CN113353187A - 制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动装置。该制动装置用于安装在车辆的车轮上，该制动装置包括压板组件、摩擦盘组件和驱动机构，压板组件用于与车轮的轮轴抗扭连接，摩擦盘组件用于与车轮的轮圈固定连接；其中，压板组件包括第一压板和第二压板，摩擦盘组件包括第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一压板和第二压板安装在第一摩擦盘与第二摩擦盘的轴向之间，驱动机构能够驱动第一压板和第二压板同时轴向移动而分别抵接第一摩擦盘和第二摩擦盘，当制动装置安装在车轮上时，压板组件和摩擦盘组件在轴向上位于轮圈的同一侧。本发明的制动装置能够减少轴承的磨损和噪声。

Description

制动装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域。具体地，本发明涉及一种用于安装在车轮上的制动装置。

背景技术

制动装置是各种车辆上的重要部件。对于自行车和摩托车等两轮车辆，制动装置通常直接安装在车轮上。当前，一些电动自行车采用的是对中式制动缸(Concentric brakecylinder，CBC)。对中式制动缸与轮轴同轴地安装在车轮的一侧并固定在轮轴上。当骑车人按动车闸时，对中式制动缸的液压机构驱动压板抵接固定在轮圈上的摩擦盘，从而在压板与摩擦盘之间产生摩擦力来迫使车轮减速。

在图1所示的现有制动装置中，液压机构具有与车轮同轴布置的环形活塞和液压腔，活塞在液体压力的作用下轴向移动，从而推动压板抵接到摩擦盘上。轴向压力直接作用在摩擦盘和轮圈上，进而传递到车轮的轴承外圈上。此时支撑车轮的轴承也将受到轴向力。由于轴承的外圈与轮圈抗扭连接，而内圈与轮轴抗扭连接，通过轮圈作用到外圈上的轴向力使得外圈与内圈之间将会在轴向上发生相对位移，因而引发噪声并导致轴承磨损，最终缩短轴承的使用寿命。对于小型的车辆而言，轴向力并不太大，因此不会在车轮的轴承上产生较大的磨损。而对于车轮尺寸较大或者转速较高的车辆而言，需要相应较大的轴向压力来使车辆制动，但这将使车轮的轴承容易出现磨损和噪声。支撑车轮的轴承并非设计用于承受轴向力，但在较大的制动扭矩和较高的减速度下却需要承受较大的轴向力(某些情况下可能高达10000N)。

为了解决上述问题，出现了一些新型的双缸制动装置。这种新型设计在现有对中式制动缸的基础上进行改进，在车轮的两侧相对地安装两个液压机构和两对摩擦副。两个液压机构产生的轴向力从轮圈的两侧反向作用在轮圈上，因此相互抵消，从而避免了对轴承的影响。但这种设计需要在车轮的两侧或者同一侧分别安装两组制动装置，因此不便于安装且成本较高。

发明内容

因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种能够减少磨损和噪声的制动装置。

上述技术问题通过根据本发明的一种制动装置而得到解决。该制动装置用于安装在车辆、尤其是两轮车辆的车轮上。该制动装置包括压板组件、摩擦盘组件和驱动机构。压板组件用于与车轮的轮轴抗扭连接，摩擦盘组件用于与车轮的轮圈固定连接，车轮的轮圈可转动地支撑在轮轴上。其中，压板组件包括第一压板和第二压板，而摩擦盘组件包括第一摩擦盘和第二摩擦盘，第一压板与第一摩擦盘、第二压板与第二摩擦盘分别构成摩擦副。第一压板和第二压板安装在第一摩擦盘与第二摩擦盘的轴向之间，驱动机构能够驱动第一压板和第二压板同时在轴向上向相反的方向移动而分别抵接第一摩擦盘和第二摩擦盘。当制动装置安装在车轮上时，压板组件和摩擦盘组件在轴向上位于轮圈的同一侧。

由于压板组件安装在两个摩擦盘之间，两组摩擦副中的压板沿轴向挤压摩擦盘的方向相反，因此当车辆制动时，共同固定在轮圈上的两个摩擦盘受到的轴向力相互抵消。这意味着驱动机构驱动压板组件的轴向力不会明显传递到轮圈上，支撑轮圈的轴承也不会承受明显的轴向负载，因此可以减少在轴承上产生的磨损和噪声，从而延长轴承的使用寿命。此外，由于两组摩擦副安装在轮圈的同一侧，因此可以集成在一起，并且可以通过同一个驱动机构来同时驱动两个压板，从而可以减少部件数量并提高结构的紧凑性。此时，该制动装置还可以优选地包括用于与轮圈固定连接的壳体，第一摩擦盘和第二摩擦盘分别固定在壳体中。

根据本发明的一个优选实施例，当该制动装置安装在车轮上时，压板组件和摩擦盘组件可以分别与轮轴同轴布置。此时，压板和摩擦盘都具有圆环形的结构，因此能够产生围绕轮轴均匀分布的压力，使得压板与摩擦盘之间能够产生较大的均匀摩擦力，有利于车辆的稳定制动。

根据本发明的另一优选实施例，驱动机构可以安装在第一压板与第二压板的轴向之间，以便于同时向轴向两侧驱动两个压板来抵接相应的摩擦盘。优选地，驱动机构可以是包括缸体、第一活塞和第二活塞的液压驱动机构，缸体具有轴向延伸的空腔，第一活塞和第二活塞分别可轴向滑动地安装在空腔中并且分别沿轴向抵接第一压板和第二压板。进一步优选地，驱动机构可以包括液压腔，该液压腔在空腔中形成在第一活塞与第二活塞之间。两个压板受到同一液压腔中的液体压力作用，便于驱动机构同时驱动两个压板轴向移动。

根据本发明的另一优选实施例，缸体可以具有进液孔，该进液孔贯穿缸体并在缸体的轴向中部连通到液压腔。当从进液孔向液压腔中供应液压流体时，液压腔中的液体压力增大，从而推动两个压板向着两侧的对应摩擦盘移动。

根据本发明的另一优选实施例，缸体还可以包括相互固定连接的外圈和内圈，外圈同轴地安装在内圈的径向外侧，内圈用于固定在轮轴的径向外侧，缸体的空腔形成在外圈与内圈的径向之间。因此，驱动机构也形成为与轮圈同轴布置的环形结构，从而能够平稳地推动压板沿轴向移动。

根据本发明的另一优选实施例，第一压板和第二压板可以分别抗扭地安装在内圈的径向外侧，进而通过内圈与轮轴抗扭连接，而外圈在轴向上位于第一压板与第二压板之间。

根据本发明的另一优选实施例，制动装置还可以包括复位弹簧，复位弹簧沿轴向连接在第一压板与第二压板之间。当液压式的驱动机构中的液压流体排出时，驱动机构对两个压板产生的向着轴向两侧推动的挤压力减小，复位弹簧通过自身的弹性力拉动两侧的压板相向移动而远离对应的摩擦盘，使得制动解除。

附图说明

以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：

图1示出根据现有技术的制动装置安装在车轮上时的示意图；和

图2示出根据本发明的实施例的制动装置安装在车轮上时的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本发明的制动装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。

根据本发明的实施例，提供了一种用于车辆的制动装置，其适用于各种车辆、尤其是两轮车辆，比如自行车、摩托车和电动踏板车等。图2示出了根据本发明的实施例的制动装置安装在车轮上时的示意图。

如图所示，车轮的轮圈10例如通过两个轴承30可转动地支撑在轮轴20上。制动装置在轮圈10的轴向一侧同轴地安装在轮轴20的径向外侧。该制动装置包括压板组件40、摩擦盘组件50、驱动机构60和壳体70。

壳体70包括环形的壳体板71和壳体盖72，二者通过螺栓相互连接并固定在轮圈10上。制动装置的其他部件安装在壳体70内。压板组件40包括第一压板41和第二压板42，两个压板具有完全相同的环形结构，并分别与轮圈10同轴地布置。摩擦盘组件50包括第一摩擦盘51和第二摩擦盘52，两个摩擦盘也分别具有完全相同的环形结构，并分别与轮圈10同轴地布置。其中，第一摩擦盘51固定在壳体板71上，而第二摩擦盘52固定在壳体盖72上。压板组件40的两个压板在轴向上位于两个摩擦盘之间，其中，第一压板41在轴向上更靠近第一摩擦盘51，而第二压板42在轴向上更靠近第二摩擦盘52。第一压板41与第一摩擦盘51、第二压板42与第二摩擦盘52可以分别构成摩擦副。

驱动机构60安装在在两个压板的轴向之间。驱动机构60是液压式驱动机构，其包括同轴布置的缸体、第一活塞63和第二活塞64。其中，缸体由相互固定连接(优选一体形成)的内圈61和外圈62构成，内圈61固定在轮轴20的径向外侧上，外圈62同轴地布置在内圈61的径向外侧，在外圈62与内圈61之间形成环形的空腔。内圈61和外圈62在轴向中部、优选轴向中点处通过径向延伸的连接板或连接肋相互连接，从而形成一个整体。连接板或连接肋将空腔在轴向上划分成两部分，这两个部分可以通过连接板上的孔道或连接肋之间的空隙相互连通。环形的第一活塞63和第二活塞64分别在连接板或连接肋的轴向两侧安装在空腔中，并且能够各自在空腔中沿轴向滑动。第一活塞63和第二活塞64具有完全相同的形状和尺寸，并且关于空腔的轴向中点对称地布置，在二者之间形成环形的液压腔67。虽然液压腔67被连接板或连接肋在轴向上划分成两部分，但由于这两部分相互连通，因此具有相同的液体压力，仍然可以视为同一个液压腔。第一活塞63和第二活塞64在各自相向的一端处分别安装有环形的第一密封件65和第二密封件66，以防止液压腔67中的液压流体通过活塞泄漏。第一密封件65和第二密封件66也具有完全相同的形状和尺寸。在内圈61中形成有进液孔68。进液孔68从内圈61的背向轮圈10的端部开始延伸至内圈61的外周表面的轴向中部、优选轴向中点处，从而与液压腔67连通。第一活塞63和第二活塞64相背的端部可以部分地伸出到空腔外并分别沿轴向抵接在第一压板41和第二压板42上，因此当活塞在空腔中向外轴向滑动时，能够推动压板朝向相应的摩擦盘移动。

在两个压板之间安装有多个复位弹簧80。这些复位弹簧80可以为螺旋弹簧的形式，每个复位弹簧80沿轴向连接在第一压板41与第二压板42之间，其轴向两端分别与两侧的压板固定在一起。这些复位弹簧80沿周向均匀地分布在外圈62的径向外侧。在安装状态下，复位弹簧80处于拉伸状态，其产生的弹性力使得第一压板41与第二压板42具有相互靠近的趋势。

根据骑车者对车闸的控制，液压流体可以通过进液孔68进出液压腔67。当骑车者未按压车闸时，没有液压流体通过进液孔68流入液压腔67中。此时，液压腔67中产生的液体压力较小，第一压板41和第二压板42在复位弹簧80的拉力作用下保持在相互靠近的位置，从而分别远离两侧的第一摩擦盘51和第二摩擦盘52。因此，两侧的摩擦副不接合，轮圈10能够相对于轮轴20自由转动，车辆可以正常行驶。而当骑车者按动车闸时，可以通过进液孔68向液压腔67中注入液压流体，使得液压腔67中的液体压力增大。此时，液压腔67中的液压流体对两侧的两个活塞组件产生基本相等的轴向压力，使得第一压板41和第二压板42在活塞的推动下同时克服复位弹簧80的拉力而向着相反的轴向两端移动，直至与对应的第一摩擦盘51和第二摩擦盘52抵接在一起。在液体压力的作用下，第一压板41与第一摩擦盘51以及第二压板42与第二摩擦盘52分别紧紧接合在一起，构成两对摩擦副，从而在轮轴20与壳体70之间并且进而在轮轴20与轮圈10之间产生摩擦作用，将动能转化为内能，降低车辆的动能，车辆受到制动。当车辆制动时，驱动机构60同时向相反的两侧驱动两个压板，使得两侧的摩擦盘受到的轴向压力方向相反且大小大致相等，而这两个摩擦盘又都通过壳体70固定在轮圈10上，因此驱动机构60对制动机构产生的轴向接合力在壳体70上相互抵消，使得不会有明显的轴向力传递到轮圈10上。这使得支撑轮圈10的轴承30也不会受到明显的轴向负载，从而避免在轴承30中产生磨损和噪声，延长了轴承30的使用寿命。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记表

10 轮圈

20 轮轴

30 轴承

40 压板组件

41 第一压板

42 第二压板

50 摩擦盘组件

51 第一摩擦盘

52 第二摩擦盘

60 驱动机构

61 内圈

62 外圈

63 第一活塞

64 第二活塞

65 第一密封件

66 第二密封件

67 液压腔

68 进液孔

70 壳体

71 壳体板

72 壳体盖

80 复位弹簧

Claims (10)

1.一种制动装置，用于安装在车辆的车轮上，所述制动装置包括压板组件(40)、摩擦盘组件(50)和驱动机构(60)，所述压板组件(40)用于与所述车轮的轮轴(20)抗扭连接，所述摩擦盘组件(50)用于与所述车轮的轮圈(10)固定连接，

其特征在于，

所述压板组件(40)包括第一压板(41)和第二压板(42)，所述摩擦盘组件(50)包括第一摩擦盘(51)和第二摩擦盘(52)，所述第一压板(41)和所述第二压板(42)安装在所述第一摩擦盘(51)与所述第二摩擦盘(52)的轴向之间，所述驱动机构(60)能够驱动所述第一压板(41)和所述第二压板(42)同时在轴向上向相反的方向移动而分别抵接所述第一摩擦盘(51)和所述第二摩擦盘(52)，当所述制动装置安装在所述车轮上时，所述压板组件(40)和所述摩擦盘组件(50)在轴向上位于所述轮圈(10)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于，当所述制动装置安装在所述车轮上时，所述压板组件(40)和所述摩擦盘组件(50)分别与所述轮轴(20)同轴布置。

3.根据权利要求2所述的制动装置，其特征在于，所述驱动机构(60)安装在所述第一压板(41)与所述第二压板(42)的轴向之间。

4.根据权利要求3所述的制动装置，其特征在于，所述驱动机构(60)是包括缸体、第一活塞(63)和第二活塞(64)的液压驱动机构，所述缸体具有轴向延伸的空腔，所述第一活塞(63)和所述第二活塞(64)分别可轴向滑动地安装在所述空腔中并且分别沿轴向抵接所述第一压板(41)和所述第二压板(42)。

5.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，所述驱动机构(60)包括液压腔(67)，所述液压腔(67)在所述空腔中形成在所述第一活塞(63)与所述第二活塞(64)之间。

6.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于，所述缸体具有进液孔(68)，所述进液孔(68)贯穿所述缸体并在所述缸体的轴向中部连通到所述液压腔(67)。

7.根据权利要求6所述的制动装置，其特征在于，所述缸体包括相互固定连接的外圈(62)和内圈(61)，所述外圈(62)同轴地安装在所述内圈(61)的径向外侧，所述内圈(61)用于固定在所述轮轴(20)的径向外侧，所述空腔形成在所述外圈(62)与所述内圈(61)的径向之间。

8.根据权利要求7所述的制动装置，其特征在于，所述第一压板(41)和所述第二压板(42)分别抗扭地安装在所述内圈(61)的径向外侧，所述外圈(62)在轴向上位于所述第一压板(41)与所述第二压板(42)之间。

9.根据权利要求4所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置还包括复位弹簧(80)，所述复位弹簧(80)沿轴向连接在所述第一压板(41)与所述第二压板(42)之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的制动装置，其特征在于，所述制动装置包括用于与所述轮圈(10)固定连接的壳体(70)，所述第一摩擦盘(51)和所述第二摩擦盘(52)分别固定在所述壳体(70)中。

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