用于制动装置的致动器和包括该致动器的制动装置的制作方法

1.本公开涉及致动器和具有该致动器的制动装置，更具体地，涉及能够通过马达的操作实现驻车功能的致动器和具有该致动器的制动装置。


背景技术：

2.通常，制动装置是用于在制动或驻车期间阻止车辆移动的装置，并且用于防止车辆的车轮旋转。
3.近来，用于电子控制驻车制动器的驱动的电子驻车制动器(epb)系统已被广泛使用，并且epb安装在传统的盘式制动器上以执行驻车制动器的功能。电子驻车制动器包括拉索器型、卡钳式马达(moc)型和液压驻车制动器型。
4.例如，韩国专利公开no.10-2011-0072877(2011年6月29日)中公开的文献涉及moc型epb致动器的结构，用于产生动力的马达连接到epb致动器。此外，该epb致动器公开了一种用在电子盘式制动器中的致动器，该电子盘式制动器通过使用多个齿轮装置使从马达产生的动力减速同时增加扭矩，并将动力传递到卡钳，从而执行制动操作。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本公开的一个方面是提供用于制动装置的致动器以及具有该致动器的制动装置，该致动器能够通过简单的结构防止制动期间的反转扭矩。
7.技术方案
8.根据本公开的一个方面，一种用于制动装置的致动器，所述致动器包括：壳体，所述壳体容纳马达、连接到所述马达的动力传递单元和连接到所述动力传递单元的减速齿轮单元；以及盖，所述盖覆盖所述壳体的开口顶部并且具有轴支撑部分；其中，所述减速齿轮单元包括：蜗轮，所述蜗轮通过从所述动力传递单元接收动力而旋转，所述蜗轮包括在所述蜗轮的上表面上的凹形接收槽和设置在所述接收槽中的锁定肋；太阳齿轮，所述太阳齿轮能旋转地支撑在所述接收槽的底部上，并且具有在旋转期间能与所述锁定肋接触的支撑肋；以及离合器弹簧，所述离合器弹簧以能滑动地卷绕在所述轴支撑部分的外周表面上的状态设置，并且构造成当所述蜗轮和所述太阳齿轮相对于彼此旋转时，通过根据旋转方向与所述支撑肋和所述锁定肋中的至少一个接触而选择性地张紧或松开所述轴支撑部分的外周表面。
9.所述离合器弹簧可以包括：本体，所述本体多次围绕所述轴支撑部分的所述外周表面；第一端，所述第一端从所述本体的下端突出，以定位在所述支撑肋和所述锁定肋之间，并且能够在旋转期间接触所述支撑肋和所述锁定肋；以及第二端，所述第二端从所述本体的上端突出，并且能够在旋转期间接触所述锁定肋。
10.当所述蜗轮逆时针旋转时，所述第一端可以构造成在与所述支撑肋和所述锁定肋接触的同时逆时针旋转，使得所述本体能相对于所述轴支撑部分的外表面滑动。
11.当所述蜗轮顺时针旋转时，所述第二端可以构造成在与所述锁定肋接触的同时顺时针旋转，使得所述本体能相对于所述轴支撑部分的外表面滑动。
12.当所述太阳齿轮顺时针旋转时，所述第一端可以构造成通过所述支撑肋顺时针旋转，使得所述本体张紧所述轴支撑部分的所述外表面。
13.多个所述支撑肋和所述锁定肋可以沿着周向方向交替地定位在所述接收槽中，以在旋转期间彼此接触。
14.所述锁定肋可以包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述接收槽的侧壁朝向所述接收槽的中心延伸，并且在旋转期间接触所述支撑肋和所述第一端中的至少一个，所述第二部分从所述第一部分沿纵向方向延伸，并且在旋转期间接触所述第二端。
15.所述减速齿轮单元可以包括：多个行星齿轮，所述多个行星齿轮与所述太阳齿轮啮合；齿圈，所述齿圈作为内齿轮以容纳所述多个行星齿轮；以及行星架，所述行星架能旋转地支撑所述多个行星齿轮并且具有由所述轴支撑部分支撑以与所述太阳齿轮同轴旋转的旋转轴。
16.所述蜗轮可以包括形成有所述接收槽的圆形本体以及联接到所述圆形本体的外周并且具有齿轮部分的环形本体。
17.所述圆形本体可以包括钢材料，并且所述环形本体包括塑料材料。
18.所述圆形本体和所述环形本体可以通过插入注射制造。
19.所述动力传递单元可以包括蜗杆构件，所述蜗杆构件包括具有斜齿轮齿的轴部和从动蜗轮，所述从动蜗轮设置在所述轴部的一端处以便与联接到所述马达的旋转轴的驱动蜗杆啮合。
20.根据本公开的另一方面，一种制动装置，所述制动装置包括：活塞，所述活塞能滑动地设置在卡钳壳体的气缸中，以按压垫板；致动器，所述致动器包括壳体以及盖，所述壳体容纳马达、连接到所述马达的动力传递单元和连接到所述动力传递单元的减速齿轮单元，所述盖覆盖所述壳体的开口顶部并且具有轴支撑部分；以及输出转换装置，所述输出转换装置从所述致动器接收旋转运动并且将所述旋转运动转换为线性运动以施加推力来移动所述活塞；其中，所述减速齿轮单元包括：蜗轮，所述蜗轮通过从所述动力传递单元接收动力而旋转，所述蜗轮包括在所述蜗轮的上表面上的凹形接收槽和设置在所述接收槽中的锁定肋；太阳齿轮，所述太阳齿轮能旋转地支撑在所述接收槽的底部上，并且具有在旋转期间能与所述锁定肋接触的支撑肋；以及离合器弹簧，所述离合器弹簧以能滑动地卷绕在所述轴支撑部分的外周表面上的状态设置，并且构造成当所述蜗轮和所述太阳齿轮相对于彼此旋转时，通过根据旋转方向与所述支撑肋和所述锁定肋中的至少一个接触而选择性地张紧或松开所述轴支撑部分的外周表面。
21.所述离合器弹簧可以包括：本体，所述本体多次围绕所述轴支撑部分的所述外周表面；第一端，所述第一端从所述本体的下端突出，以定位在所述支撑肋和所述锁定肋之间，并且能够在旋转期间接触所述支撑肋和所述锁定肋；以及第二端，所述第二端从所述本体的上端突出，并且能够在旋转期间接触所述锁定肋。
22.当所述太阳齿轮在制动之后通过所述输出转换装置的反作用力旋转时，随着所述支撑肋按压并旋转所述第一端，所述本体可以张紧所述轴支撑部分的所述外周表面。
23.有利效果
24.本公开的实施方式可以通过简化用于防止在制动期间产生的反向旋转扭矩的锁定结构的构造来降低成本，从而提高生产率。
附图说明
25.图1是示出根据本公开的实施方式的制动装置的示意图。
26.图2是示出根据本公开的实施方式的球入斜面机构的立体图。
27.图3是示出根据本公开的实施方式的致动器的剖面立体图。
28.图4是示出根据本公开的实施方式的致动器的分解立体图。
29.图5是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元的分解立体图。
30.图6是根据本公开的实施方式的减速齿轮单元的截面图。
31.图7是示出根据本公开的实施方式的蜗轮的立体图。
32.图8是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动期间的操作状态的视图。
33.图9是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动之后根据反向旋转扭矩的传递的操作状态的视图。
34.图10是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动被释放时的操作状态的视图。
具体实施方式
35.在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施方式。应理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。因此，在此提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行其他等效和修改。
36.参见图1和图2，根据本公开的实施方式的制动装置1可以包括与车轮一起旋转的盘2、其中安装有摩擦垫3和4分别附接至其上的一对垫板5和6以便彼此间隔开的行星架、能滑动地安装在该行星架上并且操作这对垫板5和6的卡钳壳体10、被安装成在卡钳壳体10的气缸11中前后移动的活塞12以及输出转换装置20，该输出转换装置20从包括马达41和减速齿轮单元100的致动器40接收旋转力，并将旋转力转换为线性运动以施加推力来移动活塞12。
37.卡钳壳体10包括其中嵌入有活塞12的气缸11以及用于操作该对垫板5和6的指部13。
38.垫板5和6具有附接到其内侧的摩擦垫3和4，一个垫板5设置成与活塞12接触，另一个垫板6设置成与指部13接触。
39.输出转换装置20接收来自致动器40的动力，将旋转运动转换为平移运动，并将活塞12压向垫板5。
40.作为一个示例，输出转换装置20可以构造为球入斜面(bir)机构30和用于通过bir机构30的操作来按压活塞12的推动构件21。
41.bir机构30包括固定地安装在气缸11中的固定斜面31和定位在固定斜面31前面以
便通过接收来自致动器40的动力而旋转的旋转斜面32、置于固定斜面31和旋转斜面32之间的球33。
42.旋转斜面32包括盘形式的盘部32a和从盘部32a的中心朝向固定斜面31延伸的轴部32b，并且在轴向方向上具有t形横截面。
43.旋转斜面32的轴部32b是通过从致动器40接收动力而旋转的部分，轴部32b的后端穿过固定斜面31和气缸11并连接到致动器40的输出轴42。
44.固定斜面31具有前开口的圆柱形，并固定地安装在气缸11中。此外，推动构件21的凸缘21a和推力轴承23设置在固定斜面31中。
45.推动构件21的凸缘21a在通过将从凸缘的外周突出的突起21b插入到形成在固定斜面31的内周上的配合槽31a中而限制其旋转的状态下能滑动地联接到固定斜面31。推力轴承23介于推动构件21的凸缘21a和旋转斜面32的盘部32a之间。
46.球33置于固定斜面31和旋转斜面32之间。球33分别设置在固定斜面31和旋转斜面32的相对表面上，从而形成可移动的引导槽31b和32c。
47.引导槽31b和32c形成为分别沿着其周向方向以预定倾斜角以弧形延伸。因此，当旋转斜面32旋转时，球33在倾斜的引导槽31b和32c之间滚动，并且进而当球33滚动时，旋转斜面32旋转并且沿着轴向方向朝向活塞12向前移动。
48.推动构件21在旋转斜面32通过设置在气缸11中的弹性构件22压向固定斜面31的方向上被弹性地支撑。
49.弹性构件22的一端由固定到气缸11的内壁的保持器14弹性支撑，另一端包括由推动构件21的凸缘21a弹性支撑的螺旋弹簧。
50.弹性构件22在推动构件21的凸缘21a按压推力轴承23的方向上提供弹性力，使得固定斜面31和旋转斜面32彼此紧密接触，并且在去除施加到旋转斜面32的旋转扭矩的状态下，通过将旋转斜面32旋转到其原始位置而使推动构件21返回。
51.另一方面，在本公开的实施方式中，作为输出转换装置20的示例，描述了由置于固定斜面31和旋转斜面32之间的球33形成的bir机构的结构，但是如果它是将致动器40的旋转运动转换为线性运动的构造，则可以采用各种已知的构造。
52.图3是示出根据本公开的实施方式的致动器的剖视立体图，图4是示出根据本公开的实施方式的致动器的分解立体图，图5是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元的分解立体图，图6是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元的剖视图，图7是示出根据本公开的实施方式的蜗轮的立体图。
53.参见图3至图7，根据本公开的实施方式的致动器40包括马达50、连接到马达50的动力传递单元60、连接到动力传递单元60的减速齿轮单元100以及彼此联接以容纳它们的壳体70和盖80。
54.壳体70具有开口顶部，并且盖80联接到壳体70以覆盖壳体70的开口顶部。
55.壳体70的一侧形成容纳马达50的马达容纳部分71，另一侧具有容纳减速齿轮单元100的齿轮容纳部分72。
56.马达容纳部分71具有可以容纳马达50的深度并且可以形成为具有开口顶部的圆柱形槽，齿轮容纳部分72邻近马达容纳部分71定位并且可以形成为能够容纳减速齿轮单元100的圆柱形槽。
57.盖80安装成覆盖壳体70的开口顶部，并且在面向齿轮容纳部分72的表面上设置有向下延伸的圆柱形轴支撑部分81。
58.轴支撑部分81是行星架150的旋转轴152能旋转地支撑在其上的部分，行星架150是减速齿轮单元100的部件。
59.马达50可以构造成在两个方向上旋转，并且可以通过动力传递单元60进行从马达50到减速齿轮单元100的动力传递。
60.动力传递单元60包括蜗杆构件61，蜗杆构件61接收来自马达50的动力并将动力传递到减速齿轮单元100。
61.蜗杆构件61包括轴部61a、设置在轴部61a上的斜齿轮齿61b以及安装在轴部61a的相对两端处的从动蜗轮61c和轴承61d。
62.驱动蜗杆51联接到马达50的旋转轴，并且驱动蜗杆51与蜗杆构件61的从动蜗轮61c啮合，以将马达50的旋转力传递到蜗杆构件61。
63.然后，蜗杆构件61的旋转被传递到减速齿轮单元100，然后通过减速齿轮单元100的输出轴42增加输出。
64.减速齿轮单元100包括：蜗轮110，其与蜗杆构件61啮合；齿圈120，其设置在蜗轮110下方并形成为内齿轮；太阳齿轮130，其具有被支撑以相对于蜗轮110旋转的上端和延伸到齿圈120内部的下端；多个行星齿轮140，其在齿圈120的内侧设置成与太阳齿轮130和齿圈120啮合；行星架150，多个行星齿轮140能旋转地支撑在行星架150上；以及离合器弹簧160，当蜗轮110和太阳齿轮130相对于彼此旋转时，离合器弹簧160根据旋转方向选择性地张紧或松开轴支撑部分81的外周表面，同时能滑动地卷绕在轴支撑部分81的外周表面上。
65.蜗轮110具有圆柱形形状，并且在其外周上设置有与蜗杆构件61的斜齿轮齿61b啮合的斜齿轮齿111。
66.蜗轮110包括由钢制成的圆形本体112和由塑料制成的环形本体113，环形本体113联接到圆形本体112的外周。
67.圆形本体112和环形本体113可以通过插入注射制造，并且斜齿轮齿111设置在环形本体113的外周上。
68.在圆形本体112的上表面上形成有凹形接收槽114，并且在接收槽114内设置有从接收槽114的侧壁114a延伸的锁定肋115。
69.多个锁定肋115可以沿着接收槽114的周向方向以相等的间隔设置。本公开的实施方式的锁定肋115示出了三个以相等间隔布置的示例，但不限于此。
70.每个锁定肋115包括第一部分115a和第二部分115b，第一部分115a从接收槽114的侧壁114a朝向接收槽114的中心延伸，第二部分115b从第一部分115a的端部沿纵向方向延伸。
71.太阳齿轮130包括本体131、支撑肋132和齿轮部分133。
72.太阳齿轮130的本体131插入穿过接收槽114的底部114b的中心的孔116中，支撑肋132从本体131的上端向外延伸以能滑动地支撑在接收槽114的底部114b上，并且齿轮部分133从本体131的下端向下延伸以位于齿圈120内。
73.多个支撑肋132可以沿着本体131的周向方向以相等的间隔设置。本公开的实施方式的支撑肋132的数量示出了布置三个的示例，但不限于此。
74.支撑肋132可以位于设置在接收槽114中的多个锁定肋115中的每一个之间。当太阳齿轮130相对于蜗轮110旋转时，支撑肋132可以在旋转预定角度之后与锁定肋115接触。
75.离合器弹簧160以能滑动地卷绕在从盖80延伸的轴支撑部分81的外周表面上的状态设置，并且当蜗轮110和太阳齿轮130相对于彼此旋转时，离合器弹簧根据旋转方向与支撑肋132和锁定肋115中的至少一个接触。
76.离合器弹簧160包括：螺旋形状的本体161，其多次围绕轴支撑部分81的外表面；以及第一端162和第二端163，其从本体161的上端和下端向外突出。
77.当离合器弹簧160安装在轴支撑部分81的外表面上时，从离合器弹簧160的本体161的下端突出的第一端162定位在支撑肋132与锁定肋115的第一部分115a之间，并且从离合器弹簧160的本体161的上端突出的第二端163定位在支撑肋132的上端处彼此相邻的两个锁定肋115的第二部分115b之间。
78.因此，当太阳齿轮130相对于蜗轮110旋转时，离合器弹簧160的第一端162可以接触支撑肋132和锁定肋115的第一部分115a，并且第二端163可以接触锁定肋115的第二部分115b。
79.因此，当蜗轮110沿一个方向(例如，逆时针方向)旋转时，锁定肋115的第一部分115a与第一端162接触以与第一端162一起旋转。此时，离合器弹簧160的本体161不张紧轴支撑部分81的外周表面，从而引起从轴支撑部分81的滑动。此后，当第一端162与支撑肋132接触时，太阳齿轮130与蜗轮110一起旋转。在这种状态下，当太阳齿轮130沿与一个方向相反的另一方向(例如，顺时针方向)旋转时，第一端162沿离合器弹簧160的本体161张紧轴支撑部分81的外周表面的方向旋转，使得太阳齿轮130的旋转受到限制。
80.相反地，当蜗轮110沿另一方向(例如顺时针方向)旋转时，离合器弹簧160的第二端163与锁定肋115的第二部分115b接触以一起旋转。此时，离合器弹簧160的本体161不张紧轴支撑部分81的外周表面，从而引起从轴支撑部分81的滑动。此后，当锁定肋115的第一部分115a与支撑肋132接触时，太阳齿轮130与蜗轮110一起旋转。
81.多个行星齿轮140分别能旋转地安装在形成于行星架150上的轴部151上。例如，三个行星齿轮140沿太阳齿轮130的周向方向以相等的间隔布置。
82.行星架150以盘的形式形成，并且输出轴42设置在安装行星齿轮140的相对表面上。因为输出轴42与属于上述bir机构30的旋转斜面32的轴部32b连接，所以输出轴42将减速齿轮单元100的输出传递到输出转换装置20。
83.齿圈120可以具有带开口底部的中空圆柱形形状，并且可以联接到齿轮容纳部分72的内部以限制旋转。
84.围绕齿轮容纳部分72的侧壁73设置有以预定间隔彼此间隔开的多个结合槽74，并且沿着齿圈120的外周以预定间隔彼此间隔开的多个结合肋121从结合槽74的上部进入并配合。因此，齿圈120在其旋转被限制在齿轮容纳部分72中的状态下联接。
85.在下文中，将描述在制动和释放根据本公开的实施方式的制动装置的制动器期间致动器的操作。
86.图8是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动期间的操作状态的视图，图9是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动之后根据反向旋转扭矩的传递的操作状态的视图，并且图10是示出根据本公开的实施方式的减速齿轮单元在制动被释
放时的操作状态的视图。
87.参照图1和图8，当在制动期间驱动马达50时，马达50的动力通过驱动蜗杆51、从动蜗轮61c和蜗杆构件61的斜齿轮齿61b传递到蜗轮110，并且接收蜗杆构件61的动力的蜗轮110逆时针旋转。
88.当蜗轮110逆时针旋转时，蜗轮110的锁定肋115与离合器弹簧160的第一端162接触，以逆时针旋转第一端162。在这种情况下，因为离合器弹簧160的本体161不张紧轴支撑部分81的外周表面，所以离合器弹簧160的第一端162与蜗轮110一起旋转，然后接触太阳齿轮130的支撑肋132，使得太阳齿轮130逆时针旋转。
89.因此，蜗轮110的旋转力通过太阳齿轮130传递到多个行星齿轮140，并且多个行星齿轮140沿着齿圈120的齿轮齿122绕太阳齿轮130旋转，使得行星架150旋转。行星架150的旋转通过输出轴42使输出转换装置20的旋转斜面32旋转。
90.当输出转换装置20的旋转斜面32旋转时，球33在倾斜的引导槽31b和32c之间滚动。结果，旋转斜面32旋转并沿轴向方向向前移动推动构件21以按压活塞12，从而执行制动。
91.参照图9，当马达50的动力在制动之后被释放时，由输出转换装置20的反作用力通过输出轴42传递的反向旋转扭矩使太阳齿轮130顺时针旋转。
92.当太阳齿轮130顺时针旋转时，太阳齿轮130的支撑肋132与离合器弹簧160的第一端162接触，以使第一端162沿顺时针方向旋转。此外，当离合器弹簧160的本体161张紧轴支撑部分81的外表面时，太阳齿轮130的旋转被摩擦力限制以防止减速齿轮单元100松开。
93.参照图10，当释放制动而驱动马达50时，马达50的动力通过驱动蜗杆51、从动蜗轮61c和蜗杆构件61传递到蜗轮110，并且接收蜗杆构件61的动力的蜗轮110顺时针旋转。
94.当蜗轮110顺时针旋转时，蜗轮110的锁定肋115与离合器弹簧160的第二端163接触，以使第二端163沿顺时针方向旋转。在这种情况下，因为离合器弹簧160的本体161不张紧轴支撑部分81的外周表面，所以它与蜗轮110一起旋转。此后，蜗轮110的锁定肋115与太阳齿轮130的支撑肋132接触，并使太阳齿轮130沿顺时针方向旋转，从而释放传递到输出转换装置20的旋转扭矩。
95.如上所述，尽管已经示出和描述了本公开的几个实施方式，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施方式进行改变，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。