JP2024020938A - Electric direct drive actuator and electric brake device - Google Patents
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Abstract
【課題】遊星ローラの自転および公転が安定した電動式直動アクチュエータ及び電動ブレーキ装置を提供する。【解決手段】直動変換機構が、電動モータの回転が入力されるサンローラと、前記サンローラ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を含む回転部材、前記複数の遊星ローラを囲むように配置されたアウタリングを含む直動部材、および、前記遊星ローラの外周面および前記アウタリングの内周面にそれぞれ形成された周方向係合部、を有し、前記周方向係合部同士の係合によって、前記遊星ローラの回転を前記アウタリングの軸方向の直線運動に変換する遊星ローラねじ機構であり、前記アウタリングの内径部または溝底と、前記遊星ローラまたは前記遊星ローラに固定した追加部材とを、前記周方向係合部とは異なる位置で接触させた。【選択図】図9The present invention provides an electric direct-acting actuator and an electric brake device in which the rotation and revolution of planetary rollers are stable. [Solution] A linear motion conversion mechanism includes a sun roller to which the rotation of an electric motor is input, a plurality of planetary rollers that roll into contact with the outer periphery of the sun roller, and a carrier that holds the plurality of planetary rollers so as to be rotatable and rotatable. and a linear member including an outer ring arranged to surround the plurality of planetary rollers, and a circumferential engagement formed on the outer circumferential surface of the planetary roller and the inner circumferential surface of the outer ring, respectively. a planetary roller screw mechanism that converts the rotation of the planetary roller into a linear motion in the axial direction of the outer ring by the engagement of the circumferential engaging parts, the inner diameter part of the outer ring Alternatively, the groove bottom and the planetary roller or an additional member fixed to the planetary roller are brought into contact at a position different from the circumferential engagement portion. [Selection diagram] Figure 9
Description
本発明は、モータの回転運動を直線運動に変換する電動式直動アクチュエータおよびこ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 motion actuator that converts rotational motion of a motor into linear motion, and an electric brake device using this electric linear motion actuator.
電動モータによって軸周りに回転する回転部材の回転運動を、直動部材の軸方向の直線運動に変換する直動変換機構を備えた電動式直動アクチュエータとして、例えば特許文献1に示すものがある。 For example, there is an electric linear motion actuator shown in Patent Document 1, which includes a linear motion conversion mechanism that converts the rotational motion of a rotating member rotated around an axis by an electric motor into axial linear motion of a linear motion member. .
この電動式直動アクチュエータは、例えば電動ブレーキ装置に採用される。この電動ブレーキ装置は、電動モータのモータロータの一方向への回転運動を、直動部材に含まれるアウタリングの軸方向の一方(以下、この一方を前方という。)への直線運動に変換し、このアウタリングに設けられた押圧部材によって、車輪と一体に回転するブレーキディスクにブレーキパッドを押し付けることで制動力を得る。その一方で、電動モータのモータロータの回転方向を他方向へ反転させて、アウタリングを軸方向(後述のサンローラの回転軸)の他方(以下、この他方を後方という。)へと逆に移動することによって制動力を解除する。なお特許文献1では、遊星ローラねじ機構を含みつつ、固定部材および直動部材に規制手段を各々設けて直動部材の直線動を規制し、過度な負荷が回避された直動機構を用いている。 This electric direct-acting actuator is employed, for example, in an electric brake device. This electric brake device converts the rotational movement of the motor rotor of the electric motor in one direction into a linear movement in one axial direction (hereinafter, this one side is referred to as the front) of an outer ring included in the linear motion member, Braking force is obtained by pressing the brake pad against the brake disc, which rotates together with the wheel, using a pressing member provided on the outer ring. On the other hand, the rotation direction of the motor rotor of the electric motor is reversed to the other direction, and the outer ring is moved in the other direction of the axis (the rotation axis of the sun roller described later) (hereinafter, this other side is referred to as rearward). This releases the braking force. Note that Patent Document 1 uses a linear motion mechanism that includes a planetary roller screw mechanism, but also provides regulating means on the fixed member and the linear motion member to regulate the linear motion of the linear motion member, thereby avoiding excessive load. There is.
遊星ローラねじ機構は、少なくとも電動モータの回転が入力されるサンローラと、サンローラの外周に転がり接触する複数の遊星ローラと、遊星ローラを自転可能且つ公転可能に支持するキャリアとを含む前記回転部材、少なくとも遊星ローラを囲むように配置されたアウタリングを含む前記直動部材、および、遊星ローラの外周面およびアウタリングの内周面にそれぞれ形成された例えばリード角が互いに異なる円周溝や螺旋凸条等に含まれる周方向係合部とを有し、周方向係合部の係合によって遊星ローラの回転をアウタリングの軸方向の直線運動に変換している。尚、遊星ローラは、キャリアに設けた径方向の長孔に挿入されてキャリアに対し回転不能で径方向に移動可能に支持されたローラ軸たる支持ピンと、軸受とによって、キャリアに対し回転支持されている。遊星ローラおよびアウタリングの各周方向係合部は、それぞれの溝幅が溝底側から溝縁側に広がるように傾斜した斜面であり、アウタリングに軸方向荷重が作用している場合、その周方向係合部の傾斜によって該荷重は軸方向に直交する方向に分力されて、遊星ローラはサンローラに押し付けられ、サンローラから遊星ローラへのトルク伝達に必要なサンローラに直交する法線力を得ている。すなわち、この法線力により、サンローラの回転が遊星ローラへ伝達される。他方、アウタリングに軸方向荷重が作用していない場合、上記支持ピン両端に設けた弾性リングの内径方向に収縮する力によって、遊星ローラとサンローラとの間の一定の滑り防止効果を有するような、遊星ローラに対するサンローラからの法線力を与えている。 The planetary roller screw mechanism includes at least a sun roller to which rotation of an electric motor is input, a plurality of planetary rollers that roll into contact with the outer periphery of the sunroller, and a carrier that supports the planetary rollers so as to be rotatable and revolving; The linear motion member includes an outer ring arranged to surround at least the planetary roller, and a circumferential groove or a spiral convex having different lead angles, for example, formed on the outer circumferential surface of the planetary roller and the inner circumferential surface of the outer ring, respectively. The rotation of the planetary rollers is converted into linear motion in the axial direction of the outer ring by engagement of the circumferential engaging portions. The planetary roller is rotationally supported relative to the carrier by a support pin, which is a roller shaft that is inserted into a radially elongated hole provided in the carrier and is supported so as to be non-rotatable but movable in the radial direction relative to the carrier, and a bearing. ing. Each of the circumferential engagement parts of the planetary roller and the outer ring is an inclined slope so that the respective groove width spreads from the groove bottom side to the groove edge side, and when an axial load is applied to the outer ring, the circumference Due to the inclination of the directional engagement portion, the load is divided in a direction perpendicular to the axial direction, and the planetary roller is pressed against the sunroller, thereby obtaining a normal force perpendicular to the sunroller necessary for transmitting torque from the sunroller to the planetary roller. ing. That is, this normal force transmits the rotation of the sun roller to the planetary roller. On the other hand, when no axial load is applied to the outer ring, the force of contraction in the inner diameter direction of the elastic rings provided at both ends of the support pin provides a certain slip prevention effect between the planetary roller and the sun roller. , giving a normal force from the sun roller to the planetary roller.
ここで、互いの周方向係合部の間は、バックラッシュ等で若干の隙間を有していることから、アウタリングに軸方向荷重が作用していない場合には、上記弾性リングによる法線力しか存在しないことがあり、この程度の法線力では遊星ローラを支持する軸受の回転抵抗等の影響によって遊星ローラの自転および公転が安定しないことが起こりえた。具体的には、遊星ローラの回転を支持する軸受の回転抵抗が若干増加したりすると、弾性リングによる法線力程度では、遊星ローラはキャリアに対し自転せずサンローラと一体となって回転する場合があった。遊星ローラねじ機構の減速比(サンローラの回転に対するアウタリングの軸方向移動量)は遊星ローラの自転および公転に依存しており、これらの間の関係が安定しないと、モータの回転量からアウタリングの軸方向位置を推定することや制御することが困難になる。電動ブレーキにはパッドクリアランスを任意に変更できる等の利点があるが、アウタリングの軸方向位置が推定および/または制御できないとパッドクリアランスが十分に確保できずにブレーキの引きずりトルクが増大したり、そこでパッドクリアランスを大きくとりすぎたりすると制動応答性が悪化する課題があった。特許文献1では、直動部材の直線動を規制して直動機構の過度な負荷を回避しうるが、上記のような課題、解決手段等について記載がない。 Here, since there is a slight gap between the mutual circumferential engagement parts due to backlash etc., when no axial load is acting on the outer ring, the normal line due to the elastic ring In some cases, only a normal force exists, and with this level of normal force, the rotation and revolution of the planetary rollers may become unstable due to the influence of rotational resistance of the bearings supporting the planetary rollers. Specifically, if the rotational resistance of the bearing that supports the rotation of the planetary roller increases slightly, the planetary roller will not rotate relative to the carrier but will rotate as one with the sun roller due to the normal force exerted by the elastic ring. was there. The reduction ratio of the planetary roller screw mechanism (the amount of axial movement of the outer ring relative to the rotation of the sun roller) depends on the rotation and revolution of the planetary roller, and if the relationship between these is not stable, the outer ring will be affected by the amount of rotation of the motor. It becomes difficult to estimate and control the axial position of the Electric brakes have the advantage of being able to change the pad clearance arbitrarily, but if the axial position of the outer ring cannot be estimated and/or controlled, sufficient pad clearance may not be secured and the brake drag torque may increase. Therefore, if the pad clearance is too large, there is a problem in that braking response deteriorates. In Patent Document 1, excessive load on the linear motion mechanism can be avoided by regulating the linear motion of the linear motion member, but there is no description of the above-mentioned problems, solutions, etc.
そこで本発明は、遊星ローラの自転および公転が安定した電動式直動アクチュエータ及び電動ブレーキ装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric direct-acting actuator and an electric brake device in which the rotation and revolution of planetary rollers are stable.
上記課題を解決するために、本発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、
電動モータによってサンローラの軸の周りに回転可能かつ前記軸の方向に移動不能とした回転部材の回転運動を、前記軸の周りに回転不能かつ前記軸の方向に移動可能とした直動部材の直線運動に変換する直動変換機構を備えた電動式直動アクチュエータであって、
前記直動変換機構が、
前記電動モータの回転が入力される前記サンローラと、前記サンローラ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を含む前記回転部材、
前記複数の遊星ローラを囲むように配置されたアウタリングを含む前記直動部材、および、
前記遊星ローラの外周面および前記アウタリングの内周面にそれぞれ形成された周方向係合部、
を有し、前記周方向係合部同士の係合によって、前記遊星ローラの回転を前記アウタリングの前記軸の方向の直線運動に変換する遊星ローラねじ機構であり、
前記アウタリングと前記遊星ローラとを、前記周方向係合部とは異なる位置で接触させている。
In order to solve the above problems, in the electric direct drive actuator according to the present invention,
The rotary motion of a rotary member that is rotatable around the axis of the sun roller but not movable in the direction of the axis by an electric motor, and the linear motion of a linear member that is not rotatable around the axis but movable in the direction of the axis. An electric linear motion actuator equipped with a linear motion conversion mechanism for converting motion into motion,
The linear motion conversion mechanism is
The rotating member includes the sun roller to which rotation of the electric motor is input, a plurality of planetary rollers that roll into contact with the outer periphery of the sun roller, and a carrier that holds the plurality of planetary rollers so as to be rotatable and revolving;
the linear member including an outer ring arranged to surround the plurality of planetary rollers, and
a circumferential engagement portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller and the inner peripheral surface of the outer ring, respectively;
a planetary roller screw mechanism that converts the rotation of the planetary roller into a linear motion in the direction of the axis of the outer ring by engagement of the circumferential engaging portions,
The outer ring and the planetary roller are brought into contact with each other at a position different from the circumferential engagement portion.
上記の本発明の構成によると、前記アウタリングと前記遊星ローラとを前記周方向係合部とは異なる位置で例えば常に接触させることで、上述のような若干の隙間が存在する構成において、アウタリングに軸方向荷重が作用していない場合でもアウタリングから遊星ローラに接触力が与えられるので、サンローラに直交する上記法線力が例えば常に発生し、遊星ローラがサンローラに対して公転しつつ安定して自転するようにできる。なお、遊星ローラとアウタリングとの上記接触力は、少なくとも遊星ローラの自転を支持する軸受の回転抵抗に打ち勝つ程度の力であればよい。上記のように遊星ローラが安定して自転および公転することで、モータ回転量からアウタリングの軸方向位置を推定することの精度および制動制御の精度を向上させることができる。 According to the above configuration of the present invention, by constantly bringing the outer ring and the planetary roller into contact with each other at a position different from the circumferential engagement portion, the outer ring and the planetary roller can Even when no axial load is applied to the ring, contact force is applied to the planetary roller from the outer ring, so the normal force perpendicular to the sunroller is always generated, and the planetary roller remains stable while revolving relative to the sunroller. It can be made to rotate on its own axis. The contact force between the planetary roller and the outer ring may be at least enough to overcome the rotational resistance of the bearing that supports rotation of the planetary roller. By stably rotating and revolving the planetary rollers as described above, it is possible to improve the accuracy of estimating the axial position of the outer ring from the amount of motor rotation and the accuracy of braking control.
具体的な実現例として、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの溝底とを、または、前記アウタリングの溝底と前記遊星ローラの外径部とを接触させてもよい。また、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの両端若しくは一端に設けられた小径部とを接触させてもよい。この場合、前記アウタリングと前記遊星ローラとの間の接触力をより簡単な変更で実現できる。 As a specific implementation example, the inner diameter portion of the outer ring and the groove bottom of the planetary roller may be brought into contact with each other, or the groove bottom of the outer ring and the outer diameter portion of the planetary roller may be brought into contact with each other. Further, the inner diameter portion of the outer ring may be brought into contact with a small diameter portion provided at both ends or one end of the planetary roller. In this case, the contact force between the outer ring and the planetary roller can be realized by a simpler change.
前記遊星ローラに固定された弾性部材を介して、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラとを接触させてもよい。また、前記アウタリングの内径部に固定された弾性部材を介して、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの溝底もしくは前記遊星ローラの両端若しくは一端に設けた小径部とを接触させてもよい。また、前記遊星ローラまたは前記アウタリングに固定する前記弾性部材にはゴムまたは樹脂材としてもよい。こうした構成により、前記アウタリングと前記遊星ローラとの間の接触力をより容易に実現できる。 The inner diameter portion of the outer ring and the planetary roller may be brought into contact with each other via an elastic member fixed to the planetary roller. Alternatively, the inner diameter portion of the outer ring may be brought into contact with the groove bottom of the planetary roller or a small diameter portion provided at both ends or one end of the planetary roller via an elastic member fixed to the inner diameter portion of the outer ring. good. Furthermore, the elastic member fixed to the planetary roller or the outer ring may be made of rubber or resin. With this configuration, contact force between the outer ring and the planetary rollers can be more easily realized.
前記遊星ローラに固定された前記弾性部材を金属部材としてもよい。この場合、前記アウタリングと前記遊星ローラとの間の接触力をより簡単な構成で実現できる。 The elastic member fixed to the planetary roller may be a metal member. In this case, the contact force between the outer ring and the planetary roller can be realized with a simpler configuration.
本発明に係る電動ブレーキ装置においては、
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を挟んで前記軸の方向で対向する一対のブレーキパッドと、一対の前記ブレーキパッドの少なくとも一方を前記軸の方向に直線駆動する上記構成のいずれかの電動式直動アクチュエータと、を具備する。
In the electric brake device according to the present invention,
Any of the above configurations includes a brake disc that rotates integrally with the wheel, a pair of brake pads that face each other in the direction of the axis with the brake disc in between, and at least one of the pair of brake pads that is linearly driven in the direction of the axis. The electric direct-acting actuator is provided.
上記構成の本発明の電動ブレーキ装置は、上で述べてきた効果を奏する電動式直動アクチュエータを具備するので、遊星ローラがサンローラに対して公転しつつ安定して自転するようにでき、モータ回転量からアウタリングの軸方向位置を推定することの精度および制動制御の精度を向上させることができる。 The electric brake device of the present invention having the above configuration is equipped with an electric linear actuator that achieves the effects described above, so that the planetary roller can stably rotate while revolving with respect to the sun roller, and the motor rotation The accuracy of estimating the axial position of the outer ring from the amount and the accuracy of braking control can be improved.
本発明に係る電動式直動アクチュエータおよび電動ブレーキ装置は、遊星ローラの自転および公転を安定させることができる。 The electric direct-acting actuator and electric brake device according to the present invention can stabilize the rotation and revolution of the planetary roller.
本発明に係る一実施形態の電動ブレーキ装置10および電動式直動アクチュータ14の一実施形態を、図面を用いて説明する。
An embodiment of an
図1に示すように、この電動ブレーキ装置10は、車輪(図示せず)と一体に回転するブレーキディスク11と、ブレーキディスク11を挟んで軸方向(後述のサンローラ27の回転軸方向。以下同じ。)に対向する一対のブレーキパッド12、13と、この一対のブレーキパッドの少なくとも一方(ブレーキパッド13)を軸方向に直線駆動する電動式直動アクチュエータ14を主要な構成要素とし、電動モータ15(図3)から伝達する動力で図1のブレーキパッド12、13をブレーキディスク11に押さえ付けることにより制動力を発生させる。なお、以下においては、軸方向において電動式直動アクチュエータ14から見てブレーキパッド12、13の方向(図1の左方向)を前、それと逆方向(図1の右方向)を後という。
As shown in FIG. 1, this
この電動ブレーキ装置10は、ブレーキディスク11を間にして軸方向に対向する一対の対向部16、17を、不図示の上記車輪の回転軸に対するブレーキディスク11の外径側に位置するブリッジ18で連結したキャリパボディ19を有する。ブレーキパッド12、13は、キャリパボディ19の一方の対向部16とブレーキディスク11との間、および、他方の対向部17とブレーキディスク11との間に、それぞれバックプレート20、21を介して設けられている。ブレーキパッド13単体、または、ブレーキパッド12、13は、キャリパボディ19に取り付けられたパッドピン(図示せず)やキャリパブラケット22に設けられたスライド部(図示せず)等の必要な部材を使用して、ブレーキディスク11の軸方向に案内される。
This
図2に示すように、キャリパボディ19は、車輪を支持する車体側(固定側)のナックル(図示せず)に固定されたキャリパブラケット22に取り付けたスライドピン23で、軸方向に移動可能に支持されている。本実施形態では、ブレーキパッド13が軸方向前方に移動してブレーキディスク11に押さえ付けられたときに、ブレーキディスク11から受ける反力によってキャリパボディ19が軸方向後方に移動し、このキャリパボディ19の移動によって、反対側のブレーキパッド12もブレーキディスク11に押さえ付けられるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
図1、図3等に示すように、キャリパボディ19の一方の対向部17は、軸方向の前後両端が開口した円筒状のキャリパハウジング17Aと、キャリパハウジング17Aの軸方向後端において径方向内向きに設けられたキャリパフランジ17Bとからなる。
As shown in FIGS. 1, 3, etc., one opposing
キャリパハウジング17A内には、電動式直動アクチュエータ14に含まれる直動変換機構24が組み込まれている。直動変換機構24は、電動モータ15によって軸周りに回転可能かつ軸方向に移動不能とした回転部材25の回転運動を、軸周りに回転不能かつ軸方向に移動可能とした直動部材26の直線運動に変換する機能を有している。
A linear
図4、図5等に示すように、直動変換機構24は、少なくとも電動モータ15の回転が入力されるサンローラ27と、サンローラ27の外周に転がり接触する複数の遊星ローラ28と、複数の遊星ローラ28を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア29とを含む前記回転部材、少なくとも複数の遊星ローラ28をその内側に囲むように配置された筒状のアウタリング30を含む前記直動部材、および、遊星ローラ28の外周面およびアウタリング30の内周面にそれぞれ形成された周方向係合部31、32とを有する遊星ローラねじ機構である。さらに直動変換機構24は、遊星ローラ28とアウタリング30にそれぞれ形成された上記周方向係合部31、32同士の係合によって、回転部材25の軸周りの回転すなわち本実施形態では遊星ローラ28の回転を、直動部材26の軸方向の直線運動すなわち本実施形態ではアウタリング30の軸方向の直線運動に変換する遊星ローラねじ機構である。なお、本実施形態では、サンローラ27は直円柱状であり、複数(4つ)の遊星ローラ28は周方向に等間隔で配置されている。
As shown in FIGS. 4, 5, etc., the linear
図3に示すように、キャリパハウジング17Aの軸方向後方の端部開口を覆うように設けられたカバー34A、フランジ34B内に減速機構33が収容されており、フランジ34Bには、電動モータ15が取り付けられている。減速機構33は、電動モータ15のモータロータのロータ軸15Aの回転をサンローラ27に減速して伝達する。
As shown in FIG. 3, a
図2に示すように、減速機構33は、電動モータ15のロータ軸15Aと一体に軸周りに回転する第一ギア33Aと、第一ギア33Aと噛み合う第二ギア33Bと、第二ギア33Bと噛み合いサンローラ27とともに回転する第三ギア33Cとを有する。電動モータ15の回転は、これらの複数のギア33A、33B、33Cを介して順次減速されながらサンローラ27に伝達される。
As shown in FIG. 2, the
遊星ローラ28の外周面に形成された周方向係合部31は、この遊星ローラ28の円周方向に沿って延びる複数の円周溝(以下、周方向係合部31と同じ符号を付する。)の斜面である。また、アウタリング30の内周面に形成された周方向係合部32は、このアウタリング30の円周方向に対して斜めに延びる、遊星ローラ28に形成された円周溝31と係合する螺旋凸条(以下、周方向係合部32と同じ符号を付する。)の斜面である。すなわち、円周溝31と螺旋凸条32のリード角は互いに異なっており、両者が噛み合った状態で遊星ローラ28が回転すると、アウタリング30は遊星ローラ28に対し軸方向に相対移動する。この実施形態では遊星ローラ28の外周にリード角が0度の円周溝31を設けたが、円周溝31の代わりに、螺旋凸条32と異なるリード角の螺旋溝としてもよい。
A circumferential engaging
図4に示すように、遊星ローラねじ機構の遊星ローラ28の周方向係合部31およびアウタリング30の周方向係合部32は、本実施形態ではリード角が互いに異なり、溝底から溝縁側に向けて、すなわち周方向係合部31では遊星ローラ28の溝底から外径部に向けて、周方向係合部32ではアウタリング30の溝底から内径部に向けて、溝幅が広がるように傾斜し、各々台形状の輪郭を有する。図8に示すように、アウタリング30に軸方向荷重が作用していると、周方向係合部では、斜面で従来接触部61において互いに接触し、当該箇所以外は接触が無く隙間SPが空いている。ここで、アウタリング30に軸方向荷重Fが作用している場合、遊星ローラ28は従来接触部61からの、上記斜面に対する法線方向の荷重(印加荷重)F1の分力(径方向荷重)F2によって、サンローラ27に押し付けられ、その結果サンローラ27から遊星ローラ28へのトルク伝達に必要な法線力を得ている。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the
他方、アウタリング30に軸方向荷重Fが作用していない場合、支持ピン両端に設けた後述の弾性リング37の縮径する力によって、遊星ローラ28はサンローラ27に押し付けられている。しかし、アウタリング30に軸方向荷重が作用していない場合、遊星ローラ28を支持する各軸受の回転抵抗等の影響によって、遊星ローラ28がキャリヤ29に対し自転せず、サンローラ27と一体となって公転することがあった。すなわち、軸受(軸受36、40)の回転抵抗の僅かな変化で自転および公転の関係が変動していた。遊星ローラねじ機構の減速比(サンローラの回転に対するアウタリングの軸方向移動量)は遊星ローラ28の自転および公転の関係に依存しおり、その関係が安定しないとモータ15の回転量からアウタリング30の軸方向位置の推定および軸方向位置の制御が困難になる。電動ブレーキにはパッドクリアランスを任意に変更できる等の利点があるが、アウタリングの軸方向位置が制御できないとパッドクリアランスが十分に確保できずにブレーキの引きずりトルクが増大したり、パッドクリアランスが大きくなりすぎると制動応答性の悪化の原因となる。こうした点に対する対応については、後で詳述する。
On the other hand, when the axial load F is not acting on the
図4等に示すように、遊星ローラ28の軸心には挿通孔が形成されており、この挿通孔にローラ軸35が挿通されている。このローラ軸35によって、遊星ローラ28は、その軸周りに自転する。挿通孔の内面には、ローラ軸35との間に介在するすべり軸受36が設けられている。このすべり軸受36によって、遊星ローラ28がローラ軸35周りにスムーズに自転するようになっているが、一定の回転抵抗等が存在する。
As shown in FIG. 4 and the like, an insertion hole is formed in the axial center of the
各ローラ軸35の両端部には、周方向に間隔をおいて配置された全ての遊星ローラ28のローラ軸35に外接するように、弾性リング37が掛け渡されている。これは、弾性リング37の内径方向に収縮する力によって各遊星ローラ28がサンローラ27の外周に押し付けられることにより、遊星ローラ28に対し、遊星ローラ28とサンローラ27との間の法線力が与えられることから、遊星ローラ28とサンローラ27との間の一定の滑り防止を目的として設けられている。
An
キャリア29は、遊星ローラ28を軸方向前方から保持する前側キャリアプレート29A、遊星ローラ28を軸方向後方から保持する後側キャリアプレート29B、および、両キャリアプレート29A、29Bを連結するためのローラ軸35とは異なる複数の連結棒29Cから構成される。両キャリアプレート29A、29Bは、いずれも外形が円板状であり、各キャリアプレート29A、29Bとサンローラ27との間には、すべり軸受38が設けられている。また、前側キャリアプレート29Aの軸方向前方には、キャリア29の軸方向前方への移動を規制する止め輪39が設けられている。
The
図6に示すように、両キャリアプレート29A、29Bには、その中央にサンローラ27を挿通する貫通孔が形成されるとともに、径方向に延びる複数の長孔が形成されており、遊星ローラ28のローラ軸35は、この長孔によって、サンローラ27の径方向に移動可能に保持されている。このキャリア29は、遊星ローラ28の公転に伴って、サンローラ27の軸周りに回転する。
As shown in FIG. 6, both
図4等に示すように、遊星ローラ28の軸方向後端部と後側キャリアプレート29Bの間には、スラスト軸受40が設けられている。このスラスト軸受40によって、遊星ローラ28がローラ軸35周りにスムーズに自転するようになっているが、一定の回転抵抗等が存在する。
As shown in FIG. 4 and the like, a
アウタリング30の軸方向前方の開口端部には、押圧部材41が設けられている。この押圧部材41は、円板状の円板部41Aと、円板部41Aの外周縁から軸方向後方に起立する環状のフランジ部41Bを有し、このフランジ部41Bの先端に形成された小径部の外周が、アウタリング30の内周に嵌め込まれている。
A pressing
後側キャリアプレート29Bの軸方向後方には、スペーサ44が設けられている。このスペーサ44は、後側キャリアプレート29Bと一体にサンローラ27の軸周りに回転する。
A
スペーサ44の軸方向後方には、スラスト軸受45を介して荷重センサ46が設けられている。この荷重センサ46は、制動時においてブレーキパッド13からアウタリング30に対して作用した反力を、遊星ローラ28、スラスト軸受40、後側キャリアプレート29B、スペーサ44、および、スラスト軸受45を介して受け、キャリパフランジ17Bを介してキャリパボディ19に伝えることによって、その制動力を検出する機能を有する。荷重センサ46とサンローラ27の間には軸受47が設けられており、両者は相対回転可能となっている。また、荷重センサ46の軸方向前端には止め輪48が設けられており、この止め輪48によって、荷重センサ46が軸方向前方に移動しないよう位置決めしている。
A
押圧部材41のアウタリング30への嵌め込み部の端部には、周溝49が形成される。この周溝49にブーツ50の小径側端部を嵌め込むとともに、キャリパハウジング17Aの内周に形成された周溝51にブーツ50の大径側端部を嵌め込む。このようにすると、電動式直動アクチュエータ14の内部機構と外部がブーツ50によって隔離され、アウタリング30の外面とキャリパハウジング17Aの内面の摺動面間に、泥水等の異物が入り込むのを確実に防止することができる。
A
図1に示すように、押圧部材41の軸方向前面には、回り止め溝41Cが形成されている。また、バックプレート21の軸方向後面には、この回り止め溝41Cの溝端部に係合する回り止め突起21Aが形成されている。この回り止め突起21Aが回り止め溝41Cの溝端部に係合することにより、押圧部材41(アウタリング30)がキャリパハウジング17Aに対して回り止めされる。
As shown in FIG. 1, a
次に、この電動式直動アクチュエータ14の動作について説明する。電動モータ15を駆動して、サンローラ27を軸周りの一方向に回転すると、遊星ローラ28が自転しながら公転する。このとき、螺旋凸条32のリード角と円周溝31のリード角の差によってアウタリング30と遊星ローラ28が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ28はキャリア29とともに、荷重センサ46および止め輪39によって軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ28は軸方向に移動せず、図7に示すように、アウタリング30と押圧部材41が同図中の△だけ軸方向前方に移動する。これにより、押圧部材41によって軸方向前方に押圧されたブレーキパッド13がブレーキディスク11に押し付けられて制動力が発揮される。
Next, the operation of this electric
上で述べた遊星ローラ28の自転および公転の関係を安定させる点への対応について説明する。遊星ローラ28の自転および公転の関係を安定させるには、アウタリング30に軸方向荷重F(図8)が作用していない状態でも、軸受(軸受36、40)の回転抵抗等に打ち勝つだけの接触力がアウタリング30から遊星ローラ28に例えば常に与えられればよい。これにより、上記法線力が常に発生し、遊星ローラ28がサンローラ27に対して公転しつつ安定して自転するようにできる。
A description will be given of measures to stabilize the relationship between the rotation and revolution of the
図9~図14に、本実施形態における、上述のアウタリング30から遊星ローラ28に軸受の回転抵抗に打ち勝つ接触力が常に与えられる例を示す。すなわち図9~図14は、アウタリング30と遊星ローラ28または遊星ローラ28に固定された後述の追加部材とを、周方向係合部とは異なる位置すなわち従来接触部61とは異なる位置において、常に接触させる例を示している。ここで図8までのアウタリング30および遊星ローラ28には、上記異なる位置での接触についての構成を明確には記載していない。なおアウタリング30と遊星ローラ28とは、アウタリング30に軸方向荷重F(図8)が作用している状態では特に、図9~図14の例のような上記アウタリング30と遊星ローラ28または遊星ローラ28に固定された部材との接触に加え、従来接触部61などの周方向係合部間における接触があってもよい。
9 to 14 show examples in this embodiment in which the above-mentioned
図9では、遊星ローラ28の溝底67全てをアウタリング30の内径部63である突条と接触させている。なお、溝底67の一部だけをアウタリング30と接触させてもよい。また、アウタリング30の溝底65と遊星ローラ28の外径部69である突条とを接触させてもよい。
In FIG. 9, the
図10では、遊星ローラ28の両端部に設けられた小径部(ボス)67Aとアウタリング30の内径部63を接触させている。小径部67Aは、遊星ローラ28の片側端部にのみ設けても良い。こうした構成により、アウタリング30と遊星ローラ28との間の接触力をより簡単な一部の変更で実現できる。
In FIG. 10, small diameter portions (boss) 67A provided at both ends of the
図11では、遊星ローラ28の溝底67に固定された例えばゴムまたは樹脂コーティングである弾性部材71をアウタリング30の内径部63と接触させている。なお、遊星ローラ28はサンローラ27とも接触するため、遊星ローラ28の外径部69に該弾性部材を固定することは行わない。こうした構成により、弾性部材を固定することで、アウタリング30と遊星ローラ28との間の接触力をより容易に実現できる(次の図12の例も同じ)。
In FIG. 11 , an
図12では、アウタリング30の内径部63に固定された例えばゴムまたは樹脂コーティングである弾性部材73を遊星ローラ28の溝底67と接触させている。なお、アウタリング30の内径部63に固定した弾性部材73を遊星ローラ28の上記両端部または上記片側端部に設けられた小径部67Aと接触させてもよい。また、アウタリング30の溝底65に固定された弾性部材73A(一部を同図中に点線で示す)を介して、アウタリング30の溝底65と遊星ローラ28の外径部69とを接触させてもよい。
In FIG. 12 , an
図13では、遊星ローラ28の上記両端部または上記片側端部に金属部材で出来た弾性部品等の追加部材77をレーザー溶接等で固定し、その追加部材77とアウタリング30の内径部63を接触させている。こうした追加部材を追加するだけで、アウタリング30と遊星ローラ28との間の接触力をより簡単な構成で実現できる(次の図14の例も同じ)。
In FIG. 13, an
図14では、遊星ローラ28の上記両端部または上記片側端部に圧入嵌合にて固定した追加部材77Aをアウタリング30の内径部63に接触させている。
In FIG. 14, an
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 embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
10 電動ブレーキ装置
11 ブレーキディスク
12、13 ブレーキパッド
14 電動式直動アクチュエータ
15 電動モータ
24 直動変換機構
25 回転部材
26 直動部材
27 サンローラ
28 遊星ローラ
29 キャリア
30 アウタリング
31 周方向係合部(円周溝)
32 周方向係合部(螺旋凸条)
61 従来接触部
63 (アウタリングの)内径部
65 (アウタリングの)溝底
67 (遊星ローラの)溝底
67A 小径部(ボス)
69 (遊星ローラの)外径部
71、73、73A弾性部材
77、77A追加部材
10
32 Circumferential engagement portion (helical protrusion)
61
69 (of the planetary roller)
Claims (8)
前記直動変換機構が、
前記電動モータの回転が入力される前記サンローラと、前記サンローラ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を含む前記回転部材、
前記複数の遊星ローラを囲むように配置されたアウタリングを含む前記直動部材、および、
前記遊星ローラの外周面および前記アウタリングの内周面にそれぞれ形成された周方向係合部、
を有し、前記周方向係合部同士の係合によって、前記遊星ローラの回転を前記アウタリングの前記軸の方向の直線運動に変換する遊星ローラねじ機構であり、
前記アウタリングと前記遊星ローラとを、前記周方向係合部とは異なる位置で接触させた、
電動式直動アクチュエータ。 The rotary motion of a rotary member that is rotatable around the axis of the sun roller but not movable in the direction of the axis by an electric motor, and the linear motion of a linear member that is not rotatable around the axis but movable in the direction of the axis. An electric linear motion actuator equipped with a linear motion conversion mechanism for converting motion into motion,
The linear motion conversion mechanism is
The rotating member includes the sun roller to which rotation of the electric motor is input, a plurality of planetary rollers that roll into contact with the outer periphery of the sun roller, and a carrier that holds the plurality of planetary rollers so as to be rotatable and revolving;
the linear member including an outer ring arranged to surround the plurality of planetary rollers, and
a circumferential engagement portion formed on the outer peripheral surface of the planetary roller and the inner peripheral surface of the outer ring, respectively;
a planetary roller screw mechanism that converts the rotation of the planetary roller into a linear motion in the direction of the axis of the outer ring by engagement of the circumferential engaging portions,
the outer ring and the planetary roller are brought into contact at a position different from the circumferential engagement portion;
Electric direct actuator.
前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの溝底とを、または、前記アウタリングの溝底と前記遊星ローラの外径部とを接触させた、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 1,
An electric direct-acting actuator in which an inner diameter portion of the outer ring and a groove bottom of the planetary roller are brought into contact with each other, or a groove bottom of the outer ring and an outer diameter portion of the planetary roller are brought into contact with each other.
前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの両端若しくは一端に設けられた小径部とを接触させた、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 1 or 2,
An electric direct-acting actuator in which an inner diameter portion of the outer ring and a small diameter portion provided at both ends or one end of the planetary roller are brought into contact.
前記遊星ローラに固定された弾性部材を介して、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラとを接触させた、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 1 or 2,
An electric direct-acting actuator in which an inner diameter portion of the outer ring and the planetary roller are brought into contact with each other via an elastic member fixed to the planetary roller.
前記アウタリングの内径部に固定された弾性部材を介して、前記アウタリングの内径部と前記遊星ローラの溝底もしくは前記遊星ローラの両端若しくは一端に設けた小径部とを接触させた、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 1 or 2,
An electric type in which the inner diameter part of the outer ring is brought into contact with the groove bottom of the planetary roller or a small diameter part provided at both ends or one end of the planetary roller via an elastic member fixed to the inner diameter part of the outer ring. Direct acting actuator.
前記遊星ローラまたは前記アウタリングに固定される前記弾性部材をゴムまたは樹脂材とした、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 4,
An electric direct-acting actuator, wherein the elastic member fixed to the planetary roller or the outer ring is made of rubber or resin.
前記遊星ローラに固定された前記弾性部材を金属部材とした、電動式直動アクチュエータ。 The electric linear actuator according to claim 4,
An electric linear actuator in which the elastic member fixed to the planetary roller is a metal member.
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