KR20190089926A - 전기 유압식 외력 압력 발생기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전기 모터(2)와, 유성 기어장치(3)와, 스크루 드라이브(4)와, 피스톤-실린더 유닛(5)을 포함하는, 차량 브레이크 시스템용 전기 유압식 외력 압력 발생기(1)에 관한 것이다. 브레이크 액이 전기 모터(2) 내에 도달하는 것을 방지하기 위해, 본 발명은 전기 모터(2)와 유성 기어장치(3) 사이에 구동 샤프트(20)를 제공하며, 이 구동 샤프트는 슬롯 커플링(25)에 의해 모터 샤프트(26)와 결합 회전(conjoint rotation)을 하도록 연결되고, 레이디얼 샤프트 씰 링(27)에 의해 밀봉된다.

Description

전기 유압식 외력 압력 발생기
본 발명은, 청구항 제1항의 전제부의 특징들을 포함하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 전기 유압식 외력 압력 발생기에 관한 것이다.
국제 특허 출원 WO 2013/023 953 A1호는, 전기 모터와; 피스톤-실린더 유닛과; 전기 모터의 회전 구동 운동을 피스톤-실린더 유닛의 실린더 내에서 피스톤을 변위시키기 위한 선형 종동 운동으로 변환하는 스크루 드라이브(screw drive);를 포함하는, 유압식 차량 브레이크 시스템을 위한 전기 유압식 외력 압력 발생기를 개시하고 있다. 전기 모터, 스크루 드라이브 및 피스톤-실린더 유닛은 동일 축에 배치되고, 스크루 드라이브는 전기 모터와 피스톤-실린더 유닛 사이에 놓이며, 피스톤-실린더 유닛은 전기 모터의 축방향 연장부에 배치된다.
청구항 제1항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 전기 유압식 외력 압력 발생기는, 전기 모터와, 피스톤-실린더 유닛과, 스크루 드라이브를 포함하며, 이 스크루 드라이브는 전기 모터의 회전 구동 운동을 선형 종동 운동으로 변환하고, 전기 모터에 의해 구동되며, 피스톤-실린더 유닛의 실린더 내에서 피스톤을 변위시킨다. 피스톤-실린더 유닛으로부터, 또는 예컨대 전기 모터가 고정되어 있는, 유압식 차량 브레이크 시스템의 유압 블록으로부터 배출되는 브레이크 액에 대해 전기 모터를 밀봉하기 위해, 본 발명에 따른 압력 발생기는 전기 모터와 스크루 드라이브 사이의 구동 샤프트 상에 샤프트 씰(shaft seal)를 구비한다. 구동 샤프트는 전기 모터의 회전 구동 운동을 스크루 드라이브로 전달한다.
종속 청구항들은 청구항 제1항에 명시된 발명의 바람직한 구현예들 및 개선예들을 대상으로 한다.
구동 샤프트는 전기 모터의 모터 샤프트일 수 있다. 청구항 제2항은, 전기 모터의 회전 구동 운동을 스크루 드라이브로 전달하는 구동 샤프트로서의 중간 샤프트를 제공한다. 이 중간 샤프트 또는 구동 샤프트는 커플링에 의해 전기 모터의 모터 샤프트와 결합 회전(conjoint rotation)을 하도록 연결된다. 커플링은, 압력 발생기의 작동 시 모터 샤프트와 스크루 드라이브 간의 축방향 오차, 반경 방향 오차 및/또는 각도 오차 및/또는 운동의 보상을 위해, 특히 비틀림 강성 혹은 비틀림 탄성을 가지며, 바람직하게는 축방향으로, 반경 방향으로, 그리고/또는 임의의 각도로 운동 가능하다. 상기 커플링에 대한 예로는 기어 커플링, 클로 커플링(claw coupling), 슬롯 커플링 또는 십자머리 커플링(cross recess coupling)이 있다.
청구항 제3항은 전기 모터와 스크루 드라이브 간의 감속 기어부로서 유성 기어장치를 제공하며, 이 유성 기어장치는 전기 모터에 의해 구동되고 스크루 드라이브를 구동한다.
본 발명은 하기에서 도면에 도시된 실시예에 따라 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 유압식 외력 압력 발생기의 간소화된 축단면도이다.
도면에 도시된 본 발명에 따른 전기 유압식 외력 압력 발생기(1)는 유압식 외력 차량 브레이크 시스템 내에서 제동압의 생성을 위해 제공된다. 상기 외력 압력 발생기는, 전기 모터(2), 유성 기어장치(3). 스크루 드라이브(4) 및 피스톤-실린더 유닛(5)을 포함하며, 이들은 명시된 순서로 축방향으로 연달아, 그리고 부분적으로 서로의 내부에 배치된다. 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6)는 차량 브레이크 시스템의 브레이크 제어부의 유압 블록(8)의 외력 실린더 보어(7) 내에 배치된다.
유압 블록(8)은 차량 브레이크 시스템의 제동압 생성 및 제동압 제어를 위해 이용되며, 이를 위해 상기 유압 블록은, 제동압 생성을 위한 본 발명에 따른 외력 압력 발생기(1) 이외에도, 미도시한 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 압력 센서, 유압 어큐뮬레이터 및 댐핑 챔버를 포함한다. 또한, 유압 블록(8)은 브레이크 마스터 실린더의 수용을 위한 브레이크 마스터 실린더 보어(9)를 포함한다. 유압 블록(8)의 미도시한 천공(drilling)을 통해, 전술한 유압 부품들은 브레이크 제어부의 유압 회로도에 상응하게 유압식으로 상호 결선된다. 브레이크 제어부는 상용 제동(service braking) 시 제동압의 제어를 위해 이용되며, 통상 축약어 ABS, ASR, FDR 및 ESP로 사용되는 안티록 제어, 트랙션 제어 및/또는 주행 다이내믹 제어/전자 주행 안정 제어와 같은 슬립 제어를 가능하게 한다. 상기 브레이크 제어 및 슬립 제어, 그리고 유압 블록들은 본래 공지되어 있는 것이므로 여기서는 추가로 설명하지 않는다.
외력 실린더 보어(7)는 유압 블록(8)을 통과하며, 본 발명에 따른 외력 압력 발생기(1)의 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6)는 전기 모터(2)의 맞은편 측에서 유압 블록(8)으로부터 돌출된다. 전기 모터(2)는 유압 블록(8) 외부에서 엔진 측(10)에 고정된다.
피스톤-실린더 유닛(5)의 피스톤(11)은 중공 피스톤으로서 형성되며, 이 중공 피스톤 내에는 스크루 드라이브(4)가 수용된다. 도시되고 기술된 본 발명의 실시예에서, 스크루 드라이브(4)는, 피스톤(11)과 단단히 연결된 회전 고정식 스핀들(12); 피스톤(11) 내에서 스핀들(12)을 동축으로 에워싸는 회전 가능한 관형 너트(13); 너트(13)와 스핀들(12) 사이의 회전체들(roll body)로서의 볼들(14);을 포함하는 볼 스크루 드라이브이다. 너트(13)의 회전 구동은 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6) 내에서 스핀들(12) 및 이와 함께 피스톤(11)을 변위시킨다. 스크루 드라이브(4)의 너트(13)는, 전기 모터(2) 쪽을 향하는 실린더(6)의 개방 단부에 배치된 볼 베어링(15)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 볼 스크루 드라이브와 다른 스크루 드라이브들도 가능하며, 본 발명이 스크루 드라이브(4)로서의 볼 스크루 드라이브로만 제한되지는 않는다.
스크루 드라이브(4)의 너트(13)는 유성 기어장치(3)의 유성 캐리어를 형성하며, 요컨대 전기 모터(2) 쪽을 향하는 너트(13)의 전단부(front end)에는 유성 기어장치(3)의 유성 기어들(16)이 회전 가능하게 지지된다. 유성 기어장치(3)의 링기어(17)는 환형 캐리어(18)에 의해, 전기 모터(2) 쪽을 향하는 실린더(6)의 개방 단부에 단단히 고정된다.
유성 기어장치(3)의 선기어(19)는, 유성 기어장치(3)의 양측에 회전 가능하게 지지된 구동 샤프트(20) 상에 결합 회전 방식으로 배치되며, 요컨대 스크루 드라이브(4)의 측에서는 구동 샤프트(20)가, 베어링 브래킷(22)에 의해 유성 기어장치(3) 및 이와 동시에 전기 모터(2) 쪽을 향하는 스크루 드라이브(4)의 너트(13)의 전단부에 고정되는, 일반적으로 피벗 베어링(21)으로서 이해될 수 있는 베어링 부시 내에 회전 가능하게 지지된다. 유성 기어장치(3)의 타측에서는, 다시 말해 전기 모터(2) 쪽을 향하는 측에서는 구동 샤프트(20)가, 링기어(17)의 캐리어(18) 상에, 그리고 그에 따라 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6) 상에 고정된 베어링 브래킷(24) 내에 배치된 볼 베어링(23)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 실린더(6) 상에서 볼 베어링(15)을 구비한 스크루 드라이브(4)의 너트(13)의 회전 지지 및 이의 볼 베어링(23)을 통해, 구동 샤프트(20)는 스크루 드라이브(4) 상에 회전 가능하게 지지된다.
구동 샤프트(20)는, 슬롯 커플링(25)에 의해 전기 모터(2)의 모터 샤프트(26)와 비틀리지 않게 연결되는 중간 샤프트이다. 슬롯 커플링(25)은 모터 샤프트(26)와 구동 샤프트(20) 사이의 축방향 오프셋, 반경 방향 오프셋 및 각도 오프셋을 보상한다. 이 경우, 전기 모터(20)의 모터 샤프트(26)의 회전 운동을, 결합 회전 방식으로 배치된 유성 기어장치(3)의 선기어(19)를 구비한 구동 샤프트(20)로 전달하기 위한 다른 커플링들, 예컨대 비틀림 탄성 방식, 형상 결합식 또는 강제 결합식 커플링들도 가능하다.
전기 모터(2)와 유성 기어장치(3) 사이에서 레이디얼 샤프트 씰 링이 샤프트 씰(27)로서 구동 샤프트(20) 상에 배치된다. 본 발명의 도시된 실시예에서, 샤프트 씰(27)은 구동 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지하는 볼 베어링(23)과 선기어(19) 또는 유성 기어장치(3) 사이에 위치한다. 샤프트 씰(27)은 볼 베어링(23)의 베어링 실드(24) 내에 배치된다. 샤프트 씰(27)은, 브레이크 액이 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6)로부터 또는 유압 블록(8)으로부터 나와서 전기 모터(2) 내에 도달하는 점을 방지한다.
전기 모터(2)는 그의 전기적 연결 및 전자 정류를 위해, 피스톤-실린더 유닛(5)의 측에서 전기 모터(2)로부터 축 평행으로 돌출되는 관형 케이블 부싱(28)을 구비한다. 케이블 부싱(28)은 유압 블록(8) 내의 관통공을 통해, 맞은편에 위치한 제어 장치 측(29)으로 통한다. 유압 블록(8)의 제어 장치 측(29)에는, 브레이크 제어부의 미도시한 전자 제어 장치가 고정되며, 이 전자 제어 장치는 미도시한 솔레노이드 밸브들 및 전기 모터(2)를 제어하고, 압력 센서들, 전기 모터(2)의 회전 센서 또는 회전 각도 센서 및 차량 휠들의 휠 속도 센서들로부터 신호를 수신받는다. 전자 제어 장치로의 전기 모터(2)의 연결은 케이블 부싱(28)을 통해 수행된다. 케이블 부싱(28) 내에는 전기 모터(2)의 연결 및 정류 케이블이 위치한다. 샤프트 씰(27)은, 브레이크 액이 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6)로부터 또는 유압 블록(8)으로부터, 전기 모터(2)의 모터 하우징을 통과하여 케이블 부싱(28) 내로, 그리고 그로부터 전자 제어 장치까지 도달하는 점을 방지한다.

Claims (6)

  1. 피스톤-실린더 유닛(5), 전기 모터(2) 및 스크루 드라이브(4)를 포함하는, 유압식 차량 브레이크 시스템을 위한 전기 유압식 외력 압력 발생기(1)로서, 스크루 드라이브가 전기 모터(2)의 회전 구동 운동을 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6) 내에서 피스톤(11)을 변위시키기 위한 선형 종동 운동으로 변환하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기에 있어서,
    상기 압력 발생기(1)는 구동 샤프트(20) 상에서 전기 모터(2)와 스크루 드라이브(4) 사이에 샤프트 씰(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 구동 샤프트(20)는, 커플링(25)을 통해 전기 모터(2)의 모터 샤프트(26)와 결합 회전을 하도록 연결된 중간 샤프트인 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
  3. 제1항에 있어서, 구동 샤프트(20)는, 피벗 베어링(21)에 의해 스크루 드라이브(4) 상에 회전 가능하게 지지되는 중간 샤프트인 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
  4. 제1항에 있어서, 전기 모터(2)와 스크루 드라이브(4) 사이에는, 전기 모터(2)에 의해 구동되고 스크루 드라이브(4)를 구동하는 유성 기어장치(3)가 배치되며, 상기 유성 기어장치(3)의 선기어(19)가 구동 샤프트(20)와 결합 회전(conjoint rotation)을 하도록 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
  5. 제4항에 있어서, 구동 샤프트(20)는 유성 기어장치(3)의 양측에서 스크루 드라이브(4) 상에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
  6. 제1항에 있어서, 전기 모터(2)는 피스톤-실린더 유닛(5)에 대해 평행한 관형 케이블 부싱(28)을 포함하며, 상기 케이블 부싱은 피스톤-실린더 유닛(5)의 실린더(6) 길이의 적어도 일부분에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는, 전기 유압식 외력 압력 발생기.
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