KR20100039072A - 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있고 제조비용을 절감할 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크를 개시한다. 이러한 전자식 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크는 작동축 상에 마련되어 작동축의 회전을 제한하는 토크 리미터와, 전기모터로 일정 이상의 전원이 인가되면 전원을 차단하는 과전류 차단소자를 포함한다.

Description

전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크{Disk brake with the onic electronic parking brake system}

본 발명은 주차기능을 갖춘 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기모터의 동작에 의해 전자적으로 제어할 수 있는 전자식 주차 브레이크의 기능을 갖춘 디스크 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 브레이크장치에는 차량을 정지한 상태로 유지시키는 통상 핸드 브레이크 또는 사이드 브레이크라고 하는 주차 브레이크(Parking Brake)가 있다. 이러한 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차레버를 운전자가 조작함에 따라 작동된다. 구체적으로, 운전자가 주차레버를 잡아당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지면 이 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동되어 제동력을 확보하게 되고, 이와 반대로 주차레버를 풀어 주어 케이블이 풀려지면 제동력을 해제시키게 된다.

그러나, 주차레버의 조작에 따른 주차 브레이크의 작동방식은 운전자의 의지에 의해서만 작동되므로, 운전자의 부주의로 주차레버를 당기지 않은 상태로 차량을 경사로 등에서 주차시키는 경우에는 차량이 굴러 내려가 예기치 못한 사고를 유 발시킬 수 있다. 또, 주차 시 또는 운행을 개시할 때마나다 운전자가 주차레버를 작동시켜야 하므로, 그 사용이 매우 번거롭고 특히 힘이 약한 여성이나 노약자에게는 더욱 그 사용이 번거로운 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake;EPB) 시스템이 사용되고 있는데, 통상의 디스크 브레이크에 장착되어 주차 브레이크의 기능을 수행한다. 이러한 전자식 주차 브레이크 시스템은 운전자가 수동으로 주차 브레이크를 작동시키지 않더라고 차량이 정차한 경우나 언덕 출발 시에 차량이 뒤로 밀릴 우려가 있는 경우 자동으로 작동하여 차의 주차 상태 또는 정차 상태를 유지시키기 위한 것이다. 여기서, 전자식 주차 브레이크 시스템에는 케이블 풀러(Cable Puller)형, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형, 수력주차 브레이크(Hydraulic Parking Brake)형이 있다.

도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템이 사용된 디스크 브레이크를 도시한 도면이다. 여기서, 도 1에 도시된 전자식 주차 브레이크 시스템은 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper)형이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자식 주차 브레이크 시스템의 기능을 갖춘 디스크 브레이크는 차체에 결합되며 내부에 한 쌍의 마찰패드(11)가 서로 일정간격 이격되게 설치된 캐리어(10)와, 캐리어(10)에 진퇴이동 가능하게 설치되며 두 마찰패드(11)를 디스크(D)로 압박할 수 있도록 피스톤(21)이 진퇴이동 가능하게 설치되는 실린더부(20a)가 마련되고 타측에 핑거부(20b)가 마련된 캘리퍼 하우징(20)을 포함한다.

또한, 이러한 디스크 브레이크는 주차 브레이크의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위한 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 포함한다. 이러한 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 캘리퍼 하우징의 실린더부(20a) 내에 회전 가능하게 설치된 작동축(31)과, 작동축(31)의 회전에 의해 진퇴 이동하면서 피스톤(21)을 가압하거나 가압해제 하도록 피스톤(21)의 내측에 설치되는 가압슬리브(32)와, 작동축(31)을 회전시키기 위한 전기모터(33)와, 다수의 기어(34a,34b)를 포함하여 전기모터(33)의 회전축(33a)에서 발생한 동력을 작동축(31)에 전달하되 회전수를 감소시켜 전달하는 감속기어조립체(34)를 포함한다.

또한, 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 전기모터의 회전축(33a) 상에 전기모터(33)의 회전수를 카운트하는 카운트센서(35)와, 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 전반적으로 제어하는 전자제어유닛(Elctronic Control Unit;ECU,36)와, 전자제어유닛(36)에 설치되는 전류센서(37)를 더 포함한다.

한편, 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템의 제동동작은 다음과 같이 이루어진다.

운전자가 주차를 위해 조작스위치(미도시)를 조작하면, 전기모터(33)의 회전이 이루어진다. 전기모터(33)의 회전은 감속장치(34)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 작동축(31)을 회전시킨다. 작동축(31)이 회전하면 가압슬리브(32)의 축방향 이동이 이루어지고, 가압슬리브(32)가 피스톤(21)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.

이러한 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 카운트센서(35)를 통해 감지되는 전기모터(33)의 회전수 또는 전류센서(37)에서 감지되는 전류량이 전자제어유닛(36)으로 전달되어 이 전자제어유닛(36)을 통해 이루어진다.

그러나, 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 갖춘 디스크 브레이크에서는 제어를 위해 전자제어유닛(36), 카운트센서(35), 전류센서(37) 등을 장착함에 따라 전체 시스템의 크기가 커지고 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있으며 제조비용을 절감시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크는 차체에 고정되는 캐리어와, 상기 캐리어에 진퇴이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징과, 상기 캐리어 내에 진퇴이동 가능하게 설치되며 사이에 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크가 배치되는 한 쌍의 마찰패드와, 상기 캘리퍼 하우징에 마련된 실린더부에 진퇴이동 가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 마찰패드 중 어느 하나를 상기 디스크로 가압하는 피스톤과, 상기 실린더부 내에서 회전되는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 따라 진퇴 이동하며 상기 피스톤을 가압 및 가압해제하는 가압슬리브와, 상기 캘리퍼 하우징 외면에 설치되어 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터에서 발생한 동력을 감속시켜 상기 작동 축에 전달하는 감속기어조립체를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 포함하며,

상기 전자식 주차 브레이크 시스템은 상기 작동축 상에 마련되어 상기 작동축의 회전을 제한하는 토크 리미터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전자식 주차 브레이크 시스템은 상기 전기모터로 일정 이상의 전원이 인가되면 전원을 차단하는 과전류 차단소자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크는 작동축의 회전을 제한하는 토크 리미터와, 전기모터에 인가되는 전원을 차단하는 과전류 차단소자를 통해 전자식 주차 브레이크 시스템을 제어할 수 있어 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있고 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크는 도 2에 도시한 바와 같이, 차체에 고정 설치되는 캐리어(10)와, 캐리어(10)에 이동 가능하게 결합되는 캘리퍼 하우징(20)을 포함한다.

캐리어(10) 내에는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(D)와 마찰하는 한 쌍의 마찰패드(11)가 진퇴이동 가능하게 설치되어 있으며, 한 쌍의 마찰패드(11)는 서로 이격되게 설치되어 사이에 디스크(D)가 배치되도록 되어 있다. 따라서, 마찰패드(11)가 디스크(D)를 향하여 진퇴이동하며 제동이 이루어진다.

캘리퍼 하우징(20)의 일측에는 전달된 유압에 따라 진퇴이동하며 한 쌍의 마 찰패드(11) 중 어느 하나의 마찰패드(11)를 디스크(D)측으로 전진시켜 마찰패드(11)가 디스크(D)와 마찰하게 하는 피스톤(21)이 설치되어 있으며, 캘리퍼 하우징(20)의 타측에는 다른 하나의 마찰패드(11)를 디스크(D)측으로 전진시켜 마찰패드(11)가 디스크(D)와 마찰하게 하는 핑거부(20b)가 형성되어 있다.

따라서 제동시 전달된 유압에 의해 피스톤(21)이 디스크(D)측으로 전진하며 일측 마찰패드(11)를 디스크(D)에 가압하고, 피스톤(21)과 일측 마찰패드(11) 사이에 작용하는 반력에 의해 캘리퍼 하우징(20)은 피스톤(21)의 이동 방향과 반대방향으로 이동하고, 그에 따라 캘리퍼 하우징(20)의 타측에 마련되어 있는 핑거부(20b)가 타측 마찰패드(11)를 디스크(D)에 가압하여 두 마찰패드(11)와 디스크(D) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 제동이 이루어진다.

또한, 본 발명의 디스크 브레이크는 주차 브레이크 기능을 수행할 수 있도록 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 포함한다. 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 캘리퍼 하우징(20)의 실린더부(20a) 내에 회전 가능하게 설치된 작동축(31)과, 작동축(31)의 회전방향에 따라 진퇴이동 하며 피스톤(21)을 가압하거나 가압 해제하도록 피스톤(21)의 내측에 설치되는 가압슬리브(32)와, 작동축(31)을 회전시키기 위한 전기모터(33)와, 다수의 기어(34a, 34b)를 포함하여 전기모터(33)의 회전축(33a)에서 발생한 동력을 작동축(31)에 전달하되, 그 회전수를 감소시켜 전달하는 감속기어조립체(34)를 포함한다. 여기서, 전기모터(33)는 차량의 운전석에 마련된 조작스위치(미도시)의 조작에 의해 전원을 인가받아 전기적 에너지를 기계적 회전운동 에너지로 변환시킨다.

또한, 본 발명의 전자식 주차 브레이크 시스템(30)은 차량이 제동되기 위한 충분한 제동력이 가해진 후에 전기모터(33)의 동작을 정지 즉, 지속적인 제동력의 전달을 중단시키기 위하여, 일정 이상의 제동력이 전달되면 전자식 주차 브레이크 시스템(30)의 제동력을 제한하는 토크 리미터(41) 또는 전기모터(33)에 전원이 인가될 때 인계점 이상의 전원이 인가되는 것을 방지하는 과전류 차단소자(43)를 더 포함한다.

토크 리미터(41)는 도시된 바와 같이 작동축(31) 상에 마련되어, 작동축(31)을 통해 일정 크기 이상의 제동력이 전달되지 못하도록 기계적으로 작동축(31)의 회전을 제한하는 역할을 한다. 즉, 본 발명에서는 작동축(31) 상에 마련된 토크 리미터(41)에 의해 작동축(31)이 일정 크기 이상의 제동력을 전달하는 것을 막을 수 있다.

과전류 차단소자(43)는 전기모터(33)에 지속적으로 전원을 인가함에 따라 일정 이상의 전류량이 증가될 때 자동으로 전기모터(33)로 인가되는 전원를 차단하여 과도한 제동력의 전달을 막는 역할을 한다. 여기서, 본 발명의 과전류 차단소자(43)는 도시되지 않은 차체 자세 제어장치(Electronic Stability Program;ESP)와 연결되어 제어를 받는다.

즉, 본 발명에서는 지속적인 전원 공급으로 전자식 주차 브레이크 시스템(30)에서 제동력이 증가되면, 토크 리미터(41)를 통해 일정 크기 이상의 제동력이 전달되지 못하도록 제동력을 제한하거나 과전류 차단소자(43)를 통해 일정 이상의 전류량이 증가되면 자동으로 전원을 차단함으로써 전자식 주차 브레이크 시스 템(30)을 제어할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 토크 리미터(41)와 과전류 차단소자(43)를 동시에 적용하여 전자식 주차 브레이크 시스템(30)을 제어할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크와 같이 가격이 비싼 전자제어유닛, 카운트센서, 전류센서를 장착하지 않아도 제어가 가능함으로써, 종래보다 전체 시스템의 크기를 줄일 수 있으며 제조비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 캐리어 11: 마찰패드

20: 캐리어 20a: 실린더부

21: 피스톤 30: 주차장치

31: 작동축 32: 가압슬리브

33: 전기모터 33a: 회전축

34: 감속기어조립체 41: 토크 리미터

43: 과전류 차단소자

Claims (2)

1. 차체에 고정되는 캐리어와,

   상기 캐리어에 진퇴이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징과, 상기 캐리어 내에 진퇴이동 가능하게 설치되며 사이에 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크가 배치되는 한 쌍의 마찰패드와,

   상기 캘리퍼 하우징에 마련된 실린더부에 진퇴이동 가능하게 설치되어 상기 한 쌍의 마찰패드 중 어느 하나를 상기 디스크로 가압하는 피스톤과,

   상기 실린더부 내에서 회전되는 작동축과, 상기 작동축의 회전에 따라 진퇴 이동하며 상기 피스톤을 가압 및 가압해제하는 가압슬리브와, 상기 캘리퍼 하우징 외면에 설치되어 상기 작동축을 회전시키는 전기모터와, 상기 전기모터에서 발생한 동력을 감속시켜 상기 작동축에 전달하는 감속기어조립체를 포함하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 포함하며,

   상기 전자식 주차 브레이크 시스템은 상기 작동축 상에 마련되어 상기 작동축에서 일정 크기 이상의 제동력이 전달되면 상기 작동축의 회전을 제한하는 토크 리미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자식 주차 브레이크 시스템은 상기 전기모터로 일정 이상의 전원이 인가되면 전원을 차단하는 과전류 차단소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 시스템을 갖춘 디스크 브레이크.

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