(57)【要約】  【課題】  コンパクトでありながら、高い信頼性を有する変換機構を提供する。  【解決手段】  ねじ軸４のフランジ部４ｂと、ナット５との間に軸受を介在させることで、ナット５の移動端で当接可能とし、オーバーシュートしたナット５を軸受により係止し且つフランジ部４ｂに対して相対回転転可能に支持することで、摩耗や騒音等の問題を回避することができる。【選択図】  図１
2006071007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
フランジ部を有しモータの回転軸に連結された回転要素と、被駆動部材に連結された軸線方向移動要素とを含み、前記回転要素の回転運動を前記軸線方向移動要素の軸線運動に変換する伝達手段と、
前記回転要素のフランジ部と、前記軸線方向移動要素との間に介在し、前記軸線方向移動要素の移動端で当接するようになっている軸受と、を有することを特徴とする変換機構。
【請求項２】
前記伝達手段は、外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールとからなるボールねじ機構であることを特徴とする請求項１に記載の変換機構。
【請求項３】
前記フランジ部の両側に軸受が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の変換機構。
【請求項４】
前記フランジ部は、前記軸受の転動体の軌道面となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換機構に関し、例えば、汎用昇降機、ジャッキ、車両用電動パーキングブレーキ、電動ディスクブレーキ、ベルトＣＶＴのプーリ駆動機構、４ＷＤの２ＷＤ、４ＷＤ切り変え機構、変速装置切り替え機構、クラッチ切り替え機構、戸開閉装置等に用いることが出来る電動アクチュエータに適用すると好適な変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等の省力化が進み、例えば自動車のトランスミッションやパーキングブレーキなどを手動でなく、電動モータの力により行うシステムが開発されている。そのような用途に用いる電動アクチュエータには、電動モータから伝達される回転運動を高効率で軸線方向運動に変換するために、ボールねじ機構が用いられる場合がある。
【０００３】
ここで、特許文献１には、モータからの動力をボールねじ機構を介してブレーキパッドに伝達し、ブレーキを動作させるブレーキ装置が開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５０６１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に開示されたブレーキ装置においては、その図１に示す構成においては、直動変換装置ナット側にハウジングを設け、一方にスラスト玉軸受を配置したものが示されており、更にその図３に示す構成においては、直動変換装置ねじ軸側と同軸上に別体のフランジを設けその端面にスラストニードル軸受を配置したものが示されている。
【０００５】
しかるに、特許文献１の図１に開示された構成では、直動変換装置がブレーキパッドを押し付ける方向へ作動したときにその反力は、直動変換装置ナットに設けられたフランジを介しスラスト玉軸受にて支持される。しかしながら、逆に、反押し付け側ヘ作動させたときに、止まる位置より戻り過ぎ（オーバーシュート）の状況に陥ってしまった場合は、直動変換装置ねじ軸に嵌合されている押し付け棒の嵌合部の軸線方向の規制が不十分な場合、脱落が生じる恐れがある。脱落が生じるとパッドがディスクに引きずられた状態となる場合があり、騒音問題、パッドの早期磨耗、引きずりトルクによる燃費低下をもたらす可能性がある。更に、最悪の場合では、押し付け側ヘ転じた際に駆動力が伝達されず、パッドが押されずブレーキが掛からなくなる可能性も否めない。
【０００６】
また、特許文献１の図１に開示された構成では、直動変換装置がブレーキパッドを押付ける方向ヘ作動したとき、その反力は直動変換装置ナット、ねじ軸、ねじ軸と別体のフランジを介してスラストニードル軸受にて支持される。逆に、反押付け側ヘ作動させたとき、戻しきった状態でさらに反押付け側ヘ作動力が発生してまうようなことが生じ、その力が、直動変換装置ねじ軸とスピンドルとの嵌合力より大きくなってしまった場合、それらは外れてしまい、図１の構成と同様な不具合が発生してしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、コンパクトでありながら、高い信頼性を有する変換機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の変換機構は、
ハウジングと、
フランジ部を有しモータの回転軸に連結された回転要素と、被駆動部材に連結された軸線方向移動要素とを含み、前記回転要素の回転運動を前記軸線方向移動要素の軸線運動に変換する伝達手段と、
前記回転要素のフランジ部と、前記軸線方向移動要素との間に介在し、前記軸線方向移動要素の移動端で当接するようになっている軸受と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
前記軸線方向移動要素が軸線方向にオーバーシュートすることを防止するには、係止部材を設ければ良いが、係止部材を設けた場合、そのためのスペースが必要となるから、変換機構のコンパクト化が図れない。一方、前記回転要素に係止部を設ければ、前記軸線方向移動要素のオーバーシュートを阻止できるが、前記回転要素との間で相対回転が生じるので摩耗や騒音の問題が生じる。これに対し、本発明の変換機構によれば、前記回転要素のフランジ部と、前記軸線方向移動要素との間に介在し、前記軸線方向移動要素の移動端で当接するようになっている軸受を設けることにより、オーバーシュートした前記軸線方向移動要素を前記軸受により係止し且つ前記フランジ部に対して相対回転可能に支持することで、摩耗や騒音等の問題を回避することができる。
【００１０】
前記伝達手段は、外周面に雄ねじ溝を形成したねじ軸と、前記ねじ軸を包囲するように配置され且つ内周面に雌ねじ溝を形成したナットと、対向する両ねじ溝間に形成された転走路に沿って転動自在に配置された複数のボールとからなるボールねじ機構であると、円滑な動力の伝達を行えるので好ましい。
【００１１】
前記フランジ部の両側に軸受が配置されていると好ましい。
【００１２】
前記フランジ部は、前記軸受の転動体の軌道面となっていると、軌道輪を不要とでき、よりコンパクトな構成を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態である変換機構を備えた電動アクチュエータの断面図である。
【００１４】
図１において、ハウジング１に固定された電動モータ２は、中空のねじ軸４を貫通する回転軸２ａを有している。回転軸２ａの先端に結合され一体的に回転する円板３は、セレーション結合によりねじ軸４の内周に係合しており、従って両者は一体的に回転するようになっている。ねじ軸４の周囲にはナット５が配置されている。
【００１５】
軸線方向移動要素であるナット５は、ハウジング１に対して軸線方向にのみ移動するように取り付けられ、且つブッシュ６により移動可能に支持されている。ナット５の内周面には、雌ねじ溝５ａが形成されている。回転要素であるねじ軸４は、円板３を介して回転軸２ａに取り付けられることで、回転のみ可能となるように支持されており、外周面に雄ねじ溝４ａを形成している。複数のボール７が、対向する両ねじ溝間４ａ、５ａに形成された螺旋状の転走路内を転動自在となるように配置されている。ナット５には、ボール７の循環用のコマ（不図示）が設けられている。ねじ軸４と、ナット５と、ボール７とでボールねじ機構（伝達手段）を構成する。
【００１６】
ねじ軸４は、電動モータ２側の端部にフランジ部４ｂを形成している。フランジ部４ｂの軸線方向両側には、転動体であるころ８が転動可能に配置されており、更にころ８を包囲するようにしてケース９が設けられている。尚、フランジ部４ｂと、ころ８と、ケース９とで、フランジ部と一体の軸受を構成する。
【００１７】
本実施の形態の動作を説明すると、不図示の電源より電力が供給され、電動モータ２の回転軸２ａが回転すると、円板３を介してねじ軸４が回転する。ねじ軸４が回転すると、転走路を転動し且つコマを介して循環するボール７により、その回転運動がナット５の軸線方向運動に効率よく変換されるので、ナット５に連結された被駆動部材１０を軸線方向（ここでは上方）に移動させることができる。
【００１８】
このとき、被駆動部材１０から伝達されるスラスト力は、ナット５，ボール７，ねじ軸４を介してフランジ部４ｂに伝達されるが、フランジ部４ｂと、電動モータ２のケース（ハウジング１でも良い）に当接したケース９との間で、ころ８が転動することで、ねじ軸４の回転を阻害することなく、そのスラスト力を支持することができる。
【００１９】
一方、不図示の電源より逆特性の電力が供給され、電動モータ２の回転軸２ａが逆回転すると、円板３を介してねじ軸４が逆回転するので、ナット５に連結された被駆動部材１０を軸線方向（ここでは下方）に移動させることができる。このとき、ナット５がオーバーシュートした場合、その端部は、軸受のケース９に当接することとなるが、かかる場合、フランジ部４ｂとケース９との間で、ころ８が転動することで、ナット５のオーバーシュートを阻止できる。
【００２０】
即ち、ねじ軸４のフランジ部４ｂと、ナット５との間に軸受を介在させることで、ナット５の移動端で当接可能とし、オーバーシュートしたナット５を軸受により係止し且つフランジ部４ｂに対して相対回転転可能に支持することで、摩耗や騒音等の問題を回避することができる。
【００２１】
図２は、第２の実施の形態である変換機構を備えた電動アクチュエータの断面図である。図２において、ハウジング１１に固定された電動モータ１２の回転軸１２ａは、ねじ軸１４の端部にセレーション結合により係合しており、従って両者は一体的に回転するようになっている。ねじ軸１４の周囲にはナット１５が配置されている。
【００２２】
軸線方向移動要素であるナット１５は、ハウジング１１に対して軸線方向にのみ移動するように取り付けられ、且つブッシュ１６により移動可能に支持されている。ナット１５の内周面には、雌ねじ溝１５ａが形成されている。回転要素であるねじ軸１４は、ケース１９を介して回転のみ可能となるように支持されており、外周面に雄ねじ溝１４ａを形成している。複数のボール１７が、対向する両ねじ溝間１４ａ、１５ａに形成された螺旋状の転走路内を転動自在となるように配置されている。ナット１５には、ボール１７の循環用のコマ（不図示）が設けられている。ねじ軸１４と、ナット１５と、ボール１７とでボールねじ機構（伝達手段）を構成する。
【００２３】
ねじ軸１４は、電動モータ１２側の端部にフランジ部１４ｂを形成している。フランジ部１４ｂの軸線方向両側には、転動体であるころ１８が転動可能に配置されており、更にころ１８を包囲するようにしてケース１９が設けられている。ケース１９は、ハウジング１１の内周に形成された大径部１１ａに取り付けられており、電動モータ１２のケースと挟持されることで、軸線方向に固定されるようになっている。尚、フランジ部１４ｂと、ころ１８と、ケース１９とで、フランジ部と一体の軸受を構成する。
【００２４】
本実施の形態の動作を説明すると、不図示の電源より電力が供給され、電動モータ１２の回転軸１２ａが回転すると、ねじ軸１４が回転する。ねじ軸１４が回転すると、転走路を転動し且つコマを介して循環するボール１７により、その回転運動がナット１５の軸線方向運動に効率よく変換されるので、ナット１５に連結された被駆動部材（不図示）を軸線方向（ここでは上方）に移動させることができる。
【００２５】
このとき、被駆動部材から伝達されるスラスト力は、ナット１５，ボール１７，ねじ軸１４を介してフランジ部１４ｂに伝達されるが、フランジ部１４ｂと、電動モータ１２のケース（ハウジング１１でも良い）に当接したケース１９との間で、ころ１８が転動することで、ねじ軸１４の回転を阻害することなく、そのスラスト力を支持することができる。
【００２６】
一方、不図示の電源より逆特性の電力が供給され、電動モータ１２の回転軸１２ａが逆回転すると、ねじ軸１４が逆回転するので、ナット１５に連結された被駆動部材を軸線方向（ここでは下方）に移動させることができる。このとき、ナット１５がオーバーシュートしようとした場合、その端部は、軸受のケース１９に当接することとなり、且つフランジ部１４ｂに対してケース１９が軸線方向におけるストッパとなるため、ナット１５のオーバーシュートを阻止すると共にねじ軸の抜けを防止することができる。
【００２７】
図３は、比較例にかかる電動アクチュエータの断面図である。本比較例が、図２に示す実施の形態と異なる点は、軸受の構成である。即ち、ねじ軸１４のフランジ部１４ａに当接させる形で、スラスト軸受２０が圧入固定されている。図２，３を比較して明らかであるが、スラスト軸受２０を圧入固定した比較例と、フランジ部１４ａに軸受を直接設けた本実施の形態とでは、ハウジングの大きさが異なる。より具体的には、比較例におけるハウジング１１’の内径φ１’は、第２の実施の形態におけるハウジング１１の内径φ１より大きく、且つ比較例におけるハウジング１１’のフランジ部１４ａまでの距離Ｌ１’は、第２の実施の形態におけるハウジング１１のフランジ部１４ａまでの距離Ｌ１より大きくなっている。特に、軸受２０の圧入力は、軸受２０の幅に応じて変わるため、圧入力を大きくするには、軸受２０の幅を大きくする必要があり、それにより距離Ｌ１’は増大する傾向がある。
【００２８】
本実施の形態によれば、フランジ部４ａに軸受を一体的に形成することで、従来技術のように嵌合やカシメなどを用いる必要がなく、組付性も向上し、よりコンパクトな構成を提供できる。
【００２９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。尚、回転要素をナットとし、軸線方向移動要素をねじ軸としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態である変換機構を備えた電動アクチュエータの断面図である。
【図２】第２の実施の形態である変換機構を備えた電動アクチュエータの断面図である。
【図３】比較例の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ハウジング
２ 電動モータ
２ａ 回転軸
３ 円板
４ ねじ軸
４ａ フランジ部
４ａ 雄ねじ溝
４ｂ フランジ部
５ ナット
５ａ 雌ねじ溝
６ ブッシュ
７ ボール
９ ケース
１０ 被駆動部材
１１ ハウジング
１１ａ 大径部
１２ 電動モータ
１２ａ 回転軸
１４ ねじ軸
１４ａ 雄ねじ溝
１４ｂ フランジ部
１５ ナット
１５ａ 雌ねじ溝
１６ ブッシュ
１７ ボール
１９ ケース
２０ スラスト軸受
【図１】
2006071007.tif 000003
【図２】
2006071007.tif 000004
【図３】
2006071007.tif 000005