JP6620141B2 - トルク低減器 - Google Patents

Description

本発明は、低減器の領域に、より具体的には「衛星」または「遊星」ローラネジを含む低減器の領域に関する。

再循環ローラを備えるローラネジと、他のタイプのローラネジ、特に逆転ローラネジのような衛星ローラネジを取り入れた低減器は、周知である。

従来、ローラネジを備える低減器は、中央ネジ軸と、ネジ付きローラと、ローラを格納するネジ付きハウジングとを含む。再循環ローラネジでは、ネジ軸とハウジングとは同じ方向に形成されたネジ山を有するのに対して、ローラはネジ軸の軸線に垂直に配設されたネジ山を有する。逆転ローラネジについては、ローラのネジ山はネジ軸のネジ山と同じ方向に形成されているが、ねじれ角は異なっている。

上述したタイプの低減器は、車両の電気機械式制動アクチュエータで使用されうる。しかし、これはこのようなアクチュエータの製造コストを上げることになる。実際、低価格モータの回転速度は普通は非常に高いので、上述したタイプの低減器に低価格の電動モータを結合することは特に困難である。実際、ローラネジが嵌着された先行技術の低減器の低減能力は、非常に高い回転速度を持つ電動モータに結合されるには不充分である。そのため先行技術の低減器の使用は低速の電動モータの使用を必要とし、その原価が高くなる。

本発明は、低減能力が改良された低減器を提案することを意図している。

この目的のため、本発明は、
ネジ軸と、
ネジ付き内部ローラと、
ネジ付き内部ケーシングと、
を具備し、
ネジ軸のネジ山と反対の方向に、また内側ケーシングのネジ山と同じ方向に形成された少なくとも１条のネジ山によって、各内部ローラが第一にネジ軸と、第二に内部ケーシングと係合しており、また、
ネジ付き外側ケーシングと、
第一に内側ケーシングおよび第二に外側ケーシングと各々が係合している外側ローラであって、内側ケーシングのネジ山と反対の方向に、また外側ケーシングのネジ山と同じ方向に形成された少なくとも１条のネジ山を有する外側ローラと、
を具備する低減器に関する。

それゆえ、このような低減器は周知の低減器の代替例となるとともに、低減器のサイズを大きくすることなく１／１８０までの低減比まで低減能力を向上させる。さらに、ローラの回転により、ネジ軸が静止している場合にはケーシングが並進駆動されるか、ケーシングが静止している場合にはネジ軸が並進駆動される。

さらに、二段低減器と呼ばれるこのタイプの低減器については、外側ケーシングのネジ山と係合している外側ローラのネジ山を同じ方向に形成すると、内側および外側ケーシングのネジ山と同じ方向にネジ山が形成されている外側ローラを具備する低減器の代替例となる。さらに、このような低減器は、周知の二段低減器と比較して改良された生産能力を有する。

ネジ軸と内側ケーシングの各々が複数条のネジ山、好ましくは少なくとも３条のネジ山を有すると、有利である。

そのため、低減器の能力低減がさらに改良される。

好ましくは、内側ローラはネジ軸および内側ケーシングと直接的に係合する。

やはり好ましくは、低減器のいずれのローラも他のローラと直接的に係合しない。

低減器は例えば、電気的に制御されるように設計されている。

こうして、油圧アクチュエータを使用する時によく見られる欠点を低減器が克服できる。

本発明はまた、車両の常用ブレーキまたは駐車ブレーキを作動させるように設計されている本発明による低減器を具備する車両ブレーキアクチュエータに関している。

そのため、アクチュエータは、本発明による低減器を使用する車両の制動を行う。このような低減器を備える制動アクチュエータの使用に関しては、幾つかの利点が見られる。例えば、このタイプのアクチュエータが受ける摩耗は非常に低いので、アクチュエータはもはや保守を必要としない。この制動アクチュエータに嵌着された低減器の高い低減能力は、高い回転速度を持つ低コスト電動モータの使用を可能にする。さらに、制動そのものはこの場合にエネルギーを吸収する制動の変形であるので、消費するエネルギーは少量のみである。別の利点は、ケーシングに対するネジ軸の移動が比較的短く、これが制動の精度を向上させるとともに、ブレーキペダル上の検出器や衝突回避レーダのような特定の装置の実装を可能にするという事実にある。

同様に、あそびが現れるとすぐに、低減器の対応部分の適切な運動によってあそびが解消されうるので、本発明による低減器は、ブレーキパッドおよびディスクの摩耗を補償することを可能にする。

ディスクブレーキを制御するようにアクチュエータが設計されると、有利である。

アクチュエータは、ブレーキパッドが強固に装着されているフローティングキャリパを含みうる。

こうして、制動の直後に、パッドがキャリパとともにディスクから離れ、これは不要な残留制動トルクの回避に役立つ。

本発明はまた、電動モータにより駆動されるアクチュエータを具備するディスクブレーキに関しており、アクチュエータは上述したようなものである。

最後に、内側ケーシングと外側ケーシングとネジ軸とは、補強ポリマーで製作されうる。

添付図面を参照して、本発明の三つの実施形態が非限定的な例として後述される。
ケーシングが切除されている本発明の第一実施形態を形成するアクチュエータの斜視図である。 本発明の第二実施形態を形成するアクチュエータの断面図である。 本発明の第三実施形態を形成するブレーキアクチュエータの断面図である。

図１を参照すると、本発明によるブレーキアクチュエータにおいて、低減器１０は、内側ネジ１２と、ネジ軸の周りに配設されているローラ１４と、ローラ保持ケージ１６と、ケーシング１８とを含む。

ネジ軸１２は、すべてが同じ第１方向に形成されている３条のネジ山１２Ａを有する。ネジ軸１２の一端部２０は、アクチュエータの電動モータＭのような回転駆動手段に強固に装着されるように設計されている。そのため、低減器は電気的に制御されるように設計されている。ネジ軸の他端部は、固定されていない滑らかな中空の縁部を有する。

ローラ１４にはネジ山が形成され、その長手軸線はネジ軸の軸線Ｘと平行である。各ローラは、ネジ軸のネジ山１２Ａと直接的に係合する単一のネジ山１４Ａを有する。各ローラ１４のネジ山１４Ａは、ネジ軸１２のネジ山１２Ａと反対の方向に形成されている。

ローラ１４のための保持ケージ１６はネジ山１２と同軸の円筒形状を有し、ネジ軸の長さの限定部分に沿って延在している。このケージ１６は、ネジ軸の周りにローラを一定間隔で収容するように設計されている長手シート２１を含む。この目的のため、シート２１は、ケージの端部で開口する穴２６を有する。位置決めピン２４がローラの端部に配設され、シート２１の穴２６に嵌着するように設計されている。こうして、各ローラ１４はケージ１６のシート２１にその端部で保持される。この例では、１０個のローラが設けられ、ローラ保持ケージ１６は１０個のシートを有しているが、使用されるローラの数に応じて、当然、異なる数のシートが設けられてもよい。ゆえに、各ローラ１４は、そのそれぞれのシート２１に回転運動可能に組み付けられている。

ケーシング１８は、ケージ１６を囲繞してネジ軸１２と同軸に配設される円筒形スリーブを形成する。ケーシング１８は、ローラ１４のネジ山１４Ａと同じ方向に形成されている６条のネジ山１８Ａを備える内壁を有している。ケーシング１８はローラと直接的に係合する。ケーシング１８の一端部２２は、並進運動することでモータに対して摺動するように設計されている要素Ｅに強固に装着されるように設計されている。

こうして、ローラ１４の各々は、ネジ軸のネジ山１２Ａと反対の方向に、またケーシング１８のネジ山１８Ａと同じ方向に形成された少なくとも１条のネジ山１４Ａによって、第一にネジ軸１２と、第二にケーシング１８と直接的に係合する。

低減器１０の動作について以下に説明する。低減器１０は、両回転方向に回るように設計されているブラシレス電動モータＭのシャフトにより回転駆動されると仮定される。電動モータＭが第１回転方向に駆動されると、ネジ軸１２がローラ１４とケージ１６とを軸線Ｘを中心として回転駆動する。ローラ１４はケーシング１８と係合しているので、その回転運動はネジ軸の軸線Ｘに沿ったケーシング１８の並進運動を発生させる。

言い換えると、ネジ軸１２とローラ１４との間、ローラ１４とケーシング１８との間、そしてケーシング１４とネジ軸１２との間で、軸線Ｘに沿った軸運動が行われるのである。こうして、低減器は、モータＭの回転運動に応じて要素Ｅを並進運動させる。要素Ｅは例えば、ディスクブレーキのディスクと接触するように設計されているブレーキパッドに連結される。

ケーシングと要素Ｅとの共同並進運動は、第一にネジ軸とローラとの間、第二にローラとケーシングとの間でのネジ山１２Ａ，１４Ａ，１８の数の差と、ネジ軸とケーシングとの間の直径の差ばかりでなく、ネジ軸およびローラのネジ山の逆転方向からも生じるので、この運動がこうして大きく低減される。

モータＭが反対方向に回転する場合、上述した回転および並進運動が逆転されることにより、反対方向での要素Ｅの並進運動を発生させる。

本発明の他の実施形態が図２から３を参照して以下に説明され、ここで図１の要素と類似している要素は同じ参照符号を使用して指示される。

図２は、二段低減器と呼ばれる低減器２３の第二実施形態を示している。ブレーキアクチュエータとして使用されるように設計されているこのタイプの低減器２３は、上述した要素と実質的に同一の要素、具体的には、３条のネジ山１２Ａを備えるネジ軸１２と、ネジ軸のネジ山と反対の方向に形成されているネジ山１４Ａを備えるローラ１４と、ローラのネジ山と同じ方向に形成されている６条の内側ネジ山１８Ａを備えるケーシング１８とを含む。この実施形態で、ローラは内側ローラ１４と呼ばれ、ケーシングは内側ケーシング１８と呼ばれる。これらの要素は、モータＭのシャフトがネジ軸１２に装着されるのではなく内側ケーシング１８に装着されている点を例外として、前出の実施形態のように互いに対して配設されている。やはり上述した実施形態と異なり、低減器を格納するフレームにネジ軸１２が強固に装着され、モータＭはフレームに対して摺動するように軸線Ｘに沿って取り付けられている。

低減器はまた、このような低減器の低減能力を上昇させるように設計されている補助要素を含む。この場合に、これらの補助要素は、ネジ付き外側ローラ２８と外側ケーシング３０である。

そのため内側ローラ１４がネジ軸１２を中心に配設されるのに対して、外側ローラ２８は内側ケーシング１８の周りに配設されて、内側ローラ１４のように、各々が単一のネジ山２８Ａを備えている。外側ローラ２８は、上述した方法と実質的に同一の方法でケージ（不図示）に嵌着され、内側ケーシング１８と外側ローラ２８とを収容するように直径が調節されている。

外側ケーシング３０はケージ２６を囲繞し、ネジ軸１２と同軸の円筒形状を有している。外側ケーシング３０は、その内壁に６条のネジ山３０Ａを含む。並進運動するように設計されている要素Ｅは、回転が完全に阻止されている外側ケーシング３０の一端部３２に強固に装着されている。

各外側ローラ２８は、外側ケーシング３０および内側ケーシング１８と係合する。各外側ローラ２８のネジ山２８Ａは、内側ケーシング１８のネジ山１８Ａと反対の方向に、そして外側ケーシング３０のネジ山と同じ方向に形成されている。

この第二実施形態による低減器２３の動作が以下で説明される。電動モータＭが第１回転方向に作動すると、内側ケーシング１８と直接的に係合している内側ローラ１４が、ネジ軸の軸線Ｘを中心として回転駆動されるとともに、自身の軸線を中心として自身を中心に回転駆動される。これらの回転運動は、軸線Ｘに平行なケージおよびローラの並進運動Ｔ１を発生させる。内側ローラ１４が静止ネジ軸１２の上で並進運動するので、内側ケーシング１８とモータＭのシャフトとが内側ローラ１４により駆動されて軸線Ｘと平行な並進運動Ｔ２が生じる。

外側ローラ２８は、内側ケーシング１８により回転駆動されるとともに、軸線Ｘに平行な並進運動Ｔ３を受ける。

最後に、外側ローラ２８の回転が外側ケーシングを駆動して軸線Ｘに平行な並進運動Ｔ４が生じる。

先行の実施形態のように低減器がディスクブレーキ制動装置３５の一体的部分である電気機械式車両ブレーキアクチュエータ３４である図３を参照して、第三実施形態が以下で説明される。このような制動装置３５は、アクチュエータ３４とブレーキディスク３８とブレーキパッド４０Ａ，４０Ｂとフローティングキャリパ３６とを含む。

フローティングキャリパ３６は、装着部４２とディスクギャップ４４と支持ジョー４８とを有する。

装着部４２を備えるフローティングキャリパの端部は、アクチュエータ３４の低減器の外側ケーシング３０に強固に装着されている。フローティングキャリパの他の端部は、ディスク３８と平行に延在してパッド４０Ｂの一つを支承する支持ジョー４８を含んでいる。フローティングキャリパ３６の二つの端部の間で、ディスクギャップ４２は、ディスク３８およびパッド４０Ａ，４０Ｂのためのシートを形成している。

従来、ブレーキパッド４０Ａ，４０Ｂはディスク３８の各側面側に配設され、各パッドは、ライニング４７で被覆された金属製の支持要素４６を含む。支持要素４６がネジ軸１２の一端部４９に強固に装着されている内側ブレーキパッド４０Ａは、支持要素４６がキャリパの支持ジョーに強固に装着されている外側パッド４０Ｂとは別個のものである。変形可能な円形シーリングガスケット５０は内側パッドを中心として載置され、内側ブレーキパッドの一つのエッジを外側ケーシングの一つのエッジに連結する。この目的のため、パッドとキャリパとケーシングの各々は、シーリングガスケットの装着部を収容するように設計されているシート５２を有する。このシーリングガスケットは、外部の汚染物からアクチュエータを完全に隔離するように設計されている。

アクチュエータ３４は、上述した第二実施形態の低減器と実質的に類似している二段低減器を含む。そのため構成部分は前出のように配設されるが、この実施形態における例外は、ブレーキパッドに接続されている端部がブレーキディスク３８と接触するようになされているピストンをネジ軸が形成するように、ネジ軸が軸線Ｘと平行な並進運動を行うようになされている点である。この例では、モータにより駆動される内側ケーシング３０は並進運動が妨げられている。

上記の制動装置３５に使用されるブレーキアクチュエータ３４の動作が、以下で説明される。

電動モータＭが第１回転方向に駆動されると、内側ケーシング１８が回転する。内側ケーシング１８と直接的に係合する内側ローラ１４は、自身の回転軸線を中心として、またネジ軸１２の軸線Ｘを中心として回転駆動される。内側ローラは、軸線Ｘに平行な並進運動Ｔ１’も行う。

こうして内側ローラ１８の回転の結果、正方向と呼ばれる方向の軸線Ｘに沿ったネジ軸１２の並進運動Ｔ２’が生じるため、ネジ軸の端部４９は内側ブレーキパッド４０Ａを動かしてこれをブレーキディスク３８に押圧し、車両の制動の一部分を発生させる。

さらに、内側ケーシング１８の回転は、自身の軸線を中心として、また軸線Ｘを中心として外側ローラ２８を回転駆動する。また、外側ローラは、軸線Ｘと平行な並進運動Ｔ３’を受ける。

最後に、外側ローラ２８の回転は、負方向と呼ばれる方向の軸線Ｘと平行な並進運動Ｔ４で外側ケーシング３０を駆動することにより、負方向でのキャリパの並進運動を引き起こす。そして外側パッド４０Ｂがブレーキディスク３８と接触することにより、車両の制動の別の部分を発生させる。それから二つのパッド４０Ａ，４０Ｂの間でディスク３８が押圧される。

電動モータＭのシャフトが他方向に回ると、上述した回転および並進運動が逆転し、ブレーキパッドは軸線Ｘと平行な並進運動を行ってブレーキディスクから離れる。

本発明は開示された実施形態に限定されず、当業者には他の実施形態が明白であろう。例えば、第一実施形態の変形として、電動モータがケーシング１８に接続されて、ネジ軸１２は並進運動を行って要素Ｅを動かすようにしてもよい。

第二実施形態の変形として、静止外側ケーシング３０を低減器が含むものとして、ネジ軸１２が並進運動を行って要素Ｅを動かすようにしてもよい。

また、第二あるいは第三実施形態の変形として、モータは内側ケーシングに装着される必要はなく、ローラのための二つのシート用ケージの一方を直接的に回転させるようにしてもよい。

最後に、本発明による低減器は、制動以外の領域で使用されうる。

１０ 低減器
１２ ネジ軸
１２Ａ ネジ軸のネジ山
１４ ローラ、内側ローラ
１４Ａ ローラのネジ山、内側ローラのネジ山
１６ ケージ
１８ ケーシング、内側ケーシング
１８Ａ ケーシングのネジ山、内側ケーシングのネジ山
１８Ｂ 内側ケーシングの外壁のネジ山
２０ ネジ軸の端部
２１ シート
２２ ケーシングの端部
２３ 二段低減器
２４ 位置決めピン
２６ 穴
２８ 外側ローラ
２８Ａ 外側ローラのネジ山
３０ 外側ケーシング
３０Ａ 外側ケーシングのネジ山
３２ 外側ケーシングの端部
３４ ブレーキアクチュエータ
３５ 制動装置
３６ フローティングキャリパ
３８ ブレーキディスク
４０ ブレーキパッド
４２ 装着部
４４ ディスクギャップ
４６ 支持要素
４７ ライニング
４９ ネジ軸の端部
５０ シーリングガスケット
５２ シート
Ｔ１ 内側ローラの並進運動
Ｔ２ 内側ケーシングの並進運動
Ｔ３ 外側ローラの並進運動
Ｔ４ 外側ケーシングの並進運動
Ｔ１’ 内側ローラの並進運動
Ｔ２’ ネジ軸の並進運動
Ｔ３’ 外側ローラの並進運動
Ｔ４’ 外側ケーシングの並進運動
Ｅ 並進運動するように設計された要素
Ｍ 電動モータ
Ｘ ネジ軸の軸線

Claims (8)

1. 電動モータ（Ｍ）により駆動されるアクチュエータを含むディスクブレーキであって、低減器（１０；２３；３４）を備えており、
   該低減器（１０；２３；３４）は、
   １つのネジ軸（１２）と、複数のネジ付き内側ローラ（１４）と、１つの内側ローラ保持ケージ（１６）と、１つのネジ付き内側ケーシング（１８）と、を具備するとともに、
   前記ネジ軸（１２）のネジ山（１２Ａ）と反対の方向に、そして前記内側ケーシングのネジ山（１８Ａ）と同じ方向に形成された少なくとも１条のネジ山（１４Ａ）によって、前記複数の内側ローラ（１４）の各々が第一に前記ネジ軸（１２）と、第二に前記内側ケーシング（１８）と直接的に係合し、
   １つのネジ付き外側ケーシング（３０）と、第一に前記内側ケーシング（１８）および第二に前記外側ケーシング（３０）と各々が係合している複数の外側ローラ（２８）であって、前記内側ケーシング（１８）のネジ山（１８Ａ）と反対の方向に、そして前記外側ケーシング（３０）のネジ山（３０Ａ）と同じ方向に形成された少なくとも１条のネジ山（２８Ａ）を有する複数の外側ローラ（２８）と、１つの外側ローラ保持ケージと、をさらに具備し、
   前記アクチュエータは、車両の常用ブレーキまたは駐車ブレーキを作動させるように設計されていることを特徴とするディスクブレーキ。
2. 前記モータ（Ｍ）は、前記複数の内側および外側ローラ（１４）（２８）のための二つのシート用ケージ（１６）の一方を直接的に回転させることを特徴とする請求項１のディスクブレーキ。
3. 前記ネジ軸（１２）と前記内側ケーシング（１８）の各々が複数条のネジ山、好ましくは少なくとも３条のネジ山（１２Ａ，１８Ａ）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のディスクブレーキ。
4. 前記内側ローラ（１４）が前記ネジ軸（１２）および前記内側ケーシング（１８）と直接的に係合することを特徴とする、請求項１から３までのいずれかに記載のディスクブレーキ。
5. 前記ローラ（１４）のいずれも他の前記ローラ（１４）と直接的に係合しないことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のディスクブレーキ。
6. 電気的に制御されるように設計されている、請求項１から５までのいずれか一つに記載のディスクブレーキ。
7. ブレーキパッド（４０Ａ；４０Ｂ）が強固に装着されているフローティングキャリパ（３６）を含む、請求項６に記載のディスクブレーキ。
8. 内側ローラ保持ケージ（１６）はネジ山（１２Ａ）と同軸の円筒形状を有し、ネジ軸（１２）の長さの限定部分に沿って延在しているとともに、ネジ軸（１２）の周りに内側ローラ（１４）を一定間隔で収容するように設計されている長手シート（２１）を含み、長手シート（２１）は、内側ローラ保持ケージ（１６）の端部で開口する穴（２６）を有し、位置決めピン（２４）が内側ローラ（１４）の端部に配設され、シート（２１）の穴（２６）に嵌着するように設計されて、各内側ローラ（１４）は内側ローラ保持ケージ（１６）の長手シート（２１）にその端部で保持されており、
   外側ローラ（２８）は、内側ローラ（１４）と実質的に同一の方法で外側ローラ保持ケージに嵌着されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載のディスクブレーキ。
   

Images