技术领域
[0001] 本公开涉及制动器领域，具体地，涉及一种
盘式制动器及车辆。
背景技术
[0002] 传统的液压或
气动式
制动系统中，存在气液管路复杂、维修困难、布置结构复杂、制动动态响应慢、制动舒适性能较低等明显缺点。例如，在液压制动系统中，在
防抱死制动系统动作时制动
踏板会产生回弹振动现象，影响了制动舒适性能。再如，由于制动踏板机构直接与制动传动装置和制动执行装置相连，因此在车辆发生碰撞时产生的冲击
力会直接通过制动系统传递到
驾驶室内，严重影响了
汽车的安全性能。又如，传统的液压制动系统中因采用了体积较大的
真空制动助力器、
制动主缸、储油器等常规液压制动系统的部件，因此不仅具有结构及装配复杂且体积大、维护困难的问题，而且由于系统中设置有连接相应部件的液压制动管路以及
制动液，需要定期更换液压油和定期检查是否存在液压油
泄漏的问题。基于上述诸多问题，近年来开发有相比于液压或气动式制动系统其结构简单、制动动态响应快且制动舒适性能和安全性能良好的多种
电子机械制动系统。
发明内容
[0003] 本公开的目的是提供一种能够同时实现
行车制动和驻车制动两种功能的盘式制动器。
[0004] 为了实现上述目的，本公开提供一种盘式制动器，包括
制动钳体、第一制动
块、行车制动单元和驻车制动单元，所述驻车制动单元包括驻车
电机和驻车
丝杆机构，所述驻车电机通过驻车丝杆机构驱动所述第一制动块移动以压紧
制动盘。
[0005] 可选地，所述盘式制动器为
浮钳盘式制动器，所述盘式制动器还包括第二制动块，所述第一制动块和第二制动块分别位于所述制动盘两侧，所述第二制动块安装在所述制动钳体上。
[0006] 可选地，所述驻车制动单元还包括用于推动所述第一制动块移动的
推杆，所述驻车电机通过所述驻车丝杆机构驱动所述推杆移动。
[0007] 可选地，所述盘式制动器还包括
连杆机构，所述驻车丝杆机构的输出力通过所述连杆机构增大后传递给所述推杆。
[0008] 可选地，所述驻车丝杆机构包括驻车丝杆和套装在所述驻车丝杆上的驻车
螺母，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第一
基座，所述第一连杆沿所述驻车丝杆的轴向延伸，所述第一连杆的第一端与所述驻车螺母相连，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端铰接，所述第二连杆的第二端与所述第三连杆的第一端铰接，所述第三连杆的第二端与所述第一基座铰接，所述第一基座固定于所述制动钳体，所述推杆的一端连接于所述第三连杆的中部，另一端用于推动所述第一制动块，所述第一连杆与所述推杆垂直。
[0009] 可选地，所述连杆机构还包括第四连杆、第五连杆、第二基座和
支撑杆，所述第一连杆的第二端、所述第二连杆的第一端以及所述第四连杆的第一端铰接在一起，所述第四连杆的第二端与所述第五连杆的第一端铰接，所述第五连杆的第二端与所述第二基座铰接，所述第二基座固定于所述制动钳体，所述支撑杆的一端连接于所述第五连杆的中部，另一端支撑在所述制动钳体上，所述第四连杆和所述第二连杆关于所述第一连杆对称布置，所述第五连杆和所述第三连杆关于所述第一连杆对称布置。
[0010] 可选地，所述行车制动单元包括行车电机、行车减速机构和行车丝杆机构，所述行车电机为外
转子电机，所述行车电机的
定子具有沿轴向延伸的空腔，所述行车丝杆机构包括行车丝杆和套装在所述行车丝杆上的行车螺母，所述行车丝杆贯穿所述空腔，所述行车电机的转子通过所述行车减速机构驱动所述行车丝杆旋转，以使所述行车螺母沿所述行车丝杆轴向移动，从而推动所述第一制动块移动以压紧制动盘。
[0011] 可选地，所述行车丝杆机构为滚动丝杆机构。
[0012] 可选地，所述行车丝杆形成为中空杆，所述推杆穿设于所述行车丝杆。
[0013] 可选地，所述盘式制动器还包括
活塞，所述活塞滑动配合在所述空腔的一端，所述行车螺母和所述推杆均通过所述活塞推动所述第一制动块移动。
[0014] 可选地，所述活塞与所述空腔的内壁之间设置有
密封圈。
[0015] 可选地，所述驻车制动单元还包括电磁
离合器，当所述电磁离合器失电时，所述电磁离合器接合以
锁止所述电机轴；当所述电磁离合器得电时，所述电磁离合器分离以释放所述电机轴。
[0016] 可选地，所述电磁离合器包括电磁
铁、平移
摩擦片和旋转摩擦片，所述电
磁铁包括定铁芯、动铁芯和作用于所述动铁芯的驱动
弹簧，所述旋转摩擦片与所述电机轴连接，所述平移摩擦片能够由所述动铁芯驱动。
[0017] 可选地，所述电磁离合器还包括离合器壳体、外座圈和内座圈，所述内座圈与所述电机轴
花键连接，所述旋转摩擦片设置在所述内座圈上，所述离合器壳体相对于所述制动钳体固定，所述外座圈与所述离合器壳体的内壁花键连接，所述平移摩擦片设置在所述外座圈上。
[0018] 可选地，所述驻车丝杆机构包括驻车丝杆和套装在所述驻车丝杆上的驻车螺母，所述驻车丝杆的
螺纹升
角小于自锁角。
[0019] 可选地，所述驻车制动单元还包括驻车减速机构，所述驻车电机通过所述驻车减速机构传动连接于所述驻车丝杆机构。
[0020] 在本公开的制动器中，由于设置有行车制动单元和驻车制动单元，使得该制动器能够同时实现行车制动和驻车制动两种功能，功能集成度高，结构紧凑，占用空间小。另外，通过驻车电机和驻车丝杆机构，使得能够实现电动驻车功能，相比于液压或气动驻车，制动响应更快，安全性更好。
[0021] 本公开还提供一种车辆，包括如上所述的盘式制动器。
[0022] 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0023] 附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0024] 图1是根据本公开的一种实施方式的盘式制动器的剖视图；
[0025] 图2至图4分别是图1的局部放大图；
[0026] 图5和图6是根据本公开的另一种实施方式的盘式制动器的剖视图，其中，图5中示出了完整的制动钳体，图6中省略了部分制动钳体。
具体实施方式
[0027] 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0028] 在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“左、右”通常是指相应附图的图面方向的左、右，这些方位词的使用仅是为了便于描述，不能视为对本公开的限制。
[0029] 根据本公开的一个方面，提供一种盘式制动器，如图1和图5所示，包括制动钳体10、第一制动块31、行车制动单元和驻车制动单元，第一制动块31和第二制动块32分别位于制动盘20的两侧。其中，行车制动单元包括行车电机40和行车丝杆机构60，行车电机40通过行车丝杆机构60驱动第一制动块31移动以压紧制动盘20。驻车制动单元包括驻车电机110和驻车丝杆机构130，驻车电机110通过驻车丝杆机构130驱动第一制动块31移动以压紧制动盘20。
[0030] 本公开的盘式制动器可以为定钳盘式制动器，也可以为浮钳盘式制动器。
[0031] 在本公开的盘式制动器为浮钳盘式制动器的情况下，所述制动器还包括第二制动块32，该第二制动块32安装在制动钳体10上，制动钳体10可以相对于制动盘20轴向移动。具体地，以行车制动为例，如图1和图2所示，执行行车制动时，行车电机40驱动行车丝杆61旋转，以使套装在行车丝杆61上的行车螺母62向右移动，从而推动第一制动块31也向右移动并压紧到制动盘20上，于是制动盘20给行车螺母62一个向左的反作用力，使行车螺母62连同制动钳体10整体向左移动，直到第二制动块32也压靠到制动盘20上。这时两侧的制动块都压在制动盘20上，从而夹紧制动盘20，产生阻止
车轮转动的
摩擦力矩，实现行车制动。
[0032] 可选地，行车丝杆机构60可以为滚动丝杆机构。在采用滚动丝杆机构的情况下，螺母62和丝杆61之间设置有
滚动体，例如滚珠或滚柱。进一步地，丝杆机构60可以为行星滚柱丝杆机构。相比于其他丝杆机构，行星滚柱丝杆机构具有承受
载荷大、抗冲击能力强、传动
精度高、使用寿命长的优点。
[0033] 另外，还可选地，行车丝杆机构60可以为滚珠丝杆机构。采用滚珠丝杆机构的有益效果与上述采用行星滚柱丝杆的效果类似，在此为了避免重复，省略对其的说明。但本公开并不限定于此，行车丝杆机构60还可以采用滑动丝杆机构等。当采用滑动丝杆机构时，可以使行车丝杆的螺纹升角大于自锁角，以保证螺旋副不会发生自锁，从而在解除制动时能够通过制动盘对制动块的作用力实现行车螺母的回位。
[0034] 在一种实施方式中，如图2和图6所示，行车电机40可以为外转子电机，行车电机40的定子41具有沿轴向延伸的空腔411，行车丝杆机构60包括行车丝杆61和套装在行车丝杆61上的行车螺母62，行车丝杆61贯穿空腔411，行车电机40的转子42通过行车减速机构50驱动行车丝杆61旋转。在这种实施方式中，通过将行车丝杆机构60集成在行车电机40的内部，使得制动器结构更紧凑、占用空间更小，便于在整车上安装布置。
[0035] 行车减速机构50可以为任意适当类型的减速机构，只要能够将行车电机40的输出转矩减速增矩后传递给行车丝杆61即可。在一种实施方式中，如图2和图6所示，行车减速机构50可以为第一行星
齿轮减速机构，该第一行星齿轮减速机构包括第一
太阳轮51、第一
行星轮52、第一
行星架53和第一齿圈54，其中，第一太阳轮51与行车电机40的转子42连接，第一行星架53与行车丝杆61连接，第一齿圈54固定于制动钳体10内。
[0036] 可选地，行车丝杆61上可以安装有推力
轴承70。在一种实施方式中，如图2和图6所示，行车丝杆61上形成有台阶面，
推力轴承70设置在台阶面和第一行星架53之间。当制动块夹紧制动盘20时，第一行星架53通过推力轴承70向行车丝杆61施加轴向力以平衡制动盘20对行车丝杆61的反作用力，保证行车丝杆61受力平衡。
[0037] 在一种实施方式中，所述盘式制动器还可以包括活塞90，该活塞90滑动配合在空腔411的一端，行车减速机构50设置在空腔411的另一端并与行车丝杆61相连，行车螺母62通过活塞90推动第一制动块31移动。在这种实施方式中，活塞90将空腔411的内部与外界隔开，使得行车丝杆机构60处在一个相对密闭的环境中，避免受到外界
水、杂质的侵蚀，延长了制动器的使用寿命。
[0038] 为了避免对活塞90的运动形成阻力，活塞90可以与空腔411间隙配合，也就是说，空腔411的直径可以略大于活塞90的直径。在这种情况下，为了保证
密封性，可以在活塞90与空腔411的内壁之间(参见图2)或者活塞与制动钳体10之间(参见图6)设置密封圈100。
[0039] 这里，行车螺母62可以通过螺接、
焊接、胶接等方式与活塞90固定在一起。然而，为了避免在连接处产生
应力集中，在一种实施方式中，行车螺母62与活塞90不连接，执行行车制动时，行车螺母62推动活塞90移动，活塞90再推动第一制动块31压紧到制动盘20上。活塞90可以呈一端封闭另一端开放的筒状结构，行车螺母62可以设置在活塞90内且与活塞90的内壁间隙配合，执行行车制动时，行车螺母62的推力作用在活塞90的封闭端以推动活塞90朝向制动盘20移动。
[0040] 在一种实施方式中，驻车制动单元还可以包括用于推动第一制动块31移动的推杆150，驻车电机110可以通过驻车丝杆机构130驱动推杆150移动，利用推杆150推动第一制动块31压紧制动盘20。在这种情况下，进一步地，行车丝杆61可以形成为中空杆，即，行车丝杆
61内形成有沿轴向延伸的轴孔，行车丝杆61贯穿行车减速机构50的中心，推杆150从行车丝杆61的轴孔中穿过，推杆150也通过活塞90推动第一制动块31。通过将推杆150集成在行车丝杆61的内部，使得既可以利用行车丝杆61对推杆150的运动进行导向，又能够进一步提高制动器的结构紧凑性。
[0041] 为了增大驻车制动力，可以在驻车螺母机构130和推杆150之间设置增力机构，以将驻车螺母机构130的输出力放大后传递给推杆150。
[0042] 增力机构可以为任意适当的形式。在一种实施方式中，如图1和图3所示，增力机构可以为连杆机构140。具体地，连杆机构140可以包括第一连杆141、第二连杆142、第三连杆143和第一基座144，其中，第一连杆141沿驻车丝杆131的轴向延伸，第一连杆141的第一端与驻车螺母132相连，第一连杆141的第二端与第二连杆142的第一端铰接，第二连杆142的第二端与第三连杆143的第一端铰接，第三连杆143的第二端与第一基座144铰接，第一基座
144固定于制动钳体10，推杆150的一端连接于第三连杆143的中部，另一端用于推动第一制动块31，第一连杆141与推杆150垂直。执行驻车制动时，驻车电机110通过驻车减速机构120驱动驻车丝杆131旋转，使得套装在驻车丝杆131上的驻车螺母132向上移动，从而带动第一连杆141向上移动，第一连杆141通过第二连杆142带动第三连杆143向右摆动，从而驱动连接在第三连杆143上的推杆150向右移动，推杆150推动活塞90向后移动，活塞90推动第一制动块31向右移动并压紧到制动盘20上。
[0043] 在上述实施方式中，连杆机构140一方面能够放大驻车丝杆机构130的输出力，另一方面能够将驻车丝杆机构130竖直方向的输出力转变为水平方向传递给推杆150，从而能够允许行车电机40和驻车电机110垂直布置，减小制动器占用的空间。
[0044] 进一步地，连杆机构140还可以包括第四连杆145、第五连杆146、第二基座147和支撑杆148，其中，第一连杆141的第二端、第二连杆142的第一端以及第四连杆145的第一端铰接在一起，第四连杆145的第二端与第五连杆146的第一端铰接，第五连杆146的第二端与第二基座147铰接，第二基座147固定于制动钳体10，第四连杆145和第二连杆142关于第一连杆141对称布置，第五连杆146和第三连杆143关于第一连杆141对称布置，支撑杆148的一端连接于第五连杆146的中部，另一端支撑在制动钳体10的内壁上。这里，通过设置第四连杆145和第五连杆146，使得连杆机构140形成为对称结构，从而能够提高连杆机构140的运动协调性及灵活性，避免卡滞。当执行驻车制动时，支撑杆148向连杆机构140施加向后的支撑力以平衡推杆150对连杆机构140的反作用力，保证连杆机构140受力平衡，增加连杆机构
140的
稳定性。
[0045] 为了增大受力面积，提高支撑杆148的稳定性，支撑杆148可以连接于
垫块149，并通过该垫块149支撑在制动钳体10的内壁上。
[0046] 在另一种实施方式中，如图5和图6所示，增力机构可以为杠杆机构160。具体地，杠杆机构160可以包括杠杆161和
支点162，杠杆161围绕支点162可转动地支撑在制动钳体10内，杠杆161的两端分别铰接于驻车螺母132和推杆150，驻车螺母132与支点162之间的距离可以大于推杆150与支点162之间的距离，以使得驻车丝杆机构130的输出力通过杠杆机构160放大后传递给推杆150。在这种实施方式中，如图6所示，行车电机40和驻车电机110可以平行布置，以此能够缩短制动器的轴向尺寸，便于在整车上安装布置。
[0047] 驻车减速机构120可以为任意适当类型的减速机构，只要能够将驻车电机110的输出转矩减速增矩后传递给驻车丝杆131即可。在一种实施方式中，如图3和图6所示，驻车减速机构120可以为第二行星齿轮减速机构，该第二行星齿轮减速机构包括第二太阳轮121、第二行星轮122、第二行星架123和第二齿圈124，其中，第二太阳轮121与驻车电机110的电机轴111连接，第二行星架123与驻车丝杆131连接，第二齿圈124固定于制动钳体10内。
[0048] 为了保证驻车电机110失电后，驻车螺母132仍能保持在实现驻车制动的
位置，在一种实施方式中，如图1和图4所示，驻车制动单元还可以包括电磁离合器80，电磁离合器80安装在驻车电机110的电机轴111上，通过电磁离合器80对电机轴111的锁止来保持驻车制动状态。
[0049] 具体地，当电磁离合器80失电时，电磁离合器80接合以抱死驻车电机110的电机轴111，使得驻车丝杆131不能转动，从而使驻车螺母132保持在实现驻车制动的位置，不能移动，进而使推杆150保持对第一制动块31的推力，保持驻车制动状态。当电磁离合器80得电时，电磁离合器80分离以释放电机轴111。
[0050] 可选地，电磁离合器80可以包括离合器壳体81、电磁铁、平移摩擦片85、旋转摩擦片86、外座圈87和内座圈88。其中，离合器壳体81相对于制动钳体10固定，电磁铁可以包括定铁芯82、动铁芯83和作用于动铁芯83的驱动弹簧84。内座圈88与电机轴111通过花键滑动连接，旋转摩擦片86设置在内座圈88上以能够在电机轴41的带动下旋转。外座圈87与离合器壳体81的内壁通过花键滑动连接，平移摩擦片85设置在外座圈87上以能够沿电机轴111的轴向平移。定铁芯82和动铁芯83可以形成为环状结构，并且动铁芯83套设在电机轴111的外部，定铁芯82套设在动铁芯83的外部，以使制动器的结构更紧凑，轴向尺寸更小。当电磁铁失电时，定铁芯82与动铁芯83之间的磁吸力消失，动铁芯83在驱动弹簧84的作用下向右移动，并推动平移摩擦片85和旋转摩擦片86接合，二者之间的摩擦力使得电机轴111被抱死；当电磁铁得电时，定铁芯82与动铁芯83之间产生磁吸力，使得动铁芯83复位的同时压缩驱动弹簧84，平移摩擦片85和旋转摩擦片86分离，二者之间的摩擦力消失从而解除对电机轴111的锁止。
[0051] 行车过程中需要执行驻车制动功能时，驻车电机110得电，并依次通过驻车减速机构120、驻车丝杆机构130和增力机构驱动推杆150移动，推杆150推动制动块夹紧制动盘20，达到驻车要求时(例如，驻车制动力达到目标制动力，且驻车制动力从零增大至目标制动力所用的时间小于预设时间)，驻车电机110失电，电磁离合器80工作以抱死驻车电机110的电机轴111，保持驻车制动力，执行驻车制动功能。解除驻车制动时，电磁离合器80丢掉抱死力，释放电机轴111。
[0052] 在采用电磁离合器80的情况下，驻车丝杆机构130可以任意选用滚动丝杆机构或滑动丝杆机构。具体地，驻车丝杆机构130可以选用行星滚柱丝杆机构或滚珠丝杆机构。关于行星滚柱丝杆机构和滚珠丝杆机构的优点前文已经描述，在此不再赘述。
[0053] 为了保证驻车电机110失电后，驻车螺母132仍能保持在实现驻车制动的位置，在另一种实施方式中，驻车丝杆机构130可以为滑动丝杆机构，并且驻车丝杆131的螺纹升角小于自锁角，以使驻车丝杆机构130具有单向自锁功能。在这种情况下，当驻车电机110失电时，通过驻车丝杆机构130的自锁功能使得驻车螺母132不能移动，仍然保持在实现驻车制动的位置，由此推杆150仍然保持对第一制动块31的推力，使得制动块保持夹紧制动盘20。
[0054] 在本公开中，制动钳体10可以一体成型，也可以由分体成型的多个部分连接而成。在图1示出的实施方式中，制动钳体10一体成型。在图5示出的实施方式中，制动钳体10包括第一部分101和第二部分102，第一部分101和第二部分102例如可以通过
紧固件连接，第二制动块32安装在第一部分101上，行车电机40、行车减速机构50、驻车电机110、驻车减速机构120、杠杆机构160均设置在第二部分102的内部，第一部分101上设置有供活塞90穿过的导向孔，密封圈100设置在活塞90和该导向孔的内壁之间。
[0055] 以下结合附图详细描述一下根据本公开的一种实施方式的盘式制动器的工作原理。
[0056] 行车制动时，驻车电机110不工作，行车电机40的转子42通过行车减速机构50驱动行车丝杆61旋转，以使套装在行车丝杆61上的行车螺母62向右移动，从而推动第一制动块31也向右移动并压紧到制动盘20上，于是制动盘20给行车螺母62一个向左的反作用力，使行车螺母62连同制动钳体10整体向左移动，直到第二制动块32也压靠到制动盘20上，这时两侧的制动块都压在制动盘20上，从而夹紧制动盘20，产生阻止车轮转动的摩擦力矩，实现行车制动。
[0057] 驻车制动时，行车电机40不工作，驻车电机110依次通过驻车减速机构120、驻车丝杆机构130和增力机构驱动推杆150移动，推杆150推动制动块夹紧制动盘20，达到驻车要求时，驻车电机110失电，电磁离合器80失电以抱死驻车电机110的电机轴111，保持驻车制动力，实现驻车制动。需要解除驻车制动时，电磁离合器80得电以释放驻车电机110的电机轴111，驻车制动力消失。
[0058] 根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆包括如上所述的盘式制动器。
[0059] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0060] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0061] 此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
