JP2013076462A - ボールねじアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ボールねじアクチュエータは、電動モータとボールねじとを備える。ボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールと、ボールをボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路とを備え、ナットが電動モータにより回転駆動されるようになっている。そして、ボール循環路はナットと一体に形成され、ナットの外周には、電動モータの回転子が圧入嵌合されている。
【選択図】図1
Description
このナットへの回転子の取付については、圧入や、ロックナットによる固定(例えば特許文献2を参照)、スプライン嵌合(例えば特許文献3を参照)等により、回転子をコマ式のボールねじナットに直接取り付けることが行われてきた。
さらに特許文献4の製造方法では、型抜きでナットを製造するため、ナットの内周面全周に渡り雌ねじ溝が形成されている。即ち、ボールが転走しない雌ねじ溝が存在する。そのため、その雌ねじ溝が存在しない場合と比べて、ナットの強度が低くなるという問題があった。なお、上記と同様のことが、軸受をナットに嵌合する場合にも言える。
すなわち、本発明の一態様に係るボールねじアクチュエータは、電動モータとボールねじとを備えるボールねじアクチュエータにおいて、前記ボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路とを備え、前記ナットが前記電動モータにより回転駆動されるようになっており、前記ボール循環路は前記ナットと一体に形成され、前記ナットの外周には、前記電動モータの回転子が圧入嵌合されていることを特徴とする。なお、「ボール循環路はナットと一体に形成されている」とは、「ボール循環路が、ナットの内周面の一部を凹化させて形成した凹溝で構成されている」ことを意味する。
さらに、このボールねじアクチュエータは、前記ボール循環路を塑性加工により形成したものであることが好ましい。
この塑性加工は、円筒状のナット素材に内挿され、その軸方向に沿って移動するカムドライバと、前記ナット素材と前記カムドライバとの間に配置され、前記ボール循環路に対応する凸部が形成され、前記カムドライバの移動により前記凸部が前記ナットの径方向に移動するカムスライダと、を有するカム機構の金型を用いたプレス法を用いて行うことができる。
また、前記ボール循環路の一端から他端までを連結する部分にのみ前記ナットのねじ溝が形成されていることが好ましい。
さらに、前記ナットの外周面のうち、前記ナットの内周面に形成されている前記ねじ溝および前記ボール循環路に対向する部分を全て覆うように、前記電動モータの回転子が前記ナットの外周に圧入嵌合されていることが好ましい。
(構成)
図1は、本実施形態に係るボールねじアクチュエータを用いたブレーキ装置の構成を示す断面図である。図中、符号1は、車両の非回転部分に設けられる取付部材としてのキャリアである。該キャリア1は、例えば車両の非回転部分(図示せず)にボルト等を介して固着され、ディスク2の軸方向(インナ側からアウタ側)に向けて延びる一対の腕部(図示せず)を有している。
また、電動モータ12の回転子14は、後述のナット筒19の外周側に設けられたマグネット15等から構成されている。そして、電動モータ12は、外部配線16を介して固定子13側に通電を行うことにより、回転子14をインナ脚部7内で正方向,逆方向に回転駆動するものである。
ボールねじアクチュエータ11のナット筒19は、前述のように、ピストン21の外周に形成された螺旋状溝21Aに対向する螺旋状のねじ溝19Dを、ねじ穴19Aの内周面に有する。また、螺旋状溝21Aとねじ溝19Dとの間に転動自在に装填された複数のボール(図示せず)を、ボール転動領域の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路19Cを備える。
ボールは、ボール転動領域を移動しつつピストン21の回りを回ってボール転動領域の終点に至り、そこでボール循環路19Cの一方の端部から掬い上げられてボール循環路19C内を通り、ボール循環路19Cの他方の端部からボール転動領域の始点に戻されるようになっている。
さらに、ボール循環路19Cがナット筒19と一体に形成されているので、ナット筒19は薄肉である場合でも剛性が高い。そのため、従来のナットと比較すると、コンパクト化や軽量化が可能であるため、コンパクトなボールねじアクチュエータを簡単に得ることができる。
ここで、前述のナット筒19に形成されたねじ溝19Dは、ボール転動領域以外には設けられていない。すなわち、必要な部分にのみねじ溝19Dが形成されており、全周にねじ溝19Dを形成した場合のように不要な部分(ボールが転走しない部分)にはねじ溝19Dは形成されていないので、ナットは十分な強度を有している。
なお、ボールねじアクチュエータ11においては、ナット筒19の外周面のうち、ナット筒19の内周面に形成されているねじ溝19Dおよびボール循環路19Cに対向する部分を全て覆うように、電動モータ12の回転子14がナット筒19の外周に圧入嵌合されている構成としてもよい。
次に、上述のナット筒19を形成する方法を説明する。
まず、円筒素材に塑性加工、除去加工等を施すことにより、外周形状を成形したナット素材を形成し、その後、図2、3、4に示す方法で冷間鍛造によりナット素材にボール循環路19Cを形成する。以下、この鍛造方法を説明する。
平行面151a〜151cは、カムドライバ106の一側面が配置される面であり、平行面151aと平行面151bとの間に、段部151fが形成されている。貫通穴152は、この段部151fを下端として筒状部材105の径方向に貫通している。平行面151d,151eは、カムドライバ106の他側面が配置される面であり、平行面151dの平行面151cと対向する位置に、筒状部材105の径方向に貫通する貫通穴153が形成されている。平行面151dと平行面151eとの境界をなす段部151gが、貫通穴153の下端となっている。
カムドライバ106の平行面161cと筒状部材105の平行面151a、カムドライバ106の平行面161aと筒状部材105の平行面151c、カムドライバ106の平行面161eと筒状部材105の平行面151dが、それぞれ互いに接触する荷重受け面となっている。
この金型を用い、以下の方法で、ナット素材101の内面にボール循環路19Cを形成する。
さらに、上述のような方法に限らず、冷間鍛造でボール循環路を形成することによる加工硬化により、ボール循環路周辺の強度を向上することができる。また、金型の表面の粗さを小さくすることで、内面の粗さの小さいボール循環路を形成することができる。そのため、仕上げ加工を要することなく、ボールの循環性を向上できる。
本発明に係るボールねじアクチュエータは、上述のブレーキ装置以外にも好適に用いることができる。また、当業者が容易に想到できる範囲内で、適宜変更が可能である。
1B 補強部
2 ディスク
24 摩擦パッド
6 キャリパ
7 インナ脚部
8 爪部
9 ブリッジ部
10 蓋体
11 電動アクチュエータ
12 電動モータ
13 固定子
14 回転子
15 マグネット
16 外部配線
17 ボールねじ機構
18 軸受
19 ナット筒
19A ねじ穴
19B 鍔部
19C ボール循環路
19D ねじ溝
21 ピストン
21A 螺旋状溝
Claims (7)
- 電動モータとボールねじとを備えるボールねじアクチュエータにおいて、
前記ボールねじは、螺旋状のねじ溝を外周面に有するねじ軸と、前記ねじ軸のねじ溝に対向するねじ溝を内周面に有するナットと、前記両ねじ溝により形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された複数のボールと、前記ボールを前記ボール転動路の終点から始点へ戻し循環させるボール循環路とを備え、前記ナットが前記電動モータにより回転駆動されるようになっており、
前記ボール循環路は前記ナットと一体に形成され、前記ナットの外周には、前記電動モータの回転子が圧入嵌合されていることを特徴とするボールねじアクチュエータ。 - 前記ねじ軸の軸方向運動によりブレーキ装置の摩擦パッドを移動させることを特徴とする請求項1に記載のボールねじアクチュエータ。
- 前記ボール循環路を塑性加工により形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のボールねじアクチュエータ。
- 円筒状のナット素材に内挿され、その軸方向に沿って移動するカムドライバと、
前記ナット素材と前記カムドライバとの間に配置され、前記ボール循環路に対応する凸部が形成され、前記カムドライバの移動により前記凸部が前記ナットの径方向に移動するカムスライダと、
を有するカム機構の金型を用いたプレス法により、前記ボール循環路を形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。 - 前記ナットがクロム鋼、クロムモリブデン鋼、または炭素の含有量が0.4質量%以上0.6質量%以下の炭素鋼のいずれかで形成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。
- 前記ボール循環路の一端から他端までを連結する部分にのみ前記ナットのねじ溝が形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。
- 前記ナットの外周面のうち、前記ナットの内周面に形成されている前記ねじ溝および前記ボール循環路に対向する部分を全て覆うように、前記電動モータの回転子が前記ナットの外周に圧入嵌合されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のボールねじアクチュエータ。
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2012
- 2012-07-23 JP JP2012162868A patent/JP2013076462A/ja active Pending
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