JP6710578B2

JP6710578B2 - 電動式直動アクチュエータ

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Publication number: JP6710578B2
Application number: JP2016100177A
Authority: JP
Inventors: 唯増田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: EP3460282B1; JP2017207140A; EP3460282A4; WO2017199828A1; US20190097493A1; EP3460282A1; CN109154344A; US11190081B2

Description

この発明は、例えば、電動ブレーキ装置に適用される電動式直動アクチュエータに関する。

電動アクチュエータおよび電動モータとして、以下の技術が提案されている。
１．直動部の外周に、この直動部と同軸に電動モータを配置した電動ディスクブレーキ装置（特許文献１）。
２．電動モータを直動機構の回転軸と異なる平行軸に配置した電動ブレーキ装置（特許文献２）。
３．８極９スロットのダブルステータ式のアキシアルギャップモータ（特許文献３）。

特開２００３−２４７５７６号公報特開２０１０−２７０７８８号公報特開２００８−１７２８８４号公報

特許文献１〜２に記載のような電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置は、一般に車両への搭載スペースが極めて限られており、可能な限り省スペースで機能を実現する必要がある。また、例えばアンチロックブレーキシステム（Antilock Brake System：略称ＡＢＳ）に代表される車輪速制御等において、電動ブレーキには高速・高精度なブレーキ力制御が求められる。

例えば特許文献１のような、アクチュエータの外周に電動モータを配置する構造では、電動モータのロータ径が大きくなるため、慣性モーメントが増大し、応答性および制御精度を損なう場合がある。あるいは、ロータの回転に必要な運動エネルギーは慣性モーメントに比例するため、高速な応答を実現するために瞬時最大の消費電力が増大し、電力を供給する電源装置のコストが高くなる可能性がある。

また、例えば電動ディスクブレーキ装置のような、アクチュエータの加圧対象物が摩擦パッドのように極めて高温になる場合、電動モータが熱源に近いため、耐久性が問題となる可能性がある。また特許文献１のように同一のハウジング内に電動モータおよびアクチュエータを配置する場合、アクチュエータ支持構造を回避して電動モータ配線を行う必要があり、構造が複雑になる場合がある。

例えば特許文献２のような、電動モータと直動アクチュエータとを平行に配置する場合、一般に電動モータおよび直動アクチュエータの外観は円筒形状となることが多い。この場合、二つの円筒が隣接するため、隙間に一定量のデッドスペースが生じてしまう場合がある。また電動モータと直動アクチュエータとの間に平行歯車のような連結機構が要求スペックによらず必要となり、コスト増となる可能性がある。その他、電動モータと直動アクチュエータそれぞれに支持構造が必要となるため、スペースおよびコストが問題になる場合がある。

省スペースで高トルクを実現するモータ構造として、例えば特許文献３に示すようなアキシアルギャップ式同期モータが知られている。しかしながら、アキシアルギャップモータは一般にロータとステータ間のギャップ不均衡および磁気回路の不均衡などにより、回転軸方向に大きなスラスト力が発生し易い。このため、前記スラスト力に対する支持構造が複雑になり、コストが増加する場合がある。

この発明の目的は、省スペース化および高トルク化を図ると共に、構造を簡素化してコスト低減を図ることができる電動式直動アクチュエータを提供することである。

この発明の電動式直動アクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転運動を回転入出力軸を介して直動部の直進運動に変換する直動機構と、この直動機構を保持するハウジングと、を備える電動式直動アクチュエータにおいて、
前記電動モータは、トルクに寄与する鎖交磁束を発生する磁極の向きが、前記電動モータにおける回転軸と平行に配置された固定子および回転子を備え、
前記固定子は、前記ハウジングの軸方向端面に連結して配置され、
前記固定子におけるトルク発生面に対し軸方向に間隔を隔てて前記回転子が配置され、この回転子が前記直動機構の前記回転入出力軸に固定されている。

この構成によると、電動モータは、トルクに寄与する鎖交磁束を発生する磁極の向きが、前記回転軸と平行に配置された固定子および回転子を備えるいわゆるアキシアルギャップモータである。ハウジングの軸方向端面に、固定子が連結して配置され、さらに固定子におけるトルク発生面に対し軸方向に間隔を隔てて回転子が配置されている。このように電動モータと直動機構とを軸方向に隣接して配置することにより、無効なスペースが少なく省スペース化を図ることができるうえ、前記アキシアルギャップモータにより高トルク化を図ることができる。

また電動モータと直動機構とを軸方向に隣接して配置しているため、例えば、同一のハウジング内に電動モータおよびアクチュエータを平行に配置する従来構造などと比べて、組立性の向上および直動機構などの汎用性の向上を図ることができる。また回転子が直動機構の回転入出力軸に直接固定されているため、電動モータと直動機構との間に平行歯車のような連結機構が設けられている構造などと比べて、部品点数を削減でき構造を簡素化することができる。これにより電動式直動アクチュエータの製造コストを低減することができる。

前記回転子は、この回転子の軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する界磁機構であり、
前記固定子は、前記界磁機構の前記軸方向の両面にそれぞれ配置される第１および第２の励磁機構を備え、
前記第１の励磁機構と前記ハウジングの軸方向端面とを互いに同軸に連結する第１の位置決め手段が、前記第１の励磁機構および前記ハウジングにわたって設けられ、
前記回転子が、前記回転入出力軸に対し、前記第１の励磁機構と前記第２の励磁機構との間に相当する軸方向位置に固定され、
前記第１および前記２の励磁機構を互いに同軸に連結する第２の位置決め手段が、前記第１および前記２の励磁機構にわたって設けられている。

この場合、固定子が、界磁機構の前記軸方向の両面にそれぞれ配置される第１および第２の励磁機構を備える、いわゆるダブルステータ型とすることができる。第１の位置決め手段により、第１の励磁機構とハウジングの軸方向端面とが互いに同軸に連結される。これにより、第１の励磁機構とハウジングとの相対的な位置決め精度の向上を図れる。第２の位置決め手段により、第１および第２の励磁機構が互いに同軸に連結される。これにより、第１および第２の励磁機構の相対的な位置決め精度の向上を図れる。第１，第２の位置決め手段として、例えば、印籠嵌合から成る構成とすると、安価で簡潔な構成となり好適である。

前記第１および前記第２の励磁機構が、共通のボルトにより前記ハウジングに締結されていても良い。この場合、部品点数の低減を図れ、安価で簡潔な構造となり好適である。

参考提案例として、前記固定子は、この固定子の軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する励磁機構であり、
前記回転子は、前記励磁機構の前記軸方向の両面にそれぞれ配置される二つの界磁機構を備え、
前記二つの界磁機構のうち一方の界磁機構が、前記回転入出力軸に対し、前記ハウジングの軸方向端面と、この軸方向端面に対向する前記励磁機構のトルク発生面との間に相当する軸方向位置に固定され、
前記励磁機構と前記ハウジングの軸方向端面とを互いに同軸に連結する位置決め手段が、前記励磁機構および前記ハウジングにわたって設けられていても良い。

この場合、回転子が、励磁機構の軸方向の両面にそれぞれ配置される二つの界磁機構を備える、いわゆるダブルロータ型とすることができる。一方の界磁機構は、回転入出力軸に対し、ハウジングの軸方向端面と、この軸方向端面に対向する励磁機構のトルク発生面との間に相当する軸方向位置に固定される。位置決め手段により、励磁機構とハウジングの軸方向端面とが互いに同軸に連結される。この位置決め手段として、例えば、印籠嵌合から成る構成とすると、安価で簡潔な構成となり好適である。

この発明の電動ブレーキ装置は、前述のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータと、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、を備えている。この構成によると、電動式直動アクチュエータが省スペース化および高トルク化を図れるため、電動式直動アクチュエータの搭載スペースが極めて限られた車両にも、この電動ブレーキ装置を搭載することが可能となる。したがって、電動ブレーキ装置の汎用性を高めることができ、種々な車両にこの電動ブレーキ装置を搭載することができる。

この発明の電動式直動アクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転運動を回転入出力軸を介して直動部の直進運動に変換する直動機構と、この直動機構を保持するハウジングと、を備える電動式直動アクチュエータにおいて、前記電動モータは、トルクに寄与する鎖交磁束を発生する磁極の向きが、前記電動モータにおける回転軸と平行に配置された固定子および回転子を備え、前記固定子は、前記ハウジングの軸方向端面に連結して配置され、前記固定子におけるトルク発生面に対し軸方向に間隔を隔てて前記回転子が配置され、この回転子が前記直動機構の前記回転入出力軸に固定され、前記回転子は、この回転子の軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する界磁機構であり、前記固定子は、前記界磁機構の前記軸方向の両面にそれぞれ配置される第１および第２の励磁機構を備え、前記第１の励磁機構と前記ハウジングの軸方向端面とを互いに同軸に連結する第１の位置決め手段が、前記第１の励磁機構および前記ハウジングにわたって設けられ、前記回転子が、前記回転入出力軸に対し、前記第１の励磁機構と前記第２の励磁機構との間に相当する軸方向位置に固定され、前記第１および前記２の励磁機構を互いに同軸に連結する第２の位置決め手段が、前記第１および前記２の励磁機構にわたって設けられている。このため、省スペース化および高トルク化を図ると共に、構造を簡素化してコスト低減を図ることができる。

この発明の実施形態に係る電動式直動アクチュエータを分解して示す斜視図である。同電動式直動アクチュエータの電動モータの構成例を示す断面図である。同電動式直動アクチュエータの直動機構等の構成例を示す断面図である。この発明の他の実施形態に係る電動式直動アクチュエータを分解して示す斜視図である。同電動式直動アクチュエータの電動モータの構成例を示す断面図である。いずれかの電動式直動アクチュエータを備えた電動ブレーキ装置の一部破断した断面図である。

この発明の実施形態に係る電動式直動アクチュエータを図１ないし図３と共に説明する。この電動式直動アクチュエータは、例えば、車両に搭載される電動ブレーキ装置（後述する）に適当される。
図１および図２に示すように、この電動式直動アクチュエータ１は、電動モータ２と、直動機構３とを軸方向に直列に接続したアクチュエータである。この電動式直動アクチュエータ１は、電動モータ２と、直動機構３と、ハウジング４とを備える。この例の電動モータ２は、ダブルステータ型のアキシアルギャップモータである。直動機構３は、電動モータ２の回転運動を回転入出力軸５を介して直動部６の直進運動に変換する。ハウジング４はこの直動機構３を保持する。なお、簡略化のため配線等の一部構造は省略している。

電動モータ２について説明する。
電動モータ２は、トルクに寄与する鎖交磁束を発生する磁極の向きが、この電動モータ２における回転軸と平行に配置された固定子７および回転子８を備えた、いわゆるアキシアルギャップ型である。固定子７は、ハウジング４に対して静的に保持される。回転子８は、直動機構３の回転入出力軸５に対して静的に保持され、固定子７との鎖交磁束により回転トルクを発生する。回転子８は、この回転子８の軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する界磁機構である。前記各「静的に」とは、すきま等の影響を除いて概ね運動が同期する関係を意味する。また、本発明において「平行」とは、厳密に平行である状態に加えて、厳密に平行である場合と同様の効果を奏する状態も含む。

ハウジング４に対する直動部６の突出方向と逆側のハウジング４の軸方向端面に、固定子７が連結して配置される。固定子７は、界磁機構の軸方向の両面にそれぞれ配置される第１および第２の励磁機構７Ａ，７Ｂを備えている。第１の励磁機構７Ａは、第１固定子ハウジング９Ａ、磁性体コア１０Ａ、およびコイル１１Ａを有する。第２の励磁機構７Ｂは、第２固定子ハウジング９Ｂ、磁性体コア１０Ｂ、およびコイル１１Ｂを有する。

第１の励磁機構７Ａにおいて、第１固定子ハウジング９Ａ内に磁性体コア１０Ａおよびコイル１１Ａが設けられている。第２の励磁機構７Ｂにおいて、第２固定子ハウジング９Ｂ内に磁性体コア１０Ｂおよびコイル１１Ｂが設けられている。第１，第２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂを総称して「各固定子ハウジング」と称す。各固定子ハウジングは、例えば、ＰＰＳ等の樹脂部材またはアルミニウム、鉄等の金属部材により有底の略円筒形状に形成し得る。前記樹脂部材を用いるとコスト・重量面で有利であり、前記金属部材を用いると強度およびノイズ改善等に有利である。なお、樹脂部材により各固定子ハウジングを構成し、この樹脂部材から成る各固定子ハウジングを覆う金属カバー（図示せず）を別途設ける構造としても良い。

第１固定子ハウジング９Ａは、略円筒形状の外郭部１２と、この外郭部１２の軸方向基端部分を塞ぐ底部１４とを有し、これらは一体に形成されている。外郭部１２は、回転入出力軸５に対し同心に形成されている。底部１４には、軸心まわりに環状の段差部１４ａが設けられている。底部１４には、回転出力軸５に対応する位置に、軸方向に延伸する円筒状の穴部１４ｂが形成されている。穴部１４ｂは、この第１固定子ハウジング９Ａ内への回転入出力軸５の侵入を許す。換言すれば、穴部１４ｂは、回転入出力軸５およびカラー１５（後述する）に干渉しないように、回転入出力軸５の外周面に対し、定められた径方向間隔を隔てて形成されている。

第１固定子ハウジング９Ａ内において、底部１４の段差部１４ａに隣接して、軸方向一方に突出する鉄心部および略円板形状のバックヨークを備える磁性体コア１０Ａが設けられている。この磁性体コア１０Ａの鉄心部は、円周方向一定間隔おきに複数（この例では９個）設けられている。磁性体コア１０Ａは、例えば、積層鋼板または圧粉磁心等から成る。磁性体コア１０Ａは、例えば、ボルト、溶接、モールド、ポッティング、接着、嵌め合い等の手法を用いて第１固定子ハウジング９Ａに保持される。各磁性体コア１０Ａの鉄心部にコイル１１Ａがそれぞれ巻回されている。これら磁性体コア１０Ａおよびコイル１１Ａの構成は、第２固定子ハウジング９Ｂ内の磁性体コア１０Ｂおよびコイル１１Ｂと同様の構成である。前記磁性体コア１０Ａ，１０Ｂを用いると省電力で高トルクを発揮できるため好適と考えられる。但し、磁性体コアに軸方向に突出する鉄心部を設けず、部品コストの低減およびトルク変動の低減に効果がある空芯コイルにすることもできる。また、第１固定子ハウジング９Ａを磁性体とすることで、第１固定子ハウジングにバックヨークを兼用させ、磁性体コア１０Ａをバックヨークを設けない構造とすることもできる。

第１固定子ハウジング９Ａとハウジング４の軸方向端面とを互いに同軸に連結する第１の位置決め手段１６が設けられている。この第１の位置決め手段１６は、第１固定子ハウジング９Ａおよびハウジング４にわたって設けられている。第１の位置決め手段１６として、この例では、ハウジング４の内周面１７と、底部１４の段差部となる外周面１８による印籠嵌合から成る構成とされている。ハウジング４の内周面１７と底部１４の外周面１８との嵌め合い部の公差等は、組立作業手順等に応じて適宜定められるものとし、例えば、前記嵌め合い部を仮止めするボルト固定部等を別途設けても良い。

第２固定子ハウジング９Ｂは、略円筒形状の外郭部１９と、この外郭部１９の軸方向基端部分を塞ぐ底部２０とを有する。これら外郭部１９および底部２０は一体に形成されている。外郭部１９は、回転入出力軸５に対し同心に形成されている。第２固定子ハウジング９Ｂ内に設けられる磁性体コア１０Ｂ、およびコイル１１Ｂが、回転入出力軸５の先端部分に干渉しないように構成されている。第２固定子ハウジング９Ｂ内において、底部２０に軸心まわりに環状の段差部２０ａが設けられている。底部２０の段差部２０ａに隣接して、軸方向一方に突出する鉄心部および略円板形状のバックヨークを備える磁性体コア１０Ｂが設けられている。

第１および２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂを互いに同軸に連結する第２の位置決め手段２１が設けられている。この第２の位置決め手段２１は、第１および２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂにわたって設けられている。第２の位置決め手段２１として、この例では、第１固定子ハウジング９Ａの段差部となる外周面２２と、第２固定子ハウジング９Ｂの段差部となる内周面２３による印籠嵌合から成る構成とされている。第１固定子ハウジング９Ａの前記段差部は、第１固定子ハウジング９Ａにおける外郭部１２の軸方向先端部分に形成されている。第２固定子ハウジング９Ｂの前記段差部は、第２固定子ハウジング９Ｂにおける外郭部１９の軸方向先端部分に形成されている。

回転子８は、例えば、永久磁石８ａと、この永久磁石８ａを保持する保持部８ｂとを有する円板状の部材である。保持部８ｂは、例えば、樹脂またはステンレス鋼等の非磁性材料から成る。前述のように、固定子７は複数のコイル１１Ａ，１１Ｂを含む励磁機構として構成し、回転子８は永久磁石８ａを用いた界磁機構として構成し、電動モータ２を永久磁石同期電動機とすると、耐久性、トルク密度、等に優れ、電動式直動アクチュエータに好適と考えられる。

回転子８は、直動機構３における回転入出力軸５の先端部分に固定されている。この例では、回転入出力軸５のうち、ハウジング４から軸方向に突出する外周面に、円筒形状のカラー１５が嵌合されている。回転入出力軸５の先端部分には、止め輪２４を固定する環状溝が形成されている。回転入出力軸５の外周面における、カラー１５の軸方向先端面と止め輪２４との間に、回転子８が軸方向に位置決めされて固定されている。
したがって、回転子８は、カラー１５および止め輪２４により、回転入出力軸５に対し、第１の励磁機構７Ａと第２の励磁機構７Ｂとの間に相当する軸方向位置に固定される。また図示は省略するが、回転子８から回転入出力軸５へのトルク伝達を可能とする回転軸周方向の位置決め構造は、平面加工、スプライン、嵌め合い摩擦力、溶接、等により実現し得る。

第１，第２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂは、共通のボルト２５によりハウジング４に締結されている。ハウジング４における、第１固定子ハウジング９Ａに臨む軸方向端面側の外周面には、半径方向外方に所定距離突出する複数（この例では３つ）のフランジ部２６が円周等配に設けられている。各フランジ部２６に雌ねじが形成され、同雌ねじに前記ボルト２５が螺合可能に構成されている。

第１，第２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂの各外郭部１２，１９には、前記複数のフランジ部２６に位相が一致する複数のフランジ２７，２８が形成されている。各フランジ２７，２８に前記ボルト２５を挿通する貫通孔が形成されている。したがって、第１，第２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂがハウジング４に仮固定された状態で、ボルト２５が、第２固定子ハウジング９Ｂの各フランジ２８の貫通孔、第１固定子ハウジング９Ａの各フランジ２７の貫通孔に通されてハウジング４の各フランジ部２６の雌ねじに螺合されている。

また固定子７の各コイル１１Ａ，１１Ｂに対する電気接続として、第１，第２固定子ハウジング９Ａ，９Ｂの各外郭部１２，１９に、半径方向外方に突出するコネクタ２９，３０がそれぞれ形成されている。この電動モータ２を制御する図示外の制御装置は、コネクタ２９，３０を介して、第１，第２の励磁機構７Ａ，７Ｂに電気的に接続される。

ハウジング４および直動機構３について説明する。
図３に示すように、円筒形状のハウジング４内に、直動機構３が組み込まれている。直動機構３は、前記電動モータ２（図２）の出力により、後述するブレーキロータに対して制動力を負荷する。この直動機構３は、電動モータ２（図２）の回転運動を回転入出力軸５を介して直動部６の直進運動に変換する。

直動機構３は、電動モータ２（図２）により回転駆動される回転入出力軸５と、この回転入出力軸５の回転運動を直線運動に変換する変換機構部３１とを有する。本実施例では変換機構部３１を遊星ローラねじ構造とする例を示し、変換機構部３１は、直動部６と、支持部材３２と、環状のスラスト板であるバックプレート３３と、スラスト軸受３４と、ラジアル軸受３５と、キャリア３６と、すべり軸受３７，３８と、遊星ローラ３９とを有する。

ハウジング４の内周面に、円筒状の直動部６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。直動部６の内周面には、径方向内方に突出し螺旋状に形成された螺旋突起が設けられている。この螺旋突起に複数の遊星ローラ３９が噛合している。
ハウジング４内における直動部６の軸方向一端側に、支持部材３２が設けられている。この支持部材３２は、円筒状のボス部と、このボス部から径方向外方に延びるフランジ部とを有する。前記ボス部内に複数のラジアル軸受３５が嵌合され、これらラジアル軸受３５の内輪内径面に回転入出力軸５が嵌合されている。回転入出力軸５は、支持部材３２に複数のラジアル軸受３５を介して回転自在に支持される。

直動部６の内周には、回転入出力軸５を中心に回転可能なキャリア３６が設けられている。キャリア３６は、回転入出力軸５との間に嵌合されたすべり軸受３７，３８により、回転入出力軸５に回転自在に支持されている。回転入出力軸５の軸方向先端部分には、支持部材３２に対して回転入出力軸５およびキャリア３６の軸方向位置を拘束する止め輪４０が設けられている。

キャリア３６には、複数のローラ軸４１が周方向に間隔を空けて設けられている。キャリア３６の軸方向両端部には、それぞれ軸挿入孔が複数形成されている。各軸挿入孔は、径方向に所定距離延びる長孔から成る。各軸挿入孔に各ローラ軸４１の軸方向両端部が挿入されて、これらローラ軸４１が各軸挿入孔の範囲で径方向に移動自在に支持される。複数のローラ軸４１における軸方向両端部には、これらローラ軸４１を径方向内方に付勢する弾性リング４２がそれぞれ掛け渡されている。

各ローラ軸４１に、遊星ローラ３９が回転自在に支持される。各遊星ローラ３９の外周面には、直動部６の螺旋突起に噛合する円周溝または螺旋溝が形成されている。各遊星ローラ３９は、回転入出力軸５の外周面と、直動部６の内周面との間に介在される。弾性リング４２の付勢力により、各遊星ローラ３９が回転入出力軸５の外周面に押し付けられる。電動モータ２（図２）により回転入出力軸５が回転することで、この回転入出力軸５の外周面に接触する各遊星ローラ３９が接触摩擦により回転する。これにより直動部６が軸方向に移動することで、この直動部６の軸方向先端に設けられた摩擦パッド４３（図６）がブレーキロータ４４（図６）に対して当接離隔する。

以上説明した電動式直動アクチュエータ１によると、ハウジング４に対する直動部６の突出方向と逆側のハウジング４の軸方向端面に、固定子７が連結して配置され、さらに固定子７におけるトルク発生面に対し軸方向に間隔を隔てて回転子８が配置されている。このように電動モータ２と直動機構３とを軸方向に隣接して配置することにより、無効なスペースが少なく省スペース化を図ることができるうえ、前記アキシアルギャップモータにより高トルク化を図ることができる。

また電動モータ２と直動機構３とを軸方向に隣接して配置しているため、例えば、同一のハウジング内に電動モータおよびアクチュエータを平行に配置する従来構造などと比べて、組立性の向上および直動機構などの汎用性の向上を図ることができる。また回転子８が直動機構３の回転入出力軸５に直接固定されているため、電動モータと直動機構との間に平行歯車のような連結機構が設けられている構造などと比べて、部品点数を削減でき構造を簡素化することができる。これにより電動式直動アクチュエータ１の製造コストを低減することができる。

第１の位置決め手段１６により、第１の励磁機構７Ａとハウジング４の軸方向端面とが互いに同軸に連結される。これにより、第１の励磁機構７Ａとハウジング４との相対的な位置決め精度の向上を図れる。第２の位置決め手段２１により、第１および第２の励磁機構７Ａ，７Ｂが互いに同軸に連結される。これにより、第１および第２の励磁機構７Ａ，７Ｂの相対的な位置決め精度の向上を図れる。第１，第２の位置決め手段１６，２１として、印籠嵌合から成る構成とすることで、安価で簡潔な構成となり好適である。
第１および第２の励磁機構７Ａ，７Ｂが、共通のボルト２５によりハウジング４に締結されているため、部品点数の低減を図れ、安価で簡潔な構造となり好適である。

他の実施形態について説明する。
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。

図４および図５に示すように、この電動式直動アクチュエータ１Ａの電動モータ２Ａは、ダブルロータ型のアキシアルギャップモータである。この電動モータ２Ａは、固定子７Ｃ、回転子８Ｃ、およびモータカバー４５を有する。固定子７Ｃは、この固定子７Ｃの軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する励磁機構である。回転子８Ｃは、前記励磁機構の軸方向の両面にそれぞれ配置される二つの界磁機構８ＣＡ，８ＣＢを備える。

ハウジング４に対する直動部６の突出方向と逆側のハウジング４の軸方向端面に、固定子７Ｃおよびモータカバー４５が連結して配置される。固定子７Ｃは、固定子ハウジング９Ｃ、磁性体コア１０Ｃ、およびコイル１１Ｃを有する。固定子ハウジング９Ｃ内に磁性体コア１０Ｃおよびコイル１１Ｃが設けられている。

固定子ハウジング９Ｃは、略円筒形状の外郭部４６を備えている。外郭部４６は、軸方向両端が開口する略円筒形状である。この外郭部４６の内周面における軸方向中間付近部に、磁性体コア１０Ｃを軸方向に位置決めする段差部４７が設けられている。磁性体コア１０Ｃは、この軸方向位置が外郭部４６の段差部４７に位置決めされた状態で、外郭部４６の内周面に嵌合固定されている。外郭部４６に対する磁性体コア１０Ｃの円周方向の位置決め手段として、例えば、平面部またはキー溝部等が設けられている。

二つの界磁機構８ＣＡ，８ＣＢのうち一方の界磁機構８ＣＡ（「第１の界磁機構８ＣＡ」と称す）が、回転入出力軸５に対し、ハウジング４の軸方向端面と、この軸方向端面に対向する励磁機構のトルク発生面との間に相当する軸方向位置に固定されている。この例では、回転入出力軸５のうち、ハウジング４から軸方向に突出する外周面に、軸方向に順次第１，第２のカラー１５Ａ，１５Ｂ、止め輪２４が嵌合されている。回転入出力軸５の外周面における、第１のカラー１５Ａと第２のカラー１５Ｂとの間に、第１の界磁機構８ＣＡが軸方向に位置決めされて固定されている。

回転入出力軸５の外周面における、第２のカラー１５Ｂと止め輪２４との間に、第２の界磁機構８ＣＢが軸方向に位置決めされて固定されている。第１，第２の界磁機構８ＣＡ，８ＣＢから回転入出力軸５へのトルク伝達を可能とする回転軸周方向の位置決め構造は、前述の実施形態と同様に、平面加工、スプライン、嵌め合い摩擦力、溶接、等により実現し得る。また固定子ハウジング９Ｃとモータカバー４５とを互いに同軸に連結する位置決め手段４８が設けられている。

この位置決め手段４８として、この例では、固定子ハウジング９Ｃの段差部となる内周面４９と、モータカバー４５の外周面５０による印籠嵌合から成る構成とされている。モータカバー４５の外周面５０は、円周方向一定間隔おきに複数設けられている。
固定子ハウジング９Ｃおよびモータカバー４５は、共通のボルト２５によりハウジング４に締結されている。固定子ハウジング９Ｃ、モータカバー４５の各外郭部には、ハウジング４の複数のフランジ部２６に位相が一致する複数のフランジ２７，２８が形成されている。各フランジ２７，２８に前記ボルト２５を挿通する貫通孔が形成されている。

この構成によれば、電動モータ２Ａと直動機構３とを軸方向に隣接して配置することにより、無効なスペースが少なく省スペース化を図ることができるうえ、前記アキシアルギャップモータにより高トルク化を図ることができる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。

図６は、いずれかの電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）を備えた電動ブレーキ装置の一部破断した断面図である。この電動ブレーキ装置は、いずれかの電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）と、車輪と一体に回転する回転部材であるブレーキロータ４４と、このブレーキロータ４４と接触して制動力を発生する摩擦パッド（摩擦材）４３と、電動式直動アクチュエータを制御する図示外の制御装置とを備える。車両には、ブレーキロータ４４の外周側部分を囲むようにキャリパ５１がそれぞれ設けられる。キャリパ５１は、電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）のハウジング４に一体に設けられている。

キャリパ５１のアウトボード側の端部に、爪部５２が設けられる。爪部５２は、ブレーキロータ４４のアウトボード側の側面と軸方向で対向する。この爪部５２にアウトボード側の摩擦パッド４３が支持されている。なお前記アウトボード側とは、この電動ブレーキ装置を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。

キャリパ５１のうち、直動機構３の直動部６のアウトボード側端に、インボード側の摩擦パッド４３が支持されている。この摩擦パッド４３は、ブレーキロータ４４のインボード側の側面と軸方向で対向する。電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）は、摩擦パッド４３をブレーキロータ４４に対して当接離隔させる駆動を行う。

車両における図示外のナックルに、マウント（図示せず）が支持される。このマウントの長手方向両端部には、一対のピン支持片（図示せず）が設けられる。これらピン支持片のそれぞれ端部に、軸方向に平行に延びる図示外のスライドピンが設けられる。これらスライドピンに、キャリパ５１が軸方向にスライド自在に支持されている。

前記制御装置は、図示外のブレーキペダルの操作量に応じて、電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）の電動モータを制御する。制動時、電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）の駆動によりインボード側の摩擦パッド４３がブレーキロータ４４に当接して、ブレーキロータ４４を軸方向に押圧する。その押圧力の反力によりキャリパ５１がインボード側にスライドする。これにより、キャリパ５１の爪部５２に支持されたアウトボード側の摩擦パッド４３がブレーキロータ４４に当接する。これらアウトボード側およびインボード側の摩擦パッド４３，４３で、ブレーキロータ４４を軸方向両側から強く挟持することで、ブレーキロータ４４に制動力が負荷される。

この構成によると、電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）が省スペース化および高トルク化を図れるため、電動式直動アクチュエータ１，（１Ａ）の搭載スペースが極めて限られた車両にも、この電動ブレーキ装置を搭載することが可能となる。したがって、電動ブレーキ装置の汎用性を高めることができ、種々な車両にこの電動ブレーキ装置を搭載することができる。

回転入出力軸に対して、カラーおよび止め輪を用いて回転子が軸方向に位置決めされて固定されているが、この例に限定されるものではない。例えば、カラーに代えて別の止め輪および止め輪溝を用いても良く、軸方向の所定位置で外径が変化する段付き形状の回転入出力軸を用いて、回転子が軸方向に位置決めされても良い。その他溶接、焼嵌め等を用いても良く、あるいは所定箇所にねじ部を設けて、回転子が軸方向に位置決めされても良い。

第１，第２固定子ハウジングは、共通のボルトによりハウジングに締結されているが、それぞれ別の箇所においてハウジングに締結可能な固定構造を設けても良い。その他溶接または接着等を用いて、第１，第２固定子ハウジングをハウジングに固定しても良い。

回転子は、非磁性材料から成る保持部で永久磁石を保持すると、損失が少なく好適と考えられるが、磁性材から成る保持部で永久磁石を保持することもできる。回転子は、保持部を用いずに、複数の軸方向磁極に着磁された単一の磁石を、直接、回転入出力軸に固定する構造とすることもできる。

電動モータは、例えば、固定子に永久磁石、回転子にコイルおよびブラシ等を用いたＤＣモータの構成を採ることもでき、あるいは、回転子が回転することによって固定子インダクタンスが変化する形状の鉄心を用いたリラクタンスモータの構成を採ることもできる。

第１，第２固定子ハウジングはそれぞれコネクタを有する形状を示しているが、この例に限定されるものではない。例えば、第１，第２固定子ハウジングのうちいずれか一方の固定子ハウジングの配線を図示外のバスバー等を用いて回転軸方向に引出し、他方の固定子ハウジングを一方の固定子ハウジングに対して固定する際に所定の接続に結線を行う等により、コネクタを一つに統合する構造としても良い。

固定子に対する電気接続として、図示外のバスバー、コイル材、ハーネス等を用いて所定の配線接続が成されるものとしても良い。例えば、固定子ハウジングを樹脂部材により構成し、前記固定子ハウジングにバスバーをインサート成形した構造とすると、省スペースで有利な構造となるが、前記コイル材または前記ハーネスを用いた構造とすると、歩留まりが少なくコスト面で有利であり、要件に応じて適宜選択されるものとする。

直動機構の変換機構部として、遊星ローラ以外にボールねじ等の各種ねじ機構、ボールランプ等の傾斜を利用した機構等を用いることができる。
その他、角度センサまたはサーミスタ等の各種センサ等は、電動式直動アクチュエータの適用条件に基づいて適宜設けられるものとする。

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。

１，１Ａ…電動式直動アクチュエータ
２，２Ａ…電動モータ
３…直動機構
４…ハウジング
５…回転入出力軸
６…直動部
７，７Ｃ…固定子
７Ａ，７Ｂ…第１，第２の励磁機構
８，８Ｃ…回転子
８ＣＡ，８ＣＢ…界磁機構
１６…第１の位置決め手段
２１…第２の位置決め手段
２５…ボルト
４３…摩擦パッド（摩擦材）
４４…ブレーキロータ

Claims

電動モータと、この電動モータの回転運動を回転入出力軸を介して直動部の直進運動に変換する直動機構と、この直動機構を保持するハウジングと、を備える電動式直動アクチュエータにおいて、
前記電動モータは、トルクに寄与する鎖交磁束を発生する磁極の向きが、前記電動モータにおける回転軸と平行に配置された固定子および回転子を備え、
前記固定子は、前記ハウジングの軸方向端面に連結して配置され、
前記固定子におけるトルク発生面に対し軸方向に間隔を隔てて前記回転子が配置され、この回転子が前記直動機構の前記回転入出力軸に固定され、
前記回転子は、この回転子の軸方向の両面にそれぞれトルク発生面を有する界磁機構であり、
前記固定子は、前記界磁機構の前記軸方向の両面にそれぞれ配置される第１および第２の励磁機構を備え、
前記第１の励磁機構と前記ハウジングの軸方向端面とを互いに同軸に連結する第１の位置決め手段が、前記第１の励磁機構および前記ハウジングにわたって設けられ、
前記回転子が、前記回転入出力軸に対し、前記第１の励磁機構と前記第２の励磁機構との間に相当する軸方向位置に固定され、
前記第１および前記２の励磁機構を互いに同軸に連結する第２の位置決め手段が、前記第１および前記２の励磁機構にわたって設けられている電動式直動アクチュエータ。
請求項１に記載の電動式直動アクチュエータにおいて、前記第１および前記第２の励磁機構が、共通のボルトにより前記ハウジングに締結されている電動式直動アクチュエータ。
請求項１または請求項２に記載の電動式直動アクチュエータと、ブレーキロータと、このブレーキロータと接触して制動力を発生する摩擦材と、を備えた電動ブレーキ装置。