KR20190047173A - 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터에 관한 것이다. 본 발명은 모터설치부(11)와 기어설치부(21)가 각각 형성된 메인하우징(10)과, 상기 모터설치부(11)에 설치되고 회전력을 제공하는 모터조립체(23)와, 상기 모터조립체(23)의 회전력에 의해 회전하되 다수개의 기어들을 통해 가속기능을 수행하는 기어조립체(50)와, 내부하우징(30)을 포함한다. 상기 내부하우징(30)은 상기 메인하우징(10)에 조립되어 상기 기어조립체(50)를 고정하고 상기 기어조립체(50)를 구성하는 유성기어셋트(70)와 연동하는 링기어 및 상기 모터조립체(23)에 전기적으로 연결되는 브러시카드가 각각 일체로 구비된다. 본 발명의 내부하우징(30)에는 유성기어셋트(70)와 연동하는 링기어 및 모터조립체(23)에 전기적으로 연결되는 브러시카드가 각각 일체로 구비된다. 따라서 서로 연동하는 다수개의 부품들이 하나의 내부하우징(30) 내에서 정렬되므로 모터 및 각 기어들의 축간 정렬성이 좋아진다.

Description

브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터{An actuator for electromechanical parking brake having housing with brush card assembly}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 동작을 수행하는 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 설치된 기어박스에 링기어와 브러시카드가 일체로 만들어진 전자식 주차 브레이크 액츄에이터에 관한 것이다.

자동차의 전자식 주차 브레이크 액츄에이터는 주차시 디스크 브레이크 장치의 캘리퍼에 설치된 마찰 패드를 동작시키기 위한 것이다. 전자식 주차 브레이크 사용자의 스위치조작을 통해서 자동으로 작동되며, 이를 위해 전자식 주차 브레이크 모터와, 모터의 동력을 전달하기 위한 기어어셈블리(동력 전달장치)로 구성된다.

이와 같은 전자식 주차 브레이크 사용되는 형태를 보면, 운전자가 주차 브레이크 스위치를 누르는 경우, 액츄에이터의 모터의 회전력은 감속장치와 같은 지어어셈블리(동력 전달장치)를 통해 캘리퍼의 입력축에 전달된다. 동력을 전달받은 입력축이 회전되면 가압 접속 슬리브가 전진하고, 접속 슬리브의 전진에 의해 이를 수용하고 있는 피스톤과 캘리퍼 하우징이 서로 접근하는 쪽으로 이동한다. 그리고 피스톤과 캘리퍼 하우징에 장착된 2개의 마찰 패드가 디스크의 양면을 압박하여 회전하지 못하게 구속하여 파킹이 이루어진다.

이러한 엑츄에이터는 다수개의 부품으로 구성되고, 이들 부품 사이가 조립되어 연동되므로 공차관리가 중요하다. 예를 들어, 내부에 설치되는 기어박스에는 다수개의 기어가 포함되는데, 여기에는 다시 브러시카드조립체와 링기어가 조립되어야 한다. 링기어는 기어박스에 포함되는 유성기어셋트가 맞물리는 부분이므로 공차를 최소화하는 것이 특히 중요하다.

그런데, 기어박스에는 별개물인 브러시카드조립체와 링기어가 조립되므로, 그 과정에서 부품간의 누적공차로 인해 기어를 포함한 회전부품의 회전축 간의 중심거리가 허용범위를 벗어나기 쉽다. 그리고 이러한 회전축 사이의 거리오차로 인해 성능저하가 발생하거나 소음발생 등의 품질문제가 생길 수 있다. 특히, 축간거리 오차에 의해 작동중에 발생하는 진동은 기어 등 부품들의 흔들림으로 이어지고, 기어들의 내구성을 떨어뜨려 제품의 내구성을 낮추는 결과를 낳는다.

이것은 내장되는 모터와 기어등 각 부품 사이를 조립할 때 정밀한 축간 정렬이 어렵기 때문인데, 특히 감속기능을 위한 기어조립체(또는 기어박스)는 모터조립체와 별개물로 구성되기 때문에 서로 이격된 부품 사이의 축간정렬을 더욱 어렵게 한다. 또한, 기어박스에 브러시카드조립체와 링기어를 조립해야 하므로 제조시간 및 제조비용이 늘어나는 문제도 있다.

그리고, 기어박스는 기어들을 포함한 다수의 회전부품을 지지하므로 지속적인 진동을 받게 된다. 따라서, 장시간 사용시 또는 앞서 설명한 오차에 의한 흔들림 등에 의해 비틀리거나 손상될 우려가 있다. 물론, 기어박스를 보다 내구성이 높은 재질로 만들면 이러한 비틀림이나 손상을 방지할 수 있으나, 전체 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1041553호 대한민국 공개특허 제10-2013-0071256호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 엑츄에이터를 구성하는 내부하우징에 브러시카드조립체 및 링기어를 일체로 만들어 조립성 및 축간 정렬성을 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내부하우징에 강화플레이트를 내장하여 내부하우징의 강성을 보강하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 모터설치부와 기어설치부가 각각 형성된 메인하우징과, 상기 모터설치부에 설치되고 회전력을 제공하는 모터조립체와, 상기 모터조립체의 회전력에 의해 회전하되 다수개의 기어들을 통해 가속기능을 수행하는 기어조립체와, 상기 메인하우징에 조립되어 상기 기어조립체를 고정하고 상기 기어조립체를 구성하는 유성기어셋트와 연동하는 링기어 및 상기 모터조립체에 전기적으로 연결되는 브러시카드가 각각 일체로 구비되는 내부하우징을 포함한다.

상기 내부하우징은 좌우로 연장되는 메인몸체부와, 상기 메인몸체부의 한쪽에 구비되고 브러시카드를 구성하는 모터터미널 및 브러시가 설치되는 브러시카드부와, 상기 브러시카드부의 반대편에 해당하는 메인몸체부의 반대쪽에 구비되고 상기 유성기어셋트의 유성기어들이 수납되며 내주면에는 상기 유성기어들이 공전되도록 하는 공전기어치가 구비되는 링기어부를 포함한다.

상기 내부하우징의 메인몸체부에는 요철형상의 강화플레이트가 구비된다.

상기 내부하우징의 내부에는 강화플레이트가 인서트사출을 통해 내장된다.

상기 강화플레이트는 금속재질로 만들어지고, 상기 내부하우징의 길이방향을 따라 연장되도록 내부하우징에 내장된다.

상기 강화플레이트는 상기 내부하우징의 브러시카드부 쪽에 위치하되 모터조립체의 모터축 가장자리를 두르도록 링형상의 강화리브가 돌출되어 구비된 브러시카드강화부와, 상기 내부하우징의 링기어부 쪽에 위치하고 링기어의 가장자리를 두르도록 링형상으로 돌출된 링기어강화부를 포함한다.

상기 강화플레이트에는 다수개의 강화비드가 요입된 형상으로 구비된다.

상기 내부하우징에는 메인몸체의 가장자리를 따라 설치펜스가 돌출되고, 상기 설치펜스에 둘러싸인 공간에 상기 모터조립체 및 상기 기어조립체 사이를 연결하는 아이들기어와, 상기 아이들기어와 맞물리고 유성기어셋트를 회전시키는 드라이브기어가 위치한다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 내부하우징에는 모터조립체에 전기적으로 연결되는 브러시카드가 각각 일체로 구비된다. 따라서 서로 연동하는 다수개의 부품들이 하나의 내부하우징 내에서 정렬되므로 모터 및 각 기어들의 축간 정렬성이 좋아지고, 이를 통해 제품의 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 종래에는 별개물로 만들어진 후 조립되었던 브러시카드가 내부하우징에 일체로 만들어지므로, 전체 조립공수가 줄어들고 공차 규제가 보다 수월해지는 효과도 있다.

그리고, 본 발명의 내부하우징의 내부에는 인서트사출을 통해 강화플레이트가 내장되고, 금속재질의 강화플레이트는 내부하우징의 강성을 보강해주므로 장시간 사용시 또는 작동중 진동 등에 의해 비틀리거나 손상될 우려를 줄여줌으로써 내구성이 높아지는 효과도 있다.

추가로, 본 발명에서 유성기어셋트와 연동하는 링기어부도 내부하우징에 일체로 만들어질 수 있으므로 모터 및 각 기어들의 축간 정렬성이 좋아지고, 이를 통해 제품의 성능을 더욱 향상시킬 수도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터의 일실시례를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 실시례를 분해하여 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시례를 구성하는 내부하우징의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 내부하우징에 내장된 강화플레이트를 분리해서 보인 분해사시도.
도 5는 도 3의 I-I'선에 대한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터의 다른 실시례를 보인 분해사시도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터(이하 '액츄에이터'라 한다)는 모터의 구동을 감속하여 큰 회전력을 발생시키고, 이를 외부로 전달하여 전자식 주차 브레이크 기능이 구현되도록 한다. 이를 위해 본 발명의 액츄에이터 조립체 내부에는 모터와 함께 기어조립체(50)가 설치된다. 이하에서 설명하는 기어조립체(50)는 다수개의 기어들로 구성된 전체 구조를 지칭하는 것으로 한다.

먼저 도 1을 보면, 액츄에이터는 메인하우징(10)과 커버(18)가 결합하여 전체 외부골격을 형성한다. 메인하우징(10)과 커버(18)가 결합되면 그 내부에는 차폐된 설치공간(12)이 만들어지고, 설치공간(12)에는 다수의 부품이 내장되어 액츄에이터가 동작되도록 한다. 메인하우징(10)과 커버(18)가 조립되면, 커넥터부(13)와 하부로 돌출된 최종출력축(80)의 일부만 노출되고, 나머지는 설치공간(12) 내부에서 노출되지 않는 상태가 된다. 커넥터부(13)의 결합공간에는 상대커넥터(도시되지 않음)가 삽입된다.

메인하우징(10)의 구성을 보면, 도 1과 도 2에서 보듯이 메인하우징(10)은 내부에 모터설치부(11)와 기어설치부(21)가 각각 설치된다. 여기서 모터설치부(11)와 기어설치부(21)는 서로 이격되어 각각 설치되는데, 이들은 나란한 방향으로 회전축을 갖는다. 메인하우징(10)은 하나의 부품으로 구성되고, 본 실시례에서는 합성수지재질을 사출성형하여 만들어진다.

상기 메인하우징(10)은 크게 두 부분으로 나눌 수 있는데, 모터설치부(11) 및 기어설치부(21)다. 도 2를 기준으로 보면 좌우로 연장되는 메인하우징(10)의 양쪽 끝에 각각 모터설치부(11)와 기어설치부(21)가 각각 구비된다. 앞서 설명한 커넥터부(13)는 모터설치부(11) 쪽에 있는데, 커넥터부(13)의 결합공간에 내장된 터미널(T1)은 아래에서 설명될 브러시카드부(34)의 모터터미널(T2)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 메인하우징(10)의 상부의 설치공간(12)에는 아래에서 설명될 내부하우징(30)이 결합된다. 상기 내부하우징(30)은 기어조립체(50)를 구성하는 부품들을 고정하는 역할을 하는데, 예를 들어 아이들기어(51)와 드라이브기어(53)가 설치되고, 또한 링기어 및 브러시카드부(34)가 내부하우징(30)에 일체로 형성된다. 상기 설치공간(12)은 메인하우징(10)의 상부에서 좌우 방향으로 연장되고, 커버(18)에 의해 차폐된다. 도면부호 22는 장착을 위한 브라켓이고, 22'는 체결구가 삽입되는 체결홈을 나타낸다.

상기 모터설치부(11)에는 모터조립체(23)가 수납된다. 모터조립체(23)의 모터회전축(24) 에는 피니언기어(25)가 설치되는데, 피니언기어(25)는 상부로 돌출된 상태가 된다. 그리고 모터조립체(23)의 상부에는 브러시카드부(34)가 위치하는데, 상기 브러시카드부(34)는 아래에서 설명될 내부하우징(30)에 일체로 구성된다. 브러시카드부(34)를 통해 모터조립체(23) 쪽으로 전원이 인가된다. 모터조립체(23)를 구성하는 아마츄어 코어는 다수개의 코어플레이트가 적층되어 입체형상을 만들고, 상기 아마츄어 코어는 대략 원기둥형태이다.

상기 모터조립체(23)의 상부에는 내부하우징(30)이 위치한다. 상기 내부하우징(30)은 상기 설치공간(12)의 상부에 결합되는 것으로, 합성수지 재질이 사출성형된 것이다. 상기 내부하우징(30)은 상기 설치공간(12)의 상부 대부분을 덮도록 구성되는데, 설치공간(12)의 상부에 대응되는 형상을 갖는다. 상기 내부하우징(30)은 상기 메인하우징(10)에 조립되어 아래에서 설명될 기어조립체(50)를 고정하고, 기어조립체(50)를 구성하는 유성기어셋트(70)와 연동하는 링기어 및 상기 모터조립체(23)에 전기적으로 연결되는 브러시카드가 각각 일체로 구비된다.

내부하우징(30)의 구조는 도 3에 자세하게 도시되어 있다. 이에 보듯이, 상기 내부하우징(30)은 좌우 방향을 길게 연장되는 입체구조이고, 크게 3부분으로 구획될 수 있다. 먼저 중심에 위치한 메인몸체부(31)와, 그 양쪽에 각각 위치한 브러시카드부(34) 및 링기어부(37)가 위치한다. 이들 메인몸체부(31), 브러시카드부(34) 및 링기어부(37)는 모두 일체로 구성된 것으로, 각 기능에 따라 임의로 명칭을 부여한 것이다. 상기 메인몸체부(31)는 내부하우징(30)의 기본 골격을 형성하는데, 그 상부에는 기어설치공간(31')이 있다. 기어설치공간(31')의 중심에는 아이들기어축홈(32)이 있어서, 여기에 후술할 아이들기어(51)의 축(52)이 삽입된다.

상기 브러시카드부(34)는 도 3을 기준으로 좌측에 위치한 것으로, 상하방향으로 어느 정도 두께를 갖는 브러시카드몸체(35)가 골격을 형성한다. 상기 브러시카드부(34)는 브러시카드조립체의 역할을 하는 것으로, 별개물로 구성되지 않고 내부하우징(30)의 일부이다. 상기 브러시카드부(34)의 내부에는 모터터미널(T2, 도 2참조)과, 초크코일(도시되지 않음) 그리고 브러시 등이 설치된다. 이 중에서 모터터미널(T2)은 상기 브러시카드부(34) 쪽에 인서트사출되어 별도의 조립공정 없이 일체로 조립되고, 초크코일(choke coil)과 브러시 등은 후공정으로 조립될 수 있다.

초크코일은 상기 모터터미널(T2)과 전기적으로 연결되어 모터터미널(T2)로부터 공급되는 전기를 브러시로 공급하는 역할을 한다. 본 실시례에서 상기 초크코일은 터미널(T1)과 스팟용접(Spot welding) 방식으로 연결되는데, 상기 브러시카드부(34)의 상부에 있는 접합홀(H1)을 통해 용접될 수 있다. 그리고 상기 접합홀(H1)에 인접한 위치에 있는 고정홀(H2)에는 브러시홀더(도시되지 않음)가 고정되고, 브러시홀더에는 브러시가 결합된다. 이와 같이, 브러시카드부(34)에는 브러시카드조립체에 필요한 모든 부품이 조립될 수 있고, 접합홀(H1) 및 고정홀(H2)을 통해 조립/접합 공정이 용이하게 이루어질 수 있다. 결과적으로, 브러시카드부(34)에서는 다음과 같은 경로를 거쳐 전원이 공급된다. '커넥터의 터미널(T1)-모터터미널(T2)-초크코일-브러시홀더에 장착된 브러시-정류자(commutator, 도시되지 않음)-모터조립체(23)의 코어에 권선된 코일' 순서로 전원이 공급되면 모터가 회전될 수 있다. 도면부호 34'는 피니언기어가 위치하는 기어홀을 나타낸다.

상기 내부하우징(30)에는 설치펜스(36)가 있다. 상기 설치펜스(36)는 상기 내부하우징(30)의 메인몸체부(31) 가장자리를 따라 돌출되고, 상기 설치펜스(36)에 둘러싸인 기어설치공간(31')에 상기 모터조립체(23) 및 기어조립체(50) 사이를 연결하는 아이들기어(51)와, 아이들기어(51)와 맞물리고 유성기어셋트(70)를 회전시키는 드라이브기어(53)가 위치하게 된다. 본 실시례에서 상기 설치펜스(36)는 드라이브기어(53)의 측면을 감싸는 정도로 돌출된다.

상기 내부하우징(30)에는 링기어부(37)가 있다. 상기 링기어부(37)는 상기 브러시카드부(34)의 반대편에 해당하는 메인몸체부(31)의 반대쪽에 구비된다. 상기 링기어부(37)는 대략 원통형상으로, 상하방향으로 개구되어 있다. 상기 링기어부(37)의 위쪽으로는 유성기어셋트(70)가 삽입될 수 있고, 아래쪽으로는 최종출력축(80)이 돌출될 수 있다. 미설명부호 33은 체결부로, 여기에는 내부커버(90)의 체결후크(93)가 끼워진다.

상기 링기어부(37)는 상기 메인하우징(10)의 모터설치부(11) 쪽에 위치하는 것으로, 여기에는 유성기어셋트(70)의 유성기어들이 수납된다. 그리고, 상기 링기어부(37)의 내주면에는 공전기어치(39)가 있어서, 여기에는 유성기어들이 맞물려 공전된다. 상기 공전기어치(39)는 상기 링기어부(37)의 내주면을 둘러 형성되는데, 상기 공전기어치(39)는 상기 링기어부(37)에 일체로 구비된다.

상기 내부하우징(30)에는 강화플레이트(40)가 내장된다. 상기 강화플레이트(40)는 상기 내부하우징(30)에 인서트사출되어 일체로 만들어지는 것으로, 내부하우징(30)의 강성을 보강하여 내부하우징(30)의 비틀림 등 변형을 방지하기 위한 것이다. 따라서 상기 강화플레이트(40)는 상기 내부하우징(30) 보다 강도가 높은 재질인 것이 좋은데, 본 실시례에서는 금속재질로 만들어진다.

상기 강화플레이트(40)는 상기 내부하우징(30)에 인서트사출되어 내장되지만, 형상의 확인과 설명의 편의를 위해 도 2와 도 4에는 분리된 상태로 도시되어 있다. 상기 강화플레이트(40)는 상기 내부하우징(30)에 내장되어야 하므로, 상기 내부하우징(30)과 유사한 형상을 갖되 내부하우징(30) 보다 작다. 상기 강화플레이트(40)는 내부하우징(30)과 같이 상기 브러시카드부(34)로부터 링기어부(37)에 이르도록 좌우로 길게 연장된다.

상기 강화플레이트(40)는 전체적으로 요철형상을 갖는다. 즉, 상기 강화플레이트(40)는 평판구조가 아니라, 길이방향을 따라 높이를 달리하여 절곡된 형상을 가짐으로써, 전체적으로 요철형상을 갖는 것이다. 단면도인 도 5를 보면, 강화플레이트(40)가 전체적으로 요철구조를 갖고 있는 모습을 볼 수 있다. 이러한 형상을 통해서 강화플레이트(40)는 비틀림에 대한 특성이 좋아지고 및 전체적인 강성이 보강되는 효과를 갖는다. 물론 상기 강화플레이트(40)를 내장한 내부하우징(30)의 강성도 함께 보강될 수 있다.

상기 강화플레이트(40)의 구체적인 구조를 보면, 상기 강화플레이트(40)는 플레이트몸체(41)가 그 골격을 형성하고, 플레이트몸체(41)의 양쪽에는 브러시카드강화부(43)와 링기어강화부(47)가 각각 있다. 상기 브러시카드강화부(43)는 상기 내부하우징(30)의 브러시카드부(34) 쪽에 위치하되 모터조립체(23)의 모터축 가장자리를 두르도록 형성된다. 상기 브러시카드강화부(43)에는 대략 링형상의 강화리브(44)가 돌출되는데, 상기 강화리브(44)는 앞서 설명한 모터조립체(23)에 연결된 피니언기어(25)를 감싼다.

상기 브러시카드강화부(43)의 반대편에는 링기어강화부(47)가 있다. 상기 링기어강화부(47)는 상기 내부하우징(30)의 링기어부(37) 쪽에 위치하고 링기어의 가장자리를 두르도록 형성된다. 도 4에서 보듯이, 상기 링기어강화부(47)는 대략 링형상이고, 두께 방향(상하방향)으로 연장된 형상을 갖는다. 상기 링기어강화부(47)는 링기어부(37) 안쪽에 내장되어 링기어부(37)의 강도를 보강하는 역할을 한다.

상기 강화플레이트(40)에는 강화비드(42)가 있다. 상기 강화비드(42)는 강화플레이트(40)에 요입된 형태로 형성되는데, 다수개가 서로 이격되어 구비된다. 본 실시례에서는 상기 강회비드는 평판형상으로 구성된 플레이트몸체(41)에 다수개가 분포되고, 브러시카브강화부에도 강화비드(42)가 있다. 상기 강화비드(42)는 그 자체가 요철형상이므로, 강화플레이트(40)의 강성을 보강해줄 수 있다. 미설명부호 46은 회피홀로서, 여기에는 앞서 설명한 아이들기어(51)의 회전축의 한쪽끝이 위치한다.

상기 내부하우징(30)에는 기어조립체(50)가 설치된다. 기어조립체(50)를 살펴보면, 먼저 아이들기어(51)가 상기 내부하우징(30)의 중심부에 위치한다. 상기 아이들기어(51)는 모터조립체(23)에 연결되는 것으로, 보다 정확하게는 모터조립체(23)에 의해 회전되는 피니언기어(25)와 맞물려 회전한다. 상기 아이들기어(51)는 기어축(52)을 중심으로 회전하면서 상기 피니언기어(25)와 맞물려 회전방향을 바꾸고, 또한 1차감속을 수행한다. 아이들기어(51)와 피니언기어(25) 사이에서 1차감속이 이루어진 상태로 피니언기어(25)의 회전축이 회전하는 것이다. 1차감속은 아래에서 설명될 2차감속 및 3차감속에 비해 감속비가 작게 형성된다. 상기 아이들기어(51)에는 기어조립체(50)의 드라이브기어(53)가 맞물리면서 결과적으로 피니언기어(25)와 드라이브기어(53)는 같은 방향으로 회전된다. 즉, 아이들기어(51)는 피니언기어(25)와 드라이브기어(53) 사이를 연결하게 된다.

상기 기어조립체(50)에는 드라이브기어(53)가 있다. 상기 드라이브기어(53)는 상기 내부하우징(30)의 링기어부(37) 상부에 위치하는데, 상기 드라이브기어(53)의 기어치(54)는 아이들기어(51)와 맞물려 회전하면서 그 회전력을 아래에서 설명될 유성기어셋트(70)에 전달한다. 상기 드라이브기어(53)는 대략 원기둥형상의 일반적인 기어외형을 가지고 있지만, 아래쪽으로는 썬기어가 돌출된다. 참고로 썬기어는 각도상 도시되지 않은 상태이다. 이와 같이, 상기 드라이브기어(53)에는 아이들기어(51)와 맞물리는 동시에 썬기어가 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)에 맞물려 이를 회전시킨다.

상기 기어조립체(50)에는 유성기어셋트(70)가 있다. 상기 유성기어셋트(70)는 다수개의 유성기어들로 구성되어 감속기능을 하는데, 본 발명에서 상기 유성기어셋트(70)는 2단감속기능을 한다. 상기 유성기어셋트(70)에는 제1단유성기어(71,73)와 제2단유성기어(75,76)가 적층되어 각각 2단감속과 3단감속기능을 수행하는 것이다. 상기 유성기어셋트(70)는 상기 메인하우징(10)의 기어설치부(21)에 설치되되, 앞서 설명한 내부하우징(30)의 링기어부(37) 내측에 수납된 상태로 동작된다. 보다 정확하게는 앞서 설명한 링기어부(37)에는 회전공간이 있고, 상기 회전공간에는 상기 유성기어셋트(70)가 수납된다.

상기 유성기어셋트(70)의 구조를 보면, 제1단유성기어(71,73) 및 제2단유성기어(75,76)로 구성되되 상부에 위치한 상기 제1단유성기어(71,73)는 상기 드라이브기어(53)의 썬기어와 맞물려 회전하고 하부에 위치한 상기 제2단유성기어(75,76)는 제1단유성기어(71,73)의 썬기어(미도시) 및 상기 링기어부(37)의 공전기어치(39)와 맞물려 회전한다. 상기 제1단유성기어(71,73) 및 제2단유성기어(75,76)는 서로 위아래로 적층되어 회전하면서 각각 감속기능을 수행한다.

여기서 상기 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)는 메인회전축(55)을 중심으로 회전되는 제1캐리어(71)와, 상기 제1캐리어(71)에 구비된 다수개의 제1유성기어축(74)에 각각 연결되고 상기 드라이브기어(53)의 썬기어에 맞물려 회전하는 제1유성기어(73)를 포함한다. 상기 제1유성기어(73)는 제1유성기어축(74)을 중심으로 자전하는 것과 동시에, 링기어부(37)내에서 공전기어치(39)에 맞물려 공전한다. 이렇게 드라이브기어(53)의 썬기어와 맞물려 공전하는 제1유성기어(73)들은 제1캐리어(71)를 회전시키고, 상기 드라이브기어(53)와의 사이에서 2차감속을 수행하는 것이다.

도시되지는 않았으나 상기 제1캐리어(71)에는 썬기어가 돌출된다. 상기 썬기어는 상기 제1캐리어(71)의 중심에서 하부로 돌출된 것으로, 제1캐리어(71)와 일체로 회전한다. 상기 썬기어는 후술할 제2유성기어(76)를 회전시키는 역할을 하는데, 상기 제2유성기어(76)들은 상기 썬기어를 둘러 위치하므로, 썬기어가 회전하면 제2유성기어(76)들이 회전하게 된다.

그리고 상기 제2단유성기어(75,76)는 제1단유성기어(71,73)와 유사한 구조를 갖는데, 구체적으로는, 상기 메인회전축(55)을 중심으로 회전하되 상기 제1캐리어(71)의 하부에 해당하는 상기 링기어부(37) 내부에 위치하는 제2캐리어(75)와, 제2유성기어(76)를 포함한다. 상기 제2유성기어(76)는 다수개로 구성되고, 상기 제2캐리어(75)에 구비된 제2유성기어축에 각각 연결된다. 상기 제2유성기어(76)들은 제2유성기어축(미도시)을 중심으로 자전함과 동시에 상기 링기어부(37)에 수납되어 상기 링기어부(37)의 공전기어치(39)에 맞물려 공전하면서 3차감속된다. 3차감속된 회전운동은 상기 메인회전축(55)에 연결된 최종출력축(80)을 통해 외부로 전달된다.

상기 기어조립체(50)는 내부커버(90)에 의해 차폐된다. 상기 내부커버(90)는 상기 내부하우징(30)에 조립되어 기어조립체(50)를 차폐하는 역할을 한다. 상기 내부커버(90)에는 체결후크(93)가 돌출되고, 상기 체결후크(93)는 내부하우징(30)의 체결부(33)에 걸린다. 체결후크(93)와 체결부(33)에 의해 내부커버(90)가 상기 내부하우징(30)에 조립될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터가 동작되는 과정을 설명하기로 한다.

먼저 커넥터부(13)를 통해 외부전원이 공급되면, 상기 모터조립체(23)가 동작한다. 모터조립체(23)의 동작은 모터축(24)을 회전시키고, 모터축(24)에 있는 피니언기어(25)가 회전한다. 전원공급과정을 보면, 커넥터부(13)와 내부하우징(30)의 브러시카드부(34)에 의해 이루어지는데, 커넥터의 터미널(T1)-모터터미널(T2)-초크코일-브러시홀더에 장착된 브러시-정류자(commutator, 도시되지 않음)-모터조립체(23)의 코어에 권선된 코일 순서로 전원이 공급되면 모터조립체(23)가 회전될 수 있다.

상기 모터조립체(23)에 연결된 상기 피니언기어(25)는 모터축(24)을 회전축으로 하여 회전되면서, 여기에 맞물린 아이들기어(51)를 반대방향으로 회전시킨다. 이때, 아이들기어(51)와 피니언기어(25)의 사이에서 1차감속이 이루어진다.

1차감속 및 회전방향이 전환된 상태에서 피니언기어(25)가 회전하고, 피니언기어(25)와 맞물린 드라이브기어(53)가 회전한다. 드라이브기어(53)가 회전하면, 드라이브기어(53)의 썬기어는 유성기어셋트(70)를 회전시킨다. 보다 정확하게는, 상기 드라이브기어(53)의 썬기어가 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)를 동작시키는 것인데, 총 3개의 제1유성기어(73)는 메인하우징(10)에 일체로 형성된 링기어부(37)의 공전기어치(39)에 맞물려 회전(공전)하면서, 동시에 제1유성기어축(74)을 중심으로 회전(자전)한다. 그리고 제1유성기어(73)들의 공전과정에서 제1캐리어(71)가 회전한다. 이 과정에서 2차감속이 이루어진다.

한편, 제1캐리어(71)가 회전하면 제1캐리어(71)에 있는 썬기어는 제2단유성기어(75,76)를 회전시킨다. 제1캐리어(71)의 썬기어를 둘러서 위치하는 제2유성기어(76)들은 상기 썬기어에 맞물려 회전하는데, 제2유성기어(76)들은 제2유성기어축을 중심으로 자전함과 동시에 링기어부(37)의 공전기어치(39)와 맞물려 공전한다. 그리고 이 과정에서 제2캐리어(75)가 회전한다. 이와 같이 제2단유성기어(75,76)가 회전하는 과정에서 3차감속이 일어난다.

마지막으로, 제2캐리어(75)에는 메인회전축(55)이 고정되므로, 제2캐리어(75)와 함께 메인회전축(55)이 회전한다. 메인회전축(55)의 하단에는 최종출력축(80)이 있고, 최종출력축(80)은 최종적으로 외부에 회전력을 제공한다. 즉, 최종출력축(80)의 회전을 통해 외부로 동력이 전달되고, 전자식 주차가 이루어진다.

이와 같이, 본 발명의 내부하우징(30)에는 유성기어셋트(70)와 연동하는 링기어부(37) 및 모터조립체(23)에 전기적으로 연결되는 브러시카드부(34)가 각각 일체로 구비된다. 따라서 서로 연동하는 다수개의 부품들이 하나의 내부하우징(30) 내에서 정렬되므로 모터 및 각 기어들의 축간 정렬성이 좋아지고, 모터조립체(23) 및 기어조립체(50)의 동작이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 내부하우징(30)의 내부에는 인서트사출을 통해 강화플레이트(40)가 내장되고, 금속재질의 강화플레이트(40)는 내부하우징(30)의 강성을 보강해주므로 장시간 사용시 또는 작동중 진동 등에 의해 내부하우징(30)이 비틀리거나 손상될 우려가 줄어든다.

한편, 상기 공전기어치(39)는 링기어부(37)에 반드시 일체일 필요는 없고, 별개물로 구성되거나 보다 강도가 높은 재질이 인서트사출되어 만들어질 수도 있다. 또는, 상기 링기어(137) 자체가 별개물로 만들어진 후에 상기 내부하우징(30)에 조립되는 구조일 수도 있다. 이 경우에는 링기어(137)를 내부하우징(30)과 다른 재질로 만들 수 있다.

도 6을 보면, 내부하우징(30)의 링기어부(37)에 별개물로 구성된 링기어(137)가 조립되는 구조가 있다. 링기어부(37)의 조립편(37')에는 링기어(137)의 조립턱(138)이 걸려 둘 사이가 조립된다. 그리고 도 6에 도시된 실시례에서는 링기어부(37)가 아니라 링기어(137)에 공전기어치(139)가 있다. 따라서, 링기어(137)만을 별개물로 만든 후에 내부하우징(30)의 링기어부(37)에 조립할 수 있고, 링기어(137) 및 공전기어치(139)의 재질을 다양하게 할 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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.

10: 메인하우징 11: 모터설치부
13: 커넥터부 21: 기어설치부
23: 모터조립체 30: 내부하우징
34: 브러시카드부 37: 링기어부
40: 강화플레이트 50: 기어조립체
51: 아이들기어 53: 드라이브기어
70: 유성기어셋트 71: 제1캐리어
73: 제1유성기어 75: 제2캐리어
76: 제2유성기어 80: 출력축

Claims (9)

1. 모터설치부와 기어설치부가 각각 형성된 메인하우징과,
   상기 모터설치부에 설치되고 회전력을 제공하는 모터조립체와,
   상기 모터조립체의 회전력에 의해 회전하되 다수개의 기어들을 통해 가속기능을 수행하는 기어조립체와,
   상기 메인하우징에 조립되어 상기 기어조립체를 고정하고 상기 모터조립체에 전기적으로 연결되는 브러시카드부가 일체로 구비되는 내부하우징을 포함하는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부하우징은
   좌우로 연장되는 메인몸체부와,
   상기 메인몸체부의 한쪽에 구비되고 브러시카드를 구성하는 모터터미널 및 브러시가 설치되는 브러시카드부와,
   상기 브러시카드부의 반대편에 해당하는 메인몸체부의 반대쪽에 구비되고 상기 유성기어셋트의 유성기어들이 수납되며 내주면에는 상기 유성기어들이 공전되도록 하는 공전기어치가 구비되는 링기어부를 포함하는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 링기어부는 상기 내부하우징의 메인몸체부에 일체로 구비되거나 또는 별개물로 구성되어 상기 메인몸체부에 조립되는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 내부하우징에는 요철형상의 강화플레이트가 구비되는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
5. 제 3 항에 있어서, 상기 내부하우징의 내부에는 강화플레이트가 인서트사출을 통해 내장되는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
6. 제 4 항에 있어서, 상기 강화플레이트는 금속재질로 만들어지고, 상기 내부하우징의 길이방향을 따라 연장되도록 내부하우징에 내장되는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
7. 제 2 항에 있어서, 상기 강화플레이트는
   상기 내부하우징의 브러시카드부 쪽에 위치하되 모터조립체의 모터축 가장자리를 두르도록 링형상의 강화리브가 돌출되어 구비된 브러시카드강화부와,
   상기 내부하우징의 링기어부 쪽에 위치하고 링기어의 가장자리를 두르도록 링형상으로 돌출된 링기어강화부를 포함하는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 강화플레이트에는 다수개의 강화비드가 요입된 형상으로 구비되는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 내부하우징에는 메인몸체의 가장자리를 따라 설치펜스가 돌출되고, 상기 설치펜스에 둘러싸인 공간에 상기 모터조립체 및 상기 기어조립체 사이를 연결하는 아이들기어와, 상기 아이들기어와 맞물리고 유성기어셋트를 회전시키는 드라이브기어가 위치하는 브러시카드 일체형 하우징을 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.

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