KR20110057761A

KR20110057761A - 전자식 주차 브레이크장치

Info

Publication number: KR20110057761A
Application number: KR1020090114305A
Authority: KR
Inventors: 이석환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-01

Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 하우징과, 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동유닛과, 상기 구동유닛과 연결된 기어유닛과, 상기 기어유닛과 연결되는 너트유닛과, 상기 너트유닛의 회전에 따라 진퇴 운동하는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 연결되어 상기 스핀들부재의 진퇴에 따라 당겨지거나 풀리도록 작동하는 브레이크 케이블을 포함하고, 상기 너트유닛은 상기 기어유닛과 결합하는 제1너트부재와, 상기 제1너트부재내부에 마련되며 상기 제1너트부재의 회전에 따라 진퇴하는 제2너트부재를 포함하여 이루어진다.

Description

전자식 주차 브레이크장치{ELECTRIC PARKING BRAKE}

본 발명은 주차 브레이크장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기모터를 이용하여 주차 브레이크 장치의 작동 케이블을 작동 및 해제시키는 전자식 주차 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 전체의 차량에는 차속을 감속하거나 정차시키기 위한 수단으로서 브레이크시스템이 갖추어지게 된다.

이 브레이크시스템은 주행 중 차량을 감속시키고 정지시키는 주행 브레이크와, 차량을 주, 정차할 경우 사용되는 파킹 브레이크로 구분된다.

주행 브레이크는 풋 브레이크라고도 하며 운전자의 조작이 가능한 답판 형태의 브레이크페달과 그 브레이크페달의 조작시 전륜 또는 후륜의 휠디스크를 제동하는 브레이크패드를 구비해서 구성되어 주행 중 운전자가 브레이크페달을 밟아 작동되는 것이다.

파킹 브레이크는 정지상태의 차량을 움직이지 못하게 하는 장치로서 핸드 브레이크 또는 사이드(Side) 브레이크라고도 하며, 파킹 브레이크 레버를 당기면 케이블에 의해 뒤 브레이크 슈 레버가 움직여 라이닝이 드럼에 밀착되므로 제동상태 를 유지할 수 있다.

이 파킹 브레이크는 통상 레버로 케이블을 당기고 릴리즈시킴으로써 작동 해제하는 기계식 구조를 사용하고 있으나, 근래에는 레버의 조작없이 스위치 조작으로 주차브레이크를 제어하여 운전자의 편의성과 실내 외관미를 증대시킨 전자식 파킹 브레이크장치(EPB ; Electronic Parking Brake)가 적용되고 있는 실정이다.

전자식 파킹 브레이크장치는 스위치의 조작으로 작동하는 엑츄에이터로 파킹 브레이크 케이블을 당겨 파킹 브레이크를 작동, 해제하는 것이다.

전자식 파킹 브레이크장치는 하나의 엑츄에이터로 하나의 파킹 브레이크 케이블을 당기는 모노타입과, 하나의 엑츄에이터로 두개의 파킹 브레이크 케이블을 단기는 듀얼타입으로 구분된다.

도 1은 종래기술에 따른 듀얼타입 전자식 주차 브레이크 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.

종래기술에 따른 듀얼타입 전자식 주차 브레이크 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 모터(100)와, 회전 모터(100)의 회전력을 전달받아 파킹 브레이크케이블(110)을 당기고, 풀도록 작동하는 케이블 작동수단(120)과, 회전 모터(100)의 회전력을 케이블 작동수단(120)으로 전달하여 케이블 작동수단(120)을 작동시키는 작동 기어부재(130)와, 파킹 브레이크케이블(110)을 당기는 힘을 측정하는 힘측정유닛(140)과, 한 쌍의 케이블(110)을 포함하여 이루어질 수 있다.

케이블 작동수단(120)은 일단이 폐쇄되며 작동 기어부재(130)의 회전에 따라 진퇴하는 너트부재(121)와, 너트부재(121)의 내부에 마련되어 너트부재(121)와 대 향하는 방향으로 운동하는 스핀들부재(122)를 포함하여 이루어진다.

그러나, 너트부재(121)는 단일의 관형상 샤프트로 형성되고, 파킹 브레이크케이블에 요구되는 스크로크(a)를 발생시기 위해서는 케이블 작동수단(120)의 길이(b)가 길어지는 문제점이 있다.

따라서, 샤프트의 길이가 길면 길수록 EPB장치의 크기가 커져 제조비용이 증가하며, EPB를 차량에 장착하기 위한 공간을 확보하는데 어려움이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일측면은 케이블 작동수단의 크기를 최소화할 수 있는 구조의 전자식 주차 브레이크 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 컴팩트하며 제조비용을 절감할 수 있는 전자식 주차 브레이크 장치를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 전자식 주차 브레이크 장치는 하우징과, 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동유닛과, 상기 구동유닛과 연결된 기어유닛과, 상기 기어유닛과 연결되는 너트유닛과, 상기 너트유닛의 회전에 따라 진퇴 운동하는 스핀들부재와, 상기 스핀들부재와 연결되어 상기 스핀들부재의 진퇴에 따라 당겨지거나 풀리도록 작동하는 브레이크 케이블을 포함하고, 상기 너트유닛은 상기 기어유닛과 결합하는 제1너트부재와, 상기 제1너트부재내부에 마련되며 상기 제1너트부재의 회전에 따라 진퇴하는 제2너트부재를 포함하여 이루어진다.

상기 제2너트부재는 상기 제1너트부재의 나사산에 대응하여 외주면에 형성된 제1나사부와, 상기 스핀들부재의 나사산에 대응하여 내주면에 형성된 제2나사부를 포함할 수 있다.

상기 하우징에 대해 상대운동 가능하게 설치되는 작동부재와, 상기 하우징과 상기 작동부재사이의 상대 변위를 이용하여 상기 브레이크케이블에 인가되는 힘을 측정하는 힘측정유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 작동부재는 상기 제2너트부재에 의해 가압되어 상기 하우징과의 상대 변위를 발생시킨다.

상기 스핀들부재는 상기 제2너트부재내부에 장착되어 상기 제2너트부재의 회전에 따라 진퇴한다.

상기 구동유닛은 상기 브레이크케이블을 작동시키는 경우 상기 제1너트부재의 회전에 의해 상기 제2너트부재 및 스핀들부재가 직선운동 한 후 상기 제2너트부재의 회전에 의해 상기 스핀들부재가 직선 운동한다.

본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치는 너트유닛을 복수의 부재로 마련함으로써, 브레이크 장치의 전체적인 길이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 전자식 주차 브레이크 장치를 컴팩트화 시킴으로써 전자식 주차 브레이크 장치를 자체에 장착하기 위한 장착공간상의 제약을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 시스템에 대하여 첨부도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 요부를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 작동이 해제된 상태를 나타내는 동작도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치가 작동된 상태를 나타내는 동작도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치(1)는 하우징(10), 구동유닛(20), 기어유닛(30), 너트유닛(40), 스핀들부재(70), 한 쌍의 브레이크케이블(81,82) 및 힘측정유닛(90)을 포함하여 구성될 수 있다.

전자식 주차 브레이크 장치(1)는 이러한 구성요소들을 이용하여 브레이크케이블(81,82)을 당기거나 풀어줌으로서 바퀴를 제동할 수 있도록 구성될 수 있다.

하우징(10)은 차제에 장착될 수 있도록 마련되며 전자식 주차 브레이크 장치(1)의 구성요소들이 설치될 수 있도록 소정 공간을 구획한다.

구동유닛(20)은 외부의 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터로 이루어질 수 있다. 구동유닛(20)은 정, 역회전가능하게 마련된다.

기어유닛(30)은 구동유닛(20)의 회전력을 너트유닛(40)에 전달하기 위한 것으로, 너트유닛(40)을 정회전 또는 역회전시키는 것이 가능하다.

기어유닛(30)은 구동유닛(20)과 결합된 제1기어부(31)와, 제1기어부(31)와 연결된 감속기어부(32)와, 너트유닛(40)의 외주면에 마련된 연결기어부(33)를 포함하여 구성된다.

따라서, 구동유닛(20)의 구동으로 인한 기어유닛(30)의 회전으로 너트유닛(40)을 정회전 또는 역회전시키는 것이 가능하다.

너트유닛(40)은 스핀들부재(70)를 축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다. 너트유닛(40)은 스핀들부재(70)와 나사 결합으로 체결되어 있다.

이러한 구조는 너트유닛(40)과 스핀들부재(70)가 자기 잠금 고정(self-locking) 기능을 할 수 있도록 한다. 즉, 너트유닛(40) 또는 스핀들부재(70)에 힘이 인가되지 않는 경우 별도의 고정 장치가 없더라도 너트유닛(40)과 스핀들부재(70)는 축 방향으로 이동하는 것이 제한된다.

스핀들부재(70)는 외주면에 나사산(71)이 형성되며, 일단에는 제1브레이크케이블(81)을 고정하기 위한 고정부(72)가 마련된다.

너트유닛(40)은 스핀들부재(70)를 축 방향을 따라 이동시키게 되면, 후술할 너트유닛(40)의 제1너트부재(50)는 스핀들부재(70)와의 작용/반작용에 의해서 스핀들부재(70)의 이동방향과 반대방향으로 이동된다.

이처럼 너트유닛(40)과 스핀들부재(70)는 작용/반작용력에 의해서 서로 반대 방향으로 이동하도록 구성될 수 있는데, 이러한 현상을 이용하여 한 쌍의 브레이크케이블(81,82)을 동작시킬 수 있게 된다.

한 쌍의 브레이크케이블(81,82)은 스핀들부재(70)의 단부에 고정된 제1브레이크케이블(81)과, 힘측정유닛(90)측에 고정된 제2브레이크케이블(82)을 포함하여 이루어진다.

힘측정유닛(90)은 비록 도시하지 아니하였지만 스프링부재(미도시)와 홀센서(미도시) 및 마그넷(미도시)으로 구성될 수 있다. 따라서 구동유닛(20)의 전류를 측정하지 않더라도 브레이크케이블(81,82)에 인가되는 힘을 구할 수 있다.

힘측정유닛(90)과 너트유닛(40) 사이에는 베어링부재(92)가 설치되는데, 베이링부재(92)는 너트유닛(40)의 축 방향 힘을 힘측정유닛(90)에 전달되도록 하는 동시에 너트유닛(40)의 회전력이 힘측정유닛(90)에 전달되는 것을 방지한다.

너트유닛(40)은 기어유닛(30)과 결합되는 제1너트부재(50)와, 제1너트부재(50)내부에 마련되며 제1너트부재(50)의 회전에 따라 진퇴하는 제2너트부재(60)를 포함하여 이루어질 수 있다.

제1너트부재(50)의 외주면에는 연결기어부(33)가 고정되어 구동유닛(20)의 구동과 연동하여 제1너트부재(50)가 회전하게 된다.

제1너트부재(50)의 외주면에서는 축방향을 따라 복수의 리브(51)가 마련되고 내주면에는 나사산(52)이 형성된다.

연결기어부(33)는 복수의 리브(51)에 대응하는 복수의 홈부(33a)가 형성된다.

따라서, 연결기어부(33)가 회전하는 경우 치차 결합된 제1너트부재(50)가 같이 회전하는 동시에 제1너트부재(50)는 연결기어부(33)에 대해 길이방향으로 진퇴운동 가능하게 된다.

제2너트부재(60)의 외주면에는 제1너트부재(50)의 나사산(52)에 대응하여 제 1나사부(61)가 형성되고, 내주면에는 스핀들부재(70)의 나사산(71)에 대응하여 제2나사부(62)가 형성된다.

따라서, 브레이크 장치를 작동시키기 위해 구동유닛(20)을 구동시키면 기어유닛(30)에 의해 제1너트부재(50)가 회전함과 동시에 스핀들부재(70)측에 대향하는 제1방향(A)으로 직선운동하게 되고, 제1너트부재(50)의 회전에 의해 제1너트부재(50)내부에 나사 결합하는 제2너트부재(60) 및 그 내부에 마련된 스핀들부재(70)는 제2방향(B)으로 운동하게 된다.

제2너트부재(60)는 제1너트부재(50)내에서의 직선운동이 종료되면 제1너트부재(50)의 회전에 따라 같이 회전하게 되고, 이에 따라 제2너트부재(60)에 나사 결합하는 스핀들부재(70)는 제2방향으로 운동하게 된다.

본 실시예에서는 일 예로 너트유닛(40)이 두개의 너트부재로 이루어지는 것으로 하고 있으나, 설계에 따라 너트유닛은 두개 이상의 너트 부재로 이루어질 수 있음은 물론이다.

따라서, 도 에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크장치는 단일의 너트부재로 이루어진 종래의 기술에 따른 주차 브레이크장치의 스핀들부재와 동일한 스크로크거리(a)를 유지하면서도 작동해제상태시 종래 기술의 너트유닛과 스핀들부재의 길이(b)보다 더 짧게 길이(b')을 가질 수 있어 전자식 주차 브레이크 장치를 컴팩트화할 수 있으며, 전자식 주차 브레이크 장치를 자체에 설치하는 경우 설치공간을 최소화할 수 있어 공간활용성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 동작을 도 3,4를 참조하여 설명하도록 한다.

도 3과 같이 전자식 주차 브레이크 장치(1)의 작동이 해제된 상태에서 구동유닛(20)이 구동하면 기어유닛(30)이 구동력을 너트유닛(40)에 전달하게 된다.

너트유닛(40)에 전달된 구동력에 의해 제1너트부재(50)가 회전하면서 제1방향(A)으로 슬라이딩 운동하면서 제2브레이크케이블(82)을 당긴다. 이와 동시에 제1너트부재(50) 내에 있는 제2너트부재(60) 및 제2너트부재(60)내에 있는 스핀들부재(70)는 일체가 되어 2방향(B)으로 이동하고, 제2너트부재(60)가 제1너트부재(50)내에서 이동이 완료되면 제1너트부재(50)와 같이 회전하게 되고, 이에 따라 제2너트부재(60)내의 스핀들부재(70)는 2방향(B)으로의 이동을 계속하여 제1브레이크케이블(81)을 당겨 주차브레이크 장치를 작동시킨다.

이 후, 전자식 주차 브레이크 장치(1)의 작동을 해제시키기 위해 구동유닛(20)을 역으로 구동시키면 제1너트부재(50)가 반대로 회전하면서 제2방향(B)으로 슬라이딩하게 된다. 이때, 제1너트부재(50)에 있는 제2너트부재(60) 및 제2너트부재(60)내에 있는 스핀들부재(70)는 반작용으로 제1방향(A)으로 직선운동하고, 제2너트부재(60)는 제1너트부재(50)내에서 이동이 완료되면 제1너트부재(50)와 같이 회전하게 되고, 이에 따라 제2너트부재(60)내의 스핀들부재(70)는 제1방향(A)으로 이동하여 한 쌍의 브레이크케이블(81,82)을 풀어 브레이크 장치의 작동을 해제시킨다.

이와 같이 너트유닛이 적어도 2개의 너트부재로 형성되기 때문에 종래기술과 같은 스핀들부재의 스크로크 거리를 충족시키면서 브레이크 장치의 작동시 너트유닛과 스핀들부재의 길이를 줄일 수 있어 컴팩트한 구성이 가능하게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 요부를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치의 작동이 해제된 상태를 나타내는 동작도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치가 작동된 상태를 나타내는 동작도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 하우징 20: 구동유닛

40: 너트유닛 50: 제1너트부재

60: 제2너트부재 61: 제1나사부

62: 제2나사부 70: 스핀들부재

81,82: 브레이크케이블 90: 힘측정유닛

Claims

하우징과,

전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동유닛과,

상기 구동유닛과 연결된 기어유닛과,

상기 기어유닛과 연결되는 너트유닛과,

상기 너트유닛의 회전에 따라 진퇴 운동하는 스핀들부재와,

상기 스핀들부재와 연결되어 상기 스핀들부재의 진퇴에 따라 당겨지거나 풀리도록 작동하는 브레이크 케이블을 포함하고,

상기 너트유닛은 상기 기어유닛과 결합하는 제1너트부재와, 상기 제1너트부재내부에 마련되며 상기 제1너트부재의 회전에 따라 진퇴하는 제2너트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2너트부재는 상기 제1너트부재의 나사산에 대응하여 외주면에 형성된 제1나사부와, 상기 스핀들부재의 나사산에 대응하여 내주면에 형성된 제2나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 하우징에 대해 상대운동 가능하게 설치되는 작동부재와,

상기 하우징과 상기 작동부재사이의 상대 변위를 이용하여 상기 브레이크케이블에 인가되는 힘을 측정하는 힘측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
제3항에 있어서,

상기 작동부재는 상기 제2너트부재에 의해 가압되어 상기 하우징과의 상대 변위를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
제4항에 있어서,

상기 스핀들부재는 상기 제2너트부재내부에 장착되어 상기 제2너트부재의 회전에 따라 진퇴하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동유닛은 상기 브레이크케이블을 작동시키는 경우 상기 제1너트부재의 회전에 의해 상기 제2너트부재 및 스핀들부재가 직선운동 한 후 상기 제2너트부재의 회전에 의해 상기 스핀들부재가 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.