KR20210002010A - Electro-mechanical brake system - Google Patents

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KR20210002010A
KR20210002010A KR1020200077934A KR20200077934A KR20210002010A KR 20210002010 A KR20210002010 A KR 20210002010A KR 1020200077934 A KR1020200077934 A KR 1020200077934A KR 20200077934 A KR20200077934 A KR 20200077934A KR 20210002010 A KR20210002010 A KR 20210002010A
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KR
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brake system
nut
spindle
electromechanical brake
vehicle
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KR1020200077934A
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정경호
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주식회사 만도
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Abstract

Disclosed is an electromechanical brake system. According to an embodiment of the present invention, the electromechanical brake system comprises: a carrier on which a pair of pad plates disposed on both sides of a disk are installed; a caliper housing which is installed on the carrier to be able to slide; and an actuator which implements braking of a vehicle by pressing a pair of pad plates toward the disc, or releases the braking of a vehicle by separating the pair of pad plates from the disc. The actuator comprises: a motor which generates power; a reduction gear unit which reduces the power of the motor and transmits the reduced power; a power conversion unit including a nut connected to an output shaft that transmits the power reduced through the reduction gear unit so as to rotate together with the output shaft, and a spindle that converts the rotation of the nut into a translational motion and advances and retreats toward the pair of pad plates; and an elastic member which elastically supports the spindle. According to the present invention, the electromechanical brake system is able to stably release the braking of a vehicle in an emergency.

Description

전자기계식 브레이크 시스템{ELECTRO-MECHANICAL BRAKE SYSTEM}Electromechanical brake system {ELECTRO-MECHANICAL BRAKE SYSTEM}

본 발명은 전자기계식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 동력에 의해 차량의 제동 및 주차를 구현하는 전자기계식 브레이크 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electromechanical brake system, and more particularly, to an electromechanical brake system that implements braking and parking of a vehicle by the power of a motor.

차량에는 제동을 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데, 안정적이면서도 효과적인 제동력을 얻기 위해 다양한 방식의 브레이크 시스템이 제안되고 있다.A vehicle is essentially equipped with a brake system for braking, and various types of brake systems have been proposed in order to obtain a stable and effective braking force.

종래의 일반적인 브레이크 시스템은 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크와, 디스크를 가압하도록 한 쌍의 패드 플레이트가 진퇴 가능하게 설치되는 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤을 구비하고, 운전자가 브레이크 페달을 밟음에 따라 브레이크 오일이 피스톤을 디스크 측으로 가압하여 휠 실린더의 제동을 구현하는 방식이 주로 이용되었다. 그러나 오늘날에는 차량의 운용 환경에 세밀하게 대응하여 다양한 제동 기능을 구현하고자 하는 시장의 요구가 증대됨에 따라, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 모터 및 각종 기어구조를 활용하여 전자기계식으로 제동력을 발생시키는 방식이 개발되고 있다. A conventional general brake system includes a disk that rotates with the wheel of a vehicle, a carrier in which a pair of pad plates are installed to move forward and backward to pressurize the disk, and a piston that is slidably installed on the carrier. The method of implementing the braking of the wheel cylinder by pressing the piston toward the disk as the brake oil is pressed was mainly used. However, today, as the market demands to implement various braking functions in detail in response to the operating environment of the vehicle, when the driver presses the brake pedal, the driver's braking intention is transmitted as an electrical signal and the motor and various gear structures are utilized. Thus, a method of generating braking force in an electromechanical manner has been developed.

한편, 차량의 브레이크 시스템은 차량의 주행 상황에서 제동력을 제공하는 서비스 브레이크 기능과 더불어, 주차 시 차량의 정지상태를 유지하는 파킹 브레이크 기능이 함께 요구된다. 따라서 모터의 동력을 활용하여 차량의 서비스 브레이크 기능 및 파킹 브레이크 기능을 안정적으로 구현함과 동시에, 차량의 다양한 운용상황에서도 작동의 성능 및 신뢰성을 도모할 수 있는 방안이 요구된다. On the other hand, the brake system of the vehicle is required with a service brake function that provides braking force in the driving situation of the vehicle and a parking brake function that maintains the vehicle's stopped state when parking. Accordingly, there is a need for a method capable of stably implementing the service brake function and the parking brake function of the vehicle by utilizing the power of the motor, and at the same time promoting the performance and reliability of operation even in various operating situations of the vehicle.

한국 공개특허 제10-2011-0072877호 (2011.06.29)Korean Patent Application Publication No. 10-2011-0072877 (2011.06.29)

본 실시 예는 차량의 제동을 효과적으로 수행함과 동시에, 비상 시 차량의 제동해제를 안정적으로 구현할 수 있는 전자기계식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 제품의 크기를 절감하여 차량의 장착성을 향상시킬 수 있는 전자기계식 브레이크 시스템을 제공하고자 한다.The present embodiment is to provide an electromechanical brake system capable of effectively performing braking of a vehicle and stably implementing brake release of a vehicle in case of an emergency. In addition, it is intended to provide an electromechanical brake system capable of improving the mountability of a vehicle by reducing the size of the product.

본 발명의 일 측면에 의하면, 디스크의 양측에 배치되는 한 쌍의 패드 플레이트가 설치되는 캐리어; 상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징; 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하여 차량의 제동을 구현하거나, 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크로부터 이격시켜 차량의 제동해제를 구현하는 액츄에이터;를 포함하고, 상기 액츄에이터는 동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기어부와, 상기 감속기어부를 거쳐 감속된 동력을 전달하는 출력축에 연결되어 함께 회전하는 너트와, 상기 너트의 회전을 병진운동으로 전환하여 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 향해 진퇴 이동하는 스핀들을 포함하는 동력변환부와, 상기 스핀들을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하여 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a carrier in which a pair of pad plates disposed on both sides of a disk is installed; A caliper housing slidably installed on the carrier; An actuator for implementing braking of the vehicle by pressing the pair of pad plates toward the disk, or for releasing the brake of the vehicle by separating the pair of pad plates from the disk, wherein the actuator generates power. A motor, a reduction gear part that decelerates and transmits the power of the motor, a nut that rotates together by being connected to an output shaft that transmits the reduced power through the reduction gear part, and converts the rotation of the nut into a translational motion. It may be provided, including a power conversion unit including a spindle moving forward and backward toward the pair of pad plates, and an elastic member elastically supporting the spindle.

상기 탄성부재는 일단이 상기 스핀들에 지지되고, 타단이 상기 너트에 지지되어 제공될 수 있다.The elastic member may be provided with one end supported by the spindle and the other end supported by the nut.

상기 스핀들은 후방면에 반경 방향 외측으로 확장 형성되는 플랜지를 포함하고, 상기 탄성부재는 일단이 상기 플랜지의 전방면에 지지되고, 타단이 상기 너트의 후방면에 지지되어 제공될 수 있다.The spindle may include a flange extending radially outwardly on a rear surface, and the elastic member may be provided with one end supported on the front surface of the flange and the other end supported on the rear surface of the nut.

상기 디스크에 대한 브레이크 패드의 밀착력 또는 차륜의 제동력을 검출하는 포스센서;를 더 포함하여 제공될 수 있다.A force sensor for detecting an adhesion force of a brake pad to the disk or a braking force of a wheel may be provided.

상기 너트의 전방면에는 함몰 형성되는 수용홈을 마련되고, 상기 포스센서는 상기 수용홈에 적어도 일부가 수용되어 설치될 수 있다.A receiving groove formed in a recess may be provided on a front surface of the nut, and the force sensor may be installed by receiving at least a portion of the receiving groove.

상기 캘리퍼 하우징은 상기 스핀들이 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 향해 진퇴하도록 개방되는 개구부와, 상기 개구부를 덮도록 마련되되, 중앙부에 상기 스핀들이 통과하는 홀을 구비하는 커버를 포함하여 제공될 수 있다.The caliper housing may include an opening that is opened to advance and retreat the spindle toward the pair of pad plates, and a cover provided to cover the opening and having a hole through which the spindle passes.

상기 포스센서는 상기 커버에 접촉하는 제1 접촉부와, 상기 너트에 접촉하는 제2 접촉부를 구비하여 제공될 수 있다.The force sensor may be provided with a first contact portion in contact with the cover and a second contact portion in contact with the nut.

상기 제1 접촉부는 상기 커버의 후방면에 대향하는 상기 포스센서의 전방면 상에 형성되고, 상기 제2 접촉부는 사기 너트의 전방면에 대향하는 상기 포스센서의 후방면 상에 형성되어 제공될 수 있다.The first contact portion may be formed on a front surface of the force sensor opposite to the rear surface of the cover, and the second contact portion may be formed on a rear surface of the force sensor opposite to the front surface of the morale nut. have.

상기 포스센서는 반경 방향 외측으로 확장 형성되는 확장부를 구비하고, 상기 제2 접촉부는 상기 확장부의 후방면 상에 형성되어 제공될 수 있다.The force sensor may include an extension part extending radially outward, and the second contact part may be formed and provided on a rear surface of the extension part.

상기 포스센서는 중앙부에 상기 스핀들이 통과하는 관통구를 구비하여 제공될 수 있다.The force sensor may be provided with a through hole through which the spindle passes at a central portion.

상기 액츄에이터는 상기 캘리퍼 하우징과 상기 너트 사이에 마련되는 베어링을 더 포함하여 제공될 수 있다. The actuator may further include a bearing provided between the caliper housing and the nut.

본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템은 모터의 동력을 이용하여 차량의 제동을 신속하고 안정적으로 수행함과 동시에, 비상 시에도 안정적으로 차량의 제동해제를 구현하여 운전자의 안전사고를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템은 제품의 크기를 절감하여 차량의 장착성을 향상시키고 차량의 설계 자유도를 도모할 수 있다. The electromechanical brake system according to the present embodiment can effectively prevent a driver's safety accident by swiftly and stably performing braking of a vehicle using the power of a motor and stably releasing the brake of the vehicle even in an emergency. . In addition, the electromechanical brake system according to the present exemplary embodiment may reduce the size of a product, thereby improving the mountability of a vehicle and promoting a degree of freedom in designing the vehicle.

도 1은 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템을 나타내는 측방향 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B 부분을 확대도시한 단면도이다.
도 5는 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템이 차량의 제동을 구현하는 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.
도 6은 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템이 차량의 제동해제를 구현하는 상태를 나타내는 측방향 단면도이다.1 is a plan view showing an electromechanical brake system according to the present embodiment.
2 is a lateral cross-sectional view showing an electromechanical brake system according to the present embodiment.
3 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG. 2.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of part B of FIG. 2.
5 is a lateral cross-sectional view showing a state in which the electromechanical brake system according to the present embodiment implements braking of a vehicle.
6 is a lateral cross-sectional view illustrating a state in which the electromechanical brake system according to the present embodiment implements brake release of a vehicle.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following examples are presented in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the exemplary embodiments presented here, but may be embodied in other forms. In the drawings, in order to clarify the present invention, portions not related to the description may be omitted, and sizes of components may be slightly exaggerated to aid understanding.

도 1은 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)을 나타내는 평면도이며, 도 2는 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)을 나타내는 측방향 단면도이다.1 is a plan view showing an electromechanical brake system 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a lateral cross-sectional view showing the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)은 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(D)의 양측에 배치되는 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)와, 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 설치되는 캐리어(110)와, 캐리어(110)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징(120)과, 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 디스크(D) 측으로 가압 및 가압해제하는 액츄에이터(130)와, 디스크(D)와 브레이크 패드(미도시) 간 밀착력 또는 차량의 휠에 가해지는 제동력을 검출하는 포스센서(140)와, 액츄에이터(130)의 동작을 제어하는 전자제어유닛(ECU, 미도시)를 포함한다. 1 and 2, the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment includes a pair of pad plates 11 and 12 disposed on both sides of a disk D rotating together with a vehicle wheel, The carrier 110 on which a pair of pad plates 11 and 12 is installed, the caliper housing 120 slidably installed on the carrier 110, and a pair of pad plates 11 and 12 are used as disks (D ) The actuator 130 to pressurize and release the pressure, the force sensor 140 to detect the adhesion between the disk (D) and the brake pad (not shown) or the braking force applied to the wheel of the vehicle, and the operation of the actuator 130 It includes an electronic control unit (ECU, not shown) for controlling.

캐리어(110)에는 차륜과 함께 회전하는 디스크(D)의 양측에 배치되는 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)가 설치되고, 각각의 패드 플레이트(11, 12)의 내측면에는 브레이크 패드(미도시)가 부착된다. 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)는 외측면이 후술하는 스핀들(135)의 전방면과 접하도록 배치되는 내측 패드 플레이트(11)와, 외측면이 캘리퍼 하우징(120)의 핑거부(121)와 접하도록 배치되는 외측 패드 플레이트(11)로 이루어지며, 캐리어(110)에 대해 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. A pair of pad plates 11 and 12 disposed on both sides of the disk D rotating together with the wheel are installed on the carrier 110, and brake pads (not shown) are provided on the inner surfaces of each of the pad plates 11 and 12. City) is attached. The pair of pad plates 11 and 12 includes an inner pad plate 11 disposed so that the outer surface is in contact with the front surface of the spindle 135 to be described later, and the outer surface of the finger portion 121 of the caliper housing 120 It is made of an outer pad plate 11 disposed to be in contact with, and is installed to be slidable with respect to the carrier 110.

캘리퍼 하우징(120)은 외측 패드 플레이트(12)를 작동시키기 위한 핑거부(121)와, 후술하는 스핀들(135)이 진퇴 이동 가능하게 수용하는 개구부(125)를 구비하고, 캐리어(110)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 캘리퍼 하우징(120)은 차량의 제동 작동 시 후술하는 스핀들(135)의 전진 이동에 따른 반력에 의해 핑거부(121)가 캐리어(110)에 대해 우측 방향(도 2 기준)으로 슬라이딩 이동함으로써, 외측 패드 플레이트(12)를 디스크(D) 측으로 밀어주어 브레이크 패드가 디스크(D)를 가압할 수 있다. 캘리퍼 하우징(120)은 후술하는 스핀들(135)이 패드 플레이트(11, 12)를 향해 전진하거나 후퇴하도록 개방 형성되는 개구부(125)가 마련되되, 개구부(125)는 플레이트 형상의 커버(128)에 의해 덮어질 수 있다. 커버(128)는 중앙부에 후술하는 스핀들(135)이 통과하도록 관통 형성되는 홀을 구비할 수 있다. 후술하는 액츄에이터(130)의 너트(134)와 스핀들(135), 포스센서(140)는 캘리퍼 하우징(120)의 내측, 구체적으로 패드 플레이트(11, 12) 측으로부터 진입하여 개구부(125)에 설치 및 마련될 수 있으며, 커버(128)는 액츄에이터(130)의 너트(134)와 스핀들(135), 포스센서(140)가 개구부(125)의 내측으로 진입 및 설치된 후, 개구부(125)를 덮도록 마련되어 조립이 이루어질 수 있다. 커버(128)의 후방면(128a)에는 후술하는 포스센서(140)의 제1 접촉부(141)와 접촉하여 마련될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.The caliper housing 120 includes a finger portion 121 for operating the outer pad plate 12 and an opening 125 for receiving the spindle 135 to be moved forward and backward, and slides on the carrier 110. It is installed to be movable. The caliper housing 120 slides with respect to the carrier 110 in the right direction (refer to FIG. 2) by the reaction force according to the forward movement of the spindle 135 to be described later during the braking operation of the vehicle, By pushing the pad plate 12 toward the disk D, the brake pad can press the disk D. The caliper housing 120 is provided with an opening 125 formed to be opened so that the spindle 135 to be described later advances or retreats toward the pad plates 11 and 12, but the opening 125 is provided in the plate-shaped cover 128. Can be covered by The cover 128 may be provided with a hole formed through the spindle 135 to be described later to pass through the central portion. The nut 134, spindle 135, and force sensor 140 of the actuator 130, which will be described later, enter from the inside of the caliper housing 120, specifically the pad plates 11 and 12, and are installed in the opening 125. And, the cover 128 covers the opening 125 after the nut 134 and the spindle 135 of the actuator 130 and the force sensor 140 enter and install into the inside of the opening 125. So that it can be assembled. The rear surface 128a of the cover 128 may be provided in contact with the first contact portion 141 of the force sensor 140 to be described later, and a detailed description thereof will be described later.

액츄에이터(130)는 차량의 제동을 구현하는 동력을 제공하도록 마련된다. 액츄에이터(130)는 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 디스크(D)로 가압하여 차량의 서비스 브레이킹 및 파킹 브레이킹 등의 제동을 구현하거나, 한 쌍의 패드 플레이트(11, 12)를 디스크(D)로부터 이격시켜 차량의 제동해제를 구현하도록 마련된다.The actuator 130 is provided to provide power to implement braking of the vehicle. The actuator 130 implements braking such as service braking and parking braking of a vehicle by pressing the pair of pad plates 11 and 12 with a disk D, or a pair of pad plates 11 and 12 with a disk ( It is provided to implement brake release of the vehicle apart from D).

액츄에이터(130)는 회전 동력을 발생시키는 모터(미도시)와, 모터로부터 전달받은 동력을 감속하여 전달하는 감속기어부(131)와, 감속기어부(131)를 거쳐 감속된 회전 동력을 병진운동으로 전환하는 동력변환부(133)와, 동력변환부(133)의 스핀들(135)을 탄성적으로 지지하여 배터리 방전 등 비상 시에도 차량의 제동해제를 구현하는 탄성부재(136)를 포함할 수 있다.The actuator 130 converts a motor (not shown) that generates rotational power, a reduction gear unit 131 that decelerates and transmits the power received from the motor, and a rotational power reduced through the reduction gear unit 131 into a translational motion. The power conversion unit 133 may include an elastic member 136 that elastically supports the spindle 135 of the power conversion unit 133 to implement brake release of the vehicle even in an emergency such as battery discharge.

모터(미도시)는 차량의 배터리 등 전원장치(미도시)로부터 전원을 공급받아 차량의 제동에 필요한 동력을 발생 및 제공하도록 마련된다. 모터는 동력을 외부로 전달하는 구동축을 포함할 수 있다. The motor (not shown) is provided to receive power from a power device (not shown) such as a battery of a vehicle to generate and provide power required for braking of the vehicle. The motor may include a drive shaft that transmits power to the outside.

감속기어부(131)는 모터의 구동축과 연결되어 모터로부터 발생 및 제공되는 동력을 전달받아 감속시키도록 마련된다. 감속기어부(131)는 일 예로, 웜휠기어, 유성기어조립체, 헬리컬기어, 베벨기어 중 적어도 어느 하나의 기어를 포함하여 마련될 수 있으나, 어느 하나의 구조에 한정되는 것은 아니며 모터의 동력을 감속하여 후술하는 동력변환부(133)로 전달할 수 있다면 다양한 구조로 마련될 수 있다. The reduction gear unit 131 is connected to the drive shaft of the motor and is provided to receive power generated and provided from the motor to reduce the speed. The reduction gear unit 131 may be provided, for example, including at least one of a worm wheel gear, a planetary gear assembly, a helical gear, and a bevel gear, but is not limited to any one structure, and reduces the power of the motor. If it can be transmitted to the power conversion unit 133 to be described later, it may be provided in various structures.

동력변환부(133)는 감속기어부(131)를 거쳐 감속 및 전달받은 회전 동력을 패드 플레이트(11, 12) 측으로 전달하도록 마련된다. 동력변환부(133)는 캘리퍼 하우징(120)의 내측에 형성되는 개구부(125)에 수용되되, 패드 플레이트(11, 12) 측으로부터 진입하여 개구부(125)의 내측에 설치(도 2 기준 좌측으로부터 우측으로)될 수 있다. 동력변환부(133)는 감속기어부(131)를 거쳐 감속된 동력이 전달되는 출력축(132)과 연결되어 함께 회전하는 너트(134)와, 너트(134)의 내측에 마련되되 너트(134)의 회전을 병진운동을 전환하여 전진 및 후퇴함으로써 패드 플레이트(11, 12)의 작동을 구현하는 스핀들(135)을 포함할 수 있다. The power conversion unit 133 is provided to transmit the rotational power decelerated and transmitted through the reduction gear unit 131 to the pad plates 11 and 12 side. The power conversion unit 133 is accommodated in the opening 125 formed on the inside of the caliper housing 120, enters from the pad plates 11, 12, and is installed inside the opening 125 (from the left as shown in FIG. 2). To the right). The power conversion unit 133 is connected to the output shaft 132 through which the decelerated power is transmitted through the reduction gear unit 131 and rotates together with a nut 134, and is provided on the inside of the nut 134. It may include a spindle 135 that implements the operation of the pad plates 11 and 12 by converting the rotation to the translation movement forward and backward.

너트(134)는 일단이 감속기어부(131)의 출력축(132)에 고정되어 감속기어부(131)를 거쳐 감속된 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 너트(134)는 내측에 스핀들(135)이 수용되도록 내부가 빈 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 너트(134)의 전방면(134b)(도 2 기준 좌측면)에는 후술하는 포스센서(140)가 수용되도록 함몰 형성되는 수용홈(134c)이 형성될 수 있다(도 4 참조). 또한 너트(134)의 내주면에는 스핀들(135)의 외주면에 형성되는 제2 나사부와 치합하는 제1 나사부가 형성되어, 감속기어부(131)의 출력축(132)으로부터 전달되는 회전 동력을 스핀들(135)로 전달할 수 있다. 캘리퍼 하우징(120)과 너트(134) 사이에는 베어링(138)이 개재되어 너트(134)의 안정적인 회전을 도모하고 부품요소의 마모를 방지할 수 있다.The nut 134 has one end fixed to the output shaft 132 of the reduction gear unit 131 and may rotate by receiving the reduced power through the reduction gear unit 131. The nut 134 may be formed in a hollow cylindrical shape such that the spindle 135 is accommodated therein, and a force sensor (to be described later) on the front surface 134b of the nut 134 (the left surface of FIG. 2) ( 140) may be formed with a recessed receiving groove (134c) to be accommodated (see FIG. 4). In addition, the inner circumferential surface of the nut 134 is formed with a first threaded portion engaged with the second threaded portion formed on the outer circumferential surface of the spindle 135, so that the rotational power transmitted from the output shaft 132 of the reduction gear unit 131 is transmitted to the spindle 135. Can be delivered to. A bearing 138 is interposed between the caliper housing 120 and the nut 134 to achieve stable rotation of the nut 134 and to prevent abrasion of component elements.

스핀들(135)은 너트(134)로부터 회전력을 전달받아 패드 플레이트(11, 12) 측으로 전진하거나 패드 플레이트(11, 12)로부터 후퇴하도록 마련된다. 스핀들(135)의 외주면에는 너트(134)의 내주면에 형성되는 제1 나사부에 치합하는 제2 나사부가 형성될 수 있으며, 이로써 너트(134)의 회전운동이 제1 나사부와 제2 나사부를 거쳐 스핀들(135)의 병진운동으로 전환될 수 있다. 스핀들(135)이 병진운동함으로써, 전진에 의해 패드 플레이트(11, 12) 및 브레이크 패드를 디스크(D)에 밀착시켜 차량의 제동을 수행할 수 있으며, 반대로 스핀들(135)의 후퇴에 의해 패드 플레이트(11, 12) 및 브레이크 패드를 디스크(D)로부터 이격시켜 차량의 주차 제동 해제 등을 구현할 수 있다. 너트(134)와 스핀들(135) 사이에는 복수의 볼(미도시)이 개재되어 볼너트(134) 또는 볼스크류 구조로 마련될 수 있으며, 스핀들(135)의 후방면(도 2 기준 우측면)에는 반경 방향 외측으로 확장 형성되는 플랜지(135a)가 마련되고, 후술하는 탄성부재(136)가 지지될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.The spindle 135 is provided to advance toward the pad plates 11 and 12 or retreat from the pad plates 11 and 12 by receiving rotational force from the nut 134. On the outer circumferential surface of the spindle 135, a second threaded portion may be formed to engage a first threaded portion formed on the inner circumferential surface of the nut 134, whereby the rotational movement of the nut 134 is performed through the first threaded portion and the second threaded portion. (135) can be converted to translation. As the spindle 135 moves in translation, it is possible to perform braking of the vehicle by bringing the pad plates 11 and 12 and the brake pad in close contact with the disk D by advance, and conversely, the pad plate by retreating the spindle 135 By separating the (11, 12) and the brake pad from the disk (D), it is possible to implement a parking brake release of the vehicle. A plurality of balls (not shown) may be interposed between the nut 134 and the spindle 135 to be provided in a ball nut 134 or a ball screw structure, and the rear surface of the spindle 135 (right side as shown in FIG. 2) A flange 135a extending radially outward may be provided, and an elastic member 136 to be described later may be supported. A detailed description of this will be described later with reference to FIG. 3.

이와 같이, 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)은 모터 및 감속기어부(131)에 의해 제공 및 전달되는 동력이 스핀들(135)이 아닌 너트(134)를 회전시키도록 마련되고, 너트(134)의 회전운동을 스핀들(135)의 병진운동으로 전환하도록 마련함에 따라, 직선적으로 운동하는 스핀들(135)의 축 방향 길이를 절감하여 제품의 소형화를 도모할 수 있다.In this way, the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment is provided so that the power provided and transmitted by the motor and the reduction gear unit 131 rotates the nut 134 rather than the spindle 135, and the nut ( As the rotational motion of the 134 is provided to convert the translational motion of the spindle 135, the length of the spindle 135, which moves linearly in the axial direction, can be reduced, thereby miniaturizing the product.

한편, 차량의 제동을 위해 모터가 작동하고 스핀들(135)이 전진(도 2을 기준으로 좌측 방향)함으로써 브레이크 패드와 디스크(D)가 밀착하여 차량의 제동이 구현된 후, 차량의 제동을 신속하게 해제하고자 하는 경우 또는 차량의 배터리가 방전되어 모터의 작동이 불가능한 비상 시에 모터의 동력 없이도 제동해제가 필요할 수 있다. 이에 탄성부재(136)가 스핀들(135)을 후퇴 방향(도 2를 기준으로 우측 방향)으로 탄성 지지하도록 마련되어 차량의 신속한 제동해제 또는 비상 시 셀프 릴리즈(Self release)를 구현할 수 있다. On the other hand, the motor is operated to brake the vehicle and the spindle 135 moves forward (to the left based on FIG. 2), so that the brake pad and the disk D are in close contact, and the vehicle is braked. Brake release may be required without the power of the motor when it is attempted to release it properly or in an emergency where the operation of the motor is impossible because the battery of the vehicle is discharged. Accordingly, the elastic member 136 is provided to elastically support the spindle 135 in the retracting direction (the right direction with reference to FIG. 2 ), so that a quick brake release of the vehicle or a self release in case of an emergency can be implemented.

도 3은 도 2의 A 부분을 확대도시한 단면도로서, 도 2 및 도 3을 참조하면 탄성부재(136)는 일단이 스핀들(135)의 플랜지(135a)에 지지되고, 타단이 지지 가능한 부품요소에 고정되어 마련될 수 있다. 일 예로, 탄성부재(136)의 일단은 플랜지(135a)의 전방면(135b)(도 2 기준 좌측면)에 지지되고, 타단은 너트(134)의 후방면(134a)(도 2 기준 우측면)에 지지될 수 있다. 차량의 제동 시, 너트(134)의 회전에 의해 스핀들(135)이 전진함에 따라 탄성부재(136)는 압축되며, 차량의 신속한 제동해제 또는 모터의 작동 불능 등 비상 시에는 압축된 탄성부재(136)의 탄성 복원력에 의해 스핀들(135)이 후퇴 방향으로 소정의 변위만큼 이동하게 되고, 이로써 브레이크 패드와 디스크(D)가 이격되어 차량의 제동이 해제될 수 있다. 탄성부재(136)는 토션 스프링 또는 고무재질의 부재 등으로 마련될 수 있으나, 해당 구조에 한정되는 것은 아니며 스핀들(135)을 후퇴 방향으로 탄성적으로 지지할 수 있다면 다양한 구조로 마련될 수 있다.Figure 3 is a cross-sectional view showing an enlarged portion A of Figure 2, referring to Figures 2 and 3, the elastic member 136 has one end supported by the flange (135a) of the spindle 135, the other end is a supportable component element It can be fixed to and provided. As an example, one end of the elastic member 136 is supported on the front surface 135b (left surface of Fig. 2) of the flange 135a, and the other end is the rear surface 134a of the nut 134 (right surface of Fig. 2) Can be supported by When the vehicle is braked, the elastic member 136 is compressed as the spindle 135 advances by the rotation of the nut 134, and in an emergency, such as rapid braking release of the vehicle or the inability to operate the motor, the compressed elastic member 136 ) By the elastic restoring force of the spindle 135 is moved by a predetermined displacement in the retreat direction, whereby the brake pad and the disk D are spaced apart so that the braking of the vehicle can be released. The elastic member 136 may be provided as a torsion spring or a member made of a rubber material, but is not limited to a corresponding structure, and may be provided in various structures as long as the spindle 135 can be elastically supported in a retreat direction.

포스센서(140)는 디스크(D)에 대한 브레이크 패드의 밀착력 또는 차륜에 가해지는 제동력을 검출하도록 마련된다. 도 4는 도 2의 B 부분을 확대 도시한 도면이다. The force sensor 140 is provided to detect an adhesion force of a brake pad to the disk D or a braking force applied to a wheel. FIG. 4 is an enlarged view of part B of FIG. 2.

도 2 및 도 4를 참조하면, 포스센서(140)는 너트(134)의 전방면(134b)에 함몰 형성되는 수용홈(134c)에 적어도 일부가 삽입됨으로써 설치될 수 있다. 이와 같이, 포스센서(140)가 너트(134)의 전방면(134b) 측에 설치되고, 커버(128)에 의해 덮여지도록 마련됨으로써 브레이크 시스템(100)의 구조 및 조립 공정이 단순화되어, 제조원가를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있다. 2 and 4, the force sensor 140 may be installed by inserting at least a portion into the receiving groove 134c recessed in the front surface 134b of the nut 134. In this way, the force sensor 140 is installed on the front surface 134b side of the nut 134 and is provided to be covered by the cover 128, thereby simplifying the structure and assembly process of the brake system 100, thereby reducing manufacturing cost. You can save and improve productivity.

포스센서(140)는 중앙부에 스핀들(135)이 통과하는 관통구(144)를 구비할 수 있으며, 일측부가 커버(128)를 매개로 캘리퍼 하우징(120)의 일 지점에 연결되고, 타측부가 너트(134)를 매개로 캘리퍼 하우징(120) 타 지점에 연결되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 포스센서(140)는 커버(128)의 후방면(128a)(도 4 기준 우측면)에 대향하는 전방면(140a, 도 4 기준 좌측면) 상에 제1 접촉부(141)가 구비되어 커버(128)를 매개로 캘리퍼 하우징(120)와 연결하고, 너트(134)의 전방면(134b)(도 4 기준 좌측면)에 대향하는 후방면(145a, 도 4 기준 우측면) 상에 제2 접촉부(142)가 구비되어 센서커버(128)를 매개로 캘리퍼 하우징(120)과 연결될 수 있다. 포스센서(140)는 반경 방향 외측으로 확장 형성되는 확장부(145)를 구비할 수 있으며, 제2 접촉부(142)는 확장부(145)의 후방면(145a)(도 4 기준 우측면) 상에 형성되어 센서커버(128)와 접촉할 수 있다. The force sensor 140 may have a through hole 144 through which the spindle 135 passes at a central portion, and one side is connected to one point of the caliper housing 120 via the cover 128, and the other side It may be provided to be connected to another point of the caliper housing 120 via the nut 134. Specifically, the force sensor 140 is provided with a first contact portion 141 on the front surface 140a (left surface as referenced in FIG. 4) opposite to the rear surface 128a (right surface in FIG. 4) of the cover 128 The second is connected to the caliper housing 120 via the cover 128 and on the rear surface 145a facing the front surface 134b (left surface in FIG. 4) of the nut 134 (the right surface in FIG. 4). The contact part 142 may be provided to be connected to the caliper housing 120 via the sensor cover 128. The force sensor 140 may include an extension part 145 extending outward in the radial direction, and the second contact part 142 is on the rear surface 145a (right side of FIG. 4) of the extension part 145. It is formed so that it can contact the sensor cover (128).

차량의 제동 시 브레이크 패드와 디스크(D)의 밀착력에 대한 반발력으로 캘리퍼 하우징(120)의 변형이 발생하는 바, 포스센서(140)가 캘리퍼 하우징(120)에 가해지는 변형 또는 부하를 감지함으로써 디스크(D)와 브레이크 패드 사이의 밀착력 또는 차륜의 제동력을 검출할 수 있다. 아울러, 포스센서(140)는 제1 접촉부(141) 및 제2 접촉부(142)에 의해 캘리퍼 하우징(120)에 간접적으로 접촉 및 연결됨으로써, 두 개의 독립된 접촉부를 구비함에 따라 캘리퍼 하우징(120)에 가해지는 부하 또는 변형량을 보다 세밀하게 검출할 수 있게 된다. 포스센서(140)는 검출된 밀착력 또는 제동력을 전자제어유닛(ECU)으로 송출할 수 있으며, 전자제어유닛은 포스센서(140)로부터 수신된 정보에 근거하여 각 차륜의 제동을 독립적으로 제어하거나 차량의 거동을 제어할 수 있다.When the vehicle is braking, the caliper housing 120 is deformed due to the repulsive force against the contact force between the brake pad and the disc D. The force sensor 140 detects the deformation or load applied to the caliper housing 120, thereby It is possible to detect the adhesion force between (D) and the brake pad or the braking force of the wheel. In addition, the force sensor 140 is indirectly contacted and connected to the caliper housing 120 by the first contact portion 141 and the second contact portion 142, thereby providing two independent contact portions. The applied load or deformation amount can be detected more precisely. The force sensor 140 may transmit the detected adhesion or braking force to the electronic control unit (ECU), and the electronic control unit independently controls the braking of each wheel based on information received from the force sensor 140 or Can control the behavior of

이하에서는 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation of the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment will be described.

도 5는 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)이 차량의 제동을 구현하는 상태를 나타내는 측방향 단면도로서, 도 5를 참조하면 운전자가 차량의 주행 중 서비스 브레이크를 수행하고자 하거나, 차량의 주차를 위한 파킹 브레이크를 수행하고자 하는 경우, 전자제어유닛은 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 모터를 작동시켜 모터의 구동축을 일방향으로 회전시킨다. 모터의 회전력은 감속기어부(131)를 거쳐 감속된 후, 너트(134)로 전달되어 너트(134)의 일방향 회전을 발생시킨다. 너트(134)의 일방향 회전에 의해 스핀들(135)이 전진하게 되고, 이로써 브레이크 패드가 디스크(D)에 밀착하여 차량의 제동을 구현할 수 있다. 이 때 브레이크 패드와 디스크(D)의 밀착력에 대한 반발력으로 캘리퍼 하우징(120)의 타측부에 변형이 발생하게 되고, 포스센서(140)는 캘리퍼 하우징(120)에 가해지는 부하 또는 변형을 측정 및 감지함으로써, 차량의 제동력 또는 디스크(D)와 브레이크 패드 사이의 밀착력을 검출할 수 있다. 포스센서(140)는 검출된 정보를 전자제어유닛으로 송출하고, 전자제어유닛은 이에 근거하여 각 차륜의 제동력을 독립적으로 제어하거나 차량의 거동을 제어할 수 있다.5 is a lateral cross-sectional view showing a state in which the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment implements braking of a vehicle. Referring to FIG. 5, a driver attempts to perform a service brake while the vehicle is driving, or In the case of performing a parking brake for parking, the electronic control unit receives the driver's braking intention as an electrical signal and operates the motor to rotate the drive shaft of the motor in one direction. The rotational force of the motor is decelerated through the reduction gear unit 131 and then transmitted to the nut 134 to cause the nut 134 to rotate in one direction. The spindle 135 moves forward by the rotation of the nut 134 in one direction, whereby the brake pad is in close contact with the disk D, thereby implementing the braking of the vehicle. At this time, deformation occurs on the other side of the caliper housing 120 due to the repulsive force against the adhesion between the brake pad and the disk D, and the force sensor 140 measures the load or deformation applied to the caliper housing 120 and By sensing, it is possible to detect the braking force of the vehicle or the adhesion force between the disk D and the brake pad. The force sensor 140 transmits the detected information to the electronic control unit, and the electronic control unit may independently control the braking force of each wheel or control the behavior of the vehicle based on this.

도 6은 본 실시 예에 의한 전자기계식 브레이크 시스템(100)이 차량의 제동해제를 구현하는 상태를 나타내는 측방향 단면도로서, 도 6을 참조하면 차량의 배터리가 방전되는 등 모터가 작동 불능인 경우 등 차륜에 가해진 제동력을 자체적으로 해제(셀프 릴리즈)할 필요가 있는 경우, 스핀들(135)의 전진에 의해 압축된 탄성부재(136)가 탄성 복원력에 의해 스핀들(135)을 소정의 변위만큼 후퇴시킴과 동시에, 스핀들(135)의 후퇴에 따라 너트(134)가 소정의 각도 만큼 타방향으로 회전이 발생하게 되고, 이로써 브레이크 패드와 디스크(D)가 서로 이격되어 차량의 제동을 해제시킬 수 있다.6 is a lateral cross-sectional view showing a state in which the electromechanical brake system 100 according to the present embodiment implements braking release of the vehicle. Referring to FIG. 6, when the motor is inoperable, such as when the vehicle battery is discharged. When it is necessary to release the braking force applied to the wheel by itself (self-release), the elastic member 136 compressed by the advance of the spindle 135 retracts the spindle 135 by a predetermined displacement by the elastic restoring force. At the same time, as the spindle 135 is retracted, the nut 134 is rotated in the other direction by a predetermined angle, whereby the brake pad and the disk D are spaced apart from each other to release the brake of the vehicle.

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.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the equivalent range of the claims to be described.

100: 전자기계식 브레이크 시스템 110: 캐리어
120: 캘리퍼 하우징 128: 커버
130: 액츄에이터 131: 감속기어부
133: 동력변환부 134: 너트
135: 스핀들 136: 탄성부재
140: 포스센서 141: 제1 접촉부
142: 제2 접촉부
136: 100: electromechanical brake system 110: carrier
120: caliper housing 128: cover
130: actuator 131: reduction gear part
133: power conversion unit 134: nut
135: spindle 136: elastic member
140: force sensor 141: first contact
142: second contact
136:

Claims (11)

디스크의 양측에 배치되는 한 쌍의 패드 플레이트가 설치되는 캐리어;
상기 캐리어에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징;
상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크 측으로 가압하여 차량의 제동을 구현하거나, 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 상기 디스크로부터 이격시켜 차량의 제동해제를 구현하는 액츄에이터;를 포함하고,
상기 액츄에이터는
동력을 발생시키는 모터와,
상기 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기어부와,
상기 감속기어부를 거쳐 감속된 동력을 전달하는 출력축에 연결되어 함께 회전하는 너트와, 상기 너트의 회전을 병진운동으로 전환하여 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 향해 진퇴 이동하는 스핀들을 포함하는 동력변환부와,
상기 스핀들을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 전자기계식 브레이크 시스템.A carrier on which a pair of pad plates disposed on both sides of the disk is installed;
A caliper housing slidably installed on the carrier;
Including; an actuator that implements braking of the vehicle by pressing the pair of pad plates toward the disk, or implements the brake release of the vehicle by separating the pair of pad plates from the disk; and
The actuator is
A motor that generates power,
A reduction gear unit that decelerates and transmits the power of the motor,
A power conversion unit including a nut connected to an output shaft that transmits the reduced power through the reduction gear unit and rotating together, and a spindle that moves forward and backward toward the pair of pad plates by converting the rotation of the nut into a translational motion. ,
Electromechanical brake system comprising an elastic member elastically supporting the spindle. 제1항에 있어서,
상기 탄성부재는
일단이 상기 스핀들에 지지되고, 타단이 상기 너트에 지지되는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 1,
The elastic member is
An electromechanical brake system in which one end is supported by the spindle and the other end is supported by the nut. 제2항에 있어서,
상기 스핀들은
후방면에 반경 방향 외측으로 확장 형성되는 플랜지를 포함하고,
상기 탄성부재는
일단이 상기 플랜지의 전방면에 지지되고, 타단이 상기 너트의 후방면에 지지되는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 2,
The spindle is
It includes a flange extending radially outwardly on the rear surface,
The elastic member is
An electromechanical brake system in which one end is supported on a front surface of the flange and the other end is supported on a rear surface of the nut. 제2항에 있어서,
상기 디스크에 대한 브레이크 패드의 밀착력 또는 차륜의 제동력을 검출하는 포스센서;를 더 포함하는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 2,
Electromechanical brake system further comprising a; force sensor for detecting the adhesion of the brake pad to the disk or the braking force of the wheel. 제4항에 있어서,
상기 너트의 전방면에는 함몰 형성되는 수용홈을 마련되고,
상기 포스센서는
상기 수용홈에 적어도 일부가 수용되어 설치되는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 4,
A receiving groove is provided in the front surface of the nut to be recessed,
The force sensor is
An electromechanical brake system in which at least a portion is received and installed in the receiving groove. 제5항에 있어서,
상기 캘리퍼 하우징은
상기 스핀들이 상기 한 쌍의 패드 플레이트를 향해 진퇴하도록 개방되는 개구부와,
상기 개구부를 덮도록 마련되되, 중앙부에 상기 스핀들이 통과하는 홀을 구비하는 커버를 포함하는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 5,
The caliper housing is
An opening that is opened so that the spindle moves forward and backward toward the pair of pad plates,
An electromechanical brake system comprising a cover provided to cover the opening and having a hole through which the spindle passes. 제6항에 있어서,
상기 포스센서는
상기 커버에 접촉하는 제1 접촉부와, 상기 너트에 접촉하는 제2 접촉부를 구비하는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 6,
The force sensor is
An electromechanical brake system having a first contact portion contacting the cover and a second contact portion contacting the nut. 제7항에 있어서,
상기 제1 접촉부는
상기 커버의 후방면에 대향하는 상기 포스센서의 전방면 상에 형성되고,
상기 제2 접촉부는
사기 너트의 전방면에 대향하는 상기 포스센서의 후방면 상에 형성되는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 7,
The first contact part
It is formed on the front surface of the force sensor facing the rear surface of the cover,
The second contact part
An electromechanical brake system formed on the rear surface of the force sensor opposite the front surface of the conceal nut. 제8항에 있어서,
상기 포스센서는
반경 방향 외측으로 확장 형성되는 확장부를 구비하고,
상기 제2 접촉부는
상기 확장부의 후방면 상에 형성되는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 8,
The force sensor is
It has an extension formed to extend outward in the radial direction,
The second contact part
An electromechanical brake system formed on the rear surface of the extension part. 제6항에 있어서,
상기 포스센서는
중앙부에 상기 스핀들이 통과하는 관통구를 구비하는 전자기계식 브레이크 시스템.The method of claim 6,
The force sensor is
An electromechanical brake system having a through hole through which the spindle passes in a central portion. 제2항에 있어서,
상기 액츄에이터는
상기 캘리퍼 하우징과 상기 너트 사이에 마련되는 베어링을 더 포함하는 전자기계식 브레이크 시스템.
The method of claim 2,
The actuator is
Electromechanical brake system further comprising a bearing provided between the caliper housing and the nut.
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