CN103032491A - 电子盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能够将发动机的驱动力以串联的方式传达到齿轮部的电子盘式制动器，其包括：承载架、卡钳外壳、一对垫板和活塞，电子盘式制动器还包括：主轴部件，贯通卡钳外壳的后壁，在汽缸部内旋转；螺母部件，与主轴部件螺纹结合，随着主轴部件的旋转进退移动并对活塞施压及解除施压；发动机，设置在卡钳外壳的外面，产生用于旋转主轴部件的驱动力；及摆线减速机，对在发动机中产生的驱动力进行放大并传达至主轴部件；发动机和摆线减速机及主轴部件在同轴上串联连接。

Description

电子盘式制动器

技术领域

本发明涉及具有驻车功能的电子盘式制动器，更详细地涉及能够将发动机的驱动力以串联方式传达到齿轮部的电子盘式制动器。

背景技术

通常，驻车制动器作为驻车时用于停止车辆使其无法移动的装置，起到固定车轮使其无法旋转的作用。

最近，使用的有电子式控制驻车制动的驱动的电子驻车制动（Electronic Parking Brake；EPB）系统，其被安装在通常的盘式制动器上，执行驻车制动的功能。这里，在电子驻车制动系统中，有钢索牵引式（Cable Puller）、整合卡钳式（Motor-On-Caliper）和液压驻车制动式（Hydraulic Parking Brake）。

图1为将以往的电子盘式制动器概略地表示的图。这里，表示在图1的电子盘式制动器系统为整合卡钳式（Motor-On-Caliper）。

参照图1，电子盘式制动器1包括：圆盘D，其与车辆的车轮（未图示）一起旋转；承载架10，其设置有一对垫板11、12，垫板11、12配置在圆盘D的两侧，以对圆盘D施压；卡钳外壳20，内置有活塞21，活塞21可滑动地设置在所述承载架10上，且可进退地设置，以对一对金属垫板11、12施压；发动机60，其产生驱动力；减速机40，其将由发动机60产生的驱动力进行放大；齿轮组件50，其将发动机60的驱动力传达至减速机40；及主轴单元30，将由减速机40传达的发动机60的旋转力传达至活塞21。

一对垫板11、12可以区分为与活塞21邻接的内部垫板11和位于其相反侧的外部垫板12。

卡钳外壳20的一侧设置有汽缸23，汽缸23中设置有将内部垫板11压向圆盘D侧的活塞21。卡钳外壳20的另一侧上，向下弯曲的指状部22与汽缸23一体连接，与卡钳外壳20的滑动一起能够将外部垫板12压向圆盘D。

此外，上述承载架10固定在车体上，防止一对垫板11、12的脱离，使一对垫板11、12能够向圆盘D进退运动地进行引导。

上述汽缸21在制动时，通过发动机60的驱动做直线往复运动的同时，将内部金属垫板11压向圆盘D侧。发动机60的驱动力通过齿轮组件50传达到减速机40，通过此减速机40，在驱动力放大的状态下，通过主轴单元30传达至活塞21。

主轴单元30，如上所述，起到将活塞21向内部垫板11侧施压的作用。这种主轴单元30包括：主轴部件35，其与后述的减速机40承载架47的旋转轴进行螺纹结合，接收发动机60的旋转力；螺母部件31，其与上述主轴部件35进行螺纹结合，对汽缸21施压。此时，为了支撑主轴部件35，在汽缸23内设置轴承25。

齿轮组件50包括：驱动齿轮51，其设置在发动机60的轴61上；从动齿轮54，其与减速机40连接；及空转小齿轮52，其连接驱动齿轮51和从动齿轮54。即，发动机60的轴61旋转所产生的旋转力，通过在驱动齿轮51和从动齿轮54之间啮合的空转小齿轮52，被传达至从动齿轮54。

减速机40构成为具有二级行星齿轮的形状。即，减速机40包括第一减速部、第二减速部及内齿轮44。

上述第一减速部包括：第一太阳齿轮41，其设置在从动齿轮54的中心轴53上；多个第一行星齿轮42，其与第一太阳齿轮41啮合地配置在第一太阳齿轮41周围；及第一承载架43，其与第一行星齿轮42的轴42a连接。

上述第二减速部与第一减速部具有相同的结构。即，第二减速部包括：第二太阳齿轮45，其设置在第一承载架43的旋转轴上；多个第二行星齿轮46，其与第二太阳齿轮45啮合地配置在第二太阳齿轮45周围；及第二承载架47，其与第二行星齿轮46的轴46a连接。上述第二承载架47的旋转轴与上述主轴单元30连接。此时，第一及第二行星齿轮42、46与固定在外侧的内齿轮44啮合。

即，如上所述的电子盘式制动器1，利用发动机60的动作，通过齿轮组件50，旋转力向减速机40传达，由此，第一太阳齿轮41在旋转时，与固定的内齿轮44啮合的第二行星齿轮42进行公转，第二行星齿轮42的公转通过第一承载架43传达至第二减速部。此外，第二减速部通过与第一减速部相同的作用，将旋转力传达至主轴部件35，从而形成主轴部件35的减速旋转。当主轴部件35旋转时，就会形成螺母部件31的轴方向的移动，螺母部件31对活塞21施压，从而形成制动。

但是，如上所述的电子盘式制动器1会产生如下受限的问题。电子盘式制动器1通过构成为如下结构，即，将发动机60的驱动力通过齿轮组件50进行一次减速，通过形成为二级行星齿轮形状的减速机40最终进行二次减速，向主轴单元30转换成直线力，产生制动力的结构，即，形成为U字形类型的动力传达结构，使得在安装盘式制动器时，汽缸23、承载架10和动力传达装置（发动机、齿轮组件及减速机）的大小变大，只能设置在中型车以上的车辆上。

此外，对于由多级构成的齿轮，存在在制动时在运转噪音方面不理想的问题。

因此，正开展用于改善对于电子盘式制动器的设置空间的利用性或运转噪音的减少的多种多样的研究，所述电子盘式制动器利用发动机自动运转制动器。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明是在上述的技术背景下提出的，其目的在于，提供一种如下所述的电子盘式制动器：以产生驱动力的发动机为首，将传达驱动力的齿轮、减少旋转力的减速机等各组成部件的结构及组成部件之间的连接结构进行改进，从而不仅减小体积，而且减少运转噪音，能够顺畅地运转。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明的电子盘式制动器包括：承载架，其固定在车体上；卡钳外壳，其可滑动地设置在所述承载架上；一对垫板，其可进退移动地设置在所述承载架内，且配置在与车辆的车轮一起旋转的圆盘两侧；及活塞，其可进退移动地设置在汽缸部内，汽缸部设置在所述卡钳外壳内，从而将所述一对垫板中任意一个向圆盘施压，其特征在于，所述电子盘式制动器还包括：主轴部件，其贯通所述卡钳外壳的后壁，在汽缸部内旋转；螺母部件，其与所述主轴部件螺纹结合，随着主轴部件的旋转进退移动，并对所述活塞施压及解除施压；发动机，其设置在所述卡钳外壳外面，产生用于旋转所述主轴部件的驱动力；及摆线减速机，其对在所述发动机中产生的驱动力进行放大，并传达至所述主轴部件；所述发动机和摆线减速机及主轴部件在同轴上串联连接。

此时，上述发动机优选薄型发动机，上述发动机和摆线减速机收纳于盖子外壳中，设置在卡钳外壳的厚壁上。

根据本发明，上述摆线减速机包括：偏心旋转部，其连接在上述发动机的旋转轴上，将旋转偏心地传达；摆线齿轮，上述偏心旋转部设置在其中央，从其中央呈放射状地具备多个贯通孔，上述摆线齿轮通过偏心旋转部偏心旋转；内齿轮，其与上述摆线齿轮的外面啮合形成，通过旋转轴的旋转使摆线齿轮公转及自传；及销钉，其分别插入上述多个贯通孔中，补偿摆线齿轮的偏心中心。

优选地，上述内齿轮防止旋转地固定在发动机上。

优选地，在上述摆线齿轮和偏心旋转部之间设置有轴承。

优选地，进一步包括与上述销钉结合，将旋转力向主轴部件传达的输出轴，上述输出轴包括：轴部，其与贯通上述卡钳外壳后壁的主轴部件螺纹结合；及凸缘部，其由上述轴部的末端向半径方向突出延长，上述凸缘部与上述贯通孔对应的位置上，形成有插入孔，从而与销钉结合。

根据本发明的另一面的主轴部件包括：主轴，其具有规定的长度，且在外周面上形成有与螺母部件螺纹结合的外螺纹；及凸缘部，其从上述主轴的另一侧末端沿半径方向突出延长，在上述凸缘部上；在上述凸缘部上在与上述贯通孔对应的位置上形成有插入孔，从而与销钉结合。

（三）有益效果

根据本发明的电子盘式制动器，不仅利用摆线减速机并将主轴部件直接与减速机串联，而且通过使用薄型发动机作为产生制动力的致动器的发动机，可最小化整体长度。由此，提供紧凑的结合结构的同时，可以提高空间利用率，不受车辆容量的限制安装使用。即，可以减小不必要的汽缸和承载架的尺寸（体积），由此具有减少重量的效果。

此外，通过摆线减速机，可以最小化高减速及减速机的长度，与以往的多级齿轮组件相比，在制动时，可以大幅减少运转噪音。

附图说明

本发明虽然将通过下面附图具体说明，但这些附图表示本发明的优选实施例，所以本发明的技术思想不能仅被限定在附图中而解释。

图1为表示以往的电子盘式制动器的剖视图。

图2为表示根据本发明的优选实施例的电子盘式制动器的剖视图。

图3为表示根据本发明的优选实施例的具备在电子盘式制动器上的致动器的分解立体图。

图4为表示根据本发明的优选实施例的具备在电子盘式制动器上的摆线减速机的正面图。

图5为图3的组装剖视图。

图6为表示根据本发明的优选的又一实施例的电子盘式制动器的剖视图。

图7为图6的具备在电子盘式制动器的发动机、摆线减速机及主轴部件的部分放大图。

【标记说明】

100、200:电子盘式制动器    110:承载架

111、112:垫板              120:卡钳外壳

121:活塞                   123:汽缸

130、230:主轴单元          131、231:螺母部件

135、235:主轴部件          140:发动机

150:摆线减速机             151:偏心旋转部

152:轴承                   153:摆线齿轮

155:内齿轮                 156:销钉

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。在此之前，在本说明书及权利要求书中使用的术语或单词不能限定为通常的或词典中的意义来解释，要立足于发明者为了将自身的发明用最好的方法说明而可以合适地定义术语的概念的原则，要解释成符合本发明的技术思想和概念。因此，记载在本发明说明书的实施例和表示在附图上的结构只是本发明的最优选的一个实施例而已，并非全部代表本发明的技术思想，所以要理解从本申请的角度，可以存在代替它们的多种多样的等同例和变形例。

图2为概略地表示根据本发明的优选实施例的电子盘式制动器的结构的剖视图。

参照图2，上述电子盘式制动器100包括：圆盘D，其与车辆的车轮（未图示）一起旋转；承载架110，其设置有对圆盘D两侧面施压使得能够执行制动地配置的一对垫板111、112；卡钳外壳120，其内置有可进退地设置的活塞121，以对一对垫板111、112施压；致动器单元，其由产生驱动力的发动机140和与上述发动机140连接的减速机150构成；及主轴单元130，其将致动器单元的旋转力转换成直线往复运动，从而对活塞121施压。

一对垫板111、112区分为：被配置为与活塞121相接的内部垫板111和被配置为与后述的指状部122相接的外部垫板112。这样的一对垫板111、112可以进退地设置在固定在车体上的承载架110上，使得能够朝着圆盘D的两侧进退。

卡钳外壳120在其后部设置有内置了活塞121的汽缸123，在前部沿下侧方向弯曲形成的指状部122与汽缸123形成一体，以使外部垫板112能够工作。这种卡钳外壳120设置在承载架110上，使之能够沿一对垫板111、112的施压方向滑动。活塞121设置为内部挖成杯子（cup）形状的圆筒状，在汽缸123内能够滑动地插入。这种活塞121通过接收到发动机140的旋转力的主轴单元130的轴力而滑动，将内部垫板111向圆盘D侧施压。

主轴单元130如上所述，起到将活塞121向内部垫板111侧施压的作用，设置在汽缸123内。这种主轴单元130包括：螺母部件131，其内部形成有内螺纹131a；主轴部件135，其具有与螺母部件131的内螺纹131a螺纹结合的外螺纹135a。

主轴部件135贯通汽缸123而设置，且可旋转地设置在汽缸123内，使螺母部件131与进退方向平行。为了支撑这种主轴部件135，在汽缸123内的相互间隔的位置上设置第一轴承125和第二轴承126。此时，第二轴承126为止推轴承（thrust bearing），其承受制动动作时向螺母部件131的进退方向产生的，通过主轴部件131传达的反作用力。螺母部件131设置成与活塞121接触的状态。

致动器单元如上所述，由发动机140和与发动机140连接的减速机150构成。对这种致动器单元，表示在图3~图5。

参照附图，发动机140具备旋转轴141，产生用于旋转主轴单元130的主轴部件135的驱动力。此时，发动机140与普通的标准型发动机相比，使用轴方向尺寸小于100mm程度的薄型（平坦型）发动机。这是为了减小电子盘式制动器100的大小。

这种发动机140在发动机盖子外壳（参考图2的“145”）内，与减速机150一起被收纳，设置在卡钳外壳120的后壁上。

一方面，发动机140与控制发动机140的电子控制单元（ECU：未图示）连接，其操作受到控制。例如，电子控制单元根据驾驶员的命令，通过送出的输入信号，控制发动机140的运转及停止、正旋转、逆旋转等发动机140的诸多操作。若由驾驶员下达制动器运转命令或制动器解除命令，则电子控制单元使发动机140向正方向或反方向旋转。此外，电子控制单元由以下方式构成：其设置计算发动机140的旋转数的计数传感器或检测电流量的电流传感器等，从而通过此计数传感器或电流传感器所检测的旋转数或电流量，能够控制发动机140。通过上述电子控制单元控制发动机140已为众所周知的技术，因此省略详细的说明。

减速机150连接在旋转轴141上，起到对驱动力进行放大的作用，根据本发明的减速机使用摆线减速机150。在此，以下将减速机称为摆线减速机150。

摆线减速机150包括：偏心旋转部151，其与发动机140的旋转轴141结合，从而偏心旋转；摆线齿轮153，其通过偏心旋转部151偏心旋转；内齿轮155，其啮合在摆线齿轮153的外面，使摆线齿轮153公转及自传；及销钉156，其分别插入形成在摆线齿轮153上的多个贯通孔154中。

偏心旋转部151上从中心偏心形成有孔，发动机140的旋转轴141插入结合到该孔，以使偏心旋转部151偏心旋转。

摆线齿轮153在其中央设置有偏心旋转部151，进行偏心旋转。此时，偏心旋转部151通过轴承152与摆线齿轮153连接。即，摆线齿轮153和偏心旋转部151之间设置轴承152。

这种摆线齿轮153基于中心，放射状地形成有多个贯通孔154。如图所示，在摆线齿轮153上使之具有一定间隔地形成有6个贯通孔154。这里，贯通孔154根据容量，其数量可以选择地增减，上述贯通孔154插入有补偿摆线齿轮的偏心的中心的销钉156，使其具有与偏心旋转部151相同的偏心量。

内齿轮155具有与摆线齿轮153的齿形相同的摆线曲线，使其与摆线齿轮153的外面啮合。这种内齿轮155固定在发动机140上，使摆线齿轮153在偏心旋转时公转及自转。

销钉156的一端插入在摆线齿轮153的贯通孔154中，另一端设置在将后述的输出轴157的插入孔159a中。即，输出轴157通过销钉156与摆线齿轮连接并旋转。上述输出轴157与摆线齿轮153连接，作为用于向主轴部件135传达旋转力的部件，下面再进行说明。

这种摆线减速机150，一旦连接在发动机140的旋转轴141上的偏心旋转部151旋转，用轴承152连接的摆线齿轮153在内齿轮155内做公转运动，并根据形成在摆线齿轮153上的齿数和形成在内齿轮155上的齿数的差异进行自转。

例如，在将摆线齿轮153通过偏心旋转部151按顺时针方向旋转的情况下，即使摆线齿轮153自身按顺时针方向旋转，但由于与内齿轮155啮合的关系，将沿着内齿轮155的内侧按逆时针方向进行自转。

即，摆线齿轮153的自转的运动量为最终被减速输出的旋转数，所以将利用其得到的减速，通过输出轴157传达到主轴部件135。由此，在摆线齿轮153的贯通孔154中连接销钉156，抵消公转运动的摆动，从而能够使主轴部件135与旋转轴141在同一线上旋转，主轴部件135通过与其结合的输出轴157传达得到旋转力。

一方面，用于将摆线减速机150的旋转力传递到主轴部件135的输出轴157，具备与主轴部件135结合的轴部158及由上述轴部158向半径方向突出延长的凸缘部159。在上述凸缘部159上在与贯通孔154对应的位置上形成有插入孔159a。即，在上述插入孔159a上结合有销钉156。由此，由于销钉156通过从偏心旋转的摆线齿轮153接收的旋转力与摆线齿轮153的公转同期旋转，从而输出轴157与发动机140的旋转轴141在同一线上旋转，此外，通过向同一线上连接的主轴部件135传达旋转力，从而能够使主轴部件135与发动机140的旋转轴141在同一线上旋转。

根据本发明的电子盘式制动器100，采用上述摆线减速机150的结构，使得齿轮的接触率比现有的平齿轮之间的组合显著高，所以可以得到更高的出力扭矩，此外，与行星齿轮的齿轮装配相比，使其厚度减小，具有减小致动器的整体长度的效果。

一方面，根据本发明的一个实施例虽然表示并说明了摆线减速机150和主轴部件135通过输出轴157连接，但并不限于此，主轴部件135可以和摆线减速机150直接连接。例如，如图6及7所示，根据本发明的又一实施例的电子盘式制动器200，包括：螺母部件231和由与摆线减速机150直接连接的主轴部件235构成的主轴单元230。这里，主轴部件235包括：主轴236，其在外周面上形成有外螺纹236a；及凸缘部237，其沿主轴236的末端向半径方向突出延长形成。此时，在凸缘部237上在与摆线齿轮153上形成的贯通孔154对应的位置上形成有插入孔238。即，主轴部件235的主轴236与在螺母部件231的内周面形成的内螺纹231a螺纹结合，凸缘部237设置在卡钳外壳120的后壁外侧，与摆线减速机150的销钉156结合。

更具体地，在凸缘部257上形成的插入孔238中结合有销钉156的另一端。如上所述，由于销钉156通过从偏心旋转的摆线齿轮153接收的旋转力与摆线齿轮153的公转同期旋转，从而主轴部件235与发动机140的旋转轴141在同一线上旋转。

接下来对上述的电子盘式制动器的制动操作进行说明。

首先，在两个垫板111、112由圆盘D的两侧相隔的状态（制动被解除的状态）下，车辆的驾驶员按下制动装置（未图示），例如驻车开关（未图示），根据这个信号，发动机140将旋转并产生驱动力。即，通过发动机140的旋转轴141接收到旋转力的摆线减速机150将偏心旋转并形成减速，通过连接到此摆线减速机150的输出轴157，向主轴部件135传达旋转力。此时，摆线减速机150和主轴部件235直接连接，可以接收到旋转力。即，主轴部件135、235将发动机140的扭矩放大至与摆线齿轮153的减速比相当的程度，从而产生输出。由此，在主轴部件135、235上可以进退地结合的螺母部件131、231移动并对活塞121施压，活塞121将内部垫板111推向圆盘D侧，与此同时，卡钳外壳120滑动，使外部垫板112能够与圆盘D接触地推压，从而执行制动作用。

一方面，当制动力解除时，主轴部件135、235随着向制动时的反方向旋转，螺母部件131、231向原来的位置移动，两个垫板111、112从圆盘D的两侧分离，从而恢复原状态。

最终，随着发动机140的驱动力通过摆线减速机150在放大的状态下向主轴部件135、235传达的结构以串联方式结合，与以往相比，可以减小整体的电子盘式制动器的大小。由此，可以减轻重量，在保证安装的容易性的同时，提高设置空间的利用率，不受车辆大小的限制，而可以容易地安装。此外，根据串联方式的齿轮组装结构，在制动时，具有可以将制动噪音最小化的效果。

如上所述，本发明虽然只是通过限定的实施例和附图进行了说明，但本发明不限于此，对于本发明所属技术领域的技术人员，在本发明的技术思想和权利要求书的等同范围内，可以进行多种多样的修改及变形是显然的。

Claims (8)

1.一种电子盘式制动器，其包括：承载架，其固定在车体上；卡钳外壳，其可滑动地设置在所述承载架上；一对垫板，其可进退移动地设置在所述承载架内，且配置在与车辆的车轮一起旋转的圆盘两侧；及活塞，其可进退移动地设置在汽缸部内，汽缸部设置在所述卡钳外壳内，从而将所述一对垫板中任意一个向圆盘施压，其特征在于，所述电子盘式制动器还包括：

主轴部件，其贯通所述卡钳外壳的后壁，在汽缸部内旋转；

螺母部件，其与所述主轴部件螺纹结合，随着主轴部件的旋转进退移动，并对所述活塞施压及解除施压；

发动机，其设置在所述卡钳外壳外面，产生用于旋转所述主轴部件的驱动力；及

摆线减速机，其对在所述发动机中产生的驱动力进行放大，并传达至所述主轴部件；

所述发动机和摆线减速机及主轴部件在同轴上串联连接。

2.根据权利要求1所述的电子盘式制动器，其特征在于，所述发动机为薄型发动机。

3.根据权利要求1所述的电子盘式制动器，其特征在于，所述发动机和摆线减速机收纳在发动机盖子外壳内，从而设置在卡钳外壳的后壁上。

4.根据权利要求1所述的电子盘式制动器，其特征在于，所述摆线减速机包括：

偏心旋转部，其连接在所述发动机的旋转轴上，将旋转偏心地传达；

摆线齿轮，所述偏心旋转部设置在其中央，从其中央呈放射状地具备多个贯通孔，所述摆线齿轮通过偏心旋转部偏心旋转；

内齿轮，其与所述摆线齿轮的外面啮合形成，通过旋转轴的旋转使摆线齿轮公转及自传；及

销钉，其分别插入所述多个贯通孔中，补偿摆线齿轮的偏心中心。

5.根据权利要求4所述的电子盘式制动器，其特征在于，所述内齿轮防止旋转地固定在发动机上。

6.根据权利要求4所述的电子盘式制动器，其特征在于，在所述摆线齿轮和偏心旋转部之间设置有轴承。

7.根据权利要求4所述的电子盘式制动器，其特征在于，进一步包括与所述销钉结合，将旋转力向主轴部件传达的输出轴，所述输出轴包括：

轴部，其与贯通所述卡钳外壳的后壁的主轴部件螺纹结合；

凸缘部，其由所述轴部末端部沿半径方向突出延长，

在所述凸缘部上，与所述贯通孔对应的位置上形成有插入孔，从而与销钉结合。

8.根据权利要求4所述的电子盘式制动器，其特征在于，所述主轴部件包括：

主轴，其具有规定的长度，且在外周面上形成有与螺母部件螺纹结合的外螺纹；及

凸缘部，其从所述主轴的另一侧末端沿半径方向突出延长；

在所述凸缘部上在与所述贯通孔对应的位置上形成有插入孔，从而与销钉结合。

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