CN108839646A - 新型epb驻车结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型EPB驻车结构。涡轮蜗杆动力头安装在钳体外部且自身套筒结构与自调轴同轴连接，自调轴伸入到钳体内部后与自调座通过带有角度的球道结构连接，自调座和螺套同轴连接，螺套和螺杆螺纹套装连接，螺杆固装在活塞内孔中，活塞设有内摩擦块，钳体设有外摩擦块；固定架固定在螺套外的钳体，螺套装有回位弹簧，回位弹簧分别连接到螺套的外凸缘台阶和固定架上；活塞内孔中固定有第二孔用挡圈，螺杆设有台阶，锥形弹簧套装在螺杆和活塞之间，且锥形弹簧两端连接到螺杆台阶和第二孔用挡圈。本发明通过增力机构推动活塞前移实现驻车，利用自调机构进行间隙自调，在等同驻坡条件下能降低了EPB的输入扭矩，缩短了驻车响应时间。
Description
技术领域
本发明涉及了一种EPB结构，尤其是涉及了一种新型EPB(Electromec hanicalParking Brake Caliper,简称EPB，电子驻车制动钳)驻车结构。
背景技术
目前电机集成式EPB驻车制动钳已经广泛应用于中高档乘用车辆。传统乘用车动力驱动采用燃油发动机，在起步时，动力从发动机输出到车轮有个时间差。随着电动汽车的普及，电机与车轮间的传递时间基乎同步，驻车钳释放滞后起步时踩电动油门时出现没反应或起步不平稳的问题显现出来。
常规EPB是通过螺纹副推动活塞，螺距约1.2mm左右(活塞向前移动1.2mm需转动1圈)，电机动力促动器到活塞间没有增力机构。电机只有低速才能产生大扭矩，促动器只有利用齿轮副、带传动等放大传动比提高电机速度来缩短夹紧释放时间，且依靠螺纹副的自锁特点实现驻车时力的稳定。这种结构的缺点为需要EPB输入大扭矩，且驻车响应时间较长。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种新型EPB驻车机构，能实现轻松增力驻车，实现螺杆与活塞间隙自调，跟传统EPB制动器相比驻车响应时间更短、同样的驻车力所需的输入力矩更小。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括涡轮蜗杆动力头和安装在钳体内部的活塞、内摩擦块、制动盘、外摩擦块、钳体和间隙自调机构，间隙自调机构包括自调轴、自调座、固定架、回位弹簧和锥形弹簧；涡轮蜗杆动力头安装在钳体外部，涡轮蜗杆动力头输出端为套筒结构，套筒结构通过花键与自调轴同轴连接，自调轴伸入到钳体内部后与自调座一端通过带有角度的球道结构连接，自调座另一端和螺套一端同轴连接，螺套另一端和螺杆一端螺纹套装连接，螺杆另一端固定安装在活塞内孔中，活塞端面设有内摩擦块，钳体的开口钳部内侧面设有外摩擦块，制动盘位于内摩擦块和外摩擦块之间；固定架通过第一孔用挡圈固定在螺套外周围的钳体，螺套套装有回位弹簧，回位弹簧一端连接到螺套一端设有的外凸缘台阶上，回位弹簧另一端连接到固定架；活塞内孔中固定有第二孔用挡圈，螺杆另一端设有台阶，锥形弹簧套装在螺杆和活塞的之间，且锥形弹簧两端连接到螺杆另一端台阶和第二孔用挡圈。
所述的带有角度的球道结构包括自调轴端部设有的球道和自调座端部设有的球道以及钢球，自调轴伸入到钳体内部的端部设有外凸缘，外凸缘的端面上开有三个沿圆周布置的轴弧形球道，自调座在与自调轴相对的端面上开有三个沿圆周布置的座弧形球道，一个轴弧形球道与其对应的一个座弧形球道正对布置形成完整球道，并在完整球道中放置一个钢球，完整球道的底面坡度均为2.5-4.5度。
所述的自调轴的三个轴弧形球道和自调座的三个座弧形球道组成了三个完整球道，完整球道的坡度倾斜方向沿同一顺逆时针方向相同。
所述的一个完整球道所占的圆周角为80-110°。
所述自调座径向、周向不可移动地安装在钳体内，即自调座外径和钳体内孔内径吻合安装。
所述自调座外部设有突起，所述钳体周面上设有沿轴向布置的条形槽，突起嵌装在条形槽内并沿条形槽移动，使得自调座和钳体径向固定。
所述螺套径向、周向不可移动地安装于自调座。
所述螺套端部设有外凸缘，外凸缘外周面设有凹槽，所述自调座内孔的内周面上设有多个沿周向间隔均布的凸块，螺套的外凸缘端部安装在自调座内孔中并使得凸块和凹槽相嵌装，进而使得螺套和自调座径向固定。
本发明利用蜗轮蜗杆动力头作为动力源，通过增力机构推动活塞前移实现驻车；驻车后利用蜗杆蜗杆动力头进行自锁；当螺杆与活塞存在间隙后，利用自调机构进行间隙自调。
本发明电机带动涡杆旋转驱动涡轮旋转，通过键传递扭矩给球道副上的轴，轴上的三处均布带有角度的最多只能旋转120度的球道同步旋转，通过钢球传递推力给球道副上的座，座通过限位机构在钳体上只能进行轴向位移，推动同样只能轴向位移的螺套推动螺杆压紧活塞产生夹紧力，最终实现制动的目的。
本发明把常规驻车集成式IPB的转臂、拉线座去除，利用涡轮涡杆在常EPB制动钳利用规螺杆螺套传递力的基础上新增带有球道的自调轴和自调座，并在活塞总成中增加间隙自调机构，实现电机驻车集成式EPB的功能，具有大传动比、低速传递大扭矩、自锁的特点。
本发明通过球道将径向运动转化为轴向运动，利用球道的坡度，活塞向前移动1.2mm仅需旋转45°左右，缩短了响应时间；利用球道的增力机构，弥补了常规EPB存在的夹紧力小电流大、夹紧释放时间长的问题。
本发明的有益效果是：
1、依靠涡轮涡杆的自锁原理来保证夹紧状态的力稳定性；
2、通过带角度的球道，缩小了驻车时电机所需旋转的角度，缩短了加紧时间，同时实现了楔式增力；与常规EPB相比相同电机输入电流情况下提高了夹紧力；
3、带有机械式间隙自调机构，提高了控制间隙的稳定性；在等同驻坡条件下，发明缩短夹紧、释放时间，降低了EPB的输入电流，缩短了驻车响应时间。
综合来说，本发明采用特定结构的双头螺纹的螺杆螺套，提高了螺纹传动效率高，减小螺杆螺套的磨损，不仅提高响应时间、驻车效率，而且提高使用寿命，减少油耗等优点。
附图说明
图1为EPB电子驻车制动钳剖视结构图。
图2为自调轴、自调座和螺套的轴测图。
图3为自调座与钳体限位方式结构示意图。
图4为自调座与螺套限位方式结构示意图。
图5为自调座与自调座限位方式结构示意图。
图6为本发明带有角度的球道(含钢球)结构示意图。
图7为本发明自调座端面的球道结构示意图。
图8为图7中B-B处的一个球道结构截面放大图。
图中：1、涡轮蜗杆动力头，2、自调轴，3、自调座，4、螺套，5、螺杆，6、活塞，7、内侧摩擦块，8、制动盘，9、外侧摩擦块，10、钳体，11、锥形弹簧，12、钢球，13、第一孔用挡圈，14、回位弹簧，15、固定架，16、矩形密封圈，17、第二孔用挡圈，18、凹槽，19、凸块，20、突起，21、条形槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括涡轮蜗杆动力头1和安装在钳体10内部的活塞6、内摩擦块7、制动盘8、外摩擦块9、钳体10和间隙自调机构，间隙自调机构包括自调轴2、自调座3、固定架15、回位弹簧14和锥形弹簧11。
如图1所示，涡轮蜗杆动力头1安装在钳体10外部，涡轮蜗杆动力头1输出端为套筒结构，套筒结构通过花键与自调轴2同轴连接，自调轴2伸入到钳体10内部后与自调座3一端通过带有角度的球道结构连接，自调座3另一端和螺套4一端同轴连接，螺套4另一端和螺杆5一端螺纹套装连接，螺杆5另一端固定安装在活塞6内孔中，活塞6安装在钳体10内，并且活塞6和钳体10内壁之间通过矩形密封圈16密封连接，活塞6端面设有内摩擦块7，钳体10的开口钳部内侧面设有外摩擦块9，制动盘8位于内摩擦块7和外摩擦块9之间；固定架15通过第一孔用挡圈13固定在螺套4外周围的钳体10，螺套4套装有回位弹簧14，回位弹簧14一端连接到螺套4一端设有的外凸缘台阶上，回位弹簧14另一端连接到固定架15；活塞6内孔中固定有第二孔用挡圈17，螺杆5另一端设有台阶，锥形弹簧11套装在螺杆5和活塞6的之间，且锥形弹簧11两端连接到螺杆5另一端台阶和第二孔用挡圈17。
如图1和图2所示，带有角度的球道结构包括自调轴2端部设有的球道和自调座3端部设有的球道以及钢球12，自调轴2伸入到钳体10内部的端部设有外凸缘，外凸缘的端面上开有三个沿圆周布置的轴弧形球道，自调座3在与自调轴2相对的端面上开有三个沿圆周布置的座弧形球道，一个轴弧形球道与其对应的一个座弧形球道正对布置形成完整球道，并在完整球道中放置一个钢球12，一个轴弧形球道对应一个座弧形球道；完整球道的底面坡度均为3.5°，即完整球道一端深度到另一端深度呈渐变过渡，一端深度到另一端深度过渡弧线和垂直于自调轴2和自调座3轴线的平面之间形成的夹角为坡度。
如图6所示，自调轴2的三个轴弧形球道和自调座3的三个座弧形球道组成了三个完整球道，完整球道的坡度倾斜方向沿同一顺逆时针方向相同，即三个完整球道一端深度到另一端深度呈渐变过渡的方向相同。
具体实施中，如图7和图8所示，自调轴与自调座上均有三个弧形球道，一个完整弧形球道所占的圆周角为90-120°，每个弧形球道坡度均为3.5°，坡道最大可旋转91°。
如图3所示，自调座3径向、周向不可移动地安装在钳体10内，即自调座3外径和钳体10内孔内径吻合安装。自调座3外部周面设有突起20，钳体10周面上设有用于与突起20配合的沿轴向布置的条形槽21，突起20嵌装在条形槽21内并沿条形槽21移动，突起20和条形槽配合嵌装使得自调座3定位安装在钳体10中，自调座3和钳体10径向固定，自调座3仅能沿钳体10轴向移动。
如图4和图5所示，螺套4端部设有外凸缘，外凸缘外周面设有凹槽18，自调座3内孔的内周面上设有用于与凹槽18配合的多个沿周向间隔均布的凸块19，螺套4的外凸缘端部安装在自调座3内孔中并使得凸块19和凹槽18相嵌装，进而使得螺套4和自调座3径向固定。
本发明的实施工作过程如下：
驻车：如图1所示，涡轮蜗杆动力头1输出轴通过花键与自调轴2连接,涡轮正转带动自调轴2转动，自调轴2通过钢球12在自调座3上旋转，通过带有角度的球道结构推动自调座3朝制动盘8方向作轴向移动。
由于自调座与钳体径向固定见图2，自调轴旋转过程中在球道的作用下，自调座3推动螺套4向制动盘移动，此时由于固定架15通过第一孔用挡圈13被固定在钳体10上，回位弹簧14被压缩，同时螺套4推动螺杆5，螺杆5推动活塞6向制动盘运动。此时矩形密封圈16产生变形，活塞6推动内摩擦块7，内侧制动块压在制动盘8上，产生的反作用力便通过固定在钳体上的自调轴2传递至钳体10。钳体的运动拉外摩擦块9对着制动盘运动，制动盘两侧产生相同的制动力，保证了夹紧力的稳定性。
释放：动力头涡轮反转，球道副返回原位，轴向力消失，被压缩的回位弹簧14产生反向推力，使螺套在该推力的作用下返回原位，活塞在矩形密封圈作用下返回，制动解除。球道副上的轴在返回时与座上的限位凸台接触时见图4电机电流突变，控制程序发指令电机停止工作，保证球道副的轴向距离最小，防止产生拖滞夹紧力。
活塞自调：内摩擦块7和外摩擦块9的摩擦材料磨损后，螺杆5与活塞6之间存在间隙，间隙通过自调机构自调，具体是通过活塞内的锥形弹簧11进行自调
活塞推出后回位，同时螺杆5也回位，螺杆5与活塞6可能产生轴向间隙，如图1中所示。回位后，锥形弹簧11压缩产生的轴向力大于螺杆5和螺套4形成螺旋副的轴向摩擦力，螺杆与螺套产生旋转，螺杆5向制动盘方向运动，轴向间隙消除。
Claims (5)
1.一种新型EPB驻车结构，其特征在于：包括涡轮蜗杆动力头(1)和安装在钳体(10)内部的活塞(6)、内摩擦块(7)、制动盘(8)、外摩擦块(9)、钳体(10)和间隙自调机构，间隙自调机构包括自调轴(2)、自调座(3)、固定架(15)、回位弹簧(14)和锥形弹簧(11)；涡轮蜗杆动力头(1)安装在钳体(10)外部，涡轮蜗杆动力头(1)输出端为套筒结构，套筒结构通过花键与自调轴(2)同轴连接，自调轴(2)伸入到钳体(10)内部后与自调座(3)一端通过带有角度的球道结构连接，自调座(3)另一端和螺套(4)一端同轴连接，螺套(4)另一端和螺杆(5)一端螺纹套装连接，螺杆(5)另一端固定安装在活塞(6)内孔中，活塞(6)端面设有内摩擦块(7)，钳体(10)的开口钳部内侧面设有外摩擦块(9)，制动盘(8)位于内摩擦块(7)和外摩擦块(9)之间；固定架(15)通过第一孔用挡圈(13)固定在螺套(4)外周围的钳体(10)，螺套(4)套装有回位弹簧(14)，回位弹簧(14)一端连接到螺套(4)一端设有的外凸缘台阶上，回位弹簧(14)另一端连接到固定架(15)；活塞(6)内孔中固定有第二孔用挡圈(17)，螺杆(5)另一端设有台阶，锥形弹簧(11)套装在螺杆(5)和活塞(6)之间，且锥形弹簧(11)两端连接到螺杆(5)另一端台阶和第二孔用挡圈(17)。
2.根据权利要求1所述的一种新型EPB驻车结构，其特征在于：所述的带有角度的球道结构包括自调轴(2)端部设有的球道和自调座(3)端部设有的球道以及钢球(12)，自调轴(2)伸入到钳体(10)内部的端部设有外凸缘，外凸缘的端面上开有三个沿圆周布置的轴弧形球道，自调座(3)在与自调轴(2)相对的端面上开有三个沿圆周布置的座弧形球道，一个轴弧形球道与其对应的一个座弧形球道正对布置形成完整球道，并在完整球道中放置一个钢球(12)，完整球道的底面坡度均为2.5-4.5度。
3.根据权利要求1所述的一种新型EPB驻车结构，其特征在于：所述的自调轴(2)的三个轴弧形球道和自调座(3)的三个座弧形球道组成了三个完整球道，完整球道的坡度倾斜方向沿同一顺逆时针方向相同。
4.根据权利要求1所述的一种新型EPB驻车结构，其特征在于：所述的一个完整球道所占的圆周角为80-110°。
5.根据权利要求1所述的一种新型EPB驻车结构，其特征在于：所述自调座(3)径向、周向不可移动地安装在钳体(10)内，即自调座(3)外径和钳体(10)内孔内径吻合安装。
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