KR102614822B1 - 액압 공급장치 - Google Patents

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KR102614822B1
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윤안수
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에이치엘만도 주식회사
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Abstract

액압 공급장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 제동유압의 조절을 위한 유로 및 밸브가 마련되는 모듈레이터블록에 결합되고, 고정자와 회전자를 구비하는 모터; 상기 회전자와 결합되고, 상기 회전자와 함께 회전 운동하는 회전축; 일측에 피스톤이 결합되고, 상기 회전축과 동일축 상에서 볼스크류 방식으로 연결되어 상기 회전축의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼너트; 상기 회전축과 볼너트가 함께 회전하는 것을 방지하는 회전방지부; 및 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축의 회전량을 측정하는 센서조립체;를 포함하는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

Description

액압 공급장치{Hydraulic supply device}
본 발명은 액압 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자식 브레이크 시스템에 마련되어 액압을 발생시키는 액압 공급장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에 보다 강력하고 안정된 제동력을 얻기 위한 여러 종류의 전자식 브레이크 시스템이 제안되고 있다. 그 일예로 지능형 통합 브레이크(IDB : Integrated Dynamic Brake) 시스템이 제안되고 있다.
이러한, 통합형 전자식 브레이크 시스템은 페달변위센서를 통해 브레이크 페달의 동작을 전기적 신호로 출력하여 모터가 작동하고 상기 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 제동유압을 발생시키는 액압 공급장치와, 상기 유액 공급장치에 의해 발생된 힘으로 액압을 공급받아 제동동작을 제어하도록 복수의 밸브가 설치된 모듈레이터블록 및 모터와 밸브들을 제어하는 전자제어유닛을 포함하고 있다.
한편, 통합형 전자식 브레이크 시스템은 모터의 작동상태를 측정하기 위한 모터 포지션 센서(MPS : Motor Positoin Sensor)를 더 구비하고, 이를 통하여 모터로부터 발생된 회전량에 의한 피스톤의 전진 거리를 파악하고 있다. 이때, 모터의 회전 정보를 전자제어유닛으로 전달하기 위한 마그넷이 설치되는데, 마그넷과 모터 포지션 센서 즉, 센싱부와의 간극 유지가 매우 중요하다.
그러나, 종래에는 모터 포지션 센서를 별도로 장착하여 전자제어유닛과 연결하고 있으나, 모터 포지션 센서를 전자제어유닛과 전기적으로 연결하기 위한 커넥터가 필요하여 구조가 복작해지는 문제점이 있다.
또한, 모터 포지션 센서가 전자제어유닛에 장착되어 있더라도 마그넷을 모터의 회전자와 연결하기 위한 별도의 기구물이 요구되며, 모터 포지션 센서와의 간극을 유지하기 위한 설계가 요구되고 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액압 공급장치는 단순한 구조로 모터 포지션 센서용 마그넷을 설치할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 제동유압의 조절을 위한 유로 및 밸브가 마련되는 모듈레이터블록에 결합되고, 고정자와 회전자를 구비하는 모터; 상기 회전자와 결합되고, 상기 회전자와 함께 회전 운동하는 회전축; 일측에 피스톤이 결합되고, 상기 회전축과 동일축 상에서 볼스크류 방식으로 연결되어 상기 회전축의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼너트; 상기 회전축과 볼너트가 함께 회전하는 것을 방지하는 회전방지부; 및 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축의 회전량을 측정하는 센서조립체;를 포함하는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 센서조립체는, 상기 회전축과 동일축 상으로 일직선으로 연결되어 함께 회전하는 샤프트; 상기 일단이 샤프트의 끝단에 고정되며 타단에 수용공간이 마련되는 홀더; 및 상기 홀더의 수용공간에 장착되는 마그넷;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 샤프트의 외주면에 장착되는 공차링을 더 구비하고, 상기 샤프트는 상기 공차링에 의해 상기 회전축에 형성된 장착홈에 삽입되어 결속될 수 있다.
또한, 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 구비하고, 상기 베어링은 상기 피스톤 및 샤프트를 감싸도록 상기 모듈레이터블록에 결합되는 펌프 하우징에 지지될 수 있다.
또한, 상기 회전방지부는, 상기 회전자와 상기 볼너트 사이에 마련되며 상기 피스톤의 진행방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 마련되는 슬리브; 및 상기 볼너트에 결합되며, 상기 슬롯에 삽입되는 구속돌기가 마련되는 링부재;를 포함하고, 상기 구속돌기는 상기 피스톤의 동작 시 상기 슬롯을 따라 이동하면서 상기 볼너트의 회전을 구속할 수 있다.
또한, 상기 슬리브는 상기 모터를 둘러싸는 모터 하우징 또는 상기 모듈레이터블록에 고정될 수 있다.
또한, 상기 모터 반대편에서 상기 모듈레이터블록에 체결되고, 상기 모듈레이터블록을 관통하는 피스톤이 직선 왕복 운동하도록 실린더를 형성하는 펌프 하우징;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프 하우징에는 상기 실린더가 상기 샤프트를 수용하는 제1 공간부와 상기 피스톤을 수용하는 제2 공간부로 구획되도록 일측이 개방된 원기둥 형상의 가이드부가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액압 공급장치는 단순한 구조로 회전축과 일직선으로 결합되는 샤프트에 마그넷을 고정하도록 함으로써 제작효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 마그넷과 모터 포지션 센서의 간극을 용이하게 유지하도록 함으로써 모터의 작동상태를 효과적으로 파악할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치에 마련된 회전방지부를 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치에 마련된 센서조립체를 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치의 일부를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치에 마련된 회전방지부를 나타내는 부분절개 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치에 마련된 센서조립체를 나타내는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치의 일부를 확대한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액압 공급장치의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 액압 공급장치(1)는 모듈레이터블록(10)에 결합되는 모터(100)와, 모터(100)의 회전자(120)와 결합되는 회전축(210), 일측에 피스톤(230)이 결합되어 회전축(210)과 볼스크류 방식으로 연결되는 볼너트(220)와, 회전축(210)과 볼너트(220)가 함께 회전하는 것을 방지하는 회전방지부(300) 및 회전축(210)에 결합되는 센서조립체(500)를 포함한다.
모듈레이터블록(10)은 액압 공급장치(1) 및 마스터실린더(미도시)와 연결되고, 내부에 제동유압의 조절을 위한 유로 및 밸브가 마련된다. 또한, 모듈레이터블록(10)에는 전자제어유닛(ECU)이 설치되고, 전자제어유닛(ECU)에 의해 밸브와 액압 공급장치(1)의 모터(100)를 제어함으로써 각 차륜에 마련된 휠 실린더로 제동유압을 전달하게 된다. 이때, 전자제어유닛(ECU)에는 후술할 센서조립체(500)의 마그넷(530)에 의한 자기장 변화를 감지하는 센싱부(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 모듈레이터블록(10)은 전자식 브레이크 시스템에서 널리 사용되는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
모듈레이터블록(10)에는 양면에 각각 모터 하우징(101)과 펌프 하우징(400)이 체결된다.
모터 하우징(101)은 도면을 기준으로 모듈레이터블록(10)의 좌측에 체결되며, 후술할 모터(100)를 둘러싸게 마련된다. 또한, 모터 하우징(101) 내에 배치된 모터(100)와 모듈레이터블록(10) 사이에는 모터 커버(102)가 개재된다. 즉, 모터 하우징(101)은 모터 커버(102)와 결합된 상태로 모듈레이터블록(10)에 체결된다.
펌프 하우징(400)은 모터 하우징(101) 반대편에서 모듈레이터블록(10)에 체결되고, 피스톤(230)이 직선 왕복 운동하는 실린더를 형성한다. 이때, 실린더와 피스톤(230) 사이 공간에는 작동유체가 유입되는 펌프챔버(412)가 형성되고, 펌프 하우징(400)의 외면과 모듈레이터블록(10) 사이에는 작동유체의 유출을 막기 위한 펌프 실링부재(425)가 마련된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펌프 하우징(400)에는 후술할 센서조립체(500)의 샤프트(510)를 수용하도록 일측이 개방된 원기둥 형상의 가이드부(410)가 마련될 수 있다. 이 가이드부(410)에 의하여 실린더는 가이드부(410)의 내측 공간인 제1 공간부(411)와, 피스톤(230)을 수용하는 제2 공간부(412)로 구획될 수 있다. 또한, 펌프 하우징(400)에는 제2 공간부(412)와 연결되는 유로(413)가 형성될 수 있다. 즉, 펌프챔버(412)인 제2 공간부(412)에 수용되는 작동유체는 피스톤(230)의 작동에 따라 유로(413)를 통해 모듈레이터블록(10)의 내부유로로 유출입된다. 이러한 펌프 하우징(400)과 센서조립체(500)의 결합구조 및 피스톤(230)의 작동상태에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
모터(100)는 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 장치이다. 모터(100)는 모터 하우징(101) 내에 설치된 고정자(110) 및 회전자(120)를 갖춘 중공형 모터로 이루어질 수 있다. 회전자(120)는 중앙이 빈 원통형상을 갖추고 그 외주면을 따라 소정 간격으로 자성체(121)가 설치된다. 고정자(110)는 회전자(120)와 일정간격 이격되어 회전자(120)를 감싸도록 형성된다. 이러한 고정자(110)에는 코일(미도시)이 권선되어 전원이 인가되면, 자성체(121)와 코일 사이에 척력 및 인력이 작용하여 회전자(120)가 회전하게 된다. 이러한 모터(100)의 회전자(120) 및 고정자(110)의 구조는 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 액압 공급장치(1)가 전자식 브레이크 시스템에 적용되어 사용됨에 따라 모터(100)는 브레이크 페달의 답력에 따른 변위를 감지하는 페달변위센서(미도시)의 전기적 신호를 통하여 작동할 수 있다. 즉, 운전자가 요구하는 제동력을 수행하도록 정역회전하며 회전력을 발생시키게 된다.
회전축(210)은 소정 길이를 가지며, 모터(100)의 중앙에 배치되어 회전자(120)와 함께 회전하도록 마련된다. 도시된 바에 따르면, 회전축(210)은 회전자(120)의 회전체(122)와 함께 회전하도록 마련될 수 있다.
회전체(122)는 길이방향으로 중공되어 내부에 회전축(210)이 위치하도록 형성될 수 있다. 이때, 회전체(122)의 후방측(도 1을 기준으로 좌측)은 내경이 감소하도록 마련되어 회전축(210)과 함께 회전하도록 결합된다. 이러한 회전체(122)는 회전자(120)와 함께 안정적으로 회전가능하도록 전방 및 후방측이 각각 프론트베어링(132)과 리어베어링(131)에 의해 지지된다.
리어베어링(131)은 모터 하우징(101)과 회전체(122) 사이에 개재되어 전체(122)의 후방측을 지지하고, 프론트베어링(132)은 모터 커버(102)와 회전체(122) 사이에 개재되어 회전체(122)의 전방측을 지지한다. 즉, 프론트베어링(132)과 리어베어링(131)이 회전체(122)의 전후방에서 안정적으로 지지함으로써 회전자(120)의 회전 시 회전체(122)와 함께 흔들림 없이 함께 회전하게 된다.
회전축(210)은 회전체(122)에 압입되어 회전체(122)와 함께 회전하는 스크류샤프트로 마련된다. 즉, 회전축(210)의 외주면에는 나사홈이 형성되고, 후방이 회전체(122)의 타단측에 압입 고정됨으로써 회전체(122)와 함께 회전하게 된다.
볼너트(220)는 회전축(210)과 볼스크류 방식으로 결합됨으로써 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하도록 마련된다. 도시되지는 않았으나 회전축(210)과 볼너트(220) 사이에는 마찰에 의한 에너지 저감을 위하여 복수개의 볼(ball)이 채워질 수 있다. 즉, 회전축(210)과 볼너트(220)는 볼-스크류 타입의 동력변환유닛으로 마련될 수 있다. 이러한 볼너트(220)가 회전축(210)의 회전에 따라 직선 운동으로 변환되도록 회전방지부(300)가 마련된다.
회전방지부(300)는 모터 하우징(101) 또는 모듈레이터블록(10)에 고정되어 볼너트(220)를 감싸도록 마련되는 슬리브(310)와, 상기 슬리브(310)에 회전이 방지되도록 결합되는 링부재(320)를 구비할 수 있다.
슬리브(310)는 길이방향으로 중공되어 내부에 볼너트(220)가 위치하도록 형성되며, 길이방향을 따라 내면에 적어도 하나의 슬롯(311)이 형성된다. 슬롯(311)은 슬리브(310)의 내측면에서 원주방향으로 복수개가 동일 간격으로 평행하게 이격되어 마련될 수 있다. 또한, 슬리브(310)는 회전자(120)와 간섭받지 않도록 회전체(122)와 일정간격 이격되도록 배치될 수 있으며, 타측이 절곡되어 모터 하우징(101)에 고정되는 플랜지(312)를 구비할 수 있다. 도시된 바에 따르면, 플랜지(312)는 모터 하우징(101)의 모터 커버(102)에 고정될 수 있다.
링부재(320)는 볼너트(220)에 압입결합되며, 외주면에 적어도 하나의 구속돌기(321)가 형성된다. 구속돌기(321)는 슬롯(311)에 대응하는 위치에 마련되어 슬롯(311)에 삽입된다. 이에, 구속돌기(321)는 볼너트(220)의 회전을 방지하며 볼너트(220)의 이동에 따라 슬롯(321)을 따라 이동하게 된다.
한편, 볼너트(220)의 일측에는 피스톤(230)이 결합되어 피스톤(230)과 함께 직선 왕복 운동하게 된다. 피스톤(230)은 중공형 원통 형상을 가지며, 일단이 볼너트(220)와 결합되고, 타단이 펌프 하우징(400)의 실린더에 삽입된다. 이러한 피스톤(230)의 중공부(232)에는 회전축(210)과 펌프 하우징(400)의 가이드부(410)가 수용될 수 있다. 이때, 피스톤(230)의 내측면과 가이드부(410)의 외측면 사이에는 가이드부시(231)가 마련될 수 있다. 즉, 피스톤(230)의 직선 운동 시 가이드부시(231)가 가이드부(410)의 외측면을 따라 가이드됨으로써 피스톤(230)의 안정적인 직선운동을 수행할 수 있게 된다. 피스톤(230)의 외측면과 펌프 하우징(400) 및 피스톤(230)의 내측면과 가이드부(410) 사이에는 실링부재(235)가 각각 마련되어 피스톤(230)의 작동 시 오일이 유출되는 것을 방지하게 된다.
센서조립체(500)는 회전축(210)에 결합되어 회전축(210)의 회전방향 및 회전량을 측정하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 센서조립체(500)는 회전축(210)과 동일축 상으로 일직선으로 연결되는 샤프트(510)와, 샤프트(510)의 끝단에 고정되는 홀더(520)와, 홀더(520)에 장착되는 마그넷(530) 및 샤프트(510)에 외주면에 장착되는 공차링(540)을 구비할 수 있다.
샤프트(510)는 소정 길이를 가지며, 일단이 회전축(210)의 끝단에 형성된 장착홈(211)에 압입 결합될 수 있다. 이때, 샤프트(510)의 외주면에 장착되는 공차링(540)은 샤프트(510)와 함께 장착홈(211)에 삽입되어 결속될 수 있다. 공차링(540)은 그 외면에 돌기형상을 갖고 외력에 의해 변형 가능한 탄력부(542)가 마련된다. 이에, 샤프트(510)는 공차링(540)에 의해 회전축(210)과 회전방향으로 구속되어 동일하게 회전운동하게 된다.
홀더(520)는 일단이 샤프트(510)의 끝단에 고정되고 타단에 마그넷(530)이 설치되는 수용공간이 마련된다. 즉, 홀더(520)와 마그넷(530)은 회전축(210)과 결합되는 샤프트(510)의 반대측에 마련된다. 이에, 샤프트(510)가 회전축(210)과 함께 회전 시 홀더(520) 및 마그넷(530)이 함께 회전하게 된다.
한편, 센서조립체(500)는 샤프트(510)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(550)을 더 구비한다. 베어링(550)은 가이드부(410)의 내측에 지지되어 샤프트(510)의 경방향을 지지하여 샤프트(510)와 마그넷(530)이 안정적으로 회전할 수 있도록 한다.
이러한 센서조립체(500)는 전자제어유닛(ECU)에 마련된 센싱부(미도시)를 포함할 수 있다. 센싱부는 마그넷(530)에 의한 자기장 변화를 감지하여 회전축(210)의 회전방향 및 회전량을 계측한다. 즉, 센싱부에 의해 감지된 정보를 바탕으로 전자제어유닛(ECU)은 피스톤(230)의 움직임을 파악하며 모터(100)의 작동을 제어할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 액압 공급장치
10 : 모듈레이터블록
100 : 모터
210 : 회전축
220 : 볼너트
230 : 피스톤
300 : 회전방지부
400 : 펌프 하우징
500 : 센서조립체

Claims (8)

  1. 내부에 제동유압의 조절을 위한 유로 및 밸브가 마련되는 모듈레이터블록에 결합되고, 고정자와 회전자를 구비하는 모터;
    상기 회전자와 결합되고, 상기 회전자와 함께 회전 운동하는 회전축;
    일측에 피스톤이 결합되고, 상기 회전축과 동일축 상에서 볼스크류 방식으로 연결되어 상기 회전축의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼너트;
    상기 회전축과 볼너트가 함께 회전하는 것을 방지하는 회전방지부; 및
    상기 회전축에 결합되어 상기 회전축의 회전량을 측정하는 센서조립체;를 포함하고,
    상기 센서조립체는,
    상기 회전축과 동일축 상으로 일직선으로 연결되어 함께 회전하는 샤프트; 및
    상기 샤프트의 외주면에 장착되는 공차링;을 포함하고,
    상기 샤프트는 상기 공차링에 의해 상기 회전축에 형성된 장착홈에 삽입되어 결속되는 액압 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서조립체는,
    일단이 상기 샤프트의 끝단에 고정되며 타단에 수용공간이 마련되는 홀더; 및
    상기 홀더의 수용공간에 장착되는 마그넷;을 포함하는 액압 공급장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 구비하고,
    상기 베어링은 상기 피스톤 및 샤프트를 감싸도록 상기 모듈레이터블록에 결합되는 펌프 하우징에 지지되는 액압 공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전방지부는,
    상기 회전자와 상기 볼너트 사이에 마련되며 상기 피스톤의 진행방향을 따라 적어도 하나의 슬롯이 마련되는 슬리브; 및
    상기 볼너트에 결합되며, 상기 슬롯에 삽입되는 구속돌기가 마련되는 링부재;를 포함하고,
    상기 구속돌기는 상기 피스톤의 동작 시 상기 슬롯을 따라 이동하면서 상기 볼너트의 회전을 구속하는 액압 공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 모터를 둘러싸는 모터 하우징 또는 상기 모듈레이터블록에 고정되는 액압 공급장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모터 반대편에서 상기 모듈레이터블록에 체결되고, 상기 모듈레이터블록을 관통하는 피스톤이 직선 왕복 운동하도록 실린더를 형성하는 펌프 하우징;을 더 포함하는 액압 공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 펌프 하우징에는 상기 실린더가 상기 샤프트를 수용하는 제1 공간부와 상기 피스톤을 수용하는 제2 공간부로 구획되도록 일측이 개방된 원기둥 형상의 가이드부가 마련되는 액압 공급장치.
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