KR101263161B1

KR101263161B1 - 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크

Info

Publication number: KR101263161B1
Application number: KR1020110119911A
Authority: KR
Inventors: 유성욱; 고창복
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-10
Also published as: US8827052B2; CN103122975A; DE102012022370A1; US20130126279A1; DE102012022370B4; CN103122975B

Abstract

유성기어방식으로 마련된 제1감속유닛이 사이클로이드방식으로 마련되는 제2감속유닛 내측에서 제2감속유닛으로 편심회전력을 제공하도록 마련된 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크가 개시된다.
따라서 본 발명에 따른 감속기는 모터의 축방향으로 두께가 증가되는 것이 억제되면서도 감속비를 효과적으로 증대시킬 수 있되고, 이러한 감속기를 채용하는 모터 브레이크는 감속비는 증대되는 반면 감속기로 인해 전장이 길이지는 것을 억제할 수 있게 되어 공간활용도를 높일 수 있게 된다.

Description

감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크{decelerator and motor brake with the same}

본 발명은 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 축방향으로 두께 증가가 억제되도록 하면서도 감속비를 효과적으로 증대시킬 수 있도록 마련된 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크에 관한 것이다.

최근 차량에 이용되고 있는 브레이크 중에는 동력원으로서 모터를 채용한 것이 늘어나고 있으며, 그 대표적인 것이 마찰패드를 가압하는 구동장치의 동력원으로서 모터를 채용한 디스크식 모터 브레이크이다.

이러한 디스크식 모터 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 압박하기 위한 한 쌍의 마찰패드와, 한 쌍의 상기 마찰패드를 지지하는 캐리어와, 한 쌍의 마찰패드 중 어느 하나를 상기 디스크 쪽으로 가압하도록 마련된 피스톤과, 피스톤을 수용하는 실린더부를 구비하여 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼하우징과, 정역방향으로 회전력을 발생시키는 모터와, 모터의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시켜 상기 피스톤으로 전달하는 변환유닛을 구비하며, 상기 변환유닛으로는 피스톤에 결합되는 나선축이 일반적으로 이용되고 있다.

따라서 이러한 모터 브레이크는 모터의 구동력이 변환유닛을 구성하는 나선축으로 전달되고, 나선축의 회전방향에 따라 회전이 제한된 상태의 피스톤이 직선왕복운동을 하면서 마찰패드를 디스크 쪽으로 압박하여 제동작용을 수행하게 된다.

한편, 일반적으로 모터는 RPM은 높고 토크는 적기 때문에 통상 감속기를 사용하여 토크를 증대시키게 되고, 이러한 모터 브레이크에 있어서도 상기 모터와 변환유닛 사이에는 모터의 구동력을 증대시키기 위한 감속기가 연결된다.

그리고 이러한 감속기는 감속비를 높이기 위해 통상 복수의 유성기어유닛을 모터의 축방향으로 적층시켜 다단으로 감속이 이루어지도록 마련되고 있다.

그러나 이와 같이 복수개의 유성기어유닛을 모터의 축방향으로 적층시킨 감속기의 경우 모터의 축방향으로 형성되는 브레이크의 전장길이가 과도하게 길어지도록 하여 차량의 공간활용도를 저하시키는 요인이 되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 축방향으로 두께 증가가 억제되도록 하면서도 감속비를 효과적으로 증대시킬 수 있도록 마련된 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 감속기는 입력축과 동축으로 회전하도록 마련된 태양기어와, 상기 태양기어의 회전시 자전하도록 상기 태양기어 둘레에 마련된 복수의 유성기어와, 상기 유성기어의 회전시 편심 회전하도록 상기 복수의 유성기어 둘레에 외접하도록 마련된 링기어를 포함하는 제1감속유닛과; 외주에 사이클로이드 치형을 구비하고 내주 안쪽에 상기 링기어가 위치되도록 마련되어 상기 링기어와 함께 편심 회전하되 내주와 외주 사이에 원주방향을 따라 복수의 관통홀이 마련된 인너기어와, 내주에 상기 사이클로이드 치형에 대응하는 치형을 구비하도록 상기 인너기어 외측에 마련된 아우터기어와, 상기 관통홀에 삽입되고 상기 관통홀의 직경보다 작은 직경을 갖는 돌기가 일면의 중심 둘레에 원주방향을 따라 복수개 마련되고 타면 중심에 출력축이 마련된 출력부재를 포함하는 제2감속유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 링기어 둘레에는 베어링이 일체로 고정되고, 상기 베이링 외주는 상기 인너기어 내주에 슬립되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2감속유닛을 감싸는 하우징을 더 포함하고, 상기 유성기어의 축은 상기 하우징에 고정된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 모터 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 상기 디스크의 압박을 위한 마찰패드와, 상기 마찰패드를 상기 디스크 쪽으로 가압하도록 마련된 피스톤과, 정역방향으로 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시켜 상기 피스톤으로 전달하는 변환유닛과, 상기 모터를 감속시키도록 상기 모터와 변환유닛 사이에 마련된 감속기를 구비하되, 상기 감속기는 상기 모터 축과 함께 회전하는 입력축과 동축으로 회전하도록 마련된 태양기어와, 상기 태양기어의 회전시 자전하도록 상기 태양기어 둘레에 마련된 복수의 유성기어와, 상기 유성기어의 회전시 편심 회전하도록 상기 복수의 유성기어 둘레에 외접하도록 마련된 링기어를 포함하는 제1감속유닛과; 외주에 사이클로이드 치형을 구비하고 내주 안쪽에 상기 링기어가 위치되어 상기 링기어와 함께 편심 회전하되 내주와 외주 사이에 원주방향을 따라 복수의 관통홀이 마련된 인너기어와, 내주에 상기 사이클로이드 치형에 대응하는 치형을 구비하도록 상기 인너기어 외측에 마련된 아우터기어와, 상기 관통홀에 삽입되고 상기 관통홀의 직경보다 작은 직경을 갖는 돌기가 일면의 중심 둘레에 원주방향을 따라 복수개 마련되고 타면 중심에 상기 변환유닛에 연결되는 출력축이 마련된 출력부재를 포함하는 제2감속유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감속기는 유성기어방식으로 마련된 제1감속유닛이 사이클로이드방식으로 마련되는 제2감속유닛 내측에서 제2감속유닛으로 편심회전력을 제공하도록 마련된다.

따라서 본 발명에 따른 감속기는 모터의 축방향으로 두께가 증가되는 것이 억제되면서도 감속비를 효과적으로 증대시킬 수 있게 된다.

또 이러한 감속기를 채용하는 모터 브레이크는 모터의 감속비는 증대되는 반면 감속기로 인해 전장이 길이지는 것을 억제할 수 있게 되어 공간활용도를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터 브레이크의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감속기의 구조를 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감속기의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감속기의 구조를 도시한 평면도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 감속기 및 이를 갖춘 모터 브레이크의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터 브레이크는 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(10)의 일부를 한 쌍의 마찰패드(11,12)를 통해 압박하여 제동력을 얻는 디스크 방식의 제동장치로써, 차체의 너클에 고정 설치되는 캐리어(30)와, 캐리어(30)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 캘리퍼 하우징(20)을 구비한다.

캘리퍼 하우징(20)의 일측에는 실린더부(21)가 마련되어 있고, 실린더(21)에는 일측 마찰패드(11)를 디스크(10) 쪽으로 압박하는 피스톤(40)이 설치된다. 캘리퍼 하우징(20)의 타측에는 하부 쪽으로 굽어진 핑거부(22)가 실린더부(21)와 일체로 연결되어 캘리퍼 하우징(20)의 슬라이딩 이동과 함께 타측 마찰패드(12)를 디스크(10)에 압박할 수 있게 되어 있다. 마찰패드(11,12)는 피스톤(40)에 인접한 제1마찰패드(11)와, 반대쪽에 위치된 제2마찰패드(12)로 구분될 수 있다.

그리고 상기 캐리어(30)는 캘리퍼 하우징(20)의 하부에 마찰패드(11,12)의 이탈을 방지하면서 마찰패드(11,12)의 수직방향 이동을 가이드하도록 마련된다.

상기 피스톤(40)은 제동작용시 후방에 고정되도록 설치된 전동방식의 모터(50)의 구동을 통해 직선왕복운동하면서 제1마찰패드(11)를 디스크(10) 쪽으로 압박하게 된다. 모터(50)의 구동력은 감속기(100)를 통해 증폭된 상태에서 나사축 등으로 마련되는 변환유닛(60)을 통해 피스톤(40)으로 전달된다.

나사축으로 마련되는 변환유닛(60)은 마찰패드(11,12)의 운동방향과 동일 축선을 이루어 일단이 피스톤(40)에 나사체결 방식으로 결합되고, 변환유닛(60)의 타단은 피스톤(40)의 후진방향 쪽으로 연장되어 감속기(100)의 출력축(333)에 연결된다.

피스톤(40)은 회전이 제한된 상태에서 진퇴 동작할 수 있도록 실린더부(21) 내에 설치되며, 변환유닛(60)과 결합되는 암나사부(41)를 구비한다. 피스톤(40)의 회전을 제한하기 위해 피스톤(40) 외주에는 키가 피스톤(40)의 길이방향으로 형성되고 실린더부(21) 내벽에는 피스톤(40)의 키가 슬라이딩 가능하게 끼워지도록 키홈이 형성될 수 있다. 이외에도 피스톤(40)의 회전을 제한하는 구조는 피스톤(40) 외면과 이에 대응하는 실린더부(21) 내벽을 다각형으로 형성하는 등 다른 여러 가지 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

나사축으로 마련되는 변환유닛(60)은 피스톤(40)의 암나사부(41)에 결합되도록 한쪽에 수나사부(61)를 구비한다. 이러한 변환유닛(60)은 피스톤(40)이 진퇴하는 방향과 평행하도록 실린더부(21) 내에 회전 가능하게 설치되며, 변환유닛(60)이 관통하는 부위의 실린더부(21)에는 나사축으로 마련되는 변환유닛(60)의 회전이 원활하게 되도록 베어링(70)이 설치된다.

모터(50)는 피스톤(40)의 후진방향 쪽 실린더부(21) 외측에 배치되며, 감속기(100)는 실린더부(21)와 모터(50) 사이에 배치된다.

따라서 이러한 모터 브레이크는 모터(50)의 구동력이 변환유닛(60)을 구성하는 나선축으로 전달되고, 나선축의 회전방향에 따라 회전이 제한된 상태의 피스톤(40)이 직선왕복운동을 하면서 마찰패드(11,12)를 디스크(10) 쪽으로 압박하여 제동작용을 수행하게 된다.

한편, 상기 감속기(100)는 모터(50) 구동력 증대를 위해 감속비를 효과적으로 증대시키면서도 모터 브레이크의 전장이 길어지게 되는 것을 억제하도록 마련되는데, 이러한 감속기(100)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 감속기(100)는 모터(50)의 축(51)과 함께 회전하는 입력축(210)과, 상기 입력축(210)과 동축으로 회전하도록 마련된 태양기어(220)와, 태양기어(220)의 회전시 자전하도록 태양기어(220) 둘레에 마련된 복수의 유성기어(230)와, 유성기어(230)의 회전시 편심 회전하도록 복수의 유성기어(230) 둘레에 외접하도록 마련된 링기어(240)를 포함하는 제1감속유닛(200)을 구비한다.

따라서 모터(50) 축(51)의 회전에 의해 태양기어(220)가 회전하면, 태양기어(220) 둘레에 배치된 복수의 유성기어(230)가 자전하게 되면서 링기어(240)가 회전하게 되고, 이에 따라 입력축(210)을 통해 입력된 모터(50)의 회전속도는 링기어(240)를 통해 1차적으로 출력되면서 1단으로 감속이 된다.

그리고 감속기(100)는 외주에 사이클로이드 치형(311)을 구비하고 내주 안쪽에 상기 링기어(240)가 위치되어 상기 링기어(240)와 함께 편심 회전하도록 마련된 인너기어(310)와, 내주에 상기 사이클로이드 치형(311)에 대응하는 치형(321)을 구비하도록 상기 인너기어(310) 외측에 마련된 아우터기어(320)를 포함하는 제2감속유닛(300)을 구비한다. 아우터기어(320)와 치형수는 인너기어(310)의 치형수보다 조금 더 많게 마련되며, 아우터기어(320)는 고정되도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 링기어(240) 둘레에는 베어링(250)이 일체로 고정되는데, 이러한 베어링(250)은 내륜(251)을 통해 링기어(240) 둘레에 고정되고, 외륜(253)이 마련된 베어링(250)의 외주는 인너기어(310) 내주에 슬립이 가능하도록 접촉된다.

또한 제2감속유닛(300)은 상기 변환유닛(60)을 회전시키도록 변환유닛(60)에 연결되는 출력축(333)을 구비하며, 이러한 출력축(333)은 인너기어(310)에 의해 회전하도록 마련된 출력부재(330)에 일체로 마련된다.

즉 인너기어(310)의 내주와 외주 사이에는 원주방향을 따라 복수의 관통홀(312)이 마련되는데, 출력부재(330)는 제1감속유닛(200)과 대향되도록 배치된 원반형태의 몸체(331)를 구비하고, 제1감속유닛(200) 쪽 몸체(331)의 일면에는 상기 관통홀(312)에 삽입되도록 마련된 돌기(332)가 중심 둘레에 원주방향을 따라 복수개 마련되며, 상기 출력축(333)은 제1감속유닛(200) 반대 쪽 몸체(331)의 타면 중심에 마련된다. 여기서 돌기(332)와 출력축(333)은 몸체(331)와 한 몸을 이루고, 인너기어(310)의 편심회전을 허용하기 위해 상기 돌기(332)는 상기 관통홀(312)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 마련된다.

따라서 인너기어(310)는 링기어(240) 및 베어링(250)의 편심 회전운동을 따라 편심 회전하면서 아우터기어(320) 내주를 따라 자전 및 공전하게 되고, 돌기(332)를 통해 인너기어(310)와 연결된 출력부재(330)는 이러한 인너기어(310)의 자전 및 공전 동작과 연동하여 회전하면서 출력축(333)을 회전시키게 되며, 제1감속유닛(200)에서 1단으로 감속된 모터(50)의 회전속도는 이때 다시 더 감속되면서 모터(50)의 구동력을 증대시키게 된다. 제2감속유닛(300)을 통한 감속비는 인너기어(310)의 사이클로이드 치형수와 아우터기어(320)의 치형수를 조절하여 원하는 값을 얻을 수 있게 된다. 그리고 도면에 있어서 미설명 부호 340은 출력부재(330)의 몸체(331) 외곽에 배치되는 와셔로써, 출력부재(330)와 인너기어(310)와 아우터기어(320) 상호 간의 동작 간섭을 방지하도록 설치된 것이다.

또한 감속기(100)는 제1 및 제2감속유닛(200,300)을 감싸도록 마련된 하우징(400)을 구비한다. 하우징(400)은 입력축(210) 쪽을 덮도록 마련된 제1하우징(410)과, 출력축 쪽을 덮도록 마련된 제2하우징(420)을 구비하며, 제1 및 제2하우징(410,420)은 상호 결합되어 원통형태를 이룬다. 제1하우징(410)에는 입력축(210)이 회전가능하도록 설치되고, 제2하우징(420)에는 출력축(333)의 통과를 위한 통과공(421)이 마련되며, 입력축(210) 둘레의 제1하우징(410)의 내면에는 제1감속유닛(200)의 각 유성기어(230)의 축(231)이 고정되도록 연장된다. 따라서 태양기어(220)의 회전시 유성기어(230)는 하우징(400)에 고정된 축(231)을 중심으로 자전하면서 링기어(240)를 회전시키게 된다. 그리고 아우터기어(320)는 하우징(400) 내면에 고정되도록 설치될 수 있다.

이와 같이 구성된 감속기(100)는 유성기어방식으로 마련된 제1감속유닛(200)이 사이클로이드방식으로 마련되는 제2감속유닛(300) 내측에서 제2감속유닛(200)으로 편심회전력을 제공하도록 마련된다.

따라서 본 발명에 따른 감속기(100)는 모터(50)의 축방향으로 두께가 증가되는 것이 억제되면서도 제1감속유닛(200)과 제2감속유닛(300)에 의해 모터(50)의 회전속도를 다단으로 감속시킬 수 있게 되어 감속비를 효과적으로 증대시킬 수 있게 된다.

또 이러한 감속기(100)를 채용하는 상기 모터 브레이크는 상기 감속기(100)를 통해 모터(50)의 감속비는 증가되는 반면 감속기(100)로 인해 전장이 길이지는 것이 억제되어 공간활용도를 높일 수 있게 된다.

본 실시예의 경우 상기 감속기(100)가 모터 브레이크의 모터(50) 감속을 위해 채용된 경우를 설명하였으며, 제1감속유닛(200)을 제2감속유닛(300) 내측에 위치시킨 감속기(100)는 모터 브레이크는 물론 모터의 축방향 두께가 증가되지 않도록 하면서도 감속비를 증대시키기 위한 다양한 모터 채용기구에 용이하게 이용될 수 있다.

100: 감속기 200: 제1감속유닛
210: 입력축 220: 태양기어
230: 위성기어 240: 링기어
250: 베어링 300: 제2감속유닛
310: 인너기어 320: 아우터기어
330: 출력부재 333: 출력축

Claims

입력축과 동축으로 회전하도록 마련된 태양기어와, 상기 태양기어의 회전시 자전하도록 상기 태양기어 둘레에 마련된 복수의 유성기어와, 상기 유성기어의 회전시 편심 회전하도록 상기 복수의 유성기어 둘레에 외접하도록 마련된 링기어를 포함하는 제1감속유닛과;
외주에 사이클로이드 치형을 구비하고 내주 안쪽에 상기 링기어가 위치되도록 마련되어 상기 링기어와 함께 편심 회전하되 내주와 외주 사이에 원주방향을 따라 복수의 관통홀이 마련된 인너기어와, 내주에 상기 사이클로이드 치형에 대응하는 치형을 구비하도록 상기 인너기어 외측에 마련된 아우터기어와, 상기 관통홀에 삽입되고 상기 관통홀의 직경보다 작은 직경을 갖는 돌기가 일면의 중심 둘레에 원주방향을 따라 복수개 마련되고 타면 중심에 출력축이 마련된 출력부재를 포함하는 제2감속유닛;을 포함하고,
상기 링기어 둘레에는 베어링이 일체로 고정되고,
상기 베이링 외주는 상기 인너기어 내주에 슬립되도록 마련된 것을 특징으로 하는 감속기.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2감속유닛을 감싸는 하우징을 더 포함하고,
상기 유성기어의 축은 상기 하우징에 고정된 것을 특징으로 하는 감속기.
차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 상기 디스크의 압박을 위한 마찰패드와, 상기 마찰패드를 상기 디스크 쪽으로 가압하도록 마련된 피스톤과, 정역방향으로 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시켜 상기 피스톤으로 전달하는 변환유닛과, 상기 모터를 감속시키도록 상기 모터와 변환유닛 사이에 마련된 감속기를 구비하는 모터 브레이크에 있어서,
상기 감속기는 상기 모터 축과 함께 회전하는 입력축과 동축으로 회전하도록 마련된 태양기어와, 상기 태양기어의 회전시 자전하도록 상기 태양기어 둘레에 마련된 복수의 유성기어와, 상기 유성기어의 회전시 편심 회전하도록 상기 복수의 유성기어 둘레에 외접하도록 마련된 링기어를 포함하는 제1감속유닛과;
외주에 사이클로이드 치형을 구비하고 내주 안쪽에 상기 링기어가 위치되어 상기 링기어와 함께 편심 회전하되 내주와 외주 사이에 원주방향을 따라 복수의 관통홀이 마련된 인너기어와, 내주에 상기 사이클로이드 치형에 대응하는 치형을 구비하도록 상기 인너기어 외측에 마련된 아우터기어와, 상기 관통홀에 삽입되고 상기 관통홀의 직경보다 작은 직경을 갖는 돌기가 일면의 중심 둘레에 원주방향을 따라 복수개 마련되고 타면 중심에 상기 변환유닛에 연결되는 출력축이 마련된 출력부재를 포함하는 제2감속유닛;을 포함하고,
상기 링기어 둘레에는 베어링이 일체로 고정되고,
상기 베이링 외주는 상기 인너기어 내주에 슬립되도록 마련된 것을 특징으로 하는 모터 브레이크.
삭제