CN115539537B - Epb制动卡钳 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种EPB制动卡钳，包括卡钳体、活塞、第一密封圈和阀门。卡钳体具有活塞缸体和第一通孔；活塞位于活塞缸体内，并与活塞缸体滑动配合；第一密封圈位于活塞和活塞缸体之间，并与活塞和活塞缸体共同形成密封腔，密封腔和卡钳体外部通过第一通孔连通；阀门安装于第一通孔，阀门被配置为能够在密封腔与卡钳体外部之间的压力差小于阈值时关闭，并在密封腔与卡钳体外部之间的压力差达到阈值时开启。本申请通过在卡钳体开设第一通孔，并在第一通孔安装阀门，在密封腔内负压过大时开启阀门，通过第一通孔向密封腔内补充气体，使得密封腔内的负压始终保持在一个合理的范围内，可以防止因密封腔内负压过大而使得活塞的前移受阻，影响制动性能。

Description

EPB制动卡钳

技术领域

本发明属于汽车驻车制动领域，尤其涉及一种EPB制动卡钳。

背景技术

众所周知，汽车的驻车制动机构，除了提供驻车制动功能外，还应提供紧急制动功能；同时，电子驻车制动系统EPB也是智能驾驶系统里制动冗余的重要组成部分。因此，不管是行驻一体还是独立驻车的EPB制动卡钳，其摩擦片与制动盘之间都不可避免的或多或少存在摩擦磨损，随着磨损的增大，EPB活塞的行程也就越大，制动性能也随之下降。

发明内容

本申请主要提供一种EPB制动卡钳，用于解决现有技术中由于摩擦片、制动盘磨损而导致制动性能下降的问题。

摩擦材料磨损后活塞回位间隙自动补偿的EPB独立驻车制动卡钳

本申请提供了一种EPB制动卡钳，包括：

卡钳体，具有活塞缸体和第一通孔；

活塞，位于活塞缸体内，并与所述活塞缸体滑动配合；

第一密封圈，位于所述活塞和所述活塞缸体之间，并与所述活塞和所述活塞缸体共同形成密封腔，所述密封腔和所述卡钳体外部通过所述第一通孔连通；

阀门，安装于所述第一通孔，所述阀门被配置为能够在所述密封腔与所述卡钳体外部之间的压力差小于阈值时关闭，并在所述密封腔与所述卡钳体外部之间的压力差达到所述阈值时开启。

在一实施例的技术方案中，所述阀门为自动阀。

在一实施例的技术方案中，所述自动阀包括：

阀体，所述阀体具有连通第一端和第二端的第二通孔，所述阀体的第一端安装于所述第一通孔；

阀芯，配置在所述第一通孔内，所述阀芯位于所述阀体的第一端的第二通孔处；

弹性件，位于所述第一通孔内，被配置为能够给予所述阀芯朝向所述第二通孔的力。

在一实施例的技术方案中，所述阀体与所述第一通孔之间通过螺纹配合连接。

在一实施例的技术方案中，所述阀体与所述第一通孔之间通过设置第二密封圈密封。

在一实施例的技术方案中，所述第一通孔为阶梯孔，从外至内所述阶梯孔至少包括第一阶孔和第二阶孔，所述第一阶孔和第二阶孔的孔径递减，所述阀体的所述第一端安装在所述第一阶孔内，所述第二密封圈位于所述阀体的所述第一端的端面与所述第一阶孔孔底之间。

在一实施例的技术方案中，所述第二密封圈内部具有内衬圈。

在一实施例的技术方案中，所述弹性件为弹簧，位于所述第二阶孔内，被配置为压缩状态顶在所述阀芯上。

在一实施例的技术方案中，所述阀芯为球体。

在一实施例的技术方案中，所述阀体的所述第一端的端面被配置为能够与所述球体相匹配的弧面。

在一实施例的技术方案中，所述阀体的所述第一端的端面设有密封垫，所述密封垫具有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔连通。

在一实施例的技术方案中，所述阀体的所述第二端配有阀门帽，所述第二端开设有导气槽或导气孔；所述导气槽或导气孔一端与所述第二通孔连通，另一端从所述阀门帽的开口处引向所述阀体外部。

在一实施例的技术方案中，所述第一通孔为所述卡钳体自带的换气孔。

在一实施例的技术方案中，所述EPB制动卡钳还包括EPB电机，所述EPB电机安装在所述卡钳体上，所述EPB电机的输出端通过减速机构和EPB驻车机构与所述活塞配合连接，用于驱动所述活塞在所述活塞缸体内运动。

在一实施例的技术方案中，所述EPB制动卡钳还包括支架，所述支架与所述卡钳体之间通过销轴连接，所述支架上配有一对摩擦片，其中一片所述摩擦片被配置为由所述活塞驱动。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

本申请中附图是用于示出优选实施方式，便于本领域普通技术人员对各种其他的优点和益处清楚明了的认识，并不能认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。

图1为本申请一实施例中EPB制动卡钳的立体示意图。

图2为本申请一实施例中EPB制动卡钳的剖面示意图一。

图3为本申请一实施例中EPB制动卡钳的剖面示意图二。

图4为本申请一实施例中阀门处的剖面示意图。

图5为本申请一实施例中阀门的立体示意图。

图6为本申请一实施例中阀门的剖面示意图。

附图标号说明：

10、卡钳体；11、第一通孔；20、活塞；30、EPB驻车机构；40、第一密封圈；50、支架；60、摩擦片；70、阀门；71、阀体；71.1、第二通孔；71.2、导气槽；72、阀芯；73、弹性件；74、密封垫；74.1、第三通孔；75、第二密封圈；75.1、内衬圈；76、阀门帽；80、密封腔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上(包括两个)，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

EPB(electrical parking brake)制动卡钳一般包括卡钳体、活塞、EPB驻车机构、EPB电机、支架和摩擦片等。制动时，通过EPB电机驱动EPB驻车机构，带动活塞移动，从而推动摩擦片与制动盘接触完成摩擦制动。对于EPB制动卡钳来说，制动力矩是通过EPB电机的电流来控制的，过大的电流会损坏电路，过大的力矩也会损坏传动机构(齿轮组、涡轮蜗杆等)，因此EPB制动卡钳由EPB电机产生的制动力矩是固定的,这个制动力矩产生的力是通过活塞尽可能的全部作用在摩擦片与制动盘上。为了保证低拖滞力矩，有些EPB制动卡钳在装配活塞时，会将活塞与卡钳体和(矩形)密封圈形成的密封腔内空气排除，并使初始密封腔形成一定负压来进行活塞的辅助回位，降低拖滞力矩。这里密封腔内的负压需要控制在一个合理的范围内，才不会影响刹车性能，所以说密封腔的负压并不是越大越好。在使用过程中，摩擦片与制动盘之间不可避免的或多或少存在摩擦磨损，随着磨损的增大，制动时活塞的行程也就越大，导致制动时密封腔的容积增加，随之负压也会越来越大。因此，由EPB电机产生的制动力就需要有一部分来对抗该负压对活塞产生的回退力，导致留给摩擦片与制动盘的力降低，导致活塞的前移受阻，从而会影响制动性能。由于活塞极小的位移量对驻车效果的影响来说是非常敏感的，活塞端面与摩擦片、制动盘之间有效净间隙越来越大，还可能出现驻车制动的活塞压不到摩擦片的情况，造成不能驻车的风险。

请参见图1、图2和图3，本申请一实施例提供了一种EPB制动卡钳，该EPB制动卡钳主要包括卡钳体10、活塞20、第一密封圈40和阀门70。卡钳体10具有活塞缸体和第一通孔11，第一通孔11连通活塞缸体。活塞20安装在活塞缸体内，并与之滑动配合。第一密封圈40位于活塞20和活塞缸体之间，并与活塞20和活塞缸体共同形成密封腔80，第一通孔11连通密封腔80和卡钳体10外部。阀门70安装在第一通孔11上，阀门70具有能够在密封腔80与卡钳体10外部之间的压力差小于阈值时关闭，和在密封腔80与卡钳体10外部之间的压力差达到阈值时开启的功能。在密封腔80内负压过大(内外压差过大)时开启阀门70，外界的空气通过第一通孔11向密封腔80内补充气体，使得密封腔80内的负压始终保持在一个合理的范围内，可以防止因密封腔80内负压过大而使得活塞20的前移受阻，影响制动性能。下面以EPB制动卡钳的装配和使用情况对上述功能进行进一步的说明。

装配时，首先卸下阀门70将EPB驻车机构30退回初始位置；再推进活塞20，使活塞20位于活塞缸体的底部，使得活塞20与活塞缸体形成的密封腔80容积最小；最后安装上阀门70，使密封腔80与外界大气隔绝，EPB驻车机构30动作将活塞20前推至合适位置，实现密封腔80的负压密封，活塞20通过负压具有自动回位能力，降低了拖滞力矩。

新装车状态的自动调整：新装车后EPB制动卡钳，由于零部件制造及装配的累积公差，装车后，同一批总成不同的件，活塞20端面与制动盘之间的间隙差异很大；本申请能自动调整活塞20的位移行程，使其达到衡定的间隙。对车辆进行首次驻车制动，当活塞20端面与制动盘之间的间隙过大时，活塞20必须走完该间隙。由于密封腔80为负压，活塞20行程受阻，活塞20越往前移，密封腔80负压越大，迅速增大的负压，使得阀门70打开，外界的空气通过第一通孔11进入密封腔80内，负压值降低后，阀门70关闭，活塞20顺利完成驻车，达到自调。

摩擦片的磨损补偿：当摩擦片60或者制动盘磨损后，摩擦片60或制动盘就会变薄，活塞20端面与制动盘之间的间隙就会变大。此时活塞20端面要压住摩擦片60夹紧制动盘实现有效的驻车，活塞20向前的位移行程必须足够大。当活塞20进一步向前移时，密闭腔80内的负压进一步加大，迅速增大的负压使得阀门70打开，外界的空气通过第一通孔11进入密封腔80内，负压值降低恢复到原有状态，阀门70关闭，活塞则可以顺利前移推动摩擦片60走完磨损增加的距离后，并完成有效的驻车，达到自调整的作用。如此往复：摩擦片60磨损—密闭腔80吸气—活塞20前移，可以始终保持密闭腔80内的负压值都在合理的范围内，保证驻车制动效果始终不变。并且驻车时，密闭腔80总为一稳定的负压值，始终可以有一定的回位力，降低拖滞力矩。

具体地，EPB制动卡钳还可以包括EPB电机、支架50等，当然也还可以包括其他功能部件，因为不涉及改进内容，这里就不一一说明。EPB电机安装在卡钳体10上，EPB电机的输出端通过减速机构和EPB驻车机构30与活塞20配合连接，用于驱动活塞20在活塞缸体内运动。支架50与卡钳体10之间通过销轴连接，支架50上配有一对摩擦片60，位于内侧的摩擦片60被配置为由活塞20驱动。EPB制动卡钳是通过支架50安装在汽车上的。

具体地，第一密封圈40可以为矩形密封圈，活塞缸体内壁开设有安放矩形密封圈的槽，安放第一密封圈40，矩形密封圈也可以起到一定的活塞20回位作用，降低拖滞力矩。

具体地，第一通孔11可以选择卡钳体10自带的换气孔，根据换气孔设计阀门70，可以省去对卡钳体10重新设计开模的过程，也可以对现有带换气孔的卡钳体10进行改装，节省成本，增加通用性。

需要说明的是，本申请中所说的EPB制动卡钳可以是行驻一体的EPB制动卡钳或者是独立驻车的EPB制动卡钳等，也就是说，只要包括了上述技术特征的EPB制动卡钳均应该在本申请的保护范围内。

在一些实施例中，根据设计需求，阀门70可以选用自动阀，自动阀是指不需要外力驱动，而是依靠介质自身的能量来使阀门动作。如安全阀、减压阀、疏水阀、止回阀、自动调节阀等。本申请中的介质则是气体，造成阀门开启的能量则是内外压力差。自动阀开启的阈值可以根据具体车型需要的制动效果来确定。通过选用自动阀可以实现密闭腔80内负压实时自动调整，始终保持良好的制动效果。

请参见图1、图2和图3，在一些实施例中，根据EPB制动卡钳的特性我们设计了一种自动阀，该自动阀主要包括阀体71、阀芯72和弹性件73。阀体71沿长度方向设有第二通孔71.1，第二通孔71.1连通阀体71沿长度方向的两端：第一端和第二端；将阀体71的第一端安装在第一通孔11。阀芯72也安装在第一通孔11内，阀芯72位于阀体71第一端的第二通孔71.1处，用于堵塞第二通孔71.1。弹性件73也位于第一通孔11内，能够给予阀芯72朝向第二通孔71.1的弹力，该弹力的大小即为需要的阈值。当外界压力与密闭腔80内压力之差大于弹性件73的弹力时，外界气体则可以克服弹性件73的弹力推开阀芯72，使得自动阀开启，外界气体得以进入密闭腔80；随着外界气体的进入外界压力与密闭腔80内压力之差越来越小，直到不足以克服弹性件73的弹力时，阀芯72则在弹性件73弹力的作用下重新封堵住第二通孔71.1，关闭自动阀。充分利用卡钳体10的结构设计自动阀，使得自动阀的结构简单，成本低。

需要说明的是，这里的弹性件73无论选择什么样的弹性件，都需要开通气道，使得第二通孔71.1能与密闭腔80连通。例如，使用碟簧或橡胶块等时，碟簧或橡胶块上需要开设通孔，保证气体的流通。

在一些具体实施方式中，阀体71与第一通孔11之间通过螺纹配合连接，易于安装和拆卸，方便后期更换摩擦片60和维修等。

请继续参见图1、图2和图3，在一些实施例中，阀体71与第一通孔11之间设置有第二密封圈75，通过设置第二密封圈75保证阀体71与第一通孔11的密闭性，使得气体只能从第二通孔71.1经过。

在一些具体实施方式中，可以将第一通孔11设计成阶梯孔，从外至内至少包括第一阶孔和第二阶孔，所述第一阶孔的孔径小于和第二阶孔的孔径，第二阶孔的底部与密闭腔80连通。阀体71的第一端安装在第一阶孔内，第二密封圈75位于阀体71第一端的端面与第一阶孔孔底之间，形成密封。安装时，只需要先将第二密封圈75放入第一阶孔孔底，在装入阀体71即可，安装简单，并且安装过程中第二密封圈75不会位移和变形，保证密封性。

进一步地，第二密封圈75内部设有内衬圈75.1，内衬圈75.1使得第二密封圈75具有一定的刚性，不易变形，能起到更好的密封效果，而且更加方便安装。例如第二密封圈75还可以选用金属骨架矩形橡胶密封环。

在一些实施例中，弹性件73可以为弹簧，安装在第二阶孔内，被配置为压缩状态顶在阀芯72上。由于弹簧的自身属性，通过使用弹簧可以保持气体的通过性；而且弹簧的弹力也是比较线性的，可以通过需要的阈值选择弹簧相关参数值。

在一些实施例中，阀芯72被设计成球体，球体具有与第二通孔71.1更好的接触面，使得密封性更强；而且在安装过程中，球体的阀芯72安装不需要调整安装面，放入第二阶孔内即可，安装简单方便。

进一步地，我们还可以将阀体71第一端的端面设计成能够与球体阀芯72相匹配的弧面，通过弧面与球体的配合更进一步的提升密封性；同时弧面与球体的设计，使得球体阀芯72每次移动后，都能顺着弧面再次回到同样的位置密封第二通孔71.1，提升了密封的一致性。

进一步地，所述阀体71的所述第一端的端面具有与所述第二通孔71.1同心的多到圆形纹路，进一步地提升密封效果。

在一些实施例中，在阀体71第一端的端面设置密封垫74，密封垫74选用橡胶、硅胶等材质；密封垫74开设有第三通孔74.1，第三通孔74.1与第二通孔71.1连通。通过在阀体71与阀芯72之间设置密封垫74，可以增加密封效果。

在一些实施例中，阀体71的第二端还配有阀门帽76，通过阀门帽76可以遮挡泥土、雨水等。并且还要在第二端开设导气槽71.2(或导气孔)，导气槽71.2(或导气孔)一端与第二通孔71.1连通，另一端从阀门帽76的开口帽檐处引出，与阀体71外部连通。在防水防泥的情况下还可以保持良好的通气能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在矛盾冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种EPB制动卡钳，其特征在于，包括：

卡钳体，具有活塞缸体和第一通孔；

活塞，位于活塞缸体内，并与所述活塞缸体滑动配合；

第一密封圈，位于所述活塞和所述活塞缸体之间，并与所述活塞和所述活塞缸体共同形成密封腔，所述密封腔和所述卡钳体外部通过所述第一通孔连通；

阀门，安装于所述第一通孔，所述阀门被配置为能够在所述密封腔与所述卡钳体外部之间的压力差小于阈值时关闭，并在所述密封腔与所述卡钳体外部之间的压力差达到所述阈值时开启；

EPB电机，所述EPB电机安装在所述卡钳体上，所述EPB电机的输出端通过减速机构和EPB驻车机构与所述活塞配合连接，用于驱动所述活塞在所述活塞缸体内运动。

2.根据权利要求1所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀门为自动阀。

3.根据权利要求2所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述自动阀包括：

阀体，所述阀体具有连通第一端和第二端的第二通孔，所述阀体的第一端安装于所述第一通孔；

阀芯，配置在所述第一通孔内，所述阀芯位于所述阀体的第一端的第二通孔处；

弹性件，位于所述第一通孔内，被配置为能够给予所述阀芯朝向所述第二通孔的力。

4.根据权利要求3所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀体与所述第一通孔之间通过螺纹配合连接。

5.根据权利要求3或4所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀体与所述第一通孔之间通过设置第二密封圈密封。

6.根据权利要求5所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述第一通孔为阶梯孔，从外至内所述阶梯孔至少包括第一阶孔和第二阶孔，所述第一阶孔和第二阶孔的孔径递减，所述阀体的所述第一端安装在所述第一阶孔内，所述第二密封圈位于所述阀体的所述第一端的端面与所述第一阶孔孔底之间。

7.根据权利要求6所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述第二密封圈内部具有内衬圈。

8.根据权利要求6所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述弹性件为弹簧，位于所述第二阶孔内，被配置为压缩状态顶在所述阀芯上。

9.根据权利要求3所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀芯为球体。

10.根据权利要求9所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀体的所述第一端的端面被配置为能够与所述球体相匹配的弧面。

11.根据权利要求3、9或10所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀体的所述第一端的端面设有密封垫，所述密封垫具有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔连通。

12.根据权利要求3所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述阀体的所述第二端配有阀门帽，所述第二端开设有导气槽或导气孔；所述导气槽或导气孔一端与所述第二通孔连通，另一端从所述阀门帽的开口处引向所述阀体外部。

13.根据权利要求1所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述第一通孔为所述卡钳体自带的换气孔。

14.根据权利要求1或13所述的EPB制动卡钳，其特征在于，所述EPB制动卡钳还包括支架，所述支架与所述卡钳体之间通过销轴连接，所述支架上配有一对摩擦片，其中一片所述摩擦片被配置为由所述活塞驱动。