DE10112570A1

DE10112570A1 - Elektrische Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10112570A1
Application number: DE10112570A
Authority: DE
Inventors: Takuya Usui; Yukio Ohtani
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: US6491140B2; US20010023798A1; DE10112570B4

Abstract

In einer elektrischen Scheibenbremse sind ein Stator und ein Rotor eines Elektromotors in einem Tasterkörper angeordnet, und eine Drehung des Rotors wird durch einen Kugelrampenmechanismus in eine Linearbewegung umgewandelt. Eine derartige Linearbewegung wird zu einem Kolben übertragen, so dass Bremsklötze durch den Kolben und ein Klauenelement gegen einen Scheibenrotor gezwungen werden. Zwei Außenzahnräder sind an dem Rotor vorgesehen, und Innenzahnräder sind an zwei Scheiben des Kugelrampenmechanismus vorgesehen, so dass infolge eines Eingriffs zwischen den Außenzahnrädern und den Innenzahnrädern die beiden Scheiben des Kugelrampenmechanismus mit einem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors gedreht werden, um eine Differenzbewegung zu bewirken, die ihrerseits bewirkt, dass sich eine der Scheiben versetzt, wodurch der Kolben voranbewegt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Scheibenbremse zum Erzeugen einer Bremskraft durch eine Drehkraft eines elektrischen Motors.

Als derartige Scheibenbremse gibt es eine elektrische Scheibenbremse, bei der ein Tasterkörper schwimmend durch einen Träger getragen wird, der an einen sich nicht drehenden Abschnitt eines Fahrzeugs befestigt ist, und der Tasterkörper mit einem Kolben, der einem Paar von Bremsklötzen gegenüberliegt, die durch den Träger an beiden Seiten eines Scheibenrotors getragen werden, einem Elektromotor und einem Bewegungsumwandlungs-Mechanismus zum Umwandeln einer Drehung eines Rotors des Elektromotors in eine Linearbewegung und zum Übertragen einer derartigen Bewegung zu dem Kolben versehen ist. Bei einer derartigen elektrischen Scheibenbremse wird, wenn ein Betätiger ein Bremspedal niederdrückt, eine Kraft, die auf das Bremspedal wirkt (oder ein Versetzungsausmaß) durch einen Sensor erfasst, und die Drehung des Elektromotors wird durch eine Steuerungseinrichtung anhand eines Erfassungsergebnisses zum Erhalten einer gewünschten Bremskraft gesteuert.

Ein Kugelspindelmechanismus oder ein Kugelrampenmechanismus wurden im Wesentlichen als der Bewegungsumwandlungs- Mechanismus zum Umwandeln der Drehung eines Rotors eines Elektromotors in die Linearbewegung und zum Übertragen einer derartigen Bewegung zu einem Kolben verwendet, da sie eine große Schiebe- oder Bremskraft schaffen können. Jedoch gab es bei herkömmlichen elektrischen Scheibenbremsen keinen besonderen Geschwindigkeitsverringerungs-Mechanismus zwischen dem Elektromotor und dem Bewegungsumwandlungs-Mechanismus.

Deshalb wird die Motordrehkraft und ein Motorkörper groß ausgeführt, und deshalb wird auch der Tasterkörper selbst sperrig ausgeführt, wodurch die Einbaufähigkeit in das Fahrzeug verschlechtert wird.

In manchen Fällen wird die Geschwindigkeit der Drehung eines Motors dadurch verringert, dass ein Planetengetriebe verwendet wird, und die Drehung wird durch einen präzisen Walzenspindelmechanismus in eine Linearbewegung umgewandelt, um dadurch eine Schiebekraft zum Erhalten der Bremskraft zu erzeugen. Jedoch besteht, da kein großes Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis durch das Planetengetriebe erreicht werden kann, eine Beschränkung bei der Kompaktheit des Elektromotors, und dadurch kann eine grundlegende Lösung nicht erreicht werden.

Ferner wird in manchen Fällen die Geschwindigkeit der Drehung eines Motors dadurch verringert, dass ein Schneckenradgetriebe verwendet wird, und die Drehung wird durch einen präzisen Walzenspindelmechanismus in eine Linearbewegung umgewandelt, um eine Schiebekraft zu erzeugen, um dadurch die Bremskraft zu erhalten. In diesem Fall kann jedoch, da der präzise Walzenspindelmechanismus senkrecht zu dem Schneckenradgetriebe angeordnet ist, das Innere des Tasterkörpers nicht effizient genutzt werden, mit dem Ergebnis, dass es eine Beschränkung bei der Kompaktheit des Tasterkörpers gibt, und somit kann keine grundlegende Lösung erhalten werden.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der genannten Nachteile gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine elektrische Scheibenbremse zu schaffen, bei der eine Motordrehkraft verringert werden kann, indem ein Geschwindigkeitsverringerungs-Mechanismus integriert wird, der zu einem großen Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis ohne einen erheblichen Einbauraum in der Lage ist, wodurch ein Motor und ein Tasterkörper kompakter ausgeführt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung kann, da das große Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis erhalten werden kann, eine große Bremsbetätigungskraft durch eine kleine Drehkraft des Motors erhalten werden. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Drehungen eines Rotors des Motors relativ hoch wird. Demzufolge ist es, wenn der Klotzzwischenraum zu groß wird, da es eine lange Zeit bis zum Beginn der Betätigung der Bremse braucht, wichtiger, dass der Klotzzwischenraum verglichen mit herkömmlichen elektrischen Scheibenbremsen stets konstant gehalten wird.

In dieser Hinsicht wurde in herkömmlicher Weise als ein Klotzabrieb-Nachfolgemechanismus, der auf eine elektrische Scheibenbremse angewendet werden kann, beispielsweise ein Mechanismus vorgeschlagen, bei dem, indem eine Schraubenfeder, eine Einwegkupplung oder eine nicht umkehrbare Schraube vorgesehen wird, eine Abrieb- Nachfolgebetätigung dadurch bewirkt wird, dass die Drehung eines Rotors eines Elektromotors verwendet wird (vgl. beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Nr. 55-69337 und die internationale Veröffentlichung mit der Nr. WO 99/02885).

Ferner wird, obwohl verschiedene Abrieb-Nachfolgemechanismen, die auf eine elektrische Scheibenbremse anwendbar sind, vorgeschlagen wurden, da ein Anpassungsausmaß durch einen Schritt klein ist, und da eine manuelle Betätigung bewirkt werden muss, wenn der Kolben zurückgezogen wird, der Wechsel der Klötze problematisch und zeitaufwendig.

Demzufolge besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine elektrische Scheibenbremse mit einem Klotzabrieb-Anpassungsmechanismus zu schaffen, bei dem ein Ausmaß der Anpassung durch einen Schritt vergrößert werden kann, und ein Kolben durch eine Drehung eines Motors zurückgezogen werden kann.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Um die genannten Aufgaben zu lösen, wird gemäß der Erfindung eine elektrische Scheibenbremse geschaffen, bei der ein Tasterkörper schwimmend durch einen Träger getragen wird, der an einen sich nicht drehenden Abschnitt eines Fahrzeugs befestigt ist, und der Tasterkörper mit einem Kolben, der einem von einem Paar Bremsklötzen gegenüberliegt, die durch den Träger an beiden Seiten eines Scheibenrotors getragen werden, einem Elektromotor, und einem Bewegungsumwandlungs- Mechanismus zum Umwandeln der Drehung eines Rotors des Elektromotors in eine Linearbewegung und zum Übertragen einer derartigen Bewegung zu einem Kolben versehen ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Bewegungsumwandlungs- Mechanismus angeordnet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus zwischen dem Rotor und dem Bewegungsumwandlungs-Mechanismus entlang einer Axialrichtung des Rotors angeordnet sein. In diesem Fall kann ein Durchmesser des Elektromotors kleiner gemacht werden.

Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus zwei Drehelemente als Konstruktionselemente aufweisen, und der Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus kann mit einem Getriebemechanismus zum Erzeugen eines Unterschieds bei der Anzahl von Drehungen zwischen den beiden Drehelementen versehen sein.

In diesem Fall werden, wenn der Bewegungsumwandlungs- Mechanismus einen Kugel-Rampenmechanismus aufweist, die beiden Drehelemente durch zwei Drehscheiben gebildet, die einander unter Dazwischen-Anordnung von Kugeln gegenüberliegen, und wenn der Bewegungsumwandlungs- Mechanismus einen Kugelspindelmechanismus aufweist, werden die beiden Drehelemente durch eine Mutter und eine Gewindewelle gebildet. Für einen Getriebemechanismus für den erstgenannten wird eine Kombination von zwei Außenzahnrädern, die koaxial mit dem Rotor des Elektromotors vorgesehen sind, und von Innenzahnrädern, die an den beiden Drehscheiben des Kugelrampenmechanismus vorgesehen sind, und die unabhängig mit den Außenzahnrädern kämmen, verwendet. Andererseits wird für einen Getriebemechanismus des letzteren Mechanismus eine Kombination von zwei Innenzahnrädern, die koaxial mit dem Rotor des Elektromotors vorgesehen sind, und von Außenzahnrädern, die an der Mutter und der Gewindewelle des Kugelspindelmechanismus jeweils vorgesehen sind, und mit den Innenzahnrädern unabhängig kämmen, verwendet. In jedem Fall kann durch die Kombination der Außenzahnräder und der Innenzahnräder die Geschwindigkeit der Drehung des Elektromotors wirksam ohne einen übermäßigen Einbauraum verringert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Drehelement und ein Nicht-Drehelement als Konstruktionselemente aufweisen, und der Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus kann mit einer exzentrischen Welle, die an dem Rotor des Elektromotors vorgesehen ist, und einem Differenzmechanismus zum Übertragen der verringerten Drehung des Rotors zu dem Drehelement gemäß der Drehung der exzentrischen Welle versehen sein.

In diesem Fall kann der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus einen Kugelrampenmechanismus aufweisen, bei dem Kugeln zwischen der Drehscheibe und der festen Scheibe angeordnet sind, und der Differenzmechanismus kann eine exzentrische Platte, die drehbar an die exzentrische Welle gefügt ist, die an dem Rotor vorgesehen ist, einen Oldham's-Mechanismus zum Erteilen einer Kreisbewegung für die exzentrische Platte gemäß der Drehung des Rotors, und eine Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung zum Drehen der Drehscheibe des Kugelrampenmechanismus mit einem gegebenen oder festen Drehverhältnis bezüglich des Rotors als Antwort auf die Kreisbewegung aufweisen.

Die elektrische Scheibenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Kugelrampenmechanismus kann mit einem verbesserten Bremsklotzabrieb-Nachfolgemechanismus kombiniert werden. D. h., eine elektrische Scheibenbremse gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor der elektrischen Scheibenbremse an eine erste Scheibe eines Kugelrampenmechanismus angeschlossen ist, ein Kolben in eine zweite Scheibe über einen Gewindeabschnitt eingedreht ist, eine Federeinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeschlossen ist, und dass der Kolben vorgeschoben oder zurückgezogen wird, indem integral die erste und zweite Scheibe durch eine Federkraft der Federeinrichtung gedreht wird, und der Kolben zurückgezogen oder vorgeschoben wird, indem eine relative Drehung zwischen der ersten und zweiten Scheibe entgegengesetzt zu der Federkraft der Federeinrichtung bewirkt wird.

Durch diese Anordnung werden, wenn der Scheibenrotor nicht durch den Bremsklotz gezwungen wird, da keine große Last auf den Gewindeabschnitt wirkt, um den Widerstand des Gewindeabschnitts zu verringern, nach der Drehung des Rotors des Elektromotors die erste und zweite Scheibe integral zusammen über die Federkraft der Federeinrichtung gedreht, mit dem Ergebnis, dass der Kolben durch den Gewindeabschnitt versetzt wird. Andererseits werden, wenn der Scheibenrotor durch den Bremsklotz gezwungen wird, da eine große Last auf den Gewindeabschnitt wirkt, um den Widerstand des Gewindeabschnitts zu vergrößern, nach der Drehung des Rotors des Elektromotors die erste und zweite Scheibe bezüglich einander entgegengesetzt zu der Federkraft der Federeinrichtung gedreht, mit dem Ergebnis, dass der Kolben durch den Kugelrampenmechanismus angetrieben wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer elektrischen Scheibenbremse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Draufsicht mit einem Teilschnitt zur Darstellung des gesamten Aufbaus der elektrischen Scheibenbremse;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht zur Darstellung des gesamten Aufbaus der elektrischen Scheibenbremse;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer elektrischen Scheibenbremse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer elektrischen Scheibenbremse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt schematisch Ansichten zur Darstellung von Betriebszuständen eines Oldham's-Mechanismus, der einen Teil der elektrischen Scheibenbremse gemäß Fig. 5 bildet;

Fig. 7A ist eine Schnittansicht einer elektrischen Scheibenbremse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7B ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines Teils einer exzentrischen Platte gemäß Fig. 7A;

Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht zur Darstellung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A gemäß Fig. 8 zur Darstellung eines zylindrischen Abschnitts, einer Hülse und eines Federhalters;

Fig. 10 zeigt schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 8, wenn kein Abrieb eines Bremsklotzes vorliegt;

Fig. 11 zeigt schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 8, wenn ein Abrieb eines Bremsklotzes vorliegt;

Fig. 12 zeigt schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebs zum Zurückziehen eines Kolbens nach dem Ersetzen des Bremsklotzes in der Vorrichtung gemäß Fig. 8 und 13;

Fig. 13 ist eine Längsschnittansicht zur Darstellung einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 zeigt schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 13, wenn kein Abrieb eines Bremsklotzes vorliegt; und

Fig. 15 zeigt schematische Ansichten zur Darstellung des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 13, wenn ein Abrieb eines Bremsklotzes vorliegt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen in Zusammenhang mit deren Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine elektrische Scheibenbremse gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 bis 3 weist die elektrische Scheibenbremse einen Träger 1, der an einen sich nicht drehenden Abschnitt (beispielsweise ein Gelenk) eines Fahrzeugs an der Innenseite eines Scheibenrotors D befestigt ist, und einen Tasterkörper 2 auf, der durch den Träger 1 über linke und rechte Gleitstifte 3 für eine Schwimmbewegung in einer Axialrichtung des Scheibenrotors D getragen ist. Der Tasterkörper 2 weist ein im Wesentlichen C-förmiges Klauenelement, das den Scheibenrotor D umgreift, und ein Motorgehäuse 7 auf, das an einen ringförmigen Flanschabschnitt 5 (vgl. Fig. 3) befestigt ist, der an dem hinteren Ende des Klauenelements 4 unter Verwendung von Bolzen angeordnet ist. Ein Paar von Bremsklötzen 8, 9, die an beiden Seiten des Scheibenrotors D angeordnet sind, werden durch den Träger 1 für eine Bewegung in der Axialrichtung des Scheibenrotors D getragen. Zwei Klauenstücke 4a des Klauenelements 4 des Tasterkörpers 2 können gegen den äußeren Bremsklotz 8 anstoßen, und ein Kolben 10 (der nachfolgend beschrieben wird), der in dem Tasterkörper 2 angeordnet ist, kann gegen den inneren Bremsklotz 9 anstoßen. Das Motorgehäuse 7 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Gehäusekörper 11 und eine Abdeckung 12 auf, die an ein hinteres Ende des Gehäusekörpers 11 durch Bolzen 13 befestigt ist. Ferner sind freigelegte Abschnitte der Gleitstifte 3 durch Manschetten 14 abgedeckt.

Ein Elektromotor 15 ist in dem Motorgehäuse 7 angeordnet. Der Elektromotor 15 weist einen Stator 16, der an einen inneren Umfangsabschnitt des Motorgehäuses 7 befestigt ist, und einen hohlen Rotor 17 auf, der innerhalb des Stators 16 angeordnet ist. Der Rotor 17 ist drehbar durch das Motorgehäuse 7 über Lager 18, 19 getragen. Der Elektromotor 15 wird unter der Steuerung eines Signals von einer (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung betätigt, so dass der Rotor 17 mit einer vorbestimmten Drehkraft durch eine geeignete Winkelversetzung gedreht wird, und der Drehwinkel des Rotors 17 wird durch eine Dreh-Erfassungseinrichtung 20 mit einem Resolverrotor 20a, der an den Rotor 17 befestigt ist, und einen Resolverstator 20b, der an das Motorgehäuse 7 befestigt ist, erfasst. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist das Motorgehäuse mit einer Signalleitung versehen, welche die Steuerungseinrichtung mit dem Stator 16 des Elektromotors 15 und der Dreh-Erfassungseinrichtung 20 verbindet.

Andererseits ist in dem Klauenelement 4 ein Kugelrampenmechanismus (ein Bewegungsumwandlungs-Mechanismus) 21 zum Umwandeln der Drehung des Rotors 17 des Elektromotors 15 in eine Linearbewegung und zum Übertragen einer derartigen Linearbewegung zu dem Kolben 10 angeordnet. Der Kugelrampenmechanismus 21 weist eine ringförmige erste Scheibe 23, die drehbar in dem Klauenelement 4 über ein Lager 22 getragen ist, eine ringförmige zweite Scheibe 25, die treibbar mit dem Kolben 10 über ein Axiallager 24 verbunden ist, und einen Rollmechanismus 26 auf, der zwischen diesen Scheiben (den Drehscheiben) 23 und 25 angeordnet ist. Der Rollmechanismus 26 weist drei geneigte Kugelnuten 27, 28, die jeweils in gegenüberliegenden Oberflächen der ersten und zweiten Scheibe 23, 25 entlang einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, und Kugeln (Stahlkugeln) 29 auf, die zwischen den Kugelnuten 27 und 28 aufgenommen sind, die Kugelnuten 27, 28 sind in der gleichen Richtung geneigt und mit gleichem Abstand innerhalb eines Bereichs eines identischen eingeschlossenen Winkels (beispielsweise 90°) angeordnet, so dass eine Relativdrehung zwischen den Scheiben 23, 25 bewirkt, dass die drei Kugeln 29 in den Kugelnuten 27, 28 rollen, wodurch ein Abstand zwischen den Scheiben 23 und 25 gemäß einer derartigen Relativdrehung verändert wird.

Der Kolben 10 wird durch das Klauenelement 4 des Tasterkörpers 2 auf nicht drehbare Art und Weise jedoch für eine Axialbewegung getragen. Ferner wird der Kolben 10 stets durch eine (nicht gezeigte) Feder in Richtung des Rotors 17 des Elektromotors 15 gezogen, mit dem Ergebnis, dass die Kugeln 29 des Kugelrampenmechanismus 21 mit Kraft zwischen den Scheiben 23 und 25 unter Druck gesetzt werden. Die Kugelnuten 27, 28 sind derart gestaltet, dass, wenn die erste Scheibe bezüglich der zweiten Scheibe 25 in Richtung des Uhrzeigersinns (gesehen von rechts gemäß Fig. 1) gedreht wird, die zweite Scheibe 25 nach links gemäß Fig. 1 vorangeschoben wird (linear versetzt wird), und die lineare Versetzungsbewegung der zweiten Scheibe 25 wird zu dem Kolben 10 über das Axiallager 24 übertragen, mit dem Ergebnis, dass der Kolben 10 den inneren Bremsklotz 9 gegen den Scheibenrotor D zwingt. Der Raum, in dem der Kugelrampenmechanismus 21 angeordnet ist, wird von einer äußeren Umgebung mittels einer Abdeckung 30 abgeschirmt, die zwischen dem Kolben 10 und dem Klauenelement 4 vorgesehen ist.

Der Rotor 17 des Elektromotors ist mit einem ersten und einem zweiten Außenzahnrad 31, 32 versehen, die koaxial miteinander sind. Das erste Außenzahnrad 31 ist integral an den Rotor 27 angebracht, indem ein Flanschabschnitt 21b, der an einem Ende eines Hohlwellenabschnitts 31a des Zahnrads 31 ausgebildet ist, an ein vorderes Ende des Rotors 17, das zu dem Scheibenrotor D gerichtet ist, befestigt ist. Das zweite Außenzahnrad 32 ist an den Rotor 17 auf nicht drehbare Art und Weise, aber für eine axiale Bewegung (eine Linearbewegung) verbunden, indem ein Wellenabschnitt 32a des Zahnrads 32 in und durch den Wellenabschnitt 31a des ersten Außenzahnrads 31 in den Rotor 17 ausgedehnt ist, und indem der Wellenabschnitt 32a über einen Kugelspindelabschnitt 34 in ein Hohlwellenelement 33 gefügt ist, das fest an den Rotor angebracht ist und an der Mittellinie des Rotors 17 angeordnet ist.

Andererseits sind ein erstes und ein zweites Innenzahnrad 36, 37, die dafür angepasst sind, mit dem ersten und zweiten Außenzahnrad 31, 32 jeweils in Eingriff zu kommen, an Innenflächen der ersten und zweiten Scheibe 23, 25 ausgebildet, die den Kugelrampenmechanismus 21 bilden. Dieses erste und zweite Innenzahnrad 36, 37 weisen Zahnraddurchmesser auf, die erheblich größer sind als diejenigen des ersten und zweiten Außenzahnrads 31, 32, und in einem (an ein Fahrzeug) montierten Zustand ist eine Achse des Elektromotors 15 von einer Achse des Kugelrampenmechanismus 21 um ein Ausmaß ΔH in einer radial äußeren Richtung des Scheibenrotors D versetzt, mit dem Ergebnis, dass das erste und zweite Außenzahnrad 31, 32 mit dem ersten und zweiten Innenzahnrad 36, 37 jeweils kämmen. D. h., wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 gedreht wird, wird das erste und zweite Außenzahnrad 31, 32 ebenso integral damit gedreht, mit dem Ergebnis, dass das erste und zweite Innenzahnrad 36, 37 hierdurch gedreht werden, um die erste und zweite Scheibe 23, 25 zu drehen, die den Kugelrampenmechanismus 21 mit gegebenen Drehverhältnissen bezüglich des Rotors 17 bilden.

Wenn angenommen wird, dass die Zähneanzahl des ersten Außenzahnrads 31 N₁ beträgt, die Zähneanzahl des zweiten Außenzahnrads 31 N₂ beträgt, die Zähneanzahl des ersten Innenzahnrads 36 n₁ beträgt, und die Zähneanzahl des zweiten Innenzahnrads 37 n₂ beträgt, wird die erste Scheibe 23 mit einem Drehverhältnis von N₁/n₁ (= A) bezüglich des Rotors 17 gedreht, und die zweite Scheibe 25 wird mit einem Drehverhältnis von N₂/n₂ (= B) bezüglich des Rotors 17 gedreht. In diesem Fall bildet eine umgekehrte Anzahl eines Unterschieds bei der Anzahl von Drehungen (Winkel) zwischen der ersten und zweiten Scheibe 23 und 25 während einer Umdrehung des Rotors 17 ein Geschwindigkeits- Verringerungsverhältnis α {= 1/A-B)}, wodurch eine Differenzbewegung zwischen den Scheiben 23 und 25 erzeugt wird. Demzufolge werden die Kombination des ersten Außenzahnrads 31 und des ersten Innenzahnrads 36 und die Kombination des zweiten Außenzahnrads 32 und des zweiten Innenzahnrads 37 als ein Getriebemechanismus verwendet, der eine Differenzgeschwindigkeits-Verringerungseinrichtung bildet. Wenn sich der Rotor 17 um einen bestimmten Drehwinkel θ dreht, wird ein Unterschied θ_A-B in der Anzahl von Drehungen (Winkel) zwischen der ersten und zweiten Scheibe 23 und 25 zu θ/α, und, wenn angenommen wird, dass die Neigung (Steigung) der Kugelnuten 27, 28 des Kugelrampenmechanismus 21 L ist, wird die zweite Scheibe 25 um das Ausmaß δ {= (L/360)×(θ/α)} voranbewegt.

Nachfolgend wird eine Betriebsweise der ersten Ausführungsform mit dem genannten Aufbau erläutert.

Während des Bremsbetriebes werden, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 mit einer vorbestimmten Drehkraft in der Richtung des Uhrzeigersinns als Antwort auf ein Signal von der (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung gedreht wird, das erste und zweite Außenzahnrad 31, 32 gedreht, und die Differenzbewegung wird zwischen der ersten und zweiten Scheibe 23 und 25, die den Kugelrampenmechanismus 21 bilden, durch die Innenzahnräder 36, 37 erzeugt, die mit den Außenzahnrädern kämmen, mit dem Ergebnis, dass der Rollmechanismus 26 des Kugelrampenmechanismus 21 betätigt wird, wodurch die zweite Scheibe 25 vorangeschoben wird. Die Voranschiebebewegung der zweiten Scheibe 25 wird zu dem Kolben 10 durch Axiallager 24 übertragen, mit dem Ergebnis, dass der Kolben 10 den Bremsklotz 9 gegen die Innenfläche des Scheibenrotors D zwingt, und, infolge einer Reaktionskraft desselben wird der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 versetzt, und gleichzeitig zwingen die Klauenstücke 4a den anderen Bremsklotz 8 gegen die Außenfläche des Scheibenrotors D, wodurch eine Bremskraft gemäß der Drehkraft des Elektromotors 15 erzeugt wird. In diesem Fall kann, wie oben erwähnt, da die Differenzbewegung zwischen der ersten und zweiten Scheibe 23 und 25, die den Kugelrampenmechanismus 21 bilden, um hinreichend die Drehung des Rotors 21 zu verringern, die Drehkraft, die für den Elektromotor erforderlich ist, so erheblich wie möglich verringert werden, wodurch der Elektromotor 15 und somit der Tasterkörper 2 dementsprechend kleiner gemacht werden können.

Ferner ist bei dieser Ausführungsform, da die Achse des Elektromotors 15 von der Achse des Kugelrampenmechanismus 21, der als der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus verwendet wird, um das Ausmaß ΔH in der radial nach außen gerichteten Richtung des Scheibenrotors versetzt ist, die Achse des Elektromotors in der Richtung weg von der Antriebswelle des Fahrzeugs versetzt, mit dem Ergebnis, dass ein Motordurchmesser verglichen mit einem Fall, in dem diese Achsen koaxial sind, größer gemacht werden kann. Im Übrigen kann, wenn angenommen wird, dass der Motordurchmesser bei der axialen Bauart D beträgt, ein Motordurchmesser bei dieser versetzten Bauart auf D+ΔH×2 vergrößert werden, wodurch der Energieverbrauch, der zum Erhalten der gleichen Drehkraft erforderlich ist, verringert werden kann.

Beim Lösen der Bremsbetätigung wird der Rotor 17 des Elektromotors 15 umgekehrt gedreht, mit dem Ergebnis, dass die erste und zweite Scheibe 23, 25 in der rückwärtigen Richtung durch die rückwärtige Drehung des ersten und zweiten Außenzahnrads 31, 32 gedreht werden. Folglich wird der Unterschied (die Differenzbewegung) bei der Anzahl der Drehungen zwischen den Scheiben 23 und 25 erzeugt, mit dem Ergebnis, dass die zweite Scheibe 25 und der Kolben 10 zurückgezogen werden, und der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 versetzt wird, um die Bremsklötze 8, 9 von dem Scheibenrotor 9 zu trennen, wodurch die Bremskraft gelöst wird.

Fig. 4 zeigt eine elektrische Scheibenbremse gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser zweiten Ausführungsform wird anstelle des Kugelrampenmechanismus 21 ein Kugelspindelmechanismus 40 als ein Bewegungsumwandlungs-Mechanismus zum Umwandeln der Drehung des Rotors 17 eines Elektromotor 15 in die Linearbewegung und zum Übertragen einer derartigen Linearbewegung zu dem Kolben 10 verwendet. Da der übrige Abschnitt der Konstruktion der gleiche ist wie derjenige, der in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, werden gleiche Teile oder Elemente durch die gleichen Referenznummern bezeichnet.

Bei der zweiten Ausführungsform weist der Kugelspindelmechanismus 40 eine Mutter 42, die drehbar durch das Klauenelement 4 des Tasterkörpers 2 über ein Lager 41 getragen wird, und eine Gewindewelle 44 auf, die mittels des Gewindes in der Mutter 42 über eine Kugelspindel 43 aufgenommen ist. Die Gewindewelle 44 ist drehbar, und ein distales Ende der Welle ist treibend mit dem Kolben 10 über das Axiallager 24 verbunden. Die Kugelspindel 43 ist derart gestaltet, dass, wenn die Mutter 42 bezüglich der Gewindewelle 44 in einer Richtung des Uhrzeigersinns, gesehen von der rechten Seite gemäß Fig. 4, gedreht wird, die Gewindewelle 44 nach links gemäß Fig. 4 vorangeschoben (linear versetzt) wird. In diesem Fall wird die Linearbewegung der Gewindewelle 44 zu dem Kolben 10 über das Axiallager 24 übertragen, mit dem Ergebnis, dass der Kolben derart betätigt wird, dass der innere Bremsklotz 9 gegen den Scheibenrotor D gezwungen wird.

Ein Wellenabschnitt 45 mit kleinem Durchmesser ist an einem hinteren Ende der Gewindewelle 44 vorgesehen, und ein erstes Außenzahnrad 47 ist mit dem Wellenabschnitt 45 mit kleinem Durchmesser über einen Kugelkeilwellenabschnitt 46 verbunden.

Ferner ist ein zweites Außenzahnrad 48 an einer Außenfläche der Mutter 42 ausgebildet, und ein erstes und ein zweites Innenzahnrad 49, 50, die dafür angepasst sind, mit dem ersten und zweiten Außenzahnrad 47, 48 unabhängig in Eingriff zu kommen, sind an einer Innenfläche des Rotors 17 des Elektromotors 15 ausgebildet. Das erste und zweite Innenzahnrad 49, 50 weisen hinreichend größere Zahnraddurchmesser als diejenigen des ersten und zweiten Außenzahnrads 47, 48 auf, und in einem (an das Fahrzeug) montierten Zustand ist die Achse des Elektromotors 15 von der Achse des Kugelspindelmechanismus 40 durch ΔH in einer radial äußeren Richtung des Scheibenrotors D versetzt, mit dem Ergebnis, dass das erste und zweite Außenzahnrad 47, 48 mit dem ersten und zweiten Innenzahnrad 49, 50 jeweils kämmen. Dies heißt, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 gedreht wird, werden das erste und zweite Innenzahnrad 49, 50 ebenso integral damit gedreht, mit dem Ergebnis, dass das erste und zweite Außenzahnrad 47, 58 hierdurch gedreht werden, um die Gewindewelle 44 und die Mutter 42 zu drehen, die den Kugelspindelmechanismus 40 bilden, und zwar mit einem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors 17.

Wenn angenommen wird, dass die Zähneanzahl des ersten Außenzahnrads 47 N₁ beträgt, die Zähneanzahl des zweiten Außenzahnrads 48 N₂ beträgt, die Zähneanzahl des ersten Innenzahnrads 49 n₁ beträgt und die Zähneanzahl des Innenzahnrads 50 n₂ beträgt, wird die Gewindewelle 44 mit einem Drehverhältnis von N₁/n₁(= A) bezüglich des Rotors 17 gedreht, und die Mutter 42 wird mit einem Drehverhältnis von N₂/n₂ (= B) bezüglich des Rotors 17 gedreht. In diesem Fall bildet eine umgekehrte Anzahl einer Differenz bei der Anzahl von Drehungen (Winkeln) zwischen der Gewindewelle 44 und der Mutter 42 während einer Drehung des Rotors 17 ein Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis α {= 1/(A-B)}, wodurch eine Differenzbewegung zwischen der Gewindewelle 44 und der Mutter 42 erzeugt wird. Demzufolge werden die Kombination des ersten Außenzahnrads 47 und des ersten Innenzahnrads 49 und die Kombination des zweiten Außenzahnrads 48 und des zweiten Innenzahnrads 50 als ein Zahnradmechanismus verwendet, der eine Differenzgeschwindigkeits-Verringerungseinrichtung bildet. Wenn der Rotor 17 sich um einen bestimmten Drehwinkel θ dreht, wird ein Unterschied θ_A-B bei der Anzahl von Drehungen (Winkeln) zwischen der Gewindewelle 44 und der Mutter 42 zu θ/α, und wenn angenommen wird, dass die Neigung (die Ganghöhe) der Kugelspindel 43 des Kugelspindelmechanismus 40 L beträgt, wird die Gewindewelle 44 um ein Ausmaß δ {= (L/360)×(θ/α)} vorangeschoben.

Bei der zweiten Ausführungsform werden während der Bremsbetätigung, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 mit einer vorbestimmten Drehkraft in der Richtung des Uhrzeigersinns als Antwort auf ein Signal von der (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung gedreht wird, das erste und zweite Innenzahnrad 49, 50 gedreht, und die Differenzbewegung wird zwischen der Gewindewelle 44 und der Mutter 42, die den Kugelspindelmechanismus 40 bilden, durch die Außenzahnräder 47, 48 erzeugt, die mit den Innenzahnrädern kämmen, mit dem Ergebnis, dass die Kugelspindel 43 betätigt wird, wodurch die Gewindewelle 44 vorangeschoben wird. Die Voranbewegung der Gewindewelle 44 wird zu dem Kolben 10 über das Axiallager 24 übertragen, mit dem Ergebnis, dass der Kolben 10 den Bremsklotz 9 gegen die Innenfläche des Scheibenrotors D zwingt, und infolge einer Reaktionskraft desselben der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 des Trägers 1 (vgl. Fig. 2 und 3) verschoben wird, und gleichzeitig die Klauenstücke 4a den anderen Bremsklotz 8 gegen die Außenfläche des Scheibenrotors D zwingen, wodurch eine Bremskraft gemäß der Drehkraft des Elektromotors 15 erzeugt wird. In diesem Fall kann, wie oben erwähnt, wie bei der ersten Ausführungsform, da die Differenzbewegung zwischen der Mutter 42 und der Gewindewelle 44 erzeugt wird, die den Kugelspindelmechanismus 44 bilden, um die Drehung des Rotors 17 des Elektromotors 15 hinreichend zu verringern, die Drehkraft, die für den Elektromotor 15 erforderlich ist, so weitreichend wie möglich verringert werden, wodurch der Elektromotor 15 und damit der Tasterkörper 2 dementsprechend kleiner ausgeführt werden können.

Ferner ist, da die Achse des Elektromotors 15 von der Achse des Kugelspindelmechanismus 40, der als Bewegungsumwandlungs- Mechanismus verwendet wird, um das Ausmaß ΔH in der Richtung radial nach außen des Scheibenrotors versetzt ist, wie im Fall der ersten Ausführungsform, die Achse des Elektromotors 15 ist in der Richtung weg von der Antriebswelle des Fahrzeugs versetzt, mit dem Ergebnis, dass ein Motordurchmesser verglichen mit einem Fall, in dem diese Achsen koaxial sind, größer ausgeführt werden kann.

Beim Lösen der Bremsbetätigung wird der Rotor 17 des Elektromotors 15 in umgekehrter Richtung gedreht, mit dem Ergebnis, dass die Mutter 42 und die Gewindewelle 44 in umgekehrten Richtungen durch die umgekehrten Drehungen des ersten und zweiten Innenzahnrads 49, 50 gedreht werden. Folglich wird der Unterschied (die Differenzbewegung) bei der Anzahl von Drehungen zwischen der Mutter 42 und der Gewindewelle 44 erzeugt, mit dem Ergebnis, dass die Gewindewelle 44 und der Kolben 10 zurückgezogen werden, und der Tasterkörper 2 wird entlang der Gleitstifte 3 derart versetzt, dass die Bremsklötze 8, 9 von dem Scheibenrotor D getrennt werden, wodurch die Bremskraft gelöst wird.

Fig. 5 zeigt eine elektrische Scheibenbremse gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da der gesamte Aufbau der dritten Ausführungsform ähnlich zu demjenigen, der in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, ist, sind die gleichen Teile oder Elemente durch die gleichen Referenznummern bezeichnet. Bei der dritten Ausführungsform weist ein Kolben 51 einen Körperabschnitt 52 und einen Wellenabschnitt 53 auf, und der Körperabschnitt 52 ist mit dem inneren Bremsklotz 9 auf nicht drehbare Art und Weise über einen Drehverhinderungsstift 54 verbunden, und der Wellenabschnitt 53 ist in den hohlen Rotor 17 des Elektromotors 15 ausgedehnt. Ferner weist der Wellenabschnitt 53 eine Wellenöffnung 53a auf, in die ein Ende einer Stange 57, deren anderes Ende an eine Tragplatte 55 zum Tragen des Resolverstators 20b der Dreherfassungsvorrichtung 20 durch eine Schraube 56 befestigt ist, gleitbar eingeführt.

Ein Kugelrampenmechanismus 60 wird als ein Bewegungsumwandlungs-Mechanismus verwendet und weist eine Drehscheibe 61, die drehbar durch das Klauenelement 4 des Tasterkörpers 2 über ein Lager 60' getragen wird, eine feste Scheibe 62 an der Kolbenseite, und einen Rollmechanismus 63 auf, der zwischen den Scheiben 61 und 62 angeordnet ist. Ein zylindrischer Abschnitt 64, der in die Drehscheibe 61 eingeführt ist, so dass er sich bis zum dem Inneren des Rotors 17 erstreckt, ist integral mit der festen Scheibe oder der nicht drehenden 62 ausgeführt, und der zylindrische Abschnitt 64 ist mittels eines Gewindes über einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 65 an den Wellenabschnitt 53 des Kolbens 51 gefügt. Ferner ist eine Kegelscheiben- Federanordnung 66, deren eines Ende gegen einen Zwischen- Flanschabschnitt 57a der Stange 57 anstößt, mit dem zylindrischen Abschnitt 64 derart in Eingriff gebracht, dass die feste Scheibe 62 durch die Kegelscheiben-Federanordnung 66 stets in Richtung der Drehscheibe 61 (nach rechts gemäß Fig. 5) vorgespannt ist.

Wie der Rollmechanismus 26 (vgl. Fig. 1) bei der ersten Ausführungsform weist der Rollmechanismus zwischen den Scheiben 61 und 62 drei Kugelnuten 67, 68, die in gegenüberliegenden Oberflächen der jeweiligen Scheiben 61, 62 ausgebildet sind, und Kugeln (Stahlkugeln) 69 auf, die zwischen den Kugelnuten 67 und 68 angeordnet sind. Wie im Fall des Rollmechanismus 26 sind die Kugelnuten 67 und 68 in der gleichen Richtung geneigt und mit gleichen Abständen innerhalb eines Bereichs eines identisch eingeschlossenen Winkels (beispielsweise 90°) angeordnet, so dass eine Drehung der Drehscheibe 61 bezüglich der festen Scheibe 62 die drei Kugeln 69 veranlasst, in den Kugelnuten 67, 68 zu rollen. Die Kugelnuten 67, 68 sind derart gestaltet, dass, wenn die Drehscheibe 61 bezüglich der festen Scheibe 62 in Richtung des Uhrzeigersinns, gesehen von rechts gemäß Fig. 5, gedreht wird, die feste Scheibe 62 nach links gemäß Fig. 5 voranbewegt (linear versetzt) wird. In diesem Fall weist der Gewindeabschnitt 65 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 64 der festen Scheibe 62 und der Wellenabschnitt 53 des Kolbens 51 einen erheblich großen Widerstand auf, mit dem Ergebnis, dass die feste Scheibe 62 ohne Drehung voranbewegt wird, und der Kolben 51 dementsprechend voranbewegt wird, wodurch der innere Bremsklotz 9 gegen den Scheibenrotor D gezwungen wird.

Eine exzentrische Welle 70 ist als eine Verlängerung des Rotors 17 des Elektromotors 15 an der Seite des Scheibenrotors D vorgesehen, und eine exzentrische Platte 72 ist drehbar durch die exzentrische Welle 70 über ein Lager 71 getragen. Ferner sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist, vier Durchgangsöffnungen 73, die mit gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, in der exzentrischen Platte 72 ausgebildet, und Stifte 74, die in dem Klauenelement 4 ausgebildet sind, sind in diese Durchgangsöffnungen 73 eingeführt. Die vier Durchgangsöffnungen 73, die in der exzentrischen Platte 72 ausgebildet sind, und die Stifte 74 bilden einen Oldham's-Mechanismus 75. Infolge der Anwesenheit des Oldham's-Mechanismus 75 unterliegt die exzentrische Platte 72 gemäß der Drehung der exzentrischen Welle 70 einer Kreisbewegung, ohne dass sie sich selbst dreht. In Fig. 6 bezeichnet das Symbol O₀ einen Drehmittelpunkt des Rotors 17; O₁ einen Mittelpunkt der exzentrischen Welle 70; und δ ein Exzentrizitätsausmaß zwischen diesen Mittelpunkten. Ein Außenzahnrad 76 ist an einem Außenumfang der exzentrischen Platte 72 ausgebildet, und ein Innenzahnrad 77, das mit dem Außenzahnrad 76 kämmt, ist an der Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 ausgebildet, so dass sich die Drehscheibe 61 mit einem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors 17 gemäß der Kreisbewegung der exzentrischen Platte 72 dreht. Dies heißt, dass die exzentrische Welle 70, das Lager 71, die exzentrische Platte 72, der Oldham's- Mechanismus 75, das Außenzahnrad 76, das Innenzahnrad 77 und ähnliches einen Differenzmechanismus einer Differenzgeschwindigkeits-Verringerungseinrichtung bilden, und eine Kombination des Außenzahnrads 76 und des Innenzahnrads 77 eine Geschwindigkeits- Verringerungseinrichtung bilden.

Wenn angenommen wird, dass die Zähneanzahl des Außenzahnrads z beträgt, und die Zähneanzahl des Innenzahnrads 77 Z beträgt, wird die Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 mit einem gegebenen Drehverhältnis von N {= (Z-z)/Z} bezüglich des Rotors 17 gedreht. In diesem Fall bildet die Anzahl der Drehungen des Rotors 17 während einer Drehung der Drehscheibe 61 ein Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis α (= 1/N). Wenn der Rotor 17 mit einem bestimmten Winkel gedreht wird, wird ein Drehwinkel 9A der Drehscheibe zu θ/α, und wenn angenommen wird, dass die Neigung (Ganghöhe) der Kugelnuten 67, 68 des Kugelrampenmechanismus 60 L beträgt, wird die feste Scheibe 62 um ein Ausmaß von δ {= (L/360)×(θ/α)} voranbewegt.

Bei der beschriebenen dritten Ausführungsform wird während der Bremsbetätigung, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 mit einer vorbestimmten Drehkraft in der Richtung des Uhrzeigersinns als Antwort auf ein Signal von der (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung gedreht wird, die exzentrische Welle 70, die integral mit dem Rotor ausgebildet ist, gedreht, und die exzentrische Platte 72 wird durch den Oldham's-Mechanismus 75 einer Kreisbewegung unterworfen, ohne dass sie sich um ihre eigene Achse dreht. Infolge der Kreisbewegung der exzentrischen Platte 72 wird das Innenzahnrad 77 über das Außenzahnrad 76 gedreht, und die Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 wird mit dem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors 17 gedreht. In diesem Fall wird durch den Widerstand des Gewindeabschnitts 65 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 64 der festen Scheibe 62 und dem Wellenabschnitt 53 des Kolbens 51 die feste Scheibe 62 ohne Drehung voranbewegt. Folglich wird der Kolben 51 voranbewegt, um den inneren Bremsklotz 9 gegen den Scheibenrotor D zu zwingen, und, infolge einer Reaktionskraft desselben, wird der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 des Trägers 1 (vgl. Fig. 2 und 3) versetzt, mit dem Ergebnis, dass die Klauenstücke 4a den anderen Bremsklotz 8 gegen die Außenfläche des Scheibenrotors D zwingen, wodurch eine Bremskraft entsprechend der Drehkraft des Elektromotors 15 erzeugt wird. Auf diese Art und Weise kann, da die Drehgeschwindigkeit des Rotors 17 des Elektromotors 15 hinreichend verringert wird, die für den Elektromotor 15 erforderlich Drehkraft soweit wie möglich verringert werden, wodurch der Elektromotor 15 und somit der Tasterkörper 2 dementsprechend kleiner ausgeführt werden können.

Beim Lösen der Bremsbetätigung werden, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 in umgekehrter Richtung gedreht wird, die feste Scheibe 62 und der Kolben 51 integral durch die Vorspannungskraft der Kegelscheiben-Federanordnung 66 zurückgezogen, und somit wird der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 versetzt, mit dem Ergebnis, dass die Bremsklötze 8, 9 von dem Scheibenrotor D gelöst werden, wodurch die Bremskraft gelöst wird.

Fig. 7A zeigt eine elektrische Scheibenbremse gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Da der gesamte Aufbau der vierten Ausführungsform ähnlich zu demjenigen ist, der in Fig. 5 gezeigt ist, sind die gleichen Teile oder Elemente durch die gleichen Referenznummern bezeichnet. Bei der vierten Ausführungsform ist, wie bei der dritten Ausführungsform, eine exzentrische Platte 18 drehbar durch die exzentrische Welle 70, die integral mit dem Rotor 17 des Elektromotors 15 ausgebildet ist, über das Lager 71 getragen. Ferner ist bei der vierten Ausführungsform ein Oldham's-Mechanismus 81 zwischen der exzentrischen Platte 80 und dem Klauenelement 4 angeordnet, und eine Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung 82 ist zwischen der exzentrischen Platte 80 und der Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 angeordnet.

Wie in Fig. 7B gezeigt ist, weist der Oldham's-Mechanismus 81 mehrere ringförmige Ausnehmungen 83 mit Vorsprüngen an ihren Mitten, und die in der exzentrischen Platte 80 ausgebildet sind und voneinander in einer Umfangsrichtung beabstandet sind, sowie ähnliche ringförmige Ausnehmungen 84, die in dem Klauenelement 4 ausgebildet sind, und Kugeln 85 auf, die zwischen den jeweiligen Ausnehmungen 83 und 84 angeordnet sind, und die exzentrische Platte 80 wird durch den Betrieb des Oldham's-Mechanismus 81 einer Kreisbewegung unterworfen, ohne dass sie sich selbst dreht. Die Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung 82 weist eine Zykloidnut 86, die in der exzentrischen Platte 80 ausgebildet ist, eine Zykloidnut 87, die in der Drehscheibe 61 ausgebildet ist, und Kugeln 88 auf, die zwischen diesen beiden Zykloidnuten 86 und 87 angeordnet sind. Indem die Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung 82 als Antwort auf die Kreisbewegung der exzentrischen Platte 80 betätigt wird, wird die Drehscheibe 61 mit einem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors 17 gedreht. Dies heißt, die exzentrische Welle 70, das Lager 71, die exzentrische Platte 80, der Oldham' s-Mechanismus 81, die Geschwindigkeitsverringerungs- Einrichtung 82 und ähnliches bilden einen Differenzmechanismus einer Differenzgeschwindigkeits - Verringerungseinrichtung. Ein Differenzmechanismus, der selbst aus einer Kombination eines derartigen Oldham's- Mechanismus 81 und den Zykloidnuten 86, 87 gebildet wird, ist wohlbekannt und ist beispielsweise in der japanischen Pa tent-"KOKOKU" (Veröffentlichung zum Auffordern von Einsprüchen vor der Erteilung) mit der Nr. Hei 7-62495 offenbart. Der Inhalt dieses japanischen Patentdokuments wird hiermit durch die Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Wenn angenommen wird, dass ein Durchmesser eines Grundkreises der Zykloidnut 86 der exzentrischen Platte 80d beträgt, ein Durchmesser eines Grundkreises der Zykloidnut 87 der Drehscheibe 61 D beträgt, wird die Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 mit einem gegebenen Drehverhältnis von N {= (D-d)/D} bezüglich des Rotors 17 gedreht. In diesem Fall stellt die Anzahl von Drehungen des Rotors 17 während einer Umdrehung der Drehscheibe 61 ein Geschwindigkeitsverringerungs-Verhältnis α (= 1/N) dar. Wenn der Rotor 17 um einen bestimmten Winkel θ gedreht wird, wird der Drehwinkel θA der Drehscheibe 61 zu θ/α, und wenn angenommen wird, dass eine Neigung (Ganghöhe) der Kugelnuten 67, 68 des Kugelrampenmechanismus 60 L beträgt, wird die feste Scheibe 62 um ein Ausmaß von δ {= (L/360)×(θ/α)} voranbewegt.

Bei der vierten Ausführungsform wird während des Bremsvorgangs, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 mit einer vorbestimmten Drehkraft in der Richtung des Uhrzeigersinns als Antwort auf ein Signal von der (nicht gezeigten) Steuerungseinrichtung gedreht wird, die exzentrische Welle 70 integral mit dem Rotor gedreht, und die exzentrische Platte 80 wird durch den Oldham's-Mechanismus 81 der Kreisbewegung ohne ihre eigene Drehung unterworfen.

Infolge der Kreisbewegung der exzentrischen Platte 80 wird die Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung mit den Kugeln 88, die zwischen den beiden Zykloidnuten 86 und 87 angeordnet sind, derart betätigt, dass die Drehscheibe 61 des Kugelrampenmechanismus 60 mit dem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors 17 gedreht wird. In diesem Fall wird durch den Widerstand des Gewindeabschnitts 65 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 64 der festen Scheibe 62 und dem Wellenabschnitt 53 des Kolbens 51 die feste Scheibe 62 ohne Drehung voranbewegt. Folglich wird der Kolben 51 derart voranbewegt, dass er den inneren Bremsklotz 9 gegen den Scheibenrotor D zwingt, und infolge einer Reaktionskraft desselben wird der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 des Trägers 1 (vgl. Fig. 2 und 3) versetzt, mit dem Ergebnis, dass die Klauenstücke 4a den anderen Bremsklotz 8 gegen die Außenfläche des Scheibenrotors D zwingen, wodurch eine Bremskraft entsprechend der Drehkraft des Elektromotors 15 erzeugt wird. Auf diese Weise kann, da die Geschwindigkeit der Drehung des Rotors 17 des Elektromotors 15 hinreichend verringert wird, die für den Elektromotor 15 erforderliche Drehkraft so erheblich wie möglich verringert werden, wodurch der Elektromotor 15 und somit demzufolge der Tasterkörper 2 kleiner gemacht werden können.

Beim Lösen der Bremsbetätigung werden, wenn der Rotor 17 des Elektromotors 15 umgekehrt gedreht wird, die feste Scheibe 62 und der Kolben 51 integral durch die Vorspannungskraft der Kegelscheiben-Federanordnung 66 zurückgezogen, und somit wird der Tasterkörper 2 entlang der Gleitstifte 3 versetzt, mit dem Ergebnis, dass die Bremsklötze 8, 9 von dem Scheibenrotor D gelöst werden, wodurch die Bremskraft gelöst wird.

Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 12 erläutert.

Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist eine elektrische Scheibenbremse 140 gemäß der fünften Ausführungsform einen Tasterkörper 142, der an einer Seite (üblicherweise der inneren Seite bezüglich eines Fahrzeugkörpers) eines Scheibenrotors 141 angeordnet ist, der sich zusammen mit einem (nicht gezeigten) Fahrzeugrad dreht, und ein im Wesentlichen C-förmiges Klauenelement 143 auf, das den Scheibenrotor 141 umgreift und integral mit dem Tasterkörper 141 gekoppelt ist. Bremsklötze 144, 145 sind an beiden Seiten des Scheibenrotors 141 (d. h. jeweils zwischen dem Scheibenrotor 141 und dem Tasterkörper 142 und zwischen dem Scheibenrotor und einem distalen Ende des Klauenelements 143 angeordnet). Die Bremsklötze 144, 145 werden durch einen Träger 146 getragen, der an den Fahrzeugkörper befestigt ist, und zwar für eine Bewegung entlang einer Axialrichtung des Scheibenrotors 141, und der Träger 146 nimmt eine Bremsdrehkraft auf. Ferner ist der Tasterkörper 142 gleitbar durch (nicht gezeigte) Gleitstifte geführt, die an den Träger 146 angebracht sind, und zwar entlang der Axialrichtung des Scheibenrotors 141.

Ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 148 ist mit dem Tasterkörper 142 durch Bolzen 147 verbunden, und ein Elektromotor 149 und eine Dreh-Erfassungsvorrichtung 150 sind in dem Gehäuse 148 vorgesehen. Ein Kugelrampenmechanismus 151 und ein Geschwindigkeitsverringerungs-Mechanismus 152 sind in dem Tasterkörper 142 angeordnet. Eine Abdeckung 153 ist an das hintere Ende des Gehäuses 148 durch Bolzen 54 angebracht.

Der Elektromotor 149 weist einen Stator 155, der an einen inneren Umfangsabschnitt des Gehäuses 148 befestigt ist, und einen Rotor 158 auf, der in den Stator 155 eingeführt ist und drehbar durch Lager 156, 157 getragen wird. Die Dreh- Erfassungsvorrichtung 150 weist einen Resolverstator 159, der an das Gehäuse 148 befestigt ist, und einen Resolverrotor 160 auf, der an dem Rotor 158 angebracht ist, so dass eine Drehposition des Rotors 158 durch die Relativdrehung zwischen dem Resolverstator und dem Resolverrotor erfasst wird. Eine (nicht gezeigte) Steuerungseinrichtung ist mit dem Elektromotor 159 und der Dreh-Erfassungsvorrichtung 150 über einen Verbinder 161 verbunden, so dass der Rotor 158 mit einer gewünschten Drehkraft und um einen gewünschten Winkel als Antwort auf ein Signal von der Steuerungseinrichtung gedreht wird.

Der Kugelrampenmechanismus 151 weist ringförmige erste und zweite Scheiben 162, 163 und mehrere Kugeln (Stahlkugeln) 164 auf, die zwischen diesen Scheiben angeordnet sind. Die erste Scheibe 162 ist drehbar durch den Tasterkörper 142 über ein Lager 165 getragen und weist einen integral ausgebildeten zylindrischen Abschnitt 166 auf, der in den Rotor 158 eingeführt ist. Eine zylindrische Hülse 167 mit einem Durchmesser geringer als demjenigen des zylindrischen Abschnitts 166 ist integral mit der zweiten Scheibe 163 ausgebildet, und die Hülse 167 ist in den zylindrischen Abschnitt 166 eingeführt.

Wie bei der ersten Ausführungsform sind in dem Kugelrampenmechanismus 151 die Kugeln 164 zwischen Kugelnuten 168 und 169 angeordnet, die in der ersten und zweiten Scheibe 162, 163 ausgebildet sind, und eine relative Axialversetzung zwischen der ersten und zweiten Scheibe 162, 163 wird durch Rollen der Kugeln 164 in den Kugelnuten 168, 169 durch Relativdrehung zwischen der ersten und zweiten Scheibe 162 und 163 bewirkt. In diesem Fall werden, wenn die erste Scheibe 162 bezüglich der zweiten Scheibe 163 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, diese Scheiben derart versetzt, dass sie voneinander getrennt werden.

Ein Kolben 170 ist zwischen der zweiten Scheibe 163 und dem Bremsklotz 166 angeordnet. Ein zylindrischer Abschnitt 172 mit einem Umfang, an dem ein Gewindeabschnitt 171 ausgebildet ist, ist an dem Kolben 170 vorgesehen. Der zylindrische Abschnitt 172 wird in die Hülse 167 der zweiten Scheibe 163 derart eingeführt, dass er durch einen Gewindeabschnitt 173 in Eingriff gebracht wird, der an einem Innenumfang der Hülse ausgebildet ist. Ein Zwei-Flanken-Oberflächenabschnitt (mit zwei parallelen Seitenflächen) 176 einer Welle 175, die an das Gehäuse 168 über eine Klammer 174 angebracht ist, ist in den zylindrischen Abschnitt 172 gefügt, wodurch der Kolben 170 auf nicht drehende Art und Weise getragen wird. Die Gewindeabschnitte 171, 173 bilden einen nicht umkehrbaren Spindelmechanismus, so dass der Kolben 170 üblicherweise nicht durch eine Axialkraft versetzt wird, die auf diesen wirkt, sondern in Richtung des Scheibenrotors 141 versetzt wird, indem die zweite Scheibe 163 entgegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.

Mehrere Kegelscheibenfedern (Kompressionsfedern) 179 sind jeweils zwischen federaufnehmenden Abschnitten 177, 178, die an einem Außenumfangsabschnitt der Welle 175 und einem Innenumfangsabschnitt der Hülse 167 der zweiten Scheibe 73 ausgebildet sind, angeordnet, so dass die zweite Scheibe 163 durch die Kraft der Federn derart vorgespannt wird, dass sie die Kugeln 164 zwischen der zweiten Scheibe und der ersten Scheibe einklemmt. Die Welle 175 ist an die Klammer 174 durch eine Schraube 180 und eine Verriegelungsmutter 181 angebracht. Ferner unterliegt die Drehung der zweiten Scheibe 163 einem moderaten Widerstand durch eine Zwangskraft einer wellenförmigen Unterlegscheibe 182.

Nachfolgend wird der Geschwindigkeitsverringerungs- Mechanismus 152 erläutert. Eine exzentrische Welle 183 ist an einem Ende des Rotors 158 des Elektromotors 149 ausgebildet, und eine exzentrische Platte 185 ist drehbar an den Außenumfang der exzentrischen Welle 183 durch ein Lager 184 angebracht. Eine feste Platte 186, die der exzentrischen Platte 185 gegenüberliegt, ist an den Tasterkörper 142 befestigt. Mehrere ringförmige Ausnehmungen 187, 188 sind in gegenüberliegenden Oberflächen der exzentrischen Platte 185 und der festen Platte 186 entlang Umfangsrichtungen derselben ausgebildet, und Kugeln (Stahlkugeln) 189 sind zwischen den Ausnehmungen 187 und 188 angeordnet, wodurch ein Oldham's- Mechanismus zum Tragen der exzentrischen Platte 185 für eine Kreisbewegung gebildet wird. Eine Endfläche der exzentrischen Platte 185 ist zu der ersten Scheibe 162 entgegengesetzt, und die Zykloidnuten 190 und 191 sind in derartigen gegenüberliegenden Oberflächen vorgesehen, und Kugeln (Stahlkugeln) 192 sind zwischen den Zykloidnuten 190 und 191 angeordnet.

Ein zylindrischer Federhalter 193 ist an einen Außenumfang eines distalen Endes der Hülse 167 der zweiten Scheibe 163 durch einen Stift 194 auf nicht drehbare Art und Weise angebracht. Ein Ende des Federhalters 193 ist durch ein distales Ende des zylindrischen Abschnitts 166 der ersten Scheibe 162 in Eingriff, so dass die Relativdrehung zwischen diesen innerhalb eines bestimmten Bereichs beschränkt ist. Eine Schraubenfeder (eine Federeinrichtung) 195 ist um den Federhalter 193 angebracht. Die Schraubenfeder 195 wird um eine vorbestimmte eingestellte Drehkraft (eine Vorlast) gedreht, und ein Ende der Schraubenfeder ist mit dem Federhalter 193 verbunden, und das andere Ende ist mit dem zylindrischen Abschnitt 166 der ersten Scheibe 162 verbunden.

Nachfolgend wird eine Betriebsweise der fünften Ausführungsform mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert.

In einem Nicht-Brems-Zustand sind die Kugeln 164 des Kugelrampenmechanismus 151 an den tiefsten Enden der Kugelnuten 168, 169 angeordnet, so dass die erste und zweite Scheibe 162, 163 die nächsten Stellungen zueinander einnehmen. Beim Bremsvorgang wird, wenn der Rotor 168 des Elektromotors 149 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, die exzentrische Platte 185 gedreht (mit einer Kreisbewegung) mit dem Ergebnis, dass unter der Wirkung der Zykloidnuten 190, 191 und der Kugeln 192, wie bei der vierten Ausführungsform, die erste Scheibe 162 bezüglich des Rotors 158 in einer Richtung entgegen des Uhrzeigersinns mit einer Geschwindigkeitsverringerung gedreht wird, wodurch die Drehkraft demzufolge erhöht wird.

Die Drehkraft der ersten Scheibe 162 wird zu der zweiten Scheibe 163 durch die Schraubenfeder 195 übertragen. Bevor der Kolben 140 die Bremsklötze 144, 145 mit einer Zwangskraft belegt, unterliegt der Kolben 170 im Wesentlichen keiner Axialbelastung. Da ein Widerstand, der in den Gewindeabschnitten 171, 173 zwischen dem Kolben 170 und der zweiten Scheibe 163 erzeugt wird, gering ist, wird die zweite Scheibe 163 integral mit der ersten Scheibe 162 infolge der eingestellten Belastung (einer Nicht-Belastung) der Schraubenfeder 195 gedreht, um die Relativdrehung zwischen der ersten Scheibe 163 und dem Kolben 170 zu erzeugen, mit dem Ergebnis, dass der Kolben 170 in Richtung des Scheibenrotors 141 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 voranbewegt wird. Im Ergebnis zwingt der Kolben 170 den Bremsklotz 144 gegen den Scheibenrotor 151, und infolge einer Reaktionskraft desselben zwingt das Klauenelement 143 den anderen Bremsklotz 145 gegen den Scheibenrotor 141.

Nachdem die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen wurden, wird, da eine große Axiallast auf den Kolben 170 infolge der Reaktionskraft wirkt, der Widerstand der Gewindeabschnitte 171, 173 erhöht, so dass die eingestellte Belastung der Schraubenfeder 195 überschritten wird, mit dem Ergebnis, dass die Schraubenfeder 195 verformt wird, wodurch die Relativdrehung zwischen der ersten und zweiten Scheibe 162 und 163 erzeugt wird. Folglich rollen die Kugeln 164 in den Kugelnuten 168, 169, wodurch die zweite Scheibe 163 voranbewegt wird, mit dem Ergebnis, dass der Kolben 170 die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 zwingt.

Wenn die Bremskraft gelöst wird, wird die erste Scheibe 162 in der Richtung des Uhrzeigersinns gedreht, indem der Rotor 158 des Elektromotors 149 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und zwar durch den Geschwindigkeitsverringerungs-Mechanismus 152, mit dem Ergebnis, dass, während die Bremsklötze 144, 145 immer noch gegen den Scheibenrotor 141 gedrückt werden, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht werden, so dass die zweite Scheibe 163 zurückgezogen wird, und, nachdem die Bremsklötze 144, 145 von dem Scheibenrotor 141 getrennt wurden, die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit gedreht werden, um den Kolben 170 weiter unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 zurückzuziehen.

Indem der elektrische Strom, der durch den Elektromotor 149 fließt, überwacht wird, kann ein Punkt, an dem das Mit-einer Zwangskraft-Belegen der Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 begonnen wird, erfasst werden. Bei dem Bremsvorgang wird die Relativdrehung zwischen der ersten und zweiten Scheibe 162 und 163 von diesem Punkt aus begonnen. Beim Lösen der Bremskraft werden die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit von diesem Punkt an gedreht.

Deshalb kann, indem dieses Drehausmaß gesteuert wird, der Kolben 170 um einen vorbestimmten Abstand entsprechend einem vorbestimmten Klotzzwischenraum unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 zurückgezogen werden, wodurch stets der Klotzzwischenraum konstant gehalten wird.

Nachfolgend wird ein Betrieb in einem Fall, in dem kein Abrieb der Bremsklötze 144, 145 vorliegt (einschließlich eines Falles, in dem eine (nachfolgend beschriebene) Abriebsanpassung stattfindet), unter Bezugnahme auf die Fig. 10 beschrieben. Bei dem Bremsvorgang finden, wenn der Rotor 158 des Elektromotors 149 gedreht wird, die folgenden Vorgänge statt. Bevor die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich A in Fig. 9) gezwungen werden, werden die erste und die zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit gedreht, wodurch der Kolben 170 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 voranbewegt wird. Nachdem der Kolben 170 um das Ausmaß δ voranbewegt wird, das dem Klotzzwischenraum entspricht, um die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich B) zu zwingen, werden, da der Widerstand der Gewindeabschnitte 171, 173 erhöht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, um die zweite Scheibe 163 durch den Kugelrampenmechanismus 151 weiter voranzubewegen, wodurch weiter die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (vgl. Bereich C) gezwungen werden.

Beim Lösen der Bremskraft werden, wenn der Rotor 158 gedreht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, bis die Bremsklötze 144, 145 von dem Scheibenrotor 141 getrennt werden, mit dem Ergebnis, dass die zweite Scheibe 163 durch den Kugelrampenmechanismus 151 (vgl. Bereich D) zurückgezogen wird. Nachfolgend werden, indem der Rotor 158 durch den gegebenen Winkel entsprechend dem Klotzzwischenraum δ gedreht wird, die erste und zweite Scheibe 158, 163 als eine Einheit gedreht, wodurch der Kolben 170 durch das Ausmaß zurückgezogen wird, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht, und zwar unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 (Bereich E). Auf diese Weise kann stets der gegebene Klotzzwischenraum beibehalten werden.

Nachfolgend wird der Fall, in dem der Abrieb der Bremsklötze 144, 145 angepasst wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 11 beschrieben. Wenn der Bremsvorgang begonnen wird, und der Rotor 158 des Elektromotors 149 gedreht wird, finden die folgenden Vorgänge statt. Bevor die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden, werden die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit dreht, wodurch der Kolben 170 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 (Bereich A) voranbewegt wird. In diesem Fall werden, auch wenn der Kolben 170 durch das Ausmaß, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht, voranbewegt wird, diese Klötze nicht gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen, da die Bremsklötze 144, 145 abgerieben sind (vgl. Bereich B). Wenn die erste und zweite Scheibe 162, 163 weiter als eine Einheit gedreht werden, um den Kolben 170 um ein Ausmaß voranzubewegen, das dem Abriebsausmaß entspricht, werden die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (vgl. Bereich C) gezwungen. Nachdem die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen wurden, werden, da der Widerstand der Gewindeabschnitte 171, 173 erhöht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, um die zweite Scheibe 163 durch den Kugelrampenmechanismus 151 voranzubewegen, wodurch weiter die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden (D).

Beim Lösen der Bremskraft werden, wenn der Rotor 158 gedreht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, bis die Bremsklötze 144, 145 von dem Scheibenrotor 141 getrennt werden, mit dem Ergebnis, dass die zweite Scheibe 163 durch den Kugelrampenmechanismus 151 zurückgezogen wird (vgl. Bereich E). Danach werden, indem der Rotor 158 um einen gegebenen Winkel, der dem Klotzzwischenraum δ entspricht, die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit gedreht, wodurch der Kolben 170 um ein Ausmaß, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht, unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 zurückgezogen wird (E).

Auf diese Weise kann, unabhängig von dem Abriebsausmaß der Bremsklötze 144, 145, der Kolben 170 dem Abrieb der Bremsklötze 144, 145 folgen, und zwar durch einen einzigen Vorgang, der in den Bereichen (A) bis (C) gezeigt ist, mit dem Ergebnis, dass der gegebene Klotzzwischenraum stets aufrechterhalten werden kann.

Nachfolgend wird ein Fall, in dem ein Kolben 170 für einen Austausch der Bremsklötze 144, 145 zurückgezogen werden sollte, unter Bezugnahme auf die Fig. 12 erläutert. Bereich (A) von Fig. 12 zeigt den Nicht-Brems-Zustand. Wenn die erste Scheibe 162 in der Richtung des Uhrzeigersinns durch den Elektromotor 149 gedreht wird, werden, da die Kugeln 164 des Kugelrampenmechanismus 151 an den tiefsten Enden der Kugelnuten 168, 169 angeordnet sind, und keine Last auf die Gewindeabschnitte 171, 173 wirkt, die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit bewegt, um den Kolben 170 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 zurückzuziehen, wie in Bereich (B) von Fig. 12 gezeigt ist. Auf diese Weise kann der Kolben 170 leicht durch die Drehung des Rotors 158 des Elektromotors 149 zurückgezogen werden.

Nachdem die Bremsklötze 144, 145 durch neue ersetzt wurden, und die Bremswirkung bewirkt wurde, kann der vorbestimmte Klotzzwischenraum schnell durch einen einzigen Anpassvorgang auf eine Art und Weise wie bei der beschriebenen Abriebsanpassung erhalten werden.

Nachfolgend wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 erläutert. Bei der sechsten Ausführungsform werden, da die Gestaltung mit Ausnahme eines Klotz-Abriebs- Anpassungsmechanismus im Allgemeinen die gleiche ist wie die bei der fünften Ausführungsform, Elemente oder Teile, die ähnlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform sind, durch die gleichen Referenznummern bezeichnet, und lediglich die Unterschiede werden vollständig erläutert.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist in einer elektrischen Scheibenbremse 200 gemäß der sechsten Ausführungsform eine zylindrische Begrenzungseinrichtung 201 zwischen dem Federhalter 193 und der Schraubenfeder 195 und dem zylindrischen Abschnitt 166 der ersten Scheibe angeordnet. Die Schraubenfeder 195 ist um den Federhalter 193 und die Begrenzungseinrichtung 205 angebracht, und die Schraubenfeder 195 ist mit einer vorbestimmten eingestellten Drehkraft (einer Vorlast) gedreht, und ein Ende der Schraubenfeder ist mit dem Federhalter 193 und das andere Ende mit der Begrenzungseinrichtung 201 verbunden. Die Begrenzungseinrichtung 201 ist durch ein distales Ende des zylindrischen Abschnitts 166 der ersten Scheibe 162 für eine Relativdrehung durch einen vorbestimmten Winkel entsprechend dem Klotzzwischenraum in Eingriff gebracht.

Nachfolgend wird eine Betriebsweise der sechsten Ausführungsform mit der genannten Gestaltung unter Bezugnahme auf die Fig. 14, 15 und 12 erläutert.

Nunmehr wird eine Betriebsweise in einem Fall, in dem kein Abrieb der Bremsklötze 144, 145 vorliegt (einschließlich eines Falles, in dem eine Abriebsanpassung (die nachfolgend beschrieben wird) bewirkt wird) unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben. Bei einem Bremsvorgang finden, wenn die erste Scheibe 162 durch die Drehung des Rotors 158 des Elektromotors 149 gedreht wird, die folgenden Vorgänge statt. Bevor die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden (entsprechend dem Klotzzwischenraum), werden, da die Drehkraft der ersten Scheibe 162 infolge der Relativdrehung zwischen der ersten Scheibe 162 und der Begrenzungseinrichtung 201 nicht auf die zweite Scheibe 163 übertragen wird, die erste und die zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, wodurch der Kolben 170 in Richtung des Scheibenrotors 141 (Bereich A) voranbewegt wird. Nachdem der Kolben 170 um das Ausmaß δ, das dem Klotzzwischenraum entspricht, voranbewegt wurde, um die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich B) zu zwingen, überträgt die Begrenzungseinrichtung 201 die Drehkraft der ersten Scheibe 162 durch die Schraubenfeder 195 zu der zweiten Scheibe 163. Da jedoch der Widerstand der Gewindeabschnitte 171, 173 vergrößert wurde, wird die Schraubenfeder 195 verformt, und die erste und zweite Scheibe 162, 163 werden bezüglich einander gedreht, um die zweite Scheibe 163 durch den Kugelrampenmechanismus 151 voranzubewegen, wodurch weiter die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich C) gezwungen werden.

Beim Lösen der Bremskraft werden, wenn der Rotor 158 gedreht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander durch die Federkraft der Kegelscheibenfedern 197 gedreht, wodurch der Kolben 170 zurückgezogen wird, bis die Bremsklötze 144, 145 von dem Scheibenrotor 141 (Bereich D) getrennt werden. Nachfolgend wird, indem der Rotor 158 durch den gegebenen Winkel, der dem Klotzzwischenraum δ entspricht, weitergedreht wird, die erste Scheibe 162 bezüglich der Begrenzungseinrichtung gedreht, wodurch der Kolben 170 um das Ausmaß, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht (E), zurückgezogen wird. Auf diese Weise kann der gegebene Klotzzwischenraum stets aufrechterhalten werden.

Nachfolgend wird der Fall, in dem der Abrieb der Bremsklötze 144, 145 angepasst wird, unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben. Wenn die Bremsbetätigung begonnen wird, und die erste Scheibe 162 durch die Drehung des Rotors 158 des Elektromotors 149 gedreht wird, finden die folgenden Vorgänge statt. Bevor die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden, werden, da die Drehkraft der ersten Scheibe 162 infolge der Relativdrehung zwischen der ersten Scheibe 162 und der Begrenzungseinrichtung 201 nicht auf die zweite Scheibe 163 übertragen wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander gedreht, wodurch der Kolben 170 in Richtung des Scheibenrotors 141 (Bereich A) voranbewegt wird. In diesem Fall werden, auch wenn der Kolben 170 durch das Ausmaß, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht, voranbewegt wird, da die Bremsklötze 144, 145 abgerieben sind, diese Klötze nicht gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen (Bereich B).

Wenn die erste Scheibe 162 weitergedreht wird, überträgt die Begrenzungseinrichtung 201 die Drehkraft der ersten Scheibe über die Schraubenfeder 195 zu der zweiten Scheibe 163. Da jedoch die Bremsklötze 144, 145 nicht gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden, und keine erhebliche Belastung auf die Gewindeabschnitte 171, 173 wirkt, werden die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit durch die Schraubenfeder 195 gedreht. Im Ergebnis wird der Kolben 170 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 voranbewegt. Wenn der Kolben 170 durch das Ausmaß, das dem Abriebsausmaß entspricht, voranbewegt wird, werden die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich C) gezwungen. Nachdem die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 gezwungen werden, wird, da der Widerstand der Gewindeabschnitte 171, 173 erhöht wird, die Schraubenfeder 195 verformt, und die erste und zweite Scheibe 162, 163 werden bezüglich einander gedreht mit dem Ergebnis, dass die zweite Scheibe 163 voranbewegt wird, wodurch weiter die Bremsklötze 144, 145 gegen den Scheibenrotor 141 (Bereich D) gezwungen werden.

Beim Lösen der Bremskraft werden, wenn der Rotor 158 gedreht wird, die erste und zweite Scheibe 162, 163 bezüglich einander durch die Federkraft der Kegelscheibenfeder 179 gedreht, wodurch der Kolben 170 zurückgezogen wird, bis die Bremsklötze 144, 145 von dem Scheibenrotor 141 (Bereich E) getrennt werden. Nachfolgend wird, indem der Rotor 158 durch den gegebenen Winkel, der dem Klotzzwischenraum δ entspricht, gedreht wird, die erste Scheibe 162 bezüglich der Begrenzungseinrichtung 201 gedreht, wodurch der Kolben 170 durch das Ausmaß, das dem Klotzzwischenraum δ entspricht (Bereich F), zurückgezogen wird.

Auf diese Weise kann, unabhängig von dem Abriebsausmaß der Bremsklötze 144, 145 der Kolben 170 dem Abrieb der Bremsklötze 144, 145 durch eine einzige Betätigung, die in den Bereichen (A) bis (C) gezeigt ist, folgen, mit dem Ergebnis, dass der gegebene Klotzzwischenraum stets aufrechterhalten werden kann.

Nachfolgend wird ein Fall, in dem ein Kolben 170 für einen Austausch der Bremsklötze 144, 145 zurückgezogen werden soll, erläutert. Es wird Bezug genommen auf (Bereich A) von Fig. 12, die den Nicht-Brems-Zustand wie bei dem Fall der fünften Ausführungsform darstellt. Wenn die erste Scheibe 162 in der Richtung des Uhrzeigersinns durch den Elektromotor 149 gedreht wird, werden, da die Kugeln 164 des Kugelrampenmechanismus 151 in den tiefsten Enden der Kugelnuten 168, 169 angeordnet sind, und keine Belastung auf die Gewindeabschnitte 171, 173 wirkt, die erste und zweite Scheibe 162, 163 als eine Einheit gedreht, um den Kolben 170 unter der Wirkung der Gewindeabschnitte 171, 173 zurückzuziehen wie (in Bereich B) von Fig. 12 gezeigt ist. Auf diese Weise kann der Kolben 170 leicht durch die Drehung des Rotors 158 des Elektromotors 149 zurückgezogen werden.

Nach dem Austauschen der Bremsklötze 144, 145 durch neue und Bewirken der Bremswirkung kann der vorbestimmte Klotzzwischenraum schnell durch den einzigen Anpassvorgang auf eine Weise wie bei der vorangehend beschriebenen Abriebsanpassung erhalten werden.

Claims

1. Elektrische Bremse zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einem Scheibenrotor, mit:
einem Träger, der an einen sich nicht drehenden Teil des Fahrzeugs zu befestigen ist;
einem Tasterkörper, der schwimmend durch den Träger für eine Bewegung in einer Richtung parallel mit der Achse des Scheibenrotors getragen ist; und
einem Paar von Bremsklötzen, die durch den Träger getragen werden und an jeweiligen Seiten des Scheibenrotors angeordnet sind,
wobei der Tasterkörper Folgendes aufweist:
einen Kolben, der derart vorgesehen ist, dass er zu einem der Bremsklötze gerichtet ist;
einen Elektromotor mit einem Rotor;
einen Bewegungsumwandlungs-Mechanismus zum Umwandeln einer Drehung des Rotors des Elektromotors in eine Linearbewegung und zum Übertragen der Linearbewegung zu dem Kolben; und
einen Differenzgeschwindigkeits- Verringerungsmechanismus, der zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Bewegungsumwandlungs-Mechanismus angeordnet ist.

2. Elektrische Scheibenbremse nach Anspruch 1, wobei der Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus zwischen dem Rotor des Elektromotors und dem Bewegungsumwandlungs-Mechanismus entlang der Drehachse des Rotors angeordnet ist.

3. Elektrische Scheibenbremse nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus zwei Drehelemente aufweist, und der Differenzgeschwindigkeits- Verringerungsmechanismus einen Getriebemechanismus zum Erzeugen eines Unterschieds bei der Anzahl von Drehungen zwischen den beiden Drehelementen aufweist.

4. Elektrische Scheibenbremse nach Anspruch 3, wobei:
die Drehelemente Drehscheiben sind;
der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Kugelrampenmechanismus mit zwei Drehscheiben und Kugeln ist, die zwischen den Drehscheiben angeordnet sind; und
der Getriebemechanismus zwei unterschiedliche Außenzahnräder, die an dem Rotor des Elektromotors koaxial mit dem Rotor vorgesehen sind, und Innenzahnräder aufweist, die jeweils an den beiden Drehscheiben des Kugelrampenmechanismus derart vorgesehen sind, dass sie jeweils mit dem Außenzahnrädern kämmen.

5. Elektrische Scheibenbremse nach Anspruch 3, wobei:
der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Kugelspindelmechanismus mit zwei Drehelementen ist, die jeweils als eine Mutter und eine Gewindewelle wirken; und
der Getriebemechanismus zwei unterschiedliche Innenzahnräder, die an dem Rotor des Elektromotors koaxial mit dem Rotor vorgesehen sind, und Außenzahnräder aufweist, die jeweils an der Mutter und der Gewindewelle des Kugelspindelmechanismus derart vorgesehen sind, dass sie jeweils mit den Innenzahnrädern kämmen.

6. Elektrische Bremse nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Drehelement und ein sich nicht drehendes Element aufweist, und der Differenzgeschwindigkeits-Verringerungsmechanismus eine exzentrische Welle, die an dem Rotor des Elektromotors vorgesehen ist, und einen Differenzmechanismus zum Übertragen einer verringerten Drehung des Rotors zu dem Drehelement durch die Drehung der exzentrischen Welle aufweist.

7. Elektrische Scheibenbremse nach Anspruch 6, wobei
der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Kugelrampenmechanismus mit dem Drehelement, das als eine Drehscheibe wirkt, ist, wobei das sich nicht drehende Element als eine sich nicht drehende Scheibe wirkt, und Kugeln zwischen der Dreh- und der sich nicht drehenden Scheibe angeordnet sind; und
der Differenzmechanismus eine exzentrische Platte, die drehbar an die exzentrische Welle des Rotors gefügt ist, einen Oldham's-Mechanismus zum Schaffen einer Kreisbewegung der exzentrischen Platte als Antwort auf eine Drehung des Rotors und einen Geschwindigkeitsverringerungs-Mechanismus zum Drehen der Drehscheibe des Kugelrampenmechanismus mit einem gegebenen Drehverhältnis bezüglich des Rotors als Antwort auf die Kreisbewegung der exzentrischen Platte aufweist.

8. Elektrische Bremse nach Anspruch 1,
wobei der Kolben für eine Axialbewegung angebracht ist, während eine Drehung desselben verhindert wird, wobei der Kolben einen zylindrischen Abschnitt aufweist;
der Bewegungsumwandlungs-Mechanismus ein Kugelrampenmechanismus mit einer ersten Drehscheibe, die treibend mit dem Differenzgeschwindigkeits- Verringerungsmechanismus verbunden ist, einer zweiten Drehscheibe mit einem Hülsenabschnitt, der an den zylindrischen Abschnitt des Kolben mit Gewindeabschnitten dazwischen gefügt ist, und Kugeln ist, die zwischen der ersten und zweiten Drehscheibe angeordnet sind; und
die Bremse ferner einen Mechanismus zum Aufrechterhalten eines Klotzzwischenraums zwischen dem Kolben und dem zugeordneten Bremsklotz in konstanter Weise aufweist.

9. Elektrische Bremse nach Anspruch 8, wobei der Mechanismus zum Aufrechterhalten eines konstanten Klotzzwischenraums Folgendes aufweist:
eine Feder, die zwischen der ersten und zweiten Drehscheibe derart angeordnet ist, dass sie eine Vorbelastung auf diese aufbringt, so dass sich die Drehscheiben zusammen drehen, nachdem eine Bremsbetätigung erfolgt, um den Kolben durch die Gewindeabschnitte voranzubewegen, bis ein Widerstand, der durch die Gewindeabschnitte erzeugt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht; und
eine Steuerungseinheit zum Erfassen des vorbestimmten Wertes und zum Bestimmen eines Drehausmaßes des Rotors, nach dem Erfassen des Wertes des Widerstandes während der Brems-Löse-Betätigung.

10. Elektrische Bremse nach Anspruch 9, ferner mit einer zylindrischen Begrenzungseinrichtung, die zwischen dem ersten Drehelement und der Feder angeordnet ist, so dass das erste Drehelement sich ohne einen wesentlichen Widerstand bezüglich des zweiten Drehelements während einer anfänglichen Winkelbewegung eines vorbestimmten Ausmaßes während der Bremsbetätigung drehen kann.