KR20050121267A - 케이블 트랙션 장치를 포함하는 파킹 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 차량에서의 파킹 브레이크에 관한 것이다. 상기 파킹 브레이크(1)는, 적어도 두 개의 유도 풀리(6, 7, 19, 20)에 의해 반대 케이블 편향 및 브레이크를 작동하도록 케이블 트랙션 장치를 포함한다. 유도 풀리(6, 7, 19, 20)는, 연결 라인이 상기 적어도 두 개의 유도 풀리(6, 7, 19, 20)의 회전축 사이에서 구동 주축(18) 면에서 회전하는 방법으로 배열된다. 그 결과, 간단하게 구성된 파킹 브레이크는 필요 공간을 최소로 제공한다. 상기 파킹 브레이크는 거의 동일한 크기의 반대 방향으로 두 개의 브레이크 케이블을 조일 수 있다.

Description

케이블 트랙션 장치를 포함하는 파킹 브레이크{PARKING BRAKE COMPRISING A CABLE TRACTION DEVICE}

본 발명은 특히 차량용 파킹 브레이크에 관한 것이다.

보조 브레이크로 지칭되기도 하는 파킹 브레이크에서, 작동하는 힘이 케이블 트랙션을 통해 휠 브레이크에 전달된다. 실제로, 이는 2개의 브레이크 케이블을 인장시킴으로써 이루어지고, 상기 브레이크 케이블은 보우덴 풀 와이어(Bowden pull wire)로 지칭되며 평행하거나 또는 상호 반대 방향으로 놓인다. 이 경우 브레이크되는 휠의 불균등한 브레이킹 효과를 방지하도록 적정 기계적 연결에 의해 우측 케이블과 좌측 케이블의 힘이 실질적으로 균등할 것이 요구된다. 브레이크 시스템의 우측 및 좌측 모두 동일한 힘을 위해 케이블 단부에서 다른 트랙션 경로를 요구하더라도 균등한 힘 조건은 반드시 만족되어야 한다. 예를 들어 우측 휠 브레이크와 좌측 휠 브레이크의 케이블 길이가 다를 수도 있다. 그 결과 각각의 케이블 사이에서 등가 강성(equivalent stiffness)이 다르게 발생한다.

종래 기술에서는, 차량 내에 배열되고 힘의 균등을 위한 부재로서 케이블 밸런스를 사용하는 핸드 브레이크 레버를 개시한다. 이러한 파킹 브레이크는 예를 들어 DE 101 03 295 C1에서 개시된다. 이러한 해결책에서는 브레이크 케이블을 한 방향으로 조이는 것만이 제공어서, 반대 방향으로 케이블을 인장시키기 위해 후속적인 케이블의 경로 변경이 필요하다. 일면에서, 이는 필요한 공간을 증가시킨다. 다른 측면에서는, 케이블 편향(deflection)이 필요하여 케이블 시스템의 효율이 감소시킨다.

해결책의 다른 접근은, 브레이크 케이블을 반대 방향으로 인장하기 위한 스핀들(spindle) 시스템을 사용한다. 이 경우 하나의 케이블이 스핀들 자체에 부착되고, 다른 케이블은 대응되는 부품으로서 스핀들 너트에 연결된다. 이 경우 힘의 균형을 보장하도록 스핀들과 스핀들 너트가 플로팅(floating) 방법으로 장착된다. 다른 해결책들은 플로팅 방법으로 장착되는 역회전(contra-rotating) 스핀들을 사용하며, 이는 케이블 턴버클의 형태로 오른나사산(thread) 및 왼나사산를 구비한다. 이러한 시스템은 다른 트랜스미션 부재와 비교하여 스핀들의 높은 비용 및 스핀들-기초 기계적 시스템의 높은 마모 및 고정된 기어 비율이라는 단점 또한 갖는다.

해결책의 또 다른 접근은, 홈이 파여진 디스크(slotted disk)가 최종적으로 사용되고 브레이크 케이블의 내부 와이어가 상기 슬롯을 통과하는 것이다. 예를 들어 트랜스미션 출력 샤프트에 의한 이러한 디스크의 회전은 보우덴 내부 와이어(Bowden inner wire)를 짧게 하고 따라서 인장시킨다. 그러나 회전 가능한 디스크의 홈이 파인 덕트에서 브레이크 케이블의 극도로 높은 구부림 지름은 그 강도로 인해 필요하지만, 잡아 당겨지는 케이블의 거리가 클 것을 요구한다. 결과적으로 매우 높은 회전 모멘트가 구동 샤프트에 발생한다. 그 결과, 매우 높은 기어링의 트랜스미션 및 큰 치수의 출력 샤프트를 포함할 필요가 있다. 홈이 파여진 덕트의 상대적으로 높은 슬라이딩 마찰이 우측 및 좌측 모두의 케이블 힘을 매우 다양하게 하기 때문에, 우측 및 좌측 케이블 트랙션 사이의 부적합한 균형이 이러한 해결책은 또 다른 단점이다.

본 발명은 이러한 파킹 브레이크를 제조하는 문제에 관한 것으로, 간단한 구조적 디자인을 갖고 공간을 거의 필요로 하지 않으며, 파킹 브레이크가 실질적으로 동일한 힘으로 두 개의 브레이크 케이블을 반대 방향으로 인장시킨다. 상기 문제점들은 청구항 제 1 항의 특징을 구비한 파킹 브레이크에 의해 해결된다.

본 발명은, 적어도 두 개의 유도 풀리를 포함하는 간단한 디자인 구조로 브레이크 케이블의 인장을 이루는 기초적 개념을 근거하여, 상기 2개의 유도 풀리 사의의 연결 라인이 구동 주축에 대해 선회(swivel)하는 것을 특징으로 한다. 이러한 목적을 이루기 위해, 브레이크 케이블은 각각의 경우 연속 브레이크 케이블에 그 일단부에서 연결된다. 이러한 브레이크 케이블은 바람직하게 180°의 역회전 편향 면에서 유도 풀리 주변으로 유도되고, 상기 유도 풀리의 적어도 하나는 이동 가능하게 고정된다. 공간-절약 메커니즘은 이러한 방법으로 제공된다. 적어도 두 개의 유도 풀리의 회전축 사이에서의 연결 라인의 선회의 결과, 다른 롤러에 대해 상대적인 롤러의 쉬프트가 이루어지고, 브레이크 케이블을 위한 우회(detour)가 발생하며, 상기 우회는 브레이크 케이블을 인장시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에서 개시된다.

유도 풀리의 회전축 사이의 연결 라인이 선회하는 것은 유도 풀리의 특별한 배열에 의해 보장된다. 이 경우 유도 풀리 중의 하나는 고정된 위치에 있으며, 두 번째 유도 풀리는 회전 또는 선형 방법에 의해 이동할 수 있다(청구항 제 2 항). 대안적으로 두 개의 유도 풀리 모두 회전 또는 활주 방법으로 이동하는 방법으로 배열될 수 있다(청구항 제 3 항).

유도 풀리가 회전 운동을 하도록 스윙암(swinging arm)에 배열되는 것이 바람직하다(청구항 제 4 항). 다른 바람직한 실시예에서는, 상기 스윙암이 출력 샤프트의 도움으로 스윙 레버의 형태로 디자인된다(청구항 제 5 항). 이러한 목적을 이루기 위해, 스윙암은 출력 샤프트에 고정적으로 연결되는 것이 바람직하다. 출력 샤프트는 모터, 특히 전기모터에 의해 구동되어 전기 구동 파킹 브레이크를 제공한다. 이 경우, 오직 하나의 단일 구동만이 필요한 것이 특히 바람직하다. 예를 들어 스핀들에 의한 해결책과 같은 종래 기술에서 필수적이었던 다수의 모터의 보다 어려운 실용성 또는 이러한 모터를 이용한 분리된 힘 조절은 더 이상 필요하지 않다.

본 발명의 다른 실시예에서, 모멘트의 균형 면에서 2개의 유도 풀리의 상호 적절한 배열에 의해 구동 모멘트를 최소화하는 것이 가능하다(청구항 제 6 항). 모멘트의 균형은, 조임 상태(tightened state)에서 모멘트가 없는 출력 샤프트 면에서 부분적으로 또는 전체적으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 두 개의 유도 풀리는 스윙암에 배열된다(청구항 제 7 항). 이 경우 제 1 배열에서는 스윙암의 피벗이 유도 풀리의 회전축 사이의 거의 중간에 배열되도록 한다(청구항 제 8 항). 반대로 다른 배열에서는 스윙암의 피벗이 유도 풀리의 회전축에 비대칭으로 배열되도록 한다(청구항 제 9 항).

부품들의 수가 적어서, 본 발명의 파킹 브레이크는 극도로 강하며 오류 가능성을 낮춘다. 본 발명의 구성은, 구동 모멘트를 최소화하는 면에서, 보다 낮은 기어링을 필요로 하여 보다 작은 트랜스미션 샤프트를 사용하고 트랜스미션 스테이지의 수를 낮추는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 트랜스미션의 구성 공간이 보다 작고 따라서 차량 내의 후면 축(rear axle) 영역 내에 중앙 배열이 가능하다.

게다가, 제안된 해결책에서 모멘트 균형을 위한 비선형 기어링(non-linear gearing)이 브레이크가 적용될 때 케이블 힘을 증가시키면서 실질적으로 고정된 모터 토크를 보장하도록 바람직하게 사용될 수 있다. 이는 모터의 힘 전위(power potential)의 보다 나으며 보다 균등한 사용을 제공하여, 사용되는 전기모터에 보다 작은 전류가 필요하도록 한다. 동시에 액튜에이션 지연이 짧아질 수 있다.

유도 풀리 자체의 주변에서 회전 가능한 방법으로 장착되는 유도 풀리를 사용한 결과, 힘의 균형 또는 두 브레이크 케이블 경로의 균형에 관한 마찰이 최소화된다. 슬라이딩 마찰이 없고 질적으로 가치가 있는 케이블 힘 균등의 결과, 종래기술에서 예를 들어 케이블 균형을 위해 필요하였던 외부 케이블의 경로 변경이 필요 없으며, 상기 외부 케이블은 슬라이딩 마찰 손실에 의해 악영향을 받는다. 종래 기술 상에 개시된 증가한 힘 출력 또는 구동 힘 출력에 의해 케이블 시스템의 낮은 효율을 보정할 필요가 없다.

또한, 본 발명에 따른 해결책은 트랜스미션의 변경 가능한 기어링을 구비한 작업에 제공되고, 특히 다양한 사용 조건에 유연하게 적용된다.

모멘트의 균형을 포함하는 기하학적 배열체는 트랜스미션 로딩을 최소화하고, 동시에 파킹 브레이크의 수명을 증가시킨다.

케이블 힘의 균형을 포함한 본 발명에 따른 파킹 브레이크는 모든 종류의 차량에서 사용될 수 있으며, 또한 예를 들어 엔지니어링, 금속 취급 및 열차 차량에서의 구동 시스템에서도 사용될 수 있다.

본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세히 개시하며, 도면에서의 동일한 기능적 구성요소들은 동일한 참조번호를 사용하여 일관적으로 지시한다.

도 1은, 본 발명에 따른 파킹 브레이크의 제 1 실시예의 사시도이며,

도 2는, 풀림 상태(disengaged state)에서의 상기 파킹 브레이크의 제 2 실시예의 개략적인 도면이며,

도 3은, 조임 상태에서의 도 2의 파킹 브레이크를 도시하며,

도 4는, 완벽한 균형의 모멘트의 케이블 풀리 메커니즘을 개략적으로 도시한다.

본 발명에 따른 파킹 브레이크(1) 또는 보조 브레이크가 도 1에서 도시된다. 파킹 브레이크(1)는 반대 방향으로 두 개의 브레이크 케이블(3)(4)을 인장시키기 위한 전기모터(2) 및 관련된 조립체를 포함하며, 상기 브레이크 케이블은 보우덴 풀 와이어의 형태로 실행된다. 보우덴 풀 와이어의 내부 와이어는 연속 내부 와이어(5)에 연결된다. 내부 와이어(5)는 역회전 케이블 편향 면에서 2개의 유도 풀리(6)(7) 주변으로 유도된다. 이 경우, 유도 풀리(6)(7) 또는 케이블 풀리는 케이블 디스크의 형태로 디자인되며, 내부 와이어는 원주면 그루브(8) 내에 유도된다. 케이블 디스크 대신, 케이블 트랙션 편향을 위해 상응하게 디자인된 휠 세그먼트를 사용하는 것도 가능하다.

2개의 유도 풀리(6)(7)는 그 중심이 스윙암(11)에 회전 가능하게 부착된다. 이 경우, 2개의 유도 풀리(6)(7) 각각의 스윙암(11)의 자유 단부에 배열되고, 스윙암(11) 자체는 전기모터(2)에 구동되는 트랜스미션 출력 샤프트(12)에 부착된다. 회전축(9)(10)은 트랜스미션 출력 샤프트(12)의 종축에 평행하다. 스윙암(11)의 피벗, 즉 트랜스미션 출력 샤프트(12)로의 부착은 유도 풀리(6)(7)의 회전축(9)(10) 사이의 거의 중간에 배열되고, 상기 회전축은 유도 풀리(6)(7)의 중심을 통해 작동한다.

스윙암(11)은 트랜스미션 출력 샤프트(12)의 종축에 수직인 스윙 평면 내에서 스윙 가능하며, 상기 종축은 z-방향(13)으로 연장한다. 또한, 2개의 유도 풀리(6)(7)가 종횡방향(14)(15)에 의해 한정된 스윙면에 놓여 있기 때문에, 하우징(16)의 극도로 컴팩트한 구성이 가능하다.

트랜스미션 출력 샤프트(12), 스윙암(11), 유도 풀리(6)(7) 및 내부 와이어(5)가 하우징 내에 배열되며, 상기 하우징(16)의 상부 부품은 도면을 명확히 도시하도록 도 1에서 도시되지 않는다. 2개의 브레이크 케이블(3)(4)은, 하우징(16) 외측에 제공된 상응하는 보호 슬리브(17) 내에서 보우덴 풀 와이어로서 작동하며, 상기 보호 슬리브는 하우징(16)에 부착된다.

파킹 브레이크(1)의 작동은, 즉 전기모터(2)의 구동은 출력 샤프트(12)의 회전을 야기하고 따라서 레버암(11)의 스윙을 야기한다. 결과적으로, 유도 풀리(6)(7)의 회전축 사이에서 작동하는 연결 라인은 스윙암의 종방향에서 구동 주축(18)에 대하여 결과적으로 선회하며, 상기 주축은 트랜스미션 출력 샤프트(12)의 중심을 통하고 브레이크 케이블(3)(4)에 평행하다. 전기모터(2)가 파킹 브레이크의 조임 방향으로 회전 구동의 방향을 가지는 경우, 이는 내부 와이어(5)의 인장을 이끈다. 따라서 트랜스미션 출력 샤프트(12)의 회전은 케이블 활주 운동으로 변환된다.

도 2는, 본 발명의 제 2 실시예를 도시하며, 특히 작은 회전 모멘트가 트랜스미션 출력 샤프트(12)에서 이루어진다. 이러한 구성에서, 하나의 유도 풀리(19)는 하우징(16)에 고정적으로 부착된다. 다른 유도 풀리(20)는 그 단부에서 스윙 레버(21)에 부착된다. 스윙암(21)은, 전기모터(2)에 의해 구동되는 트랜스미션 출력 샤프트(12)에 반대쪽 자유 단부에서 연결된다. 브레이크 케이블(3)(4)의 내부 와이어(5)는 역회전 케이블 편향 면에서 2개의 유도 풀리(19)(20) 주변으로 다시 유도되며, 상기 유도 풀리는 회전축(22)(23)에 회전 가능하게 장착된다. 파킹 브레이크(1)가 조임 방향으로 작동하는 경우, 스윙암(21)의 스윙으로 인하여 연결이 풀림 상태로부터 도 3에서 도시된 조임 상태로 전이된다. 이를 위해, 레버암(21)은, 내부 와이어(5)에 필요한 인장을 제공하도록, 상기 레버암에 장착된 유도 풀리(20)를 고정적인 유도 풀리(19)에 대해 상대적으로 스윙한다.

전술한 인용예에서, 조임 방향 반대로의 파킹 브레이크(1)의 작동은 내부 와이어(5)를 느슨하게 하여, 파킹 브레이크가 자체적인 풀림이 가능하다.

도 4에서 개략적으로 도시된 케이블 풀리 메커닉 배열은 모멘트의 완벽한 균형을 위해 사용된다. L1=L2인 조건이 만족하는 경우 트랜스미션 출력 샤프트(12)의 모멘트는 0과 같다. 이는 유도 풀리(19)(20) 및 스윙암(21)의 적절한 배열에 의해 이루어질 수 있다.

Claims (9)

1. 파킹 브레이크(1), 특히 차량용 파킹 브레이크로서,

   둘 이상의 유도 풀리(6, 7, 19, 20)에 의한 역회전 케이블 편향 및 브레이크 작동을 위한 케이블 트랙션 장치를 구비하며, 상기 둘 이상의 유도 풀리(6, 7, 19, 20)의 회전축(22)(23) 사이의 연결 라인이 구동 주축(18)에 관해 회전 가능하도록 상기 둘 이상의 유도 풀리가 배열되는, 파킹 브레이크(1).
2. 제 1 항에 있어서,

   고정적인 유도 풀리(19) 및 회전 또는 활주 운동에 의해 구동 가능한 유도 풀리(20)를 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 2개의 유도 풀리(6, 7)가 회전 또는 활주 운동 가능한 것을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도 풀리(6, 7, 20) 중 하나 이상이 스윙암(11, 21)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 스윙암(11, 21)은 모터, 특히 전기모터(2)에 의해 구동되는 구동 출력 샤프트(12)에 의해 스윙 기능한 것을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 출력 샤프트(12)의 모멘트를 감소하는 면으로의 상기 유도 풀리(6, 7, 19, 20)의 배열 및 상기 스윙암(11, 21)의 피벗을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도 풀리(6, 7) 모두 상기 스윙암에 배열되는 것을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 유도 풀리(6, 7)의 회전축 사이의 거의 중간에서의 상기 스윙암(11)의 피벗을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 유도 풀리(6, 7)의 회전축에 비대칭인 상기 스윙암(11)의 피벗을 특징으로 하는, 파킹 브레이크(1).