KR102500511B1 - 주차 브레이크의 잠금 장치 및 주차 브레이크 - Google Patents

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이엠에스 기어 에스에 운트 코. 카케아아
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Abstract

본 발명은 회전축(X) 둘레에서 이동 가능한 래칫 휠(10), 래칫 휠(10)을 계류시키기 위해 이러한 래칫 휠 내에 맞물릴 수 있는 적어도 2개의 정지 폴(20), 조절 장치(50) 및 결합 부재(30)를 포함하는 주차 브레이크의 잠금 장치(1)에 관한 것으로, 결합 부재(30)는 적어도 2개의 정지 폴(20)을 조절 장치(50)와 결합시키고, 결합 부재(30)는 조절 장치(50)에 의하여 제1 위치(A) 및 제2 위치(B)로 이동 가능하고, 제1 위치에서 적어도 2개의 정지 폴(20)은 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 래칫 휠(10)의 회전을 허용하고 제2 위치에서 적어도 2개의 정지 폴(20)은 래칫 휠(10) 내에 맞물릴 수 있고 오로지 제1 회전 방향으로의 회전만을 허용한다. 또한, 본 발명은 잠금 장치(1)를 포함하는 주차 브레이크에 관한 것이다.

Description

주차 브레이크의 잠금 장치 및 주차 브레이크{LOCKING DEVICE FOR PARKING BRAKE AND PARKING BRAKE}
본 발명은 제 1 항의 특징들을 포함하는 주차 브레이크의 잠금 장치 및 제 21 항의 특징들을 포함하는 주차 브레이크에 관한 것이다.
주차 브레이크는 선행 기술로부터 다양한 형성 방식으로 선공지되어 있다. 선행 기술로부터 공지된 주차 브레이크는 복수의 범주로 나눌 수 있으며 예컨대 건식 주차 브레이크, 유압식 주차 브레이크 또는 수동 브레이크로 나눌 수 있다. 주차 브레이크는 자동차가 장시간에 걸쳐 한 위치에 정지한 채로 있어야 하는 경우에 항상 작동된다. 수동 브레이크는 기계적으로 작동 가능한 레버를 포함하고, 이러한 레버가 결합 수단을 통하여 휠 또는 축의 브레이크와 연결되는 반면, 건식 주차 브레이크 또는 유압식 주차 브레이크는 주로 전기적으로 제어된다. 유압식 주차 브레이크는 차량을 정지시키기 위해 유압 실린더를 사용하고, 유압식 주차 브레이크의 이송을 위한 유체 압력은 통상적으로 자동차의 오일 순환에 의해 제공된다. 건식 주차 브레이크는 오로지 전기적으로만 구동될 수 있으며 전기 모터를 포함하고, 이러한 전기 모터에 의하여 각각의 타이어 또는 각각의 축에서 브레이크가 당겨지고 다시 해제될 수 있다.
주차 브레이크가 어느 시점이든 자동차를 충분히 제동하는 것을 보장하기 위해, 특히 건식 브레이크는 자동차의 정지 상태에서 추가로 당겨져야 하는데, 이는 관련된 부품들의 냉각 상태에서도 충분히 높은 제동력을 제공하기 위함이며, 이로써 자동차가 해당 위치에 유지된다.
이와 같은 주차 브레이크는 종래에 유효성이 입증되었으나, 건식 주차 브레이크에서는 높은 비용을 들여 이러한 브레이크가 예기치 않게 개방되지 않게 보장되어야 한다. 이를 위해 특히 잠금 장치들이 사용되고, 이러한 잠금 장치들은 한편으로 신뢰할 만하지 않고 오류에 취약한 것으로 확인되었으며 다른 한편으로 높은 반응 시간을 포함하여, 특히 주행을 계속하기 위한 주차 브레이크의 개방이 지연을 포함하여 수행된다.
본 발명은 이러한 사항들로부터 시작한다.
본 발명이 수립한 과제는 주차 브레이크의 개선된 잠금 장치 및 개선된 주차 브레이크를 제안하는 것으로, 이는 선행 기술로부터 공지된 주차 브레이크의 단점들을 적합한 방식으로 해소하고 제동력을 신뢰할 만하게 유지시킬 수 있다. 잠금 장치 및 주차 브레이크는 작고 콤팩트한 구조를 포함해야 할 것이며 완전히 전기적으로 작동 가능해야 하고 신속한 반응 시간을 포함해야 할 것이다.
이러한 과제는 제 1 항의 특징들을 포함하는 주차 브레이크의 잠금 장치 및 제 21 항의 특징들을 포함하는 주차 브레이크에 의하여 해결된다.
본 발명의 유리한 발전예들은 종속항들에 제공된다.
제 1 항의 특징들을 포함하며 본 발명에 따르는 주차 브레이크의 잠금 장치는 회전축 둘레에서 이동 가능한 래칫 휠 및 적어도 2개의 정지 폴(stop pawl)을 포함하고, 이러한 정지 폴들은 일측에서 래칫 휠을 차단하거나 방해하기 위해 래칫 휠 내에 맞물릴 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 잠금 장치는 조절 장치 및 결합 부재를 포함하고, 결합 부재는 적어도 2개의 정지 폴을 조절 장치와 결합시킨다. 또한, 결합 부재가 조절 장치에 의하여 제1 위치 및 제2 위치로 이동 가능한 것이 고려되는데, 제1 위치에서 적어도 2개의 정지 폴은 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 래칫 휠의 회전을 허용하고, 제2 위치에서 적어도 2개의 정지 폴은 래칫 휠 내에 맞물릴 수 있고 오로지 제1 회전 방향으로만 래칫 휠의 회전을 허용한다.
본 발명의 기초를 이루는 사상은, 정지 폴들이 결합 부재의 제1 위치에서 래칫 휠 내에 맞물릴 수 없고 결국 래칫 휠로부터 압출되는 것이다. 그러나 정지 폴들은 주차 브레이크 잠금을 위해 결합 부재가 제1 위치로부터 제2 위치로 이송됨으로써 이전될 수 있다. 결합 부재의 제2 위치에서 오로지 주차 브레이크를 잠그거나 추가로 당기기 위해 회전축 둘레에서 래칫 휠의 회전만이 가능하다. 제1 위치로 결합 부재가 다시 이송됨으로써 래칫 휠의 차단은 다시 중지될 수 있다.
본 발명과 연관하여 래칫 휠은 예컨대 톱니 형상의 치부를 구비한 치차부를 포함하는 피니언이다. 래칫 휠은 다수의 치부를 포함할 수 있고, 이러한 치부들은 바람직하게는 회전축 주위의 둘레에 걸쳐 균일한 각도로, 소위 피치 각도로 배치될 수 있다. 래칫 휠의 치부들의 개수는 짝수 또는 홀수일 수 있다.
또한, 치차부는, 적어도 2개의 정지 폴이 래칫 휠의 치차부의 각각 하나의 치부에 대해 상대적으로 상이한 피치 각도(τ)에 배치되도록 형성될 수 있다. 예컨대 2개의 정지 폴이 구비되면, 이러한 2개의 정지 폴 중 하나는 ½τ만큼 오프셋되어 배치될 수 있다. 수 개(n)의 정지 폴이 구비되면, 이러한 정지 폴들은 각각 1/nτ만큼 오프셋되어 배치될 수 있다. 이는 3개의 정지 폴에서 1/3τ 및 2/3τ 오프셋을, 4개의 정지 폴에서 ¼τ, ½τ. ¾τ오프셋을 나타낸다. 또한 복수의 정지 폴들이 중복으로 배치될 수 있고 동시에 래칫 휠 내에 맞물릴 수 있거나 압출될 수 있다. 이러한 배치에 의하여, 래칫 휠이 제1 회전 방향에서 회전할 시 적어도 2개의 정지 폴 중에 항상 적어도 하나의 정지 폴은 맞물림 상태에 있음으로써, 오로지 래칫 휠의 제1 회전 방향으로의 프리휠링(free-wheeling)이 가능해진다. 치부 형상은 주차 브레이크의 재조임을 용이하게 해야 한다. 각각의 정지 폴은 대응 프로파일을 포함하고, 이러한 대응 프로파일은 적어도 하나의 차단 치부를 포함하며, 이러한 차단 치부의 형상은 래칫 휠의 치차부에 맞게 조정된다. 차단 치부의 형상은, 이러한 차단 치부가 래칫 휠의 제1 회전 방향에서 치부 배면(tooth back)에 의해 맞물림 없이 눌려질 수 있고 제2 회전 방향에서 래칫 휠의 2개 치부 사이의 치부 사이 공간 내에 진입되어 래칫 휠의 회전을 방해하거나 차단하는 방식으로 선택된다. 각각의 치부는 이를 위해 적절하게 형성된 치부 전면(tooth face)을 제공한다.
본 발명의 다른 형성예에 따르면, 적어도 2개의 정지 폴은 회전축 둘레에서 그리고 래칫 휠에 대해 상대적으로 배치되는데, 결합 부재의 제2 위치에서 이러한 적어도 2개의 정지 폴이 제1 회전 방향으로 래칫 휠의 회전 시 교번적으로 래칫 휠 내에 맞물리고, 맞물림 없이 눌려지는 방식으로 배치된다. 래칫 휠 내에 적어도 2개의 정지 폴이 교번적으로 맞물림으로써 어느 시점이든 래칫 휠이 제2 회전 방향으로 방해받는 것이 보장된다. 특히, 적어도 2개의 정지 폴이 래칫 휠의 치차부에 대하여 서로 다른 피치각들로 배치되는 것은 유리한 것으로 확인되었다. 예컨대 정지 폴들은 래칫 휠의 임의 치부와 관련하여 절반의 치부 피치만큼 오프셋되어 배치됨에 따라, 적어도 2개의 정지 폴 중 항상 하나의 정지 폴은 래칫 휠의 2개 치부 사이에 맞물리고, 반면 적어도 2개의 정지 폴 중 다른 정지 폴은 맞물리지 않는다. 2개보다 많은 수의 정지 폴이 구비되는 경우, 복수의 정지 폴은 중복으로 래칫 휠 내에 동시에 맞물릴 수 있고 및/또는 이에 상응하는 작은 피치각 비율에 걸쳐 오프셋되어 배치될 수 있다. 따라서 3개의 정지 폴이 구비된 경우, 이러한 정지 폴들은 래치 휠의 치차부와 관련하여 피치각의 삼분의 일만큼 오프셋되어 배치될 수 있다.
본 발명의 유리한 형성예는, 적어도 2개의 정지 폴이 회전축 주위의 둘레에서 분포하며 배치되는 것을 고려한다. 특히, 적어도 2개의 정지 폴이 회전축 둘레에서 둘레 대칭으로 분포하며 배치되고, 래칫 휠의 치부들의 개수(i)가 홀수인 것이 유리한 것으로 확인되었다. 이를 통해, 래칫 휠의 어느 각도 위치에서도 (결합 부재의 제2 위치에서) 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴은 래칫 휠의 2개 치부 사이에 맞물리는 것이 보장될 수 있다.
본 발명의 다른 형성예에 따르면, 적어도 2개의 정지 폴은 각각 하나의 회동축 둘레에서 회동 가능하고, 이때 바람직하게는 각각의 회동축은 래칫 휠의 회전축에 대해 평행하게 이격되어 배치된다.
적어도 하나의 예압(preload)이 제공되고, 이러한 예압에 의하여 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴은 래칫 휠쪽으로 가압되는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 예압은 복귀 스프링에 의하여 제공될 수 있어서, 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴은 적어도 결합 부재의 제2 위치에서 예압되는데, 이러한 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴이 스프링힘에 반하여 압출될 수 있는 방식으로 예압된다. 따라서 적어도 2개의 정지 폴 중 적어도 하나의 정지 폴이 맞물림 상태에서 예기치 않게 풀리거나 예기치 않게 압출되는 것이 방지될 수 있다.
전술한 형성예들 중 하나의 발전예에 따르면, 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴 및 결합 부재는 가이드 노즈(guide nose) 및 링크 가이드를 통하여 결합될 수 있고, 가이드 노즈는 링크 가이드 내에 파지된다. 바람직하게는, 링크 가이드는 결합 부재에 형성되고 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴은 가이드 노즈를 포함한다. 링크 가이드는, 결합 부재의 제1 위치에서 적어도 2개의 정지 폴이 래칫 휠로부터 강제 안내되며 압출되어 있어서, 래칫 휠의 회전이 제1 회전 방향뿐만 아니라 제2 회전방향으로도 가능한 방식으로 형성될 수 있다. 결합 부재의 제2 위치에서 적어도 2개의 정지 폴은 래칫 휠 내에 맞물릴 수 있다. 래칫 휠이 제1 회전 방향으로 회전할 시, 적어도 2개의 정지 폴 중 하나의 정지 폴은 래칫과 유사하게, 바람직하게는 예압의 스프링힘에 반하여 맞물림 상태로부터 눌려 나오며 이후에 순환 방향에서 뒤따르는 치부 사이 공간 내에 맞물릴 수 있다.
본 발명의 바람직한 형성예는, 링크 가이드가 제1 부분 및 제2 부분을 포함하여 L 형상으로 형성되고, 제1 부분이 회전축 둘레의 순환 방향에서 배치되고, - 회전축과 관련하여 - 반경 방향에서 가이드 노즈의 상대 위치를 강제 가이드하며 지정하는 것을 고려한다. 제2 부분은 - 회전축과 관련하여 - 반경 방향에서 배치될 수 있고 거의 반경 방향에서 가이드 노즈의 자유 상대 운동을 가능하게 한다.
또한, 결합 부재가 회전축 둘레에서 회전 가능하게 배치되는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 결합 부재는 바람직하게는 래칫 휠에 대해 동축으로 배치된다.
또한, 결합 부재가 링 형상인 것이 유리한 것으로 확인되었다. 따라서 결합 부재는 동기링(synchronizer ring) 방식으로 정지 폴들을 조절 유닛과 결합시킬 수 있다. 특히, 결합 부재가 개방되거나 폐쇄된 링으로 형성되고, 이러한 링에 의하여 둘레에 걸쳐 분포하는 정지 폴들이 연결되며 이러한 링에 의해 정지 폴들의 동기화가 가능한 것이 유리하다.
본 발명에 따르는 잠금 장치의 다른 형성예는, 조절 장치가 선형 구동부인 것을 고려한다. 조절 장치는 적절한 연결 수단, 예컨대 레버를 통하여 결합 부재와 연결될 수 있어서, 조절 장치의 선형 운동은 결합 부재의 운동, 바람직하게는 결합 부재의 회전 운동으로 변환될 수 있다.
특히, 조절 장치가 리프링 자석을 포함하고, 이때 바람직하게는 리프팅 자석은 2개의 안정적 최종 위치를 포함하고, 리프팅 자석은 이러한 리프팅 자석이 결합 부재의 제1 위치에서 뿐만 아니라 제2 위치에서도 안정적 최종 위치에 유지되는 방식으로 결합 부재와 연결되는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 리프팅 자석은 잠금 장치의 매우 신속한 잠금 해제 및 잠금을 가능하게 함으로써, 잠금 장치 또는 주차 브레이크의 개방이 현저한 지연 없이 수행될 수 있다. 이에 상응하여 이러한 주차 브레이크는 매우 짧은 반응 시간을 포함한다.
또한, 쌍안정(bistable) 리프팅 자석에 의하여 결합 부재는 제1 위치 및 제2 위치에 영구 자석 방식으로 유지되고 전류 공급은 잠금 장치의 개방 또는 잠금 해제를 위해서만 필요하다. 무전류 및 무전압 상태에서 잠금 장치는 개방 상태 또는 잠금 상태에 유지된다. 예컨대 전류 공급에서 장애가 발생한 경우, 잠금 장치의 예기치 않은 개방 또는 닫힘은 수행될 수 없다.
또한, 위치 정착부가 제공되고, 이러한 위치 정착부가 결합 부재를 제1 위치에서 뿐만 아니라 제2 위치에서도 정착시킨채로 유지하는 것이 유리할 수 있다. 위치 정착부는 결합 부재의 위치가 예기치 않게 변화하는 것을 방지해야 하고, 예컨대 스프링 탑재형 차단 클립을 포함할 수 있으며, 이러한 차단 클립은 결합 부재에서 소정의 이송 힘 또는 이송 모멘트의 초과 시 형상맞춤 결합으로부터 눌려 나오고 결합 부재를 해제한다. 이때, 위치 정착부가 결합 부재를 양쪽 위치 중 적어도 하나의 위치에 정착시키고, 바람직하게는 자동차의 주행 모드 시 제1 위치에 정착시키는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 바람직한 발전예에 따르면, 적어도 하나의 센서가 구비될 수 있고, 센서는 래칫 휠이 해제되어 있는지의 여부를 감지할 수 있다. 특히, 이러한 적어도 하나의 센서가 조절 장치의 위치 및/또는 결합 부재의 위치를 감지하는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 하나의 센서가 적어도 2개의 정지 폴 중에 적어도 하나의 정지 폴이 래칫 휠 내에 맞물리는지 또는 래칫 휠을 해제하는지의 여부를 감지하는 것이 유리하다. 일 형성예는, 예컨대 제1 방향으로 래칫 휠이 회전할 시, 제2 방향으로의 회전이 차단되고 적어도 2개의 정지 폴 중 항상 적어도 하나의 정지 폴이 래칫 휠과 맞물리는 것을 해결할 수 있기 위해, 적어도 2개의 정지 폴이 적어도 하나의 센서에 의하여 상호 무관하게 모니터링되는 것을 고려할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 센서는 유도성, 용량성, 광학성 및 자기성 센서 장치를 더 포함할 수 있다. 특히, 자기 센서 장치가 하나 이상의 홀 센서를 포함하는 것이 바람직하다. 결합 부재뿐만 아니라 적어도 2개의 정지 폴 중 적어도 하나의 정지 폴도 이에 상응하는 수단을 포함할 수 있고, 이러한 수단에 의하여 센서 장치가 상태들을 감지할 수 있다. 예컨대 결합 부재 및/또는 적어도 2개의 정지 폴 중 적어도 하나의 정지 폴은 반사체, 자석 또는 유사체를 포함할 수 있고, 이를 통하여 센서 장치는 해당 부품들의 위치 변화를 감지할 수 있다. 본 발명의 바람직한 형성예에서 결합 부재의 위치 및 정지 폴들의 위치도 감지될 수 있고, 각각의 정지 폴 및 결합 부재를 위해 홀 센서가 구비되고 적어도 2개의 정지 폴 및 결합 부재는 영구 자석을 포함한다.
본 발명의 다른 유리한 형성예는, 하우징이 구비되고 적어도 2개의 정지 폴 및/또는 결합 부재가 이러한 하우징에서 지지되며 유지되는 것을 고려한다. 특히 하우징은 2개의 서로 다른 재료로 구성되는 하이브리드 부품인 것이 바람직한데, 이때 바람직하게는 하우징은 바람직하게는 금속으로 구성되며 스탬핑된 제1 구성부 및 바람직하게는 플라스틱으로 구성되는 제2 구성부로 구성됨으로써 비용 절감 및 중량 감소가 얻어질 수 있다. 하우징에 제동 액추에이터가 통합될 수 있어서 콤팩트한 제동 유닛이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 형성예에 따르면, 적어도 하나의 센서 및/또는 조절 장치의 제어부가 하우징측에 배치된다. 특히, 잠금 장치는 인터페이스를 포함하고, 이러한 인터페이스에 의하여 전기 에너지의 공급 및 잠금 장치의 상태 알림이 수행될 수 있는 것이 바람작히다. 이를 통해, 폐쇄형 유닛 및 잠금 장치는 모듈형으로 예비 조립되어 주차 브레이크 내에 조립될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 브레이크를 작동시키는 전기 모터 및 본 발명에 따르는 잠금 장치를 포함하는 주차 브레이크, 바람직하게는 오로지 전기적인 주차 브레이크에 관한 것이다.
주차 브레이크의 일 발전예는 브레이크의 온도 감지가 제공되는 것을 고려한다. 자동차가 정지하고 브레이크가 냉각되자마자, 전기 모터는 브레이크를 다시 당기고 열 팽창을 보상할 수 있다.
이하, 첨부 도면들을 참조로 하여 본 발명에 따르는 주차 브레이크의 잠금 장치의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1은 래칫 휠, 2개의 정지 폴, 결합 부재 및 조절 장치를 포함하는 본 발명에 따르는 잠금 장치의 상당히 간략화된 개략적 분해도이다.
도 2는 제1 위치에서 도 1에 따른 잠금 장치에 대해 상당히 간략화되며 부분적으로 투시적인 도면으로, 이때 정지 폴들은 래칫 휠의 회전을 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 허용한다.
도 3은 제2 위치에서 도 2에 따른 잠금 장치에 대해 상당히 간략화되며 부분적으로 투시적인 도면으로, 이때 정지 폴들은 래칫 휠의 회전을 오로지 제1 회전 방향으로만 허용한다.
도 4는 결합 부재에 대한 간략화된 개략적인 평면도이다.
도 5a는 적어도 2개의 정지 폴 중 하나의 정지 폴에 대한 평면도이다.
도 5b는 도 5a에 따르는 정지 폴의 측면도이다.
도 6a는 하우징의 제1 하우징 반부에 대한 간략화된 평면도이다.
도 6b는 하우징의 제2 하우징 반부에 대한 간략화된 평면도이다.
이하, 동일하거나 동일한 기능의 부품들은 실시예에서 동일한 참조기호로 표시되어 있다. 명료한 이해를 위해 개별 도면들에서 동일하거나 동일한 기능의 모든 부품에 참조 번호가 표시되지 있진 않다.
도 1에 따르는 상당히 간략화된 분해도에서 본 발명에 따르는 잠금 장치(1)를 추론할 수 있다. 잠금 장치(1)는 자동차의 (완전하게 도시되지 않은) 주차 브레이크의 구성 요소로서, 이는 휠 또는 축의 브레이크를 당기거나 해제하도록 구성된다.
전기적 주차 브레이크는 (미도시된) 전기 모터를 포함할 수 있고, 전기 모터는 구동 샤프트(5)를 통하여 브레이크와 연결되고, 구동 샤프트(5)는 회전축(X) 둘레에서 브레이크를 당기기 위해 제1 회전 방향(φ1)으로 회전될 수 있고 브레이크를 해제하기 위해 제2 회전 방향(φ2)으로 회전될 수 있다. 각각의 회전 방향(φ1, φ2)은 도 2 및 도 3에서 화살표 선분을 이용하여 암시되어 있다.
잠금 장치(1)는 회전축(X) 둘레에서 이동 가능한 래칫 휠(10) 및 적어도 2개의 정지 폴(20)을 포함하고, 이러한 정지 폴들은 래칫 휠(10)의 계류 또는 차단을 위해 래칫 휠(10) 내에 맞물릴 수 있다. 또한, 잠금 장치(1)는 결합 부재(30) 및 조절 장치(50)를 포함하고, 결합 부재(30)는 적어도 2개의 정지 폴(20)을 조절 장치(50)와 결합시킨다.
적어도 2개의 정지 폴(20) 및 결합 부재(30)는 하우징(40) 내에 배치될 수 있고, 하우징(40)은 관통 개구부(41)를 포함하며, 관통 개구부를 통하여 구동 샤프트(5)가 동축으로 안내된다.
래칫 휠(10)은 피니언 방식으로 수 개(i)의 치부(14)를 갖는 치차부(12)를 포함하여 형성되고, 개수(i)는 도시된 예시적 실시예에서 홀수이며, i = 27 이다. 치부들(14)은 톱니 형상으로 형성되며, 치부들(14)은 바람직하게는 회전축(X) 둘레의 순환 방향에서 균일한 각도로, 소위 피치 각도(τ)로 배치된다. 각각의 치부(14)는 치끝부에서 서로 만나는 치부 전면 및 치부 배면을 포함한다. 2개의 인접한 치끝부 사이에 소위 치부 사이 공간이 형성된다. 치부 배면은 제1 회전 방향(φ1)을 가리키고, 치부 전면은 제2 회전 방향(φ2)을 가리킴으로써, 이러한 치차부(12)는 "거칠게 밀며 절삭하는(strong push to cut)" 톱니 방식의 톱니와 유사하게 지칭될 수 있고, 절단각도는 90°미만이다. 바꾸어 표현하자면, 치부 전면은 언더컷을 형성한다.
래칫 휠(10)은 회전 안정적으로 구동 샤프트(5)와 결합된다.
래칫 휠(10) 또는 회전축(X)의 둘레에서, 본원에서 2개의, 바람직하게는 동일한 구성의, 정지 폴들(20)이 배치되며, 이러한 정지 폴들은 각각 하나의 회동축(X2) 둘레에서 회동 가능하다. 각각의 회동축(X2)은 바람직하게는 회전축(X)에 대해 평행하게 이격되어 배치된다.
도 5a 및 도 5b에 상세하게 도시되어 있는 정지 폴(20)은 제1 측(21) 및 제2 측(22)을 포함하고, 금속 재료로부터, 특히 스크린 인쇄 방법으로 제조될 수 있다. 제1 측(21)에는 정지 폴(20)로부터 베어링핀(24)이 돌출하고, 제2 측(22)에는 가이드 노즈(25)가 돌출하며, 베어링핀(24) 및 가이드 노즈(25)는 실린더형으로 형성될 수 있다. 베어링핀(24)의 직경은 가이드 노즈(25)의 직경의 수배에 달한다.
또한 추가적으로 더 상세하게 설명될 바와 같이, 각각의 정지 폴(20)은 회동축(X2) 둘레에서 회전 이동 가능하게 하우징(40)에서 지지되며, 정지 폴(20)은 시소 형상으로 제1 말단 영역 및 제2 말단 영역을 포함하여 형성되고, 이러한 영역들은 회동축(X2)으로부터 반경 방향으로 대각선으로 배치되어 형성된다. 제1 말단 영역에서 이미 전술한 가이드 노즈(25)가 제2 측(22)에 배치되며, 또한 하나 이상의 차단 치부(26)도 배치된다. 차단 치부들(26)은 회동축(X2) 둘레의 순환 방향에서 돌출하며 래칫 휠(10)의 치차부(12)의 치부들(14)의 형상에 맞게 조정된다.
제1 말단 영역뿐만 아니라 제2 말단 영역에서도 - 도 5a 및 도 5b에서 점선으로 도시된 - 포켓들(28)이 형성될 수 있고, 이러한 포켓들은 예컨대 이하에 상세하게 더 설명되는 센서 장치 또는 자석(39)을 수용하기 위해 형성될 수 있다.
도 4에 상세하게 도시된 결합 부재(30)는 동기링의 방식으로 실질적으로 링 형상인 부분을 포함한다. 이러한 링 형상의 부분 내에서 대각선으로 배치되는 측면들에 제1 부분(36) 및 제2 부분(37)을 포함하는 L 형상의 링크 가이드들(35)이 배치된다. 링크 가이드(35)는 그루브로서 결합 부재(30) 내에 가공되거나 성형될 수 있으며, 링크 가이드(35)는, 가이드 노즈(25)가 링크 가이드(35) 내에서 강제 안내될 수 있는 방식으로 각각의 정지 폴(20)의 가이드 노즈(25)에 맞게 조정된다.
결합 부재(30)의 이러한 링 형상 부분으로부터 연결 수단(34)이 봉상(rod shaped)으로 돌출한다. 연결 수단(34)의 자유 말단의 영역 내에는 이러한 연결 수단(34)을 관통하는 세장형 구멍이 형성될 수 있다.
또한, 결합 부재(30)는 포켓(28)을 포함할 수 있고, 포켓은 이하에 더 상세하게 설명되는 센서 장치를 수용하기 위해 형성될 수 있다. 또한, 결합 부재(30)는 홈(33)을 포함할 수 있고, 이러한 홈 내에는 회전축(X)과 관련하여 반경 방향으로, 이하에 더 상세하게 설명되는 위치 정착부(60)의 차단 클립(65)이 맞물릴 수 있다.
하우징(40)은 단일 부분으로 제조될 수 있거나 하이브리드 부품으로서 복수의 하우징 반부(40a, 40b)로부터 제조될 수 있고, 제1 하우징 반부(40a)는 도 6a에 도시되어 있고 제2 하우징 반부(40b)는 도 6b에 도시되어 있다. 양쪽의 하우징 반부(40a, 40b)는, 이러한 반부들이 관통 개구부(41)를 포함하고 내측에 각각 적어도하나의 리세스(44, 46)를 포함한다는 점에서 공통적이다. 도 6a에 따르는 제1 하우징 반부(40a)에서 회전축(X) 둘레에서 대각선 측면들에 베어링핀 수용부들(42)이 배치되고, 베어링핀 수용부들은 정지 폴들(20)의 베어링핀들(24)의 크기에 맞게 조정된다. 또한, 도 6a로부터, 베어링핀 수용부(42) 둘레에 제1 리세스(44)가 형성되는 것을 알 수 있는데, 제1 리세스(44)는 정지 폴들(20)을 수용하도록 구성된다. 리세스(44)는, 각각의 정지 폴(20)의 가이드 노즈(25)가 돌출하도록 책정될 수 있다. 제1 리세스(44)의 형상 및 크기는, 정지 폴(20)이 베어링핀 수용부(42) 및 베어링핀(24)에 의해 형성되는 회동축(X2) 둘레에서 회동 가능한 것을 고려한다. 또한, 스프링 수용부들(47)이 구비될 수 있고, 이러한 스프링 수용부들에는 각각 하나의 복귀 스프링(27)이 고정될 수 있다.
도 6b에 따르는 제2 하우징 반부(40b)는 제2 리세스(46)를 포함하고, 제2 리세스는 관통 개구부(41)에 대해 거의 동축으로 형성되며 결합 부재(30)의 링 형상부분에 맞게 조정된다. 제2 리세스(46) 내에서 결합 부재(30)의 링 형상부분은 회전축(X)에 대해 동축으로 지지될 수 있어서, 결합 부재(30)는 하우징(40) 내에서 회전축(X) 둘레에서 회전 가능하게 지지되며 유지된다.
하우징(40)은 일 측면에서 하나 이상의 센서 포켓(48)을 포함할 수 있고, 센서 포켓들은 센서(70)를 수용할 수 있다. 센서 포켓들(48)은 제1 하우징 반부(40a) 및/또는 제2 하우징 반부(40b) 내에 배치될 수 있고 도 6a 및 도 6b에 점선으로 암시되어 있다.
또한, 도 6b에 위치 정착부(60)가 도시되어 있는데, 위치 정착부는 스프링 장착형 차단 클립(65)을 포함하고, 차단 클립은 제1 위치(A) 및/또는 제2 위치(B)에서 결합 부재(30)의 홈(33) 내에 파지되고 이러한 결합 부재를 억류하도록 구성된다.
조절 장치(50)는 임의 구동부일 수 있고, 이러한 임의 구동부에 의하여 결합 부재(30)는 회전축(X) 둘레에서 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)로 조절될 수 있다. 도시된 실시예에서 조절 장치(50)는 2개의 안정적 최종 위치를 포함하는 리프팅 자석을 포함하고, 리프팅 자석은, 태핏(tappet)(52)이 조절 장치(50)에 의해 도 3에 도시된 제1 최종 위치에서 도 2에 도시된 제2 최종 위치로 영구 자석방식으로 유지될 수 있다는 것으로 특징지어진다. 태핏(52)은 자유 말단에서 연결 수단(54)을 포함하고, 연결 수단에 의하여 이송 운동은 결합 부재(30)에 전달될 수 있다. 조절 장치(50)에 전류 공급 시, 영구 자석 방식의 유지력은 각각의 최종 위치에서 해제되고 태핏은 각각 상이한 최종 위치로 이동된다. 이때 영구 자석은 조절 장치(50)의 매우 신속한 이송을 가능하게 한다.
또한 도 2 및 도 3을 참조로 하면, 조절 장치(50)가 연결 수단(34, 54)을 통해 결합 부재(30)를 제1 위치(A)로부터 제2 위치(B)로 회전축(X) 둘레에서 비틀 수 있고, 그 반대로도 가능하다는 것을 알 수 있다. 이 도면에 도시된 잠금 장치(1)의 조립된 상태에서 정지 폴(20)의 각각의 가이드 노즈(25)는 결합 부재(30)의 링크 가이드(35) 내에 파지된다.
도 2에 따른 제1 위치(A)에서 정지 폴(20)의 가이드 노즈(25)는 링크 가이드(35)의 제1 부분(36) 내에 배치된다. 복귀 스프링(27)은 정지 폴(20)을 래칫 휠(10)의 방향으로 예압한다. 가이드 노즈(25)는 링크 가이드(35)에 접하고, 정지 폴(20)은 래칫 휠(10)로부터 복귀 스프링(27)의 예압에 반하여 압출됨으로써, 차단 치부들(26)은 래칫 휠(10) 내에 맞물릴 수 없다. 결합 부재(30)의 이러한 제1 위치(A)에서 적어도 2개의 정지 폴(20)은 래칫 휠(10)의 회전을 제1 회전 방향(φ1) 및 제2 회전 방향(φ2)으로 해제한다.
도 3에 따르는 제2 위치(B)에서 정지 폴(20)의 각각의 가이드 노즈(25)는 링크 가이드(35)의 제2 부분(37) 내에 배치된다. 가이드 노즈(25)는 링크 가이드(35)의 제2 부분(37)에서 반경 방향으로 - 또는 회동축(X2) 둘레에서 - 이동 가능하고 각각의 정지 폴(20)은 이에 상응하는 복귀 스프링(27)의 스프링힘에 의해 래칫 휠(10) 내에 압입될 수 있거나 제1 회전 방향(φ1)으로의 회전 시 치부 배면에서의 압출에 의해 압출될 수 있다. 제2 위치(B)에서는 오로지 제1 회전 방향(φ1)으로의 회전만이 가능하여, 제2 위치(B)에서 프리휠링은 예컨대 주차 브레이크의 추가 당김을 가능하게 한다. 주차 브레이크의 추가 당김은, 항상, 제동을 위해 관련된 컴포넌트들이 주행 후 냉각되고 열 팽창이 감소할 때 필요할 수 있다. 제2 회전 방향(φ2)으로의 회전에 의해 주차 브레이크가 해제되는 것은 방해받는다.
특히 도 3으로부터, 적어도 2개의 정지 폴(20)이 회전축(X) 둘레의 순환 방향에서, 제1 회전 방향(φ1)으로 래칫 휠(10)의 회전 시 이러한 정지 폴들이 교번적으로 압입 및 압출되는 방식으로 배치되는 것을 알 수 있다. 이를 위해 정지 폴들(20)은 래칫 휠(10)의 치차부(12)와 관련하여 이러한 치차부(12)에 대해 대칭으로 배치되지 않고 절반 피치 각도(τ) 만큼 오프셋되어 배치된다. 정지 폴들(20)이 이와 같이 배치됨으로써, 결합 부재(30)의 제2 위치(B)에서 정지 폴들(20) 중 항상 하나의 정지 폴이 맞물리는 것이 보장될 수 있다.
결합 부재(30)의 위치를 감지하기 위해, 포켓(38) 내에 자석(39)이 장착될 수 있고, 자석은 센서(70)와 연동함으로써, 결합 부재(30)가 제1 위치(A) 또는 제2 위치(B)에 있는지의 여부가 감지될 수 있다. 또한, 정지 폴들(20)의 포켓들(28) 내에 자석들(29)이 장착될 수 있다. 도 2 및 도 3에서, 자석(29)이 도면의 좌측에서 제1 말단 영역에서 정지 폴(20)의 포켓(28) 내에 장착되는 것을 추론할 수 있다. 도면 우측에서 자석(29)은 정지 폴의 제2 말단 영역에서 포켓(28) 내에 장착된다. 따라서 양쪽의 정지 폴들의 자석들(29)은 동일한 공간 방향을 가리킨다.
자석들(29)은 정지 폴(20)이 래칫 휠(10) 내에 맞물리거나 맞물리지 않는 여부를 감지하기 위해 추가 센서들(70)과 연동할 수 있다. 센서들(70)은 예컨대 홀 센서들일 수 있고, 홀 센서들은 해당 자석들(29, 39)에 의하여 생성되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
간단하고 콤팩트한 구성을 구현하기 위해, 센서들(70)은 하우징 측에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 하우징 측에서 센서들(70)은 도체판 또는 유사체 상에 배치될 수 있다. 이러한 도체판 상에 제어부가 구비될 수 있고, 제어부는 조절 장치(50), 및 센서들(70)의 데이터를 제어할 수 있다.
1 잠금 장치
5 구동 샤프트
10 래칫 휠
12 치차부
14 치부
20 폴
20 정지 폴
21 제1 측
22 제2 측
24 베어링핀
25 가이드 노즈
26 차단 치부
27 복귀 스프링
28 포켓
29 자석
30 결합 부재
31 제1 측
32 제2 측
33 홈
34 연결 수단
35 링크 가이드
36 제1 부분
37 제2 부분
38 포켓
39 자석
40 하우징
41 관통 개구부
42 베어링핀 수용부
44 제1 리세스
46 제2 리세스
47 스프링 수용부
48 센서 포켓
50 조절 장치
52 태핏
54 연결 수단
55 리프팅 자석
60 위치 정착부
65 차단 클립
70 센서
A 제1 위치
B 제2 위치
X 회전축
X2 회동축
τ 피치각도
φ 제1 회전 방향
φ2 제2 회전 방향

Claims (22)

  1. 주차 브레이크의 잠금 장치(1)로서
    - 회전축(X) 둘레에서 이동 가능하며 치부들(14)을 구비한 치차부(12)를 포함하는 래칫 휠(10),
    - 상기 래칫 휠(10) 내에 맞물릴 수 있는 적어도 2개의 정지 폴(20),
    - 조절 장치(50), 및
    - 결합 부재(30)를 포함하고,
    - 상기 결합 부재(30)는 상기 적어도 2개의 정지 폴(20)을 상기 조절 장치(50)와 결합시키고, 그리고
    - 상기 결합 부재(30)는 상기 조절 장치(50)에 의하여 제1 위치(A) 및 제2 위치(B)로 이동 가능하고, 상기 제1 위치에서 상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 상기 래칫 휠(10)의 회전을 허용하고, 상기 제2 위치에서 상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 상기 래칫 휠(10) 내에 맞물릴 수 있고 오로지 상기 제1 회전 방향만으로의 회전을 허용하며,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 중 적어도 하나의 정지 폴은 가이드 노즈(25)를 포함하고, 상기 가이드 노즈(25)는 상기 회전축(X)에 대해 이격되어 배치되고, 상기 결합 부재(30)는 링크 가이드(35)를 포함하고, 상기 가이드 노즈(25)는 상기 링크 가이드(35) 내에 파지되고,
    상기 링크 가이드(35)는 제1 부분(36) 및 제2 부분(37)을 포함하며 L 형상으로 형성되고, 상기 제1 부분(36)은 둘레 방향으로 지향되고, 상기 제2 부분(37)은 반경 방향으로 지향되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 상기 래칫 휠(10)의 각각 하나의 치부(14)에 대하여 상대적으로 서로 상이한 피치 각도들(τ)로 배치되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 위치(B)에서 상기 제1 회전 방향으로 상기 래칫 휠(10)의 회전 시 상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 교번적으로 상기 래칫 휠(10) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 상기 회전축(X) 주위의 둘레에 분포하며 배치되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20)은 각각 하나의 회동축(X2) 둘레에서 회동 가능하고, 상기 회동축은 상기 회전축(X)에 대해 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 예압이 제공되고, 상기 예압에 의하여 상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 중 적어도 하나의 정지 폴은 상기 래칫 휠(10) 쪽으로 가압될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 및 상기 결합 부재(30)는 링크 가이드(35) 내에서 안내되는 가이드 노즈(25)를 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 중 적어도 하나의 정지 폴은 제1 측(21)에서 베어링핀(24)을 포함하고 이에 대향되는 제2 측(22)에서 상기 가이드 노즈(25) 또는 상기 링크 가이드(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결합 부재(30)는 상기 회전축(X) 둘레에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 결합 부재(30)는 링 형상인 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조절 장치(50)는 선형 액추에이터인 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선형 액추에이터는 2개의 안정적 최종 위치를 포함하는 리프팅 자석(55)이고 및/또는 상기 리프팅 자석(55)은 상기 리프팅 자석(55)이 상기 결합 부재(30)의 상기 제1 위치(A) 및 상기 제2 위치(B)에서 각각 상기 안정적 최종 위치들 중 하나의 최종 위치에 있는 방식으로 상기 결합 부재(30)와 연결되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 센서(70)가 구비되고, 상기 센서는 상기 래칫 휠(10)이 해제되어 있는지 또는 해제되어 있지 않은지의 여부를 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서(70)는 상기 조절 장치(50)의 위치 및/또는 상기 결합 부재(30)의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서(70)는 상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 중 적어도 하나의 정지 폴이 상기 래칫 휠(10) 내에 파지되는지의 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하우징(40)이 구비되고, 상기 적어도 2개의 정지 폴(20) 및/또는 상기 결합 부재(30)는 상기 하우징(40)에서 지지되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 하우징(40)은 금속 및 플라스틱으로 구성되는 하이브리드 부품인 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 조절 장치(50)의 제어부 및/또는 상기 적어도 하나의 센서(70)는 하우징(40) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 잠금 장치(1).
  21. 브레이크를 작동시키는 전기 모터 및 제 1 항 또는 제 2 항에 따르는 잠금 장치(1)를 포함하는 주차 브레이크.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 브레이크의 온도 감지가 제공되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크.
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