JP6531748B2 - 動作変換機構およびそれを用いた電動ブレーキアクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、回転動作を直進動作に変換する機構に関し、また、その機構を用いて構成された車両用ブレーキアクチュエータに関する。

下記特許文献には、いわゆる遊星作動式の動作変換機構が記載されている。その動作変換機構は、筒体と軸体と複数の遊星ローラとを含んで構成され、筒体の回転動作を軸体の直進動作に変換する。筒体の内周にはギヤ歯と内ねじとが、軸体の外周にはギヤ歯と外ねじとが、複数の遊星ローラの各々の外周には、ギヤ歯と外ねじとが、それぞれ形成され、互いに、噛合，螺合している。さらに詳しく言えば、上記動作変換機構では、筒体の内周において、軸線方向の中間の領域であるねじ領域に内ねじが形成され、そのねじ領域を軸線方向に挟んだ２つの領域である第１ギヤ領域と第２ギヤ領域の各々にギヤ歯が形成されており、複数の遊星ローラの各々のギヤ歯は、それら第１ギヤ領域のギヤ歯と第２ギヤ領域のギヤ歯との両方と噛合している。

特開２０１０−６００６６号公報

筒体の内周において、軸線方向に互いに離間した２つの領域の各々にギヤ歯を形成する場合、それら２つの領域のギヤ歯どうしを、位相が正しく合致するように形成すること、言い換えれば、周方向においてズレなく形成することは困難が伴う。上記特許文献では、筒体の両端のそれぞれにリングが挿入されており、それらリングの各々にギヤ歯が形成されている。したがって、それらリングを、それらに形成されたギヤ歯が同相となるように、筒体において固定することに対して困難が伴うのである。そして、２つのギヤ歯どうしの位相が正確な状態でない場合は、遊星ローラに対してそれを周方向において傾かせる力が働くことになる。別の言い方をすれば、遊星ローラに捩れが生じることになる。その場合、当該動作変換機構の作動抵抗が大きくなり、当該動作変換機構の円滑な作動が阻害されるのである。つまり、遊星ローラのねじれによって当該動作変換機構のトルク損失が発生し、当該動作変換機構の変換効率を悪化させることに繋がるのである。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、円滑に作動可能な動作変換機構を提供することを課題とし、また、その動作変換機構を用いることで、円滑に作動可能な電動ブレーキアクチュエータを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の動作変換機構は、
筒体と、その筒体の内部にその筒体と同軸的に配設された軸体と、それぞれがそれら軸体と筒体との間に配設されてその軸体の周りを公転するとともに自転する複数の遊星ローラとを含んで構成され、前記筒体と前記軸体との一方の回転動作を他方の軸線方向の直進動作に変換する動作変換機構であって、
前記軸体の外周において、外ねじとギヤ歯とが設けられ、前記複数の遊星ローラの各々の外周において、前記軸体に設けられた外ねじと螺合する外ねじと、前記軸体に設けられたギヤ歯と噛合するギヤ歯とが設けられ、かつ、前記筒体の内周において、前記複数の遊星ローラの各々に設けられた外ねじと螺合する内ねじが、軸線方向における中間の領域であるねじ領域に、複数の遊星ローラの各々に設けられたギヤ歯と噛合可能なギヤ歯が、ねじ領域を軸線方向に挟んだ２つの領域である第１ギヤ領域および第２ギヤ領域の各々に、それぞれ設けられており、
前記複数の遊星ローラが、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとを含み、
前記複数の第１遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合し、
前記複数の第２遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合するようにされ、
複数の第１遊星ローラのいずれもが、複数の第２遊星ローラのいずれとも周方向において異なる位置に位置するように、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが配置されていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の電動ブレーキアクチュエータは、上記本発明の動作変換機構を用い、筒体と軸体との一方を電動モータによって回転させ、他方の直進動作によって、摩擦部材を車輪とともに回転する回転体に押し付けるためのピストンを直進移動させるように構成される。

本発明の動作変換機構によれば、複数の遊星ローラの各々が、自身のギヤ歯が筒体の内周の２つの領域の両方に形成されたギヤ歯と噛合することがないため、２つの領域の各々に形成されたギヤ歯どうしの位相にある程度のズレが生じていたとしても、円滑に作動することになる。また、その動作変換機構を用いた本発明の電動ブレーキアクチュエータによれば、その動作変換機構の作動の円滑さ故に、円滑に動作する電動ブレーキアクチュエータが実現することになる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。ちなみに、請求可能発明の態様の少なくとも一部が、請求項に係る発明となる。

（１）筒体と、その筒体の内部にその筒体と同軸的に配設された軸体と、それぞれがそれら軸体と筒体との間に配設されてその軸体の周りを公転するとともに自転する複数の遊星ローラとを含んで構成され、前記筒体と前記軸体との一方の回転動作を他方の軸線方向の直進動作に変換する動作変換機構であって、
前記軸体の外周において、外ねじとギヤ歯とが設けられ、前記複数の遊星ローラの各々の外周において、前記軸体に設けられた外ねじと螺合する外ねじと、前記軸体に設けられたギヤ歯と噛合するギヤ歯とが設けられ、かつ、前記筒体の内周において、前記複数の遊星ローラの各々に設けられた外ねじと螺合する内ねじが、軸線方向における中間の領域であるねじ領域に、複数の遊星ローラの各々に設けられたギヤ歯と噛合可能なギヤ歯が、ねじ領域を軸線方向に挟んだ２つの領域である第１ギヤ領域および第２ギヤ領域の各々に、それぞれ設けられており、
前記複数の遊星ローラが、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとを含み、
前記複数の第１遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合し、
前記複数の第２遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合するようにされた動作変換機構。

いわゆる遊星作動式の動作変換機構は、筒体と軸体とが相対移動するため、筒体の軸線と軸体の軸線とが相対的に傾かない構造、つまり、同軸性において安定した構造であることが望ましく、その意味では、筒体，遊星ローラ，軸体が、軸線方向においてある程度の長さを持って噛合，螺合することが望ましい。そのような構造の動作変換機構では、筒体，遊星ローラ，軸体の内周若しくは外周に、ねじ（ねじ山若しくはねじ溝の意味である）とギヤ歯とを設ける場合、軸線方向においてある程度の長さを有する１つの領域に、ねじとギヤ歯との両方を設けることも考えられる。簡単に言えば、ねじとギヤ歯とを、それらがあたかもテクスチャを構成するように形成することも考えられる。しかしながら、筒体の内周の１つの領域にねじとギヤ歯との両方を設ける場合は、加工上の困難性を伴い、筒体の内径が小さいときには、その困難性は高いものとなる。そこで、筒体の内周にねじとギヤ歯とを設ける場合、軸体と筒体との上記同軸的安定性に鑑みて、軸線方向の中間部の領域をねじ領域として、その領域に内ねじを設け、その領域を軸線方向において挟んだ２つの領域を、第１，第２ギヤ領域として、それらの領域の各々にギヤ歯を設けることが行われる。

上記第１，第２ギヤ領域の各々にギヤ歯を設ける場合、それらの領域のギヤ歯どうしの周方向における位置、すなわち、位相を、正確に一致させる必要がある。ねじ，ギヤ歯を形成するための加工の容易性に鑑みて、筒体を、本体と、その本体の軸線方向における両端側に固定された２つのリングとを含むように構成し、本体に内ねじを形成し、それぞれにギヤ歯が形成された２つのリングを、本体に固定することで作製することも考えられる。その場合、２つのリングの固定を、それぞれに形成されたギヤ歯どうしの位相を正確に合わせた状態で行うことは、特に困難となる。

第１ギヤ領域のギヤ歯と第２ギヤ領域のギヤ歯との互いの位相が正確にはあっていない場合、言い換えれば、それらギヤ歯の位相がある程度ズレている場合に、それらギヤ歯の両方と噛合するような遊星ローラを配設すれば、その遊星ローラに対してそれを周方向において傾かせる力が働くことになる。言い換えれば、遊星ローラに捩れが生じることになるのである。そのような状態では、当該動作変換機構の作動抵抗が大きくなり、当該動作変換機構の円滑な作動が阻害されることになる。つまり、遊星ローラのねじれによって当該動作変換機構のトルク損失が発生し、当該動作変換機構の変換効率を悪化させることに繋がるのである。

上記のことに鑑み、本態様の動作変換機構では、複数の遊星ローラを、２つのグループに分け、いずれのグループの遊星ローラも、それの外ねじが、筒体のねじ領域の内ねじと螺合するものの、それのギヤ歯が、筒体の第１ギヤ領域のギヤ歯と第２ギヤ領域のギヤ歯との一方としか噛合しないようにされている。そのため、各遊星ローラに対して、それを周方向において傾かせる力や、それに捩れを生じさせるような力が作用せず、当該動作変換機構の円滑な作動は阻害されず、当該動作変換機構の変換効率は良好なものとなる。また、本態様の動作変換機構では、第１ギヤ領域のギヤ歯も、第２ギヤ領域のギヤ歯も、いずれか複数の遊星ローラのギヤ歯と噛合している。そのため、互いに軸線方向において離間した箇所で、筒体と軸体とが複数の遊星ローラを介して相互に支持し合っており、本態様の動作変換機構は、作動の際の筒体と軸体との同軸性において安定した構造のものとなっている。

なお、本態様の動作変換機構において、軸体の外ねじとギヤ歯とが、同一の領域に設けられていてもよく、軸線方向において互いに異なる領域に設けられていてもよい。同様に、遊星ローラの外ねじとギヤ歯とが、同一の領域に設けられていてもよく、軸線方向において互いに異なる領域に設けられていてもよい。

また、本態様の動作変換機構は、軸体を回転させて筒体を直進動作させるように構成されてもよく、筒体を回転させて軸体を直進動作させるように構成されてもよい。回転させるものの回転に対するイナーシャに鑑みれば、前者の方、つまり、径の小さな軸体を回転させて、径の大きな筒体を直進動作させるように構成する方が、回転させるための力を小さくできるという点で、有利である。

（２）前記軸体の外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられており、前記複数の遊星ローラの各々の外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられている (1)項に記載の動作変換機構。

本態様の動作変換機構では、軸体も、複数の遊星ローラの各々も、外ねじとギヤ歯とが同じ領域に設けられている。言い換えれば、外ねじが形成されている領域とギヤ歯が形成されている領域とが同じ領域とされている。このような軸体、複数の遊星ローラの各々は、外周に、外ねじとギヤ歯とがあたかもテクスチャを構成するように形成されたものとなる。そのような外ねじとギヤ歯との形成は、筒体の内周における同じ領域への内ねじとギヤ歯との形成と比較して、比較的容易に行うことができる。

軸体，複数の遊星ローラの各々に、外ねじとギヤ歯とを軸線方向における異なる領域に形成する場合、それらが相対移動するように構成されているときには、軸体のギヤ歯と、複数の遊星ローラの各々のギヤ歯とのいずれかを、軸線方向において比較的長い領域にわたって設けなければならない。それに対して、本態様の動作変換機構によれば、当該動作変換機構が軸体と遊星ローラとが相対移動するような構造であっても、外ねじが設けられている領域にもギヤ歯が設けられているため、軸体と複数の遊星ローラとの少なくとも一方の軸線方向の長さを短くできるという利点がある。つまり、本態様の動作変換機構によれば、比較的コンパクトな動作変換機構が実現される。

（３）複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが同数であり、複数の第１遊星ローラの各々が、複数の第２遊星ローラのいずれかと、同軸的に配置されている (1)項または (2)項に記載の動作変換機構。

簡単に言えば、本態様の動作変換機構では、軸線方向に同軸的に並ぶ２つの遊星ローラからなる遊星ローラ対が、複数配設される。言い換えれば、その遊星ローラ対は、筒体の第１ギヤ領域のギヤ歯と第２ギヤ領域のギヤ歯との両方と噛合するギヤ歯を有する遊星ローラを、軸線方向において分割したようなものとなる。本態様の動作変換機構によれば、軸線方向において、第１ギヤ領域が存在する位置においても、第２ギヤ領域が存在する位置においても、周方向における同じ箇所で、遊星ローラを介して軸体と筒体とが相互に支持されるため、作動の安定した動作変換機構が実現する。

複数の遊星ローラは、各々の長さが同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、複数の第１遊星ローラ，複数の第２遊星ローラのいずれにおいても、一部を長く、残りの一部を短くし、長い第１遊星ローラと短い第２遊星ローラとを互いに同軸的に配置し、短い第１遊星ローラと長い第２遊星ローラとを互いに同軸的に配置するようにすれば、長い第１遊星ローラと長い第２遊星ローラとが、軸線方向にオーバラップするようにすることができる。複数の遊星ローラをそのような構成にすれば、そのオーバラップしている部分において、筒体と軸体とがより多くの遊星ローラを介してしっかりと相互支持されるため、当該動作変換機能の強度を向上させることが可能である。

（４）複数の第１遊星ローラのいずれもが、複数の第２遊星ローラのいずれとも周方向において異なる位置に位置するように、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが配置されている (1)項または (2)項に記載の動作変換機構。

本態様の動作変換機構では、極簡単に言えば、複数の遊星ローラの各々が、自身の外ねじが設けられている箇所において、筒体と軸体とを片支持していると考えることができる。第１遊星ローラと第２遊星ローラとが、それぞれ、筒体の軸線方向における一端側，他端側を支持していることで、軸体の回転位相が決定される。そのため、その位相に従って複数の遊星ローラの各々が配置されるため、その各々の傾きが抑制されることになる。なお、第１ギヤ領域のギヤ歯と第２ギヤ領域のギヤ歯との両方と噛合するギヤ歯を有する遊星ローラを配置した動作変換機構と比較して、遊星ローラ自体の長さが短くできることから、本態様の動作変換機構は、軽量化された機構となる。

（５）複数の第１遊星ローラの各々が、複数の第２遊星ローラのいずれとも、軸線方向においてオーバーラップするように、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが配置されている (4)項に記載の動作変換機構。

本態様の動作変換機構によれば、先に説明した態様の動作変換機構と同様に、オーバラップしている部分において、筒体と軸体とがより多くの遊星ローラを介してしっかりと相互支持されるため、当該動作変換機構の強度を向上させることが可能である。

（６）前記筒体が、本体と、その本体の軸線方向における両端にそれぞれ固定された２つのリングとを含んで構成され、
前記本体に、内ねじが、前記２つのリングの各々に、ギヤ歯が、それぞれ形成されている (1)項ないし (5)項のいずれか１つに記載の動作変換機構。

先に説明したように、筒体の内周に、ギヤ歯と内ねじとを形成することは、その形成の加工上、かなりの困難性を伴う。本態様によれば、筒体の本体の内周に内ねじだけを形成し、それぞれにギヤ歯だけが形成された２つのリングを、その本体の両端にそれぞれ固定するだけで、ねじ領域に内ねじが設けられ、その領域を軸線方向に挟む第１ギヤ領域と第２ギヤ領域との各々にギヤ歯が設けられた筒体を、簡便に作製することが可能である。なお、そのように筒体を作成したとしても、本態様の動作変換機構では、上述のように複数の遊星ローラの周方向の傾きが抑えられるため、２つのリングを固定する際に、それらリングの各々に形成されたギヤ歯どうしの周方向における位置、つまり、位相を、厳密なまでに正確であることを要求されない。その点からも、当該筒体の作製を簡便かつ容易に行うことが可能とされているのである。

（７）前記軸体に設けられた外ねじの条数と、前記複数の遊星ローラの各々に設けられた外ねじの条数と、前記筒体に設けられた内ねじの条数との比と、前記軸体に設けられたギヤ歯の歯数と、前記複数の遊星ローラの各々に設けられたギヤ歯の歯数と、前記筒体に設けられたギヤ歯の歯数との比とが、それぞれ、前記筒体と前記軸体との一方を回転させた場合に、前記筒体と前記複数遊星ローラの各々とが軸線方向に相対移動せず、前記軸体と前記複数の遊星ローラの各々とが軸線方向に相対移動するような比とされた (1)項ないし (6)項のいずれか１つに記載の動作変換機構。

本態様の動作変換機構によれば、筒体と複数の遊星ローラの各々とが相対移動しないことから、筒体の軸線方向の寸法、若しくは、複数の遊星ローラの各々の軸線方向の長さを、比較的小さくすることができ、コンパクトな動作変換機構が実現する。

（８）電動モータと、摩擦部材を車輪とともに回転する回転体に押し付けるためのピストンと、(1)項ないし (7)項のいずれか１つに記載の動作変換機構とを含んで構成され、
前記電動モータによって、前記筒体と前記軸体との一方が回転させられ、他方が前記ピストンを軸線方向に直進移動させるように構成された電動ブレーキアクチュエータ。

本態様の電動ブレーキアクチュエータは、先に説明したような利点、例えば、作動が円滑であるという利点を有する上記態様の動作変換機構を採用するため、その利点を享受した電動ブレーキアクチュエータとなる。なお、軸体を電動モータによって回転させ、軸体よりも径の大きな筒体の直進動作によってピストンを直進移動させれば、より安定した摩擦部材の上記回転体への押付が可能となる。

実施例の動作変換機構を採用した実施例の電動ブレーキアクチュエータが配設されているブレーキキャリパを示す断面図である。 実施例の電動ブレーキアクチュエータを示す断面図である。 実施例の動作変換機構を示す断面図である。 従来検討されている動作変換機構を示す断面図である。 実施例の電動ブレーキアクチュエータにおいて採用可能な変形例の動作変換機構を示す断面図である。

以下、請求可能発明を実施するための形態として、請求可能発明の実施例である電動ブレーキアクチュエータ、および、それに用いられている実施例の動作変換機構、変形例としての動作変換機構を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例，変形例の形態の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

［Ａ］ブレーキキャリパ
図１に示すように、実施例の電動ブレーキアクチュエータ１０（以下、単に「アクチュエータ１０」と略す場合がある）は、ブレーキキャリパ２０（以下、単に「キャリパ２０」と略す場合がある）の構成要素として配設される。キャリパ２０は、車輪とともに回転する回転体としてのディスクロータ２２を跨ぐようにして、車輪を回転可能に保持するキャリア（図示を省略する）に設けられたマウント（図示を省略する）に、軸線方向（図の左右方向）に移動可能に保持されている。１対のブレーキパッド（以下、単に「パッド」と略す場合がある）２４ａ，２４ｂは、軸線方向の移動が許容された状態で、ディスクロータ２２を挟むようにしてマウントに保持されている。パッド２４ａ，２４ｂの各々は、ディスクロータ２２に接触する側に位置する摩擦部材２６と、その摩擦部材２６を支持するバックアッププレート２８とを含んで構成されており、その摩擦部材２６がディスクロータ２２に押し付けられるようになっている。

便宜的に、図における左方を前方と、右方を後方として説明すれば、前方側のパッド２４ａは、キャリパ本体３０の前端部である爪部３２に支持されるようにされている。アクチュエータ１０は、キャリパ本体３０の後方側の部分に、当該アクチュエータ１０のハウジング４０が固定されるようにして保持されている。アクチュエータ１０は、ハウジング４０に対して進退するピストン４２を有し、そのピストン４２は、前進することによって、前端部、詳しくは、前端が後方側のパッド２４ｂ、詳しくは、パッド２４ｂのバックアッププレート２８と係合する。そして、ピストン４２が、係合した状態でさらに前進することで、１対のパッド２４ａ，２４ｂは、ディスクロータ２２を挟み付ける。言い換えれば、各パッド２４ａ，２４ｂがディスクロータ２２に押し付けられる。この押付けによって、ディスクロータ２２と摩擦部材２６との間の摩擦力に依存する車輪の回転に対する制動力、つまり、車両を減速，停止させるための制動力が発生させられるのである。

［Ｂ］電動ブレーキアクチュエータ
実施例の電動ブレーキアクチュエータ１０は、図２に示すように、上述のハウジング４０，上述のピストン４２の他、駆動源としての電動モータ４４，電動モータ４４の回転を減速させるための減速機構４６，その減速機構４６を介して減速された電動モータ４４の回転によって回転させられる入力軸４８を含んで構成されてその入力軸４８の回転動作をピストン４２の直進動作（前進・後退動作）に変換するための動作変換機構５０等を含んで構成されている。なお、以下の説明において、便宜的に、図の左方を前方，右方を後方と呼ぶこととする。

ピストン４２は、動作変換機構５０の構成要素である出力筒５４に、それに挿入されるようにして固定支持されており、それらピストン４２，出力筒５４は、ハウジング４０に対して回転不能とされている。一方で、電動モータ４４は、円筒状の回転駆動軸５６を有しており、その回転駆動軸５６の内部に出力筒５４が、出力筒５４の内部に動作変換機構５０の構成要素である入力軸４８が、互いに同軸的となるように、詳しくは、回転駆動軸５６，出力筒５４，入力軸４８が、それらの軸線が互いに共通の軸線である軸線Ｌとなるように、配設されている。その結果、本アクチュエータ１０は、コンパクトなものとされている。

回転駆動軸５６は、ハウジング４０に、ラジアル軸受け５８を介して回転可能に、かつ、軸線方向（軸線Ｌの延びる方向であり、図における左右方向である）に移動不能に保持されている。電動モータ４４は、回転駆動軸５６の外周において一円周上に配置された磁石６０と、それら磁石６０を取り囲むようにしてハウジング４０の内周に固定されたコイル６２とを含んで構成されている。

減速機構４６は、回転駆動軸５６の後端に固定的に付設された中空のサンギヤ６４と、ハウジング４０に固定されたリングギヤ６６と、それらサンギヤ６４とリングギヤ６６との両方に噛合してサンギヤ６４の周りを公転する複数のプラネタリギヤ６８（図では、１つしか示されていない）とを含んで構成される遊星ギヤ式減速機構である。複数のプラネタリギヤ６８の各々は、キャリアとしてのフランジ７０に、自転可能に保持されている。フランジ７０は、入力軸４８と、それの後端部に形成された雄ねじ部に螺合するナット７１とによって挟まれて、入力軸４８に固定されており、入力軸４８と一体的に回転する。このように構成された減速機構４６を介して、回転駆動軸５６の回転、つまり、電動モータ４４の回転は、入力軸４８の回転として、減速されて伝達される。

ちなみに、入力軸４８は、フランジ７０，スラスト軸受け７２，支持板７４を介して、ハウジング４０に、詳しくは、ハウジング４０に螺合して固定された座７６に、回転可能かつ軸線方向に移動不能に支持されている。支持板７４の後方側の面は、比較的径の大きな凸球面の一部とされており、また、座７６の前方側の面は、支持板７４の後方側の面と合致する凹球面の一部とされている。それらの面は互いに摺接して、支持板７４の径方向の若干の変位を許容する。そのことにより、入力軸４８の軸線Ｌに対する傾動を、つまり、ピストン４２の軸線Ｌに対する傾動が許容される。この傾動により、例えば、ブレーキパッド２４ａ，２４ｂが偏磨耗（片側の部分が反対側の部分よりも大きく磨耗する現象を意味する）しているような状態においても、適切な制動力を発生させることが可能とされているのである。

実施例の動作変換機構５０は、上述の入力軸４８、上述の出力筒５４と、入力軸４８の外周と出力筒５４の内周との間に配設された複数の遊星ローラ８６とを含んで構成された所謂遊星差動式動作変換機構とされており、入力軸４８の回転動作を出力筒５４の直進動作に変換するものとされている。出力筒５４は、筒本体８２と、筒本体８２の軸線方向の両端に、詳しく言えば、後端部および前方寄りの部分に、それぞれに差し込まれて固定された２つのリングギヤ８４とから構成されている。ちなみに、複数の遊星ローラ８６として、本動作変換機構５０では、４つの遊星ローラ８６が配設されている（図では、２つしか表されていない）。また、それら４つの遊星ローラ８６は、配置位置によってそれぞれが２つの遊星ローラ８６からなる２つのグループにグループ分けでき、図では、それら２つのグループのうちの１つに属する遊星ローラ８６を、第１遊星ローラ８６ａとして、別の１つに属する遊星ローラ８６を、第２遊星ローラ８６ｂとして、それらがそれぞれ表されている。つまり、遊星ローラ８６は、第１遊星ローラ８６ａおよび第２遊星ローラ８６ｂの総称であり、以下の説明では、その総称を用いる場合があることとする。同様に、２つのリングギヤ８４も総称であり、図では、後方側に位置するリングギヤ８４を、第１リングギヤ８４ａとして、前方側に位置するリングギヤ８４を、第２リングギヤ８４ｂとして、それらがそれぞれ表されている。同様に、以下の説明では、リングギヤ８４という総称を用いる場合があることとする。

本動作変換機構５０は、電動モータ４４の回転による入力軸４８の回転動作を出力筒５４の直進動作に変換して、ピストン４２を直進移動させる機能を有するが、この動作変換機構５０の構成，作動については後に詳しく説明することとする。

以上の説明から解るように、本アクチュエータ１０では、電動モータ４４を回転させることでピストン４２が直進移動、すなわち、進退させられることになる。図に示す状態は、ピストン４２が、可動範囲において最も後端側に位置している位置であり、詳しく言えば、この状態から電動モータ４４を正回転させれば、ピストン４２が前進し、図１から解るように、ピストン４２の前端がパッド２４ｂと係合した状態で、パッド２４ａ，２４ｂがディスクロータ２２に押し付けられて、制動力が発生する。ちなみに、この制動力の大きさは、電動モータ４４に供給される電流に応じた大きさとなる。その後、電動モータ４４を逆回転させれば、ピストン４２は後退し、ピストン４２とパッド２４ｂとの係合が解除されて、制動力が発生させられない状態となり、最後には、ピストン４２は、図１に示す位置に復帰する。

以上説明した構成要素の他に、本アクチュエータ１０では、電動モータ４４の回転角を検出するためのモータ回転角センサとして、レゾルバ８８が設けられている。このレゾルバ８８の検出信号に基づいて、ピストン４２の軸線方向における位置，移動量を検出することが可能となっている。

また、本アクチュエータ１０では、電動パーキングブレーキとしての機能を発揮するために、ピストン４２が前進した状態において、そのピストン４２の後退を禁止するピストン後退禁止機構９０が設けられている。

ピストン後退禁止機構９０について説明すれば、フランジ７０は、入力軸４８の回転によって回転するため、ピストン４２の進退動作に連動して回転する連動回転体として機能する。フランジ７０の外周には、ラチェット歯９２が形成されている。一方、アクチュエータ１０のハウジング４０には、座板９４を介して電磁式アクチュエータであるソレノイド９６が固定されており、このソレノイド９６によって、係止ロッド９８がそれの軸線方向に移動させられるようにされている。座板９４には、ガイドスリーブ１００が付設されており、係止ロッド９８は、そのガイドスリーブ１００に案内される状態で進退させられる。ちなみに、アクチュエータ１０のハウジング４０には、切欠１０２が形成されており、ガイドスリーブ１００は、その切欠１０２内に存在し、係止ロッド９８は、先端が、ハウジング４０の内部に臨み入っている。

係止ロッド９８の先端には、爪１０４が形成されており、爪１０４は、フランジ７０のラチェット歯９２に係合可能とされている。図２は、係止ロッド９８が、爪１０４がラチェット歯９２に係合不能な位置に位置させられている状態を示している。ソレノイド９６を通電によって励磁させれば、係止ロッド９８は前進し、爪１０４がラチェット歯９２に係合する。ラチェット歯９２および爪１０４の向きは、爪１０４がラチェット歯９２に係合する状態では、ピストン４２が後退する方向のフランジ７０の回転が禁止されるが、ピストン４２が前進する方向のフランジ７０の回転は許容される。

パーキングブレーキ（駐車ブレーキ）をかける場合は、ソレノイド９６に通電して、係止ロッド９８を前進させ、電動モータ４４によって、必要な制動力が得られるまでピストン４２を前進させた状態で、ソレノイド９６への通電を解除する。ラチェット歯９２および爪１０４の形状による作用で、ソレノイド９６への通電を解除しても、係止ロッド９８は、前進した状態が維持される。一方、パーキングブレーキを解除する場合は、電動モータ４４によって、さらにピストン４２を前進させる。それによって、爪１０４とラチェット歯９２との係合が解かれ、ソレノイド９６の復元力によって、係止ロッド９８は後退させられる。その状態で、電動モータ４４によってピストン４２が後退させられて、パーキングブレーキが解除される。

［Ｃ］動作変換機構
動作変換機構５０の基本構成について説明すれば、動作変換機構５０は、筒体と、その筒体の内部にその筒体と同軸的に配設された軸体と、それぞれがそれら軸体と筒体との間に配設されてその軸体の周りを公転するとともに自転する複数の遊星ローラとを含んで構成され、筒体と軸体との一方の回転動作を他方の軸線方向の直進動作に変換する遊星差動式の動作変換機構である。具体的に言えば、出力筒５４が筒体として、入力軸４８が軸体として、遊星ローラ８６が遊星ローラとして、それぞれ機能する。出力筒５４を構成する筒本体８２は、筒体の本体として、２つのリングギヤ８４ａ，８４ｂが、本体の軸線方向における両端にそれぞれ固定されたリングとして、それぞれ機能する。本動作変換機構５０は、筒体と軸体との一方である入力軸４８の回転動作を、他方である出力筒５４の軸線方向の直進動作に変換するようにされている。

図３（ａ）をも参照しつつ、さらに説明すれば、入力軸４８には、それの外周において、外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられている。４つの遊星ローラ８６の各々にも、その各々の外周において、外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられている。言い換えれば、外ねじが形成されている領域とギヤ歯が形成されている領域とが、一致するように重なりあっている。したがって、図２，図３では、入力軸４８の外周面，遊星ローラ８６の外周面は、外ねじとギヤ歯とによって、あたかもテクスチャが形成されているように見える。

図３（ｂ）は、遊星ローラ８６を外した状態を示しており、この図をも参照して説明すれば、出力筒５４には、内ねじとギヤ歯とを形成するための加工の容易さに考慮して、筒本体８２に内ねじが、筒本体８２に固定される２つのリングギヤ８４の各々にギヤ歯が、それぞれ設けられている。したがって、図からも解るように、出力筒５４では、それの内周において、軸線方向における中間の領域であるねじ領域Ｒ０に、内ねじが、ねじ領域Ｒ０を軸線方向に挟んでねじ領域Ｒ０とそれぞれ隣接する２つの領域である第１ギヤ領域Ｒ１，第２ギヤ領域Ｒ２に、ギヤ歯が、それぞれ設けられているのである。ちなみに、第１リングギヤ８４ａのギヤ歯が存在する領域が第１ギヤ領域Ｒ１であり、第２リングギヤ８４ｂのギヤ歯が存在する領域が第２ギヤ領域Ｒ２となっている。

入力軸４８に設けられたギヤ歯と遊星ローラ８６に設けられたギヤ歯とは、互いに噛合し、入力軸４８に設けられた外ねじと遊星ローラ８６に設けられた外ねじとは、互いに螺合している。一方で、遊星ローラ８６に設けられたギヤ歯と出力筒５４に設けられたギヤ歯とは、互いに噛合し、遊星ローラ８６に設けられた外ねじと出力筒５４に設けられた内ねじとは、互いに螺合している。入力軸４８の外ねじ，遊星ローラ８６の外ねじ，出力筒５４の内ねじは、互いに同じピッチとされている。

本動作変換機構５０では、入力軸４８の外ねじの条数と、４つの遊星ローラ８６の各々の外ねじの条数と、出力筒５４の内ねじの条数との比と、入力軸４８のギヤ歯の歯数と、４つの遊星ローラ８６の各々のギヤ歯の歯数と、出力筒５４のギヤ歯の歯数との比とが、それぞれ、入力軸４８を回転させた場合に、出力筒５４と４つの遊星ローラ８６の各々とが軸線方向に相対移動せず、入力軸４８と４つの遊星ローラ８６の各々とが軸線方向に相対移動するような比とされている。したがって、電動モータ４４によって入力軸４８を回転させれば、４つの遊星ローラ８６は、出力筒５４と一緒に移動する。

ここまでに説明した動作変換機構５０の基本構造およびその基本構造による当該動作変換機構５０の作動原理，作用等については、既に公知であり、例えば、特開２００７−５６９５２公報に詳しく説明されている。したがって、それら作動原理，作用等についての説明は、ここでは省略する。

ここで、従来から検討されている上記基本構造を有する動作変換機構（以下、「従来機構」と言う場合がある）について、図４を参照しつつ説明する。この図からも解るように、従来機構１１０では、４つの遊星ローラ８６のギヤ歯は、上述の出力筒５４の第１ギヤ領域Ｒ１におけるギヤ歯とも、第２ギヤ領域Ｒ２におけるギヤ歯とも噛合している。したがって、従来機構１１０では、第１ギヤ領域Ｒ１のギヤ歯と第２ギヤ領域Ｒ２のギヤ歯とのそれぞれの周方向における回転位置、言い換えれば、それぞれの位相を正確に一致させなければ、遊星ローラ８６に対して、それを周方向において傾かせる力が作用する。遊星ローラ８６に対して、それを捩じろうとする力が働くことになる。そのような力が発生すれば、動作変換機構の作動抵抗が大きくなり、円滑な作動が阻害されることになる。つまり、動作変換機構のトルク損失が発生し、当該動作変換機構の変換効率を悪化させることになるのである。

上記のことに鑑み、実施例の動作変換機構５０は、４つの遊星ローラ８６の各々のギヤ歯が、出力筒５４の第１ギヤ領域Ｒ１のギヤ歯と第２ギヤ領域Ｒ２のギヤ歯との一方としか噛合しないように構成されている。具体的には、４つの遊星ローラ８６を、同じ数のグループ、すなわち、２つの第１遊星ローラ８６ａからなるグループと、２つの第２遊星ローラ８６ｂとからなるグループとに分け、第１遊星ローラ８６ａは、第１ギヤ領域Ｒ１のギヤ歯、つまり、第１リングギヤ８４ａに形成されたギヤ歯としか噛合しないように、かつ、第２遊星ローラ８６ｂは、第２ギヤ領域Ｒ２のギヤ歯、つまり、第２リングギヤ８４ｂに形成されたギヤ歯としか噛合しないようにされているのである。

上記のように構成されていることから、本動作変換機構５０では、たとえ第１ギヤ領域Ｒ１のギヤ歯と第２ギヤ領域Ｒ２のギヤ歯との互いの位相が厳密なまでに合致していなくても、上述のような力がいずれの遊星ローラ８６にも作用しない。したがって、当該動作変換機構５０の円滑な作動は阻害されず、当該動作変換機構５０の変換効率は良好なものとなる。なお、従来機構１１０と比較して４つの遊星ローラ８６の各々の長さが短くされていることから、本動作変換機構５０は、軽量化されているという利点をも有する。

本動作変換機構５０では、４つの遊星ローラ８６は、当該動作変換機構５０を軸線方向から見た図３（ｃ）に示すように、周方向において、概して４等配の位置、つまり、互いに９０°変位した位置に配置されている。さらに言えば、周方向において、第１遊星ローラ８６ａと第２遊星ローラ８６ｂとが互い違いに配置されている。図２，図３（ａ）では、当該動作変換機構５０の説明の関係上、第１遊星ローラ８６ａと第２遊星ローラ８６ｂとが、径方向において対向する状態が描かれているが、実際は、２つの第１遊星ローラ８６ａどうしが対向し、２つの第２遊星ローラ８６ｂどうしが対向している。

上記のような遊星ローラ８６の配置について考察すれば、本動作変換機構５０では、複数の第１遊星ローラ８６ａのいずれもが、複数の第２遊星ローラ８６ｂのいずれとも周方向において異なる位置に位置するように、それら４つの遊星ローラ８６が配置されている。そのため、各遊星ローラ８６が、自身の外ねじが設けられている箇所において、出力筒５４と入力軸４８とを片支持しているようではあるものの、図３（ａ）から解るように、軸線方向における中間部において、第１遊星ローラ８６ａと第２遊星ローラ８６ｂとが軸線方向においてオーバラップする領域であるオーバラップ領域ＲＬが存在している。そのオーバラップ領域ＲＬでは、出力筒５４と入力軸４８とが全ての遊星ローラ８６を介して相互に支持されていることから、当該動作変換機構５０の強度は高いものとなっている。

変形例

実施例の電動ブレーキアクチュエータ１０においては、図５に示すような変形例の動作変換機構５０’を採用することもできる。この動作変換機構５０’では、同じ数の第１遊星ローラ８６ａ，第２遊星ローラ８６ｂが、詳しくは、４つの第１遊星ローラ８６ａと４つの第２遊星ローラ８６ｂとが、配置されている。そして、４つの第１遊星ローラ８６ａの１つと、４つの第２遊星ローラ８６ｂの１つとが対をなし、対をなす１つの第１遊星ローラ８６ａと１つの第２遊星ローラ８６ｂとは、互いに、同軸的に配置されている。つまり、４つの第１遊星ローラ８６ａの各々が、４つの第２遊星ローラ８６ｂのいずれかと、同軸的に配置され、４つの遊星ローラ対は周方向において４等配の位置に位置しているのである。見方を変えれば、従来機構１１０における各遊星ローラ８６があたかも分割されていると考えることもできる。このような複数の遊星ローラ８６の配置によっても、実施例の動作変換機構５０と同様に、各遊星ローラ８６に、それを傾かせる力、言い換えれば、それを捩じろうとする力が作用せず、変形例の動作変換機構５０’は、円滑に作動し、変換効率は良好である。

また、本動作変換機構５０’では、図から解るように、４つの第１遊星ローラ８６ａは、長さの長い２つの第１遊星ローラ８６ａｌと、長さの短い２つの第１遊星ローラ８６ａｓとからなり、４つの第２遊星ローラ８６ｂは、長さの長い２つの第２遊星ローラ８６ｂｌと、長さの短い２つの第２遊星ローラ８６ｂｓとからなっている。そして、長い第１遊星ローラ８６ａｌと短い第２遊星ローラ８６ｂｓとが互いに対をなして同軸的に配置され、短い第１遊星ローラ８６ａｓと長い第２遊星ローラ８６ｂｌとが互いに対をなして同軸的に配置されている。それら２種の遊星ローラ対が、周方向において交互に並んでいる。そのような複数の遊星ローラ８６の配置により、本動作変換機構５０’では、実施例の動作変換機構５０と同様に、長い第１遊星ローラ８６ａｌと長い第２遊星ローラ８６ｂｌとが、軸線方向においてオーバラップする領域であるオーバラップ領域ＲＬが存在している。したがって、本動作変換機構５０’は、実施例の動作変換機構５０と同様に、強度が高いものとなっている。なお、図では、実施例の動作変換機構５０と同様、当該動作変換機構５０’の説明の関係上、長い第１遊星ローラ８６ａｌおよび短い第２遊星ローラ８６ｂｓと、長い第２遊星ローラ８６ｂｌおよび短い第１遊星ローラ８６ａｓとが、径方向において対向する状態が描かれているが、実際は、長い第１遊星ローラ８６ａｌおよび短い第２遊星ローラ８６ｂｓどうしが対向し、長い第２遊星ローラ８６ｂｌおよび短い第１遊星ローラ８６ａｓどうしが対向している。

上記実施例および変形例の動作変換機構５０，５０’では、軸体である入力軸４８の回転動作を、筒体である出力筒５４の直進動作に変換するように構成されていたが、筒体を回転動作を軸体の直進動作に変換するような動作変換機構とすることも可能である。

また、上記実施例および変形例の動作変換機構５０，５０’では、複数の遊星ローラ８６と筒体である出力筒５４とが軸線方向に相対移動せず、それらと軸体である入力軸４８とが軸線方向に相対移動するようにされていたが、軸体の外ねじの条数と、複数の遊星ローラの各々の外ねじの条数と、筒体の内ねじの条数との比と、軸体のギヤ歯の歯数と、複数の遊星ローラの各々のギヤ歯の歯数と、筒体のギヤ歯の歯数との比との少なくとも一方を変更し、軸体と複数の遊星ローラとが軸線方向に相対移動せず、それらと筒体とが相対移動するようにしてもよく、また、軸体と複数の遊星ローラとが軸線方向に相対移動し、かつ、複数の遊星ローラと筒体とが軸線方向に相対移動するようにしてもよい。

さらに、上記実施例の動作変換機構５０では、複数の遊星ローラの数は４つとされており、また、変形例の動作変換機構５０’では、８つとされていたが、本発明の動作変換機構は、複数の遊星ローラの数が特に限定されるものではなく、複数の遊星ローラの周方向の配置位置についても特に限定されるものではない。

１０：電動ブレーキアクチュエータ ２０：ブレーキキャリパ ２２：ディスクロータ〔回転体〕 ２４ａ，２４ｂ：ブレーキパッド ２６：摩擦部材 ４０：ハウジング ４２：ピストン ４４：電動モータ ４６：減速機構 ４８：入力軸〔軸体〕 ５０，５０’：動作変換機構 ５４：出力筒〔筒体〕 ５６：回転駆動軸 ６０：磁石 ６２：コイル ８２：筒本体 ８４：リングギヤ〔リング〕 ８４ａ：第１リングギヤ ８４ｂ：第２リングギヤ ８６：遊星ローラ ８６ａ：第１遊星ローラ ８６ｂ：第２遊星ローラ ９０：ピストン後退禁止機構 １１０：従来の動作変換機構 Ｒ０：ねじ領域 Ｒ１：第１ギヤ領域 Ｒ２：第２ギヤ領域 ＲＬ：オーバラップ領域

Claims (6)

1. 筒体と、その筒体の内部にその筒体と同軸的に配設された軸体と、それぞれがそれら軸体と筒体との間に配設されてその軸体の周りを公転するとともに自転する複数の遊星ローラとを含んで構成され、前記筒体と前記軸体との一方の回転動作を他方の軸線方向の直進動作に変換する動作変換機構であって、
   前記軸体の外周において、外ねじとギヤ歯とが設けられ、前記複数の遊星ローラの各々の外周において、前記軸体に設けられた外ねじと螺合する外ねじと、前記軸体に設けられたギヤ歯と噛合するギヤ歯とが設けられ、かつ、前記筒体の内周において、前記複数の遊星ローラの各々に設けられた外ねじと螺合する内ねじが、軸線方向における中間の領域であるねじ領域に、複数の遊星ローラの各々に設けられたギヤ歯と噛合可能なギヤ歯が、ねじ領域を軸線方向に挟んだ２つの領域である第１ギヤ領域および第２ギヤ領域の各々に、それぞれ設けられており、
   前記複数の遊星ローラが、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとを含み、
   前記複数の第１遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合し、
   前記複数の第２遊星ローラの各々が、自身に設けられた外ねじが前記筒体の前記ねじ領域に設けられた内ねじと螺合するとともに、自身に設けられたギヤ歯が前記筒体の前記第１ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合せずに前記第２ギヤ領域に設けられたギヤ歯と噛合するようにされ、
   複数の第１遊星ローラのいずれもが、複数の第２遊星ローラのいずれとも周方向において異なる位置に位置するように、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが配置されている動作変換機構。
2. 前記軸体の外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられており、前記複数の遊星ローラの各々の外ねじとギヤ歯とが、軸線方向における同じ領域に設けられている請求項１に記載の動作変換機構。
3. 複数の第１遊星ローラの各々が、複数の第２遊星ローラのいずれとも、軸線方向においてオーバーラップするように、複数の第１遊星ローラと複数の第２遊星ローラとが配置されている請求項１または請求項２に記載の動作変換機構。
4. 前記筒体が、本体と、その本体の軸線方向における両端にそれぞれ固定された２つのリングとを含んで構成され、
   前記本体に、内ねじが、前記２つのリングの各々に、ギヤ歯が、それぞれ形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の動作変換機構。
5. 前記軸体に設けられた外ねじの条数と、前記複数の遊星ローラの各々に設けられた外ねじの条数と、前記筒体に設けられた内ねじの条数との比と、前記軸体に設けられたギヤ歯の歯数と、前記複数の遊星ローラの各々に設けられたギヤ歯の歯数と、前記筒体に設けられたギヤ歯の歯数との比とが、それぞれ、前記筒体と前記軸体との一方を回転させた場合に、前記筒体と前記複数の遊星ローラの各々とが軸線方向に相対移動せず、前記軸体と前記複数の遊星ローラの各々とが軸線方向に相対移動するような比とされた請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の動作変換機構。
6. 電動モータと、摩擦部材を車輪とともに回転する回転体に押し付けるためのピストンと、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の動作変換機構とを含んで構成され、
   前記電動モータによって、前記筒体と前記軸体との一方が回転させられ、他方が前記ピストンを軸線方向に直進移動させるように構成された電動ブレーキアクチュエータ。

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