KR20200012256A - 전자식 주차 브레이크용 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명의 전자식 주차 브레이크용 액추에이터는 구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어부가 장착된 하우징을 포함하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 있어서, 상기 기어부는 상기 모터의 구동력이 전달되는 웜 기어와, 상기 웜 기어에 구비된 선기어의 외측에 결합되는 복수의 유성기어 및 상기 유성기어를 회전 가능하게 지지하고, 상기 선기어와 동일한 회전축이 형성되어 구동력을 출력하는 캐리어를 포함하고, 상기 하우징에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 캐리어 수용부가 형성될 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크용 액추에이터{Actuator for electric parking brake}
본 발명은 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이크 장치는 제동 또는 주차 시 차량이 이동하지 못하게 정지시키기 위한 장치로, 차량의 휠이 회전하지 못하도록 잡아주는 역할을 한다.
최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자적으로 제어하는 전자식 주차 브레이크(Electronic Parking Brake, EPB) 시스템이 널리 사용되고 있는데, 통상의 디스크 브레이크에 장착되어 주차 브레이크의 기능을 수행한다. 전자식 디스크 브레이크에는 케이블 풀러(Cable Puller)형, 모터 온 캘리퍼(Motor-On-Caliper, MOC)형, 유압주차 브레이크(Hydraulic Parking Brake)형이 있다.
도 1은 MOC형 전자식 파킹 브레이크 액추에이터를 도시한 단면도이다. 이러한 MOC형 전자식 파킹 브레이크 액추에이터에는 동력을 발생시키는 모터(10)가 액추에이터에 연결되고, 모터(10)로부터 발생된 동력을 다수의 기어장치를 이용하여 감속하는 한편 토크를 증가시켜 액추에이터 및 캘리퍼로 전달하여 제동 동작을 수행한다.
모터(10)의 회전축(10a)이 회전하게 되면 이에 연결된 전달 부재(25)가 회전하게 되고, 이에 따라 웜 기어(21)가 함께 회전하게 된다. 웜 기어(21) 회전 시 이에 형성된 선기어(21a)가 함께 회전하고, 선기어(21a)의 회전으로 인해 이를 둘러싸는 유성기어(22)가 회전하며, 이러한 유성기어(22)는 링기어(24)의 내주면을 따라 공전하면서 캐리어(23)를 회전시켜서 결국 모터(10)의 구동력을 캐리어(23)의 출력축을 통해 전달하게 된다.
아울러 이러한 모터(10) 및 다수의 기어 부품은 하우징(30)의 상부에서 하방으로 조립하게 된다. 즉, 캐리어(23)와 유성기어(22)가 조립된 상태(캐리어 어셈블리)에서 하우징(30)에 장착하고, 링기어(24)를 캐리어 어셈블리 상부에 장착한 후 그 위에 웜 기어(21)를 장착하는 방식으로 조립하게 되는데, 이와 같이 조립할 경우 부품수가 증가하여 관리가 어려우며, 이에 따라 조립 공수가 증가하여 조립에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 한계가 있었다.
따라서 이러한 부분에 대한 전반적인 개선이 필요한 실정이다.
한국 등록특허공보 제10-2012-0048232호(2012.05.15. 공개)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 모터와 다수의 기어 부품을 사용하되, 부품수 및 조립 공수를 감소시킬 수 있는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터는 구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어부가 장착된 하우징을 포함하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 있어서, 상기 기어부는 상기 모터의 구동력이 전달되는 웜 기어와, 상기 웜 기어에 구비된 선기어의 외측에 결합되는 복수의 유성기어 및 상기 유성기어를 회전 가능하게 지지하고, 상기 선기어와 동일한 회전축이 형성되어 구동력을 출력하는 캐리어를 포함하고, 상기 하우징에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 캐리어 수용부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 캐리어 수용부에는 상향 연장되는 수용면이 형성되고, 상기 유성기어 및 상기 캐리어는 상기 캐리어 수용부의 하방에서 상방으로 상기 수용면을 따라 조립되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수용면에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 제1 기어면이 형성될 수 있다.
또는, 상기 수용면에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 링기어가 이중사출 방식으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 웜 기어에는 하향 연장되는 가이드면이 형성되고, 상기 가이드면은 상기 캐리어 수용부의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 가이드면의 외주면에는 상기 모터의 구동력이 전달되도록 제2 기어면이 형성될 수 있다.
아울러 상기 캐리어 수용부의 하단에는 상기 캐리어가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 고정 부재가 구비될 수 있다.
이때, 상기 캐리어 수용부의 하단에는 상기 고정 부재를 지지하는 마찰면이 형성될 수 있다.
상기 고정 부재에는 반경 방향 외측으로 연장되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 탄성 변형되면서 상기 마찰면에 지지되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 고정 부재는 상기 마찰면에 지지되는 스냅링인 것을 특징으로 한다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 전자식 주차 브레이크용 액추에이터는 유성기어의 외측에 결합되도록 제1 기어면이 형성된 캐리어 수용부가 하우징에 형성되므로 링기어를 사용할 필요가 없고, 따라서 부품수 감소하여 관리가 용이하며, 링기어 조립 공정 삭제로 조립 공수가 감소하여 생산성이 향상된다.
또한, 모터의 구동력이 전달되는 웜 기어의 내부에 캐리어 수용부, 유성기어 및 선기어를 동일한 높이에 마련해서 기어부의 상하 길이 감소를 통한 콤팩트화가 가능하게 된다.
아울러 캐리어 수용부 하단에는 캐리어의 이탈을 방지하는 고정 부재가 구비되어 액추에이터의 조립 완료 시까지 안정적인 지지가 가능하게 된다.
도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고정 부재를 각 실시예에 따라 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 종래의 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이고, 도 3는 본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고정 부재를 각 실시예에 따라 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 전자식 주차 브레이크용 액추에이터는 구동력을 제공하는 모터(100)와, 모터(100)의 구동력을 전달하는 기어부(200)가 장착된 하우징(300)을 포함하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 있어서, 이러한 기어부(200)는 모터(100)의 구동력이 전달되는 웜 기어(210)와, 웜 기어(210)에 구비된 선기어(211)의 외측에 결합되는 복수의 유성기어(220) 및 유성기어(220)를 회전 가능하게 지지하고, 선기어(211)와 동일한 회전축이 형성되어 구동력을 출력하는 캐리어(230)를 포함하고, 이때, 하우징(300)에는 유성기어(220)의 외측에 결합되는 캐리어 수용부(310)가 형성될 수 있다.
이러한 모터(100)는 차량의 운전석에 마련된 스위치(미도시)의 조작에 의해 전원을 인가 받아서 전기적 에너지를 기계적 회전 운동에너지로 변환시킨다. 스위치의 작동 신호에 따른 제동 동작의 제어는 차량의 전자제어유닛(ECU)에 의해 이루어진다.
하우징(300)에는 모터(100)가 설치되는 부분과, 이러한 모터(100)의 구동력을 전달하는 기어부(200)가 설치되는 부분이 형성되며, 모터(100)가 설치되는 부분은 원형의 중공홀 형태로 마련되며, 기어부(200)가 설치되는 부분도 다수의 기어가 적층될 수 있도록 원통 형태로 형성된다. 이때, 모터(100)가 설치되는 부분과, 기어부(200)가 설치되는 부분은 상호 나란하게 마련되어 있으며, 캘리퍼 하우징의 실린더부에 이러한 모터(100) 및 기어부(200)를 콤팩트하게 설치할 수 있다.
이러한 하우징(300)에는 별도의 하우징 커버가 구비되고, 이들 하우징(300)과 하우징 커버는 합성 수지재로 마련될 수 있으며, 하우징(300) 내부에 모터(100)와 기어부(200)를 고정 설치하고, 하우징 커버를 결합하게 되는데, 하우징(300)과 하우징 커버에는 상호 대응되는 결합부가 형성되어 결합함으로써 하우징(300) 내부를 용이하게 밀폐할 수 있다.
아울러 하우징(300)의 일측에는 모터(100)의 전원선과 외부 전원을 전기적으로 연결하기 위한 커넥터가 구비될 수 있다.
이러한 모터(100)의 구동력 전달을 위해서 모터(100)의 회전축(110)에는 헬리컬기어가 구비되며, 이러한 헬리컬기어와 치합되는 전달 부재(250)가 구비된다. 헬리컬기어는 모터(100)의 회전축(110)을 중심으로 회전하며, 이에 치합되는 전달 부재(250)는 모터(100)의 회전축(110)에 수직한 방향으로 회전방향을 전환하면서 회전하게 된다. 헬리컬기어를 이용한 회전 방향의 전환은 평기어보다 물림율이 좋기 때문에 소음을 상당량 감소시킬 수 있으며, 기어비를 조절할 경우 감소 기능으로 활용하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 모터(100)의 구동력은 회전축(110), 헬리컬기어 및 전달 부재(250)를 통해 웜 기어(210)에 전달된다. 웜 기어(210)는 전달 부재(250)에 치합하여 회전하며, 모터(100)의 회전축(110)와 웜 기어(210)의 회전축이 상호 평행하도록 회전 방향을 다시 수직 방향으로 전환한다.
이러한 웜 기어(210)에는 선기어(211)가 구비되고, 선기어(211)의 외측에는 복수의 유성기어(220)가 회전 가능하게 결합되며, 이러한 유성기어(220)를 회전 가능하게 지지하되, 전달되는 구동력을 출력하는 캐리어(230)가 구비된다.
이때, 하우징(300)에는 유성기어(220)의 외측에 결합되는 캐리어 수용부(310)가 형성된다. 즉, 유성기어(220)는 캐리어 수용부(310)의 내주면을 따라 회전하면서 캐리어(230)를 통해 구동력을 출력하는 것이다.
또한, 캐리어 수용부(310)에는 상향 연장되는 수용면(311)이 형성되고, 유성기어(220) 및 캐리어(230)는 캐리어 수용부(310)의 하방에서 상방으로 수용면(311)을 따라 조립되는 것을 특징으로 한다.
즉, 유성기어(220)와 캐리어(230)가 캐리어 수용부(310)에 형성되는 수용면(311)에 조립되므로 종래 사용되는 링기어를 사용할 필요가 없고, 따라서 부품수 감소하여 관리가 용이하며, 링기어 조립 공정 삭제로 조립 공수가 감소하여 생산성이 향상된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 수용면(311)에는 유성기어(220)의 외측에 결합되도록 제1 기어면(311a)이 직접 형성될 수 있으며, 또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 링기어(311b)가 이중사출 방식으로 고정되도록 구성하는 것도 가능하다.
이는 합성 수지재의 하우징(300)을 사출할 때 링기어(311b)를 삽입해서 이중사출하는 방식으로 제조 가능하다.
또한, 웜 기어(210)에는 하향 연장되는 가이드면(212)이 형성되고, 이러한 가이드면(212)은 캐리어 수용부(310)의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 한다.
즉, 웜 기어(210)의 내부에는 축 방향으로 돌출된 선기어(211)가 형성되고, 이에 따라 웜 기어(210)에 형성된 가이드면(212)의 내주면과 선기어(211)의 외주면 사이에는 소정의 공간이 형성되며, 이러한 공간에 캐리어 수용부(310), 유성기어(220) 및 선기어(211)가 치합되면서 수용된다. 이와 같이 웜 기어(210)의 내부에 캐리어 수용부(310), 유성기어(220) 및 선기어(211)를 하우징(300) 상의 동일한 높이에 마련할 수 있기 때문에 기어부(200)의 상하 길이가 감소를 통한 콤팩트화가 가능하게 된다.
아울러 가이드면(212)의 외주면에는 모터(100)의 구동력이 전달되도록 제2 기어면(212a)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 기어면(212a)은 하향 연장되면서 캐리어 수용부(310)를 감싸는 가이드면(212)에 형성되므로 이러한 제2 기어면(212a)에 치합되는 전달 부재(250)와 헬리컬기어의 상하 높이도 낮은 위치에 배치되어 콤팩트화가 가능하다.
아울러 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 캐리어 수용부(310)의 하단에는 캐리어(230)가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 고정 부재(320)가 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 캐리어 수용부(310)는 하향 개구가 형성되고, 캐리어(230)는 이러한 캐리어 수용부(310)에 하방에서 상방으로 수용면(311)을 따라 조립되는데, 조립 이후에 스핀들 및 캘리퍼 하우징에 결합되기 전까지 캐리어(230)가 중력에 의해 하방으로 이탈하지 않도록 지지할 필요가 있으며, 캐리어 수용부(310) 하단에 고정 부재(320)를 구비한다.
아울러 캐리어 수용부(310)의 하단에는 고정 부재(320)를 지지하는 마찰면(312)이 형성될 수 있다.
이러한 고정 부재(320)는 탄성 변형이 가능한 부재로 형성되고, 캐리어(230)가 조립된 후에 고정 부재(320)에 외력을 인가해서 탄성 변형시키고, 이러한 상태에서 고정 부재(320)를 캐리어 수용부(310)의 하단에 삽입한 후 외력을 제거하면 고정 부재(320)가 탄성 복원되어 캐리어 수용부(320)의 하단에 형성된 마찰면(312)과 접촉하면서 캐리어(230)를 지지하게 된다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 이러한 고정 부재(320)에는 반경 방향 외측으로 연장되는 돌기(321)가 형성되고, 돌기(321)는 탄성 변형되면서 마찰면(312)에 지지되는 것을 특징으로 한다.
즉, 고정 부재(320)의 몸체의 외경은 캐리어 수용부(320)의 내경과 같거나, 또는 이보다 작게 형성하고, 이러한 몸체에서 반경 방향 외측으로 연장 형성된 돌기(321)의 외경을 캐리어 수용부(320)의 내경보다 크게 형성하면 이러한 돌기(321)가 캐리어 수용부(320)의 내주면에 탄성 변형되면서 고정이 가능하게 된다.
또는, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정 부재(320)는 마찰면(312)에 지지되는 스냅링(322)일 수 있다.
즉, 고정 부재(320)의 외경은 캐리어 수용부(310)의 내경보다 약간 크게 형성하며, 캐리어(230)가 조립된 후에 고정 부재(320)에 외력을 인가해서 탄성 변형시키고, 이러한 상태에서 고정 부재(320)를 캐리어 수용부(310)의 하단에 삽입하고, 외력을 제거하면 고정 부재(320)가 탄성 복원되면서 캐리어 수용부(320)의 하단에 형성된 마찰면(312)과 접촉하면서 캐리어(230)를 지지하게 된다.
이와 같이 고정 부재(320)가 캐리어 수용부(320)의 하단에 형성된 마찰면(312)에 지지되는 방식으로 고정하는 것도 가능하고, 또는 마찰면(312)의 위치에 이러한 고정 부재(320)가 탄성 복원되면서 삽입될 수 있는 삽입홈(미도시)을 형성하는 것도 가능하다.
즉, 캐리어 수용부(310) 하단에 캐리어(230)의 이탈을 방지하는 고정 부재(320)가 구비되어 액추에이터의 조립 완료 시까지 안정적인 지지가 가능하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 모터 10a : 회전축
21 : 웜 기어 21a : 선기어
22 : 유성기어 23 : 캐리어
24 : 링기어 25 : 전달 부재
100 : 모터 110 : 회전축
200 : 기어부 210 : 웜 기어
211 : 선기어 212 : 가이드면
212a : 제2 기어면 220 : 유성기어
230 : 캐리어 300 : 하우징
310 : 캐리어 수용부 311 : 수용면
311a : 제1 기어면 311b : 링기어
312 : 마찰면 320 : 고정 부재
321 : 돌기 322 : 스냅링

Claims (10)

  1. 구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어부가 장착된 하우징을 포함하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터에 있어서,
    상기 기어부는,
    상기 모터의 구동력이 전달되는 웜 기어;
    상기 웜 기어에 구비된 선기어의 외측에 결합되는 복수의 유성기어; 및
    상기 유성기어를 회전 가능하게 지지하고, 상기 선기어와 동일한 회전축이 형성되어 구동력을 출력하는 캐리어;
    를 포함하고,
    상기 하우징에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 캐리어 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 수용부에는 상향 연장되는 수용면이 형성되고,
    상기 유성기어 및 상기 캐리어는 상기 캐리어 수용부의 하방에서 상방으로 상기 수용면을 따라 조립되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용면에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 제1 기어면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수용면에는 상기 유성기어의 외측에 결합되는 링기어가 이중사출 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 웜 기어에는 하향 연장되는 가이드면이 형성되고,
    상기 가이드면은 상기 캐리어 수용부의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가이드면의 외주면에는 상기 모터의 구동력이 전달되도록 제2 기어면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캐리어 수용부의 하단에는 상기 캐리어가 하방으로 이탈하는 것을 방지하는 고정 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캐리어 수용부의 하단에는 상기 고정 부재를 지지하는 마찰면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정 부재에는 반경 방향 외측으로 연장되는 돌기가 형성되고,
    상기 돌기는 탄성 변형되면서 상기 마찰면에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 마찰면에 지지되는 스냅링인 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크용 액추에이터.

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