致动器和具有致动器的机电盘式制动器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请基于在2019年1月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2019-0011784的韩国专利申请并且要求该韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

本公开涉及一种机电盘式制动器，并且更特别地，涉及一种以电的方式实现制动的机电盘式制动器。

背景技术：

通常，机电制动器是检测驾驶员的制动意图然后通过使用电机控制前轮和后轮的制动压力的装置。

除了一般制动、防抱死制动系统(abs)、电子稳定控制(esc)、车辆动态控制(vdc)之外，机电制动器可执行智能巡航控制系统所需的未来自动制动功能的全部智能制动。

机电制动器使用电机和减速装置在制动钳上产生适当的夹紧压力，并通过夹紧压力执行行车制动的功能。

因为在制动或解除制动时，机电制动器具有通过电机和减速装置的正向旋转和反向旋转而运行的结构，所以当重复正向旋转和反向旋转时，运行速度由于旋转惯性而减慢，并且在电机和减速装置中产生高负荷，从而产生制动性能劣化的问题。

技术实现要素：

本公开的一方面是提供一种能够在制动解除时提高运行速度的机电盘式制动器。

本公开的其它方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来获悉。

根据本公开的一方面，一种机电盘式制动器包括：活塞，可滑动地设置在制动钳壳体的缸体中以压紧衬块板；致动器，包括电机以及用于降低电机的转动速度的减速装置；输出转换装置，用于将来自减速装置的旋转运动转换为线性运动并施加推力以使活塞移动；弹性构件，用于在解除制动时将输出转换装置移动至初始位置；以及离合器装置，用于解除作用在减速装置上的扭矩使得在解除制动时输出转换装置通过弹性构件移动至初始位置。

输出转换装置可包括球灯机构(ball-inlampmechanism)和用于通过球灯机构的操作来压紧活塞的推动构件。

减速装置可包括行星齿轮总成，该行星齿轮总成具有太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮和行星架。

离合器装置可以在制动时约束环形齿轮并且在解除制动时解除对环形齿轮的约束，使得环形齿轮可旋转。

离合器装置可包括用于紧固或松开环形齿轮的外周的扭转弹簧。

扭转弹簧的一端可以固定至致动器的壳体的一侧，并且扭转弹簧的另一端可以连接至弹簧操作装置，该弹簧操作装置用于操作扭转弹簧以紧固或松开扭转弹簧。

弹簧操作装置可包括电磁驱动装置，该电磁驱动装置用于在扭转弹簧的主体被松开的方向上压紧扭转弹簧的另一端。

离合器装置可包括衬块构件，该衬块构件设置成选择性地接触环形齿轮的外周。

离合器装置可包括锁闩杆，该锁闩杆设置成选择性地夹在形成于环形齿轮的外周上的锁闩突出部之间。

电机可以是仅在制动时驱动的单向旋转电机。

根据本公开的另一方面，机电盘式制动器的致动器包括电机和降低电机的转动速度的减速装置，其中减速装置包括行星齿轮总成和离合器装置，该行星齿轮总成具有太阳齿轮、环形齿轮、行星齿轮以及行星架，以通过电机的动力旋转，该离合器装置用于选择性地约束环形齿轮，并且离合器装置在制动时约束环形齿轮的旋转并且在解除制动时解除对环形齿轮的约束使环形齿轮处于怠速状态。

附图说明

从结合附图的以下实施例的描述中，本公开的这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易理解，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的机电盘式制动器的示意图；

图2是根据本公开的实施例的球灯机构的透视图；

图3是根据本公开的实施例的致动器的外观的透视图；

图4是根据本公开的实施例的致动器的分解透视图；

图5是根据本公开的实施例的减速装置的分解透视图；

图6是根据本公开的实施例的离合器装置的透视图；

图7是根据本公开的实施例的减速装置和离合器装置在制动期间的操作状态示图；

图8是根据本公开的实施例的减速装置和离合器装置在解除制动期间的操作状态示图；

图9是根据本公开的另一实施例的离合器装置的示意图；以及

图10是根据本公开的另一实施例的离合器装置的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。通过示例的方式提供以下描述的实施例，使得本领域技术人员将能够完全理解本公开的思想。本公开不限于下面描述的实施例，而是可以以其它形式实施。为了清楚地解释本公开，附图中省略了与描述无关的部分，并且为了方便起见，可能夸大了组件的宽度、长度、厚度等。相同的附图标记在整个本说明书中表示相同的元件。

图1是根据本公开的实施例的机电盘式制动器的示意图，并且图2是根据本公开的实施例的球灯机构的透视图。

参照图1和图2，根据本公开的实施例的机电盘式制动器1包括盘2，与车轮一起旋转；支架，其中附接到摩擦衬块3和4的一对衬块板5和6以间隔开一定距离的状态安装在支架中；制动钳壳体10，可滑动地安装在支架上以操作衬块板5和6；活塞12，安装在制动钳壳体10的缸体11中以便向前和向后可移动；输出转换装置20，通过从包括电机41和减速装置50的致动器40接收旋转力并将旋转力转换成线性运动来施加用于使活塞12移动的推力；弹性构件22，用于在解除制动时使输出转换装置20返回至初始位置；以及离合器装置60，用于解除作用在减速装置50上的扭矩使得在解除制动时输出转换装置20通过弹性构件22移动至初始位置。

制动钳壳体10包括容纳活塞12的缸体11和用于操作衬块板5和6的指状部13。

摩擦衬块3和4分别附接至衬块板5和6的内侧，一侧上的衬块板5设置成与活塞12接触，另一侧上的衬块板6设置成与指状部13接触。

输出转换装置20设置成从致动器40接收动力并将旋转运动转换成线性运动以将活塞12朝衬块板5压紧。

作为示例，输出转换装置20可包括球灯机构30和推动构件21，推动构件21通过球灯机构30的操作来压紧活塞12。

球灯机构30包括固定灯31，固定安装在缸体11上；旋转灯32，定位在固定灯31的前方，使其通过接收来自致动器40的动力而旋转，并且球33插设在固定灯31和旋转灯32之间。

旋转灯32包括形成为盘形的盘形部分32a和形成为从盘形部分32a的中心朝固定灯31延伸的轴部分32b，使得旋转灯32的轴向截面形成t形。

通过从致动器40接收动力而旋转的旋转灯32的轴部分32b，通过轴部分32b的后端部分穿过固定灯31和缸体11而连接至致动器40的输出轴42。

固定灯31具有前部是敞开的圆柱形状，并且被固定地安装在缸体11中。推动构件21的法兰21a和推力轴承23被设置在固定灯31中。

从推动构件21的法兰21a的外周突出的突出部21b被装配在固定灯31的内周中形成的装配槽31a中，使得在旋转受限的状态下，推动构件21可滑动地联接至固定灯31。推力轴承23插设在推动构件21的法兰21a和旋转灯32的盘形部分32a之间。

球(ball)33插设在固定灯31和旋转灯32之间。引导槽31b和32c分别形成在固定灯31和旋转灯32的彼此相对的表面上，球33可移动地安置在引导槽31b和32c中。

引导槽31b和32c均形成为沿周向以弧形形状延伸预定倾斜角度。因此，当旋转灯32旋转时，球33沿倾斜的引导槽31b和32c滚动，并且当球33滚动时，旋转灯32在旋转的同时沿轴向朝活塞12前进。

推动构件21由设置在缸体11中的弹性构件22沿旋转灯32朝固定灯31侧压紧的方向弹性地支撑。

弹性构件22包括螺旋弹簧，螺旋弹簧的一端由固定至缸体11的内壁的保持部14弹性地支撑，另一端由推动构件21的法兰21a弹性地支撑。

弹性构件22通过在推动构件21的法兰21a压紧推力轴承23的方向上提供弹力而使固定灯31和旋转灯32彼此紧密接触，并在移除施加到旋转灯32的旋转扭矩的状态下通过将旋转灯32旋转至初始位置而使推动构件21返回。

尽管本实施例举例说明了具有插设在在固定灯31和旋转灯32之间的球33的作为输出转换装置20的示例的球灯机构的结构，但是可以采用各种已知的结构，只要它能将致动器40的旋转运动转换成线性运动。

图3是根据本公开的实施例的致动器的外观的透视图，图4是根据本公开的实施例的致动器的分解透视图，图5是根据本公开的实施例的减速装置的分解透视图，并且图6是根据本公开的实施例的离合器装置的透视图。

参照图3至图6，致动器40包括电机41和用于通过降低电机41的转速来增大力的减速装置50。

致动器40进一步包括容纳电机41和减速装置50的壳体43和用于覆盖壳体43的敞开表面的盖44，并且减速装置50包括行星齿轮总成。电机41可以由仅在制动时驱动的单向电机构成。

通过蜗杆构件45实现从电机41至减速装置50的动力传递。驱动蜗杆41a联接至电机41的旋转轴。驱动蜗杆41a通过与蜗杆构件45的从动蜗轮45a啮合而将电机41的旋转力传递至蜗杆构件45。

蜗杆构件45的旋转力被传递至行星齿轮总成，然后通过行星齿轮总成的输出轴42输出增大的力。

行星齿轮总成包括与蜗杆构件45啮合的蜗轮51、可旋转地安装在蜗轮51内的环形齿轮52、与蜗轮51一起旋转的太阳齿轮51a、被布置成与太阳齿轮51a和设置在环形齿轮52的内周上的齿轮齿52a啮合的多个行星齿轮53、以及在其上可旋转地支撑多个行星齿轮53的行星架54。

蜗轮51具有中空圆柱形状，其一个表面是敞开的，与设置在蜗杆构件45的轴45b上的斜齿轮齿45c啮合的斜齿轮齿51b设置在蜗轮51的外周上，并且太阳齿轮51a固定安装在蜗轮51的内部容纳空间51c的中央部分。

多个行星齿轮53可旋转地安装在于行星架54上形成的轴部分处。作为示例，三个行星齿轮53沿太阳齿轮51a的周向以规则间隔布置。

行星架54形成为圆盘的形式，输出轴42设置在与安装行星齿轮53的表面相对的表面上。输出轴42连接至构成球灯机构30的旋转灯32的轴部分32b，如上所述，并且因此将减速装置50的输出传递至输出转换装置20。

环形齿轮52具有中空圆柱形状，其一个表面是敞开的并且可旋转地支撑在蜗轮51的内部容纳空间51c中，并且当环形齿轮52被离合器装置60选择性地约束或解除时，环形齿轮52可以在蜗轮51的内部容纳空间51c中旋转或固定在蜗轮51的内部容纳空间51c中。

环形齿轮52包括旋转表面52b和离合器表面52c，该旋转表面52b容纳在蜗轮51的内部容纳空间51c中并且被可旋转地支撑在蜗轮51的内周上，并且该离合器表面52c暴露于蜗轮51的内部容纳空间51c的外部并与离合器装置60联接。

离合器装置60包括扭转弹簧61和弹簧操作装置64，其中该扭转弹簧61缠绕在环形齿轮52的离合器表面52c的外周上以紧固或松开离合器表面52c的外周，该弹簧操作装置64用于操作扭转弹簧61。

扭转弹簧61的主体61a包围并紧固环形齿轮52的离合器表面52c的外周。主体61a的一端61b可以固定地安装在壳体43的一侧，而主体61a的另一端61c可以连接至弹簧操作装置64。

在正常操作中(在制动期间)，扭转弹簧61的主体61a紧固环形齿轮52的离合器表面52c以限制环形齿轮52旋转。在解除制动期间，当扭簧61的主体61a的直径d通过弹簧操作装置64的操作而扩大时，扭转弹簧61的主体61a解除对环形齿轮52的离合器表面52c的紧固以解除环形齿轮52的约束。

弹簧操作装置64可以由电磁驱动装置构成，该电磁驱动装置具有向前和向后移动的柱塞64a。可以启动电磁驱动装置以通过在向电线圈施加电力时产生的磁场使柱塞64a前进，并且可以在不施加电力时通过复位弹簧的弹力使柱塞64a恢复至其初始位置。

当柱塞64a的一端连接至扭转弹簧61的另一端61c并且柱塞64a在解除制动时前进以朝向弹簧61的主体61a松开的方向压紧扭转弹簧61的另一端61c，弹簧操作装置64将扭转弹簧61的主体61a的直径d扩大。

图7是根据本公开的实施例的减速装置和离合器装置在制动期间的操作状态示图，并且图8是根据本公开的实施例的减速装置和离合器装置在解除制动期间的操作状态示图。

利用这种结构，当在制动期间驱动电机41时，电机41的动力通过驱动蜗杆41a、蜗杆构件45的从动蜗轮45a和斜齿轮齿45c传递至蜗轮51，并且蜗轮51的旋转力通过太阳齿轮51a传递至多个行星齿轮53。在这种情况下，如图7所示，由于环形齿轮52通过离合器装置60的扭转弹簧61的主体61a处于固定状态，因此多个行星齿轮53沿环形齿轮52的齿轮齿52a绕太阳齿轮51a旋转。通过以这种方式旋转的多个行星齿轮53使行星架54旋转，并且输出转换装置20的旋转灯32通过行星架54的输出轴42旋转。

当输出转换装置20的旋转灯32旋转时，球33在倾斜的引导槽31b和32c之间滚动，并且旋转灯32在旋转的同时使推动构件21在轴向上前进，以压紧活塞12，从而进行制动。

当解除制动时，如图8所示，离合器装置60操作弹簧操作装置64以使柱塞64a前进，从而扩大扭转弹簧61的主体61a的直径。因此，环形齿轮52的锁定被解除并且环形齿轮52处于可以旋转的怠速状态，因此与环形齿轮52的齿轮齿52a啮合的多个行星齿轮53也处于解除旋转扭矩的怠速状态。因此，传递至输出转换装置20的旋转扭矩被解除，并且当活塞12通过弹性构件22的恢复力返回到初始位置时制动被解除。

在根据传统的电机的正向和反向旋转的制动和解除方法的情况下，由于转动惯量降低运行速度。然而，在根据本实施例的制动解除方法的情况下，可以通过以离合方式解除制动来提高运行速度，并且还可以通过仅在制动时驱动电机来减少电机的运行转数。

尽管本实施例例示了离合器装置60包括可以紧固或松开环形齿轮52的离合器表面52c的扭转弹簧61的构造，但是所有能够通过选择性地接触环形齿轮52的离合器表面52c来限制或解除环形齿轮52的结构都可以包括在本实施例中。

例如，如图9所示，离合器装置60可以由用于压紧环形齿轮52的离合器表面52c的衬块构件70构成，或者如图10所示，离合器装置60可以由锁闩杆82构成，锁闩杆82设置成夹在形成于环形齿轮52的离合器表面52c上的锁闩突出部81之间。

衬块构件70和锁闩杆82可以设置成使得它们在制动期间通过电磁驱动装置90接触并压紧环形齿轮52的离合器表面52c并且在解除制动期间通过电磁驱动装置90与环形齿轮52的离合器表面52c分开。

根据本公开的实施例，通过以离合方式解除制动可以显著提高用于解除制动的运行速度，并且由于通过仅在制动时驱动电机而使电机的运行转数减少，所以可以延长电机的寿命。

尽管已经示出和描述了本公开的一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离在权利要求及其等同方案中限定的范围内的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。