KR20120064094A - 선형 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축선 방향으로 작용하는 힘을 적용하기 위한 선형 유닛에 관한 것으로, 상기 선형 유닛은 나사산 스핀들 (18) 및 나사산 너트 (19) 를 갖는 회전/병진 기어 (2), 그리고 하우징 안에 배열된 로터 (12) 및 스테이터 (11) 를 갖는 전기 모터 (1) 로 구성된다.
상기 선형 유닛의 셋업을 간단하게 하고, 반면에 동시에 요구되는 구성 공간을 감소시키기 위해, 본 발명에 따라 상기 나사산 스핀들 (18) 은 상기 기어 하우징 (22) 내부에서 회전 가능하게 그리고 축선 방향으로 고정식으로 장착되고 상기 기어 하우징 (22) 의 외부에서 상기 로터 (12) 에 연결된다.

Description

선형 유닛{LINEAR UNIT}
본 발명은 축선 방향으로 작용하는 힘을 적용하기 위한 선형 유닛에 관한 것으로, 상기 선형 유닛은 나사산 (threaded) 스핀들 및 나사산 너트를 갖는 회전 (rotational) / 병진 (translational) 기어, 그리고 하우징 안에 배열된 로터 (rotor) 및 스테이터 (stator) 를 갖는 전기 모터로 구성된다.
이러한 타입의 선형 유닛은 WO 89/03782 A1 으로부터 공지되었다. 이전에 공지된 선형 유닛에서, 회전/병진 기어는 볼 스크류로서 공지된 것에 의해 형성되고, 기어의 나사산 너트는 전기 모터의 로터에 직접 연결되고, 반면에 나사산 스핀들은 그의 병진 운동을 푸시 로드 (push rod) 로서 설계된 한 단부에 의해 선형 유닛 다음의 마스터 실린더 배열로 전달한다. 회전에 대한 나사산 스핀들의 고정은, 이 목적을 위해 필요하기 때문에, 나사산 스핀들의 다른 단부가 플랫된 (flattened) 형태를 갖고 전기 모터 하우징의 대응하는 형상의 천공부에 의해 수용되는 것으로 시행된다. 개시된 유닛은 높은 제조 원가 및, 특히, 축선의 상당한 전체 길이를 수반하는 복잡한 셋업 (set-up) 의 단점을 갖는 것으로 느껴진다.
그러므로, 본 발명의 목적은 상기 언급된 범용 타입의 선형 유닛을, 그의 셋업은 간단하면서, 반면에 동시에 요구되는 구성 공간은 감소되도록 향상시키는 것이다.
본 목적은, 본 발명에 따라, 특허 청구항 제 1 항의 특징부에 열거된 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 주제의 유리한 발전은 하위 청구항 제 2 항 내지 제 15 항으로부터 알려질 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면과 관련하여 전형적인 실시예에 의해서 이하에 더 상세하게 설명되고, 도 1 은 길이 방향의 단면으로, 결합되고 그리고 부분적으로 작동된 상태로 도시된 본 발명에 따른 선형 유닛을 나타낸다.
도면으로부터 알 수 있는 대로, 본 발명에 따른 선형 유닛은 근본적으로 2 개의 사전 장착 가능한 (premountable) 하위 부품, 구체적으로 전기 모터 (1) 와 회전/병진 기어 (2) 그리고 또한 힘 전달 부재 (4) 를 수용하는 기어 하우징 (22) 이 구비된 추가적인 하위 부품으로 구성된다. 도시된 전형적인 실시예에서 회전/병진 기어 (2) 는 단순 운동 나사산으로서 설계된다. 기능적인 유닛을 생산하기 위해, 하위 부품은 하나가 다른 하나에 밀어 넣어지고 도시되지 않은 연결 요소에 의해 내부적으로 (nonpositively) 고정되는 것에 의해서 서로 연결된다. 추가적인 발전에서, 본 발명에 따른 작동기 (actuator) 는 힘 전달 부재 (4) 가 기어 하우징 (22) 에 대해 밀폐형이고 피스톤 로드로서 기능하는 유압식 작동기로서 설계된다. 유압을 만들기 위해서, 힘 전달 부재 (4) 는 유체 봉입 보어 (fluid-filled bore; 32) 안으로 관통하는 피스톤 로드로서 설계된다.
전기 모터 (1) 는 전기 모터 (1) 의 토크 발생부를 형성하는 스테이터 (11) 및 로터 (12) 가 배열된 전기 모터 하우징 (10) 을 갖는다. 로터 (12) 는 단지 형상 슬리브 (13) 로 구성되고, 그 표면에 영구 자석 세그먼트 (14) 가 일정한 각도의 간격으로 배열된다. 스테이터 (11) 로의 전류의 동일 위상 (in-phase) 인가를 위해 요구되는 로터 (12 또는 13) 의 각도 위치를 결정하기 위해, 도시된 판형 (version) 에서, 비접촉식 작동 위치 센서 (15) 가 제공되고, 센서는 로터 (12 또는 13) 에 배열된 자석 (16) 과 협동 작용하고 센서의 신호는 도시되지 않은 전기 제어 또는 조절 유닛으로 전달된다. 와인딩 오버행 (winding overhang) 에 형성되고 예를 들어, 커버 (18) 에 의한 손상으로부터 보호되는 전기 접촉 요소 (17) 는 스테이터 와인딩을 적절한 전류원 (도시되지 않음) 에 연결시키는 역할을 한다.
상기 언급된 회전/병진 기어 (2) 는 전기 모터 (1) 의 로터 (12) 에 의해 실행된 회전 운동을 힘 전달 부재 (4) 의 병진 운동으로 변환하는 역할을 한다. 이 목적을 위해, 상기 회전/병진 기어는 기어 하우징 (22), 나사산 스핀들 (18) 및 나사산 스핀들 (18) 과 맞물리고 피스톤 (4) 에 비회전식으로 배열된 나사산 너트 (19) 를 갖는다. 이 경우에, 나사산 너트 (19) 는 각각의 경우에 나사산 너트 (19) 에 및 힘 전달 부재 (4) 에 형성된 치형부 영역 (23, 24) 에 의해 형성된 가로톱니 치형부 (20, 21) 에 의해서 힘 전달 부재 (4) 와 맞물린다. 치형부 영역 (23, 24) 의 일정한 맞물림은 축선 방향으로 작용하고 피스톤 (4) 에서 축선 방향으로 지지되며 도시된 예제에서 컵 스프링 조립체 (34) 로서 설계되는 스프링 요소에 의해 보장된다. 회전/병진 기어를 형성하는 도시된 단순 운동 나사산 대신에, 예를 들어 볼 스크류 또는 롤러 스크류와 같은, 어떠한 다른 회전/병진 기어가 당연히, 또한 사용될 수 있다.
도면으로부터 알 수 있는 대로, 추가적으로, 로터 (12) 를 형성하는 슬리브 (13) 는 기어 하우징 (22) 의 단지 형상 설계 부분 (25) 을 방사상으로 둘러싼다. 한편으로, 마스터 실린더 하우징 (3) 및, 다른 한편으로, 전기 모터 (1) 의 하우징 (10) 은 기어 하우징 (22) 의 방사상 플랜지 (33) 에서 축선 방향으로 지지된다. 상기 부분 (25) 은 회전/병진 기어 (2) 및 힘 전달 부재 또는 피스톤 (4) 을 수용하고 마스터 실린더/피스톤 배열 (3,4) 을 마주보는 그 단부에서 2 개의 고정식으로 배열된 밀봉 요소 (26, 27) 를 가지며, 상기 단지 형상 부분 (25) 은 힘 전달 부재 또는 피스톤 (4) 의 안내부를 방사상 방향으로 형성한다. 힘 전달 부재 (4) 는, 마스터 실린더 하우징 (3) 으로부터 떠나 마주보는 단부에서, 복수의 방사상 돌기를 갖고, 그 중 하나가 도시되고 참조 번호 28 이 주어진다. 돌기 (28) 는 단지 형상 부분 (25) 에 만들어진 길이 방향 슬롯 (29) 과 함께, 단지 형상 부분 (25) 의 회전에 대해 피스톤 (4) 을 고정하기 위한 장치를 형성한다.
마지막으로, 나사산 스핀들 (18) 이 단지 형상 부분 (25) 에 배열된 축선 베어링 (30) 에 지지되고, 반면에 마스터 실린더/피스톤 배열 (3, 4) 을 마주보는 상기 나사산 스핀들의 단부는 단지 형상 부분 (25) 에 제공되는 방사상 베어링 (31) 에서 안내되고 로터 (12 또는 13) 에 토크 전달식으로 연결되어 있는 것이 도면으로부터 분명하다.
본 발명에 따라 구성된 선형 유닛의 기능은, 원리적으로, 연관된 기술의 통상의 기술자들을 위한 본 출원의 개시 내용에 기인한다. 도시된 배열이 작동되거나 또는 전류가 전기 모터 (1) 에 인가되면, 단지 형상 로터 (12 또는 13) 는 나사산 스핀들 (18) 로 전달되는 회전 운동으로 세트 된다. 나사산 스핀들 (18) 의 회전 운동의 결과로, 도면에서 오른쪽으로의 나사산 너트 (19) 의 변위 운동이 일어나며, 이 기간동안 힘 전달 요소 또는 피스톤 (4) 이 마찬가지로 오른쪽으로 이동되어서, 그 결과 하우징 (3) 에서 피스톤 (4) 에 의해 범위가 정해진 압력 공간 (32) 에서, 예를 들어 자동차의 유압식 브레이크 시스템인, 도시되지 않은 유압 소모기로의 압력 연결부를 통해 전달되는 유압식 압력이 만들어진다.

Claims (15)

  1. 축선 방향으로 작용하는 힘을 적용하기 위한 선형 유닛으로서, 기어 하우징 (22) 에 배열된 나사산 스핀들 (18) 및 나사산 너트 (19) 를 갖는 회전/병진 기어 (2), 그리고 전기 모터 하우징 (10) 에 배열된 로터 (12) 및 스테이터 (11) 를 구비한 전기 모터 (1) 로 구성되는 선형 유닛에 있어서, 상기 나사산 스핀들 (18) 은 상기 기어 하우징 (22) 내부에서 회전 가능식 및 축선 방향으로 고정식으로 장착되고 상기 기어 하우징 (22) 외부에서 상기 로터 (12) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 모터 (1) 의 상기 로터 (12) 는 중공축 (hollow shaft) 으로서 설계되고, 상기 기어 하우징 (22) 은 상기 로터 (12) 에 의해서 둘러싸여진 단지 형상 설계 부분 (25) 을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기어 하우징 (22) 의 상기 단지 형상 설계 부분 (25) 이 힘 전달 부재 (4), 상기 나사산 너트 (19) 및 상기 나사산 스핀들 (18) 을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 힘 전달 부재 (4) 는 상기 기어 하우징 (22) 의 단지 형상 설계 부분 (25) 에서 회전에 대해 고정되기 위해서 축선 방향으로 이동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 나사산 너트 (19) 가 상기 힘 전달 부재 (4) 에서 축선 접촉 힘을 통해서 작동 방향으로 지지되고, 상기 힘 전달 부재 (4) 에 대한 상기 나사산 너트 (19) 의 회전이 차단되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 힘 전달 부재 (4) 에 대한 상기 나사산 너트 (19) 의 회전의 차단이 상기 나사산 너트 (19) 와 힘 전달 부재 (4) 사이의 가로톱니 치형부 (20, 21) 에 의해서 일어나는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 축선 방향의 견인력 (tractive force) 이 상기 나사산 너트 (19) 와 힘 전달 부재 (4) 사이에서 발생할 때 상기 힘 전달 부재 (4) 에 대한 상기 나사산 너트 (19) 의 회전의 차단이 무효화 되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 선형 유닛이 그 중립 위치로 되돌아 가면, 상기 기어 하우징 (22) 내의 상기 힘 전달 부재 (4) 의 축선 방향의 정지는 상기 나사산 너트 (19) 와 힘 전달 부재 (4) 사이에서 상기 축선 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 축선 방향의 견인력이 상기 나사산 너트 (19) 와 힘 전달 부재 (4) 의 분리로 이어지는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 힘 전달 부재 (4) 는 상기 기어 하우징 (22) 에 대해 밀폐형인 유압식 피스톤 로드로서 설계되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  10. 제 4 항에 있어서, 회전에 대해 고정시키기 위한 장치 (28, 29) 가 상기 힘 전달 부재 (4) 에 형성된 방사상의 돌기 (28) 에 의해서 및 상기 단지 형상 부분 (25) 의 내부 벽에 형성되고 상기 돌기 (28) 와 맞물리는 길이 방향 슬롯 (29) 에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  11. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사산 스핀들 (18) 이 지지되는 축선 베어링 (30) 이 상기 단지 형상 부분 (25) 의 하부에 배열되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  12. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가로톱니 치형부 (20, 21) 의 맞물림을 유지시키는 축선 방향으로 작동하는 스프링 요소 (22) 가 상기 나사산 너트 (19) 와 상기 힘 전달 부재 (4) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  13. 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 힘 전달 부재 (4) 의 한 단부가 장착된 방사상 베어링 (31) 이 상기 단지 형상 구성 요소 (25) 에 배열되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터 (1) 의 상기 로터 위치를 검출하기 위한 장치 (15, 16) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 로터 위치를 검출하기 위한 상기 장치 (15, 16) 는 상기 선형 유닛의 길이 방향의 축선에 배열된 위치 전달기 (16) 와 고정식 위치 센서 요소 (15) 로 구성된 비접촉식 작동 센서 장치로서 설계된 것을 특징으로 하는 선형 유닛.
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