JP6139077B2 - 電動式直動アクチュエータおよび電動式ディスクブレーキ装置 - Google Patents

電動式直動アクチュエータおよび電動式ディスクブレーキ装置 Download PDF

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Description

この発明は、ブレーキパッド等の被駆動部材を直線駆動する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式ディスクブレーキ装置に関する。
電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータのロータ軸の回転運動を運動変換機構によって軸方向に移動自在に支持された被駆動部材の直線運動に変換している。
電動式直動アクチュエータに採用された運動変換機構として、ボールねじ機構やボールランプ機構が知られているが、これらの運動変換機構においては、ある程度の増力機能を有するものの、電動式ディスクブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能を確保することができない。
そこで、上記のような運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータにおいては、遊星歯車機構等の減速機構を別途組込んで駆動力の増大を図るようにしており、上記減速機構を組込む分、構成が複雑となり、電動式直動アクチュエータが大型化するという問題があった。
そのような問題点を解決するため、本件出願人は、減速機構を組込むことなく大きな増力機能を確保することができ、直動ストロークが比較的小さい電動式ディスクブレーキ装置への採用に好適な電動式直動アクチュエータを特許文献１および特許文献２において既に提案している。
ここで、上記特許文献１および２に記載された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回転駆動される回転軸と軸方向に移動自在に支持された外輪部材との間に遊星ローラを組込み、上記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触によって遊星ローラを自転させつつ公転させ、その遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条の噛み合いによって外輪部材を軸方向に移動させるようにしている。
特開２０１０−９０９５９号公報 特開２０１２−５７６８１号公報
ところで、特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、外輪部材に作用するアキシャル荷重を、遊星ローラ、その遊星ローラを回転自在に支持するキャリヤ部材、そのキャリヤ部材の背部に組み込まれたサポート部材を介して軸支持部材で支持する構成であるため、遊星ローラとキャリヤ部材との間およびサポート部材と軸支持部材との間のそれぞれにスラスト軸受を組込む必要がある。このように、特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、多くのスラスト軸受を必要とするため、コストを高める要因となり、そのコストの低減を図る上において改善すべき点が残されていた。
また、それぞれのスラスト軸受に偏荷重が負荷されないようにするため、キャリヤ部材、サポート部材および軸支持部材のそれぞれのサイズを大きくして剛性を高める必要があり、電動式直動アクチュエータが大型化し、小型化を図る上においても改善すべき点が残されていた。
さらに、特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、遊星ローラは、その外径面で回転軸と接触し、また、外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条との噛合部で接触して、回転軸に対する接触半径と外輪部材に対する接触半径が相違するため、遊星ローラと回転軸との接触点あるいは遊星ローラと外輪部材の接触点で滑りが生じ、トルク損失が大きく、そのトルク損失を低減する上において改善すべき点が残されていた。
この発明の課題は、遊星ローラを採用する電動式直動アクチュエータにおいて、スラスト荷重を受けるスラスト軸受の組込み個数の低減およびトルク損失の低減を図ることである。
上記の課題を解決するため、この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、中心軸と、その中心軸の外側に設けられた外輪部材と、前記中心軸と前記外輪部材との間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有してなり、前記中心軸と前記外輪部材のいずれか一方を回転可能および軸方向に移動不能に支持して電動モータにより回転駆動される入力部材とし、他方を回転不能な支持として軸方向に移動可能な出力部材とし、前記入力部材の周面に複数の等ピッチに配列された環状凸条または螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面には、前記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝または前記螺旋凸条が嵌まり込む螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角で捩じれ方向が逆の捩じれとされた螺旋溝を設け、前記出力部材の周面には前記遊星ローラの外径面が環状溝の場合には同一ピッチの螺旋凸条を、前記遊星ローラの外径面が螺旋溝の場合には同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条もしくは環状凸条を設けた構成を採用したのである。
また、この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータとしてこの発明に係る電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用したのである。
上記の構成からなる電動式直動アクチュエータにおいて、電動モータの駆動により入力部材を回転すると、その入力部材と遊星ローラは環状凸条と環状溝の嵌合関係または螺旋凸条とねじれ方向が逆とされた螺旋溝の嵌合関係にあるため、遊星ローラは自転しつつ入力部材に対し軸方向定位置で公転する。
このとき、遊星ローラの環状溝または螺旋溝に出力部材に設けられた螺旋凸条もしくは環状凸条が噛み合い、その螺旋凸条もしくは環状凸条のリード角は環状溝または螺旋溝のリード角と相違しているため、遊星ローラの公転に伴なって出力部材が軸方向に移動する。
したがって、この発明に係る電動式直動アクチュエータを電動式ディスクブレーキ装置に採用することにより、出力部材の軸方向への移動によりブレーキパッドが直線駆動されてディスクロータに押圧され、ディスクロータが制動される。
ディスクロータに対するブレーキパッドの押圧により、出力部材に反力が負荷される。また、出力部材に負荷される反力（アキシャル荷重）は、その出力部材から遊星ローラに作用する。このとき、遊星ローラと入力部材とは環状溝と環状凸条の嵌合関係または螺旋溝とねじれ方向が逆とされた螺旋凸条の嵌合関係にあるため、遊星ローラに作用するアキシャル荷重は嵌合部での接触位置で支持されることになり、遊星ローラは軸方向に移動するのが防止される。
このように、遊星ローラに作用するアキシャル荷重は環状溝と環状凸条の嵌合部または螺旋溝と螺旋凸条の嵌合部で支持されるため、遊星ローラをスラスト軸受で回転自在に支持する必要がなく、遊星ローラ支持用のスラスト軸受を不要とし得る分、コストの低減と直動アクチュエータのコンパクト化を図ることができる。
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、入力部材と遊星ローラは環状凸条と環状溝の嵌合関係または螺旋凸条とねじれ方向が逆とされた螺旋溝の嵌合関係にあり、また、遊星ローラと出力部材とは環状溝と螺旋凸条または螺旋溝と螺旋凸条もしくは環状凸条の嵌合関係にあり、遊星ローラの入力部材に対する接触半径と出力部材に対する接触半径を同一とすることができる。遊星ローラと入力部材および出力部材の接触半径を同一とすることにより、それぞれの接触部で滑りが生じるのを防止することができ、トルク損失の低減を図ることができる。
ここで、遊星ローラの環状溝または螺旋溝の側面を、出力部材に負荷されるアキシャル荷重によって遊星ローラが入力部材に押し付けられる方向の径方向分力を形成する傾斜面とすることにより、遊星ローラと入力部材の接触圧を高めることができ、入力部材の回転により遊星ローラを確実に接触回転させることができる。また、遊星ローラと入力部材および出力部材の接触部において、遊星ローラの溝側面、入力部材あるいは出力部材の凸条側面の両方もしくはいずれか一方を凸曲面とすることで、それぞれの接触部が溝の基部側や頂部側に偏って接触し、異常摩耗や溝縁部の損傷を避けることができる。
また、遊星ローラを入力部材の周面に向けて付勢して遊星ローラと入力部材の接触部に予圧を付与する予圧付与手段を設けると、入力部材の回転により遊星ローラを確実に接触回転させることができる。
ここで、予圧付与手段として、以下の構成Ｉ乃至Ｖからなるものを採用することができる。
構成Ｉ；複数の遊星ローラの軸方向両端側に、前記入力部材と対向する周面がテーパ面とされた相対的に移動可能な対向一対のテーパリングを設け、遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部には上記テーパ面に接触案内されるテーパ軸部を設け、上記対向一対のテーパリングの一方を弾性部材により他方のテーパリングに向けて付勢する。
構成II；複数の遊星ローラの軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに径方向に長いガイド孔を設け、上記遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部を上記ガイド孔内にスライド自在に嵌合し、その支持ピンの上記ガイド孔によって支持される端部とガイド孔の閉塞端面の少なくとも一方にテーパ面を設け、上記対向一対の環状板の一方を弾性部材により他方の環状板に向けて付勢する。
構成III；複数の遊星ローラの軸方向両端側に、入力部材と対向する周面がテーパ面とされた対向一対の相対的に移動可能なテーパリングを設け、上記遊星ローラの軸方向両端面のそれぞれに上記テーパ面で接触案内されるテーパ軸部を設け、上記対向一対のテーパリングの一方を弾性部材により他方のテーパリングに向けて付勢する。
構成IV；複数の遊星ローラの軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに上記遊星ローラの軸方向両端面に設けられたテーパ孔内に挿入されて遊星ローラを回転自在に支持するテーパピンを設け、上記対向一対の環状板の一方を弾性部材により他方の環状板に向けて付勢する。
構成V；複数の遊星ローラの軸方向両端側に対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに径方向に長いガイド孔を設け、上記遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部を前記ガイド孔内にスライド自在に嵌合し、その支持ピンを弾性部材により入力部材に向けて付勢する。
上記構成I乃至IVからなる予圧付与手段の採用において、弾性部材として皿ばねやコイルばねを採用することができる。
この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置において、ディスクロータに対する制動力の付与時に、出力部材から遊星ローラを介して入力部材に負荷されるアキシャル荷重を支持するスラスト軸受を設け、そのスラスト軸受の背部に荷重センサを設けることにより、ディスクロータに付与される制動力の大きさを検出することができる。
上記荷重センサとして、磁歪式センサ、歪検出式荷重センサ、磁気式荷重センサを採用することができる。
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、上記のように、出力部材から遊星ローラ、入力部材に負荷されるアキシャル荷重を、遊星ローラに形成された環状溝と入力部材に設けられた環状凸条との接触部または遊星ローラに形成された螺旋溝と入力部材に設けられた螺旋凸条の接触部で支持することができるため、遊星ローラをスラスト軸受で回転自在に支持する必要がなく、遊星ローラ支持用のスラスト軸受を不要とし得る分、コストの低減と直動アクチュエータのコンパクト化を図ることができる。
また、遊星ローラの入力部材に対する接触半径と出力部材に対する接触半径を同一とすることができるため、それぞれの接触部で滑りが生じるのを防止することができ、トルク損失の低減を図ることができる。
この発明に係る電動式直動アクチュエータの実施の形態を示す縦断面図 図１の一部を拡大して示す断面図 図２の一部を拡大して示す断面図 図２のIV−IV線に沿った断面図 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図 図１に示す外輪部材の一部を示す断面図 図１に示す遊星ローラの正面図 (ａ)は、予圧付与手段の他の例を示す縦断面図、（ｂ）は、(ａ)のVIII−VIII線に沿った断面図 (ｃ)は、予圧付与手段の他の例を示す縦断面図、（ｄ）は、(ｃ)のIX−IX線に沿った断面図 (ｅ)は、予圧付与手段のさらに他の例を示す縦断面図、（ｆ）は、(ｅ)のX−X線に沿った断面図 (ｇ)は、予圧付与手段のさらに他の例を示す縦断面図、（ｈ）は、(ｇ)のXI−XI線に沿った断面図 この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置の実施の形態を示す縦断面図
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図７は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡの実施の形態を示す。図１に示すように、ハウジング１は、ガイド筒２の一端に径方向外方に張り出すベースプレート３を設けた構成とされ、上記ガイド筒２の一端開口およびベースプレート３の外側面はハウジング１にボルト止めされたカバー４によって覆われている。
ガイド筒２内には出力部材としての外輪部材５が組込まれている。外輪部材５は軸方向に移動可能とされ、かつ、回転不能な支持とされ、その他端の開口はシールカバー６の取り付けにより閉塞されている。また、外輪部材５の他端部外周にはべローズ７の一端部が連結されている。べローズ７の他端部はガイド筒２の他端部に連結され、そのべローズ７によりガイド筒２の他端開口が閉塞されている。
ガイド筒２内には、外輪部材５の軸方向一端側に軸支持部材８が組込まれている。軸支持部材８は円盤状をなし、その中央部にはボス部８ａが設けられている。軸支持部材８は、ガイド筒２の内径面に取付けた止め輪９によって軸方向に非可動な支持とされている。
軸支持部材８のボス部８ａ内には一対の転がり軸受１０が軸方向に間隔をおいて組込まれ、その転がり軸受１０によって外輪部材５の軸心上に配置された入力部材としての中心軸１１が回転自在に支持されている。
ハウジング１のベースプレート３には電動モータ１２が支持され、その電動モータ１２のロータ軸１２ａの回転は、カバー４内に組込まれたギヤ伝動機構１３により減速されて中心軸１１に伝達されるようになっている。
中心軸１１の周囲には外輪部材５との間にキャリヤ部材１４が設けられている。図２乃至図５に示すように、キャリヤ部材１４は、軸方向で対向する一対の環状板１５、１６を有し、一方の環状板１５の外周には円筒部１７が一体に設けられ、その円筒部１７に軸方向に長く延びる複数のポケット１８が周方向に等間隔に設けられている。
他方の環状板１６の外周部には複数のポケット１８のそれぞれと対向する位置にＬ形のガイド片１９が設けられ、そのガイド片１９のそれぞれがポケット１８内にスライド自在に嵌合されて、他方の環状板１６が一方の環状板１５に向けて移動自在とされ、円筒部１７の開口端部の内周に取付けられた止め輪２０は、他方の環状板１６が円筒部１７から抜け出るのを防止している。
一対の環状板１５、１６の内周にはポケット１８と同数の切欠部からなる径方向に長いガイド孔２１が周方向に等間隔に設けられている。ガイド孔２１のそれぞれは、ポケット１８の形成角度位置と同一位置とされ、軸方向で対向する一対のガイド孔２１内に支持ピン２２の両端部が嵌合されている。
支持ピン２２は、ガイド孔２１に沿って径方向に移動自在とされ、その支持ピン２２の外側に嵌合した軸受２３によって遊星ローラ２４が回転自在に支持されている。
遊星ローラ２４のそれぞれは中心軸１１の周囲に等間隔に設けられてポケット１８から円筒部１７の外径面上に露出している。
図２に示すように、中心軸１１の外径面には複数の環状凸条２５が軸方向に等間隔に設けられている。一方、遊星ローラ２４の外径面には、図７に示すように複数の環状溝２６が軸方向に設けられ、その環状溝２６のピッチＰ２は環状凸条２５のピッチＰ１と同一とされ、上記環状溝２６内に環状凸条２５が嵌合されて互いに接触している。
また、外輪部材５の内径面には、図６に示すように、螺旋凸条２７が設けられている。螺旋凸条２７のピッチＰ３は、環状溝２６のピッチＰ２と同一とされており、その環状溝２６内に螺旋凸条２７が嵌合されて互いに接触している。この螺旋凸条２７の条数は、遊星ローラ２４の数と等しくされている。
図２、図６および図７に示すように、環状凸条２５、環状溝２６および螺旋凸条２７の断面形状はＶ字形とされて両側に傾斜面２５ａ、２６ａ、２７ａを有し、外輪部材５にアキシャル荷重が負荷されると、遊星ローラ２４に径方向分力が負荷されて、遊星ローラ２４が中心軸１１の外径面に押し付けられるようになっている。
また、傾斜面２５ａ、２６ａ、２７ａを凸曲面とすることで、環状溝２６と環状凸条２５あるいは螺旋凸条２７が斜面基部側や頂部側に偏って接触し、異常摩耗や損傷することが避けることができる。なお、遊星ローラ２４の傾斜面２６ａ、または、回転軸１１と外輪部材５の傾斜面２５ａ、２７ａを凸曲面とし、残りは平滑な斜面としてもよい。
ここで、図５に示すように、遊星ローラ２４の中心軸１１に対する接触点の接触半径をＲ１とし、遊星ローラ２４の外輪部材５に対する接触点の接触半径をＲ２とすると、接触半径Ｒ１と接触半径Ｒ２は同一とされている。
遊星ローラ２４は、図３に示される予圧付与手段３０により中心軸１１の外径面に向けて付勢されて、遊星ローラ２４と中心軸１１の接触部に予圧が付与されている。
予圧付与手段３０は、キャリヤ部材１４の軸方向で対向して相対的に移動可能な一対の環状板１５、１６の遊星ローラ２４と対向する内側面のそれぞれにテーパリング３１、３２を配置し、遊星ローラ２４を回転自在に支持する支持ピン２２の両端部にテーパ軸部３３を設け、そのテーパ軸部３３をテーパリング３１、３２の内周に形成されたテーパ面３１ａ、３２ａで案内し、上記移動可能に支持された環状板１６と止め輪２０との間に弾性部材３４を組み込んで、その環状板１６を介してテーパリング３２を他方のテーパリング３１に向けて付勢している。
弾性部材３４として、ここでは皿ばねを採用しているが、コイルばねを採用してもよい。
図２に示すように、中心軸１１には、軸支持部材８と軸方向で対向するフランジ１１ａが設けられ、そのフランジ１１ａと軸支持部材８の対向部間にスラスト軸受２８と荷重センサ２９とが組み込まれ、そのスラスト軸受２８により中心軸１１に負荷されるアキシャル荷重を支持し、荷重センサ２９によりアキシャル荷重を測定している。
実施の形態で示す電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図１２は、その電動式直動アクチュエータＡを採用した電動式ディスクブレーキ装置Ｂを示す。この電動式ディスクブレーキ装置Ｂにおいては、電動式直動アクチュエータＡにおけるハウジング１のガイド筒２の他端部にキャリパボディ部４０を一体に設け、図示しないサポート部材によってハウジング１は車輪のナックルに対し軸方向に移動可能に支持されている。そのキャリパボディ部４０内に外周部の一部が配置されたディスクロータ４１の両側にブレーキパッド４２、４３を設け、そのブレーキパッド４３は外輪部材５の他端部と接触している。
図１２に示すような電動式ディスクブレーキＢへの電動式直動アクチュエータＡの使用状態において、図１に示す電動モータ１２を駆動すると、ロータ軸１２ａの回転はギヤ伝動機構１３により減速されて中心軸１１に伝達され、中心軸１１が減速回転する。
ここで、中心軸１１には環状凸条２５が設けられ、その環状凸条２５は遊星ローラ２４の外径面に形成された環状溝２６に嵌合されて接触されているため、中心軸１１の回転により遊星ローラ２４が自転しつつ中心軸１１に対し軸方向定位置にて公転する。この場合、環状凸条２５と環状溝２６とは傾斜面２５ａ、２６ａによる接触であり、しかも、遊星ローラ２４は予圧付与手段３０により中心軸１１の外径面に向けて付勢されているため、中心軸１１の回転により遊星ローラ２４は滑りを生じることなく確実に自転しつつ公転することになる。
このとき、遊星ローラ２４の環状溝２６と外輪部材５の内径面に形成された螺旋凸条２７は互いに嵌合して摩擦しているため、遊星ローラ２４の公転に伴なって外輪部材５が軸方向に移動する。
ここで、遊星ローラ２４が公転する場合、図５に示すように、遊星ローラ２４の中心軸１１に対する接触半径Ｒ１と外輪部材５に対する接触半径Ｒ２は同一とされているため、それぞれの接触部で滑りが生じるというようなことはなく、遊星ローラ２４の公転によって外輪部材５は効率よく軸方向に移動し、その外輪部材５と共にブレーキパッド４３が直線移動してディスクロータ４１に押し付けられ、その反力によってハウジング１が図１２の右方向へ移動し、最終的にはブレーキパッド４２、４３によってディスクロータ４１を挟み込み、制動力が付与される。
ディスクロータ４１に対する可動ブレーキパッド４３の押圧により、その反力として外輪部材５にアキシャル荷重が負荷される。また、外輪部材５に負荷されるアキシャル荷重は、その外輪部材５から遊星ローラ２４に作用する。このとき、遊星ローラ２４と中心軸１１とは環状溝２６と環状凸条２５の嵌合関係にあるため、遊星ローラ２４に作用するアキシャル荷重は嵌合部での接触位置で支持され、遊星ローラ２４は軸方向に移動するのが防止される。
このように、遊星ローラ２４に作用するアキシャル荷重は環状溝２６と環状凸条２５の嵌合部で支持されるため、遊星ローラ２４をスラスト軸受で回転自在に支持する必要がなく、遊星ローラ支持用のスラスト軸受を不要とし得る分、コストの低減と直動アクチュエータのコンパクト化を図ることができる。
ここで、予圧付与手段３０を形成する対向一対のテーパリング３１、３２の材質は任意であり、鉄系材料の他、軽量化を図るため、非鉄金属や樹脂を使用してもよい。また、その製造に際し、プレス成形、鋳造、鍛造、射出成形等の成形方法を採用することができる。
図２では、環状板１６の抜止めに止め輪２０を用いるようにしているが、抜止めはこれに限定されない。たとえば、円筒部１７の開口端部を内向きに加締めるようにしてもよい。
また、図２では、一対のテーパリング３１、３２を用いて遊星ローラ２４と中心軸１１の接触部に予圧を付与しているが、予圧付与手段３０はこれに限定されるものではない。
図８乃至図１１は、予圧付与手段３０の他の例を示している。図８（ａ）、（ｂ）においては、遊星ローラ２４の軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板５０ａ、５０ｂを設け、その一対の環状板５０ａ、５０ｂのそれぞれ内径面に径方向に長いガイド孔５１を設け、遊星ローラ２４の中心孔に挿通されてその遊星ローラ２４を回転自在に支持する支持ピン５２の両端部を上記ガイド孔５１内にスライド自在に嵌合し、その支持ピン５２の上記ガイド孔５１によって支持される端部にテーパ面５３を設け、ガイド孔５１の閉塞端面にテーパ面５４を形成し、一方の環状板５０ｂを弾性部材５５により他方の環状板５０ａに向けて付勢して、テーパ面５３、５４の接触により遊星ローラ２４を内向きに付勢している。
ここで、一対の環状板５０ａ、５０ｂは、複数の遊星ローラ２４のそれぞれを収容可能とするポケット５７が形成されたガイド筒５６内にスライド自在に嵌合され、その外周に設けられたガイド片５８が上記ポケット５７内にスライド自在に嵌合されて相対的に移動自在とされ、一方の環状板５０ａを、ポケット５７の閉塞端に対するガイド片５８の当接により抜止めし、他方の環状板５０ｂをガイド筒５６の一端内周に取付けた止め輪５９により抜止めしている。
図８（ａ）、（ｂ）に示す予圧付与手段３０においては、支持ピン５２とガイド孔５１の閉塞端の双方にテーパ面５３、５４を設けているが、いずれか一方にテーパ面を設けるようにしてもよい。
図９（ｃ）、（ｄ）に示す予圧付与手段３０においては、複数の遊星ローラ２４の軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対のテーパリング６０ａ、６０ｂを設け、遊星ローラ２４の軸方向両端面のそれぞれに上記テーパリング６０ａ、６０ｂの内周に形成されたテーパ面６１で接触案内されるテーパ軸部６２を一体的に設け、一方のテーパリング６０ｂを弾性部材６３により他方のテーパリング６０ａに向けて付勢して、テーパ面６１に対するテーパ軸部６２の接触により遊星ローラ２４を中心軸１１に向けて付勢している。
ここで、一対のテーパリング６０ａ、６０ｂは、遊星ローラ収容用のポケット６５を有するガイド筒６４内に収容されて軸受６６により回転自在に支持され、かつ、相対的に移動自在に支持されている。また、ガイド筒６４の一端部には内向きにフランジ６４ａが設けられ、そのフランジ６４ａの内径面およびガイド筒６４の他端部内にスライド自在に嵌合され、かつ、抜止めされた環状板６８の内径面に切欠部からなるガイド孔６９が設けられ、そのガイド孔６９によりテーパ軸部６２の端部に設けられたストレート軸部６２ａをスライド自在に支持しており、前述の弾性部材６３は環状板６８を介して一方のテーパリング６０ｂを他方のテーパリング６０ａに向けて付勢している。
図１０（ｅ）、（ｆ）に示す予圧付与手段３０においては、複数の遊星ローラ２４の軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板７０、７１を設け、その一対の環状板７０、７１のそれぞれに遊星ローラ２４の軸方向両端面に設けられたテーパ孔７２内に挿入されて遊星ローラ２４を回転自在に支持するテーパピン７３を設け、一方の環状板７１を弾性部材７４により他方の環状板７０に向けて付勢して、テーパ孔７２に対するテーパピン７３の接触により遊星ローラ２４を中心軸１１に向けて付勢している。
ここで、他方の環状板７０の外周には円筒部７０ａが設けられ、一方の環状板７１はその円筒部７０ａ内にスライド自在に嵌合されて、円筒部７０ａの開口端部の内周に取付けられた止め輪７５により抜止めされている。また、円筒部７０ａには遊星ローラ２４を収容するポケット７６が形成されている。
図１０（ｅ）、（ｆ）に示す予圧付与手段３０においては、環状板７０、７１のそれぞれに軸受孔７７を設け、その軸受孔７７内に組み込まれた軸受７８によってテーパピン７３を回転可能に支持しているが、テーパピン７７は回転不能な支持であってもよい。
なお、図８乃至図１０に示す予圧付与手段３０においては、弾性部材として、皿ばねを採用しているが、コイルばねを採用してもよい。
図１１（ｇ）、（ｈ）に示す予圧付与手段３０においては、複数の遊星ローラ２４の軸方向両端側に対向一対の環状板８０ａ、８０ｂを設け、それぞれの環状板８０ａ、８０ｂの内径面に径方向に長い切欠部からなるガイド孔８１を設け、遊星ローラ２４の中心孔に挿通された支持ピン８２の両端部を上記ガイド孔８１内にスライド自在に嵌合し、複数の支持ピン８２の両端部周囲にコイルばねからなるリング状の弾性部材８３を巻回して、複数の遊星ローラ２４のそれぞれを中心軸１１に向けて付勢している。また、弾性部材８３として円周方向の一部を切り欠いたリングばねを用いてもよい。
ここで、一方の環状板８０ａは円筒部８４を外周に有し、その円筒部８４の開口端部内に他方の環状板８０ｂが嵌合固定されている。また、円筒部８４には複数の遊星ローラ２４のそれぞれを収容するポケット８５が設けられている。
図１乃至図１１に示す電動式直動アクチュエータにおいては、中心軸１１の外径面に環状凸条２５を設け、遊星ローラ２４の外径面に環状溝２６を形成し、外輪部材５の内径面に螺旋凸条２８を設けたが、中心軸１１の外径面に螺旋凸条を設け、遊星ローラ２４の外径面にその螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角のねじれ方向が逆となる螺旋溝を形成してもよい。この場合、外輪部材５の内径面には遊星ローラ２４に形成された螺旋溝と同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条または同一ピッチの円周溝を設けて、中心軸１１の回転により遊星ローラ２４が自転しつつ中心軸１１に対し軸方向定位置で公転し、その公転により外輪部材５が軸方向に移動するよう構成する。
また、図１乃至図１１に示す電動式直動アクチュエータにおいては、中心軸１１を電動モータ１２で回転駆動される入力部材とし、外輪部材５を出力部材としたが、外輪部材５を電動モータ１２で回転駆動される入力部材とし、中心軸１１を出力部材としてもよい。
この場合、外輪部材５の内径面に複数の等ピッチに配列された環状凸条または螺旋凸条を設け、遊星ローラ２４の外径面には、上記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝または上記螺旋凸条が嵌まり込む螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角で捩じれ方向が逆の捩じれとされた螺旋溝を設けるようにする。また、中心軸１１の外径面には遊星ローラ２４の環状溝または螺旋溝に対し、同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条もしくは環状凸条を設けるようにする。
Ａ 電動式直動アクチュエータ
Ｂ 電動式ディスクブレーキ装置
５ 外輪部材
１１ 中心軸
２２ 支持ピン
２４ 遊星ローラ
２５ 環状凸条
２５ａ 傾斜面
２６ 環状溝
２６ａ 傾斜面
２７ 螺旋凸条
２７ａ 傾斜面
３０ 予圧付与手段
３１ テーパリング
３１ａ テーパ面
３２ テーパリング
３２ａ テーパ面
３３ テーパ軸部
３４ 弾性部材
４１ ディスクロータ
４３ 可動ブレーキパッド
５０ａ 環状板
５０ｂ 環状板
５２ 支持ピン
５３ テーパ面
５４ テーパ面
５５ 弾性部材
６０ａ テーパリング
６０ｂ テーパリング
６１ テーパ面
６２ テーパ軸部
６３ 弾性部材
７０ 環状板
７１ 環状板
７２ テーパ孔
７３ テーパピン
７４ 弾性部材
８０ａ 環状板
８０ｂ 環状板
８１ ガイド孔
８２ 支持ピン
８３ 弾性部材

Claims (12)

  1. 中心軸と、その中心軸の外側に設けられた外輪部材と、前記中心軸と前記外輪部材との間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有してなり、
    前記中心軸と前記外輪部材のいずれか一方を回転可能および軸方向に移動不能に支持して電動モータにより回転駆動される入力部材とし、他方を回転不能な支持として軸方向に移動可能な出力部材とし、
    前記入力部材の周面に複数の等ピッチに配列された環状凸条を設け、
    前記遊星ローラの外径面には、前記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝を設け、
    前記出力部材の周面には前記遊星ローラの外径面の環状溝と同一ピッチの螺旋凸条を設けた電動式直動アクチュエータ。
  2. 前記遊星ローラの前記入力部材に対する接触半径と前記出力部材に対する接触半径を一致させた請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
  3. 前記遊星ローラを径方向に移動可能とし、その遊星ローラに形成された環状溝の側面を、出力部材に負荷されるアキシャル荷重によって遊星ローラが入力部材に押し付けられる方向の径方向分力を形成する傾斜面とした請求項１又は２に記載の電動式直動アクチュエータ。
  4. 前記遊星ローラを前記入力部材の周面に向けて付勢して遊星ローラと入力部材の接触部に予圧を付与する予圧付与手段を設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動式直動アクチュエータ。
  5. 中心軸と、その中心軸の外側に設けられた外輪部材と、前記中心軸と前記外輪部材との間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有してなり、
    前記中心軸と前記外輪部材のいずれか一方を回転可能および軸方向に移動不能に支持して電動モータにより回転駆動される入力部材とし、他方を回転不能な支持として軸方向に移動可能な出力部材とし、
    前記入力部材の周面に複数の等ピッチに配列された環状凸条または螺旋凸条を設け、
    前記遊星ローラの外径面には、前記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝または前記螺旋凸条が嵌まり込む螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角で捩じれ方向が逆の捩じれとされた螺旋溝を設け、
    前記出力部材の周面には前記遊星ローラの外径面が環状溝の場合には同一ピッチの螺旋凸条を、前記遊星ローラの外径面が螺旋溝の場合には同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条もしくは環状凸条を設け、
    前記遊星ローラを前記入力部材の周面に向けて付勢して遊星ローラと入力部材の接触部に予圧を付与する予圧付与手段を設け、
    前記予圧付与手段が、前記複数の遊星ローラの軸方向両端側に、前記入力部材と対向する周面がテーパ面とされた対向一対の相対的に移動可能なテーパリングを設け、前記遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部には前記テーパ面に接触案内されるテーパ軸部を設け、前記対向一対のテーパリングの一方を弾性部材により他方のテーパリングに向けて付勢した構成からなる電動式直動アクチュエータ。
  6. 中心軸と、その中心軸の外側に設けられた外輪部材と、前記中心軸と前記外輪部材との間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有してなり、
    前記中心軸と前記外輪部材のいずれか一方を回転可能および軸方向に移動不能に支持して電動モータにより回転駆動される入力部材とし、他方を回転不能な支持として軸方向に移動可能な出力部材とし、
    前記入力部材の周面に複数の等ピッチに配列された環状凸条または螺旋凸条を設け、
    前記遊星ローラの外径面には、前記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝または前記螺旋凸条が嵌まり込む螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角で捩じれ方向が逆の捩じれとされた螺旋溝を設け、
    前記出力部材の周面には前記遊星ローラの外径面が環状溝の場合には同一ピッチの螺旋凸条を、前記遊星ローラの外径面が螺旋溝の場合には同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条もしくは環状凸条を設け、
    前記遊星ローラを前記入力部材の周面に向けて付勢して遊星ローラと入力部材の接触部に予圧を付与する予圧付与手段を設け、
    前記予圧付与手段が、前記複数の遊星ローラの軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに径方向に長いガイド孔を設け、前記遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部を前記ガイド孔内にスライド自在に嵌合し、その支持ピンの前記ガイド孔によって支持される端部とガイド孔の閉塞端面の少なくとも一方にテーパ面を設け、前記対向一対の環状板の一方を弾性部材により他方の環状板に向けて付勢した構成からなる電動式直動アクチュエータ。
  7. 中心軸と、その中心軸の外側に設けられた外輪部材と、前記中心軸と前記外輪部材との間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有してなり、
    前記中心軸と前記外輪部材のいずれか一方を回転可能および軸方向に移動不能に支持して電動モータにより回転駆動される入力部材とし、他方を回転不能な支持として軸方向に移動可能な出力部材とし、
    前記入力部材の周面に複数の等ピッチに配列された環状凸条または螺旋凸条を設け、
    前記遊星ローラの外径面には、前記環状凸条が嵌まり込む環状凸条と同一ピッチの環状溝または前記螺旋凸条が嵌まり込む螺旋凸条と同一ピッチ、同一リード角で捩じれ方向が逆の捩じれとされた螺旋溝を設け、
    前記出力部材の周面には前記遊星ローラの外径面が環状溝の場合には同一ピッチの螺旋凸条を、前記遊星ローラの外径面が螺旋溝の場合には同一ピッチで異なるリード角の螺旋凸条もしくは環状凸条を設け、
    前記遊星ローラを前記入力部材の周面に向けて付勢して遊星ローラと入力部材の接触部に予圧を付与する予圧付与手段を設け、
    前記予圧付与手段が、前記複数の遊星ローラの軸方向両端側に、前記入力部材と対向する周面がテーパ面とされた対向一対の相対的に移動可能なテーパリングを設け、前記遊星ローラの軸方向両端面のそれぞれに前記テーパ面で接触案内されるテーパ軸部を設け、前記対向一対のテーパリングの一方を弾性部材により他方のテーパリングに向けて付勢した構成からなる電動式直動アクチュエータ。
  8. 前記予圧付与手段が、前記複数の遊星ローラの軸方向両端側に相対的に移動可能な対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに前記遊星ローラの軸方向両端面に設けられたテーパ孔内に挿入されて遊星ローラを回転自在に支持するテーパピンを設け、前記対向一対の環状板の一方を弾性部材により他方の環状板に向けて付勢した構成からなる請求項４に記載の電動式直動アクチュエータ。
  9. 前記弾性部材が皿ばねまたはコイルばねからなる請求項５乃至８のいずれか１項に記載の電動式直動アクチュエータ。
  10. 前記予圧付与手段が、前記複数の遊星ローラの軸方向両端側に対向一対の環状板を設け、その一対の環状板のそれぞれに径方向に長いガイド孔を設け、前記遊星ローラの中心孔に挿通された支持ピンの両端部を前記ガイド孔内にスライド自在に嵌合し、その支持ピンを弾性部材により入力部材に向けて付勢した請求項４に記載の電動式直動アクチュエータ。
  11. 電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、
    前記電動式直動アクチュエータが請求項１乃至１０のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータからなることを特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。
  12. 前記ディスクロータに対する制動力の付与時に、出力部材から遊星ローラを介して入力部材に負荷されるアキシャル荷重を支持するスラスト軸受を設け、そのスラスト軸受の背部に荷重センサを設けた請求項１１に記載の電動式ディスクブレーキ装置。
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