JPH0979298A - 直線動アクチュエータ - Google Patents

直線動アクチュエータ

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Publication number
JPH0979298A
JPH0979298A JP7237049A JP23704995A JPH0979298A JP H0979298 A JPH0979298 A JP H0979298A JP 7237049 A JP7237049 A JP 7237049A JP 23704995 A JP23704995 A JP 23704995A JP H0979298 A JPH0979298 A JP H0979298A
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JP
Japan
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screw shaft
screw
sun
output member
linear motion
Prior art date
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Application number
JP7237049A
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English (en)
Inventor
Kazuo Kawase
和夫 川瀬
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Akebono Research and Development Centre Ltd
Original Assignee
Akebono Research and Development Centre Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0979298A publication Critical patent/JPH0979298A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない構成部品数で、滑らかで迅速な進退動
作を確保すると共に、微小な変位量の制御ができて、装
置の小型・軽量化や製造コストの低減に適した直線動ア
クチュエータを得る。 【解決手段】 モータ5によって回転駆動される太陽ね
じ軸8と、該太陽ねじ軸8の周囲を同軸状に囲う筒状部
10の内周には前記太陽ねじ軸8とは逆ねじの雌ねじ1
4が形成されて軸線方向にのみ進退可能な出力部材11
と、前記太陽ねじ軸8と出力部材11の筒状部10との
間の隙間に挿通されて太陽ねじ軸8回りの転動及び軸線
方向への進退動により太陽ねじ軸8の回転運動を前記出
力部材11の直線運動に変換する遊星ねじ軸12とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転力を
直線運動に変換して出力する直線動アクチュエータに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】これまで、車両等のディスクブレーキと
して、いわゆる電動式ディスクブレーキとよばれるタイ
プのもの、即ち、モータの回転力を直線運動に変換して
出力する直線動アクチュエータを用いて、ディスクに対
するブレーキパッドの進退動作を制御する構成のもの
が、種々研究されている。
【0003】ブレーキパッドを進退動作させるアクチュ
エータには、進退動作が滑らかかつ迅速にでき、しか
も、微小な変位量の制御ができ、さらに、強大な駆動力
を発揮し得ることが要求される。そこで、これらの要件
を満たすために、従来のアクチュエータでは、高減速比
の歯車減速機構とリードの大きいボールねじ機構を組み
合わせたものが提案されている(特表平2−50211
5号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高減速比の
歯車減速機構とリードの大きいボールねじ機構の組み合
わせは、構成部品数が多く、構成が複雑になり、装置の
大型化や重量化、更には製造コストの高額化といった不
都合を招き、また、動力の伝達効率の向上を図る上でも
不利になるという問題があった。
【0005】本発明の目的は上記課題を解消することに
あり、少ない構成部品数でありながら滑らかで迅速な進
退動作を確保すると共に、微小な変位量の制御ができ、
さらに、強大な駆動力を発揮することもできて、装置の
小型化や軽量化に加えて、製造コストの低減を図ること
ができ、また、動力の伝達効率の向上にも適した直線動
アクチュエータを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る直線動アクチュエータは、モータの回転
力を直線運動に変換して出力する直線動アクチュエータ
であって、外周に雄ねじが形成されると共にハウジング
に回転自在に支持されて前記モータによって回転駆動さ
れる太陽ねじ軸と、前記太陽ねじ軸の周囲を同軸状に囲
う筒状部の内周には前記太陽ねじ軸の雄ねじに対して逆
ねじとなる雌ねじが形成されて、前記太陽ねじ軸の軸線
方向にのみ進退可能に前記ハウジングに支持された出力
部材と、前記太陽ねじ軸と出力部材の筒状部との間の隙
間に挿通され、外周には前記太陽ねじ軸の雄ねじに対し
て逆ねじで、該太陽ねじ軸の雄ねじに転動可能に外接す
ると共に、前記出力部材の筒状部の雌ねじに転動可能に
内接する雄ねじが形成された複数個の遊星ねじ軸とを具
備する構成を成し、前記太陽ねじ軸の回転を、前記遊星
ねじ軸の太陽ねじ軸回りの転動及び太陽ねじ軸の軸線方
向への進退動を介して、前記出力部材の直線運動に変換
して、該出力部材に連結される作動対象物に所定の直線
運動を付与することを特徴とする。
【0007】あるいは、前記太陽ねじ軸の雄ねじ及び前
記出力部材の筒状部の雌ねじ及び前記遊星ねじ軸の雄ね
じのそれぞれのねじ相互間の条数比と有効径比とを適宜
値に設定することで、該出力部材に所定の直線運動性能
を確保することを特徴としたものである。
【0008】そして、太陽ねじ軸の回転を遊星ねじ軸を
介して出力部材の直線運動に変換するので、太陽ねじ軸
と出力部材との間に介在する遊星ねじ軸と太陽ねじ軸と
の接触や遊星ねじ軸と出力部材との接触は、いずれも転
がり接触となるため、少ない構成部品数でありながら滑
らかな進退動作を確保することができる。また、各ねじ
を多条ねじとすることによってリードを大きくして、進
退動作を迅速化することもできる。
【0009】太陽ねじ軸のねじに対して、遊星ねじ軸お
よび出力部材のねじを逆ねじにしたことで、遊星ねじ軸
および出力部材の直線移動方向が逆向きになり、それぞ
れの移動量が相殺されることによって、出力部である出
力部材には、微小な変位量の制御が可能になる。この微
小な変位量の制御という点に関しては、それぞれのねじ
相互間の条数比と有効径比とを適宜値に設定すること
で、さらに最適化することができる。また、ねじの組み
合わせで出力部材を送り出す機構であるため、強大な駆
動力を発揮することもできる。
【0010】また、高減速比の歯車減速機構とリードの
大きいボールねじ機構とを組み合わせた従来のアクチュ
エータと比較して、構成部品点数が少なく、動力の伝達
経路を単純にすることができるため、動力の伝達効率の
向上にも適する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る直線動アクチ
ュエータの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説
明する。図1乃至図3は本発明に係る直線動アクチュエ
ータの一実施形態を示したもので、図1は直線動アクチ
ュエータを車両用のディスクブレーキのブレーキパッド
の進退動に利用した場合の縦断面図、図2は直線動アク
チュエータを構成しているねじ部材相互の接触状態を示
す説明図、図3は直線動アクチュエータに使用されてい
る遊星ねじ軸を保持するケースの斜視図である。
【0012】この直線動アクチュエータ1は、モータ5
の出力軸の回転力を直線運動に変換して出力するもの
で、外周に雄ねじ6が形成されると共にハウジング7に
回転自在に支持されモータ5によって回転駆動される太
陽ねじ軸8と、該太陽ねじ軸8周囲を同軸状に囲う筒状
部10を有して前記太陽ねじ軸8の軸線方向にのみ進退
可能に前記ハウジング7に支持された出力部材11と、
前記太陽ねじ軸8と出力部材11の筒状部10との間の
隙間に挿通された3本の遊星ねじ軸12とから構成され
ている。
【0013】ここに、前記ハウジング7は、ディスクブ
レーキ2のキャリパーKと一体構造である。前記筒状部
10の内周には、前記太陽ねじ軸8の雄ねじ6に対して
逆ねじとなる雌ねじ14が形成されている。また、出力
部材11は、前記筒状部10の先端に、作動対象物であ
る一対のうちの一方のブレーキパッド3に連結される作
用部15を一体形成した構成をなしている。該出力部材
11は、図示はしていないが、太陽ねじ軸8の軸線方向
に沿って前記ハウジング7に形成されたガイド溝に係合
する案内突起が外周部に装備されていて、太陽ねじ軸8
の軸線方向にのみ運動可能にされている。
【0014】前記遊星ねじ軸12は、外周には前記太陽
ねじ軸8の雄ねじ6に対して逆ねじで、前記雄ねじ6に
転動可能に外接すると共に、前記筒状部10の雌ねじ1
4に転動可能に内接する雄ねじ16が形成されている。
各遊星ねじ軸12は、太陽ねじ軸8と筒状部10との間
の空間に配備される図3に示すような支持ケース17に
より、所定の相対位置関係が維持され、かつ回転自在に
支持されている。
【0015】以上の構成により、前記太陽ねじ軸8の回
転を、前記遊星ねじ軸12の太陽ねじ軸8回りの転動及
び太陽ねじ軸8の軸線方向への進退動を介して、前記出
力部材11の直線運動に変換して、該出力部材11に連
結された作動対象物であるブレーキパッド3に付与する
が、この一実施形態では、前記太陽ねじ軸8の雄ねじ6
及び出力部材11の筒状部10の雌ねじ14及び前記遊
星ねじ軸12の雄ねじ16のそれぞれのねじ相互間の条
数比と有効径比とを適宜値に設定することで、出力部材
11に所定の直線運動性能を確保するようにしている。
【0016】例えば、太陽ねじ軸8の雄ねじ6における
ねじ条数をNA,有効径をDA、筒状部10の雌ねじ14
におけるねじ条数をNB,有効径をDB、遊星ねじ軸12
の雄ねじ16におけるねじ条数をNC,有効径をDCとす
る(但し、各ねじ6,14,16は、ねじピッチ自体は
同一であるとする)。すると、前記遊星ねじ軸12の太
陽ねじ軸8に対する軸線方向の相対移動量S 12は(NA
/NC−DA/DC)に比例し、また、出力部材11の遊
星ねじ軸12に対する軸線方向の相対移動量S11は(N
B/NC−DB/DC)に比例した値となる。
【0017】そこで、互いに接触するねじ間で、相互の
条数比と近似に、相互の有効径比を設定することで、接
触するねじ間の軸線方向の相対移動量を適宜値に微小化
することができ、また、前記太陽ねじ軸8の雄ねじ6に
対して、各ねじ14,16を逆ねじにすることで、前記
遊星ねじ軸12の移動方向と筒状部10の移動方向とを
互いに逆向きにして、筒状部10の移動量の一部を遊星
ねじ軸12の移動によって相殺して、総合的な筒状部1
0の移動量(即ち、太陽ねじ軸8に対する移動量)をよ
り微小化することができ、ブレーキパッド3に対して、
微小な変位量の制御が可能になる。
【0018】例えば、各ねじ6,14,16のねじピッ
チは1.25mmとし、雄ねじ6は左ねじでNA=4,
DA=15.2mm、雌ねじ14は右ねじでNB=8,D
B=31.2mm、雄ねじ16は右ねじでNC=2,DC
=8mmとすると、太陽ねじ軸8を時計方向へ1回転さ
せたとき、遊星ねじ軸12の太陽ねじ軸8に対する軸線
方向の相対移動量S12はブレーキパッド3を押し出す方
向(図1で左方)へ約0.2mmとなり、また、出力部
材11の遊星ねじ軸12に対する軸線方向の相対移動量
S11はブレーキパッド3を戻す方向(図1で右方)へ約
0.1mmとなり、結局、出力部材11の太陽ねじ軸8
に対する直線移動量は、ブレーキパッド3を押し出す方
向に約0.1mmの微小量となる。
【0019】以上に説明したように、本発明の一実施形
態の直線動アクチュエータ1では、太陽ねじ軸8の回転
を遊星ねじ軸12を介して出力部材11の直線運動に変
換するもので、太陽ねじ軸8と出力部材11との間に介
在する遊星ねじ軸12と太陽ねじ軸8との接触や遊星ね
じ軸12と出力部材11との接触は、いずれも転がり接
触となるため、少ない構成部品数でありながら滑らかな
進退動作を確保することができる。また、各ねじを多条
ねじとすることによってリードを大きくして、進退動作
を迅速化することもできる。
【0020】そして、太陽ねじ軸8のねじに対して、遊
星ねじ軸12および出力部材11のねじを逆ねじにした
ことで、遊星ねじ軸12および出力部材11の直線移動
方向が逆向きになり、それぞれの移動量が相殺されるこ
とによって、出力部である出力部材11には、微小な変
位量の制御が可能になる。この微小な変位量の制御とい
う点に関しては、それぞれのねじ相互間の条数比と有効
径比とを適宜値に設定することで、さらに最適化するこ
とができる。また、ねじの組み合わせで出力部材11を
送り出す機構であるため、強大な駆動力を発揮すること
もできる。
【0021】したがって、本発明に係る直線動アクチュ
エータを、例えばディスクブレーキのブレーキパッドの
進退動作用に用いた場合に、ブレーキ装置の小型化や軽
量化に加えて、製造コストの低減を図ることができ、ま
た、高減速比の歯車減速機構とリードの大きいボールね
じ機構とを組み合わせた従来のアクチュエータと比較し
て、構成部品点数が少なく、動力の伝達経路を単純にす
ることができるため、動力の伝達効率の向上にも適す
る。
【0022】なお、本発明に係る直線動アクチュエータ
の用途は、一実施形態に示したディスクブレーキ用に限
らない。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る直線動アクチュエータによ
れば、太陽ねじ軸の回転を遊星ねじ軸を介して出力部材
の直線運動に変換するもので、太陽ねじ軸と出力部材と
の間に介在する遊星ねじ軸と太陽ねじ軸との接触や遊星
ねじ軸と出力部材との接触は、いずれも転がり接触とな
るため、少ない構成部品数でありながら滑らかな進退動
作を確保することができる。また、各ねじを多条ねじと
することによってリードを大きくして、進退動作を迅速
化することもできる。そして、太陽ねじ軸のねじに対し
て、遊星ねじ軸および出力部材のねじを逆ねじにしたこ
とで、遊星ねじ軸および出力部材の直線移動方向が逆向
きになり、それぞれの移動量が相殺されることによっ
て、出力部である出力部材には、微小な変位量の制御が
可能になる。この微小な変位量の制御という点に関して
は、それぞれのねじ相互間の条数比と有効径比とを適宜
値に設定することで、さらに最適化することができる。
また、ねじの組み合わせで出力部材を送り出す機構であ
るため、強大な駆動力を発揮することもできる。したが
って、例えばディスクブレーキのブレーキパッドの進退
動作用に用いた場合に、ブレーキ装置の小型化や軽量化
に加えて、製造コストの低減を図ることができ、また、
高減速比の歯車減速機構とリードの大きいボールねじ機
構とを組み合わせた従来のアクチュエータと比較して、
構成部品点数が少なく、動力の伝達経路を単純にするこ
とができるため、動力の伝達効率の向上にも適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る直線動アクチュエータの一実施形
態の縦断面図である。
【図2】図1の直線動アクチュエータを構成するねじ部
材相互の接触状態を示す説明図である。
【図3】図1の直線動アクチュエータに使用されている
遊星ねじ軸を保持するケースの斜視図である。
【符号の説明】
1 直線動アクチュエータ 2 ディスクブレーキ 3 ブレーキパッド 5 モータ 6 雄ねじ 7 ハウジング 8 太陽ねじ軸 10 筒状部 11 出力部材 12 遊星ねじ軸 14 雌ねじ 15 作用部 16 雄ねじ 17 支持ケース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの回転力を直線運動に変換して出
    力する直線動アクチュエータであって、 外周に雄ねじが形成されると共にハウジングに回転自在
    に支持されて前記モータによって回転駆動される太陽ね
    じ軸と、 前記太陽ねじ軸の周囲を同軸状に囲う筒状部の内周には
    前記太陽ねじ軸の雄ねじに対して逆ねじとなる雌ねじが
    形成されて、前記太陽ねじ軸の軸線方向にのみ進退可能
    に前記ハウジングに支持された出力部材と、 前記太陽ねじ軸と出力部材の筒状部との間の隙間に挿通
    され、外周には前記太陽ねじ軸の雄ねじに対して逆ねじ
    で、該太陽ねじ軸の雄ねじに転動可能に外接すると共
    に、前記出力部材の筒状部の雌ねじに転動可能に内接す
    る雄ねじが形成された複数個の遊星ねじ軸とを具備する
    構成を成し、 前記太陽ねじ軸の回転を、前記遊星ねじ軸の太陽ねじ軸
    回りの転動及び太陽ねじ軸の軸線方向への進退動を介し
    て、前記出力部材の直線運動に変換して、該出力部材に
    連結される作動対象物に所定の直線運動を付与すること
    を特徴とした直線動アクチュエータ。
  2. 【請求項2】 前記太陽ねじ軸の雄ねじ及び前記出力部
    材の筒状部の雌ねじ及び前記遊星ねじ軸の雄ねじのそれ
    ぞれのねじ相互間の条数比と有効径比とを適宜値に設定
    することで、該出力部材に所定の直線運動性能を確保す
    ることを特徴とした請求項1記載の直線動アクチュエー
    タ。
JP7237049A 1995-09-14 1995-09-14 直線動アクチュエータ Pending JPH0979298A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019100351A (ja) * 2017-11-28 2019-06-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 ディスクブレーキ
JP2020098020A (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 ディスクブレーキ
CN113531071A (zh) * 2021-07-29 2021-10-22 陕西国力信息技术有限公司 输出轴非旋转的平动力传递机构及电动制动装置

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