刹车系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆安全领域，更具体地，本实用新型涉及刹车系统。


背景技术：

2.刹车装置被安装在车辆中，以在操作中制动车辆，即，使行驶中的车辆减低速度或停止、或使已停止的车辆保持不动，刹车装置的结构和性能也直接关系到车辆和乘车人员的安全。例如，刹车装置包括安装在轮毂上的刹车盘、和在驾驶员踩下刹车踏板时从两侧接触且挤压刹车盘的刹车片，以借助于刹车盘和刹车片之间的摩擦来制动车辆。一般而言，刹车盘由金属材料制成，在低温和/或高湿度的地区，对于久未行驶的车辆而言，刹车盘上易于凝结水珠、甚至形成薄冰层，因此刹车盘和刹车片之间可能打滑，这会影响刹车装置的刹车性能，而且甚至导致刹车盘和刹车片生锈。而且，低温的刹车盘和刹车片之间的摩擦也易于产生令人不悦的冷噪音。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是提供一种刹车系统，所述刹车系统的刹车性能不受低温和/或高湿度的环境影响。
4.根据本实用新型的一个方面，提供一种刹车系统，包括刹车盘、连接至刹车盘的轮毂、以及套设于轮毂上的轴承配件，所述刹车系统还包括：被嵌置在刹车盘内部的第一电路；被嵌置在轮毂内部且与第一电路电连接的第二电路；以及被嵌置在轴承配件内部且与第二电路电连接的第三电路，其中，第一电路具有接收经由第二电路和第三电路传输的电流以加热刹车盘的构造。
5.可选地，刹车盘包括盘芯和从盘芯径向突伸的盘体，第一电路包括嵌置在盘体内部且用于产生热量的电阻丝和嵌置在盘芯内部且与电阻丝电连接的第一导线。
6.可选地，第一电路还包括被贴附在盘芯上的第一电绝缘片和被贴附在第一电绝缘片上的第一导电片，第一导线穿过第一电绝缘片以与第一导电片电连接，第二电路包括第二导线、被贴附在轮毂上的第二电绝缘片、以及被贴附在第二电绝缘片上的第二导电片，第二导线穿过第二电绝缘片以与第二导电片电连接，当将轮毂连接至刹车盘时，第一导电片对准于且接触于第二导电片。
7.可选地，第一电绝缘片被成形为周向地贴附在盘芯上的电绝缘环状物，且第一导电片被成形为周向地贴附在电绝缘环状物上的导电环状物。
8.可选地，轮毂包括用于套设轴承配件且被涂覆电绝缘层的外壁，第二电路还包括环绕电绝缘层设置的导电环，第二导线穿过电绝缘层以与导电环电连接，且第三电路包括接触于导电环且相对于导电环可滑动的电刷端子。
9.可选地，第三电路还包括弹性元件，弹性元件抵靠电刷端子以向电刷端子施加朝向导电环的圆心的径向力。
10.可选地，轴承配件包括环绕外壁设置的第一排滚动体和第二排滚动体、用于保持
第一排滚动体的第一保持架、以及用于保持第二排滚动体的第二保持架，弹性元件的一端抵靠第一保持架和第二保持架，且弹性元件的另一端抵靠电刷端子，以使得弹性元件被预加载与径向力相反的弹性力。
11.可选地，第一保持架和第二保持架之间设有间隔，弹性元件的所述一端横跨所述间隔以分别抵靠第一保持架和第二保持架，且第一保持架和第二保持架由电绝缘材料制成。
12.可选地，第一保持架和第二保持架之间设有间隔，第三电路还包括横跨所述间隔被贴附在第一保持架和第二保持架上的第三电绝缘片、以及穿过第三电绝缘片以与电刷端子电连接的第三导线，弹性元件经由第三电绝缘片抵靠第一保持架和第二保持架。
13.可选地，还包括与第三电路电连接的外部电路和用于控制外部电路的通断的电子控制单元。
14.可选地，还包括被配置为与刹车盘摩擦的刹车片、以及设置在刹车片内部的温度传感器，电子控制单元被配置为基于温度传感器的检测温度来控制外部电路的通断。
15.根据本实用新型，低温的刹车盘由于电阻丝产生的热量而升温，由此在刹车盘上可能已经凝结或聚集的水珠会被烘干，使得刹车盘在低温和/或高湿度的环境下保持干燥。同时，第一电路与第二电路的电连接不影响刹车盘和轮毂之间的可拆卸性，第二电路与第三电路的电连接在轴承配件内部完成，也适配于可能进行相对运动的轮毂和轴承配件的轴承外圈。
16.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
17.构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
18.图1是根据本实用新型的一个实施方式的刹车系统的主视图，其中，主要示出与刹车盘相关的特征。
19.图2是沿图1中的线b
‑
b截取的刹车系统的剖视图。
20.图3是根据本实用新型的一个实施方式的刹车系统的第一电路与第二电路的电连接的细节图。
21.图4是根据本实用新型的另一实施方式的刹车系统的主视图，其中，示出相比于图1不同的第一绝缘环和第一导电环。
22.图5是根据本实用新型的一个实施方式的刹车系统的第二电路与第三电路的电连接的细节图。
23.图6是根据本实用新型的另一实施方式的刹车系统的第二电路与第三电路的电连接的细节图。
24.图7是根据本实用新型的一个实施方式的刹车系统的示意性方框图。
具体实施方式
25.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另
外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对设置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
26.对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
27.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
29.在本文中，“电连接”可以指代电路中的不同元器件之间经由导体的连接以传导和/或利用电流、或也可以指代电路中的不同导体之间的连接；且“首”和“尾”分别指代元器件和/或导体的沿电流方向的上游部分和下游部分。
30.参照图1和图2，提供一种刹车系统，包括：刹车盘12，第一电路14被嵌置在刹车盘内部；连接至刹车盘12的轮毂32，与第一电路14电连接的第二电路34被嵌置在轮毂内部；以及套设于轮毂32的轴承配件52，与第二电路34电连接的第三电路54被嵌置在轴承配件内部，其中，当电流沿箭头方向经由第二电路34和第三电路54流至第一电路14时，第一电路14产生热量，以加热刹车盘12。
31.刹车盘12由金属材料制成，且包括盘芯(也被称为盘帽)22和从盘芯22径向突伸的盘体(也被称为摩擦面)24。盘芯22设有中央通孔23和围绕中央通孔23周向等距分布的多个第一螺栓孔25。盘体24可以是实心盘体或风道盘体。风道盘体包括相比于同等型号的实心盘体显著更薄厚度的第一子盘体24a和第二子盘体24b、以及形成风道的间隔件(也被称为通风筋)24c，间隔件24c被夹设在第一子盘体24a和第二子盘体24b之间。
32.轮毂32由金属材料制成且包括孔径35，以接收且连接至可旋转的输出轴(未示出)，以使得轮毂32跟随输出轴一起旋转。轮毂32包括大致筒形的轮毂主体42和从轮毂主体42径向突伸的轮毂凸缘44。例如，轮毂主体42沿轴线方向a设有用于穿过盘芯22的中央通孔23的第一外壁43和用于套设轴承配件52的第二外壁45。轮毂凸缘44一体成形在轮毂主体42上且沿轴线方向a位于第一外壁43和第二外壁45之间，轮毂凸缘44设有周向等距分布的多个第二螺栓孔(未示出)。在轮毂主体42的第一外壁43穿过盘芯22的中央通孔23之后，轮毂凸缘44抵靠盘芯22且使所述多个第一螺栓孔25与所述多个第二螺栓孔分别对准，以借助于穿过第一螺栓孔25和第二螺栓孔的螺栓将刹车盘12连接至轮毂32。因此，刹车盘12跟随轮毂32一起旋转。
33.当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车片10开始从两侧接触且挤压盘体24，以借助于盘体24和刹车片10之间的摩擦来制动车辆。因此，盘体24上是否凝结水珠、甚至形成薄冰层将影响刹车系统的刹车性能。在由本实用新型提供的刹车系统中，第一电路14能够在电流流过的情况下产生热量以加热盘体24，从而防止在盘体24上凝结水珠或形成薄冰层。
34.可选地，第一电路14包括嵌置在盘体内部的电阻丝16和嵌置在盘芯内部且与电阻丝16电连接的第一导线18。电阻丝16在电流流过的情况下将电能转化为热能且传递给盘体24。例如，用于接收电阻丝16的第一通道被预先形成在盘体内部，以限定电阻丝16的排布路径，且用于接收第一导线18的第二通道被预先形成在盘芯内部，以限定第一导线18的排布路径。可以根据具体应用情况来设计电阻丝16的排布路径。例如，电阻丝16的排布路径可以
呈大致圆形。又例如，如在图1中局部剖切示出地，电阻丝16的排布路径可以在盘芯内部曲折蜿蜒，以使得电阻丝16遍布整个盘体24。又例如，电阻丝16的排布路径可以是不规则的。
35.无论如何，第一通道的首端连通于第二通道的尾端，以使得电阻丝16的首端可以与第一导线18的尾端电连接。可以理解的是，第一通道的首端连通于第二通道的尾端的位置、即电阻丝16的首端与第一导线18的尾端电连接的位置可以被设置在盘体内部或者盘芯内部，因此实践中，第一通道的首端、即电阻丝16的首端会进入盘芯内部，或者替代地，第二通道的尾端、即第一导线18的尾端会进入盘体内部。第一通道的尾端终止于盘体内部，以使得电阻丝16的尾端与盘体24、即刹车盘12本身电连接，也就是说，刹车盘12本身作为电阻丝16中的电流传导的负极(以接地符号示出)。
36.可选地，针对于盘体24是通风盘体的情况，第一电路14包括嵌置在第一子盘体内部的第一子电阻丝16a、嵌置在第二子盘体内部的第二子电阻丝16b、以及嵌置在盘芯内部且分别与第一和第二子电阻丝16a，16b电连接的第一导线18。因此，第二子电阻丝16b的首端经由预先形成在间隔件24c中的附加通道与第一子电阻丝16a电连接，并联的第一子电阻丝16a和第二子电阻丝16b与第一导线18的尾端电连接。
37.同样地，可以根据具体应用情况来设计第一导线18的排布路径。一般而言，第一导线18的排布路径应尽可能短且易于加工，因此，第二通道应避开第一螺栓孔25且顺应于盘芯22的沿线b
‑
b的截面延伸，第二通道的首端19(参见图3)是开放的，以可以从盘芯22引出第一导线18的首端。
38.在刹车系统的制造过程中，第一电路14可以被预先嵌置在刹车盘内部，且第二电路34可以被预先嵌置在轮毂内部。在后续的刹车系统的组装过程中，刹车盘12才会被连接至轮毂32，而且在车辆的使用过程中也可能需要单独更换刹车盘12，为此，在本实用新型提供的刹车系统中，第一电路14与第二电路34的电连接不影响轮毂32和刹车盘12之间的可拆卸性。
39.可选地，参照图1和图3，第一电路14包括被贴附在盘芯22上的第一电绝缘片15和被贴附在第一电绝缘片15上的第一导电片17。第一电绝缘片15以第一面积覆盖第二通道的首端19和在第二通道的首端19附近的区域。第一导电片17以比第一面积更小的第二面积覆盖第一电绝缘片15。第一导线18的首端穿过第一电绝缘片15以与第一导电片17电连接。
40.第二电路34包括嵌置在轮毂内部的第二导线38。例如，用于接收第二导线38的第三通道被预先形成在轮毂内部，以限定第二导线38的排布路径。第二导线38的排布路径应尽可能短且易于加工，因此，第三通道顺应于轮毂32的沿线b
‑
b的截面(考虑刹车盘12已经被连接至轮毂32)延伸。例如，第三通道从轮毂主体42的第二外壁45延伸至轮毂凸缘44。第三通道的首端是开放的，以可以从第二外壁45引出第二导线38的首端。第三通道的尾端39(参见图3)也是开放的，以可以从轮毂凸缘44引出第二导线38的尾端。
41.第二电路34还包括被贴附在轮毂凸缘44上的第二电绝缘片35和被贴附在第二电绝缘片35上的第二导电片37，第二电绝缘片35类似于第一电绝缘片15，且第二导电片37类似于第一导电片17。第二导线38的尾端穿过第二电绝缘片35以与第二导电片37电连接。当将轮毂32连接至刹车盘12时，第一导电片17对准于且接触于第二导电片37，以实现第一导线18与第二导线38的电连接，同时，第一电绝缘片15对准于且接触于第二电绝缘片35，以使得第一导电片17和第二导电片37相对于由金属材料制成的轮毂32和刹车盘12电绝缘。
42.参照图4，可选地，为了在将轮毂32连接至刹车盘12的过程中更容易地实现第一电路14与第二电路34的电连接，第一电绝缘片15可以被成形为环绕中央通孔23周向地贴附在盘芯22上的第一电绝缘环状物15a，第一导电片17可以被成形为周向地贴附在第一电绝缘环状物15a上的第一导电环状物17a。
43.可以理解的是，在图3中，为了更加清楚地示意细节，绘制的第一和第二导电片17，37和第一和第二电绝缘片15，35具有明显的厚度，然而，第一和第二导电片17，37和第一和第二电绝缘片15，35都是薄型的，不会导致盘芯22和轮毂凸缘44之间隔开，即，不会影响刹车盘12和轮毂32之间的连接。
44.参照图1和图5，轴承配件52包括环绕第二外壁45设置且相对于第二外壁45可滚动的多个滚动体。例如，滚动体是滚珠。可选地，所述多个滚动体包括沿轴线方向a隔开的第一排滚动体53和第二排滚动体55。因此，第二外壁45构成轴承配件52的轴承内圈的一部分，以从底部支承所述多个滚动体。轴承内圈的剩余部分由环绕第二外壁45附加设置的附加衬套56构成。轴承配件52还包括环绕所述多个滚动体设置的轴承外圈57，以从顶部支承所述多个滚动体。密封圈被设置于轴承外圈57的沿轴线方向a的两端，以有助于维护由轴承配件52和第二外壁45限定的轴承配件52的内部空间。
45.提供第一保持架58以保持第一排滚动体53，且提供第二保持架59以保持第二排滚动体55，第一保持架58、第二外壁45、以及轴承外圈57一起限定第一排滚动体53中的每个滚动体在内部空间中的运动范围，同样地，第二保持架59、第二外壁45、轴承外圈57、以及附加衬套56一起限定第二排滚动体55中的每个滚动体在内部空间中的运动范围。同时，在内部空间中，第一保持架58和第二保持架59以第一间隔相互隔开，第一和第二保持架59与第二外壁45以第二间隔相互隔开，且第一和第二保持架59与轴承外圈57以第三间隔相互隔开。
46.在车辆行驶的过程中，轮毂32被驱动以围绕轴线方向a旋转，轮毂32的旋转导致第一排滚动体53中的每个滚动体和第二排滚动体55中的每个滚动体原地滚动，但是第一保持架58、第二保持架59、以及轴承外圈57并不旋转。在本实用新型提供的刹车系统中，第二电路34与第三电路54的电连接在进行相对运动的轮毂32与轴承配件52之间完成。
47.可选地，第二外壁45被涂覆电绝缘层61，第二电路34还包括对准于第一间隔而环绕电绝缘层61设置的导电环63。与第一导线18的首端穿过第一电绝缘片15以与第一导电片17电连接类似的，第二导线38的首端穿过电绝缘层61以与导电环63电连接。第三电路54包括接触于导电环63且相对于导电环63可滑动的电刷端子65。因此，当导电环63跟随轮毂32一起旋转时，电刷端子65不旋转、即相对于第一和第二保持架59以及轴承外圈57保持静止。电刷端子65可以由碳或可导电的其他材料制成。电刷端子65包括沿导电环63的径向方向相反定位的第一表面65a和第二表面65b，第一表面65a接触于导电环63且相对于导电环63可滑动。可以根据具体应用情况设计第一表面65a的面积和形状。
48.可选地，第三电路54包括嵌置在轴承外圈57内部的第三导线60。例如，用于接收第三导线60的第四通道被预先形成在轴承外圈57内部，以限定第三导线60的排布路径的一部分。第三导线60的排布路径应尽可能短且易于加工。第四通道的首端是开放的，以可以从轴承外圈57引出第三导线60的首端，且第四通道的尾端67(参见图5或图6)也是开放的，以可以将第三导线60的尾端从轴承外圈57引入内部空间中。第四通道的尾端67对准于第一间隔，以使得第三导线60的尾端径直穿过第一间隔，以与电刷端子65的第二表面65b电连接。
49.可选地，第三电路54还包括弹性元件，弹性元件抵靠第二表面65b以向电刷端子65施加朝向导电环63的圆心的径向力，以使电刷端子65保持接触于导电环63。例如，弹性元件的一端抵靠第一保持架58和第二保持架59，且弹性元件的另一端抵靠电刷端子65，以使得弹性元件被预加载与径向力相反的弹性力。
50.参照图5，可选地，第二表面65b的沿轴线方向a的宽度大于第一间隔的沿轴线方向a的宽度，而弹性元件是线圈弹簧70a，线圈弹簧70a的直径也大于第一间隔的沿轴线方向a的宽度。将线圈弹簧70a的一端横跨第一间隔地分别固定至第一保持架58和第二保持架59，且将线圈弹簧70a的另一端固定至第二表面65b。由于第二间隔的垂直于轴线方向a的径向宽度小于线圈弹簧70a的自由长度，因此线圈弹簧70a被压缩。在这种情况下，第一保持架58和第二保持架59由非金属材料、例如复合材料制成，以具有电绝缘性。
51.参照图6，可选地，弹性元件是线圈弹簧70b，线圈弹簧70b的直径小于第一间隔的沿轴线方向a的宽度。在这种情况下，第三电路还包括横跨第一间隔被贴附在第一保持架58和第二保持架59上的第三电绝缘片72，第三导线60的尾端穿过第一间隔、再穿过第三电绝缘片72以与电刷端子65的第二表面65b电连接，因此，弹性元件经由第三电绝缘片72抵靠第一保持架58和第二保持架59。
52.可以理解的是，弹性元件是电绝缘的，例如，线圈弹簧70a，70b本身可以由电绝缘的材料制成，或线圈弹簧70a，70b被电绝缘材料涂覆。也可以利用其他类型的弹性元件，例如，由橡胶或泡棉制成的弹性垫片等。
53.参照图1和图7，可选地，第三导线60的首端经由第三导线60的排布路径与设置在车辆的合适位置的外部电路80电连接，外部电路80继而与车载的蓄电池82的正极电连接，且由车辆ecu(电子控制单元)84控制外部电路80的通断。由于蓄电池82的负极与车身电连接，因此整个车身被用作电流传导的负极，而由金属材料制成的车身与刹车盘12之间存在直接或间接的物理连接，流经电阻丝16的电流可以经由刹车盘12到达车身，以使刹车系统中的用于加热刹车盘12的各个电路采用单线制实现电流流通。
54.可选地，刹车系统所处的环境温度可以通过嵌置在刹车片10内部的温度传感器11、例如热电偶检测，温度传感器11被配置为检测刹车片10附近的环境温度且将与环境温度相关的检测信号传递给车辆ecu 84，车辆ecu 84被配置为基于温度传感器11的检测温度、即检测信号来控制外部电路80的通断。例如，当车辆ecu 84确定检测温度低于预设温度值时，控制外部电路80连通，以使得电流从蓄电池82的正极流经外部电路80、第三电路54和第二电路34以到达第一电路14，第一电路14中的电阻丝16将流经电阻丝16的电流转换为热量，以加热盘体24。
55.可以理解的是，车主也可以借助于任何用于客户端88的应用程序(例如，手机app)来经由车辆ecu 84控制外部电路80的通断，例如，车主可以根据由天气预报或任何其他消息得到的温度值来决定是否在用车之前就连通外部电路80一段时间。补充地或替代地，车主也可以根据车辆ecu 84提供的由温度传感器11检测的温度决定是否经由车辆ecu 84连通外部电路80。
56.虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例
进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。