凸轮式电子机械制动器和车辆制造技术

本发明专利技术公开了一种凸轮式电子机械制动器和车辆，属于电子机械制动器技术领域。该凸轮式电子机械制动器包括卡钳部件，从动支架滑动设置于卡钳壳体内，从动支架嵌设有从动轴承，从动支架中部凹设有安装槽；制动单元包括机壳、第一驱动机构和两个凸轮轴，凸轮轴的下端转动设置于机壳内，凸轮轴的上端穿过从动轴承转动设置于卡钳壳体内，第一驱动机构用于驱动凸轮轴通过从动轴承推动从动支架沿靠近或远离摩擦片的方向移动，两个凸轮轴33对向转动；间隙调整单元包括螺柱、带有开口腔的支架螺母和螺母封板，螺柱转动设置于安装槽内，支架螺母螺纹连接于螺柱，螺母封板用于推动摩擦片。本发明专利技术结构紧凑，成本低，间隙调节精度高。间隙调节精度高。间隙调节精度高。

【技术实现步骤摘要】
凸轮式电子机械制动器和车辆


[0001]本专利技术涉及电子机械制动器
，尤其涉及一种凸轮式电子机械制动器和车辆。

技术介绍

[0002]制动是车辆使用时必须有的重要功能，制动性能的好坏不仅影响制动舒适性，更是对车辆的安全起到了决定性作用。从制动器的结构来看，主要包括鼓式制动器和盘式制动器两大类，后者因散热、安装等性能优势在乘用车上已经大规模取代了前者。从驱动和传动形式来看，主要包括液压和电子机械式两大类，前者由于技术比较成熟目前仍然大规模应用，但由于液压回路容易泄露、制动响应慢等缺点，随着电动汽车的快速发展，使后者电子机械制动器被极大地关注。
[0003]其中，电子机械制动器无需液压油液、响应速度快、制动力控制更加准确，是电动汽车线控制动优良的制动器。现有的丝杠构型的电子机械制动器体积大、制造成本高。凸轮式的电子机械制动器本质为变传动比机构，可以在空行程时设置更更大传动比范围从而减少制动过程的时间，相同制动强度下，凸轮式的电子机械制动器的电机功率需求更更低，从而降低相应电机电驱电路路线束连接器等系统成本，降低整车车能耗。
[0004]凸轮式的电子机械制动器存在下面相关问题并详细展开分析：
[0005]首先是制动片的磨损补偿问题。制动的过程是要是靠制动片和制动盘之间相对滑动产生的摩擦使制动盘停止的。相对滑动摩擦会使制动片磨损变薄，的磨损量一般在10
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20mm之间。而制动时，制动片压紧在制动盘上，会产生轴向的变形，的轴向变形量在0.1
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1mm之间。制动片和制动盘在没有制动时一般会保持双侧0.1
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0.5mm之间的间隙。而的制动过程，无论是滚珠丝杠、楔块还是凸轮，需要动作的是轴向变形和间隙这两部分距离。当摩擦片磨损后，制动动作距离会大大增大，特别地，受限于凸轮的升程，当制动片磨损发生后凸轮制动器将无法将制动片按照预定的夹紧力压紧到制动盘上。
[0006]其次是凸轮副接触应力过大问题。凸轮副根据从动件的不同，至少包括尖顶、平底和滚子三种类型。前两者凸轮和从动件之间有相对滑动，会产生较大的摩擦阻力并带来磨损，并不适合采用。对于滚子型凸轮，根据目前的专利文献CN105143706A、CN101003254A和CN114270068A，凸轮和滚子均为“外啮合”。根据赫兹公式，二者之间的综合曲率半径小于其中任意一者在该点处的曲率半径，而综合曲率半径越小，产生的接触应力越大。对于较强的制动强度，制动片压紧到制动盘上所需的力在20
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50kN之间。较大的接触应力对凸轮材料和工艺提出了较高的要求。
[0007]尺寸问题：通过增大凸轮和滚子的半径可以增大综合曲率半径，减小接触应力。所以当凸轮和滚子的材料和工艺(许用接触应力)确定时，接触应力和结构尺寸之间存在矛盾，且滚子和凸轮相互分离地布置在一直线上，沿着制动盘轴向的尺寸较大。
[0008]为解决接触应力和结构尺寸之间的矛盾，专利文献文献CN105143706采用的方法是在凸轮之后增加一级杠杆传动，使作用要凸轮副上的作用力减小，从而在保证强度条件
下可以采用更小的尺寸，但不可避免地使结构变得复杂。
[0009]为解决磨损间隙补偿问题，专利文献CN101003254设计了一套补偿装置，理论上该方案可以实现磨损后的间隙补偿，但事实上，发生间隙补偿时恰为夹紧力最大的时候，而间隙补偿装置为保证单向自锁的特性往往效率不高，因而补偿时所需要的驱动力将远远大于正常制动时的驱动力。
[0010]综上，现有的凸轮式的电子机械制动器结构复杂，占用体积大、成本较高，可靠性较低和间隙调节精度低。
[0011]为此，亟需提供一种凸轮式电子机械制动器以解决上述问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种凸轮式电子机械制动器和车辆，结构紧凑且简单，成本低、间隙调节精度高和可靠性高。
[0013]为实现上述目的，提供以下技术方案：
[0014]凸轮式电子机械制动器，包括：
[0015]卡钳部件，包括卡钳壳体和摩擦片；
[0016]从动支架，滑动设置于所述卡钳壳体内，所述从动支架嵌设有从动轴承，所述从动支架中部凹设有安装槽；
[0017]制动单元，包括机壳、第一驱动机构和两个凸轮轴，所述机壳安装于所述卡钳壳体的底部，所述第一驱动机构设置于所述机壳，所述凸轮轴的下端转动设置于所述机壳内，所述凸轮轴的上端穿过所述从动轴承转动设置于所述卡钳壳体内，且所述第一驱动机构与两个所述凸轮轴传动连接，两个凸轮轴对向转动，用于驱动所述凸轮轴通过所述从动轴承推动所述从动支架沿靠近或远离所述摩擦片的方向移动；
[0018]间隙调整单元，包括螺柱、带有开口腔的支架螺母和螺母封板，所述螺柱的一端转动设置于所述安装槽的侧壁，所述支架螺母螺纹连接于所述螺柱上且位于所述安装槽内，所述螺母封板封堵于所述开口腔处，且所述螺母封板的面积大于所述开口腔的面积，所述螺母封板用于推动所述摩擦片。
[0019]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述第一驱动机构包括第一电机和减速分动机构，所述第一电机与所述减速分动机构的输入端传动连接，所述凸轮轴的下端与所述减速分动机构的输出端连接。
[0020]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述凸轮轴设置有两个，所述减速分动机构包括两个蜗轮和带有两段螺纹的蜗杆，所述蜗轮设置于所述凸轮轴的下端，所述蜗杆的一端与所述第一电机连接，所述蜗杆的另一端与两个所述蜗轮啮合，且两个所述凸轮轴的转动方向相反。
[0021]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述减速分动机构的其中之一的输出端与所述螺柱传动连接。
[0022]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述间隙调整单元还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述螺柱传动连接。
[0023]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述第二驱动机构包括第二电机、主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮安装于所述螺柱远离所述支架螺母的一端，所述第二电机
的输出轴与所述主动齿轮连接，且所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。
[0024]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述卡钳壳体设有壳体开口和轴承孔，所述从动支架横向安装于所述壳体开口内，所述凸轮轴上端的支撑轴承安装于所述轴承孔内，后盖与所述壳体开口可拆卸连接。
[0025]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述螺柱靠近所述后盖的一端凹设有插孔。
[0026]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，还包括波形弹簧，所述波形弹簧设置于所述从动支架和所述卡钳壳体的侧壁之间。
[0027]作为凸轮式电子机械制动器的可选方案，所述制动单元还包括角度传感器，设置于所述凸轮轴尾端，用于测量所述凸轮轴的转动角度。
[0028]车辆，包括制动盘，转向节和如上任一项所述的凸轮式电子机械制动器，所述制动盘转动设置于所述转向节上，所述凸轮式电子机械制动器安装于所述转向节上，用于制动所述制动盘。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.凸轮式电子机械制动器，其特征在于，包括：卡钳部件(1)，包括卡钳壳体(11)和摩擦片(12)；从动支架(2)，滑动设置于所述卡钳壳体(11)内，所述从动支架(2)嵌设有从动轴承(21)，所述从动支架(2)中部凹设有安装槽(22)；制动单元(3)，包括机壳(31)、第一驱动机构(32)和两个凸轮轴(33)，所述机壳(31)安装于所述卡钳壳体(11)的底部，所述第一驱动机构(32)设置于所述机壳(31)，所述凸轮轴(33)的下端转动设置于所述机壳(31)内，所述凸轮轴(33)的上端穿过所述从动轴承(21)转动设置于所述卡钳壳体(11)内，且所述第一驱动机构(32)与两个所述凸轮轴(33)传动连接，两个所述凸轮轴(33)对向转动，用于驱动所述凸轮轴(33)通过所述从动轴承(21)推动所述从动支架(2)沿靠近或远离所述摩擦片(12)的方向移动；间隙调整单元(4)，包括螺柱(41)、带有开口腔的支架螺母(42)和螺母封板(43)，所述螺柱(41)的一端转动设置于所述安装槽(22)的侧壁，所述支架螺母(42)螺纹连接于所述螺柱(41)上且位于所述安装槽(22)内，所述螺母封板(43)封堵于所述开口腔处，且所述螺母封板(43)的面积大于所述开口腔的面积，所述螺母封板(43)用于推动所述摩擦片(12)。2.根据权利要求1所述的凸轮式电子机械制动器，其特征在于，所述第一驱动机构(32)包括第一电机(321)和减速分动机构(322)，所述第一电机(321)与所述减速分动机构(322)的输入端传动连接，所述凸轮轴(33)的下端与所述减速分动机构(322)的输出端连接。3.根据权利要求2所述的凸轮式电子机械制动器，其特征在于，所述凸轮轴(33)设置有两个，所述减速分动机构(322)包括两个蜗轮(3222)和带有两段螺纹的蜗杆(3221)，所述蜗轮(3222)设置于所述凸轮轴(33)的下端，所述蜗杆(3221)的一端与所述第一电机(321)连接，所述蜗杆(3221)的另一端与两个所述蜗轮(3222)啮合，且两个所述凸轮轴(33)的转动方...

【专利技术属性】
技术研发人员：严旻，严周栋，陈辛波，
申请(专利权)人：上海线维传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：