KR101836128B1

KR101836128B1 - 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체

Info

Publication number: KR101836128B1
Application number: KR1020170095628A
Authority: KR
Inventors: 장수길; 이승오; 이동현
Original assignee: 계양전기 주식회사
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-03-09

Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 모터축에 연결되어 모터의 동력으로 회전되는 제1웜(18)과, 상기 제1웜(18)과 직교한 방향의 회전축을 가지고 상기 제1웜(18)에 연동하여 회전하면서 1차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 제1감속수단(40)과, 상기 제1감속수단(40)의 제2웜(47)과 직교한 방향의 회전축을 가지고 상기 제2웜(47)에 연동하여 회전하면서 2차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 드라이브기어(50)와, 상기 드라이브기어(50)에 구비된 썬기어(56)와 연동되는 다수개의 유성기어(66)을 포함하여 3차감속을 수행하고 캐리어(61)에 연결된 최종출력축을 통해 외부로 동력을 전달하는 제2감속수단(60)을 포함한다. 그리고 상기 제1감속수단(40), 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)이 설치되는 기어하우징(21)에는 인터널기어(70)가 설치되어 상기 다수개의 유성기어(66)가 내접하여 공전되게 한다. 본 발명의 액츄에이터 조립체에는 웜기어로 구성된 제1감속수단(40)과 유성기어(66)로 구성된 제2감속수단(60)이 함께 구비되어 각각 감속기능을 수행한다. 여기에 드라이브기어(50)와 제1감속수단(40) 사이의 감속까지 더해져 총 3차 감속이 이루어짐으로써 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체{An actuator assembly for electromechanical parking brake}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 동작을 수행하는 액츄에이터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웜기어유닛과 유성기어유닛을 함께 적용하여 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체에 관한 것이다.

자동차의 전자식 주차 브레이크 액츄에이터는 주차시 디스크 브레이크 장치의 캘리퍼에 설치된 마찰 패드를 동작시키기 위한 것이다. 전자식 주차 브레이크 사용자의 스위치조작을 통해서 자동으로 작동되며, 이를 위해 전자식 주차 브레이크 모터와, 모터의 동력을 전달하기 위한 기어어셈블리(동력 전달장치)로 구성된다.

이와 같은 전자식 주차 브레이크 사용되는 형태를 보면, 운전자가 주차 브레이크 스위치를 누르는 경우, 액츄에이터의 모터의 회전력은 감속장치와 같은 지어어셈블리(동력 전달장치)를 통해 캘리퍼의 입력축에 전달된다. 동력을 전달받은 입력축이 회전되면 가압 접속 슬리브가 전진하고, 접속 슬리브의 전진에 의해 이를 수용하고 있는 피스톤과 캘리퍼 하우징이 서로 접근하는 쪽으로 이동한다. 그리고 피스톤과 캘리퍼 하우징에 장착된 2개의 마찰 패드가 디스크의 양면을 압박하여 회전하지 못하게 구속하여 파킹이 이루어진다.

종래의 전자식 주차 브레이크액츄에이터 조립체는 요구되는 성능기준에 따라 액츄에이터 조립체의 크기변화폭이 매우 크다. 예를 들어 요구되는 성능을 만족하기 위해 기어비를 높여야 하는 경우라면, 내장된 기어들 중 적어도 일부는 크기가 커지게 되고, 따라서 액츄에이터 조립체 전체의 크기가 커지게 되는 것이다. 하지만 액츄에이터 조립체의 크기도 일정 이하의 설계조건이 있으므로, 성능기준과 크기조건을 모두 만족시키기 어려운 문제점이 있다. 물론, 요구되는 성능기준에 따라 액츄에이터 조립체의 크기변화폭이 커지기 때문에 액츄에이터 조립체 하우징의 공용화가 어려운 면도 있다.

그리고, 액츄에이터 조립체의 기어어셈블리는 서로 연동되는 다수개의 기어들로 구성되고, 최종회전력은 마지막의 출력기어에 모두 미치게 된다. 따라서 최종 출력기어는 내구성 확보를 위해 강성이 높은 재질로 만들어져야 하고, 이는 액츄에이터 조립체의 제조비용을 증가시키는 요인이 된다.

또한, 전자식 주차 브레이크 의한 파킹이 이루어진 상태에서 액츄에이터 조립체의 브레이킹 포스를 극복하는 외력(예를 들어 바퀴구동축의 회전력)이 작용하면, 그 외력은 기어어셈블리에 전달되어 기어어셈블리를 구성하는 기어들을 임의로 회전시켜 버리고, 결과적으로 파킹이 해제될 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1041553호 대한민국 공개특허 제10-2013-0071256호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액츄에이터 조립체에 내장된 기어어셈블리에 웜기어유닛(제1감속수단)과 유성기어유닛(제2감속수단)을 함께 적용하여 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기어어셈블리의 특정 기어에 가해지는 모터의 회전력을 효과적으로 분산시켜 특정 기어에 가해지는 과도한 부담을 줄이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기어어셈블리의 중간에 구비된 제1감속수단에 웜기어를 적용하여 외력에 의해 기어어셈블리가 임의로 회전되는 것을 방지하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 모터축에 연결되어 모터의 동력으로 회전되는 제1웜과, 상기 제1웜과 직교한 방향의 회전축을 가지고 상기 제1웜에 연동하여 회전하면서 1차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 제1감속수단과, 상기 제1감속수단의 제2웜과 직교한 방향의 회전축을 가지고 상기 제2웜에 연동하여 회전하면서 2차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 드라이브기어와, 상기 드라이브기어에 구비된 썬기어와 연동되는 다수개의 유성기어을 포함하여 3차감속을 수행하고 캐리어에 연결된 최종출력축을 통해 외부로 동력을 전달하는 제2감속수단과, 상기 제1감속수단, 드라이브기어 및 제2감속수단이 설치되는 기어하우징에 설치되고 상기 다수개의 유성기어가 내접하여 공전되게 하는 인터널기어를 포함하여 구성된다.

상기 드라이브기어, 상기 제2감속수단의 중앙핀 및 제2감속수단의 최종출력축은 상기 모터축과 평행한 동심으로 회전된다.

상기 제1감속수단은 상기 모터축에 직교한 방향으로 연장되는 제1감속축과, 상기 제1감속축에 연결되고 상기 제1웜과 맞물려 회전하는 아이들기어와, 상기 제1감속축에 연결되고 상기 드라이브기어와 맞물려 2차감속을 수행하는 제2웜을 포함한다.

상기 제2감속수단은 상기 인터널기어의 내부공간에 수납되어 회전되는 캐리어와, 상기 캐리어에 구비된 다수개의 기어축에 각각 연결되고 상기 드라이브기어에 연동하여 회전하는 다수개의 유성기어와, 상기 캐리어의 하부에 구비되어 동력을 외부로 전달되는 최종출력축을 포함한다.

상기 드라이브기어는 외주면에 상기 제2웜과 맞물리는 기어치가 있는 드라이브몸체와, 상기 드라이브몸체에서 하부로 돌출되어 상기 유성기어와 맞물려 유성기어를 회전시키는 썬기어를 포함하고, 상기 드라이브몸체의 저면에는 작동공간이 요입되게 형성되어 상기 유성기어는 상기 작동공간 내에서 회전된다.

상기 인터널기어의 외주면은 상기 드라이브기어의 작동공간 내면에 밀착되고, 상기 제2감속수단은 상기 작동공간 및 상기 인터널기어의 내부공간 안에서 자전 및 공전된다.

상기 드라이브기어의 썬기어는 인서트사출을 통해 상기 드라이브몸체에 결합된다.

상기 제1감속수단이 설치되는 기어하우징의 제1설치부와, 상기 드라이브기어가 삽입되도록 상기 인터널기어의 주변을 둘러 형성되는 제2설치부 사이에는 연동공간이 형성되어 상기 연동공간을 통해 상기 제2웜과 상기 드라이브기어가 맞물린다.

상기 기어하우징은 상기 모터하우징의 상부에 결합되되 상기 모터하우징의 측면방향으로 연장된 부분에 상기 제1감속수단, 드라이브기어 및 제2감속수단이 수납된다.

상기 기어하우징의 상부에 조립되는 커버에는 상기 제1감속수단의 상부 형상에 대응하는 돌출부가 구비되어 상기 제1감속수단의 상부를 감싼다.

상기 제1감속축의 양단 중 적어도 어느 한쪽에는 베어링이 설치되되, 상기 베어링은 기어하우징 내에 안착된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 액츄에이터 조립체에는 웜기어로 구성된 제1감속수단과 유성기어로 구성된 제2감속수단이 함께 구비되어 각각 감속기능을 수행한다. 여기에 드라이브기어와 제1감속수단 사이의 감속까지 더해져 총 3차 감속이 이루어짐으로써 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있고, 결과적으로 액츄에이터 조립체의 성능이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 발명에서 제1감속수단, 드라이브기어 및 제2감속수단은 단순히 서로 연동되는 구조를 갖는 것이 아니라, 좁은 설치공간 안에서 서로 감싸고 맞물리는 형태를 가지고 있어, 액츄에이터 조립체의 전체 패키지 크기를 더욱 작게 할 수 있다.

그리고 이것은 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있는 것을 의미하며, 따라서 설계자유도를 높이는 효과가 있다.

또한 본 발명에서 드라이브기어에 전해지는 모터의 구동력은 제2감속수단의 유성기어들로 분산되어, 드라이브기어에 과도한 부담이 가해지는 것을 방지해줄 수 있다. 따라서 액츄에이터 조립체의 내구성이 향상되는 것은 물론, 드라이브기어를 비교적 저렴한 재질로 만들 수 있어 제조비용이 감소되는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 기어어셈블리를 구성하는 제1감속수단과 이에 맞물리는 드라이브기어는 웜과 웜기어 구조를 갖는다. 따라서 제1감속수단과 드라이브기어 사이에는 역전방지가 이루어지고, 액츄에이터 조립체의 구동이 정지된 상태에서 외력이 작용하더라도 기어어셈블리가 임의로 회전되는 것을 방지(셀프락킹(Self-locking))할 수 있다. 이를 통해 액츄에이터 조립체의 동작신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체의 일실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시례의 구성을 분해하여 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시례에서 커버를 제거하고 내부구조가 보이도록 일부를 절개하여 보인 사시도.
도 4는 도 1의 I-I'선에 대한 단면도.
도 5는 본 발명 실시례를 구성하는 기어어셈블리만 독립적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명 실시례를 구성하는 드라이브기어의 하부구조를 보인 사시도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체(이하 '액츄에이터 조립체'라 한다)는 모터의 구동을 감속하여 큰 회전력을 발생시키고, 이를 외부로 전달하여 전자식 주차 브레이크 기능이 구현되도록 한다. 이를 위해 본 발명의 액츄에이터 조립체 내부에는 모터와 함께 기어어셈블리가 설치된다. 이하에서 설명하는 기어어셈블리는 다수개의 기어들로 구성된 전체 구조를 지칭하는 것으로 한다.

먼저 도 1을 보면, 액츄에이터 조립체는 하부케이스(10)와 커버(30)가 결합하여 전체 외부골격을 형성한다. 여기서 하부케이스(10)는 다시 모터하우징(11)과 기어하우징(21)으로 나눌 수 있다. 하부케이스(10)와 커버(30)가 결합되면 모터 및 기어어셈블리는 모두 차폐되고, 외부로 드러나는 것은 전원공급을 위한 커넥터부(13)와 최종출력축(미도시) 뿐이다. 도면부호 13'는 상대커넥터가 삽입되는 공간을 가리킨다.

상기 모터하우징(11)의 내부에는 모터(미도시)가 설치되고, 상기 모터에는 모터축(미도시)이 연결된다. 모터축은 모터의 구동력을 통해 회전되는 것으로, 도 1을 기준으로 모터하우징(11)의 길이방향(화살표 ① 방향)으로 연장된다. 상기 모터축의 끝 부분에는 제1웜(18)이 설치된다. 상기 제1웜(18)은 모터축과 함께 회전하면서 모터의 구동력을 기어어셈블리 쪽으로 전달한다. 도 2에서 보듯이 제1웜(18)은 커버(30)를 분리해야 외부로 드러난다. 상기 모터하우징(11)에는 강도보강을 위한 다수개의 보강리브(14)가 있다.

상기 모터하우징(11)의 상부에는 기어하우징(21)이 결합된다. 상기 기어하우징(21)은 모터하우징(11)의 상부에 결합되고, 상기 모터하우징(11)의 측면방향으로 연장된다. 상기 모터하우징(11)의 측면방향으로 연장된 부분에는 아래에서 설명될 제1감속수단(40), 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)이 수납된다. 상기 기어하우징(21)은 상기 모터하우징(11)과 별개물로 구성되어 조립되거나, 또는 일체로 만들어질 수도 있다.

상기 기어하우징(21)에는 체결플랜지(22)가 있다. 상기 체결플랜지(22)는 본 발명의 액츄에이터 조립체를 차량 내부에 장착하기 위한 것으로, 중심에는 체결홀이 관통된다. 상기 체결플랜지(22)의 체결홀(22')에는 볼트와 같은 체결구(미도시)가 통과하게 된다. 상기 체결플랜지(22)는 다수개가 구비될 수도 있다.

상기 기어하우징(21)의 상부에는 수납부(24)가 있다. 상기 수납부(24)는 상기 기어하우징(21)의 상면에 개방된 부분으로, 커버(30)에 의해 차폐되는 부분이기도 하다. 상기 수납부(24)에는 제1감속수단(40), 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)이 모두 설치된다. 이를 위해, 상기 수납부(24)에는 제1감속수단(40)이 설치되는 제1설치부(25)와, 드라이브기어(50)가 삽입되는 제2설치부(29)가 있다. 이에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

상기 수납부(24)에는 제1설치부(25)와 웜삽입홈(25')이 있다. 상기 제1설치부(25)는 제1감속수단(40) 중에서 제2웜(47)이 안착되는 부분으로 일방향으로 길게 연장되고, 웜삽입홈(25')은 제1설치부(25)에 인접하여 아이들기어(43)가 안착되는 부분이다. 제1설치부(25)와 웜삽입홈(25')은 제1감속수단(40)의 제1감속축(41) 방향을 따라 연장된다.

상기 제1설치부(25)의 양쪽 끝 부분에는 각각 메탈부시(27)와 베어링(28)이 설치된다. 상기 메탈부시(27)와 베어링(28)은 제1감속축(41)의 양단을 회전가능하게 고정하되, 제1감속축(41)이 보다 부드럽게 회전될 수 있도록 한다. 물론, 상기 제1설치부(25)의 양쪽 끝 부분에 모두 베어링(28) 또는 메탈부시(27)가 있을 수도 있다. 도면부호 28'은 제1감속축(41)의 한쪽 끝이 삽입되는 베어링홀을 나타낸다.

상기 수납부(24)에는 제2설치부(29)가 있다. 상기 제2설치부(29)는 아래에서 설명될 인터널기어(70)의 주변을 둘러 원형으로 형성된다. 상기 제2설치부(29)에는 드라이브기어(50)가 끼워진다. 드라이브기어(50)는 제2설치부(29)에 끼워진 상태로 회전되며, 이때 드라이브기어(50)가 제1감속수단(40)의 제2웜(47)과 연동할 수 있는 연동공간(29')이 수납부(24)에 형성된다. 상기 연동공간(29')은 제1설치부(25)와 제2설치부(29) 사이에 형성된 것으로, 둘 사이가 연결되도록 개방된 형상을 갖는다.

상기 수납부(24)는 커버(30)가 차폐한다. 상기 커버(30)는 상기 기어하우징(21) 상부에 결합되어 상기 수납부(24)를 차폐하여, 기어어셈블리가 외부로 드러나지 않게 한다. 상기 기어하우징(21)의 상부에 조립되는 커버(30) 상면(32)에는 아래에서 설명될 제1감속수단(40)의 상부 형상에 대응하는 돌출부(33,35)가 있다. 상기 돌출부(33,35)는 상기 제1감속수단(40)의 상부를 감싸는 형태를 갖는데, 보다 정확하게는 제1웜(18)과, 제1감속수단(40)의 아이들기어(43) 부분을 덮는 제1돌출부(35)와, 베어링(28)을 덮는 제2돌출부(35)를 포함하고 있다. 이처럼 기어어셈블리를 포함한 내부구조에 대응하는 형태를 갖는 커버몸체(31)를 통해서 커버(30) 전체의 크기가 최소화될 수 있다.

본 발명의 기어어셈블리를 살펴보면, 기어어셈블리는 크게 제1감속수단(40), 드라이브기어(50), 제2감속수단(60) 및 인터널기어(70)로 구성된다. 여기서 제1감속수단(40)은 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)과 직교한 방향의 회전축을 갖는다. 즉, 제1감속수단(40)은 모터의 구동을 감속하여 전달하되, 방향을 전환하여 전달하는 역할도 한다.

상기 제1감속수단(40)의 구성을 보면, 상기 제1감속수단(40)에는 상기 모터축에 직교한 방향으로 연장되는 제1감속축(41)이 있다. 상기 제1감속축(41)의 양단에는 앞서 설명한 메탈부시(27)와 베어링(28)이 각각 결합되어 회전가능한 상태로 상기 수납부(24)에 설치된다. 상기 제1감속축(41)에는 아이들기어(43) 및 제2웜(47)이 결합된다. 아이들기어(43)와 제2웜(47)은 제1감속축(41)과 함께 회전된다. 이들은 상기 제1감속축(41)에 압입되는 형태로 조립될 수도 있다.

상기 아이들기어(43)는 상기 제1웜(18)과 맞물려 회전방향을 바꾸고, 또한 1차감속을 수행한다. 아이들기어(43)와 제1웜(18) 사이에서 1차감속이 이루어진 상태로 제1감속축(41)이 회전하는 것이다. 즉, 제1웜(18)과 아이들기어(43)는 각각 웜(Worm)과 웜기어(Worm wheel)로 볼 수 있다. 1차감속은 아래에서 설명될 2차감속 및 3차감속에 비해 감속비가 작게 형성된다.

상기 제2웜(47)은 앞서 설명한 제1설치부(25)에 위치하는 부분으로, 웜(Worm)으로 구성된다. 제2웜(47)은 제1감속축(41)을 따라 길게 연장되고, 상기 연동공간(29')을 통해 드라이브기어(50)와 맞물린다. 제2웜(47)과 드라이브기어(50)는 각각 웜(Worm)과 웜기어(Worm wheel)으로 볼 수 있고, 따라서 여기에서 다시 회전방향전환과 2차감속이 이루이지게 된다. 결과적으로 제1감속수단(40)은 총 2번의 회전방향전환을 수행하기때문에 모터축의 연장방향과 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)의 회전축 연장방향(도 1의 화살표 ② 참조)은 평행하다.

한편, 상기 제2웜(47)과 드라이브기어(50)는 웜(Worm)과 웜기어(Worm wheel)로 구성되므로, 역전방지기능을 수행할 수 있다. 즉, 제2웜(47)과 드라이브기어(50)는 액츄에이터 조립체의 구동이 정지된 상태에서 외력에 의해 임의로 회전되는 것을 방지하는 셀프락킹(Self-locking) 기능도 하는 것이다. 예를 들어 최종출력축을 통해 반대로 회전력이 가해지면, 제2감속수단(60)을 구성하는 유성기어(66)는 회전될 수도 있지만, 드라이브기어(50)를 거쳐 제2웜(47)에 전달되는 순간 단절되어 제1감속축(41)을 회전시킬 수는 없는 것이다.

다음으로 드라이브기어(50)를 보면, 상기 드라이브기어(50)는 제1감속수단(40)과 제2감속수단(60) 사이에 위치하여, 제1감속수단(40)과 제2감속수단(60) 사이에서 모터의 동력을 전달하는 역할을 한다. 보다 정확하게는, 드라이브기어(50)의 외면은 제1감속수단(40)의 제2웜(47)과 맞물리고, 안쪽의 썬기어(56)는 제2감속수단(60)의 유성기어(66)들과 맞물린다.

도 2와 도 6을 참조해서 설명하면, 상기 드라이브기어(50)는 외주면에 상기 제2웜(47)과 맞물리는 기어치(53)가 있는 드라이브몸체가 골격을 형성한다. 상기 드라이브몸체는 원판구조이며, 그 안쪽 하부에는 썬기어(56)가 있다. 상기 썬기어(56)는 상기 드라이브몸체에서 하부로 돌출되어 유성기어(66)와 맞물려 유성기어(66)를 회전시킨다. 이때, 상기 드라이브몸체의 저면에는 작동공간(55)이 요입되게 형성되어 유성기어(66)는 상기 작동공간(55) 내에서 회전될 수 있다.

도 3과 도 4를 보면, 상기 드라이브기어(50)는 앞서 설명한 바와 같이 수납부(24)의 제2설치부(29)에 끼워진다. 이렇게 되면, 인터널기어(70)의 외주면은 상기 드라이브기어(50)의 작동공간(55) 내면에 밀착되고, 제2감속수단(60)은 상기 작동공간(55) 및 인터널기어(70)의 내부공간(72) 안에서 자전 및 공전될 수 있다. 즉, 상기 드라이브기어(50)의 측면부(52)가 인터널기어(70)의 외주면을 감싸는 형태가 되는 것이다. 이러한 구조를 통해서 드라이브기어(50) 및 제2감속수단(60)은 단순히 서로 연동되는 구조를 갖는 것이 아니라, 좁은 설치공간 안에서 서로 감싸고 맞물리는 형태를 가지게 되고, 액츄에이터 조립체의 전체 패키지 크기를 더욱 작게 할 수 있다.

한편, 상기 드라이브기어(50)에 가해지는 토크는 유성기어(66)들에 분산되므로, 드라이브기어(50)를 강도가 높은 재질로 만들 필요가 없다. 예를 들어 드라이브기어(50)는 금속이 아니라 합성수지재질로 만들어질 수도 있는 것이다. 다만, 다수의 유성기어(66)들과 직접 맞물리는 썬기어(56)는 보다 강도가 높은 재질로 만들어지고 인서트사출을 통해 상기 드라이브몸체에 일체로 결합될 수 있다.

참고로 도 2에서 썬기어(56)는 드라이브몸체로부터 분리된 상태로 표현되어 있지만, 본 실시례에서는 일체로 만들어진다. 상기 썬기어(56)의 기어치(58)는 아래에서 설명할 유성기어(66)들과 맞물리고, 상부에 구비된 결합돌부(57)는 인서트사출시 드라이브몸체 내부에 보다 견고하게 결합될 수 있도록 돕는다.

상기 드라이브기어(50)에는 제2감속수단(60)이 연결된다. 상기 제2감속수단(60)은 상기 드라이브기어(50)에 구비된 썬기어(56)와 연동되는 다수개의 유성기어(66)을 포함하여 3차감속을 수행하고 캐리어(61)에 연결된 최종출력축을 통해 외부로 동력을 전달하는 역할을 한다. 아래에서 보듯이, 상기 제2감속수단(60)은 유성기어(66)유닛으로 구성된다.

상기 제2감속수단(60)의 구조를 보다 상세하게 보면, 제2감속수단(60)에는 인터널기어(70)의 내부공간(72)에 수납되어 회전되는 캐리어(61)가 있다. 상기 캐리어(61)에는 기어축(63)이 돌출되고, 상기 기어축(63)에는 다수개의 유성기어(66)가 결합된다. 본 실시례에서 유성기어(66)는 총 4개로 구성된다. 그리고 캐리어(61)의 중심에는 중앙핀(62)이 있는데, 상기 중앙핀(62)은 캐리어(61)의 회전중심이 된다. 상기 중앙핀(62)은 드라이브기어(50)의 중앙홀(51,59)을 통해서 그 일부가 상부로 돌출된다. 따라서 중앙핀(62)은 드라이브기어(50)의 회전축이기도 하다.

상기 유성기어(66)들은 드라이브기어(50)의 썬기어(56) 주변을 두르는 형태로 맞물려 회전된다. 썬기어(56)에 연동되어 회전되는 유성기어(66)는 제자리에서 자전할 뿐 아니라, 바깥쪽에 위치한 인터널기어(70)에 맞물려 공전한다. 이렇게 공전하는 유성기어(66)들은 캐리어(61)를 회전시키고, 캐리어(61) 하부의 최종출력축이 회전되도록 한다. 이때, 유성기어(66)들을 포함하는 제2감속수단(60)은 드라이브기어(50)와의 사이에서 3차감속을 수행한다.

상기 기어하우징(21)에는 인터널기어(70)가 있다. 상기 인터널기어(70)는 기어하우징(21)에 일체로 설치되거나 또는 별개물로 구성되어 조립될 수 있다. 상기 인터널기어(70)의 기어치(71)에는 상기 다수개의 유성기어(66)가 내접하여 이들을 공전되게 한다. 따라서 상기 인터널기어(70)는 제2감속수단(60)의 일부로 볼 수도 있다.

상기 인터널기어(70)에는 내부공간(72)이 요입된다. 상기 내부공간(72)은 상기 드라이브기어(50)의 작동공간(55)과 연결되어 하나의 공간을 만들고, 여기에는 제2감속수단(60)이 수납된다. 즉, 상기 제2감속수단(60)은 상기 드라이브기어(50)의 작동공간(55) 및 상기 인터널기어(70)의 내부공간(72) 안에서 자전 및 공전되는 것이다. 최종적으로, 상기 드라이브기어(50), 상기 제2감속수단(60)의 중앙핀(62) 및 제2감속수단(60)의 최종출력축은 상기 모터축과 평행한 동심으로 회전된다.

이하에서는 본 발명에 의한 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체가 동작되는 과정을 설명하기로 한다.

먼저 커넥터부(13)를 통해 외부전원이 공급되면, 상기 모터가 동작한다. 모터의 동작은 모터축(도 5의 X1축)을 회전시키고, 모터축에 있는 제1웜(18)이 회전한다(도 5의 화살표①참조). 상기 제1웜(18)은 모터축을 회전축으로 하여 회전되지만, 여기에 맞물린 제1감속수단(40)은 그 회전방향을 직교한 방향으로 전환한다(도 5의 화살표②참조). 상기 제1감속수단(40)의 아이들기어(43)는 제1웜(18)과 실질적으로 맞물린 것으로, 회전방향전환을 가능하게 하고, 또한 제1웜(18)과의 사이에서 1차감속이 이루어지게 한다.

1차감속 및 회전방향이 전환된 상태에서 제1감속축(41)이 회전하고(도 5의 X2축), 동시에 제1감속축(41)에 연결된 제2웜(47)이 회전한다(도 5의 화살표③참조). 제2웜(47)이 회전하면 드라이브기어(50)가 이에 맞물려 회전한다(도 5의 화살표④참조). 그리고 제2웜(47)과 드라이브기어(50) 사이에서 2차감속이 이루어진다. 이때, 상기 드라이브기어(50)와 제1감속수단(40)의 제2웜(47)은 연동공간(29')을 사이에 두고 맞물린다. 상기 연동공간(29')은 제1설치부(25)와 제2설치부(29) 사이에 형성된 것으로, 둘 사이가 연결될 수 있게 개방되어 있다.

상기 드라이브기어(50)가 회전하면, 상기 드라이브기어(50)의 썬기어(56)는 유성기어(66)를 회전시킨다. 총 4개의 유성기어(66)는 썬기어(56)에 맞물려 회전(자전)하면서(도 5의 화살표⑤참조), 동시에 인터널기어(70)와 맞물려 공전한다(도 5의 화살표⑤'참조). 유성기어(66)가 공전하면 유성기어(66)를 받치고 있는 캐리어(61)가 중앙핀(62)을 회전중심으로 하여 회전한다. 그리고 제2감속수단(60)에 의해 3차감속이 이루어진다.

마지막으로 캐리어(61)에 연결된 최종출력축이 회전한다(도 5의 화살표⑥참조). 최종출력축의 회전을 통해 외부로 동력이 전달되고, 전자식 주차가 이루어진다. 참고로 최종출력축은 캐리어(61)의 저면에 형성된 축홈(65)에 끼워질 수 있다. 결과적으로, 상기 드라이브기어(50), 상기 제2감속수단(60)의 중앙핀(62) 및 제2감속수단(60)의 최종출력축은 상기 모터축과 평행한 동심(도 5의 X3축)으로 회전된다.

이와 같이 본 발명에서는 웜기어로 구성된 제1감속수단(40)과 유성기어(66)로 구성된 제2감속수단(60)이 함께 구비되어 각각 감속기능을 수행하고, 여기에 드라이브기어(50)와 제1감속수단(40) 사이의 감속까지 더해져 총 3차 감속이 이루어짐으로써 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있다. 또한, 드라이브기어(50)에 전해지는 모터의 구동력은 제2감속수단(60)의 유성기어(66)들로 분산되어, 드라이브기어(50)에 과도한 부담이 가해지는 것을 방지해줄 수 있다.

한편, 액츄에이터 조립체의 구동이 멈춘 상태에서도 외력이 가해질 수 있다. 예를 들어 자동차가 경사면에 설치되어 바퀴축에 토크가 발생하는 것이다. 이러한 토크는 액츄에이터 조립체에 전달되어 액츄에이터 조립체 내부의 기어어셈블리를 임의로 회전시키려는 경향을 갖지만, 본 실시례에서는 이러한 역전현상이 방지될 수 있다. 기어어셈블리를 구성하는 제1감속수단(40)과 이에 맞물리는 드라이브기어(50)는 웜과 웜기어 구조를 갖기 때문에 제1감속수단(40)과 드라이브기어(50) 사이에는 역전방지가 이루어지는 것이다. 따라서, 액츄에이터 조립체의 구동이 정지된 상태에서 외력이 작용하더라도 기어어셈블리가 임의로 회전되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 하부케이스 11: 모터하우징
13: 커넥터부 18: 제1웜
21: 기어하우징 24: 수납부
25: 제1설치부 27: 메탈부시
28: 베어링 29: 제2설치부
30: 커버 40: 제1감속수단
41: 제1감속축 43: 아이들기어
47: 제2웜 50: 드라이브기어
56: 썬기어 60: 제2감속수단
61: 캐리어 66: 유성기어
70: 인터널기어

Claims

모터축에 연결되어 모터의 동력으로 회전되는 제1웜과,
상기 제1웜과 직교한 방향의 회전축을 가지고 상기 제1웜에 연동하여 회전하면서 1차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 제1감속수단과,
상기 제1감속수단의 회전축과 직교한 방향의 회전축을 가지고 회전하되 상기 제1감속수단의 제2웜에 연동하여 회전하면서 2차감속 및 동력의 방향전환이 이루어지도록 하는 드라이브기어와,
상기 드라이브기어에 구비된 썬기어와 연동되는 다수개의 유성기어을 포함하여 3차감속을 수행하고 캐리어에 연결된 최종출력축을 통해 외부로 동력을 전달하는 제2감속수단과,
상기 제1감속수단, 드라이브기어 및 제2감속수단이 설치되는 기어하우징에 설치되고 상기 다수개의 유성기어가 내접하여 공전되게 하는 인터널기어를 포함하여 구성되고,
상기 드라이브기어의 저면에는 작동공간이 요입되게 형성되어 상기 유성기어는 상기 작동공간 내에서 회전되되,
상기 인터널기어의 외주면은 상기 드라이브기어의 작동공간 내면에 밀착되고, 상기 제2감속수단은 상기 작동공간 및 상기 인터널기어의 내부공간 안에서 자전 및 공전되는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 드라이브기어, 상기 제2감속수단의 중앙핀 및 제2감속수단의 최종출력축은 상기 모터축과 평행한 동심으로 회전되는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 제1감속수단은
상기 모터축에 직교한 방향으로 연장되는 제1감속축과,
상기 제1감속축에 연결되고 상기 제1웜과 맞물려 회전하면서 1차감속을 수행하는 아이들기어와,
상기 제1감속축에 연결되고 상기 드라이브기어와 맞물려 2차감속을 수행하는 제2웜을 포함하는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 3 항에 있어서, 상기 제2감속수단은
상기 인터널기어의 내부공간에 수납되어 회전되는 캐리어와,
상기 캐리어에 구비된 다수개의 기어축에 각각 연결되고 상기 드라이브기어에 연동하여 회전하는 다수개의 유성기어와,
상기 캐리어의 하부에 구비되어 동력을 외부로 전달되는 최종출력축을 포함하는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드라이브기어는
외주면에 상기 제2웜과 맞물리는 기어치가 있는 드라이브몸체와,
상기 드라이브몸체에서 하부로 돌출되어 상기 유성기어와 맞물려 유성기어를 회전시키는 썬기어를 포함하고,
상기 드라이브몸체의 저면에는 작동공간이 요입되게 형성되어 상기 유성기어는 상기 작동공간 내에서 회전되는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
삭제
제 5 항에 있어서, 상기 드라이브기어의 썬기어는 인서트사출을 통해 상기 드라이브몸체에 결합되는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 5 항에 있어서, 상기 제1감속수단이 설치되는 기어하우징의 제1설치부와, 상기 드라이브기어가 삽입되도록 상기 인터널기어의 주변을 둘러 형성되는 제2설치부 사이에는 연동공간이 형성되어 상기 연동공간을 통해 상기 제2웜과 상기 드라이브기어가 맞물리는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 8 항에 있어서, 상기 기어하우징은 상기 모터가 설치되는 모터하우징의 상부에 결합되되 상기 모터하우징의 측면방향으로 연장된 부분에 상기 제1감속수단, 드라이브기어 및 제2감속수단이 수납되는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.
제 9 항에 있어서, 상기 기어하우징의 상부에 조립되는 커버에는 상기 제1감속수단의 상부 형상에 대응하는 돌출부가 구비되어 상기 제1감속수단의 상부를 감싸는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 조립체.