JP2019083668A - 電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、より緩み難いダブルナットを有した新規な電動アクチュエータを得る。【解決手段】電動アクチュエータは、例えば、電動式の作動装置と、雄ねじを有し作動装置の作動に応じて直動する雄ねじ部材と、雄ねじの中心軸の軸方向に外力を受ける第一面と、当該第一面とは反対側の第二面と、雄ねじと噛み合う第一雌ねじと、第一雌ねじと第二面との間において雄ねじから中心軸の径方向に離れ当該雄ねじとの間にクリアランスを構成する内周面と、を有した第一雌ねじ部材と、第二面を押圧する第三面と、雄ねじと噛み合う第二雌ねじと、を有した第二雌ねじ部材と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アクチュエータに関する。

従来、モータの回転によってケーブルを引くことにより車両ブレーキのブレーキシューを動かす電動アクチュエータが知られている（例えば、特許文献１）。

特表２０１４−５０４７１１号公報

この種の電動アクチュエータは、直動部材の移動に応じて弾性部材を圧縮することによりモータの負荷トルクを増大させ、当該負荷トルクを検知することにより、例えば電動アクチュエータにおける過度な給電を防止するよう、構成される場合がある。このような構成にあっては、直動部材の雄ねじと噛み合って互いに軸方向に押圧する二つのナット、所謂ダブルナットによって、弾性部材の少なくとも一端を押圧する場合がある。

車両ブレーキ用途に限らず、このようなダブルナットを有した電動アクチュエータでは、ダブルナットが緩むのは好ましく無い。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より緩み難いダブルナットを有した新規な電動アクチュエータを得ることである。

本開示の電動アクチュエータは、例えば、電動式の作動装置と、雄ねじを有し上記作動装置の作動に応じて直動する雄ねじ部材と、上記雄ねじの中心軸の軸方向に外力を受ける第一面と、当該第一面とは反対側の第二面と、上記雄ねじと噛み合う第一雌ねじと、上記第一雌ねじと上記第二面との間において上記雄ねじから上記中心軸の径方向に離れ当該雄ねじとの間にクリアランスを構成する内周面と、を有した第一雌ねじ部材と、上記第二面を押圧する第三面と、上記雄ねじと噛み合う第二雌ねじと、を有した第二雌ねじ部材と、を備えている。

上記電動アクチュエータによれば、例えば、第一雌ねじ部材のうち、内周面が設けられている部位、すなわち雄ねじとの非螺合部位の弾性係数を、より小さくすることができる。このような構成によれば、雄ねじ部材と第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材との軸力のバランスの関係から、第一雌ねじ部材の第一面に軸方向の外力を受けたことによる、第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材の締結状態における雄ねじ部材の引張力（軸力）の低下を、例えば内周面が設けられない場合よりも抑えることができ、ひいては第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材がより緩み難くなる。

また、上記電動アクチュエータでは、例えば、上記第一雌ねじ部材は、上記第一雌ねじが設けられた筒状部と、当該筒状部から上記中心軸の径方向の外方に張り出し上記内周面と上記径方向に並んだフランジと、を有し、上記第一面は上記フランジに設けられている。このような電動アクチュエータによれば、第一雌ねじ部材のうちフランジの第一面に入力された外力によって弾性的に圧縮される範囲に、上記内周面が位置するため、上記内周面が設けられたことによって第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材が緩み難くなる効果を、より確実に得ることができる。

ところで、第一雌ねじ部材において、第一雌ねじが設けられた部位、すなわち雄ねじとの螺合部位の軸方向の弾性係数は、断面積がより大きい分、内周面が設けられた部位、すなわち雄ねじとの非螺合部位の軸方向の弾性係数よりも大きい。このため、第一雌ねじ部材のうち、第一面に入力された外力によって弾性的に圧縮される範囲、すなわち第一面よりも第二雌ねじ部材に近い範囲において、第一雌ねじが長いほど、第一雌ねじ部材の弾性係数が大きくなり、内周面が設けられたことによって第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材が緩み難くなる効果が得られ難くなる。この点、上記電動アクチュエータでは、例えば、上記第一面は、上記第一雌ねじの上記軸方向の中央位置よりも上記第二雌ねじ部材に近い位置に設けられている。よって、例えば、第一面が中央位置よりも第二雌ねじ部材から遠い位置に設けられた場合に比べて、第一雌ねじ部材のうち第一面よりも第二雌ねじ部材に近い範囲内に位置する範囲において第一雌ねじをより短くすることができる分、第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材がより緩み難くなる。

また、上記電動アクチュエータでは、例えば、上記内周面は、円筒面を有している。よって、このような電動アクチュエータによれば、例えば、内周面が円筒面ではなく面取りによる円錐内面である場合に比べて、内周面を径方向により小さくし、第二面と第三面との接触面積をより大きくすることができ、ひいては、第二面と第三面との摩擦力をより大きく確保しやすい。よって、内周面が円錐内面である場合に比べて、第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材がより緩み難くなる。

また、上記電動アクチュエータでは、例えば、上記第二雌ねじ部材は、上記第三面と上記第二雌ねじとの境界に位置された面取りを有し、上記内周面の上記軸方向の長さは、上記面取りの上記軸方向の長さよりも長い。よって、このような電動アクチュエータによれば、例えば、内周面の軸方向の長さが第二雌ねじ部材の面取りの軸方向の長さよりも短い場合に比べて、上記内周面が設けられたことによって第一雌ねじ部材および第二雌ねじ部材が緩み難くなる効果が得られやすい。

図１は、実施形態の電動アクチュエータの例示的かつ模式的な断面図である。 図２は、実施形態の電動アクチュエータにおける車両ブレーキの制動解除時のモータ電流値の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。 図３は、図１の一部の拡大図である。 図４は、実施形態の電動アクチュエータに含まれる第一雌ねじ部材と第二雌ねじ部材との間に作用する軸方向の力の外力に応じた変化を示す例示的かつ模式的なグラフである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

［電動アクチュエータ］
図１は、電動アクチュエータ１００の断面図である。図１に示される電動アクチュエータ１００は、不図示の車両ブレーキを電気的に作動させる電動アクチュエータであって、各ホイールに対応して設けられるバッキングプレート６の車幅方向内方に位置され、当該バッキングプレート６に固定されている。ケーブル８２は、バッキングプレート６に設けられた貫通孔６ｄを貫通している。

図１に示されるように、電動アクチュエータ１００は、ハウジング１１０、モータ１２０、減速機構１３０、および運動変換機構１４０を備えている。

ハウジング１１０は、モータ１２０、減速機構１３０、および運動変換機構１４０を支持している。ハウジング１１０は、複数の部材を含んでいる。複数の部材は、例えばねじ等の不図示の結合具によって結合され、一体化されている。ハウジング１１０内には、壁部１１１によって囲まれた収容室Ｒが設けられている。モータ１２０、減速機構１３０、および運動変換機構１４０は、収容室Ｒ内に収容され、壁部１１１によって覆われている。ハウジング１１０は、ベースや、支持部材、ケーシング等と称されうる。なお、ハウジング１１０の構成は、ここで例示されたものには限定されない。

モータ１２０は、電動式の作動装置の一例であって、ケース１２１と、当該ケース１２１内に収容された収容部品と、を有する。収容部品には、例えば、シャフト１２２の他、ステータや、ロータ、コイル、磁石（不図示）等が含まれる。シャフト１２２は、ケース１２１から、モータ１２０の第一の回転中心Ａｘ１に沿った方向Ｄ１（図１の右方）に突出している。モータ１２０は、制御信号に基づく駆動電力によって駆動され、シャフト１２２を回転させる。シャフト１２２は、出力シャフトと称されうる。なお、以下では、説明の便宜上、図１での右方は方向Ｄ１の前方と称され、図１での左方は方向Ｄ１の後方または方向Ｄ１の反対方向と称される。

減速機構１３０は、ハウジング１１０に回転可能に支持された複数のギヤを含む。複数のギヤは、例えば、第一ギヤ１３１、第二ギヤ１３２、および第三ギヤ１３３である。減速機構１３０は、回転伝達機構と称されうる。

第一ギヤ１３１は、モータ１２０のシャフト１２２と一体に回転する。第一ギヤ１３１は、ドライブギヤと称されうる。

第二ギヤ１３２は、第一の回転中心Ａｘ１と平行な第二の回転中心Ａｘ２回りに回転する。第二ギヤ１３２は、入力ギヤ１３２ａと出力ギヤ１３２ｂとを含む。入力ギヤ１３２ａは、第一ギヤ１３１と噛み合っている。入力ギヤ１３２ａの歯数は、第一ギヤ１３１の歯数よりも多い。よって、第二ギヤ１３２は、第一ギヤ１３１よりも低い回転速度に減速される。出力ギヤ１３２ｂは、入力ギヤ１３２ａに対して方向Ｄ１の後方（図１では左方）に位置されている。第二ギヤ１３２は、アイドラギヤと称されうる。

第三ギヤ１３３は、第一の回転中心Ａｘ１と平行な第三の回転中心Ａｘ３回りに回転する。第三ギヤ１３３は、第二ギヤ１３２の出力ギヤ１３２ｂと噛み合っている。第三ギヤ１３３の歯数は、出力ギヤ１３２ｂの歯数よりも多い。よって、第三ギヤ１３３は、第二ギヤ１３２よりも低い回転速度に減速される。第三ギヤ１３３は、ドリブンギヤと称されうる。なお、減速機構１３０の構成は、ここで例示されたものには限定されない。減速機構１３０は、例えば、ベルトやプーリ等を用いた回転伝達機構のような、ギヤ機構以外の回転伝達機構であってもよい。

運動変換機構１４０は、回転部材１４１と、直動部材１４２とを有している。

回転部材１４１は、第三の回転中心Ａｘ３回りに回転する。回転部材１４１は、小径部１４１ａと、小径部１４１ａから径方向外方に張り出したフランジ１４１ｅと、フランジ１４１ｅから軸方向に延びた周壁１４１ｄと、を有する。

小径部１４１ａは、ハウジング１１０の第一孔部１１３ａに収容されている。第一孔部１１３ａの断面は略円形である。第一孔部１１３ａは、第三の回転中心Ａｘ３の軸方向に沿って延びている。

小径部１４１ａは、方向Ｄ１に延びた筒状に構成されており、当該方向Ｄ１にフランジ１４１ｅを貫通している。フランジ１４１ｅは、小径部１４１ａの方向Ｄ１の中央位置から、第三の回転中心Ａｘ３の径方向に円板状に張り出している。また、周壁１４１ｄは、フランジ１４１ｅの外縁から方向Ｄ１に円筒状に延びている。なお、小径部１４１ａは、ハブとも称されうる。

回転部材１４１には、小径部１４１ａおよびフランジ１４１ｅを貫通する円形断面の貫通孔１４１ｃが設けられている。貫通孔１４１ｃには、雌ねじ１４５ａが設けられている。

小径部１４１ａは、筒状部１１２の先端部に収容された円筒状のラジアルベアリング１４４に挿入されている。小径部１４１ａひいては回転部材１４１は、ハウジング１１０に、ラジアルベアリング１４４を介して回転可能に支持されている。ラジアルベアリング１４４は、図１の例では、メタルブッシュであるが、これには限定されず、例えば、ニードルベアリングやボールベアリング等であってもよい。

フランジ１４１ｅと周壁１４１ｄとによって構成される凹部１４１ｆ内には、ハウジング１１０の筒状部１１２が収容されている。当該凹部１４１ｆ内では、筒状部１１２の方向Ｄ１の反対方向の端部１１２ａとフランジ１４１ｅとの間に、スラストベアリング１４３が位置されている。スラストベアリング１４３は、第三の回転中心Ａｘ３の軸方向の荷重を受ける。スラストベアリング１４３は、図１の例では、スラストころ軸受であるが、これには限定されない。フランジ１４１ｅひいては回転部材１４１は、ハウジング１１０に、スラストベアリング１４３を介して回転可能に支持されている。

周壁１４１ｄの外周には、第三ギヤ１３３の歯が設けられている。すなわち、回転部材１４１は、第三ギヤ１３３でもある。第三ギヤ１３３を軸方向に延びた周壁１４１ｄに設けることにより、第三ギヤ１３３および第二ギヤ１３２の出力ギヤ１３２ｂの面圧を低減することができる。

第一ギヤ１３１、第二ギヤ１３２、および第三ギヤ１３３の少なくとも歯部、あるいは全部は、合成樹脂材料によって構成することができる。ただし、これには限定されず、第一ギヤ１３１、第二ギヤ１３２、および第三ギヤ１３３のうち少なくとも一つは、部分的あるいは全体的に金属材料で構成されてもよい。

直動部材１４２は、第三の回転中心Ａｘ３に沿って延び、回転部材１４１を貫通している。直動部材１４２は、棒状部１４２ａと、連結部１４２ｂとを有する。連結部１４２ｂは、例えば、不図示のピン等の連結部材により、ケーブル８２の端部８２ａと連結されている。

棒状部１４２ａは、ハウジング１１０の第一孔部１１３ａ、回転部材１４１の貫通孔１４１ｃ、およびハウジング１１０の筒状部１１２に設けられた第二孔部１１３ｂ内に挿入されている。第二孔部１１３ｂの断面は、非円形である。例えば、第二孔部１１３ｂの断面は、第三の回転中心Ａｘ３と直交する方向（図１では、紙面の上下方向）に長い長孔状に形成されている。第二孔部１１３ｂは、第一孔部１１３ａに対して方向Ｄ１の前方に位置され、第三の回転中心Ａｘ３の軸方向に沿って延びている。棒状部１４２ａの断面は略円形である。棒状部１４２ａには、回転部材１４１の雌ねじ１４５ａと噛み合う雄ねじ１４５ｂが設けられている。

また、筒状部１１２には、第二孔部１１３ｂに面した筒状の内面１１３ｃが設けられている。内面１１３ｃの断面は、第二孔部１１３ｂの長孔状の断面に沿った形状である。内面１１３ｃは、第三の回転中心Ａｘ３と直交する方向に延びた平面状の二つのガイド面１１３ｃａ（図１では、一方のガイド面１１３ｃａだけが示されている）を有している。二つのガイド面１１３ｃａは、互いに間隔を空けて位置され、二つのガイド面１１３ｃａの間に、直動部材１４２が位置されている。他方、直動部材１４２の例えば棒状部１４２ａからは、第三の回転中心Ａｘ３の径方向の外方に向けて突起１４２ｃが突出している。突起１４２ｃの外周は、内面１１３ｃに沿った形状に形成されている。突起１４２ｃと内面１１３ｃとの間には、隙間が設けられ、当該隙間には、グリスが設けられている。突起１４２ｃとガイド面１１３ｃａとが当接することにより、突起１４２ｃひいては直動部材１４２の第三の回転中心Ａｘ３回りの回転が制限される。また、突起１４２ｃとガイド面１１３ｃａとが当接した状態で、ガイド面１１３ｃａは、突起１４２ｃひいては直動部材１４２を第三の回転中心Ａｘ３の軸方向にガイドする。

このような構成において、モータ１２０のシャフト１２２の回転が、減速機構１３０を介して回転部材１４１に伝達され、回転部材１４１が回転すると、回転部材１４１の雌ねじ１４５ａと直動部材１４２の雄ねじ１４５ｂとの噛み合い、およびガイド面１１３ｃａによる直動部材１４２の回転の制限により、直動部材１４２は、第三の回転中心Ａｘ３の軸方向に沿って非制動位置Ｐｎ（図１）と制動位置（非制動位置Ｐｎから図１における左方に離間した位置、不図示）との間で移動する。

［負荷検知］
図１に示されるように、電動アクチュエータ１００には、直動部材１４２の方向Ｄ１の前方または後方への移動に応じて弾性的に伸縮するコイルスプリング１５１が設けられている。コイルスプリング１５１は、直動部材１４２に固定されたナット１５２，１５３と、フランジ１４１ｅとの間で、直動部材１４２の周囲に隙間をあけて巻かれた状態で設けられている。コイルスプリング１５１の巻回中心は、第三の回転中心Ａｘ３に略沿っており、当該第三の回転中心Ａｘ３と平行である。コイルスプリング１５１は、弾性部材の一例である。

このような構成において、モータ１２０のシャフト１２２の回転に応じて直動部材１４２が方向Ｄ１の前方または後方に移動すると、直動部材１４２に固定されたナット１５２，１５３とフランジ１４１ｅとの距離が変化し、これに応じて、コイルスプリング１５１が弾性的に伸縮する。直動部材１４２が方向Ｄ１の前方に移動し、コイルスプリング１５１が弾性的に圧縮されると、ナット１５２，１５３ひいては直動部材１４２は、方向Ｄ１の反対方向（図１の左方）に、コイルスプリング１５１から、弾性的な圧縮反力を受ける。圧縮反力が増大すると、直動部材１４２の方向Ｄ１の前方への移動の抵抗力が増大し、これにより、運動変換機構１４０において直動部材１４２を回転させる回転部材１４１の抵抗トルクが増大し、ひいては、モータ１２０の負荷トルクが増大する。モータ１２０の負荷トルクが増大する場合、モータ１２０の駆動電流が増大する。よって、モータ１２０の制御回路１６０は、モータ１２０の駆動電流の大きさによって、回転部材１４１の負荷トルクの増大、ひいては直動部材１４２の抵抗力の増大を検知することができる。直動部材１４２の位置とモータ１２０の負荷トルク、すなわちモータ１２０の駆動電流の大きさとは、モータ１２０の起動時を除き略一対一で対応しており、直動部材１４２が方向Ｄ１の前方に位置するほど、モータ１２０の駆動電流の大きさが大きくなる。よって、直動部材１４２の非制動位置Ｐｎとモータ１２０の駆動電流との相関関係が予め取得されている場合、駆動電流が非制動位置Ｐｎに対応した閾値に到達した時点で、制御回路１６０は、直動部材１４２が非制動位置Ｐｎに位置していると見なす（検知する）ことができる。

なお、弾性部材は、コイルスプリング１５１には限定されず、直動部材１４２の移動に応じて弾性的に伸縮するものであればよく、例えば、皿ばねやエラストマのような他の弾性部材であってもよい。

図２は、電動アクチュエータ１００における車両ブレーキの制動解除時のモータ電流値の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。制御回路１６０は、時刻ｔ１において不図示のスイッチ等から解除指示入力を受け取ると、モータ１２０への電力の供給を開始し、これによりモータ１２０が回転駆動を開始する。制動解除時にあっては、直動部材１４２およびナット１５２，１５３は、モータ１２０のシャフト１２２の回転に応じて方向Ｄ１へ移動する。モータ１２０の駆動電流は、起動時において増大し（時刻ｔ１→ｔ２）、所定時間経過後、負荷に応じた略一定値で安定する（時刻ｔ２→ｔ３）。時刻ｔ３からコイルスプリング１５１の圧縮が開始され、制御回路１６０は、時刻ｔ４で閾値Ｉｔｈとなった時点でモータ１２０の駆動を停止する。このような制御により、制御回路１６０は、直動部材１４２を、閾値Ｉｔｈに応じた非制動位置Ｐｎ（図１参照）で停止させることができる。このような構成により、例えば、直動部材１４２の過度な移動を抑制することができたり、モータ１２０への過度な給電を抑制することができたり、モータ１２０の電流値によって直動部材１４２の位置を検知することができたり、といった効果が得られる。

このように、電動アクチュエータ１００においては、直動部材１４２に固定されたナット１５２の後述する第一面１５２ｂ１に作用する（コイルスプリング１５１等の前記弾性部材からの）外力の変動（直動部材１４２の駆動（移動）に伴う変動）に応じてモータ１２０の駆動態様が（制御回路１６０によって）制御される。

［ダブルナット構造］
図１に示されるように、コイルスプリング１５１の一端は、二つのナット１５２，１５３が互いに軸方向に押圧するダブルナットによって方向Ｄ１に押圧される。これによりコイルスプリング１５１は、弾性的に圧縮され、ナット１５３は、コイルスプリング１５１から軸方向に弾性反発力を受ける。このような構成にあっては、コイルスプリング１５１からの弾性反発力に限らず、ナット１５３に作用する軸方向の外力（押圧力）によってダブルナットが緩むのは好ましくない。そこで、本実施形態では、詳しくは後述するが、ダブルナットが軸方向の外力によって緩むのを抑制する構造が設けられている。

図３は、図１のナット１５２，１５３を含む部位の拡大図である。なお、図３には、直動部材１４２およびナット１５２，１５３を含む構造の中心軸である第三の回転中心Ａｘ３から片側のみが示されている。ナット１５２は、筒状部１５２ａとフランジ１５２ｂとを有している。

ナット１５２の中心に設けられた貫通孔を直動部材１４２の棒状部１４２ａが貫通しており、当該貫通孔には棒状部１４２ａに設けられた雄ねじ１４５ｂと噛み合う雌ねじ１５２ｃが設けられている。雌ねじ１５２ｃは、第一雌ねじの一例であり、ナット１５２は、第一雌ねじ部材の一例である。また、直動部材１４２は、雄ねじ部材の一例である。

フランジ１５２ｂは、筒状部１５２ａの方向Ｄ１の後方の端部、すなわちナット１５３と接した端部から、径方向外方に張り出している。なお、フランジ１５２ｂは、ナット１５３の外周１５３ｄよりも第三の回転中心Ａｘ３の径方向外方に張り出している。

フランジ１５２ｂには、互いに平行な平面状の第一面１５２ｂ１および第二面１５２ｂ２が設けられている。第一面１５２ｂ１および第二面１５２ｂ２は、いずれも第三の回転中心Ａｘ３と直交している。また、第一面１５２ｂ１は、方向Ｄ１の前方に面し、第二面１５２ｂ２は、方向Ｄ１の後方に面している。言い換えると、第二面１５２ｂ２は、第一面１５２ｂ１とは反対側に位置している。

第一面１５２ｂ１は、外力Ｗとして、コイルスプリング１５１から弾性的な圧縮反力を受ける。直動部材１４２の方向Ｄ１への移動に伴ってナット１５２のフランジ１５２ｂと回転部材１４１のフランジ１４１ｅとの距離が短くなり、コイルスプリング１５１が自由長よりも短くなった場合に、コイルスプリング１５１の弾性的な圧縮に基づく圧縮反力が生じる。圧縮反力は、第一面１５２ｂ１においてナット１５２に作用する軸方向の外力Ｗの一例である。

図１に示されるように、フランジ１４１ｅとコイルスプリング１５１の方向Ｄ１の前方の端部との間には、ワッシャ１５４が設けられている。ワッシャ１５４が、フランジ１４１ｅおよびコイルスプリング１５１のうち少なくとも一方との間で摺動することにより、回転部材１４１からコイルスプリング１５１にトルクが伝達されるのが抑制されている。なお、フランジ１５２ｂとコイルスプリング１５１の方向Ｄ１の後方の端部との間に、トルクの伝達を抑制するためのワッシャ（不図示）が設けられてもよい。

図３に示されるように、フランジ１５２ｂの第二面１５２ｂ２には、ナット１５３の平面状の第三面１５３ａが接している。第三面１５３ａは、第三の回転中心Ａｘ３と直交し、方向Ｄ１の前方に面している。

また、ナット１５２の、雌ねじ１５２ｃと第二面１５２ｂ２との間には、内周面１５２ｄが設けられている。内周面１５２ｄは、雄ねじ１４５ｂとの間に、第三の回転中心Ａｘ３を中心とする環状のクリアランスを構成している。内周面１５２ｄは、円筒面１５２ｄ１と円錐内面１５２ｄ２とを含んでいる。円筒面１５２ｄ１は、第二面１５２ｂ２と隣接して位置され、円錐内面１５２ｄ２は、円筒面１５２ｄ１に対して第二面１５２ｂ２とは反対側に位置されている。円錐内面１５２ｄ２の直径（内径）は、円筒面１５２ｄ１の方向Ｄ１の端部から方向Ｄ１の前方へ向かうにつれて徐々に小さくなる。内周面１５２ｄは、ナット１５２の貫通孔において雌ねじ１５２ｃが設けられない部分であり、非螺合部や、雌ねじの非形成部等とも称されうる。

ナット１５３の中心に設けられた貫通孔を直動部材１４２の棒状部１４２ａが貫通しており、当該貫通孔には棒状部１４２ａに設けられた雄ねじ１４５ｂと噛み合う雌ねじ１５３ｂが設けられている。第三の回転中心Ａｘ３は、雄ねじ１４５ｂ、雌ねじ１５２ｃ、および雌ねじ１５３ｂの中心軸である。雌ねじ１５３ｂは、第二雌ねじの一例であり、ナット１５３は、第二雌ねじ部材の一例である。

また、ナット１５３の第三面１５３ａの、貫通孔（雌ねじ１５３ｂ）の端縁には、面取り１５３ｃが設けられている。言い換えると、面取り１５３ｃは、第三面１５３ａと雌ねじ１５３ｂとの境界に位置されている。

ナット１５２とナット１５３とは、直動部材１４２の雄ねじ１４５ｂに装着されるダブルナットとして機能する。すなわち、ナット１５２，１５３は、直動部材１４２の雄ねじ１４５ｂに締め付けられることにより、ナット１５２の第二面１５２ｂ２とナット１５３の第三面１５３ａとの間には互いを軸方向に押圧する押圧力が作用するとともに、当該押圧力に基づく第三の回転中心Ａｘ３回りの周方向の摩擦力が作用する。直動部材１４２には、雄ねじ１４５ｂのうちナット１５２の雌ねじ１５２ｃと噛み合う第一部位と、雄ねじ１４５ｂのうちナット１５３の雌ねじ１５３ｂと噛み合う第二部位との間に弾性的な引張力が作用する。このようにナット１５２，１５３が雄ねじ１４５ｂに締め付けられた状態が、雄ねじ１４５ｂに対するダブルナットの締結状態である。

図４は、ナット１５２の第二面１５２ｂ２とナット１５３の第三面１５３ａとの間に作用する軸方向の力Ｆ０の外力Ｗに応じた変化を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は弾性変形量、縦軸は力の大きさである。ここに、弾性変形量は、ダブルナットの締結状態において、０（ゼロ）とし、延び方向に正とする。Ｋｂは、直動部材１４２の弾性係数であり、Ｋｎは、ナット１５２の弾性係数である。ダブルナットの締結状態において、直動部材１４２は弾性的に引っ張られる一方、ナット１５２は弾性的に圧縮されるため、延び方向の弾性変形を正とする場合、直動部材１４２の弾性係数Ｋｂ（傾き）は正であり、ナット１５２の弾性係数Ｋｎ（傾き）は負である。

また、図４に示されるように、この例では、ダブルナットの締結状態において、直動部材１４２に作用する軸方向の引張力（以下、単に引張力と記す）の大きさ、およびナット１５３に作用する軸方向の圧縮力（以下、単に圧縮力と記す）の大きさは、Ｆ０であるとする。

ナット１５２に、図３に示されるような外力Ｗが入力された場合、直動部材１４２およびナット１５２，１５３に作用する軸方向の力のバランスが変化する。図４に示されるように、ナット１５２の圧縮力の大きさは、Ｆ０からＦｎに増大し、直動部材１４２の引張力の大きさは、Ｆ０からＦｂに減少する。この場合のナット１５２の圧縮力の変分Ｗｎ（＝Ｆｎ−Ｆ０）、および直動部材１４２の引張力の変分Ｗｂ（＝Ｆ０−Ｆｂ）は、ナット１５２の弾性係数Ｋｎおよび直動部材１４２の弾性係数Ｋｂの大きさによって定まる。

具体的に、外力Ｗの作用に伴う状態の変化について、次の式（１）〜式（３）が成り立つ。
Ｗ＝Ｗｎ＋Ｗｂ ・・・（１）
Ｗｎ＝Ｆｎ−Ｆ０＝（１−φ）×Ｗ ・・・（２）
Ｗｂ＝Ｆ０−Ｆｂ＝φ×Ｗ ・・・（３）
ここに、φは、内力係数であり、次の式（４）で表せる。
φ＝Ｋｂ／（Ｋｂ＋Ｋｎ）＝１／（１＋α） ・・・（４）
ここに、α＝Ｋｎ／Ｋｂであり、ナット１５２の弾性係数Ｋｎの、直動部材１４２の弾性係数Ｋｂに対する比である。
また、図４中のλは、弾性変形量の変分であり、外力Ｗが作用した場合の直動部材１４２の弾性的な延びの変分であるとともに、ナット１５２の弾性的な圧縮の変分である。

ここで、式（３）から、直動部材１４２の引張力Ｆｂは、次の式（５）で表せる。
Ｆｂ＝Ｆ０−φ×Ｗ ・・・（５）

一般に、雄ねじ部材の軸力が大きいほど、すなわち本実施形態では、雄ねじ１４５ｂを有した直動部材１４２の引張力Ｆｂが大きいほど、ナット１５２，１５３は緩み難い。したがって、式（５）から、内力係数φが小さいほど、ナット１５２，１５３は緩み難いことがわかる。

よって、式（４）から、ナット１５２の弾性係数Ｋｎが大きいほど、言い換えると比αが大きいほど、内力係数φが小さくなり、ナット１５２，１５３が緩み難くなることがわかる。

そこで、上述したように、本実施形態では、例えば、ナット１５２（第一雌ねじ部材）に、内周面１５２ｄが設けられている。このような構成によれば、ナット１５２の弾性係数Ｋｎと、直動部材１４２の弾性係数Ｋｂとの大きさの関係から、内力係数φをより小さくでき、これにより直動部材１４２の引張力Ｆｂ（軸力）をより大きくでき、ひいてはナット１５２，１５３をより緩み難くすることができる。ナット１５２の弾性係数Ｋｎを大きくするには、例えば、ナット１５２の内周面１５２ｄの軸方向の長さＬ１をナット１５３の面取り１５３ｃの軸方向の長さＬ２よりも長い範囲でより短くしたり、ナット１５３の第三面１５３ａの面積をより大きくしたりすればよい。なお、外力Ｗは、一例としては、コイルスプリング１５１の圧縮反力であるが、軸力であればよく、当該圧縮反力には限定されない。

また、本実施形態では、例えば、ナット１５２は、雌ねじ１５２ｃ（第一雌ねじ）が設けられた筒状部１５２ａと、当該筒状部１５２ａから径方向外方に張り出したフランジ１５２ｂと、を有している。また、第一面１５２ｂ１がフランジ１５２ｂに設けられ、フランジ１５２ｂと内周面１５２ｄとが径方向に並んでいる。よって、本実施形態によれば、例えば、ナット１５２のうち、フランジ１５２ｂの第一面１５２ｂ１に入力された外力Ｗによって弾性的に圧縮される範囲に、内周面１５２ｄが位置するため、当該内周面１５２ｄが設けられたことによってナット１５２，１５３が緩み難くなる効果を、より確実に得ることができる。

また、本実施形態では、図３に示されるように、ナット１５２において、外力Ｗを受ける第一面１５２ｂ１は、例えば、雌ねじ１５２ｃの軸方向の中央位置Ｃよりもナット１５３（第二雌ねじ部材）の近くに位置されている。ナット１５２において、雌ねじ１５２ｃが設けられた部位、すなわち雄ねじ１４５ｂとの螺合部位の軸方向の弾性係数は、断面積がより大きい分、内周面１５２ｄが設けられた部位、すなわち雄ねじ１４５ｂとの非螺合部位の軸方向の弾性係数よりも大きい。このため、ナット１５２のうち、第一面１５２ｂ１に入力された外力Ｗによって弾性的に圧縮される範囲、すなわち第一面１５２ｂ１よりもナット１５３に近い範囲において、雌ねじ１５２ｃが長いほど、ナット１５２の弾性係数が大きくなり、内周面１５２ｄが設けられたことによってナット１５２，１５３が緩み難くなる効果が得られ難くなる。この点、本実施形態の電動アクチュエータ１００によれば、第一面１５２ｂ１が、雌ねじ１５２ｃの軸方向の中央位置Ｃよりもナット１５３の近くに位置されているため、例えば、第一面１５２ｂ１が中央位置Ｃよりもナット１５３から遠い位置に設けられた場合に比べて、ナット１５２のうち第一面１５２ｂ１よりもナット１５３に近い範囲内に位置する範囲において雌ねじ１５２ｃをより短くすることができる分、ナット１５２およびナット１５３がより緩み難くなる。

また、本実施形態では、例えば、内周面１５２ｄは、円筒面１５２ｄ１を有している。仮に、内周面１５２ｄが全て傾斜面（円錐内面）であった場合、内周面１５２ｄがナット１５３側に向かうにつれて径方向に拡大し、ナット１５２の第二面１５２ｂ２とナット１５３の第三面１５３ａとが互いに接する面積がより小さくなり、第二面１５２ｂ２と第三面１５３ａとの間の摩擦力がより小さくなりやすい。この点、本実施形態によれば、内周面１５２ｄは、円筒面１５２ｄ１を有しているため、内周面１５２ｄが全て傾斜面（円錐内面）である場合に比べて、内周面１５２ｄを径方向により小さくし、第二面１５２ｂ２と第三面１５３ａとが互いに接する面積がより大きくなり、第二面１５２ｂ２と第三面１５３ａとの間の摩擦力をより大きく確保しやすい。

また、本実施形態では、例えば、図３に示されるように、内周面１５２ｄの軸方向の長さＬ１は、ナット１５３の面取り１５３ｃの軸方向の長さＬ２よりも長い。よって、本実施形態によれば、例えば、内周面１５２ｄの軸方向の長さＬ１がナット１５３の面取り１５３ｃの軸方向の長さＬ２よりも短い場合に比べて、内周面１５２ｄが設けられたことによる上記効果が、得られやすい。なお、内周面１５２ｄの軸方向の長さＬ１は、雌ねじ１５２ｃのねじの１ピッチ分よりも大きく設定されている。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、本発明の電動アクチュエータは、車両ブレーキとは異なるシステムや装置に適用することが可能である。また、作動装置はモータには限定されないし、雄ねじ部材は回転部材であってもよい。

１００…電動アクチュエータ、１２０…モータ（作動装置）、１４２…直動部材（雄ねじ部材）、１４５ｂ…雄ねじ、１５２…ナット（第一雌ねじ部材）、１５２ａ…筒状部、１５２ｂ…フランジ、１５２ｂ１…第一面、１５２ｂ２…第二面、１５２ｃ…雌ねじ（第一雌ねじ）、１５２ｄ…内周面、１５２ｄ１…円筒面、１５３…ナット（第二雌ねじ部材）、１５３ａ…第三面、１５３ｂ…雌ねじ（第二雌ねじ）、１５３ｃ…面取り、Ａｘ３…第三の回転中心（中心軸）、Ｃ…中央位置、Ｌ１…長さ（内周面の軸方向の長さ）、Ｌ２…長さ（面取りの軸方向の長さ）。

Claims (5)

1. 電動式の作動装置と、
   雄ねじを有し前記作動装置の作動に応じて直動する雄ねじ部材と、
   前記雄ねじの中心軸の軸方向に外力を受ける第一面と、当該第一面とは反対側の第二面と、前記雄ねじと噛み合う第一雌ねじと、前記第一雌ねじと前記第二面との間において前記雄ねじから前記中心軸の径方向に離れ当該雄ねじとの間にクリアランスを構成する内周面と、を有した第一雌ねじ部材と、
   前記第二面を押圧する第三面と、前記雄ねじと噛み合う第二雌ねじと、を有した第二雌ねじ部材と、
   を備えた、電動アクチュエータ。
2. 前記第一雌ねじ部材は、前記第一雌ねじが設けられた筒状部と、当該筒状部から前記中心軸の径方向の外方に張り出し前記内周面と前記径方向に並んだフランジと、を有し、
   前記第一面が前記フランジに設けられた、請求項１に記載の電動アクチュエータ。
3. 前記第一面は、前記第一雌ねじの前記軸方向の中央位置よりも前記第二雌ねじ部材に近い位置に設けられた、請求項１または２に記載の電動アクチュエータ。
4. 前記内周面は、円筒面を有した、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の電動アクチュエータ。
5. 前記第二雌ねじ部材は、前記第三面と前記第二雌ねじとの境界に位置された面取りを有し、
   前記内周面の前記軸方向の長さは、前記面取りの前記軸方向の長さよりも長い、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の電動アクチュエータ。

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