CN107035792B - 电子盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电子盘式制动器。电子盘式制动器包括：盘，其被配置为与车轮一起旋转；卡钳壳体，其被配置为操作安装在盘两侧的垫板；以及致动器，其具有：活塞，其设置在卡钳壳体内以与盘紧密接触；主轴，其可旋转地安装在卡钳壳体上以使活塞往复运动；电动马达，其被配置为使主轴旋转；以及减速器，其被配置为将电动马达的旋转力传递到主轴，其中减速器包括直接连接到电动马达的动力连接单元，以及顺序连接到主轴的第一和第二减速齿轮单元，并且第一减速齿轮单元包括蜗杆齿轮。

Description

电子盘式制动器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月3日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0013220的韩国专利申请的权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种电子盘式制动器，更具体地，涉及一种能够通过电动马达的操作实现驻车功能的电子制动系统。

背景技术

通常，制动装置是用于停止车辆以防止车辆在制动或驻车中移动并且用于保持车辆的车轮以防止车轮旋转的装置。

电子控制驻车制动器的操作的电子驻车制动(EPB)系统现在被广泛使用并且安装在典型的盘式制动器上，以执行驻车制动器的功能。电子盘式制动器的类型包括拉线器类型、卡钳式马达(motor-on-caliper)(MOC)类型以及液压驻车制动器类型。

【现有技术文献】

公开号为10-2011-0072877(2011年6月29日)的韩国未审查专利申请公开

上述文献涉及一种MOC类型的EPB致动器结构，其中产生动力的马达连接到致动器，并且通过在使用多个齿轮装置减速的同时增加转矩来将由马达产生的动力传输到致动器和卡钳，以执行制动操作。

然而，被安装用于传输动力的多个齿轮装置制动时在操作噪声方面具有不利影响。例如，齿轮之间的联接(接合)的不精确控制可能导致当致动器操作时产生的噪声和振动，并且在更严重的情况下可能降低致动器的耐久性。因此，正在进行各种研究和开发，以降低使用马达来自动操作制动器的电子盘式制动器的操作噪声。上述文献建议通过使用马达壳体并在马达壳体中设置抗振动橡胶来降低噪声。

发明内容

因此，本公开的一个方面在于提供一种电子盘式制动器，其中元件之间的连接结构诸如传递马达的驱动力的动力连接单元与减小旋转力的减速齿轮单元之间的连接结构被改进。

本公开的另外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践而习得。

根据本发明的一个方面，电子盘式制动器包括盘、卡钳壳体和致动器。盘被配置为与车轮一起旋转。卡钳壳体被配置为操作安装在盘两侧处的垫板。致动器具有：活塞，其设置在卡钳壳体内以推压垫板来紧密接触盘；主轴，可旋转地安装在卡钳壳体上以使活塞往复运动；电动马达，其被配置为使主轴旋转；以及减速器，其被配置为将电动马达的旋转力传递到主轴。减速器包括直接连接到电动马达的动力连接单元以及顺序连接到主轴的第一和第二减速齿轮单元。第一减速齿轮单元包括蜗杆齿轮。

动力连接单元可以包括设置在电动马达的旋转轴处的主动斜齿轮以及设置在第一减速齿轮单元处并与主动斜齿轮接合以转换旋转方向的从动斜齿轮。

蜗杆齿轮可以包括直接连接到动力连接单元的蜗杆轴的蜗杆轴齿轮和与蜗杆轴接合并直接连接到第二减速齿轮单元的蜗杆轮的蜗杆轮齿轮。

减速器还可以包括壳体板和壳体盖，其中蜗杆轴可以由设置在壳体板上并且在其彼此相对的各自的相应侧开口的C形安装件支撑。

壳体板包括轴承止动件，轴承止动件设置有球轴承，该球轴承被配置为可旋转地支撑蜗杆轴的相对端。

减速器还可以包括壳体板和壳体盖，并且壳体板可以包括其中安装有电动马达的马达安装部和其中安装有第二减速齿轮单元的减速齿轮安装部。

第二减速齿轮单元可以包括太阳齿轮、接合到太阳齿轮的外部的多个行星齿轮、作为配置为容纳行星齿轮的内齿轮的环形齿轮以及安装成可旋转地支撑行星齿轮并与太阳齿轮同轴旋转并且配置为输出旋转动力的行星架。减速齿轮安装部可以包括从壳体板凸出的上减速齿轮安装部，并且环形齿轮可以设置在上减速齿轮安装部的内壁上。

蜗杆轮可以包括设置在其外侧的蜗杆轮齿轮，并且太阳齿轮可以位于蜗杆轮的内侧，同时与蜗杆轮间隔开，太阳齿轮与蜗杆轮一体形成，其中环形齿轮和行星齿轮可以容纳在形成于蜗杆轮齿轮和太阳齿轮之间的蜗杆轮内部空间中。

根据本发明的一个方面，电子盘式制动器包括盘、卡钳壳体和致动器。盘被配置为与车轮一起旋转。卡钳壳体被配置为操作安装在盘两侧的垫板。致动器具有：活塞，其设置在卡钳壳体内以推压垫板来紧密接触盘；主轴，其可旋转地安装在卡钳壳体上以使活塞往复运动；电动马达，其被配置为使主轴旋转；以及减速器，其被配置为将电动马达的旋转力传递到主轴。减速器包括直接连接到电动马达的动力连接单元以及顺序连接到主轴的第一和第二减速齿轮单元；并且第一减速齿轮单元包括交错斜齿轮。

附图说明

通过结合附图对实施例的以下描述将使得本公开的这些和/或其它方面变得清楚并更容易理解，在附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的电子盘式制动器的截面图；

图2是示出根据实施例的电子盘式制动器的减速器的分解透视图；

图3是示出根据实施例的电子盘式制动器的减速器的分解截面图；

图4是示出图2的一部分的截面图；以及

图5是示出根据本公开的另一实施例的电子盘式制动器的减速器的分解截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。以下将引入的实施例作为示例提供，以将本公开的精神充分地传达给本公开所属领域的普通技术人员。本公开不限于以下描述的实施例，并且还可以以其他形式实施。为了清楚地描述本公开，已经从附图中省略了与描述无关的部分，并且为了方便起见，附图中的元件的宽度、长度、厚度等可能被夸大。相同的附图标记始终表示相同的元件。

图1是示出根据本公开的实施例的电子盘式制动器的截面图，并且图中所示的电子盘式制动器是卡钳式马达(MOC)类型的。图2是示出根据实施例的电子盘式制动器的减速器的分解透视图，图3是示出根据实施例的电子盘式制动器的减速器的分解截面图，图4是示出图2的一部分的截面图。

参照附图，实施例的电子盘式制动器10包括：盘11，其被配置为与车轮一起旋转；托架(未示出)，其上通过以预定间隔彼此间隔开地安装有一对垫板12和13，盘垫14和15分别附接到此一对垫板12和13；卡钳壳体20，其可滑动地安装在托架处以操作垫板12和13；以及致动器30，其具有安装成在卡钳壳体20内前后可移动的活塞31。

卡钳壳体20通过一对导杆(未示出)可滑动地安装在托架处，并且卡钳壳体20包括其中插入有活塞31的缸体单元21、配置为操作下文描述的外垫板12的指部单元23以及配置为将指部单元23连接到缸体单元21的连接单元25。

托架通过安装螺栓安装在车体的转向节上，并且卡钳壳体20通过导杆可滑动地联接到托架的两个端部。

盘垫14和15分别附接到一对垫板12和13的内表面。垫板12和13包括：内垫板13，其设置成使得其外表面与活塞31的前端接触；以及外垫板12，其设置成使得其外表面与指部单元23接触。

致动器30包括可滑动地插入卡钳壳体20的缸体单元21中的活塞31、可旋转地安装在卡钳壳体20的缸体单元21内的主轴33、安装在活塞31内以在通过主轴33的旋转前后移动时推压活塞31或者释放对活塞31的推压的螺母主轴36、配置为使主轴33旋转的电动马达38以及配置为将电动马达38的旋转力传递到主轴33的减速器40。

如上所述，活塞31可滑动地插入缸体单元21中，并且活塞31设置为其内部凹入为杯状的圆柱形状。

主轴33具有可旋转地支撑在缸体单元21的后端侧的支撑部34以及配置为从支撑部34延伸预定长度进入活塞31的内部中心部分的外螺纹部35。

螺母主轴36形成为圆柱形状，并且包括内螺纹部37，该内螺纹部37紧固到主轴33的外螺纹部35，形成在螺母主轴36的内表面，以通过主轴33的旋转而在轴向方向上前后移动。因此，当主轴33在向前的方向或者相反的方向上旋转时，螺母主轴36前后移动并推压活塞31，以便产生制动。

通过操纵设置在车辆的驾驶员座位处的开关(未示出)，电动马达38接收电力，并将电能转换为机械旋转动能。根据开关的操作信号的制动操作由未示出的车辆的电子控制单元(ECU)控制。

参照图2，减速器40包括壳体板41、联接到壳体板41的壳体盖44和动力连接单元50以及设置在由壳体板41和壳体盖44的联接而形成的空间中的多个减速齿轮单元60和70。

壳体板41设置成板状，并且包括形成在壳体板的一侧、其上安装有电动马达38的马达安装部42，以及形成在壳体板的另一侧、其上安装有减速齿轮单元的减速齿轮安装部43。如图所示，马达安装部42形成为圆形通孔的形状，并且减速齿轮安装部43形成为从壳体板41竖直凸出的圆柱形状。安装在马达安装部42中的电动马达38和减速齿轮安装部43彼此平行设置，使得电动马达38和减速器40以紧凑的方式安装在卡钳壳体的缸体单元21处。

壳体盖44形成为在其下侧敞开的盒状，并且联接到壳体板41，以在壳体盖44和壳体板41之间形成空间。壳体盖44和壳体板41由合成树脂形成。动力连接单元50和减速齿轮单元60和70固定安装在壳体板41上，并且壳体盖44通过超声波焊接或激光焊接结合到壳体板41，从而密封壳体内部。

壳体盖44在其一侧设置有连接器45，该连接器45将电动马达38的电力线39电连接到外部电源，并且在其另一侧具有轴凸起46，该轴凸起46向上形成以支撑设置在第二减速单元70处的蜗杆齿轮。

动力连接单元50将电动马达38直接连接到第一减速齿轮单元60以传递电动马达38的旋转力。为此，动力连接单元50包括设置在电动马达38的旋转轴上的主动斜齿轮51和与主动斜齿轮51接合的从动斜齿轮53。主动斜齿轮51在电动马达38的旋转轴上旋转，并且与主动斜齿轮51接合的从动斜齿轮53将主动斜齿轮51的旋转转换为垂直于电动马达38的旋转。通过交错斜齿轮的旋转方向的这种转换与使用直齿轮时相比提供了更高的接触比，使得噪声相当程度地降低。此外，其齿轮比被调节的斜齿轮可以提供减速功能。

第一减速齿轮单元60以蜗杆齿轮的形式设置，并且蜗杆齿轮包括：蜗杆齿轮63，设置在蜗杆轴62上，在蜗杆轴62一侧设置有从动斜齿轮53；以及蜗杆轮齿轮65，其设置在蜗杆轮64上，与蜗杆轴62的一端接合。

蜗杆轴62由设置在壳体板41上的一对C形安装件47a和47b稳定支撑。每个在其一侧具有开口的成形为圆形环的C形安装件47a和47b成对设置，并且安装在壳体板41上，同时彼此间隔开预定距离。C形安装件47a和47b的开口侧设置成彼此相对，以便防止穿过C形安装件47a和47b的蜗杆轴62与C形安装件47a和47b在蜗杆轴的厚度方向上分离。

特别地，参照图3，当从动斜齿轮53在一个方向(虚线)上与主动斜齿轮51接合时，蜗杆轴64在相反方向(实线)上联接到与从动斜齿轮53相邻的第一C形安装件47a，并且在该一个方向上联接到与蜗杆轮64相邻的第二C形安装件47b，以便在电动马达的动力传输中有效防止齿轮与蜗杆轴62之间的轴向偏差。

另外，蜗杆轴62具有设置在其相对端部处的球轴承48，并且可旋转地支撑在壳体板41的轴承止动件49处，以便蜗杆轴62平滑地旋转。

蜗杆轮64在蜗杆轴62的一端处与蜗杆轴齿轮63接合旋转，以将蜗杆轴齿轮63的旋转转换为垂直于蜗杆轴齿轮63的旋转，即，平行于电动马达的旋转。蜗杆轮64由设置在壳体盖44上的轴凸起46牢固支撑。

同时，第二减速齿轮单元70包括太阳齿轮72、与太阳齿轮72的外侧接合的多个行星齿轮74、为配置为容纳多个行星齿轮74的内齿轮的环形齿轮76以及安装成可旋转地支撑行星齿轮74并与太阳齿轮72同轴旋转并且配置为输出旋转动力的行星架78。

太阳齿轮设置在蜗杆轮64中。详细地，参照图4，蜗杆轮64在其外周处设置有具有较大直径并且与蜗杆轴62接合的蜗杆轮齿轮65，并且其内周具有在蜗杆轮64的轴向方向上凸出的凸起66，并且太阳齿轮72围绕凸起66的外周设置。因此，在蜗杆轮64的内周和凸起66的外周之间形成空间，并且太阳齿轮72、与设置在第二减速齿轮安装部43的内周中的环形齿轮接合的行星齿轮74和环形齿轮76容纳在该空间中。根据本公开的实施例，第二减速齿轮单元70的齿轮72、74和76以相同高度设置在蜗杆轮64中，从而为减速器提供紧凑的结构。另外，蜗杆轮64由壳体盖44的轴凸起46和减速齿轮安装部43稳定支撑，从而防止长时间使用后齿轮的轴线偏移。

行星齿轮74设置在其四个单元中，并且分别可旋转地设置在行星架78的四个狭缝部上。

环形齿轮76在减速齿轮安装部43中以内齿轮的形式设置。减速齿轮安装部43包括从壳体板41向上凸出的上减速齿轮安装部43a和从下壳体板41向下凸出的下减速齿轮安装部43b。

环形齿轮76设置在从壳体板41凸出的上减速齿轮安装部43a的内壁中，并且上减速齿轮安装部43a包括形成在其中心处的行星架孔。行星架孔允许第二减速齿轮单元70的行星架输出轴79朝向下减速齿轮安装部43b从壳体板41向下暴露。行星架输出轴79联接到主轴33。

此处，将再次简要地描述减速器40。与电动马达38相啮合的动力连接单元50的主动斜齿轮51具有其通过从动斜齿轮53转换的旋转方向，并且从动斜齿轮53具有其通过第一减速齿轮单元60的蜗杆轴62转换的旋转方向，以便将转换的旋转力传递到蜗杆轮64。蜗杆轮64连接到为与蜗杆轮64一体形成的第二减速齿轮单元70的太阳齿轮72，并且太阳齿轮72通过与环形齿轮76接合的行星齿轮74经由设置在行星架78的中心的输出轴79来传递旋转力。行星架78的输出轴79最终连接到致动器的主轴33以减速电动马达38的旋转力，并且为主轴33提供减速的旋转力。

因此，根据本公开的实施例的减速器40使得主轴33能够减速并且还能够在使电动马达38小型化的同时以高扭矩旋转。例如，当执行制动时，电动马达38的操作停止，主轴33的旋转由减速器40的较大的减速比限制，从而保持制动状态。

特别地，由于动力连接单元50以斜齿轮的形式设置并且第一减速齿轮单元60以蜗杆齿轮的形式设置，所以产生较低的噪声，使得不需要马达壳体和附加的声音吸收材料来降低噪声。此外，由于蜗杆齿轮具有较大的减速比，所以减速齿轮单元不需要以多级制造，使得减速齿轮单元设置有紧凑的尺寸。另外，对于蜗杆齿轮形式的第一减速齿轮单元60而言，蜗杆轴62驱动蜗杆轮64，但是蜗杆轮64不驱动蜗杆轴62，从而防止制动在电动马达38关闭时被释放。此外，如图所示，电动马达38设置在减速器40的横向侧，使得电动马达38的中心轴线与减速器40的中心轴线一致，从而具有减小的总长度。

具有上述结构的电子盘式制动器的制动操作按如下执行。

当驾驶员操纵设置在车辆的驾驶员座位处的用于制动(包括驻车)的驻车开关时，电动马达38旋转。电动马达38的旋转通过减速器40减速，并且以较大的力使主轴33旋转。

当主轴33旋转时，螺母主轴36在轴向方向上移动并且推压活塞31，以便执行制动。

在执行制动时，电动马达38的操作停止，并且主轴33的旋转由具有较大的减速比的第一减速齿轮单元60的蜗杆齿轮限制。因此，除非电动马达38再次被驱动，否则保持制动状态。

当驾驶员释放制动时，驾驶员通过操纵驾驶员座椅的驻车开关释放制动。在这种情况下，由于电动马达38在与制动相反的方向上操作，并且主轴33在与制动相反的方向上旋转，螺母主轴36释放对活塞31的推压，并因此释放制动。

图5是示出根据本公开的另一实施例的电子盘式制动器的减速器的分解截面图。在下面的描述中，将省略与前述实施例相同的部分的细节，以避免冗余。相同的附图标记始终表示相同的元件。

根据本公开的另一个实施例的减速器使用交错斜齿轮作为第一减速齿轮单元60。交错斜齿轮包括分别设置在蜗杆轴62的一端处和蜗杆轮64的外周处的彼此接合的第一斜齿轮67和第二斜齿轮68。由于交错斜齿轮产生降低的噪声，因此不需要马达壳体和附加的声音吸收材料来降低噪声。此外，由于交错斜齿轮具有较大的减速比，所以减速齿轮单元不需要以多级制造，因此具有紧凑的尺寸。此外，交错斜齿轮允许预定的接合间隙，从而改进了组装性能。

从上述描述显而易见的是，根据本公开的实施例的电子盘式制动器使用斜齿轮作为减速器的动力连接单元，并且使用蜗杆齿轮或交错斜齿轮作为减速器的减速齿轮单元，从而提供紧凑的结构以及降低的噪声。

根据本公开的实施例的电子盘式制动器可以通过使用具有较大的减速比的蜗杆齿轮作为第一减速齿轮单元来防止致动器主轴在电动马达关闭时反向旋转，并且可以通过在与第二减速齿轮单元的蜗杆轮相同的高度处设置蜗杆齿轮的蜗杆轮来提供紧凑的结构。

此外，根据本公开的实施例的电子盘式制动器可以通过允许经由使用在其与彼此相对的各自的相应侧处开口的C形安装件以预装载蜗杆轴，来防止在动力传输期间可能发生的接合的齿轮和第一减速齿轮单元的蜗杆轴之间的轴偏离。

上面已经参照附图描述了公开的实施例。本公开所属领域的普通技术人员应当理解，在不改变本公开的技术精神或本质特征的情况下，可以以不同于公开的实施例的形式来实践本公开。公开的实施例仅是说明性的而不应解释为限制。

Claims (9)

1.一种电子盘式制动器，其包括：

盘，其被配置为与车轮一起旋转；

卡钳壳体，其被配置为操作安装在所述盘的两侧的垫板；以及

致动器，其具有：活塞，其设置在所述卡钳壳体内以推压所述垫板来与所述盘紧密接触；主轴，其可旋转地安装在所述卡钳壳体上以使所述活塞往复运动；电动马达，其被配置为使所述主轴旋转；以及减速器，其将所述电动马达的旋转力传递到所述主轴，

其中：

所述减速器包括直接连接到所述电动马达的动力连接单元以及顺序连接到所述主轴的第一减速齿轮单元和第二减速齿轮单元；并且

所述第一减速齿轮单元包括蜗杆齿轮和蜗杆轴，所述蜗杆轴由设置在壳体板上的一对C形安装件稳定支撑。

2.根据权利要求1所述的电子盘式制动器，其中：

动力连接单元包括设置在所述电动马达的旋转轴处的主动斜齿轮和设置在所述第一减速齿轮单元处并与所述主动斜齿轮接合以转换旋转方向的从动斜齿轮。

3.根据权利要求1所述的电子盘式制动器，其中：

所述蜗杆齿轮包括直接连接到所述动力连接单元的蜗杆轴的蜗杆轴齿轮和与所述蜗杆轴接合并直接连接到所述第二减速齿轮单元的蜗杆轮的蜗杆轮齿轮。

4.根据权利要求3所述的电子盘式制动器，其中所述减速器还包括壳体板和壳体盖，

其中所述蜗杆轴由设置在所述壳体板上并且在其彼此相对的各自的相应侧处开口的C形安装件支撑。

5.根据权利要求4所述的电子盘式制动器，其中所述壳体板包括轴承止动件，所述轴承止动件设置有球轴承，所述球轴承被配置为可旋转地支撑所述蜗杆轴的相对端。

6.根据权利要求3所述的电子盘式制动器，其中所述减速器还包括壳体板和壳体盖，

所述壳体板包括其中安装有所述电动马达的马达安装部和其中安装有所述第二减速齿轮单元的减速齿轮安装部。

7.根据权利要求6所述的电子盘式制动器，其中所述第二减速齿轮单元包括太阳齿轮、接合到所述太阳齿轮的外部的多个行星齿轮、为被配置为容纳所述行星齿轮的内齿轮的环形齿轮，以及被安装成可旋转地支撑所述行星齿轮并与所述太阳齿轮同轴旋转并且被配置为输出旋转动力的行星架，

其中所述减速齿轮安装部包括从所述壳体板凸出的上减速齿轮安装部，

所述环形齿轮设置在所述上减速齿轮安装部的内壁上。

8.根据权利要求7所述的电子盘式制动器，其中所述蜗杆轮包括设置在其外侧的蜗杆轮齿轮，并且太阳齿轮设置在所述蜗杆轮的内侧同时与所述蜗杆轮间隔开，所述太阳齿轮与所述蜗杆轮一体形成，

其中所述环形齿轮和所述行星齿轮容纳在形成于所述蜗杆轮齿轮和所述太阳齿轮之间的蜗杆轮内部空间中。

9.一种电子盘式制动器，其包括：

盘，其被配置为与车轮一起旋转；

卡钳壳体，其被配置为操作安装在所述盘的两侧的垫板；以及

致动器，其具有：活塞，其设置在所述卡钳壳体内以推压所述垫板来与所述盘紧密接触；主轴，其可旋转地安装在所述卡钳壳体上以使所述活塞往复运动；电动马达，其被配置为使所述主轴旋转；减速器，其被配置为将所述电动马达的旋转力传递到所述主轴，

其中：

所述减速器包括直接连接到所述电动马达的动力连接单元，以及顺序连接到所述主轴的第一减速齿轮单元和第二减速齿轮单元；并且

所述第一减速齿轮单元包括交错斜齿轮和蜗杆轴，所述蜗杆轴由设置在壳体板上的一对C形安装件稳定支撑。