CN103038111A - 用于液压制动系统的踏板杆保持组件 - Google Patents

Abstract

一种制动系统，包括制动助力器，所述制动助力器具有动力活塞组件结构，所述动力活塞组件结构限定出具有开口端的引导孔，所述引导孔限定出孔轴线。枢转结构被定位在引导孔中，且包括：（i）主体，其具有内表面，所述内表面限定出空腔，和（ii）从所述内表面向内凸出的多个延伸部。踏板杆包括：（i）球形远端部分，其由所述多个延伸部保持在所述空腔中，和（ii）从所述球形远端部分延伸的轴。保持器固定到动力活塞组件结构，以防止所述枢转结构移动通过所述动力活塞组件结构的开口端。所述保持器限定出供所述轴延伸通过的截头锥形的通道，并使所述轴能够枢转。

Description

用于液压制动系统的踏板杆保持组件

技术领域

本公开总体上涉及液压制动系统，尤其是涉及与这种液压制动系统一起使用的踏板杆。

背景技术

参考图1，在机动车辆中使用的液压制动致动系统10典型地包括主缸14，所述主缸14限定了缸孔15，第一活塞16可平移地定位在所述缸孔15中。缸孔中的端口将主缸14流体连接到车辆的制动基础系统的液压管路（未示出）。缸孔和液压管路被从流体联接到主缸14的一个或多个制动液储存箱（未示出）送给液压制动流体。在本领域中已知的是，缸孔中的第一活塞推压主缸中的制动流体的轴向移动引起压力增加，所述压力增加从主缸通过制动管路被传到车辆的车轮处的制动钳或车轮制动分泵缸。制动钳或车轮制动分泵缸被构造为：以与主缸14的缸孔中的活塞位置对应的大小的力，推压制动块抵靠车轮组件的制动面，即，制动鼓、制动转子。

制动踏板22被用来控制缸孔中的活塞组件的移动。在多数液压制动系统中，制动助力器、例如制动助力器18联接在制动踏板和主缸之间，以将由驾驶员施加到制动踏板上的力转化为放大的力，所述放大的力进而被施加到主缸的第一活塞。如图1所示，制动助力器18典型地包括助力器壳体20，所述助力器壳体20限定了孔24，动力活塞组件28可平移地布置在所述孔24中。动力活塞组件28包括输入轴30和致动销23，所述输入轴30布置在动力活塞组件28的输入孔部分25中，所述致动销23从输入轴30轴向地延伸到动力活塞组件28的引导孔部分32中。制动助力器18还包括踏板杆34，所述踏板杆34具有远端40和近端31，所述远端40邻近于致动销23定位在引导孔部分32中，所述近端31联接到制动踏板22。踏板杆34的远端与引导孔32大致轴向地对齐。当制动踏板22受压时，踏板杆34的远端轴向地向引导孔32的端部处的球座36移动并接触球座36，所述球座便于踏板杆34的远端和致动销23之间的轴向对齐。

助力器壳体20包括进口35和出口37，流体（不是制动流体）通过所述进口35被导入壳体20，流体通过所述出口37能够流出壳体20。常开阀38、也称为节流阀在动力活塞组件28内、且在助力器壳体20的进口35和出口37之间定位。在操作时，流体通过进口35进入助力器壳体20，流动通过动力活塞组件28的节流阀38，然后通过出口37离开壳体20。为致动制动器，由驾驶员将力施加到制动踏板22，从而使踏板杆34的远端在孔32中轴向地移动，进而使致动销23带动输入轴30在输入孔25中轴向地移动。所述移动关闭了节流阀38，改变了流体通过壳体20的流动限制程度。流动限制的增加使得在动力活塞28的输入侧的压力增加，从而将动力活塞28推向主缸第一活塞，这使得放大的力被施加到主缸第一活塞，以致动制动器。

在操作如上所述的液压制动系统中面临的问题是，将踏板杆的远端保持在引导孔32的内壁内。在已知的液压制动系统中，踏板杆34的远端部分40是半球形状的。橡胶垫圈44环绕着踏板杆34的轴29邻近远端部分40定位，以作为保持凸缘，所述保持凸缘被构造为：将踏板杆34的半球形的远端保持在引导孔32中。橡胶垫圈44的外直径部位于圆柱形凹槽中，以便使垫圈能够轴向地移动，并且还防止垫圈44和踏板杆34被拉出动力活塞组件28。虽然有效，但是久而久之，垫圈的橡胶材料的特性、例如硬度和/或弹性可能改变而不利地影响垫圈将踏板杆保持在引导孔32中的能力。

另外，在使用时，踏板杆34能够相对于引导孔32的轴线产生一些有限的枢转运动。使用如上所述的橡胶垫圈将踏板杆的远端部分40保持在引导孔32中，会在杆从制动释放位置向制动完全施加位置轴向移动时引起杆的枢转轴线的改变。在释放位置，橡胶垫圈大致将踏板杆定中在引导孔的轴线上，且枢转大致发生在垫圈的中心附近。当踏板杆移向完全施加位置时，踏板杆的半球形端部被推入适配的半球形球座，使半球形端部更靠近致动销23的中心线。于是在非常接近半球的中心处发生枢转。这种枢转位置的变化，及将半球形端部推入适配的球座所引起的摩擦，会在制动助力器的性能中产生不一致的情况。

发明内容

根据本公开的一个实施例，一种制动系统包括：制动助力器，其包括动力活塞组件结构，所述动力活塞组件结构限定出具有开口端的引导孔，所述引导孔限定出孔轴线。枢转结构定位在引导孔中，且包括：（i）主体，所述主体具有内表面，所述内表面限定出空腔，和（ii）从所述内表面向内凸出的多个延伸部。踏板杆包括：（i）球形远端部分，所述球形远端部分由所述多个延伸部保持在所述空腔中，和（ii）从所述球形远端部分延伸的轴。外保持器固定到所述动力活塞组件结构，以防止所述枢转结构移动通过所述动力活塞组件结构的所述开口端。所述保持器限定出供所述轴延伸穿过的通道。

根据本公开的另一实施例，提供了一种组装踏板杆保持组件的方法。该方法包括：以卡扣配合的方式将枢转结构加装到踏板杆的球形端，从而使球形端被保持在由枢转结构的内表面限定的空腔中，同时使球形端能够相对于枢转结构枢转运动。在将枢转结构加装到踏板杆的球形端之后，将枢转结构及其保持的球形端嵌入到由动力活塞组件的一部分的内表面限定的引导孔中。所述引导孔限定出孔轴线，所述孔轴线的轴向长度大于枢转结构的轴向长度，以使枢转结构能够在引导孔中沿孔轴线平移地移动。

附图说明

对于该装置所属的领域的技术人员，本发明的特征将通过以下描述并参考附图而变得明显，在附图中：

图1是现有技术的液压制动系统的侧视图，所述液压制动系统包括主缸和液压制动助力器，其中，液压制动助力器以剖视图示出。

图2是根据本公开的一个实施例的制动助力器踏板杆保持组件的剖视图。

图3是图2的制动助力器踏板杆保持组件的放大视图。

图4是制动助力器踏板杆保持器的滑动球座的端视图。

图5是沿图4的线5-5所作的滑动球座的剖视图。

图6是图3的踏板杆和制动助力器踏板杆保持组件的外保持器的剖视图，其中，踏板杆的球形端穿过外保持器被嵌入。

图7是图6的滑动球座和踏板杆的侧剖视图，其中，踏板杆的球形端被接收到图3的制动助力器踏板杆保持组件的滑动球座中。

图8是图7的滑动球座、踏板杆和外保持器的剖视图，其中，所示出的踏板杆的球形端和滑动球座嵌入动力活塞组件的引导孔中。

具体实施方式

为了促进理解这里描述的装置的原理，现在将参考在附图中示出的和在以下说明书中描述的实施例。应当理解的是，并不意图由此限制该装置的范围。还应当理解的是，所述装置包括对所描述的实施例的任何修改和改进，且包括本装置所属领域的技术人员通常会想到的所述装置的原理的进一步应用。

现在参考图2和图3，示出了用于相对于液压制动系统的制动助力器的引导孔32、尤其是相对于致动件或销23固定踏板杆34的远端部分40的制动助力器踏板杆保持组件50的一个实施例。如上所述，保持组件50包括踏板杆34、枢转结构54和外保持器58。踏板杆34包括轴29，所述轴29具有以合适的方式联接于制动踏板22的近端部分31。踏板杆34的远端部分40是球形的或球面形状的。这里使用的有关踏板杆的术语“远”和“近”指的是相对于车辆的操作员的位置。踏板杆34的球形端部分40可旋转地且可枢转地被接收在由枢转结构54限定的球座73中。如下面所解释的，当由枢转结构54限定的球座73被接收到引导孔中时，能够使球形端部分40在引导孔32中平移地移动，同时保持踏板杆34的球形端部分40定中在由引导孔32和致动销23限定的轴线A上。

如图4和图5所示，枢转结构54包括中空的、圆柱形的主体55，所述主体55在每个端部处分别具有由空腔60连通的开口68、70，所述空腔60至少部分地由内表面63限定。在图2-8的实施例中，开口68被构造作为嵌入开口，踏板杆34的球形端部分40通过所述嵌入开口嵌入空腔60中。在替代性的实施例中，枢转结构54的端部68、70中的任何一个或两个都可用于嵌入开口，且在某些情况下，所述端部68、70可互换地用作枢转结构54的嵌入开口。如图5中最佳地示出，枢转结构54包括与枢转结构整体形成且靠近开口68、70布置的多个延伸部、支座、凸台或类似物72（以下称为延伸部）。延伸部72向空腔60中突出，且包括用于接触踏板杆34的球形端部分40的接触部分或节段75。接触节段75协助限定了空腔60内的球座，所述球座将球形端部分40保持在枢转结构54的空腔60内，同时使球形端部分40能够相对于枢转结构54枢转。

如图4所示，枢转结构的内表面63限定了直径D2，所述直径D2垂直于枢转结构的轴线G，且大于球形端部分40的直径B（图3）。延伸部72使开口68、70（开口70在图4中不可见）具有有效直径D1，所述有效直径D1小于直径D2，且小于球形端部分40的直径B。为使球形端部分40能够通过开口68而嵌入由接触节段75限定的球座中，枢转结构54由有弹性的、挠性的材料形成，例如由模制塑料形成。当枢转结构54和踏板杆34从引导孔32移除时，枢转结构的有弹性的、挠性的材料可变形，以使球形端部分的直径B能够穿过由延伸部72部分地限定的开口68而进入到具有直径D2的空腔60的区域中。一旦球形端部分40已经穿过开口68，枢转结构54、尤其是开口68回到其初始形状。在一个特别的实施例中，枢转结构54由模制塑料形成，该模制塑料的挠性足以使枢转结构54能够与球形端部分40卡扣配合，且当踏板杆受到大约例如1000磅的张力时，该模制塑料的强度又足以不发生剪切或断裂。

当枢转结构回到其初始形状时，接触节段75回到它们的初始位置而形成用于球形端部分40的球座。当枢转结构被定位于引导孔32内时，由接触节段75限定的球座稍大于球形端部分40，以使踏板杆能够可旋转地和可枢转地相对于枢转结构54移动。再次参考图4，枢转结构54具有均匀成型的外表面62，所述外表面62限定了外直径D3。引导孔32与外表面62相配地成型，且引导孔32的直径稍大于外直径D3，以使枢转结构54能够可滑动地嵌入到制动助力器的引导孔32中。当枢转结构54被嵌入到引导孔32中、且球形端部分40被定位在由接触节段75限定的球座中时，引导孔32防止枢转结构54变形，从而保持延伸部72和相应的接触节段75的位置，使得在嵌入引导孔32中时，踏板杆的球形端部分被保持在球座73内。

当枢转结构54被嵌入到引导孔中时，枢转结构54的轴线G与由致动销23和引导孔32限定的轴线A对齐。参考图3，引导孔32的轴向长度X对应于从进入引导孔32的开口到该孔的底部表面79的距离。致动销23从输入轴30穿过底部表面79中限定的通道延伸到引导孔32中。引导孔32的轴向长度X大于枢转结构54对应的轴向长度L，使得枢转结构54能够连同踏板杆34的球形端部分40一起在孔32中平移，以使致动销23轴向地向着输入轴30移动。枢转结构54被构造为：当踏板杆的球形端部分40通过制动踏板在引导孔中平移时，保持踏板杆34的球形端部分40定中在致动销23和引导孔32的轴线A上。另外，枢转结构54没有固定到引导孔32的内表面，因而能够独立于孔32和踏板杆的球形端部分40转动。

一旦枢转结构54和球形端部分40被适当地接收在制动助力器的引导孔32中，外保持器58被放置在引导孔32的端部上，且在引导孔上方固定在壳体上，以防止枢转结构54和踏板杆的球形端部分40脱离引导孔。在图3-8的实施例中，外保持器58包括开口或通道90，踏板杆34的轴29从引导孔32通过所述通道90向着制动踏板22延伸。通道90是大致截头锥形状的，其中，通道的面向制动壳体20的部分具有宽度或直径C，所述宽度或直径C大于球形端部分40的直径B，以使球形端部分40能够进到孔32中。直径C小于定位在引导孔32中的枢转结构54的外直径D3（图4），以便在外保持器58被固定到壳体时将枢转结构54保持在引导孔32内。通道在朝向制动踏板22的方向上加宽，且限定了倾斜的内壁94，所述内壁94使踏板杆34能够相对于引导孔32作枢转运动。除了在踏板杆的平移移动期间保持球形端部分40定中在致动销23和引导孔32的轴线A上之外，在踏板杆34相对于轴线A枢转时，枢转结构54也保持球形端部分40定中在传致动销23和引导孔32的轴线A上。

在图2-8的实施例中，动力活塞组件28的限定了引导孔32的部分具有联接构件或结构92（图8），且外保持器58具有与联接构件92相配地构造的联接构件或结构96（图6-8）。联接构件92、96被构造为：协助将外保持器固定到动力活塞组件28的限定了引导孔32的部分。在一个实施例中，联接构件92包括外螺纹表面92，且联接构件96包括被构造为与外螺纹表面92适配或啮合的内螺纹表面96。

一种组装踏板杆保持组件的方法在图6-8（和3）中示意性地示出。见图6和7，踏板杆34的远端40通过外保持器58的开口90嵌入，且球形端部分40向引导孔伸入，如图6所示。然后，枢转结构54被卡扣到踏板杆34的球形端部分40上，如图7所示。更具体地讲，球形端部分40被以足够的力推动通过枢转结构的嵌入开口，使枢转结构54在嵌入开口处变形到以下程度：使球形端部分40能够进入到限定在枢转结构54的内部中的空腔中。一旦球形端部分40被接收到枢转结构的空腔中，枢转结构54回到其初始形状，以将球形端部分40保持在由枢转结构54限定的空腔中，如图7所示。然后，踏板杆34和枢转结构54嵌入到制动助力器的引导孔32中，且球形端部分40邻近致动销23定位，如图8所示。然后，通过将外螺纹表面92与外保持器58的内螺纹表面96啮合地接合，外保持器58被固定到限定了引导孔32的结构上，从而将踏板杆的球形端部分40固定到限定在枢转结构54中的球座中，且将枢转结构54保持在引导孔32中。

应当理解，上述特征和功能的变型、以及其它特征和功能、或者它们的替代性方案，可期望地被组合到许多其它不同的系统或应用中。其中，随后可由本领域的技术人员作出的各种目前未预见或未料想的替代性方案、修改、改变或改进也意图由权利要求所包含。

Claims (20)

1.一种制动系统，包括：

制动助力器，其包括动力活塞组件结构，所述动力活塞组件结构限定出具有开口端的引导孔，所述引导孔限定出孔轴线；

枢转结构，其定位在引导孔中，且包括：（i）主体，所述主体具有内表面，所述内表面限定出空腔，和（ii）从所述内表面向内凸出的多个延伸部；

踏板杆，其包括：（i）球形远端部分，所述球形远端部分由所述多个延伸部保持在所述空腔中，和（ii）从所述球形远端部分延伸的轴；以及

保持器，其被固定到所述制动助力器，以防止所述枢转结构移动通过所述动力活塞组件结构的所述开口端，所述保持器限定出供所述轴延伸穿过的通道。

2.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述多个延伸部接触所述球形远端部分，以将所述球形远端部分从所述空腔的所述内表面间隔开。

3.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述引导孔延伸第一轴向距离，且

所述枢转结构延伸第二轴向距离，所述第二轴向距离小于所述第一轴向距离。

4.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述球形远端部分被构造为能沿所述孔轴线相对于所述动力活塞组件结构移动，且

所述球形远端部分被构造为能相对于所述枢转结构枢转。

5.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述动力活塞组件结构包括第一联接构件，

所述保持器包括第二联接构件，且

所述第一联接构件被构造为与所述第二联接构件适配，以便将所述保持器固定于所述动力活塞组件结构。

6.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于：

所述多个延伸部包括多个接触节段，且

所述球形远端部分被定位成与所述多个球座节段接触。

7.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括制动踏板，所述制动踏板机械地联接到所述踏板杆的所述轴。

8.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述保持器的所述通道具有截头锥形状。

9.如权利要求8所述的制动系统，其特征在于，所述通道限定出面向所述动力活塞组件结构的第一开口端和与所述第一开口端相反的第二开口端，所述第一开口端的宽度小于所述枢转结构的宽度。

10.如权利要求9所述的制动系统，其特征在于，所述第二开口端的宽度大于所述第一开口端的所述宽度，以使所述踏板杆能够相对于所述引导孔枢转运动。

11.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述踏板杆的所述球形远端部分以卡扣配合的方式被保持在所述枢转结构中。

12.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述制动系统还包括致动件，所述致动件延伸到所述引导孔中，且被定位成与所述踏板杆的所述球形远端部分接触。

13.如权利要求12所述的制动系统，其特征在于，所述踏板杆的所述球形远端部分沿所述孔轴线的移动引起所述致动件沿所述孔轴线的移动。

14.如权利要求13所述的制动系统，其特征在于，当所述球形远端部分被定位成与所述致动件接触时，所述球形远端部分能相对于所述致动件枢转。

15.如权利要求14所述的制动系统，其特征在于：

所述致动件限定出与所述孔轴线对齐的轴线；且

在所述球形端部分的轴向和枢转运动期间，所述枢转结构的所述空腔保持所述球形端部分定中在所述致动件的所述轴线上。

16.如权利要求1所述的制动系统，其特征在于，所述枢转结构由塑料形成。

17.如权利要求14所述的制动系统，其特征在于，当所述踏板杆受到大约1000磅的张力时，所述塑料具有足够的强度来防止剪切。

18.一种组装踏板杆保持组件的方法，所述方法包括：

以卡扣配合的方式将枢转结构加装到踏板杆的球形端，从而使球形端被保持在由枢转结构的内表面限定的空腔中，同时使球形端能够相对于枢转结构枢转运动；且

在将枢转结构加装到踏板杆的球形端之后，将枢转结构及其保持的球形端嵌入到由动力活塞组件壳体的一部分的内表面限定的引导孔中，所述引导孔限定出孔轴线，所述孔轴线的轴向长度大于枢转结构的轴向长度，以使枢转结构能够在引导孔中沿孔轴线平移地移动。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将踏板杆的远端部分伸过限定在外保持器中的通道；且

将外保持器在引导孔上方固定到动力活塞组件的所述部分上，以防止枢转结构脱离引导孔。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，将外保持器固定到动力活塞组件的所述部分上的操作还包括：

将外保持器旋钮到动力活塞组件的所述部分上。

Images