KR20220099115A - 전기 기계 구동식 제동압 발생기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 유압 브레이크 시스템을 위한 전기 기계 구동식 제동압 발생기에 관한 것이다. 상기 전기 기계 구동식 제동압 발생기는 구동 속도를 발생시킬 수 있는 전기 모터(18); 전기 모터(18)의 구동 속도를 더 느린 속도로 변환하기 위해, 입력측에서 전기 모터(18)에 의해 구동되는 유성 기어(22); -상기 유성 기어(22)는 링 기어 홀더(46)에 합동 회전(cojoint rotation) 방식으로 고정되어 수용된 링 기어(34)를 포함함-; 및 유성 기어(22)의 출력측에 연결되고 제동압을 발생시킬 수 있는 유압 모듈(30);을 포함한다. 링 기어(34)와 링 기어 홀더(46) 사이에는, 유성 기어(22)에 대해 축방향으로 연장되고; 링 기어(34)와 링 기어 홀더(46)가 서로에 대해 합동 회전 방식으로 고정되어 보유되도록 리세스(62)와 상호작용하는; 하나 이상의 토크 지지체(50)가 배치된다.

Description

전기 기계 구동식 제동압 발생기
본 발명은, 구동 속도를 발생시킬 수 있는 전기 모터; 구동 속도를 더 저속으로 변환하기 위해 입력측에서 전기 모터에 의해 구동되는 유성 기어; -상기 유성 기어는 링 기어 홀더에 합동 회전 방식으로 고정되어 수용된 링 기어를 포함함-; 및 유성 기어의 출력측에 연결되고 제동압을 발생시킬 수 있는 유압 모듈;을 포함하는, 차량의 유압 브레이크 시스템을 위한 전기 기계 구동식 제동압 발생기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 전기 기계 구동식 제동압 발생기를 포함하는 차량에 관한 것이다.
자동차를 제동하기에 운전자의 발 힘은 대개 불충분하기 때문에, 자동차에는 통상 브레이크 부스터가 장착된다. 종래의 브레이크 부스터는 일반적으로 내연 기관에서 생성된 부압(negative pressure)으로 작동된다. 이 경우, 운전자의 발 힘(foot force)에 추가로 부스팅력(boosting force)을 가하기 위해 엔진 압력과 주변 압력 간 차압이 이용된다.
미래의 자동차 구동 개념에서는 종래의 진공 브레이크 부스터를 작동하기 위해 더 이상 부압을 사용할 수 없기 때문에, 대체 제동압 상승 장치가 필요하다. 이를 위해, 본원 대상 전기 기계식 제동압 발생기가 개발되었다.
작동력은 제동압을 발생시키기 위해 변속기를 통해 유압 피스톤의 운동을 제어하는 전기 모터에 의해 생성된다. 이러한 유형의 전기 기계식 제동압 발생기는 보조력을 제공하기 위해서뿐만 아니라 전동식 제동 시스템(brake by wire system)에서 단독으로 작동력을 제공하기 위해서도 사용될 수 있다. 따라서 전기 기계식 제동압 발생기는 특히 자율 주행과 관련하여 유리하다.
WO 2012/013314 A2호로부터 볼 스핀들(ball spindle)을 통해 도입되는 페달 답력을 강화하는 전기 기계식 브레이크 부스터가 공지되어 있다. 여기서는 페달 답력을 증가시키기 위해 유성 기어를 통해 전기 모터에 의해 구동되는 리서큘레이팅 볼 너트(recirculating ball nut)가 볼 스핀들에 배치된다.
본 발명의 과제는, 설치 공간이 감소된 차량 유압 브레이크 시스템을 위한 전기 기계 구동식 제동압 발생기를 제시하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항의 전제부와 특징부의 결합에 따른 전기 기계 구동식 제동압 발생기에 의해 해결된다. 후행 종속항들은 본 발명의 바람직한 개선을 반영한다. 청구항 제9항에는 본 발명에 따른 전기 기계 구동식 제동압 발생기를 포함하는 유압 브레이크 시스템을 구비한 차량이 제시되어 있다.
본 발명은, 링 기어와 링 기어 홀더 사이에, 유성 기어에 대해 축방향으로 연장되고; 링 기어와 링 기어 홀더가 서로에 대해 합동 회전 방식으로 고정되어 보유되도록 리세스와 상호작용하는; 하나 이상의 토크 지지체(torque support)가 배치된다는 기술적 교시를 포함한다.
본 발명의 범주에서 유압 모듈은, 유성 기어의 회전 운동을 전기 기계식 제동압 발생기의 제동압을 발생시키기 위한 유압 피스톤의 운동으로 변환하는 모듈을 의미한다. 이는 바람직하게 스핀들-너트 어셈블리를 통해 형성되며, 이를 통해 상기 회전 운동은 유압 실린더에서 유압 피스톤의 병진 운동으로 변환된다.
본 발명에 따르면, 토크 지지체는 토크를 흡수할 수 있는 구성 요소이다. 이를 위해, 토크 지지체는 상응하는 형상의 리세스와 상호작용하여 이들 두 구성요소의 서로에 대한 상대 회전 운동이 방지된다. 바람직하게는 적어도 2개의 토크 지지체가 제공된다. 특히 바람직하게는 서로 등거리에 배열된 복수의 토크 지지체가 제공된다. 본 발명에서 토크 지지체는 축방향으로 형성된다. 그로 인해, 동일한 에서 반경방향 토크 지지체에 비해 설치 공간을 절약할 수 있다.
그러나 이러한 절약된 설치 공간을 이용하여 더 큰 직경의 링 기어를 형성하는 것이 특히 바람직하다. 이를 통해 더 큰 기어비가 가능하다. 따라서, 엔진이 예를 들어 더 높은 속도로 구동될 수 있다. 이로써 엔진 작동 시간을 더 단축할 수 있다. 결과적으로 엔진을 더 작게 구성할 수 있음으로써, 엔진 설치 공간 및 비용을 절약할 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토크 지지체는 링 기어 및/또는 링 기어 홀더와 고정 연결된다. 본 발명의 범주에서 "고정"은, 토크 지지체가 대응 구성요소에 의해 일체로 형성되거나 상기 대응 구성 요소에 나사 연결, 용접 등에 의해 적어도 단단하게 연결됨을 의미한다. 따라서 링 기어 또는 링 기어 홀더에 의해 또는 둘 모두에 의해 토크 지지체가 형성될 수 있다. 그 결과, 토크 지지체의 높은 유연성이 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 토크 지지체는 링 기어 및 링 기어 홀더와 합동 회전 방식으로 고정 연결되기 위해 링 기어 및/또는 링 기어 홀더의 리세스에 맞물린다. 이 경우에도, 링 기어, 링 기어 홀더 또는 둘 모두에 의해 리세스가 형성될 수 있다. 여기서 리세스란 적어도 하나의 재료 제거를 의미하며, 그에 따라 적어도 하나의 캐비티가 형성된다. 상기 리세스는 바람직하게 토크 지지체와 동일한 형상을 갖는다. 그에 상응하게, 실질적으로 유격이 없는 비틀림 방지를 보장하는 형상 결합이 달성된다.
바람직하게는 적어도 하나의 토크 지지체가 핀 형태로 형성된다. 이러한 둥근 핀형 토크 지지체는 보링 가공(boring process)에 의해 형성된 보어에 간단하게 삽입될 수 있는 장점이 있다. 특히, 링기어 또는 링기어 홀더의 제조 후 이 부품의 보어에 핀형 요소가 삽입되어 상기 부품에 고정 연결될 수 있다. 조립 시 핀은 상대 부품의 대응 보어에 삽입될 수 있다.
한 바람직한 개선예에서 리세스는 관통 개구로서 형성된다. 관통 개구란, 리세스가 형성된 곳의 재료 두께를 완전히 관통하는 리세스를 의미한다. 따라서 리세스는 전체 재료 두께에 걸쳐 연장된다. 이러한 관통 개구를 통해, 특히 리세스가 형성될 곳의 재료 벽부가 얇은 경우에도 높은 토크가 전달될 수 있다.
바람직하게는 적어도 하나의 토크 지지체가 링 기어 홀더의 축방향 외면에 코킹된다. 코킹에 의해 토크 지지체는 외면에서 리벳팅 방식으로 반경방향으로 확장된다. 이를 통해 링 기어와 링 기어 홀더가 축방향으로 서로 고정된다. 추가로, 코킹에 의해 관통 개구 영역에서 제조공차로 인한 유격이 제거된다.
또 다른 한 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 토크 지지체가 링 기어의 리세스에 맞물리는 링 기어 홀더의 딥 드로잉 요소의 형태로 형성된다. 딥 드로잉 단계를 통해 상기 토크 지지체가 간단하게 경제적으로 형성될 수 있다. 또한, 이들 토크 지지체는 링 기어와 링 기어 홀더의 조립 후에 삽입될 수 있고, 그에 따라 토크 지지체는 대응 리세스가 배치된 지점에 제공될 수 있다.
한 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 토크 지지체는 플라스틱 재료로 형성된다. 플라스틱 재료는 중량이 낮고 사출 성형으로 용이하게 제작할 수 있는 장점이 있다. 또한, 플라스틱 재료는 재료 비용이 낮다. 이로써 그러한 재료로 경제적으로 제조될 수 있는 전기 기계 구동식 제동압 발생기를 제공할 수 있다. 플라스틱 재료는 추가로, 코킹이 플라스틱 재료가 용융되는 핫 코킹(hot caulking)의 형태일 수 있다는 장점이 있다. 그러한 핫 코킹 부품은 제조하기가 용이하다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있으며 하기에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 기계식 제동압 발생기의 구동 트레인의 실시예의 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 유성 기어의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유성 기어의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 도 3에 따른 유성 기어의 사시도이다.
도 1에는 본 발명에 따른 전기 기계식 제동압 발생기의 구동 트레인(14)의 일 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 구동 트레인(14)은 구동 속도를 발생시킬 수 있는 전기 모터(18)를 포함한다. 전기 모터(18)는 유성 기어(22)의 입력측에 기계적으로 연결된다. 이 실시예에서, 유성 기어(22)는 전기 모터 축(26)에 동축으로 배치된다. 유성 기어(22)는 추가로, 예를 들어 밸브 하우징일 수 있는 제동압 발생기의 하우징 부분(28)에 배치된다.
유성 기어(22)를 통해 전기 모터(18)의 구동 속도가 더 느린 속도로 변환된다. 유성 기어(22)는 출력측에서 유압 모듈(30)에 기계적으로 연결된다. 유압 모듈(30)은, 제동압을 발생시키기 위해 스핀들-너트 어셈블리를 통해 축방향으로 움직일 수 있는 제동압 피스톤을 구비할 수 있다. 본 실시예에 도시된 구동 트레인(14)은 2축으로 배치되어 있는데, 이는 유압 모듈(30)이 전기 모터 축(26)에 평행하게 배치되었음을 의미한다.
도 2에는 종래 기술에 따른 유성 기어(22)의 사시도가 도시되어 있다. 이 유성 기어(22)에서는 명확성을 위해 썬 기어(32)(도 3 참조)가 생략되었다. 유성 기어(22)는 여기에 경사지게 형성된 내부 톱니(38)를 갖는 링 기어(34)를 포함한다. 링 기어(34) 내에는 링 기어(34)의 내부 톱니(38)와 맞물리는 3개의 유성 휠(42)이 배치된다.
링 기어(34)는 링 기어 홀더(46) 내에 수용된다. 이 경우, 링 기어 홀더(46)는 딥 드로잉 판금 부품이다. 링 기어(34)는 외주연 상에 이 주연부를 넘어 반경방향으로 돌출하는 복수의 토크 지지체(50)를 갖는다. 이 토크 지지체(50)는 링 기어 홀더(46)에 의해 형성된 토크 지지 홈(54)과 형상 결합식 맞물림 상태에 있고, 그에 따라 링 기어(34)가 비틀림 방지 방식으로 링 기어 홀더(46) 내에 보유된다. 그에 상응하게, 상기 토크 지지 홈(50)은 박벽 링 기어 홀더(46)의 반경방향 외면(58)을 넘어 돌출된다.
본 발명에 따른 유성 기어(22)의 일 실시예의 단면도가 도 3에 도시되어 있다. 이 도면에는 추가로 썬 기어(32)가 함께 도시되어 있다. 도 2에 도시된 종래 기술과 대조적으로, 토크 지지체(50)가 축방향 링 기어 외면(60)으로부터 유성 기어(22)의 축방향으로 연장된다. 본 실시예에서, 토크 지지체(50)는 링 기어(34)와 고정 연결되거나 일체로 형성된다. 이 경우, 토크 지지체(50)는 링 기어 홀더(46)의 리세스(62)와 상호작용한다.
이 경우, 리세스(62)는 원형 관통 개구로 형성되는 한편, 이 관통 개구에 맞물리는 토크 지지체(50)는 핀 형상을 갖는다. 본 실시예에서 토크 지지체(50)의 길이는, 토크 지지체(50)가 링 기어 홀더(46)의 축방향 외면(66)을 넘어 돌출하도록 결정된다. 도시되지 않은 한 실시예에서는, 축방향 외면(66)을 넘어 돌출하는 토크 지지체(50) 부분이 추가로 코킹될 수 있고, 그 결과 링 기어(34)가 추가로 축방향으로 링 기어 홀더(46)상에 보유된다.
도 2에 도시된 종래 기술과 대조적으로, 토크 지지 홈(54)은 불필요하다. 이로써 그에 필요한 반경방향 설치 공간을 절약할 수 있다. 또한, 직경이 더 큰 링 기어(34)에 대해 도 2에서 요구되는 반경방향 설치 공간을 제공할 수 있고, 그 결과 더 높은 기어비를 달성할 수 있다.
도 4에는 도 3에 따른 유성 기어(22)의 사시도가 도시되어 있다. 여기서는, 링 기어(34)와 링 기어 홀더(46) 사이에 충분한 토크를 전달할 수 있도록 등거리로 배열된 다수의 축방향 토크 지지체(50)를 명확히 확인할 수 있다. 또한, 링 기어 홀더(46)가 반경방향 외면(58)에 토크 지지 홈(54)을 갖지 않는다는 점도 알 수 있다.
여기에는 도시되지 않은 한 실시예에서, 토크 지지체(50)는 링 기어 홀더(46)의 축방향 딥 드로잉 요소에 의해 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 딥 드로잉 요소는 링 기어(34)의 대응 리세스(62)에 맞물린다.

Claims (9)

  1. 차량의 유압 브레이크 시스템을 위한 전기 기계 구동식 제동압 발생기이며,
    - 구동 속도를 발생시킬 수 있는 전기 모터(18);
    - 구동 속도를 더 저속으로 변환하기 위해 입력측에서 전기 모터(18)에 의해 구동되는 유성 기어(22); -상기 유성 기어(22)는 링 기어 홀더(46)에 합동 회전 방식으로 고정되어 수용된 링 기어(34)를 포함함-; 및
    - 유성 기어(22)의 출력측에 연결되고 제동압을 발생시킬 수 있는 유압 모듈(30);을 포함하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기에 있어서,
    링 기어(34)와 링 기어 홀더(46) 사이에, 유성 기어(22)에 대해 축방향으로 연장되고; 링 기어(34)와 링 기어 홀더(46)가 서로에 대해 합동 회전 방식으로 고정되어 보유되도록 리세스(62)와 상호작용하는; 하나 이상의 토크 지지체(50)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 링 기어(34) 및/또는 링 기어 홀더(46)와 고정 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 링 기어(34) 및 링 기어 홀더(46)와 합동 회전 방식으로 고정 연결되기 위해 링 기어(34) 및/또는 링 기어 홀더(46)의 리세스(62)에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 핀 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 리세스(62)가 관통 개구로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  6. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 링 기어 홀더(46)의 축방향 외면(66)에 코킹되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 링 기어(34)의 리세스(62)에 맞물리는 링 기어 홀더(46)의 딥 드로잉 요소의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 토크 지지체(50)가 플라스틱 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 구동식 제동압 발생기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 전기 기계 구동식 제동압 발생기를 포함하는 차량.
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