(57)【要約】【課題】回転軸を電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置した電動式直動アクチュエータにおける、ケーシングの蓋を薄肉で簡単な形状とすることである。【解決手段】回転軸４を電動モータ２のロータ軸２ａと並列に配置し、回転軸４を支持する玉軸受１４を、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ようにケーシング１の内径面に装着した止め輪１３と外輪部材５との間で固定した軸受支持部材１５に組み付けることにより、ケーシング１の蓋１ｃに軸受を組み付けることを不要とし、蓋１ｃを薄肉で簡単な形状にできるようにした。【選択図】図１
2008281174.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介在させて、これらの各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設け、前記各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各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、前記回転軸を前記電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置し、この回転軸を支持する軸受を、前記ロータ軸からの回転伝達部と前記遊星ローラとの間の軸方向部位に配設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】
前記外輪部材を固定するケーシングの内径面を円筒面で形成して、この円筒面で形成したケーシングの内径面に、前記外輪部材に発生する直動アクチュエータの軸方向反力を受ける止め輪を装着し、前記回転軸を支持する軸受を、この止め輪と前記外輪部材との間で前記ケーシングの内径面に固定した軸受支持部材に組み付けた請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記軸受支持部材に、前記キャリヤが軸受支持部材側へ後退移動したときに、キャリヤまたはキャリヤと一緒に後退移動する部材に軸方向で当接され、前記キャリヤの後退位置を規制するストッパ部を設けた請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に設けた螺旋凸条を、これらの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周着した条部材で形成した請求項２または３に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記軸受支持部材に前記外輪部材側への環状突出部を形成し、この環状突出部に前記条部材で形成した螺旋凸条の外径面または内径面を案内する案内面を設けた請求項４に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記回転軸を前記電動モータのロータ軸と並列に配置した請求項１乃至５のいずれかにに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
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６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、これらの各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、各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各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）。
【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２参照）。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、電動モータのロータ軸と直動アクチュエータの回転軸を同軸上に直列に配置しているので、全体の軸方向長さ寸法が長くなる問題があり、本発明者らは、直動アクチュエータの回転軸を電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置して、全体の軸方向長さをコンパクトにすることを先に提案している（特願２００６−２７０８１７）。
【０００８】
特願２００６−２７０８１７で提案したものでは、前記回転軸を支持する軸受を、直動アクチュエータのケーシングの後端側を閉塞する蓋に組み付けている。このため、このケーシングの蓋が、軸受を組み付けるための厚みと強度を必要とし、かつ、軸受の組み付け部が突出する複雑な形状となって、蓋の重量が重くなるとともに、製造コストが高くなる問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、回転軸を電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置した電動式直動アクチュエータにおける、ケーシングの蓋を薄肉で簡単な形状とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、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、これらの各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設け、前記各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各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、前記回転軸を前記電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置し、この回転軸を支持する軸受を、前記ロータ軸からの回転伝達部と前記遊星ローラとの間の軸方向部位に配設した構成を採用した。
【００１１】
すなわち、直動アクチュエータの回転軸を電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置し、この回転軸を支持する軸受を、ロータ軸からの回転伝達部と遊星ローラとの間の軸方向部位に配設することにより、ケーシングの蓋に軸受を組み付けることを不要とし、蓋を薄肉で簡単な形状にできるようにした。
【００１２】
前記外輪部材を固定するケーシングの内径面を円筒面で形成して、この円筒面で形成したケーシングの内径面に、前記外輪部材に発生する直動アクチュエータの軸方向反力を受ける止め輪を装着したものでは、前記回転軸を支持する軸受を、この止め輪と前記外輪部材との間で前記ケーシングの内径面に固定した軸受支持部材に組み付けることができる。
【００１３】
前記軸受支持部材には、前記キャリヤが軸受支持部材側へ後退移動したときに、キャリヤまたはキャリヤと一緒に後退移動する部材に軸方向で当接され、前記キャリヤの後退位置を規制するストッパ部を設けることができる。
【００１４】
前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に設けた螺旋凸条を、これらの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周着した条部材で形成することにより、螺旋凸条を容易に精度よく形成することができる。
【００１５】
前記螺旋凸条を螺旋溝に周着した条部材で形成したものでは、前記軸受支持部材に前記外輪部材側への環状突出部を形成し、この環状突出部に前記条部材で形成した螺旋凸条の外径面または内径面を案内する案内面を設けることにより、条部材が端部より脱落するのを防止することができる。
【００１６】
前記回転軸を前記電動モータのロータ軸と並列に配置することにより、全体の軸方向長さ寸法を最も短くして、かつ、外形を凹凸の少ないコンパクトな形態とすることができる。また、前記軸受の長さ分のスペースだけ電動モータの長さ寸法を大きくすることができ、モータのトルクを増大するか、またはモータの外径寸法を小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明の電動式ブレーキ装置は、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る構成を採用した。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電動式直動アクチュエータは、直動アクチュエータの回転軸を電動モータのロータ軸と同軸にならないように配置し、この回転軸を支持する軸受を、ロータ軸からの回転伝達部と遊星ローラとの間の軸方向部位に配設したので、ケーシングの蓋に軸受を組み付けることを不要とし、蓋を薄肉で簡単な形状とすることができ、蓋の重量を軽くできるとともに、製造コストを低減することができる。
【００１９】
前記回転軸の外径面または外輪部材の内径面に設けた螺旋凸条を、これらの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周着した条部材で形成することにより、螺旋凸条を容易に精度よく形成することができる。
【００２０】
前記螺旋凸条を螺旋溝に周着した条部材で形成したものでは、前記軸受支持部材に外輪部材側への環状突出部を形成し、この環状突出部に条部材で形成した螺旋凸条の外径面または内径面を案内する案内面を設けることにより、条部材が端部より脱落するのを防止することができる。
【００２１】
前記回転軸を電動モータのロータ軸と並列に配置することにより、全体の軸方向長さ寸法を最も短くして、かつ、外形を凹凸の少ないコンパクトな形態とすることができる。また、前記軸受の長さ分のスペースだけ電動モータの長さ寸法を大きくすることができ、モータのトルクを増大するか、またはモータの外径寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。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の後端側で瓢箪形を形成するように張り出すフランジ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に沿わせて取り付けられ、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、ロータ軸２ａと並列に円筒部１ａの中心に配置された回転軸４に伝達されるようになっており、回転軸４と円筒部１ａの円筒面とされた内径面に固定された外輪部材５との間に、キャリヤ６の支持軸６ａに回転自在に支持された３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。また、隣接する各遊星ローラ７の間には、両側の遊星ローラ７の外径面に摺接して、潤滑剤としてのグリースを塗布する３個の扇形状の潤滑剤塗布部材８が配設されている。各潤滑剤塗布部材８は、キャリヤ６の支持軸６ａに取り付けられた有底部分円筒状のケース９に収納されている。
【００２３】
前記ケーシング１の後端側には蓋１ｃが取り付けられており、歯車３ａ、３ｂ、３ｃは、蓋１ｃで覆われた空間に、軸方向同一断面内で噛み合うように配設されている。ロータ軸２ａの歯車３ａおよび回転軸４の歯車３ｃと噛み合う中間歯車３ｂは、フランジ１ｂと蓋１ｃに差し渡された軸ピン１０に玉軸受１１で支持されている。
【００２４】
前記ケーシング１の円筒部１ａの内径面には環状溝１２が設けられ、この環状溝１２に、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止め輪１３が装着され、この止め輪１３と外輪部材５との間で、回転軸４を支持する玉軸受１４を組み付けた軸受支持部材１５が円筒部１ａの内径面に固定されている。したがって、止め輪１３と外輪部材５との間で玉軸受１４を組み付けた分だけケーシング１の円筒部１ａの長さが長くなり、円筒部１ａに沿わせて取り付けられた電動モータ２の長さ寸法を、円筒部１ａから突出させることなく大きくすることができる。
【００２５】
前記各遊星ローラ７は、回転軸４に外嵌されたキャリヤ６の支持軸６ａに２列の針状ころ軸受１６で回転自在に支持されて、その自転がスラストころ軸受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には直線駆動部材１８がスラストころ軸受１９で支持されており、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１８に伝達されるようになっている。
【００２６】
また、前記軸受支持部材１５には、キャリヤ６と一緒に直線運動するケース９に軸方向で当接され、ケーシング１の後端側へのキャリヤ６の後退位置を規制する環状に突出したストッパ部１５ａが設けられている。この環状に突出したストッパ部１５ａの外径面には、後述する条部材５ｂで形成された螺旋凸条の内径面を案内する案内面１５ｂも形成されている。
【００２７】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記各遊星ローラ７が転接する外輪部材５の内径面には２条の螺旋溝５ａが設けられ、各螺旋溝５ａに周着された条部材５ｂで、外輪部材５の内径面に２条の螺旋凸条が形成されている。また、遊星ローラ７の外径面には、条部材５ｂで形成された螺旋凸条が嵌まり込み、螺旋凸条と同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝７ａが設けられている。なお、外輪部材５の螺旋凸条と遊星ローラ７の螺旋溝７ａの螺旋の向きは、互いに逆向きになっているように見えるが、図４（ａ）に示された螺旋凸条は、図４（ｂ）に示された螺旋溝７ａの裏側の部分に螺合するので、両者の螺旋の向きは同じである。したがって、回転軸４の周りを自転しながら公転し、その螺旋溝７ａが外輪部材５の螺旋凸条と螺合する各遊星ローラ７は、螺旋凸条と螺旋溝７ａとのリード角の差によって軸方向へ直線運動する。
【００２８】
図５に拡大して示すように、前記遊星ローラ７の外径面の螺旋溝７ａは、溝幅が溝底側から溝縁側へ広がるように両側の側壁が傾斜し、条部材５ｂで形成された外輪部材５の内径面の螺旋凸条は、基部側から頂部側へ条幅が狭まるように、両側の側面が螺旋溝７ａの側壁の傾斜角と等しい角度で傾斜しており、外輪部材５の螺旋凸条がリード角の異なる遊星ローラ７の螺旋溝７ａに嵌まり込むときに、螺旋凸条が螺旋溝７ａの溝縁部に接触しないようになっている。
【００２９】
図６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２１の内部で被制動部材としてのディスクロータ２２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド２３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２１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、その直線駆動部材１８でブレーキパッド２３がディスクロータ２２に押圧され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おり、直線駆動部材１８は押圧する側のブレーキパッド２３に爪２４で回り止めされている。
【００３０】
上述した実施形態では、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この螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なる螺旋溝を設けたが、螺旋凸条は回転軸の外径面に設けることもでき、遊星ローラの外径面には、螺旋凸条と同一ピッチの周方向溝を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電動式直動アクチュエータの実施形態を示す縦断面図
【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】ａ、ｂは、それぞれ図１の外輪部材の螺旋凸条と遊星ローラの螺旋溝を示す正面図
【図５】図１の外輪部材の螺旋凸条と遊星ローラの螺旋溝の係合部を拡大して示す断面図
【図６】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
【符号の説明】
【００３２】
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  螺旋溝
５ｂ  条部材
６  キャリヤ
６ａ  支持軸
７  遊星ローラ
７ａ  螺旋溝
８  潤滑剤塗布部材
９  ケース
１０  軸ピン
１１  玉軸受
１２  環状溝
１３  止め輪
１４  玉軸受
１５  軸受支時部材
１５ａ  ストッパ部
１５ｂ  案内面
１６  針状ころ軸受
１７  スラストころ軸受
１８  直線駆動部材
１９  スラストころ軸受
２１  キャリパボディ
２２  ディスクロータ
２３  ブレーキパッド
２４  爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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