KR20060134439A - 전동식 주차 브레이크 장치 - Google Patents

전동식 주차 브레이크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 차량의 휠(11)(12)을 정지시키기 위한 브레이크(21)(22)에 연결되어 브레이크(21)(22)를 작동시키는 주차 케이블(41)(42)과, 주차 케이블(41)(42)을 선택적으로 작동시키기 위한 구동력을 발생하는 모터(110)와, 모터(110)에 의해 회전하는 구동기어(121)와, 구동기어(121)와 동력 전달이 가능하게 연결되는 선기어(131)와 선기어(131)의 둘레를 따라 선회하도록 선기어(131)에 기어 연결되는 복수의 유성기어(132)와 유성기어(132)들이 기어 연결되도록 유성기어(132)들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어(134)와 선기어(131)의 회전 중심과 같은 회전 중심으로 회전하도록 유성기어(132)들과 동력 전달이 가능하게 연결되는 출력 캐리어(135)를 포함하는 유성기어유닛(130)과, 스크류부재(141) 및 스크류부재(141)와 상호 직선운동이 가능하도록 나사 결합되는 너트부재(145)를 포함하고 출력 캐리어(135)와 동력 전달이 가능하게 연결되는 스크류-너트유닛(140)을 포함하며, 스크류-너트유닛(140)의 양 단부에는 주차 케이블(41)(42)이 각각 연결되어 출력 캐리어(135)의 회전에 의한 스크류부재(141) 및 너트부재(145)의 상호 직선운동에 의해 각각의 주차 케이블(41)(42)이 작동된다.
주차 브레이크, 모터, 유성기어, 스크류부재, 너트부재

Description

전동식 주차 브레이크 장치{Electric parking brake system}
도 1은 종래 주차 브레이크 장치가 구비된 차량의 일부 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2에 나타내 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 요부구성을 발췌하여 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
21,22...브레이크 41,42...제 1,2 주차 케이블
모터...110,210,310 121,221,321...구동기어
122,222,322...입력기어 130,230,330...유성기어유닛
131,231,331...선기어 132,232,332...유성기어
134,234,334...내접기어 135,235,335...출력 캐리어
136,236,336...기어하우징 140,240,340...스크류-너트유닛
141,241...스크류부재 145,245,341...너트부재
150,250,350...부하센서 160,260,360...비상 릴리즈 유닛
170,270,370...제어장치 280...감속 유성기어유닛
343,346...제 1,2 스크류축
본 발명은 차량에 장착되는 주차 브레이크 장치 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터와 유성기어유닛을 이용함으로써 동작이 원활하게 이루어지고 소음발생을 줄일 수 있는 전동식 주차 브레이크 장치 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주차 브레이크 장치는 차량을 주차시키는 경우 차량을 움직이지 못하도록 정지시키기 위한 장치로, 차량의 휠을 회전하지 못하도록 잡아주는 역할을 한다.
도 1은 종래의 수동식 주차 브레이크 장치가 구비된 차량의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 1에 나타내 보인 것과 같이, 종래 주차 브레이크 장치는, 한 쌍의 휠(11)(12) 각각에 설치되는 드럼 브레이크(21)(22)와, 운전자 조작을 위한 주차레버(30)와, 주차레버(30)와 각 브레이크(21)(22) 사이에 연결되는 한 쌍의 주차 케이블(41)(42)을 포함하여 이루어진다.
각각의 브레이크(21)(22)는 공지된 것과 같이, 휠(11)(12)과 함께 회전하는 드럼과, 드럼 내부에 이동 가능하게 설치되어 드럼 내측면에 선택적으로 압착되는 한 쌍의 브레이크슈와, 각 브레이크슈를 작동시키는 작동레버와, 각 브레이크슈를 원래 위치로 복원시키기 위한 복원 스프링을 포함한다.
각 주차 케이블(41)(42)의 일단은 좌우 브레이크(21)(22)의 작동레버에 연결되고, 또다른 일단은 좌우 주차 케이블(41)(42)에 동일한 부하가 가해지도록 주차레버(30)에 연결된 이퀄라이저(50)에 결합된다.
이러한 구성으로 이루어진 종래 주차 브레이크 장치는, 운전자가 주차레버(30)를 상부 방향으로 당기면 각 주차 케이블(41)(42)이 동시에 당겨지면서 좌우 브레이크(21)(22) 각각의 작동레버가 해당 브레이크슈를 드럼의 내측면 쪽으로 밀어낸다. 이러한 동작에 의해 브레이크슈가 드럼의 내측면에 압착되면 드럼 및 휠(11)(12)에 제동력이 가해져 휠(11)(12)이 회전하지 못하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 수동식 주차 브레이크 장치는, 운전자가 적절한 힘으로 주차레버를 당겨야 하는 불편함이 있고, 주차레버의 작동반경이 커서 차량의 실내 공간 활용도가 떨어지는 문제가 있다.
이러한 수동식 주차 브레이크의 여러가지 단점을 해결하기 위해, 모터를 이용하여 자동으로 브레이크를 작동시키는 전동식 주차 브레이크가 제안되어 있으며, 이에 대한 작동성능 향상이나 작동소음 저감 등의 개선을 위한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 모터와 유성기어유닛을 이용하여 동작이 원활하게 이루어지고 소음발생을 줄일 수 있도록 개선된 전동식 주차 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 차량의 휠을 정지시키기 위한 브레이크에 연결되어 상기 브레이크를 작동시키는 주차 케이블과, 상기 주차 케이블을 선택적으로 작동시키기 위한 구동력을 발생하는 모터와, 상기 모터에 의해 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 선기어와 상기 선기어의 둘레를 따라 선회하도록 상기 선기어에 기어 연결되는 복수의 유성기어와 상기 유성기어들이 기어 연결되도록 상기 유성기어들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어와 상기 선기어의 회전 중심과 같은 회전 중심으로 회전하도록 상기 유성기어들과 동력 전달이 가능하게 연결되는 출력 캐리어를 포함하는 유성기어유닛과, 스크류부재 및 상기 스크류부재와 상호 직선운동이 가능하도록 나사 결합되는 너트부재를 포함하고 상기 출력 캐리어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 스크류-너트유닛을 포함하며, 상기 스크류-너트유닛의 양 단부에는 상기 주차 케이블이 각각 연결되어 상기 출력 캐리어의 회전에 의한 상기 스크류부재 및 상기 너트부재의 상호 직선운동에 의해 상기 각각의 주차 케이블이 작동된다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명에 있어서, 상기 스크류부재는, 상기 입력기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 수나사산이 구비된 볼트부를 포함하고, 상기 너트부재는 상기 볼트부의 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하며, 상기 각각의 주차 케이블은 상기 스크류축의 동력 연결부 및 상기 너트부재의 각 단부에 결합될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 연결되며, 상기 스크류부재가 관통하는 입력기어를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 너트부재는, 상기 입력기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 암나사산이 구비된 너트부를 포함하고, 상기 스크류부재는 상기 너트부의 암나사산에 대응되는 수나사산을 구비하며, 상기 각각의 주차 케이블은 상기 너트부재의 동력 연결부 및 상기 스크류부재의 각 단부에 결합될 수 있다.
또한, 상기 모터는 상기 구동기어와 결합된 회전축을 구비하고, 상기 회전축의 일단에는 상기 구동기어를 수동으로 회전시키기 위한 릴리즈 축이 구비될 수 있다.
또한, 상기 스크류-너트유닛과 상기 각 주차 케이블 사이의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스크류-너트유닛에 의해 상기 각 주차 케이블에 가해지는 힘을 측정하기 위한 부하센서가 설치될 수 있다.
또한, 상기 스크류-너트유닛과 상기 각 주차 케이블 사이의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스크류-너트유닛과 상기 해당 주차 케이블 사이의 연결을 수동으로 해제시키기 위한 비상 릴리즈 유닛이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 복수의 유성기어와 상기 출력 캐리어 사이에는 적어도 하나의 감속 유성기어유닛이 설치될 수 있으며, 상기 감속 유성기어유닛은, 상기 선기어와 같은 회전 중심을 갖고 회전하도록 상기 복수의 유성기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 감속 캐리어와, 상기 감속 캐리어의 중심에 일체로 결합되는 감속 선기어와, 상기 감속 선기어의 둘레를 따라 선회하도록 상기 감속 선기어 및 상기 내접기어에 기어 연결되며 상기 출력 선기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 복수의 감속 유성기어를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 너트부재는 상기 출력 캐리어와 함께 회전하도록 상기 출력 캐리어의 중심에 일체로 결합되고, 상기 스크류부재는, 상기 너트부재의 일단부에 일정 나선 방향으로 나사 결합되는 제 1 스크류축과, 상기 선기어를 관통하여 상기 너트부재의 타단부에 상기 제 1 스크류축의 나선 방향과 반대 나선 방향으로 나사 결합되는 제 2 스크류축으로 이루어지며, 상기 각각의 주차 케이블은 상기 제 1 및 제 2 스크류축의 각 단부에 결합될 수 있다.
여기에서 본 발명은, 상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 결합되며, 상기 제 1 스크류축이 관통하는 입력기어를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치에 대하여 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 종래와 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 종래 도면에 나타내 보인 구성을 인용하여 이를 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2에 나타내 보인 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 요부구성을 발췌하여 나타낸 측면도이다.
도 2에 나타내 보인 것과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 차량의 휠(11, 12;도 1참조)을 정지시키기 위한 브레이크(21, 22;도 1참조)에 연결되는 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)과, 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)을 작동시키기 위한 구동력을 발생하는 모터(110)와, 모터(110)와 연결되는 구동기어(121)와, 구동기어(121)와 연결되는 유성기어유닛(130)과, 유성기어유닛(130)과 결합되어 작동하는 스크류-너트유닛(140)과, 모터(110)의 구동을 제어하는 제어장치(170)를 포함하여 이루어진다.
브레이크(21)(22) 및 이를 작동시키는 제 1,2 주차 케이블(41)(42)은 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
모터(110)는 외부로부터 전원을 인가받아 구동하며, 회전축(111)을 구비한다. 회전축(111)의 일측에는 구동기어(121)가 일체로 결합되고, 회전축(111)의 타측 단부에는 고장발생이나 전원공급 차단과 같은 돌발상황시 구동기어(121)를 수동으로 회전시킬 수 있는 릴리즈 축(112)이 구비된다. 돌발상황이 발생되면 운전자는 별도의 회전 도구를 이용하여 회전축(111)을 회전시킴으로써 모터(110)에 의해 작 동된 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)을 수동으로 작동시킬 수 있다. 릴리즈 축(112)은 도 2에 나타내 보인 것과는 구동기어(121)가 결합된 부분의 단부에 구비될 수도 있다.
유성기어유닛(130)은, 구동기어(121)와 동력 전달이 가능하도록 연결되는 선기어(131)와, 선기어(131)의 둘레를 따라 선회하는 복수의 유성기어(132)와, 유성기어(132)들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어(134)와, 유성기어(132)들과 동력 전달이 가능하게 연결되는 출력 캐리어(135)와, 이들 구성 부품이 수용되는 기어하우징(136)을 포함하여 이루어진다. 구동기어(121)와 선기어(131) 사이의 기어하우징(136) 외부에는 입력기어(122)가 설치된다. 입력기어(122)는 구동기어(121)와 기어 연결되고, 선기어(131)와 동일한 회전 중심을 갖도록 선기어(131)에 일체로 결합된다.
복수의 유성기어(132)는 도 3에 나타내 보인 것과 같이, 입력기어(122;도 2참조)와 함께 회전하는 선기어(131) 및 기어하우징(136) 내측면에 고정 설치된 내접기어(134)에 동시에 기어 연결되도록 동일한 간격으로 설치된다. 유성기어(132)는 도면화된 것 같이 그 개수가 세 개로 한정되는 것이 아니며, 두 개 혹은 네 개, 또는 다른 개수로 설치될 수 있다. 이들 유성기어(132)의 각 중심에는 연결부재(133)가 설치되며, 이들 연결부재(133)를 통해 각 유성기어(132)와 출력 캐리어(135)가 결합된다. 각 연결부재(133)와 해당 유성기어(132) 사이의 연결부분과, 각 연결부재(133)와 출력 캐리어(135) 사이의 연결부분 중 적어도 어느 일측의 연결부분에서는 슬립이 발생된다.
출력 캐리어(135)는 유성기어(132)들이 선기어(131)의 둘레를 선회하는 속도와 같은 회전 속도로 회전하며, 출력 캐리어(135)의 회전 중심은 선기어(131)의 회전 중심과 같다. 도 3에 나타내 보인 것과 같이, 출력 캐리어(135)의 중심부에는 육각 형상의 중심공(134a)이 형성된다. 이 중심공(134a)은 후술하게 될 스크류-너트유닛(140)의 동력 연결부(142)에 대응되는 부분으로, 육각 형상 이외의 사각 형상, 삼각 형상 등 비원형의 동력 연결부(142)가 축 방향으로는 미끄럼 이동 가능하되, 원주 방향으로는 미끄러지지 않게 할 수 있는 다양한 비원형 형상으로 이루어질 수 있다.
도 3에 나타내 보인 것과 같이, 선기어(131)가 반시계 방향으로 회전하면, 각 유성기어(132)들은 시계 방향으로 회전하면서 선기어(131)의 둘레를 반시계 방향으로 선회하게 되고, 이에 의해 출력 캐리어(135)가 유성기어(132)들의 선회 속도와 같은 감속된 회전 속도로 반시계 방향으로 회전하게 된다.
도 2에 나타내 보인 것과 같이, 스크류-너트유닛(140)은 입력기어(122) 및 선기어(131)를 관통하여 출력 캐리어(135)에 결합되는 스크류부재(141)와, 스크류부재(141)와 상호 직선운동이 가능하도록 나사 결합되는 너트부재(145)를 포함한다. 스크류부재(141)는 출력 캐리어(135)의 중심공(134a)에 이동 가능하게 삽입되는 동력 연결부(142)와, 다수의 수나사산(143a)을 포함하고 동력 연결부(142)의 맞은편 단부에 구비되는 볼트부(143)와, 동력 연결부(142)와 볼트부(143) 사이를 연결하는 슬립부(144)로 이루어진다.
동력 연결부(142)는 도 3에 나타내 보인 것과 같이, 그 단면이 출력 캐리어 (135)의 중심공(134a) 형상에 대응하는 육각 형상으로 이루어진다. 동력 연결부(142)는 중심공(134a)과 마찬가지로, 육각 형상 이외에 중심공(134a)에 대응하는 사각 형상, 삼각 형상 등 중심공(134a)에 삽입된 상태에서 축 방향으로는 미끄럼 이동 가능하되, 원주 방향으로는 미끄러지지 않을 수 있는 다양한 비원형 형상으로 이루어질 수 있다.
이에 반해, 슬립부(144)는 그 단면이 입력기어(122) 및 선기어(131)에 삽입된 상태에서 원주 방향으로 쉽게 슬립될 수 있도록 원형으로 이루어진다.
너트부재(145)는 스크류부재(141)의 수나사산(143a)에 대응되는 다수의 암나사산(146a)이 구비된 너트부(146)를 포함한다. 이 너트부(146)에 스크류부재(141)의 볼트부(143)가 나사 결합됨으로써, 스크류부재(141)가 회전하면 볼트부(143)가 너트부(146)로 삽입되거나 너트부(146)로부터 빠져 나가게 된다. 이와 같은, 너트부재(145)와 스크류부재(141)의 상호 직선운동에 의해 너트부재(145)의 단부에서 스크류부재(141)의 단부까지의 스크류-너트유닛(140)의 전체 길이가 가변된다.
스크류부재(141)의 동력 연결부(142) 단부에는 제 1 주차 케이블(41)이 연결되고, 너트부재(145)의 단부에는 제 2 주차 케이블(42)이 연결되는데, 동력 연결부(142)와 제 1 주차 케이블(41) 사이에는 부하센서(150)가 설치되고, 너트부재(145)와 제 2 주차 케이블(42) 사이에는 비상 릴리즈 유닛(160)이 설치된다.
부하센서(150)는 스크류-너트유닛(140)의 작용에 의해 각 주차 케이블(41)(42)에 가해지는 힘을 측정하여 그 측정값을 제어장치(170)로 송출한다.
그리고, 비상 릴리즈 유닛(160)은 모터(110)의 릴리즈 축(112)과 같은 기능 을 하는 것으로, 고장발생이나 전원공급 차단과 같은 돌발상황시 스크류-너트유닛(140)과 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42) 사이의 작용력을 해제하기 위해 사용된다. 돌방상황이 발생되면 운전자는 비상 릴리즈 유닛(160)을 조작하여 너트부재(145)로부터 제 2 주차 케이블(42)을 분리하여 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)에 가해진 힘을 해제한다. 비상 릴리즈 유닛(160)은 수동 조작이 가능한 턴버클(turn-buckles), 샤클(shackles), 클립(clips) 등 다양한 결합수단이 이용될 수 있다. 부하센서(150)와 비상 릴리즈 유닛(160)의 설치 위치는 바뀔 수 있다.
제어장치(170)는 운전자 명령 및 부하센서(150)로부터 송출되는 입력 신호를 통해 모터(110)의 운전 및 정지, 정회전, 역회전 등 모터(110)의 여러가지 동작을 제어한다. 운전자에 의해 브레이크 작동 명령 또는 브레이크 해제 명령이 인가되면, 제어장치(170)는 모터(110)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키게 된다. 또한, 제어장치(170)는 부하센서(150)로부터 출력되는 신호를 입력받아 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)에 가해지는 힘이 일정 크기 이상이 되면 모터(110)를 정지시킨다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 작동원리는 다음과 같다.
먼저, 제어장치(170)를 통해 브레이크 작동 명령이 인가되면, 모터(110)가 일정 방향 예컨대, 정방향으로 회전한다. 회전축(111)이 회전하면, 구동기어(121)가 입력기어(122)를 회전시키게 되고, 선기어(131) 및 복수의 유성기어(132)가 회전하면서 출력 캐리어(135)가 유성기어(132)들의 선회 속도와 같이 감속된 속도로 회전하게 된다. 이와 함께, 스크류부재(141)가 회전하면서 스크류부재(141)의 볼트부(143)가 너트부재(145)의 너트부(146)로 삽입되기 시작한다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)이 서로 당겨지게 되고, 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)의 작동에 의해 각 브레이크(21)(22)가 휠(11)(12)에 제동력을 가하여 움직이지 못하게 한다. 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)이 계속 당겨져 이들에 가해지는 힘이 일정 크기 이상이 되면, 이에 대한 신호를 부하센서(150)로부터 인가받은 제어장치(170)는 모터(110)를 정시시킨다.
반대로, 제어장치(170)을 통해 운전자의 브레이크 해제 명령이 인가되면, 모터(110)가 일정 방향 예컨대, 역방향으로 회전한다. 이러한 모터(110)의 구동력은 구동기어(121), 입력기어(122), 선기어(131) 및 복수의 유성기어(132)를 통해 출력 캐리어(135)에 전달되며, 출력 캐리어(135)의 회전과 함께 스크류부재(141)가 반대 방향으로 회전하면서 스크류부재(141)의 볼트부(143)가 너트부재(145)의 너트부(146)로부터 빠져나가면서 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)을 당겼던 힘이 해제된다. 따라서, 각 브레이크(21)(22)에 구비된 복원 스프링의 탄성력에 의해 각 주차 케이블(41)(42)이 해당 브레이크(21)(22) 쪽으로 끌려가면서 각 휠(11)(12)에 가해졌던 브레이크(21)(22)의 제동력이 해제된다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 유성기어유닛을 사용함으로써, 전동식 주차 브레이크 장치의 동작이 원활하게 이루어지고 소음발생이 줄어든다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4에 나타내 보인 것과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 적어도 하나의 감속 유성기어유닛(280)을 더 구비하는 유성기어유닛(230)을 제외한 나머지 구성이 상기 바람직한 실시에에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성과 동일하다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 회전축(211)을 갖는 모터(210)와, 회전축(211)에 결합되는 구동기어(221)와, 구동기어(221)와 입력기어(222)를 통해 연결되는 유성기어유닛(230)과, 스크류부재(241) 및 너트부재(245)로 이루어지는 스크류-너트유닛(240)과, 해당 브레이크(21, 22;도 1참조)를 작동시키기 위한 것으로 스크류부재(241) 및 너트부재(245)의 각 단부에 연결되는 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)과, 스크류부재(241)와 제 1 주차 케이블(41) 사이에 설치되는 부하센서(250)와, 너트부재(245)와 제 2 주차 케이블(42) 사이에 설치되는 비상 릴리즈 유닛(260)과, 모터(210)를 제어하는 제어장치(270)를 포함하여 이루어진다.
유성기어유닛(230)은, 입력기어(222)와 일체로 결합된 선기어(231)와, 선기어(231)의 둘레를 따라 선회하는 복수의 유성기어(232)와, 유성기어(232)들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어(234)와, 유성기어(232)들과 동력 전달이 가능하게 연결되는 출력 캐리어(235)와, 복수의 유성기어(232)와 출력 캐리어(235) 사이에 설치되는 감속 유성기어유닛(280)와, 이들 구성 부품이 수용되며 내접기어(234)가 일체로 구비되는 기어하우징(236)을 포함하여 이루어진다.
감속 유성기어유닛(280)은, 각 유성기어(232)와 연결부재(233)를 통해 연결되어 선기어(231)와 동일한 회전 중심을 갖고 복수의 유성기어(232)의 선회 속도와 같은 회전 속도로 회전하는 감속 캐리어(281)와, 감속 캐리어(281)의 중심부에 일체로 결합된 감속 선기어(282)와, 감속 선기어(282)와 내접기어(234)에 동시에 기어 연결되어 감속 선기어(282)의 둘레를 따라 선회하며 연결부재(284)를 통해 출력 캐리어(235)와 연결되는 복수의 감속 유성기어(283)를 포함한다. 감속 유성기어유닛(280)은 경우에 따라 여러 세트가 설치될 수 있다.
스크류부재(241)는 입력기어(222), 선기어(231), 감속 캐리어(281), 감속 선기어(282), 출력 캐리어(235)를 관통하여 그 동력 연결부(242)가 출력 캐리어(235)에 결합된다.
이 밖의 나머지 구성은 상기 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 작동원리는 상기 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치와 대부분 같기 때문에, 이하에서는 차이가 나는 부분을 중심으로 작동원리를 설명한다.
제어장치(270)를 통해 작동 명령이 인가되면, 모터(210)가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다. 모터(210)의 구동력은 회전축(211), 구동기어(221) 및 입력기어(222)를 통해 선기어(231)로 전달되고, 선기어(231)가 회전하면, 복수의 유성기어(232)가 선기어(231) 둘레를 따라 선회하면서 감속 캐리어(281)가 유성기어(232)들의 선회 속도와 같은 속도로 회전하게 된다. 감속 캐리어(281)의 회전과 함 께 감속 선기어(282)가 회전하고, 감속 선기어(282) 둘레를 따라 복수의 감속 유성기어(283)가 선회하면서 출력 캐리어(235)가 감속 유성기어(283)의 선회 속도와 같은 회전 속도로 회전하게 된다.
출력 캐리어(235)의 회전과 함께 스크류부재(241)가 회전하면, 스크류부재(241)의 볼트부(243)와 너트부재(245)의 너트부(246) 사이의 상호 직선운동으로 스크류부재(241)의 단부에서부터 너트부재(245)의 단부까지의 스크류-너트유닛(240)의 전체 길이가 가변된다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)에 당기는 힘이 가해되거나, 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)에 가해졌던 힘이 해제된다.
이러한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는 상기 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치보다 한 번 더 감속된 구동력이 출력 캐리어(235)로 전달되기 때문에, 동작이 더욱 원활하게 이루어지고 소음발생이 더욱 줄어들 수 있다.
상기 두 실시예에서 도면화 되지는 않았으나, 스크류부재와 너트부재의 설치 위치는 바뀔 수 있다. 구체적으로, 너트부재는 제 1 주차 케이블이 연결되는 동력 연결부와, 동력 연결부의 반대편 단부에 구비되는 너트부와, 동력 연결부와 너트부 사이에 구비되는 슬립부로 이루어져 출력 캐리어에 결합되고, 스크류부재는 너트부에 나사 결합되는 볼트부를 구비하고 제 2 주차 케이블과 연결될 수 있다.
이 경우, 출력 캐리어의 회전에 의해 너트부재가 회전하지만, 너트부재의 너트부와 스크류부재의 볼트부 사이의 상호 직선운동은 변함이 없기 때문에, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5에 나타내 보인 것과 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 스크류-너트유닛(340) 및 이 스크류-너트유닛(340)과 결합되는 유성기어유닛(330)의 일부 구성을 제외한 나머지 구성이 상기 바람직한 실시에에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 구성과 동일하다.
즉, 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 회전축(311)을 갖는 모터(310)와, 회전축(311)에 결합되는 구동기어(321)와, 구동기어(321)와 입력기어(322)를 통해 연결되는 유성기어유닛(330)과, 유성기어유닛(330)에 결합되는 스크류-너트유닛(340)과, 해당 브레이크(21, 22;도 1참조)를 작동시키기 위한 것으로 스크류-너트유닛(340)의 각 단부에 연결되는 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)과, 스크류-너트유닛(340)과 제 1 주차 케이블(41) 사이에 설치되는 부하센서(350)와, 스크류-너트유닛(340)과 제 2 주차 케이블(42) 사이에 설치되는 비상 릴리즈 유닛(360)과, 모터(310)를 제어하는 제어장치(370)를 포함하여 이루어진다.
유성기어유닛(330)은, 입력기어(322)와 일체로 결합되는 선기어(331)와, 선기어(331)의 둘레를 따라 선회하는 복수의 유성기어(332)와, 유성기어(332)들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어(334)와, 각 유성기어(332)와 연결부재(333)를 통해 결합되어 선기어(331)와 같은 회전 중심을 갖고 회전하는 출력 캐리어(335)와, 이들 구성 부품이 수용되며 내접기어(334)가 일체로 구비되는 기어하우징(336) 을 포함하여 이루어진다.
스크류-너트유닛(340)은, 출력 캐리어(335)와 함께 회전하도록 출력 캐리어(335)의 중심에 일체로 결합된 너트부재(341)와, 너트부재(341)의 일단에 출몰 가능하게 결합되는 제 1 스크류축(343)과, 너트부재(341)의 타단에 출몰 가능하게 결합되는 제 2 스크류축(346)을 포함하여 이루어진다.
너트부재(341)는 속이 빈 중공축 형태로 이루어진 것으로, 그 내측에 다수의 암나사산(342a)으로 이루어진 너트부(342)가 구비된다.
제 1 스크류축(343)은 일정 나선 방향을 갖는 다수의 수나사산(344a)으로 이루어진 볼트부(344)와, 볼트부(344)에서 연장된 슬립부(345)로 이루어진다. 제 1 스크류축(343)의 볼트부(344)는 너트부재(341)의 너트부(342)에 일정 나선 방향으로 나사 결합되고, 슬립부(345)의 단부에는 제 1 주차 케이블(41)이 연결된다. 제 1 스크류축(343)의 슬립부(345)는 생략될 수 있으며, 이 경우 제 1 주차 케이블(41)이 볼트부(344)의 단부에 연결된다.
제 2 스크류축(346)은 제 1 스크류축(343)의 수나사산(344a)과 반대 나선 방향을 갖는 다수의 수나사산(347a)으로 이루어진 볼트부(347)와, 볼트부(347)에서 연장되어 선기어(331) 및 입력기어(322)를 관통하는 슬립부(348)로 이루어진다. 제 2 스크류축(346)의 볼트부(346)는 너트부(342)에 제 1 스크류축(343)과 반대되는 나선 방향으로 나사 결합되고, 슬립부(348)의 단부에는 제 2 주차 케이블(42)이 연결된다. 슬립부(348)는 선기어(331) 및 입력기어(322)에 삽입된 상태에서 원주방향으로 슬립된다.
출력 캐리어(335)의 회전으로 너트부재(341)가 회전하면 제 1 및 제 2 스크류축(343)(346)은 동시에 너트부재(341)의 내부로 삽입되거나, 혹은 동시에 너트부재(341)의 외측으로 각각 빠져나가게 된다.
이 밖의 나머지 구성은 상기 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 작동원리에 대하여 설명한다. 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 작동원리를 설명함에 있어서, 상기 바람직한 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치의 작동원리와 동일한 부분은 대부분 생략하고, 차이가 나는 부분을 중심으로 설명한다.
제어장치(370)를 통해 운전자의 동작 명령이 인가되면, 모터(310)가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다. 모터(310)의 구동력은 회전축(311), 구동기어(321) 및 입력기어(322)를 통해 선기어(331)로 전달되고, 선기어(331)가 회전하면, 복수의 유성기어(332)가 선기어(331) 둘레를 따라 선회하면서 출력 캐리어(335)가 각 유성기어(332)의 선회 속도와 같은 회전 속도로 회전하게 된다. 출력 캐리어(335)가 회전하면 너트부재(341) 역시 출력 캐리어(335)와 같은 방향 및 같은 속도로 회전하게 된다.
이때, 제어장치(370)에 인가된 명령이 브레이크 작동 명령일 경우, 제 1 및 제 2 스크류축(343)(346)의 각 볼트부(344)(347)는 동시에 너트부재(341)의 너트부(342)로 더욱 삽입되면서 각 스크류축(343)(346)의 단부에 연결된 제 1 및 제 2 주 차 케이블(41)(42)을 당긴다.
반대로, 제어장치(370)에 인가된 명령이 브레이크 해제 명령일 경우, 모터(310) 및 너트부재(341)가 브레이크 작동 명령일 때와 반대로 회전하고, 너트부재(341)의 너트부(342)에 깊숙이 삽입되었던 각 스크류축(343)(346)의 볼트부(344)(347)가 너트부(342)에서 빠져나오면서 제 1 및 제 2 주차 케이블(41)(42)에 가해졌던 힘이 해제된다.
이러한 본 발명의 또다른 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치 역시, 상기 여러가지 실시예에 의한 전동식 주차 브레이크 장치와 마찬가지로 유성기어유닛을 사용함으로써, 동작이 원활하게 이루어지고 소음발생이 적다.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 전동식 주차 브레이크 장치는, 전달하중이 분산되어 마찰손실이 적고 동력 전달 효율이 높은 유성기어유닛을 사용함으로써, 동작이 원활하게 이루어지고 소음발생이 줄어든다.
이상, 본 발명을 몇가지 실시예를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 그와 같은 실시예로서 도면화되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (15)

  1. 차량의 휠을 정지시키기 위한 브레이크에 연결되어 상기 브레이크를 작동시키는 주차 케이블 및 상기 주차 케이블을 선택적으로 작동시키기 위한 구동력을 발생하는 모터를 포함하는 전동식 주차 브레이크 장치에 있어서,
    상기 모터에 의해 회전하는 구동기어와, 상기 구동기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 선기어와 상기 선기어의 둘레를 따라 선회하도록 상기 선기어에 기어 연결되는 복수의 유성기어와 상기 유성기어들이 기어 연결되도록 상기 유성기어들의 선회 경로를 따라 배치되는 내접기어와 상기 선기어의 회전 중심과 같은 회전 중심으로 회전하도록 상기 유성기어들과 동력 전달이 가능하게 연결되는 출력 캐리어를 포함하는 유성기어유닛과, 스크류부재 및 상기 스크류부재와 상호 직선운동이 가능하도록 나사 결합되는 너트부재를 포함하고 상기 출력 캐리어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 스크류-너트유닛을 포함하며,
    상기 스크류-너트유닛의 양 단부에는 상기 주차 케이블이 각각 연결되어 상기 출력 캐리어의 회전에 의한 상기 스크류부재 및 상기 너트부재의 상호 직선운동에 의해 상기 각각의 주차 케이블이 작동되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류부재는, 상기 선기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 수나사산이 구비된 볼트부를 포함하고,
    상기 너트부재는 상기 볼트부의 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하며,
    상기 각각의 주차 케이블은 상기 스크류축의 동력 연결부 및 상기 너트부재의 각 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 연결되며, 상기 스크류부재가 관통하는 입력기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트부재는, 상기 입력기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 암나사산이 구비된 너트부를 포함하고,
    상기 스크류부재는 상기 너트부의 암나사산에 대응되는 수나사산을 구비하며,
    상기 각각의 주차 케이블은 상기 너트부재의 동력 연결부 및 상기 스크류부 재의 각 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 결합되며, 상기 너트부재가 관통되는 입력기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는 상기 구동기어와 결합된 회전축을 구비하고, 상기 회전축의 일단에는 상기 구동기어를 수동으로 회전시키기 위한 릴리즈 축이 구비된 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류-너트유닛과 상기 각 주차 케이블 사이의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스크류-너트유닛에 의해 상기 각 주차 케이블에 가해지는 힘을 측정하기 위한 부하센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류-너트유닛과 상기 각 주차 케이블 사이의 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스크류-너트유닛과 상기 해당 주차 케이블 사이의 연결을 수동으로 해제시키 기 위한 비상 릴리즈 유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유성기어와 상기 출력 캐리어 사이에는 적어도 하나의 감속 유성기어유닛이 설치되며,
    상기 감속 유성기어유닛은, 상기 선기어와 같은 회전 중심을 갖고 회전하도록 상기 복수의 유성기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 감속 캐리어와, 상기 감속 캐리어의 중심에 일체로 결합되는 감속 선기어와, 상기 감속 선기어의 둘레를 따라 선회하도록 상기 감속 선기어 및 상기 내접기어에 기어 연결되며 상기 출력 선기어와 동력 전달이 가능하게 연결되는 복수의 감속 유성기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스크류부재는, 상기 입력기어, 상기 감속 캐리어 및 상기 감속 선기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 수나사산이 구비된 볼트부를 포함하고,
    상기 너트부재는 상기 볼트부의 수나사산에 대응되는 암나사산을 구비하며,
    상기 각각의 주차 케이블은 상기 스크류축의 동력 연결부 및 상기 너트부재 의 각 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 결합되며, 상기 스크류부재가 관통하는 입력기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 너트부재는, 상기 입력기어, 상기 감속 캐리어 및 상기 감속 선기어를 관통하여 상기 출력 캐리어에 결합되고, 상기 출력 캐리어의 회전 중심에 형성되는 비원형의 중심공에 이동 가능하게 삽입되고 상기 중심공에 대응되는 비원형의 동력 연결부 및 암나사산이 구비된 너트부를 포함하고,
    상기 스크류부재는 상기 너트부의 암나사산에 대응되는 수나사산을 구비하며,
    상기 각각의 주차 케이블은 상기 너트부재의 동력 연결부 및 상기 스크류부재의 각 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 결합되며, 상기 너트부재가 관통하는 입력기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트부재는 상기 출력 캐리어와 함께 회전하도록 상기 출력 캐리어의 중심에 일체로 결합되고,
    상기 스크류부재는, 상기 너트부재의 일단부에 일정 나선 방향으로 나사 결합되는 제 1 스크류축과, 상기 선기어를 관통하여 상기 너트부재의 타단부에 상기 제 1 스크류축의 나선 방향과 반대 나선 방향으로 나사 결합되는 제 2 스크류축으로 이루어지며,
    상기 각각의 주차 케이블은 상기 제 1 및 제 2 스크류축의 각 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 구동기어와 기어 연결되고, 상기 선기어와 동일 회전 중심을 갖도록 상기 선기어에 일체로 결합되며, 상기 제 1 스크류축이 관통하는 입력기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 주차 브레이크 장치.
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