KR101251270B1 - 전기기계 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기기계 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠과 일체로 회전하는 디스크에 패드가 접촉하여 제동력을 발생함에 있어서, 패드와 일체로 형성된 인너웨지에 아웃터웨지가 면접촉하여 가압됨으로써, 패드에 균일한 가압력을 전달하여 인너웨지 및 아웃터웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 전기기계 브레이크에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 휠과 일체로 회전하는 디스크와; 모터에 의해 디스크를 가압하도록 이동하는 패드와; 상기 패드에 일체로 형성되고, 하면부가 톱니모양으로 형성된 인너웨지와; 상기 인너웨지와 면접촉으로 맞물리도록 상면부가 톱니모양으로 형성되고, 고정단에 의해 고정된 아웃터웨지;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기기계 브레이크를 제공한다.

인너웨지, 아웃터웨지, 패드, 디스크, 그리스홀

Description

전기기계 브레이크{Electric-mechanical brake}

도 1은 본 발명에 따른 전기기계 브레이크의 구성을 나타내는 일부발췌 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 패드 단면길이에 대한 가압력을 나타내는 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따른 인너웨지 및 아웃터웨지가 맞물림 상태 및 면접촉시 힘의 분포상태를 나타내는 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 그리스홀이 형성된 아웃터 웨지를 나타내는 사시도이고,

도 5는 종래의 전기기계 브레이크의 일실시예를 나타내는 단면 및 패드 길이에 따른 가압력을 나타내는 그래프이고,

도 6은 종래의 전기기계 브레이크의 다른 실시예를 나타내는 단면 및 패드 길이에 따른 가압력을 나타내는 그래프이며,

도 7은 도 6의 롤러 및 아웃터웨지의 선접촉 상태를 나타내는 사시도 및 선접촉시 작용하는 힘 및 변형을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인너웨지 11 : 아웃터웨지

12 : 패드 13 : 디스크

14 : 그리스홀

본 발명은 전기기계 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠과 일체로 회전하는 디스크에 패드가 접촉하여 제동력을 발생함에 있어서, 패드와 일체로 형성된 인너웨지에 아웃터웨지가 면접촉하여 가압됨으로써, 패드에 균일한 가압력을 전달하여 인너웨지 및 아웃터웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 전기기계 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동작용을 수행한다.

이러한 브레이크를 구조에 따라 분류하면 크게 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나눌 수 있는데, 디스크 브레이크는 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻게 되는 것으로 일반적으로 승용차의 앞차축에 사용된다.

기존에 자동차에 널리 사용되고 있는 브레이크 장치는 유압식으로서, 부스터와 실린더 등을 필요로 하므로 장치의 부피가 크고 가격이 고가이며 또한 환경을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.

따라서 최근에는 유압 대신에 전기를 이용한 자동차의 브레이크 장치에 대한 연구가 진행되고 있으며, 미국특허 제4,793,447호에 전기를 이용한 브레이크 장치가 출원되어 있다.

도 5는 종래의 전기기계식 브레이크의 일례를 나타내는 단면도로서, 브레이크를 밟을 경우 모터에 의해 패드(12)를 1차 가압하게 되면 휠과 일체로 회전하는 디스크(13)에 의해 패드(12)가 오른쪽으로 이동 하게 되고, 양측부에 경사판(100a)이 형성된 웨지(100)(WEDGE)의 2차 가압으로 배력이 발생한다.

그러나, 상기 웨지(100)에 의해 패드(12)에 가해지는 가압력이 패드(12) 전체에 균일하지 않고 편력이 발생하는 문제점이다.

즉, 상기 웨지(100)의 양측부에 형성된 경사판(100a)에 의해 배력이 형성되나, 패드(12)에 전달되는 가압력은 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 커지게 되므로, 가압력이 한쪽으로 치우쳐 골고루 분포하지 않으므로 효율적이지 못하다.

도 6은 종래의 전기기계식 브레이크의 다른 예로서, 브레이크를 밟으면 모터에 의해 인너 웨지(200)와 일체로 형성된 패드(12)가 휠과 일체로 회전하는 디스크(13)에 접촉하면서 제동력을 발생하게 된다.

상기 패드(12) 및 인너웨지(200)가 디스크(13)에 가압되면서 디스크(13)와 함께 오른쪽으로 이동하고, 인너 웨지(200)의 이면부는 톱니형상으로 형성되고, 평 행하게 배치된 다수의 롤러(201)를 사이에 두고 아웃터 웨지(202)가 인너 웨지(200)와 서로 맞물리게 된다.

상기 아웃터 웨지(202)는 고정단에 고정되고, 아웃터 웨지(202)가 롤러(201)를 통해 인너 웨지(200)쪽으로 가압력이 전달되므로, 오른쪽으로 이동하는 톱니형상의 인너 웨지(200) 이면부가 롤러(201) 위를 타고 넘어 가면서 제동되게 된다.

그런데, 상기 롤러(201)를 통해 패드(12)에 가해지는 가압력이 전체적으로 균일하여 양측부에 경사판(100a)이 형성된 웨지의 문제점을 해결하였으나, 톱니모양의 인너 웨지(200) 및 아웃터 웨지(202) 사이에 가압력을 전달하는 원통형의 롤러가 선접촉하므로 웨지의 내구성을 저하시키는 문제점이 있다.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이 선접촉부(203)에 Fa의 힘이 가해지면 양측의 Fb의 방향으로 웨지 표면이 일어나려는 경향이 있고, 이로 인해 내구성의 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기 다수의 롤러(202)로 인한 부품 수가 늘어남에 따라 중량 및 원가가 증가하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 톱니형상의 인너웨지에 면접촉하도록 아웃터 웨지에 톱니모양의 접촉면을 형성하여 힘을 가하고, 아웃터 웨지의 접촉면에 그리스 홀을 형성하여 그리스를 공급함으로써, 인너웨지 및 아웃터웨지 사이의 마찰력을 감소시킴으로써, 패드 내에 균일한 가압력을 전달하여 인너웨지 및 아웃터웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 전기기계 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기기계 브레이크에 있어서,

휠과 일체로 회전하는 디스크와; 모터에 의해 디스크를 가압하도록 이동하는 패드와; 상기 패드에 일체로 형성되고, 하면부가 톱니모양으로 형성된 인너웨지와;

상기 인너웨지와 면접촉으로 맞물리도록 상면부가 톱니모양으로 형성되고, 고정단에 의해 고정된 아웃터웨지; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 아웃터웨지의 상면에는 그리스홀이 형성되어 그리스가 공급되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 전기기계 브레이크의 구성을 나타내는 일부발췌 단면도 및 패드길이에 대한 가압력을 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명에 따른 인너웨지 및 아웃터웨지가 맞물림 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 그리스홀이 형성된 아웃터 웨지를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 모터를 이용한 전기기계 브레이크에 관한 것이다.

본 발명은 실질적으로 제동력을 발생하는 인너웨지(10)와 아웃터웨지(11) 사이의 면이 면접촉됨으로써, 패드(12)에 균일한 가압력을 전달할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

통상 차량의 브레이크 시스템에 있어서, 브레이크를 밟게되면 휠과 일체로 형성되어 회전하는 디스크(13)를 가압하여 차륜을 제동하게 되는데, 디스크(13)를 가압하는 매개체로 패드(12)를 사용하고, 유압 또는 전기 모터를 이용하여 패드(12)를 디스크(13)에 가압하게 된다.

본 발명은 모터에 의해 1차 가압을 형성하는 패드(12) 및 인너웨지(10)와, 인너웨지(10)와 면접촉하여 2차 가압을 형성하는 아웃터웨지(11)로 구성되어 있다.

전술한 바와 같이 휠과 일체로 형성된 디스크(13)가 오른쪽으로 회전한다고 할때 패드(12)가 모터에 의해 디스크(13)에 접촉하면 마찰력이 발생하면서 디스크(13)와 함께 오른쪽으로 회전하게 된다.

상기 인너웨지(10)는 패드(12)와 일체로 형성되어 같이 오른쪽으로 회전하게 되고, 인너웨지(10)의 하부면은 톱니모양 또는 파형으로 형성되어 있다.

상기 아웃터웨지(11)는 고정단에 고정되고, 상기 톱니모양의 인너웨지(10)와 서로 맞물리도록 아웃터웨지(11)의 상부면이 톱니모양 또는 파형으로 형성되어 있다.

상기 아웃터웨지(11)의 상부면 즉 톱니모양 또는 파형 면에는 그리스를 공급할 수 있는 그리스홀(14)이 형성되어 있다. 상기 그리스홀(14)은 인너웨지(10)와 아웃터웨지(11)의 접촉시 마찰력을 감소시켜 패드(12)의 제동력(가압력)을 향상시키기 위함이다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 전기기계 브레이크의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

차량 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 모터에 의해 휠과 함께 회전하는 디스크(13)와 일정한 간격으로 떨어져 있던 패드(12)가 가압되어 디스크(13)에 접촉하게 된다.

상기 패드(12)가 가압되면서 디스크(13)와의 마찰력에 의해 함께 회전하게 되고, 이 패드(12)의 회전을 제동하기 위해 인너웨지(10) 및 아웃터웨지(11)가 접촉되어진 상태로 제공된다.

상기 아웃터웨지(11)는 인너웨지(10)와 면접촉하기 위해 인너웨지(10)와 마주보는 면이 톱니모양 또는 싸인파형 단면으로 형성되고, 인너웨지(10)가 고정된 아웃터웨지(11)의 톱니면 또는 싸인파면을 따라 주기적으로 상하방향으로 전진하게 된다.

즉, 상기 인너웨지(10)가 톱니면과 면접촉하면서 오른쪽으로 이동하여 주기적으로 패드(12)에 균일한 가압력을 전달하고, 결국에는 패드(12)의 가압력에 의해 디스크(13)가 감속되어 휠이 정지하게 된다.

또한, 상기 인너웨지(10)가 아웃터웨지(11)에 면접촉시 아웃터웨지(11)의 상면에 형성된 그리스홀(14)을 통해 그리스가 공급되고, 그리스가 윤활유 역할을 하여 패드(12)에 가압력을 원활하게 전달할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 전기기계 브레이크에 의하면, 종래에는 고정단인 아웃터웨지의 가압력이 롤러를 매개로 톱니모양의 인너웨지에 전달되어 패드에 균일한 가압력을 전달하나, 롤러와 웨지의 접촉면이 선접촉하게 되어 웨지 표면이 일어나게 되어 내구성의 문제가 있었으나, 본 발명은 면접촉으로 아우터웨지에 힘을 전달함으로써, 균일한 가압력을 전달할 수 있어 웨지의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한, 롤러를 사용하지 않음으로써, 재료 및 중량 절감의 효과를 얻을 수 있고, 그리스홀을 이용하여 그리스를 공급하여 인너웨지 및 아웃터웨지 사이의 마찰을 저감함으로써, 아웃터웨지의 가압력을 원활하게 전달할 수 있다.

Claims (2)

1. 전기기계 브레이크에 있어서,

   휠과 일체로 회전하는 디스크;

   모터에 의해 디스크를 가압하도록 이동하는 패드;

   상기 패드에 일체로 형성되고, 하면부가 톱니모양으로 형성된 인너웨지;

   상기 인너웨지와 맞물리도록 상면부가 톱니모양으로 형성되고, 고정단에 의해 고정된 아웃터웨지;

   상기 아웃터웨지의 상면에 형성되어 그리스를 공급하는 그리스홀;

   을 포함하여 구성되고,

   상기 인너웨지는 아웃터웨지의 톱니면을 따라 주기적으로 상하방향으로 전진하게 되는 동시에 톱니면과 면접촉하면서 오른쪽으로 이동하여 주기적으로 패드에 균일한 가압력을 전달할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기기계 브레이크.
2. 삭제

Images