CN104487727A - 电动盘式制动装置 - Google Patents

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CN104487727A CN201380039348.5A CN201380039348A CN104487727A CN 104487727 A CN104487727 A CN 104487727A CN 201380039348 A CN201380039348 A CN 201380039348A CN 104487727 A CN104487727 A CN 104487727A
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关口和博
柿崎英纪
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Abstract

一种电致动器，该电致动器朝着转子推动活塞(11a)。该电致动器包括：减速齿轮(10a)、滚珠式减速齿轮(19)和进给螺杆装置(12a)。压缩螺旋弹簧(43)对构成滚珠式减速齿轮(19)的各个滚珠(24)施加预加压，并且对滚珠式减速齿轮(19)的运转提供阻力。刚好在开始制动之后，该滚珠式减速齿轮(19)不启动。

Description

电动盘式制动装置
技术领域
本发明涉及一种改良的电动盘式制动装置。
背景技术
与已经广泛使用的传统的液压盘式制动器相比，使用电动机作为驱动源的电动盘式制动装置在很多方面是有益的；例如，一个方面，不需要管道，制造容易，并且涉及的成本低，另一个方面，因为不使用作为工作液体的制动液，所以对环境的负担减小，并且再一个方面，由于不涉及制动液的移动，所以响应相应地改善。从而，对电动制动装置的研究仍然在进行中。在这种类型的电动盘式制动装置中，电动机的旋转运动需要在增强的同时转换为直线运动，使得一对衬块强烈地挤压转子的两侧面。鉴于这些情况，传统地已经提出了各种类型的电动盘式制动装置，其中，将齿轮型减速机和螺丝、滚珠坡道或凸轮滚子型增力装置结合，如在专利文献1至8中所述。
图11示出在专利文献2中描述的电动盘式制动装置的传统构造的一个实例。与一般的液压盘式制动器相似，在该电动盘式制动装置中，内侧衬块2和外侧衬块3设置成将转子1保持在其间，该转子1与车轮一起旋转，并且使该内侧衬块2和外侧衬块3在转子1的轴的方向上移位。因此，支撑物(省略其图示)以与转子1相邻的状态支撑在车体(固定于构成悬挂装置的转向节)上。在内侧衬块2和外侧衬块3从轴向上的两侧保持转子1的状态下，内侧衬块2和外侧衬块3支撑在支撑物上，从而在轴向上移位(外侧是指，当安装在车体上时车体的横向上的外侧，并且内侧是指，在同样的情况下的车体的横向上的内侧。另外，除非特别描述，否则轴向是指转子1的旋转轴的方向。所有的这些在说明书和所有的权利要求中都是真实的。)。
另外，卡钳4组装到支撑物，从而在轴向上移位。在该卡钳4中，卡钳爪5设置在外侧端部，并且筒状空间6设置在内侧端部的内部中。然后，卡钳爪5面对外侧衬块3的外表面，并且通过设置在筒状空间6内的推力发生装置7朝着转子1的内表面按压内侧衬块2。在制动器的应用中，当内侧衬块2通过推力发生装置7而挤压转子1的内表面时，卡钳4移位到内侧，并且卡钳爪5针对转子1的外表面对外侧衬块3施压。结果，从转子1的两侧强力地保持转子1，从而进行制动，上述构造和操作与广泛使用的那些液压盘式制动器的构造和操作相似。
在电动盘式制动装置的情况下，内侧衬块2使用电动机8作为驱动源挤压转子1的内表面，并且因此，齿轮型减速机10、推力发生装置7和活塞11设置在电动机8的输出轴9与内侧衬块2的内表面之间。通过减速机10减速并且转矩增大的旋转力经由进给螺杆装置12传递到构成滚珠坡道型增力装置的驱动侧转子13，并且驱动侧转子13旋转。该驱动侧转子13通过进给螺杆装置12的功能而朝着外侧平移，直到内侧衬块2和外侧衬块3与转子1的表面之间的间隙被消除。与此相反，在间隙被消除之后，驱动侧转子13旋转，并且进给螺杆装置12停止运行。然后，基于多个驱动侧斜槽14、14和多个被驱动侧斜槽16、16以及保持在斜槽14、16二者之间的多个滚珠17之间的接合(滚动接触)，限定在驱动侧转子13与增设到活塞11的内表面的被驱动侧定子15之间的空间在大作用力的情况下扩大，多个驱动侧斜槽14、14设置在驱动侧转子13的外表面上，多个被驱动侧斜槽16、16设置在被驱动侧定子15的内表面上。结果，活塞11的外表面强力地挤压内侧衬块2的内表面。
上述的具有传统构造的电动盘式制动装置不能必要地将伴随着使内侧衬块2和外侧衬块3压接转子1的两个表面而产生的制动力增大到足够的水平。当然，能够通过增大减速机10的减速比、增大进给螺杆装置12的减速比(减小螺纹的节距)、或者使驱动侧斜槽14和被驱动侧斜槽16的倾斜角不那么陡峭来增大制动力。然而，在减速机10或进给螺杆装置12的减速比增大的情况下，直到内侧衬块2和外侧衬块3从非制动位置前进到内侧衬块2和外侧衬块3的衬垫18、18挤压转子1的内外两个表面的制动位置为止要求较长的时间。即，在非制动状态下，在转子1的两个表面与两个衬垫18、18的摩擦面之间存在间隙，并且因此，需要消除该间隙以展现制动力。在减速比增大的情况下，消除间隙所需的时间变长，使得电动盘式制动装置的响应恶化。将参考图12对此进行描述。
在图12中，纵坐标轴表示当衬垫挤压转子的表面时产生的制动力(P)的大小，并且横坐标轴表示从电动机8的起动已经过去的时间(T)。另外，虚线α表示上述的传统构造的结果。此外，在纵坐标轴的中间的F表示要求的制动力值。如从虚线α所明显得到地，在传统构造的情况下，在衬垫18、18与转子1的两个表面的抵接与制动力的产生之间有时间T1的时间延迟。然后，随着减速机10或进给螺杆装置12的减速比变大，该时间T1的时间延迟变长。同样地，在试图确保特定的踏板行程时，难以使驱动侧斜槽14与被驱动侧斜槽16的倾斜角不那么陡峭。因此，从确保制动力与缩短直到产生制动力为止经过的时间共存的角度来看，难以通过使那些斜槽14、16的倾斜角不那么陡峭来得到足够的有效性。
专利文献9是描述了本发明的现有技术的公开。专利文献9描述了并入到本发明的电动盘式制动装置中的滚珠式减速机的基本构造。虽然将在稍后描述的并入本发明的实施例中的滚珠式减速机的特定构造与在专利文献9中描述的特定构造不同，但是在执行本发明时，还能够使用在专利文献9中描述的滚珠式减速机的构造。
引用列表
专利文献
[专利文献1]：JP-A-2000-297834
[专利文献2]：JP-A-2004-169729
[专利文献3]：JP-A-2007-093008
[专利文献4]：JP-A-2007-247683
[专利文献5]：JP-A-2010-038307
[专利文献6]：JP-A-2010-265971
[专利文献7]：JP-A-2010-266005
[专利文献8]：JP-A-2010-266006
[专利文献9]：JP-B-07-062495
发明内容
技术问题
鉴于这些情况已经做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种电动盘式制动装置，该电动盘式制动装置具有能够增大要产生的制动力并且能够缩短在产生制动力之前所需要的时间的构造。
解决问题的方案
本发明的上述目的通过下面的构造实现。
(1)一种电动盘式制动装置，包括：
转子，该转子被构造成与车轮一起旋转；
衬块支撑部，该衬块支撑部支撑在车体上，从而位于与所述转子相邻(所述支撑部对应于浮钳型盘式制动器的支撑部或对置活塞型盘式制动器的卡钳)；
一对外侧和内侧衬块，在从所述转子的轴向上的两侧保持所述转子的同时，该一对外侧和内侧衬块支撑在所述衬块支撑部上，从而在轴向上移位；
活塞，该活塞设置在筒状空间中，该筒状空间设置成面对所述一对衬块中的至少一个衬块，从而在所述转子的轴向上移位；和
电致动器，通过用作为驱动源的电动机，使该电致动器在将所述活塞推出所述筒状空间的方向上移位，从而使所述一对衬块的两个衬块与所述转子的两个轴向表面进行压接，其中
所述电致动器具有电动机、滚珠式减速机和转换装置，
所述电动机具有输出轴，当通电时，驱动该输出轴在两个方向上旋转，
所述滚珠式减速机包括：锚板，在防止所述锚板当所述滚珠式减速机运转时旋转、并且防止所述锚板在所述锚板从所述活塞离开的方向上轴向移位的状态下，该锚板设置在所述筒状空间的深端处；输入轴，该输入轴以所述输入轴通过设置在所述锚板的中央部的通孔而插入的状态设置，并且该输入轴构造成当所述电动机通电时在两个方向上旋转；环状滚珠保持部件，随着所述输入轴旋转，该环状滚珠保持部件相对于所述输入轴的旋转中心偏心地移动；多个滚珠，该多个滚珠以滚动方式保持在所述滚珠保持部件上的多个周向位置中；和引导槽，该引导槽形成在一对表面中的至少一个表面上，该一对表面沿着所述活塞的轴向保持所述滚珠，并且该引导槽形成为摆线曲线(cycloidal curve)作为该引导槽的周向形状，并且所述滚珠式减速机构造成将所述滚珠保持部件的旋转运动作为输出送出，并且
所述转换装置将所述滚珠式减速机的旋转输出转换为直线运动，从而使所述活塞在所述轴向上移位。
(2)根据上述(1)的电动盘式制动装置，其中
除了所述电动机和所述滚珠式减速机之外，所述电致动器还包括：构成所述转换装置的按压部件和进给螺杆部件、以及预加压部件，
所述活塞具有有底的筒状，在所述活塞中，作为面对所述衬块的端部的末端侧由底部封闭，并且基端侧开口，
所述按压部件在中央部具有螺纹孔，并且组装在所述活塞中的靠近所述底部的部分处，从而防止所述按压部件相对于所述活塞旋转，并且使所述按压部件相对于所述活塞在所述轴向上移位，
所述进给螺杆部件具有：外螺纹部分，该外螺纹部分从作为靠近所述活塞的所述底部的端部的末端部到中间部设置，该外螺纹部分用于与所述螺纹孔螺纹接合；和推力承受环部，该推力承受环部具有向外朝向的凸缘形状，该推力承受环部设置在基端部处，
所述预加压部件施加力以将所述滚珠弹性地保持在构造成将所述滚珠保持在其间的所述一对表面之间，以产生针对所述滚珠试图滚动的阻力，从而施加针对作为所述滚珠式减速机的输入部的所述输入轴与作为所述滚珠式减速机的输出部的所述外螺纹部分之间的相对旋转的阻力，并且
在所述按压部件的末端部与所述活塞的所述底部的内表面之间、或所述转子的侧表面与所述衬块的衬垫之间的至少一者发生分开的非制动状态下，通过所述预加压部件施加到所述输入轴与所述外螺纹部分之间的相对旋转的阻力的大小比通过所述外螺纹部分与所述螺纹孔之间的螺纹接合而施加的针对所述按压部件的轴向移动的阻力大，所述外螺纹部分与所述螺纹孔之间的螺纹接合伴随着所述进给螺杆部件的旋转而发生。
(3)根据上述(2)的电动盘式制动装置，其中
所述预加压部件是压缩螺旋弹簧，
所述压缩螺旋弹簧保持在筒状弹簧保持器内，所述筒状弹簧保持器在末端部处包括向内朝向的锁定环部，其中，在防止所述锁定环部在从所述锚板离开的方向上移位的状态下，所述弹簧保持器的基端部锁定在所述锚板上，并且
所述压缩螺旋弹簧在沿着所述压缩螺旋弹簧的全长被弹性压缩的状态下，设置在所述锁定环部与所述推力承受环部之间。
(4)根据上述(3)的电动盘式制动装置，其中
所述滚珠保持部件是环状保持架，
所述滚珠以滚动方式设置在兜孔内，所述兜孔设置在所述保持架上的多个圆周位置处，并且
所述保持架和所述推力承受环部通过联轴器而连接在一起，所述联轴器构造成在允许所述保持架的偏心运动的同时，传递所述保持架的旋转运动。
(5)根据上述(4)的电动盘式制动装置，其中
所述引导槽设置在所述锚板的表面上，所述锚板的该表面面对所述推力承受环部，并且
所述引导槽具有内摆线(hypocycloidal)或外摆线(epicycloidal)曲线形状作为沿着所述引导槽的中心线的形状，并且具有比每个滚珠的直径的一半更大的曲率半径的弧形形状作为所述引导槽的截面形状。
(6)根据上述(1)至(5)中的任意一项的电动盘式制动装置，其中
所述引导槽设置在将所述滚珠保持在其间的所述一对表面中的任意一个表面上，并且加强部件嵌入到另一个表面的与所述滚珠进行滚动接触的部分中，所述加强部件由比制成具有所述另一个表面的部件的材料更硬的材料制成。
(7)根据上述(6)的电动盘式制动装置，其中
滚道面设置在所述加强部件上，所述滚道面具有局部形成为弧形形状的截面形状，该弧形形状具有等于或大于各个所述滚珠的直径的一半的曲率半径。
(8)根据上述(6)的电动盘式制动装置，其中
局部球形的突出曲面设置在所述加强部件上。
根据如上述(1)构造的电动盘式制动装置，通过与利用滚珠式减速机获得的大的减速比相对应的大的增大比，一对衬块的衬垫能够强力地挤压转子的两个表面，从而使得能够获得大的制动力。
此外，关于如上述(2)构造的电动盘式制动装置，在非制动状态下，在使施加于输入轴与外螺纹部分之间的相对旋转的阻力的大小比按压部件在轴向上的轴向移动的阻力大的情况下，能够缩短在产生制动力之前所需要的时间。
即，根据如上述(2)构造的电动盘式制动装置，在存在于转子的表面与两个衬块的衬垫的摩擦面之间的间隙变窄到零(消除)的期间，滚珠式减速机保持不进行操作，并且输入轴和进给螺杆部件互相同步旋转。然后，基于进给螺杆部件的外螺纹部分与按压部件的螺纹孔之间的螺纹接合，按压部件通过活塞朝着转子对衬块按压，从而使间隙变窄为零。在间隙如此变窄的同时，能够提高进给螺杆部件的旋转速度，并且因此，能够通过将间隙变窄为零来缩短在产生制动力之前所需要的时间。在间隙消除并且针对按压部件朝着转子移位的阻力增大以后，滚珠式减速机运转，并且进给螺杆部件基于大力(转矩)而旋转。结果，两个衬块的衬垫的摩擦面强力地挤压转子的两个表面，从而产生大的制动力。
附图说明
图1是本发明的实施例的第一实例的主要部分的截面图。
图2是图1的下半部分的放大图。
图3是图2所示的电致动器的构成部件的一部分被取出的情况下的分解透视图。
图4(A)至4(C)是从轴向观看的图示出滚珠式减速机的功能的透视图。
图5是本发明的实施例的第二实例的主要部分的截面图。
图6是图5的部分X的放大图。
图7是示出从推力承受环部侧观看的状态的从图6所示的主要部分取出的进给螺杆部件的透视图。
图8A是沿着图7中的线Y-Y截取的放大截面图。
图8B是图8A所示的加强部件的放大截面图。
图9是示出当从推力承受环部侧观看的状态的从那里取出的实施例的第三实例的进给螺杆部件的透视图。
图10是沿着图9中的线Z-Z截取的截面图。
图11是示出传统构造的一个实例的截面图。
图12是示出从电动机的起动所经过的时间与通过衬垫按压而产生的制动力的大小之间的关系的图。
参考标记列表
1 转子
2 内侧衬块(衬块)
3 外侧衬块(衬块)
4 卡钳
5 卡钳爪
6、6a 筒状空间
7 推力发生装置
8、8a 电动机
9 输出轴
10、10a 减速机
11、11a 活塞
12、12a 进给螺杆装置(转换装置)
13 驱动侧转子
14 驱动侧斜槽
15 被驱动侧定子
16 驱动侧斜槽
17 滚珠
18 衬垫
19 滚珠式减速机
20a 输出轴
21 输入轴
22 锚板
23 保持架(滚珠保持部件)
24 滚珠
25 引导槽
26 密封环
27 底部
28 承受面
29 通孔
30 减速大齿轮
31 外壳
32 基端侧支撑孔
33 偏心轴部
34 兜孔
35 中心孔
36 支撑轴部
37、37a、37b 进给螺杆部件
38、38a、38b 推力承受环部
39 末端侧支撑孔
40 传送销
41 收纳凹孔
42 按压部件
43 压缩螺旋弹簧(预加压部件)
44 弹簧保持器
45 螺纹孔
46 环部
47 外螺纹部分
48 锁定环部
49 锁定突片
50 密封板
51 支撑轴
52、52a 加强部件
53、53a 凹部
54 滚道面
55 轴向长孔
56 锁定阶梯部
57、57a 接合凹部
58 圆孔
59 接合销
60 套筒
具体实施方式
[实施例的第一实例]
图1至4示出对应于上述构造(1)至(5)的本发明的实施例的第一实例。第一实例的电动盘式制动装置的特征在于：滚珠式减速机19在电致动器的中途位置沿着力传送的方向顺序地安置，并且滚珠式减速机19构造成仅当传递大作用力时运转。根据第一实例的构造，通过采用上述特征构造，当开始制动时，使存在于转子1的两个表面与内侧衬块2和外侧衬块3的衬垫18、18(参见图11)的摩擦面之间的间隙迅速变窄从而消失，随后两个衬垫18、18的摩擦面强力挤压转子1的表面，从而使得能够产生大的制动力。包括图11所示的构造的其它部分与传统的已知构造相似，并且因此，将省略重复已知构造的图示和描述，或者将简要图示或描述已知的构造。从而，下面的描述将着重于第一实例的特征部分。在实施例的下面的描述中，将构成面对或靠近转子1的端部的图1至3中的左端侧理解为是末端，同时将图1至3中的作为相反端的右端认为是基端。
并入第一实例的电动盘式制动装置中的电致动器包括：电动机8a、齿轮型减速机10a、滚珠式减速机19、以及作为转换器装置的进给螺杆装置12a。通过电动机8a经由两个减速机10a、19和进给螺杆装置12a朝着转子1推出嵌合地安装在筒状空间6a中的活塞11a，产生制动力。在活塞11a嵌合在筒状空间6a的情况下，密封环26设置在活塞11a的外周面与筒状空间6a的内周面之间。在这种状态下，基于密封环26的摩擦力，限制活塞11a的旋转的力施加在活塞11a上。活塞11a具有有底的筒状。即，该活塞11a的末端侧由底部27封闭，同时基端侧开口。此外，使底部27的内表面的径向向外的部分制成为承受面28，该承受面28形成为局部锥形凹面。
电动机8a具有输出轴20a，当通电时，驱动该输出轴20a在两个方向上旋转。与图11所示的传统构造相似，该齿轮型减速机10a由啮合接合的多个齿轮构成，并且将其减速比设定为例如“16”。因此，在电动机8a的输出轴20a旋转16次或16个旋转的同时，将在接下来描述的滚珠式减速机19的输入轴21通过减速机10a旋转一次，从而使转矩增大16倍。
除了输入轴21之外，滚珠式减速机19还包括：锚板22；保持架23，该保持架23是滚珠保持部件；多个滚珠24、24；和引导槽25。锚板22设置在筒状空间6a的深端部处。
输入轴21以通过设置在锚板22的中央部的通孔29插入的状态设置，并当电动机8a通电时，输入轴21在两个方向上旋转。因此，设置在输入轴21的基端部处的非圆形部(例如，六角柱部)嵌合到非圆形孔部(例如，六角孔部)中，该非圆形孔部形成在设置于减速机10a的最后齿轮处的减速大齿轮30中的中心孔的前半部处。嵌合在圆孔部中的支撑轴51可旋转地嵌合到设置在外壳31的内表面上的圆形基端侧支撑孔32中，该圆孔部从减速大齿轮30的中心孔的中间部形成到基端部。偏心轴部33设置在输入轴21的位于略靠近其末端的部分处。偏心轴部33的中心轴与输入轴21的旋转中心平行地设置，并且相对于旋转中心偏心。
保持架23形成为环状，并且圆形兜孔34、34形成于周向等间隔地设置在保持架23上的多个位置(在图示出的实例中是七个位置)处。然后，滚珠24、24以滚动方式保持在兜孔34、34中。另外，圆形的中心孔35形成在保持架23的中央部中，并且在圆形的中心孔35中，偏心轴部33可旋转地插通该圆形的中心孔35，并且没有任何径向松动，该偏心轴部33设置在输入轴21的中间部的、稍微靠近其末端的部分处。支撑轴部36设置在输入轴21的末端部处，从而从偏心轴部33的末端面突出。然后，该支撑轴部36可旋转地支撑在圆形末端侧支撑孔39中，该圆形末端侧支撑孔39设置在构成进给螺杆装置12a的进给螺杆部件37的推力承受环部38的基端面的中央部中。末端侧支撑孔39，基端侧支撑孔32和通孔29彼此同心。另一方面，偏心轴部33所插通的中心孔35的中心轴相对于末端侧支撑孔39、基端侧支撑孔32和通孔29的中心轴偏心。因此，随着输入轴21旋转，保持架23相对于输入轴21的旋转中心偏心地移动。形成在推力承受环部38的基端面中的末端侧支撑孔39的周围部分形成为平坦面。优选地，对构成滚珠24、24在推力承受环部38的基端面接触的部分的末端侧支撑孔39的至少周围部分进行诸如淬火或渗碳氮化法处理这样的硬化处理。
引导槽25形成在锚板22的面对推力承受环部38的表面上。引导槽25具有内摆线曲线或外摆线曲线形状作为沿着其中心线的形状，并且比滚珠24、24的直径的一半更大的曲率半径的弧形形状作为其截面形状。内摆线曲线和外摆线曲线的波形的数量比滚珠24、24的数量少一个(在图示出的实例中是六个)。在保持在保持架23的兜孔34、34中的情况下，在滚珠24、24与槽25的任意周围部分进行接合的同时，伴随着保持架23的偏心运动，通过以(A)→(B)→(C)的顺序重复图4(A)至(C)所示的状态，滚珠24、24沿着槽25循环。伴随着该循环移动，滚珠24、24中的一些滚珠24、24推动兜孔34、34中的一些兜孔34、34的内表面，从而使保持架23旋转。简言之，保持架23在偏心运动的同时旋转。在第一实例的情况下，在输入轴21旋转七次或七个整旋转(滚珠式减速机19的减速比是七)的同时，保持架23旋转一次或一个整旋转。
然后，通过诸如十字头联轴器这样的联轴器将保持架23的旋转运动送出到进给螺杆部件37。该联轴器需要具有在使得保持架23能够偏心运动的同时将保持架23的旋转运动送出的构造。因此，在第一实例的情况下，传送销40、40设置在保持架23的面对推力承受环部38的一个表面、或推力承受环部38的面对保持架23的一个表面中的任意一者(在该图示出的实例中，保持架23的表面)上，从而从那里突出，并且圆形收纳凹孔41、41形成在另一个表面(在该图示出的实例中，推力承受环部38的表面)上。当保持架23在偏心运动的同时旋转时，一些传送销40、40与一些收纳凹孔41、41产生接合，从而将保持架23的旋转运动送出到进给螺杆部件37。
来自滚珠式减速机19的旋转输出通过包括进给螺杆部件37的进给螺杆装置12a转换为直线运动，从而使活塞11a在轴向上移位。进给螺杆装置12a包括：进给螺杆部件37、按压部件42、作为预加载部件的压缩螺旋弹簧43、和弹簧保持器44。在这些构成部件中，按压部件42在其中央部具有螺纹孔45。另外，该按压部件42在靠近底部27的部分处并入活塞11a中，从而不仅防止相对于活塞11a旋转，而且相对于活塞11a在轴向上移位。这使得形成在按压部件42的外周面上的环部46的外周缘与活塞11a的内周面产生非圆形接合。此外，按压部件42的末端面形成为局部锥形凸面，使得该末端面与构成活塞11a的深端面的承受面28在尽可能宽的面积上进行抵接。
在进给螺杆部件37中，外螺纹部分47设置在推力承受环部38的末端侧面的中央部处，从而从那里突出，并且该外螺纹部分47螺合到按压部件42中的螺纹孔45内。然后，伴随着进给螺杆部件37的旋转，按压部件42在活塞11a的轴向上移位。
此外，利用弹簧保持器44和压缩螺旋弹簧43朝着锚板22弹性按压进给螺杆部件37的推力承受环部38，从而对构成滚珠式减速机19的滚珠24、24进行预加压。向内朝向的凸缘状锁定环部48通过以直角径向向内弯曲而设置在弹簧保持器44的末端部处。通过压接周向长孔55、55与弹簧保持器44的基端缘之间的部分，从弹簧保持器44的基端部的内周面突出的锁定突片49、49形成在弹簧保持器44的基端部上的多个周向位置处，周向长孔55、55设置在弹簧保持器44的基端部上的多个周向位置处。然后，锁定突片49、49与锚板22的锁定阶梯部56进行接合，从而防止弹簧保持器44在弹簧保持器44从锚板22离开的方向上移位。此外，通过弹簧保持器44中的圆孔(省略其图示)插入的接合销的末端部嵌合在接合凹部57中，该接合凹部57设置在锚板22的外周面上以固定在其中，从而使弹簧保持器44与锚板22互相同步地旋转。在这种状态下，在压缩螺旋弹簧43沿着其全长弹性压缩的状态下，压缩螺旋弹簧43和座板50一起设置在锁定环部48与推力承受环部38之间。
在第一实例的情况下，通过上述构造预加压滚珠24、24，产生对滚珠24、24的滚动的阻力。然后，阻力施加到构成滚珠式减速机19的输入部的输入轴21与构成滚珠式减速机19的输出部的外螺纹部分47之间的相对旋转。在非制动状态下，当在按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面之间或转子1的两个表面与衬块2、3的衬垫18、18之间的任意一者处分开时，上述阻力的大小比通过外螺纹部分47与螺纹孔45之间的螺纹接合而产生的针对按压部件42的轴向移动的阻力大，外螺纹部分47与螺纹孔45之间的所述螺纹接合伴随着进给螺杆部件37的旋转而触发。即，在使得用于使按压部件42朝着末端侧移位所需的力能够维持得小的情况下，使输入轴21和外螺纹部分47互相同步地旋转(使得滚珠式减速机19不运行)。与此相反，在按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面产生抵接并且转子1的两个表面与衬块2、3的相应衬垫18、18产生抵接、从而使外螺纹部分47与螺纹孔45之间的螺纹接合部处的阻力增大的情况下，滚珠式减速机19开始运转，并且外螺纹部47以大转矩旋转，该大转矩足够大(七倍)到匹配滚珠式减速机19的减速比。
根据如到此为止已经描述地一样构造的第一实例的电动盘式制动装置，能够缩短在产生制动力之前所需的时间，而且，能够增大待产生的制动力。在下文中，将描述缩短时间和增大要产生的制动力的原因，同时描述通过第一实例的构造产生制动力的过程。
在非制动状态下，按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面互相抵接或互相稍微分开。另外，转子1的两个表面与两个衬块2、3的衬垫18、18互相稍微分开。当通过对电机8a通电使输入轴21从该状态下经由减速机10a旋转以产生制动力时，滚珠式减速机19不运转，并且输入轴21、进给螺杆部件37以及构成滚珠式减速机19的锚板22、保持架23、滚珠24和弹簧保持器44同步旋转。当这发生时，电机8a的输出轴20a与进给螺杆部件37之间的减速比变为作为齿轮型减速机10a的减速比的“16”。结果，进给螺杆部件37高速旋转，并且按压部件42朝着末端侧快速地移位，从而使按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面在短时间内抵接。此外，两个衬块2、3的衬垫18、18能够与转子1的相应表面产生抵接。
当按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面产生抵接、并且此外两个衬块2、3的衬垫18、18与转子1的相应表面产生抵接时，针对按压部件42朝着转子1移位的阻力增大。然后，基于按压部件42与进给螺杆部件37之间的轴向推力，锚板22的基端面挤压筒状空间6a的深端面，从而防止锚板22相对于筒状空间6a并且因此相对于活塞11a旋转。然后，构成滚珠式减速机19的滚珠24、24开始在锚板22上的引导槽25与进给螺杆部件37的推力承受环部38的基端面之间滚动。即，滚珠式减速机19开始运转，并且进给螺杆部件37以匹配滚珠式减速机19的减速比的大作用力旋转。在第一实例的情况下，由于滚珠式减速机19的减速比是“7”，所以进给螺杆部件37在比电动机8a的输出轴20a的转矩大112(16×7)倍的转矩的情况下旋转。实际上，虽然产生的转矩由于摩擦损失的存在而不会变为比电机8a的转矩大112倍，但是该摩擦损失应当是小值。从而，在制动操作的最终阶段，进给螺杆部件37以大转矩旋转，并且通过按压部件42利用大作用力朝着转子1按压活塞11a，从而使得能够获得大的制动力。
在第一实例的情况下，最终，滚珠式减速机19进行运转，从而获得大的减速比(转矩增大比)，并且因此，将齿轮型减速机10a和进给螺杆装置12a的减速比被抑制为小值。因此，假设最终要求的制动力相同，如图12中的实线β所示，能够使直到由于衬垫18、18与转子1的两侧产生抵接而开始产生制动力所需的时间T2比在传统构造中所需的时间T1短(T2＜T1)。反过来进行描述，在允许与传统构造中的时间延迟大致相同的时间延迟的情况下，获得的制动力变大。
[实施例的第二实例]
图5至8B示出对应于上述构造(1)至(7)的本发明的实施例的第二实例。在上述实施例的第一实例的情况下，如图1至2所示，在滚珠24与之产生滚动接触的锚板22的引导槽25和进给螺杆部件37的推力承受环部38的基端面之中，使推力承受环部38的基端面成为平坦面。这将滚珠24的滚动面与推力承受环部38的基端面之间的接触面处的面接触压力增大到高水平，导致产生诸如剥落或者卡住推力承受环部38的基端面这样的损害的可能性。像在滚珠24、24由诸如SUJ2这样的高碳铬轴承钢制成并且进给螺杆部件37由诸如S45C这样的碳钢制成的情况下，特别是当进给螺杆部件37由比制造滚珠24的材料软的材料制成时，上述损害的发生变得显著。
在第二实例的情况下，将加强部件52、52嵌入到构成进给螺杆部件37a的、与滚珠24、24产生滚动接触的推力承受环部38a的基端面的部分中，该加强部件52、52由比制造进给螺杆部件37a的诸如碳钢这样的金属材料更硬的诸如像SUJ2一样的高碳铬轴承钢、钛合金或陶瓷这样的材料制成。即，具有圆形筒状的加强部件52、52压嵌到凹部53中，以固定在其中，凹部53以与滚珠24、24的数量相同的数量(在图中所示的实例中是七个部分)设置在推力承受环部38a的基端面上。然后，滚道面54、54单独设置在加强部件52、52的末端面上，滚道面54、54具有作为具有滚珠24的直径的一半以上的曲率半径的局部弧形形状的截面形状。
根据如上所述构造的第二实例的电动盘式制动装置，由较硬的材料制成的加强部件52、52嵌入推力承受环部38a的基端面上的部分中，滚珠24的滚动面与该部分进行滚动接触，并且因此，能够使得难以在推力承受环部38a的基端面中产生诸如剥落这样的损害。另外，具有局部弧形截面形状的滚道面54、54设置在加强部件52、52的末端面上，并且因此，能够使滚珠24、24的滚动面与滚道面54、54产生线接触。这将滚珠24与滚道面54的表面之间的面接触压力抑制到比上述的实施例的第一实例的面接触压力低的水平。同样从这一点出发，能够抑制对推力承受环部38a的基端面产生损害。在能够防止产生诸如剥落这样的损害的情况下，能够将加强部件52、52的末端面制成平坦面。
在第二实例的情况下，不设置在实施例的第一实例中设置的锁定突片49、49(参见图2)。通过设置在弹簧保持器44a的基端部上的多个周向位置处的圆孔58、58插入的锁定销59、59与接合凹部57a、57a产生接合，该接合凹部57a、57a在锚板22a的外周面上设置在匹配这些圆孔58、58的部分处。这在防止弹簧保持器44a旋转并且相对于锚板22a在轴向上移位的状态下固定了弹簧保持器44a。另外，套筒60嵌合在弹簧保持器44a的末端部上，从而使得弹簧保持器44a能够在筒状空间6a内平滑地旋转。
其它部分的构造和功能与实施例的第一实例的构造和功能相似，并且因此，在这里将省略其重复描述和说明。
[实施例的第三实例]
图9至10示出对应于上述构造(1)至(6)以及(8)的本发明的实施例的第三实例。在第三实例的情况下，由比制造进给螺杆部件37b的金属材料硬的材料制成的球形加强部件52a、52a嵌入到构成进给螺杆部件37b的推力承受环部38b的、滚珠24、24与其产生滚动接触的基端面的部分中，并且滚珠24的滚动面与之产生滚动接触的部分形成为局部球形的突出曲面。即，加强部件52a、52a压嵌于设置在推力承受环部38b的基端面上的凹部53a、53a中，以固定在其中。这使得滚珠24、24的滚动面能够与嵌入的加强部件52a、52a产生点接触。结果，难以在滚珠24、24的滚动面与推力承受环部38b的基端面之间产生滑动，从而减小了滑动摩擦，这实现了滚珠式减速机19(参见图1)的传动效率的提高。
其它部分的构造和功能与上述的实施例的第一和第二实例的构造和功能相似，并且因此，在这里将省略其重复描述和说明。
这里，将通过下面的条目简要概括根据本发明的电动盘式制动装置的实施例的实例的特性。
[1]一种电动盘式制动装置包括：
转子1，该转子1被构造成与车轮一起旋转；
衬块支撑部(支撑部)，该衬块支撑部支撑在车体上，从而位于靠近转子1；
一对外侧和内侧衬块(内侧衬块和外侧衬块)2、3，在从转子1的轴向上的两侧保持转子1同时，该一对外侧和内侧衬块2、3支撑在衬块支撑部(支撑部)上，从而在轴向上移位；
活塞11a，该活塞11a设置在筒状空间6a中，该筒状空间6a设置成面对一对衬块(内侧衬块和外侧衬块)2、3的至少一个衬块(内侧衬块)，从而在转子1的轴向上移位；和
电致动器，通过用作驱动源的电动机8a，使该电致动器在将活塞11a推出筒状空间6a的方向上移位，从而使一对衬块(内侧衬块和外侧衬块)2、3这二者与转子1的两个轴向表面进行压接，其中
电致动器具有：电动机8a、球形减速机19和转换装置(进给螺杆装置)12a，
电动机8a具有输出轴20a，当通电时，驱动该该输出轴20a在两个方向上旋转，
滚珠式减速机19包括：锚板22，在防止该锚板22当滚珠式减速机19运转时旋转、并且防止在锚板22从活塞11a离开的方向上轴向移位的状态下，该锚板22设置在筒状空间6a的深端处；输入轴21，该输入轴21以输入轴21通过设置在锚板22的中央部中的通孔29插入的状态设置，并且该输入轴21构造成当电动机8a通电时在两个方向上旋转；环状滚珠保持部件(保持架)23，随着输入轴21旋转，该环状滚珠保持部件23相对于输入轴21的旋转中心偏心运动；多个滚珠24，该多个滚珠24以滚动方式保持在滚珠保持部件(保持架)23上的多个周向位置中；和引导槽25，该引导槽25形成在一对表面的至少一个表面上，该一对表面沿着活塞11a的轴向保持滚珠24，并且该引导槽形成为摆线曲线作为其周向形状，并且构造成将所述滚珠保持部件(保持架)23的旋转运动作为输出送出，并且
转换装置(进给螺杆装置)12a将滚珠式减速机19的旋转输出转换为直线运动，以使活塞11a在所述轴向上移位。
[2]根据上述构成[1]的电动盘式制动装置，其中
除了电动机42和滚珠式减速机19之外，电致动器还包括构成转换装置(螺杆进给装置)12a的按压部件8a和进给螺杆部件37、以及预加压部件(压缩螺旋弹簧)43，
活塞11a具有有底的筒状，其中，作为面对衬块(内侧衬块)2的端部的末端侧通过底部27封闭，并且基端侧开口，
按压部件42在中央部具有螺纹孔45，并且在靠近底部27的部分处组装在活塞11a中，从而防止按压部件42相对于活塞11a旋转，并且使所述按压部件相对于活塞11a在轴向上移位，
进给螺杆部件37具有：外螺纹部分47，该外螺纹部分47从座位靠近活塞11a的底部27的端部的末端部到中间部设置，用于与所述螺纹孔螺纹接合；和推力承受环部38，该推力承受环部38具有向外朝向的凸缘形状，该推力承受环部38设置在基端部处，其中
预加压部件(压缩螺旋弹簧)43施加力以将滚珠24弹性保持在构造成将滚珠24保持在其间的一对表面(锚板22的面对推力经受环部38的表面和推力经受环部38的基端面)之间，以产生抵抗滚珠24尝试滚动的力，从而施加抵抗作为滚珠式减速机19的输入部的输入轴21与作为滚珠式减速机19的输出部的外螺纹部分47之间的相对旋转的阻力，并且
在按压部件42的末端部与活塞11a的底部27的内表面之间或转子1的侧表面与衬块(内侧衬块和外侧衬块)2、3的衬垫18、18之间的至少任意一者发生分开的非制动状态下，通过预加压部件(压缩螺旋弹簧)43施加到输入轴21与外螺纹部分47之间的旋转旋转的阻力的大小、比针对通过伴随着进给螺杆部件37的旋转而发生的外螺纹部分47与螺纹孔45之间的螺纹接合施加的抵抗按压部件42的轴向移动的阻力大。
[3]根据上述构成[2]的电动盘式制动装置，其中
预加压部件是压缩螺旋弹簧43，
压缩螺旋弹簧43保持在筒状弹簧保持器44内，该筒状弹簧保持器44在末端部处包括向内朝向的锁定环部48。
在防止锁定环部48在其从锚板22分开的方向上移位的状态下，弹簧保持器44的基端部锁定在锚板22上，并且
压缩螺旋弹簧43在沿着其全长被弹性压缩的状态下，设置在锁定环部48与推力承受环部38之间。
[4]根据上述构成[3]的电动盘式制动装置，其中，滚珠式保持部件是环状保持架23，其中，滚珠24以滚动方式设置于设置在保持架23的多个圆周位置处的兜孔34内，并且其中，保持架23与推力承受环部38通过联轴器连接在一起，该联轴器构造成在允许保持架23的偏心运动的同时，传递保持架23的旋转运动。
[5]根据上述构成[4]的电动盘式制动装置，其中
引导槽25设置在锚板22的面对推力承受环部38的表面上，并且
引导槽25具有内摆线曲线或外摆线曲线形状作为引导槽25沿着其中心线的形状，并且具有比每个滚珠24的直径的一半大的曲率半径的弧形形状作为引导槽25的截面形状。
[6]根据上述构成[1]至[5]的任意一项的电动盘式制动装置，其中
引导槽25设置在将滚珠24保持在其间的一对表面的任意一者(锚板22的面对推力经受环部38的表面)上，并且加强部件52嵌入滚珠24与之产生滚动接触的另一个表面(推力经受环部38a)上，加强部件52由比制成具有另一个表面(推力经受环部38a的基端面)的部件的材料更硬的材料制成。
[7]根据上述构成[6]的电动盘式制动装置，其中
滚道面54设置在所述加强部件52上，滚道面52具有局部形成为具有等于或大于各个滚珠24的直径的一半的曲率半径的弧形形状的截面形状。
[8]根据上述构成[6]的电动盘式制动装置，其中
局部球形的突出曲面设置在加强部件52a上。
本发明的电动盘式制动装置不限于到此为止描述的实施例的实例，并且因此，能够根据需要而修改或改进。另外，假设能够实现本发明，则实例中的构成元件的材料、形状、尺寸、数量、位置是任意的，并且不限于在实例中的描述。
该专利申请基于2012年7月26日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2012-165357)和2012年11月7日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2012-245674)，这两个专利申请的内容通过引用并入此处。
工业实用性
在用于执行本发明的滚珠式减速机中，本发明不限于在图中所示的引导槽仅形成在锚板侧的构造，并且因此，还能够采用前述的专利文献9中描述的构造。即，还能够使用这样的滚珠式减速机：整体形成为内摆线曲线形状的第一引导槽形成在互相面对的表面中的一个表面上、并且整体形成为外摆线曲线形状的第二引导槽形成在另一个表面上，并且多个滚珠安置在两个槽之间。简言之，只要构造使得能够通过薄构造获得大的减速比并且能够通过对滚珠进行预加压而将旋转力矩增大到一定程度，就能够使用任意构造。
另外，关于将滚珠保持部件的旋转运动传递到推力承受环部的联轴器，还能够采用如在上述的专利文献9中描述的构造这样的不同构造。当这发生时，环状凹槽形成在滚珠保持部件和推力承受环部的互相面对的表面上的多个周向位置处，并且与构成滚珠式减速机的主体部的各个滚珠分开地设置的多个滚珠保持在环状凹槽之间。
利用本发明的构造，虽然电动机能够共用于多个活塞之间，但是减速机需要对于活塞单独设置。从而，与液压盘式制动装置相比，提高了与活塞的驱动有关的装置的部分处的容量。因此，优选地，在具有较少数量的活塞的浮钳型盘式制动器的情况下执行本发明，并且有助于确保安装活塞的空间。然而，在能够确保像在大车辆中一样的安装空间的情况下，能够在对置活塞型盘式制动器的情况下执行本发明。
另外，本发明的构造还能够应用于行驶车辆通过驾驶员踩下制动踏板而变慢或停止的服务制动或者使车辆保持停止状态的驻车制动。

Claims (8)

1.一种电动盘式制动装置，包括：
转子，该转子被构造成与车轮一起旋转；
衬块支撑部，该衬块支撑部支撑在车体上，从而位于与所述转子相邻；
外侧衬块和内侧衬块，作为一对衬块，在从所述转子的轴向上的两侧保持所述转子的同时，该外侧衬块和内侧衬块支撑在所述衬块支撑部上，从而在轴向上移位；
活塞，该活塞设置在筒状空间中，该筒状空间设置成面对所述一对衬块中的至少一个衬块，从而在所述转子的轴向上移位；和
电致动器，通过用作为驱动源的电动机，使该电致动器在将所述活塞推出所述筒状空间的方向上移位，从而使所述一对衬块的两个衬块与所述转子的两个轴向表面进行压接，其中
所述电致动器具有电动机、滚珠式减速机和转换装置，
所述电动机具有输出轴，当通电时，驱动该输出轴在两个方向上旋转，
所述滚珠式减速机包括：
锚板，在防止所述锚板当所述滚珠式减速机运转时旋转，并且防止所述锚板在所述锚板从所述活塞离开的方向上轴向移位的状态下，该锚板设置在所述筒状空间的深端处；
输入轴，该输入轴以所述输入轴通过设置在所述锚板的中央部的通孔而插入的状态设置，并且该输入轴构造成当所述电动机通电时在两个方向上旋转；
环状滚珠保持部件，随着所述输入轴旋转，该环状滚珠保持部件相对于所述输入轴的旋转中心偏心地移动；
多个滚珠，该多个滚珠以滚动方式保持在所述滚珠保持部件上的多个周向位置中；和
引导槽，该引导槽形成在一对表面中的至少一个表面上，该一对表面沿着所述活塞的轴向保持所述滚珠，并且该引导槽形成为摆线曲线作为该引导槽的周向形状，并且
所述滚珠式减速机构造成将所述滚珠保持部件的旋转运动作为输出送出，并且
所述转换装置将所述滚珠式减速机的旋转输出转换为直线运动，从而使所述活塞在所述轴向上移位。
2.根据权利要求1所述的电动盘式制动装置，其中
除了所述电动机和所述滚珠式减速机之外，所述电致动器还包括：构成所述转换装置的按压部件和进给螺杆部件、以及预加压部件，
所述活塞具有有底的筒状，在所述活塞中，作为面对所述衬块的端部的末端侧由底部封闭，并且基端侧开口，
所述按压部件在中央部具有螺纹孔，并且组装在所述活塞中的靠近所述底部的部分处，从而防止所述按压部件相对于所述活塞旋转，并且使所述按压部件相对于所述活塞在所述轴向上移位，
所述进给螺杆部件具有：外螺纹部分，该外螺纹部分从作为靠近所述活塞的所述底部的端部的末端部到中间部设置，该外螺纹部分用于与所述螺纹孔螺纹接合；和推力承受环部，该推力承受环部具有向外朝向的凸缘形状，该推力承受环部设置在基端部处，
所述预加压部件施加力以将所述滚珠弹性地保持在构造成将所述滚珠保持在其间的所述一对表面之间，以产生针对所述滚珠试图滚动的阻力，从而施加针对作为所述滚珠式减速机的输入部的所述输入轴、与作为所述滚珠式减速机的输出部的所述外螺纹部分之间的相对旋转的阻力，并且
在所述按压部件的末端部与所述活塞的所述底部的内表面之间、或所述转子的侧表面与所述衬块的衬垫之间的至少一者发生分开的非制动状态下，通过所述预加压部件施加到所述输入轴与所述外螺纹部分之间的相对旋转的阻力的大小、比通过所述外螺纹部分与所述螺纹孔之间的螺纹接合而施加的针对所述按压部件的轴向移动的阻力大，所述外螺纹部分与所述螺纹孔之间的螺纹接合伴随着所述进给螺杆部件的旋转而发生。
3.根据权利要求2所述的电动盘式制动装置，其中
所述预加压部件是压缩螺旋弹簧，
所述压缩螺旋弹簧保持在筒状弹簧保持器内，所述筒状弹簧保持器在末端部处包括向内朝向的锁定环部，其中，在防止所述锁定环部在从所述锚板离开的方向上移位的状态下，所述弹簧保持器的基端部锁定在所述锚板上，并且
所述压缩螺旋弹簧在沿着所述压缩螺旋弹簧的全长被弹性压缩的状态下，设置在所述锁定环部与所述推力承受环部之间。
4.根据权利要求3所述的电动盘式制动装置，其中
所述滚珠保持部件是环状保持架，
所述滚珠以滚动方式设置在兜孔内，所述兜孔设置在所述保持架上的多个圆周位置处，并且
所述保持架和所述推力承受环部通过联轴器而连接在一起，所述联轴器构造成在允许所述保持架的偏心运动的同时，传递所述保持架的旋转运动。
5.根据权利要求4所述的电动盘式制动装置，其中
所述引导槽设置在所述锚板的表面上，所述锚板的该表面面对所述推力承受环部，并且
所述引导槽具有内摆线曲线或外摆线曲线形状作为沿着所述引导槽的中心线的形状，并且具有比每个滚珠的直径的一半更大的曲率半径的弧形形状作为所述引导槽的截面形状。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的电动盘式制动装置，其中
所述引导槽设置在将所述滚珠保持在其间的所述一对表面中的任意一个表面上，并且加强部件嵌入到另一个表面的与所述滚珠进行滚动接触的部分中，所述加强部件由比制成具有所述另一个表面的部件的材料更硬的材料制成。
7.根据权利要求6所述的电动盘式制动装置，其中
滚道面设置在所述加强部件上，所述滚道面具有局部形成为弧形形状的截面形状，该弧形形状具有等于或大于各个所述滚珠的直径的一半的曲率半径。
8.根据权利要求6所述的电动盘式制动装置，其中
局部球形的突出曲面设置在所述加强部件上。
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