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▶ ジェイテクト ベアリングス ノースアメリカ、エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024028230
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】ウォブル・ジョイントを有するリニア・アクチュエータ
(51)【国際特許分類】
F16H 25/24 20060101AFI20240222BHJP
F16H 25/22 20060101ALI20240222BHJP
B60T 13/74 20060101ALI20240222BHJP
F16D 65/18 20060101ALI20240222BHJP
F16D 121/24 20120101ALN20240222BHJP
F16D 125/40 20120101ALN20240222BHJP
【ＦＩ】
F16H25/24 A
F16H25/22 F
B60T13/74 G
F16D65/18
F16D121:24
F16D125:40
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023134244
(22)【出願日】2023-08-21
(31)【優先権主張番号】63/399,343
(32)【優先日】2022-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】523318512
【氏名又は名称】ジェイテクト ベアリングス ノースアメリカ、エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジャスティン ケイ． ブルベイカー
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアム エイ． ダルメス
【テーマコード（参考）】
3D048
3J058
3J062
【Ｆターム（参考）】
3D048BB21
3D048CC49
3D048HH18
3J058AA48
3J058AA53
3J058AA63
3J058AA69
3J058AA78
3J058AA87
3J058BA01
3J058CC15
3J058CC63
3J062AA01
3J062AB22
3J062AC07
3J062BA16
3J062BA31
3J062BA35
3J062CD12
3J062CD45
(57)【要約】
【課題】従来のねじ式アクチュエータにおけるジョイントの課題を解決解決すること。
【解決手段】本発明によれば、ねじ式リニア・アクチュエータが、支持構造と、支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトとを有する。ナットがねじシャフトの上に設置され、それにより、ねじシャフトの回転が、ねじシャフトに沿ったナットの軸方向移動を生じさせる。加えて、ねじシャフトが、第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する。スラスト・フランジが、ねじシャフトと共に回転するためにねじシャフトの上に位置しており、またスラスト・フランジが第２の半径を有する第２の環状接触面を有しており、第１の環状接触面が第２の環状接触面に係合する。
【選択図】図５Ａ
【解決手段】本発明によれば、ねじ式リニア・アクチュエータが、支持構造と、支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトとを有する。ナットがねじシャフトの上に設置され、それにより、ねじシャフトの回転が、ねじシャフトに沿ったナットの軸方向移動を生じさせる。加えて、ねじシャフトが、第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する。スラスト・フランジが、ねじシャフトと共に回転するためにねじシャフトの上に位置しており、またスラスト・フランジが第２の半径を有する第２の環状接触面を有しており、第１の環状接触面が第２の環状接触面に係合する。
【選択図】図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持構造と、
前記支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられるナットであって、それにより、前記ねじシャフトの回転が、前記ねじシャフトに沿った前記ナットの軸方向移動を生じさせる、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフトの上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと
を有する、ねじ式リニア・アクチュエータ。
前記支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられるナットであって、それにより、前記ねじシャフトの回転が、前記ねじシャフトに沿った前記ナットの軸方向移動を生じさせる、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフトの上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと
を有する、ねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項2】
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有する、請求項１に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項3】
前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、請求項２に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項4】
前記第２の半径が前記第１の半径より大きい、請求項３に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項5】
前記スラスト・フランジと前記支持構造との間に位置するスラスト軸受をさらに有する、請求項１に記載のねじ式アクチュエータ。
【請求項6】
前記支持構造に固定された軸受ディスクをさらに有する、請求項５に記載のねじ式アクチュエータ。
【請求項7】
前記リニア・アクチュエータがボールねじ組立体を有し、前記ボールねじ組立体が、前記ねじシャフト内及び前記ナット内に画定された対向するボール・トラックの間に位置する複数のボールを有する、請求項１に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項8】
前記ボールねじ組立体が非再循環ボールねじ組立体を有する、請求項７に記載のねじ式アクチュエータ。
【請求項9】
前記ナットにより軸方向に移動可能であるブレーキ・ピストンをさらに有する、請求項１に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項10】
支持構造と、
前記支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられるナットであって、それにより、前記ねじシャフトの回転が、前記ねじシャフトに沿った前記ナットの軸方向移動を生じさせる、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフトの上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと、
前記スラスト・フランジと前記支持構造との間に位置するスラスト軸受と
を有する、ねじ式リニア・アクチュエータであって、
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、ねじ式リニア・アクチュエータ。
前記支持構造に対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられるナットであって、それにより、前記ねじシャフトの回転が、前記ねじシャフトに沿った前記ナットの軸方向移動を生じさせる、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフトの上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと、
前記スラスト・フランジと前記支持構造との間に位置するスラスト軸受と
を有する、ねじ式リニア・アクチュエータであって、
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、ねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項11】
前記第２の半径が前記第１の半径より大きい、請求項１０に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項12】
前記支持構造に固定された軸受ディスクをさらに有する、請求項１１に記載のねじ式アクチュエータ。
【請求項13】
前記リニア・アクチュエータがボールねじ組立体を有し、前記ボールねじ組立体が、前記ねじシャフト内及び前記ナット内に画定された対向するボール・トラックの間に位置する複数のボールを有する、請求項１０に記載のねじ式リニア・アクチュエータ。
【請求項14】
前記ボールねじ組立体が非再循環ボールねじ組立体を有する、請求項１３に記載のねじ式アクチュエータ。
【請求項15】
ブレーキ・シリンダを有するボディを有するブレーキ・キャリパーと、
前記ブレーキ・シリンダ内に位置するピストンと、
前記ピストンの端部に対して固定された第１のパッドと、
前記第１のパッドに対向する第２のパッドと、
ねじ式リニア・アクチュエータと
を有するブレーキ装置であって、
前記ねじ式リニア・アクチュエータが、
前記ブレーキ・キャリパーに対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられたナットであって、それにより前記ねじシャフトの回転が前記ねじシャフトに沿ったナットの軸方向移動を生じさせ、また前記ナットは、前記ピストンの軸方向移動を生じさせるように前記ピストンに接続されている、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフト上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと、
前記スラスト・フランジと前記ブレーキ・キャリパーとの間に位置するスラスト軸受とを有し、
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、ブレーキ装置。
前記ブレーキ・シリンダ内に位置するピストンと、
前記ピストンの端部に対して固定された第１のパッドと、
前記第１のパッドに対向する第２のパッドと、
ねじ式リニア・アクチュエータと
を有するブレーキ装置であって、
前記ねじ式リニア・アクチュエータが、
前記ブレーキ・キャリパーに対して軸方向において固定され、しかし回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、
前記ねじシャフト上に取り付けられたナットであって、それにより前記ねじシャフトの回転が前記ねじシャフトに沿ったナットの軸方向移動を生じさせ、また前記ナットは、前記ピストンの軸方向移動を生じさせるように前記ピストンに接続されている、ナットと、
第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する前記ねじシャフトと、
前記ねじシャフトと共に回転するために前記ねじシャフト上に位置付けられたスラスト・フランジであって、前記スラスト・フランジは、第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、前記第１の環状接触面が前記第２の環状接触面に係合する、スラスト・フランジと、
前記スラスト・フランジと前記ブレーキ・キャリパーとの間に位置するスラスト軸受とを有し、
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、ブレーキ装置。
【請求項16】
前記第１の半径が、前記ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、前記第２の半径が、前記ねじシャフトの前記長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する、請求項１５に記載のブレーキ装置。
【請求項17】
前記第２の半径が前記第１の半径より大きい、請求項１６に記載のブレーキ装置。
【請求項18】
前記ブレーキ・キャリパーに固定された軸受ディスクをさらに有する、請求項１５に記載のブレーキ装置。
【請求項19】
前記リニア・アクチュエータが、前記ねじシャフト内及び前記ナット内に画定された対向するボール・トラック内に位置する複数のボールを有するボールねじ組立体を有する、請求項１５に記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、参照によりあらゆる目的のために本明細書に完全に組み込まれる、２０２２年８月１９日に出願した米国仮特許出願第６３／３９９，３４３号に基づき、その優先権を主張するものである。
【0002】
本発明は、一般に、リニア・アクチュエータに関する。より詳細には、本発明の観点（ａｓｐｅｃｔ）は、ボールねじなどのねじ式アクチュエータに関連している。
【背景技術】
【0003】
多様な用途でねじ式アクチュエータなどのリニア・アクチュエータが利用される。例えば、一般的な電気機械制動システムは、直線力を提供することができるアクチュエータを必要とする。例としてのリニア・アクチュエータとして、ボールねじシャフトの外側表面の中に形成されたボール・トラックとボールねじナットの内側表面の中に形成されたボール・トラックとの間に挿置されたボール・トレインを有するボールねじ組立体がある。再循環ボール・タイプの及び非再循環ボール・タイプのボールねじ組立体が知られている。
【0004】
このようなリニア・アクチュエータは、シャフト上において球形形状を有し、球形形状に係合されるフランジ上において円錐接触部を有する、ウォブル（ｗｏｂｂｌｅ；首振り）・ジョイントを有することができる。このような配置構成の例が図７Ａ及び７Ｂに示され、ここでは、ウォブル・ジョイント（Ａ）が、シャフト（Ｃ）の上に形成された球形形状を有する環状面（Ｂ）を有することが分かる。球形形状がフランジ（Ｅ）の上に形成された円錐台形接触面（Ｄ）に係合される。この構成では、より大きい軸方向荷重を受けるときにしばしば摩擦によりジョイントが完全な作業荷重及び撓みの前に動かなくなるため、ずれを軽減することが制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第１１，５３６，３３５号明細書
【発明の概要】
【0006】
本発明は従来技術の構成及び方法の考慮すべき事項を認識し、それに対処するものである。
【0007】
本開示の一実施例がねじ式リニア・アクチュエータを提供し、このねじ式リニア・アクチュエータが、支持構造と、支持構造に対して軸方向において固定されるが回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、を有する。ナットが、ねじシャフトの回転によりねじシャフトに沿ってナットを軸方向に移動させるように、ねじシャフトの上に設置される。加えて、ねじシャフトが、第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する。スラスト・フランジがねじシャフトと共に回転するためにねじシャフトの上に位置し、スラスト・フランジが第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、第１の環状接触面が第２の環状接触面に係合する。
【0008】
いくつかの例示の実施例によれば、第１の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有する。加えて、第２の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有することができる。第２の半径が第１の半径より大きくてよい。
【0009】
いくつかの例示の実施例によれば、スラスト軸受がスラスト・フランジと支持構造との間に位置することができる。加えて、軸受ディスクが支持構造に固定され得る。
【0010】
いくつかの例示の実施例によれば、リニア・アクチュエータが、ねじシャフト内に及びナット内に画定された対向するボール・トラックの間に位置する複数のボールを有するボールねじ組立体を有することができる。例えば、ボールねじ組立体が非再循環ボールねじ組立体を有することができる。
【0011】
本発明の別の観点がねじ式リニア・アクチュエータを提供し、このねじ式リニア・アクチュエータが、支持構造と、支持構造に対して軸方向において固定されるが回転可能に駆動可能であるねじシャフトと、を有する。ナットが、ねじシャフトの回転によりねじシャフトに沿ってナットを軸方向に移動させるように、ねじシャフトの上に設置される。加えて、ねじシャフトが、第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する。スラスト・フランジがねじシャフトと共に回転するためにねじシャフトに上に位置し、スラスト・フランジが第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、第１の環状接触面が第２の環状接触面に係合する。加えて、スラスト軸受がスラスト・フランジと支持構造との間に位置する。第１の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、第２の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する。
【0012】
本発明の別の観点が、ブレーキ・シリンダを備えるボディを有するブレーキ・キャリパーを有するブレーキ装置を提供する。ピストンがブレーキ・シリンダ内に位置する。第１のパッドがピストンの端部に対して固定され、第２のパッドが第１のパッドに対向する。
【0013】
ブレーキ装置が、ブレーキ・キャリパーに対して軸方向において固定されるが回転可能に駆動可能であるねじシャフトを有するねじ式リニア・アクチュエータをさらに有する。ナットが、ねじシャフトの回転によりねじシャフトに沿ってナットを軸方向に移動させるように、ねじシャフトの上に設置され、ナットが、ピストンを軸方向に移動させるためにピストンに接続される。ねじシャフトが、第１の半径を有する球形プロフィールを有する第１の環状接触面を画定する。スラスト・フランジがねじシャフトと共に回転するためにねじシャフトの上に位置し、スラスト・フランジが第２の半径を有する第２の環状接触面を有し、第１の環状接触面が第２の環状接触面に係合する。スラスト軸受がスラスト・フランジとブレーキ・キャリパーとの間に位置する。第１の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸に一致する第１の中心点を有し、第２の半径が、ねじシャフトの長手方向中心軸からオフセットされた第２の中心点を有する。
【0014】
本明細書の一部分に組み込まれて本明細書の一部分を構成する添付図が本発明の１つ又は複数の実施例を示しており、本記述と共に、本発明の原理を説明する働きをする。
【0015】
当業者を対象とする、最良の形態を含めた本発明の完全であり且つ授権的である開示が、添付図面を参照する形で本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本開示の実施例によるボールねじ組立体の観点を利用することができるブレーキ組立体を示す概略図である。
【図7A】従来技術のボールねじ組立体内にあるウォブル・ジョイントを示す図である。
【図7B】従来技術のボールねじ組立体内にあるウォブル・ジョイントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本明細書及び図面での参照符号の繰り返しの使用は、本開示による本発明の等しい又は類似の特徴又は要素を表すことを意図される。
【0018】
次に、本発明の現在好適である実施例を詳細に参照する。本発明の現在好適である実施例の１つ又は複数の実例が添付図面に示されている。各実例が本発明の説明により非限定的に提示される。実際には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく本発明において変更形態及び変形形態が作られ得ることが当業者には明らかとなる。例えば、１つの実施例の一部として示されて説明される特徴は、さらに別の実施例を生み出すために別の実施例でも使用され得る。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあるような変更形態及び変形形態を包含することを意図される。
【0019】
本発明の観点は特には種々のねじ式アクチュエータに適用可能であり、ここでは、軸方向移動可能部分が軸方向固定部分に対して直線的に移動する。例えば、軸方向移動可能部分が、ねじシャフトの回転方向に応じてねじシャフトに沿って前後に移動するナットの形態であってよい。ボールねじ（再循環ボールねじ及び非再循環ボールねじ）、送りねじ（ｐｌａｎｅｔａｒｙ ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗを含む）、及びローラーねじを含めた種々のねじ式アクチュエータが本発明の教示を利用することができる。
【0020】
これに関して、図１が、本発明の原理が採用され得る例示の用途を示す。示されるように、ブレーキ組立体１が、ボールねじ組立体１００の形態であるリニア・アクチュエータを有する。ブレーキ組立体１が、自動車などのホイールと一体に回転するディスク２に摩擦制動力を選択的に加える。ブレーキ装置１が、キャリパー３と、第１のバックアップ・プレート４及び第２のバックアップ・プレート５と、第１のパッド６及び第２のパッド７と、を有する。キャリパー３がナックル継手（図示せず）により運動可能に支持され、第１のバックアップ・プレート４及び第２のバックアップ・プレート５がキャリパー３の上に配置され、それによりそれらの間でブレーキ・ディスク２を挟む。第１のパッド６及び第２のパッド７が第１のバックアップ・プレート４及び第２のバックパップ・プレート５にそれぞれ固定され、ディスク２のそれぞれの側面を押圧することができる。
【0021】
キャリパー３が、第１のボディ８と、第２のボディ９と、カバー１０とを有する。第１のボディ８及び第２のボディ９が一体に固定される。カバー１０が第２のボディ９に固定される。第１のボディ８がボディ部分１１及びアーム部分１２を有する。第２のボディ９の一方の端部がボディ部分１１に固定される。アーム部分１２がボディ部分１１に直角に結合される。第２のバックアップ・プレート５がアーム部分１２に固定される。第２のボディ９がブレーキ・シリンダ１３及び延長プレート１４を有する。シリンダ１３が第１のボディ８のボディ部分１１に固定される。延長プレート１４がシリンダ１３から延在する。
【0022】
シリンダ１３が、軸方向において互いに反対側にある第１の端部４１及び第２の端部４２を有する。シリンダ１３が、第１の端部４１のところで開いている円筒形部分１５と、円筒形部分１５の第２の端部４２に結合される端面プレート１６とを有する。軸方向ＳＴに移動可能であるピストン１７がシリンダ１３の中に収容される。ピストン１７の端部７３が、シリンダ１３の端部（円筒形部分１５の第１の端部４１に対応する方）のところにある開口を通ってディスク２の方に突出する。第１のバックアップ・プレート４はピストン１７の端部７３に固定されている。
【0023】
シール部材１８がピストン１７の円筒形外側表面６７とシリンダ１３の内側表面（円筒形部分１５の内側表面６９に対応する）との間に挿置され、それにより外側表面６７と内側表面６９との間の隙間を塞ぐ。シール部材１８が、シリンダ１３の内側表面６９内に形成される収容溝の中に収容されるＯリングであってよい。ピストン１７の外側表面６７及びシリンダ１３の内側表面６９が、外側表面６７及び内側表面６９の中に形成されるキー溝の中に設けられるキー１９を介して一体に結合される。キー１９を使用するキー結合により、軸方向ＳＴにおけるピストン１７の動きが誘導されることが可能となり、シリンダ１３を基準としたピストン１７の回転は不可能となる。
【0024】
キャリパー３がディスク２に対してパッド６及び７の両方を押圧するように機能し、それにより制動力を発生させる。この目的のため、ブレーキ組立体１が、ピストン１７を軸方向に移動させるように機能するリニア・アクチュエータを有する。この事例では、リニア・アクチュエータがねじ式アクチュエータつまり非再循環ボールねじ組立体１００の形態である。この目的のため、キャリパー３が電気モータ２０及び減速装置２１をさらに有する。減速装置２１が電気モータ２０の回転速度を低下させる。ボールねじ組立体１００が、電気モータ２０からの回転モーションを、減速装置２１を介して、軸方向ＳＴにおけるピストン１７の線形モーションへと変換する。
【0025】
電気モータ２０がモータ・ハウジング２３及び出力シャフト２４を有する。モータ・ハウジング２３が第２のボディ９の延長プレート１４に固定される。減速装置２１が、駆動ギア２５と、遊びギア２６と、被動ギア２７とを有する。駆動ギア２５が電気モータ２０の出力シャフト２４の一方の端部に取り付けられ、それにより出力シャフト２４と共に回転する。遊びギア２６が駆動ギア２５と噛合する。被動ギア２７が遊びギア２６と噛合する。遊びギア２６が第２のボディ９によって枢動可能に支持され、それにより回転可能となる。カバー１０が、減速装置２１を覆うように第２のボディ９に固定される。
【0026】
ボールねじ組立体１００がボールねじシャフト１１０及びボール・ナット１３０を有する。ボールねじシャフト１１０が入力部材である。ボール・ナット１３０が、複数のメイン・ボール１４０を介してボールねじシャフト１１０上にねじ込まれる出力部材である。示されるように、ボールねじシャフト１１０がボール・ナット１３０を通して延在する。ボールねじシャフト１１０が、軸方向において移動不可であるが回転可能となるように、第２のボディ９によって支持される。ボール・ナット１３０が、ボールねじシャフト１１０が回転するときに軸方向において移動可能となるようにピストン１７によって支持されるが、ボール・ナット１３０は非回転可能である。
【0027】
見ることができるように、ねじシャフト１０の端部が、ボディ９の端面プレート１６内に形成された孔３１を通って延在する。軸受３２がねじシャフト１１０とシリンダ１３との間の回転を支援する。軸受３２はこの概略図では単純な玉軸受として示されるが、種々のニードル軸受及び／又はスラスト軸受が後で示されるようにしばしば使用される。被動ギア２７がボールねじシャフト１１０の端部１１２に結合され、それによりボールねじシャフト１１０と共に回転する。示されるように、ボール・ナット１３０が円筒形外側表面１３２及び内側表面１３４を有する。ボール・トラック１３６が内側表面１３４内に形成される。ボールねじシャフト１１０が円筒形外側表面１１４を有し、円筒形外側表面１１４の中にボール・トラック１１６が形成される。ボール・トレインを形成するメイン・ボール１４０が、ボール・トラック１１６とボール・トラック１３６との間に画定されるボール・レース１５０（図４）の中に配置される。
【0028】
ボール・ナット１３０の外側表面１３２がピストン１７の円筒形内側表面部分の中に嵌め込まれる。好適には、ピストン１７に対してボール・ナット１３０を回転させることがないように構造部（キー、スプラインなど）が設けられることを当業者であれば認識するであろう。（ピストン１７及びナット１３０はここでは別個の部片として示されるが、ナット１３０及びピストン１７が単一部片として形成される実施例も企図される。）ボール・ナット１３０が、ディスク２の近くにある第１の端部１３７と、ボール・ナットの軸方向Ｘにおいて第１の端部１３７の反対の第２の端部１３９とを有する。示される実施例において、ピストン１７の内側表面７７の中に形成される環状溝の中に嵌め込まれる保持リング（冠状部材）４０が、ボール・ナット１３０の第２の端部１３９の端面に係合される。しかし、このような保持リング４０を利用しない実施例も企図される。
【0029】
電気モータ２０の出力シャフト２４の回転が減速装置２１を介してボールねじシャフト１１０に伝達されてそれによりボールねじシャフト１１０を回転させるとき、ボール・ナット１３０がボール・ナットの軸方向Ｘ（軸方向ＳＴ）に動く。このとき、ピストン１７がキー１９によって誘導されて軸方向ＳＴにおいてボール・ナット１３０と共に動く。
【0030】
図２～４が、本発明の種々の実施例で使用され得る例示のボールねじ組立体１００の特定の観点を示す。この事例では、ボールねじ組立体１００が、参照によりあらゆる目的のためにその全体が本明細書に完全に組み込まれている米国特許第１１，５３６，３３５号に開示されるものにいくつかの点で類似する非再循環ボールねじとして形成される。示されるように、複数のメイン・ボール１４０がボール・レース１５０内で保持され、それによりボール・トレイン１６０を形成する。ボール・トレイン１６０が第１の端部１６２（図４）及び第２の端部１６４を有する。１つ又は複数のリンクばね１９７が、ボール・トレイン１６０の隣接するメイン・ボール１４０の間に配置され得る。ボールねじ組立体１００が、レース１５０の中のボール・トレイン１６０の両側に配置される、メイン・コイルばね組立体１７０及び戻しコイルばね１８０を有する。
【0031】
図３及び４で最も良好に見られるように、メイン・コイルばね組立体１７０が第１の端部１７０ａ及び第２の端部１７０ｂを有する。第１の端部１７０ａがボール・トレイン１６０の第１の端部１６２のところでメイン・ボール１４０ａに係合される。メインばね組立体１７０の第２の端部１７０ｂが、ボール・ナット１３０内に形成される凹部１９３内で受けられるストッパ・ピン１９０に係合され、その結果、ストッパ・ピン１９０がボール・レース１５０の中まで延在する。戻しコイルばね１８０が第１の端部１８０ａ及び第２の端部１８０ｂを有する。第１の端部１８０ａが、ボール・トレイン１６０の第２の端部１６４のところでメイン・ボール１４０ｂに係合される。戻しばね１８０の第２の端部１８０ｂが、ボール・ナット１３０内に形成される凹部（図示せず）内で受けられるストッパ・ピン１９５に係合され、その結果、ストッパ・ピン１９５がボール・レース１５０の中まで延在する。代替的実施例では、ボールねじ装置１００が、ストッパ・ピンではなく、ボール・ナット１３０の窪み部分の中で保持される一対のストッパ・ボール（図示せず）を有することができる、ことに留意されたい。通常、ストッパ・ボールはメイン・ボール１４０の直径より大きい直径を有し、したがってボール・レースの中に全体が嵌め込まれるわけではない。しかし、対応する凹部及びボール・レース１５０の構成に応じて、ストッパ・ボールの直径がメイン・ボール１４０の直径と等しくもよいか又はメイン・ボール１４０の直径より小さくてもよい。
【0032】
継続して図３及び４を参照すると、メインばね組立体１７０が、多様なばね定数を有する複数のコイルばね部分によって形成されることができ、それによりメインばね組立体１７０の長さにわたってのばね圧縮を安定させるのを支援する。示されるように、この実施例におけるメインばね組立体１７０が、第１のばね定数（ｋ１）を有する第１のばね部分１７２と、第２のばね定数（ｋ２）を有する第２のばね部分１７４と、第３のばね定数（ｋ３）を有する第３のばね部分１７８とを有する。第１のばね部分１７２がボール・トレイン１６０の第１の端部１６２に隣接して配置され、第１のリンク・ボール１９１ａにより第２のばね部分１７４から分離される。第３のばね部分１７８がストッパ・ピン１９０に隣接して配置され、第２のリンク・ボール１９１ｂにより第２のばね部分から分離される。リンク・ボール１９１ａ及び１９１ｂが、変形を低減しながら、レース内でのばね部分１７２、１７４、及び１７８のモーションを支援する。
【0033】
図５Ａ及び５Ｂが、本発明の観点によるウォブル・ジョイント２００の好適な実施例を示す。見ることができるように、ウォブル・ジョイント２００が、ボールねじシャフト１１０と、ボールねじ組立体１００の軸方向荷重を支持するスラスト・フランジ２２０との間に形成される。好適には、ウォブル・ジョイント２００が、ボールねじシャフト１１０の環状接触面２０２とスラスト・フランジ２２０の環状接触面２２２との間にある適合する球形ジョイントである。好適には、スラスト・フランジ２２０が、スラスト・フランジ２２０及びシャフト１１０が一体に回転するように、シャフト１１０にスプラインとして付けられるが、シャフト１１０に対して揺動することができる。複数のローラー２３２を有するスラスト軸受２３０が、スラスト・フランジ２２０と軸受ディスク２１８などの固定された表面との間の回転を支援する。軸受ディスク２１８が端面プレート１６の一体部分であってよいか又は端面プレート１６に固定される別個の部片であってもよい。
【0034】
ここでさらに図６を参照すると、接触面２０２及び２２２の両方が、好適には、球形プロフィールを有する（つまり、それらの表面形状が、より大きい仮想球の一部分に適合する）。これに関して、接触面２０２及び２２２がそれぞれの半径Ｒ１及びＲ２を有することができる。しばしば、Ｒ２がＲ１よりわずかに大きいことが望ましい。加えて、半径Ｒ１が好適にはシャフト１１０の長手方向中心軸２０４の中央に配置される。示されるように、対照的に、スラスト・フランジ２２０の環状接触面２２２の曲率半径の中心点２４０が、好適には、シャフトの長手方向中心軸２０４からオフセット距離Ｄでオフセットされる。環状接触面２２２のオフセット曲率半径（ｏｆｆｓｅｔ ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）はしばしばゴシック・アーチと称される。この接触部のジオメトリにより、シャフト１１０と、フランジ２２０と、スラスト軸受２３０と、システムと、の間のずれを制御するのを可能にするための移動を容易にすることが可能となる。例えば、スラスト・フランジ２２０が、スラスト軸受ローラー２３２に対してより均一に荷重を加えるように支持壁と協働して変形することができる。従来技術と比較して接触のストレスが低減されることにより大きい荷重下でより容易に移動することが可能となる。
【0035】
本発明の１つ又は複数の好適な実施例を上で説明したが、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく本発明において多様な変更形態及び変形形態が作られ得ることが当業者には認識されよう。本発明は添付の特許請求の範囲及び精神並びにそれらの均等物の範囲内にあるような変更形態及び変形形態を包含することを意図される。
【符号の説明】
【0036】
１ ブレーキ装置
２ ディスク
３ キャリパー
４ 第１のバックアップ・プレート
５ 第２のバックアップ・プレート
６ 第１のパッド
７ 第２のパッド
８ 第１のボディ
９ 第２のボディ
１０ カバー
１１ ボディ部分
１２ アーム部分
１３ ブレーキ・シリンダ
１４ 延長プレート
１５ 円筒形部分
１６ 端面プレート
１７ ピストン
１８ シール部材
１９ キー
２０ 電気モータ
２１ 減速装置
２３ モータ・ハウジング
２４ 出力シャフト
２５ 駆動ギア
２６ 遊びギア
２７ 被動ギア
３２ 転がり軸受
４１ 円筒形部分の第１の端部
４２ 円筒形部分の第２の端部
６７ ピストンの円筒形外側表面
６９ 円筒形部分の内側表面
７３ ピストンの端部
７７ ピストンの内側表面
１００ ボールねじ組立体
１００ａ ボールねじ組立体
１１０ ボールねじシャフト
１１２ ボールねじシャフトの端部
１３０ ボール・ナット
１３２ ボール・ナットの円筒形外側表面
１３４ ボール・トラックの内側表面
１３６ ボール・トラック
１３７ ボール・ナットの第１の端部
１３９ ボール・ナットの第２の端部
１４０ メイン・ボール
１４０ａ メイン・ボール
１４０ｂ メイン・ボール
１５０ ボール・レース
１６０ ボール・トレイン
１６２ ボール・トレインの第１の端部
１６４ ボール・トレインの第２の端部
１７０ コイルばね組立体
１７０ａ コイルばね組立体の第１の端部
１７０ｂ コイルばね組立体の第２の端部
１７２ 第１のばね部分
１７４ 第２のばね部分
１７８ 第３のばね部分
１８０ 戻しコイルばね
１８０ａ 戻しコイルばねの第１の端部
１８０ｂ 戻しコイルばねの第２の端部
１９０ ストッパ・ピン
１９１ａ 第１のリンク・ボール
１９１ｂ 第２のリンク・ボール
１９５ ストッパ・ピン
１９３ 凹部
１９７ リンクばね
ｋ１ 第１のばね定数
ｋ２ 第２のばね定数
ｋ３ 第３のばね定数
ＳＴ 軸方向
Ｘ 軸方向
２ ディスク
３ キャリパー
４ 第１のバックアップ・プレート
５ 第２のバックアップ・プレート
６ 第１のパッド
７ 第２のパッド
８ 第１のボディ
９ 第２のボディ
１０ カバー
１１ ボディ部分
１２ アーム部分
１３ ブレーキ・シリンダ
１４ 延長プレート
１５ 円筒形部分
１６ 端面プレート
１７ ピストン
１８ シール部材
１９ キー
２０ 電気モータ
２１ 減速装置
２３ モータ・ハウジング
２４ 出力シャフト
２５ 駆動ギア
２６ 遊びギア
２７ 被動ギア
３２ 転がり軸受
４１ 円筒形部分の第１の端部
４２ 円筒形部分の第２の端部
６７ ピストンの円筒形外側表面
６９ 円筒形部分の内側表面
７３ ピストンの端部
７７ ピストンの内側表面
１００ ボールねじ組立体
１００ａ ボールねじ組立体
１１０ ボールねじシャフト
１１２ ボールねじシャフトの端部
１３０ ボール・ナット
１３２ ボール・ナットの円筒形外側表面
１３４ ボール・トラックの内側表面
１３６ ボール・トラック
１３７ ボール・ナットの第１の端部
１３９ ボール・ナットの第２の端部
１４０ メイン・ボール
１４０ａ メイン・ボール
１４０ｂ メイン・ボール
１５０ ボール・レース
１６０ ボール・トレイン
１６２ ボール・トレインの第１の端部
１６４ ボール・トレインの第２の端部
１７０ コイルばね組立体
１７０ａ コイルばね組立体の第１の端部
１７０ｂ コイルばね組立体の第２の端部
１７２ 第１のばね部分
１７４ 第２のばね部分
１７８ 第３のばね部分
１８０ 戻しコイルばね
１８０ａ 戻しコイルばねの第１の端部
１８０ｂ 戻しコイルばねの第２の端部
１９０ ストッパ・ピン
１９１ａ 第１のリンク・ボール
１９１ｂ 第２のリンク・ボール
１９５ ストッパ・ピン
１９３ 凹部
１９７ リンクばね
ｋ１ 第１のばね定数
ｋ２ 第２のばね定数
ｋ３ 第３のばね定数
ＳＴ 軸方向
Ｘ 軸方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【外国語明細書】