KR20190055311A - 전동식 디스크 브레이크 - Google Patents

Abstract

전동식 디스크 브레이크가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 유압챔버를 구비하는 하우징, 유압챔버의 내부에 배치되고 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤, 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디, 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재 및 회전에 의해 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재를 포함하고, 스핀들부재는 너트부재와 대향하는 면에 마련되는 스토퍼돌기를 포함하고, 너트부재는 스토퍼돌기가 걸리도록 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 단턱부를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전동식 디스크 브레이크{Electric disk brake}

본 발명은 전동식 디스크 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단순한 구조로서 운용의 효율성을 향상시킬 수 있는 전동식 디스크 브레이크 관한 것이다.

통상적으로 전동식 디스크 브레이크는 유압에 의해 제동력을 제공하는 디스크 브레이크에 전기에 의해 작동되는 액추에이터를 채용한 것을 의미한다.

일반적인 전동식 디스크 브레이크는 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되고 브레이크 오일 등 제동유체의 액압에 의해 피스톤이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더가 마련된 하우징과, 피스톤을 가압하는 스핀들유닛 및 상기 스핀들유닛에 회전력을 전달하는 액츄에이터로서 모터와 감속기 등을 포함하여 마련된다.

이러한 전동식 디스크 브레이크는 제동유체의 액압을 이용하여 피스톤을 가압함으로써 제동을 구현을 하거나, 모터로부터 제공된 회전력을 스핀들유닛의 너트부재와 스핀들부재가 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 제동을 구현한다.

구체적으로, 제동유체의 액압을 이용하여 제동을 구현하는 경우, 실린더 내의 피스톤과 스핀들 사이의 빈 공간에 브레이크 오일 등의 제동유체를 공급하여 피스톤을 가압하도록 작동한다. 또한 모터의 회전력에 의해 제동을 구현하는 경우, 모터에 전원이 인가되면 스핀들부재가 회전하면서 너트부재를 진퇴시킴으로써 피스톤을 가압하여 제동 또는 주차 기능을 수행한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0124817호(2011. 11. 18)

본 발명의 실시 예는 제동유체의 소요량을 저감하여 운용 효율을 향상시킬 수 있는 전동식 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 운전자의 제동감을 향상시킬 수 있는 전동식 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 구조를 단순화하고 경량화를 도모할 수 있는 전동식 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 스핀들부재와 너트부재의 작동을 안정적으로 구현할 수 있는 전동식 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 제품의 작동 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 전동식 디스크 브레이크를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 유압챔버를 구비하는 하우징, 상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤, 상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디, 상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재 및 회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재를 포함하고, 상기 스핀들부재는 상기 너트부재와 대향하는 면에 마련되는 스토퍼돌기를 포함하고, 상기 너트부재는 상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 단턱부를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 필링바디는 상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 백업돌기를 포함하여 제공될 수 있다.

상기 피스톤의 내주면에는 평면으로 형성되는 회전방지부가 마련되고, 상기 필링바디의 외주면에는

적어도 일부가 평면으로 마련되어 상기 회전방지부에 접촉하는 회전방지면이 마련될 수 있다.

상기 너트부재는 상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고, 상기 필링바디는 상기 로드부에 결합되어 마련될 수 있다.

상기 필링바디는 알루미늄이나 플라스틱의 재질로 이루어지고, 상기 헤드부의 외경은 상기 필링바디의 외경 보다 작게 마련될 수 있다.

유압챔버를 구비하는 하우징, 상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤, 상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디, 상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재 및 회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재를 포함하고, 상기 필링바디의 외면에는 상기 유압챔버에 존재하는 에어(Air)를 배출하는 복수의 제1 슬롯이 마련될 수 있다.

상기 제1 슬롯은 상기 피스톤의 축 방향과 나란한 방향으로 연장 형성될 수 있다.

상기 너트부재는 상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고, 상기 필링바디는 상기 로드부에 결합되어 마련될 수 있다.

상기 헤드부의 외면에는 상기 유압챔버에 존재하는 에어(Air)를 배출하도록 상기 피스톤의 축 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되는 복수의 제2 슬롯이 마련될 수 있다.

상기 피스톤의 내주면에는 평면으로 형성되는 회전방지부가 마련되고, 상기 필링바디 및 상기 헤드부는

상기 피스톤의 내부에서 회전이 제한된 상태로 배치되도록 상기 회전방지부에 접촉하는 제1 회전방지면 및 제2 회전방지면을 각각 포함하여 마련될 수 있다.

상기 필링바디 및 상기 헤드부는 상기 피스톤의 내부에서 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯이 연결되도록 배치될 수 있다.

상기 피스톤의 내주면에는 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯에 인입 가능하게 마련되는 회전방지돌기가 적어도 하나 마련될 수 있다.

유압챔버를 구비하는 하우징, 상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤, 상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디, 상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재, 회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재를 포함하고, 상기 스핀들부재는 상기 너트부재와 대향하는 면에 마련되는 스토퍼돌기를 포함하고, 상기 너트부재는 상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 단턱부를 포함하며, 상기 필링바디는 상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 백업돌기 및 반지름 방향으로 관통 형성되는 적어도 하나의 슬릿을 포함하여 제공될 수 있다.

상기 너트부재는 상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부의 외경은 상기 필링바디의 외경 보다 크게 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 제동에 소요되는 제동유체의 소요량을 저감하여 운용 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 운전자가 느끼는 제동감을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 스핀들부재와 너트부재의 작동을 안정적으로 구현할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 구조를 단순화하고 경량화를 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 작동 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(100)의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 피스톤과 동력변환유닛 및 필링바디를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재와 필링바디가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재와 필링바디가 피스톤의 내부에 배치된 상태를 나타내는 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재와 필링바디가 결합된 상태를 나타내는 배면도이다.
도 6는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 동력변환유닛 및 필링바디가 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(200)의 단면도이다.
도 8는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 피스톤과 동력변환유닛 및 필링바디를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 너트부재와 필링바디가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 의한 피스톤과 동력변환유닛 및 필링바디를 나타내는 분해 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(100)의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 피스톤(40)과 동력변환유닛(150) 및 필링바디(160)를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(100)(100)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 진퇴 가능하게 마련되는 캐리어(20)와, 캐리어(20)에 슬라이딩 가능하게 마련되고 내부에 브레이크 오일 등의 제동유체의 액압에 의해 피스톤(40)이 진퇴 가능하게 설치되는 실린더(31) 및 유압챔버(32)를 구비하는 하우징(30)과, 전기적으로 작동하여 피스톤(40)을 가압하는 동력변환유닛(150)과, 동력변환유닛(150)의 너트부재(154)의 회전을 제한하고 유압챔버(32)로 공급되는 제동유체의 공급량을 저감하는 필링바디(160) 및 동력변환유닛(150)에 동력을 제공하는 액추에이터(60)를 구비한다.

한 쌍의 패드플레이트(11, 12)는 피스톤(40)과 접하도록 배치된 내측 패드플레이트(11)와 후술하는 하우징(30)의 핑거부(32)와 접하도록 배치된 외측 패드플레이트(12)를 포함한다. 한 쌍의 패드플레이트(11, 12)는 디스크(D)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(20)에 설치될 수 있다. 디스크(D)와 마주하는 각 패드플레이트(11, 12)의 일면에는 마찰패드(13)가 부착되어 마련될 수 있다.

하우징(30)은 캐리어(20)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 하우징(30)은 내부에 브레이크 오일 등의 제동유체가 공급되고 피스톤(40)이 진퇴 가능하게 수용되는 실린더(31) 및 유압챔버(32)를 구비하여 마련될 수 있다. 실린더(31)의 후방(도 1을 기준으로 우측) 측에는 후술하는 동력변환유닛(150)이 설치될 수 있으며, 외측 패드플레이트(12)를 작동시키도록 전방(도 1을 기준으로 좌측)로부터 굽어지게 형성되는 핑거부(32)가 마련될 수 있다. 실린더(31) 및 핑거부(32)는 일체로 형성될 수 있다.

피스톤(40)은 내부가 빈 중공의 형상으로 형성되어 실린더(31) 내의 유압챔버(32) 상에서 슬라이딩 가능하게 마련될 수 있다. 구체적으로 피스톤(40)은 후술하는 너트부재(154)와 접촉 가능하도록 내부가 빈 컵(Cup) 형상으로 마련될 수 있다. 피스톤(40)의 내주면에는 후술하는 동력변환유닛(150) 및 필링바디(160)가 마련될 수 있으며, 피스톤(40)의 내주면에는 평면 형태로 마련되어 후술하는 너트부재(154) 및 필링바디(160)의 회전을 방지하는 회전방지부(45)가 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

피스톤(40)은 액추에이터(60)로부터 동력을 전달받은 동력변환유닛(150)에 의해 병진운동으로 전환되어 진퇴 이동할 수 있으며, 이를 통해 피스톤(40)이 내측 패드플레이트(11)를 디스크(D) 측으로 가압하여 제동을 구현할 수 있다. 이와는 달리, 피스톤(40)은 유압챔버(32)로 제동을 위한 제동유체의 액압이 가해지면 내측 패드플레이트(11) 측으로 전진하여 가압하고, 그 반력에 의해 하우징(30)이 피스톤(40)과 반대방향으로 동작하여 핑거부(32)가 외측 패드플레이트(12)를 디스크(D) 측으로 가압함으로써 제동을 수행할 수도 있다.

하우징(30)에는 실린더(31)의 유압챔버(32)로 제동을 위한 액압이 가해질 수 있도록 브레이크 오일 등의 제동유체가 유입되는 오일포트(39)가 마련될 수 있으며, 피스톤(40)과 실린더(31) 사이에는 제동유체의 누유를 방지하기 위해 실링부재(34)가 마련될 수 있다.

동력변환유닛(150)은 모터(64)와 감속기(62)로 구성된 액추에이터(60)로부터 동력을 전달받아, 회전운동을 병진운동으로 전환하여 피스톤(40)을 내측 패드플레이트(11) 측으로 가압하도록 마련된다. 감속기(62)는 모터(64)로부터 제공되는 동력을 감속하여 동력변환유닛(150)으로 전달할 수 있으며, 유성기어조립체 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

동력변환유닛(150)은 피스톤(40)의 내측에 배치되며 피스톤(40)의 내측 후방면과 접촉되는 너트부재(154)와, 너트부재(154)와 나사 결합되는 스핀들부재(152)를 포함한다.

스핀들부재(152)는 스핀들바디(151)와, 스핀들바디(151)로부터 반지름 방향으로 확장 형성되는 스핀들플랜지(153)와, 외주면에 제2 나사부가 형성되는 스핀들로드(155)를 포함하여 마련된다.

스핀들바디(151)는 하우징(30)의 실린더(31)를 관통해서 액추에이터(60)의 감속기(62)와 연결되며, 스핀들플랜지(153)와 스핀들로드(155)는 피스톤(40)의 내측에 배치될 수 있다. 스핀들부재(152)를 안정적으로 지지하기 위해 실린더(31) 내에는 상호 이격된 위치에 제1 베어링(35)과 제2 베어링(36)이 마련될 수 있다. 제1 베어링(35)은 스핀들바디(151)의 외주면과 실린더(31) 사이에 마련되어 스핀들바디(151)를 회전 가능하게 지지하고, 제2 베어링(36)은 스핀들플랜지(153)와 실린더(31) 사이에 마련되어 스핀들플랜지(153)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

너트부재(154)는 피스톤(40)과 접촉되는 헤드부(156) 및 헤드부(156)로부터 연장되어 스핀들부재(152)와 나사 결합되도록 내주면에 제1 나사부가 형성되는 로드부(157)를 포함한다. 헤드부(156)와 로드부(157)는 일체로 마련될 수 있으며, 로드부(157)는 헤드부(156)보다 직경이 작은 원통 형상으로 마련될 수 있다. 헤드부(156)는 피스톤(40)의 내측에서 접촉할 수 있도록 마련되고, 로드부(157)는 외주면과 피스톤(40)의 내주면 사이에 제동유체가 공급될 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 마련된다. 이 공간에는 후술하는 필링바디(160)가 배치될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

너트부재(154)의 로드부(157)는 스핀들부재(152)의 스핀들로드(155)와 나사 결합할 수 있도록 내측에 길이방향을 따라 관통공(157a)이 형성되고, 관통공(157a)의 내주면에는 암나사산(또는 수나사산)으로 형성되는 제1 나사부가 마련된다. 이에 대응하여 스핀들로드(155)의 외주면에는 수나사산(또는 암나사산)으로 형성되어 제1 나사부와 치합하는 제2 나사부가 마련될 수 있다. 이로써 스핀들부재(154)의 회전 운동에 의해 너트부재(156)가 전진 및 후퇴 이동함으로써, 피스톤(40)을 가압 및 가압 해제할 수 있다.

한편, 제동유체의 액압을 이용하여 제동 작동 시 운전자가 브레이크 페달(미도시)에 답력을 가하였을 때부터 제동이 발생하는 것이 아니라, 브레이크 페달이 어느 정도 전진한 이후에 제동이 시작된다. 즉, 브레이크 페달을 밟을 때부터 제동을 시작하는 구간 사이를 무효 스트로크(Lost Travel) 구간이라 하며, 이 무효 스트로크 구간이 짧을수록 운전자는 제동감이 우수하다고 느끼게 된다. 만약, 이 무효 스트로크 구간이 길어지게 되면 제동 시 브레이크 페달을 밟아도 제동하지 않는 것처럼 느껴 소비자가 불만을 제기하거나 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있다. 이러한 무효 스트로크 구간은 하우징(30)의 유압챔버(32)의 공급되는 제동유체의 공급량이 증가할수록 길어지게 되는 바, 제동을 위해 유압챔버(32)에 공급되는 제동유체의 소요량을 저감할수록 제동감은 향상되게 된다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 하우징(30)의 유압챔버(32)에 공급되는 제동유체의 소요량을 저감하기 위해 필링바디(160)를 포함하여 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재(154)와 필링바디(160)가 결합된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재(154)와 필링바디(160)가 피스톤(40)의 내부에 배치된 상태를 나타내는 절개 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 필링바디(160)는 내부가 빈 중공의 형상으로 형성되어 마련될 수 있으며, 그 내측의 중공부(163)는 너트부재(154)의 로드부(156)에 결합되어 마련될 수 있다. 다시 말해, 필링바디(160)는 하우징(30)의 유압챔버(32) 내부에서 피스톤(40)과 너트부재(154) 사이의 공간을 차지하도록 마련되어, 오일포트(39)를 통해 유압챔버(32)로 공급되는 제동유체의 소요량을 저감하여 운전자에게 제공되는 제동감 및 페달감을 향상시킬 수 있다.

필링바디(160)는 너트부재(154)와 일체로 동작하도록 너트부재(154)의 로드부(156) 외주면을 감싸는 형태로 마련될 수 있으며, 제품의 무게를 경감하기 위해 합성수지나 알루미늄과 같은 경량 소재로 마련될 수 있다. 통상적으로, 너트부재(154)는 스핀들부재(152)로부터 전달되는 동력을 전달받음과 동시에, 피스톤(40)을 안정적이고 효과적으로 가압할 수 있도록 강성이 높은 스틸(Steel) 등의 재질로 이루어지나, 스틸은 무게가 무거워 제품의 경량화를 방해하는 문제점이 있다. 이에 필링바디(160)는 너트부재(154) 등 기타 부품요소에 적용되는 스틸과 달리, 무게가 가벼운 알루미늄 또는 플라스틱 등의 재질로 이루어짐과 동시에, 그 외경이 너트부재(154)의 헤드부(156)보다 크게 마련됨으로써, 필링바디(160)가 유압챔버(32)를 차지하는 체적을 최대화하여 제품의 경량화를 효과적으로 도모할 수 있다.

이와는 반대로, 필링바디(160)의 외주면이 피스톤(40)의 내주면과 접촉함으로써 발생하는 소음을 저감하고자 하는 경우에는 필링바디(160)의 외경을 너트부재(154)의 헤드부(156)보다 작게 형성함으로써, 제품 작동 중 또는 차량의 운용 중에 발생하는 소음과 진동을 저감할 수도 있다.

한편, 너트부재(154)는 스핀들부재(152)의 회전을 전달받아 직선운동하기 위하여 피스톤(40)의 내부에서 회전이 제한된 상태로 마련되어야 한다. 이를 위해 너트부재(154)의 로드부(156)에 결합되는 필링바디(160)의 외주면에는 평면의 형태로 형성되는 회전방지면(161)이 마련되어 너트부재(154) 및 필링바디(160)의 회전을 제한할 수 있다.

회전방지면(161)은 필링바디(160)의 외주면에 적어도 일부가 평면의 형태로 형성되어 마련될 수 있다. 회전방지면(161)은 피스톤(40) 내주면에 형성된 회전방지부(45)에 면 접촉함으로써 필링바디(160) 및 이와 결합하는 너트부재(154)의 회전이 제한된 상태로 스핀들부재(152)의 회전운동을 직선운동으로 변환될 수 있다. 도 2 내지 도 4에서는 필링바디(160)가 외주면에 6 개의 회전방지면(161)을 구비하여 육각 형상으로 이루어지고, 피스톤(40)의 내주면에는 2 개의 회전방지부(45)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서 당해 구조 및 수에 한정되지 않으며, 필링바디(160) 및 이와 결합하여 일체로 동작하는 너트부재(154)의 회전을 제한할 수 있다면, 필링바디(160)의 외주면에 마련되는 회전방지면(161) 및 피스톤(40)의 내주면에 마련되는 회전방지부(45)의 수는 다양하게 이루어질 수 있다.

스핀들부재(152)는 모터(64)에 전원이 인가되면 정방향 또는 역방향으로 회전하면서 너트부재(154)를 전진 및 후퇴 이동시킨다. 제동 해제를 위해 너트부재(154)를 스핀들부재(152) 측으로 후퇴 시, 너트부재(154)가 스핀들부재(152)로 과도하게 접근할 경우 스턱(Stuck)이 발생할 우려가 있다. 스턱은 너트부재(154)가 스핀들부재(152)의 나사산이 형성되지 않은 부분까지 후퇴하거나, 제조 과정의 클리어런스나 마모 등에 의해 발생하는 현상으로서, 다시 너트부재(154)가 전진하는 것이 어려워져 제품의 성능 및 내구성에 영향을 미친다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 스핀들부재(152)와 너트부재(154)가 유효 스트로크 내에서 안정적인 동작을 구현하고 상호 과도한 접근을 방지하는 스토퍼를 포함하여 마련될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 너트부재(154)와 필링바디(160)가 결합된 상태를 나타내는 배면도이며, 도 6는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 동력변환유닛(150) 및 필링바디(160)가 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 스토퍼는 스핀들부재(152)와 너트부재(154)의 상호 대향하는 위치에 단차진 형태로 각각 마련되는 스토퍼돌기(158) 및 단턱부(159)를 포함할 수 있다.

스토퍼돌기(158)는 너트부재(154)에 대향하고 있는 스핀들부재(152)의 스핀들플랜지(153)에 돌출되어 마련될 수 있다. 일 예로, 도면에 도시된 바와 같이, 스토퍼돌기(158)는 상호 180도 이격되어 한 쌍이 마련될 수 있다. 단턱부(159)는 스핀들부재(152)에 대향하고 있는 너트부재(154)의 로드부(157) 단부에 마련될 수 있다. 일 예로, 도면에 도시된 바와 같이, 단턱부(159)는 상호 180도 이격되어 한 쌍이 마련될 수 있다.

스핀들부재(152)의 회전에 의해 너트부재(154)가 후퇴하여 스핀들부재(154)의 스토퍼돌기(158)와 너트부재(154)의 단턱부(159)가 서로 접근하여 걸리게 되면 제동이 해제된 상태에 해당하게 되고, 스토퍼돌기(158)와 단턱부(159)가 서로 맞물림으로써 스핀들부재(152)와 너트부재(154)가 서로 과도하게 접근하는 것을 방지하여 스턱 현상을 방지할 수 있다.

한편, 제동 작동 및 해제의 반복에 의해 너트부재(154)의 로드부(157) 단부에 마련되는 단턱부(159)가 마모 또는 파손될 경우, 스토퍼돌기(158)와 단턱부(159)가 서로 걸리거나 맞물리지 못해 스턱 현상이 재발할 위험이 있다.

이에 필링바디(160)는 스핀들부재(152)와 대향하는 위치에 스핀들부재(152)의 스토퍼돌기(158)에 걸리도록 마련되는 백업돌기(167)를 포함할 수 있다.

백업돌기(167)는 너트부재(154)의 단턱부(159)와 마찬가지로 필링바디(160)의 후방면에 단차진 형태로 마련될 수 있다. 일 예로, 도면에 도시된 바와 같이, 백업돌기(167)는 상호 180도 이격되어 한 쌍이 마련됨으로써, 스핀들부재(152)의 스핀들플랜지(153)에 마련되는 스토퍼돌기(158)에 걸리거나 맞물릴 수 있다.

백업돌기(167)는 너트부재(154)에 마련되는 단턱부(159)와 서로 다른 각도로 배치될 수 있다. 일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 너트부재(154)의 단턱부(159) 필링바디(160)의 백업돌기(167)는 상호 90도의 간격을 두고 배치될 수 있다. 그러나 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서, 당해 각도에 한정되지 않으며, 너트부재(154)의 단턱부(159) 필링바디(160)의 백업돌기(167)는 다양한 각도(θ)를 두고 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이 때, 백업돌기(167)와 스토퍼돌기(158) 간의 안정적인 상호 맞물림을 위해, 필링바디(160)의 후방면으로부터 백업돌기(167)의 높이(H)와 너트부재(154)의 로드부(157) 단부로부터 단턱부(159)의 높이는 서로 동일하게 마련될 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크는 스핀들부재(152)의 스토퍼돌기(158)에 너트부재(154)의 단턱부(159) 또는 필링바디(160)의 백업돌기(167)가 유효 스트로크의 범위 내에서 안정적으로 걸리거나 맞물릴 수 있기 때문에, 제조 클리어런스나 파손 및 마모가 발생하더라도 스턱 현상을 효과적으로 방지하고 제품의 성능 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 필링바디(160)는 직경 방향으로 관통 형성되는 슬릿(169)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 스핀들부재(156)의 스토퍼돌기(158)와 필링바디(160)의 백업돌기(167)가 서로 걸려 맞물릴 경우, 슬릿(169)의 간격만큼 유격이 감소하면서 너트부재(154)와 스핀들부재(156)의 결합력 또는 조임력이 증가함으로써 셀프 락킹(Self- Locking)을 구현할 수 있다. 나아가, 스토퍼돌기(158)와 백업돌기(167)가 맞물리는 순간에 슬릿(169)의 간격만큼 유격이 감소하면서 백업돌기(167) 및 필링바디(160)에 가해지는 부하를 완충하여 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(200)에 대해 설명한다.

이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(200)에 대한 설명 중 별도의 도면부호를 들어 추가적으로 설명하는 경우 외에는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(100)에 대한 설명과 동일한 것으로서 내용의 중복을 방지하기 위해 설명을 생략한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 전동식 디스크 브레이크(200)의 단면도이며, 도 8는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 피스톤(40)과 동력변환유닛(250) 및 필링바디(260)를 나타내는 분해 사시도이다. 또한 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 너트부재(254)와 필링바디(260)가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 헤드부(256)는 피스톤(40)의 내부에서 회전이 제한된 상태로 이동할 수 있도록 제1 회전방지면(261) 및 제2 회전방지면(256a)을 각각 포함한다.

제1 회전방지면(261)은 필링바디(260)의 외주면에 적어도 일부가 평면의 형태로 형성되어 마련될 수 있다. 제1 회전방지면(261)은 피스톤(40) 내주면에 형성된 회전방지부(45)에 면 접촉함으로써 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 회전이 제한된 상태로 스핀들부재(152)의 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있다.

제2 회전방지면(256a)은 너트부재(254)의 헤드부(256)의 외면에 적어도 일부가 평면의 형태로 형성되어 마련될 수 있다. 제2 회전방지면(256a)은 제1 회전방지면(261)과 함께 피스톤(40) 내주면에 형성된 회전방지부(45)에 면 접촉함으로써, 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 회전이 제한된 상태로 스핀들부재(152)의 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있다.

도 8 및 도 9에서는 필링바디(260)가 외주면에 6 개의 제1 회전방지면(261)을 구비하여 육각 형상으로 이루어지고, 헤드부(256) 역시 외면에 6 개의 제2 회전방지면(256a)을 구비하여 육각 형상으로 이루어지며, 피스톤(40)의 내주면에는 2 개의 회전방지부(45)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서 당해 구조 및 수에 한정되지 않으며, 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 회전을 제한할 수 있다면, 제1 회전방지면(261)과 제2 회전방지면(256a) 및 회전방지부(45)의 수는 다양하게 이루어질 수 있다.

한편 부품요소의 조립 시 또는 오일포트(39)를 통해 제동유체가 유압챔버(31)로 유입 시 제동유체에 에어(Air)가 함유될 수 있다. 제동유체에 에어가 존재할 경우, 세밀한 제동 작동에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 제품의 내구성에도 영향을 줄 우려가 있다.

이에 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필링바디(260)는 외주면에는 길이방향 또는 피스톤(40)의 축 방향을 따라 연장 형성되는 제1 슬롯(265)이 마련될 수 있으며, 너트부재(254)의 헤드부(256)에는 동일한 방향으로 연장 형성되는 제2 슬롯(256b)이 마련될 수 있다.

제1 슬롯(265) 및 제2 슬롯(256b)은 각각 필링바디(260)의 외주면 및 헤드부(256)의 외면 일부가 함몰 형성되는 형태로 마련될 수 있으며, 이를 통해 피스톤(40) 내측의 제동유체에 존재하는 에어가 제1 슬롯(265) 및 제2 슬롯(256b)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 제1 슬롯(265)과 제2 슬롯(256b)은 에어의 원활한 배출을 위해 서로 동일한 방향으로 연장 형성됨과 동시에, 제1 슬롯(265)과 제2 슬롯(256b)이 접하는 부위가 서로 일치하도록 배치되어 제1 슬롯(265) 및 제2 슬롯(256b)은 서로 연결될 수 있다. 나아가, 제동유체에 존재하는 에어(Air)의 효과적인 배출을 위해 본 발명의 제2 실시 예에 의한 필링바디(260)의 외경과 너트부재(254)의 헤드부(256) 외경은 서로 동일한 크기로 마련될 수 있으며, 이에 따라 제1 슬롯(265)과 제2 슬롯(256b)이 용이하게 연결될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 의한 피스톤(40)과 동력변환유닛(250) 및 필링바디(260)를 나타내는 분해 사시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 의한 피스톤(40)의 내주면에는 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 회전을 방지하는 회전방지돌기(49)가 마련될 수 있다.

회전방지돌기(49)는 필링바디(260)의 외주면에 마련되는 제1 슬롯(265)과 너트부재(254)의 헤드부(256)에 마련되는 제2 슬롯(256b)이 인입 가능하게 마련되도록 피스톤(40)의 내주면에 돌출 형성될 수 있다. 회전방지돌기(49)는 피스톤(40)의 내주면에 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 이동 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

필링바디(260) 및 너트부재(254)는 각각 회전방지돌기(49)가 제1 슬롯(265)과 제2 슬롯(256b)에 인입된 상태로 피스톤(40)의 내부에 배치되므로, 필링바디(360) 및 너트부재(254)는 회전이 제한된 상태로 스핀들부재(152)의 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있다.

도 10에서는 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 헤드부(256) 외면에 각각 6 개의 제1 슬롯(265) 및 제2 슬롯(256b)이 마련되고, 피스톤(40)의 내주면에는 2 개의 회전방지돌기(49)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 발명에 대한 이해를 돕기 위한 일 예로서 당해 구조 및 수에 한정되지 않으며, 필링바디(260) 및 너트부재(254)의 회전을 제한함과 동시에, 제1 슬롯(265) 및 제2 슬롯(256b)을 통해 제동유체의 에어를 용이하게 배출할 수 있다면, 제1 슬롯(265)과 제2 슬롯(256b) 및 회전방지돌기(49)의 수는 다양하게 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100, 200: 전동식 디스크 브레이크
20: 캐리어 30: 하우징
40: 피스톤 45: 회전방지부
49: 회전방지돌기 60: 액추에이터
150: 동력변환유닛 152: 스핀들부재
154. 254: 너트부재 158: 스토퍼돌기
159: 단턱부 160, 260: 필링바디
161, 261: 회전방지면 167: 백업돌기
169: 슬릿 256b: 제2 슬롯
265: 제1 슬롯

Claims (14)

1. 유압챔버를 구비하는 하우징;
   상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤;
   상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디;
   상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재; 및
   회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재;를 포함하고,
   상기 스핀들부재는
   상기 너트부재와 대향하는 면에 마련되는 스토퍼돌기를 포함하고,
   상기 너트부재는
   상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 단턱부를 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 필링바디는
   상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 백업돌기를 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피스톤의 내주면에는
   평면으로 형성되는 회전방지부가 마련되고,
   상기 필링바디의 외주면에는
   적어도 일부가 평면으로 마련되어 상기 회전방지부에 접촉하는 회전방지면이 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
4. 제3항에 있어서,
   상기 너트부재는
   상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고,
   상기 필링바디는
   상기 로드부에 결합되어 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
5. 제4항에 있어서,
   상기 필링바디는
   알루미늄이나 플라스틱의 재질로 이루어지고,
   상기 헤드부의 외경은
   상기 필링바디의 외경 보다 작게 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
6. 유압챔버를 구비하는 하우징;
   상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤;
   상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디;
   상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재; 및
   회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재;를 포함하고,
   상기 필링바디의 외면에는
   상기 유압챔버에 존재하는 에어(Air)를 배출하는 복수의 제1 슬롯이 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 슬롯은
   상기 피스톤의 축 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되는 전동식 디스크 브레이크.
8. 제7항에 있어서,
   상기 너트부재는
   상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고,
   상기 필링바디는
   상기 로드부에 결합되어 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
9. 제8항에 있어서,
   상기 헤드부의 외면에는
   상기 유압챔버에 존재하는 에어(Air)를 배출하도록 상기 피스톤의 축 방향과 나란한 방향으로 연장 형성되는 복수의 제2 슬롯이 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤의 내주면에는
    평면으로 형성되는 회전방지부가 마련되고,
    상기 필링바디 및 상기 헤드부는
    상기 피스톤의 내부에서 회전이 제한된 상태로 배치되도록 상기 회전방지부에 접촉하는 제1 회전방지면 및 제2 회전방지면을 각각 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
11. 제10항에 있어서,
    상기 필링바디 및 상기 헤드부는
    상기 피스톤의 내부에서 상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯이 연결되도록 배치되는 전동식 디스크 브레이크.
12. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤의 내주면에는
    상기 제1 슬롯 및 상기 제2 슬롯에 인입 가능하게 마련되는 회전방지돌기가 적어도 하나 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
13. 유압챔버를 구비하는 하우징;
    상기 유압챔버의 내부에 배치되고 상기 하우징에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 마련되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 피스톤;
    상기 피스톤의 내부에 배치되되 내부가 빈 중공의 형태로 형성되는 필링바디;
    상기 피스톤의 내부에 배치되고 외측에 상기 필링바디가 마련되며 내주면에 제1 나사부를 구비하는 너트부재;
    회전에 의해 상기 너트부재의 진퇴이동을 발생시키도록 외주면에 상기 제1 나사부과 치합하는 제2 나사부를 구비하는 스핀들부재;를 포함하고,
    상기 스핀들부재는
    상기 너트부재와 대향하는 면에 마련되는 스토퍼돌기를 포함하고,
    상기 너트부재는
    상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 단턱부를 포함하며,
    상기 필링바디는
    상기 스토퍼돌기가 걸리도록 상기 스핀들부재와 대향하는 면에 마련되는 백업돌기 및 반지름 방향으로 관통 형성되는 적어도 하나의 슬릿을 포함하는 전동식 디스크 브레이크.
14. 제13항에 있어서,
    상기 너트부재는
    상기 제1 나사부를 구비하며 상기 스핀들부재와 나사 결합하는 로드부 및 상기 로드부로부터 반경방향으로 연장 형성되며 상기 피스톤과 접촉하는 헤드부를 포함하고,
    상기 헤드부의 외경은
    상기 필링바디의 외경 보다 크게 마련되는 전동식 디스크 브레이크.
    
    

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