DE10308577A1

DE10308577A1 - Elektrisch betätigbare Scheibenbremse

Info

Publication number: DE10308577A1
Application number: DE10308577A
Authority: DE
Inventors: Jun Watanabe; Yukio Ohtani
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US20040035654A1; US6880680B2

Abstract

Bei einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung wird die Drehung eines Rotors eines elektrischen Motors mittels eines Differential-Reduktionsmechanismus reduziert und ein Kugelrampenmechanismus wird betätigt, so dass Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor gedrückt werden, um so eine Bremskraft zu erzeugen. Bei dem Differential-Reduktionsmechanismus führt, wenn eine exzentrische Welle des Rotors einer exzentrischen Drehung unterliegt, ein externes Zahnradelement mit externen Eingabezähnen, die mit einem festen Ringzahnrad kämmen, eine orbitale Bewegung aus, während es sich an seiner Mittelachse dreht, und demzufolge führt ein Satz von externen Ausgabezähnen des externen Zahnradelements eine orbitale Bewegung aus, während er sich an seiner Mittelachse dreht, und so betätigt er ein Ringzahnrad, das integral mit einer Drehscheibe des Kugelrampenmechanismus ausgeformt ist. Mit dieser Anordnung kann ein hohes Reduktionsverhältnis einfach erzielt werden. Da der Differential-Reduktionsmechanismus durch einen Getriebemechanismus gebildet wird, kann er einfach ausgebildet werden und mit ausreichender Festigkeit versehen werden.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse, die eine Drehbewegung eines elektrischen Motors in eine lineare Bewegung umwandeln kann, um Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor zu drücken und dadurch eine Bremskraft zu erzeugen.
Eine elektrisch betätigbare Scheibenbremseneinrichtung ist bereits bekannt, bei welcher eine Drehbewegung eines elektrischen Motors in eine lineare Bewegung eines Kolbens umgewandelt wird, und zwar unter Verwendung eines Bewegungsumwandlungsmechanismus wie beispielsweise eines Kugelschraubenmechanismus, eines Kugelrampenmechanismus, etc., um es dem Kolben zu ermöglichen, Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor zu drücken und dadurch eine Bremskraft zu erzeugen. Bei der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse wird eine auf ein Bremspedal aufgebrachte Pedalkraft des Fahrers (oder ein Betrag der Auslenkung des Bremspedals) durch einen Sensor erfasst, und auf der Basis des erfassten Werts steuert eine Steuerung die Drehung des elektrischen Motors, um dadurch eine gewünschte Bremskraft zu erhalten.
Um das Drehmoment eines elektrischen Motors einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse zu verstärken, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden bezüglich einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse, bei welcher ein Reduktionsmechanismus zwischen einem elektrischen Motor und einem Mechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung vorgesehen ist. Beispielsweise beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2001-263395 eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse mit einem Differential-Reduktionsmechanismus, bei welchem Planetenräder und ein Oldham-Mechanismus in Kombination verwendet werden.
Bei dieser elektrisch betätigbaren Scheibenbremse ist der Differential-Reduktionsmechanismus so angeordnet, dass eine exzentrische Platte drehbar an einer exzentrischen Welle angebracht ist, die mit einem Rotor eines Motors verbunden ist, befestigte Stifte sind durch in der exzentrischen Platte ausgebildeten Öffnungen hindurch eingesetzt, und externe Zähne der exzentrischen Platte kämmen mit internen Zähnen einer Drehscheibe eines Kugelrampenmechanismus. Mit dieser Anordnung führt die exzentrische Platte, wenn die exzentrische Welle gedreht wird, eine orbitale Bewegung durch, ohne an ihrer Mittelachse zu drehen, und sie betreibt so die Drehscheibe des Kugelrampenmechanismus mit einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis.
Die oben erwähnte Patentschrift beschreibt auch einen Differential-Reduktionsmechanismus mit einem Zykloid- Kugeltechanismus und einem Oldham-Mechanismus unter Verwendung von ringförmigen Nuten und Kugeln. Dieser Mechanismus übt die gleichen Arbeitseffekte aus wie der oben beschriebene Differential-Reduktionsmechanismus.
Die in dem oben genannten Patent beschriebene elektrisch betätigbare Scheibenbremse hat jedoch die folgenden Probleme. Die exzentrische Platte und die Stifte, die den Oldham- Mechanismus bilden, sind aufgrund der Notwendigkeit, eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen, in der Herstellung recht teuer. Obwohl eine große Festigkeit erforderlich ist, um einer starken Belastung während des Bremsens zu widerstehen, ist es außerdem schwierig, die Festigkeit des Oldham-Mechanismus aufgrund seines Aufbaus zu steigern.
Bei dem Differential-Reduktionsmechanismus mit einem Zykloid- Kugelmechanismus und einem Oldham-Mechanismus ist ebenfalls eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich. Insbesondere sind die Anforderungen für die axiale Dimensionsgenauigkeit sehr streng, was in praktischer Hinsicht zu Problemen führt.
Im Hinblick auf die oben genannten Tatsachen ist die vorliegende Erfindung gemacht worden. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse zu schaffen, die einen Reduktionsmechanismus mit einem einfachen Aufbau und ausreichender Festigkeit aufweist, der außerdem ein gewünschtes Reduktionsverhältnis schaffen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, schafft die 4 vorliegende Erfindung eine elektrisch betätigbare Scheibenbremse mit einem elektrischen Motor; einem Reduktionsmechanismus zum Reduzieren der Drehung eines Rotors des elektrischen Motors; und einem Umwandlungsmechanismus zum Umwandeln der Drehung, die von dem Reduktionsmechanismus zur Verfügung gestellt wird, in eine lineare Bewegung, wobei Bremsklötze gegen einen Scheibenrotor mittels des Umwandlungsmechanismus gedrückt werden, um dadurch eine Bremskraft zu erzeugen, wobei der Reduktionsmechanismus folgendes aufweist: eine mit dem Rotor des Motors verbundene exzentrische Welle; ein drehbar an der exzentrischen Welle angebrachtes Zahnradelement mit einem Satz von externen Eingabezähnen und einem Satz von Ausgabezähnen, die dazu angepasst sind, einheitlich miteinander eine Drehung auszuführen; ein festes Ringzahnrad mit internen Zähnen, die dazu angepasst sind, mit den externen Eingabezähnen zu kämmen; und ein Ringzahnrad, das dazu angepasst ist, mit den Ausgabezähnen zu kämmen und den Umwandlungsmechanismus zu betätigen.

Mit dieser Anordnung führt, wenn die exzentrische Welle einer exzentrischen Drehung unterliegt, der Satz von externen Eingabezähnen, die mit dem festen Ringzahnrad kämmen, d. h. das Zahnradelement, eine orbitale Bewegung aus. Aufgrund dieser orbitalen Bewegung des Zahnradelements betreibt der Satz von Ausgabezähnen das Ringzahnrad und erzeugt so eine Differentialbewegung zwischen dem Rotor des Motors und dem Zahnrad und erzielt ein vorbestimmtes Reduktionsverhältnis.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des festen Ringzahnrads gleich.

In dieser Anordnung arbeiten der Satz der externen Eingabezähne und das feste Ringzahnrad als Oldham- Mechanismus, und das Zahnradelement führt eine orbitale Bewegung aus, ohne an seiner Mittelachse zu drehen.

In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf.

Mit dieser Anordnung hat das Zahnradelement keine internen Zähne. Daher kann das Zahnradelement einfach ausgeformt und mit einem kleinen Durchmesser versehen werden.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des Satzes von Ausgabezähnen gleich.

In dieser Anordnung können die externen Eingabezähne und die Ausgabezähne des Zahnradelements integral miteinander gleichzeitig ausgeformt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Frontansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Rückansicht der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1;
Fig. 6 ist eine auseinandergebaute Ansicht eines Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1 entlang einer Ebene, die rechtwinklig zu den Achsen eines Satzes von externen Eingabezähnen und eines festen Ringzahnrads verläuft;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des Reduktionsmechanismus der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse aus Fig. 1 entlang einer Ebene, die zu den Achsen eines Satzes von externen Ausgabezähnen und eines Ringzahnrads rechtwinklig verläuft.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen genau beschrieben.
Wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist, ist bei einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 ein Sattelkörper 3 auf einer Seite (im allgemeinen auf einer innere Seite bezüglich eines Fahrzeugkörpers) eines Scheibenrotors 2 angeordnet, der sich mit einem Rad (nicht dargestellt) zusammen drehen kann. Der Sattelkörper 3 ist integral mit einem im allgemeinen C-förmigen Klauenbereich 4 verbunden, der sich über den Scheibenrotor 2 hinüber zur anderen Seite des Scheibenrotors 2 erstreckt. Bremsklötze 5 und 6 sind auf entgegengesetzten Seiten des Scheibenrotors 2, d. h. zwischen dem Scheibenrotor 2 und dem Sattelkörper 3 bzw. zwischen dem Scheibenrotor 2 und einem distalen Endbereich des Klauenbereichs 4, angeordnet. Die Bremsklötze 5 und 6 sind mittels eines Trägers 7 gelagert, der relativ zu dem Fahrzeugkörper fixiert ist, so dass die Bremsklötze 5 und 6 in einer axialen Richtung des Scheibenrotors 2 beweglich sind und ein Bremsdrehmoment von dem Träger 7 aufgenommen wird. Gleitstifte 8, welche an dem Sattelkörper 3 angebracht sind, sind gleitbar in dem Träger 7 vorgesehen. Der Sattelkörper 3 wird mittels der Gleitstifte 8 (die Mittelachse des Gleitstifts 8 ist in Fig. 3 dargestellt) geführt, so dass der Sattelkörper 3 in axialer Richtung des Scheibenrotors 2 eine Gleitbewegung ausführen kann.
In dem Sattelkörper 3 sind ein elektrischer Motor 9, ein Differential-Reduktionsmechanismus 10 (ein Reduktionsmechanismus) zum Reduzieren der Drehung des elektrischen Motors 9, ein Kugelrampenmechanismus 12 (ein Wandlermechanismus) zum Umwandeln der Drehung des elektrischen Motors 9 in eine linear Bewegung nach der Geschwindigkeitsreduktion durch den Differential- Reduktionsmechanismus 10, um dadurch eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 11 zu bewirken, welcher gegen den Bremsklotz 5 anstößt, und ein Klotzverschleiß- Kompensationsmechanismus 13 zum Anpassen einer Position des Kolbens 11 gemäß dem Grad des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 vorgesehen.
Der elektrische Motor 9 weist einen Stator 14 auf, der an den Sattelkörper 3 angebracht ist, und einen Rotor 17 mit einem hohlen Aufbau, der mittels des Sattelkörpers 3 durch Lager 15 und 16 drehbar gelagert ist. Der Rotor 17 wird gemäß einer Antriebsspannung von einer Steuerung (nicht dargestellt) gedreht, die durch einen Anschluss 18 an dem elektrischen Motor 9 angeschlossen ist. Eine Winkelposition des Rotors 17 wird mittels eines Drehmelders 19 erfasst, der an dem Rotor 17 angebracht ist, und so kann der Rotor 17 durch einen gewünschten Winkel hindurch gedreht werden.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 6 bis 8 zusätzlich zu den oben genannten Zeichnungen der Differential- Reduktionsmechanismus beschrieben.
In dem elektrischen Motor 9 ist eine exzentrische Welle 20, die einen hohlen Aufbau hat, integral mit dem Rotor 17 verbunden. Ein zylindrisches externes Zahnradelement 21 (ein Zahnradelement) ist drehbar an einer äußeren Umfangsfläche der exzentrische Welle 20 durch ein Lager 22 angebracht. Ein hohler Raum innerhalb der exzentrischen Welle 20 hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einer koaxialen Beziehung mit der exzentrischen Welle 20 und erstreckt sich außerdem von der exzentrischen Welle 20 aus um eine axiale Länge 1 in einen Körper des Rotors 17 hinein. Der Grund für diese Anordnung wird später beschrieben. Das äußere Zahnradelement 21 beinhaltet einen Satz von externen Eingabezähnen 23 und einen Satz von externen Ausgabezähnen 24, ausgebildet auf entgegengesetzten Seiten in axialer Richtung des externen Zahnradelements 21. Ein festes Ringzahnrad 25 mit internen Zähnen, die dazu angepasst sind, mit den externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 zu kämmen, ist an dem Sattelkörper 3 mittels Bolzen 26 angebracht. Die externen Ausgabezähne 24 kämmen mit internen Zähnen eines integral mit einer Drehscheibe 27 des Kugelrampenmechanismus 12 ausgebildeten Ringzahnrads 28.
Es wird angenommen, dass die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 durch Z1 bezeichnet wird, die Anzahl der internen Zähne des festen Ringzahnrads 25 durch Z2 bezeichnet wird, die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 durch 23 bezeichnet wird und die Anzahl der internen Zähne des Ringzahnrads 28 durch 24 bezeichnet wird. In dieser Ausführungsform sind die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z2 der Zähne des festen Ringzahnrads 24 gleich gemacht (Z1 = Z2). Wenn die exzentrische Welle 20 sich dreht, führt daher der Satz von externen Eingabezähnen 23 eine orbitale Bewegung aus, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen (die Fig. 7 zeigt ein anderes Beispiel, in welchem die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z2 der Zähne des festen Ringzahnrads 25 unterschiedlich sind).
Der Kugelrampenmechanismus 12 weist die Drehscheibe 27 auf, welche mittels des Sattelkörpers 3 durch ein Lager 29 (ein Axiallager) so gelagert ist, dass die Drehscheibe 27 drehbar ist und an einer axialen Bewegung gehindert wird, und eine linear angetriebene Scheibe 30, die axial beweglich gelagert ist. Kugelnuten 31 und 32 (am Boden geneigten Nuten) sind in der Drehscheibe 27 bzw. der linear angetriebenen Scheibe 30 so ausgeformt, dass sie zueinander hinweisen. Kugeln 33 als Wälzelemente sind zwischen den Kugelnuten 31 und den Kugelnuten 32 vorgesehen. Wenn die Drehscheibe 27 sich dreht, rollen die Kugeln 33 innerhalb der Kugelnuten 31 und 32 und bewirken so eine axiale Bewegung der linear angetriebenen Scheibe 30 gemäß einem Drehwinker der Drehscheibe 27.
Der Klotzverschleißmechanismus 13 weist einen Begrenzer 34 zwischen dem Rotor 17 des elektrischen Motors 9 und der linear angetriebenen Scheibe 30 auf, um die relative Drehung zwischen dem Rotor 17 und der linear angetriebenen Scheibe 30 auf einen vorbestimmten Betrag zu begrenzen. Der Begrenzer 34 ist elastisch durch eine Schraubenfeder 36 mit einem Federhalter 35 verbunden, der integral mit einem zylindrischen Bereich 30a der linear angetriebenen Scheibe 30 verbunden ist. Durch diese Anordnung wird das Drehmoment des Rotors 17 auf die linear angetriebene Scheibe 30 übertragen und, wenn extra Zwischenräume zwischen den Bremsklötzen 5 und 6 und dem Kolben 11 aufgrund des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 erzeugt werden, wird die linear angetriebene Scheibe 30 gedreht und der Kolben 11 mittels einer Anpassschraube 37 vorwärts bewegt, die zwischen der linear angetriebenen Scheibe 30 und dem Kolben 11 vorgesehen ist, um dadurch einen Betrag des Verschleißes der Bremsklötze 5 und 6 zu kompensieren. Dieser Klotzverschleiß-Kompensationsmechanismus bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Daher wird auf eine weitere Erläuterung des Klotzverschleiß- Kompensationsmechanismus verzichtet.
Nun wird die Arbeitsweise der auf die oben erwähnte Art und Weise angeordneten Scheibenbremse beschrieben.
Während des Bremsens erfasst die Steuerung eine auf ein Bremspedal aufgebrachte Bremskraft des Fahrers (oder einen Betrag der Auslenkung des Bremspedals) durch einen Bremspedalsensor. Auf der Grundlage des erfassten Wertes bringt die Steuerung eine Antriebsspannung durch einen Antriebsschaltkreis auf den elektrischen Motor 9 der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 für jedes Rad auf, um so den Rotor 17 durch einen vorbestimmten Drehwinkel hindurch mit einem vorbestimmten Drehmoment zu drehen. Eine Drehung des Rotors 17 wird bei einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis mittels des Differential- Reduktionsmechanismus 10 reduziert und mittels des Kugelrampenmechanismus 12 in eine lineare Bewegung umgewandelt, um dadurch den Kolben 11 in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Ein Bremsklotz 5 wird gegen den Scheibenrotor 2 mittels des Kolbens 11 gedrückt, und eine Reaktionskraft wird auf den Sattelkörper 3 ein, welcher sich seinerseits entlang führenden Bereichen des Trägers 7 für die Gleitstifte 8 bewegt, und der Klauenbereich 4 drückt den anderen Bremsklotz 6 gegen den Scheibenrotor 2. So kann der Frequenz eine Bremskraft gemäß einer Pedalkraft steuern. Zum Reduzieren einer Bremskraft wird der elektrische Motor 9 rückwärts gedreht, um dadurch den Kolben 11 in einer Rückwärtsrichtung zu bewegen und die Bremsklötze 5 und 6 weg von dem Scheibenrotor 12 voneinander zu trennen.
Die Steuerung erfasst Zustände eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit jedes Rads, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Beschleunigung des Fahrzeugs, einen Lenkwinkel, eine seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs, etc., durch verschiedene Arten von Sensoren. Auf der Basis der erfassten Werte wird eine Drehung des elektrischen Motors 9 gesteuert, um dadurch eine Ladedruckregelung, eine Antiblockierbremssteuerung, eine Traktionssteuerung, eine Fahrzeugstabilisierungssteuerung, etc., zu bewirken.
Wenn sich der. Rotor 17 dreht, verursacht in dem Differential- Reduktionsmechanismus 10 die exzentrische Welle 20 eine exzentrische Drehung des externen Zahnradelements 21. In einer ersten Ausführungsform sind die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 an dem externen Zahnradelement 21 und die Anzahl Z2 der internen Zähne des festen Ringzahnrads 25 gleich (Z1 = Z2). Daher arbeiten der Satz von externen Eingabezähnen 23 und das feste Ringzahnrad 25 als Oldham-Mechanismus, und der Satz von externen Eingabezähnen 23, d. h. das externe Zahnradelement 21, führen eine orbitale Bewegung durch, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen. Demzufolge führt auch der Satz von externen Ausgabezähnen 24 (die Anzahl der Zähne: Z3) eine orbitale Bewegung aus, ohne sich an seiner Mittelachse zu drehen, wodurch eine Drehung des Ringzahnrads 28 (Anzahl der Zähne: Z4) verursacht wird und die Drehscheibe 27 betrieben wird. Es sollte beachtet werden, dass der hohle Raum innerhalb der exzentrischen Welle 20 sich um die Länge l weiter in den Rotor hinein erstreckt. Das heißt, der hohle Raum erstreckt sich bis zu einem Bereich 17a des Körpers des Rotors 17. Durch Verbinden der exzentrischen Welle 20 mit dem Rotor 17 wird eine unbalancierte Masse entsprechend der exzentrischen Welle 20 zu dem Rotor 17 hinzugefügt. Aufgrund der Verlängerung des hohlen Raums in den Körper des Rotors 17 hinein wird jedoch eine Masse von dem Körper des Rotors bei seiner exzentrischen Position subtrahiert. Daher kann eine Drehbalance des Rotors 17 erzielt werden durch Einstellen eines Durchmessers ∅d des hohlen Raums der exzentrischen Welle 20.
In dieser Ausführungsform wird ein Rotationsverhältnis N1 der Drehscheibe 27 zu dem Rotor 17 durch N1 = 1 - Z3/Z4 bezeichnet, und ein Reduktionsverhältnis α1 des Differential- Reduktionsmechanismus 10 wird durch α1 = 1/N1 = 1/(1 - Z3/Z4) bezeichnet. Eine Auslenkung X der linear angetriebenen Scheibe 30 relativ zu einem Drehwinkel θ des Rotors 17 wird durch X = (L/360) × (θ/α1) bezeichnet, wobei L eine Neigung (eine Ganghöhe) der Kugelnut des Kugelrampenmechanismus 12 bezeichnet.
Ein gewünschtes Reduktionsverhältnis kann so erzielt werden durch Einstellen der Anzahl der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 und der Anzahl der Zähne des Ringzahnrads 28, so dass ein hohes Reduktionsverhältnis einfach erzielt werden kann. Demzufolge kann der elektrische Motor 9 in der Größe reduziert werden, und der Energieverbrauch kann reduziert werden, so dass die elektrisch betätigbare Scheibenbremse 1 in der Größe reduziert und einfach an einem Fahrzeug angebracht werden kann. Der Differential- Reduktionsmechanismus 10 wird durch nur einen Zahnradmechanismus ausgebildet, anders als bei den herkömmlichen oben erwähnten Techniken, die Stifte, Öffnungen, Kugeln, etc. verwenden. Daher kann die Notwendigkeit für eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielt werden, und eine gewünschte Festigkeit kann einfach erhalten werden. Jedes Zahnrad des Differential-Reduktionsmechanismus 10 kann durch Bearbeiten in einer relativ einfachen Art und Weise ausgeformt werden, unter Verwendung von herkömmlichen Maschinen, was zu geringen Herstellkosten führt. Obwohl die Beziehung Z1 = Z2 in dieser Ausführungsform gilt, können die gleichen Effekte wie die dieser Ausführungsform ausgeübt werden, indem eine Anordnung gebaut wird, in welcher Z1 und Z2 unterschiedlich voneinander sind und Z3 und Z4 gleich sind, oder eine Anordnung, bei welcher Z1 und Z2 unterschiedlich voneinander sind und Z3 und Z4 ebenfalls unterschiedlich voneinander sind.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse 1 dieser Ausführungsform ist die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 des externen Zahnradelements 21 kleiner als die Anzahl Z2 der internen Zähne an dem festen Ringzahnrad 25 (Z1 < Z2) und die Anzahl Z1 der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen 23 und die Anzahl Z3 der Zähne des Satzes von externen Ausgabezähnen 24 sind gleich (Z1 = Z3). Die Module dieser Sätze von externen Zähnen sind gleich gemacht. In dieser Ausführungsform führt, wenn die exzentrische Welle 20 des Rotors 17 einer exzentrischen Drehung unterliegt, das externe Zahnradelement 21 eine orbitale Bewegung aus, während es sich an seiner Mittelachse dreht. Demzufolge führt der Satz von externen Ausgabezähnen 24 (Anzahl der Zähne: Z3) eine orbitale Bewegung aus, während er sich an seiner Mittelachse dreht, wodurch er das Ringzahnrad 28 (Anzahl der Zähne: Z4) dreht und die Drehscheibe 27 betätigt.
In dieser Ausführungsform wird ein Drehverhältnis N2 der Drehscheibe 27 zu dem Rotor 17 durch N2 = 1 - (Z2/Z1) × (Z3/Z4) = 1 - Z2/Z4 bezeichnet, und ein Reduktionsverhältnis α2 des Differential-Reduktionsmechanismus 10 wird durch α2 = 1/N = 1/(1 - Z2/Z4) bezeichnet. Die Auslenkung X der linear angetriebenen Scheibe 30 relativ zu dem Drehwinkel θ des Rotors 17 wird durch X = (L/360) × (θ/α2) bezeichnet, wobei L die Neigung (die Ganghöhe) der Kugelnut des Kugelrampenmechanismus 12 bezeichnet.
Mit dieser Anordnung können die gleichen Arbeitseffekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. In der zweiten Ausführungsform kann außerdem ein Reduktionsverhältnis, das höher ist als das der ersten Ausführungsform, einfach erhalten werden. Da der Satz von externen Eingabezähnen 23 und der Satz von externen Ausgabezähnen 24 des externen Zahnradelements 21 in der Anzahl der Zähne und dem Modul gleich gemacht sind, können die externen Ausgabezähne 24 und die externen Eingabezähne 23 durch Zahnradschneiden gleichzeitig ausgeformt werden, wodurch sich der Prozess zur Bearbeitung vereinfacht und die Herstellkosten reduzieren.
In jeder Ausführungsform werden die externen Ausgabezähne 24 als Beispiel der Ausgabezähne des externen Zahnradelements 21 genommen. Dies begrenzt jedoch nicht die vorliegende Erfindung. Die Ausgabezähne können auch interne Zähne sein. In diesem Fall ist das Ringzahnrad 28 als ein externes Zahnrad vorgesehen und innerhalb des Zahnradelements 21 angeordnet.
Wie im Detail beschreiben worden ist, ist in einer elektrisch betätigbaren Scheibenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung ein Reduktionsmechanismus durch eine exzentrische Welle, ein Zahnradelement mit einem Satz von externen Eingabezähnen und einem Satz von Ausgabezähnen, ein festes Ringzahnrad und ein Ringzahnrad ausgebildet. Durch diese Anordnung wird eine Differentialbewegung zwischen einem Rotor eines Motors und dem Ringzahnrad erzeugt, was zu einem vorbestimmten Reduktionsverhältnis führt. Daher kann ein hohes Reduktionsverhältnis einfach erzielt werden. Da der Reduktionsmechanismus durch nur einen Zahnradmechanismus ausgebildet ist, anders als bei den herkömmlichen Techniken, die Stifte, Öffnungen, Kugeln, etc., verwenden, kann die Notwendigkeit für eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit reduziert werden, und die gewünschte Festigkeit kann einfach erhalten werden. Außerdem kann jedes Zahnrad des Reduktionsmechanismus ausgebildet werden durch Bearbeiten auf relativ einfache Art und Weise unter Verwendung von herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen, was zu geringen Herstellkosten führt. In einer Ausführungsform der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf.
Mit dieser Anordnung hat das Zahnradelement keine internen Zähne. Daher kann das Zahnradelement einfach ausgeformt und mit einem kleinen Durchmesser versehen werden.
In einer anderen Ausführungsform der elektrisch betätigbaren Scheibenbremse der vorliegenden Erfindung weist der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne auf, und die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des Satzes von Ausgabezähnen des Zahnradelements sind gleich gemacht. Daher können die externen Eingabezähne und die Ausgabezähne integral miteinander gleichzeitig ausgeformt werden, was zu geringen Herstellkosten führt.

Claims

1. Elektrisch betätigbaren Scheibenbremse mit einem elektrischen Motor; einem Reduktionsmechanismus zum Reduzieren der Drehung eines Rotors des elektrischen Motors; und einem Umwandlungsmechanismus zum Umwandeln der Drehung, die von dem Reduktionsmechanismus zur Verfügung gestellt wird, in eine lineare Bewegung, wobei Bremsklötze mittels des Umwandlungsmechanismus gegen einen Scheibenrotor gedrückt werden, um dadurch eine Bremskraft zu erzeugen, wobei der Reduktionsmechanismus folgendes aufweist:
eine mit dem Rotor des Motors verbundene exzentrische Welle;
ein drehbar an der exzentrischen Welle angebrachtes Zahnradelement mit einem Satz von externen Eingabezähnen und einem Satz von Ausgabezähnen, die dazu angepasst sind, einheitlich miteinander eine Drehung auszuführen;
ein festes Ringzahnrad mit internen Zähnen, die dazu angepasst sind, mit den externen Eingabezähnen zu kämmen; und
ein Ringzahnrad, das dazu angepasst ist, mit den Ausgabezähnen zu kämmen und den Umwandlungsmechanismus zu betätigen.

2. Elektrisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des festen Ringzahnrads gleich sind.

3. Elektrisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Satz von Ausgabezähnen externe Zähne aufweist.

4. Elektrisch betätigbare Scheibenbremse nach Anspruch 3, wobei die Anzahl der Zähne des Satzes von externen Eingabezähnen und die Anzahl der Zähne des Satzes von Ausgabezähnen gleich sind.