車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器的制作方法

專利名稱：車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種停車制動器，尤其涉及一種車輛中的卡鉗連接型電子停車 制動器。
背景技術：
通常，當駕駛員想停車時，車輛的運動通過啟動停車制動器而受到限制。 至于這種停車制動器，通常，均衡器平均地分配作用到停車纜索上的力，
停車纜索被停車制動桿牽拉到安裝到車輪上的制動器，因此制動器限制車輪以
阻止車輛運動。
如上所述，操作停車制動器來限制車輛，所以對于駕駛員來說不方便。因
此，釆用通過搡作按鈕由馬達的動力產生停車夾緊力的EPB(電子停車制動器)
來改進方便性和產品吸引力。
盡管這種EPB對于車輛有高安裝適應性，最近，通過釆用將EPB和作為 制動設備的卡鉗集成的方法，EPB的安裝性更加便利。
在當EPB和卡鉗集成的情況下，優選EPB以緊湊的尺寸形成，其中在使 用較小的馬達時，通過采用用于將最終輸出轉換成大負載的齒輪設備，被安裝 的卡鉗的尺寸增加。
但是，即使為了這種指標(即EPB整體尺寸下降)馬達必需減少尺寸，在 馬達小的情況下通過齒輪傳輸的最終輸出下降，因此用于維持停車制動的夾緊 力(通常1200Kgf)下降，因此EPB性能的可靠性降低。
通過增加馬達的動力產生足以維持停車制動的夾緊力，由于馬達的原因 EPB的整個尺寸增加，從而降低了安裝性。
結果，致力于用于轉換馬達動力的齒輪設備的設計，使得設計出即使馬達尺寸下降也具有足夠的最終輸出且尺寸壓縮的EPB,但是齒輪設備由最小配置 構成，例如，至少兩級載體、兩級行星齒輪、兩個中心齒輪和一個輸入齒輪來 獲得齒輪速比以形成供應充足夾緊力的負載。因此，由于卡鉗安裝在狹窄空間 內的特性，齒輪設備最小化的限制阻礙EPB安裝到卡鉗上。

發明內容
本發明實施例提供作為電子停車制動器的EPB，能夠通過齒輪速比，不增
加馬達功率，而產生足夠的夾緊力作為最終輸出扭矩，這是通過在同一軸上供 與行星齒輪外接觸的內環形齒輪和在同一軸向設置兩個中心齒輪以轉換通過惰 輪傳遞的馬達的動力，從而增加在最終輸出的中心齒輪齒數而實現的。
此外，本發明實施例提供EPB，其與使用一般行星齒輪相比，通過利用雙 軸向中心齒輪產生作為馬達動力的最終輸出扭矩的停車夾緊力，從而通過少量 的齒輪能夠實現減速性能，并且與差動行星齒輪相比，由于齒輪的寬度和齒輪 系減少，通過減少EPB的整體尺寸提高在卡鉗上的可安裝性。
一種車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器，包括EPBECU(電子停車制 動器電子控制單元)、動力組件、線性運動單元和卡鉗。EPB ECU控制車輛的 驅動且通過接收搡作按鈕的信號產生用于實現停車的控制信號。動力組件包括 減速器，減速器包括外環形齒輪和軸向力產生齒輪。外環形齒輪與齒輪的側面 平行外接觸，齒輪與主動齒輪的側面平行外接觸，主動齒輪直接接收馬達的旋 轉力，馬達根據EPBECU的控制正轉或反轉。軸向力產生齒輪設置為以軸向穿 過外環形齒輪的內部且產生軸向力以將襯墊壓向輻板，和一體型殼體，其中具 有馬達和減速器。線性運動單元具有通過接收在動力組件中產生的輸出扭矩而
前、后線性運動的螺桿。卡鉗安裝為覆蓋輻板，該輻板安裝在車輪上，在馬達 驅動期間，當活塞以通過構成線性運動單元的螺桿和螺帽施加的軸向壓力壓襯 墊時，該卡鉗實現車輛的停車制動狀態以限制輻板。
齒輪的直徑和數量比主動齒輪的大且多，外環形齒輪的直徑和齒輪比齒輪 的大且多。
5軸向力產生齒輪包括內環形齒輪、行星齒輪、固定中心齒輪、輸出中心齒 輪和推力軸承。內環形齒輪壓配合于外環形齒輪內部。行星齒輪與內環形齒輪 外接觸，設置在軸向以穿過內環形齒輪。固定中心齒輪具有固定到一體型殼體 的一端，其不旋轉，而與行星齒輪外接觸。輸出中心齒輪通過行星齒輪的旋轉 產生輸出扭矩。推力軸承位于行星齒輪前端。
一體型殼體包括馬達殼體，其具有馬達，該馬達帶有可拆除的主動齒輪； 齒輪殼體，其在馬達殼體的側面以馬達殼體的長度方向與馬達殼體平行延伸以 容納由外環形齒輪構成的減速器，該外環形齒輪接收主動齒輪的旋轉力，主動 齒輪與齒輪外接觸；和殼體蓋，其覆蓋配合到馬達殼體和齒輪殼體中的減速器。
依據本發明實施例，能夠實現比一般行星齒輪高的減速性能，通過在同一 軸上提供與行星齒輪外接觸的內環形齒輪且在同一軸向設置兩個中心齒輪，通 過增加在最終輸出的中心齒輪的齒數，從而通過齒輪速比產生作為夾緊力的最
終輸出扭矩，與差動行星齒輪相比，通過利用在啟動作為電子停車制動器的EPB
時將馬達的動力轉換成最終輸出扭矩的雙軸向中心齒輪，通過利用通過減少齒
輪寬度和齒輪系且減少齒輪數，實現更緊湊的EPB系統，能獲得重量減輕且節
約制造成本。


為了更好理解本發明的原理和目標，用附圖對下面的詳細描述作出參考， 其中
圖i是依據本發明實施例的卡鉗連接型電子停車制動器的結構圖2是依據本發明實施例的安裝到卡鉗上的用于產生夾緊力的動力組件的 透視圖3是依據本發明實施例的安裝到卡鉗上的用于產生夾緊力的動力組件的
結構圖。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖詳細描述本發明實施例，其中示出本發明實施例。本 發明通過本領域技術人員可以體現為不同的形式，本發明不限制為這里闡述的
實施例。
圖1是依據本發明實施例的卡鉗連接型電子停車制動器的結構圖。EPB(電 子停車制動器)是依據本發明實施例的電子停車制動器，其包括EPBECU1， 其控制車輛驅動且通過接收操作按鈕2的信號產生用于停車的控制信號；動力 組件4,其通過將馬達5的動力傳遞到減速器來產生輻板3c的夾緊力，其中馬 達5通過接收EPBECU1的控制信號而被驅動；線性運動單元30，其通過接收 動力組件4的輸出扭矩而線性運動以前進或后退；和卡鉗3，其被安裝為圍繞 安裝到車輪上的輻板3c,并且在啟動馬達5期間通過限制車輪實現停車制動狀
卡鉗3包括活塞3a,其通過接收力而運動； 一對襯墊3b，通過活塞3a 的運動該襯墊被運動推壓向輻板3c;以及卡鉗殼體，其通過將活塞3a和襯墊 3b配合而具有整體形狀。這種結構與通常卡鉗型制動器的操作相同。
動力組件4包括馬達5，其按照ECU101的控制產生旋轉力；減速器， 其在由于接收馬達5的旋轉力而旋轉的同時，產生用于將襯墊3b壓向輻板!3c 的動力；和一體型殼體，其安裝在卡鉗3上且其中具有馬達5和減速器。
作為馬達5，可以使用幾種馬達，優選使用DC馬達。
如圖2所示，減速器包括主動齒輪7，其在與馬達5的馬達軸5a配合以 直接接收馬達5的旋轉力的同時旋轉；齒輪8,其位于主動齒輪7的側面上且 減少主動齒輪7的旋轉速度；和軸向力產生齒輪，其位于齒輪8的側面且在減 少齒輪8的旋轉速度的同時產生軸向力以壓活塞3a的一部分從而推壓襯墊3b。
馬達5的馬達軸5a從馬達5延伸且和主動齒輪7配合，并且通過馬達支架 6支撐。馬達支架6配合到一體型殼體而包圍馬達軸5a。齒輪8的兩側由配合 到一體型殼體的支撐軸承9和軸承支架10支撐。軸向力產生齒輪包括內環形齒輪12和行星齒輪16,其中內環形齒輪12壓 配合到外環形齒輪11內部，且外環形齒輪11由于和齒輪8嚙合而旋轉；行星 齒輪16形成在內環形齒輪12內部以產生軸向力。配合到一體型殼體的推力軸 承19提供在行星齒輪16的前端。
由此，內環形齒輪12包括形成在其內表面的內齒輪和形成在一側面上的中 空型環齒輪輪轂12a,該輪轂用于支撐構成行星齒輪16的桿部。
在行星齒輪16設置為由于和形成在內環形齒輪12內表面上的內齒輪的配 合而旋轉的情況下， 一側部和固定中心齒輪17嚙合，該固定中心齒輪固定以支 撐行星齒輪16的旋轉，另一側部由輸出中心齒輪18構成，該輸出中心齒輪通 過和行星齒輪16 —起旋轉而產生輸出扭矩。
即，固定中心齒輪17具有固定到一體型殼體的一端以使行星齒輪16旋轉， 如圖3所示，而輸出中心齒輪18與行星齒輪16接觸隨著行星齒輪16旋轉以產 生輸出扭矩。
輸出中心齒輪18的齒數與固定中心齒輪17的齒數之間有一到三個的差。
一齒輪系構成軸向力產生齒輪，即一系列齒輪，其中形成通過馬達5旋轉 的主動齒輪7，其與通過齒輪8旋轉的外環形齒輪11嚙合，上述齒輪間彼此平 行；固定中心齒輪17和輸出中心齒輪18的軸心設置在同一線上以通過行星齒 輪16穿過內環形齒輪12，該行星齒輪16位于壓配合在外環形齒輪11內部的 內環形齒輪12內部，因此獲得足夠的輸出扭矩，同時由于如此組成構件，減少 一體型殼體的整個尺寸，特別地，其長度方向減少約6mm或更多。
構成軸向力產生齒輪的齒輪機構的齒輪速比如下確定(No/Np)x([Nso(Nsi + Ni)]/Ni(Nso-Nsi)}。
這里，Np、 No、 Ni、 Nsi和Nso分別代表主動齒輪7、外環形齒輪11、內 環形齒輪12、固定中心齒輪17和輸出中心齒輪18的齒數。
通過接收輸出中心齒輪18的旋轉輸出扭矩，線性運動單元30將活塞3a壓 向輻板3c。由此，螺桿在旋轉的同時前后移動，該螺桿具有擰進形成在輸出中 心齒輪18前端的螺帽部分的一端和連接到活塞3a的另 一端。這是一般結構。如圖2所示，形成馬達殼體20,該馬達殼體形成為能夠在長度方向減少其
整體尺寸至少6mm或更多的一體型殼體，該馬達殼體容納馬達5，該馬達5帶 有以可從馬達軸5a拆除的方式配合到馬達軸5a的主動齒輪7。容納減速器的 齒輪殼體21在馬達殼體20—側部延伸，該減速器由構成軸向力產生齒輪的齒 輪和齒輪8構成。
覆蓋且支撐容納的齒輪的殼體蓋22配合到馬達殼體20和齒輪殼體21。在 殼體蓋22的外周形成槽以利于和馬達殼體20及齒輪殼體21配合在一起。馬達 殼體20和齒輪殼體21的外周配合到殼體蓋22的外圍槽中，因此將殼體蓋22 配合到馬達殼體20和齒輪殼體21。
殼體蓋22包括第一軸承支撐體22a和第二軸承支撐體22b，第一軸承支撐 體22a突出以容納支撐齒輪8 —部分的支撐軸承9,在第二軸承支撐體22b中， 固定中心齒輪17的端部穿過內環形齒輪12的突起齒輪輪轂12a，該殼體蓋被 定位且突出以容納軸承，如圖3所示。
如圖2所示，整個馬達殼體寬度A通過將具有馬達5的長度的馬達殼體20
的寬度加上具有軸承支撐體22a的殼體蓋22的長度來確定，其中軸承支撐體 22a突出以支撐齒輪8的端部，該齒輪8設置為與通過馬達5旋轉的主動齒輪7 嚙合，且彼此平行。
馬達殼體寬度A通過將殼體蓋22的寬度加上馬達殼體20的寬度來確定。 齒輪8接收由于作為動力源的馬達5而旋轉的主動齒輪7的旋轉力，齒輪8平 行于在其側面的外環形齒輪11，因此馬達殼體寬度A減少，按照將一個主動齒 輪7的寬度加到馬達殼體20的長度而獲得的長度。
在馬達殼體20的側面，齒輪殼體21延伸到馬達殼體20，由齒輪殼體21 形成的齒輪寬度殼體長度C不影響馬達殼體寬度A。
由于在馬達殼體20的側面齒輪殼體21延伸到后側，且設置為穿過外環形 齒輪11的固定中心齒輪17和輸出中心齒輪18位于齒輪殼體21的軸向，齒輪 寬度殼體長度C包含在馬達殼體寬度A中。
一體型殼體的水平尺寸相應于馬達殼體尺寸A， 一體型殼體的縱向尺寸相應于殼體蓋22的齒輪系殼體長度B。齒輪系殼體長度B僅由彼此外接觸的主動 齒輪7、齒輪8和外環形齒輪11的直徑確定。配置成產生輸出扭矩的固定和輸 出中心齒輪17、 18設置為通過內環形齒輪12和行星齒輪16與外環形齒輪11 內接觸，同時容納在齒輪殼體21中。
在依據本發明實施例的電子停車制動器的EPB中，齒輪8和外環形齒輪11 與主動齒輪7在側面平行設置，其中主動齒輪7通過作為動力源的馬達5旋轉， 并且產生輸出扭矩的固定和輸出中心齒輪17、 18設置為通過與外環形齒輪11 內接觸的內環形齒輪12和行星齒輪16在軸向穿過外環形齒輪11，具有馬達5 的一體型殼體的整體長度僅由彼此外接觸的主動齒輪7、齒輪8、外環形齒輪 ll的直徑確定。因此，將由ECU101驅動的馬達5的動力轉換成輸出扭矩的動 力組件4的尺寸縮小，例如，縮小約6mm,從而安裝在車輪上的卡鉗3壓輻板。
為此，如圖3所示，在動力組件4中，減速器緊湊設置在一體型殼體中， 通過由EPB ECU 1控制的馬達5的動力旋轉，該減速器產生用卡鉗3壓輻板的 輸出扭矩。
即，構成減速器的主動齒輪7和與之外接觸的齒輪8位于一體型殼體的馬 達殼體20中。外環形齒輪11與齒輪8外接觸，并且產生輸出扭矩的固定和輸 出中心齒輪17、 18通過行星齒輪16設置為穿過外環形齒輪11的軸心，因此容 納在齒輪殼體21中，該齒輪殼體21在馬達殼體20的側面延伸到馬達殼體20。
一體型殼體的整體長度僅由通過馬達殼體20和齒輪殼體21的寬度獲得的 齒輪系殼體長度B確定。因此，可以更容易地實現減速器的性能并且使一體型 殼體的整體尺寸比沒有減速器的殼體減少約6mm。
如圖l所示，在作為電子停車制動器的EPB中，當操作按鈕的信號輸入到 EPB ECU 1中時，配合到馬達軸5a的主動齒輪7通過由EPB ECU 1驅動的馬 達5的旋轉力而旋轉。
假定在啟動作為電子停車制動器的EPB期間，當停車狀態維持時馬達5正 向旋轉，當停車狀態解除時馬達5反向旋轉。馬達5的反向旋轉是以與馬達5 的正向旋轉相反的方向的操作。因此，將描述正向旋轉的馬達5的停車制動力的產生。
如上所述，在依據馬達5正向旋轉的主動齒輪7的旋轉傳遞到與主動齒輪
7平行接觸的齒輪8之后，外環形齒輪11與齒輪8平行外接觸。此時，隨著馬 達5中產生的旋轉力傳遞到直徑逐漸變大的主動齒輪7、齒輪8和外環形齒輪 11，旋轉速度下降而扭矩增加。
隨后，在外環形齒輪11旋轉的情況下，隨著與壓配在外環形齒輪11中的 內環形齒輪12內接觸的行星齒輪16和內環形齒輪12 —起旋轉，與行星齒輪 16噴合的輸出中心齒輪18也一起旋轉。
固定中心齒輪17的一端固定到蓋殼體22,借此固定中心齒輪17不旋轉從 而起使行星齒輪16旋轉的作用，但是輸出中心齒輪18旋轉以操作最終產生軸 向扭矩、即輸出扭矩啟動卡鉗3。
輸出中心齒輪18的旋轉使螺旋配合到整體形成在輸出中心齒輪18前端的 螺帽中的線性運動單元30運動，即通過輸出中心齒輪18的旋轉使螺旋配合到 螺帽的線性運動單元30的螺桿旋轉。螺桿的旋轉使配合到螺桿端部的螺帽向活 塞3a移動，因此以軸向壓力壓活塞3a。
活塞3a的運動將襯墊3b壓向輻板3c,從而輻板3c被襯墊3b限制。
產生停車制動力的減速器的輸出扭矩通過構成減速器的齒輪的齒輪速比而
進行設計。即需要維持停車制動力的輸出中心齒輪18的輸出扭矩設計為如下關 系(No/Np) x ([Nso(Nsi + Ni)]/Ni(Nso -Nsi)}。該關系根據作用到每種車輛類型
的停車制動力而確定。
這里，Np、 No、 Ni、 Nsi和Nso分別代表主動齒輪7、外環形齒輪11、內 環形齒輪12、固定中心齒輪17和輸出中心齒輪18的齒數。
權利要求
1.一種車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器，其特征在于，該停車制動器包括電子停車制動器電子控制單元，其控制車輛的驅動且通過接收操作按鈕的信號產生用于實現停車的控制信號；動力組件，其包括減速器，外環形齒輪與齒輪的側面平行外接觸，齒輪與主動齒輪的側面外接觸，主動齒輪直接接收馬達的旋轉力，馬達根據電子停車制動器電子控制單元的控制正轉或反轉；和軸向力產生齒輪設置為以軸向穿過外環形齒輪的內部且產生軸向力以將襯墊壓向輻板；和一體型殼體，其中具有馬達和減速器；線性運動單元，其具有通過接收在動力組件中產生的輸出扭矩而前、后線性運動的螺桿；和卡鉗，其安裝為覆蓋輻板，該輻板安裝在車輪上，且在馬達驅動期間，當活塞以由構成線性運動單元的螺桿和螺帽施加的軸向壓力壓襯墊時，該卡鉗實現車輛的停車制動狀態以限制輻板。
2. 如權利要求1所述的車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器,其特征在于， 所述中齒輪的直徑和數量比主動齒輪的大和多，外環形齒輪的直徑和齒數比齒 輪的大和多。
3. 如權利要求l所述的車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器，其特征在于， 所述軸向力產生齒輪包括內環形齒輪，其壓配合于外環形齒輪內部；行星齒 輪，其與內環形齒輪外接觸，設置在軸向以穿過內環形齒輪；固定中心齒輪， 其具有固定到一體型殼體的一端，該固定中心齒輪不旋轉，而與行星齒輪外接 觸；輸出中心齒輪，其通過和行星齒輪一起旋轉而產生輸出扭矩；和推力軸承， 其設置在行星齒輪前端。
4. 如權利要求3所述的車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器，其特征在于， 所述輸出中心齒輪的齒數比固定中心齒輪的多。
5. 如權利要求4所述的車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器,其特征在于，所述輸出中心齒輪的齒數比固定中心齒輪的多一到三個。
6. 如權利要求1所述的車輛中的卡鉗連接型電子停車制動器,其特征在于, 所述一體型殼體包括馬達殼體，其具有馬達，該馬達帶有可拆除的主動齒輪；和齒輪殼體，其在馬達殼體的側面以馬達殼體的長度方向與馬達殼體平行延伸 以容納由外環形齒輪構成的減速器，該外環形齒輪接收主動齒輪的旋轉力，主 動齒輪與齒輪外接觸；和殼體蓋，其覆蓋配合到馬達殼體和齒輪殼體中的減速 器。
全文摘要
本發明提供作為電子停車制動器的EPB，其中齒輪和外環形齒輪在側面平行于主動齒輪設置，主動齒輪通過作為動力源的馬達旋轉，產生輸出扭矩的固定和輸出中心齒輪設置為通過與外環形齒輪內接觸的內環形齒輪和行星齒輪在軸向穿過外環形齒輪，帶有馬達的一體型殼體的整體長度僅由主動齒輪、齒輪和外環形齒輪的直徑確定。因此，將由ECU驅動的馬達的動力轉換成輸出扭矩的動力組件尺寸減少從而安裝到車輪上的卡鉗壓輻板。
文檔編號F16D65/22GK101607551SQ20081017170
公開日2009年12月23日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年6月16日
發明者樸仁煜 申請人:現代摩比斯株式會社