JPH06300062A - 超音波モータを駆動源とする駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波モータが回転不能でも被駆動部材を移
動させ得る駆動装置を提供する。 【構成】 キャリパ３２に固定の装置本体６４に超音波
モータ６０が設けられている。超音波モータ６０のロー
タ７８にはナット８４が相対回転不能に嵌合され、ナッ
ト８４にはスクリュシャフト９４が螺合されている。ス
クリュシャフト９４の装置本体６４に対する回転は、ス
トッパプレート１１８がスリット１１４，切欠１１６に
わたって嵌め入れられることにより阻止されている。パ
ーキングブレーキの作動時には超音波モータ６０に電流
が供給され、スクリュシャフト９４の前進によりピスト
ン４４がインナパッド１４を摩擦面１２に押し付ける。
超音波モータ６０への電流供給が不可能な場合には、蓋
体１１２を外し、ストッパプレート１１８を外してスク
リュシャフト９４を回転させ、ピストン４４を後退させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波モータを駆動源と
する駆動装置に関するものであり、特に、被駆動部材に
直線運動を与える駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の駆動装置には、次のように構成
される装置がある。（ａ）装置本体と、（ｂ）その装置
本体により支持された超音波モータと、（ｃ）装置本体
により支持され、超音波モータにより一軸線まわりに回
転させられる第一ねじ部材と、（ｄ）その第一ねじ部材
に螺合された第二ねじ部材と、（ｅ）その第二ねじ部材
の装置本体に対する回転を阻止する回転阻止装置とを含
むように構成されるのである。第二ねじ部材の装置本体
に対する回転が回転阻止装置によって阻止されているた
め、第一ねじ部材が超音波モータによって回転させられ
るとき、第一ねじ部材と第二ねじ部材との少なくとも一
方に軸線方向の直線運動が生じ、それにより被駆動部材
を直線運動させることができるのである。

【０００３】このような超音波モータを駆動源とする駆
動装置は、例えば、特開昭６３−２６６２２８号公報に
記載されているように車両用ブレーキ装置に適用可能で
ある。一対のブレーキパッドをそれぞれディスクロータ
の両側の摩擦面に押し付けて車輪の回転を抑制するディ
スクブレーキにおいて、超音波モータにより回転させら
れる第一ねじ部材としてのナットは、キャリパに固定さ
れた装置本体により回転可能かつ軸方向に移動不能に支
持されており、装置本体により移動可能にかつ回転不能
に支持された第二ねじ部材としてのスクリュがそのナッ
トに螺合されている。したがって、超音波モータにより
ナットが回転させられるときスクリュが直線移動してピ
ストンを前進させ、ブレーキパッドをディスクロータの
摩擦面に押し付けて車輪の回転を抑制する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】超音波モータは、ステ
ータに超音波振動を与えて表面波を生じさせるととも
に、ステータとロータとの間に働く摩擦力によってロー
タを回転させる。そのため、ロータは付勢手段によって
ステータに押し付けられ、両者の間に必要な摩擦力が得
られるようにされており、電圧が印加されない状態でも
ステータとロータとの間には一定の摩擦力が生じてい
る。したがって、ステータに電圧が印加されなければロ
ータが回転せず、第一ねじ部材と第二ねじ部材との相対
回転による直線運動を生ずることができない。例えば、
上記公報に記載のブレーキ装置においては、スクリュが
前進させられてブレーキパッドがディスクロータに押圧
され、ブレーキが作用させられた状態でモータへの電圧
の印加が不可能になれば、スクリュをブレーキパッドが
ディスクロータから離間する向きに移動させることがで
きず、ブレーキがかかったままとなり、ブレーキの作用
を解除するためには超音波モータを取り外すことが必要
となって面倒である。このように超音波モータが回転し
なければ直線移動を生じさせ得ないことによる問題は、
車両用ブレーキ装置に限らず、超音波モータを駆動源と
する駆動装置が用いられる装置において同様に生ずる。
本発明は、超音波モータが回転しなくても直線移動を生
じさせ得る駆動装置を提供することを課題として為され
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、前記（ａ）装置本体，（ｂ）超音波モ
ータ，（ｃ）第一ねじ部材，（ｄ）第二ねじ部材および
（ｅ）回転阻止装置を含む超音波モータを駆動源とする
駆動装置の回転阻止装置を、第二ねじ部材の回転阻止状
態を解除可能なものとするとともに、その第二ねじ部材
に回転操作部を設けたことを要旨とするものである。

【０００６】

【作用】このようにすれば、回転阻止装置による第二ね
じ部材の装置本体に対する回転阻止状態を解除し、回転
操作部を操作して第二ねじ部材を回転させることによ
り、第一ねじ部材と第二ねじ部材とに相対移動が生ず
る。超音波モータを回転させなくても直線移動を生じさ
せることができるのであり、それにより、例えば前記公
報に記載のブレーキ装置においてブレーキパッドをディ
スクロータから離間させてブレーキを解除することがで
きる。

【０００７】

【発明の効果】このように本発明によれば、超音波モー
タを回転させなくても直線移動を生じさせることがで
き、被駆動部材を移動させ得る駆動装置が得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明をパーキングブレーキの駆動装
置に適用した場合の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。図１において１０はディスクロータであり、車輪
と一体的に回転する。ディスクロータ１０の両面はそれ
ぞれ摩擦面１２とされ、これら摩擦面１２に対向してイ
ンナパッド１４およびアウタパッド１６が配設されてい
る。これらパッド１４，１６は、それぞれ摩擦材１８
と、その背面に固着された鋼製の裏板２０とを備えてい
る。

【０００９】ディスクロータ１０の近傍にはマウンティ
ングブラケット２６が固定的に配設されており、ディス
クロータ１０の回転トルクを受ける。インナパッド１４
およびアウタパッド１６はマウティングブラケット２６
によって、ディスクロータ１０の回転中心線に平行な方
向に摺動可能に支持されており、図示しないブレーキペ
ダルが踏み込まれたとき、液圧シリンダ３０を備えたキ
ャリパ３２によってディスクロータ１０の摩擦面１２に
押圧される。

【００１０】キャリパ３２は、インナパッド１４の背面
に対向して設けられたシリンダ部３４と、アウタパッド
１６の背面に対向して設けられたリアクション部３６
と、これらをディスクロータ１０の外周を越えて連結す
る連結部３８とを備えており、マウンティングブラケッ
ト２６に立設された図示しない２本のスライドピンによ
って、ディスクロータ１０の回転中心線に平行な方向に
移動可能に支持されている。

【００１１】シリンダ部３４には、ディスクロータ１０
の摩擦面１２に直交する向きに開口したシリンダボア４
２が形成されており、シリンダボア４２にピストン４４
がシールリング４６によりシールされて液密かつ摺動可
能に嵌合されている。ピストン４４は有底円筒状を成
し、その有底穴４８がシリンダボア４２に開口する向き
に嵌合され、シリンダボア４２内にはブレーキ液が充満
した液圧室５０が設けられている。液圧室５０にポート
５２からブレーキ液が供給されることにより、ピストン
４４が前進させられてインナパッド１４をディスクロー
タ１０の摩擦面１２に押し付け、その反力でリアクショ
ン部３６がアウタパッド１６を反対側の摩擦面１２へ押
圧する。シリンダ部３４およびピストン４４により前記
液圧シリンダ３０が形成されているのである。なお、５
４はゴム製のダストシールである。

【００１２】ピストン４４は、パーキングブレーキ操作
スイッチ５８（図３参照）が操作されたとき、超音波モ
ータ６０を駆動源とする駆動装置６２によっても前進さ
せられてインナパッド１４およびアウタパッド１６を摩
擦面１２に押し付ける。駆動装置６２の装置本体６４
は、段付円筒状の支持部材６６，円板６８および段付円
筒状のカバー７０が互に固定されて成り、支持部材６６
においてキャリパ３２のシリンダ部３４の後端部（ディ
スクロータ１０とは反対側の端部）に螺合され、キャリ
パ３２と一体的に移動する。

【００１３】円板６８とカバー７０の大径円筒部７２と
によって囲まれて成る空間内に超音波モータ６０が配設
されている。超音波モータ６０は、円板６８に固定され
たステータ７４と、皿ばね７６によりステータ７４に圧
接されたロータ７８とを有する。

【００１４】ステータ７４は、円板６８に固定された弾
性体７３に円板状の圧電セラミックス７５が固定されて
成り、圧電セラミックス７５に交流電圧が印加されるこ
とにより、圧電セラミックス７５が振動するとともに弾
性体７３に周方向に進行する進行波が生じ、弾性体７３
に圧接されたロータ７８が進行波とは反対方向に回転す
る。ロータ７８は皿ばね７６によってステータ７４に圧
接されることにより、圧電セラミックスに電圧が印加さ
れない状態でもステータ７４との間に摩擦力が生じてお
り、電圧が印加されない限りロータ７８を回転させるこ
とはできない。

【００１５】上記ステータ７４およびロータ７８にはそ
れぞれ、ロータ７８の回転中心線を中心とする嵌合穴８
０，８２が形成され、第一ねじ部材としてのナット８４
が嵌合されている。嵌合穴８０の内径はナット８４の外
径より大きく、ナット８４は嵌合穴８０に半径方向に隙
間を残して嵌合されている。また、嵌合穴８２の内径は
ナット８４の外径に等しく、ナット８４は嵌合穴８２に
嵌合されるとともに、ナット８４とロータ７８との間に
はキー８６が設けられ、ナット８４のロータ７８に対す
る相対回転が阻止されている。また、ナット８４は、円
板６８およびカバー７０により軸受８８，９０，９２を
介して回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されてい
る。

【００１６】ナット８４に第二ねじ部材としてのスクリ
ュシャフト９４が螺合されている。スクリュシャフト９
４のシリンダ部３４側の端部はナット８４から突出させ
られるとともに可動部材９６が取り付けられている。可
動部材９６の先端部は、シリンダ部３４に液密かつ軸方
向に摺動可能に嵌合されたスライド９８に嵌合されてお
り、スライド９８には間隙調節装置１００を介して押圧
部材１０２が同心状に取り付けられている。押圧部材１
０２はピストン４４の有底穴４８に嵌合されるととも
に、有底穴４８の底面に当接してピストン４４を押すよ
うにされている。間隙調節装置１００は、摩擦材１８が
摩耗してピストン４４の後退端位置がインナパッド１４
側にずれるとき、押圧部材１０２をそのずれに追従させ
るように構成されており、それにより摩擦材１８が摩耗
してもスクリュシャフト９４の移動距離は変わらないよ
うにされているが、既に知られた装置であるため説明は
省略する。

【００１７】前記スクリュシャフト９４の後端部はナッ
ト８４から突出させられている。この突出端部１０６の
直径はカバー７０の小径円筒部１０８の内径より小さ
く、突出端部１０６は小径円筒部１０８に半径方向に隙
間を残して嵌合されるとともに、小径円筒部１０８の開
口１１０（図２参照）に臨んでいる。この開口１１０
は、カバー７０にねじ１１１によって取外し可能に固定
された蓋体１１２により閉塞されている。

【００１８】スクリュシャフト９４の突出端部１０６に
は、図２に示すように、スクリュシャフト９４の軸心を
通り、直交する２本のスリット１１４が形成されてい
る。一方、カバー７０のスクリュシャフト９４の突出端
部１０６に対向する部分には、軸方向に延び、カバー７
０の内周面に開口する４本の切欠１１６が等角度間隔に
形成されている。２本のスリット１１４のうち、一方の
スリット１１４にはストッパプレート１１８が嵌合され
ている。このストッパプレート１１８は突出端部１０６
の直径より長く、かつ、幅は切欠１１６より小さいもの
とされており、スリット１１４に嵌合されるとともに、
長手方向の両端部はそれぞれ、４本の切欠１１６のう
ち、直径方向に隔たった２個の切欠１１６に嵌合され、
それによりスクリュシャフト９４のカバー７０に対する
回転が阻止されている。スリット１１４，切欠１１６お
よびストッパプレート１１８が回転阻止装置を構成して
いるのであり、ナット８４が超音波モータ６０によって
回転させられるとき、スクリュシャフト９４は軸方向に
直線移動させられてピストン４４を前進させ、インナパ
ッド１４，アウタパッド１６がディスクロータ１０の摩
擦面１２に押し付けられる。

【００１９】超音波モータ６０は、図３に示す制御装置
１３０によって制御される。制御装置１３０には、前記
パーキングブレーキ操作スイッチ５８の検出信号が供給
されるとともに、車輪の回転速度を検出する車輪速セン
サ１３２，アクセルペダルの踏込みを検出するアクセル
スイッチ１３４およびブレーキペダルの踏込みを検出す
るブレーキスイッチ１３６が接続されている。また、制
御装置１３０はモータ駆動回路１３８を介して超音波モ
ータ６０を制御する。

【００２０】次に作動を説明する。車両走行中にブレー
キペダルが踏み込まれれば、マスタシリンダの加圧室に
発生した液圧が液圧室５０に供給され、ピストン４４が
前進させられてインナパッド１４，１６が摩擦面１２に
押し付けられ、車輪の回転が抑制される。

【００２１】また、駐車時等にパーキングブレーキを作
動させるためにパーキングブレーキ操作スイッチ５８が
操作されれば、超音波モータ６０に電流が供給され、ナ
ット８４が回転させられるとともにスクリュシャフト９
４が前進させられてインナパッド１４，アウタパッド１
６が摩擦面１２に押し付けられる。この際、ストッパプ
レート１１８が切欠１１６内を移動してスクリュシャフ
ト９４の前進を許容する。そして、電源がＯＦＦにされ
れば、超音波モータ６０への電圧の印加が断たれるが、
超音波モータ６０においてはロータ７８が皿ばね７６に
よってステータ７４に押し付けられており、電圧が印加
されない状態になってもロータ７８はステータ７４に対
して自由に回転することはできず、スクリュシャフト９
４は前進端位置に維持され、パーキングブレーキは作用
状態に保たれる。

【００２２】このようにパーキングブレーキが作用させ
られた状態で何らかの事情により、例えば、駐車中にラ
イトがつけ放しにされてバッテリが上がる等、超音波モ
ータ６０への電流の供給が不可能になった場合には、超
音波モータ６０をパーキングブレーキ作用時とは逆向き
に回転させてパーキングブレーキを解除することができ
ない。この場合には、作業者が蓋体１１２を外し、開口
１１０においてストッパプレート１１８をスリット１１
４および切欠１１６から外す。それによりスクリュシャ
フト９４は装置本体６４に対して回転可能となり、作業
者が工具をスリット１１４に係合させてスクリュシャフ
ト９４をパーキングブレーキが解除される向きに回転さ
せてピストン４４を後退させ、パーキングブレーキを解
除することができる。

【００２３】解除後、再びストッパプレート１１８をス
リット１１４および切欠１１６に嵌め入れてスクリュシ
ャフト９４のナット８４に対する回転を阻止する。スリ
ット１１４が２本設けられ、切欠１１６が４本設けられ
ているため、ストッパプレート１１８をスリット１１
４，切欠１１６に嵌め入れるとき、いずれかのスリット
１１４，切欠１１６に嵌合すればよく、位相を合わせる
ためのスクリュシャフト９４の回転角度が少なくて済
み、迅速に嵌合することができる。

【００２４】回転阻止装置がストッパプレート１１８の
スリット１１４および切欠１１６への取付け，取外しに
よりスクリュシャフト９４の回転を阻止，許容するもの
とされるとともに、カバー７０の開口１１０に臨むスク
リュシャフト９４の後端部側に設けられることにより、
回転阻止装置の回転阻止状態が解除可能なものとされて
いるのであり、また、小径円筒部１０８のスリット１１
４が回転操作部を構成している。

【００２５】なお、車輪速センサ１３２により車輪速度
が検出され、あるいはアクセルペダル１３４の踏込みが
検出され、あるいはブレーキペダルの踏込みが検出され
た場合には、車輪速センサ１３２，アクセルペダル１３
４，ブレーキスイッチ１３６の検出信号に基づいて自動
的にパーキングブレーキの作用が解除される。したがっ
て、パーキングブレーキが作用させられたままの状態で
車両が走行することはなく、また、ブレーキとパーキン
グブレーキとによって車両が二重に制動されることがな
い。

【００２６】上記実施例においては、回転阻止装置の回
転阻止状態の解除とスクリュシャフト９４の回転操作と
が、いずれもカバー７０の開口１１０から行われるよう
になっていたが、別々の位置において行われるようにし
てもよい。この場合には、例えば、回転阻止装置は、図
４に示すように、カバー１４０の小径円筒部１４２の周
壁に半径方向に螺合したねじ部材１４４の先端に設けら
れた嵌合部１４５を、スクリュシャフト１４６のナット
８４から突出した突出端部１４８に形成された切欠１５
０に嵌合することにより構成される。

【００２７】小径円筒部１４２の周壁には、小径円筒部
１４２の外周面に開口する有底の雌ねじ穴１５２が形成
され、切欠１５０は突出端部１４８の外周面と端面とに
開口して複数本等角度間隔に形成されている。ねじ部材
１４４はねじ部１５４において雌ねじ穴１５２に螺合さ
れ、嵌合部１４５が切欠１５０に嵌合されている。な
お、ねじ部材１４４の螺合は肩面１５６が雌ねじ穴１５
２の底面に当接することにより規制され、嵌合部１４５
がスクリュシャフト１４６に半径方向の力を加えて移動
を妨げることはない。

【００２８】パーキングブレーキが作用させられた状態
で超音波モータへ電流が供給されなくなった場合には、
ねじ部材１４４を外し、スクリュシャフト１４６のカバ
ー１４０に対する回転を可能とするとともに蓋体１５８
を外し、小径円筒部１４２の開口１６０からスクリュシ
ャフト１４６の突出端部１４８に設けられた六角穴１６
２に工具を係合させてスクリュシャフト１４６を回転さ
せ、パーキングブレーキの作用を解除する。六角穴１６
２が回転操作部を構成しているのである。切欠１５０が
複数本設けられているため、パーキングブレーキの作用
を解除した後、ねじ部材１４４の嵌合部１４５を切欠１
５０に嵌合させるとき、いずれかの切欠１５０に嵌合さ
せればよく、嵌合に要するスクリュシャフト１４６の回
転角度が少なくて済み、迅速に嵌合させることができ
る。

【００２９】なお、上記実施例においては、雌ねじ部材
であるナット８４が超音波モータ６０により回転させら
れる第一ねじ部材とされ、雄ねじ部材であるスクリュシ
ャフト９４が回転しない第二ねじ部材とされていたが、
逆に、雄ねじ部材が回転させられ、雌ねじ部材が回転し
ないようにされてもよい。

【００３０】また、上記実施例においては第二ねじ部材
であるスクリュシャフト９４が軸方向に移動し、第一ね
じ部材であるナット８４は移動しないようにされていた
が、第一ねじ部材が軸方向に移動し、第二ねじ部材は移
動しないようにしてもよく、あるいは第一，第二ねじ部
材の両方が軸方向に移動するようにしてもよい。

【００３１】さらにまた、装置本体は、第一，第二ねじ
部材のうち、移動するねじ部材と共に移動するように設
けてもよく、位置固定に設けてもよい。

【００３２】また、上記各実施例においてスリット１１
４，切欠１１６，１５０はそれぞれ複数本設けられてい
たが、これは不可欠ではない。

【００３３】さらに、第二ねじ部材の回転操作は、手動
に限らず、電動工具等で行うようにしてもよい。

【００３４】また、上記実施例においては第一ねじ部材
であるナット８４が超音波モータ６０のロータ７８に係
合させられ、回転が直接伝達されるようになっていた
が、例えばギヤを介するなど、回転が間接的に伝達され
るようにしてもよい。

【００３５】さらに、本発明は、パーキングブレーキ以
外の装置に用いられる超音波モータを駆動源とする駆動
装置に適用することができる。

【００３６】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である超音波モータを駆動源
とする駆動装置を備えたディスクブレーキを示す正面図
（一部断面）である。

【図２】上記駆動装置の回転阻止装置および回転操作部
を示す斜視図である。

【図３】上記超音波モータを制御する制御装置を概略的
に示す図である。

【図４】本発明の別の実施例である超音波モータを駆動
源とする駆動装置の回転阻止装置および回転操作部を示
す正面断面図である。

【符号の説明】

６０ 超音波モータ ６２ 駆動装置 ６４ 装置本体 ８４ ナット ９４ スクリュシャフト １１４ スリット １１６ 切欠 １１８ ストッパプレート １４４ ねじ部材 １４６ スクリュシャフト １５０ 切欠 １６２ 六角穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体と、 その装置本体により支持された超音波モータと、 前記装置本体により支持され、前記超音波モータにより
   一軸線まわりに回転させられる第一ねじ部材と、 その第一ねじ部材に螺合された第二ねじ部材と、 その第二ねじ部材の前記装置本体に対する回転を阻止す
   る回転阻止装置とを含む駆動装置において、 前記回転阻止装置を前記第二ねじ部材の回転阻止状態を
   解除可能なものとするとともに、その第二ねじ部材に回
   転操作部を設けたことを特徴とする駆動装置。