device for a vehicle, a hydraulic brake device using a hydraulic pressure as a drive source has been often adopted. However, the hydraulic brake device uses a brake oil, and thus has a high environmental load. Also, an ABS, a stability control system is used. It is difficult to further enhance the functions such as brake assist. Therefore, an electric brake device using an electric motor as a drive source has attracted attention as means for realizing further enhancement of the function of the brake device and reduction of environmental load.
電動ブレーキ装置は、車輪と一体に回転するブレーキディスクと、ブレーキディスクに対向して配置されたブレーキパッドと、ブレーキパッドを直線駆動する電動式直動アクチュエータとを有し、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けることで制動力を発生する。 The electric brake device includes a brake disc that rotates integrally with a wheel, a brake pad that is disposed to face the brake disc, and an electric linear actuator that linearly drives the brake pad. The brake pad is used as a brake disc. A braking force is generated by pressing.
このような電動ブレーキ装置に用いられる電動式直動アクチュエータとして、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1の電動式直動アクチュエータは、電動モータと、その電動モータの回転が入力される回転軸と、その回転軸の外周に転がり接触する複数の遊星ローラと、その複数の遊星ローラを自転可能かつ公転可能に保持するキャリアと、複数の遊星ローラを囲むように配置された外輪部材と、その外輪部材を軸方向に移動可能に収容するハウジングとを有する。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。
As an electric linear motion actuator used in such an electric brake device, for example, the one described in
この電動式直動アクチュエータは、電動モータの回転が回転軸に入力されると、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輪部材が軸方向に移動する。 In this electric linear actuator, when rotation of the electric motor is input to the rotation shaft, the rotation of the rotation shaft is transmitted to the planetary roller that is in rolling contact with the outer periphery of the rotation shaft, and each planetary roller rotates while rotating. Revolve around the axis. At this time, the outer ring member moves in the axial direction by the engagement of the spiral groove or circumferential groove on the outer periphery of the planetary roller and the spiral protrusion on the inner periphery of the outer ring member.
この電動式直動アクチュエータを電動ブレーキ装置に使用する場合、外輪部材の内周の螺旋凸条のリード角を大きく設定すると、外輪部材の軸方向の移動速度が早くなるので、ブレーキをかけるときに、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するまでに要する時間が短くなり、ブレーキの応答性を高めることができるが、その反面、荷重変換率が小さくなるので、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力が小さくなるという問題がある。 When this electric linear actuator is used in an electric brake device, if the lead angle of the spiral protrusion on the inner periphery of the outer ring member is set large, the moving speed in the axial direction of the outer ring member becomes faster. The time it takes for the brake pad to come into contact with the brake disc is shortened and the response of the brake can be improved. However, since the load conversion rate is small, the force with which the brake pad presses the brake disc is small. There is a problem of becoming.
一方、外輪部材の内周の螺旋凸条のリード角を小さく設定すると、荷重変換率が大きくなるので、ブレーキをかけるときに、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることが可能となるが、その反面、外輪部材の軸方向の移動速度が遅くなるので、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するまでに要する時間が長くなり、ブレーキの応答性が低下してしまう。つまり、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることとは、相反関係にある。 On the other hand, if the lead angle of the spiral protrusion on the inner periphery of the outer ring member is set to be small, the load conversion rate increases, so that it is possible to increase the force with which the brake pad presses the brake disc when braking. However, since the moving speed of the outer ring member in the axial direction is slow, the time required for the brake pad to come into contact with the brake disk becomes long, and the response of the brake is lowered. That is, there is a conflict between increasing the response of the brake and increasing the force with which the brake pad presses the brake disc.
そこで、特許文献1では、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることとを両立させるため、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率が切り替わる構造を提案している。
Therefore, in
すなわち、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに受ける軸方向後方への反力により、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動するようにキャリアを弾性部材で支持している。また、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動していない状態では、キャリアと回転軸の相対回転を制限するようにキャリアと摩擦結合し、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動した状態では、キャリアと回転軸の相対回転を許容するようにキャリアとの摩擦結合を解除する摩擦結合部を回転軸の外周に設けている。 That is, the carrier is made of an elastic member so that the carrier moves relative to the rotation axis in the axial rearward direction by the reaction force in the axial rearward direction that is received when the outer ring member applies a load in the axial direction forward to the object. I support it. In addition, when the carrier is not moved relative to the rotation axis in the axial direction rearward, the carrier is frictionally coupled with the carrier so as to limit the relative rotation between the carrier and the rotation axis, and the carrier is moved rearward in the axial direction with respect to the rotation axis. In the state of relative movement, a friction coupling portion for releasing the frictional coupling with the carrier is provided on the outer periphery of the rotation shaft so as to allow relative rotation between the carrier and the rotation shaft.
このようにすると、外輪部材から対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態では、回転軸の外周の摩擦結合部がキャリアと摩擦結合し、キャリアと回転軸の相対回転が制限される。そのため、外部から回転軸に回転が入力されたときに、回転軸と一体にキャリアが公転し、外輪部材が小さい減速比で軸方向に移動する。一方、外輪部材から対象物に軸方向前方への荷重を負荷した状態では、回転軸の外周の摩擦結合部とキャリアとの摩擦結合が解除され、キャリアと回転軸の相対回転が許容される。そのため、外部から回転軸に回転が入力されたときに、遊星ローラが自転しながら公転し、外輪部材が大きい減速比で軸方向に移動する。このように、荷重変換率(減速比)を、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて切り替えることが可能となっている。 In this way, in a state in which no load is applied forward in the axial direction from the outer ring member to the object, the friction coupling portion on the outer periphery of the rotation shaft frictionally couples with the carrier, and the relative rotation between the carrier and the rotation shaft is limited. The Therefore, when rotation is input from the outside to the rotating shaft, the carrier revolves integrally with the rotating shaft, and the outer ring member moves in the axial direction with a small reduction ratio. On the other hand, in a state where an axially forward load is applied to the object from the outer ring member, the frictional coupling between the friction coupling portion on the outer periphery of the rotation shaft and the carrier is released, and relative rotation between the carrier and the rotation shaft is allowed. Therefore, when rotation is input from the outside to the rotation shaft, the planetary roller revolves while rotating, and the outer ring member moves in the axial direction with a large reduction ratio. In this way, the load conversion rate (reduction ratio) can be switched according to the axial load applied to the object from the outer ring member.
一方、電動ブレーキ装置に使用される荷重センサとして、例えば、特許文献2に記載のものが知られている。特許文献2の荷重センサは、電動式直動アクチュエータがブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けたときに電動式直動アクチュエータが受ける軸方向後方への反力の大きさを検出するものである。荷重センサは、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力を遊星ローラとキャリアとを介して支持するように設けられている。
On the other hand, as a load sensor used for an electric brake device, for example, one described in
ところで、本願の発明者は、図14に示すように、遊星ローラ70の外周の円周溝71と外輪部材72の内周の螺旋凸条73の係合によって外輪部材72を軸方向に移動させる遊星ローラねじ式直動機構74と、外輪部材72が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材72が対象物から受ける軸方向後方への反力を遊星ローラ70とキャリア75とを介して支持する荷重センサ76とを採用する電動式直動アクチュエータ77を社内で試作した。そして、外輪部材72から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさと荷重センサ76の出力との対応関係を測定する試験を行なった。
By the way, as shown in FIG. 14, the inventor of the present application moves the
このとき使用した電動式直動アクチュエータ77は、図示しない電動モータの回転が入力される回転軸78と、回転軸78の外周に転がり接触する複数の遊星ローラ70と、複数の遊星ローラ70を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア75と、複数の遊星ローラ70を囲むように配置された外輪部材72と、外輪部材72を軸方向に移動可能に収容するハウジング79と、外輪部材72の内周に設けられた螺旋凸条73と、各遊星ローラ70の外周に設けられた円周溝71とを有する。
The electric
また、回転軸78の外周には、キャリア75の回転軸78に対する軸方向前方への相対移動範囲を規制する摩擦係合面80と、キャリア75の回転軸78に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制する止め輪81とが設けられている。キャリア75と荷重センサ76の間には、キャリア75を回転軸78に対して軸方向前方に付勢する弾性部材82が組み込まれている。
Further, on the outer periphery of the rotating
ここで、摩擦係合面80は、キャリア75が回転軸78に対して軸方向後方に相対移動していない状態では、キャリア75と回転軸78の相対回転を制限するようにキャリア75と摩擦結合し、キャリア75が回転軸78に対して軸方向後方に相対移動した状態では、キャリア75と回転軸78の相対回転を許容するようにキャリア75との摩擦結合を解除するテーパ面である。
Here, the
キャリア75の軸方向後方には、荷重センサ76が固定して設けられている。荷重センサ76は、外輪部材72が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材72が受ける軸方向後方への反力によってたわみを生じるように反力を支持するフランジ部材83と、フランジ部材83の軸方向後方に配置された円環板状の支持部材84と、磁界を発生する磁気ターゲット85と、磁気ターゲット85が発生する磁界を検出する磁気検出部86とを有する。磁気ターゲット85と磁気検出部86の相対位置は、フランジ部材83のたわみに応じて変化し、磁気検出部86が検出する磁界に基づいて反力の大きさを検出することができるようになっている。
A
そして、上記構成の電動式直動アクチュエータ77において、外輪部材72から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさと、荷重センサ76の出力との対応関係を測定する試験を行なったところ、以下の問題があることが分かった。
Then, in the electric
すなわち、外輪部材72から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさを単調増加させると、その荷重の増加に応じて、荷重センサ76で検出される反力の値も単調増加すると予想される。
That is, when the magnitude of the axially forward load applied to the object from the
しかしながら、実際には、外輪部材72から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさを単調増加させたときに、図15に示すように、荷重センサ76で検出される反力の値がいったん減少し、その後、増加することが分かった。
However, in reality, when the magnitude of the axially forward load applied to the object from the
荷重センサ76で検出される反力の値がいったん減少する原因は、次のように考えられる。
The reason why the value of the reaction force detected by the
外輪部材72が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材72が受ける軸方向後方への反力の大きさをFOR、キャリア75から荷重センサ76に作用する軸方向荷重の大きさをFC、止め輪81から軸方向前方に作用して荷重センサ76に入力される荷重の大きさをFSR、支持部材84がハウジング79から受ける軸方向荷重の大きさをFHとし、外輪部材72が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態で弾性部材82からキャリア75に作用する予圧力の大きさをFSとすると、
FOR≦FSのときは、FC=FS、FSR=FS−FOR、FH=FOR
FOR>FSのときは、FC=FOR、FSR=0、FH=FOR
となる。
The magnitude of the axial rearward reaction force received by the
When F OR ≦ F S , F C = F S , F SR = F S -F OR , F H = F OR
When F OR > F S , F C = F OR , F SR = 0, F H = F OR
It becomes.
ここで、FOR≦FSのときに、FSR=FS−FORとなるのは、対象物から外輪部材72に軸方向後方への反力FORが作用したときに、その反力FORの分、キャリア75から摩擦係合面80に作用する軸方向荷重が減少し、これに伴って、止め輪81から軸方向前方に作用する荷重FSRも減少するからである。また、荷重FSRによって、荷重センサ76の支持部材84は軸方向前方に弾性変形する。
Here, when the F OR ≦ F S, for the F SR = F S -F OR, when reaction force F OR of the axially rearward is applied to the
このように、荷重センサ76の支持部材84に対し軸方向前方にたわませる荷重FSRが作用するだけでなく、その荷重FSRがFORの大きさによって変化してしまうことから、外輪部材72から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさを単調増加させたときに、図15に示すように、荷重センサ76で検出される反力の値がいったん減少する現象が生じていることが分かった。
Thus, since the load F SR to deflect axially forwardly relative to the
図15に示すように、荷重センサ76で検出される反力の値がいったん減少すると、荷重センサ76の検出値と実際の反力の大きさとが一対一の対応関係とならないことから、荷重センサ76の検出値に基いて軸方向荷重の大きさを制御しようとする場合、制御が不安定になるという問題がある。
As shown in FIG. 15, once the value of the reaction force detected by the
この発明が解決しようとする課題は、キャリアを弾性部材で軸方向に移動可能に支持した電動式直動アクチュエータにおいて、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能とすることである。 The problem to be solved by the present invention is that in the electric linear motion actuator in which the carrier is supported by the elastic member so as to be movable in the axial direction, when the outer ring member applies a load in the axial direction to the object, It is to be able to detect the reaction force in the axial direction rearward received from the object stably.
上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成の電動式直動アクチュエータを提供する。
電動モータと、
前記電動モータの回転が入力される回転軸と、
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自転可能かつ公転可能に保持するキャリアと、
前記複数の遊星ローラを囲むように配置された外輪部材と、
前記外輪部材を軸方向に移動可能に収容するハウジングと、
前記外輪部材の内周に設けられた螺旋凸条と、
前記各遊星ローラの外周に設けられ、前記遊星ローラが自転しながら公転したときに前記外輪部材を軸方向に移動させるように前記螺旋凸条と係合する螺旋溝または円周溝と、
前記キャリアの前記回転軸に対する軸方向前方への相対移動範囲を規制するように前記回転軸の外周に設けられた前側係止部と、
前記キャリアの前記回転軸に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制するように前記回転軸の外周に設けられた後側係止部と、
前記キャリアを前記回転軸に対して軸方向前方に付勢する弾性部材とを有し、
前記外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していないときは前記弾性部材の予圧力が前記前側係止部に負荷され、
前記外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときは外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力の分、前記前側係止部に負荷される軸方向荷重が減少する電動式直動アクチュエータにおいて、
前記外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力を前記遊星ローラと前記キャリアとを介して支持する荷重センサを設け、
前記荷重センサは、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても前記反力の検出値が影響を受けないように設けられている。
In order to solve the above problems, the present invention provides an electric linear actuator having the following configuration.
An electric motor;
A rotating shaft to which rotation of the electric motor is input;
A plurality of planetary rollers in rolling contact with the outer periphery of the rotating shaft;
A carrier that holds the plurality of planetary rollers in a rotatable and revolving manner;
An outer ring member disposed so as to surround the plurality of planetary rollers;
A housing for accommodating the outer ring member movably in the axial direction;
A spiral ridge provided on the inner periphery of the outer ring member;
A spiral groove or a circumferential groove that is provided on the outer periphery of each planetary roller and engages with the spiral ridge so as to move the outer ring member in the axial direction when the planetary roller revolves while rotating;
A front side locking portion provided on the outer periphery of the rotating shaft so as to restrict a relative movement range of the carrier in the axial direction relative to the rotating shaft;
A rear locking portion provided on the outer periphery of the rotary shaft so as to restrict a relative movement range of the carrier in the axial rearward direction with respect to the rotary shaft;
An elastic member that biases the carrier forward in the axial direction with respect to the rotation shaft;
When the outer ring member does not apply a load forward in the axial direction to the object, the pre-pressure of the elastic member is applied to the front locking portion,
When the outer ring member applies a load forward in the axial direction to the object, the axial load applied to the front locking portion is reduced by the reaction force in the axial direction rearward that the outer ring member receives from the object. In the electric linear actuator,
A load sensor is provided that supports, via the planetary roller and the carrier, a reaction force in the axial rearward direction that the outer ring member receives from the object when the outer ring member applies a load in the axial direction to the object.
The load sensor is provided so that the detection value of the reaction force is not affected even if the magnitude of the load acting in the axial direction forward from the rear locking portion changes.
このようにすると、後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、荷重センサによる反力の検出値が影響を受けないため、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能である。 By doing so, even if the magnitude of the load acting in the axial direction forward from the rear locking portion changes, the detection value of the reaction force by the load sensor is not affected, so the outer ring member is axially applied to the object. It is possible to stably detect the reaction force in the axial rearward direction that the outer ring member receives from the object when a forward load is applied.
前記荷重センサとしては、前記外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が受ける軸方向後方への反力によってたわみを生じるフランジ部材と、前記フランジ部材の軸方向後方に配置された円環板状の支持部材と、磁界を発生する磁気ターゲットと、前記磁気ターゲットが発生する磁界を検出する磁気検出部とを有し、前記フランジ部材のたわみに応じて相対位置が変化するように前記磁気ターゲットと前記磁気検出部のうちの一方が前記フランジ部材に固定され、他方が前記支持部材に固定された構成のものを採用することができる。また、前記支持部材は、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重が支持部材に入力されるように前記キャリアと前記後側係止部の間に組み込むことができる。この場合、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても前記反力の検出値が影響を受けないようにするため、前記支持部材の軸方向側面に半径方向に延びるリブを周方向に間隔をおいて複数形成した構成を採用することができる。 The load sensor includes a flange member that causes deflection due to a reaction force in the axial rearward direction that the outer ring member receives when the outer ring member applies a load in the axial direction forward to the object, and an axial rearward direction of the flange member. And a magnetic target that generates a magnetic field, and a magnetic detection unit that detects the magnetic field generated by the magnetic target, the relative position of which depends on the deflection of the flange member It is possible to adopt a configuration in which one of the magnetic target and the magnetic detection unit is fixed to the flange member and the other is fixed to the support member so as to change. Further, the support member can be incorporated between the carrier and the rear locking portion so that a load acting in the axial direction from the rear locking portion is input to the support member. In this case, in order to prevent the detection value of the reaction force from being affected even if the magnitude of the load acting in the axial direction forward from the rear locking portion changes, a radius is formed on the axial side surface of the support member. It is possible to employ a configuration in which a plurality of ribs extending in the direction are formed at intervals in the circumferential direction.
このようにすると、支持部材の軸方向側面に形成されたリブによって支持部材の剛性が高くなるので、支持部材に入力される軸方向前方への荷重で支持部材がたわむのが防止される。そのため、後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、反力の検出値が影響を受けない。 If it does in this way, since the rigidity of a support member will become high with the rib formed in the axial direction side surface of a support member, it will be prevented that a support member bends with the load to the axial direction front inputted into a support member. Therefore, even if the magnitude of the load acting axially forward from the rear side locking portion changes, the detection value of the reaction force is not affected.
同様に、前記荷重センサとしては、前記外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が受ける軸方向後方への反力によってたわみを生じるフランジ部材と、前記フランジ部材の軸方向後方に配置された円環板状の支持部材と、磁界を発生する磁気ターゲットと、前記磁気ターゲットが発生する磁界を検出する磁気検出部とを有し、前記フランジ部材のたわみに応じて相対位置が変化するように前記磁気ターゲットと前記磁気検出部のうちの一方が前記フランジ部材に固定され、他方が前記支持部材に固定された構成のものを採用することができる。また、前記支持部材は、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重が支持部材に入力されるように前記キャリアと前記後側係止部の間に組み込むことができる。この場合、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても前記反力の検出値が影響を受けないようにするため、前記支持部材に対する軸方向前方への荷重の入力位置を、前記支持部材の外径側端部とした構成を採用することができる。 Similarly, the load sensor includes a flange member that causes deflection due to a reaction force in the axial rearward direction received by the outer ring member when the outer ring member applies a load in the axial direction forward to the object, An annular plate-like support member disposed rearward in the axial direction, a magnetic target that generates a magnetic field, and a magnetic detection unit that detects the magnetic field generated by the magnetic target, according to the deflection of the flange member A configuration in which one of the magnetic target and the magnetic detection unit is fixed to the flange member and the other is fixed to the support member so that the relative position changes can be adopted. Further, the support member can be incorporated between the carrier and the rear locking portion so that a load acting in the axial direction from the rear locking portion is input to the support member. In this case, in order to prevent the detection value of the reaction force from being affected even if the magnitude of the load acting axially forward from the rear locking portion changes, It is possible to adopt a configuration in which the load input position is the outer diameter side end of the support member.
このようにすると、支持部材に対する軸方向前方への荷重の入力位置が支持部材の外径側端部とされているので、支持部材に入力される軸方向前方への荷重で支持部材がたわむのが防止される。そのため、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、前記反力の検出値が影響を受けない。 In this case, since the input position of the axially forward load with respect to the support member is the outer diameter side end of the support member, the support member is bent by the axially forward load input to the support member. Is prevented. Therefore, even if the magnitude of the load acting in the axial direction from the rear locking portion changes, the detection value of the reaction force is not affected.
また、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても前記反力の検出値が影響を受けないようにするため、前記荷重センサを前記後側係止部よりも軸方向後側に配置した構成を採用することができる。 Further, in order to prevent the detection value of the reaction force from being affected even if the magnitude of the load acting axially forward from the rear locking portion changes, the load sensor is connected to the rear locking portion. Alternatively, it is possible to employ a configuration that is arranged on the rear side in the axial direction.
このようにすると、前記荷重センサが前記後側係止部よりも軸方向後側に配置されているので、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重が前記荷重センサに入力されない。そのため、前記後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、前記反力の検出値が影響を受けない。 If it does in this way, since the said load sensor is arrange | positioned in the axial direction rear side from the said back side latching | locking part, the load which acts on the axial direction front from the said back side latching | locking part is not input into the said load sensor. Therefore, even if the magnitude of the load acting in the axial direction from the rear locking portion changes, the detection value of the reaction force is not affected.
この場合、前記キャリアと前記荷重センサの間で軸方向荷重を伝達しながら前記キャリアと前記荷重センサの相対回転を許容する第1のスラスト軸受と、前記キャリアと前記後側係止部の間で軸方向荷重を伝達しながら前記キャリアと前記後側係止部の相対回転を許容する第2のスラスト軸受とを更に有する構成を採用することができる。 In this case, between the first thrust bearing that allows relative rotation of the carrier and the load sensor while transmitting an axial load between the carrier and the load sensor, and between the carrier and the rear locking portion. It is possible to adopt a configuration further including a second thrust bearing that allows relative rotation of the carrier and the rear locking portion while transmitting an axial load.
このようにすると、キャリアの回転抵抗を効果的に低減しながら、荷重センサによる反力の安定した検出を実現することが可能となる。 If it does in this way, it becomes possible to implement | achieve the stable detection of the reaction force by a load sensor, reducing effectively the rotational resistance of a carrier.
前記前側係止部は、例えば、前記キャリアが前記回転軸に対して軸方向後方に相対移動していない状態では、前記キャリアと前記回転軸の相対回転を制限するように前記キャリアと摩擦結合し、前記キャリアが前記回転軸に対して軸方向後方に相対移動した状態では、前記キャリアと前記回転軸の相対回転を許容するように前記キャリアとの摩擦結合を解除する摩擦結合面である。 For example, the front locking portion is frictionally coupled to the carrier so as to limit relative rotation of the carrier and the rotating shaft in a state where the carrier is not relatively moved rearward in the axial direction with respect to the rotating shaft. And a friction coupling surface that releases the frictional coupling between the carrier and the carrier so as to allow relative rotation between the carrier and the rotation shaft when the carrier is relatively moved axially rearward with respect to the rotation shaft.
また、この発明では、上記の電動式直動アクチュエータ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。
車輪と一体に回転するブレーキディスクと、
前記ブレーキディスクに対向して配置されたブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドを直線駆動する上記構成の電動式直動アクチュエータとを有する電動ブレーキ装置。
Moreover, in this invention, the thing of the following structures is also provided together as an electric brake device using said electric linear actuator.
A brake disc that rotates integrally with the wheel;
A brake pad disposed opposite the brake disc;
An electric brake device having an electric linear motion actuator having the above-described configuration for linearly driving the brake pad.
この発明の電動式直動アクチュエータは、後側係止部から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、荷重センサによる反力の検出値が影響を受けないため、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能である。 In the electric linear actuator according to the present invention, even if the magnitude of the load acting in the axial direction from the rear side locking portion changes, the detection value of the reaction force by the load sensor is not affected. It is possible to stably detect a reaction force in the axially rearward direction that the outer ring member receives from the object when a load in the axially forward direction is applied to the object.
〔第1実施形態〕
(電動式直動アクチュエータの構成)
図1に、この発明の第1実施形態の電動式直動アクチュエータ1を示す。この電動式直動アクチュエータ1は、電動モータ2と、電動モータ2の回転を減速して伝達する減速歯車列3と、減速歯車列3を介して電動モータ2から入力される回転を外輪部材4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5とを有する。
[First Embodiment]
(Configuration of electric linear actuator)
FIG. 1 shows an electric
減速歯車列3は、電動モータ2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5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、これらの歯車を収容するギヤケース11とを有する。この減速歯車列3は、電動モータ2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。
The
図2、図3に示すように、遊星ローラねじ式直動機構5は、外周に円筒面12をもつ回転軸8と、円筒面12に転がり接触する複数の遊星ローラ13と、その複数の遊星ローラ13を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア14と、複数の遊星ローラ13を囲むように配置された中空筒状の外輪部材4と、外輪部材4を軸方向に移動可能に収容するハウジング15とを有する。複数の遊星ローラ13は、外輪部材4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ている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the planetary roller screw type
ここで、回転軸8と平行な方向を軸方向、外輪部材4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4が移動するときの外輪部材4の移動方向を軸方向前方、外輪部材4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4が移動するときの外輪部材4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との距離が変化する方向を径方向と定義する。
Here, the direction parallel to the
図2に示すように、外輪部材4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13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13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13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。
As shown in FIG. 2,
図2、図3に示すように、キャリア14は、各遊星ローラ13をそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピン18と、各支持ピン18の軸方向前端部を保持する軸方向前側ディスク19と、各支持ピン18の軸方向後端部を保持する軸方向後側ディスク20と、周方向に隣り合う複数の遊星ローラ13の間を通って軸方向前側ディスク19と軸方向後側ディスク20を連結する柱部21とを有する。柱部21は、軸方向前側ディスク19と軸方向後側ディスク20が軸方向と周方向のいずれの方向にも相対移動しないように両ディスク19,20を一体化している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示すように、軸方向前側ディスク19および軸方向後側ディスク20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。軸方向後側ディスク20の内周には、回転軸8の外周に摺接する滑り軸受22が装着されている。
As shown in FIG. 2, the axial
各遊星ローラ13の内周と支持ピン18の外周との間には、遊星ローラ13を自転可能に支持するラジアル軸受23が組み込まれている。各遊星ローラ13と軸方向後側ディスク20との間には、遊星ローラ13を自転可能な状態で軸方向に支持するスラスト軸受24が組み込まれている。また、スラスト軸受24と軸方向後側ディスク20の間には、スラスト軸受24を介して遊星ローラ13を傾動可能に支持する調心座25が組み込まれている。
Between the inner periphery of each
外輪部材4は、ハウジング15に形成された収容孔26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、キャリア14から軸方向後方に離れた位置に荷重センサ30が固定して設けられている。キャリア14と荷重センサ30の間には、キャリア14を公転可能な状態で軸方向後側から支持するスラスト軸受27が組み込まれている。また、キャリア14とスラスト軸受27の間には、キャリア14からスラスト軸受27に軸方向荷重を伝達する間座28が組み込まれている。
The
荷重センサ30は、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材4が受ける軸方向後方への反力によってたわみを生じるフランジ部材31と、フランジ部材31の軸方向後方に配置された円環板状の支持部材32と、磁界を発生する磁気ターゲット33と、磁気ターゲット33が発生する磁界を検出する磁気検出部34とを有する。
The
図4に示すように、支持部材32は、フランジ部材31の軸方向後方に対向して配置された円環板35と、円環板35の径方向外端に接続して形成された外筒部36と、円環板35の径方向内端に接続して形成された内筒部37とを有する。外筒部36は、フランジ部材31を収容するように円環板35から軸方向前方に延びている。また外筒部36の内周には、フランジ部材31の径方向外端が軸方向後方に移動するのを規制する段部38が形成されている。支持部材32はフランジ部材31の外径側端部を軸方向後側から支持しており、フランジ部材31に軸方向後方への反力が入力されたときに、フランジ部材31の径方向外端を支点としてフランジ部材31が軸方向後方にたわむようになっている。
As shown in FIG. 4, the
支持部材32の内筒部37は、フランジ部材31の内周と径方向に対向するように円環板35から軸方向前方に延びている。内筒部37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39が組み込まれている。ラジアル軸受39は、例えば、焼結すべり軸受や深溝玉軸受を採用することができる。
The
ハウジング15の内周の支持部材32との嵌合部分の軸方向後側には、半径方向内側に突出し、周方向に延びる支持突起40が形成されている。支持突起40は、支持部材32の外筒部36の軸方向後端部に接触することで、支持部材32の軸方向後方への移動を規制している。また、支持部材32は、ハウジング15の内周に装着した止め輪41で軸方向前方への移動が規制されている。
A
図5に示すように、円環板35の軸方向後側の側面には、半径方向内側に延びるリブ42が周方向に間隔をおいて複数形成されている。リブ42の径方向外端と支持突起40の径方向内端とは、半径方向に対向している(図4参照)。
As shown in FIG. 5, a plurality of
図4に示すように、磁気ターゲット33と磁気検出部34は、フランジ部材31のたわみに応じて相対位置が変化するように、磁気ターゲット33がフランジ部材31の内周に固定され、磁気検出部34が内筒部37の外周に固定されている。磁気ターゲット33は、半径方向を磁化方向とする2個の永久磁石43からなる。2個の永久磁石43は、一方の永久磁石43のN極と他方の永久磁石43のS極が軸方向に並ぶように隣接して配置されている。磁気検出部34は、2個の永久磁石43の隣り合う磁極の境目の近傍で磁気ターゲット33と半径方向に対向するように配置されている。磁気検出部34としては、例えば、ホールICを使用することができる。
As shown in FIG. 4, the
この荷重センサ30は、軸方向後方への荷重がフランジ部材31に入力されると、フランジ部材31が外径側端部を支点として軸方向後方にたわみ、このたわみに伴い、磁気ターゲット33と磁気検出部34が軸方向に相対変位し、磁気ターゲット33と磁気検出部34の相対変位に応じて磁気検出部34の出力信号が変化する。そのため、フランジ部材31に入力される軸方向荷重の大きさと、磁気検出部34の出力信号との関係を予め把握しておくことにより、磁気検出部34の出力信号に基づいてフランジ部材31に作用する軸方向荷重の大きさを検出することができる。
When a load in the axial direction rearward is input to the
図2に示すように、キャリア14と間座28の間には、キャリア14を回転軸8に対して軸方向前方に付勢する弾性部材45が組み込まれ、さらに間座28とキャリア14の間には、キャリア14の軸方向移動を許容する軸方向隙間46が設けられている。
As shown in FIG. 2, an
弾性部材45は、回転軸8を貫通させる環状に形成されている。弾性部材45は、例えば皿ばねである。皿ばねにかえて、ウェーブスプリングやコイルばねを採用することも可能である。弾性部材45は、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していないとき(すなわち、キャリア14に軸方向後方への反力が作用していないとき)に、予め軸方向に圧縮された状態とされ、弾性部材45からキャリア14に予圧力が作用する組み込みとされている。
The
この実施形態では、キャリア14と間座28の間に弾性部材45を組み込んだが、弾性部材45を組み込む位置は、キャリア14と荷重センサ30の間であれば他の位置でもよく、例えば、間座28とスラスト軸受27の間に弾性部材45を組み込んでもよく、間座28を軸方向に相対移動可能な2つの分割体で構成し、その2つの分割体の間に弾性部材45を組み込んでもよく、またスラスト軸受27と荷重センサ30の間に弾性部材45を組み込むようにしてもよい。
In this embodiment, the
回転軸8の外周には、キャリア14の回転軸8に対する軸方向前方への相対移動範囲を規制する摩擦結合面47(前側係止部)と、キャリア14の回転軸8に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制する止め輪48(後側係止部)とが設けられている。
On the outer periphery of the
摩擦結合面47は、軸方向後側から前側に向かって外径が大きくなるテーパ状の面である。摩擦結合面47の傾斜角(摩擦結合面47が軸方向と平行な方向に対してなす角度)は、5〜20°の範囲で設定されている。
The
キャリア14の軸方向前側ディスク19の内周には、回転軸8の外周の摩擦結合面47に対向するテーパ内周面49が形成されている。テーパ内周面49の傾斜角(テーパ内周面49が軸方向と平行な方向に対してなす角度)は、5〜20°の範囲で設定されている。テーパ内周面49は、摩擦結合面47と等しい傾斜角をもつように形成すると好ましい。
A tapered inner
(電動式直動アクチュエータの動作)
上記の電動式直動アクチュエータ1の動作例を説明する。
(Operation of electric linear actuator)
An operation example of the electric
図1に示す電動モータ2のモータ軸6が回転すると、その回転が減速歯車列3によって減速して伝達され、遊星ローラねじ式直動機構5の回転軸8に入力される。
When the
ここで、図2に示す外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態(すなわち、キャリア14に軸方向後方への反力が作用していない状態)では、弾性部材45の予圧力が摩擦結合面47に負荷され、キャリア14のテーパ内周面49は、回転軸8の外周の摩擦結合面47に押し付けられている。また、弾性部材45からキャリア14を介して摩擦結合面47に軸方向荷重が入力されることで、回転軸8は軸方向前方に付勢され、その結果、止め輪48から軸方向前方に荷重が作用し、その荷重が支持部材32に入力されている。このとき、図6に示すように、テーパ内周面49と摩擦結合面47は摩擦結合しており、キャリア14と回転軸8の相対回転は、テーパ内周面49と摩擦結合面47の間の摩擦力によって制限された状態である。そのため、図2に示す回転軸8に回転が入力されると、回転軸8と一体にキャリア14が公転し、遊星ローラ13は自転せずに回転軸8のまわりを公転する。そして、遊星ローラ13の外周の円周溝17と外輪部材4の内周の螺旋凸条16との係合によって、遊星ローラ13と外輪部材4が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ13はキャリア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13はハウジング15に対して軸方向に移動せず、外輪部材4がハウジング15に対して軸方向に移動する。
Here, in a state where the
このとき、回転軸8と一体にキャリア14が公転し、遊星ローラ13は自転せずに回転軸8のまわりを公転するため、遊星ローラ13が自転しながら回転軸8のまわりを公転する場合よりも、遊星ローラ13の公転速度は比較的速いものとなる。そのため、外輪部材4の軸方向の移動速度が早くなり、荷重変換率が小さくなる。
At this time, since the
そして、外輪部材4から対象物に軸方向前方への荷重が負荷し始めると、外輪部材4が受ける軸方向後方への反力が遊星ローラ13を介してキャリア14に伝達し、その軸方向後方への反力によって、キャリア14から摩擦結合面47に負荷される軸方向荷重が減少する。その結果、止め輪48から支持部材32に入力される軸方向前方への荷重の大きさも減少する。
Then, when the axially forward load starts to be applied to the object from the
その後さらに外輪部材4が対象物に負荷する軸方向前方への荷重が増加し、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力が弾性部材45の予圧力を超えると、図7に示すように、弾性部材45の軸方向の圧縮量が増加し、キャリア14と間座28の間の軸方向隙間46の範囲で、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動し、テーパ内周面49と摩擦結合面47の摩擦結合が解除され、キャリア14と回転軸8の相対回転が許容された状態となる。ここで、キャリア14と間座28の間の軸方向隙間46の大きさは微小であり、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動することが可能な距離はきわめて短いもの(例えば、0.5mm以下)となっている。
Thereafter, when the axially forward load that the
このとき、図2に示す遊星ローラ13が自転しながら回転軸8のまわりを公転するため、遊星ローラ13が自転せずに回転軸8のまわりを公転する場合よりも、遊星ローラ13の公転速度は比較的遅いものとなる。そのため、外輪部材4の軸方向の移動速度が遅くなり、荷重変換率が大きくなる。
At this time, since the
以上のように、この電動式直動アクチュエータ1は、外輪部材4から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率が切り替わる。この電動式直動アクチュエータ1を電動ブレーキ装置に使用することで、後述のように、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキの押圧力を大きくすることとを両立させることが可能となる。
As described above, in the electric
また、図2に示す外輪部材4から対象物に軸方向前方への荷重を負荷するとき、外輪部材4には軸方向後方への反力が作用し、その反力は、遊星ローラ13、スラスト軸受24、キャリア14、間座28、スラスト軸受27を介して荷重センサ30で受け止められる。そして、その反力によって荷重センサ30のフランジ部材31が軸方向後方にたわみ、磁気ターゲット33と磁気検出部34が相対変位する。このとき、その磁気ターゲット33と磁気検出部34の相対変位に応じて磁気検出部34の出力信号が変化するので、磁気検出部34の出力信号に基づいて軸方向荷重の大きさを検出することができる。
Further, when an axially forward load is applied to the object from the
ここで、外輪部材4から対象物に負荷する軸方向前方への荷重の大きさを単調増加させたときに、キャリア14から摩擦結合面47に作用する軸方向荷重が減少することから、止め輪48から軸方向前方に作用する荷重も減少する。そのため、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力が弾性部材45の予圧力を超えるまでの間は、荷重センサ30で検出される反力の値も減少するおそれがある。
Here, since the axial load acting on the
これに対し、上記実施形態においては、支持部材32の軸方向側面に形成されたリブ42によって支持部材32の剛性が高められているので、止め輪48から支持部材32に入力される軸方向前方への荷重で支持部材32がたわむのが防止される。そのため、止め輪48から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、荷重センサ30による反力の検出値が影響を受けず、図8に示すように、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力が弾性部材45の予圧力を超えるまでの間、荷重センサ30で検出される反力の値が減少するのを防止することができる。この結果、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能となっている。図8においてFSは、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態で弾性部材45からキャリア14に作用する予圧力の大きさである。
On the other hand, in the above-described embodiment, the rigidity of the
(電動ブレーキ装置の構成)
図12、図13に、上記構成の電動式直動アクチュエータ1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50と、ブレーキディスク50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51と、マウンティングブラケット51に対してブレーキディスク50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52と、ブレーキディスク50の軸方向の両側に対向して配置されたインナ側ブレーキパッド53およびアウタ側ブレーキパッド54と、インナ側ブレーキパッド53を直線駆動する電動式直動アクチュエータ1とを有する。インナ側ブレーキパッド53とブレーキディスク50の間には微小なクリアランス55が設けられている。インナ側ブレーキパッド53とアウタ側ブレーキパッド54は、それぞれマウンティングブラケット51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。
(Configuration of electric brake device)
12 and 13 show an electric brake device using the electric
キャリパボディ52は、アウタ側ブレーキパッド54の背面に軸方向に対向する爪部56と、ブレーキディスク50の外径側に対向する外殻部57とを有する。外殻部57は、電動式直動アクチュエータ1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52の外殻部57と電動式直動アクチュエータ1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4は、外輪部材4が移動したときに外輪部材4と一体にインナ側ブレーキパッド53も移動するように、インナ側ブレーキパッド53の背面に配置されている。
The
外輪部材4のブレーキディスク50の側の端部には、インナ側ブレーキパッド53の背面に形成された係合凸部58に係合する係合凹部59が形成され、この係合凸部58と係合凹部59の係合によって、外輪部材4は回り止めされている。
At the end of the
(電動ブレーキ装置の動作)
この電動ブレーキ装置の動作例を説明する。
(Operation of the electric brake device)
An operation example of this electric brake device will be described.
ブレーキをかけるとき、電動式直動アクチュエータ1の外輪部材4を軸方向前方に移動させ、その外輪部材4によってインナ側ブレーキパッド53を軸方向前方に押し動かす。このとき、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触するまでの間は、図6に示すように、キャリア14が回転軸8の摩擦結合面47と摩擦結合しているので、図12に示す外輪部材4が比較的速い速度をもって軸方向に移動する。そのため、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触するまでに要する時間が短く、ブレーキの応答性を高めることができる。
When applying the brake, the
その後、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触し、インナ側ブレーキパッド53からブレーキディスク50に軸方向荷重が負荷されると、図7に示すように、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動し、キャリア14と回転軸8の摩擦結合面47との摩擦結合が解除されるので、図12に示す外輪部材4の軸方向の移動速度が遅くなるとともに荷重変換率が大きくなり、大きな軸方向荷重が発生する。そのため、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50を押圧する力を大きくすることが可能となる。
Thereafter, when the
このように、電動式直動アクチュエータ1を電動ブレーキ装置に使用すると、ブレーキの応答性を高めることと、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50を押圧する力を大きくすることとを両立することが可能となる。また、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50を押圧する力が小さい段階においても、荷重センサ30の出力に基づいて、インナ側ブレーキパッド53の押圧力を安定して制御することが可能である。
As described above, when the electric
〔第2実施形態〕
図9に、この発明の第2実施形態を示す。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。
[Second Embodiment]
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. Portions corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
支持部材32と止め輪48の間には、第2の支持部材60が設けられている。第2の支持部材60は、回転軸8を貫通させる円環状に形成されている。第2の支持部材60の内径側端部は止め輪48で軸方向後側から支持され、第2の支持部材60の外径側端部は支持部材32の外径側端部を軸方向後側から支持している。ここで、支持部材32と第2の支持部材60は外径側端部のみが接触しており、それよりも内径側は非接触とされている。このように第2の支持部材60を止め輪48と支持部材32の間に組み込むことによって、止め輪48から支持部材32に入力される軸方向前方への荷重の入力位置が、支持部材32の外径側端部とされている。第2の支持部材60の外径側端部は、支持突起40と止め輪41の間で軸方向に挟み込まれている。第2の支持部材60はハウジング15と一体に形成してもよい。
A
第2実施形態の電動式直動アクチュエータ1は、止め輪48から支持部材32に対する軸方向前方への荷重の入力位置が、支持部材32の外径側端部とされているため、止め輪48から支持部材32に入力される軸方向前方への荷重で支持部材32がたわむのが防止される。そのため、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力によって、止め輪48から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、荷重センサ30による反力の検出値が影響を受けず、図8に示すように、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力が弾性部材45の予圧力を超えるまでの間、荷重センサ30で検出される反力の値が減少するのを防止することが可能である。この結果、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能となっている。
In the electric
〔第3実施形態〕
図10に、この発明の第3実施形態を示す。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。
[Third Embodiment]
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. Portions corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
回転軸8の外周のキャリア14と荷重センサ30の間の部分には、キャリア14の回転軸8に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制する止め輪48(後側係止部)が設けられている。ここで、荷重センサ30は、止め輪48(後側係止部)よりも軸方向後側に位置している。
A retaining ring 48 (rear side locking portion) that restricts the relative movement range of the
間座28とフランジ部材31の間には、キャリア14と荷重センサ30の間で軸方向荷重を伝達しながらキャリア14と荷重センサ30の相対回転を許容する第1のスラスト軸受27が組み込まれている。また、間座28と止め輪48の間には、キャリア14と止め輪48の間で軸方向荷重を伝達しながらキャリア14と止め輪48の相対回転を許容する第2のスラスト軸受61が組み込まれている。第2のスラスト軸受61は、滑り軸受を採用することも可能であるが、転がり軸受を採用するとキャリア14の回転抵抗をより効果的に低減することができる。
A first thrust bearing 27 is incorporated between the
第3実施形態の電動式直動アクチュエータ1は、荷重センサ30が止め輪48よりも軸方向後側に配置されているので、止め輪48から軸方向前方に作用する荷重が荷重センサ30に入力されない。そのため、止め輪48から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても、荷重センサ30による反力の検出値が影響を受けず、図11に示すように、外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力が弾性部材45の予圧力を超えるまでの間、荷重センサ30で検出される反力の値が減少するのを防止することができる。この結果、外輪部材4が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材4が対象物から受ける軸方向後方への反力を安定して検出可能となっている。
In the electric
この場合、荷重センサ30が、キャリア14の回転軸8に対する軸方向前方への相対移動範囲を規制する摩擦結合面47(前側係止部)と、キャリア14の回転軸8に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制する止め輪48(後側係止部)の間にないので、弾性部材45の力が荷重センサ30に影響を及ぼすのを完全に防止することが可能であり、図11のように荷重センサ30の出力として線形な出力を得ることが可能となっている。
In this case, the
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 電動式直動アクチュエータ
2 電動モータ
4 外輪部材
8 回転軸
13 遊星ローラ
14 キャリア
15 ハウジング
16 螺旋凸条
17 円周溝
27 第1のスラスト軸受
30 荷重センサ
31 フランジ部材
32 支持部材
33 磁気ターゲット
34 磁気検出部
42 リブ
45 弾性部材
47 摩擦結合面
48 止め輪
50 ブレーキディスク
53 インナ側ブレーキパッド
61 第2のスラスト軸受
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電動モータ(2)の回転が入力される回転軸(8)と、
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(13)と、
前記複数の遊星ローラ(13)を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア(14)と、
前記複数の遊星ローラ(13)を囲むように配置され、軸方向に移動可能に支持された外輪部材(4)と、
前記外輪部材(4)を軸方向に移動可能に収容するハウジング(15)と、
前記外輪部材(4)の内周に設けられた螺旋凸条(16)と、
前記各遊星ローラ(13)の外周に設けられ、前記遊星ローラ(13)が自転しながら公転したときに前記外輪部材(4)を軸方向に移動させるように前記螺旋凸条(16)と係合する螺旋溝または円周溝(17)と、
前記キャリア(14)の前記回転軸(8)に対する軸方向前方への相対移動範囲を規制するように前記回転軸(8)の外周に設けられた前側係止部(47)と、
前記キャリア(14)の前記回転軸(8)に対する軸方向後方への相対移動範囲を規制するように前記回転軸(8)の外周に設けられた後側係止部(48)と、
前記キャリア(14)を前記回転軸(8)に対して軸方向前方に付勢する弾性部材(45)とを有し、
前記外輪部材(4)が対象物に軸方向前方への荷重を負荷していないときは前記弾性部材(45)の予圧力が前記前側係止部(47)に負荷され、
前記外輪部材(4)が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときは外輪部材(4)が対象物から受ける軸方向後方への反力の分、前記前側係止部(47)に負荷される軸方向荷重が減少する電動式直動アクチュエータにおいて、
前記外輪部材(4)が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに外輪部材(4)が対象物から受ける軸方向後方への反力を前記遊星ローラ(13)と前記キャリア(14)とを介して支持する荷重センサ(30)を設け、
前記荷重センサ(30)は、前記後側係止部(48)から軸方向前方に作用する荷重の大きさが変化しても前記反力の検出値が影響を受けないように設けられていることを特徴とする電動式直動アクチュエータ。 An electric motor (2);
A rotating shaft (8) to which rotation of the electric motor (2) is input;
A plurality of planetary rollers (13) in rolling contact with the outer periphery of the rotating shaft (8);
A carrier (14) for holding the plurality of planetary rollers (13) in a rotatable and revolving manner;
An outer ring member (4) disposed so as to surround the plurality of planetary rollers (13) and supported so as to be movable in the axial direction;
A housing (15) for accommodating the outer ring member (4) so as to be movable in the axial direction;
A spiral ridge (16) provided on the inner periphery of the outer ring member (4);
It is provided on the outer periphery of each planetary roller (13), and engages with the spiral ridge (16) so as to move the outer ring member (4) in the axial direction when the planetary roller (13) revolves while rotating. A mating spiral or circumferential groove (17);
A front locking portion (47) provided on the outer periphery of the rotating shaft (8) so as to restrict a relative movement range of the carrier (14) relative to the rotating shaft (8) in the axial direction forward;
A rear locking portion (48) provided on the outer periphery of the rotating shaft (8) so as to restrict the relative movement range of the carrier (14) in the axial rearward direction with respect to the rotating shaft (8);
An elastic member (45) for urging the carrier (14) axially forward with respect to the rotating shaft (8);
When the outer ring member (4) does not apply an axial load to the object, the preload of the elastic member (45) is applied to the front locking portion (47),
When the outer ring member (4) applies a load in the axial direction forward to the object, an amount of reaction force in the axial direction rearward that the outer ring member (4) receives from the object is applied to the front locking portion (47). In the electric linear actuator that reduces the applied axial load,
When the outer ring member (4) applies an axially forward load to the object, the planetary roller (13) and the carrier (14) receive the axially backward reaction force that the outer ring member (4) receives from the object. A load sensor (30) supported via
The load sensor (30) is provided so that the detection value of the reaction force is not affected even if the magnitude of the load acting axially forward from the rear locking portion (48) changes. An electric linear actuator characterized by that.
前記支持部材(32)は、前記後側係止部(48)から軸方向前方に作用する荷重が支持部材(32)に入力されるように前記キャリア(14)と前記後側係止部(48)の間に組み込まれ、
前記支持部材(32)の軸方向側面には、半径方向に延びるリブ(42)が周方向に間隔をおいて複数形成されている、
請求項1に記載の電動式直動アクチュエータ。 The load sensor (30) is a flange member that generates a deflection due to a reaction force in the axial rearward direction received by the outer ring member (4) when the outer ring member (4) applies a load forward in the axial direction to the object. 31), an annular plate-like support member (32) disposed axially rearward of the flange member (31), a magnetic target (33) for generating a magnetic field, and the magnetic target (33) are generated. A magnetic detection unit (34) for detecting a magnetic field, and the magnetic target (33) and the magnetic detection unit (34) are configured such that a relative position changes according to the deflection of the flange member (31). One is fixed to the flange member (31) and the other is fixed to the support member (32),
The support member (32) includes the carrier (14) and the rear locking portion (so that the load acting in the axial direction from the rear locking portion (48) is input to the support member (32). 48),
A plurality of radially extending ribs (42) are formed on the side surface in the axial direction of the support member (32) at intervals in the circumferential direction.
The electric linear actuator according to claim 1.
前記支持部材(32)は、前記後側係止部(48)から軸方向前方に作用する荷重が支持部材(32)に入力されるように前記キャリア(14)と前記後側係止部(48)の間に組み込まれ、
前記支持部材(32)に対する軸方向前方への荷重の入力位置は、前記支持部材(32)の外径側端部とされている、
請求項1に記載の電動式直動アクチュエータ。 The load sensor (30) is a flange member that generates a deflection due to a reaction force in the axial rearward direction received by the outer ring member (4) when the outer ring member (4) applies a load forward in the axial direction to the object. 31), an annular plate-like support member (32) disposed axially rearward of the flange member (31), a magnetic target (33) for generating a magnetic field, and the magnetic target (33) are generated. A magnetic detection unit (34) for detecting a magnetic field, and the magnetic target (33) and the magnetic detection unit (34) are configured such that a relative position changes according to the deflection of the flange member (31). One is fixed to the flange member (31) and the other is fixed to the support member (32),
The support member (32) includes the carrier (14) and the rear locking portion (so that the load acting in the axial direction from the rear locking portion (48) is input to the support member (32). 48),
The input position of the axially forward load with respect to the support member (32) is the outer diameter side end of the support member (32).
The electric linear actuator according to claim 1.
前記キャリア(14)と前記後側係止部(48)の間で軸方向荷重を伝達しながら前記キャリア(14)と前記後側係止部(48)の相対回転を許容する第2のスラスト軸受(61)とを更に有する請求項4に記載の電動式直動アクチュエータ。 A first thrust bearing (27) that allows relative rotation of the carrier (14) and the load sensor (30) while transmitting an axial load between the carrier (14) and the load sensor (30);
A second thrust that allows relative rotation of the carrier (14) and the rear locking portion (48) while transmitting an axial load between the carrier (14) and the rear locking portion (48). The electric linear actuator according to claim 4, further comprising a bearing (61).
前記ブレーキディスク(50)に対向して配置されたブレーキパッド(53)と、
前記ブレーキパッド(53)を直線駆動する請求項1から6のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ(1)とを有する電動ブレーキ装置。 A brake disc (50) rotating integrally with the wheel;
A brake pad (53) disposed opposite the brake disc (50);
The electric brake device having the electric linear motion actuator (1) according to any one of claims 1 to 6, wherein the brake pad (53) is linearly driven.
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