KR101860162B1 - 인휠 모터 브레이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 인휠 모터부의 외부를 감싸도록 배치되는 커버, 상기 커버의 일측을 감싸도록 배치되고, 외주면에는 브레이크 패드가 배치되는 브레이크 모듈 및 상기 커버의 외주면과 이격되어 배치되고, 내측에는 마찰재가 배치되는 휠을 포함하고, 상기 브레이크 모듈은 상기 커버의 직경 방향으로 이동이 가능하고, 상기 브레이크 모듈은 상기 브레이크 패드가 상기 마찰재와 맞닿도록 이동하여 차량을 제동한다.

Description

인휠 모터 브레이크 시스템{BRAKE SYSTEM FOR IN-WHEEL MOTOR}

본 발명은 자동차의 제동을 위한 브레이크 시스템에 관한 것으로써, 구체적으로는 인휠 모터(In-Wheel Motor)를 채용한 자동차의 브레이크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 인휠 모터는 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달로 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리, 휠 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달되도록 하는 기술이다.

자동차에 인휠 모터를 사용하게 되면 구동계를 컴팩트하게 정리할 수 있어 차량 중량을 최소화하고, 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있으며, 차체 골격의 최적화를 통해 충돌 안정성을 향상시키고, 나아가 최적화된 질량 배분으로 운동 성능을 향상시키면서 실내 공간을 확대할 수 있는 이점이 있다.

종래에는 이러한 인휠 모터에 채용되는 브레이크 시스템으로써 드럼 브레이크 시스템(Drum Brake System)이 채용되는 것이 일반적이다. 이러한 드럼 브레이크 시스템은 일반적으로 유압이나 모터를 동력원으로 하는 제동력 발생 장치와 발생된 제동력을 휠에 전달하기 위한 드럼을 포함한다.

그러나 이러한 드럼 브레이크 시스템을 채용하는 경우, 허브(Hub)와 드럼을 연결하기 위하여 축방향 길이가 늘어나게 되므로, 장착공간 확보에 민감한 전자제어모듈(Electronic Control Module, ECM)의 설계 자유도를 저하시키는 문제가 있다. 또한 기존 드럼 브레이크의 경우 마찰재가 외부로 노출되어 있지 않으므로 방열성능이 떨어지고, 온도에 따른 마찰계수의 변동으로 인해 제동 성능이 불안정하다는 문제도 있다.

한국공개특허공보 제10-2012-0130945호

본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

첫째, 드럼을 삭제함으로써 타 부품들의 장착 공간을 확보할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있는 인휠 모터 브레이크 시스템을 제공한다.

둘째, 방열성이 우수하고, 온도 변화에 따른 제동력 손실을 방지할 수 있는 인휠 모터 브레이크 시스템을 제공하다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 인휠 모터부의 외측을 감싸도록 배치되는 커버, 상기 커버의 일측을 감싸도록 배치되고, 외주면에는 브레이크 패드가 배치되는 브레이크 모듈 및 상기 커버의 외주면과 이격되어 배치되고, 내측에는 마찰재가 배치되는 휠을 포함하고, 상기 브레이크 모듈은 상기 커버의 직경 방향으로 이동이 가능하고, 상기 브레이크 모듈은 상기 브레이크 패드가 상기 마찰재와 맞닿도록 이동하여 차량을 제동한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 상기 인휠 모터부와 상기 브레이크 모듈 사이에 상기 브레이크 모듈의 이동을 제어하는 압력 생성부를 더 포함할 수 있다.

상기 압력 생성부는 일측이 상기 브레이크 모듈에 고정되어 배치되는 너트부 및 일측이 상기 인휠 모터부에 배치되고, 상기 너트부와 체결되는 볼트부를 포함하고, 상기 볼트부의 회전에 기초하여 상기 브레이크 모듈이 이동하는 것이 가능하다.

상기 브레이크 모듈에는 적어도 하나의 가이드 홀이 형성되고, 상기 커버에는 상기 가이드 홀과 대응되는 가이드 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 마찰재는 상기 휠에 탈착이 가능한 것이 바람직하다.

상기 마찰재는 상기 휠의 내주면과 이격되어 배치되고, 상기 마찰재는 상기 휠의 내주면상에 형성된 적어도 하나의 기둥에 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 인휠 모터의 커버에 부착된 브레이크 모듈과 휠의 내주면에 배치된 마찰재를 이용하여 브레이크 시스템에서 드럼 및 백 플레이트(Back Plate)를 삭제할 수 있게 된다. 이를 통해서 종래 드럼 브레이크 시스템 대비 타 부품들의 장착 공간의 확보가 용이하며, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마찰부가 외부로 노출되는 구조에 의해 방열성을 향상시킬 수 있으므로 이를 통해 온도 변화에 따른 제동력 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템에서의 휠을 제외한 나머지 부분을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에서의 "B"부의 확대도이다.
도 4는 도 1에서의 "A"부의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템에서 브레이크 모듈의 이동에 의해 차량이 제동되는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템의 구성에 대하여 살펴보도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서의 휠(400)을 제외한 나머지 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 커버(200), 브레이크 모듈(300) 및 휠(400)로 구성된다.

커버(200)는 인휠 모터부(100)를 보호하기 위한 구성으로, 인휠 모터부(100)의 외측을 감싸도록 배치된다. 이때 커버(200)는 인휠 모터부(100)의 회전축의 회전에 따라 회전되지 않고 고정되는 것이 바람직하다.

브레이크 모듈(300)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 커버(200)의 일측을 감싸도록 배치되고, 외주면에는 브레이크 패드(310)가 배치된다. 이때 브레이크 모듈(300)은 커버(200)의 직경방향으로 이동이 가능하도록 결합된다.

특히 브레이크 모듈(300)의 이동시 이동 경로를 가이드 하기 위해서 브레이크 모듈(300)에는 적어도 하나의 가이드 홀(320)이 형성되고, 커버(200)에는 가이드 홀(320)과 대응되는 가이드 돌기(210)가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 가이드 홀(320) 및 가이드 돌기(210)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 2개 이상으로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 나아가 상술한 것과는 반대로 브레이크 모듈(300)에 가이드 돌기가 형성되고, 커버(200)에 가이드 홈이 형성되는 것도 가능할 것이다. 이러한 가이드 홀(320) 및 가이드 돌기(210)에 의해서, 브레이크 모듈(300)이 커버(200)의 직경 방향으로 이동할 때 직선 경로를 이탈하지 않고 이동하는 것이 가능하게 된다.

휠(400)은 커버(200)의 외주면과 이격되어 배치되고, 내측에는 마찰재(410)가 배치된다. 특히 마찰재(410)는 브레이크 동작시 브레이크 모듈(300)의 외주면에 배치된 브레이크 패드(310)와의 마찰로 인하여 마모되게 된다. 따라서 마찰재(410)가 브레이크 성능에 문제가 발생할 정도로 마모될 경우 마찰재(410)의 교체가 필요하다. 이때 마찰재(410)가 휠(400)로부터 탈착 가능하다면 휠(400) 전체를 교체할 필요 없이 마찰재(410)만의 교체가 가능하게 되므로 교체 비용 절감을 도모할 수 있게 된다.

도 3은 도 1의 "B"부를 확대한 도면으로써, 구체적으로 휠(400)과 마찰재(410)의 배치를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 휠(400)의 내주면상에는 적어도 하나의 기둥(420)이 형성되고, 마찰재(410)는 기둥(420)에 부착됨으로써 휠(400)과 결합하게 된다. 이 경우 기둥(420)이 형성되지 않은 부분에는 휠(400)의 내주면과 마찰재(410) 사이에 이격된 공간이 형성되게 된다. 이러한 이격된 공간의 형성에 의해, 마찰재(410)가 브레이크 패드(310)와 마찰하는 경우 발생되는 마찰열의 방열이 용이하게 되므로, 마찰재(410)의 방열성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 휠(400)로의 과도한 열전달을 방지할 수 있게 된다.

도 4는 도 1의 "A"부를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템에서 브레이크 모듈(300)의 이동에 의해 차량이 제동되는 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 모터 브레이크 시스템은 인휠 모터부(100)와 브레이크 모듈(300) 사이에 배치되고, 브레이크 모듈(300)의 이동을 제어하는 압력 생성부(500)를 더 포함할 수 있다. 브레이크 동작을 위한 전기적 또는 기계적인 제동 신호가 입력되면 압력 생성부(500)는 브레이크 모듈(300)을 휠(400)측으로 이동시키게 된다. 이때 브레이크 모듈(300)이 브레이크 모듈(300)의 외주면에 배치된 브레이크 패드(310)와 휠(400)의 내측에 배치된 마찰재(410)와 맞닿도록 이동되게 되면, 결국 브레이크 패드(310)와 마찰재(410)의 마찰에 의해 차량이 제동하게 된다.

이러한 압력 생성부(500)는 유압에 의해서 브레이크 모듈(300)의 이동을 제어할 수 있으며, 또한 도 4와 같이 인휠 모터부(100)에 구비된 압력 생성 모터를 이용하여 브레이크 모듈(300)의 이동을 제어할 수 있다.

특히 도 4에 도시된 구성을 구체적으로 살펴보면, 압력 생성부(500)는 너트부(510) 및 볼트부(520)로 구성될 수 있다. 너트부(510)의 일측은 브레이크 모듈(300)에 고정되어 배치되고, 볼트부(520)의 일측은 인휠 모터부(100)에 구비된 압력 생성 모터와 연결된다. 특히 볼트부(520)는 압력 생성 모터의 회전축과 연결되어, 압력 생성 모터의 회전에 의해 함께 회전하게 된다. 너트부(510)의 내주면에는 나사선이 형성되고, 볼트부(520)의 외주면에는 너트부(510)의 내주면에 형성된 나사선과 대응되는 나사선이 형성된다. 너트부(510)와 볼트부(520)는 서로 체결되어 있으며, 외부의 제동 제어 신호에 의해 압력 생성 모터가 회전하게 되면 볼트부(520)가 너트부(510)의 내측에서 회전하면서 전/후로 이동하게 되고, 이러한 볼트부(520)의 이동에 의해 결국 브레이크 모듈(300)이 전/후로 이동하게 된다. 도 4의 구성과 반대로, 브레이크 모듈(300)에 볼트부가 배치되고, 인휠 모터부(100)에 너트부가 배치되는 것도 가능할 것이다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 인휠 모터부 200: 커버
210: 가이드 돌기 300: 브레이크 모듈
310: 브레이크 패드 320: 가이드 홀
400: 휠 410: 마찰재
420: 기둥 500: 압력 생성부
510: 너트부 520: 볼트부

Claims (6)

1. 인휠 모터부(100)의 외측을 감싸도록 배치되는 커버(200);
   상기 커버(200)의 일측을 감싸도록 배치되고, 외주면에는 브레이크 패드(310)가 배치되는 브레이크 모듈(300); 및
   상기 커버(200)의 외주면과 이격되어 배치되고, 내측에는 마찰재(410)가 배치되는 휠(400);
   을 포함하고,
   상기 브레이크 모듈(300)은 상기 커버(200)의 직경 방향으로 이동이 가능하고,
   상기 브레이크 모듈(300)이 상기 브레이크 패드(310)가 상기 마찰재(410)와 맞닿도록 이동하여 차량을 제동하며,
   상기 마찰재(410)는 상기 휠(400)의 내주면과 이격되어 배치되고,
   상기 마찰재(410)는 상기 휠(400)의 내주면상에 형성된 복수개의 기둥(420)에 부착되는 인휠 모터 브레이크 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 인휠 모터부(100)와 상기 브레이크 모듈(300) 사이에는 상기 브레이크 모듈(300)의 이동을 제어하는 압력 생성부(500)를 더 포함하는 인휠 모터 브레이크 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 압력 생성부(500)는,
   일측이 상기 브레이크 모듈(300)에 고정되어 배치되는 너트부(510); 및
   일측이 상기 인휠 모터부(100)에 배치되고, 상기 너트부(510)와 체결되는 볼트부(520);
   를 포함하고,
   상기 볼트부(520)의 회전에 기초하여 상기 브레이크 모듈(300)이 이동하는 인휠 모터 브레이크 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 브레이크 모듈(300)에는 적어도 하나의 가이드 홀(320)이 형성되고,
   상기 커버(200)에는 상기 가이드 홀(320)과 대응되는 가이드 돌기(210)가 형성되는 인휠 모터 브레이크 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 마찰재(410)는 상기 휠(400)에 탈착이 가능한 인휠 모터 브레이크 시스템.
   
6. 삭제

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