CN115773316A - 一种带驻车功能的固定钳盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，包括驱动单元、驻车建压单元、钳体、活塞、摩擦块；驻车单元用于提供驻车动力输出，当车辆发出驻车信号时。驻车单元输出驱动转矩；驱动单元安装在钳体上；驻车建压单元通过与驱动单元相连，驱动单元通过驻车建压单元输出驱动力矩；钳体包括钳口侧和钳背侧，钳背侧设置有轴向的驻车腔，驻车腔与钳体的上活塞腔、下活塞腔连通；驻车建压单元包括驻车活塞，驻车活塞安装在驻车腔内，在驱动单元的带动下，驻车活塞对驻车腔内的制动液加压从而实现对制动活塞加压实现驻车功能。该制动器具有结构紧凑，轻量化等优点。

Description

一种带驻车功能的固定钳盘式制动器

技术领域

本发明涉及制动器领域，尤其涉及一种带驻车功能的固定钳盘式制动器。

背景技术

固定钳盘式制动器以其可承载制动力矩大，响应时间快、制动稳定好等优点，成为了新能源汽车制动器主流发展方向之一，然而目前市场上的固定钳制动器通常只具备行车制动功能，缺少驻车制动功能，比如中国专利CN201210432204.3--一种改进的双轭板固定钳盘式制动器。车辆驻车制动还需要装配单独的驻车机构。这样增加了新部件及相关的安装工艺，成本增加；同时也增加了底盘重量，降低了车辆续航里程。

发明内容

本发明根据现有技术问题提供了一种带驻车功能的固定钳盘式制动器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，包括驱动单元、驻车建压单元、钳体、活塞、摩擦块；

驻车单元用于提供驻车动力输出，当车辆发出驻车信号时。驻车单元输出驱动转矩；驱动单元安装在钳体上；

驻车建压单元通过与驱动单元相连，驱动单元通过驻车建压单元输出驱动力矩；

钳体包括钳口侧和钳背侧，钳背侧设置有轴向的驻车腔，驻车腔与钳体的上活塞腔、下活塞腔连通；

驻车建压单元包括驻车活塞，驻车活塞安装在驻车腔内，在驱动单元的带动下，驻车活塞对驻车腔内的制动液加压从而实现对制动活塞加压实现驻车。

作为优选，驻车建压单元包括驱动轴、驻车活塞、密封碗、滚柱平面轴承、限位挡板、卡簧、卡扣；

其中，驱动轴为一种成“十”字型结构特征的传动轴件；。最上端设计为外齿轮结构特征，与驱动单元形成齿轮配合关系，传递驱动力矩；中段设计为一段矩形凸台结构，凸台上端支撑在滚柱平面轴承上，在凸台上端设计矩形限位槽，以嵌套卡箍来限制驱动的轴向自由度；在驱动轴最下端设计有外螺纹结构，与驻车活塞内螺纹配合，构成螺纹连接方式，传递驱动力。

作为优选，驻车活塞为圆筒形结构件；上端设计为中空结构，在圆筒段内壁预设内螺纹，与驱动轴的外螺纹构成螺纹配合连接；驱动轴嵌套在驻车活塞内，驻车腔的截面为椭圆形，驻车活塞的中下端设计为“椭圆形”凸台结构，与钳体驻车腔的椭圆形截面构成配合；驻车活塞的下端设计了圆环形凹槽结构，用来装配密封碗部件。

作为优选，密封碗整体为椭圆形环状结构，下端面沿其轨迹设置有截面为“U”形的槽口。

作为优选，在驱动轴的矩形凸台结构上端面设计有滚柱平面轴承，该轴承为一种上下结构形式布置的轴承件，包括上圈、滚柱、下圈，上圈紧贴在挡板支撑面上，下圈与驱动轴限位平台装配在一起，随着驱动轴一起转动。中间布置有多个滚柱。

作为优选，限位挡板为与驻车腔截面相同的椭圆形回转体结构，在限位挡板的上面设计有卡簧，卡簧为一不闭合的椭圆轮廓、矩形截面的钣金件，其嵌入在驻车腔壁凹槽内。

作为优选，在限位挡板的上端还设计有卡箍，卡箍为一不闭合的圆形轮廓，有内齿型的钣金件，卡箍外端支撑在限位挡板上，内端嵌套在驱动轴凹槽结构内，并有一定装配间隙，当驱动单元反转时，为驱动轴提供反向支撑力。

作为优选，钳体外形轮廓整体上设计为“口”形，其上、下端部分别设计有圆柱形凹槽，并嵌套活塞、矩形密封圈构成活塞腔；连接钳体上下端部结构为钳体两侧边梁，在边梁上设计有减重凹槽，在上下减重凹槽内分别设计有行车制动进油口安装块，在钳体内设计有行车制动油道，驻车制动油道，其中驻车油道部分借用行车制动油道。

作为优选，驻车腔外壁面设计有左右对称的回位弹簧安装凸台，回位弹簧安装凸台为截面为三角形轮廓凸台结构，其中固定回位弹簧的面为固定面，固定面为凸台斜面。

作为优选，钳体内侧设计有摩擦块限位撞击凸台，在钳背侧下部设计有限位螺杆安装圆台，限位螺杆穿插过摩擦块限位槽；回位弹簧为单根钣金弹簧结构，结构轮廓成“W”形，中部空挡装配在安装凸台上，两侧V形用于存储弹性势能，施加回位弹力。

本方案具有以下有益效果：

本方案设计了一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，不仅具有行车制动功能还具有驻车功能。行车制动与驻车制动共用同一套钳体，使汽车底盘减去了附加的驻车机构，降低了部件成本及安装工艺成本。另一方面也降低了汽车底盘重量，提高了车辆续航里程。。

附图说明

图1是制动器的整体结构示意图。

图2是制动器的整体结构示意图。

图3是图1俯视图。

图4是图3剖视图。

图5是图3剖视图。

图6是图5的局部放大图。

图7是钳体的结构示意图。

图8是制动油道的结构示意图。

图中的附图标记对应以下技术名称：

1—驱动单元、2—建压单元、3—钳体、4—活塞腔、5—摩擦块、6—钳口侧、7—钳背侧、8—驻车腔、9—驻车活塞、10—回位弹簧、11—驱动轴、12—密封碗、13—滚柱平面轴承、14—限位挡板、15—卡簧、16—卡扣、17—外齿轮结构、18—限位凸台、19—中空结构、20—槽口、21—上圈、22—下圈、23—滚柱、24—边梁、25—减重凹槽、26—进油口安装块、27—驻车油道、28—螺纹安装孔、30—安装凸台、31—限位撞击凸台、32—制动油道。

具体实施方式

实施例1

一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，包括驱动单元1、驻车建压单元2、钳体3、活塞、摩擦块5；

驻车单元用于提供驻车动力输出，当车辆发出驻车信号时。驻车单元输出驱动转矩；驱动单元1安装在钳体3上；

驻车建压单元2通过与驱动单元1相连，驱动单元1通过驻车建压单元2输出驱动力矩；

钳体3包括钳口侧6和钳背侧7，钳背侧7设置有轴向的驻车腔8，驻车腔8与钳体3的上活塞腔4、下活塞腔4连通；所述的驻车腔8的外壳定义为驻车制动缸，驻车制动缸为钳体3的一部分。

驻车建压单元2包括驻车活塞9，驻车活塞9安装在驻车腔8内，在驱动单元1的带动下，驻车活塞9对驻车腔8内的制动液加压从而实现对制动活塞加压实现驻车功能。

所述的制动器还包括驱动单元1、驻车建压单元2、钳体3、活塞、摩擦块5、制动盘、定位销、回位弹簧10、放气螺钉、防尘罩等部件组成。

其中驱动单元1提供驻车动力输出，当车辆发出驻车信号时，驱动单元1输出驱动转矩。

驻车建压单元2通过齿轮与驱动单元1相连，传输驱动单元1的驱动力矩。驻车建压单元2包括驱动轴11、驻车活塞9、密封碗12、滚柱平面轴承13、限位挡板14、卡簧15、卡扣16等部件组成。

其中，驱动轴11为一种成“十”字型结构特征的传动轴件；其中“十”字形是指截面为十字形。最上端设计为外齿轮结构17，与驱动单元1形成齿轮配合关系，传递驱动力矩；中段设计为限位凸台18，椭圆形凸台上端支撑在滚柱平面轴承13上，在椭圆形凸台上端设计矩形限位槽，以嵌套卡箍来限制驱动的轴向自由度；在驱动轴11最下端设计有外螺纹结构，与驻车活塞9内螺纹配合，构成螺纹连接方式，传递驱动力。

其中，驻车活塞9为一种圆筒形结构件。上端设计为中空结构19，在圆筒段内壁预设内螺纹，与驱动轴11的外螺纹构成螺纹配合连接关系，传递驱动力；驱动轴11嵌套在驻车活塞9内，节省了结构布置空间，方便适用于钳体3驻车腔8狭长的空间布置要求。在驻车活塞9的中下端设计为“椭圆形”凸台结构，与钳体3驻车腔8的椭圆形截面构成配合关系，可约束活塞的转动自由度，仅保留其轴向滑动自由度，从而将驱动单元1输出的驱动力矩转化为驻车活塞9件滑动力，实现了载荷形式由转动向滑动的转化。在驻车活塞9的下端设计了圆环形凹槽结构，用来装配密封碗12部件，以对驻车腔8制动液起到密封作用。

其中，密封碗12为一椭圆形环状结构，密封碗12整体为椭圆形环状结构，下端面沿其轨迹设置有截面为“U”形的槽口20。当驻车腔8内开始建压时，液体在密封碗12内凹面上建压，使“U形口”张开，紧贴在活塞和驻车腔8壁面上，形成对制动液的密封作用。

其中，在驱动轴11的矩形凸台结构上端面设计有滚柱平面轴承13，该轴承为一种上下结构形式布置的轴承件，包括上圈21、滚柱23、下圈22等部件。上圈21紧贴在限位挡板14支撑面上，下圈22与驱动轴11限位平台装配在一起，随着驱动轴11一起转动。中间布置有多个滚柱23，可将上圈21、下圈22之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，降低了摩擦阻力的影响，同时也起到对驱动轴11的轴向支撑作用。

其中，在滚柱平面轴承13的上部设计有限位挡板14，为一椭圆形回转体结构，轴向刚度大。在限位挡板14的上面设计有卡簧15，为一不闭合的椭圆轮廓、矩形截面的钣金件，具有较好地径向弹性，可以径向压缩以方便嵌套在钳体3驻车腔8壁凹槽内。限位挡板14和卡簧15，形成对驱动轴11驻车制动时的限位支撑作用。在限位挡板14的上端还设计有卡箍，为一不闭合的圆形轮廓，有内齿型的钣金件，具有径向弹性、轴向支持作用。卡箍外端支撑在限位挡板14上，内端嵌套在驱动轴11凹槽结构内，并有一定装配间隙，当驱动单元1反转时，为驱动轴11提供反向支撑力。

驻车建压单元2的外围为钳体3。钳体3外形轮廓整体上设计为“口”形。其上、下端部分别设计有圆柱形凹槽，并嵌套活塞、矩形密封圈构成活塞腔4。在上端部内侧面设计有两条安装臂，其上布置安装孔，通过螺栓固定在底盘转向节上，起到对制动器的固定作用。同时在安装臂上设计有“梯形”加强筋结构，可提高支臂的刚度性能。连接钳体3上下端部结构为钳体3两侧边梁24，用于连接及支撑钳体3上、下端的受力变形。在边梁24上设计有三个减重凹槽25，在不影响钳体3刚性变形的情况下，降低了钳体3的重量，降低结构件成本。特别的，在上下减重凹槽25内分别设计有行车制动进油口安装块26，左右对称布置。在钳体3内设计有行车制动油道32，驻车油道27的一端设置在驻车腔8的底部，另一端连接至下活塞腔4，其中驻车油道其中驻车油道27部分借用行车制动油道32，结构紧凑高效。同时相比外部设计油管方式，内部油道方案不需要安装工艺，且安全可靠性高；在钳体3中间空挡部位设计有驻车制动缸结构，其内装配驻车建压单元2形成驻车制动功能，在缸体底部设有两根驻车油道27，与活塞腔4相连，形成驻车液的流通管路。在钳体3驻车缸的上端部设计有限位挡板14安装槽和卡簧15安装槽，以装配限位挡板14和卡簧15等部件。

在钳体3上端面还设计有驱动单元1安装平台，并在边缘处设计两螺纹安装孔28，通过螺栓连接将驻车驱动单元1固定在钳体3上；

在钳体3驻车缸外壁面设计有左右对称的回位弹簧10安装凸台30，为一种三角形轮廓凸台结构，刚度高，装配回位弹簧10，在制动结束后实现对摩擦块5的回位功能。

钳体3内侧设计有摩擦块5限位撞击凸台31，可限制摩擦块5的转动自由度，承载制动力矩，实现制动性能。在外侧下部设计有限位螺杆安装圆台，用来约束限位螺杆。限位螺杆穿插过摩擦块5限位槽，实现对摩擦块5的限位作用。

回位弹簧10为单根钣金弹簧结构，结构轮廓成“W”形，中部空挡装配在钳体3安装凸台30上，两侧V形用于存储弹性势能，施加回位弹力。

驻车功能实现原理：

当车辆发出驻车信号后。驱动单元1输出转矩，通过齿轮传递到驻车建压单元2上。驻车建压单元2内的驱动轴11转动，并通过螺纹连接传递到驻车活塞9上。由于驻车活塞9与驻车腔8都为椭圆形轮廓结构设计，约束了转动自由度，驱动轴11的转动力矩转化为驻车活塞9的滑动能量。同时驱动轴11支撑在限位挡板14和卡簧15上，保证其具有轴向支撑力。驻车活塞9向下滑动压缩驻车腔8内的制动液，使驻车制动液建压。高压驻车液通过驻车腔8底部的两个驻车油道27进入外活塞腔4，并在外活塞上建立制动压力，活塞进而挤压外摩擦块5，使其向制动盘进给，当盘面制动间隙消除后，外摩擦块5挤压制动盘，在摩擦力的作用下，形成对制动盘的外侧面驻车制动效果。

同时，进入外活塞腔4的高压驻车制动液通过钳体3内部行车制动管道进入内活塞腔4，然后在内活塞上建立制动压力，挤压内摩擦块5使其向制动盘进给，当盘面制动间隙消除后，内摩擦块5挤压制动盘，在摩擦作用下，形成对制动盘的内侧面驻车制动效果。

当车辆驻车信号释放后。驱动单元1输出反向转矩，通过齿轮连接带动驻车单元的驱动轴11反转，驱动轴11带动驻车活塞9反向滑动，驻车活塞9对驻车腔8液体压力释放，进而驻车腔8、活塞腔4制动液压力释放，并随着活塞反向运动回流。然后活塞在矩形密封圈拉动作用下回位。回位弹簧10弹性势能释放，在弹性力的作用下是摩擦块5脱离制动盘，实现驻车释放效果。

行车制动实现原理：

外部高压制动液通过钳体3进油口进入内活塞腔4，在内活塞上形成行车制动压力，推动内活塞挤压内摩擦块5向制动盘进给，当盘面间隙消除后，内摩擦块5挤压制动盘，由于摩擦力的作用，对制动盘形成内侧制动力矩；同时，进入内活塞腔4的高压制动液通过钳体3内部油道进入外活塞腔4，形成外侧对制动盘的制动力矩作用。

Claims (10)

1.一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：包括驱动单元(1)、驻车建压单元(2)、钳体(3)、活塞、摩擦块(5)；

驻车单元用于提供驻车动力输出，当车辆发出驻车信号时。驻车单元输出驱动转矩；驱动单元(1)安装在钳体(3)上；

驻车建压单元(2)通过与驱动单元(1)相连，驱动单元(1)通过驻车建压单元(2)输出驱动力矩；

钳体(3)包括钳口侧(6)和钳背侧(7)，钳背侧(7)设置有轴向的驻车腔(8)，驻车腔(8)与钳体(3)的上活塞腔(4)、下活塞腔(4)连通；

驻车建压单元(2)包括驻车活塞(9)，驻车活塞(9)安装在驻车腔(8)内，在驱动单元(1)的带动下，驻车活塞(9)对驻车腔(8)内的制动液加压从而实现对制动活塞加压实现驻车功能。

2.根据权利要求1所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：驻车建压单元(2)包括驱动轴(11)、驻车活塞(9)、密封碗(12)、滚柱平面轴承(13)、限位挡板(14)、卡簧(15)、卡扣(16)；

其中，驱动轴(11)为一种成“十”字型结构特征的传动轴件；。最上端设计为外齿轮结构(17)特征，与驱动单元(1)形成齿轮配合关系，传递驱动力矩；中段设计为一段矩形凸台结构，凸台上端支撑在滚柱平面轴承(13)上，在凸台上端设计矩形限位槽，以嵌套卡箍来限制驱动的轴向自由度；在驱动轴(11)最下端设计有外螺纹结构，与驻车活塞(9)内螺纹配合，构成螺纹连接方式，传递驱动力。

3.根据权利要求2所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：驻车活塞(9)为圆筒形结构件；上端设计为中空结构(19)，在圆筒段内壁预设内螺纹，与驱动轴(11)的外螺纹构成螺纹配合连接；驱动轴(11)嵌套在驻车活塞(9)内，驻车腔(8)的截面为椭圆形，驻车活塞(9)的中下端设计为“椭圆形”凸台结构，与钳体(3)驻车腔(8)的椭圆形截面构成配合；驻车活塞(9)的下端设计了圆环形凹槽结构，用来装配密封碗(12)部件。

4.根据权利要求3所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：密封碗(12)整体为椭圆形环状结构，下端面沿其轨迹设置有截面为“U”形的槽口(20)。

5.根据权利要求2所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：在驱动轴(11)的矩形凸台结构上端面设计有滚柱平面轴承(13)，该轴承为一种上下结构形式布置的轴承件，包括上圈(21)、滚柱(23)、下圈(22)，上圈(21)紧贴在挡板支撑面上，下圈(22)与驱动轴(11)限位平台装配在一起，随着驱动轴(11)一起转动。中间布置有多个滚柱(23)。

6.根据权利要求5所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：限位挡板(14)为与驻车腔(8)截面相同的椭圆形回转体结构，在限位挡板(14)的上面设计有卡簧(15)，卡簧(15)为一不闭合的椭圆轮廓、矩形截面的钣金件，其嵌入在驻车腔(8)壁凹槽内。

7.根据权利要求6所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：在限位挡板(14)的上端还设计有卡箍，卡箍为一不闭合的圆形轮廓，有内齿型的钣金件，卡箍外端支撑在限位挡板(14)上，内端嵌套在驱动轴(11)凹槽结构内，并有一定装配间隙，当驱动单元(1)反转时，为驱动轴(11)提供反向支撑力。

8.根据权利要求1所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：钳体(3)外形轮廓整体上设计为“口”形，其上、下端部分别设计有圆柱形凹槽，并嵌套活塞、矩形密封圈构成活塞腔(4)；连接钳体(3)上下端部结构为钳体(3)两侧边梁(24)，在边梁(24)上设计有减重凹槽(25)，在上下减重凹槽(25)内分别设计有行车制动进油口安装块(26)，在钳体(3)内设计有行车制动油道(32)，驻车制动油道(32)，其中驻车油道(27)部分借用行车制动油道(32)。

9.根据权利要求2所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：驻车腔(8)外壁面设计有左右对称的回位弹簧(10)安装凸台(30)，回位弹簧(10)安装在凸台(30)上，凸台(30)截面为三角形轮廓凸台结构，其中固定回位弹簧(10)的面为固定面，固定面为凸台斜面。

10.根据权利要求9所述的一种带驻车功能的固定钳盘式制动器，其特征在于：钳体(3)内侧设计有摩擦块(5)限位撞击凸台(31)，在钳背侧(7)下部设计有限位螺杆安装圆台，限位螺杆穿插过摩擦块(5)限位槽；回位弹簧(10)为单根钣金弹簧结构，结构轮廓成“W”形，中部空挡装配在安装凸台(30)上，两侧V形用于存储弹性势能，施加回位弹力。

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