(57)【要約】【課題】螺旋凸条を回転軸または外輪部材と一体に形成したもので、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与できるようにすることである。【解決手段】外輪部材５の内径面に形成した螺旋凸条５ａの凸先端面を、遊星ローラ７の外径面に設けた螺旋溝７ａの溝底面に接触させて、遊星ローラ７に径方向の予圧を付与することにより、安価な加工コストで遊星ローラ７に径方向の予圧を付与できるようにした。【選択図】図４
2010043673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でケーシングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを径方向の予圧を付与するように介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記回転軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を一体に形成し、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記回転軸の周りを自転しながら公転する遊星ローラを支持するキャリヤを軸方向へ相対移動させ、前記回転軸の回転運動を前記キャリヤの直線運動に変換して、被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、前記遊星ローラの周方向溝または螺旋溝の溝底面に接触させて、前記遊星ローラに径方向の予圧を付与するようにしたことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でケーシングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを径方向の予圧を付与するように介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記回転軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を一体に形成し、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記回転軸の周りを自転しながら公転する遊星ローラを支持するキャリヤを軸方向へ相対移動させ、前記回転軸の回転運動を前記キャリヤの直線運動に変換して、被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記遊星ローラの軸方向の一部に小径部を設け、前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、前記遊星ローラの小径部の外径面に接触させて、前記遊星ローラに径方向の予圧を付与するようにしたことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記螺旋凸条を前記外輪部材の内径面に一体に形成した請求項１または２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記遊星ローラの小径部を軸方向の両端部に設けた請求項３に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記遊星ローラの小径部を軸方向の中央部に設けた請求項３に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記遊星ローラの小径部を別体の円筒部材で形成した請求項３乃至５のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記別体の円筒部材を圧入によって前記遊星ローラに固定した請求項６に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項８】
電動モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに請求項１乃至７のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータを用いたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータと、電動式直動アクチュエータを用いてブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータには、運動変換機構としてボールねじ機構やボールランプ機構を採用したものが多く、小容量の電動モータで大きな直線駆動力が得られるように、遊星歯車減速機構等の歯車減速機構を組み込んだものが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した電動式直動アクチュエータに採用されているボールねじ機構やボールランプ機構は、リードを有するねじ筋や傾斜カム面に沿わせる運動変換機構によって、ある程度の増力機能を有するが、電動式ブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能は確保できない。このため、これらの運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータでは、遊星歯車減速機構等の別途の減速機構を組み込んで駆動力を増力しているが、このように別途の減速機構を組み込むことは、電動式直動アクチュエータのコンパクトな設計を阻害する。
【０００４】
このような問題に対して、本発明者らは、別途の減速機構を組み込むことなく大きな増力機能を確保でき、直動ストロークが小さい電動式ブレーキ装置にも好適な電動式直動アクチュエータとして、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でケーシングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、遊星ローラの外径面に、螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、回転軸の周りを自転しながら公転する遊星ローラを支持するキャリヤを軸方向へ相対移動させ、回転軸の回転運動をキャリヤの直線運動に変換する機構を先に提案している（特許文献２、３参照）。なお、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に螺旋凸条を設ける手段としては、螺旋凸条を回転軸または外輪部材と一体に形成する方法と、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に設けた螺旋溝に別体の条部材を周着する方法を採用している。
【０００５】
一方、車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、上述したような電動式直動アクチュエータをキャリパボディに組み込んでブレーキ部材を被制動部材に押圧するものである（例えば、特許文献４参照）。通常、電動式ブレーキ装置は車両のばね下に取り付けられるので、路面からの振動を受けても安定して作動し、かつ、コンパクトに設計できるものが望まれる。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２７１９０号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７１７号公報
【特許文献３】特開２００７−３７３０５号公報
【特許文献４】特開２００３−３４３６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２、３に記載された電動式直動アクチュエータは、別途の減速機構を組み込むことなく、コンパクトな設計で大きな増力機能を確保できるが、入力軸となる回転軸の回転トルクを遊星ローラに安定して伝達するために、回転軸と外輪部材との間に介在させる遊星ローラに径方向の予圧を付与する必要がある。
【０００８】
従来、この遊星ローラの径方向の予圧は、遊星ローラの外径面を回転軸の外径面と外輪部材の内径面とに締め代をもたせて接触させる方法で行っており、これらの接触面を研磨加工している。このため、螺旋凸条を回転軸または外輪部材と一体に形成する場合は、遊星ローラの外径面が接触する回転軸または外輪部材の狭い螺旋凸条間の外径面や内径面を研磨加工するのに手間がかかり、加工コストが高くなる問題があった。特に、外輪部材の内径面に螺旋凸条を形成する場合は研磨加工が難しく、さらに、外輪部材の内径寸法が小さい場合は、研磨加工自体が困難であった。
【０００９】
なお、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に設けた螺旋溝に別体の条部材を周着する場合は、条部材を周着する前にその外径面や内径面を容易に研磨加工できるが、別体の条部材を周着したものは、螺旋凸条を一体に形成したものに較べて耐久性が劣る問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、螺旋凸条を回転軸または外輪部材と一体に形成したもので、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でケーシングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを径方向の予圧を付与するように介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記回転軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を一体に形成し、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記回転軸の周りを自転しながら公転する遊星ローラを支持するキャリヤを軸方向へ相対移動させ、前記回転軸の回転運動を前記キャリヤの直線運動に変換して、被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、前記遊星ローラの周方向溝または螺旋溝の溝底面に接触させて、前記遊星ローラに径方向の予圧を付与する構成を採用した。
【００１２】
すなわち、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、遊星ローラの周方向溝または螺旋溝の溝底面に接触させて、遊星ローラに径方向の予圧を付与することにより、回転軸または外輪部材の狭い螺旋凸条間の外径面や内径面の研磨加工を不要として、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与できるようにした。
【００１３】
また、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でケーシングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを径方向の予圧を付与するように介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記回転軸の外径面または前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を一体に形成し、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記回転軸の周りを自転しながら公転する遊星ローラを支持するキャリヤを軸方向へ相対移動させ、前記回転軸の回転運動を前記キャリヤの直線運動に変換して、被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記遊星ローラの軸方向の一部に小径部を設け、前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、前記遊星ローラの小径部の外径面に接触させて、前記遊星ローラに径方向の予圧を付与する構成も採用した。
【００１４】
すなわち、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、遊星ローラの小径部の外径面に接触させて、遊星ローラに径方向の予圧を付与することによっても、回転軸または外輪部材の狭い螺旋凸条間の外径面や内径面の研磨加工を不要として、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与できるようにした。この構成では、遊星ローラ側の研磨加工面を小径部の外径面として、研磨加工をより容易なものとすることができる。
【００１５】
上述した各電動式直動アクチュエータは、前記螺旋凸条を前記外輪部材の内径面に一体に形成したものに好適である。
【００１６】
前記遊星ローラの小径部は軸方向の両端部に設けることができる。
【００１７】
前記遊星ローラの小径部は軸方向の中央部に設けることもできる。
【００１８】
前記遊星ローラの小径部は別体の円筒部材で形成することができる。
【００１９】
前記別体の円筒部材は圧入によって前記遊星ローラに固定することができる。
【００２０】
また、本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに上述したいずれかの電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電動式直動アクチュエータは、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、遊星ローラの周方向溝または螺旋溝の溝底面に接触させて、遊星ローラに径方向の予圧を付与するようにしたので、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与することができる。
【００２２】
また、本発明の電動式直動アクチュエータは、回転軸の外径面または外輪部材の内径面に形成した螺旋凸条の凸先端面を、遊星ローラの小径部の外径面に接触させて、遊星ローラに径方向の予圧を付与するようにもしたので、安価な加工コストで遊星ローラに径方向の予圧を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、図１乃至図３に示すように、ケーシング１の円筒部１ａの一端側に片側へ張り出すフランジ１ｂが設けられて、このフランジ１ｂに電動モータ２が円筒部１ａと平行に取り付けられ、電動モータ２のロータ軸２ａの回転が歯車３ａ、３ｂ、３ｃによって円筒部１ａの中心に配設された回転軸４に伝達されるようになっており、回転軸４と円筒部１ａの内径面に固定された外輪部材５との間に、キャリヤ６に回転自在に支持された４個の遊星ローラ７が介在し、各遊星ローラ７が回転軸４の回転に伴って、その周りを自転しながら公転するようになっている。
【００２４】
前記ケーシング１のフランジ１ｂを設けた側には蓋１ｃが取り付けられ、歯車３ａ、３ｂ、３ｃは蓋１ｃで覆われた空間の軸方向同一断面内で噛み合うように配設されている。また、円筒部１ａの蓋１ｃ側には軸支持部材８が内嵌され、歯車３ｃを取り付けられた回転軸４が軸支持部材８に玉軸受９で支持されている。軸支持部材８は、外輪部材５の端面に当接されて止め輪１０で抜け止めされており、止め輪９は、外輪部材５に発生する直動アクチュエータの軸方向反力を受けるストッパの役割もする。なお、ロータ軸２ａに取り付けられた歯車３ａと歯車３ｃに噛み合う中間歯車３ｂは、フランジ１ｂと蓋１ｃに差し渡された軸ピン１１に玉軸受１２で支持されている。
【００２５】
前記キャリヤ６は、回転軸４に外嵌されてすべり軸受１３でスライド可能に支持され、各遊星ローラ７は、キャリヤ６に取り付けられた支持ピン６ａに針状ころ軸受１４で回転自在に支持されて、共通の押さえ板１５と止め輪１６で抜け止めされている。また、各遊星ローラ７の自転はスラストころ軸受１７でキャリヤ６に支持され、各遊星ローラ７と一緒に公転するキャリヤ６には、スラストころ軸受１８を介して直線駆動部材１９が連結されている。
【００２６】
前記直線駆動部材１９は、キャリヤ６の筒部に外嵌されて止め輪２０で抜け止めされ、ケーシング１の円筒部１ａとの間の外径側と、キャリヤ６の筒部から回転軸４が突出する内径側とが、それぞれシール部材２１、２２でシールされている。直線駆動部材１９の外側端面には、被駆動物に連結されて回り止めするキー２３が設けられており、後述する各遊星ローラ７の直線運動がキャリヤ６を介して直線駆動部材１９に伝達され、被駆動物を直線駆動する。
【００２７】
図４に拡大して示すように、前記外輪部材５の内径面には台形状の２条の螺旋凸条５ａが形成され、遊星ローラ７の外径面には、螺旋凸条５ａが嵌まり込む台形状で、螺旋凸条５ａと同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝７ａが設けられており、螺旋凸条５ａと螺旋溝７ａの螺合によって、回転軸４の周りを自転しながら公転する遊星ローラ７が、螺旋凸条５ａと螺旋溝７ａとのリード角の差によって軸方向へ直線運動する。遊星ローラ７の螺旋溝７ａは、螺旋凸条５ａと同一ピッチの周方向溝とすることもできる。
【００２８】
前記外輪部材５の螺旋凸条５ａは、その凸先端面が遊星ローラ７の螺旋溝７ａの溝底面に接触して、遊星ローラ７に径方向の予圧を付与するようになっており、螺旋凸条５ａの凸先端面と螺旋溝７ａの溝底面は研磨加工を施されている。なお、遊星ローラ７と回転軸４は外径面同士で接触するようになっており、これらの外径面も研磨加工を施されている。遊星ローラ７は、径方向の予圧によって、スリップすることなく回転軸４の周りを自転しながら公転し、軸方向へ直線運動する。
【００２９】
図５は、上述した電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す。この電動式ブレーキ装置は、キャリパボディ３１の内部で被制動部材としてのディスクロータ３２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド３３を対向配置したディスクブレーキであり、キャリパボディ３１に電動式直動アクチュエータのケーシング１が固定され、直線駆動部材１９がキー２３で被駆動物としてのブレーキパッド３３に回り止めされ、ブレーキパッド３３をディスクロータ３２に押圧するようになっている。なお、この図では、電動式直動アクチュエータが図１で示した断面と直交する断面で示されている。
【００３０】
図６は、第２の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記遊星ローラ７の両端部に小径段差部７ｂが設けられて、各小径段差部７ｂに、外径寸法が遊星ローラ７の外径よりも小さい別体の小径リング部材２４が圧入固定され、これらの小径リング部材２４の外径面に外輪部材５の螺旋凸条５ａが接触して、遊星ローラ７に径方向の予圧が付与されるようになっている点が異なる。この実施形態では、小径リング部材２４の外径面に研磨加工が施され、螺旋溝７ａの溝底面は研磨加工されていない。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。
【００３１】
図８は、第３の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータも、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記遊星ローラ７の中央部に小径部２５が設けられ、前記外輪部材５の螺旋凸条５ａがこの小径部２５に接触して、遊星ローラ７に径方向の予圧が付与されるようになっている点が異なる。この実施形態では、小径部２５の外径面に研磨加工が施され、螺旋溝７ａの溝底面は研磨加工されていない。
【００３２】
上述した各実施形態では、遊星ローラの螺旋溝に嵌まり込む螺旋凸条を外輪部材の内径面に形成したが、螺旋凸条は回転軸の外径面に形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態の電動式直動アクチュエータを示す縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１の要部を拡大して示す縦断面図
【図５】図１の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す縦断面図
【図６】第２の実施形態の電動式直動アクチュエータの要部を拡大して示す縦断面図
【図７】第３の実施形態の電動式直動アクチュエータの要部を拡大して示す縦断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  ケーシング
１ａ  円筒部
１ｂ  フランジ
１ｃ  蓋
２  電動モータ
２ａ  ロータ軸
３ａ、３ｂ、３ｃ  歯車
４  回転軸
５  外輪部材
５ａ  螺旋凸条
６  キャリヤ
６ａ  支持ピン
７  遊星ローラ
７ａ  螺旋溝
７ｂ  小径段差部
８  軸支持部材
９  玉軸受
１０  止め輪
１１  軸ピン
１２  玉軸受
１３  すべり軸受
１４  針状ころ軸受
１５  押さえ板
１６  止め輪
１７、１８  スラストころ軸受
１９  直線駆動部材
２０  止め輪
２１、２２  シール部材
２３  キー
２４  小径リング部材
２５  小径部
３１  キャリパボディ
３２  ディスクロータ
３３  ブレーキパッド
【図１】
2010043673.tif 000003
【図２】
2010043673.tif 000004
【図３】
2010043673.tif 000005
【図４】
2010043673.tif 000006
【図５】
2010043673.tif 000007
【図６】
2010043673.tif 000008
【図７】
2010043673.tif 000009