KR20120033504A

KR20120033504A - 전동식 디스크브레이크

Info

Publication number: KR20120033504A
Application number: KR1020100095058A
Authority: KR
Inventors: 김진석
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-09
Also published as: KR101240894B1

Abstract

전동식 디스크브레이크의 내부에서 발생된 진동이나 소음을 줄이기 위한 전동식 디스크브레이크를 개시한다. 차륜과 함께 회전하는 디스크의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드와, 상기 마찰패드들을 가압하도록 피스톤을 갖춘 캘리퍼하우징과, 주차과정에서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제하도록 하는 주차장치와, 상기 주차장치에 설치되어 전기모터의 회전력을 피스톤에 전달하도록 제1 및 제2캐리어를 갖춘 감속장치가 포함되는 전동식 디스크브레이크에 있어서, 상기 제1 및 제2캐리어는 감속장치에서 형성된 진동이 차체로 전달되지 않도록 구멍이 형성된 제1 및 제2댐핑홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 디스크브레이크{ELECTRIC DISC BRAKE}

본 발명은 전동식 디스크브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전동식 디스크브레이크의 내부에서 발생된 진동이나 소음을 줄이기 위한 전동식 디스크브레이크에 관한 것이다.

전동식 디스크브레이크는 전기모터의 동작에 의해 주차기능을 구현하는 장치이다. 이러한 정동식 디스크브레이크는 차륜과 함께 회전하는 디스크의 양측에 배치되는 마찰패드와, 마찰패드를 가압하기 위한 캘리퍼하우징을 구비하며, 또한 차량의 주차를 목적으로 디스크를 제동할 수 있는 주차장치로 구성된다.

일반적인 전동식 디스크브레이크의 주차장치는 캘리퍼하우징의 실린더 내에 회전 가능하게 설치되는 스핀들과, 스핀들의 회전에 의해 진퇴하면서 피스톤을 가압하거나 가압해제 하도록 피스톤의 내측에 설치되는 가압슬리브와, 스핀들을 회전시키기 위한 전기모터, 전기모터와 스핀들 사이에 설치되어 전기모터의 회전속도를 감속시키고 큰 회전력을 전달시키는 감속장치를 포함한다.

종래의 전동식 디스크브레이크는 캘리퍼하우징이 차체에 강하게 조립되고, 이 캘리퍼하우징에 감속장치도 강하게 조립된다. 감속장치에는 전기모터와 복수의 기어가 구비되어 있는데 이것들은 전기모터가 구동될 때 진동이나 소음이 발생한다.

따라서, 종래의 전동식 디스크브레이크는 감속장치 내부에서 발생한 진동이나 소음이 캘리퍼하우징에 전달되고, 캘리퍼하우징에 전달된 진동이나 소음은 차체의 내부로 전달되기 때문에 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 다른 측면은 전동식 디스크브레이크의 감속장치에서 발생한 진동이나 소음이 차체 내부로 전달되는 것을 방지하기 위한 전동식 디스크브레이크를 제공하는 것이다.

본 발명의 사상에 따른 전동식 디스크브레이크는, 차륜과 함께 회전하는 디스크의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드와, 상기 마찰패드들을 가압하도록 피스톤을 갖춘 캘리퍼하우징과, 주차과정에서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제하도록 하는 주차장치와, 상기 주차장치에 설치되어 전기모터의 회전력을 피스톤에 전달하도록 제1 및 제2캐리어를 갖춘 감속장치가 포함되는 전동식 디스크브레이크에 있어서, 상기 제1 및 제2캐리어는 감속장치에서 형성된 진동이 차체로 전달되지 않도록 구멍이 형성된 제1 및 제2댐핑홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2캐리어는 진동을 흡수하도록 탄성재질의 금속으로 성형되는 것을 특징으로 한다.

상기 감속장치에는 다단 감속을 통해 큰 감속비를 얻을 수 있도록 연속적으로 연결되는 복수의 유성기어유닛이 포함되고, 상기 각 유성기어유닛은 상기 전기모터와 연결되는 선기어를 포함하고, 상기 제1 및 제2캐리어에는 상기 선기어가 설치되도록 하는 지지부와, 상기 유성기어유닛이 장착되도록 하는 장착부가 포함되고, 상기 지지부의 외주면과 장착부의 내주면은 진동이 전달되지 않도록 이격되는 것을 특징한다.

본 발명에 따른 전동식 디스크브레이크는 감속장치에서 캐리어의 형상을 판스프링과 같은 구조로 변경함으로써, 전동식 디스크브레이크에서 발생된 진동이나 소음을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전동식 디스크브레이크는 감속장치에서 캐리어의 연결구조를 탄성이 있는 재질로 진동절연함으로써, 전동식 디스크브레이크에서 발생된 진동이나 소음이 차체 내부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전동식 디스크브레이크는 감속장치에서 발생된 진동이나 소음이 차체 내부로 전달되는 것을 방지함으로써 승차감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 디스크브레이크를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 감속장치를 분해한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 캐리어의 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 디스크브레이크는 차륜과 함께 회전하는 디스크(1)의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드(11,12)와, 마찰패드들(11,12)을 가압하도록 피스톤을 갖춘 캘리퍼하우징(13)과, 주차과정에서 피스톤을 가압하거나 가압해제하도록 하는 주차장치를 가진다.

캘리퍼하우징(13)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(14)을 진퇴 가능하게 수용하는 실린더(15)가 형성된 바디(16)와, 바디(16)에서 반대편의 제1마찰패드(11)로 연장되는 연결부와(17), 제1마찰패드(11)의 배면을 지지하기 위해 연결부(17)에서 연장된 지지부(18)를 포함한다.

바디(16)에는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더(15) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일이 유입되는 오일포트(19)가 형성되고, 피스톤(14) 외면과 실린더(15) 내면 사이에는 오일의 누설방지를 위한 패킹(20)을 구비한다.

따라서, 실린더(15) 내부로 제동을 위한 유압이 가해질 때는 피스톤(14)이 제2마찰패드(12) 측으로 전진하여 제2마찰패드(12)를 가압하고, 캘리퍼하우징(13)이 피스톤과 반대방향으로 동작하여 지지부(18)가 제1마찰패드(11)를 가압하므로 디스크(1)의 제동을 수행할 수 있다.

주차장치는 캘리퍼하우징의 후단에 배치되어 주차과정에서 디스크를 가압하거나 가압해제하도록 한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와같이, 주차장치는 캘리퍼하우징(13)의 실린더(15) 내에 회전 가능하게 설치되는 스핀들(23)과, 스핀들(23)의 회전에 의해 진퇴하면서 피스톤(14)을 가압하거나 가압해제하도록 피스톤(14)의 내측에 설치되는 가압슬리브(24)와, 스핀들(23)을 회전시키도록 하우징 내측에 설치되는 전기모터(41)와, 전기모터(41)의 회전력을 스핀들(23)에 전달하도록 하우징 내측에 설치되는 감속장치(40)를 가진다.

스핀들(23)은 도 1에 도시한 바와 같이, 실린더(15)의 후단 쪽에 회전 가능하게 지지되는 지지부(23a)와, 지지부(23a)에서 피스톤(14)의 내측 중심부를 향하여 소정길이 연장되는 수나사부(23b)를 마련한다. 여기서, 스핀들(23)은 한쪽 방향으로 힘을 전달할 수 있도록 톱니나사로 마련될 수 있다.

가압슬리브(24)는 원통형으로 형성되며 스핀들(23)의 회전에 의해 축방향으로 진퇴한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 가압슬리브의 내면에는 스핀들(23)의 수나사부(23b)와 체결되는 암나사부(24a)를 구비한다. 가압슬리브(24)의 외면과 피스톤(14)의 내면 사이에는 상호 대응하여 접하는 결합면들(24b,14a)이 마련된다.

따라서, 스핀들(23)이 정방향 또는 역방향으로 회전하면, 가압슬리브(24)의 진퇴가 이루어지고, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.

여기서, 피스톤(14)의 내주면(14a)은 원형이 아닌 형상으로 마련되어 내측에 조립된 가압슬리브(24)의 회전을 방지할 수 있도록 마련된다. 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤(14)은 타원형으로 마련되어 스핀들(23)의 회전에 대하여 가압슬리브(24)가 회전하지 않고 진퇴가 이루어지도록 한다.

스핀들(23)의 일측에는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 오일의 누설을 방지하는 제1오링(25)이 마련될 수 있다. 그리고, 제1오링(25)의 일측으로는 베어링(26)이 마련될 수 있다. 베어링(26)은 스핀들(23)과 캘리퍼하우징(13) 사이의 마찰이 저감되도록 한다. 이러한 베어링(26)은 미끄럼 베어링 또는 구름 베어링을 포함할 수 있다.

그리고, 베어링(26)의 양측에는 베어링(26)이 손상되는 것을 방지하는 와셔(27)가 마련될 수 있다. 그리고, 베어링(26)의 일측에는 이물질이 침투하는 것을 방지하는 제2오링(28)이 마련된다. 제2오링(28)은 스핀들(23)의 회전을 지지할 수 있도록 마련된 부시(29)에 결합될 수 있다. 부시(29)의 일측으로는 부시(29)와 결합되는 이링(30)이 마련될 수 있다.

전기모터(41)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(70)의 내측에 설치되어 차량의 운전석에 마련된 조작스위치의 조작에 의해 전원을 인가받아 전기적 에너지를 기계적 회전운동 에너지로 변환시킨다. 전기모터(41)는 캘리퍼하우징(13)의 후단에 결합되는 하우징(70)에 고정 설치된다.

감속장치(40)는 하우징(70)의 내측에 설치되어 전기모터(41)에서 전달되는 토크를 증폭시키다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 감속장치(40)는 하우징(70)의 내측에 전기모터(41)와 스핀들(23) 사이에 마련된다. 감속장치(40)에는 복수의 유성기어유닛(50)과 동력연결유닛(60)을 포함한다.

감속장치(40)는 전기모터(41)의 속도를 감속하면서 전달되는 토크를 증폭시킨다. 동일한 마력의 전기모터(41)의 회전수와 토크는 반비례하기 때문에 고속으로 회전하는 전기모터(41)의 속도를 감속시키면서 전달되는 토크를 증폭시키는 장치가 별도로 구비되어야 한다.

유성기어유닛(50)은 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 다단 감속을 통해 큰 감속비를 얻을 수 있도록 전기모터(41)와 연결되는 동력연결유닛(60)에서 스핀들(23)에 이르기까지 연속적으로 연결되는 복수의 유성기어유닛(51,52)으로 이루어질 수 있다.

제1 및 제2유성기어유닛(51)은 구동원과 연결되는 선기어(51a,52a), 선기어(51a,52a)의 외측에 치합되는 복수의 유성기어(51b,52b), 유성기어(51b,52b)를 수용하도록 내접기어로 된 링기어(51c,52c), 유성기어(51b,52b)를 회전 가능하게 지지하고 선기어(51a,52a)와 동축적으로 회전하도록 설치되며 회전 동력을 출력하는 캐리어(51d,52d)를 포함한다.

동력연결유닛(60)에는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 제1유성기어유닛(51)의 선기어(51a)가 연결되고, 제1유성기어유닛(51)의 캐리어(51d) 중심축에 제2유성기어유닛(52)의 선기어(52a)가 결합된다. 복수의 유성기어유닛(51,52)은 이러한 방식으로 연속되도록 연결되어 제2유성기어유닛(52)의 캐리어(52d)가 스핀들(23)과 연결된다.

이러한 감속장치(40)는 구동원인 전기모터(41)를 소형화하면서도 스핀들(23)을 큰 힘으로 회전시킬 수 있도록 한 것이고, 주차를 위한 제동을 수행한 상태에서 전기모터(41)의 동작을 정지시킬 경우 감속장치(40)의 큰 감속비에 의해 스핀들(23)의 회전이 제한됨으로써 제동상태가 유지될 수 있도록 한 것이다.

그리고, 동력연결유닛(60)는 유성기어유닛(50)과 전기모터(41)의 축을 연결한다. 동력연결유닛(60)은 전기모터(41)에 마련된 구동기어(61)와, 유성기어유닛(40)에 연결되는 피동기어(63), 구동기어(61)와 피동기어(63) 사이에서 이들을 연결하는 중간기어(62)를 구비한다. 동력연결유닛(60)은 구동기어(61), 중간기어(62), 피동기어(63)의 축간거리를 유지함과 동시에 중간기어(62)의 축(62a)을 지지하는 프레임(64)을 더 구비한다. 이러한 동력연결유닛(60)를 구성할 때는 구동기어(61) 측에서 피동기어(63) 측으로 갈수록 기어의 잇수가 증가하도록 함으로써 전기모터(41)의 회전이 유성기어유닛(50)에 감속되어 전달될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 전기모터(41)는 유성기어유닛(50)의 측방에 설치되고, 그 중심축선이 유성기어유닛(50)의 중심축선과 평행하도록 배치된다. 이처럼 전기모터(41)의 중심축선과 유성기어유닛(50)의 중심축선이 평행하도록 전기모터(41)를 감속장치(40)의 측방에 배치하면 디스크브레이크의 전체길이를 짧게 할 수 있다.

한편, 종래의 전동식 디스크브레이크는 캘리퍼하우징이 차체에 강하게 조립되고, 이 캘리퍼하우징에 감속장치도 강하게 조립된다. 감속장치에는 전기모터와 복수의 기어가 구비되어 있는데 이것들은 전기모터가 구동될 때 진동이나 소음이 발생한다. 이와 같이 종래의 전동식 디스크브레이크는 감속장치 내부에서 발생한 진동이나 소음이 캘리퍼하우징에 전달되고, 캘리퍼하우징에 전달된 진동이나 소음은 차체의 내부로 전달되기 때문에 승차감이 떨어진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 전동식 디스크브레이크는 감속장치(40)의 마지막 단계의 부품인 캐리어(51d,52d)의 형상을 판스프링과 같은 구조로 변경하고, 캐리어(51d,52d)의 지지부(124)의 내주면과 장착부(128)의 외주면이 이격되도록 함으로써, 감속장치(40)에서 발생한 진동이 차체의 내부로 전달되지 않는 구조를 마련하였다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제1캐리어(100)는 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 감속장치(40)에서 캘리퍼하우징(13) 측에 설치되어 유성기어들(51b,52b)을 회전 가능하게 지지한다. 또 제1캐리어(100)는 선기어(51a)와 동축적으로 회전하도록 설치되어 회전동력을 스핀들(23)에 전달한다.

제1캐리어(100)에는 제1결합공(104)이 마련되고, 이 제1결합공(104)에 유성기어들(51b,52b)이 볼트로 체결되어 지지된다. 또, 제1캐리어(100)에는 진동을 흡수되도록 내면에 제1댐핑홀(106)과 제2댐핑홀(108)이 천공된 판 스프링의 형태로 성형된다. 제1캐리어(100)의 재질은 진동을 흡수하도록 탄성이 있는 금속으로 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1캐리어(100)는 제1 및 제2댐핑홀(106,108)을 갖춘 판 스프링 형태로 성형되고, 제1캐리어(100)의 재질을 탄성이 있는 금속으로 성형함으로써, 감속장치(40)에서 발생된 진동이나 소음이 차체의 내부로 전달되는 것을 막을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2캐리어(120)에는 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 유성기어들(51b,52b)이 장착되도록 하는 장착부(128)과, 선기어(51a)가 지지되도록 하는 지지부(124)을 포함한다. 장착부(128)에는 제2결합공(122)이 마련되어 유성기어들(51b,52b)이 볼트로 체결된다. 지지부(124)의 외주면과 장착부(128)의 내주면은 진동이 전달되지 않도록 이격되어 설치된다.

또, 제2캐리어(120)의 재질은 진동을 흡수하도록 탄성이 있는 금속으로 형성될 수 있다. 그리고 제2캐리어(120)의 지지부(124)와 장착부(128)를 연결하는 연결부재는 탄성이 있는 금속이나 탄성 고분자재료로 형성된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2캐리어(120)가 탄성이 있는 재질로 성형되고, 지지부(124)와 장착부(128)가 이격되고, 지지부(124)와 장착부(128)를 연결하는 연결부재가 탄성이 있는 금속이나 탄성 고분자재료로 성형됨으로써, 감속장치(40)에서 발생된 진동이나 소음이 차체의 내부로 전달되는 것을 막을 수 있다.

이하 상기와 같이 구성된 전동식 디스크브레이크의 동작 및 이에 따른 효과에 대해 설명한다.

운전자가 주차를 위해 차량의 운전석 쪽에 마련된 조작스위치를 조작하면, 전기모터(41)의 회전이 이루어진다. 전기모터(41)의 회전은 감속장치(40)를 거치면서 감속되어 큰 힘으로 스핀들(23)을 회전시킨다. 그리고, 스핀들(23)이 회전하면 가압슬리브(24)의 축방향 이동이 이루어지고, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.

제동이 이루어진 후에는 전기모터(41)의 동작이 정지된다. 이때, 본 발명은 감속장치(40)가 큰 감속비를 가지기 때문에 스핀들(23)의 회전이 방지된다. 따라서, 전기모터(41)를 다시 구동하지 않는 한 제동상태가 그대로 유지된다.

운전자가 제동을 해제할 때는 운전석의 조작스위치를 조작하여 제동을 해제한다. 이때는 전기모터(41)가 제동시의 역방향으로 회전하고 스핀들(23)이 제동시의 역방향으로 회전하므로, 가압슬리브(24)가 피스톤(14)의 가압을 해제하여 제동이 해제된다.

1: 디스크 11,12: 마찰패드
13: 캘리퍼하우징 14: 피스톤
23: 스핀들 24: 가압슬리브
25: 제1오링 26: 와셔
27: 베어링 28: 제2오링
29: 부시 30: 이링
40: 감속장치 41: 전기모터
50: 유성기어유닛 51a,51b: 선기어
51d,52d: 캐리어 60: 동력연결유닛
70: 하우징 100: 제1캐리어
104: 결합공 106: 제1댐핑홀
108: 제2댐핑홀 120: 제2캐리어
122: 제2결합공 124: 지지부
128: 장착부

Claims

차륜과 함께 회전하는 디스크의 양측에 배치되는 제1 및 제2마찰패드와, 상기 마찰패드들을 가압하도록 피스톤을 갖춘 캘리퍼하우징과, 주차과정에서 상기 피스톤을 가압하거나 가압해제하도록 하는 주차장치와, 상기 주차장치에 설치되어 전기모터의 회전력을 피스톤에 전달하도록 제1 및 제2캐리어를 갖춘 감속장치가 포함되는 전동식 디스크브레이크에 있어서,
상기 제1 및 제2캐리어는 감속장치에서 형성된 진동이 차체로 전달되지 않도록 구멍이 형성된 제1 및 제2댐핑홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 디스크브레이크.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2캐리어는 진동을 흡수하도록 탄성재질의 금속으로 성형되는 것을 특징으로 하는 전동식 디스크브레이크.
제1항에 있어서,
상기 감속장치에는 다단 감속을 통해 큰 감속비를 얻을 수 있도록 연속적으로 연결되는 복수의 유성기어유닛이 포함되고,
상기 각 유성기어유닛은 상기 전기모터와 연결되는 선기어를 포함하고,
상기 제1 및 제2캐리어에는 상기 선기어가 설치되도록 하는 지지부와, 상기 유성기어유닛이 장착되도록 하는 장착부가 포함되고,
상기 지지부의 외주면과 장착부의 내주면은 진동이 전달되지 않도록 이격되는 것을 특징으로 하는 전동식 디스크브레이크.