一种用于车辆全盘式制动器的执行机构的制作方法

本发明涉及汽车制动领域，尤其涉及一种用于车辆全盘式制动器的执行机构。

背景技术：

制动器是具有使运动部件或运动机械减速、停止或保持停止状态等功能的装置。现有技术中的汽车刹车一般包括鼓式刹车系统、碟式刹车系统和盘式制动器。鼓式刹车是一种传统的制动系统，鼓式刹车简单点说是由液压机构或者气压机构、制动蹄、刹车片和鼓室组成，刹车时由液压机构或者气压机构对两片半月形的制动蹄片施加作用力，使其压紧鼓室内壁，靠摩擦力阻止刹车鼓转动从而达到制动效果。盘式制动器也是由气压或者液压作为动力源，主要零部件有制动盘、气室机构或者液压机构、制动钳、摩擦片等。盘式制动器中的旋转组件是以端面工作的金属圆盘，称为制动盘。制动盘用铸铁或合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动，摩擦组件从两侧夹紧制动盘而制动。盘式制动器大体可分为钳盘式和全盘式。

现阶段，重型卡车的刹车系统大多以鼓式制动器为主，近年来的钳盘式制动系统(盘式制动器)由于其良好的散热性、稳定性也得到逐渐应用在重型卡车领域，但是传统钳盘夹制动系统应用于重型卡车上存在制动力矩潜力有限、工况要求严格等先天限制。因此现有的钳盘式盘式制动器的在重卡上的应用还不是很广泛。

技术实现要素：

鉴于此，本发明实施例提供了一种用于车辆全盘式制动器的执行机构，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

该执行机构包括内齿圈轮，所述内齿圈轮包括：

设置在所述内齿圈轮内周面的齿形结构，所述齿形结构覆盖至少局部的内周面；

设置在所述内齿圈轮的外周面上多个沿周向分布的螺旋坡道，各所述螺旋坡道在所述内齿圈轮增力过程的旋转方向上螺旋升高；

邻接设置在相邻的所述螺旋坡道之间、用于阻靠所述螺旋坡道的最低端和最高端的隔离柱；

其中，所述内齿圈轮在被驱动到不同角位移时对应所述螺旋坡道不同高程位置，所述内齿圈轮的齿形结构作为动力输入端，所述螺旋坡道作为动力输出端，用于将输入端的旋转运动转换为输出端的直线运动。

优选地，所述内齿圈轮的所述齿形结构、螺旋坡道和隔离柱一体成型。

优选地，所述隔离柱的靠近所述螺旋坡道的最高端的端部设有第一凹陷部，所述第一凹陷部用于放置径向的第一滚柱，以隔离所述内齿圈轮与外侧盖板，减少所述内齿圈轮来自外侧盖板的摩擦力。

优选地，所述隔离柱的在所述内齿圈轮厚度方向上的端部设有第二凹陷部，所述第二凹陷部用于安装沿所述内齿圈轮的母线方向的第二滚柱，以隔离所述内齿圈轮与外侧箱壳，减少所述内齿圈轮来自箱壳的摩擦力。

优选地，所述螺旋坡道的坡面至所述内齿圈轮靠近其最低端的端面之间还设置有多个加强筋。

优选地，所述内齿圈轮靠近所述螺旋坡道最低端的端面是齐平的。

优选地，该执行机构还包括：增力过程中用于驱动所述内齿圈轮进行的旋转运动的齿轮轴；一端抵靠在所述内齿圈轮的螺旋坡道的顶杆，所述顶杆抵靠在所述螺旋坡道的端部设有滚动体，所述顶杆随着所述内齿圈轮的旋转运动而被限定地进行沿其杆体方向的直线运动。

优选地，该执行机构还包括放置于内齿圈轮底部的平面轴承以及顶部、侧面凹槽的滚柱，以将所述内齿圈轮定位于箱壳，并减少与箱壳的摩擦力。

根据本发明的用于车辆全盘式制动器的执行机构，可获得的有益效果至少包括：

本发明的执行机构应用坡道增力原理，采用设有螺旋坡道的内齿圈轮，可将旋转运动转换为直线运动，通过该执行机构，尤其结合原有气室连杆的杠杆放大机制，施加在制动盘上的制动力可以实现大倍数增力。

本发明的执行机构，结构简单，运行平稳，易于安装维修，可以优化现有全盘式制动器结构，并显著提升现有全盘式制动器的性能。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其他优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其他部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例中执行机构的内齿圈轮的结构示意图。

图2为本发明一实施例中执行机构的结构示意图。

图3为本发明另一实施例中的执行机构及箱壳的结构示意图。

图4为本发明一实施例中的全盘式制动器的各组成部件分解示意图；

图5为本发明一实施例中的全盘式制动器及其驱动结构的示意图；

图6为本发明一实施例中的全盘式制动器的总装结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其他特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

根据本发明的一方面，提供了一种用于车辆全盘式制动器的执行机构，以提高现有技术中的车辆制动器，尤其是全盘式制动器的制动力，增强制动效果。

在一些实施例中，如图2所示，本发明的执行机构包括齿轮轴300、内齿圈轮400、顶杆500以及用于减少摩擦的滚动柱。其中，齿轮轴300作为驱动齿轮，内齿圈轮400作为从动齿轮，顶杆500作为执行机构的输出结构。

如图1所示，内齿圈轮400将旋转输入转换为直线输出，内齿圈轮400可包括齿形结构410、螺旋坡道420和隔离柱430等。

其中，齿形结构410设置在内齿圈轮的内周面处，齿形结构410覆盖至少局部的内周面，当然，齿形结构也可覆盖内齿圈轮全部的内周面，在制动器中，摩擦片和制动盘之间仅需要很少的位移即可实现制动夹紧动作，因此，为减少内齿圈轮的加工成本和处理工艺时间，可以加工局部的齿形结构也可满足制动需要的位移量。

其中，螺旋坡道420设置在内齿圈轮的外周面上，并且多个螺旋坡道420沿周向分布。该螺旋坡道420可具有单向升高的旋向，螺旋坡道420在内齿圈轮增力过程的旋转方向上螺旋升高，可以理解的是，此处所述逐渐升高是指螺旋坡道420的端面按照一定预定旋向螺旋式的逐渐靠近内齿圈轮的另一端。在一实施例中，螺旋坡道420不同高程的坡面沿内齿圈轮的径向方向，螺旋坡道420在径向上具有一定的宽度，以保证有足够的接触长度或面积传递输出力。螺旋坡道420的高程，即对应内齿圈轮的厚度方向的投影应当大于制动器产生制动所需要的位移量。

本发明的内齿圈轮在被驱动到不同角位移时对应螺旋坡道420不同高程位置，内齿圈轮的齿形结构410作为动力输入端，所述螺旋坡道420作为动力输出端，内齿圈轮用于将输入端的旋转运动转换为输出端的直线运动。

在输入功率不变时，内齿圈轮将较大角位移的旋转运动转化为较小直线位移的直线运动，通过降低速度，增大力矩，实现增力效果。

在一些实施例中，本发明的隔离柱430邻接设置在相邻的所述螺旋坡道420之间，用于阻靠螺旋坡道的最低端和最高端，例如本发明的内齿圈轮的螺旋坡道420与顶杆构成螺旋副时，隔离柱430用于限制顶杆在螺旋坡道420上的运动区域。

本发明的用于车辆制动器的执行机构采用设有螺旋坡道的内齿圈轮，可将旋转运动转换为直线运动，并可实现大倍数的增力，以加强制动效果。

其中，本发明的螺旋坡道的斜度大小可以决定力的放大倍率，斜度越平(小)，增力倍率越大。螺旋坡道的数量也可根据实际需要而改变。在一实施例中，内齿圈轮400的外周面上可设有三个均布的螺旋坡面，但其数量不限于此。本发明的执行机构应用于车辆制动器上，可实现平稳、大倍数增力的制动，尤其适用于重型卡车。

在一些实施例中，内齿圈轮的所述齿形结构410、螺旋坡道420和隔离柱430一体成型。

在一些实施例中，所述齿形结构410为斜齿或直齿，优选为斜齿，斜齿比直齿的承载能力更大，传动更加平稳，啮合性能好，且结构紧凑，适用于高速重载情况。

在一些实施例中，螺旋坡道420的坡面至内齿圈轮400靠近其最低端的端面之间还设置有多个加强筋，以适应其传递的制动力。

在一些实施例中，如图2所示，在增力过程中，本发明的齿轮轴300用于驱动内齿圈轮400进行旋转运动。在其它实施例中，齿轮轴300也可替换为驱动齿轮，如非一体设计的齿轮及驱动轴。顶杆500随着所述内齿圈轮的旋转运动而被限定地进行沿其杆体方向的直线运动，设置顶杆500的数目与螺旋坡道410的数目相同。

顶杆500的一端抵靠在所述内齿圈轮的螺旋坡道410处，顶杆500抵靠在所述螺旋坡道的端部设有滚动体510，如滚珠或圆柱滚轮，以减小摩擦力，使得传动更加平稳。顶杆500的杆体为方轴或具有防止旋转的平面，配合相应形状的限位孔使得顶杆500被限定为只能直线移动。顶杆500

在一些实施例中，如图1所示，隔离柱430的两端与内齿圈轮400的两端齐平，隔离柱430的靠近螺旋坡道420的最高端的端部设有第一凹陷部，第一凹陷部用于安装沿内齿圈轮的径向的第一滚柱431。此外，隔离柱430的在内齿圈轮厚度方向上的端部设有第二凹陷部，第二凹陷部用于安装沿内齿圈轮的母线方向的第二滚柱432。其中，本发明的第一滚柱431和第二滚柱432可减少内齿圈轮转动时产生的摩擦力，使得旋转运动更加平稳。

如图3所示，跟本发明的执行机构匹配的部件还包括外侧箱壳及外侧盖板，以安装该执行机构。在一些实施例中，如图3所示，外侧箱壳可采用基座罩100，外侧盖板可采用基座盖板法兰600。如图3和图1所示，本发明的执行机构还包括上述第一滚柱431、第二滚柱432以及平面轴承401。

在上述实施例中，第一滚柱431安装在内齿圈轮的顶部，用于隔离内齿圈轮400与基座盖板法兰600，以减少内齿圈轮400进行旋转运动时来自基座盖板法兰600的摩擦力。第二滚柱432安装在内齿圈轮的侧面，用于隔离内齿圈轮400与基座罩100，以减少内齿圈轮400进行旋转运动时来自基座罩100的摩擦力。

在一些实施例中，如图3所示，内齿圈轮400靠近螺旋坡道最低端的端面是齐平的，以用于抵靠平面轴承401。平面轴承401设置在内齿圈轮400的底部与箱壳100之间，用于减少内齿圈轮400底部跟基座罩100在旋转运动时的摩擦力。该平面轴承401可采用平面滚针轴承。

在上述实施例中，第一滚柱431、第二滚柱432以及平面轴承401将内齿圈轮400定位于基座罩100和基座盖板法兰600之内。

根据本发明的另一方面，如图3，图4和图6所示，本发明也提供了一种包括上述执行机构的全盘式制动器，该全盘式制动器还包括制动盘800、推动制动盘的推力架700，，动摩擦片910和静摩擦片920，以及罩住制动盘和推力架的制动盘罩200。

具体实施时，动摩擦片910和静摩擦片920均可包括沿圆周三点或多点均匀均布的三个摩擦衬块，但其数量不限于此，多对摩擦衬块组成多点圆周钳夹结构。基于本发明的全盘式制动器借助均匀分布的多点圆周钳夹结构，可以实现制动的效能以及减少摩擦衬块的损耗。

在一些实施例中，如图5所示，基于本发明的全盘式制动器可利用现有鼓式制动器的气室推杆及自动调节机构或电动设备驱动。例如，以现有技术中的气室推杆为例，气室10的推杆11通过连杆12与本发明的齿轮轴300连接，其中，推杆11及连杆12可组成曲柄摇杆机构，气室推杆11作为摇杆，其往复摆动转换成曲柄的转动。齿轮轴300与连杆12可以通过传动轴连接，其连接形式可为联轴器或花键连接。本发明的全盘式制动器在制动力源和制动盘之间增设了增力执行机构，可将制动力大倍数的增大，以增强制动效果。

根据本发明的用于车辆全盘式制动器的执行机构，可获得的有益效果至少包括：

1)本发明的执行机构应用坡道增力原理，采用设有螺旋坡道的内齿圈轮，可将旋转运动转换为直线运动，通过该执行机构，结合原有气室连杆的杠杆放大机制，施加在制动盘上的制动力可以实现大倍数增力。

2)基于本发明的全盘式制动器可直接采用现有车辆鼓式制动器的气室推杆或制动驱动机构，易于布置，维修更换简单方便，且制动效果好。

3)本发明的全盘式制动器的执行机构，沿圆周多点均布传力，构件受力均匀，制动盘片寿命可大大提高，尤其适用于重型卡车。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其他实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。