JP2020085097A - 回転直動変換機構およびブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、雄ねじと雌ねじとの締結状態が生じ難くなるような、より不都合の少ない新規な構成の回転直動変換機構およびブレーキ装置を得る。【解決手段】本開示の回転直動変換機構は、中心軸回りに回転する第一回転部材と、第一回転部材と相対的に回転可能であるとともに、互いに噛み合う雄ねじおよび雌ねじのうち一方のねじを有し、第一回転部材と連動して中心軸回りに回転可能な第二回転部材と、雄ねじおよび雌ねじのうち他方のねじを有し、第二回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、第一回転部材に設けられた第一伝達面と、第二回転部材に設けられ第一伝達面と接した第二伝達面と、を有し、第一伝達面と第二伝達面との間の伝達トルクが所定値以上である場合に第一伝達面と第二伝達面とが滑るよう構成されたトルクリミッタと、を備えている。【選択図】図３

Description

本開示は、回転直動変換機構およびブレーキ装置に関する。

従来、モータの出力シャフトと連動して回転する回転部材と、当該回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、を有した回転直動変換機構を備え、当該直動部材によってケーブルを引くことによりブレーキシューを動かして制動するブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１）。このブレーキ装置では、回転直動変換機構は、ねじ機構を有している。

特表２０１４−５０４７１１号公報

ねじ機構を有した回転直動変換機構では、何らかの原因によって雄ねじと雌ねじとの締結状態が生じると、当該締結状態を解除し難くなる虞があった。

そこで、本開示の課題の一つは、例えば、雄ねじと雌ねじとの締結状態が生じ難くなるような、より不都合の少ない新規な構成の回転直動変換機構およびブレーキ装置を得ることである。

本開示の回転直動変換機構は、例えば、中心軸回りに回転する第一回転部材と、上記第一回転部材と相対的に回転可能であるとともに、互いに噛み合う雄ねじおよび雌ねじのうち一方のねじを有し、上記第一回転部材と連動して上記中心軸回りに回転可能な第二回転部材と、上記雄ねじおよび雌ねじのうち他方のねじを有し、上記第二回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、上記第一回転部材に設けられた第一伝達面と、上記第二回転部材に設けられ上記第一伝達面と接した第二伝達面と、を有し、上記第一伝達面と上記第二伝達面との間の伝達トルクが所定値以上である場合に上記第一伝達面と上記第二伝達面とが滑るよう構成されたトルクリミッタと、を備えている。

上記回転直動変換機構では、トルクリミッタを有するため、雄ねじと雌ねじとの締結状態が生じ難い。

図１は、実施形態のブレーキ装置の車両後方から見た例示的かつ模式的な背面図である。 図２は、実施形態のブレーキ装置の一部の例示的かつ模式的な断面図であって、制動状態での図である。 図３は、図２のIII部の拡大図である。 図４は、実施形態のブレーキ装置に設けられたトルクリミッタの第一伝達面の例示的かつ模式的な斜視図である。 図５は、実施形態のブレーキ装置に設けられたトルクリミッタの第二伝達面の例示的かつ模式的な斜視図である。 図６は、実施形態のブレーキ装置に設けられたトルクリミッタの付勢部材の例示的かつ模式的な斜視図である。 図７は、実施形態のブレーキ装置に設けられたトルクリミッタの周方向かつ軸方向に沿った断面の例示的かつ模式的な展開図であって、非滑り状態を示す図である。 図８は、実施形態のブレーキ装置に設けられたトルクリミッタの周方向かつ軸方向に沿った断面の例示的かつ模式的な展開図であって、滑り状態を示す図である。

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

以下の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

また、各図中、回転部材１４１の回転中心Ａｘの軸方向であってケーブル１５０の端部１５０ａが制動部材に近付く方向が矢印Ｄ１で示され、回転中心Ａｘの軸方向であってケーブル１５０の端部１５０ａが制動部材から離れる方向が矢印Ｄ２で示されている。また、以下では、特に言い換えない限り、回転中心Ａｘの軸方向が単に軸方向と称され、回転中心Ａｘの径方向が単に径方向と称され、回転中心Ａｘの周方向が単に周方向と称される。また、矢印Ｙは、車幅方向外方を示し、矢印Ｚは、車両上方を示している。

［実施形態］
図１は、車両用のブレーキ装置２の車両後方からの背面図である。図１に示されるように、ブレーキ装置２は、円筒状のホイール１の周壁１ａの内側に収容されている。ブレーキ装置２は、所謂ドラムブレーキである。ブレーキ装置２は、前後に離間した二つのブレーキシュー３を備えている。二つのブレーキシュー３は、円筒状のドラムロータ（不図示）の内周面に沿って円弧状に伸びている。ドラムロータは、車幅方向（方向Ｙ）に沿う回転中心Ｃ回りに、ホイール１と一体に回転する。ブレーキ装置２は、二つのブレーキシュー３を、円筒状のドラムロータの内周面に接触するよう移動させる。これにより、ブレーキシュー３とドラムロータとの摩擦によって、ドラムロータひいてはホイール１が制動される。ブレーキシュー３は、制動部材の一例である。

ブレーキ装置２は、ブレーキシュー３を動かすアクチュエータとして、油圧によって動作するホイールシリンダ（不図示）と、通電によって作動するモータ１２０と、を備えている。ホイールシリンダおよびモータ１２０は、それぞれ、二つのブレーキシュー３を動かすことができる。ホイールシリンダは、例えば、走行中の制動に用いられ、モータ１２０は、例えば、駐車時の制動に用いられる。すなわち、ブレーキ装置２は、電動パーキングブレーキの一例である。なお、モータ１２０は、走行中の制動に用いられてもよい。

ブレーキ装置２は、円盤状のバッキングプレート４を備えている。バッキングプレート４は、ホイール１の回転中心Ｃと交差した姿勢で設けられる。すなわち、バッキングプレート４は、回転中心Ｃと交差する方向に略沿って、具体的には回転中心Ｃと直交する方向に略沿って、広がっている。ブレーキ装置２の構成部品は、バッキングプレート４の車幅方向の外側および内側の双方に設けられている。バッキングプレート４は、ブレーキ装置２の各構成部品を直接的または間接的に支持する。すなわち、バッキングプレート４は、支持部材の一例である。また、バッキングプレート４は、車体との不図示の接続部材と接続される。接続部材は、例えば、サスペンションの一部（例えば、アーム、リンク、取付部材等）である。なお、ブレーキ装置２は、駆動輪および非駆動輪のいずれにも用いることができる。

電動アクチュエータ１００は、バッキングプレート４の車幅方向の内側の面４ａからブレーキシュー３とは反対側に突出した状態で、当該バッキングプレート４に固定されている。電動アクチュエータ１００は、ハウジング１１０、モータ１２０、減速機構１３０、運動変換機構１４０、ケーブル１５０（図２）、および制御装置（不図示）を備えている。

ハウジング１１０は、例えば、鉄やアルミニウム合金のような金属材料や、プラスチックのような合成樹脂材料によって作られうる。ハウジング１１０は、複数の部品が一体化されることにより構成されている。

モータ１２０は、例えば、ステータや、ロータ、コイル、磁石、出力シャフト等（いずれも不図示）を有する。出力シャフトは、ロータの一部である。モータ１２０は、制御装置によって制御され、ロータおよび出力シャフトを回転させる。モータ１２０は、アクチュエータや回転源とも称されうる。

減速機構１３０は、ハウジング１１０に回転可能に支持された複数のギヤを含み、出力シャフトと連動して回転する。

図２は、電動アクチュエータ１００の一部の制動状態での断面図である。電動アクチュエータ１００は、ケーブル１５０を介して、ブレーキシュー３を引き、非制動状態であるブレーキシュー３を制動状態にする。ケーブル１５０は、バッキングプレート４に設けられた貫通孔（不図示）を貫通している。ケーブル１５０は、作動部材の一例である。図２に示されるように、ケーブル１５０は、非制動位置Ｐｒと制動位置Ｐｂとの間で移動可能に設けられている。非制動位置Ｐｒは、リリース位置とも称されうる。非制動位置Ｐｒは、制動位置Ｐｂから方向Ｄ１（図２の下方）へ離間し、制動位置Ｐｂは、非制動位置Ｐｒから方向Ｄ２（図２の上方）へ離間している。方向Ｄ１，Ｄ２は、ケーブル１５０およびケーブルエンド１５１の移動方向である。

運動変換機構１４０は、回転部材１４１、直動部材１４２、および回り止め部材１４３を有している。運動変換機構１４０は、回転直動変換機構の一例である。

回転部材１４１は、周壁１４１ａと、フランジ１４１ｂと、を有している。周壁１４１ａの形状は、回転中心Ａｘを中心とした円筒状である。周壁１４１ａの内側には、軸方向に沿った貫通穴１４１ｃが設けられている。回転中心Ａｘは、中心軸の一例である。

フランジ１４１ｂの形状は、円環状かつ板状である。フランジ１４１ｂは、周壁１４１ａから径方向外方に張り出している。フランジ１４１ｂは、トルクリミッタ１８０を介して、減速機構１３０の第三ギヤ１３３と接続されている。モータ１２０のロータおよび出力シャフトの回転は、減速機構１３０およびトルクリミッタ１８０を介して、回転部材１４１に伝達される。回転部材１４１は、モータ１２０のロータと連動して回転する。なお、減速機構１３０は、回転伝達機構とも称されうる。

周壁１４１ａは、フランジ１４１ｂから方向Ｄ２に延びる第一延部１４１ａ１と、フランジ１４１ｂから方向Ｄ１に延びる第二延部１４１ａ２と、を有している。第一延部１４１ａ１の長さは、第二延部１４１ａ２の長さよりも長い。

第一延部１４１ａ１の外周には、雄ねじ１４１ｄが設けられている。雄ねじ１４１ｄの中心は、回転中心Ａｘである。回転中心Ａｘは、軸心とも称されうる。

第二延部１４１ａ２の外周と、ベース１１２の貫通孔１１２ａの内周との間には、例えばスライドブッシュやころ軸受けのようなラジアルベアリング１６１が設けられている。また、フランジ１４１ｂの方向Ｄ１の端面１４１ｂ１とベース１１２の方向Ｄ２の端面１１２ｂとの間には、例えばころ軸受けのようなスラストベアリング１６２が設けられている。回転部材１４１は、これらラジアルベアリング１６１およびスラストベアリング１６２を介して、ベース１１２に、回転中心Ａｘ回りに回転可能に支持されている。回転部材１４１は、減速機構１３０の第二ギヤ１３２と第三ギヤ１３３との噛み合いにより、第二ギヤ１３２によって回転駆動される。ベース１１２は、第一支持部材の一例である。

第三ギヤ１３３は、略カップ状の形状を有し、周壁１３３ａと、底壁１３３ｂと、内向きフランジ１３３ｃと、を有している。底壁１３３ｂは円環状の形状を有し、底壁１３３ｂの外縁から方向Ｄ２へ円筒状の周壁１３３ａが突出している。内向きフランジ１３３ｃは、円環状の形状を有し、底壁１３３ｂの内縁から径方向内方へ突出している。内向きフランジ１３３ｃの内周には断面円形の開口が設けられており、当該開口内を軸方向に回転部材１４１の周壁１４１ａが貫通している。

回転部材１４１は、例えば鉄系材料のような金属材料によって作られうる。また、第三ギヤ１３３の周壁１３３ａおよび底壁１３３ｂは、例えばプラスチックのような合成樹脂材料で作られ、内向きフランジ１３３ｃは、例えば鉄系材料のような金属材料によって作られうる。第三ギヤ１３３は、例えばインサート成形によって作られうる。ただし、第三ギヤ１３３は、全体的に金属材料によって作られてもよい。トルクリミッタ１８０は、回転部材１４１のフランジ１４１ｂの一部と、第三ギヤ１３３の内向きフランジ１３３ｃの一部とによって構成される。

直動部材１４２は、側壁１４２ａと、フランジ１４２ｂと、を有している。側壁１４２ａは、回転部材１４１に対して径方向外方に配置され、軸方向に延びている。側壁１４２ａは、回転中心Ａｘおよび回転部材１４１を取り囲んでおり、側壁１４２ａの形状は、回転中心Ａｘを中心とした円筒状である。側壁１４２ａは、周壁とも称されうる。側壁１４２ａの内部には、軸方向に沿った貫通孔１４２ｃが設けられている。回転部材１４１は、貫通孔１４２ｃ内を軸方向に貫通している。

フランジ１４２ｂの形状は、多角形状かつ板状である。フランジ１４２ｂは、側壁１４２ａから径方向外方に張り出している。

側壁１４２ａは、フランジ１４２ｂから方向Ｄ２に延びる第一延部１４２ａ１と、フランジ１４２ｂから方向Ｄ１に延びる第二延部１４２ａ２と、を有している。第一延部１４２ａ１の長さは、第二延部１４２ａ２の長さよりも長い。

貫通孔１４２ｃの内面には、回転部材１４１の雄ねじ１４１ｄと噛み合う雌ねじ１４２ｄが設けられている。雌ねじ１４２ｄは、貫通孔１４２ｃの方向Ｄ１の端部に隣接して設けられている。雌ねじ１４２ｄは、貫通孔１４２ｃの方向Ｄ１の端部からフランジ１４２ｂと径方向に並ぶ位置に至るまでの区間に設けられており、貫通孔１４２ｃの方向Ｄ２の端部には設けられていない。また、フランジ１４２ｂは、軸方向に延びる回り止め部材１４３によって囲まれている。

回り止め部材１４３は、側壁１４３ａを有している。側壁１４３ａは、フランジ１４２ｂに対して径方向外方に配置され、軸方向に延びている。側壁１４３ａは、回転中心Ａｘおよび回転部材１４１の周囲を取り囲んでおり、側壁１４３ａの形状は、管状である。側壁１４３ａは、周壁とも称されうる。

回り止め部材１４３は、例えばカバー１１１やベース１１２のようなハウジング１１０に固定されている。具体的に、回り止め部材１４３は、開口（不図示）が設けられたフランジ１４３ｃを有している。フランジ１４３ｃは、ベース１１２の端面（不図示）に接した状態で、当該開口を貫通したボルト（不図示）がベース１１２に固定されることにより、当該ベース１１２と接続されている。

フランジ１４２ｂの外面１４２ｂ１と側壁１４３ａの内面１４３ａ１との間には、互いに平行な状態において微小な隙間が設けられており、外面１４２ｂ１および内面１４３ａ１ともに、周方向と交差した方向に延びている。

したがって、外面１４２ｂ１の回転中心Ａｘ回りの回転が内面１４３ａ１によって制限され、これにより、直動部材１４２の回転が回り止め部材１４３によって制限される。他方、外面１４２ｂ１および内面１４３ａ１ともに、軸方向に延びているため、内面１４３ａ１は外面１４２ｂ１の軸方向への移動に対する障害にはならない。すなわち、回り止め部材１４３は、直動部材１４２の回転中心Ａｘ回りの回転を禁止しながら、直動部材１４２を軸方向（直動方向）に沿って案内することができる。回り止め部材１４３は、第二支持部材の一例である。内面１４３ａ１は、ガイド部とも称されうる。

回り止め部材１４３の方向Ｄ２の端部には、側壁１４３ａから径方向内方に突出した底壁１４３ｂが設けられている。底壁１４３ｂには、軸方向に貫通する貫通孔１４３ｂ１が設けられている。底壁１４３ｂは、円環状かつ板状の形状を有しており、内向きフランジとも称されうる。貫通孔１４３ｂ１の内縁は、直動部材１４２の側壁１４２ａよりも、径方向外方に配置されている。

ケーブル１５０は、回転部材１４１の貫通穴１４１ｃを貫通し、軸方向に延びている。軸方向の一端（不図示）は、ブレーキシュー３を作動させる可動部材と結合されている。また、軸方向の他端としての端部１５０ａ（図２では上端）には、ケーブルエンド１５１が結合されている。ケーブルエンド１５１は、筒状部１５１ａとフランジ１５１ｂとを有している。筒状部１５１ａが外側から加締められることにより、ケーブルエンド１５１はケーブル１５０に固定されている。フランジ１５１ｂは、直動部材１４２の側壁１４２ａおよび回り止め部材１４３の底壁１４３ｂよりも、径方向外方に張り出している。ケーブル１５０およびケーブルエンド１５１は、例えば金属材料により作られうる。ケーブルエンド１５１は、ケーブル１５０とともに、作動部材の一例である。また、ケーブルエンド１５１は、固定部材の一例である。

ケーブルエンド１５１と直動部材１４２とは、一体化されておらず、軸方向に離間可能に構成されている。ここで、ケーブル１５０は、不図示のばね等の復帰部材（付勢部材、弾性部材）によって、制動部材が制動状態となる方向（方向Ｄ１、図２では下方）に引かれている。電動アクチュエータ１００は、ケーブル１５０の移動範囲（ブレーキの使用範囲）において、復帰部材による付勢力がケーブル１５０に常時作用するよう、構成されている。ただし、ブレーキ装置２の構成上、復帰部材による付勢力は、制動状態から非制動状態に近付くにつれて小さくなる。また、制動状態では、ケーブル１５０には、ドラムブレーキの剛性に応じた張力が生じる。このような構成において、直動部材１４２とケーブル１５０との間では、ケーブルエンド１５１を介して力が伝達される。よって、ケーブルエンド１５１は、伝達部材（第一伝達部材）とも称されうる。

モータ１２０を制御する制御装置は、例えばＥＣＵ（electronic control unit）である。制御装置の一部は、ソフトウエアを実行するcentral processing unit（ＣＰＵ）やコントローラのようなハードウエアによって構成されてもよいし、制御装置は、全体的にハードウエアによって構成されてもよい。制御装置は、制御部とも称されうる。

このような構成において、モータ１２０の出力シャフトの回転が、減速機構１３０を介して回転部材１４１に伝達され、回転部材１４１が回転すると、回転部材１４１の雄ねじ１４１ｄと直動部材１４２の雌ねじ１４２ｄとの噛み合い、および回り止め部材１４３の内面１４３ａ１による直動部材１４２の外面１４２ｂ１の回転の制限により、直動部材１４２が軸方向に移動する。よって、ケーブル１５０は、直動部材１４２の移動に伴い、軸方向に沿って制動位置Ｐｂと非制動位置Ｐｒとの間で移動する。

制御装置によって制御されたモータ１２０の出力シャフトの一方向（以下、制動回転方向と称する）への回転により、ケーブル１５０は方向Ｄ２へ移動し、制動部材が制動状態となると、ケーブル１５０の張力が増大し、これにより、モータ１２０の回転負荷が増大し、ひいては、モータ１２０の駆動電流が増大する。そこで、制御装置は、例えば、モータ１２０の駆動電流が閾値を超えたことにより、ケーブル１５０が制動位置Ｐｂに到達したことを検出し、その時点で駆動電流のモータ１２０への供給を停止する。これにより、出力シャフトの回転が停止し、ケーブル１５０は制動位置Ｐｂに位置する。

制御装置によって制御されたモータ１２０の出力シャフトの他方向（以下、リリース回転方向と称する）への回転により、ケーブル１５０は制動位置Ｐｂから方向Ｄ１へ移動し、ケーブルエンド１５１が回り止め部材１４３の底壁１４３ｂと当接する非制動位置Ｐｒまで移動する。この状態では、制動部材は、回転部材（不図示、例えばブレーキドラム）から離間し、電動アクチュエータ１００による電気的な制動状態は解除されている。底壁１４３ｂは、ケーブルエンド１５１が底壁１４３ｂを超えて、非制動位置Ｐｒよりも制動位置Ｐｂとは反対側へ、すなわち方向Ｄ１へ移動するのを制限する。回り止め部材１４３は、ストッパの一例である。また、底壁１４３ｂは、ケーブル１５０を非制動位置Ｐｒに位置決めする位置決め部とも称され、回り止め部材１４３は、移動制限部材とも称されうる。

また、上述したように、本実施形態では、ケーブルエンド１５１と直動部材１４２とは一体化されておらず、軸方向に離間可能である。このため、ケーブル１５０が非制動位置Ｐｒに配置された状態からモータ１２０の出力シャフトがリリース回転方向へさらに回転すると、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとの噛み合いおよび回り止め部材１４３による直動部材１４２の回り止めにより、直動部材１４２はケーブルエンド１５１から方向Ｄ１へ離間する。すなわち、ケーブル１５０が非制動位置Ｐｒに配置され、モータ１２０の作動が停止した状態で、直動部材１４２とケーブルエンド１５１との間には、軸方向に隙間ができる。

制御装置は、ケーブル１５０が制動位置Ｐｂにある状態からモータ１２０を回転させた時間（回転時間）や、出力シャフトの回転回数を計測することにより、直動部材１４２がケーブルエンド１５１から方向Ｄ１に離間した状態となる位置でモータ１２０の作動を停止する。この際、回転時間や回転回数は、停止した直動部材１４２と当該直動部材１４２から方向Ｄ１に離れた他の部材（例えば、回転部材１４１のフランジ１４１ｂ等）との間により確実に隙間があくよう、言い換えると他の部材と接触したり干渉したりしないよう、設定される。

また、図２に示されるように、電動アクチュエータ１００は、コイルスプリング１７１を備えている。コイルスプリング１７１は、ケーブルエンド１５１から方向Ｄ２に離間したカバー１１１の底壁１１１ａ（壁）とケーブルエンド１５１のフランジ１５１ｂとの間に介在し、その巻回中心が回転中心Ａｘに沿う姿勢で配置され、ハウジング１１０に対してケーブルエンド１５１を方向Ｄ１へ付勢している。コイルスプリング１７１は、弾性的に圧縮された状態で組み込まれるとともにその作動範囲において圧縮された状態で用いられる所謂圧縮ばねである。コイルスプリング１７１は、ケーブル１５０およびケーブルエンド１５１が非制動位置Ｐｒにある状態および制動位置Ｐｂにある状態の双方において、カバー１１１（ハウジング１１０）に対してケーブルエンド１５１を方向Ｄ１へ付勢している。なお、コイルスプリング１７１は、方向Ｄ１へ向かうにつれて直径が漸減する台形ばねや、方向Ｄ２へ向かうにつれて直径が漸減する台形ばねであってもよい。コイルスプリング１７１は、第一付勢部材とも称されうる。

さらに、電動アクチュエータ１００は、回転部材１４１と方向Ｄ１に隣接したガイド部材１１３と、当該ガイド部材１１３と方向Ｄ１に隣接したリング１７２と、を有している。ガイド部材１１３は、環状の形状を有し、ベース１１２の貫通孔１１２ａの内側でケーブル１５０をガイドする。ガイド部材１１３は、例えば、エラストマや合成樹脂材料によって作られる。また、リング１７２は、エラストマのような弾性材料によって構成され、ガイド部材１１３とベース１１２の段差面１１２ｃとの間に軸方向に介在し、軸方向に弾性的に圧縮された状態で組み込まれ、ベース１１２（ハウジング１１０）に対してガイド部材１１３ひいては回転部材１４１を方向Ｄ２へ付勢し、回転部材１４１を直動部材１４２または回り止め部材１４３（ハウジング１１０）に押し付けている。リング１７２は、第二付勢部材とも称されうる。なお、リング１７２に替えて、例えば、皿ばねやコイルスプリングのような、エラストマとは異なる形態の第二付勢部材が設けられてもよい。

上述したように、運動変換機構１４０は、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとを含むねじ機構を有している。ねじ機構を有した運動変換機構１４０では、例えば、何らかの原因により直動部材１４２の直動が制限された場合、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとが締結状態となる虞がある。一例としては、制御装置の不調等によって直動部材１４２が図２において通常可動範囲を超えて方向Ｄ１へ移動し、他の部材（本実施形態では、例えば、回転部材１４１のフランジ１４１ｂ）と当接したような場合には、締結状態が生じる。モータ１２０のロータを、締結状態となる前の回転方向とは逆の回転方向に回転させることにより、当該締結状態は解消されうる。しかしながら、堅く締め付けられるほど、モータ１２０のトルクが増大する必要が生じ、その分、モータ１２０の消費電力が増大してしまう。また、そのような締結状態の解除を前提としたモータ１２０のサイズは大きくなりやすく、ひいてはブレーキ装置２の大型化の一因となる。

そこで、本実施形態では、トルクリミッタ１８０において、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との間で伝達されるトルクを制限することにより、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとの締結トルクを軽減する。第三ギヤ１３３は、第一回転部材の一例であり、回転部材１４１は、第二回転部材の一例である。

図３は、図２のIII部の拡大図であり、図４は、第三ギヤ１３３に設けられるトルクリミッタ１８０の第一伝達面１８１の斜視図であり、図５は、回転部材１４１に設けられるトルクリミッタ１８０の第二伝達面１８２の斜視図であり、図６は、トルクリミッタ１８０の付勢部材１８３の斜視図である。

図３に示されるように、第一伝達面１８１と、第二伝達面１８２と、付勢部材１８３と、を有している。

図４に示されるように、第一伝達面１８１は、内向きフランジ１３３ｃに設けられ、方向Ｄ２を向いている。第一伝達面１８１は、周方向に並んだ複数の第一鋸歯１８１ａを有している。第一鋸歯１８１ａは、第一回転方向Ｒ１を向いた第一押圧面１８１ｂと、第一回転方向Ｒ１とは反対の第二回転方向Ｒ２を向いた第二押圧面１８１ｃと、を有している。第一押圧面１８１ｂおよび第二押圧面１８１ｃは、径方向に延びるとともに、周方向とは交差している。第二押圧面１８１ｃの周方向に対する勾配（仰角または俯角）の絶対値は、第一押圧面１８１ｂの周方向に対する勾配の絶対値よりも大きい。第二押圧面１８１ｃは、例えば周方向とは直交している。ただし、第二押圧面１８１ｃと周方向との角度は、鋭角であってもよいし、鈍角であってもよい。

図５に示されるように、第二伝達面１８２は、フランジ１４１ｂに設けられ、方向Ｄ１を向いている。第二伝達面１８２は、周方向に並んだ複数の第二鋸歯１８２ａを有している。第二鋸歯１８２ａの数は、第一鋸歯１８１ａの数と同じである。第二鋸歯１８２ａは、第二回転方向Ｒ２を向いた第一受圧面１８２ｂと、第一回転方向Ｒ１を向いた第二受圧面１８２ｃと、を有している。第一受圧面１８２ｂおよび第二受圧面１８２ｃは、径方向に延びるとともに、周方向とは交差している。第二受圧面１８２ｃの周方向に対する勾配の絶対値は、第一受圧面１８２ｂの周方向に対する勾配の絶対値よりも大きい。第二受圧面１８２ｃは、例えば周方向とは直交している。ただし、第二受圧面１８２ｃと周方向との角度は、鋭角であってもよいし、鈍角であってもよい。

付勢部材１８３は、第一伝達面１８１を第二伝達面１８２に軸方向に押し付けることができる。図６に示されるように、付勢部材１８３は、第一伝達面１８１の第二伝達面１８２とは反対側に位置され、内向きフランジ１３３ｃの方向Ｄ１の端面１３３ｄを方向Ｄ２へ押圧することにより、第一伝達面１８１を第二伝達面１８２に押し付けることができる。本実施形態では、一例として、付勢部材１８３は、鉄系の金属材料のような弾性材料で作られたＣリングであり、図３に示されるように、周壁の外面に設けられた環状の溝１４１ａ３に収容され、内向きフランジ１３３ｃの端面１３３ｄに接しているか、あるいは、微小隙間をあけて隣接している。付勢部材１８３は、第三ギヤ１３３に予荷重（セット荷重）を与えるのではなく、端面１３３ｄから方向Ｄ１に押圧された場合に、その弾性的な反力として、端面１３３ｄすなわち第三ギヤ１３３に方向Ｄ２への付勢力を与える。ただし、付勢部材１８３は、このような形態には限定されず、フランジ１４１ｂを方向Ｄ１へ押圧することにより第二伝達面１８２を第一伝達面１８１に押圧してもよいし、フランジ１４１ｂまたは内向きフランジ１３３ｃに予荷重を与えてもよいし、第三ギヤ１３３あるいはベース１１２のようなトルクリミッタ１８０の周辺部材に設けられてもよい。また、付勢部材１８３は、コイルスプリングや、板ばね、皿ばね、エラストマ等であってもよい。

図７，８は、トルクリミッタ１８０の内向きフランジ１３３ｃ（第三ギヤ１３３）およびフランジ１４１ｂ（回転部材１４１）の一部の周方向かつ軸方向に沿った断面の展開図である。図７は、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との非滑り状態（係合状態）を示し、また、図８は、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との滑り状態（解除状態）を示す図である。

図７の状態では、第一押圧面１８１ｂと第一受圧面１８２ｂとが接するとともに、第二押圧面１８１ｃと第二受圧面１８２ｃとが接している。図８に示されるように、第一押圧面１８１ｂの周方向との交差角度θ１の絶対値は、第二押圧面１８１ｃの周方向との交差角度θ２よりも小さい。また、第一受圧面１８２ｂと周方向との交差角度θ３の絶対値は、第二受圧面１８２ｃの周方向との交差角度θ４よりも小さい。交差角度θ１は交差角度θ３と略同じであり、交差角度θ２は交差角度θ４と略同じであるが、それぞれ微小な差異があってもよい。交差角度θ１は、第一角度の一例であり、交差角度θ２は、第二角度の一例であり、交差角度θ３は、第三角度の一例であり、交差角度θ４は、第四角度の一例である。なお、図８中の仮想線Ｐは、周方向に沿っている。

このような形態のトルクリミッタ１８０において、第三ギヤ１３３が第二回転方向Ｒ２へ回転する場合には、図７に示されるように、第一鋸歯１８１ａの尖部が第二鋸歯１８２ａ間の谷部に食い込み、第一伝達面１８１と第二伝達面１８２とが接した状態で、回転部材１４１は第三ギヤ１３３と連動する。すなわち、第三ギヤ１３３が第二回転方向Ｒ２へ回転する場合には、トルクリミッタ１８０は作動しない。

他方、第三ギヤ１３３が第一回転方向Ｒ１へ回転する場合には、第一鋸歯１８１ａは第二鋸歯１８２ａから当該第一回転方向Ｒ１（図７の上方）へ抜けようとする。しかしながら、上述したように、付勢部材１８３によって内向きフランジ１３３ｃがフランジ１４１ｂに押圧されることにより、第一押圧面１８１ｂと第一受圧面１８２ｂとの間には、付勢部材１８３による付勢力に応じた伝達トルクが生じる。したがって、第三ギヤ１３３が第一回転方向Ｒ１へ回転する場合には、例えば、回転部材１４１の回転が制限されるなどによって、負荷トルクが高くなり、これに応じた内向きフランジ１３３ｃとフランジ１４１ｂとの間の伝達トルクが、付勢部材１８３による付勢力に応じた最大伝達トルクよりも大きくなった時点で、第一押圧面１８１ｂと第一受圧面１８２ｂとが互いに滑り、図８に示されるように、第三ギヤ１３３が回転部材１４１に対して第一回転方向Ｒ１（図８の上方）へ滑る滑り状態となる。最大伝達トルクは、閾値トルクであり、付勢部材１８３や、第一押圧面１８１ｂ、第一受圧面１８２ｂ等のスペックによって、通常作動時に生じる第三ギヤ１３３と回転部材１４１との間の伝達トルクよりも大きい適宜な値に、設定されうる。最大伝達トルクは、所定値の一例である。なお、滑り状態においては、第一押圧面１８１ｂと第一受圧面１８２ｂとの周方向への滑りに伴い第三ギヤ１３３と回転部材１４１との軸方向における相対的な往復動が生じる。付勢部材１８３は、弾性変形により、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との軸方向における相対移動を許容している。本実施形態では、一例として、第三ギヤ１３３の軸方向での移動が制限されているため、滑り状態では、回転部材１４１が軸方向に往復動する。ただし、これには限定されず、回転部材１４１の軸方向の移動が制限されるとともに第三ギヤ１３３が軸方向に移動可能であってもよいし、第三ギヤ１３３および回転部材１４１の双方が軸方向に移動可能であってもよい。なお、フランジ１４１ｂおよび付勢部材１８３は、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との軸方向における相対位置を定める位置決め部材として機能している。

運動変換機構１４０がブレーキ装置２に適用されている本実施形態においては、一例として、第一回転方向Ｒ１は、直動部材１４２の方向Ｄ１への直動、すなわち制動部材を非制動状態とする直動部材１４２の移動に対応した回転部材１４１の回転方向に設定され、第二回転方向Ｒ２は、直動部材１４２の方向Ｄ２への直動、すなわち制動部材を制動状態とする直動部材１４２の移動に対応した回転部材１４１の回転方向に設定され、第一回転方向Ｒ１への回転においてトルクリミッタ１８０が作用し、第二回転方向Ｒ２への回転においてはトルクリミッタ１８０が作用しない。直動部材１４２は方向Ｄ１へ直動するほど制動にかかる負荷が減少するため、仮にトルクリミッタ１８０を有しない運動変換機構１４０にあっては、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとがより堅く締結されやすくなる。この点、本実施形態によれば、方向Ｄ１への直動の制限に対応した第一回転方向Ｒ１についてトルクリミッタ１８０が作動するため、このような不都合な事象を回避できる。

以上説明したように、本実施形態では、運動変換機構１４０（回転直動変換機構）は、トルクリミッタ１８０を備えている。このような構成によれば、例えば、直動部材１４２の直動が制限された場合にあっても、直動部材１４２と回転部材１４１との間には閾値トルクを超えたトルクが作用しないため、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとが堅く締結されない。

また、本実施形態では、トルクリミッタ１８０は、第三ギヤ１３３が、直動部材１４２の負荷が減少する方向Ｄ１への直動に対応した第一回転方向Ｒ１に回転する場合に、作用する。このような構成によれば、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとがより堅く締結されやすい第一回転方向Ｒ１への回転について、雄ねじ１４１ｄと雌ねじ１４２ｄとの緩み難い締結状態を回避できる。なお、運動変換機構１４０を備えたブレーキ装置２以外の装置であっても、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、トルクリミッタ１８０は、第三ギヤ１３３が、直動部材１４２の負荷が減少する方向Ｄ１への直動に対応した第一回転方向Ｒ１に回転する場合にのみ、作用する。仮に、直動部材１４２の負荷が増大する方向Ｄ２への直動に対応した第二回転方向Ｒ２に回転する場合にもトルクリミッタ１８０が作動するよう構成した場合にあっては、当該トルクリミッタ１８０の閾値が高くなり、ひいては、モータ１２０の最大トルクが大きくなり、モータ１２０が大型化する虞がある。この点、上記構成によれば、トルクリミッタ１８０は、第二回転方向Ｒ２には作動しないため、例えば、モータ１２０の最大トルクをより小さく設定することができ、モータ１２０、ひいては運動変換機構１４０およびブレーキ装置２を、より小型化することができる。なお、運動変換機構１４０を備えたブレーキ装置２以外の装置であっても、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、トルクリミッタ１８０は、第一伝達面１８１において回転中心Ａｘ（中心軸）の周方向に交互に設けられた複数の第一押圧面１８１ｂおよび第二押圧面１８１ｃと、第二伝達面１８２において周方向に交互に設けられた複数の第一受圧面１８２ｂおよび第二受圧面１８２ｃと、第一伝達面１８１および第二伝達面１８２のうち一方の伝達面（本実施形態では第一伝達面１８１）を他方の伝達面（本実施形態では第二伝達面１８２）に回転中心Ａｘの軸方向に押し付ける付勢部材１８３と、を有する。第一押圧面１８１ｂの数と第一受圧面１８２ｂの数とは同じである。第一押圧面１８１ｂは、第一回転方向Ｒ１を向くとともに周方向に対して鋭角の交差角度θ１（第一角度）で交差する。第二押圧面１８１ｃは、第一回転方向Ｒ１とは反対の第二回転方向Ｒ２を向くとともに周方向に対して交差角度θ１よりも大きい鋭角、直角、あるいは鈍角の交差角度θ２（第二角度）で交差する。第一受圧面１８２ｂは、第二回転方向Ｒ２を向くとともに周方向に対して鋭角の交差角度θ３（第三角度）で交差し、第三ギヤ１３３（第一回転部材）が第一回転方向Ｒ１に回転する場合に第一押圧面１８１ｂと接する。第二受圧面１８２ｃは、第一回転方向Ｒ１を向くとともに周方向に対して交差角度θ３よりも大きい鋭角、直角、あるいは鈍角の交差角度θ４（第四角度）で交差し、第三ギヤ１３３が第二回転方向Ｒ２に回転する場合に第二押圧面１８１ｃと接する。このような構成によれば、比較的簡素なかつ比較的小さな構成によって、トルクリミッタ１８０を実現することができる。なお、角度θ３，θ４は、例えば、第二押圧面１８１ｃと第二受圧面１８２ｃとの滑りによっては第一鋸歯１８１ａと第二鋸歯１８２ａとが周方向に相対的に乗り越えることができない角度に設定されうる。また、角度θ１〜θ４は、例えば、第二押圧面１８１ｃと第二受圧面１８２ｂｃとの間の最大伝達トルク（第二最大伝達トルク）が第一押圧面１８１ｂと第一受圧面１８２ｂとの間の最大伝達トルク（第一最大伝達トルク）よりも大きくなるよう、設定されてもよい。

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、直動部材に雄ねじが設けられ、回転部材に雌ねじが設けられてもよい。また、第一伝達面と第二伝達面の位置は逆であってもよい。また、トルクリミッタは、互いに接して回転する二つの部材に設けられればよく、実施形態には限定されない。また、回転直動変換機構は、実施形態のようなドラムブレーキへの適用のみには限定されず、ディスクブレーキにも適用されうる。この場合、例えば、回転直動変換機構の直動部材は、モータのロータと連動した回転部材の回転に応じて直動し、キャリパに設けられたシリンダ内で往復するピストンを押圧する。

また、上記実施形態における第三ギヤ１３３と回転部材１４１とが互いに異なる回転軸回りに回転してもよい。この場合、トルクリミッタは、例えば、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との間に介在してそれらの両方と噛み合うアイドラギヤを有し、伝達トルク（伝達力）が所定値以上となった場合にアイドラギヤがその径方向などにスライドして第三ギヤ１３３および回転部材１４１のうち少なくともいずれか一方と滑ることにより、第三ギヤ１３３と回転部材１４１との間での伝達トルクが制限されるよう、構成されてもよい。

１…ホイール、２…ブレーキ装置、３…ブレーキシュー（制動部材）、１２０…モータ、１３３…第三ギヤ（第一回転部材）、１４０…運動変換機構（回転直動変換機構）、１４１…回転部材（第二回転部材）、１４１ｄ…雄ねじ（一方のねじ）、１４２…直動部材、１４２ｄ…雌ねじ（他方のねじ）、１８０…トルクリミッタ、１８１…第一伝達面（一方の伝達面）、１８１ｂ…第一押圧面、１８１ｃ…第二押圧面、１８２…第二伝達面（他方の伝達面）、１８２ｂ…第一受圧面、１８２ｃ…第二受圧面、１８３…付勢部材、Ａｘ…回転中心（中心軸）、Ｄ１…方向（第一直動方向）、Ｄ２…方向（第二直動方向）、Ｒ１…第一回転方向（周方向）、Ｒ２…第二回転方向（周方向）。

Claims (5)

1. 中心軸回りに回転する第一回転部材と、
   前記第一回転部材と相対的に回転可能であるとともに、互いに噛み合う雄ねじおよび雌ねじのうち一方のねじを有し、前記第一回転部材と連動して前記中心軸回りに回転可能な第二回転部材と、
   前記雄ねじおよび雌ねじのうち他方のねじを有し、前記第二回転部材の回転に応じて直動する直動部材と、
   前記第一回転部材に設けられた第一伝達面と、前記第二回転部材に設けられ前記第一伝達面と接した第二伝達面と、を有し、前記第一伝達面と前記第二伝達面との間の伝達トルクが所定値以上である場合に前記第一伝達面と前記第二伝達面とが滑るよう構成されたトルクリミッタと、
   を備えた、回転直動変換機構。
2. 前記直動部材が第一直動方向へ移動する際に前記直動部材が受ける負荷が減少するとともに、前記直動部材が前記第一直動方向とは反対の第二直動方向へ移動する際に前記直動部材が受ける負荷が増大し、
   前記トルクリミッタは、前記第一回転部材が、前記直動部材が前記第一直動方向へ移動する第一回転方向に回転する場合に、作動する、請求項１に記載の回転直動変換機構。
3. 前記トルクリミッタは、前記第一回転部材が、前記第一回転方向に回転する場合にのみ作動するよう構成された、請求項２に記載の回転直動変換機構。
4. 前記第二回転部材は、前記中心軸回りに回転し、
   前記トルクリミッタは、
   前記第一直動方向および前記第二直動方向のうち一方を向いた前記第一伝達面において前記中心軸の周方向に交互に設けられたそれぞれ一つ以上の第一押圧面および第二押圧面と、
   前記第一直動方向および前記第二直動方向のうち他方を向いた前記第二伝達面において前記周方向に交互に設けられたそれぞれ一つ以上の第一受圧面および第二受圧面と、
   前記第一伝達面および前記第二伝達面のうち一方の伝達面を他方の伝達面に前記中心軸の軸方向に押し付ける付勢部材と、
   を有し、
   前記第一押圧面は、前記第一回転方向を向くとともに前記周方向に対して鋭角の第一角度で交差し、
   前記第二押圧面は、前記第一回転方向とは反対の第二回転方向を向くとともに前記周方向に対して前記第一角度よりも大きい第二角度で交差し、
   前記第一受圧面は、前記第二回転方向を向くとともに前記周方向に対して鋭角の第三角度で交差し、前記第一回転部材が前記第一回転方向に回転する場合に前記第一押圧面と接し、
   前記第二受圧面は、前記第一回転方向を向くとともに前記周方向に対して前記第三角度よりも大きい第四角度で交差し、前記第一回転部材が前記第二回転方向に回転する場合に前記第二押圧面と接する、請求項２または３に記載の回転直動変換機構。
5. ロータを有したモータと、
   請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の回転直動変換機構であって、前記第一回転部材が前記ロータと連動して回転する回転直動変換機構と、
   前記直動部材の直動に応じてホイールを制動する制動状態と前記ホイールの制動を解除した解除状態とを切り替える制動部材と、
   を備えたブレーキ装置。

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