KR20060053594A - Booster brake apparatus using motor that operates with a pedal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스터 실린더를 가압하여 휠을 제동시키며 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치에 관한 것으로서, 브레이크페달의 작동에 연동하여 구동되는 모터와, 상기 모터에 연결된 기어와, 상기 기어에 연결되어 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 마스터 실린더를 가압하는 배력장치를 구비한 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 브레이크 페달의 동작을 회전력으로 변환하고 회전력을 직선운동으로 변환하여 마스터 실린더를 밀어 동작시킴으로써 부스터가 필요 없게 되어 엔진의 부압을 이용하지 않아도 되므로 엔진의 효율이 증대될 수 있게 된다. 또한, 부피가 큰 부스터가 생략되므로 레이아웃의 제약문제가 해소될 수 있다.
The present invention relates to a hydraulic brake device using a motor that brakes a wheel by pressurizing a master cylinder and interlocks with a pedal, the motor being driven in conjunction with the operation of the brake pedal, a gear connected to the motor, and connected to the gear. And converting the rotational motion of the gear into a linear motion and pressurizing the master cylinder. As a result, by converting the operation of the brake pedal into the rotational force and converting the rotational force into the linear motion to push the master cylinder, the booster is not necessary, and thus the engine's efficiency can be increased since the booster is not used. In addition, since the bulky booster is omitted, layout constraints can be eliminated.

진공배력식, 부스터Vacuum power booster

Description

페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치{booster brake apparatus using motor that operates with a pedal}Booster brake apparatus using motor that operates with a pedal

도 1은 종래의 진공배력식 브레이크 시스템의 구성도,1 is a configuration diagram of a conventional vacuum boosting brake system,

도 2는 본 발명에 따른 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치의 구성도,2 is a block diagram of a boost-type brake device using a motor interlocked with a pedal according to the present invention;

도 3은 도 2의 브레이크용 배력장치의 분해사시도, 3 is an exploded perspective view of the brake booster of FIG. 2;

도 4는 도 2의 브레이크용 배력장치의 내부 구성도,Figure 4 is an internal configuration of the brake booster of Figure 2,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

1 : 브레이크 장치 2 : 페달  1: brake device 2: pedal

3 : 모터 4 : 마스터 실린더  3: motor 4: master cylinder

10 : 배력장치 11 : 기어10: power boosting device 11: gear

12 : 스크루 13 : 베어링 조립체
12: screw 13: bearing assembly

본 발명은 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페달의 동작을 모터에 의해 회전운동으로 변환하고 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 휠을 제동시키는 마스터 실린더를 가압하는 배력식 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brake device, and more particularly, to a boost-type brake device that presses a master cylinder that brakes a wheel by converting a pedal motion into a rotational motion by a motor and converting the rotational motion into a linear motion.

일반적으로 차량의 풋 브레이크는 주행중인 자동차를 감속시키거나 정지시에 사용되는 것으로서 브레이크 페달을 밟아서 작동시킨다. 상기 풋 브레이크로는 기계식, 유압식, 진공 배력식, 공기 배력식, 공기 브레이크가 이에 속한다. 상기 기계식 브레이크는 브레이크 페달이나 브레이크 레버로 조작하며 브레이크 조작력을 로드 또는 케이블 등에 의하여 마찰부에 제동하는 것으로서 주차 브레이크는 기계식이 많이 사용된다. 상기 유압식 브레이크는 파스칼의 원리를 이용하여 브레이크 페달에 가해진 유압 기구로 유압을 발생시켜 제동력을 발생시키는 방식으로서 제동력이 모든 바퀴에 균일하게 전달되고, 마찰손실이 적으며 조작력이 작아도 되는 장점이 있으나 오일 파이프 등이 파손되어 오일이 누출되는 경우에 브레이크 기능이 상실되는 결점도 있다. 상기 배력식 브레이크는 중량이 큰 자동차 혹은 고속 주행중의 자동차와 같이 주행 관성이 큰 자동차에 대하여 엔진의 흡기 부압이나 압축 공기를 이용하여 조작력을 증대시켜 강력한 제동력을 작용시키는 브레이크로서 진공배력식 브레이크와 공기배력식 브레이크 등이 있다.In general, a foot brake of a vehicle is used to decelerate a driving vehicle or to stop a vehicle and press the brake pedal. The foot brakes include mechanical, hydraulic, vacuum powered, air powered, and air brakes. The mechanical brake is operated by a brake pedal or a brake lever, and brake brake force is applied to a friction part by a rod or a cable. The hydraulic brake is a method of generating braking force by generating hydraulic pressure by the hydraulic mechanism applied to the brake pedal by using the principle of Pascal. The braking force is uniformly transmitted to all wheels, the friction loss is small, and the operating force may be small. Another problem is that the brake function is lost when the pipe is damaged and the oil leaks. The boost type brake is a brake that provides a strong braking force by increasing the operating force by using the intake negative pressure of the engine or compressed air, such as a heavy weight vehicle or a vehicle driving at high speed, to apply a strong braking force. There is a hydraulic brake.

통상적으로 풋 브레이크 장치는 브레이크페달의 조작력을 가볍게 하기 위하여 공기배력식 또는 진공배력식을 채택하고 있으며, 현재에는 서지탱크의 부압을 이용한 진공배력식 브레이크가 주로 사용되고 있다.In general, the foot brake device adopts the air-powered or vacuum-powered to lighten the operating force of the brake pedal, and the vacuum-powered brake using the negative pressure of the surge tank is mainly used.

도 1은 종래의 진공배력식 브레이크 시스템의 구성도이다. 도 1의 시스템은 브레이크 페달(102)의 작동시, 부스터(110)는 인테니크 매니폴드(가솔린 엔진인 경 우)나 진공펌프(디젤 엔진인 경우)와 같은 장치로부터 부압을 공급받아 동작하여 마스터 실린더(104)를 가압하여 휠(108)의 브레이크 기능을 동작시키게 된다. 이로 인해, 적은 양이지만 엔진(미도시)의 효율을 감소시키게 된다. 그러나, 부압을 생성시킬 곳이 엔진밖에 없기에 부득이하게 이렇게 사용할 수밖에 없다.1 is a block diagram of a conventional vacuum boosting brake system. In the system of FIG. 1, when the brake pedal 102 is operated, the booster 110 operates by receiving a negative pressure from a device such as an intenique manifold (for a gasoline engine) or a vacuum pump (for a diesel engine). The master cylinder 104 is pressed to operate the brake function of the wheel 108. This reduces the efficiency of the engine (not shown), although in small amounts. However, there is no choice but to use this because there is only one place to generate negative pressure.

이와 같이, 엔진 부압을 사용하기 때문에, 엔진 효율에 미미하나마 영향을 미치게 된다. 그리고, 진공배력식 부스터는 큰 부피를 차지하므로 설치공간을 많이 차지하는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점은 브레이크장치 예를 들면 부스터와 마스터 실린더 등의 설치공간이 협소해지며, 또 브레이크 용량을 크게 해야 할 경우에는 설치공간이 더욱 협소해지는 문제점이 발생하게 되는데, 이러한 문제점은 부스터나 마스터 실린더 등을 정비해야 할 때 작업자가 정상적으로 정비작업을 수행할 수 있는 필요한 정비공간을 제공할 수 없어 올바른 정비를 기대하기 어려워 안전사고예방을 저해하는 요인이 되어 왔었다. 또한, 브레이크 페달과 부스터 및 마스터 실린더가 일렬로 배열되어야 하기 때문에 레이아웃(lay-out)상에 제약을 받게 된다.
Thus, since the engine negative pressure is used, the engine efficiency is insignificant. And, vacuum booster booster occupies a large volume, so there is a problem of occupying a lot of installation space, and such a problem is that the installation space of the brake device, for example, the booster and the master cylinder, becomes narrow, and the brake capacity must be increased. There is a problem that the installation space becomes more narrow, this problem is difficult to expect the correct maintenance because the operator can not provide the necessary maintenance space to perform the maintenance work normally when you need to maintain the booster or master cylinder, etc. It has been a deterrent to safety accident prevention. In addition, the brake pedal, the booster and the master cylinder have to be arranged in a line, thereby being constrained in layout.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 브레이크 페달의 동작을 회전력으로 변환하고 회전력을 직선운동으로 변환하여 마스터 실린더를 밀어 동작시키는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, converts the operation of the brake pedal to the rotational force and converts the rotational force to linear movement by using a motor-powered brake device using a motor that interlocks with the pedal to push the master cylinder to operate The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 마스터 실린더를 가압하여 휠을 제동시키며 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치에 있어서, 브레이크페달의 작동에 연동하여 구동되는 모터와, 상기 모터에 연결된 기어와, 상기 기어에 연결되어 상기 마스터 실린더 사이에 마련되어 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 마스터 실린더를 가압하는 배력장치를 구비한 것에 의해 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a booster brake apparatus using a motor that presses a master cylinder to brake a wheel and interlocks with a pedal, the motor being driven in conjunction with the operation of the brake pedal and the motor. And a boosting device connected to the gear and provided between the master cylinders to convert the rotational motion of the gears into linear motions to pressurize the master cylinders.

상기 배력장치는 출력로드를 갖는 파워 스크루와, 상기 파워 스크루를 수용하는 베어링 조립체로 구성되어, 상기 모터의 회전운동을 직선운동 변환하여 상기 마스터 실린더를 동작시키는 것이 바람직하다.The power boosting device is composed of a power screw having an output rod and a bearing assembly for accommodating the power screw, so that the rotational motion of the motor is linearly converted to operate the master cylinder.

상기 파워 스크루는 판면에 스크루 형상의 홈이 형성된 원기둥 막대 형상이고; 상기 베어링 조립체는 원기둥 형상의 케이싱을 가지며, 상기 케이싱의 외측 일단부에 상기 기어가 장착되고, 상기 케이싱 내측에는 다수의 볼 베어링이 스크루 형상으로 일렬로 배치되는 것이 바람직하다. The power screw has a cylindrical rod shape in which a screw-shaped groove is formed on a plate surface; The bearing assembly has a cylindrical casing, the gear is mounted to the outer end of the casing, a plurality of ball bearings are arranged in a screw shape in a row inside the casing.

상기 브레이크 페달의 작동량을 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 감지값에 따라 상기 모터회전량을 조절하는 제어부를 더 포함하여, 상기 모터를 전기적으로 제어할 수 있다.The electronic device may further include a detector configured to detect an operation amount of the brake pedal, and a controller configured to adjust the motor rotation amount according to a detected value of the detector.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력장치를 갖는 배력식 브레이크 장 치의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of a boost type brake device having a boosting device using a motor linked to a pedal.

본 발명의 배력식 브레이크 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(2)에 동작에 연동하도록 모터(3)를 연결하고, 모터(3)와 후술할 배력장치(10)를 기어(11) 구조로 연결하고, 배력장치(10)의 출력로드(14)를 마스터 실린더(4)에 연결한다. 배력장치(10)는 파워 스크루(12)와 볼 베어링 조립체(13)로 구성한다. 상기 파워 스크루(12)는 무거운 하중을 견디거나 들어올리는데 사용되고, 볼 베어링 조립체(13)는 파워 스크루(12)가 직선 운동하게 하는 가이드 역할을 한다. As shown in FIG. 2, the booster brake apparatus of the present invention connects the motor 3 to the brake pedal 2 so as to be linked to the operation, and the motor 3 and the booster 10 to be described later are geared ( 11) the structure, and connects the output rod 14 of the power supply device 10 to the master cylinder (4). The booster 10 is composed of a power screw 12 and a ball bearing assembly 13. The power screw 12 is used to withstand or lift heavy loads, and the ball bearing assembly 13 serves as a guide for the power screw 12 to move linearly.

그리고, 상기 배력 장치(10)는, 브레이크 페달(2)의 작동량을 감지하는 감지부(미도시)와, 감지부(미도시)의 감지값에 따라 모터의 회전량을 조절하는 제어부를 더 포함하여 모터(3)를 전기 제어신호에 의해 구동시키는 것이 바람직하다.In addition, the power supply apparatus 10 may further include a sensing unit (not shown) that detects an operation amount of the brake pedal 2, and a controller that adjusts the amount of rotation of the motor according to a detection value of the sensing unit (not shown). It is preferable to drive the motor 3 by the electric control signal.

따라서, 제어부의 한 예로서 ECU(Electric Control Unit)에서 브레이크 페달(2)의 작동을 센싱하여 전기적인 신호로 모터(3)를 동작시키면, 배력장치(10)가 구동된다. 브레이크 페달(2)의 움직임에 따라 모터(3)가 회전하고, 모터(3)의 회전력은 기어(11)를 통해 후술할 배력장치(10)의 파워 스크루(12)와 베어링 조립체(13)로 전달된다.Therefore, as an example of the controller, when the operation of the brake pedal 2 is sensed by the ECU (Electric Control Unit) to operate the motor 3 with an electric signal, the power booster 10 is driven. The motor 3 rotates according to the movement of the brake pedal 2, and the rotational force of the motor 3 is transmitted to the power screw 12 and the bearing assembly 13 of the power supply apparatus 10 to be described later through the gear 11. Delivered.

도 3은 도 2의 브레이크 배력장치(10)의 분해 사시도이다. 도 3도시된 바와 같이, 브레이크 배력장치(10)는 파워 스크루(12)와 베어링 조립체(13)로 구성된다. 3 is an exploded perspective view of the brake booster 10 of FIG. 2. As shown in FIG. 3, the brake booster 10 is composed of a power screw 12 and a bearing assembly 13.

파워 스크루(12)는 원기둥 막대에 외측면에 스크루 형상의 홈이 형성되고, 일측 단부에는 출력로드(14)가 마련된 구조를 갖는다. The power screw 12 has a structure in which a screw-shaped groove is formed on an outer surface of a cylindrical rod, and an output rod 14 is provided at one end thereof.

베어링 조립체(13)는 원기둥 형상의 케이싱 외측 일단부에는 기어(11)가 장 착되어 있고, 케이싱 내측에는 다수의 볼 베어링이 스크루 형상으로 일렬로 배치되어 있다. 파워 스크루(12)는 종래의 진공배력식 부스터에 적용되는 부품으로서, 마스터 실린더(4)에 힘을 전달하는 기능을 하며, 토크에 의해 큰 힘을 전달한다. 이에 유압이나 진공배력과 같은 역할을 한다. In the bearing assembly 13, a gear 11 is mounted at one end of the cylindrical casing, and a plurality of ball bearings are arranged in a row in a screw shape inside the casing. The power screw 12 is a component applied to a conventional vacuum booster, and functions to transmit a force to the master cylinder 4, and transmits a large force by torque. This acts as a hydraulic or vacuum power.

도 4는 도 2의 브레이크 배력장치(10)의 내부 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 파워 스크루(12)는 브레이크 페달(2)의 모터(3)에 연결되어 있는 기어(11)와 동시에 회전하게 된다. 파워 스크루(12)는 모터(3)의 회전운동을 전달받아, 베어링 조립체(13)내에서 회전운동한다. 그 결과 베어링 조립체(13) 전체가 회전하게 되면서, 파워 스크루(12)의 출력 로드(14)가 마스터 실린더(4)를 밀어 프론트 휠 및 리어 휠(미도시)에 유압을 전달하게 된다.4 is a diagram illustrating an internal configuration of the brake booster 10 of FIG. 2. As shown in FIG. 4, the power screw 12 is rotated simultaneously with the gear 11 connected to the motor 3 of the brake pedal 2. The power screw 12 receives the rotational movement of the motor 3 and rotates in the bearing assembly 13. As a result, as the entire bearing assembly 13 rotates, the output rod 14 of the power screw 12 pushes the master cylinder 4 to transmit hydraulic pressure to the front wheel and the rear wheel (not shown).

도면에는 도시하지 않았으나, 브레이크 페달(2)의 운동이 모터(3)에 의해 전기적으로 출력 로드(14)에 전달되기 때문에, 소프트웨어적으로 브레이크 페달(2)의 운동이 제어되도록 프로그램할 수도 있다.Although not shown in the figure, since the movement of the brake pedal 2 is electrically transmitted to the output rod 14 by the motor 3, the movement of the brake pedal 2 may be programmed in software.

이러한 구성에 의하여, 브레이크 페달의 동작을 모터에 의해 회전력으로 변환하고 파워 스크루와 기어로 구성된 배력장치에 의해 회전력을 직선운동으로 변환하여 마스터 실린더를 밀어 동작시킬 수 있게 된다.
By such a configuration, the operation of the brake pedal is converted into rotational force by the motor, and the rotational force is converted into linear motion by a power booster composed of a power screw and a gear to push and operate the master cylinder.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크 페달의 동작을 회전력으로 변환하고 회전력을 직선운동으로 변환하여 마스터 실린더를 밀어 동작시킴으로 써 부스터가 필요 없게 되어 엔진의 부압을 이용하지 않아도 되므로 엔진의 효율이 증대될 수 있게 된다. 또한, 부피가 큰 부스터가 생략되므로 레이아웃의 제약문제가 해소될 수 있다. As described above, according to the present invention, by converting the operation of the brake pedal into a rotational force and converting the rotational force into a linear motion to push the master cylinder, the booster is not necessary and the engine's efficiency is increased since the booster is not used. It becomes possible. In addition, since the bulky booster is omitted, layout constraints can be eliminated.

Claims (4)

마스터 실린더를 가압하여 휠을 제동시키며 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치에 있어서,In the hydraulic brake system using a motor that presses the master cylinder to brake the wheel and interlocks with a pedal, 브레이크페달의 작동에 연동하여 구동되는 모터와, A motor driven in conjunction with the operation of the brake pedal, 상기 모터에 연결된 기어와,A gear connected to the motor, 상기 기어에 연결되어 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 마스터 실린더를 가압하는 배력장치를 구비한 것을 특징으로 하는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치.And a booster device connected to the gear to convert the rotational motion of the gear into a linear motion to pressurize the master cylinder. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배력장치는 출력로드를 갖는 파워 스크루와, 상기 파워 스크루를 수용하는 베어링 조립체로 구성되는 것을 특징으로 하는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치.The booster is a power screw having a output rod and a bearing assembly for receiving the power screw, the power brake system using a motor linked to the pedal, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 파워 스크루는 판면에 스크루 형상의 홈이 형성된 원기둥 막대 형상이고;The power screw has a cylindrical rod shape in which a screw-shaped groove is formed on a plate surface; 상기 베어링 조립체는 원기둥 형상의 케이싱을 가지며, 상기 케이싱의 외측 일단부에 상기 기어가 장착되고, 상기 케이싱 내측에는 다수의 볼 베어링이 스크루 형상으로 일렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치.The bearing assembly has a cylindrical casing, the gear is mounted to the outer end of the casing, a plurality of ball bearings are arranged in a screw shape in a row inside the casing, the motor interlocking with the pedal Hydraulic brake system using the. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 브레이크 페달의 작동량을 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 감지값에 따라 상기 모터회전량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페달에 연동하는 모터를 이용한 배력식 브레이크 장치.And a control unit for detecting an operation amount of the brake pedal and a control unit for adjusting the amount of rotation of the motor according to the detection value of the detection unit.
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