CN102518717A - 一种电子机械制动器以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子机械制动器，包括制动钳体(1)、制动盘、摩擦片以及动力机构，所述动力机构包括电机和与电机的输出端相连的运动机构，所述摩擦片设置在运动机构的前方，其中，运动机构包括丝杠(3)、直线轴承(4)、以及斜板(2)，丝杠(3)与电机的输出端相连，丝杠(3)转动时直线轴承(4)在丝杠上沿丝杠的轴向作直线移动，斜板(2)设置于直线轴承(4)的前方，斜板(2)的后端面与直线轴承(4)的外圆周面接触，斜板(2)的后端面为倾斜面，制动时通过电机带动直线轴承移动，使斜板(2)的前端面向前与摩擦片接触。相应地，提供一种包含该制动器的汽车。本发明提出的电子机械制动器体积小且制动效果好。

Description

一种电子机械制动器以及汽车

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，电子机械制动器一般采用滚珠丝杠机构作为产生制动夹紧力的运动机构，所述制动器中的电机输出的扭矩传递给滚珠丝杠机构，带动丝杠转动并推动丝杠螺母向摩擦片的方向作轴向进给运动，或者带动丝杠螺母转动并推动丝杠向摩擦片的方向作轴向进给运动，消除制动盘与摩擦片之间的制动间隙，产生用于制动的制动夹紧力，以实现制动。但是上述产生制动夹紧力的滚珠丝杠机构的长度较大，体积较大，使得所述制动器的占用空间也较大，导致装车空间无法保证，而且制造成本也比较高。

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汽车，该制动器体积小，且制动效果好，能够有效解决现有技术中制动器体积大以及制造成本高的问题。

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制动钳体、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与电机的输出端相连的运动机构，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，所述运动机构设于制动钳体内，所述运动机构包括丝杠、套装在丝杠上的直线轴承、以及斜板，所述丝杠与电机的输出端相连，丝杠转动时直线轴承在丝杠上沿丝杠的轴向作直线移动，斜板设置于直线轴承的前方，斜板的后端面与直线轴承的外圆周面接触，斜板的后端面为倾斜面，制动时通过电机带动直线轴承移动，使斜板的前端面向前与摩擦片接触。

电机的输出端转动并带动丝杠转动，使得与丝杠配合的直线轴承沿丝杠的轴向向远离电机的方向作横向的直线运动，由于斜板的后端面为倾斜面，使得斜板受到向远离电机的方向作横向直线运动的直线轴承的挤压后向摩擦片的方向作纵向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，所述斜板倾斜的方向为从靠近电机的一端开始由水平面向远离摩擦片的方向倾斜。

其中，所述丝杠横向穿过制动钳体的两侧壁，所述制动钳体的两侧壁上分别设置有能够使丝杠可转动地固定在制动钳体内的定位件。优选所述定位件采用螺母，所述螺母套装在丝杠上。所述螺母用于将丝杠限定在制动钳体内并限制丝杠作横向及纵向移动。

优选的是，所述丝杠上还套设有推力滚针轴承，以减少丝杠转动时的摩擦力。

其中，所述制动钳体内还设有顶杆，所述顶杆设置在斜板的前方，顶杆的后端与斜板的前端面固定连接，顶杆的前端可从制动钳体中伸出从而与摩擦片接触。由于顶杆前端直接与摩擦片接触，通过消除制动盘与摩擦片之间的间隙，以实现制动。

优选的是，在斜板的前端面与制动钳体的内壁之间还可设置有若干个用于在制动后使运动机构复位的弹簧。优选所述弹簧采用两个或两个以上。

进一步优选的是，所述电子机械制动器还包括有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。

优选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；所述制动钳体前端设有开口，所述活塞缸设于所述开口内，且活塞缸的外壁与制动钳体上的开口间隙配合，所述矩形圈套装在活塞缸上，矩形圈具有回位功能，且用于防止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，且非自锁螺母的后端面与斜板的前端面固定连接，非自锁螺母的内表面上设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓的外表面上设置有与所述非自锁螺母中的非自锁内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而进入活塞缸中，所述内卡簧将非自锁螺栓的前端头限制在活塞缸的内壁与内卡簧之间，从而使非自锁螺栓无法相对于活塞缸作轴向运动。

优选的是，在斜板的前端面与制动钳体的开口附近的内壁之间还设置有若干个用于在制动后使运动机构复位的弹簧。

更优选的是，所述内卡簧与非自锁螺栓的前端头之间还安装有推力滚动轴承，以减少非自锁螺栓转动时的摩擦力。

优选所述活塞缸的外壁与制动钳体前端的开口之间还设置有防尘罩，其用于所述制动器的密封与防尘。

所述动力机构中还包括有扭矩放大机构，所述扭矩放大机构设置在所述电机与运动机构之间，扭矩放大机构采用减速机构；所述减速机构的输入端与电机的输出轴连接，减速机构的输出端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.所述制动器体积较小，因而占用空间也较小，有效地保证了装车空间。

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电子机械制动器的截面示意图；

图2为图1中A向剖视图。

图中：1-制动钳体；2-斜板；3-丝杠；4-直线轴承；5-非自锁螺栓；6-非自锁螺母；7-活塞缸；8-弹簧；9-螺母；10-推力滚针轴承；11-内卡簧；12-推力滚动轴承。

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制动钳体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和与电机的输出端相连的运动机构，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，所述运动机构设于制动钳体1内，所述运动机构包括丝杠3、套装在丝杠3上的直线轴承4、以及斜板2，所述丝杠3与电机的输出端相连，丝杠3转动时直线轴承4在丝杠上沿丝杠的轴向作直线移动，斜板2设置于直线轴承4的前方，斜板2的后端面与直线轴承4的外圆周面接触，斜板2的后端面为倾斜面，制动时通过电机带动直线轴承移动，使斜板2的前端面向前与摩擦片接触。

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制动钳体1、摩擦片、制动盘、可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。

所述动力机构包括电机和与电机的输出端相连的运动机构，所述运动机构能够将电机的旋转运动转换为直线运动，所述运动机构设于制动钳体1内，所述摩擦片设置在运动机构的前方。

所述动力机构中还包括有扭矩放大机构，所述扭矩放大机构设置在所述电机与运动机构之间，扭矩放大机构采用减速机构；所述减速机构的输入端与电机的输出轴连接，减速机构的输出端与运动机构的输入端连接。所述减速机构用于将电机输出的扭矩进行减速增矩后传递给运动机构。

所述运动机构包括丝杠3、直线轴承4、斜板2、以及弹簧8。

所述丝杠3的一端与减速机构的输出端相连，丝杠3上设置有螺纹，直线轴承4套装在丝杠3上并通过所述螺纹与其配合而运动，直线轴承4在丝杠3转动时可在丝杠3上沿丝杠的轴向作横向的直线运动。斜板2设置于直线轴承4的前方，斜板2的后端面为倾斜面，其倾斜的方向为从靠近电机的一端开始由水平面向远离摩擦片的方向倾斜。斜板2的后端面与直线轴承4的外圆周面接触，斜板2的前端面与间隙自调机构连接。

所述丝杠3位于制动钳体1内，丝杠3横向穿过制动钳体1的两侧壁，所述制动钳体的两侧壁上分别设置有能够使丝杠3可转动地固定在制动钳体1内的定位件，所述定位件用于将丝杠3限定在制动钳体1内并限制丝杠3进行横向及纵向移动。

本实施例中，所述定位件采用螺母9，所述螺母9套装在横向穿过制动钳体1的两侧壁外侧的丝杠3上，用于锁紧丝杠3。所述丝杠3在横向穿过制动钳体1的两侧壁处还套设有推力滚针轴承10，以减少丝杠3转动时的摩擦力。

所述制动钳体1前端设有开口，所述斜板2的前端面与制动钳体1的开口附近的内壁之间还设置有若干个弹簧8，其在所述制动器制动完成后用于向后推动运动机构复位。所述弹簧8可设置多个，本实施例中，所述弹簧8采用两个。

本实施例中，所述间隙自调机构包括活塞缸7、矩形圈、推力滚动轴承12、内卡簧11、非自锁螺母6和非自锁螺栓5。

其中，活塞缸7设于制动钳体1前端的开口内，非自锁螺栓5、非自锁螺母6、内卡簧11以及推力滚动轴承12均设于活塞缸7内，活塞缸7的外壁与制动钳体1前端的开口间隙配合，且活塞缸7的前端从制动钳体1的前端的开口中伸出，所述矩形圈套装在活塞缸7上，且矩形圈处于活塞缸7与制动钳体1之间，矩形圈具有回位功能，且矩形圈用于防止活塞缸7向远离摩擦片的方向作轴向运动。矩形圈可采用橡胶等材料制成。

非自锁螺母6套装在非自锁螺栓5上，且非自锁螺母6的后端面与斜板2的前端面固定连接，非自锁螺母6的内表面上设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓5的外表面上设置有与所述非自锁螺母中的非自锁内螺纹配合的非自锁外螺纹，非自锁螺栓5伸入非自锁螺母6中与非自锁螺母进行非自锁螺纹连接，非自锁螺栓5的前端头从非自锁螺母6中伸出而进入活塞缸7中，内卡簧11安装在活塞缸7内，所述内卡簧11将非自锁螺栓5的前端头限制在活塞缸7的内壁与内卡簧11之间，从而使非自锁螺栓5无法相对于活塞缸7作轴向运动。

推力滚动轴承12固定安装在卡簧11与非自锁螺栓5的前端头之间，以减少非自锁螺栓5转动时的摩擦力。

所述活塞缸7的外壁与制动钳体1前端的开口间隙配合，活塞缸7的外壁与制动钳体1的开口之间还设置有防尘罩，其用于所述制动器的密封与防尘。

本实施例中，所述电子机械制动器的工作过程如下：

在制动过程中，电机正转并输出力矩，所述力矩经减速机构减速增矩后传递给丝杠3，使得丝杠3转动并带动套装在丝杠3上的直线轴承4沿丝杠3的轴向向远离电机的方向作横向的直线运动，由于斜板的后端面为倾斜面，使得斜板受到向远离电机的方向作横向直线运动的直线轴承的挤压后而向前(即向摩擦片的方向)进给并压缩弹簧8，使得弹簧8中储存弹性势能，并推动与非自锁螺母6非自锁连接的非自锁螺栓5向前顶在活塞缸7的内壁上，进而推动活塞缸7向摩擦片的方向作进给运动，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7向摩擦片方向运动时，套装在活塞缸7上的矩形圈发生弹性变形，由于摩擦片在长期的使用过程中会受到磨损，当摩擦片与活塞缸7之间的距离使得在矩形圈的弹性变形达到最大变形量后活塞缸7仍未与摩擦片接触，从而无法夹紧制动盘时，活塞缸7此时在丝杠机构的推动下与矩形圈发生相对位移，直至活塞缸7能够与摩擦片接触，摩擦片夹紧制动盘。

在制动器制动完成后，电机反转并带动丝杠3转动，使得套装在丝杠3上的直线轴承4沿丝杠3的轴向向接近电机的方向作横向直线运动，此时弹簧8中储存的弹性势能被释放，推动斜板2及与其前端面固定连接的非自锁螺母6向后(即远离摩擦片的方向)运动，由于非自锁螺栓5的前端头被限制在活塞缸7的内壁和内卡簧11之间，因而非自锁螺栓5向后运动时带动活塞缸7一起向后运动，且套装在活塞缸7上的矩形圈发挥其回位功能拉动活塞缸7向后直至矩形圈的弹性形变逐渐消失并恢复至初始状态时，此时非自锁螺母6由于受到斜板2以及弹簧8的作用继续向后运动，因而矩形圈将活塞缸7卡住，使其无法继续向后运动，而非自锁螺栓5的前端头由于被限制在活塞缸7内也无法继续向后运动，只能在活塞缸7中旋转，因而使得活塞缸7不会退回至制动前的初始位置，从而实现了制动间隙的自动调节。

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。其中，制动钳体1内还设有顶杆，所述顶杆设置在斜板2的前方，顶杆的后端与斜板的前端面固定连接，顶杆的前端可从制动钳体1中伸出从而与摩擦片接触，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 (10)

1.一种电子机械制动器，包括制动钳体(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和与电机的输出端相连的运动机构，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，所述运动机构设于制动钳体(1)内，所述运动机构包括丝杠(3)、套装在丝杠(3)上的直线轴承(4)、以及斜板(2)，所述丝杠(3)与电机的输出端相连，丝杠(3)转动时直线轴承(4)在丝杠上沿丝杠的轴向作直线移动，斜板(2)设置于直线轴承(4)的前方，斜板(2)的后端面与直线轴承(4)的外圆周面接触，斜板(2)的后端面为倾斜面，制动时通过电机带动直线轴承移动，使斜板(2)的前端面向前与摩擦片接触。

2.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述丝杠(3)横向穿过制动钳体(1)的两侧壁，所述制动钳体的两侧壁上分别设置有能够使丝杠(3)可转动地固定在制动钳体(1)内的定位件；所述定位件采用螺母(9)，所述螺母(9)套装在丝杠(3)上；所述丝杠(3)上还套设有推力滚针轴承(10)，以减少丝杠(3)转动时的摩擦力。

3.根据权利要求2所述的电子机械制动器，其特征在于，所述制动钳体(1)内还设有顶杆，所述顶杆设置在斜板(2)的前方，顶杆的后端与斜板的前端面固定连接，顶杆的前端可从制动钳体中伸出从而与摩擦片接触。

4.根据权利要求3所述的电子机械制动器，其特征在于，斜板(2)的前端面与制动钳体(1)的内壁之间还设置有若干个用于在制动后使运动机构复位的弹簧(8)。

5.根据权利要求1所述的电子机械制动器，其特征在于，所述电子机械制动器还包括有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，所述间隙自调机构包括非自锁螺栓(5)、非自锁螺母(6)、活塞缸(7)、矩形圈、以及内卡簧(11)；所述制动钳体(1)前端设有开口，所述活塞缸(7)设于所述开口内，且活塞缸(7)的外壁与制动钳体(1)上的开口间隙配合，所述矩形圈套装在活塞缸(7)上，矩形圈具有回位功能，且用于防止活塞缸(7)向远离摩擦片的方向作轴向运动，所述非自锁螺栓(5)、非自锁螺母(6)以及内卡簧(11)设于活塞缸(7)内，非自锁螺母(6)套装在非自锁螺栓(5)上，且非自锁螺母(6)的后端面与斜板(2)的前端面固定连接，非自锁螺母(6)的内表面上设置有非自锁内螺纹，非自锁螺栓(5)的外表面上设置有与所述非自锁螺母中的非自锁内螺纹配合的非自锁外螺纹，非自锁螺栓(5)的前端头从非自锁螺母(6)中伸出而进入活塞缸(7)中，所述内卡簧(11)将非自锁螺栓(5)的前端头限制在活塞缸(7)的内壁与内卡簧(11)之间，从而使非自锁螺栓(5)无法相对于活塞缸(7)作轴向运动。

6.根据权利要求5所述的电子机械制动器，其特征在于，所述内卡簧(11)与非自锁螺栓(5)的前端头之间还安装有推力滚动轴承(12)，以减少非自锁螺栓(5)转动时的摩擦力；所述活塞缸(7)的外壁与制动钳体(1)前端的开口之间还设置有防尘罩，其用于所述制动器的密封与防尘。

7.根据权利要求5所述的电子机械制动器，其特征在于，斜板(2)的前端面与制动钳体(1)开口附近的内壁之间还设置有若干个用于在制动后使运动机构复位的弹簧(8)。

8.根据权利要求1-7之一所述的电子机械制动器，其特征在于，所述动力机构中还包括有扭矩放大机构，所述扭矩放大机构设置在所述电机与运动机构之间，扭矩放大机构采用减速机构；所述减速机构的输入端与电机的输出轴连接，减速机构的输出端与运动机构的输入端连接。

9.根据权利要求1-7之一所述的电子机械制动器，其特征在于，所述斜板(2)倾斜的方向为从靠近电机的一端开始由水平面向远离摩擦片的方向倾斜。

10.一种汽车，包括制动器，其特征在于，所述制动器采用权利要求1-9之一所述的电子机械制动器。

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