KR100381772B1 - Electric brake device of a car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 전기 브레이크 장치를 개시한다. 본 발명은 휠 브레이크부가, 모터와, 상기 모터의 로터 축에 고정설치되는 유성기어군의 선기어와, 상기 유성기어군의 유성 캐리어의 중심부에 고정설치되는 스크류기어와, 상기 스크류기어와 나사결합되는 암나사부가 형성된 사각단면 형상의 결합부가 일측에 형성되고 타측에는 브레이크 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 설치된 패드 서포트와, 상기 결합부의 4면 각각에 개재되어 결합부의 직선왕복 운동을 가이드 하는 복수개의 롤러베어링을 포함하는 점에 특징이 있다. 따라서 스크류기어부에서 발생되는 동력 손실을 줄임과 동시에 제동력의 해제 동작이 원할하게 이루어지고, 또한 부품수가 적고 구조가 간단하여 제작비용 및 조립공수를 줄일 수 있게 된다.The present invention discloses an electric brake device for a motor vehicle. The present invention provides a wheel brake unit, a motor, a sun gear of the planetary gear group fixed to the rotor shaft of the motor, a screw gear fixed to the center of the planetary carrier of the planetary gear group, and a female screw unit screwed to the screw gear. Formed square cross-section coupling portion is formed on one side and the other side includes a pad support provided with a brake pad for pressing the brake disk, and a plurality of roller bearings interposed on each of the four sides of the coupling portion to guide the linear reciprocating motion of the coupling portion; There is a characteristic in point. Therefore, while reducing the power loss generated in the screw gear portion, the braking force release operation is made smoothly, and the number of parts and the structure is simple to reduce the manufacturing cost and assembly labor.
Description
본 발명은 자동차의 전기 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 회전운동을 복수개의 기어부재를 통해 직선운동으로 변환시켜 브레이크 디스크에 제동력을 제공하는 휠 브레이크부의 구조를 개선한 자동차의 전기 브레이크 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric brake apparatus of an automobile, and more particularly, to an electric brake of an automobile in which a structure of a wheel brake that provides a braking force to a brake disc by converting a rotational movement of the motor into a linear movement through a plurality of gear members is provided. Relates to a device.
기존에 자동차에 널리 사용되고 있는 브레이크 장치는 유압식으로서, 부스터와 실린더 등을 필요로 하므로 장치의 부피가 크고 가격이 고가이며 또한 환경을 오염시키는 등의 문제점이 있었다.Conventionally, brake devices widely used in automobiles are hydraulic and require a booster and a cylinder, such that the device is bulky, expensive, and pollutes the environment.
따라서 최근에는 유압 대신에 전기를 이용한 자동차의 브레이크 장치에 대한 연구가 진행되고 있으며, 미국특허 제4,793,447호에 전기를 이용한 브레이크 장치가 출원되어 있다.Therefore, in recent years, a study on a brake device of an automobile using electricity instead of hydraulic pressure, and the US Patent No. 4,793, 447 has been applied for a brake device using electricity.
미국특허 제4,793,447호는 도 1에 도시된 바와같이, 모터(40)와, 이 모터(40)의 회전축에 설치되는 선기어(52)와, 이 선기어(52)와 외접되는 유성기어(54)와, 유성기어(54)를 지지하는 2개의 캐리어(61)(62)와, 유성기어(54)를 애워싼 상태로 유성기어(54)와 내접되는 2개의 링기어(70)(80)와, 2개의 링기어(70)(80)중 내측 링기어(80)에 설치되는 스크류기어(88)와, 이 스크류기어(88)와 나사결합되어 브레이크 패드(18)를 브레이크 디스크(22)에 가압하는 피스톤(30)을 구비하여 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, U.S. Patent No. 4,793,447 discloses a motor 40, a sun gear 52 provided on a rotating shaft of the motor 40, and a planetary gear 54 external to the sun gear 52. Two carriers 61 and 62 supporting the planetary gear 54, two ring gears 70 and 80 inscribed with the planetary gear 54 with the planetary gear 54 enclosed therein; Of the two ring gears 70 and 80, a screw gear 88 provided in the inner ring gear 80, and screwed with the screw gear 88, presses the brake pad 18 to the brake disc 22. The piston 30 is comprised and is comprised.
그러나 이와같이 구성된 종래의 전기 브레이크 장치는, 모터(40)의 회전력이 선기어(52)를 통해 입력되고 링기어(80)를 통해 출력되도록 구성되어 있으므로, 감속비가 커서 스크류기어(88)에 갑자기 큰 힘이 걸려 스크류기어(88)의 수명이 저하되게 되는 분제점이 있었다.However, since the conventional electric brake device configured as described above is configured such that the rotational force of the motor 40 is input through the sun gear 52 and output through the ring gear 80, the reduction ratio is large and suddenly a large force is applied to the screw gear 88. There was a powder point in which the hung screw gear 88 had a reduced lifetime.
그리고 종래의 전기 브레이크 장치는, 피스톤(30)의 외면과 캘리퍼(12)의 내면 사이에 시일(32)이 개재된 상태에서 피스톤(30)이 캘리퍼(12)의 내면과 긴밀하게 면접촉되면서 직선 이동되도록 되어 있으므로, 피스톤의 이동시 발생되는 마찰력이 크기 때문에 피스톤의 이동이 원할하지 않을 뿐만아니라, 모터의 동력 손실이 많은 문제점이 있었다.In the conventional electric brake device, the piston 30 is in direct surface contact with the inner surface of the caliper 12 while the seal 32 is interposed between the outer surface of the piston 30 and the inner surface of the caliper 12. Since it is to be moved, not only the movement of the piston is not desired because the friction force generated during the movement of the piston is large, there was a lot of power loss of the motor.
또한 종래의 전기 브레이크 장치는, 감속비가 크기 때문에 브레이크 디스크(22)에 큰 제동력을 부여할 수 있는 반면에, 브레이크의 해제 동작 즉, 제동력을 풀어주는(회수하는) 동작이 원할하지 못하여 시스템의 정밀제어가 어려운 단점이 있을 뿐만아니라, 2개의 링기어(70)(80)와 2개의 캐리어(61)(62) 및 너트(90), 피스톤(30) 등 많은 구성 부품으로 이루어져 있으므로 구조가 복잡하고 조립공수 및 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional electric brake device can impart a large braking force to the brake disc 22 due to the large reduction ratio, whereas the release operation of the brake, that is, the action of releasing (recovering) the braking force, is not desired, so that the precision of the system can be reduced. Not only is it difficult to control, but also consists of many components such as two ring gears 70 and 80, two carriers 61 and 62, a nut 90 and a piston 30, and thus the structure is complicated. There was a problem that the assembly labor and manufacturing cost is increased.
본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여창출된 것으로서, 스크류기어부에 급격하게 걸리는 힘과 스크류기어부에서 발생되는 동력 손실을 줄일 수 있고, 제동력 해제 동작이 원할하여 시스템의 정밀제어가 가능하며, 또한 부품수가 적고 구조가 간단하여 제작비용 및 조립공수를 줄일 수 있는 자동차의 전기 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the conventional problems as described above, it is possible to reduce the force caught on the screw gear portion and the power loss generated in the screw gear portion, the braking force release operation is desired, so that precise control of the system It is also possible to provide an electric brake device of a vehicle that can reduce the number of parts and the structure is simple and the manufacturing cost and assembly labor.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폐달 변위 측정부와, 브레이크 패드에 제동력을 전달하는 휠 브레이크부와, 상기 페달 변위 측정부로부터 전달된 폐달 정보와 각종 센서로부터 전달되는 제동 정보에 따라 상기 휠 브레이크부의 구동을 제어하는 중앙 처리부를 구비하는 자동차의 전기 브레이크 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, according to the pedal displacement measurement unit, the wheel brake unit for transmitting a braking force to the brake pad, and the pedal information and the braking information transmitted from the pedal displacement measurement unit according to the braking information transmitted from the various sensors In the electric brake apparatus of the automobile provided with the central processing part which controls the drive of a wheel brake part,
상기 휠 브레이크부는, 모터와, 상기 모터의 로터 축에 고정설치되는 유성기어군의 선기어와, 상기 유성기어군의 유성 캐리어의 중심부에 고정설치되는 스크류기어와, 상기 스크류기어와 나사결합되는 암나사부가 형성된 사각단면 형상의 결합부가 일측에 형성되고 타측에는 브레이크 디스크를 가압하는 브레이크 패드가 설치된 패드 서포트와, 상기 결합부의 4면 각각에 개재되어 결합부의 직선왕복 운동을 가이드 하는 복수개의 롤러베어링을 포함하는 자동차의 전기 브레이크 장치를 제공하는데 그 특징이 있다.The wheel brake unit includes a motor, a sun gear of the planetary gear group fixed to the rotor shaft of the motor, a screw gear fixed to the center of the planetary carrier of the planetary gear group, and a square with a female screw threaded to the screw gear. In the motor vehicle including a pad support having a cross-sectional coupling portion formed at one side and a brake pad for pressing the brake disc on the other side, and a plurality of roller bearings interposed on each of the four surfaces of the coupling portion to guide the linear reciprocating motion of the coupling portion. It is characterized by providing an electric brake device.
도 1은 종래 자동차의 전기 브레이크 장치를 도시한 결합단면도.1 is a cross-sectional view showing an electric brake device of a conventional vehicle.
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치의 전체 시스템을 도시한 블록도.2 is a block diagram showing an entire system of an electric brake device of a vehicle according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치를 도시한 결합단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing an electric brake device of a vehicle according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치의 요부를 발췌하여 도시한 분리 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the main portion of the electric brake device of the vehicle according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
2 : 페달 변위 측정부 5 : 중앙 처리부2: pedal displacement measuring unit 5: central processing unit
10 : 휠 브레이크부 11 : 모터10: wheel brake portion 11: motor
13 : 선기어 14 : 유성기어13: sun gear 14: planetary gear
15 : 링기어 16 : 유성 캐리어15 ring gear 16: planet carrier
17 : 스크류 기어 18 : 패드 서포트17: screw gear 18: pad support
19 : 결합부 19a : 암나사19: coupling portion 19a: female thread
20 : 브레이크 패드 21 : 브레이크 디스크20: brake pad 21: brake disc
22 : 롤러 베어링22: roller bearing
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치의 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of an electric brake apparatus for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 전기 브레이크 장치를 도시한 전체 시스템 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기 브레이크 장치의 휠 브레이크부를 도시한 결합단면도이며, 도 4는 휠 브레이크부의 요부를 발췌하여 도시한 분리사시도이다.2 is an overall system block diagram showing an electric brake apparatus for a vehicle according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a wheel brake portion of the electric brake apparatus according to the present invention, Figure 4 is an excerpt of the main portion of the wheel brake portion It is an exploded perspective view shown.
도 2에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치는, 폐달 변위 측정부(2)와, 휠 브레이크부(10) 및 중앙 처리부(5)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the electric brake apparatus of the motor vehicle according to the present invention includes a closed moon displacement measuring unit 2, a wheel brake unit 10, and a central processing unit 5.
페달 변위 측정부(2)는 폐달(3)과, 이 폐달(3) 축의 끝에 설치되어 회전각을 계산할 수 있는 펄스를 발생시키는 엔코더(4)를 구비한다.The pedal displacement measuring unit 2 includes a closing moon 3 and an encoder 4 provided at an end of the closing moon 3 axis to generate a pulse capable of calculating a rotation angle.
그리고 중앙 처리부(5)는 페달 변위 측정부(2)로부터 전달된 엔코더 변위의 정보를 즉, 폐달 정보를 각종 센서로부터 전달되는 제동 정보와 호환되도록 마핑(Mapping)시켜 폐달 정보와 제동 정보에 따라 휠 브레이크부(10)에 실행 명령을 전달하는 역할을 하게 된다.In addition, the central processing unit 5 maps the encoder displacement information transmitted from the pedal displacement measuring unit 2, that is, the pedal information to be compatible with the brake information transmitted from various sensors. It serves to deliver the execution command to the brake unit (10).
그리고 휠 브레이크부(10)는 모터(11)와, 이 모터(11)의 회전속도를 감속시키는 유성기어군(12)과, 브레이크 디스크(21)를 가압하는 브레이크 패드(20)가 일측에 설치된 패드 서포트(18)를 구비한다.The wheel brake unit 10 includes a motor 11, a planetary gear group 12 for reducing the rotational speed of the motor 11, and a brake pad 20 for pressing the brake disc 21. The support 18 is provided.
그리고 유성기어군(12)은 하나의 선기어(13)와, 이 선기어(13)와 외접하는 복수개(3개)의 유성기어(14)와, 이 복수개의 유성기어(14)가 내접하는 하나의 링기어(15)와, 복수개의 유성기어(14)를 연결하는 유성 캐리어(16)로 이루어진다.The planetary gear group 12 includes one sun gear 13, a plurality of planetary gears 14 external to the sun gear 13, and a ring inscribed by the planetary gears 14. It consists of the planetary carrier 16 which connects the gear 15 and the some planetary gear 14.
그리고 본 발명의 특징에 따라 유성기어(12)군 중의 선기어(13)는 모터(11)의 로터 축에 고정설치되어 로터(11a)와 일체로 회전되도록 설치되고, 유성 캐리어(16)의 중심부에는 스크류기어(17)가 고정설치되어 유성 캐리어(16)와 일체로 회전되도록 설치된다.In accordance with a feature of the present invention, the sun gear 13 in the planetary gear group 12 is fixedly installed on the rotor shaft of the motor 11 so as to be integrally rotated with the rotor 11a, and in the center of the planet carrier 16. The screw gear 17 is fixed and installed to rotate integrally with the planetary carrier 16.
그리고 패드 서포트(18)의 타측에는 사각단면 형상으로 이루어진 결합부(19)가 형성되고, 사각단면 형상으로 이루어진 결합부(19)의 중앙부에는 스크류기어(17)가 나사결합되는 암나사(19a)가 형성되며, 패드 서포트(18)의 사각단면 형상의 결합부(19) 각각의 면에는 복수의 롤러 베어링(22)이 개재된다.The other side of the pad support 18 is formed with a coupling portion 19 having a square cross-sectional shape, and a female screw 19a for screwing the screw gear 17 at the central portion of the coupling portion 19 having a square cross-sectional shape. It is formed, a plurality of roller bearings 22 are interposed on each surface of the engaging portion 19 of the rectangular cross-sectional shape of the pad support 18.
따라서 스크류기어(17)의 회전에 따라 패드 서포트(18)가 회전되지 않고 직선 방향으로 원할하게 이동되면서 패드 서포트(18)의 일측에 설치된 브레이크 패드(20)가 브레이크 디스크(21)를 가압하여 제동을 수행하게 된다.Accordingly, the brake pad 20 installed on one side of the pad support 18 presses the brake disc 21 and brakes while the pad support 18 is smoothly moved in a straight direction without being rotated according to the rotation of the screw gear 17. Will be performed.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 자동차의 전기 브레이크 장치의 휠 브레이크부의 제동 작용을 설명하면 다음과 같다.The braking action of the wheel brake unit of the electric brake apparatus of the vehicle according to the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 운전자가 페달(3)을 조작하면 페달 변위 측정부(2)의 엔코더(4)에서 페달의 회전각을 계산할 수 있는 펄스를 발생시켜 중앙 처리부(5)로 전달하고, 중앙처리부(5)에서는 전달된 펄스 신호와 제동 정보를 비교 판단한 후 그 데이터를 휠 브레이크부(10)로 전달한다.First, when the driver operates the pedal 3, the encoder 4 of the pedal displacement measuring unit 2 generates a pulse for calculating the rotation angle of the pedal and transmits the pulse to the central processing unit 5, and the central processing unit 5. In comparison with the transmitted pulse signal and the braking information, and transmits the data to the wheel brake unit 10.
그리고 휠 브레이크부(10)에서는 중앙 처리부(5)에서 전달된 데이터에 의해서 모터(11)의 로터(11a)가 회전되어 로터의 축에 고정설치된 유성기어군(12)의 선기어(13)가 로터(11a)와 일체로 회전하게 된다.In the wheel brake unit 10, the rotor 11a of the motor 11 is rotated by the data transmitted from the central processing unit 5, and the sun gear 13 of the planetary gear group 12 fixed to the shaft of the rotor is rotated. It rotates integrally with 11a).
그리고 선기어(13)의 회전에 따라 선기어(13)와 외접된 복수개(3개)의 유성기어(14)는 지구가 태양을 돌 듯이 선기어(13)를 공전하면서 자전하게 된다. 이때에 공전은 유성기어(14)들에 연결된 유성 캐리어(16)를 회전시키게 되고, 링기어(15)는 모터(11)의 스테이터(11b)와 함께 고정되어 회전하지 않게 된다.As the sun gear 13 rotates, the sun gear 13 and the plurality of planetary gears 14 circumscribed rotate while the sun gear 13 rotates as the earth rotates. At this time, the revolution rotates the planet carrier 16 connected to the planet gears 14, and the ring gear 15 is fixed together with the stator 11b of the motor 11 so as not to rotate.
그러므로 모터(11)의 회전속도는 유성기어비 만큼 감속되고 모터의 회전력(힘)은 유성기어비만큼 증가된 상태로 유성 캐리어(16)를 통해 이와 일체로 고정된 스크류기어(17)로 전달되어 패드 서포트(18)를 직선 이동 시킴으로써 패드 서포트(18)의 일측에 설치된 브레이크 패드(20)가 큰 힘과 느린 이동속도로 이동되면서 브레이크 디스크(21)를 가압하여 제동을 수행하게 된다.Therefore, the rotational speed of the motor 11 is reduced by the planetary gear ratio and the rotational force (force) of the motor is transmitted by the planetary carrier 16 to the screw gear 17 integrally fixed thereto with the pad support being increased by the planetary gear ratio. By moving the straight line 18, the brake pad 20 installed on one side of the pad support 18 is moved by a large force and a slow moving speed to press the brake disc 21 to perform braking.
따라서 본 발명에 따른 전기 브레이크 장치에서는, 유성 캐리어(16)를 통해 모터(11)의 회전속도와 회전력이 감속 및 증가된 상태로 출력되도록 되어 있으므로, 종래 링기어를 통해 모터의 회전속도와 회전력이 감속 및 증가된 상태로 출력되던 방식에 비하여, 그 회전속도와 회전력의 감속 및 증가 비율이 상대적으로 적으므로 스크류기어에 걸리는 급격한 회전력(힘)을 줄일 수 있게 되어 이로인한 스크류기어의 수명 저하를 방지할 수 있게 된다.Therefore, in the electric brake apparatus according to the present invention, since the rotational speed and the rotational force of the motor 11 is output in a decelerated and increased state through the planetary carrier 16, the rotational speed and the rotational force of the motor through the conventional ring gear Compared to the method of outputting in the decelerated and increased state, the reduction speed and the increase rate of the rotational speed and the rotational force are relatively small, so that the sudden rotational force (force) applied to the screw gear can be reduced, thereby preventing the deterioration of the life of the screw gear. You can do it.
그리고 본 발명에 따른 전기 브레이크 장치에서는, 패드 서포트의 결합부가 복수개의 롤러베어링에 의해 그 이동이 가이드 되도록 되어 있으므로, 종래 피스톤의 외면과 캘리퍼의 내면 사이에 시일을 기재시켜 피스톤이 캘리퍼의 내면과 긴밀하게 면접촉된 상태로 이동되는 방식에 비하여, 패드 서포트(18)의 이동이 원할하게 되고, 결합부의 이동시 발생되는 마찰력이 상대적으로 작아지게 됨에따라 스크류기어부에서 발생되는 동력손실이 줄어들게 된다.In the electric brake apparatus according to the present invention, since the coupling portion of the pad support is guided by a plurality of roller bearings, the seal is described between the outer surface of the conventional piston and the inner surface of the caliper so that the piston is in close contact with the inner surface of the caliper. Compared to the method of moving in the surface contact state, the movement of the pad support 18 is smoother, and the frictional force generated during the movement of the coupling unit becomes relatively smaller, thereby reducing the power loss generated in the screw gear unit.
또한 본 발명에 따른 전기 브레이크 장치는, 종래 방식에 비하여 스크류기어에 걸리는 급격한 회전력(힘)을 줄일 수 있고, 롤러베어링에 의해서 패드서포트의 이동이 원할하기 때문에 브레이크의 해제 동작 즉, 제동력을 풀어주는(회수하는) 동작이 원할하게 이루어지게 되어 시스템(장치)의 정밀제어가 가능하게 되고, 장치를 구성하는 부품수가 적고 구조가 간단하여 제작비용 및 조립공수를 줄일 수 있게 된다.In addition, the electric brake device according to the present invention can reduce the sudden rotational force (force) applied to the screw gear compared to the conventional method, and since the pad support is desired to be moved by the roller bearing, the brake release action, that is, release the braking force. It is possible to smoothly perform (recovering) the operation, thereby enabling precise control of the system (apparatus), and reducing the manufacturing cost and assembly labor due to the small number of parts constituting the apparatus and the simple structure.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 자동차의 전기 브레이크 장치에 의하면, 종래 방식에 비하여, 패드 서포트의 이동이 원할하고 스크류기어에 걸리는 급격한 회전력(힘)을 줄일 수 있으므로, 스크류기어의 수명이 향상되고, 스크류기어부에서 발생되는 동력손실을 줄일 수 있으며, 브레이크의 해제 동작 즉, 제동력을 풀어주는(회수하는) 동작이 원할하게 이루어지게 되어 시스템의 정밀제어가 가능하고, 또한 부품수가 적고 구조가 간단하여 제작비용 및 조립공수를 줄일 수 있게 되는 등의 효과를 제공한다.As described above, according to the electric brake apparatus of the automobile of the present invention, since the movement of the pad support is smooth and the sudden rotational force (force) applied to the screw gear can be reduced as compared with the conventional method, the life of the screw gear is improved, and the screw It is possible to reduce the power loss generated in the gear part and to release the brake, that is, to release the braking force smoothly, so that the system can be precisely controlled, and the number of parts is small and the structure is simple. It can reduce the cost and assembly labor.
Claims (1)
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| KR10-1998-0033925A KR100381772B1 (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Electric brake device of a car |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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