KR20130052866A - 전자제동장치 - Google Patents

Abstract

스핀들과 구동모터의 사이에 배치되어 구동모터의 구동력을 스핀들에 전달하는 복수의 기어들이 마련된 기어조립체와, 기어조립체의 기어들 중 적어도 하나의 기어에 형성된 복수의 잠금홀과, 몸체와 몸체의 내부에 설치된 이동축과, 이동축을 이동시키는 영구자석 및 코일과, 코일과 전기적으로 연결되어 이동축의 이동방향을 결정하는 제1,2스위치를 포함하는 잠금유닛을 구비하는 전자제동장치를 개시한다. 이러한 전자제동장치는 복수의 잠금홀과 잠금유닛에 의해 전원이 오프된 경우에도 제동력을 유지할 수 있다.

Description

전자제동장치{Electrical mechanical brake}

본 발명은 전원이 오프되는 경우에도 제동력을 발휘할 수 있는 전자제동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 제동장치는 휠과 함께 회전하는 원판형상의 디스크 일부를 양측에서 마찰패드로 압박하여 제동력을 얻는 장치이다. 이러한 제동장치에 제공되는 제동력은 유압을 또는 모터의 전기적 회전력에 의하여 얻게 된다. 여기서, 모터를 통하여 제동력을 얻는 경우를 전자제동장치(EMB,Electronical Mechanical Brake)라 한다.

전자제동장치는 구동모터와, 이 구동모터의 회전축에 결합된 기어조립체와, 이 기어조립체의 회전에 의해 진퇴하면서 마찰패드를 가압하는 가압부재를 구비한다.

그러나, 상기와 같은 전자제동장치는 잠금 기능이 없는 기어조립체로 구성되어 있어, 전원이 오프될 경우 주차브레이크의 제동력을 유지할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전원이 오프되는 경우에도 주차브레이크의 제동력을 유지할 수 있는 전자제동장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자제동장치는 디스크의 가압을 위한 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트를 지지하는 캐리어와, 상기 패드 플레이트들의 가압을 위해 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼 하우징과, 상기 패드 플레이트를 가압하는 가압장치를 포함하는 데,

상기 가압장치는, 상기 패드 플레이트 중 하나를 가압하도록 상기 캘리퍼 하우징에 진퇴 가능하게 설치된 가압부재와, 상기 가압부재에 결합되는 스핀들과, 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 스핀들의 축상에 설치되는 배력유닛과, 상기 배력유닛과 상기 구동모터의 사이에 배치되어 복수의 잠금홀이 형성되는 적어도 하나의 기어를 구비하는 연결기어들을 포함하는 기어조립체와, 상기 기어조립체의 움직임을 제한하는 잠금유닛을 포함하며,

상기 잠금유닛은 몸체와, 상기 몸체의 내부에 설치된 이동축과, 상기 이동축을 이동시키는 영구자석 및 코일과, 상기 코일과 전기적으로 연결되어 상기 이동축의 이동방향을 결정하는 제1,2스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 잠금유닛은 양방향 솔레노이드인 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 잠금홀은 상기 기어조립체의 기어 중 적어도 하나의 기어의 동일 직경 상에 동일한 간격 및 크기로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 이동축은 상기 제1스위치에 의해 전원의 공급 시 상기 잠금홀 측으로 이동되고, 상기 제2스위치에 의해 전원의 공급 시 상기 잠금홀로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 전자제동장치는 몸체와, 몸체의 내부에 설치된 이동축과, 이동축을 이동시키는 영구자석 및 코일과, 코일과 전기적으로 연결되어 이동축의 이동방향을 결정하는 제1,2스위치를 포함하는 양방향 솔레노이드로 이루어진 잠금유닛에 의해 용이하게 제동력을 유지할 수 있게 된다.

또, 본 발명의 전자제동장치는 잠금유닛이 양방향 솔레노이드로 이루어져 전류가 끊어진 경우에도 이동축이 이동된 방향을 유지하므로 전자제동장치는 작동을 하되 잠금유닛만 작동되지 않으므로 안정성 면에서 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자제동장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 잠금유닛의 동작상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 잠금유닛의 확대 단면도이다.

본 발명의 전자제동장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크(10)와, 디스크(10)의 양쪽 측면을 가압하여 제동을 수행하도록 디스크(10)의 양측에 각각 배치된 제1,2마찰패드(13,14)가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트(11,12)와, 한 쌍의 패드 플레이트(11,12)의 가압을 위한 캘리퍼 하우징(20) 및 제동동작을 위해 캘리퍼 하우징(20)에 설치된 가압장치(40)를 구비한다.

한 쌍의 패드 플레이트(11,12)는 디스크(10)의 양쪽 측면을 향하여 제1,2마찰패드(13,14)를 진퇴시킬 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(30)에 진퇴 가능하게 지지된다.

캘리퍼 하우징(20)은 내부가 빈 몸체부(21)와, 몸체부(21)로부터 한 쌍의 패드 플레이트 중 외측 패드 플레이트(12) 쪽으로 연장된 연장부(22)와, 외측 패드 플레이트(12)의 이면을 지지하도록 연장부(22)에 연결된 핑거부(23)를 포함한다.

그리고, 가압장치(40)는 한 쌍의 패드 플레이트(11,12) 중 내측 패드 플레이트(11)를 가압할 수 있도록 캘리퍼 하우징(20)의 몸체부(21)에 장착된다.

가압장치(40)는 내측 패드 플레이트(11)의 가압 및 가압해제를 위해 캘리퍼 하우징(20)의 몸체부(21)의 내부에 진퇴 가능하게 설치된 가압부재(41)와, 가압부재(41)에 결합된 스핀들(42)과, 스핀들(42)에 연결되는 기어조립체(50)와, 기어조립체(50)에 연결되는 구동모터(45)를 포함한다.

가압부재(41)는 회전이 제한된 상태에서 진퇴할 수 있도록 몸체부(21)의 내부에 설치되며, 스핀들(42)과 결합되는 암나사부를 구비한다. 이러한 가압부재(41)의 회전을 제한하는 구조는 가압부재(41)의 외면과 이에 대응하여 결합되는 몸체부(21)의 내면이 다각형상이 이거나, 가압부재(41)의 외면과 몸체부(21)의 내면에 키와 키홈 형상의 안내수단(미도시)이 설치되는 방식에 의해 구현될 수 있다.

스핀들(42)은 가압부재(41)의 암나사부와 결합되도록 한쪽에 수나사부를 구비한다. 또, 스핀들(42)은 가압부재(41)가 진퇴하는 방향과 평행하도록 몸체부(21) 내에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 스핀들(42)의 지지를 위해 몸체부(21) 내에는 제1베어링(43)이 설치될 수 있다.

기어조립체(50)는 상술한 바와 같이 구동모터(45)의 회전력을 스핀들(42)에 전달하도록 마련된다. 이러한 기어조립체(50)는 스핀들(42)의 축 상에 설치되는 배력유닛(60)과, 이 배력유닛(60)과 구동모터(45)의 사이에 배치된 연결되는 적어도 하나 이상의 연결기어(70)를 포함한다.

배력유닛(60)은 태양기어(61)와, 태양기어(61)에 외접하는 복수의 유성기어(62)와, 복수의 유성기어(62)와 내접하는 링기어(63)와, 복수의 유성기어(62)를 지지하는 캐리어(64)와, 태양기어(61)가 일단부에 설치되는 배력축(65)을 포함한다. 또, 배력유닛(60)은 도면에 도시되지는 않았지만 몸체부(21) 내부의 빈 공간에서 설치되는 평기어 조립체일 수 있다.

연결기어(70)는 구동모터(45)의 구동축(46) 상에 연결되는 구동기어(71)와, 구동기어(71)와 외접하는 제1기어(72)와, 제1기어(72)의 축상에 마련되어 제1기어(72)의 회전에 따라 회전되는 제2기어(73)와, 제2기어(73)와 외접하며 배력유닛(60)의 배력축(65)에 결합되는 제3기어(74)를 포함한다.

이때, 연결기어(70)는 구동모터(45)와 배력유닛(60)을 연결할 수 있으면 적어도 하나 이상 마련될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전자제동장치는 기어조립체(50)에 마련되는 다수의 기어 중 적어도 하나의 기어에 형성되는 복수의 잠금홀(80)과, 복수의 잠금홀(80) 중 하나에 이동되어 기어조립체(50)의 움직임을 제한하는 잠금유닛(90)을 포함한다.

잠금홀(80)은 상술한 바와 같이 기어조립체(50)의 기어 중 적어도 하나의 기어에 형성될 수 있는데, 이러한 복수의 잠금홀(80)은 도시된 바와 같이 동일 직경 상에 동일한 간격 및 크기로 형성될 수 있다. 바람직하게는 잠금홀(80)은 기어조립체(50) 중 구동기어(71)에 외접하는 제1기어(72)에 형성될 수 있다.

잠금유닛(90)은 몸체(91)와, 이 몸체(91)의 중앙에 설치된 이동축(92)과, 이동축(92)을 이동시키는 영구자석(93) 및 코일(94)과, 코일(94)과 연결되어 이동축(92)의 이동방향을 결정하는 제1,2스위치(95.96)를 포함하여 구성되는 양방향 솔레노이드장치 일 수 있다.

이때, 상기의 잠금유닛(90)은 몸체(91)의 내부에 이동축(92)을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 단방향 솔레노이드장치가 마련될 수도 있지만, 단방향 솔레노이드장치를 사용하는 전자제동장치는 이 전자제동장치가 작동되는 경우 잠금유닛(90)에 전원이 지속적으로 공급되어 발열 및 내구의 문제점이 발생되고 이 단방형 솔레노이드장치의 작동시간으로 제동시간이 지연되는 문제점이 발생될 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같이 제1,2스위치(95.96)를 포함하여 이동축(92)의 이동방향을 결정할 수 있는 양방향 솔레노이드장치가 잠금유닛(90)으로 마련된다.

이때, 본 발명의 전자제동장치가 작동되는 경우 제1스위치(95)에 의해 잠금유닛(90)에 전원이 공급되어 코일(94)에 전류가 흐르면 코일(94)에서 자력이 발생되고, 코일(94)에 발생된 자력은 코일(94)과 영구자석(93) 사이에 척력 또는 인력이 작용하게 되어 이동축(92)이 일측방향으로 이동된다.

즉, 이동축(92)은 코일(94)과 영구자석(93) 사이에 발생되는 척력 또는 인력에 의해 기어조립체(50)의 복수의 기어 중 적어도 하나의 기어에 형성되는 잠금홀(80) 측으로 이동되어 기어조립체(50)의 움직임을 제한한다. 이때, 상기와 같은 과정에서 이동축(92)은 제1스위치(95)에 의해 전원이 공급되지 않아도 잠금홀(80) 측으로 이동된 상태를 유지하게 된다.

또, 본 발명의 전자제동장치가 비작동되는 경우 제2스위치(96)에 의해 잠금유닛(90)에 전원이 공급되어 코일(94)에 전류가 흐르면 코일(94)에 자력이 발생되고, 코일(94)에 발생된 자력에 의해 코일(94)과 영구자석(93) 사이에 인력 또는 척력이 작용하게 되어 이동축(92)이 타측방향으로 이동된다.

즉, 이동축(92)은 코일(94)과 영구자석(93) 사이에 발생되는 인력 또는 척력에 의해 제1스위치(95)에 의해 전원이 공급될 경우의 이동축(92)의 방향과 반대되는 방향으로 이동된다.

따라서, 본 발명의 잠금유닛(90)은 제1스위치(95)에 의해 전원이 온(On) 되는 경우 기어조립체(50)의 기어에 형성된 잠금홀(80) 측으로 이동축(92)이 이동되어 기어조립체(50)의 움직임을 제한하고, 제2스위치(96)에 의해 전원이 온(On) 되는 경우 기어조립체(50)의 기어에 형성된 잠금홀(80)로부터 이동축(92)이 분리된다.

이때, 본 발명의 실시예에서는 잠금유닛(90)이 양방향 솔레노이드장치로 이루어짐에 따라 제1스위치(95) 및 제2스위치(96)에 의해 전원이 온 되는 경우 전원을 지속적으로 공급하지 않아도 이동축(92)이 이동된 상태를 그대로 유지하게 되므로, 전원을 지속적으로 공급해야 하는 단방향 솔레노이드장치와는 달리 발열 및 내구의 문제점이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 실시예에서는 전류가 끊어졌을 경우 단방향 솔레노이드장치가 잠겨서 갑자기 전자제동장치를 작동할 수 없는 종래와는 달리 잠금유닛(90)이 양방향 솔레노이드장치로 이루어짐에 따라 전원을 지속적으로 공급하지 않아도 이동축(92)이 이동된 상태를 그대로 유지하므로, 전자제동장치는 작동을 하되 전자식 주차 브레이크 즉, 잠금유닛만 작동이 되지 않게 된다. 이에 따라 양방향 솔레노이드장치를 가진 본 발명의 실시예는 전류가 끊어졌을 경우 단방향 솔레노이드장치를 가진 종래와는 달리 안정성 면에서 유리하다.

또, 본 발명의 실시예에서는 양방향 솔레노이드장치 작동시간으로 인해 전자제동장치의 제동시간이 지연될 수 있는 것을 방지할 수 있다.

10 : 디스크 11,12 : 패드 플레이트
13,14 : 마찰패드 20 : 캘리퍼 하우징
30 : 캐리어 41 : 가압부재
42 : 스핀들 45 : 구동모터
50 : 기어조립체 60 : 배력유닛
70 : 연결기어 71 : 구동기어
72 : 제1기어 73 : 제2기어
74 : 제3기어 80 : 잠금홀
90 : 잠금유닛 91 : 몸체
92 : 이동축 93 : 영구자석
94 : 코일 95 : 제1스위치
96 : 제2스위치

Claims (4)

1. 디스크의 가압을 위한 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드 플레이트와, 상기 패드 플레이트를 지지하는 캐리어와, 상기 패드 플레이트들의 가압을 위해 상기 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼 하우징과, 상기 패드 플레이트를 가압하는 가압장치를 포함하는 전자제동장치에 있어서,
   상기 가압장치는,
   상기 패드 플레이트 중 하나를 가압하도록 상기 캘리퍼 하우징에 진퇴 가능하게 설치된 가압부재와,
   상기 가압부재에 결합되는 스핀들과,
   구동력을 발생시키는 구동모터와,
   상기 스핀들의 축상에 설치되는 배력유닛과, 상기 배력유닛과 상기 구동모터의 사이에 배치되어 복수의 잠금홀이 형성되는 적어도 하나의 기어를 구비하는 연결기어들을 포함하는 기어조립체와,
   상기 기어조립체의 움직임을 제한하는 잠금유닛을 포함하며,
   상기 잠금유닛은 몸체와, 상기 몸체의 내부에 설치된 이동축과, 상기 이동축을 이동시키는 영구자석 및 코일과, 상기 코일과 전기적으로 연결되어 상기 이동축의 이동방향을 결정하는 제1,2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제동장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 잠금유닛은 양방향 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 전자제동장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 잠금홀은 상기 기어조립체의 기어 중 적어도 하나의 기어의 동일 직경 상에 동일한 간격 및 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 전자제동장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 이동축은 상기 제1스위치에 의해 전원의 공급 시 상기 잠금홀 측으로 이동되고, 상기 제2스위치에 의해 전원의 공급 시 상기 잠금홀로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전자제동장치.

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