KR102576319B1 - 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치 - Google Patents

인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로, 로터와 스테이터를 구비하여 휠의 내측에 배치되는 인휠구동장치와, 스테이터에 설치되고, 브레이크 패드의 일측부를 지지하는 제1토크멤버와, 제1토크멤버와 분리 형성되고, 브레이크 패드의 타측부를 지지하는 제2토크멤버와, 일측부가 제1토크멤버에 결합되고, 타측부가 제2토크멤버에 결합되며, 브레이크 패드를 휠디스크측으로 가압하는 캘리퍼바디를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치{DISK BRAKE APPARATUS OF IN WHEEL DRIVEN SYSTEM}
본 발명은 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠 구동을 위한 동력을 제공하는 구동장치와, 브레이크 패드를 휠디스크에 가압, 마찰시키기는 제동장치가 휠의 내측에 장착되는 구조를 가지는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 디스크 브레이크는 휠과 일체로 회전하는 원반형의 브레이크 디스크 양면에 브레이크 패드를 가압, 마찰시켜 제동력을 발생하는 브레이크 장치를 일컫는다. 통상 브레이크 디스크는 그 중앙부가 허브에 의해 휠의 중심부에 고정, 장착되며, 이에 따라 브레이크 패드를 포함한 브레이크 장치는 브레이크 디스크의 외경부측에 그 설치가 이루어지고 있다.
종래의 디스크 브레이크 장치는 브레이크 디스크의 외경부 외측에서 내경부측을 향하여 연장되게 설치됨에 따라, 브레이크 디스크(이하 '디스크'라 함)와 브레이크 패드(이하 '마찰패드'라 함)간의 면압은 디스크의 내경부측보다 디스크의 외경부측에 보다 안정적으로, 즉 보다 크게 작용하게 된다.
디스크의 외경부측의 선속도가 내경부측보다 빠른데, 마찰패드 중 디스크의 외경부와 접하는 부분은, 디스크의 내경부와 접하는 부분과 비교해, 보다 큰 면압이 보다 긴 거리에 걸쳐 가중되어 작용하게 된다. 이에 따라, 디스크의 내경부측보다 외경부측에 마모와 열이 보다 많이 발생되고, 마찰 성능에 대해 균일성을 구현하기 어려우며, 소음 발생에 취약하다는 문제점이 있었다.
또한, 전기차나, 하이브리드 차량 등의 친환경차량에는 인휠 구동시스템이 적용되고 있는데, 다양한 사양, 배치 구조를 가지는 인휠 모터, 감속기 등과의 간섭을 회피하여 공간효율적으로 그 설치가 이루어질 수 있는 디스크 브레이크 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허등록번호 제1682248호(2016.11.28 등록, 발명의 명칭: 인휠 구동시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 휠 내부의 한정된 공간 상에서 다른 부품들과의 간섭을 회피하면서 공간효율적으로 그 설치가 이루어질 수 있는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치는, 로터와 스테이터를 구비하여 휠의 내측에 배치되는 인휠구동장치; 상기 스테이터에 설치되고, 브레이크 패드의 일측부를 지지하는 제1토크멤버; 상기 제1토크멤버와 분리 형성되고, 상기 브레이크 패드의 타측부를 지지하는 제2토크멤버; 및 일측부가 상기 제1토크멤버에 결합되고, 타측부가 상기 제2토크멤버에 결합되며, 상기 브레이크 패드를 휠디스크측으로 가압하는 캘리퍼바디;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1토크멤버는, 상기 캘리퍼바디와 결합되는 캘리퍼바디결합부; 상기 캘리퍼바디와 연결되고, 상기 브레이크 패드와 접하며, 상기 제2토크멤버와 분리 형성되는 패드지지부; 및 상기 캘리퍼바디결합부 또는 상기 패드지지부와 연결되고, 상기 스테이터와 결합되는 스테이터결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캘리퍼바디결합부는 상기 캘리퍼바디를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 가이드핀이 결합가능한 홀부나 홈부의 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 패드지지부는, 상기 캘리퍼바디결합부의 일측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 일측을 지지하는 제1패드지지부; 및 상기 캘리퍼바디결합부의 타측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 타측을 지지하는 제2패드지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이터결합부는, 상기 스테이터의 일측부와 결합되는 제1스테이터결합부; 및 상기 제1스테이터결합부와 이격된 위치에서 상기 스테이터의 타측부와 결합되는 제2스테이터결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패드지지부는, 상기 캘리퍼바디결합부의 일측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 일측을 지지하는 제1패드지지부; 및 상기 캘리퍼바디결합부의 타측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 타측을 지지하는 제2패드지지부;를 포함하며, 상기 제1스테이터결합부는 상기 제1패드지지부와 연결되고, 상기 제2스테이터결합부는 상기 제2패드지지부와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 서로 다른 체결부재를 축방향으로 각각 결합가능하게 서로 어긋난 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 동일한 축방향 연장선상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 함께 복수개의 상기 패드지지부 중 일측과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1토크멤버와 상기 제2토크멤버는 상기 브레이크 패드와 상기 캘리퍼바디를 기준으로 상호 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이터는, 상기 로터의 내측에 배치되는 스테이터본체부; 및 상기 스테이터본체부 상에 형성되고, 상기 제1토크멤버와 결합되는 토크멤버결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 토크멤버결합부는, 상기 스테이터본체부의 일측부에 형성되고, 상기 제1토크멤버와 결합되는 제1토크멤버결합부; 및 상기 스테이터본체부의 타측부에 형성되고, 상기 제1토크멤버결합부와 이격된 위치에서 상기 제2토크멤버와 결합되는 제2토크멤버결합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 토크멤버결합부는, 상기 스테이터본체부의 내경부에 돌출되게 형성되는 돌출부; 및 상기 돌출부 상에 형성되고, 상기 제1토크멤버를 상기 돌출부에 결속하기 위한 체결부재가 체결되는 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이터는, 일측부가 상기 스테이터본체부에 고정되고, 타측부가 상기 토크멤버결합부와 이격된 위치에서 상기 제1토크멤버와 결합되는 브래킷;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치는, 제1토크멤버와 제2토크멤버를 상호 분리, 이격시켜 스테이터에 결합, 고정하는 구조를 가짐에 따라, 기존의 토크멤버와 비교해, 기존의 토크멤버에 구비되던 메인빔과 타이바를 생략할 수 있고, 너클이 아니라 스테이터에 결합, 고정가능하다.
이에 따라, 본 발명은, 인휠모듈의 중앙부에 위치되는 다른 부품들과 간섭되는 것을 회피할 수 있고, 너클과의 체결을 고려할 필요가 없어 중앙부의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 인휠 구동시스템의 적용 시, 휠의 내부에 로터와 스테이터가 장착됨에 따라 휠의 내부 공간이 보다 축소됨에 따른 레이아웃 부족 문제를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제1토크멤버와 제2토크멤버를 스테이터에 설치, 고정된 상태로 인휠모듈의 조립이 이루어지게 되므로, 메인빔에 의해 너클과 체결되는 구조를 가지는 기존의 토크멤버와 비교해, 인휠모듈의 조립 시 캘리퍼가 비고정 상태로 방치되던 것을 개선할 수 있고, 이에 따라 조립성, 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은, 메인빔에 의해 너클과 체결되는 구조를 가지는 기존의 토크멤버와 비교해, 기존에 토크멤버의 2/3 이상의 중량을 차지하던 메인빔과 타이바에 해당되는 부분을 생략하게 되므로, 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있어 경량화를 구현가능하고, 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은, 메인빔에 의해 너클과 체결되는 구조를 가지는 기존의 토크멤버와 비교해, 브레이크 패드의 제동력을 지지하는 부분과, 그 설치, 고정이 이루어진 부분간의 반경방향 거리를 보다 단축시킬 수 있다. 이에 따라, 토크멤버에 작용하는 내부응력을 보다 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 도시한 요부 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 다른 일례를 설명하고자 도시한 요부 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버를 도 6과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 정면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 제1토크멤버를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 제1토크멤버를 도 12과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 적용함에 따른 다른 부품과의 간섭 회피를 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 적용함에 따라 토크멤버의 고정부에 작용하는 하중 감소를 설명하고자 도시한 개념도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 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 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치(1)는 인휠구동장치(10), 제1토크멤버(20, 20A), 제2토크멤버(30, 30A), 캘리퍼바디(40)를 포함하여, 휠(2)의 내측에 배치된다.
인휠구동장치(10)는 로터(rotor)(11)와 스테이터(stator)(12)를 구비하여 휠(2)의 내경부와 마주하게 배치된다. 다른 표현으로, 인휠구동장치(10)는 휠(2)의 내부에 반경방향으로 중첩되게 배치된다. 로터(11)는 휠(2)의 내경부와 접하고, 스테이터(12)는 내부가 중공된 원통 형상을 가지고 로터(11)의 내측에 배치된다.
로터(11)는 휠(2)과 동일한 회전중심축(C)선 상에 배치된 상태로 휠(2)과 함께 회전되고, 스테이터(12)는 회전되지 않고 정지된 상태를 유지한다. 로터(11)는 스테이터(12)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전되며, 그 구조와 작용에 대해서는 공지기술을 따르는 바 그 상세한 설명을 생략한다.
제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 브레이크 패드(3)를 양측에서 각각 지지하는 요소로써, 상호 분리된 구조를 가지고, 스테이터(12)의 일측부와 타측부에 각각 결합, 고정된다. 제1토크멤버(20, 20A)는 스테이터(12)의 일측부에 결합, 고정된 상태로 브레이크 패드(3)의 일측부를 지지한다. 제2토크멤버(30, 30A)는 제1토크멤버(20, 20A)와 분리 형성되고, 스테이터(12)의 타측부에 결합, 고정된 상태로 브레이크 패드(3)의 타측부를 지지한다.
제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 브레이크 패드(3)를 사이에 두고 상호 이격되게 배치된다. 일반적으로 브레이크 패드(3)는 원주방향으로 대칭되는 형상을 가진다. 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 이에 대응하여 브레이크 패드(3)를 기준으로 원주방향으로 상호 대칭되는 형상, 배치를 가진다.
제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 캘리퍼바디(40)의 원주방향(또는 접선방향) 양측부와 스테이터(12)의 사이에 형성되는 좌, 우측 한 쌍의 공간부 상에 각각 배치된다. 여기서, 원주방향은 원판 형상을 가지는 휠디스크(4)를 기준으로 한다.
본 발명의 설명에서는, 구성요소의 상대위치를 표현함에 있어서, 설명의 편의 상 도 1, 도 2에 도시된 상태를 기준으로 하여, 원주방향 또는 접선방향에 대해서는 좌, 우 방향으로 표현하고, 반경방향 및 회전중심방향(역반경방향)에 대해서는 상, 하 방향으로 표현하며, 축방향에 대해서는 전, 후방향 등으로 혼용하여 기재하기로 한다.
도 1, 도 2 상에서 제1토크멤버(20, 20A)는 캘리퍼바디(40)의 우측과 스테이터(12)의 사이에 형성되는 공간부 상에 배치되고, 스테이터(12)의 우측부에 고정되며, 휠디스크(4)의 회전중심부를 향하는 캘리퍼바디(40)의 하측으로는 연장되지 않는다. 제2토크멤버(30, 30A)는 캘리퍼바디(40)의 좌측과 스테이터(12)의 사이에 형성되는 공간부 상에 제1토크멤버(20, 20A)와 독립되게 배치되고, 스테이터(12)의 좌측부에 고정되며, 휠디스크(4)의 회전중심부를 향하는 캘리퍼바디(40)의 하측으로는 연장되지 않는다.
이와 같이 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 캘리퍼바디(40)의 양측부와 스테이터(12)의 사이에 형성되는 한 쌍의 여유공간부만을 활용하여 그 배치가 컴팩트(compact)하게 이루어질 수 있다, 또한, 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 휠디스크(4)의 회전중심부측으로는, 즉 허브베어링(5), 너클(knuckle)(6) 측으로는 연장되지 않아, 허브베어링(5), 너클(6)과 간섭, 중첩되는 일 없이 배치될 수 있다. 이에 따라, 캘리퍼바디(40)와 허브베어링(5), 너클(6) 사이의 공간부에 다른 부품들을 배치하거나, 허브베어링(5), 너클(6) 등과 같이 휠(2)의 내측에 배치되는 부품들의 크기, 형상, 개수, 위치, 방향 등을 고려함에 있어서, 그 설계 자유도를 보다 향상시킬 수 있다.
캘리퍼바디(40)는 한 쌍의 브레이크 패드(3)를 휠디스크(4)측으로 가압하는 장치로, 일측부가 제1토크멤버(20, 20A)에 결합되고, 타측부가 제2토크멤버(30, 30A)에 결합된다. 캘리퍼바디(40)의 좌측부와 우측부는 각각 캘리퍼바디(40)를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 가이드핀(41)에 의해 제1토크멤버(20, 20A), 제2토크멤버(30, 30A)와 연결된다.
조립이 완료된 상태에서, 한 쌍의 브레이크 패드(3)는 휠디스크(4)의 축방향(전후방향) 양면부와 마주하게 배치된다. 브레이크 패드(3)와 캘리퍼바디(40)는 원판 형상을 가지는 휠디스크(4)에 안정적으로 마찰력을 작용시킬 수 있게, 중간부를 기준으로 하여 좌측부과 우측부가 상호 대칭인 구조를 가진다. 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)는 브레이크 패드(3)와 캘리퍼바디(40)의 원주방향 중간부를 기준으로 상호 대칭되게 배치되어, 캘리퍼바디(40)의 원주방향 양측부를 균형적으로 지지한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 도시한 요부 정면도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 다른 일례를 설명하고자 도시한 요부 정면도이다.
도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터(12)는 스테이터본체부(13)와 토크멤버결합부(14)를 포함한다.
스테이터본체부(13)는 스테이터(12)의 본체를 이루는 장치부로, 내부가 중공된 원통 형상을 가지고 로터(11)의 내측에 배치되고, 로터(11)와의 전자기적 상호작용에 의해 로터(11)를 회전시키는 작용을 구현한다. 토크멤버결합부(14)는 제1토크멤버(20, 20A)와 결합되는 장치부로, 스테이터본체부(13)의 내경부 상에 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)측으로 돌출되게 형성된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 토크멤버결합부(14)는 제1토크멤버(20, 20A)와 결합되는 제1토크멤버결합부(15)와, 제1토크멤버결합부(15)와 이격된 위치에서 제2토크멤버(30, 30A)와 결합되는 제2토크멤버결합부(18)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제1토크멤버결합부(15)는 캘리퍼바디(40)의 원주방향 일측(우측)에 위치되는 스테이터본체부(13)의 일측부(우측부)에 형성되고, 제2토크멤버결합부(18)는 캘리퍼바디(40)의 원주방향 타측(좌측)에 위치되는 스테이터본체부(13)의 타측부(좌측부)에 형성된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버결합부(15)는 축방향으로 서로 이격된 위치에서 제1토크멤버(20, 20A)의 제1스테이터결합부(26), 제2스테이터결합부(27)(이하 설명)와 각각 결합되는 2개가 구비된다. 이하에서는, 한 쌍의 제1토크멤버결합부(15)를 상호 구분하여 설명함에 있어서는, 편의 상 도면부호를 15a, 15b로 구분하기로 한다.
스테이터본체부(13)의 내경부는 축방향으로의 깊이를 가지며, 2개의 제1토크멤버결합부(15) 중 하나(15a)는 스테이터본체부(13)의 내경부 중 상대적으로 차량의 외측에 위치되는 축방향 일측에 위치되고, 다른 하나(15b)는 스테이터본체부(13)의 내경부 중 상대적으로 차량의 내측에 위치되는 축방향 타측에 위치된다.
제1토크멤버결합부(15)와 제2토크멤버결합부(18)는 원주방향으로 상호 대칭되는 형상과 배치 구조를 가진다. 제2토크멤버결합부(18)는 제1토크멤버결합부(15)에 대칭, 대응되는 구조를 가지므로, 제2토크멤버결합부(18, 18a, 18b)에 대해서는 별도로 설명하지 않고, 제1토크멤버결합부(15)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버결합부(15)는 돌출부(16)와 체결부(17)를 포함하는 구조를 가진다. 돌출부(16)는 제1토크멤버(20, 20A)를 지지하는 장치부로, 스테이터본체부(13)의 내경부 상에 제1토크멤버(20, 20A)측으로 내향 돌출되게 형성된다. 체결부(17)는 제1토크멤버(20, 20A)를 돌출부(16)에 결속하기 위한 체결부재(9)가 체결되는 장치부로, 돌출부(16) 상에 축방향으로 관통되게 형성된다.
체결부(17)는 볼트 형상을 가지는 체결부재(9)가 관통가능한 홀부의 구조를 가진다. 볼트 구조를 가지는 체결부재(9)는 제1토크멤버(20, 20A)를 관통하여 체결부(17)에 체결됨으로써, 제1토크멤버(20, 20A)를 체결부(17)에 결속, 고정한다. 제1토크멤버(20, 20A)가 체결부(17)에 고정된 상태에서 제1토크멤버(20, 20A)에 작용하는 하중은 돌출부(16)를 거쳐 스테이터본체부(13)로 전달, 분산된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버결합부(15)는 하나의 돌출부(16)와 하나의 체결부(17)를 포함하는 구조를 가지고, 축방향으로 서로 다른 위치에서 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 개별적으로 지지하는 복수개가 구비된다. 이에 따라, 복수개의 제1토크멤버결합부(15)가 스테이터본체부(13)를 기반으로 하여 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)에 작용하는 하중을 서로 분산하여 안정적으로 지지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스테이터(12)는 스테이터본체부(13)와 토크멤버결합부(14) 외에 브래킷(19)을 더 포함할 수 있다.
브래킷(19)은 스테이터본체부(13)와 제1토크멤버(20, 20A)간의 연결을 매개하는 구성요소로, 제1토크멤버결합부(15)와 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 브래킷(19)의 일측부는 스테이터본체부(13)에 결속, 고정가능한 구조를 가지며, 브래킷(19)의 타측부는 제1토크멤버(20, 20A)측으로 연장되고, 제1토크멤버(20, 20A)와 결합가능한 구조(예를 들어, 체결부(17)에 대응되는 구조)를 가진다.
브래킷(19)은 원통형의 스테이터본체부(13)와 그 내측에 배치되는 제1토크멤버(20, 20A)간의 연결을 매개할 수 있다면, 기존의 공지기술을 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않으므로 그 상세한 설명을 생략한다. 브래킷(19)을 추가로 적용 시 제1토크멤버(20, 20A)의 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 중 일측은 제1토크멤버결합부(15)와 결합되고, 타측은 브래킷(19)과 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1스테이터결합부(26)는 스테이터본체부(13)의 내경부 상에 돌출되게 형성된 제1토크멤버결합부(15)와 결합되고, 제2스테이터결합부(27)는 브래킷(19)을 매개로 하여 스테이터본체부(13)의 축방향 단부와 결합될 수 있다.
토크멤버결합부(14)는 스테이터본체부(13)의 내경부 상에 돌출되게 형성되므로, 휠디스크(4)의 두께나 스테이터본체부(13)의 축방향 깊이 등에 따라 그 개수나 위치, 두께가 한정될 수 있고, 복수개의 돌출부(16), 체결부(17)를 축방향으로 다중되게 배치함에 있어서도 제작, 조립 상 어려움이 따를 수 있다. 그리고, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 간의 거리 보다 스테이터본체부(13)의 축방향 깊이가 짧은 경우에도 복수개의 토크멤버결합부(14)를 적용하기 어렵다.
이러한 경우에는, 예를 들어 토크멤버결합부(14)를 하나만 형성하는 경우에도, 브래킷(19)을 추가로 적용함으로써, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 모두를 스테이터(12)에 안정되게 고정, 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버를 도 6과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 제1토크멤버(20)와 제2토크멤버(30)는 브레이크 패드(3)를 기준으로 하여 원주방향으로 상호 대칭되는 형상과 배치 구조를 가진다. 제2토크멤버(30)는 제1토크멤버(20)와 대칭, 대응되는 구조를 가지므로, 제2토크멤버(30)에 대해서는 별도로 설명하지 않고, 제1토크멤버(20)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
도 6, 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버(20, 20A)는 캘리퍼바디결합부(21)와, 전, 후측 한 쌍의 패드지지부(22)와, 전, 후측 한 쌍의 스테이터결합부(25)가 일체로 연결된 구조를 가진다.
캘리퍼바디결합부(21)는 캘리퍼바디(40)와 결합되는 장치부로, 가이드핀(41)을 매개로 하여 캘리퍼바디(40)와 결합된다. 가이드핀(41)은 캘리퍼바디(40)를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 핀이나 볼트, 바(bar) 형상의 요소이다. 캘리퍼바디결합부(21)는 가이드핀(41)을 결합가능하게 축방향으로 연장되는 홀부나 홈부, 축통의 구조를 가진다. 하나의 가이드핀(42)은 캘리퍼바디(40)의 좌측부와 우측부 중 일측을 관통하여 캘리퍼바디결합부(21)에 체결, 고정될 수 있다.
패드지지부(22)는 한 쌍의 브레이크 패드(3)의 우측부를 지지하는 장치부로, 캘리퍼바디결합부(21)와 일체로 연결된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 패드지지부(22)는 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24)를 포함한다.
제1패드지지부(23)는 캘리퍼바디결합부(21)의 축방향 일측부와 일체로 연결되고, 한 쌍의 브레이크 패드(3) 중 일측을 지지한다. 제2패드지지부(24)는 캘리퍼바디결합부(21)의 축방향 타측부와 일체로 연결되고, 한 쌍의 브레이크 패드(3) 중 타측을 지지한다.
도 4를 참조하면, 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24)는 패드라이너(50)를 매개로 하여 브레이크 패드(3)를 설정 위치에 지지, 구속할 수 있다. 패드라이너(50)는 브레이크 패드(3)를 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A)에 탄성적으로 결속하는 구성품으로, 브레이크 패드(3)의 원주방향 양측에 상호 대칭되게 배치된다. 패드라이너(50)는 제1토크멤버(20, 20A)와 제2토크멤버(30, 30A) 상에 형성되는 4개의 패드지지부(22)에 각각 설치되어, 한 쌍의 브레이크 패드(3)를 탄성적으로 지지한다.
제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24) 중 브레이크 패드(3), 패드라이너(50)와의 접촉부는 브레이크 패드(3)의 형상, 구조 등에 따라 다양한 실시예로 적용가능하며, 브레이크 패드(3)를 지지할 수 있다면, 공지기술을 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.
패드지지부(22)는 캘리퍼바디(40)에서 브레이크 패드(3)의 우측부측으로 하향 연장되는 형상을 가지되, 브레이크 패드(3)의 우측부를 지지할 수 있는 길이를 가지면 충분하다. 즉, 불필요하게 브레이크 패드(3)보다 하측으로, 예를 들어 브레이크 패드(3)와 너클(6) 사이로 연장될 필요가 없다.
패드지지부(22)는 제1토크멤버(20, 20A) 중 제2토크멤버(30, 30A)와 가장 근접하게 위치되는 장치부로, 이와 같이 브레이크 패드(3)의 하측으로 연장되지 않음으로써 제2토크멤버(30, 30A)와 명확하게 분리, 이격된다.
스테이터결합부(25)는 스테이터(12)와 결합되는 장치부로, 캘리퍼바디결합부(21) 또는 패드지지부(22)와 일체로 연결된다. 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터결합부(25)는 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 포함한다.
도 4, 도 5를 참조하면, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 축방향으로, 다른 표현으로는 전후방향으로 이격된 위치에서 스테이터(12)의 우측부에 결합된다. 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 한 쌍의 제1토크멤버결합부(15a, 15b)와 각각 결합되거나, 하나의 제1토크멤버결합부(15), 브래킷(19)과 각각 결합될 수 있다. 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 각각은 볼트 형상의 체결부재(9)가 관통가능한 홀부나 축통의 형상을 가진다.
이와 같이 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 복수개의 제1토크멤버결합부(15) 각각에 대응되는 위치에 배치하거나, 제1토크멤버결합부(15)와 브래킷(19) 각각에 대응되는 위치에 배치함에 있어서는, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 캘리퍼바디결합부(21) 또는 패드지지부(22) 중 어디에 일체로 형성하여도 무방하나, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24)에 각각 일체로 연결되는 구조를 가진다.
제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24) 각각에 일체로 형성하면, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 전, 후측 한 쌍의 브레이크 패드(3) 각각에 대응되는 위치에 자연히 배치되므로, 다른 위치에 형성하는 실시예와 비교해, 한 쌍의 브레이크 패드(3)에 작용하는 하중을 보다 근접한 위치에서 직접적, 효율적으로 지지할 수 있다.
또한, 제1패드지지부(23)와 제1스테이터결합부(26)를 일체로 형성하고, 제2패드지지부(24)와 제2스테이터결합부(27)를 일체로 형성하는 경우, 스테이터본체부(13)에 제1패드지지부(23)와 제1스테이터결합부(26), 제2패드지지부(24), 제2스테이터결합부(27) 각각을 별도로 연결하는 실시예와 비교해, 소재의 소요량을 현저히 감소시킬 수 있어 중량 감소 및 단가 절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 구조의 단순화에 따른 생산성 향상 및 강성 증가, 유지 관리의 편의성을 도모할 수 있다.
제1스테이터결합부(26)를, 브레이크 패드(3)의 우측부를 지지하는 제1패드지지부(23)와 일체로 형성함에 있어서는, 제1패드지지부(23) 중 스테이터(12)와 마주하는 우측부에 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 배치에 의하면, 제1토크멤버(20, 20A) 전체가 캘리퍼바디(40)의 우측부와 스테이터(12)의 사이에 형성되는 여유공간부 상에만 위치되므로, 제1패드지지부(23)의 하측부에 제1스테이터결합부(26)를 형성하는 실시예와 비교해, 공간효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 제1스테이터결합부(26)가 제1패드지지부(23)의 우측부에 배치된다는 것은, 제1패드지지부(23)의 하측부에 제1스테이터결합부(26)를 형성하는 실시예와 비교해, 제1스테이터결합부(26)가 브레이크 패드(3)의 중앙부(보다 구체적으로는, 도 4, 도 5 상에서 상하방향의 중간부)에 보다 근접한 원주선 상, 접선 상에 위치된다는 것을 의미한다. 즉, 브레이크 패드(3)가 좌우로 연장되게 배치된 상태에서 그 좌우방향 연장선 상에 위치된다는 것을 의미한다. 따라서, 회전하는 휠디스크(4)에 제동력을 인가 시 브레이크 패드(3)에 원주방향, 접선방향으로 작용하는 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 서로 다른 체결부재(9)를, 보다 구체적으로는 제1체결부재(91), 제2체결부재(92) 각각을 상호간의 간섭 없이 축방향으로 각각 결합가능하게, 반경방향, 원주방향 중 적어도 어느 하나에 대해 서로 어긋난 위치에 배치된다.
이와 같이 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 서로 다른 축선 상에 배치하면, 제1체결부재(91), 제2체결부재(92)가 서로 다른 축선 상에서 하나의 제1토크멤버(20)를 지지하게 된다. 이에 따라 스테이터(12)나 체결부재(9)에 대한 제1토크멤버(20)의 유동, 회전을 명확하게 구속할 수 있다.
도 4 상에서 본 발명의 제1실시예에 따른 제1스테이터결합부(26)는 제2스테이터결합부(27)보다 우측 및 상측에 배치된다. 이에 따라, 제1토크멤버(20)를 스테이터(12)에 조립하기 위해, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 한 쌍의 제1토크멤버결합부(15a, 15b) 각각에 대응되게 위치시키더라도, 작업자가 축방향 전방측에서 바라볼 때, 제1스테이터결합부(26)가 그 전방에 위치한 제1토크멤버결합부(15b)에 가려지지 않고 스테이터(12)의 외부로 노출된 상태가 된다.
따라서, 작업자는 작업 환경이나 편의에 따라, 축방향 양측에서는 물론, 축방향 일측(전방)에서 제1체결부재(91)를 이용해 제1스테이터결합부(26)를 후방의 제1토크멤버결합부(15a)에 결합한 후, 제2체결부재(92)를 이용해 제2스테이터결합부(27)를 전방의 제1토크멤버결합부(15b)에 결합할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 제1토크멤버(20, 20B), 제2토크멤버(30, 30B)는, 본 발명의 제1실시예에 따른 제1토크멤버(20A), 제2토크멤버(30A)와 비교해, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 동일한 축방향 연장선 상에 배치되는 구조를 가진다. 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 제1실시예와 동일, 유사하거나, 대응되는 구성에 대해서는 그 중복 설명을 생략한다.
이와 같이 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 동일한 축방향 연장선에 배치되는 경우, 하나의 체결부재(9)를 이용해 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27), 한 쌍의 제1토크멤버결합부(15a, 15b) 모두를 상호 결속, 체결할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예와 비교해, 제1토크멤버(20, 20B), 제2토크멤버(30, 30B)를 스테이터(12)에 조립하는 공정이 보다 간단하고 신속하게 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 10은 도 9의 정면도이며, 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 도시한 요부 사시도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치(1)는, 본 발명의 제1실시예와 비교해, 제1토크멤버(20, 20C), 제2토크멤버(30, 30C)의 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 전, 후측 한 쌍의 패드지지부(22) 중 일측과(예를 들어, 제2패드지지부(24)와) 일체로 형성된 구조를 가진다. 본 발명의 제3실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 제1실시예와 동일, 유사하거나, 대응되는 구성에 대해서는 그 중복 설명을 생략한다.
즉, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 축방향으로 동일한 위치에 배치된 구조를 가진다. 이에 대응하여, 스테이터(12)의 제1토크멤버결합부(15)는 하나의 돌출부(16) 상에 2개의 체결부(17)가 병렬되게 형성된 구조를 가진다. 2개의 체결부(17)는 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 제1체결부재(91)와 제2체결부재(92)에 의해 제1스테이터결합부(26), 제2스테이터결합부(27)와 각각 결합된다. 제2토크멤버결합부(18)도 마찬가지이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 제1토크멤버를 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 제1토크멤버를 도 12과 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 12, 도 13을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 제1토크멤버(20, 20C)는 캘리퍼바디결합부(21)와, 전, 후측 한 쌍의 패드지지부(22)와, 좌, 우측 한 쌍의 스테이터결합부(25)가 일체로 연결된 구조를 가진다. 여기서, 전, 후측 한 쌍의 패드지지부(22)는 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24)를 의미하고, 좌, 우측 한 쌍의 스테이터결합부(25)는 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 의미한다.
제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24)는, 축방향으로 연장된 홈부나 홀부, 축통의 형상을 가지는 캘리퍼바디결합부(21)의 축방향 일단부와 타단부에 각각 일체로 형성되고, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 제2패드지지부(24)의 우측부에 일체로 형성된 구조를 가진다.
제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는 스테이터본체부(13)의 내경부를 따라 원주방향으로 배열될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 제2패드지지부(24)와 제1스테이터결합부(26), 제2스테이터결합부(27)는 함께 도 10, 도 11에 도시된 바와 같이 정면에서 볼 때 전체적으로 호 형상을 이루게 된다.
제1토크멤버결합부(15)는 이에 대응하여 하나의 돌출부(16) 상에 2개의 체결부(17)가 원주방향으로 배열된 구조를 가진다. 이러한 구조에 의하면 하나의 제1토크멤버결합부(15)를 원주방향을 따라 연장된 형태로 돌출되게 형성하는 것에 의해, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27) 한 쌍을 함께 지지할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 의하면, 이와 같이 제1패드지지부(23)와 제2패드지지부(24) 중 일측에 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 함께 형성하고, 하나의 제1토크멤버결합부(15)로 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 함께 지지가능하므로, 본 발명의 제1실시예와 비교해, 보다 단순한 구조로 구현가능하다. 이에 따라, 구조의 단순화에 따른 생산성 향상 및 강성 증가, 유지 관리의 편의성을 도모할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제3실시예에 의하면, 제1토크멤버결합부(15) 중 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)에 대응되는 부분의, 즉 2개의 체결부(17)가 형성되는 부분의 돌출 정도(반경방향 너비)를 설정함에 있어서, 제1체결부재(91), 제2체결부재(92)를 체결가능한 정도로 축소할 수 있어, 제1토크멤버결합부(15)에 걸리는 응력을 최소할 수 있다.
또한, 제1토크멤버결합부(15) 중 원주방향으로 배열되는 2개의 체결부(17)가 형성되는 부분을 스테이터본체부(13)의 내경부로부터 동일한 정도의 거리를 두고 위치시킬 수 있으므로, 제1체결부재(91), 제2체결부재(92)에 걸리는 하중을 균일한 강성으로 지지하면서 스테이터본체부(13)로 안정되게 전달, 분산시킬 수 있다.
제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)는, 제2패드지지부(24)의 우측부에 일체로 형성됨에 있어서, 상기와 같이 스테이터본체부(13)의 내경부를 따라 원주방향으로 배열될 수 있을 뿐만 아니라, 좌우방향, 상하방향으로 배열될 수도 있고, 이러한 배열들이 복합적으로 적용된 배열 형태를 가질 수도 있다.
제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 제2패드지지부(24)의 우측부에 일체로 형성하면, 제1토크멤버(20, 20C)가 캘리퍼바디(40)의 우측부와 스테이터(12)의 사이에 형성되는 여유공간부 상에만 위치되므로, 제2패드지지부(24)의 하측부에 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)를 형성하는 실시예와 비교해, 공간효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 제1스테이터결합부(26)와 제2스테이터결합부(27)가 브레이크 패드(3)의 중앙부와 동일하거나 보다 근접한 원주선, 접선 상에 위치되므로, 브레이크 패드(3)에 원주방향, 접선방향으로 작용하는 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 적용함에 따른 다른 부품과의 간섭 회피를 설명하고자 도시한 개념도이고, 도 15는 본 발명에 따른 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치를 적용함에 따라 토크멤버의 고정부에 작용하는 하중 감소를 설명하고자 도시한 개념도이다.
종래에 캘리퍼의 토크멤버(일부만 도시)는 정면에서 볼때 좌우측부를 하부(이하 '메인빔(81)'으로 지칭하기로 한다)가 일체로 연결하는 구조를 가짐으로써, 전체적으로 'U' 자 형상을 이룬다. 보다 구체적으로, 메인빔(81)은 좌우방향으로 연장된 형상을 가지고, 그 좌, 우측부에 해당되는 2개소에서 너클(6)과 체결된다. 그리고, 토크멤버의 좌, 우측부는 메인빔(81)과, 그 후방에 병렬되게 배치되는 타이바(미도시)에 의해 일체로 연결된다.
인휠 구동시스템의 적용 시, 인휠 구동시스템이 적용되지 않는 구조와 비교해, 휠(2)의 내부에 로터(11)와 스테이터(12)가 추가로 장착됨에 따라, 휠(2)의 내부 공간이 보다 축소될 뿐만 아니라, 로터(11)와 스테이터(12)의 두께만큼 캘리퍼의 위치 또한 보다 회전중심축(C)측으로 이동하여 위치된다.
이에 따라, 인휠 구동시스템에 종래의 캘리퍼 구조를 그대로 적용 시, 토크멤버의 메인빔(81)과 타이바의 위치가 회전중심축(C)측으로 이동하게 되면서, 토크멤버의 메인빔(81)과 타이바가, 기존에 휠(2)의 내부에 배치되던 다른 부품들(예를 들어, 허브베어링(5) 등)과 간섭될 수 밖에 없다. 그런데, 이에 더해 휠(2)의 내부공간은 보다 축소되므로, 부품들간의 간섭을 회피하기 어려워 설계 상에 어려움이 따르고 있다.
그리고, 인휠 구동시스템에 종래의 캘리퍼 구조를 그대로 적용 시, 캘리퍼를 휠디스크(4)의 둘레에 끼운 상태로 인휠구동장치(10)의 내부에 비고정 상태로 가조립한 후, 휠(2), 너클(6)과 조립하게 된다. 이하에서는, 이와 같이 인휠구동장치(10)와 캘리퍼, 휠디스크(4)를 조립 내지 가조립한 상태를 '인휠 모듈'이라 한다.
이에 따라, 인휠 모듈의 이송 시 캘리퍼가 탈락되지 않도록 별도의 주의를 요하며, 토크멤버를 너클(6)과 체결 시 가조립된 비고정 상태의 토크멤버의 위치를 너클(6)에 맞추어 정렬, 조정하는 번거로운 과정을 거쳐야 했다.
본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(1)는, 제1토크멤버(20)와 제2토크멤버(30)에 해당되는 2개의 토크멤버로 브레이크 패드(3)를 지지하는 구성을 가진다. 즉, 기존의 토크멤버와 비교해, 메인빔(81)과 타이바를 생략한 구조를 가진다. 또한, 제1토크멤버(20)와 제2토크멤버(30)는, 기존의 토크멤버와 비교해, 너클(6)이 아니라, 스테이터(12)에 결합, 고정가능한 구조를 가진다.
이에 따라, 본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(1)에 의하면, 메인빔(81)에 의해 너클(6)과 체결되는 구조를 가지는 기존과 비교해, 너클(6)과의 체결을 고려할 필요가 없어 인휠모듈의 중앙부에 배치되는 다른 부품들과의 간섭을 회피할 수 있고, 인휠모듈의 중앙부의 설계 자유도를 보다 향상시킬 수 있다. 아울러, 휠(2)의 내부 공간이 보다 축소됨에 따른 레이아웃 부족 문제를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(1)에 의하면, 제1토크멤버(20)와 제2토크멤버(30)가 스테이터(12)에 설치, 고정된 상태로, 인휠모듈과 휠(2), 너클(6)의 조립이 이루어지게 되므로, 기존에 인휠모듈의 조립 시 캘리퍼가 비고정 상태로 방치되던 것을 개선할 수 있고, 이에 따라 조립성, 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(1)에 의하면, 메인빔(81)에 의해 너클(6)과 체결되던 기존의 토크멤버와 비교해, 토크멤버의 2/3 이상의 중량을 차지하던 메인빔(81)과 타이바에 해당되는 부분을 생략하게 되므로, 중량을 획기적으로 감소시킬 수 있어 경량화를 구현가능하고, 원가를 절감할 수 있다.
도 15를 참조하면, 브레이크 패드(3)로부터 하중을 전달받게 되는 패드지지부(22)에 대해, 기존의 토크멤버는 너클(6)과 체결되는 너클체결부(82)까지 거리 d2를 가지고, 본 발명에 따른 제1토크멤버(20)는 스테이터결합부(25)까지의 거리 d1(<d2)를 가진다. 이때, 패드지지부(22)에는 접선방향, 원주방향으로의 하중 F1이 작용하게 되고, 스테이터결합부(25)에는 하중 F2이 작용하게 된다.
제동 시 토크멤버에 작용하는 응력은 토크멤버 중 브레이크 패드(3)의 제동력을 지지하는 부분과, 토크멤버의 설치, 고정이 이루어진 부분간의 반경방향 거리(d1, d2)에 영향을 받는다. 해당 거리가 가까워질수록, 동일한 제동력에 대해 발생하는 모멘트가 줄어들게 되어 토크멤버에 작용하는 내부 응력이 감소한다.
따라서, 본 발명에 따른 디스크 브레이크 장치(1)에 의하면, 메인빔(81)에 의해 너클(6)과 체결되는 구조를 가지는 기존의 토크멤버와 비교해, 브레이크 패드(3)의 제동력을 지지하는 부분(패드지지부(22)에 해당)과, 그 설치, 고정이 이루어진 부분(스테이터결합부(25)에 해당)간의 반경방향 거리를 보다 단축시킬 수 있다. 이에 따라, 토크멤버에 작용하는 내부응력을 보다 감소시킬 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 디스크 브레이크 장치 2: 휠
3: 브레이크 패드 4 : 휠디스크
5 : 허브베어링 6: 너클
9 : 체결부재 10 : 인휠구동장치
11 : 로터 12 : 스테이터
13 : 스테이터본체부 14 : 토크멤버결합부
15, 15a, 15b : 제1토크멤버결합부 16 : 돌출부
17 : 체결부 18, 18a, 18b : 제2토크멤버결합부
19 : 브래킷 20, 20A, 20B, 20C : 제1토크멤버
21 : 캘리퍼바디결합부 22 : 패드지지부
23 : 제1패드지지부 24 : 제2패드지지부
25 : 스테이터결합부 26 : 제1스테이터결합부
27 : 제2스테이터결합부 30, 30A, 30B, 30C : 제2토크멤버
40 : 캘리퍼바디 41 : 가이드핀
50 : 패드라이너 81 : 메인빔
82 : 너클체결부 91 : 제1체결부재
92 : 제2체결부재 C : 회전중심축

Claims (14)

  1. 로터와 스테이터를 구비하여 휠의 내측에 배치되는 인휠구동장치;
    상기 스테이터에 설치되고, 브레이크 패드의 일측부를 지지하는 제1토크멤버;
    상기 제1토크멤버와 분리 형성되고, 상기 브레이크 패드의 타측부를 지지하는 제2토크멤버; 및
    일측부가 상기 제1토크멤버에 결합되고, 타측부가 상기 제2토크멤버에 결합되며, 상기 브레이크 패드를 휠디스크측으로 가압하는 캘리퍼바디;를 포함하고,
    상기 제1토크멤버는,
    상기 캘리퍼바디와 결합되는 캘리퍼바디결합부;
    상기 캘리퍼바디와 연결되고, 상기 브레이크 패드와 접하며, 상기 제2토크멤버와 분리 형성되는 패드지지부; 및
    상기 캘리퍼바디결합부 또는 상기 패드지지부와 연결되고, 상기 스테이터와 결합되는 스테이터결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캘리퍼바디결합부는 상기 캘리퍼바디를 축방향으로 이동가능하게 지지하는 가이드핀이 결합가능한 홀부나 홈부의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패드지지부는,
    상기 캘리퍼바디결합부의 일측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 일측을 지지하는 제1패드지지부; 및
    상기 캘리퍼바디결합부의 타측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 타측을 지지하는 제2패드지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터결합부는,
    상기 스테이터의 일측부와 결합되는 제1스테이터결합부; 및
    상기 제1스테이터결합부와 이격된 위치에서 상기 스테이터의 타측부와 결합되는 제2스테이터결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패드지지부는,
    상기 캘리퍼바디결합부의 일측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 일측을 지지하는 제1패드지지부; 및
    상기 캘리퍼바디결합부의 타측부와 연결되고, 한 쌍의 상기 브레이크 패드 중 타측을 지지하는 제2패드지지부;를 포함하며,
    상기 제1스테이터결합부는 상기 제1패드지지부와 연결되고,
    상기 제2스테이터결합부는 상기 제2패드지지부와 연결되는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 서로 다른 체결부재를 축방향으로 각각 결합가능하게 서로 어긋난 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 동일한 축방향 연장선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1스테이터결합부와 상기 제2스테이터결합부는 함께 복수개의 상기 패드지지부 중 일측과 연결되는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1토크멤버와 상기 제2토크멤버는 상기 브레이크 패드와 상기 캘리퍼바디를 기준으로 상호 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  11. 로터와 스테이터를 구비하여 휠의 내측에 배치되는 인휠구동장치;
    상기 스테이터에 설치되고, 브레이크 패드의 일측부를 지지하는 제1토크멤버;
    상기 제1토크멤버와 분리 형성되고, 상기 브레이크 패드의 타측부를 지지하는 제2토크멤버; 및
    일측부가 상기 제1토크멤버에 결합되고, 타측부가 상기 제2토크멤버에 결합되며, 상기 브레이크 패드를 휠디스크측으로 가압하는 캘리퍼바디;를 포함하고,
    상기 스테이터는,
    상기 로터의 내측에 배치되는 스테이터본체부; 및
    상기 스테이터본체부 상에 형성되고, 상기 제1토크멤버와 결합되는 토크멤버결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토크멤버결합부는,
    상기 스테이터본체부의 일측부에 형성되고, 상기 제1토크멤버와 결합되는 제1토크멤버결합부; 및
    상기 스테이터본체부의 타측부에 형성되고, 상기 제1토크멤버결합부와 이격된 위치에서 상기 제2토크멤버와 결합되는 제2토크멤버결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 토크멤버결합부는,
    상기 스테이터본체부의 내경부에 돌출되게 형성되는 돌출부; 및
    상기 돌출부 상에 형성되고, 상기 제1토크멤버를 상기 돌출부에 결속하기 위한 체결부재가 체결되는 체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 스테이터는,
    일측부가 상기 스테이터본체부에 고정되고, 타측부가 상기 토크멤버결합부와 이격된 위치에서 상기 제1토크멤버와 결합되는 브래킷;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠 구동시스템의 디스크 브레이크 장치.
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