(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５４９６８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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
【図２】図１の遊星ローラねじ式直動機構の近傍の拡大断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２の弾性部材の近傍の拡大断面図
【図５】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
【図６】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
【図７】図６に示す電動ブレーキ装置をインナ側から見た図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
この電動ブレーキ装置の動作例を説明する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【符号の説明】
【００６２】
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
【図１】
0006758937.tif 000002
【図２】
0006758937.tif 000003
【図３】
0006758937.tif 000004
【図４】
0006758937.tif 000005
【図５】
0006758937.tif 000006
【図６】
0006758937.tif 000007
【図７】
0006758937.tif 000008