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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Verstärker, der an einer Bremseinrichtung eines Fahrzeugs, wie eines Automobils, befestigt ist, und einen Elektromotor als seine Antriebsquelle zum Verstärken verwenden kann.
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STAND DER TECHNIK
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Als ein an einer Bremseinrichtung eines Fahrzeugs, wie einem Automobil, befestigter Verstärker, der dazu dient, eine Kraft, die ein Fahrer aufbringen sollte, um ein Bremspedal zu betätigen, zu reduzieren, ist ein elektrischer Verstärker bekannt, der als seine Verstärkungsquelle einen Elektromotor verwendet. Wie zum Beispiel in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2009-202867 offenbart, steuert der elektrische Verstärker einen Betrieb des Elektromotors durch eine Steuerung basierend auf einer am Bremspedal aufgebrachten Betätigungsgröße die durch einen Sensor erfasst wird, um einen Kolben eines Hauptzylinders anzutreiben, um einen Bremshydraulikdruck zu erzeugen, wodurch der Bremshydraulikdruck zu einer Hydraulikbremse jedes Rads zugeführt wird, um eine gewünschte Bremskraft zu erzeugen.
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Ferner umfasst der in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2009-202867 offenbarte elektrische Verstärker eine Steuerung (ECU), die eine horizontal angeordnete Steuerplatine aufweist.
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In einem Fall, wo ein elektrischer Verstärker mit einem horizontal angeordneten Steuerplatine, wie der in der
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2009-202867 offenbarte elektrische Verstärker, zum Beispiel an einer Instrumententafel an einer Fahrzeugkörperseite angebracht ist, ist allerdings die Anbringung des Steuerplatines lediglich an der Fahrzeugkörperseite vorgesehen, was zu einer Auslegerstützstruktur führt. In diesem Fall verursacht eine Vibration des Fahrzeugkörpers eine Erzeugung einer großen Momentenlast, um leichter eine Vibration und ein Geräusch zu erzeugen, was zur Notwendigkeit nach einer stärkeren Struktur führt.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektrischer Verstärker, der einen Elektromotor durch eine Steuerung basierend auf einem Betrieb eines Bremspedals eines Fahrzeugs steuern kann, um einen Kolben eines Hauptzylinders anzutreiben, einen Elektromotor, einen Konvertierungsmechanismus, der eine Antriebskraft des Elektromotors in eine Schubkraft des Kolbens konvertieren kann, die Steuerung und ein Gehäuse, das ein Ende aufweist, welches eine Kopplungsfläche umfasst, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist, und das andere Ende, das eine Anbringungsfläche umfasst, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist. Die Steuerung umfasst ein flaches plattenförmiges Steuerplatine, und das Steuerplatine ist so angeordnet, dass sie zwischen einer ersten Ebene, die die Anbringungsfläche des Gehäuses umfasst, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist, und einer zweiten Ebene positioniert ist, die die Kopplungsfläche des Gehäuses umfasst, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektrischer Verstärker einen Hauptzylinder, der einen hydraulischen Druck zu einem Radzylinder eines Fahrzeugs in Antwort auf einen Schub eines Kolbens zuführt, einen Elektromotor, einen Konvertierungsmechanismus, der eine Antriebskraft des Elektromotors in eine Schubkraft des Kolbens konvertiert, einen Hubsensor, der eine Betätigungsgröße eines Bremspedals eines Fahrzeugs erfasst, eine Steuerung, die den Elektromotor basierend auf einem Erfassungswert des Hubsensors steuert, und ein Gehäuse, das ein Ende aufweist, welches eine Kopplungsfläche umfasst, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist, und das andere Ende, das eine Anbringungsfläche umfasst, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist. Die Steuerung umfasst eine flache plattenförmige Steuerplatine und ist am Gehäuse derart befestigt, dass die Steuerplatine zwischen der Anbringungsfläche des Gehäuses, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist, und der Kopplungsfläche positioniert ist, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektrischer Verstärker, der einen Elektromotor durch eine Steuerung basierend auf einer Betätigung eines Bremspedals eines Fahrzeugs steuern kann, um einen Kolben eines Hauptzylinders anzutreiben, den Elektromotor, einen Konvertierungsmechanismus, der eine Antriebskraft eines Elektromotors in eine Schubkraft des Kolbens konvertieren kann, die Steuerung und ein Gehäuse, das ein Ende aufweist, das eine Kopplungsfläche umfasst, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist, und das andere Ende aufweist, welches eine Anbringungsfläche umfasst, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist. Die Steuerung umfasst eine flache plattenförmige Steuerplatine, und die Steuerplatine ist so angeordnet, dass sie zwischen der Anbringungsfläche des Gehäuses, wo das Gehäuse am Fahrzeug angebracht ist, und der Kopplungsfläche des Gehäuses positioniert ist, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder gekoppelt ist, und zwar in einer axialen Richtung des Gehäuses.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines elektrischen Verstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 ist eine Seitenansicht des in 1 dargestellten elektrischen Verstärkers;
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3 ist eine Draufsicht des in 1 dargestellten elektrischen Verstärkers;
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4 ist eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten elektrischen Verstärkers;
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5 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines elektrischen Verstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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6 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines elektrischen Verstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Ein elektrischer Verstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit einer Bremseinrichtung eines Automobils (Fahrzeug) verwendet. 1 zeigt den elektrischen Verstärker 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Hauptzylinder 2 und einem Bremspedal 13, die jeweils am elektrischen Verstärker 1 befestigt sind. Eine hydraulische Bremse 6 an jedem Rad ist über eine hydraulische Steuereinheit 5 mit dem Hauptzylinder 2 verbunden. Der elektrische Verstärker 1 und der Hauptzylinder 2 können integral zusammengesetzt sein und dieser Zusammenbau kann als ein einzelner elektrischer Verstärker behandelt werden.
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2 bis 4 zeigen den elektrischen Verstärker 1 und den Hauptzylinder 2 alleine. Wie hier verwendet sind die Begriffe „vorne” und „Vorderseite” so definiert, um eine Richtung zum Vorderteil des Fahrzeugs anzuzeigen, an dem der elektrische Verstärker 1 befestigt ist, und die Begriffe „hinten” und „Hinterseite” sind definiert, um eine Richtung zum Hinterteil des gleichen Fahrzeugs anzuzeigen.
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Bezugnehmen auf 1 bis 4 ist der Hauptzylinder 2 ein Tandemhauptzylinder, und umfasst zwei Primär- und Sekundärhydraulikmündungen 3 und 4. Die Hydraulikbremse 6, die an jeder der vier Räder angeordnet ist, ist mit den Hydraulikmündungen 3 und 4 über die Hydrauliksteuereinheit 5 verbunden, die zwei Systeme der Hydraulikkreise umfasst. Die Hydraulikbremse 6 kann durch eine Bremse ausgeführt sein, welche eine Bremskraft durch einen Hydraulikdruck erzeugen kann, wie eine bekannte Scheibenbremse oder eine Trommelbremse. Es ist zu bemerken, dass der Hauptzylinder 2 ein einzelner Hauptzylinder sein kann und die Hydraulikbremse 6 lediglich an den vorderen zwei Rädern angeordnet sein kann, wobei eine elektrische Bremse oder eine andere Bremsenart an jedem der Hinterräder verwendet wird.
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Ein Paar eines primären und sekundären Kolbens 7 (1 zeigt lediglich ein hervorstehendes Ende der primären Seite), die in Reihe angeordnet sind, sind in einem Tandem-Hauptzylinder 2 eingeführt. Vorwärtsbewegungen dieser Kolben 7 lassen einen gleichen Hydraulikdruck von den zwei Hydraulikmündungen 3 und 4 zuführen. Wenn sich die Kolben 7 nach hinten bewegen, wird ein Bremsfluid wie benötigt von einem Speicher 8 gemäß zum Beispiel einer Abnutzung der Bremsbeläge der Hydraulikbremse 6 zugeführt. Selbst wenn ein Versagen in einem der zwei Systeme der Hydraulikkreise auftritt, kann dann die Zufuhr des Hydraulikdrucks durch den anderen Hydraulikkreis fortgeführt werden, wodurch die Bremsfunktion aufrechterhalten wird.
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Die Hydrauliksteuereinheit 5 umfasst eine elektrische Pumpe, die eine Hydraulikdruckquelle ist, ein Druckerhöhungsventil und ein elektromagnetisches Steuerventil, wie ein Druckreduzierungsventil. Die Hydrauliksteuereinheit 5 führt eine Druckreduzierungsbetriebsart zum Reduzieren des Hydraulikdrucks, der an jedem Rad zur Hydraulikbremse 6 zuzuführen ist, eine Rückhaltebetriebsart zum Rückhalten des Hydraulikdrucks, der zur Hydraulikbremse 6 an jedem Rad zuzuführen ist, und eine Druckerhöhungsbetriebsart zum Erhöhen des Hydraulikdrucks wie benötig durch, der zur Hydraulikbremse 6 an jedem Rad zuzuführen ist. Basierend auf der Ausübung dieser Betriebsarten stellt die Hydrauliksteuereinheit 5 verschiedene Steuerarten bereit, wie eine Bremskraftverteilungssteuerung und eine Anti-Blockier-Bremssteuerung.
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Der elektrische Verstärker 1 erstreckt sich durch eine Instrumententafel D, die eine Trennwand ist, die einen Motorraum von einem Fahrzeuginnenraum im Fahrzeug trennt, und ist an der Instrumententafel D mit dem Hauptzylinder 2 fixiert, der innerhalb des Motorraums platziert ist, und der gegenüberliegenden Eingabestange 10, die innerhalb des Fahrzeugsinnenraums platziert ist. Ein Bremspedal 13 ist über einen Spalt 12 mit der Eingabestange 10 gekoppelt, die ein Eingabebauteil ist.
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Der elektrische Verstärker 1 umfasst einen Elektromotor 14, einen Kugelspindelmechanismus 16, ein Drückbauteil 17, einen Hubsimulator 18 und eine Steuerplatine 40. Der Elektromotor 14 fungiert zum Antreiben des Kolbens 7 des Hauptzylinders 2. Der Kugelspindelmechanismus 18 ist ein Konvertierungsmechanismus zum Konvertieren einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, indem er durch den Elektromotor 14 über einen Riemenübertragungsmechansimus 15 angetrieben wird. Das Drückbauteil 17 drückt den Kolben 7, indem es durch den Kugelspindelmechanismus 16 angeschoben wird. Der Hubsimulator 18 ist ein Reaktionskrafterzeugungsmechanismus, der mit der Eingabestange 10 gekoppelt ist. Die Steuerplatine 40 ist eine Steuerung zum Steuern des Elektromotors 14. In der vorliegenden ersten Ausführungsform sind der Riemenübertragungsmechanismus 15, der Kugelspindelmechanismus 16, das Drückbauteil 17, der Hubsimulator 18 und die Steuerplatine 40 in einem Gehäuse 19 aufgenommen, während der Elektromotor 14 außerhalb des Gehäuses 19 angeordnet ist. Allerdings kann der Elektromotor 14 innerhalb des Gehäuses 19 aufgenommen sein, indem ein Gehäuse des Elektromotors 14 mit dem Gehäuse 19 in einer zur dritten Ausführungsform ähnlichen Weise integriert wird, die später beschrieben wird.
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Der Kugelspindelmechanismus 16, das Drückbauteil 17 und der Hubsimulator 18 sind koaxial im Gehäuse 19 angeordnet. Der Hauptzylinder 2 ist mit einem Vorderende eines zylindrischen Vorderabschnitts 19A gekoppelt, der an einem Vorderabschnitt des Gehäuses 19 hervorsteht. Die Eingabestange 10 steht von einem zylindrischen Hinterabschnitt 19C nach hinten hervor, der von einer flachen Anbringungsfläche 19B hervorsteht, die an einem Hinterabschnitt des Gehäuses 19 ausgebildet ist.
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Das Drückbauteil 17 ist koaxial mit dem Kolben 7 am Hinterteil des Kolbens 7 angeordnet. Ein Stangenabschnitt mit kleinem Durchmesser 17A an der Vorderseite, ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser 17B an der Hinterseite und ein Abschnitt mit großem Durchmesser 17C zwischen ihnen sind integral ausgebildet, um das Drückbauteil auszubilden. Der Stangenabschnitt mit kleinem Durchmesser 17A ist in ein zylindrisches Hinterende des Kolbens 7 eingeführt, und kann den Kolben 7 drücken.
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Der Kugelspindelmechanismus 16 hat eine hohle Struktur mit einem zylindrischen, linear bewegbaren Element 22, einem zylindrischen Drehelement 23 und Kugeln 24 (Stahlkugeln) als eine Vielzahl von Rollkörpern. Das linear bewegbare Element 22 ist in das Drehelement 23 eingeführt. Die Kugeln 24 sind in Spiralschraubnuten angeordnet, die zwischen dem linear bewegbaren Element 22 und dem Drehelement 23 ausgebildet sind. Das linear bewegbare Element 22 wird entlang einer Axialrichtung im Gehäuse 19 bewegbar getragen, und wird zur gleichen Zeit so getragen, dass es sich nicht um die Achse dreht. Ein Führungsabschnitt 28, der nach innen hervorsteht, ist an einer Innenumfangsfläche mit einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt in der Axialrichtung des linear bewegbaren Elements 22 ausgebildet. Das Drehelement 22 wird so getragen, dass über Lagerungen 27 und 27 um die Achse drehbar ist, und wird daran gehindert, dass es sich innerhalb des Gehäuses 19 axial bewegt. Dann verursacht eine Drehung des Drehelements 23 Rollbewegungen der Kugeln 24 in den Schraubnuten, um hierdurch das linear bewegbare Element 22 axial bewegen zu lassen.
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Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 17B und der Abschnitt mit großem Durchmesser 17C des Drückelements 17 sind innerhalb des linear bewegbaren Elements 22 eingeführt, und der Abschnitt mit großem Durchmesser 17C wird durch eine Innenumfangsfläche der Vorderseite vom Führungsabschnitt 28 des linear bewegbaren Elements 22 gleitbar getragen. Ferner ist der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 17B entlang der Axialrichtung an einer Innenumfangsfläche des Führungsabschnitts 28 gleitbar. Dann ist eine Hinterendringfläche 17C' des Abschnitts mit großem Durchmesser 17C des Drückelements 17 in Anlage mit einer Vorderendringfläche 28A des Führungsabschnitts 28 des linear bewegbaren Elements 22. Diese Anlage lässt das linear bewegbare Element 22 nach vorne zum Hauptzylinder 2 bewegen, um die Hinterendringfläche 17C' des Abschnitts mit großem Durchmesser 17C zu drücken, wodurch sich das Drückelement 17 zusammen mit dem linear bewegbaren Element 22 nach vorne bewegt, und der Stangenabschnitt mit kleinem Durchmesser 17A drückt den Kolben 7 des Hauptzylinders 2. Ferner kann sich das Drückelement 17 alleine ohne eine Bewegung des linear bewegbaren Elements 22 durch eine Trennung des Abschnitts mit großem Durchmesser 17C vom linear bewegbaren Element 22 nach vorne bewegen. Eine Rückholfeder 29, die eine Kompressionsspiralfeder ist, ist zwischen einem Vorderende im zylindrischen Vorderabschnitt 19A des Gehäuses 19 und einem Empfangselement 22A angeordnet, welches an einem Vorderende des linear bewegbaren Elements 22 angeordnet ist, und drückt das linear bewegbaren Element 22 konstant zurück, das heißt zum zylindrischen Hinterabschnitt 19C des Gehäuses 19.
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Ein Riemenübertragungsmechanismus 15 weist eine drehelementseitige Rolle 30, die integral an das Drehelement 23 fixiert ist, eine motorseitige Rolle (nicht dargestellt), die integral an einer Ausgabewelle des Elektromotors 14 fixiert ist, und einen um die Rollen gewundenen Riemen 31 auf. Der Elektromotor 14 kann zum Beispiel als ein bekannter DC-Motor, ein DC-bürstenloser Motor oder ein AC-Motor ausgeführt sein. Die vorliegende Ausführungsform setzt einen DC-bürstenlosen Motor mit Blick auf zum Beispiel eine Steuerbarkeit, eine Geräuscharmut und Beständigkeit ein.
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Die drehelementseitige Rolle 30 ist an einer Position zwischen den Lagerungen 27 und 27 an einer Außenumfangsfläche des Drehelements 23 fixiert. Ein Motorflansch 19D ist am Gehäuse 19 ausgebildet, um eine Anbringung des Elektromotors 14 zu ermöglichen. Der Elektromotor 14 ist an der Seite des Gehäuses 19 angeordnet, das heißt am Umfang relativ zur Achse des Hauptzylinders 2 und des Kugelspindelmechanismus 16, und ist über den Motorflansch 19D am Gehäuse 19 angebracht. Dann wird eine Drehantriebskraft des Elektromotors 14 über den Riemenübertragungsmechanismus 15 zum Drehelement 23 übertragen.
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Ein Hubsimulator 18 ist im zylindrischen Hinterabschnitt 19C des Gehäuses 19 angeordnet. Der Hubsimulator 18 weist eine topfförmigen, zylindrische, bewegbare Federlagerungen 33, eine flanschähnliche, fixierte Federlagerung 37 und eine Reaktionskraftfeder 34 auf. Das bewegbare Federlagerelement 33 ist axial gleitbar in den zylindrischen Hinterabschnitt 19C eingeführt. Der fixierte Federlagerabschnitt 37 ist in den zylindrischen Hinterabschnitt 19C eingeführt und ist an einem Innenumfangsabschnitt an einem Vorderende des zylindrischen Hinterabschnitts 19C ausgebildet. Die Reaktionskraftfeder 34 ist eine Kompressionsspiralfeder, die zwischen dem fixierten Federlagerabschnitt 37 und einem ringförmigen Unterteilabschnitt 33A des bewegbaren Federlagerelements 33 angeordnet ist.
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Das bewegbare Federlagerelement 33 weist einen zylindrischen Stangenempfangsabschnitt 33B, einen zylindrischen gleitbaren Zylinderabschnitt 33C und einen Stangenempfangsabschnitt 35 auf. Der zylindrische Stangenempfangsabschnitt 33B erstreckt sich von einem Innenumfangsende des ringförmigen Unterteilabschnitts 33A nach vorne. Der gleitbare Zylinderabschnitt 33C erstreckt sich von einem Außenumfangsende des ringförmigen Unterteilabschnitts 33A nach vorne, und hat eine Außenumfangsfläche, die an der Innenumfangsfläche des zylindrischen Hinterabschnitts 19C gleitbar ist. Der Stangenempfangsabschnitt 35 ist an einem Vorderendabschnitt des Stangenempfangsabschnitts 33B fixiert eingepasst. Eine Spitze der Eingabestange 10 ist mit dem Stangenempfangselement 35 gekoppelt. Das Stangenempfangselement 35 (das heißt der Stangenempfangsabschnitt 33B) des bewegbaren Federlagerelements 33 ist koaxial mit dem Drückelement 17 angeordnet, und eine Hinterendfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 17B des Drückbauteils 17 und eine Vorderendfläche des Stangenempfangselements 35 weisen zueinander. Der ringförmige Unterteilabschnitt 33A ist mit dem Anschlag 38 in der Anlage, durch den eine Rückzugsposition des bewegbaren Federlagerelements 33 eingestellt wird. Dann wenn das bewegbare Federlagerelement 33 in einer Bremsfreigabeposition ist (eine Position, wo sich das bewegbare Federempfangselement 33 maximal in Anlage mit dem Anschlag 38 zurückzieht), wie in 1 dargestellt, wird ein bestimmter Raum S zwischen der Hinterendfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 17B des Drückelements 17 und der Vorderendfläche des Stangenempfangselements 35 des bewegbaren Federlagerelements 33 erzeugt.
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Der elektrische Verstärker 1 weist einen Drehmelder (nicht gezeigt) und einen Hubsensor 36 auf. Der Drehmelder erfasst einen Drehwinkel der Ausgabewelle des Elektromotors 14. Der Hubsensor 36 erfasst einen Hub der Eingabestange 10, das heißt eine Betätigungsgröße des Bremspedals 13. Der elektrische Verstärker kann ferner verschiedene Arten von Sensoren zum Erfassen von Zustandsgrößen wie einem Hydraulikdruck im Hauptzylinder 2 wie benötig aufweisen. Dann steuert der elektrische Verstärker 1 den Elektromotor 14 durch die Steuerplatine 40, die eine Steuerung ist, basierend auf Ausgabesignalen der zuvor beschriebenen verschiedenen Arten von Sensoren inklusive dem Drehmelder, der eine Drehachse der Ausgabewelle des Elektromotors 14 erfasst, und dem Hubsensor 36.
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Als nächstes wird das Gehäuse 19 detaillierter beschrieben. Das Gehäuse 19 weist ein Hintergehäuse 191 an der Hinterseite, eine Vorderabdeckung 192 an der Vorderseite und ein Mittengehäuse 193 auf, das vom Mittenabschnitt der Vorderabdeckung 192 nach vorne hervorsteht, um den zylindrischen Vorderabschnitt 19A auszubilden. Das Hintergehäuse 191 hat eine im Wesentlichen topfförmige zylindrische Gestalt, und enthält den Riemenübertragungsmechanismus 15 und den Kugelspindelmechanismus 16. Eine Hinterendfläche einer Unterteilfläche 194 des Hintergehäuses 181 bildet eine Anbringungsfläche 19B, wo das Gehäuse an der Instrumententafel D angebracht ist, und der zylindrische Unterteilabschnitt 19C steht vom Mittelabschnitt des Unterteilabschnitts 194 hervor.
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Die Vorderabdeckung 192 ist ein Abdeckungselement, das mit einer Öffnung 195 des Hintergehäuses 191 gekoppelt ist. Die Vorderabdeckung 192 weist eine Mittenöffnung 196 an der Mitte hiervon auf. Das Mittengehäuse 193 ist mit der Mittenöffnung 196 gekoppelt. Der Motorflansch 19D, an den der Elektromotor 14 gekoppelt ist, ist benachbart zur Seite der Mittenöffnung 196 ausgebildet. Ein Gehäuseabschnitt 197, der ein im Wesentlichen kubischer Körper ist, der die Stuerplatine 40 aufweist und eine Öffnung an der Vorderseite aufweist, ist integral mit dem vorderen oberen Abschnitt der Vorderabdeckung 192 ausgebildet. Die Steuerplatine 40 ist entlang eines Unterteilabschnitts 198 des Gehäuseabschnitts 197 befestigt. Eine Abdeckung 199 ist an der Öffnung des Gehäuseabschnitts 197 angebracht. Ein Verbinder 41 (bezugnehmend auf 4) für eine Drahtverbindung zur Steuerplatine 40 ist an der Seitenfläche des Gehäuseabschnitts 197 an der gegenüberliegenden Seite vom Elektromotor 14 angeordnet.
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Der Unterteilabschnitt 198 des Gehäuseabschnitts 197 und die Steuerplatine 40 sind am Umfang relativ zur Achse des Hauptzylinders 2 und des Kugelspindelmechanismus 16 entlang einer zur Axialrichtung des Gehäuses 19, des Hauptzylinders 2 und des Kugelspindelmechanismus 16 (hiernach als die „Axialrichtung” bezeichnet) senkrechten Ebene angeordnet, das heißt entlang einer Ebene parallel zur Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist. Deshalb ist die Axialdimension des Gehäuseabschnitts 197 ausreichend reduziert und der Gehäuseabschnitt 197 ist in der Axialrichtung des Gehäuses 19 zwischen der Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist, und einer Kopplungsfläche 193A, die am Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 ausgebildet ist, wo das Gehäuse 19 an den Hauptzylinder 2 gekoppelt wird, angeordnet. Ferner ist der Gehäuseabschnitt 197 zwischen der ersten Ebene P1, die die Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19 aufweist, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist, und eine zweite Ebene P2 angeordnet, die eine Kopplungsfläche 193A aufweist, die am Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 ausgebildet ist, wo das Gehäuse 19 an den Hauptzylinder 2 gekoppelt ist.
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Die Steuerplatine 40 weist einen Steuerkreis auf, wo ein Leistungshalbleiterelement und andere befestigt sind. Die Steuerplatine 40 empfängt Eingaben einer Energie, und Erfassungssignale und Steuersignale von verschiedenen Sensoren über dem Verbinder 41, und führt den Steuerstrom zum Elektromotor 14 zu. Die Steuerplatine 40 ist in engem Kontakt mit dem Unterteilabschnitt 198 im Gehäuseabschnitt 197 der Vorderabdeckung 192, wodurch die durch das Leistungshableiterelement und andere erzeugte Wärme zum Gehäuse 19 übertragen wird, um die Wärme freizugeben.
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Das Mittengehäuse 193 hat eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Das Mittengehäuse 193 ist an die Mittenöffnung 196 der Vorderabdeckung 192 gekoppelt, und enthält den Stangenabschnitt mit kleinem Durchmesser 17A des Drückelements 17 und die Rückführfeder 29. Der Hauptzylinder 2 ist an die Kopplungsfläche 193A des Vorderendes des Mittengehäuses 193 gekoppelt. Der Hinterabschnitt des primärseitigen Kolbens 7 ist in das Mittengehäuse 193 eingeführt.
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In der vorliegenden Ausführungsform hat das Gehäuse 19 ein Blockaufbau, der durch das integral gekoppelte Hintergehäuse 191, Vorderabdeckung 192 und Mittengehäuse 193 gebildet wird. Der Gehäuseabschnitt 197 ist integral mit der Vorderabdeckung 192 ausgebildet. Alternativ kann das Gehäuse 19 integral ausgebildet werden durch jegliche geeignete Kombination dieser Abschnitte oder geteilt werden durch diese, und kann derart ausgelegt sein, dass die entsprechenden Abschnitte weiter geteilt werden können.
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Als nächstes wird ein Betrieb des elektrischen Verstärkers 1 beschrieben. Ein normaler Bremsbetrieb wird folgendermaßen ausgeführt. Wenn ein Fahrer das Bremspedal 13 betätigt, erfasst der Hubsensor 36 diese Betätigungsgröße, und die Steuerplatine 40 steuert einen Betrieb des Elektromotors 14 gemäß der Betätigungsgröße des Bremspedals 13, während eine Drehposition des Elektromotors 14 durch den Drehmelder überwacht wird. Dann wird der Kugelspindelmechanismus 16 durch den Elektromotor 14 über den Riemenübertragungsmechanismus 15 angetrieben, was das linear bewegbare Element gegen die Federkraft der Rückholfeder 29 nach vorne bewegen lässt. Dann drückt das Drückelement 17 den Kolben 7, wodurch ein Hydraulikdruck im Hauptzylinder 2 erzeugt wird. Dieser Hydraulikdruck wird an jedem Rad über die Hydrauliksteuereinheit 5 zur Hydraulikbremse 6 zugeführt, wodurch eine Bremskraft des Fahrzeugs erzeugt wird. Zu dieser Zeit wird der Raum S zwischen der Hinterendfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 17B des Drückelements 17 und der Vorderendfläche des Stangenempfangselements 35 des bewegbaren Federlagerelements 33 gehalten. Dann wird eine vorbestimmte Reaktionskraft gemäß der Betätigungsgröße des Bremspedals 13 durch die Federkraft der Reaktionskraftfeder 34 des Hubsimulators 18 am Bremspedal aufgebracht. Deshalb kann der Fahrer eine gewünschte Bremskraft durch Einstellen der Betätigungsgröße am Bremspedal 13 erzeugen. Ferner verändert die Steuerplatine 40 eine Steuergröße des Elektromotors 14 relativ zu einer Betätigungsgröße des Bremspedals 13, durch die es möglich ist, eine regenerative Steuerung durchzuführen, um die gewünschte Bremskraft durch Reduzieren eines Hydraulikdrucks im Hauptzylinder 2 um eine Größe zu erhalten, welche einem regenerativen Bremsen während einem regenerativen Bremsen entspricht, gemäß der ein Generator durch eine Drehung eines Rads angetrieben wird, um eine Bewegungsenergie als eine Energie zur Zeit einer Geschwindigkeitsreduzierung in einem Hybridautomobil und einem elektrischen Automobil zu sammeln. Zu dieser Zeit ist die Hinterendfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 17B des Drückelements 17 ebenso außerhalb einer Anlage mit der Vorderendfläche des Stangenempfangselements 35 des bewegbaren Federlagerelements 33, so dass der Raum S gehalten wird, obwohl die Größe hiervon nicht konstant ist. In diesem Fall hat das Fahrzeug eine Verlangsamung gemäß einer Betätigungsgröße des Bremspedals 13, selbst wenn sich der Hydraulikdruck im Hauptzylinder 2 um eine Größe verändert, die einem regenerativen Bremsen entspricht, so dass die Reaktionskraft des Bremspedals 13, die an der Reaktionskraftfeder 34 des Hubsimulators 18 aufgebracht wird, kein unbehagliches Gefühl beim Fahrer verursacht.
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In der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der Gehäuseabschnitt 197 des Gehäuses 19, der die Steuerplatine 14 enthält, in der Axialrichtung des Gehäuses 19 zwischen der Anbringungsfläche 19B, wo das Gehäuse an der Instrumententafel D angebracht ist, und der Kopplungsfläche 193A angeordnet, wo das Gehäuse 19 an den Hauptzylinder gekoppelt ist. Deshalb kann der Schwerpunkt des elektrischen Verstärkers 1 näher zur Anbringungsfläche 19B positioniert werden. Deshalb ist es möglich, eine am Anbringungsabschnitt 19B wegen einer Vibration des Fahrzeugs aufgebrachte Momentenlast im elektrischen Verstärker 1, der an der Anbringungsfläche 19B ausladend getragen wird, zu reduzieren, wodurch es möglich ist, eine Erzeugung von Lärm und Vibration zu verhindern oder zu reduzieren. Nachdem eine Resonanzfrequenz des elektrischen Verstärkers 1 relativ zur Frequenz einer Vibration des Fahrzeugs ausreichend hoch wird, ist es ferner möglich, eine Erzeugung von Lärm und Vibration aufgrund einer Resonanz zu verhindern oder zu reduzieren. Die Steuerplatine 40 ist in engem Kontakt mit dem Unterteilabschnitt 198 des Gehäuseabschnitts 197 angeordnet, wodurch ein Wärmefreigabegebiet durch das Gehäuse 19 erhöht wird, um den Kühleffekt zu verbessern. Ferner ist der Gehäuseabschnitt 197 des Gehäuses 19, der die Steuerplatine 40 enthält, zwischen der ersten Ebene P1, die die Anbringungsfläche 19B aufweist, wo das Gehäuse an der Instrumententafel D angebracht ist und der zweiten Ebene P2 angeordnet, die die Kopplungsfläche 193A aufweist, wo das Gehäuse an den Hauptzylinder 2 gekoppelt ist. Deshalb kann der Schwerpunkt des elektrischen Verstärkers 1 näher zur Anbringungsfläche 19B positioniert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Momentenlast zu reduzieren, die am Anbringungsabschnitt 19B aufgrund einer Vibration des Fahrzeugs im elektrischen Verstärker 1 aufgebracht wird, der an der Anbringungsfläche 19B ausladend getragen wird, wodurch es möglich ist, eine Erzeugung von Lärm und Vibration zu verhindern oder zu reduzieren. Nachdem eine Resonanzfrequenz des elektrischen Verstärkers 1 relativ zur Frequenz einer Vibration des Fahrzeugs ausreichend hoch wird, ist es möglich, eine Erzeugung von Lärm und Vibration aufgrund einer Resonanz zu verhindern oder zu reduzieren. Die Steuerplatine 40 ist in engem Kontakt mit dem Unterteilabschnitt 198 des Gehäuseabschnitts 197 angeordnet, wodurch ein Wärmefreigabegebiet durch das Gehäuse 19 erhöht wird, um die Kühleffizienz zu verbessern.
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In der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Steuerplatine 40 im Gehäuseabschnitt 197 enthalten, der integral mit dem Gehäuse 19 ausgebildet ist. Allerdings kann die Steuerplatine 40 außerhalb des Gehäuses 19 angeordnet sein. Dieses Beispiel entspricht einer zweiten Ausführungsform, die nachfolgend beschrieben wird. Insbesondere ist die in 5 dargestellte zweite Ausführungsform derart ausgeführt, dass der Gehäuseabschnitt 197 in der ersten Ausführungsform nicht an der Vorderabdeckung 292 eines elektrischen Verstärkers 1' angeordnet ist, und ein Steuerplatinengehäuse 200 ist als ein separater Körper von der Vorderabdeckung 292 angebracht, welche das Gehäuse 19 bildet.
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Das Steuerplatinengehäuse 200 des elektrischen Verstärkers 1' weist einen Gehäusekörper 297 auf, der so ausgebildet ist, um die Steuerplatine 40 zu umgeben, und einen Abdeckungsabschnitt 299, der eine Öffnung des Gehäusekörpers 297 abdeckt. Die Steuerplatine 40 ist entlang eines Unterteilabschnitts 298 des Gehäusekörpers 297 befestigt.
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Auf diese Weise werden das Steuerplatinengehäuse 200 und das Gehäuse 19 als separate Körper vorbereitet, das heißt die Steuerplatine 40 ist außerhalb des Gehäuses 19 angeordnet, was eine separate Ausführung des Zusammensetzens der mechanischen Teile am Gehäuse 19 und ein Befestigen der Steuerplatine 40, die durch elektrische Teile gebildet ist, am Steuerplatinengehäuse 200 ermöglicht, wodurch die Herstellungseffizienz des elektrischen Verstärkers 1' verbessert wird.
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Ähnlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 5 dargestellt, die Steuerplatine 40 in der Axialrichtung des Gehäuses 19 zwischen der Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19, wo das Gehäuse an der Instrumententafel D angebracht ist, und der Kopplungsfläche 193A, die am Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 angebracht ist, wo das Gehäuse 19 an den Hauptzylinder 2 gekoppelt ist, angeordnet. Ferner ist die Steuerplatine 40 zwischen der erste Ebene P1, die die Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19 aufweist, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist und der zweiten Ebene P2 angeordnet, die die Kopplungsfläche 193A aufweist, die an der das Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 ausgebildet ist, wo das Gehäuse 19 mit dem Hauptzylinder 2 gekoppelt ist. Deshalb stellt die zweite Ausführungsform eine ähnlich vorteilhafte Wirkung zur zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform bereit.
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In der ersten Ausführungsform ist der Elektromotor 14 außerhalb des Gehäuses 19 über den Motorflansch 19D angebracht. Allerdings kann der Elektromotor 14 innerhalb des Gehäuses 19 enthalten sein. Dieses Beispiel entspricht einer dritten Ausführungsform, die nachfolgend beschrieben wird. Insbesondere ist die in 6 dargestellte dritte Ausführungsform derart ausgeführt, dass eine Vorderabdeckung 392 eines elektrischen Verstärkers 1'' keinen Motorflansch 19D in der ersten Ausführungsform aufweist, und ein Elektromotor 314 ist innerhalb der Vorderabdeckung 392 enthalten, die das Gehäuse 19 bildet.
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Die Vorderabdeckung 392 des elektrischen Verstärkers 1'' weist einen topfförmigen zylindrischen Motorgehäuseabschnitt 301 auf, der den Elektromotor 314 enthält. Der Elektromotor 314 ist ein Dreiphasen-DC-Motor, der an einer Innenumfangsfläche des Motorgehäuseabschnitts 301 fixiert ist. Der Elektromotor 314 weist einen durch eine Vielzahl von Spulen gebildeten Stator 302 und einen an einem Innenumfang des Stators 302 angeordneten Rotor 303 auf. Der Stator 302 weist einen Ringsammelleiter 306 auf, der eine Vielzahl von Spulen für jede der U-, V- und W-Phasen verbindet. Der Rotor 303 weist eine Vielzahl von Permanentmagneten 304 und eine Drehstange 305 auf. Die Vielzahl der Permanentmagneten 304 dreht sich durch eine elektromagnetische Kraft, die erzeugt wird, indem ein Strom sequentiell zu den Spulen der entsprechenden Phasen des Stators 302 zugeführt wird. Die Permanentmagnete 304 sind fest an der Drehstange 305 angebracht. Die Drehstange 305 erstreckt sich von einem Unterteilabschnitt des Motorgehäuseabschnitts 301 der Vorderabdeckung 392 zum Hintergehäuse 191. Beide Enden der Drehstange 305 sind durch eine Lagerung 307, die am Unterteilabschnitt des Motorgehäuseabschnitts 301 angeordnet ist, und eine Lagerung 308, die am Hintergehäuse 191 angeordnet ist, schwenkbar getragen.
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Ein ringförmiges Stützelement 309, das am Gehäuse 19 fixiert ist, indem es zwischen den Motorgehäuseabschnitt 301 und das Hintergehäuse 191 eingepfercht ist, ist an einer Öffnungsseite des Motorgehäuseabschnitts 301 angeordnet. Eine Lagerung 310, welche die Drehstange 305 schwenkbar trägt, und ein Drehmelder 311, der einen Drehwinkel der als Ausgabewelle des Elektromotors 314 dienenden Drehstange 305 erfasst, sind am Stützelement 309 angeordnet. Eine Motorrolle 312, die integral an der als eine Ausgabewelle des elektrischen Motors 314 dienenden Drehstange 305 fixiert ist, und sich zusammen mit der Drehstange 305 dreht, ist zwischen dem Drehmelder 311 und der Lagerung 308 der Drehstange 305 angeordnet.
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Auf diese Weise ist der Elektromotor 314 in der Vorderabdeckung 392 enthalten, das heißt der Elektromotor 314 ist im Gehäuse 19 enthalten, wodurch es möglich ist, eine durch ein Antreiben des Elektromotors 314 erzeugte Wärme zur Vorderabdeckung 392, die ein relativ breites Gebiet aufweist, freizugeben, wodurch die Zuverlässigkeit des elektrischen Verstärkers 1'' verbessert wird.
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Die Steuerplatine 40 ist im Gehäuseabschnitt 197 des Steuerplatinegehäuses 200 enthalten. Ähnlich ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 6 dargestellt, die Steuerplatine 40 in der Axialrichtung des Gehäuses 19 zwischen der Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist, und der Kopplungsfläche 193A, die zwischen dem Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 ausgebildet ist, wo das Gehäuse 19 an den Hauptzylinder 2 gekoppelt ist, angeordnet. Ferner ist die Steuerplatine 40 zwischen der ersten Ebene P1, welche die Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19 aufweist, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist, und der zweiten Ebene P2 angeordnet, welche die Kopplungsfläche 193A aufweist, die am Mittengehäuse 193 des Gehäuses 19 ausgebildet ist, wo das Gehäuse 19 mit dem Hauptzylinder 2 gekoppelt ist. Deshalb stellt die dritte Ausführungsform eine ähnliche vorteilhafte Wirkung wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform bereit.
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Die zuvor beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wurde basierend auf einem sogenannten elektrischen Verstärker mit „Brake-by-Wire” beschrieben, bei dem der Bremshydraulikdruck im Hauptzylinder 2 nicht direkt zum Bremspedal 13 übertragen wird. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann ebenso an einem elektrischen Verstärker einer Art in einer ähnlichen Weise eingesetzt werden, der einen Teil einer Reaktionskraft eines Bremshydraulikdrucks im Hauptzylinder 2 zum Bremspedal 13 zurückführt.
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Ferner wurden die zuvor beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen basierend auf einem Beispiel beschrieben, bei dem sich die erste Ebene P1 und die zweite Ebene P2 parallel zueinander erstrecken, und die Steuerplatine 40 ebenso parallel mit jeder Ebene angeordnet ist. Allerdings ist in einigen Fahrzeugen die Fläche für eine Anbringung am Fahrzeugkörper geneigt oder der Hauptzylinder 2 ist schräg angeordnet. In solchen Fahrzeugen können sich die erste Ebene P1 und die zweite Ebene P2 nicht parallel zueinander erstrecken. Selbst in diesem Fall ist die Steuerplatine 40 in der Axialrichtung des Gehäuses 19 zwischen der Anbringungsfläche 19B des Gehäuses 19, wo das Gehäuse 19 an der Instrumententafel D angebracht ist, und der Kopplungsfläche 193A des Gehäuses 19, wo das Gehäuse an dem Hauptzylinder 2 gekoppelt ist, angeordnet, wodurch es möglich ist, eine ähnliche vorteilhafte Wirkung zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen bereitzustellen. Ferner kann die Steuerplatine 40 in einer Umgebung relativ zum Konvertierungsmechanismus zwischen der ersten Ebene P1 und der zweiten Ebene P2 angeordnet sein.
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Gemäß den elektrischen Verstärkern der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, eine Erzeugung einer Vibration oder eines Lärms zu verhindern oder zu reduzieren.
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Obwohl lediglich einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung zuvor im Detail beschrieben wurden, können die in der Technik bewanderten direkt erkennen, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne substantiell von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Demnach sollen alle solche Modifikationen im Bereich dieser Erfindung umfasst sein.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-018910 , die am 31. Januar 2012 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der Nr.
2012-018910 , die am 31. Januar 2012 eingereicht wurde, umfassend die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, werden in ihrer Gesamtheit unter Bezugnahme hier eingefügt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-202867 [0002, 0003, 0004]
- JP 2012-018910 [0052, 0052]
