KR20210064367A - 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내의 실린더 라이너 없이 직접적으로, 슬립 제어부를 구비한 유압식 차량 파워 브레이크 시스템의 유압 유닛(1)의 피스톤(8)을 안내하는 것에 관한 것이다. 피스톤(8)은 회전 방지부(23)에 의해 회전 불가능하게 그리고 축방향으로 변위 가능하게 라이너(13) 내에 홀딩되고, 이러한 라이너는 회전 불가능하게 유압 블록(2)에 고정된다. 피스톤(8)의 변위를 위한 스크류 기어(10)의 피벗 베어링(24)이 라이너(13)에 고정된다.

Description

유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부의 특징들을 갖는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛에 관한 것이다. 유압 유닛은 제동 압력 형성을 위해 그리고/또는 슬립 제어를 위한 브레이크 오일의 이송을 위해 그리고/또는 파워 제동을 위한 제동 압력 형성을 위해 제공된다. 슬립 제어는 잠김 방지 제어, 구동 슬립 제어 및/또는 주행 다이내믹 제어/전자식 안정화 프로그램이며, 이를 위해 ABS, ASR 및/또는 FDR/ESP의 약자가 통용된다. 주행 다이내믹 제어/전자식 안정화 프로그램은 스키드 방지 제어라는 일상 용어로도 불린다. 슬립 제어는 공지되어 있으며, 본원에 설명되지는 않는다.
국제 특허 출원 WO 2013/023 953 A1호에는 베이스 측면으로부터 커버 측면으로 연장되는 실린더 보어를 포함하는 직육면체 유압 블록을 구비한 유압 유닛이 공지되어 있다. 베이스 측면과 커버 측면은 유압 블록의 서로 마주 놓인 2개의 큰 측면들이다. 실린더 보어 내에는 일 측면에서 유압 블록으로부터 돌출되고 이러한 측면에서 차단되어 있는 실린더 라이너가 수용된다. 실린더 라이너 내에서는 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 안내된다. 실린더 라이너가 돌출되는 측면에 마주 놓인 유압 블록 측면에는 실린더 보어 및 실린더 라이너와 동축으로 전동기가 고정되고, 이러한 전동기로 인해 피스톤은 전동기와 피스톤 사이에 동축으로 배열된 스크류 기어에 의하여 실린더 라이너 내에서 축방향으로 변위 가능하다.
실린더 라이너 내에서의 피스톤의 변위를 통해 실린더 라이너 내에 제동 압력이 형성될 수 있고 그리고/또는 브레이크 오일이 이송될 수 있다. 유압 블록 상에 또는 내에 배열된 솔레노이드 밸브에 의해, 제동 압력이 제어될 수 있고 그리고/또는 슬립 제어를 위하여 제동 라인을 통해 유압 블록에 연결되는 유압식 휠 브레이크 내 휠 브레이크 압력이 제어될 수 있다.
청구항 제1항의 특징을 갖는, 본 발명에 따른 유압 유닛은 도입부에 언급한 바와 같이, 파워 제동을 위한 제동 압력 형성을 위해 그리고/또는 제동 압력 형성을 위해 그리고/또는 슬립 제어를 위한 브레이크 오일의 이송을 위해 제공된다. 유압 유닛은, 유압 유닛이 슬립 제어에 사용되는 유압식 근력 또는 보조력 차량 브레이크 시스템의 일부일 수 있거나, 유압 유닛이 파워 제동을 위한 제동 압력 형성에 사용되고 바람직하게는 제동 압력 형성을 위해서도 사용되며 슬립 제어를 위한 브레이크 오일의 이송에 사용되는 유압식 차량 파워 브레이크 시스템의 일부일 수 있다.
본 발명에 따른 유압 유닛은 특히 금속, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된 특히 직육면체 유압 블록을 포함한다. 유압 블록은 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 유압 어큐뮬레이터 및/또는 댐퍼 챔버와 같은 차량 브레이크 시스템의 유압 구성 요소들 및 기타 구성 요소들의 기계식 고정 및 유압식 상호 연결에 사용된다. "유압식 상호 연결"이라는 것은 차량 브레이크 시스템의 유압 회로도에 상응하게 유압 구성 요소들이 유압식으로 연결되는 것을 의미한다. 유압 구성 요소들은 제동 압력 제어에 사용되고, 이때 "제어"는 개회로 제어를 포함한다.
본 발명에 따른 유압 유닛의 유압 블록은, 내부에서 피스톤이 직접적으로 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 실린더 보어를 포함한다. "직접적으로"는, 실린더 보어 내부에 배열되고 그 내부에서 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 실린더 라이너 등이 없음을 의미한다.
유압 블록은 전동기와, 전동기의 회전 운동을 변위 운동으로 변환하는 스크류 기어를 포함하므로, 피스톤은 전동기로 인해 스크류 기어에 의하여 유압 블록의 실린더 보어 내에서 축방향으로 변위 가능하다.
종속 청구항들은 독립 청구항에 명시된 본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들에 관한 것이다.
상세한 설명 및 도면에 개시된 전체 특징들은 본 발명의 실시예들에서 개별적으로 또는 기본적으로 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 일 청구범위의 모든 특징들이 아니라 단지 하나 이상의 특징만을 포함하는 본 발명의 실시예들이 기본적으로 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 하기에 더 상세하게 설명된다. 단 하나의 도면은 본 발명에 따른 유압 블록의 실린더 보어의 축방향 종단면도이다.
도면에 도시된 본 발명에 따른 유압 유닛(1)은 유압식 차량 파워 브레이크 시스템 내의 압력 생성을 위해 그리고/또는 압력 생성을 위해 그리고 슬립 제어 중에 슬립 제어식 유압식 차량 브레이크 시스템 내에서의 브레이크 오일의 이송을 위해 제공된다. 이러한 슬립 제어는 예를 들어 잠김 방지 제어, 구동 슬립 제어 및/또는 주행 다이내믹 제어/전자식 안정화 프로그램이며, 이를 위해 ABS, ASR, FDR/ESP의 약자가 통용된다.
본 발명에 따른 유압 유닛(1)은, 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 유압 어큐뮬레이터 및 댐퍼 챔버와 같은 슬립 제어부의 유압 구성 요소들 및 기타 구성 요소들의 기계식 고정 및 유압식 상호 연결에 사용되는 유압 블록(2)을 포함한다. 구성 요소들은 유압 블록(1) 상에 그리고 내에 배열되고, 유압 블록(2)의 도시되지 않은 편심 천공부를 통하여 슬립 제어부 및 차량 파워 브레이크 시스템의 유압 회로도에 상응하게 유압식으로 서로 연결된다.
본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 유압 블록(2)은, 구성 요소들의 수용을 위한 보어들이 제공되고 슬립 제어부 및 차량 브레이크 시스템의 유압 회로도에 상응하게 편심 천공되는, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된 평평한 직육면체 금속 블록이다.
유압 블록(2)은 유압 블록의 서로 마주 놓인 2개의 큰 측면들을 수직으로 통과하는 통과 구멍의 형태를 갖는 실린더 보어(3)를 포함하고, 이러한 측면들 중 하나의 측면은 여기서 모터 측면(4)으로 불리고 다른 하나의 측면은 여기서 밸브 측면(5)으로 불린다.
본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 실린더 보어(3)는 모터 측면(4)에서 개방되고 모터 측면(4)에 마주 놓인 정면측에서 차단된다. 실린더 보어(3)를 둘러싸는 실린더(6)는 유압 블록(2)의 단일 부재형 구성 요소이고, 밸브 측면(5)에서 유압 블록(2)의 밸브 측면(5) 위로 돌출된다. 실린더(6)의 단일 부재형 구성 요소이고, 이에 따라 유압 블록(2)의 벽부인, 실린더(6)의 정면 벽부(7)는 모터 측면(4)에 마주 놓인 정면측에서 실린더 보어(3)를 폐쇄한다. 실린더(6)의 내주면 및 실린더(6)의 정면 벽부(7)의 내측면은 실린더 보어(3)를 한정 및 형성한다.
실린더 보어(3) 내부에는 피스톤(8)이 축방향으로 변위 가능하게 수용된다. 피스톤(8)은 직접적으로, 즉 실린더 보어(3)와 피스톤(8) 사이에 위치하는 실린더 라이너 등이 없는 상태로 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에서 안내된다.
피스톤(8)은 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에서 2개의 피스톤 밀봉부(41)에 의해 밀봉된다. 2개의 피스톤 밀봉부(41)들 중 하나는 제동 압력이 형성될 수 있는 실린더 보어(41)의 압력 연결부를, 주변 압력이 최대로 형성되는 무압력 흡입 연결부로부터 분리한다. 다른 피스톤 밀봉부(41)는 실린더 보어(3)를, 실린더 보어(3) 내에서 피스톤(8)을 변위시키기 위한 스크류 기어(10) 및 더 설명될 전동기(9)에 대해 밀봉한다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 피스톤 밀봉부(41)는 립 시일(lip seal)이지만, O-링 또는 쿼드 링(Quad-Ring)과 같은 여타 밀봉부도 가능하다(미도시). 기본적으로, 실린더 보어(3) 내의 피스톤(8)의 밀봉은 단 하나의 피스톤 밀봉부(41)에 의해 가능하다. 피스톤 밀봉부(41)는, 유압 블록(2) 내 실린더 보어(3)의 벽부 내의, 피스톤(8)을 둘러싸는, 주연부에 걸친 그루브 내에 배열된다. 피스톤(8)의 둘레 외부에 위치한, 주연부에 걸친 그루브 내에 피스톤 밀봉부(41)가 배열되는 것이 마찬가지로 가능하다(미도시).
실린더 보어(3) 내에서 피스톤(8)을 변위시키기 위해, 유압 유닛(1)은, 실린더 보어(3)와 동축으로 유압 블록(2)의 모터 측면(4)에 고정되는 전동기(9)를 포함한다. 스크류 기어(10)는 전동기(9)와 피스톤(8) 사이에 배열되고, 중공 피스톤으로서 형성된 피스톤(8)과 전동기(9)의 하우징(11) 내로 돌출되는 스크류 기어(10)가 마찬가지로 실린더 보어(3)와 동축으로 배열된다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 스크류 기어(10)는 볼 스크류 드라이브이지만, 이는 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 스크류 기어(10)는 전동기(9)의 회전 구동 운동을 변위 운동으로 변환하고, 이러한 변위 운동에 의해 피스톤(8)은 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에서 축방향으로 변위된다. 실린더 보어(3) 내에서의 피스톤(8)의 변위를 통하여, 제동 라인을 통해 유압 블록(2)에 연결되어 있거나 연결되는, 도시되지 않은 유압식 휠 브레이크들의 작동을 위한 제동 압력이 형성되고, 브레이크 오일이 슬립 제어 중에 차량 브레이크 시스템 내에서 이송된다.
모터 측면(4)의 입구에서, 실린더 보어(3)는 원통 관형 라이너(13)가 수용되는 직경 계단부(12)를 포함한다. 라이너(13)는 두 정면측들에서 개방되고, 실린더 보어(3)와 동축이다. 라이너의 내경은 실린더 보어(3)의 내경보다 크다. 라이너(13)는 모터 측면(4)에서 실린더 보어(3)로부터 돌출된다.
라이너(13)는 축방향으로 탄성을 갖는 탄성 링(14)에 의해 축방향으로 유압 블록(2)에 고정되며, 이러한 탄성 링은 유압 블록(2)의 모터 측면(4)과 직경 계단부(12) 사이에서 실린더 보어(3)의 내주연부에 걸친 그루브(16) 및 라이너의 외주연부에 걸친 그루브(15)에 맞물린다.
라이너(13)의 외주연부에 걸친 플랜지(17)는 모터 측면(4)에서 유압 블록(2)에 접한다. 플랜지(17)는, 라이너(13)가 실린더 보어(3) 내로 돌출되는 깊이를 한정하는 축방향 정지부를 형성한다.
실린더 보어(3) 내에 위치한 정면 단부와 플랜지(17) 사이에서 라이너(13)는, 라이너(13)를 형태 결합을 통해 회전 불가능하게 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에 홀딩하는 회전 방지 프로파일(18)을 자신의 외부측에 포함한다. 도시되고 설명된 실시예에서, 라이너(13)는, 라이너(13)의 압입 시에 실린더 보어(3)의 벽부 내에 몰딩되고 이로 인해 회전 불가능하게 홀딩되는 평행 널링부를 회전 방지 프로파일(18)로서 포함한다. 예를 들어, 회전 방지 프로파일(18)의 다른 가능성은 실린더 보어(3)의 입구에서 상보적인 상대 프로파일에 도달하는 다중 톱니 프로파일이다(미도시).
라이너(13)는 반원형 횡단면을 갖는 축평행한 그루브(19)들을 자신의 내주에 포함하고, 이러한 그루브들 내에는 원통형 핀(20)들이 삽입되어 있다. 전동기(9)를 향한 정면 단부에서는, 반경 방향 내부를 향해 돌출되는 러그(22)들을 포함하는 회전 방지 링(21)이 피스톤(8) 상에 배치되며, 이러한 러그들은 피스톤(8)의 정면 단부 내의 상보적인 홈들에 맞물리고, 회전 방지 링(21)을 피스톤(8) 상에 회전 불가능하게 홀딩한다. 외측에서, 회전 방지 링(21)은 원통형 핀(20)이 삽입되는 반원형 리세스들을 포함한다. 이러한 방식으로, 회전 방지 링(21)과, 회전 방지 링에 의해 회전 불가능하게 된 피스톤(8)은 축방향으로 변위 가능하고 회전 불가능하게 라이너(13) 내에 홀딩된다. 라이너(13)의 그루브(19) 내에 축평행하게 삽입되는 원통형 핀(20)들과 회전 방지 링(21)은 피스톤(8)의 회전 방지부(23)를 형성한다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 3개의 원통형 핀(20)들은 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 상태로 라이너(13)의 축평행한 그루브(19) 내에 배열된다. 원통형 핀(20)들은 둘레에 걸쳐 불균일하게 분포될 수도 있으며 그리고/또는 라이너(13)는 3개보다 더 적거나 많은 원통형 핀(20)을 포함할 수 있다. 라이너(13) 내의 피스톤(8)의 다른 회전 방지부가 가능하다(미도시).
전동기(9)를 향한 정면 단부에서, 라이너(13)는, 볼 스크류 드라이브로서 형성된 스크류 기어(10)의 관형 너트(25)를 위한 피벗 베어링(24)을 포함한다. 피벗 베어링(24)은 용접을 통해서 또는 다른 방식으로 축고정되고, 바람직하게는 회전 불가능하게 라이너(13)와 연결되기도 한다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 피벗 베어링(24)은 볼 베어링, 즉 롤러 베어링이다. 그러나, 또 다른 롤러 베어링 또는 미끄럼 베어링(미도시)도 가능하다. 너트(25)는 공간 절약 방식으로, 중공 피스톤으로서 형성된 피스톤(8) 내부에 광범위하게 위치하며, 전동기(9)를 향한 정면측에서 피벗 베어링(24)의 축방향 두께보다 단지 약간 더 피스톤(8)으로부터 돌출된다.
동축으로 너트(25) 내에는, 볼 스크류 드라이브로서 형성된 스크류 기어(10)의 스핀들(26)이 배열된다. 전동기(9)로부터 떨어진 단부에서, 스핀들(26)은 평행 널링부를 구비한 동축 저널부(27)를 포함하고, 이러한 동축 저널부는, 중공 피스톤으로서 형성된 피스톤(8)의 베이스(28) 내의 원통형 함몰부 내에 압입되므로, 스핀들(26)은 피스톤(8)에 의해 축고정되고 회전 불가능하게 된다. 피스톤(8)의 회전 방지부(23)를 통하여, 스핀들(26)도 회전 불가능하게 된다.
볼 스크류 드라이브로서 형성된 스크류 기어(10)의 볼(29)은 스핀들(26) 외측에 그리고 너트(25) 내측에 위치한 나선형 홈 내에 수용된다. 너트(25)의 회전 시에, 볼(29)은 너트(25) 및 스핀들(26)의 나선형 홈 내에서 구르고, 피스톤(8)과 함께 스핀들(26)의 축방향 운동을 야기한다. 라이너(13)에 고정된 피벗 베어링(24)은 스크류 기어(10)의 너트(25)를 지지하고, 스크류 기어(10)를 통해 피스톤(8)을 실린더(6) 내에 형성된 제동 압력에 대하여 축방향으로 지지한다.
전동기(9)와 스크류 기어(10) 사이에는 유성 기어 시스템(30)이 기계식 감속 기어로서 배열된다. 유성 기어 시스템(30)의 유성 기어(31)는 전동기(9)를 향한 너트(25)의 정면 단부로부터 돌출된 핀(32)들에 회전 가능하게 장착되고, 이로 인해 너트는 유성 기어 시스템(30)의 유성 캐리어도 동시에 형성한다. 유성 기어 시스템(30)의 링 기어(33)는 컵형 홀더(34)에 의해 피벗 베어링(24)의 외부 링(35)에 고정된다. 유성 기어 시스템(30)의 선 기어(36)는 전동기(9)의 모터축(37) 상에 회전 불가능하게 수축 맞춤되어 있다.
본 발명의 도시되고 설명된 실시예에서, 유압 블록(2)은 도시되지 않은 마스터 브레이크 실린더 피스톤이 내부에 배열 가능한 마스터 브레이크 실린더 보어(38)를 포함하고, 이러한 마스터 브레이크 실린더 피스톤은 기계적으로 피스톤 로드를 통하여, 도시되지 않은 풋 브레이크 페달 또는 핸드 브레이크 레버에 의해 마스터 브레이크 실린더 보어(38) 내에서 변위 가능하다.
실린더 보어(3) 내로 브레이크 오일을 공급하기 위한, 그리고 피스톤(8)에 의해 실린더 보어(3)로부터 브레이크 오일을 변위시키기 위한, 유압 블록(2) 내의 보어로서 형성된 실린더 연결 라인(39)은 직접적으로 둘레에서 실린더 보어(3)로 이어진다.
도면에서, 밸브 측면(5) 상에 또는 내에 배열된 솔레노이드 밸브(40)는 회로 기호로 도시되어 있으며, 이러한 솔레노이드 밸브는 휠 브레이크 내 휠 브레이크 압력 또는 제동 압력의 폐회로 제어 또는 개회로 제어에 사용된다. 슬립 제어부의 구성 요소들이 장착된 상태에서, 유압 블록(2)은 유압 유닛(1)을 형성한다.

Claims (12)

  1. 내부에서 피스톤(8)이 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 실린더 보어(3)를 포함하는 유압 블록(2)과; 유압 블록(2) 상에 그리고/또는 내에 배열된 전동기(9)와; 전동기(9)에 의해 회전 구동 가능하고 전동기(9)의 회전 운동을, 피스톤(8)이 실린더 보어(3) 내에서 축방향으로 변위 가능하게 하는 변위 운동으로 변환하는 스크류 기어(10);를 구비한 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛에 있어서,
    피스톤(8)은 직접적으로 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에서 축방향으로 변위 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 유압 유닛(1)은 피스톤(8)과 실린더 보어(3) 사이를 밀봉하는 피스톤 밀봉부(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실린더 보어(3)는 전동기(9) 반대편의 정면측에서 유압 블록(2)의 벽부에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 있어서, 유압 유닛(1)은 두 정면측들에서 개방되는 라이너(13)를 포함하고, 라이너는 유압 블록(2)의 모터 측면(4)에 배열되고, 실린더 보어(3) 내로 개방되며, 유압 블록(2)에서 실린더 보어(3)와 동축으로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 라이너(13)는 회전 불가능하게 유압 블록(2)에 고정되고 라이너(13)는 피스톤(8)을 위한 회전 방지부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 라이너(13)는, 피스톤(8)을 위한 회전 방지부(23)로서 피스톤(8)을 형태 결합을 통해 회전 불가능하게 라이너(13) 내에 홀딩하는 원통형 핀(20)이 삽입되는 축평행한 그루브(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 라이너(13)는 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내로 돌출되고, 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내에서 유압 블록(2)에 대해 라이너(13)가 회전되지 않도록 형태 결합을 야기하는 회전 방지 프로파일(18)을 자신의 외부측에 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 있어서, 라이너(13)는 축고정된 상태로 유압 블록(2)에 고정되고, 라이너(13)는 스크류 기어(10)를 축방향으로 홀딩하는 스크류 기어(10)를 위한 피벗 베어링(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 유압 유닛(1)은 반경 방향으로 탄성을 갖는 탄성 링(14)을 포함하고, 이러한 탄성 링은 라이너(13) 외측의 주연부에 걸친 그루브(15) 및 유압 블록(2)의 실린더 보어(3) 내의 주연부에 걸친 그루브(16)에 맞물리고, 이로 인해 라이너(13)를 축방향으로 유압 블록(2)에 고정시키는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 있어서, 라이너(13)는 유압 블록(2)의 모터 측면(4)에 접하는, 외부로 돌출된 축방향 정지부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 있어서, 유압 블록(2)은 실린더 보어(3)를 갖는 실린더(6)를 포함하고, 이러한 실린더는 모터 측면(4)에 마주 놓인 유압 블록(2)의 측면(5)에서 돌출되어 있으며, 유압 블록(2)의 단일 부재형 구성 요소인 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항 또는 복수의 항에 있어서, 유압 블록(2) 내에서 연장되는 실린더 연결 라인(39)들이 직접적으로 유압 블록(2) 내의 실린더 보어(3)로 이어지는 것을 특징으로 하는, 유압식 차량 브레이크 시스템용 유압 유닛.
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