KR20190001686A - 전동 부스터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동 부스터에 관한 것으로, 전원이 인가됨에 따라 구동되는 모터부와, 모터부에 장착되어 고정되는 바디부와, 바디부에 결합되는 실린더부와, 모터부에 연결되어 회전되는 스크류부와, 바디부에 내장되고 스크류부에 나사 결합되어 직선 이동되는 너트부와, 스크류부의 단부를 구속하고 너트부에 의해 가압되어 실린더부로 이동되는 제1피스톤부와, 제1피스톤부를 지지하는 제1탄성부와, 제1탄성부에 지지되는 제2피스톤부와, 제2피스톤부를 지지하는 제2탄성부를 포함하여 제동력 해제시 과도한 스크류부 회전에 의한 부품 파손을 방지할 수 있다.

Description

전동 부스터{ELECTRIC BOOSTER}
본 발명은 전동 부스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제동력 해제시 과도한 스크류 회전에 의한 부품 파손을 방지하는 전동 부스터에 관한 것이다.
일반적으로 전동 부스터는 모터를 구동하여 마스터실린더를 가압하고, 마스터실린더에서 제동압을 생성한다. 이러한 전동 부스터는 모터와, 모터에 의해 회전되는 스크류와, 스크류에 의해 직선 이동되는 너트와, 너트에 의해 이동되면서 제동압을 생성하는 피스톤을 포함한다. 이러한 전동 부스터는 스크류가 회전운동만 하고, 너트는 직선운동만 하므로, 스크류에 링을 조립하여 부품 이탈을 방지하고 있다.
그러나, 제동력 해제시 정밀한 제어가 이루어지지 못하는 경우, 너트가 원상 복귀되더라도 스크류가 추가적으로 회전될 수 있다. 이러한 스크류의 추가 회전으로 인해 너트가 과도하게 이동되어 부품의 손상을 유발하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0045597호(2012.05.09. 공개, 발명의 명칭 : 전동부스터 방식 제동장치)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 제동력 해제시 과도한 스크류 회전에 의한 부품 파손을 방지하는 전동 부스터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전동 부스터는: 전원이 인가됨에 따라 구동되는 모터부; 상기 모터부에 장착되어 고정되는 바디부; 상기 바디부에 결합되는 실린더부; 상기 모터부에 연결되어 회전되는 스크류부; 상기 바디부에 내장되고, 상기 스크류부에 나사 결합되어 직선 이동되는 너트부; 상기 스크류부의 단부를 구속하고, 상기 너트부에 의해 가압되어 상기 실린더부로 이동되는 제1피스톤부; 상기 제1피스톤부를 지지하는 제1탄성부; 상기 제1탄성부에 지지되는 제2피스톤부; 및 상기 제2피스톤부를 지지하는 제2탄성부;를 포함하고, 상기 제1피스톤부는 상기 바디부와 상기 실린더부에 내장되는 제1피스톤관부; 상기 제1피스톤관부의 내측에 형성되고, 상기 제1탄성부에 지지되는 제1피스톤내벽부; 및 상기 제1피스톤내벽부에서 상기 스크류부 방향으로 돌출되어 상기 스크류부의 이동을 제한하는 제1피스톤돌기부;를 포함것을 특징으로 한다.
상기 바디부는 상기 모터부에 형성되는 모터삽입부에 삽입되고, 상기 모터삽입부와 이격되는 바디삽입부; 상기 바디삽입부에서 측방향으로 연장되고, 상기 모터부에 결합되는 바디결합부; 및 상기 바디결합부에서 연장되고, 상기 실린더부와 결합되는 바디관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스크류부는 상기 바디삽입부를 관통하여 상기 모터부와 스플라인 결합되는 스크류결합부; 상기 스크류결합부에 형성되고, 상기 바디삽입부에 내장되는 스크류내장부; 및 상기 스크류내장부에서 연장되고, 외주면에 나사산이 형성되며, 상기 제1피스톤부의 내측에 걸려 직선 이동이 제한되는 스크류축부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 너트부는 상기 스크류축부에 나사 결합되어 직선 이동되는 너트이동부; 및 상기 너트이동부의 외측에서 돌출되고, 상기 바디관부에 안내되어 상기 너트이동부의 회전을 제한하는 너트유도부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 너트부는 상기 바디결합부에 장착되고, 상기 너트유도부와 접촉되어 충격을 흡수하는 너트댐퍼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동 부스터는 제1피스톤부가 스크류부의 단부를 구속하여 스크류부에 위치 고정용 링을 삭제할 수 있다.
본 발명에 따른 전동 부스터는 너트유도부가 너트댐퍼부와 접촉되어 충격을 흡수하고 소음을 저감할 수 있다.
본 발명에 따른 전동 부스터는 제동 해제시 모터부의 과작동이 발생하더라도 스크류부가 회전운동과 직선운동을 하여 너트유도부의 파손을 막고, 제1탄성부가 완충 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 바디부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 스크류부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 너트부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 제1피스톤를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동 부스터의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터(1)는 모터부(10)와, 바디부(20)와, 실린더부(30)와, 스크류부(40)와, 너트부(50)와, 제1피스톤부(60)와, 제1탄성부(70)와, 제2피스톤부(80)와, 제2탄성부(90)를 포함한다.
모터부(10)는 전원이 인가됨에 따라 구동되어 스크류부(40)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킨다. 바디부(20)는 모터부(10)에 장착되어 고정되고, 스크류부(40)는 바디부(20)에 내장된다. 실린더부(30)는 바디부(20)와 결합된다. 일 예로, 바디부(20)와 실린더부(30)는 연통되고, 실린더부(30)에는 제동압 생성을 위한 오일이 저장될 수 있다.
너트부(50)는 바디부(20)에 내장되고, 스크류부(40)에 나사 결합되어 직선 이동된다. 제1피스톤부(60)는 스크류부(40)의 단부를 구속하고, 너트부(50)에 의해 가압되어 실린더부(30)로 이동된다. 제1탄성부(70)는 복원력을 가지며, 제1피스톤부(60)를 지지한다. 제2피스톤부(80)는 제1탄성부(70)에 지지되고, 제2탄성부(90)는 제2피스톤부(80)를 지지하고, 제2피스톤부(80)에 대한 복원력을 제공한다.
일 예로, 제1탄성부(70)는 제2피스톤부(80)와 제1피스톤부(60) 사이에 배치되고, 제1피스톤부(60)와 제2피스톤부(80)가 모터부(10)의 반대방향으로 이동되면서 실린더부(30)에 저장된 오일의 압력이 상승하여 제동압을 제공할 수 있다. 이러한 실린더부(30)에는 오일 누유를 방지하기 위해 복수개의 씰컵이 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 바디부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바디부(20)는 바디삽입부(21)와, 바디결합부(22)와, 바디관부(23)를 포함한다.
바디삽입부(21)는 모터부(10)에 형성되는 모터삽입부(11)에 삽입된다. 바디삽입부(21)는 모터부(10)와 간섭되지 않도록 모터삽입부(11)와 이격된다. 일 예로, 바디삽입부(21)는 관 형상을 하되, 일측이 폐쇄되고 타측이 개방될 수 있다.
바디결합부(22)는 바디삽입부(21)에서 측방향으로 연장되고, 모터부(10)에 결합된다. 일 예로, 바디결합부(22)는 바디삽입부(21)의 외주면에서 측방향으로 연장되어 모터부(10)와 나사 결합될 수 있다.
바디관부(23)는 바디결합부(22)에서 연장되고, 실린더부(30)와 결합된다. 일 예로, 바디관부(23)는 바디삽입부(21) 보다 더 큰 내경을 갖도록 형성되어, 바디결합부(22)에는 바디단턱부(221)가 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 스크류부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류부(40)는 스크류결합부(41)와, 스크류내장부(42)와, 스크류축부(43)를 포함한다.
스크류결합부(41)는 바디삽입부(21)를 관통하여 모터부(10)와 스플라인 결합된다. 이로 인해 스크류결합부(41)는 모터부(10)와 연결된 상태를 유지하여 회전될 수 있다. 그리고, 스크류결합부(41)는 축방향으로 직선 이동될 수 있다.
스크류내장부(42)는 스크류결합부(41)에 형성되고, 바디삽입부(21)에 내장된다. 일 예로, 스크류내장부(42)는 원통 형상을 하여 바디삽입부(21) 내에서 회전될 수 있다. 스크류내장부(42)는 바디삽입부(21)에 안내되어 측방향 유동이 제한될 수 있다. 그리고, 스크류내장부(42)와 바디삽입부(21) 사이에는 베어링이 형성되어 회전시 마찰을 억제할 수 있다.
스크류축부(43)는 스크류내장부(42)에서 연장되고, 외주면에 나사산이 형성된다. 스크류축부(43)는 제1피스톤부(60)의 내측에 걸려 직선 이동이 제한된다. 이로 인해, 모터삽입부(11)와 바디삽입부(21) 사이에 형성되는 공간에 배치되는 스크류결합부(41)에 별도의 고정링을 설치하지 않더라도 스크류결합부(41)가 모터부(10)와 결합된 상태를 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 너트부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 너트부(50)는 너트이동부(51)와 너트유도부(52)를 포함하고, 너트댐퍼부(53)를 더 포함할 수 있다.
너트이동부(51)는 스크류축부(43)에 나사 결합되어 직선 이동된다. 일 예로, 너트이동부(51)는 원통관 형상을 하여 내측면이 스크류축부(43)와 나사 결합될 수 있다. 스크류축부(43)가 일방향으로 회전되면 너트이동부(51)는 제1피스톤부(60) 방향으로 이동될 수 있다. 그리고, 스크류축부(43)가 타방향으로 회전되면 너트이동부(51)는 모터부(10) 방향으로 이동될 수 있다.
너트유도부(52)는 너트이동부(51)의 외측에서 돌출되고, 바디관부(23)에 안내되어 너트이동부(51)의 회전을 제한한다. 일 예로, 너트유도부(52)는 너트이동부(51)의 원주 방향으로 복수개가 배치될 수 있다. 그리고, 바디관부(23)의 내측에는 너트유도부(52)를 각각 안내하는 바디관안내부(231)가 형성될 수 있다.
너트댐퍼부(53)는 바디결합부(22)에 장착되고, 너트유도부(52)와 접촉되어 충격을 흡수한다. 또한, 너트댐퍼부(53)는 너트유도부(52)가 바디결합부(22)와 직접적으로 접촉되어 발생되는 소음을 차단한다. 일 예로, 너트댐퍼부(53)는 충격흡수를 위한 연성재질을 포함하여 이루어지고, 링 형상을 하여 바디단턱부(221)에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터에서 제1피스톤를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1피스톤부(60)는 제1피스톤관부(61)와, 제1피스톤내벽부(62)와, 제1피스톤돌기부(63)를 포함한다.
제1피스톤관부(61)는 바디관부(23)와 실린더부(30)에 내장된다. 일 예로, 제1피스톤관부(61)는 원통관 형상을 하고, 일부는 바디관부(23)에 내장되고 나머지는 실린더부(30)에 내장될 수 있다.
제1피스톤내벽부(62)는 제1피스톤관부(61)의 내측에 형성되고, 제1탄성부(70)에 지지된다. 일 예로, 제1피스톤내벽부(62)는 제1피스톤관부(61)의 내측을 폐쇄하되, 비제동시 바디부(20)와 실린더부(30)의 경계지점에 배치될 수 있다. 제1피스톤내벽부(62)의 좌측에 형성되는 제1피스톤관부(61)에는 제1탄성부(70)가 삽입될 수 있다. 그리고, 제1피스톤내벽부(62)의 우측에 형성되는 제1피스톤관부(61)에는 스크류축부(43)가 삽입될 수 있다.
제1피스톤돌기부(63)는 제1피스톤내벽부(62)에서 스크류축부(43) 방향으로 돌출되어 스크류축부(43)의 직선 이동을 제한한다. 일 예로, 제1피스톤돌기부(63)는 비제동시 스크류축부(43)와 접촉될 수 있다. 이때, 제1피스톤돌기부(63)와 스크류축부(43) 간의 마찰력을 최소화하기 위해 제1피스톤돌기부(63)는 라운드진 형상을 하여 스크류축부(43)와 점접촉될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터의 작동을 설명하면 다음과 같다.
운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 모터부(10)가 구동되어 스크류부(40)가 일방향으로 회전되고, 너트부(50)가 전진하여 제1피스톤부(60) 방향으로 이동된다. 이로 인해, 제1피스톤부(60) 및 제2피스톤부(80)가 가압되면서 실린더부(30) 내부 유압을 증대시켜 제동압을 생성한다.
한편, 제동해제시 모터부(10)가 구동되어 스크류부(40)가 타방향으로 회전되면, 너트부(50)가 후진하여 모터부(10) 방향으로 이동된다. 이때, 너트부(50)가 원위치로 복귀된 상태에서 센서 또는 작동 오류로 모터부(10)가 구동되면 너트유도부(52)가 너트댐퍼부(53)에 도달하여 너트부(50)의 추가적인 직선 이동을 제한한다.
상기한 상태에서 모터부(10)의 추가적인 구동이 발생하면, 모터부(10)의 회전력이 너트부(50)를 추가로 이동시키지 못하지만, 스크류부(40)가 회전운동과 직선운동을 하여 제1피스톤부(60) 방향으로 이동된다. 이로 인해 너트유도부(52)의 파손이 방지된다.
즉 스크류축부(43)가 제1피스톤돌기부(63)를 밀어내면, 제1탄성부(70)가 수축되면서 순간적인 충격 완화가 가능하다. 그리고, 제동해제 제어가 완료되면, 제1탄성부(70)와 제2탄성부(90)의 복원력에 의해 스크류부(40)와 제1피스톤부(60)는 원위치로 복귀될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터(1)는 제1피스톤부(60)가 스크류부(40)의 단부를 구속하여 스크류부(40)에 위치 고정용 링을 삭제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터(1)는 너트유도부(52)가 너트댐퍼부(53)와 접촉되어 충격을 흡수하고 소음을 저감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동 부스터(1)는 제동 해제시 모터부(10)의 과작동이 발생하더라도 스크류부(40)가 회전운동과 직선운동을 하여 너트유도부(52)의 파손을 막고, 제1탄성부(70)가 완충 기능을 수행할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 모터부 20 : 바디부
21 : 바디삽입부 22 : 바디결합부
23 : 바디관부 30 : 실린더부
40 : 스크류부 41 : 스크류결합부
42 : 스크류내장부 43 : 스크류축부
50 : 너트부 51 : 너트이동부
52 : 너트유도부 53 : 너트댐퍼부
60 : 제1피스톤부 61 : 제1피스톤관부
62 : 제1피스톤내벽부 63 : 제1피스톤돌기부
70 : 제1탄성부 80 : 제2피스톤부
90 : 제2탄성부

Claims (5)

  1. 전원이 인가됨에 따라 구동되는 모터부;
    상기 모터부에 장착되어 고정되는 바디부;
    상기 바디부에 결합되는 실린더부;
    상기 모터부에 연결되어 회전되는 스크류부;
    상기 바디부에 내장되고, 상기 스크류부에 나사 결합되어 직선 이동되는 너트부;
    상기 스크류부의 단부를 구속하고, 상기 너트부에 의해 가압되어 상기 실린더부로 이동되는 제1피스톤부;
    상기 제1피스톤부를 지지하는 제1탄성부;
    상기 제1탄성부에 지지되는 제2피스톤부; 및
    상기 제2피스톤부를 지지하는 제2탄성부;를 포함하고,
    상기 제1피스톤부는
    상기 바디부와 상기 실린더부에 내장되는 제1피스톤관부;
    상기 제1피스톤관부의 내측에 형성되고, 상기 제1탄성부에 지지되는 제1피스톤내벽부; 및
    상기 제1피스톤내벽부에서 상기 스크류부 방향으로 돌출되어 상기 스크류부의 이동을 제한하는 제1피스톤돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 부스터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바디부는
    상기 모터부에 형성되는 모터삽입부에 삽입되고, 상기 모터삽입부와 이격되는 바디삽입부;
    상기 바디삽입부에서 측방향으로 연장되고, 상기 모터부에 결합되는 바디결합부; 및
    상기 바디결합부에서 연장되고, 상기 실린더부와 결합되는 바디관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 부스터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 스크류부는
    상기 바디삽입부를 관통하여 상기 모터부와 스플라인 결합되는 스크류결합부;
    상기 스크류결합부에 형성되고, 상기 바디삽입부에 내장되는 스크류내장부; 및
    상기 스크류내장부에서 연장되고, 외주면에 나사산이 형성되며, 상기 제1피스톤부의 내측에 걸려 직선 이동이 제한되는 스크류축부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 부스터.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 너트부는
    상기 스크류축부에 나사 결합되어 직선 이동되는 너트이동부; 및
    상기 너트이동부의 외측에서 돌출되고, 상기 바디관부에 안내되어 상기 너트이동부의 회전을 제한하는 너트유도부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 부스터.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 너트부는
    상기 바디결합부에 장착되고, 상기 너트유도부와 접촉되어 충격을 흡수하는 너트댐퍼부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 부스터.
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