KR20230133638A

KR20230133638A - 드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치

Info

Publication number: KR20230133638A
Application number: KR1020220030860A
Authority: KR
Inventors: 전대웅
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-09-19
Also published as: DE102022131372A1; US20230286485A1; CN116733865A

Abstract

본 발명은 드럼 브레이크에 관한 것으로, 제1모터의 구동에 연동하여 회전되는 볼트스크류와, 볼트스크류의 둘레에 나사결합되고, 볼트스크류의 회전에 연동하여 슈를 가압하는 방향으로 이동되는 너트피스톤과, 너트피스톤의 둘레에 나사결합되고, 제2모터의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되어 볼트스크류와 접하면서 너트피스톤이 슈의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하는 프레스너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치{DRUM BRAKE AND ELECTRIC PARKING BRAKE}

본 발명은 드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액추에이터를 이용하여 차량을 제동시키는 드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치(service brake)라 하고, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(parking brake)라 한다. 그리고, 드럼 브레이크는 휠과 함께 회전하는 드럼과 마찰하여 차량을 제동시키는 장치로써, 드럼의 내주면과 대향되도록 백플레이트에 배치되며, 마찰재가 부착된 한 쌍의 슈를 드럼측으로 가압하여 드럼과 마찰시킴으로써 주제동과 주차제동을 위한 제동력을 얻는다.

전기기계 브레이크(EMB, Electro-Mechanical Brake, 이하 'EMB'라 한다)는 모터, 기어, 스크류에 의해 배력된 힘을 이용하는 제동장치로, 운전자의 브레이크 페달 압력을 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit, 이하 'ECU' 라 한다)에 의해 전기적 신호로 전환하여 이에 대응되는 제동력을 구현한다. 전자식 주차 브레이크(EPB, Electronic Parking Brake, 이하 'EPB'라 한다)는 전자식으로 작동되는 제동장치로, 차량이 주행을 멈추면 ECU가 차량의 속도, 엔진 회전, 브레이크 동작 등을 감지해 브레이크를 잠금시키는 작동을 구현한다.

주제동을 위해 EMB을 작동시킨 후에는 제동 상태가 저절로 해제되어야 하므로, EMB에 사용되는 스크류는 셀프라킹이 되지 않아야 한다는 요구 사항을 가진다. 셀프라킹이 안되는 스크류를 만족하기 위해선 리드나 줄수를 높인 고-리드 스크류 또는 볼스크류를 사용해야한다. 이와 반대로, 주차제동을 위해 EPB를 작동시킨 후에는 제동 상태가 그대로 유지되어야 하므로, EPB에 사용되는 스크류는 셀프라킹이 되어야 한다. 이와 같이 주제동에 요구되는 스크류의 특성과 주차제동에 요구되는 스크류의 특성이 서로 다르다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허등록번호 제2288508호(2021.08.04 등록, 발명의 명칭: 전자식 주차 브레이크 장치)에 개시되어 있다.

종래의 드럼 브레이크는 주제동용 스크류와 주차제동용 스크류가 별도로 구비, 장착되는 구조를 가지며, 주제동용 스크류와 주자제동용 스크류를 배력시키기 위한 구성품 또한 별도로 구비되는 구조를 가진다. 이에 따라, 부품수가 증대되고, 레이아웃이 불리하며, 단가가 상승된다는 문제점이 있었다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 주제동장치와 주차제동장치가 하나의 스크류를 공유하는 단순한 구조로 구현가능한 드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 드럼 브레이크는, 제1모터의 구동에 연동하여 회전되는 볼트스크류; 상기 볼트스크류의 둘레에 나사결합되고, 상기 볼트스크류의 회전에 연동하여 슈를 가압하는 방향으로 이동되는 너트피스톤; 및 상기 너트피스톤의 둘레에 나사결합되고, 제2모터의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되어 상기 볼트스크류와 접하면서 상기 너트피스톤이 상기 슈의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하는 프레스너트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1모터, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치(service brake)의 부품이고, 상기 제2모터, 상기 프레스너트는, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(parking brake)의 부품인 것을 특징으로 한다.

상기 제1모터의 구동에 의해 상기 너트피스톤으로 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 프레스너트와 상기 볼트스크류는 축방향으로 상호 이격되고, 상기 제2모터의 구동에 의해 상기 프레스너트가 상기 볼트스크류으로 이동되며 상호 접하는 것을 특징으로 한다.

상기 너트피스톤은, 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 제1모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 나사 구조를 가지고, 상기 프레스너트는, 상기 볼트스크류와 접한 상태에서 상기 제2모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 나사 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 프레스너트가 상기 볼트스크류와 접하지 않은 상태에서 상기 제1모터의 구동 정지 시, 상기 너트피스톤에 작용하는 상기 슈의 반력에 의해 상기 너트피스톤이 밀려나고 상기 볼트스크류가 회전되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1모터, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치의 부품이고, 상기 주제동장치는, 상기 제1모터의 회전력을 상기 볼트스크류로 전달하는 제1동력전달장치;를 더 포함하며, 상기 제1동력전달장치는, 상기 제1모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 주동기어; 및 상기 주동기어와 맞물려 감속 회전되며, 상기 볼트스크류와 동축 상에 결합되는 종동기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 볼트스크류는, 상기 종동기어의 스크류결합홀부를 관통하여 설치되고, 상기 스크류결합홀부를 따라 축방향으로 슬라이딩 이동되는 기어조립부; 및 상기 기어조립부와 일축 상에 연속하여 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스크류연장부는 상기 기어조립부보다 작은 직경을 가지고, 상기 프레스너트는 상기 기어조립부의 축방향 일측면부와 마주하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 볼트스크류는, 상기 제1모터로부터 회전력을 전달받는 기어조립부; 상기 기어조립부와 일축 상에 연속하여 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부; 및 상기 기어조립부나 상기 스크류연장부 상에 상기 프레스너트와 축방향으로 마주하게 배치되고, 상기 프레스너트와 접하는 프레스접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 볼트스크류는, 상기 제1모터로부터 회전력을 전달받는 기어조립부; 상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부; 상기 기어조립부와 상기 스크류연장부의 사이에 형성되고, 상기 기어조립부, 스크류연장부와 일축 상에 연속하여 형성되는 고정부; 상기 고정부에 고정되고, 상기 스크류연장부보다 반경방향으로 더 돌출되게 배치되는 프레스플레이트; 및 상기 프레스플레이트 상에 상기 프레스너트와 축방향으로 마주하게 배치되며, 상기 프레스너트와 접하는 프레스접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기어조립부는 상기 스크류연장부보다 작은 직경을 가지고, 상기 프레스너트는 상기 프레스플레이트의 축방향 일측면부와 마주하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부는 수나사의 구조를 가지고, 상기 프레스플레이트는 암나사의 구조를 가지는 링부재를 상기 고정부에 나사체결하여 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 프레스너트는, 상기 너트피스톤의 둘레에 배치되는 너트본체부; 상기 너트본체부의 내경부에 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 나사결합부; 상기 너트본체부의 외경부에 형성되고, 상기 제2모터로부터 회전력을 전달받는 기어치부; 및 상기 너트본체부의 단부에 형성되고, 상기 너트본체부가 타측으로 이동 시 상기 볼트스크류와 축방향으로 접하는 스크류착탈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스크류착탈부는, 상기 너트본체부의 단부에 형성되고, 상기 너트피스톤과 축방향으로 마주하게 배치되며, 상기 볼트스크류와 이격되는 제한턱부; 및 상기 제한턱부 상에 축방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 볼트스크류와 축방향으로 접하는 스크류접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2모터, 상기 프레스너트는, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(parking brake)의 부품이고, 상기 주차제동장치는, 상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치;를 더 포함하며, 상기 제2동력전달장치는, 상기 제2모터와 일축상에 배치되는 제1기어; 및 일측부가 상기 제1기어와 맞물려 감속 회전되며, 타측부가 상기 프레스너트와 맞물리는 제2기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프레스너트는, 상기 제2기어보다 확장된 직경을 가지고 상기 제2기어와 맞물리며, 상기 제2기어와 맞물린 상태를 유지하며 상기 볼트스크류와 접하거나 이격되게 이동가능한 축방향 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤, 상기 프레스너트가 하나의 연통된 공간부 상에 수용되는 하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤을 포함하는 주제동장치의 일부가 수용되는 제1하우징부; 상기 프레스너트를 포함하는 주차제동장치의 일부가 수용되는 제2하우징부; 및 상기 제1하우징부와 상기 제2하우징부간의 결합부에 내부가 중공된 실린더 형상으로 형성되고, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤, 상기 프레스너트가 수용되는 결합실린더부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2하우징부는, 상기 제2모터가 수용되는 모터수용부; 상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치가 수용되는 기어수용부; 및 상기 모터수용부와 상기 기어수용부 중 적어도 일측과 연통되게 형성되며, 상기 제1하우징부를 향하는 일단부가 상기 제1하우징부와 결합되며 상기 결합실린더부를 형성하고, 상기 슈를 향하는 타단부는 상기 너트피스톤이 관통하여 설치되는 피스톤수용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자식 주차제동장치는, 제2모터; 슈를 가압하는 주제동장치의 너트피스톤의 둘레에 나사결합되고, 상기 제2모터의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되며, 상기 너트피스톤이 나사결합된 볼트스크류와 접하면서 상기 너트피스톤이 상기 슈의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하는 프레스너트; 및 상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위해 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 리드각을 가지고 상기 볼트스크류와 나사결합되고, 상기 프레스너트는, 상기 볼트스크류와 접한 상태에서 상기 제2모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 리드각을 가지고 상기 너트피스톤과 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 드럼 브레이크는 주제동장치와 주차제동장치가 동축 상에 상호 결합된 구조를 가진다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 주제동장치의 볼트스크류, 너트피스톤과, 주차제동장치의 프레스너트가 동축 상에 상호 나사결합된 구조를, 다른 표현으로는 본 발명에 따른 주차제동장치는 주제동장치에 구비되는 너트피스톤의 둘레에 프레스너트를 추가로 나사결합한 간단한 구조를 가진다. 즉 주제동장치와 주차제동장치가 볼트스크류에 해당되는 하나의 스크류를 공유하는 간단한 구조를 가진다.

이에 따라, 주제동장치와 주차제동장치가 각각 독립되게 배치되는, 다른 표현으로는 서로 이격, 분리되게 배치되는 기존과 비교해, 그 부품수와, 체적 중량을 현저히 감소시킬 수 있고, 공간활용도 및 레이아웃 자유도를 보다 향상시킬 수 있으며, 제조 단가를 절감하고, 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 프레스너트로 볼트스크류를 가압하여 너트피스톤의 회전을 구속하는 것에 의해 주차제동을 구현하므로, 슈에 직접적으로 가압력을 작용시키는 기존의 주차제동장치와 비교해, 현저히 적은 하중을 출력하는 것에 의해 주차제동을 안정적으로 구현할 수 있다. 이에 따라, 모터와 동력전달장치, 하우징의 소형화, 경량화를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 요부 사시도이다.
도 3은 도 1의 요부 단면도이다.
도 4는 도 1의 다른 요부 사시도이다.
도 5는 도 1의 요부 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 주제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 주차제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 드럼 브레이크 및 전자식 주차제동장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 사시도이며, 도 3은 도 1의 요부 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)는 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치(2)(service brake)와 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(3)(parking brake)가 볼트스크류(23)에 해당되는 하나의 스크류부재를 공유하여 하나의 연통된 공간부 상에 배치되는 구성을 가진다.

본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치(2)는, 제1모터(21)의 구동에 연동하여 볼트스크류(23)를 회전시키고, 볼트스크류(23)의 둘레에 나사결합된 너트피스톤(24)을 축방향으로 이동시키면서 슈(5)를 가압하여 밀어내는 작동을 구현한다(도 6 참조).

본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치(3)는, 너트피스톤(24)의 둘레에 프레스너트(33)를 중첩되게 나사결합하고, 제2모터(31)의 구동에 연동하여 프레스너트(33)를 축방향으로 이동시키면서 볼트스크류(23)에 축방향으로 가압접촉시킴으로써, 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 반대방향으로 밀려나는 것을 방지하는 작동을 구현한다(도 7 참조).

도 3 상에서 볼트스크류(23)는 가로방향으로 연장되게 배치되어 있으며, 이하에서는 편의 상 이를 축방향, 좌우방향으로 설정하여 구성요소들간의 위치, 결합 관계에 대해 설명하기로 한다. 그리고, 본 발명의 설명에서는 볼트스크류(23) 중 프레스너트(33)와 축방향으로 접촉되는 부분을 프레스접촉부(235)라 한다.

도 3 상에서, 프레스너트(33)는 좌측의 프레스접촉부(235)와 우측의 너트피스톤(24) 사이에 위치하게 된다. 프레스너트(33)의 좌측부는 프레스너트(33)의 축방향 위치에 따라 프레스접촉부(235)에 착탈된다. 프레스너트(33)의 우측부는 프레스너트(33)의 축방향 위치가 가변되더라도 너트피스톤(24)의 둘레에 나사결합된 상태를 상시 유지한다.

프레스너트(33)가 너트피스톤(24)과 결속된 상태를 유지한 채로 축방향으로 이동되다가 볼트스크류(23)의 프레스접촉부(235)와 접하게 되면, 프레스너트(33)에 의해 너트피스톤(24)에는 좌측으로의 가압력이, 볼트스크류(23)에는 우측으로의 가압력이 추가로 작용하게 된다. 이에 따라 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 프레스접촉부(235)측으로 밀려나는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기와 같이 제1모터(21)의 구동에 의해 너트피스톤(24)으로 슈(5)를 가압한 상태에서 제2모터(31)의 구동에 의해 프레스너트(33)를 이동시킴으로써 주차제동을 구현할 수 있다. 이때, 프레스너트(33)는 너트피스톤(24)의 회전(도 3 상에 도시된 대기위치로의 복귀)을 구속할 수 있는 정도의 하중으로 프레스접촉부(235)에 접촉되면 충분하다.

기존의 주차제동장치(3)는 주제동장치(2)와 독립된 별도로 마련되고, 슈(5)에 직접적으로 가압력을 작용시키는 구성을 가진다. 이에 따라, 기존에는 제2모터(31), 제2동력전달장치(32) 등에 의해 최종적으로 1200~1400kg에 해당되는 하중을 출력해야 했다면, 본 발명에 의하면 10~20kd에 해당되는 현저히 적은 하중을 출력하는 것에 의해 주차제동을 안정적으로 구현할 수 있다.

도 4는 도 1의 다른 요부 사시도이고, 도 5는 도 1의 요부 분해사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치(2)는 제1모터(21), 제1동력전달장치(22), 볼트스크류(23), 너트피스톤(24)을 포함한다.

도 1을 참조하면, 제1모터(21)는 백플레이트(6)의 후방에 배치되고, 볼트스크류(23), 너트피스톤(24)은 백플레이트(6)의 전방에 배치될 수 있다. 제1동력전달장치(22)는 백플레이트(6)를 관통하여 배치되고, 백플레이트(6)의 후방에 배치되는 제1모터(21)의 회전력을 전방의 볼트스크류(23)로 전달한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1동력전달장치(22)는 주동기어(221)와 종동기어(222)를 포함한다.

주동기어(221)는 제1모터(21)의 출력축과 연결되는 기어부재로, 웜기어의 구조를 가지고, 제1모터(21)로부터 동력을 전달받아 정위치에서 회전된다. 종동기어(222)는 주동기어(221)의 회전력을 볼트스크류(23)로 전달하는 기어부재로, 휠기어의 구조를 가지고, 주동기어(210)와 치합되게 설치되고, 정위치에서 감속 회전된다.

종동기어(222)에는 볼트스크류(23)가 관통하여 결합되는 스크류결합홀부(223)가 형성된다. 볼트스크류(23)는 스크류결합홀부(223)를 축방향으로 관통하여 설치되고, 제1모터(21)의 구동 시 종동기어(222)와 동일한 회전변위로 회전된다. 본 발명의 일실시예에 따른 볼트스크류(23)는 기어조립부(231), 스크류연장부(232), 프레스접촉부(235)를 포함한다.

기어조립부(231)는 제1동력전달장치(22)를 통해 제1모터(21)로부터 회전력을 전달받는 장치부로, 종동기어(222)의 스크류결합홀부(223)를 축방향으로 관통하여 설치되고, 축방향에 대해 일정한 단면 형상을 가진다. 이에 따라, 볼트스크류(23)는 스크류결합홀부(223)의 가장자리부에 의해 가이드된 상태로 축방향으로 슬라이딩 이동될 수 있다.

또한, 기어조립부(231)와 스크류결합홀부(223)는 원형이 아닌 단면 형상, 예를 들어 다각형의 단면 형상을 가진다. 이에 따라, 종동기어(222)의 회전 시 볼트스크류(23)는 종동기어(222)와 동일한 회전 변위로 안정되게 회전될 수 있다.

스크류연장부(232)는 너트피스톤(24)과 나사결합되는 장치부로, 기어조립부(231)와 동일한 축선 상에 연속하여 형성된다. 스크류연장부(232)의 둘레에는 너트피스톤(24)이 나사결합될 수 있는 수나사부가 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 스크류연장부(232)의 수나사부는 탭나사의 구조를 가진다.

스크류연장부(232)는 기어조립부(231)보다 작은 직경을 가지며, 기어조립부(231)가 원형이 아닌 단면 형상을 가지는 것과 비교해, 전체적으로 원형의 단면 형상을 가진다. 이에 따라, 기어조립부(231) 중 스크류연장부(232)와의 경계부에 위치하게 되는 우측면부는 걸림턱의 형상을 이루게 된다.

이러한 기어조립부(231)의 우측면부는 너트피스톤(24)의 둘레에 나사결합된 프레스너트(33)의 좌측면부와 축방향으로 마주하게 배치되고, 프레스너트(33)의 좌향 이동 시 프레스너트(33)와 가압 접촉된다. 즉, 스크류연장부(232)로부터 반경방향으로 더 돌출된 형상을 가지게 되는 기어조립부(231)의 우측면부는, 프레스너트(33)가 착탈되는 프레스접촉부(235)가 된다.

너트피스톤(24)은 볼트스크류(23)의 둘레에 나사결합되고, 볼트스크류(23)의 회전에 연동하여 축방향(우측방향)으로 이동되면서 슈(5)를 가압하여 밀어낸다. 너트피스톤(24)은 슈(5)를 가압한 상태에서 제1모터(21)의 구동 정지 시 슈(5)의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 나사 구조를 가진다. 너트피스톤(24) 중 슈(5)와 접하는 단부는 슈(5)의 전,후면부와 마주하여 접하는 집게 형상을 가진다. 이에 따라, 너트피스톤(24)은 회전되지 않고 축방향으로의 변위만을 가진다.

본 발명의 설명에서 셀프락킹이 되지 않는다는 것은, 제1모터(21)의 구동에 연동하여 볼트스크류(23)가 정방향으로 회전되고, 너트피스톤(24)이 우측으로 이동되며 슈(5)를 가압하여 밀어낸 상태에서, 제1모터(21)의 구동이 정지되면, 즉 차량의 주제동을 위한 가압력이 해제되면, 너트피스톤(24)에 작용하는 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 저절로 좌측으로 밀려나는 것을 의미한다. 이때, 너트피스톤(24)은 축방향의 직선 이동변위만을 가지므로, 볼트스크류(23)는 역방향으로 회전된다.

이와 같이 셀프락킹이 되지 않는 나사 구조를 구현함에 있어서는, 나사산의 리드각(lead angle), 리드, 줄수, 스크류의 종류, 소재, 표면거칠기 등 다양한 요소를 종합적으로 고려할 수 있다. 예를 들어, 나사의 리드각(lead angle)이 클수록 축방향 하중에 대한 회전이 보다 적은 힘으로 이루어질 수 있다. 즉, 리드각이 클수록 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 쉽게 밀려날 수 있어, 셀프락킹이 되지 않는 구조를 쉽게 구현할 수 있다.

상기 서술한 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치(2)는 본 발명에 따른 주제동장치(2)의 바람직한 일례를 개시하고자 한 것이지, 본 발명에 따른 주제동장치(2)의 구조를 특정하게 한정하고자 한 것은 아니다. 본 발명에 따른 주제동장치(2)는 제1모터(21)의 구동에 연동하여 볼트스크류(23)의 회전 및 너트피스톤(24)의 축방향 이동을 구현가능한 구성을 가진다면, 기존의 공지기술을 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치(3)는 제2모터(31), 제2동력전달장치(32), 프레스너트(33)를 포함한다.

제2모터(31)는 제1모터(21)와 별도로 구비되며, 백플레이트(6)의 전방에 볼트스크류(23), 너트피스톤(24)과 병렬되게 배치될 수 있다. 제2모터(31)는 제1모터(21)와 함께 백플레이트(6)의 후방에 배치될 수도 있으나, 소형화될수록 제2동력전달장치(32)와 함께 백플레이트(6)의 전방에 배치되는 것이 가능해진다.

제2모터(31)를 백플레이트(6)의 전방에 배치하는 경우, 제2모터(31)의 출력을 프레스너트(33)로 전달하기 위해 백플레이트(6)에 관통부를 형성할 필요가 없어, 백플레이트(6)를 포함한 장치 전반의 구조적 강성을 보다 안정적으로 확보할 수 있다. 또한, 제2모터(31)가 프레스너트(33)에 보다 근접하게 위치됨에 따라, 동력전달이 보다 효율적으로 이루어질 수 있고, 제2동력전달장치(32)의 소형화도 함께 도모할 수 있다.

제2동력전달장치(32)는 제2모터(31)의 회전력을 프레스너트(33)로 전달한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제2동력전달장치(32)는 제1기어(321)와 제2기어(322)를 포함한다.

제1기어(321)는 제2모터(31)의 출력축과 연결되는 기어부재이다. 제2기어(322)는 제1기어(321)의 회전력을 프레스너트(33)로 전달하는 감속 기어부재로, 제1기어(321)보다 확장된 직경을 가지고 제1기어(321)와 치합된다. 기어치가 형성된 제2기어(322)의 둘레 중 일측부는 제1기어(321)와 맞물리고, 타측부는 프레스너트(33)의 외경부와, 보다 구체적으로는 프레스너트(33)의 기어치부(333)(이하 설명)와 맞물린다.

프레스너트(33)는 제2기어(322)보다 확장된 직경을 가지고 너트피스톤(24)의 둘레에 나사결합되고, 제2기어(322)와 맞물린다. 볼트스크류(23)의 스크류연장부(232)는 기어조립부(231)보다 작은 직경을 가진다. 프레스너트(33)는 제2모터(31)의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되면서, 볼트스크류(23)와 축방향으로 접하거나 이격된다.

보다 구체적으로, 프레스너트(33)는 스크류연장부(232)와 동축상에 배치되되, 기어조립부(231)의 축방향 일측면부와 마주하여 배치된다. 프레스너트(33)는, 볼트스크류(23)와 축방향으로 접한 상태에서는 너트피스톤(24)이 슈(5)의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 프레스너트(33)는 너트본체부(331), 나사결합부(332), 기어치부(333), 스크류착탈부(334)를 포함한다.

너트본체부(331)는 프레스너트(33)의 본체를 이루는 장치부로, 내경부와 외경부를 가지는 튜브, 관 또는 링 형상을 가지고 너트피스톤(24)의 둘레에 배치된다. 너트본체부(331)는 나사결합부(332)가 너트피스톤(24)에 나사결합되고, 기어치부(333)가 제2기어(322)와 맞물린 상태를 유지하면서, 스크류착탈부(334)가 볼트스크류(23)와 접하거나 이격되게 이동가능한 축방향 길이를 가진다.

나사결합부(332)는 너트피스톤(24)의 둘레에 나사결합되는 장치부로, 너트본체부(331)의 내경부에 암나사부의 형상으로 형성된다. 이때, 나사결합부(332)는 슈(5)의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 나사 구조를 가진다.

너트피스톤(24)은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위해 슈(5)를 가압한 상태에서, 즉 주제동 상태에서 제1모터(21)의 구동 정지 시 슈(5)의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 구조를 가지고, 예를 들어 셀프락킹이 되지 않을 정도로 큰 리드각을 가지고 볼트스크류(23)와 나사결합된다.

이와 비교해, 프레스너트(33)는, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위해 볼트스크류(23)와 축방향으로 압접된 상태에서, 즉 주자체동 상태에서 제2모터(31)의 구동 정지 시 슈(5)의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 구조를 가지고 너트피스톤(24)과 나사결합된다.

즉, 프레스너트(33)의 나사결합부(332)는, 프레스너트(33)를 회전시키면 프레스너트(33)가 너트피스톤(24)을 따라 축방향으로 이동되지만, 너트피스톤(24)을 축방향으로 가압하는 것에 의해서는 프레스너트(33)가 회전되지 않고 정지해 있는 상태를 유지할 수 있는 나사 구조를, 예를 들어 셀프락킹이 될 수 있을 정도로 작은 리드각을 가지고 너트피스톤(24)과 나사결합된다.

기어치부(333)는 제2모터(31)로부터 회전력을 전달받는 장치부로, 너트본체부(331)의 외경부에 형성된다. 제1기어(321), 제2기어(322)가 평기어의 구조를 가지는 경우, 기어치부(333)는 이에 대응되는 평기어 구조를 가질 수 있다. 이러한 기어 구조, 종류는, 평기어 구조 외에도 회전력을 전달받을 수 있다면 특정하게 한정되지 않는다.

스크류착탈부(334)는 너트본체부(331)의 축방향 단부(도 3 상에서 좌측단부)에 형성되고, 너트본체부(331)가 좌측으로 이동 시 볼트스크류(23)와 축방향으로 접한다. 본 발명의 일실시예에 따른 스크류착탈부(334)는 제한턱부(335)와 스크류접촉부(336)를 포함한다.

제한턱부(335)는 너트본체부(331)의 축방향 단부(도 3 상에서 좌측단부) 상에 축중심방향으로 내향 돌출되게 형성된다. 제한턱부(335)는 너트본체부(331)의 내부에 배치되는 너트피스톤(24)의 좌측단부와 축방향으로(도 3 상에서 좌우방향으로) 마주하게 배치되어, 너트피스톤(24)에 대한 프레스너트(33)의 우향 이동한계를 형성한다.

제한턱부(335)는 축중심방향으로 내향 돌출되게 형성됨에 있어서, 볼트스크류(23)와 접하지 않고 이격되는 위치까지만 돌출된다. 다른 표현으로는, 제한턱부(335)가 전체적으로 원형의 형상을 가지는 경우, 제한턱부(335)는 내경부는 볼트스크류(23)의 스크류연장부(232)보다 확장된 직경(너비)을 가진다. 즉, 제한턱부(335)는 볼트스크류(23)의 둘레와 이격된 상태를 유지한다.

스크류접촉부(336)는 제한턱부(335) 상에 축방향으로, 보다 구체적으로는 기어조립부(231), 프레스접촉부(235)측으로(도 3 상에서 좌측으로) 돌출되게 형성된다. 스크류접촉부(336)는 프레스접촉부(235)와 마주하는 위치에 돌출되게 형성된다.

보다 구체적으로, 프레스접촉부(235)는 기어조립부(231)와 스크류연장부(232)간의 직경 차이에 해당되는 반경방향 너비를 가지는 링 형상으로 형성되고, 스크류접촉부(336)는 이와 마주하는 링 형상의 단면을 가진다. 이에 따라, 프레스너트(33)의 좌향 이동 시 스크류접촉부(336)에 의해 프레스접촉부(235)와 명확하게 압접될 수 있다. 제2모터(31)로부터 프레스너트(33)에 전달된 동력은, 최종적으로 스크류접촉부(336)를 통해 볼트스크류(23)의 프레스접촉부(235)를 축방향으로 가압하는 하중으로 작용하게 된다.

제2모터(31)의 정방향 구동 시 프레스너트(33)는 스크류접촉부(336)가 볼트스크류(23)와 축방향으로 압접되는 위치까지 최대로 좌향 이동될 수 있다. 제2모터(31)의 역방향 구동 시 프레스너트(33)는 제한턱부(335)가 너트피스톤(24)과 접하는 위치까지 최대로 우향 이동될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)는 주제동장치(2)와 주차제동장치(3)가 볼트스크류(23)에 해당되는 하나의 스크류부재를 공유하여 하나의 연통된 공간부 상에 배치되는 구성을 가진다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)는 이러한 하나의 연통된 공간부를 이루는 구성요소로써 하우징(40)을 포함할 수 있다.

하우징(40)은 볼트스크류(23), 너트피스톤(24), 프레스너트(33)를 하나의 연통된 공간부 상에 수용가능한 구조를 가진다. 본 발명의 일실시예에 따른 하우징(40)은 제1하우징부(41), 제2하우징부(42), 결합실린더부(43)를 포함한다.

제1하우징부(41)는 주제동장치(2)를 수용가능한 구조를 가진다. 제2하우징부(42)는 주차제동장치(3)를 수용가능한 구조를 가진다. 결합실린더부(43)는 볼트스크류(23), 너트피스톤(24), 프레스너트(33)가 수용되는 장치부로, 제1하우징부(41)와 제2하우징부(42)간의 결합부에 내부가 중공된 실린더 형상으로 형성된다.

제1하우징부(41)에는 결합실린더부(43)에 수용되는 부분을 제외한 주제동장치(2)의 나머지 부분(중 일부 또는 전체)이 수용될 수 있다. 제2하우징부(42)에는 결합실린더부(43)에 수용되는 부분을 제외한 주차제동장치(3)의 나머지 부분이 수용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 제2하우징부(42)는 모터수용부(421), 기어수용부(422), 피스톤수용부(423)를 포함한다.

모터수용부(421)는 제2모터(31)의 일부 또는 전부를 수용, 지지가능한 형상을 가진다. 기어수용부(422)는 제2동력전달장치(32)를 수용가능한 형상을 가진다. 피스톤수용부(423)는 제1하우징부(41)와 결합되며 결합실린더부(43)를 형성가능한 형상을 가진다.

피스톤수용부(423)는 제1하우징부(41)를 향하는 일단부(도 3 상에서 좌측단부)가 제1하우징부(41)와 결합되며 결합실린더부(43)를 형성한다. 피스톤수용부(423) 중 슈(5)를 향하는 타단부(도 3 상에서 우측단부)에는 너트피스톤(24)이 결합실린더부(43)를 내외부로 관통하여 배치된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치(2)는, 제1모터(21)의 구동에 연동하여 볼트스크류(23)를 회전시키고, 볼트스크류(23)의 둘레에 나사결합된 너트피스톤(24)을 축방향으로 이동시키면서 슈(5)를 가압하여 밀어내는 작동을 구현한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치(3)는, 너트피스톤(24)의 둘레에 프레스너트(33)를 중첩되게 나사결합하고, 제2모터(31)의 구동에 연동하여 프레스너트(33)를 축방향으로 이동시키면서 볼트스크류(23)의 기어조립부(231)에 축방향으로 가압접촉시킴으로써, 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 반대방향으로 밀려나는 것을 방지하는 작동을 구현한다.

도 3에 도시된 바와 같은 초기 상태에서 제1모터(21)를 정방향으로 구동시키면, 너트피스톤(24)은 도 6에 도시된 바와 같이 우향 이동되며 한 쌍의 슈(5) 중 우측의 슈(5)를 우측으로 밀어내 가압하게 된다. 이러한 작동에 의해 주제동을 구현하게 된다. 이때, 프레스너트(33)와, 볼트스크류(23)의 기어조립부(231)는 축방향으로 상호 이격된다.

이어서 제2모터(31)를 정방향으로 구동시키면, 프레스너트(33)가 도 7에 도시된 바와 같이 볼트스크류(23)의 기어조립부(231) 및 프레스접촉부(235)측으로 이동되며 상호 접하게 된다. 이때, 프레스너트(33)는 그 일측부가 너트피스톤(24)에 결속된 상태로 타측부가 볼트스크류(23)와 축방향으로 접하면서 주차제동을 구현하게 되고, 이후 제2모터(31)의 구동이 정지되더라도 셀프락킹 구조에 의해 이러한 주차제동 상태가 유지된다.

도 6에 도시된 바와 같이 프레스너트(33)가 볼트스크류(23)와 접하지 않은 상태에서 제1모터(21)의 구동이 정지되면, 즉 주차제동을 하지 않고 주제동만을 하면, 너트피스톤(24)이 슈(5)의 반력에 의해 저절로 밀려나고, 볼트스크류(23)가 역방향으로 회전되면서, 도 3에 도시된 바와 같은 초기 상태로 복귀된다.

주차제동을 해제하고자 하는 경우, 제1모터(21)를 정방향으로 구동시켜 너트피스톤(24)을 슈(5)측으로 더 밀어내면서 프레스너트(33)를 볼트스크류(23)의 프레스접촉부(235)로부터 이격시킨 후, 제2모터(31)를 역방향으로 구동시키는 과정을 연속적으로 거칠 수 있다. 이와 같이 주차제동을 해제하는 과정을 거쳐, 볼트스크류(23), 너트피스톤(24), 프레스너트(33)를 도 3에 도시된 바와 같은 초기 상태로 복귀시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 사시도이며, 도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)는, 도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)와 비교해, 볼트스크류(23)의 기어조립부(231)가 스크류연장부(232)보다 작은 직경을 가지고, 볼트스크류(23)가 고정부(233)와 프레스플레이트(234)를 더 포함한다는 차이점을 가진다.

이하에서, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)를 설명함에 있어서는, 도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 브레이크(1)와 동일, 유사하거나 대응되는 구성에 대해서는 그 중복 설명을 생략하기로 한다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 볼트스크류(23)는 기어조립부(231), 스크류연장부(232), 고정부(233), 프레스플레이트(234), 프레스접촉부(235)를 포함한다.

스크류연장부(232)는 너트피스톤(24)과 나사결합되는 장치부로, 기어조립부(231)와 동일한 축선 상에 형성된다. 스크류연장부(232)의 둘레에는 너트피스톤(24)이 나사결합될 수 있는 수나사부가 형성된다. 본 발명의 다른 일실시예에 따른 스크류연장부(232)의 수나사부는 볼스크류의 구조를 가진다.

일반적으로 본 발명의 일실시예와 같이 바 형태를 가지는 부재의 단부 둘레에 탭나사를 형성하는 경우, 가공 용이성에 따라 바 부재의 길이방향 중간부를 선가공한 후 단부를 가공하게 된다. 이에 따라, 탭나사가 형성되는 단부가 중간부보다 상대적으로 작은 직경을 가지게 된다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트스크류(23)에 적용될 수 있다.

그러나, 일반적으로 본 발명의 다른 일실시예와 같이 바 부재의 단부 둘레에 볼스크류를 형성하는 경우에는, 탭나사를 형성하는 경우와 반대로, 가공 용이성에 따라 길이방향 단부를 선 가공한 후 중간부를 가공하게 된다. 이에 따라, 볼스크류가 형성되는 단부가 중간부보다 상대적으로 큰 직경을 가지게 된다. 이는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 볼트스크류(23)에 적용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 볼트스크류(23)의 스크류연장부(232)의 수나사부가 탭나사의 구조를 가진다. 이와 비교해, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 볼트스크류(23)의 스크류연장부(232)는 볼스크류의 구조를 가진다. 이와 같이 본 발명에 따른 볼트스크류(23)는 그 가공 조건이나 부품 사양, 인접한 다른 부품들과의 레이아웃 등 다양한 조건을 고려하여 길이방향 위치에 따라 서로 다른 다양한 직경, 단면 형태를 가질 수 있다.

고정부(233)는 프레스플레이트(234)가 고정되는 장치부로, 기어조립부(231)와 스크류연장부(232)의 사이에 형성되고, 기어조립부(231), 스크류연장부(232)와 일축 상에 연속하여 형성된다. 본 발명의 다른 일실시예에 따른 고정부(233)는 스크류연장부(232)보다는 작은 직경을 가지면서, 기어조립부(231)보다 확장된 직경을 가진다.

이에 따라, 링 형상을 가지는 프레스플레이트(234)가, 기어조립부(231)의 둘레를 통과하여 고정부(233)까지 원활하게 이동될 수 있다. 그리고, 프레스플레이트(234)가 고정부(233)에 도달한 상태에서는, 단턱을 이루는 스크류연장부(232)와의 경계부에 걸려 스크류연장부(232)측으로의 이동이 명확하게 구속된 상태로, 스크류연장부(232)와 접하는 설정위치에 견고하게 고정될 수 있다.

프레스플레이트(234)는 고정부(233)에 고정되고, 스크류연장부(232)보다 반경방향으로 더 돌출되게 배치된다. 이에 따라, 프레스플레이트(234) 중 스크류연장부(232)와 접하거나 마주하게 되는 우측면부는 걸림턱의 형상을 이루게 된다.

이러한 프레스플레이트(234)의 우측면부는 너트피스톤(24)의 둘레에 나사결합된 프레스너트(33)의 좌측면부와 축방향으로 마주하게 배치되고, 프레스너트(33)의 좌향 이동 시 프레스너트(33)와 가압 접촉된다. 즉, 스크류연장부(232)보다 반경방향으로 더 돌출된 형상을 가지게 되는 프레스플레이트(234)의 우측면부는, 프레스너트(33)가 착탈되는 프레스접촉부(235)가 된다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 프레스플레이트(234)는 링 형상을 가진다. 프레스플레이트(234) 중 스크류연장부(232)와 마주하는 우측부는 좌측부보다 확장된 직경을 가지고, 좌측단부는 공구와의 맞물림을 고려하여 다각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 이는 본 발명에 따른 프레스플레이트(234)의 바람직한 일례를 개시한 것으로 프레스플레이트(234)의 형상을 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

프레스플레이트(234)는 이와 같이 걸림턱을 형성할 수 있다면 프레스플레이트(234)는 링 형상을 포함한 다른 다양한 형상을 가지고 고정부(233)상에 배치될 수 있다. 그리고, 나사체결이나 가압고정(소형변형), 키(key)끼움 등의 다양한 방법으로 고정부(233) 상에 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 프레스플레이트(234)는 그 내경부에 암나사가 형성된 구조를 가지고, 수나사가 형성된 고정부(233)에 나사체결되는 고정 구조를 가진다. 이와 같이 프레스플레이트(234)를 고정부(233)에 나사체결한 상태에서 프레스플레이트(234)를 고정부(233)측으로 가압하여 소성변형시킴으로써, 예를 들어 암나사부나 수나사부가 뭉개지게 가압함으로써, 그 풀림을 영구적으로 방지할 수도 있다.

프레스접촉부(235)는 프레스너트(33)와 축방향으로 마주하는 프레스플레이트(234)의 우측단부 상에 형성되고, 프레스너트(33)의 축방향 이동에 따라 프레스너트(33)의 좌측단부와 접하거나 이격된다. 보다 구체적으로, 프레스접촉부(235)는 프레스플레이트(234)와 스크류연장부(232)간의 직경 차이에 해당되는 반경방향 너비를 가지는 링 형상으로 형성될 수 있다.

스크류접촉부(336)는 이와 마주하는 링 형상의 단면을 가진다. 이에 따라, 프레스너트(33)의 좌향 이동 시 스크류접촉부(336)에 의해 프레스접촉부(235)와 명확하게 압접될 수 있다. 제2모터(31)로부터 프레스너트(33)에 전달된 동력은, 최종적으로 스크류접촉부(336)를 통해 볼트스크류(23)의 프레스접촉부(235)를 축방향으로 가압하는 하중으로 작용하게 된다.

도 11은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 주제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이고, 도 12는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 주차제동장치에 의해 제동이 이루어진 상태를 도시한 작동상태도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주제동장치(2)는, 제1모터(21)의 구동에 연동하여 볼트스크류(23)를 회전시키고, 볼트스크류(23)의 둘레에 나사결합된 너트피스톤(24)을 축방향으로 이동시키면서 슈(5)를 가압하여 밀어내는 작동을 구현한다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주차제동장치(3)는, 너트피스톤(24)의 둘레에 프레스너트(33)를 중첩되게 나사결합하고, 제2모터(31)의 구동에 연동하여 프레스너트(33)를 축방향으로 이동시키면서 볼트스크류(23)의 프레스플레이트(234)에 축방향으로 가압접촉시킴으로써, 슈(5)의 반력에 의해 너트피스톤(24)이 반대방향으로 밀려나는 것을 방지하는 작동을 구현한다.

도 8에 도시된 바와 같은 초기 상태에서 제1모터(21)를 정방향으로 구동시키면, 너트피스톤(24)은 도 11에 도시된 바와 같이 우향 이동되며 한 쌍의 슈(5) 중 우측의 슈(5)를 우측으로 밀어내 가압하게 된다. 이러한 작동에 의해 주제동을 구현하게 된다. 이때, 프레스너트(33)와 볼트스크류(23)의 프레스플레이트(234)는 축방향으로 상호 이격된다.

이어서 제2모터(31)를 정방향으로 구동시키면, 프레스너트(33)가 도 12에 도시된 바와 같이 볼트스크류(23)의 프레스플레이트(234) 및 프레스접촉부(235)측으로 이동되며 상호 접하게 된다. 이때, 프레스너트(33)는 그 일측부가 너트피스톤(24)에 결속된 상태로 타측부가 볼트스크류(23)와 축방향으로 접하면서 주차제동을 구현하게 되고, 이후 제2모터(31)의 구동이 정지되더라도 셀프락킹 구조에 의해 이러한 주차제동 상태가 유지된다.

도 11에 도시된 바와 같이 프레스너트(33)가 볼트스크류(23)와 접하지 않은 상태에서 제1모터(21)의 구동이 정지되면, 즉 주차제동을 하지 않고 주제동만을 하면, 너트피스톤(24)이 슈(5)의 반력에 의해 저절로 밀려나고, 볼트스크류(23)가 역방향으로 회전되면서, 도 8에 도시된 바와 같은 초기 상태로 복귀된다.

주차제동을 해제하고자 하는 경우, 제1모터(21)를 정방향으로 구동시켜 너트피스톤(24)을 슈(5)측으로 더 밀어내면서 프레스너트(33)를 볼트스크류(23)의 프레스접촉부(235)로부터 이격시킨 후, 제2모터(31)를 역방향으로 구동시키는 과정을 연속적으로 거칠 수 있다. 이와 같이 주차제동을 해제하는 과정을 거쳐, 볼트스크류(23), 너트피스톤(24), 프레스너트(33)를 도 38 도시된 바와 같은 초기 상태로 복귀시킬 수 있다.

본 발명에 따른 드럼 브레이크(1)는 주제동장치(2)와 주차제동장치(3)가 동축 상에 상호 결합된 구조를 가진다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 주제동장치(2)의 볼트스크류(23), 너트피스톤(24)과, 주차제동장치(3)의 프레스너트(33)가 동축 상에 상호 나사결합된 구조를 가진다. 다른 표현으로는, 본 발명에 따른 주차제동장치(3)는 주제동장치(2)에 구비되는 너트피스톤(24)의 둘레에 프레스너트(33)를 추가로 나사결합한 간단한 구조를 가진다. 즉, 주제동장치(2)와 주차제동장치(3)가 볼트스크류(23)에 해당되는 하나의 스크류를 공유하는 간단한 구조를 가진다.

이에 따라, 주제동장치(2)와 주차제동장치(3)가 각각 독립되게 배치되는, 다른 표현으로는 서로 이격, 분리되게 배치되는 기존과 비교해, 그 부품수와, 체적 중량을 현저히 감소시킬 수 있고, 공간활용도 및 레이아웃 자유도를 보다 향상시킬 수 있으며, 제조 단가를 절감하고, 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 프레스너트(33)가 너트피스톤(24)의 회전을 구속할 수 있는 정도의 하중으로 프레스접촉부(235)에 접촉되면, 주차제동을 구현하기에 충분하다. 이에 따라, 슈(5)에 직접적으로 가압력을 작용시키는 기존의 주차제동장치(3)와 비교해, 현저히 적은 하중을 출력하는 것에 의해 주차제동을 안정적으로 구현할 수 있다. 따라서, 제2모터(31), 제2동력전달장치(32)에 해당되는 모터, 동력전달장치와, 이를 커버링하는 하우징의 소형화, 경량화를 구현할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 드럼 브레이크 2 : 주제동장치
3 : 주차제동장치 5 : 슈
21 : 제1모터 22 : 제1동력전달장치
23 : 볼트스크류 24 : 너트피스톤
31 : 제2모터 32 : 제2동력전달장치
33 : 프레스너트 40 : 하우징
41 : 제1하우징부 42 : 제2하우징부
43 : 결합실린더부 221 : 주동기어
222 : 종동기어 223 : 스크류결합홀부
231 : 기어조립부 232 : 스크류연장부
235 : 프레스접촉부 321 : 제1기어
322 : 제2기어 331 : 너트본체부
332 : 나사결합부 333 : 기어치부
334 : 스크류착탈부 335 : 제한턱부
336 : 스크류접촉부 421 : 모터수용부
422 : 기어수용부 423 : 피스톤수용부

Claims

제1모터의 구동에 연동하여 회전되는 볼트스크류;
상기 볼트스크류의 둘레에 나사결합되고, 상기 볼트스크류의 회전에 연동하여 슈를 가압하는 방향으로 이동되는 너트피스톤; 및
상기 너트피스톤의 둘레에 나사결합되고, 제2모터의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되어 상기 볼트스크류와 접하면서 상기 너트피스톤이 상기 슈의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하는 프레스너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 제1모터, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치(service brake)의 부품이고,
상기 제2모터, 상기 프레스너트는, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(parking brake)의 부품인 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 제1모터의 구동에 의해 상기 너트피스톤으로 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 프레스너트와 상기 볼트스크류는 축방향으로 상호 이격되고, 상기 제2모터의 구동에 의해 상기 프레스너트가 상기 볼트스크류으로 이동되며 상호 접하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 너트피스톤은, 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 제1모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 나사 구조를 가지고,
상기 프레스너트는, 상기 볼트스크류와 접한 상태에서 상기 제2모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 나사 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제4항에 있어서,
상기 프레스너트가 상기 볼트스크류와 접하지 않은 상태에서 상기 제1모터의 구동 정지 시, 상기 너트피스톤에 작용하는 상기 슈의 반력에 의해 상기 너트피스톤이 밀려나고 상기 볼트스크류가 회전되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 제1모터, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위한 주제동장치의 부품이고,
상기 주제동장치는,
상기 제1모터의 회전력을 상기 볼트스크류로 전달하는 제1동력전달장치;를 더 포함하며,
상기 제1동력전달장치는,
상기 제1모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 주동기어; 및
상기 주동기어와 맞물려 감속 회전되며, 상기 볼트스크류와 동축 상에 결합되는 종동기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제6항에 있어서,
상기 볼트스크류는,
상기 종동기어의 스크류결합홀부를 관통하여 설치되고, 상기 스크류결합홀부를 따라 축방향으로 슬라이딩 이동되는 기어조립부; 및
상기 기어조립부와 일축 상에 연속하여 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제7항에 있어서,
상기 스크류연장부는 상기 기어조립부보다 작은 직경을 가지고,
상기 프레스너트는 상기 기어조립부의 축방향 일측면부와 마주하여 배치되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 볼트스크류는,
상기 제1모터로부터 회전력을 전달받는 기어조립부;
상기 기어조립부와 일축 상에 연속하여 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부; 및
상기 기어조립부나 상기 스크류연장부 상에 상기 프레스너트와 축방향으로 마주하게 배치되고, 상기 프레스너트와 접하는 프레스접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 볼트스크류는,
상기 제1모터로부터 회전력을 전달받는 기어조립부;
상기 너트피스톤과 나사결합되는 스크류연장부;
상기 기어조립부와 상기 스크류연장부의 사이에 형성되고, 상기 기어조립부, 스크류연장부와 일축 상에 연속하여 형성되는 고정부;
상기 고정부에 고정되고, 상기 스크류연장부보다 반경방향으로 더 돌출되게 배치되는 프레스플레이트; 및
상기 프레스플레이트 상에 상기 프레스너트와 축방향으로 마주하게 배치되며, 상기 프레스너트와 접하는 프레스접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제10항에 있어서,
상기 기어조립부는 상기 스크류연장부보다 작은 직경을 가지고,
상기 프레스너트는 상기 프레스플레이트의 축방향 일측면부와 마주하여 배치되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제10항에 있어서,
상기 고정부는 수나사의 구조를 가지고,
상기 프레스플레이트는 암나사의 구조를 가지는 링부재를 상기 고정부에 나사체결하여 고정되는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 프레스너트는,
상기 너트피스톤의 둘레에 배치되는 너트본체부;
상기 너트본체부의 내경부에 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 나사결합부;
상기 너트본체부의 외경부에 형성되고, 상기 제2모터로부터 회전력을 전달받는 기어치부; 및
상기 너트본체부의 단부에 형성되고, 상기 너트본체부가 타측으로 이동 시 상기 볼트스크류와 축방향으로 접하는 스크류착탈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제13항에 있어서,
상기 스크류착탈부는,
상기 너트본체부의 단부에 형성되고, 상기 너트피스톤과 축방향으로 마주하게 배치되며, 상기 볼트스크류와 이격되는 제한턱부; 및
상기 제한턱부 상에 축방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 볼트스크류와 축방향으로 접하는 스크류접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 제2모터, 상기 프레스너트는, 주차 또는 정차상태를 유지하기 위한 주차제동장치(parking brake)의 부품이고,
상기 주차제동장치는,
상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치;를 더 포함하며,
상기 제2동력전달장치는,
상기 제2모터와 연결되는 제1기어; 및
일측부가 상기 제1기어와 맞물려 감속 회전되며, 타측부가 상기 프레스너트와 맞물리는 제2기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제15항에 있어서,
상기 프레스너트는, 상기 제2기어보다 확장된 직경을 가지고 상기 제2기어와 맞물리며, 상기 제2기어와 맞물린 상태를 유지하며 상기 볼트스크류와 접하거나 이격되게 이동가능한 축방향 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤, 상기 프레스너트가 하나의 연통된 공간부 상에 수용되는 하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제17항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤을 포함하는 주제동장치의 일부가 수용되는 제1하우징부;
상기 프레스너트를 포함하는 주차제동장치의 일부가 수용되는 제2하우징부; 및
상기 제1하우징부와 상기 제2하우징부간의 결합부에 내부가 중공된 실린더 형상으로 형성되고, 상기 볼트스크류, 상기 너트피스톤, 상기 프레스너트가 수용되는 결합실린더부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제18항에 있어서,
상기 제2하우징부는,
상기 제2모터가 수용되는 모터수용부;
상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치가 수용되는 기어수용부; 및
상기 모터수용부와 상기 기어수용부 중 적어도 일측과 연통되게 형성되며, 상기 제1하우징부를 향하는 일단부가 상기 제1하우징부와 결합되며 상기 결합실린더부를 형성하고, 상기 슈를 향하는 타단부는 상기 너트피스톤이 관통하여 설치되는 피스톤수용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼 브레이크.
제2모터;
슈를 가압하는 주제동장치의 너트피스톤의 둘레에 나사결합되고, 상기 제2모터의 구동에 연동하여 축방향으로 이동되며, 상기 너트피스톤이 나사결합된 볼트스크류와 접하면서 상기 너트피스톤이 상기 슈의 반력에 의해 밀려나는 것을 구속하는 프레스너트; 및
상기 제2모터의 회전력을 상기 프레스너트로 전달하는 제2동력전달장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차제동장치.
제20항에 있어서,
상기 프레스너트는,
상기 너트피스톤의 둘레에 배치되는 너트본체부;
상기 너트본체부의 내경부에 형성되고, 상기 너트피스톤과 나사결합되는 나사결합부;
상기 너트본체부의 외경부에 형성되고, 상기 제2모터로부터 회전력을 전달받는 기어치부; 및
상기 너트본체부의 단부에 형성되고, 상기 너트본체부가 타측으로 이동 시 상기 볼트스크류와 축방향으로 접하는 스크류착탈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차제동장치.
제20항에 있어서,
상기 너트피스톤은, 차량의 주행속도를 낮추거나 급정차시키 위해 상기 슈를 가압한 상태에서 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되지 않는 리드각(lead angle)을 가지고 상기 볼트스크류와 나사결합되고,
상기 프레스너트는, 상기 볼트스크류와 접한 상태에서 상기 제2모터의 구동 정지 시 상기 슈의 반력에 대해 셀프락킹이 되는 리드각을 가지고 상기 너트피스톤과 나사결합되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차제동장치.