CN102442284B - 一种电子机械制动器以及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子机械制动器，其包括钳体、制动盘、摩擦片、以及动力机构，所述动力机构包括电机和运动机构，所述运动机构能够将电机的旋转运动转换为直线运动，所述摩擦片设置在运动机构的前方，其中，所述动力机构中还包括有减速齿轮机构，所述减速齿轮机构设于电机与运动机构之间，减速齿轮机构的输入端与电机的输出轴相连，其输出端与运动机构相连，所述电机和减速齿轮机构设于钳体的外部，运动机构设于钳体内，运动机构采用斜盘机构。相应地提供一种包含所述制动器的汽车。该电子机械制动器解决了现有的制动器总成装配复杂，机械强度较差，装配尺寸精度要求高，制造成本高以及体积大的问题。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及一种电子机械制动器，以及包含所述电子机械制动器的汽车。
背景技术
随着汽车技术的发展，人们对汽车的动力性、经济性、安全性、操纵性以及舒适性提出了更高的要求，出现了更加高效、节能的电子机械制动系统，汽车中的机械系统正在逐渐向电子机械系统转换。
电子机械制动系统使用电子元件取代部分机械元件，并通过电线来替代全部制动管路，省掉了很多制动系统的阀类元件，缩短了制动响应时间，提高了制动性能，节省了空间占用；另外，采用电子控制单元ECU对制动系统进行整体控制，每个制动器都有各自的控制单元，在此基础上可以增加各种电子控制功能，便于进行功能的集成与改进。并且，电子机械制动系统改变传统液压或气压制动执行元件为电驱动元件，便于实现线控制动，是一种全新的制动技术。由于电驱动元件具有可控性好、响应速度快等特点，电子机械制动系统极大的提高了汽车的制动安全性能，表现出良好的发展前景。
现有技术中，电子机械制动器中的钳体一般采用分离式结构，其装配工序为：先完成钳体内部各相关部件的装配，再对钳体的结合处进行装配，这种分离式结构的钳体的装配增加了电子机械制动器总成装配的复杂度，且所述钳体的结合处的机械强度相对较差，因此需要较高的装配尺寸精度要求，增加了制造成本；另外，现有技术中电子机械制动器由于高度较高，尺寸大、体积较大，导致装车空间无法保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种电子机械制动器以及包含该电子机械制动器的汽车，该电子机械制动器体积小，结构简单且易于制作，解决了现有技术中制动器总成装配复杂，机械强度较差，装配尺寸精度要求高，制造成本高以及体积大的问题。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该电子机械制动器包括钳体、制动盘、摩擦片、以及能够推动摩擦片向前运动从而夹紧制动盘的动力机构，所述动力机构包括电机和运动机构，所述运动机构能够将电机的旋转运动转换为直线运动，所述摩擦片设置在运动机构的前方，其中，所述动力机构中还包括有减速齿轮机构，所述减速齿轮机构设于电机与运动机构之间，减速齿轮机构的输入端与电机的输出轴相连，其输出端与运动机构相连，所述电机和减速齿轮机构设于钳体的外部，所述运动机构设于钳体内，运动机构采用斜盘机构。
在该制动器中，由于减速齿轮机构和电机均安装在钳体的外部，钳体内仅设置运动机构，此种安装方式便于拆装，还可防止减速齿轮机构和电机与车身部位发生干涉，从而使钳体成为一种整体式结构，制作方便，且易于安装。
其中，所述斜盘机构包括上斜盘、下斜盘、以及设于所述上斜盘与下斜盘之间的多个滚子；所述上斜盘的前端面上设有若干个圆形凹槽，所述圆形凹槽以所述上斜盘前端面的中心为圆心互不重合地排列为一个圆环或若干个同心圆环，且所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向逐渐递增或递减，所述下斜盘的后端面上设置有与所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的数量相同且位置一一对应的若干个圆形凹槽，所述下斜盘后端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向逐渐递减或递增，所述多个滚子分别设置在所述上斜盘前端面的圆环凹槽与下斜盘后端面相对应的圆形凹槽中；所述上斜盘与电机的输出轴相连，下斜盘可与摩擦片接触。电机的输出轴转动带动上斜盘转动，使得滚子在所述上斜盘与下斜盘之间的间隙中被楔紧，并推动下斜盘向前作轴向直线运动而与摩擦片接触，并推动摩擦片向前运动从而夹紧制动盘。
优选的是，所述多个滚子的大小相等。
优选的是，所述上斜盘的后端面与钳体的内壁之间还设有推力滚柱轴承，以减小上斜盘和钳体内壁之间的摩擦力，并对斜盘机构在钳体内的位置进行限定。
进一步优选的是，所述电子机械制动器还包括有设置于钳体内部的安装环和能自动调整运动机构与摩擦片之间制动间隙的间隙自调机构。
其中，所述间隙自调机构包括非自锁螺栓、非自锁螺母、活塞缸、矩形圈、以及内卡簧；所述安装环的外壁与钳体的内壁之间铆接、压力装配或者紧配合，所述活塞缸的外壁设置在安装环内并与安装环的内壁间隙配合，所述矩形圈套装在活塞缸上，矩形圈具有回位功能，用于限制活塞缸向远离摩擦片的方向作轴向运动，所述非自锁螺栓、非自锁螺母以及内卡簧设于活塞缸内，非自锁螺母套装在非自锁螺栓上，非自锁螺母的后端顶在下斜盘的前端面上或者与下斜盘的前端面铆接，非自锁螺母的内表面设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓的外表面设置有与非自锁螺母内表面的非自锁螺纹配合的非自锁外螺纹，非自锁螺栓的前端头从非自锁螺母中伸出并进入活塞缸中，内卡簧将非自锁螺栓的前端头限制在活塞缸内，从而使非自锁螺栓无法相对于活塞缸作轴向运动。
进一步优选的是，所述内卡簧与非自锁螺栓的前端头之间还设置有推力滚子轴承，以减少非自锁螺栓转动时的摩擦力。
更优选的是，所述间隙自调机构中还包括有用于使运动机构复位的弹性元件，所述弹性元件设于下斜盘与安装环之间。优选所述弹性元件采用弹簧，
进一步优选的是，所述弹簧采用蝶形弹簧。由于碟形弹簧具有体积小、负荷大、组合使用方便等特性，同时还具有载荷集中传递的优点，在载荷作用方向上，蝶形弹簧通过较小的变形就能承受较大的载荷，其轴向空间紧凑，吸收冲击和消散能量的作用更为显著。
优选的是，所述电机与运动机构之间还设有减速齿轮机构，其包括套装在电机输出轴上的小齿轮以及与小齿轮啮合的减速齿轮，所述减速齿轮与运动机构的输入端连接。
一种包含上述电子机械制动器的汽车。
本发明的有益效果是：
①.钳体为整体式结构，解决了现有技术中制动器总成装配复杂，机械强度较差，装配尺寸精度要求高，制造成本高以及体积大的问题。
②.间隙自调机构结构简单，易于制造、装配、维护，成本低，制动实时性好、制动距离短、响应迅速，并可维持车辆制动响应速度的恒定性。
附图说明
图1为本发明实施例1中电子机械制动器的外形图；
图2为本发明实施例1中电子机械制动器的总装结构剖视图；
图3为图2中斜盘机构的结构示意图；
图4为图2中间隙自调机构的结构示意图。
图中：1-钳体；2-减速齿轮；3-小齿轮；4-电机；5-推力滚柱轴承；6-斜盘机构；7-安装环；8-间隙自调机构；61-上斜盘；62-滚子；63-下斜盘；81-碟形弹簧；82-非自锁螺栓；83-非自锁螺母；84-活塞缸；85-矩形圈；86-内卡簧；87-推力滚子轴承。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明电子机械制动器以及汽车作进一步详细描述。
所述电子机械制动器包括钳体1、制动盘、摩擦片、以及能够推动摩擦片向前运动从而夹紧制动盘的动力机构，所述动力机构包括电机4和运动机构，所述运动机构能够将电机的旋转运动转换为直线运动，所述摩擦片设置在运动机构的前方，其中，所述动力机构中还包括有减速齿轮机构，所述减速齿轮机构设于电机与运动机构之间，减速齿轮机构的输入端与电机的输出轴相连，其输出端与运动机构相连，所述电机4和减速齿轮机构设于钳体1的外部，所述运动机构设于钳体1内，运动机构采用斜盘机构。
实施例1：
如图1、2所示，本实施例中，该电子机械制动器包括钳体1、摩擦片、制动盘、能够推动摩擦片向前运动从而夹紧制动盘的动力机构、以及能自动调整运动机构与摩擦片之间制动间隙的间隙自调机构8，所述摩擦片设置在间隙自调机构8的前方。
其中，动力机构包括电机4、减速齿轮机构、以及将电机4的旋转运动转换为直线运动的运动机构；所述减速齿轮机构设于电机与运动机构之间，减速齿轮机构的输入端与电机的输出轴相连，其输出端与运动机构相连，减速齿轮机构和电机4安装在钳体1的外部，而运动机构安装在钳体1内部，此种安装方式便于拆装，还可防止减速齿轮机构和电机4与车身部位发生干涉。
所述减速齿轮机构采用两级减速齿轮机构，其包括套装在电机4输出轴上的小齿轮2以及与小齿轮2啮合的减速齿轮3，所述减速齿轮3与运动机构的输入端连接。由于电机4的输出轴与减速齿轮机构连接，因而电机4的力矩经两级减速齿轮机构减速增矩后输出到运动机构。所述两级减速齿轮机构既增大了电机4的输出力矩，又避免了该电子机械制动器的各级机械机构在动作时反应过于迅速、受力过于猛烈的缺陷，起到稳定输出力矩的作用。
如图3所示，本实施例中，运动机构采用斜盘机构6，所述斜盘机构6包括上斜盘61、下斜盘63、以及设于所述上斜盘与下斜盘之间的多个滚子62。
所述上斜盘61的前端面上设有若干个圆形凹槽，所述圆形凹槽以上斜盘前端面的中心为圆心互不重合地排列为一个圆环或若干个同心圆环，且所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向呈螺旋状逐渐递增或递减，所述下斜盘63的后端面上设置有与所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的数量相同且位置一一对应的若干个圆形凹槽，所述下斜盘后端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向呈螺旋状逐渐递减或递增，所述多个滚子62分别设置在所述上斜盘前端面的圆环凹槽与下斜盘后端面相对应的圆形凹槽中。所述上斜盘61的外圆周面上设置有轮齿，减速齿轮机构中的减速齿轮3与上斜盘61啮合，从而将电机4输出的力矩经两级减速齿轮机构减速增矩后传递到斜盘机构6上。
当减速齿轮3带动上斜盘61转动时，所述多个滚子62在上斜盘61与下斜盘63之间的间隙中被楔紧或被防松，并推动下斜盘63向前(即向摩擦片的方向)或带动下斜盘63向后(即远离摩擦片的方向)作轴向直线运动，且下斜盘63的前端顶在间隙自调机构8上，从而推动间隙自调机构8向前或带动间隙自调机构向后作轴向直线运动。由于摩擦片设置在所述间隙自调机构8的前方，进而推动间隙自调机构8向前运动与摩擦片接触，消除制动盘与摩擦片之间的间隙，使得摩擦片夹紧制动盘，产生用于制动的制动夹紧力，以实现制动；或者带动间隙自调机构8向后运动，远离摩擦片，解除制动。滚子62还可起到降低摩擦系数的作用。本实施例中，所述多个滚子62的大小相等，滚子62的数量为三个或三个以上。
通过精确地调整电机4正转或反转时输入电压的占空比和输入电流，可控制电机4的输出力矩及扭转角度，以控制并调整滚子62在上斜盘61与下斜盘63之间的位置，从而调节制动盘与摩擦片之间的制动夹紧力，并将所述制动夹紧力保持住。
本实施例中，在钳体1的内壁与上斜盘61的后端面之间还设有推力滚柱轴承5，所述推力滚柱轴承5的上表面与钳体1的内壁过盈配合，推力滚柱轴承5的下表面与上斜盘61的后端面过盈配合，以减小上斜盘61在转动过程中与钳体1内壁之间的摩擦力，并对斜盘机构6在钳体1内部的位置进行限定。
如图4所示，间隙自调机构8包括弹性元件、非自锁螺栓82、非自锁螺母83、活塞缸84、矩形圈85、内卡簧86、以及推力滚子轴承87。间隙自调机构8设置于钳体1的内部。
本实施例中，所述电子机械制动器还包括有安装环7，其设置于钳体1的内部，所述安装环的外壁与钳体的内壁之间铆接、压力装配或者紧配合，所述活塞缸的外壁设置在安装环7内并与安装环的内壁间隙配合，所述矩形圈85套装在活塞缸84上，安装环7的内壁与矩形圈85的外壁固定连接，矩形圈85具有回位功能，用于限制活塞缸84向远离摩擦片的方向作轴向运动，所述非自锁螺栓82、非自锁螺母83、内卡簧86、以及推力滚子轴承87均设于活塞缸84内，非自锁螺母83套装在非自锁螺栓82上，非自锁螺母83的后端顶在下斜盘的前端面上或者与下斜盘的前端面铆接，使得非自锁螺母83接收经下斜盘61传递的向前或向后的轴向力矩，非自锁螺母83的内表面设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓82的外表面设置有与非自锁螺母内表面的非自锁螺纹配合的非自锁外螺纹，非自锁螺栓82的前端头从非自锁螺母83中伸出并进入活塞缸84中，内卡簧86将非自锁螺栓的前端头限制在活塞缸84内，从而使非自锁螺栓82无法相对于活塞缸84作轴向运动。其中，矩形圈85采用弹性材料制成。
推力滚子轴承87固定安装在内卡簧86与非自锁螺栓82之间，以减少非自锁螺栓82转动时的摩擦力。
弹性元件用于使运动机构复位，所述弹性元件可采用弹簧，本实施例中，所述弹簧采用蝶形弹簧81。由于碟形弹簧具有体积小、负荷大、组合使用方便等特性，同时还具有载荷集中传递的优点，在载荷作用方向上，蝶形弹簧通过较小的变形就能承受较大的载荷，其轴向空间紧凑，吸收冲击和消散能量的作用更为显著。蝶形弹簧81设于下斜盘63与安装环7之间。具体地，非自锁螺母83的后端设置有凸缘，蝶形弹簧81的一端顶在安装环7的后端面上，另一端顶在非自锁螺母83后端的凸缘上。
本实施例中，该电子机械制动器的工作过程如下：
在制动器制动过程中，电机4正转并输出力矩，所述力矩经减速齿轮机构减速增矩后传递给斜盘机构6，由斜盘机构6转化为向前(即向摩擦片的方向)的轴向位移，并推动非自锁螺母83向前进给压缩蝶形弹簧81(使碟形弹簧81储存一定的弹性势能)，从而推动与非自锁螺母83非自锁连接的非自锁螺栓82顶在活塞缸84的内壁上，进而推动活塞缸84向前作进给运动，消除制动盘与摩擦片之间的间隙，产生用于制动的制动夹紧力，以实现制动。其中，当活塞缸84向摩擦片方向运动时，套装在其上的矩形圈85发生弹性变形，由于摩擦片在长期的使用过程中会受到磨损，使得摩擦片与制动盘之间的间隙逐渐增大，当矩形圈85的弹性变形达到最大变形量后，此时可能活塞缸84仍未夹紧制动盘，则活塞缸84在斜盘机构6的推动下与矩形圈85发生相对位移，直至活塞缸84继续向前而带动摩擦片夹紧制动盘。
在制动器制动完成后，电机4反转并通过减速齿轮机构带动斜盘机构6向后(即远离摩擦片的方向)运动，此时碟形弹簧81中储存的弹性势能被释放，推动非自锁螺母83带动非自锁螺栓82加速向后运动，由于非自锁螺栓82的前端头被限制在活塞缸84的内侧和内卡簧86之间，因而非自锁螺栓82向后运动时带动活塞缸84一起向后运动，套装在活塞缸84上的矩形圈85发挥其回位功能向后拉动活塞缸84直至矩形圈85中的弹性形变逐渐消失并恢复至初始状态时，非自锁螺母83由于受到碟形弹簧81的推力继续向后运动，而此时矩形圈85将活塞缸84卡住，使其无法继续向后运动，而前端头被限制在活塞缸84内的非自锁螺栓82也无法继续向后运动，只能在活塞缸84中旋转，从而实现了制动间隙的自动调节。
本发明提出的电子机械制动器还具有驻车制动的作用，具体的，在需要进行驻车制动操作时，控制电机4正转并调整电机4的输入电压的占空比和输入电流，以控制电机4的输出力矩及扭转角度，使所述多个滚子62移动至上斜盘61与下斜盘63之间的预设位置处，此时关闭电机，制动盘与摩擦片之间的制动夹紧力得以保持住，实现了驻车制动；当车辆启动时，需结束驻车制动，此时控制电机4反转并调整电机4的输入电压的占空比和输入电流，以控制电机4的输出力矩及扭转角度，使所述多个滚子62回到初始位置，同时驻车制动力消除。
一种包含本实施例中电子机械制动器的汽车。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中不具有实施例1中的间隙自调机构8。其中，下斜盘63的前端可直接与摩擦片接触，通过消除制动盘与摩擦片之间的间隙，以实现制动。
本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电子机械制动器，包括钳体(1)、制动盘、摩擦片、以及能够推动摩擦片向前运动从而夹紧制动盘的动力机构，所述动力机构包括电机(4)和运动机构，所述运动机构能够将电机的旋转运动转换为直线运动，所述摩擦片设置在运动机构的前方，其特征在于，所述动力机构中还包括有减速齿轮机构，所述减速齿轮机构设于电机与运动机构之间，减速齿轮机构的输入端与电机的输出轴相连，其输出端与运动机构相连，所述电机和减速齿轮机构设于钳体的外部，所述运动机构设于钳体(1)内，运动机构采用斜盘机构(6)；
所述斜盘机构(6)包括上斜盘(61)、下斜盘(63)、以及设于所述上斜盘与下斜盘之间的多个滚子(62)；所述上斜盘(61)的前端面上设有若干个圆形凹槽，所述圆形凹槽以所述上斜盘前端面的中心为圆心互不重合地排列为一个圆环或若干个同心圆环，且所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向逐渐递增或递减，所述下斜盘(63)的后端面上设置有与所述上斜盘前端面上的圆形凹槽的数量相同且位置一一对应的若干个圆形凹槽，所述下斜盘后端面上的圆形凹槽的深度沿其所在的圆环方向逐渐递减或递增，所述多个滚子分别设置在所述上斜盘(61)前端面的圆形凹槽与下斜盘(63)后端面相对应的圆形凹槽中；所述上斜盘(61)与电机(4)的输出轴相连，下斜盘(63)可与摩擦片接触；
所述电子机械制动器还包括有设置于钳体(1)内部的安装环(7)和能自动调整运动机构与摩擦片之间制动间隙的间隙自调机构(8)，所述间隙自调机构(8)包括非自锁螺栓(82)、非自锁螺母(83)、活塞缸(84)、矩形圈(85)、以及内卡簧(86)；所述安装环(7)的外壁与钳体(1)的内壁之间铆接、压力装配或者紧配合，所述活塞缸(84)的外壁设置在安装环(7)内并与安装环的内壁间隙配合，所述矩形圈套装在活塞缸(84)上，矩形圈具有回位功能，用于限制活塞缸(84)向远离摩擦片的方向作轴向运动，所述非自锁螺栓(82)、非自锁螺母(83)以及内卡簧(86)设于活塞缸(84)内，非自锁螺母(83)套装在非自锁螺栓(82)上，非自锁螺母(83)的后端顶在下斜盘(63)的前端面上或者与下斜盘(63)的前端面铆接，非自锁螺母(83)的内表面设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓(82)的外表面设置有与非自锁螺母内表面的非自锁螺纹配合的非自锁外螺纹，非自锁螺栓(82)的前端头从非自锁螺母(83)中伸出并进入活塞缸(84)中，内卡簧(86)将非自锁螺栓(82)的前端头限制在活塞缸(84)内，从而使非自锁螺栓(82)无法相对于活塞缸(84)作轴向运动。
2.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述多个滚子(62)的大小相等。
3.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述上斜盘(61)的后端面与钳体(1)的内壁之间还设有推力滚柱轴承(5)，以减小上斜盘和钳体内壁之间的摩擦力。
4.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述内卡簧(86)与非自锁螺栓(82)的前端头之间还设置有推力滚子轴承(87)，以减少非自锁螺栓(82)转动时的摩擦力。
5.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述间隙自调机构(8)中还包括有用于使运动机构复位的弹性元件，所述弹性元件设于下斜盘与安装环(7)之间。
6.根据权利要求5所述的电子机械制动器，其特征在于，所述弹性元件采用蝶形弹簧(81)。
7.根据权利要求1-6之一所述的电子机械制动器，其特征在于，所述减速齿轮机构包括套装在电机(4)输出轴上的小齿轮(3)以及与小齿轮(3)啮合的减速齿轮(2)，所述减速齿轮(2)与运动机构的输入端连接。
8.一种汽车，包括制动器，其特征在于所述制动器采用权利要求1-7之一所述的电子机械制动器。
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| CN (1) | CN102442284B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109578477B (zh) * | 2018-12-07 | 2020-07-03 | 长沙理工大学 | 一种电子机械制动器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2192033A (en) * | 1986-06-28 | 1987-12-31 | Teves Gmbh Alfred | Disc brake for motor vehicles |
| CN201262205Y (zh) * | 2008-08-19 | 2009-06-24 | 浙江亚太机电股份有限公司 | 一种电子机械式制动系统执行机构 |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55135239A (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-21 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Automatic clearance adjusting device of disc brake |
-
2011
- 2011-10-27 CN CN201110336003.9A patent/CN102442284B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2192033A (en) * | 1986-06-28 | 1987-12-31 | Teves Gmbh Alfred | Disc brake for motor vehicles |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭55-135239A 1980.10.21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102442284A (zh) | 2012-05-09 |
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