KR20160135436A - 액압 공급장치 - Google Patents

Abstract

랙바 끝단과 하우징간의 충돌을 완충하고 랙바의 초기 위치 설정이 가능하여 제어성능을 향상시킬 수 있는 액압 공급장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액압 공급장치는 운전자의 답력을 감지하여 구동력을 발생하는 모터구동부와, 모터구동부에서 발생된 구동력을 증폭시키는 감속부와, 감속부와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환하는 가압부와, 가압부를 보호하도록 감싸는 하우징을 포함하고, 가압부는 감속부와 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 피니언과, 피니언과 외접하는 랙기어가 길이방향으로 형성되어 직선운동하며 일단이 실린더에 마련된 피스톤을 가압하는 랙바를 구비하고, 랙바의 다른 일단과 하우징 사이에는 랙바와 하우징의 충돌을 완충하는 조절댐퍼가 마련된다.

Description

액압 공급장치{Hydraulic feeding device}

본 발명은 전자식 유압 브레이크 시스템에 사용되는 액압 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랙바 끝단과 하우징 간의 충돌을 완충하고 랙바의 초기 위치 설정이 가능하여 제어성능이 향상된 액압 공급장치에 관한 것이다.

최근 차량의 전자화가 가속화됨에 따라 유압식 브레이크 시스템에서 전자식 브레이크 시스템으로 전환되어 사용되고 있다.

이러한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 차륜에 장착된 휠 실린더(유압브레이크) 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브와, 오일을 펌핑하기 위한 모터 및 펌프와, 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위한 복수의 체크밸브와, 솔레노이드밸브와 모터의 구동을 제어하기 위한 전자제어유닛(ECU)을 포함하고 있으며, 이러한 구성요소들은 알루미늄으로 제작된 유압 블록에 콤팩트하게 내장되어 있다.

또한, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치가 마련되어 사용되고 있다.

액압 공급장치는 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 구동력을 감속기를 통해 전달받아 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압하는 가압부재에 의해 발생된다.

유럽 등록특허 EP 2520473호 (2012.11.07. 공개) 일본 공개특허 특개2010-241314호 (2010.10.28. 공개)

본 발명의 일 실시예는 랙바와 하우징 간의 충돌을 완충할 수 있는 액압 공급장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 랙바의 초기 위치 조절이 용이할 수 있는 액압 공급장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 운전자의 답력을 감지하여 구동력을 발생하는 모터구동부와, 상기 모터구동부에서 발생된 구동력을 증폭시키는 감속부와, 상기 감속부와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환하는 가압부와, 상기 가압부를 보호하도록 감싸는 하우징을 포함하고, 상기 가압부는 상기 감속부와 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 피니언과, 상기 피니언과 외접하는 랙기어가 길이방향으로 형성되어 직선운동하며 일단이 실린더에 마련된 피스톤을 가압하는 랙바를 구비하고, 상기 랙바의 다른 일단과 상기 하우징 사이에는 상기 랙바와 상기 하우징의 충돌을 완충하는 조절댐퍼가 마련되는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 조절댐퍼는 상기 랙바의 다른 일단과 접촉하여 탄성변형하는 탄성부재와, 상기 탄성부재와 결합되며 상기 조절댐퍼가 길이방향으로 이동되도록 위치를 조절하는 조절부재를 포함하는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 조절부재는 외측면에 나사산이 마련되어 상기 하우징을 관통하여 나사결합하는 나사부와, 상기 조절부재를 회전시키도록 일 단면에 조절부가 마련되는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 조절부는 상기 조절부재의 일 단면에 다각형의 홈으로 마련되는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 조절부는 상기 조절부재의 일 단면에 다각기둥으로 돌출되어 마련되는 액압 공급장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 랙바와 하우징 사이에 조절댐퍼가 마련됨으로써, 랙바와하우징 간의 충돌을 완충할 수 있다.

랙바와 하우징 간의 충돌이 완충됨으로써, 액압 공급장치 제어 시 발생되는 소음 및 진동의 저감과 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 랙바와 하우징 사이에 조절댐퍼가 마련됨으로써, 랙바의 원점 위치 조절이 용이할 수 있다.

랙바의 초기 위치 조절이 용이함으로써, 액압 공급장치 제어 시 랙바의 무효 스트로크가 저감되어 제어 효율성이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 유압회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액압 공급장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절댐퍼의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조절댐퍼가 이동되는 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명은 액압 공급장치에 관한 것으로서, 상기 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템에 대하여 도 1을 참조하여 간단히 설명하기로 한다. 이때, 도 1에 도시된 전자식 브레이크 시스템의 유압회로도는 일 예로서, 본 발명에 따른 액압 공급장치가 다양한 유압회로를 갖는 전자식 브레이크 시스템에 접목되어 사용되는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 전자식 브레이크 시스템은 제동 시 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달(10)과, 브레이크 페달(10)의 변위를 감지하는 페달변위센서(11)와, 브레이크 페달(10)로부터 힘이 전달되는 마스터실린더(20)와, 마스터실린더(20)의 상부에 결합되어 오일을 저장하는 리저버(30)와, 각각 두 개의 차륜(RR, RL, FR, FL)과 연결된 두 개의 유압회로(40A, 40B)와 연결되어 차륜에 장착된 유압브레이크의 휠 실린더(40) 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하기 위한 다수개의 솔레노이드밸브(41, 42, 43, 44)와, 마스터실린더(20)와 연결되어 브레이크 페달(10)의 반력을 제공하도록 마련되는 페달 시뮬레이터(50)와, 제동작용시 발생되는 압력을 측정하도록 시스템을 구성하는 유로의 적소에 배치된 압력센서들(45, 46) 및 운전자의 답력에 따른 제동 의지를 전기적 신호로 전달받아 작동하는 액압 공급장치(100)를 구비한다.

상기와 같은 유압회로를 갖는 전자식 브레이크 시스템은 액압 공급장치(100)를 마련하여 제동시 휠 실린더(40)로 액압을 공급하도록 사용되고 있다. 즉, 액압 공급장치(100)는 오일을 공급받아 저장되도록 소정 공간이 형성된 실린더(110)를 갖추고, 상기 실린더(110)에 슬라이딩 가능한 피스톤(112) 및 상기 피스톤(112)을 탄성 지지하는 스프링(114)을 마련하여 피스톤(112)을 가압함으로써 액압을 발생시키게 된다. 이때, 피스톤(112)은 모터의 구동력에 의해 가압되는 것으로서, 이러한 액압 공급장치에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액압 공급장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 액압 공급장치(100)는 운전자의 답력을 감지하여 구동력을 발생하는 모터구동부(120)와, 모터구동부(120)에서 발생된 구동력을 증폭시키는 감속부(130) 및 감속부(130)와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환하는 가압부(140)와, 가압부(140)를 보호하도록 감싸는 하우징(144)을 구비한다. 이때, 액압 공급장치(100)는 전술한 바와 같이 오일을 공급받아 저장되도록 소정 공간이 형성된 실린더(110)를 갖추고, 상기 실린더(110)에 슬라이딩 가능한 피스톤(112) 및 상기 피스톤(112)을 원위치로 복귀시키도록 탄성 지지하는 스프링(114)을 마련된다. 즉, 가압부(140)는 회전운동을 직선 운동으로 변화하여 피스톤(112)을 가압하도록 이루어진다.

모터구동부(120)는 전자제어유닛(미도시)로부터 출력된 신호를 통하여 회전력을 발생시키는 전기모터로서, 정방향 및 역방향으로 회전력을 발생한다. 이때 감속부(130)의 웜(131)은 모터구동부(120)의 회전축(121)의 역할과 함께 웜휠(132)로 회전력을 전달하는 역할을 수행한다.

감속부(130)는 모터구동부(120)의 구동력을 증폭시키는 역할을 수행하는 것으로서, 모터구동부(120)의 회전축(121)에 마련된 웜샤프트(131)와, 웜샤프트(131)에 형성된 웜(132)과 맞물리는 웜휠(133)을 구비한다.

도시된 바와 같이, 웜샤프트(131)는 모터구동부(120)의 회전축(121)과 일체로 형성된다. 즉, 웜 일체형 모터가 채용될 수 있다. 이러한 모터구동부(120)의 회전축(121)이 회전함에 따라 웜샤프트(131)가 회전하여 웜(132)과 맞물린 웜휠(133)이 회전력을 전달받아 회전하게 된다. 이때, 웜휠(133)에는 피니언축(142)이 결합되어 웜휠(133)이 회전함에 따라 후술할 피니언(141)이 함께 회전하게 된다.

이와 같은 감속부(130)로부터 증폭된 구동력은 가압부(140)에 전달된다. 가압부(140)는 감속부(130)로부터 전달된 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤(112)을 가압함으로써 액압을 발생시키는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 가압부(140)는 그 중심에 피니언축(142)이 형성된 피니언(141)과, 피니언(141)과 맞물려 피니언(141)의 회전에 따라 직선운동하는 랙바(143)를 구비한다.

피니언(141)은 전술한 바와 같이, 웜휠(133)과 함께 회전하도록 피니언축(142)이 웜휠(133)에 설치된다. 즉, 피니언축(142)은 웜휠(133)의 중심에 설치된다. 이 피니언축(142)은 웜샤프트(131)와 직교하도록 배치된다.

랙바(143)는 소정 길이를 가지며, 일단부가 피스톤(112)과 접하도록 마련된다. 랙바(143)는 피니언(141)과 외접하는 랙기어(143a)가 길이방향으로 형성되어 피니언(141)의 회전방향에 따라 직선운동하며 피스톤(112)을 가압하게 된다. 이러한 피니언(141)과 랙기어(143a)의 기어비는 랙바(143)의 길이방향으로 가변되도록 이루어진다.

보다 구체적으로, 랙바(143)에 형성된 랙기어(143a)의 기어이의 간격은 점차적으로 간격이 감소하도록 형성될 수 있다. 예컨대, 피스톤(112)과 접하는 랙바(143)의 끝단부로부터 반대측으로 갈수록 기어이의 간격이 감소하도록 이루어질 수 있다. 즉, 랙바(143)는 피니언(141)에 의해 피스톤(112)을 가압시 점차적으로 기어비가 증가하도록 이루어지게 된다. 이러한 랙바(143)에 형성된 기어이에 따라 가변되는 기어비의 구간은 크게 피스톤(112)을 가압하는 초기의 저압구간(S1)과 말기의 고압구간(S2)으로 구분될 수 있다. 이에, 랙기어(143a)의 기어비는 상기 랙바(143)가 이동되어 피스톤(112)을 가압하는 초기의 저압구간(S1)에서 제1 기어비를 갖고, 피스톤(112)을 가압하는 말기의 고압구간(S2)에서 제1 기어비보다 높은 제2 기어비를 갖도록 할 수 있다.

여기서, 상기 저압구간(S1)과 고압구간(S2)은 통상적으로 사용되는 브레이크 시스템에서 휠 실린더로 제공되는 압력을 통해 구분할 수 있으며, 또한 임의로 지정된 압력을 기준으로 구분하고 이를 감지하여 제어할 수 있다. 이에, 랙바(143)는 피니언(141)에 의해 이동되어 피스톤(112)을 가압하는 초기의 저압구간(S1)에서 이동거리가 길어지고, 말기의 고압구간(S2)에서 이동거리가 짧아지도록 랙기어(143a)의 기어이 간격이 점차적으로 감소하게 된다.

한편, 랙바(143)의 저압구간(S1)에 형성되는 기어이의 간격을 동일하도록 하고, 고압구간(S2)에 형성되는 기어이의 간격을 동일하도록 하여 저압구간(S1)에서 고압구간(S2)으로 변화될 때 기어비가 가변되도록 이루어질 수 있으나, 보다 부드럽게 기어비가 변화되도록 랙기어(143a)의 기어이의 간격이 점차적으로 줄어들도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 저압구간(S1)과 고압구간(S2) 사이의 가변 구간에서는 제1 기어비에서 제2 기어비로 그 기어비가 연속적으로 가변될 수 있다.

한편, 랙바(143)는 처음 제어 시 또는 제어가 끝나게 되면 그 끝단이 하우징(144)의 내측면에 접촉하여 원점을 설정하여 제어 시 랙바(143)의 무효 스트로크 발생을 줄이게 된다. 따라서, 랙바(143)의 끝단과 하우징(144) 내측이 직접 접촉함으로써 불필요한 소음 및 진동과 제품의 내구성에 손실을 주기 때문에 하우징(144)에 도 2와 같이 조절댐퍼(150)가 더 구비된다.

조절댐퍼(150)에 대한 구체적인 구성 및 기능에 대한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하도록 하겠다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절댐퍼(150)의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조절댐퍼(150)가 이동되는 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3 내지 도 5에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조절댐퍼(150)는 랙바(143)와 끝단과 접촉하여 탄성변형하는 탄성부재(152)와, 조절댐퍼(150)의 위치 조절하는 조절부재(151)를 포함한다.

탄성부재(152)는 탄성변형이 가능하도록 탄성력을 가지는 재질로 마련되어 랙바(143)와 하우징(144)의 충돌을 완충한다. 구체적인 재질에는 한정되지 않으나, 일 예로 고무 재질 등으로 마련될 수 있다. 탄성부재(152)의 탄성계수는 액압 공급장치 설계자의 선택에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(152)는 원기둥 모양으로 마련되었으나 이는 한정되지 않으며, 사각기둥 등 다양한 모양과 크기를 가지도록 마련될 수 있다.

조절부재(151)는 탄성부재(152)와 결합되어 마련되거나 일체화 되어 마련된다. 조절부재(151)는 외부에서 주어지는 힘으로 회전되거나 압입이 가능해야 하므로 외부의 힘으로 쉽게 변형이 가지 않는 정도의 경도를 가져야 할 것이다. 일 예로 철과 같은 금속이 될 수 있다.

조절부재(151)는 외측면에 나사산이 마련되어 하우징(144)을 관통하여 하우징(144)과 나사결합 하는 나사부(151a)와, 외측 일 단면에 홈으로 마련되어 외부의 힘에 의해 조절부재(151)를 회전시키는 조절부(151b)를 포함한다.

나사부(151a)는 일반적인 나사산으로 마련된다. 하우징(144)을 관통함으로써 하우징(144)의 관통된 내측면에도 나사부(151a)에 대응되는 나사산이 마련될 수 있다. 나사부(151a)는 하우징(144)의 관통된 내측면과 나사결합 하게 된다.

조절부(151b)는 조절부재(151)의 외측 일 단면에 다각형의 홈으로 마련된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부(151b)는 육각형 모양으로 마련되었으나, 이는 일례일 뿐 사각형 등 다양한 모양으로 마련될 수 있다.

조절부(151b)는 다각형 모양에 대응되는 다각봉 스패너 등이 삽입되어 조절부재(151)를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 조절부(151b)는 홈으로 마련되었으나, 다각기둥으로 돌출되게 마련되어 그 모양에 대응되는 다각렌치 등에 의해 회전되는 등 다양하게 마련될 수 있다.

조절부재(151)는 전술한 바와 같이 조절부(151b) 모양에 대응되는 모양의 스패너 등에 의해 회전되어 길이방향으로 전진 또는 후진하여 랙바(143)가 시작되나 끝나는 위치를 용이하고 정밀하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 액압 공급장치 110: 실린더
120: 모터구동부 130: 감속부
140: 가압부 141: 피니언
143: 랙바 144: 하우징
150: 조절댐퍼 151: 조절부재
152: 탄성부재

Claims (5)

1. 운전자의 답력을 감지하여 구동력을 발생하는 모터구동부와, 상기 모터구동부에서 발생된 구동력을 증폭시키는 감속부와, 상기 감속부와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환하는 가압부와, 상기 가압부를 보호하도록 감싸는 하우징을 포함하고,
   상기 가압부는 상기 감속부와 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 피니언과, 상기 피니언과 외접하는 랙기어가 길이방향으로 형성되어 직선운동하며 일단이 실린더에 마련된 피스톤을 가압하는 랙바를 구비하고,
   상기 랙바의 다른 일단과 상기 하우징 사이에는 상기 랙바와 상기 하우징의 충돌을 완충하는 조절댐퍼가 마련되는 액압 공급장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조절댐퍼는 상기 랙바의 다른 일단과 접촉하여 탄성변형하는 탄성부재와, 상기 탄성부재와 결합되며 상기 조절댐퍼가 길이방향으로 이동되도록 위치를 조절하는 조절부재를 포함하는 액압 공급장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조절부재는 외측면에 나사산이 마련되어 상기 하우징을 관통하여 나사결합하는 나사부와, 상기 조절부재를 회전시키도록 일 단면에 조절부가 마련되는 액압 공급장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 조절부는 상기 조절부재의 일 단면에 다각형의 홈으로 마련되는 액압 공급장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 조절부는 상기 조절부재의 일 단면에 다각기둥으로 돌출되어 마련되는 액압 공급장치.
   

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