TWI678303B - 煞車系統 - Google Patents

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張國輝
Kuo-Hui Chang
王致凱
Chih-Kai Wang
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Abstract

一種煞車系統，包括一基座、一驅動馬達、一凸輪、一煞車泵、一轉管以及一軸承。基座具有容置空間。驅動馬達配置在基座上且位於容置空間中。凸輪樞接於驅動馬達，且驅動馬達適於帶動凸輪相對於基座轉動。煞車泵配置在基座的外側。轉管可轉動地配置在基座外且連接煞車泵。軸承連接轉管且延伸至容置空間內，以徑向接觸於凸輪。

Description

煞車系統
本發明是有關於一種煞車系統，且特別是有關於一種當處於自駕模式時可人為控制的煞車系統。
現有的車輛煞車系統，大略劃分為人力控制煞車與自動控制煞車等兩種類型。人力控制煞車，主要藉由腳板踩踏煞車板以帶動煞車結構接觸摩擦輪胎，以達到減速的目的。自動控制煞車主要應用在自駕車上，自駕車的主控端通過各種感測器判斷環境中的障礙物與道路情形，進而控制馬達帶動煞車結構以達成自動減速的目標。
然而，現有自駕車的煞車系統僅受控於其主控端，當主控端產生訊號錯誤時，會產生煞車結構過度轉動或反轉之情形，而造成連桿或其它結構的損壞、變形，或是煞車結構未運作，使得車輛行進速度未如預期的下降，進而造成車禍。
本發明提供一種煞車系統，可改善因過度轉動及反轉，而造成結構的損壞、變形的狀況，當未自動運作時，亦可透過外力帶動煞車系統。
本發明的煞車系統，包括基座、驅動馬達、凸輪、煞車泵、轉管以及軸承。基座具有容置空間。驅動馬達配置在基座上且位於容置空間中。凸輪樞接於驅動馬達，且驅動馬達適於帶動凸輪相對於基座轉動。煞車泵配置在基座的外側。轉管可轉動地配置在基座外且連接煞車泵。軸承連接轉管且延伸至容置空間內，以對位並接觸於凸輪。
基於上述，本發明的煞車系統適於自駕車上，自駕車的主控端藉由控制驅動馬達轉動，藉由凸輪、軸承以及轉管施力於煞車泵，達到自駕車減速的目的。由於，本發明採用凸輪，當驅動馬達轉動過度或反轉時，可透過凸輪的緩衝功效，避免使軸承或其它構件產生損壞、變形的情況。此外，本發明的軸承僅對位接觸軸承，兩者間仍為相互分離的構件，當驅動馬達未運作時，使用者仍可透過外力單獨帶動轉管，而施力於煞車泵，亦可達到自駕車減速的目的。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A是依據本發明一實施例的一種煞車系統的立體示意圖。圖1B是圖1A的煞車系統的部分元件分解立體示意圖。
請參考圖1A及圖1B，本發明的煞車系統100適於自駕車，煞車系統100受控於自駕車的控制核心。簡單說明，自駕車可通過各類感測器判斷環境中的障礙物以及道路情形，並將感測訊號傳遞至控制核心，控制核心藉由邏輯運算決定車速的增減與否。當控制核心判斷需減速時，將啟動煞車系統100以達到自動減速的目標。
本實施例的煞車系統100，包括基座110、驅動馬達120、凸輪130、煞車泵140、轉管150、軸承160以及固定座170。
基座110具有間隔設置的第一安裝板111與第二安裝板112以及底板113，且容置空間AS形成於第一安裝板111與第二安裝板112之間。進一步而言，第一安裝板111與第二安裝板112均為朝上垂直延伸且平行相對，其中第一安裝板111相對於底板113的高度大於第二安裝板112相對於底板113的高度，且第二安裝板112具有朝遠離第一安裝板111的方向延伸的頂面TS。
驅動馬達120固設在基座100的第一安裝板111上且位於容置空間AS中。進一步而言，本實施例的驅動馬達例如是採用同步馬達、可逆馬達、直流馬達、交流馬達、脈衝馬達或是其它具備樞轉功能的馬達，本發明並未加以限制。
凸輪130樞接於驅動馬達120，且驅動馬達120適於帶動凸輪130相對於基座110轉動。進一步而言，凸輪130具有依序相鄰接的位移面S1、抵頂面S2以及緩衝面S3，分別相對於驅動馬達120的軸心AC1具有依序增加的第一長度L1、第二長度L2以及第三長度L3。
煞車泵140配置在基座110的外側。詳細而言，煞車泵140固設在基座110的第二安裝板112外。轉管150可轉動地配置在基座110外且連接煞車泵140。詳細而言，轉管150可轉動地套設於外部的轉軸200上，且轉軸200例如是固定在自駕車內，使轉管150以轉軸200為軸心AC2而產生逆時針、順時針的軸向轉動。
軸承160連接轉管150且延伸至基座110的容置空間AS內，以徑向接觸凸輪130。進一步而言，軸承160具有間隔設置的兩定位板161以及一轉動部162，該轉動部162可轉動地配置在兩定位板161之間。兩定位板161之間具有一間距D，且間距D大於凸輪130的厚度W，使凸輪130可進入兩定位板161之間，以對位並接觸軸承160的轉動部162。
固定座170配置在第二安裝板112的頂面TS上。驅動馬達120具有轉軸121以及定位環122。轉軸121分別朝第一安裝板111與固定座170延伸。其中轉軸121的第一端E1穿透第一安裝板111，轉軸121的第二端E2位於第二安裝板112上方。定位環122套設在轉軸121自第二端E2朝向凸輪130延伸的外圍面OS上且軸向穿設於固定座170中。凸輪130套固於定位環122上且位在軸承160的上方。
詳細而言，使定位環122軸向穿設於固定座170，可避免轉軸121、定位環122於旋轉過程中產生晃動，進而維持凸輪130的旋轉時的穩定性。
於本實施例中，轉管150具有第一連桿151、第二連桿152及第三連桿153。
第一連桿151套固在轉管150的一外壁面OW上且延伸位於基座110的容置空間AS內，軸承160連接於第一連桿151且對應接觸凸輪130。
第二連桿152套固在轉管150的外壁面OW上且對位於煞車泵140。煞車泵140包括壓缸141與壓桿142，壓桿142可伸縮地穿設於壓缸141且樞接於第二連桿152。
第三連桿153，套固在該轉管的一外壁面上且相對遠離該煞車泵140。於本實施例中，煞車系統100具有一傳動桿180，樞接於第三連桿153。傳動桿180實際用以連接腳踏板(圖中未示)，腳踏板適用於人力的踩踏以提供一外力，使傳動桿180透過第三連桿153帶動轉管150旋轉。
圖2A是圖1A的煞車系統的部分元件側視示意圖。圖2B是圖2A的煞車系統的自動模式煞車狀態示意圖。圖2C是圖2A的煞車系統的人為模式煞車狀態示意圖。
請參考圖2A及圖2B，本實施例的煞車系統100處於自動模式，此時自駕車的控制核心控制驅動馬達120運作，並帶動的轉軸121及凸輪130沿一第一旋轉方向D1旋轉。當凸輪130沿第一旋轉方向D1旋轉時，凸輪130的位移面S1推抵軸承160的轉動部162，以透過第一連桿151帶動轉管150沿順時針方向CW旋轉，進而透過第二連桿152施力於煞車泵140的壓桿142。當凸輪130的抵頂面S2抵靠在軸承160的轉動部162時，煞車泵140已產生最大推進力量。此時凸輪130沿第一旋轉方向D1轉動145度。
當自駕車的控制核心欲解除煞車系統100的減速狀態時，帶動轉軸121及凸輪130沿相反於第一旋轉方向D1的一第二旋轉方向D2旋轉。當凸輪沿相反該第一旋轉方向D1的第二旋轉方向D2旋轉時，該凸輪130的抵頂面S2解除推抵軸承160的轉動部162，並由位移面S1接觸轉動部162。由於位移面S1的第一長度L1小於抵頂面S2的第二長度L2，使得煞車泵140可基於外部彈性件或自身的常開設置而復歸原位。至此煞車泵140已解除推進力量。簡言之，當凸輪130受到驅動馬達120帶動旋轉時，凸輪130推抵軸承160並藉由第一連桿151帶動轉管150產生樞轉。
請參考圖2A及圖2C，本實施例的煞車系統100處於人為模式，使用者可透過踏板帶動傳動桿180朝後移動，並以第三連桿153帶動轉管150沿軸心AC2產生順時針方向CW的轉動，並藉由第二連桿152施力於煞車泵140的壓桿142。同時軸承160隨著轉管150的第一連桿151而相對遠離凸輪130的位移面S1。
簡言之，當轉管150受傳動桿180的外力F帶動，而沿一順時針方向CW轉動時，第二連桿152同時轉動並推動壓桿142直線移動以縮進壓缸141，藉此煞車泵140可帶動煞車皮(圖中未示)以進行減速，同時第一連桿151與軸承160相對遠離凸輪。
進一步而言，當作用在轉管150上的外力F解除時，煞車泵140的壓缸141可基於自身的常開設置或是連接傳動桿180的外部扭簧、彈性件的彈性恢復，而將壓桿142自動回推至初始位置。
圖3A是圖2A的煞車系統的緩衝狀態示意圖。圖3B是圖2A的煞車系統的反轉狀態示意圖。
請參考圖2B與圖3A，當驅動馬達120帶動凸輪130沿第一旋轉方向D1旋轉至夾角A1(145度)時，以達到煞車泵140的最大推進力量。進一步而言，當煞車系統100因訊號差錯或零件磨損等因素下，使凸輪130過轉時，將以緩衝面S3抵靠於軸承160的轉動部162。由於緩衝面S3的第三長度L3略大於抵頂面S2的第二長度L2，使凸輪130沿第一旋轉方向D1過轉至夾角A2(170度)時，仍可持續推抵軸承160，讓煞車泵140保有最大推進力量。
請參考圖3B，當煞車系統100因訊號差錯，而造成驅動馬達120於初使狀態下沿第二轉動方向D2反轉至角度A3(10度)，可藉由凸輪130的曲面特性，避免產生損壞或變形。
綜上所述，本發明的煞車系統適於自駕車上，自駕車的主控端藉由控制驅動馬達轉動，藉由凸輪、軸承以及轉管施力於煞車泵，達到自駕車減速的目的。由於，本發明採用凸輪，當驅動馬達轉動過度或反轉時，可透過凸輪的緩衝功效，避免使軸承或其它構件產生損壞、變形的情況。此外，本發明的軸承僅對位接觸軸承，兩者間仍為相互分離的構件，當驅動馬達未運作時，使用者仍可透過外力單獨帶動轉管，而施力於煞車泵，亦可達到自駕車減速的目的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧煞車系統
110‧‧‧基座
111‧‧‧第一安裝板
112‧‧‧第二安裝板
113‧‧‧底板
120‧‧‧驅動馬達
121‧‧‧轉軸
122‧‧‧定位環
130‧‧‧凸輪
140‧‧‧煞車泵
141‧‧‧壓缸
142‧‧‧壓桿
150‧‧‧轉管
151‧‧‧第一連桿
152‧‧‧第二連桿
153‧‧‧第三連桿
160‧‧‧軸承
161‧‧‧定位板
162‧‧‧轉動部
170‧‧‧固定座
180‧‧‧傳動桿
200‧‧‧轉軸
AC1、AC2‧‧‧軸心
A1、A2、A3‧‧‧夾角
AS‧‧‧容置空間
CW‧‧‧順時針方向
D‧‧‧間距
D1‧‧‧第一旋轉方向
D2‧‧‧第二旋轉方向
E1‧‧‧第一端
E2‧‧‧第二端
F‧‧‧外力
L1‧‧‧第一長度
L2‧‧‧第二長度
L3‧‧‧第三長度
OS‧‧‧外圍面
OW‧‧‧外壁面
S1‧‧‧位移面
S2‧‧‧抵頂面
S3‧‧‧緩衝面
TS‧‧‧頂面
W‧‧‧厚度
圖1A是依據本發明一實施例的一種煞車系統的立體示意圖。 圖1B是圖1A的煞車系統的部分元件分解立體示意圖。 圖2A是圖1A的煞車系統的部分元件側視示意圖。 圖2B是圖2A的煞車系統的自動模式煞車狀態示意圖。 圖2C是圖2A的煞車系統的人為模式煞車狀態示意圖。 圖3A是圖2A的煞車系統的緩衝狀態示意圖。 圖3B是圖2A的煞車系統的反轉狀態示意圖。

Claims (10)

  1. 一種煞車系統，包括：一基座，具有一容置空間；一驅動馬達，配置在該基座上且位於該容置空間中；一凸輪，樞接於該驅動馬達，且該驅動馬達適於帶動該凸輪相對於該基座轉動；一煞車泵，配置在該基座的外側；一轉管，可轉動地配置在該基座外且連接該煞車泵；以及一軸承，連接該轉管且隨著該轉管轉動，該軸承延伸位於該容置空間內，以徑向接觸於該凸輪。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中該基座具有間隔設置的一第一安裝板與一第二安裝板，該容置空間形成於該第一安裝板與該第二安裝板之間，該驅動馬達固設在該第一安裝板上，該煞車泵固設在該第二安裝板外。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的煞車系統，其中還包括一固定座，配置在該第二安裝板上，該驅動馬達具有一轉軸以及一定位環，該轉軸分別朝該第一安裝板與該固定座延伸，其中該轉軸的一第一端穿透該第一安裝板，該轉軸的一第二端位於該第二安裝板上方，該定位環套設在該轉軸自該第二端朝向該凸輪延伸的外圍面上且軸向穿設於該固定座中，該凸輪套固於該定位環上且位在該軸承的上方。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中該凸輪具有依序相鄰接的一位移面、一抵頂面以及一緩衝面，分別相對於該驅動馬達的一軸心具有依序增加的一第一長度、一第二長度以及一第三長度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中該軸承具有間隔設置的兩定位板及一轉動部，該轉動部可轉動地配置在該兩定位板之間，其中該兩定位板之間具有一間距，該間距大於該凸輪的一厚度，且該凸輪適於配置於兩定位板之間並接觸該轉動部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中該轉管具有一第一連桿，該第一連桿套固在該轉管的一外壁面上且延伸位於該容置空間內，該軸承連接於該第一連桿。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中該轉管具有一第二連桿，套固在該轉管的一外壁面上且對位於該煞車泵，該煞車泵包括一壓缸與一壓桿，該壓桿可伸縮地穿設於該壓缸且樞接於該第二連桿。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中還具有一傳動桿，該轉管具有一第三連桿，套固在該轉管的一外壁面上且相對遠離該煞車泵，該傳動桿樞接於該第三連桿。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中當該凸輪沿一第一旋轉方向旋轉時，該凸輪推抵該軸承以帶動該轉管，進而施力於該煞車泵，當該凸輪沿相反於該第一旋轉方向的一第二旋轉方向旋轉時，該凸輪解除推抵該軸承，使得該煞車泵復歸原位。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的煞車系統，其中當該轉管轉動並施力於該煞車泵時，該軸承隨著該轉管而相對遠離該凸輪。
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