KR102248904B1 - 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치 - Google Patents

차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치에 관한 것으로서, 하우징부; 상기 하우징부에 장착되고 회전력을 제공하는 회전력 공급부; 상기 회전력 공급부의 작동시 회전력을 공급받아 회전하는 회전부; 상기 회전부의 내측에 위치하며 상기 회전부의 회전시 연동작동하면서 직선이동하여 브레이크 패드를 가압하는 직선이동부; 상기 하우징부에 연결되며 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 공급하는 유압공급부; 및 상기 하우징부에 연결되며, 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 공급하는 유압공급부;를 포함한다.
본 발명에 따른, 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 평상시 회전력 공급부를 통해 차량이 제동이 이루어지고, 제동토크의 한계 또는 회전력 공급부의 고장시 유압공급부를 통해 차량의 제동이 이루어짐으로써, 제동 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치{DOUBLE SAFTY TYPE BRAKE APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기에너지와 유압을 단일 또는 조합하여 사용할 수 있으면서도 큰 구동력을 제공할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 브레이크(Brake)는 주행하는 자동차를 감속 또는 정지시킴과 동시에, 주차상태를 유지하기 위해 사용하는 제동장치이다.
차량에 사용되는 브레이크는 주로 마찰식 브레이크가 사용되며, 차륜과 함께 회전하는 디스크의 양쪽에 패드가 설치되며, 유압에 의해 패드가 이동되어 디스크를 가압하므로 제동기능을 수행한다.
최근 전기차 시장의 활성화에 따라, 유압식 제동장치의 개발 경향은 엔진부압에 의한 진공장치 대신에 모터식 진공펌프가 사용되거나, 전자제어식 브레이크가 사용된다.
전기차에 적용되는 유압식 제동장치는 두 가지 방식을 채택하고 있으며, 모터구동으로 유압을 발생하여 부스팅 하는 방식과, 펌프를 구동 및 축압하여 유압을 분출하는 방식이 사용된다.
종래에는 전기차를 포함한 차량에 사용되는 브레이크는 유압에 의해 동작되거나 전기에 의해 동작되는 단일 구동방식이므로 차량의 제동 안정성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1654813호(2016.08.31.) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-099270호(2014.08.11.)
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 회전력 공급부와 유압공급부를 통해 전기에너지와 유압을 단일 또는 조합하여 사용할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 회전력 공급부의 구조를 개선하여 기존모터보다 큰 구동력을 제공할 수 있는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 하우징부; 상기 하우징부에 장착되고 회전력을 제공하는 회전력 공급부; 상기 회전력 공급부의 작동시 회전력을 공급받아 회전하는 회전부; 상기 회전부의 내측에 위치하며 상기 회전부의 회전시 연동작동하면서 직선이동하여 브레이크 패드를 가압하는 직선이동부; 및 상기 하우징부에 연결되며, 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 공급하는 유압공급부;를 포함한다.
그리고 상기 회전력 공급부는 상기 회전부와 유압공급부의 사이에 위치한 직선이동부에 장착되고 회전력을 제공하는 모터; 및 상기 모터의 회전력을 공급받아 회전작동하고, 일단에는 선 기어 연결부가 형성되며, 상기 회전부에 회전력을 전달하는 로터;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전부는 상기 로터의 선 기어 연결부와 일체로 구성되는 선 기어; 상기 선 기어의 외주면에 배치되는 링 기어; 상기 선 기어와 링 기어의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어; 원통 형상으로 형성되는 회전몸체; 상기 직선이동부와 마주하는 상기 회전몸체의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부; 및 상기 유성기어와 회전몸체의 측면을 고정하는 회전고정구;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상기 회전부는 선 기어; 상기 선 기어의 외주면에 배치되는 링 기어; 상기 선 기어와 링 기어의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어; 원통 형상으로 형성되는 회전몸체; 상기 직선이동부와 마주하는 상기 회전몸체의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부; 및 상기 유성기어와 회전몸체의 측면을 고정하는 회전고정구;를 포함하고,
상기 회전력 공급부는 벨트 장착홈이 형성되는 하우징부의 외부에 장착되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 결합되고 회전부의 동일선상에 배치되는 구동 풀리; 상기 직선이동부를 구성하는 직선이동몸체의 외 측에 장착되고 선기어에 회전력을 전달하는 종동 풀리; 및 상기 하우징부의 벨트 장착홈을 관통하고 상기 구동 풀리와 종동 풀리에 감기는 타이밍 벨트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 직선이동부는 회전부를 구성하는 내측나선홈부에 대응하는 나선형의 홈이 외측에 구비되며, 상기 하우징부의 내측에 회전이 구속된 상태로 설치되는 직선이동몸체; 상기 직선이동몸체를 관통하여 설치되는 연결부재; 상기 직선이동몸체의 일 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 연결부재와 함께 이동되어, 상기 브레이크 패드를 가압하는 가압부재; 상기 직선이동몸체의 타 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 유압공급부를 통해 공급된 유압에 의해 이동이 이루어지는 이동부재; 및 상기 직선이동몸체와 내측나선홈부의 사이에 설치되는 볼베어링;을 포함할 수 있다
또한, 상기 하우징부는 상기 직선이동몸체가 직선 이동되기 위한 제1내측공간을 형성하는 제1하우징; 상기 제1하우징에 일 측에 설치되며, 상기 이동부재가 이동되기 위한 제2내측공간을 형성하는 제2하우징; 상기 제2하우징에 연통되는 제3하우징; 상기 제1하우징과 상기 제2하우징의 사이에 설치되어 상기 제1내측공간과 상기 제2내측공간을 구획하는 제1경계부재; 및 상기 제2하우징과 상기 제3하우징 사이에 설치되며, 제어부의 제어신호에 의해 동작되어 유로를 개폐하여, 상기 유압공급부를 통해 상기 제2하우징으로 공급된 유압이 상기 제3하우징으로 이동되는 동작을 제어하는 제어밸브부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1하우징의 내측에는 윤활기능을 수행하는 제1작동유체가 구비되고, 상기 이동부재와 상기 제1경계부재의 사이에는 액체 상태의 제2작동유체가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제3하우징의 내측에는 상기 제3하우징의 내측으로 이동된 제2작동유체를 상기 제2하우징을 향한 방향으로 탄성 가압할 수 있도록 리턴부가 더 장착되고, 상기 리턴부는 상기 제3하우징의 내측 공간을 구획하는 판 형상의 리턴패널; 및 상기 리턴패널을 탄성 지지하는 리턴스프링;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른, 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 평상시 회전력 공급부를 통해 차량이 제동이 이루어지고, 제동토크의 한계 또는 회전력 공급부의 고장시 유압공급부를 통해 차량의 제동이 이루어짐으로써, 제동 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 회전력 공급부의 구조를 개선하여 기존모터보다 큰 구동력을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 크기를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 설치상태를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도.
도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 회전력 공급부와 회전부의 결합관계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 직선이동부를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 나타낸 블록도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 설치상태를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 일 실시 예를 나타낸 단면도이며, 도 3 및 4는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 5(a) 내지 5(c)는 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 회전력 공급부와 회전부의 결합관계를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치를 구성하는 직선이동부를 나타낸 단면도이다.
먼저, 본원발명인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 차량의 각 바퀴의 제동을 개별적으로 제어하므로, EMB(Electro Mechanical Break), ESC(Electronic Stability Control) 및 ABS(Anti-lock Brake System) 등의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 응답성이 우수한 EMB 시스템을 초소형 전기차에 도입하여 전기모터와 유압을 이용한 제동을 단독 또는 조합하여 구현할 수 있을 뿐만 아니라 큰 구동력을 제공할 수 있으므로 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 도시된 도 1 내지 3과 같이, 하우징부(200), 회전력 공급부(300), 회전부(400), 직선이동부(500), 유압공급부(600), 리턴부(700), 감속부(800)를 포함한다.
상기 하우징부(200)는 차량의 각 차륜에 설치된다.
그리고 상기 하우징부(200)는 제1하우징(210)과 제2하우징(230) 및 제3하우징(250)으로 구성되어, 상기 회전부(400), 직선이동부(500), 리턴부(700) 등 주요부품의 외측을 감싸게 된다.
여기서, 상기 하우징부(200)는 형상이 도시된 도면에 한정되지 않으면 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 본원발명에서 상기 하우징부(200)는 제1하우징(210)과 제2하우징(230) 및 제3하우징(250)이 일체로 형성되는 예를 들어 설명한다.
상기 제1하우징(210)은 내부에 회전력 공급부(300), 회전부(400), 직선이동부(500)가 설치되고, 중앙 부분에는 수평방향으로 상기 직선이동부(500)를 구성하는 직선이동몸체가 직선 이동될 수 있도록 제1내측공간(220)이 형성된다.
그리고 상기 제1하우징(210)은 회전력 공급부(300)의 설치 위치에 따라 외면에 벨트 장착홈(212)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 벨트 장착홈(212)의 내면에는 후설 할 회전력 공급부(300)의 타이밍 벨트를 따라 유입되는 이물질을 제거할 수 있도록 브러쉬(214)가 장착되고, 일 측에는 이물질을 외부로 배출하면서도 냉각할 수 있도록 송풍기(216)가 장착된다.
또한, 직선이동부(500)를 구성하는 가압부재가 위치하는 제1하우징(210)의 제1내측공간(220)에는 가압부재를 냉각시키면서도 외부온도에 따른 편차에 의한 가압부재의 손상을 방지할 수 있도록 내부에 점성을 가지는 액체가 구비된 온도유지부(218)가 선택적으로 장착된다.
상기 제2하우징(230)은 제1하우징(210)의 일 측에 형성되고, 상기 직선이동부(500)를 구성하는 이동부재가 이동될 수 있도록 제1내측공간(220)과 동일선상으로 제2내측공간(240)이 형성된다.
그리고 상기 제1하우징(210)과 제2하우징(230)의 사이에는 제1내측공간(220)과 제2내측공간(240)을 구획하는 제1경계부재(270)가 설치된다.
여기서, 상기 제1경계부재(270)는 격벽 형상으로 형성되고, 상기 직선이동부(500)를 구성하는 연결부재가 관통할 수 있도록 중앙 부분에 경계부재 관통공(272)이 형성된다.
상기 제3하우징(250)은 제2하우징의 둘레를 따라 어느 일 측에 형성되고, 내부에는 제2내측공간(240)과 연통되는 제3내측공간(260)이 형성된다.
즉, 상기 제3내측공간(260)은 직선이동부(500)를 구성하는 이동부재를 통해 좌우 양측으로 구획되고, 상기 이동부재를 중심으로 제3내측공간(260)의 좌측에는 제2작동유체(292)가 충진되며, 제3내측공간(260)의 우측에는 제3작동유체(293)가 충진된다.
또한, 상기 하우징부(200)는 상기 직선이동부(500)가 이동되기 위한 제1하우징(210)의 내측에 윤활기능을 수행하는 제1작동유체(291)가 구비되고, 상기 직선이동부(500)의 이동부재와 제1경계부재(270)의 사이에는 액체 상태의 제2작동유체(292)가 구비되며, 상기 직선이동부(500)의 이동부재와 유압공급부(600)의 사이에는 브레이크오일 성분의 제3작동유체(293)가 구비된다.
여기서, 상기 제1작동유체(291)와 제2작동유체(292) 및 제3작동유체(293)는 환경 및 목적 등에 따라 달라질 수 있으며, 본원발명에서 상기 제1작동유체(292)는 윤활오일이 사용되고, 상기 제2작동유체(293)와 제3작동유체(294)는 브레이크오일이 사용된다.
상기 회전력 공급부(300)는 하우징부(200)의 내측에 고정되며 자기장을 형성하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 자석이나 전자석이 사용될 수 있다.
본원발명에 상기 회전력 공급부(300)는 영구자석을 사용하며 상기 제1하우징(210)의 내측에 고정된 상태로 설치된다.
또한, 상기 회전력 공급부(300)는 큰 구동력을 제공할 수 있도록 도시된 도 5(b) 및 5(c)와 같이 구성될 수 있다.
먼저, 도시된 도 5(b)의 회전력 공급부(300)는 상기 회전부(400)와 유압공급부(600)의 사이에 위치한 직선이동부(500)에 장착되고 회전력을 제공하는 모터(310) 및 상기 모터(310)의 회전력을 공급받아 회전작동하고, 일단에는 선 기어 연결부(330)가 형성되며, 상기 회전부(400)에 회전력을 전달하는 로터(320)로 구성될 수 있다.
즉, 상기 회전력 공급부(300)는 전기에너지의 공급에 따른 모터(310)의 구동시 상기 로터(320)가 회전작동하면서 선 기어 연결부(330)를 통해 회전부(400)에 회전력을 공급하게 된다.
또한, 도시된 도 5(c)의 상기 회전력 공급부(300)는 벨트 장착홈(212)이 형성되는 하우징부(200)의 외부에 장착되는 구동모터(340), 상기 구동모터(340)의 회전축에 결합되는 구동 풀리(350), 상기 직선이동부(500)를 구성하는 직선이동몸체(510)의 외 측에 장착되고 선기어(462)에 회전력을 전달하는 종동 풀리(360) 및 상기 하우징부(200)의 벨트 장착홈(212)을 관통하고 상기 구동 풀리(350)와 종동 풀리(360)에 감기는 타이밍 벨트(370)로 구성된다.
즉, 상기 회전력 공급부(300)는 전기에너지의 공급에 따른 구동모터(340)의 작동시 상기 구동 풀리(360)가 구동모터(340)의 회전축을 따라 회전하고, 이와 함께 상기 구동 풀리(360)에 감긴 타이밍 벨트(370)도 회전작동하여 종동 풀리(360)를 회전작동시킴에 따라 선기어(462)를 회전작동시키게 된다.
이때, 상기 구동 풀리(350)와 종동 풀리(360) 및 타이밍 벨트(370)는 큰 구동력 등의 목적에 따라 다양한 크기 및 피치를 가질 수 있으며, 상기 선 기어(462)와 결합되는 종동 풀리(360)의 연결부분은 기어 형상으로 형성됨은 당연하다.
상기 회전부(400)는 회전력 공급부(300)의 내측에 위치하며 전기에너지를 이용해 전자기력을 발생시켜 회전을 한다.
본원발명에서 상기 회전부(400)는 원통 형상으로 형성되며, 코일이 권선되는 회전몸체(420)와, 직선이동부(500)와 마주하는 회전몸체(420)의 내측에 나선형으로 홈을 형성하는 내측나선홈부(440)로 이루어진다.
또한, 상기 회전부(400)는 도시된 도 5(b)와 같이 구성될 수 있다.
도시된 도 5(b)의 회전부(400)는 상기 로터(320)의 선 기어 연결부(330)와 일체로 구성되는 선 기어(462), 상기 선 기어(462)의 외주면에 배치되는 링 기어(464), 상기 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어(466), 원통 형상으로 형성되는 회전몸체(420), 상기 직선이동부(500)와 마주하는 상기 회전몸체(420)의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부(440) 및 상기 유성기어(466)와 회전몸체(420)의 측면을 고정하는 회전고정구(468)로 구성된다.
즉, 상기 회전부(400)는 회전력 공급부(300)를 구성하는 선 기어 연결부(330)와 연결된 선 기어(462)의 회전시 상기 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이에 위치한 유성기어(466)가 회전하고, 상기 회전몸체(420)는 유성기어(466)와 연결된 회전고정구(468)를 통해 회전력을 전달받아 회전하게 된다.
보충설명하면, 상기 회전부(400)는 선 기어 연결부(330)의 작동시 선 기어(462)는 제자리에서 회전작동하고, 상기 유성기어(466)은 선 기어(462)와 링 기어(464)의 사이 공간에서 원주 방향으로 회전작동하게 된다. 이때, 상기 유성기어(466)는 회전몸체(420)와 연결된 회전고정구(468)를 통해 상기 회전몸체(420)에 회전력을 전달하게 된다.
이때, 상기 링 기어(464)는 원활한 회전력을 전달할 수 있도록 하우징부(200)에 장착된다.
상기 직선이동부(500)는 고정부(300)의 내측에 위치하고, 상기 회전부(400)의 회전시 연동작동하여 직선 이동함으로써 브레이크 패드(20)를 가압하게 된다.
그리고 상기 직선이동부(500)는 도 6과 같이, 직선이동몸체(510), 외측나선홈부(520), 가압모듈부(540), 연결부재(550), 가압부재(560), 이동부재(570), 볼베어링(580)을 포함한다.
상기 직선이동몸체(510)는 내측나선홈부(440)에 대응하는 나선형의 홈이 외측에 구비되며 하우징부(200)의 내측에 회전이 구속된 상태로 설치된다.
상기 외측나선홈부(520)는 직선이동몸체(510)의 외측에 형성되고 내측나선홈부(440)와 대응되는 나선형의 홈이 형성된다.
이때, 상기 직선이동몸체(510)의 외측나선홈부(520)와 내측나선홈부(440)의 사이에는 볼베어링(580)이 설치되고, 상기 직선이동몸체(510)의 단부는 하우징부(200)에 걸려서 회전이 구속된다.
따라서 상기 회전부(400)가 회전되는 경우, 회전부(400)와 함께 볼베어링(580)에 맞물리는 직선이동몸체(510)는 좌우 직선 방향으로 이동이 이루어진다.
상기 가압모듈부(540)는 직선이동몸체(510)를 관통하는 형상으로 설치되며, 직선이동몸체(510)의 이동시 연동하여 브레이크 패드(20)를 가압하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 가압모듈부(540)는 연결부재(550)와 가압부재(560)와 이동부재(570)를 포함한다.
즉, 상기 가압모듈부(540)는 연결부재(550)와 가압부재(560)와 이동부재(570)로 이루어진 단일의 부재이며, 회전력 공급부(400) 또는 유압공급부(600)의 작동시 브레이크 패드(20)를 가압하므로 제동력을 형성한다.
이때, 상기 연결부재(550)와 직선이동몸체(510)의 사이에는 부시부재(280)가 추가 설치되어 연결부재(550)를 포함한 가압모듈부(540)의 직선 이동시 발생되는 마찰을 감소시키게 된다.
상기 연결부재(550)는 직선이동몸체(510)를 관통하는 형상으로 설치된다.
또한, 상기 연결부재(550)는 봉 형상으로 형성되며, 길이는 직선이동몸체(510)의 길이와 같거나 더 길게 형성된다.
상기 가압부재(560)는 직선이동몸체(510)의 일 측으로 돌출된 연결부재(550)에 연결되고, 상기 연결부재(550)와 함께 이동되어 브레이크 패드(20)를 가압한다.
상기 이동부재(570)는 직선이동몸체(510)의 타측으로 돌출된 연결부재(550)에 연결되며, 유압공급부(600)를 통해 공급된 유압에 의해 이동이 이루어지고, 본원발명에서 상기 이동부재(570)는 판 형상으로 형성되며, 연결부재(550)의 타단에 연결된다.
상기 유압공급부(600)는 부스터부(850)에 연결되며, 부스터부(850)에서 발생된 유압을 하우징부(200)의 내측으로 공급한다.
여기서, 상기 유압공급부(600)는 하우징부(200)에 연결되며 직선이동부(500)를 이동시키는 유압을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 일 실시예에 따른 유압공급부(600)는 유압라인(620)을 포함한다.
그리고 상기 부스터부(850)는 운전자가 브레이크 페달을 가압하는 힘에 의해 이동이 이루어지는 복수의 작동부재를 포함한다. 이러한 부스터부(850)에 복수의 유압라인(620) 일측이 연결되며, 유압라인(620)의 타측은 하우징부(200)의 제3하우징(250)에 연결된다.
따라서 브레이크 페달을 가압하는 동작에 의해 발생된 유압은 유압라인(620)을 통해 하우징부(200)로 이동된다.
상기 리턴부(700)는 제3하우징(250)의 내측에 설치되며, 제3하우징(250)의 내측으로 이동된 제2작동유체(292)를 제2하우징(230)을 향한 방향으로 탄성 가압하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
일 실시예에 따른 상기 리턴부(700)는 리턴패널(720)과 리턴스프링(740)과 연결축(760)을 포함한다.
상기 리턴패널(720)은 제3하우징(250)의 내측공간인 제3내측공간(260)을 구획하는 판 형상이며, 리턴패널(720)에서 연장된 연결축(760)의 외측에는 리턴스프링(740)이 설치된다.
여기서, 상기 리턴스프링(740)은 리턴패널(720)을 탄성 지지하므로, 리턴패널(720)이 제2작동유체(292) 또는 제3작동유체(293)를 설정된 힘으로 가압할 수 있다.
상기 제어부(800)는 부스터부(850)와 제어신호를 주고 받으며, 상기 하우징부(200)의 내측에 설치된 제어밸브부(900)의 동작을 제어한다.
여기서, 상기 제어부(80)는 부스터부(850)에 구비된 전장부(860)에 함께 설치될 수 있을 뿐만 아니라 다양하게 설치될 수 있다.
상기 부스터부(850)는 브레이크 페달의 이동을 감지하여 유압라인(620)을 통해 하우징부(200)의 내측으로 유압을 공급하거나, 상기 부스터부(850)에 설치된 전장부(860)에서 브레이크 페달의 이동을 감지하여 제어부(800)로 측정값을 전달하면, 제어부(800)는 하우징부(200)에 설치된 회전부(400)를 회전시키는 제어신호를 발생하게 된다.
여기서, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)와 부스터부(85) 사이에는 유압과 전기에너지에 의해 각각 동작될 수 있도록 복수의 유압라인(620)과 전원라인(880)이 설치된다.
다음으로, 상기 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 제어밸브부(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어밸브부(900)는 제2하우징(230)과 제3하우징(250) 사이에 설치되며, 제어부(800)의 제어신호에 의해 동작되어 유로를 개폐한다.
따라서 상기 유압공급부(600)를 통해 제2하우징(230)으로 공급된 유압이 가압모듈부(540)의 이동부재(570)를 가압하지 않고, 상기 제어밸브부(900)를 통해 제3하우징(250)으로 이동되는 동작을 안내한다. 일 실시예에 따른 제어밸브부(900)는 솔레노이드밸브를 사용한다.
상기와 같이 구성되는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치의 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.
전기에너지를 이용하여 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)가 동작되는 경우, 부스터부(850)에서 브레이크 페달의 이동과 이동거리 등이 감지되며, 제어부(800)를 통한 제어신호가 각 바퀴에 장착된 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)로 전달된다.
자력 변화 또는 모터 또는 구동 모터를 통해 회전부(400)가 회전하면, 볼베어링(580)을 사이에 두고 회전부(400)의 내측에 설치된 직선이동몸체(510)가 직선방향으로 이동된다.
이후, 상기 직선이동몸체(510)가 브레이크 패드(20)를 향한 방향으로 이동되는 경우, 직선이동몸체(510)에 밀려서 가압모듈부(540)의 가압부재(560)가 휠디스크(22)에 접하는 방향으로 브레이크 패드(20)를 가압함으로써, 브레이크 패드(20)는 휠디스크(22)에 접하면서 차량의 제동이 이루어진다.
이때 피스톤에 해당하는 상기 이동부재(570)의 앞쪽 오일은 리턴부(700)로 이동되어 유압으로 인한 힘 손실이 없게 된다.
그리고 상기 제2작동유체(292)는 제3내측공간(260)으로 이동되어 리턴부(700)의 리턴패널(720)을 가압하므로 리턴스프링(740)이 압축된다.
다음으로, 전기에너지의 공급으로 브레이크 패드(20)의 이동이 1차 이루어진 상태에서, 상기 부스터부(850)에서 발생된 유압은 유압라인(620)을 통해 하우징부(200)의 내측으로 공급된다.
이때, 상기 유압라인(620)을 통해 제3내측공간(260)으로 이동된 유압은 이동부재(570)를 가압하므로 이동부재(570)와 함께 가압부재(560)가 이동되어 브레이크 패드(20)를 추가 가압하므로 제동력을 향상시키게 된다.
다음으로, 상기 회전부(400)의 역회전에 의해 직선이동부(500)가 브레이크 패드(20)와 멀어지는 방향으로 이동되면, 상기 리턴스프링(740)이 동작되어 리턴패널(720)을 가압하므로 제3내측공간(260)으로 이동된 제2작동유체(292)가 다시 이동부재(570)와 제1경계부재(270)의 사이로 이동된다.
따라서 상기 이동부재(570)를 포함한 가압모듈부(540)는 초기 위치로 이동된다.
다음으로, 운전자가 브레이크 페달을 밟았을 때 유압이 발생할 수 있지만, 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)의 제어로직에 의해 유압이 필요하지 않는 경우에는, 제어밸브부(900)가 열려서 제3내측공간(260)으로 공급된 유압을 리턴부(700)가 설치된 제2내측공간(240)으로 빼준다.
이때, 상기 회전부(400)의 회전에 의해서만 가압모듈부(540)의 동작이 이루어진다.
다음으로, 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 피스톤에 해당하는 가압모듈부(540)를 좌측이나 우측으로 이동되는 동작을 제어할 수 있으며, 부스터부(850)와 함께 사용하여 이중 안전구조를 구현할 수 있다.
또한, 유압과 전기에너지에 의해 제동력을 얻는 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)는 전자제어식 유압 부스터부(850)와 동시에 사용할 수 있다.
이때 주 브레이크는 회전자의 회전에 의해 가압모듈부(540)가 이동되어 제동이 이루어지며, 주행상황에 따라 제동토크 부족 시 보조로 유압 사용이 가능하다.
다음으로, 전기에너지를 사용한 제동력 발생에 문제가 발생하는 경우, 전자제어식 유압 부스터부(850)가 작동하여 유압에 의해 피스톤에 해당하는 이동부재(570)를 밀어 비상 제동이 이루어진다.
또한 제어부(800)는 리니어 솔레노이드 밸브를 사용하는 제어밸브부(900)를 제어하여 제동 방식 및 제어모드에 따라 유압을 적절하게 조절 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치(100)가 유압에 의해서만 동작되는 경우, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 부스터부(850)에서 유압이 발생된다.
상기 유압라인(620)을 통해 공급된 유압은 이동부재(570)를 가압하므로 가압부재(560)가 브레이크 패드(200)를 이동시켜 제동력을 발생시킨다. 이때 상기 제어밸브부(900)는 동작하지 않는다.
이와 같이 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치는 유압으로만 작동되거나 전기에너지만으로 작동될 수 있다. 또는 유압과 전기에너지가 동시에 작동될 수 있으며, 평소에는 유압 또는 전기에너지만 사용하여 제동을 하며, 특이 사항인 경우에만 다른 에너지원을 사용하여 제동을 이중으로 하는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 브레이크패드 22: 휠디스크
100: 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치
200: 하우징부 210: 제1하우징
220: 제1내측공간 230: 제2하우징
240: 제2내측공간 250: 제3하우징
260: 제3내측공간 270: 제1경계부재
280: 부시부재 291: 제1작동유체
292: 제2작동유체 293: 제3작동유체
300: 회전력 공급부 310: 모터
320: 로터 330: 선 기어 연결부
340: 구동모터 350: 구동 풀리
360: 종동 풀리 370: 타이밍 벨트
400: 회전부 420: 회전몸체
440: 내측나선홈부 462: 선 기어
464: 링 기어 466: 유성기어
500: 직선이동부 510: 직선이동몸체
520: 외측나선홈부 540: 가압모듈부
550: 연결부재 560: 가압부재
570: 이동부재 580: 볼베어링
600: 유압공급부 620: 유압라인
700: 리턴부 720: 리턴패널
740: 리턴스프링 760: 연결축
800: 제어부 850: 부스터부
860: 전장부 880: 전원라인
900: 제어밸브부

Claims (8)

  1. 차량의 휠디스크 양단에 브레이크패드를 위치시키고, 상기 브레이크패드가 위치한 내측에 제1, 2, 3내측공간을 갖는 하우징부;
    상기 하우징부의 내측에 장착되고 회전력을 제공하는 모터를 갖는 회전력 공급부;
    상기 회전력 공급부의 모터로부터 회전력을 공급받아 회전하는 원통 형상의 회전몸체를 갖는 회전부;
    상기 회전몸체의 내측에 연결되며, 상기 모터의 회전 시 상기 회전몸체와 연동 작동하면서 직선이동하여 상기 하우징부의 제1내측공간 상에서 브레이크패드를 가압하는 직선이동부; 및
    상기 하우징부에 연결되며 상기 직선이동부를 이동시키는 유압을 상기 제2내측공간을 통해 공급하는 유압공급부를 포함하고,
    상기 회전몸체는
    상기 모터로부터 공급받은 회전력을 이용하여 상기 제3내측공간 내의 제자리에서 회전하며 상기 직선이동부를 직선 이동시키는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전력 공급부는,
    상기 회전부와 유압공급부의 사이에 위치한 직선이동부에 장착되고 회전력을 제공하는 모터의 회전력을 공급받아 회전 작동하고, 일단에는 선 기어 연결부가 형성되며, 상기 회전부에 회전력을 전달하는 로터를 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 로터의 선 기어 연결부와 일체로 구성되는 선 기어;
    상기 선 기어의 외주면에 배치되는 링 기어;
    상기 선 기어와 링 기어의 사이에 간격을 두고 장착되는 유성기어;
    상기 직선이동부와 마주하는 상기 회전몸체의 내측에 나선형으로 홈이 형성되는 내측나선홈부; 및
    상기 유성기어와 회전몸체의 측면을 고정하는 회전고정구를 더 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전력 공급부는
    벨트 장착홈이 형성되는 하우징부의 외부에 장착되는 상기 모터의 회전축에 결합되고 회전부의 동일선상에 배치되는 구동 풀리;
    상기 직선이동부를 구성하는 직선이동몸체의 외 측에 장착되고 선 기어에 회전력을 전달하는 종동 풀리; 및
    상기 하우징부의 벨트 장착홈을 관통하고 상기 구동 풀리와 종동 풀리에 감기는 타이밍 벨트를 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 직선이동부는,
    회전부를 구성하는 내측나선홈부에 대응되는 나선형의 홈이 외측에 구비되며, 상기 하우징부의 내측에 회전이 구속된 상태로 설치되는 직선이동몸체;
    상기 직선이동몸체를 관통하여 설치되는 연결부재;
    상기 직선이동몸체의 일 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 연결부재와 함께 이동되어 상기 브레이크패드를 가압하는 가압부재;
    상기 직선이동몸체의 타 측으로 돌출된 상기 연결부재에 연결되며, 상기 유압공급부를 통해 공급된 유압에 의해 이동이 이루어지는 이동부재; 및
    상기 직선이동몸체와 내측나선홈부의 사이에 설치되는 볼베어링을 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    상기 직선이동몸체가 직선 이동이 가능하도록 상기 제1내측공간을 형성하는 제1하우징;
    상기 제1하우징의 일 측에 설치되며, 상기 이동부재가 이동하는 공간인 상기 제2내측공간을 형성하는 제2하우징;
    상기 제2하우징에 연통되는 제3하우징;
    상기 제1하우징과 상기 제2하우징의 사이에 설치되어, 상기 제1내측공간과 상기 제2내측공간을 구획하는 제1경계부재; 및
    상기 제2하우징과 상기 제3하우징 사이에 설치되며, 제어부의 제어신호에 의해 동작되어 유로를 개폐하여, 상기 유압공급부를 통해 상기 제2 하우징으로 공급된 유압이 상기 제3하우징으로 이동되는 동작을 제어하는 제어밸브부를 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1하우징의 내측에는 윤활기능을 수행하는 제1작동유체가 구비되고,
    상기 이동부재와 상기 제1경계부재의 사이에는 액체 상태의 제2작동유체가 구비되는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3하우징의 내측에는 상기 제3하우징의 내측으로 이동된 제2작동유체를 상기 제2하우징을 향한 방향으로 탄성 가압할 수 있도록 리턴부가 더 장착되고,
    상기 리턴부는
    상기 제3하우징의 내측 공간을 구획하는 판 형상의 리턴패널; 및
    상기 리턴패널을 탄성 지지하는 리턴스프링을 포함하는 것인 차량용 이중안전 구조를 적용한 브레이크 장치.
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