KR102340458B1

KR102340458B1 - 유압식 차량 브레이크 시스템용 압력 발생기

Info

Publication number: KR102340458B1
Application number: KR1020150090182A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 베; 마르크 미케; 로만 코흐; 마티아스 마이어
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2021-12-20
Also published as: CN105221614B; US20150377261A1; CN105221614A; DE102014212417A1; US9982662B2; KR20160001680A

Abstract

본 발명은 피스톤-실린더 유닛(2), 피스톤(3)을 이동시키는 볼 스크루 드라이브(8), 상기 볼 스크루 드라이브(8)를 둘러싸며 상기 볼 스크루 드라이브(8)를 구동시키는 전기 중공축 모터(27), 및 상기 중공축 모터(27)의 회전 운동을 상기 볼 스크루 드라이브(8)로 전달하기 위한 유성 기어 장치(22)를 포함하는 유압식 차량 브레이크 시스템용 압력 발생기에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 피스톤(3)이 플랜지 부품(15)의 관형 칼라(14) 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 안내되고, 상기 칼라(14)에서 카운터 베어링(12)으로서 플랜지를 구비한 슬리브(13)가 내부에 장착되고, 상기 카운터 베어링(12)에 니들-엑시얼 베어링(11)이 지지되고, 상기 니들-엑시얼 베어링(11)은 상기 볼 스크루 드라이브(8)를 회전 가능하게 지지하고 축 방향으로 지지한다.

Description

유압식 차량 브레이크 시스템용 압력 발생기{PRESSURE GENERATOR FOR A HYDRAULIC VEHICLE BRAKE SYSTEM}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 유압식 차량 브레이크 시스템용 압력 발생기에 관한 것이다. 압력 발생기는 특히 유압식 파워 브레이크 시스템용으로 제공되고, 유압식 파워 브레이크 시스템, 서보 브레이크 시스템 및 수동 브레이크 시스템에서 슬립 제어를 위해서도 사용될 수 있다.

일본 특허 출원 JP H04 22767 A에는 유압 플런저 펌프라고 하는 압력 발생기가 개시되어 있으며, 상기 압력 발생기는 볼 스크루 드라이브 및 피스톤-실린더 유닛을 포함한다. 볼 스크루 드라이브는 스핀들 너트를 포함하고, 상기 스핀들 너트는 전기 모터에 의해 회전 구동될 수 있으며, 이로 인해 스핀들을 축 방향으로 이동시키고, 상기 스핀들은 피스톤을 피스톤-실린더 유닛의 실린더 내에서 이동시킨다. 볼 스크루 드라이브의 하우징은 타이 로드를 통해 실린더 헤드와 연결되고, 상기 실린더 헤드는 실린더를 볼 스크루 드라이브의 하우징에 지지한다.

본 발명의 과제는, 압력 발생시 생기는 축 방향 인장력 및 압력이 안내되며, 외력이 지지될 필요가 없고, 피스톤 및 상기 피스톤과 방사 방향으로 고정된 스크루 메커니즘의 부품이 플랜지 부품의 관형 칼라 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 안내되는, 컴팩트한 압력 발생기를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 압력 발생기에 의해 해결된다.

청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는, 본 발명에 따른 압력 발생기는 실린더 및 상기 실린더 내에서 이동 가능한 피스톤을 구비한 피스톤-실린더 유닛 그리고 피스톤을 이동시키는 스크루 메커니즘을 포함한다. 스크루 메커니즘은 회전 가능한, 축 방향으로 고정된, 나사산을 구비한 부품, 및 축 방향으로 이동 가능한, 회전 불가능한, 대응 나사산을 구비한 부품을 포함하고, 상기 부품의 대응 나사산은 직접 또는 간접적으로 예를 들면 롤링 바디를 통해 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품의 나사산과 맞물린다. 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품의 회전 구동 장치는 스크루 메커니즘의 축 방향으로 이동 가능한 부품을 축 방향으로 이동시킨다. 스크루 메커니즘의 축 방향으로 이동 가능한 부품은 피스톤-실린더 유닛의 피스톤과 축 방향 및 방사방향으로 고정되므로, 스크루 메커니즘의 축 방향으로 이동 가능한 부품의 이동은 피스톤-실린더 유닛의 실린더 내에서 피스톤을 이동시킨다.

피스톤-실린더 유닛과 스크루 메커니즘의 연결을 위해, 본 발명에 따른 압력 발생기는 플랜지 및 관형 칼라를 구비한 플랜지 부품을 포함한다. 플랜지는 피스톤-실린더 유닛의 실린더와 견고하게 연결되고, 칼라는 피스톤-실린더 유닛의 피스톤을 실린더와 동축으로 그리고 축 방향으로 이동 가능하게 안내한다. 피스톤에 의해, 본 발명에 따른 플랜지 부품의 관형 칼라는 피스톤-실린더 유닛의 피스톤과 방사 방향으로 고정된 스크루 메커니즘의 축 방향으로 이동 가능한 부품을 안내한다.

또한, 본 발명에 따른 압력 발생기는, 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품을 축 방향으로 지지하며 회전 가능하게 지지하는 엑시얼 베어링을 포함한다. 엑시얼 베어링은 플랜지 부품의 칼라와 축 방향 고정 방식으로 연결된 카운터 베어링에 축 방향으로 지지된다.

본 발명은, 압력 발생시 생기는 축 방향 인장력 및 압력을 내부 힘으로서 단거리로 피스톤-실린더 유닛의 피스톤으로부터 상기 피스톤과 축 방향으로 고정된 스크루 메커니즘의 축 방향으로 이동 가능한 부품으로, 축 방향으로 이동 가능한 부품으로부터 대응 나사산 및 나사산을 통해 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품으로, 상기 회전 가능한 부품으로부터 엑시얼 베어링 및 그 카운터 베어링을 통해 플랜지 부품으로, 그리고 상기 플랜지 부품으로부터 상기 플랜지 부품의 플랜지와 견고하게 연결된 실린더로 안내하는 컴팩트한 압력 발생기를 가능하게 한다. 외력이 지지될 필요가 없다. 본 발명의 다른 장점은 플랜지 부품의 관형 칼라 내에서 피스톤 및 상기 피스톤과 방사방향으로 고정된 스크루 메커니즘의 부품의 축 방향으로 이동 가능한 안내에 있다.

종속 청구항들은 청구항 제 1 항에 제시된 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예를 제시한다.

청구항 제 2 항에 따라, 압력 발생기는, 스크루 메커니즘을 둘러싸며 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품을 회전 구동시키는 전기 중공축 모터를 포함하고, 이로 인해 압력 발생기의 컴팩트한 구성이 가능해진다. 중공축 모터의 중공축용 피벗 베어링은 바람직하게 외부에서 플랜지 부품의 관형 칼라 상에 및/또는 플랜지 부품의 플랜지 근처에 배치된다.

청구항 제 3 항은 플랜지 부품 상에서 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품용 레이디얼 베어링을 제시하며, 상기 레이디얼 베어링은 바람직하게는 플랜지 부품의 관형 칼라 내에서 플랜지 및 중공축 모터의 중공축용 피벗 베어링으로부터 떨어져 배치된다.

청구항 제 6 항에 따른 개선예는 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품의 회전 속도 감속을 위한 그리고 회전 구동을 위한 유성 기어 장치를 제시한다.

청구항 제 7 항은 중공축 모터의 중공축용의, 플랜지로부터 떨어져 배치된 제 2 피벗 베어링을 제시하고, 상기 피벗 베어링은 플랜지로부터 떨어져, 그에 따라 바람직하게는 중공축의 제 1 피벗 베어링으로부터 떨어져 배치되므로, 중공축이 이격된 위치에서 회전 가능하게 지지된다. 제 2 피벗 베어링은 플랜지 부품에 배치될 필요가 없다.

이하, 본 발명의 실시예가 도면을 참고로 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 압력 발생기의 축 단면도.

도면에 도시된, 본 발명에 따른 압력 발생기(1)는 유압식 파워 브레이크 시스템에서 압력 발생을 위해 사용된다. 슬립 제어를 위한 사용도 가능하다. 압력 발생기(1)는 피스톤(3) 및 실린더(4)를 구비한 피스톤-실린더 유닛(2)을 포함하고, 상기 실린더(4)는 도시되지 않은 차량 브레이크 시스템의 유압 블록(5) 내에 원통형 카운터 보어로서 구현된다. 유압 블록(5)은 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 유압 어큐뮬레이터 및 피스톤-실린더 유닛(2)과 같은 차량 브레이크 시스템의 슬립 제어 장치의 유압 부재들의 기계적 지지 및 유압 연결을 위해 사용된다. 슬립 제어식 차량 브레이크 시스템용의 이러한 블록들은 공지되어 있으므로, 여기서 상세히 설명되지 않는다. 파워 브레이크 시스템 내에서, 피스톤-실린더 유닛(2)은, 제동력 설정값 발생기로서 파워 브레이킹을 위해 사용되며 파워 브레이크의 고장시 보조 브레이킹을 위한 제동력을 발생시킬 수 있는 발 또는 손 작동식 메인 브레이크 실린더 대신에 압력 상승을 위해 사용된다.

피스톤-실린더 유닛(2)의 피스톤(3)은 중공 피스톤으로서 구현되고, 자신 내에 동축으로 배치되며 견고하게 연결된 스핀들(6)을 포함한다. 스핀들(6)은 피스톤(3)과 축 방향 및 방사 방향으로 고정된다. 스핀들(6)은 스핀들 너트(7) 내에 동축으로 배치되고, 상기 스핀들 너트(7)는 중공으로 형성된 피스톤(3) 내로 돌출한다. 회전 가능하고 축 방향으로 고정된 스핀들 너트(7)의 회전 구동에 의해, 스핀들(6) 및 피스톤(3)이 축 방향으로 이동되므로, 피스톤(3)은 실린더(4) 내에 유압 압력을 발생시킨다. 스핀들(6) 및 스핀들 너트(7)는 함께 스크루 메커니즘을 형성한다. 도시된 실시예에서, 스크루 메커니즘은, 스핀들(6) 상에 그리고 스핀들 너트(7) 내에 나사산 및 대응 나사산으로서 형성된 나선형 홈들 내에서 롤링하는 롤링 바디로서 볼(9), 및 볼 리턴 경로(36)를 포함하는 볼 스크루 드라이브로서 구현된다. 일반적으로, 스핀들(6) 및 스핀들 너트(7)는 스크루 메커니즘(8)의 부품으로서 이해될 수 있고, 스핀들 너트(7)는 회전 가능하며, 축 방향으로 고정된 그리고 나사산을 구비한 스크루 메커니즘(8)의 부품이고, 스핀들(6)은 축 방향으로 이동 가능하며, 회전 불가능한 그리고 대응 나사산을 구비한 스크루 메커니즘(8)의 부품을 형성한다. 볼 스크루 드라이브로서 실시예에서, 스핀들 너트(7)의 나사산과 스핀들(6)의 대응 나사산은 볼(9)을 통해 간접적으로 맞물리므로, 전술한 바와 같이 스핀들 너트(7)의 회전 구동 장치는 스핀들(6)을 피스톤(3)과 함께 축 방향으로 이동시킨다. 본 발명의 실시예에서 반전, 즉 회전 가능하며 축 방향으로 고정된 스핀들과 회전 불가능하며 축 방향으로 이동 가능한 스핀들 너트(도시되지 않음)도 가능하며, 이 경우 스핀들 너트는 피스톤(3)과 결합되며, 예컨대 일체형이고, 스핀들의 회전 구동시 피스톤을 이동시킨다. 회전 고정을 위해 피스톤(3) 및 스핀들(6)은 6각형 횡단면을 가진 축 방향 블라인드 홀(34)을 포함하고, 상기 홀 내로 6각형 로드(35)가 돌출하며, 상기 로드는 유압 블록(5) 내의 실린더(4)의 바닥 내에 회전 불가능하게 나사 결합된다.

스핀들 너트(7)는 레이디얼 베어링(10)에 의해 플랜지 부품(15)의 관형 칼라(14) 내에 회전 가능하게 지지되고, 상기 실시예에서 니들 베어링으로서 구현된 엑시얼 베어링(11)에 의해, 축 방향으로 그리고 회전 가능하게 플랜지에 지지되고, 상기 플랜지는 여기서 카운터 베어링(12)이라고 하고 슬리브(13) 내에 배치된다. 니들 베어링 대신, 예컨대 볼 베어링, 4점 베어링, 또는 슬라이딩 베어링도 엑시얼 베어링으로서 가능하다(도시되지 않음). 열거는 예시이며, 일일이 열거되지 않는다. 상기 실시예에서, 레이디얼 베어링(10) 및 엑시얼 베어링(11)은 피스톤(3)으로부터 먼 스핀들 너트(7)의 단부에 배치된다. 슬리브(13)는 자신을 플랜지 부품(15)의 관형 칼라(14)의 대응 나사산과 나사 결합하는, 즉 칼라(14)와 고정 결합하는 나사산(37)을 포함한다.

플랜지 부품(15)은 유압 블록(5)의 카운터 보어 내에 고정된 플랜지(16)를 포함한다. 플랜지 부품(15)은 실린더(4), 피스톤(3), 스핀들(6) 및 스핀들 너트(7)와 동축이다. 플랜지 부품(15)의 칼라(14)는 피스톤(3)을 실린더(4)에 대해 동축으로 그리고 축 방향으로 이동 가능하게 안내한다. 플랜지 부품(15)의 칼라(14)는 피스톤(3)을 통해, 상기 피스톤(3)과 고정된, 따라서 피스톤(3)과 방사방향으로 고정된 스크루 메커니즘(8)의 스핀들(6)을 실린더(4) 및 스핀들 너트(7)에 대해 동축으로 그리고 축 방향으로 이동 가능하게 안내한다. 피스톤(3)이 압력 발생을 위해 실린더(4) 내로 삽입되면, 압력은 스핀들(6)과 스핀들 너트(7)에 작용하고, 상기 스핀들 너트(7)는 축 방향으로 엑시얼 베어링(11)을 통해 슬리브(13) 내의 카운터 베어링(12)에 지지된다. 플랜지 부품(15)의 칼라(14)와 나사 결합된 슬리브(13)는 스핀들(6) 및 스핀들 너트(7) 내의 압력에 대한 반력으로서 생긴 인장력을, 유압 블록(5)에 고정된 플랜지 부품(15)을 통해, 피스톤-실린더 유닛(2)의 실린더(4)를 포함하는 유압 블록(5) 내로 도입한다. 이로 인해, 압력 발생시 나타나는 압력 및 인장력은 짧은 거리로 폐회로에서 내부 힘으로서 안내됨으로써, 지지되어야 하는 힘이 외부로 작용하지 않는다.

스핀들 너트(7)는 피스톤(3)으로부터 먼 단부에 3개의 유성 기어(17)를 포함하고, 상기 유성 기어들(17)은 핀(18)으로 스핀들 너트(7)에 회전 가능하게 배치된다. 이로 인해, 스핀들 너트(17)는 유성 기어(17)용 유성 캐리어를 형성한다. 유성 기어(17)는 동축으로 배치된 선 기어(20), 및 유성 캐리어(17)를 둘러싸는 마찬가지로 동축인 링 기어(21)와 맞물린다. 링 기어(21)는 플랜지 부품(15)의 플랜지(16)와 실린더(4)를 가진 유압 블록(5)으로부터 먼 단부에서 슬리브(13) 내로 압입된다. 즉, 링 기어(21)는 회전 불가능하다. 유성 기어(17), 선 기어(20) 및 링 기어(21)는 스핀들 너트(7)의 회전 구동을 위해 사용되는 본 발명에 따른 압력 발생기(1)의 유성 기어 장치(22)를 형성한다.

선 기어(20)는 전기 중공축 모터(27)의 컵형 중공축(26)의 단부 벽(25) 내의 칼라(24) 내로 회전 불가능하게 압입된 샤프트(23)와 회전 불가능하다. 중공축(26)은 외부 극 또는 영구자석(28)을 포함하며, 전기 중공축 모터(27)의 회전자로서 이해될 수도 있다. 중공축(26)은 유성 기어 장치(22), 스크루 메커니즘(8), 슬리브(13) 및 플랜지 부품(15)의 칼라(14)를 동심으로 둘러싼다. 중공축(26)은 플랜지(16)의 근처에서 피벗 베어링(29)으로서 볼 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 중공축(26)의 플랜지 근처 피벗 베어링(29)은 플랜지(16) 근처에서 베어링 시트(19)를 향해 외부에서 플랜지 부품(15)에 가압된다.

전기 중공축 모터(27)는 마찬가지로 컵형이며 단차형 직경을 가진 모터 하우징(30)을 포함하고, 상기 하우징의 개방 단부는 플랜지 부품(15)의 플랜지(16)에 고정된다. 하우징(30)은 내부면 상에 스테이터 자석(31)으로서 전자석을 포함한다. 스테이터 자석(31)을 포함한 모터 하우징(30)은 전기 중공축 모터(27)의 스테이터로서도 이해될 수 있다. 플랜지(16)로부터 떨어진 폐쇄된 단부에서 중공 실린더형 베어링 수용부(33)가 모터 하우징(30)에 형성되고, 상기 모터 하우징 내에 피벗 베어링(33)으로서 볼 베어링이 배치된다. 샤프트(23)는 피벗 베어링(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 상기 샤프트는 유성 기어 장치(22)의 선 기어(20)와 회전 불가능하며, 상기 선 기어(20)는 중공축(26)의 칼라(24) 내로 압입에 의해 중공축(26)과 회전 불가능하다. 따라서, 피벗 베어링(23)은 전기 중공축 모터(27)의 중공축(26)을 플랜지(16)로부터 먼 단부에 지지하고, 동시에 유성 기어 장치(22)의 선 기어(20)를 회전 가능하게 지지한다. 전기 중공축 모터(27)의 중공축(26)의 회전 구동시, 중공축(26)과 회전 불가능한 유성 기어 장치(22)의 선 기어(20)가 회전 구동되고, 유성 기어(17)를 구동하여 궤도 운동시키고, 상기 궤도 운동은 전술한 바와 같이 동시에 유성 기어 장치(22)의 유성 캐리어를 형성하는 스핀들 너트(7)를 회전 구동시킨다.

2 피스톤-실린더 유닛
3 피스톤
4 실린더
6, 7 부품
8 스크루 메커니즘
14 칼라
15 플랜지 부품
16 플랜지
26 중공축
27 중공축 모터
30 스테이터
33 피벗 베어링

Claims

유압식 차량 브레이크 시스템용 압력 발생기로서, 실린더(4) 및 상기 실린더(4) 내에서 이동 가능한 피스톤(3)을 구비한 피스톤-실린더 유닛(2), 그리고 스크루 메커니즘(8)을 포함하고, 상기 스크루 메커니즘(8)은 회전 가능한, 축 방향으로 고정된, 나사산을 구비한 부품(7), 및 축 방향으로 이동 가능한, 회전 불가능한, 대응 나사산을 구비한 부품(6)을 포함하고, 상기 부품(6)은 상기 피스톤-실린더 유닛(2)의 피스톤(3)과 축 방향 및 방사 방향으로 고정되며, 상기 부품(6)의 대응 나사산은 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)의 나사산과 맞물림으로써, 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)의 회전 구동 장치는 상기 스크루 메커니즘(8)의 축 방향으로 이동 가능한 부품(6), 및 상기 스크루 메커니즘(8)의 축 방향으로 이동 가능한 부품(6)과 축 방향으로 고정된 상기 피스톤-실린더 유닛(2)의 피스톤(3)을 이동시키는, 압력 발생기에 있어서,
상기 압력 발생기(1)는 플랜지(16) 및 관형 칼라(14)를 구비한 플랜지 부품(15), 엑시얼 베어링(11), 및 상기 엑시얼 베어링(11)용 카운터 베어링(12)을 포함하고, 상기 플랜지 부품(15)의 플랜지(16)는 상기 피스톤-실린더 유닛(2)의 실린더(4)와 견고하게 연결되고, 상기 플랜지 부품의 칼라(14)는 상기 피스톤-실린더 유닛(2)의 피스톤(3)을 상기 실린더(4)에 대해 동축으로 그리고 축 방향으로 이동 가능하게 안내하고, 상기 엑시얼 베어링(11)은 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)을 축 방향으로 지지하고, 상기 카운터 베어링(12)은 상기 플랜지 부품(15)의 칼라(14)와 축 방향으로 고정되게 연결되며 상기 엑시얼 베어링(11)을 축 방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 발생기(1)는 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)을 회전 구동시키는 전기 중공축 모터(27)를 포함하고, 상기 전기 중공축 모터는 상기 스크루 메커니즘(8)을 둘러싸고, 상기 플랜지 부품(15)은 상기 중공축 모터(27)의 중공축(26)용 피벗 베어링(29)을 포함하고, 상기 피벗 베어링은 상기 중공축 모터(27)의 중공축(26)을 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 부품(15)은 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)용 레이디얼 베어링(10)을 포함하고, 상기 레이디얼 베어링(10)은 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)을 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 가능한 부품(7)은 스핀들 너트이고, 상기 스크루 메커니즘(8)의 상기 축 방향으로 이동 가능한 부품(6)은 스핀들인 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 스크루 메커니즘(8)은 롤링 바디들(9)을 구비한 롤러 스크루 드라이버이고, 상기 롤링 바디들을 통해 상기 회전 가능한 부품(7)의 나사산이 상기 스크루 메커니즘(8)의 상기 축 방향으로 이동 가능한 부품(6)의 대응 나사산과 맞물리는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 발생기(1)는 상기 스크루 메커니즘(8)의 회전 구동을 위한 유성 기어 장치(22)를 포함하고, 상기 유성 기어 장치의 출력 측은 상기 스크루 메커니즘의 회전 가능한 부품(7)과 회전 불가능한 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 2 항에 있어서, 상기 중공축 모터(27)의 중공축(26)용 상기 피벗 베어링(29)은 상기 플랜지 부품(15)에서 플랜지 근처에 배치되고, 상기 중공축(26)은 자신의 피벗 베어링을 위해 제 2의, 플랜지로부터 멀리 배치된 피벗 베어링(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.
제 2 항에 있어서, 상기 중공축 모터(27)의 스테이터(30)는 상기 스크루 메커니즘(8)에 대해 동축으로 상기 플랜지 부품(15)에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 발생기.