JP2012062888A - Pump unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump unit capable of reducing the constitution space and the cost, allowing the connection of a stator coil in an electric motor to a motor or other electronic mechanism disposed on a printed circuit board, without any plug-in connector or other connector, by making the connection short, and eliminating any failure possibility caused by the connector.SOLUTION: In the pump unit for a hydraulic vehicle brake including a pump 3 and an electric motor 2 for driving the pump 3, the electric motor 2 includes a rotor 10, a stator 4 and a printed circuit board 6, and the stator 4 is fixed to the printed circuit board 6.

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を有する、油圧式車両ブレーキ装置のためのポンプユニットに関する。このポンプユニットは、ポンプと、ポンプを駆動するための電動モータとを備え、電動モータはポンプユニットのポンプに接続されている。   The present invention relates to a pump unit for a hydraulic vehicle brake device having the features described in the superordinate conceptual part of claim 1. The pump unit includes a pump and an electric motor for driving the pump, and the electric motor is connected to the pump of the pump unit.

このようなポンプユニットは、いわゆる「再循環ポンプ」として、スリップ制御された油圧式車両ブレーキ装置、および電子油圧式車両ブレーキ装置において使用される。これらの車両ブレーキ装置は、ポンプユニットによって制動のためのブレーキ圧を形成する外力ブレーキ装置である。   Such a pump unit is used as a so-called “recirculation pump” in a slip-controlled hydraulic vehicle brake device and an electro-hydraulic vehicle brake device. These vehicle brake devices are external force brake devices that generate brake pressure for braking by a pump unit.

ドイツ国実用新案第２０２００７０１７８５６号明細書は、超小型電動モータを開示しているが、その用途は記載されていない。この電動モータはディスク状ロータを備え、ロータはモータ軸に回動不能に位置し、モータ軸は２つの軸受によってロータの両側でモータハウジング内に支承されている。ステータ、すなわち、特にステータコイルはプリント配線板に配置され、プリント配線板は、ロータに並行に、ロータに対してわずかな軸線方向エアギャップをおいてモータハウジング内に配置されている。モータ軸はプリント配線板内の孔を貫通している。ステータのコイルは、厚膜技術で導体路としてプリント配線板に被着されている。プリント配線板にはモータ電子機構が組み込まれている。   German utility model No. 202007017856 discloses a micro electric motor, but its use is not described. This electric motor is provided with a disk-shaped rotor, the rotor is positioned so as not to rotate on the motor shaft, and the motor shaft is supported in the motor housing on both sides of the rotor by two bearings. The stator, in particular the stator coil, is arranged on the printed wiring board, which is arranged in the motor housing in parallel with the rotor with a slight axial air gap with respect to the rotor. The motor shaft passes through a hole in the printed wiring board. The stator coil is attached to the printed wiring board as a conductor track by thick film technology. A motor electronic mechanism is incorporated in the printed wiring board.

ドイツ国特許出願公開第１０２００８０５５０７０号明細書は、スリップ制御された車両ブレーキ装置の液圧ユニットのラジアルピストンポンプを駆動するための偏心ギヤを開示している。この偏心ギヤは、ギヤ軸と、ギヤ軸にころ軸受で支承された軸受リングと転動体とを備え、転動体は、ギヤ軸と軸受リングとの間のギャップに配置されており、ギヤ軸の回転駆動時にギヤ軸を中心として回動し、ギヤ軸上および軸受リング内で転動する。軸受リングはギヤ軸に対して偏心的に配置されており、転動体は、ギヤ軸に対する軸受リングの偏心性に基づいて変化する軸受リングとギヤ軸との間のギャップ幅に応じて異なる直径を有している。ギヤ軸の回転駆動時に、転動体と共に変化するギャップ幅はギヤ軸を中心として周回し、軸受リングは、ギヤ軸の回転軸線を中心として円軌道を移動する。偏心ギヤは、ギヤ軸の回転駆動運動をポンプピストンの往復行程運動に変換し、ポンプピストンは、ギヤ軸に対して半径方向に配置されており、一方の端面により軸受リングの外側に当接する。軸受リングの偏心率は、ギヤ軸の回転速度よりもゆっくりと変化し、偏心ギヤは減速比を有している。すなわち、ポンプピストンの行程頻度は、ギヤ軸の回転数よりも低い。   DE 102008055070 discloses an eccentric gear for driving a radial piston pump of a hydraulic unit of a slip-controlled vehicle brake device. The eccentric gear includes a gear shaft, a bearing ring supported by a roller bearing on the gear shaft, and a rolling element. The rolling element is disposed in a gap between the gear shaft and the bearing ring. When rotating, it rotates around the gear shaft and rolls on the gear shaft and in the bearing ring. The bearing ring is arranged eccentrically with respect to the gear shaft, and the rolling elements have different diameters depending on the gap width between the bearing ring and the gear shaft, which changes based on the eccentricity of the bearing ring with respect to the gear shaft. Have. When the gear shaft is driven to rotate, the gap width that changes with the rolling elements circulates around the gear shaft, and the bearing ring moves on a circular track around the rotation axis of the gear shaft. The eccentric gear converts the rotational drive motion of the gear shaft into the reciprocating stroke motion of the pump piston. The pump piston is disposed in the radial direction with respect to the gear shaft, and abuts the outside of the bearing ring by one end face. The eccentricity of the bearing ring changes more slowly than the rotational speed of the gear shaft, and the eccentric gear has a reduction ratio. That is, the stroke frequency of the pump piston is lower than the rotational speed of the gear shaft.

ドイツ国実用新案第２０２００７０１７８５６号明細書German utility model 202007017856 specification ドイツ国特許出願公開第１０２００８０５５０７０号明細書German Patent Application No. 102008055070

請求項１に記載の特徴を有する本発明によるポンプユニットは、ポンプと、ポンプを駆動するための電動モータとを有している。電動モータは、ロータとステータとプリント配線板とを備える。プリント配線板には電子機構を配置してもよい。この場合、電子機構は、例えば電動モータの電子通信のために制御または調整を行うモータ電子機構であってもよい。プリント配線板は、例えばポンプユニットを設けた油圧式車両ブレーキを制御または調整するための別の電子機構、例えばスリップ制御装置を備えていてもよい。したがって、プリント配線板は必ずしも電動モータのプリント配線板である必要はなく、プリント配線板に電動モータのモータ電子機構が配置されていることも不可欠ではない。上述のように、プリント配線板に付加的に他の電子機構を配置するか、またはもっぱら他の電子機構のみを配置してもよい。   The pump unit according to the present invention having the features described in claim 1 has a pump and an electric motor for driving the pump. The electric motor includes a rotor, a stator, and a printed wiring board. An electronic mechanism may be disposed on the printed wiring board. In this case, the electronic mechanism may be a motor electronic mechanism that performs control or adjustment for electronic communication of an electric motor, for example. The printed wiring board may be provided with another electronic mechanism, for example, a slip control device, for controlling or adjusting a hydraulic vehicle brake provided with a pump unit, for example. Therefore, the printed wiring board does not necessarily need to be a printed wiring board of an electric motor, and it is not indispensable that the motor electronic mechanism of the electric motor is arranged on the printed wiring board. As described above, other electronic mechanisms may be additionally arranged on the printed wiring board, or only other electronic mechanisms may be arranged exclusively.

本発明によるポンプユニットにおける電動モータのステータは、プリント配線板に固定されている。特にステータのコイルはプリント配線板に固定されている。特に電動モータにおけるロータの回転および／または回転位置を検出するための１つ以上のセンサが電子通信を行うためにプリント配線板に配置されている。   The stator of the electric motor in the pump unit according to the present invention is fixed to the printed wiring board. In particular, the stator coil is fixed to a printed wiring board. In particular, one or more sensors for detecting the rotation and / or rotational position of the rotor in the electric motor are arranged on the printed wiring board for electronic communication.

本発明は、構成スペースおよびコストが低減されるという利点を有している。本発明の別の利点は、電動モータにおけるステータのコイルと、プリント配線板に配置したモータまたはその他の電子機構との短い接続である。この接続は、差込みコネクタまたはその他のコネクタなしに可能であり、このことは、腐食したコネクタまたは自ずと解除されてしまうコネクタによる故障可能性を排除する。   The present invention has the advantage that configuration space and cost are reduced. Another advantage of the present invention is the short connection between the stator coil in the electric motor and the motor or other electronic mechanism located on the printed wiring board. This connection is possible without a bayonet connector or other connector, which eliminates the possibility of failure due to a corroded connector or a connector that is naturally released.

従属請求項は、請求項１に記載の本発明の有利な構成または改良形態を対象としている。   The dependent claims are directed to advantageous configurations or improvements of the invention as defined in claim 1.

次に図面に示した実施例に基づき本発明を詳述する。唯一の図面は、本発明によるポンプユニットの軸線方向断面図を示している。図面は、本発明を説明し、理解するための概略図として理解されるべきである。   Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings. The only drawing shows an axial section through a pump unit according to the invention. The drawings are to be understood as schematic illustrations for explaining and understanding the present invention.

本発明によるポンプユニットの軸線方向断面図である。It is an axial sectional view of the pump unit according to the present invention.

図面に示したポンプユニット１は、スリップ制御された油圧式車両ブレーキ装置におけるいわゆる「再循環ポンプ」として設けられている。電動モータ２は電子的に整流されるブラシレスモータであるが、このことはもちろん本発明にとって不可欠ではなく、本発明では、電動モータの他の実施形態も使用可能である。電動モータ２は、環状に配置されたコイル５を有するステータ４を備え、ステータ５はプリント配線板６に固定されている。プリント配線板６は、仮想モータ軸線に対して半径方向に配置されている。プリント配線板６には電子構成素子により象徴的に示した電子機構７が配置されている。電子機構７は、構成素子としてポンプユニット１を備える油圧式車両ブレーキ装置をスリップ制御するために電動モータ２と電子機構とを通信させるモータ電子機構を備える。この電子機構は、油圧式車両ブレーキ装置の電子制御ユニットとして構成してもよい。プリント配線板６は両側に実装されている。ロータ４の回転および／または回転位置を検出するためのセンサ２６は、プリント配線板６における電動モータ２に向いた側に取り付けられている。   The pump unit 1 shown in the drawing is provided as a so-called “recirculation pump” in a hydraulic vehicle brake device that is slip-controlled. Although the electric motor 2 is an electronically commutated brushless motor, this is of course not essential to the present invention, and other embodiments of the electric motor can be used in the present invention. The electric motor 2 includes a stator 4 having a coil 5 arranged in an annular shape, and the stator 5 is fixed to a printed wiring board 6. The printed wiring board 6 is arranged in the radial direction with respect to the virtual motor axis. The printed wiring board 6 is provided with an electronic mechanism 7 symbolized by electronic components. The electronic mechanism 7 includes a motor electronic mechanism that allows the electric motor 2 and the electronic mechanism to communicate with each other in order to perform slip control of a hydraulic vehicle brake device including the pump unit 1 as a constituent element. This electronic mechanism may be configured as an electronic control unit of a hydraulic vehicle brake device. The printed wiring board 6 is mounted on both sides. A sensor 26 for detecting the rotation and / or rotational position of the rotor 4 is attached to the printed wiring board 6 on the side facing the electric motor 2.

電動モータ２は、ステータ４を同軸的に取り囲むポット型極ハウジング（Poltopf）８を有する、いわゆる「外部回転子」である。極ハウジング８の内周には永久磁石９が取り付けられている。極ハウジング８の開かれた側はプリント配線板６に向いており、極ハウジング８の閉じられた側はポンプ３に向いている。永久磁石９を有する極ハウジング８は、電動モータ２のロータ１０を形成している。電動モータ２を外部回転子として構成することにより、電動モータ２およびポンプユニット１を全体として構成スペースを節約した小型の構成とすることができる。もちろん、外部回転子の構成形式は本発明では不可欠ではなく、電動モータ２は、他の実施形態を有していてもよい。   The electric motor 2 is a so-called “external rotor” having a pot-type pole housing (Poltopf) 8 that coaxially surrounds the stator 4. A permanent magnet 9 is attached to the inner periphery of the pole housing 8. The open side of the pole housing 8 faces the printed wiring board 6, and the closed side of the pole housing 8 faces the pump 3. The pole housing 8 having the permanent magnet 9 forms the rotor 10 of the electric motor 2. By configuring the electric motor 2 as an external rotor, the electric motor 2 and the pump unit 1 as a whole can be reduced in size while saving the configuration space. Of course, the configuration type of the external rotor is not indispensable in the present invention, and the electric motor 2 may have other embodiments.

極ハウジング８の端壁１２には、同軸的に外方に突出した軸１１が取り付けられている。軸１１は、モータ軸、ギヤ軸および／またはポンプ軸として構成してもよいし、以下ではそのような軸として示す。軸１１は、２つの玉軸受１３によって液圧ブロック１４に回動可能に支承されており、液圧ブロック１４は、同時にポンプ３のポンプハウジング１５をなしている。電動モータ２は固有の軸受を備えず、ロータ８はもっぱら２つの軸受１３によって回動可能に液圧ブロック１４もしくはポンプハウジング１５で支承されている。   A shaft 11 protruding coaxially outward is attached to the end wall 12 of the pole housing 8. The shaft 11 may be configured as a motor shaft, a gear shaft, and / or a pump shaft, and is indicated as such in the following. The shaft 11 is rotatably supported by a hydraulic block 14 by two ball bearings 13, and the hydraulic block 14 simultaneously forms a pump housing 15 of the pump 3. The electric motor 2 does not have a unique bearing, and the rotor 8 is supported by a hydraulic block 14 or a pump housing 15 so as to be rotatable by two bearings 13 exclusively.

２つの軸受１３の間に、ポンプユニット１もしくはポンプ３は偏心ギヤ１６を備え、偏心ギヤ１６は軸１１の他に転動体１７と軸受リング１８とを備えている。偏心ギヤ１６の構成素子として軸１１をギヤ軸と呼ぶこともできる。軸受リング１８は軸１１を軸線平行行および偏心的に取り囲み、軸受リング１８と軸１１との間のギャップ（隙間）幅は周にわたって変化する。転動体１７は、それぞれの転動体１７が位置する箇所で、軸受リング１８と軸１１との間のギャップ幅に応じて異なる直径を有している。軸１１の回転駆動時に、転動体１７は軸１１で、また軸受リング１８の内部で転動し、軸１１を中心として回動する。最大直径を有する転動体１７では、軸受リング１８と軸１１との間の最も広いギャップ箇所が軸１１を中心として周回し、最小直径を有する転動体１７では、軸受リング１８と軸１１との間の最も狭いギャップ箇所が軸１１を中心として周回し、同様に、軸受リング１８と軸１１との間の他のそれぞれのギャップ幅が同様に軸１１を中心として周回する。軸受リング１８は、軸１１に対して偏心的に仮想円軌道で移動し、軸受リング１８は回動しないか、またはいずれにせよ回動する必要はない。転動体１７および転動体１７と共に、軸受リング１８と軸１１との間のギャップ幅は、軸１１を中心として軸１１の回転速度に相当するよりもゆっくりと周回する。したがって、軸１１に対して偏心的な円軌道における軸受リング１８の移動は、軸１１の回転運動に相当するよりもゆっくりである。   The pump unit 1 or the pump 3 includes an eccentric gear 16 between the two bearings 13, and the eccentric gear 16 includes a rolling element 17 and a bearing ring 18 in addition to the shaft 11. As a constituent element of the eccentric gear 16, the shaft 11 can also be called a gear shaft. The bearing ring 18 surrounds the shaft 11 in parallel with the axial line and eccentrically, and the gap (gap) width between the bearing ring 18 and the shaft 11 varies over the circumference. The rolling elements 17 have different diameters depending on the gap width between the bearing ring 18 and the shaft 11 where the respective rolling elements 17 are located. When the shaft 11 is driven to rotate, the rolling element 17 rolls on the shaft 11 and inside the bearing ring 18 and rotates about the shaft 11. In the rolling element 17 having the maximum diameter, the widest gap between the bearing ring 18 and the shaft 11 circulates around the shaft 11, and in the rolling element 17 having the minimum diameter, between the bearing ring 18 and the shaft 11. The narrowest gap portion of the shaft circulates around the shaft 11, and similarly, each other gap width between the bearing ring 18 and the shaft 11 circulates around the shaft 11. The bearing ring 18 moves eccentrically with respect to the shaft 11 in a virtual circular path, and the bearing ring 18 does not rotate or in any case does not need to rotate. Along with the rolling element 17 and the rolling element 17, the gap width between the bearing ring 18 and the shaft 11 rotates around the shaft 11 more slowly than the rotational speed of the shaft 11. Therefore, the movement of the bearing ring 18 in a circular orbit eccentric with respect to the shaft 11 is slower than corresponding to the rotational movement of the shaft 11.

ポンプ３はピストンポンプとして構成されており、ピストンポンプは２つのポンプピストン１９を備え、これらのピストンポンプ１９は、同軸的に相互に向かい合って、すなわち、いわゆる「ボクサー配置」で配置されている。ポンプピストン１９の軸線は、軸１１の軸線および回転軸線と交差する。ポンプピストン１９は、液圧ブロック１４のポンプ孔２０に軸線方向に摺動可能に収容されている。ピストン戻しばね２１は、ポンプピストンを軸受リング１８の外側に当接させて保持する。図示の実施例では、戻しばね２１は圧縮コイルばねであり、この圧縮コイルばねは、ポンプピストン１９における偏心ギヤ１６に向いていない方の側でポンプ孔２１に配置されている。軸１１の回転駆動時の軸１１に対して偏心的な円軌道における軸受リング１８の移動は、ポンプピストン１９の往復運動をもたらし、これにより、ポンプピストン１９は、既知のように、ブレーキ液を流入弁２２によって吸い込み、流出弁２３によって排出する。こうした吸込と排出、すなわち、ピストンポンプによるブレーキ液の圧送は既知であり、ここでは詳細に説明するに及ばない。   The pump 3 is configured as a piston pump, which comprises two pump pistons 19 which are arranged coaxially facing each other, ie in a so-called “boxer arrangement”. The axis of the pump piston 19 intersects the axis of the shaft 11 and the rotation axis. The pump piston 19 is accommodated in the pump hole 20 of the hydraulic block 14 so as to be slidable in the axial direction. The piston return spring 21 holds the pump piston in contact with the outside of the bearing ring 18. In the illustrated embodiment, the return spring 21 is a compression coil spring, which is arranged in the pump hole 21 on the side of the pump piston 19 that is not facing the eccentric gear 16. The movement of the bearing ring 18 in a circular orbit that is eccentric with respect to the shaft 11 when the shaft 11 is rotationally driven results in a reciprocating movement of the pump piston 19, which causes the pump piston 19 to draw brake fluid as is known. Suction is performed by the inflow valve 22 and discharged by the outflow valve 23. Such suction and discharge, i.e., pumping of brake fluid by a piston pump, is known and will not be described in detail here.

軸１１に対して偏心的な円軌道における軸受リング１８の移動速度が軸１１の回転速度に対して小さいことにより、偏心ギヤ１６の減速が生じ、ポンプピストン１９の行程頻度は軸１１の回転数よりも低い。減速比は、転動体１７の直径と軸１１の直径との差から生じ、大きい減速を達成することができる。偏心ギヤ１６は、軸１１の回転運動を並進運動、すなわちピストンポンプ１９の行程運動に変換する。偏心ギヤ１６のできるだけ大きい減速により、高速の、ひいては小型の電動モータ２が可能となる。所定のモータ出力で、電動モータ２は高い回転数に基づき低いモータモーメントを有し、このことは、プリント配線板６にステータ４を固定することを可能にする。   Since the moving speed of the bearing ring 18 in a circular orbit eccentric with respect to the shaft 11 is smaller than the rotational speed of the shaft 11, the eccentric gear 16 is decelerated, and the stroke frequency of the pump piston 19 is the number of rotations of the shaft 11 Lower than. The reduction ratio is generated from the difference between the diameter of the rolling element 17 and the diameter of the shaft 11, and a large reduction can be achieved. The eccentric gear 16 converts the rotational motion of the shaft 11 into translational motion, that is, stroke motion of the piston pump 19. By reducing the eccentric gear 16 as much as possible, a high-speed and thus a small electric motor 2 is possible. At a given motor output, the electric motor 2 has a low motor moment based on a high rotational speed, which makes it possible to fix the stator 4 to the printed wiring board 6.

プリント配線板６は、離間スリーブ２４およびねじ２５によって液圧ブロック１４から間隔をおいて液圧ブロック１４に固定されている。   The printed wiring board 6 is fixed to the hydraulic block 14 at a distance from the hydraulic block 14 by a spacing sleeve 24 and a screw 25.

本発明によるポンプユニット１の液圧ブロック１４のような液圧ブロックは、スリップ制御された油圧式車両ブレーキ装置において既知である。ポンプピストン１９を有するポンプ３の他に、このような液圧ブロックには、図示していないさらなる液圧構成素子、例えば電磁弁、液圧アキュムレータ、ダンパー、逆止弁、制圧弁などが配置されており、液圧的に相互配置されている。これらは、油圧式車両ブレーキにおけるスリップ制御装置の液圧構成素子を形成している。これらの液圧ブロックは、上述のように既知であり、ここでは詳細に説明しない。   A hydraulic block, such as the hydraulic block 14 of the pump unit 1 according to the invention, is known in a slip-controlled hydraulic vehicle brake device. In addition to the pump 3 having the pump piston 19, such a hydraulic block is provided with further hydraulic components not shown, such as solenoid valves, hydraulic accumulators, dampers, check valves, pressure control valves, etc. And are hydraulically interleaved. These form the hydraulic components of a slip control device in a hydraulic vehicle brake. These hydraulic blocks are known as described above and will not be described in detail here.

Claims (7)

ポンプ（３）と、該ポンプ（３）を駆動するための電動モータ（２）とを備える油圧式車両ブレーキのためのポンプユニットにおいて、
前記電動モータ（２）が、ロータ（１０）と、ステータ（４）と、プリント配線板（６）とを備え、前記ステータ（４）が前記プリント配線板（６）に固定されていることを特徴とする、ポンプユニット。 In a pump unit for a hydraulic vehicle brake comprising a pump (3) and an electric motor (2) for driving the pump (3),
The electric motor (2) includes a rotor (10), a stator (4), and a printed wiring board (6), and the stator (4) is fixed to the printed wiring board (6). Features a pump unit. 前記ステータ（４）がコイル（５）を備え、該コイル（５）が、前記プリント配線板（６）に固定されている、請求項１に記載のポンプユニット。   The pump unit according to claim 1, wherein the stator (4) includes a coil (5), and the coil (5) is fixed to the printed wiring board (6). 前記電動モータ（２）が外部回転子である、請求項１に記載のポンプユニット。   The pump unit according to claim 1, wherein the electric motor (2) is an external rotor. 前記ロータ（１０）が、前記ポンプ（３）の軸（１１）に対して同軸的かつ剛直である、請求項３に記載のポンプユニット。   The pump unit according to claim 3, wherein the rotor (10) is coaxial and rigid with respect to the axis (11) of the pump (3). 前記電動モータ（２）の前記ロータ（１０）が、前記ポンプ（３）に回動可能に支承されている、請求項１に記載のポンプユニット。   The pump unit according to claim 1, wherein the rotor (10) of the electric motor (2) is rotatably supported by the pump (3). 請求項１に記載のポンプユニットにおいて、
前記ポンプ（２）が、前記ギヤ軸（１１）を有する偏心ギヤ（１６）と、前記ギヤ軸（１１）にころ軸受で支承された前記軸受リング（１８）と、前記ギヤ軸（１１）と前記軸受リング（１８）との間のギャップに配置された転動体（１７）とを備え、前記軸受リング（１８）が、前記ギヤ軸（１１）に対して偏心的に配置されており、前記転動体（１７）が、前記ギヤ軸（１１）と前記軸受リング（１８）との間の異なるギャップ幅に対応して異なる直径を有している、ポンプユニット。 The pump unit according to claim 1, wherein
The pump (2) includes an eccentric gear (16) having the gear shaft (11), the bearing ring (18) supported by a roller bearing on the gear shaft (11), and the gear shaft (11). A rolling element (17) disposed in a gap between the bearing ring (18), the bearing ring (18) being arranged eccentrically with respect to the gear shaft (11), A pump unit in which the rolling elements (17) have different diameters corresponding to different gap widths between the gear shaft (11) and the bearing ring (18). 前記ポンプ（３）がピストンポンプである、請求項１に記載のポンプユニット。   The pump unit according to claim 1, wherein the pump (3) is a piston pump.
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