CN106369124A - 带滚珠倒回装置的滚珠丝杠以及具有该滚珠丝杠的电动驻车制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，包括滚珠螺母和丝杠轴，其中滚珠螺母可旋转地布置在丝杠轴上并与丝杠轴共同构成螺旋状盘绕的滚珠通道用于滚珠滚动，所述的滚珠丝杠具有滚珠倒回装置，所述滚珠倒回装置包含至少一个位于滚珠通道的一组螺纹末端和螺纹起点之间、用于滚珠倒回的倒回通道，从而实现滚珠的无限次来回滚动。本发明还公开了具有滚珠丝杠的电动驻车制动器。

Description

带滚珠倒回装置的滚珠丝杠以及具有该滚珠丝杠的电动驻车 制动器

技术领域

本发明涉及驻车制动器领域，特别涉及一种带滚珠倒回装置的滚珠丝杠以及带有该滚珠丝杠的电动驻车制动器。

背景技术

对于在机动车辆中使用电动驻车制动系统，其中在机动车辆中机械式驻车制动器被带电动驱动器的电动机构所替代，这一点已为现有技术所熟知。为了执行制动进程，电机的旋转运动通过滚珠丝杠转转换为平移运动，其中制动衬片与制动表面接触。此类电动驻车制动系统通常集成在液压行车制动器的制动钳内，以使制动钳作为联合钳实现行车制动和驻车制动功能。在这种组合执行过程中，电机的旋转运动通过滚珠丝杠转换为平移运动，并应用于液压行车制动器制动活塞的轴向位移。

例如，德国专利DE102013216327公布了一种组合式的车辆制动系统，其中所述制动系统包括一个液压式行车制动器和一个电动式驻车制动器。所述驻车制动器借助电动执行器驱动，所述执行器的旋转运动传动至滚珠丝杠的丝杠轴。通过布置在滚珠丝杠丝杠轴和螺纹螺母之间螺纹状螺纹通道内的滚动体，所述旋转运动转换为螺纹螺母的平移运动。所述螺纹螺母支撑制动活塞用于促动制动活塞。在螺纹通道内，额外的螺旋弹簧元件与滚动体共同形成不间断的弹簧-滚珠链。所述螺旋弹簧元件在所述弹簧-滚珠链内生成预紧力使所述螺纹通道无间隙填充。

基于德国专利DE102009051123A1已知带滚珠丝杠的电动驻车制动器和液压行车制动器组合。其中，通过两个蜗杆弹簧、一个预压力弹簧和一个调节弹簧形成螺纹状滚珠通道内的滚珠预紧力。根据丝杠的旋转方向，滚珠沿滚珠通道从螺纹杆的轴向末端向第二个轴向末端滑动，其中一个蜗杆弹簧释放，同时另一个蜗杆弹簧压缩。

在车辆结构中，滚珠丝杠用于电动助力转向中的旋转-平移转换。特别是基于德国专利DE102008059745A1已知一款带滚珠丝杠的电动助力转向系统。不同的是所述丝杠轴抗扭且可轴向移动地布置在电动驻车制动系统内，与此相反，滚珠丝杠螺母在电机作用下在运行期间转动。因此，结果是根据所述滚珠丝杠螺母的旋转方向，所述滚珠丝杠轴形成向左或向右的平移运动。

例如，用于电动转向助力的滚珠丝杠基于德国专利DE102010054134B3已知。所述滚珠丝杠具有偏转体、所述偏转体连接螺纹通道内螺纹的起点与末端并由此构成滚珠无限次来回滚动的滚珠倒回装置。

滚珠丝杠的滚珠链例如已基于欧洲专利EP1573231B1已知，其中滚珠丝杠具有机动车辆助力转向变速器的转向和滚珠倒回功能。此类滚珠链的设计采用弹簧元件和/或中间件以尽可能保证滚珠在滚珠链轴内的无间隙布置。因此，应避免滚珠在圆周方向上的磕碰以避免出现意外的噪声。

这种最初描述的滚珠丝杠设计的缺点是所述弹簧和/或弹簧元件和中间件会在滚珠链内产生预紧力，并在滚珠通道内相对滑动部分明显提升滑动部分。由于滑动摩擦的摩擦系数高于滚动摩擦，因此将导致增加滚珠和螺纹通道的磨损和降低效率。

发明内容

本发明的任务是改善电动驻车制动器的效率和使用寿命，特别是在与液压行车制动器的配合中，从而降低成本。此外，本发明的另一个目的是为带滚珠倒回装置的滚珠丝杠开拓新的应用领域。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，包括滚珠螺母和丝杠轴，其中滚珠螺母可旋转地布置在丝杠轴上并与丝杠轴共同构成螺旋状盘绕的滚珠通道用于滚珠滚动，其特征在于，所述的滚珠丝杠具有滚珠倒回装置，所述滚珠倒回装置包含至少一个位于滚珠通道的一组螺纹末端和螺纹起点之间、用于滚珠倒回的倒回通道，从而实现滚珠的无限次来回滚动。

在本发明的一个优选实施例中，所述至少一个倒回通道径向布置在滚珠倒回装置和丝杠轴之间，使得所述滚珠倒回装置与所述丝杠轴共同限制所述至少一个倒回通道。

在本发明的一个优选实施例中，所述滚珠螺母外柱面上开设有一凹槽，所述滚珠倒回装置可插入所述滚珠螺母的凹槽内以替换滚珠螺母该凹槽所留下的区段，所述滚珠倒回装置的内表面设置有与滚珠螺母内表面的螺旋滚珠槽相对应的螺纹面，所述滚珠通道布置在所述滚珠倒回装置的内表面上。

在本发明的一个优选实施例中，所述倒回通道为设置在所述滚珠倒回装置的内表面的螺旋槽面，所述螺旋槽面的螺旋角与滚珠螺母内表面的螺旋滚珠槽的螺旋角相反，所述螺旋槽面的两端分别与滚珠通道两个相邻螺纹的起点和末端齐平连接，并桥接其间的丝杠轴的螺纹隔片，以使滚珠经滚珠通道与螺旋槽面之间的螺纹隔片被抬起，实现滚珠在滚珠通道内和倒回通道内的无限次来回滚动。

在本发明的一个优选实施例中，所述滚珠倒回装置通过与所述滚珠螺母外表面配合的弹性件固定在所述滚珠螺母上。

在本发明的一个优选实施例中，所述滚珠螺母的外周面同轴设置有圆周槽，所述弹性件为一端与滚珠倒回装置连接，另一端与所述圆周槽抱紧的弹性抱箍。

在本发明的一个优选实施例中，所述滚珠通道和/或倒回通道内的滚珠分组划分给一个或多个滚珠链，其中一个滚珠链包含多个滚珠，同一个滚珠链的滚珠互相接触，同时与相邻滚珠链的滚珠间隔。

在本发明的一个优选实施例中，一个滚珠链的长度对应滚珠通道一个螺纹圈的长度。

在本发明的一个优选实施例中，所述滚珠由陶瓷材料或氮化硅制成。

具有滚珠丝杠的电动驻车制动器，其特征在于，所述的电动驻车制动器的电机输出端通过减速器与如上述任一技术方案所述的滚珠丝杠的丝杠轴连接，如上述任一技术方案所述的滚珠丝杠的滚珠螺母与制动活塞连接。

由于采用了如上的技术方案，本发明通过滚珠倒回装置的倒回通道即可实现滚珠的无限次来回滚动，比起传统的结构，本发明具有结构简单新颖的优点，而且滚珠在倒回通道内滚动摩擦系数小于滑动摩擦系数，减少了滚珠的磨损以及达到降噪效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠的结构示意图。

图2是图1中B-B向剖视图。

图3是图1将滚珠倒回装置取出的结构示意图

图4是本发明的滚珠倒回装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

参见图1至图4所示的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠1，可用于电动驻车制动器。滚珠丝杠1包括丝杠轴3和滚珠螺母5，其中滚珠螺母5可旋转地布置在丝杠轴3的螺纹截面301上。丝杠轴3和滚珠螺母5采用同轴布置。本实施例利用本领域公知常识将滚珠丝杠1集成在液压行车制动器的制动气缸内，其中电动驻车制动器的其他组成部分未在此图中显示，且电动驻车制动器与机动车辆的液压行车制动器组合。其中直流电机通过自锁减速变速器经力配合与丝杠轴3相连。滚珠螺母5通过力配合与制动活塞相连，并支撑制动活塞。为执行驻车制动进程，电机驱动丝杠轴3旋转。旋转运动通过滚珠丝杠1转换为滚珠螺母5的平移(向前)运动，由此制动活塞被促动。电机驱动丝杠轴3反向旋转，使得电动驻车制动器释放。丝杠轴3的旋转运动被转换为滚珠螺母5的反向旋转运动，其中制动活塞返回其初始位置。

此外，滚珠丝杠1具有滚珠倒回装置7，形状恰好合适地伸入滚珠螺母5外柱面的凹槽501。在滚珠螺母5的外径轴向中心处布置了一个圆周槽502。在圆周槽502内有一个带状环形弹簧支架9被夹紧，支架将滚珠倒回装置7固定在凹槽501内。

滚珠螺母5的内圆周面具有螺纹状判断的滚珠槽503。丝杠轴3的螺纹截面301具有螺纹状、围绕轴盘绕的螺纹槽302，螺纹槽302互补地向滚珠槽503延伸，从而共同构成一个螺纹状盘绕的滚珠通道11。当丝杠轴3旋转运动时，滚珠13沿螺纹槽302和滚珠槽503滚动，其中滚珠螺母5轴向相对丝杠轴3布置。螺纹槽302和滚珠槽503形成一种几何形状，使得滚珠13和滚珠通道11之间的接触点更少，通过这种方式减少了滚珠13和滚珠通道11之间的摩擦。本实施例中的螺纹槽302和滚珠槽503形成一种几何形状使得滚珠13的三个接触点与滚珠通道11接触，可实现滚珠13在滚珠通道11内沿径向方向的无间隙布置。

滚珠倒回装置7形状恰好合适地伸入滚珠螺母5的凹槽501内。滚珠倒回装置7在其内圆周面具有3个螺纹状盘绕的螺旋槽面701，即倒回通道，螺旋槽面701的螺旋角与滚珠螺母5内表面的螺旋滚珠槽503的螺旋角相反。螺旋槽面701与滚珠通道11两个相邻螺纹的起点111和末端112齐平连接，并桥接其间的丝杠轴3的螺纹隔片303。滚珠13借助这样设计，以使滚珠13经滚珠通道11与螺旋槽面701之间的螺纹隔片303被抬起，实现滚珠13在滚珠通道11内和倒回通道内的无限次来回滚动。

借助弹性抱箍9可相互夹紧滚珠倒回装置7和滚珠螺母5。弹性抱箍9锁定在圆周槽502内，将滚珠倒回装置7可释放地与滚珠螺母5固定在一起。为了方便弹性抱箍9的安装，可将弹性抱箍9设计为开环，并沿滚珠螺母5的2/3至3/4周长延伸。将弹性抱箍9的凹形截面901分配给滚珠倒回装置7平面走向的外表面704。平面走向的外表面704与两个平面设计的外圆周区域505共同形成滚珠螺母5的扭转止动器。

凹槽501内的滚珠13分配给3个滚珠链131。各个滚珠链131的滚珠13相邻排布且相互接触。各个滚珠链131之间设计有间隔，间隔的长度对应滚珠通道11的一个螺纹的长度，使得滚珠通道11每两个螺纹能够填充一个滚珠链131。由于在滚珠通道内未布置其他元件，因此滚珠13在圆周方向上有间隙。

滚珠倒回装置7适合依照图1至图3伸入滚珠螺母5。滚珠倒回装置7的内表面内半径设计以匹配滚准螺母5的内半径。内槽705沿滚珠倒回装置的内表面分布，该内槽与滚珠螺母5的滚珠槽互补。三个螺旋槽面701以相反倾角越过内槽705，混入其螺纹隔片。通过安装带丝杠轴3的滚珠倒回装置7形成3个倒回通道702，倒回通道可将滚珠通道11的两个相邻螺纹连接在一起。倒回通道702的倾角取决于其长度。倒回通道702及螺旋槽面701优选具有比滚珠通道11及槽705更大的倾角，这样可实现滚珠13在倒回通道702内更短的停留时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，包括滚珠螺母和丝杠轴，其中滚珠螺母可旋转地布置在丝杠轴上并与丝杠轴共同构成螺旋状盘绕的滚珠通道用于滚珠滚动，其特征在于，所述的滚珠丝杠具有滚珠倒回装置，所述滚珠倒回装置包含至少一个位于滚珠通道的一组螺纹末端和螺纹起点之间、用于滚珠倒回的倒回通道，从而实现滚珠的无限次来回滚动。

2.如权利要求1所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述至少一个倒回通道径向布置在滚珠倒回装置和丝杠轴之间，使得所述滚珠倒回装置与所述丝杠轴共同限制所述至少一个倒回通道。

3.如权利要求2所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述滚珠螺母外柱面上开设有一凹槽，所述滚珠倒回装置可插入所述滚珠螺母的凹槽内以替换滚珠螺母该凹槽所留下的区段，所述滚珠倒回装置的内表面设置有与滚珠螺母内表面的螺旋滚珠槽相对应的螺纹面，所述滚珠通道布置在所述滚珠倒回装置的内表面上。

4.如权利要求3所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述倒回通道为设置在所述滚珠倒回装置的内表面的螺旋槽面，所述螺旋槽面的螺旋角与滚珠螺母内表面的螺旋滚珠槽的螺旋角相反，所述螺旋槽面的两端分别与滚珠通道两个相邻螺纹的起点和末端齐平连接，并桥接其间的丝杠轴的螺纹隔片，以使滚珠经滚珠通道与螺旋槽面之间的螺纹隔片被抬起，实现滚珠在滚珠通道内和倒回通道内的无限次来回滚动。

5.如权利要求1至4任一权利要求所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述滚珠倒回装置通过与所述滚珠螺母外表面配合的弹性件固定在所述滚珠螺母上。

6.如权利要求5所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述滚珠螺母的外周面同轴设置有圆周槽，所述弹性件为一端与滚珠倒回装置连接，另一端与所述圆周槽抱紧的弹性抱箍。

7.如权利要求4所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述滚珠通道和/或倒回通道内的滚珠分组划分给一个或多个滚珠链，其中一个滚珠链包含多个滚珠，同一个滚珠链的滚珠互相接触，同时与相邻滚珠链的滚珠间隔。

8.如权利要求7所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，一个滚珠链的长度对应滚珠通道一个螺纹圈的长度。

9.如权利要求1所述的带滚珠倒回装置的滚珠丝杠，其特征在于，所述滚珠由陶瓷材料或氮化硅制成。

10.具有滚珠丝杠的电动驻车制动器，其特征在于，所述的电动驻车制动器的电机输出端通过减速器与如权利要求1至9任一权利要求所述的滚珠丝杠的丝杠轴连接，如权利要求1至9任一权利要求所述的滚珠丝杠的滚珠螺母与制动活塞连接。