JP2015078733A

JP2015078733A - 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置

Info

Publication number: JP2015078733A
Application number: JP2013215368A
Authority: JP
Inventors: 唯増田; Yui Masuda
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: JP6182420B2

Abstract

【課題】電動式直動アクチュエータを大型化させることなく放熱性の向上を図ることである。
【解決手段】電動モータ１０のハウジング１２と直動機構２０のハウジング２１とを平行の配置とし、電動モータ１０におけるハウジング１２の直動機構２０側への投影および直動機構２０におけるハウジング２１の電動モータ１０側への投影によって影となるハウジング外径面にフィン５０を設け、そのフィン５０からの放熱によって電動モータ１０の温度上昇を抑制する。
【選択図】図１

Description

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ブレーキ装置に関する。

電動モータを駆動源とする電動式直動アクチュエータとして、特許文献１および特許文献２に記載されたものが従来から知られている。

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、電動モータと、その電動モータを駆動源として作動する直動機構とからなる。直動機構は、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直動部材としての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。

特開２０１０−９０９５９号公報特開２０１２−５７６８１号公報

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、荷重保持用のアクチュエータとして使用する場合、電動モータに大きな荷重が負荷されるため、電動モータが発熱し易く、放熱が重要な課題となる。

例えば、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ディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした電動式ブレーキ装置に採用した場合、ディスクロータとブレーキパッドの接触部で摩擦熱が発生して周囲が高温となり、その高温の雰囲気中に電動モータは晒されること、および大きな荷重が負荷される電動モータは発熱しやすいことから、コイル絶縁被覆等の構成部材が熱影響を受けて損傷する可能性があって、その構成部材の耐久性の確保の観点から放熱性を向上させることが極めて重要となる。

また、電動式ブレーキ装置への採用においては、タイヤホイールの内径によって搭載スペースに制約を受けるため、大型化させることなく放熱性の向上を図ることが重要となる。

この発明の課題は、電動式直動アクチュエータを大型化させることなく放熱性の向上を図ることである。

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、その電動モータの回転運動を筒状ハウジングの内部に組み込まれた直動部材の直線運動に変換して出力する直動機構とを有し、前記電動モータの筒状ハウジングと前記直動機構のハウジングとが平行の配置とされた電動式直動アクチュエータにおいて、前記電動モータにおけるハウジングの前記直動機構側への投影および直動機構におけるハウジングの前記電動モータ側への投影によって影となるハウジング外径面に放熱用フィンを設けた構成を採用したのである。

上記のように、電動モータおよび直動機構のハウジングの外径面にフィンを設けることによって放熱面積の拡大を図ることができるため、放熱性の向上を図ることができる。この場合、平行配置された一対のハウジングの相互において、対向するハウジングに向けての投影によって影となる面にフィンを設けるようにしたので、電動式直動アクチュエータを大型化させることなく放熱性の向上を図ることができ、電動モータの温度上昇を抑制することができる。

ここで、フィンは、電動モータおよび直動機構におけるハウジングの軸方向に延び、両ハウジングの中心を結ぶ方向に間隔をおいて平行配置された複数の板状体からなるものであってもよく、ハウジングの中心を結ぶ方向に間隔をおいて並行配置された複数の波状板からなるものであってもよい。さらに、ハウジングの周方向および軸方向に間隔をおいて形成された多数のピン状体からなるものであってもよい。

複数の平行配置される板状体をフィンとして採用する場合、それぞれの板状体の先端部両側に側方に張り出す整流板部を設けることにより、表面積を大きくとることができると共に、ヒートシンク中の気流の条件を改善することができ、放熱効果を高めることができる。

この発明に係る電動式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ディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした電動式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上記の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。

電動式ブレーキ装置への電動式直動アクチュエータの採用において、電動モータおよび直動機構におけるハウジングのそれぞれの外径面と、それぞれのハウジング外径面に接してハウジングのそれぞれを内包し、タイヤホイールの内径より小径の仮想円弧とで形成される凹入状空間内にフィンが配置されるようにすることによって、タイヤホイールの内径によって電動式直動アクチュエータの搭載に制約を受けるのを防止することができる。

この発明に係る電動式直動アクチュエータにおいては、電動モータにおけるハウジングと直動機構におけるハウジングの相互において、対向するハウジングに向けての投影によって影となる面に放熱用フィンを設けたことによって電動式直動アクチュエータを大型化させることなく放熱性の向上を図ることができる。

（ａ）はこの発明に係る電動式直動アクチュエータの正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図図１に示す電動式直動アクチュエータの一部切欠正面図図２のIII−III線に沿った断面図（ａ）はこの発明に係る電動式直動アクチュエータの他の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図この発明に係る電動式直動アクチュエータのさらに他の実施の形態を示す正面図この発明に係る電動式ブレーキ装置の実施の形態を示す一部切欠正面図

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および図２に示すように、この発明に係る電動式直動アクチュエータＡは、電動モータ１０と、その電動モータ１０のロータ軸１１の回転運動を直動部材の直線運動に変換して出力する直動機構２０とを有している。

図２および図３に示すように、直動機構２０として、ここでは、円筒状のハウジング２１内に直動部材としての外輪部材２２をスライド自在に嵌合し、その外輪部材２２の軸心上に回転軸２３を設け、その回転軸２３と上記外輪部材２２との間に遊星ローラ２４を組込み、上記回転軸２３を電動モータ１０により回転し、その回転軸２３との接触摩擦により遊星ローラ２４を自転させつつ公転させ、その遊星ローラ２４の外径面に形成された螺旋溝２５と外輪部材２２の内径面に設けられた螺旋突条２６との噛み合いによって外輪部材２２を軸方向に移動させるようにした遊星ローラ式直動機構を採用している。

上記遊星ローラ式直動機構２０において、螺旋溝２５のピッチは螺旋突条２６のピッチと同一とされ、リード角は螺旋突条２６のリード角と相違している。なお、遊星ローラ２４の外周に複数の円周溝を螺旋突条２６のピッチと同一ピッチで形成することによっても遊星ローラ２４の回転により外輪部材２２を軸方向に移動させることができるので、螺旋溝２５に変えて円周溝を設けるようにしてもよい。

また、ハウジング２１の一端部には径方向外方に張り出すベースプレート２７が設けられ、そのベースプレート２７に電動モータ１０が支持されて、電動モータ１０における円筒状のハウジング１２が直動機構２０におけるハウジング２１に平行する配置とされている。

さらに、ベースプレート２７の一側にはハウジング２１の一端の開口を覆うカバー２８が取り付けられ、そのカバー２８内にロータ軸１１の回転を回転軸２３に伝達するギヤ伝動機構２９が組み込まれている。

また、ハウジング２１内には円盤状に軸受部材３０が組み込まれ、その軸受部材３０の中心部に設けられたボス部３１内に回転軸２３を回転自在に支持する一対の軸受３２が組み込まれている。

さらに、外輪部材２２の内側には回転軸２３を中心にして回転可能なキャリヤ３３が組み込まれ、そのキャリヤ３３の両側の側板３４に径方向に長く（長穴形状）、軸方向で対向する一対のピン孔３５が周方向に間隔をおいて複数設けられ、その軸方向で対向する一対のピン孔３５内に支持ピン３６の両端部が径方向にスライド自在に挿入され、その支持ピン３６によって遊星ローラ２４が回転自在に支持されている。

複数の支持ピン３６の両端部には、それぞれ弾性リング３７が拡径状態で巻回され、その弾性リング３７の縮径方向への弾性力により支持ピン３６が径方向内方に向けて付勢されて遊星ローラ２４が回転軸２３の外径面に弾性接触されている。

図２および図３においては、直動機構２０として遊星ローラ式のものを示したが、ボールねじ機構、ボールランプ機構、すべりねじ機構によってハウジング２１内に組み込まれた直動部材を軸方向に移動させるようにした直動機構を採用してもよい。

電動式直動アクチュエータＡは上記の構造からなり、図６は、その電動式直動アクチュエータＡを採用した電動式ブレーキ装置Ｂを示す。この電動式ブレーキ装置Ｂにおいては、電動式直動アクチュエータＡにおける直動機構２０のハウジング２１の他端部に二股状のキャリパボディ部４０を一体に設け、そのキャリパボディ部４０の二股部内に外周部の一部が配置されたディスクロータ４１の両側に一対のブレーキパッド４２、４３を配置し、一方のブレーキパッド４３を直動機構２０の外輪部材２２の軸方向への移動によりディスクロータ４１に押し付け、停止状態とされる外輪部材２２に対してハウジング２１およびキャリパボディ４０を相対移動させ、他方のブレーキパッド４２をディスクロータ４１に圧接させてディスクロータ４１に制動力を付与するようにしている。

上記のように、電動式直動アクチュエータＡを電動式ブレーキ装置Ｂに採用した場合、ディスクロータ４１とブレーキパッド４２、４３の接触部で摩擦熱が発生して周囲が高温になり、その高温の雰囲気に晒される電動モータ１０には大きな荷重が負荷されるため、発熱し易く、その温度上昇によって電動モータ１０のコイル絶縁被覆等の構成部材が熱影響を受けて損傷する可能性がある。

そのような不都合の発生を防止するため、図１および図２では、電動モータ１０および直動機構２０におけるハウジング１２、２１において、電動モータ１０におけるハウジング１２の直動機構２０側への投影および直動機構２０におけるハウジング２１の電動モータ１０側への投影によって影となるハウジング外径面に放熱用フィン５０を設けている。

ここで、フィン５０は、ハウジング１２、２１の軸方向に延び、両ハウジング１２、２１の中心を結ぶ方向に間隔をおいて平行配置された複数の板状体からなっている。

また、フィン５０は、電動モータ１０におけるハウジング１２の外周対向位置を通って両ハウジング１２、２１の中心Ｏ_１、Ｏ_２を結ぶ直線ｌに平行な２本の接線ａ_１、ａ_１と両ハウジング１２、２１の外径面とで形成される凹入状空間内に収まるようにして設けられている。

上記のように、電動モータ１０および直動機構２０のハウジング１２、２１の外径面にフィン５０を設けることによって放熱面積の拡大を図ることができるため、放熱性の向上を図ることができ、電動モータ１０の温度上昇を抑制することができる。

この場合、平行に配置された一対のハウジング１２、２１の相互において、対向するハウジングに向けての投影によって影となるハウジング外径面にフィン５０を設けるようにしているため、電動式直動アクチュエータＡのハウジング外郭をはみ出すことがないのでコンパクトでありながら放熱性の向上を図ることができる。

複数の平行配置される板状体をフィン５０として採用する場合、図４（ｂ）に示すように、それぞれの板状体の先端部両側に側方に張り出す整流板部５１を設けることにより、表面積を大きくとることができると共に、ヒートシンク中の気流の条件を改善することができ、放熱効果を高めることができる。

図１（ａ）、（ｂ）では、フィン５０として板状体からなるものを示したが、フィン５０は板状体に限定されるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、波状板からなるものであってもよい。この場合、板状体からなるフィン５０に比して表面積が大きいため、効果的に放熱することができる。また、図５に示すように、フィン５０はハウジング１２、２１の周方向および軸方向に間隔をおいて形成された多数のピン状体からなるものであってもよい。

図１（ｂ）においては、電動モータ１０におけるハウジング１２の外周対向位置を通って両ハウジング１２、２１の中心Ｏ_１、Ｏ_２を結ぶ直線ｌに平行な２本の接線ａ_１、ａ_１と両ハウジング１２、２１の外径面とで形成される凹入状空間内にフィン５０を収めるようにしたが、同図の鎖線で示すように、電動モータ１０および直動機構２０のそれぞれのハウジング１２、２１の外径面に接してハウジング１２、２１のそれぞれを内包し、タイヤホイールの内径より小径の仮想円弧ｃとハウジング１２、２１のそれぞれの外径面とで形成される空間内にフィン５０を収めるようにしてもよい。その場合においても、タイヤホイールの内径によって電動式直動アクチュエータの搭載に制約を受けるのを防止することができる。

１０電動モータ
１２ハウジング
２０直動機構
２１ハウジング
２２外輪部材（直動部材）
５０フィン
５１整流板部

Claims

電動モータと、その電動モータの回転運動を筒状ハウジングの内部に組み込まれた直動部材の直線運動に変換して出力する直動機構とを有し、前記電動モータの筒状ハウジングと前記直動機構のハウジングとが平行の配置とされた電動式直動アクチュエータにおいて、
前記電動モータにおけるハウジングの前記直動機構側への投影および直動機構におけるハウジングの前記電動モータ側への投影によって影となるハウジング外径面に放熱用フィンを設けたことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
前記フィンが、前記電動モータおよび直動機構におけるハウジングの軸方向に延び、両ハウジングの中心を結ぶ方向に間隔をおいて平行配置された複数の板状体からなる請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
前記板状体からなるフィンが、側方に張り出す整流板部を先端部両側に有してなる請求項２に記載の電動式直動アクチュエータ。
前記フィンが、前記電動モータおよび直動機構におけるハウジングの軸方向に延び、両ハウジングの中心を結ぶ方向に間隔をおいて並行配置された複数の波状板からなる請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
前記フィンが、前記電動モータおよび直動機構におけるハウジングの周方向および軸方向に間隔をおいて形成された多数のピン状体からなる請求項１に記載の電動式直動アクチュエータ。
前記フィンが、前記電動モータのハウジングの外径面と、前記直動機構のハウジンの外径面と、それぞれのハウジング外径面に接してハウジングのそれぞれを内包する仮想円弧とで形成される凹入状空間内に配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電動式直動アクチュエータ。
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ディスクロータを押圧して、そのディスクロータに制動力を付与するようにした電動式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６のいずれか１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ブレーキ装置。