KR20060039850A - 주차브레이크용 선형 전기기계식 나사 액츄에이터 - Google Patents

주차브레이크용 선형 전기기계식 나사 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

주차브레이크를 위한 나사형태의 선형 전기기계식 액츄에이터가 외부나사에 의해 액츄에이터의 케이싱(12)에 연결되고 종방향 축(x)을 따라 축주위에서 나사운동하기 위해 작동되는 관형의 너트(22)를 가진다. 케이싱에 대해 회전운동하는 것을 방지하는 나사막대(11)를 연결하기 위해 외부나사와 마주보는 내부나사(23)가 암나사에 구성된다. 전기모터(13)가 작동하면, 막대(x)의 신속한 선형병진운동에 의해 케이싱(12)에 대해 막대(11) 및 암나사(22)의 다단접힘 운동을 발생시킨다.

Description

주차브레이크용 선형 전기기계식 나사 액츄에이터{A LINEAR ELECTROMECHANICAL SCREW ACTUATOR FOR PARKING BRAKE}
본 발명은 차량의 주차제동을 위한 선형 전기기계식 나사 액츄에이터에 관한 것이다.
종래기술에 따라 차량에 구서된 주차브레이크에 연결된 한 개이상의 보우덴 케이블(bowden cable)에 견인운동을 전달하고 사용자에 의해 작동되는 레버대신에, 최근에 전기기계식 액츄에이터를 이용한 견인운동이 제안된다. (예를 들어, US2002/0100647 A1)
본 발명의 목적은 후방으로 구동되지 않고, (즉 구속해제 명령이 없다면 전달된 제동력이 유지될 수 있는 ) 약 40mm의 최대거리동안 신속하게 (1.0 내지 1.5초이하) 견인운동을 보우덴 케이블에 전달할 수 있고 약 3600N의 높은 견인력을 제공할 수 있는 선형 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 장착하기 용이하고 최소갯수의 부품들로 구성되며 강하고 신뢰성있는 선형 액츄에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제동력이 제공될 때 액츄에이터를 통과하는 하중 및 반작용의 경로가 최소갯수의 부품들을 포함하는 액츄에이터를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적들과 하기 장점들이 청구범위의 제동장치 및 액츄에이터에 의해 구해진다.
본 발명을 따르는 액츄에이터 및 제동장치에 관한 비제한적이고 선호되는 실시예들의 구성 및 기능상 특징들이 설명된다.
도 1 본 발명의 액츄에이터를 가진 제동장치가 구성된 차량을 도시한 개략평면도.
도 2는 본 발명의 액츄에이터를 도시한 종방향 단면도.
도 3은 도 2의 선Ⅲ-Ⅲ을 따라 본 종방향 단면도.
도 4는 도 2 및 도 3의 액츄에이터를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 액츄에이터에 관한 변형예를 도시한 종방향도면.
*부호설명*
10........액츄에이터 11.......막대
12.....케이싱 15.......플랜지
우선 도 1을 참고할 때, 차량의 제동장치가 주차브레이크(B1,B2)들로 구성되고, 차량(V)의 후방 휠(W1,W2)들과 상기 주차브레이크가 연결된다. 각각의 주차브레이크가 분배기(R)위에 구속된 각각의 보우덴 케이블(C1,C2)에 의해 작동되고, 브레이크를 작동하기 위하여 도 2내지 도 4에 도시된 선형 전기기계식 액츄에이터 (10)의 출력부에서 전달요소로서 막대(11)에 의해 상기 분배기가 화살표(A)의 방향으로 당겨져야 한다.
중심의 종방향 축(x)을 형성하고 강성을 가진 원통형 케이싱(12)이 상기 액츄에이터(10)에 구성되고, 막대(11)의 작동방향과 상기 종방향축이 일치한다. 케이싱(12)은 두 개의 몸체(12a,12b)들을 연결하여 형성되고, 막대(11)가 돌출하는 측부에 위치한 몸체(12a)는 강성을 가지며, 사용하는 동안 상당한 응력을 받지 않고 짝을 이루는 몸체(12b)는 상대적으로 얇게 구성될 수 있다.
케이싱(12)의 내부에서 전기모터(13)가 상기 감속유니트(14)와 함께 장착되고 감속유니트(14)의 출력측에서 감속유니트의 회전부재가 반경방향의 플랜지(15)를 가지고, 상기 플랜지(15)는 액츄에이터의 중심 축(x)주위에서 회전운동할 수 있다. 상기 축(x)주위에서 등각을 이루며 배열된 세 개 또는 네 개의 평행한 핀들과 같은 축방향의 핀(16)들이 상기 플랜지(15)에 구성된다.
케이싱(12)의 헤드 또는 출력부(12a)가 횡방향의 단부벽(17)을 가지고, 상기 단부벽이 막대(11)가 연장구성되는 중심의 개구부(18)를 가진다. 케이싱을 구성하는 헤드부분(12a)의 내측부에 금속재질의 부시(19)가 고정되고, 상기 부시가 사다리꼴 나사(20)에 의해 내부에서 나사구조를 가지며, 상기 나사(20)는 관형의 암나사요소(22)의 외측나사(21)와 체결되고, 외측나사(21)와 마주보고 공축을 이루는 사다리꼴 내부나사(23)가 상기 암나사요소(22)에 구성된다. 암나사요소(22)는 막대(11)에 대해 나사를 이용해 작동되고, 암나사의 내부나사(23)와 일치하는 사다리꼴 나사(24)를 가진 축방향의 내측부분(111a) 및 비원형단면을 가진 축방향의 외측 부분(11b)이 상기 막대(11)를 구성한다. 예를 들어, 도 4를 참고할 때, 케이싱(12)의 횡방향벽(17)내에서 개구부(18)를 통해 연장구성되는 외측부분(11b)이 프리즘 형상을 가지거나 한 개이상의 평면(11c)들 및 분배기(R)와 연결하기 위한 단부부분(11d)을 가진다. 막대 및 암나사는 고정된 케이싱에 대해 다단접힘식 운동에 의해 함께 작동된다. 도시된 실시예에 대해 선택적으로, 케이싱(12)에 대해 고정되어 연결된 나사(20)가 별도의 요소(부시(19))로서 구성되는 대신에 케이싱과 일체로 구성될 수 있다.
암나사요소(22)가 반경방향의 플랜지(25)로서 기저부분을 가지고, 축방향을 향하는 관통개구부(26)들이 상기 플랜지(25)내에 구성되며, 상기 관통개구부내에서 회전 플랜지(15)에 의해 운반되는 핀(16)들이 미끄럼운동하며 연결된다.
막대(11)를 위한 출구 개구부(18)의 구성영역내에서 액츄에이터의 종방향 축주위에서 막대의 회전운동을 방지하기 위한 수단이 상기 케이싱에 구성된다. 회전방지기능의 수단이 개구부(18) 자체에 의해 구성될 수 있고, 막대(11)의 외측부분(11b)의 단면과 일치하는 비원형구조로 상기 개구부(18)가 구성된다. 선택적으로 회전방지기능의 수단이 한 개이상의 그루브(grub)나사(27)들로 구성되고, 막대(11)의 평면(11c)과 함께 작동하여 상기 그루브나사는 회전방지기능을 가진다.
도 5의 선택적 실시예에 의하면, 출력측에서 회전부재(15)가 축방향 요홈(15a)들을 가진 원통형 시트(seat)를 가진다. 암나사(22)의 플랜지(25)에 구성되고 요홈을 가진 주변부(26a)가 상기 요홈(15a)들을 따라 미끄럼운동하며 체결된다.
전기모터(13)가 작동할 때, 플랜지(15)에 의해 암나사(22)는 나사구조의 부 시(19) 및 케이싱(12)에 대해 회전운동하여, 암나사는 종방향 축(x)을 따라 나사운동을 수행한다. 막대 및 케이싱사이에서 회전방지기능의 연결부와, 암나사(22) 및 케이싱사이에서 외부에서 나사연결된 연결부의 나사(20,21)들과 마주보게 위치한 나사(23,24)들을 가진 막대 및 암나사사이에 내부에서 나사연결된 연결부에 의해, 암나사가 회전운동하여 막대(11)가 (회전운동없이) 신속하게 선형 병진운동을 수행하고, 막대는 신속하게 액츄에이터의 내부로 운동하여, 주차브레이크(B1,B2)를 제어하는 보우덴케이블(c1,c2)을 작동시킨다. 축(x)주위에서 나사운동이 수행되는 동안, 플랜지(25)와 함께 암나사(22)가 축방향의 핀(16)들위에서 미끄럼운동하여 (또는 도 5의 변형예에서 축방향의 요홈(15a)을 따라 미끄럼하여) 플랜지(15)를 향해 접근(전기모터에 의해 전달되는 회전방향에 따라 분리)된다.
장치가 후방구동할 수 없도록 나사들이 (14°이하 또는 약 8°이하의 ) 작은 경사각을 가지더라도, 나사연결된 두 개의 연결부들에 의해 막대(11)의 선형운동속도는 매우 크고 따라서 주차브레이크는 매우 신속하게 작동한다. 액츄에이터의 운동부분들사이에 형성되는 마모에 기인하여, 막대는 도달된 수축위치를 유지할 수 있고, 작동명령이 없을 때 예를 들어, 차량(V)이 경사면위에 주차되면 상기 막대가 케이싱으로부터 제거될 수 있는 상태를 방지할 수 있다.
막대가 케이싱의 강성부분(12a)으로부터 돌출하거나 선택적으로, 도 3의 점선을 참고할 때, 막대를 둘러싸는 강성덮개(S)를 위한 정지면으로서 작용하고 액츄에이터로부터 떨어져 위치한 (도면에 도시되지 않은 ) 지점에서 차량에 대해 마주보는 단부에 고정되는 케이싱의 횡방향 단부벽(17)에 의해 막대가 돌출하는 영역과 근접한 위치에 형성된 플랜지(28)에 의해 제동시 액츄에이터에 전달되는 반작용하중이 외부( 차량의 고정부품)로 전달된다. 상기 변형예에 의하면, 액츄에이터가 차량내부의 모든 위치 즉, 강성을 가진 고정위치들이 존재하는 위치들에도 배열될 수 있어서 유리하다.
나사부재들이 정지표면(17,28)들에 근접하게 위치하므로, 액츄에이터가 작동할 때 액츄에이터위에 작용하는 하중의 경로는 ( 막대, 암나사, 나사구조의 부시 및 케이싱과 같은) 부재들에 영향을 주지않고, 상기 하중들은 감속유니트(14) 또는 전기모터(13)에 응력을 주지않고 액츄에이터의 외부로 전달된다. (약 3600N의 )제동하중은 필연적으로 모터 및 감속유니트의 변속부재사이의 공차를 증가켜서 액츄에이터의 사용수명을 감소시킬수 있다는 것을 고려하는 것이 유리하다. 대신에 제동하중의 영향을 받는 적은 개수의 부재들은 시간에 대한 액츄에이터의 신뢰성을 보장하는 매우 짧은 운동역학적 체인(chain)을 형성한다.

Claims (15)

  1. 제동하중을 한 개이상의 주차브레이크(B1,B2)들에 전달하기 위한 적어도 한 개의 가요성 케이블(C1,C2) 및
    나사형태를 가진 선형 전기기계식 액츄에이터(10)를 가지며, 상기 액츄에이터(10)가
    - 종방향의 축(x)을 형성하는 정지상태의 강성 케이싱(12)을 포함하고,
    - 상기 축(x)주위에서 회전부재(15)에 회전운동을 전달하기 위한 모터수단(13,14)을 포함하며,
    상기 회전부재(15)에 회전상태로 연결되는 관형의 암나사부재(22)를 포함하고, 상기 암나사부재가
    상기 축주위에서 암나사를 이동시키기 위해 케이싱(12)에 고정상태로 연결된 나사(20)와 함께 작동하는 외부나사(21) 및
    상기 외부나사(21)와 마주보는 내부나사(23)로 구성되며,
    종방향 막대(11)를 포함하며, 상기 막대(11)가
    가요성 케이블(C1,C2)에 연결하기 위한 수단(11d),
    나사(24)연결되고 암나사(22)의 내부나사(23)와 함께 작동하는 제 1 부분(11a) 및
    비원형단면(11c)을 가진 제 2 부분(11b)로 구성되며,
    상기 축주위에서 막대의 회전운동을 방지하기 위하여 막대(11)의 제 2 부분 (11b) 및 케이싱(12)사이에서 함께 작동하는 회전방지 수단(18,27)을 포함하여, 모터수단(13,15)에 의해 전달된 회전운동에 응답하여 상기 축주위에서 상기 막대(11)가 종방향으로 병진운동하는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 액츄에이터가 작동할 때, 막대(11)로부터 액츄에이터(10)까지 전달되는 하중 및 반작용을 차량에 전달하기 위한 정지수단(28,17)이 강성의 케이싱(12)에 고정상태로 연결된 나사(20)와 근접한 위치에서 상기 케이싱(12)에 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  3. 제 1항에 있어서, 막대(11)가 케이싱으로부터 돌출하는 영역과 근접한 위치에서, 케이싱(12a)으로 부터 형성된 플랜지(28)에 의해 상기 정지수단이 구성되는 것을 특하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  4. 제 1항에 있어서, 케이싱에 구성되고 강성을 가진 횡방향의 단부벽(17)에 의해 정지수단이 구성되고, 상기 단부벽은 막대(11)를 둘러싸는 강성덮개(S)를 위한 정지면으로서 작동하는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 축(x)주위에서 막대의 회전운동을 방지하기 위하여 막대(11)의 제 2 부분(11b)에 형성된 적어도 한 개의 평면(11c)과 함께 작동하도록 케이싱내부에서 횡방향으로 배열된 한 개이상의 요소(27)들에 의해 상기 회전방지수단이 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 축(x)주위에서 막대의 회전운동을 방지하기 위하여 막대(11)의 제 2 부분(11b)과 함께 작동하고 케이싱(12)의 횡방향 벽(17)내에 형성된 비원형 개구부(18)에 의해 상기 회전방지수단이 구성되고, 상기 제 2부분은 비원형단면을 가지는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  7. 제 1항에 있어서, 암나사(22)를 회전부재(15)와 회전상태로 고정하고 상기 회전부재(15)에 대해 상기 암나사가 종방향으로 병진운동하기 위해 암나사(22) 및 회전부재(15)사이에서 작동하는 복수개의 종방향 핀(16)들이 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  8. 제 7항에 있어서, 종방향 핀(16)들이 회전부재(15)에 의해 운반되고 암나사(22)에 의해 형성되는 종방향 시트(26)들내에서 미끄럼상태로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  9. 제 1항에 있어서, 암나사(22)를 회전부재(15)와 회전상태로 고정하고 상기 회전부재(15)에 대해 상기 암나사가 종방향으로 병진운동하기 위해 암나사(22) 및 회전부재(15)사이에서 작동하는 요홈구조의 연결부(15a,26a)가 구성되는 것을 특징 으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  10. 제 1항에 있어서, 케이싱(12)에 고정상태로 연결된 나사(20) 및 암나사(22)의 일치하는 외부나사(21)가 사다리꼴 나사들인 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  11. 제 1항에 있어서, 케이싱에 고정상태로 연결된 나사(20)가 케이싱(12)의 내부에 고정된 부시(19)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  12. 제 1항에 있어서, 암나사(22)의 내부나사(23) 및 막대(11)의 일치하는 나사(24)가 사다리꼴 나사들인 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  13. 제 1항에 있어서, 암나사(22)의 외부나사(21) 및 내부나사(23)가 공축인 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  14. 제 2항에 있어서, 정지수단(28,17)을 형성하고 상대적으로 작은 강성을 가진 부분(12b)에 고정되고 상대적으로 큰 강성을 가진 부분(12a)이 액츄에이터(10)의 케이싱(12)에 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차제동을 위한 제동장치.
  15. 전항들중 한 항을 따르는 나사형태의 선형 전기기계식 액츄에이터.
KR1020057009900A 2003-07-07 2004-07-05 주차브레이크용 선형 전기기계식 나사 액츄에이터 KR20060039850A (ko)

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