KR20200029420A - 브레이크장치용 엑츄에이터 - Google Patents

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Abstract

브레이크장치용 엑츄에이터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 엑츄에이터는 모터를 수용하는 모터 수용부 및 감속기어유닛이 장착되도록 하부가 개방된 중공 원통형상으로 이루어져 내측 둘레에 링기어부가 결합된 기어 장착부가 구비된 하우징 및 하우징의 개방된 상부에 결합되는 케이싱을 포함하고, 감속기어유닛은 기어 장착부와 대응하는 하부가 개방된 중공 원통형상으로 이루어져 내측에 기어 장착부를 수용할 수 있는 수용공간과, 수용공간에 설치된 태양기어를 갖는 웜 휠 및 기어 장착부의 내측 공간에서 태양기어와 링기어부에 맞물리게 배치되는 복수의 유성기어가 회전할 수 있게 결합되며, 출력축을 갖는 캐리어를 포함한다.

Description

브레이크장치용 엑츄에이터{ACTUATOR FOR BRAKE DEVICE}
본 발명은 브레이크장치용 엑츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 동작에 의해 주차 기능을 구현할 수 있는 브레이크장치용 엑츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이크 장치는 제동 또는 주차 시 차량을 움직이지 못하도록 정지시키기 위한 장치로, 차량의 휠을 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.
특허문헌 한국 공개특허 제10-2011-0072877호(2011.06.29.)을 살펴보면, MOC형 전자식 파킹 브레이크 액츄에이터 구조에 관한 것으로, 동력을 발생시키는 모터가 엑츄에이터에 연결되고, 모터로부터 발생된 동력을 다수의 기어장치를 이용하여 감속하는 한편 토크를 증가시켜 엑츄에이터 및 캘리퍼로 전달하여 제동 동작을 수행하는 전자식 디스크 브레이크에 이용되는 엑츄에이터가 개시된다.
한국 공개특허 제10-2011-0072877호(2011.06.29.)
본 발명의 실시 예들은 간단한 구조를 가지면서 소형화 및 동작 안정성을 구현할 수 있는 브레이크장치용 엑츄에이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모터를 수용하는 모터 수용부 및 감속기어유닛이 장착되도록 하부가 개방된 중공 원통형상으로 이루어져 내측 둘레에 링기어부가 결합된 기어 장착부가 구비된 하우징 및 상기 하우징의 개방된 상부에 결합되는 케이싱을 포함하고, 상기 감속기어유닛은 상기 기어 장착부와 대응하는 하부가 개방된 중공 원통형상으로 이루어져 내측에 상기 기어 장착부를 수용할 수 있는 수용공간과, 상기 수용공간에 설치된 태양기어를 갖는 웜 휠 및 상기 기어 장착부의 내측 공간에서 상기 태양기어와 상기 링기어부에 맞물리게 배치되는 복수의 유성기어가 회전할 수 있게 결합되며, 출력축을 갖는 캐리어를 포함하는 브레이크장치용 엑츄에이터가 제공될 수 있다.
또한 상기 웜 휠은 중앙이 관통 형성되며 외측면 둘레에 기어이가 형성된 링부와, 상기 링부의 개방된 상부 및 내측면을 덮도록 상기 링부에 결합되는 덮개부를 포함한다.
또한 상기 링부는 합성수지 재질로 이루어지고, 상기 덮개부는 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
또한 상기 모터의 회전력을 상기 웜 휠에 전달하는 웜 부재를 더 포함한다.
또한 상기 웜 부재는 외주에 상기 웜 휠과 맞물리는 기어부를 구비한 웜축과, 상기 웜축의 양단부에 각각 결합되는 베어링 및 종동 웜휠을 포함하고, 상기 모터의 회전축에는 상기 종동 웜휠과 맞물리는 구동 웜이 결합될 수 있다.
또한 상기 웜 휠은 상기 기어 장착부의 상부에서 상기 웜 휠의 상기 수용공간이 상기 기어 장착부를 수용하도록 결합되고, 상기 캐리어는 상기 기어 장착부의 하부에서 상기 기어 장착부의 내측 공간으로 진입되어 결합될 수 있다.
또한 상기 기어 장착부는 상기 하우징에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
또한 상기 하우징에는 상기 기어 장착부가 결합되는 연장패널을 포함하고, 상기 기어 장착부의 하단에는 상기 연장패널에 착탈 가능한 후크가 구비될 수 있다.
또한 상기 연장패널에는 원주방향을 따라 소정간격 이격된 복수의 걸림리브가 구비되고, 상기 기어 장착부의 하단에는 상기 복수의 걸림리브 사이에 맞물리게 결합되는 결합리브가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예의 감속기어유닛은 웜 휠의 내측에 태양기어와 유성기어를 수용하는 공간을 구비하고, 원통형상의 기어 장착부를 기준으로 상하에 설치됨에 따라 엑츄에이터의 소형화 및 동작 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 감속기어유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 절개도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 감속기어유닛의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크장치용 엑츄에이터의 절개도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 브레이크장치용 엑츄에이터(10)는 모터(15)가 수용되는 모터 수용부(21)를 갖는 하우징(20)과, 하우징(20)의 개방된 상부를 덮는 케이싱(30)을 포함한다.
하우징(20)은 일측에 모터(15)가 수용되는 모터 수용부(21)가 형성되고, 타측에는 감속기어유닛이 장착되는 기어 장착부(40)가 결합되는 연장패널(22)이 형성된다.
모터 수용부(21)는 모터(15)의 길이를 수용할 수 있는 깊이를 가지며, 상부가 개방된 원통형상으로 이루어질 수 있다.
모터(15)는 모터 수용부(21)의 개방된 상부를 통해 삽입 장착될 수 있다.
모터 수용부(21)의 바닥에는 모터(15)의 하단을 지지하는 댐퍼부재(17)가 설치될 수 있다.
모터 수용부(21)의 하단 중앙에는 댐퍼부재(17)를 수용하기 위한 댐퍼 수용부가 오목하게 패인 형태로 형성될 수 있다.
기어 장착부(40)는 모터 수용부(21)의 개방된 상측에서 수평방향으로 연장 형성된 연장패널(22)에 모터 수용부(21)와 이웃하게 구비될 수 있다.
기어 장착부(40)는 하우징(20)에 분리 가능하게 설치되거나, 일체로 형성될 수 있다.
기어 장착부(40)는 상부가 밀폐되고, 하부가 개방된 중공 원통형상으로 구비되어, 연장패널(22)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
기어 장착부(40)의 하단에는 연장패널(22)에 착탈 가능하도록 후크(41)가 구비될 수 있다.
또한 기어 장착부(40)의 하단에는 연장패널(22)에서 원주방향으로 이격된 복수의 걸림리브(23) 사이에 상호 맞물리게 결합되는 결합리브(42)가 구비될 수 있다.
기어 장착부(40)가 연장패널(22)에 장착되는 경우 후크(41)는 연장패널(22)에 형성된 후크홈에 삽입되어 결속되고, 복수의 걸림리브(23)와 결합리브(42)의 상호 구속에 의해 기어 장착부(40)의 회전이 구속되게 된다.
이와 달리, 기어 장착부(40)는 연장패널(22)에 일체로 제작될 수 있다.
기어 장착부(40)의 중앙에는 상하로 관통 형성된 축공(43)이 형성되고, 기어 장착부(40)의 내측 측면 둘레방향을 따라 링기어부(45)가 구비된다.
링기어부(45)는 기어 장착부(40)와 일체로 제작될 수 있다.
기어 장착부(40)의 상측으로는 웜 휠(50)이 회전할 수 있게 지지될 수 있다.
웜 휠(50)은 중앙이 관통 형성되며 외측면 둘레에 기어이(51)가 형성된 링부(52)와, 링부(52)의 상부를 덮도록 링부(52)에 결합되는 덮개부(53)를 포함한다.
웜 휠(50)의 링부(52)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 이루어질 수 있고, 덮개부(53)는 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
덮개부(53)는 링부(52)의 개방된 상부 및 링부(52)의 내측 둘레면을 덮도록 링부(52)에 결합될 수 있다.
웜 휠(50)의 내측은 기어 장착부(40)와 대응하는 형상으로 이루어진 수용공간(54)이 형성되고, 기어 장착부(40)의 상부에 얹혀진 경우 스틸 재질로 이루어진 덮개부(53)가 기어 장착부(40)의 외면과 지지됨에 따라 회전 시 마찰 저항을 줄일 수 있게 된다.
웜 휠(50)의 수용공간(54)의 중앙에는 웜 휠(50)과 일체로 회전할 수 있게 결합되는 태양기어(55)가 덮개부(53)에 결합된다.
웜 휠(50)의 수용공간(54)이 기어 장착부(40) 상면에 얹혀진 경우 태양기어(55)는 기어 장착부(40)의 축공(43)을 관통하여 기어 장착부(40)의 내측으로 돌출된다.
기어 장착부(40)의 내측 공간으로는 복수의 유성기어(61)가 태양기어(55)와 맞물리도록 삽입된다.
복수의 유성기어(61)는 기어 장착부(40)의 개방된 하부를 통해 기어 장착부(40) 내부로 삽입될 수 있다.
복수의 유성기어(61)는 캐리어(60)에 형성된 유성기어 축부(62)에 회전할 수 있게 결합될 수 있다.
복수의 유성기어(61)는 태양기어(55)의 둘레방향을 따라 배치되는 3개소를 구비할 수 있고, 기어 장착부(40) 내측 공간으로 삽입된 경우 태양기어(55)의 외주와 맞물리도록 결합될 수 있다.
캐리어(60)는 원판 형태로 이루어질 수 있고, 상면에는 원주방향을 따라 소정간격 이격된 복수의 유성기어 축부(62)가 구비되고, 상면 중앙에는 기어 장착부(40)의 축공(43)을 관통하여 상부로 연장되는 캐리어 축부(63)가 구비될 수 있다.
캐리어(60)가 기어 장착부(40)에 결합되는 경우 캐리어 축부(63)는 기어 장착부(40)의 축공(43)과 기어 장착부(40)의 상면에 지지된 웜 휠(50)의 축공(56)을 관통한 후 케이싱(30)에 형성된 축지지공에 회전할 수 있게 결합될 수 있다.
캐리어(60)의 하면 중앙에는 출력축(65)이 구비된다. 출력축(65)은 캐리어(60)와 일체로 회전할 수 있다.
기어 장착부(40)의 상부에 설치되는 웜 휠(50)과, 기어 장착부(40)의 하부에 설치되는 복수의 유성기어(61) 및 캐리어(60)는 모터(15)의 회전력을 감속하여 출력축(65)에 제공하는 감속기어유닛을 구성한다.
이러한 감속기어유닛을 이루는 구성요소는 연장패널(22)에 구비된 원통형상의 기어 장착부(40)의 상하에 결합됨에 따라 컴팩트한 구조를 형성하면서 감속기어유닛의 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.
모터(15)로부터 감속기어유닛으로의 동력 전달은 웜 부재(70)에 의해 이루어진다.
모터(15)의 회전축에는 회전력을 웜 부재(70)에 전달하기 위한 구동 웜(16)이 결합된다.
웜 부재(70)는 외주에 기어부(71)를 구비한 웜축(72)과, 웜축(72)의 양단부에 각각 결합되는 베어링(73) 및 종동 웜휠(74)을 포함한다.
구동 웜(16)과 종동 웜휠(74)의 나사부는 헬리컬 기어로 이루어질 수 있다.
모터(15)의 상부에는 웜 부재(70)의 단부를 회전할 수 있게 지지하기 위한 홀더(80)가 결합된다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크용 엑츄에이터의 작동에 대하여 설명한다.
운전자가 차량을 정차시킨 후에 주차 브레이크를 작동시키면 모터(15)가 구동되어 모터(15)의 회전축은 회전된다. 따라서 모터(15)의 회전축에 결합된 구동 웜(16)이 함께 회전하여, 구동 웜(16)과 맞물리게 결합된 종동 웜휠(74)을 회전시킨다.
종동 웜휠(74)과 함께 웜축(72)이 회전하고, 웜축(72)에 구비된 기어부(71)와 맞물린 웜 휠(50)이 기어 장착부(40)에 지지된 상태로 회전하게 된다.
웜 휠(50)의 회전력은 태양기어(55)를 통해 복수의 유성기어(61)로 전달되고, 복수의 유성기어(61)는 기어 장착부(40)의 내측면 둘레를 따라 구비된 링기어부(45)를 따라 태양기어(55) 주위를 공전하게 된다.
이와 같이 공전하는 복수의 유성기어(61)에 의해 캐리어(60)가 회전되면서 출력축(65)이 회전하게 된다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 엑츄에이터, 15: 모터,
16: 구동 웜, 17: 댐퍼부재,
20: 하우징, 21: 모터 수용부,
22: 연장패널, 23: 걸림리브,
30: 케이싱, 40: 기어 장착부,
45: 링 기어부, 50: 웜 휠,
52: 링부, 53: 덮개부,
54: 수용공간, 55: 태양기어,
60: 캐리어, 61: 유성기어,
65: 출력축, 70: 웜 부재,
72: 웜축, 80: 홀더.

Claims (7)

  1. 모터를 수용하는 모터 수용부 및 감속기어유닛이 장착되는 기어 장착부가 구비된 하우징과, 상기 하우징의 개방된 상부에 결합되는 케이싱을 포함하고,
    상기 기어 장착부는 상부가 밀폐되며 하부가 개방된 중공 원통형상으로 마련되며, 상면 중앙에 관통 형성된 축공과, 내측 측면 둘레를 따라 형성된 링기어부를 포함하고,
    상기 감속기어유닛은 상기 기어 장착부의 외면에 회전할 수 있게 지지되며 상기 축공을 통해 상기 기어 장착부 내부로 삽입되는 태양기어를 갖는 웜 휠과, 상기 기어 장착부 내에서 상기 태양기어와 상기 링기어부에 맞물리게 결합되는 복수의 유성기어와, 상기 복수의 유성기어가 회전할 수 있게 결합되며 출력축을 갖는 캐리어를 포함하고,
    상기 웜 휠은 중앙이 관통 형성되며 외측면 둘레에 기어이가 형성된 링부와, 상기 링부의 개방된 상부 및 내측면을 덮도록 상기 링부에 결합되며 상기 기어 장착부의 상부에 얹혀져 상기 기어 장착부 외면과 면접촉하는 덮개부를 포함하고,
    상기 링부는 합성수지 재질로 이루어지고, 상기 덮개부는 스틸 재질로 이루어지는 브레이크장치용 엑츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터의 회전력을 상기 웜 휠에 전달하는 웜 부재를 더 포함하는 브레이크장치용 엑츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웜 부재는 외주에 상기 웜 휠과 맞물리는 기어부를 구비한 웜축과, 상기 웜축의 양단부에 각각 결합되는 베어링 및 종동 웜휠을 포함하고,
    상기 모터의 회전축에는 상기 종동 웜휠과 맞물리는 구동 웜이 결합되는 브레이크장치용
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웜 휠은 상기 기어 장착부의 상부에서 상기 웜 휠의 상기 수용공간이 상기 기어 장착부를 수용하도록 결합되고, 상기 캐리어는 상기 기어 장착부의 하부에서 상기 기어 장착부의 내측 공간으로 진입되어 결합되는 브레이크장치용 엑츄에이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기어 장착부는 상기 하우징에 분리 가능하게 결합되는 브레이크장치용 엑츄에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 기어 장착부가 결합되는 연장패널을 포함하고,
    상기 기어 장착부의 하단에는 상기 연장패널에 착탈 가능한 후크가 구비되는 브레이크장치용 엑츄에이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연장패널에는 원주방향을 따라 소정간격 이격된 복수의 걸림리브가 구비되고, 상기 기어 장착부의 하단에는 상기 복수의 걸림리브 사이에 맞물리게 결합되는 결합리브가 구비되는 브레이크장치용 엑츄에이터.
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