KR20190047176A

KR20190047176A - 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터

Info

Publication number: KR20190047176A
Application number: KR1020170140380A
Authority: KR
Inventors: 장수길; 이승오; 박장수
Original assignee: 계양전기 주식회사
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2019-05-08
Also published as: KR101985878B1

Abstract

본 발명은 이중기어를 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 모터조립체와, 상기 모터조립체의 회전력에 의해 회전하되 다수개의 기어들을 통해 가속기능을 수행하는 기어조립체(50)를 포함한다. 그리고 상기 기어조립체(50)는 상기 모터조립체에 연결되는 아이들기어(51)와, 외면에 형성된 제1기어(54)는 상기 아이들기어(51)와 맞물려 회전하고 내주면에는 제2기어(57)가 형성된 파이널기어(53)와, 상기 파이널기어(53)의 하부에 해당하는 상기 기어설치부(21)에 설치되고 내면에는 공전기어치(63)가 형성된 링기어(60)와, 제1단유성기어(71,73) 및 제2단유성기어(75,76)로 구성되되 상부에 위치한 상기 제1단유성기어(71,73)는 상기 파이널기어(53)의 제2기어(57)와 맞물려 회전하고 하부에 위치한 상기 제2단유성기어(75,76)는 상기 링기어(60)의 공전기어치(63)와 맞물려 회전하는 유성기어셋트(70)를 포함한다. 본 발명에서는 기어조립체(50)를 구성하는 2단의 유성기어셋트(70) 전체가 링기어(60)에 맞물리지 않고, 1단은 파이널기어(53)에 맞물리고 2단은 링기어(60)에 맞물려 회전된다. 따라서, 유성기어셋트(70) 전체가 링기어(60)에 구속되지 않으므로 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있다.

Description

이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터{An actuator assembly for electromechanical parking brake having double gear}

본 발명은 전자식 주차 브레이크 동작을 수행하는 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어조립체를 구성하는 파이널기어의 외면과 내면에 각각 서로 다른 기어가 구비된 이중치형구조를 통해 다양한 기어비를 만들어낼 수 있는 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.

종래의 전자식 주차 브레이크액츄에이터는 요구되는 성능기준에 따라 액츄에이터의 크기변화폭이 매우 크다. 예를 들어 요구되는 성능을 만족하기 위해 기어비를 높여야 하는 경우라면, 내장된 기어들 중 적어도 일부는 크기가 커지게 되고, 따라서 액츄에이터 전체의 크기가 커지게 되는 것이다. 하지만 액츄에이터의 크기도 일정 이하의 설계조건이 있으므로, 성능기준과 크기조건을 모두 만족시키기 어려운 문제점이 있다.

특히, 기어부에 포함된 유성기어셋트를 2단으로 구성하면 감속비를 크게 할 수 있지만, 이를 감싸는 하나의 링기어에 2단 유성기어셋트가 모두 맞물리므로 유성기어셋트의 기어비를 조절하기 어려웠다. 기어비 조절을 위해 유성기어셋트를 변경하려면 링기어를 포함한 하우징 전체를 교체해야 하기 때문이다.

또한, 유성기어셋트를 2단으로 구성하면 액츄에이터의 전체 높이가 높아지고, 결과적으로 액츄에이터 전체의 크기가 커지게 되는 단점도 있다.

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

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기어조립체를 구성하는 파이널기어의 내측에 2단의 유성기어셋트 중 어느 하나가 맞물려 회전하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 파이널기어의 외면과 내면이 각각 아이들기어 및 유성기어셋트와 맞물려 회전되도록 하는 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 기어조립체를 포함하고, 상기 기어조립체는 상기 모터조립체에 연결되는 아이들기어와, 외면에 형성된 제1기어는 상기 아이들기어와 맞물려 회전하고 내주면에는 제2기어가 형성된 파이널기어와, 상기 파이널기어의 하부에 해당하는 상기 기어설치부에 설치되고 내면에는 공전기어치가 형성된 링기어와, 제1단유성기어 및 제2단유성기어로 구성되되 상부에 위치한 상기 제1단유성기어는 상기 파이널기어의 제2기어와 맞물려 회전하고 하부에 위치한 상기 제2단유성기어는 상기 링기어의 공전기어치와 맞물려 회전하는 유성기어셋트를 포함한다.

상기 파이널기어는 기어몸체와, 상기 기어몸체의 외주면에 형성되어 상기 아이들기어와 맞물리는 제1기어와, 상기 기어몸체의 저면에 요입된 제1회전공간의 내주면에 형성되어 상기 유성기어셋트의 제1단유성기어에 맞물리는 제2기어를 포함하여 구성된다.

상기 파이널기어와 상기 링기어가 적층되면 상기 파이널기어의 제1회전공간과 상기 링기어의 내부에 형성된 제2회전공간은 서로 연결되어 하나의 회전공간을 만들고, 상기 회전공간에는 상기 유성기어셋트가 수납된다.

상기 유성기어셋트의 제1단유성기어 및 제2단유성기어는 서로 적층되어 동일한 회전축으로 회전되고, 상기 제1단유성기어는 상기 파이널기어의 제1회전공간 내에서 회전되고, 상기 제2단유성기어는 상기 링기어의 제2회전공간에서 회전된다.

상기 유성기어셋트의 제1단유성기어는 메인기어축을 중심으로 회전되고 중심에 썬기어가 구비된 제1캐리어와, 상기 제1캐리어에 구비된 다수개의 제1유성기어축에 각각 연결되고 상기 파이널기어의 제1회전공간에 수납되어 상기 제2기어에 맞물려 회전하는 제1유성기어를 포함하고, 상기 제2단유성기어는 상기 메인기어축을 중심으로 회전하되 상기 제1캐리어의 하부에 해당하는 상기 링기어 제2회전공간 내부에 위치하는 제2캐리어와, 상기 제2캐리어에 구비된 다수개의 제2유성기어축에 각각 연결되고 상기 썬기어에 의해 회전되되 상기 링기어의 제2회전공간에 수납되어 상기 링기어의 공전기어치에 맞물려 회전되는 제2유성기어를 포함한다.

상기 메인하우징에는 설치프레임이 결합되고, 상기 설치프레임의 상부에는 상기 아이들기어 및 파이널기어가 설치되며, 상기 설치프레임이 하부에는 상기 링기어가 분리가능하게 조립된 상태로 상기 메인하우징의 기어설치부에 수납된다.

상기 파이널기어의 제1썬기어는 상기 파이널기어의 제1회전공간 중심에 구비되되 상기 제1썬기어는 상기 파이널기어와 별개물로 만들어져 상기 파이널기어에 조립되거나 인서트사출되고, 상기 설치프레임을 덮는 기어커버는 상기 파이널기어의 상부로 돌출된 상기 제1썬기어의 상단을 회전가능하게 지지한다.

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

본 발명에서는 기어조립체를 구성하는 2단의 유성기어셋트 전체가 링기어에 맞물리지 않고, 1단은 파이널기어에 맞물리고 2단은 링기어에 맞물려 회전된다. 따라서, 유성기어셋트 전체가 하나의 링기어에 구속되지 않으므로 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있으며, 따라서 설계자유도가 높이지는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 파이널기어가 1단 감속을 수행하고 여기에 유성기어셋트가 2단 및 3단 감속을 수행하므로 총 3차 감속이 이루어짐으로써 정해진 크기 안에서 충분히 큰 기어비를 만들어낼 수 있고, 결과적으로 액츄에이터의 성능이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 발명에서 유성기어셋트는 파이널기어과 링기어가 만드는 회전공간 안에서 서로 감싸고 맞물리는 형태를 가지고 있어, 액츄에이터의 전체 패키지 크기 및 중량을 더욱 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 파이널기어 뿐 아니라 링기어도 설치프레임으로부터 쉽게 분리할 수 있으므로 기어비 변경을 위한 작업이 간편하게 이루질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터의 일실시례를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 실시례를 분해하여 보인 분해사시도.
도 3은 메인하우징과 커버의 일부를 절개하여 도 1의 내부구조를 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시례를 구성하는 기어조립체의 구성을 보인 사시도.
도 5는 도 4의 구성을 분해하여 보인 분해사시도.
도 6은 도 4의 I-I'선에 대한 단면도

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 전자식 주차 브레이크 액츄에이터(이하 '액츄에이터'라 한다)는 모터(30)의 구동을 감속하여 큰 회전력을 발생시키고, 이를 외부로 전달하여 전자식 주차 브레이크 기능이 구현되도록 한다. 이를 위해 본 발명의 액츄에이터 조립체 내부에는 모터(30)와 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(15)이 만들어지고, 설치공간(15)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(15) 내부에서 노출되지 않는 상태가 된다. 커넥터부(13)의 결합공간에는 상대커넥터(도시되지 않음)가 삽입된다.

메인하우징(10)의 구성을 보면, 도 2와 도 3에서 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)이다. 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 결합공간(13')에 내장된 터미널(T1)은 아래에서 설명될 브러시카드조립체(37)의 모터터미널(T2)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 메인하우징(10)의 상부의 설치공간(15)에는 아래에서 설명될 설치프레임(40)이 결합된다. 상기 설치프레임(40)은 기어조립체(50)를 구성하는 부품들을 고정하는 역할을 하는데, 예를 들어 아이들기어(51)와 파이널기어(53)가 설치되고, 또한 링기어(60)가 설치프레임(40)에 분리가능한 형태로 조립된다. 상기 설치공간(15)은 메인하우징(10)의 상부에서 좌우 방향으로 연장되고, 커버(18)에 의해 차폐된다.

상기 모터설치부(11)에는 모터수납공간(12)이 있고, 여기에는 모터(30)가 수납된다. 모터(30)의 모터회전축(31)에는 피니언기어(35)가 설치되는데, 피니언기어(35)는 상부로 돌출된 상태가 된다. 그리고 모터(30)의 상부에는 브러시카드조립체(37)가 결합되는데, 브러시카드조립체(37)를 통해 전원이 인가된다. 이를 위해 상기 브러시카드조립체(37)에는 외부로부터 전원을 인가 받기 위한 모터터미널(T2)이 있고, 모터터미널(T2)은 앞서 설명한 커넥터부(13)의 터미널(T1)과 접합된다. 그리고 정류자(미도시)는 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어 준다. 모터(30)를 구성하는 아마츄어 코어는 다수개의 코어플레이트가 적층되어 입체형상을 만들고, 상기 아마츄어 코어는 대략 원기둥형태이다.

상기 메인하우징(10)의 기어설치부(21)에는 기어수납공간(23)이 있다. 상기 기어수납공간(23)에는 아래에서 설명될 링기어(60)가 설치되고, 하부는 뚫린 상태여서 이를 통해 출력축(80)이 하부로 노출될 수 있다. 상기 기어수납공간(23)은 앞서 설명한 설치공간(15)과 연결되고, 링기어(60)에 대응하는 형상을 갖는다. 도면부호 22는 설치브라켓이고, 22'는 체결구가 삽입되는 체결홀이다.

상기 메인하우징(10)에는 설치프레임(40)이 결합된다. 상기 설치프레임(40)은 상기 메인하우징(10)의 설치공간(15)에 결합되어 기어조립체(50)를 구성하는 부품들을 고정한다. 상기 설치프레임(40)은 좌우로 길게 연장되는 일종의 프레임구조이고, 볼트(B)를 통해 메인하우징(10)에 고정될 수 있다. 상기 설치프레임(40)의 골격을 형성하는 메인몸체(41)의 한 쪽에는 모터결합부(42)가 있고, 여기에는 모터(30)의 피니언기어(35)가 돌출된다. 상기 모터결합부(42)와 인접한 중심부에는 아이들기어(51)의 회전중심이 되는 아이들기어축(52)이 결합되는 기어홈(43)이 있다.

상기 설치프레임(40)에서 상기 모터결합부(42)의 반대편에 해당하는 위치에는 기어결합부(44)가 있다. 기어결합부(44)는 대략 링형상이고, 여기에는 파이널기어(53)와 유성기어셋트(70)가 결합된다. 또한 기어결합부(44)의 하부에는 결합후크(45)가 돌출되는데, 결합후크(45)에는 아래에서 설명될 링기어(60)의 결합턱(65)이 걸려 서로 결합된다. 상기 결합후크(45)는 상기 기어결합부(44)를 둘러 다수개가 구비될 수 있다. 상기 기어결합부(44)의 중심에 해당하는 중심공간(44')에 유성기어셋트(70)가 위치한다고 볼 수 있다. 도면부호 46은 체결홈(46)이고, 여기에는 아래에서 설명될 기어커버(90)의 체결돌기(93)가 삽입된다.

상기 설치프레임(40)에 설치되는 기어조립체(50)를 살펴보면, 먼저 아이들기어(51)가 상기 설치프레임(40)의 중심부에 위치한다. 상기 아이들기어(51)는 모터조립체에 연결되는 것으로, 보다 정확하게는 모터(30)에 의해 회전되는 피니언기어(35)와 맞물려 회전한다. 상기 아이들기어(51)는 상기 피니언기어(35)와 맞물려 회전방향을 바꾸고, 또한 1차감속을 수행한다. 아이들기어(51)와 피니언기어(35) 사이에서 1차감속이 이루어진 상태로 피니언기어축(52)이 회전하는 것이다. 1차감속은 아래에서 설명될 2차감속 및 3차감속에 비해 감속비가 작게 형성된다. 상기 아이들기어(51)에는 기어조립체(50)의 파이널기어(53)가 맞물리면서 결과적으로 피니언기어(35)와 파이널기어(53)는 같은 방향으로 회전된다. 즉, 아이들기어(51)는 피니언기어(35)와 파이널기어(53) 사이를 연결하게 된다.

상기 기어조립체(50)에는 파이널기어(53)가 있다. 상기 파이널기어(53)는 상기 설치프레임(40)의 기어결합부(44)에 위치하는데, 상기 파이널기어(53)는 아이들기어(51)와 맞물려 회전하면서 그 회전력을 아래에서 설명될 유성기어셋트(70)에 전달한다. 상기 파이널기어(53)는 대략 원기둥형상의 일반적인 기어외형을 가지고 있지만, 서로 다른 제1기어(54) 및 제2기어(57)를 갖는 이중기어로 구성된다.

도 5를 참조하면, 상기 파이널기어(53)는 기본 골격이 되는 기어몸체에 제1기어(54)와 제2기어(57)가 각각 구비된 형태이다. 기어몸체는 대략 원기둥형상이고, 상기 제1기어(54)는 상기 기어몸체의 외주면에 형성된다. 상기 제1기어(54)는 아이들기어(51)와 맞물려 파이널기어(53)가 회전되도록 한다.

상기 제2기어(57)는 상기 기어몸체의 저면에 요입된 제1회전공간(56)의 내주면에 형성된 것이다. 유성기어셋트(70)를 향한 상기 기어몸체의 저면은 안쪽으로 움푹 파인 형상이고, 여기에 제1회전공간(56)이 만들어진다. 그리고 제1회전공간(56)의 내주면을 따라서 제2기어(57)가 구비되는 것이다. 제2기어(57)는 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)에 맞물리고, 제1단유성기어(71,73)가 자전과 동시에 공전할 수 있도록 한다. 보다 정확하게는, 상기 제1회전공간(56)은 상기 제2기어(57) 및 후술할 제1썬기어(58)의 사이에 해당하는 공간으로 볼 수 있다.

이와 같이, 상기 파이널기어(53)에는 두 개의 기어가 구비되어, 아이들기어(51)와 맞물리는 동시에 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)를 감싼 상태로 회전시켜줄 수 있다. 따라서 유성기어셋트(70) 전체가 후술할 링기어(60)에 구속되지 않으므로 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있다. 또한, 상기 제1회전공간(56) 안에서 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)가 회전하므로 기어조립체(50)를 포함하는 엑츄에이터의 전체 패키지 크기 및 중량을 더욱 작게 할 수 있다.

도 5 및 도 6을 보면, 상기 파이널기어(53)에는 제1썬기어(58)가 있다. 상기 제1썬기어(58)는 상기 파이널기어(53)의 제1회전공간(56) 중심에 위치하는 것으로, 유성기어셋트(70)를 구성하는 제1단유성기어(71,73)의 제1유성기어(73)들을 회전시키는 역할을 한다. 상기 제1썬기어(58)의 주변으로 제1유성기어(73)들이 위치함으로써 제1썬기어(58)하면 제1유성기어(73)들이 회전하게 된다. 물론, 앞서 설명한 바와 같이, 제1유성기어(73)들은 그 바깥쪽이 제1회전공간(56) 내주면에 있는 제2기어(57)에도 맞물리므로, 안쪽은 제1썬기어(58)와 맞물리고 동시에 바깥쪽은 제2기어(57)에 맞물려 회전된다. 참고로, 이해를 돕기 위해 도 6에는 도 4에서 생략된 기어커버(90)를 더 표시했는데, 여기에 보듯이 상기 기어커버(90)는 상기 파이널기어(53)의 제1썬기어(58)의 상단을 회전가능한 상태로 고정해준다. 상기 제1썬기어(58)는 파이널기어(53)에 일체로 만들어지거나 별개물로 만들어진 후에 키홈구조로 조립되거나 또는 인서트사출을 통해 파이널기어(53)에 고정될 수 있다.

상기 기어조립체(50)의 아래쪽에는 링기어(60)가 있다. 상기 링기어(60)는 상기 메인하우징(10)의 기어설치부(21)에 수납되는데, 앞서 설명한 설치프레임(40)에 결합된 상태로 기어설치부(21)에 수납된다. 상기 링기어(60)는 대략 원통형상으로, 그 내면에는 공전기어치(63)가 있다. 상기 공전기어치(63)는 아래에서 설명될 유성기어셋트(70)의 제2단유성기어(75,76)를 회전시켜준다. 상기 링기어(60)는 메인하우징(10) 및 설치프레임(40)과는 별개물로 만들어지고, 따라서 분리할 수 있다.

상기 링기어(60)의 외주면에는 결합턱(65)이 있다. 상기 결합턱(65)은 링기어(60)의 외주면에서 돌출된 것으로, 앞서 설명한 설치프레임(40)의 결합후크(45)가 걸리는 부분이다. 상기 결합턱(65)에 결합후크(45)가 걸리면 상기 링기어(60)는 설치프레임(40)에 고정될 수 있다. 상기 링기어(60)는 상하방향으로 관통되어 있어서, 위쪽으로는 유성기어셋트(70)가 삽입될 수 있고, 아래쪽으로는 출력축(80)이 돌출될 수 있다. 상기 링기어(60)의 내부는 제2회전공간(64)이 되어 유성기어셋트(70)의 제2단유성기어(75,76)가 회전될 수 있다.

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, 아래에서 설명될 바와 같이 파이널기어(53)와 링기어(60)에 의해 감싸진 상태로 회전된다.

앞서 설명한 파이널기어(53)와 링기어(60)에는 각각 제1회전공간(56)과 제2회전공간(64)이 있고, 제1회전공간(56) 및 제2회전공간(64)은 서로 연결되어 하나의 회전공간을 만든다. 그리고 상기 회전공간에는 상기 유성기어셋트(70)가 수납된다. 보다 정확하게는, 도 6에서 보듯이, 제1회전공간(56)이 만드는 A구역과, 제2회전공간(64)이 만드는 B구역은 서로 연결되어 있고 여기에 유성기어셋트(70)가 수납되는데, 제1단유성기어(71,73)는 상대적으로 위쪽인 제1회전공간(56)에 위치하고, 제2단유성기어(75,76)는 상대적으로 아래쪽인 제2회전공간(64)에 위치한다.

유성기어셋트(70)의 구조를 보면, 유성기어셋트(70)는 제1단유성기어(71,73) 및 제2단유성기어(75,76)로 구성되되 상부에 위치한 상기 제1단유성기어(71,73)는 상기 파이널기어(53)의 제2기어(57) 및 제1썬기어(58)와 맞물려 회전하고 하부에 위치한 상기 제2단유성기어(75,76)는 상기 링기어(60)의 공전기어치(63)와 맞물려 회전한다. 제1단유성기어(71,73) 및 제2단유성기어(75,76)는 서로 위아래로 적층되어 회전하면서 각각 감속기능을 수행한다.

여기서 상기 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)는 메인기어축(55)을 중심으로 회전되는 제1캐리어(71)와, 상기 제1캐리어(71)에 구비된 다수개의 제1유성기어(73)축에 각각 연결되고 상기 파이널기어(53)의 제1회전공간(56)에 수납되어 상기 제1썬기어(58)에 맞물려 회전하는 제1유성기어(73)를 포함한다. 상기 제1유성기어(73)는 제1유성기어축(74)을 중심으로 자전하는 것과 동시에, 제1회전공간(56) 내에서 상기 제1캐리어(71)와 함께 공전한다. 이렇게 파이널기어(53)의 제2기어(57) 및 제1썬기어(58)와 맞물려 공전하는 제1유성기어(73)들은 제1캐리어(71)를 회전시키고, 상기 파이널기어(53)와의 사이에서 2차감속을 수행하는 것이다.

도 5에서 보듯이, 상기 제1캐리어(71)에는 제2썬기어(72)가 돌출된다. 상기 제2썬기어(72)는 상기 제1캐리어(71)의 중심에서 하부로 돌출된 것으로, 제1캐리어(71)와 일체로 회전한다. 상기 제2썬기어(72)는 후술할 제2유성기어(76)를 회전시키는 역할을 하는데, 상기 제2유성기어(76)들은 상기 제2썬기어(72)를 둘러 위치하므로, 제2썬기어(72)가 회전하면 제2유성기어(76)들이 회전하게 된다.

그리고 상기 제2단유성기어(75,76)는 제1단유성기어(71,73)와 유사한 구조를 갖는데, 구체적으로는, 상기 메인기어축(55)을 중심으로 회전하되 상기 제1캐리어(71)의 하부에 해당하는 상기 링기어(60) 제2회전공간(64) 내부에 위치하는 제2캐리어(75)와, 제2유성기어(76)를 포함한다. 상기 제2유성기어(76)는 다수개로 구성되고, 상기 제2캐리어(75)에 구비된 제2유성기어축(77)에 각각 연결된다. 상기 제2유성기어(76)들은 제2유성기어축(77)을 중심으로 자전함과 동시에 상기 링기어(60)의 제2회전공간(64)에 수납되어 상기 링기어(60)의 공전기어치(63)에 맞물려 공전하면서 3차감속된다. 3차감속된 회전운동은 상기 메인기어축(55)에 연결된 출력축(80)을 통해 외부로 전달된다.

이와 같이, 본 발명의 유성기어셋트(70)는 파이널기어(53)의 제1회전공간(56)과 링기어(60)의 제2회전공간(64)이 만드는 좁은 설치공간 안에서 서로 감싸고 맞물리는 형태를 가지므로 전체 패키지가 줄어들고, 유성기어셋트(70) 중 제2단유성기어(75,76)만 링기어(60)에 구속되므로, 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있다. 예를 들어 제2기어(57) 또는 제1썬기어(58)의 크기가 다른 파이널기어(53)로 교체하고, 그에 맞는 제1단유성기어(71,73)를 적용하면 2단감속비를 변경할 수 있다.

상기 기어조립체(50)는 기어커버(90)에 의해 차폐된다. 도 1 내지 도 3에서 보듯이, 상기 기어커버(90)는 상기 설치프레임(40)에 조립되어 기어조립체(50)를 차폐하는 역할을 한다. 상기 거어커버(18)에는 체결돌기(93)가 돌출되고, 상기 체결돌기(93)는 설치프레임(40)의 체결홈(46)에 걸린다. 체결돌기(93)와 체결홈(46)에 의해 기어커버(90)가 상기 설치프레임(40)에 조립될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터가 동작되는 과정을 설명하기로 한다.

먼저 커넥터부(13)를 통해 외부전원이 공급되면, 상기 모터(30)가 동작한다. 모터(30)의 동작은 모터(30)축을 회전시키고, 모터(30)축에 있는 피니언기어(35)가 회전한다. 상기 피니언기어(35)는 모터(30)축을 회전축으로 하여 회전되면서, 여기에 맞물린 아이들기어(51)를 반대방향으로 회전시킨다. 이때, 아이들기어(51)와 피니언기어(35)의 사이에서 1차감속이 이루어진다.

1차감속 및 회전방향이 전환된 상태에서 피니언기어(35)가 회전하고, 피니언기어(35)와 맞물린 파이널기어(53)의 제1기어(54)로 인해 파이널기어(53)가 회전한다. 파이널기어(53)가 회전하면, 파이널기어(53)의 제1회전공간(56) 중심에 있는 제1썬기어(58) 및 내주면의 제2기어(57)가 유성기어셋트(70)를 회전시킨다. 보다 정확하게는, 제2기어(57) 및 제1썬기어(58)가 유성기어셋트(70)의 제1단유성기어(71,73)를 동작시키는 것인데, 총 3개의 제1유성기어(73)는 제2기어(57) 및 제1썬기어(58)에 맞물려 회전(공전)하면서, 동시에 제1유성기어(73)축을 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 제2썬기어(72)는 제2단유성기어(75,76)를 회전시킨다. 제2썬기어(72)를 둘러서 위치하는 제2유성기어(76)들은 상기 제2썬기어(72)에 맞물려 회전하는데, 제2유성기어(76)들은 제2유성기어축(77)을 중심으로 자전함과 동시에 링기어(60)의 공전기어치(63)와 맞물려 공전한다. 그리고 이 과정에서 제2캐리어(75)가 회전한다. 이와 같이 제2단유성기어(75,76)가 회전하는 과정에서 3차감속이 일어난다.

이처럼, 본 발명에서는 기어조립체(50)를 구성하는 2단의 유성기어셋트(70) 전체가 링기어(60)에 맞물리지 않고, 제1단유성기어(71,73)는 파이널기어(53)에 맞물리고 제2단유성기어(75,76)는 링기어(60)에 맞물려 회전된다. 따라서, 유성기어셋트(70) 전체가 링기어(60)에 구속되지 않으므로 동일한 패키지 크기 내에서 기어비의 변경을 보다 자유롭게 할 수 있으며, 따라서 설계자유도가 높이질 수 있다.

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

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
30: 모터 35: 피니언기어
40: 설치프레임 50: 기어조립체
51: 아이들기어 53: 파이널기어
54: 제1기어 58: 제1썬기어
60: 링기어 63: 공전기어치
70: 유성기어셋트 71: 제1캐리어
72: 제2썬기어 73: 제1유성기어
75: 제2캐리어 76: 제2유성기어
80: 출력축

Claims

모터설치부와 기어설치부가 각각 형성된 메인하우징과,
상기 모터설치부에 설치되고 회전력을 제공하는 모터조립체와,
상기 모터조립체의 회전력에 의해 회전하되 다수개의 기어들을 통해 가속기능을 수행하는 기어조립체를 포함하고,
상기 기어조립체는
상기 모터조립체에 연결되는 아이들기어와,
외면에 형성된 제1기어는 상기 아이들기어와 맞물려 회전하고 내주면에는 제2기어가 형성된 파이널기어와,
상기 파이널기어의 하부에 해당하는 상기 기어설치부에 설치되고 내면에는 공전기어치가 형성된 링기어와,
제1단유성기어 및 제2단유성기어로 구성되되 상부에 위치한 상기 제1단유성기어는 상기 파이널기어의 제2기어와 맞물려 회전하고 하부에 위치한 상기 제2단유성기어는 상기 링기어의 공전기어치와 맞물려 회전하는 유성기어셋트를 포함하는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 파이널기어는
기어몸체와,
상기 기어몸체의 외주면에 형성되어 상기 아이들기어와 맞물리는 제1기어와,
상기 기어몸체의 저면에 요입된 제1회전공간의 내주면에 형성되어 상기 유성기어셋트의 제1단유성기어에 맞물리는 제2기어와,
상기 제1회전공간 중심에 해당하는 위치에 돌출되는 제1썬기어를 포함하여 구성되는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이널기어와 상기 링기어가 적층되면 상기 파이널기어의 제1회전공간과 상기 링기어의 내부에 형성된 제2회전공간은 서로 연결되어 하나의 회전공간을 만들고, 상기 회전공간에는 상기 유성기어셋트가 수납되는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 3 항에 있어서, 상기 유성기어셋트의 제1단유성기어 및 제2단유성기어는 서로 적층되어 동일한 회전축으로 회전되고, 상기 제1단유성기어는 상기 파이널기어의 제1회전공간 내에서 회전되고, 상기 제2단유성기어는 상기 링기어의 제2회전공간에서 회전되는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 4 항에 있어서, 상기 유성기어셋트의 제1단유성기어는
메인기어축을 중심으로 회전되고 중심에 제2썬기어가 구비된 제1캐리어와,
상기 제1캐리어에 구비된 다수개의 제1유성기어축에 각각 연결되고 상기 파이널기어의 제1회전공간에 수납되어 상기 제2기어에 맞물려 회전하는 제1유성기어를 포함하고,
상기 제2단유성기어는
상기 메인기어축을 중심으로 회전하되 상기 제1캐리어의 하부에 해당하는 상기 링기어 제2회전공간 내부에 위치하는 제2캐리어와,
상기 제2캐리어에 구비된 다수개의 제2유성기어축에 각각 연결되고 상기 제2썬기어에 의해 회전되되 상기 링기어의 제2회전공간에 수납되어 상기 링기어의 공전기어치에 맞물려 회전되는 제2유성기어를 포함하는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 메인하우징에는 설치프레임이 결합되고, 상기 설치프레임의 상부에는 상기 아이들기어 및 파이널기어가 설치되며, 상기 설치프레임의 하부에는 상기 링기어가 분리가능하게 조립된 상태로 상기 메인하우징의 기어설치부에 수납되는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.
제 6 항에 있어서, 상기 파이널기어의 제1썬기어는 상기 파이널기어의 제1회전공간 중심에 구비되되 상기 제1썬기어는 상기 파이널기어와 별개물로 만들어져 상기 파이널기어에 조립되거나 인서트사출되고, 상기 설치프레임을 덮는 기어커버는 상기 파이널기어의 상부로 돌출된 상기 제1썬기어의 상단을 회전가능하게 지지하는 이중기어를 갖는 전자식 주차 브레이크 액츄에이터.