KR101935030B1

KR101935030B1 - 전기기계식 브레이크용 잠금장치

Info

Publication number: KR101935030B1
Application number: KR1020170063326A
Authority: KR
Inventors: 부광석
Original assignee: 인제대학교 산학협력단
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2019-01-03
Also published as: KR20180128167A

Abstract

본 발명은 전기기계식 브레이크용 잠금장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 브레이크에 전기를 공급하지 않고서도 브레이크가 잠금상태를 유지할 수 있도록 하는 솔레노이드 밸브를 사용한 잠금장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치는, 솔레노이드 밸브와 모터로 구성된 전기기계식 브레이크용 잠금장치에 있어서, 상기 모터의 축에 설치된 걸림기어, 상기 솔레노이드 밸브 내부에 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브 내부에서 상기 걸림기어측으로 이동가능한 걸림쇠 및 상기 솔레노이드 밸브의 몸체의 양측에 설치되어 상기 솔레노이드 밸브를 탄력지지하는 복수 개의 탄성체로 구성되어, 상기 걸림쇠가 상기 걸림기어측으로 이동하여 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 상단과 접촉시 상기 탄성체에 의해 상기 솔레노이드 밸브의 몸체가 좌우로 유동하면서 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 홈에 삽입하여 잠금되도록 구성되는 것을 기술적 요지로 한다.

Description

전기기계식 브레이크용 잠금장치 {Locking device for electromechanical brake}

본 발명은 전기기계식 브레이크용 잠금장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 브레이크에 있어서 브레이크에 전기를 공급하지 않고서도 브레이크가 잠금상태를 유지할 수 있도록 하는 솔레노이드 밸브를 사용한 잠금장치에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이크 시스템은 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에, 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 제동장치이다. 전기기계식 브레이크는 모터와 감속기를 이용해 전자식으로 제동력을 발생하는 방식이며, 이에 따라 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 브레이크 패드를 브레이크 디스크에 접촉시킴으로써 제동력을 발생시킨다. 상기와 같은 메커니즘에 의해 구현되는 제동의 경우에는 장시간 브레이크를 작동시키는 경우에는 모터에 과부하가 발생할 수 있게 되어 고장이 발생될 수 있다.

또한, 모터의 고장 등과 같은 이유로 인하여 제동력이 제대로 전달되지 않은 경우에는 제동력의 해제로 인한 대형사고의 위험도 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 제동을 위한 동력을 발생하는 모터축에 일체로 된 래칫기어와 상기 래칫기어의 형상과 맞물려 회전을 구속시키는 로드를 구비한 솔레노이드로 구성된 방식 혹은 솔레노이드의 로드축의 끝단을 기어 이의 형상과 동일하게 구성하여 모터축 회전을 강제로 구속하는 방식이 개발되었다.

다만, 이러한 방식은 래칫기어와 솔레노이드 로드가 형상의 문제로 인하여 결합이 되지 않는 경우가 발생하는 문제점이 있었고, 이러한 경우에는 대형사고의 위험성을 내포하고 있다.

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본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 기계적으로 모터축의 회전을 차단함으로써 모터에 가해지는 전기적 과부하를 해소하고, 형상의 개선을 통해 솔레노이드 밸브로부터 걸림기어측으로 이동가능한 걸림쇠와 모터축에 설치된 걸림기어의 결합이 안정적으로 보장되도록 하는 전기기계식 브레이크용 잠금장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치는, 솔레노이드 밸브와 모터로 구성된 전기기계식 브레이크용 잠금장치에 있어서, 상기 모터의 축에 설치되고 이의 형상이 첨단(尖端)을 가지는 삼각형인 걸림기어;상기 솔레노이드 밸브 내부에 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브 내부에서 상기 걸림기어측으로 이동가능하되 상기 걸림기어와 맞닿는 단부가 반원형인 걸림쇠; 및 상기 솔레노이드 밸브의 몸체의 양측에 설치되어 상기 솔레노이드 밸브를 탄력지지하는 복수 개의 탄성체로 구성되어, 상기 걸림쇠가 상기 걸림기어측으로 이동하여 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 상단과 접촉시, 상기 탄성체에 의해 상기 솔레노이드 밸브의 몸체가 좌우로 유동하면서 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 홈에 삽입하여 잠금되는 것을 특징으로 한다.

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상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 솔레노이드 밸브에서부터 걸림기어측으로 이동가능한 걸림쇠가 걸림기어에 걸림으로써 잠금성능이 완벽하게 확보됨에 따라, 브레이크의 제동 안정성이 보장된다. 따라서, 장시간의 브레이크 사용 및 주차브레이크의 작동시와 같은 경우에 제동이 완벽하게 보장됨에 따라, 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있게 되어 대인적, 대물적 손해를 최소화할 수 있다.

다음으로, 잠금에 의해 모터에 가해지는 전기적 과부하를 해소할 수 있게 되어, 과부하에 따른 모터 성능의 저하를 막을 수 있게 되어, 전체적으로 제동성능이 향상되는 효과가 있다.

추가적으로, 모터의 과부하가 해소됨에 따라 모터의 가용기간도 증가하게 되고, 교체주기를 길게 설정할 수 있게 되며, 모터에 가해지는 전기력을 제공해주는 배터리의 수명도 증가하게 되는 효과가 있다.

또한, 잠금장치의 기계적 잠금에 의해 보장되는 제동력에 따라, 복잡한 전기적 장비에 의한 별도의 잠금설비가 불필요함에 따라 브레이크 시스템 전체의 단순화를 가져올 수 있는 추가적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치를 포함한 브레이크 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치의 측면을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치의 결합상태를 나타낸 구성도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치를 포함한 브레이크 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치의 측면을 나타낸 구성도 및 도 3은 본 발명에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치의 결합상태를 나타낸 구성도이다.

본 발명은 모터(20)와 감속기(50)를 이용해 전자식으로 제동력을 발생하는 전기기계식 브레이크 시스템에 관한 것으로써, 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 브레이크 패드(70)를 브레이크 디스크(80)에 접촉시킴으로써 제동력을 발생시키는 전기기계식 브레이크 시스템에 있어서 모터(20)에 가해지는 과부하를 방지하고, 솔레노이드 밸브(10)의 유동성 부여에 의해 잠금성능이 완전하게 보장되는 잠금장치에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기기계식 브레이크용 잠금장치는 솔레노이드 밸브(10), 모터(20), 걸림기어(100), 걸림쇠(200) 및 탄성체(300)로 구성된다.

솔레노이드 밸브(10)와 모터(20)는 종래에 알려진 기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략한다.

먼저, 상기 걸림기어(100)에 대해서 살펴본다.

모터(20)로부터 나오는 회전력은 모터축(30)의 회전에 의해 발현되고, 모터축(30)에 연결되어 있는 구동연결기어(40)에 의해 전달된 회전력은 감속기(50)에 의해 회전력이 전달되고, 이렇게 전달된 회전력은 다시 스크류(60)를 통해 브레이크 패드(70)의 직선운동으로 구현된다. 상기 걸림기어(100)는 상기 모터축(30)에 부착된 구동연결기어(40)와 동심을 이루어 일체로서 형성되는 것으로써, 모터(20)의 회전에 따른 구동력을 받는다. 따라서, 모터(20)의 작동으로 인하여 모터축(30)이 회전하게 되면, 상기 걸림기어(100)와 구동연결기어(40)는 동일한 회전수를 가지면서 회전하게 된다.

바람직하게는, 상기 걸림기어(100)는 기어의 형상으로 되어 있되, 기어 이(110)의 형상이 삼각형 모양을 가지는 것을 특징으로 한다. 즉, 일반적인 기어와 달리 기어의 이끝면을 거의 형성하지 않아, 기어 이(110)의 외측 끝단이 첨단으로 형성된다. 기어 이(齒,110) 사이의 공간, 즉 이 홈(130)은 후술할 걸림쇠(200)에 의해 잠금이 될 수 있도록 걸림쇠(200)의 두께보다 넓은 공간을 구비하고 있다. 상기 걸림기어(100)의 이가 삼각형 모양을 이룸으로써 후술할 걸림쇠(200)와의 잠금 형성시 완전한 잠금이 되는 메카니즘은 후술하기로 한다.

다음으로, 상기 걸림쇠(200)에 대해서 살펴본다.

상기 걸림쇠(200)는 솔레노이드 밸브(10)의 구성요소로써, 전기적 신호에 따라 작동하는 솔레노이드 밸브(10)의 원리에 따라 상기 걸림쇠(200)가 솔레노이드 밸브(10) 몸체로부터 상기 걸림기어(100)측으로 이동가능하도록 되어 있다. 상기 걸림쇠(200)가 솔레노이드 밸브(10) 몸체로부터 이동가능한 방향은 상기 걸림기어(100)의 두께면 방향으로써, 결과적으로 상기 모터축(30)과 직각을 이루는 방향이 되도록 솔레노이드 밸브(10)가 상기 걸림기어(100)와 인접하여 위치해 있다. 솔레노이드 밸브(10)에 의해 걸림쇠(200)가 이동하는 작동원리는 종래에 알려진 기술에 해당하므로 자세한 설명은 생략한다.

바람직하게는, 상기 걸림기어(100)와 맞닿는 측의 상기 걸림쇠(200)의 단부는 반원형으로 구성되어 있어, 상기 걸림기어(100)측으로 이동하여 잠금을 형성할 시에 슬라이딩하여 잠금이 되도록 구성되어 있다. 걸림기어(100)와 걸림쇠(200)가 잠금을 형성하는 메카니즘은 후술하기로 한다.

다음으로, 상기 탄성체(300)에 대해서 살펴본다.

상기 탄성체(300)는 솔레노이드 밸브(10) 몸체의 좌우를 따라 복수 개 형성된 것을 특징으로 하되, 스프링 또는 고무 등으로 구성될 수 있다. 종래의 솔레노이드 밸브에 의한 잠금장치가 가진 문제점은 솔레노이드 밸브가 유동성을 가지고 있지 않아, 솔레노이드 밸브로부터 걸림기어측으로 이동한 걸림쇠가 걸림기어의 이끝면과 정확히 맞닿게 되는 경우에는 잠금이 발생하지 않는 경우가 발생할 수 있었다. 본 발명은 솔레노이드 밸브(10)의 몸체 좌우에 탄성체(300)를 구성함으로써 솔레노이드 밸브(10)에 유동성을 부여할 수 있게 되고, 이에 따라 솔레노이드 밸브(10)의 내부에 설치되어 있는 걸림쇠(200)도 솔레노이드 밸브(10)의 움직임에 따라 유동성을 가지게 된다.

상기 탄성체(300)는 일측은 솔레노이드 밸브(10)의 몸체에, 타측은 솔레노이드 밸브(10)의 몸체가 위치하도록 구성된 고정된 구조물인 안착부(90)에 부착되어 있다. 탄성체(300)는 상기 걸림쇠(200)가 솔레노이드 밸브(10) 몸체로부터 이동하는 방향과 직각이 되는 방향, 즉 솔레노이드 몸체(10)의 양측으로 설치되어 상기 걸림쇠(200)가 이동하는 방향의 좌우로의 유동성을 부여하게 된다.

마지막으로, 본 발명인 전기기계식 브레이크용 잠금장치의 작동에 따라 잠금이 되는 메카니즘을, 상술한 걸림기어(100), 걸림쇠(200) 및 탄성체(300)를 기준으로 살펴본다.

본 발명은 브레이크를 장시간 사용하거나 차량의 주차시와 같은 경우에 솔레노이드 밸브(10)의 작동에 의해 브레이크 시스템을 잠금으로써 모터(20)의 과부하 방지 및 안정적인 제동력을 제공하고자 한다. 이와 같은 성능을 구현하기 위하여, 상기 모터(20)에 의해 회전력이 발현되어 구동연결기어(40)와 감속기(50)를 통해 스크류(60)로 전달되고, 이렇게 전달된 회전력은 다시 직선운동으로 치환되어 브레이크 패드(70)를 브레이크 디스크(80)측으로 접촉하도록 하여 제동하게 된다. 제동이 완료된 후에 본 발명인 전기기계식 브레이크용 잠금장치가 작동하여 제동이 된 현 상태를 유지하게 되는 바, 솔레노이드 밸브(10)에는 전기적 신호가 도달하게 되고, 이에 따라 솔레노이드 밸브(10)의 구성요소의 하나로써 솔레노이드 밸브(10)의 내부에 위치한 걸림쇠(200)가 솔레노이드 밸브(10)로부터 걸림기어(100)측으로 이동하여 걸림기어(100)의 이 홈(130)으로 삽입하게 된다.

이때, 상술한 바와 같이 걸림기어(100)와 맞닿는 측의 걸림쇠(200) 단부는 반원형으로 구성되어 있고, 걸림기어(100)의 기어 이(110)는 이끝면이 거의 형성되지 않은 삼각형으로 되어 있어, 걸림쇠(200)가 걸림기어(100) 이의 경사진 면에 위치하게 되는 경우이거나, 도 3(a)에 나타난 바와 같이 걸림쇠(200)가 걸림기어(100) 이의 첨단에 정확하게 위치하게 되는 경우에는 도 3(b)에 나타난 바와 같이 탄성체(300)에 의해 솔레노이드 밸브(10)에 부여된 유동성에 따라 걸림쇠(200)가 좌우 방향으로 유동하게 되고, 걸림쇠(200)가 걸림기어(100) 기어 이(110)의 경사진 면을 따라 이 홈(130)으로 슬라이딩하여 진입하게 된다. 따라서, 걸림쇠(200)와 걸림기어(100)가 접촉하는 순간에 상호 간의 상태에 상관없이, 걸림쇠(200)와 걸림기어(100)의 잠금이 반드시 이루어지도록 되어 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예 뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 솔레노이드 밸브
20: 모터
30: 모터축
40: 구동연결기어
50: 감속기
60: 스크류
70: 브레이크 패드
80: 브레이크 디스크
90: 안착부
100: 걸림기어
110: 기어 이
130: 이 홈
200: 걸림쇠
300: 탄성체

Claims

솔레노이드 밸브와 모터로 구성된 전기기계식 브레이크용 잠금장치에 있어서,
상기 모터의 축에 설치되고 이의 형상이 첨단(尖端)을 가지는 삼각형인 걸림기어;
상기 솔레노이드 밸브 내부에 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브 내부에서 상기 걸림기어측으로 이동가능하되 상기 걸림기어와 맞닿는 단부가 반원형인 걸림쇠; 및
상기 솔레노이드 밸브의 몸체의 양측에 설치되어 상기 솔레노이드 밸브를 탄력지지하는 복수 개의 탄성체로 구성되어,
상기 걸림쇠가 상기 걸림기어측으로 이동하여 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 상단과 접촉시, 상기 탄성체에 의해 상기 솔레노이드 밸브의 몸체가 좌우로 유동하면서 상기 걸림쇠의 단부가 상기 걸림기어의 이 홈에 삽입하여 잠금되는 것을 특징으로 하는 전기기계식 브레이크용 잠금장치.
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