KR102589789B1 - 전자식 캘리퍼 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전자식 캘리퍼 브레이크가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 유압챔버를 구비하는 하우징; 유압챔버의 내부에 배치되고 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되, 내측에 중공의 제1 내부공간을 구비하는 피스톤; 피스톤의 내부에 배치되고 내측에 중공의 제2 내부공간을 구비하는 필링부재; 및 피스톤과 필링부재 사이에 마련되어, 제1 내부공간 및 제2 내부공간 중 적어도 어느 하나를 유압챔버로부터 밀봉시키는 씰 부재;를 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

Description

전자식 캘리퍼 브레이크{Electric caliper brake}

본 발명은 전자식 캘리퍼 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제동 시 브레이크 소요액량을 저감시킴으로써 페달감을 향상시키는 전자식 캘리퍼 브레이크에 관한 것이다.

차량의 제동을 위해서는 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 최근에는 유압식 디스크 브레이크에 추가적으로 액추에이터를 채용하여 주차 제동하는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제안되고 있다.

전자식 캘리퍼 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징과, 캘리퍼 하우징에 마련되는 실린더와, 실린더에 마련되어 제동유압에 의해 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤과, 피스톤을 가압하는 스핀들부재 및 너트부재와, 상기 스핀들부재에 구동력을 전달하는 액추에이터를 구비한다.

이러한 전자식 캘리퍼 브레이크는 제동유압으로 피스톤을 가압하여 유압 제동작동을 하거나 액추에이터의 구동력을 전달받아 동력변환유닛에 의해 피스톤을 가압하여 주차 제동작동을 한다.

전자식 캘리퍼 브레이크는 유압 제동 작동 시에 실린더 내부로 브레이크 오일이 유입되고, 제동 해제 시에는 브레이크 오일의 유압이 해제된다. 이러한 유압 제동 작동 시 브레이크 오일의 소요액량의 많고 적음에 따라 브레이크 페달의 스트로크(페달 이동거리)가 변화하여 제동감을 저하시킨다.

본 실시 예는 제동 시 브레이크 소요액량을 저감시키는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 구조를 단순하도록 하며 무게를 경량화시킬 수 있는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 실린더 내의 에어 블리딩(Air Bleeding)을 원활하게 하는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 유압 전달 공간을 단순화하는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 제품 조립의 자동화를 가능케 하여 제품의 조립성 및 생산성을 향상시키는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 피스톤의 롤 백(Roll-Back) 및 드래그(Drag) 성능을 향상시키는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 피스톤의 회전저항을 증가시켜 피스톤 회전 시 전자제어유닛(ECU)에서 전류 검출을 용이하게 하는 전자식 캘리퍼 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 유압챔버를 구비하는 하우징; 상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되, 내측에 중공의 제1 내부공간을 구비하는 피스톤; 상기 피스톤의 내부에 배치되고 내측에 중공의 제2 내부공간을 구비하는 필링부재; 및 상기 피스톤과 상기 필링부재 사이에 마련되어, 상기 제1 내부공간 및 상기 제2 내부공간 중 적어도 어느 하나를 상기 유압챔버로부터 밀봉시키는 씰 부재;를 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

동력을 발생시키는 액추에이터; 및 상기 액추에이터로부터 회전력을 전달 받아 회전하는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 나사결합하고 상기 피스톤을 가압 및 가압 해제하는 너트부재를 포함하는 동력변환유닛;을 더 포함하고, 상기 필링부재는 상기 스핀들부재에 결합되는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 필링부재는 일측이 상기 스핀들부재에 결합되고, 타측은 개구부를 구비하는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 피스톤의 제1 내부공간과 상기 필링부재의 제2 내부공간은 서로 연통되는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 필링부재의 외주면에는 설치홈이 함몰 형성되고, 상기 씰 부재는 상기 설치홈에 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 필링부재의 외주면은 상기 피스톤의 내주면에 대응되는 형상으로 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 필링부재는 스틸 재질로 이루어지는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 씰 부재는 탄성부재로 이루어지는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 스핀들부재는 플랜지부를 포함하고, 상기 필링부재와 상기 플랜지부 사이에 마련되는 베어링을 더 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

상기 너트부재는 상기 피스톤 내에 배치되는 로드와 상기 로드로부터 반경방향으로 연장 형성되어 상기 피스톤과 접촉되는 헤드부로 구성되고, 상기 헤드부의 외주면에는 회전방지부가 마련되며, 상기 피스톤의 내주면에는 상기 헤드부의 회전방지부와 대응되는 회전방지면이 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 제동 시 브레이크 소요액량을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 구조를 단순하도록 하며 무게를 경량화시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 실린더 내의 에어 블리딩을 원활하게 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 유압 전달 공간을 단순화할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 제품 조립의 자동화를 가능케 하여 제품의 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 피스톤의 롤 백 및 드래그 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 피스톤의 회전저항을 증가시켜 피스톤 회전 시 전자제어유닛(ECU)에서 전류 검출을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크에 구비된 피스톤, 너트부재, 스핀들부재, 필링부재 및 씰 부재의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크가 제동유압에 의해 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크가 액추에이터로부터 구동력을 전달받아 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 의한 전자식 캘리퍼 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(111, 112)가 진퇴 가능하게 설치된 캐리어(120)와, 캐리어(120)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 실린더(131)가 마련된 캘리퍼 하우징(130)과, 실린더(131)에 마련되어 브레이크 오일이 유입되어 유압을 형성하는 유압챔버(133)와, 유압챔버(133)에 형성되는 제동유압에 의해 진퇴 가능하게 설치되는 피스톤(140)과, 피스톤(140)을 가압 및 가압 해제하는 동력변환유닛(150)과, 상기 동력변환유닛(150)에 회전력을 전달하는 액추에이터(160)와, 유압챔버(133)의 공간을 차지하여 브레이크 오일의 소요액량을 저감시키는 필링부재(170)와, 피스톤(140)의 제1 내부공간(S1) 및 필링부재(170)의 제2 내부공간(S2)에 브레이크 오일의 유입을 차단하는 씰 부재(180)를 구비한다.

한 쌍의 패드플레이트(111, 112)는 피스톤(140)과 접하도록 배치된 내측 패드플레이트(111)와 후술할 캘리퍼 하우징(130)의 핑거부(132)와 접하도록 배치된 외측 패드플레이트(112)로 구별된다. 이러한 한 쌍의 패드플레이트(111, 112)는 디스크(D)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(120)에 설치된다. 또한 디스크(D)와 마주하는 각 패드플레이트(111, 112)의 일면에는 마찰패드(113)가 부착된다.

캘리퍼 하우징(130)은 상기 캐리어(120)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 보다 구체적으로, 캘리퍼 하우징(130)은 그 후방부에 동력변환유닛(150)이 설치되며 피스톤(140)이 진퇴 가능하도록 내장되는 실린더(131)와, 전방부에 외측 패드플레이트(112)를 작동시키도록 하측방향으로 굽어지게 형성된 핑거부(132)를 구비한다. 상기 핑거부(132)와 실린더(131)는 일체로 형성된다.

피스톤(140)은 내부가 컵(cup) 형상을 갖도록 일측이 개방된 원통형으로 마련되어 실린더(131) 내에서 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 피스톤(140)의 내부에는 제1 내부공간(S1)이 마련되고, 제1 내부공간(S1)에는 중공부를 갖추어 제2 내부공간(S2)을 구비하는 필링부재(170)가 마련된다.

피스톤(140)은 액추에이터(160)의 회전력을 전달받은 동력변환유닛(150)의 축력에 의해 내측 패드플레이트(111)를 디스크(D) 측으로 가압하게 된다. 이에, 실린더(131)의 유압챔버(133)로 제동을 위한 유압이 가해질 때는 피스톤(140)이 내측 패드플레이트(111) 측으로 전진하여 내측 패드플레이트(111)를 가압하고, 반력에 의해 캘리퍼 하우징(130)이 피스톤(140)과 반대방향으로 동작하여 핑거부(132)가 외측 패드플레이트(112)를 디스크(D) 측으로 가압함으로써 제동을 수행할 수 있다.

한편, 캘리퍼 하우징(130)에는 실린더(131)의 유압챔버(133)로 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일이 유입되는 오일포트(139)가 형성된다.

유압챔버(133)는 브레이크 제동 작동 시 브레이크 오일이 오일포트(139)를 통해 유입되어 유압을 형성하는 공간으로서, 유압챔버(133)에 유압을 형성하면 피스톤(140)을 전진시키고, 한 쌍의 패드 플레이트(111, 112)가 디스크를 가압하게 되며, 제동작용이 이루어진다. 또한, 본 발명은 아래에서 자세히 설명할 필링부재(170)에 의해 유압챔버(133) 공간이 줄어들게 하고, 그에 따라 브레이크 소요액량을 저감시키며 페달감을 향상시킨다.

또한, 피스톤(140) 외면과 실린더(131) 내면 사이에는 오일의 누유방지를 위한 밀폐부재(134)가 마련된다. 이 밀폐부재(134)는 실린더(131)로 유입되는 브레이크 오일의 누유방지와 함께 제동작용 해제 시 피스톤(140)을 원래의 위치로 복귀시키는 롤 백 역할을 수행한다.

동력변환유닛(150)은 모터(164)와 감속기(162)로 구성된 액추에이터(160)로부터 회전력을 전달받아 피스톤(140)을 내측 패드플레이트(111) 측으로 가압하는 역할을 한다. 이때, 감속기(162)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 설명을 생략하기로 한다. 이러한 동력변환유닛(150)은 피스톤(140) 내에 배치되도록 설치되어 피스톤(140)과 접촉되는 너트부재(154)와, 너트부재(154)와 나사결합 되는 스핀들부재(152)를 구비한다.

너트부재(154)는 피스톤(140)의 후방측과 접촉되어 피스톤(140)을 가압하는 헤드부(154a) 및 헤드부(154a)로부터 연장되어 스핀들부재(152)와 나사결합 되도록 내주면에 나사산이 형성된 로드(154b)를 구비한다. 이에 너트부재(154)는 스핀들부재(152)와 나사결합 되어 스핀들부재(152)의 회전 방향에 따라 진퇴 이동하며 피스톤(140)을 가압 및 가압 해제하는 역할을 한다. 이러한 너트부재(154)는 스핀들부재(152)의 회전에 따라 직선운동하기 위하여 회전이 제한된 상태로 마련되어야 한다. 즉, 피스톤(140) 및 너트부재(154)는 돌기와 홈 또는 일정부분 평면을 갖도록 마련되는 등 회전이 제한되는 구조로 이루어져야 한다.

스핀들부재(152)는 그 일측이 캘리퍼 하우징(130) 즉, 실린더(131)를 관통하여 회전 가능하게 설치되고, 그 타측이 피스톤(140) 내에 배치된다. 이때, 실린더(131)를 관통한 스핀들부재(152)의 일측은 감속기(162)와 연결되어 연결부(152c)가 형성되어 모터(164)의 회전력을 전달받으며, 타측의 외주면에는 수나사산(152a)이 형성된다.

필링부재(170)는 피스톤(140)과 동력변환유닛(150) 사이에 마련되어 유압챔버(133) 공간을 차지하여 브레이크 오일의 소요액량을 저감시키는 역할을 한다. 필링부재(170)는 제1 베어링(136)의 하측에 마련되고, 중공부를 갖추며 제2 내부공간(S2)을 구비한다. 나아가, 필링부재(170)의 제2 내부공간(S2)은 피스톤(140)의 제1 내부공간(S1)과 연통될 수 있다. 그에 따라, 필링부재(170)는 유압챔버(133) 공간을 차지하여 브레이크 오일이 유입되는 공간을 감소시키며, 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2) 중 적어도 하나 이상의 공간만큼 브레이크 소요액량을 저감시킬 수 있게 한다.

씰 부재(180)는 필링부재(170)와 피스톤(140) 사이에 마련되어 피스톤(140) 내부에 브레이크 오일이 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. 또한, 씰 부재(180)는 피스톤(140)으로 유입되는 브레이크 오일의 누유를 방지함과 동시에, 제동작동 해제 시 피스톤(140)을 원래의 위치로 복귀시키는 롤 백 역할을 수행하고, 드래그 성능을 향상시킨다. 나아가, 씰 부재(180)의 추가로 피스톤의 회전저항을 증가시켜, 피스톤 회전 시 전자제어유닛에서 전류 검출을 용이하게 하는 효과가 있다.

이하에서는 도 2를 참조하여, 피스톤(140), 너트부재(154), 스핀들부재(152), 필링부재(170) 및 씰 부재(180)의 세부구성에 대해 설명한다.

도 2는 상기 전자식 캘리퍼 브레이크에 구비된 피스톤(140), 너트부재(154), 스핀들부재(152), 필링부재(170) 및 씰 부재(180)의 결합상태를 나타내는 분해사시도이다.

피스톤(140)은 컵(cup)형상으로 파인 원통형으로 마련되어 내부에는 제1 내부공간(S1)이 형성되며, 제1 내부공간(S1)으로 너트부재(154), 스핀들부재(152) 및 필링부재(170)가 마련될 수 있다. 또한, 피스톤 내주면(141)은 너트부재(154)의 헤드부(154a)와 접하게 마련되고, 너트부재(154)의 회전을 제한하도록 마련됨에 따라 적어도 하나의 평면을 갖는 회전방지면(141a)이 마련된다.

피스톤 내주면(141)과 너트부재(154)의 헤드부(154a)의 외주면의 구체적인 형상은 도 3을 참조한다.

너트부재(154)의 헤드부(154a)의 외주면에는 피스톤(140)의 회전방지면(141a)에 대응되는 회전방지부(154c)가 마련된다. 따라서, 액추에이터(160)의 작동에 따라 스핀들부재(152)가 회전하더라도 피스톤(140)의 회전방지면(141a)과 너트부재(154)의 회전방지부(154c)에 의해 회전이 제한이 되므로 너트부재(154)가 스핀들부재(152)에서 진퇴하게 된다. 나아가, 너트부재(154)의 진퇴에 의해 피스톤(140)을 가압 및 가압 해제하여 주차 제동이 이루어진다.

스핀들부재(152)의 일측에는 수나사산(152a)이 형성되어 너트부재(154)와 나사결합하게 되고, 타측에는 감속기(162)와 연결되어 동력을 전달받는 연결부(152c)가 마련되며, 수나사산(152a)과 연결부(152c)의 사이에는 원주 방향으로 플랜지부(152b)가 형성된다.

스핀들부재(152)의 연결부(152c)에는 제1 베어링(136), 필링부재(170), 제2 베어링(135)이 순서대로 설치될 수 있다. 제1 베어링(136)은 플랜지부(152b)와 필링부재(170) 사이에 마련되어, 스핀들부재(152)의 회전 시 필링부재(170)가 회전하지 않도록 하는 역할을 한다. 제1 베어링(136)은 스러스트 베어링(thrust bearing)으로써, 주차 제동 동작 시에 너트부재(154)의 진퇴에 따라 스핀들부재(152)를 통해 전달되는 반력을 받아낼 수 있다. 또한, 연결부(152c)에는 제1 베어링(136)과 플랜지부(152b), 필링부재(170)와 제2 베어링(135) 사이를 밀폐시키는 오링(137, 138)이 마련될 수 있고, 오링(137, 138)은 원형의 고리형태의 탄성부재로 이루어질 수 있다.

필링부재(170)는 제1 베어링(136)과 제2 베어링(135) 사이에 마련될 수 있고, 중공부를 갖추어 제2 내부공간(S2)을 구비한다. 또한, 필링부재(170)는 일측이 스핀들부재(152)에 결합되고, 타측은 개구부를 구비할 수 있으며, 필링부재(170)의 제2 내부공간(S2)은 피스톤(140)의 제1 내부공간(S1)과 연통될 수 있다. 다만, 필링부재(170)와 제1 베어링(136)과 제2 베어링(135)의 배치관계는 일 실시예에 불과하며 다양한 변형이 가능하다.

필링부재(170)는 스핀들부재(152)에 결합되지만, 베어링 또는 오링에 의해 스핀들부재(152)의 축과 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 액추에이터(160)의 작동에 따라 스핀들부재(152)가 회전하더라도 필링부재(170)는 회전하지 않고 고정될 수 있다. 즉, 필링부재(170)는 스핀들부재(152)와 별개로 상대회전 가능하게 마련된다.

필링부재 외주면(172)은 피스톤 내주면(141)과 대응되는 형상으로 마련되어 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)에 브레이크 오일이 유입되는 것을 용이하게 차단할 수 있다. 따라서, 필링부재 외주면(172)에는 설치홈(171)이 함몰 형성될 수 있고, 설치홈(171)에는 씰 부재(180)가 마련되어, 피스톤(140)과 필링부재(170) 내부에 브레이크 오일이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

필링부재(170)는 고압을 견딜 수 있는 스틸(Steel)재질로 이루어질 수 있으며, 이로써 제품의 내구성이 향상될 수 있다. 다만, 필링부재(170)의 재질이 스틸재질로 이루어지는 것은 일 실시 예에 불과하며 다른 재질로 다양한 변형이 가능하다.

씰 부재(180)는 필링부재(170)와 피스톤(140) 사이에 마련되어 피스톤(140)의 제1 내부공간(S1) 및 필링부재(170)의 제2 내부공간(S2)을 밀봉시켜 유압챔버(133) 공간과 분리시키는 역할을 한다. 즉, 씰 부재(180)는 피스톤(140)으로 유입되는 브레이크 오일의 누유를 방지한다.

구체적으로, 씰 부재(180)는 필링부재 외주면(172)에 마련된 설치홈(171)에 설치되어 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)에 브레이크 오일의 유입을 차단할 수 있다. 다만, 설치홈(171)의 위치는 필링부재 외주면(172)에 한정되는 것은 아니고, 피스톤(140)에 마련될 수 있으며, 씰 부재(171)의 역할은 상기와 동일하다.

씰 부재(180)는 고무와 같은 탄성부재로 이루어질 수 있고, 이로써 피스톤(140)의 롤 백 및 드래그 성능을 향상시킬 수 있으며, 피스톤(140)의 회전저항을 증가시켜 피스톤(140) 회전 시 전자제어유닛에서 상승되는 전류를 검출하기 용이해진다. 다만, 씰 부재(180)의 재질이 탄성부재로 이루어지는 것은 일 실시 예에 불과하며 다른 재질로 다양한 변형이 가능하다.

다음으로, 상기와 같은 전자식 캘리퍼 브레이크(100)가 제동유압에 의해 작동되는 상태에 대해 도 1 및 도 4의 (a)와 (b)를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4의 (a)는 제동유압이 작동하지 않은 상태로 도 1의 피스톤(140)을 확대한 단면도와 동일하다.

제동유압이 작동되지 않은 상태에서는 캘리퍼 하우징(130)에 형성된 오일포트(139)로부터 브레이크 오일이 유압챔버(133) 내부로 유입되기 전이므로, 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)이 제동유압 작동상태에 비해 실린더(131) 내부공간을 적게 차지한다.

도 4의 (b)는 제동유압이 작동하는 상태를 나타낸 단면도이다.

제동유압이 작동하여 캘리퍼 하우징(130)에 형성된 오일포트(139)로부터 브레이크 오일이 유압챔버(133) 내부로 유입되면 유압에 의해 피스톤(140)이 전진하며 내측 패드플레이트(111)를 디스크(D) 측으로 가압하게 된다. 이 때, 브레이크 오일은 피스톤(140), 필링부재(170) 및 씰 부재(180)에 의해 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)으로 유입되지 않고, 피스톤(140)에만 압력을 가하게 되어 피스톤(140)을 전진시킨다. 또한, 피스톤(140)이 전진함에 따라 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)이 확장되어 제동유압 작동 전에 비해 실린더(131) 내부공간을 많이 차지하게 된다. 따라서, 제동유압 작동 시 필링부재(170)는 확대된 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2) 중 적어도 하나 이상의 공간만큼 브레이크 소요액량을 저감시키므로 제동감을 더욱 향상시킨다.

상기 제동과정이 완료된 후 피스톤(140)이 원위치로 복귀하는 과정에서 탄성부재로 이루어진 씰 부재(180)는 탄성력을 이용해 피스톤(140)의 롤 백을 향상시켜 드래그 성능을 향상시킨다.

결과적으로, 필링부재(170)는 제1 내부공간(S1) 및 제2 내부공간(S2)에 브레이크 오일이 유입되지 못하게 유압챔버(133)의 공간을 줄어들게 함으로써, 브레이크 오일의 소요액량을 감소시키고 경량화를 가능하게 한다.

다음으로, 전자식 캘리퍼 브레이크(100)가 액추에이터(160)로부터 구동력을 전달받아 작동되는 상태에 대해 도 1 및 도 5의 (a)와 (b)를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5의 (a)는 액추에이터(160)의 작동 전 상태로 도 1의 피스톤(140)을 확대한 단면도와 동일하며 위에서 설명한 바와 동일하다. 도 5의 (b)는 액추에이터(160)의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.

액추에이터(160)의 모터(164) 및 감속기(162)를 통해 회전력이 스핀들부재(152)에 전달되어 스핀들부재(152)가 회전하면 너트부재(154)의 회전방지부(154c)와 피스톤(140)의 회전방지면(141a)에 의해 너트부재(154)의 회전이 방지됨과 동시에 너트부재(154)가 전진하여 피스톤(140)을 내측 패드플레이트(111) 측으로 가압하게 된다. 이 때, 필링부재(170)는 일측이 스핀들부재(152)에 결합되어 있고, 스핀들부재(152)가 회전하더라도 필링부재(170) 상단에 설치된 제1 베어링(136)에 의해 회전이 방지될 수 있다. 또한, 필링부재(170)는 스핀들부재(152)의 플랜지부 하단에 결합되므로 주차 제동 시에도 피스톤(140)과 함께 전진하지 않고, 피스톤(140)만 전진하게 된다.

주차 제동 완료 후 너트부재(154)가 원위치로 복귀되는 경우 피스톤(140)은 원위치로 이동하여 복귀되며, 탄성부재로 이루어진 씰 부재(180)는 피스톤(140)의 롤 백을 향상시켜 드래그 성능을 향상시킨다.

결과적으로, 상기와 같은 필링부재(170)를 피스톤(140)과 너트부재(154) 사이에 설치함으로써 피스톤(140)의 제1 내부공간(S1) 및 필링부재(170)의 제2 내부공간(S2)을 밀폐시켜 브레이크 소요액량을 줄여 제동감을 향상시킬 수 있음은 물론, 브레이크 중량을 경량화 할 수 있다.

또한, 필링부재(170)의 설치로 유압 전달 공간이 단순해지고, 그에 따라 실린더(131) 내의 에어 블리딩을 원활하게 할 수 있으므로 실린더(131) 내의 공기를 쉽게 뺄 수 있다. 나아가, 실린더(131) 구조가 단순해지고, 조립성 및 생산성이 향상되어 자동 조립이 용이해진다.

필링부재(170)가 피스톤(140) 내부공간을 밀폐시킴에 따라, 브레이크 오일이 피스톤(140)의 내부공간에 유입되지 않으므로 너트부재(154)에 유로홈을 구성할 필요가 없게 되므로, 너트부재(154)의 형상에 대한 설계 자유도가 향상되고, 너트부재(154)의 중량 절감이 가능해진다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 전자식 캘리퍼 브레이크 111, 112 : 패드 플레이트
113 : 마찰패드 120 : 캐리어
120 : 캐리어 130 : 캘리퍼 하우징
131 : 실린더 132 : 핑거부
133 : 유압챔버 134 : 밀폐부재
135 : 제2 베어링 136 : 제1 베어링
137, 138 : 오링 139 : 오일포트
140 : 피스톤 141 : 피스톤 내주면
141a : 회전방지면 150 : 동력변환유닛
152 : 스핀들부재 152a : 수나사산
152b : 플랜지부 152c : 연결부
154 : 너트부재 154a : 헤드부
154b : 로드 154c : 회전방지부
160 : 액추에이터 162 : 감속기
164 : 모터 170 : 필링부재
171 : 설치홈 172 : 필링부재 외주면
180 : 씰 부재 S1 : 제1 내부공간
S2 : 제2 내부공간

Claims (17)

1. 유압챔버를 구비하는 하우징;
   상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되, 내측에 중공의 제1 내부공간을 구비하는 피스톤;
   상기 피스톤의 내부에 배치되고 내측에 상기 피스톤의 제1 내부공간과 연통하고, 액추에이터로부터 회전력을 전달 받아 회전하는 스핀들부재가 배치되는 중공의 제2 내부공간을 구비하는 필링부재; 및
   상기 피스톤과 상기 필링부재 사이에 마련되는 씰 부재;를 포함하고,
   상기 씰 부재는 서로 연통된 상기 제1 내부공간 및 상기 제2 내부공간을 상기 유압챔버로부터 밀봉시켜 피스톤이 전진 또는 복귀하는 동안 상기 제1 내부공간 및 상기 제2 내부공간에 브레이크 오일이 유입되는 것을 차단하는 전자식 캘리퍼 브레이크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 필링부재는
   상기 스핀들부재에 결합되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 필링부재는
   상기 스핀들부재와 별개로 상대회전 가능하게 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 필링부재의 외주면에는 설치홈이 함몰 형성되고,
   상기 씰 부재는 상기 설치홈에 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
6. 제5항에 있어서,
   상기 필링부재의 외주면은 상기 피스톤의 내주면에 대응되어 서로 결합 가능한 형상으로 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
7. 제6항에 있어서,
   상기 스핀들부재는 플랜지부를 포함하고,
   상기 필링부재와 상기 플랜지부 사이에 마련되는 베어링을 더 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크.
8. 제7항에 있어서,
   상기 스핀들부재와 결합하여 상기 피스톤을 가압 및 가압 해제하는 너트부재를 더 포함하고,
   상기 너트부재는 상기 피스톤 내에 배치되는 로드와 상기 로드로부터 반경방향으로 연장 형성되어 상기 피스톤과 접촉되는 헤드부로 구성되고,
   상기 헤드부의 외주면에는 회전방지부가 마련되며,
   상기 피스톤의 내주면에는 상기 헤드부의 회전방지부와 대응되어 서로 접촉하는 회전방지면이 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
9. 제8항에 있어서,
   상기 필링부재는
   스틸 재질로 이루어지는 전자식 캘리퍼 브레이크.
10. 제9항에 있어서,
    상기 씰 부재는
    탄성부재로 이루어지는 전자식 캘리퍼 브레이크.
11. 유압챔버를 구비하는 하우징;
    상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되, 내측에 중공의 제1 내부공간을 구비하는 피스톤; 및
    액추에이터로부터 회전력을 전달 받아 회전하는 스핀들부재에 결합되며, 상기 피스톤의 내부에 배치되어 내측에 중공의 제2 내부공간을 구비하는 필링부재;를 포함하고,
    상기 스핀들부재는 플랜지부를 포함하고,
    상기 필링부재와 상기 플랜지부 사이에 마련되는 베어링을 더 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크.
12. 제11항에 있어서,
    상기 피스톤과 상기 필링부재 사이에 마련되어, 상기 제1 내부공간 및 상기 제2 내부공간을 상기 유압챔버로부터 밀봉시키는 씰 부재;를 더 포함하는 전자식 캘리퍼 브레이크.
13. 제12항에 있어서,
    상기 필링부재는
    상기 스핀들부재와 별개로 상대회전 가능하게 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
14. 제13항에 있어서,
    상기 피스톤의 제1 내부공간과 상기 필링부재의 제2 내부공간은 서로 연통되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
15. 제14항에 있어서,
    상기 필링부재의 외주면에는 설치홈이 함몰 형성되고,
    상기 씰 부재는 상기 설치홈에 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
16. 제15항에 있어서,
    상기 필링부재의 외주면은 상기 피스톤의 내주면에 대응되어 서로 결합 가능한 형상으로 마련되는 전자식 캘리퍼 브레이크.
17. 삭제

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