盘式制动器和具有其的车辆的制作方法

1.本发明涉及制动器技术领域，尤其是涉及一种盘式制动器和具有其的车辆。


背景技术：

2.相关技术中，当车辆长期运行在路面状态较差的道路时，来自路面的冲击载荷较大且不断变化，导致制动器的制动钳持续发生剧烈且变化的振动，而制动钳的持续强烈振动会导致导向螺栓由于受到较大的交变弯矩及剪切力而断裂或由于疲劳而断裂，从而影响行车安全性。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种盘式制动器，所述盘式制动器可以降低螺纹紧固件所受应力，避免螺纹紧固件受力过大而断裂或由于疲劳而断裂，延长螺纹紧固件的使用寿命，提高车辆的安全性。
4.本发明的另一个目的在于提出一种具有上述盘式制动器的车辆。
5.根据本发明实施例的盘式制动器，包括：制动盘；制动钳支座，所述制动钳支座设在所述制动盘的上方，所述制动钳支座上设有至少一个凸起，所述凸起上形成有凸起配合孔；制动钳，所述制动钳设在所述制动钳支座上，所述制动钳上形成有至少一个导向孔；至少一个支承装置，所述支承装置包括导向销和螺纹紧固件，所述导向销上形成有沿轴向彼此连通的第一配合孔和第二配合孔，所述第二配合孔连接在所述第一配合孔的远离所述制动钳支座的一侧，所述凸起配合在所述第一配合孔内，所述螺纹紧固件穿过所述第二配合孔和所述凸起配合孔中的其中一个且与所述第二配合孔和所述凸起配合孔中的另一个螺纹连接，所述导向销配合在所述导向孔内，且所述制动钳相对于所述制动钳支座沿所述导向销的轴向可移动。
6.根据本发明实施例的盘式制动器，通过使制动钳支座上设有至少一个凸起且凸起上形成有凸起配合孔，并使导向销上形成有沿轴向彼此连通的第一配合孔和第二配合孔且凸起配合在第一配合孔内、螺纹紧固件穿过第二配合孔和所述凸起配合孔中的其中一个与第二配合孔和凸起配合孔中的另一个螺纹连接，可以有效增加螺纹紧固件与制动钳支座的配合长度，使凸起和导向销可以分担冲击载荷，从而可以降低螺纹紧固件所受应力，延长螺纹紧固件的使用寿命，提高车辆的安全性。而且，如此设置，螺纹紧固件可以与凸起以及导向销均牢靠连接，从而可以提高盘式制动器的结构稳定性和安装刚度，使盘式制动器不易产生振动和噪声。
7.根据本发明的一些实施例，所述制动钳上设有制动气室。
8.根据本发明的一些实施例，所述螺纹紧固件包括沿所述导向销的轴向彼此相连的螺纹段和非螺纹段，所述第二配合孔和所述凸起配合孔中的所述另一个与所述螺纹段螺纹连接，所述凸起的远离所述制动钳支座的一端端面与所述非螺纹段相对。
9.根据本发明的一些实施例，所述导向销的远离所述制动钳支座的一端形成有与所
述第二配合孔连通的第三配合孔，所述螺纹紧固件穿过所述第二配合孔且与所述凸起配合孔螺纹连接，且所述螺纹紧固件的头部位于所述第三配合孔内，其中，所述螺纹紧固件的头部的直径大于所述第二配合孔的直径。
10.根据本发明的一些实施例，所述凸起与所述制动钳支座的连接处光滑过渡。
11.根据本发明的一些实施例，所述导向销包括：本体，所述本体上形成有所述第一配合孔和所述第二配合孔；耐磨层，所述耐磨层设在所述本体的径向外侧；弹性缓冲层，所述弹性缓冲层连接在所述本体和所述耐磨层之间。
12.根据本发明的一些实施例，所述耐磨层的两端端面分别与所述本体的两端端面平齐，所述弹性缓冲层包覆所述本体的整个外周面。
13.根据本发明的一些实施例，所述耐磨层上形成有沿所述耐磨层的厚度方向贯通的开口，且所述开口贯穿所述耐磨层的两端端面。
14.根据本发明的一些实施例，所述开口形成在所述耐磨层的下部。
15.根据本发明的一些实施例，所述凸起和所述支承装置均为两个，两个所述支承装置分别为第一支承装置和第二支承装置，所述第一支承装置的所述导向销的长度大于所述第二支承装置的所述导向销的长度，且所述第一支承装置的所述导向销的横截面积大于所述第二支承装置的所述导向销的横截面积。
16.根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明上述第一方面实施例的盘式制动器。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本发明实施例的盘式制动器的局部立体图；
20.图2是根据本发明实施例的盘式制动器的爆炸图；
21.图3是根据本发明实施例的盘式制动器的俯视图；
22.图4a是根据本发明实施例的盘式制动器的局部剖视图；
23.图4b是图4a中所示的盘式制动器的局部放大图；
24.图5是根据本发明实施例的盘式制动器的另一个局部剖视图；
25.图6是图5中所示的盘式制动器的局部放大图；
26.图7是根据本发明实施例的盘式制动器的第一支承装置的导向销的结构示意图；
27.图8是沿图7中a-a线的剖面图；
28.图9是根据本发明实施例的盘式制动器的第二支承装置的导向销的结构示意图；
29.图10是沿图9中b-b线的剖面图。
30.附图标记：
31.100：盘式制动器；
32.1：制动盘；2：制动钳支座；21：凸起；211：凸起配合孔；
33.3：制动钳；31：安装孔；4：支承装置；41：导向销；
34.411：第一配合孔；412：第二配合孔；413：本体；
35.414：耐磨层；4141：开口；415：弹性缓冲层；
36.416：第三配合孔；42：螺纹紧固件；421：螺纹段；
37.422：非螺纹段；43：第一支承装置；431：第一防尘盖；
38.44：第二支承装置；441：第二防尘盖；5：制动气室。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
40.下面参考图1-图10描述根据本发明第一方面实施例的盘式制动器100。盘式制动器100可以应用于车辆(图未示出)。在本技术下面的描述中，以盘式制动器100应用于车辆为例进行说明。
41.如图1-图3所示，根据本发明第一方面实施例的盘式制动器100例如气动浮动盘式制动器，包括制动盘1、制动钳支座2、制动钳3和至少一个支承装置4。
42.具体而言，制动钳支座2设在制动盘1的上方，制动钳支座2上设有至少一个凸起21，凸起21上形成有凸起配合孔211，制动钳3设在制动钳支座2上，制动钳3上形成有至少一个导向孔，支承装置4包括导向销41和螺纹紧固件42，导向销41上形成有沿轴向彼此连通的第一配合孔411和第二配合孔412，第二配合孔412连接在第一配合孔411的远离制动钳支座2的一侧，凸起21配合在第一配合孔411内，螺纹紧固件42穿过第二配合孔412和凸起配合孔211中的其中一个且与第二配合孔412和凸起配合孔211中的另一个螺纹连接，导向销41配合在导向孔内，且制动钳3相对于制动钳支座2沿导向销41的轴向可移动。也就是说，螺纹紧固件42穿过第二配合孔412且与凸起配合孔211螺纹连接，或螺纹紧固件42穿过凸起配合孔211且与第二配合孔412螺纹连接。可选地，螺纹紧固件42可以为螺栓，制动钳支座2和制动钳3可以为铸铁材料件。但不限于此。
43.由此，当车辆在路面状态较差的道路上行驶时，来自路面的冲击载荷会传递至制动钳3并引起制动钳3的振动，制动钳3可以将振动传递至导向销41，由于凸起21配合在导向销41上的第一配合孔411内，可以限定导向销41相对于制动钳支座2的径向移动，使导向销41可以包围凸起21，从而使导向销41可以与螺纹紧固件42一起承受一定的载荷，与现有的盘式制动器相比，可以极大地降低螺纹紧固件42所受应力(例如，相同工况下螺纹紧固件42所受应力可以降低60％以上)。而且，上述凸起21可以增加螺纹紧固件42与制动钳支座2的配合长度，当制动钳3振动时，凸起21同样可以与螺纹紧固件42一起承受冲击载荷，同样可以降低螺纹紧固件42所受应力，从而可以避免螺纹紧固件42由于受到较大的交变弯矩及剪切力而断裂或由于疲劳而断裂，延长了螺纹紧固件42的使用寿命，进而保证车辆的运行安全。另外，通过使制动钳3相对于制动钳支座2可移动，制动时，制动钳3可以相对于导向销41的轴向朝向制动盘1移动，从而使制动钳3夹持制动盘1，使制动盘1对车辆的轮轴产生摩擦力矩，实现车辆的制动。
44.根据本发明实施例的盘式制动器100，通过使制动钳支座2上设有至少一个凸起21且凸起21上形成有凸起配合孔211，并使导向销41上形成有沿轴向彼此连通的第一配合孔411和第二配合孔412且凸起21配合在第一配合孔411内、螺纹紧固件42穿过第二配合孔412
和凸起配合孔211中的其中一个与第二配合孔412和凸起配合孔211中的另一个螺纹连接，可以有效增加螺纹紧固件42与制动钳支座2的配合长度，使凸起21和导向销41可以分担冲击载荷，从而可以降低螺纹紧固件42所受应力，延长螺纹紧固件42的使用寿命，提高车辆的安全性。而且，如此设置，螺纹紧固件42可以与凸起21以及导向销41均牢靠连接，从而可以提高盘式制动器100的结构稳定性和安装刚度，使盘式制动器100不易产生振动和噪声。
45.在一些实施方式中，结合图2，凸起21的外表面可以为光滑的圆柱面，第一配合孔411的形状可以与凸起21的形状相适配。这样，可以实现凸起21与第一配合孔411的紧密贴合，从而有效限定导向销41相对于制动钳支座2的径向移动，提高整个盘式制动器100例如气动浮动盘式制动器的结构稳定性。而且，通过使凸起21的外表面光滑，可以减小凸起21的外表面与第一配合孔411的内壁面之间的摩擦力，方便安装和拆卸，可以提高装拆效率。
46.在本发明的一些实施例中，如图2-图4a和图5所示，制动钳3上设有制动气室5。由此，通过将制动气室5设在制动钳3上，一方面，可以提高整个盘式制动器100的集成度，使盘式制动器100的结构更加紧凑，有利于盘式制动器100在车辆上的空间布局；另一方面，由于制动钳支座2上设有凸起21，可以有效延长螺纹紧固件42的使用寿命，如此设置的制动气室5在保证满足螺纹紧固件42的使用寿命需求的基础上，使螺纹紧固件42的强度可以得到充分利用，即避免了螺纹紧固件42例如螺栓的强度相对于使用需求具有过多的溢出。
47.在本发明的一些实施例中，参照图4a-图5，螺纹紧固件42包括沿导向销41的轴向彼此相连的螺纹段421和非螺纹段422，第二配合孔412和凸起配合孔211中的上述另一个与螺纹段421螺纹连接，凸起21的远离制动钳支座2的一端(例如，图4a-图5中的右端)端面与非螺纹段422相对。由此，由于螺纹紧固件42的与凸起21的远离制动钳支座2的一端端面相对的部分会承受交变剪切力，通过使螺纹紧固件42的非螺纹段422与上述端面相对，可以由结构强度较高的非螺纹段而不是结构强度较低的螺纹段承受交变剪切力，降低螺纹紧固件42产生裂缝的风险，从而可以进一步延长螺纹紧固件42的使用寿命，保证车辆的安全性。
48.在本发明的一些实施例中，参照图4a-图6并结合图8和图10，导向销41的远离制动钳支座2的一端形成有与第二配合孔412连通的第三配合孔416，螺纹紧固件42穿过第二配合孔412且与凸起配合孔211螺纹连接，且螺纹紧固件42的头部位于第三配合孔416内，其中，螺纹紧固件42的头部的直径大于第二配合孔412的直径。由此，由于凸起21的设置，使得凸起配合孔211的具有较大的长度，如此设置可以增大螺纹紧固件42例如螺栓与凸起配合孔211的啮合长度，从而使凸起21可以更好地与螺纹紧固件42一并承受振动载荷及冲击载荷，降低螺纹紧固件42的最高应力水平，有效延长螺纹紧固件42的使用寿命。而且，由于螺纹紧固件42通常为标准件，如此设置，可以根据螺纹紧固件42的螺纹段421的长度确定凸起21相对于制动钳支座2向外凸出的长度，使凸起21的远离制动钳支座2的一端端面可以与螺纹紧固件42的非螺纹段422相对，从而防止螺纹紧固件42断裂，延长使用寿命。另外，通过设置上述的第三配合孔416，螺纹紧固件42的头部可以容纳在第三配合孔416内，从而可以减小螺纹紧固件42的占用空间，使整个盘式制动器100例如气动浮动盘式制动器的结构更加紧凑。此外，通过使螺纹紧固件42的头部的直径大于第二配合孔412的直径，螺纹紧固件42的头部可以始终保持在第三配合孔416内，从而可以实现导向销41与凸起21的牢靠连接，保证整个盘式制动器100的结构稳定性。
49.当然，本发明不限于此，在本发明的另一些实施例中，螺纹紧固件42可以穿过凸起
配合孔211且与第二配合孔412螺纹连接。可以理解的是，螺纹紧固件42的安装方式可以根据实际需求具体确定，以更好地满足实际应用。
50.在一些实施方式中，结合图2、图4a-图6，第一支承装置43的导向销41的远离制动钳支座2的一端设有第一防尘盖431，第二支承装置44的导向销41的远离制动钳支座2的一端设有第二防尘盖441。如此，第一防尘盖431和第二防尘盖441可以对对应的导向销41起到有效的保护作用，避免外部的灰尘等杂质进入导向销41内。
51.在本发明的一些实施例中，结合图4a-图6，凸起21与制动钳支座2的连接处光滑过渡。如此设置，凸起21与制动钳支座2之间的过渡可以更加平缓流畅，可以改善凸起21和制动钳支座2的连接处的局部应力，避免凸起21与制动钳支座2的连接处产生应力集中，从而可以提高凸起21与制动钳支座2之间的连接强度。
52.在本发明的一些具体实施例中，如图6和图8所示，导向销41包括本体413、耐磨层414和弹性缓冲层415。具体地，本体413上形成有第一配合孔411和第二配合孔412，耐磨层414设在本体413的径向外侧，弹性缓冲层415连接在本体413和耐磨层414之间。由此，由于制动钳3在制动时相对于制动钳支座2沿导向销41的轴向移动，通过设置上述的耐磨层414，使导向销41可以更好地抵抗机械磨损，从而可以有效延长导向销41的使用寿命。通过设置上述的弹性缓冲层415，弹性缓冲层415可以产生变形，从而有效吸收振动和冲击，在降低噪声的同时，可以降低传递至螺纹紧固件42的冲击力，进而可以防止螺纹紧固件42断裂，进一步延长螺纹紧固件42的使用寿命。其中，弹性缓冲层415可以通过硫化工艺与耐磨层414紧密结合在一起。但不限于此。
53.在本发明的进一步实施例中，参照图7和图8，耐磨层414的两端端面分别与本体413的两端端面平齐，弹性缓冲层415包覆本体413的整个外周面。如此设置，保证在制动钳3沿导向销41的轴向移动时仅与耐磨层414接触，从而使制动钳3的移动更加平稳，且可以保证导向销41的结构强度和结构稳定性。而且，如此设置的弹性缓冲层415可以更好地吸收振动和冲击，避免冲击载荷从耐磨层414直接传递至本体413，具有更强的抗冲击作用，从而可以进一步防止螺纹紧固件42断裂，保证车辆的安全性。
54.在本发明的一些实施例中，如图7和图8所示，耐磨层414上形成有沿耐磨层414的厚度方向贯通的开口4141，且开口4141贯穿耐磨层414的两端端面。由此，当车辆通过较为颠簸的路面时，制动钳3可以将振动和冲击传递至导向销41的耐磨层414，由于耐磨层414上形成有上述开口4141，耐磨层414可以将振动和冲击更好地传递至弹性缓冲层415，从而降低螺纹紧固件42所受应力，而且，如此设置的开口4141使耐磨层414在弹性缓冲层415变形时可以随之发生一定的变形，且结构简单，方便加工。
55.在本发明的一些实施例中，参照图7，开口4141形成在耐磨层414的下部。由于制动钳3相对于制动钳支座2沿导向销41的轴向可移动，因此，导向销41与导向孔为间隙配合。在重力的作用下，制动钳3的导向孔的内壁通常与导向销41的上部接触，且制动钳3的导向孔的内壁与导向销41的下部具有一定的间隙。由此，通过使开口4141形成在耐磨层414的下部，避免在制动钳3沿导向销41的轴向移动的过程中与开口4141的端部之间由于线接触而产生剧烈磨损，从而可以有效减小开口4141的磨损，延长耐磨层414的使用寿命。在一些实施方式中，可以对开口4141的端部进行打磨，使开口4141的至少朝向制动钳31的部分为平滑结构。这样，可以进一步减小开口的磨损，进一步保证耐磨层414具有较高的使用寿命。
56.在本发明的一些可选实施例中，弹性缓冲层415可以为橡胶层。由此，由于橡胶具有较好的减振、隔音和缓冲性能，通过使弹性缓冲层415为橡胶层，可以更好地吸收振动和冲击能量，实现对制动钳3的减振降噪效果。其中，橡胶层的厚度与刚度可以根据制动钳3受到冲击载荷后引起橡胶层的变形量进行计算。
57.在本发明的一些可选实施例中，耐磨层414为外表面光滑的金属层。如此设置，耐磨层414的外表面光洁度较高，当制动钳3相对于制动钳支座2沿导向销41的轴向移动时，可以减小制动钳3的配合孔的内壁与耐磨层414之间的摩擦力，从而可以缩短制动距离，实现及时制动。
58.在本发明的一些实施例中，如图2所示，凸起21和支承装置4均为两个，两个支承装置4分别为第一支承装置43和第二支承装置44，第一支承装置43的导向销41的长度大于第二支承装置44的导向销41的长度，且第一支承装置43的导向销41的横截面积大于第二支承装置44的导向销41的横截面积。由此，通过设置上述的第一支承装置43和第二支承装置44，可以使盘式制动器100例如气动浮动盘式制动器的结构更加稳定。而且，通过使第一支承装置43的导向销41的长度大于第二支承装置44的导向销41的长度，使第一支承装置43可以承受更大的相对作用力，且第二支承装置44可以节省空间，避免与其它零部件产生干涉。
59.图1-图3中显示了两个支承装置4用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本技术的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其它数量的支承装置4的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。
60.下面结合图4a和图5分析根据本发明新型实施例的盘式制动器100例如气动浮动盘式制动器的受力。
61.其中，制动钳3与第一支承装置43的导向销41、第二支承装置44的导向销41构成盘式制动器100横向第一级悬臂结构，安装在制动钳3上的零部件例如制动气室5构成盘式制动器100的第二级悬臂结构，第二级悬臂结构安装于第一级悬臂结构的自由端，第二级悬臂结构和第一级悬臂结构总称为整体两级悬臂结构。其中，制动气室5可以安装在制动钳3上的安装孔31内。在本技术下面的描述中，以制动气室5集成在制动钳3上为例进行说明。
62.制动钳支座2可以通过螺栓固定连接在底盘减速器壳体(图未示出)上。在车辆处于非制动正常行车状态时，当车辆通过路面状态较差的路段时，因路面不平产生较低频率范围内的激励力通过底盘减速器壳体等部件传递至制动气室5，导致盘式制动器100的制动气室5绕安装孔31发生水平面内横向、纵向大幅度摇摆振动及垂向振动，产生大幅振动及位移，然后将振动产生的远大于自身重量的动载荷与静载荷通过安装孔31传递给盘式制动器100的制动钳3，制动钳3绕螺纹紧固件42例如螺栓与凸起21的安装端面沿垂向上下振动并产生相对运动趋势及位移，较低频率范围内的激励力也导致盘式制动器100的制动钳3沿螺纹紧固件42与制动钳支座2安装端面部位沿纵向作剪切振动并产生相对运动趋势及位移，制动气室5产生的相对运动及振动产生的动、静载荷与制动钳3的相对运动趋势产生的载荷相互耦合，形成复杂的振动。
63.当盘式制动器100出现上述强烈振动时，振动冲击能量会传递至第一支承装置43的导向销41和第二支承装置44的导向销41，并最终传递至的第一支承装置43的螺纹紧固件42和第二支承装置44的螺纹紧固件42。螺纹紧固件42将承受较大的垂向及纵向交变载荷作用力，现有的螺纹紧固件与制动钳支座的啮合长度相对较短，受力较大，导向销不能承受垂
向力，很容易导致螺纹紧固件断裂而失效。
64.由此，通过设置上述凸起21，螺纹紧固件42与凸起21的啮合长度较长，凸起21以及包围凸起21的导向销41可以与对应的螺纹紧固件42一起承受载荷，从而改变螺纹紧固件42例如螺栓单一受力局面，降低螺纹紧固件42例如螺栓的最高应力水平，提高螺纹紧固件42例如螺栓的使用寿命，同时凸起21与导向销41以及螺纹紧固件42固定连接可以提高局部安装刚度，从而提高制动钳3与制动气室5整体两级悬臂结构模态，使其不易受路面激励而引起振动与噪声。
65.根据本发明第二方面实施例的车辆例如商用车，包括根据本发明上述第一方面实施例的盘式制动器100。
66.根据本发明实施例的车辆例如商用车，通过采用上述的盘式制动器100，螺纹紧固件42具有较长的使用寿命，从而可以提高车辆的制动性能，保证车辆的安全性。
67.根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
69.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
70.在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”、“第三特征”可以包括一个或者更多个该特征。
71.在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。