KR101567211B1 - 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 특히 파킹 작동시 케이블 엔드부에 작용하는 작동 하중을 파킹 케이블 전체로 분산시켜 작동 내구성을 개선할 수 있는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 운동전환부, 가이드핀에 의해 상기 운동전환부에 결합되는 케이블 헤드부와 DIH(Drum In Hat)의 작동레버와 연동가능하게 연결되는 케이블 엔드부를 갖는 파킹 케이블을 포함하여 구성되며, 상기 파킹 케이블은 운동전환부와 작동레버 사이에 케이블 헤드부와 케이블 엔드부가 모두 유동가능한 구조로 연결됨으로써 파킹 작동시 파킹 케이블에 작용하는 하중을 분산시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치를 제공한다.

Description

자동차의 전동식 주차 브레이크 장치 {Electric Parking Brake Device of Vehicle}

본 발명은 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파킹 작동시 파킹 케이블에 작용하는 작동 하중을 분산시켜 작동 내구성을 개선하기 위한 전동식 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.

최근 전동식 주차 브레이크(EPB, Electronic Parking Brake)라 하여 운전자가 수동으로 조작하지 않더라도 차량의 동작상태에 따라 액추에이터를 이용하여 자동으로 작동되는 주차 브레이크 시스템이 개발되고 있다.

일례로, 전동식 주차 브레이크에서는 차량이 일정시간 이상 움직이지 않으면 자동적으로 주차 브레이크가 작동되고, 차량의 출발 시에는 자동적으로 주차 브레이크가 해제된다.

이를 위해 차량의 각종 센서에서 차량의 동작상태를 감지하여 파악하고, 센서에서 파악된 정보에 따라 전자제어부에서 주차 브레이크의 자동조정에 관련된 전체 작동을 제어하게 된다.

이와 같은 전동식 주차 브레이크를 구성하기 위해서는 차륜측 브레이크 어셈블리를 작동시키는 케이블을 당기거나 풀어주는 역할을 액추에이터가 수행할 수 있으며, 이 액추에이터의 내부 모터는 전술한 전자제어부에 의해 그 작동이 제어되게 된다.

이러한 전동식 주차 브레이크(EPB)는 모터의 회전을 통해 파킹 케이블을 잡아당겨서 발생하는 장력으로 차륜의 DIH(Drum In Hat) 내부의 슈를 확장시켜 제동력을 확보하는 케이블 풀러형 EPB와, 모터의 회전으로 스핀들이 피스톤을 전진시켜 패드를 밀어냄으로써 디스크와 패드를 밀착시켜 제동력을 확보하는 캘리퍼 일체형 EPB가 있다.

최근 상기 케이블 풀러형 EPB를 대체할 수 있는 주차 브레이크로 캐리어 장착형 액추에이터를 이용한 전동식 주차 브레이크(이하, 캐리어 장착형 EPB라고 함)가 개발된바 있다.

도 1 및 도 2에는 상기 캐리어 장착형 EPB의 액추에이터가 도시되어 있고, 도 3에는 상기 캐리어 장착형 EPB의 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 캐리어 장착형 EPB의 액추에이터는 모터(1) 및 감속기어(2), 감속기어(2)를 통해 모터(1)의 회전력을 전달받아 축회전하는 회전부(4), 회전부(4)와 나선결합되어 회전부(4)의 회전시 직선이동하게 되는 스핀들(3), 가이드핀(5)에 의해 스핀들(3)의 일측단에 고정 결합되는 케이블 헤드부(6)와 DIH의 작동레버(20)와 연동가능하게 연결되는 케이블 엔드부(7)를 갖는 파킹 케이블(8), 내부에 가이드핀의 움직임을 구속 및 안내하는 가이드레일(9)을 형성한 하우징(10)으로 구성된다.

상기 액추에이터는 파킹 작동시 모터(1)가 회전하고 감속기어(2)를 통해 모터(1)의 회전력이 스핀들(3)에 전달되면, 상기 스핀들(3)이 회전부(4)에 의해 가이드레일(9)을 따라 직선으로 병진운동을 하고, 이때 파킹 케이블(8)의 케이블 엔드부(7)가 DIH의 작동레버(20)를 원터치 방식으로 회전시키게 된다.

상기 액추에이터는 이렇게 파킹 케이블(8)이 당겨져서 발생하는 장력으로 DIH 내부의 슈를 확장시켜 제동력을 생성하게 된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 이러한 종래의 캐리어 장착형 EPB는 액추에이터의 작동시 파킹 케이블(8)에 회전 모멘트가 발생하게 되는데, 이때 파킹 케이블(8)의 한쪽이 고정된 캔틸레버 구조로 구성되어 있음으로 케이블 엔드부(7)에 작동 하중이 집중되어 파킹 케이블(8)의 케이블 엔드부(7)가 파손되고 작동 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2011-0100402

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 고안한 것으로서, 파킹 작동시 케이블 엔드부에 작용하는 작동 하중을 파킹 케이블 전체로 분산시켜 작동 내구성을 개선할 수 있는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 본 발명에서는, 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 운동전환부, 가이드핀에 의해 상기 운동전환부에 결합되는 케이블 헤드부와 DIH(Drum In Hat)의 작동레버와 연동가능하게 연결되는 케이블 엔드부를 갖는 파킹 케이블을 포함하여 구성되며, 상기 파킹 케이블은 운동전환부와 작동레버 사이에 케이블 헤드부와 케이블 엔드부가 모두 유동가능한 구조로 연결됨으로써 파킹 작동시 파킹 케이블에 작용하는 하중을 분산시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 파킹 케이블은 케이블 헤드부의 힌지 역할을 하게 되는 상기 가이드핀의 정렬방향이 상기 작동레버의 힌지 정렬방향과 서로 일치되게 구성된다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 운동전환부는 모터의 회전력을 전달받아 축회전하는 회전부 및 이 회전부와 나선결합되어 상기 회전부의 회전운동시 직선운동하게 되는 스핀들로 이루어지고, 상기 스핀들은 파킹 작동시 스핀들의 직선이동을 정지시키기 위한 스토퍼가 일측단에 형성되고, 상기 파킹 케이블은 케이블 헤드부가 라운드 타입으로 형성되어 상기 스토퍼에 의한 회전 제한을 방지하게 된다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 케이블 엔드부는 그 축선을 기준으로 좌우 양측에 작동레버의 연결부가 접촉하고 있으며, 따라서 파킹 케이블이 당겨질 때 케이블 엔드부의 회전모멘트 발생을 저감하고 케이블 엔드부의 꺾임 현상을 개선하게 된다.

또한 본 발명에서는, 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 운동전환부, 상기 운동전환부에 결합되는 케이블 헤드부와 DIH(Drum In Hat)의 작동레버와 연동가능하게 접촉되는 케이블 엔드부 및 상기 케이블 헤드부와 케이블 엔드부 사이에 일체로 형성되는 케이블부를 갖는 파킹 케이블을 포함하여 구성되며, 상기 케이블 엔드부는 실린더 형태로 마련되고, 그의 곡면형 외주면에 연결된 상기 케이블부를 기준으로 케이블 엔드부의 좌우 양측이 상기 작동레버의 각 연결부에 선접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치도 제공한다.

본 발명에 따른 전동식 주차 브레이크 장치는 파킹 케이블의 양측(케이블 헤드부 및 엔드부)이 모두 유동가능한 구조로 지지됨으로써 작동 하중이 파킹 케이블 전체에 분산되어 내구수명이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 전동식 주차 브레이크 장치는 기존의 케이블 풀러형 EPB 대비 파킹 케이블의 길이를 축소시켜 차량 언더바디의 패키지성을 향상시킬 수 있고, 기존 차륜의 DIH를 변경 없이 그대로 적용할 수 있는 이점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 캐리어 장착형 EPB의 액추에이터를 나타낸 도면
도 3은 종래 캐리어 장착형 EPB의 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면
도 4는 종래 캐리어 장착형 EPB의 문제점을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차의 전동식 주차 브레이크를 나타낸 도면
도 6은 도 5의 A에서 본 도면 및 하우징 내에 위치된 케이블 헤드부를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 헤드부의 조립구조를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파킹 케이블의 케이블 엔드부와 작동레버 간에 접촉형태를 개략적으로 나타낸 도면
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 주차 브레이크의 작동 메커니즘을 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 엔드부와 작동레버 간에 접촉형태를 나타낸 도면

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전동식 주차 브레이크의 액추에이터는 모터(110)와 감속기어(120), 스핀들(130)과 회전부(140)로 이루어진 운동전환부, 파킹 케이블(150), 및 하우징(160)을 포함하여 구성된다.

모터(110)는 그 작동시 발생시킨 회전력을 감속기어(120)를 통해 회전부(140)에 전달하여 스핀들(130)을 직선이동 가능하게 한다.

구체적으로, 운동전환부는 모터(110)의 회전운동을 직선운동으로 전환시켜주는 것으로, 감속기어(120)를 통해 모터(110)의 회전력을 전달받아 축회전하는 회전부(140)와, 이 회전부(140)와 나선결합되어 회전부(140)의 축회전시 직선이동하게 되는 스핀들(130)로 이루어진다.

이때 회전부(140)는 하우징(160) 내에 전후 이동 없이 제자리에서 축회전하도록 지지되어 설치되고, 스핀들(130)은 감속기어(120)를 통해 모터(110)와 연결되고 회전부(140)를 통해 감속기어(120)와 연결되게 설치된다.

도면으로 나타내지는 않았으나, 상기 회전부(140)는 내주면에 나사선이 형성된 것으로, 이 나사선은 스핀들(130)의 외주면에 형성된 나사선에 대응하는 형태로 마련된다.

이에 운동전환부는 모터(110)의 회전 작동시 스핀들(130)이 하우징(160) 내에서 직선이동을 하게 된다.

이때 스핀들(130)은 파킹을 위한 모터(110)의 회전 작동시 스핀들(130)의 직선이동을 정지시키기 위한 스토퍼(132)가 일측단에 형성되어 있다.

그리고, 파킹 케이블(150)은 케이블부(156)와 케이블부(156)의 양측단에 각각 형성된 케이블 헤드부(152) 및 케이블 엔드부(154)로 이루어진다.

도 7에 보이듯이 케이블 헤드부(152)는 가이드핀(158)에 의해 스핀들(130)의 일측단에 회전가능하게 결합되고, 도 8에 보이듯 케이블 엔드부(154)는 차륜(후륜)의 DIH(Drum In Hat)의 작동레버(180)와 연동가능하게 연결된다.

이때 케이블 헤드부(152)는 스핀들(130)의 스토퍼(132)와 마주하는 일측단이 라운드 타입으로 형성되어 상기 스토퍼(132)에 의한 회전 제한을 방지하고 브레이크 작동시 유연하게 회전가능하게 된다.

이에 파킹 케이블(150)은 스핀들(130)과 작동레버(180) 사이에 케이블 헤드부(152)와 케이블 엔드부(154)가 모두 유동가능한 구조로 연결 및 지지됨으로써 파킹 작동시 파킹 케이블(150)의 유연한 유동을 가능하게 하여 파킹 케이블(150)에 작용하는 하중을 파킹 케이블 전체에 분산시킬 수 있게 된다.

여기서 상기 파킹 케이블(150)은 케이블 헤드부(152)의 힌지 역할을 하게 되는 가이드핀(158)의 정렬방향이 상기 작동레버(180)의 힌지(182)의 정렬방향과 서로 일치되는 것이 바람직하다.

상기 케이블 엔드부(154)는 DIH의 작동레버(180)와 연동가능하게 연결되되, 케이블 엔드부(154)의 하측을 지지하는 상기 작동레버(180)의 연결부(184)가 한 쌍으로 마련되고, 상기 한 쌍의 연결부(184)가 케이블 엔드부(154)의 하측에서 케이블부(156)를 감싼 형태로 형성되어 케이블 엔드부(154)의 하단을 양측에서 안정적으로 지지하게 되어 파킹 작동시 작동 안정성을 증대할 수 있게 된다.

또한 바람직하게, 도 8에 나타낸 바와 같이, 케이블 엔드부(154)는 작동레버(180)의 각 연결부(184)가 케이블 엔드부(154)의 축선(중심선)을 기준으로 좌우 양측에 접촉하고 있기 때문에, 파킹 케이블(150)이 당겨질 때 케이블 엔드부(154)의 회전모멘트 발생을 저감하고 케이블 엔드부(154)의 꺾임 현상을 개선할 수 있다.

하우징(160)은 모터(110)의 일측단에서 감속기어(120), 회전부(140), 스핀들(130), 및 케이블 헤드부(152)의 일부분을 수용하게 형성되고, 미도시되었으나 DIH의 일면에 구비된 캐리어에 결합되며, 그 내부에 상기 가이드핀(158)의 움직임을 직선형으로(하우징의 축선방향으로) 구속 및 안내하는 가이드레일(162)이 형성된다.

그리고, 도면으로 나타내지는 않았으나, 하우징(160) 내부에는 파킹 케이블(150)이 당겨질 때 스핀들과 함께 이동한 케이블 헤드부의 회전유동(가이드핀을 기준으로 하는 회전유동)을 위해 하우징(160) 내 케이블 헤드부의 직선이동을 위한 내부공간을 케이블 헤드부의 외경보다 크게 형성될 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 이러한 전동식 주차 브레이크의 액추에이터는 파킹 작동시 모터(110)가 회전하고 감속기어(120)를 통해 모터(110)의 회전력이 회전부(140)에 전달되면, 스핀들(130)이 가이드레일(162)을 따라 직선으로 병진운동을 하여 모터(110) 측으로 이동하고, 이때 파킹 케이블(150)의 케이블부(156)가 당겨지면서 케이블 엔드부(154)에 연결된 DIH의 작동레버(180)가 연동되어 힌지(182)를 기준으로 회전하게 되고, 이에 의해 제동력이 생성된다.

이때 케이블 헤드부(152)는 가이드핀(158)을 기준으로 회전하게 되고, 케이블 엔드부(154)는 종래 대비 좌우 꺾임이 개선된 형태로 움직이게 된다.

알려진 바와 같이, 전동식 주차 브레이크는 액추에이터 내부의 모터가 회전하여 파킹 케이블이 당겨지면 그 장력에 의해 DIH의 작동레버가 일측으로 회전되어 DIH 내부의 슈를 확장시켜 제동력을 생성한다.

즉, 본 발명의 액추에이터는 파킹 케이블(150)이 당겨져서 발생하는 장력으로 DIH 내부의 슈를 확장시켜 제동력을 생성시키게 된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 액추에이터는 파킹 작동시 케이블부(156)에 회전 모멘트가 발생하게 되는데, 이때 파킹 케이블(150)의 양측(케이블 헤드부(152) 및 엔드부(154))이 모두 유동가능한 구조로 스핀들(130)과 작동레버(180) 사이에 지지됨으로써 작동 하중이 파킹 케이블 전체에 분산되어 내구수명이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 파킹 케이블(150)의 케이블 엔드부(154)는 원통형의 실린더 형태로 마련될 수 있으며, 이때 케이블 엔드부(154)의 축선이 케이블부(156)의 중심선과 직각을 이룰 수 있게 되고, 케이블 엔드부(154)의 곡면형 외주면에 케이블부(156)의 일측단이 일체로 연결된다.

따라서 이러한 케이블 엔드부(154)는 파킹 케이블(150)이 당겨져서 작동레버(180)의 연결부(184)가 그의 곡면형 외주면에 접촉하게 될 때, 케이블부(156)를 기준으로 좌우 양측단이 각각 작동레버(180)의 연결부(184)에 선접촉하게 되고, 케이블 엔드부(154)와 연결부(184) 간에 접촉지점이 케이블부(156)의 중심선과 일치하여 옵셋이 미발생함으로써, 케이블 엔드부(154)에 회전모멘트가 미발생하여 하중 집중 현상이 방지되고 케이블 엔드부(154)의 꺾임 현상이 발생하지 않게 된다.

이렇게 케이블 엔드부(154)가 실린더형으로 구성되는 경우, 케이블부(156)에 회전모멘트가 발생하더라도 케이블 엔드부(154)에는 회전모멘트가 거의 발생하지 않거나 미발생하게 되어 종래 대비 좌우 꺾임이 크게 개선된 형태로 움직이게 되므로 케이블 헤드부(152)를 유동 타입으로 변경하지 않아도 된다.

따라서 케이블 헤드부(152)는 기존과 같이 스핀들(130)의 스토퍼(132)에 면접촉하는 에지형(EDGE TYPE)으로 형성되거나, 또는 전술한 바와 같이 스핀들(130)의 스토퍼(132)에 선접촉하는 라운드형으로 형성될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

110 : 모터
120 : 감속기어
130 : 스핀들
132 : 스토퍼
140 : 회전부
150 : 파킹 케이블
152 : 케이블 헤드부
154 : 케이블 엔드부
156 : 케이블부
158 : 가이드핀
160 : 하우징
162 : 가이드레일
180 : DIH(Drum In Hat)의 작동레버
182 : 힌지
184 : 연결부

Claims (5)

1. 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 운동전환부, 가이드핀에 의해 상기 운동전환부에 결합되는 케이블 헤드부와 DIH(Drum In Hat)의 작동레버와 연동가능하게 연결되는 케이블 엔드부를 갖는 파킹 케이블을 포함하여 구성되며,
   상기 파킹 케이블은 운동전환부와 작동레버 사이에 케이블 헤드부와 케이블 엔드부가 모두 유동가능한 구조로 연결됨으로써 파킹 작동시 파킹 케이블에 작용하는 하중을 분산시킬 수 있게 되고,
   상기 운동전환부는 모터의 회전력을 전달받아 축회전하는 회전부 및 이 회전부와 나선결합되어 상기 회전부의 회전운동시 직선운동하게 되는 스핀들로 이루어지고, 상기 스핀들은 파킹 작동시 스핀들의 직선이동을 정지시키기 위한 스토퍼가 일측단에 형성되고, 상기 파킹 케이블은 케이블 헤드부가 라운드 타입으로 형성되어 상기 스토퍼에 의한 회전 제한을 방지하게 된 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 파킹 케이블은 케이블 헤드부의 힌지 역할을 하게 되는 상기 가이드핀의 정렬방향이 상기 작동레버의 힌지 정렬방향과 서로 일치된 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이블 엔드부는 그 축선을 기준으로 좌우 양측에 작동레버의 연결부가 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동식 주차 브레이크 장치.
   
5. 삭제

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