CN101130362A - 马达驱动的停车制动装置 - Google Patents

Abstract

一种马达驱动的停车制动装置，其壳体包括：一对缆线反作用力接受部分，用于从缆线接受由于缆线张力产生的反作用力；以及轴向载荷接受部分，用于从螺旋轴接受由于缆线张力产生的轴向载荷。这些必须成型为具有较大壁厚的部分设置在壳体的一侧。该结构减小了壳体的尺寸。此外，轴向载荷接受部分设置在该对缆线反作用力接受部分之间。这种布置能够进一步减小壳体的尺寸。

Description

马达驱动的停车制动装置

技术领域

本发明涉及一种马达驱动的停车制动装置，并适用于例如车辆停车制动装置。

背景技术

日本专利申请公开(kokai)No.2006-17158公开了一种马达驱动的停车制动装置，其包括：壳体；固定到壳体的电动马达；轴部件，当通过轴部件一端接受到马达的旋转驱动扭矩时轴部件绕其轴线旋转；转换机构，其将轴部件的旋转运动转换为平移运动部分的平移运动；一对缆线，第一端连接到平移运动部分；以及一对停车制动器，其连接到缆线的第二端。壳体包括一对反作用力接受部分，用于从缆线接受由于缆线张力产生的反作用力，以及轴向载荷接受部分，用于从轴部件另一端接受由于缆线张力产生的轴向载荷。

在该马达驱动的停车制动装置中，其中一个反作用力接受部分设置在壳体的第一侧，另一个反作用力接受部分设置在相对的第二侧，并且来自缆线的反作用力作用在相应的侧。由于轴向载荷接受部分也设置在第一侧，因此来自轴部件另一端的轴向载荷作用在壳体的第一侧。因此为了确保壳体的强度，壳体的第一和第二侧二者都必须成型为具有较大的壁厚，并且连接壳体第一和第二侧的底部和侧壁必须成型为具有较大的壁厚。因此，传统的马达驱动的停车制动装置的问题在于难以减小壳体的尺寸。

发明内容

为了解决上面的问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够减小壳体尺寸的马达驱动的停车制动装置。

本发明应用于上述类型的马达驱动的停车制动装置并且其特征为：该对反作用力接受部分和轴向载荷接受部分设置在壳体的一侧，并且轴向载荷接受部分设置在该对反作用力接受部分之间。

根据此结构，壳体的必须具有大壁厚的该对反作用力接受部分以及轴向载荷接受部分(三个部分)能够一起设置在壳体的一侧。因此，壳体剩下的部分不需要具有高强度或者大的壁厚，因此减小了壳体的尺寸。此外，轴向载荷接受部分设置在该对反作用力接受部分之间。该结构使轴部件设置在该对缆线之间，因此进一步减小壳体尺寸。

在此情况下，优选地，用于检测轴部件轴向载荷的载荷传感器设置在壳体的轴向载荷接受部分与轴部件的另一端之间。该载荷传感器可以是检测由于轴部件的轴向载荷产生的压力的压力传感器，或者是检测根据轴部件的轴向载荷而移动的移动部件的位移的位移传感器。轴部件的轴向载荷与缆线张力成比例。因此，基于载荷传感器检测到的轴部件的轴向载荷能够实现对缆线张力的控制(即对电动马达的控制)。

上面描述的结构能够使形成于壳体内位于缆线之间的空间有效地用作设置载荷传感器的空间。因此，能够抑制由于在壳体内设置载荷传感器而导致的壳体尺寸增加。

附图说明

通过参考下面优选实施方式的详细描述，并结合附图，将会更好地理解和容易地明了本发明各种其它的目的、特征以及许多随之而来的优点，其中：

图1是示出根据本发明第一实施方式的马达驱动的停车制动装置的部分剖切的平面图；

图2是图1所示压力传感器的放大图；

图3是用于解释图1所示压力传感器操作的图解；以及

图4是设置在根据本发明第二实施方式的马达驱动的停车制动装置中的位移传感器的放大图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施方式。

第一实施方式

图1示出根据本发明第一实施方式的用于汽车的马达驱动的停车制动装置。该马达驱动的停车制动装置包括：致动器部分ACT；一对通过致动器部分ACT驱动的停车制动器PB；以及控制致动器部分ACT的电控单元ECU。致动器部分ACT包括：减速机构A，其用于传送电动马达11的旋转驱动扭矩，同时减小转速；转换机构B，其用于将由减速机构A传送的旋转运动转换成平移运动；平衡机构C，其将平移运动产生的力分配给两个输出部分；一对缆线13，其第一端连接到平衡机构C的相应的输出部分，其第二端连接到相应的停车制动器PB；以及压力传感器S1(载荷传感器)，其检测由于将在后面描述的螺旋轴31(轴部件)的轴向载荷产生的压力，轴向载荷与该对缆线13的张力(缆线张力)成比例。

电动马达11的操作基于来自制动开关SW1、释放开关SW2以及压力传感器S1的信号由电控单元ECU控制。

减速机构A包括未示出的多级减速齿轮系，其装配在附连到壳体21的封壳23内。减速机构A将电动马达11的旋转驱动扭矩传送到螺旋轴31的第一端，同时减小转速。

转换机构B包括上述的螺旋轴31以及与螺旋轴31螺纹接合的螺母33。螺旋轴31装配到壳体21使得螺旋轴31能够经由设置在螺旋轴31第一端的轴承35以及位于螺旋轴31第二端处的容纳于固定到壳体21的支撑件21c中的轴承39旋转和轴向运动，并且用作止推轴承的上述压力传感器S1设置在螺旋轴31的第二端，并且安装到壳体21的轴向载荷接受部分21a。根据上面所述的构造，当通过螺旋轴31第一端接受到电动马达11的旋转驱动扭矩时螺旋轴31绕其轴线旋转，并且螺旋轴31的轴向载荷传递到压力传感器S1。当螺旋轴31被驱动沿常规方向旋转时，螺母33沿螺旋轴31的轴向从图1中实线所示的释放位置移动(实现平移运动)到图1中双点划线所示的制动位置。当螺旋轴31被驱动沿相反方向旋转时，螺母33沿螺旋轴31的轴向朝着图1中实线所示的释放位置移动。

平衡机构C将平移运动产生的并且作用在螺母33上的力平均分配到两个输出部分，并且平衡机构C包括附连到螺母33的杠杆37。杠杆37在其中心部分装配到螺母33，从而可以摆动预定量。缆线13的内部牵线13a的端部可旋转地连接到作为两个输出部分的一对臂37a。缆线13的外管的第一端13b经由O形环25固定地插入到壳体21的一对缆线反作用力接受部分21b的圆形安装孔中，并且借助于夹子27防止其从孔中脱落。螺母33以及杠杆37构成了平移运动部分。

图2所示为压力传感器S1的放大图，该压力传感器S1包括封壳41，其采用了阶梯状圆柱管的形式，并且具有大致圆筒形的基部41a(较小直径部分)以及与基部41a整合为一体的圆筒形的杯部41b(较大直径部分)。

基部41a经由O形环43插入并且固定到壳体21的轴向载荷接受部分21a上的圆形安装孔中，使之与螺旋轴31同轴。特别指出，基部41a借助于未示出的嵌在轴向载荷接受部分21a中的螺纹固定到壳体21，使基部41a在旋转方向以及轴向方向上固定不动。圆筒形杯部41b固定到壳体21，使圆筒形杯部41b与螺旋轴31同轴地设置在壳体21内并且朝向螺旋轴31的第二端31a开口。

由例如橡胶的弹性体材料制成的盘形传递部件45(弹性部件)与螺旋轴31同轴地容纳在圆筒形杯部41b的内部空间中，使传递部件45与圆筒形杯部41b底部41b1的底面(平面)以及圆筒形杯部41b的内部圆筒形表面41b2紧密接触。盘形板47、轴承49以及盘形板51设置在传递部件45与螺旋轴31第二端31a之间，使得当朝向传递部件45观察时，这些部件以如上所述顺序轴向堆叠并且与螺旋轴31同轴。板51的面向螺旋轴31的表面总是与螺旋轴31的第二端31a接触。板47(与轴承49和板51一起)借助于固定到圆筒形杯部41b的夹子53保持，防止板47从圆筒形杯部41b的内部空间脱落。

板47、轴承49以及板51能够在圆筒形杯部41b的内部空间内轴向移动。由于这种结构，传递部件45经由板51、轴承49以及板47从板47的圆形表面47a接受螺旋轴31的所有轴向载荷(在下文中称作“总载荷”)，其中圆形表面47a与传递部件45紧密接触；并且封壳41(其圆筒形杯体41b的底部41b1)经由传递部件45接受螺旋轴31的轴向载荷。

轴承49允许板47与板51之间绕轴线相对转动。因此，当螺旋轴31旋转时，板51与螺旋轴31一起平稳转动，但是板47以及传递部件45并不转动。因为轴承49减小了由于螺旋轴31的旋转而使螺旋轴31的第二端31a受到的摩擦扭矩，因此能够减小由于摩擦扭矩导致的电动马达11驱动效率的下降。

圆形开口41b3与螺旋轴31同轴地形成在圆筒形杯部41b的底部41b1中，从而使圆筒形杯部41b的内部空间与基部41a的内部空间相连。因此，传递部件45的对应于圆形开口41b3的圆形部分(在下文中称作“暴露部分”)暴露于基部41a的内部空间。

已知的压力检测元件55与螺旋轴31同轴地、经由O形环57拧入基部41a的内部空间。压力检测元件55的朝向螺旋轴31一侧的圆柱形的柱状端部55a配合到圆形开口41b3中。圆柱形的柱状端部55a的圆形端面构成了压力检测表面55a1。

压力检测表面55a1与圆筒形杯部41b底部41b1的底面合作形成单个圆形表面，并且压力检测表面55a1与传递部件45的上述暴露部分紧密接触。从上面的描述可以理解，传递部件45容纳在由圆筒形杯部41b底部41b1的底面、圆筒形杯部41b的内部圆筒形表面41b2、板47的圆形表面47a以及压力检测表面55a1限定的固定圆柱形柱状封闭空间内，并且与这些表面紧密接触。

具有上述结构的压力传感器S1的操作将参照图3进行描述，图3示意性地示出了传递部件45及其周围。当传递部件45沿轴向从板47的圆形表面47a接受到上述总载荷时，对应于总载荷的压力均匀地作用在容纳于封闭空间的传递部件45的整个表面上。此处，当圆形表面47a的面积由A1表示，总载荷由F表示，以及压力由P表示时，则关系F＝P·A1成立。

压力P还均匀地作用在暴露部分上。因此，压力检测表面55a1均匀地接受到压力P。当暴露部分的面积由A2表示时，压力检测表面55a1受到的载荷f＝P·A2(＝F·(A2/A1))。由于关系A2＜A1成立，载荷f是总载荷F的一部分，并且假设其值与总载荷F成比例。换句话说，压力传感器S1通过检测压力P，而检测出作为一部分总载荷F的载荷f。特别指出，载荷f经由基部41a被壳体21的轴向载荷接受部分21a接受。进一步地，当传递部件45与底部41b1的底面之间的接触面积由A3表示时，在载荷为f的情况下，轴向载荷接受部分21a受到载荷f’＝P·A3。

载荷f与总载荷F成比例，并且总载荷F与上述缆线张力成比例，如上所述。因此，电控单元ECU可基于压力传感器S1检测的载荷f控制电动马达11，以控制缆线张力。

如上所述，压力传感器S1检测的载荷是总载荷F的一部分；因此，该压力传感器S1与压力传感器S1检测总载荷F本身的情况相比，能够减小尺寸。

接下来将描述具有上述结构的第一实施方式的马达驱动的停车制动装置的操作。当驾驶员操作制动开关SW1(释放开关SW2)时，电动马达11被驱动沿常规方向(相反方向)旋转，从而转换机构B的螺旋轴31沿常规方向(相反方向)旋转。因此，平衡机构C从图1中实线所示的释放位置(图1中双点划线所示的制动位置)移动到制动位置(释放位置)。因此，缆线13的内部牵线13a被拉紧(释放)，从而停车制动器PB进入到制动状态(释放状态)。

当压力传感器S1检测到的载荷f达到预定的第一值时，电动马达11沿常规方向的旋转停止。当压力传感器S1检测到的载荷f达到预定的第二值(＜第一值；大致为零)时，电动马达11沿相反方向的旋转停止。

附带地，在根据本发明第一实施方式的马达驱动的停车制动装置中，当停车制动器PB处于制动状态时，例如当产生了上述缆线张力(＞0)时，壳体21的轴向载荷接受部分21a经由传递部件45接受螺旋轴31的轴向载荷，并且壳体21的缆线反作用力接受部分21b经由外管的第一端13b接受来自缆线13的反作用力。

由于受到大载荷的轴向载荷接受部分21a以及缆线反作用力接受部分21b彼此靠近地定位，因此容易保证强度，并且这些部分不需要具有过大的壁厚。进一步地，轴向载荷以及来自缆线13的反作用力不作用在壳体21的其余部分上，因此其余部分的壁厚可以被减小。

也就是，轴向载荷接受部分21a以及该对缆线反作用力接受部分21b(三个部分)设置在壳体21的一侧(图1的右侧)从而彼此靠近地定位，并且轴向载荷接受部分21a设置在该对缆线反作用力接受部分21b之间。因此，能够减小壳体21的尺寸。

第二实施方式

接下来将描述根据本发明第二实施方式的马达驱动的停车制动装置。该第二实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于用位移传感器S2替代压力传感器S1作为检测螺旋轴31的轴向载荷的载荷传感器。在下文，将参照图4仅描述不同之处，图4是位移传感器S2的放大图。在图4中，与图2所示的相同或者相当的部件以及部分由相同的附图标记指代，并且关于它们的描述将不再重复。对于图4所示的每一个可轴向运动的部件，图4所示状态下(当总载荷F为零时)的相应的轴向位置被称作为“初始位置”。

线轴61(移动部件)，其采用了阶梯状圆柱管的形式并且具有较大直径部分61a、凸缘部分61b以及较小直径部分61c，容纳在位移传感器S2封壳41的基部41a的圆筒形柱状内部空间中，使线轴61与螺旋轴31同轴并且能够沿着轴向移动。

如上面所述的压力检测元件55的圆柱形柱状端部55a的情况中的那样，较大直径部分61a配合到圆形开口41b3中。圆柱形柱状磁铁65经由树脂部件63固定地附连到较小直径部分61c的远端部，与较小直径部分61c同轴(即与螺旋轴31同轴)。

电连接到电控单元ECU的位移检测元件67经由弹簧护圈69拧入基部41a的与螺旋轴31相对的端部，与螺旋轴31同轴。

磁体65与螺旋轴31同轴地延伸到位移检测元件67内形成的圆柱形柱状内部空间67a。多个霍尔IC元件67b固定设置在位移检测元件67内，以预定间隙面对磁体65的圆柱表面并且围绕在磁体65的周围。通过这种排列，位移检测元件67能够检测磁体65的轴向位置(相应地，检测线轴61的轴向位置)。

在基部41a的圆筒形柱状内部空间中，螺旋弹簧71设置在线轴61的凸缘部分61b与弹簧垫圈69之间并且其初始载荷(当线轴61位于初始位置时的载荷)被设为零。较大直径部分61a的圆形端面61a1(相应于上面所述压力检测元件55的压力检测面55a1)与传递部件45的暴露部分接触。

因此，当总载荷F为零时，圆形端面61a1的轴向位置与圆筒形杯部41b底部41b1的底面一致(见图4)。

将参照对应于图2的图4描述具有上述结构的位移传感器S2的操作。在第二实施方式的情况下，与上面所述的在轴向上不能移动的压力检测面55a1不同，线轴61的圆形端面61a1能够克服螺旋弹簧71的弹力朝向图4中的右侧移动。

因此，当传递部件45沿轴向从板47的圆形表面47a接受到上述总载荷F时，传递部件45的暴露部分变形并且凸出到圆形开口41b3中，同时朝向图4的右侧推动线轴61(其圆形端面61a1)。换句话说，线轴61从初始位置朝向图4的右侧移动的距离对应于暴露部分凸出到圆形开口41b3的量(下面称作“凸出量”)。

凸出量趋于与总载荷F成比例。因此，线轴61从初始位置的轴向位移与总载荷F成比例。换句话说，位移传感器S2通过检测线轴61从初始位置的轴向位移而检测到上面所述的作为总载荷F一部分的载荷f。因此，如上面所述压力传感器S1的情况那样，电控单元ECU能够基于位移传感器S2检测到的载荷f控制电动马达11，从而控制缆线张力。

如上所述，位移传感器S2检测到的载荷也是总载荷F的一部分；因此，位移传感器S2与位移传感器S2检测总载荷F本身的情况相比能够减小尺寸。

在上述第二实施方式中，当线轴61从图4中的初始位置朝向右侧的移动量用δ表示时，传递部件45的暴露部分的凸出体积大约为A2·δ，以及螺旋轴31从初始位置朝向右侧的移动量大约为A2·δ/A1，并且该移动量非常小。也就是，螺旋轴31移动量的增加与缆线张力的增加之间的比率很小。因此，与螺旋轴31的移动相关的电动马达11的旋转损耗变得非常小，并且电动马达11的驱动效率变高。也就是，在螺旋轴31移动时产生的该对缆线13的内部牵线13a的缆线移动损耗变得非常小，并且装置的操作效率变高。

Claims (4)

1.一种马达驱动的停车制动装置，包括：

壳体(21)；

固定到所述壳体的电动马达(11)；

轴部件(31)，当通过所述轴部件一端接受到所述马达的旋转驱动扭矩时所述轴部件绕其轴线旋转；

转换机构(B)，其将所述轴部件的旋转运动转换成平移运动部分(C)的平移运动；

一对缆线(13)，其第一端连接到所述平移运动部分；以及

一对停车制动器(PB)，其连接到所述缆线的第二端，

其特征在于，所述壳体包括一对反作用力接受部分(21b)，用于从所述缆线接受由于缆线张力产生的反作用力；以及轴向载荷接受部分(21a)，用于从所述轴部件的另一端接受由于缆线张力产生的轴向载荷，并且

该对反作用力接受部分以及所述轴向载荷接受部分设置在所述壳体的一侧，并且所述轴向载荷接受部分设置在该对反作用力接受部分之间。

2.如权利要求1所述的马达驱动的停车制动装置，其特征在于，用于检测所述轴部件轴向载荷的载荷传感器(S1，S2)设置在所述壳体的所述轴向载荷接受部分以及所述轴部件的所述另一端之间。

3.如权利要求2所述的马达驱动的停车制动装置，其特征在于，所述载荷传感器是压力传感器(S1)，其检测由于所述轴部件的轴向载荷产生的压力。

4.如权利要求2所述的马达驱动的停车制动装置，其特征在于，所述载荷传感器是位移传感器(S2)，其包括根据所述轴部件的轴向载荷移动的移动部件并且检测所述移动部件的位移。

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