车辆、其电子制动助力器及电机系统的制作方法

1.本发明涉及车辆领域，具体涉及一种用于电子制动助力器的电机系统。本发明还涉及电子制动助力器和包括该电子制动助力器的车辆。


背景技术：

2.图1和图2显示了现有技术的用于电子制动助力器的电机系统的例子，该电机系统1包括壳体10、定子20、转子30、中空轴40、滚珠丝杠50、与滚珠丝杠50啮合的滚珠螺母60、推杆70、前轴承80和后轴承90以及固定装置100和110。壳体10为筒形构造，而上述部件除壳体10外均安装于壳体10或其假想延长的内侧，其中转子30在内侧与中空轴40固定在一起，中空轴40在内侧又与滚珠丝杠50固定在一起，推杆70则固定在滚珠螺母60上。如图中所示，滚珠丝杠50与滚珠螺母60之间设置滚珠(未标出)，以形成滚珠丝杠传动机构，滚珠丝杠50穿过中空轴40，其后端(图中是右端)通过固定装置100固定于中空轴40，而中空轴40又通过前后轴承80装配于壳体10内，以能够相对于壳体10旋转。此外，为了固定并保护前轴承80，设置了轴承护罩120，其固定于壳体10内，前轴承80通过该轴承护罩120固定。为了固定并保护后轴承90，固定装置100将后轴承90的内圈固定于中空轴40，此外还设置了固定装置110，其将后轴承90的外圈固定于壳体10。在现有技术的该例子中，固定装置100为螺钉形式，固定装置110则为螺纹环形式，其与壳体10的内壁上的互补螺纹啮合。
3.图1和图2分别示出电机系统处于未工作位置和工作位置，在未工作位置，滚珠螺母60位于其右端极限位置，在工作位置，滚珠螺母60沿滚珠丝杠50朝左移动。当电机系统开始工作时，随着转子30转动，滚珠丝杠50开始随着中空轴40一起旋转。此外，还设置了防转装置130，其呈套筒形式。在该防转装置130的作用下，滚珠螺母60仅能沿着滚珠丝杠50执行直线移动。于是，推杆70将向前推动(图2中是沿推动方向p’向左移动)，以推动制动油箱(未示出)内的制动油，从而实现辅助制动的作用。
4.相应的，当转子30反向转动时，滚珠丝杠50从右向左直线移动，使电机系统从工作位置回到非工作位置。
5.现有技术的这种电机系统的问题在于：需要额外设置中空轴40，而且有很多部件(如滚珠丝杠50，滚珠螺母60、推杆70和防转装置120构成的组件)需要装配在该中空轴40之内，这意味着电机系统内需要更多的空间。而且，有很多部件(如壳体10、定子20、转子30和轴承护罩110)需要设计得比没有中空轴的情况下的更大，这造成制造成本较高。此外，由于滚珠螺母60沿滚珠丝杠50进行线性移动，固定于滚珠螺母60的推杆70需要设置通孔以供滚珠丝杠50穿过，这使得设计变得复杂，同样增加制造成本。
6.cn102483142a公开了一种施加轴向力的线性单元，包括传动箱和电机，传动箱包括布置于传动箱壳体内的丝杠和螺母，电机包括布置于电机壳体内的转子和定子，其中丝杠能够转动地且轴向固定地支承于传动箱壳体内，并在传动箱壳体之外与转子相连接。
7.cn105793613a公开了一种线性致动器，其具有第一和第二电动驱动单元，被相应的电动驱动单元驱动的第一和第二旋转平移驱动机构，该第一和第二驱动单元具有第一和
第二驱动轴，第一驱动轴为中空轴，该第一和第二机构分别具有第一和第二丝杠和和螺母，第二驱动轴通过第一驱动轴与第二丝杠以不能相对转动的方式相连接。
8.wo2019057623a1公开了一种空心轴电机，其具有可旋转驱动的中空轴，布置于中空轴内的滚珠丝杠和滚珠螺母，该滚珠螺母与中空轴抗扭转地且可轴向移动地相连接。


技术实现要素：

9.本发明的目的是克服现有技术中的上述缺点。
10.根据本发明的一方面，提供一种用于电子制动助力器的电机系统。所述电机系统包括壳体以及安装于壳体内侧的定子、转子、丝杠和与丝杠啮合的螺母。根据实施例，与现有技术中的布置(转子与丝杠固定或连接在一起)不同，转子在内侧与螺母固定在一起。以此布置，不再需要现有技术中所需的中空轴，继而电机系统内不再需要较大空间，使得电机系统更紧凑，提高空间利用率。
11.根据实施例，丝杠和螺母之间设有滚珠，形成滚珠丝杠传动机构。
12.根据实施例，电机系统还包括推杆，该推杆固定在丝杠的前端。
13.根据实施例，丝杠包括螺纹段和非螺纹段。
14.根据实施例，还设置了防转装置，例如为从非螺纹段的外周伸出的凸耳形式，以使丝杠只能进行直线移动。
15.根据实施例，壳体为后端封闭的筒形构造，包括直径较大的筒形前段和直径较小的筒形后段，前段和后段通过台阶相连。
16.根据实施例，壳体的后段具有轴向延伸的线性导槽，防转装置能够沿该导槽移动。
17.根据实施例，电机系统还包括前轴承和后轴承。螺母通过前后轴承和装配于壳体内，由此能够随转子相对于壳体旋转。
18.根据实施例，壳体的台阶设有凸肩，后轴承支撑抵靠于该凸肩。
19.根据实施例，电机系统还包括轴承护罩以保护前轴承，其固定于壳体内，前轴承通过该轴承护罩固定。
20.根据本发明的另一方面，提供一种电子制动助力器，其包括上述的电机系统。
21.根据本发明的又一方面，提供一种车辆，其包括上述的电子制动助力器。
22.通过将现有技术中的使螺母线性移动替换为使丝杠线性移动，根据本发明的布置不再需要额外的中空轴，并且因此不再需要相应较大尺寸的壳体及壳体内的部件(如定子、转子和轴承护罩)。因此，电机系统可以设计得更紧凑，而且制造成本较低。
附图说明
23.通过下面参照附图对本发明实施例进行的详细描述，本发明的特征及其优点将是显而易见的。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下可以获得其它实施例，这些实施例都属于本发明保护的范围。在附图中：
24.图1是现有技术的电子助力制动电机系统的示意图，其中电机系统处于未工作位置；
25.图2是图1的电子助力制动电机系统处于工作位置的示意图；
26.图3是本发明实施例的电子助力制动电机系统的示意图，其中电机系统处于未工作位置；
27.图4是图3的电子助力制动电机系统处于工作位置的示意图；
28.图5是图3的电子助力制动电机系统的滚珠丝杠的立体示意图；并且
29.图6是图3的电子助力制动电机系统的壳体的后段的立体示意图。
30.附图并不一定按比例绘制。附图中的相似的附图标记标示的是相似的元件。
31.附图标记列表
[0032]1ꢀꢀꢀ
现有技术的电子助力制动电机系统
[0033]
10
ꢀꢀ
壳体
[0034]
20
ꢀꢀ
定子
[0035]
30
ꢀꢀ
转子
[0036]
40
ꢀꢀ
中空轴
[0037]
50
ꢀꢀ
滚珠丝杠
[0038]
60
ꢀꢀ
滚珠螺母
[0039]
70
ꢀꢀ
推杆
[0040]
80
ꢀꢀ
前轴承
[0041]
90
ꢀꢀ
后轴承
[0042]
100 固定装置
[0043]
110 固定装置
[0044]
120 轴承护罩
[0045]
130 防转装置
[0046]
p
’ꢀ
推动方向
[0047]
200 本发明实施例的电子助力制动电机系统
[0048]
210 壳体
[0049]
211 凸肩
[0050]
212 导槽
[0051]
220 定子
[0052]
230 转子
[0053]
250 滚珠丝杠
[0054]
251 螺纹段
[0055]
252 非螺纹段
[0056]
253 防转装置
[0057]
260 滚珠螺母
[0058]
270 推杆
[0059]
280 前轴承
[0060]
290 后轴承
[0061]
320 轴承护罩
[0062]
p
ꢀꢀꢀ
推动方向
具体实施方式
[0063]
下面参照附图详细描述本发明实施例的用于电子制动助力器的电机系统。为了便于描述，说明书中使用了方向性术语，其参照的是图中的朝向，实际朝向可以是不同的。例如，图中的左指的是前向，右指的是后向。
[0064]
图3和图4分别显示了根据本发明实施例的用于电子制动助力器的电机系统处于未工作位置和工作位置。该电机系统200包括壳体210、定子220、转子230、滚珠丝杠250、与滚珠丝杠250啮合的滚珠螺母260、推杆270、前轴承80和后轴承290以及轴承护罩320。壳体210为后端封闭的筒形构造，包括直径较大的筒形前段和直径较小的筒形后段，前段和后段通过台阶相连，上述部件除壳体210外均安装于壳体210或其假想延长的内侧。滚珠丝杠250与滚珠螺母260之间设置滚珠(未标出)，以形成滚珠丝杠传动机构。与图1和2中所示的电机系统1不同，在电机系统200中，转子230与滚珠螺母260固定在一起，推杆270则固定在滚珠丝杠250的前端(图中的左端)上。如图中所示，滚珠螺母26通过前后轴承280和290装配于壳体210内，以能够随转子230相对于壳体210旋转。此外，为了固定并保护前轴承280，设置了轴承护罩320，其固定于壳体210内，前轴承280通过该轴承护罩320固定。为了固定并保护后轴承290，壳体210的台阶设有凸肩211，以供后轴承290抵靠支撑。
[0065]
图5显示了滚珠丝杠250的细节，其包括螺纹段251和非螺纹段252，非螺纹段252的长度可以根据推杆270期望的行程来设定。此外，为使滚珠丝杠250仅执行直线移动，还设置了防转装置253。在本例中，该防转装置253为从非螺纹部252的外周伸出的凸耳形式。图6显示了壳体210的对应的后段，其具有轴向延伸的导槽212，防转装置253能够沿该导槽212移动。
[0066]
在图3中所示的未工作位置，滚珠丝杠250位于其右端极限位置，其中防转装置253抵靠壳体210的封闭的后端。当电机系统从该未工作位置开始工作时，转子230转动，滚珠螺母260则随着转子230一起旋转，这使滚珠丝杠250朝左移动。在该防转装置253和导槽212的作用下，滚珠丝杠250仅能进行直线移动。于是，推杆270将向前推动(图4中是沿推动方向p向左移动)，以推动制动油箱(未示出)内的制动油，从而实现辅助制动的作用。
[0067]
在图4中所示的工作位置，滚珠丝杠250已移动到其左端极限位置，其中由于非螺纹段252，滚珠丝杠250已不能再相对于滚珠螺母260向左移动。
[0068]
相应的，当转子230反向转动时，滚珠丝杠250从右向左直线移动，使电机系统从工作位置回到非工作位置。
[0069]
在一些情形中，在本发明中公开的特征可以独立于其它特征使用。另一方面，当有必要时，可以组合在本发明中公开的特征以提供各种组合。因此，本发明不限于本文所示的实施例，而是涵盖符合与本文所公开的原理一致的最宽的范围。