KR101818981B1 - 전자식 주차 브레이크 - Google Patents

Abstract

전자식 주차 브레이크가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크; 상기 디스크의 제동을 위해 상기 디스크의 양측에 각각 배치되며 상기 디스크와 접하는 쪽에 각각 마찰패드가 부착된 제1패드플레이트와 제2패드플레이트; 상기 두 패드플레이트를 지지하도록 차체에 고정되며, 상기 두 패드플레이트를 상기 디스크 쪽으로 각각 가압하도록 대향되게 배치된 제1 및 제2피스톤이 내장되는 제1 및 제2실린더를 갖춘 하우징; 상기 제1피스톤과 제1실린더 사이 및 상기 제2피스톤과 제2실린더 사이를 연결하며 내부에 오일에 저장된 유로부; 및 상기 하우징을 관통하도록 설치되어 상기 유로부 내의 오일을 가압하도록 이루어진 액추에이터;를 포함하는 전자식 주차 브레이크가 제공될 수 있다.

Description

전자식 주차 브레이크{Motor parking brake}

본 발명은 전자식 주차 브레이크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 주차 전용으로 사용되는 전자식 주차 브레이크에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 차량을 감속시키거나 정지시키기 위한 장치로서 드럼 브레이크와 디스크 브레이크가 있다. 이 중 디스크 브레이크는 제동유압에 의해 진퇴 운동하도록 피스톤이 내장된 캘리퍼 하우징과, 패드가 부착된 한 쌍의 패드플레이트가 설치되며 차체에 고정되는 캐리어와, 한 쌍의 패드플레이트 사이에 외주면 일부가 삽입되면서 휠과 함께 회전하는 디스크를 구비한다. 캘리퍼 하우징에는 피스톤의 설치를 위한 실린더가 마련되며, 실린더 내벽과 피스톤 외벽 사이에는 브레이크 오일의 누수를 방지하고 제동유압이 해제된 상태에서 피스톤을 복귀시키는 시일이 마련된다.

피스톤은 제동유압에 의해 진퇴하며 제동시 일측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 밀게 되며, 피스톤과 마주보는 쪽 캘리퍼 하우징에는 타측 패드플레이트를 디스크 쪽으로 가압하기 위한 핑거부가 마련된다. 캘리퍼 하우징은 피스톤의 운동방향과 동일한 방향으로 슬라이딩되도록 가이드로드를 통해 캐리어에 슬라이딩 결합된다. 즉, 피스톤가 일측 패드플레이트를 가압함에 따라 발생되는 반력에 의해 캘리퍼 하우징이 이동하며 핑거부가 타측 패드플레이트를 가압하여 제동이 이루어지게 된다.

최근에는 상기와 같은 디스크 브레이크의 구동을 전기모터를 이용하여 기계적으로 피스톤을 가압함으로써 제동력이 발생되도록 이루어진 전자식 디스크 브레이크인 모터 온 캘리퍼 타입(Motor on Caliper type)의 브레이크가 사용되고 있다.

전자식 디스크 브레이크는 통상적인 유압식 디스크 브레이크와 다르게 패드플레이트를 가압하는 구동장치의 동력원으로 전기에 의해 동작하는 전기모터를 채용한 것이다.

대한민국 공개특허 제2000-0014476호에는 이러한 전자식 디스크 브레이크의 예가 개시되어 있다. 개시된 전자식 디스크 브레이크는 구동력을 발생시키는 전기모터와, 전기모터로부터 발생된 구동력을 증폭시키는 감속기와, 감속기로부터 회전력을 전달받아 직선운동으로 변환하여 피스톤에 전달하는 스핀들유닛을 포함하여, 피스톤의 가압에 의한 반력에 따라 캘리퍼 하우징이 이동하며 디스크를 가압함으로써 제동력이 발생하게 된다.

한편, 상기와 같이 피스톤의 가압에 따른 반력을 통해 캘리퍼 하우징이 이동하며 제동력을 발생시키는 브레이크를 통상적으로 유동형 캘리퍼(Floating Type Caliper)라하며, 캘리퍼 하우징의 반력을 이용하지 않고 차체에 고정되어 유압에 의해 한 쌍의 패드플레이트를 디스크로 밀어 제동력을 발생시키는 구조를 갖는 브레이크를 고정형 캘리퍼(Fixed Type Caliper)라 한다.

여기서 고정형 캘리퍼는 디스크를 사이에 두고 서로 대향하는 한 쌍의 피스톤과 한 쌍의 패드플레이트를 마련하도록 이루어져, 각각의 피스톤의 전방에 배치된 각각의 패드플레이트를 가압함으로써 제동력을 발생시키게 된다.

그러나, 기존의 모터 온 캘리퍼는 하나의 스핀들유닛을 이용하여 피스톤을 기계적으로 푸시하기 때문에 반력이 발생하는 플로팅 타입의 캘리퍼 구조에만 사용할 수 있었고 고정형 타입의 캘리퍼에는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제2000-0014476호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고정형 타이입의 캘리퍼 구조에 모터 온 캘리퍼 구조를 적용하여 사용할 수 있는 전자식 주차 브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크; 상기 디스크의 제동을 위해 상기 디스크의 양측에 각각 배치되며 상기 디스크와 접하는 쪽에 각각 마찰패드가 부착된 제1패드플레이트와 제2패드플레이트; 상기 두 패드플레이트를 지지하도록 차체에 고정되며, 상기 두 패드플레이트를 상기 디스크 쪽으로 각각 가압하도록 대향되게 배치된 제1 및 제2피스톤이 내장되는 제1 및 제2실린더를 갖춘 하우징; 상기 제1피스톤과 제1실린더 사이 및 상기 제2피스톤과 제2실린더 사이를 연결하며 내부에 오일에 저장된 유로부; 및 상기 하우징을 관통하도록 설치되어 상기 유로부 내의 오일을 가압하도록 이루어진 액추에이터;를 포함하는 전자식 주차 브레이크가 제공될 수 있다.

또한, 상기 유로부는, 상기 제1 및 제2피스톤을 통해 각 실린더 내에 형성된 제1압축챔버와 제2압축챔버; 및 상기 두 압축챔버가 연통되도록 상기 하우징 내에 형성된 연결유로;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 유로부는 하우징 내에서 독립적인 유압회로를 갖도록 밀폐될 수 있다.

또한, 상기 액추에이터는, 상기 하우징을 관통하도록 설치된 스크류부재와 상기 스크류부재와 나사결합되어 상기 유로부 내에 배치되는 너트부재를 구비하는 스핀들유닛; 상기 스핀들유닛과 연결되는 감속기; 및 상기 감속기를 정역회전시키는 모터;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 스핀들유닛의 너트부재의 단면적은 상기 각 피스톤의 단면적 보다 작은 단면적을 갖도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크는 차량에 설치되는 일반적인 주 브레이크(디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크)와 별도로 주차 전용을 위해 설치됨에 따라 제동시의 드레그 문제가 없으며, 주 브레이크의 제동감에 영향을 미치지 않는다.

또한, 피스톤을 가압하기 위하여 오일이 저장된 유로부가 밀폐되어 독립된 유압회로를 갖춤으로써 파스칼의 원리에 따라 힘이 증폭되어 감속기의 감속비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

아울러, 액추에이터가 밀폐된 유로부 내의 오일을 가압하도록만 설치되더라도 무방하기 때문에 액추에이터를 선택적으로 임의의 위치에 장착할 수 있어 설계가 자유롭다는 장점이 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 전자식 주차 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크가 작동된 상태를 나타내는 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 상기 전자식 주차 브레이크가 작동된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전자식 주차 브레이크(100)는 차량의 휠(미도시)과 함께 회전하는 디스크(D)의 양측을 가압하도록 디스크(D)의 양측에 배치된 제1 및 제2패드플레이트(101,102)와, 두 패드플레이트(101,102)를 지지하며 한 쌍의 피스톤(121,122)이 서로 대향되도록 형성된 한 쌍의 실린더(111,112)를 갖춘 하우징(110)과, 하우징(110)에 형성된 유로부(130), 및 유로부(130) 내의 오일을 가압하도록 이루어진 액추에이터(140)를 포함한다.

제1패드플레이트(101)와 제2패드플레이트(102)는 하우징(110)의 중앙에 회전이 제한되도록 지지된 상태에서 디스크(D) 쪽으로 진퇴하도록 설치되며, 디스크(D)와 접하는 쪽의 각 패드플레이트(101,102)의 일면에는 패드플레이트(101,102)가 가압될 때 디스크(D)의 제동이 이루어지도록 하는 통상의 마찰패드(103,104)가 부착된다.

이때, 각 패드플레이트(101,102)를 회전이 제한된 상태로 진퇴가능하도록 하우징(110)에 설치하는 것은 이 기술에 속한 당업자에게는 자명한 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

하우징(110)은 하부 일측의 고정부(115)가 차체(미도시)에 고정되는 구조로 마련되며, 두 패드플레이트(101,102)의 설치 및 디스크(D)의 진입이 가능하도록 중앙부가 개방된 구조로 마련된다. 즉, 하우징(110)은 양측에 서로 이격된 제1실린더(111)와 제2실린더(112)를 갖추고, 상기 제1 및 제2실린더(111,112)는 상부에 형성된 연결부(113)에 의하여 연결된 일체형 구조를 갖는다. 또한, 제1실린더(111)와 제2실린더(112) 내부에는 두 패드플레이트(101,102)를 디스크(D) 쪽으로 가압하기 위한 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)이 각각 설치된다. 이때, 하우징(110)에는 제1피스톤(121)과 제1실린더(111) 사이 및 제2피스톤(122)과 제2실린더(112) 사이를 연결하는 유로부(130)가 형성된다.

보다 구체적으로, 유로부(130)는 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)을 통해 각 실린더(111,112) 내에 형성되는 제1압축챔버(131)와 제2압축챔버(132), 및 두 압축챔버(131,132)가 연통되도록 하우징(110) 내에 형성된 연결유로(133)를 구비한다. 즉, 각 실린더(111,112) 내부는 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)에 의해 밀폐되며, 각 피스톤(121,122)의 후단부와 실린더(111,112)의 후방벽이 이격되어 압축챔버(131,132)가 형성된다. 이 압축챔버(131,132)의 상측으로부터 연결부(113)를 관통하여 형성된 연결유로(133)에 의해 압축챔버들(131,132)은 연통되게 된다. 이러한 유로부(130) 내에는 오일이 저장된다. 이에 따라, 유로부(130)는 밀폐되면 독립된 회로를 구성하게 된다.

액추에이터(140)는 하우징(110)을 관통하도록 설치되어 유로부(130) 내의 오일을 가압하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 액추에이터(140)는 하우징(110)을 관통하여 설치된 스크류부재(146)와 상기 스크류부재(146)와 나사결합된 너트부재(147)를 구비하는 스핀들유닛(145), 구동력을 발생하는 모터(141), 및 모터(141)와 연결되어 모터(141)의 회전력을 스핀들유닛(145)에 전달하는 감속기(142)를 구비한다.

모터(141)는 정역회전되며 감속기(142)를 통해 스핀들유닛(145)에 회전력을 전달한다. 이때, 감속기(142)는 모터(141)의 구동력을 증폭시키는 공지된 기술로서, 평기어 조립체 또는 유성기어 조립체 등의 구조를 갖는다.

스핀들유닛(145)은 모터(141)의 구동력을 감속기(142)를 통해 전달받아 회전운동을 직선운동을 변환하도록 이루어진다. 즉, 스크류부재(146)와 나사결합된 너트부재(147)가 스크류부재(146)의 회전방향에 따라 스크류부재(146)의 길이방향으로 진퇴하게 된다. 이때, 너트부재(147)는 진퇴 운동하며 유로부(130) 내의 오일을 가압하도록 유로부(130) 내에 배치된다. 예컨대, 도시된 바에 따르면, 스크류부재(146)는 제1실린더(111)의 후방으로부터 관통하여 설치되고, 너트부재(147)는 스크류부재(146)와 나사결합되어 제1실린더(111) 내에 배치된다. 이에, 너트부재(147)가 전진함에 따라 제1압축챔버(131) 내의 오일을 가압함으로써 가압된 오일에 의해 제1피스톤(121)이 전진하며, 이와 동시에 연결유로(133)를 통해 압력이 제2압축챔버(132)로 전달되어 제2피스톤(122)이 전진하게 된다. 즉, 제1 및 제2피스톤(121,122)이 함께 마주보는 방향으로 이동하며 제1 및 제2패드플레이트(101,102)를 가압함으로써 각 패드플레이트(101,102)에 부착된 마찰패드(103,104)가 디스크(D)를 잡아 제동이 이루어지게 된다.

이러한 주차 제동력은 스핀들유닛(145)에 의해 유로부(130) 내의 오일이 가압된 상태에서 발생되는 반력이 스핀들유닛(145)에 전달되나, 스크류부재(146)와 너트부재(147)의 나사결합에 의한 마찰력으로 너트부재(147)가 이동되지 않아 압력이 유지되게 된다.

상기와 같이, 밀폐된 유로부(130) 내를 가압하여 제1 및 제2피스톤(121,122)을 동작시키는 것은 파스칼의 원리에 의하여 작은 힘으로 각 피스톤(121,122)을 이동시킬 수 있게 된다. 여기서, 파스칼의 원리는 좁은 면적에서 작은 힘을 가하더라도 전달되는 다른 쪽의 단면적을 넓히면 큰 힘으로 작용할 수 있는 법칙이다. 이에, 너트부재(147)의 단면적은 각 피스톤(121,122)의 단면적 보다 작은 단면적을 갖도록 이루어지며, 파스칼의 원리에 따라 힘이 증폭되어 감속기(142)의 감속비를 줄일 수 있는 효과가 발생된다.

한편, 액추에이터(140)는 밀폐된 유로부(130) 내의 오일을 가압하도록만 설치되더라도 무방하기 때문에 액추에이터(140)를 선택적으로 임의의 위치에 장착할 수 있어 설계가 자유롭다는 장점이 있다.

그러면, 상기와 같은 전자식 주차 브레이크를 이용하여 주차 제동력을 발생시키는 상태를 설명하기로 한다.

먼저, 주차 제동력을 발생시키기 위해 모터(141)가 구동력을 발생하면 감속기(142)에 의해 증폭된 회전력이 스핀들유닛(145)에 전달된다. 이에, 너트부재(147)가 스크류부재(146)로부터 길이방향으로 전진하며 유로부(130) 내의 오일을 가압하게 된다. 즉, 제1압축챔버(131)의 오일을 가압하여 발생된 압력이 제1피스톤(121)을 전진시킴과 동시에, 이 압력은 연결유로(133)를 통해 제2압축챔버(132)로 전달되어 제2피스톤(122)을 전지시키게 된다. 이에 따라, 제1피스톤(121)과 제2피스톤(122)이 서로 마주보는 방향으로 이동하며 제1 및 제2패드플레이트(101,102)를 가압함으로써 두 패드플레이트(101,102)에 부착된 마찰패드(103,104)가 디스크(D)를 잡아 주차 제동력이 발생된다.

여기서, 유로부(130)가 밀폐된 상태로 마련됨에 따라 파스칼의 원리에 의해 적은 힘으로 피스톤(121,122)을 용이하게 이동시킬 수 있게 된다. 또한, 힘이 증폭되어 감속기(142)의 감속비를 줄일 수 있게 된다. 한편, 오일을 가압시 반력이 발생되더라도 나사결합에 따른 마찰력으로 너트부재(147)가 이동되지 않아 주차 제동력이 발생된 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크(100)는 하우징(110) 내에 유압회로가 독립적으로 마련되어 있기 때문에 전용 주차 브레이크로 사용되며, 이에 차량에는 일반적인 유압 브레이크를 사용하는 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크를 별도로 장착하여 사용하도록 이루어진다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크(100)는 주차 전용 브레이크로 사용되어 파킹시 주 브레이크(디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크)를 사용하지 않기 때문에 드레그 문제가 없어 주 브레이크의 제동감에 영향을 미치지 않는다.

다음으로, 주차 제동력을 해제할 경우 모터(141)에 의해 발생되는 회전력이 제동시의 반대방향으로 발생되도록 이루어짐에 따라 너트부재(147)가 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이에 유로부(130) 내의 오일에 발생된 압력이 해제되며 제1 및 제2피스톤(121,122)과 함께 각 패드플레이트(101,102)가 원래의 위치로 복귀하며 주차 제동력이 해제된다.

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.

D : 디스크 100 : 전자식 주차 브레이크
101 : 제1패드플레이트 102 : 제2패드플레이트
110 : 하우징 111 : 제1실린더
112 : 제2실린더 113 : 연결부
121 : 제1피스톤 122 : 제2피스톤
130 : 유압부 131 : 제1압축챔버
132 : 제2압축챔버 133 : 연결유로
140 : 액추에이터 145 : 스핀들유닛
146 : 스크류부재 147 : 너트부재

Claims (5)

1. 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크;
   상기 디스크의 제동을 위해 상기 디스크의 양측에 각각 배치되며 상기 디스크와 접하는 쪽에 각각 마찰패드가 부착된 제1패드플레이트와 제2패드플레이트;
   상기 두 패드플레이트를 지지하도록 차체에 고정되며, 상기 두 패드플레이트를 상기 디스크 쪽으로 각각 가압하도록 대향되게 배치된 제1 및 제2피스톤이 내장되는 제1 및 제2실린더를 갖춘 하우징;
   상기 제1피스톤과 제1실린더 사이 및 상기 제2피스톤과 제2실린더 사이를 연결하며 내부에 오일에 저장된 유로부; 및
   상기 하우징을 관통하도록 설치되어 상기 유로부 내의 오일을 가압하도록 이루어진 액추에이터;를 포함하고,
   상기 액추에이터는,
   상기 하우징을 관통하도록 설치된 스크류부재와 상기 스크류부재와 나사결합되어 상기 유로부 내에 배치되는 너트부재를 구비하는 스핀들유닛;
   상기 스핀들유닛과 연결되는 감속기; 및
   상기 감속기를 정역회전시키는 모터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유로부는,
   상기 제1 및 제2피스톤을 통해 각 실린더 내에 형성된 제1압축챔버와 제2압축챔버; 및
   상기 두 압축챔버가 연통되도록 상기 하우징 내에 형성된 연결유로;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유로부는 하우징 내에서 독립적인 유압회로를 갖도록 밀폐된 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 스핀들유닛의 너트부재의 단면적은 상기 각 피스톤의 단면적 보다 작은 단면적을 갖도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크.
   

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