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】電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を有してなる小型コンパクトで重量バランスに優れた電動式直動アクチュエータを提供する。
【解決手段】電動モータ１１のロータ軸１２の回転をギヤ減速機構１３により減速して回転軸１０に伝達し、外輪部材５を軸方向に移動させ、その外輪部材５により電動式ディスクブレーキの可動ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて、ブレーキディスクを制動する。ギヤ減速機構１３の中間ギヤ３３に複数の係止孔４１を等間隔に形成し、リニアソレノイド４３により進退されるロックピン４２を係止孔４１に係合させて電動モータ１１のロータ軸１２の回転をロックする。リニアソレノイド４３を電動モータ１１とハウジング１間に配置して、その電動モータ１１およびハウジング１の径方向の寸法増加を抑える。
【解決手段】電動モータ１１のロータ軸１２の回転をギヤ減速機構１３により減速して回転軸１０に伝達し、外輪部材５を軸方向に移動させ、その外輪部材５により電動式ディスクブレーキの可動ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付けて、ブレーキディスクを制動する。ギヤ減速機構１３の中間ギヤ３３に複数の係止孔４１を等間隔に形成し、リニアソレノイド４３により進退されるロックピン４２を係止孔４１に係合させて電動モータ１１のロータ軸１２の回転をロックする。リニアソレノイド４３を電動モータ１１とハウジング１間に配置して、その電動モータ１１およびハウジング１の径方向の寸法増加を抑える。
【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、その回転軸との接触摩擦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移動させるようにしている。
【０００７】
ところで、特許文献１および２に記載の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ディスクブレーキ装置においては、運転手のブレーキペダルの操作に応じて制動力を制御するサービスブレーキ機能しか有していないため、駐車時には、電動モータに対する通電状態を継続して制動力を維持する必要が生じ、電力消費の点で極めて不利である。
【０００８】
ここで、特許文献３に記載された電動ブレーキ装置のように、駐車ブレーキロック機構を付加し、その駐車ブレーキロック機構の作動により、電動モータにおけるロータの制動解除方向への回転を規制することによって、上記のような不都合の解消に大きな効果を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−６５７７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０９５９号公報
【特許文献３】特開２００６−１８３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献３記載された電動ブレーキ装置においては、駐車ブレーキロック機構を有するものの、その駐車ブレーキロック機構をロータの周囲に配置しているため、径方向の寸法が大きくなり、車両に組み付けた際にホイールに干渉する可能性がある。
【００１１】
また、ロータの周囲に駐車ブレーキロック機構を配置しているため、電動モータ側の重量が重くなって重量バランスが悪い。その重量バランスの悪化は制動時のブレーキパッドの接触に悪影響を与え、制動が不安定となり、ブレーキ鳴きを発生させる可能性がある。
【００１２】
さらに、特許文献３に記載された電動ブレーキ装置においては、駐車ブレーキロック機構を構成する爪付き揺動アームやその揺動アームを揺動させるソレノイド、アーム復帰用のねじりばね等の各種部品をユニット化して組付け性を高めるようにしているが、走行時の飛び石等からユニットの損傷を防ぐために、強固な防護カバーで保護する必要が生じる。
【００１３】
この発明の課題は、電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を有してなる小型コンパクトで重量バランスに優れた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採用した電動式ディスクブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構とを有してなる電動式直動アクチュエータにおいて、前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、前記電動モータと前記スライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に組み込まれてそのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータとからなる構成を採用したのである。
【００１５】
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がこの発明に係る上述の電動式直動アクチュエータからなり、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結した構成を採用したのである。
【００１６】
上記の構成からなる電動式ディスクブレーキ装置において、電動式直動アクチュエータの電動モータを駆動すると、その電動モータのロータ軸の回転はギヤ減速機構で減速されて出力ギヤから出力され、その出力ギヤの回転は回転・直動変換機構により直線運動に変換されてスライド部材に伝達される。このため、スライド部材が前進し、そのスライド部材に連結されたブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられ、ブレーキディスクが制動される。
【００１７】
駐車に際しては、上記のように、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付け、ブレーキディスクに駐車に必要な制動力が付加される状態において、ピン駆動用アクチュエータの作動によりロックピンを前進させ、係止部に対するロックピンの係合によってギヤをロックする。そのギヤのロック状態において、電動モータに対する通電を遮断して、電気エネルギの無駄な消費を抑制する。
【００１８】
上記のような係止部とロックピンの係合によるギヤのロック状態、つまり、電動モータのロータ軸のロック状態では、ブレーキディスクからの反力によりギヤ減速機構の複数のギヤのそれぞれに制動解除方向への回転力が負荷され、係止部とロックピンの係合部に回転トルクが作用する。この回転トルクは出力ギヤの位置で大きく、入力ギヤに至るに従って次第に小さい。
【００１９】
このため、係止部とロックピンからなるロック機構が出力ギヤに近接していると、係止部とロックピンの係合部に比較的大きな回転トルクが負荷され、強度が不足する場合に係合部に変形が生じる。その変形を防止するためには、剛性を高めて強度を向上させる必要が生じ、電動式直動アクチュエータの重量増加を招くことになる。
【００２０】
上記のような不都合を解消するため、ロック機構を形成する係止部は、出力ギヤを除く他のギヤの側面に設けるのが好ましい。より好ましくはロータ軸に取付けられた入力ギヤと近接する部位のギヤである。
【００２１】
ここで、係止部は、貫通状の係止孔であってもよく、あるいは、ギヤの半径方向に延びる放射状配置の径方向溝部であってもよい。このような係止部は、周方向に間隔をおいて設けられているため、ピン駆動用アクチュエータを駆動してロックピンを係合させる場合に位相ずれが生じて、ロックピンを係合させることができない場合が生じる。この場合、ロックピンを前進させた状態で電動モータの駆動により、ギヤを制動方向に回転させ、係止部をロックピンと対向する位置までギヤを回転させて、係止部にロックピンを係合させる。
【００２２】
係止部として係止孔を採用する場合において、その係止孔の周方向の一端部にロックピンと係合してギヤが制動解除方向（スライド部材を後退動させる方向）に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他端部にギヤが制動方向（スライド部材を前進動させる方向）に回転する場合にロックピンを係止孔から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けておくと、ギヤを制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスクに駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００２３】
一方、係止部として径方向溝部を採用する場合において、その径方向溝部の周方向の一側にロックピンと係合してギヤが制動解除方向（スライド部材を後退動させる方向）に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他側にギヤが制動方向（スライド部材を前進動させる方向）に回転する場合にロックピンを径方向溝部から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けておくと、ギヤを制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスクに駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００２４】
上記いずれの係止部の採用においても、ロックピンを弾性部材によりギヤに向けて付勢することによって、係止部にロックピンを確実に係合させることができる。
【００２５】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいて、ピン駆動用アクチュエータとしてリニアソレノイドを採用することにより、コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００２６】
また、回転・直動変換機構として、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置されてハウジングによりスライド自在に支持された外輪部材と、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と、そのキャリアにより回転自在に支持されて回転軸の外径面と外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に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、その回転軸との接触摩擦により遊星ローラを回転させてスライド部材としての外輪部材を軸方向に移動させるようにした構成からなるものを採用することができる。
【００２７】
上記のような回転・直動変換機構に代えて、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置された円筒状のハウジングと、そのハウジングの内径面と前記回転軸の外径面間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に前記回転軸の外径面に設けられた螺旋突条に噛合する円周溝を、螺旋突条と同一のピッチで形成して、その円周溝と螺旋突条の係合により、前記回転軸の回転運動をスライド部材としての遊星ローラの直線運動に変換するようにした構成のものを採用してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、ピン駆動用アクチュエータの作動によりロックピンを前進させてギヤの側面に形成された係止部に係合させることにより、ギヤの回転を規制して、電動モータのロータ軸をロックすることができるため、スライド部材を軸方向に移動させた任意の位置でロックすることができる。このため、電動式直動アクチュエータを電動式ブレーキ装置に採用することにより、駐車時に、ブレーキパッドがブレーキディスクを規定の押圧力で押圧する状態でそのブレーキパッドをロックすることができ、電動モータへの通電を解除状態にすることができる。
【００２９】
また、ギヤの側面に形成された係止部に対してロックピンを進退自在とし、そのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータを電動モータとスライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に配置したことにより、電動モータおよびハウジングの径方向寸法の増大を抑えることができ、小型コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００３０】
さらに、電動モータとスライド部材を収容するハウジング間にピン駆動用アクチュエータを配置することにより、重量バランスを崩すようなことがなく、制動不安定になるのを防止することができ、しかも、電動モータやハウジングによってピン駆動用アクチュエータが保護されるため、その保護カバーを簡便なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係る電動式直動アクチュエータ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１のギヤ減速機構部を拡大して示す断面図
【図５】（ａ）は、図４のV−V線に沿った断面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図
【図６】（ｃ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｄ）は、（ｃ）のｄ−ｄ線に沿った断面図
【図７】（ｅ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｆ）は、（ｅ）のｆ−ｆ線に沿った断面図
【図８】（ｇ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｈ）は、（ｇ）のｈ−ｈ線に沿った断面図
【図９】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
【図１０】回転・直動変換機構の他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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５は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡ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向けてベースプレート３が設けられ、そのベースプレート３の外側面およびハウジング１の一端開口がカバー４によって覆われている。
【００３３】
ハウジング１内にはスライド部材としての外輪部材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。
【００３４】
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ストッパリング８によってカバー４側に移動するのが防止されている。
【００３５】
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。
【００３６】
図１に示すように、ベースプレート３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４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。
【００３７】
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１４ａの片面外周部には他方のディスク１４ｂに向けて複数の間隔調整部材１４ｃが周方向に間隔をおいて設けられ、その間隔調整部材１４ｃの端面にねじ込まれるねじ１５の締付けによって一対のディスク１４ａ、１４ｂが互いに連結されている。
【００３８】
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１４ｂは、回転軸１０との間に組込まれたすべり軸受１６によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持されている。
【００３９】
一方、アウタ側ディスク１４ａには、中心部に段付き孔からなる軸挿入孔１７が形成され、その軸挿入孔１７内に嵌合されたすべり軸受１８が回転軸１０で回転自在に支持されている。回転軸１０にはすべり軸受１８のアウタ側端面に隣接してスラスト荷重を受ける金属ワッシャＷが嵌合され、そのワッシャＷは回転軸１０の軸端部に取り付けられた止め輪１９によって抜止めされている。
【００４０】
キャリア１４には、一対のディスク１４ａ、１４ｂによって両端部が支持された複数のローラ軸２０が周方向に間隔をおいて設けられている。ローラ軸２０のそれぞれは、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された長孔からなる軸挿入孔２１内に軸端部が挿入されて径方向に移動自在の支持とされ、そのローラ軸２０の軸端部を巻き込むようにして掛け渡された弾性リング２２によって径方向内方に向けて付勢されている。
【００４１】
複数のローラ軸２０のそれぞれには遊星ローラ２３が回転自在に支持されている。遊星ローラ２３のそれぞれは、回転軸１０の外径面と外輪部材５の内径面間に配置される組み込みとされ、ローラ軸２０の軸端部に掛け渡された弾性リング２２により回転軸１０の外径面に押し付けられて、その外径面に弾性接触し、上記回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する接触摩擦によって回転するようになっている。
【００４２】
遊星ローラ２３の外径面には、図２に示すように、断面Ｖ字状の複数の螺旋溝２４が軸方向に等間隔に形成され、その螺旋溝２４のピッチは、外輪部材５に設けられた螺旋突条６のピッチと同一とされて、その螺旋突条６に噛合している。なお、螺旋溝２４に代えて、複数の円周溝を螺旋突条６と同一のピッチで軸方向に等間隔に形成してもよい。
【００４３】
図２に示すように、キャリア１４のインナ側ディスク１４ｂと遊星ローラ２３の軸方向の対向部間には、ワッシャ２５およびスラスト軸受２６が組込まれている。また、キャリア１４と軸受部材７の軸方向の対向部間には環状のスラスト板２７が組み込まれ、そのスラスト板２７と軸受部材７間にスラスト軸受２８が組み込まれている。
【００４４】
図２に示すように、外輪部材５のハウジング１の他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２９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。
【００４５】
また、ハウジング１の他端開口部にはベローズ３０の一端部が連結され、そのべローズ３０の他端部は外輪部材５の他端部に連結され、上記ベローズ３０によってハウジング１内に異物が侵入するのが防止されている。
【００４６】
図１および図４に示すように、ギヤ減速機構１３は、電動モータ１１のロータ軸１２に取付けられた入力ギヤ３１の回転を一次減速ギヤ列Ｇ１乃至三次減速ギヤ列Ｇ３により順次減速して回転軸１０の軸端部に取付けられた出力ギヤ３２に伝達して、回転軸１０を回転させるようにしており、そのギヤ減速機構１３に電動モータ１１のロータ軸１２をロックおよびアンロック可能なロック機構４０が設けられている。
【００４７】
図４および図５に示すように、ロック機構４０は、二次減速ギヤ列Ｇ２における出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔４１を同一円上に等間隔に設け、その複数の係止孔４１のピッチ円上の一点に対して進退可能に設けられたロックピン４２をピン駆動用アクチュエータとしてのリニアソレノイド４３により進退させ、係止孔４１に対するロックピン４２の係合によって、中間ギヤ３３をロックするようにしている。
【００４８】
ここで、ソレノイド４３は、保護カバー４４により保護されている。この保護カバー４４はベースプレート３に支持されてハウジング１と電動モータ１１間に配置されており、その保護カバー４４のフロントプレート４５にロックピン４２をスライド自在に支持するピン孔４６が形成されている。
【００４９】
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９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Ｂにおいては、電動式直動アクチュエータＡにおけるハウジング１の他端部にキャリパボディ部５０を一体に設け、そのキャリパボディ部５０内に外周部の一部が配置されたブレーキディスク５１の両側に固定ブレーキパッド５２と可動ブレーキパッド５３を設け、その可動ブレーキパッド５３を外輪部材５の他端部に連結一体化している。
【００５０】
図９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を駆動すると、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転がギヤ減速機構１３により減速されて回転軸１０に伝達される。
【００５１】
回転軸１０の外径面には、複数の遊星ローラ２３のそれぞれ外径面が弾性接触されているため、上記回転軸１０の回転により遊星ローラ２３が回転軸１０との接触摩擦により、自転しつつ公転する。
【００５２】
このとき、遊星ローラ２３の外径面に形成された螺旋溝２４は外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６に噛合しているため、その螺旋溝２４と螺旋突条６の係合によって、外輪部材５が軸方向に移動し、その外輪部材５に連結一体化された可動ブレーキパッド５３がブレーキディスク５１に押し付けられ、ブレーキディスク５１に制動力が負荷されることになる。
【００５３】
駐車に際しては、上記のように、可動ブレーキパッド５３をブレーキディスク５１に押し付け、そのブレーキディスク５１に駐車に必要な制動力を負荷する状態において、リニアソレノイド４３を作動し、ロックピン４２を中間ギヤ３３の側面に向けて前進させるようにする。
【００５４】
ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２に複数の係止孔４１の一つが対向する状態にあると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、係止孔４１にロックピン４２が係合し、その係合によって中間ギヤ３３がロックされる。この時、電動モータ１１のロータ軸１２もロックされることになるため、電動モータ１１に対する通電を遮断しておくことができ、電気エネルギの無駄な消費を抑制することができる。
【００５５】
ここで、ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２と係止孔４１との間に位相のずれがあると、係止孔４１にロックピン４２を係合させることができない。この場合、ロックピン４２を前進させた状態で電動モータ１１の駆動により、中間ギヤ３３を制動方向（図５（イ）の矢印で示す方向）に回転させ、係止孔４１をロックピン４２と対向する位置まで中間ギヤ３３を回転させて、係止孔４１にロックピン４２を係合させる。
【００５６】
上記のような係止孔４１とロックピン４２の係合による中間ギヤ３３のロック状態、つまり、電動モータ１１のロータ軸１２のロック状態では、ブレーキディスク５１からの反力によりギヤ減速機構１３のそれぞれのギヤに制動解除方向への回転力が負荷されるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に回転トルクが付加されることになる。この回転トルクは出力ギヤ３２の位置で大きく、入力ギヤ３１に至るに従って次第に小さくなる。
【００５７】
実施の形態では、二次減速ギヤ列Ｇ２の出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔４１を設けたものであるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に付加される回転トルクは比較的小さく、上記係止孔４１とロックピン４２の係合部が損傷するようなことはない。
【００５８】
その損傷をより効果的に防止するため、入力ギヤ３１に近接する中間ギヤに係止孔４１を設けるのが好ましい。その係止孔４１の形成位置に合わせてロックピン４２の設置位置を決定する。
【００５９】
図１に示す実施の形態では、ハウジング１と電動モータ１１間にロック機構４０を形成するロックピン駆動用のリニアソレノイド４３を配置しているため、ハウジング１および電動モータ１１の径方向寸法の増大を抑えることができ、小型コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００６０】
また、ハウジング１と電動モータ１１間にリニアソレノイド４３を配置しているため、重量バランスを崩すようなことがなく、制動不安定になるのを防止することができ、しかも、電動モータ１１やハウジング１によってリニアソレノイド４３が保護されるため、保護カバー４４として簡便なものを採用することができる。
【００６１】
図５においては、係止孔４１を係止部としたが、係止部はこれに限定されない。図６乃至図８は、係止部の他の例を示す。図６（ｃ）、（ｄ）においては、中間ギヤ３３の径方向に延びる複数の突出部６０を放射状配置に設け、隣接する突出部６０間に形成された径方向溝部６１を係止部としている。
【００６２】
図７（ｅ）、（ｄ）においては、図５に示す場合と同様に、係止孔４１を係止部としており、その係止孔４１の周方向の一端部にロックピン４２に対する係合によって中間ギヤ３３が制動解除方向に回転するのを防止するロック面４１ａを設け、かつ、他端部に中間ギヤ３３の制動方向への回転によってロックピン４２を係止孔４１から抜け出る方向に移動させるテーパ面４１ｂを設けている。
【００６３】
上記のように、係止孔４１の他端部にテーパ面４１ｂを設けておくと、中間ギヤ３３を制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスク５１に駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００６４】
図８（ｇ）、（ｈ）においては、図６に示す場合と同様に、径方向溝部６１を係止部とし、その径方向溝部６１の周方向の一側にロックピン４２に対する係合によって中間ギヤ３３が制動解除方向に回転するのを防止するロック面６１ａを設け、かつ、他側に中間ギヤ３３の制動方向への回転によってロックピン４２を径方向溝部６１から抜け出る方向に移動させるテーパ面６１ｂを設けている。
【００６５】
図８に示すように、径方向溝部６１の周方向の他側にテーパ面６１ｂを設けると、図７に示す場合と同様に、中間ギヤ３３を制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスク５１に駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００６６】
図１に示す電動式直動アクチュエータにおいては、回転軸１０の回転運動を直線運動に変換する回転・直動変換機構として、その回転軸１０の外径面とハウジング１の内径面間に遊星ローラ２３を組込み、その遊星ローラ２３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に噛合する螺旋溝２４または円周溝を形成したものを示したが、回転・直動変換機構はこれに限定されるものではない。例えば、
【００６７】
図１０は、回転・直動変換機構の他の例を示す。この例においては、回転軸１０の外径面に螺旋突条７０を設け、その回転軸１０の外径面とハウジング１の内径面間に組み込まれた複数の遊星ローラ２３のそれぞれ外径面に螺旋突条７０と同一ピッチで複数の円周溝７１を形成し、上記回転軸１０の回転により、螺旋突条７０と円周溝７１の係合によって遊星ローラ２３を自転させつつ公転させて、その遊星ローラ２３を軸方向に移動させるようにしている。この場合、遊星ローラ２３の軸方向力をスラスト軸受７２を介して被駆動部材に伝達する。
【符号の説明】
【００６８】
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
１２ ロータ軸
１３ ギヤ減速機構
１４ キャリア
２３ 遊星ローラ
２４ 螺旋溝
３１ 入力ギヤ
３２ 出力ギヤ
３３ 中間ギヤ
４０ ロック機構
４１ 係止孔（係止部）
４１ａ ロック面
４１ｂ テーパ面
４２ ロックピン
４３ リニアソレノイド（ピン駆動用アクチュエータ）
５１ ブレーキディスク
５３ 可動ブレーキパッド
６０ 突出部
６１ 径方向溝部（係止部）
６１ａ ロック面
６１ｂ テーパ面
７０ 螺旋突条
７１ 円周溝
【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、その回転軸との接触摩擦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移動させるようにしている。
【０００７】
ところで、特許文献１および２に記載の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ディスクブレーキ装置においては、運転手のブレーキペダルの操作に応じて制動力を制御するサービスブレーキ機能しか有していないため、駐車時には、電動モータに対する通電状態を継続して制動力を維持する必要が生じ、電力消費の点で極めて不利である。
【０００８】
ここで、特許文献３に記載された電動ブレーキ装置のように、駐車ブレーキロック機構を付加し、その駐車ブレーキロック機構の作動により、電動モータにおけるロータの制動解除方向への回転を規制することによって、上記のような不都合の解消に大きな効果を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−６５７７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−９０９５９号公報
【特許文献３】特開２００６−１８３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献３記載された電動ブレーキ装置においては、駐車ブレーキロック機構を有するものの、その駐車ブレーキロック機構をロータの周囲に配置しているため、径方向の寸法が大きくなり、車両に組み付けた際にホイールに干渉する可能性がある。
【００１１】
また、ロータの周囲に駐車ブレーキロック機構を配置しているため、電動モータ側の重量が重くなって重量バランスが悪い。その重量バランスの悪化は制動時のブレーキパッドの接触に悪影響を与え、制動が不安定となり、ブレーキ鳴きを発生させる可能性がある。
【００１２】
さらに、特許文献３に記載された電動ブレーキ装置においては、駐車ブレーキロック機構を構成する爪付き揺動アームやその揺動アームを揺動させるソレノイド、アーム復帰用のねじりばね等の各種部品をユニット化して組付け性を高めるようにしているが、走行時の飛び石等からユニットの損傷を防ぐために、強固な防護カバーで保護する必要が生じる。
【００１３】
この発明の課題は、電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構を有してなる小型コンパクトで重量バランスに優れた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採用した電動式ディスクブレーキ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構とを有してなる電動式直動アクチュエータにおいて、前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、前記電動モータと前記スライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に組み込まれてそのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータとからなる構成を採用したのである。
【００１５】
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がこの発明に係る上述の電動式直動アクチュエータからなり、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結した構成を採用したのである。
【００１６】
上記の構成からなる電動式ディスクブレーキ装置において、電動式直動アクチュエータの電動モータを駆動すると、その電動モータのロータ軸の回転はギヤ減速機構で減速されて出力ギヤから出力され、その出力ギヤの回転は回転・直動変換機構により直線運動に変換されてスライド部材に伝達される。このため、スライド部材が前進し、そのスライド部材に連結されたブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられ、ブレーキディスクが制動される。
【００１７】
駐車に際しては、上記のように、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付け、ブレーキディスクに駐車に必要な制動力が付加される状態において、ピン駆動用アクチュエータの作動によりロックピンを前進させ、係止部に対するロックピンの係合によってギヤをロックする。そのギヤのロック状態において、電動モータに対する通電を遮断して、電気エネルギの無駄な消費を抑制する。
【００１８】
上記のような係止部とロックピンの係合によるギヤのロック状態、つまり、電動モータのロータ軸のロック状態では、ブレーキディスクからの反力によりギヤ減速機構の複数のギヤのそれぞれに制動解除方向への回転力が負荷され、係止部とロックピンの係合部に回転トルクが作用する。この回転トルクは出力ギヤの位置で大きく、入力ギヤに至るに従って次第に小さい。
【００１９】
このため、係止部とロックピンからなるロック機構が出力ギヤに近接していると、係止部とロックピンの係合部に比較的大きな回転トルクが負荷され、強度が不足する場合に係合部に変形が生じる。その変形を防止するためには、剛性を高めて強度を向上させる必要が生じ、電動式直動アクチュエータの重量増加を招くことになる。
【００２０】
上記のような不都合を解消するため、ロック機構を形成する係止部は、出力ギヤを除く他のギヤの側面に設けるのが好ましい。より好ましくはロータ軸に取付けられた入力ギヤと近接する部位のギヤである。
【００２１】
ここで、係止部は、貫通状の係止孔であってもよく、あるいは、ギヤの半径方向に延びる放射状配置の径方向溝部であってもよい。このような係止部は、周方向に間隔をおいて設けられているため、ピン駆動用アクチュエータを駆動してロックピンを係合させる場合に位相ずれが生じて、ロックピンを係合させることができない場合が生じる。この場合、ロックピンを前進させた状態で電動モータの駆動により、ギヤを制動方向に回転させ、係止部をロックピンと対向する位置までギヤを回転させて、係止部にロックピンを係合させる。
【００２２】
係止部として係止孔を採用する場合において、その係止孔の周方向の一端部にロックピンと係合してギヤが制動解除方向（スライド部材を後退動させる方向）に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他端部にギヤが制動方向（スライド部材を前進動させる方向）に回転する場合にロックピンを係止孔から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けておくと、ギヤを制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスクに駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００２３】
一方、係止部として径方向溝部を採用する場合において、その径方向溝部の周方向の一側にロックピンと係合してギヤが制動解除方向（スライド部材を後退動させる方向）に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他側にギヤが制動方向（スライド部材を前進動させる方向）に回転する場合にロックピンを径方向溝部から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けておくと、ギヤを制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスクに駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００２４】
上記いずれの係止部の採用においても、ロックピンを弾性部材によりギヤに向けて付勢することによって、係止部にロックピンを確実に係合させることができる。
【００２５】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいて、ピン駆動用アクチュエータとしてリニアソレノイドを採用することにより、コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００２６】
また、回転・直動変換機構として、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置されてハウジングによりスライド自在に支持された外輪部材と、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と、そのキャリアにより回転自在に支持されて回転軸の外径面と外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に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、その回転軸との接触摩擦により遊星ローラを回転させてスライド部材としての外輪部材を軸方向に移動させるようにした構成からなるものを採用することができる。
【００２７】
上記のような回転・直動変換機構に代えて、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置された円筒状のハウジングと、そのハウジングの内径面と前記回転軸の外径面間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に前記回転軸の外径面に設けられた螺旋突条に噛合する円周溝を、螺旋突条と同一のピッチで形成して、その円周溝と螺旋突条の係合により、前記回転軸の回転運動をスライド部材としての遊星ローラの直線運動に変換するようにした構成のものを採用してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、ピン駆動用アクチュエータの作動によりロックピンを前進させてギヤの側面に形成された係止部に係合させることにより、ギヤの回転を規制して、電動モータのロータ軸をロックすることができるため、スライド部材を軸方向に移動させた任意の位置でロックすることができる。このため、電動式直動アクチュエータを電動式ブレーキ装置に採用することにより、駐車時に、ブレーキパッドがブレーキディスクを規定の押圧力で押圧する状態でそのブレーキパッドをロックすることができ、電動モータへの通電を解除状態にすることができる。
【００２９】
また、ギヤの側面に形成された係止部に対してロックピンを進退自在とし、そのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータを電動モータとスライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に配置したことにより、電動モータおよびハウジングの径方向寸法の増大を抑えることができ、小型コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００３０】
さらに、電動モータとスライド部材を収容するハウジング間にピン駆動用アクチュエータを配置することにより、重量バランスを崩すようなことがなく、制動不安定になるのを防止することができ、しかも、電動モータやハウジングによってピン駆動用アクチュエータが保護されるため、その保護カバーを簡便なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係る電動式直動アクチュエータ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１のギヤ減速機構部を拡大して示す断面図
【図５】（ａ）は、図４のV−V線に沿った断面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図
【図６】（ｃ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｄ）は、（ｃ）のｄ−ｄ線に沿った断面図
【図７】（ｅ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｆ）は、（ｅ）のｆ−ｆ線に沿った断面図
【図８】（ｇ）は、係止部の他の例を示す断面図、（ｈ）は、（ｇ）のｈ−ｈ線に沿った断面図
【図９】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
【図１０】回転・直動変換機構の他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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５は、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡ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向けてベースプレート３が設けられ、そのベースプレート３の外側面およびハウジング１の一端開口がカバー４によって覆われている。
【００３３】
ハウジング１内にはスライド部材としての外輪部材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。
【００３４】
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ストッパリング８によってカバー４側に移動するのが防止されている。
【００３５】
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。
【００３６】
図１に示すように、ベースプレート３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４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。
【００３７】
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１４ａの片面外周部には他方のディスク１４ｂに向けて複数の間隔調整部材１４ｃが周方向に間隔をおいて設けられ、その間隔調整部材１４ｃの端面にねじ込まれるねじ１５の締付けによって一対のディスク１４ａ、１４ｂが互いに連結されている。
【００３８】
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１４ｂは、回転軸１０との間に組込まれたすべり軸受１６によって回転自在に、かつ、軸方向に移動自在に支持されている。
【００３９】
一方、アウタ側ディスク１４ａには、中心部に段付き孔からなる軸挿入孔１７が形成され、その軸挿入孔１７内に嵌合されたすべり軸受１８が回転軸１０で回転自在に支持されている。回転軸１０にはすべり軸受１８のアウタ側端面に隣接してスラスト荷重を受ける金属ワッシャＷが嵌合され、そのワッシャＷは回転軸１０の軸端部に取り付けられた止め輪１９によって抜止めされている。
【００４０】
キャリア１４には、一対のディスク１４ａ、１４ｂによって両端部が支持された複数のローラ軸２０が周方向に間隔をおいて設けられている。ローラ軸２０のそれぞれは、一対のディスク１４ａ、１４ｂに形成された長孔からなる軸挿入孔２１内に軸端部が挿入されて径方向に移動自在の支持とされ、そのローラ軸２０の軸端部を巻き込むようにして掛け渡された弾性リング２２によって径方向内方に向けて付勢されている。
【００４１】
複数のローラ軸２０のそれぞれには遊星ローラ２３が回転自在に支持されている。遊星ローラ２３のそれぞれは、回転軸１０の外径面と外輪部材５の内径面間に配置される組み込みとされ、ローラ軸２０の軸端部に掛け渡された弾性リング２２により回転軸１０の外径面に押し付けられて、その外径面に弾性接触し、上記回転軸１０が回転すると、その回転軸１０の外径面に対する接触摩擦によって回転するようになっている。
【００４２】
遊星ローラ２３の外径面には、図２に示すように、断面Ｖ字状の複数の螺旋溝２４が軸方向に等間隔に形成され、その螺旋溝２４のピッチは、外輪部材５に設けられた螺旋突条６のピッチと同一とされて、その螺旋突条６に噛合している。なお、螺旋溝２４に代えて、複数の円周溝を螺旋突条６と同一のピッチで軸方向に等間隔に形成してもよい。
【００４３】
図２に示すように、キャリア１４のインナ側ディスク１４ｂと遊星ローラ２３の軸方向の対向部間には、ワッシャ２５およびスラスト軸受２６が組込まれている。また、キャリア１４と軸受部材７の軸方向の対向部間には環状のスラスト板２７が組み込まれ、そのスラスト板２７と軸受部材７間にスラスト軸受２８が組み込まれている。
【００４４】
図２に示すように、外輪部材５のハウジング１の他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２９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。
【００４５】
また、ハウジング１の他端開口部にはベローズ３０の一端部が連結され、そのべローズ３０の他端部は外輪部材５の他端部に連結され、上記ベローズ３０によってハウジング１内に異物が侵入するのが防止されている。
【００４６】
図１および図４に示すように、ギヤ減速機構１３は、電動モータ１１のロータ軸１２に取付けられた入力ギヤ３１の回転を一次減速ギヤ列Ｇ１乃至三次減速ギヤ列Ｇ３により順次減速して回転軸１０の軸端部に取付けられた出力ギヤ３２に伝達して、回転軸１０を回転させるようにしており、そのギヤ減速機構１３に電動モータ１１のロータ軸１２をロックおよびアンロック可能なロック機構４０が設けられている。
【００４７】
図４および図５に示すように、ロック機構４０は、二次減速ギヤ列Ｇ２における出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔４１を同一円上に等間隔に設け、その複数の係止孔４１のピッチ円上の一点に対して進退可能に設けられたロックピン４２をピン駆動用アクチュエータとしてのリニアソレノイド４３により進退させ、係止孔４１に対するロックピン４２の係合によって、中間ギヤ３３をロックするようにしている。
【００４８】
ここで、ソレノイド４３は、保護カバー４４により保護されている。この保護カバー４４はベースプレート３に支持されてハウジング１と電動モータ１１間に配置されており、その保護カバー４４のフロントプレート４５にロックピン４２をスライド自在に支持するピン孔４６が形成されている。
【００４９】
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９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Ｂにおいては、電動式直動アクチュエータＡにおけるハウジング１の他端部にキャリパボディ部５０を一体に設け、そのキャリパボディ部５０内に外周部の一部が配置されたブレーキディスク５１の両側に固定ブレーキパッド５２と可動ブレーキパッド５３を設け、その可動ブレーキパッド５３を外輪部材５の他端部に連結一体化している。
【００５０】
図９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を駆動すると、その電動モータ１１のロータ軸１２の回転がギヤ減速機構１３により減速されて回転軸１０に伝達される。
【００５１】
回転軸１０の外径面には、複数の遊星ローラ２３のそれぞれ外径面が弾性接触されているため、上記回転軸１０の回転により遊星ローラ２３が回転軸１０との接触摩擦により、自転しつつ公転する。
【００５２】
このとき、遊星ローラ２３の外径面に形成された螺旋溝２４は外輪部材５の内径面に設けられた螺旋突条６に噛合しているため、その螺旋溝２４と螺旋突条６の係合によって、外輪部材５が軸方向に移動し、その外輪部材５に連結一体化された可動ブレーキパッド５３がブレーキディスク５１に押し付けられ、ブレーキディスク５１に制動力が負荷されることになる。
【００５３】
駐車に際しては、上記のように、可動ブレーキパッド５３をブレーキディスク５１に押し付け、そのブレーキディスク５１に駐車に必要な制動力を負荷する状態において、リニアソレノイド４３を作動し、ロックピン４２を中間ギヤ３３の側面に向けて前進させるようにする。
【００５４】
ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２に複数の係止孔４１の一つが対向する状態にあると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、係止孔４１にロックピン４２が係合し、その係合によって中間ギヤ３３がロックされる。この時、電動モータ１１のロータ軸１２もロックされることになるため、電動モータ１１に対する通電を遮断しておくことができ、電気エネルギの無駄な消費を抑制することができる。
【００５５】
ここで、ロックピン４２の前進時、そのロックピン４２と係止孔４１との間に位相のずれがあると、係止孔４１にロックピン４２を係合させることができない。この場合、ロックピン４２を前進させた状態で電動モータ１１の駆動により、中間ギヤ３３を制動方向（図５（イ）の矢印で示す方向）に回転させ、係止孔４１をロックピン４２と対向する位置まで中間ギヤ３３を回転させて、係止孔４１にロックピン４２を係合させる。
【００５６】
上記のような係止孔４１とロックピン４２の係合による中間ギヤ３３のロック状態、つまり、電動モータ１１のロータ軸１２のロック状態では、ブレーキディスク５１からの反力によりギヤ減速機構１３のそれぞれのギヤに制動解除方向への回転力が負荷されるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に回転トルクが付加されることになる。この回転トルクは出力ギヤ３２の位置で大きく、入力ギヤ３１に至るに従って次第に小さくなる。
【００５７】
実施の形態では、二次減速ギヤ列Ｇ２の出力側の中間ギヤ３３の側面に複数の係止孔４１を設けたものであるため、係止孔４１とロックピン４２の係合部に付加される回転トルクは比較的小さく、上記係止孔４１とロックピン４２の係合部が損傷するようなことはない。
【００５８】
その損傷をより効果的に防止するため、入力ギヤ３１に近接する中間ギヤに係止孔４１を設けるのが好ましい。その係止孔４１の形成位置に合わせてロックピン４２の設置位置を決定する。
【００５９】
図１に示す実施の形態では、ハウジング１と電動モータ１１間にロック機構４０を形成するロックピン駆動用のリニアソレノイド４３を配置しているため、ハウジング１および電動モータ１１の径方向寸法の増大を抑えることができ、小型コンパクトな電動式直動アクチュエータを得ることができる。
【００６０】
また、ハウジング１と電動モータ１１間にリニアソレノイド４３を配置しているため、重量バランスを崩すようなことがなく、制動不安定になるのを防止することができ、しかも、電動モータ１１やハウジング１によってリニアソレノイド４３が保護されるため、保護カバー４４として簡便なものを採用することができる。
【００６１】
図５においては、係止孔４１を係止部としたが、係止部はこれに限定されない。図６乃至図８は、係止部の他の例を示す。図６（ｃ）、（ｄ）においては、中間ギヤ３３の径方向に延びる複数の突出部６０を放射状配置に設け、隣接する突出部６０間に形成された径方向溝部６１を係止部としている。
【００６２】
図７（ｅ）、（ｄ）においては、図５に示す場合と同様に、係止孔４１を係止部としており、その係止孔４１の周方向の一端部にロックピン４２に対する係合によって中間ギヤ３３が制動解除方向に回転するのを防止するロック面４１ａを設け、かつ、他端部に中間ギヤ３３の制動方向への回転によってロックピン４２を係止孔４１から抜け出る方向に移動させるテーパ面４１ｂを設けている。
【００６３】
上記のように、係止孔４１の他端部にテーパ面４１ｂを設けておくと、中間ギヤ３３を制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスク５１に駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００６４】
図８（ｇ）、（ｈ）においては、図６に示す場合と同様に、径方向溝部６１を係止部とし、その径方向溝部６１の周方向の一側にロックピン４２に対する係合によって中間ギヤ３３が制動解除方向に回転するのを防止するロック面６１ａを設け、かつ、他側に中間ギヤ３３の制動方向への回転によってロックピン４２を径方向溝部６１から抜け出る方向に移動させるテーパ面６１ｂを設けている。
【００６５】
図８に示すように、径方向溝部６１の周方向の他側にテーパ面６１ｂを設けると、図７に示す場合と同様に、中間ギヤ３３を制動方向にスムーズに回転させることができ、ブレーキディスク５１に駐車に必要な規定の押圧力を確実に負荷することができる。
【００６６】
図１に示す電動式直動アクチュエータにおいては、回転軸１０の回転運動を直線運動に変換する回転・直動変換機構として、その回転軸１０の外径面とハウジング１の内径面間に遊星ローラ２３を組込み、その遊星ローラ２３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に噛合する螺旋溝２４または円周溝を形成したものを示したが、回転・直動変換機構はこれに限定されるものではない。例えば、
【００６７】
図１０は、回転・直動変換機構の他の例を示す。この例においては、回転軸１０の外径面に螺旋突条７０を設け、その回転軸１０の外径面とハウジング１の内径面間に組み込まれた複数の遊星ローラ２３のそれぞれ外径面に螺旋突条７０と同一ピッチで複数の円周溝７１を形成し、上記回転軸１０の回転により、螺旋突条７０と円周溝７１の係合によって遊星ローラ２３を自転させつつ公転させて、その遊星ローラ２３を軸方向に移動させるようにしている。この場合、遊星ローラ２３の軸方向力をスラスト軸受７２を介して被駆動部材に伝達する。
【符号の説明】
【００６８】
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
１２ ロータ軸
１３ ギヤ減速機構
１４ キャリア
２３ 遊星ローラ
２４ 螺旋溝
３１ 入力ギヤ
３２ 出力ギヤ
３３ 中間ギヤ
４０ ロック機構
４１ 係止孔（係止部）
４１ａ ロック面
４１ｂ テーパ面
４２ ロックピン
４３ リニアソレノイド（ピン駆動用アクチュエータ）
５１ ブレーキディスク
５３ 可動ブレーキパッド
６０ 突出部
６１ 径方向溝部（係止部）
６１ａ ロック面
６１ｂ テーパ面
７０ 螺旋突条
７１ 円周溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構とを有してなる電動式直動アクチュエータにおいて、
前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、前記電動モータと前記スライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に組み込まれてそのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータとからなることを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
前記係止部が、前記出力ギヤを除く他のギヤの側面に設けられた請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記係止部が、前記電動モータのロータ軸に取付けられた入力ギヤと近接する部位のギヤに設けられた請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記係止部が、前記電動モータのロータ軸に取付けられた入力ギヤと出力ギヤ間の中間ギヤに設けられた請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記係止部が、貫通状の係止孔からなる請求項１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】
前記係止孔の周方向の一端部にロックピンと係合してギヤがスライド部材を後退動させる方向に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他端部にギヤがスライド部材を前進動させる方向に回転する場合にロックピンを係止孔から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けた請求項５に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記係止部が、ギヤの側面に形成された放射状配置の径方向溝部からなる請求項１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８】
前記径方向溝部の周方向の一側にロックピンと係合してギヤがスライド部材を後退動させる方向に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他側にギヤがスライド部材を前進動させる方向に回転する場合にロックピンを後退動させるテーパ面を設けた請求項７に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
前記ピン駆動用アクチュエータが、リニアソレノイドからなる請求項１乃至８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】
前記ロック機構が、前記ロックピンをギヤに向けて付勢する弾性部材を有してなる請求項１乃至８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】
前記回転・直動変換機構が、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置されてハウジングによりスライド自在に支持された外輪部材と、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と、そのキャリアにより回転自在に支持されて回転軸の外径面と外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に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、その回転軸との接触摩擦により遊星ローラを回転させてスライド部材としての外輪部材を軸方向に移動させるようにした構成からなる請求項１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】
前記回転・直動変換機構が、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置された円筒状のハウジングと、そのハウジングの内径面と前記回転軸の外径面間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に前記回転軸の外径面に設けられた螺旋突条に噛合する円周溝を、螺旋突条と同一のピッチで形成して、その円周溝と螺旋突条の係合により、前記回転軸の回転運動をスライド部材としての遊星ローラの直線運動に変換するようにした構成からなる請求項１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】
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１２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り、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結した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】
電動モータと、その電動モータのロータ軸の回転を減速して出力するギヤ減速機構と、そのギヤ減速機構の出力ギヤの軸心に沿って軸方向に移動可能なスライド部材と、前記出力ギヤの回転運動を直線運動に変換して前記スライド部材に伝達する回転・直動変換機構と、前記電動モータのロータ軸の回転をロックおよびアンロック可能なロック機構とを有してなる電動式直動アクチュエータにおいて、
前記ロック機構が、ギヤ減速機構を形成する複数のギヤのうちの一つのギヤの側面周方向に設けられた複数の係止部と、その係止部に対して進退可能に設けられ、前進時に前記係止部に係合してギヤをロックするロックピンと、前記電動モータと前記スライド部材および回転・直動変換機構を収容するハウジング間に組み込まれてそのロックピンを進退させるピン駆動用アクチュエータとからなることを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
前記係止部が、前記出力ギヤを除く他のギヤの側面に設けられた請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記係止部が、前記電動モータのロータ軸に取付けられた入力ギヤと近接する部位のギヤに設けられた請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記係止部が、前記電動モータのロータ軸に取付けられた入力ギヤと出力ギヤ間の中間ギヤに設けられた請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記係止部が、貫通状の係止孔からなる請求項１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】
前記係止孔の周方向の一端部にロックピンと係合してギヤがスライド部材を後退動させる方向に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他端部にギヤがスライド部材を前進動させる方向に回転する場合にロックピンを係止孔から抜け出る方向に移動させるテーパ面を設けた請求項５に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記係止部が、ギヤの側面に形成された放射状配置の径方向溝部からなる請求項１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８】
前記径方向溝部の周方向の一側にロックピンと係合してギヤがスライド部材を後退動させる方向に回転するのを防止するロック面を設け、かつ、他側にギヤがスライド部材を前進動させる方向に回転する場合にロックピンを後退動させるテーパ面を設けた請求項７に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
前記ピン駆動用アクチュエータが、リニアソレノイドからなる請求項１乃至８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】
前記ロック機構が、前記ロックピンをギヤに向けて付勢する弾性部材を有してなる請求項１乃至８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】
前記回転・直動変換機構が、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置されてハウジングによりスライド自在に支持された外輪部材と、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と、そのキャリアにより回転自在に支持されて回転軸の外径面と外輪部材の内径面間に組み込まれた遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に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、その回転軸との接触摩擦により遊星ローラを回転させてスライド部材としての外輪部材を軸方向に移動させるようにした構成からなる請求項１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】
前記回転・直動変換機構が、ギヤ減速機構の出力ギヤを支持する回転軸と、その回転軸と同軸上に配置された円筒状のハウジングと、そのハウジングの内径面と前記回転軸の外径面間に組み込まれた複数の遊星ローラとを有し、前記遊星ローラの外径面に前記回転軸の外径面に設けられた螺旋突条に噛合する円周溝を、螺旋突条と同一のピッチで形成して、その円周溝と螺旋突条の係合により、前記回転軸の回転運動をスライド部材としての遊星ローラの直線運動に変換するようにした構成からなる請求項１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】
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１２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り、その電動式直動アクチュエータのスライド部材に前記ブレーキパッドを連結した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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８７８８９（Ｐ２０１２−８７８８９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５６１３（Ｐ２０１０−２３５６１３）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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