KR102251437B1 - 차량용 전동부스터 - Google Patents

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Abstract

차량용 전동부스터에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 차량용 전동부스터는: 마스터 실린더가 연결되는 부스터 하우징; 부스터 하우징에 설치되는 구동부; 구동부에 의해 회전되도록 구동부에 연결되는 볼너트부; 부스터 하우징에서 마스터 실린더의 반대측에 설치되는 슬라이드 가이드부; 볼너트부에 나사 결합되고, 볼너트부의 회전시 직선 운동되도록 슬라이드 가이드부에 의해 회전이 구속되는 볼스크류부; 및 마스터 실린더를 가압하도록 볼스크류부에 설치되는 푸시 로드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전동부스터{ELECTRIC BOOSTER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 전동부스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부품수, 중량 및 사이즈를 감소시킬 수 있는 차량용 전동부스터에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 진공 프리 브레이크 장치의 필요성, 자동비상제동 등의 능동 제동 엑추에이터의 필요성 및 전기차량의 회생제동 제어 대응의 필요성 등에 의해 전동부스터가 확대 적용되고 있다.
전동부스터는 전기에너지를 이용한 모터의 힘으로 패달의 배력을 증가시킨다. 전동부스터는 모터의 회전 토크를 직선 운동으로 변환시키기 위해 볼스크류와 볼너트부를 이용한다. 볼너트부는 모터로부터 회전 토크를 전달받고, 회전방지부는 볼스크류를 회전되지 않도록 구속한다. 따라서, 볼스크류가 직선 운동을 수행하면서 마스터 실린더의 피스톤부를 가압한다.
그러나, 종래에는 볼스크류의 회전을 구속하는 2개의 구속축이 볼너트와 기어부의 바깥측에 위치되므로, 볼스크류의 회전 방지를 위해 2개의 구속축, 구속축을 고정하는 고정너트가 설치되어야 하므로, 부품수와 중량이 증가될 수 있다.
또한, 볼너트부와 기어부의 외측에 2개의 구속축이 설치되므로, 전동부스터의 사이즈가 증가될 수 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0093179호(2008. 10. 21 공개, 발명의 명칭: 기계적 비상 제동 보조 장치를 구비한 진공 브레이크부스터)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품수, 중량 및 사이즈를 감소시킬 수 있는 차량용 전동부스터를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량용 전동부스터는: 마스터 실린더가 연결되는 부스터 하우징; 상기 부스터 하우징에 설치되는 구동부; 상기 구동부에 의해 회전되도록 상기 구동부에 연결되는 볼너트부; 상기 부스터 하우징에서 상기 마스터 실린더의 반대측에 설치되는 슬라이드 가이드부; 상기 볼너트부에 나사 결합되고, 상기 볼너트부의 회전시 직선 운동되도록 상기 슬라이드 가이드부에 의해 회전이 구속되는 볼스크류부; 및 상기 마스터 실린더를 가압하도록 상기 볼스크류부에 설치되는 푸시 로드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이드 가이드부는 상기 마스터 실린더의 반대측에 배치되는 가이드 하우징; 상기 가이드 하우징의 내부에 상기 볼스크류부와 나란하게 배치되는 가이드 로드부; 및 상기 가이드 로드부에 이동 가능하게 결합되고, 상기 볼스크류부의 회전이 방지되도록 상기 볼스크류부를 구속하는 회전 방지부를 포함할 수 있다.
상기 가이드 로드부는 상기 볼스크류부에 나란하게 복수 개가 배치되고, 상기 회전 방지부의 외측면에는 상기 가이드 로드부가 끼워지도록 복수의 슬라이드홈부가 형성되며, 상기 회전 방지부의 중심부에는 상기 볼스크류부가 회전 방지되도록 삽입될 수 있다.
상기 회전 방지부는 환형으로 형성될 수 있다.
상기 회전 방지부는 상기 볼너트부와 동축상에 배치될 수 있다.
상기 구동부는 상기 부스터 하우징에 설치되는 구동 모터부; 및 상기 구동부의 구동축에 연결되고, 상기 볼너트부를 회전시키도록 상기 볼너트부에 연결되는 기어부를 포함할 수 있다.
상기 기어부는 상기 구동 모터부에 축결합되는 제1 기어부; 상기 제1 기어부에 맞물리도록 설치되는 제2 기어부; 상기 제2 기어부와 동축을 이루도록 상기 제2 기어부에 연결되는 제3 기어부; 및 상기 볼스크류부와 동축을 이루도록 배치되고, 상기 제3 기어부에 맞물리도록 설치되며, 상기 볼너트부에 결합되는 제4 기어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬라이드 가이드부가 부스터 하우징에서 마스터 실린더의 반대측에 설치되므로, 차량용 전동부스터의 두께방향 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 볼너트부의 외측에 슬라이드 가이부가 걸리지 않도록 이격 공간을 형성하지 않아도 되므로, 부스터 하우징의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 또한, 차량용 전동부스터의 부품수를 감소시키고, 중량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터에서 슬라이드 가이드부를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 전동부스터의 일 실시예를 설명한다. 차량용 전동부스터를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터에서 슬라이드 가이드부를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터는 부스터 하우징(120), 구동부(130), 볼너트부(140), 슬라이드 가이드부(150), 볼스크류부(160) 및 푸시 로드부(170)를 포함한다.
부스터 하우징(120)에는 마스터 실린더(110)가 연결된다. 마스터 실린더(110)는 피스톤부(미도시)와 탄성부재(112)를 포함한다. 마스터 실린더(110)는 부스터 하우징(120)의 일측에 연결된다.
구동부(130)는 부스터 하우징(120)에 설치된다. 구동부(130)는 구동 모터부(131) 및 기어부(133)를 포함한다.
구동 모터부(131)는 부스터 하우징(120)에 설치된다. 구동 모터부(131)는 체결부재(132)에 의해 부스터 하우징(120)에 결합된다. 구동 모터부(131)의 구동축(미도시)은 볼스크류부(160)와 나란하게 배치된다. 구동 모터부(131)의 기어부(133)는 구동부(130)의 구동축에 연결되고, 볼너트부(140)를 회전시키도록 볼너트부(140)에 연결된다. 구동 모터부(131)가 구동됨에 따라 기어부(133)가 구동되고, 기어부(133)가 구동됨에 따라 볼너트부(140)가 회전된다. 볼너트부(140)가 회전됨에 따라 볼스크류부(160)가 직선 운동된다.
기어부(133)는 제1 기어부(134), 제2 기어부(135), 제3 기어부(136) 및 제4 기어부(137)를 포함한다.
제1 기어부(134)는 구동축(미도시)에 축결합된다. 제2 기어부(135)는 제1 기어부(134)에 맞물리도록 설치된다. 제2 기어부(135)의 직경은 제1 기어부(134)의 직경보다 크게 형성된다. 제1 기어부(134)와 제2 기어부(135)는 외접 기어(미도시)에 의해 서로 맞물린다.
제3 기어부(136)는 제2 기어부(135)와 동축을 이루도록 제2 기어부(135)에 연결된다. 이때, 제2 기어부(135)와 제3 기어부(136)는 동일한 기어축(139)에 의해 동축상에 배치된다. 제3 기어부(136)의 직경은 제2 기어부(135)의 직경보다 작게 형성된다. 제2 기어부(135)와 제3 기어부(136)는 서로 맞물리게 설치되지 않는다. 기어축(139)은 볼스크류부(160)와 나란하게 배치된다. 기어축(139)의 양단부는 부스터 하우징(120)에 회전 가능하게 결합된다. 기어축(139)의 양단부는 기어 베어링부(139a)에 의해 지지된다.
제4 기어부(137)는 볼스크류부(160)와 동축을 이루도록 배치되고, 제3 기어부(136)에 맞물리도록 설치되며, 볼너트부(140)에 결합된다. 제4 기어부(137)는 연결부재(138)를 매개로 볼너트부(140)에 연결된다. 제4 기어부(137)의 직경은 제2 기어부(135)와 제3 기어부(136)의 직경보다 크게 형성된다. 제4 기어부(137)는 제3 기어부(136)와 외접 기어(미도시)에 의해 서로 맞물린다. 제4 기어부(137)의 직경은 다른 기어부(134,135,136)의 직경 중 가장 크게 형성된다.
제2 기어부(135)의 직경이 제1 기어부(134)와 제3 기어부(136)의 직경보다 크게 형성되고, 제4 기어부(137)의 직경이 제3 기어부(136)의 직경보다 크게 형성되므로, 구동 모터부(131)의 구동 속도가 기어부(133)에 의해 감속된 후 볼너트부(140)에 전달된다. 따라서, 볼너트부(140)의 회전 속도가 감소됨에 따라 볼너트부(140)의 구동 토크가 상대적으로 증가된다.
볼너트부(140)는 구동부(130)에 의해 회전되도록 구동부(130)에 연결된다. 볼너트부(140)는 기어부(133)의 제4 기어부(137)에 연결된다. 볼너트부(140)는 환형으로 형성된다. 볼너트부(140)의 내측면에는 볼스크류부(160)의 그루브(162)에 슬라이딩 가능하게 결합되도록 슬라이드돌기(미도시)가 돌출되게 형성된다. 볼너트부(140)의 외측면을 지지하도록 너트 베어링부(142)가 설치된다.
슬라이드 가이드부(150)는 부스터 하우징(120)에서 마스터 실린더(110)의 반대측에 설치된다. 슬라이드 가이드부(150)가 마스터 실린더(110)의 반대측에 배치되므로, 차량용 전동부스터의 두께방향 크기를 감소시킬 수 있다. 또한, 볼너트부(140)의 외측에 슬라이드 가이부(150)가 걸리지 않도록 이격 공간을 형성하지 않아도 되므로, 부스터 하우징(120)의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 또한, 차량용 전동부스터의 부품수를 감소시키고, 중량을 감소시킬 수 있다.
슬라이드 가이드부(150)는 가이드 하우징(151), 가이드 로드부(153) 및 회전 방지부(155)를 포함한다.
가이드 하우징(151)은 마스터 실린더(110)의 반대측에 배치된다. 가이드 하우징(151)은 원통형으로 형성된다. 가이드 하우징(151)은 볼스크류부(160)와 동축을 이루도록 배치된다. 가이드 하우징(151)은 결합부재(151A)에 의해 부스터 하우징(151)에 결합된다. 가이드 로드부(153)는 가이드 하우징(151)의 내부에 볼스크류부(160)와 나란하게 배치된다. 회전 방지부(155)는 가이드 로드부(153)에 이동 가능하게 결합되고, 볼스크류부(160)의 회전이 방지되도록 볼스크류부(160)를 구속한다. 회전 방지부(155)가 볼스크류부(160)의 회전을 방지하므로, 볼너트부(140)의 회전 운동이 볼스크류부(160)의 직선 운동으로 변환된다. 볼스크류부(160)가 직선 운동됨에 의해 마스터 실린더(110)의 피스톤부가 볼스크류부(160)의 직선 운동에 의해 가압된다.
회전 방지부(155)는 환형으로 형성된다. 따라서, 회전 방지부(155)가 가이드 로드부(153)에 의해 안정되게 지지되므로, 회전 방지부(155)가 볼스크류부(160)를 안정되게 지지할 수 있다.
회전 방지부(155)는 볼너트부(140)와 동축상에 배치된다. 이때, 볼스크류부(160)의 양측이 회전 방지부(155)와 볼너트부(140)에 의해 동축상에서 지지되므로, 볼스크류부(160)의 직선 운동시 볼스크류부(160)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
볼스크류부(160)는 볼너트부(140)에 나사 결합되고, 볼너트부(140)의 회전시 직선 운동되도록 슬라이드 가이드부(150)에 의해 회전이 구속된다. 볼스크류부(160)의 외측면에는 나선 형태의 그루브(162)가 함몰되게 형성된다. 볼스크류부(160)는 내부가 비어있는 파이프 형태로 형성된다.
가이드 로드부(153)는 볼스크류부(160)에 나란하게 복수 개가 배치되고, 회전 방지부(155)의 외측면에는 가이드 로드부(153)가 끼워지도록 복수의 슬라이드홈부(155a)가 형성되며, 회전 방지부(155)의 중심부에는 볼스크류부(160)가 회전 방지되도록 삽입된다. 이때, 회전 방지부(155)에는 스플라인부(미도시)가 형성되고, 볼스크류부(160)의 단부에는 스프라인부에 치합되도록 써레이션부(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 볼스크류부(160)는 회전 방지부(155)에 고정핀(미도시)에 의해 회전 방지되도록 고정될 수 있다. 볼스크류부(160)가 회전방지부(155)에 회전되지 않도록 결합되는 한 다양한 결합 구조가 적용될 수 있다.
푸시 로드부(170)는 마스터 실린더(110)를 가압하도록 볼스크류부(160)에 설치된다. 푸시 로드부(170)는 볼스크류부(160)의 내부 공간에 삽입된다. 푸시 로드부(170)의 단부에는 마스터 실린더(110)의 피스톤부를 가압하도록 푸시 헤드부(172)가 형성된다. 푸시 헤드부(172)의 직경은 볼스크류부(160)의 직경과 동일하거나 크게 형성될 수 있다. 따라서, 푸시 헤드부(172)가 마스터 실린더(110)를 가압할 때에 볼스크류부(160)가 푸시 헤드부(172)를 지지하므로, 푸시 헤드부(172)가 볼스크류부(160)의 길이방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있다. 페달(미도시)의 답력이 해제되면, 푸시 로드부(170)와 볼스크류부(160)는 마스터 실린더(110)의 탄성부재(112)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동부스터의 작동에 관해 설명하기로 한다.
구동 모터부(131)가 구동되면, 제1 기어부(134), 제2 기어부(135), 제3 기어부(136) 및 제4 기어부(137)가 회전된다. 이때, 제2 기어부(135)의 직경이 제1 기어부(134)와 제3 기어부(136)의 직경보다 크게 형성되고, 제4 기어부(137)의 직경이 제3 기어부(136)의 직경보다 크게 형성되므로, 구동 모터부(131)의 구동 속도가 기어부(133)에 의해 감속된 후 볼너트부(140)에 전달된다. 따라서, 볼너트부(140)의 회전 속도가 감속됨에 따라 볼너트부(140)의 구동 토크가 상대적으로 증가된다.
이때, 회전 방지부(155)가 볼스크류부(160)의 회전을 방지하도록 볼스크류부(160)를 구속하므로, 볼스크류부(160)는 직선 방향을 따라　이동된다. 따라서, 볼너트부(140)의 회전 운동이 볼스크류부(160)의 직선 운동으로 변환된다.
볼스크류부(160)가 직선방향을 따라 이동되면, 푸시 로드부(170)의 푸시 헤드부(172)가 마스터 실린더(110)의 피스톤부를 가압한다. 푸시 로드부(170)와 피스톤부가 직선방향을 따라 함께 이동됨에 따라 마스터 실린더(110)의 유압이 차륜의 휠실린더(미도시)에 가해짐에 따라 차륜(미도시)이 제동된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110: 마스터 실린더 114: 탄성부재
120: 부스터 하우징 130: 구동부
131: 구동 모터부 132: 체결부재
133: 기어부 134: 제1 기어부
135: 제2 기어부 136: 제3 기어부
137: 제4 기어부 138: 연결부재
139: 기어축 140: 볼너트부
142: 너트 베어링부 150: 슬라이드 가이드부
151: 가이드 하우징 153: 가이드 로드부
155: 회전 방지부 155a: 슬라이드홈부
160: 볼스크류부 162: 그루브
170: 푸시 로드부 172: 푸시 헤드부

Claims (7)

  1. 마스터 실린더가 연결되는 부스터 하우징과, 상기 부스터 하우징에 설치되는 구동부와, 상기 구동부에 의해 회전되도록 상기 구동부에 연결되는 볼너트부와, 상기 부스터 하우징에서 상기 마스터 실린더의 반대측에 설치되는 슬라이드 가이드부와, 상기 볼너트부에 나사 결합되고, 상기 볼너트부의 회전시 직선 운동되도록 상기 슬라이드 가이드부에 의해 회전이 구속되는 볼스크류부 및, 상기 마스터 실린더를 가압하도록 상기 볼스크류부에 설치되는 푸시 로드부를 포함하되,
    상기 슬라이드 가이드부는, 상기 마스터 실린더의 반대측에 배치되는 가이드 하우징과, 상기 가이드 하우징의 내부에 상기 볼스크류부와 나란하게 배치되는 가이드 로드부 및, 상기 가이드 로드부에 이동 가능하게 결합되고, 상기 볼너트부와 동축상에 배치되며, 상기 볼스크류부의 회전이 방지되도록 구속하여 상기 볼스크류부를 직선 운동으로 변환하는 회전 방지부를 포함하며,
    상기 회전 방지부의 외측면에는 상기 가이드 로드부가 끼워지도록 복수의 슬라이드홈부가 형성되며,
    상기 회전 방지부의 중심부에는 상기 볼스크류부가 상기 회전 방지부에서 회전되지 않도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동부스터.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 로드부는 상기 볼스크류부에 나란하게 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동부스터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 회전 방지부는 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동부스터.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 부스터 하우징에 설치되는 구동 모터부; 및
    상기 구동부의 구동축에 연결되고, 상기 볼너트부를 회전시키도록 상기 볼너트부에 연결되는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동부스터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 기어부는,
    상기 구동 모터부에 축결합되는 제1 기어부;
    상기 제1 기어부에 맞물리도록 설치되는 제2 기어부;
    상기 제2 기어부와 동축을 이루도록 상기 제2 기어부에 연결되는 제3 기어부; 및
    상기 볼스크류부와 동축을 이루도록 배치되고, 상기 제3 기어부에 맞물리도록 설치되며, 상기 볼너트부에 결합되는 제4 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동부스터.
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JP2012106626A (ja) * 2010-11-17 2012-06-07 Nissan Motor Co Ltd 電動ブレーキ制御システム

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