JP6758937B2 - Planetary roller screw type linear motion mechanism and electric braking device - Google Patents

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Description

この発明は、電動式直動アクチュエータに用いられる遊星ローラねじ式直動機構、およびその遊星ローラねじ式直動機構を用いた電動ブレーキ装置に関する。 The present invention relates to a planetary roller screw type linear motion mechanism used in an electric linear motion actuator, and an electric brake device using the planetary roller screw type linear motion mechanism.

外部から入力される回転運動を直線運動に変換して出力する直動機構として、例えば、特許文献1のような遊星ローラねじ式直動機構が知られている。 As a linear motion mechanism that converts a rotary motion input from the outside into a linear motion and outputs it, for example, a planetary roller screw type linear motion mechanism as in Patent Document 1 is known.

特許文献1の遊星ローラねじ式直動機構は、外部から回転が入力される回転軸と、その回転軸の外周の円筒面に転がり接触する複数の遊星ローラと、その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、複数の遊星ローラを囲むように配置された外輪部材とを有する。外輪部材の内周には螺旋凸条が設けられ、その螺旋凸条と係合する螺旋溝または円周溝が各遊星ローラの外周に設けられている。 The planetary roller screw type linear motion mechanism of Patent Document 1 can rotate a rotating shaft to which rotation is input from the outside, a plurality of planetary rollers that roll and contact the cylindrical surface on the outer periphery of the rotating shaft, and the plurality of planetary rollers. It also has a carrier that revolves around the carrier and an outer ring member that is arranged so as to surround the plurality of planetary rollers. A spiral ridge is provided on the inner circumference of the outer ring member, and a spiral groove or a circumferential groove that engages with the spiral ridge is provided on the outer circumference of each planet roller.

この遊星ローラねじ式直動機構は、外部から回転軸に回転が入力されると、その回転軸の回転が、回転軸の外周に転がり接触する遊星ローラに伝達し、各遊星ローラが自転しながら回転軸のまわりを公転する。このとき、遊星ローラの外周の螺旋溝または円周溝と外輪部材の内周の螺旋凸条との係合によって外輪部材が軸方向に移動する。このようにして、遊星ローラねじ式直動機構は、回転軸の回転を外輪部材の直線運動に変換する。 In this planetary roller screw type linear motion mechanism, when rotation is input to the rotating shaft from the outside, the rotation of the rotating shaft is transmitted to the planetary rollers that roll and contact the outer circumference of the rotating shaft, and each planetary roller rotates while rotating. Revolve around the axis of rotation. At this time, the outer ring member moves in the axial direction due to the engagement between the spiral groove or the circumferential groove on the outer circumference of the planetary roller and the spiral ridge on the inner circumference of the outer ring member. In this way, the planetary roller screw type linear motion mechanism converts the rotation of the rotating shaft into the linear motion of the outer ring member.

この遊星ローラねじ式直動機構は、電動ブレーキ装置に使用することができる。この場合、ブレーキをかけるときは、電動モータの回転が遊星ローラねじ式直動機構によってブレーキパッドの直線運動に変換され、そのブレーキパッドがブレーキディスクに押さえ付けられる。一方、ブレーキを解除するときは、電動モータを逆方向に回転させ、ブレーキパッドとブレーキディスクの間にクリアランスが設けられる。 This planetary roller screw type linear motion mechanism can be used for an electric braking device. In this case, when the brake is applied, the rotation of the electric motor is converted into the linear motion of the brake pad by the planetary roller screw type linear motion mechanism, and the brake pad is pressed against the brake disc. On the other hand, when the brake is released, the electric motor is rotated in the opposite direction to provide a clearance between the brake pad and the brake disc.

ここで、外輪部材の内周の螺旋凸条のリード角を大きく設定すると、外輪部材の軸方向の移動速度が早くなるので、ブレーキをかけるときに、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するまでに要する時間が短くなり、ブレーキの応答性を高めることができるが、その反面、荷重変換率が小さくなるので、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力が小さくなるという問題がある。一方、外輪部材の内周の螺旋凸条のリード角を小さく設定すると、荷重変換率が大きくなるので、ブレーキをかけるときに、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることが可能となるが、その反面、外輪部材の軸方向の移動速度が遅くなるので、ブレーキパッドがブレーキディスクに接触するまでに要する時間が長くなり、ブレーキの応答性が低下してしまう。つまり、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることとは、相反関係にある。 Here, if the lead angle of the spiral ridge on the inner circumference of the outer ring member is set large, the moving speed of the outer ring member in the axial direction becomes faster, so that it takes time for the brake pad to come into contact with the brake disc when applying the brake. The time is shortened and the responsiveness of the brake can be improved, but on the other hand, the load conversion rate is reduced, so that there is a problem that the force with which the brake pad presses the brake disc is reduced. On the other hand, if the lead angle of the spiral ridge on the inner circumference of the outer ring member is set small, the load conversion rate becomes large, so that the force with which the brake pad presses the brake disc when applying the brake can be increased. However, on the other hand, since the moving speed of the outer ring member in the axial direction becomes slow, the time required for the brake pad to come into contact with the brake disc becomes long, and the responsiveness of the brake deteriorates. That is, increasing the responsiveness of the brake and increasing the force with which the brake pad presses the brake disc are in a contradictory relationship.

そこで、特許文献1は、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキパッドがブレーキディスクを押圧する力を大きくすることとを両立させるため、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率が切り替わる構造を提案している。 Therefore, in Patent Document 1, in order to improve the responsiveness of the brake and to increase the force with which the brake pad presses the brake disc, a load is applied according to the axial load applied from the outer ring member to the object. We are proposing a structure that switches the conversion rate.

すなわち、外輪部材が対象物に軸方向前方への荷重を負荷したときに受ける軸方向後方への反力により、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動するようにキャリアを弾性部材で支持している。また、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動していない状態では、キャリアと回転軸の相対回転を制限するようにキャリアと摩擦結合し、キャリアが回転軸に対して軸方向後方に相対移動した状態では、キャリアと回転軸の相対回転を許容するようにキャリアとの摩擦結合を解除する摩擦結合部を回転軸の外周に設けている。ここで、摩擦結合部は、遊星ローラが転がり接触する円筒面から軸方向前方に向かって次第に大径となるように回転軸の軸方向前端部の外周に設けられたテーパ面である。 That is, the carrier is made of an elastic member so that the carrier moves relative to the rotation axis in the axial direction due to the reaction force in the axial direction received when the outer ring member applies a load in the axial direction forward to the object. I support it. Further, in a state where the carrier is not relatively moving backward in the axial direction with respect to the rotation axis, frictional coupling with the carrier is performed so as to limit the relative rotation between the carrier and the rotation axis, and the carrier is axially rearward with respect to the rotation axis. In the state of relative movement, a frictional coupling portion for releasing the frictional coupling between the carrier and the rotating shaft is provided on the outer periphery of the rotating shaft so as to allow the relative rotation of the carrier and the rotating shaft. Here, the friction stir welding portion is a tapered surface provided on the outer periphery of the axial front end portion of the rotating shaft so that the diameter gradually increases toward the front in the axial direction from the cylindrical surface on which the planetary roller rolls and contacts.

特許第5496836号公報Japanese Patent No. 54986836

本願の発明者は、上記の遊星ローラねじ式直動機構において、回転軸の外周の遊星ローラが転がり接触する円筒面を研磨等によって高精度に仕上げるときに、回転軸の形状が、仕上げ加工の難しい形状となっている点に気付いた。 In the above-mentioned planetary roller screw type linear motion mechanism, the inventor of the present application determines that the shape of the rotating shaft is finished when the cylindrical surface on the outer periphery of the rotating shaft is finished with high precision by polishing or the like. I noticed that it has a difficult shape.

すなわち、特許文献1の遊星ローラねじ式直動機構においては、遊星ローラが転がり接触する円筒面から軸方向前方に向かって次第に大径となるテーパ面が設けられている。そして、このテーパ面は、遊星ローラが転がり接触する円筒面よりも大きい外径をもつ部位である。そのため、回転軸の外周を転がり支持しながら回転軸の外周を加工する低コストの加工方法(例えば、センタレス通し研磨)を採用することができず、遊星ローラが転がり接触する円筒面を高精度に仕上げるための加工コストが高くなるという問題がある。 That is, in the planetary roller screw type linear motion mechanism of Patent Document 1, a tapered surface whose diameter gradually increases from the cylindrical surface on which the planetary roller rolls and contacts toward the front in the axial direction is provided. The tapered surface is a portion having an outer diameter larger than the cylindrical surface on which the planetary rollers roll and contact. Therefore, it is not possible to adopt a low-cost processing method (for example, centerless through polishing) that processes the outer circumference of the rotating shaft while rolling and supporting the outer circumference of the rotating shaft, and the cylindrical surface on which the planetary rollers roll and contact can be made highly accurate. There is a problem that the processing cost for finishing becomes high.

この発明が解決しようとする課題は、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率を切り替えることが可能であり、しかも、回転軸の外周の遊星ローラが転がり接触する円筒面を研磨等によって容易に仕上げることが可能な遊星ローラねじ式直動機構を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that the load conversion rate can be switched according to the axial load applied to the object from the outer ring member, and the cylindrical surface on which the planetary rollers on the outer periphery of the rotating shaft roll and contact. It is to provide a planetary roller screw type linear motion mechanism which can be easily finished by polishing or the like.

上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成の遊星ローラねじ式直動機構を提供する。
外周に円筒面をもつ回転軸と、
前記円筒面に転がり接触する複数の遊星ローラと、
その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、
前記複数の遊星ローラを囲むように配置され、軸方向に移動可能に支持された外輪部材と、
その外輪部材の内周に設けられた螺旋凸条と、
その螺旋凸条と係合するように前記各遊星ローラの外周に設けられた螺旋溝または円周溝とを有し、
前記螺旋凸条と前記螺旋溝または円周溝との係合によって前記外輪部材が軸方向に移動する遊星ローラねじ式直動機構において、
前記外輪部材に対して対象物に軸方向一方への荷重を負荷したときに受ける軸方向他方への反力により、前記キャリアが前記回転軸に対して軸方向他方に相対移動するように前記キャリアを支持する弾性部材と、
前記回転軸の外周に設けられ、前記キャリアが前記回転軸に対して軸方向他方に相対移動していない場合には、前記キャリアと前記回転軸の相対回転を制限するように前記キャリアと摩擦結合し、前記キャリアが前記回転軸に対して軸方向他方に相対移動した場合には、前記キャリアと前記回転軸の相対回転を許容するように前記キャリアとの摩擦結合を解除する、摩擦結合部とを備え、
前記摩擦結合部は、前記遊星ローラに対して軸方向他方に配置されていることを特徴とする遊星ローラねじ式直動機構。
In order to solve the above problems, the present invention provides a planetary roller screw type linear motion mechanism having the following configuration.
A rotating shaft with a cylindrical surface on the outer circumference,
A plurality of planetary rollers that roll and contact the cylindrical surface,
A carrier that holds the multiple planetary rollers so that they can rotate and revolve,
An outer ring member arranged so as to surround the plurality of planetary rollers and supported so as to be movable in the axial direction,
The spiral ridges provided on the inner circumference of the outer ring member and
It has a spiral groove or a circumferential groove provided on the outer periphery of each planetary roller so as to engage with the spiral ridge.
In a planetary roller screw type linear motion mechanism in which the outer ring member moves in the axial direction by engaging the spiral ridge with the spiral groove or circumferential groove.
The carrier moves relative to the other in the axial direction with respect to the rotation axis due to a reaction force to the other in the axial direction received when a load in one of the axial directions is applied to the outer ring member. With elastic members that support
When the carrier is provided on the outer periphery of the rotating shaft and the carrier does not move relative to the other in the axial direction with respect to the rotating shaft, frictional coupling with the carrier so as to limit the relative rotation between the carrier and the rotating shaft. Then, when the carrier moves relative to the other in the axial direction with respect to the rotation axis, the frictional coupling portion that releases the frictional coupling between the carrier and the carrier so as to allow the relative rotation of the carrier and the rotation axis. With
The planetary roller screw type linear motion mechanism, characterized in that the friction coupling portion is arranged on the other side in the axial direction with respect to the planetary roller.

このようにすると、外輪部材から対象物に荷重を負荷していない状態では、回転軸の外周の摩擦結合部がキャリアと摩擦結合し、キャリアと回転軸の相対回転が制限される。そのため、外部から回転軸に回転が入力されたときに、回転軸と一体にキャリアが公転し、遊星ローラは自転せずに回転軸のまわりを公転する。このとき、遊星ローラの公転速度は比較的速いものとなる。そのため、外輪部材の軸方向の移動速度が早くなり、荷重変換率が小さくなる。一方、外輪部材から対象物に荷重を負荷した状態では、回転軸の外周の摩擦結合部とキャリアとの摩擦結合が解除され、キャリアと回転軸の相対回転が許容される。そのため、外部から回転軸に回転が入力されたときに、遊星ローラが自転しながら回転軸のまわりを公転する。このとき、遊星ローラの公転速度は比較的遅いものとなる。そのため、外輪部材の軸方向の移動速度が遅くなり、荷重変換率が大きくなる。このように、荷重変換率を、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて切り替えることが可能となっている。 In this way, when no load is applied from the outer ring member to the object, the frictional coupling portion on the outer circumference of the rotating shaft is frictionally welded to the carrier, and the relative rotation between the carrier and the rotating shaft is restricted. Therefore, when rotation is input to the rotation shaft from the outside, the carrier revolves integrally with the rotation shaft, and the planetary roller revolves around the rotation shaft without rotating. At this time, the revolution speed of the planetary roller is relatively high. Therefore, the moving speed of the outer ring member in the axial direction becomes high, and the load conversion rate becomes small. On the other hand, when a load is applied to the object from the outer ring member, the frictional coupling between the frictional coupling portion on the outer periphery of the rotating shaft and the carrier is released, and the relative rotation between the carrier and the rotating shaft is allowed. Therefore, when rotation is input to the rotation axis from the outside, the planet roller revolves around the rotation axis while rotating. At this time, the revolution speed of the planetary roller is relatively slow. Therefore, the moving speed of the outer ring member in the axial direction becomes slow, and the load conversion rate becomes large. In this way, the load conversion rate can be switched according to the axial load applied to the object from the outer ring member.

また、回転軸の外周の摩擦結合部は、通常、軸方向一方(軸方向前方)から軸方向他方(軸方向後方)に向かって小径となる部位をもつ形状であり、この摩擦結合部が、遊星ローラに対して軸方向他方(外輪部材から対象物に荷重を負荷する方向に対して逆向きの軸方向、すなわち軸方向後方)に配置されていることから、遊星ローラが転がり接触する円筒面を、回転軸の最大径部分とすることが可能である。そのため、回転軸の外周を転がり支持しながら回転軸の外周を加工する低コストの加工方法(例えば、センタレス通し研磨)を採用することが可能であり、遊星ローラが転がり接触する円筒面を研磨等によって容易に仕上げることが可能である。 Further, the frictional coupling portion on the outer periphery of the rotating shaft usually has a shape having a portion having a smaller diameter from one axial direction (front in the axial direction) to the other in the axial direction (rear in the axial direction). Since it is arranged in the other axial direction with respect to the planetary roller (the axial direction opposite to the direction in which the load is applied from the outer ring member to the object, that is, the axial rearward), the cylindrical surface on which the planetary roller rolls and contacts. Can be the maximum diameter portion of the rotating shaft. Therefore, it is possible to adopt a low-cost processing method (for example, centerless through polishing) in which the outer circumference of the rotating shaft is machined while rolling and supporting the outer circumference of the rotating shaft, and the cylindrical surface on which the planetary rollers roll and contact is polished. Can be easily finished by.

前記摩擦結合部としては、軸方向一方から他方に向かって外径が小さくなるテーパ面を採用することができる。 As the friction stir welding portion , a tapered surface whose outer diameter decreases from one axial direction to the other can be adopted.

このようにすると、キャリアと、回転軸の外周の摩擦結合部とが摩擦結合したときに、テーパ面のくさび作用によって大きな摩擦力を発生することが可能である。 In this way, when the carrier and the frictional coupling portion on the outer periphery of the rotating shaft are frictionally welded, it is possible to generate a large frictional force due to the wedge action of the tapered surface.

また、この発明では、上記の遊星ローラねじ式直動機構を用いた電動ブレーキ装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
上記構成の遊星ローラねじ式直動機構と、
前記遊星ローラねじ式直動機構の回転軸を回転駆動する電動モータと、
前記遊星ローラねじ式直動機構の外輪部材と一体に移動するブレーキパッドと、
前記ブレーキパッドに対向して配置されたブレーキディスクと、
を有する電動ブレーキ装置。
Further, in the present invention, as an electric brake device using the above-mentioned planetary roller screw type linear motion mechanism, the one having the following configuration is also provided.
Planetary roller screw type linear motion mechanism with the above configuration and
An electric motor that rotationally drives the rotating shaft of the planetary roller screw type linear motion mechanism,
A brake pad that moves integrally with the outer ring member of the planetary roller screw type linear motion mechanism,
Brake discs placed facing the brake pads and
Electric braking device with.

この発明の遊星ローラねじ式直動機構は、外輪部材から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率を切り替えることが可能である。また、回転軸の外周の摩擦結合部が、遊星ローラに対して軸方向他方に配置されていることから、遊星ローラが転がり接触する円筒面を、回転軸の最大径部分とすることが可能である。そのため、回転軸の外周を転がり支持しながら回転軸の外周を加工する低コストの加工方法(例えば、センタレス通し研磨)を採用することが可能であり、遊星ローラが転がり接触する円筒面を研磨等によって容易に仕上げることが可能である。 The planetary roller screw type linear motion mechanism of the present invention can switch the load conversion rate according to the axial load applied to the object from the outer ring member. Further, since the friction stir welding portion on the outer circumference of the rotating shaft is arranged on the other side in the axial direction with respect to the planetary roller, the cylindrical surface on which the planetary roller rolls and contacts can be the maximum diameter portion of the rotating shaft. is there. Therefore, it is possible to adopt a low-cost processing method (for example, centerless through polishing) in which the outer circumference of the rotating shaft is machined while rolling and supporting the outer circumference of the rotating shaft, and the cylindrical surface on which the planetary rollers roll and contact is polished. Can be easily finished by.

この発明の実施形態の遊星ローラねじ式直動機構を組み込んだ電動式直動アクチュエータを示す断面図Sectional drawing which shows the electric linear motion actuator which incorporated the planet roller screw type linear motion mechanism of embodiment of this invention. 図1の遊星ローラねじ式直動機構の近傍の拡大断面図Enlarged sectional view of the vicinity of the planetary roller screw type linear motion mechanism of FIG. 図2のIII−III線に沿った断面図Sectional view taken along line III-III of FIG. 図2の弾性部材の近傍の拡大断面図Enlarged cross-sectional view of the vicinity of the elastic member of FIG. 図4のキャリアに軸方向後方への反力が負荷された状態を示す図The figure which shows the state which the reaction force in the axial direction is applied to the carrier of FIG. 図1に示す電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置の一例を示す断面図A cross-sectional view showing an example of an electric brake device using the electric linear actuator shown in FIG. 図6に示す電動ブレーキ装置をインナ側から見た図A view of the electric brake device shown in FIG. 6 as viewed from the inner side.

図1に、この発明の実施形態の遊星ローラねじ式直動機構1を用いた電動式直動アクチュエータ2を示す。この電動式直動アクチュエータ2は、電動モータ3と、電動モータ3の回転を減速して伝達する減速歯車列4と、減速歯車列4を介して電動モータ3から入力される回転を外輪部材5の直線運動に変換して出力する遊星ローラねじ式直動機構1とを有する。 FIG. 1 shows an electric linear actuator 2 using the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 according to the embodiment of the present invention. The electric linear actuator 2 uses an electric motor 3, a reduction gear train 4 that decelerates and transmits the rotation of the electric motor 3, and an outer ring member 5 that transmits rotation input from the electric motor 3 via the reduction gear train 4. It has a planetary roller screw type linear motion mechanism 1 that converts and outputs the linear motion of the above.

減速歯車列4は、電動モータ3のモータ軸6に固定された入力歯車7と、遊星ローラねじ式直動機構1の回転軸8に固定された出力歯車9と、入力歯車7と出力歯車9の間で回転を伝達する中間歯車10と、これらの歯車7,9,10を収容するギヤケース11とを有する。この減速歯車列4は、電動モータ3のモータ軸6から入力歯車7に入力された回転を、互いに歯数の異なる入力歯車7、中間歯車10、出力歯車9を順に伝達することで減速し、その減速された回転を出力歯車9から回転軸8に出力する。 The reduction gear train 4 includes an input gear 7 fixed to the motor shaft 6 of the electric motor 3, an output gear 9 fixed to the rotating shaft 8 of the planetary roller screw type linear motion mechanism 1, and an input gear 7 and an output gear 9. It has an intermediate gear 10 for transmitting rotation between the gears 10 and a gear case 11 for accommodating these gears 7, 9, and 10. The reduction gear train 4 reduces the rotation input from the motor shaft 6 of the electric motor 3 to the input gear 7 by sequentially transmitting the input gear 7, the intermediate gear 10, and the output gear 9 having different numbers of teeth. The reduced rotation is output from the output gear 9 to the rotating shaft 8.

図2、図3に示すように、遊星ローラねじ式直動機構1は、外周に円筒面12をもつ回転軸8と、円筒面12に転がり接触する複数の遊星ローラ13と、その複数の遊星ローラ13を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア14と、複数の遊星ローラ13を囲むように配置された中空筒状の外輪部材5と、外輪部材5を軸方向に移動可能に収容するハウジング15とを有する。複数の遊星ローラ13は、外輪部材5の内周と回転軸8の外周との間に周方向に間隔をおいて配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the planet roller screw type linear motion mechanism 1 includes a rotating shaft 8 having a cylindrical surface 12 on the outer circumference, a plurality of planet rollers 13 that roll and contact the cylindrical surface 12, and a plurality of planets thereof. A carrier 14 that holds the rollers 13 so that they can rotate and revolve, a hollow cylindrical outer ring member 5 that is arranged so as to surround the plurality of planetary rollers 13, and a housing 15 that houses the outer ring members 5 so as to be movable in the axial direction. And have. The plurality of planetary rollers 13 are arranged at intervals in the circumferential direction between the inner circumference of the outer ring member 5 and the outer circumference of the rotating shaft 8.

ここで、回転軸8と平行な方向を軸方向、外輪部材5のハウジング15からの突出長さが大きくなる側に外輪部材5が移動するときの外輪部材5の移動方向を軸方向前方(一方)、外輪部材5のハウジング15からの突出長さが小さくなる側に外輪部材5が移動するときの外輪部材5の移動方向を軸方向後方(他方)、回転軸8まわりに周回する方向を周方向と定義する。 Here, the direction parallel to the rotating shaft 8 is the axial direction, and the moving direction of the outer ring member 5 when the outer ring member 5 moves to the side where the protrusion length of the outer ring member 5 from the housing 15 becomes larger is axially forward (one side). ), The moving direction of the outer ring member 5 when the outer ring member 5 moves to the side where the protrusion length from the housing 15 of the outer ring member 5 becomes smaller is axially rearward (the other), and the direction of orbiting around the rotating shaft 8 is rotated. Defined as direction.

図2に示すように、外輪部材5の内周には、螺旋凸条16が設けられている。螺旋凸条16は、周方向に対して所定のリード角をもって斜めに延びる凸条である。各遊星ローラ13の外周には、螺旋凸条16に係合する複数の円周溝17が軸方向に間隔をおいて形成されている。各遊星ローラ13の外周の軸方向に隣り合う円周溝17の間隔は、螺旋凸条16のピッチと同一の大きさとされている。ここでは、遊星ローラ13の外周にリード角が0度の円周溝17を設けているが、円周溝17のかわりに、螺旋凸条16と異なるリード角をもつ螺旋溝を設けてもよい。 As shown in FIG. 2, a spiral ridge 16 is provided on the inner circumference of the outer ring member 5. The spiral ridge 16 is a ridge extending diagonally with a predetermined lead angle in the circumferential direction. A plurality of circumferential grooves 17 engaging with the spiral ridges 16 are formed on the outer periphery of each planet roller 13 at intervals in the axial direction. The distance between the circumferential grooves 17 adjacent to each other in the axial direction of the outer circumference of each planet roller 13 is the same as the pitch of the spiral ridges 16. Here, the circumferential groove 17 having a lead angle of 0 degrees is provided on the outer periphery of the planetary roller 13, but instead of the circumferential groove 17, a spiral groove having a lead angle different from that of the spiral ridge 16 may be provided. ..

図2、図3に示すように、キャリア14は、各遊星ローラ13をそれぞれ自転可能に支持する複数の支持ピン18と、各支持ピン18の軸方向前端部を保持する軸方向前側ディスク19と、各支持ピン18の軸方向後端部を保持する軸方向後側ディスク20と、周方向に隣り合う複数の遊星ローラ13の間を通って軸方向前側ディスク19と軸方向後側ディスク20を連結する柱部21とを有する。柱部21は、軸方向前側ディスク19と軸方向後側ディスク20が軸方向と周方向のいずれの方向にも相対移動しないように両ディスク19,20を一体化している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the carrier 14 includes a plurality of support pins 18 that support each planet roller 13 so as to be rotatable, and an axial front disk 19 that holds an axial front end portion of each support pin 18. The axial front disk 19 and the axial rear disk 20 pass between the axial rear disk 20 holding the axial rear end of each support pin 18 and the plurality of planetary rollers 13 adjacent to each other in the circumferential direction. It has a pillar portion 21 to be connected. The pillar portion 21 integrates both the discs 19 and 20 so that the axial front disc 19 and the axial rear disc 20 do not move relative to each other in either the axial direction or the circumferential direction.

図2に示すように、軸方向前側ディスク19および軸方向後側ディスク20は、それぞれ回転軸8を貫通させる環状に形成されている。軸方向前側ディスク19の内周には、回転軸8の外周に摺接する滑り軸受22が装着されている。 As shown in FIG. 2, the axial front disc 19 and the axial rear disc 20 are each formed in an annular shape so as to penetrate the rotating shaft 8. A slide bearing 22 that is in sliding contact with the outer periphery of the rotating shaft 8 is mounted on the inner circumference of the axial front disc 19.

各遊星ローラ13の内周と支持ピン18の外周との間には、遊星ローラ13を自転可能に支持するラジアル軸受23が組み込まれている。各遊星ローラ13と軸方向後側ディスク20との間には、遊星ローラ13を自転可能な状態で軸方向に支持するスラスト軸受24が組み込まれている。また、スラスト軸受24と軸方向後側ディスク20の間には、スラスト軸受24を介して遊星ローラ13を傾動可能に支持する調心座25が組み込まれている。 A radial bearing 23 that supports the planet roller 13 so as to rotate is incorporated between the inner circumference of each planet roller 13 and the outer circumference of the support pin 18. A thrust bearing 24 that supports the planet roller 13 in the axial direction in a state in which the planet roller 13 can rotate is incorporated between each planet roller 13 and the axial rear disc 20. Further, a centering seat 25 that tiltably supports the planetary roller 13 via the thrust bearing 24 is incorporated between the thrust bearing 24 and the axial rear disc 20.

外輪部材5は、ハウジング15に形成された収容孔26の内面で軸方向にスライド可能に支持されている。ハウジング15の内部には、外輪部材5から軸方向後方に離れた位置に軸受支持部材27が固定されている。軸受支持部材27は、回転軸8を貫通させる円環状に形成されている。軸受支持部材27の内周には、回転軸8を回転可能に支持するラジアル軸受28が組み込まれている。ラジアル軸受28は、例えば、焼結すべり軸受や深溝玉軸受を採用することができる。 The outer ring member 5 is supported so as to be slidable in the axial direction on the inner surface of the accommodating hole 26 formed in the housing 15. Inside the housing 15, the bearing support member 27 is fixed at a position axially rearward from the outer ring member 5. The bearing support member 27 is formed in an annular shape that penetrates the rotating shaft 8. A radial bearing 28 that rotatably supports the rotating shaft 8 is incorporated in the inner circumference of the bearing support member 27. As the radial bearing 28, for example, a sintered plain bearing or a deep groove ball bearing can be adopted.

軸受支持部材27は、収容孔26の内周に設けられた突起部29で軸方向後方への移動が規制され、収容孔26の内周に装着した止め輪30で軸方向前方への移動が規制されている。また、回転軸8は、回転軸8の外周に装着した止め輪31によって軸受支持部材27に対する軸方向前方への相対移動が規制されている。また、キャリア14は、回転軸8の軸方向前端部の外周に装着された止め輪32によって、回転軸8に対する軸方向前方への相対移動が規制されている。 The bearing support member 27 is restricted from moving backward in the axial direction by a protrusion 29 provided on the inner circumference of the accommodation hole 26, and is moved forward in the axial direction by a retaining ring 30 mounted on the inner circumference of the accommodation hole 26. It is regulated. Further, the rotating shaft 8 is restricted from moving forward in the axial direction with respect to the bearing support member 27 by a retaining ring 31 mounted on the outer periphery of the rotating shaft 8. Further, the carrier 14 is restricted from moving forward in the axial direction with respect to the rotating shaft 8 by a retaining ring 32 mounted on the outer periphery of the axial front end portion of the rotating shaft 8.

ここで、ラジアル軸受28は、軸受支持部材27に対する軸方向前方への相対移動が規制された状態に組み込まれ、止め輪31は、ラジアル軸受28に対して軸方向後側に装着されている。また、止め輪32は、滑り軸受22に対して軸方向前側に装着されている。 Here, the radial bearing 28 is incorporated in a state in which the relative movement of the bearing support member 27 in the axial direction forward is restricted, and the retaining ring 31 is mounted on the rear side in the axial direction with respect to the radial bearing 28. Further, the retaining ring 32 is mounted on the front side in the axial direction with respect to the slide bearing 22.

キャリア14と軸受支持部材27の間には、キャリア14を公転可能な状態で軸方向後側から支持するスラスト軸受33が組み込まれている。また、キャリア14とスラスト軸受33の間には、キャリア14からスラスト軸受33に軸方向荷重を伝達する間座34が組み込まれている。キャリア14と間座34の間には弾性部材35が組み込まれ、さらに間座34とキャリア14の間には、キャリア14の軸方向移動を許容する軸方向隙間36が設けられている。これにより、キャリア14に軸方向後方への荷重が負荷されたときに、その荷重により弾性部材35が軸方向に圧縮し、キャリア14と間座34の間の軸方向隙間36の範囲で、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動するようになっている。ここで、キャリア14と間座34の間の軸方向隙間36の大きさは微小である。そのため、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動することが可能な距離はきわめて短いもの(例えば、0.5mm以下)となっている。 A thrust bearing 33 that supports the carrier 14 from the rear side in the axial direction in a revolving state is incorporated between the carrier 14 and the bearing support member 27. Further, a spacer 34 for transmitting an axial load from the carrier 14 to the thrust bearing 33 is incorporated between the carrier 14 and the thrust bearing 33. An elastic member 35 is incorporated between the carrier 14 and the spacer 34, and an axial gap 36 that allows the carrier 14 to move in the axial direction is provided between the spacer 34 and the carrier 14. As a result, when a load is applied to the carrier 14 in the axial direction, the elastic member 35 is compressed in the axial direction by the load, and the carrier is within the range of the axial gap 36 between the carrier 14 and the spacer 34. 14 is adapted to move relative to the rotating shaft 8 in the axial direction. Here, the size of the axial gap 36 between the carrier 14 and the spacer 34 is very small. Therefore, the distance at which the carrier 14 can move relative to the rotating shaft 8 in the axial direction is extremely short (for example, 0.5 mm or less).

弾性部材35は、回転軸8を貫通させる環状に形成されている。弾性部材35は、例えば皿ばねである。皿ばねにかえて、ウェーブスプリングやコイルばねを採用することも可能である。弾性部材35は、キャリア14に軸方向後方への荷重が全く負荷されていない状態で予め軸方向に圧縮され、キャリア14を付勢している。弾性部材35は、キャリア14に軸方向後方への荷重が負荷されたときにその荷重の大きさに応じて弾性部材35の軸方向の圧縮量が増加する組み込みとされている。 The elastic member 35 is formed in an annular shape that penetrates the rotating shaft 8. The elastic member 35 is, for example, a disc spring. It is also possible to use wave springs or coil springs instead of disc springs. The elastic member 35 is preliminarily compressed in the axial direction in a state where no load is applied rearward in the axial direction to the carrier 14, and the carrier 14 is urged. The elastic member 35 is incorporated so that when a load is applied to the carrier 14 in the axial direction, the amount of compression in the axial direction of the elastic member 35 increases according to the magnitude of the load.

間座34のキャリア14との対向面には収容凹部37が形成されている。弾性部材35の一部は収容凹部37に収容され、弾性部材35の残りの部分は、収容凹部37からはみ出している。 A housing recess 37 is formed on the surface of the spacer 34 facing the carrier 14. A part of the elastic member 35 is accommodated in the accommodating recess 37, and the remaining portion of the elastic member 35 protrudes from the accommodating recess 37.

この実施形態では、キャリア14と間座34の間に弾性部材35を組み込んだが、弾性部材35を組み込む位置は、キャリア14と軸受支持部材27の間であれば他の位置でもよく、例えば、間座34とスラスト軸受33の間に弾性部材35を組み込んでもよく、間座34を軸方向に相対移動可能な2つの分割体で構成し、その2つの分割体の間に弾性部材35を組み込んでもよく、またスラスト軸受33と軸受支持部材27の間に弾性部材35を組み込むようにしてもよい。 In this embodiment, the elastic member 35 is incorporated between the carrier 14 and the spacer 34, but the position where the elastic member 35 is incorporated may be any other position as long as it is between the carrier 14 and the bearing support member 27. An elastic member 35 may be incorporated between the seat 34 and the thrust bearing 33, or the spacer 34 may be composed of two split bodies that can move relative to each other in the axial direction, and the elastic member 35 may be incorporated between the two split bodies. Alternatively, the elastic member 35 may be incorporated between the thrust bearing 33 and the bearing support member 27.

回転軸8の外周には、遊星ローラ13が転がり接触する円筒面12と、その円筒面12に対して軸方向後方に位置するテーパ面38(摩擦結合部)と、テーパ面38の軸方向後方に連続する円筒面39とが設けられている。円筒面39は、ラジアル軸受28で支持される面であり、円筒面39の外径は、円筒面12の外径よりも小さい。 On the outer periphery of the rotating shaft 8, a cylindrical surface 12 on which the planetary roller 13 rolls and contacts, a tapered surface 38 (friction stir welding portion) located axially rearward with respect to the cylindrical surface 12, and an axially rearward portion of the tapered surface 38. Is provided with a continuous cylindrical surface 39. The cylindrical surface 39 is a surface supported by the radial bearing 28, and the outer diameter of the cylindrical surface 39 is smaller than the outer diameter of the cylindrical surface 12.

図4に示すように、テーパ面38は、軸方向前側から後側に向かって外径が小さくなる円錐状の面である。テーパ面38の傾斜角(テーパ面38が軸方向と平行な方向に対してなす角度)は、5〜20°の範囲で設定されている。 As shown in FIG. 4, the tapered surface 38 is a conical surface whose outer diameter decreases from the front side to the rear side in the axial direction. The inclination angle of the tapered surface 38 (the angle formed by the tapered surface 38 with respect to the direction parallel to the axial direction) is set in the range of 5 to 20 °.

キャリア14の軸方向後側ディスク20の内周には、回転軸8の外周のテーパ面38に対向するテーパ内周面40が形成されている。テーパ内周面40の傾斜角(テーパ内周面40が軸方向と平行な方向に対してなす角度)は、5〜20°の範囲で設定されている。テーパ内周面40は、テーパ面38と等しい傾斜角をもつように形成すると好ましい。 A tapered inner peripheral surface 40 facing the tapered surface 38 on the outer periphery of the rotating shaft 8 is formed on the inner circumference of the axially rear disc 20 of the carrier 14. The inclination angle of the tapered inner peripheral surface 40 (the angle formed by the tapered inner peripheral surface 40 with respect to the direction parallel to the axial direction) is set in the range of 5 to 20 °. The tapered inner peripheral surface 40 is preferably formed so as to have an inclination angle equal to that of the tapered surface 38.

ここで、図4に示すように、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動していない状態(すなわち、キャリア14に軸方向後方への荷重が負荷されていない状態)では、キャリア14のテーパ内周面40は、回転軸8の外周のテーパ面38に接触している。このとき、テーパ内周面40とテーパ面38は弾性部材35の力によって摩擦結合し、キャリア14と回転軸8の相対回転がテーパ内周面40とテーパ面38の間の摩擦力によって制限された状態となる。 Here, as shown in FIG. 4, in a state in which the carrier 14 is not moving rearward in the axial direction with respect to the rotating shaft 8 (that is, in a state in which the carrier 14 is not loaded in the rearward direction in the axial direction). The tapered inner peripheral surface 40 of the carrier 14 is in contact with the tapered surface 38 on the outer periphery of the rotating shaft 8. At this time, the tapered inner peripheral surface 40 and the tapered surface 38 are frictionally coupled by the force of the elastic member 35, and the relative rotation between the carrier 14 and the rotating shaft 8 is limited by the frictional force between the tapered inner peripheral surface 40 and the tapered surface 38. It will be in a state of being.

一方、図5に示すように、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動した状態(すなわち、キャリア14に軸方向後方への荷重が負荷され、その荷重によって弾性部材35の圧縮量が増加した状態)では、キャリア14のテーパ内周面40が、回転軸8の外周のテーパ面38から離反する。このとき、テーパ内周面40とテーパ面38の摩擦結合が解除され、キャリア14と回転軸8の相対回転が許容された状態となる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, a state in which the carrier 14 is moved rearward in the axial direction with respect to the rotating shaft 8 (that is, a load is applied to the carrier 14 in the rearward direction in the axial direction, and the load compresses the elastic member 35. In the state where the amount is increased), the tapered inner peripheral surface 40 of the carrier 14 is separated from the tapered surface 38 on the outer periphery of the rotating shaft 8. At this time, the frictional coupling between the tapered inner peripheral surface 40 and the tapered surface 38 is released, and the relative rotation between the carrier 14 and the rotating shaft 8 is allowed.

上記の電動式直動アクチュエータ2の動作例を説明する。 An operation example of the electric linear actuator 2 will be described.

図1に示す電動モータ3のモータ軸6が回転すると、その回転が減速歯車列4によって減速して伝達され、遊星ローラねじ式直動機構1の回転軸8に入力される。 When the motor shaft 6 of the electric motor 3 shown in FIG. 1 rotates, the rotation is decelerated and transmitted by the reduction gear train 4, and is input to the rotation shaft 8 of the planetary roller screw type linear motion mechanism 1.

ここで、外輪部材5から対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態では、キャリア14に軸方向後方への荷重が負荷されないため、図4に示すように、キャリア14のテーパ内周面40と回転軸8の外周のテーパ面38とが摩擦結合し、キャリア14と回転軸8の相対回転が制限される。そのため、図1に示す電動モータ3から減速歯車列4を介して回転軸8に回転が入力されたときに、回転軸8と一体にキャリア14が公転し、遊星ローラ13は自転せずに回転軸8のまわりを公転する。そして、遊星ローラ13の外周の円周溝17と外輪部材5の内周の螺旋凸条16との係合によって、遊星ローラ13と外輪部材5が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ13はキャリア14と共に軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ13はハウジング15に対して軸方向に移動せず、外輪部材5がハウジング15に対して軸方向に移動する。 Here, in a state where the outer ring member 5 does not load the object in the axially forward direction, the carrier 14 is not loaded in the axially rearward direction. Therefore, as shown in FIG. 4, the carrier 14 is inside the taper. The peripheral surface 40 and the tapered surface 38 on the outer periphery of the rotating shaft 8 are frictionally coupled, and the relative rotation of the carrier 14 and the rotating shaft 8 is restricted. Therefore, when rotation is input from the electric motor 3 shown in FIG. 1 to the rotating shaft 8 via the reduction gear train 4, the carrier 14 revolves integrally with the rotating shaft 8 and the planetary roller 13 rotates without rotating. It revolves around the axis 8. Then, the planetary roller 13 and the outer ring member 5 move relative to each other in the axial direction due to the engagement between the circumferential groove 17 on the outer circumference of the planet roller 13 and the spiral ridge 16 on the inner circumference of the outer ring member 5, but the planet roller 13 Since the movement in the axial direction is restricted together with the carrier 14, the planetary roller 13 does not move in the axial direction with respect to the housing 15, and the outer ring member 5 moves in the axial direction with respect to the housing 15.

このとき、回転軸8と一体にキャリア14が公転し、遊星ローラ13は自転せずに回転軸8のまわりを公転するため、遊星ローラ13が自転しながら回転軸8のまわりを公転する場合よりも、遊星ローラ13の公転速度は比較的速いものとなる。そのため、外輪部材5の軸方向の移動速度が早くなり、荷重変換率が小さくなる。 At this time, the carrier 14 revolves integrally with the rotating shaft 8, and the planet roller 13 revolves around the rotating shaft 8 without rotating. Therefore, the planet roller 13 revolves around the rotating shaft 8 while rotating. However, the revolution speed of the planetary roller 13 is relatively high. Therefore, the moving speed of the outer ring member 5 in the axial direction becomes high, and the load conversion rate becomes small.

一方、外輪部材5から対象物に軸方向前方への荷重を負荷している状態では、外輪部材5が受ける軸方向後方への反力が遊星ローラ13とスラスト軸受24とを順に介してキャリア14に伝達し、その軸方向後方への反力によって、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動し、図5に示すように、キャリア14のテーパ内周面40と回転軸8の外周のテーパ面38の摩擦結合が解除され、キャリア14と回転軸8の相対回転が許容される。そのため、図1に示す電動モータ3から減速歯車列4を介して回転軸8に回転が入力されたときに、遊星ローラ13が支持ピン18を中心に自転しながら回転軸8のまわりを公転する。そして、遊星ローラ13の外周の円周溝17と外輪部材5の内周の螺旋凸条16との係合によって、遊星ローラ13と外輪部材5が軸方向に相対移動するが、遊星ローラ13はキャリア14と共に軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ13はハウジング15に対して軸方向に移動せず、外輪部材5がハウジング15に対して軸方向に移動する。 On the other hand, when a load is applied to the object from the outer ring member 5 in the axial direction forward, the reaction force received by the outer ring member 5 in the axial direction is sequentially passed through the planetary roller 13 and the thrust bearing 24 to the carrier 14. The carrier 14 moves rearward in the axial direction with respect to the rotating shaft 8 due to the reaction force transmitted to the rear in the axial direction, and as shown in FIG. 5, the tapered inner peripheral surface 40 of the carrier 14 and the rotating shaft 8 The frictional coupling of the tapered surface 38 on the outer periphery of the carrier 14 is released, and the relative rotation of the carrier 14 and the rotating shaft 8 is allowed. Therefore, when rotation is input to the rotating shaft 8 from the electric motor 3 shown in FIG. 1 via the reduction gear train 4, the planet roller 13 revolves around the rotating shaft 8 while rotating around the support pin 18. .. Then, the planetary roller 13 and the outer ring member 5 move relative to each other in the axial direction due to the engagement between the circumferential groove 17 on the outer circumference of the planet roller 13 and the spiral ridge 16 on the inner circumference of the outer ring member 5, but the planet roller 13 Since the movement in the axial direction is restricted together with the carrier 14, the planetary roller 13 does not move in the axial direction with respect to the housing 15, and the outer ring member 5 moves in the axial direction with respect to the housing 15.

このとき、遊星ローラ13が自転しながら回転軸8のまわりを公転するため、遊星ローラ13が自転せずに回転軸8のまわりを公転する場合よりも、遊星ローラ13の公転速度は比較的遅いものとなる。そのため、外輪部材5の軸方向の移動速度が遅くなり、荷重変換率が大きくなる。 At this time, since the planet roller 13 revolves around the rotating shaft 8 while rotating, the revolution speed of the planet roller 13 is relatively slower than when the planet roller 13 revolves around the rotating shaft 8 without rotating. It becomes a thing. Therefore, the moving speed of the outer ring member 5 in the axial direction becomes slow, and the load conversion rate becomes large.

以上のように、この電動式直動アクチュエータ2は、外輪部材5から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて荷重変換率が切り替わる。この電動式直動アクチュエータ2を電動ブレーキ装置に使用することで、後述のように、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキの押圧力を大きくすることとを両立させることが可能となる。 As described above, in this electric linear acting actuator 2, the load conversion rate is switched according to the axial load applied to the object from the outer ring member 5. By using the electric linear actuator 2 in the electric brake device, it is possible to improve the responsiveness of the brake and increase the pressing force of the brake, as will be described later.

図6、図7に、上記構成の電動式直動アクチュエータ2を用いた電動ブレーキ装置を示す。この電動ブレーキ装置は、車輪(図示せず)と一体に回転するブレーキディスク50と、ブレーキディスク50に対して軸方向に移動不能に車体に固定されたマウンティングブラケット51と、マウンティングブラケット51に対してブレーキディスク50の軸方向と平行にスライド可能に支持されたキャリパボディ52と、ブレーキディスク50を間に挟んで軸方向に対向するインナ側ブレーキパッド53およびアウタ側ブレーキパッド54と、インナ側ブレーキパッド53を軸方向に移動させる電動式直動アクチュエータ2とを有する。インナ側ブレーキパッド53とブレーキディスク50の間には微小なクリアランス55が設けられている。インナ側ブレーキパッド53とアウタ側ブレーキパッド54は、それぞれマウンティングブラケット51によって、軸方向に移動可能かつ周方向に移動不能に保持されている。 6 and 7 show an electric brake device using the electric linear actuator 2 having the above configuration. This electric brake device refers to a brake disc 50 that rotates integrally with a wheel (not shown), a mounting bracket 51 that is fixed to the vehicle body so as not to move in the axial direction with respect to the brake disc 50, and a mounting bracket 51. A caliper body 52 that is slidably supported in parallel with the axial direction of the brake disc 50, an inner side brake pad 53 and an outer side brake pad 54 that face each other in the axial direction with the brake disc 50 in between, and an inner side brake pad. It has an electric linear motion actuator 2 that moves 53 in the axial direction. A minute clearance 55 is provided between the inner side brake pad 53 and the brake disc 50. The inner side brake pad 53 and the outer side brake pad 54 are held by the mounting bracket 51 so as to be movable in the axial direction and immovable in the circumferential direction, respectively.

キャリパボディ52は、アウタ側ブレーキパッド54の背面に軸方向に対向する爪部56と、ブレーキディスク50の外径側に対向する外殻部57とを有する。外殻部57は、電動式直動アクチュエータ2のハウジング15に一体に形成されている。キャリパボディ52の外殻部57と電動式直動アクチュエータ2のハウジング15とを別体に形成し、その両者をボルト等で一体化してもよい。外輪部材5は、外輪部材5が移動したときに外輪部材5と一体にインナ側ブレーキパッド53も移動するように、インナ側ブレーキパッド53の背面に配置されている。 The caliper body 52 has a claw portion 56 that faces the back surface of the outer brake pad 54 in the axial direction, and an outer shell portion 57 that faces the outer diameter side of the brake disc 50. The outer shell portion 57 is integrally formed with the housing 15 of the electric linear actuator 2. The outer shell portion 57 of the caliper body 52 and the housing 15 of the electric linear actuator 2 may be formed as separate bodies, and both may be integrated with bolts or the like. The outer ring member 5 is arranged on the back surface of the inner side brake pad 53 so that the inner side brake pad 53 also moves integrally with the outer ring member 5 when the outer ring member 5 moves.

外輪部材5のブレーキディスク50の側の端部には、インナ側ブレーキパッド53の背面に形成された係合凸部58に係合する係合凹部59が形成され、この係合凸部58と係合凹部59の係合によって、外輪部材5は回り止めされている。 At the end of the outer ring member 5 on the side of the brake disc 50, an engaging recess 59 that engages with the engaging convex portion 58 formed on the back surface of the inner side brake pad 53 is formed, and the engaging convex portion 58 and the engaging convex portion 58 are formed. The outer ring member 5 is prevented from rotating by the engagement of the engaging recess 59.

この電動ブレーキ装置の動作例を説明する。 An operation example of this electric brake device will be described.

ブレーキをかけるとき、電動モータ3(図1参照)が回転すると、電動モータ3から減速歯車列4を介して回転軸8に回転が伝達し、その回転が遊星ローラねじ式直動機構1で外輪部材5の軸方向移動に変換され、外輪部材5によってインナ側ブレーキパッド53が軸方向前方に押し動かされる。このとき、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触するまでの間は、図4に示すように、キャリア14が回転軸8のテーパ面38と摩擦結合しているので、図1に示す外輪部材5が比較的速い速度をもって軸方向に移動する。そのため、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触するまでに要する時間が短く、ブレーキの応答性を高めることができる。 When the electric motor 3 (see FIG. 1) rotates when the brake is applied, the rotation is transmitted from the electric motor 3 to the rotating shaft 8 via the reduction gear train 4, and the rotation is transmitted by the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 to the outer ring. It is converted into axial movement of the member 5, and the inner ring member 5 pushes the inner brake pad 53 forward in the axial direction. At this time, as shown in FIG. 4, the carrier 14 is frictionally coupled to the tapered surface 38 of the rotating shaft 8 until the inner side brake pad 53 comes into contact with the brake disc 50. Therefore, the outer ring shown in FIG. 1 is formed. The member 5 moves in the axial direction at a relatively high speed. Therefore, the time required for the inner side brake pad 53 to come into contact with the brake disc 50 is short, and the responsiveness of the brake can be improved.

その後、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50に接触し、インナ側ブレーキパッド53からブレーキディスク50に軸方向荷重が負荷されると、図5に示すように、キャリア14が回転軸8に対して軸方向後方に相対移動し、キャリア14と回転軸8のテーパ面38との摩擦結合が解除されるので、図1に示す外輪部材5の軸方向の移動速度が遅くなるとともに荷重変換率が大きくなり、大きな軸方向荷重が発生する。そのため、インナ側ブレーキパッド53がブレーキディスク50を押圧する力を大きくすることが可能となる。 After that, when the inner side brake pad 53 comes into contact with the brake disc 50 and an axial load is applied from the inner side brake pad 53 to the brake disc 50, the carrier 14 acts on the rotating shaft 8 as shown in FIG. Since it moves relative to the rear in the axial direction and the frictional coupling between the carrier 14 and the tapered surface 38 of the rotating shaft 8 is released, the moving speed of the outer ring member 5 shown in FIG. 1 in the axial direction becomes slow and the load conversion rate becomes large. As a result, a large axial load is generated. Therefore, it is possible to increase the force with which the inner side brake pad 53 presses the brake disc 50.

このように、電動式直動アクチュエータ2を電動ブレーキ装置に使用すると、ブレーキの応答性を高めることと、ブレーキパッドがブレーキディスク50を押圧する力を大きくすることとを両立することが可能となる。 As described above, when the electric linear actuator 2 is used in the electric brake device, it is possible to improve the responsiveness of the brake and to increase the force with which the brake pad presses the brake disc 50. ..

以上のように、この実施形態の遊星ローラねじ式直動機構1は、外輪部材5から対象物に軸方向前方への荷重を負荷していない状態では、回転軸8の外周の摩擦結合部がキャリア14と摩擦結合し、キャリア14と回転軸8の相対回転が制限されるので、外輪部材5の軸方向の移動速度が早くなり、荷重変換率が小さくなる。一方、外輪部材5から対象物に軸方向前方への荷重を負荷した状態では、回転軸8の外周の摩擦結合部とキャリア14との摩擦結合が解除され、キャリア14と回転軸8の相対回転が許容されるので、外輪部材5の軸方向の移動速度が遅くなり、荷重変換率が大きくなる。このように、遊星ローラねじ式直動機構1は、荷重変換率を、外輪部材5から対象物に負荷する軸方向荷重に応じて切り替えることが可能である。 As described above, in the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 of this embodiment, when a load is not applied to the object from the outer ring member 5 in the axial direction forward, the frictional coupling portion on the outer periphery of the rotating shaft 8 is formed. Since it is frictionally coupled with the carrier 14 and the relative rotation between the carrier 14 and the rotating shaft 8 is restricted, the moving speed of the outer ring member 5 in the axial direction becomes faster and the load conversion rate becomes smaller. On the other hand, when a load is applied to the object from the outer ring member 5 in the axial direction forward, the frictional coupling between the outer peripheral frictional coupling portion of the rotating shaft 8 and the carrier 14 is released, and the relative rotation between the carrier 14 and the rotating shaft 8 is released. Is allowed, the moving speed of the outer ring member 5 in the axial direction becomes slow, and the load conversion rate becomes large. As described above, the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 can switch the load conversion rate according to the axial load applied to the object from the outer ring member 5.

また、この実施形態の遊星ローラねじ式直動機構1は、回転軸8の外周の遊星ローラ13が転がり接触する円筒面12を研磨等によって高精度に仕上げるときに、センタレス通し研磨等の低コストの加工方法を採用することが可能である。 Further, the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 of this embodiment has low cost such as centerless through polishing when finishing the cylindrical surface 12 with which the planetary rollers 13 on the outer circumference of the rotating shaft 8 roll and contact with high accuracy by polishing or the like. It is possible to adopt the processing method of.

すなわち、例えば、図2のテーパ面38を遊星ローラ13が転がり接触する円筒面12に対して軸方向前方(図の左側)に配置し、テーパ内周面40を軸方向前側ディスク19の内周に設けることも可能であるが、このようにすると、テーパ面38が円筒面12よりも大きい外径をもつ構成となるため、遊星ローラ13が転がり接触する円筒面12を研磨等によって仕上げるときに、低コストの加工方法(例えば、センタレス通し研磨)を採用することができず、円筒面12を高精度に仕上げるための加工コストが高くなるという問題がある。 That is, for example, the tapered surface 38 in FIG. 2 is arranged axially forward (on the left side in the figure) with respect to the cylindrical surface 12 with which the planetary roller 13 rolls and contacts, and the tapered inner peripheral surface 40 is arranged on the inner circumference of the axial front disk 19. However, in this case, the tapered surface 38 has an outer diameter larger than that of the cylindrical surface 12, so that when the cylindrical surface 12 with which the planetary roller 13 rolls and contacts is finished by polishing or the like. There is a problem that a low-cost processing method (for example, centerless through polishing) cannot be adopted, and the processing cost for finishing the cylindrical surface 12 with high accuracy is high.

これに対し、この実施形態の遊星ローラねじ式直動機構1は、回転軸8の外周のテーパ面38(摩擦結合部)が、遊星ローラ13(円筒面12)に対して軸方向後方に配置されていることから、遊星ローラ13が転がり接触する円筒面12を、回転軸8の最大径部分とすることが可能である。そのため、低コストの加工方法(回転軸8の外周を転がり支持しながら研磨する加工。例えば、センタレス通し研磨)を採用することが可能であり、円筒面12を容易に仕上げることが可能である。なお、センタレス通し研磨は、定位置で回転する研削砥石と、被加工物を間に挟んで研削砥石と対向する位置で回転する調整砥石とを使用し、その研削砥石と調整砥石とで被加工物を軸方向に送りながら被加工物の外周を連続的に研磨する加工方法である。 On the other hand, in the planetary roller screw type linear motion mechanism 1 of this embodiment, the tapered surface 38 (friction coupling portion) on the outer periphery of the rotating shaft 8 is arranged axially rearward with respect to the planetary roller 13 (cylindrical surface 12). Therefore, it is possible to make the cylindrical surface 12 with which the planetary roller 13 rolls into contact as the maximum diameter portion of the rotating shaft 8. Therefore, it is possible to adopt a low-cost processing method (processing of polishing while rolling and supporting the outer circumference of the rotating shaft 8, for example, centerless through polishing), and the cylindrical surface 12 can be easily finished. Centerless through polishing uses a grinding wheel that rotates at a fixed position and an adjusting wheel that rotates at a position facing the grinding wheel with a work piece in between, and the grinding wheel and the adjusting wheel are used for processing. This is a processing method in which the outer circumference of the workpiece is continuously polished while the object is fed in the axial direction.

摩擦結合部として、例えば、円筒面12と円筒面39の間をつなぐ軸直交面を採用することも可能であるが、上記実施形態のように、摩擦結合部としてテーパ面38を採用すると、キャリア14と摩擦結合したときに、テーパ面38のくさび作用によって大きな摩擦力を発生することが可能となる。 As the friction stir welding portion, for example, an axially orthogonal plane connecting between the cylindrical surface 12 and the cylindrical surface 39 can be adopted, but if the tapered surface 38 is adopted as the friction stir welding portion as in the above embodiment, the carrier When frictionally welded to 14, a large frictional force can be generated by the wedge action of the tapered surface 38.

本実施形態では、回転軸8とキャリア14とを摩擦結合する構成としたが、キャリア14と一体となって回転する部材と回転軸8とを摩擦結合する構成としてもよい。例えば、弾性部材35を間座34とスラスト軸受33との間に設け、間座34をキャリア14と一体となって回転するようにし、間座34に回転軸8の外周のテーパ面38と摩擦結合するテーパ内周面40を設けてもよい。 In the present embodiment, the rotating shaft 8 and the carrier 14 are frictionally coupled, but a member that rotates integrally with the carrier 14 and the rotating shaft 8 may be frictionally welded. For example, an elastic member 35 is provided between the spacer 34 and the thrust bearing 33 so that the spacer 34 rotates integrally with the carrier 14, and the spacer 34 rubs against the tapered surface 38 on the outer periphery of the rotating shaft 8. The tapered inner peripheral surface 40 to be connected may be provided.

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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 遊星ローラねじ式直動機構
3 電動モータ
5 外輪部材
8 回転軸
12 円筒面
13 遊星ローラ
14 キャリア
16 螺旋凸条
17 円周溝
35 弾性部材
38 テーパ面
50 ブレーキディスク
53 インナ側ブレーキパッド
1 Planetary roller screw type linear motion mechanism 3 Electric motor 5 Outer ring member 8 Rotating shaft 12 Cylindrical surface 13 Planetary roller 14 Carrier 16 Spiral ridge 17 Circumferential groove 35 Elastic member 38 Tapered surface 50 Brake disc 53 Inner side brake pad

Claims (3)

外周に円筒面(12)をもつ回転軸(8)と、
前記円筒面(12)に転がり接触する複数の遊星ローラ(13)と、
その複数の遊星ローラ(13)を自転可能かつ公転可能に保持するキャリア(14)と、
前記複数の遊星ローラ(13)を囲むように配置され、軸方向に移動可能に支持された外輪部材(5)と、
その外輪部材(5)の内周に設けられた螺旋凸条(16)と、
その螺旋凸条(16)と係合するように前記各遊星ローラ(13)の外周に設けられた螺旋溝または円周溝(17)とを有し、
前記螺旋凸条(16)と前記螺旋溝または円周溝(17)との係合によって前記外輪部材(5)が軸方向に移動する遊星ローラねじ式直動機構において、
前記外輪部材(5)に対して対象物に軸方向一方への荷重を負荷したときに受ける軸方向他方への反力により、前記キャリア(14)が前記回転軸(8)に対して軸方向他方に相対移動するように前記キャリア(14)を支持する弾性部材(35)と、
前記回転軸(8)の外周に設けられ、前記キャリア(14)が前記回転軸(8)に対して軸方向他方に相対移動していない場合には、前記キャリア(14)と前記回転軸(8)の相対回転を制限するように前記キャリア(14)と摩擦結合し、前記キャリア(14)が前記回転軸(8)に対して軸方向他方に相対移動した場合には、前記キャリア(14)と前記回転軸(8)の相対回転を許容するように前記キャリア(14)との摩擦結合を解除する、摩擦結合部とを備え、
前記摩擦結合部は、前記遊星ローラ(13)に対して軸方向他方に配置されていることを特徴とする遊星ローラねじ式直動機構。
A rotating shaft (8) having a cylindrical surface (12) on the outer circumference,
A plurality of planetary rollers (13) that roll and contact the cylindrical surface (12),
A carrier (14) that holds the plurality of planetary rollers (13) so that it can rotate and revolve.
An outer ring member (5) arranged so as to surround the plurality of planetary rollers (13) and supported so as to be movable in the axial direction.
A spiral ridge (16) provided on the inner circumference of the outer ring member (5) and
It has a spiral groove or a circumferential groove (17) provided on the outer periphery of each planet roller (13) so as to engage with the spiral ridge (16).
In the planetary roller screw type linear motion mechanism in which the outer ring member (5) moves in the axial direction by engaging the spiral ridge (16) with the spiral groove or the circumferential groove (17).
The carrier (14) is axially relative to the rotating shaft (8) due to the reaction force to the other axially received when the object is loaded with a load in one axial direction on the outer ring member (5). An elastic member (35) that supports the carrier (14) so as to move relative to the other.
When the carrier (14) is provided on the outer periphery of the rotating shaft (8) and the carrier (14) does not move relative to the other in the axial direction with respect to the rotating shaft (8), the carrier (14) and the rotating shaft (14) When the carrier (14) is frictionally coupled with the carrier (14) so as to limit the relative rotation of the 8) and the carrier (14) moves relative to the other in the axial direction with respect to the rotation axis (8), the carrier (14) ) And the friction coupling portion that releases the friction coupling with the carrier (14) so as to allow the relative rotation of the rotation shaft (8).
The planetary roller screw type linear motion mechanism, characterized in that the friction coupling portion is arranged on the other side in the axial direction with respect to the planetary roller (13).
前記摩擦結合部は、軸方向一方から他方に向かって外径が小さくなるテーパ面(38)である請求項1に記載の遊星ローラねじ式直動機構。 The planetary roller screw type linear motion mechanism according to claim 1, wherein the friction coupling portion is a tapered surface (38) whose outer diameter decreases from one axial direction to the other. 請求項1または2に記載の遊星ローラねじ式直動機構(1)と、
前記遊星ローラねじ式直動機構(1)の回転軸(8)を回転駆動する電動モータ(3)と、
前記遊星ローラねじ式直動機構(1)の外輪部材(5)と一体に移動するブレーキパッド(53)と、
前記ブレーキパッド(53)に対向して配置されたブレーキディスク(50)と、
を有する電動ブレーキ装置。
The planetary roller screw type linear motion mechanism (1) according to claim 1 or 2.
An electric motor (3) that rotationally drives the rotating shaft (8) of the planetary roller screw type linear motion mechanism (1), and
A brake pad (53) that moves integrally with the outer ring member (5) of the planetary roller screw type linear motion mechanism (1), and
A brake disc (50) arranged to face the brake pad (53) and
Electric braking device with.
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