CN201041210Y - 一种车用电子机械制动装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于汽车制动技术领域，特指一种车用电子机械制动装置。其包括：直流电机1，联轴器2，两级NGW型行星齿轮系(N－内啮合，G－公用行星轮，W－外啮合)，滚珠丝杆副，制动器壳体16，制动钳体26，活塞21，制动块，制动盘24等。其特征在于行星轮系的第二级行星架14与滚珠丝杆19采用了花键连接，保证了扭矩的传递和滚珠丝杆19的轴向移动，从而作用到活塞21推动右制动块23实现制动。在滚珠螺母17与制动钳体26之间采用法兰连接，和制动器壳体16之间采用了花键连接。从而保证了制动时水平运动力能传递到左制动块25上，实现浮钳式制动器的制动功能，其结构简单，容易操作，而且成本低廉，生产简单，有较好的制动性能。

Description

一种车用电子机械制动装置
技术领域
本实用新型属于汽车制动技术领域，特指一种车用电子机械制动装置。
背景技术
传统的液压制动***的发展至今已经相当成熟了，它包括供能装置、控制装置、传动装置、制动器等主要部件，较为完善的制动***还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等附加装置。然而，随着液压制动***的不断发展，传统制动***的一些弱点也就不断的暴露出来，其主要表现在以下各方面：(1)由于液压管路容易破损和发生泄露，污染环境，从而使得制动***安全性不够，制动失效常有发生；(2)由于液体在高压下的可压缩性明显，使得制动载荷传递不平稳，从而使制动性能不稳定；(3)由于制动***中的零部件很多，制动管路错综复杂，使其制造维护不便；(4)制动效率低下，制动能量大多以热能散发；(5)制动***中的制动油箱、制动主缸、助力装置、液压阀、复杂的管路***等部件大大增加了汽车的质量。这些缺点在传统制动***中是很难得到改善的，需要一种新型的制动***，来改善液压制动***存在的不足。
为了改善传统液压制动***存在弱点，国外一些零部件公司如ContinentalTeves、Siemens、Bosch等研究开发了一种新型制动***——子机械制动装置(electromechanical braking，简称EMB)，它是利用电机作为制动***的动力源，经过一套机械机构作用到制动块上，实现制动块与制动盘的压紧，从而产生所需的制动力，其中机械机构主要包括一个扭矩放大机构和一个方向转换机构。这一技术的主要优点在于：机构简单，制动响应速度快、制动性能好，维护容易，耐久性能良好，清洁安全可靠。
在国外，已经研发出了一系列的EMB的结构。Continental Teves公司申请了许多有关于电子机械制动器结构的专利，其中有一专利号为US6405836，主要原理为在进行制动时，电机定子通电，继而转子旋转，通过行星齿轮机构和丝杆机构传将制动块压向制动盘，实现制动。
这种设计虽然结构紧凑，能够满足制动器功能的需求，但是存在结构复杂，径向尺寸大，需要专门设计一个力矩电机，从而使得这种制动器成本较高。
发明内容
由于力矩电机的设计既复杂而且成本还高，本实用新型提供一种用现有的直流无刷电机作为动力源的车用电子机械制动装置，不重新设计电机，而且传动部件也通过设计选择来组装，这样使得本实用新型的电子机械制动器的结构一目了然，而且还降低了成本。
一种电子机械制动器装置包括：直流电机1，联轴器2，两级NGW型行星齿轮系(N-内啮合，G-公用行星轮，W-外啮合)，滚珠丝杆副，制动器壳体16，制动钳体26，活塞21，制动块，制动盘24等。各部件具体的连接如下：
直流电机1，通过联轴器2与两级NGW型行星齿轮系的太阳轮3相连；两级NGW型行星齿轮系的输出端和滚珠丝杆19连接；滚珠丝杆19和行星齿轮系的行星架15相连；制动器壳体16一端与行星齿轮系齿圈8连接，另一端与制动钳体26连接；右制动块23与活塞21固连，左制动块25与制动钳体26固连；制动盘24与车轮固连，其特征是行星轮系的第二级行星架14与滚珠丝杆19采用了花键连接，保证了扭矩的传递和滚珠丝杆19的轴向移动，从而作用到活塞21推动右制动块23实现制动。
在滚珠螺母17与制动钳体26之间采用法兰连接，和制动器壳体16之间采用了花键连接。从而保证了制动时水平运动力能传递到左制动块25上，实现浮钳式制动器的制动功能。
在实施制动时，直流电机1启动，通过联轴器2传递动力到太阳轮3，通过第一级行星轮6和行星架9传递转矩到第二级行星轮系，然后由第二级行星架14传递动力到滚珠丝杆19，由滚珠丝杆19将制动力传递给活塞21，压向制动盘24，从而实现制动。
在解除制动时，电机1反方向转动，机构反向平移，使得制动块23、25与制动盘24松开。
本实用新型采用了全机械结构，结构简单，容易操作，而且成本低廉，生产简单，有较好的制动性能。
附图说明
图1是本实用新型所设计的EMB制动器的结构剖面图
图2是本实用新型所设计的两级NGW型行星轮系示意图
图3是本实用新型所设计的滚珠丝杆副结构简图
图4是本实用新型所设计的制动钳体简图
图1是本实用新型设计的EMB制动器的装配图，它主要包括一个直流电机动力源，两级NGW型行星轮系，滚珠丝杆副结构和制动装置结构。图2，图3，图4则是图1中主要的零部件图。
具体实施方式
图1是本实用新型设计的EMB制动器的结构剖面图。其中，1为直流电机，与行星轮系太阳轮3以联轴器2连接，用螺栓4固连在齿圈8上；5为垫圈；6为行星轮，它由轴承7支承；9为第一级行星轮系行星架，同时也作为第二级行星轮系得输入端，中心孔对滚珠丝杆19起到了定心的作用；10、11分别为孔、轴用挡圈；14为第二级行星轮系行星架，与滚珠丝杆19花键连接，轴承15起到阻止其串动作用；16为制动器壳体，与齿圈8以螺栓12、螺母13固连，与滚珠螺母17花键连接；制动钳体26，与滚珠螺母17用法兰20连接，与左制动块25固连；18为滚珠；活塞21，与右制动块23右侧固连；制动盘24，与车轮固连。22为橡胶密封圈，主要起到制动间隙的调整功能和活塞21的回位功能。
图2，图3，图4是本实用新型设计的主要零件的结构图。因为一级NGW型行星轮系机构的传动比大小不能满足需要，所以图2中设计了两级NGW型行星轮系机构，图4所设计的制动钳体采用了法兰与滚珠螺母17的连接，与壳体之间采用花键连接，以此来实现滚珠螺母17到制动钳体26乃至左制动块25的制动力传递。
在实施制动时，直流电机1启动，通过联轴器2传递动力到行星轮系，行星轮系起到了减速增矩的作用，它由第一级行星轮系得太阳轮3输入动力，然后经由第二级行星轮系的行星架14传递动力到滚珠丝杆19，最终由滚珠丝杆19将制动力传递给活塞21，实现运动方向由电机输出的转动向滚珠丝杆19所需的水平运动，最终压向制动盘24，从而实现制动。
在解除制动时，电机1反方向转动，机构反向平移，使得制动块23、25与制动盘24松开。
本实用新型通过运用了两个花键连接来实现制动机构浮钳式制动功能：一个是第二级行星轮系的行星架14与滚珠丝杆19之间的花键连接，此处花键连接的主要作用是传递行星轮系机构的输出转矩到滚珠丝杆19，并保证滚珠丝杆沿轴向水平移动，推动活塞21实现制动功能；另一个是滚珠螺母17和制动器壳体16之间的花键连接，此处花键的主要作用是保证滚珠螺母17的水平移动，阻止其转动趋势，从而带动与滚珠螺母17以法兰连接的制动钳体同时移动，使得固连在制动钳体上的制动块25水平移动，实现制动。当电机1反转时，机构亦反向运行，制动释放。

Claims (2)

1.一种车用电子机械制动装置，包括：直流电机(1)，联轴器(2)，两级NGW型行星齿轮系，滚珠丝杆(19)，制动器壳体(16)，制动钳体(26)，活塞(21)，左右两块制动块，制动盘(24)，其中直流电机(1)，通过联轴器(2)与两级NGW型行星齿轮系的太阳轮(3)相连；两级NGW型行星齿轮系的输出端和滚珠丝杆(19)连接；滚珠丝杆(19)和行星齿轮系的行星架(15)相连；制动器壳体(16)一端与行星齿轮系齿圈(8)连接，另一端与制动钳体(26)连接；右制动块(23)与活塞(21)固连，左制动块(25)与制动钳体(26)固连；制动盘(24)与车轮固连，其特征是行星轮系的第二级行星架(14)与滚珠丝杆(19)采用了花键连接，在滚珠螺母(17)与制动钳体(26)之间采用法兰连接，和制动器壳体(16)之间采用了花键连接。
2.根据权利要求1所述的一种车用电子机械制动装置，其特征是设置利于活塞(21)回位的橡胶密封圈(22)。
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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

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Assignor: Jiangsu University

Contract record no.: 2011320000572

Denomination of utility model: Vehicular electronic machine brake device

Granted publication date: 20080326

License type: Exclusive License

Record date: 20110414

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080326

Termination date: 20130608