CN104553819A - 用于电驱动模块的制动装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于电驱动模块(ECM)的制动装置，该制动装置包括：壳体；轴，其两端收纳在所述壳体的收容部分中；行星齿轮，其连接至所述轴；以及驱动单元，所述驱动单元传递功率至所述轴，沿轴向移动所述行星齿轮而引起所述壳体和所述行星齿轮之间的摩擦。也即，在用于ECM的制动装置中，利用驱动单元使行星齿轮沿轴向移动以便引起壳体和行星齿轮之间的摩擦，因此生成行星齿轮的约束力，使得通过使用减速器阻止功率传递就能够实现制动功能，能够减小车轮的重量，能够减小功率传递系统的尺寸，以及能够实现优化封装。

Description

用于电驱动模块的制动装置
技术领域
本发明涉及一种用于电驱动模块(ECM)的制动装置，其中使用驱动单元使行星齿轮沿轴向移动以便引起壳体和行星齿轮之间的摩擦，因此生成行星齿轮的约束力，使得通过使用减速器阻止功率传递就能够实现制动功能。
背景技术
通常，不同于内燃机车辆，在电动车辆或者混合车辆中，马达安装在车轮中以用于功率传递，并且马达的驱动被用作功率源。
存在电驱动模块(ECM)或者轮内马达作为具有这种结构的功率传递系统。
而且，上述功率传递系统使用减速器以便获得大驱动力。
减速器构造为使得线性齿轮安装在车轮轴上，齿圈布置在壳体处，行星齿轮架安装在轮毂上，行星齿轮架包括与线性齿轮和齿圈接合的多个行星齿轮，如果齿圈固定且线性齿轮被驱动，那么行星齿轮架被减速。
也即，如果电功率源施加至马达的定子，转子被驱动并且功率传递至转子，线性齿轮旋转。在该情况下，行星齿轮沿着齿圈的内表面旋转，并且行星齿轮架驱动车轮使得车轮减速，并能够获得大驱动力。
但是，具有常规轮内马达以及上述常规ECM的结构之一的功率传递系统构造为使得制动器总成装置(诸如马达制动器、卡钳以及鼓式制动器)安装在车轮中。
因而，因为功率传递系统和制动器总成装置需要一起被布置在车轮中，所以功率传递系统的尺寸受到限制。
另外，当引入单独的卡钳或者鼓时，马达或者减速器的部分性能会降低，或者制动性能会变差。另外，车轮的尺寸增加，这导致功率传递系统的尺寸增加，使得难以实现封装优化。
此外，车轮和功率传递系统的尺寸增加会导致车辆的空间效率降低，并且对改善燃料效率产生不良影响。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)日本专利公报No.3515628(公开于2004年1月23日)
发明内容
本发明针对一种用于电驱动模块(ECM)的制动装置，其中，使用驱动单元使行星齿轮沿轴向移动以便引起壳体和行星齿轮之间的摩擦，因此生成行星齿轮的约束力，使得通过使用减速器阻止功率传递就能够实现制动功能，能够减小车轮和功率传递系统的重量，并且能够实现封装的优化。
本发明还针对一种用于ECM的制动装置，其中液压压力、气压压力或者致动器(诸如马达)能够构造为驱动单元以便供给功率源来使行星齿轮沿轴向移动，能够提供简单的结构，并且能够执行稳定的功率传递。
根据本发明的一个方案，提供了一种用于电驱动模块(ECM)的制动装置，所述制动装置包括：壳体，其具有收容部分；轴，所述轴的两端收纳在所述壳体的收容部分中；行星齿轮，所述行星齿轮连接至所述轴；以及驱动单元，所述驱动单元传递功率至所述轴，沿轴向移动所述行星齿轮而引起所述壳体和所述行星齿轮之间的摩擦。
所述制动装置可以进一步包括弹性构件，所述弹性构件嵌入所述壳体的收容部分中并且支撑所述轴的一端或者两端。
所述驱动单元可以包括：流动路径，其形成为与所述壳体的所述收容部分连通；以及驱动泵，其通过所述流动路径供应作业流体并且沿轴向加压于所述轴以便引起所述行星齿轮的轴向运动。
所述驱动单元可以包括驱动马达和运动转换部分，所述运动转换部分连接至所述轴的一端，并且将所述驱动马达的旋转运动转换成线性运动以便引起所述轴的轴向运动。
所述制动装置可以进一步包括密封构件，所述密封构件安装在所述轴上并且接触所述壳体的所述收容部分的壁表面。
所述制动装置可以进一步包括布置在所述壳体和所述行星齿轮的接触表面上的摩擦垫。
附图说明
对本领域的普通技术人员来说，通过参考附图详细描述其示例性实施方式，本发明的上述和其他目的、特征以及优势将变得更明显，其中：
图1是示出根据本发明的一个实施方式的具有用于电驱动模块(ECM)的制动装置的功率传递系统的概念图；
图2是示出根据本发明的第一实施方式的用于ECM的制动装置的概念图；以及
图3是示出根据本发明的第二实施方式的用于ECM的制动装置的概念图。
具体实施方式
下文将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。尽管结合其示例性实施方式示出并描述了本发明，但是，对本领域的技术人员来说很明显的是，能够进行各种修改，这并不超出本发明的精神和范围。
下文，将参考附图更详细地描述根据本发明的一个实施方式的用于ECM的制动装置。
如图1至图3所示，根据本发明的用于电驱动模块(ECM)的制动装置包括：具有收容部分110的壳体100；轴200，其两端收纳在壳体100的收容部分110中；行星齿轮300，其连接至轴200；以及驱动单元400，其传递功率至轴200以便沿轴向移动行星齿轮300而引起壳体100和行星齿轮300之间的摩擦。
首先，图1图示的根据本发明的用于ECM的功率传递系统包括：用于传递功率的马达10；以及减速器R，其用于传递由马达10生成的功率至车轮60。
减速器R包括：线性齿轮20，其连接至马达10的转子13；齿圈30，其安装在箱体上；多个行星齿轮300，这些行星齿轮布置成接合线性齿轮20和齿圈30；以及输出轴40，所述多个行星齿轮300连接至输出轴40。
输出轴40安装在轮毂50上。
在具有上述构造的用于ECM的功率传递系统中，电功率源被施加至马达10的定子11使得转子13被驱动，线性齿轮20借助转子13旋转，所述多个行星齿轮300借助线性齿轮20旋转。
而且，如果齿圈30被行星齿轮300转动，则输出轴40旋转。在该情况下，功率被传递至轮毂50以便驱动车轮60，使得功率能够传递至车辆。
在该情况下，减速器R的线性齿轮20旋转。在该情况下，行星齿轮300沿着齿圈30的内表面旋转，车轮60被驱动并且获得大驱动力。
尤其，如图2和图3中图示的，在根据本发明的用于ECM的制动装置中，壳体100连接至减速器R的输出轴40的内端，并且布置在齿圈30中。
壳体100包括前壳体100A和后壳体100B。多个收容部分110布置在前壳体100A和后壳体100B的内表面的对应位置。
此外，各个轴200的两端收纳在壳体100的各个收容部分110之中的布置在对应位置的收容部分110中。
轴承800安装在轴200上，所述多个行星齿轮300安装在轴承800的外侧。
支撑构件900(诸如C形圈)安装在轴200的前侧和后侧，以便通过支撑轴承800和行星齿轮300的外表面而防止轴承800和行星齿轮300从轴200脱离。
在具有上述构造的用于ECM的制动装置中，如果通过马达10的驱动而使线性齿轮20旋转，则行星齿轮300沿着齿圈30的内表面被驱动，输出轴40驱动轮毂50并且传递大功率至车轮60。
在该情况下，在常规电动车辆或者混合车辆的制动器中，需要制动器总成装置(诸如马达制动器、卡钳以及鼓式制动器)，如在背景技术的讨论中提到的。
但是，由于要努力优化封装，最近已经提出了要努力关于轮内马达以及ECM减小功率传递系统的尺寸。
当如现有技术一样引入制动器总成装置时，功率传递系统应该安装在车轮中。因而，在功率传递系统的尺寸上存在很多限制，难以配置制动装置。
因而，当使用制动器总成装置时，难以执行优化封装，车轮的重量和尺寸会增加，而且功率传递系统的重量和尺寸会增加。
这导致车辆的空间效率降低并且对燃料效率的改善具有不良影响。
而且，当如现有技术一样额外地安装制动器总成装置时，马达或者减速器的部分性能会降低，并且制动性能会变差。
因而，根据本发明，为了解决上述常规问题，制动性能被赋予减速器R，使得能够减小车轮60和功率传递系统的尺寸，并因此能够实现封装优化。
为此，在根据本发明的用于ECM的制动装置中，行星齿轮300沿轴向移动并且由于行星齿轮300和后壳体100B(或者前壳体100A)彼此接触时的摩擦阻力而被约束，使得能够实现制动性能。
首先，驱动单元400布置成沿轴向移动行星齿轮300。
通过使用液压压力、气压压力或者驱动马达430作为功率源，驱动单元400沿一个方向移动轴200。
如图2中图示的，当使用液压或者气压压力(下文称为‘作业流体’)作为功率源时，流动路径410形成为与布置在前壳体100A(或者后壳体100B)处的收容部分110连通，并且提供驱动泵420从而供应作业流体至流动路径410。
因而，如果驱动泵420因施加至其上的制动信号而操作，具有预定压力的作业流体通过流动路径410而被填充在收容部分110中。
在作业流体的压力下每个轴200的一端(前端)被加压，使得轴200从方向“b”移动至方向“ａ”。
在该情况下，行星齿轮300沿轴向移动，而行星齿轮300的另一端面(或后端面)接触到后壳体100B的内表面，行星齿轮300被由行星齿轮300与后壳体100B的接触表面导致的阻力所约束，使得阻止了功率传递而能够执行制动。
如图3所示的，当使用马达10的驱动力作为驱动单元400的另一个实施方式时，驱动马达430安装在布置于前壳体100A(或者后壳体100B)处的收容部分110侧。
引入运动转换部分440，其可以将驱动马达430的旋转运动转换成线性运动。运动转换部分440连接至驱动马达430以及轴200的一端(前端)。
因而，如果驱动马达430因施加在其上的制动信号而操作，运动转换部分440将驱动马达430的旋转运动转换成线性运动。
在该情况下，轴200从方向“b”移动至方向“a”。
因而，行星齿轮300沿轴向移动，而行星齿轮300的另一端面(或后端面)接触后壳体100B的内表面，并且行星齿轮300被由行星齿轮300与后壳体100B的接触表面导致的阻力所约束，使得阻止了功率传递而能够执行制动。
在该情况下，运动转换部分440可以具有用于将驱动马达430的旋转运动转化成线性运动的各种结构。
例如，设置在驱动马达430上的驱动轴被制造为呈丝杠形式，或者该丝杠连接至驱动轴，在轴200中形成凹槽或者孔，凹槽或者孔中在轴向上形成有螺线，通过将丝杠插入所述凹槽或者孔中，在使驱动马达430驱动时，丝杠旋转，同时轴200通过在丝杠上行进而沿直线移动。
在该情况下，还可以引入嵌入有滚珠的滚珠丝杠类型，以便降低丝杠和轴200的螺线之间的摩擦。
而且，除了上述实施方式，还可以引入能够将旋转运动转化成线性运动的设备或仪器作为运动转换部分440。
具有上述构造的根据本发明的用于ECM的制动装置给予了减速器R本身以制动功能，使得不需要像现有技术那样额外地安装制动器总成装置。
因而，能够减小车轮60或者功率传递系统的尺寸或者重量，因而能够实现封装优化。
此外，均具有O形圈形状的密封构件600安装在轴200的两端，使得通过与收容部分110的壁表面接触能够维持气密状态。
尤其，当作业流体被用作由驱动单元400引起的功率源时，有必要引入密封构件600，使得能够防止作业流体泄露，并且当执行制动时能够维持预定压力。
另外，摩擦垫700可以附接至行星齿轮300和后壳体100B之间的摩擦表面上，以便防止因行星齿轮300和后壳体100B之间的摩擦导致的材料磨耗，并且降低噪声。
此外，摩擦垫700可以由具有大摩擦系数的材料形成，使得当行星齿轮300和后壳体100B之间发生摩擦时，能够增加摩擦力。而且，摩擦垫700可以由能降低磨耗和其间的摩擦导致的噪声的材料制成。
而且，可以引入弹性构件500，使得在使用驱动单元400使轴200和行星齿轮300沿轴向移动并且执行制动功能之后，轴200和行星齿轮300能够平稳返回它们的原始状态。
为此，弹性构件500嵌入壳体100的收容部分110中，连接至轴200的两个端面，并且在制动功能执行之后轴200从方向‘a’移动至方向‘b’时显示弹性而使轴200返回其原始状态，使得轴200的返回操作能够平稳执行。
但是，如图3所示的，当引入驱动马达430作为驱动单元400时，取代弹性构件500，压力转换部可以布置在布置有运动转换部分440的前壳体100A的收容部分110处。
在该情况下，仅使用布置在后壳体100B处的一个弹性构件500就能够实现轴200的返回操作。
弹性构件500可以由显示弹性的各种材料之一来制造，诸如弹簧、橡胶或者弹性体。
如上描述的，在根据本发明的用于电驱动模块(ECM)的制动装置中，通过减速器本身就能够实现制动功能，而不需要额外地引入制动器总成装置，使得能够减小车轮和功率传递系统的重量并且能够实现封装优化。
另外，通过优化封装，能够改善车辆的空间效率，并且能够改善车辆的燃料效率。
对本领域的技术人员来说很明显的是，能够对本发明的上述示例性实施方式进行各种修改，这并不超出本发明的精神或范围。因而，本发明旨在覆盖附随权利要求及其等同物范围内的所有这种修改。

Claims (6)

1.一种用于电驱动模块的制动装置，所述用于电驱动模块的制动装置包括：
壳体(100)，该壳体具有收容部分(110)；
轴(200)，该轴的两端收纳在所述壳体(100)的所述收容部分(110)中；
行星齿轮(300)，该行星齿轮连接至所述轴(200)；以及
驱动单元(400)，该驱动单元传递功率至所述轴(200)，沿轴向移动所述行星齿轮(300)而引起所述壳体(100)和所述行星齿轮(300)之间的摩擦。
2.根据权利要求1所述的用于电驱动模块的制动装置，该用于电驱动模块的制动装置进一步包括弹性构件(500)，所述弹性构件(500)嵌入所述壳体(100)的所述收容部分(110)中并且支撑所述轴(200)的一端或者两端。
3.根据权利要求1所述的用于电驱动模块的制动装置，其中，所述驱动单元(400)包括：
流动路径(410)，该流动路径形成为与所述壳体(100)的所述收容部分(110)连通；以及
驱动泵(420)，该驱动泵通过所述流动路径(410)供应作业流体并且沿轴向加压所述轴(200)以便引起所述行星齿轮(300)的轴向运动。
4.根据权利要求1所述的用于电驱动模块的制动装置，其中，所述驱动单元(400)包括：
驱动马达(430)；以及
运动转换部分(440)，该运动转换部分连接至所述轴(200)的一端，并且将所述驱动马达(430)的旋转运动转换成线性运动以便引起所述轴(200)的轴向运动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电驱动模块的制动装置，该用于电驱动模块的制动装置进一步包括密封构件(600)，该密封构件安装在所述轴(200)上，并且接触所述壳体(100)的所述收容部分(110)的壁表面。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电驱动模块的制动装置，该用于电驱动模块的制动装置进一步包括摩擦垫(700)，该摩擦垫布置在所述壳体(100)和所述行星齿轮(300)的接触表面上。
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