CN108825686A - 一种电子机械式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子机械式制动器，属于汽车制动技术领域。包括：壳体，壳体的一侧设置有一卡钳，卡钳包括有两可相对移动的卡爪，两卡爪分别设置有一摩擦片，且两摩擦片相互正对，壳体的另一侧开设有一贯穿的缸孔；滚珠丝杆结构，滚珠丝杆结构布置在缸孔内，滚珠丝杆结构包括螺杆、螺母以及若干钢球，螺杆的一端穿出缸孔与执行器驱动连接，螺母能沿螺杆长度方向移动地套设在螺杆的外侧壁，螺母的外侧设置有两卡接台，且螺母与螺杆之间设置有若干钢球；活塞，活塞布置在缸孔内，活塞的一端与一卡爪连接，活塞的另一端可沿螺杆长度方向移动地与螺母接触。本发明提供的一种电子机械式制动器，结构简化，减小了整体体积，提高了制动效率。

Description

一种电子机械式制动器

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，具体是涉及一种电子机械式制动器。

背景技术

当前随着汽车种类的发展，例如现今市面上已经出现的混合动力汽车、电动汽车等，然而汽车制动系统仍然采用传统的液压制动技术。虽然液压制动系统十分成熟，可靠性也较高，但是其液压系统管路复杂，真空助力器也会占用相当大的体积，不仅管路布置装配难度大，而且对于追求续航能力的电动汽车来说，占用更多空间的液压制动系统更是一个较大的麻烦。同时液压系统本身还存在制动液泄漏、污染等缺陷。

采用线控的电子机械式制动器(EMB)则很好的解决了以上问题。电子机械式制动器采用电能为能源，通过电线传递电能，通过信号线传递动作信号，可高效、精准地控制制动动作的完成，极大地提高了汽车制动系统的安全性，其结构简单，空间占用小，较好地满足了混合动力汽车、电动汽车的需求。

正是基于市场的需求，目前已出现多种样式的电子机械式制动器。其中专利号为US6158558的美国专利申请了一款电子机械式制动器，这种结构的电子机械式制动器将电机、齿轮等零件放入制动器壳体中，不需额外附加执行器，但它的结构相对复杂，制动器的体积也较大。目前现有电子机械式制动装置设计，或是由于结构复杂，或是由于体积大，或是由于制造装配难度大，大部分设计方案未能成功应用到实际生活中。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种电子机械式制动器，以简化电子机械式制动器的结构，减小电子机械式制动器的体积。

具体技术方案如下：

一种电子机械式制动器，包括：

壳体，壳体的一侧设置有一卡钳，卡钳包括有两可相对移动的卡爪，两卡爪分别设置有一摩擦片，且两摩擦片相互正对，两摩擦片之间设置有一制动盘，壳体的另一侧开设有一贯穿的缸孔；

滚珠丝杆结构，滚珠丝杆结构布置在缸孔内，滚珠丝杆结构包括螺杆、螺母以及若干钢球，螺杆的一端穿出缸孔与执行器驱动连接，螺杆靠近执行器的一端的外侧壁设置有一推力平台，推力平台右侧与缸孔的左侧内壁之间设置有推力轴承和平垫圈，螺母能沿螺杆长度方向移动地套设在螺杆的外侧壁，螺母的外侧设置有两卡接台，且螺母与螺杆之间设置有若干钢球；

活塞，活塞布置在缸孔内，活塞的一端与一卡爪连接，活塞的另一端可沿螺杆长度方向移动地与螺母接触，且活塞开设有一安装孔，安装孔与螺母的外轮廓相匹配，活塞的外侧与缸孔之间设置有一活塞密封圈。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，螺杆的一端与执行器通过花键连接。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，推力平台固设在螺杆的外侧壁，或推力平台可装卸地套设在螺杆的外侧壁；推力平台靠近螺母的一侧上设置有止转凸台，螺母靠近推力平台的一侧设置有限位凹槽，限位凹槽与止转凸台相匹配。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，执行器通过螺纹紧固件与壳体的另一侧连接，且执行器与壳体之间设置有一挡圈。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，螺杆靠近执行器的一端套设有一滚针轴承；或螺杆靠近执行器的一端套设有滑动轴承；或螺杆靠近执行器的一端套设有衬套。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，安装孔呈“凸”字形设置，安装孔套设在螺杆和螺母的外侧。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，螺母的两端设置有两压紧弹簧，两压紧弹簧嵌设在螺母两端的内螺纹，且两压紧弹簧的一端分别与若干钢球接触。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，缸孔内侧靠近活塞的一端开设有一密封槽，活塞密封圈嵌设在密封槽内；活塞密封圈为矩形密封圈，或活塞密封圈为圆柱形密封圈。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，活塞密封圈与活塞外侧过盈配合，活塞与缸孔内壁间隙配合。

上述的一种电子机械式制动器中，还具有这样的特征，螺杆的螺纹长度长于螺母的螺纹长度。

上述技术方案的积极效果是：

1.该电子机械式制动器相较于以往传统的制动器取消了液压系统，从而取消了进油孔和放气阀，进而降低了加工成本和装配成本；

2.且该电子机械式制动器可替代电子驻车制动器进行驻车制动，相较于电子驻车制动器的效率提升40％；

3.该电子机械式制动器中的执行器外置于制动壳体，内部采用滚珠丝杆结构以及活塞，使壳体内部的结构简化，减小了整体体积；

4.螺母与活塞之间的防相对转动设置以及螺母与螺杆之间的防相对转动设置，提高了制动器整体的制动效率，制动可靠性高。

5.螺杆推力平台底部的止转凸台与螺母上的限位凹槽构成的止推机构，有效地防止螺母退回至推力平台底部时造成的螺牙压力过大以及推力平台承受过大压力导致磨损的问题。

6.螺杆采用光轴上加卡簧来进行限位的方式，在保证足够的夹紧力的情况下，可降低因开卡簧槽而带来的成本。

7.采用冲压外圆滚针轴承可有效提升螺杆表面的疲劳寿命，提升滚珠丝杠机构的传动效率。

附图说明

图1为本发明的一种电子机械式制动器的实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺母和活塞的剖面结构示意图；

图3为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺杆的结构示意图；

图4为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺母的结构示意图；

图5为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺杆和螺母止转机构的结构示意图；

图6为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中冲压外圆滚针轴承的结构示意图。

附图中：1、执行器；2、挡圈；3、滚针轴承；4、平垫圈；5、推力轴承；6、螺杆；61、止转凸台；7、钢球；8、螺母；81、限位凹槽；9、活塞密封圈；10、活塞；11、内摩擦片；12、外摩擦片；13、壳体。

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，以下实施例结合附图1至附图6对本发明提供的一种电子机械式制动器作具体阐述。

图1为本发明的一种电子机械式制动器的实施例的结构示意图，图2为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺母和活塞的剖面结构示意图，图3为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺杆的结构示意图，图4为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺母的结构示意图，图5为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中螺杆和螺母止转机构的结构示意图，图6为本发明的一种电子机械式制动器的实施例中冲压外圆滚针轴承的结构示意图。在本实施例中，该电子机械式制动器主要包括执行器1、挡圈2、滚针轴承3、平垫圈4、推力轴承5、螺杆6、止转凸台61、钢球7、螺母8、限位凹槽81、活塞密封圈9、活塞10、内摩擦片11、外摩擦片12、壳体13。

壳体13的一侧设置有一卡钳，卡钳包括有两可相对移动的卡爪，两卡爪分别设置有一摩擦片，且两摩擦片相互正对，其中靠近活塞10的摩擦片为内摩擦片11，背离活塞10的摩擦片为外摩擦片12，内摩擦片11与外摩擦片12之间设置有一制动盘，内摩擦片11和外摩擦片12能够相对移动夹紧制动盘，壳体13的另一侧开设有一贯穿的缸孔。

滚珠丝杆结构布置在缸孔内，滚珠丝杆结构包括螺杆6、螺母8以及若干钢球7，螺杆6的一端穿出缸孔与执行器1驱动连接，螺杆6靠近执行器1的一端的外侧壁设置有一推力平台，推力平台右侧与缸孔的左侧内壁之间设置有推力轴承5和平垫圈4，推力轴承5能提高滚珠丝杠结构的传动效率并对螺杆6进行径向限位，螺母8能沿螺杆6长度方向移动地套设在螺杆6的外侧壁，螺母8的外侧设置有两卡接台，且螺母8与螺杆6之间设置有若干钢球7。

活塞10布置在缸孔内，活塞10的一端与一卡爪连接，活塞10的另一端可沿螺杆6长度方向移动地与螺母8接触，且活塞10开设有一安装孔，安装孔与螺母8的外轮廓相匹配，从而限制螺母8相对螺杆6的转动，从而提高螺母8的移动效率，活塞10的外侧与缸孔之间设置有一活塞密封圈9。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，螺杆6的一端与执行器1通过花键连接，执行器1输出扭矩直接带动螺杆6旋转。

在一种优选的实施方式中，如图1和图5所示，推力平台固设在螺杆6的外侧壁，或推力平台可装卸地套设在螺杆6的外侧壁，推力平台的可拆分式设计能将加工精度要求高的螺杆6和加工精度要求相对较低的推力平台拆分开加工，可节省加工成本和加工时间；推力平台靠近螺母的一侧上设置有止转凸台61，参见图3，螺母8靠近推力平台的一侧设置有限位凹槽81，参见图4，限位凹槽81与止转凸台61相匹配，限位凹槽81用于限制止转凸台61的位移。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，执行器1通过螺纹紧固件与壳体13的另一侧连接，执行器1布置在壳体13的外部减小了壳体13的内部空间，使整个钳体的安装更加简单，且执行器1与壳体13之间设置有一挡圈2，挡圈2限制了螺杆6的轴向运动。

在一种优选的实施方式中，如图1和图6所示，螺杆6靠近执行器1的一端套设有一滚针轴承3，滚针轴承3能提高螺杆6的使用寿命以及传动效率，且滚针轴承3限制了螺杆6的径向运动；或螺杆6靠近执行器1的一端套设有滑动轴承；或螺杆6靠近执行器1的一端套设有衬套，其中衬套内圈涂有耐磨材料，滑动轴承和衬套的优点在于制造成本较低，且由于滚珠丝杠转速不高，滑动轴承和衬套可达到与滚针轴承相近的润滑效果。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，安装孔呈“凸”字形设置，安装孔套设在螺杆6和螺母8的外侧，螺杆6的转动带动螺母8的移动，从而螺母8推动活塞10的移动。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，螺母8的两端设置有两压紧弹簧，两压紧弹簧嵌设在螺母8两端的内螺纹，且两压紧弹簧的一端分别与若干钢球7接触，钢球7与弹簧交替使用的结构通过用两侧的压紧弹簧压紧位于中部的钢球7。此种结构的优点在于钢球7的精度要求高，工艺难度大，成本高昂，采用钢球7与弹簧交替使用的方式可减少钢球7的使用数量，节省成本；由于压紧弹簧压紧钢球7，所以钢球7之间的碰撞会减少，滚珠丝杠机构运行时整体噪音会降低，且钢球7的磨损降低，提高了滚珠丝杠机构的使用寿命。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，缸孔内侧靠近活塞的一端开设有一密封槽，活塞密封圈9嵌设在密封槽内，活塞密封圈9起到活塞密封、回位和止转的作用，其中活塞密封圈9为矩形密封圈，或活塞密封圈9为圆柱形密封圈，采用圆柱形密封圈可以降低工艺难度和制造成本。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，活塞密封圈9与活塞10外侧过盈配合，活塞10与缸孔内壁间隙配合，使活塞10与壳体13之间不存在相对转动，活塞10相对壳体13只作轴向运动。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，螺杆6的螺纹长度长于螺母8的螺纹长度，螺母8可调整的移动距离范围较大。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

该电子机械式制动器的工作原理：执行器1输出扭矩带动螺杆6的旋转，螺杆6旋转通过若干钢球7带动螺母8沿着螺杆6的长度方向移动，因为螺母8与活塞10内的台阶面接触，螺母8的移动推动活塞10向制动盘方向移动，活塞10推动内摩擦片11向制动盘方向移动，因为该电子机械式制动器是浮动式制动器，仅有支架相对固定，活塞10推动内摩擦片11的过程中，滚珠丝杠机构(包括螺杆6、钢球7、螺母8)会承受一个反向轴向作用力，通过推力轴承5与平垫圈4推动壳体13向远离制动盘的方向移动，从而壳体13推动外摩擦片12向制动盘方向移动，内摩擦片11、外摩擦片12同时与制动盘夹紧完成制动过程。

本实施例提供的一种电子机械式制动器，壳体13的缸孔中主要包括由螺杆6、钢球7、螺母8构成的滚珠丝杠结构、活塞密封圈9和活塞10。滚珠丝杠机构的螺母8与活塞10内的台阶面接触，活塞10与壳体13缸孔间隙配合，活塞10与壳体13之间设置有活塞密封圈9。滚珠丝杠机构的螺杆6的推力平台与推力轴承5配合，螺杆6的外端存在花键，螺杆6穿过推力轴承5、平垫圈4、壳体13缸孔的中心孔将花键端伸出壳体13之外与执行器1连接，传递执行器1输出的扭矩。且螺杆6与壳体13缸孔的中心孔之间设置有滚针轴承3，执行器1与壳体13之间还设置有一挡圈2，靠近活塞10的卡爪贴有内摩擦片11，背离活塞10的卡爪贴合外摩擦片12，内摩擦片11与外摩擦片12之间设有制动盘。

本发明的一种电子机械式制动器相较于以往传统的制动器取消了液压系统，从而取消了进油孔和放气阀，进而降低了加工成本和装配成本；且该电子机械式制动器可替代电子驻车制动器进行驻车制动，相较于电子驻车制动器的效率提升40％；该电子机械式制动器中的执行器外置于制动壳体，使壳体内部的结构简化，减小了整体体积；且螺母与活塞之间的防相对转动设置以及螺母与螺杆之间的防相对转动设置，提高了制动器整体的制动效率，制动可靠性高。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子机械式制动器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的一侧设置有一卡钳，所述卡钳包括有两可相对移动的卡爪，两所述卡爪分别设置有一摩擦片，且两所述摩擦片相互正对，两所述摩擦片之间设置有一制动盘，所述壳体的另一侧开设有一贯穿的缸孔；

滚珠丝杆结构，所述滚珠丝杆结构布置在所述缸孔内，所述滚珠丝杆结构包括螺杆、螺母以及若干钢球，所述螺杆的一端穿出所述缸孔与执行器驱动连接，所述螺杆靠近所述执行器的一端的外侧壁设置有一推力平台，所述推力平台右侧与所述缸孔的左侧内壁之间设置有推力轴承和平垫圈，所述螺母能沿所述螺杆长度方向移动地套设在所述螺杆的外侧壁，所述螺母的外侧设置有两卡接台，且所述螺母与所述螺杆之间设置有若干所述钢球；

活塞，所述活塞布置在所述缸孔内，所述活塞的一端与一所述卡爪连接，所述活塞的另一端可沿所述螺杆长度方向移动地与所述螺母接触，且所述活塞开设有一安装孔，所述安装孔与所述螺母的外轮廓相匹配，所述活塞的外侧与所述缸孔之间设置有一活塞密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述螺杆的一端与所述执行器通过花键连接。

3.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述推力平台固设在所述螺杆的外侧壁，或所述推力平台可装卸地套设在所述螺杆的外侧壁；所述推力平台靠近所述螺母的一侧上设置有止转凸台，所述螺母靠近所述推力平台的一侧设置有限位凹槽，所述限位凹槽与所述止转凸台相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述执行器通过螺纹紧固件与所述壳体的另一侧连接，且所述执行器与所述壳体之间设置有一挡圈。

5.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述螺杆靠近所述执行器的一端套设有一滚针轴承；或所述螺杆靠近所述执行器的一端套设有滑动轴承；或所述螺杆靠近所述执行器的一端套设有衬套。

6.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述安装孔呈“凸”字形设置，所述安装孔套设在所述螺杆和所述螺母的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述螺母的两端设置有两压紧弹簧，两所述压紧弹簧嵌设在所述螺母两端的内螺纹，且两所述压紧弹簧的一端分别与若干所述钢球接触。

8.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述缸孔内侧靠近所述活塞的一端开设有一密封槽，所述活塞密封圈嵌设在所述密封槽内；所述活塞密封圈为矩形密封圈，或所述活塞密封圈为圆柱形密封圈。

9.根据权利要求8所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述活塞密封圈与所述活塞外侧过盈配合，所述活塞与所述缸孔内壁间隙配合。

10.根据权利要求1所述的一种电子机械式制动器，其特征在于，所述螺杆的螺纹长度长于所述螺母的螺纹长度。