KR20160037537A - 전자식 주차 브레이크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터; 상기 모터에 연결되는 기어부; 상기 기어부에 연결되어 회전하는 너트스크류; 상기 너트스크류의 어느 한 측 단부에 결합되며, 내측 단부에 스트로크 방향으로 오목하게 형성되는 스트로크확보홈을 포함하는 제1 볼트스크류; 상기 스트로크확보홈에 배치되는 댐퍼;및 상기 너트스크류의 다른 측 단부에 결합하며, 내측 단부에 볼록하게 형성되어 상기 스트로크확보홈에 삽입되는 가압부를 포함하는 제2 볼트스크류를 포함하는 전자식 주차 브레이크를 제공하여, 스크류 록킹 시 충격을 완화함과 동시에 스크로크 손실로 인한 스크류 록킹의 발생을 예방할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

Description

전자식 주차 브레이크{Electronic Parking Brake}

본 발명은 전자식 주차 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 모터의구동력을 통해 주차케이블을 당기거나 해제하여 작동시키는 전자식 주차 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로, 주차 브레이크는 차량의 일시적인 주차나 언덕길과 같이 경사진 노면에 정지시킬 경우 사용하게 된다. 페달을 밟을 때 발생하는 유압을 이용하여 차륜을 가압하는 브레이크장치와는 달리, 주차 브레이크는 레버를 손으로 잡아당김에 따라 작동되는 케이블을 이용하여 차륜을 가압하도록 하는 것이다.

근래에는 이러한 수동식 주차 브레이크를 대신하여 모터의 동력을 이용하는 전자식 주차 브레이크(EPB: Electronic Parking Brake, 이하 EPB라 함)가 사용된다. EPB는 레버를 손으로 잡아당길 필요가 없기 때문에 운전자의 사용 편의성을 높인 이점이 있다.

한편, 자동차의 후륜에도 디스크 브레이크가 사용되고 있는데, 후륜에 디스크 브레이크를 사용할 경우, 주차 브레이크가 디스크 브레이크와 별도로 구비될 수 있다. 이를 구현한 것이 바로 DIH(Drum In Hat) 주차 브레이크 시스템이다.

EPB는 이러한 DIH와 연결되는 주차케이블과, 기어와, 너트스크류와, 볼트스크류를 포함한다. 기어는 모터에 의해 구동하고, 너트스크류는 기어와 연결되어 기어의 회전에 연동하여 회전하게 된다. 볼트스크류는 파킹케이블과 연결되며 너트스크류에 삽입되어 너트스크류가 회전함에 따라 직선 이동하여 파킹케이블을 당기거나 풀어주게 된다.

이러한 작동 방식에 의해 차량의 주차 제동력이 발생시키는 EPB 구성은 대한민국 공개특허 제10-2012-0137034호(2012.12.20. 공개)에 기재되어 있다.

EPB는 파킹케이블을 당기거나 풀어주는 과정 중에 볼트스크류가 직선 이동하면서 필연적으로, 볼트스크류와 연결된 주차케이블의 연결부위와 너트스크류 사이에 충격이 발생하게 된다.

이를 방지하기 위해, 파킹케이블의 연결부위와 너트스크류 사이에 댐핑재를 설치하는 구성이 제안되고 있다.

도 1은 댐핑재가 설치된 EPB를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 파킹케이블이 연결되는 연결부(1)에 댐핑재(2)가 설치된다. 너트스크류(3)가 회전하여 볼스크류(4)가 너트스크류(3)쪽으로 직선 이동하는 경우, 연결부(1)와 너트스크류(3) 접촉으로 인하여 충격이 발생할 수 있다. 이때, 연결부(1)와 너트스크류(3) 사이에 설치된 댐핑재(2)에 의해 이러한 충격이 완화될 수 있다.

그러나, 이러한 구성은 스크류 록킹 현상을 심화시킬 수 있는 문제점이 있다. 스크류 록킹이란, 볼트스크류의 스트로크가 부족하여 모터가 구동함에도 볼크스크류가 직선 이동하지 않은 상태를 의미한다. 볼트스크류가 직선 이동하지 않기 때문에 모터가 구동함에도 너트스크류가 회전하지 않아 모터의 구동력이 너트스크류와 연결된 기어와 같은 다른 부품에 전달되어 파손을 초래하는 문제점이 있다. 그 결과. 스크류 록킹은 EPB 고장을 유발하게 된다.

도 1을 참조하면, 댐핑재(2)가 설치된 EPB는 댐핑재(2)의 두께(d)만큼 볼트스크류(4)의 스트로크의 손실(4mm 내지 8mm)이 발생하기 때문에 스크류 록킹 현상을 심화시킬 수 있는 문제를 야기시킨다.

이에, 클러치를 사용하여 스크류 록킹이 발생할 때, 기어와 같은 다른 부품에 충격이 전달되는 것을 방지하는 구성이 제안되고 있다.

도 2는 기어에 설치되는 클러치를 도시한 도면이다.

너트스크류와 연결된 기어에 도 2에 도시한 바와 같은 클러치(5,6)를 설치하여, 정상 작동시에는 모터의 구동력을 감속하거나 증대시키는 역할을 하면서, 스크류 록킹 시에는 헛돌게 되어 기어와 같은 다른 부품에 충격이 전달되는 것을 방지하게 된다.

그러나 이러한 방식은 구조가 복잡하여 제조 비용이 증가하고, 클러치의 기어가 마모되는 경우, 이러한 역할을 할 수 없는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 볼트스크류의 스크류의 손실을 방지하여 스크류 록킹이 발생하는 근본적인 원인을 제거할 수 있는 전자식 주차 브레이크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터와, 상기 모터에 연결되는 기어부와, 상기 기어부에 연결되어 회전하는 너트스크류와, 상기 너트스크류의 어느 한 측 단부에 결합되며, 내측 단부에 스트로크 방향으로 오목하게 형성되는 스트로크확보홈을 포함하는 제1 볼트스크류와, 상기 스트로크확보홈에 배치되는 댐퍼 및 상기 너트스크류의 다른 측 단부에 결합하며, 내측 단부에 볼록하게 형성되어 상기 스트로크확보홈에 삽입되는 가압부를 포함하는 제2 볼트스크류를 포함하는 전자식 주차 브레이크를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 댐퍼는 압축 코일 스프링일 수 있다.

바람직하게는, 상기 가압부는 상기 댐퍼와 접촉하는 가압면을 포함하는 원통형 돌기인 전자식 브레이크.

바람직하게는, 상기 스트로크확보홈은 내경이 상이한 단차 영역이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부에는 파킹케이블이 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부와 상기 파킹케이블은 각각 연결블록에 의해 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부에는 결합 돌기가 형성되고, 상기 연결블록에는 상기 결합 돌기가 삽입되어 결합 슬롯이 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 기어부는 스트로크 방향을 기준으로 상기 너트스크류의 중심부에 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 모터는 회전축이 상기 스트로크 방향과 평행하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트스크류에 스트로크확보홈과 가압부를 형성시키고, 스트로크확보홈에 댐퍼를 구비하여 댐퍼의 설치로 인한 볼트스크류의 스트로크 손실을 제거함으로써, 스크류 록킹 시 충격을 완화함과 동시에 스크로크 손실로 인한 스크류 록킹의 발생을 예방할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 댐퍼로서 압축 코일 스프링을 사용하여 반복 사용에 따른 복원력의 지속성 및 내구성을 높이고, 제조비용을 절감할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 댐핑재가 설치된 EPB를 도시한 도면,
도 2는 기어에 설치되는 클러치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크를 도시한 도면,
도 4는 스트로크확보홈에 배치된 댐퍼를 도시한 도면,
도 5는 도 3에서 도시한 전자식 주차 브레이크의 작동 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의 미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크를 도시한 도면이고, 도 4는 스트로크확보홈에 배치된 댐퍼를 도시한 도면이다.

이러한 도 3 및 도 4는 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 3 및 도 4를 병행 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크는 모터(100)와, 기어부(200)와, 너트스크류(300)와, 제1 볼트스크류(400)와, 댐퍼(500)와, 제2 볼트스크류(600)를 포함할 수 있다.

모터(100)는 기어부(200)에 구동력을 공급한다. 모터는(100)는 전자식 주차 브레이크의 하우징 내부에 배치될 수 있으며, 기어부(200)와 동력 전달 가능하게 결합한다. 이때, 모터는(100)는 그 회전축이 스트로크 방향과 평행하도록 전자식 주차 브레이크의 하우징 내부에 배치될 수 있다.

이때, 스트로크 방향이란, 너트스크류(300)의 회전에 연동하는 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 직선 이동의 방향을 의미한다. 즉, 파킹 케이블을 잡아 당기는 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 이동 방향을 나타낸다.

기어부(200)는 모터(100)의 구동력을 너트스크류(300)에 전달하는 역할을 한다. 이러한 기어부(200)는 너트스크류(300)와 모터(100)의 회전축을 동력 전달 가능하게 연결하는 복수 개의 기어들이 조합된 형태로 이루어질 수 있다. 기어부(200)의 출력 측 기어의 회전축의 중심에 너트스크류(300)가 결합될 수 있다. 그리고, 기어부(200)는 스트로크 방향을 기준으로 너트스크류(300)의 중심부에 배치될 수 있다.

모터(100)에 작동 신호가 인가되면, 기어부(200)가 동작하고, 이에 연동하여 너트스크류(300)가 회전하게 된다.

너트스크류(300)는 모터(100)의 구동력을 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)에 각각 전달하여 일정한 스토로크를 갖도록 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 직선 운동을 유도한다.

너트스크류(300)는 길이 방향으로 길게 형성되며, 내주면에 나사산이 형성된다. 너트스크류(300)의 양 단에는 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)가 각각 나사 결합될 수 있다.

제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)는 너트스크류(300)의 회전에 연동하여 직선 이동함으로써, 연결된 파킹 케이블을 당기거나 푸는 역할을 한다.

제1 볼트스크류(400)는 너트스크류(300)의 어느 한 측 단부에 나사 결합되며, 제2 볼트스크류(600)는 너트스크류(300)의 다른 측 단부에 나사 결합된다.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)는 각각 파킹 케이블(700)과 연결블록(800)을 통해 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 볼트스크류(400)의 외측 단부 및 제2 볼트스크류(600)의 외측 단부에는 결합 돌기(420,620)가 형성될 수 있으며, 연결블록(800)에는 결합 슬롯(810)이 형성될 수 있다.

여기서, 제1 볼트스크류(400)는 스트로크확보홈(410)을 포함한다. 스트로크확보홈(410)은 너트스크류(300) 내부에 위치하는 제1 볼트스크류(400)의 단부에 요입 형성될 수 있다. 스트로크확보홈(410)에는 댐퍼(500)가 삽입되기 때문에 댐퍼(500)의 설치로 인한 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 스트로크 손실을 제거할 수 있다.

한편, 스트로크확보홈(410)은 댐퍼(500)로 사용되는 압축 코일 스프링에 대응하여 원통형으로 형성될 수 있으며, 댐퍼(500)를 끼워맞춤 하기 위하여 전방 영역(412)의 직경(D2) 보다 후방 영역(411)의 직경(D1)을 작게 형성하여 단차를 형성시킬 수 있다.

제2 볼트스크류(600)는 가압부(610)를 포함한다. 가압부(610)는 너트스크류(300) 내부에 위치하는 제2 볼트스크류(600)의 단부에 볼록하게 돌출되어 형성될 수 있다. 가압부(610)는 스트로크확보홈(410)에 삽입되어 댐퍼(500)를 누름으로써, 스크류 록킹 발생 시점에 충격을 완화하게 된다.

가압부(610)는 스트로크 방향을 기준으로 돌출되어 형성되며, 댐퍼(500)와 접촉하는 가압면을 포함하는 원통형 돌기 형태로 실시될 수 있다.

가압부(610)가 스트로크확보홈(410)에 삽입되기 때문에 스크류 록킹 발생 시점에 충격을 완화하면서도 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 스트로크 손실을 방지하는 유리한 효과를 제공한다.

이때, 완충력은 가압부(610)의 길이(도4의 S)나 댐퍼(500)의 탄성계수에 의해 결정될 수 있으며, 이는 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 스트로크를 고려하여 적절하게 설계될 수 있다.

도 5는 도 3에서 도시한 전자식 주차 브레이크의 작동 상태를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 5의 (a)는 전자식 주차 브레이크가 해제된 상태를 나타낸 것으로, 너트스크류(300)가 정지된 상태를 나타낸다. 너트스크류(300)가 회전하게 되면 이에 연동하여, 도 5의 (b) 및 도 5의 (c)에서 도시한 바와 같이, 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)가 각각 너트스크류(300)의 길이 방향을 중심을 향하여 이동하게 된다.

이때, 도 5의 (c)에서 도시한 바와 같이, 가압부(610)가 스트로크확보홈(410)에 삽입되면서 댐퍼(500)를 누름으로써, 스크류 록킹이 발생할 때쯤 충격을 완화시킨다. 동시에 스트로크확보홈(410)에 댐퍼(500)가 설치됨으로써, 댐퍼(500)의 설치로 인한 제1 볼트스크류(400) 및 제2 볼트스크류(600)의 스트로크의 손실을 제거함으로써, 스트로크의 손실로 인한 스크류 록킹이 발생하는 것을 원천적으로 예방할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 모터
200: 기어부
300: 너트스크류
400: 제1 볼트스크류
410: 스트로크확보홈
500: 댐퍼
600: 제2 볼트스크류
610: 가압부
420,620: 결합 돌기
700: 파킹 케이블
800: 연결블록
810: 결합 슬롯

Claims (9)

1. 모터;
   상기 모터에 연결되는 기어부;
   상기 기어부에 연결되어 회전하는 너트스크류;
   상기 너트스크류의 어느 한 측 단부에 결합되며, 내측 단부에 스트로크 방향으로 오목하게 형성되는 스트로크확보홈을 포함하는 제1 볼트스크류;
   상기 스트로크확보홈에 배치되는 댐퍼;및
   상기 너트스크류의 다른 측 단부에 결합하며, 내측 단부에 볼록하게 형성되어 상기 스트로크확보홈에 삽입되는 가압부를 구비하는 제2 볼트스크류
   를 포함하는 전자식 주차 브레이크.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 댐퍼는 압축 코일 스프링인 전자식 주차 브레이크.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 가압부는 상기 댐퍼와 접촉하는 가압면을 포함하는 원통형 돌기로 형성되는 전자식 주차 브레이크.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 스트로크확보홈은 내경이 상이한 단차 영역이 형성된 전자식 주차 브레이크.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부에는 파킹케이블이 연결되는 전자식 주차 브레이크.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부와 상기 파킹케이블은 각각 연결블록에 의해 연결되는 전자식 주차 브레이크.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 볼트스크류의 외측 단부 및 상기 제2 볼트스크류의 외측 단부에는 결합 돌기가 형성되고, 상기 연결블록에는 상기 결합 돌기가 삽입되어 결합 슬롯이 형성되는 전자식 주차 브레이크.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 기어부는 스트로크 방향을 기준으로 상기 너트스크류의 중심부에 결합되는 전자식 주차 브레이크.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 모터는 회전축이 상기 스트로크 방향과 평행하도록 배치되는 전자식 주차 브레이크.

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