CN220930029U - 一种线控式汽车电子制动钳结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线控式汽车电子制动钳结构。电机布置在钳体外且与钳体非同轴地布置；包括减速机构，电机一端与减速机构一端连接，减速机构另一端与丝杠活塞总成中的旋转件同步连接，且减速机构从径向侧方传递连接到丝杠活塞总成的旋转件上；丝杠活塞总成的旋转件端部安装有用于检测制动力的压力传感器，压力传感器和丝杠活塞总成的旋转件同轴布置。本实用新型能够实现紧凑空间下的快速制动和驻车控制，体积紧凑，且不需要大扭矩大电机，成本降低，效率提高，系统重量减轻，制动性能提升，经济效益优异。

Description

一种线控式汽车电子制动钳结构

技术领域

本实用新型涉及了一种汽车电子制动器的内部钳体结构，尤其是涉及了一种线控式汽车电子制动钳结构。

背景技术

传统的制动系统，需要制动液作为制动力传递介质，需要制动管路作为制动液载体，而线控电子制动卡钳，无需制动液和制动管路，结构简单，响应时间短，能实现四轮单独制动等优点。

实用新型内容

针对现传统制动系统，结构复杂，装配工艺复杂，重量重等问题，本实用新型提出了一种线控式的电子制动卡钳结构，总体成本降低、材料节约、装配效率高，且性能提高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型包括钳体、电机和丝杆活塞总成；

所述的电机布置在钳体外且与钳体非同轴地布置；

还包括减速机构，电机一端与减速机构一端连接，减速机构另一端与丝杠活塞总成中的旋转件同步连接，且减速机构从径向侧方传递连接到丝杠活塞总成的旋转件上，使得钳体空间充分利用且同时提高结构可靠性、提高制动运动的稳定性；

所述的丝杠活塞总成的旋转件端部安装有用于检测制动力的压力传感器，压力传感器和丝杠活塞总成的旋转件同轴布置。

所述的减速机构的位置布置在电机和丝杠活塞总成之间，所述减速机构将电机的驱动力从丝杠活塞总成的侧方传递连接到丝杠活塞总成中的旋转件上。

本实用新型中，由电机驱动减速机构，减速机构驱动滚珠丝杠活塞总成，滚珠丝杠活塞总成将旋转转换成直线运动，推动活塞，活塞推动摩擦片，实现行车制动；电机与钳体非同轴布置，设置驻车锁止机构实现驻车功能。

在钳体缸孔的侧方设置有一个用于容纳减速机构的齿轮槽，且齿轮槽通过相通处与钳体的缸孔径向相通；

在齿轮槽中布置属于减速机构的、和电机电机轴同步旋转连接的一个传递齿轮，钳体缸孔中的丝杠活塞总成的旋转件上同步套装有一个旋转齿轮，所述传递齿轮和所述旋转齿轮的连线位于钳体缸孔的径向方向，所述传递齿轮和所述旋转齿轮在相通处处啮合连接，从而使得减速机构从侧方将动力传递连接到丝杠活塞总成的旋转件上。

所述丝杠活塞总成的旋转件中部上同轴固定套装有旋转齿轮，且旋转件和旋转齿轮形成一体结构。

所述钳体在安装压力传感器处设置有台阶通孔，台阶通孔具有面向丝杆活塞总成的台阶，所述压力传感器一端与钳体设置的台阶通孔处的台阶顶接，另一端与丝杆活塞总成的旋转件顶接。

还在所述钳体一端布置有电路板，电路板分别和电机、压力传感器电连接，压力传感器将检测的制动力反馈到电路板进而用于控制电机的工作。

所述的减速机构采用多级齿轮传动结构。

所述的减速机构包括齿轮一和齿轮六，齿轮一同步旋转地套装在电机的电机轴上，齿轮六同步旋转地套装在丝杠活塞总成的旋转件上，齿轮一和齿轮六之间经多级齿轮结构连接。

所述的减速机构还包括齿轮二、齿轮三、齿轮四和齿轮五；齿轮一和齿轮二啮合，齿轮二和齿轮三同步旋转地连接，齿轮三和齿轮四啮合，齿轮四和齿轮五同步旋转地连接，齿轮五和齿轮六啮合。

还包括具有棘轮结构的驻车锁止机构，驻车锁止机构布置在电机的电机轴的附近且和电机的电机轴连接，用于锁止电机的电机轴旋转。

所述的驻车锁止机构包括棘轮、棘爪、扭簧和电磁铁(2-4，棘轮同轴固定套装在电机的电机轴上，棘爪布置在棘轮周缘旁，棘爪一端靠近棘轮且用于和棘轮的棘齿连接，棘爪另一端旁布置电磁铁，电磁铁端部用于和棘爪另一端推动连接。

当电磁铁在缩回情况下，棘爪与棘轮的棘齿啮合，使得棘轮无法旋转处于锁止状态。

具体地，所述的齿轮一和棘轮采用同一个齿轮。

所述的丝杠活塞总成采用滚珠丝杠副或者滚柱丝杠副。

所述的丝杠活塞总成包括活塞、滚珠丝杠、波形垫圈挡圈；所述活塞装在钳体缸孔内，滚珠丝杠一端伸入到活塞的活塞孔中，滚珠丝杠外通过滚珠和螺纹槽滚动连接地套装有螺母，螺母装在活塞的活塞孔内且被限位仅能旋转；滚珠丝杠作为丝杠活塞总成的旋转件，滚珠丝杠另一端伸出活塞的活塞孔。

所述活塞的活塞孔在远离钳体缸孔的内周面设有卡簧槽，卡簧槽内装有波形垫圈和挡圈。

所述的电机采用无刷电机。本实用新型设置的电机仅用于行车制动，不用于驻车制动。驻车制动是通过额外设置的驻车锁止机构来实现。

现有技术中通常是将电机的动力经减速机构从钳体尾部轴向传递到丝杠活塞总成的旋转件上，这样布置存在重心往尾部偏移，轴向尺寸大，不易装车、影响拖滞等问题、缺陷和不足。

而本实用新型在方案中将电机的动力经减速机构从径向侧方传递到丝杠活塞总成的旋转件上，同时将丝杠活塞总成的旋转件的轴向端部安装压力传感器，将原本动力传入的位置让给压力传感器进行布置，这样能够这样能够将重心前移调整，缩小制动卡钳轴向尺寸，更有利于实车装配，同时，此布置能够使力传感器整个面检测到夹紧力，提高精度。

本实用新型将原本布置在丝杠活塞总成旋转件后端部的旋转齿轮布置到了丝杠活塞总成旋转件的中部，使得整体结构重心向靠近制动盘前移，能够显著降低拖滞力矩；

同时丝杠活塞总成的旋转件的动力源来自于旋转件中部套装的旋转齿轮，而不再是端部的齿轮，这样使得丝杠活塞总成整体结构更稳固可靠，使得旋转件的旋转运动和活塞的轴向运动之间关系更紧密、衔接效率更高，制动传动运动可靠。

本实用新型同时设置了无刷电机、电路板、去掉了液压制动结构，能够实现行车制动的效率提高，反应速度快。同时降低成本，消除因制动液带来的污染。

所述电子制动卡钳结构用于安装在盘式制动器中。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型成本降低，效率提高，系统重量减轻，制动性能提升。

本实用新型更适用与自动驾驶功能，能够通过线控实现响应时间快，制动距离短，能够实现防抱死功能、车身稳定功能等制动功能集于一身，提高制动可靠性。

本实用新型有利于车辆底盘集成化，标准化，降低整车制造成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的整体结构装配示意图；

图2为本实用新型的部分结构装配示意图；

图3为本实用新型的丝杠活塞总成结构结构图；

图4为本实用新型的驻车锁止机构结构图；

图5为本实用新型的减速机构结构图。

图中：电机(1)、驻车锁止机构(2)、棘轮(2-1)、棘爪(2-2)、扭簧(2-3)、电磁铁(2-4)、减速机构(3)、齿轮六(3-1)、齿轮五(3-2)、齿轮四(3-3)、齿轮二(3-4)、齿轮三(3-5)、齿轮一(3-6)、压力传感器(4)、钳体(5)、齿轮槽(5-1)、钳体台阶通孔(5-2)、相通处(5-3)、丝杠活塞总成(6)、挡圈(6-1)、波形垫圈(6-3)、滚珠丝杠(6-4)、活塞(6-5)、支架(7)、摩擦片(8)、轴承(9)、平面轴承(10)、电路板(11)。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，具体的结构包括钳体5、支架7、摩擦片8、电机1和丝杆活塞总成6；钳体5内不设置有液压制动结构，钳体5安装在支架7上，具体地钳体5与支架7通过销连接，丝杠活塞总成6装入钳体5缸孔内，丝杠活塞总成6和摩擦片8接触连接，摩擦片8装在支架7凹槽上，摩擦片8用于摩擦连接到盘式制动器的制动盘上。

电机1采用无刷电机，电机1布置在钳体5外且与钳体5非同轴地布置；具体地电机1不仅布置在钳体5外侧，且其电机轴的轴向与钳体5的缸孔轴向非同轴布置。

具体实施中还设置减速机构3，电机1一端与减速机构3一端连接，减速机构3另一端与丝杠活塞总成6中的旋转件同步连接，且减速机构3从径向侧方将动力传递连接到丝杠活塞总成6的旋转件上，丝杠活塞总成6和摩擦片8一侧接触连接，使得钳体空间充分利用且同时提高结构可靠性、提高制动运动的稳定性。

丝杠活塞总成6的旋转件外端端部安装有用于检测丝杠活塞总成6中活塞推动摩擦片8制动力的压力传感器4，压力传感器4和丝杠活塞总成6的旋转件同轴布置，丝杠活塞总成6与压力传感器4之间设有用于轴向承力的平面轴承10，通过增加平面轴承10来连接。通过压力传感器4检测制动力大小并反馈控制电机1转动角度和工作。

减速机构3的位置布置在电机1和丝杠活塞总成6之间，减速机构3将电机1的驱动力从丝杠活塞总成6的侧方传递连接到丝杠活塞总成6中的旋转件上。

如图2所示，在钳体5缸孔的侧方设置有一个用于容纳减速机构3一部分的齿轮槽5-1，且齿轮槽5-1通过沿径向/侧向的相通处5-3与钳体5的缸孔径向相通。

在齿轮槽5-1中布置属于减速机构3的、和电机1电机轴同步旋转连接的一个传递齿轮，传递齿轮可以经齿轮副和电机1的电机轴同步旋转连接，钳体5缸孔中的丝杠活塞总成6的旋转件上同步套装有一个旋转齿轮，传递齿轮和旋转齿轮位于同一平面上且两者的连线位于钳体5缸孔的径向方向，传递齿轮和旋转齿轮在相通处5-3处啮合连接，从而使得减速机构3从径向方向/侧方将动力传递连接到丝杠活塞总成6的旋转件上。

丝杠活塞总成6的旋转件中部上同轴固定套装有旋转齿轮，且旋转件和旋转齿轮形成一体结构。且旋转齿轮的重量远大于压力传感器4的重量。

具体地，钳体5在缸孔的侧面设置有齿轮槽5-1，齿轮五3-2装配于齿轮槽5-1中经经齿轮副和电机1的电机轴同步旋转连接，齿轮槽5-1与钳体5缸孔5-3相通，减速机构中3的齿轮五3-2通过齿轮槽5-1在钳体5缸孔相通5-3处与减速机构3中的齿轮六3-1啮合，齿轮六3-1同步旋转地套装在丝杠活塞总成6的旋转件上；电机1带动齿轮五3-2旋转，齿轮五3-2旋转带动减速机构3中的齿轮六3-1转动，进而带动丝杠活塞总成6的旋转件旋转。

钳体5缸孔侧面的齿轮槽5-1可以是与钳体5形成一体式结构，也可以是与钳体5分开的，即分体式结构。

钳体5在安装压力传感器4处的尾部设置有台阶通孔5-2，压力传感器4装配于钳体台阶通孔5-2内。台阶通孔5-2具有面向丝杆活塞总成6的台阶，压力传感器4一端与钳体5顶部设置的台阶通孔5-2处的台阶顶接，另一端与丝杆活塞总成6的旋转件顶接。由于丝杆活塞总成6的旋转件是经活塞和摩擦片、制动盘轴向依次连接，因此，摩擦片和制动盘之间的制动压力经活塞、旋转件后传递到压力传感器4上，经被压力传感器4检测。

具体实施中，还在钳体5在远离制动盘和摩擦片8的一端布置有电路板11，电路板11分别和电机1、压力传感器4电连接，压力传感器4将检测的制动力反馈到电路板11进而用于控制电机1的工作。

电机1通过导线与电路板3相连，并由电路板3控制。

本实用新型通过电路板11对电机1进行控制，利用减速机构5传递扭矩并放大扭矩，传递给丝杆活塞总成6，丝杆活塞总成6推动摩擦片8，实现制动。其中还通过压力传感器4反馈制动力大小到电路板11。

电路板11装配在钳体5尾端，并与压力传感器4连接，电路板11上设有元器件，将压力传感器4信号解析并反馈给车辆，通过车辆的指令反馈对电机1做出执行命令，控制电机1，实现制动。

具体实施中，压力传感器4与电路板11机械相连，具体可通过卡扣、弹簧压紧、焊接等方式连接。压力传感器4塑性变形后产生应力，从而应变片回路中产生电流差信号，再通过弹簧引针把信号实时传输到电路板11的回路中，由于电子卡钳处于轮边强震动和激励的环境中，因此柔性和可靠的连接必不可少，本实用新型采用的就是合适的弹力连接，保证在最恶劣工况下，也不会出现信息丢失。

具体实施中，减速机构3采用多级齿轮传动结构。

如图5所示，减速机构3包括齿轮一3-6和齿轮六3-1，齿轮一3-6固定同轴同步旋转地套装在电机1的电机轴上，齿轮六3-1固定同轴同步旋转地套装在丝杠活塞总成1的旋转件上，齿轮一3-6和齿轮六3-1之间经多级齿轮结构连接。

如图5所示，减速机构3还包括齿轮二3-4、齿轮三3-5、齿轮四3-3和齿轮五3-2；齿轮一3-6和齿轮二3-4啮合，齿轮二3-4和齿轮三3-5同步旋转地固定连接，齿轮三3-5和齿轮四3-3啮合，齿轮四3-3和齿轮五3-2同步旋转地固定连接，齿轮五3-2和齿轮六3-1啮合。具体地，齿轮四3-3通过花键和齿轮五3-2连接并驱动齿轮五3-2。

具体实施中，齿轮四3-3和齿轮五3-2之间同步旋转的轴上还套装有轴承9，轴经轴承9套装在齿轮槽5-1中并支撑连接到齿轮槽5-1的台阶上进行轴向定位安装。

电机1驱动齿轮一3-6旋转，齿轮一3-6驱动齿轮二3-4，齿轮二3-4带动齿轮三3-5，齿轮三3-5驱动齿轮四3-3，齿轮四3-3驱动齿轮五3-2，齿轮五3-2驱动齿轮六3-1，齿轮六3-1驱动丝杠活塞总成1的旋转件，最终由电机1经减速机构3的多级齿轮传动结构驱动丝杠活塞总成1的旋转件旋转。

上述所有齿轮可以为直齿轮，也可以为斜齿轮。

齿轮二3-4与齿轮三3-5为一体结构，形成双联齿轮。

本实用新型利用上述多级齿轮传动的减速机构3不仅能够传递扭矩，还能放大扭矩，传递给丝杆活塞总成6，丝杆活塞总成6推动摩擦片8，实现制动。

具体实施中，还包括具有棘轮结构的驻车锁止机构2，驻车锁止机构2布置在电机1的电机轴的附近且和电机1的电机轴连接，用于锁止电机1的电机轴旋转。

如图4所示，驻车锁止机构2包括棘轮2-1、棘爪2-2、扭簧2-3和电磁铁2-4，棘轮2-1同轴固定套装在电机1的电机轴上，棘爪2-2布置在棘轮2-1周缘旁，棘爪2-2一端靠近棘轮2-1且用于和棘轮2-1的棘齿连接，棘爪2-2另一端旁布置电磁铁2-4，电磁铁2-4端部用于和棘爪2-2另一端推动连接。

具体实施中，驻车锁止机构2还可设置棘爪轴2-5，棘爪轴2-5安装于钳体5上，棘爪2-2中部铰接于棘爪轴2-5上，使得棘爪2-2可绕棘爪轴2-5转动。

电磁铁中具有衔铁，衔铁可伸出和缩回。

当电磁铁2-4的衔铁在缩回情况下，棘爪2-2与棘轮2-1的棘齿啮合，使得棘轮2-1无法旋转处于锁止状态。

齿轮一3-6和棘轮2-1采用同一个齿轮，或者采用双联齿轮。

优选地，通过减速机构3套装在电机1上的齿轮一3-6和驻车锁止机构2套装在电机1上的棘轮2-1采用同一个齿轮，使得该同一个齿轮能够同时用于减速机构3和驻车锁止机构2工作，同时用于减速和驻车锁止，实现一物两用。

丝杠活塞总成6采用滚珠丝杠副或者滚柱丝杠副，其中丝杆为旋转件。

如图3所示，丝杠活塞总成6采用滚珠丝杠副，包括活塞6-5、滚珠丝杠6-4、波形垫圈6-3挡圈6-1；活塞6-5装在钳体5缸孔内，滚珠丝杠6-4一端伸入到活塞6-5的活塞孔中，滚珠丝杠6-4外通过滚珠和螺纹槽滚动连接地套装有螺母，螺母和滚珠丝杠6-4之间通过滚动地螺纹连接，螺母装在活塞6-5的活塞孔内且被限位仅能旋转、无法轴向移动；滚珠丝杠6-4作为丝杠活塞总成6的旋转件，滚珠丝杠6-4另一端伸出活塞6-5的活塞孔且同轴固定套装有减速机构3的齿轮一3-6。

活塞6-5的活塞孔在远离钳体5缸孔的内周面设有环形凹槽的卡簧槽，卡簧槽内装有波形垫圈6-3和挡圈6-1，波形垫圈6-3被挡圈6-1轴向限位安装在卡簧槽内，进而将滚珠丝杠6-4的螺母轴向无法移动地限位装在活塞6-5的活塞孔内。

这样情况下，减速结构3一端的输入齿轮与电机1的电机轴上的齿轮相连，同时驻车锁止机构2的棘轮2-1与电机1的电机轴上的齿轮相连，减速机构3另一端的输出齿轮与丝杠活塞总成6相连。

丝杠活塞总成6安装在钳体5缸孔内，丝杠活塞总成6一端在摩擦片8一侧。驻车锁止机构2中棘爪2-2一端安装在棘轮2-1周缘，另一端装在电磁铁2-4一端，棘爪2-2的中部和扭簧2-3同轴装配，扭簧2-3的一端与棘爪2-2连接，另一端与钳体5内部设置的底座连接。

本实用新型中，通过电机驱动减速机构，减速机构驱动滚珠丝杠活塞总成，滚珠丝杠活塞总成将旋转转换成直线运动，推动活塞，活塞推动摩擦片，实现制动；

通过驻车锁止机构对减速机构的锁止，实现驻车制动；

具体实施中还可设置用于检测旋转件旋转角度的角度传感器，通过角度传感器、力传感器实现电机位置和制动力的检测，通过电路板接收和输出角度传感器、力传感器信号，同时控制卡钳。

本实用新型的具体实施工作过程：

电机1转动带动减速机构3的齿轮一3-6旋转，减速机构3的多级齿轮运动由齿轮五3-2最终径向地传递到齿轮六3-1，由齿轮六3-1带动丝杠活塞总成6的旋转件丝杠转动，丝杠活塞总成6将旋转运动转化成轴向运动，通过丝杠活塞总成6中的活塞推动摩擦片7推出，实现制动；制动过程中产生的夹紧力通过丝杠活塞总成6传递给压力传感器4。

在驻车锁止机构中，电磁铁2-4在与棘爪连接侧缩回，棘爪2-2在扭簧作用力下与棘轮2-1咬合，达到锁止功能；在行驶过程中，电磁铁2-4推开棘爪2-2，使棘爪与棘轮2-1脱开，驻车功能解除。

具体实施中，棘轮2-1逆时针转动时，制动钳实现驻车夹紧功能，棘爪2-2可防止棘轮2-1出现顺时针转动，从而保证夹紧力不衰退。也可以通过调整电磁铁2-4和棘爪2-2和布置位置，实现棘轮2-1顺时针转动时的夹紧功能。

在摩擦片8夹紧过程中，通过丝杠活塞总成6将夹紧力传递到压力传感器4，压力传感器4将力信号输入给电路板11，再由电路板11反馈控制电机1的旋转，调整制动力，实现力的反馈闭环。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种线控式汽车电子制动钳结构，包括钳体(5)、电机(1)和丝杆活塞总成(6)；其特征在于：

所述的电机(1)布置在钳体(5)外且与钳体(5)非同轴地布置；

还包括减速机构(3)，电机(1)一端与减速机构(3)一端连接，减速机构(3)另一端与丝杠活塞总成(6)中的旋转件同步连接，且减速机构(3)从径向侧方传递连接到丝杠活塞总成(6)的旋转件上，使得钳体空间充分利用且同时提高结构可靠性、提高制动运动的稳定性；

所述的丝杠活塞总成(6)的旋转件端部安装有用于检测制动力的压力传感器(4)，压力传感器(4)和丝杠活塞总成(6)的旋转件同轴布置。

2.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

所述的减速机构(3)的位置布置在电机(1)和丝杠活塞总成(6)之间，所述减速机构(3)将电机(1)的驱动力从丝杠活塞总成(6)的侧方传递连接到丝杠活塞总成(6)中的旋转件上。

3.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

在钳体(5)缸孔的侧方设置有一个用于容纳减速机构(3)的齿轮槽(5-1)，且齿轮槽(5-1)通过相通处(5-3)与钳体(5)的缸孔径向相通；

在齿轮槽(5-1)中布置属于减速机构(3)的、和电机(1)电机轴同步旋转连接的一个传递齿轮，钳体(5)缸孔中的丝杠活塞总成(6)的旋转件上同步套装有一个旋转齿轮，所述传递齿轮和所述旋转齿轮的连线位于钳体(5)缸孔的径向方向，所述传递齿轮和所述旋转齿轮在相通处(5-3)处啮合连接，从而使得减速机构(3)从侧方将动力传递连接到丝杠活塞总成(6)的旋转件上。

4.根据权利要求1或3所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：所述丝杠活塞总成(6)的旋转件中部上同轴固定套装有旋转齿轮，且旋转件和旋转齿轮形成一体结构。

5.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

所述钳体(5)在安装压力传感器(4)处设置有台阶通孔(5-2)，台阶通孔(5-2)具有面向丝杆活塞总成(6)的台阶，所述压力传感器(4)一端与钳体(5)设置的台阶通孔(5-2)处的台阶顶接，另一端与丝杆活塞总成(6)的旋转件顶接。

6.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

还在所述钳体(5)一端布置有电路板(11)，电路板(11)分别和电机(1)、压力传感器(4)电连接，压力传感器(4)将检测的制动力反馈到电路板(11)进而用于控制电机(1)的工作。

7.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

所述的减速机构(3)采用多级齿轮传动结构。

8.根据权利要求1或2所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：还包括具有棘轮结构的驻车锁止机构(2)，驻车锁止机构(2)布置在电机(1)的电机轴的附近且和电机(1)的电机轴连接，用于锁止电机(1)的电机轴旋转。

9.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：

所述的丝杠活塞总成(6)采用滚珠丝杠副或者滚柱丝杠副。

10.根据权利要求1所述的一种线控式汽车电子制动钳结构，其特征在于：所述的电机(1)采用无刷电机。