KR101607086B1

KR101607086B1 - 전자식 브레이크 시스템

Info

Publication number: KR101607086B1
Application number: KR1020120070846A
Authority: KR
Inventors: 노수환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-03-30
Also published as: DE102013010068B4; US20140000993A1; KR20140003839A; CN103507801B; CN103507801A; US9080623B2; DE102013010068A1

Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스크의 가압을 위한 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 베이스 캐리어; 상기 패드플레이트들의 가압을 위해 상기 베이스 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 패드플레이트를 가압하는 볼너트와 상기 볼너트와 결합된 볼스크류를 가지는 가압부재; 상기 볼너트에 설치되어 상기 볼너트의 작동에 의해 발생되는 부하를 감지하는 포스센서; 상기 가압부재를 동작시키기 위한 회전력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 상기 가압부재에 전달하는 감속기를 구비하고, 상기 감속기는 상기 포스센서로부터 감지된 부하의 유무에 의해 감속비를 변환하도록 이루어진 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템{Electric mechanical brake system}

본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 제동시 부하의 상태에 따라 감속비를 변환하여 응답성을 향상시킬 수 있는 변속 기능을 갖는 감속기를 구비한 전자식 브레이크 시스템에 관한 것이다.

최근 하이브리드 차량으로부터 전기 자동차로 차량의 전자화가 가속화됨에 따라 주차 브레이크의 구동 또한 유압식 브레이크 시스템에서 전자식 브레이크 시스템으로 전환되어 사용되고 있다. 이러한 전자식 브레이크 시스템은 통상의 디스크 브레이크에 장착되어 주차 브레이크의 기능을 수행한다.

도 1은 종래의 전자식 브레이크 시스템이 사용된 전자식 디스크 브레이크를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 전자식 브레이크 시스템은 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크(1)와, 디스크(1)를 가압하도록 디스크(1)의 양측에 배치되는 한 쌍의 패드플레이트(11,12)가 설치된 베이스 캐리어(10)와, 한 쌍의 패드플레이트(11,12)의 가압을 위해 상기 베이스 캐리어(10)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징(20)과, 구동력을 발생시키는 모터(50)와, 모터(50)로부터 발생된 구동력을 증폭시키는 감속기(40) 및, 감속기(40)로부터 모터(50)의 회전력을 직선운동으로 변환하여 패드플레이트(11)를 가압하는 가압부재(30)를 포함한다.

한 쌍의 패드플레이트(11,12)는 가압부재(30)에 인접한 인너 패드플레이트(11)와 그 반대쪽에 위치된 아웃터 패드플레이트(12)로 구분될 수 있다.

캘리퍼 하우징(20)의 일측에는 가압부재(30)가 설치되기 위한 몸체부(23)가 마련되어 있고, 타측에는 하부 쪽으로 굽어진 핑거부(22)가 몸체부(23)와 일체로 연결되어 캘리퍼 하우징(20)의 슬라이딩 이동과 함께 아웃터 패드플레이트(12)를 디스크(1)에 압박할 수 있게 되어 있다.

그리고 상기 베이스 캐리어(10)는 차체에 고정되어 한 쌍의 패드플레이트(11,12)의 이탈을 방지하면서 한 쌍의 패드플레이트(11,12)가 디스크(1)를 향하여 진퇴운동 가능하게 가이드하도록 마련된다.

가압부재는(30)은 후술할 감속기(40)의 캐리어(43)의 중심회전축과 나사 결합되어 모터(50)의 회전력을 전달받는 볼스크류(32)와, 상기 볼스크류(32)와 결합되어 직선운동하며 인너 패드플레이트(11)를 가압하는 볼너트(31)를 구비한다. 이때, 볼스크류(32)의 지지를 위해 몸체부(23) 내에는 베어링(25)이 설치된다.

감속기(40)는 모터(50)의 회전축에 설치된 태양기어(41)와, 태양기어(41)와 치합되도록 태양기어(41) 주위에 배치된 복수의 유성기어들(42)과, 유성기어들(42)과 치합되도록 유성기어들(42)의 외측에 고정된 내접기어(44) 및, 유성기어들(42)의 축(42a)과 상기 가압부재(30)를 연결하는 캐리어(43)를 포함하는 형태이다.

즉, 상기와 같은 전자식 브레이크 시스템은 모터(50)의 동작으로 태양기어(41)가 회전할 때 고정된 내접기어(44)와 치합된 유성기어(42)들이 공전을 하고, 유성기어(42)들의 공전이 캐리어(43)를 통해 볼스크류(32)에 전달됨으로써 볼스크류(32)의 감속회전이 이루어지도록 한다. 볼스크류(32)가 회전하면 볼너트(31)의 축방향 이동이 이루어지고, 볼너트(31)가 인너 패드플레이트(11)를 가압함으로써 제동이 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 전자식 디스크 브레이크(10)는 제동시 고정된 내접기어(44)에 접촉된 유성기어들(42)이 공전을 하고, 이 유성기어들(42)의 공전이 캐리어(43)를 통해 볼스크류(32)에 전달되어 감속회전이 이루어진다. 즉, 종래의 전자식 브레이크 시스템은 변속 기능이 없는 감속기(40)로 구성되어 제동 및 제동해제시 응답성이 저하되어 고속 제어 기능을 활용하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 모터(50)의 토크를 증폭하여 축력을 발생시킴에 따라 제동시 소음이 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 감속기의 감속구조를 변속 가능하도록 개선하여 응답성을 향상시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모터에 의하여 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스크의 가압을 위한 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 베이스 캐리어; 상기 패드플레이트들의 가압을 위해 상기 베이스 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼 하우징; 상기 캘리퍼 하우징에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 패드플레이트를 가압하는 볼너트와 상기 볼너트와 결합된 볼스크류를 가지는 가압부재; 상기 볼너트에 설치되어 상기 볼너트의 작동에 의해 발생되는 부하를 감지하는 포스센서; 상기 가압부재를 동작시키기 위한 회전력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 상기 가압부재에 전달하는 감속기를 구비하고, 상기 감속기는 상기 포스센서로부터 감지된 부하의 유무에 의해 감속비를 변환하도록 이루어진 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 감속기는, 상기 모터의 회전축에 설치되는 태양기어; 상기 태양기어와 치합되도록 태양기어 주위에 배치된 복수의 유성기어; 상기 유성기어들과 연결되어 상기 볼스크류를 회전시키는 캐리어; 및 상기 유성기어와 치합되어 상기 모터의 회전력을 증폭시키거나 또는 감속비 없이 상기 볼스크류로 전달하는 내접기어 유닛;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 내접기어 유닛은, 상기 유성기어들의 외측에 고정된 제1 내접기어; 상기 제1 내접기어와 이격되어 상기 유성기어 및 캐리어와 치합되는 제2 내접기어; 및 상기 제1 내접기어에 마련되어 상기 포스센서로부터 감지된 부하의 유무에 따라 상기 제2 내접기어를 진퇴시키는 이동수단;을 구비하고, 상기 제2 내접기어는 진퇴에 의해 상기 유성기어 및 캐리어와 치합되어 회전력을 전달하거나 상기 유성기어와 제1 내접기어 사이에서 치합되어 회전력을 증폭시킬 수 있다.

또한, 상기 이동수단은, 상기 제1 내접기어에 형성된 수용부에 마련되어 일측 끝단부가 제2 내접기어를 향하여 굴곡된 가이드로드; 상기 제2 내접기어에 상기 가이드로드의 굴곡진 일측 끝단부가 삽입되도록 형성된 가이드홈; 상기 가이드로드의 타측 끝단부에 마련되어 가이드로드를 피스톤 방향으로 가압하는 지지 스프링; 및 상기 볼너트에 부하가 발생시 상기 가이드로드를 지지 스프링 쪽으로 이동시키도록 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일;을 구비할 수 있다.

또한, 제2 내접기어의 내주면에는 캐리어 및 유성기어의 기어이와 치합되는 제1기어이가 마련되고, 외주면에는 제1 내접기어의 기어이와 치합되는 제2기어이가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제2 내접기어는 상기 모터의 회전에 의해 상기 볼너트가 상기 패드플레이트에 닿기 전 상기 캐리어 및 유성기어와 치합될 수 있다.

또한, 상기 제2 내접기어는 상기 볼너트가 상기 패드플레이트에 닿으면 상기 제2 내접기어가 후퇴하며 상기 유성기어 및 제1 내접기어와 치합될 수 있다.

또한, 상기 제1 내접기어는 고정형 내접기어이고, 상기 제2 내접기어는 상기 캐리어 및 유성기어와 치합되어 회전되는 회전형 내접기어일 수 있다.

본 발명에 따른 전자식 브레이크 시스템은 변속 가능한 감속기를 구비함으로써 부하가 발생하지 않는 구간에서는 모터의 구동력을 감속비 없이 전달하고, 부하가 발생하는 구간에서는 모터의 회전력을 증폭하여 전달함으로써 제동시 응답성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 부하가 발생하는 구간에서만 모터의 회전력을 증폭시킴으로써 제동시 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 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 종래의 전자식 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 측단면도.
도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템에 부하가 발생된 경우 감속기가 변속된 상태를 나타내는 측단면도.

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 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이며, 도 4는 상기 전자식 브레이크 시스템에 부하가 발생된 경우 감속기가 변속된 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 시스템은 차량의 바퀴와 함께 회전하는 디스크(1)와, 디스크(1)의 양쪽 측면을 가압하여 제동을 수행하도록 배치된 한 쌍의 패드플레이트(111,112)가 설치된 베이스 캐리어(110)와, 한 쌍의 패드플레이트(111,112)의 가압을 위해 베이스 캐리어(110)에 진퇴 가능하게 설치되는 캘리퍼 하우징(120)과, 캘리퍼 하우징(120)에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 변환하는 가압부재(130)와, 상기 가압부재(130)과 동축상으로 연결되는 감속기(140) 및, 상기 감속기(140)를 정역회전시키는 모터(150)를 구비한다.

한 쌍의 패드플레이트(111,112)는 가압부재(130)와 접하도록 배치된 인너 패드플레이트(111)와 후술할 핑거부(122)와 접하도록 배치된 아웃터 패드플레이트(112)로 구별된다. 이러한 한 쌍의 패드플레이트(111,112)는 디스크(1)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 베이스 캐리어(110)에 진퇴 가능하게 설치되고, 캘리퍼 하우징(120)도 한 쌍의 패드플레이트(111,112)의 가압방향으로 진퇴할 수 있도록 베이스 캐리어(110)에 설치된다.

캘리퍼 하우징(120)은 그 후방부에 가압부재(130)가 내장되어 설치되는 몸체부(123)가 마련되고, 전방부에는 아웃터 패드플레이트(112)를 작동시키도록 하측방향으로 굽어지게 성형된 핑거부(122)가 몸체부(123)와 일체로 형성된다.

가압부재는(130)은 후술할 감속기(140)의 캐리어(143)의 중심회전축과 나사 결합되어 모터(150)의 회전력을 전달받는 볼스크류(132)와, 상기 볼스크류(132)와 결합되어 직선운동하며 인너 패드플레이트(111)를 가압하는 볼너트(131)를 구비한다.

볼너트(131)는 회전이 제한된 상태에서 진퇴할 수 있도록 몸체부(123)의 내부에 설치된다. 이러한 볼너트(131)의 회전을 제한하는 구조는 가압부재(130)의 외면과 이에 대응하여 결합되는 몸체부(123)의 내면이 다각형상으로 이루어지거나, 가압부재의 외면과 몸체부(123)의 내면에 키와 키홈 형상의 안내수단(미도시)이 설치되는 방식에 의해 구현될 수 있다. 볼너트(131)는 인너 패드플레이트(111)와 접촉하면서 디스크(1)를 가압하게 된다.

볼스크류(132)는 몸체부(123) 내에 배치되도록 몸체부(123)를 관통하여 설치되고, 볼너트(131)가 진퇴하는 방향과 평행하도록 몸체부(123) 내에 회전 가능하게 설치된다. 볼스크류(132)와 볼너트(131)는 그 내부에 복수 개의 볼(ball)이 이동할 수 있는 반원 모양의 홈(133,134)을 구비한다. 이때, 볼스크류(132) 대신 롤러스크류를 사용할 수도 있다.

상기와 같은 볼스크류(132)의 지지를 위해 몸체부(123) 내에는 상호 이격된 위치에 제1 베어링(125)과 제2 베어링(126)이 설치된다. 이때, 제1 베어링(125)은 볼스크류(132)가 회전가능하도록 지지하며, 제2 베어링(126)은 트러스트 베어링(thrust bearing)으로써, 제동동작시에 볼너트(131)의 진퇴방향으로 발생되어 볼스크류(132)를 통해 전달되는 반력을 받아낸다.

한편, 볼너트(131)의 전진방향측에는 포스센서(160)가 마련된다. 상기 포스센서(160)는 제동작용시 볼너트(131)의 이동에 따른 부하의 유무를 감지한다. 이때, 볼너트(131)가 모터(150)의 회전력을 전달받아 전진시 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)와 접촉되기 전까지의 구간인 무부하 구간과, 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)를 가압하여 실질적으로 제동력을 발생시키는 구간인 부하 구간으로 구분된다. 즉, 포스센서(160)는 무부하 구간으로부터 부하 구간으로 전환시 이를 감지하여 신호를 감속기에 출력함으로써 감속기(140)가 변속되도록 이루어진다. 이러한 변속 구조는 아래에서 다시 설명하기로 하며, 상기 포스센서(160)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 감속기(140)는 모터(150)의 회전축(151)에 설치된 태양기어(141)와, 태양기어(141)와 치합되도록 태양기어(141) 주위에 배치된 복수의 유성기어(142)와, 유성기어들(142)의 축(142a)과 연결되어 가압부재(130)를 회전시키는 캐리어(143)와, 상기 유성기어들(142)의 외측에 고정된 제1 내접기어(145-1)와 상기 유성기어(142) 및 캐리어(143)와 치합되는 제2 내접기어(145-2)를 구비하는 내접기어 유닛(145) 및, 상기 제2 내접기어(145-2)를 진퇴시키는 이동수단을 포함한다.

내접기어 유닛(145)은 제2 내접기어(145-2)의 진퇴에 의해 상기 모터(150)의 회전력을 증폭시켜 볼스크류(132)로 전달하거나 감속비 없이 볼스크류(132)로 전달하도록 이루어진다.

보다 구체적으로, 제1 내접기어(145-1)는 고정형 내접기어로 마련된다. 즉, 제1 내접기어(145-1)는 몸체부(123)의 외측에 고정된 상태로 유성기어(142)의 외측에 마련된다. 이때, 제1 내접기어(145-1)의 기어이(145-1b)는 유성기어(142)와 치합되지 않도록 일정간격 이격된 상태이다. 이러한 제1 내접기어(145-1)에는 후술할 이동수단의 가이드로드(146)가 설치되도록 수용부(145-1a)가 형성된다.

제2 내접기어(145-2)는 제1 내접기어(145-1)와 이격되어 회전되는 회전형 내접기어로 마련된다. 즉, 제2 내접기어(145-2)는 링 형상을 가지며 캐리어(143) 및 유성기어(142)와 치합되도록 마련된다. 이때, 제2 내접기어(145-2)에는 그 내주면에 상기 캐리어(143) 및 유성기어(142)의 기어이와 치합되는 제1기어이(145-2a)가 마련되고, 그 외주면에 상기 제1 내접기어(145-1)의 기어이(145-1b)와 치합되는 제2기어이(145-2b)가 마련된다. 상기 제1기어이(145-2a)는 캐리어(143) 및 유성기어(142)의 기어이와 동일선상에 마련되고, 상기 제2기어이(145-2b)는 제1 내접기어(145-1)의 기어이(145-1b)와 동일선상에 마련된다.

또한, 제2 내접기어(145-2)에는 전술된 가이드로드(146)가 삽입되는 가이드홈(147)이 형성된다. 즉, 제2 내접기어(145-2)는 가이드홈(147)에 삽입된 가이드로드(146)의 이동에 따라 함께 움직이도록 이루어진다.

본 발명에 따르면, 이동수단은 상기 포스센서(160)에 의해 감지되는 볼너트(131)의 부하 유무에 따라 제2 내접기어(145-2)를 진퇴시키도록 구성된다. 이러한 이동수단은 제1 내접기어(145-1)에 형성된 수용부(145-1a)에 마련되는 가이드로드(146)와, 상기 가이드로드(146)의 일측 끝단부가 삽입되도록 제2 내접기어(145-2)에 형성된 가이드홈(147)과, 가이드로드(146)의 타측 끝단부에 마련된 지지 스프링(148) 및, 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일(149)을 구비한다.

가이드로드(146)는 소정길이를 가지며 일측 끝단부가 제2 내접기어(145-2)를 향하여 굴곡되도록 형성된다. 즉, 가이드로드(146)의 일측 끝단부가 제2 내접기어(145-2)에 형성된 가이드홈(147)에 삽입된다.

가이드로드(146)의 타측 끝단부에 지지 스프링(148)이 마련됨에 따라 지지 스프링(148)에 의하여 가이드로드(146)가 디스크(1) 방향 측으로 가압된다. 이에 따라 제2 내접기어(145-2)는 모터(150)의 회전에 의해 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 닿기 전 상태에서는 캐리어(143) 및 유성기어(142)와 치합된 상태로 유지된다.

한편, 지지 스프링(148)의 끝단부 측에는 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일(149)이 마련되는데, 자기력이 발생시 가이드로드(146)가 지지 스프링(148) 측으로 이동되게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드로드(146)와 함께 제2 내접기어(145-2)가 이동되어 제2 내접기어(145-2)의 제1기어이(145-2a)는 유성기어(142)와 치합되고, 제2기어이(145-2b)는 제1 내접기어(145-1)의 기어이(145-1b)와 치합되게 된다.

덧붙여, 솔레노이드 코일(149)에 전원이 인가되는 시점은 볼너트(131)에 부하가 발생되는 시점과 동일하다. 즉, 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 도달하여 가압하면 축력이 발생함에 따라 볼너트(131)에 부하가 증가하게 되는데, 이때 솔레노이드 코일(149)에 전원을 인가하여 자기력을 발생시키기 된다. 따라서, 제2 내접기어(145-2)가 고정형 제1 내접기어(145-1)에 고정되며 유성기어(142)와 접촉하게 되는데, 이때 유성기어(142)들이 공전을 하고, 이 유성기어(142)들의 공전이 캐리어(143)를 통해 볼스크류(132)에 전달됨으로써 볼스크류(132)의 감속회전이 이루어지게 된다. 즉, 유성기어(142)의 감속비(기어비) 만큼 모터(150)의 토크를 증폭하여 축력을 발생시켜 필요한 제동력을 얻게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 제2 내접기어(145-2)는 인너 패드플레이트(111)에 축력을 부여하는 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 닿기 전에 유성기어(142)와 캐리어(143)에 치합되는데, 유성기어(142)의 감속비 없이 모터(150)의 회전속도로 볼스크류(132)를 회전시켜 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(121)에 도달하는 시간을 단축시킨다.

그러면, 상기와 같은 구조를 갖는 전자식 브레이크 시스템의 동작에 대해 설명하기로 한다.

모터(150)가 제동을 위해 회전하면, 상기 모터(150)와 연결되는 감속기(140)를 회전시킨다. 감속기(140)는 모터(150)의 회전력에 의해 회전되어 모터(150)의 회전력을 볼스크류(132)로 증폭시키거나 또는 감속비 없이 전달한다. 볼스크류(132)는 볼너트(131)를 회전시켜 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 도달하게 한다. 그리고 볼너트(131)에 의해 인너 패드플레이트(111)를 디스크(1) 측으로 가압시킨다.

구체적으로, 모터(150)는 이 모터(150)의 회전축(151)에 연결된 태양기어(141)를 회전시킨다. 태양기어(141)는 이 태양기어(141)와 치합되는 유성기어들(142)을 회전시킨다. 유성기어(142)는 이 유성기어(142)의 축(142a)과 연결되는 캐리어(143)와 함께 제2 내접기어(145-2)를 회전시킨다. 캐리어(143)는 이 캐리어(143)와 나사 결합된 볼스크류(132)를 회전시킨다.

상기의 과정에서 유성기어(142)는 상술한 바와 같이 캐리어(143)와 함께 제2 내접기어(145-2)와 치합되는데, 이에 따라 볼스크류(132)는 유성기어(142)의 감속비 없이 모터(150)의 회전속도를 전달받아 회전된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서 볼스크류(132)는 유성기어(142)의 감속비 없이 모터(150)의 회전속도로 회전될 수 있으므로 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 상기의 과정에서 볼스크류(132)가 지속적으로 회전되어 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 도달하게 되면, 인너 패드플레이트(111)의 가압에 의한 반력이 생기면서 볼너트(132)에 부하가 발생하며 모터(150)에 인가되는 전류가 증가한다. 이에, 솔레노이드 코일(149)에 전원이 인가되어 자기력이 발생하게 되는데, 이 자기력에 의하여 제2 내접기어(145-2)의 가이드홈(147)에 걸려있는 가이드로드(146)가 이동하며 제2 내접기어(145-2)와 함께 이동하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 내접기어(145-2)는 유성기어(142) 및 제1 내접기어(145-1) 사이에서 치합된다. 이에 따라 볼스크류(132)는 유성기어(142)의 감속비 만큼 모터(150)의 토크를 증폭하여 축력을 발생시키게 된다.

즉, 모터(150)의 구동력이 감속기(140)를 통해 증폭된 상태에서 볼스크류(132)로 전달되고, 볼스크류(132)의 회전방향에 따라 볼너트(131)가 직선왕복운동을 하면서 인너 패드플레이트(111)를 디스크(1) 쪽으로 압박함과 함께 캘리퍼 하우징(120)이 슬라이딩되어 아웃터 패드플레이트(112)를 디스크(1)와 접촉되도록 압박함으로써 제동작용을 수행하게 된다.

한편, 상기 볼너트(131)에 부하가 발생하지 않을 경우 즉, 무부하인 경우 솔레노이드 코일(149)에 인가되는 전원이 차단되는데, 이때 가이드로드(146)의 타측 끝단부에 마련된 지지 스프링(148)에 의하여 가이드로드(146)가 원위치로 복귀하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 가이드로드(146)가 원위치로 복귀됨에 따라 제2 내접기어(145-2)가 함께 이동하며 캐리어(143) 및 유성기어(142)와 치합되게 된다.

결과적으로, 본 발명의 실시예에서는 모터(150)가 회전되어 인너 패드플레이트(111)를 가압하는 과정에서 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 닿지 않는 무부하 구간에서는 제2 내접기어(145-2)가 캐리어(143) 및 유성기어(142)에 치합되어 유성기어(142)의 감속비 없이 모터(150)의 회전속도를 볼스크류(132)에 전달하고, 볼너트(131)가 인너 패드플레이트(111)에 닿아 반력이 발생되는 부하 구간에서는 자기력에 의하여 제2 내접기어(145-2)가 후퇴하며 유성기어(142)와 제1 내접기어(145-1) 사이에서 치합되어 유성기어(142)의 감속비 만큼 모터(150)의 토크를 증폭하여 볼스크류(132)에 전달하게 된다. 즉, 반력이 발생하는 구간에서만 감속이 이루어지도록 함으로써 전자식 브레이크 시스템의 응답성이 향상되게 된다.

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 : 베이스 캐리어 120 : 캘리퍼 하우징
130 : 가압부재 131 : 볼너트
132 : 볼스크류 140 : 감속기
141 : 태양기어 142 : 유성기어
143 : 캐리어 145 : 내접기어 유닛
145-1 : 제1 내접기어 145-2 : 제2 내접기어
146 : 가이드로드 147 : 가이드홈
148 : 지지 스프링 149 : 솔레노이드 코일
150 : 모터 160 : 포스센서

Claims

디스크의 가압을 위한 한 쌍의 패드플레이트가 진퇴 가능하게 설치된 베이스 캐리어;
상기 패드플레이트들의 가압을 위해 상기 베이스 캐리어에 진퇴 가능하게 지지되는 캘리퍼 하우징;
상기 캘리퍼 하우징에 설치되어 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 패드플레이트를 가압하는 볼너트와 상기 볼너트와 결합된 볼스크류를 가지는 가압부재;
상기 볼너트에 설치되어 상기 볼너트의 작동에 의해 발생되는 부하를 감지하는 포스센서;
상기 가압부재를 동작시키기 위한 회전력을 발생시키는 모터; 및
상기 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 상기 가압부재에 전달하는 감속기를 구비하고,
상기 감속기는 상기 포스센서로부터 감지된 부하의 유무에 의해 감속비를 변환하도록 이루어지며, 상기 모터의 회전축에 설치되는 태양기어; 상기 태양기어와 치합되도록 태양기어 주위에 배치된 복수의 유성기어; 상기 유성기어들과 연결되어 상기 볼스크류를 회전시키는 캐리어; 및 상기 유성기어와 치합되어 상기 모터의 회전력을 증폭시키거나 또는 감속비 없이 상기 볼스크류로 전달하는 내접기어 유닛;을 포함하고,
상기 내접기어 유닛은 상기 유성기어들의 외측에 고정된 제1 내접기어; 상기 제1 내접기어와 이격되어 상기 유성기어 및 캐리어와 치합되는 제2 내접기어; 및 상기 제1 내접기어에 마련되어 상기 포스센서로부터 감지된 부하의 유무에 따라 상기 제2 내접기어를 진퇴시키는 이동수단;을 구비하고, 상기 제2 내접기어는 진퇴에 의해 상기 유성기어 및 캐리어와 치합되어 회전력을 전달하거나 상기 유성기어와 제1 내접기어 사이에서 치합되어 회전력을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 이동수단은,
상기 제1 내접기어에 형성된 수용부에 마련되어 일측 끝단부가 제2 내접기어를 향하여 굴곡된 가이드로드;
상기 제2 내접기어에 상기 가이드로드의 굴곡진 일측 끝단부가 삽입되도록 형성된 가이드홈;
상기 가이드로드의 타측 끝단부에 마련되어 가이드로드를 피스톤 방향으로 가압하는 지지 스프링; 및
상기 볼너트에 부하가 발생시 상기 가이드로드를 지지 스프링 쪽으로 이동시키도록 전원을 인가받아 자기력을 발생시키는 솔레노이드 코일;을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
제2 내접기어의 내주면에는 캐리어 및 유성기어의 기어이와 치합되는 제1기어이가 마련되고, 외주면에는 제1 내접기어의 기어이와 치합되는 제2기어이가 마련된 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 내접기어는 상기 모터의 회전에 의해 상기 볼너트가 상기 패드플레이트에 닿기 전 상기 캐리어 및 유성기어와 치합되는 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 내접기어는 상기 볼너트가 상기 패드플레이트에 닿으면 상기 제2 내접기어가 후퇴하며 상기 유성기어 및 제1 내접기어와 치합되는 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 내접기어는 고정형 내접기어이고,
상기 제2 내접기어는 상기 캐리어 및 유성기어와 치합되어 회전되는 회전형 내접기어인 것을 특징으로 하는 전자식 브레이크 시스템.