KR102116600B1

KR102116600B1 - 전동 배력 장치

Info

Publication number: KR102116600B1
Application number: KR1020177006773A
Authority: KR
Inventors: 히로시 시게타; 다이치 노무라
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2020-05-28
Also published as: JPWO2016072413A1; US10507817B2; DE112015004998T5; CN107074226A; JP6363728B2; WO2016072413A1; US20170291590A1; CN107074226B; KR20170080567A

Abstract

본 발명은 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 가능하게 한다. 브레이크 페달 조작에 의한 입력 로드(30)의 스트로크에 따라 전동 모터(2)를 제어하고, 전동 모터(2)의 회전을 벨트 전동 기구(45)에 의해 볼 나사 기구(38)에 전달하고, 프라이머리 피스톤(10)을 추진하여 마스터 실린더(4)로 브레이크 액압을 발생시킨다. 벨트 전동 기구(45)의 풀리(45A, 45B)가 장착되는 전동 모터(2)의 출력축(2A) 및 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39)를 단일 부재인 리어 하우징(3B)에 장착된 베어링(42A, 42B 및 42C)에 의해 유지한다. 이에 따라, 전동 배력 장치(1)의 조립 전에 있어서, 벨트 전동 기구(45)를 리어 하우징(3)에 서브어셈블리할 수 있기 때문에, 서브어셈블리의 상태에서 벨트(46)의 장력의 조정이 가능해진다.

Description

전동 배력 장치{ELECTRIC BOOSTER DEVICE}

본 발명은, 자동차 등의 차량의 브레이크 장치에 있어서, 브레이크 페달의 조작량에 따라 전동 모터에 의해 마스터 실린더의 피스톤을 구동하여 브레이크 액압을 발생시키는 전동 배력 장치에 관한 것이다.

전동 배력 장치로는, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 것이 공지되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 전동 배력 장치는, 이하와 같이 작동한다. 운전자에 의한 브레이크 페달의 조작량에 따라 컨트롤러가 전동 모터를 제어한다. 이 전동 모터의 회전 운동을 회전 직동 변환 기구인 볼 나사 기구가 직선 운동으로 변환한다. 이 직동 운동에 의해 볼 나사 기구가 마스터 실린더의 피스톤을 추진하고, 마스터 실린더가 브레이크 액압을 발생시킨다. 또한, 이 전동 배력 장치에서는, 전동 모터의 회전력은, 벨트 및 풀리로 이루어지는 전동(傳動) 기구를 통해 볼 나사 기구에 전달된다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 제2007-191133호 공보

벨트 전동 기구에 의해 동력의 전달을 행하는 종래의 전동 배력 장치에서는, 하우징에 벨트의 장력 조정용의 개구를 형성하여, 전동 배력 장치의 조립 후, 벨트의 장력을 조정하도록 하고 있다. 이 때문에, 이 개구의 폐쇄 및 시일을 위한 조립 공정수 및 부품의 점수가 증가한다는 문제가 있다.

본 발명은, 제조의 효율화를 가능하게 한 전동 배력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 전동 모터에 의한 회전 운동을 회전 전달 기구에 의해 회전 직동 변환 기구에 전달하고, 직선 운동으로 변환하여 마스터 실린더의 피스톤을 이동시키는 전동 배력 장치에 있어서, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구는, 적어도 2개의 하우징 부재를 조합하여 구성되는 하우징 내에 수용되고, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재는, 상기 적어도 2개의 하우징 부재 중 어느 하나의 하우징 부재에 유지되어 있는 것이다.

본 발명에 의하면, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 전동 배력 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 전동 배력 장치의 후면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 전동 배력 장치의 프론트 하우징 서브어셈블리의 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 전동 배력 장치의 리어 하우징 서브어셈블리의 사시도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전동 배력 장치(1)는, 브레이크 액압을 발생시키는 마스터 실린더(4)에 일체로 결합되어 마스터 실린더(4)의 프라이머리 피스톤(10)(피스톤)을 추진한다. 전동 배력 장치(1)는, 클레비스(30A)를 통해 브레이크 페달(도시하지 않음)에 연결되는 입력 로드(30)와, 회전 직동 변환 기구인 볼 나사 기구(38)와, 이들을 수용하는 하우징(3)을 갖고 있다. 하우징(3)에는, 구동원인 전동 모터(2)와, 하우징(3)에 일체적으로 장착된 컨트롤러(C)가 장착되어 있다.

하우징(3)은, 알루미늄 합금 등으로 형성되어 있다. 하우징(3)은 분할 구조로 되어 있다. 즉, 하우징(3)은, 프론트 하우징(3A) 및 리어 하우징(3B)을 조합하여 구성되어 있다. 프론트 하우징(3A)은, 전동 모터를 수용하는 모터 케이스부(50)와, 마스터 실린더(4)가 결합되어 볼 나사 기구(38)를 수용하는 통 형상의 프론트 본체부(51)가 일체화된 구조로 되어 있다. 프론트 하우징(3A)이 본 실시형태에 있어서의 마스터 실린더(4)측의 하우징 부재로 되어 있다. 프론트 하우징(3A)에는, 모터 케이스부(50) 및 프론트 본체부(51)의 측부에 컨트롤러(C)가 장착된다. 모터 케이스부(50)와 프론트 본체부(51)는, 중심축이 서로 도면에 있어서 상하 방향으로 나란히 배치되어 있다. 컨트롤러(C)는, 모터 케이스부(50)의 하측에 배치된 프론트 본체부(51)의 도면 중, 하방으로 연장되어 있다. 컨트롤러(C)의 프론트 본체부(51)의 하방으로 연장되는 부위에는, 컨트롤러(C)에 전력선이나 CAN 배선 등의 각종 배선을 접속하기 위한 커넥터(C1)가 설치되어 있다.

리어 하우징(3B)은, 모터 커버부(52)와 리어 본체부(53)가 일체화된 구조를 갖고 있다. 모터 커버부(52)는, 프론트 하우징(3A)의 모터 케이스부(50)에 결합한다. 리어 본체부(53)는, 프론트 하우징(3A)의 프론트 본체부(51)에 결합한다. 리어 본체부(53)는, 입력 로드(30)가 삽입되는 원통부(53A)를 갖고 있다. 리어 하우징(3B)이 본 실시형태에 있어서의 브레이크 페달측의 하우징 부재로 되어 있다. 프론트 하우징(3A)과 리어 하우징(3B)은, 이들의 결합부의 주위에 형성된 플랜지부에 복수의 볼트(54)를 삽입 관통함으로써 결합되어 내부를 밀폐한다. 하우징(3)의 더욱 상세한 구조에 대해서는 후술한다.

전동 배력 장치(1)는, 리어 하우징(3B)의 원통부(53A)를 차량의 엔진 룸과 차실의 격벽인 대시 패널(도시하지 않음)에 관통시켜 차실 내로 연장시킨 상태로, 엔진 룸 내에 배치된다. 전동 배력 장치(1)는, 리어 하우징(3B)의 차체에 대한 장착부에 설치된 복수의 스탯볼트에 의해 대시 패널에 고정된다.

마스터 실린더(4)는, 바닥이 있는 실린더 보어(9)가 형성되어 있다. 마스터 실린더(4)는, 실린더 보어(9)의 개구부측을 프론트 하우징(3A)의 바닥부의 개구부에 삽입 관통한 상태로 프론트 하우징(3A)에 결합되어 있다. 실린더 보어(9)의 개구부측에는, 대략 원통형의 프라이머리 피스톤(10)이 설치되어 있다. 이 프라이머리 피스톤(10)의 선단측은, 컵 형상으로 형성되고, 실린더 보어(9) 내에 배치되어 있다. 또한, 실린더 보어(9)의 바닥부측에는, 컵 형상의 세컨더리 피스톤(11)이 배치되어 있다. 프라이머리 피스톤(10)의 기단측은, 마스터 실린더(4)의 개구부로부터 하우징(3) 내로 연장되어, 리어 하우징(3B)의 원통부(53A) 내까지 연장되어 있다. 마스터 실린더(4)의 실린더 보어(9) 내에는, 프라이머리 피스톤(10)과 세컨더리 피스톤(11) 사이에, 액압을 발생시키기 위한 압력실을 구성하는 프라이머리실(12)이 형성되어 있다. 또한, 실린더 보어(9) 내에는, 실린더 보어(9)의 바닥부와 세컨더리 피스톤(11) 사이에, 액압을 발생하기 위한 압력실을 구성하는 세컨더리실(13)이 형성되어 있다. 이들 프라이머리실(12) 및 세컨더리실(13)은, 각각, 마스터 실린더(4)의 액압 포트(12A, 13A)로부터, 2계통의 액압 회로를 통해, 각 차륜의 휠 실린더(도시하지 않음)에 접속된다. 마스터 실린더(4)는, 2개의 압력실을 갖는, 소위 탠덤형의 마스터 실린더로 되어 있다.

또한, 마스터 실린더(4)에는, 프라이머리실(12) 및 세컨더리실(13)을 각각 리저버(5)에 접속하기 위한 리저버 포트(14, 15)가 설치되어 있다. 실린더 보어(9)의 내주면에는, 프라이머리 피스톤(10) 및 세컨더리 피스톤(11)과의 사이를 시일하는 환형의 피스톤 시일(16, 17, 18, 19)이 소정의 축 방향 간격을 가지고 장착되어 있다. 피스톤 시일(16, 17)은, 축 방향을 따라 한쪽의 리저버 포트(14)를 사이에 두고 배치되어 있다. 그리고, 프라이머리 피스톤(10)이 도 1에 나타내는 비제동 위치에 있을 때, 프라이머리실(12)은, 프라이머리 피스톤(10)의 측벽에 설치된 피스톤 포트(20)를 통해 리저버 포트(14)에 연통한다. 그리고, 프라이머리 피스톤(10)이 비제동 위치로부터 전진하여 피스톤 포트(20)가 한쪽의 피스톤 시일(17)의 위치에 도달했을 때, 프라이머리실(12)이 피스톤 시일(17)에 의해 리저버 포트(14)로부터 차단되어 액압이 발생한다.

마찬가지로, 나머지 2개의 피스톤 시일(18, 19)은, 축 방향을 따라 리저버 포트(15)를 사이에 두고 배치되어 있다. 세컨더리 피스톤(11)이 도 1에 나타내는 비제동 위치에 있을 때, 세컨더리실(13)은, 세컨더리 피스톤(11)의 측벽에 설치된 피스톤 포트(21)를 통해 리저버 포트(15)에 연통하고 있다. 그리고, 세컨더리 피스톤(11)이 비제동 위치로부터 전진하여 피스톤 시일(19)에 의해 세컨더리실(13)이 리저버 포트(15)로부터 차단되어 액압이 발생한다.

프라이머리 피스톤(10)과 세컨더리 피스톤(11) 사이에는, 양자를 이격시키는 방향으로 압박하는 스프링(22)이 개재되어 있다. 또한, 실린더 보어(9)의 바닥부와 세컨더리 피스톤(11) 사이에는, 세컨더리 피스톤(11)을 실린더 보어(9)의 개구부측으로 압박하는 스프링(23)이 개재되어 있다.

프라이머리 피스톤(10)은, 전체가 대략 원통형으로 형성되고, 축 방향 중앙 내부에 중간벽(24)을 구비하고 있다. 중간벽(24)에는, 안내 보어(25)가 축 방향으로 관통하고 있다. 안내 보어(25)에는, 선단측의 소직경부(26A) 및 후단측의 대직경부(26B)를 갖는 단차 형상의 입력 피스톤(26)의 소직경부(26A)가 슬라이딩 가능하게 또한 액밀적으로 삽입 관통되어 있다. 입력 피스톤(26)의 소직경부(26A)와 안내 보어(25) 사이는, 시일(27)에 의해 시일되어 있다. 시일(27)은, 시일 누름 부재(27A)에 의해 프라이머리 피스톤(10) 내에 유지되도록 되어 있다. 입력 피스톤(26)의 대직경부(26B)의 후방부에는, 외측 플랜지형의 스프링 받이부(26C)가 형성되어 있다. 입력 피스톤(26)은, 마스터 실린더(4)의 프라이머리실(12)에 그 소직경부(26A)의 선단부가 향함과 동시에, 프라이머리 피스톤(10)에 대하여 축 방향을 따라 상대 이동 가능하게 되어 있다.

프라이머리 피스톤(10)의 브레이크 페달측이 되는 후방부 내에서 입력 피스톤(26)의 후방에는, 축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 안내되는 입력 플런저(29)가 배치된다. 입력 플런저(29)의 선단부는, 입력 피스톤(26)과 상대 이동 가능한 상태로, 입력 피스톤(26)의 후단부에 걸어 맞춰져 있다. 입력 플런저(29)의 후단부에는, 입력 로드(30)의 선단부가 볼 조인트(31)에 의해, 어느 정도의 기울기를 허용하도록 연결되어 있다. 입력 로드(30)는, 선단측이 리어 커버(3B)의 원통부(53A) 및 프라이머리 피스톤(10)의 후방부의 내부에 배치되고, 후단측이 원통부(53A)로부터 외부로 연장되어 있다. 외부로 연장된 입력 로드(30)의 후단부에는, 클레비스(30A)를 통해 브레이크 페달(도시하지 않음)이 연결되어 있다. 입력 로드(30)는, 브레이크 페달의 조작에 의해 축 방향으로 이동한다. 입력 로드(30)의 원통부(53A) 내에 배치된 중간 부위에는, 플랜지형의 스토퍼 접촉부(32)가 형성되어 있다. 원통부(53A)의 후단부에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 스토퍼(33)가 형성되어 있다. 그리고, 스토퍼 접촉부(32)가 스토퍼(33)에 접촉함으로써, 입력 로드(30)의 후퇴 위치가 규정되도록 되어 있다.

프라이머리 피스톤(10)의 중간벽(24)과 입력 피스톤(26)의 후단부에 형성된 스프링 받이부(26C) 사이에는, 압축 코일 스프링인 제1 스프링(34)이 개재되어 있다. 즉, 중간벽(24)과 스프링 받이부(26C)로 형성되는 축 방향 공간에는, 제1 스프링(34)이 배치된다. 또한, 입력 플런저(29)의 후단부와 프라이머리 피스톤(10)의 기단부에 장착된 스프링 받이(35) 사이에는, 압축 코일 스프링인 제2 스프링(36)이 개재되어 있다. 즉, 입력 플런저(29)의 후단부와 스프링 받이(35)로 형성되는 축 방향 공간에는, 제2 스프링(36)이 배치된다.

입력 피스톤(26) 및 입력 플런저(29)는, 제1 스프링(34) 및 제2 스프링(36)에 의해, 도 1에 나타내는 중립 위치, 즉 제1 스프링(34)과 제2 스프링(36)의 스프링력이 균형 잡히는 위치에 탄성적으로 유지된다. 입력 피스톤(26) 및 입력 플런저(29)는, 프라이머리 피스톤(10)에 대하여, 이 중립 위치로부터 전방 및 후방으로 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 입력 피스톤(26) 및 입력 플런저(29)는, 프라이머리 피스톤(10)에 대하여 제1 스프링(34)과 제2 스프링(36)을 신축시켜 상대 이동할 수 있도록 되어 있다.

하우징(3) 내에는, 회전 직동 변환 기구인 볼 나사 기구(38)가 수용되어 있다. 볼 나사 기구(38)는, 하우징(3)에 배치된 전동 모터(2)에 의해 구동되고, 전동 모터(2)로부터 전달되는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 프라이머리 피스톤(10)에 추력을 부여한다. 볼 나사 기구(38)는, 회전 부재인 너트 부재(39) 및 직동 부재인 나사축(40)을 갖고 있다. 너트 부재(39)는, 베어링(42A)에 의해 하우징(3) 내에서 회전 가능하게 지지되어 있다. 나사축(40)은, 중공의 통 형상으로 형성되어 있다. 나사축(40)은, 너트 부재(39)의 내부와 하우징(3)의 원통부(53A) 내에 걸쳐서 배치되어 있다. 나사축(40)은, 축 방향을 따라 이동 가능하며, 또한 축 둘레로 회전하지 않도록 하우징(3)에 지지되어 있다. 상세하게는, 나사축(40)은, 스토퍼(33)에 형성되고 주위 방향의 일부분이 축 방향으로 연장되는, 도시하지 않은 회전 방지부에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰지도록 되어 있다. 너트 부재(39)의 내주면 및 나사축(40)의 외주면에는, 각각 나선 홈(39A, 40A)이 형성되어 있다. 이들 나선 홈(39A, 40A) 사이에는, 복수의 전동체(轉動體)인 볼(41)이 그리스와 함께 장전되어 있다. 이에 따라, 너트 부재(39)의 회전에 따라, 나선 홈(39A, 40A)을 따라 볼(41)이 전동(轉動)하여, 나사축(40)이 축 방향으로 이동한다. 또한, 볼 나사 기구(38)는, 너트 부재(39)와 나사축(40) 사이에서, 회전, 직선 운동을 상호 변환 가능하게 되어 있다.

프라이머리 피스톤(10)은, 후단의 스프링 받이(35)가 나사축(40) 내에 삽입되어 있다. 프라이머리 피스톤(10)은, 스프링 받이(35)가 나사축(40)의 내주부에 형성된 환형의 단차부(44)에 접촉하여, 나사축(40)에 대한 후퇴 위치가 규정되어 있다. 이에 따라, 프라이머리 피스톤(10)은, 나사축(40)의 전진에 의해, 단차부(44)에 밀려 나사축(40)과 함께 전진하고, 또한 단차부(44)로부터 이격되어 단독으로 전진할 수 있다.

프론트 하우징(3A)의 프론트 본체부(51)의 바닥부와 프라이머리 피스톤(10)의 후단의 스프링 받이(35) 사이에는, 압축 코일 스프링인, 리턴 스프링(37)이 스프링 받이 부재(37A)를 통해 개재되어 있다. 리턴 스프링(37)은, 그 스프링력에 의해, 프라이머리 피스톤(10) 및 나사축(40)을 후퇴 위치를 향하여 압박하고 있다.

전동 모터(2)는, 마스터 실린더(4), 입력 로드(30) 및 볼 나사 기구(38)의 중심축에 대하여 평행한 중심축을 갖고, 하우징(3)의 모터 케이스부(50) 및 모터 커버부(52) 내에 배치되어 있다. 전동 모터(2)는, 복수의 코일로 구성되는 스테이터(65)와 복수의 영구 자석이 설치되어 있는 로터(60)로부터, 소위 3상 DC 브러시리스 모터로서 구성되어 있다. 전동 모터(2)는, 회전 전달 기구인 벨트 전동 기구(45)를 통해, 그 회전력을 볼 나사 기구(38)에 전달한다. 벨트 전동 기구(45)는, 풀리(45A), 풀리(45B), 벨트(46), 및 텐션 풀리(47)(도 2, 도 4 참조. 또, 도 4에 대해서는, 풀리(45B)를 생략하여 나타내고 있음)를 구비하고 있다. 풀리(45A)는, 전동 모터(2)의 회전축 부재인 출력축(2A)에 장착되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 풀리(45A)와 출력축(2A)이 회전 전동 기구의 회전 부재로 되어 있다. 풀리(45B)는, 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39)에 장착되어 있다. 벨트(46)는, 전술한 풀리(45A)와 풀리(45B) 사이에 둘러 감겨 있다. 텐션 풀리(47)는, 벨트(46)를 외측으로부터 가압하여 벨트(46)에 적절한 장력을 부여한다. 본 실시형태에 있어서는, 전동 모터(2)의 출력축(2A)이, 회전 전달 기구의 회전 부재와 전동 모터의 회전축 부재를 겸하여 구성하고 있다.

다음으로, 하우징(3) 및 벨트 전동 기구(45)에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

주로 도 1 및 도 4를 참조하여, 벨트 전동 기구(45)의 한쪽의 풀리(45B)가 외주의 축 방향 중간부에 장착된 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39)는, 리어 하우징(3B)의 리어 본체부(53)에 장착된 볼 베어링인 베어링(42A)에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다. 베어링(42A)은, 리어 하우징의 리어 본체부(53)에 일체로 형성된 환형의 베어링 지지부(55)에 고정되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 베어링(42A)은, 그 외주가 베어링 지지부(55)에 압입되어 있다. 너트 부재(39)는, 일단측, 즉 베어링(42A)에 의해 지지된 브레이크 페달측(도 1에 있어서 우측)의 단부만으로 리어 본체부(53)에 유지, 바꿔 말하면, 리어 하우징(3B)에 유지되어 있다. 또한, 너트 부재(39)의 타단측은 지지되어 있지 않다.

벨트 전동 기구(45)의 다른쪽의 풀리(45A)가 장착된 전동 모터(2)의 회전축 부재인 출력축(2A)은, 풀리(45A)를 사이에 두는 양측에 배치된 볼 베어링인 한쌍의 베어링(42B, 42C)에 의해 리어 하우징(3B)에 유지되어 있다. 한쪽의 베어링(42B)은, 리어 하우징(3B)의 모터 커버부(52)에 직접 장착되어 있다. 또한, 다른쪽의 베어링(42C)은, 대략 원통형의 베어링 지지 부재(56)를 통해 모터 커버부(52)에 장착되어 있다. 한쪽의 베어링(42B)은, 모터 커버부(52)에 형성된 환형의 베어링 지지부(57)에 고정되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 베어링(42B)은, 베어링 지지부(57)에 압입되어 있다. 베어링 지지 부재(56)는, 일단부가 베어링 지지부(57)의 외주부에 끼워 맞춰져 베어링(42B), 즉 출력축(2A)에 대하여 동심으로 위치 결정된다. 베어링 지지 부재(56)는, 일단부에 플랜지부(56A)가 형성되어 있고, 플랜지부(56A)에 삽입 관통되는 복수의 볼트(58, 58)에 의해 모터 커버부(52)에 고정된다. 다른쪽의 베어링(42C)은, 베어링 지지 부재(56)의 타단측의 내주부에 고정되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 베어링(42C)은, 베어링 지지 부재(56)의 타단측의 내주부에 압입되어 있다. 베어링 지지 부재(56)의 측벽에는, 절결(59)이 형성되어 있다. 절결(59)에는, 베어링 부재(56)의 내부에 배치되는 풀리(45A)에 둘러 감기는 벨트(46)가 삽입 관통하도록 되어 있다. 전동 모터(2)의 출력축(2A)은, 리어 하우징(3B)의 모터 커버부(52)에 고정된 베어링(42B, 42C)에 의해 일단측만으로 유지되어 있다. 또한, 출력축(2A)의 로터(60)가 장착된 타단측은 유지되어 있지 않다.

베어링 지지 부재(56)의 베어링(42C)이 장착된 단부에는, 텐션 풀리(47)를 지지하는 링 형상의 지지 브래킷(61)이 장착되어 있다. 지지 브래킷(61)은, 직경 방향 외측으로 연장되는 아암부(61A)의 선단부로부터 출력축(2A)과 평행하게 연장되는 축부(61B)에 의해 텐션 풀리(47)를 회전 가능하게 지지한다. 지지 브래킷(61)은, 그 원주 방향을 따라 연장되는 복수의 장(長)구멍(62)에 각각 삽입 관통된 볼트(63)에 의해 베어링 지지 부재(56)에 고정되어 있다. 지지 브래킷(61)은, 볼트(63)를 풀어 장구멍을 따라 회전시켜 텐션 풀리(47)의 위치를 변화시킴으로써, 풀리(45A, 45B)에 둘러 감긴 벨트(46)의 장력을 조정할 수 있도록 되어 있다. 상기 텐션 풀리(47), 지지 브래킷(61), 및 벨트(46)를 포함시켜 본 실시형태에 있어서의 회전 전달 기구의 전달 부재로 되어 있고, 이들은, 리어 하우징(3B)에 유지되도록 되어 있다.

이에 따라, 도 4에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징(3B)에, 베어링(42A)에 의해 회전 가능하게 축 지지된 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39), 너트 부재(39)에 걸어 맞춰지는 축부재(40), 베어링(42B, 42C)에 의해 회전 가능하게 축 지지되는 전동 모터(2)의 출력축(2A), 너트 부재(39)에 장착되는 풀리(45B), 출력축(2A)에 장착되는 풀리(45A), 풀리(45A, 45B)에 둘러 감기는 벨트(46), 및, 지지 브래킷(61)에 의해 축 지지 부재(56)에 장착되는 텐션 풀리(47)를 포함하는 각종 부품이 서브어셈블리되어 리어 하우징 서브어셈블리(64)가 형성된다.

한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 프론트 하우징(3A)에, 전동 모터(2)의 스테이터(65)(도 1 참조), 모터 케이스부(50)의 전단측의 개구를 폐색하는 프론트 커버(66), 컨트롤러(C)를 포함하는 각종 부품이 서브어셈블리되어 프론트 하우징 서브어셈블리(67)가 형성된다.

전동 배력 장치(1)에는, 전동 모터(2)의 회전 위치를 검출하는 회전 위치 센서(도시하지 않음), 입력 로드(30)의 스트로크를 검출하는 스트로크 센서(70)가 설치되어 있다. 컨트롤러(C)는, 이들 센서의 출력 신호에 기초하여 전동 모터(2)의 작동을 제어한다. 컨트롤러(C)는, 회생 협조 제어, 브레이크 어시스트 제어, 자동 브레이크 제어 등의 여러가지 브레이크 제어를 실행하기 위한 차재 컨트롤러 등에 적절하게 접속된다.

이상과 같이 구성한 전동 배력 장치(1)의 작동에 대하여 설명한다.

브레이크 페달을 조작하여 입력 로드(30)를 전진시키면, 브레이크 페달의 조작량, 즉 입력 로드(30)의 스트로크에 기초하여 컨트롤러(C)가 전동 모터(2)의 작동을 제어한다. 이 제어에 의해, 전동 모터(2)는, 풀리(45A, 45B) 및 벨트(46)를 통해 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39)를 회전 구동한다. 이 회전 구동에 의해, 나사축(40)이 전진하여 나사축(40)의 단차부(44)에 의해, 프라이머리 피스톤(10)의 스프링 받이(35)를 가압하여 프라이머리 피스톤(10)을 추진한다. 프라이머리 피스톤(10)의 추진에 의해, 입력 로드(30)의 스트로크에 추종하게 된다. 이에 따라, 프라이머리실(12)에 액압이 발생하고, 또한 이 액압이 세컨더리 피스톤(11)을 추진하여 세컨더리실(13)에 전달된다. 이와 같이 하여, 마스터 실린더(4)로 발생한 브레이크 액압은, 각 차륜의 휠 실린더에 공급되고, 마찰 제동에 의한 제동력을 발생시킨다.

브레이크 페달의 조작을 해제하면, 컨트롤러(C)는, 입력 로드(30)의 스트로크에 기초하여 전동 모터(2)를 역회전시키고, 프라이머리 피스톤(10) 및 세컨더리 피스톤(11)이 후퇴한다. 이 피스톤(10, 11)의 후퇴에 의해, 마스터 실린더(4)의 브레이크 액압이 감압되어 제동력이 해제된다. 또, 이 이후의 설명에 있어서, 프라이머리 피스톤(10)과 세컨더리 피스톤(11)은, 동일하게 작동하기 때문에, 프라이머리 피스톤(10)측의 작동에 대해서만 설명한다.

액압 발생 시에는, 입력 피스톤(26)의 소직경부(26A)가, 프라이머리실(12)의 액압을 수압하고, 그 액압을 조작력의 반력으로서, 입력 플런저(29) 및 입력 로드(30)를 통해 브레이크 페달에 전달, 즉 피드백한다. 이에 따라, 소정의 배력비(브레이크 페달의 조작력에 대한 액압 출력의 비)로 원하는 제동력을 발생시킬 수 있다. 그리고, 컨트롤러(C)는, 전동 모터(2)의 작동을 제어하여, 입력 피스톤(26)과, 이것에 추종하는 프라이머리 피스톤(10)의 상대 위치를 조정하는 것이 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(C)가, 입력 피스톤(26)의 스트로크 위치에 대하여 프라이머리 피스톤(10)의 위치를 전방, 즉 마스터 실린더(4)측으로 조정함으로써 브레이크 페달의 조작에 대한 액압 출력을 크게 할 수 있다. 또한, 컨트롤러(C)가, 입력 피스톤(26)의 스트로크 위치에 대하여 프라이머리 피스톤(10)의 위치를 후방, 즉 브레이크 페달측으로 조정함으로써 브레이크 페달의 조작에 대한 액압 출력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 배력 제어, 브레이크 어시스트 제어, 차간 제어, 회생 협조 제어 등의 브레이크 제어를 실행할 수 있다.

또한, 만일, 전동 모터(2) 또는 컨트롤러의 실함 등에 의해, 볼 나사 기구(38)가 작동 불능이 된 경우에도, 브레이크 페달의 조작에 의해, 입력 피스톤(26)의 대직경부(26B)의 전단부가 프라이머리 피스톤(10)의 중간벽(24)을 가압한다. 이것에 의해, 프라이머리 피스톤(10)이 브레이크 페달의 조작력으로 전진하여, 마스터 실린더(4)에 액압을 발생시킬 수 있고, 제동 기능을 유지할 수 있다.

다음으로, 전동 배력 장치(1)의 조립 방법에 대하여 설명한다.

전동 배력 장치(1)의 조립은, 프론트 하우징 서브어셈블리(67), 리어 하우징 서브어셈블리(64), 및 피스톤 서브어셈블리의 각 서브어셈블리를 각각 조립한 후에, 각 서브어셈블리와 마스터 실린더(4)를 조합함으로써 이루어진다. 이하, 각 서브어셈블리의 조립 방법 및 전동 배력 장치(1)의 조립 방법의 개략을 나타낸다.

프론트 하우징 서브어셈블리(67)에 대해서는, 프론트 하우징(3A)에 각 부품을 장착함으로써 조립된다. 우선, 프론트 하우징(3A)의 모터 케이스부(50)에, 전동 모터(2)의 스테이터(65)를 장착한 후에, 모터 케이스부(50)의 개구측에 도시하지 않은 회전 위치 센서를 장착한다. 그리고, 컨트롤러(C)에 대한 스테이터(65) 및 리졸버 등의 센서를 접속하기 위한 도시하지 않은 버스 바에 각 배선의 결선을 행한 후에, 모터 케이스부(50)의 개구를 프론트 커버(66)로 폐색한다. 이상으로 프론트 하우징 서브어셈블리(67)의 조립이 완료된다.

리어 하우징 서브어셈블리(64)에 대해서는, 리어 하우징(3B)에 각 부품을 장착함으로써 조립된다. 우선, 리어 하우징(3B)의 리어 본체부(53)의 베어링 지지부(55)에, 베어링(42A)이 압입된다. 또한, 리어 본체부(53)의 원통부(53A)에, 스토퍼(33)가 회전 불가능하게 고정된다. 그 후에, 풀리(45B)가 장착된 볼 나사 기구(38)를, 스토퍼(33)의 회전 방지부 및 베어링(42A)에 끼워 맞춰지도록, 리어 하우징(3B)에 장착한다. 다음으로, 리어 하우징(3B)의 모터 커버부(52)의 베어링 지지부(57)에, 베어링(42B)을 압입한다. 그 후에, 풀리(45A)가 장착된 출력축(2A)의 선단을 베어링(42B)에 끼워 맞춰, 출력축(2A)을 리어 하우징(3B)에 장착한다. 이에 따라, 볼 나사 기구(38)의 회전 부재인 너트 부재(39)가, 하우징 부재인 리어 하우징(3B)에 유지된다.

이 상태에서, 풀리(45A)와 풀리(45B) 사이에 벨트(46)를 걸친다. 이 벨트(46)가 조립된 상태에서, 베어링(42C)이 고정된 베어링 지지 부재(56)를, 베어링(42C) 내에 출력축(2A)을 삽입 관통시켜 복수의 볼트(58, 58)에 의해 모터 커버부(52)에 고정한다. 이에 따라, 벨트 전동 기구(45)의 회전 부재인 풀리(45A) 및 전동 모터(2)의 회전축 부재인 출력축(2A)이, 하우징 부재인 리어 하우징(3B)에 유지된다. 그 후, 베어링 지지 부재(56)에 지지 브래킷(61)을 볼트(63)에 의해 장착하고, 텐션 풀리(47)를 벨트(46)에 가압하여 벨트(46)의 장력을 조정하면서 지지 브래킷(61)을 고정한다. 그리고, 출력축(2A)의 타단측에 모터(2)의 로터(60)를 압입함으로써, 리어 하우징 서브어셈블리(64)의 조립이 완료된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 있어서는, 리어 하우징 서브어셈블리(64)의 상태에서, 텐션 풀리(47)에 의한 벨트(46)의 장력의 조정을 행할 수 있다.

피스톤 서브어셈블리에 대해서는, 프라이머리 피스톤(10)에 각 부품을 장착함으로써 조립된다. 우선, 프라이머리 피스톤(10)의 기단측으로부터 제1 스프링(34)과 입력 피스톤(26)을 삽입하고, 프라이머리 피스톤(10)의 중간벽(24)의 안내 보어(25)에 입력 피스톤(26)의 소직경부(26A)를 삽입 관통시켜, 프라이머리 피스톤(10) 내에 입력 피스톤(26)을 배치한다. 다음으로, 입력 로드(30)를 끼워 맞춘 입력 플런저(29)를 프라이머리 피스톤(10)의 기단측으로부터 삽입하고, 입력 플런저(29)의 선단을 입력 피스톤(26)에 끼워 맞춘다. 이 상태에서, 프라이머리 피스톤(10)의 기단측으로부터 제2 스프링(36)을 삽입하고, 프라이머리 피스톤(10)의 기단부에 스프링 받이(35)를 비틀어 넣어 고정한다. 그리고, 프라이머리 피스톤(10)의 선단측으로부터 시일(27)과 시일 누름 부재(27A)를 삽입하여 중간벽(24)과 입력 피스톤(26) 사이를 시일한 후, 스프링(22)을 프라이머리 피스톤(10)에 고정한다. 이상으로, 피스톤 서브어셈블리의 조립이 완료된다.

그리고, 리어 하우징 서브어셈블리(64)의 내부에 상기 피스톤 서브어셈블리, 스프링 받이 부재(37A) 및 리턴 스프링(37)을 삽입한 후, 프론트 하우징 서브어셈블리(67)와 리어 하우징 서브어셈블리(64)를 복수의 볼트(54)에 의해 결합한다. 그 후, 스프링(23)과 세컨더리 피스톤(11)을 내부에 삽입한 상태의 마스터 실린더(4)를 프라이머리 피스톤(10)에 끼워 맞춰 프론트 하우징(3A)에 고정한다. 마지막으로, 프론트 하우징(3A)의 모터 케이스부(50) 및 프론트 본체부(51)의 측부에 컨트롤러(C)의 제어 기판을 장착한다. 이와 같이 하여, 전동 배력 장치(1)의 조립이 완료된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 리어 하우징 서브어셈블리(64)의 상태에서, 텐션 풀리(47)에 의한 벨트(46)의 장력의 조정을 행할 수 있다. 이 때문에, 종래, 전동 배력 장치의 조립 후에 벨트의 장력의 조정을 행하기 위해 하우징에 형성되어 있던 개구 및 개구를 폐색하기 위한 부재가 불필요해진다. 따라서, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

또한, 벨트 전동 기구(45)의 풀리(45A, 45B)가 장착되는 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39) 및 전동 모터(2)의 출력축(2A)은, 주로 하중이 가해지는 부분만을 베어링(42A) 및 베어링(42B, 42C)에 의해 효율적으로 지지할 수 있다. 이 때문에, 베어링의 수를 종래보다 삭감할 수 있다. 그 결과, 부품 점수 및 제조 공정수를 삭감할 수 있다. 단일의 부재인 리어 하우징(3B)에 의해, 전동 모터(2)의 구동력, 및, 마스터 실린더(4)의 프라이머리 피스톤(10)의 액압에 의한 반력을 받기 때문에, 리어 하우징(3B)의 강성을 높임으로써, 이들 구동력 및 반력을 효율적으로 지지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 전동 모터(2)와 볼 나사 기구(38) 사이의 회전력의 전달 기구로서 벨트 전동 기구(45)를 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 기어 전동 기구, 체인 전동 기구 등의 다른 공지된 전동 기구를 이용하도록 해도 좋다. 이 경우에도, 각 전동 기구의 전동 부재, 예컨대, 전달 기어나 체인의 텐셔너 등은 리어 하우징(3B)에 유지된다.

본 실시형태에서는, 벨트 전동 기구(45)의 풀리(45A, 45B)가 장착되는 볼 나사 기구(38)의 너트 부재(39) 및 전동 모터(2)의 출력축(2A)은, 리어 하우징(3B)측에서 지지되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 프론트 하우징(3A)측에서 지지하도록 해도 좋다. 또한, 하우징을 3개 이상의 부재로 구성하고, 이들 중 어느 하나의 부재로 너트 부재(39) 및 전동 모터(2)의 출력축(2A)을 지지하도록 해도 좋다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 전동 모터에 의한 회전 운동을 회전 전달 기구에 의해 회전 직동 변환 기구에 전달하고, 직선 운동으로 변환하여 마스터 실린더의 피스톤을 이동시키는 전동 배력 장치에 있어서, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구는, 적어도 2개의 하우징 부재를 조합하여 구성되는 하우징 내에 수용되고, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재는, 상기 적어도 2개의 하우징 부재 중 어느 하나의 하우징 부재에 유지되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재는, 상기 전동 모터의 회전축 부재를 유지하도록 되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 하나의 하우징 부재에 전동 모터의 회전축 부재와 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하기 때문에, 양 축의 동축도의 조정이 용이해져, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 전달 기구의 회전 부재는 상기 전동 모터의 회전 부재로서, 상기 회전 부재는, 상기 하나의 하우징 부재에 고정되는 베어링을 통해 유지되도록 되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 하나의 하우징 부재에 전동 모터의 회전 부재와 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하기 때문에, 양 축의 동축도의 조정이 용이해져, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재의 베어링은, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재에만 설치되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 전동 배력 장치에 설치하는 베어링의 수를 종래보다 삭감할 수 있다. 그 결과, 부품 점수 및 제조 공정수를 삭감할 수 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재에는, 상기 마스터 실린더의 액압으로부터 받는 힘이 상기 회전 직동 변환 기구를 통해 전달되도록 되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 회전 직동 변환 기구를 통해 전달되는 마스터 실린더의 액압으로부터 받는 힘인 축력에 의해, 회전 전달 기구의 회전 부재의 회전 진동을 억제할 수 있고, 전동 배력 장치의 작동 시의 이음(異音)의 억제를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재는, 차량에 대한 장착부를 갖도록 되어 있다.

본 실시형태의 전동 배력 장치에서는, 상기 회전 전달 기구는, 상기 회전 직동 변환 기구와의 사이에 전달 부재가 설치되고, 상기 전달 부재는, 상기 하나의 하우징 부재에 유지되도록 되어 있다.

상기한 구성에 의하면, 하나의 하우징 부재에 회전 구동하는 기구를 서브어셈블리할 수 있고, 서브어셈블리의 상태에서, 회전 전동 기구의 조정을 행할 수 있다. 따라서, 전동 배력 장치의 제조의 효율화를 도모할 수 있다.

이상, 본 발명의 몇가지 실시형태만을 설명했지만, 본 발명의 신규한 교시나 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 예시의 실시형태에 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있는 것이 당업자에게는 용이하게 이해될 것이다. 따라서, 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함하는 것을 의도한다.

본원은, 2014년 11월 4일자 출원의 일본 특허출원 제2014-224371호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2014년 11월 4일자 출원의 일본 특허출원 제2014-224371호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면, 및 요약서를 포함하는 전개시 내용은, 참조에 의해 본원에 전체로서 도입된다.

1: 전동 배력 장치 2: 전동 모터
2A: 출력축(회전 부재, 회전축 부재) 3: 하우징
3B: 리어 하우징(하우징 부재) 4: 마스터 실린더
10: 프라이머리 피스톤(피스톤) 30: 입력 로드(입력 부재)
38: 볼 나사 기구(회전 직동 변환 기구)
39: 너트 부재(회전 부재)
45: 벨트 전동 기구(회전 전달 기구)
45A: 풀리(회전 부재) 45B: 풀리(회전 부재)

Claims

전동 모터에 의한 회전 운동을 회전 전달 기구에 의해 회전 직동 변환 기구에 전달하고, 직선 운동으로 변환하여 마스터 실린더의 피스톤을 이동시키는 전동 배력 장치에 있어서,
상기 회전 전달 기구 및 상기 회전 직동 변환 기구는, 적어도 2개의 하우징 부재를 조합하여 구성되는 하우징 내에 수용되고,
상기 회전 전달 기구의 회전 부재 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재는, 상기 적어도 2개의 하우징 부재 중 어느 하나의 하우징 부재에 유지되어 있고,
상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 한 쌍의 베어링은, 상기 회전 전달 기구의 회전 부재 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재에만 설치되어 있고,
상기 회전 전달 기구의 회전 부재는 상기 전동 모터의 회전축 부재로서, 상기 회전축 부재를 유지하는 한 쌍의 베어링은, 한쪽의 베어링이 상기 하나의 하우징 부재에 설치되고, 다른쪽의 베어링이 베어링 지지 부재를 통해 상기 하나의 하우징 부재에 장착되는 것을 특징으로 하는 전동 배력 장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 전달 기구의 회전 부재 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재에는, 상기 마스터 실린더의 액압으로부터 받는 힘이 상기 회전 직동 변환 기구를 통해 전달되는 것인 전동 배력 장치.
제1항에 있어서, 상기 회전 전달 기구는, 상기 회전 직동 변환 기구와의 사이에 전달 부재가 설치되고, 상기 전달 부재는, 상기 하나의 하우징 부재에 유지되는 것인 전동 배력 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 전달 기구의 회전 부재 및 상기 회전 직동 변환 기구의 회전 부재를 유지하는 상기 하나의 하우징 부재는, 차량에 대한 장착부를 갖는 것인 전동 배력 장치.
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