KR102512309B1 - 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

전자식 브레이크 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 패드플레이트를 가압하도록 캘리퍼하우징에 마련되는 피스톤, 피스톤의 내부에 결합되어 피스톤을 진퇴시키는 너트, 회전에 의해 너트를 진퇴시키며 외면에 형성되는 단턱부를 포함하는 스핀들, 스핀들의 회전을 허용 또는 차단할 수 있도록 스핀들에 결속 또는 결속 해제되는 회전제한유닛 및 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 회전제한유닛을 이동시키는 구동유닛을 포함하고, 회전제한유닛은 스핀들의 외주면을 감싸는 몸체부와, 몸체부에 마련되며 단턱부에 밀착 가능하게 마련되는 결속부와, 몸체부에 마련되며 구동유닛으로부터 구동력을 전달받는 연결부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.

Description

전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량{ELECTRIC BRAKE SYSTEM AND A VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 전자식 브레이크 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파킹 브레이크 작동 시 주차 제동 상태를 안정적으로 유지 가능하게 하는 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량에는 제동을 수행하기 위한 브레이크 시스템이 필수적으로 장착되는데 이러한 브레이크 시스템은 차량의 주행 상황에서 제동력을 제공하는 서비스 브레이크 기능과 더불어, 주차 시 차량의 정지상태를 유지하는 파킹 브레이크 기능이 함께 요구된다.
종래의 파킹 브레이크는 발로 페달을 밟아서 구동하는 풋브레이크와 손으로 레버를 잡아 당겨 핸드브레이크 타입이 주로 사용되었으나, 파킹 브레이크의 레버를 조작하려면 한 손으로 많은 힘을 써서 잡아 당겨야 하고, 특히 빈번히 주정차를 하는 운전자는 허리 부상 및 팔에 무리를 줄 뿐만 아니라, 상기 파킹 브레이크 레버가 콘솔 중앙에 위치하여 실내공간 활용에 제약을 주는 문제점이 있었다.
따라서 오늘날에는 버튼을 누르는 등의 방식으로 운전자의 주차 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 모터를 이용해 제동력을 발생시키도록 액츄에이터를 활용하여 전자기계식 주차 제동을 구현하는 방식이 개발되고 있다.
전자 제어되는 모터를 동력원으로 하여 제동력을 발생시키는 전자 브레이크 시스템(EMB, Electro - Mechanical Brake)은, 유압을 이용해 제동력을 발생하지 않으므로 유압식 브레이크에 비해 구성의 단순화와 더불어, 여러 전자 제어 장치와 함께 통합 섀시 제어를 최적으로 구현할 수 있다.
차량의 주차 제동 시에는 캘리퍼 브레이크의 피스톤 및 너트-스핀들, 드럼 브레이크의 파킹 브레이크슈와 같은 파킹부가 제동력을 유지한다.
그러나, 파킹부가 주차 제동력을 유지하고 있더라도 외부로부터 충격을 받거나 경사진 곳에 차량을 주차해야 하는 등 주차 제동의 유지를 방해하는 변인이 있을 경우, 차량의 주차 제동상태가 해제되어 차량이 이동하게 될 수 있다. 또는, 전자 브레이크 시스템은 전원이 차단될 경우 패드와 디스크간 마찰력이 저하되어 차량의 주차 제동상태가 해제되어 주차중인 차량이 이동하게 될 수 있다.
따라서, 기존에는 주차 제동 상태에도 불구하고 차량의 이동을 방지하기 위해 바퀴 사이 또는 바퀴의 후방에 돌이나 버팀목을 놓는 등 문제를 직접적으로 해결하지 않았고 이에 이를 개선할 필요성이 요청되었다.
대한민국 공개특허공보 10-2011-0057764 (2011. 06. 01.)
본 발명의 실시 예는 회전제한유닛으로 스핀들의 회전을 제한하여 제동력을 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 캘리퍼하우징에 마련된 지지부를 통해 회전제한유닛에 가해지는 스핀들의 회전력을 캘리퍼하우징으로 분산할 수 있어 구동유닛 측으로 스핀들의 회전력이 집중되는 것을 방지할 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 스핀들에 동력을 전달하는 액츄에이터와 별도의 구동유닛을 마련하여 회전제한유닛을 스핀들에 밀착시켜 제동력을 발생시킬 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예는 전류 소모를 줄이고 제동의 신뢰성을 높일 수 있는 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예의 일 측면에 따르면, 패드플레이트를 가압하도록 캘리퍼하우징에 마련되는 피스톤; 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트; 회전에 의해 상기 너트를 진퇴시키며, 외면에 형성되는 단턱부를 포함하는 스핀들; 상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하도록 상기 스핀들에 결속 또는 결속 해제되는 회전제한유닛; 및 상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 상기 회전제한유닛을 이동시키는 구동유닛을 포함하고, 상기 회전제한유닛은 상기 스핀들의 외주면을 감싸는 몸체부와, 상기 몸체부에 마련되어 상기 단턱부에 밀착 또는 이격 가능한 결속부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 단턱부는 및 상기 결속부 중 어느 하나는 적어도 하나의 제1 돌기를 포함하고, 상기 단턱부 및 상기 결속부 중 다른 하나는 상기 제1 돌기와 결속되는 제1 홈을 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제1 홈은 상기 스핀들의 축방향으로 함몰 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 캘리퍼하우징은 상기 몸체부의 외주면을 감싸는 지지부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 지지부는 상기 스핀들의 축방향을 따라 함몰 형성된 제2 홈을 포함하고, 상기 몸체부는 상기 제2 홈에 대응하는 위치에 돌출 형성된 제2 돌기를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예의 다른 측면에 따르면, 패드플레이트를 가압하도록 캘리퍼하우징에 마련되는 피스톤; 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트; 회전에 의해 상기 너트를 진퇴시키며, 외면에 함몰 형성된 제1 홈을 구비한 스핀들; 상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하도록 상기 제1 홈과 대응되는 위치에 돌출 형성되어 상기 제1 홈에 삽입 및 고정되는 제1 돌기를 포함하는 회전제한유닛; 및 상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 상기 회전제한유닛을 진퇴이동시키는 구동유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 스핀들은 상기 제1 홈을 포함하며 상기 스핀들의 외면에 마련되는 단턱부를 포함하고, 상기 회전제한유닛은 상기 스핀들의 외주면을 감싸는 몸체부와, 상기 제1 돌기를 포함하며 상기 몸체부에 마련되어 상기 단턱부에 밀착 또는 이격 가능한 결속부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제1 홈은 상기 스핀들의 축방향으로 함몰 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 구동유닛은 동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 상기 회전제한유닛으로 전달하는 감속기어부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 회전제한유닛은 상기 몸체부에 마련되며 상기 구동유닛으로부터 구동력을 전달받는 연결부를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 감속기어부는 상기 모터의 회전축에 연결되는 웜과, 외측은 상기 웜과 연결되고 내측은 상기 연결부와 연결되는 웜 기어를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 연결부는 상기 웜 기어와 연결되어 상기 모터의 구동력을 전달받아 상기 스핀들의 축방향을 중심으로 회전하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 연결부는 외주면에 제1 나사산이 형성되고, 상기 웜 기어는 상기 제1 나사산에 대응하는 위치에 상기 제1 나사산과 치합되는 제2 나사산이 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 캘리퍼하우징은 상기 웜 기어를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 너트는 길이방향으로 중공부를 갖추고, 중공부의 내주면에는 길이방향으로 일정구간 상기 스핀들에 형성된 제2 나사부와 나사결합되는 제1 나사부가 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 스핀들은 스핀들바디와, 상기 스핀들바디로부터 반경 방향으로 확장 형성되며 상기 단턱부가 형성된 스핀들플랜지와, 외주면에 상기 제2 나사부가 형성되는 스핀들로드를 포함하는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 단턱부는 상기 스핀들의 외주면에서 반경 방향으로 확장 형성되는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 몸체부는 상기 캘리퍼하우징에 마련된 실린더를 관통하여 액츄에이터와 연결되는 상기 스핀들바디를 감싸는 전자식 브레이크 시스템이 제공될 수 있다.
상기 전자식 브레이크 시스템을 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
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본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량은 회전제한유닛으로 스핀들의 회전을 제한하여 제동력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량은 지지부를 통해 회전제한유닛에 가해지는 스핀들의 회전력을 캘리퍼하우징으로 분산할 수 있어 구동유닛측으로 스핀들의 회전력이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량은 스핀들에 동력을 전달하는 액츄에이터와 별도의 구동유닛을 마련하여 회전제한유닛을 스핀들에 밀착시켜 제동력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템 및 이를 포함하는 차량은 전류 소모를 줄이고 제동의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 스핀들과 회전제한유닛이 밀착되어 있는 상태를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 스핀들과 회전제한유닛이 이격되어 있는 상태를 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 1의 I-I’선을 절개하여 A방향에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 1의 I-I’선을 절개하여 B방향에서 바라본 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 스핀들과 회전제한유닛이 밀착되어 있는 상태를 나타내는 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자식 브레이크 시스템의 스핀들과 회전제한유닛이 이격되어 있는 상태를 나타내는 확대도이고, 도 4는 도 1의 I-I’선을 절개하여 A방향에서 바라본 단면도이고, 도 5는 도 1의 I-I’선을 절개하여 B방향에서 바라본 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은
패드플레이트(10)를 가압하도록 캘리퍼하우징(100)에 마련되는 피스톤(110), 피스톤(110)의 내부에 결합되어 피스톤(110)을 진퇴시키는 너트(201), 회전에 의해 너트(201)를 진퇴시키며, 외면에 형성되는 단턱부(210)를 포함하는 스핀들(200), 스핀들(200)의 회전을 허용 또는 차단할 수 있도록 스핀들(200)에 결속 또는 결속 해제되는 회전제한유닛(300), 스핀들(200)의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 회전제한유닛(300)을 이동시키는 구동유닛(400)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 패드플레이트(10)는 피스톤(110)과 접하도록 배치된 내측 패드플레이트와 캘리퍼하우징(100)의 핑거부(102)와 접하도록 배치된 외측 패드플레이트를 포함한다. 한 쌍의 패드플레이트(10)는 디스크(D)의 양쪽 측면을 향하여 진퇴할 수 있도록 차체에 고정된 캐리어(50)에 설치될 수 있다. 디스크(D)와 마주하는 각 패드플레이트(10)의 일면에는 마찰패드(11)가 부착되어 마련될 수 있다.
캘리퍼하우징(100)은 캐리어(50)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 캘리퍼하우징(100)은 내부에 피스톤(110)이 진퇴 가능하게 수용되는 실린더(101)를 구비할 수 있다. 실린더(101)의 후방(도 1을 기준으로 우측) 측에는 동력변환유닛이 설치될 수 있으며, 외측 패드플레이트를 작동시키도록 전방(도 1을 기준으로 좌측)로부터 굽어지게 형성되는 핑거부(102)가 마련될 수 있다. 실린더(101) 및 핑거부(102)는 일체로 형성될 수 있다.
캘리퍼하우징(100)은 회전제한유닛(300)의 몸체부(310)의 외주면을 감싸는 지지부(120)를 포함할 수 있다. 지지부(120)는 내주면을 따라 길이방향으로 함몰 형성된 제2 홈(121)을 포함할 수 있다. 또한, 캘리퍼하우징(100)은 웜 기어(422)를 탄성 지지하는 탄성부재(130)를 포함할 수 있다.
피스톤(110)은 내부가 빈 중공의 형상으로 형성되어 실린더(101) 내에서 슬라이딩 가능하게 마련될 수 있다. 구체적으로 피스톤(110)은 너트(201)가 접촉 가능하도록 내부가 빈 컵(Cup) 형상으로 마련될 수 있다. 피스톤(110)은 액츄에이터(40)로부터 동력을 전달받은 동력변환유닛에 의해 병진운동으로 전환되어 진퇴 이동할 수 있으며. 이를 통해 피스톤(110)이 내측 패드플레이트를 디스크(D) 측으로 가압하여 제동을 구현할 수 있다. 또한, 피스톤(110)이 내측 패드플레이트 측으로 이동하여 내측 패드플레이트를 가압하면 그 반력에 의해 캘리퍼하우징(100)이 피스톤(110)과 반대방향으로 동작하여 핑거부(102)가 외측 패드플레이트를 디스크(D)측으로 가압함으로써 제동을 수행할 수도 있다.
동력변환유닛은 모터와 감속기로 구성된 액츄에이터(40)로부터 동력을 전달받아, 회전운동을 병진운동으로 전환하여 피스톤(110)을 내측 패드플레이트 측으로 가압하도록 마련된다. 동력변환유닛은 피스톤(110)의 내측에 배치되며 피스톤(110)의 내측 후방면과 접촉되는 너트(201)와, 너트(201)와 나사 결합되는 스핀들(200)을 포함한다.
너트(201)는 스핀들(200)과 나사결합되어 진퇴 이동하며 피스톤(110)과 접촉되어 회전이 제한되도록 마련된다. 너트(201)는 스핀들(200)의 회전 방향에 따라 전방 또는 후방으로 이동하며 피스톤(110)을 가압 또는 가압 해제하는 역할을 한다. 너트(201)는 길이방향으로 중공된 중공부를 갖추고, 중공부의 내주면에는 길이방향으로 일정구간 스핀들(200)의 제2 나사부(204a)와 나사 결합되는 제1 나사부(201a)가 마련된다.
스핀들(200)은 일측에는 제2 나사부(204a)가 형성되어 너트(201)의 제1 나사부(201a)와 나사결합되며, 타측은 액츄에이터(40)와 연결되어 액츄에이터(40) 내 모터의 회전력을 전달받는다. 스핀들(200)은 모터의 회전력을 전달받아 회전하고, 제1 나사부(201a)와 나사결합되는 제2 나사부(204a)를 통해 너트(201)를 진퇴이동 시킬 수 있다. 모터에 의한 스핀들(200)의 회전방향에 따라 너트(201)는 전방 또는 후방으로 이동하며 피스톤(110)을 가압 또는 가압 해제할 수 있다,
세부적으로, 스핀들(200)은 스핀들바디(202)와 스핀들바디(202)로부터 반지름 방향으로부터 확장 형성되는 스핀들플랜지(203)와, 외주면에 제2 나사부(204a)(204a)가 형성되는 스핀들로드(204)를 포함할 수 있다. 스핀들바디(202)는 캘리퍼하우징(100)의 실린더(101)를 관통해서 액츄에이터(40)와 연결되어 모터의 회전력을 전달받으며, 스핀들플랜지(203)와 스핀들로드(204)는 피스톤(110)의 내측에 배치될 수 있다. 스핀들플랜지(203)와 실린더(101) 사이에 베어링(220)을 마련하여, 스핀들(200)이 실린더(101) 내에서 안정적으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.
단턱부(210)는 스핀들(200) 외면에 형성되며, 스핀들(200)의 외주면에서 반경 방향으로 확장 형성될 수 있다. 단턱부(210)는 회전제한유닛(300)의 결속부(320)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 단턱부(210)에 회전제한유닛(300)의 결속부(320)를 밀착시켜, 스핀들(200)의 회전을 제한할 수 있다. 차량의 제동 상태는 너트(201)가 피스톤(110)을 가압하고 있는 상태로, 결속부(320)를 단턱부(210)에 밀착시켜 스핀들(200)의 회전을 제한하여 너트(201)에 의한 피스톤(110)의 가압상태가 해제되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 제동의 신뢰성을 높일 수 있다. 단턱부(210)는 스핀들(200)의 외주면에서 반경 방향으로 확장 형성될 수 있고, 세부적으로는 스핀들바디(202)의 외주면에서 반경 방향으로 확장 형성되도록 마련될 수 있다.
단턱부(210)는 돌출 형성되는 제1 돌기(211)를 포함할 수 있다. 제1 돌기(211)는 결속부(320)와 대향하는 면에 형성될 수 있다. 제1 돌기(211)는 결속부(320)에 형성된 제1 홈(321)에 삽입되며, 삽입된 상태에서는 제1 돌기(211)가 제1 홈(321)의 양 측단에 걸려 스핀들(200)의 회전을 제한할 수 있다. 제1 돌기와 제1 홈의 위치는 이에 국한되지 않고, 이와 반대로 단턱부(210)에 제1 홈이 형성되고, 결속부(320)에 제1 돌기가 형성될 수 있다. 즉, 단턱부(210) 및 결속부(320) 중 어느 하나는 적어도 하나의 제1 돌기를 포함할 수 있고, 다른 하나는 제1 돌기와 결속되는 제1 홈을 포함할 수 있다. 제1 돌기는 스핀들의 축방향으로 돌출 형성될 수 있으며, 제1 홈은 스핀들(200)의 축방향으로 함몰 형성될 수 있다.
제1 돌기(211)와 제1 홈(321)은 래칫 형상으로 마련되어 제1 홈(321)에 제1 돌기(211)가 삽입되어 있는 경우 스핀들(200)의 일방향 회전을 허용하되, 반대방향 회전을 제한하도록 마련할 수 있다. 회전제한유닛(300)과 스핀들(200)의 결속 시, 스핀들(200)의 일방향 회전만 허용하여 스핀들(200)이 반대방향으로 회전하여 너트(201)가 고정되지 않고 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 회전제한유닛(300)의 스핀들(200)에 대한 구속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일 예로, 회전제한유닛(300)이 스핀들(200)에 밀착되어 제1 돌기(211)가 삽입되어 있는 상태에서는 스핀들(200)이 반대방향으로 회전을 할 수 없어, 너트(201)가 피스톤(110)을 가압하는 상태를 유지할 수 있다. 이와 반대로, 회전제한유닛(300)이 스핀들(200)에 이격되어 제1 돌기(211)가 제1 홈(321)에서 나오는 경우 스핀들(200)은 반대방향으로 회전할 수 있어, 너트(201)가 피스톤(110)을 가압하는 상태를 해제할 수 있다.
회전제한유닛(300)은 스핀들(200)에 결속되어 스핀들(200)의 회전을 제한할 수 있다. 회전제한유닛(300)은 동력변환유닛의 후방측에 마련될 수 있다. 회전제한유닛(300)은 스핀들(200)의 외주면을 감싸는 몸체부(310)와, 몸체부(310)의 일측에 마련되며 스핀들(200)의 단턱부(210)에 밀착되는 결속부(320)와, 몸체부(310)의 타측에 마련되며 구동유닛(400)과 연동되는 연결부(330)를 포함할 수 있다.
몸체부(310)는 캘리퍼하우징(100)과 스핀들(200) 사이에 마련되며, 스핀들(200)의 외주면을 감쌀 수 있게 마련된다. 캘리퍼하우징(100) 내 몸체부(310)가 스핀들(200)의 외주면을 감싸도록 마련하여, 회전제한유닛(300)을 위한 별도의 공간을 마련하지 않을 수 있어 캘리퍼하우징(100) 내 공간활용성을 증대시킬 수 있다. 세부적으로, 몸체부(310)는 캘리퍼하우징(100)의 실린더(101)를 관통하여 액츄에이터(40)와 연결되는 스핀들바디(202)를 감쌀 수 있다.
몸체부(310)는 회전제한유닛(300)을 감싸는 지지부(120) 내에서 진퇴이동을 할 수 있어, 지지부(120) 내에서 회전제한유닛(300)의 경로가 이탈되지 않고 스핀들(200)과 밀착 또는 이격될 수 있다.
몸체부(310)는 지지부(120)의 내주면을 따라 함몰 형성된 제2 홈(121)에 대응하는 위치에 외주면을 따라 돌출 형성된 제2 돌기(311)를 포함할 수 있다. 회전제한유닛(300)의 몸체부(310)가 지지부(120) 내로 이동 시, 제2 돌기(311)가 제2 홈(121)에 삽입된다. 제2 홈(121)에 제2 돌기(311)가 삽입되면 몸체부(310)가 회전하려고 하는 경우, 제2 돌기(311)가 제2 홈(121)의 양 측단에 걸려 몸체부(310)가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 결속부(320)가 단턱부(210)에 밀착되어 제1 돌기(211)가 제1 홈(321)에 삽입되는 경우에 몸체부(310), 결속부(320)와 단턱부(210)가 함께 회전하는 것을 방지할 수 있어, 스핀들(200)의 회전을 방지하여, 너트(201)의 위치를 고정시킬 수 있다. 이를 통해 제동의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 회전제한유닛(300)으로 스핀들(200)을 구속 시, 스핀들(200)의 회전력은 제2 돌기(311)와 제2 홈(121)을 통해 지지부(120)로 전달되게 되고, 캘리퍼하우징(100)이 회전력을 지지하게 된다. 스핀들(200)의 회전력이 구동유닛(400)측으로 스핀들(200)의 회전력이 집중되는 것을 방지할 수 있어 구동유닛(400)이 설치되어 있는 측의 캘리퍼하우징(100)의 강성을 높게 설계하지 않을 수 있으며, 구동유닛(400)의 내구성을 증대할 수 있다. 이를 통해 설계상의 이점과 비용상 이점을 가질 수 있다.
결속부(320)는 몸체부(310)에 마련되어 스핀들(200)의 단턱부(210)에 밀착된다. 결속부(320)는 단턱부(210)에 밀착되어 스핀들(200)의 회전을 제한할 수 있다. 회전제한유닛(300)의 스핀들(200)에 대한 구속의 신뢰성을 향상시키기 위해, 결속부(320)는 외면에 함몰 형성된 제1 홈(321)을 구비할 수 있고, 제1 홈(321)은 단턱부(210)와 대향하는 면에 형성될 수 있다. 제1 홈(321)에는 단턱부(210)에 형성된 제1 돌기(211)가 삽입될 수 있고, 삽입되어 결속된 상태에서는 스핀들(200)의 회전이 제한될 수 있다. 이와 반대로 단턱부(210)에 제1 홈(321)이 형성되고 결속부(320)에 제1 돌기(211)가 형성하여 결속구조를 마련할 수도 있다. 제1 돌기(211)와 제1 홈(321)을 래칫 형상으로 마련하여 회전제한유닛(300)의 스핀들(200)에 대한 구속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 제1 돌기(211)는 스핀들(200)의 축방향으로 돌출 형성될 수 있으며, 제1 홈(321)은 스핀들(200)의 축방향으로 함몰 형성될 수 있다.
연결부(330)는 몸체부(310)에 마련되며 구동유닛(400)으로부터 구동력을 전달받을 수 있다. 세부적으로 연결부(330)는 모터의 웜 기어(422)와 연동되어 모터의 구동력을 전달받아 스핀들(200)의 축방향을 중심으로 회전할 수 있다. 연결부(330)가 회전하며 회전제한유닛(300)은 스핀들(200)의 축방향을 따라 이동할 수 있다. 이를 통해 결속부(320)가 단턱부(210)에 밀착 또는 이격될 수 있다.
연결부(330)는 외주면에 제1 나사산(331)이 마련될 수 있다. 제1 나사산(331)은 웜 기어(422)의 내주면에 마련된 나사산(422b)과 치합되어, 모터(410)로부터 웜(421)을 통해 웜 기어(422)로 전달된 구동력이 연결부(330)로 전달될 수 있다. 또한, 연결부(330)의 제1 나사산(331) 및 웜 기어(422)의 제2 나사산(422b)이 치합되어 웜(421)로부터 웜 기어(422)에 모터의 구동력이 전달되지 않아도 웜(421)과 연결부(330)의 위치가 고정되는 셀프 락킹(Self-Locking) 구조를 형성할 수 있다. 이를 통해 회전제한유닛(300)을 큰 힘으로 지지할 수 있어, 스핀들(200)에 대한 회전제한유닛(300)의 구속력을 향상시킬 수 있다.
구동유닛(400)은 동력을 발생시키는 모터(410)와, 모터(410)의 회전축(411)에 연결되어 구동력을 회전제한유닛(300)으로 전달하는 감속기어부(420)를 포함할 수 있다.
모터(410)는 차량의 운전석에 마련된 스위치의 조작에 의해 전원을 인가받아 전기적 에너지를 기계적 회전 운동에너지로 변환시킬 수 있다. 스위치의 작동 신호에 따른 파킹모드의 제어는 차량의 전자제어유닛(ECU)에 의해 이루어질 수 있다.
감속기어부(420)는 모터(410)의 회전축(411)에 연결되는 웜(421)과, 외측은 웜 (421)에 연결되며 내측은 회전제한유닛(300)의 연결부(330)에 연결되는 웜 기어(422)를 포함할 수 있다. 모터(410)의 구동력은 감속기어부(420)를 통해 회전제한유닛(300)으로 전달되어 스핀들(200)의 회전을 제한할 수 있다.
웜(421)은 모터(410)의 회전축(411)을 중심으로 회전한다. 웜(421)과 연동된 웜 기어(422)는 회전방향을 모터(410)의 회전축(411)에 대해 직각방향으로 전환하면서 회전한다. 이 때 웜(421)에 형성된 기어치(421a)와 웜 기어(422)에 형성된 기어치(442a)가 치합되어 모터(410)의 구동력이 웜(421)을 통해 웜 기어(422)로 전달된다. 웜 기어(422)는 연결부(330)의 외주면에 형성된 제1 나사산(331)과 치합되는 제2 나사산(422b)을 통해 모터(410)의 구동력을 연결부(330)로 전달한다. 이때 웜 기어(422)와 연결부(330)는 셀프 락킹 구조가 마련 될 수 있다,
웜 기어(422)는 캘리퍼하우징(100)에 마련된 탄성부재(130)에 의해 탄성 지지될 수 있다. 웜 기어(422)를 통해 연결부(330)에 구동력이 전달되며 회전제한유닛(300)이 스핀들(200)로 밀착 또는 이격될 때, 웜 기어(422)로 반력이 가해질 수 있다. 이 때 탄성부재(130)는 웜 기어(422)에 가해지는 반력의 반대방향으로 웜 기어(422)를 탄성 지지할 수 있다. 이를 통해 웜 기어(422)의 캘리퍼하우징(100) 내 위치를 일정하게 유지할 수 있어, 회전제한유닛(300)의 진퇴이동 시 고정되는 위치를 균일하게 유지할 수 있다. 이를 통해 회전제한유닛(300)의 진퇴이동 위치와 이동거리를 균일하게 유지할 수 있어 스핀들(200)에 대한 회전제한유닛(300)의 구속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 전자식 브레이크 시스템은 차량에 탑재되어 주차 제동력을 구현할 수 있으며, 제동의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템의 작동방식에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 차량의 주차 제동 상태를 유지하기 위한 파킹모드와, 차량의 주차 제동의 해제로 인한 파킹모드 해제로 작동할 수 있다.
먼저 운전자가 차량의 주차 제동을 위해 주차스위치 등을 조작하면, 액츄에이터(40)가 작동하여 구동력을 스핀들(200)로 전달한다. 스핀들(200)이 회전하면 너트(201)의 축방향 이동이 이루어지고, 너트(201)가 피스톤(110)을 가압함으로써 제동이 이루어진다.
회전제한유닛(300)은 액츄에이터(40)와 별도로 마련된 구동유닛(400)으로부터 구동력을 전달받아 스핀들(200)에 밀착 또는 이격되게 마련된다. 구동유닛(400)은 전자제어유닛(ECU)등으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터(410)로 동력을 발생시키고 감속기어부(420)를 통해 회전제한유닛(300)을 이동시킨다.
파킹모드 시, 구동유닛(400)은 전자제어유닛(ECU)등으로부터 전기적 신호를 전달받아 모터(410)로 구동력을 발생시킨다. 회전제한유닛(300)은 감속기어부(420)와 연동되는 연결부(330)를 통해 구동력을 전달받아 스핀들(200)로 밀착된다. 결속부(320)가 단턱부(210)로 밀착되며, 단턱부(210)에 형성된 제1 돌기(211)가 결속부(320)에 형성된 제1 홈(321)에 삽입되어 스핀들(200)의 회전을 제한하여 차량의 주차 제동의 해제를 방지할 수 있다. 이때, 몸체부(310)에 형성된 제2 돌기(311)가 제2 홈(121)에 삽입되어 회전제한유닛(300)이 스핀들(200)과 함께 회전하는 것을 방지하여 차량의 주차 제동의 해제를 방지할 수 있다.
파킹모드 해제 시, 회전제한유닛(300)은 감속기어부(420)와 연동되는 연결부(330)를 통해 구동력을 전달받아 스핀들(200)로부터 이격된다. 이때 모터(410)의 회전축(411)은 파킹모드 시와 반대방향으로 회전한다. 결속부(320)가 단턱부(210)로부터 이격되어 제1 돌기(211)가 제1 홈(321)으로부터 나온다. 회전제한유닛(300)과 스핀들(200)의 결속상태가 해제되어 스핀들(200)이 다시 회전할 수 있다. 파킹모드 해제 후, 액츄에이터(40)로부터 구동력을 전달받은 스핀들(200)이 회전하며 너트(201)를 후방으로 이동시켜 너트(201)가 피스톤(110)을 가압하고 있던 상태가 해제되어 차량의 주차 제동상태를 해제할 수 있다. 이때, 몸체부(310)에 형성된 제2 돌기(311)가 제2 홈(121)에 삽입 해제될 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자식 브레이크 시스템은 회전제한유닛(300)을 통해 스핀들(200)의 회전을 제한하여 주차 제동 상태에서 제동이 해제되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 회전제한유닛(300)으로 스핀들(200)을 구속하며 지지부(120)를 통해 스핀들(200)의 회전력을 캘리퍼하우징(100)으로 분산할 수 있어 스핀들(200)의 회전력이 구동유닛(400)쪽으로 집중되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 별도의 구동유닛(400)을 마련하여 회전제한유닛(300)을 스핀들(200)에 밀착 또는 이격시킬 수 있어 파킹모드 시 전류를 계속 가하지 않아도 되어 전류의 소모를 줄일 수 있으며, 파킹모드 시 회전제한유닛(300)이 강한 축력으로 스핀들(200)에 밀착시킬 수 있다.
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.
1: 전자식 브레이크 시스템 10: 패드플레이트
40: 액츄에이터 50: 캐리어
100: 캘리퍼하우징 110: 피스톤
120: 지지부 130: 탄성부재
200: 스핀들 210: 단턱부
300: 회전제한유닛 310: 몸체부
320: 결속부 330: 연결부
400: 구동유닛 410: 모터
420: 감속기어부

Claims (20)

  1. 패드플레이트를 가압하도록 캘리퍼하우징에 마련되는 피스톤;
    상기 피스톤의 내부에 결합되어 상기 피스톤을 진퇴시키는 너트;
    회전에 의해 상기 너트를 진퇴시키며, 외면에 형성되는 단턱부를 포함하는 스핀들;
    상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단할 수 있도록 상기 스핀들에 결속 또는 결속 해제되는 회전제한유닛; 및
    상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 상기 회전제한유닛을 이동시키는 구동유닛을 포함하고,
    상기 회전제한유닛은
    상기 단턱부와 대향하도록 이격 배치되어 상기 스핀들의 외주면 적어도 일부를 감싸는 몸체부와,
    상기 몸체부에 마련되며 상기 몸체부의 이동에 따라 상기 단턱부에 밀착 또는 이격 가능한 결속부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단턱부 및 상기 결속부 중 어느 하나는 적어도 하나의 제1 돌기를 포함하고,
    상기 단턱부 및 상기 결속부 중 다른 하나는 상기 제1 돌기와 결속되는 제1 홈을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 홈은
    상기 스핀들의 축방향으로 함몰 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캘리퍼하우징은
    상기 몸체부의 외주면을 감싸는 지지부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부는
    상기 스핀들의 축방향을 따라 함몰 형성된 제2 홈을 포함하고,
    상기 몸체부는
    상기 제2 홈에 삽입되도록 돌출 형성된 제2 돌기를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  6. 패드플레이트를 가압하도록 캘리퍼하우징에 마련되는 피스톤;
    상기 피스톤을 진퇴시키는 너트;
    회전에 의해 상기 너트를 진퇴시키며, 외면에 함몰 형성된 제1 홈을 구비한 스핀들;
    상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하도록 상기 스핀들의 외주면 적어도 일부를 감싸며 상기 제1 홈과 대향하도록 이격 배치되고, 상기 제1 홈 방향으로 돌출 형성되어 상기 제1 홈에 삽입 및 고정되는 제1 돌기를 포함하는 회전제한유닛;
    상기 스핀들의 회전을 허용 또는 차단하는 위치로 상기 회전제한유닛을 진퇴이동시키는 구동유닛을 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스핀들은
    상기 제1 홈을 포함하며 상기 스핀들의 외면에 마련되는 단턱부를 포함하고,
    상기 회전제한유닛은
    상기 스핀들의 외주면을 감싸는 몸체부와,
    상기 제1 돌기를 포함하며 상기 몸체부에 마련되어 상기 몸체부의 이동에 따라 상기 단턱부에 밀착 또는 이격 가능한 결속부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 홈은
    상기 스핀들의 축방향으로 함몰 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 구동유닛은
    동력을 발생시키는 모터와,
    상기 모터의 회전축에 연결되어 구동력을 상기 회전제한유닛으로 전달하는 감속기어부를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전제한유닛은
    상기 몸체부에 마련되며 상기 구동유닛으로부터 구동력을 전달받는 연결부를 더 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 감속기어부는
    상기 모터의 회전축에 연결되는 웜과,
    외측은 상기 웜과 연결되고 내측은 상기 연결부와 연결되는 웜 기어를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결부는
    상기 웜 기어와 연결되어 상기 모터의 구동력을 전달받아 상기 스핀들의 축방향으로 이동하는 전자식 브레이크 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연결부는
    외주면에 제1 나사산이 형성되고,
    상기 웜 기어는
    내주면에 상기 제1 나사산과 치합되는 제2 나사산이 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 캘리퍼하우징은
    상기 웜 기어를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 전자식 브레이크 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 너트는
    길이방향으로 중공부를 갖추고, 중공부의 내주면에는 길이방향으로 일정구간 상기 스핀들에 형성된 제2 나사부와 나사결합되는 제1 나사부가 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 단턱부는
    상기 스핀들의 외주면에서 반경 방향으로 확장 형성되는 전자식 브레이크 시스템.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된
    상기 전자식 브레이크 시스템을 포함하는 차량.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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