KR20120086761A - 전자식 주차 브레이크 장치 - Google Patents

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KR20120086761A
KR20120086761A KR1020110008017A KR20110008017A KR20120086761A KR 20120086761 A KR20120086761 A KR 20120086761A KR 1020110008017 A KR1020110008017 A KR 1020110008017A KR 20110008017 A KR20110008017 A KR 20110008017A KR 20120086761 A KR20120086761 A KR 20120086761A
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최욱진
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Abstract

본 발명은 솔레노이드 방식을 이용하여 주차 브레이크의 주차케이블과 연결된 스핀들을 슬라이딩 직선 왕복이동시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크는, 차체에 장착되는 메인 하우징; 소정길이를 가지며, 상기 메인 하우징 내에 마련되어 직선 왕복운동하는 스핀들; 상기 스핀들의 직선 왕복운동에 따라 함께 이동하여 주차 브레이크를 작동 및 작동해제되도록 주차 브레이크와 상기 스핀들의 일측 끝단에 연결된 주차케이블; 및 스핀들의 타측 부근에 마련되어 전원을 인가받아 스핀들을 이동시키기 위한 자기력을 발생시키는 파킹유닛;을 포함한다.

Description

전자식 주차 브레이크 장치{Electronic parking brake}
본 발명은 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔레노이드 방식을 이용하여 주차 브레이크의 주차케이블과 연결된 스핀들을 슬라이딩 직선 왕복이동시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 운송 및 이동을 위한 차량에는 차속을 감속하거나 정차시키기 위한 수단으로서 브레이크시스템이 갖추어지게 된다.
이 브레이크시스템은 주행 중 차량을 감속시키고 정지시키는 주행 브레이크 장치와, 차량을 주?정차할 경우 사용되는 주차 브레이크 장치로 구분된다.
여기서, 상기 주차 브레이크 장치는 정지상태의 차량을 움직이지 못하게 하는 장치로서 핸드 브레이크 또는 사이드(Side) 브레이크라고도 하며, 주차 브레이크 레버를 당기면 주차케이블에 의해 뒤 브레이크 슈 레버가 움직여 라이닝이 드럼에 밀착되므로 제동상태를 유지할 수 있다.
이러한 주차 브레이크 장치는 통상적으로 레버를 이용하여 케이블을 당기고 릴리즈시킴으로써 작동 해제하는 기계식 구조를 사용하고 있으나, 근래에는 레버의 조작없이 스위치의 조작으로 주차 브레이크 장치를 제어하여 운전자의 편의성과 실내 외관미를 증대시킨 전자식 주차 브레이크 장치(EPB ; Electronic Parking Brake)가 적용되고 있는 실정이다.
상기 전자식 주차 브레이크 장치는 스위치의 조작으로 작동하는 액츄에이터로 주차케이블을 당겨 주차 브레이크 장치를 작동 및 작동 해제하는 것이다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 전자식 주차 브레이크 장치(1)는 수납공간이 형성된 하우징(10)과, 전자식 주차 브레이크 장치(1)를 제어하는 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)(미도시)과, 전자제어유닛의 제어에 따라 제동력과 해제력을 제공하는 액츄에이터 유닛(20)과, 액츄에이터 유닛(20)의 작동에 따라 차륜의 제동상태를 유지하는 브레이크 유닛(30) 및, 주차 케이블(C)에 인가되는 힘을 측정하는 힘측정 유닛(40)을 구비한다.
상기 액츄에이터 유닛(20)은 정역회전하는 모터(21)와, 모터(21)의 구동기어(미도시)와 치합되어 회전력을 스핀들(35)에 전달하도록 복수의 기어로 이루어진 기어조립체(25)로 구성된다.
상기 기어조립체(25)는 모터(21)의 구동기어와 맞물려 회전하는 종동기어(미도시) 및, 종동기어로부터 회전력을 전달받아 스핀들(35)을 직선운동으로 변환시키는 너트기어(미도시) 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 너트기어는 중공된 형태를 가지며, 스핀들(35)은 이 중공에 회전나사 방식으로 결합되며 직선 운동한다.
또한, 브레이크 유닛(30)은 상기 기어조립체(25)의 회전운동이 왕복직선운동으로 변환되어 축의 길이방향으로 진퇴가능하도록 이루어진 스핀들(35) 및, 상기 스핀들(35)의 일측 끝단에 연결되어 스핀들(35)의 이동에 따라 함께 이동하도록 이루어진 주차 케이블(C)로 구성된다.
즉, 상기 스핀들(35)은 차륜의 휠에 설치된 브레이크(미도시)와 주차케이블(C)을 통해 서로 연결되어 스핀들(35)의 이동에 따라 휠에 설치된 브레이크의 제동 및 제동해제가 이루어지도록 되어 있다. 이때, 브레이크의 제동 및 제동해제 상태의 판별은 주차케이블(C)에 인가되는 힘을 측정하는 힘측정 유닛(40)에 의하여 이루어진다.
상기 힘측정 유닛(40)은 스프링부재(미도시)와 홀센서(미도시) 및 마그넷(미도시) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 힘측정 유닛(40)은 주차케이블(C)에 인가되는 힘을 구하여 특정 힘 이상이 발생되면 모터(21)를 정지시키기 위한 수단으로서, 이 기술에 속한 분야에서 널리 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
부가적으로, 하우징(10)은 차체에 장착될 수 있도록 마련되며, 전술한 전자식 주차 브레이크 장치(1)의 구성요소들이 설치될 수 있도록 소정의 수납공간이 마련된다.
한편, 미설명된 참조부호 '22'는 모터(21)와 연결되어 모터(21)에서 발생한 토크에 비하여 상대적으로 큰 토크가 발생할 수 있도록 하는 감속장치이다.
상기와 같은 전자식 주차 브레이크 장치(1)는 전자제어유닛에 의해 제어되어 조작버튼(미도시)의 온/오프에 따라 모터(21)가 정역회전하여 스핀들(35)을 이동시켜 주차케이블(C)을 잡아당기거나 풀어줌으로써 브레이크를 제동 및 제동해제시키는데, 이때, 브레이크의 제동 및 제동해제시 전원을 공급하여 작동시켜야 하므로 동력손실이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 회전운동을 직선운동으로 변환하여 제동 및 제동해제되기 때문에 기어들의 치형간 접촉음에 의하여 소음이 발생되는 문제점과 더불어, 회전운동을 직선운동으로 변경하는 구조에 의하여 불필요한 공간이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 주차케이블과 연결된 스핀들을 직선운동시 슬라이딩시켜 기어들 간의 접촉음을 원천적으로 제거하여 제동 및 제동해제시 무소음으로 작동시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 주차 브레이크 제동시에만 전원을 공급하도록 하고, 스핀들을 이동시키는 구조를 단순화시킴으로써 동력손실을 감소시킴은 물론, 설치공간 활용도를 향상시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전자식 주차 브레이크 장치는, 차체에 장착되는 하우징; 소정길이를 가지며, 상기 하우징 내에 마련되어 직선 왕복운동하는 스핀들; 상기 스핀들의 직선 왕복운동에 따라 함께 이동하여 주차 브레이크를 작동 및 작동해제되도록 주차 브레이크와 상기 스핀들의 일측 끝단에 연결된 주차케이블; 및 스핀들의 타측 부근에 마련되어 전원을 인가받아 스핀들을 이동시키기 위한 자기력을 발생시키는 파킹유닛;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 파킹유닛은, 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일; 그 중심에 스핀들의 타측이 삽입되도록 일측이 개방된 중공부가 형성되고 상기 중공부의 외측으로 상기 솔레노이드 코일이 감겨져 마련되도록 수용부가 형성된 원통 형상의 솔레노이드 하우징; 및 상기 중공부의 타측에 고정된 스토퍼;를 구비하고, 상기 솔레노이드 코일에 전원이 인가시 발생되는 자기력에 의해 스핀들과 스토퍼를 자화시켜 스핀들이 스토퍼로 이동된다.
또한, 상기 스핀들과 중공부 사이에는 상기 스핀들의 직선 왕복운동을 가이드 하는 가이드부재가 마련되고, 상기 가이드부재와 스토퍼 사이에는 복귀스프링이 더 마련되어 상기 솔레노이드 코일에 전원이 차단되면 복귀스프링에 의하여 스핀들이 원래의 위치로 복귀된다.
바람직하게, 상기 솔레노이드 하우징의 중공부 입구측에 스핀들이 빠져나가지 못하도록 스핀들을 향하여 돌출된 걸림턱이 형성된다.
본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 장치는 주차케이블과 연결된 스핀들을 슬라이딩 이동시켜 제동 및 제동해제시킴으로써 종래의 기어들 간의 접촉음에 의하여 발생하는 소음을 원천적으로 제거하여 주차 브레이크 장치를 무소음으로 작동시킬 수 있다.
또한, 기어들에 의하여 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 구조인 모터, 액츄에이터, 기어조립체 등이 생략됨에 따라 구조가 단순화되어 조립 및 부품비용을 절감할 수 있으며, 설치공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 제동시에만 전원을 공급하도록 함으로써 동력손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치에 구비된 파킹유닛을 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 3의 파킹유닛에 의하여 제동된 상태를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 상기 전자식 주차 브레이크 장치에 구비된 파킹유닛을 나타내는 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 장치(100)는 하우징(110)과, 차량의 휠(미도시)이 정지되도록 주차 브레이크(미도시)에 연결되는 주차케이블(C)과, 주차케이블(C)을 작동시키기 위한 스핀들(120) 및, 전원을 인가받아 스핀들(120)을 이동시키기 위한 자기력을 발생시키는 파킹유닛(130)을 포함한다.
하우징(110)은 차체에 장착될 수 있도록 마련되며, 전술한 전자식 주차 브레이크 장치(1)의 구성요소들이 설치될 수 있도록 소정의 수납공간이 마련된다.
스핀들(120)은 소정길이를 가지며 길이방향을 따라 슬라이딩되어 직선 왕복운동가능하도록 하우징(110) 내에 마련된다. 이때, 스핀들(120)의 일측 끝단에는 주차 브레이크와 연결된 주차케이블(C)이 연결되어 상기 스핀들(120)의 이동에 따라 주차케이블(C)이 함께 이동된다. 즉, 스핀들(120)의 이동에 의해 주차케이블(C)이 당겨지거나 느슨해짐에 따라 제동 및 제동해제가 이루어지게 된다.
본 발명에 따르면, 스핀들(120)의 이동은 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 파킹유닛(130)에 의해 이동된다. 여기서, 파킹유닛(130)의 작동은 사용자에 의한 입력을 통해 전기제어장치(ECU, 미도시)에 따라서 제어된다. 예컨대, 스위치(미도시) 조작에 의하여 전기제어장치를 통해 파킹유닛(130)에 전원이 인가 및 차단되도록 구성될 수 있다.
이러한 파킹유닛(130)은 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일(131)과, 그 중심에 중공부(132a)가 형성되고 중공부(132a)의 외측으로 수용부(132b)가 형성된 원통 형상의 솔레노이드 하우징(132), 상기 중공부(132a)의 타측에 고정된 스토퍼(133) 및, 상기 중공부(132a)에 설치된 복귀스프링(134)을 구비한다.
솔레노이드 코일(131)은 상기 솔레노이드 하우징(132)의 수용부(131b)에 나선형으로 감겨져 마련된다. 이때, 솔레노이드 코일(131)은 전술된 전자제어유닛(미도시)으로부터 전원을 공급받아 자기력을 발생시키게 된다.
솔레노이드 하우징(132)은 그 중심에 일측이 개방된 중공부(132a)가 형성되어 상기 중공부(132a)에 스핀들(120)의 타측이 삽입되어 위치된다. 이때, 중공부(132a)를 형성하는 솔레노이드 하우징(132)의 내벽에 의하여 수용부(132b)와 중공부(132a)가 구획된다.
한편, 중공부(132a)에 삽입되어 위치된 스핀들(120)의 이동이 안정적으로 이루어지도록 스핀들(120)의 이동을 가이드 하는 가이드부재(122)가 스핀들(120)과 중공부(132a) 사이에 마련된다. 가이드부재(122)는 스핀들(120)의 외주면에 설치되며, 가이드부재(122)의 직경이 중공부(132a)의 직경과 대응되는 직경을 갖춤으로써 스핀들(120)이 이동시 가이드부재(122)에 의하여 중공부(132a)의 길이방향을 따라 안정적으로 이동될 수 있다.
부가적으로, 상기 솔레노이드 하우징(132)의 중공부(132a) 입구측에는 직선 왕복운동하는 스핀들(120)이 중공부(132a)로부터 빠져나가지 못하도록 스핀들(120)을 향해 돌출된 걸림턱(135)이 형성된다. 즉, 상기 걸림턱(135)은 스핀들(120)과 소정간격 이격되며 스핀들(120)에 설치된 가이드부재(122)가 걸려 빠져나가지 못하도록 한다.
복귀스프링(134)은 스핀들(120)을 주차케이블(C) 쪽으로 가압하도록 중공부(132a)에 마련되며, 구체적으로 스핀들(120)에 설치된 가이드부재(122)와 스토퍼(133) 사이에 설치된다. 이러한 복귀스프링(134)은 솔레노이드 코일(131)에 전원이 차단된 경우 스핀들(120)을 원래의 위치로 복귀시키는 역할을 한다.
한편, 복귀스프링(134)이 안정적으로 설치되도록 스토퍼(133)는 중심부가 복귀스프링(134)의 타측에 끼워지도록 단차지도록 마련되고, 스핀들(120)의 타측 일부가 복귀스프링(134)의 일측에 끼워지도록 마련된다.
그러면, 상기와 같은 주로를 갖는 전자식 주차 브레이크 장치에 의하여 제동 및 제동해제되는 동작에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 제동되는 경우 전자제어유닛(미도시)으로부터 전원이 공급되어 솔레노이드 코일(131)에 전류가 흐르면 솔레노이드 코일(131)에서 자기력이 발생되어 스핀들(120)과 스토퍼(133)가 자화된다. 즉, 스핀들(120)과 스토퍼(133) 사이에 발생되는 인력에 의하여 스핀들(120)이 복귀스프링(134)의 탄성력을 이기며 스토퍼(133) 쪽으로 이동된다. 이에, 스핀들(120)과 연결된 주차케이블(C)이 당겨지며 주차 브레이크가 작동하여 제동작용이 발생하게 된다(도 4 참조).
이때, 스핀들(120)의 작동 스트로크는 자기력의 세기에 의하여 조절될 수 있다. 즉, 상기 파킹유닛(130)은 솔레노이드 방식을 이용한 것으로서, 솔레노이드 코일(131)에 전원을 인가시 발생되는 자기력의 크기는 전류의 크기에 비례하기 때문에 전류의 세기를 조절하여 자기력의 세기를 조절함으로써 스핀들(120)의 작동 스트로크를 조절할 수 있다. 이에 따라 파킹력의 세기를 조절할 수 있게 된다.
이러한 자기력의 세기는 스위치(미도시)의 조작에 의하여 전원의 크기를 조절할 수 있다.
덧붙여, 상기 스핀들(120)의 이동에 따라 발생되는 파킹력은 스핀들(120)의 작동영역만큼 발생되도록 조절될 수 있다. 즉, 스핀들(120)과 스토퍼(133) 사이의 세팅된 작동영역을 선택적으로 지정하여 파킹력의 크기를 조절할 수 있다.
한편, 제동해제시 전자제어유닛에 의하여 솔레노이드 코일(131)에 공급되는 전원이 차단되면 복귀스프링(134)의 탄성력에 의하여 스핀들(120)이 원래의 위치로 복귀된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크 장치(100)는 솔레노이드 방식으로부터 주차케이블과 연결된 스핀들을 슬라이딩 이동시킴으로써 제동 및 제동해제가 이루어지도록 하여, 종래의 기어를 통해 회전운동을 직선운동으로 변화시키는 구조에 의하여 발생되는 기어들 간의 접촉음을 원천적으로 차단함으로써 제동작용시 소음을 제거할 수 있다.
또한, 제동시에만 전원을 공급하도록 이루어짐에 따라 동력의 낭비를 줄일 수 있으며, 구조가 단순화됨에 따라 공간 활용도가 증가함은 물론, 제품 비용을 감소시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 전자식 주차 브레이크 장치 110 : 하우징
120 : 스핀들 122 : 가이드부재
130 : 파킹유닛 131 : 솔레노이드 하우징
132 : 솔레노이드 코일 133 : 스토퍼
134 : 복귀스프링 135 : 걸림턱

Claims (5)

  1. 차체에 장착되는 하우징;
    소정길이를 가지며 상기 하우징 내에 마련되어 직선 왕복운동하는 스핀들;
    상기 스핀들의 직선 왕복운동에 따라 함께 이동하여 주차 브레이크를 작동 및 작동해제되도록 주차 브레이크와 상기 스핀들의 일측 끝단에 연결된 주차케이블; 및
    스핀들의 타측 부근에 마련되어 전원을 인가받아 스핀들을 이동시키기 위한 자기력을 발생시키는 파킹유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파킹유닛은,
    전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일;
    그 중심에 스핀들의 타측이 삽입되도록 일측이 개방된 중공부가 형성되고 상기 중공부의 외측으로 상기 솔레노이드 코일이 감겨져 마련되도록 수용부가 형성된 원통 형상의 솔레노이드 하우징; 및
    상기 중공부의 타측에 고정된 스토퍼;를 구비하고,
    상기 솔레노이드 코일에 전원이 인가시 발생되는 자기력에 의해 스핀들과 스토퍼를 자화시켜 스핀들이 스토퍼로 이동되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스핀들과 중공부 사이에는 상기 스핀들의 직선 왕복운동을 가이드 하는 가이드부재가 마련된 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드부재와 스토퍼 사이에는 복귀스프링이 더 마련되어 상기 솔레노이드 코일에 전원이 차단되면 복귀스프링에 의하여 스핀들이 원래의 위치로 복귀되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 솔레노이드 하우징의 중공부 입구측에 스핀들이 빠져나가지 못하도록 스핀들을 향하여 돌출된 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크 장치.
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