JP2006009913A - 電動ブレーキの軸受構造および電動ブレーキ用複列スラスト針状ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動ブレーキの軸受構造の耐久性を高める。
【解決手段】 電動ブレーキは、電動ブレーキ内の回転体の回転軸線に対して交差する面に沿って延在する第１部材と、この第１部材に対してスラスト荷重を受けながら相対回転する第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置された複列スラスト針状ころ軸受１８０とを備える。複列スラスト針状ころ軸受は、軸受の径方向の外側に位置する外側ころ３０３と、軸受の径方向の内側に位置する内側ころ３０２と、外側ころ３０３および内側ころ３０２を保持する保持器３０１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や自動二輪車等の各種車両の電動ブレーキの軸受構造およびここに用いられるスラスト針状ころ軸受に関するものである。

各種車両の電動ブレーキは、例えば、特開２００３−２４７５７６号公報（特許文献１）および特開２０００−２３８６２８号公報（特許文献２）に開示されている。

特開２００３−２４７５７６号公報に開示された電動ブレーキでは、電動モータの駆動力で進退し摩擦パッドの押圧部材に押圧力を発生させる進退作動機構を設け、この進退作動機構によりディスクロータに摩擦パッドを押圧摺動させて制動を行なっている。電動ブレーキは、電動モータの駆動力を減速して進退作動機構に伝達する減速ギア機構を備える。電動モータは、摩擦パッドと、減速ギア機構との間に配置される。

上記の電動ブレーキにおいて、減速ギア機構は、電動モータにより回転駆動される遊星腕と、この遊星腕の外周部に回転可能に支持された遊星歯車と、遊星歯車に噛合う外歯を有する太陽歯車と、遊星歯車に噛合う外歯を有し太陽歯車に対面するように配置される減速歯車と、減速歯車と一体となって回転するボールねじナットとを備える。スラスト荷重が作用する太陽歯車と減速歯車との間に、スラスト針状ころ軸受が配置される。

スラスト針状ころ軸受は、軌道輪と、複数の針状ころと、保持器とからなり、単純な構造で高負荷容量と高剛性とを実現できるものとして知られている。また、スラスト針状ころ軸受は、軸方向の高さ（厚み）が小さい等の利点を有するので、省スペース化が要求される用途に広く使用されている。

特開２０００−２３８６２８号公報は、車両の一時停止状態、パーキングブレーキ作動などの一定条件のもとでブレーキ力を保持、解除できるブレーキ力保持装置を開示している。この公報に開示された装置にも、スラスト荷重を受けながら相対回転する部位に軸受が配置されている。
特開２００３−２４７５７６号公報 特開２０００−２３８６２８号公報

スラスト針状ころ軸受では、その基本構造に由来して、ころと軌道輪との間に差動すべりが生ずる。より詳しく説明すると、スラスト針状ころ軸受の場合、平面の軌道面を有する軌道輪の上に、転動体として円柱形状の針状ころを配置し、このころと軌道面とが線接触する構造になっている。軸受の回転中心と、ころの公転運動の中心とは一致する。ころは軸受の径方向に所定の長さを有しているが、ころの転動面上における周速度は、同じ速度である。一方、ころに転がり接触する軌道輪の軌道面は、軸受の回転中心から外径方向に向かうほど周速度は大きくなる。そのため、ころと軌道輪の軌道面との間の周速度差は、ころの両端部で最大となる。

理論上では、軸受のピッチ円上のみで純転がり運動を行い、ピッチ円上の点からころの両端部に向けて、ころと軌道面との周速度差が大きくなり、差動すべりが増大する。この差動すべりは、ころの長さに比例して大きくなる。

スラスト針状ころ軸受における差動すべりは、他の形式の軸受と比較して大きい。そのため、差動すべりが原因となって、ころのエッジ部と軌道輪との間でエッジ応力が発生しやすく、軌道輪のころ転走部のエッジ部に表面起点型の剥離が発生しやすくなる。

また、針状ころに差動すべりが発生すると、油膜切れが起こり、ころと軌道輪とが金属接触して発熱する。この発熱により、表面損傷や表面起点型の剥離が発生しやすくなる。このような傾向は、高速回転になればなる程、顕著となる。結果的に、軸受寿命が短くなることが認められる。

ころと、軌道輪の軌道面との間の差動すべりの影響を緩和する方策として、ころの長さを短くすることが考えられる。しかしながら、ころの長さを単純に短くすれば、ころの接触面積が小さくなるので、ころの接触面圧が増大し、ころ外面に早期剥離等の問題が生じるおそれがある。

従来の車両の電動ブレーキにおいては、スラスト荷重を受ける部位にスラスト針状ころ軸受を配置しているが、差動すべりの影響による表面起点型の早期剥離に対する課題解決が望まれる。客先のニーズとしては、軸受の耐ピーリング性の向上、および省燃費化による軸受の低トルク化がある。

この発明の目的は、電動ブレーキの軸受構造の耐久性を高めることである。

この発明の他の目的は、高荷重条件下での対応が可能な電動ブレーキ用スラスト針状ころ軸受を提供することである。

この発明に従った電動ブレーキの軸受構造は、電動ブレーキ内の回転体の回転軸線に対して交差する面に沿って延在する第１部材と、この第１部材に対してスラスト荷重を受けながら相対回転する第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置されたスラスト針状ころ軸受とを備える。スラスト針状ころ軸受は、軸受の径方向の外側に位置する外側ころと、軸受の径方向の内側に位置する内側ころと、外側ころおよび内側ころを保持する保持器とを備える。

上記構成の電動ブレーキの軸受構造によれば、軸受の径方向に複数のころを配置した複列スラスト針状ころ軸受を用いているので、１個当たりのころの長さを短くして差動すべりの影響を緩和することができる。従って、油膜切れに起因する金属接触を防ぎ、軸受部の発熱も抑制することができる。その結果、表面損傷や表面起点型の剥離を防止でき、軸受の耐久性を向上させることができる。さらに、発熱、表面損傷、剥離等を抑制できることから、高速化への対応が可能となる。

また、軸受の径方向に複列の針状ころを配置して差動すべりを抑制することにより、軸受は低トルクとなり、客先ニーズである省燃費化を実現することができる。

一つの実施形態では、スラスト針状ころ軸受の保持器は、周方向に間隔をあけて設けられた複数のポケットを含み、複数のポケットの各々に、外側ころおよび内側ころが収容されている。

他の実施形態では、スラスト針状ころ軸受の保持器は、軸受の径方向の外側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の外側ポケットと、軸受の径方向の内側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の内側ポケットとを含む。複数の外側ポケットの各々に、前記外側ころが収容され、複数の内側ポケットの各々に、内側ころが収容されている。

ころの端面形状に注目すると、外側ころはＦ端面（平面）またはＡ端面（丸面）を有し、内側ころはＦ端面またはＡ端面を有している。従って、外側ころの端面と内側ころの端面との組合せとして、Ｆ端面とＦ端面、Ａ端面とＡ端面、Ａ端面とＦ端面、Ｆ端面とＡ端面の４通りがある。好ましくは、Ｆ端面が低騒音、低トルクの面で有利である。

ころの長さに注目すると、外側ころと内側ころの長さを同じにしてもよいし、外側ころを内側ころよりも長くしてもよいし、外側ころを内側ころよりも短くしてもよい。

好ましくは、保持器のころ保持部の角部の形状を滑らかにだらす。このようにすれば、針状ころの表面に形成された潤滑油膜を切ることなく、針状ころを安定して案内保持することができる。

電動ブレーキは、例えば、電動モータの駆動力を減速する減速ギア機構を含む。減速ギア機構は、電動モータにより回転駆動される遊星腕と、この遊星腕の外周部に回転可能に支持された遊星歯車と、遊星歯車に噛合う外歯を有する太陽歯車と、遊星歯車に噛合う外歯を有し太陽歯車に対面するように配置される減速歯車と、減速歯車と一体となって回転するボールねじナットとを備える。このような構造の電動ブレーキにおいては、太陽歯車は上記の第１部材を構成し、減速歯車は上記の第２部材を構成する。言い換えれば、太陽歯車と減速歯車との間に、複列スラスト針状ころ軸受が配置される。

この発明に従った電動ブレーキ用複列スラスト針状ころ軸受は、電動ブレーキのスラスト荷重を受ける部位に配置されるものであり、軸受の径方向の外側に位置する外側ころと、軸受の径方向の内側に位置する内側ころと、外側ころおよび内側ころを保持する保持器とを備える。このような複列スラスト針状ころ軸受は、従来の単列ころ仕様のスラスト軸受に比べ、ピーリング寿命および軸受耐久性を向上させることができるので、ころのサイズを小さくしたり、ころの本数を減少させたりすることができる。保持器の１つのポケットに複数のころを配置する場合、ころの本数は減少しないが、ポケットの数は減少する。従って、軸受の軽量化・コンパクト化を図ることができる。言い換えれば、同一サイズの軸受であれば、複列ころ仕様のスラスト軸受は、従来の単列ころ仕様のスラスト軸受に比べ、高荷重条件下での対応が可能になる。また、電動ブレーキ装置全体のコンパクト化にも貢献できる。

この発明が適用されるべき電動ブレーキの一例の基本的な構造は、特開２００３−２４７５７６号公報に開示されたものである。まず、この電動ブレーキの基本的な構造を説明する。図１は、特開２００３−２４７５７６号公報の図１をほぼそのまま引用して示している。

図１に示す電動ブレーキの一構成要素であるブレーキディスクロータ１０１は、自動車の駆動輪に接続されて一体に回転するものである。タイヤホイール１０５の内側において、１対の摩擦パッド１０３，１０４がブレーキディスクロータ１０１の両側の摩擦面１０２に当接し得るように配置されている。また、ブレーキディスクロータ１０１に臨ませて、車両本体にブラケット１０６を固定し、この固定側からブレーキディスクロータ１０１の外周を跨いで反対側に掛けて突設したキャリパ支持腕に、摩擦パッド１０３，１０４を摺動可能に配置している。

ブラケット１０６のキャリパ支持腕に、摩擦パッド１０３，１０４をブレーキディスクロータ１０１に押し付けるキャリパボディ１０８を１対のスライドピンにて進退可能に連結している。このキャリパボディ１０８は、ブレーキディスクロータ１０１を挟んで、一方の摩擦パッド１０３の背面に配置する作用部１１０と、他方の摩擦パッド１０４の背面に配置する反力爪１１１を設けた反作用部１１２と、ブレーキディスクロータ１０１の外周を跨いで作用部１１０および反作用部１１２とを連結するブリッジ部１１３とで構成されている。

作用部１１０は、シリンダ１１４内に、電動モータ１１５と、摩擦パッド１０３，１０４の押圧力を発生させる進退作動機構としてのボールねじ機構１１６と、このボールねじ機構１１６に電動モータ１１５の駆動力を減速して伝達する減速ギア機構１１７とを収納している。この減速ギア機構１１７は、電動モータ１１５の駆動力により回動可能な遊星腕１１８と、この遊星腕１１８に回動可能に軸支した遊星歯車１２３と、この遊星歯車１２３を回動させる太陽歯車１２６とから構成されている。

遊星腕１１８内に、軸受部１５８を介してボールねじ機構１１６のボールねじナット１３４を、回動可能で進退不能に収納している。このボールねじナット１３４は、遊星腕１１８の径大部側に配置した後端外周に、太陽歯車１２６よりも歯数の少ない減速歯車１３５を固定している。この減速歯車１３５を、遊星歯車１２３の第２歯車部に噛合し、遊星歯車１２３の回動によってボールねじナット１３４の回動を可能としている。

また、ボールねじナット１３４の中央にボール溝を設け、複数のボール１３７を介してボールねじ軸１３８を進退可能に螺着している。このボールねじ軸１３８は、先端に、一方の摩擦パッド１０３の押圧部材として、平板状のパッド押圧板１４０を接続している。このパッド押圧板１４０にて、摩擦パッド１０３を、広い面積で一部に押圧力を集中することなく押圧して、ブレーキディスクロータ１０１に平行に押し付け可能としている。

自動車の運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動操作を行なうと、この踏み込み量に応じて電動モータ１１５が駆動し、遊星腕１１８がシリンダ１１４内を回動する。この遊星腕１１８の回動により、太陽歯車１２６に第１歯車部を噛合する遊星歯車１２３が、太陽歯車１２６の外周を回動する。この遊星歯車１２３の回動により、第２歯車部に減速歯車を噛合するボールねじナット１３４が回動する。

ボールねじ機構１１６の作用により、回動力がボールねじ軸１３８の摺動力に変換され、パッド押圧板１４０を介して作用部１１０側の摩擦パッド１０３を押圧摺動し、ブレーキディスクロータ１０１に押し付ける。さらに、ボールねじ軸１３８の摺動の反力で、キャリパボディ１０８が後退するので、反作用部１１２の反力爪１１１が、反作用部１１２側の摩擦パッド１０４を押圧摺動し、ブレーキディスクロータ１０１に押し付けることにより、制動が行なわれる。

本発明の実施形態として、図１に示す構造の電動ブレーキの特徴は、対面して相対回転する太陽歯車１２６と減速歯車１３５との間に、複列スラスト針状ころ軸受１８０を配置した点にある。

この発明が適用されるべき電動ブレーキの他の例の基本的な構造は、特開２０００−２３８６２８号公報に開示されたものである。まず、この電動ブレーキの基本的な構造を説明する。図２は、特開２０００−２３８６２８号公報の図１をほぼそのまま引用して示している。

図２において、２０１はシリンダ部材としてのキャリパであり、このキャリパ２０１にはシリンダ２０３が形成され、シリンダ２０３内に摺動自在にピストン２０２が配置されている。ピストン２０２とキャリパ２０１には、ブレーキ部材としてのブレーキパッド２０４Ａ，２０４Ｂが設けられ、これらのブレーキパッド２０４Ａ，２０４Ｂ間に被制動部材としてのブレーキディスクロータＲが配置されている。なお、ピストン２０２の凹部にブレーキパッド２０４Ａの突起２０４Ｃが係合していることによってピストン２０２の回転が規制されている。

キャリパ２０１に形成した段付シリンダ２０３内にはピストン２０２によって区画された液圧室２０５が形成されており、液圧室２０５はシール部材２０６，２０７によって液密状態にシールされている。液圧室２０５はキャリパ２０１に形成した通路２０８を介してマスターシリンダに連通しており、マスターシリンダで液圧が発生するとその液圧によってピストン２０２が図中左方に移動し、ブレーキパッド２０４ＡがブレーキディスクロータＲに押圧され、その反作用でキャリパ２０１が右方へ移動し、ブレーキパッド２０４ＢがブレーキディスクロータＲに押圧されブレーキが働く。

ピストン２０２の中央部には有底円筒状の収納部２０９が形成されており、この収納部２０９の底部を形成する壁面の中央部には円錐状凸部２１０が形成されている。この凸部２１０に対向してピストン２０２の軸長方向には第１部材としてのスクリューシャフト２１１が配置され、スクリューシャフト２１１の端部に一体に設けたスクリューシャフト頭部２１２には前述の凸部２１０に対向して、凸部２１０と嵌合可能な円錐状凹部２１２ａが形成され、この凸部２１０および凹部２１２ａによって摩擦クラッチが構成されている。スクリューシャフト頭部２１２は、軸受２１３を介して収納部２０９内に配置した支持部材２１４に当接している。収納室２０９の内周面には支持部材２１４と当接する止め輪２１５が固定されている。

スクリューシャフト２１１には可逆ネジが形成されており、可逆ネジには回転自在に第２部材としてのナット部材２１６が螺合して設けられ、ナット部材２１６の大径部２１６ａは軸受２１７を介してキャリパ２０１側に形成した保持部２１８に回転自在に軸支されている。ナット部材２１６の小径部２１６ｂ外周には周方向に凹状をした係合部２１６ｃが等ピッチで多数形成されている。なお、前述のスクリューシャフト２１１とナット部材２１６との組み合わせにより所謂ストラット機構を構成している。

係合部２１６ｃに対向して、揺動自在のロック部材２１９が配置されており、ロック部材２１９にはロック部材２１９を揺動するための電動アクチュエータ２２０の出力軸２２０ａが結合されている。電動アクチュエータ２２０が作動し出力軸２２０ａが回転し、ロック部材２１９が揺動してナット部材に形成した係合部２１６ｃと嵌合するとナット部材２１６の回転が禁止されるようになっており、ナット部材２１６とロック部材２１９と電動アクチュエータ２２０とによってロック手段が形成される。ロック手段は通常時には係合が解除された状態となっており、図示せぬ電子制御装置からの指令によって電動アクチュエータ２２０が作動すると、ロック状態となり、所定時間経過後、電動アクチュエータ２２０への通電が止められ、ロック状態はナット部材２１６とロック部材２１９との係合によって機械的に維持される。このロック状態は、車両の発進操作によって電動アクチュエータ２２０が作動しロック部材２１９が初期状態に復帰することで解除される。

図２に示したブレーキ装置の作動を説明する。図示せぬブレーキペダルを踏み込みマスターシリンダに液圧が発生すると、その液圧が液圧室２０５内に流入し、ピストン２０２を図中左方に移動し、ピストン２０２に設けたブレーキパッド２０４ＡをブレーキディスクロータＲに押圧し、この時の反力によってキャリパ２０１側のブレーキパッド２０４ＢもブレーキディスクロータＲに押圧されてブレーキ力が働く。また、ピストン２０２の移動により止め輪２１５を介して支持部材２１４が左方に押され、これによって軸受２１３を介してスクリューシャフト頭部２１２も図中左方に移動する。この時には凸部２１０および凹部２１２ａからなる摩擦クラッチはまだ非接続状態であり、スクリューシャフト２１１はナット部材２１６に対して回転しながら左方に移動する。

車両が停止すると、この状態を車輪速度センサ（図示せず）よりの信号により検知し、電子制御装置によってブレーキ力保持の制御フローが開始され、電動アクチュエータ２２０が作動する。電動アクチュエータ２２０の作動によりロック部材２１９が揺動し、ナット部材２１６に形成した係合部２１６ｃに係合し、ナット部材２１６の回転が規制される。この状態でブレーキペダルを緩めると、ブレーキ液圧が減圧し、シール部材２０６、２０７の弾性復元内でピストン２０２が右方に戻ろうとするが、直ちに凸部２１０および凹部２１２ａとからなる摩擦クラッチが係合し、スクリューシャフト２１１が回転できぬ状態となり、さらにこの状態でスクリューシャフト２１１は右方に移動しようとする。ここでスクリューシャフト２１１は可逆ネジであるので、スクリューシャフト２１１の移動によりナット部材２１６を回転しながら戻ろうとするが、ナット部材２１６はロック部材２１９によって回転が規制されるため（ロック状態となる）、スクリューシャフト２１１は移動することができず、これによってブレーキ作動状態が保持される。電動アクチュエータは、ナット部材２１６とロック部材２１９が係合しロック状態となると通電が止められ、ロック状態はナット部材２１６とロック部材２１９との係合によって機械的に維持される。

本発明の実施形態として、図２に示す構造の電動ブレーキの特徴は、スラスト荷重を受ける軸受２１３および軸受２１７として、複列スラスト針状ころ軸受を用いた点にある。

なお、本発明が適用されるべき電動ブレーキの基本構造は、上述したものに限定されるのではない。本発明者が意図する電動ブレーキは、必須の構成要素として、電動ブレーキ内の回転体の回転軸線に対して交差する面に沿って延在する第１部材と、この第１部材に対してスラスト荷重を受けながら相対回転する第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置された複列スラスト針状ころ軸受とを備えていればよい。

図３〜図５は、それぞれ、電動ブレーキに使用されるべき複列スラスト針状ころ軸受の実施形態を示している。また、図６〜図８は、それぞれ、異なったころの配置形態を示している。これらの図において、同一の参照番号は、同一または相当の要素を示すものである。また、これらの図では、軸受の軌道輪の図示を省略している。

まず、図３を参照して、複列スラスト針状ころ軸受の基本構造を説明する。複列スラスト針状ころ軸受は、固定側軌道輪（図示省略）と、回転側軌道輪（図示省略）と、両軌道輪の間に配置されて保持器３０１によって保持された複数のころ３０２，３０３とを備える。ころ３０２，３０３は、軸受の径方向に複数配置されている。ころ３０２は径方向に見て内側に配置され、ころ３０３は径方向に見て外側に配置されている。従って、以下の説明では、内側ころ３０２および外側ころ３０３と呼ぶ。

内側ころ３０２および外側ころ３０３を配置する形態として、基本的には図６〜図８に示す３種類のものがある。

図６に示す保持器３０１は、周方向に間隔をあけて設けられた複数のポケット３１１を含み、各ポケット３１１内に内側ころ３０２と外側ころ３０３とが配置されている。

図７に示す保持器３０１は、軸受の径方向の外側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の外側ポケット３１２と、軸受の径方向の内側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の内側ポケット３１３とを含み、複数の外側ポケット３１２の各々に外側ころ３０３が収容され、複数の内側ポケット３１３の各々に内側ころ３０２が収容されている。図７に示す形態では、内側ころ３０２の数と、外側ころ３０３の数とが同じである。

図８に示す保持器３０１は、図７に示した保持器と同様に、軸受の径方向の外側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の外側ポケット３１２と、軸受の径方向の内側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の内側ポケット３１３とを含み、複数の外側ポケット３１２の各々に外側ころ３０３が収容され、複数の内側ポケット３１３の各々に内側ころ３０２が収容されている。図８に示す形態では、内側ころ３０２の数と、外側ころ３０３の数とが異なっている。具体的には、図示した形態では、外側ころ３０３の数が内側ころ３０２よりも多くなっている。

なお、図６〜図８に示す形態では、径方向に２個のころを配置しているが、径方向に３個以上のころを配置することもある。また、スラスト針状ころ軸受は、必ずしも固定側軌道輪および回転側軌道輪を有しておらず、組み込まれるべき部材の相手側に直接転走面を有する構造のものでもよい。

図３〜図５に示す各実施形態において、相違しているのは保持器３０１の形態だけである。図３および図５に示す実施形態では、保持器３０１は、上下に重ね合わせて接合される板状の第１部材３０１ａと第２部材３０１ｂとからなる。図３に示す保持器３０１の場合、第１部材３０１ａの外周部分を折り曲げて第２部材３０１ｂの外周部をかしめて挟持するようにし、第２部材３０１ｂの内周部分を折り曲げて第１部材３０１ａの内周部をかしめて挟持するようにしている。

図５に示す保持器３０１の場合、リング状の第１部材３０１ａの外周部および内周部を第２部材３０１ｂ側に向かって折り曲げ、第２部材３０１ｂの外周部および内周部を第１部材３０１ａ側に向かって折り曲げている。第１部材３０１ａの折り曲げ外周部および内周部は、第２部材３０１ｂの折り曲げ外周部および内周部内に嵌め入れられている。

図４に示す保持器３０１は、例えば樹脂によって形成された単一部品である。

外側ころ３０３および内側ころ３０２の端面形状に注目すると、外側ころはＦ端面（平面）またはＡ端面（丸面）を有し、内側ころはＦ端面またはＡ端面を有している。したがって、外側ころの端面と内側ころの端面との組合せとして、以下の４通りがある。

（１）外側ころ３０３がＦ端面で、内側ころ３０２がＦ端面。

（２）外側ころ３０３がＦ端面で、内側ころ３０２がＡ端面。

（３）外側ころ３０３がＡ端面で、内側ころ３０２がＦ端面。

（４）外側ころ３０３がＡ端面で、内側ころ３０２がＡ端面。

外側ころ３０３および内側ころ３０２の長さに注目すると、通常は、両者を同じ長さにする。ただ、使用条件によって、両者の長さを異ならせる場合もある。具体的には、面圧が高くなる使用条件では、内側ころ３０２の長さを外側ころ３０３よりも長くすることがある。また、ころの滑りが大きくなる使用条件では、外側ころ３０３の長さを内側ころ３０２よりも長くすることがある。

保持器のころ保持部の形状に注目すると、針状ころを側面から抱える角部を滑らかにだらすようにするのが好ましい。このようなだらした保持部で針状ころを抱えるようにすれば、潤滑油膜を切ることなく、針状ころを安定して案内保持することができる。

また、ころの形状に注目すると、外側ころ３０３および内側ころ３０２の少なくとも一方のころにクラウニングを形成するようにしてもよい。このようにすれば、クラウニング形状の付加によりころの有効長さを短くして差動すべり減少効果を高めることができる。さらに、クラウニング形状でのエッジ部での負荷が軽減される効果もあり、軸受の摩擦トルクを減少させることができる。

複列スラスト針状ころ軸受が軌道輪を有する場合、この軌道輪が、少なくとも表層０．１ｍｍの深さまで粒径０．６μｍ以上の炭化物を単位面積当たり１００００個／ｍｍ^２ 以上、４００００個／ｍｍ^２ 未満有するようにしてもよい。このような軌道輪であれば、炭化物が変形抵抗として働くため、表層の材料強度を向上させる。さらに、ころと軌道輪との間の差動すべりや潤滑不良によって、軌道輪表面が発熱しても塑性流動の発生を抑制することができる。なお、軌道輪は必ずしも必要ではなく、複列スラスト針状ころ軸受が配置される相手部材に直接、転走面を形成して軌道輪を省略してもよい。

図９〜図１５を参照して、電動ブレーキ用複列スラスト針状ころ軸受の詳細構造を例示的に説明する。

図９は、本発明の実施形態である電動ブレーキ用複列スラスト針状ころ軸受の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図、そして（ｄ）は（ａ）のポケット部の要部拡大図、（ｅ）は（ｂ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った拡大断面図である。

この複列スラスト針状ころ軸受１は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器３、４とからなっている。ここで、２枚の保持器３、４のそれぞれは、径方向において針状ころ２の長さＬよりも長い矩形状の複数のポケット５、６を有し、冷間圧延鋼鈑（ＳＰＣＣ）からなる鋼鈑をプレス加工にて形成している。各ポケット５、６の両側縁には対向する方向に突出するころ保持部５ａ、６ａを形成し、これらころ保持部５ａ、６ａで針状ころ２を上下方向に挟んで保持している。なお、保持器３、４は、これ以外にも例えば、ＳＣＭ４１５等の帯鋼をプレスで絞り成形しても良い。

針状ころ２は、外径側の針状ころ２ａと内径側の針状ころ２ｂで構成し、ポケット５、６内に複列で配置している。各針状ころ２ａ、２ｂにおいて、外径側部分と内径側部分との公転周速差が小さくなり、軌道面（図示せず）との滑りが抑制されるので、接触部の発熱が少なく、表面損傷や表面起点型の剥離を防止することができる。なお、ここでは複列の針状ころ２ａ、２ｂの長さを同一としているが、外径側の針状ころ２ａを内径側の針状ころ２ｂよりも長く、例えば１．２倍の長さにすることにより、外径側の負荷容量を上げるようにしても良い。また、針状ころ２ａ、２ｂの端面形状はフラットなＦ端面としたが、これ以外にも凸球状のＡ端面、あるいはＦ端面とＡ端面の組合せであっても良い。

図９の（ｄ）に示すように、ころ保持部５ａ、６ａの径方向の長さＬａはころ長さＬよりも短く形成し、ころ保持部５ａ、６ａの両端に形成された凹部５ｂ、６ｂによって潤滑油が容易に通過することができる。

また、図９の（ｅ）に示すように、ころ保持部５ａ、６ａの角部は、プレスでポケット５、６を打抜きする際にだらして形成するか、打抜き後、内縁部を面押し加工により角部を滑らかにだらしている。針状ころ２ａ、２ｂの表面に形成された潤滑油膜を切ることなく、針状ころ２ａ、２ｂを安定して案内保持することができる。

２枚の保持器３、４のうち、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向外側は、図９の（ｃ）に示すように、ころ保持部５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部３ａと、この傾斜延出部３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部３ｂとで構成されている。また、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向内側は、同じくころ保持部５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部３ｃと、この傾斜延出部３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部３ｄとで構成されている。

また、上側保持器３と同一型でポケット抜きされた下側保持器４のころ保持部６ａの径方向外側は、ころ保持部６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部４ａと、この傾斜延出部４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部４ｂとで構成されている。また、上側保持器４のころ保持部６ａの径方向内側は、同じくころ保持部６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部４ｃと、この傾斜延出部４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部４ｄとで構成されている。

２枚の保持器３、４は、外側板部３ｂ、４ｂを互いに上下方向に重合させると共に、外側板部４ｂの最外端部を上方向に折り曲げて加締部７を形成している。また、内側板部３ｃ、４ｃも互いに上下方向に重合させると共に、内側板部３ｄの最内端部を下方向に折り曲げて加締部８を形成している。これら加締部７、８により、２枚の保持器３、４は内外端部を加締固定して強固に一体化されているため、運転中においても２枚の保持器３、４は分離することはない。また、外側板部３ｂ、４ｂおよび内側板部３ｄ、４ｄでは、針状ころ２の端面とポケット５、６との接触面積を広くとることができ、ドリリング摩耗を抑制することができる。

２枚の保持器３、４を固定した状態では、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａに対して、径方向の外側部分、内側部分とも上下方向の厚さＴ_１、Ｔ_２は、傾斜延出部３ａ、４ａおよび３ｃ、４ｃが存在することから、ころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ_０よりも薄い。

以上の構成を有するスラスト針状ころ軸受１は、図１０に示すように、第１軸（回転軸）９の軌道面９ａと、第２軸（固定軸）１０の軌道面１０ａとの間を針状ころ２が転動するように、上側保持器３の加締部８を案内面としてすきまばめされる。第１軸９が回転すると、保持器３、４もこの第１軸９とともに回転し、針状ころ２が第１軸９の軌道面９ａと第２軸１０の軌道面１０ａとの間を転動する。ここで、図示しない油圧供給源から油路を経由してスラスト針状ころ軸受１内に供給される。

潤滑油は、油路を矢印ａのように通ってから第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向内側部分との間を矢印ｂのように通る。その後、潤滑油は、針状ころ２の周囲および保持器３、４で形成される空間内を矢印ｃのように通って、針状ころ２の側面と保持器３、４のころ保持部５ａ、６ｂとの間、針状ころ２の端面との間、および針状ころ２の側面と軌道面９ａ、１０ａとの間を潤滑し、第２軸１０の軌道面１０ａと保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の外側部分との間、および第１軸９の軌道面９ａと保持器３のころ保持部５ａに対して径方向の外側部分との間を通って矢印ｄのように排出される。

この潤滑油による各部の潤滑に際し、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａに対して、径方向の外側部分、内側部分の上下方向の厚さＴ_１、Ｔ_２をころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ_０よりも薄く形成しているため、第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の内側部分との間の空間の断面積が従来に比べて大きくなり、潤滑油の流出性だけでなく流入性も向上している。したがって、軸受各部の焼付きを確実に防止することができると共に、針状ころ２の端面と保持器３、４のポケット５、６とのドリリング摩耗を抑制することができる。また、保持器３、４によって潤滑油の通過が遮られ難くなるため潤滑油が滞留し難くなり、油温の上昇を抑制することができ、保持器の強度アップと相俟って軸受の耐久性を一層向上させることができる。

なお、２枚の保持器の径方向の最外端部および最内端部のうち、少なくとも最内端部を固定するとともに、この保持器の全周に亘って表面硬さ６００Ｈｖ以上の硬化層を形成するようにしてもよい。このようにすれば、針状ころの端面と保持器のポケットのドリリング摩耗や案内面の摩耗を抑制することができる。従って、保持器の強度アップと相俟って軸受の耐久性を一層向上させることができる。

なお、上記においては、保持器３または４の最外端部もしくは最内端部を、部分的にまたは全周において図１１の（ａ）に示すようにＣ字状に折り曲げることにより加締める場合について説明したが、折り曲げによる加締めの形状はこれに限定されず、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すような形状であってもよい。

図１２は、樹脂製の保持器４０３を採用した複列スラスト針状ころ軸受４０１の一部分を示している。保持器４０３は、針状ころ４０２の径方向の長さＬよりも長い矩形状の複数のポケット４０５を有している。各ポケット４０５の両側縁には、対向する方向に突出するころ保持部４０５ａ，４０５ｂが形成されている。これらころ保持部４０５ａ，４０５ｂによって針状ころ４０２が保持されている。

図１３は、図１２のポケット部分を拡大した平面図であり、図１４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。針状ころ４０２は、外径側の針状ころ４０２ａと内径側の針状ころ４０２ｂとで構成され、ポケット４０５内に複列で配置されている。

ここで、ころ保持部４０５ａ，４０５ｂの径方向の長さＬａはころ長さＬよりも短く形成されることで、ころ保持部４０５ａ，４０５ｂの両端に形成された凹部４０５ｃによって潤滑油を容易に通過させることができる。

図１５は、本発明の一実施形態における複列スラスト針状ころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。複列スラスト針状ころ軸受４０１は、回転軸４０９の軌道面４０９ａと、固定軸４１０の軌道面４１０ａとの間を針状ころ４０２が転動するように、保持器４０３の内端部４０３ａを案内面としてすきまばめされる。回転軸４０９が回転すると、保持器４０３もこの回転軸４０９とともに回転し、針状ころ４０２が回転軸４０９の軌道面４０９ａと固定軸４１０の軌道面４１０ａとの間を転動する。ここで、図示しない油圧供給源から油路を経由して複列スラスト針状ころ軸受４０１内に潤滑油が供給される。

潤滑油は、油路を矢印ａのように通ってから、固定軸４１０の軌道面４１０ａと、保持器４０３の下側のころ保持部４０５ｂに対して径方向内側部分との間を矢印ｂのように通る。その後、潤滑油は、針状ころ４０２の周囲および保持器４０３で形成される空間内を矢印ｃのように通って、針状ころ４０２の側面と保持器４０３のころ保持部４０５ａ，４０５ｂとの間、針状ころ４０２の端面の間、および針状ころ４０２の側面と軌道面４０９ａ，４１０ａとの間を潤滑する。そして、固定軸４１０の軌道面４１０ａと、保持器４０３のころ保持部４０５ｂに対して径方向の外側部分との間、および回転軸４０９の軌道面４０９ａと保持器４０３のころ保持部４０５ａに対して径方向の外側部分との間を通って矢印ｄのように排出される。

保持器４０３は、例えば、ポリフェニレンサルファイドにグラスファイバを含む合成樹脂よりなっている。ポリフェニレンサルファイドは加水分解しない性質を有しているので、水分を多く含む雰囲気中でスラスト針状ころ軸受が使用される場合において、保持器が水分を吸収しにくく、保持器の寸法変化および強度低下が防止される。また、グラスファイバは高い機械的強度を有しているので、これを含むことにより保持器の強度および耐熱性を向上することができる。また、ポリフェニレンサルファイドにグラスファイバを含む合成樹脂は、加熱により溶融しやすく、かつ冷却により固化しやすいので、射出成形により保持器を製造することに適している。さらに、ポリフェニレンサルファイドにグラスファイバを含む合成樹脂は耐薬品性、耐油性に優れているので、薬品や油が付着する雰囲気中においてスラスト針状ころ軸受を使用することが可能となる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変更を加えることが可能である。

この発明は、各種車両の電動ブレーキに有利に適用され得る。

電動ブレーキの一例を示す断面図である。 電動ブレーキの他の例を示す断面図である。 電動ブレーキに使用されるべき複列スラスト針状ころ軸受の一形態を示す断面図である。 電動ブレーキに使用されるべき複列スラスト針状ころ軸受の他の形態を示す断面図である。 電動ブレーキに使用されるべき複列スラスト針状ころ軸受のさらに他の形態を示す断面図である。 複数のころの配置形態の一例を示す平面図である。 複数のころの配置形態の他の例を示す平面図である。 複数のころの配置形態のさらに他の例を示す平面図である。 複列スラスト針状ころ軸受を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図、（ｄ）は（ａ）のポケット部の要部拡大図、（ｅ）は（ｂ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った断面図である。 複列スラスト針状ころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。 保持器の最外端部もしくは最内端部における加締めのための折り曲げ形状の種々のタイプを示す断面図である。 保持器の要部斜視図である。 保持器のポケット部分を拡大した平面図である。 図１３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 複列スラスト針状ころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。

符号の説明

１８０、２１３，２１７ 複列スラスト針状ころ軸受、３０１ 保持器、３０１ａ 第１部材、３０１ｂ 第２部材、３０２ 内側ころ、３０３ 外側ころ、３１１ ポケット、３１２ 外側ポケット、３１３ 内側ポケット。

Claims (10)

1. 電動ブレーキ内の回転体の回転軸線に対して交差する面に沿って延在する第１部材と、
   前記第１部材に対してスラスト荷重を受けながら相対回転する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に配置されたスラスト針状ころ軸受とを備え、
   前記スラスト針状ころ軸受は、軸受の径方向の外側に位置する外側ころと、軸受の径方向の内側に位置する内側ころと、前記外側ころおよび前記内側ころを保持する保持器とを備える、電動ブレーキの軸受構造。
2. 前記保持器は、周方向に間隔をあけて設けられた複数のポケットを含み、
   前記複数のポケットの各々に、前記外側ころおよび前記内側ころが収容されている、請求項１に記載の電動ブレーキの軸受構造。
3. 前記保持器は、軸受の径方向の外側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の外側ポケットと、軸受の径方向の内側の位置で周方向に間隔をあけて設けられた複数の内側ポケットとを含み、
   前記複数の外側ポケットの各々に、前記外側ころが収容され、
   前記複数の内側ポケットの各々に、前記内側ころが収容されている、請求項１に記載の電動ブレーキの軸受構造。
4. 前記外側ころはＦ端面またはＡ端面を有し、前記内側ころはＦ端面またはＡ端面を有している、請求項１〜３のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
5. 前記外側ころと前記内側ころとは、同じ長さを有している、請求項１〜４のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
6. 前記外側ころは、前記内側ころよりも長い、請求項１〜４のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
7. 前記外側ころは、前記内側ころよりも短い、請求項１〜４のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
8. 前記保持器のころ保持部の角部を滑らかにだらしている、請求項１〜７のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
9. 前記電動ブレーキは、電動モータの駆動力を減速する減速ギア機構を含み、
   前記減速ギア機構は、電動モータにより回転駆動される遊星腕と、この遊星腕の外周部に回転可能に支持された遊星歯車と、前記遊星歯車に噛合う外歯を有する太陽歯車と、前記遊星歯車に噛合う外歯を有し前記太陽歯車に対面するように配置される減速歯車と、前記減速歯車と一体となって回転するボールねじナットとを備え、
   前記太陽歯車は前記第１部材を構成し、前記減速歯車は前記第２部材を構成する、請求項１〜８のいずれかに記載の電動ブレーキの軸受構造。
10. 電動ブレーキのスラスト荷重を受ける部位に配置されるものであり、軸受の径方向の外側に位置する外側ころと、軸受の径方向の内側に位置する内側ころと、前記外側ころおよび前記内側ころを保持する保持器とを備えた、電動ブレーキ用複列スラスト針状ころ軸受。

Images