KR101176469B1 - 전자식 주차브레이크의 액추에이터 - Google Patents

전자식 주차브레이크의 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자식 주차브레이크의 액추에이터에 관한 것으로, 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 결합되어, 회전력을 증가시키거나 감소시키기 위한 기어박스와, 상기 기어박스에 축 회전되도록 결합되어 축방향 이동되고, 로드부와 나사부를 갖는 볼트 스크류와, 상기 볼트 스크류의 나사부에 대응되는 나사부가 내주면에 형성되는 너트 스크류와, 상기 너트 스크류의 단부에 결합되는 너트 가이드를 가지는 너트 스크류 어셈블리를 포함하고, 상기 볼트 스크류는, 상기 모터의 회전력에 의해 축회전되어 상기 너트 스크류 어셈블리가 상기 기어박스로 이동될 때, 상기 볼트스크류의 나사부가 상기 너트 스크류의 나사부에 잠기는 것을 방지하기 위한 공회전부를 더 구비함으로써, 볼트 스크류에 구비되는 공회전부에 의해 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 완전히 분리된 후에 공회전되어 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 잠기는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자식 주차브레이크의 액추에이터 {ACTUATOR OF ELECTRICAL PARKING BRAKE}
본 발명은 전자식 브레이크의 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주차시 액추에이터가 작동될 때, 모터의 구동에 너트 스크류 어셈블리에 나사 결합되어 축회전되는 볼트 스크류가 너트 가이드에 잠기는 것을 방지할 수 있는 전자식 주차브레이크의 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 주차 브레이크는 자동차를 주차시킬 때 주차상태를 유지하기 위하여 자동차의 뒷바퀴 또는 앞바퀴 등을 제동하는 역할을 하게 된다.
이러한 주차 브레이크는 운전자가 운전석의 측부에 설치된 파킹레버를 당김으로써 작동하는데, 상기 파킹레버가 와이어를 통해 브레이크 어셈블리의 브레이크 슈우에 연결되어 있어서, 운전자가 파킹레버를 당기면 브레이크 슈우가 드럼에 밀착되어 제동력이 발생하고, 이 상태에서 상기 파킹레버는 해제버튼을 누르기 전까지는 원위치로 복귀되지 않으므로 파킹 상태의 유지가 가능하도록 되어 있었다.
이러한 주차 브레이크는 주차 시 또는 운행을 개시할 때마다 운전자가 주차레버를 작동시켜야 하므로, 사용이 매우 번거롭고 특히 힘이 약한 여성이나 노약자에게는 그 사용이 번거로운 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake : EPB)가 사용되고 있는데, 이 전자식 주차 브레이크는 전자제어장치가 각종 센서로부터 감지신호를 입력받은 후 이를 토대로 모터를 구동시켜, 모터의 구동력에 의해 케이블이 당겨지거나 풀려지게끔 한다.
이러한 전자식 주차 브레이크를 작동시키기 위해서는 별도의 액추에이터가 요구되며, 이 액추에이터가 적용된 전자식 주차브레이크에 대한 구조가 한국특허 등록번호 제10-0969530호에 개시되어 있다.
상기 한국특허에 개시된 전자식 주차브레이크에 적용되는 종래의 액추에이터는 전자제어장치가 각종 센서로부터 감지신호를 입력받은 후 이를 토대로 전기모터를 구동시켜 전기모터의 구동력에 의해 케이블을 당기거나 풀 수 있는 구조로 구성된다.
이때, 전자식 주차브레이크의 액추에이터는 전기모터에 의해 축회전하는 볼트 스크류에 너트 스크류 어셈블리가 나사 결합되고, 너트 스크류 어셈블리의 일단에 케이블이 연결되며, 전기모터의 작동에 의해 너트 스크류 어셈블리가 볼트 스크류의 길이방향으로 왕복 이동하면서 케이블을 당기거나 풀게 된다.
이러한 종래 전자식 주차브레이크의 액추에이터에서 볼트 스크류와 너트 스크류 어셈블리의 결합 구조가 도 1에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 볼트 스크류(10)는 너트 스크류 어셈블리(20)의 너트 스크류(21)의 나사 결합되며, 모터의 구동에 의해 축회전되어 너트 스크류(21)에서 결합되는 너트 가이드(22)의 내측에서 왕복 이동되도록 구성된다.
그런데, 종래의 엑추에이터는 모터의 구동시 볼트 스크류(10)의 회전토크에 의해 볼트 스크류(10)가 너트 스크류(21)와의 잠김 현상이 발생되거나, 볼트 스크류(10)가 너트 가이드(22)의 단부 내측에 부딪히는 현상으로 인하여 제품의 내구와 성능저하가 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 단부에 연결되는 케이블을 당기는 너트 스크류 어셈블리의 너트 스크류에 나사 결합되는 볼트 스크류에 공회전부를 구성하여, 전자식 주차브레이크의 작동시 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에서 완전히 분리시킴으로써, 볼트 스크류가 너트 스크류에 잠기는 것을 방지할 수 있도록 한 전자식 주차 브레이크의 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 결합되어, 회전력을 증가시키거나 감소시키기 위한 기어박스와, 상기 기어박스에 축 회전되도록 결합되어 축방향 이동되고, 로드부와 나사부를 갖는 볼트 스크류와, 상기 볼트 스크류의 나사부에 대응되는 나사부가 내주면에 형성되는 너트 스크류와, 상기 너트 스크류의 단부에 결합되는 너트 가이드를 가지는 너트 스크류 어셈블리를 포함하고, 상기 볼트 스크류는, 상기 모터의 회전력에 의해 축회전되어 상기 너트 스크류 어셈블리가 상기 기어박스로 이동될 때, 상기 볼트스크류의 나사부가 상기 너트 스크류의 나사부에 잠기는 것을 방지하기 위한 공회전부가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공회전부는, 상기 볼트 스크류의 로드부와 나사부 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공회전부는, 그 길이가 상기 너트 스크류의 나사부 길이보다 길게 형성되어 상기 볼트 스크류의 축회전에 의해 상기 너트 스크류 어셈블리가 상기 기어박스 쪽으로 이동될 때 상기 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 완전히 분리되도록 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 모터의 구동에 의해 볼트 스크류가 축회전하여, 너트 스크류 어셈블리가 기어박스 쪽으로 이동될 때, 볼트 스크류에 구비되는 공회전부에 의해 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 완전히 분리되어 공회전됨으로써, 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 잠기는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전자식 주차브레이크 액추에이터의 볼트스크류와 너트스크류 어셈블리의 결합 구조를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차브레이크의 액추에이터를 보인 단면도.
도 3은 도 2의 액추에이터에서 볼트 스크류를 보인 사시도.
도 4는 도 2의 액추에이터에서 볼트 스크류와 너트스크류 어셈블리의 결합 구조를 보인 단면도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차브레이크의 액추에이터를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2의 액추에이터에서 볼트 스크류를 보인 사시도이며, 도 4는 도 2의 액추에이터에서 볼트 스크류와 너트스크류 어셈블리의 결합 구조를 보인 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차브레이크의 액추에이터(100)는 기어박스(130)에 축회전 가능하게 결합되는 볼트 스크류(150)가 너트 스크류 어셈블리(160)에 나사 결합되어 모터(120)의 구동시 축회전하여 너트 스크류 어셈블리(160)의 너트 가이드(162)의 내측 단부에 부딪히는 방지하기 위한 공회전부(200)가 볼트 스크류(150)에 구비되는 구조이다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차 브레이크의 액추에이터는 외형을 형성하는 케이스(110)의 내측에 모터(120), 기어박스(130), 슬라이드 어셈블리(140), 볼트 스크류(150), 너트 스크류 어셈블리(160), 전자 제어 유닛(170)이 설치되어 구성된다.
먼저, 기어박스(130)는 케이스(110)의 내측에 설치되되, 모터(120)에 결합되며, 모터(120)의 구동에 의해 발생되는 회전력을 증대시키거나 감소시켜서 후술하는 볼트 스크류(150)에 전달하는 역할을 한다.
이 기어박스(130)는 내부에 다수의 유성기어로 구성되어 있으며, 이 유성기어들의 구조는 통상적인 전자식 주차 브레이크의 액추에이터에 사용되는 것으로, 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 슬라이드 어셈블리(140)는 기어박스(130)의 일측에서 볼트 스크류(150)의 일단부에 결합되어 축방향으로 왕복 이동되도록 구성된다.
볼트 스크류(150)는 기어박스(130)에 결합되어 축방향 회전함과 동시에 축방향으로 왕복 운동한다. 이 볼트 스크류(150)의 일단부는 슬라이드 어셈블리(140)에 연결되고, 타단부는 후술하는 너트 스크류 어셈블리(160)에 연결된다.
즉, 볼트 스크류(150)는 축회전함과 동시에 왕복 운동하면서 슬라이드 어셈블리(140)에 연결되는 케이블(C)과 너트 스크류 어셈블리(160)에 연결되는 케이블(C)의 당김이나 풀림 작용을 하게 된다.
이 볼트 스크류(150)는 로드부(151)와 나사부(152)로 구성되며, 로드부(151)는 모터(120)로부터 회전력을 전달받는 기어박스(130)에 의해 왕복 이동되고 회전되도록 결합된다. 그리고, 볼트 스크류(150)의 나사부(152)는 후술하는 너트 스크류 어셈블리(160)에 나사 결합된다.
볼트 스크류(150)의 로드부(151)와 기어박스(130)의 결합관계는 종래의 전자식 기어 액추에이터의 구조와 동일함으로 생략하기로 한다.
또한, 너트 스크류 어셈블리(160)는 볼트 스크류(150)의 나사부에 내주면이 나사 결합되는 너트 스크류(161)와, 너트 스크류(161)의 단부 외주에 결합되는 너트 가이드(162)를 포함한다. 너트 스크류(161)의 내주면에는 볼트 스크류(150)의 나사부(152)에 나사 결합되는 나사부(161a)가 형성된다. 따라서, 너트 스크류 어셈블리(160)는 볼트 스크류(150)가 회동될 때, 볼트 스크류(150)의 나사부(152)에 의해 축방향으로 왕복 이동되는 것이다. 이때, 너트 스크류 어셈블리(160)에 연결되는 케이블(C)이 당겨지거나 풀리게 되는 것이다.
너트 스크류(161)의 나사부(161a)는 도 3과 같이, 내주면의 일단부에서 일정깊이까지 일정부분에 형성되어 있으나, 내주면 일단부에서 타단부까지 형성될 수도 있다.
한편, 볼트 스크류(150)에는 차량의 주차시 모터(120)의 구동에 의해 볼트 스크류(150)가 축회전되어 너트 스크류 어셈블리(160)가 기어박스(130) 쪽으로 이동할 때, 볼트 스크류(150)가 너트 가이드(162)의 내측 단부에 부딪히는 것을 방지하기 위한 볼트 스크류(150)를 너트 스크류(161)에 대하여 공회전시키는 공회전부(200)가 구비된다.
공회전부(200)는 볼트 스크류(150)의 로드부(151)와 나사부(152) 사이에 구비되되, 공회전부(200)의 외경은 로드부(151)와 나사부(152)의 외경보다 작게 형성되고, 너트 스크류(161)의 나사부(161a)에 나사 결합되지 않도록 너트 스크류(161)의 나사부(161a) 내경보다 작게 형성된다.
여기서, 공회전부(200)의 길이를 L1이라 하고, 너트 스크류(161)의 나사부(161a)의 길이를 L2라 할 때, L1> L2 인 것이 바람직하다.
이는 공회전부(200)의 길이가 너트 스크류(161)의 나사부(161a)의 길이보다 길게 형성되어, 볼트 스크류(150)의 축회전에 의해 너트 스크류 어셈블리(160)가 기어박스(130) 쪽으로 이동된 후에 너트 스크류(161)의 나사부(161a)에서 볼트 스크류(150)의 나사부(152)가 완전히 분리되도록 구성된다.
즉, 공회전부(200)에 의해 볼트 스크류(150)의 나사부(152)가 너트 스크류(161)의 나사부(161a)에 완전히 분리됨으로써, 볼트 스크류(150)가 너트 스크류(161)에 잠기는 현상이 방지되는 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전자식 주차브레이크의 액추에이터가 적용된 주차브레이크의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
먼저, 운전자가 운전석에 구비되는 조작버튼을 조작하면, 모터(120)에 구동력이 발생되고, 이 구동력을 통해 주차브레이크를 작동시켜 차륜을 잠그거나 해제하게 된다.
즉, 전자식 주차 브레이크가 작동하여 차륜을 잠그게 되는 경우에는 조작버튼의 조작신호에 따라 액추에이터(100)의 모터(120)가 구동되고, 이 모터(120)에 구동이 기어박스(130)로 전달되며, 기어박스(130)에 결합된 볼트 스크류(150)를 축방향 회전시키게 된다.
그러면, 볼트 스크류(150)의 일단부에 연결되는 슬라이드 어셈블리(140)와, 이 슬라이드 어셈블리(140)에 연결되는 케이블(C)은 기어박스(130) 쪽(도 2에서 우측)으로 이동된다. 이와 동시에 볼트 스크류(150)의 타단부에 결합되는 너트 스크류 어셈블리(160)와, 너트 스크류 어셈블리(160)에 연결되는 케이블(C)은 볼트 스크류(150)의 축회전에 의해 기어박스(130) 쪽(도 2에서 좌측)으로 이동된다.
이때, 전자식 주차 브레이크는 케이블(C)의 당김 작용에 의해 전자식 주차 브레이크의 제동 작용이 수행되는 것이다.
상기와 같이, 모터(120)의 구동에 의해 볼트 스크류(150)가 축회전하여, 너트 스크류 어셈블리(160)가 기어박스 쪽으로 이동될 때, 볼트 스크류(150)의 공회전부(200)에 의해 볼트 스크류(150)의 나사부(152)가 너트 스크류(161)의 나사부(161a)에 완전히 분리됨으로써, 볼트 스크류(150)의 나사부(152)가 너트 스크류(161)의 나사부(161a)에 잠기는 현상을 방지할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 액추에이터
110 : 케이스 120 : 모터
130 : 기어박스 140 : 슬라이드 어셈블리
150 : 볼트 스크류
160 : 너트 스크류 어셈블리
161 : 너트 스크류 162 : 너트 가이드
170 : 전자제어유닛
200 : 공회전부

Claims (3)

  1. 회전력을 발생시키는 모터와,
    상기 모터에 결합되어, 회전력을 증가시키거나 감소시키기 위한 기어박스와,
    상기 기어박스에 축 회전되도록 결합되어 축방향 이동되고, 로드부와 나사부를 갖는 볼트 스크류와,
    상기 볼트 스크류의 나사부에 대응되는 나사부가 내주면에 형성되는 너트 스크류와, 상기 너트 스크류의 단부에 결합되는 너트 가이드를 가지는 너트 스크류 어셈블리를 포함하고,
    상기 볼트 스크류는,
    상기 모터의 회전력에 의해 축회전되어 상기 너트 스크류 어셈블리가 상기 기어박스로 이동될 때, 상기 볼트 스크류의 나사부가 상기 너트 스크류의 나사부에 잠기는 것을 방지하기 위한 공회전부가 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차브레이크의 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공회전부는,
    상기 볼트 스크류의 로드부와 나사부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차브레이크의 액추에이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공회전부는,
    그 길이가 상기 너트 스크류의 나사부 길이보다 길게 형성되어 상기 볼트 스크류의 축회전에 의해 상기 너트 스크류 어셈블리가 상기 기어박스 쪽으로 이동될 때 상기 볼트 스크류의 나사부가 너트 스크류의 나사부에 완전히 분리되도록 되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차브레이크의 액추에이터.
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