本发明涉及制动器领域,具体涉及制动组件和包括制动组件的轮毂驱动系统。
背景技术:
轮毂驱动技术是电驱动车辆的一种驱动技术。轮毂驱动系统通常包括制动器,制动器的例如制动鼓或制动盘通过螺栓与电机的转子支架相连而传递制动扭矩。
图1示出了一种可能的轮毂驱动系统,通过螺栓和端面花键,制动鼓d与转子支架c被抗扭地连接在一起。该轮毂驱动系统还包括与转子支架c相接触的用于给转子提供支承的轴承b和用于密封壳体的电机腔的密封件s。
由于轮毂驱动系统将电机、制动器、轮毂轴承和减速器都集成在轮辋的内侧,因此轮毂驱动系统面临较大的散热挑战。上述的通过螺栓连接转子支架和制动鼓的方案,存在如下的散热问题:
(i)螺栓与其所连接的零部件之间的接触面积大,螺栓的热阻小、容易传导热量。
(ii)在制动过程中,制动鼓d产生大量热量,这些热量容易通过螺栓以及制动鼓d和转子支架c的接触部分而传递给转子支架c。
(iii)转子支架c上的热量将进一步传递给轴承b和密封件s,这对于轴承b和密封件s都是不利的。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足,提供一种制动组件和轮毂驱动系统。
根据本发明的第一方面,提供一种制动组件,其包括制动件和被制动件,所述制动件具有环形的第一连接件,所述被制动件具有环形的第二连接件,其中,
所述第一连接件的内周部形成多个间隔开的制动齿,相邻的两个所述制动齿之间形成制动齿间隙,
所述第二连接件的主体在轴向上的一个端部形成多个间隔开的被制动齿,
所述被制动齿伸入所述制动齿间隙,使得所述制动齿和所述被制动齿在周向上逐次间隔地、彼此抵靠地设置,从而使得所述制动件和所述被制动件不能相对转动地连接。
在至少一个实施方式中,所述制动齿位于第一平面上,所述被制动齿位于圆筒形的曲面上,所述圆筒形的轴线垂直于所述第一平面。
在至少一个实施方式中,越往所述第一连接件的径向外侧去,所述制动齿间隙在所述周向上的尺寸越小。
在至少一个实施方式中,相邻的两个所述制动齿之间的第一连接件的内周边缘呈曲线状。
在至少一个实施方式中,所述制动组件还包括弹性挡圈,所述被制动齿的外周壁向径向内侧凹进地形成沿周向延伸的槽,所述弹性挡圈部分地嵌设于所述槽内,
在所述轴向上,所述主体位于所述制动齿的一侧、所述弹性挡圈位于所述制动齿的另一侧,且所述制动齿抵靠到所述弹性挡圈,从而使所述制动件和所述被制动件在所述轴向上彼此限位。
在至少一个实施方式中,所述制动齿包括在所述第一连接件的径向上相连的第一阶和第二阶,所述第一阶位于所述第二阶的径向内侧,
所述第二阶相对于所述第一阶朝向所述主体凸出,所述第二阶的凸出于所述第一阶的区域的内周面形成定位面,
所述主体的外周壁抵靠到所述定位面、从而使所述制动件和所述被制动件在径向上彼此限位。
在至少一个实施方式中,所述定位面与所述第一阶的朝向所述主体的表面之间的过渡部为曲面形状。
在至少一个实施方式中,所述制动件和所述被制动件之间夹设有隔热材料。
根据本发明的第二方面,提供一种轮毂驱动系统,其包括制动器和传动件,当所述制动器实施制动操作时,所述制动器将制动扭矩传递给所述传动件,其特征在于,
所述制动器和所述传动件分别包括根据本发明的制动组件的制动件和被制动件。
在至少一个实施方式中,所述制动件为制动鼓或制动盘,所述被制动件为电机的转子支架或变速器的一部分。
根据本发明的制动组件的连接结构简单且热阻性好,不需要通过螺栓来传递制动扭矩。
根据本发明的轮毂驱动系统结构简单、可靠性高。
附图说明
图1是一种可能的轮毂驱动系统的半剖示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的制动组件的沿轴向的剖视图。
图3是根据本发明的一个实施方式的制动组件的结构示意图。
图4和图5是根据本发明的一个实施方式的制动组件的制动鼓的结构示意图。
图6是根据本发明的一个实施方式的制动组件的转子支架的部分结构示意图。
图7是图4所示的制动鼓的一个制动齿的部分的沿轴向剖开的剖面图。
附图标记说明:
d制动鼓;c转子支架;b轴承;s密封件;
10制动鼓;11端壁(第一连接件);11r内周边缘;t1制动齿;t1a第一阶;t1b第二阶;t1g制动齿间隙;f定位面;m过渡部;
20转子支架;21周壁(第二连接件);21z主体;t2被制动齿;t2s槽;30弹性挡圈;
a轴向;r径向。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解,这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明,而不用于穷举本发明的所有可行的方式,也不用于限制本发明的范围。
除非特别说明,参照图2,a表示制动组件的轴向,该轴向a与制动组件所在的轮毂驱动系统中的电机的轴向一致;r表示制动组件的径向,该径向r与制动组件所在的轮毂驱动系统中的电机的径向一致。
根据本发明的制动组件包括制动件和被制动件,制动件和被制动件抗扭地(不能相对转动地)连接,被制动件在正常工作时能绕自身的转动轴线转动。当制动操作未启动时,制动件能跟随被制动件转动;当制动操作启动时,制动件向被制动件传递制动扭矩。
接下来参照图2至图7,以用于轮毂驱动系统的制动组件为例,介绍根据本发明的制动组件。
参照图2和图3,在本实施方式中,制动件为鼓形制动器的制动鼓10,被制动件为轮毂驱动系统的电机的转子支架20,制动鼓10与转子支架20抗扭地连接。在轮毂驱动系统工作且制动操作未启动时,电机的转子带动转子支架20转动,并将转动扭矩通过变速器传递给轮毂,此时制动鼓10跟随转子支架20转动;当制动操作启动时,制动鼓10的转动受限而转速降低甚至停止转动,制动鼓10将制动扭矩传递给转子支架20。
制动鼓10和转子支架20的连接和彼此限位的特征主要体现在周向、轴向和径向这三个方向上。
首先介绍制动鼓10和转子支架20在周向上的连接和彼此限位的方式。
同时参照图4和图5,制动鼓10的环形的端壁11(也称第一连接件)的内周部呈齿形。该内周部包括间隔开的多个(本实施方式中为六个)制动齿t1,相邻的两个制动齿t1之间形成制动齿间隙t1g。
参照图6,转子支架20(也称第二连接件)呈环形,转子支架20包括筒形的主体21z,主体21z的轴线垂直于端壁11所在的平面。主体21z的朝向制动鼓10的端部形成多个(本实施方式中为六个)间隔开的被制动齿t2。
被制动齿t2伸入制动齿间隙t1g,且多个被制动齿t2与多个制动齿间隙t1g一一对应,使得制动齿t1和被制动齿t2在周向上逐次间隔地设置。且制动齿间隙t1g在周向上的宽度使得,伸入制动齿间隙t1g的被制动齿t2在周向上恰好抵靠到周向两侧的制动齿t1,即相邻的制动齿t1和被制动齿t2在周向上紧密接触。通过这样的齿形结合的方式,制动鼓10和转子支架20实现了在周向上的抗扭的连接。
优选地,制动齿t1的齿根部(靠近径向外侧的部分)在端壁11的周向上的宽度大于制动齿t1的齿顶部(靠近径向内侧的部分)在周向上的宽度,或者说,越往端壁11的径向外侧去,制动齿间隙t1g在周向上的距离越小。这使得,制动齿t1和被制动齿t2只在周向上的侧面彼此接触,被制动齿t2不接触到位于制动齿间隙t1g的径向外侧的端壁11,保证了制动齿t1和被制动齿t2具有尽量小的接触面积。
优选地,相邻的两个制动齿t1之间的端壁11的内周边缘11r呈曲线状、且更优选地呈圆弧状。这使得当制动扭矩较大时,制动齿t1的根部所受的应力较小。
接下来介绍制动鼓10和转子支架20在轴向a上的连接和彼此限位的方式。
回到图2和图3,被制动齿t2从端壁11的朝向主体21z的一面穿过制动齿间隙t1g而伸至制动鼓d的内部,即主体21z位于端壁11的轴向上的一侧、被制动齿t2有一部分位于端壁11的轴向上的另一侧。在被制动齿t2的位于制动鼓d的内部的部分的外周侧设有弹性挡圈30,主体21z和弹性挡圈30分别在端壁11的轴向a的两侧对端壁11限位,于是实现了制动鼓10和转子支架20在轴向a上的彼此限位。
具体地,同时参照图6,被制动齿t2的外周壁向径向内侧凹进地形成沿周向延伸的槽t2s,全部的被制动齿t2的槽t2s位于同一个虚拟的圆上。弹性挡圈30部分地嵌设于槽t2s内,部分地位于相邻的两个槽t2s之间的周向空间。位于相邻的两个槽t2s之间的弹性挡圈30抵靠到制动齿t1的表面从而对制动鼓10起到在轴向a上的限位作用。
优选地,弹性挡圈30为双层闭口的弹性挡圈,其不容易受离心力而离开槽t2s。被制动齿t2将弹性挡圈30轻微地撑开而使弹性挡圈30具有向径向内侧收缩的趋势,从而弹性挡圈30能牢固地定位于槽t2s内。
接下来介绍制动鼓10和转子支架20在径向r上的连接和彼此限位的方式。
同时参照图4、图5和图7,制动齿t1在径向r上包括两个部分,第一阶t1a和第二阶t1b,第一阶t1a位于第二阶t1b的径向内侧。
第二阶t1b相对于第一阶t1a朝向主体21z凸出,第二阶t1b的凸出于第一阶t1a的区域的内周面形成定位面f。当制动齿t1和被制动齿t2结合时,主体21z位于定位面f的径向内侧、且主体21z的外周壁抵靠于定位面f,从而有助于制动鼓10和转子支架20在径向r上的彼此限位。
定位面f与第一阶t1a的朝向主体21z的表面之间具有过渡部m,过渡部m为曲面形状。优选地,在沿轴向a的截面上,过渡部m的边缘轮廓为圆弧曲线。圆滑的过渡部m使得制动鼓10具有较好的动平衡性能。
优选地,在制动鼓10和转子支架20的连接区域还设有热阻较大的隔热材料,隔热材料使制动鼓10和转子支架20的表面不直接接触,从而进一步提高制动组件的热阻。特别地,该隔热材料可以设置在制动鼓10和转子支架20之间的在轴向a上和/或在径向r上相对的表面之间。
本发明至少具有以下优点中的一个优点:
(i)本发明的制动组件的连接结构简单,第一连接件和第二连接件之间的接触面积小,制动组件的热阻性强,制动产生的热量不容易从制动鼓传导至其它零部件。
(ii)第一连接件和第二连接件不需要通过螺栓提供轴向力而实现连接,第一连接件和第二连接件之间可以进一步设置隔热材料。
(iii)由于制动组件的连接结构简单且不需要连接螺栓,因此制动组件的整体质量小。
当然,本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型,而不脱离本发明的范围。例如:
(i)根据本发明的制动组件的制动件,也可以不是制动鼓,其例如也可以是制动盘。
(ii)根据本发明的制动组件的被制动件,也可以不是电机的转子支架,而是轮毂驱动系统的其它传动件,例如被制动件是变速器的一部分,更具体地,被制动件例如是行星齿轮减速器的太阳轮。