KR20160122946A - 주차 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

주차 브레이크 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 주차 브레이크 장치는, 하우징부재와, 하우징부재에 결합되며, 회전력을 발생시키는 구동부재와, 구동부재에 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 구동부재에 연동하여 회전되는 너트부재와, 너트부재와 나사 결합되며 일단부에 브레이크케이블이 결합되는 볼트부재와, 볼트부재와 하우징부재 사이에 개재되며, 볼트부재의 회전을 제한하는 실린더부재와, 너트부재와 하우징부재 사이에 개재되며, 너트부재의 후진에 따라 압축되어 너트부재를 탄성 지지하는 릴리즈부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

주차 브레이크 장치{PARKING BRAKE APPARATUS}

본 발명은 주차 브레이크 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주차 브레이크 장치의 스트로크를 증대하고, 마찰 손실을 줄일 수 있는 주차 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주차된 차량의 이동을 방지하기 위하여 주차 브레이크 장치를 사용한다. 전자식 주차 브레이크 장치(EPB, Electronic Parking Brake)의 경우 모터부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 차륜에 제동력을 전달한다.

즉, 전자식 주차 브레이크 장치는 버튼, 스위치, 또는 레버를 조작하여 모터부를 구동하면 모터부의 회전에 따라 웜휠기어부와 너트부재가 회전하고, 너트부재에 관통되어 길이방향을 따라 볼트부재가 이동되고, 볼트부재에 연결된 브레이크케이블이 잡아당겨져 제동력이 발생된다.

일반적으로 모터부에 의하여 구동되는 전자식 주차 브레이크 장치는 하중강하완화스프링, 릴리즈탄성부 및 피스톤스프링이 너트부재의 전방에 위치하므로, 탄성력이 집중되어 웜휠기어부, 웜기어부 등의 마찰 손실이 발생되고, 모터부에 과부하가 걸리며, 복수 개의 스프링에 의하여 스트로크가 제한되거나 장치의 길이가 증가하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0039056호(2009.04.22. 공개, 발명의 명칭: 차량용 전자식 주차 브레이크 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 브레이크케이블의 스트로크를 확보하며, 웜휠기어부 및 웜기어부에 가해지는 탄성력을 분산시켜 마찰 손실을 줄일 수 있는 주차 브레이크 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 주차 브레이크 장치는: 하우징부재; 상기 하우징부재에 결합되며, 회전력을 발생시키는 구동부재; 상기 구동부재에 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 상기 구동부재에 연동하여 회전되는 너트부재; 상기 너트부재와 나사 결합되며 일단부에 브레이크케이블이 결합되는 볼트부재; 상기 볼트부재와 상기 하우징부재 사이에 개재되며, 상기 볼트부재의 회전을 제한하는 실린더부재; 및 상기 너트부재와 상기 하우징부재 사이에 개재되며, 상기 너트부재의 후진에 따라 압축되어 상기 너트부재를 탄성 지지하는 릴리즈부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 구동부재는, 상기 하우징부재에 결합되며, 전기모터를 포함하여 회전력을 발생시키는 모터부; 상기 모터부의 회전축에 결합되는 웜기어부; 및 내측으로 상기 너트부재가 삽입되고, 외주면이 상기 웜기어부와 치합되는 웜휠기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 너트부재는, 상기 웜휠기어부에 삽입되며, 상기 웜휠기어부와 맞물려 회전하는 너트바디부; 및 상기 너트바디부에 오목하게 형성되며, 나사산이 형성되어 상기 볼트부재와 나사 결합되는 볼트결합홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 너트바디부는, 상기 웜휠기어부와 스플라인 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 볼트부재는, 상기 너트부재의 내측으로 삽입되며, 상기 너트부재와 나사 결합되는 볼트바디부; 상기 볼트바디부의 일단부에 결합되며, 상기 브레이크케이블과 결합되고, 상기 하우징부재의 내측에서 왕복 이동 가능하게 구비되는 볼트헤드부; 및 상기 볼트헤드부의 외주면에 돌출 형성되며, 상기 실린더부재의 내주면에 상기 실린더부재의 길이 방향으로 형성되는 가이드홈부에 삽입되어, 상기 볼트헤드부의 회전을 제한하는 볼트돌기부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 릴리즈부재는, 일단부가 상기 하우징부재에 접하고, 상기 너트부재와 상기 하우징부재의 사이에 위치하며, 탄성 재질을 포함하여 이루어지는 릴리즈탄성부; 및 상기 릴리즈탄성부의 타단부를 둘러싸도록 구비되며, 상기 너트부재의 이동에 따라 상기 너트부재와 간섭되어 이동하는 릴리즈홀더부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 릴리즈부재는, 상기 릴리즈탄성부의 일측에 위치하고, 상기 하우징부재에 결합되어, 상기 릴리즈홀더부의 이동을 제한하는 릴리즈스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 주차 브레이크 장치는 릴리즈부재의 위치를 변동시켜 브레이크케이블의 스트로크를 증대시키고, 탄성력을 분산시켜 웜기어부, 웜휠기어부 등의 마찰 손실을 줄임으로써, 모터부의 부하 및 작동 지연을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 릴리즈이동제한부를 구비하여 릴리즈홀더부의 이탈을 방지하고, 릴리즈탄성부의 신장 길이를 제한, 진동 및 소음의 발생을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 볼트부재가 전방으로 이동하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 볼트부재의 일단부가 하우징부재에 접촉한 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 너트부재가 후방으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 너트부재가 전방으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 주차 브레이크 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치(1)는 하우징부재(100), 구동부재(200), 너트부재(300), 볼트부재(400), 실린더부재(500) 및 릴리즈부재(600)를 포함한다.

하우징부재(100)는 내측에 공간부(110)가 형성되고, 합성수지 또는 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 하우징부재(100)는 공간부(110)에 수용된 너트부재(300), 볼트부재(400), 실린더부재(500) 및 릴리즈부재(600) 등의 부품이 외부의 충격에 의하여 파손되거나, 외부에서 유입되는 이물질에 의해 오염되는 것을 방지한다.

구동부재(200)는 하우징부재(100)에 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되며 외부에서 인가되는 전력 등을 이용하여 회전력을 발생시킨다. 본 실시예에서 구동부재(200)는 모터부(210), 웜기어부(230) 및 웜휠기어부(250)를 포함한다.

모터부(210)는 하우징부재(100)에 볼트, 용접 등의 방식으로 결합되며, ECU 등의 제어에 따라 외부에서 전원이 인가되면 회전력을 발생시켜 회전축(211)을 회전시킨다.

웜기어부(230)는 모터부(210)의 회전축(211)에 결합되거나, 회전축(211)의 외주면에 형성되어 회전축(211)과 함께 회전된다.

웜휠기어부(250)는 내측으로 너트부재(300)가 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 외주면에 기어가 형성되어 웜기어부(230)와 치합된다. 이에 따라 모터부(210)에서 발생되는 회전력은 웜기어부(230), 웜휠기어부(250)를 매개로 너트부재(300)에 전달되어 너트부재(300)를 회전시키게 된다.

너트부재(300)는 구동부재(200)에 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 구동부재(200)에 연동하여 회전된다. 본 실시예에서 너트부재(300)는 너트바디부(310) 및 볼트결합홀부(330)를 포함한다.

너트바디부(310)는 웜휠기어부(250)에 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 이동 가능하게 삽입되며, 웜휠기어부(250)의 내주면에 맞물려 회전한다. 본 실시예에서 너트바디부(310)는 외주면에 돌기가 형성되어 웜휠기어부(250)와 스플라인 결합되므로, 웜휠기어부(250)에 맞물려 회전하는 동시에 웜휠기어부(250)에 대하여 너트바디부(310)의 길이 방향으로 이동 가능하게 구비된다.

볼트결합홀부(330)는 너트바디부(310)에 오목하게 형성되며, 나사산이 형성되어 볼트부재(400)와 나사 결합된다. 본 실시예에서 볼트결합홀부(330)는 너트바디부(310)를 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 관통하여 형성되어, 너트바디부(310)와 나사 결합되는 볼트부재(400)가 볼트결합홀부(330)를 따라 이동할 수 있게 한다.

볼트부재(400)는 너트부재(300)와 나사 결합되며, 일단부에 브레이크케이블(10)이 결합되어, 이동에 따라 브레이크케이블(10)을 이동시켜 제동력을 발생, 해제한다. 본 실시예에서 볼트부재(400)는 볼트바디부(410), 볼트헤드부(430) 및 볼트돌기부(450)를 포함한다.

볼트바디부(410)는 너트부재(300)의 내측으로 삽입되며, 너트부재(300)와 나사 결합된다. 볼트헤드부(430)는 볼트바디부(410)의 일단부(도 1 기준 우측 단부)에 결합되며, 브레이크케이블(10)과 볼팅, 끼움 결합 등의 방식으로 결합되고, 하우징부재(100)의 내측에서 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 왕복 이동된다.

볼트돌기부(450)는 볼트헤드부(430)의 외주면에 돌출 형성되며, 실린더부재(500)의 내주면에 실린더부재(500)의 길이 방향으로 형성되는 가이드홈부(510)에 삽입되어 볼트헤드부(430)의 회전을 제한하고, 볼트헤드부(430)의 길이 방향 이동을 안내한다.

실린더부재(500)는 볼트부재(400)와 하우징부재(100) 사이에 개재되며, 볼트부재(400)의 회전을 제한한다. 이에 따라 볼트부재(400)는 너트부재(300)와의 나사 결합 체결에 따라 대략 직선 왕복 이동하는 방식으로 너트부재(300)의 회전 이동을 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)인 대략 직선 방향 이동으로 전환한다.

릴리즈부재(600)는 너트부재(300)와 하우징부재(100) 사이에 개재되며, 너트부재(300)의 후진(도 1 기준 우측 방향) 이동에 따라 압축되어 너트부재(300)를 탄성 지지한다. 본 실시예에서 릴리즈부재(600)는 릴리즈탄성부(610) 및 릴리즈홀더부(630)를 포함한다.

릴리즈탄성부(610)는 일단부(도 1 기준 우측 단부)가 하우징부재(100)에 접하고, 너트부재(300)의 후방(도 1 기준 우측방향)에 위치하며, 탄성 재질을 포함하여 이루어진다.

본 실시예에서 릴리즈탄성부(610)는 너트부재(300)의 후방에 위치하여 너트부재(300)를 전방으로 가압하므로, 너트부재(300)를 후방으로 가압하는 하중강하보상스프링(30)과, 실린더부재(500) 및 볼트부재(400)를 매개로 너트부재(300)를 후방으로 가압하는 피스톤스프링(50)이 너트부재(300) 및 구동부재(200)에 가하는 하중을 상쇄시켜, 마찰 손상을 방지하게 된다.

또한, 본 실시예에서 릴리즈탄성부(610)는 볼트부재(400)의 후방에 위치하므로, 볼트부재(400)가 전방으로 이동될 때 볼트부재(400)와 릴리즈탄성부(610)가 간섭되는 것을 방지하여, 볼트부재(400) 및 볼트부재(400)와 결합되는 브레이크케이블(10)의 스트로크를 증대시킨다.

릴리즈홀더부(630)는 릴리즈탄성부(610)의 타단부(도 1 기준 좌측 단부)를 둘러싸도록 구비되며, 너트부재(300)의 이동에 따라 너트부재(300)와 간섭되어 이동한다.

본 실시예에서 릴리즈부재(600)는 릴리즈스토퍼(650)를 더 포함한다. 릴리즈스토퍼(650)는 릴리즈탄성부(610)의 일측에 위치하고, 하우징부재(100)에 결합되어 릴리즈홀더부(630)의 이동을 제한한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 볼트부재가 전방으로 이동하는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 볼트부재의 일단부가 하우징부재에 접촉한 상태를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 너트부재가 후방으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치에서 너트부재가 전방으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하 도 2 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 브레이크 장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

ECU 등의 제어에 의하여 모터부(210)에 전원이 인가되면, 회전축(211)과 함께 웜기어부(230)가 회전된다. 웜기어부(230)의 회전력은 웜휠기어부(250)를 매개로 너트부재(300)에 전달되어, 너트부재(300)를 회전시킨다.

너트부재(300)의 회전력은 너트부재(300)와 나사 결합된 볼트부재(400)에 전달되는데, 볼트부재(400)는 볼트돌기부(450)에 의하여 회전이 제한되므로, 너트부재(300)와의 나사 결합이 풀리거나, 체결됨에 따라 길이 방향(도 2 기준 좌우 방향)으로 이동하게 된다.

도 2에서와 같이 너트부재(300)와 볼트부재(400)의 체결이 풀리는 경우 볼트부재(400)는 전방(도 2 기준 좌측 방향)으로 이동하게 되며, 볼트부재(400)와 결합된 브레이크케이블(10)이 볼트부재(400)와 함께 전방으로 이동된다.

볼트부재(400)가 계속 전진하여 볼트부재(400)의 일단부(도 3 기준 좌측 단부)가 하우징부재(100)에 접하면 반력에 의하여 너트부재(300)가 후방으로 이동하게 된다. 너트부재(300)는 후방으로 이동하면서, 릴리즈부재(600)를 압축하게 되고, 너트부재(300)는 압축된 릴리즈부재(600)에 의하여 전방으로 탄성 지지된다.

ECU 등의 제어에 의하여 모터부(210)가 너트부재(300)와 볼트부재(400)의 나사 결합이 체결되는 방향으로 회전력을 발생시키면, 너트부재(300)와 볼트부재(400)의 나사 결합이 체결되면서, 브레이크케이블(10)을 후방(도 5 기준 우측)으로 당기게 되고, 너트부재(300)는 볼트부재(400)와의 체결력, 릴리즈부재(600)에 의한 탄성력 등에 의하여 전방(도 5 기준 좌측)으로 이동하게 된다.

이때, 릴리즈홀더부(630)는 너트부재(300)와 함께 전방(도 5 기준 좌측 방향)으로 이동되지만, 소정 거리 이상 이동하면, 릴리즈스토퍼(650)에 의하여 이동이 제한된다. 즉. 릴리즈스토퍼(650)에 의하여 릴리즈홀더부(630)의 이탈을 방지하고, 릴리즈탄성부(610)의 확장 정도를 제한하여 진동, 소음의 발생 등을 방지한다.

이로써 본 실시예에 따른 주차 브레이크 장치(1)는 릴리즈부재(600)의 위치를 변동시켜 브레이크케이블(10)의 스트로크를 증대시키고, 릴리즈부재(600)를 너트부재(300)의 후방에 위치하도록 하여, 하중강하보상스프링(30), 피스톤스프링(50) 등의 탄성력을 상쇄하여 웜휠기어부(250), 웜기어부(230) 등의 마찰 손실을 줄일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 주차 브레이크 장치(1)는 릴리즈스토퍼(650)를 두어 릴리즈홀더부(630)의 이탈을 방지하고, 릴리즈탄성부(610)의 신장을 제한하여 진동 및 소음의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 주차 브레이크 장치 10: 브레이크케이블
30: 하중강하보상스프링 50: 피스톤스프링
100: 하우징부재 110: 공간부
200: 구동부재 210: 모터부
211: 회전축 230: 웜기어부
250: 웜휠기어부 300: 너트부재
310: 너트바디부 330: 볼트결합홀부
400: 볼트부재 410: 볼트바디부
430: 볼트헤드부 450: 볼트돌기부
500: 실린더부재 510: 가이드홈부
600: 릴리즈부재 610: 릴리즈탄성부
630: 릴리즈홀더부 650: 릴리즈스토퍼

Claims (7)

1. 하우징부재;
   상기 하우징부재에 결합되며, 회전력을 발생시키는 구동부재;
   상기 구동부재에 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 상기 구동부재에 연동하여 회전되는 너트부재;
   상기 너트부재와 나사 결합되며 일단부에 브레이크케이블이 결합되는 볼트부재;
   상기 볼트부재를 둘러싸며, 상기 볼트부재의 회전을 제한하는 실린더부재; 및
   상기 너트부재와 상기 하우징부재 사이에 개재되며, 상기 너트부재의 후진에 따라 압축되어 상기 너트부재를 탄성 지지하는 릴리즈부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동부재는,
   상기 하우징부재에 결합되며, 전기모터를 포함하여 회전력을 발생시키는 모터부;
   상기 모터부의 회전축에 결합되는 웜기어부; 및
   내측으로 상기 너트부재가 삽입되고, 외주면이 상기 웜기어부와 치합되는 웜휠기어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 너트부재는,
   상기 웜휠기어부에 삽입되며, 상기 웜휠기어부와 맞물려 회전하는 너트바디부; 및
   상기 너트바디부에 오목하게 형성되며, 나사산이 형성되어 상기 볼트부재와 나사 결합되는 볼트결합홀부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 너트바디부는, 상기 웜휠기어부와 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 볼트부재는,
   상기 너트부재의 내측으로 삽입되며, 상기 너트부재와 나사 결합되는 볼트바디부;
   상기 볼트바디부의 일단부에 결합되며, 상기 브레이크케이블과 결합되고, 상기 하우징부재의 내측에서 왕복 이동 가능하게 구비되는 볼트헤드부; 및
   상기 볼트헤드부의 외주면에 돌출 형성되며, 상기 실린더부재의 내주면에 상기 실린더부재의 길이 방향으로 형성되는 가이드홈부에 삽입되어, 상기 볼트헤드부의 회전을 제한하는 볼트돌기부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴리즈부재는,
   일단부가 상기 하우징부재에 접하고, 상기 너트부재와 상기 하우징부재의 사이에 위치하며, 탄성 재질을 포함하여 이루어지는 릴리즈탄성부; 및
   상기 릴리즈탄성부의 타단부를 둘러싸도록 구비되며, 상기 너트부재의 후진 이동에 따라 상기 너트부재와 간섭되어 이동하는 릴리즈홀더부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 릴리즈부재는,
   상기 릴리즈탄성부의 일측에 위치하고, 상기 하우징부재에 결합되어, 상기 릴리즈홀더부의 이동을 제한하는 릴리즈스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크 장치.

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