制动系统的电控建压模块的制作方法

1.本实用新型属于制动系统技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种制动系统的电控建压模块。


背景技术：

2.近年来，随着电子技术的发展，机电一体化技术及产品在车辆上得到大规模的应用，其中，由电控驱动的助力器已经逐渐取代了传统的机械式真空助力器。电控驱动助力器的建压模块至少包括无刷电机和直线驱动机构，电机提供扭矩，由直线驱动机构将电机的旋转运动转化为柱塞的直线运动，柱塞推动增压缸内的制动液产生液压力，驱动轮端的制动钳进而产生制动力。
3.现有技术中，常见的电控建压模块的形式主要分为两种：方案一：至少包含电机+蜗轮蜗杆+齿轮齿条；方案二：至少包含电机+滚珠丝杠；
4.其中，方案二采用空心电机直驱滚珠丝杠，在结构上更加精巧，易于整车布置；同时整体传动效率高，建压能力大，因此在方案选用和整车布置上相比于方案一更有优势。但是，目前采用方案二的专利中，仍存在着结构复杂或轴向尺寸大，以及零部件数量多，导致柱塞与建压缸的同轴度偏差大的问题。
5.公开号为cn102483142a的专利文献公开了一种线性单元，电机转子与丝杠轴连接，在电机转子和丝杠轴之间设置罐装部件，利用罐装部件的结构将丝杠轴限定为只能旋转，将螺母限定为只能轴向移动，在丝杠轴径向和轴向方向均设置了轴承。该方案存在的问题是，从螺母端面到电机壳体尾部之间的距离长，该部分结构的空间没有被完全利用，在同等的空间内，可用于布置丝杠轴螺纹的空间受限，导致滚珠丝杠组件的行程短，从而导致系统排液量低。如果为了提高排液量，需要增加螺纹长度，又会导致建压模块的轴向长度增加，并且，该方案将电机端子和传感器设置在电机尾部，也增加了轴向长度。
6.公开号为cn108137025a的专利文献公开了一种机电致动器，电机转子与丝杠轴连接，电机转子外圈仅设置单个轴承。该专利方案在实际应用中存在的问题是：第一，电机转子需同时装配转子铁芯、轴承、锁紧螺母、丝杠轴及其防转结构，电机转子的强度需要做到很高，同时结构复杂，成本高。第二，为了满足单个轴承的安装和固定，在电机壳体尾部开孔，利用异形的电机壳体固定轴承外圈；利用锁紧螺母和丝杠轴凸台固定轴承内圈，同时还需安装端盖和密封圈，结构复杂，零部件数量多。第三，同样存在专利一中螺纹长度受限的问题，该方案为了弥补建压行程短、排液量低的缺陷，在柱塞端部安装小活塞，通过阀和其他结构件设计，将建压模块设计为双向建压结构，增加排液量，但是会导致减压模块的结构变的复杂，增加成本，并没有从根本上解决问题。
7.公开号为cn109774693a的专利文献公开了一种主动建压机构，授权公告号为cn211239582u的专利文献公开了一种汽车刹车系统用高速直流无刷电机，也存在上述问题，同时，该专利文献公开的方案中的电机转子和滚珠丝杠组件仅一端固定，另一端没有固定支撑，相当于一个悬臂梁结构，对电机转子和轴承的要求更高。
8.因此，如何简化建压模块的结构布置，提高排液量或降低整体的轴向长度是一个难题。
9.其次，电机和建压阀体一般用螺钉固定，而电机转子的动力需要传递至柱塞，进而在建压缸内推动制动液产生液压力，柱塞与建压缸的配合要求高，电机转子与柱塞之间通过多个零件连接，因螺纹副的配合误差或配合端面的加工误差等因素，会导致电机转子与柱塞的不同轴，该不同轴现象体现为两个零件的轴线相互平行但不同轴，或两个零件的轴线相交并呈一定的角度，不同轴的现象会导致柱塞与建压缸内壁之间产生摩擦，甚至出现拉缸现象。
10.因此，如何简化建压模块的结构布置，提高排液量或降低整体的轴向长度，以及提高电机与传动件的同轴度是一个难题。


技术实现要素：

11.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种制动系统的电控建压模块，目的是简化建压模块的结构布置，缩短轴向长度，同时提高同轴度。
12.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：制动系统的电控建压模块，包括电机转子、电机壳体、联轴器和滚珠丝杠组件，电机壳体上安装有第一轴承，滚珠丝杠组件包括丝杠轴和螺母，设置一联轴器，联轴器与所述丝杠轴和所述电机转子连接，联轴器具有腔体，该腔体的一部分位于第一轴承的内圈中，所述螺母的一部分位于联轴器的腔体内。
13.所述的制动系统的电控建压模块还包括柱塞，所述螺母与柱塞连接，柱塞上设置第一内锥面，螺母上设置于与第一内锥面相接触的第一外锥面。
14.所述柱塞与所述螺母为螺纹连接。
15.所述丝杠轴的端部与所述联轴器为锥孔配合，丝杠轴上设置第二外锥面，联轴器上设置于第二外锥面相接触的第二内锥面。
16.所述丝杠轴的端部与所述联轴器通过铆接固定轴向位置，铆接方式为滚铆或者翻铆。
17.所述丝杠轴的端部与所述联轴器为过盈配合，丝杠轴端部为光轴、具有滚花或具有花键。
18.所述丝杠轴的端部与所述联轴器通过压装铆环固定轴向位置，丝杠轴的端部具有一段与铆环内圈匹配的锥形段。
19.所述第一轴承的内圈与所述联轴器集成为一体。
20.所述电机壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体上安装有第一轴承，第一轴承套设于所述联轴器上，第二壳体上安装有第二轴承，第一壳体与第二壳体连接并形成容纳电机本体的腔体。
21.所述螺母和所述联轴器上均设置有相互匹配以进行周向限位的止转凸台。
22.所述联轴器上的止转凸台通过压装金属销形成，或者止转凸台与联轴器集成为一体。
23.所述螺母上设置导向结构，导向结构位于所述联轴器的腔体外，导向结构与止转套配合。
24.所述导向结构为沿周向均布的凸台或凹槽，凸台或凹槽的数量为3～5个；导向结构由冷挤压或机加形成，导向结构的外径比位于所述联轴器的腔体内的螺母的部分的外径大，导向结构的内径比所述柱塞的外径大。
25.所述滚珠丝杠组件为内循环滚珠丝杠。
26.本实用新型的制动系统的电控建压模块，通过锥面的设置形成自调心结构，保证结构的可靠度和同轴度要求；通过结构设计，最大化的缩短滚珠丝杠组件的行程起始点至电机壳体端面的距离，从而最大化滚珠丝杠的有效行程，降低轴向尺寸。
附图说明
27.本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
28.图1是实施例一的制动系统的电控建压模块的结构示意图；
29.图2是实施例一中滚珠丝杠组件的结构示意图；
30.图3是实施例一中滚珠丝杠组件与联轴器的结构示意图；
31.图4是实施例一中丝杠轴与联轴器的结构示意图；
32.图5是实施例二中滚珠丝杠组件与联轴器的结构示意图；
33.图6是实施例三中丝杠轴与联轴器的结构示意图；
34.图中标记为：
35.1、电控建压模块；2、电机本体；3、电机定子；4、电机转子；5、第一轴承；6、滚珠丝杠组件；6a、丝杠轴；6b、螺母；7、联轴器；8、第一壳体；9、第二壳体；10、第二轴承；11、柱塞；12、止转销；13、铆环；14、止转套。
具体实施方式
36.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
37.本实用新型主要提出一种制动系统的电控建压模块，其主要结构为：包括电机本体、电机壳体和滚珠丝杠组件，第一壳体与第二壳体连接并形成容纳电机本体的半封闭腔体，设置有单一联轴器，通过联轴器连接电机转子和丝杠轴，将电机转子的力传递丝杠轴，第一壳体内安装有第一轴承，第一轴承设置在联轴器外侧，或联轴器与第一轴承集成，联轴器具有腔体，该腔体的至少部分位于第一轴承的内圈中，螺母的至少部分位于联轴器的腔体中。
38.该电控建压模块具有如下特点：
39.1.最大化利用电机内的空间，降低轴向长度或提高排液量：
40.一般来说，建压模块的轴向长度直接影响到在整车上的布置难度，因此要求建压模块越短越好。
41.现有技术中，通常将滚珠丝杠组件布置在电机本体内部，如公开号为cn102483142a的专利文献中公开的方案存在的问题是：滚珠丝杠组件与电机本体的连接结构复杂，从螺母端面至电机壳体端面的距离很长，该部分结构占用了电机本体的较大一部分轴向空间，导致丝杠轴的螺纹长度短，进而导致滚珠丝杠组件的行程短，系统排液量低，
如果增加丝杠轴的螺纹长度，又会导致建压模块的轴向长度增加。
42.本实用新型中，通过联轴器连接丝杠轴与电机转子，联轴器外侧设置第一轴承，第一轴承安装在第一壳体内，联轴器具有腔体，该腔体至少部分位于第一轴承的内孔中；当螺母移动至一端的极限位置时，螺母的至少部分位于联轴器的腔体内。
43.通过简化滚珠丝杠组件与电机转子的连接结构，将第一轴承、联轴器和螺母在轴向空间上重叠布置，最大化的缩短螺母端面至电机壳体端面之间的距离，在电机长度一定的条件下，能够将滚珠丝杠组件的行程做到最大化，从而提高排液量。也可以在排液量一定的条件下，将丝杠轴的长度做到最短，从而缩短整体轴向长度。
44.2.零部件集成，结构简单紧凑，能够减少零件种类，简化装配工艺：
45.为了解决上述建压行程与轴向尺寸的矛盾，如公开号为cn108137025a的专利文献公开的方案中通过增加阀和结构件的设计，将建压模块设计成可双向建压结构，能够在有限的滚珠丝杠行程内，产生足够大的排液量，但是该方案会导致建压模块的整体结构复杂化，增加装配工序，进而导致成本的上升。
46.通过本实用新型的方案，在不增加电机轴向长度的前提下，能够将滚珠丝杠组件的行程做到很大，系统排液量能够满足大多数乘用车的使用要求，并且再通过零部件集成等设计，能够进一步简化建压模块的结构及其装配工艺：
47.(1)通过单一联轴器连接电机转子和丝杠轴，联轴器外侧设置有第一轴承，或联轴器与轴承集成为一体，即通过一个具有特殊内圈的轴承直接连接电机转子与丝杠轴，能够减少一步装配工序和装配误差。
48.(2)当螺母回退至极限位置时，螺母的至少一部分位于联轴器的腔体内，而位于联轴器腔体外的部分则设置有导向结构，在降低轴向长度的同时，充分的利用空间。该导向结构与螺母外侧的止转套配合，将螺母限定为只能轴向移动而不能旋转，导向结构优选的与螺母集成为一体。
49.(3)柱塞为一个简单的罐装结构，不需要再额外安装活塞等结构。
50.(4)电机壳体由两部分组成，电机本体、滚珠丝杠组件和轴承等零部件可以从电机壳体的开口端全部装入，电机尾部不需要开孔，省去了额外的端盖和密封结构。
51.3.采用硬连接+自调心结构，保证结构的可靠度和同轴要求：
52.本实用新型中，联轴器为硬质材料，联轴器与电机转子采用焊接连接，联轴器内孔与丝杠轴之间通过过盈压装或铆接等硬连接方式固定，螺母与柱塞之间通过螺纹连接，整个动力传递路线的连接方式简单可靠，不需要复杂的装配工艺。
53.丝杠轴端部与联轴器内孔优选的设置有相互匹配的锥面，螺母端部与柱塞内孔优选的设置有相互匹配的锥面，利用锥面配合的自调心功能，能够保证各部件之间安装后的同轴要求。
54.综上所述，本实用新型通过将滚珠丝杠组件和电机本体在轴向方向上重叠布置，滚珠丝杠组件的行程起始点至电机壳体端面的距离能够做到最短，将滚珠丝杠组件与电机转子的连接结构、传感器等部件设置在滚珠丝杠螺纹滚道的周边，不会额外的占用轴向空间；其次，在保证足够排液量或轴向长度前提下，将零部件集成，减少零件种类；采用硬连接和锥面定心结构，保证连接结构的可靠度和同轴要求。因此，本实用新型中的电控建压模块结构简单紧凑，零部件数量少，能够降低轴向长度或提高排液量。
55.以下结合具体实施案例进行说明。
56.实施例一：
57.如图1至图3所示，本实施例的制动系统的电控建压模块至少包括电机本体2、电机壳体、滚珠丝杠组件6、联轴器7、轴承和柱塞11。其中，电机本体2至少由电机定子3和电机转子4组成，电机转子4至少由支撑件和安装在支撑件上的铁芯部件组成，支撑件为中空圆柱状结构，该电机为无刷电机，具体结构为现有成熟技术，在此不做赘述。
58.电机壳体包括第一壳体8和第二壳体9，电机壳体通过拉伸形成，材料为金属板。第一壳体8与第二壳体9之间通过焊接固定，形成容纳电机本体2和滚珠丝杠组件6等零部件的半封闭腔体。
59.联轴器7为单一联轴器7，联轴器7的材料为碳钢，联轴器7的端部与电机转子4通过焊接固定。联轴器7为内部中空的结构，联轴器7与丝杠轴6a连接，丝杠轴6a插入联轴器7的内孔中，联轴器7将电机转子4的力传递至丝杠轴6a。联轴器7还具有腔体，该腔体与内孔连通，螺母6b的一部分位于联轴器7的腔体内。
60.轴承包括第一轴承5和第二轴承10，第一轴承5安装在第一壳体8的内部端部，第一轴承5内圈套装在联轴器7外圈上，第一轴承5为四点接触球轴承；第二轴承10安装在第二壳体9内，第二轴承10内圈压装在电机转子4的支撑件外圈上，第二轴承10为标准滚珠轴承。第一壳体8与第二壳体9通过焊接固定，联轴器7与电机转子4通过焊接固定，两端均设置轴承，利用两个支点形成对电机转子4强有力的支撑作用，能够保证电机转子4持续稳定的运转，提高建压模块的稳定性。
61.滚珠丝杠组件6至少包括丝杠轴6a和螺母6b，该滚珠丝杠组件6为内循环式滚珠丝杠。丝杠轴6a由螺纹部和连接部组成，在本实施例中，丝杠轴6a的连接部为圆台形状，丝杠轴6a的端部与联轴器7为锥孔配合，丝杠轴6a上设置第二外锥面，联轴器7上设置于第二外锥面相接触的第二内锥面。第二内锥面位于联轴器7的内孔中，第二外锥面为位于丝杠轴6a的一端的外表面，第二内锥面和第二外锥面均为圆锥面，第二内锥面和第二外锥面与丝杠轴6a和联轴器7为同轴，因此联轴器7的内孔与丝杠轴6a的连接部具有相互匹配的锥面，丝杠轴6a与联轴器7通过该锥面能够保证连接的同轴要求。丝杠轴6a的端部具有薄壁结构，用于向外侧翻铆，固定丝杠轴6a与联轴器7。
62.柱塞11为一种罐状结构，螺母6b与柱塞11通过螺纹连接，并且，柱塞11上设置第一内锥面，螺母6b上设置于第一内锥面相接触的第一外锥面，第一内锥面和第一外锥面均为圆锥面，第一内锥面和第一外锥面与螺母6b和柱塞11为同轴。因此，在柱塞11和螺母6b用于连接的螺纹一侧具有相互匹配的锥面，柱塞11与螺母6b通过该锥面保证连接的同轴要求。通过联轴器7与丝杠轴6a、螺母6b与柱塞11之间的锥面配合，能够保证动力传递路线中，各部件之间的同轴要求。
63.螺母6b的一部分位于联轴器7的腔体内，联轴器7腔体的一部分位于第一轴承5的内圈中，将螺母6b、联轴器7和第一轴承5的在轴向空间上交错布置，能够缩短螺母6b端面至第一壳体8的端面的距离，从而将滚珠丝杠组件6的行程做到最大化。
64.联轴器7与螺母6b上设置有一对相对配合的止转凸台，用于防止螺母6b回退到底时与联轴器7端面卡死，联轴器7上设置的止转凸台的一个侧边与螺母6b上设置的止转凸台的一个侧边贴合在一起时，该贴合位置为螺母6b相对于丝杠轴6a或联轴器7的极限位置。本
实施例中，联轴器7上的止转凸台通过压装金属销形成，螺母6b上的止转凸台与螺母6b为一体制成。
65.螺母6b的一部分位于联轴器7的腔体之外，螺母6b上设置导向结构，导向结构位于联轴器7的腔体外，导向结构与止转套14配合，柱塞11插入止转套14的中心孔中。导向结构为沿周向均布的凹槽，数量为3个，导向结构与螺母6b一同在成型工艺中形成，导向结构的外径比螺母6b上位于联轴器7腔体内的部分的外径大，导向结构的内径比柱塞11的外径大。导向结构与柱塞11外侧设置的止转套14配合，止转套14上具有与导向结构相匹配的凸台，通过止转套14与导向结构的配合，将螺母6b限定为只能轴向移动，而不能旋转。
66.实施例二：
67.如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：将联轴器7与第一轴承5的内圈集成为一体，即通过一个具有特殊内圈的轴承，直接连接电机转子4和丝杠轴6a，通过零部件集成能够降低一步装配工序和装配误差。
68.如图5所示，丝杠轴6a的端部形成有翻边结构，翻边结构位于联轴器7的外部，翻边结构与联轴器7的端面相接触，翻边结构用于固定丝杠轴6a与联轴器7的轴向位置。
69.实施例三：
70.如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于：丝杠轴6a与联轴器7的内孔为直孔过盈配合，丝杠轴6a的端部可以为光轴，或者丝杠轴6a的端部设置滚花，或者丝杠轴6a的端部设置花键。另外，丝杠轴6a端部具有一小段锥形段，该锥形段与铆环13配合，铆环13固定设置在锥形段上，铆环13与联轴器7的端面相接触，铆环13用于固定丝杠轴6a与联轴器7的轴向位置。
71.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.制动系统的电控建压模块，包括电机转子、电机壳体、联轴器和滚珠丝杠组件，电机壳体上安装有第一轴承，滚珠丝杠组件包括丝杠轴和螺母，其特征在于：设置一联轴器，联轴器与所述丝杠轴和所述电机转子连接，联轴器具有腔体，该腔体的一部分位于第一轴承的内圈中，所述螺母的一部分位于联轴器的腔体内。2.根据权利要求1所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：还包括柱塞，所述螺母与柱塞连接，柱塞上设置第一内锥面，螺母上设置于与第一内锥面相接触的第一外锥面。3.根据权利要求2所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述柱塞与所述螺母为螺纹连接。4.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述丝杠轴的端部与所述联轴器为锥孔配合，丝杠轴上设置第二外锥面，联轴器上设置于第二外锥面相接触的第二内锥面。5.根据权利要求4所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述丝杠轴的端部与所述联轴器通过铆接固定轴向位置，铆接方式为滚铆或者翻铆。6.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述丝杠轴的端部与所述联轴器为过盈配合，丝杠轴端部为光轴、具有滚花或具有花键。7.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述丝杠轴的端部与所述联轴器通过压装铆环固定轴向位置，丝杠轴的端部具有一段与铆环内圈匹配的锥形段。8.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述第一轴承的内圈与所述联轴器集成为一体。9.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述电机壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体上安装有第一轴承，第一轴承套设于所述联轴器上，第二壳体上安装有第二轴承，第一壳体与第二壳体连接并形成容纳电机本体的腔体。10.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述螺母和所述联轴器上均设置有相互匹配以进行周向限位的止转凸台。11.根据权利要求10所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述联轴器上的止转凸台通过压装金属销形成，或者止转凸台与联轴器集成为一体。12.根据权利要求2或3所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述螺母上设置导向结构，导向结构位于所述联轴器的腔体外，导向结构与止转套配合。13.根据权利要求12所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述导向结构为沿周向均布的凸台或凹槽，凸台或凹槽的数量为3～5个；导向结构由冷挤压或机加形成，导向结构的外径比位于所述联轴器的腔体内的螺母的部分的外径大，导向结构的内径比所述柱塞的外径大。14.根据权利要求1至3任一所述的制动系统的电控建压模块，其特征在于：所述滚珠丝杠组件为内循环滚珠丝杠。

技术总结
本实用新型公开了一种制动系统的电控建压模块，包括电机转子、电机壳体、联轴器和滚珠丝杠组件，电机壳体上安装有第一轴承，滚珠丝杠组件包括丝杠轴和螺母，设置一联轴器，联轴器与所述丝杠轴和所述电机转子连接，联轴器具有腔体，该腔体的一部分位于第一轴承的内圈中，所述螺母的一部分位于联轴器的腔体内。本实用新型的制动系统的电控建压模块，通过锥面的设置形成自调心结构，保证结构的可靠度和同轴度要求。轴度要求。轴度要求。


技术研发人员：朱元澄 许志 唐琳 郭锋亮 王林鹏 郭红涛
受保护的技术使用者：芜湖伯特利电子控制系统有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/9/20