KR100924164B1 - Electromechanical Brake - Google Patents

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KR100924164B1 KR1020070140396A KR20070140396A KR100924164B1 KR 100924164 B1 KR100924164 B1 KR 100924164B1 KR 1020070140396 A KR1020070140396 A KR 1020070140396A KR 20070140396 A KR20070140396 A KR 20070140396A KR 100924164 B1 KR100924164 B1 KR 100924164B1
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권오석
신동환
김명진
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 과제는 2중 웨지 구조를 이용해 디스크에 추가적인 수직력과 마찰력을 인가함으로써 제동효율을 향상시킬 수 있는 전기기계식 브레이크를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 1웨지(wedge); 상기 제1 웨지와 결합되며, 상기 제1 웨지에 가해지는 구동력에 의해 수평 및 수직방향 이동하는 제1 서포터; 경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 2웨지(wedge); 상기 제2 웨지와 결합되며, 상기 제2 웨지에 가해지는 외력에 의해 수직방향 이동하는 제2 서포터; 그리고, 상기 제1 서포터와 제2 웨지를 상호 연결시켜, 상기 제1 웨지를 통해 제1 서포터에 인가되는 수평방향 외력을 제2 웨지에 전달하는 커넥터를 포함하여 이루어지는 전기기계식 브레이크를 제공한다.

Figure R1020070140396

웨지, 전기기계식 브레이크, 제동효율

An object of the present invention is to provide an electromechanical brake that can improve braking efficiency by applying additional vertical and frictional forces to the disc using a double wedge structure.

To this end, the present invention includes a first wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; A first supporter coupled to the first wedge and moving horizontally and vertically by a driving force applied to the first wedge; A second wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; A second supporter coupled to the second wedge and moving vertically by an external force applied to the second wedge; In addition, the first supporter and the second wedge are interconnected to provide an electromechanical brake comprising a connector for transmitting a horizontal external force applied to the first supporter through the first wedge to the second wedge.

Figure R1020070140396

Wedge, Electromechanical Brake, Braking Efficiency

Description

전기기계식 브레이크{Electromechanical Brake}Electromechanical Brake

본 발명은 전기기계식 브레이크에 관한 것으로서, 특히 2중 웨지 구조를 이용해 디스크에 추가적인 수직력과 마찰력을 인가함으로써 제동효율을 향상시킬 수 있는 전기기계식 브레이크에 관한 것이다.The present invention relates to an electromechanical brake, and more particularly, to an electromechanical brake that can improve braking efficiency by applying additional vertical and frictional forces to a disc using a double wedge structure.

근래 활발히 연구되고 있는 웨지를 이용한 전기기계식 브레이크는 자기 배력(Self Reinforcement) 효과를 이용하여 자동차의 제동효율을 크게 향상시켰다(참고문헌 : 특허 : Patent No. US 6,978,868 B2, 논문 : SAE Paper No. 2003-01-3331, SAE Paper No. 2007-01-0866). Electromechanical brakes using wedges, which have been actively studied recently, have greatly improved the braking efficiency of automobiles by using the Self Reinforcement effect (Reference: Patent No. US 6,978,868 B2, Paper: SAE Paper No. 2003) -01-3331, SAE Paper No. 2007-01-0866).

이러한 전기기계식 브레이크의 원리 역시 종래 브레이크와 같이 브레이크 패드와 제동대상체인 디스크의 마찰을 이용해 자동차를 정지시키는 것이지만, 종래 브레이크는 유압식 실린더가 패드를 디스크에 밀착시켰던 반면에 전기기계식 브레이크는 전동모터와 연관된 시스템이 이러한 역할을 대신한다.The principle of the electromechanical brake is also to stop the vehicle by using the friction between the brake pad and the brake disc, like the conventional brake. The system takes over this role.

따라서, 상기 전기기계식 브레이크는 종래 브레이크 시스템과 달리 브레이크 라인과, 브레이크 액, 마스터 실린더, 캘리퍼 안쪽의 피스톤이 필요치 않게 되어 구조가 매우 단순해지는 장점을 가진다.Therefore, unlike the conventional brake system, the electromechanical brake has the advantage that the brake line, the brake fluid, the master cylinder, and the piston inside the caliper are not necessary and the structure is very simple.

하지만, 이러한 전기기계식 브레이크는 제동에 필요한 모터 요구출력이 너무 크다는 문제점이 있었다. 이에 따라 대용량, 고전압, 고비용, 중량, 대형 모터가 필요하게 되어 실용화에 어려움을 겪고 있는 실정이다.However, such an electromechanical brake has a problem that the required motor output for braking is too large. Accordingly, a large capacity, high voltage, high cost, weight, a large motor is required, which is causing difficulties in practical use.

본 발명의 과제는 2중 웨지 구조를 이용해 디스크에 추가적인 수직력과 마찰력을 인가함으로써 제동효율을 향상시킬 수 있는 전기기계식 브레이크를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electromechanical brake that can improve braking efficiency by applying additional vertical and frictional forces to the disc using a double wedge structure.

이를 위해 본 발명은 경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 1웨지(wedge); 상기 제1 웨지와 결합되며, 상기 제1 웨지에 가해지는 구동력에 의해 수평 및 수직방향 이동하는 제1 서포터; 경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 2웨지(wedge); 상기 제2 웨지와 결합되며, 상기 제2 웨지에 가해지는 외력에 의해 수직방향 이동하는 제2 서포터; 그리고, 상기 제1 서포터와 제2 웨지를 상호 연결시켜, 상기 제1 웨지를 통해 제1 서포터에 인가되는 수평방향 외력을 제2 웨지에 전달하는 커넥터를 포함하여 이루어지는 전기기계식 브레이크를 제공한다.To this end, the present invention includes a first wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; A first supporter coupled to the first wedge and moving horizontally and vertically by a driving force applied to the first wedge; A second wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; A second supporter coupled to the second wedge and moving vertically by an external force applied to the second wedge; In addition, the first supporter and the second wedge are interconnected to provide an electromechanical brake comprising a connector for transmitting a horizontal external force applied to the first supporter through the first wedge to the second wedge.

본 발명에 따른 전기기계식 브레이크는 2중 웨지 구조를 가지고, 제1 웨지에 가해지는 힘을 제2 웨지로 전달하여 디스크에 추가적인 수직력 및 마찰력을 인가함으로써 브레이크 제동효율을 향상시킬 수 있다.The electromechanical brake according to the present invention has a double wedge structure and can transfer the force applied to the first wedge to the second wedge to apply additional vertical force and frictional force to the disc, thereby improving brake braking efficiency.

또한, 본 발명은 브레이크 제동효율을 향상시킴에 따라 전기기계식 브레이크에 사용되는 모터의 저용량, 저전압, 저비용, 경량, 소형화가 가능해진다.In addition, the present invention improves the brake braking efficiency, which enables the low capacity, low voltage, low cost, light weight, and small size of the motor used in the electromechanical brake.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized are described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of an electromechanical brake according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크는 크게 제1, 2 웨지(wedge)(120,220)와, 제1, 2 서포터(130,230) 그리고, 커넥터(300)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the electromechanical brake according to the present invention includes a first and second wedges 120 and 220, first and second supporters 130 and 230, and a connector 300.

상기 제1 웨지(120)는 경사각

Figure 112007094575731-pat00001
를 가지며, 제동대상체인 디스크(10)에 마찰력을 가하는 브레이크 패드(123)를 구비한다. 이러한 상기 제1 웨지(120)는 액츄에이터(actuator)(미도시)에 의해 구동력이 인가되면 웨지면(121 또는 122)을 따라 이동하여 브레이크 패드(123)가 디스크(10)에 접촉되도록 한다.The first wedge 120 has an inclination angle
Figure 112007094575731-pat00001
And a brake pad 123 for applying a frictional force to the disk 10 as a braking target. When the driving force is applied by an actuator (not shown), the first wedge 120 moves along the wedge surface 121 or 122 to allow the brake pad 123 to contact the disk 10.

상기 제1 서포터(130)는 상기 제1 웨지(120)와 결합되며, 상기 제1 웨지(120)에 가해지는 구동력에 의해 수평 및 수직방향 이동한다. 여기서, 상기 제1 서포터(130)와 제1 웨지(120) 사이에는 원활한 상호 이동을 위해 롤러(미도시)가 설치됨이 바람직하다. The first supporter 130 is coupled to the first wedge 120 and moves horizontally and vertically by a driving force applied to the first wedge 120. Here, it is preferable that a roller (not shown) is installed between the first supporter 130 and the first wedge 120 for smooth mutual movement.

구체적으로, 상기 제1 서포터(130)의 수평방향 이동은 상기 제1 서포터(130)가 평판 플레이트(160)와 베어링(170)을 통해 연결됨으로써 이루어진다. 상술한 바와 같이 제1 웨지(120)에 구동력이 인가되면 제1 웨지(120)는 웨지면(121,122)을 따라 이동하며, 이때 제1 웨지(120)와 결합된 제1 서포터의 내면(131 또는 132)에 외력이 작용한다. 이러한 외력에 의해 제1 서포터(130)에 수평방향의 힘이 가해지면 제1 서포터(130)는 베어링(170)에 의해 평판 플레이트(160)를 따라 수평이동하게 된다. 이러한 제1 서포터(130)의 수평방향 이동을 위한 구조는 매우 단순한 구조로서 다양한 변형이 가능함은 물론이다.In detail, the horizontal movement of the first supporter 130 is performed by connecting the first supporter 130 through the flat plate 160 and the bearing 170. As described above, when a driving force is applied to the first wedge 120, the first wedge 120 moves along the wedge surfaces 121 and 122, wherein the inner surface 131 of the first supporter coupled to the first wedge 120 is moved. 132) an external force is applied. When a horizontal force is applied to the first supporter 130 by the external force, the first supporter 130 is horizontally moved along the flat plate 160 by the bearing 170. The structure for the horizontal movement of the first supporter 130 is a very simple structure, of course, various modifications are possible.

또한, 상기 제1 서포터(130)의 수직방향 이동은 평판 플레이트(160)와 결합되는 제1 브레이크 캘리퍼(brake caliper)(140)에 의해 이루어진다. 구체적으로, 상기 제1 브레이크 캘리퍼(140)는 수직방향 이동 가능한 구조를 가지므로 제1 서포터(130)가 제1 웨지(120))에 의해 수직방향의 힘을 받으면 평판 플레이트(160)와 결합된 제1 브레이크 캘리퍼(140)가 수직방향으로 이동하고, 이에 따라 제1 브레이크 캘리퍼(140)와 결합된 제1 서포터(130)의 수직방향 이동이 이루어진다.In addition, the vertical movement of the first supporter 130 is performed by a first brake caliper 140 coupled with the flat plate 160. Specifically, since the first brake caliper 140 has a vertically movable structure, when the first supporter 130 receives the vertical force by the first wedge 120, the first brake caliper 140 is coupled to the flat plate 160. The first brake caliper 140 moves in the vertical direction, and thus the vertical movement of the first supporter 130 coupled with the first brake caliper 140 is performed.

이러한 제1 브레이크 캘리퍼(140)의 일단에는 디스크(10)를 사이에 두고 대향 설치되는 제1 패드 플레이트(150)가 설치된다. 상기 제1 패드 플레이트(150)는 제1 웨지(120)와 같이 디스크(10)와 접촉하여 제동력을 인가하는 브레이크 패드(151)를 구비한다. One end of the first brake caliper 140 is provided with a first pad plate 150 facing each other with the disk 10 interposed therebetween. The first pad plate 150 has a brake pad 151 that contacts the disk 10 and applies a braking force like the first wedge 120.

따라서, 상술한 바와 같이 제1 웨지(120)가 웨지면(121,122)을 따라 이동하여 제1 웨지(120)의 브레이크 패드(123)가 디스크(10)에 접촉하면, 제1 브레이크 캘리퍼(140)에 의해 제1 패드 플레이트(150) 역시 수직방향으로 이동하게 되어 제1 패드 플레이트(150)에 부착된 브레이크 패드(151)가 디스크(10)에 접촉하게 된다.Accordingly, as described above, when the first wedge 120 moves along the wedge surfaces 121 and 122 so that the brake pad 123 of the first wedge 120 contacts the disk 10, the first brake caliper 140 As a result, the first pad plate 150 also moves in the vertical direction, such that the brake pad 151 attached to the first pad plate 150 contacts the disk 10.

상기 제2 웨지(220)는 경사각 β를 가지며, 제1 웨지(120)와 같이 제동대상체인 디스크(10)에 마찰력을 가하는 브레이크 패드(223)를 구비한다. 상기 제2 웨지(220)는 이하 설명될 커넥터(300)에 의해 전달되는 수평방향 외력에 의해 웨지면(221 또는 222)을 따라 이동하여 브레이크 패드(223)가 디스크(10)에 접촉되도록 함으로써 디스크(10)에 제동력을 인가한다.The second wedge 220 has an inclination angle β and includes a brake pad 223 that applies a frictional force to the disk 10, which is a braking object, like the first wedge 120. The second wedge 220 is moved along the wedge surface 221 or 222 by a horizontal external force transmitted by the connector 300 to be described below so that the brake pad 223 contacts the disk 10. Apply a braking force to (10).

상기 제2 서포터(230)는 상기 제2 웨지(220)와 결합되며, 제2 웨지(220)의 이동시 가해지는 외력에 의해 수직방향 이동한다. 상기 제2 서포터(230)의 수직방향 이동은 제2 브레이크 캘리퍼(240)에 의해 이루어진다. 상기 제2 브레이크 캘리퍼(240)는 수직방향 이동 가능하게 제2 서포터(230)와 결합되어 있다. 따라서, 상기 제2 웨지(220)가 웨지면(221,222)을 따라 이동하면 제2 서포터(230)의 내면(231,232)에 수직방향 외력이 가해져 제2 브레이크 캘리퍼(240)가 수직방향으로 이동하고, 이에 따라 제2 브레이크 캘리퍼(240)와 결합된 제2 서포터(230)의 수직방향 이동이 이루어진다.The second supporter 230 is coupled to the second wedge 220 and moves vertically by an external force applied when the second wedge 220 moves. Vertical movement of the second supporter 230 is performed by the second brake caliper 240. The second brake caliper 240 is coupled to the second supporter 230 to be movable in the vertical direction. Therefore, when the second wedge 220 moves along the wedge surfaces 221 and 222, a vertical external force is applied to the inner surfaces 231 and 232 of the second supporter 230 to move the second brake caliper 240 in the vertical direction. Accordingly, the vertical movement of the second supporter 230 coupled to the second brake caliper 240 is performed.

이러한 제2 브레이크 캘리퍼(240)의 일단에는 디스크(10)를 사이에 두고 제2 웨지(220)와 대향 설치되는 제2 패드 플레이트(210)가 설치된다. 상기 제2 패드 플레이트(220) 역시 제2 웨지(220)와 같이 디스크(10)와 접촉하여 제동력을 인가하는 브레이크 패드(211)를 구비한다.One end of the second brake caliper 240 is provided with a second pad plate 210 facing the second wedge 220 with the disk 10 therebetween. The second pad plate 220 also includes a brake pad 211 that contacts the disk 10 and applies a braking force like the second wedge 220.

따라서, 상술한 바와 같이 제2 웨지(220)가 웨지면(221,222)을 따라 이동하 여 부착된 브레이크 패드(223)가 디스크(10)에 접촉하면, 제2 브레이크 캘리퍼(240)에 의해 제2 패드 플레이트(210) 역시 수직방향으로 이동하여 부착된 브레이크 패드(211)가 디스크(10)에 접촉한다.Therefore, as described above, when the second wedge 220 moves along the wedge surfaces 221 and 222, and the attached brake pad 223 contacts the disk 10, the second pad by the second brake caliper 240. The plate 210 also moves in a vertical direction so that the attached brake pad 211 contacts the disk 10.

상기 커넥터(300)는 제1 서포터(130)와 제2 웨지(220)를 상호 연결시켜, 상기 제1 웨지(120)를 통해 제1 서포터(130)에 전달되는 수평방향 외력을 제2 웨지(220)에 전달한다.The connector 300 interconnects the first supporter 130 and the second wedge 220 so that a horizontal external force transmitted to the first supporter 130 through the first wedge 120 may be a second wedge ( To 220).

구체적으로, 상기 커넥터(300)는 제1 서포터(130)에 결합되는 수평 바(bar)(310)와, 상기 수평 바(310) 및 제 2웨지(220)와 각각 결합되어 수평 바(310)를 통해 전달되는 외력을 제2 웨지(220)에 인가하는 수직 바(320)로 이루어진다.In detail, the connector 300 is coupled to the horizontal bar 310 coupled to the first supporter 130, and the horizontal bar 310 and the second wedge 220, respectively. It consists of a vertical bar 320 to apply an external force transmitted through the second wedge 220.

상술한 바와 같이, 제1 웨지(120)에 인가되는 구동력에 의해 제1 서포터(130)의 내면에 외력이 인가되면, 제1 서포터(130)는 베어링(170)에 의해 평판 플레이트(160)를 따라 수평이동한다. 이때, 상기 제1 서포터(130)와 결합된 수평 바(310) 역시 수평이동하며 수직 바(320)에 외력을 가하게 된다. 이와 같이, 수직 바(320)에 외력이 전달되면 결국, 수직 바(320)와 결합된 제2 웨지(220)에 외력이 인가되어 제2 웨지(220)가 웨지면(221,222)을 따라 이동하여 브레이크 패드(223)가 디스크(10)와 접촉하게 된다.As described above, when an external force is applied to the inner surface of the first supporter 130 by the driving force applied to the first wedge 120, the first supporter 130 opens the flat plate 160 by the bearing 170. Move horizontally. At this time, the horizontal bar 310 coupled with the first supporter 130 also moves horizontally and exerts an external force on the vertical bar 320. As such, when an external force is transmitted to the vertical bar 320, an external force is applied to the second wedge 220 coupled with the vertical bar 320 so that the second wedge 220 moves along the wedge surfaces 221 and 222. The brake pad 223 comes into contact with the disk 10.

여기서, 상기 제2 웨지(220)는 웨지면(221,222)을 따라 이동하기 때문에 제2 웨지(220)는 수평방향뿐만 아니라 수직 방향으로도 이동한다. 따라서, 상기 수직 바(320)는 상기 수평 바(310)와 베어링(330)에 의해 연결됨이 바람직하다.Here, since the second wedge 220 moves along the wedge surfaces 221 and 222, the second wedge 220 moves not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. Therefore, the vertical bar 320 is preferably connected by the horizontal bar 310 and the bearing 330.

이러한 구조의 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크에 의해 디스크에 제동력이 인가되는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of applying the braking force to the disk by the electromechanical brake according to the present invention of such a structure as follows.

도 2는 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크에 의해 디스크에 제동력이 인가되는 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which a braking force is applied to the disc by the electromechanical brake according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 디스크(10)가 화살표 방향으로 회전할 때 제1 웨지(120)에 구동력 Fm이

Figure 112007094575731-pat00002
각도로 인가되면, 제1 웨지(120)는 웨지면(121)을 따라 디스크(10)로 이동한다. 이때, 제1 웨지(120)에 부착된 브레이크 패드(121)가 디스크(10)에 접촉하여 수직력 Fn1과 마찰력 Fb1을 인가한다. 여기서, μ1은 디스크(10)와 브레이크 패드(123,151)간의 마찰계수이다. As shown in FIG. 2, the driving force Fm is applied to the first wedge 120 when the disk 10 rotates in the direction of the arrow.
Figure 112007094575731-pat00002
When applied at an angle, the first wedge 120 moves along the wedge surface 121 to the disk 10. At this time, the brake pad 121 attached to the first wedge 120 contacts the disk 10 to apply the vertical force F n1 and the friction force F b1 . Is the friction coefficient between the disk 10 and the brake pads 123 and 151.

그리고, 제1 웨지(120)의 웨지면(121)과 제1 서포터(130)의 내면(131)은 롤러(미도시)를 사이에 두고 대면하기 때문에 제1 서포터(130)의 내면(131)은 웨지면(121)에 수직하게 반력 R1을 가한다. 상기 제1 웨지(120)에 대한 정역학 해석으로부터 수직방향으로는

Figure 112007094575731-pat00003
임을 알 수 있고 수평방향으로는
Figure 112007094575731-pat00004
임을 알 수 있다. 작용 반작용의 원리에 의해 제1 웨지(120)는 제1 서포터(130)에 수직방향으로 Fn1을 전달하며 이 전달된 Fn1은 베어링(170)을 통해 수평 플레이트(160)로 전달된다. 이에 따라 브레이크 캘리퍼(140)에 의해 제1 패드 플레이트(150)가 상승하여 디스크(10)로 이동한다. 따라서, 제1 패드 플레이트(150)에 부착된 브레이크 패드(151)와 디스크(10)사이에 수직력 Fn1이 발생하게 된다. 이로써 디스크(10)가 브레이크 패드(151)에 수직력 Fn1과 마찰력 Fb1을 가한다. The inner surface 131 of the first supporter 130 is disposed because the wedge surface 121 of the first wedge 120 and the inner surface 131 of the first supporter 130 face each other with a roller (not shown) therebetween. Exerts a reaction force R 1 perpendicular to the wedge surface 121. From the static analysis of the first wedge 120 in the vertical direction
Figure 112007094575731-pat00003
In the horizontal direction
Figure 112007094575731-pat00004
It can be seen that. By the principle of action reaction, the first wedge 120 transmits F n1 in a direction perpendicular to the first supporter 130, and this delivered F n1 is transmitted to the horizontal plate 160 through the bearing 170. Accordingly, the first pad plate 150 is lifted by the brake caliper 140 to move to the disk 10. Accordingly, a vertical force F n1 is generated between the brake pad 151 attached to the first pad plate 150 and the disk 10. As a result, the disk 10 applies the normal force F n1 and the friction force F b1 to the brake pad 151.

또한, 작용 반작용의 원리에 의해 제1 웨지(120)는 제1 서포터(130)에 수평방향으로 Fb1을 전달한다. 이에 따라 제1 서포터(130)는 베어링(170)에 의해 평판 플레이트(160)를 따라 수평방향으로 이동하며, 제1 서포터(130)에 전달된 수평방향 힘 Fb1은 수평 바(310)로 전달된다. 상기 수평 바(310)로 전달된 수평방향 힘 Fb1은 베어링(330)을 통해 수직 바(320)로 전달되며(도면 2의

Figure 112007094575731-pat00005
), 따라서 제2 웨지(220)에 수평방향 힘 Fb1이 전달된다. 이로써 제2 웨지(220)가 웨지면(221)을 따라 이동하여 제2 웨지(220)에 부착된 브레이크 패드(221)가 디스크(10)에 접촉하게 되면, 디스크(10)가 브레이크 패드(223)에 수직력 Fn2와 마찰력 Fb2를 가하게 된다. 여기서, μ2는 디스크(10)와 브레이크 패드(223,211)간의 마찰계수이다. μ1과 μ2는 각 브레이크 패드와 디스크(10) 사이에서 발생하는 열 등에 차이가 있음을 고려하면 일반적으로 다른 값을 가진다.In addition, the first wedge 120 transmits F b1 in the horizontal direction to the first supporter 130 by the principle of action reaction. Accordingly, the first supporter 130 moves horizontally along the flat plate 160 by the bearing 170, and the horizontal force F b1 transmitted to the first supporter 130 is transmitted to the horizontal bar 310. do. The horizontal force F b1 transmitted to the horizontal bar 310 is transmitted to the vertical bar 320 through the bearing 330 (see FIG. 2).
Figure 112007094575731-pat00005
Therefore, the horizontal force F b1 is transmitted to the second wedge 220. As a result, when the second wedge 220 moves along the wedge surface 221 and the brake pad 221 attached to the second wedge 220 comes into contact with the disk 10, the disk 10 is brake pad 223. ), The normal force F n2 and the friction force F b2 are applied. Here, mu 2 is the coefficient of friction between the disk 10 and the brake pads 223 and 211. μ1 and μ2 generally have different values considering that there is a difference in heat generated between each brake pad and the disc 10 or the like.

그리고, 상기 제2 웨지(220)의 웨지면(221)은 제2 서포터(230)의 내면(231)과 롤러(미도시)를 사이에 두고 대면하게 되어, 제2 서포터(230)의 내면(231)은 웨지면(221)에 수직방향으로 반력 R2를 가하게 된다. 상기 제2 웨지(220) 대한 수직방향 정역학 해석으로부터

Figure 112007094575731-pat00006
가 됨을 알 수 있다. 작용 반작용의 원리에 의해 제2 웨지(220)는 제2 서포터(230)에 수직방향으로
Figure 112007094575731-pat00007
를 전달하며, 이에 따라 제2 브레이커 캘리퍼(240)에 의해 제2 패드 플레이트(210)가 이동하여 브레이크 패드(211)와 디스크(10)사이에
Figure 112007094575731-pat00008
가 발생한다. 이로써 디스크(10)가 브레이크 패드(211)에 수직력
Figure 112007094575731-pat00009
와 마찰력
Figure 112007094575731-pat00010
를 가하게 된다. 물론, 제2 웨지(220)에서 제2 서포터(230)로 인가되는 수평방향 힘
Figure 112007094575731-pat00011
는 제2 브레이크 캘리퍼(240)에서 지탱되게 된다.In addition, the wedge surface 221 of the second wedge 220 faces the inner surface 231 of the second supporter 230 and a roller (not shown) therebetween, so that the inner surface of the second supporter 230 ( 231 applies a reaction force R 2 in the vertical direction to the wedge surface 221. From the vertical hydrostatic analysis of the second wedge 220
Figure 112007094575731-pat00006
It can be seen that. By the principle of action reaction, the second wedge 220 is perpendicular to the second supporter 230.
Figure 112007094575731-pat00007
Therefore, the second pad plate 210 is moved by the second breaker caliper 240, and thus the brake pad 211 and the disk 10 are transferred.
Figure 112007094575731-pat00008
Occurs. As a result, the disc 10 is perpendicular to the brake pad 211.
Figure 112007094575731-pat00009
And friction
Figure 112007094575731-pat00010
Will be added. Of course, the horizontal force applied from the second wedge 220 to the second supporter 230
Figure 112007094575731-pat00011
Is supported by the second brake caliper 240.

이 경우 제동효율을 출력/입력, 입력은 구동력

Figure 112007094575731-pat00012
으로 하고 출력은 디스크(10)의 한 면에서 발생하는 수직력 즉,
Figure 112007094575731-pat00013
로 정의한다. 이로서, 제1 웨지(120)에 대한 정역학 해석 그리고 제2 웨지(220)에 대한 정역학 해석으로부터 식 1와 같은 제동효율을 얻을 수 있다.In this case, the braking efficiency is output / input, and the input is the driving force.
Figure 112007094575731-pat00012
The output is the vertical force generated on one side of the disk 10,
Figure 112007094575731-pat00013
Defined as As a result, a braking efficiency as shown in Equation 1 can be obtained from the static analysis of the first wedge 120 and the static analysis of the second wedge 220.

Figure 112007094575731-pat00014
(식 1)
Figure 112007094575731-pat00014
(Equation 1)

도 3은 도 2의 디스크 회전방향과 반대방향으로 디스크가 회전하는 경우에 디스크에 제동력이 인가되는 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a braking force is applied to a disc when the disc rotates in a direction opposite to the disc rotation direction of FIG. 2.

도 3에 도시된 바와 같이, 디스크(10)가 도 2와 반대방향 즉, 화살표 방향으로 회전할 때 제1 웨지(120)에 구동력 Fm이

Figure 112007094575731-pat00015
각도로 인가되면, 제1 웨지(120)는 웨지면(122)을 따라 디스크(10)로 이동한다. 이때, 제1 웨지(120)에 부착된 브레이크 패드(121)가 디스크(10)에 접촉하여 수직력 Fn1과 마찰력 Fb1을 가한다. As shown in FIG. 3, the driving force Fm is applied to the first wedge 120 when the disk 10 rotates in the opposite direction to that of FIG. 2, that is, in the direction of the arrow.
Figure 112007094575731-pat00015
When applied at an angle, the first wedge 120 moves along the wedge surface 122 to the disk 10. At this time, the brake pad 121 attached to the first wedge 120 contacts the disk 10 to apply a vertical force F n1 and a friction force F b1 .

그리고, 제1 웨지(120)의 웨지면(122)과 제1 서포터(130)의 내면(132)은 롤 러(미도시)를 사이에 두고 대면하기 때문에 제1 서포터(130)의 내면(132)은 웨지면(122)에 수직하게 반력 R1을 가한다. 상기 제1 웨지(120)에 대한 정역학 해석으로부터 수직방향으로는

Figure 112007094575731-pat00016
임을 알 수 있고 수평방향으로는
Figure 112007094575731-pat00017
임을 알 수 있다. 작용 반작용의 원리에 의해 제1 웨지(120)는 제1 서포터(130)에 수직방향으로 Fn1을 전달하며 이 전달된 Fn1은 베어링(170)을 통해 수평 플레이트(160)로 전달된다. 이에 따라 수평 플레이트(160)와 결합된 브레이크 캘리퍼(140)의 수직이동에 의해 제1 패드 플레이트(150)가 디스크(10)로 이동하게 되어 제1 패드 플레이트(150)에 부착된 브레이크 패드(151)와 디스크(10)사이에 수직력 Fn1이 발생하게 된다. 이로써 디스크(10)가 브레이크 패드(151)에 수직력 Fn1과 마찰력 Fb1을 가한다. In addition, the inner surface 132 of the first supporter 130 because the wedge surface 122 of the first wedge 120 and the inner surface 132 of the first supporter 130 face each other with a roller (not shown) therebetween. ) Exerts a reaction force R 1 perpendicular to the wedge surface 122. From the static analysis of the first wedge 120 in the vertical direction
Figure 112007094575731-pat00016
In the horizontal direction
Figure 112007094575731-pat00017
It can be seen that. By the principle of action reaction, the first wedge 120 transmits F n1 in a direction perpendicular to the first supporter 130, and this delivered F n1 is transmitted to the horizontal plate 160 through the bearing 170. Accordingly, the first pad plate 150 is moved to the disk 10 by the vertical movement of the brake caliper 140 coupled with the horizontal plate 160, and thus the brake pad 151 attached to the first pad plate 150. ) And the disk 10 has a vertical force F n1 . As a result, the disk 10 applies the normal force F n1 and the friction force F b1 to the brake pad 151.

또한, 작용 반작용의 원리에 의해 제1 웨지(120)는 제1 서포터(130)에 수평방향으로 Fb1을 전달한다. 제1 서포터(130)는 베어링(170)에 의해 평판 플레이트(160)를 따라 수평방향으로 이동할 수 있으며, 따라서 제1 서포터(130)에 전달된 수평방향 힘 Fb1은 수평 바(310)로 전달된다. 수평 바(310)로 전달된 수평방향 힘 Fb1은 베어링(330)을 통해 수직 바(320)로 전달되며(도면 3의

Figure 112007094575731-pat00018
), 따라서 제2 웨지(220)에 수평방향 힘 Fb1이 전달된다. 이로써 제2 웨지(220)가 웨지면(222)을 따라 이동하여 브레이크 패드(223)가 디스크(10)에 접촉함으로써 디스크(10)가 브레 이크 패드(223)에 수직력 Fn2와 마찰력 Fb2를 가하게 된다. In addition, the first wedge 120 transmits F b1 in the horizontal direction to the first supporter 130 by the principle of action reaction. The first supporter 130 may move in the horizontal direction along the flat plate 160 by the bearing 170, so that the horizontal force F b1 transmitted to the first supporter 130 is transmitted to the horizontal bar 310. do. The horizontal force F b1 transmitted to the horizontal bar 310 is transmitted to the vertical bar 320 through the bearing 330 (see FIG. 3).
Figure 112007094575731-pat00018
Therefore, the horizontal force F b1 is transmitted to the second wedge 220. As a result, the second wedge 220 moves along the wedge surface 222 so that the brake pad 223 contacts the disk 10 such that the disk 10 applies the normal force F n2 and the friction force F b2 to the brake pad 223. Will be added.

그리고, 상기 제2 웨지(220)의 웨지면(222)은 제2 서포터(230)의 내면(232)과 롤러(미도시)를 사이에 두고 대면하게 되어, 제2 서포터(230)의 내면(232)은 웨지면(222)에 수직방향으로 반력 R2를 가하게 된다. 상기 제2 웨지(220) 대한 수직방향 정역학 해석으로부터

Figure 112007094575731-pat00019
가 됨을 알 수 있다. 작용 반작용의 원리에 의해 제2 웨지(220)는 제2 서포터(230)에 수직방향으로
Figure 112007094575731-pat00020
를 전달하며, 제2 브레이커 캘리퍼(240)에 의해 제2 패드 플레이트(210)가 이동하여 브레이크 패드(211)와 디스크(10)사이에
Figure 112007094575731-pat00021
가 발생한다. 이로써 디스크(10)가 브레이크 패드(211)에 수직력
Figure 112007094575731-pat00022
와 마찰력
Figure 112007094575731-pat00023
를 가하게 된다. 물론, 제2 웨지(220)에서 제2 서포터(230)로 가해지는 수평방향의 힘
Figure 112007094575731-pat00024
는 제2 브레이크 캘리퍼(240)에서 지탱되게 된다.The wedge surface 222 of the second wedge 220 faces the inner surface 232 of the second supporter 230 and a roller (not shown) to face the inner surface (the second surface of the second supporter 230). 232 applies a reaction force R 2 in a direction perpendicular to the wedge surface 222. From the vertical hydrostatic analysis of the second wedge 220
Figure 112007094575731-pat00019
It can be seen that. By the principle of action reaction, the second wedge 220 is perpendicular to the second supporter 230.
Figure 112007094575731-pat00020
The second pad plate 210 is moved by the second breaker caliper 240 to transfer the brake pad 211 to the disk 10.
Figure 112007094575731-pat00021
Occurs. As a result, the disc 10 is perpendicular to the brake pad 211.
Figure 112007094575731-pat00022
And friction
Figure 112007094575731-pat00023
Will be added. Of course, the horizontal force applied from the second wedge 220 to the second supporter 230
Figure 112007094575731-pat00024
Is supported by the second brake caliper 240.

이 경우 상술한 바와 같이 제동효율을 출력/입력, 입력은 구동력

Figure 112007094575731-pat00025
으로 하고 출력은 디스크(10)의 한 면에서 발생하는 수직력 즉,
Figure 112007094575731-pat00026
로 정의한다. 이로서, 제1 웨지(120)에 대한 정역학 해석 그리고 제2 웨지(220)에 대한 정역학 해석으로부터 식 2와 같은 제동효율을 얻을 수 있다.In this case, as described above, the braking efficiency is output / input, and the input is driving force.
Figure 112007094575731-pat00025
The output is the vertical force generated on one side of the disk 10,
Figure 112007094575731-pat00026
Defined as As a result, a braking efficiency as shown in Equation 2 can be obtained from the static analysis of the first wedge 120 and the static analysis of the second wedge 220.

Figure 112007094575731-pat00027
(식 2)
Figure 112007094575731-pat00027
(Equation 2)

이와 같이 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크는 제1 서포터(130)가 베어링(170)을 통해 수평방향 운동을 할 수 있으며, 이로 인해 제1 서포터(130)에 가해진 수평방향 힘은 제1 서포터(130)에 결합된 커넥터(300)를 통해 커넥터(300)과 결합된 제2 웨지(220)에 전달된다. 따라서 추가적인 수직력

Figure 112007094575731-pat00028
와 마찰력
Figure 112007094575731-pat00029
가 디스크(10)의 양면에 작용하여 제동효율이 향상되게 된다.As described above, in the electromechanical brake according to the present invention, the first supporter 130 may move in the horizontal direction through the bearing 170. As a result, the horizontal force applied to the first supporter 130 may be the first supporter 130. ) Is delivered to the second wedge 220 coupled with the connector 300 through the connector 300 coupled thereto. Thus additional vertical force
Figure 112007094575731-pat00028
And friction
Figure 112007094575731-pat00029
Acts on both sides of the disk 10 to improve the braking efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of an electromechanical brake according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크에 의해 디스크에 제동력이 인가되는 상태를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a state in which a braking force is applied to the disc by the electromechanical brake according to the present invention.

도 3은 도 2의 디스크 회전방향과 반대방향으로 디스크가 회전하는 경우에 디스크에 제동력이 인가되는 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a braking force is applied to a disc when the disc rotates in a direction opposite to the disc rotation direction of FIG. 2.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 디스크 120 : 제1 웨지 10 disc 120 first wedge

121,122,221,222: 웨지면 123,151,211,223: 브레이크 패드121,122,221,222: Wedge surface 123,151,211,223: Brake pads

130: 제1 서포터 131,132: 제1 서포터 내면130: first supporter 131,132: inner surface of the first supporter

140: 제1 브레이크 캘리퍼 150: 제1 패드 플레이트 140: first brake caliper 150: first pad plate

160: 수평 플레이트 170,330: 베어링 160: horizontal plate 170,330: bearing

220: 제2 웨지 230: 제2 서포터 220: second wedge 230: second supporter

231,232: 제2 서포터 내면 240: 제2 브레이크 캘리퍼231,232: inner surface of the second supporter 240: second brake caliper

300: 커넥터 310: 수평 바 300: connector 310: horizontal bar

320: 수직 바 320: vertical bar

Claims (4)

경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 1웨지(wedge);A first wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; 상기 제1 웨지와 결합되어 상기 제1 웨지에 가해지는 구동력에 의해 수평 및 수직방향 이동하는 제1 서포터;A first supporter coupled to the first wedge and horizontally and vertically moved by a driving force applied to the first wedge; 경사각을 가지며, 디스크에 마찰력을 가하는 브레이크 패드를 구비하는 제 2웨지(wedge);A second wedge having an inclination angle and having a brake pad for applying friction to the disk; 상기 제2 웨지와 결합되어 상기 제2 웨지에 가해지는 외력에 의해 수직방향 이동하는 제2 서포터; 그리고,A second supporter coupled to the second wedge and vertically moved by an external force applied to the second wedge; And, 상기 제1 서포터와 제2 웨지를 상호 연결시켜, 상기 제1 웨지를 통해 제1 서포터에 인가되는 수평방향 외력을 제2 웨지에 전달하는 커넥터를 포함하여 이루어지는 전기기계식 브레이크.And a connector interconnecting the first supporter and the second wedge to transmit a horizontal external force applied to the first supporter through the first wedge to the second wedge. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 커넥터는 제1 서포터에 결합되는 수평 바(bar)와, The connector is a horizontal bar (bar) coupled to the first supporter, 상기 수평 바 및 제 2웨지와 각각 결합되어 수평 바에 의해 전해지는 외력을 제2 웨지에 전달하는 수직 바로 이루어지는 전기 기계식 브레이크.And a vertical bar coupled to the horizontal bar and the second wedge, respectively, to receive an external force transmitted by the horizontal bar to the second wedge. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 수평 바와 수직 바는 베어링에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 기계식 브레이크.The horizontal bar and the vertical bar are connected by bearings. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 서포터는 수평방향 이동 가능하도록 제1 서포터의 일측에 구비되는 수평 플레이트와 베어링을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 전기기계식 브레이크. The first supporter is an electromechanical brake, characterized in that connected via a horizontal plate and a bearing provided on one side of the first supporter to be movable in the horizontal direction.
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