KR20180046222A - 기어 유닛 및 이를 포함하는 전자식 주차 브레이크의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치는 모터, 상기 모터의 회전 출력을 최종 회전 출력으로 변환하는 기어 유닛, 그리고 상기 기어 유닛의 회전력을 상기 전자식 주차 브레이크로 전달하기 위한 동력 전달 유닛을 포함한다. 상기 기어 유닛은 상기 구동 장치의 모터의 출력 기어에 치합되며 경사진 치형을 갖는 제1 기어, 상기 제1 기어에 일체로 형성되는 제2 기어, 상기 제2 기어에 설치되는 제1 자석, 그리고 상기 제1 기어가 상기 전자식 주차 브레이크를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 기어에 작용하는 축 방향 힘의 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 상기 제1 자석과 마주하도록 배치되는 제2 자석을 포함한다.

Description

기어 유닛 및 이를 포함하는 전자식 주차 브레이크의 구동 장치{Gear unit and driving device for electric parking brake}

본 발명은 차량의 전자식 주차 브레이크를 구동 또는 해제하기 위한 동력을 제공하는 구동 장치에 사용되는 기어 유닛 및 이를 포함하는 구동 장치에 관한 것이다.

모터, 기어 그리고 스핀들 샤프트를 이용하는 차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치가 소개되어 있다. 이러한 종래의 구동 장치는 모터의 구동력을 이용하여 전자식 주차 브레이크를 구동하는 방식을 갖는다. 예를 들어, 종래의 구동 장치는 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 전자식 주파 브레이크를 구동 및 해제하기 위한 구동 케이블을 구동시키는 방식 또는 모터를 캘리퍼 브레이크나 드럼 브레이크에 직접 설치하여 모터의 구동력을 이용하여 브레이크 작용요소를 구동하는 방식을 갖는다.

이러한 종래의 구동 장치는 모터의 회전 출력을 감속하기 위한 기어 유닛을 구비하는데, 기어 유닛이 모터의 출력 기어에 치합되는 헬리컬 기어를 포함하는 경우 헬리컬 기어의 회전 시에 발생하는 축 방향 힘에 의해 기어의 마모가 발생하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 나사산이 서로 반대로 형성되는 2단 헬리컬 기어를 구성하는 방안이 있으나, 이 경우 기어 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.

한국 공개특허 제10-2006-0128935호(공개일자: 2006년 12월 14일) 한국 등록특허 10-1508678 (등록일자: 2015년 03월 30일)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기어 회전 시 발생하는 축 방향 힘을 상쇄할 수 있는 전자식 주차 브레이크의 구동 장치의 기어 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치에 사용되는 기어 유닛은 상기 구동 장치의 모터의 출력 기어에 치합되며 경사진 치형을 갖는 제1 기어, 상기 제1 기어에 일체로 형성되는 제2 기어, 상기 제2 기어에 설치되는 제1 자석, 그리고 상기 제1 기어가 상기 전자식 주차 브레이크를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 기어에 작용하는 축 방향 힘의 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 상기 제1 자석과 마주하도록 배치되는 제2 자석을 포함한다.

상기 제1 자석은 상기 제2 기어의 단부에 형성되는 안착 홈에 배치될 수 있고, 상기 제2 자석은 상기 기어 유닛을 수용하는 하우징에 구비되는 안착 홈에 배치될 수 있다.

상기 제1 기어는 헬리컬 기어일 수 있고, 상기 제2 기어는 평 기어일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치는 모터, 상기 모터의 회전 출력을 최종 회전 출력으로 변환하는 기어 유닛, 그리고 상기 기어 유닛의 회전력을 상기 전자식 주차 브레이크로 전달하기 위한 동력 전달 유닛을 포함한다. 상기 기어 유닛은 상기 구동 장치의 모터의 출력 기어에 치합되며 경사진 치형을 갖는 제1 기어, 상기 제1 기어에 일체로 형성되는 제2 기어, 상기 제2 기어에 설치되는 제1 자석, 그리고 상기 제1 기어가 상기 전자식 주차 브레이크를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 기어에 작용하는 축 방향 힘의 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 상기 제1 자석과 마주하도록 배치되는 제2 자석을 포함한다.

본 발명에 의하면, 자석의 힘의 이용하여 전자식 주차 브레이크의 구동 시에 발생하는 기어의 축 방향 힘을 상쇄함으로써 기어의 마모 저감을 통해 내구성 및 효율 향상이 달성된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크의 구동 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크에서 제1 및 제2 기어 그리고 제1 및 제2 자석을 보여주는 도면이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크의 구동 장치는 운전자의 주차 브레이크 작동 또는 해제 신호 입력에 대응하여 전자식 주차 브레이크의 작동 또는 해제를 위한 구동력을 생성하는 장치이다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 기어 유닛은 본 발명의 실시예에 따른 구동 장치에 사용되는 것이며 모터에서 출력되는 회전력을 동력 전달 유닛으로 전달하는 기능을 한다.

모터(10)는 전자식 주차 브레이크의 작동 및 해제를 위한 구동력을 생성한다. 모터(10)는 전자식 주차 브레이크를 작동시키거나 해제하기 위한 제어 신호에 의해 작동될 수 있으며, 이러한 제어 신호는 사용자가 주차 브레이크 작동 스위치를 작동시키거나 해제시키는 조작에 의해 컨트롤러에 의해 생성될 수 있다. 모터(10)의 출력축(11)에는 출력 기어(12)가 구비된다.

기어 유닛(30)은 모터(10)의 회전 출력을 최종 회전 출력으로 변환한다. 기어 유닛(30)은 하나 이상의 기어로 구성될 수 있으며 모터(10)의 회전을 감속하도록 구성될 수 있다.

모터(10)와 기어 유닛(30)은 하우징(20) 내에 수용될 수 있다.

동력 전달 유닛(40)은 기어 유닛(30)의 회전력을 전자식 주차 브레이크(100)를 구동하기 위한 구동력으로 변환하여 전달한다. 예를 들어, 동력 전달 유닛(40)은 기어 유닛(30)의 회전력을 직선 왕복 운동으로 변환하여 전자식 주차 브레이크(100)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 유닛(40)은 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하여 스핀들 구조로 구현될 수 있다.

기어 유닛(30)은 모터(10)의 출력 기어(12)에 치합되는 제1 기어(31)를 포함한다. 제1 기어(31)는 경사진 치형을 가질 수 있으며 예를 들어 헬리컬 기어일 수 있다. 이때 제1 기어(31)의 치형에 대응하여 모터(10)의 출력 기어(12)도 경사진 치형을 가질 수 있다.

제2 기어(32)는 제1 기어(31)와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 기어(32)는 제1 기어(31)에 인접하여 일체로 형성될 수 있으며 제2 기어(32)는 평 기어일 수 있다.

제2 기어(32)에 치합되는 제3 기어(33)가 구비될 수 있으며, 제4 기어(34)는 제3 기어(33)와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 제3 기어(33)와 제4 기어(34)는 각각 평 기어일 수 있다.

한편, 동력 전달 유닛(40)은 회전 샤프트(41)를 포함할 수 있다. 회전 샤프트(41)는 길이방향 축을 중심으로 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 회전 샤프트(41)의 외주면에는 제4 기어(34)와 치합되는 피구동 기어(42)가 구비된다. 즉, 제4 기어(34)와 피구동 기어(42)의 치합에 의해, 회전 샤프트(41)는 제4 기어(34)의 회전에 의해 회전된다. 회전 샤프트(41)는 일단에는 길이 방향으로 함몰된 삽입 홀(45)이 형성되며, 스핀들 샤프트(43)가 삽입 홀(45)에 삽입된다. 이때, 회전 샤프트(41)의 삽입 홀(45)의 내주면 그리고 스핀들 샤프트(43)의 외주면에는 서로 치합되는 나사산이 각각 형성되고, 스핀들 샤프트(43)는 길이방향 축 방향으로 이동 가능하나 회전하지 않도록 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 회전 샤프트(41)가 회전하면 스핀들 샤프트(43)가 직선 왕복 운동을 하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 제3 및 제4 기어(33, 34)가 생략되고 제2 기어(32)가 피구동 기어(42)에 치합될 수도 있다.

또한 동력 전달 유닛(40)은 스핀들 샤프트(43)에 연결되는 구동 케이블(44)을 포함할 수 있다. 구동 케이블(44)의 일단은 스핀들 샤프트(43)와 함께 직선 왕복 이동을 할 수 있도록 스핀들 샤프트(43)에 연결되며, 또한 구동 케이블(44)의 다른 일단은 전자식 주차 브레이크(100)의 구동 요소에 연결된다. 구동 케이블(44)의 직선 왕복 운동에 의해 전자식 주차 브레이크(100)가 작동 또는 해제되도록 구성될 수 있다.

위에서 동력 전달 유닛(40)이 구동 케이블(44)을 이용하여 전자식 주차 브레이크(100)를 구동하는 방식이 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 구동 장치는 캘리퍼 브레이크나 드럼 브레이크 등의 전자식 주차 브레이크(100)에 직접 설치되어 동력 전달 유닛(40)에 의해 브레이크 구동 요소가 구동되도록 구성될 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기어 유닛(30)은 제1 기어(31)가 전자식 주차 브레이크(100)를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 제1 기어(31)에 작용하는 축 방향 힘을 상쇄하기 위한 제1 자석(35)과 제2 자석(36)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 제1 자석(35)은 제2 기어(32)의 일단에 형성된 안착 홈(321)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 제2 자석(36)은 하우징(20)에 구비되는 안착 홈(21)에 삽입되어 고정될 수 있다.

이때, 제1 및 제2 자석(35, 36)은 제1 기어(31)가 전자식 주차 브레이크(100)를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 제1 기어(31)에 작용하는 축 방향 힘과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 배치된다. 예를 들어,

제1 기어(31)가 전자식 주차 브레이크(100)를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 제1 기어(31)에 작용하는 축 방향 힘이 도 2에서 우측 방향으로 작용하는 경우, 제1 및 제2 자석(35, 36)은 같은 극이 서로 마주하도록 배치됨으로써 제1 및 제2 자석(35, 36)의 척력에 의해 제1 및 제2 기어(31, 32)가 도 2에서 좌측 방향으로 밀리게 된다.

이에 의해 본 발명의 실시예에 따르면 제1 및 제2 기어(31, 32)의 회전 시에 발생하는 축 방향 힘을 상쇄함으로써, 기어의 마모를 줄여 내구성 및 효율 향상을 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

10: 모터
11: 출력 축
12: 출력 기어
20: 하우징
30: 기어 유닛
31, 32, 33, 34: 제1 내지 제4 기어
35, 36: 제1 및 제2 자석
40: 동력 전달 유닛
41: 회전 샤프트
42: 피구동 기어
43: 스핀들 샤프트
44: 구동 케이블

Claims (6)

1. 차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치에 사용되는 기어 유닛으로서,
   상기 구동 장치의 모터의 출력 기어에 치합되며 경사진 치형을 갖는 제1 기어,
   상기 제1 기어에 일체로 형성되는 제2 기어,
   상기 제2 기어에 설치되는 제1 자석, 그리고
   상기 제1 기어가 상기 전자식 주차 브레이크를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 기어에 작용하는 축 방향 힘의 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 상기 제1 자석과 마주하도록 배치되는 제2 자석을 포함하는 기어 유닛.
2. 제1항에서,
   상기 제1 자석은 상기 제2 기어의 단부에 형성되는 안착 홈에 배치되고,
   상기 제2 자석은 상기 기어 유닛을 수용하는 하우징에 구비되는 안착 홈에 배치되는 기어 유닛.
3. 제1항에서,
   상기 제1 기어는 헬리컬 기어이고, 상기 제2 기어는 평 기어인 기어 유닛.
4. 차량의 전자식 주차 브레이크의 구동 장치로서,
   모터,
   상기 모터의 회전 출력을 최종 회전 출력으로 변환하는 기어 유닛, 그리고
   상기 기어 유닛의 회전력을 상기 전자식 주차 브레이크로 전달하기 위한 동력 전달 유닛을 포함하고,
   상기 기어 유닛은
   상기 구동 장치의 모터의 출력 기어에 치합되며 경사진 치형을 갖는 제1 기어,
   상기 제1 기어에 일체로 형성되는 제2 기어,
   상기 제2 기어에 설치되는 제1 자석, 그리고
   상기 제1 기어가 상기 전자식 주차 브레이크를 작동시키는 방향으로 회전하는 경우 상기 제1 기어에 작용하는 축 방향 힘의 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘이 생성되도록 상기 제1 자석과 마주하도록 배치되는 제2 자석을 포함하는 구동 장치.
5. 제4항에서,
   상기 제1 자석은 상기 제2 기어의 단부에 형성되는 안착 홈에 배치되고,
   상기 제2 자석은 상기 기어 유닛을 수용하는 하우징에 구비되는 안착 홈에 배치되는 구동 장치.
6. 제4항에서,
   상기 제1 기어는 헬리컬 기어이고, 상기 제2 기어는 평 기어인 구동 장치.

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