KR101342667B1

KR101342667B1 - 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101342667B1
Application number: KR1020130074774A
Authority: KR
Inventors: 인재준; 권영대; 박정근
Original assignee: 주식회사 인팩
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-12-20

Abstract

본 발명은 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 액츄에이터가 드럼 인 햇(D.I.H.)에 직접 설치되어 케이블의 길이가 크게 감소되고, 볼트스크류의 양단에 비나사부가 형성되어 작동시 및 복귀시에 록킹 현상이 해소된다.

Description

드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치{Electronic parking brake system mounted on DIH}

본 발명은 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주차 브레이크 어셈블리에 연결된 케이블을 모터의 힘으로 당겨줄 수 있도록 된 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치 에 관한 것이다.

자동차의 주차 브레이크는 운전석 옆에 마련된 주차 브레이크 레버를 운전자가 직접 조작하여 케이블을 매개로 주차 브레이크 어셈블리를 작동시킴으로써 주차 제동이 이루어지도록 된 수동식이 주류를 이루었다.

그러나, 수동 조작의 불편함과 또한 운전자의 실수로 인한 미작동, 불완전 작동 등의 이유로 안전사고가 발생하는 경우가 있어 버튼 조작에 의해 자동으로 작동하는 전자식 주차 브레이크가 적용되고 있다.

도 1과 같이, 종래 전자식 주차 브레이크는 차체 프레임(1)에 장착되는 액츄에이터(2)에 의해 작동된다. 액츄에이터(2)는 운전자의 버튼 조작을 입력신호로 하여 전자제어유니트에 의해 제어되어 전원을 공급받아 작동된다. 액츄에이터(2)는 D.I.H.(Drum in hat)(3)에 설치된 주차 브레이크 어셈블리의 작동레버에 케이블(4)로 연결되어 전원 공급시 케이블(4)을 잡아 당겨 작동레버를 조작함으로써 주차 브레이크 어셈블리에서 주차 제동력을 발생시킨다.

도 2는 상기 액츄에이터(2)의 일 실시예로서, 대한민국 공개특허 10-2012-0003294호에 개시된 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 전자식 주차 브레이크 액츄에이터는, 하우징(110)의 내부에 모터(120)와, 모터(120)와 기어부(132)로 연결된 너트스크류(134)와, 너트스크류(134)에 나사 체결된 볼트스크류(136)를 포함하고, 볼트스크류(136)에 케이블(125)이 연결된 구성으로 이루어진다.

따라서, 모터(120)가 작동하면 기어부(132)를 통해 회전력이 전달되어 너트스크류(134)가 회전되고, 너트스크류(134)의 회전 방향에 따라 볼트스크류(136)가 너트스크류(134)의 내부로 삽입되거나 외부로 돌출된다. 볼트스크류(136)가 너트스크류(134)의 내부로 이동하면 케이블(125)이 당겨져서 주차 브레이크 어셈블리가 작동되고, 볼트스크류(136)가 너트스크류(134)의 외부로 이동하면 당겨졌던 케이블(125)이 원위치로 복귀되어 주차 제동상태가 해제된다.

한편, 기어부(132)와 너트스크류(134) 및 볼트스크류(136)에 작용하는 축방향 힘에 의해 록킹(locking) 현상이 발생하여 액츄에이터(2)의 작동이 불가한 경우가 발생하게 되는데, 록킹 상태의 해지를 위하여 액츄에이터(2)의 후단에 비상작동부(150)가 설치된다.

비상작동부(150)는 너트스크류(134)의 후단에 선택적으로 삽입되어 결합되는 작동샤프트(152)를 포함하여 이루어진다. 작동샤프트(152)의 후단에 기구수용홀(154)이 형성되어, 록킹이 발생하였을 때 사용자가 기구수용홀(154)로 공구를 삽입하고 누른 상태에서 회전시킴으로써 작동샤프트(152)가 너트스크류(134)를 강제로 회전시켜 록킹이 해제될 수 있도록 되어 있다.

또한, 주차케이블(125)에 작용하는 인장력을 측정하기 위해 주차케이블(125)과 볼트스크류(136)의 사이에 하중센서(140)가 설치되며, 측정 하중에 따라 모터(120)의 작동을 제어하기 위해 하우징(110)의 내부에 별도의 전자제어유니트(미도시)를 구비하고 있다.

상기와 같이 종래의 주차 브레이크 장치는, 액츄에이터(2)가 차체 프레임(1)에 설치되고, 그로부터 차륜측 D.I.H.에 설치된 주차 브레이크 어셈블리까지 케이블을 연결해야 하므로 차종마다 케이블의 길이 및 설치 경로를 다르게 설정해야 하고, 다량의 케이블이 소모되는 문제점이 있었다.

또한, 액츄에이터의 작동 및 작동 복귀시에 록킹 현상이 발생할 뿐만 아니라, 따라서, 이를 수동으로 해제하기 위한 비상작동부를 반드시 마련해야만 하였다.

또한, 하중센서와 내부 전자제어유니트가 설치되므로 액츄에이터의 크기가 커지고 제조 비용이 증가하였다.

상기 비상작동부의 설치 역시 액츄에이터의 크기 및 제조비용 증가의 원인이 되었다.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 액츄에이터와 주차 브레이크 어셈블리를 연결하는 케이블의 길이가 크게 감소되고, 액츄에이터와 케이블의 설치 레이아웃 설정이 용이하며, 액츄에이터의 작동 및 복귀시에 록킹 현상이 발생하지 않고, 이에 록킹 상태를 해지하기 위한 비상작동부를 별도로 마련할 필요가 없으며, 하중센서와 내부 전자제어유니트 및 비상작동부가 설치되지 않게 되어 액츄에이터의 크기와 제조비용이 감소될 수 있도록 된 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, D.I.H에 설치된 주차 브레이크 어셈블리와, 상기 D.I.H에 설치된 액츄에이터와, 상기 액츄에이터와 주차 브레이크 어셈블리를 연결하는 케이블을 포함한다.

상기 액츄에이터는 모터와, 모터의 회전축에 설치된 제1스퍼기어와, 제1스퍼기어에 치합된 제2스퍼기어와, 제2스퍼기어에 연결된 유성기어와, 유성기어에 연결된 너트스크류와, 너트스크류에 나사 결합되어 너트스크류의 회전 방향에 따라 너트스크류의 내부로 삽입되거나 외부로 돌출되는 볼트스크류 및, 상기 제1스퍼기어, 제2스퍼기어, 유성기어, 너트스크류, 볼트스크류가 내장되는 케이스를 포함하고, 상기 볼트스크류에 케이블이 연결된다.

상기 유성기어는 제2스퍼기어의 내경부에 치합된 선기어와, 케이스에 고정된 링기어와, 선기어와 링기어 사이에 치합된 복수의 피니언기어들과, 피니언기어들을 연결하는 캐리어를 포함한다.

상기 캐리어의 내경부에 너트스크류의 일단이 고정되고, 너트스크류의 타단은 원통형으로 형성된 선기어의 내경부를 통해 볼트스크류측 방향으로 돌출된 다.

상기 볼트스크류의 외주부에 수나사부가 형성되고, 상기 너트스크류의 일측 단부에 수나사부에 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 볼트스크류의 수나사부의 일측 단부에 제1비나사부가 형성되어, 액츄에이터의 릴리스 작동시 너트스크류의 암나사부가 제1비나사부에서 공회전된다.

상기 볼트스크류 수나사부의 제1비나산부에 인접한 부분에 수나사부로부터 제1비나사부로 갈수록 나사산의 높이가 감소하는 테이퍼부가 형성된다.

상기 볼트스크류의 릴리스 작동시 릴리스방향과 반대 방향으로 볼트 스크류를 탄성지지하는 스프링이 구비된다.

상기 볼트스크류의 외주부에 수나사부가 형성되고, 상기 너트스크류의 일측 단부에 수나사부에 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 볼트스크류의 수나사부의 타측 단부에 제2비나사부가 형성되어, 액츄에이터의 주차 제동 작동시 너트스크류의 암나사부가 제2비나사부에서 공회전된다.

상기 케이스의 기어설치부 입구에 기어박스캡이 설치되고, 기어박스캡에는 볼트스크류의 릴리스 작동시 볼트스크류의 단부가 삽입되는 수용홈이 형성된다.

상기 케이스에 형성된 개구홀을 통해 케이블의 일단이 삽입되어 볼트스크류에 연결되고, 상기 개구홀의 주변부와 케이블 타단에 형성된 후크의 사이에 부트가 설치되어 개구홀을 통한 수분 및 이물질의 침투가 방지된다.

상기 너트스크류에 플랜지가 장착되고, 상기 케이스에 플랜지를 회전 가능하게 지지하는 제1부시가 설치되며, 플랜지의 외주면과 제1부시의 내주면은 상호 대응되는 경사면으로 형성되어 상호 접촉된다.

상기 케이스의 기어설치부 입구에 기어박스캡이 설치되고, 기어박스캡에 제2부시가 설치되며, 상기 유성기어의 캐리어에 부시지지홈이 형성되고, 제2부시의 내주면과 부시지지홈의 내주면이 상호 대응되는 경사면으로 형성되어 상호 접촉된 다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 액츄에이터가 주차 브레이크 어셈블리가 설치되는 D.I.H.에 장착되므로 케이블의 길이가 대폭 감소되고, 차체 프레임의 액츄에이터 설치 위치 및 차체 프레임으로부터 주차 브레이크 어셈블리에 이르는 케이블 설치 경로 등에 관한 레이아웃을 고려할 필요가 없게 된다.

액츄에이터의 작동 및 작동 복귀시에 록킹 현상이 발생하지 않게 되어 장치의 작동 신뢰성이 향상되고, 록킹 상태를 인위적으로 해제하기 위한 별도의 비상작동부를 마련할 필요가 없게 된다.

액츄에이터에 비상작동부와 하중센서 및 별도의 전자제어유니트를 설치하지 않으므로 제조 비용이 감소되고, 액츄에이터의 크기가 감소되어 액츄에이터의 설치시 레이아웃 설정이 용이하다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 설치 상태도.
도 2는 종래 기술에 따른 액츄에이터의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치의 설치 상태도.
도 4는 본 발명의 주요 구성인 액츄에이터의 단면도로서 비 작동 상태(릴리스 상태)를 도시한 도면.
도 5는 액츄에이터의 주요 구성인 볼트스크류의 너트스크류측 단부의 확대도.
도 6은 도 4의 대응도로서, 액츄에이터 작동 상태를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3과 같이, 본 발명에 따른 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치는 운전자의 버튼 조작 신호에 따라 전자제어유니트(종래 액츄에이터의 내부에 설치되는 전자제어유니트와 구별됨)에 의해 작동이 제어되고, D.I.H.(Drum in hat)(5)에 장착되는 액츄에이터(10)와, 액츄에이터(10)와 D.I.H.(5)의 내측에 설치된 주차 브레이크 어셈블리의 작동레버에 연결된 케이블(30)을 포함한다.

액츄에이터(10)는 D.I.H.(5)의 측면에 볼트, 클램프, 용접 등의 수단에 의해 장착된다.

상기와 같이 액츄에이터(10)가 주차 브레이크 어셈블리와 인접한 위치에 설치되므로, 액츄에이터(10)와 주차 브레이크 어셈블리의 작동레버를 연결하는 케이블(30)의 길이는 대략 5cm ~ 10cm 정도로 종래에 비해 대폭 감소된 길이를 갖는다.

즉, 기존에 액츄에이터가 설치되었던 차체 프레임의 중앙부로부터 본 발명의 액츄에이터가 설치된 위치에 이르는 거리에 해당되는 길이만큼 케이블(30)의 길이가 감소된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(10)는 케이스(20)와, 케이스(20)의 내부에 설치되는 모터(40), 한 쌍의 스퍼기어(50,51), 유성기어(60), 너트스크류(70) 및 볼트스크류(80)를 포함한다.

케이스(20)의 내부에는 모터설치부(21)와, 기어설치부(22) 및 볼트스크류설치부(23)가 형성된다.

모터설치부(21)에 케이블(30)을 당겨주는 동력을 발생시키는 모터(40)가 삽입 설치되고, 모터설치부(21)의 개구부를 막아주는 모터캡(24)이 설치된다.

기어설치부(22)에는 한 쌍의 스퍼기어(50,51)와, 유성기어(60) 및 너트스크류(70)가 설치된다.

볼트스크류설치부(23)는 원형 구멍으로서 볼트스크류(80)가 삽입된다.

스퍼기어(50,51)중 제1스퍼기어(50)는 모터(40)의 회전축에 장착되고, 제1스퍼기어(50)에 제2스퍼기어(51)가 치합된다. 제2스퍼기어(51)는 제1스퍼기어(50)에 비해 상대적으로 잇수가 많아 회전수를 감소시키는 역할을 한다.

유성기어(60)는 기어설치부(51)의 내측벽 즉, 케이스(20)에 고정된 링기어(61)와, 제2스퍼기어(51)의 내경부에 치합된 선기어(62)와, 링기어(61)에 내접 치합되고 선기어(62)에 외접 치합되는 복수의 피니언기어(63)와, 복수의 피니언기어(63)를 상호 연결하는 캐리어(64)로 이루어진다. 선기어(62)는 원통 형상으로 형성된다.

캐리어(64)의 중앙에는 너트스크류(70)의 일단이 고정되고, 너트스크류(70)는 선기어(62)의 내경부를 관통하여 타단이 선기어(62)의 반대쪽으로 돌출된다. 너트스크류(70)의 외경면과 선기어(62)의 내경면 사이에는 간극이 존재하여 양측 면이 상호 접촉하지 않음으로써 너트스크류(70)와 선기어(62)의 회전이 원활하게 이루어진다.

너트스크류(70)는 원통 형상이고, 볼트스크류(80)측 단부의 내경면에 암나사부(71)가 형성된다.

볼트스크류(80)의 외경면에는 수나사부(81)가 형성된다. 수나사부(81)의 양단부는 나사산이 형성되지 않은 비나사부(82,83)가 형성된다. 비나사부(82,83)중 너트스크류(70)측의 제1비나사부(82)는 너트스크류(70)의 암나사부(71) 내측으로 삽입되어 있다.

볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)측 부분에는 가이드핀(84)이 고정되어 있으며, 가이드핀(84)은 케이스(20)의 대응 위치에 형성된 가이드홈(도시되지 않음)에 삽입된다. 가이드홈은 볼트스크류(80)의 전후 이동방향(볼트스크류의 축방향)을 따라 형성되어 있어서, 볼트스크류(80)가 전후 방향으로 이동할 수는 있으나 회전은 불가하도록 되어 있다.

볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)측 단부는 볼트스크류설치부(23)에 선 삽입된 스프링(90)에 의해 지지된다. 스프링(90)은 압축 스프링으로서 볼트스크류(80)가 릴리스 위치(도 4의 상태로서 주차 제동 해제 상태)에 있을 때 압축되어 볼트스크류(80)를 너트스크류(70)쪽으로 밀어주는 작용을 한다.

볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)측 단부에는 케이블(30)의 일단이 연결된다. 케이블(30)의 일단은 스프링(90)을 통해 삽입되어 볼트스크류(80)의 단부에 연결된다. 케이블(30)의 타단에는 주차 브레이크 어셈블리의 작동레버와 연결되는 후크(31)가 형성된다.

케이블(30)은 케이스(20)에 형성된 개구홀(23a)을 통해 볼트스크류설치부(23)로 삽입되어 볼트스크류(80)의 단부에 연결되는데, 개구홀(23a)을 통해서 수분 및 이물질이 유입되어 기어 및 스크류 치합부에 녹이 발생하거나 이물질의 직접 끼임에 의한 작동 불량이 발생하지 않도록 개구홀(23a)을 차단하는 부트(100)가 설치된다.

부트(100)는 케이블(30)의 후크(31) 후단과 케이스(20)의 개구홀(23a) 주변부에 양단이 연결되는 상태로 설치되며, 케이블(30)이 당겨지거나 원위치로 복귀함에 따라 길이 방향으로 신축될 수 있는 구조로 이루어진다.

너트스크류(70)의 암나사부(71)가 형성된 쪽의 외주면에는 링 형상의 플랜지(72)가 설치된다. 플랜지(72)는 너트스크류(70)의 외주에 압입되거나 용접되어 일정 위치에 고정된다. 플랜지(72)의 외주면은 경사면으로 형성된다.

상기 케이스(20)의 볼트스크류설치부(23)의 타측(상기 개구홀(23a)이 형성된 부분의 반대쪽 부분) 개구부의 테두리 부분에 단차가 형성되고, 그 단차부에 제1부시(110)가 삽입 설치된다. 제1부시(110)의 내주면은 너트스크류(70)에 장착된 플랜지(72)의 외주 경사면과 대응되는 경사면으로 형성되어 양자의 경사면이 상호 맞닿는다. 즉, 제1부시(110)는 너트스크류(70)를 축방향으로 지지하면서 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 역할을 한다.

케이스(20)의 기어설치부(22) 입구에는 기어박스캡(25)이 설치되어 기어설치부(22)를 외부에 대해 차단한다. 기어박스캡(25)의 중앙에는 볼트스크류(80)가 작동 상태(주차 제동 상태)로 이동하는 것을 허용하도록 볼트스크류(80)의 단부가 삽입 수용되는 수용홈(25a)이 형성된다.

기어박스캡(25)의 내측면에는 원형의 부시삽입홈이 형성되고, 부시삽입홈에 제2부시(111)가 삽입 설치되며, 제2부시(111)의 내주면은 경사면으로 형성된다. 이에 대하여 유성기어(60)의 캐리어(64) 일측면에 부시지지홈(64a)이 형성되고, 부시지지홈(64a)의 내주면이 제2부시(111)의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성되며, 양 경사면은 상호 맞닿아 지지된다. 따라서, 캐리어(64)는 기어박스캡(25)에 마찰되지 않고 제2부시(111)에 지지되므로 원활하게 회전된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 볼트스크류(80)의 수나사부(81)중에서 제1비나사부(82)에 인접한 부분에 테이퍼부(81a)가 형성된다. 테이퍼부(81a)는 수나사부(81)측 부분에서 제1비나사부(82)로 갈수록 나사산의 높이가 낮아지는 형상으로 이루어진다. 즉, 수나사부(81)의 나사산이 단부로 갈수록 점차 없어지는 형상을 갖는다. 테이퍼부(81a)에 의해서 수나사부(81)의 외경(A)과 제1비나사부(82)의 외경(B)은 A>B의 관계가 된다.

도 4의 상태는 액츄에이터(10)가 작동하지 않은 상태(주차 제동 해제 상태)로서, 스프링(90)은 압축 상태에서 볼트스크류(80)를 너트스크류(70)쪽으로 밀어 주고 있다. 볼트스크류(80)의 제1비나사부(82)는 너트스크류(70)의 암나사부(71)에 삽입되어 있다. 너트스크류(70)의 암나사부(71)에서 가장 외측의 나사산이 볼트스크류(80)의 테이퍼부(81a)에서 가장 낮은 나사산에 걸려 볼트스크류(80)가 너트스크류(70)의 내부로 더 이상 진입하지 못하고 있다.

상기 상태에서 운전자가 주차 브레이크 버튼을 조작하여 모터(40)가 작동되면 모터(40) 회전축에 장착된 제1스퍼기어(50)가 회전되고, 이에 제2스퍼기어(51)가 회전되며, 이어 제2스퍼기어(51)의 내경에 치합된 선기어(62)가 회전된다.

선기어(62)가 회전되면, 이에 외접한 피니언기어(63)들이 링기어(61)를 따라 돌고, 이에 피니언기어(63)들을 연결하고 있는 캐리어(64)가 회전되며, 캐리어(64)의 내경부에 고정된 너트스크류(70)가 회전된다.

너트스크류(70)가 회전되면, 암나사부(71)가 회전되면서 암나사산이 테이퍼부(81a)의 수나사산과 맞물리기 시작하고, 너트스크류(70)의 회전이 계속되면서 암나사부(71)는 테이퍼부(81a)를 경유하여 볼트스크류(80)의 수나사부(81)와 결합된다. 즉, 너트스크류(70)의 회전에 의해 볼트스크류(80)가 너트스크류(70)의 내부로 이동하게 된다.

너트스크류(70)가 계속 회전되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 암나사부(71)가 수나사부(81)를 지나 볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)에 이르게 되며, 이 때는 너트스크류(70)의 회전이 계속되어도 암나사부(71)가 제2비나사부(83)에서 나사 체결 없이 공회전하게 되므로 볼트스크류(80)를 더 이상 끌어당기지 못하게 된다.

상기의 과정에 의해 볼트스크류(80)는 너트스크류(70)의 내부로 삽입되는 방향으로 이동하게 되고, 이에 볼트스크류(80)에 연결된 케이블(30)이 당겨짐으로써 케이블(30)의 후크(31)에 연결된 작동레버가 당겨져서 주차 브레이크 어셈블리가 주차 제동력을 발생시킨다.

한편, 주차 상태에서 운전자가 주차 해제 버튼을 조작하면 모터(40)가 역방향으로 회전되고, 이에 연결된 제1스퍼기어(50), 제2스퍼기어(51), 유성기어(60)가 모두 역방향으로 회전되며, 이에 너트스크류(70)도 반대 방향으로 회전된다.

주차 제동 상태에서는 케이블(30)에 장력이 작용하고 있는 상태이므로 볼트스크류(80)의 수나사부(81)의 끝(제2비나사부(83)에 인접한 부분)에 위치한 나사산과 너트스크류(70)의 암나사부(71) 안쪽 끝에 위치한 나사산이 상호 맞닿아 있으며, 상기와 같은 너트스크류(70)의 역방향 회전이 시작되면 암나사부(71)와 수나사부(81)의 나사 결합이 다시 시작되며, 너트스크류(70)의 역방향 회전이 지속됨으로써 볼트스크류(80)가 너트스크류(70)로부터 돌출되는 방향으로 이동하게 된다.

결국 볼트스크류(80)는 도 4의 상태 즉, 원위치로 복귀하게 되므로 케이블(30)이 주차 브레이크 어셈블리의 작동레버를 더 이상 당겨줄 수 없게 되고, 작동레버는 자체에 구비된 탄성 복귀수단에 의해 원위치로 복귀함으로써 주차 제동 상태가 해제된다.

한편, 볼트스크류(80)는 주차 브레이크 어셈블리의 브레이크슈에 장착된 마찰재(라이닝)가 완전 마모되었을 때도 브레이크슈를 드럼에 밀착시킬 수 있을 정도의 케이블(30) 당김량을 확보할 수 있어야만 마찰재 마모에 따른 주차 제동력 감소를 방지할 수 있다.

따라서, 볼트스크류(80)가 마찰재 마모에 따른 주차 제동력 감소를 방지할 수 있을 정도의 충분한 스트로크를 가질 수 있도록 테이퍼부(81a)를 포함하는 수나사산부(81)의 길이를 마찰재의 두께 감소를 감안하여 설정하는 것이 바람직하다.

볼트스크류(80)가 주차 제동 작동시 너트스크류(70)의 내부로 삽입될 때 기어박스캡(25)에 형성된 수용홈(25a)의 내부로 제1비나사부(82)가 삽입될 수 있기 때문에 볼트스크류(80)는 너트스크류(70)의 암나사부(71)가 볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)에 이를 때까지 완전히 이동할 수 있게 된다. 암나사부(71)가 제2비나사부(83)에 이르면 너트스크류(70)는 공회전되고 볼트스크류(80)는 더 이상 너트스크류(70)의 내부로 이동하지 않으며, 이때 볼트스크류(80)의 제1비나사부(82)측 단부는 수용홈(25a)의 내측면에 맞닿지 않은 상태이다.

따라서, 액츄에이터(10)의 주차 제동 작동시 볼트스크류(80)의 제1비사나부(82)측 단부가 기어박스캡(25)에 맞닿지 않고, 또한 제2비나사부(83)측의 볼트헤드(케이블(30)이 연결된 부분)면이 너트스크류(70)의 암나사부(71) 외측 단면에 맞닿지 않게 되므로 록킹 현상이 발생하지 않게 된다.

즉, 너트스크류(70)의 암나사부(71)가 볼트스크류(80)의 제2비나사부(83)에 이른 후에는 너트스크류(70)의 회전이 계속되어도 암나사부(71)가 제2비나사부(83)에서 공회전할 뿐 더 이상의 나사 체결이 이루어지지 않으므로 볼트스크류(80)가 너트스크류(70)의 내부로 더 이상 이동할 수 없으므로 록킹의 발생이 방지된다.

한편, 액츄에이터(10)의 주차 제동 해제 작동시에는, 즉, 상기와 같은 작동 상태에서 모터(40)가 역회전하여 볼트스크류(80)가 원위치로 복귀할 때는, 암나사부(71)가 제2비나사부(83)으로부터 나사산부(81)를 거쳐 제1비나사부(82)로 이동하게 되며, 암나사부(71)가 제1비나사부(82)에 이른 후에는 너트스크류(70)가 계속 회전되어도 너트스크류(70)가 볼트스크류(80)와 나사 체결되지 않고 공회전되며, 이에 볼트스크류(80)의 볼트헤드가 볼트스크류설치부(23)의 내벽에 맞닿지 않으므로 볼트스크류(80)가 원위치로 복귀(릴리스)할 때의 록킹이 방지된다. 이때 스프링(90)이 볼트스크류(80)의 단부를 탄성적으로 지지하고 있음으로써 테이퍼부(81a)의 최소 직경 나사산이 너트스크류(70) 암나사부(71)의 최외측 나사산에 맞닿는 상태가 유지되어 다음 번 주차 제동 작동시 너트스크류(70)와 볼트스크류(80)의 나사 결합이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 릴리스 작동시 너트스크류(70)의 암나사부(71)가 볼트스크류(80)의 수나사부(81)로부터 제1비나사부(82)로 이동할 때 상기 테이퍼부(81a)를 경유하면서 나사결합력이 점차 약해져서 수나사부(81)로부터 제1비나사부(82)로 이동하기 용이하고, 암나사부(71)가 제1비나사부(82)에서 공회전할때도 암나사부(71)의 나사산에 접촉하는 테이퍼부(81a)의 나사산이 매우 작기 때문에 양측 나사산이 접촉 마찰에 의해 변형되어 록킹이 발생하는 현상이 방지된다.

상기와 같이 너트스크류(70) 및 기어류 부품들이 회전될 때 너트스크류(70)에 고정된 플랜지(72)가 제1부시(110)에 지지되고, 캐리어(64)가 제2부시(111)에 지지됨으로써 회전 작동시 발생하는 축력에 대해 부품들이 축방향으로 이동하지 않고 설치 위치를 유지하면서 안정적으로 회전될 수 있다. 제1부시(110)와 제2부시(111)가 사용됨으로써 상대적으로 고가인 베어링을 사용하지 않고도 회전부품들을 원활히 회전하는 상태에서 안정적으로 지지할 수 있다.

부트(100)는 케이블(30)이 당겨지거나 원위치로 복귀됨에 따라 그에 맞추어 길이방향으로 신축하면서 케이블(30)의 작동에는 지장을 주지 않고, 케이스(20)의 개구홀(23a) 주변부와 후크(31) 사이를 연결하여 개구홀(23a)을 외부에 대해 차단함으로써 외부에서 케이스(20)의 내부로 수분 및 이물질이 침투하는 것을 방지한다. 따라서, 침투 수분에 의해 발생한 녹과 침투 이물질에 의해 액츄에이터 내부 부품들의 작동이 방해 받는 것이 방지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 액츄에이터가 차량 좌,우측의 D.I.H. 에 직접 설치되므로 케이블의 길이가 대폭 감소되는 효과가 있다.

또한, 액츄에이터와 케이블의 설치 레이아웃을 차종 별로 검토해야만 하는 번거로움이 해소되고, 주변 부품과의 간섭 회피가 매우 용이하다.

또한, 케이블의 길이가 감소되어 케이블 섭동 저항이 크게 감소되므로 주차 브레이크 장치의 시스템 효율이 향상된다.

스프링, 볼트스크류에 형성된 제1 및 제2 비나사부와 테이퍼부, 기어박스캡에 형성된 수용홈 등의 작용으로 주차 제동 작동시나 주차 제동 해제시에 록킹 현상이 방지되고, 이에 따라 록킹 발생시 수동 해제를 위한 비상작동부를 설치할 필요가 없게 된다.

볼트스크류에 형성된 제1 및 제2 비나사부에 의해서 볼크스크류의 스트로크가 제한되고, 그에 따라 케이블을 당기는 정도나 릴리스 위치가 일정하게 제한되므로 단순히 모터의 작동시간 제어만으로 액츄에이터의 정상 작동이 가능하며, 이에 액츄에이터의 내부에 하중센서 및 별도의 전자제어유니트를 설치할 필요가 없게 되어 액츄에이터의 장치 구성이 단순해지고, 중량이 감소하며, 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

상기와 같이 하중센서와 전자제어유니트 및 비상작동부가 설치되지 않으므로 액츄에이터의 크기(길이)가 감소되는 장점이 있다.

유성기어를 구성하는 선기어와 너트스크류가 제2스퍼기어를 관통하는 구조로 설치됨으로써 기어류 부품 및 너트스크류가 차지하는 길이가 감소하여 액츄에이터의 길이가 감소되는 효과가 있다.

상기와 같이 액츄에이터의 크기 및 길이가 감소되면 D.I.H.에 설치 위치를 잡기 용이할 뿐만 아니라, 주변 부품과의 간섭도 용이하게 회피할 수 있게 된다.

액츄에이터 내 회전부품을 경사면이 형성된 부시로 지지함으로써 상대적으로 고가인 베어링을 사용할 필요가 없게 되어 액츄에이터 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

모터의 회전력을 전달함에 있어 유성기어를 사용하고 있기 때문에 작동력을 증대하거나 감소시킬 필요가 있을 때 유성기어의 기어비를 조정하는 것으로 용이하게 대응할 수 있다.

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.

5 : 드럼 10 : 액츄에이터
20 : 케이스 30 : 케이블
40 : 모터 50,51 : 스퍼기어
60 : 유성기어 70 : 너트스크류
80 : 볼트스크류 90 : 스프링
100 : 부트 110,111 : 부시

Claims

드럼 인 햇(D.I.H)에 설치된 주차 브레이크 어셈블리와;
상기 드럼 인 햇(D.I.H)에 설치된 액츄에이터와;
상기 액츄에이터와 주차 브레이크 어셈블리를 연결하는 케이블을 포함하고,
상기 액츄에이터는 모터와, 모터의 회전축에 설치된 제1스퍼기어와, 제1스퍼기어에 치합된 제2스퍼기어와, 제2스퍼기어에 연결된 유성기어와, 유성기어에 연결된 너트스크류와, 너트스크류에 나사 결합되어 너트스크류의 회전 방향에 따라 너트스크류의 내부로 삽입되거나 외부로 돌출되는 볼트스크류 및, 상기 제1스퍼기어, 제2스퍼기어, 유성기어, 너트스크류, 볼트스크류가 내장되는 케이스를 포함하고, 상기 볼트스크류에 케이블이 연결되며,
상기 볼트스크류의 외주부에 수나사부가 형성되고, 상기 너트스크류의 일측 단부에 수나사부에 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 볼트스크류의 수나사부의 일측 단부에 제1비나사부가 형성되어, 액츄에이터의 릴리스 작동시 너트스크류의 암나사부가 제1비나사부에서 공회전하도록 된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어는 제2스퍼기어의 내경부에 치합된 선기어와, 케이스에 고정된 링기어와, 선기어와 링기어 사이에 치합된 복수의 피니언기어들과, 피니언기어들을 연결하는 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 캐리어의 내경부에 너트스크류의 일단이 고정되고, 너트스크류는 원통형으로 형성된 선기어의 내경부를 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 볼트스크류 수나사부의 제1비나산부에 인접한 부분에 수나사부로부터 제1비나사부로 갈수록 나사산의 높이가 감소하는 테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 볼트스크류의 릴리스 작동시 릴리스방향과 반대 방향으로 볼트 스크류를 탄성지지하는 스프링이 구비된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 볼트스크류의 외주부에 수나사부가 형성되고, 상기 너트스크류의 일측 단부에 수나사부에 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 볼트스크류의 수나사부의 타측 단부에 제2비나사부가 형성되어, 액츄에이터의 주차 제동 작동시 너트스크류의 암나사부가 제2비나사부에서 공회전하도록 된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이스에 기어박스캡이 설치되고, 기어박스캡에는 볼트스크류의 릴리스 작동시 볼트스크류의 단부가 삽입되는 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이스에 형성된 개구홀을 통해 케이블의 일단이 삽입되어 볼트스크류에 연결되고, 상기 개구홀의 주변부와 케이블의 타단에 형성된 후크의 사이에 부트가 설치되어 개구홀을 통한 수분 및 이물질의 침투를 막도록 된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 너트스크류에 플랜지가 장착되고, 상기 케이스에 플랜지를 회전 가능하게 지지하는 제1부시가 설치되며, 플랜지의 외주면과 제1부시의 내주면은 상호 대응되는 경사면으로 형성되어 상호 접촉된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 케이스에 기어박스캡이 설치되고, 기어박스캡에 제2부시가 설치되며, 상기 유성기어의 캐리어에 부시지지홈이 형성되고, 제2부시의 내주면과 부시지지홈의 내주면이 상호 대응되는 경사면으로 형성되어 상호 접촉된 것을 특징으로 하는 드럼 인 햇 직접 장착형 전자식 주차 브레이크 장치.