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CN108119584A - 电动钳式制动器 - Google Patents

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CN108119584A
CN108119584A CN201711215371.1A CN201711215371A CN108119584A CN 108119584 A CN108119584 A CN 108119584A CN 201711215371 A CN201711215371 A CN 201711215371A CN 108119584 A CN108119584 A CN 108119584A
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Abstract

根据本发明的一个方面，提供了一种电动钳式制动器，所述电动钳式制动器包括：托架，在所述托架处安装一对可前后移动的垫板；以及卡钳壳体，可滑动地安装在托架上并且设置有油缸，所述电动钳式制动器包括：动力转换器，所述动力转换器设置有主轴构件，所述主轴构件安装成穿过所述油缸后部，并通过接收来自致动器的旋转力而旋转；以及螺母构件，所述螺母构件被配置有一螺纹连接到所述主轴构件并设置在所述活塞内部的连杆，并且螺母构件的头部形成为从所述连杆沿径向方向延伸以与所述活塞接触；以及阻挡构件，其一端安装在所述活塞处，另一端安装在所述连杆处且用以密封所述活塞的内部空间。

Description

电动钳式制动器
技术领域
本发明的实施例涉及一种电动钳式制动器，并且更具体地涉及一种电动钳式制动器，该电动钳式制动器能够在执行制动操作时，通过减小制动油的所需流量来改善踏板感，而且通过简化其结构来减轻电动钳式制动器的重量。
背景技术
通常，电动钳式制动器被配置为通过电力操作的致动器被附加地使用在传统液压盘式制动器中。
在韩国注册专利No.10-1220294中公开了一种电动盘式制动系统(以下称为电动钳式制动器)的示例。根据所公开的文献，电动钳式制动器包括：托架，其中一对垫板设置在其上以前后移动，并且所述一对垫板用以对一与车辆车轮一起旋转的盘进行挤压；卡钳壳体，可滑动地安装在所述托架上，并且所述卡钳壳体设置有一油缸，在所述油缸内安装有通过制动液压可前后移动的一活塞；一主轴单元，其被设置为用于对活塞加压；以及一电机和减速器，其被设置为向所述主轴单元传递旋转力。
像这种电动钳式制动器具有通过根据制动液压对活塞进行加压以执行制动操作的结构，或者通过接收电机的旋转力并将旋转运动转化为直线运动的主轴单元而对活塞进行加压以执行驻车操作的结构。
在上述电动钳式制动器中，当执行制动操作的同时，制动踏板的行程(即，踏板的移动距离)是根据传送至油缸中的制动油的所需流量是大还是小而变化的。亦即，为了改善制动时的制动感，可以减少制动油所需的流量。
但是，由于主轴单元设置在活塞的内部，因此，与仅通过液压操作的传统液压钳式制动器的内部相比，用以提供制动液压的油缸内部的容积是增加的，因此增加了制动油所需的液量，以至于产生制动感变得糟糕的问题。
为了解决上述问题，已经提出将填充体独立地设置于活塞内部的螺母构件，以减小活塞内部的体积。然而，由于在活塞中安装了用于填充活塞内部的庞大填充体，因此，增加了活塞的重量，并且对卡钳壳体施加较大的负载，从而存在造成卡钳壳体变形的问题。另外，存在的问题在于随着重量的增加，对车辆的燃料效率有着不利的影响。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种电动钳式制动器，其能够在执行制动操作时减少所需的制动油的流量，并且通过简化电动钳式制动器的结构来减轻电动钳式制动器的重量。
本发明的其他方面将在下面的描述中进行阐述，或者根据下文的描述是显而易见的，或者可以通过本发明的实践而被了解。
根据本发明的一个方面，提供了一种电动钳式制动器，所述电动钳式制动器包括：一托架，在所述托架处安装一对垫板，并且所述一对垫板可前后移动；以及一卡钳壳体，所述卡钳壳体可滑动地安装在托架上，并且所述卡钳壳体设置一油缸，在所述油缸内安装一具有凹形杯状内部的活塞，所述活塞是通过制动液压可前后移动，所述电动钳式制动器包括：一动力转换器(power converter)，所述动力转换器设置有一主轴构件，所述主轴构件安装成穿过所述油缸后部，并通过接收来自致动器的旋转力而旋转；以及一螺母构件，所述螺母构件被配置有一螺纹连接到所述主轴构件并设置在所述活塞内部的连杆，并且所述螺母构件的头部形成为从所述连杆沿径向方向延伸，以与所述活塞接触；以及一阻挡构件，其一端安装在所述活塞处，另一端安装在所述连杆处并且用以密封所述活塞的内部空间。
另外，在活塞的内圆周表面上形成第一接合凹部，以允许阻挡构件的一端与第一接合凹部接合，并且在连杆的外圆周表面上形成第二接合凹部，以允许阻挡构件的另一端与第二接合凹部接合。
另外，阻挡构件包括：具有中间为中空环状的主体；第一密封构件，所述第一密封构件形成在所述主体的外周表面上并且安装在所述第一接合凹部处；以及第二密封构件，所述第二密封构件形成在所述主体的内周表面上并且安装在所述第二接合凹部处。
另外，所述主体及第一、第二密封构件通过嵌入注射(insert injection)而一体成型。
另外，所述主体是由钢材制成，以具有预定的刚性。
另外，第一、第二密封构件均由三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene DieneMonomer，简称EPDM)制成。
另外，第二密封构件形成为圆形。
另外，第一接合凹部包括形成在阻挡构件的一端部移动的方向上的倾斜表面。
另外，第二接合凹部形成为具有一预定长度，以允许当活塞根据制动液压移动且从连杆开始滑动时，阻挡构件与活塞一起移动。
另外，当螺母构件随着主轴构件的旋转而前后移动以对活塞加压或释放时，阻挡构件与螺母构件和活塞一起移动。
附图说明
结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：
图1是示意性示出根据本发明一实施例的电动钳式制动器的截面图。
图2是示出设置在所述电动钳式制动器中的活塞、动力转换器和阻挡构件的联接状态的分解透视图。
图3A和图3B是示出根据本发明一实施例的电钳式制动器通过制动液压而操作的状态示意图。
图4A和图4B是示出根据本发明一实施例的电钳式制动器通过接收来自致动器的驱动力而被致动的状态示意图。
具体实施方式
在下文中，将结合参考附图对本发明的实施例进行详细描述。提供以下要描述的实施例是为了向本领域技术人员充分传达本发明的精神。本发明不限于在本文中所公开的实施例，并且可以以其他形式来实现。在附图中，与描述不相关的一些部分将会被省略，且不予以示出，从而能够清楚地描述本发明。另外，部件的尺寸可能在某种程度上被夸大，以便于理解。
图1是示意性示出根据本发明一实施例的电动钳式制动器的截面图。图2是示出设置在所述电动钳式制动器中的活塞、动力转换器和阻挡构件的联接状态的分解透视图。
参考图1和图2，根据本发明一方面的电动钳式制动器100包括：托架120，在托架120处安装一对垫板111和112，并且所述一对垫板可前后移动，以挤压与车辆车轮(图未示)一起旋转的盘D；一卡钳壳体130，所述卡钳壳体130可滑动地安装在托架120上，并且设置有油缸131，在所述油缸131内安装有一通过液压可前后移动的活塞140；一动力转换器150，所述动力转换器150用以对活塞140进行挤压；一致动器160，所述致动器160用以向动力转换器150传递旋转力；以及一阻挡构件170，所述阻挡构件170用以密封活塞140内部。
一对垫板111和112被分成内垫板111和外垫板112，所述内垫板111被设置为与活塞140相接触，所述外垫板112被设置为与卡钳壳体130的指状物(finger)132相接触，如下文所述。所述一对垫板111和112安装在固定于车体的托架120上，从而可以朝着盘D的两侧前后移动。摩擦垫113分别附接在内垫板111和外垫板112的一表面上。
卡钳壳体130可滑动地安装在托架120处。更具体地，动力转换器150安装在卡钳壳体130的后部。卡钳壳体130包括油缸131和指状物(finger)132，在油缸131内设置有一活塞140，并且可先后移动；所述指状物132形成在卡钳壳体130的前部且向下弯曲，以操作外垫板112。所述指状物132和油缸131为一体成型。
活塞140设置在一具有开口侧的圆柱状内，其具有一杯状内部，并且活塞140可滑动地插入在油缸131内。在此实施例中，第一接合凹部144形成在活塞140的内圆周表面上。第一接合凹部144围绕在活塞140的一开口侧。
将在下文描述的阻挡构件170的一端与第一接合凹部144接合。因此，当活塞140移动时，阻挡构件170与活塞140一起移动。在此实施例中，第一接合凹部144设置有一沿阻挡构件170的一端部移动的方向形成的倾斜表面。因此，倾斜表面形成为从活塞140的内圆周表面向内侧逐渐向后倾斜(recede)。由于第一接合凹部144和阻挡构件170的接合而引起的活塞140的运行将在下文中再次描述。活塞140通过动力转换器150的轴向力将内垫板111朝向盘D侧加压，其中所述动力转换器150接收致动器160的旋转力。因此，当施加制动用的液压至油缸131的内部时，活塞140向前移动以加压内垫板111，并且卡钳壳体130通过反作用力而在沿抵靠活塞140相反的方向上移动，于是，指状物132将外垫板112朝向盘D加压，这样，可以执行制动。
同时，制动油流过的油口139形成在卡钳壳体130处，以允许施加制动用的液压至油缸131的内部。密封构件134设置在活塞140的外表面和油缸131的内表面以防止制动油泄漏。密封构件134用于防止流入油缸131的制动油的泄漏，以及在解除制动操作时，使得活塞140返回至其初始位置。
动力转换器150用于接收来自配置有电机164和减速器162的致动器160的旋转力，以朝向内垫板111对活塞140加压。在此实施例中，可以采用各种减速结构，例如行星齿轮组件结构、正齿轮组件结构、蜗杆和蜗轮齿轮组件结构等等，并且在减速器162中使用，像这种的减速结构是公知的技术，因此省略其描述。
更具体地说，动力转换器150安装并设置在活塞140的内部，并且所述动力转换器包括一螺母构件154和一主轴构件152，所述螺母构件154与活塞140相接触；所述主轴构件152与螺母构件154螺纹连接。
主轴构件152的一侧可转动地安装成穿过卡钳壳体130，即油缸131，而主轴构件152的另一侧设置在活塞140的内侧。在此实施例中，主轴构件152的一侧通过油缸131连接到减速器162以接收电机164的旋转力，并且在主轴部件152的另一侧的外周表面上形成外螺纹。第一轴承135和第二轴承136安装在油缸131内的相互隔开的位置处以支撑主轴部件152。此处，第二轴承136是推力轴承，并且当螺母构件154前后移动且执行制动操作时接收通过主轴构件152所传递的反作用力。
螺母构件154包括：一头部154a和一连杆154b，所述头部通过活塞140的开口端插入至活塞140中，以与所述活塞140相接触；所述连杆154b从头部154a延伸并具有形成在连杆154b的内周表面上的螺纹，并与主轴部件152螺纹结合。头部154a和连杆154b为一体成型。因此，螺母构件154螺纹连接至主轴构件152，并且根据主轴构件152的旋转方向前后移动，从而用以加压和释放活塞140。螺母构件154应该被设置为旋转限制状态，以随着主轴构件152的旋转而线性地移动。亦即，显而易见的是，将活塞140和螺母部件154设置成具有凸起、凹陷或部分平坦的表面，以被构造成具有限制其旋转的结构。
同时，第二接合凹部156形成在连杆154b的外周表面上，以与下文描述的阻挡构件170接合。在螺母构件154设置于活塞140内部的状态下，第二接合凹部156形成在与活塞140的第一接合凹部144相对应的位置处。亦即，第二接合凹部156围绕连杆154b的后侧。另外，第二接合凹部156具有的宽度比第一接合凹部144的宽度更大。更具体地，第二接合凹部156具有的宽度比阻挡构件170的厚度更大，这是由于当制动液压控制活塞140运行，且阻挡构件170与活塞140一起移动时，固定的螺母构件154不会限制阻挡构件170的移动。也就是说，第二接合凹部156的宽度大于第一接合凹部144的宽度，使得当活塞140被最大地加压和释放以产生与制动液压相对应的制动力时，确保活塞140的移动距离。
阻挡构件170的一端安装在活塞140处，而阻挡构件170的另一端安装在连杆154b处，使得阻挡构件170用以密封活塞140的内部空间S。更具体地，阻挡构件170包括：一主体172、一第一密封构件174和一第二密封构件176；所述主体172的中间为中空环状，所述第一密封构件174形成在主体172的外周面上，所述第二密封构件176形成在主体172的内周面上。
主体172形成为具有中空部171的环状，使得连杆154b能够穿过主体172的中心。主体172是由具有预定刚性的钢材制成，以能够承受制动油在油缸131内流动所产生的高压。另外，主体172设置成主体172的内径与连杆154b的外径相对应，主体172的外径与活塞140的内径相对应。
第一密封构件174形成在主体172的外周表面上，并安装在第一接合凹部144处。第一密封构件174的厚度设置为与第一接合凹部144的宽度相对应，并且与所述第一接合凹部144紧密结合。因此，第一密封构件174防止活塞140与阻挡构件170的外周表面之间的制动油的泄漏。另外，由于将第一密封构件174安装成与第一接合凹部144紧密接触并固定于第一接合凹部144，因此，当活塞140移动时，阻挡构件170与活塞140也一起移动。
第二密封构件176形成在主体172的内周表面上，并安装在第二接合凹部156处。第二密封构件176的厚度设置成小于第二接合凹部156的宽度。第二密封构件176与连杆154b紧密垂直接触，以防止在连杆154b和阻挡构件170之间的制动油的泄漏。另外，当活塞140根据制动液压而移动时，第二密封构件176从第二接合凹部156沿水平方向滑动，其中，水平方向即为第二接合凹部156的宽度方向。在此实施例中，第二密封构件176设置成圆形。也就是说，第二密封构件176在移动的同时与第二接合凹部156点接触或线接触以减小摩擦力。
第一密封构件174和第二密封构件176分别由三元乙丙橡胶(EPDM)制成，以防止活塞140与连杆154b之间的制动油的泄漏。
接下来，结合参照图1和图3说明电动钳式制动器100通过制动液压而工作的状态。
当制动油流入形成在卡钳壳体130上的油口139时，压力会施加到安装活塞140和在活塞140和连杆154b之间阻挡构件170，使得活塞140和阻挡构件170被加压。于是，活塞140向前移动，以朝向盘D对内垫板111加压。另外，阻挡构件170与第一接合凹部144固定地接合，并且在活塞140移动的同时与活塞140一起移动。在此实施例中，由于阻挡构件170的厚度小于第二接合凹部156的宽度，因此，阻挡构件170从第二接合凹部156开始滑动。
在制动结束后，活塞140返回到原来的位置，阻挡构件170从第二接合凹部156开始滑动，与活塞140一起返回到原来的位置。
接下来，结合参照图1和图4说明通过接收来自致动器160的驱动力来操作电动钳式制动器100的状态。
当通过致动器160的电机164和减速器162将旋转力传递到主轴构件152以使得主轴构件152旋转时，螺母构件154向前移动，以向着内垫板111对活塞140加压，于是，阻挡构件170随着活塞140的移动而与活塞140一起移动，并且阻挡构件170也受到螺母构件154的第二接合凹部156的一远端侧的支撑而移动。也就是说，当活塞140通过螺母构件154被加压时，阻挡构件170与活塞140和螺母构件154一起移动。
在驻车制动结束之后，当螺母部件154返回到原来的位置时，阻挡构件170与螺母部件154和活塞140一起移动而返回到原来的位置。
因此，阻挡构件170安装在活塞140和螺母构件154之间，使得活塞140的内部空间S能够被密封，以使活塞140的重量增加最小化，并且可以减小所需的制动油的流量，从而改善制动感觉。
从上面的描述应该显而易见的是，根据本发明实施例的电动钳式制动器具有如下效果：通过在活塞与螺母构件之间安装阻挡构件并且密封活塞的内部空间以减少所需的制动油的流量，以增加制动踏板的踏板感，从而改善制动感。
另外，由于活塞的内部空间形成为一封闭的空间，因此，具有减轻重量的效果。
另外，用以密封活塞的内部空间的阻挡构件的各构件分别与活塞和螺母构件联接。所述阻挡构件的各构件是由橡胶材料制成，并且其构件之间的中间部分是由能够承受高压的钢材制成，从而可以防止制动油的泄漏，而且还可以执行稳定的制动操作。
另外，阻挡构件是通过嵌入注射而一体成型的，而且通过安装阻挡构件可以减少所需的流量和重量，从而确保组装的简易性。
尽管以上已经通过具体实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，并且应当理解，本领域技术人员可以设计出许多其他的变化和修改，本发明的精神和范围以及所附权利要求书所赋予权利的全部等同范围内。

Claims (10)

1.一种电动钳式制动器，所述电动钳式制动器包括：一托架，在所述托架处安装一对垫板，并且所述一对垫板可前后移动；以及一卡钳壳体，所述卡钳壳体可滑动地安装在托架上，并且所述卡钳壳体设置有一油缸，在所述油缸内安装一具有凹形杯状内部的活塞，所述活塞是通过制动液压而前后移动，其特征在于，所述电动钳式制动器包括：
一动力转换器，所述动力转换器设置有一主轴构件，所述主轴构件安装成穿过所述油缸的后部，并通过接收来自致动器的旋转力而旋转；以及
一螺母构件，所述螺母构件被配置有一螺杆和一头部，所述螺杆螺纹连接到所述主轴构件并设置在所述活塞的内部，所述头部形成为从所述连杆沿径向方向延伸，以与所述活塞接触；以及
一阻挡构件，所述阻挡构件的一端安装在活塞处，另一端安装在连杆处并且用以密封所述活塞的内部空间。
2.根据权利要求1所述的电动钳式制动器，其特征在于：
在所述活塞的内圆周表面上形成第一接合凹部，以允许所述阻挡构件的一端与所述第一接合凹部接合，并且
在所述连杆的外圆周表面上形成第二接合凹部，以允许所述阻挡构件的另一端与所述第二接合凹部接合。
3.根据权利要求2所述的电动钳式制动器，其中所述阻挡构件包括：
一具有中间为中空环状的主体；
一第一密封构件，所述第一密封构件形成在所述主体的外周表面上，并且安装在所述第一接合凹部处；以及
一第二密封构件，所述第二密封构件形成在所述主体的内周表面上，并且安装在所述第二接合凹部处。
4.根据权利要求3所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述主体、所述第一密封构件和所述第二密封构件通过嵌入注射而一体成型。
5.根据权利要求3所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述主体是由钢材制成，以具有预定的刚性。
6.根据权利要求3所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述第一密封构件和所述第二密封构件均由三元乙丙橡胶制成。
7.根据权利要求3所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述第二密封构件形成为圆形。
8.根据权利要求2所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述第一接合凹部包括形成在所述阻挡构件的一端部移动的方向上的倾斜表面。
9.根据权利要求2所述的电动钳式制动器，其特征在于，所述第二接合凹部形成为具有一预定长度，以允许当所述活塞根据所述制动液压而移动且从连杆开始滑动时，所述阻挡构件与所述活塞一起移动。
10.根据权利要求2所述的电动钳式制动器，其特征在于，当所述螺母构件随着所述主轴构件的旋转而前后移动以对所述活塞加压和释放时，所述阻挡构件与所述螺母构件和所述活塞一起移动。
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