KR101862802B1

KR101862802B1 - 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체

Info

Publication number: KR101862802B1
Application number: KR1020137004744A
Authority: KR
Inventors: 스테판 데텐베르거; 그레고르 푀르츠겐
Original assignee: 루카스 오토모티브 게엠베하; 왹슬러 아게
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2018-07-05
Also published as: DE102010032053A1; CN103119319A; KR20130143554A; US9145950B2; EP2596265A1; CN103119319B; US20130203554A1; WO2012010256A1; EP2596265B1

Abstract

본 발명은 전자기계식으로 작동되는 주차 브레이크를 위해 마련되는 브레이크 작동기(1)용 부조립체(6)에 관한 것이다. 상기 부조립체(6)는 구동 장치(10)와 기어 장치(7)를 포함하고, 기어 장치는 구동 장치에 의해 발생된 토크를 전달하기 위한 연속하는 제1 기어 스테이지(12)와 제2 기어 스테이지(14)와 제3 기어 스테이지(16)를 포함한다. 상기 제1 기어 스테이지(12)는 기어 휠 또는 벨트 드라이브 형태로 설계되고, 상기 제2 기어 스테이지(14)는 기어 휠 기구의 형태로 설계되고, 상기 제3 기어 스테이지(16)는 유성 기어 형태로 설계되며, 상기 제3 기어 스테이지(16)의 유성 캐리어가, 상기 유성 기어의 선기어를 위한 제1 기어 축(52)을 수용하며 선기어(36)에 회전 가능하게 결합된 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어 휠(34)을 수용하고, 상기 제3 기어 스테이지(16)의 유성 기어(54)를 위한 베어링 요소(70)를 수용한다. 또한, 본 발명은 부조립체를 포함하는, 전자기계 브레이크 작동기 및 전기식 주차 브레이크에도 관한 것이다.

Description

전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체{SUB-ASSEMBLY FOR AN ELECTROMECHANICAL BRAKE ACTUATOR}

본 발명은 자동차 브레이크 분야에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 전자기계식으로 작동되는 주차 브레이크(parking brake)용 또는 전자기계식으로 작동되는 상용 브레이크(service brake)용으로 제공되는 브레이크 작동기(brake actuator)의 부조립체(subassembly)의 향상된 구조에 관한 것이다.

전기 작동식 주차 브레이크(EPB)는 점증적으로 종래의 주차 브레이크를 대체하고 있는데, 종래의 주차 브레이크는 운전자에 의해 가해진 힘을 케이블을 거쳐서 차량의 차륜 브레이크에 대한 잠금력으로 변환시키는 것이다. 전기식 주차 브레이크의 이점은 이들의 능력이 현대의 차량에 탑재된 전자 장치에 의해 구동된다는 데에 있다. 그 결과, 예를 들어 언덕길 출발 보조(hill-start assist)(언덕길 유지 기능) 등과 같은 것을 실현하는 데 있어 주차 브레이크용의 새로운 응용 장치 선택권이 열려 있다.

전기식으로 작동되는 주차 브레이크는, 일반적으로, 기계식으로 변위되는 브레이크 피스톤을 거쳐서 차륜 브레이크에 잠금력을 가하는 전자기계식 브레이크 작동기를 포함한다. 브레이크 작동기는 모터 장치와 기어 장치를 포함하는 부조립체에 의해 실질적으로 한정되는데, 상기 부조립체는 하우징 내에 완충될 수 있게 지지되어 차륜의 내부에 수용된다.

최근에는, 중량과 공간을 절약하기 위해 고성능 및 저마모성이면서 아울러 공간적으로도 소형인 전자기계식 브레이크 작동기를 만드는 데에 특별한 도전이 행해지고 있다. 이와 관련해서 성능을 향상시킨다는 관점에서, 다단 기어(multi-stage gearing)가 종종 활용되고 있는데, 이는 전기 모터에 의해 발생된 회전 운동의 상당한 기어 감속(통상적인 기어 감속치는 120:1임)을 얻고자 하는 것이다. 그러나 기어(gearing)의 복잡성이 증가하게 되면 브레이크 작동기의 잠재적 마모가 증가하고 이는 결국에는 브레이크 작동기의 사용 수명을 떨어뜨리게 된다.

독일 공개특허공보 DE 10 2004 048 700 A1호에는 전기 모터와 3단 기어 장치를 구비하는 전자기계 브레이크 작동기가 공지되어 있다. 상기 기어 장치는 2개의 연속 치형성-휠 기어 스테이지(successive toothed-wheel gearing stages)를 포함하고, 상기 치형성-휠 기어 스테이지의 하류에서는 그 출력측에 유성 기어 스테이지가 연결된다. 또한, 상기 2개의 치형성-휠 기어 스테이지를 지지하고 상기 유성 기어 스테이지의 선기어를 지지하기 위해 캐리어 요소의 일 측에 지지된 2개의 기어 축이 제공된다.

기어 부품을 축조하고 기계적으로 안정되게 지지한다는 것은 한편으로는 브레이크 작동기의 체적을 줄이기 위해서, 다른 한편으로는 사용 수명을 연장하기 위해서 중요하다. 일례로, 높은 하중을 받는 기어 부품을 적절하게 지지하지 못하면 기어의 마멸을 증대시키고, 이로 인해 브레이크 작동기의 사용 수명과 효율이 감퇴한다.

본 발명의 근원이 되는 목적은 기어 부품을 지지하는 것과 관련하여 최적화되고 축조 공간과 관련하여서도 최적화된 전자기계식 브레이크 작동기의 향상된 구조를 특정하는 것이다.

본 발명의 목적을 위해, 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체로서, 토크를 발생시키는 구동 장치와 토크를 전달하는 기어 장치를 포함하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체가 제공된다. 상기 기어 장치는 연속하는 제1 기어 스테이지, 제2 기어 스테이지, 제3 기어 스테이지와, 제3 기어 스테이지의 유성 캐리어를 포함하고, 상기 제2 기어 스테이지는 치형성-휠 기어의 형태를 취하며, 상기 제3 기어 스테이지는 유성 기어 형태의 취하고, 제3 기어 스테이지의 유성 캐리어는 상기 제3 기어 스테이지의 선기어와 이 선기어에 회전할 수 있게 결합되는 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠을 위한 제1 기어 축을 수용하며, 또한 제3 기어 스테이지의 유성 기어용 베어링 요소들을 수용한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 기어 스테이지는 치형성-휠 기어의 형태를 취할 수 있다. 이 경우, 제1 기어 스테이지의 출력측 기어휠은 구동 장치의 구동축에 장착된 구동측 기어휠과 치결합된다. 선택적인 실시예에서, 제1 기어 스테이지는 벨트 기어의 형태를 취할 수 있고, 토크 전달은 구동축 상의 구동측 벨트 풀리와 제1 기어 스테이지의 출력측 벨트 풀리 사이에 체결된 치형성 벨트에 의해 실행된다.

제1 기어 스테이지의 출력측 기어휠 또는 벨트 풀리는 제2 기어 스테이지의 구동측 기어휠과 동축을 이루게 배치되어 그에 회전할 수 있게 연결된다. 또 다른 실시예에 따르면, 제1 기어 스테이지의 출력측 기어휠 또는 벨트 풀리는 제2 기어 스테이지의 구동측 기어휠과 일체로 형성될 수 있다. 제2 기어 스테이지의 구동측 기어휠은 결국에는 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠과 치결합될 수 있다. 이에 대한 선택적 실시예로서, 제2 기어 스테이지의 구동측 기어휠은 중간 기어를 거쳐서 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠에 결합될 수 있다.

제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠은 유성 기어의 형태를 취하는 제3 기어 스테이지의 선기어에 비틀림 저항 가능하게 연결된다. 상기 선기어는 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠과 동축이 되게 설치된다. 이에 대한 선택적 실시예로서, 선기어는 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠과 일체로 형성된다. 일체형 디자인의 이점은 기어 부품들의 수를 줄일 수 있고 이에 의해 장착이 용이해지고 조립체의 사용 수명이 증가한다는 것이다.

제1 기어 축은 유성 캐리어에 비틀림 저항 가능하게 혹은 회전할 수 있게 수용된다. 따라서, 제1 기어 축이 유성 캐리어에 비틀림 저항 가능하게 연결될 수 있다. 유성 캐리어와 제1 기어 축은 하나의 부품이나 혹은 두 개의 부품으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 기어 축은 유성 캐리어에 비틀림 저항 가능하게 지지된다.

유성 캐리어는 디스크형으로 구성할 수 있다. 디스크형 유성 캐리어는 유성 기어를 수용하기 위한 베어링 요소가 형성되어 있는 측에서 중심에 제1 기어 축을 수용한다. 유성 캐리어에 수용된 제1 기어 축은 유성 캐리어의 회전 축선을 따라서 공간 안으로 연장된다. 제1 기어 축이 유성 캐리어에 바로 수용됨으로써, 한편으로는 선기어와 이 선기어에 비틀림 저항 가능하게 연결된 제2 기어 스테이지의 출력측 기어휠이, 다른 한편으로는 유성 기어가, 유성 캐리어에 놓일 수 있다. 이와 같은 방식에 있어서, 유성 기어와 선기어는 유성 캐리어에 조인트 방식으로 혹은 서로 일정한 공간 관계를 유지하는 방식으로 지지될 수 있다.

유성 캐리어의 뒤쪽에는 토크를 전달하기 위한 출력 요소가 토크를 전달할 수 있게 설치된다. 출력측 요소는 펙(peg) 형태로 구성되어서 유성 캐리어와 동축이 되게 설치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 출력 요소, 유성 캐리어, 그리고 제1 기어 축은 일체로 형성될 수 있다.

또한, 기어 장치를 구동 장치에 대해 공간적 관계를 유지하게 설치하기 위한 고정 요소를 부조립체(subassembly)가 포함할 수 있다. 선택적 실시예에 따르면, 상기 고정 요소는 캐리어 요소, 즉 손으로 개별적으로 조작할 수 있는 독립된 부조립체를 형성할 수 있게 구동 장치와 기어 장치가 결합되는 캐리어 요소로서 형성될 수 있다. 그 결과, 부조립체의 모든 구성 부품들은 상기 캐리어 요소에서 서로 공간 관계를 유지하며 배치되어서 그 캐리어 요소에 고정될 수 있다. 이러한 발명 태양의 한 실시예에서, 브레이크 작동기의 하우징에는 기어 구성 부품들이 전혀 놓이지 않고, 이에 의해 부조립체의 장착성, 안정성 및 효율이 향상된다.

기어 장치의 구성 부품들이 고정 요소에 형성될 수 있다. 일례로, 상기 고정 요소에 링 기어 및/또는 제2 기어 축이 형성될 수 있다. 한 실시예에서, 링 기어 및/또는 제2 기어 축이 상기 고정 요소에 일체로 형성될 수 있다. 고정 요소에 기어 구성 부품들을 일체로 형성시키게 되면, 설치할 기어 구성 부품들의 수를 줄일 수 있게 되고, 이에 의해 설치가 간단해질 뿐만 아니라 브레이크 작동기의 사용 수명도 증가한다. 일례로 유성 기어의 링 기어와 같이 작동 시에 큰 부하를 받는 기어 구성 부품들을 일체로 구성하게 되면, 시간이 지남에 따라 상당한 부하에 의해 느슨해질 수 있는 기계적 연결을 없앨 수 있다.

또한, 고정 요소를 적절히 구성함으로써, 부조립체의 축조 공간을 최적화할 수 있다. 일 실시예에서, 고정 요소는 계단식으로 구성될 수 있고, 이에 의하면 고정 요소의 제1 단부에 형성되는 링 기어는 고정 요소의 제2 단부에 원통 형태로 획정된 수용 공간으로 낮출 수 있다. 그 결과, 출력측 기어 구성 부품들을 구동 장치에 대해 축방향으로 배치할 수 있고, 이에 의해 부조립체의 축방향 치수를 줄일 수 있다.

또한, 부조립체는 중심 정렬 요소(centering element)를 포함할 수 있다. 중심 정렬 요소는 고정 요소에 체결될 수 있다. 중심 정렬 요소는 기어 장치의 기어 구성 부품들을 보호되게 수용하는 케이지 형태의 수용 공간을 고정 요소와 함께 획정할 수 있도록 형성된다.

또한, 중심 정렬 장치는 제1 기어 축과 제2 기어 축을 상기 중심 정렬 요소에 지지하기 위해 마련되는 베어링을 포함한다. 상기 두 기어 축들은, 제1 기어 축이 고정 요소의 제1 단부와 유성 캐리어의 제2 단부에 수용되고 제2 기어 축이 고정 요소의 제1 단부와 중심 정렬 요소의 제2 단부에 수용되도록, 양측에서 (회전 가능하게 혹은 비틀림 저항 가능하게) 수용될 수 있다. 기어 축들을 양방에서 수용하게 되면, 반경 방향으로 작용하는 힘이 기어 축에 분포되고, 이에 의해 기어 축의 축 방향 변형이 방지되는 이점이 있다.

또한, 브레이크 작동기는, 유성 캐리어를 링 기어에 회전 가능하게 지지하기 위해 마련된 것으로서 위에 유성 기어가 위에 놓이는 지지 요소(holding element)를 포함할 수 있다. 상기 지지 요소는 링 기어의 하측에 정확히 장착되게 체결될 수 있는 단순 링으로서 형성될 수 있다. 이 방식에 따르면, 유성 캐리어가 링 기어 밖으로 빠지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 또한, 상술한 부조립체와, 하우징과, 적어도 2개의 완충 요소를 포함하는 전자기계 브레이크 작동기로서, 상기 적어도 2개의 완충 요소는 부조립체가 하우징 내에 완충되게 지지될 수 있도록 하기 위해 부조립체와 하우징 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기계 브레이크 작동기도 제공한다.

상기 적어도 2개의 완충 요소는 부조립체의 고정 요소에 설치될 수 있고, 이 경우에 부조립체는 완충 요소를 거쳐서 하우징의 하부 부분에 배치된다. 완충 요소는 블록형, 환형, O 링 형태, L형, 또는 T형으로 구성될 수 있다. 완충 요소는 탄성 계수와 감쇠 계수가 다른 탄성 중합 재료로 형성될 수 있다. 또한, 부조립체의 구동 장치는 하우징의 하부 부분에 대해 개별적으로 완충될 수 있다.

본 발명은 또한, 본 발명의 전자기계 브레이크 작동기 또는 부조립체를 포함하며 브레이크 작동기에 의해 발생된 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키기 위해 하류측에 연결된 회전/병진 변환기(rotation/translation converter)를 포함하는 전기식 주차 브레이크에도 관한 것이다.

전자기계 브레이크 작동기용의 상술한 바와 같은 부조립체의 추가 세부 사항들, 이점들, 그리고 특징들은 다음과 같은 도면에서 명확히 파악할 수 있다.

도 1은 전자기계 브레이크 작동기의 일 실시예를 보이는 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 전자기계 브레이크 작동기에 의해 구성된 조립체의 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 전자기계 브레이크 작동기의 부조립체의 장착된 기어 장치의 사시도이다.
도 4는 도 2에 따른 부조립체의 기어 장치의 분해도이다.

이하에서는 전기식으로 작동하는 주차 브레이크용 전자기계 브레이크 작동기의 부조립체의 일 실시예에 대해 설명한다. 각 도면에서 대응하는 요소들은 동일한 도면 부호로 나타내었다. '상측' 및 '하측'과 같은 표현은 조립체의 방향을 도면에 도시된 것을 기준으로 지칭하는 것이다. 부조립체는 전기식 주차 브레이크 내에 일반적으로 수평으로 합체된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 전자기계 브레이크 작동기(1)의 기본 구성 부품들을 사시도로 도시하고 있다. 전자기계 브레이크 작동기(1)는 보호 하우징(2)에 완충되게 지지된 부조립체(6)를 구비한다. 부조립체(6)는 구동 축(11)을 구비하는 구동 장치(10)와, 구동 장치에 결합된 기어 장치(7)를 포함한다. 기어 장치(7)는 세 개의 연속하는 스테이지, 즉 치형성 휠 기어의 형태를 취하는 제1 및 제2 기어 스테이지(12, 14)와, 단일 스테이지의 유성 기어 형태를 취하는 제3 기어 스테이지(16)를 구비한다.

하우징(2)은 2개의 부분, 즉 하부 하우징 부분(3)과 상부 하우징 부분(4)으로 형성된다. 하부 하우징 부분(3)은 부조립체(6)를 수용하는 역할을 하며, 그렇기 때문에 그의 공간적 구성과 관련하여서는 부조립체(6)의 치수에 맞게 구성된다. 따라서, 하부 하우징 부분(3)은 구동 장치(10)의 전동 모터가 수용되는 원통형 공동을 구비한다. 또한, 상기 원통형 공동의 측부에는, 구동 장치(10)를 구동시키기 위해 전기를 공급하기 위한, 접속 핀을 구비한 소켓 커넥터(5)가 일체로 형성된다. 상부 하우징 부분(2)은 덮개 형상이다. 본 실시예에서, 상부 하우징 부분은 주로 보호 기능과 밀봉 기능을 한다. 부조립체(6)가 하부 하우징 부분(3)에 합체된 후, 하부 하우징 부분(3)은 상부 하우징 부분(4)에 용접된다.

부조립체(6)를 하우징(2)에 완충되게 지지하는 것에 대해서는 도 2에 더 명료하게 나타내었다. 부조립체(6)의 지지는 2개 이상의 완충 요소(100a-100b, 102a-102c, 104a-104b)를 거쳐서 이루어진다. 이 경우에서, 전동 모터는 원통형 완충 요소(104a)에 의해서 하부 하우징 부분(3)에 대해서 완충되게 지지된다. 이와 아울러, 기어 장치(7)는 고정 요소(40)에 장착된 2개의 완충 요소(100a-100b)와 기어 장치(7)의 지지 요소(60)에 장착된 추가적인 3개의 완충 요소(102a-102c)를 거쳐서 하부 하우징 부분(3)에 완충되게 지지된다. 또한, 상부 하우징 부분(4)에 대한 상측에 중심 정렬 요소(20)를 지지하기 위한 플러그형 완충 요소(104b)도 마련된다. 완충 요소(100a-100b, 102a-102c, 104a-104b) 각각은 소정의 탄성 계수와 감쇠 계수를 갖는 탄성 중합체 재료로 제조되며, 부조립체(6)를 하우징(2) 내의 대응하는 지지 지점들에서 최적으로 완충시킬 수 있도록 한 형상과 크기로 구성된다.

도 3은 장착된 기어 장치(7)의 사시도를 도시하고 있다. 도 3을 기초하여 살피면, 기어 장치(7)를 고정 요소(40)와 중심 정렬 요소(20)에 대해서 배치하는 것을 명확하게 파악할 수 있다.

중심 정렬 장치(20)는 판형 기부(21)를 구비하는데, 판형 기부의 한 단부에서는 그 하측에 플러그-소켓 커넥터(22)가, 판형 기부의 타 단부에서는 그 하측에 추가의 2개의 플러그-소켓 커넥터(24a-24b)가 성형된다. 플러그-소켓 커넥터(22, 24a-24b)는 암(arm) 형상이고, 중심 정렬 요소(20)의 하측에서 시작하여 수직 방향에서 하향으로 연장된다. 또한, 제1 및 제2 기어 축(46, 52)을 상측에 수용하기 위하여 서로 이격된 2개의 베어링(26, 28)과, 또한 구동 장치(10)의 구동 축(11)이 안으로 무접촉식으로 돌출해 들어오게 하는 원형 개구(25)가 상기 중심 정렬 요소(20)에 형성된다.

고정 요소(40)도 마찬가지로 판 형태이고, 그 상측에 3개의 기계식 플러그-소켓 커넥터(42a-42c)를 구비하고, 상기 소켓 커넥터(42a-42c)의 공간적 배치는 상기 중심 정렬 요소(20)의 플러그-소켓 커넥터(22, 24a-24b)의 공간적 배치에 대응된다. 상기 기계식 플러그-소켓 커넥터(22, 24a-24b)에 의해 중심 정렬 요소(20)가 고정 요소(40)에 억지끼워맞춤 방식으로 연결되고, 이에 의해 암형 플러그-소켓 커넥터(22, 24a, 24b)의 전 길이에 걸쳐서 고정 요소(40)의 상측과 중심 정렬 요소(20)의 하측 사이에 수직 공간이 획정된다. 이와 같은 방식에서, 고정 요소(40)에 기계식으로 연결된 중심 정렬 요소(20)는, 기어 구성 부품들을 수용하고 안정되게 지지하는 기능을 제공하는 케이지형 수용 공간을 형성한다.

고정 요소(40)의 하측에, 2개의 캐리어 요소(43)(도 3에서는 사시도인 관계로 인해 하나의 캐리어 요소만 볼 수 있음)가 측방향으로 성형되는데, 상기 캐리어 요소는 수직 방향에서 하향으로 연장하며, 완충 요소(100a-100b)에 의해 싸인다. 완충 요소(100a-100b)에 의해 둘러싸인 캐리어 요소(43)는 고정 요소(40)와 중심 정렬 수단(20) 사이에 조립된 기어 장치(7)를 브레이크 작동기(1)의 하우징(2)에 완충되게 지지하기 위하여 제공된다.

또한, 고정 요소(40)는 구동 장치(10)의 기어 장치(7)에 대한 공간적 위치를 한정하도록 설계된다. 이를 위해, 고정 요소(40)의 제2 단부에는 그 하측에 원통형 수용 공간(44)이 형성되는데, 상기 원통형 수용 공간 안에는 구동 장치(10)가 삽입된다(도 1 참조). 구동 장치(10)의 구동 축(11)에는 기어 휠(18)이 부착되고, 이 구동 축은 캐리어 요소(40)에 있는 원형 개구(45)를 통과할 수 있고, 따라서 구동측 기어 휠(18)이 중심 정렬 요소(20)와 고정 요소(40) 사이의 수용 공간 안에 배치되어서 제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어 휠(31)과 계합할 수 있게 된다.

선택적 실시예에서, 고정 요소(40)에는 추가로 구동 장치(10)용 체결 장치가 설치된다. 이 경우, 구동 장치(10)는 고정 요소(40)에 영구 장착될 수 있고, 이에 따라 구동 장치(10)와 기어 장치(7)가 고정 요소(40)에 의해서 결합됨으로써 독립해서 손으로 조작할 수 있는 부조립체(6)를 형성하게 된다.

이하에서는 도 2 및 도 4에 의거하여서 기어 장치(7)의 구조에 대해 더 상세하게 설명한다. 도 4는 3개의 기어 스테이지(12, 14, 15)를 포함하는 기어 장치(7)의 개별 구성 부품들을 분해도 형태로 도시하고 있다. 도 2는 전자기계 브레이크 작동기(1)의 단면도이다.

제1 기어 스테이지(12)는 치형성 휠 기어의 형태를 취하는데, 여기서 구동측 기어 휠(18, 도 2 참조)은 구동 장치(10)의 구동 축(11)에 토크 전달 가능하게 연결된다. 구동측 기어 휠(18)은 제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어 휠(30)에 치결합된다. 제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어 휠(30)은 제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어 휠(32)에 회전할 수 있게 연결된다. 제2 기어 스테이지(14)도 마찬가지로 2개의 기어 휠(32, 34)을 구비하는 치형성 휠 기어를 포함한다. 제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어 휠(32)이 이어서 제2 기어 스테이지(14)의 축력측 기어 휠(34)과 치결합된다. 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어 휠(34)에는 그 하측에 제3 기어 스테이지(16)의 선기어(36)가 출력측 기어 휠(34)과 동축을 이루게 해서 함께 회전할 수 있게 형성된다. 선기어(36)는 기어 장치(7)의 제3 기어 스테이지(16)를 형성하는 유성 기어의 일부이다.

제1 및 제2 기어 스테이지(12, 14) 각각은 외측으로 치형성된 2개의 계합되는 기어 휠을 포함하고, 각 경우에서 출력측 기어 휠(32, 36)은 그 각각의 구동측 기어 휠(30, 34)에 비해서 직경이 크며 잇수도 많다. 이 방식에 있어서, 구동 장치에서 발생한 회전 운동에 대한 상당한 기어 감속이 얻어진다.

제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어 휠(30)은, 제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어 휠(32)이 비틀림 저항 가능하게 안에 삽입될 수 있는 연속하는 축방향 구멍을 구비한다. 제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어 휠(32)은 또한, 제2 기어 축(46)이 관통하여 지나는 축방향 구멍을 구비한다(도 2 참조). 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어 휠(34)과 이에 회전 가능하게 연결된 선기어(36)는 동일한 방식으로 형성된다. 선기어(36)도 마찬가지로 제1 기어 축(52)을 수용하기 위한 축방향 구멍을 구비한다.

제3 기어 스테이지(16)의 유성 기어는 하나의 스테이지로 형성되고, 2개의 치형성 기어 스테이지(12, 14)의 하류측에 연결된다. 상기 유성 기어는 제1 기어 축(52)이 장착된 유성 캐리어(56)와, 동일한 형태의 3개의 유성 기어(54)와, 링 기어(48)와, 선기어(36)를 포함한다. 유성 캐리어(56)는 디스크형이다. 동일한 형태의 상기 3개의 유성 기어(54)들 각각은 유성 캐리어의 상측에서 핀형 베어링 요소(70)를 거쳐서 회전 가능하게 지지된다(도 2 참조). 상기 핀형 베어링 요소(70)는 상기 디스크형 유성 캐리어(56)에 회전 축선에 평행하게 배치된다.

유성 캐리어(56)의 중심에서는 제1 기어 축(52)이 유성 캐리어(56)에 비틀림 저항 가능하게 설치된다. 제1 기어 축(52)은 유성 캐리어(56)의 상측에 수직하고 유성 캐리어(56)의 회전 축선을 따라서 종방향으로 연장된다. 제1 기어 축(52)에 유성 캐리어(56)를 일체형 부품으로서 형성하는 것도 생각할 수 있다. 이와 같은 실시예의 이점은 제1 기어 축(52)을 유성 캐리어(56)에 체결시키지 않아도 된다는 데 있다.

유성 캐리어(56)에 비틀림 저항 가능하게 장착된 제1 기어 축(52)은, 선기어(36) 및 이에 회전할 수 있게 연결된 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어 휠(34)을 유성 캐리어(56)에 지지되게 수용하기 위하여 마련된다. 결과적으로, 유성 기어(54)와 선기어(36)는 유성 캐리어(56) 상에 접합 가능하게(jointly) 지지되고, 이에 의해 선기어(36)와 유성 기어(54) 간의 유격 보상이 불필요해지며, 유성 기어의 사용 수명과 효율이 증가한다.

유성 캐리어(56)의 하측에는 출력 요소(58)가 견고하게 장착된다. 출력 요소(58)는 페그(peg) 형태이며 유성 캐리어(56)와 동축을 이루게 설치된다. 본 실시예에서, 출력 요소(58)는 유성 캐리어(56)의 회전 축선을 따라서 원통형 구멍 안에서 하측에 수용된다. 선택적 실시예에서, 출력 요소(58)와 유성 캐리어(56)와 제1 기어 축(52)은 일체로 형성될 수 있다.

3개의 기어 스테이지(12, 14, 16)의 배열과 지지는 중심 정렬 요소(20)와 고정 요소(40)와 지지 요소(60)에 의해 이루어진다. 지지 요소(60)는 환형이며, 그 외측에는 체결 요소(62)가 축방향으로 성형된다. 지지 요소(60)는 유성 캐리어(56)가 지지 요소(60) 안에 정확히 장착되게 삽입될 수 있도록 하는 형상으로 형성된다. 지지 요소(60)는 체결 요소(62)를 거쳐서 링 기어(48)의 외측에 걸쇠 걸림(latching) 방식으로 체결된다.

링 기어(48)가 상기 고정 요소(40)의 제2 단부에 형성된다. 링 기어(48)는 내부에 치형성된 기어 휠 링의 형태를 취하고, 이에 의해 링 기어(48)의 상측은 디스크 형태로 덮이며, 제1 기어 축(52)과 선기어(36)가 관통하여 지나는 원통형 개구를 구비한다. 결국 링 기어(48)는 고정 요소(40)의 일부로 형성된다. 본 실시예에서, 고정 요소(40)는 2개의 부분으로, 즉 제2 단부에서는 링 기어(48)로, 제1 단부에서는 원통형으로 획정된 수용 공간(44)으로, 분할된다. 원통형 수용 공간(44)과 링 기어(48) 사이에는 제2 기어 축(46)이 고정 요소(40)의 상측에 형성된다. 제2 기어 축(46)은 제2 단부가 고정 요소(40)에 비틀림 저항 가능하게 연결되거나 회전 가능하게 지지된다. 제2 기어 축(46)에 상기 고정 요소(40)가 일체로 형성될 수 있다.

고정 요소(40)와 중심 정렬 요소(20)에 기어 장치(7)를 장착하는 것은, 유성 캐리어(56)와 이 위에 회전 가능하게 배치된 유성 기어(54)를 링 기어(48) 안에 삽입하면서 시작된다. 이와 관련하여, 유성 기어(54)는 링 기어(48) 안에 하측에서 삽입된다. 유성 기어(54)를 구비한 유성 캐리어(56)는 떨어지는 것을 방지하기 위해 지지 요소(60)를 구비하는 링 기어(48)에 고정된다. 유성 캐리어(56)에 비틀림 저항 가능하게 지지된 제1 기어 축(52)은 링 기어(48)의 상측 디스크형 덮개의 원형 개구를 통해서 돌출한다. 상기 제1 기어 축(52)에는, 선기어(36)와 이 선기어(36)에 연결된 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어 휠(34)이 후속해서 부착된다. 선 기어(36)는 유성 캐리어(56) 위에 놓여서 유성 기어(54)와 계합될 때까지 원형 개구를 통해서 링 기어(48) 안으로 도입된다. 선기어(56)와 이에 연결된 기어 휠(34)은 제1 기어 축(52)을 거쳐서 유성 캐리어(56)의 상측에 회전 가능하게 지지된다.

이에 후속해서, 제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어 휠(32)과 이에 연결된 제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어 휠(30)이 제2 기어 축(46)에 부착되고, 그 결과 상기 두 기어 휠들이 고정 요소(40)에 회전 가능하게 지지되고, 기어 휠(32)이 기어 휠(34)과 맞물리게 된다. 이에 따라, 중심 정렬 요소(20)가 고정 요소(40)에 장착되고, 이에 의해 제1 기어 축(52)과 제2 기어 축(46)은 이들 각각의 제1 단부가 중심 정렬 요소(20)의 대응하는 베어링(26, 28) 안으로 삽입된다. 끝으로, 제1 기어 스테이지(12)의 구동측 기어 휠(18)이 구동 장치(10)와 함께 기어 장치(7) 안으로 삽입된다.

이 실시예에서 설명한 기어 장치(7)는 장착이 간단하다는 점뿐만 아니라 기어 장치(7) 내의 기어 구성 부품들이 견고하게 지지된다는 점에서도 대별되는 특징을 갖는다. 2개의 기어 축(46, 52) 각각은 이들의 양 쪽이 고정되거나 회전 가능하게 지지되고, 이에 의해 제1 기어 축(52)은 제1 단부가 중심 정렬 요소(20)에 지지되고 제2 단부가 유성 캐리어(56)에 지지되며, 제2 기어 축(46)은 제1 단부가 중심 정렬 요소(20)에 지지되고 제2 단부가 고정 요소(40)에 지지된다, 이 방식에 있어서는, 기어 장치(7)에 '지지되지 않은 베어링 축'이 없게 되고, 그 결과 기어 장치(7)의 견고성이 증가한다.

제1 기어 축(52)의 공간적 위치는 링 기어(48) 안에서 안내되는 유성 기어(54)를 통해서 독특하게 결정된다. 다시 말해, 제1 기어 축(52)은 그 자체가, 유성 캐리어(56)에 회전 가능하게 배치되는 유성 기어(54)를 거쳐서 링 기어(48)에 대해 중심을 잡는다. 링 기어(48)를 통해 중심을 잡은 제1 기어 축(52)은, 결과적으로는 제2 기어 축(46)과 그리고 구동 장치(10)의 허용 공차를 갖는 적합한 위치 결정을 하고자 하는 출발점에서, 고정 요소(40) 상에 정렬된다.

도 2에 도시된 단면도에 기초하여 살피면, 마지막으로 부조립체(6)의 기하학적 배치를 명확하게 파악할 수 있다. 고정 요소(40)의 계단형 설계에 의하면, 제1 기어 스테이지(12)와 제2 기어 스테이지(14)가 서로에 대해 축방향으로 편심되게 배치되고, 이에 의하면 각각 직경이 더 큰 출력측 기어 휠(30, 34)이 축방향으로 중첩된다. 또한, 구동 장치(10)는 기어 장치(7)에 대해 축방향으로 편심되게 설치되고, 이에 따라 기어 감속비가 높으면서도 특히 소형인 부조립체(6)가 형성될 수 있다.

Claims

전자기계식 브레이크 작동기(1)용 부조립체(6)에 있어서,
- 토크를 발생시키는 구동 장치(10)와,
- 기어 장치(7)로서, 토크를 전달하기 위한 연속하는 제1 기어 스테이지(12)와 제2 기어 스테이지(14)와 제3 기어 스테이지(16)와,
상기 제3 기어 스테이지(16)의 선기어(36)와 상기 선기어(36)와 회전할 수 있도록 결합되는 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어휠(34)을 위한 제1 기어 축(52)을 수용하며, 제3 기어 스테이지(16)의 유성 기어(54)용 베어링 요소(70)들 또한 수용하는, 제3 기어 스테이지(16)의 유성 캐리어(56)를 포함하고,
상기 제2 기어 스테이지(14)가 치형성-휠 기어의 형태를 취하고 상기 제3 기어 스테이지(16)가 유성 기어 형태를 취하는 구성으로 된 기어 장치를,
포함하는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항에 있어서,
상기 제1 기어 스테이지(12)가 치형성 휠 또는 벨트 기어 형태인 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제2항에 있어서,
제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어휠(32)이 제1 기어 스테이지(12)의 출력측 기어휠(30) 또는 벨트 풀리에 회전할 수 있게 결합된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
제3 기어 스테이지(16)의 선기어(36)와 제2 기어 스테이지(14)의 출력측 기어휠(34)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 기어 축(52)이 유성 캐리어(56)에 비틀림 저항 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 기어 축(52)이 유성 캐리어(56) 상에서 중앙에 설치된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
유성 캐리어(56)는, 유성 기어(54)의 반대 측에, 토크 전달을 위해 유성 캐리어(56)에 토크 전달되게 장착된 출력 요소(58)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제1항 또는 제2항에 있어서,
기어 장치(7)를 구동 장치(10)에 대해 공간적 관계를 유지하며 배치할 수 있게 하기 위해 마련된 고정 요소(40)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제8항에 있어서,
상기 고정 요소(40)에 제1 기어 축(52)이 지지되는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제8항에 있어서,
유성 기어(54)를 수용하는 링 기어(48)가 상기 고정 요소(40)에 형성된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제10항에 있어서,
제3 기어 스테이지(16)의 유성 캐리어(56)가 상기 링 기어(48)에 지지 요소(60)를 거쳐서 지지된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제8항에 있어서,
상기 고정 요소(40)가 계단형으로 형성된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제8항에 있어서,
제2 기어 축(46)이 상기 고정 요소(40)에 지지되게 수용되는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제8항에 있어서,
기어 장치(7)를 위한 케이지 형태 수용 공간을 상기 고정 요소(40)와 함께 형성하는 중심 정렬 요소(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제14항에 있어서,
제2 기어 축(46)은 제1 단부가 상기 고정 요소(40)에 지지되고 제2 단부가 상기 중심 정렬 요소(20)에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
제15항에 있어서,
제2 기어 스테이지(14)의 구동측 기어휠(32)과 제1 기어 스테이지(30)의 출력측 기어휠이, 상기 제2 기어 축(46)을 거쳐서, 상기 고정 요소(40)와 상기 중심 정렬 요소(20) 사이의 상기 케이지 형태 수용 공간 안에 수용된 것을 특징으로 하는 전자기계식 브레이크 작동기용 부조립체(6).
전자기계 브레이크 작동기(1)로서,
제1항에 따른 부조립체(6)와, 하우징과, 적어도 2개의 완충 요소(100a-100b, 102a-102c, 104a-104b)를 포함하고,
상기 적어도 2개의 완충 요소(100a-100b, 102a-102c, 104a-104b)는 부조립체(6)가 하우징 내에 완충되게 지지될 수 있도록 하기 위해 부조립체(6)와 하우징 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기계 브레이크 작동기.
제1항에 따른 부조립체(6) 또는 제17항에 따른 전자기계 브레이크 작동기(1)와, 브레이크 작동기(1)에 의해 발생된 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키기 위해 하류측에 연결된 회전/병진 변환기를 포함하는 전기식 주차 브레이크.