KR101126176B1

KR101126176B1 - 전동식 디스크 브레이크

Info

Publication number: KR101126176B1
Application number: KR1020100044707A
Authority: KR
Inventors: 노수환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2012-03-26
Also published as: DE102011100718B4; CN102269230B; DE102011100718A1; KR20110125142A; CN102269230A; US8616346B2; US20110278109A1

Abstract

변속 기능을 가지는 감속기를 구비하는 전동식 디스크 브레이크를 개시한다. 이러한 전동식 디스크 브레이크는 마찰패드들 중 하나를 가압하도록 캘리퍼하우징에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤과, 피스톤을 진퇴시키는 너트 스핀들 부재와 이 너트 스핀들 부재와 나사 결합되는 스핀들부재를 구비하는 스핀들유닛과, 스핀들유닛과 동축상으로 연결되는 감속기와, 감속기를 정역회전시키는 모터를 포함하되, 감속기는 모터의 축과 연결되는 태양기어와, 태양기어와 치합되는 유성기어와, 유성기어와 연결되어 스핀들부재를 회전시키는 캐리어와, 유성기어와 치합되어 모터의 회전력을 증폭시키거나 감속비 없이 스핀들부재로 전달하는 제1,2내접기어를 포함한다.

Description

전동식 디스크 브레이크{ELECTRIC DISC BRAKE}

본 발명은 변속 기능을 가지는 감속기를 가지는 전동식 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 전동식 디스크 브레이크는 통상적인 유압식 디스크 브레이크와 다르게 마찰패드를 가압하는 구동장치의 동력원으로 전기에 의해 동작하는 모터를 채용한 것이다.

대한민국 공개특허 제2000-0014476호에는 이러한 전동식 디스크 브레이크의 예가 개시되어 있다. 개시된 전동식 디스크 브레이크는 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 가압하도록 디스크의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드와, 제1 및 제2마찰패드의 가압을 위해 진퇴가능하게 설치되는 피스톤과, 구동력을 발생시키는 모터와, 모터로부터 발생된 구동력을 증폭시키는 감속기와, 감속기로부터 모터의 회전력을 피스톤에 전달하는 스핀들유닛을 포함한다.

그러나, 상기와 같은 전동식 디스크 브레이크는 변속 기능이 없는 감속기로 구성되어 있는 한계가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 변속 기능을 가지는 감속기를 구비하는 전동식 디스크 브레이크를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 디스크 브레이크는 디스크의 가압을 위한 마찰패드들과, 상기 마찰패드들을 지지하는 캐리어와, 상기 마찰패드들의 가압을 위해 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼하우징과, 상기 마찰패드를 가압하는 가압장치를 포함하고,

상기 가압장치는 상기 마찰패드들 중 하나를 가압하도록 상기 캘리퍼하우징에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트 스핀들 부재와 상기 너트 스핀들 부재와 나사결합되는 스핀들부재를 구비하는 스핀들유닛과, 상기 스핀들유닛과 동축상으로 연결되는 감속기와, 상기 감속기를 정역회전시키는 모터를 포함하며,

상기 감속기는 상기 모터의 축과 연결되는 태양기어와, 상기 태양기어와 치합되는 유성기어와, 상기 유성기어와 연결되어 상기 스핀들부재를 회전시키는 캐리어와, 상기 유성기어와 치합되어 상기 모터의 회전력을 증폭 또는 감속비 없이 상기 스핀들부재로 전달하는 내접기어를 포함한다.

상기 내접기어는 제1내접기어와, 상기 제1내접기어의 내면에 장착되어 회전 가능하게 마련되는 제2내접기어를 포함한다.

상기 제1내접기어는 상기 제2내접기어의 기어이와 동일선상에 마련되는 기어이를 갖는다.

상기 제1내접기어는 고정형 내접기어이고,

상기 제2내접기어는 상기 제1내접기어에서 회전되는 회전형 내접기어이다.

상기 유성기어는 상기 모터의 회전에 의해 상기 너트 스핀들 부재가 상기 피스톤에 닿기 전 상기 제2내접기어에 치합된다.

상기 유성기어는 상기 너트 스핀들 부재가 상기 피스톤에 닿으면 상기 스핀들부재가 상기 감속기 쪽으로 밀리면서 상기 제1내접기어와 치합된다.

본 발명에 따른 전동식 디스크 브레이크는 감속기에 제1내접기어와 제2내접기어를 구비하여 피스톤의 부하 유무에 따라 유성기어가 제1,2내접기어와 선택적으로 치합되므로 모터의 회전력을 스핀들부재로 증폭시키거나 감속비 없이 전달하게 된다.

도 1은 본 발명의 전동식 디스크 브레이크의 무부하 발생 시를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 전동식 디스크 브레이크의 부하 발생 시를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 전동식 디스크 브레이크는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크(10)와, 디스크(10)의 양쪽 측면을 가압하여 제동을 수행하도록 디스크(10)의 양측에 각각 배치된 제1 및 제2마찰패드(11, 12)와, 제1 및 제2마찰패드(11, 12)의 가압을 위한 캘리퍼하우징(20) 및 제동동작을 위해 캘리퍼하우징(20)에 설치된 가압장치(40)를 구비한다.

제1 및 제2마찰패드(11,12)는 디스크(10)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(30)에 진퇴 가능하게 지지되고, 캘리퍼하우징(20)도 제1 및 제2마찰패드(11,12)의 가압방향으로 진퇴할 수 있도록 캐리어(30)에 지지된다.

캘리퍼하우징(20)은 내부가 빈 몸체부(21)와, 몸체부(21)로부터 제2마찰패드(12) 쪽으로 연장된 연장부(22)와, 제2마찰패드(12) 이면을 지지하도록 연장부(22)에 연결된 핑거부(23)를 포함한다. 그리고 가압장치(40)는 제1마찰패드(11)를 가압할 수 있도록 캘리퍼하우징(20)의 몸체부(21)에 장착된다.

가압장치(40)는 제1마찰패드(11)의 가압 및 가압해제를 위해 캘리퍼하우징(20)의 몸체부(21) 내부에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤(41)과, 피스톤(41)을 진퇴시키는 스핀들유닛(42)과, 스핀들유닛(42)과 동축상으로 연결되는 감속기(50)와, 감속기(50)를 정역회전시키는 모터(60)를 구비한다.

피스톤(41)은 내부가 컵(Cup) 형상으로 파인 원통형으로 마련되어 몸체부(21)에 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 이러한 피스톤(41)은 유압 또는 기계적으로 발생되는 추력에 의해 제1마찰패드(11)를 디스크(10) 측으로 가압하게 된다.

스핀들유닛(42)은 상술한 바와 같이 피스톤(41)을 제1마찰패드(11) 측으로 가압하는 역할을 한다. 이러한 스핀들유닛(42)은 암나사부(43a)가 구비된 너트 스핀들 부재(43)와, 너트 스핀들 부재(43)의 암나사부(43a)에 결합되는 수나사부(44a)를 가지는 스핀들부재(44)를 포함한다.

스핀들부재(44)는 후술할 감속기(50)의 캐리어(54)의 회전축과 나사 결합되어 모터(60)의 회전력을 전달받게 된다. 또, 스핀들부재(44)는 도시된 바와 같이 몸체부(21)의 내부에서 제1탄성부재(45)에 의해 탄성 지지된다. 또, 스핀들부재(44)의 지지를 위해 몸체부(21) 내에는 베어링(46)이 설치된다.

감속기(50)는 모터(60)의 축에 설치된 태양기어(51)와, 태양기어(51)와 치합되도록 태양기어(51) 주위에 배치된 복수의 유성기어들(52)과, 유성기어들(52)과 치합되도록 유성기어들(52)의 외측에 고정된 내접기어들(53)과, 유성기어들(52)의 축(52a)과 상기 스핀들유닛(42)을 연결하는 캐리어(54)를 포함하는 형태이다.

이때, 내접기어들(53)은 제1내접기어(53a)와, 이 제1내접기어(53a)의 내면에 장착되어 회전 가능하게 마련되는 제2내접기어(53b)를 포함한다.

먼저, 제1내접기어(53a)는 고정형 내접기어로 마련된다. 이러한 제1내접기어(53a)는 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 도달하여 축력이 발생하면 스핀들부재(44)가 감속기(50) 쪽으로 밀리면서 유성기어(52)와 접촉하게 되는데, 유성기어(52)의 감속비 만큼 모터(60)의 토크를 증폭하여 축력을 발생시키게 된다.

제2내접기어(53b)는 회전형 내접기어로 마련되며 도시된 바와 같이 제1내접기어(53a)의 기어이와 동일선상에 마련되는 기어이를 갖는다. 이러한 제2내접기어(53b)는 피스톤(41)에 축력을 부여하는 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 닿기 전에 유성기어(52)와 캐리어(54)가 치합되되는데, 유성기어(52)의 감속비 없이 모터(60)의 회전속도로 스핀들부재(44)를 회전시켜 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 도달하는 시간을 단축시킨다.

미설명 부호 61은 모터(60)를 탄성 지지하는 제2탄성부재이다.

이하에서는 상기와 같은 구조로 마련된 전동식 디스크 브레이크의 동작에 대해 설명한다.

모터(60)가 제동을 위해 회전하면, 모터(60)는 이 모터(60)와 연결되는 감속기(50)를 회전시킨다. 감속기(50)는 모터(60)의 회전력에 의해 회전되어 모터(60)의 회전력을 스핀들부재(44)로 증폭시키거나 또는 감속비 없이 전달한다. 스핀들부재(44)는 너트 스핀들 부재(43)를 회전시켜 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 도달하게 한다. 그리고 피스톤(41)은 너트 스핀들 부재(43)에 의해 제1마찰패드(11)를 디스크(10) 측으로 가압시킨다.

구체적으로, 모터(60)는 이 모터(60)와 축 연결되는 태양기어(51)를 회전시킨다. 태양기어(51)는 이 태양기어(51)와 치합되는 유성기어(52)를 회전시킨다. 유성기어(52)는 이 유성기어(52)와 연결되는 캐리어(54)와 함께 제2내접기어(53b)를 회전시킨다. 캐리어(54)는 이 캐리어(54)와 나사 결합된 스핀들부재(44)를 회전시킨다.

상기의 과정에서 유성기어(52)는 상술한 바와 같이 캐리어(54)와 함께 제2내접기어(53b)와 치합되는데, 이에 따라 스핀들부재(44)는 유성기어(52)의 감속비 없이 모터(60)의 회전속도를 전달받아 회전된다.

즉, 본 발명의 실시예에서 스핀들부재(44)는 유성기어(52)의 감속비 없이 모터(60)의 회전속도로 회전될 수 있으므로 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 상기의 과정에서 스핀들부재(44)가 지속적으로 회전되어 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 도달하게 되면, 피스톤(41)의 가압에 의한 반력이 생기면서 너트 스핀들 부재(43)와 스핀들부재(44)를 포함하는 스핀들유닛(42)이 반대 방향으로 밀린다. 그리고, 스핀들유닛(42)이 반대 방향으로 밀림에 따라 유성기어(52)가 제1내접기어(53a)에 치합된다. 이에 따라 스핀들부재(44)는 유성기어(52)의 감속비 만큼 모터(60)의 토크를 증폭하여 축력을 발생시키게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 모터(60)가 회전되어 피스톤(41)이 제1마찰패드(11)를 가압하는 과정에서 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 닿지 않는 무부하 발생 시 유성기어(52)가 제2내접기어(53b)에 치합되어 유성기어(52)의 감속비 없이 모터(60)의 회전속도를 스핀들부재(44)에 전달하고, 너트 스핀들 부재(43)가 피스톤(41)에 닿아 반력이 발생되는 부하 발생 시 유성기어(52)가 제1내접기어(53a)에 치합되어 유성기어(52)의 감속비 만큼 모터(60)의 토크를 증폭하여 스핀들부재(44)에 전달하게 된다.

10 : 디스크 11,12 : 제1,2마찰패드
20 : 캘리퍼하우징 30 : 캐리어
40 : 감속기 41 : 피스톤
42 : 스핀들유닛 43 : 너트 스핀들 부재
44 : 스핀들부재 45 : 제1탄성부재
50 : 감속기 51 : 태양기어
52 : 유성기어 53a,53b : 제1,2내접기어
54 : 감속기의 캐리어 60 : 모터

Claims

디스크의 가압을 위한 마찰패드들과, 상기 마찰패드들을 지지하는 캐리어와, 상기 마찰패드들의 가압을 위해 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼하우징과, 상기 마찰패드를 가압하는 가압장치를 포함하는 전동식 디스크 브레이크에 있어서,
상기 가압장치는 상기 마찰패드들 중 하나를 가압하도록 상기 캘리퍼하우징에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤과, 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트 스핀들 부재와 상기 너트 스핀들 부재와 나사결합되는 스핀들부재를 구비하는 스핀들유닛과, 상기 스핀들유닛과 동축상으로 연결되는 감속기와, 상기 감속기를 정역회전시키는 모터를 포함하며,
상기 감속기는 상기 모터의 축과 연결되는 태양기어와, 상기 태양기어와 치합되는 유성기어와, 상기 유성기어와 연결되어 상기 스핀들부재를 회전시키는 캐리어와, 상기 유성기어와 치합되어 상기 모터의 회전력을 증폭시키거나 또는 감속비 없이 상기 스핀들부재로 전달하는 내접기어를 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 내접기어는 제1내접기어와, 상기 제1내접기어의 내면에 장착되어 회전 가능하게 마련되는 제2내접기어를 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
제2항에 있어서,
상기 제1내접기어는 상기 제2내접기어의 기어이와 동일선상에 마련되는 기어이를 갖는 전동식 디스크 브레이크.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1내접기어는 고정형 내접기어이고,
상기 제2내접기어는 상기 제1내접기어에서 회전되는 회전형 내접기어인 전동식 디스크 브레이크.
제4항에 있어서,
상기 유성기어는 상기 모터의 회전에 의해 상기 너트 스핀들 부재가 상기 피스톤에 닿기 전 상기 제2내접기어에 치합되는 전동식 디스크 브레이크.
제4항에 있어서,
상기 유성기어는 상기 너트 스핀들 부재가 상기 피스톤에 닿으면 상기 스핀들부재가 상기 감속기 쪽으로 밀리면서 상기 제1내접기어와 치합되는 전동식 디스크 브레이크.