JP2020158044A - 電動式アクチュエータおよび電動ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図れ、かつ逆入力を高精度に保持することができる電動式アクチュエータおよび電動ブレーキ装置を提供する。【解決手段】電動式アクチュエータは、減速機５に設けられた被係合部Ｈｋと、被係合部Ｈｋに対し係合部を係合・離脱可能に駆動する駆動源を含む係止機構とを有し、被係合部Ｈｋに係合部が係合することでロック状態となるパーキングブレーキ機構を備える。電動モータ４および係止機構が、減速機５に対して減速機５の回転軸方向一方に配置される。減速機５の前段側の歯車部材２７は、回転子４ａの回転を減速する第一の歯車形状部２７ａと、第一の歯車形状部２７ａと同軸で後段側の歯車部材２５との二段目の歯車結合を構成し、且つ第一の歯車形状部２７ａより最外径寸法が小さい第二の歯車形状部２７ｂとを有する。第一の歯車形状部２７ａに被係合部Ｈｋが設けられ、被係合部Ｈｋが係止機構に対向して配置されている。【選択図】図４

Description

この発明は、車両等に搭載される電動式アクチュエータおよび電動ブレーキ装置に関する。

電動式アクチュエータとして、以下の技術が提案されている。
１．つめ車の外周に係止機構を設けたパーキングブレーキ機能付電動ブレーキ（特許文献１）。
２．遊星ローラ機構および電動モータを使用した電動式アクチュエータ（特許文献２）。

特開２００６−１８３８０９号公報 特開２００６−１９４３５６号公報

例えば、特許文献１，２の電動ブレーキ装置において、可動部と静止部が係合することによって荷重を印加する際の逆入力を保持する逆入力保持機構を有する電動式アクチュエータを構成し、前記逆入力保持機構をパーキング機能として用いる場合がある。その際、ソレノイドまたはＤＣモータ等によりモータ回転をロックする構成を採用するとコストが安価となり得るが、その際に搭載スペースが問題となる場合がある。

例えば、特許文献１において、つめ車の外周にソレノイドを設ける例が示されているが、被係合部を設けるために比較的大径のつめ車を設ける必要が生じる場合があり、サイズおよび慣性モーメントが増加し問題となる可能性がある。また、つめ車の外周部にソレノイドを設ける必要が生じ、搭載スペースが問題となる場合があり、さらにリンク機構等を設けることによるコスト増およびスペース増が問題となる場合がある。

前記の課題に対して、特に前記ソレノイドまたはＤＣモータ等を配置する自由度が高い減速機ならびにその周辺に被係合部を設けて解決を図る場合があるが、複数段階の減速を経た歯車等の比較的大きく減速された歯車に被係合部を設けると、被係合部のピッチに依存したアクチュエータ荷重変化が発生することで保持する逆入力の大きさのばらつきが増加し、望ましい荷重で逆入力を保持することが困難となる問題がある。

この発明の目的は、省スペース化を図れ、かつ逆入力を高精度に保持することができる電動式アクチュエータおよび電動ブレーキ装置を提供することである。

この発明の電動式アクチュエータは、回転子および固定子を有する電動モータと、前記回転子から二段以上の歯車を有し前記電動モータの回転を減速する減速機と、を備えた電動式アクチュエータであって、
前記減速機に設けられた被係合部と、この被係合部に対し係合部を係合・離脱可能に駆動する駆動源を含む係止機構とを有し、前記被係合部に前記係合部が係合し前記電動モータの回転を阻止することで前記電動モータのトルクによらず前記電動式アクチュエータが発生する負荷を保持する逆入力保持機構を備え、
前記電動モータおよび前記係止機構が、前記減速機に対してこの減速機の回転軸方向一方に配置され、
前記減速機は、前記回転子から一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材と、この前段側の歯車部材と二段目の歯車結合を介して回転自在に支持される後段側の歯車部材とを有し、
前記前段側の歯車部材は、
前記回転子の回転を減速する第一の歯車形状部と、
この第一の歯車形状部と同軸に設けられ前記後段側の歯車部材との前記二段目の歯車結合を構成し、且つ前記第一の歯車形状部よりも最外径寸法が小さい第二の歯車形状部と、を有し、
前記第一の歯車形状部に前記被係合部が設けられ、この被係合部が前記係止機構に対向して配置されている。

電動モータのモータ軸に設けられた一軸目の歯車、いわゆるモータ軸歯車に被係合部を設けると、少なくとも被係合部の形状の分、モータ軸歯車を拡径しなければならず、減速比およびスペースの面で不利となるうえ、慣性も小さくなり易い。三軸目以降の歯車に被係合部を設けると、被係合部の孔ピッチ等の間隔に対する負荷変動量が増加するため、保持する負荷の精度が低下し不利となる。また、被係合部および係止機構への負荷が減速比に応じて増加するため、耐久性の面で不利となり得る。

そこで、この構成によると、回転子から一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材を大小の第一，第二の歯車形状部で構成し、大歯車側の第一の歯車形状部に被係合部を設けて、この被係合部を係止機構に対向して配置する。これにより、モータ軸歯車に被係合部を設ける場合よりも、モータ軸歯車を小径化することができ、減速比およびスペースの面で有利となる。また、前段側の歯車部材における第一の歯車形状部に被係合部を設けるため、後段側の歯車部材に被係合部を設けるよりも、被係合部の孔ピッチ等の間隔に対する負荷変動量を抑え、逆入力を高精度に保持することができる。

前記第一の歯車形状部が前記被係合部であり、前記第一の歯車形状部の端面に、前記係合部が係合・離脱可能な孔または溝が形成されていてもよい。この場合、被係合部専用の部品を設けるよりも部品点数を低減して構造を簡単化でき、コストおよび慣性モーメントの低減を図ることができる。

前記第一の歯車形状部が前記被係合部であり、前記第一の歯車形状部に、前記係合部が係合・離脱可能な軸方向に貫通する貫通孔が形成され、前記第二の歯車形状部の最外径寸法が前記貫通孔よりも半径方向内方に配置されていてもよい。この場合、前記貫通孔とすることで加工が容易となる。第二の歯車形状部の最外径寸法が前記貫通孔よりも半径方向内方に配置されていることで、第一，第二の歯車形状部を一体部材として構成することが容易となることで、第一，第二の歯車形状部を別部材として固定する構造よりも、コスト面で優位となり得る。

前記減速機の回転運動を直進運動に変換する直動機構を備え、前記逆入力保持機構は、前記直動機構が対象物に印加する直動荷重を保持する機構であってもよい。このように逆入力保持機構を、直動荷重を保持する機構に適用することで、種々な用途の装置に電動式アクチュエータを採用することが可能となる。したがって電動式アクチュエータの汎用性を高めることができる。

この発明において、前記電動モータ、前記係止機構および前記直動機構が、前記減速機に対してこの減速機の回転軸方向一方に配置され、
前記減速機は、前記回転子に同軸に配置された一次歯車と、
前記回転子と前記直動機構の回転軸との中間に配置され、前記第一，第二の歯車形状部を有する前段側の前記歯車部材である中間歯車と、
前記直動機構の回転軸に同軸に配置された三次歯車と、を有してもよい。
この構成によると、各歯車をハウジング等に容易に収めることが可能となり、省スペース化を確実に図れる。

この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、このブレーキロータと当接して制動力を発生させる摩擦材と、この摩擦材を操作するこの発明の上記いずれかの構成の電動式アクチュエータと、を備えた電動ブレーキ装置であって、
前記逆入力保持機構がパーキングブレーキ機構である。
この構成によると、この発明の電動式アクチュエータにつき前述した各効果が得られる。また、パーキングブレーキ機構を確実に作動させることができるため、傾斜路等で車両が不所望に後退等することを確実に防止することができる。

この発明の電動式アクチュエータは、回転子および固定子を有する電動モータと、前記回転子から二段以上の歯車を有し前記電動モータの回転を減速する減速機と、を備えた電動式アクチュエータであって、前記減速機に設けられた被係合部と、この被係合部に対し係合部を係合・離脱可能に駆動する駆動源を含む係止機構とを有し、前記被係合部に前記係合部が係合し前記電動モータの回転を阻止することで前記電動モータのトルクによらず前記電動式アクチュエータが発生する負荷を保持する逆入力保持機構を備え、前記電動モータおよび前記係止機構が、前記減速機に対してこの減速機の回転軸方向一方に配置され、前記減速機は、前記回転子から一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材と、この前段側の歯車部材と二段目の歯車結合を介して回転自在に支持される後段側の歯車部材とを有し、前記前段側の歯車部材は、前記回転子の回転を減速する第一の歯車形状部と、この第一の歯車形状部と同軸に設けられ前記後段側の歯車部材との前記二段目の歯車結合を構成し、且つ前記第一の歯車形状部よりも最外径寸法が小さい第二の歯車形状部と、を有し、前記第一の歯車形状部に前記被係合部が設けられ、この被係合部が前記係止機構に対向して配置されている。このため、省スペース化を図れ、かつ逆入力を高精度に保持することができる。

この発明の電動ブレーキ装置は、ブレーキロータと、このブレーキロータと当接して制動力を発生させる摩擦材と、この摩擦材を操作するこの発明の上記いずれかの構成の電動式アクチュエータと、を備えた電動ブレーキ装置であって、前記逆入力保持機構がパーキングブレーキ機構であるため、省スペース化を図れ、かつ逆入力を高精度に保持することができる。

この発明の実施形態に係る電動式アクチュエータを備えた電動ブレーキ装置の断面図である。 図１のII-II線断面図である。 図１のIII-III線断面図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図２のV-V線断面図である。 同電動式アクチュエータにおける減速機の被係合部の構造例を示す図である。 被係合部の他の構造例を示す図である。 被係合部のその他の構造例を示す図である。 被係合部のその他の構造例を示す図である。 被係合部のその他の構造例を示す図である。 被係合部のその他の構造例を示す図である。

［第１の実施形態］
この発明の実施形態に係る電動式アクチュエータを備えた電動ブレーキ装置を図１ないし図６と共に説明する。この電動ブレーキ装置は例えば車両に搭載される。
図１に示すように、この電動ブレーキ装置１は、電動式アクチュエータＤＡと、摩擦ブレーキＢＲとを備える。

＜電動式アクチュエータＤＡについて＞
図１〜図３に示すように、電動式アクチュエータＤＡは、電動モータ４と、減速機５と、直動機構７と、逆入力保持機構であるパーキングブレーキ機構ＰＫＢ（図５）と、電動モータ４およびパーキングブレーキ機構ＰＫＢの制御を行う制御装置８とを備える。ハウジング６は、モータ用ハウジング部６ａと、直動機構用ハウジング部６ｂと、減速機用ハウジング部６ｃとを有する。

＜電動モータ４＞
図４および図５に示すように、電動モータ４は、ハウジング６のモータ用ハウジング部６ａと、このモータ用ハウジング部６ａに軸受３１，３２を介して回転自在に支持された回転軸４ｃと、この回転軸４ｃに設けられた回転子４ａと、この回転子４ａの周囲に位置して前記モータ用ハウジング部６ａの内周に設置された固定子４ｂとを備える。固定子４ｂは、コア４ｂｂとコイル４ｂａとを有する。電動モータ４として、永久磁石式の同期電動機を適用すると省スペースで高効率かつ高トルクとなり好適である。

＜摩擦ブレーキ＞
図１に示すように、摩擦ブレーキＢＲは、車両の各車輪にそれぞれ設けられる。摩擦ブレーキＢＲは、車輪と連動して回転するブレーキロータ２３と、このブレーキロータ２３と当接して制動力つまりブレーキ力を発生させる摩擦材２４とを有する。この摩擦材２４は、この例ではブレーキロータ２３の両面にそれぞれ対向する一対のブレーキパッド２４ａ，２４ｂを有する。両ブレーキパッド２４ａ，２４ｂは、ハウジング６を設置した固定部材にガイド部材を介して、互いに対向する方向に進退自在に設置され、一方のブレーキパッド２４ａが直動機構７により進退させられる。他方のブレーキパッド２４ｂは、図示外の連動機構により、一方のブレーキパッド２４ａと連動して対向移動し、両ブレーキパッド２４ａ，２４ｂでブレーキロータ２３を挟み付ける。

＜直動機構７＞
図１および図４に示すように、直動機構７は、電動モータ４から減速機５を介して出力される回転運動を直進運動に変換し、摩擦材２４を進退させる機能を有する。直動機構７は、スライド部材１１と、軸受部材１２と、環状のスラスト板１３と、スラスト軸受１４と、転がり軸受１５，１５と、回転軸１６と、キャリア１７と、第１および第２のすべり軸受１８，１９とを有する。ハウジング６における直動機構用ハウジング部６ｂの内周面に、円筒状のスライド部材１１が、回り止めされ且つ軸方向に移動自在に支持されている。スライド部材１１の内周面には、径方向内方に所定距離突出し螺旋状に形成された螺旋突起１１ａが設けられている。この螺旋突起１１ａに、後述する複数の遊星ローラ２０が噛合している。

直動機構用ハウジング部６ｂ内におけるスライド部材１１の軸方向一端側に、軸受部材１２が設けられている。この軸受部材１２は、径方向外方に延びるフランジ部と、ボス部とを有する。ボス部内に転がり軸受１５，１５が嵌合され、これら各軸受１５，１５の内輪内径面に回転軸１６が嵌合されている。よって回転軸１６は、軸受部材１２に軸受１５，１５を介して回転自在に支持される。

スライド部材１１の内周には、前記回転軸１６を中心に回転可能なキャリア１７が設けられている。キャリア１７は、軸方向に互いに対向して配置される第１のディスク１７ａ，および第２のディスク１７ｂを有する。軸受部材１２に近い第２のディスク１７ｂをインナ側ディスク１７ｂといい、軸受部材１２から遠い第１のディスク１７ａをアウタ側ディスク１７ａという場合がある。第１のディスク１７ａの２つの主面のうち、第２のディスク１７ｂに臨む主面には、この主面における外周縁部から軸方向に突出する間隔調整部材１７ｃが設けられる。この間隔調整部材１７ｃは、複数の遊星ローラ２０の間隔を調整するため、円周方向に間隔を空けて複数配設されている。これら間隔調整部材１７ｃにより、第１および第２のディスク１７ａ，１７ｂが一体に設けられる。

第２のディスク１７ｂは、回転軸１６との間に嵌合された第１のすべり軸受１８により、回転自在に支持されている。第１のディスク１７ａには、中心部に軸挿入孔が形成され、この軸挿入孔に第２のすべり軸受１９が嵌合されている。第１のディスク１７ａは、第２のすべり軸受１９により回転軸１６に回転自在に支持される。回転軸１６の端部には、スラスト荷重を受けるワッシャが嵌合され、このワッシャの抜け止め用の止め輪等が設けられる。

キャリア１７には、複数のローラ軸２１が周方向に間隔を空けて設けられている。各ローラ軸２１の両端部が、それぞれ、第１および第２のディスク１７ａ，１７ｂによって支持されている。すなわち第１および第２のディスク１７ａ，１７ｂには、それぞれ長孔から成る軸挿入孔が複数形成され、第１および第２のディスク１７ａ，１７ｂの軸挿入孔の各対に各ローラ軸２１の両端部が挿入されてこれらローラ軸２１が径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸２１には、これらローラ軸２１を径方向内方に付勢する弾性リング２２が掛け渡されている。

各ローラ軸２１に、遊星ローラ２０が回転自在に支持され、各遊星ローラ２０は、回転軸１６の外周面と、スライド部材１１の内周面との間に介在される。複数のローラ軸２１に渡って掛け渡された弾性リング２２の付勢力により、各遊星ローラ２０が回転軸１６の外周面に押し付けられる。回転軸１６が回転することで、この回転軸１６の外周面に接触する各遊星ローラ２０が接触摩擦により回転する。遊星ローラ２０の外周面には、前記スライド部材１１の螺旋突起１１ａに噛合する螺旋溝が形成されている。

キャリア１７の第２のディスク１７ｂと、遊星ローラ２０の軸方向一端部との間には、ワッシャおよびスラスト軸受が介在されている。ハウジング６内において、第２のディスク１７ｂと軸受部材１２との間には、環状のスラスト板１３およびスラスト軸受１４が設けられている。

＜減速機５＞
図３および図４に示すように、この減速機５は、電動モータ４の回転を、回転軸１６の軸方向一端部に固定された三次歯車２５に減速して伝える機構であり平行軸式のギヤ列等で構成される。減速機５は、回転子４ａから一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材と、この前段側の歯車部材と二段目の歯車結合を介して回転自在に支持される後段側の歯車部材とを有する。この例では、減速機５は、回転子４ａに同軸に配置された一次歯車２６と、回転子４ａと回転軸１６との中間に配置された前段側の歯車部材である中間歯車２７と、回転軸１６に同軸に配置された後段側の歯車部材である三次歯車２５とを有し、これら歯車は減速機用ハウジング部６ｃ内に設けられている。電動モータ４の回転軸４ｃの軸方向一端部に一次歯車２６が取り付けられ、この一次歯車２６の回転を、順次、中間歯車２７の第一，第二の歯車形状部２７ａ，２７ｂを介して、三次歯車２５に減速して伝達可能としている。

減速機用ハウジング部６ｃには、回転軸４ｃと回転軸１６との間でこれら回転軸４ｃ，１６に平行な支軸２８が固定されている。図６（ｂ）に示すように、この支軸２７に、軸受２９，２９を介して、中間歯車２７が回転自在に支持されている。
図３および図４に示すように、中間歯車２７において、第一の歯車形状部２７ａと第二の歯車形状部２７ｂとは互いに同軸に一体に設けられ、且つ、第二の歯車形状部２７ｂは第一の歯車形状部２７ａよりも最外径寸法（図６（ｂ）参照）が小さくなっている。第一の歯車形状部２７ａは電動モータ等が配置された側、第二の歯車形状部２７ｂはその反対側に配置されている。

第一の歯車形状部２７ａは、一次歯車２６との歯数比により減速段を構成する比較的大径の歯車形状であり、第二の歯車形状部２７ｂは、三次歯車２５との歯数比により減速段を構成する比較的小径の歯車形状である。前記「一体に設けられ」とは、第一の歯車形状部２７ａと第二の歯車形状部２７ｂとが、複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば鍛造、焼結、機械加工等により単独の物の一部として成形されたことを意味する。但し、第一の歯車形状部２７ａと第二の歯車形状部２７ｂとを別部品として互いに同軸に固定してもよい。

＜パーキングブレーキ機構（逆入力保持機構）について＞
図３および図５に示すように、パーキングブレーキ機構ＰＫＢは、電動モータ４のトルクによらずに電動式アクチュエータＤＡが発生する負荷（ブレーキ荷重）を保持する逆入力保持機構である。このパーキングブレーキ機構ＰＫＢは、直動機構７（図４）が対象物であるブレーキロータに印加する直動荷重を保持する。パーキングブレーキ機構ＰＫＢは、複数の孔ｈａが形成された被係合部Ｈｋと、この被係合部Ｈｋの各孔ｈａに対し係合部３０を係合・離脱可能に駆動する駆動源であるソレノイド３３を含む係止機構Ｋｓと、を有する。図４に示すように、電動モータ４、直動機構７および係止機構Ｋｓ（図５）が、減速機５に対してこの減速機５の回転軸方向一方(片側)に配置される。

被係合部Ｈｋとして、この例では減速機５の第一の歯車形状部２７ａが適用され、この第一の歯車形状部２７ａの端面に複数（この例では６個）の孔ｈａが円周等配に設けられている。
図６（ａ）は第一の歯車形状部２７ａの正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のVI(b)-VI(b)線断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のVI(c)-VI(c)線断面図である。図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記各孔ｈａは、第一の歯車形状部２７ａの軸方向に貫通する貫通孔であり、かつ、円周方向に所定長さ円弧状に延びる長孔である。また第二の歯車形状部２７ｂの最外径寸法が前記貫通孔よりも半径方向内方に配置されている。

図３および図６に示すように、また各孔ｈａは、電動モータ４のいずれの回転方向に対しても、係合部３０の直動方向と略平行な接触面を有する。図３および図５に示すように、本構造にて逆入力保持を行う際は、モータ用ハウジング６ａに設置されて対向するソレノイド３３から係合部３０が突出し、いずれかの前記孔ｈａと係合することにより電動モータ４の回転が阻害され、前記接触面の摩擦力により形状状態が保持されて、電動モータ４のトルクによらず逆入力に対して保持される。

ソレノイド３３は、ソレノイドコイル３３ａにより励磁磁界を発生させて、電磁力により係止ピン、係止爪等の可動部である係合部３０を駆動し、対向する減速機５に設けられた被係合部Ｈｋの孔ｈａに前記係合部３０が係合することにより電動モータ４と連動する可動部である中間歯車２７の回転をロックすることで、パーキングロック状態（逆入力保持状態）にする。逆に、係合部３０を被係合部Ｈｋの孔ｈａから離脱させることで中間歯車２７の回転を許容し、アンロック状態（逆入力保持解除状態）にする。

この構成において、係合部３０を被係合部Ｈｋから離反させた状態に保持するバネ等の付勢手段（図示せず）をソレノイド３３に設け、極性によらず通電によって前記付勢手段の付勢力を上回る電磁力を発生させてロック可能な状態とする構成とすると、安価で省電力となり好適である。但し、ソレノイド３３は、例えば、係止ピンである係合部３０に磁石等の界磁部を設け、ソレノイドコイル３３ａの電流の向きによって、係合部３０を双方向に駆動する構成としてもよい。

前記駆動源として、ソレノイド３３に代えて、ＤＣモータおよびねじ機構を設けることで被係合部Ｈｋをロックする構成とすることもできる。
その他、図示外の要素として、サーミスタ等の各種センサ類を要件に応じて別途設けてもよい。

＜作用効果＞
以上説明した電動式アクチュエータＤＡおよび電動ブレーキ装置１によれば、回転子４ａから一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材である中間歯車２７を大小の第一，第二の歯車形状部２７ａ，２７ｂで構成し、大歯車側の第一の歯車形状部２７ａに被係合部Ｈｋを設けて、この被係合部Ｈｋを係止機構Ｋｓに対向して配置する。これにより、モータ軸歯車に被係合部を設ける場合よりも、モータ軸歯車である一次歯車２６を小径化することができ、減速比およびスペースの面で有利となる。また、前段側の歯車部材における第一の歯車形状部２７ａに被係合部Ｈｋを設けるため、後段側の歯車部材に被係合部を設けるよりも、被係合部Ｈｋの孔ピッチ等の間隔に対する負荷変動量を抑え、逆入力を高精度に保持することができる。

第一の歯車形状部２７ａが被係合部Ｈｋであり、第一の歯車形状部２７ａの端面に、係合部３０が係合・離脱可能な孔ｈａが形成されているため、被係合部専用の部品を設けるよりも部品点数を低減して構造を簡単化でき、コストおよび慣性モーメントの低減を図ることができる。
第一の歯車形状部２７ａに、係合部３０が係合・離脱可能な軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。前記貫通孔とすることで加工が容易となる。前記貫通孔は円周方向に所定長さ円弧状に延びる長孔であるため、係合部３０の係合状態で比較的大きく回転動作が可能であるため、信頼性の高い動作を行うことができる。
第二の歯車形状部２７ｂの最外径寸法が前記貫通孔よりも半径方向内方に配置されていることで、第一，第二の歯車形状部２７ａ，２７ｂを一体部材として構成することが容易となることで、第一，第二の歯車形状部を別部材として固定する構造よりも、コスト面で優位となり得る。

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

＜被係合部の他の構造例＞
図７（ａ）は他の第一の歯車形状部２７ａの正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII(b)-VII(b)線断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のVII(c)-VII(c)線断面図である。図７では、被係合部Ｈｋに、回転方向一方向にのみ係合部をロック可能とし、反対方向である回転方向他方向にロック解除可能な傾斜面３４を有する周方向長孔形状の貫通孔ｈａを設けている。

前記傾斜面３４は、係合部の駆動方向に対して所定角度に設定され、係合部の突出方向に向かうに従って貫通孔ｈａが円周方向に狭くなる傾斜角度である。また傾斜面３４は、係合部の外周面形状に合わせて湾曲するように形成されている。ロック解除時、電動モータの駆動により第一の歯車形状部２７ａを回転方向他方向に回転させることで、傾斜面３４に沿って係合部の先端部分が退縮することでロック解除可能となる。
また第二の歯車形状部２７ｂの最外径寸法は前記貫通孔ｈａよりも半径方向内方に配置されている。

本図の例は、孔形状が比較的複雑となるものの、例えば、電動ブレーキ装置のパーキングブレーキ機構のように一方向についてのみ逆入力を保持すればよい場合、この逆入力保持と反対方向に電動モータを回転させることで係合部の係合を解除できるため、図６の構造例よりさらに信頼性の高い動作を行うことができる。

図８（ａ）はその他の第一の歯車形状部 の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII(b)-VIII(b)線断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のVIII(c)-VIII(c)線断面図である。図８は、被係合部Ｈｋに、係合部が係合・離脱可能な径方向に延びる溝ｍｚを円周等配に複数設ける例を示す。本図の例は、形状が単純であり加工コストを低減できる点で優位となり、また第一の歯車形状部２７ａの外径寸法に対し第二の歯車形状部２７ｂの外径寸法の差が比較的小さい場合においても、各溝ｍｚが第一の歯車形状部２７ａを貫通しないため第一，第二の歯車形状部２７ａ，２７ｂを単一部材として一体に構成できる点が好ましい。

図９（ａ）はその他の第一の歯車形状部２７ａの正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX(b)-IX(b)線断面図である。図９では、被係合部Ｈｋに、係合部が係合・離脱可能な貫通孔ｈａを円周等配に複数（この例では１０個）設け、各貫通孔ｈａが単純な丸孔形状から成る。また第二の歯車形状部２７ｂの最外径寸法が前記貫通孔ｈａよりも半径方向内方に配置されている。
本図の例は孔形状が単純であり加工コストを低減できる点で優位となり、また比較的短いピッチＰｃで多数の孔を設けることができるため、逆入力保持する保持荷重の精度を向上することができる。

図１０（ａ）はその他の第一の歯車形状部 の正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のX(b)-X(b)線断面図であり、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のX(c)-X(c)線断面図である。図１０では、図７と同様に、被係合部Ｈｋに、回転方向一方向にのみ係合部をロック可能とし、反対方向である回転方向他方向にロック解除可能な傾斜面３４を有する周方向長孔形状の溝ｍｚを設けている。

本図の例は、孔形状が比較的複雑となるものの、例えば、電動ブレーキ装置のパーキングブレーキ機構のように一方向についてのみ逆入力を保持すればよい場合、この逆入力保持と反対方向に電動モータを回転させることで係合部の係合を解除できるため、図６の構造例よりさらに信頼性の高い動作を行うことができる。また各溝ｍｚが第一の歯車形状部２７ａを貫通しないため第一，第二の歯車形状部２７ａ，２７ｂを単一部材として一体に構成できる点が好ましい。

図１１（ａ）はその他の第一の歯車形状部２７ａの正面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のXI(b)-XI(b)線断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のXI(c)-XI(c)線断面図である。図１１では、第一の歯車形状部２７ａの端面に突起部Ｔｋを円周等配に複数設ける例を示す。円周方向に隣接する突起部Ｔｋ，Ｔｋ間の溝部３５に、係合部が係合・離脱可能に構成される。この例の各突起部Ｔｋは、第一の歯車形状部２７ａに一体に設けられるが、第一の歯車形状部２７ａに対して別部材として固定する構造としてもよい。
本図の例は、端面に突起部Ｔｋを設けるのみであるため、加工コストに優れ、突起部Ｔｋの形状の自由度が比較的高い点が好ましい。

図１等は、電動式アクチュエータを電動ブレーキ装置に適用した例を示すが、逆入力を保持する用途を持つ他のアプリケーションにも前述の電動モータ、減速機、逆入力保持機構の構成を適用してもよい。例えば、直動機構に代えてバタフライバルブ等のバルブ機構を設け、所定のバルブ開度にロックする機能を有する電動バルブ装置、またはブレーキロータ等を除く本図の構成により所定のプレス荷重でロックする機能を有する電動プレス装置等にも電動式アクチュエータを適用することができる。

電動モータ４として、例えば、ブラシを用いたＤＣモータ、永久磁石を用いないリラクタンスモータ、あるいは誘導モータ等を適用することもできる。
減速機５は、前述の平行歯車を用いると安価で好ましいが、減速比をさらに大きくするような場合において、前記平行歯車に加えて例えば、遊星歯車、ウォーム歯車、ハーモニック減速機等を別途設けてもよい。
直動機構７は、前述の遊星ローラねじの他、ボールねじ等の各種ねじ機構、ボールランプ等、回転軸周方向の傾斜により回転運動を直進運動に変換する各種機構を用いることができる。

以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、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。この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…電動ブレーキ装置、４…電動モータ、４ａ…回転子、４ｂ…固定子、５…減速機、７…直動機構、２３…ブレーキロータ、２４…摩擦材、２５…三次歯車（後段側の歯車部材）、２７…中間歯車（前段側の歯車部材）、２７ａ，２７ｂ…第一，第二の歯車形状部、３０…係合部、３３…ソレノイド（駆動源）、Ｋｓ…係止機構、ＤＡ…電動式アクチュエータ、Ｈｋ…被係合部、ＰＫＢ…パーキングブレーキ機構（逆入力保持機構）、ｈａ…孔、ｍｚ…溝

Claims (6)

1. 回転子および固定子を有する電動モータと、前記回転子から二段以上の歯車を有し前記電動モータの回転を減速する減速機と、を備えた電動式アクチュエータであって、
   前記減速機に設けられた被係合部と、この被係合部に対し係合部を係合・離脱可能に駆動する駆動源を含む係止機構とを有し、前記被係合部に前記係合部が係合し前記電動モータの回転を阻止することで前記電動モータのトルクによらず前記電動式アクチュエータが発生する負荷を保持する逆入力保持機構を備え、
   前記電動モータおよび前記係止機構が、前記減速機に対してこの減速機の回転軸方向一方に配置され、
   前記減速機は、前記回転子から一段目の歯車結合を介して回転自在に支持される前段側の歯車部材と、この前段側の歯車部材と二段目の歯車結合を介して回転自在に支持される後段側の歯車部材とを有し、
   前記前段側の歯車部材は、
   前記回転子の回転を減速する第一の歯車形状部と、
   この第一の歯車形状部と同軸に設けられ前記後段側の歯車部材との前記二段目の歯車結合を構成し、且つ前記第一の歯車形状部よりも最外径寸法が小さい第二の歯車形状部と、を有し、
   前記第一の歯車形状部に前記被係合部が設けられ、この被係合部が前記係止機構に対向して配置されている電動式アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の電動式アクチュエータにおいて、前記第一の歯車形状部が前記被係合部であり、前記第一の歯車形状部の端面に、前記係合部が係合・離脱可能な孔または溝が形成されている電動式アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動式アクチュエータにおいて、前記第一の歯車形状部が前記被係合部であり、前記第一の歯車形状部に、前記係合部が係合・離脱可能な軸方向に貫通する貫通孔が形成され、前記第二の歯車形状部の最外径寸法が前記貫通孔よりも半径方向内方に配置されている電動式アクチュエータ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電動式アクチュエータにおいて、前記減速機の回転運動を直進運動に変換する直動機構を備え、前記逆入力保持機構は、前記直動機構が対象物に印加する直動荷重を保持する機構である電動式アクチュエータ。
5. 請求項４に記載の電動式アクチュエータにおいて、前記電動モータ、前記係止機構および前記直動機構が、前記減速機に対してこの減速機の回転軸方向一方に配置され、
   前記減速機は、前記回転子に同軸に配置された一次歯車と、
   前記回転子と前記直動機構の回転軸との中間に配置され、前記第一，第二の歯車形状部を有する前段側の前記歯車部材である中間歯車と、
   前記直動機構の回転軸に同軸に配置された三次歯車と、を有する電動式アクチュエータ。
6. ブレーキロータと、このブレーキロータと当接して制動力を発生させる摩擦材と、この摩擦材を操作する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電動式アクチュエータと、を備えた電動ブレーキ装置であって、
   前記逆入力保持機構がパーキングブレーキ機構である電動ブレーキ装置。

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