KR20230063365A - 전동 액추에이터 - Google Patents

Abstract

전동 모터와, 너트(제1 나사 부재)와, 상기 너트에 진퇴 가능하게 나사 결합 삽입 관통되는 나사축(제2 나사 부재)을 구비하고, 나사축의 각 나사산은, 2개의 플랭크와 이들 플랭크끼리를 연결하는 꼭대기부에 의해 각각 구성되고, 윤활제로서 그리스를 이용하는 전동 액추에이터에 있어서, 나사축의 각 나사산에, 꼭대기부로부터 바닥부측을 향해 절결된 홈부를 각각 형성함과 더불어, 각 홈부의 플랭크측의 둘레 가장자리의 적어도 일부에, 상기 홈부로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 넓어지는 테이퍼면을 각각 형성하는 것에 의해, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부의 윤활을 촉진하여 운동 변환 효율의 향상과 나사 결합부의 마모를 억제할 수 있다.

Description

전동 액추에이터

본 발명은, 전동 모터에 의한 제1 나사 부재의 회전을, 상기 제1 나사 부재에 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재의 직선 운동으로 변환하는 운동 변환 기구를 구비하는 전동 액추에이터에 관한 것이다.

전동 액추에이터는, 전동 모터와, 상기 전동 모터의 회전을 나사 부재의 직선 운동으로 변환하는 운동 변환 기구를 구비하고 있다. 여기서, 운동 변환 기구는, 전동 모터에 의해 회전 구동되는 제1 나사 부재(너트)와, 상기 제1 나사 부재에 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재(나사축)를 구비하고 있고, 전동 모터(제1 나사 부재)의 회전을 제2 나사 부재의 직선 운동으로 변환하는 것이다. 이러한 전동 액추에이터는, 예컨대, 차량의 전동 제동 장치에 이용되고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

그런데, 전동 액추에이터의 운동 변환 기구에서는, 회전하는 제1 나사 부재에 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재가 제1 나사 부재에 대하여 직선 운동하기 때문에, 상기 제2 나사 부재와 제1 나사 부재의 나사 결합부에 슬라이딩 마찰이 발생하고, 이 슬라이딩 마찰로 인해 운동 변환 효율이 저하됨과 더불어, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부에 마모가 발생한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 특허문헌 2에는, 이송 나사(제2 나사 부재)의 나사산면(플랭크)에, 사행하는 나선형의 작은 오일홈을 형성하는 구성이 제안되어 있다. 또한, 이 특허문헌 2에는, 이송 나사(제2 나사 부재)의 외주부에, 축심에 평행하고 깊이가 나사골의 바닥면보다 깊은 하나의 직선형의 오일홈을 형성하는 구성이 제안되어 있다.

특허문헌 3에는, 제1 나사부(제1 나사 부재)와 제2 나사부(제2 나사 부재)의 각 나사산의 2개의 플랭크 중의 한쪽에, 원호형으로 만곡된 홈부를 둘레 방향으로 복수 형성하는 것이 제안되어 있다. 여기서, 각 홈부에는, 나사산의 바닥부로부터 꼭대기부를 향해 연장되는 제1면과, 이 제1면의 바닥부로부터 나사산의 바닥부를 향해 연장되는 제2면이 각각 형성되어 있고, 제1면의 플랭크에 대한 경사각은, 제2면의 플랭크에 대한 경사각보다 작게 설정되어 있다.

특허문헌 4에는, 회전 나사 부재(제1 나사 부재)와 직동 나사 부재(제2 나사 부재)의 각 나사산의 제1 플랭크(힘을 전달하는 플랭크)와 제2 플랭크(제1 플랭크에 대하여 축방향 반대측에 위치하는 플랭크) 중, 제1 플랭크에만, 윤활유가 들어 가기 위한 오목부를 로렛 가공에 의해 격자형으로 형성하는 것이 제안되어 있다.

특허문헌 1 : 일본특허공개 제2014-141214호 공보 특허문헌 2 : 일본실용신안공개 소59-137452호 공보 특허문헌 3 : 일본특허공개 제2018-034686호 공보 특허문헌 4 : 일본특허공개 제2019-113149호 공보

그러나, 특허문헌 2에서 제안된 나선형의 오일홈, 특허문헌 3에서 제안된 원호형의 홈부, 특허문헌 4에서 제안된 격자형의 오목부를 나사산의 플랭크에 형성하는 것은 용이하지 않고, 가공에 많은 공정수와 시간 및 비용이 필요하다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에서 제안된 직선형의 오일홈의 가공은 용이하기는 하지만, 이 오일홈은, 이송 나사(제2 나사 부재)의 외주부에 1개만 형성되어 있기 때문에, 윤활 효과가 낮다고 하는 문제가 있다. 그리고, 이 오일홈은, 그 깊이가 나사골의 바닥면보다 깊기 때문에, 이송 나사에 국부적인 강도 부족이 생긴다고 하는 문제도 있다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 그리스를 유지하기 위한 홈부를 가공성 좋게 간단히 형성함으로써, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부의 윤활을 촉진하여 운동 변환 효율의 향상과 나사 결합부의 마모를 억제할 수 있는 전동 액추에이터를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전동 모터와, 상기 전동 모터에 의해 회전 구동되는 제1 나사 부재와, 상기 제1 나사 부재에 직선 이동 가능하게 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재를 구비하고, 이들 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 각 나사산은, 2개의 플랭크와 이들 플랭크끼리를 연결하는 꼭대기부에 의해 각각 구성되고, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재의 나사 결합부를 그리스에 의해 윤활하는 전동 액추에이터에 있어서, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 나사산에, 상기 꼭대기부로부터 바닥부측을 향해 절결된 홈부를 각각 형성함과 더불어, 상기 홈부의 플랭크측의 둘레 가장자리의 적어도 일부에, 상기 홈부로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 넓어지는 테이퍼면을 각각 형성한 것을 제1 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제1 특징에 더해, 복수의 상기 홈부는, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 축방향을 따르는 동일 직선 상에 배치되어 있는 것을 제2 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제1 또는 제2 특징에 더해, 상기 홈부는, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 나사산의 둘레 방향으로 복수 형성되어 있는 것을 제3 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제1∼제3의 어느 하나의 특징에 더해, 상기 홈부는, 상기 나사산의 높이 방향에서 상기 꼭대기부로부터 상기 바닥부까지의 범위의 깊이로 각각 형성되어 있는 것을 제4 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제1∼제4의 어느 하나의 특징에 더해, 상기 제1 나사 부재의 축방향 일단 내주에, 상기 제2 나사 부재의 최대 직경보다 큰 외경을 갖고 상기 제2 나사 부재와의 사이에 상기 그리스를 수용 가능한 그리스 유지부를 형성하고, 상기 그리스 유지부의 축방향 개구단을 덮는 덮개 부재를 설치한 것을 제5 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 제5 특징에 더해, 상기 덮개 부재는, 덮개부와 상기 제1 나사 부재와 동축의 통부를 일체로 구비하고, 상기 덮개부의 내주에 원통형의 스크레이퍼부를 형성하고, 상기 스크레이퍼부의 내경을 상기 제2 나사 부재의 외경보다 약간 크게 설정하여 상기 스크레이퍼부와 상기 제2 나사 부재의 사이에 직경 방향의 미소 간극을 형성한 것을 제6 특징으로 한다.

본 발명의 제1 특징에 의하면, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 각 나사산의 일부를 꼭대기부로부터 바닥부측을 향해 절결하는 것에 의해 홈부를 각각 형성했기 때문에, 그리스를 유지하기 위한 홈부를 가공성 좋게 용이하게 형성할 수 있고, 가공 공정수의 삭감과 가공 시간의 단축에 의해 상기 전동 액추에이터의 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 각 홈부에 각각 유지된 그리스가 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부에 공급되어 상기 나사 결합부가 윤활되기 때문에, 나사 결합부의 마찰이 억제되어 운동 변환 효율이 높아짐과 더불어, 나사 결합부의 마모가 억제되어 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 내구성이 높아진다. 특히, 본 발명에서는, 각 홈부의 플랭크측의 둘레 가장자리의 적어도 일부에, 상기 홈부로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 넓어지는 테이퍼면을 각각 형성했기 때문에, 각 홈부에 유지된 그리스가 테이퍼면에 의한 쐐기 효과에 의해 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부로 끌려 들어가 효율적으로 공급되고, 이 그리스가 나사 결합부의 효과적인 윤활에 이용된다.

또한 본 발명의 제2 특징에 의하면, 복수의 홈부가 제1 나사축과 제2 나사축 중 적어도 한쪽의 축방향을 따르는 동일 직선 상에 배치되어 있기 때문에, 복수의 홈부를 가공성 좋게 간단히 형성할 수 있다.

또한 본 발명의 제3 특징에 의하면, 홈부가 제1 나사 부재와 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 각 나사산의 둘레 방향으로 각각 복수 형성되어 있기 때문에, 각 나사산에 의해 많은 그리스를 유지할 수 있고, 복수의 홈부에 유지된 많은 그리스에 의해 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부가 효과적으로 윤활된다. 또한, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부에 그리스가 둘레 방향으로 균일하게 공급되기 때문에, 이것에 의해서도 나사 결합부가 그리스에 의해 효과적으로 윤활된다.

또한 본 발명의 제4 특징에 의하면, 홈부를 각 나사산의 높이 방향에서 꼭대기부로부터 바닥부까지의 범위의 깊이로 각각 형성하고, 바닥부를 넘어서 그 직경 방향 내측으로 홈부를 형성하지 않기 때문에, 홈부의 가공성이 높아짐과 더불어, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 국부적인 강도 저하가 억제된다. 참고로, 나사산을 절삭 가공에 의해 형성하는 경우, 홈부를 나사산의 바닥부보다 깊게 하면, 홈부에 버어가 생기고, 이 버어를 제거하는 것이 용이하지 않다.

또한 본 발명의 제5 특징에 의하면, 제1 나사 부재의 회전에 의해 제2 나사 부재가 제1 나사 부재 내에 침입하더라도, 상기 제2 나사 부재에 도포된 그리스가 제1 나사 부재의 그리스 유지부에 유지되기 때문에, 제1 나사 부재의 단부면에 여분의 그리스가 고여 있지 않아, 고여 있는 그리스가 제1 나사 부재의 회전에 의한 원심력에 의해 주위로 비산하는 일이 없다. 또한, 제1 나사 부재의 그리스 유지부에 유지된 그리스는, 제2 나사 부재가 제1 나사 부재로부터 나올 때에 상기 제2 나사 부재에 도포되지만, 이 그리스의 도포량이 덮개 부재에 의해 규제되기 때문에, 필요한 충분한 양의 그리스가 제2 나사 부재에 광범위하게 도포된다. 그 결과, 제2 나사 부재의 부분적인 그리스 부족(오일막 부족)이 발생하는 일이 없고, 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 나사 결합부의 그리스에 의해 충분히 윤활되어, 높은 운동 변환 효율이 얻어짐과 더불어, 나사 결합부의 마모가 억제되어 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 내구성이 높아진다.

또한 본 발명의 제6 특징에 의하면, 덮개 부재의 덮개부의 내주에 형성된 스크레이퍼부의 내경을 제2 나사 부재의 외경보다 약간 크게 설정하여 양자 사이에 직경 방향의 미소 간극을 형성했기 때문에, 제1 나사 부재의 그리스 유지부에 저류되어 있는 그리스를 스크레이퍼부에 의해 스크래치하여 제2 나사 부재에 소정 두께로 균일하게 도포한다. 이 경우, 스크레이퍼부는 제2 나사 부재에 대하여 비접촉이므로, 양자 사이에 마찰 저항력이 발생하지 않고, 제2 나사 부재가 저항없이 부드럽게 슬라이딩할 수 있다. 또한, 스크레이퍼부가 제2 나사 부재로부터 외력을 받지 않기 때문에, 상기 스크레이퍼부의 손상이 방지되어 덮개 부재의 내구성이 높아진다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 평단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 너트와 나사축 부분의 평면도이다.
도 4는 도 3의 4-4선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 나사축의 나사산에 형성된 홈부를 도시하는 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전동 액추에이터에서의 너트와 나사축의 나사 결합부에 대한 그리스의 공급 상태를 도시하는 부분 평면도이다.
도 7은 도 3의 7-7선 단면도이다.
도 8은 도 7의 8부 확대 상세도이다.
도 9는 도 7의 9부 확대 상세도이다.
도 10은 도 9의 10-10선 단면도이다.
도 11은 도 9의 11-11선 단면도이다.
도 12의 (a), (b)는 본 발명에 따른 전동 액추에이터에서의 나사축에 대한 그리스 도포 상태를 도시하는 부분 단면도이다.

이하에 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 평단면도이다.

본 실시형태에 따른 전동 액추에이터(1)는, 도시하지 않은 전동 파킹 브레이크 장치에 구비되는 것이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 구동원인 정역회전 가능한 전동 모터(2)와, 상기 전동 모터(2)의 회전을 제2 나사 부재인 나사축(3)의 왕복 직선 운동으로 변환하는 운동 변환 기구(4)와, 전동 모터(2)의 회전을 운동 변환 기구(4)에 전달하기 위한 전동 기구(기어 기구)(5)를 구비하고 있고, 이들 전동 모터(2)와 운동 변환 기구(4) 및 전동 기구(5)는, 액추에이터 케이스(10) 내에 수용되어 있다. 또, 이하의 설명에서는, 도 1 및 도 2에 도시하는 화살표 방향을 「전후」방향으로 한다.

상기 액추에이터 케이스(10)는, 원통형의 제1 케이스(11A)와 제2 케이스(11B)를 일체로 갖는 케이스 본체(11)와, 상기 케이스 본체(11)의 제1 케이스(11A)의 개구단에 피착된 모터 커버(12)와, 상기 모터 커버(12)와는 반대측(도 2의 우측)으로부터 케이스 본체(11)의 개구단에 피착된 기어 커버(13)로 구성되어 있다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 케이스 본체(11)의 제1 케이스(11A)에는 전동 모터(2)가 수용되어 있고, 상기 전동 모터(2)로부터 후방(도 2의 우측)을 향해 연장되는 출력축(모터축)(2a)의 기어 커버(13) 내에 면하는 단부(후단부)에는, 소직경의 구동 기어(6)가 부착되어 있다. 여기서, 전동 모터(2)의 축방향 일단(전단)은, 모터 커버(12)에 형성된 오목부(12a)에 감합 유지되어 있고, 상기 전동 모터(2)의 축방향 타단(후단)은, 제1 케이스(11A)의 단부벽(11a)에 형성된 원구멍(11b)에 감합 유지되어 있다. 또, 전동 모터(2)의 출력축(모터축)(2a)은, 베어링(7)을 통해 제1 케이스(11A)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 케이스 본체(11)의 제2 케이스(11B)는, 제1 케이스(11A)의 측방에 일체로 배치되어 있고, 이 제2 케이스(11B)에는 운동 변환 기구(4)가 수용되어 있다. 이 운동 변환 기구(4)는, 제1 나사 부재인 회전 가능한 너트(8)와, 상기 너트(8)에 직선 이동 가능하게 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재인 상기 나사축(3)을 구비하고 있다.

상기 너트(8)는, 슬리브부(8A)와 상기 슬리브부(8A)보다 대직경인 드럼부(8B)를 일체로 갖고 있고, 슬리브부(8A)의 외주에 조립된 레디얼 베어링(볼 베어링)(9)에 의해 제2 케이스(11B)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 슬리브부(8A)의 내주에는, 암나사(8a)가 나선형으로 깎여서 형성되어 있다.

나사축(3)은, 전후 방향으로 긴 환봉형의 슬라이드 부재이며, 그 전단부에 형성된 원구멍(3a)에는, 도시하지 않은 브레이크 케이블이 연결되어 있고, 이 브레이크 케이블의 타단은, 도시하지 않은 전동 파킹 브레이크 장치의 파킹 브레이크 레버에 연결되어 있다. 또한, 나사축(3)의 후단에는 플랜지부(3A)가 일체로 형성되어 있고, 이 플랜지부(3A)의 외주는, 기어 커버(13) 내에 수용된 통형의 가이드 부재(14)의 내주에 축방향을 따라 형성된 한쌍의 가이드 홈(14a)에 결합하고 있다. 이 때문에, 나사축(3)의 회전이 가이드 부재(14)에 의해 저지되어, 나사축(3)은 회전하지 않고 전후 방향으로 왕복 직선 운동한다.

그리고, 나사축(3)의 외주의 소정 범위에는, 수나사(3b)가 나선형으로 깎여서 형성되어 있고, 나사축(3)은, 너트(8)의 슬리브부(8A)에 나사 결합 삽입 관통하고 있다. 따라서, 나사축(3)의 너트(8)에 대한 삽입 관통부에서는, 상기 나사축(3)의 외주에 깎여서 형성된 수나사(3b)와 너트(8)의 슬리브부(8A)의 내주에 깎여서 형성된 암나사(8a)가 서로 나사 결합하고 있다.

또한, 나사축(3)의 액추에이터 케이스(10)의 외부로 연장되는 부분은, 유연하고 탄성이 풍부한 고무재 등으로 구성된 신축 가능한 주름상자형의 부츠(15)에 의해 덮여 있고, 상기 부츠(15)의 일단(전단)은, 나사축(3)의 전단부 외주에 끼워져 부착되고, 상기 부츠(15)의 타단(후단)은, 액추에이터 케이스(10)의 제2 케이스(11B)에 돌출된 통형부(11c)의 외주에 끼워져 부착되어 있다.

그런데, 도 2에 도시한 바와 같이, 너트(8)의 드럼부(8B) 내에 나사축(3)의 플랜지부(3A)와의 사이에 형성된 축방향 공간에는, 복수의 접시 스프링(16)이 축방향으로 적층된 상태로 수용되어 있고, 이들 접시 스프링(16)은, 나사축(3)의 플랜지부(3A)에 접촉하는 리테이너(17)에 의해 그 축방향 위치가 규제되어 있다. 또, 이들 접시 스프링(16)은, 나사축(3)을 너트(8)로부터 이격시키는 방향(후방)으로 압박하는 압박 수단을 구성하고 있다.

여기서, 전동 기구(5)의 구성을 도 2에 기초하여 이하에 설명한다.

전동 기구(5)는, 전동 모터(2)의 출력축(2a)의 회전을 운동 변환 기구(4)의 너트(8)로 전달하는 것이며, 전동 모터(2)의 출력축(2a)에 부착된 상기 구동 기어(6)와, 지지축(18)에 의해 회전 가능하게 지지된 중간 기어(19)와, 너트(8)의 드럼부(8B)의 외주에 부착된 종동 기어(20)를 구비하고 있다.

상기 중간 기어(19)는, 액추에이터 케이스(10)의 케이스 본체(11)와 가이드 부재(14) 사이에 가설된 지지축(18)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 대소 상이한 직경의 대직경 중간 기어(19a)와 소직경 중간 기어(19b)를 일체로 구비하고 있다. 여기서, 대직경 중간 기어(19a)는 구동 기어(6)에 맞물려 있지만, 그 직경은 구동 기어(6)의 직경보다 크게 설정되어 있다. 또한, 소직경 중간 기어(19b)는, 이것보다 대직경의 종동 기어(20)에 맞물려 있고, 종동 기어(20)는, 너트(8)의 드럼부(8B)의 외주에 끼워져 부착되어 있다.

다음으로, 본 발명의 특징적인 구성을 도 3∼도 11에 기초하여 이하에 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 너트와 나사축 부분의 평면도, 도 4는 도 3의 4-4선 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 전동 액추에이터의 나사축의 나사산에 형성된 홈부를 도시하는 부분 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 전동 액추에이터에서의 너트와 나사축의 나사 결합부에 대한 그리스의 공급 상태를 도시하는 부분 평면도, 도 7은 도 3의 7-7선 단면도, 도 8은 도 7의 8부 확대 상세도, 도 9는 도 7의 9부 확대 상세도, 도 10은 도 9의 10-10선 단면도, 도 11은 도 9의 11-11선 단면도이다.

본 실시형태에서는, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 나사축(3)의 외주에는, 나선형의 수나사(3b)가 축방향(전후 방향)을 따라 형성되어 있지만, 이 수나사(3b)의 나사산(3b1)은, 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 사면형의 2개의 플랭크(치면)(3b11)와 이들 플랭크(3b11)끼리를 연결하는 꼭대기부(3b12)에 의해 각각 구성되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 나사축(3)의 각 나사산(3b1)에는, 도 5∼도 9에 도시한 바와 같이, 꼭대기부(3b12)로부터 바닥부(3b13)측을 향해 절결된 대략 직사각형 홈형상의 홈부(21)가 각각 형성되어 있다. 여기서, 도 4, 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 각 홈부(21)는, 각 나사산(3b1)의 높이 방향에서 꼭대기부(3b12)로부터 바닥부(3b13)까지의 범위의 깊이 h로 각각 형성되어 있다. 즉, 각 홈부(21)의 깊이 h는, 나사산(3b)의 높이 H보다 작게 설정되어 있다(h<H).

그런데, 본 실시형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 나사산(3b1)에는, 둘레 방향으로 7개의 홈부(21)가 등각도 피치로 각각 형성되어 있다. 그리고, 나사축(3)의 수나사(3b)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 홈부(21)가 축방향(도 3의 좌우 방향)을 따라 동일 직선 상에 배치되어 있다. 따라서, 나사축(3)의 수나사(3b)에는, 둘레 방향으로 총 7개 배치된 축방향을 따르는 직선 상에 복수의 홈부(21)가 각각 배치되어 있다. 또, 각 나사산(3b1)에서의 홈부(21)의 수는 7개에 한정되지 않고, 복수라면 임의이다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 나사축(3)의 각 나사산(3b1)에 형성된 홈부(21)(도 5 및 도 6에는 1개만 도시)의 2개의 플랭크(3b11)측의 둘레 가장자리에는, 홈부(21)로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 도시한 각도 α로 넓어지는 테이퍼면(3c)이 각각 형성되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 나사산(3b)의 2개의 플랭크(3b11)의 홈부(21)의 둘레 가장자리의 전역에 걸쳐 테이퍼면(3c)을 형성했지만, 이 테이퍼면(3c)은, 홈부(21)의 둘레 가장자리의 일부에 형성해도 좋다.

한편, 본 실시형태에 따른 전동 액추에이터(1)에서는, 너트(8)의 슬리브부(8A)의 축방향 일단(도 7 및 도 9의 좌단부) 내주에는, 상기 너트(8)의 나사 구멍의 직경보다 큰 외경을 갖는 그리스 유지부(22)가 형성되어 있고, 이 그리스 유지부(22)는, 윤활제인 점도가 높은 그리스를 수용 가능하다. 그리고, 너트(8)의 슬리브부(8A)의 축방향 일단부(전단부) 외주에는, 그리스 유지부(22)의 축방향 개구단을 덮는 덮개 부재(23)가 부착되어 있다.

상기 덮개 부재(23)는, 고무재에 의해 일체로 성형되어 있고, 도 9에 도시한 바와 같이, 그리스 유지부(22)의 축방향 개구단을 축방향으로부터 덮는 링판형의 덮개부(23A)와, 너트(8)와 동축의 원통형의 통부(23B)를 일체로 구비하고 있다. 여기서, 도 9에 도시한 바와 같이, 덮개 부재(23)의 통부(23B)의 단부 내주에는, 링형의 볼록부(23a)가 전체 둘레에 걸쳐 일체로 형성되어 있고, 너트(8)의 슬리브부(8A)의 단부 외주에는, 링홈형의 오목부(8b)가 전체 둘레에 걸쳐 일체로 형성되어 있다.

그리고, 덮개 부재(23)는, 통부(23B)의 단부 내주에 형성된 볼록부(23a)를 너트(8)의 슬리브부(8A)의 단부 외주에 형성된 오목부(8b)에 끼워 넣는 것에 의해 너트(8)의 슬리브부(8A)의 단부 외주에 원터치로 간단히 부착된다. 또, 본 실시형태에서는, 덮개 부재(23)의 통부(23B)측에 볼록부(23a)를 형성하고, 너트(8)의 슬리브부(8A)측에 오목부(8b)를 형성했지만, 이것과는 반대로 덮개 부재(23)의 통부(23B)측에 오목부를 형성하고, 너트(8)의 슬리브부(8B)측에 볼록부를 형성하고, 이들 오목부와 볼록부를 서로 감합시키는 것에 의해서도, 덮개 부재(23)를 너트(8)의 슬리브부(8A)의 단부 외주에 원터치로 간단히 부착할 수 있다.

그런데, 본 실시형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 덮개 부재(23)의 통부(23B)의 외경과 너트(8)의 슬리브부(8A)의 외경은 동일한 직경으로 되어 있다. 또한, 덮개 부재(23)의 덮개부(23A)의 내주에는, 전방(도 9의 좌측)을 향해 일체로 돌출된 원통형의 스크레이퍼부(스크래치부)(23b)가 일체로 형성되어 있고, 이 스크레이퍼부(23b)의 전단 내주에는, 전방(도 9의 좌측)을 향해 직경이 커지는 테이퍼면(23b1)이 형성되어 있다. 여기서, 도 11에 도시한 바와 같이, 스크레이퍼부(23b)의 내경 φD은, 나사축(3)의 외경 φd보다 약간 크게 설정되어 있고(φD>φd), 따라서, 스크레이퍼부(23b)와 나사축(3) 사이에는, 직경 방향의 링형의 미소 간극 δ(=(D-d)/2)이 형성되어 있다.

그리고, 이상과 같이 구성된 전동 액추에이터(1)는, 도시하지 않은 전동 파킹 브레이크 장치의 액추에이터로서 사용되지만, 이하, 이 전동 액추에이터(1)의 작용을 도 12를 참조하면서 이하에 설명한다. 또, 전동 액추에이터(1)는, 액추에이터 케이스(10)의 외주에 끼워져 부착된 스냅링(24)(도 1 및 도 2 참조)을 이용하여 전동 파킹 브레이크 장치에 위치 결정 고정된다.

도 2에 도시하는 상태는, 나사축(3)이 전진하여 상기 나사축(3)의 선단에 부착된 도시하지 않은 브레이크 케이블이 이완된 상태이며, 이 상태에서는 드럼 브레이크의 브레이크 슈가 브레이크 드럼의 내주면으로부터 이반된다. 이 때문에, 브레이크 슈와 브레이크 드럼 사이에는 마찰 저항력이 발생하지 않고, 전동 파킹 브레이크 장치는, 파킹 브레이크가 해제된 상태이며, 브레이크 드럼과 차륜은 자유롭게 회전할 수 있기 때문에 차량의 주행이 가능하다.

상기 상태로부터, 도시하지 않은 파킹 브레이크 스위치가 ON 조작되면, 전동 액추에이터(1)의 전동 모터(2)에 통전되어 상기 전동 모터(2)가 기동된다. 그렇게 하면, 전동 모터(2)의 출력축(2a)의 회전이 전동 기구(5)에 의해 감속되면서 운동 변환 기구(4)로 전달되고, 전동 모터(2)의 출력축(2a)의 회전이 나사축(3)의 직선 운동(후진 운동)으로 변환된다.

즉, 전동 모터(2)의 출력축(2a)의 회전은, 구동 기어(6)로부터 중간 기어(19)로 감속되어 전달되고, 상기 중간 기어(19)가 소정 속도로 회전한다. 그리고, 이 중간 기어(19)의 회전은, 서로 맞물리는 소직경 중간 기어(19b)와 종동 기어(20)를 거쳐 감속되어 운동 변환 기구(4)의 너트(8)에 전달되고, 상기 너트(8)가 소정 속도로 회전한다.

전술한 바와 같이, 너트(8)가 회전하면, 이 너트(8)에 나사 결합 삽입 관통되는 나사축(3)이 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이 직선 이동하여 후퇴하고, 상기 나사축(3)의 선단에 부착된 도시하지 않은 브레이크 케이블이 인장된다. 그렇게 하면, 전동 파킹 브레이크 장치의 파킹 브레이크 레버가 조작되어 브레이크 슈가 확대 개방되고, 상기 브레이크 슈가 브레이크 드럼의 내주면에 압박되기 때문에 양자 사이에 마찰 저항력이 발생한다. 그리고, 이 마찰 저항력에 의해 브레이크 드럼과 차륜의 회전이 제동되기 때문에, 차량은 파킹 브레이크 상태가 된다.

상기 파킹 브레이크 상태를 해제하기 위해 도시하지 않은 파킹 브레이크 스위치가 OFF 조작되면, 전동 모터(2)가 역회전되고, 그 출력축(2a)의 회전이 상기 와 동일한 전달 경로를 거쳐 운동 변환 기구(4)의 너트(8)에 전달되기 때문에, 상기 너트(8)가 역회전한다. 이와 같이 너트(8)가 역회전하면, 상기 너트(8)에 나사 결합 삽입 관통되는 나사축(3)이 도 12의 (b)의 화살표 방향으로 직선 이동하여 전진하고, 전동 액추에이터(1)는, 도 2에 도시하는 상태로 복귀하기 때문에, 전동 파킹 브레이크 장치가 해제된 상태가 된다.

그리고, 본 실시형태에서는, 너트(8)의 축방향 일단 내주에, 상기 너트(8)의 나사 구멍의 직경보다 큰 외경을 갖고 그리스를 수용 가능한 그리스 유지부(22)를 형성하고, 상기 그리스 유지부(22)의 축방향 개구단을 덮는 덮개 부재(23)를 설치했기 때문에, 너트(8)의 회전에 의해 나사축(3)이 너트(8) 내에 침입하더라도, 상기 나사축(3)에 도포된 그리스가 너트(8)의 그리스 유지부(22)에 유지된다. 이 때문에, 도 12의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 너트(8)의 단부면에 여분의 그리스가 고여 있지 않아, 고여 있는 그리스가 너트(8)의 회전에 의한 원심력에 의해 주위로 비산하는 일이 없다.

또한, 너트(8)의 그리스 유지부(22)에 저류된 그리스는, 나사축(3)이 너트(8)로부터 나올 때에 상기 나사축(3)에 도포되지만, 이 그리스의 일부는, 나사축(3)의 나사산(3b1)에 형성된 복수의 홈부(21)에 유지된다. 그리고, 복수의 홈부(21)에 유지된 그리스는, 도 6에 화살표로 도시한 바와 같이, 홈부(21)로부터 상기 나사축(3)의 나사산(3b1)과 너트(8)의 나사산(8a1) 사이의 좁은 간극(백래시) Δ에 공급되고, 서로 슬라이딩하는 나사축(3)의 수나사(3b)와 너트(8)의 암나사(8a)의 나사 결합부에 공급된다. 이 때문에, 너트(8)와 나사축(3)의 나사 결합부의 마찰이 억제되어 운동 변환 효율이 높아짐과 더불어, 나사 결합부의 마모가 억제되어 너트(8)와 나사축(3)의 내구성이 높아진다.

여기서, 본 실시형태에서는, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 나사축(3)의 나사산(3b1)에 형성된 각 홈부(21)의 플랭크(3b11)측의 둘레 가장자리에, 상기 홈부(21)로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 넓어지는 경사각 α의 테이퍼면(3c)을 각각 형성했기 때문에, 각 홈부(21)에 유지된 그리스가 도 6에 화살표로 도시하는 바와 같이 테이퍼면(3c)에 의한 쐐기 효과에 의해 너트(8)와 나사축(3)의 나사 결합부(간극 Δ)로 끌려 들어가 효율적으로 공급되고, 이 그리스가 나사 결합부의 효과적인 윤활에 이용된다.

또한, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 나사축(3)이 전진하는 경우, 그리스 유지부(22)에 수용된 그리스의 도포량이 덮개 부재(23)에 의해 규제되기 때문에, 필요한 충분한 양의 그리스가 나사축(3)에 광범위하게 도포된다. 그 결과, 나사축(3)의 부분적인 그리스 부족(오일막 부족)이 발생하는 일이 없고, 너트(8)와 나사축(3)의 나사 결합부가 충분히 윤활되어, 운동 변환 효율이 높아짐과 더불어, 나사 결합부의 마모가 억제되어 너트(8)와 나사축(3)의 내구성이 높아진다.

그리고, 본 실시형태에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 덮개 부재(23)의 덮개부(23A)의 내주에 형성된 스크레이퍼부(23b)의 내경 φD를 나사축(3)의 외경 φd보다 약간 크게 설정하여(φD>φd) 양자 사이에 직경 방향의 미소 간극 δ을 형성했기 때문에, 너트(8)의 그리스 유지부(22)에 저류되어 있는 그리스가 스크레이퍼부(23b)에 의해 스크래치되어 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이 나사축(3)에 상기 그리스가 소정 두께 δ로 균일하게 도포된다. 이 경우, 스크레이퍼부(23b)는, 나사축(3)에 대하여 비접촉이므로, 양자 사이에 마찰 저항력이 발생하지 않고, 나사축(3)이 저항없이 부드럽게 슬라이딩할 수 있다. 또한, 스크레이퍼부(23b)가 나사축(3)으로부터 외력을 받지 않기 때문에, 상기 스크레이퍼부(23b)의 손상이 방지되어 덮개 부재(23)의 내구성이 높아진다.

그런데, 너트(8)는, 레디얼 베어링(9)에 삽입 관통되어 조립되지만, 덮개 부재(23)의 통부(23B)의 외경이 너트(8)의 슬리브부(8A)의 외경 이하(본 실시형태에서는 동일 직경)이므로, 덮개 부재(23)를 너트(8)에 장착한 후에 레디얼 베어링(9)에 삽입 관통하더라도, 덮개 부재(23)가 레디얼 베어링(9)에 간섭하지 않고 너트(8)를 조립할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 덮개 부재(23)를 유연하고 탄성이 풍부한 고무재로 구성했기 때문에, 상기 덮개 부재(23)가 나사축(3)에 만일 접촉한 경우라 하더라도, 상기 덮개 부재(23)의 손상이 방지되어 그 내구성이 높아진다고 하는 효과도 얻어진다.

그리고, 본 실시형태에서는, 나사축(3)의 각 나사산(3b1)의 일부를 꼭대기부(3b12)로부터 바닥부(3b13)측을 향해 절결하는 것에 의해 홈부(21)를 각각 형성했기 때문에, 그리스를 유지하기 위한 홈부(21)를 가공성 좋게 용이하게 형성할 수 있고, 가공 공정수의 삭감과 가공 시간의 단축에 의해 상기 전동 액추에이터(1)의 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 홈부(21)를 나사축(3)의 축방향을 따르는 동일 직선 상에 배치했기 때문에, 복수의 홈부(21)를 가공성 좋게 간단히 형성할 수 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 홈부(21)를 나사축(3)의 각 나사산(3b1)의 높이 방향에서 꼭대기부(3b12)로부터 바닥부(3b13)까지의 범위의 깊이로 각각 형성하고(홈부(21)의 깊이 h를 나사산(3b1)의 높이 H보다 작게 설정(h<H))), 바닥부(3b13)를 넘어서 그 직경 방향 내측으로 홈부(21)를 형성하지 않도록 했기 때문에, 상기 홈부(21)의 가공성이 높아짐과 더불어, 나사축(3)의 홈부(21)에 의한 국부적인 강도 저하가 억제된다. 참고로, 나사축(3)의 나사산(3b1)을 절삭 가공에 의해 형성하는 경우, 홈부(21)를 나사산(3b1)의 바닥부(3b13)보다 깊게 하면, 홈부(21)에 버어가 생기고, 이 버어를 제거하는 것이 용이하지 않다.

또한, 본 실시형태에서는, 그리스를 유지하기 위한 홈부(21)가 나사축(3)의 각 나사산(3b1)의 둘레 방향으로 각각 7개 형성되어 있기 때문에, 복수의 홈부(21)에 의해 많은 그리스를 유지할 수 있고, 복수의 홈부(21)에 유지된 많은 그리스에 의해 너트(8)와 나사축(3)의 나사 결합부가 효과적으로 윤활된다. 또한, 나사축(3)의 각 나사산(3b1)에 관해 각 7개의 홈부(21)를 둘레 방향으로 등각도 피치로 형성했기 때문에, 너트(8)와 나사축(3)의 나사 결합부에 그리스가 둘레 방향으로 균일하게 공급되고, 이것에 의해서도 나사 결합부가 그리스에 의해 효과적으로 윤활된다.

또, 이상의 실시형태에서는, 그리스를 유지하기 위한 복수의 홈부(21)를 나사축(3)의 각 나사산(3b1)에 형성했지만, 동일한 홈부를 너트(8)의 암나사(8a)의 나사산(8a1)에 형성해도 좋고, 혹은 나사축(3)의 나사산(3b1)과 너트(8)의 나사산(8a1)의 쌍방에 홈부를 형성해도 좋다.

또한, 이상은 본 발명을 차량용 드럼 브레이크의 전동 파킹 브레이크 장치에 구비되는 전동 액추에이터에 대하여 적용한 형태에 관해 설명했지만, 본 발명은, 다른 임의의 장치에 이용되는 전동 액추에이터에 대해서도 동일하게 적용 가능하다.

기타, 본 발명은, 이상 설명한 실시형태에 적용이 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위 및 명세서와 도면에 기재된 기술적 사상의 범위 내에서 여러가지 변형이 가능한 것은 물론이다.

1 : 전동 액추에이터
2 : 전동 모터
3 : 나사축(제2 나사 부재)
3b : 나사축의 수나사
3b1 : 나사축의 나사산
3b11 : 나사산의 플랭크
3b12 : 나사산의 꼭대기부
3b13 : 나사산의 바닥부
3c : 나사산의 테이퍼면
4 : 운동 변환 기구
5 : 전동 기구
8 : 너트(제1 나사 부재)
8a : 너트의 암나사
8a1 : 너트의 나사산
21 : 홈부
22 : 그리스 유지부
23 : 덮개 부재
23A : 덮개 부재의 덮개부
23B : 덮개 부재의 통부
23b : 덮개 부재의 스크레이퍼부
φD : 스크레이퍼부의 내경
φd : 나사축의 외경
δ : 미소 간극

Claims (6)

1. 전동 모터와, 상기 전동 모터에 의해 회전 구동되는 제1 나사 부재와, 상기 제1 나사 부재에 직선 이동 가능하게 나사 결합 삽입 관통되는 제2 나사 부재를 구비하고, 이들 제1 나사 부재와 제2 나사 부재의 각 나사산은, 2개의 플랭크와 이들 플랭크끼리를 연결하는 꼭대기부에 의해 각각 구성되고, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재의 나사 결합부를 그리스에 의해 윤활하는 전동 액추에이터에 있어서,
   상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 나사산에, 상기 꼭대기부로부터 바닥부측을 향해 절결된 홈부를 각각 형성하고,
   상기 홈부의 플랭크측의 둘레 가장자리의 적어도 일부에, 상기 홈부로부터 둘레 방향으로 멀어짐에 따라서 넓어지는 테이퍼면을 각각 형성한 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
2. 제1항에 있어서,
   복수의 상기 홈부는, 상기 제1 나사축과 상기 제2 나사축 중 적어도 한쪽의 축방향을 따르는 동일 직선 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 홈부는, 상기 제1 나사 부재와 상기 제2 나사 부재 중 적어도 한쪽의 나사산의 둘레 방향으로 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홈부는, 상기 나사산의 높이 방향에서 상기 꼭대기부로부터 상기 바닥부까지의 범위의 깊이로 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 나사 부재의 축방향 일단 내주에, 상기 제2 나사 부재의 최대 직경보다 큰 외경을 갖고 상기 제2 나사 부재와의 사이에 상기 그리스를 수용 가능한 그리스 유지부를 형성하고,
   상기 그리스 유지부의 축방향 개구단을 덮는 덮개 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 덮개 부재는, 덮개부와 상기 제1 나사 부재와 동축의 통부를 일체로 구비하고,
   상기 덮개부의 내주에 원통형의 스크레이퍼부를 형성하고, 상기 스크레이퍼부의 내경을 상기 제2 나사 부재의 외경보다 약간 크게 설정하여 상기 스크레이퍼부와 상기 제2 나사 부재의 사이에 직경 방향의 미소 간극을 형성한 것을 특징으로 하는 전동 액추에이터.

Images