CN112744208B - 电子制动设备 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种电子制动设备，其包括弹簧组；第一活塞，其中安装有弹簧组；螺栓，其与电机一起旋转并且一端与弹簧组点接触；固定构件，其被配置为将螺栓结合到第一活塞；以及第二活塞，其被螺合到螺栓的另一端。根据本发明，可以进一步使活塞构件的尺寸最小化。还可以显著改进车辆设计的自由度，并且升级车辆部件。因此，可以进一步增强车辆的制动性能。

Description

电子制动设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0135010号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种电子制动设备，并且更具体地涉及一种通过驱动电机来生成制动力的电子制动设备。
背景技术
通常，电子制动设备通过电机的旋转力来操作以抑制车轮的旋转。当电机被驱动以旋转热轴时，活塞朝着蹄片(shoes)移动，同时与蜗杆轴啮合的蜗轮进行旋转，使得蹄片进行压盘来操作制动器。
常规的电子制动器具有这样的结构，其中，螺母安装在一对左右活塞内部，并且与电机一起旋转的螺栓的两端螺合到螺母上。当弹性构件安装在每个螺母与相关联的一个活塞之间，以固定并保持与蹄片的接触时，由于螺栓、螺母和弹性构件与活塞的中心轴同轴地布置，因此活塞的直径和体积增大。
因此，由于设计的自由度在尺寸、形状和布局上较低，当打算在限定在一对蹄片之间的有限空间中应用其他车辆部件以改进制动性能时，可以避免干扰，因此车辆性能的提高受到限制。因此，有必要改进该问题。
在韩国专利申请公开第2013-0070746号(2013年6月28日出版，标题为“用于车辆的鼓形制动器”)中公开了本公开的相关技术。
发明内容
各种实施方式涉及一种电子制动设备，其可以通过使活塞的尺寸最小化来进一步改进设计的自由度。
在一个实施方式中，提供了一种电子制动设备，其包括：弹簧组(spring pack)；第一活塞，其中安装有弹簧组；螺栓，其与电机一起旋转并且一端与弹簧组点接触；固定构件，其被配置为将螺栓结合到第一活塞；以及第二活塞，其被螺合到螺栓的另一端。
弹簧组可以包括：弹簧轴，其被插入到第一活塞中并与螺栓点接触；弹簧保持件，其径向突出以耦接到弹簧轴；环板，其设置在弹簧轴周围；以及弹簧，其设置在环板与弹簧保持件之间并由弹簧保持件支承，该弹簧将环板弹性地压向第一活塞。
弹簧轴可以包括：轴主体部；点接触部，其从轴主体部的一端半球形地突出并与螺栓点接触；以及保持件紧固部，其具有形成在轴主体部周围的外螺纹，该弹簧保持件被螺合到保持件紧固部。
弹簧轴还可以包括旋转抑制部，其形成在轴主体部的另一端，同时具有多边形截面形状，该旋转抑制部被插入到形成在第一活塞中的旋转抑制槽中。
旋转抑制部可以被安装为在旋转抑制槽中能够滑动，并且被设置为在第一活塞的轴向上与旋转抑制槽相距一定距离。
第一活塞可以包括活塞主体部，其具有限定在其中用于容纳(receiving)弹簧组的容纳空间；固定构件安装部，其在活塞主体部的内径部分上径向凹入，固定构件被安装到该固定构件安装部；以及旋转抑制槽，其在容纳空间的一端上轴向凹入，并且被安装为使得设置在弹簧组中的弹簧轴的多边形端在旋转抑制槽中可滑动。
螺栓可以包括螺栓主体部，其跨第一活塞与第二活塞之间的空间而延伸；弹簧组按压部，其形成在螺栓主体部的一端并与弹簧组接触；以及移动螺钉部，其形成在螺栓主体部的另一端并具有外螺纹，使得移动螺钉部被螺合到第二活塞。
螺栓主体部可以包括旋转力输入部，其设置在第一活塞与第二活塞之间；以及运动引导部，其形成在旋转力输入部上，使得与电机一起旋转的齿轮构件能够滑动地耦接到运动引导部。
齿轮构件可以包括蜗杆轴，其连接到电机的输出轴；以及蜗轮，其被安装在运动引导部周围并与蜗杆轴啮合，该运动引导部能够滑动地耦接到蜗轮。
弹簧组按压部可以包括环形闩锁部，其从螺栓主体部的一端径向突出并具有闩锁到固定构件的边缘；以及点接触凹部，其在环形闩锁部的中心上凹入，使得设置在弹簧组中的弹簧轴的半球形端与点接触凹部点接触。
点接触凹部可以具有比弹簧轴的半球形端更小的曲率或更大的直径，并且点接触凹部可以具有其中朝向点接触凹部的中心进一步凹入的半球形形状。
固定构件可以具有“C”形，并且耦接到第一活塞的内径部分以向内突出。
从以上描述显而易见的是，在根据本公开的电子制动设备中，弹簧组和螺栓在第一活塞的轴向上串联地设置在第一活塞内部。因此，第一活塞可以具有足以容纳弹簧组或螺栓的直径。
更具体地，与具有其中螺栓、螺母(screw nut)以及弹性构件与活塞的中心轴同轴地布置的结构的相关技术相比，在本公开中不必形成对应于螺母的组件和对应于螺栓的外螺纹的螺钉凸舌。因此，可以进一步减小对应于第一活塞的活塞构件的直径，并且使活塞构件的尺寸最小化。
因此，本公开可以在限定在一对蹄片之间的有限空间中布置车辆部件时显著改进车辆设计的自由度，并且可以应用和升级车辆部件以改进制动性能。因此，可以进一步增强车辆的制动性能。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的正视图。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的主要部分的分解透视图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的弹簧组的主要部分的分解透视图。
图4是用于说明根据本公开的实施方式的电子制动设备的第一操作情形的视图。
图5是用于说明根据本公开的实施方式的电子制动设备的第二操作情形的视图。
具体实施方式
在下文中，将通过实施方式的各种示例参考附图描述电子制动设备。应当注意，附图不必是按比例的，并且为了描述的清楚和方便，可以夸大线的粗细或组件的尺寸。此外，本文使用的术语是考虑到本公开的功能而定义的术语，并且可以根据用户或操作者的意图或实践来改变。因此，应基于本文阐述的总体公开来定义这些术语。
图1是示意性示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的正视图。图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的主要部分的分解透视图。图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的电子制动设备的弹簧组的主要部分的分解透视图。
参考图1至图3，根据本公开的实施方式的由参考数字1表示的电子制动设备包括弹簧组10、第一活塞20、螺栓30、固定构件40以及第二活塞50。
弹簧组10安装在螺栓30与第一活塞20之间，以基于螺栓30将第一活塞20弹性地压向相关的蹄片6。弹簧组10的弹力允许第二活塞50以及第一活塞20与相应的一对左右蹄片6弹性接触(参见图4和图5)。
当车辆停放在斜坡上时，当驾驶员在操作驻车制动器后将他/她的脚从主制动踏板上移开时，发生车辆的良好行为。在这种情况下，盘(未示出)与轮(未示出)一起旋转，同时与盘的内侧接触的蹄片6也一起移动。由于蹄片6的行为，在第一活塞20和第二活塞50与蹄片6之间可能发生冲程损失。
如上所述，在由于第一活塞20和第二活塞50与蹄片6间隔开而可能发生冲程损失的情况下，弹簧组10可以将第一活塞20和第二活塞50弹性地推向蹄片6，以防止冲程损失的发生。在下文中，为了便于描述，将基于图1所示的那些方向来设置左右方向以及前后方向。
第一活塞20是用于将一对左右蹄片6中的左蹄片压向相关联的盘的元件，并且弹簧组10安装在第一活塞20中。第一活塞20具有其中其内部中空且其面向第二活塞50的右端开口的形状。第一活塞20的左端具有与蹄片6的前部和后部两者接触的夹具形状，并且耦接到蹄片6。
螺栓30与电机2一起旋转，并且一端与弹簧组10点接触。螺栓30被设置为在左右方向上跨第一活塞20和第二活塞50延伸，并且其两端结合到相应的第一活塞20和第二活塞50。电机2经由齿轮构件3将旋转力传递给设置在第一活塞20与第二活塞50之间的螺栓30。
固定构件40将螺栓30结合到第一活塞20。固定构件40具有C环形状，并且向内突出以耦接到第一活塞20的内径部分。在按压固定构件40使其直径进一步减小的情况下将固定构件40插入到第一活塞20中之后，通过释放施加到固定构件40的力，可以将固定构件40紧密地安装到第一活塞20的内径部分。
第二活塞50被螺合到螺栓30的右端。螺栓30的右端具有外螺纹，并且第二活塞50的内径部分具有与外螺纹相对应的内螺纹。当螺栓30旋转时，螺栓30移入或移出第二活塞50，使得由第一活塞20、螺栓30和第二活塞50一起限定的水平长度可灵活地变化。
参考图1和图3，根据本公开的实施方式的弹簧组10包括弹簧轴11、弹簧保持件16、环板17以及弹簧18。
弹簧轴11具有在左右方向上延伸的轴形状，并且被插入到限定在第一活塞20中的中空容纳空间22中。弹簧轴11与第一活塞20同轴地设置，并且弹簧轴11的右端与螺栓30点接触。根据本公开的实施方式的弹簧轴11包括轴主体部12、点接触部13、保持件紧固部14以及旋转抑制部15。
轴主体部12是形成弹簧轴11的基本框架的元件，并且具有在左右方向上延伸的轴形状。具有环状的环板17和弹簧18装配在轴主体部12周围。点接触部13从轴主体部12的右端在右方向上半球形突出。点接触部13与螺栓30点接触。
保持件紧固部14是与弹簧保持件16耦接的元件，并且具有形成在轴主体部12的右端周围的外螺纹。弹簧保持件16具有内螺纹，并且被螺合到保持件紧固部14，使得弹簧保持件16固定地耦接到保持件紧固部14的右侧。
旋转抑制部15是用于抑制弹簧轴11的旋转的元件，并且形成在轴主体部12的左端，同时具有多边形截面形状。第一活塞20形成有旋转抑制槽24，并且该旋转抑制槽24具有对应于旋转抑制部15的多边形截面形状。旋转抑制部15被插入到旋转抑制槽24中，使得其旋转被第一活塞20抑制。
旋转抑制部15被安装为在旋转抑制槽24中能够滑动，并且被设置为在第一活塞20的轴向上与旋转抑制槽24的左端相距一定距离。通过作用在弹簧组10上的按压力，旋转抑制部15可在旋转抑制槽24中沿左右方向滑动。本文描述的轴向、左右方向以及移动(滑动)方向都对应于图1中的左右方向。
在这种情况下，旋转抑制槽24的左端和旋转抑制部15的左端保持彼此间隔开。因此，第一活塞20可以以对应于弹簧18的弹力的强度可靠地与蹄片6弹性接触，而不会由于弹簧轴11与第一活塞20之间的轴向接触而产生干扰。
弹簧保持件16径向突出以耦接到弹簧轴11。弹簧保持件16具有环状，同时在其内径部分上形成有内螺纹，并且被螺合到弹簧轴11的保持件紧固部14。该组件允许弹簧保持件16以径向突出的形状固定地耦接到弹簧轴11的右端。
环板17是用于将弹簧18的弹力充分地传递到第一活塞20的元件。环板17具有平坦的环状，并且被装配在弹簧轴11周围。环板17被设置在容纳空间22的左端与弹簧18之间，并且弹簧组10被插入到第一活塞20中，并且环板17与第一活塞20表面接触。
弹簧18具有其中多个盘形弹簧轴向堆叠的结构。弹簧18被装配在弹簧轴11周围，并且被设置在环板17与弹簧保持件16之间。在弹簧组10被插入第一活塞20的状态下，弹簧18的右端与弹簧保持件16接触，并且其左端与环板17接触。
当弹簧轴11被螺栓30向左按压时，耦接到弹簧轴11的弹簧保持件16一起向左移动，并且按压力向左作用在弹簧18上。在这种情况下，弹簧18将环板17弹性地压向第一活塞20，换句话说，压向左侧，弹簧18由弹簧保持件16支承。
参考图1和图2，根据本公开的实施方式的第一活塞20包括活塞主体部21、固定构件安装部23以及旋转抑制槽24。
活塞主体部21具有圆筒形状，并且弹簧组10容纳在限定在活塞主体部21中的容纳空间22中。活塞主体部21的右端开口，使得弹簧组10和螺栓30的左端可插入到容纳空间22中。第一活塞20的左端具有与蹄片6的前部和后部两者接触的夹具形状，并且耦接到蹄片6。
固定构件安装部23是安装有固定构件40的元件，并且在活塞主体部21的右端的内径部分上径向凹入。固定构件40在弹簧组10和螺栓30的左端插入到容纳空间22中的情况下安装到固定构件安装部23，从而防止弹簧组10和螺栓30脱离第一活塞20。
旋转抑制槽24是插入和安装有弹簧轴11的旋转抑制部15的元件。旋转抑制槽24在容纳空间22的左端上轴向凹入。旋转抑制槽24形成为使得设置在弹簧组10中的弹簧轴11的多边形端能够在旋转抑制槽24中沿左右方向滑动。
参考图1和图2，根据本公开的实施方式的螺栓30包括螺栓主体部31、弹簧组按压部34以及移动螺钉部37。
螺栓主体部31是从电机2供给旋转力的元件。螺栓主体部31在左右方向上跨第一活塞20和第二活塞50而延伸。根据本公开的实施方式的螺栓主体部31包括旋转力输入部32和运动引导部33。
旋转力输入部32是形成螺栓主体部31的基本框架的元件，并且被设置为在第一活塞20与第二活塞50之间沿左右方向延伸。旋转力输入部32的左侧与弹簧组按压部34一体地连接，并且旋转力输入部32的右侧与移动螺杆部37一体地连接。
运动引导部33作为与电机2一起旋转的齿轮部件3能够滑动地耦接的元件，并且形成在旋转力输入部32周围，同时具有多边形截面形状。根据本公开的实施方式的齿轮构件3包括蜗杆轴4和蜗轮5。蜗杆轴4连接到电机2的输出轴。蜗轮5被安装在移动引导部33周围并与蜗杆轴4啮合。
电机2的输出轴被设置在第一活塞20与第二活塞50之间。蜗杆轴4连接到电机2的输出轴，并且在前后方向上延伸。蜗轮5在左右方向上被装配在运动引导部33周围，并且当电机2被驱动时，蜗轮5随着蜗杆轴4的旋转而旋转到位。
蜗轮5具有对应于运动引导部33的多边形截面形状的内径部分，并且被安装在运动引导部33周围。因此，当蜗轮5旋转时，螺栓30以与蜗轮5相同的角位移旋转。在这种情况下，螺栓30的移动螺钉部37移入和移出第二活塞50，并且运动引导部33可通过蜗轮5在左右方向上滑动。
螺栓30的弹簧组按压部34是用于轴向按压弹簧组10的元件。弹簧组按压部34形成在螺栓主体部31的左端，同时具有比螺栓主体部31大的直径，并且与弹簧组10的弹簧轴11点接触。根据本公开的实施方式的弹簧组按压部34包括环形闩锁部35和点接触凹部36。
螺栓30的环形闩锁部35是闩锁到固定部件40以与第一活塞20结合的元件，并且从螺栓主体部31的左端径向突出。环形闩锁部35的边缘被闩锁到从第一活塞20的内径部分向内突出的固定构件40上，从而防止环形闩锁部35脱离第一活塞20。
点接触凹部36是与弹簧轴11的点接触部13点接触的元件，并且在环形闩锁部35的面向弹簧组10的左端的中心上凹入。点接触凹部36具有比半球形点接触部13更小的曲率或更大的直径，并且具有其中朝向其中心进一步凹入的半球形形状。
因此，点接触部13可以在对应于点接触凹部36的中心的点处与点接触凹部36保持点接触。在这种情况下，点接触部13和点接触凹部36，即弹簧轴11和弹簧组按压部34通过弹簧18彼此弹性点接触。
通过如上所述形成点接触部13和点接触凹部36，具有线性位移的弹簧轴11可以稳定地与具有旋转位移的螺栓30点接触。另外，可以充分地将负载从螺栓30传递到弹簧轴11，并且可以减小由于螺栓30的旋转引起的摩擦阻力。
移动螺钉部37是与第二活塞50螺合的元件，并且连续地形成在螺栓主体部31的右端。移动螺钉部37具有外螺纹，并且被螺合到具有内螺纹的第二活塞50。当螺栓30旋转时，移动螺钉部37移入和移出第二活塞50，使得由第一活塞20、螺栓30以及第二活塞50一起限定的水平长度可变，以进行增加和减少。
图4是用于说明根据本公开的实施方式的电子制动设备的第一操作情形的视图。图5是用于说明根据本公开的实施方式的电子制动设备的第二操作情形的视图。
参考图4和图5，第一活塞20与一对左右蹄片6中的左蹄片6接触，而第二活塞50与右蹄片6接触。一对左右蹄片6分别连接到复位弹簧7的两端。复位弹簧7允许其弹力沿彼此接近的方向连续作用在该对左右蹄片6上。
在如图4所示的初始状态下，当螺栓30随着电机2的向前驱动而向前旋转时，螺栓30线性地移出第二活塞50，同时由第一活塞20、螺栓30以及第二活塞50一起限定的长度进一步延伸，如图5所示，从而沿彼此间隔开的方向将该对蹄片6推向盘(未示出)。在这种情况下，第一活塞20和第二活塞50以对应于弹簧18的弹力的强度保持蹄片6被弹性地按压。
在如图5所示的状态下，当螺栓30反向旋转时，螺栓30移入第二活塞50，同时由第一活塞20、螺栓30以及第二活塞50一起限定的长度进一步减小，如图4所示，从而释放被按压的蹄片6。当返回到该初始状态时，第一活塞20被拉向右侧，其中，螺栓30被闩锁到固定构件40。因此，可以充分且可靠地将第一活塞20返回到其初始位置。
在如图5所示的状态下，如果第一活塞20和第二活塞50将蹄片6按压到对应于制动力的高负载，则第一活塞20和第二活塞50可能通过按压力被卡在蹄片6上。根据本公开，即使发生这种粘连，如上所述，第一活塞20和第二活塞50也可以通过固定构件40的作用平稳地返回到它们的初始位置。
根据具有以上配置的本公开的电子制动设备1，弹簧组10和螺栓30在第一活塞20的轴向上串联地设置在第一活塞20内部。因此，第一活塞20可以具有足以容纳弹簧组10或螺栓30的直径。
更具体地，根据本公开，与具有其中螺栓、螺母以及弹性构件与活塞的中心轴同轴地布置的结构的相关技术相比，不必形成对应于螺母的组件和对应于螺钉螺栓的外螺纹的螺钉凸舌。因此，可以进一步减小对应于第一活塞20的活塞构件的直径，并且使活塞构件的尺寸最小化。
因此，根据本公开，可以在限定在一对蹄片6之间的有限空间中布置车辆部件时显著改进车辆设计的自由度，并且可以应用和升级车辆部件以改进制动性能。因此，可以进一步增强车辆的制动性能。
尽管以上描述了各种实施方式，但是本领域技术人员将理解，所描述的实施方式仅是示例性的。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和其他等效实施方式。因此，本公开的真正技术保护范围应由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电子制动设备，包括：
弹簧组；
第一活塞，所述弹簧组安装在所述第一活塞中；
螺栓，与电机一起旋转并且一端与所述弹簧组点接触；
固定构件，被配置为将所述螺栓结合到所述第一活塞；以及
第二活塞，被螺合到所述螺栓的另一端，
其中，所述螺栓包括：
螺栓主体部，跨所述第一活塞与所述第二活塞之间的空间而延伸；
弹簧组按压部，形成在所述螺栓主体部的一端并与所述弹簧组接触；以及
移动螺钉部，形成在所述螺栓主体部的另一端并具有外螺纹，使得所述移动螺钉部被螺合到所述第二活塞，
其中，所述弹簧组按压部包括：
环形闩锁部，从所述螺栓主体部的一端径向突出并具有闩锁到所述固定构件的边缘；以及
点接触凹部，在所述环形闩锁部的中心上凹入，使得设置在所述弹簧组中的弹簧轴的半球形端与所述点接触凹部点接触。
2.根据权利要求1所述的电子制动设备，其中，所述弹簧组包括：
弹簧轴，被插入到所述第一活塞中并与所述螺栓点接触；
弹簧保持件，耦接到所述弹簧轴以径向突出；
环板，设置在所述弹簧轴周围；以及
弹簧，设置在所述环板与所述弹簧保持件之间并由所述弹簧保持件支承，所述弹簧将所述环板弹性地压向所述第一活塞。
3.根据权利要求2所述的电子制动设备，其中，所述弹簧轴包括：
轴主体部；
点接触部，从所述轴主体部的一端半球形地突出并与所述螺栓点接触；以及
保持件紧固部，具有形成在所述轴主体部周围的外螺纹，所述弹簧保持件被螺合到所述保持件紧固部。
4.根据权利要求3所述的电子制动设备，其中，所述弹簧轴还包括旋转抑制部，所述旋转抑制部形成在所述轴主体部的另一端，同时具有多边形截面形状，所述旋转抑制部被插入到形成在所述第一活塞中的旋转抑制槽中。
5.根据权利要求4所述的电子制动设备，其中，所述旋转抑制部被安装为在所述旋转抑制槽中能够滑动，并且被设置为在所述第一活塞的轴向上与所述旋转抑制槽相距一定距离。
6.根据权利要求1所述的电子制动设备，其中，所述第一活塞包括：
活塞主体部，具有限定在其中用于容纳所述弹簧组的容纳空间；
固定构件安装部，在所述活塞主体部的内径部分上径向凹入，所述固定构件被安装到所述固定构件安装部；以及
旋转抑制槽，在所述容纳空间的一端上轴向凹入，并且被安装为使得设置在所述弹簧组中的弹簧轴的多边形端在所述旋转抑制槽中能够滑动。
7.根据权利要求1所述的电子制动设备，其中，所述螺栓主体部包括：
旋转力输入部，设置在所述第一活塞与所述第二活塞之间；以及
运动引导部，形成在所述旋转力输入部上，使得与所述电机一起旋转的齿轮构件能够滑动地耦接到所述运动引导部。
8.根据权利要求7所述的电子制动设备，其中，所述齿轮构件包括：
蜗杆轴，连接到所述电机的输出轴；以及
蜗轮，被安装在所述运动引导部周围并与所述蜗杆轴啮合，所述运动引导部能够滑动地耦接到所述蜗轮。
9.根据权利要求1所述的电子制动设备，其中，所述点接触凹部具有比所述弹簧轴的半球形端更小的曲率或更大的直径，并且所述点接触凹部具有其中朝向所述点接触凹部的中心进一步凹入的半球形形状。
10.根据权利要求1所述的电子制动设备，其中，所述固定构件具有“C”形，并且耦接到所述第一活塞的内径部分以向内突出。
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