KR101870635B1 - 차량용 제동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로, 바디, 바디의 내측에 구비되어 레버를 전후진 작동시키는 작동부재, 모터의 회전축에 구속되어 회전되고 제동 작동을 위해 레버가 면접되며 가압하도록 평면부를 구비하는 구속부재, 레버의 전진시 레버를 구속부재 방향으로 이동 유도하는 잠금안내부, 및 레버의 후진시 레버를 구속부재와 이격시키는 복귀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 기존의 리턴스프링을 제거함으로써 주제동 완료 후에 리턴스프링 탄성 복원력으로 인한 부품끼리의 부딪히는 작동 소음을 방지할 수 있다.

Description

차량용 제동장치{BRAKE APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 리턴스프링을 제거함으로써 주제동 완료 후에 리턴스프링 탄성 복원력으로 인한 부품끼리의 부딪히는 작동 소음을 방지할 수 있는 차량용 제동장치에 관한 것이다.
일반적인 하이브리드 차량은 주행 중에 차속을 감속하거나 정지시키기 위한 제동 제어가 실행되면, 엔진의 출력토크를 보조하는 모터의 회생제동이 실행되어 감속 에너지를 회수하고 배터리를 충전시킨다.
이때, 제동 페달 스트로크로 결정되는 총 제동량은 회생제동량과 각 휠의 제동 실린더에 공급되는 유압으로 실행되는 제동량으로 분배되어 협조제어가 실행된다.
차량용 제동장치는 차량의 구동휠에 연결되는 디스크에 인접하게 배치되는 제동패드와, 제동패드를 가압하여 제동패드와 디스크를 마찰시키는 가압부를 포함한다.
운전자가 제동페달을 조작하면 제어부의 구동신호에 따라 가압부가 작동되므로 브레이크패드가 디스크에 마찰되면서 디스크 및 구동휠의 회전을 구속하게 된다.
차량용 제동장치는 가압부의 종류에 따라 분류할 수 있으며, 제동장치는, 유압장치에 의해 공급되는 작동유체에 의해 구동되는 유압식 제동장치와, 모터의 동력에 의해 가압부가 구동되는 전동식 제동장치가 있다.
전동식 제동장치는 모터의 동력이 가압부의 직선운동으로 변환되어 전달되므로 브레이크패드를 디스크 측으로 가압할 수 있다.
특히, 전동식 제동장치인 EMB(Electro Mechanical Brake)는 주제동 장치이지만 내부에 주차 제동력을 유지시킬 수 있는 수단을 포함한다. 주차 제동시 필요한 힘은 EMB 주제동 발생 메커니즘을 그대로 이용하여 발생시키고, 전원 오프(OFF)시 제동력을 유지하기 위한 수단으로 솔레노이드를 사용한다.
모터축에 연결되어 회전되는 회전축은 둘레면을 다각 형상으로 형성하고, 솔레노이드 작동시 왕복 전후진되는 레버가 회전축의 다각 형상 부위와 면접되어 가압함으로써 회전 방지된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2010-0030012호(2010년 3월 18일 공개, 발명의 명칭 : 기어를 이용한 주차 제동 기능을 갖춘 전동 브레이크 장치)에 개시되어 있다.
기존 전동식 제동장치인 EMB는 제동력 발생시 회전의 상태에서 반드시 다각형 형상의 회전축이 레버에 대해 수평한 위치에 있지 않기 때문에 레버를 회전축에 대해 일정하게 유격되어 움직일 수 있게 설계해야 한다.
그래서, 주제동 발생시에도 모터가 회전됨에 따라, 레버가 설정된 유격만큼 진동을 함으로써 소음이 발생하게 되고, 리턴 스프링의 탄성 복원력으로 인해 다각형 형상인 회전축의 소음이 증폭되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 리턴스프링을 제거함으로써 주제동 완료 후에 리턴스프링 탄성 복원력으로 인한 부품끼리의 부딪히는 작동 소음을 방지하고자 하는 차량용 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 전후진되는 레버를 솔레노이드에 대해 힌지 연결하여 하측에서 탄성적으로 지지함으로써 차량의 진동에 의한 흔들림으로 발생하는 다른 부품과의 부딪힘 소음을 방지하고자 하는 차량용 제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 제동장치는: 바디, 상기 바디의 내측에 구비되어 레버를 전후진 작동시키는 작동부재, 모터의 회전축에 구속되어 회전되고 제동 작동을 위해 상기 레버가 면접되며 가압하도록 평면부를 구비하는 구속부재, 상기 레버의 전진시 상기 레버를 상기 구속부재 방향으로 이동 유도하는 잠금안내부, 및 상기 레버의 후진시 상기 레버를 상기 구속부재와 이격시키는 복귀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전축은 둘레면 일부를 절개한 평면 형상의 결여부가 형성되고, 상기 구속부재는 상기 회전축을 삽입하기 위해 관통홀부가 통공되며, 상기 관통홀부는 상기 레버의 하측과 상기 평면부의 면접을 위해 설정 회전량 범위 내에서 상기 구속부재의 회전을 허용하도록 걸림돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 잠금안내부는, 상기 바디의 내측에 돌출 형성되는 가이드블록, 상기 레버의 전진방향을 따라 점차적으로 하향되게 경사지는 제 1가이드경사면부, 및 상기 제 1가이드경사면부와 대칭되도록 상기 레버의 상측에 경사지게 형성되는 제 2가이드경사면부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복귀부는, 상기 작동부재에 연결되어 전후진되는 전후진축, 상기 전후진축에 상기 레버를 힌지 연결하는 힌지핀, 및 상기 구속부재 방향으로 회동되는 상기 레버를 반대 방향으로 탄성 지지하기 위해 상기 전후진축의 단부에서 연장되는 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 제동장치는 기존의 리턴스프링을 제거하고, 전진하며 다각형의 구속부재를 눌러 회전을 구속하는 레버를 솔레노이드에 힌지 연결함으로써 주제동 완료 후에 리턴스프링 탄성 복원력으로 인한 부품끼리의 부딪히는 작동 소음을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명은 후진하는 레버를 초기 상태로 자동 복귀시킴으로써 구속부재의 회전에 간섭 발생을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명은 전후진되는 레버를 솔레노이드에 대해 힌지 연결하여 하측에서 탄성적으로 지지함으로써 차량의 진동에 의한 흔들림으로 발생하는 다른 부품과의 부딪힘 소음을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동 전(前) 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동 후(後) 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 레버 힌지 부위를 보인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 레버와 전후진축의 연결부위 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 제동장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동 전(前) 상태도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 제동 후(後) 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 레버 힌지 부위를 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 레버와 전후진축의 연결부위 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치는 바디(10), 작동부재(20), 레버(30), 구속부재(40), 잠금안내부(100) 및 복귀부(200)를 포함한다.
바디(10)는 작동부재(20), 레버(30), 구속부재(40), 잠금안내부(100) 및 복귀부(200)를 내측에 수용하여 보호하는 역할을 하고, 후술할, 가이드블록(110)을 돌출 형성한다. 바디(10)는 차량의 제동(brake)용 캘리퍼(caliper) 외형을 형성하는 것으로서, 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 바디(10)는 브레이크패드(62)를 디스크(64) 측으로 가압하도록 동력을 제공하는 모터(50)를 구비한다.
그래서, 제동작동이 개시되면 모터(50)에 전원이 인가되어 회전축(52)을 통해 전달되는 모터(50)의 동력이 동력전달부(72)를 지나 출력축(68)에 설치되는 가압부재(66)에 전달된다.
가압부재(66)는 모터(50)의 동력에 의해 직선 운동되므로 브레이크패드(62)를 디스크(64) 측으로 가압하여 제동작동을 행하게 된다.
차량이 주차되면 가압부재(66)가 바디(10) 중심 방향으로 완전히 전진되어 브레이크패드(62)가 디스크(64)에 밀착되면서 차량의 이동을 방지하게 된다.
특히, 바디(10)는 작동부재(20), 레버(30), 구속부재(40), 잠금안내부(100), 복귀부(200) 및 동력전달부(72)를 수용하는 공간과 브레이크패드(62)와 디스크(64) 및 가압부재(66)를 수용하는 공간을 구획함이 바람직하다. 이는, 동력전달부(72)에 공급되는 윤활액이 브레이크패드(62)와 디스크(64)에 공급되는 것을 차단하기 위함이다.
한편, 작동부재(20)는 바디(10)의 내측에 구비되어 고정 설치된다. 그리고, 작동부재(20)는 레버(30)를 연결한다. 작동부재(20)는 레버(30)를 전후진 작동시키는 역할을 한다. 이때, 작동부재(20)는 솔레노이드 등 다양하게 적용 가능하다.
구속부재(40)는 모터(50)의 회전축(52)에 구속되어 회전되고, 제동 작동을 위해 레버(30)가 면접되며 가압하도록 평면부(42)를 구비한다.
즉, 구속부재(40)는 모터(50)의 회전축(52)에 구비되며, 평면 형상이 육각형 또는 오각형 등의 다각형으로 이루어진 평면부(42)를 둘레면에 형성하고, 결여부(54)를 형성한 둘레면에 회전축(52)이 삽입되는 관통홀부(44)가 형성된다. 그래서, 구속부재(40)는 다각의 링 형상이다.
또한, 구속부재(40)는 회전축(52)에 삽입되어 회전축(52)과 함께 회전하게 된다. 그리고, 구속부재(40)는 잠금안내부(100)에 의해 회전이 제한된다. 이로 인해, 회전축(52)은 회전 정지된다.
즉, 주차가 완료되면 작동부재(20)로부터 레버(30)가 전진되면서 잠금안내부(100)에 의해 점차적으로 하강하며 구속부재(40)의 평면부(42)에 밀착되므로 구속부재(40)의 회전운동을 구속하게 되고, 구속부재(40)가 회전운동이 구속되므로 구속부재(40)에 삽입되는 회전축(52)도 회전운동이 구속된다.
특히, 구속부재(40)는 결여부(54)의 공간만큼 회전축(52)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이는, 회전축(52)이 정지된 상태에서 레버(30)가 전진될 때에 구속부재(40)가 레버(30)의 하측과 면접촉하도록 소정량 회전되도록 하기 위함이다.
레버(30)에는 평면부(42)에 밀착되는 가압부(32)가 형성되고, 가압부(32)에는 평면부(42)의 모서리를 가압하여 구속부재(40)를 회전시키는 경사면(34)이 형성된다.
평면부(42)가 경사지게 배치된 상태로 모터(50)가 정지되고, 작동부재(20)로부터 레버(30)가 전진하게 되면, 경사면(34)이 평면부(42)의 모서리를 가압하여 구속부재(40)를 회전시키고, 구속부재(40)의 평면부(42)가 수평방향으로 배치된 후에 가압부(32)와 평면부(42)가 밀착되면서 구속부재(40)의 회전운동을 완전히 구속하게 된다.
아울러, 출력기어(74)는 회전축(52)에 구속된다. 즉, 출력기어(74)의 중앙에 형성되는 기어홀부(76)는 결여부(54)가 구비되는 회전축(52)의 단면 형상과 동일하게 형성되므로 결여부(54) 및 회전축(52)이 출력기어(74)에 삽입되면 출력기어(74)가 회전축(52)을 중심으로 회전되지 않도록 결합된다.
구속부재(40)의 관통홀부(44)는 원 모양으로 형성되므로 관통홀부(44)에 회전축(52)이 삽입되면 구속부재(40)가 회전축(52)에 회전 가능하게 삽입될 수 있는데, 관통홀부(44)의 내벽에는 걸림돌기(46)가 형성되기 때문에 걸림돌기(46)가 결여부(54)의 일단으로부터 타단까지 이동되는 각도만큼 걸림돌기(46)가 회전될 수 있게 된다.
따라서, 레버(30)가 전진되면서 하강할 때에 구속부재(40)가 레버(30)의 하측과 면접촉하도록 소정량 회전 허용됨으로써, 레버(30)와 구속부재(40)는 파손되지 않게 된다.
한편, 잠금안내부(100)는 작동부재(20)의 작동으로 전진하는 레버(30)를 점차적으로 구속부재(40) 방향으로 이동 유도하는 역할을 한다.
이는, 회전축(52)과 함께 회전되는 구속부재(40)를 잠금안내부(100)로써 구속함으로써, 구속부재(40)가 소정량 회전됨을 방지하여 걸림돌기(46)와 회전축(52)의 부딪힘에 따른 소음을 방지하고, 출력기어(74)의 회전을 구속하여 제동력을 확보하기 위함이다.
일례로, 잠금안내부(100)는 가이드블록(110), 제 1가이드경사면부(120) 및 제 2가이드경사면부(130)를 포함한다.
가이드블록(110)은 바디(10)의 내측에 돌출 형성되고, 제 1가이드경사면부(120)는 레버(30)의 전진방향을 따라 점차적으로 하향되게 경사지도록 형성되는 면(面)을 말한다. 이때, 가이드블록(110)은 바디(10)에 분리 가능하게 형성될 수 있으나 일체로 형성됨이 바람직하다. 여기서, '하향'은 구속부재(40)를 향하는 방향을 의미한다.
그리고, 제 2가이드경사면부(130)는 제 1가이드경사면부(120)와 대칭되도록 레버(30)의 상측에 경사지게 형성되는 면(面)을 말한다.
결과적으로, 작동부재(20)가 작동하여 레버(30)가 전진하게 되면, 레버(30)의 제 2가이드경사면부(130)가 가이드블록(110)의 제 1가이드경사면부(120)와 면접되어 이동됨에 따라, 레버(30)는 하향하게 된다.
그래서, 레버(30)의 경사면(34)이 회전되는 구속부재(40)의 둘레면과 먼저 접촉 후 가압부(32)가 구속부재(40)의 평면부(42)와 면접촉하게 된다. 이로 인해, 구속부재(40)와 회전축(52)은 강제 회전 정지된다.
또한, 제동력이 불필요한 경우, 레버(30)가 후진되도록 작동부재(20)가 작동하게 된다. 그리고, 레버(30)는 복귀부(200)에 의해 구속부재(40)와 자동 이격된다. 그래서, 구속부재(40)와 회전축(52)은 모터(50)의 구동력을 전달받아 회전하게 된다.
도 5 및 도 6에서처럼, 복귀부(200)는 전후진축(210), 힌지핀(220) 및 리브(230)를 포함한다.
전후진축(210)은 작동부재(20)에 연결되어 작동부재(20)의 작동시 전진 또는 후진하게 된다.
그리고, 힌지핀(220)은 전후진축(210)에 레버(30)를 힌지 연결하는 역할을 한다.
아울러, 리브(230)는 구속부재(40) 방향으로 회동되는 레버(30)를 반대 방향으로 탄성 지지하기 위해 전후진축(210)의 단부에서 연장된다.
즉, 전진하며 하강한 상태인 레버(30)가 후진시 상승하며 초기 위치로 복원되도록, 리브(230)가 레버(30)의 힌지부위 하측을 탄성적으로 들어올려 복원시키는 역할을 한다. 물론, 리브(230)는 전후진축(210)에 분리 가능하게 형성될 수 있으나, 일체로 형성됨이 바람직하다. 리브(230)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
리브(230)가 레버(30)를 탄성적으로 지지하고 있기 때문에, 제 2가이드경사면부(130)는 항상 제 1가이드경사면부(120)와 면접하고 있게 된다. 그래서, 차량의 주행 등 진동 발생시에도 레버(30)는 가이드블록(110)에 접촉한 상태를 유지함에 따라 진동을 발생하지 않아 소음이 최소화된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제동장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
차량 주행 중에 제동작동이 진행되면 모터(50)에 전원이 인가되므로 모터(50)의 동력이 동력전달부(72)를 통해 가압부재(66)에 전달된다.
모터(50)의 동력이 가압부재(66)의 직선운동으로 변환되어 가압부재(66)가 바디(10) 내부로 전진하게 되면, 가압부재(66)가 브레이크패드(62)를 디스크(64) 측으로 밀게 되므로 브레이크패드(62)와 디스크(64)가 마찰되면서 제동작동이 이루어지게 된다.
차량의 주차가 완료되면 가압부재(66)가 바디(10) 측으로 완전히 전진되어 브레이크패드(62)와 디스크(64)가 밀착되면서 차량의 이동을 방지하게 된다.
이때, 작동부재(20)로부터 레버(30)가 전진되면서 점차적으로 하강함에 따라, 레버(30)의 가압부(32)와 구속부재(40)의 평면부(42)가 밀착되면서 구속부재(40) 및 회전축(52)의 회전운동을 구속하므로 차량의 시동이 꺼져 모터(50)에 전원이 차단되어도 회전축(52)이 회전되지 않게 된다.
따라서 가압부재(66)가 브레이크패드(62)를 디스크(64) 측으로 가압하는 상태가 유지되어 차량의 주차 완료 후에 제동작동이 해제되는 오작동을 방지할 수 있게 된다.
차량의 주차가 완료된 상태에서 구속부재(40)의 평면부(42)가 경사지게 배치되는 상태일 때에는 작동부재(20)로부터 전진하는 레버(30)의 경사면(34)이 구속부재(40)의 평면부(42)를 가압하므로 구속부재(40)가 회전된다.
구속부재(40) 회전되어 평면부(42)가 수평방향으로 배치되면 레버(30)가 구속부재(40) 측으로 이동되면서 가압부(32) 저면과 평면부(42) 상면이 밀착된다.
따라서 차량 주차가 완료된 상태에서 구속부재(40)의 평면부(42)가 경사지게 배치되어도 레버(30)의 가압력에 의해 구속부재(40)가 회전되면서 제동작동이 이루어질 수 있게 된다.
이로써, 주차 완료 후에 제동작동이 해제되는 오작동을 방지할 수 있는 차량용 제동장치를 제공할 수 있게 된다.
이 후, 차량의 이동을 위해, 작동부재(20)가 작동하게 되면, 레버(30)는 전후진축(210)에 탄성적으로 지지되어 후진하면서 점차적으로 상승하게 된다. 그래서, 구속부재(40)와 회전축(52)은 회전하게 된다.
특히, 리브(230)가 레버(30)를 탄성적으로 지지함으로써, 제 2가이드경사면부(130)는 항상 가이드블록(110)의 제 1가이드경사면부(120)를 따라 이동하기 때문에, 레버(30)는 가이드블록(110)에 접촉한 상태를 유지하게 된다. 그래서, 레버(30)는 진동을 발생하지 않게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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.
10: 바디 20: 작동부재
30: 레버 32: 가압부
34: 경사면 40: 구속부재
42: 평면부 44: 관통홀부
50: 모터 52: 회전축
54: 결여부 62: 브레이크패드
64: 디스크 66: 가압부재
68: 출력축 72: 동력전달부
74: 출력기어 76: 기어홀부
100: 잠금안내부 110: 가이드블록
120: 제 1가이드경사면부 130: 제 2가이드경사면부
200: 복귀부 210: 전후진축
220: 힌지핀 230: 리브

Claims (4)

  1. 바디;
    상기 바디의 내측에 구비되어 레버를 전후진 작동시키는 작동부재;
    모터의 회전축에 구속되어 회전되고, 제동 작동을 위해 상기 레버가 면접되며 가압하도록 평면부를 구비하는 구속부재;
    상기 레버의 전진시 상기 레버를 상기 구속부재 방향으로 이동 유도하는 잠금안내부; 및
    상기 레버의 후진시 상기 레버를 상기 구속부재와 이격시키는 복귀부를 포함하고,
    상기 잠금안내부는, 상기 바디의 내측에 돌출 형성되는 가이드블록;
    상기 레버의 전진방향을 따라 점차적으로 하향되게 경사지는 제 1가이드경사면부; 및
    상기 제 1가이드경사면부와 대칭되도록 상기 레버의 상측에 경사지게 형성되는 제 2가이드경사면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축은 둘레면 일부를 절개한 평면 형상의 결여부가 형성되고;
    상기 구속부재는 상기 회전축을 삽입하기 위해 관통홀부가 통공되며;
    상기 관통홀부는 상기 레버의 하측과 상기 평면부의 면접을 위해 설정 회전량 범위 내에서 상기 구속부재의 회전을 허용하도록 걸림돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 복귀부는,
    상기 작동부재에 연결되어 전후진되는 전후진축;
    상기 전후진축에 상기 레버를 힌지 연결하는 힌지핀; 및
    상기 구속부재 방향으로 회동되는 상기 레버를 반대 방향으로 탄성 지지하기 위해 상기 전후진축의 단부에서 연장되는 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.


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