CN101275611A

CN101275611A - 车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置

Info

Publication number: CN101275611A
Application number: CNA2007100677924A
Authority: CN
Inventors: 郭立书; 张正兵; 施正堂
Original assignee: Zhejiang Asia Pacific Mechanical and Electronic Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Asia Pacific Mechanical and Electronic Co Ltd
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-01

Abstract

本发明涉及一种车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其包括内孔中周向固定连接有旋转轴的输出轴，输出轴上套设有自调齿轮，自调齿轮可沿输出轴圆周作角度范围为α的相对转动，该角度α由设于输出轴和自调齿轮上的限位装置限定；自调齿轮设有逆时针方向倾斜的锯齿形轮齿，若干个轮齿间插入有设于机壳上的浮动的单向限位销的斜楔型头部，该头部的倾斜角度较大的齿面D抵靠于轮齿的齿面B，该头部的倾斜角度较小的C面与轮齿的齿面A帖靠即构成自调齿轮的反向锁止。本发明可在实施行车制动动作时产生间隙自调作用；具有较高的车辆制动响应速度的恒定性；空间约束小，灵活性大；结构简单合理，易于制造维护，制造、维护维修成本均较低。

Description

车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置

技术领域

本发明涉及一种车辆制动系统，尤其涉及一种车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置。

背景技术

目前，车辆电子机械制动系统属于车辆制动领域的前沿课题。虽然该制动系统还没有形成产业化，但是由于电子机械制动系统拥有节能环保、可移植性好、便于集成控制等优点，从而成为未来车辆制动系统的一个发展方向。电子机械制动系统的间隙自动调整功能是为了保证车辆制动响应速度的恒定性，它可以在软件层上实现，也可以在硬件层上实现，抑或在两者之上同时实现。本发明通过在硬件层面上实现制动系统的间隙自调，可为今后产业化的车辆电子机械制动系统提供一种间隙自调的实现途径。

作为电子机械制动系统的制动执行机构，常用的制动器有盘式制动、鼓式制动器；盘式制动器相较于鼓式制动器具有较大的性能优势，在汽车行业里，盘式制动器渐渐地更多地替代鼓式制动器，在各类车型中得到了越来越多的应用，这也成为了未来汽车制动的发展趋势；因此，电子机械制动系统较多的是选择盘式制动器作为制动执行机构，并以此进行深入开发。

传统的液压型盘式制动器应用较为广泛，其间隙自调装置只能在实施驻车制动动作时产生间隙自调作用；其结构较复杂，一般需要单独设置螺杆、螺套，不易加工制造，制造成本较高；另外，其维护、维修较为困难，维护、维修成本较高；而且该自调装置一般布置在制动活塞内，其工作空间受到活塞大小的制约。

发明内容

本发明的主要目的是：提供一种能在实施行车制动动作时产生间隙自调作用的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置。

本发明的另一个目的是：提供一种安装约束小的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置。

本发明的再一个目的是：提供一种易于制造、易于维护、使用成本较低的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其包括内孔中周向固定连接有旋转轴的输出轴，所述的输出轴上套设有自调齿轮，自调齿轮可沿输出轴圆周作角度范围为α的相对转动，该角度α由设于输出轴和自调齿轮上的限位装置限定；所述的自调齿轮设有逆时针方向倾斜的锯齿形轮齿，若干个轮齿间插入有设于机壳上的浮动的单向限位销的斜楔型头部，该头部的倾斜角度较大的齿面D抵靠于轮齿的齿面B，该头部的倾斜角度较小的C面与轮齿的齿面A帖靠即构成自调齿轮的反向锁止。输出轴的输入端连接有制动动力机构，输出端带动与其周向连接的旋转轴一起旋转；旋转轴连接有盘式制动器的制动执行机构，并可将所受力矩转换成制动力传递给盘式制动器的制动执行机构，以促动制动钳产生制动动作；自调齿轮通过其轮齿的B面抵压单向限位销头部的D面，可将浮动的单向限位销推向其安装座；自调齿轮轮齿的齿面A抵靠单向限位销头部的C面时，可阻止自调齿轮反向旋转，构成自调齿轮反向锁止；自调齿轮、输出轴两者之间可作角度为α范围内的相对转动，角度α由设于输出轴和自调齿轮上的机械限位装置限定；角度α对应于制动块与制动盘的双边初始间隙，即当输出轴正向旋转α角的角度时，制动块与制动盘的双边的间隙为零，输出轴再反向旋转α角回到起始位置后，制动块与制动盘的双边的间隙又回复到初始间隙；当制动块与制动盘因磨损而使两者间的间隙增大时，输出轴正向旋转α角后，需要继续转动一定的角度以补偿增大的间隙，此时在限位装置的传动下，自调齿轮开始与输出轴一起旋转；当制动块与制动盘间的间隙增大到一定的范围时，自调齿轮旋转一个轮齿的角度，此时，自调齿轮的轮齿就越过了单向限位销头部，被压向安装座的单向限位销在弹力的作用下自动复位并使其头部重新插入两个轮齿之间，其头部的C面抵靠轮齿的齿面A，从而阻止自调齿轮反向旋转，亦即自调齿轮得以正向旋转而反向锁止，在解除制动时，输出轴反向旋转而自调齿轮被锁止不随之反转，输出轴在限位装置的作用下停止反转时，其停止位置已较起始转动时的位置正向旋转了一个轮齿的角度，使得制动块和制动盘之间的双边间隙又恢复到了标准值，并以该停止位置作为下次实施制动时的起始位置，从而保证了车辆制动响应速度的恒定性，如此循环往复，自调装置达到可以持续不断地补偿因制动块与制动盘磨损而增加的间隙的目的；另外，在保证间隙自调装置能够正常工作的前提下，自调齿轮的齿数越多，间隙自调装置对制动块的磨损就越敏感，换言之，间隙自调装置工作频率越高，相应地，间隙自调装置的精度也就越高。这种结构，具有较高的车辆制动响应速度的恒定性，其结构简单、合理，易于制造，易于维修，整个装置的制造成本、维护成本均较低。本文所述的顺时针、逆时针方向仅针对附图所示的方向，所述的正向为顺时针方向，反向为逆时针方向。

上述方案为本发明布置于动力输出轴上。本发明的这种结构，既可以布置在动力输出轴上，也可以布置在动力输入轴上；其空间约束小，选择安装位置的灵活性大。

作为优选，所述的限位装置系由拨块以及限制其绕输出轴轴心的转动角度为α角的弧形槽构成；所述的拨块固定于输出轴的外圆周上、弧形槽设于自调齿轮的内孔壁上，或者拨块固定于自调齿轮的内孔壁上、弧形槽设于输出轴的外圆周上。拨块在弧形槽中绕输出轴中心线转动，其转动的角度为由弧形槽的两端限制的α角，这就使得自调齿轮与输出轴之间的相对可转动的最大角度始终为α角。这种结构简单、可靠，且有效地节省了整个自调装置的工作空间。

作为上述限位装置的等效方案，所述的限位装置系由拨块以及限制其绕输出轴轴心的转动角度为α角的两个挡销构成；所述的拨块固定于输出轴的外圆周上、两个挡销设于自调齿轮的侧壁上，或者拨块固定于自调齿轮的侧壁上、两个挡销设于输出轴的外圆周上。拨块在两个挡销之间绕输出轴的中心线转动，其转动的角度由两挡销限制为α角，可保证自调齿轮与输出轴之间的相对可转动的最大角度始终为α角；挡销设为螺纹连接的固定安装方式；挡销可为柱销，其截面可为圆形、方形或其他多边形，挡销与拨块的接触面相适配；与前述的限位装置的方案相较，这种结构也同样具有结构简单、可靠的特点，另外，还具有易于更换零件的特点。

为了有效地防止单向限位销绕其自身的轴心线旋转，增强整个制动系统的可靠性，作为优选，所述的单向限位销呈非圆的异形截面的尾端置于弹簧座上与之对应的孔中并与之构成滑动连接，或者单向限位销呈圆柱形的尾端置于弹簧座上与之对应的孔中并与之构成滑动连接，且两者间设置有滑键。单向限位销的安装座为内置有弹簧的弹簧座；当单向限位销呈非圆的异形截面的尾端置于弹簧座上与之对应的孔中时，异形截面可以起到防止单向限位销旋转的作用；当单向限位销呈圆柱形的尾端置于弹簧座上与之对应的孔中时，两者间设置滑键连接，滑键可以起到防止单向限位销旋转的作用。

作为优选，所述的单向限位销为一个。这种结构虽然使输出轴径向受力不均匀，产生附加弯矩，但是回位弹簧施加的力相对于输出轴的强度而言较小；同时选用一个单向限位销可以减小整个装置装配的复杂性和加工成本。

作为对上述方案的补充，所述的单向限位销设为2-4个，周向均布于自调齿轮圆周外的机壳上。单向限位销设置为2个或3个或4个，可以加强锁止的可靠性；使得当其中一个单向限位销受损时，不致使整个自调装置失效，给使用者带来便利；采用均布的方式，可以减小输出轴径向受力的不均匀性。

作为优选，所述的自调齿轮的锯齿形轮齿的两个齿面在齿顶处可以无过渡面或采用平面、曲面过渡。当采用平面或曲面过渡时，轮齿具有较高的强度。

作为优选，所述的输出轴与旋转轴设为花键连接或者键连接。输出轴通过花键或键传递扭矩到旋转轴上，花键连接精度越高，传动更为平稳，但加工成本较高；对于不同的应用要求，可以选择不同的精度，以适应各种场合的需求。

作为优选，所述的拨块的固定方式为单键形式或销钉形式或螺纹连接方式。在制动块和制动盘因为磨损，双边间隙逐渐大于标准值时，拨块会拨动自调齿轮与输出轴一起旋转，直至制动块夹紧制动盘为止；拨块的固定方式均为活动的连接方式，便于整个装置的调整，同时也便于使用者维修、更换。

作为优选，所述的自调齿轮两侧设有固定于输出轴上的轴用钢丝挡圈或轴用弹性挡圈。以避免自调齿轮轴向窜动。

本发明中，输出轴通过设于其外圆周上的轴承固定于机壳上，轴承可以是球轴承或角轴承。

因此，本发明具有如下的有益效果：

1.可以在实施行车制动动作时产生间隙自调作用；

2.具有较高的车辆制动响应速度的恒定性；

3.既可以布置于动力输出轴上，也可以布置在动力输入轴上，空间约束小，灵活性大；

4.结构简单、合理，易于制造、易于维护，制造成本、维护维修成本均较低。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是附图1的A-A的剖视图；

附图3是附图2的B-B的局部剖视放大图；

附图4是本发明的自调齿轮轮齿的侧视放大图；

附图5是本发明的单向限位销的头部放大图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1、图2所示，本发明车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，包括内孔中周向固定连接有旋转轴105的输出轴104，输出轴104上套设有自调齿轮102，自调齿轮102可沿输出轴104圆周作角度范围为α的相对转动，该角度α由设于输出轴104和自调齿轮102上的限位装置限定；自调齿轮102设有逆时针方向倾斜的锯齿形轮齿，若干个轮齿间插入有设于机壳101上的浮动的单向限位销107的斜楔型头部，该头部的倾斜角度较大的齿面D抵靠于轮齿的齿面B，该头部的倾斜角度较小的C面与轮齿的齿面A帖靠即构成自调齿轮102的单向锁止。

限位装置系由拨块103以及限制其绕输出轴104轴心的转动角度为α角的弧形槽构成；拨块103固定于输出轴104的外圆周上、弧形槽设于自调齿轮102的内孔壁上。

下面详细阐述该装置的间隙自调动作原理。如图2所示，以下假设实施制动时输出轴104以顺时针方向转动。

由于旋转轴105与输出轴104以内外花键形式连接，拨块103与输出轴104以单键形式连接，所以旋转轴105和拨块103也以顺时针方向转动。如图1所示，旋转轴105与钳体115的连接部采用滚珠丝杠的连接形式，由于钳体115内加工有与旋转轴105配合的左旋滚道，因此旋转轴105一边顺时针旋转，一边向左侧做直线运动，从而通过推力轴承110和活塞112推动制动块113夹紧制动盘114。

自调齿轮102通过中心孔套装在输出轴104的外圆柱面上，而拨块103正好设置在自调齿轮102的圆弧形槽中。自调齿轮102的轴向限位是通过两个轴用钢丝挡圈106来实现的，如图1所示。拨块103在自调齿轮102圆弧形槽中的工作角度为α，α的大小与制动块113和制动盘114之间的双边间隙相对应，即制动块113与制动盘114之间的双边间隙越大，α也越大，反之亦然。对车辆实施制动的过程也就是制动块113与制动盘114双边间隙消除的过程。当该双边间隙为标准值时，拨块103按顺时针方向从圆弧形槽的起始位置旋转，到圆弧形槽的终止位置刚好停止，因此拨块103并未拨动自调齿轮102一起旋转。随着制动次数的增加，制动块113逐渐磨损，制动块113和制动盘114之间的双边间隙也逐渐大于标准值。此时，如果拨块103按顺时针方向经过一个工作角度α旋转到圆弧形槽的终止位置时，制动块113和制动盘114并未接合，因此，拨块103会继续按顺时针方向旋转，并拨动自调齿轮102一起旋转，直至制动块113夹紧制动盘114为止。

如图2所示，自调齿轮102的各个轮齿为锯齿形轮齿，当它顺时针旋转时，单向限位销107与自调齿轮102的接触齿面不自锁，自调齿轮102可以顺利地通过单向限位销107做顺时针旋转。当需要解除制动时，输出轴104做逆时针旋转，由于自调齿轮102和单向限位销107在逆时针方向上自锁，因此拨块103经过一个工作角度α后停止在圆弧形槽的起始位置。

这样，制动块113和制动盘114之间的双边间隙又恢复到了标准值，从而保证了车辆制动响应速度的恒定性。

在保证间隙自调装置能够正常工作的前提下，自调齿轮102的齿数越多，间隙自调装置对制动块113的磨损就越敏感，换言之，间隙自调装置工作频率越高。相应地，间隙自调装置的精度也就越高。

为了保证单向限位销107与自调齿轮102在顺时针方向上不自锁，在逆时针方向上自锁，单向限位销107不能绕其自身的轴旋转。为此，如图3所示，单向限位销107的端部被设计成异形截面，与弹簧座109的异形孔相配合，这样单向限位销107圆周方向上的自由度就得到了限制。另外，为了保证自调齿轮102顺时针旋转时不发生自锁，回位弹簧108应该可以被自由压缩；另一方面，还应防止回位弹簧108超出其压缩极限。为此，单向限位销107具有异形截面的端部在轴向上必须有一合适的高度。

实施例2：限位装置包括固定于输出轴104上的拨块103，以及限制其绕输出轴104轴心的转动角度为α角的固定于自调齿轮102侧面的两个销子。其余同实施例1。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。

Claims

1. 一种车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，包括内孔中周向固定连接有旋转轴(105)的输出轴(104)，其特征在于：所述的输出轴(104)上套设有自调齿轮(102)，自调齿轮(102)可沿输出轴(104)圆周作角度范围为α的相对转动，该角度α由设于输出轴(104)和自调齿轮(102)上的限位装置限定；所述的自调齿轮(102)设有逆时针方向倾斜的锯齿形轮齿，若干个轮齿间插入有设于机壳(101)上的浮动的单向限位销(107)的斜楔型头部，该头部的倾斜角度较大的齿面D抵靠于轮齿的齿面B，该头部的倾斜角度较小的C面与轮齿的齿面A相贴靠即构成自调齿轮(102)的反向锁止。

2. 根据权利要求1所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的限位装置系由拨块(103)以及限制其绕输出轴(104)轴心的转动角度为α角的弧形槽构成；所述的拨块(103)固定于输出轴(104)的外圆周上、弧形槽设于自调齿轮(102)的内孔壁上，或者拨块(103)固定于自调齿轮(102)的内孔壁上、弧形槽设于输出轴(104)的外圆周上。

3. 根据权利要求1所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的限位装置系由拨块(103)以及限制其绕输出轴(104)轴心的转动角度为α角的两个挡销构成；所述的拨块(103)固定于输出轴(104)的外圆周上、两个挡销设于自调齿轮(102)的侧壁上，或者拨块(103)固定于自调齿轮(102)的侧壁上、两个挡销设于输出轴(104)的外圆周上。

4. 根据权利要求1或2或3所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的单向限位销(107)呈非圆的异形截面的尾端置于弹簧座(109)上与之对应的孔中并与之构成滑动连接，或者单向限位销(107)呈圆柱形的尾端置于弹簧座(109)上与之对应的孔中并与之构成滑动连接，且两者间设置有滑键。

5. 根据权利要求4所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的单向限位销(107)设为一个。

6. 根据权利要求4所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的单向限位销(107)设为2-4个，周向均布于自调齿轮(102)圆周外的机壳(101)上。

7. 根据权利要求1或2或3所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的自调齿轮(102)的锯齿形轮齿的两个齿面在齿顶处可以无过渡面或采用平面、曲面过渡。

8. 根据权利要求1或2或3所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的输出轴(104)与旋转轴(105)之间设有花键连接或者键连接。

9. 根据权利要求1或2或3所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的拨块(103)的固定方式为单键形式或销钉形式或螺纹连接方式。

10. 根据权利要求7所述的车辆电子机械制动系统间隙自动调整装置，其特征在于：所述的自调齿轮(102)两侧设有固定于输出轴(104)上的轴用钢丝挡圈或轴用弹性挡圈。