CN102107655A

CN102107655A - 一种电子机械制动装置

Info

Publication number: CN102107655A
Application number: CN 200910189443
Authority: CN
Inventors: 陈江深
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN102107655B

Abstract

本发明公开了一种电子机械制动装置，包括电机、行星齿轮、制动钳体、执行机构、壳体、制动块以及制动盘，所述电机的输出轴与行星齿轮的输入轴连接，其特征在于：还包括二级螺旋机构，所述行星齿轮的输出轴与二级螺旋机构连接，所述二级螺旋机构具有一输出推杆，该输出推杆推动执行机构作用于制动块；所述执行机构设置于制动钳体上，所述执行机构包括杠杆总成以及与杆杆总成连接的活塞总成，杠杆总成设置于杠杆总成座内，杠杆总成在二级螺旋机构的推动下在杠杆总成安装座上发生偏心转动且朝向活塞总成发生偏移，以推动所述活塞总成朝向制动块的方向移动；所述行星齿轮和二级螺旋机构都安装于壳体内，壳体和杠杆总成安装座固定连接。

Description

一种电子机械制动装置

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，尤其涉及一种车用的电子机械制动装置。

背景技术

传统的液压制动系统发展至今已经是非常成熟了，包括制动主缸、主缸活塞、制动油管、制动轮缸、制动块、活塞和制动盘等部件。传统的制动系统的制动性能虽能满足现有制动操作的各项需求，但总的来说存在着设计制造复杂，系统响应当速度慢，维护保养困难，制动液污染环境等不足之处。

为了改善传统液压制动系统的不足，出现了一种新制动系统——电子机械制动装置(EMB)，利用电机作为制动装置的动力源，经过一套机械机构作用到制动块上，实现制动块与制动盘的压紧，从而产生所需的制动力，其中机械机构主要包括一个扭矩放大机构、一个方向转换机构和执行机构。扭矩放大机构主要用于将电动机的输出转矩形增大，结构形式主要有齿轮减速器、行星齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等；方向转换机构主要是将输出转动运动变为输出的平动运动并最终作用于执行机构，其结构形式主要有齿轮齿条传动等。

另外，目前比较流行的电子机械制动装置，大都采用以滚珠螺旋机构为核心，配合行星齿轮减速机构的电子机械制动装置，该电子机械制动装置在实施制动时，定子通电，转子旋转，运动通过行星轮减速机构和螺纹传动机构传递给制动块，使其与制动盘压紧，产生制动力。解除制动由电机反向旋转实现。在转子上还固定连接有一个用于停车制动齿轮结构，在停车时，电磁铁磁力消除，定子固定，进而将速个传动机构锁死，保持住停车前已实施的制动力，实现停车制动。然而，这种设计结构复杂、体积大、对电机性能要求高、能耗高的缺点；并且在车身上需给其预留一个较大的安装空间，而且无法有效利用现有空间灵活安装，这样在前期整车设计就必然增加设计成本。

发明内容

为解决现有技术中电子机械制动装置体积大，对电机性能要求过高、成本高的技术问题，提出了一种占用空间小且可在车身上灵活安装的、无需对电机性能要求过高而力增益较大的电子机械制动装置。

本发明提供了一种电子机械制动装置，包括电机、减速齿轮、制动钳体、执行机构、壳体、制动块以及制动盘，所述电机的输出轴与减速齿轮的输入轴连接，其特征在于：还包括二级螺旋机构，所述减速齿轮的输出轴与二级螺旋机构连接，所述二级螺旋机构具有一输出推杆，该输出推杆推动执行机构作用于制动块；所述执行机构设置于制动钳体上，所述执行机构包括杠杆总成以及与杆杆总成连接的活塞总成，杠杆总成设置于杠杆总成座内，杠杆总成在二级螺旋机构的推动下在杠杆总成安装座上发生偏心转动且朝向活塞总成发生偏移，以推动所述活塞总成朝向制动块的方向移动；所述减速齿轮和二级螺旋机构都安装于壳体内，壳体和杠杆总成安装座固定连接。

作为进一步改进，所述二级螺旋机构还包括具有外螺纹的小螺母，以及具有内螺纹的且一端与小螺母螺纹配合的大螺母；所述小螺母一端与减速齿轮的输出轴固定连接，另一端固设有第一压盘；所述大螺母的与小螺母螺纹配合的另一端具有一扩大腔，所述的第一压盘容纳于该扩大腔中；所述大螺母的该另一端端面固设有一膜片弹簧，膜片弹簧的中心部与输出推杆固定连接，所述输出推杆朝向扩大腔的一端固设与第一压盘对应设置的第二压盘，所述第二压盘容纳于所述扩大腔中。

作为进一步改进，所述壳体的内壁上设置有与大螺母配合的用于限制使大螺母作直线移动的轨道。

作为进一步改进，所述第二压盘的侧壁上设置有外花键，所述扩大腔的内侧壁上设置有与第二压盘的外花键相配合的花键槽。

作为进一步改进，所述第一压盘与第二压盘的相对的端面上分别设置有第一摩擦片和第二摩擦片。

作为进一步改进，所述杠杆总成包括杠杆、半月形的滚针轴承、圆柱销以及圆柱销安装座；所述杠杆一端具有球形窝槽，与输出推杆的球头部抵顶配合，杠杆另一端与圆柱销安装座固定连接，所述圆柱销安装座呈半月状，且沿圆柱销安装座的轴向方向在圆柱销安装座的一平面上设置有一半月形槽，该半月形槽与圆柱销安装座的轴心具有一定偏心量；所述圆柱销设置在该圆柱销安装座的半月形槽内，所述半月形的滚针轴承与所述圆柱销安装座的半月状的曲面部配合安装；所述圆柱销的两端分别设有销轴，在圆柱销安装座上固定有将圆柱销限定于半月形槽内的圆柱销固定架。

作为进一步改进，所述活塞总成包括两端部各设置一螺纹孔的活塞座以及具有外螺纹且与上述两螺纹孔螺纹配合的两个活塞推杆，所述活塞推杆的一端还固定有用于推动制动块的推盘。

作为进一步改进，所述活塞推杆的紧临推盘的后侧还设置有一防尘罩，该防尘罩的面积略大于推盘的面积。

作为进一步改进，所述活塞座的与圆柱销接触的一侧设置有一接触座，该接触座具有一弧形凹槽，圆柱销与该弧形凹槽配合接触。

作为进一步改进，所述杠杆总成安装座设置有与杠杆总成形状相配合的第一T形槽，第一T形槽的容纳圆柱销安装座的第一水平部设置有与圆柱销安装座半月状曲面部相配合半月状弧形结构，半月形的滚针轴承设置于第一水平部的半月状弧形结构与圆柱销安装座之间；第一T形槽的容纳杠杆的第一竖直部设有一与杠杆球形窝槽相对应设置的通孔，所述二级螺旋机构的输出推杆穿入该通孔内与杠杆的球形窝槽抵顶配合；所述杠杆总成限位于杠杆总成安装座与制动钳体的外侧壁之间。

作为进一步改进，所述制动钳体的安装有执行机构的一侧还设置有第二T形槽，所述第二T形槽具有容纳杠杆的第二竖直部以及容纳活塞总成的第二水平部；所述第一T形槽和第二T形槽形成有一供所述活塞总成发生一定移动行程和供所述杠杆总成发生一定偏转行程的腔体区域。

作为进一步改进，所述第二T形槽的水平部两端分别设置有与两活塞推杆相对应的供推盘穿入的通孔，所述防尘罩覆盖所述通孔。

作为进一步改进，所述活塞座与第二T形槽的底壁之间设置有一复位弹簧，所述活塞座与第二T形槽底壁各自设置有凹孔，该复位弹簧两端分别抵靠在所述活塞座与第二T形槽底壁的凹孔内。

本发明采用的电子机械制动装置利用减速齿轮和二级螺旋机构的配合可以精确把所需的制动力传输给执行机构而最终作用于制动块，并且还可以在无需对电机性能要求过高的情况下使力增益大大提高；另外，本发明的执行机构采用杠杆总成，巧妙地运用了杠杆原理，使执行机构可灵活的安装在制动钳体上，且在整个电子机械制动装置中所占用空间大大减小。

附图说明

图1是本发明的电子机械制动装置的一种实施方式的结构原理图；

图2是本发明的电子机械制动装置的二级螺旋机构的结构示意图；

图3是本发明的电子机械制动装置的一种实施方式的结构爆炸图；

图4是本发明的电子机械制动装置的一种实施方式的另一结构爆炸图；

图5是本发明的电子机械制动装置的杠杆总成的结构示意图；

图6是本发明的电子机械制动装置的活塞总成的结构示意图。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式并结合附图来对本发明进行详细说明。

如图1至图3所示，一种电子机械制动装置，包括电机1、减速齿轮2、二级螺旋机构3、制动钳体4、执行机构5、壳体(图中未示出)、制动块6以及制动盘7，所述制动块6安装在制动块支架上，制动块支架固定于钳体支架8上，所述钳体支架8与转向节(图中未示出)固定连接，所述钳体支架8通过导向销9与制动钳体4连接，使制动钳体4可沿导向销9的轴向方向移动；所述电机1的输出轴伸入壳体内与减速齿轮2的输入轴连接，减速齿轮2的输出轴200与二级螺旋机构3连接，所述二级螺旋机构3推动执行机构5作用于制动块6，所述执行机构5设置于制动钳体4上，所述执行机构5包括杠杆总成10以及与杠杆总成10连接的活塞总成11，杠杆总成10设置于杠杆总成座12内，杠杆总成10在二级螺旋机构3的推动下在杠杆总成安装座12上发生偏心转动且朝向活塞总成11发生偏移，以推动所述活塞总成11朝向制动块6的方向移动，以致制动块6制动于制动盘7；所述减速齿轮2和二级螺旋机构3都安装于壳体内，壳体和杠杆总成安装座12固定连接；所述电机1固定在壳体上。本实施方式中，所述的减速齿轮2为行星齿轮2。

如图2所示，所述二级螺旋机构3包括具有外螺纹的小螺母30、输出推杆31以及具有内螺纹的且一端与小螺母30螺纹配合的大螺母32；所述小螺母30一端与行星齿轮2的输出轴200固定连接，另一端固设有第一压盘33，该第一压盘33上设置有第一磨擦片34；所述大螺母32的与小螺母30螺纹配合的另一端具有一扩大腔35，所述的第一压盘33容纳于该扩大腔35中；所述大螺母32的该另一端端面固设有一膜片弹簧36，膜片弹簧36的中心部与输出推杆31固定连接，所述输出推杆31朝向扩大腔35的一端固设有与第一压盘33对应设置的第二压盘37，所述第二压盘37上设置有第二磨擦片38，所述第二压盘37容纳于所述扩大腔35中。所述壳体的内壁上设置有与大螺母32配合的用于限制使大螺母32作直线移动的轨道。所述第二压盘37的侧壁上设置有外花键，所述扩大腔35的内侧壁上设置有与第二压盘37的外花键相配合的花键槽，使第二压盘37与第一压盘33结合时，不随第一压盘33发生旋转。

当开始制动时，电机1驱使行星齿轮2带动小螺母30旋转时，小螺母30的旋转运动转化为大螺母32的轴向移动，使输出推杆31轴向移动以推动杠杆总成10，杠杆总成10推动活塞总成11，使活塞总成11作用于制动块6压紧制动盘7而制动；当制动盘7两侧的制动块6都开始压紧制动盘7时，二级螺旋机构3的输出推杆31受到的阻力急剧增大，输出推杆31迫使膜片弹簧36急剧变形，此时电机1还在高速旋转，大螺母32同样在快速轴向移动，固定在输出推杠31的第二压盘37上的第二摩擦片38快速压紧固定在小螺母30的第一压盘33的第一磨擦片34上，则，大螺母32和小螺母30紧固，大螺母32和小螺母30不能相对运动，此时，小螺母30的旋转自由度也被限制住，只能作轴向移动，由于小螺母可以输出较大的轴向推力，使制动块6得以足够的压力压紧制动盘7实行有效制动。

请参阅图3至图5，所述杠杆总成10包括杠杆100、半月形的滚针轴承101、圆柱销102以及圆柱销安装座103；所述杠杆100一端具有球形窝槽104，杠杆100通过该球形窝槽104与输出推杆31一端的球头部抵顶配合，杠杆100另一端与圆柱销安装座103固定连接。所述圆柱销安装座103呈半月状，且沿圆柱销安装座103的轴向方向在圆柱销安装座103的一平面上设置有一半月形槽105，该半月形槽105与圆柱销安装座103的轴心具有一定偏心量，如此，杠杆总成10就产生了一定的杠杆比，该杠杆比可以设定为10-30。所述圆柱销102设置在该圆柱销安装座103的半月形槽105内，所述半月形的滚针轴承101与所述圆柱销安装座103的半月状的曲面部106配合安装；在圆柱销102的两端分别设有销轴107，同时在圆柱销安装座103上固定有圆柱销固定架108，该圆柱销固定架108通过与圆柱销102的销轴108的限位配合将圆柱销102限定于半月形槽105内。当然，在圆柱销102与圆柱销安装座103的半月形槽105之间还可以设置一半月形的衬片，可以防止圆柱销102与圆柱销安装座103之间的过度磨损。本实施方式中的滚针轴承101之所以设置为半月形，是为了与圆柱销安装座103配合，以达到杠杆总成10的功能。

所述杠杆总成安装座12设置有与杠杆总成10形状相配合的第一T形槽120，第一T形槽120的容纳圆柱销安装座103的第一水平部121设置有与圆柱销安装座103半月状曲面部106相配合半月状弧形结构122，半月形的滚针轴承101设置于第一水平部121的半月状弧形结构122与圆柱销安装座103之间，使圆柱销安装座103可在该杠杆总成安装座12上可靠地发生旋转；第一T形槽120的容纳杠杆100的第一竖直部123设有一与杠杆100球形窝槽104相对应设置的通孔124，所述二级螺旋机构3的输出推杆31穿入该通孔124内与杠杆100的球形窝槽104抵顶配合；所述杠杆总成10限位于杠杆总成安装座12与制动钳体4的外侧壁之间。

并请一并参阅图6，所述活塞总成11包括两端部各设置一螺纹孔的活塞座110以及具有外螺纹且与上述两螺纹孔螺纹配合的两个活塞推杆111，所述活塞推杆111的一端还固定有用于推动制动块6的推盘112。所述的杠杆总成安装座12的第一水平部121还具有用于容纳活塞总成11的空间。在所述活塞推杆11的紧临推盘112的后侧还设置有一防尘罩113，该防尘罩113的面积略大于推盘112的面积。所述活塞座110的与圆柱销102接触的一侧设置有一接触座114，该接触座114具有一弧形凹槽，圆柱销102与该弧形凹槽配合接触。本实施例中，所述推盘112的材质为金属，如铁、铜等；所述防尘罩113的材质为橡胶。

所述制动钳体4的安装有执行机构5的一侧还设置有第二T形槽40，所述第二T形槽40具有容纳杠杆100的第二竖直部400以及容纳活塞总成11的第二水平部401；所述第一T形槽120和第二T形槽40形成一腔体区域，当所述杠杆总成10被二级螺旋机构3的输出推杆31推动时，所述杠杆总成10在该腔体区域内发生旋转，具体体现为圆柱销102发生偏心转动且朝向活塞总成11发生偏移，以使杠杆总成10的圆柱销102与活塞座110接触座114的弧形凹槽配合以推动活塞座110，使所述活塞总成11在该腔体区域内朝向制动块6方向发生一定行程的移动。所述第二T形槽40的第二水平部401两端分别设置有与两活塞推杆11相对应的供推盘112穿入的通孔402，所述防尘罩113覆盖所述通孔402，以防止污物从该两通孔402入侵。所述制动块6与上述的两个通孔402相对应设置，使活塞总成11的推盘112可以平稳地推动制动块6。

所述活塞座110与第二T形槽40的底壁之间设置有一复位弹簧13，该复位弹簧13两端分别抵靠在所述活塞座110与第二T形槽40底壁各自的凹孔115、403内。

本实旋例中的制动器为浮钳式制动器，以下将对本发明的电子机械制动装置的一种实施方式的工作原理进行说明。

当制动时，电机1正转，并通过行星齿轮2降速，行星齿轮2与二级螺旋机构3相连，二级螺旋机构3把行星齿轮2的转动扭矩转化轴向移动的动力，且二级螺旋机构3通过输出推杆31推动杠杆100，使圆柱销安装座103旋转，进而致使圆柱销102推动活塞总成11向制动块6的方向移动，活塞总成11推动制动块6压紧制动盘7实行制动；当电子机械制装置的控制单元感知轮胎滑移大于相应设定值时，则控制电机1反转，实现防抱死功能。当解除制动时，电机1反转，二级螺旋机构3的输出推杆31回缩，同时复位弹簧13迫使活塞总成11朝远离制动块6的方向回位移动，活塞总成11的回位移动致使杠杆总成10回位；当电子机械制动装置的控制单元感知制动块6和制动盘7已经脱离到一个预定的距离值，则控制电机1立刻停转，实现制动块6磨损后间隙的补偿。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims

1.一种电子机械制动装置，包括电机、减速齿轮、制动钳体、执行机构、壳体、制动块以及制动盘，所述电机的输出轴与减速齿轮的输入轴连接，其特征在于：还包括二级螺旋机构，所述减速齿轮的输出轴与二级螺旋机构连接，所述二级螺旋机构具有一输出推杆，该输出推杆推动执行机构作用于制动块；所述执行机构设置于制动钳体上，所述执行机构包括杠杆总成以及与杆杆总成连接的活塞总成，杠杆总成设置于杠杆总成座内，杠杆总成在二级螺旋机构的推动下在杠杆总成安装座上发生偏心转动且朝向活塞总成发生偏移，以推动所述活塞总成朝向制动块的方向移动；所述减速齿轮和二级螺旋机构都安装于壳体内，壳体和杠杆总成安装座固定连接。

2.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述二级螺旋机构还包括具有外螺纹的小螺母，以及具有内螺纹的且一端与小螺母螺纹配合的大螺母；所述小螺母一端与减速齿轮的输出轴固定连接，另一端固设有第一压盘；所述大螺母的与小螺母螺纹配合的另一端具有一扩大腔，所述的第一压盘容纳于该扩大腔中；所述大螺母的该另一端端面固设有一膜片弹簧，膜片弹簧的中心部与输出推杆固定连接，所述输出推杆朝向扩大腔的一端固设与第一压盘对应设置的第二压盘，所述第二压盘容纳于所述扩大腔中。

3.如权利要求2所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述壳体的内壁上设置有与大螺母配合的用于限制使大螺母作直线移动的轨道。

4.如权利要求2所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述第二压盘的侧壁上设置有外花键，所述扩大腔的内侧壁上设置有与第二压盘的外花键相配合的花键槽。

5.如权利要求2所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述第一压盘与第二压盘的相对的端面上分别设置有第一摩擦片和第二摩擦片。

6.如权利要求1所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述杠杆总成包括杠杆、半月形的滚针轴承、圆柱销以及圆柱销安装座；所述杠杆一端具有球形窝槽，与输出推杆的球头部抵顶配合，杠杆另一端与圆柱销安装座固定连接，所述圆柱销安装座呈半月状，且沿圆柱销安装座的轴向方向在圆柱销安装座的一平面上设置有一半月形槽，该半月形槽与圆柱销安装座的轴心具有一定偏心量；所述圆柱销设置在该圆柱销安装座的半月形槽内，所述半月形的滚针轴承与所述圆柱销安装座的半月状的曲面部配合安装；所述圆柱销的两端分别设有销轴，在圆柱销安装座上固定有将圆柱销限定于半月形槽内的圆柱销固定架。

7.如权利要求6所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述活塞总成包括两端部各设置一螺纹孔的活塞座以及具有外螺纹且与上述两螺纹孔螺纹配合的两个活塞推杆，所述活塞推杆的一端还固定有用于推动制动块的推盘。

8.如权利要求7所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述活塞推杆的紧临推盘的后侧还设置有一防尘罩，该防尘罩的面积略大于推盘的面积。

9.如权利要求7所述的电子机械械制动装置，其特征在于：所述活塞座的与圆柱销接触的一侧设置有一接触座，该接触座具有一弧形凹槽，圆柱销与该弧形凹槽配合接触。

10.如权利要求7所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述杠杆总成安装座设置有与杠杆总成形状相配合的第一T形槽，第一T形槽的容纳圆柱销安装座的第一水平部设置有与圆柱销安装座半月状曲面部相配合半月状弧形结构，半月形的滚针轴承设置于第一水平部的半月状弧形结构与圆柱销安装座之间；第一T形槽的容纳杠杆的第一竖直部设有一与杠杆球形窝槽相对应设置的通孔，所述二级螺旋机构的输出推杆穿入该通孔内与杠杆的球形窝槽抵顶配合；所述杠杆总成限位于杠杆总成安装座与制动钳体的外侧壁之间。

11.如权利要求10所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述制动钳体的安装有执行机构的一侧还设置有第二T形槽，所述第二T形槽具有容纳杠杆的第二竖直部以及容纳活塞总成的第二水平部；所述第一T形槽和第二T形槽形成有一供所述活塞总成发生一定移动行程和供所述杠杆总成发生一定偏转行程的腔体区域。

12.如权利要求11所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述第二T形槽的水平部两端分别设置有与两活塞推杆相对应的供推盘穿入的通孔，所述防尘罩覆盖所述通孔。

13.如权利要求11所述的电子机械制动装置，其特征在于：所述活塞座与第二T形槽的底壁之间设置有一复位弹簧，所述活塞座与第二T形槽底壁各自设置有凹孔，该复位弹簧两端分别抵靠在所述活塞座与第二T形槽底壁的凹孔内。