KR20210083672A - Electromechanical brake - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 전기 기계식 브레이크에 관한 것이다.The present invention relates to an electromechanical brake of a vehicle.
차량의 전기 기계식 브레이크, 소위 EMB(electromechanical brake)는 모터의 동력에 의해 브레이크 패드를 구동하는 방식을 가지며 기존의 유압식 브레이크를 대체할 수 있는 브레이크 시스템으로 각광받고 있다. 캘리퍼에 모터가 설치된 EMB는 모터 온 캘리퍼 브레이크(Motor on caliper brake, MoC) 또는 전동 파킹 브레이크(EPB, Electric parking brake)라고도 불린다.BACKGROUND ART An electromechanical brake of a vehicle, so-called electromechanical brake (EMB), has a method of driving a brake pad by the power of a motor and is in the spotlight as a brake system that can replace the conventional hydraulic brake. An EMB in which a motor is installed in a caliper is also called a Motor on caliper brake (MoC) or an Electric parking brake (EPB).
전기 기계식 브레이크는 모터의 회전력을 브레이크 패드로 전달하는 구조를 필요로 하며, 모터의 회전력의 전달을 위한 기어 유닛과 기어 유닛에 연동하여 작동하는 스핀들 구조를 가지는 전기 기계식 브레이크가 제안되었다. 스핀들 샤프트가 기어 유닛에 의해 회전하도록 구성되고, 스핀들 샤프트에 나사 결합되는 스핀들 너트가 스핀들 샤프트의 회전에 의해 직선 운동을 하도록 구성된다. 스핀들 너트의 직선 이동은 브레이크 패드를 가압할 수 있도록 구성되는 피스톤의 직선 이동을 유발하며, 피스톤의 직선 이동에 의해 브레이크 패드가 가압되어 브레이크 디스크를 압착하여 마찰력에 의해 제동이 이루어진다. 피스톤은 실린더 하우징(cylinder housing) 내에 선형 이동이 가능하게 배치되며, 실린더 하우징과 피스톤 사이에 밀봉 및 이물질 유입 방지를 위한 씰(seal)과 부트(boot)가 배치된다.The electromechanical brake requires a structure for transmitting the rotational force of the motor to the brake pad, and an electromechanical brake having a gear unit for transmitting the rotational force of the motor and a spindle structure operating in conjunction with the gear unit has been proposed. The spindle shaft is configured to rotate by the gear unit, and the spindle nut screwed to the spindle shaft is configured to make a linear motion by the rotation of the spindle shaft. The linear movement of the spindle nut causes a linear movement of the piston configured to press the brake pad, and the brake pad is pressed by the linear movement of the piston to compress the brake disc, thereby braking by frictional force. The piston is arranged to move linearly in a cylinder housing, and a seal and a boot are arranged between the cylinder housing and the piston for sealing and preventing foreign substances from entering.
배터리 방전, 기어 유닛의 고장, 또는 기타 이유에 의해 EMB가 작동하지 않는 경우를 대비하여 비상 파킹 해제 기능이 필요하다. 기존의 전기 기계식 브레이크는 비상 브레이킹 해제를 위해 모터를 분해하여 강제로 스핀들을 돌려 파킹 상태를 해제할 수 밖에 없는 구조를 가졌다. 이로 인해 비상 해제 작업이 많은 시간을 필요로 하는 문제가 있었다.An emergency parking release function is required in case the EMB does not work due to battery discharge, gear unit failure, or other reasons. Existing electromechanical brakes have a structure that has no choice but to release the parking state by forcibly turning the spindle by disassembling the motor to release emergency braking. Due to this, there was a problem that the emergency release operation requires a lot of time.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 모터를 분해하지 않고 간단한 방법으로 파킹 상태를 해제할 수 있도록 구성되는 전기 기계식 브레이크를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electromechanical brake configured to release a parking state in a simple manner without disassembling the motor.
본 발명의 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크는 전동 액추에이터, 상기 전동 액추에이터에 연결되어 상기 전동 액추에이터의 회전 동력을 전달하도록 구성되는 복수의 기어를 포함하는 기어 유닛, 상기 기어 유닛에 연결되어 상기 기어 유닛을 통해 전달되는 회전 동력을 선형 동력으로 전환하여 브레이크 패드를 가압할 수 있는 힘을 제공하도록 작동하는 선형 구동 유닛, 상기 기어 유닛을 수용하는 하우징, 그리고 일부는 상기 하우징의 외부에 배치되며 브레이킹 상태가 해제되도록 상기 선형 구동 유닛의 구동 요소를 회전시킬 수 있도록 구성되는 비상 해제 부재를 포함한다.An electromechanical brake according to an embodiment of the present invention includes an electric actuator, a gear unit connected to the electric actuator and configured to transmit rotational power of the electric actuator, a gear unit including a plurality of gears, the gear unit is connected to the gear unit A linear drive unit operable to convert rotational power transmitted through a linear power to linear power to provide force for pressing the brake pad, a housing for accommodating the gear unit, and a part disposed outside the housing and the braking state is released and an emergency release member configured to be able to rotate the drive element of the linear drive unit so as to be possible.
상기 비상 해제 부재는 상기 선형 구동 유닛의 구동 요소로 구동력을 전달하는 상기 기어 유닛의 출력 요소에 연결되어 상기 출력 요소를 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.The emergency release member may be configured to be connected to an output element of the gear unit that transmits a driving force to a drive element of the linear drive unit to rotate the output element.
상기 기어 유닛은 상기 전동 액추에이터의 구동력을 상기 선형 구동 유닛으로 전달하는 유성 기어 세트를 포함할 수 있고, 상기 구동 요소는 상기 유성 기어 세트의 캐리어일 수 있다.The gear unit may include a planetary gear set that transmits the driving force of the electric actuator to the linear drive unit, and the driving element may be a carrier of the planetary gear set.
상기 선형 구동 유닛은 상기 캐리어와 함께 회전하도록 상기 캐리어에 체결되는 스핀들 샤프트, 그리고 상기 스핀들 샤프트에 나사 결합되어 상기 스핀들 샤프트의 회전에 의해 선형 이동하도록 구성되는 스핀들 너트를 포함할 수 있다.The linear drive unit may include a spindle shaft fastened to the carrier to rotate with the carrier, and a spindle nut screwed to the spindle shaft and configured to linearly move by rotation of the spindle shaft.
상기 비상 해제 부재는 상기 구동 요소에 체결되는 샤프트부, 그리고 상기 샤프트의 단부에 구비되는 조작부를 포함할 수 있다.The emergency release member may include a shaft portion coupled to the driving element, and a manipulation portion provided at an end of the shaft.
상기 조작부는 다각형 돌기를 포함할 수 있다.The manipulation unit may include a polygonal protrusion.
상기 조작부는 다각형 체결 홈을 포함할 수 있다.The manipulation unit may include a polygonal fastening groove.
상기 조작부는 상기 조작부에서 구부러진 형태를 가질 수 있다.The manipulation unit may have a curved shape from the manipulation unit.
본 발명에 의하면, 전동 액추에이터를 분해하지 않고 선형 구동 유닛의 구동 요소를 회전시킬 수 있어 간단한 조작을 통해 브레이킹 상태를 해제할 수 있다.According to the present invention, the driving element of the linear drive unit can be rotated without disassembling the electric actuator, so that the braking state can be released through a simple operation.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크의 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크의 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절개한 단면도이다.1 is a perspective view of an electromechanical brake according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
3 is a perspective view of an electromechanical brake according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 .
5 is a perspective view of an electromechanical brake according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5 .
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 전기 기계식 브레이크(electromechanical brake, EMB)는 전동 액추에이터, 예를 들어 모터(10)의 구동력을 이용하여 제동을 구현한다. 전기 기계식 브레이크는 캘리퍼(caliper) 브레이크 형태로 구현될 수 있으며, 모터(10)의 구동력에 의해 브레이크 패드를 가압하여 디스크(disc)에 밀착시켜 제동이 이루어지도록 구성될 수 있다.An electromechanical brake (EMB) according to an embodiment of the present invention implements braking by using a driving force of an electric actuator, for example, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 모터(10)는 하우징(100) 내에 배치될 수 있으며, 모터(10)는 회전 동력을 출력하는 출력축(11)을 구비할 수 있다.1 and 2 , the
기어 유닛(20)은 모터(10)에 연결되어 모터(10)의 회전 동력을 전달하도록 구성된다. 기어 유닛(20)은 모터(10)의 출력축(11)에 연결되는 모터 출력 기어(21), 제1 중간 기어(22), 제2 중간 기어(23) 및 유성 기어 세트(24)를 포함할 수 있다.The
모터 출력 기어(21)는 모터(10)의 출력축(11)과 함께 회전하도록 출력축(11)에 결합될 수 있다. 제1 중간 기어(22)는 모터 출력 기어(21)에 치합되어 회전될 수 있도록 구성될 수 있다. 제2 중간 기어(23)는 제1 중간 기어(22)에 치합되며, 회전 동력을 유성 기어 세트(24)로 전달하도록 구성될 수 있다. 유성 기어 세트(24)는 썬 기어(sun gear)(241), 유성 기어(242), 링 기어(ring gear)(243), 및 유성 기어(243)에 연결되는 캐리어(carrier)(244)를 포함할 수 있다. 유성 기어 세트(20)의 링 기어(243)가 고정 요소로 작용하고 캐리어(244)가 회전 요소로 작용하도록 구성될 수 있으며, 캐리어(244)를 통해 회전 동력이 선형 구동 유닛(30)으로 전달될 수 있다.The
선형 구동 유닛(30)은 기어 유닛(20)을 통해 전달되는 회전 동력을 직선 동력으로 전환한다. 구동 유닛(30)은 회전 운동을 선형 운동을 전환하는 기존에 알려진 스핀들 구조로 구현될 수 있다. 도 2를 참조하면, 선형 구동 유닛(30)은 스핀들 샤프트(31)와 스핀들 너트(32)를 포함할 수 있다.The
스핀들 샤프트(31)는 유성 기어 세트(24)의 캐리어(244)와 함께 회전하도록 캐리어(244)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 유성 기어 세트(24)의 캐리어(243)와 스핀들 샤프트(244)가 스플라인 결합을 통해 서로 체결될 수 있으며, 이에 의해 캐리어(243)와 스핀들 샤프트(31)가 함께 회전할 수 있다.The
스핀들 샤프트(31)가 스핀들 너트(32)를 관통하도록 설치되고, 스핀들 샤프트(31)와 스핀들 너트(32)는 나사 결합에 의해 서로 체결된다. 스핀들 샤프트(31)의 회전이 일어날 때 나사 결합에 의해 스핀들 너트(32)의 선형 이동이 일어날 수 있도록 스핀들 너트(32)는 회전이 차단되는 상태로 선형 이동이 가능하도록 설치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스핀들 너트(32)는 선형 이동에 의해 캘리퍼 하우징(400)에 설치된 브레이크 패드(200)를 가압할 수 있는 피스톤(33)에 구속될 수 있으며, 피스톤(33)은 회전이 차단되는 상태로 선형 이동이 가능하도록 설치될 수 있다. 피스톤(34)이 도 2에서 하방으로 이동하여 브레이크 패드(200)를 가압하면 브레이크 패드(200)가 디스크(도시되지 않음)에 밀착되면서 제동이 이루어진다. 모터(10)의 회전 동력이 기어 유닛(20)을 통해서 선형 구동 유닛(30)의 스핀들 샤프트(31)로 전달되며, 스핀들 샤프트(31)의 회전은 나사결합된 스핀들 너트(32)의 선형 이동을 야기한다. 피스톤(34)이 스핀들 너트(32)와 함께 선형 이동하면서 브레이크 패드(200)의 가압이 이루어진다.The
피스톤(33)은 실린더 하우징(34) 내에 선형 이동 가능하게 배치된다. 실린더 하우징(34)은 브레이크 패드(200)를 향하는 측이 개방되도록 형성되며, 피스톤(33)은 선단이 실린더 하우징(34)의 개방된 입구를 통해 노출되도록 실린더 하우징(34) 내에 배치될 수 있다. 부트(35)와 씰(36)이 피스톤(33)과 실린더 하우징(34) 사이에 배치될 수 있다. 피스톤(33)은 실린더 하우징(34)의 베이스(341)를 관통하며, 베어링(37)이 피스톤(33)과 베이스(341) 사이에 설치될 수 있다. 베어링(37)은 실린더 하우징(34)의 베이스(341)와 피스톤(33) 사이에 배치되어 스핀들 샤프트(32)를 회전 가능하게 축방향으로 지지할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(100)의 외부에서 스핀들 샤프트(31)를 브레이킹 해제 방향으로 회전시키기 위한 비상 해제 부재(40)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 비상 해제 부재(40)는 샤프트 형태로 구성되며 스핀들 샤프트(31)에 체결되는 기어 유닛(20)의 출력 요소, 즉 유성 기어 세트(24)의 캐리어(244)에 연결될 수 있다. 비상 해제 부재(40)는 캐리어(244)와 함께 회전하도록 캐리어(244)에 연결되는 샤프트부(41), 그리고 샤프트부(41)의 외측 단에 구비되는 조작부(42)를 구비할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 조작부(42)는 외부에서 조작 가능하도록 하우징(100)의 외부에 배치될 수 있다. 조작부(42)는 렌치와 같은 공구에 의해 회전될 수 있도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 다각형(예를 들어 육각형) 돌기로 형성될 수 있다. 렌치와 같은 공구를 조작부(42)를 체결하여 비상 해제 부재(40)를 브레이킹 해제 방향으로 회전시킴으로써 스핀들 샤프트(31)가 브레이킹 해제 방향으로 회전될 수 있으며 그에 의해 브레이킹 상태가 해제될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an
이하에서 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 비상 해제 부재(140)를 제외한 부분은 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 . Since parts except for the
비상 해제 부재(140)는 샤프트부(141)와 조작부(142)를 구비하며, 조작부(142)는 외부 공구와의 체결을 위한 체결 홈(143)을 구비한다. 공구를 체결 홈(143)에 체결하여 비상 해제 부재(140)를 회전시킬 수 있다.The
이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다. 비상 해제 부재(240)를 제외한 부분은 도 1 및 도 2의 실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 . Since parts except for the
비상 해제 부재(240)는 샤프트부(241)와 조작부(242)를 구비하며, 조작부(242)는 샤프트부(241)에서 구부러진 형태를 가진다. 공구를 이용하여 구부러진 조작부(242)를 잡고 비상 해제 부재(240)를 회전시킬 수 있다.The
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it is easily changed by a person skilled in the art from the embodiment of the present invention and recognized as equivalent. including all changes and modifications to the scope of
10: 모터
100: 하우징
20: 기어 유닛
21: 모터 출력 기어
22: 제1 중간 기어
23: 제2 중간 기어
24: 유성 기어 세트
30: 선형 구동 유닛
31: 스핀들 샤프트
32: 스핀들 너트
33: 피스톤
34: 실린더 하우징
35: 부트
36: 씰
37: 베어링
40, 140, 240: 비상 해제 부재
41, 141, 241: 샤프트부
42, 142, 242: 조작부
200: 브레이크 패드10: motor
100: housing
20: gear unit
21: motor output gear
22: first intermediate gear
23: second intermediate gear
24: planetary gear set
30: linear drive unit
31: spindle shaft
32: spindle nut
33: piston
34: cylinder housing
35: boot
36: seal
37: bearing
40, 140, 240: emergency release member
41, 141, 241: shaft part
42, 142, 242: control panel
200: brake pad
Claims (8)
상기 전동 액추에이터에 연결되어 상기 전동 액추에이터의 회전 동력을 전달하도록 구성되는 복수의 기어를 포함하는 기어 유닛,
상기 기어 유닛에 연결되어 상기 기어 유닛을 통해 전달되는 회전 동력을 선형 동력으로 전환하여 브레이크 패드를 가압할 수 있는 힘을 제공하도록 작동하는 선형 구동 유닛,
상기 기어 유닛을 수용하는 하우징, 그리고
일부는 상기 하우징의 외부에 배치되며 브레이킹 상태가 해제되도록 상기 선형 구동 유닛의 구동 요소를 회전시킬 수 있도록 구성되는 비상 해제 부재
를 포함하는 전기 기계식 브레이크.electric actuator,
a gear unit connected to the electric actuator and including a plurality of gears configured to transmit rotational power of the electric actuator;
a linear drive unit connected to the gear unit and operative to convert rotational power transmitted through the gear unit into linear power to provide a force capable of pressing the brake pads;
a housing accommodating the gear unit; and
an emergency release member, a portion of which is disposed outside the housing and configured to rotate a drive element of the linear drive unit to release a braking state
electromechanical brakes comprising
상기 비상 해제 부재는 상기 선형 구동 유닛의 구동 요소로 구동력을 전달하는 상기 기어 유닛의 출력 요소에 연결되어 상기 출력 요소를 회전시킬 수 있도록 구성되는 전기 기계식 브레이크.In claim 1,
and the emergency release member is connected to an output element of the gear unit that transmits a driving force to a drive element of the linear drive unit and is configured to rotate the output element.
상기 기어 유닛은 상기 전동 액추에이터의 구동력을 상기 선형 구동 유닛으로 전달하는 유성 기어 세트를 포함하고,
상기 구동 요소는 상기 유성 기어 세트의 캐리어인
전기 기계식 브레이크.In claim 2,
the gear unit includes a planetary gear set for transmitting the driving force of the electric actuator to the linear driving unit;
The drive element is a carrier of the planetary gear set.
electromechanical brake.
상기 선형 구동 유닛은
상기 캐리어와 함께 회전하도록 상기 캐리어에 체결되는 스핀들 샤프트, 그리고
상기 스핀들 샤프트에 나사 결합되어 상기 스핀들 샤프트의 회전에 의해 선형 이동하도록 구성되는 스핀들 너트
를 포함하는 전기 기계식 브레이크.In claim 3,
The linear drive unit is
a spindle shaft coupled to the carrier for rotation with the carrier; and
A spindle nut screwed to the spindle shaft and configured to linearly move by rotation of the spindle shaft
electromechanical brakes comprising
상기 비상 해제 부재는
상기 구동 요소에 체결되는 샤프트부, 그리고
상기 샤프트의 단부에 구비되는 조작부
를 포함하는 전기 기계식 브레이크.In claim 1,
The emergency release member is
a shaft portion fastened to the drive element; and
an operation unit provided at the end of the shaft
electromechanical brakes comprising
상기 조작부는 다각형 돌기를 포함하는 전기 기계식 브레이크.In claim 5,
The operation unit is an electromechanical brake including a polygonal protrusion.
상기 조작부는 다각형 체결 홈을 포함하는 전기 기계식 브레이크.In claim 5,
The operation part is an electromechanical brake including a polygonal fastening groove.
상기 조작부는 상기 조작부에서 구부러진 형태를 갖는 전기 기계식 브레이크.In claim 5,
The operation part is an electromechanical brake having a shape bent from the operation part.
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