電動式直動アクチュエータおよび電動式ディスクブレーキ装置
【課題】遊星ローラを回転自在に支持するスラスト軸受の周方向の面圧分布の均一化を図ることである。
【解決手段】ハウジング１内に軸方向に移動可能な外輪部材５を組込み、その外輪部材５の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸１０を設ける。回転軸１０を中心にして回転自在に支持されたキャリア１４で遊星ローラ２１を回転自在に支持する。遊星ローラ２１の外径面に外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６に係合する螺旋溝２３を形成し、回転軸１０の回転により、その回転軸１０との摩擦接触により遊星ローラ２１を自転および公転させて外輪部材５を軸方向に直線移動させ、その外輪部材５から遊星ローラ２１に負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラ２１とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの間に組み込まれたスラスト軸受２４で受けるようにする。遊星ローラ２１とスラスト軸受２４との間に調心座２７を設ける。
【解決手段】ハウジング１内に軸方向に移動可能な外輪部材５を組込み、その外輪部材５の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸１０を設ける。回転軸１０を中心にして回転自在に支持されたキャリア１４で遊星ローラ２１を回転自在に支持する。遊星ローラ２１の外径面に外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６に係合する螺旋溝２３を形成し、回転軸１０の回転により、その回転軸１０との摩擦接触により遊星ローラ２１を自転および公転させて外輪部材５を軸方向に直線移動させ、その外輪部材５から遊星ローラ２１に負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラ２１とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの間に組み込まれたスラスト軸受２４で受けるようにする。遊星ローラ２１とスラスト軸受２４との間に調心座２７を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブレーキパッド等の被駆動部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータおよびその電動式直動アクチュエータを用いた電動式ディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータのロータ軸の回転運動を運動変換機構によって軸方向に移動自在に支持された被駆動部材の直線運動に変換するようにしている。
【０００３】
電動式直動アクチュエータに採用された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が知られているが、これらの運動変換機構においては、ある程度の増力機能を有するものの、電動式ディスクブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能を確保することができない。
【０００４】
そこで、上記のような運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータにおいては、遊星歯車機構等の減速機構を別途組込んで駆動力の増大を図るようにしており、上記減速機構を組込む分、構成が複雑となり、電動式直動アクチュエータが大型化するという問題があった。
【０００５】
そのような問題点を解決するため、本件出願人は、減速機構を組込むことなく大きな増力機能を確保することができ、直動ストロークが比較的小さい電動式ディスクブレーキ装置への採用に好適な電動式直動アクチュエータを特許文献１および特許文献２において既に提案している。
【０００６】
ここで、上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータによって回転駆動される回転軸と軸方向に移動自在に支持された外輪部材との間に遊星ローラを組込み、上記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触によって遊星ローラを自転させつつ公転させ、その遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条との噛み合いによって外輪部材を軸方向に直線移動させるようにしている。
【０００７】
また、上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、遊星ローラとその遊星ローラを回転自在に支持するキャリアのインナ側ディスク間にスラスト軸受を組込み、そのスラスト軸受によって外輪部材から遊星ローラに負荷される軸方向の押し込み荷重を受けて、遊星ローラの回転の円滑化を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６５７７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、外輪部材から遊星ローラに負荷される軸方向荷重は、遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条の係合部に入力されるため、その遊星ローラのインナ側端面に形成された軸受軌道面へ負荷される軸方向荷重は偏荷重となり、スラスト軸受はその偏荷重を受けることになる。
【００１０】
このため、スラスト軸受においては、軸方向荷重が入力される入力部位と同一の位相に位置する転動体に大きな軸方向荷重が負荷され、その転動体から周方向にずれるにしたがって転動体に負荷される荷重が次第に小さくなって、スラスト軸受の面圧分布が周方向で不均一となり、転動体や軌道輪が偏摩耗する可能性がある。
【００１１】
この発明の課題は、遊星ローラを回転自在に支持するスラスト軸受の周方向の面圧分布の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、円筒状のハウジング内に外輪部材を組込み、その外輪部材の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸を設け、その回転軸の外径面と前記外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラを前記回転軸を中心にして回転自在に支持されたキャリアによって回転自在に支持し、その遊星ローラの外径面には前記外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条に噛合する螺旋溝または円周溝を形成し、前記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触により遊星ローラを自転および公転させて外輪部材を軸方向に直線移動させ、その外輪部材から遊星ローラに負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラとキャリアのインナ側ディスクとの間に組み込まれたスラスト軸受で受けるようにした電動式直動アクチュエータにおいて、前記遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設けた構成を採用したのである。
【００１３】
また、この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでブレーキディスクを押圧して、そのブレーキディスクに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータとしてこの発明に係る電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用したのである。
【００１４】
上記の構成からなる電動式直動アクチュエータにおいて、電動モータの駆動により回転軸を回転すると、遊星ローラが回転軸との摩擦接触によって自転しつつ公転し、遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条の係合により外輪部材が軸方向に直線移動する。
【００１５】
このため、上記外輪部材に電動式ディスクブレーキ装置のブレーキパッドを接続することにより、ブレーキパッドを直線駆動してブレーキディスクに押し付けることができ、ブレーキディスクに制動力を付与することができる。
【００１６】
上記のような制動力の付与時、外輪部材から遊星ローラに軸方向荷重が負荷される。その軸方向荷重の入力部位は、外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条と遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝の係合部であるため、遊星ローラには偏荷重が負荷されることになる。
【００１７】
このとき、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間には調心座が設けられているため、上記のように、遊星ローラに偏荷重が負荷されると、加圧側調心座と受圧側調心座の接触面でずれ動きが生じて、周方向の面圧分布の均一化が図られることになり、スラスト軸受には、周方向の全体にわたって同じ大きさの軸方向荷重が負荷され、転動体や軌道輪が偏摩耗するという不都合の発生はない。
【００１８】
ここで、加圧側調心座とは、遊星ローラから軸方向荷重が負荷される側の調心座をいい、受圧側調心座とはその加圧側調心座を受ける側の調心座をいう。
【００１９】
上記調心座は、凸形球面と凹形球面の組み合わせからなるものであってもよく、あるいは、凸形球面と凹入状テーパ面の組み合わせからなるものであってもよい。
【００２０】
上記凹形球面を採用する場合において、その凹形球面の球径を凸形球面の球径と同一値以上とすることにより、凹形球面が形成された座板の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。また、凹入状テーパ面を採用する場合において、そのテーパ面のテーパ角を鈍角とすることにより、上記と同様に、テーパ面が形成された座板の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
調心座を形成する凸形球面と凹面のうち、少なくとも一方に放射状溝あるいは螺旋溝からなる潤滑剤保持用の溝、あるいは各々が独立してランダムに形成された無数の微小な凹形状の窪みを設けておくと、凸形球面と凹面の接触部における摺動性の向上を図ることができ、摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。
【００２２】
この発明にかかる電動式直動アクチュエータにおいて、調心座は、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた一対の座板の対向面それぞれに形成してもよい。
【００２３】
ここで、スラスト軸受の軌道輪やキャリアのインナ側ディスク、あるいは、遊星ローラのインナ側端面に加圧側または受圧側の調心座を形成することにより、上記一対の座板の一方を省略することができ、その部品点数の低減によって組立性の向上と軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
調心座が形成された部材の形成材料として鉄鋼材料や焼結材料を挙げることができ、鍛造や焼結によって成型することにより、コストの低減を図ることができる。また、表面処理することによって、耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、上記のように、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設けたことにより、外輪部材から遊星ローラに負荷される偏荷重によって加圧側調心座と受圧側調心座の接触面でずれ動きが生じるため、遊星ローラを回転自在に支持するスラスト軸受の周方向の面圧分布の均一化を図ることができ、スラスト軸受の耐久性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２の一部を拡大して示す断面図
【図５】(ａ)および(ｂ)は、凹面が形成された座板の各例を示す断面図
【図６】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第２の実施の形態を示す縦断面図
【図７】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第３の実施の形態を示す縦断面図
【図８】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第４の実施の形態を示す縦断面図
【図９】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第５の実施の形態を示す縦断面図
【図１０】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第６の実施の形態を示す縦断面図
【図１１】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第７の実施の形態を示す縦断面図
【図１２】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第８の実施の形態を示す縦断面図
【図１３】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第９の実施の形態を示す縦断面図
【図１４】(ｃ)は、座板の他の例を示す正面図、(ｄ)は、(ｃ)の縦断面図
【図１５】(ｅ)は、座板の他の例を示す正面図、(ｆ)は、(ｅ)の縦断面図
【図１６】(ｇ)、(ｈ)は、座板の他の例を示す断面図
【図１７】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１０の実施の形態を示す縦断面図
【図１８】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１１の実施の形態を示す縦断面図
【図１９】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１２の実施の形態を示す縦断面図
【図２０】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１３の実施の形態を示す縦断面図
【図２１】この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置の実施の形態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡの第１の実施の形態を示す。図１に示すように、ハウジング１は、円筒状をなし、その一端には径方向外方に張り出すベースプレート２が設けられ、そのベースプレート２の外側面はハウジング１の一端部にボルト止めされたカバー３によって覆われている。
【００２８】
ハウジング１の内部には外輪部材５が組込まれている。外輪部材５は回り止めされ、かつ、ハウジング１の内径面に沿って軸方向に移動自在とされ、その内径面には、図２に示すように、断面Ｖ字形の螺旋突条６が設けられている。
【００２９】
図１に示すように、ハウジング１内には、外輪部材５の軸方向一端側に軸受部材７が組込まれている。軸受部材７は円盤状をなし、その中央部にはボス部７ａが設けられている。軸受部材７は、ハウジング１の内径面に取付けた止め輪８によってカバー３側に移動するのが防止されている。
【００３０】
軸受部材７のボス部７ａ内には一対の転がり軸受９が軸方向に間隔をおいて組込まれ、その転がり軸受９によって外輪部材５の軸心上に配置された回転軸１０が回転自在に支持されている。
【００３１】
ハウジング１のベースプレート２には電動モータ１１が支持され、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転は、カバー３内に組込まれたギヤ減速機構１３によって回転軸１０に伝達されるようになっている。
【００３２】
外輪部材５の内側には回転軸１０を中心にして回転可能なキャリア１４が組込まれている。図２および図３に示すように、キャリア１４は、軸方向で対向する一対のディスク１４ａ、１４ｂを有し、一方のディスク１４ｂに設けられた複数の間隔調整用柱部１５によって一対のディスク１４ａ、１４ｂの対向間隔が一定に保持されている。
【００３３】
キャリア１４は、一対のディスク１４ａ、１４ｂの内径面に組み込まれたすべり軸受１６により回転軸１０を中心にして回転自在に、かつ、軸方向にスライド自在に支持され、上記回転軸１０の軸端部に取付けられた止め輪１７により回転軸１０の軸端から抜け出るのが防止されている。
【００３４】
キャリア１４における一対のディスク１４ａ、１４ｂのそれぞれには、軸方向で対向する一対の軸挿入孔１８が周方向に間隔をおいて形成され、その対向一対の軸挿入孔１８のそれぞれ内部にローラ軸１９の軸端部が挿入されており、それぞれのローラ軸１９に対向一対の軸受２０が嵌合され、その軸受２０によって遊星ローラ２１が回転自在に支持されている。
【００３５】
ここで、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された軸挿入孔１８は径方向に長い長孔とされており、ローラ軸１９はその長孔の両端に当接する範囲において移動自在とされ、それぞれのローラ軸１９の軸端部を包み込むようにかけ渡された径方向に弾性変形可能な弾性リング２２によりローラ軸１９が内向きに付勢されて、遊星ローラ２１が回転軸１０の外径面に押し付けられている。このため、回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する摩擦接触によって遊星ローラ２１が回転するようになっている。
【００３６】
遊星ローラ２１の外径面には、外輪部材５に設けられた螺旋突条６のピッチと同一のピッチで螺旋溝２３が形成され、その螺旋溝２３に螺旋突条６が係合している。なお、螺旋溝２３に代えて、複数の円周溝を螺旋突条６のピッチと同一のピッチで形成してもよい。
【００３７】
キャリア１４の一対のディスク１４ａ、１４ｂのうち、軸受部材７側に位置するインナ側ディスク１４ａと遊星ローラ２１間には、遊星ローラ２１側より順に、スラスト軸受２４、加圧座板２５および受圧座板２６が組み込まれている。
【００３８】
図４に示すように、スラスト軸受２４は、軌道輪２４ａと、その軌道輪２４ａと遊星ローラ２１の対向面に沿って転動可能な複数の転動体２４ｂと、その転動体２４ｂを保持する保持器２４ｃからなっている。
【００３９】
加圧座板２５と受圧座板２６の対向面には調心座２７が形成されている。調心座２７は、加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａと受圧座板２６に形成されてその凸形球面２７ａを接触案内する凹面２７ｂとからなっている。凹面２７ｂは、図５(ａ)に示すように、凹形球面であってもよく、図５(ｂ)に示すように、テーパ面であってもよい。
【００４０】
加圧座板２５および受圧座板２６のそれぞれ中心部にはローラ軸１９が挿通される軸挿入孔２５ａ、２６ａが形成され、受圧座板２６に形成された軸挿入孔２６ａとローラ軸１９との間には隙間２８がある。
【００４１】
一方、加圧座板２５に形成された軸挿入孔２５ａの内径はローラ軸１９の外径とほぼ同径とされ、前記隙間２８の範囲内において加圧座板２５は傾動自在とされている。
【００４２】
図２に示すように、キャリア１４におけるインナ側ディスク１４ａと軸受部材７の対向面間には、環状のサポート部材３０と、スラスト軸受３１とが組み込まれ、上記スラスト軸受３１はキャリア１４およびサポート部材３０に負荷される軸方向のスラスト荷重を受けるようになっている。
【００４３】
サポート部材３０にはインナ側ディスク１４ａと対向する面に環状溝３２が形成され、その環状溝３２内に前述の弾性リング２２が収容されている。
【００４４】
外輪部材５のハウジング１の端部開口から外部に位置する他端の開口はシールカバー３３の取付けにより閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。一方、ハウジング１の他端開口は、その他端部と外輪部材５の他端部間に取付けられたブーツ３４により閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。
【００４５】
第１の実施の形態で示す電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図２１は、その電動式直動アクチュエータＡを採用した電動式ディスクブレーキ装置Ｂを示す。この電動式ディスクブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータにおけるハウジング１の他端部にキャリパボディ部４０を一体に設け、そのキャリパボディ部４０内に外周部の一部が配置されたブレーキディスク４１の両側に固定ブレーキパッド４２と可動ブレーキパッド４３を設け、その可動ブレーキパッド４３を外輪部材５の他端部に連結一体化している。
【００４６】
図２１に示すような電動式ディスクブレーキ装置Ｂへの電動式直動アクチュエータＡの使用状態において、図１に示す電動モータ１１の駆動により回転軸１０が回転すると、遊星ローラ２１が回転軸１０との摩擦接触により自転しつつ公転する。
【００４７】
この時、遊星ローラ２１の外径面には螺旋溝２３が形成され、その螺旋溝２３に外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６が係合しているため、遊星ローラ２１の自転および公転により外輪部材５が軸方向に移動し、可動ブレーキパッド４３がブレーキディスク４１に押し付けられ、ブレーキディスク４１に制動力が付与される。
【００４８】
上記のような制動力の付与時、外輪部材５から遊星ローラ２１に軸方向荷重が負荷される。その軸方向荷重の入力部位は、外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６と遊星ローラ２１の外径面に形成された螺旋溝２３の係合部であるため、遊星ローラ２１には偏荷重が負荷されることになる。
【００４９】
このとき、遊星ローラ２１とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間には加圧座板２５と受圧座板２６が組み込まれ、その両座板２５、２６の対向面に調心座２７が設けられているため、上記のように、遊星ローラ２１に偏荷重が負荷されると、加圧座板２５の凸形球面２７ａが受圧座板２６の凹面２７ｂに接触案内される状態で加圧座板２５が傾動し、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部で周方向の面圧分布の均一化が図られることになる。
【００５０】
このため、スラスト軸受２４には、周方向の全体にわたって同じ大きさの軸方向荷重が負荷されることになり、軌道輪２４ａや転動体２４ｂが偏摩耗するという不都合の発生はなく、スラスト軸受２４の耐久性の低下が抑制される。
【００５１】
図６は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に加圧座板２５と受圧座板２６とを組み込んでいる点で第１の実施の形態と相違する。このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図６では、加圧座板２５に凸形球面２７ａを設け、受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図７に示す第３の実施の形態のように、加圧座板２５に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成するようにしてもよい。
【００５３】
図６に示す第２の実施の形態および図７に示す第３の実施の形態において、受圧座板２６にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を形成して、軌道輪２４ａを省略してもよい。
【００５４】
図８は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第４の実施の形態を示す。この実施の形態では、加圧座板２５に凹形球面からなる凹面２７ｂを設け、受圧座板２６には凸形球面２７ａを設けた点で第１の実施の形態と相違する。このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
第２乃至第４のいずれの実施の形態に示す電動式直動アクチュエータにおいても、外輪部材５から遊星ローラ２１に負荷される偏荷重により加圧座板２５が傾動し、その傾動による調心作用によってスラスト軸受２４の周方向の面圧分布の均一化が図られる。
【００５６】
なお、図８において、凹面２７ｂが形成された加圧座板２５にスラスト軸受２４の転動体２４ｂを案内する軌道面を設けることにより、同図に示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００５７】
図９は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第５の実施の形態を示す。この実施の形態では、スラスト軸受２４の軌道輪２４ａとキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間に受圧座板２６を組込み、上記軌道輪２４ａに凸形球面２７ａを設け、受圧座板２６には凹形球面からなる凹面２７ｂを形成して、その凹面２７ｂと凸形球面２７ａとで調心座２７を形成している。
【００５８】
上記のように、軌道輪２４ａと受圧座板２６との対向面に調心座２７を形成することにより、図２に示す加圧座板２５を省略することができるため、部品点数の低減によって、組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００５９】
図１０は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第６の実施の形態を示す。この実施の形態では、スラスト軸受２４とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に凹形球面からなる凹面２７ｂを形成し、上記インナ側ディスク１４ａには加圧座板２５と対向する位置に凸形球面２７ａを設けて、その凸形球面２７ａと凹面２７ｂとで調心座２７を形成している。
【００６０】
上記のように、加圧座板２５とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの対向面に調心座２７を形成することにより、図８に示す受圧座板２６を省略することができるため、部品点数の低減によって組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６１】
図１０では、加圧座板２５に凹面２７ｂを形成し、インナ側ディスク１４ａに凸形球面２７ａを設けたが、図１１に示す第７の実施の形態のように、加圧座板２５に凸形球面２７ａを設け、インナ側ディスク１４ａに凹面２７ｂを形成してもよい。
【００６２】
図１０および図１１に示す実施の形態において、加圧座板２５にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を設けることにより、図１０および図１１のそれぞれに示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００６３】
図１２は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第８の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に受圧座板２６を組込み、その受圧座板２６の遊星ローラ２１と対向する面に凹形球面からなる凹面２７ｂを形成し、遊星ローラ２１には受圧座板２６と対向する面に凸形球面２７ａを形成して、その凸形球面２７ａと凹面２７ｂとで調心座２７を形成している。
【００６４】
上記のように、遊星ローラ２１と受圧座板２６の対向面間に調心座２７を設けることにより、図６に示す加圧座板２５を省略することができるため、部品点数の低減によって組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６５】
図１２に示す第８の実施の形態では、遊星ローラ２１に凸形球面２７ａを形成し、受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図１３に示す第９の実施の形態のように、遊星ローラ２１に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成してもよい。この場合、受圧座板２６にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を設けることにより、同図に示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００６６】
図５(ａ)に示す受圧座板２６のように、凹面２７ｂが凹形球面からなる場合において、その凹形球面からなる凹面２７ｂの曲率半径を図４に示す凸形球面２７ａの曲率半径と同一値以上とすることにより、受圧座板２６の軸方向厚さを薄くすることができ、電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６７】
また、図５(ｂ)に示す受圧座板２６のように、凹面２７ｂがテーパ面からなる場合に、そのテーパ面からなる凹面２７ｂのテーパ角θを鈍角とすることで、上記と同様に、受圧座板２６の軸方向厚さを薄くすることができ、電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６８】
図１４(ｃ)、(ｄ)は、調心座２７を形成する凸形球面２７ａに放射状の溝３５を設けた例を示す。また、図１５(ｅ)、(ｆ)は、調心座２７を形成する凹面２７ｂに螺旋状の溝３５を設けた例を示す。上記のように、調心座２７を形成する凸形球面２７ａや凹面２７ｂに溝３５を設けると、その溝３５で潤滑油やグリースといった油脂からなる潤滑剤を保持することができるため、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部における摺動性の向上を図ることができ、摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。
【００６９】
なお、溝３５に代えて、図１６(ｇ)、(ｈ)に示すように、調心座２７を形成する凸形球面２７ａや凹面２７ｂに各々が独立した無数の微細な凹部３６をランダムに形成し、その凹部３６で油脂を保持するようにしてもよい。また、凸形球面２７ａや凹面２７ｂに固体潤滑被膜を形成して、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部を潤滑するようにしてもよい。
【００７０】
図１７は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１０の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４との間に凸形球面２７ａを有する加圧座板２５と凹形球面からなる凹面２７ｂを有する受圧座板２６とが組込まれ、その加圧座板２５に形成された軸部２５ｂが遊星ローラ２１の端面に形成された軸挿入孔２１ａ内に圧入されて遊星ローラ２１とともに加圧座板２５が回転するようになっている。
【００７１】
また、受圧座板２６に形成された軸部２６ｂがスラスト軸受２４およびキャリア１４のインナ側ディスク１４ａによって回転自在に支持されている。
【００７２】
さらに、インナ側ディスク１４ａと軸受部材７のボス部７ａ間にはばねホルダ５１が組み込まれ、そのばねホルダ５１の凹部５２内に組み込まれた弾性部材５０はキャリア１４を外方に向けて付勢し、アウタ側ディスク１４ｂのテーパ孔１４ｃが回転軸１０の軸端部に形成されたテーパ面１０ａに押し付けられている。
【００７３】
ここで、凹面２７ｂの曲率半径は凸形球面２７ａの曲率半径よりもわずかに大きくされている。また、ばねホルダ５１と軸受部材７間にはスラスト軸受３１と間座５３とが組み込まれている。
【００７４】
上記の実施の形態では、図１に示すローラ軸１９を不要としている。その実施の形態で示す電動式直動アクチュエータにおいては、外輪部材５から遊星ローラ２１に偏荷重が負荷されると、凹面２７ｂの曲率半径が凸形球面２７ａの曲率半径より大きいため、その荷重は受圧座板２６の凹面２７ｂの曲率中心に一旦集中し、同軸上に配置されたスラスト軸受２４には、この集中荷重が各転動体２４ｂおよびその転動体２４ｂを案内する軌道輪２４ａに均等に分散されて負荷されることになる。
【００７５】
第１０の実施の形態では、凹面２７ｂの曲率半径は凸形球面２７ａの曲率半径よりもわずかに大きくしているが、同一の大きさであってもよい。この場合、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの球面接触によって転動体２４ｂおよび軌道輪２４ａに均等な荷重が負荷されるようになる。
【００７６】
第１０の実施の形態では、軸部２５ｂを有する加圧座板２５に凸形球面２７ａを形成し、軸部２６ｂを有する受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図１８に示す第１１の実施の形態のように、加圧座板２５に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成してもよい。
【００７７】
また、第１０の実施の形態では、遊星ローラ２１に加圧座板２５を取付け、その加圧座板２５に凸形球面２７ａを形成したが、図１９に示す第１２の実施の形態のように、遊星ローラ２１の端面に凸形球面２７ａを直接形成して、加圧座板２５を省略してもよい。
【００７８】
さらに、第１０の実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａを受圧座板２６に形成された凹面２７ｂに接触させるようにしたが、図２０に示す第１３の実施の形態のように、スラスト軸受２４とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａをインナ側ディスク１４ａに形成された凹形球面からなる凹面２７ｂに接触させるようにしてもよい。
【００７９】
なお、図２０に示す第１３の実施の形態では、加圧座板２５に設けられた軸部２５ｂを遊星ローラ２１によって回転自在に支持している。
【００８０】
第１の実施の形態乃至第９の実施の形態においては、凸形球面２７ａが形成された加圧座板２５等の部材や凹形球面等の凹面２７ｂが形成された受圧座板２６等の部材を入手の容易な加工性の良好な鉄鋼材料や焼結材料で形成している。この場合、必要に応じて、熱処理やめっき処理という表面処理を施して強度、摺動性、耐摩耗性を向上させ、寿命の延長や信頼性の向上を図るようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ 電動式直動アクチュエータ
Ｂ 電動式ディスクブレーキ装置
１ ハウジング
５ 外輪部材
６ 螺旋突条
１０ 回転軸
１１ 電動モータ
１４ キャリア
１４ａ インナ側ディスク
２１ 遊星ローラ
２３ 螺旋溝
２４ スラスト軸受
２４ａ 軌道輪
２５ 加圧座板(座板)
２６ 受圧座板(座板)
２７ 調心座
２７ａ 凸形球面
２７ｂ 凹面
３５ 潤滑剤保持用の溝
４１ ブレーキディスク
４３ 可動ブレーキパッド(ブレーキパッド)
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブレーキパッド等の被駆動部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータおよびその電動式直動アクチュエータを用いた電動式ディスクブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータのロータ軸の回転運動を運動変換機構によって軸方向に移動自在に支持された被駆動部材の直線運動に変換するようにしている。
【０００３】
電動式直動アクチュエータに採用された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が知られているが、これらの運動変換機構においては、ある程度の増力機能を有するものの、電動式ディスクブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能を確保することができない。
【０００４】
そこで、上記のような運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータにおいては、遊星歯車機構等の減速機構を別途組込んで駆動力の増大を図るようにしており、上記減速機構を組込む分、構成が複雑となり、電動式直動アクチュエータが大型化するという問題があった。
【０００５】
そのような問題点を解決するため、本件出願人は、減速機構を組込むことなく大きな増力機能を確保することができ、直動ストロークが比較的小さい電動式ディスクブレーキ装置への採用に好適な電動式直動アクチュエータを特許文献１および特許文献２において既に提案している。
【０００６】
ここで、上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータによって回転駆動される回転軸と軸方向に移動自在に支持された外輪部材との間に遊星ローラを組込み、上記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触によって遊星ローラを自転させつつ公転させ、その遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条との噛み合いによって外輪部材を軸方向に直線移動させるようにしている。
【０００７】
また、上記特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、遊星ローラとその遊星ローラを回転自在に支持するキャリアのインナ側ディスク間にスラスト軸受を組込み、そのスラスト軸受によって外輪部材から遊星ローラに負荷される軸方向の押し込み荷重を受けて、遊星ローラの回転の円滑化を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６５７７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１および２に記載された電動式直動アクチュエータにおいては、外輪部材から遊星ローラに負荷される軸方向荷重は、遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条の係合部に入力されるため、その遊星ローラのインナ側端面に形成された軸受軌道面へ負荷される軸方向荷重は偏荷重となり、スラスト軸受はその偏荷重を受けることになる。
【００１０】
このため、スラスト軸受においては、軸方向荷重が入力される入力部位と同一の位相に位置する転動体に大きな軸方向荷重が負荷され、その転動体から周方向にずれるにしたがって転動体に負荷される荷重が次第に小さくなって、スラスト軸受の面圧分布が周方向で不均一となり、転動体や軌道輪が偏摩耗する可能性がある。
【００１１】
この発明の課題は、遊星ローラを回転自在に支持するスラスト軸受の周方向の面圧分布の均一化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、円筒状のハウジング内に外輪部材を組込み、その外輪部材の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸を設け、その回転軸の外径面と前記外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラを前記回転軸を中心にして回転自在に支持されたキャリアによって回転自在に支持し、その遊星ローラの外径面には前記外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条に噛合する螺旋溝または円周溝を形成し、前記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触により遊星ローラを自転および公転させて外輪部材を軸方向に直線移動させ、その外輪部材から遊星ローラに負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラとキャリアのインナ側ディスクとの間に組み込まれたスラスト軸受で受けるようにした電動式直動アクチュエータにおいて、前記遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設けた構成を採用したのである。
【００１３】
また、この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでブレーキディスクを押圧して、そのブレーキディスクに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータとしてこの発明に係る電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用したのである。
【００１４】
上記の構成からなる電動式直動アクチュエータにおいて、電動モータの駆動により回転軸を回転すると、遊星ローラが回転軸との摩擦接触によって自転しつつ公転し、遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝と外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条の係合により外輪部材が軸方向に直線移動する。
【００１５】
このため、上記外輪部材に電動式ディスクブレーキ装置のブレーキパッドを接続することにより、ブレーキパッドを直線駆動してブレーキディスクに押し付けることができ、ブレーキディスクに制動力を付与することができる。
【００１６】
上記のような制動力の付与時、外輪部材から遊星ローラに軸方向荷重が負荷される。その軸方向荷重の入力部位は、外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条と遊星ローラの外径面に形成された螺旋溝または円周溝の係合部であるため、遊星ローラには偏荷重が負荷されることになる。
【００１７】
このとき、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間には調心座が設けられているため、上記のように、遊星ローラに偏荷重が負荷されると、加圧側調心座と受圧側調心座の接触面でずれ動きが生じて、周方向の面圧分布の均一化が図られることになり、スラスト軸受には、周方向の全体にわたって同じ大きさの軸方向荷重が負荷され、転動体や軌道輪が偏摩耗するという不都合の発生はない。
【００１８】
ここで、加圧側調心座とは、遊星ローラから軸方向荷重が負荷される側の調心座をいい、受圧側調心座とはその加圧側調心座を受ける側の調心座をいう。
【００１９】
上記調心座は、凸形球面と凹形球面の組み合わせからなるものであってもよく、あるいは、凸形球面と凹入状テーパ面の組み合わせからなるものであってもよい。
【００２０】
上記凹形球面を採用する場合において、その凹形球面の球径を凸形球面の球径と同一値以上とすることにより、凹形球面が形成された座板の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。また、凹入状テーパ面を採用する場合において、そのテーパ面のテーパ角を鈍角とすることにより、上記と同様に、テーパ面が形成された座板の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
調心座を形成する凸形球面と凹面のうち、少なくとも一方に放射状溝あるいは螺旋溝からなる潤滑剤保持用の溝、あるいは各々が独立してランダムに形成された無数の微小な凹形状の窪みを設けておくと、凸形球面と凹面の接触部における摺動性の向上を図ることができ、摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。
【００２２】
この発明にかかる電動式直動アクチュエータにおいて、調心座は、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた一対の座板の対向面それぞれに形成してもよい。
【００２３】
ここで、スラスト軸受の軌道輪やキャリアのインナ側ディスク、あるいは、遊星ローラのインナ側端面に加圧側または受圧側の調心座を形成することにより、上記一対の座板の一方を省略することができ、その部品点数の低減によって組立性の向上と軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
調心座が形成された部材の形成材料として鉄鋼材料や焼結材料を挙げることができ、鍛造や焼結によって成型することにより、コストの低減を図ることができる。また、表面処理することによって、耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、上記のように、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設けたことにより、外輪部材から遊星ローラに負荷される偏荷重によって加圧側調心座と受圧側調心座の接触面でずれ動きが生じるため、遊星ローラを回転自在に支持するスラスト軸受の周方向の面圧分布の均一化を図ることができ、スラスト軸受の耐久性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２の一部を拡大して示す断面図
【図５】(ａ)および(ｂ)は、凹面が形成された座板の各例を示す断面図
【図６】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第２の実施の形態を示す縦断面図
【図７】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第３の実施の形態を示す縦断面図
【図８】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第４の実施の形態を示す縦断面図
【図９】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第５の実施の形態を示す縦断面図
【図１０】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第６の実施の形態を示す縦断面図
【図１１】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第７の実施の形態を示す縦断面図
【図１２】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第８の実施の形態を示す縦断面図
【図１３】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第９の実施の形態を示す縦断面図
【図１４】(ｃ)は、座板の他の例を示す正面図、(ｄ)は、(ｃ)の縦断面図
【図１５】(ｅ)は、座板の他の例を示す正面図、(ｆ)は、(ｅ)の縦断面図
【図１６】(ｇ)、(ｈ)は、座板の他の例を示す断面図
【図１７】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１０の実施の形態を示す縦断面図
【図１８】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１１の実施の形態を示す縦断面図
【図１９】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１２の実施の形態を示す縦断面図
【図２０】この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１３の実施の形態を示す縦断面図
【図２１】この発明に係る電動式ディスクブレーキ装置の実施の形態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡの第１の実施の形態を示す。図１に示すように、ハウジング１は、円筒状をなし、その一端には径方向外方に張り出すベースプレート２が設けられ、そのベースプレート２の外側面はハウジング１の一端部にボルト止めされたカバー３によって覆われている。
【００２８】
ハウジング１の内部には外輪部材５が組込まれている。外輪部材５は回り止めされ、かつ、ハウジング１の内径面に沿って軸方向に移動自在とされ、その内径面には、図２に示すように、断面Ｖ字形の螺旋突条６が設けられている。
【００２９】
図１に示すように、ハウジング１内には、外輪部材５の軸方向一端側に軸受部材７が組込まれている。軸受部材７は円盤状をなし、その中央部にはボス部７ａが設けられている。軸受部材７は、ハウジング１の内径面に取付けた止め輪８によってカバー３側に移動するのが防止されている。
【００３０】
軸受部材７のボス部７ａ内には一対の転がり軸受９が軸方向に間隔をおいて組込まれ、その転がり軸受９によって外輪部材５の軸心上に配置された回転軸１０が回転自在に支持されている。
【００３１】
ハウジング１のベースプレート２には電動モータ１１が支持され、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転は、カバー３内に組込まれたギヤ減速機構１３によって回転軸１０に伝達されるようになっている。
【００３２】
外輪部材５の内側には回転軸１０を中心にして回転可能なキャリア１４が組込まれている。図２および図３に示すように、キャリア１４は、軸方向で対向する一対のディスク１４ａ、１４ｂを有し、一方のディスク１４ｂに設けられた複数の間隔調整用柱部１５によって一対のディスク１４ａ、１４ｂの対向間隔が一定に保持されている。
【００３３】
キャリア１４は、一対のディスク１４ａ、１４ｂの内径面に組み込まれたすべり軸受１６により回転軸１０を中心にして回転自在に、かつ、軸方向にスライド自在に支持され、上記回転軸１０の軸端部に取付けられた止め輪１７により回転軸１０の軸端から抜け出るのが防止されている。
【００３４】
キャリア１４における一対のディスク１４ａ、１４ｂのそれぞれには、軸方向で対向する一対の軸挿入孔１８が周方向に間隔をおいて形成され、その対向一対の軸挿入孔１８のそれぞれ内部にローラ軸１９の軸端部が挿入されており、それぞれのローラ軸１９に対向一対の軸受２０が嵌合され、その軸受２０によって遊星ローラ２１が回転自在に支持されている。
【００３５】
ここで、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された軸挿入孔１８は径方向に長い長孔とされており、ローラ軸１９はその長孔の両端に当接する範囲において移動自在とされ、それぞれのローラ軸１９の軸端部を包み込むようにかけ渡された径方向に弾性変形可能な弾性リング２２によりローラ軸１９が内向きに付勢されて、遊星ローラ２１が回転軸１０の外径面に押し付けられている。このため、回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する摩擦接触によって遊星ローラ２１が回転するようになっている。
【００３６】
遊星ローラ２１の外径面には、外輪部材５に設けられた螺旋突条６のピッチと同一のピッチで螺旋溝２３が形成され、その螺旋溝２３に螺旋突条６が係合している。なお、螺旋溝２３に代えて、複数の円周溝を螺旋突条６のピッチと同一のピッチで形成してもよい。
【００３７】
キャリア１４の一対のディスク１４ａ、１４ｂのうち、軸受部材７側に位置するインナ側ディスク１４ａと遊星ローラ２１間には、遊星ローラ２１側より順に、スラスト軸受２４、加圧座板２５および受圧座板２６が組み込まれている。
【００３８】
図４に示すように、スラスト軸受２４は、軌道輪２４ａと、その軌道輪２４ａと遊星ローラ２１の対向面に沿って転動可能な複数の転動体２４ｂと、その転動体２４ｂを保持する保持器２４ｃからなっている。
【００３９】
加圧座板２５と受圧座板２６の対向面には調心座２７が形成されている。調心座２７は、加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａと受圧座板２６に形成されてその凸形球面２７ａを接触案内する凹面２７ｂとからなっている。凹面２７ｂは、図５(ａ)に示すように、凹形球面であってもよく、図５(ｂ)に示すように、テーパ面であってもよい。
【００４０】
加圧座板２５および受圧座板２６のそれぞれ中心部にはローラ軸１９が挿通される軸挿入孔２５ａ、２６ａが形成され、受圧座板２６に形成された軸挿入孔２６ａとローラ軸１９との間には隙間２８がある。
【００４１】
一方、加圧座板２５に形成された軸挿入孔２５ａの内径はローラ軸１９の外径とほぼ同径とされ、前記隙間２８の範囲内において加圧座板２５は傾動自在とされている。
【００４２】
図２に示すように、キャリア１４におけるインナ側ディスク１４ａと軸受部材７の対向面間には、環状のサポート部材３０と、スラスト軸受３１とが組み込まれ、上記スラスト軸受３１はキャリア１４およびサポート部材３０に負荷される軸方向のスラスト荷重を受けるようになっている。
【００４３】
サポート部材３０にはインナ側ディスク１４ａと対向する面に環状溝３２が形成され、その環状溝３２内に前述の弾性リング２２が収容されている。
【００４４】
外輪部材５のハウジング１の端部開口から外部に位置する他端の開口はシールカバー３３の取付けにより閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。一方、ハウジング１の他端開口は、その他端部と外輪部材５の他端部間に取付けられたブーツ３４により閉塞されて内部に異物が侵入するのが防止されている。
【００４５】
第１の実施の形態で示す電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図２１は、その電動式直動アクチュエータＡを採用した電動式ディスクブレーキ装置Ｂを示す。この電動式ディスクブレーキ装置においては、電動式直動アクチュエータにおけるハウジング１の他端部にキャリパボディ部４０を一体に設け、そのキャリパボディ部４０内に外周部の一部が配置されたブレーキディスク４１の両側に固定ブレーキパッド４２と可動ブレーキパッド４３を設け、その可動ブレーキパッド４３を外輪部材５の他端部に連結一体化している。
【００４６】
図２１に示すような電動式ディスクブレーキ装置Ｂへの電動式直動アクチュエータＡの使用状態において、図１に示す電動モータ１１の駆動により回転軸１０が回転すると、遊星ローラ２１が回転軸１０との摩擦接触により自転しつつ公転する。
【００４７】
この時、遊星ローラ２１の外径面には螺旋溝２３が形成され、その螺旋溝２３に外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６が係合しているため、遊星ローラ２１の自転および公転により外輪部材５が軸方向に移動し、可動ブレーキパッド４３がブレーキディスク４１に押し付けられ、ブレーキディスク４１に制動力が付与される。
【００４８】
上記のような制動力の付与時、外輪部材５から遊星ローラ２１に軸方向荷重が負荷される。その軸方向荷重の入力部位は、外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６と遊星ローラ２１の外径面に形成された螺旋溝２３の係合部であるため、遊星ローラ２１には偏荷重が負荷されることになる。
【００４９】
このとき、遊星ローラ２１とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間には加圧座板２５と受圧座板２６が組み込まれ、その両座板２５、２６の対向面に調心座２７が設けられているため、上記のように、遊星ローラ２１に偏荷重が負荷されると、加圧座板２５の凸形球面２７ａが受圧座板２６の凹面２７ｂに接触案内される状態で加圧座板２５が傾動し、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部で周方向の面圧分布の均一化が図られることになる。
【００５０】
このため、スラスト軸受２４には、周方向の全体にわたって同じ大きさの軸方向荷重が負荷されることになり、軌道輪２４ａや転動体２４ｂが偏摩耗するという不都合の発生はなく、スラスト軸受２４の耐久性の低下が抑制される。
【００５１】
図６は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に加圧座板２５と受圧座板２６とを組み込んでいる点で第１の実施の形態と相違する。このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図６では、加圧座板２５に凸形球面２７ａを設け、受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図７に示す第３の実施の形態のように、加圧座板２５に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成するようにしてもよい。
【００５３】
図６に示す第２の実施の形態および図７に示す第３の実施の形態において、受圧座板２６にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を形成して、軌道輪２４ａを省略してもよい。
【００５４】
図８は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第４の実施の形態を示す。この実施の形態では、加圧座板２５に凹形球面からなる凹面２７ｂを設け、受圧座板２６には凸形球面２７ａを設けた点で第１の実施の形態と相違する。このため、第１の実施の形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
第２乃至第４のいずれの実施の形態に示す電動式直動アクチュエータにおいても、外輪部材５から遊星ローラ２１に負荷される偏荷重により加圧座板２５が傾動し、その傾動による調心作用によってスラスト軸受２４の周方向の面圧分布の均一化が図られる。
【００５６】
なお、図８において、凹面２７ｂが形成された加圧座板２５にスラスト軸受２４の転動体２４ｂを案内する軌道面を設けることにより、同図に示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００５７】
図９は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第５の実施の形態を示す。この実施の形態では、スラスト軸受２４の軌道輪２４ａとキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間に受圧座板２６を組込み、上記軌道輪２４ａに凸形球面２７ａを設け、受圧座板２６には凹形球面からなる凹面２７ｂを形成して、その凹面２７ｂと凸形球面２７ａとで調心座２７を形成している。
【００５８】
上記のように、軌道輪２４ａと受圧座板２６との対向面に調心座２７を形成することにより、図２に示す加圧座板２５を省略することができるため、部品点数の低減によって、組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００５９】
図１０は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第６の実施の形態を示す。この実施の形態では、スラスト軸受２４とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に凹形球面からなる凹面２７ｂを形成し、上記インナ側ディスク１４ａには加圧座板２５と対向する位置に凸形球面２７ａを設けて、その凸形球面２７ａと凹面２７ｂとで調心座２７を形成している。
【００６０】
上記のように、加圧座板２５とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａとの対向面に調心座２７を形成することにより、図８に示す受圧座板２６を省略することができるため、部品点数の低減によって組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６１】
図１０では、加圧座板２５に凹面２７ｂを形成し、インナ側ディスク１４ａに凸形球面２７ａを設けたが、図１１に示す第７の実施の形態のように、加圧座板２５に凸形球面２７ａを設け、インナ側ディスク１４ａに凹面２７ｂを形成してもよい。
【００６２】
図１０および図１１に示す実施の形態において、加圧座板２５にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を設けることにより、図１０および図１１のそれぞれに示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００６３】
図１２は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第８の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に受圧座板２６を組込み、その受圧座板２６の遊星ローラ２１と対向する面に凹形球面からなる凹面２７ｂを形成し、遊星ローラ２１には受圧座板２６と対向する面に凸形球面２７ａを形成して、その凸形球面２７ａと凹面２７ｂとで調心座２７を形成している。
【００６４】
上記のように、遊星ローラ２１と受圧座板２６の対向面間に調心座２７を設けることにより、図６に示す加圧座板２５を省略することができるため、部品点数の低減によって組立ての容易化と電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６５】
図１２に示す第８の実施の形態では、遊星ローラ２１に凸形球面２７ａを形成し、受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図１３に示す第９の実施の形態のように、遊星ローラ２１に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成してもよい。この場合、受圧座板２６にスラスト軸受２４の転動体２４ｂの転動を案内する軌道面を設けることにより、同図に示す軌道輪２４ａを省略することができる。
【００６６】
図５(ａ)に示す受圧座板２６のように、凹面２７ｂが凹形球面からなる場合において、その凹形球面からなる凹面２７ｂの曲率半径を図４に示す凸形球面２７ａの曲率半径と同一値以上とすることにより、受圧座板２６の軸方向厚さを薄くすることができ、電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６７】
また、図５(ｂ)に示す受圧座板２６のように、凹面２７ｂがテーパ面からなる場合に、そのテーパ面からなる凹面２７ｂのテーパ角θを鈍角とすることで、上記と同様に、受圧座板２６の軸方向厚さを薄くすることができ、電動式直動アクチュエータの軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
【００６８】
図１４(ｃ)、(ｄ)は、調心座２７を形成する凸形球面２７ａに放射状の溝３５を設けた例を示す。また、図１５(ｅ)、(ｆ)は、調心座２７を形成する凹面２７ｂに螺旋状の溝３５を設けた例を示す。上記のように、調心座２７を形成する凸形球面２７ａや凹面２７ｂに溝３５を設けると、その溝３５で潤滑油やグリースといった油脂からなる潤滑剤を保持することができるため、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部における摺動性の向上を図ることができ、摩耗や焼付きの防止に効果を挙げることができる。
【００６９】
なお、溝３５に代えて、図１６(ｇ)、(ｈ)に示すように、調心座２７を形成する凸形球面２７ａや凹面２７ｂに各々が独立した無数の微細な凹部３６をランダムに形成し、その凹部３６で油脂を保持するようにしてもよい。また、凸形球面２７ａや凹面２７ｂに固体潤滑被膜を形成して、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの接触部を潤滑するようにしてもよい。
【００７０】
図１７は、この発明に係る電動式直動アクチュエータの第１０の実施の形態を示す。この実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４との間に凸形球面２７ａを有する加圧座板２５と凹形球面からなる凹面２７ｂを有する受圧座板２６とが組込まれ、その加圧座板２５に形成された軸部２５ｂが遊星ローラ２１の端面に形成された軸挿入孔２１ａ内に圧入されて遊星ローラ２１とともに加圧座板２５が回転するようになっている。
【００７１】
また、受圧座板２６に形成された軸部２６ｂがスラスト軸受２４およびキャリア１４のインナ側ディスク１４ａによって回転自在に支持されている。
【００７２】
さらに、インナ側ディスク１４ａと軸受部材７のボス部７ａ間にはばねホルダ５１が組み込まれ、そのばねホルダ５１の凹部５２内に組み込まれた弾性部材５０はキャリア１４を外方に向けて付勢し、アウタ側ディスク１４ｂのテーパ孔１４ｃが回転軸１０の軸端部に形成されたテーパ面１０ａに押し付けられている。
【００７３】
ここで、凹面２７ｂの曲率半径は凸形球面２７ａの曲率半径よりもわずかに大きくされている。また、ばねホルダ５１と軸受部材７間にはスラスト軸受３１と間座５３とが組み込まれている。
【００７４】
上記の実施の形態では、図１に示すローラ軸１９を不要としている。その実施の形態で示す電動式直動アクチュエータにおいては、外輪部材５から遊星ローラ２１に偏荷重が負荷されると、凹面２７ｂの曲率半径が凸形球面２７ａの曲率半径より大きいため、その荷重は受圧座板２６の凹面２７ｂの曲率中心に一旦集中し、同軸上に配置されたスラスト軸受２４には、この集中荷重が各転動体２４ｂおよびその転動体２４ｂを案内する軌道輪２４ａに均等に分散されて負荷されることになる。
【００７５】
第１０の実施の形態では、凹面２７ｂの曲率半径は凸形球面２７ａの曲率半径よりもわずかに大きくしているが、同一の大きさであってもよい。この場合、凸形球面２７ａと凹面２７ｂの球面接触によって転動体２４ｂおよび軌道輪２４ａに均等な荷重が負荷されるようになる。
【００７６】
第１０の実施の形態では、軸部２５ｂを有する加圧座板２５に凸形球面２７ａを形成し、軸部２６ｂを有する受圧座板２６に凹面２７ｂを設けたが、図１８に示す第１１の実施の形態のように、加圧座板２５に凹面２７ｂを設け、受圧座板２６に凸形球面２７ａを形成してもよい。
【００７７】
また、第１０の実施の形態では、遊星ローラ２１に加圧座板２５を取付け、その加圧座板２５に凸形球面２７ａを形成したが、図１９に示す第１２の実施の形態のように、遊星ローラ２１の端面に凸形球面２７ａを直接形成して、加圧座板２５を省略してもよい。
【００７８】
さらに、第１０の実施の形態では、遊星ローラ２１とスラスト軸受２４間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａを受圧座板２６に形成された凹面２７ｂに接触させるようにしたが、図２０に示す第１３の実施の形態のように、スラスト軸受２４とキャリア１４のインナ側ディスク１４ａ間に加圧座板２５を組込み、その加圧座板２５に形成された凸形球面２７ａをインナ側ディスク１４ａに形成された凹形球面からなる凹面２７ｂに接触させるようにしてもよい。
【００７９】
なお、図２０に示す第１３の実施の形態では、加圧座板２５に設けられた軸部２５ｂを遊星ローラ２１によって回転自在に支持している。
【００８０】
第１の実施の形態乃至第９の実施の形態においては、凸形球面２７ａが形成された加圧座板２５等の部材や凹形球面等の凹面２７ｂが形成された受圧座板２６等の部材を入手の容易な加工性の良好な鉄鋼材料や焼結材料で形成している。この場合、必要に応じて、熱処理やめっき処理という表面処理を施して強度、摺動性、耐摩耗性を向上させ、寿命の延長や信頼性の向上を図るようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
Ａ 電動式直動アクチュエータ
Ｂ 電動式ディスクブレーキ装置
１ ハウジング
５ 外輪部材
６ 螺旋突条
１０ 回転軸
１１ 電動モータ
１４ キャリア
１４ａ インナ側ディスク
２１ 遊星ローラ
２３ 螺旋溝
２４ スラスト軸受
２４ａ 軌道輪
２５ 加圧座板(座板)
２６ 受圧座板(座板)
２７ 調心座
２７ａ 凸形球面
２７ｂ 凹面
３５ 潤滑剤保持用の溝
４１ ブレーキディスク
４３ 可動ブレーキパッド(ブレーキパッド)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のハウジング内に外輪部材を組込み、その外輪部材の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸を設け、その回転軸の外径面と前記外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラを前記回転軸を中心にして回転自在に支持されたキャリアによって回転自在に支持し、その遊星ローラの外径面には前記外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条に噛合する螺旋溝または円周溝を形成し、前記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触により遊星ローラを自転および公転させて外輪部材を軸方向に直線移動させ、その外輪部材から遊星ローラに負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラとキャリアのインナ側ディスクとの間に組み込まれたスラスト軸受で受けるようにした電動式直動アクチュエータにおいて、
前記遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設け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】
前記調心座が、凸形球面と、その凸形球面を接触案内する凹面からなる請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記凹面が、前記凸形球面の曲率半径と同等以上の凹形球面からなる請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記凹面が、テーパ角が鈍角とされたテーパ面からなる請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記凸形球面と前記凹面の少なくとも一方に潤滑剤保持用の溝又は各々に独立してランダムに形成された無数の微小な凹形状の窪みを設けた請求項２乃至４のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記溝が、放射状溝または螺旋溝からなる請求項５に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記調心座が、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた一対の座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項８】
前記調心座が、スラスト軸受の軌道輪と、その軌道輪とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
前記調心座が、キャリアのインナ側ディスクと、そのインナ側ディスクとスラスト軸受間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記調心座が、遊星ローラのインナ側端面と、その遊星ローラとスラスト軸受間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、鉄鋼材料または焼結材料で形成された請求項２乃至１０のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１２】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、表面処理された請求項２乃至１０のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１３】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、鍛造または焼結により形成された請求項２乃至１２のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１４】
電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでブレーキディスクを押圧して、そのブレーキディスクに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、
前記電動式直動アクチュエータが請求項１乃至１３のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータからなることを特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。
【請求項１】
円筒状のハウジング内に外輪部材を組込み、その外輪部材の軸心上に電動モータによって回転駆動される回転軸を設け、その回転軸の外径面と前記外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラを前記回転軸を中心にして回転自在に支持されたキャリアによって回転自在に支持し、その遊星ローラの外径面には前記外輪部材の内径面に設けられた螺旋突条に噛合する螺旋溝または円周溝を形成し、前記回転軸の回転により、その回転軸との摩擦接触により遊星ローラを自転および公転させて外輪部材を軸方向に直線移動させ、その外輪部材から遊星ローラに負荷される押し込み方向への軸方向力を、その遊星ローラとキャリアのインナ側ディスクとの間に組み込まれたスラスト軸受で受けるようにした電動式直動アクチュエータにおいて、
前記遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に調心座を設け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】
前記調心座が、凸形球面と、その凸形球面を接触案内する凹面からなる請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記凹面が、前記凸形球面の曲率半径と同等以上の凹形球面からなる請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記凹面が、テーパ角が鈍角とされたテーパ面からなる請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記凸形球面と前記凹面の少なくとも一方に潤滑剤保持用の溝又は各々に独立してランダムに形成された無数の微小な凹形状の窪みを設けた請求項２乃至４のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記溝が、放射状溝または螺旋溝からなる請求項５に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記調心座が、遊星ローラとスラスト軸受間またはスラスト軸受とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた一対の座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項８】
前記調心座が、スラスト軸受の軌道輪と、その軌道輪とキャリアのインナ側ディスク間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
前記調心座が、キャリアのインナ側ディスクと、そのインナ側ディスクとスラスト軸受間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１０】
前記調心座が、遊星ローラのインナ側端面と、その遊星ローラとスラスト軸受間に組み込まれた座板の対向面に形成された請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１１】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、鉄鋼材料または焼結材料で形成された請求項２乃至１０のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１２】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、表面処理された請求項２乃至１０のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１３】
前記凸形球面が形成された部材と凹面が形成された部材の少なくとも一方が、鍛造または焼結により形成された請求項２乃至１２のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項１４】
電動式直動アクチュエータによりブレーキパッドを直線駆動し、そのブレーキパッドでブレーキディスクを押圧して、そのブレーキディスクに制動力を付与するようにした電動式ディスクブレーキ装置において、
前記電動式直動アクチュエータが請求項１乃至１３のいずれかの項に記載の電動式直動アクチュエータからなることを特徴とする電動式ディスクブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１４９７４７（Ｐ２０１２−１４９７４７Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６４２（Ｐ２０１１−１０６４２）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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