KR20240058682A

KR20240058682A - 차량용 제동장치

Info

Publication number: KR20240058682A
Application number: KR1020220139680A
Authority: KR
Inventors: 박시윤
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2024-05-07
Also published as: CN220764355U; US20240140388A1; DE202023104454U1

Abstract

본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로서, 하우징부와, 하우징부의 내측에 설치되는 실린더부와, 실린더부에 연결되며 회전력을 제공하는 모터부와, 실린더부의 내측에 설치되고, 모터부의 회전력을 제공받아 축회전되는 스크류축과, 스크류축에 볼부재를 매개로 결합되고, 스크류축의 회전방향에 따라 스크류축의 축방향으로 왕복이동되는 너트부와, 너트부에 결합되고, 너트부에 연동되어 이동하는 피스톤부 및 너트부와 피스톤부 사이에 설치되며, 개구부가 구비되는 리테이닝부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 제동장치{BRAKE DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 제동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 회전력을 제공받아 회전되는 스크류의 회전운동을 피스톤의 직선운동으로 전환시킬 수 있는 차량용 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동방식의 차량용 제동장치의 특성상 모터의 회전운동이 실린더 내의 피스톤의 직선운동으로 전환시켜 제동액압을 발생시키는 장치가 요구된다.

모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하기 위한 장치로, 모터의 회전력을 제공받아 축회전되는 스크류축과, 스크류축에 볼을 매개로 결합되어 스크류축의 축방향으로 이동되는 너트와, 너트에 결합되어 실린더 내의 작동유체를 가압하는 피스톤으로 구성되는 볼 스크류 장치가 전동 브레이크 장치에 적용된다.

종래기술에서는 모터에서 발생되는 회전력의 방향 전환에 따라 정역회전 되면서 왕복운동하는 볼 스크류 장치의 특성상 왕복직선이동을 위한 방향 전환시 너트와 피스톤 간의 결합이 해제되는 문제가 있다.

또한, 종래기술에서는 실린더의 유압 반력에 의한 축방향 하중을 모터에서 지지한다. 모터가 축방향 하중을 지지하기 위해서는 충분한 강성이 확보되야 하기 때문에 모터 하우징 및 베어링의 사이즈와 중량을 증가시켜야 하는 문제가 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0066704호(2020.06.10. 공개, 발명의 명칭: 전기 유압식 서보 브레이크의 통합형 유압 모듈)에 개시되어 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 상호 결합된 너트와 피스톤 간의 풀림을 방지할 수 있는 차량용 제동장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는, 스크류에 볼을 매개로 결합된 너트의 직선이동을 가이드할 수 있는 차량용 제동장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는, 유압 형성 시 반력에 따른 축방향 하중을 실린더에 결합되는 베어링을 통해 양방향에서 지지할 수 있는 차량용 제동장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는, 실린더에 결합되는 베어링을 통해 유압에 의한 축방향 하중이 모터로 전달되지 않는 차량용 제동장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는, 베어링의 자체 틈새를 이용한 직각도 및 동심도 보상을 이용하여 기존의 축정렬 조립 단품류를 생략할 수 있는 차량용 제동장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 차량용 제동장치로서, 하우징부, 상기 하우징부의 내측에 설치되는 실린더부, 상기 실린더부에 연결되며 회전력을 제공하는 모터부, 상기 실린더부의 내측에 설치되고, 상기 모터부의 회전력을 제공받아 축회전되는 스크류축, 상기 스크류축에 볼부재를 매개로 결합되고, 상기 스크류축의 회전방향에 따라 상기 스크류축의 축방향으로 왕복이동되는 너트부, 상기 너트부에 결합되고, 상기 너트부에 연동되어 이동하는 피스톤부 및 상기 너트부와 상기 피스톤부 사이에 설치되며, 개구부가 구비되는 리테이닝부를 포함한다.

상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 피스톤부가 삽입되어 이동되도록 유도하는 슬리브부를 더 포함할 수 있다.

상기 실린더부의 외측면에는 작동유가 이동되기 위한 포트가 형성될 수 있고, 상기 슬리브부의 외측면에는 상기 포트와 연통되도록 컷오프홀부가 형성될 수 있다.

상기 실린더부는 상기 피스톤부의 왕복이동에 따라 복동식 유압을 형성할 수 있다.

상기 피스톤부는 상기 너트부의 외측면에 나선결합되는 로드부 및 상기 로드부와 일체로 형성되고, 상기 슬리브부의 내측에서 상기 슬리브부의 길이방향으로 왕복이동되는 헤드부를 포함할 수 있다.

상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 스크류축에 결합되며, 상기 실린더부의 유압 형성시 축방향 하중을 지지하는 베어링부를 더 포함할 수 있다.

상기 모터부는 상기 하우징부에 고정되며 전원의 공급으로 자력이 변화되는 고정부, 상기 스크류축에 연결되어 상기 스크류축과 함께 회전되며, 상기 고정부의 자력 변화에 따라 회전되는 모터회전부 및 상기 고정부와 상기 모터회전부 사이에 설치되며, 상기 모터회전부의 회전시 발생되는 마찰을 저감시키는 모터베어링부를 포함할 수 있다.

상기 모터회전부는 상기 고정부의 내측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 실린더부의 일측을 감싸는 형상으로 설치되는 회전프레임 및 상기 고정부와 마주하는 상기 회전프레임의 외측면에 설치되며 자력을 구비하는 회전자를 포함할 수 있다.

상기 스크류축은 상기 실린더부의 내측에 회전 가능하게 설치되며 외측면에는 나선형의 기어가 형성되는 몸체부, 상기 몸체부에서 일측으로 연장되어 상기 회전프레임에 스플라인 결합되는 제1 결합부 및 상기 몸체부에서 타측으로 연장되어 상기 베어링부에 회전 가능하게 결합되는 제2 결합부를 포함할 수 있다.

상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 제2 결합부의 단부가 수용되며, 상기 스크류축을 회전 가능하게 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 리테이닝부는 일측이 개방된 링 형상일 수 있다.

상기 너트부에는 상기 리테이닝부의 일부가 수용되도록 외측면에 함몰 형성되는 제1 홈부가 구비될 수 있고, 상기 피스톤부에는 상기 제1 홈부와 대응하고, 상기 리테이닝부의 나머지 일부가 수용되도록 내측면에 함몰 형성되는 제2 홈부가 구비될 수 있다.

상기 리테이닝부는 탄성 변형될 수 있다.

상기 실린더부의 내측에 마련되며, 상기 너트부의 회전을 구속하고 상기 너트부의 직선이동을 가이드하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드부는 상기 실린더부와 상기 너트부 사이에 삽입되는 가이드부재를 포함할 수 있다.

상기 가이드부는 상기 실린더부의 내측면에 함몰 형성되는 제1 가이드홈부와, 상기 제1 가이드홈부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 함몰 형성되는 제2 가이드홈부를 포함할 수 있고, 상기 가이드부재는 상기 제1 가이드홈부와 상기 제2 가이드홈부 사이에 위치할 수 있다.

상기 실린더부의 내측면에 돌출 형성되고, 상기 가이드부재의 일측 단부를 지지하는 지지돌부가 더 구비될 수 있고, 상기 지지돌부는 상기 제1 가이드홈부의 일측 단부에 위치할 수 있다.

상기 너트부의 일측 단부에는 플랜지부가 더 구비될 수 있고, 상기 제2 가이드홈부는 상기 플랜지부의 외측면에 형성될 수 있고, 상기 가이드부재를 따라 상기 플랜지부가 직선이동될 수 있다.

상기 너트부와 상기 플랜지부는 일체로 형성될 수 있다.

상기 가이드부는 상기 실린더부 또는 상기 너트부에 일체로 형성될 수 있다.

상기 가이드부는 상기 실린더부의 내측면에 돌출 형성되는 제1 가이드돌부와, 상기 제1 가이드돌부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 함몰 형성되는 제3 가이드홈부를 포함할 수 있고, 상기 제1 가이드돌부를 따라 상기 너트부가 직선이동될 수 있다.

상기 가이드부는 상기 실린더부의 내측면에 함몰 형성되는 제4 가이드홈부와, 상기 제4 가이드홈부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 돌출 형성되는 제2 가이드돌부를 포함할 수 있고, 상기 제4 가이드홈부를 따라 상기 너트부가 직선이동될 수 있다.

본 발명은 너트부와 피스톤부 사이에 설치되는 리테이닝부의 구성을 통해 나선결합된 너트부와 피스톤부 간의 풀림을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스크류축을 따라 이동되는 너트부의 회전을 구속하고 너트부의 직선이동을 가이드하는 가이드부의 구성을 통해 스크류축의 회전운동을 피스톤부의 직선운동으로 전환시킬 수 있고, 원가절감 및 NVH성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유압 형성 시 반력에 따른 축방향 하중을 실린더부에 결합되는 베어링부를 통해 양방향에서 지지할 수 있어 유압에 의한 축방향 하중이 모터부로 전달되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 모터부에서 축방향 하중을 지지하지 않기 때문에 하우징부 및 베어링부의 중량 및 크기를 축소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 베어링부의 자체 틈새를 이용한 직각도 및 동심도 보상을 이용하여 기존의 축정렬 조립 단품류를 생략할 수 있어 원가를 절감할 수 있고, 축방향 전장길이를 축소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 실린더부를 나타낸 사시도,
도 3은 상기 도 2의 분해 사시도,
도 4는 상기 도 2의 단면도,
도 5는 상기 도 4의 "A" 를 확대한 부분 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제1 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제2 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제3 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 일측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 타측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 양측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 제동장치의 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 용어들로서, 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 실시예에 따른 차량용 제동장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 실린더부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 상기 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 상기 도 2의 단면도이고, 도 5는 상기 도 4의 "A" 를 확대한 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 하우징부(100), 실린더부(200), 모터부(300), 스크류축(400), 너트부(500), 피스톤부(600), 리테이닝부(7000, 슬리브부(800), 베어링부(900), 지지부(1000) 및 가이드부(1100)를 포함하며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

하우징부(100)는 내부공간이 마련된 중공의 형태이며, 실린더부(200)의 외측(도 1 기준 좌측)에 마련된다.

실린더부(200)는 하우징부(100)의 내측에 압입 설치되어 피스톤부(600)의 왕복이동에 따른 유압 형성시 발생하는 토크를 지지한다. 실린더부(200)는 하우징부(100)에 동심도가 규제되도록 조립된다.

실린더부(200)는 속이 빈 중공의 형태로 형성된다. 실린더부(200)의 내측의 일측 공간(도 1 기준 좌측)에는 피스톤부(600)의 가압에 의해 유압이 형성되도록 작동구간이 내측에 마련되는 슬리브부(800)가 구비된다.

슬리브부(800)는 하우징부(100)의 내측에 위치하고 실린더부(200)의 내측에 구비된다. 슬리브부(800)는 피스톤부(600)가 삽입되어 이동되도록 유도한다. 슬리브부(800)는 피스톤부(600)의 헤드부(620)를 감싸도록 형성된다.

슬리브부(800)에 대응하는 실린더부(200)의 외측면에는 작동유가 이동되기 위한 포트(210)가 형성된다. 포트(210)는 실린더부(200)의 길이방향 양측에 각각 구비된다. 피스톤부(600)의 이동으로 이동되는 작동유는 포트(210)를 통해 이동되며 요구 제동압을 구현한다.

슬리브부(800)의 외측면에는 포트(210)와 연통되도록 컷오프홀부(810)가 형성된다. 컷오프홀부(810)는 슬리브부(800)의 원주방향을 따라 복수 개가 형성될 수 있다. 따라서, 슬리브부(800)의 작동유가 피스톤부(600)의 반경방향으로 배출될 수 있다.

모터부(300)는 실린더부(200)에 연결되며 회전동력을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 구동장치가 사용될 수 있다. 모터부(300)는 스크류축(400)에 회전력(토크)을 전달한다.

모터부(300)는 고정부(310)와 모터회전부(320) 및 모터베어링부(330)를 포함할 수 있다.

고정부(310)는 하우징부(100)에 고정되며, 전원의 공급으로 자력이 변화되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 이루어진다. 고정부(310)는 하우징부(100)의 일측(도 1 기준 우측)에 고정되는 고정프레임(311)과, 모터회전부(320)와 마주하는 고정프레임(311)의 내측면에 설치되며 자력을 생성하는 고정자(312)를 포함할 수 있다.

고정프레임(311)은 하우징부(100)의 일측에 연결되며, 고정프레임(311)의 내측에는 모터회전부(320)가 회전 가능하게 설치된다. 또한, 전자석인 고정자(312)는 고정프레임(311)의 내측면에 원주방향으로 설치되며, 제어부(미도시)의 제어신호에 의해 자속이 변하며 모터회전부(320)를 회전시킨다.

모터회전부(320)는 스크류축(400)에 연결되어 스크류축(400)과 함께 회전되며, 고정부(310)의 자력 변화에 따라 회전되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다.

모터회전부(320)는 고정프레임(311)의 내측에 회전 가능하게 설치되며, 실린더부(200)의 일측(도 1 기준 우측)을 감싸는 형상으로 설치되는 회전프레임(321)과, 고정부(310)와 마주하는 회전프레임(321)의 외측면에 설치되며 자력을 구비하는 회전자(322)를 포함할 수 있다.

모터회전부(320)의 단면은 대략 "ㄷ"자 형상으로 형성되며, 속이 빈 중공의 형태로 형성될 수 있다.

고정부(310)와 모터회전부(320) 사이에는 모터베어링부(330)가 설치되어 모터회전부(320)의 회전시 발생되는 마찰을 저감시킨다. 그리고, 회전프레임(321)의 원주방향으로 설치된 복수의 자석인 회전자(322)는 고정자(312)의 자력 변화에 의해 회전프레임(321)과 함께 회전된다.

고정프레임(311)에 고정된 커버부재(340)는 회전프레임(321)의 단부 외측을 감싸는 형상으로 설치되어 이물질의 유입을 차단한다.

스크류축(400)은 실린더부(200)의 내측에 구비된다. 스크류축(400)은 실린더부(200)의 길이방향으로 삽입되고 실린더부(200)에 축결합된다. 실린더부(200)의 중심축과 스크류축(400)의 중심축은 서로 일치한다.

스크류축(400)은 몸체부(410)와 제1 결합부(420) 및 제2 결합부(430)를 포함할 수 있다. 스크류축(400)은 후술하는 베어링부(900)에 지지부(1000)로 고정된다.

몸체부(410)는 실린더부(200)의 내측에 회전 가능하게 설치되며, 스크류축(400)의 길이방향으로 나선형의 기어가 형성된다. 몸체부(410)는 모터부(300)에 구비된 회전프레임(321)의 내측에 위치한다.

제1 결합부(420)는 몸체부(410)의 회전중심 외측면에서 일측(도 1 기준 우측)으로 연장되고 몸체부(410) 보다 작은 지름을 갖는다. 회전프레임(321)과 마주하는 제1 결합부(420)의 외측면에는 원주방향을 따라 스플라인부가 형성된다. 따라서, 회전프레임(321)과 스크류축(400)은 스플라인 결합되어 동력 전달이 이루어진다.

제2 결합부(430)는 몸체부(410)의 회전중심 외측면에서 타측(도 1 기준 좌측)으로 연장되고 몸체부(410) 보다 작은 지름을 갖는다. 제2 결합부(430)는 후술하는 베어링부(900)를 관통하여 회전 가능하게 결합된다.

너트부(500)는 모터부(300)에 구비된 회전프레임(321)의 내측에 위치하고, 실린더부(200)의 내측에 구비되며, 볼부재(B)를 매개로 스크류축(400)의 외측면에 결합된다.

너트부(500)를 스크류축(400)이 관통하여 결합되며, 너트부(500)의 내측면과 스크류축(400)의 몸체부(410) 외측면에 형성된 나선형의 기어 사이에 볼부재(B)가 구비되어 스크류축(400)의 회전운동이 너트부(500)를 통해 직선운동으로 전환시킬 수 있다. 즉, 스크류축(400)의 회전방향에 따라 너트부(500)는 스크류축(400)의 축방향으로 왕복이동된다.

모터부(300)를 향하는 너트부(500)의 일측 단부(도 1 기준 우측)에는 플랜지부(520)가 형성될 수 있다. 플랜지부(520)는 너트부(500)의 원주방향으로 형성되고 너트부(500)의 측방향으로 돌출 형성된다.

너트부(500)와 플랜지부(520)는 일체로 형성될 수 있다. 너트부(500)와 플랜지부(520)가 분리형이 아닌 너트부(500)에 플랜지부(520)가 일체로 형성되기 때문에 강성을 높일 수 있고, 조립의 복잡도를 낮출 수 있다.

피스톤부(600)는 너트부(500)의 외측을 감싸는 형태로 결합된다. 피스톤부(600)는 너트부(500)에 연동되어 실린더부(200)의 길이방향으로 이동된다.

피스톤부(600)는 로드부(610)와 헤드부(620)를 포함할 수 있다.

로드부(610)는 중공의 형태로 형성되고, 모터부(300)에 구비된 회전프레임(321)의 내측에 위치한다. 너트부(500)의 외측면과 로드부(610)의 내측면은 나선결합된다. 헤드부(620)는 로드부(610)와 일체로 형성될 수 있다. 헤드부(620)의 지름은 로드부(610)의 지름보다 더 크게 형성될 수 있다.

헤드부(620)는 링 형상으로 형성되며, 하우징부(100)의 내측에 위치하고, 슬리브부(800)의 내측에서 왕복이동되면서 슬리브부(800) 내측의 작동유를 포트(210)를 향한 방향으로 이동시킨다. 따라서, 실린더부(200)는 피스톤부(600)의 왕복이동에 따라 복동식 유압을 형성하게 된다.

리테이닝부(700)는 중앙부위가 스크류축(400)의 축방향으로 관통되어 형성되는 원형 또는 타원형의 링 형상일 수 있고, 모서리가 각진 다각형의 형상일 수 있다. 리테이닝부(700)에는 개구부(700a)가 구비된다. 부연하면, 리테이닝부(700)는 일측이 개방된 대략 "C" 형상으로 형성될 수 있다. 리테이닝부(700)는 금속 재질, 플라스틱 재질 또는 고무 재질을 포함하여 제작될 수 있다.

리테이닝부(700)는 너트부(500)와 피스톤부(600) 사이에 설치된다. 너트부(500)에는 제1 홈부(510)가 구비된다. 제1 홈부(510)는 너트부(500)의 외측면에 함몰 형성된다. 제1 홈부(510)는 너트부(500)의 원주방향으로 형성된다. 제1 홈부(510)의 내측에 리테이닝부(700)의 일부가 수용된다. 부연하면, 제1 홈부(510)에 리테이닝부(700)의 내측이 수용된다.

피스톤부(600)에는 제1 홈부(510)와 대응하는 제2 홈부(611)가 구비된다. 제2 홈부(611)는 로드부(610)의 내측면에 함몰 형성된다. 제2 홈부(611)는 피스톤부(600)의 원주방향으로 형성된다. 제2 홈부(611)의 내측에 리테이닝부(700)의 나머지 일부가 수용된다. 부연하면, 제2 홈부(611)에 리테이닝부(700)의 외측이 수용된다.

리테이닝부(700)는 너트부(500)와 피스톤부(600) 간의 상대운동이 발생되지 않도록 너트부(500)와 피스톤부(600) 간의 축방향 상대운동을 고정하며, 나선결합된 너트부(500)와 피스톤부(600)가 결합 방향의 반대방향으로 서로 풀림으로써 너트부(500)와 피스톤부(600) 간의 결합이 해제되는 것을 방지하는 역할을 한다.

리테이닝부(700)는 탄성 변형될 수 있다. 부연하면, 너트부(500)에 피스톤부(600)가 나선결합 시 리테이닝부(700)의 개구부(700a) 간격이 좁아지면서 리테이닝부(700)가 오므라들고, 결합이 완료되면 리테이닝부(700)는 원래의 형태로 탄성 복원된다. 따라서, 리테이닝부(700)는 제1 홈부(510)와 제2 홈부(611) 사이에 수용되고, 너트부(500)와 로드부(610) 사이에 안착된다.

베어링부(900)는 하우징부(100)의 내측에 위치하고 실린더부(200)의 내측 단부에 구비된다. 베어링부(900)의 외측 일면과 슬리브부(800)의 외측 일면이 서로 접한 상태로 설치된다. 베어링부(900)는 스크류축(400)의 제2 결합부(430)를 감싸는 형태로 스크류축(400)과 결합된다.

베어링부(900)의 내륜부(910)는 스크류축(400)의 제2 결합부(430)와 접하고, 외륜부(920)는 실린더부(200)의 내측면과 접한 상태로 설치된다. 베어링부(900)는 스크류축(400)의 축방향으로 왕복이동되는 피스톤부(600)에 의해 실린더부(200) 내의 유압 형성시 축방향 하중을 지지한다.

지지부(1000)는 실린더부(200)의 내측에 구비된다. 지지부(1000)의 내측에 제2 결합부(430)의 단부가 수용된다. 지지부(1000)의 개구부 외주면에 베어링부(900)이 고정된다. 지지부(1000)는 스크류축(400)을 회전 가능하게 지지한다.

가이드부(1100)는 실린더부(200)의 내측에 구비된다. 가이드부(1100)는 너트부(500)의 회전을 구속하고 너트부(500)의 직선이동을 가이드하는 역할을 한다.

가이드부(1100)는 스크류축(400)의 정역회전에 의해 스크류축(400)을 따라 이동되는 너트부(500)가 스크류축(400)의 회전방향으로 회전되지 않도록 너트부(500)의 회전을 구속하고 너트부(500)의 이동을 가이드하여 너트부(500)가 스크류축(400)의 축방향으로 직선이동되도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제1 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도이다.

도 6을 참조하면, 가이드부(1100)는 실린더부(200)와 너트부(500) 사이에 삽입되고, 너트부(500)의 회전을 구속하여 너트부(500)의 직선이동을 가이드하는 가이드부재(1110)를 포함할 수 있다.

가이드부재(1110)는 횡단면이 원형, 타원형의 일정 길이를 가진 봉 형상일 수 있고, 횡단면이 각진 다각형의 설정 길이를 가진 막대 형상일 수 있다.

가이드부재(1110)는 복수 개로 구비되어 실린더부(200)의 원주방향으로 이격하여 배치될 수 있다. 가이드부재(1110)가 소정의 길이로 길게 형성되기 때문에 제동액압의 형성에 필요한 스트로크를 동일 레이아웃 대비 길게 확보할 수 있다.

실린더부(200)에는 내측면에 함몰 형성되는 제1 가이드홈부(1120)가 구비될 수 있고, 제1 가이드홈부(1120)와 대응하도록 너트부(500)에는 외측면에 함몰 형성되는 제2 가이드홈부(1130)가 구비될 수 있다.

제1 가이드홈부(1120)와 제2 가이드홈부(1130) 각각은 가이드부재(1110)의 길이와 대응되도록 실린더부(200)의 길이방향으로 소정의 길이로 길게 형성될 수 있다. 제1 가이드홈부(1120)와 제2 가이드홈부(1130) 각각은 실린더부(200)의 원주방향으로 복수 개가 이격하여 배치될 수 있다.

제1 가이드홈부(1120)와 제2 가이드홈부(1130) 사이에 가이드부재(1110)가 위치하고, 가이드부재(1110)를 따라 너트부(500)가 직선이동된다.

실린더부(200)의 내측면에는 가이드부재(1110)의 일측 단부를 지지하는 지지돌부(220)가 형성될 수 있다. 지지돌부(220)는 실린더부(200)의 내측면에 돌출 형성될 수 있다. 지지돌부(220)는 제1 가이드홈부(1120)의 일측 단부에 형성될 수 있다.

다른 실시예로 제2 가이드홈부(1130)는 제1 가이드홈부(1120)와 대응하도록 플랜지부(520)의 외측면에 함몰 형성될 수 있다. 따라서, 가이드부재(1110)를 따라 플랜지부(520)가 직선이동된다.

부연하면, 가이드부재(1110)는 스크류축(400)의 정역회전에 의해 스크류축(400)을 따라 이동되는 너트부(500)가 스크류축(400)의 회전방향으로 회전되지 않도록 너트부(500)에 일체로 형성된 플랜지부(520)의 회전을 구속하고 플랜지부(520)의 이동을 가이드하여 너트부(500)가 스크류축(400)의 축방향으로 직선이동되도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제2 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도이다.

도 7을 참조하면, 가이드부(1100)는 실린더부(200) 또는 너트부(500)에 일체로 형성될 수 있다. 부연하면, 가이드부(1100)는 실린더부(200)의 내측면이 가공되어 형성될 수 있고, 너트부(500)의 외측면이 가공되어 형성될 수 있다.

가이드부(1100)는 실린더부(200)의 내측면에 돌출 형성되는 제1 가이드돌부(1140)와, 제1 가이드돌부(1140)와 대응하도록 너트부(500)의 외측면에 함몰 형성되는 제3 가이드홈부(1150)를 포함할 수 있다.

제1 가이드돌부(1140)와 제3 가이드홈부(1150) 각각은 복수 개로 구비되어 실린더부(200)의 원주방향으로 이격하여 배치될 수 있다. 제1 가이드돌부(1140)와 제3 가이드홈부(1150) 각각은 실린더부(200)의 길이방향으로 소정의 길이로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 가이드돌부(1140)를 따라 너트부(500)가 직선이동된다.

다른 실시예로 제3 가이드홈부(1150)는 제1 가이드돌부(1140)와 대응하도록 플랜지부(520)의 외측면에 함몰 형성될 수 있다. 따라서, 제1 가이드돌부(1140)를 따라 플랜지부(520)가 직선이동된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 가이드부의 제3 실시예를 설명하기 위한 상기 도 4의 B-B 단면도이다.

도 8을 참조하면, 가이드부(1100)는 실린더부(200) 또는 너트부(500)에 일체로 형성될 수 있다. 부연하면, 가이드부(1100)는 실린더부(200)의 내측면이 가공되어 형성될 수 있고, 너트부(500)의 외측면이 가공되어 형성될 수 있다.

가이드부(1100)는 실린더부(200)의 내측면에 함몰 형성되는 제4 가이드홈부(1160)와, 제4 가이드홈부(1160)와 대응하도록 너트부(500)의 외측면에 돌출 형성되는 제2 가이드돌부(1170)를 포함할 수 있다.

제4 가이드홈부(1160)와 제2 가이드돌부(1170) 각각은 복수 개로 구비되어 실린더부(200)의 원주방향으로 이격하여 배치될 수 있다. 제4 가이드홈부(1160)와 제2 가이드돌부(1170) 각각은 실린더부(200)의 길이방향으로 소정의 길이로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 제4 가이드홈부(1160)를 따라 너트부(500)가 직선이동된다.

다른 실시예로 제2 가이드돌부(1170)는 제4 가이드홈부(1160)와 대응하도록 플랜지부(520)의 외측면에 돌출 형성될 수 있다. 따라서, 제4 가이드홈부(1160)를 따라 플랜지부(520)가 직선이동된다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 피스톤부(600)가 실린더부(200)의 내측에서 전진 작동하면, 모터부(300)에 결합되어 모터부(300)의 회전력을 제공받는 스크류축(400)이 실린더부(200)의 내측에서 일방향 축회전되고, 너트부(500)는 슬리브부(800) 측을 향해 스크류축(400)을 따라 이동된다.

너트부(500)는 가이드부(1100)에 의해 일방향 회전이 구속됨과 아울러 가이드부(1100)에 의해 너트부(500)의 이동이 가이드되어 너트부(500)는 회전되지 않는 상태로 스크류축(400)의 축방향으로 직선이동된다.

가이드부(1100)가 실린더부(200)의 길이방향을 향해 설정 길이로 길게 형성되기 때문에 제동액압의 형성에 필요한 스트로크를 동일 레이아웃 대비 길게 확보할 수 있게 된다.

따라서, 너트부(500)가 슬리브부(800) 측을 향해 이동되면, 너트부(500)에 결합되는 피스톤부(600)는 너트부(500)에 연동되어 실린더부(200) 내에서 직선으로 전진 이동하면서 제동액압을 형성한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 피스톤부(600)가 실린더부(200)의 내측에서 후진 작동하면, 실린더부(800)의 내측에서 일방향 축회전된 스크류축(400)이 역방향 축회전되고, 너트부(500)는 슬리브부(800) 측의 반대 방향을 향해 스크류축(400)을 따라 이동된다.

너트부(500)는 가이드부(1100)에 의해 역방향 회전이 구속됨과 아울러 가이드부(1100)에 의해 너트부(500)의 이동이 가이드되어 너트부(500)는 회전되지 않는 상태로 스크류축(400)의 축방향으로 직선이동된다.

즉, 너트부(500)가 슬리브부(800) 측의 반대 방향을 향해 이동되면, 너트부(500)에 결합되는 피스톤부(600)는 너트부(500)에 연동되어 실린더부(200) 내에서 직선으로 후진 이동하면서 제동액압을 형성한다. 따라서, 피스톤부(600)가 실린더부(200) 내에서 직선으로 진후진 이동됨에 따라 복동식 유압이 형성된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 일측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 9를 참조하면, 실린더부(200)의 일측에 구비된 포트(210)와 연결된 제1 밸브(V1)는 오픈되고, 실린더부(200)의 타측에 구비된 포트(210)와 연결되는 제2 밸브(V2)는 클로즈된 상태에서, 피스톤부(600)의 헤드부(620) 일측(도 9 기준 좌측)에 유압이 형성되어 휠 브레이크로 전달된다.

유압에 의해 형성되는 압력은 헤드부(620)를 실린더부(200)의 타측(도 9 기준 우측)으로 이동시키려는 반력이 형성되고, 헤드부(620)와 로드부(610)와 너트부(500)와 몸체부(410)와 제2 결합부(430)와 지지부(1000)와 내륜부(910)의 순서로 힘 전달이 이루어지며 제1 힘(F1)을 형성한다. 그리고, 유압에 의해 형성되는 하중은 슬리브부(800)와 외륜부(920)의 순서로 힘 전달이 이루어지며 제2 힘(F2)을 형성한다.

이때, 제1 힘(F1)과 제2 힘(F2)의 유압 작동 면적은 동일(F1=F2)하기 때문에 유압 형성에 의한 축방향 하중은 실린더부(200) 내의 베어링부(900)의 내륜부(910)와 외륜부(920) 사이에서 힘의 평형을 이룬다. 따라서, 축방향 하중이 외부로 전달되지 않기 때문에 모터부(300)로 축방향 하중이 인가되지 않게 된다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 타측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 10을 참조하면, 실린더부(200)의 일측에 구비된 포트(210)와 연결된 제1 밸브(V1)는 클로즈되고, 실린더부(200)의 타측에 구비된 포트(210)와 연결되는 제2 밸브(V2)는 오픈된 상태에서, 피스톤부(600)의 헤드부(620) 타측(도 10 기준 우측)에 유압이 형성되어 휠 브레이크로 전달된다.

유압에 의해 형성되는 압력은 헤드부(620)를 실린더부(200)의 일측(도 10 기준 좌측)으로 이동시키려는 반력이 형성되며, 헤드부(620)와 로드부(610)와 너트부(500)와 몸체부(410)와 내륜부(910)의 순서로 힘 전달이 이루어져 제1 힘(F1)을 형성하고, 슬리브부(800)와 외륜부(920)의 순서로 힘 전달이 이루어져 제2 힘(F2)을 형성한다. 그리고, 유압에 의해 형성되는 하중은 실린더부(200)와 외륜부(920)의 순서로 힘 전달이 이루어지며 제3 힘(F3)을 형성한다.

이때, 제1 힘(F1)과 제2 힘(F2)의 유압 작동 면적의 합은 제3 힘(F3)의 유압 작동 면적과 동일(F1+F2=F3)하기 때문에 유압 형성에 의한 축방향 하중은 실린더부(200) 내의 베어링부(900)의 내륜부(910)와 외륜부(920) 사이에서 힘의 평형을 이룬다. 따라서, 축방향 하중이 외부로 전달되지 않기 때문에 모터부(300)로 축방향 하중이 인가되지 않게 된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치에서 피스톤부의 헤드부 양측에 유압이 생성된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 11을 참조하면, 실린더부(200)의 일측에 구비된 포트(210)와 연결된 제1 밸브(V1)는 오픈되고, 실린더부(200)의 타측에 구비된 포트(210)와 연결되는 제2 밸브(V2)도 오픈된 상태에서, 피스톤부(600)의 헤드부(620) 양측에 유압이 형성되어 휠 브레이크로 전달된다.

헤드부(620)의 일측(도 11 기준 좌측)에 위치하는 슬리브부(800)에 있는 유압에 의해 형성되는 압력은 헤드부(620)를 실린더부(200)의 타측(도 11 기준 우측)으로 이동시키려는 반력이 형성되고, 헤드부(620)와 로드부(610)와 너트부(500)와 몸체부(410)와 제2 결합부(430)와 지지부(1000)와 내륜부(910)의 순서로 힘 전달이 이루어져 제1 힘(F1)을 형성하며, 헤드부(620)의 타측(도 11 기준 우측)에 위치하는 슬리브부(800)에 있는 유압에 의해 형성되는 압력은 헤드부(620)를 실린더부(200)의 일측(도 11 기준 좌측)으로 이동시키려는 반력이 형성되고, 실린더부(200)와 외륜부(920)의 순서로 힘 전달이 이루어져 제3 힘(F3)을 형성한다.

그리고, 유압에 의해 형성되는 하중은 슬리브부(800)와 외륜부(920)의 순서로 힘 전달이 이루어지며 제2 힘(F2)을 형성한다.

이때, 제1 힘(F1)과 제3 힘(F3)의 유압 작동 면적의 합은 제2 힘(F2)의 유압 작동 면적과 동일(F1+F3=F2)하기 때문에 유압 형성에 의한 축방향 하중은 실린더부(200) 내의 베어링부(900)의 내륜부(910)와 외륜부(920) 사이에서 힘의 평형을 이룬다. 따라서, 축방향 하중이 외부로 전달되지 않기 때문에 모터부(300)로 축방향 하중이 인가되지 않게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 너트부(500)와 피스톤부(600) 사이에 설치되는 리테이닝부(700)의 구성을 통해 나선결합된 너트부(500)와 피스톤부(600) 간의 풀림을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 스크류축(400)을 따라 이동되는 너트부(500)의 회전을 구속하고 너트부(500)의 직선이동을 가이드하는 가이드부(1100)의 구성을 통해 스크류축(400)의 회전운동을 피스톤부(600)의 직선운동으로 전환시킬 수 있고, 원가절감 및 NVH성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 유압 형성 시 반력에 따른 축방향 하중을 실린더부(200)에 결합되는 베어링부(900)를 통해 양방향에서 지지할 수 있어 유압에 의한 축방향 하중이 모터부(300)로 전달되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 모터부(300)에서 축방향 하중을 지지하지 않기 때문에 하우징부(100) 및 베어링부(900)의 중량 및 크기를 축소할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 제동장치는 베어링부(900)의 자체 틈새를 이용한 직각도 및 동심도 보상을 이용하여 기존의 축정렬 조립 단품류를 생략할 수 있어 원가를 절감할 수 있고, 축방향 전장길이를 축소할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 하우징부 200: 실린더부
210: 포트 220: 지지돌부
300: 모터부 310: 고정부
311: 고정프레임 312: 고정자
320: 모터회전부 321: 회전프레임
322: 회전자 330: 모터베어링부
340: 커버부재 400: 스크류축
410: 몸체부 420: 제1 결합부
430: 제2 결합부 500: 너트부
510: 제1 홈부 520: 플랜지부
600: 피스톤부 610: 로드부
611: 제2 홈부 620: 헤드부
700: 리테이닝부 700a: 개구부
800: 슬리브부 810: 컷오프홀부
900: 베어링부 910: 내륜부
920: 외륜부 1000: 지지부
1100: 가이드부 1110: 가이드부재
1120: 제1 가이드홈부 1130: 제2 가이드홈부
1140: 제1 가이드돌부 1150: 제3 가이드홈부
1160: 제4 가이드홈부 1170: 제2 가이드돌부
B: 볼부재 F1: 제1 힘
F2: 제2 힘 F3: 제3 힘
V1: 제1 밸브 V2: 제2 밸브

Claims

하우징부;
상기 하우징부의 내측에 설치되는 실린더부;
상기 실린더부에 연결되며 회전력을 제공하는 모터부;
상기 실린더부의 내측에 설치되고, 상기 모터부의 회전력을 제공받아 축회전되는 스크류축;
상기 스크류축에 볼부재를 매개로 결합되고, 상기 스크류축의 회전방향에 따라 상기 스크류축의 축방향으로 왕복이동되는 너트부;
상기 너트부에 결합되고, 상기 너트부에 연동되어 이동하는 피스톤부; 및
상기 너트부와 상기 피스톤부 사이에 설치되며, 개구부가 구비되는 리테이닝부;
를 포함하는 차량용 제동장치.
제1항에 있어서,
상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 피스톤부가 삽입되어 이동되도록 유도하는 슬리브부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제2항에 있어서,
상기 실린더부의 외측면에는 작동유가 이동되기 위한 포트가 형성되고,
상기 슬리브부의 외측면에는 상기 포트와 연통되도록 컷오프홀부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제3항에 있어서,
상기 실린더부는 상기 피스톤부의 왕복이동에 따라 복동식 유압을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제3항에 있어서,
상기 피스톤부는,
상기 너트부의 외측면에 나선결합되는 로드부; 및
상기 로드부와 일체로 형성되고, 상기 슬리브부의 내측에서 상기 슬리브부의 길이방향으로 왕복이동되는 헤드부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제1항에 있어서,
상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 스크류축에 결합되며, 상기 실린더부의 유압 형성시 축방향 하중을 지지하는 베어링부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제6항에 있어서,
상기 모터부는,
상기 하우징부에 고정되며 전원의 공급으로 자력이 변화되는 고정부;
상기 스크류축에 연결되어 상기 스크류축과 함께 회전되며, 상기 고정부의 자력 변화에 따라 회전되는 모터회전부; 및
상기 고정부와 상기 모터회전부 사이에 설치되며, 상기 모터회전부의 회전시 발생되는 마찰을 저감시키는 모터베어링부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제7항에 있어서,
상기 모터회전부는,
상기 고정부의 내측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 실린더부의 일측을 감싸는 형상으로 설치되는 회전프레임; 및
상기 고정부와 마주하는 상기 회전프레임의 외측면에 설치되며 자력을 구비하는 회전자;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제8항에 있어서,
상기 스크류축은,
상기 실린더부의 내측에 회전 가능하게 설치되며 외측면에는 나선형의 기어가 형성되는 몸체부;
상기 몸체부에서 일측으로 연장되어 상기 회전프레임에 스플라인 결합되는 제1 결합부; 및
상기 몸체부에서 타측으로 연장되어 상기 베어링부에 회전 가능하게 결합되는 제2 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제9항에 있어서,
상기 실린더부의 내측에 구비되고, 상기 제2 결합부의 단부가 수용되며, 상기 스크류축을 회전 가능하게 지지하는 지지부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제1항에 있어서,
상기 리테이닝부는 일측이 개방된 링 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제11항에 있어서,
상기 너트부에는 상기 리테이닝부의 일부가 수용되도록 외측면에 함몰 형성되는 제1 홈부가 구비되고,
상기 피스톤부에는 상기 제1 홈부와 대응하고, 상기 리테이닝부의 나머지 일부가 수용되도록 내측면에 함몰 형성되는 제2 홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제12항에 있어서,
상기 리테이닝부는 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제1항에 있어서,
상기 실린더부의 내측에 마련되며, 상기 너트부의 회전을 구속하고 상기 너트부의 직선이동을 가이드하는 가이드부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제14항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 실린더부와 상기 너트부 사이에 삽입되는 가이드부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제15항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 실린더부의 내측면에 함몰 형성되는 제1 가이드홈부와, 상기 제1 가이드홈부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 함몰 형성되는 제2 가이드홈부를 포함하고,
상기 가이드부재는 상기 제1 가이드홈부와 상기 제2 가이드홈부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제16항에 있어서,
상기 실린더부의 내측면에 돌출 형성되고, 상기 가이드부재의 일측 단부를 지지하는 지지돌부가 더 구비되며,
상기 지지돌부는 상기 제1 가이드홈부의 일측 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제16항에 있어서,
상기 너트부의 일측 단부에는 플랜지부가 더 구비되고,
상기 제2 가이드홈부는 상기 플랜지부의 외측면에 형성되며,
상기 가이드부재를 따라 상기 플랜지부가 직선이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제18항에 있어서,
상기 너트부와 상기 플랜지부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제14항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 실린더부 또는 상기 너트부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제20항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 실린더부의 내측면에 돌출 형성되는 제1 가이드돌부와, 상기 제1 가이드돌부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 함몰 형성되는 제3 가이드홈부를 포함하며,
상기 제1 가이드돌부를 따라 상기 너트부가 직선이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.
제20항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 실린더부의 내측면에 함몰 형성되는 제4 가이드홈부와, 상기 제4 가이드홈부와 대응하도록 상기 너트부의 외측면에 돌출 형성되는 제2 가이드돌부를 포함하며,
상기 제4 가이드홈부를 따라 상기 너트부가 직선이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 제동장치.