KR101263156B1

KR101263156B1 - 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체

Info

Publication number: KR101263156B1
Application number: KR1020110102375A
Authority: KR
Inventors: 남익현
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-05-10
Also published as: KR20130037873A

Abstract

본 발명은 인휠 모터의 디스크에 캘리퍼 브레이크를 용이하게 조립 및 분해할 수 있도록 구조가 개선된 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 차량의 휠을 구동하며, 상기 차량의 구동축이 설치되는 휠 베어링과, 상기 휠 베어링의 외륜에 설치되어 차량에 고정되는 고정 브래킷에 설치된 스테이터 및, 상기 휠 베어링의 내륜에 설치되어 회전하는 디스크 및 로터를 구비하는 인휠 모터를 포함하고, 상기 인휠 모터에 캘리퍼 브레이크를 장착시키는 구조체로서, 상기 고정 브래킷에 고정되는 캐리어 및 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 결합되는 캘리퍼 하우징을 갖추고, 상기 디스크를 압착하여 제동하도록 이루어진 캘리퍼 브레이크를 구비하고, 상기 캐리어에는 상기 고정 브래킷에 형성된 결합공과 대응되는 위치에 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 형성되고, 상기 디스크에는 상기 볼트체결구멍과 대응되는 위치에 관통홀이 형성되며, 상기 캐리어는 스크류 볼트가 상기 관통홀을 통해 상기 볼트체결구멍 및 결합공에 나사결합되어 상기 고정 브래킷에 고정된다.

Description

인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체{Mounting structure of caliper brake for in wheel motor}

본 발명은 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인휠 모터의 디스크에 캘리퍼 브레이크를 용이하게 조립 및 분해할 수 있도록 구조가 개선된 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 인휠 모터는 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리 휠 림 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달되도록 하는 장치이다.

이러한 인휠 모터를 적용하는 경우 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있음은 물론, 차륜의 독립적 제어 및 구동성능의 향상과 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 인휠 모터는 서로 마주보도록 배치된 스테이터와 로터 및, 상기 스테이터와 로터를 연결하는 휠 베어링을 구비한다.

휠 베어링은 내륜과 외륜으로 구성되며, 상기 외륜은 스테이터와 연결되고, 상기 내륜은 로터와 연결된다. 이에, 휠 베어링에 의해 로터가 스테이터로부터 원활히 회전할 수 있게 된다.

스테이터에는 코일이 권선되어 있으며 스테이터 브래킷에 의하여 휠 베어링의 외륜에 통해 차량의 너클에 고정된다. 즉, 스테이터는 차량에 고정된 너클에 결합됨에 따라 고정된 상태로 마련된다.

로터에는 코일과 마주하는 위치에 자석이 마련된다. 이러한 로터는 로터 브래킷에 의해 휠 베어링의 내륜과 결합되어 차량의 휠에 고정된다. 이에 인휠 모터가 작동하여 로터가 스테이터에 대해 회전하면 휠도 함께 회전하게 된다.

이때, 인휠 모터 내의 기존방식 브레이크가 차지하는 체적을 줄이기 위하여 캘리퍼 브레이크의 도입이 요구된다. 상기 캘리퍼 브레이크는 로터와 함께 회전하도록 설치된 디스크를 한 쌍의 마찰패드로 압착하여 제동하는 장치이다. 여기서, 캘리퍼 브레이크는 마찰패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트가 습동가능하게 설치된 캐리어와, 캐리어에 슬라이딩 가능하게 설치된 캘리퍼 하우징 및, 캘리퍼 하우징에 마련된 실린더에 유압 또는 공압 등에 의해 이동하는 피스톤으로 구성되며, 이 캘리퍼 브레이크는 디스크를 압착하도록 스테이터 브래킷에 고정된다.

이러한 종래의 인휠 모터와 캘리퍼 브레이크를 차량에 장착하기 위한 구조에 있어서, 차량의 구동축이 압입 결합된 휠 베어링을 이용하여 스테이터를 스테이터 브래킷을 통해 너클에 고정시키고, 휠에 고정된 로터를 디스크와 함께 휠 베어링의 내륜에 고정시킨다.

한편, 캘리퍼 브레이크는 한 쌍의 패드플레이트 사이에 디스크가 위치하도록 배치하여, 스크류 볼트를 통해 차량의 안쪽에서 휠을 향하여 스테이터 브래킷에 체결시켜 고정시킨다.

이때, 스테이터 브래킷에는 캘리퍼 브레이크를 지지하며 스크류 볼트에 의해 캐리어와 결합되도록 디스크를 향하여 돌출된 고정부가 마련된다. 상기 고정부는 캘리퍼 브레이크가 디스크를 제동하기 위한 위치에 고정되도록 형성된 것이다.

그러나, 캘리퍼 브레이크를 설치시 정해진 방법에 따라 인휠 모터를 설치한 후 캘리퍼 브레이크를 설치하여야 하나, 구조상 캘리퍼 브레이크를 설치하기 위한 공간이 확보되지 않아 캘리퍼 브레이크를 조립할 수 없다는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여, 캘리퍼 브레이크를 먼저 스테이터 브래킷에 설치한 다음 인윌 모터를 조립하고 있는 실정이다. 그러나, 이러한 조립에 있어서 복잡한 조립공정으로 인하여 불필요한 시간낭비와 자원낭비를 야기시키고, 최적화된 조립공정에 비해 불량 조립 가능성이 상승하게 된다는 문제가 발생하였다.

아울러, 캘리퍼 브레이크의 수리나 교체를 위하여 분리할 경우 스테이터 브래킷을 제거하여야 함으로 휠은 물론, 인휠 모터를 전체적으로 분리하여야 하기 때문에 작업이 불편하며 작업성이 감소되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 인휠 모터를 설치시 캘리퍼 브레이크를 용이하게 설치 및 분리할 수 있도록 구조가 개선된 인휠 모터용 장착 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체는, 차량의 휠을 구동하며, 상기 차량의 구동축이 설치되는 휠 베어링과, 상기 휠 베어링의 외륜에 설치되어 차량에 고정되는 고정 브래킷에 설치된 스테이터 및, 상기 휠 베어링의 내륜에 설치되어 회전하는 디스크 및 로터를 구비하는 인휠 모터를 포함하고, 상기 인휠 모터에 캘리퍼 브레이크를 장착시키는 구조체로서, 상기 고정 브래킷에 고정되는 캐리어 및 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 결합되는 캘리퍼 하우징을 갖추고, 상기 디스크를 압착하여 제동하도록 이루어진 캘리퍼 브레이크를 구비하고, 상기 캐리어에는 상기 고정 브래킷에 형성된 결합공과 대응되는 위치에 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 형성되고, 상기 디스크에는 상기 볼트체결구멍과 대응되는 위치에 관통홀이 형성되며, 상기 캐리어는 스크류 볼트가 상기 관통홀을 통해 상기 볼트체결구멍 및 결합공에 나사결합되어 상기 고정 브래킷에 고정된다.

바람직하게, 상기 캐리어에는 상기 고정 브래킷을 향하여 돌출된 체결부가 마련되고, 상기 체결부에는 상기 스크류 볼트가 나사결합되는 볼트체결구멍이 형성된다.

또한, 상기 캘리퍼 브레이크가 상기 고정 브래킷에 결합된 경우 상기 디스크는 상기 캘리퍼 브레이크에 마련된 한 쌍의 패드플레이트 사이에 위치하며, 상기 체결부는 상기 볼트체결구멍이 상기 결합공과 연통하도록 상기 고정 브래킷에 접촉되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정 브래킷에는 상기 캘리퍼 브레이크와의 간섭을 방지하기 위하여 캘리퍼가 위치하는 부분이 비워진 원형 형태를 갖도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체는, 캘리퍼 브레이크의 캐리어와 고정 브래킷 및 디스크의 형상 구조를 개선함으로써 최적화된 조립공정을 제공할 수 있음은 물론, 캘리퍼 브레이크를 용이하게 설치 및 분리할 수 있다. 이에, 조립공정의 시간을 단축시킴은 물론, 자원의 불필요한 낭비 및 불량 조립 가능성을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캘리퍼 브레이크의 조립 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체에 구비된 고정 브래킷을 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 2는 상기 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체를 개략적으로 나타내는 측단면도이며, 도 3은 상기 캘리퍼 브레이크의 조립 상태를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체는, 차량의 구동축(10)에 설치되는 휠 베어링(110)과, 휠 베어링(110)에 설치되어 회전하는 디스크(120)와, 휠 베어링(110)에 설치되며 차체의 너클(미도시)에 고정된 고정 브래킷(140) 및, 디스크(120)를 압착하여 제동하도록 고정 브래킷(140)에 설치된 캘리퍼 브레이크(130)를 구비한다.

휠 베어링(110)은 내륜(112)과 외륜(114)으로 구성된다. 상기 내륜(112)에는 디스크(120)가 볼트(121)에 의하여 로터(20) 및 휠(미도시)과 함께 고정된다. 즉, 디스크(120)는 내륜(112)과 함께 회전가능한 상태로 마련된다.

상기 외륜(114)에는 고정 브래킷(140)이 볼트(141)에 의해 고정된다. 보다 구체적으로, 외륜(114)의 외주면에는 외측으로 연장된 플랜지부(114a)가 마련되고, 상기 플랜지부(114a)를 통해 고정 브래킷(140)이 볼트(141)에 의해 차체의 너클(미도시)에 고정된다. 이에, 고정 브래킷(140)은 고정된 상태로 마련되며, 디스크(120)는 휠 베어링(110)에 의하여 고정 브래킷(140)에 대해 회전가능한 상태로 마련된다.

이때, 고정 브래킷(120)에는 코일(41)이 권회된 스테이터(40)가 설치되고, 이와 마주하도록 마련된 로터(20)에 자석(21)이 설치됨에 따라, 전원이 코일(41)에 인가되면 자석(21)과 코일(41) 사이에 척력 또는 인력이 작용하여 로터(20)가 회전하게 된다. 즉, 로터(20)와 연결된 휠 및 디스크(120)가 고정 브래킷(140)으로부터 내륜(112)에 의해 함께 회전하게 된다. 이때, 로터(20)는 별도의 로터 브래킷(22)에 의하여 디스크(120)와 함께 내륜(112)에 설치될 수 있으나, 차량의 휠(미도시) 내측에 설치되어 스테이터(40)와 마주하도록 이루어질 수 있다.

한편, 휠 베어링(110)은 내륜(112)의 중심에 형성된 중심공(C)을 통해 구동축(10)과 압입 결합되며, 구동축(10)은 너트(11)와 결합된다.

캘리퍼 브레이크(130)는 마찰패드(131a)가 각각 부착된 한 쌍의 패드플레이트(131)가 습동가능하게 설치된 캐리어(133)와, 상기 캐리어(133)에 설치된 캘리퍼 하우징(136) 및, 상기 캘리퍼 하우징(136)의 내부에 형성된 실린더에 유압 또는 공압에 의해 이동되는 피스톤(138)을 구비한다. 이러한 캘리퍼 브레이크(130)는 디스크(120)가 한 쌍의 패드플레이트(131) 사이에 위치하도록 고정 브래킷(140)에 고정된다.

여기서, 캐리어(133)에는 캘리퍼 브레이크(130)를 스크류 볼트(15)를 통해 고정 브래킷(140)에 고정시키기 위한 볼트체결구멍(135)이 형성된다. 상기 볼트체결구멍(135)은 캐리어(133)의 양단에 고정 브래킷(140)을 향하도록 관통되어 각각 형성된다. 또한, 상기 고정 브래킷(140)에는 볼트체결구멍(135)과 대응되는 위치에 스크류 볼트(15)가 결합되는 결합공(145)이 형성된다.

본 발명에 따르면, 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 용이하게 고정시키기 위한 수단으로서 디스크(120)에 관통홀(125)이 형성된다.

보다 구체적으로, 관통홀(125)은 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 설치시 캐리어(133)에 형성된 볼트체결구멍(135)과 대응되는 위치에 형성된다. 즉, 관통홀(125)은 스크류 볼트(15)를 이용하여 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 결합시 스크류 볼트(15)를 통과시키기 위해 형성된 것이다. 따라서, 스크류 볼트(15)를 디스크(120)로부터 차체측을 향하도록 하여 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 설치하게 된다. 이는, 종래의 캘리퍼 브레이크를 차량의 내측에서 휠을 향하여 설치하는 것에 비하여 설치 공간을 확보할 수 있어 조립이 용이하게 된다.

이러한 관통홀(125)을 통해 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 설치하는 상태를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 캘리퍼 브레이크(130)의 캐리어(133)가 디스크(120)와 고정 브래킷(140) 사이에 위치하도록 배치시킨다. 이때, 한 쌍의 패드플레이트(131) 사이에는 디스크(120)가 위치하게 된다. 또한, 캐리어(133)에 형성된 볼트체결구멍(135)과 고정 브래킷(140)의 결합공(145)은 동축상에 위치한다. 이에 따라, 도 3a에 도시된 바와 같이, 디스크(120)에 형성된 관통홀(125)이 캐리어(133)에 형성된 볼트체결구멍(135)과 동축상에 위치하도록 디스크(120)를 회전시킨 후, 스크류 볼트(15)를 이용하여 캐리어(133)를 고정 브래킷(140)에 결합시킨다.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 다시 디스크(120)를 회전시켜 캐리어(133)의 다른 측 부분에 형성된 볼트체결구멍(135)과 관통홀(125)을 일치시킨 후, 관통홀(125)을 통해 스크류 볼트(15)를 통과시켜 캐리어(133)를 고정 브래킷(140)에 결합시킨다.

이와 같이, 차체의 외측에서 캘리퍼 브레이크(130)를 조립시킴에 따라 종래의 캘리퍼 브레이크를 미리 스테이터 브래킷에 조립함으로써 발생하는 조립공정의 불량을 방지함은 물론, 최적화된 조립공정을 제공함으로써 조립시간 낭비와 자원낭비를 방지할 수 있게 된다.

또한, 종래에는 캘리퍼 브레이크를 분리하기 위하여, 휠, 로터, 디스크를 분리한 뒤, 스테이터를 해체시켜 분리하여야 하였으나, 본 발명에 따른 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체는 디스크(120)에 형성된 관통홀(125)을 통하여 스크류 볼트(15)만 제거함에 따라 캘리퍼 브레이크(130)를 분리할 수 있으므로 캘리퍼 브레이크(130)의 조립 및 분리가 용이하다는 장점이 있다.

한편, 상기 디스크(120)에 형성된 관통홀(125)이 캐리어(133)의 볼트체결구멍(135)과 대응되는 위치에 하나가 형성되어 디스크(120)를 회전시키며 캐리어(133)를 고정 브래킷(140)에 결합시키는 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 캐리어(133)에 형성된 두 개의 볼트체결구멍(135)과 대응되는 위치에 두 개의 관통홀을 형성하여 캘리퍼 브레이크(130)를 조립할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 결합시 캘리퍼 브레이크(130)의 캐리어(133)에는 고정 브래킷(140)을 향하여 돌출된 체결부(134)가 형성된다.

도 1을 참조하면, 상기 체결부(134)에는 스크류 볼트(15)가 나사결합되도록 나사산이 형성된 볼트체결구멍(135)이 형성된다. 즉, 체결부(134)는 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 결합시 캘리퍼 브레이크(130)를 고정 브래킷(140)에 안정적으로 결합시키기 위하여 형성된 것으로서, 캘리퍼 브레이크(130)가 결합된 경우 체결부(134)는 고정 브래킷(140)와 접촉된 상태로 마련된다. 이때, 체결부(134)에 형성된 볼트체결구멍(135)과 고정 브래킷(140)에 형성된 결합공(145)은 동축상에 위치하며 서로 연통되어야 한다.

한편, 체결부(134)가 존재하지 않더라도 캘리퍼 브레이크(130)는 스크류 볼트(15)를 통해 고정 브래킷(140)에 결합될 수 있음은 자명하다.

상기와 같은 구조를 갖는 인휠 모터용 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체는 캘리퍼 브레이크(130)의 캐리어(133), 고정 브래킷(140) 및 디스크(120)의 형상을 개선함으로써 불필요한 조립공정 및 자원낭비를 감소시킬 수 있게 된다.

덧붙여, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 4를 참조하면, 상기 캘리퍼 브레이크(도 1 및 도 2의 '130' 참고)를 고정 브래킷(240)에 결합시 상기 고정 브래킷(240)에는 캘리퍼 브레이크와의 간섭을 피하기 위해 캘리퍼 브레이크가 위치하는 부분이 비워진 원형 형상으로 이루어질 수 있다. 이는 캘리퍼 브레이크를 고정 브래킷(240)에 용이하게 위치시키기 위한 것으로서, 단지 고정 브래킷(240)의 형상에 있어 차이가 있을 뿐, 앞서 전술된 스크류 볼트(15)를 이용하여 캐리어(133)를 고정 브래킷(240)에 설치하는 구조는 동일하다.

미설명된 참조부호 '245'는 캐리어(133)에 형성된 볼트체결구멍(135)과 대응되는 위치에 형성되어 스크류 볼트(15)와 결합되는 결합공이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 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.

110 : 휠 베어링 112 : 내륜
114 : 외륜 120 : 디스크
125 : 관통홀 130 : 캘리퍼 브레이크
133 : 캐리어 135 : 볼트체결구멍
140 : 고정 브래킷 145 : 결합공

Claims

차량의 휠을 구동하며, 상기 차량의 구동축이 설치되는 휠 베어링과, 상기 휠 베어링의 외륜에 설치되어 차량에 고정되는 고정 브래킷에 설치된 스테이터 및, 상기 휠 베어링의 내륜에 설치되어 회전하는 디스크 및 로터를 구비하는 인휠 모터를 포함하고, 상기 인휠 모터에 캘리퍼 브레이크를 장착시키는 구조체에 있어서,
상기 고정 브래킷에 고정되는 캐리어 및 상기 캐리어에 슬라이딩 가능하게 결합되는 캘리퍼 하우징을 갖추고, 상기 디스크를 압착하여 제동하도록 이루어진 캘리퍼 브레이크를 구비하고,
상기 캐리어에는 상기 고정 브래킷에 형성된 결합공과 대응되는 위치에 나사산이 형성된 볼트체결구멍이 형성되고,
상기 디스크에는 상기 볼트체결구멍과 대응되는 위치에 관통홀이 형성되며,
상기 캐리어는 스크류 볼트가 상기 관통홀을 통해 상기 볼트체결구멍 및 결합공에 나사결합되어 상기 고정 브래킷에 고정되는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체.
제1항에 있어서,
상기 캐리어에는 상기 고정 브래킷을 향하여 돌출된 체결부가 마련되고, 상기 체결부에는 상기 스크류 볼트가 나사결합되는 볼트체결구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체.
제2항에 있어서,
상기 캘리퍼 브레이크가 상기 고정 브래킷에 결합된 경우 상기 디스크는 상기 캘리퍼 브레이크에 마련된 한 쌍의 패드플레이트 사이에 위치하며, 상기 체결부는 상기 볼트체결구멍이 상기 결합공과 연통하도록 상기 고정 브래킷에 접촉되는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체.
제1항에 있어서,
상기 고정 브래킷에는 상기 캘리퍼 브레이크와의 간섭을 방지하기 위하여 캘리퍼가 위치하는 부분이 비워진 원형 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 캘리퍼 브레이크의 장착 구조체.