KR102311205B1 - 주차 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 하우징과, 하우징의 내부에 설치되고, 모터부의 구동에 의해 회전되는 기어부와, 기어부와 연결되고, 기어부의 회전에 의해 회전되는 너트스크류부와, 너트스크류부의 내부를 관통하고, 너트스크류부와 결합되어 너트스크류부의 회전에 연동되어 너트스크류부 내부에서 길이방향으로 이동되는 볼트스크류와, 볼트스크류와 연결되는 케이블과, 하우징의 내부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되고, 일측은 케이블이 관통되고, 타측은 너트스크류를 향해 연장되는 피스톤부와, 하우징의 내벽과 피스톤부 사이에 배치되고, 피스톤부의 슬라이드 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

주차 브레이크 장치{PARKING BRAKE APPARATUS}

본 발명은 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 작동의 해제 시에 각 구성요소간의 간극을 보상하여 제동력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주차된 차량의 이동을 방지하기 위하여 주차 브레이크 장치를 사용한다. 전자식 주차 브레이크 장치(EPB, Electronic Parking Brake)의 경우 모터부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 차륜에 제동력을 전달한다.

즉, 전자식 주차 브레이크 장치는 버튼, 스위치, 또는 레버를 조작하여 모터부를 구동하면 모터부의 회전에 따라 기어부와 너트스크류가 회전하고, 너트스크류에 관통되어 길이방향을 따라 볼트스크류가 이동되고, 볼트스크류에 연결된 케이블이 잡아당겨져 제동력이 발생된다.

일반적으로 모터부에 의하여 구동되는 전자식 주차 브레이크 장치는 차량의 브레이크 작동 후 작동레버의 위상 변화와 온도 변화에 의한 수축으로 인하여 작동레버와 케이블을 연결하는 고리연결부 사이에 발생되는 간극을 보정할 수 없다.

이로 인하여, 작동레버와 고리연결부 사이의 간극을 보정하기 위하여 케이블에 추가 작동력을 제공하도록 설정하면, 주차 브레이크 장치가 파손되거나 제품의 단가가 상승되고, 주차 이후 온도 저하에 의해 유발되는 마찰재의 수축 발생시 제동력이 손실되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0039056호(2009.04.22. 공개, 발명의 명칭: 차량용 전자식 주차 브레이크 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출한 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 작동의 해제 시에 각 구성요소간의 간극을 보상하여 제동력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 주차 브레이크 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 주차 브레이크 장치는: 하우징: 상기 하우징의 내부에 설치되고, 모터부의 구동에 의해 회전되는 기어부; 상기 기어부와 연결되고, 상기 기어부의 회전에 의해 회전되는 너트스크류부; 상기 너트스크류부의 내부를 관통하고, 상기 너트스크류부와 결합되어 상기 너트스크류부의 회전에 연동되어 상기 너트스크류부 내부에서 길이방향으로 이동되는 볼트스크류; 상기 볼트스크류와 연결되는 케이블; 상기 하우징의 내부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되고, 일측은 상기 케이블이 관통되고, 타측은 상기 너트스크류를 향해 연장되는 피스톤부; 및 상기 하우징의 내벽과 상기 피스톤부 사이에 배치되고, 상기 피스톤부의 슬라이드 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 하우징의 내부에는 상기 너트스크류부가 상기 볼트스크류의 이동 방향과 반대 방향으로 이동 가능하도록 너트스크류 공간부가 구비된다.

본 발명에서, 상기 너트스크류 공간부는 상기 너트스크류부의 이동경로 상에 단턱이 형성되어 상기 너트스크류부의 이동을 제한한다.

본 발명에서, 상기 너트스크류부가 상기 볼트스크류의 이동 방향과 반대 방향으로 이동되면, 상기 피스톤부는 상기 너트스크류부에 의해 가압 이동되어 상기 탄성부재를 압축한다.

본 발명에서, 상기 모터부의 구동이 정지되면 상기 탄성부재는 원상태로 복원되면서 상기 피스톤부를 가압 이동시키고, 상기 피스톤부의 이동에 연동되어 상기 너트스크류부와 상기 볼트스크류가 이동되면서 상기 케이블이 당겨진다.

본 발명에서, 상기 케이블이 당겨지면 상기 케이블에 연결되는 고리연결부와 작동레버 사이의 간극이 보상된다.

본 발명에서, 상기 볼트스크류와 상기 케이블 사이에 배치되어 상기 볼트스크류와 상기 케이블을 연결하는 케이블연결부:를 더 포함한다.

본 발명에서, 상기 기어부는, 상기 모터부의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성되는 구동기어; 및 일단은 상기 구동기어와 맞물리게 형성되고, 타단은 상기 너트스크류부에 연결되는 종동기어를 포함하고, 상기 종동기어는 상기 너트스크류부의 이동시 연동하여 이동된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 주차 브레이크 장치는: 하우징: 상기 하우징의 내부에 설치되고, 모터부의 구동에 의해 회전되는 기어부; 상기 기어부와 연결되고, 상기 기어부의 회전에 의해 회전되는 너트스크류부; 상기 너트스크류부의 내부를 관통하고, 상기 너트스크류부와 결합되어 상기 너트스크류부의 회전에 연동되어 상기 너트스크류부 내부에서 길이방향으로 이동되는 볼트스크류; 상기 볼트스크류와 연결되는 압축케이스; 상기 압축케이스와 연결되는 케이블; 및 상기 압축케이스에 설치되고, 상기 압축케이스의 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 압축케이스는, 일단에 상기 볼트스크류가 연결되고, 타단에 상기 케이블이 관통되는 압축케이스본체; 상기 압축케이스본체 내부에 배치되고, 권취되는 상기 탄성부재의 일단을 지지하며, 상기 케이블과 연결되는 고정부재; 및 상기 압축케이스본체의 타단에서 연장 형성되고, 상기 탄성부재의 타단을 지지하는 가압부재를 포함한다.

본 발명에서, 상기 볼트스크류의 이동에 따른 상기 압축케이스의 이동시, 상기 가압부재와 상기 고정부재간의 간격이 좁아짐에 따라 상기 탄성부재는 압축된다.

본 발명에서, 상기 모터부의 구동이 정지되면 상기 탄성부재는 원상태로 복원되면서 상기 고정부재를 가압 이동시켜 상기 케이블을 상기 고정부재측으로 이동시킨다.

본 발명에서, 상기 케이블이 상기 고정부재측으로 이동되면 상기 케이블에 연결되는 고리연결부와 작동레버 사이의 간극이 보상된다.

본 발명에서, 상기 기어부는, 상기 모터부의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성되는 구동기어; 및 일단은 상기 구동기어와 맞물리게 형성되고, 타단은 상기 너트스크류부에 연결되는 종동기어를 포함한다.

본 발명에 따르면, 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동의 해제 직후 각 구성요소간, 특히 고리연결부와 작동레버 사이의 간극을 즉각적으로 보상함으로써 주차 브레이크 장치의 제동력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 탄성부재를 통해 케이블에 장력을 제공하고, 이를 통해 고리연결부와 작동레버 사이의 간극을 보상하므로, 케이블에 과도한 장력이 제공되어 주차 브레이크 장치의 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재의 압축을 개략적으로 나타낸 작동도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재가 복원 중인 상태를 개략적으로 나타낸 작동도이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5는 도 4에서 "A"의 부분 확대도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재의 압축을 개략적으로 나타낸 작동도이다.
도 7은 도 6에서 "B"의 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재가 복원 중인 상태를 개략적으로 나타낸 작동도이다.
도 9는 도 8에서 "C"의 부분 확대도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 주차 브레이크 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 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 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 작동도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재가 복원 중인 상태를 개략적으로 나타낸 작동도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치는 ECU(5), 하우징(10), 모터부(20), 기어부(30), 너트스크류부(40), 볼트스크류(50), 피스톤부(60), 케이블(70), 부트부(90)를 포함하여 이루어진다.

하우징(10)은 내부에 공간이 형성되고, 합성수지 또는 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 하우징(10)은 내부에 설치되는 기어부(30), 너트스크류부(40), 볼트스크류(50), 피스톤부(60) 등의 부품이 외부의 충격에 의하여 파손되거나, 외부에서 유입되는 이물질에 의해 오염되지 않도록 한다.

하우징(10)의 내부 일측(도 1 기준 좌측)에는 고무, 실리콘 등을 포함하여 이루어지는 탄성부재(11)가 설치된다. 탄성부재(11)는 하우징(10)의 내부에서 슬라이드 이동하는 피스톤부(60)가 하우징(10)의 내벽과 충돌하는 것을 방지하여 피스톤부(60)와 하우징(10)이 파손되는 것을 방지한다. 본 발명의 실시예에서 탄성부재(11)는 스프링으로 이루어진 경우를 예로 한다.

하우징(10)의 내부 타측(도 1 기준 우측)에는 너트스크류부(40)가 좌측으로 이동할 수 있는 공간이 제공되는 너트스크류 공간부(13)와, 기어부(30)의 종동기어(32)가 좌측으로 이동할 수 있는 공간이 제공되는 기어 공간부(15)가 각각 형성된다.

너트스크류부(40)와 종동기어(32)는 서로 연결되어 일체로 이동한다. 따라서 너트스크류부(40)가 너트스크류 공간부(13)를 이동할 때 종동기어(32) 또한 너트스크류부(40)의 이동과 연동되어 기어 공간부(15)를 이동한다. 너트스크류 공간부(13)는 기어 공간부(15)보다 이동 공간이 더 좁게 형성된다. 도 1을 기준으로 너트스크류 공간부(13)의 좌우 길이는 기어 공간부(15)의 좌우 길이보다 짧게 형성된다.

따라서 종동기어(32)가 기어 공간부(15)의 단턱에 도달하기에 앞서 너트스크류부(40)가 너트스크류 공간부(13)의 단턱에 도달하게 된다. 이로써 너트스크류부(40)가 너트스크류 공간부(13)에서 좌측으로의 이동이 제한되면 종동기어(32)는 기어 공간부(15)의 단턱에 도달하기 전이라도 좌측으로의 이동이 제한된다. 너트스크류 공간부(13)에는 너트스크류부(40)와 접하는 면에 너트스크류부(40)와의 접촉 시 충격을 완충시킬 수 있는 완충부가 배치될 수 있다.

모터부(20)는 하우징(10) 내부 또는 외부에 설치된다. 모터부(20)의 구동은 ECU(Electronic Control Unit, 전자 제어 장치)(5)에 의하여 제어된다. 모터부(20)는 외부에서 인가되는 전기에너지를 회전에너지로 변환한다.

모터부(20)에서 변환된 회전에너지는 회전 속도가 제어된 상태에서 기어부(30)에 전달되어 기어부(30)를 회전시킨다. ECU(5)는 모터부(20)의 작동 여부를 모터부(20)의 부하 증가(즉, 전류량의 증가)를 이용하여 판단한다. 일 예로, ECU(5)는 모터부(20)의 부하가 급격히 가중되면 모터부(20)의 구동을 정지시킨다.

볼트스크류(50)의 단부(도 1 기준 좌측단부)에는 케이블연결부(55)가 형성되고, 케이블연결부(55)에는 핀(51)이 외측 방향으로 돌출 형성된다. 케이블연결부(55)는 케이블(70)이 연결되는 것으로, 볼트스크류(50)가 우측으로 이동되면 케이블연결부(55)를 매개로 하여 케이블(70)도 같이 우측으로 이동된다.

케이블(70)의 일측(도 1 기준 좌측)에는 고리 형상의 고리연결부(91)가 연결된다. 고리연결부(91)에는 브레이크를 작동시키는 작동레버(93)가 연결된다. 케이블(70)이 우측으로 당겨지면, 작동레버(93)가 작동되어 차량의 차륜에 제동력이 전달된다. 이때 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동의 해제시에 작동레버(93) 등의 위치가 변화되면서 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이에 간극이 발생될 수 있다. 이때 주차 브레이크 장치를 통해 다시 브레이크 작동을 수행하게 되면 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극 때문에 케이블(70)이 작동레버(93)를 당기는 작동력이 강하될 수 있다. 이를 위해 본 실시예에서는 탄성부재(11)를 이용하여 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극이 발생하는 경우 이를 즉각적으로 보상하여 케이블(70)의 작동력 강하가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

부트부(90)는 케이블(70)이 관통하는 내부 공간을 가지고, 외측면에 다수 개의 주름이 형성되어 외부로부터 이물질 또는 수분 등이 유입되는 것을 차단한다. 부트부(90)는 탄성 변형 가능한 고무 재질 등을 포함하여 이루어진다.

기어부(30)는 모터부(20)로부터 전달된 동력에 의하여 작동되고, 구동기어(31)와 종동기어(32)를 포함하여 이루어진다. 구동기어(31)는 모터부(20)의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성된다. 종동기어(32)는 일단이 구동기어(31)와 맞물리게 형성되고, 타단(도 1 기준 좌측)이 너트스크류부(40)에 연결된다. 종동기어(32)는 너트스크류부(40)와 서로 고정되어 종동기어(32)가 회전되면 너트스크류부(40)도 같이 회전된다. 종동기어(32)의 내주면에는 볼트스크류(50)와 나사 결합될 수 있는 나사산이 형성될 수 있다.

기어부(30)는 구동기어(31)와 종동기어(32)을 포함하여 이루어지므로, 모터부(20)의 회전운동을 직선운동으로 전환시킬 수 있고, 기어부(30)의 설치 공간을 줄일 수 있다. 구동기어(31)는 모터부(20)의 축에 연결되어 위치가 고정되고, 종동기어(32)는 너트스크류부(40)에 연결되어 기어 공간부(15) 내에서 너트스크류부(40)의 이동에 따라 이동된다. 본 실시예에서 구동기어(31)는 웜기어로 이루어지고, 종동기어(32)는 헬리컬기어로 이루어진다.

너트스크류부(40)는 기어부(30)의 종동기어(32)와 연결되고, 기어부(30)의 구동에 의하여 회전한다. 너트스크류부(40)는 볼트스크류(50)를 관통할 수 있도록 볼트스크류(50)와 나사 결합된다. 본 실시예에서 너트스크류부(40)는 너트스크류(41)와 베어링(45)을 포함한다. 너트스크류(41)는 종동기어(32)와 연결되어 종동기어(32)의 회전시 회전된다. 베어링(45)은 너트스크류(41)의 일측, 즉 종동기어(32)가 배치되는 반대측에 설치되어 너트스크류(41)가 원활하게 회전되도록 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 주차 브레이크의 작동시 볼트스크류(50)가 우측으로 이동하게 되고, 너트스크류부(40)와 종동기어(32)는 볼트스크류(50)와 반대방향인 좌측으로 이동하게 된다. 이때 너트스크류부(40)는 좌측으로 이동함에 따라 피스톤부(60)를 가압하게 되고, 연이어 피스톤부(60)의 가압부(63)는 탄성부재(11)를 가압하게 된다.

탄성부재(11)는 일측(도 1 기준 좌측)이 하우징(10) 내벽에 고정되므로, 타측(도 1 기준 우측)에서의 피스톤부(60)의 가압에 의해 압축된다. 압축된 탄성부재(11)는 가해진 외력이 사라지면 탄성복원력에 의해 피스톤부(60)를 가압함으로써 피스톤부(60)를 우측으로 이동시키고, 연이어 너트스크류부(40)와 볼트스크류(50)가 우측으로 이동되면서 케이블(70)도 우측으로 이동된다. 이에 따라 케이블(70)과 연결되는 고리연결부(91)가 이동되면서 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이에 발생할 수 있는 간극이 제거된다. 이를 통해 케이블(70)의 작동력 강하를 방지할 수 있어 주자 브레이크 장치의 제동력이 저하됨을 차단할 수 있다.

너트스크류부(40)와 종동기어(32)는 각각 너트 공간부(13)와 기어 공간부(15) 내에서 이동하고, 피스톤부(60)의 가압부(63)에 의해 탄성부재(11)는 압축된다. 이후 외력이 제거되면 압축된 탄성부재(11)는 탄성 복원되면서 장시간 사용과 차량의 진동, 온도 변화 등으로 인하여 작동력이 감소된 케이블(70)에 장력을 제공하여 케이블(70)의 작동력 강하를 감소시킬 수 있다.

볼트스크류(50)는 일측(도 1 기준 좌측)이 피스톤부(60)의 내부에 수용된다. 볼트스크류(50)는 너트스크류부(40)와 나사 결합되고, 너트스크류부(40)를 관통하면서 길이방향(도 2 기준 좌우방향)으로 직선 왕복 이동한다. 볼트스크류(50)는 케이블연결부(55)를 매개로 하여 케이블(70)과 연결된다. 즉, 케이블연결부(55)는 일측이 볼트스크류(50)와 연결되고 타측이 케이블(70)과 연결된다.

피스톤부(60)는 하우징(10)의 내부에 좌우방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되고, 볼트스크류(50)를 내부에 수용한다. 피스톤부(60)의 일단(도 1 기준 좌측단)은 케이블(70)이 관통되고, 타단(도 1 기준 우측단)은 너트스크류부(40)에 접한다. 케이블(70)은 피스톤부(60)의 일단을 관통한 채로 좌우로 이동된다.

피스톤부(60)는 케이블연결부(55)의 핀(51)의 이동을 안내하는 가이드레일(61)을 포함한다. 가이드레일(61)은 내측면에 핀(51)의 크기에 상응하는 홈(미도시)이 형성되고, 핀(51)은 홈을 따라 이동된다. 핀(51)은 홈에 의하여 회전이 제한되므로, 핀(51)이 홈을 따라 이동되는 경우 케이블연결부(55)는 회전되지 않고 가이드레일(61) 내부에서 길이방향으로 직선 이동된다.

피스톤부(60)는 가압부(63)와 이동부(65)를 더 포함한다. 가압부(63)는 피스톤부(60)에서 탄성부재(11)와 접하는 부분이고, 이동부(65)는 너트스크류부(40)와 접하는 부분이다. 너트스크류부(40)가 좌측으로 이동되면, 피스톤부(60)의 이동부(65)가 너트스크류부(40)에 의해 좌측으로 이동되면서 피스톤부(60)의 가압부(63)는 탄성부재(11)를 가압하게 된다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치의 작동을 살펴본다.

도 2를 참조하면, 운전자가 버튼, 스위치 또는 레버 등을 조작하여 주차 브레이크 장치를 작동시키면 ECU(5)가 모터부(20)를 구동시킨다. 여기서 주차 브레이크 장치가 브레이크 작동된다는 것은 차륜에 제동력이 걸리게 됨을 의미하고, 반대로 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동이 해제된다는 것은 차륜의 제동력이 풀리게 됨을 의미한다.

기어부(30)는 모터부(20)에서 발생하는 회전력에 의하여 작동된다. 모터부(20)의 회전력은 기어부(30)의 구동기어(31)에 전달되고, 구동기어(31)는 종동기어(32)를 회전시킨다. 종동기어(32)의 회전에 따라 너트스크류부(40)가 회전하고, 너트스크류부(40)의 회전에 의하여 볼트스크류(50)가 우측으로 직선 이동한다. 이때 핀(51)과 가이드레일(61)의 홈에 의하여 케이블연결부(55)의 회전이 제한되므로 볼트스크류(50)는 우측으로 직선 이동한다. 또한 볼트스크류(50)에 연결되는 케이블연결부(55)와, 케이블연결부(55)에 연결되는 케이블(70)도 볼트스크류(50)와 같은 방향으로 이동된다. 케이블(70)이 우측으로 이동되면서 케이블(70)에 연결된 고리연결부(91)가 작동레버(93)를 작동시킨다. 이로써 작동레버(93)는 차량의 차륜에 제동력을 전달할 수 있게 된다.

볼트스크류(50)가 우측으로 이동하면, 너트스크류부(40)와 종동기어(32)는 볼트스크류(50)의 운동방향과 반대방향인 좌측으로 이동한다. 즉, 너트스크류부(40)와 종동기어(32)는 하우징(10)에 형성된 너트스크류 공간부(13)와 기어 공간부(15) 내에서 각각 좌측으로 이동한다. 좌측으로 이동하는 너트스크류부(40)가 이동부(65)를 좌측으로 가압함에 따라 피스톤부(60) 또한 좌측으로 이동된다. 이로써 피스톤부(60)의 좌측단부인 가압부(63)는 탄성부재(11)를 가압하게 되고, 탄성부재(11)는 탄성 변형되어 압축된다.

도 3을 참조하면, 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동을 해제하고자 하는 경우 모터부(20)의 구동을 정지시킨다. 모터부(20)의 구동이 정지되면 탄성부재(11)를 압축하는 외력에 제거되므로 탄성부재(11)는 원상태로 복원된다. 탄성부재(11)는 원상태로 복원되는 과정에서 피스톤부(60)의 가압부(63)를 우측으로 가압하게 된다. 한편 도 2에서와 같이 모터부(20)가 구동되는 경우 가압부(63)는 탄성부재(11)를 좌측으로 가압하여 탄성부재(11)를 압축시키게 되고, 도 3에서와 같이 모터부(20)의 구동이 정지되는 경우 탄성부재(11)는 원상태로 복원되면서 가압부(63)를 우측으로 이동시키게 된다.

가압부(63)가 우측으로 이동됨에 따라 피스톤부(60), 구체적으로 이동부(65) 역시 우측으로 이동되면서 너트스크류부(40)를 우측으로 이동시킨다. 이때 너트스크류부(40)와 일체화되는 종동기어(32)도 우측으로 이동된다. 너트스크류부(40)가 우측으로 이동함에 따라 너트스크류부(40)와 나사 체결된 볼트스크류(50)도 우측으로 이동되고, 볼트스크류(50)와 연결되는 케이블연결부(55)도 우측으로 이동된다.

따라서 케이블연결부(55)에 연결된 케이블(70)도 우측으로 이동되면서 케이블(70)에 장력이 제공되므로, 케이블(70)과 연결된 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극이 사라지게 되면서 주차 브레이크 장치의 제동력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

즉, 가압부(63)에 의해 압축된 탄성부재(11)는 피스톤부(60)를 향해 탄성 복원력을 제공하고, 피스톤부(60)의 이동방향으로 볼트스크류(50)도 이동함으로써, 케이블연결부(55)를 매개로 볼트스크류(50)와 연결된 케이블(70)도 우측으로 이동된다. 이에 따라 케이블(70)에 장력이 제공되어 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극이 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동의 해제 직후 즉각적으로 보상되면서 이후 브레이크 작동시에 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극에 의해 주차 브레이크 장치의 제동력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한 탄성부재(11)의 복원력을 통해 케이블(70)에 장력을 제공하고, 이로써 고리연결부(91)와 작동레버(93) 사이의 간극을 보상하므로, 케이블(70)에 과도한 장력이 제공되어 케이블(70)을 포함한 주차 브레이크 장치의 각종 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 살펴본다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 5는 도 4에서 "A"의 부분 확대도이고, 도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재의 압축을 개략적으로 나타낸 작동도이고, 도 7은 도 6에서 "B"의 부분 확대도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 탄성부재가 복원 중인 상태를 개략적으로 나타낸 작동도이고, 도 9는 도 8에서 "C"의 부분 확대도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치는 하우징(10a), 모터부(20a), 기어부(30a), 너트스크류부(40a), 볼트스크류(50a), 케이블(70a), 압축케이스(80a), 부트부(90a)를 포함하여 이루어진다.

하우징(10a)은 내부에 공간이 형성되고, 합성수지 또는 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 하우징(10a)은 내부에 설치되는 기어부(30a), 너트스크류부(40a), 볼트스크류(50a), 압축케이스(80a) 등의 부품이 외부의 충격에 의하여 파손되거나, 외부에서 유입되는 이물질에 의해 오염되지 않도록 한다.

모터부(20a)는 하우징(10a)의 내부 또는 외부에 설치된다. 모터부(20a)의 구동은 ECU(5a)에 의하여 제어된다. 모터부(20a)는 외부에서 인가되는 전기에너지를 회전에너지로 변환한다.

모터부(20a)에서 변환된 회전에너지는 회전 속도가 제어된 상태에서 기어부(30a)에 전달되어 기어부(30a)를 회전시킨다. ECU(5a)는 모터부(20a)의 작동 여부를 모터부(20a)의 부하 증가(즉, 전류량의 증가)를 이용하여 판단한다. 일예로, ECU(5a)는 모터부(20a)의 부하가 급격히 증가되면 모터부(20a)의 구동을 정지시킨다.

기어부(30a)는 모터부(20a)로부터 전달된 동력에 의하여 작동되고, 구동기어(31a)와 종동기어(32a)를 포함하여 이루어진다. 구동기어(31a)는 모터부(20a)의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성된다. 종동기어(32a)는 일단이 구동기어(31a)와 맞물리게 형성되고, 타단(도 4 기준 좌측)이 너트스크류부(40a)에 연결된다. 종동기어(32a)는 너트스크류부(40a)와 서로 고정되어 종동기어(32a)가 회전되면 너트스크류부(40a)도 같이 회전된다. 종동기어(32a)의 내주면에는 볼트스크류(50a)와 나사 결합될 수 있는 나사산이 형성될 수 있다.

기어부(30a)는 구동기어(31a)와 종동기어(32a)를 포함하여 이루어지므로, 모터부(20a)의 회전운동을 직선운동으로 전환시키고, 기어부(30a)의 설치 공간을 줄일 수 있다. 본 발명의 실시예에서 구동기어(31a)와 종동기어(32a)는 각각 웜기어와 헬리컬기어로 이루어진다.

너트스크류부(40a)는 기어부(30a)의 종동기어(32a)와 연결되고, 기어부(30a)의 구동에 의하여 회전한다. 너트스크류부(40a)는 내부에 볼트스크류(50a)가 관통되고, 너트스크류부(40a)에 볼트스크류(50a)의 나사산에 상응하는 나사산이 형성되어 서로 나사 결합된다. 본 실시예에서 너트스크류부(40a)는 너트스크류(41a)와 베어링(45a)을 포함한다. 너트스크류(41a)는 종동기어(32a)와 연결되어 종동기어(32a)의 회전시 회전된다. 베어링(45a)은 너트스크류(41a)의 일측, 즉 종동기어(32a)가 배치되는 반대측에 설치되어 너트스크류(41a)가 원활하게 회전되도록 한다.

볼트스크류(50a)는 일단(도 4 기준 좌측단)이 압축케이스(80a), 구체적으로 압축케이스본체(87a)에 연결되고, 타단(도 4 기준 우측단)이 너트스크류부(40a)와 나사 결합된다. 따라서 모터부(20a)가 구동되면 볼트스크류(50a)는 하우징(10a) 내부에서 너트스크류부(40a)를 관통하면서 길이방향으로 직선 이동한다.

압축케이스(80a)는 도 4 기준으로 우측에서 볼트스크류(50a)와 연결되고, 좌측에서 케이블(70a)과 연결된다. 압축케이스(80a)는 압축케이스본체(87a), 고정부재(83a), 가압부재(85a)를 포함하여 이루어지고, 압축케이스본체(87a)의 내부에 탄성부재(81a)가 설치된다. 여기서 탄성부재(81a)는 고무, 실리콘 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 탄성부재(81a)는 스프링 형태로 이루어진 경우를 예로 한다.

압축케이스본체(87a)는 일면(도 5 기준 좌측)이 개방되고, 타면(도 5 기준 우측)이 볼트스크류(50a)에 연결된다. 압축케이스본체(87a)는 볼트스크류(50a)의 이동에 따라 이동 가능하게 하우징(10a)의 내부 공간에 설치된다. 압축케이스본체(87a)의 내부에 설치된 고정부재(83a)에는 케이블(70a)이 연결된다.

탄성부재(81a)는 고정부재(83a)에 끼워지도록 설치되고, 탄성부재(81a)의 우측단은 고정부재(83a)의 우측단에 형성되는 판부에 의해 지지된다. 이를 위해 본 실시예에서 고정부재(83a)는 T 형상으로 형성된다. 탄성부재(81a)는 좌측단이 가압부재(85a)에 의해 지지되고, 우측단이 고정부재(83a)에 의해 지지된다. 이로써 탄성부재(81a)는 가압부재(85a)와 고정부재(83a), 구체적으로 가압부재(85a)와 고정부재(83a)의 판부의 간격이 좁아짐에 따라 탄성 변형되어 압축된다.

케이블(70a)의 일측(도 4 기준 좌측)에는 고리 형상의 고리연결부(91a)가 연결된다. 고리연결부(91a)에는 브레이크를 작동시키는 작동레버(93a)가 연결된다. 케이블(70a)이 우측으로 당겨지면, 작동레버(93a)가 작동되어 차량의 차륜에 제동력이 전달된다. 이때 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동의 해제시에 작동레버(93a) 등의 위치가 변화되면서 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이에 간극이 발생될 수 있다. 이때 주차 브레이크 장치를 통해 다시 브레이크 작동을 수행하게 되면 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극 때문에 케이블(70a)이 작동레버(93a)를 당기는 작동력이 강하될 수 있다. 이를 위해 본 실시예에서는 압축케이스(80a)와 탄성부재(81a)를 이용하여 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극이 발생하는 경우 이를 즉각적으로 보상하여 케이블(70a)의 작동력 강하가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

가압부재(85a)는 압축케이스본체(87a)의 좌측단부에 형성되어 탄성부재(81a)의 좌측단을 위치 고정시킨다. 본 실시예에서 가압부재(85a)는 한 쌍이 서로 마주보도록 형성되고, 한 쌍의 가압부재(85a) 사이의 간격은 탄성부재(81a)의 폭보다 좁게 형성된다. 이로써 가압부재(85a)는 탄성부재(81a)의 좌측단을 지지할 수 있게 된다.

부트부(90a)는 케이블(70a)이 관통하는 내부 공간을 가지고, 외측면에 다수 개의 주름이 형성되어 외부로부터 이물질 또는 수분 등이 유입되는 것을 차단한다. 부트부(90a)는 탄성 변형 가능한 고무 재질 등을 포함하여 이루어진다.

도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주차 브레이크 장치의 작동에 대해 살펴본다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 운전자가 버튼, 스위치, 또는 레버 등을 조작하여 주차 브레이크 장치를 작동시키면 ECU(5a)가 모터부(20a)를 구동시킨다. 여기서 주차 브레이크 장치가 브레이크 작동된다는 것은 제동력이 걸리게 됨을 의미하고, 반대로 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동이 해제된다는 것은 제동력이 풀리게 됨을 의미한다.

모터부(20a)에서 발생하는 회전력에 의하여 기어부(30a)가 작동된다. 모터부(20a)의 회전력은 기어부(30a)의 구동기어(31a)에 전달되고, 구동기어(31a)는 종동기어(32a)를 회전시킨다. 종동기어(32a)의 회전에 따라 너트스크류부(40a)도 같이 회전하고, 너트스크류부(40a)의 회전에 의하여 볼트스크류(50a)는 하우징(10) 내에서 우측으로 직선 이동한다.

볼트스크류(50a)가 우측으로 이동하면, 볼트스크류(50a)와 연결된 압축케이스(80a), 즉 압축케이스본체(87a)와 가압부재(85a)와 고정부재(83a)도 우측으로 이동된다. 이때 탄성부재(81a)는 가압부재(85a)와 고정부재(83a), 구체적으로 가압부재(85a)와 고정부재(83a)의 판부간의 간격이 점차적으로 좁아짐에 따라 탄성 변형되면서 점차적으로 압축된다. 고정부재(83a)가 우측으로 이동됨에 따라, 고정부재(83a)와 연결되는 케이블(70a)도 우측으로 이동되고, 케이블(70a)과 연결되는 고리연결부(91a)가 이동되면서 작동레버(93a)가 작동되어 차량의 차륜에 제동력이 제공된다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동을 해제하고자 하는 경우 모터부(20a)의 구동을 정지시킨다. 모터부(20a)의 구동이 정지되면 기어부(30a), 너트스크류부(40a), 볼트스크류(50a)의 작동도 정지된다.

볼트스크류(50a)의 정지에 의해 압축케이스본체(87a)와 가압부재(85a)의 이동도 정지된다. 탄성부재(81a)는 좌측단을 지지하는 지점, 즉 가압부재(85a)가 이동되지 않고 정지된 상태가 되므로, 외력의 제거에 의한 탄성부재(81a)의 복원시 탄성부재(81a)의 좌측단은 위치가 고정된 상태에서 탄성부재(81a)의 우측단이 원상태로 신장된다. 이처럼 탄성부재(81a)가 원상태로 복원됨에 따라 탄성부재(81a)의 우측단을 지지하는 고정부재(83a)의 판부는 우측으로 이동되고, 고정부재(83a)와 연결되는 케이블(70a) 역시 우측으로 이동된다. 고정부재(83a)의 우측으로의 이동은 고정부재(83a)가 압축케이스본체(87a)의 내벽과 접할 때까지 이루어질 수 있다.

따라서 케이블(70a)이 우측으로 이동되면서 케이블(70a)에 장력이 제공되므로, 케이블(70a)과 연결된 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극이 사라지게 되면서 주차 브레이크 장치의 제동력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

즉, 모터부(20a)의 구동 정지에 의해 탄성부재(81a)가 원상태로 복원되면, 고정부재(83a)와 케이블(70a)이 탄성부재(81a)의 복원 방향으로 이동된다. 이에 따라 케이블(70a)에 장력이 제공되어 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극이 주차 브레이크 장치의 브레이크 작동의 해제 직후 즉각적으로 보상되면서 이후 브레이크 작동시에 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극에 의해 주차 브레이크 장치의 제동력이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한 탄성부재(81a)의 복원력을 통해 케이블(70a)에 장력을 제공하고, 이로써 고리연결부(91a)와 작동레버(93a) 사이의 간극을 보상하므로, 케이블(70a)에 과도한 장력이 제공되어 케이블(70a)을 포함한 주차 브레이크 장치의 각종 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 탄성부재(81a)의 복원에 따른 고정부재(83a)와, 케이블(70a) 등의 우측 이동시 모터부(20a), 기어부(30a), 너트스크류부(40a), 볼트스크류(50a)의 이동은 정지된 상태이다.

본 발명은 도면에 도시되는 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.

5, 5a: ECU 10, 10a: 하우징
11: 탄성부재 13: 너트스크류 공간부
15: 기어 공간부 20, 20a: 모터부
30, 30a: 기어부 31, 31a: 구동기어
32, 32a: 종동기어 40, 40a: 너트스크류
50, 50a: 볼트스크류 51: 핀
55: 케이블연결부 60: 피스톤부
61: 가이드레일 63: 가압부
65: 이동부 70, 70a: 케이블
80a: 압축케이스 81a: 탄성부재
83a: 고정부재 85a: 가압부재
87a: 압축케이스본체 90, 90a: 부트부
91, 91a: 고리연결부 93, 93a: 작동레버

Claims (14)

1. 하우징:
   상기 하우징의 내부에 설치되고, 모터부의 구동에 의해 회전되는 기어부;
   상기 기어부와 연결되고, 상기 기어부의 회전에 의해 회전되는 너트스크류부;
   상기 너트스크류부의 내부를 관통하고, 상기 너트스크류부와 결합되어 상기 너트스크류부의 회전에 연동되어 상기 너트스크류부 내부에서 길이방향으로 이동되는 볼트스크류;
   상기 볼트스크류와 연결되는 케이블;
   상기 하우징의 내부에 슬라이드 이동 가능하게 설치되고, 일측은 상기 케이블이 관통되고, 타측은 상기 너트스크류를 향해 연장되는 피스톤부; 및
   상기 하우징의 내벽과 상기 피스톤부 사이에 배치되고, 상기 피스톤부의 슬라이드 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하고,
   상기 하우징의 내부에는 상기 너트스크류부가 상기 볼트스크류의 이동 방향과 반대 방향으로 이동 가능하도록 너트스크류 공간부가 구비되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 너트스크류 공간부는 상기 너트스크류부의 이동경로 상에 단턱이 형성되어 상기 너트스크류부의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 너트스크류부가 상기 볼트스크류의 이동 방향과 반대 방향으로 이동되면, 상기 피스톤부는 상기 너트스크류부에 의해 가압 이동되어 상기 탄성부재를 압축하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 모터부의 구동이 정지되면 상기 탄성부재는 원상태로 복원되면서 상기 피스톤부를 가압 이동시키고, 상기 피스톤부의 이동에 연동되어 상기 너트스크류부와 상기 볼트스크류가 이동되면서 상기 케이블이 당겨지는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 케이블이 당겨지면 상기 케이블에 연결되는 고리연결부와 작동레버 사이의 간극이 보상되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 볼트스크류와 상기 케이블 사이에 배치되어 상기 볼트스크류와 상기 케이블을 연결하는 케이블연결부:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 기어부는, 상기 모터부의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성되는 구동기어; 및
   일단은 상기 구동기어와 맞물리게 형성되고, 타단은 상기 너트스크류부에 연결되는 종동기어를 포함하고,
   상기 종동기어는 상기 너트스크류부의 이동시 연동하여 이동되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
9. 하우징:
   상기 하우징의 내부에 설치되고, 모터부의 구동에 의해 회전되는 기어부;
   상기 기어부와 연결되고, 상기 기어부의 회전에 의해 회전되는 너트스크류부;
   상기 너트스크류부의 내부를 관통하고, 상기 너트스크류부와 결합되어 상기 너트스크류부의 회전에 연동되어 상기 너트스크류부 내부에서 길이방향으로 이동되는 볼트스크류;
   상기 볼트스크류와 연결되는 압축케이스;
   상기 압축케이스와 연결되는 케이블; 및
   상기 압축케이스에 설치되고, 상기 압축케이스의 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함하고,
   상기 압축케이스는, 일단에 상기 볼트스크류가 연결되고, 타단에 상기 케이블이 관통되는 압축케이스본체;
   상기 압축케이스본체 내부에 배치되고, 권취되는 상기 탄성부재의 일단을 지지하며, 상기 케이블과 연결되는 고정부재; 및
   상기 압축케이스본체의 타단에서 연장 형성되고, 상기 탄성부재의 타단을 지지하는 가압부재를 포함하고,
   상기 모터부의 구동이 정지되면 상기 탄성부재는 원상태로 복원되면서 상기 고정부재를 가압 이동시켜 상기 케이블을 상기 고정부재측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 볼트스크류의 이동에 따른 상기 압축케이스의 이동시, 상기 가압부재와 상기 고정부재간의 간격이 좁아짐에 따라 상기 탄성부재는 압축되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
    
12. 삭제
13. 제9항에 있어서,
    상기 케이블이 상기 고정부재측으로 이동되면 상기 케이블에 연결되는 고리연결부와 작동레버 사이의 간극이 보상되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
    
14. 제9항에 있어서,
    상기 기어부는, 상기 모터부의 회전축에 연결되고, 외주면에 복수개의 기어가 형성되는 구동기어; 및
    일단은 상기 구동기어와 맞물리게 형성되고, 타단은 상기 너트스크류부에 연결되는 종동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.

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