KR20170033417A - 전기 모터-펌프 어셈블리 - Google Patents

Abstract

전기 모터-펌프 어셈블리에서, 작동 챔버 (5) 를 각각 한정하는 두 개의 작동 다이어프램들 (2) 이 연결 로드들 (8) 을 통해 크랭크 드라이브 (6) 에 의해 주기적으로 구동된다. 상기 크랭크 드라이브 (6) 는 각각의 연결 로드에 대한 편심부들 (7) 로 이루어지고, 상기 편심부들 (7) 은 전기 모터 (13) 의 출력 샤프트 (12) 의 연장부에서 축선방향 베어링 저널 (11) 상에 배치된다. 형성될 베어링 저널 (11) 과 편심부들 (7) 사이의 회전적으로 고정된 연결을 보장하기 위하여 그리고 두 개의 편심부들 (7) 의 정확한 각도 위치를 보장하기 위하여, 각각의 편심부 (7) 가 포지티브하게 잠금되는 맞물림에 의해 베어링 저널 (11) 에 연결된다.

Description

전기 모터-펌프 어셈블리{ELECTRIC MOTOR-PUMP ASSEMBLY}

본 발명은 공압 브레이크 부스터, 특히 진공 브레이크 부스터를 구비하는, 특히 자동차 브레이크 시스템의 브레이크 작동 디바이스를 위한 압력을 제공하기 위한 전기 모터-펌프 어셈블리에 관한 것으로, 상기 전기 모터-펌프 어셈블리는 진공 펌프 및 상기 진공 펌프를 구동하는 전기 모터를 포함하고, 진공 펌프는 작동 요소에 의해 각각 규정되는 적어도 두 개의 작동 챔버들을 포함하고, 각각의 작동 요소는 연결 로드에 연결되고, 상기 연결 로드는 베어링 저널을 포함하는 크랭크 드라이브에 의해 지지되고, 상기 베어링 저널은 전기 모터에 의해 구동되고 또한 상기 베어링 저널에는 각각의 연결 로드에 대한 편심부가 회전적으로 잠금되고, 이러한 목적을 위해, 상기 편심부는 베어링 저널이 돌출하는 개구를 가진다.

이러한 전기 모터-펌프 어셈블리는 WO 2010/069963 A1 에 개시되어 있다. 크랭크샤프트는 다음과 같이 구성된다: 전기 모터의 출력 샤프트는 전기 모터 하우징으로부터 돌출하는 그의 단부에서 감소된 단면을 가지고, 그로 인해 두 개 이상의 편심부들이 배열되는 곳에 회전적으로 잠금되는 베어링 저널을 형성한다.

연결 로드의 아이 (eye) 는 각각의 편심부에서 회전가능하게 지지된다. 연결 로드는 피스톤 또는 작동 다이어프램일 수도 있는 진공 펌프의 작동 요소에 순차적으로 연결된다. 게다가, 각각의 편심부에는 균형추가 일체식으로 제공되어 있다. 베어링 저널에의 편심부들의 회전가능하게 잠금된 연결은 마찰 그립을 통해 형성된다. 이러한 목적을 위해, 베어링 저널은 편심부 내의 개구들을 통해 삽입된다. 이러한 개구들이 베어링 저널보다 다소 작은 단면을 가지므로, 압입 (press-fit) 이 형성되고, 이는 베어링 저널과 개구의 둘레면 사이의 강한 마찰 그립으로 이루어진다.

게다가, 진공 펌프의 가능한 가장 조용한 작동을 달성하기 위하여, 삼차원 위치 코딩들 (codings) 이 편심부들 상에 제공되고, 이는 두 개의 편심부들과 그들의 균형추들이 서로에 대하여 미리 규정된 각도 위치로 배향된다는 것을 보장한다. 위치 코딩을 위해, 각각의 편심부의 일 측면에 핀들이 위치되고, 다른 측면에는 핀들을 수용하도록 되어 있는 홀들이 위치된다.

이는 편심부들의 제조와 조립을 값비싼 공정으로 만든다. 그러므로, 본 발명의 목적은 보다 간단한 구성에 이르게 하는 것이다.

이를 달성하기 위하여, 본 발명은, 회전적으로 잠금된 연결이 각각의 경우에 포지티브 인터로크에 의해 형성되고, 이러한 목적을 위해, 베어링 저널과 개구는 원형으로부터 벗어나는 단면을 가진다는 것을 제안한다.

이러한 포지티브 인터로크는 위치 코딩을 동시에 포함하여, 베어링 저널로의 편심부들의 끼움장착이 포지티브 인터로크로 인한 회전적으로 잠금된 연결을 첫째로 달성하고, 원하는 각도 위치를 둘째로 달성한다.

포지티브 인터로크는, 베어링 저널이 적어도 하나의 측방향 평탄부를 구비하고 베어링 저널이 통과하는 각 개구의 둘레 표면이 포지티브 인터로크를 형성하도록 평탄부에 대해 설정되는 경계면을 가진다는 점에서 형성하기가 매우 쉽다.

가동상의 작동 중에도 편심부들이 베어링 저널에 대해 선회하는 것을 확실하게 방지하기 위하여, 베어링 저널이 두 개의 대향 평탄부들을 가지고, 그들 사이의 거리가 개구들의 두 개의 대향 경계면들 사이의 거리에 상응한다는 것이 제안된다.

별개의 평탄부들 대신에, 베어링 저널에는 널링 표면 (knurled surface) 을 형성하는 복수 개의 길이방향 채널들이 또한 제공될 수도 있다. 편심부들 내의 개구들에는, 베어링 저널의 널링 표면과 포지티브 인터로크를 형성하는 상응하는 정합 널링 표면이 제공되어 있다.

널링된 베어링 저널로 편심부들을 끼움장착하는 프로세스를 용이하게 하기 위하여, 베어링 저널의 자유 단부가 베어링 저널의 자유 단부를 향해 원추형으로 테어퍼링되는 헤드를 가진다는 것이 제안된다.

전기 모터의 출력 샤프트가 단부 면에서 개방형 블라인드 홀을 가지고, 편심부들이 블라인드 홀과 동일한 단면을 가지는 홀을 각각 구비하며, 또한 클램핑 슬리브가 홀과 블라인드 홀을 관통한다는 점에서, 양호한 회전 잠금을 형성하는 다른 가능한 방법이 제공된다.

클램핑 슬리브는 방사상으로 예비 응력을 받아 확장하려는 경향이 있고, 클램핑 슬리브의 예비 응력은 시간이 지나도 유지되므로, 내구성이 있는 홀들과 클램핑 슬리브 사이의 마찰 그립이 형성된다.

길이방향 슬롯을 구비하는 클램핑 슬리브는 스프링 강 중공 실린더를 바람직하게는 포함한다. 길이방향 슬롯들은 클램핑 슬리브가 홀들과 블라인드 홀들의 직경으로 압축되게 한다. 스프링 강의 탄성 특성들은, 클램핑 슬리브가 확장하려는 경향을 가지고, 그로 인해 홀들의 둘레 표면에 대한 클램핑 슬리브의 일정한 예비 응력을 달성한다는 것을 보장한다.

본 발명은 예시적인 실시형태를 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 실시형태를 도시한다.
도 2 는 전기 모터의 출력 샤프트로서 베어링 저널의 측면도를 도시한다.
도 3 은 도 2 에 따른 베어링 저널과 정합하는 편심부의 측면도를 도시한다.
도 4 는 클램핑 슬리브에 의해 출력 샤프트에 연결되는 크랭크 드라이브를 도시한다.
도 5 는 클램핑 슬리브의 측면도와 단면도를 도시한다.
도 6 은 베어링 저널의 추가의 실시형태를 도시한다.

먼저 도 1 을 참조하면:

진공 펌프 (1) 는 두 개의 대향하는 작동 다이어프램들 (2) 을 가지는 이중 다이어프램 펌프이고, 상기 작동 다이어프램들 (2) 은 펌프 하우징 (3) 과 작동 챔버 커버 (4) 사이에서 각각 클램핑되고, 그럼으로써 작동 챔버 (5) 를 규정한다. 작동 다이어프램들 (2) 은 크랭크 드라이브 (6) 에 의해 반대 방향으로 이동될 수 있고, 크랭크 드라이브 (6) 는 각각의 작동 다이어프램 (2) 에 대한 편심부 (7) 를 구비하고, 상기 편심부 (7) 상에서 각각의 작동 다이어프램 (2) 에 연결되는 연결 로드 (8) 의 아이가 지지된다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 진공 펌프 (1) 의 작동 요소들을 형성하는 작동 다이어프램들 (2) 의 왕복 운동은, 공기가 대기로 방출되기 이전에, 공기가 배출될 유닛으로부터 작동 챔버 내로 흡입되게 한다.

각각의 작동 챔버 커버들 (4) 에서, 작동 챔버로부터 방출된 공기가 각각의 경우에 작동 챔버 커버에서 토출 포트를 통해 펌프 하우징 (3) 내의 토출 포트로 공급되는 토출 밸브 (미도시) 가 제공된다. 펌프 하우징 내의 두 개의 토출 포트들은 크랭크 드라이브 (6) 를 둘러싸는 펌프 하우징 (3) 의 내부 챔버 (9), 즉 크랭크 챔버 내로 개방한다. 펌프 하우징 내에 제공된 공기 출구 (10) 는 공기가 내부 챔버 (9) 로부터 조용하게 토출되게 한다.

편심부들 (7, 7') 은 원형 단면의 베어링 저널 (11) 로 압입되고, 상기 베어링 저널 (11) 은 축선 방향으로 펌프 하우징 (3) 에 외부적으로 끼움장착된 전기 모터 (13) 의 출력 샤프트 (12) 를 연장하고, 상기 베어링 저널 (11) 의 축선은 출력 샤프트 (12) 의 축선에 놓여 있다.

대조적으로, 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명은 다수 개의 측방향 평탄부들 (14) 로 각형 단면 (angular cross section) 을 가지는 베어링 저널 (11) 을 제공하고, 상기 평탄부들 (14) 은 베어링 저널 (11) 의 축선에 평행하게 각각 연장하고 또한 상기 평탄부들 (14) 중 적어도 두 개는 서로 대향하여 위치되고 또한 평행하게 연장한다.

도 3 에 따른 각각의 편심부 (7) 는 중심을 벗어난 개구 (15) 를 가지는 디스크를 포함하고, 상기 개구 (15) 는 직사각형 단면을 가진다. 디스크와 일체로 형성되는, 방사상 방향으로 연장하는 균형추 (16) 도 또한 볼 수 있다.

경계면 (17) 을 각각 형성하는 개구 (15) 의 두 개의 긴 측면들 사이의 거리는 두 개의 전술한 평탄부들 (14) 사이의 거리와 같다. 개구 (15) 의 짧은 측면들 사이의 거리는 평탄부들 (14) 에 평행하고 베어링 저널의 축선을 관통하는 평면에 대한 베어링 저널 (11) 의 직경과 같다. 이러한 방식으로, 포지티브 인터로크가 베어링 저널과 편심부 (7) 사이에서 얻어진다.

디스크들이 특정 두께를 가져서, 개구 (15) 는 평탄부들 (14) 이 충분히 큰 접촉면에 걸쳐 직사각형 개구 (15) 의 긴 경계면들을 지탱하게 하는 특정 깊이를 가진다. 이는 충분히 큰 토크가 전달될 수 있다는 것을 보장한다.

또한, 이는 도시된 제 1 편심부와 유사한 구성을 가지는 제 2 편심부 (7') 가 제 1 편심부 (7) 에 대해 정확히 180°로 베어링 저널에 끼움장착되게 한다.

도 4 는 추가의 본 발명을 통한 단면을 도시한다. 축선방향 블라인드 홀 (18) 은 출력 샤프트 (12) 의 단부면에 형성된다. 베어링 저널 (11) 을 수용하기 위한 편심부들 (7) 내의 홀들 (19) 은 원형이다.

출력 샤프트 (12) 에의 편심부들 (7) 의 회전 잠금 연결을 위해, 클램핑 슬리브 (20) 가 제공된다. 이는 길이방향 슬롯 (21) 을 가지고 또한 스프링 강으로 만들어진 중공의 실린더이다. 길이방향 슬롯 (21) 은 클램핑 슬리브 (20) 가 홀들을 통해 공급될 때에 클램핑 슬리브 (20) 가 방사상으로 압축되게 한다. 그 후, 탄성 특성들은 클램핑 슬리브 (20) 가 팽창하여 편심부 디스크들의 개구들에서 그리고 블라인드 홀에서 확실한 포지티브 인터로크를 형성하게 한다.

도 6 은 베어링 저널 (11) 의 추가의 실시형태를 도시한다. 베어링 저널 (11) 은 복수 개의 길이방향 채널들 (22) 을 포함하는 널링 표면을 가지고, 이는 상응하는 정합 널링 표면을 가지는 편심부에 포지티브하게 인터로킹하는 연결을 허용한다.

그의 자유 단부에서, 베어링 저널은 편심부들의 끼움장착을 용이하게 하는 원추형 헤드 (23) 를 구비한다. 베어링 저널 주위에서 연장하는 그루브는 널링 표면과 헤드 사이에서 연장한다.

1 진공 펌프
2 작동 다이어프램들
3 펌프 하우징
4 작동 챔버 커버
5 작동 챔버
6 크랭크 드라이브
7 편심부
8 연결 로드
9 내부 챔버
10 공기 출구
11 베어링 저널
12 출력 샤프트
13 전기 모터
14 평탄부들
15 개구
16 균형추
17 경계면
18 블라인드 홀
19 홀
20 클램핑 슬리브
21 길이방향 슬롯
22 길이방향 채널들
23 헤드
24 그루브

Claims (7)

1. 공압 브레이크 부스터, 특히 진공 브레이크 부스터를 구비하는, 특히 자동차 브레이크 시스템의 브레이크 작동 디바이스를 위한 압력을 제공하기 위한 전기 모터-펌프 어셈블리로서,
   진공 펌프 (1) 및 상기 진공 펌프 (1) 를 구동하는 전기 모터 (13) 를 포함하고, 상기 진공 펌프는 작동 요소에 의해 각각 규정되는 적어도 두 개의 작동 챔버들 (5) 을 포함하고, 각각의 작동 요소는 연결 로드 (8) 에 연결되고, 상기 연결 로드 (8) 는 베어링 저널 (11) 을 포함하는 크랭크 드라이브에 의해 지지되고, 상기 베어링 저널 (11) 은 상기 전기 모터 (13) 에 의해 구동되고 또한 상기 베어링 저널 (11) 에는 각각의 연결 로드 (8) 에 대한 편심부 (7) 가 회전적으로 잠금되고, 이러한 목적을 위해 상기 편심부는 상기 베어링 저널 (11) 이 돌출하는 개구 (15) 를 구비하고,
   상기 베어링 저널 (11) 과 각각의 상기 편심부 (7) 사이의 회전적으로 잠금된 연결은 포지티브 인터로크 (positive interlock) 에 의해 형성되고, 이러한 목적을 위해 상기 베어링 저널 (11) 과 상기 개구 (15) 는 원형으로부터 벗어나는 단면을 가지는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베어링 저널 (11) 은 적어도 하나의 측방향 평탄부 (14; flat) 를 구비하고, 상기 베어링 저널 (11) 이 통과하는 각각의 개구 (15) 의 둘레 표면은 포지티브 인터로크를 형성하기 위하여 상기 평탄부 (14) 에 대해 설정되는 경계면 (17) 을 가지는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 베어링 저널 (11) 은 적어도 두 개의 대향 평탄부 (14) 들을 구비하고, 상기 평탄부 (14) 들 사이의 거리는 상기 개구 (15) 들의 평행한 상기 경계면 (17) 들 사이의 거리에 상응하는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베어링 저널 (11) 에는 복수 개의 길이방향 채널들 (22) 이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 베어링 저널 (11) 의 자유 단부는 상기 베어링 저널의 상기 자유 단부를 향하여 원추형으로 테이퍼링되는 헤드 (23) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
6. 공압 브레이크 부스터, 특히 진공 브레이크 부스터를 구비하는, 특히 자동차 브레이크 시스템의 브레이크 작동 디바이스를 위한 압력을 제공하기 위한 전기 모터-펌프 어셈블리로서,
   진공 펌프 (1) 및 상기 진공 펌프 (1) 를 구동하는 전기 모터 (13) 를 포함하고, 상기 진공 펌프는 작동 요소에 의해 각각 규정되는 적어도 두 개의 작동 챔버들 (5) 을 포함하고, 각각의 작동 요소는 연결 로드 (8) 에 연결되고, 상기 연결 로드 (8) 는 베어링 저널 (11) 을 포함하는 크랭크 드라이브 (6) 에 의해 지지되고, 상기 베어링 저널 (11) 은 전기 모터에 의해 구동되고 또한 상기 베어링 저널에는 각각의 연결 로드 (8) 에 대한 편심부 (7) 가 회전적으로 잠금되고,
   상기 전기 모터 (13) 의 출력 샤프트 (12) 는 단부면에 개방형 블라인드 홀 (18) 을 구비하고, 상기 편심부 (7) 들은 블라인드 홀 (18) 과 동일한 단면을 가지는 홀 (19) 을 각각 구비하고, 또한 클램핑 슬리브 (20) 가 상기 홀 (19) 과 상기 블라인드 홀 (18) 을 관통하는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.
7. 제 6 항에 있어서,
   길이방향 슬롯 (21) 을 구비하는 상기 클램핑 슬리브 (20) 는 스프링 강 중공 실린더 (spring steel hollow cylinder) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 모터-펌프 어셈블리.

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