CN105922978A - 集成制动系统的泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成制动系统的泵。该泵包括：电动机；传动单元，该传动单元将所述电动机的旋转力转换成线性往复运动；活塞组件，该活塞组件连接至所述传动单元并且基于所述传动单元的动力转换而往复运动；活塞壳体，该活塞壳体容纳所述活塞组件；以及固定杆，该固定杆在纵向方向上固定地布置在所述活塞壳体中。这里，所述活塞组件包括形成在该活塞组件中的联接凹槽，所述固定杆插入在所述联接凹槽中。

Description

集成制动系统的泵
技术领域
本发明涉及一种集成制动系统的泵，更具体而言，涉及一种应用于集成制动系统的泵，该集成制动系统根据驾驶员的制动踏板操作和车辆状况利用电动机作为动力源来产生制动压力。
背景技术
近年来，为了增加燃料效率并降低排放量，已经大力发展了混合车辆、燃料电池车辆、电动车辆等。这些车辆基本都包括制动器，即安装在所述车辆中的制动系统的制动器。这里，用于车辆的制动器表示降低行驶车辆速度或使车辆停止的装置。
用于车辆的制动系统的一般制动器包括利用发动机的吸入压力产生制动力的真空制动器和利用液压压力产生制动力的液压制动器。
真空制动器是在真空助力器中利用车辆发动机的吸入压力和大气压力之间的压力差用较小力产生较大制动力的装置。也就是说，真空制动器是一种在驾驶员踩踏踏板时产生比施加至踏板的力大得多的输出的装置。
在以上描述的传统真空制动器中，必须将车辆发动机的吸入压力供应到真空助力器以形成真空，因而降低了燃料效率。而且，即使在车辆停止时，也必须恒定地驱动发动机以形成真空。此外，由于燃料电池车辆和电动车辆不包括内燃发动机，不可能采用在制动过程中将驾驶员的踏板力放大的传统真空制动器。在混合车辆的情况下，为了增加燃料效率，必须在车辆停止时提供怠速停止功能。因而，必须采用液压制动器。
也就是说，如上所述，在所有车辆中都必须执行再生制动以增加燃料效率。然而，当采用液压制动器时，容易进行再生制动。
同时，电动液压制动系统、液压型制动器是这样一种制动系统，其中在驾驶员踩踏踏板时，电子控制单元感测对踏板的踩踏并且向主缸供应液压压力，由此将制动液压压力传递至每个车轮并产生制动力。
近年来，已经提出了集成制动系统，其中形成电动液压制动系统的泵、控制单元和阀被集成在一个模块中。由于以上描述的集成制动系统通过将必要单元集成为一体而形成，因此产品尺寸较大并且不方便安装在车辆中。
如下现有技术文献公开了一种用于防止车辆转向装置的滚珠丝杠杆旋转的结构，其中在电动机旋转时防止该滚珠丝杠杆与电动机一起旋转，以防止车轮性能下降，但是没有公开本发明的技术特征。
现有技术文献
专利文献
韩国专利公开No.10-2005-0004279
发明内容
本发明涉及一种集成制动系统的泵，该泵通过减小活塞在其中往复运动的缸的长度而增加车辆设计的自由度。
本发明还涉及一种集成制动系统的泵，该泵能够通过允许在活塞的线性运动中反映电动机的旋转运动而被精确控制。
本发明的方面不限于以上描述。本发明的附加方面将部分地在随后的说明中进行阐述，并且将部分地从该说明而变得明显，或者可以通过本发明的实践而获知。
根据本发明的一个方面，提供了一种集成制动系统的泵。该泵包括：电动机；传动单元，该传动单元将所述电动机的旋转力转换成线性往复运动；活塞组件，该活塞组件连接至所述传动单元并且基于所述传动单元的动力转换而往复运动；活塞壳体，该活塞壳体容纳所述活塞组件；以及固定杆，该固定杆在纵向方向上固定地布置在所述活塞壳体中。这里，所述活塞组件包括形成在该活塞组件中的联接凹槽，所述固定杆插入到所述联接凹槽中。
所述活塞壳体可以包括形成在该活塞壳体的一端中的通孔以允许所述固定杆插入到该通孔中并与该通孔相联接。所述固定杆的穿过所述通孔并暴露出的部分可以与固定构件联接以将所述固定杆固定。
所述固定杆的横截面可以形成为多边形形状，并且所述联接凹槽可以与所述固定杆的横截面对应地形成。
可以在所述电动机中形成有空心部，所述传动单元可以包括螺母，该螺母被所述电动机的转子限制并与该转子相联接，并且基于所述转子的旋转而旋转，并且所述活塞组件可以布置在所述螺母中并可以基于所述螺母的旋转而往复运动。
所述泵可以进一步包括容纳所述电动机的电动机壳体以及布置在所述电动机壳体和所述转子之间的四点接触轴承。
所述电动机壳体和所述活塞壳体可以基于所述四点接触轴承的位置进行组装。
所述活塞组件可以包括：活塞头，该活塞头在形成在所述活塞壳体中的缸中往复运动；以及心轴，该心轴的一侧插入到形成在所述活塞头的一侧中的插入凹槽中并与该插入凹槽相联接，并且该心轴与所述螺母螺纹联接。此外，可以在所述心轴的外圆周表面上布置有环构件。
可以在所述活塞头的内圆周表面上形成保持突起，并且所述心轴可以插入到所述插入凹槽中，直到所述环构件被所述保持突起所保持，然后所述心轴与所述活塞头的一侧扣榫联接以将所述心轴固定至所述活塞头。
可以在所述活塞头的内圆周表面中形成有保持凹槽，并且所述心轴可以插入到所述插入凹槽中，直到所述环构件被所述保持凹槽所保持以将所述心轴固定至所述活塞头。
所述活塞组件可以进一步包括布置在所述插入凹槽中并与所述固定杆对应地形成的防旋转板。此外，所述心轴可以包括形成在该心轴的一侧中的容纳凹槽，该容纳凹槽容纳所述防旋转板。
所述传动单元可以包括：同轴地连接至所述电动机的旋转轴的蜗杆轴；与所述蜗杆轴接合并基于该蜗杆轴的旋转而旋转的蜗轮；与所述蜗轮同轴地布置的齿轮；以及与所述齿轮接合并基于所述齿轮的旋转而线性往复运动的齿条。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其他目的、特征和优点对本领域技术人员将变得更清楚，其中：
图1是根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的剖视图；
图2是示出了根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的固定杆的实施例的立体图；
图3(a)和图3(b)是图2所示的固定杆的剖视图。
图4是示出了根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的固定杆的另一实施例的立体图；
图5(a)和图5(b)是图4的固定杆的剖视图。
图6(a)至图6(c)是示出了将根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的活塞头与心轴组装的过程的实施例的视图；以及
图7(a)至图7(c)是示出了将根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的活塞头与心轴组装的过程的另一实施例的视图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的示例性实施方式。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同元件，并且将省略它们的重复描述。
此外，当确定公知相关技术的详细描述可能使本发明实施方式的要点不清楚时，将省略它们的详细描述。此外，应该理解，附图仅仅是为了允许容易理解本发明的构思，并且本发明的构思不受限于附图。
下面，参照图1至图5(b)，将描述根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵。图1是根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的剖视图。图2至图3(b)是示出了根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的固定杆的实施例的立体图和剖视图。图4至图5(b)是示出了根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的固定杆的另一实施例的立体图和剖视图。
如图1所示，根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵包括电动机100、螺母200、活塞组件300、活塞壳体400和固定杆500。
电动机100是接收动力而旋转的部件。电子控制单元(ECU)基于外部环境或由用户施加至制动踏板的压力来控制电动机100的操作。在电动机100中形成有空心部，转子120布置在该空心部中。因而，当电动机100操作时，允许形成在电动机100的空心部中的转子120旋转。此外，电动机100可以包括用于容纳并保护其内部部件的电动机壳体110和布置在电动机壳体110和转子120之间的四点接触轴承130。
螺母200是基于电动机100的旋转而旋转的部件。详细地说，转子120布置在电动机100的空心部中并且在向电动机100供电时旋转。螺母200也基于转子120的旋转而旋转。在螺母200中形成有空心部，下面将描述的活塞组件300被插入螺母200内，由此将螺母200与活塞组件300进行滚珠丝杠联接。也就是说，与形成在螺母200的内侧的螺纹对应的凹槽形成在活塞组件300的外圆周表面上，并且电动机100的旋转力可以通过以上描述的滚珠丝杠联接结构而转换成线性往复运动。最后，螺母200和形成在活塞组件300的外圆周表面上的凹槽实现了将电动机100的旋转运动转换成线性运动的传动单元的功能。同时，可以在转子120和螺母200之间布置阻尼构件，通过该阻尼构件防止电动机100的振动传递到螺母200和活塞组件300，由此在电动机100过载时保护活塞组件300。
活塞组件300是布置在螺母200中的部件并且在螺母200基于电动机100的旋转而旋转时往复运动。在活塞组件300的情况下，如图1所示，螺纹形成在螺母200的内侧，活塞组件300的与螺母200的内侧联接的部分包括与形成在螺母200的内侧的螺纹对应的螺纹。因而，当螺母200旋转时，允许活塞组件300线性往复运动。此外，联接凹槽330形成在活塞组件300中以允许下面将描述的固定杆500插入该联接凹槽中，下面将对此进行详细描述。
同时，详细地说，活塞组件300包括活塞头310和心轴320。活塞头310是通过使由活塞壳体400形成的缸往复运动而产生液压压力的部件，下面将对此进行描述。活塞头310可以包括用于防止缸内流体泄漏的至少一个密封构件311和位于其外圆周表面上以光滑地往复运动的滑环312。以上描述的活塞头310和心轴320可以一体地形成或者可以分开地形成并相互组装在一起而形成活塞组件300，下面将对此详细描述。
活塞壳体400是容纳活塞组件300的部件，并且活塞壳体400的一侧与容纳电动机100的电动机壳体110联接而另一侧形成了其中容纳有流体的缸以允许活塞头310往复运动并产生液压压力。同时，活塞壳体400和电动机壳体100之间的联接可以根据以上描述的四点接触轴承130的位置来进行。这是因为轴承130是精确地制造的，从而能够将活塞壳体400与电动机壳体110精确对准。通过这样，由于可以在活塞组件300往复运动时提供精确线性路径，因此在活塞组件300在缸内往复运动时，可以使得对缸的内壁的损坏最小，并且同时可以有效地产生液压压力。
固定杆500是在纵向方向上固定在活塞壳体400中的部件。如上所述，由于固定杆500被插入到形成在活塞组件300中的联接凹槽300中，因此允许活塞组件300沿着固定杆500在泵内线性往复运动。通过这样，可以提供活塞组件300的往复运动的线性。此外，联接凹槽330形成在活塞组件300中以允许将固定杆500插入其中并滑动。如图1所示，联接凹槽330可以延伸至电动机100的空心部。通过这样，由于可以减小泵的尺寸并且可以提供活塞往复运动距离以产生全液压压力，可以增加车辆安装特性。
另外，必须将固定杆500固定至活塞壳体400。这里，固定杆500和活塞壳体400可以一体地形成在一起或者分开制造并通过二者之间的联接而固定。特别地，如图1所述，通孔可以形成在活塞壳体400的另一侧中以允许固定杆500插入其中并与其联接，固定杆500的穿过该通孔并暴露出的部分可以与附加固定构件510联接以将固定杆500固定，从而与活塞壳体400固定联接。为此，在固定杆500的穿过通孔并暴露出的部分的外圆周表面上形成螺纹，并且螺母构件用作固定构件510，由此将这两个部件螺纹紧固以联接并固定至彼此。此外，用于有效支撑固定杆500的O型环可以布置在该通孔处。然而，以上描述的联接的情况下，必须布置附加密封构件来防止容纳在活塞壳体400中的流体从通孔泄漏。
同时，如上所述，心轴320是与螺母200联接并根据螺母200的旋转而线性往复运动的滚珠丝杠。这里，当心轴320与螺母200一起旋转时，不允许活塞组件300在缸内光滑地往复运动。为了防止这样，固定杆500的横截面不可以形成为圆形形状，并且活塞组件300的联接凹槽330的横截面可以与固定杆500的横截面的形状对应地形成。具体地说，如图2和图3(a)所示，固定杆500的横截面形成为多边形形状，并且联接凹槽330与此对应地形成。当固定杆500和联接凹槽330如以上所述那样形成并且心轴320基于螺母200的旋转而旋转时，如图3(b)所示，形成在心轴320中的联接凹槽330的内壁与固定杆500接触，由此防止活塞组件300进一步旋转。另外，如图4至图5(b)所示，当固定杆50的横截面形成为包括多个突起并且联接凹槽330与此对应地形成时，与图2至图3(b)中所示的固定杆500的实施例相比，可以进一步减少活塞组件300的容许旋转半径。
同时，根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵中的活塞组件300包括以上描述的活塞头310和心轴320，这两个部件都可以一体制造而形成活塞组件300，但是也可以分开地制造然后彼此组装在一起而形成活塞组件300。下面参照图6(a)至图7(c)来描述将根据本发明的一个实施方式的集成制动系统中的活塞头310与心轴320组装的实施例。图6(a)至图6(c)是示出了将根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的活塞头310与心轴320组装的过程的实施例的视图。图7(a)至图7(c)是示出了将根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的部件中的活塞头310与心轴320组装的过程的另一个实施例的视图。
如图6(a)至图6(c)所示，根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵中的活塞组件300包括活塞头310和心轴320。插入凹槽形成在活塞头310的一侧中，而保持突起形成在该插入凹槽的内圆周表面即一侧上。此外，形成有小厚度的扣榫部313形成在活塞头310的在插入心轴320的方向上的一端处，如图6(a)所示。同时，诸如C型环或O型环之类的环构件322布置在心轴320的外圆周表面上，并且如图6(b)所示，心轴320被插入活塞头310的插入凹槽中。在环构件322被保持突起保持并不再进一步插入时，扣榫部313被向内压缩，由此将活塞头310和心轴320扣榫联接，以将这两个部件固定联接，可以参照图6(c)对此进行详细检查，图6(c)是图6(b)的放大图。另外，为了防止联接之后缸内流体泄漏到心轴320和电动机100中，可以将附加密封构件323进一步布置在心轴320的外圆周表面上。
在图7(a)至图7(c)所示的将集成制动系统的泵的部件中的活塞头310和心轴320组装的过程的另一个实施例中，与图6(a)至图6(c)所示的组装过程的实施例一样，将外圆周表面布置有环构件322的心轴320插入活塞头310的插入凹槽内。然而，与图6(a)至图6(c)所示的组装过程的实施例不同的是，在活塞头310的内圆周表面中形成有保持凹槽315，并且心轴320被插入所述插入凹槽中，直到环构件322被保持凹槽315所保持为止，由此将心轴320与活塞头310固定联接。
同时，可以将防旋转板340布置在活塞头310和心轴320之间。详细地说，防旋转板340布置在形成于活塞头310中的插入凹槽中并且包括与固定杆500的横截面对应的孔。此外，在心轴320的一侧形成能够容纳防旋转板340的容纳凹槽321。当如上所述那样构造时，不必为了与固定杆500的横截面对应而精确地处理在纵向方向上纵向地形成在心轴320中的整个通孔。此外，由于仅必须精确地处理形成在防旋转板340中的孔，因此可以降低加工成本。
在以上描述的根据本发明的一个实施方式的集成制动系统的泵的情况下，已经作为滚珠丝杠联接的实施例描述了将电动机100的旋转运动转换成线性运动的传动单元。然而，其他动力转换方法可能也是可用的。详细地说，当电动机100不是中空型电动机时，传动单元可以包括同轴地连接至电动机100的旋转轴的蜗杆轴、与该蜗杆轴接合并基于蜗杆轴的旋转而旋转的蜗轮、与蜗轮同轴地布置的齿轮以及与该齿轮接合并基于齿轮的旋转而线性往复运动的齿条。
齿条可以与以上描述的活塞组件300分开地形成并且通过将这两个部件组装而相联接，或者可以一体地形成。通过以上描述的传动单元的部件，能够自由地布置集成制动系统中的各个部件，并且能够确保车辆安装特性和设计自由度。
根据本发明的一个实施方式，集成制动系统的泵能够通过将螺母布置在电动机的空心内部中并且以滚珠丝杠方法将该螺母与活塞相联接以允许该活塞在螺母旋转时在缸内线性往复运动而减小集成制动系统的尺寸。
此外，固定杆布置在缸内，并且插有固定杆的联接凹槽形成在活塞中以提供活塞的线性往复运动，由此防止泵的内壁被损坏并允许活塞顺畅地运动。
本发明的效果不限于以上的公开。以上没有阐述的附加效果可以基于如下描述而对本领域技术人员变得显而易见。
以上描述的实施方式和附图仅仅是本发明的技术构思的实施例。因此，由于以上描述的实施方式不是限制而是说明本发明的技术构思，因此显然本发明的技术构思的范围不限于此。本领域技术人员将理解，在不脱离由如下权利要求限定的本发明的技术构思的范围的情况下，可以对本发明进行各种形式和细节上的修改。
相关申请的交叉参考
本申请要求2015年2月26日提交的韩国专利申请No.10-2015-0027519的优先权和权益，通过参考将该申请全部结合在本文中。

Claims (13)

1.一种集成制动系统的泵，该泵包括：
电动机；
传动单元，该传动单元将所述电动机的旋转力转换成线性往复运动；
活塞组件，该活塞组件连接至所述传动单元并且基于所述传动单元的动力转换而往复运动；
活塞壳体，该活塞壳体容纳所述活塞组件；以及
固定杆，该固定杆在纵向方向上固定地布置在所述活塞壳体中，
其中，所述活塞组件包括形成在该活塞组件中的联接凹槽，所述固定杆插入到所述联接凹槽中。
2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述活塞壳体包括形成在该活塞壳体的一端中的通孔以允许所述固定杆插入到该通孔中并与该通孔联接。
3.根据权利要求2所述的泵，该泵进一步包括固定构件，该固定构件与所述固定杆的穿过所述通孔并暴露出的部分联接以将所述固定杆固定。
4.根据权利要求1所述的泵，其中，所述固定杆的横截面形成为多边形形状；并且
其中，所述联接凹槽与所述固定杆的横截面对应地形成。
5.根据权利要求1所述的泵，其中，在所述电动机中形成有空心部，
其中，所述传动单元包括螺母，该螺母被所述电动机的转子限制并与该转子相联接，并且基于所述转子的旋转而旋转；并且
其中，所述活塞组件布置在所述螺母中并基于所述螺母的旋转而往复运动。
6.根据权利要求5所述的泵，其中，所述电动机与所述活塞壳体的一侧相联接，并且在所述活塞壳体的另一侧形成有通孔。
7.根据权利要求5所述的泵，该泵进一步包括：
容纳所述电动机的电动机壳体；以及
布置在所述电动机壳体和所述转子之间的四点接触轴承。
8.根据权利要求7所述的泵，其中，所述电动机壳体和所述活塞壳体基于所述四点接触轴承的位置进行组装。
9.根据权利要求5所述的泵，其中，所述活塞组件包括：
活塞头，该活塞头在形成在所述活塞壳体中的缸中往复运动；以及
心轴，该心轴的一侧插入到形成在所述活塞头的一侧中的插入凹槽中并与该插入凹槽联接，并且该心轴与所述螺母螺纹联接；并且
其中，在所述心轴的外圆周表面上布置有环构件。
10.根据权利要求9所述的泵，其中，在所述活塞头的内圆周表面上形成有保持突起；并且
其中，所述心轴插入到所述插入凹槽中，直到所述环构件被所述保持突起所保持，然后所述心轴与所述活塞头的一侧扣榫联接以将所述心轴固定至所述活塞头。
11.根据权利要求9所述的泵，其中，在所述活塞头的内圆周表面中形成有保持凹槽，并且
其中，所述心轴插入到所述插入凹槽中，直到所述环构件被所述保持凹槽所保持以将所述心轴固定至所述活塞头。
12.根据权利要求9所述的泵，其中，所述活塞组件进一步包括布置在所述插入凹槽中并与所述固定杆对应地形成的防旋转板；并且
其中，所述心轴包括形成在该心轴的一侧中的容纳凹槽，该容纳凹槽容纳所述防旋转板。
13.根据权利要求1所述的泵，其中，所述传动单元包括：
同轴地连接至所述电动机的旋转轴的蜗杆轴；
与所述蜗杆轴接合并基于该蜗杆轴的旋转而旋转的蜗轮；
与所述蜗轮同轴地布置的齿轮；以及
与所述齿轮接合并基于所述齿轮的旋转而线性往复运动的齿条。
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